(57)【要約】      （修正有）【課題】難燃性を有する電磁波シールドガスケットを提供する。【解決手段】従来の難燃性ガスケットには電磁波シールド材に導電布が用いられていた。これをメタルフィルムに置き換えることでクリーン度が向上する。しかしながら、メタルフィルムを用いたガスケットにはこれまで難燃性が付与されていなかった。そこで実験を重ねた結果、ガスケットが難燃性を維持するためには、芯材が高い難燃性を持っていることが重要であることが明らかとなった。より高い難燃性を芯材ならびに接着剤に付与し、これによって、柔軟で加工性に優れ、クリーン度も高いガスケットが開発された。またメタルフィルムにも難燃性を持たせ、より一層の難燃性を向上させることを可能にした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機フィルムの表面に導電性物質層を形成して成る有機-無機積層フィルム（以下メタルフィルム）で、弾力性を有する芯材の表面を導電性物質層を外側にして被覆して成ることを特徴とする難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【請求項２】
前記芯材が、UL94 V-0規格を満たす難燃性を備えたウレタンフォームまたはゴムから成る請求項１記載の難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【請求項３】
前記有機フィルムが、ポリエステルフィルムまたはその他の有機フィルムから成る請求項１または２記載の難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【請求項４】
前記導電性物質層が、銅またはニッケルから成る請求項１ないし３のいずれかに記載の難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【請求項５】
前記導電性物質層が、銅、ニッケル、スズおよびアルミニウムの内から選ばれた１種類の金属から成る層を複数層に積層したものである請求項１ないし３のいずれかに記載の難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【請求項６】
前記導電性物質層が、前記有機フィルムの表面に蒸着またはメッキによって形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の難燃性電磁波シールド用ガスケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばテレビ、ディスプレイ、パソコン、携帯電話等の電気製品、医療機器、自動車部品等のような、電磁波を発生したり電磁波の影響を受けたりする電気関連製品に用いられて、電磁波をシールド（遮蔽）する電磁波シールド用ガスケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁波シールド用ガスケットとしては、従来、弾力性を有する芯材の表面を導電布で被覆したものが使用されていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、上記導電布を用いた電磁波シールド用ガスケットは、切断部で繊維がほつれるので、微細な導電性繊維が出やすく、クリーン度が低いという欠点がある。一方で、難燃性という観点ではノンハロゲンの難燃剤を添加することで解消はされている（特許文献２参照）。
【０００３】
特に、電子回路が微細化される傾向にある現在では、切断部で導電布がほつれることによって発生する微細な導電性繊維が、電子基板の回路上に落ちて、回路を短絡させて本来の機能を阻害してしまう危険性がある。このため、回路そのものの微細化の障害の一つにもなっている。
【０００４】
また、導電布の欠点を解消する手段として、弾力性を有する芯材の表面を金属箔で被覆したものも使用されていた。導電布に比べクリーン度は高く表面抵抗値が低いので電磁波シールド性も高いという長所はある。しかし金属箔を用いた電磁波シールド用ガスケットは、金属箔そのものにほとんど柔軟性がないので、応力が掛かったときに破損しやすく、ガスケットとして強度が十分ではないという欠点がある。したがって、実用性に乏しい。
【０００５】
そこで、クリーン度が高く、表面抵抗が低く、しかも強度が高い電磁波シールド用ガスケットを提供するための工夫がなされた。すなわち、有機フィルムの表面に金属層を形成して成るメタルフィルムで、弾力性を有する芯材の表面を被覆して成ることを特徴としている電磁波シールド用ガスケットが開発された（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３０６７７号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３８７３号公報
【特許文献３】特開２００６−２２２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３で開発されたガスケットは難燃性が付与されていない。このため使用に際して制限を受け、家庭では家具的位置づけとなるテレビなどへの応用が遅れている。この問題点を解消するためには、ガスケット自体が難燃性しかもUL94 V-0規格を取得していることが強く要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
難燃性をガスケットに持たせるためには、これを構成している部材、すなわち芯材となるウレタンフォームや接着剤ならびに電磁波シールド材としてのメタルフィルムなどが難燃性であることが必須条件であると考えられがちである。しかし、現実問題として、厚さ２５μm以下の部材に関しては、規格としてUL94 VTMが適用されるため、特にメタルフィルムにUL94 V-0規格を持たせることが実質的に不可能であった。
【０００９】
本発明では、特に芯材に工夫をすることによって、構成されたガスケットが十分な難燃性を付与されることを明らかにする。
【００１０】
通常25μm以下の有機フィルムを用いた場合、難燃性は付与できたとしても、規格としてはUL94 VTM-0までであり、UL94 V-0規格を与えることは出来ない。これは、難燃性の規格試験方法に起因する問題であるから、材質などの工夫をいくら行っても超えられない問題である。
【００１１】
難燃性部品を開発するに当たって、使用する部材全てに同一の難燃性規格を与えることで、これらの部材を組み合わせたものも同じ難燃性規格に相当するという方法がある。しかしながら、前記したように芯材はともかく、電磁波シールドとして用いるメタルフィルムや、これらを接着するための接着剤にUL94 V-0規格を与えることはできない。したがって、組み上げたガスケットの状態で規格を満たす方法を見出さなければならない。
【００１２】
そこで、様々な芯材を用いて、UL94 VTM-0規格を満たすメタルフィルムを使ったガスケットを試作し、接炎試験を行った。この実験で明らかになったことは、UL94 V-0規格を満たしている芯材を用いてガスケットを試作した場合には、優れた自己消火性を示し、接炎している炎を離すと、ほとんど煙も出すことなく消火することが明らかになった。すなわち、芯材のみの工夫によって、自己消火性の高いガスケットが作製できる可能性が示された。
【００１３】
この実験では、芯材の厚さをファクターとして振った。このようにすると、芯材をある厚み以下にしたときに、UL94 V-0規格を満たせなくなる場合がある。つまり、材質が同じものであっても厚さの下限が存在する。 この芯材の厚さについては、実施例で詳しく説明を行う。
【００１４】
同様の実験を、UL94 VTM-0を満たしていないメタルフィルムを使用した場合についても行ってみた。やはり芯材の厚さをファクターとして振ってみたところ、新しい知見が得られた。すなわち、メタルフィルム自体には自己消火性がないにもかかわらず、ある一定以上の厚さの芯材を用いた場合には、メタルフィルムが延焼することもなく、UL94 V-0規格相当の難燃性を示すことが判明した。すなわち、ガスケットの難燃性を十分に発現させるためには、外側に巻くメタルフィルムよりも、芯材の方が重要な要素であることが分かった。
【００１５】
このような現象が見られるのは、実用的に使われるガスケットの場合、体積比率は芯材の占める部分が圧倒的に大きく、メタルフィルムは非常に薄いため小さいからである。具体的には、厚さ1mmの芯材に厚さ２０μmのメタルフィルムを巻いている場合、体積比率は２５対１となることからも分かる。そのため燃焼特性は、メタルフィルムよりも芯材の特性が強く出る。
【発明の効果】
【００１６】
従来、導電布を用いたガスケットには難燃性が付与されたものがあったが、導電布に代わりメタルフィルムを用いたガスケットには、難燃性を付与させることが困難であると考えられてきた。しかし、本発明によってこの問題を解消することが出来たので、従来の導電布を用いたものと違って、切断部で繊維がほつれて微細な導電性繊維が出るという問題は起こらず、従ってクリーン度が高い製品を供給することが出来るようになった。
【００１７】
また、有機フィルムの表面に導電性物質層を形成して成る有機-無機積層フィルムを用いているので、従来の導電布を用いたものに比べて表面抵抗が低く、従って電磁波シールド効果が高い。表面抵抗値については導電性物質層の厚みを変えることで制御できるのでこの点においても有利である。
【００１８】
また、有機フィルムの表面に導電性物質層を形成して成る有機-無機積層フィルムは、特殊材料である導電布よりも一般的に安価であるので、電磁波シールド用ガスケットも導電布を用いたものよりも安価になる。
【００１９】
金属箔を電磁波シールド材として用いたものに比べて、有機フィルムを支持体とした導電性物質層を有するメタルフィルムには高い靭性があり、折り曲げたとき等にほとんど破損することもない。そのため加工も容易であり、加工時の歩留まりも高くなる。
【００２０】
難燃性が付与されることによって、これまで採用が見送られていた耐久消費財に当たるテレビ、ディスプレイ、パソコン、家電全般、医療機器、自動車部品などへ電磁波遮蔽技術の広い応用が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明においては、まず芯材に難燃性が付与されていることが重要である。難燃性の芯材としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などの発泡体があるが、柔軟で圧縮復元性に富んだものとして難燃剤を添加して発泡させたポリウレタン樹脂が好ましい。
【００２２】
難燃剤としては、環境対応からノンハロゲンであることは必須であり、それ以外で利用出来る物として、リン系化合物難燃剤や、未膨張の熱膨張性黒鉛、あるいは水酸化マグネシウムや、水酸化アルミニウムなどの水和金属化合物などの難燃剤が挙げられこれらを併用することも可能であり特に限定はされない。
【００２３】
以上の組み合わせにより様々な難燃性の芯材を作り出すことが可能であるが、肝要なのはUL94 V-0規格を満たすことであり、その組み合わせの一例としては、リン系化合物難燃剤と発泡ポリウレタン樹脂がある。
【００２４】
電磁波シールドガスケットは、芯材に接着剤でメタルフィルムを貼り合せることによって作製される。この際、難燃性はメタルフィルムそのものが薄いほど発現しやすい特性となる。実際この現象はメタルフィルム単体の状態とは逆転しており一見不可思議であるが、ガスケット状に組み上げたとき、難燃性が保てるかどうかは、先に述べているように芯材とメタルフィルムとの構成比率の問題となって現れてくる。電子機器の小型化が進む昨今、ガスケットにもより薄いものが求められており、厚さ1mm以下のガスケットにおいては特に構成比率が重要になってくる。したがって、有機フィルムとして汎用性が高く経済性にも優れているポリエチレンテレフタレートフィルム（以下PET）を用いる場合、ガスケット全体の中で、PET部分が占める割合が低いほど芯材に付与された難燃性の性能は高まる。
【００２５】
また、ガスケットの柔軟性を保つためにもメタルフィルムは薄いほうが有利である。こうした観点からメタルフィルムの厚さは２０μm以下、好ましくは１０μm以下が推奨される。
【００２６】
メタルフィルムの構成としては、例えばPET４μmに、銅を０．３μm蒸着し、さらに表面を防錆処理したものが考えられる。このメタルフィルム単体でKEC法を用いて電磁波シールド特性を測定すると、銅の０．３μmの場合には１００MHzから1GHzの範囲で約７０dBの減衰率を示す。ガスケット状に組み上げた場合にはシールド層が二重になるため理論上の減衰率は１４０dB程度になるはずであるが、実際の測定では約８０dB程度の性能が確認されているにすぎない。この測定はKEC法によっているが、測定機器の性能上微弱電磁波の計測は雑音の中に埋もれてしまうため、８０dB以上の計測が非常に難しいことが正確な測定ができない原因でもある。
【００２７】
PETに限らず有機フィルムの厚さや種類は限定されるものではなく、厚さ２０μm以下の有機フィルムはその種類によらず、非常に優れた柔軟性を持ち合わせており用途に応じて種類と厚さは自由に選ぶことが可能である。例えば、取り扱いの容易さを考慮するとメタルフィルムの厚さが４μmでは非常に高度な技術が要求されるが、１２μmあるいは１６μm程度の厚さを持ったメタルフィルムを使用した場合取り扱いがかなり容易になり、製品歩留まりも向上する。また、メタルフィルム自体に難燃性を付与することも可能であり、その場合にはポリフェニレンサルファイド（PPS）、あるいはポリイミド（PI）という選択肢もある。こうした難燃性フィルムを選択した場合にはガスケットの難燃性も飛躍的に向上する。
【００２８】
さらにシールド性の問題点について述べるならば、測定ができないほどの高い遮蔽性を有しているとしても、実際の機器に実装した場合にも雑音の存在は無視できないものであり、８０dB以上の計測値には現実的な意味はほとんどない。
【００２９】
電磁波を反射する導電性物質としては導電性の良い金属が優れており、その点では銅、銀、アルミニウムなどが挙げられるが、この例はなんら制限を与えるものではなく、他の金属材料を利用することも可能であるし、炭素系材料あるいは導電性酸化物などを用いてもなんら差し支えはない。もっとも電磁波のシールド性と経済性そして取り扱いの容易さを考慮したとき、銅を用いると利用価値が高く、これにベンゾトリアゾール系の物質で表面の防錆処理を行うか、あるいは０．０５μm程度の厚さでニッケルをさらに蒸着して表面の保護層とする方法もきわめて有効である。
【００３０】
また、導電性物質として、電磁波を吸収しやすい物質を用いることも可能である。その一例として、パーマロイをスパッタで有機フィルム上に構成して成るフィルムがある。電磁波をただ反射するだけではなく、蒸着層としては薄いながらもある程度電磁波を吸収するため、電子機器の筐体内部で発生する様々な電磁波をより早く減衰させるのに役立つ。
【実施例１】
【００３１】
PETベースのメタルフィルムを用いてガスケットを試作し、接炎試験を行った。メタルフィルムには厚さ１２μmのPETに銅を0.6μm蒸着したものを用いた。芯材にはリン系難燃剤を添加した発泡ポリウレタンを使用した。貼り合せにはやはりリン系難燃剤を含むウレタン系接着剤を用いた。芯材の厚さは１mm、５mm、１０mmの３通りに振った、幅は１０mmとした。UL94 V-0試験に準ずる方法での接炎を行い、炎をサンプルから離した後の燃焼継続時間を発煙時間も含めて測定した。
【００３２】
サンプルは各５個用意し、それぞれ２回ずつ、すなわち合計１０回の接炎を行い燃焼継続時間の合計を求めた。その結果芯材の厚さが1mmの場合には合計燃焼時間は１０秒であったが、これは発煙だけの合計時間であり、継続して炎が残ることはなかった。接炎による滴下物も観察されなかった。5mm、と１０mmの場合はほぼ同じ結果で、発煙も炎を離した瞬間にとまってしまったので、時間の計測は出来なかった。
【００３３】
このように、十分な難燃性を持つ芯材を準備することで、メタルフィルムが可燃性の素材であっても難燃性を損なわないガスケットを試作できることが判明した。
【実施例２】
【００３４】
より難燃性を高めるためPPSベースのメタルフィルムでガスケットを試作し、実施例１と同等の試験条件で接炎試験を行った。この結果、芯材の厚さが１mm、５mm、１０mmのいずれのサンプルについてもほぼ同じ結果で、発煙も炎を離した瞬間にとまってしまったので、時間の計測は出来なかった。PPSを用いたことで、難燃性がさらに向上したことを示している。
【実施例３】
【００３５】
発泡ポリウレタンでは、厚さ１mm以下の芯材を作製することが困難なので、エチレン酢酸ビニルポリマー30重量部に酢酸ビニル20重量部と難燃剤として水酸化アルミニウム50重量部を添加したものを芯材として作製した。幅１０mm、厚さ１mmの短冊状試料を作成し、垂直燃焼試験を行ったところUL94 V-0相当の難燃性を満たすことが分かった。
【００３６】
前項で作製したポリマーで、幅１０mm、厚さ５０μm、１００μm、２００μmの三種類を作製してやはり垂直燃焼試験を行ったところ、いずれもUL94 V-0相当の難燃性を示した。ただし、炎を離した後の発煙を含む燃焼時間は5サンプル2回ずつの計10回の試験の合計で、それぞれ３５秒、1６秒、5秒であった。
【００３７】
これらのサンプルに、メタルフィルムを接着してガスケット形状に仕上げた。接着剤には難燃剤としてリン系難燃剤を含んだゴム系溶剤形接着剤を用いた。メタルフィルムはPETベースで厚さ２５μm、１２μm、４μmの３種類とPPSベース２５μm、１２μm、の２種類の計５種類を準備した。蒸着層はそれぞれ０．６μmの銅とした。以上のサンプルについてUL94 V-0試験に準ずる接炎試験を行った結果を表１に示す。数値は発煙時間を含めた燃焼時間（秒）の合計を示す。
【００３８】
表１。数値は発煙も含めた１０回の燃焼時間の合計、単位は秒。UL94 V-0規格の合格基準は、これが50秒以下の場合。
【表１】
2008270268.tif 000002
【００３９】
表１から、芯材に200μmのものを使えばフィルムの種類、厚さにかかわらず、規格を満たしていると考えられる。しかし、芯材を薄くすることで、PETフィルムを用いた場合には難燃性を満たすことが難しくなっていく傾向がわかる。また、元々難燃性のあるPPSフィルムを使うことによって、芯材の難燃性をほぼそのまま保つことができる。
【００４０】
（比較例１）
芯材を可燃性のものとし、接着剤とメタルフィルムを難燃性のものとした場合についての接炎試験を行った。
【００４１】
芯材として、難燃剤を含まない発泡ポリウレタンを用い、リン系難燃剤を含むウレタン系溶剤接着剤を用いてPPS12μmに0.6μmの銅を蒸着したメタルフィルムを貼り合わせた。芯材の厚さは1mm、５mm、１０mmの３種類を用意し幅１０mm長さ２００mmのガスケットを作製した。
【００４２】
３種類のガスケットについて、垂直燃焼試験の形で1秒間接炎させたところ、全てのサンプルで延焼し続け、サンプル全体が燃えてしまった。
【００４３】
以上挙げた実施例は本発明をなんら制限するものではない。要点は、如何に難燃性の芯材を作るかという点にあり、メタルフィルムとの組み合わせによって、高い難燃性を実現することができる。したがって、本発明において重要な点が、難燃性のガスケットが難燃性の芯材によって実現可能になるところにある。ただし、薄いガスケットを作製する場合には、メタルフィルムにも難燃性のものを使用することが必要になってくる。