(57)【要約】【課題】  片面に粘着層が形成されたにも拘らず、筐体などとの導通を良好に確保することのできる導電性シート、及びその製造方法の提供。【解決手段】  シリコーンに導電性フィラーを充填してなるシート材を積層・圧着すると、充填されていた導電性フィラー同士がぶつかり、図３（Ａ），（Ｂ）に示すようにシート材表面から導電性フィラーの一部が押し出される。この面に粘着層を形成すれば、導電性フィラーの一部がシート材の表面から粘着層へ突出し、粘着層が絶縁性であってもその粘着層を挟んで導通が確保できる。このため、携帯電話等の小型機器で筐体の隙間に挟んで使用する場合にも、粘着層を介して筐体へ容易に固定することができ、しかも、その筐体との導通を良好に確保して良好に電磁波をシールドすることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に導電性フィラーを充填してなる導電性シートであって、
上記基材に上記導電性フィラーを充填して構成され、硬化する前に互いに積層・圧着された複数のシート材と、
上記積層後の最も外側のシート材表面に形成された粘着層と、
を備え、上記導電性フィラーの少なくとも一部が、上記シート材表面から上記粘着層へ突出したことを特徴とする導電性シート。
【請求項２】
上記複数のシート材が、支持層を挟んで積層・圧着されたことを特徴とする請求項１記載の導電性シート。
【請求項３】
上記導電性フィラーの平均粒径が１０〜１００μｍであり、上記各シート材にその導電性フィラーが７５〜３２５重量部（基材１００重量部に対して）充填されたことを特徴とする請求項１または２記載の導電性シート。
【請求項４】
上記導電性フィラーが、導電性を付与したグラファイトであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性シート。
【請求項５】
基材に導電性フィラーが充填された導電性シートを製造する導電性シートの製造方法であって、
上記基材に導電性フィラーを充填する第１工程と、
該第１工程により導電性フィラーを充填された上記基材をシート状に成形する第２工程と、
該第２工程によりシート状に成形された上記基材を硬化する前に複数積層して圧着する第３工程と、
該第３工程により積層・圧着された上記基材の少なくとも片側表面に粘着層を形成する第４工程と、
を備えたことを特徴とする導電性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に導電性フィラーを充填してなる導電性シートに関し、詳しくは、その片面に粘着層が形成された導電性シート、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコーンゴムなどの基材に、ニッケルで被覆したグラファイトなどの導電性フィラーを充填してなる導電性シートが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。このような導電性シートを、例えば金属製の筐体の隙間にガスケットとして挟み込んだ場合、その隙間を電磁波が通過するのを防止して、各種機器のノイズ対策に利用することができる。従って、この種の導電性シートは、携帯電話，液晶ディスプレイ，カーナビゲーション装置，ノート型パソコン等の各種分野で需要が高まりつつある。
【特許文献１】特開２００３−５９３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の導電性シートは、筐体などに固定して使用される。シリコーンゴムなどの基材には、自己粘着性（いわゆるタック性）を有するものもあるが、導電性向上のために導電性フィラーを多量に充填するとタック性は失われる。このため、この種の導電性シートは、接着剤などからなる粘着層や両面粘着テープを利用して、筐体などに固定されるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、接着剤や両面粘着テープは絶縁性であるため、これらを使用すると筐体と導電性シートとの導通が取れず、充分な電磁波シールド効果が得られない可能性があった。テープなどを細く切って導電性シートと筐体との接触部分をできるだけ確保する工夫もなされているが、機器の小型化に伴って導電性シート自体が細く切って使用される場合があり、このような場合には充分に対応することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、片面に粘着層が形成されたにも拘らず、筐体などとの導通を良好に確保することのできる導電性シート、及びその製造方法を提供することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、基材に導電性フィラーを充填してなる導電性シートであって、上記基材に上記導電性フィラーを充填して構成され、硬化する前に互いに積層・圧着された複数のシート材と、上記積層後の最も外側のシート材表面に形成された粘着層と、を備え、上記導電性フィラーの少なくとも一部が、上記シート材表面から上記粘着層へ突出したことを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明では、基材に導電性フィラーを充填して構成された複数のシート材を、硬化する前に互いに積層・圧着している。こうすると、互いに積層されるシート材に充填されていた導電性フィラー同士がぶつかり、少なくとも一方の導電性フィラーの一部がシート材の表面から押し出される。本発明では、このように複数のシート材を積層してなる積層体の表面に、すなわち、前述のように導電性フィラーの少なくとも一部がシート材の表面から突出した面に、粘着層を形成している。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記複数のシート材が、支持層を挟んで積層・圧着されたことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に加え、上記導電性フィラーの平均粒径が１０〜１００μｍであり、上記各シート材にその導電性フィラーが７５〜３２５重量部（基材１００重量部に対して）充填されたことを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、上記導電性フィラーが、導電性を付与したグラファイトであることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、基材に導電性フィラーが充填された導電性シートを製造する導電性シートの製造方法であって、上記基材に導電性フィラーを充填する第１工程と、該第１工程により導電性フィラーを充填された上記基材をシート状に成形する第２工程と、該第２工程によりシート状に成形された上記基材を硬化する前に複数積層して圧着する第３工程と、該第３工程により積層・圧着された上記基材の少なくとも片側表面に粘着層を形成する第４工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明では、第１工程で導電性フィラーを充填し、第２工程でシート状に成形した基材を、硬化する前に第３工程で複数積層して圧着している。この工程により、互いに積層されるシート状の基材に充填されていた導電性フィラー同士がぶつかり、少なくとも一方の導電性フィラーの一部がシート状の基材表面から押し出される。第４工程では、このように導電性フィラーの少なくとも一部が表面から突出している基材の表面に、粘着層を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、請求項１記載の発明では、導電性フィラーの少なくとも一部が、シート材表面から粘着層へ突出している。このため、片面に粘着層が形成されたにも拘らず、その粘着層を介して筐体などとの導通を良好に確保することができる。従って、本発明の導電性シートは、携帯電話，液晶ディスプレイ，カーナビゲーション装置，ノート型パソコン等の小型機器で筐体の隙間に挟んで使用する場合にも、筐体への固定が容易で、しかも、その筐体との導通を良好に確保して良好に電磁波をシールドすることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、上記複数のシート材が支持層を挟んで積層・圧着されている。この場合も、前述のように、少なくとも一部の導電性フィラーの一部がシート材の表面から押し出され、導通を確保することができる。また、本発明では、支持層によって導電性シートの機械的強度を向上させることができる。更に、支持層を設けたことにより導電性シート自体の伸びが抑制されるため、導電性シート自体の体積抵抗率が安定する。
【００１３】
従って、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、機械的強度を向上させることにより、細く切って使用した場合にも貼り直し等の作業時に破れるのを良好に防止することができ、しかも、導電性シート自体の伸びを抑制することにより安定した導電性が得られるといった効果が生じる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、導電性フィラーの平均粒径を１０〜１００μｍとすると共に、上記各シート材にその導電性フィラーを７５〜３２５重量部（基材１００重量部に対して）充填しているので、前述のように導電性フィラーの一部がシート材の表面から押し出される現象が一層発生し易くなる。このため、本発明では、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、導電性フィラーをシート材表面から粘着層へ一層良好に突出させ、その粘着層を介した筐体などとの導通を一層良好に確保することができるといった効果が生じる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、導電性フィラーとして導電性を付与したグラファイトを使用している。グラファイトは、その表面が粗くごつごつしているため、前述のように導電性フィラーの一部がシート材の表面から押し出される現象が一層発生し易くなる。このため、本発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、導電性フィラーをシート材表面から粘着層へ一層良好に突出させ、その粘着層を介した筐体などとの導通を一層良好に確保することができるといった効果が生じる。なお、グラファイトに導電性を付与する方法としては、カルボニル法や純流動床化学的気相成長法（ＣＶＤ法）によりグラファイト表面をニッケルで被覆する方法が考えられる。また導電性を確保するために銀，金，ステンレス等を表面に被覆する方法も考えられる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、導電性フィラーの少なくとも一部が突出している基材の表面に粘着層を形成するため、得られた導電性シートは、片面に粘着層が形成されたにも拘らず、その粘着層を介して筐体などとの導通を良好に確保することができる。従って、本発明の方法で製造された導電性シートは、携帯電話，液晶ディスプレイ，カーナビゲーション装置，ノート型パソコン等の小型機器で筐体の隙間に挟んで使用する場合にも、筐体への固定が容易で、しかも、その筐体との導通を良好に確保して良好に電磁波をシールドすることができる。
【００１７】
また、導電性フィラーの一部を基材の表面から突出させる方法も、シート状に成形された上記基材を硬化前に複数積層するだけでよいので、本発明の方法によれば上記のような導電性シートを容易に製造することができる。なお、基材を硬化させる工程は、第３工程と第４工程との間に実施してもよく、基材の種類によっては省略してもよく、粘着層の種類によっては第４工程の後に実施してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。本願出願人は、次のようにして導電性シートを作成した。先ず、下記の表１に示す配合により、基材としてのシリコーンゴムに導電性フィラー及び加硫剤を混練した（第１工程）。混練方法としては、ニーダーを用いる方法の他、二本ロール，ミキサ等も使用できる。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
なお、ニッケルコートグラファイト４０％とは、グラファイト６０重量％に対してニッケルを４０重量％コーティングしたもので、平均粒径７４μｍ、見掛け密度１．８ｋｇ／ｃｍ3 である。
【００２１】
上記混練物を更に有機溶剤（トルエンまたはキシレン）で膨潤後撹拌し液状にし、基材２（ＰＥＴ，ＰＩ，織布など）の上に所定の厚みになるようにコーティングした。コーティング後、有機溶剤のみを乾燥させ、図１に示すようなシート材としての未加硫シート１を得た（第２工程）。上記工程を２回繰り返すことにより、図１（Ａ）に示すように、未加硫シート１を基材２と共に巻回してなる２つのドラム５，６を得た。なお、図１（Ａ）に示すように、ドラム５，６はぞれぞれ基材２が外側になるように巻回した。
【００２２】
このドラム５，６から基材２及び未加硫シート１を繰り出し、図１（Ｂ）に示すように、未加硫シート１同士が対向するように重ねてプレス盤４で挟み、積層・圧着した（第３工程）。このように、２枚の未加硫シート１を積層・圧着することにより、未加硫シート１に充填されていた導電性フィラー同士がぶつかり、未加硫シート１表面から導電性フィラーの一部が押し出される。
【００２３】
図２（Ａ），（Ｂ）は、マットタイプの基材２を用いて上記積層・圧着を行った場合の、基材２を剥がした状態における未加硫シート１の表面状態を表すＳＥＭ像（２００倍）であり、（Ａ）は平面視、（Ｂ）は断面視である。図２（Ａ），（Ｂ）のＳＥＭ像から、導電性フィラーの一部が未加硫シート１の表面から７０μｍ程度突出していることが分かる。エンボスタイプの基材２を用いた場合は、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すように若干突出の程度は小さくなるが、同様に導電性フィラーの少なくとも一部が未加硫シート１の表面から５μｍ程度突出する。すなわち、上記製造方法では、導電性フィラーの一部が未加硫シート１の表面から５〜７０μｍ突出する。
【００２４】
次に、このように積層圧着された未加硫シート１を１７０℃の雰囲気中に挿入して２時間加硫を行った。続いて、このようにして得られた約０．５mmの未加硫シート１の片面に、図３（Ａ）に示すように粘着層１２を形成して導電性シート１０を得た（第４工程）。なお、粘着層１２としては、シリコーン系粘着層（商品名「ＳＤ４５７０」：東レダウコーニングシリコーン製）を使用した。
【００２５】
また、２枚の未加硫シート１を直接積層・圧着したものの代わりに、図３（Ｂ）に示すようにガラスクロス，アルミ箔，導電布等の支持層１３を挟んで未加硫シート１を積層・圧着したものを使用してもよい。この場合、導電性シート１０の機械的強度を向上させることにより、細く切って使用した場合にも貼り直し等の作業時に破れるのを良好に防止することができる。また、この場合、支持層１３によって導電性シート１０自体の伸びを抑制することができるので、導電性シート１０自体の導電性を安定化することができる。
【００２６】
なお、図３（Ａ），（Ｂ）は説明のために模式化した断面図（断面模式図）である。従って、導電性フィラーの突出及び突出した導電性フィラーの分布状況、突出量は導電フィラーの平均粒径及び充填量によって変化する。また、未加硫シート１から突出した導電フィラーは、実際には図３（Ａ），（Ｂ）に示すようなきれいに並んだ状態とはなっていない。更に、上記各実施の形態の導電性シート１０は、細かく切った状態で製品化される場合は粘着層１２の表面に剥離紙が貼着されるが、導電性シート１０を長いままロール状に巻回して製品化する場合は、剥離紙を省略することも可能である。
【００２７】
次に、上記のようにして得られた図３（Ａ）に示すタイプの導電性シート１０の物性を調べた。圧縮抵抗試験の結果を図４（Ａ），（Ｂ）に示す。図４（Ａ）に示すように導電性シート１０は、６６mm×２mmのものも４５mm×４mmのものも極めて優れた導電性を呈した。これは、導電性フィラーが未加硫シート１の表面から粘着層１２へ突出し、粘着層１２が絶縁性であってもその粘着層１２を挟んで導通が確保できるためと思われる。また、導電性フィラーが未加硫シート１の表面から突出する際、その未加硫シート１の表面に形成されていた酸化皮膜を破るため、上記導電性向上効果は一層顕著になる。
【００２８】
従って、導電性シート１０は、携帯電話，液晶ディスプレイ，カーナビゲーション装置，ノート型パソコン等の小型機器で筐体の隙間に挟んで使用する場合、粘着層１２を介して筐体へ容易に固定することができ、しかも、粘着層１２が絶縁性であっても筐体との導通を良好に確保して良好に電磁波をシールドすることができる。
【００２９】
また、導電性シート１０に加わる圧縮力は図４（Ｂ）に示すようにほぼ直線的に変化した。この実験結果から、導電性シート１０が良好な弾性を有していることが分かる。更に、迅速熱伝計 QTM-500（京都電子工業株式会社）で測定した導電性シート１０の熱伝導率は２．０Ｗ／ｍＫであり、４探針測定法（ＪＩＳ Ｋ７１９４に準拠）の低抵抗率計 Loresta-GP MCP-T600 （三菱化学株式会社）で測定した体積抵抗率は１．４×１０-1Ω・cmであり、ボールタック試験の結果は８０mmであった。なお、熱伝導率，体積抵抗率，及びローリングボールタック（ＡＳＴＭＤ３１２１に準拠）は、１３０mm×７５mmの試料を用いて測定した。
【００３０】
次に、導電性フィラーの充填量を変化させて体積抵抗率の変化を測定した。結果を表２及び図５に示す。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２及び図５から明らかなように、導電性フィラー（ニッケルコートグラファイト）の充填量が大きくなるに従って導電性シート１０の体積抵抗率は低下するが、その体積抵抗率は充填量が１００重量部を超えると飽和する。これは、この充填量に達すると、導電性シート１０の基材の中で導電性フィラー同士がつながり合ってネットワークを形成するいわゆるパーコレーション現象が発生しているためと考えられる。また、このパーコレーション現象が発生する充填量では、前述した２枚の未加硫シート１の積層・圧着時に導電性フィラーが玉突き状にぶつかり、導電性フィラーの一部が未加硫シート１の表面から押し出される現象が、一層発生し易くなるものと推定される。従って、この場合、粘着層１２を挟んだ導通も一層良好に確保することができる。
【００３３】
この結果、導電性フィラーを未加硫シート１の表面から粘着層１２へ一層良好に突出させるためには、導電性フィラーの充填量を７５〜３２５重量部（より望ましくは１００重量部以上）とするのが望ましいことが分かった。なお、導電性フィラーの平均粒径が１０〜１００μｍの範囲内であれば、望ましい体積％は同様となるものと思われる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、未加硫シート１の成形方法としては、コーティングの他、プレス成形，カレンダ成形等、種々の方法が適用できる。また、導電性フィラーや基材は上記以外にも種々のものが使用できる。但し、グラファイトはその表面が粗くごつごつしているため、前述のように導電性フィラーの一部が未加硫シート１の表面から押し出される現象が、一層発生し易くなる。従って、導電性フィラーとしては、グラファイトに導電性を付与したものを使用するのが望ましい。
【００３５】
また、２枚の未加硫シート１を積層・圧着する方法も、種々考えられる。例えば、図６に示すように、ドラム５，６から繰り出した未加硫シート１及び基材２を未加硫シート１同士が対向するようにガイドローラ２４で案内した後、ラミネートロール２５によって積層・圧着してもよい。また、図７に示すように、ドラム５，６から繰り出した未加硫シート１及び基材２を、未加硫シート１同士が対向するように１つの巻取りロール２６によって巻き取ってもよい。
【００３６】
これらの場合も、２枚の未加硫シート１が積層・圧着され、続いて熱を加えて加硫することによって上記と同様の導電性シート１０が得られる。また、図７に示すように巻取りロール２６を使用する場合、既に積層・圧着されて巻き取られている未加硫シート１が更に押圧されるので、未加硫シート１同士を一層強固に圧着することができる。
【００３７】
更に、これらの場合も、図示しない他のドラムから前述の支持層１３を繰り出しながら、上記２枚の未加硫シート１の間に挟み込めば、図３（Ｂ）に例示したような導電性シート１０を得ることができる。
【００３８】
また更に、上記実施の形態では、同様に構成した２枚の未加硫シート１を積層・圧着しているが、互いに構成の異なる未加硫シート１を積層・圧着してもよい。例えば、互いに積層・圧着される未加硫シート１の厚さが異なる場合、薄い方の未加硫シート１の方が、表面から導電性フィラーが突出し易くなる。また、互いに積層・圧着される未加硫シート１の基材の配合を変えることにより、一方の基材を他方の基材より軟らかくした場合、軟らかい方の未加硫シート１の方が表面から導電性フィラーが突出し易くなる。これらの場合、導電性フィラーが突出し易い側に粘着層１２を形成することにより、その導電性フィラーの突出によって粘着層１２や酸化皮膜の影響を一層良好に排除して、筐体等との導通を一層良好に確保することができる。また、本発明の導電性シートは、３枚以上のシート材（未加硫シート１）を積層・圧着して製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明が適用された導電性シートの製造工程を表す説明図である。
【図２】その導電性シートを構成する未加硫シートの表面状態を表すＳＥＭ像である。
【図３】その導電性シートの構成を表す断面模式図である。
【図４】その導電性シートの物性を表す説明図である。
【図５】その導電性シートの体積抵抗率の、導電性フィラーの配合に応じた変化を表すグラフである。
【図６】上記導電性シートの製造工程の変形例を表す説明図である。
【図７】上記導電性シートの製造工程の他の変形例を表す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…未加硫シート              ２…基材                ５，６…ドラム
１０…導電性シート            １２…粘着層            １３…支持層
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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