(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３枚の金属箔が絶縁層を介して積層された構造を有する電磁波シールド材であって、当該電磁波シールド材の全体厚みが１０００μｍ以下であり、金属箔の合計厚みが１５〜１００μｍであり、それぞれの金属箔が、鉄、ニッケル、アルミニウム若しくは銅又はこれらの金属の合金によって形成されるものであり、当該電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせが、σM×ｄM×ｄR≧１×１０-1を満たす電磁波シールド材。
但し、式中の記号は以下を示す。
σM：金属箔の２０℃における導電率（Ｓ／ｍ）
ｄM：金属箔の厚み（ｍ）
ｄR：絶縁層の厚み（ｍ）
【請求項２】
各金属箔の２０℃における導電率が９．９×１０6Ｓ／ｍ以上である請求項１に記載の電磁波シールド材。
【請求項３】
各絶縁層の２０℃における比誘電率が２．０〜１０．０である請求項１又は２に記載の電磁波シールド材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁波シールド材を備えた電気・電子機器用の被覆材又は外装材。
【請求項５】
請求項４に記載の被覆材又は外装材を備えた電気・電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁波シールド材に関する。とりわけ、本発明は電気・電子機器の被覆材又は外装材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題に対する関心が全世界的に高まっており、電気自動車やハイブリッド自動車といった二次電池を搭載した環境配慮型自動車の普及が進展している。これらの自動車においては、搭載した二次電池から発生する直流電流をインバータを介して交流電流に変換した後、必要な電力を交流モータに供給し、駆動力を得る方式を採用するものが多い。インバータのスイッチング動作等に起因して電磁波が発生する。電磁波は車載の音響機器や無線機器等の受信障害となることから、インバータ或いはインバータと共にバッテリーやモータ等を金属製ケース内に収容して、電磁波シールドするという対策が行われてきた（特開２００３−２８５００２号公報）。
【０００３】
また、自動車に限らず、通信機器、ディスプレイ及び医療機器を含め多くの電気・電子機器から電磁波が放射される。電磁波は精密機器の誤作動を引き起こす可能性があり、更には、人体に対する影響も懸念される。このため、電磁波シールド材を用いて電磁波の影響を軽減する各種の技術が開発されてきた。例えば、銅箔と樹脂フィルムとを積層してなる銅箔複合体が電磁波シールド材として用いられている（特開平７−２９０４４９号公報）。銅箔は電磁波シールド性を有し、樹脂フィルムは銅箔の補強のために積層される。また、絶縁材料からなる中間層の内側と外側にそれぞれ金属層を積層した電磁波シールド構造も知られている（特許第４６０２６８０号公報）。また、ベース基板と、前記ベース基板の一面に形成されて、金属層および高屈折率層（五酸化ニオブ）を含む複数の反復単位膜で構成された積層部材とを具備する電磁波遮断用光学部材も知られている（特開２００８−２１９７９号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８５００２号公報
【特許文献２】特開平７−２９０４４９号公報
【特許文献３】特許第４６０２６８０号公報
【特許文献４】特開２００８−２１９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車においては燃費向上の観点から軽量化が大きな課題となっており、金属材料から樹脂材料や炭素繊維材料への転換も検討が進んでいる。しかしながら、樹脂材料や炭素繊維材料には電磁波シールド効果は期待できない。かといって金属製の電磁波シールド材の厚みを小さくし過ぎると優れたシールド効果（例えば、１ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚにおいて、３６ｄＢ以上）が得られない。特開平７−２９０４４９号公報に記載の技術や特許第４６０２６８０号公報の記載の技術も同様であり、優れたシールド効果を得るのに必要な電磁波シールド材の厚みはかなり大きくする必要があり、十分な軽量化が達成できず、また、優れた成形加工性を得ることもできない。特開２００８−２１９７９号公報に記載の技術は光の通過を確保するためにナノメートルオーダーの金属層を積層する技術であるため、電磁波シールド特性に限界があるし、薄すぎることで成形加工性にも難がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、電磁波シールド特性、軽量特性、及び成形加工性に優れた電磁波シールド材を提供することを課題とし、特に電気・電子機器用の被覆材又は外装材として好適な電磁波シールド材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、３枚以上の金属箔を絶縁層を介して積層することで、電磁波シールド効果が格段に向上することを見出した。そして、この際に金属箔の導電率及び厚み、並びに絶縁層の厚みを適切に組み合わせることで特に優れた電磁波シールド効果を示すことを見出した。本発明は当該知見に基づいて完成したものであり、以下のように特定することができる。
【０００８】
本発明は一側面において、
少なくとも３枚の金属箔が絶縁層を介して積層された構造を有する電磁波シールド材であって、当該電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせが、σM×ｄM×ｄR≧３×１０-3を満たす電磁波シールド材。
但し、式中の記号は以下を示す。
σM：金属箔の２０℃における導電率（Ｓ／ｍ）
ｄM：金属箔の厚み（ｍ）
ｄR：絶縁層の厚み（ｍ）
【０００９】
本発明に係る電磁波シールド材の一実施形態においては、各金属箔の２０℃における導電率が１．０×１０6Ｓ／ｍ以上である。
【００１０】
本発明に係る電磁波シールド材の別の一実施形態においては、各金属箔の厚みが４〜１００μｍである。
【００１１】
本発明に係る電磁波シールド材の更に別の一実施形態においては、各絶縁層の２０℃における比誘電率が２．０〜１０．０である。
【００１２】
本発明に係る電磁波シールド材の更に別の一実施形態においては、各絶縁層の厚みが４〜５００μｍである。
【００１３】
本発明に係る電磁波シールド材の更に別の一実施形態においては、金属箔の合計厚みが１５〜１５０μｍである。
【００１４】
本発明は別の一側面において、本発明に係る電磁波シールド材を備えた電気・電子機器用の被覆材又は外装材である。
【００１５】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る被覆材又は外装材を備えた電気・電子機器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電磁波シールド材では、３枚以上の金属箔を絶縁層を介して所定の条件下で積層したことで、使用する金属箔の合計厚みを小さくしながらも優れた電磁波シールド効果を得ることが可能となる。これにより、軽量化が達成できるほか、成形加工性も確保することができる。また、本発明に係る電磁波シールド材は金属箔と絶縁層という単純な構成で構築可能であり、経済性にも優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（金属箔）
本発明に係る電磁波シールド材に使用する金属箔の材料としては特に制限はないが、交流磁界や交流電界に対するシールド特性を高める観点からは、導電性に優れた金属材料とすることが好ましい。具体的には、導電率が１．０×１０6Ｓ／ｍ（２０℃の値。以下同じ。）以上の金属によって形成することが好ましく、金属の導電率が１０．０×１０6Ｓ／ｍ以上であるとより好ましく、３０．０×１０6Ｓ／ｍ以上であると更により好ましく、５０．０×１０6Ｓ／ｍ以上であると最も好ましい。このような金属としては、導電率が約９．９×１０6Ｓ／ｍの鉄、導電率が約１４．５×１０6Ｓ／ｍのニッケル、導電率が約３９．６×１０6Ｓ／ｍのアルミニウム、導電率が約５８．０×１０6Ｓ／ｍの銅、及び導電率が約６１．４×１０6Ｓ／ｍの銀が挙げられる。電気抵抗率とコストの双方を考慮すると、アルミニウム又は銅を採用することが実用性上好ましい。本発明に係る電磁波シールド材中に使用する金属箔はすべて同一の金属であってもよいし、層毎に異なる金属を使用してもよい。また、上述した金属の合金を使用することもできる。金属箔表面には接着促進、耐環境性、耐熱及び防錆などを目的とした各種の表面処理層が形成されていてもよい。
【００１８】
例えば、金属面が最外層となる場合に必要とされる耐環境性、耐熱性を高めることを目的として、Ａｕめっき、Ａｇめっき、Ｓｎめっき、Ｎｉめっき、Ｚｎめっき、Ｓｎ合金めっき（Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｎｉ、Ｓｎ−Ｃｕなど）、クロメート処理などを施すことができる。これらの処理を組み合わせてもよい。コストの観点からＳｎめっきあるいはＳｎ合金めっきが好ましい。
【００１９】
また、金属箔と絶縁層との密着性を高めることを目的として、クロメート処理、粗化処理、Ｎｉめっきなどを施すことができる。これらの処理を組み合わせてもよい。粗化処理が密着性を得られやすく好ましい。
【００２０】
また、直流磁界に対するシールド効果を高めることを目的として、比透磁率の高い金属層を設けることができる。比透磁率の高い金属層としてはＦｅ−Ｎｉ合金めっき、Ｎｉめっきなどが挙げられる。
【００２１】
銅箔を使用する場合、シールド性能が向上することから、純度が高いものが好ましく、純度は好ましくは９９．５質量％以上、より好ましくは９９．８質量％以上である。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔、メタライズによる銅箔等を用いることができるが、屈曲性及び成形加工性に優れた圧延銅箔が好ましい。銅箔中に合金元素を添加して銅合金箔とする場合、これらの元素と不可避的不純物との合計含有量が０．５質量％未満であればよい。特に、銅箔中に、Ｓｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｓｉ、及びＡｇの群から選ばれる少なくとも１種以上を合計で２００〜２０００質量ｐｐｍ含有すると、同じ厚みの純銅箔より伸びが向上するので好ましい。
【００２２】
本発明に係る電磁波シールド材に使用する金属箔の厚みは、一枚当たり４μｍ以上であることが好ましい。４μｍ未満だと金属箔の延性が著しく低下し、シールド材の成形加工性が不十分となる場合がある。また、一枚当たりの箔の厚みが４μｍ未満だと優れた電磁波シールド効果を得るために多数の金属箔を積層する必要が出てくるため、製造コストが上昇するという問題も生じる。このような観点から、金属箔の厚みは一枚当たり１０μｍ以上であることがより好ましく、１５μｍ以上であることが更により好ましく、２０μｍ以上であることが更により好ましく、２５μｍ以上であることが更により好ましく、３０μｍ以上であることが更により好ましい。一方で、一枚当たりの箔の厚みが１００μｍを超えても成形加工性を悪化させることから、箔の厚みは一枚当たり１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、４５μｍ以下であることが更により好ましく、４０μｍ以下であることが更により好ましい。
【００２３】
金属箔は電磁波シールド材中で少なくとも３層存在することが、金属箔の合計厚みを薄くしながらも優れた電磁波シールド特性を確保する観点から必要である。金属箔の層が１枚や２枚だと、周波数が１ＭＨｚ程度の低周波領域において３０ｄＢ以上の磁界シールド特性を得るために必要な金属箔の合計厚みが大きくなってしまうし、一枚当たりの金属箔の厚みも大きくなるので成形加工性にも悪影響が出る。また、金属箔を３枚以上積層することで、金属箔の合計厚みが同じだとしても金属箔が単層の場合や２枚積層する場合に比べて、シールド効果が顕著に向上する。ただし、金属箔の積層枚数は多い方が電磁波シールド特性は向上するものの、積層枚数を多くすると積層工程が増えるので製造コストの増大を招き、また、シールド向上効果も飽和する傾向にあるため、電磁波シールド材中の金属箔は５枚以下であるのが好ましく、４枚以下であるのがより好ましい。
【００２４】
従って、本発明に係る電磁波シールド材の一実施形態においては、金属箔の合計厚みを１５〜１５０μｍとすることができ、１００μｍ以下とすることもでき、８０μｍ以下とすることもでき、６０μｍ以下とすることもできる。
【００２５】
（絶縁層）
本発明に係る電磁波シールド材において、複数枚の金属箔を積層することによる電磁波シールド効果の顕著な改善は、金属箔と金属箔の間に絶縁層を挟み込むことで得られる。金属箔同士を直接重ねても、金属箔の合計厚みが増えることでシールド効果が向上するものの、顕著な向上効果は得られない。これは、金属箔間に絶縁層が存在することで電磁波の反射回数が増えて、電磁波が減衰されることによると考えられる。
【００２６】
絶縁層としては、金属層とのインピーダンスの差が大きいものの方が、優れた電磁波シールド効果を得る上では好ましい。大きなインピーダンスの差を生じさせるには、絶縁層の比誘電率が小さいことが必要であり、具体的には１０（２０℃の値。以下同じ。）以下であることが好ましく、５．０以下であることがより好ましく、３．５以下であることが更により好ましい。比誘電率は原理的には１．０より小さくなることはない。一般的に手に入る材料では低くても２．０程度であり、これ以上低くして１．０に近づけてもシールド効果の上昇は限られている一方、材料自体が特殊なものになり高価となる。コストと作用との兼ね合いを考えると、比誘電率は２．０以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましい。
【００２７】
具体的には、絶縁層を構成する材料としてはガラス、金属酸化物、紙、天然樹脂、合成樹脂が挙げられ、加工性の観点から合成樹脂が好ましい。これらの材料には炭素繊維、ガラス繊維及びアラミド繊維などの繊維強化材を混入させることも可能である。合成樹脂としては、入手のしやすさや加工性の観点から、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）及びＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリビニルアルコール、尿素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレンブタジエンゴム等が挙げられ、これらの中でも加工性、コストの理由によりＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリアミド、ポリイミドが好ましい。合成樹脂はウレタンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、アミド系などのエラストマーとすることもできる。更には、合成樹脂自体が接着剤の役割を担ってもよく、この場合は金属箔が接着剤を介して積層された構造となる。接着剤としては特に制限はないが、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン系、ポリエステル系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル系、スチレンブタジエンゴム系、ニトリルゴム系、フェノール樹脂系、シアノアクリレート系などが挙げられ、製造しやすさとコストの理由により、ウレタン系、ポリエステル系、酢酸ビニル系が好ましい。
【００２８】
樹脂材料はフィルム状や繊維状の形態で積層することができる。また、金属箔に未硬化の樹脂組成物を塗布後に硬化させることで樹脂層を形成してもよいが、金属箔に貼付可能な樹脂フィルムとするのが製造しやすさの理由により好ましい。特にＰＥＴフィルムを好適に用いることができる。特に、ＰＥＴフィルムとして２軸延伸フィルムを用いることにより、シールド材の強度を高めることができる。
【００２９】
絶縁層の厚みは特に制限されないが、一枚当たりの厚みが４μｍより薄いとシールド材の（伸び）破断歪が低下する傾向にあることから、絶縁層の一枚当たりの厚みは４μｍ以上であることが好ましく、７μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることが更により好ましく、２０μｍ以上であることが更により好ましく、４０μｍ以上であることが更により好ましく、８０μｍ以上であることが更により好ましく、１００μｍ以上であることが更により好ましい。一方、一枚当たりの厚みが６００μｍを超えてもシールド材の（伸び）破断歪が低下する傾向にある。そこで、絶縁層の一枚当たりの厚みは６００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましい。
【００３０】
（電磁波シールド材）
本明細書で使用する各種記号は以下のように定義される。
σM：金属箔の２０℃における導電率（Ｓ／ｍ）
ｄM：金属箔の厚み（ｍ）
ＺR：絶縁層のインピーダンス（Ω）＝Ｚ0×√（１／εR）
εR：絶縁層の２０℃における比誘電率
γR：伝搬定数＝ｊ×２π√（εR／λ）；ｊは虚数単位
λ：波長（ｍ）：１ＭＨｚでは３００ｍ
ｄR：絶縁層の厚み（ｍ）
Ｚo：真空のインピーダンス＝３７７Ω
本発明に係る電磁波シールド材は、上述した金属箔と絶縁層を積層することで製造可能である。この際、電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせが、σM×ｄM×ｄR≧３×１０-3を満たすように、金属箔と絶縁層を選択することが、電磁波シールド効果を顕著に高める観点から重要となる。
【００３１】
シールド特性は、入射波の電界をＥxi、磁界をＨxiとし、透過波の電界をＥxt、磁界をＨxtとすると、四端子行列を用いて以下の関係で表すことができる。
【数１】
0006278922.tif 000002
【００３２】
この場合、シールド効果（ＳＥ）は、シェルクノフの式を用いると次式で表現することができる。
【数２】
0006278922.tif 000003
【００３３】
金属箔をシールド材として用いたときは、ａ＝１、ｂ＝０、ｃ＝σM×ｄM、ｄ＝１とすることができる。これを式１に代入すると次式のようになる。
【数３】
0006278922.tif 000004
【００３４】
絶縁層をシールド材として用いたときは、ａ＝１、ｂ＝ＺR×γR×ｄR、ｃ＝γR×ｄR／ＺR、ｄ＝１とすることができる。これを式１に代入すると次式のようになる。
【数４】
0006278922.tif 000005
【００３５】
更に、シールド材を積層したときのシールド特性は各層に対応する四端子行列の積で理論的には求められる。例えば、金属（Ｍ１）／樹脂（Ｒ１）／金属（Ｍ２）の積層構造でシールド材を構成したときの入射波と透過波は以下の式で表すことができる。
【数５】
0006278922.tif 000006
【００３６】
また、金属（Ｍ１）／樹脂（Ｒ１）／金属（Ｍ２）／樹脂（Ｒ２）／金属（Ｍ３）の積層構造でシールド材を構成したときの入射波と透過波は以下の式で表すことができる。
【数６】
0006278922.tif 000007
【００３７】
これを展開すると、次式が得られる。
【数７】
0006278922.tif 000008
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは以下である。
Ａ＝１＋ＺR1γR1ｄR1σM2ｄM2＋ＺR2γR2ｄR2σM3ｄM3＋ＺR1γR1ｄR1σM3ｄM3＋ＺR1γR1ｄR1ＺR2γR2ｄR2σM2ｄM2σM3ｄM3
Ｂ＝ＺR2γR2ｄR2＋ＺR1γR1ｄR1ＺR2γR2ｄR2σM2ｄM2＋ＺR1γR1ｄR1
Ｃ＝σM1ｄM1＋σM2ｄM2＋σM3ｄM3＋γR1ｄR1／ＺR1＋γR2ｄR2／ＺR2＋ＺR1γR1ｄR1σM1ｄM1＋ＺR1γR1ｄR1σM1ｄM1σM3ｄM3＋ＺR1γR1ｄR1ＺR2γR2ｄR2σM1ｄM1σM2ｄM2σM3ｄM3＋ＺR2γR2ｄR2σM2ｄM2σM3ｄM3＋ＺR2γR2ｄR2σM3ｄM3γR1ｄR1／ＺR1
Ｄ＝ＺR2γR2ｄR2σM1ｄM1＋ＺR2γR2ｄR2σM1ｄM1σM2ｄM2＋ＺR2γR2ｄR2σM2ｄM2＋ＺR1γR1ｄR1σM1ｄM1＋ＺR2γR2ｄR2γR1ｄR1／ＺR1
【００３８】
以上の例示から、金属箔と絶縁層の積層体におけるシールド効果は、使用する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせについてのσM×ｄM×ＺR×γR×ｄRを大きくすることで、向上可能であることが理論的に理解できる。しかしながら、例えば“畠山賢一著、「初めて学ぶ電磁遮へい講座」科学情報出版（２０１３年）、５６頁”に記載されているように、従来は（ＺR×γR×ｄR）は低周波領域では極めて小さく０に近似されるとしていたため、この考え方に従えばσM×ｄM×ＺR×γR×ｄRも０として近似されるパラメータであった。これに対して本発明者は、適切な金属箔と絶縁層を組み合わせｄR、σM及びｄMを調整することでσM×ｄM×ＺR×γR×ｄRは０には近似できない程度の大きな値となり、低周波領域においても有意な影響を与えることが分かった。
【００３９】
本発明者は金属箔と絶縁層の積層体におけるシールド効果の実験を繰り返す中で、１ＭＨｚ程度の低周波領域であってもσM×ｄM×ｄRが有意な影響を与えていることを見出し、電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせが、σM×ｄM×ｄR≧３×１０-3を満たすように、金属箔と絶縁層を選択することがシールド効果を高める上で極めて効果的であることを見出した。電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせが、σM×ｄM×ｄR≧１×１０-2であることが好ましく、σM×ｄM×ｄR≧４×１０-2であることがより好ましく、σM×ｄM×ｄR≧８×１０-2であることが更により好ましく、σM×ｄM×ｄR≧１×１０-1であることが更により好ましい。
【００４０】
σM×ｄM×ｄRには特段の上限は設定されないが、厚みや使用する材料との兼ね合いから、電磁波シールド材を構成する金属箔と絶縁層のすべての組み合わせについて、通常はσM×ｄM×ｄR≦１０であり、典型的にはσM×ｄM×ｄR≦１である。
【００４１】
絶縁層と金属箔の積層方法としては、絶縁層と金属箔の間に接着剤を用いてもよく、接着剤を用いずに絶縁層を金属箔に熱圧着してもよい。接着剤を用いずに単に重ねる方法でもよいが、電磁波シールド材の一体性を考慮すれば、少なくとも端部（例えばシールド材が四角形の場合は各辺）は接着剤により又は熱圧着により接合することが好ましい。但し、絶縁層に余分な熱を加えないという点からは、接着剤を用いることが好ましい。接着剤としては先述したものと同様であり、特に制限はないが、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン系、ポリエステル系、シリコーン樹脂系、酢酸ビニル系、スチレンブタジエンゴム系、ニトリルゴム系、フェノール樹脂系、シアノアクリレート系などが挙げられ、製造しやすさとコストの理由により、ウレタン系、ポリエステル系、酢酸ビニル系が好ましい。
【００４２】
接着剤層の厚みは６μｍ以下であることが好ましい。接着剤層の厚みが６μｍを超えると、金属箔複合体に積層した後に金属箔のみが破断しやすくなる。ただし、先述したような接着剤層が絶縁層の役割を兼ねる場合は、この限りではなく、絶縁層の説明で述べた厚みとすることができる。
【００４３】
本発明に係る電磁波シールド材は、少なくとも３枚の金属箔が絶縁層を介して積層された構造を有することを要する。当該要件を具備する積層構造の例としては、以下が挙げられる。括弧で表された層は適宜加えてもよいことを表す。
（１）（絶縁層）／金属箔／絶縁層／金属箔／絶縁層／金属層／（絶縁層）
（２）（絶縁層）／金属箔／絶縁層／金属箔／絶縁層／金属箔／絶縁層／金属箔／（絶縁層）
（１）及び（２）においては、一つの「金属箔」は絶縁層を介することなく複数の金属箔を積層して構成することができ、一つの「絶縁層」も金属箔を介することなく複数の絶縁層を積層して構成することができる。また、絶縁層や金属箔以外の層を設けることもできる。
【００４４】
本発明に係る電磁波シールド材の一実施形態においては、電磁波シールド材の全体厚みを５０〜１５００μｍとすることができ、１０００μｍ以下とすることもでき、６００μｍ以下とすることもでき、４００μｍ以下とすることもでき、２００μｍ以下とすることもできる。
【００４５】
本発明に係る電磁波シールド材は、特に電気・電子機器（例えば、インバータ、通信機、共振器、電子管・放電ランプ、電気加熱機器、電動機、発電機、電子部品、印刷回路、医療機器等）の被覆材又は外装材、電気・電子機器に接続されたハーネスや通信ケーブルの被覆材、電磁波シールドシート、電磁波シールドパネル、電磁波シールド袋、電磁波シールド箱、電磁波シールド室など各種の電磁波シールド用途に利用することが可能である。
【００４６】
本発明に係る電磁波シールド材の一実施形態によれば、１ＭＨｚにおいて３６ｄＢ以上の磁界シールド特性（受信側でどれだけ信号が減衰したか）をもつことができ、好ましくは４０ｄＢ以上の磁界シールド特性をもつことができ、より好ましくは５０ｄＢ以上の磁界シールド特性をもつことができ、更により好ましくは６０ｄＢ以上の磁界シールド特性をもつことができ、更により好ましくは７０ｄＢ以上の磁界シールド特性をもつことができ、例えば３６〜９０ｄＢの磁界シールド特性をもつことができる。本発明においては、磁界シールド特性はＫＥＣ法によって測定することとする。ＫＥＣ法とは、関西電子工業振興センターにおける「電磁波シールド特性測定法」を指す。
【実施例】
【００４７】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらは本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００４８】
表１に記載の各金属箔及び絶縁フィルムを準備して、実施例及び比較例の電磁波シールド材を作製した。表１に記載の各記号は以下を示す。
Ｃｕ：圧延銅箔（２０℃での導電率：５８．０×１０6Ｓ／ｍ）
Ａｌ：アルミ箔（２０℃での導電率：３９．６×１０6Ｓ／ｍ）
電解Ｃｕ：電解銅箔（２０℃での導電率：５６．０×１０6Ｓ／ｍ）
Ｎｉ：ニッケル箔（２０℃での導電率：１４．５×１０6Ｓ／ｍ）
Ｆｅ：軟鉄箔（２０℃での導電率：９．９×１０6Ｓ／ｍ）
ｓｕｓ：ステンレス箔（２０℃での導電率：１．４×１０6Ｓ／ｍ）
ＰＩ：ポリイミドフィルム（２０℃での比誘電率：３．５）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレートフィルム（２０℃での比誘電率：３．０）
ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレンフィルム（２０℃での比誘電率：２．１）
ＰＡ：ポリアミドフィルム（２０℃での比誘電率：６．０）
空隙：金属箔同士を空気で隔てた（２０℃での比誘電率：１．０）
【００４９】
（比較例１〜２：金属箔一枚の磁界シールド効果）
圧延銅箔（厚み：１５０μｍ）及びアルミ箔（厚み：３００μｍ）について、単層での磁界シールド効果を調査した。用意した金属材料を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、周波数を１ＭＨｚとし、２０℃の条件下で、ＫＥＣ法により磁界シールド効果を評価した。
【００５０】
（比較例３：金属箔３枚を積層したときの磁界シールド効果）
圧延銅箔（厚み：３３μｍ）を３枚用意し、これを接着剤を介することなく単純に積層し、磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５１】
（比較例４：金属箔２枚を絶縁層を介して積層したときの磁界シールド効果）
絶縁層として厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５２】
（比較例５：金属箔２枚を絶縁層を介して積層したときの磁界シールド効果）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み８μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５３】
（比較例６：金属箔２枚を空気層を介して設置したときの磁界シールド効果）
絶縁層として空気を用い、金属箔として厚み６μｍ及び３０μｍのアルミ箔を用い、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この例において、２枚のアルミ箔は中央部に正方形状の大きな開口部を有する銅板を挟んで空気中で５０μｍの間隔で平行に配置した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５４】
（比較例７：金属箔３枚を絶縁層を介して積層したときの磁界シールド効果：σM×ｄM×ｄR＜３×１０-3）
絶縁層として厚さ９μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルムを用い、金属箔として厚み６μｍのアルミ箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５５】
（実施例１）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルムを用い、金属箔として厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５６】
（実施例２）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み２０μｍのアルミ箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５７】
（実施例３）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み３０μｍの電解銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５８】
（実施例４）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み５０μｍのニッケル箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００５９】
（実施例５）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み５０μｍの軟鉄箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６０】
（実施例６）
絶縁層として厚さ５００μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムを用い、金属箔として厚み５０μｍのステンレス箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６１】
（実施例７）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み６μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６２】
（実施例８）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６３】
（実施例９）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み３３μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６４】
（実施例１０）
絶縁層として厚さ９μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み７μｍ及び３３μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６５】
（実施例１１）
絶縁層として厚さ５００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６６】
（実施例１２）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムを用い、金属箔として厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６７】
（実施例１３）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリアミド（ＰＡ）フィルムを用い、金属箔として厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６８】
（実施例１４）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み３３μｍの圧延銅箔と厚み３０μｍのニッケル箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００６９】
（実施例１５）
絶縁層として厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み１２μｍの圧延銅箔と厚み１７μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００７０】
（実施例１６）
絶縁層として厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み１２μｍの圧延銅箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００７１】
（実施例１７）
絶縁層として厚さ９μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、金属箔として厚み２０μｍのアルミ箔を用い、接着剤を使用せずに単に積層することで、表１に記載の積層構造をもつ電磁波シールド材を作製した。この電磁波シールド材を磁界シールド効果評価装置（テクノサイエンスジャパン社  型式ＴＳＥＳ−ＫＥＣ）に設置して、比較例１と同様の方法で磁界シールド効果を評価した。
【００７２】
なお、上記の評価において、金属箔の導電率はＪＩＳ  Ｃ２５２５：１９９９のダブルブリッチ法で測定した。比誘電率はＪＩＳ  Ｃ  ２１５１：２００６に記載のＢ法により測定した。
【００７３】
結果を表１に示す。表１中の「最小σMｄMｄR」は、各試験例において、使用した金属箔と絶縁層のすべての組み合わせのうち、σM×ｄM×ｄRが最も小さくなる金属箔と絶縁層の組み合わせについての値である。比較例１及び２の結果から理解できるように、金属箔一枚では１００μｍを超える厚みに設定しても、シールド効果が３１〜３３ｄＢ程度しか得られない。比較例３の結果から理解できるように、金属箔のみを積層してもシールド効果の有意な向上は認められない。比較例４〜６の結果から理解できるように、金属箔２枚を絶縁層を介して積層しても同様である。また、比較例７の結果から金属箔３枚を絶縁層を介して積層した場合でも、σM×ｄM×ｄRが不十分だとシールド効果の向上は限定的であることが分かる。
【００７４】
一方、金属箔３枚を絶縁層を介して積層し、且つ、金属箔と絶縁層のすべての組み合わせについてσM×ｄM×ｄRが３×１０-3以上である実施例１〜１７においては、シールド効果が顕著に優れていることが理解できる。例えば、銅箔一枚では３１．１ｄＢのシールド効果を得るのに１５０μｍもの厚みが必要であった比較例１に対して、実施例１ではその約１／３の厚みの銅箔しか用いていないにもかかわらず、約２６ｄＢもシールド効果が向上している。また、アルミ箔一枚では３３．１ｄＢのシールド効果を得るのに３００μｍもの厚みが必要であった比較例２に対して、実施例２ではその１／５の厚みのアルミ箔しか用いていないにもかかわらず、約１９ｄＢもシールド効果が向上している。
【００７５】
また、実施例の中でも、金属箔と絶縁層の組み合わせにおける最小σMｄMｄRが高いほうが、金属箔の総厚みを小さくしながら高いシールド効果が得られることも理解できる。例えば、実施例１０〜１３はすべて銅箔の総厚みが５１μｍであるが、最小σMｄMｄRの違いによってシールド効果に大きな差が生じていることが分かる。
【００７６】
【表１】
0006278922.tif 000009