(57)【要約】      （修正有）【課題】高周波化した電磁波のシールドを充分に行える電磁波シールド組成物を提供する。【解決手段】（Ａ）樹脂バインダーと、（Ｂ）薄片状センダストとからなる電磁波シールド組成物であり、該薄片状センダストが該電磁波シールド組成物の固形分中に４０〜６０体積％含まれ、該薄片状センダストのアスペクト比が５〜１５で、該薄片状センダストのレーザー回折式粒度分布測定器による粒度分布Ｄ（５０％）が３０〜５０μｍの範囲とする。粒径が大きいにもかかわらず、高周波領域での渦電流による損失が小さいために樹脂組成物の透磁率が高く、かつ、樹脂組成物のピーク周波数が高周波数側に存在し、、高周波領域での電磁波シールド効果が高いものとなる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）樹脂バインダーと、（Ｂ）薄片状センダストとからなる電磁波シールド組成物であって、該薄片状センダストが該電磁波シールド組成物の固形分中に４０〜６０体積％含まれ、該薄片状センダストのアスペクト比が５〜１５で、該薄片状センダストのレーザー回折式粒度分布測定器による粒度分布Ｄ（５０％）が３０〜５０μｍの範囲であることを特徴とする電磁波シールド組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波領域においても高い電磁波シールド効果を発揮する電磁波シールド組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、テレビジョンなどの各種電子機器が一般家庭、オフィスに急速に普及し、機器の高機能化に伴い電子機器の動作周波数は高周波化が進んでいるが、外部の電磁波が電子機器に影響を及ぼし誤動作を引き起こしたり、電子機器から漏洩した電磁波の人体への影響も懸念されている。このため、電子機器内部で発生する電磁波を機器の外部に漏らさない、また外部からの電磁波の影響を受けないために各種電磁波シールド材が開発されている。
【０００３】
一般に、電界と磁界は互いに直交して一定の周波数で振動して進行するが、電磁波の伝播においては、低周波領域では磁界の影響が大きく、透磁率が高く保磁力の低い軟磁性材料が適しており、また高周波領域では電界成分の影響が大きく、導電率の高い材料が適するとされていた。例えば、軟磁性材料として、硅素鋼、センダスト、パーマロイ、フェライト系酸化物などが挙げられ、導電率の高い材料として、銅、銀、ニッケル、金、パラジウムなどの導電性金属が挙げられていた。
【特許文献１】特開２００２−１９８６８３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５４９７３号公報
【特許文献３】特開２００３−１５８００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際、高周波領域を対象とした電磁波シールド材として、小さな体積で高磁束密度が得られるセンダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）やパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）などの金属磁性体を用いられていることが多い。これらの金属磁性体を充填した電磁波シールド材の性能を向上させるために、透磁率を高くするための種々の対策がなされており、例えば、金属磁性体の粒径やアスペクト比を大きくしたり、金属磁性体の酸素含有量を低減させたり、金属磁性体を高密度に充填する、さらには外部圧力を加え成形することにより金属磁性体を強制的に配列させるということがなされている。しかし、これらの対策では、電気抵抗率が１０-6〜１０-5Ωｃｍ程度と非常に小さい金属磁性体同士が接触しやすくなる結果、電磁波シールド材の電気抵抗が小さくなり、低周波領域における透磁率は向上する一方で、高周波領域では渦電流損により高い透磁率が得られないという欠点があった。
【０００５】
また、１０6Ωｃｍ以上の非常に高い電気抵抗率を有するＮｉ−ＺｎフェライトやＣｏフェライトなどを用いると、電気抵抗が大きな電磁波シールド材が得られるため、高周波領域の対策材料として好まれて用いられている。しかし、フェライトはフェリ磁性を示す酸化物磁性体であることから、その飽和磁化の値は通常０．３〜０．５Ｔ程度と小さいために、容易に飽和してしまう。さらに透磁率が低いために電磁波シールド材として高い電磁波シールド効果を得るためには、フィラーを高充填し、且つ体積を大きくしなければならないという欠点がある。
【０００６】
一般に、アスペクト比が大きいフィラーは、シールド材の効果は高いが、その嵩密度が非常に小さいために樹脂に高充填することができないという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はかかる状況に鑑み検討されたもので、高周波領域の電磁波に対して優れたシールド効果を発揮させることを目的とするもので、以下のことを特徴とする発明である。すなわち、請求項１記載の発明は、（Ａ）樹脂バインダーと（Ｂ）薄片状センダストとからなる電磁波シールド組成物であって、該薄片状センダストが該電磁波シールド組成物の固形分中に４０〜６０体積％含まれ、該薄片状センダストのアスペクト比が５〜１５で、該薄片状センダストのレーザー回折式粒度分布測定器による粒度分布Ｄ（５０％）が３０〜５０μｍの範囲であることを特徴とする電磁波シールド組成物である。
【発明の効果】
【０００８】
薄片状で、アスペクト比が５〜１５、粒度分布Ｄ（５０％）が３０〜５０μｍのセンダストを用いると、粒径が大きいにもかかわらず、高周波領域での渦電流による損失が小さいために樹脂組成物の透磁率が高く、かつ、樹脂組成物のピーク周波数が高周波数側に存在する。よって、高周波領域での電磁波シールド効果が高いものとなる。ピーク周波数が高周波数側に存在し以下、本発明について詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に用いられる（Ａ）樹脂バインダーは、特に制限されるものではなく、混和性、絶縁性などの他、作業効率や使用条件等を考慮して適宜選択される。特に、樹脂の凝集力が高いものが望ましい。
【００１０】
例えば、エポキシ樹脂、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンゴム（ＳＩＳ）、スチレン・イソプレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＩＢＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＢＳ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム（ＭＢＲ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンゴム（ＳＥＰＳ）、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレン・エチレン・プロピレン・スチレンゴム（ＳＥＥＰＳ）、エチレン酢ビ樹脂、ポリアミド樹脂、溶剤型樹脂系（アクリル樹脂）、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステルが共重合された酢ビ系樹脂、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどが共重合された塩化ビニル系樹脂、スチレンとアクリル酸エステルなどが共重合されたスチレン系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、変性シリコン樹脂、水分散型樹脂系（合成ゴム系ラテックスの具体例としてはスチレン・ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのカルボキシル変性したものなどが挙げられる。
【００１１】
尚、前記で例示したバインダーの中で、アクリルウレタンとはアクリルポリオールと多官能イソシアネートとの反応生成物であり、アクリルポリオールとはヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタアクリレート、グリセロールモノメタクリレートなどの水酸基を有する（メタ）アクリレート類と他の不飽和化合物との共重合体である。また、ポリエステルポリウレタン樹脂とは、ポリオールとポリカルボン酸との縮合重合反応により生成したポリエステルポリオールを、更にポリイソシアネートを介してウレタン反応させて生成した樹脂をいう。
【００１２】
また、合成樹脂系エマルジョンである各種アクリル酸エステルなどのアクリル系モノマーを使用して調製されたアクリル酸エステル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステル、ベオバなどのコモノマーとを共重合した酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどコモノマーとが重合された塩化ビニル樹脂系エマルジョン、スチレンとアクリル酸エステルなどコモノマーとが共重合されたスチレン樹脂系エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョンなどが挙げられる。
【００１３】
また、湿気硬化型樹脂である変性シリコン樹脂、シアノアクリレート樹脂、ウレタン樹脂等も挙げられる。
【００１４】
本発明に用いるセンダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金）は、センダスト系合金のインゴットや反応焼結体等を一般的な機械的粉砕法により粉砕した粉末、アトマイズ法等により合金溶湯から直接粉末化した粉末等、各種の粉末化法によるものを使用することができる。合金組成はＳｉが８．５ｗｔ％〜１０．５ｗｔ％、Ａｌが４．５ｗｔ％〜６．５ｗｔ％、残部がＦｅである合金であり、１００ＭＨｚ程度の高周波領域においても樹脂組成物の複素比透磁率の虚数項の減少が少なく、好適に用いることができる。
【００１５】
尚、ここで複素比透磁率とは、高周波交流磁界では磁性体中に誘起される磁束密度が磁界の変化に追いつかず磁界波の位相が遅れるため、透磁率の実数項と虚数項に分けて考えられているもので、実数項は磁界と同じ位相の磁束密度成分に関し、虚数項は位相の遅れを含む指標で磁気エネルギーの損失分に相当する。高周波電流の発生が抑制される場合において等価的な抵抗成分の大きさは、磁性体の複素比透磁率μ＝μ’−ｊμ”のμ”の大きさに依存し、磁性体の面積が一定である場合は、上記虚数成分μ”の大きさにほぼ比例することも知られている。
また、前記複素比透磁率μ＝μ’−ｊμ”は周波数依存度で表わされることが多く、μ”が最大になる周波数をピーク周波数と定義する。このピーク周波数より十分低い周波数でμ”の小さい領域では、低損失材料として広く磁芯材料として用いられ、一方、ピーク周波数以上の高い周波数領域では磁気損失が大きいことを利用して、電磁波吸収材料として用いられている。
【００１６】
形状については、例えば、球状、鱗片状、繊維状等が例示されるが、とりわけ、アスペクト比の小さい薄片状のものが前記の樹脂バインダーに多量に含ませることができ、この樹脂バインダー中に含まれる薄片状センダスト同士が同方向に平行配向することにより樹脂組成物の透磁率が高くなるといった理由から好ましい。
【００１７】
前記の薄片状センダストの粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定器（（株）島津製作所製、ＳＡＬＤ−２００Ｖ−ＷＪＡ１：Ｖ１．０１、屈折率２．７０−０．２０ｉ）で測定したによるＤ（５０％）が３０〜５０μｍ、より好ましくは、Ｄ（２５％）が２５〜３５μｍ、Ｄ（５０％）が３０〜５０μｍ、Ｄ（７５％）が５０〜６０μｍの範囲が好ましく、Ｄ（５０％）が下限に満たないと、樹脂組成物の透磁率が低くなる。上限を超えると、樹脂組成物のピーク周波数が低周波数側になる。尚、Ｄ（５０％）とは、累積分布５０％粒径を意味する。
【００１８】
前記の薄片状センダストのアスペクト比は５〜１５、好ましくは６〜１０で、下限未満では樹脂組成物の透磁率が低くなる。上限を超えると、樹脂組成物のピーク周波数が低周波数側になる。更に好ましくは、平均厚み３μｍ〜１０μm、Ｄ（５０％）は3０μｍ〜5０μｍである。
【００１９】
本発明の電磁波シールド組成物は、前記の樹脂バインダー、薄片状センダスト粉を主な成分とし、必要に応じて、分散剤、界面活性剤、硬化剤、可塑剤、帯電防止剤、潤滑剤、研磨剤、防錆剤、有機溶剤等を配合することができる。調整には、各種の混合、混練、分散機を使用することができる。例えば、２本ロールミル、３本ロールミル、ボールミル、サンドミル、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダ、アトライター、高速ミキサー等が挙げられる。
【００２０】
前記の方法により調整された電磁波シールド組成物は、通常公知の方法により塗工し、乾燥させて電磁波シールド層を形成することができ、塗工方法としては、例えば、グラビアコーティング、グラビアリバースコーティング、リバースロールコーティング、ロールコーティング、ダイコーティング、ワイヤーバーコーティング、ドクターブレードコーティング、ディップコーティング、エアナイフコーティング、キスコーティング、スロットコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、メタルマスク印刷、ディスペンサー塗工、ディッピング、スプレー塗布等が挙げられる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例、比較例について説明するが、容量部は固形分の値である。
【００２２】
実施例１
薄片状センダスト粉末  （東邦亜鉛株式会社製）                ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ７
粒度分布Ｄ（５０％）  ３７μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（固形分３０重量％）            ４０容量部
（東洋紡績株式会社製  ＵＲ−５５３７  ；溶剤組成はメチルエチルケトン：トルエン＝５０：５０。極性官能基としてスルホン酸ナトリウム塩を含む。分子量２００００、Ｔｇ３４℃、水酸基価１６〜１８／ＫＯＨｍｇ／ｇ、酸価１未満ＫＯＨｍｇ／ｇ）
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２３】
実施例２
薄片状センダスト粉末  （東邦亜鉛株式会社製）                ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ８
粒度分布Ｄ（５０％）  ４３μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ４０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２４】
比較例１（薄片状センダストの配合割合が下限未満の場合）
薄片状センダスト粉末    （東邦亜鉛株式会社製）              ３０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ７
粒度分布Ｄ（５０％）  ３７μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂  （実施例１と同様）            ７０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２５】
比較例２（薄片状センダストの配合割合が上限を越える場合）
薄片状センダスト粉末      （東邦亜鉛株式会社製）            ７０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ７
粒度分布Ｄ（５０％）  ３７μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ３０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２６】
比較例３（薄片状センダストのアスペクト比が下限未満の場合）
薄片状センダスト粉末      （東邦亜鉛株式会社製）            ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ４
粒度分布Ｄ（５０％）  ３３μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ４０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２７】
比較例４（薄片状センダストのアスペクト比が上限を越える場合）
薄片状センダスト粉末（東邦亜鉛株式会社製）を湿式のビーズミルにより扁平加工し、下記の薄片状センダスト粉末を得た。                                  
薄片状センダスト粉末                                          ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ４０
粒度分布Ｄ（５０％）  ４０μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ４０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００２８】
比較例５（薄片状センダストの粒度分布Ｄ（５０％）が下限未満の場合）
薄片状センダスト粉末（東邦亜鉛株式会社製）を空気分級により、下記の薄片状センダスト粉末を得た。                        
【００２９】
薄片状センダスト粉末                                        ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ８
粒度分布Ｄ（５０％）  １４μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ４０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
【００３０】
比較例６（薄片状センダストの粒度分布Ｄ（５０％）が上限を越える場合）
薄片状センダスト粉末（東邦亜鉛株式会社製）を空気分級により、下記の薄片状センダスト粉末を得た。
【００３１】
薄片状センダスト粉末                                        ６０容量部
（組成  Ｆｅ：８５．６ｗｔ％、Ａｌ：５．３ｗｔ％、Ｓｉ：９．１ｗｔ％、
アスペクト比  ８
粒度分布Ｄ（５０％）  ６０μｍ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（実施例１と同様）              ４０容量部
をプラネタリーミキサーに入れ、３時間分散混合して電磁波シールド組成物を得た。
試験方法は以下の通りとした
実施例１，２、比較例１〜６の方法で得られた樹脂をシート化した。この樹脂組成物の複素比透磁率を測定することにより、電磁波シールド性能を確認した。さらに、それぞれの表面抵抗値をＪＩＳ―Ｋ６９１１準拠法により測定した。
複素比透磁率；アジレント・テクノロジー株式会社製、型番：インピーダンスアナライザーＥ４９９１Ａ、テストフィクスチャ１６４５Ａを用いて測定周波数１ＭＨｚ〜１ＧＨｚで測定した。
表面抵抗値；株式会社アドバンテスト製、型番：デジタル超高抵抗／微少電流計Ｒ８３４０Ａ、レジスティビティ・チェンバＲ１２７０４Ａ（内部電極φ５０ｍｍ、外部電極φ８３ｍｍ）を用いて、印加電圧５００Ｖにて測定した。
【００３２】
評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2007042907.tif 000002
【００３４】
評価結果は以下の通りとした。
【００３５】
表１において、実施例１，２は、複素比透磁率の実数項が２７以上と大きく、また、複素比透磁率の虚数項は３００ＭＨｚ付近で１５前後という高いピーク値を有することを確認した。さらに、粒子径が比較的大きいにも関わらず、適切なアスペクト比を有する薄片状薄片状センダストを用い、適切な配合割合で混合したために、表面抵抗値が高く、高周波数側に複素比透磁率の虚数項最大値が存在することも確認した。これら結果より、高周波領域でシールド効果の高い樹脂組成物を得たと判断した。
【００３６】
表１において、比較例１（薄片状センダストの配合割合が下限未満）は、絶縁物である樹脂の割合が増加する（樹脂組成物の表面抵抗値が高い）ために、ピーク周波数は１ＧＨｚ以上であるが、低周波領域での透磁率が低くなり、電磁波シールド効果が小さいことを示す。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。
【００３７】
表１において、比較例２（薄片状センダストの配合割合が上限を越える場合）は、樹脂バインダーに対する薄片状薄片状センダストの充填量が高すぎるために、得られた樹脂組成物の塗工適正が欠けており、評価するためのシートが得られなかった。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。
【００３８】
表１において、比較例３（薄片状センダストのアスペクト比が下限未満の場合）は、樹脂組成物のピーク周波数は１ＧＨｚ以上と高周波側にあるが、実数項、虚数項ともに低い。これは、アスペクト比が低い、つまり、アスペクト比が５以上でないと充分なシールド効果が発揮されないことを示すものである。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。
【００３９】
表１において、比較例４（薄片状センダストのアスペクト比が上限を超える場合）は、樹脂組成物の透磁率実数項は大きいが、ピーク周波数は３２．２ＭＨｚと低く、より高周波領域でのシールド効果が低いことを示すものである。このピーク周波数が低いのは、表面抵抗値からも裏付けられる。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。
【００４０】
表１において、比較例５（薄片状センダストの粒度分布Ｄ（５０％）が下限未満の場合）は、薄片状センダストの粒径が小さいために樹脂組成物の複素比透磁率が低く、シールド効果が低いことを示すものである。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。
【００４１】
表１において、比較例６（薄片状センダストの粒度分布Ｄ（５０％）が上限を超える場合）は、薄片状センダストの粒径が大きいために樹脂組成物の複素比透磁率は非常に高い樹脂組成物が得られることを予測したが、樹脂バインダーに対して高充填することが困難であった。その結果、得られた樹脂組成物は塗工適正に欠けており、評価するためのシートが得られなかった。即ち、目的の電磁波シールド材は得られていないと判断した。