(57)【要約】【課題】比較的安価に得られ、可撓性を持ち、かつ、電磁波、特に３GHz以下における遮蔽性の高い電波吸収材を提供する。【解決手段】可撓性を有する樹脂の樹脂固型分６０部に対して６０部以上の、平均粒子径が１μｍ以上７μｍ以下の鱗状黒鉛微粉末を混合し撹拌して黒鉛微粉末を樹脂中に均一に分散させ、表面に剥離剤を施したＰＥＴフィルム上に所定の厚みで塗布し、加熱することにより溶剤を揮散し、かつ、樹脂を硬化させ、硬化物を基材から剥がして電波吸収材とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する樹脂と、樹脂中に均一に分散した鱗状黒鉛粉末とを含み、該黒鉛粉末が樹脂６０重量部に対して６０重量部以上含まれ、該黒鉛粉末の平均粒子径が１μｍ以上、５０μｍ以下である電波吸収材。
【請求項２】
前記黒鉛粉末の平均粒子径は１μｍ以上、７μｍ以下である請求項１記載の電波吸収材。
【請求項３】
前記黒鉛粉末の比表面積が３０ｍ２／ｇ以下である請求項１または２記載の電波吸収材。
【請求項４】
前記黒鉛粉末の比表面積が１７ｍ２／ｇ以下である請求項１〜３のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項５】
前記黒鉛粉末は球状黒鉛である請求項１〜４のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項６】
前記樹脂はガラス転移温度が−１０℃以下で、２３℃、０．１Hzにおける弾性率が１MPa以下のエラストマーが主成分である請求項１〜５のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項７】
ＪＩＳ＿Ｋ６２５３−１９９７に定めるタイプＡデュロメータ硬さが２０以上、７０以下である請求項１〜６のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項８】
前記樹脂は付加反応型又は過酸化物架橋型シリコーン粘着剤を硬化させたものである請求項１〜７のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項９】
前記樹脂はアクリル系粘着剤を硬化させたものである請求項１〜７のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項１０】
前記樹脂はウレタン系粘着剤を少なくとも含む粘着剤を硬化させたものである請求項１〜７のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項１１】
前記電波吸収材は引張強さ０．３MPa以上で且つ引張伸び５０％以上である請求項１〜１０のいずれか１項記載の電波吸収材。
【請求項１２】
硬化前の樹脂６０重量部に対して、６０重量部以上の、平均粒子径が１μｍ以上５０μｍ以下の黒鉛微粉末、および必要に応じて溶剤を混合し、混合物を撹拌することにより前記樹脂中に前記黒鉛微粉末を均一に分散させ、前記黒鉛微粉末が均一に分散した混合物を加熱することにより、必要に応じて加えた前記溶剤を揮散させ、かつ、前記樹脂を硬化させることを含む電波吸収材の製造方法。
【請求項１３】
前記硬化前の樹脂は付加反応型又は過酸化物架橋型シリコーン粘着剤である請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記硬化前の樹脂はアクリル系粘着剤である請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記硬化前の樹脂はウレタン系粘着剤を少なくとも含む粘着剤である請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータなどの電子機器のノイズ対策として用いられるノイズ抑制シートの材料として好適な、より改良された柔軟な電波吸収材およびその製造方法に関し、特に、低周波（３GHz以下）領域の電波吸収に優れる電波吸収材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器などへ外部からの電波による干渉を防止するため、種々の電波吸収材が使用されている。通常は金属の函体などによって、外部からの電波を遮断する方法が採られていたが、柔軟性に欠き、重量も重いという欠点があった。そこで、導電性のある金属などの粒子を樹脂などに練り込んで成形し、電波の遮断に用いる方法が採られるようになった。その中でも、比較的安価に得られ、軽量である黒鉛を樹脂中に含む電波吸収材が提案されている。（例えば、下記特許文献１，２参照）
しかしながら、いずれも、樹脂中に含まれる黒鉛の量が少ないため、電波の遮蔽性が低いという問題がある。
【０００３】
前記した技術は、前述の通り外部からの干渉を防ぐためのものである。近年多くの電子機器に用いられている大規模集積回路などに通電した時に、その回路自身から発生する電磁波によって自らが干渉を受けることがある。前記した技術では保護すべき電子機器自らの電磁波による干渉を防止するために、電波を吸収し、かつ、反射も起こさないような工夫はなされていない。
【０００４】
下記特許文献３には、黒鉛シートと呼ばれる黒鉛を主材料とする板状の素材を、可撓性を持つ樹脂などの素材と貼り合わせ、一定の可撓性と電波の遮断性を持たせようとする試みが為されている。
【０００５】
そもそも黒鉛シートは高価であり、かつ、可撓性に欠けるため、真に柔軟かつ電波の遮断性に優れた電波吸収材は得られていない。
【０００６】
また、上記した電波吸収材は主に３GHzを超える高周波側の電波の吸収に優れるものである。３GHz以下の電波吸収にも優れ、かつ、可撓性を持つ電波吸収材は市場において未だ実施されていないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２７６３９９号公報
【特許文献２】特開２００４−９９６７５号公報
【特許文献３】特開２００５−１６６６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって本発明の目的は、比較的安価に得られ、可撓性を持ち、かつ、電磁波、特に３GHz以下の電磁波に対する遮蔽性が高い電波吸収材とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、可撓性を有する樹脂と、樹脂中に均一に分散した鱗状黒鉛粉末（以下単に黒鉛粉末と記す）とを含み、黒鉛粉末が樹脂６０重量部に対して６０重量部以上含まれる電波吸収材が提供される。黒鉛粉末の平均粒子径は１μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上７μｍ以下である。あるいは、黒鉛粉末は１μｍ以上７μｍ以下の粒子径の黒鉛及び７μｍを超え５０μｍ以下の黒鉛の混合物である。
【００１０】
上記黒鉛粉末を樹脂６０重量部に対して６０重量部以上、好ましくは７０重量部以上、さらに好ましくは１１０重量部以上含むことにより、高い電磁波遮蔽性、特に３GHz以下の電磁波において高い遮断性を有する電波吸収材が得られる。
【００１１】
前記黒鉛粉末の平均粒子径は１μｍ以上、５０μｍ以下であるが、その一部または全量が７μｍ以下であれば電波吸収性能が向上する。
【００１２】
１μｍ未満では比表面積が大きくなり、黒鉛を多く添加することが困難である。５０μｍを超えると平滑なシートが得られにくい。
【００１３】
前記黒鉛粉末の比表面積は３０ｍ２／ｇ以下であることが望ましい。３０ｍ２／ｇを超えると硬化前の分散溶液の粘度が上昇しすぎて成型が困難になる。平均粒子径が７μｍ以下の粒子径の黒鉛の場合は１７ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００１４】
前記黒鉛粉末は球状黒鉛であることが望ましい。黒鉛の形状としては、木の葉状よりも塊状の球状黒鉛の方が比表面積が小さくて好ましい。
【００１５】
樹脂６０重量部に対して鱗状黒鉛粉末を６０重量部以上加えることについては、従来では前記特許文献１，２に記載されている通り、製品（電波吸収材）の柔軟性（または密着性）や表面の平滑性が損なわれるとして敬遠されていた。
【００１６】
しかしながら、樹脂６０重量部に対して６０重量部以上の黒鉛を混合しないと、高周波側の吸収が上手く行われない。また、木の葉状の黒鉛では上記するような量を樹脂に練りこむことは出来ない。
【００１７】
電波吸収材の、ＪＩＳ＿Ｋ６２５３＿１９９７に定めるタイプＡデュロメータ硬さは２０以上、７０以下であることが好ましい。更に好ましくは２０以上、６０以下である。２０未満のものは作製が難しく、経時変化が激しいという欠点が顕著であり、７０を超えるものは弾力に乏しく電子部品などに対し当り負けしないで、電子部品を含む基板を傷付けてしまうという欠点や、基板を覆うように変形させることが出来ない（密着性に欠ける）という欠点が顕れる。
【００１８】
前記樹脂としては、可撓性を有するものを１種及び又は２種以上を選定する。ガラス転移温度が−２０℃以下で、２３℃（０．１Hz）の弾性率が１MPa以下のエラストマーを主成分とすることが、製品の機械的強度と適度な伸びを確保するためには好ましい。当該樹脂は通常のエラストマー、粘着剤、液状ゴム等から選定することができる。副成分として用いる樹脂は主成分樹脂と親和性があるものが好ましく、混合物のガラス転移温度が−２０℃より高温側或いは２３℃（０．１Hz）の弾性率が１MPa以上に移行しても構わないが、その配合比率は樹脂全体の３０質量％以下である方が好ましい結果が得られる。
【００１９】
より好ましくは、前記樹脂は付加反応型又は過酸化物架橋型シリコーン粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤を少なくとも含む粘着剤類から選定して、それを硬化させたものを選定することが望ましい。
【００２０】
シリコーン粘着剤は基本的にシリコーン樹脂の性質を有し、耐熱性に優れ、柔軟性に優れ、経時変化が少い、という特性を有しており、この電波吸収材の母材として適している。硬化前のシリコーン粘着剤には付加反応型と過酸化物硬化型とがあるが、分解物が発生しないので臭気・腐喰等の問題を回避できる付加反応型の方が好ましい。
【００２１】
アクリル系粘着剤は溶剤タイプとエマルジョンタイプがあるが、好ましくは溶剤タイプで重合度が大きい品種を選定した方がよい。
【００２２】
ウレタン系粘着剤はイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーに、鎖延長剤を反応させ、末端停止剤を反応させ、さらにポリイソシアネート化合物を反応させて得られるウレタン樹脂からなるものが好ましく、同一溶剤を用いる溶剤タイプのアクリル系粘着剤等と混合して用いることが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、硬化前の樹脂６０重量部に対して、平均粒子径が１μｍ以上、７μｍ以下の黒鉛を少なくとも含む６０重量部以上の黒鉛微粉末および必要に応じて溶剤を混合し、混合物を撹拌することにより樹脂中に黒鉛微粉末を均一に分散させ、黒鉛微粉末が均一に分散した混合物を加熱することにより、必要に応じて加えた溶剤を揮散させ、かつ、樹脂を硬化させることを含む電波吸収材の製造方法が提供される。
【実施例】
【００２４】
（実施例１〜２）
シリコーン粘着剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製ＳＤ４５８０（固型分６０％））１００部（すなわち樹脂固型分６０部）に硬化剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製ＳＲＸ２１２）０．６部、トルエン１６０部および黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）６０〜１２０部を混合し、往復回転式撹拌機アジター（（株）島崎製作所製）を用いて撹拌して分散させた。これを、フッ素系剥離剤を処理したＰＥＴフィルムの表面にアプリケーターを用いてコーティングした。１００℃のオーブン中に入れてトルエンを揮散させると共にシリコーン粘着剤に硬化反応を施した。加熱時間は配合によって異なるが、３〜５分である。硬化物をＰＥＴフィルムから剥がしてノイズ抑制シートとした。
【００２５】
（実施例３）
アクリル系粘着剤（綜研化学（株）製ＳＫダイン１７１７（固型分４５％））、１００部（すなわち樹脂固型分４５部）に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製コロネートＬ）０．５部、トルエン１４０部および黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）９０部を混合し、以下は実施例１〜２と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００２６】
（実施例４）
ウレタン系粘着剤（旭硝子（株）製ＰＡ１６０３５（固型分５０％））１００部（すなわち樹脂固型分５０部）に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製コロネートＬ）１．０部、トルエン１４０部および黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）９０部を混合し、以下は実施例１〜２と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００２７】
（実施例５）
ウレタン系粘着剤（旭硝子（株）製ＰＡ１６０３５（固型分５０％））６０部、前記アクリル系粘着剤４０部（すなわち樹脂固型分３０＋１８部）に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製コロネートＬ）１．０部、トルエン１４０部および黒鉛微粉末１００部を混合し、以下は実施例１〜２と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００２８】
表１に、用いた黒鉛微粉末および比較例１として黒鉛微粉末の代わりの炭素粉末として用いたカーボンブラック（ライオン（株）製ケッチェンブラックＥＣ）の比表面積、平均粒子径、結晶性および粒子の形状を示す。また、表２には、各実施例および比較例における配合比、乾燥、硬化後の厚みおよびタイプＡデュロメータ硬さを示す。
【００２９】
平均粒子径はレーザー回折法により測定した。ベックマン・コールター株式会社製の「Ｃｏｕｌｔｅｒ  Ｎ４  ｐｌｕｓサブミクロン粒度分布測定装置」を用いて、２５℃環境において、ポリスチレン製透明セルに水（イオン交換水）中に測定対象を撹拌、分散させた試料液を測定した。
【００３０】
比表面積はガス吸着法により測定した。日本ベル株式会社製「ＢＥＬＳＯＲＰ  ２８ＳＡ」を用いて、２５℃環境において、吸着質Ｎ２ガス、空気恒温槽温度４０℃、吸着温度７７Ｋ、初期導入圧０Ｔｏｒｒで、試料を測定した。
【００３１】
タイプＡデュロメータ硬さはＪＩＳ＿Ｋ６２５３−１９９７に定める通りの手順に従って測定した。測定温度は２５℃であった。
【００３２】
【表１】
2009054983.tif 000002
【００３３】
【表２】
2009054983.tif 000003
【００３４】
得られたノイズ抑制シート（５０mm×１００mm）について、キーコム社製トランスミッションアッテネーションパワーレシオ測定システムＴＦ−３Ｂにより、０．１２〜１．８１GHzの周波数範囲で吸収量および反射損失を測定した。その結果およびシートの表面状態を表３に示す。
【００３５】
【表３】
2009054983.tif 000004
【００３６】
表３に示す結果から明らかなように、実施例１〜２の試料は３GHz以下の電磁波吸収に優れ、かつ、反射損失が良好である。
【００３７】
（実施例６〜７）
シリコーン粘着剤（信越化学工業（株）製ＫＲ３７０１（固型分６０％））１００部（すなわち樹脂固型分６０部）に硬化剤（信越化学工業（株）製ＣＡＴ−ＰＬ−５０Ｔ）０．５部、トルエン１６０部および表４の黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）のうち、平均粒子径６μｍの黒鉛Ｃを含む２種ずつを選択、合計１２０部を混合し、往復回転式撹拌機アジター（（株）島崎製作所製）を用いて撹拌して分散させた。これを、フッ素系剥離剤を処理したＰＥＴフィルムの表面にアプリケーターを用いてコーティングした。１００℃のオーブン中に入れてトルエンを揮散させると共にシリコーン粘着剤に硬化反応を施した。加熱時間は配合によって異なるが、３〜５分である。硬化物をＰＥＴフィルムから剥がしてノイズ抑制シートとした。
【００３８】
（実施例８）
アクリル系粘着剤（綜研化学（株）製ＳＫダイン１７１７（固型分４５％））１４０部（すなわち樹脂固型分６３部）に硬化剤（日本ポリウレタン（株）製コロネートＬ）０．６部、トルエン１４０部および表４の黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）のうち、平均粒子径６μｍの黒鉛Ｃを含む２種を選択、合計１２０部を混合し、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００３９】
（実施例９）
ウレタン系粘着剤（旭硝子（株）製ＰＡ１６０３５（固型分５０％））１３０部、（すなわち樹脂固型分６５部）硬化剤（日本ポリウレタン（株）製コロネートＬ）１．０部、トルエン１４０部および表４の黒鉛微粉末（日本黒鉛工業（株）製）のうち、平均粒子径６μｍの黒鉛Ｃを含む２種を選択、合計１２０部を混合し、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４０】
（実施例１０）
実施例６〜７のシリコーン系粘着剤、硬化剤、トルエンに表４の黒鉛微粉末Ｃ（日本黒鉛工業（株）製）１種のみを選択し、１２０部を混合し、以下は実施例１〜２と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４１】
（実施例１１〜１３）
実施例６〜７のシリコーン系粘着剤、硬化剤、トルエンに表４の黒鉛微粉末Ｃを除き黒鉛Ａ、黒鉛Ｂ又は黒鉛Ｄのうちの１種として、配合部数は同じくし、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４２】
（実施例１４）
実施例８のアクリル系粘着剤、硬化剤、トルエンに黒鉛Ａ１種のみとし、配合部数は同じくし、以下は実施例８と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４３】
（実施例１５）
実施例９のウレタン系粘着剤、硬化剤、トルエンに黒鉛Ｂ１種のみとし、配合部数は同じくし、以下は実施例９と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４４】
（比較例２，３）
実施例６〜７のシリコーン系粘着剤、硬化剤、トルエンに表４の黒鉛Ｅ又は黒鉛Ｆのうちの１種として、配合部数は同じくし、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４５】
（比較例４）
実施例６〜７のシリコーン系粘着剤、硬化剤に表４のカーボンブラックのみ、及び、トルエン１４０部として、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４６】
（比較例５）
実施例６〜７のシリコーン系粘着剤、硬化剤、トルエンにニッケル粒粉末１２０部を混合し、以下は実施例６〜７と同じ工程でノイズ抑制シートを得た。
【００４７】
表４に、各実施例及び比較例において用いた黒鉛微粉末の性状を示す。
【００４８】
【表４】
2009054983.tif 000005
【００４９】
表５には、各実施例および比較例における配合比、乾燥・硬化後の厚み、シートの表面状態、およびタイプＡデュロメータ硬さを示す。また、得られたノイズ抑制シート（５０mm×１００mm）について、キーコム社製トランスミッションアッテネーションパワーレシオ測定システムＴＦ−３Ｂにより測定した電磁波吸収量損失および反射損失を示す。
【００５０】
平均粒子径、比表面積およびタイプＡデュロメータ硬さの測定方法は前述の実施例１〜５、比較例１と同じである。
【００５１】
【表５】
2009054983.tif 000006
【００５２】
表５に示す結果から明らかなように、実施例６〜１５、特に実施例６，７，１０の試料は３GHz以下の電磁波吸収に優れ、かつ、反射損失も特に問題ないレベルである。