電磁シールド性成形材料、電子部品用電磁シールド性成形品、建材用電磁シールド性成形品、及び電磁シールド性成形材料の製造方法
【課題】カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する成形材料であって、高い電磁シールド性を有する成形品を形成することができる電磁シールド性成形材料を提供する。
【解決手段】電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有する。このため、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させても、この成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化することで炭素材料の嵩が小さくなることで炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができると共に、この炭素材料と銅粉末とによって、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１に広い周波数領域において高い電磁シールド性を付与することができるようになる。
【解決手段】電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有する。このため、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させても、この成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化することで炭素材料の嵩が小さくなることで炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができると共に、この炭素材料と銅粉末とによって、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１に広い周波数領域において高い電磁シールド性を付与することができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁シールド性を有する成形品を形成するための電磁シールド性成形材料、この電磁シールド性成形材料から形成される電子部品用電磁シールド性部材及び電磁シールド性建材、並びに前記電磁シールド性成形材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品は電磁波を放出するノイズ源となったり、電磁波の影響で誤動作をしたりするおそれがあるため、電子部品に電磁シールドを施すことがある。また、近年、ＰＨＳや無線ＬＡＮの利用が広がりを見せるなか、情報の漏洩防止や外部からの侵入電波による誤動作やノイズ防止といった点から、オフィス内での電波環境を整えることが不可欠になっているため、建築物における建材に電磁シールドを施す必要性も高まっている。
【０００３】
一般的に電磁シールド材は低周波数領域ほど電磁シールド性能（特に電界シールド性能）が高くなるが、電子部品から発せれる電磁波の周波数の多くは１００ＭＨｚ以上であるため、電子部品や建材には１００ＭＨｚ以上の周波数帯での電磁シールド性が求められるようになってきており、例えばこの周波数帯で電界シールド性能は少なくとも１０〜３０ｄＢが必要であるといわれている。また、近年、電子機器では電磁ノイズによる誤作動が益々問題となっており、電子部品や建材等に求められる電磁シールド性は更に高レベルになってきている。
【０００４】
このような電磁シールドのために、従来、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する成形材料を使用することが提案されている。例えば特許文献１では、カーボンナノチューブ０．５〜２０重量％、導電性繊維５〜５０重量％を含有する熱可塑性樹脂組成物からなる成形材料を使用して電磁シールド性の成形品を製造することが開示されている。
【０００５】
しかしながら、従来の電磁シールド性成形材料ではカーボンナノチューブなどの炭素材料は嵩高いためにその含有量の上限に限界があり、カーボンナノチューブの含有量を多くしようとしても樹脂やセラミックスなどのマトリックス材料がその機能を果たさなくなってしまって、電磁シールド性成形材料中に炭素材料を均一に分散することができなくなってしまうものであった。このように炭素材料を含有する電磁シールド性成形材料から形成される成形品の電磁シールド特性は限定的であり、広い周波数領域に亘って充分な電磁シールド性を有する成形品を得ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９００９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する成形材料であって、広い周波数領域に亘って高い電磁シールド性を有する成形品を形成することができる電磁シールド性成形材料、この電磁シールド性成形材料から形成される電子部品用電磁シールド性部材及び電磁シールド性建材、並びに前記電磁シールド性成形材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有することを特徴とする。
【０００９】
このため、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させても、この成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化することで炭素材料の嵩が小さくなることで炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができると共に、この炭素材料と銅粉末とによって、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１に広い周波数領域において高い電磁シールド性を付与することができるようになる。
【００１０】
この電磁シールド性成形材料においては、炭素材料の含有量が２１〜８０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１１】
この場合、電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において更に高い電磁シールド性能を有する成形品１を形成することができる。
【００１２】
また、この電磁シールド性成形材料においては、銅の含有量が４０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１３】
この場合、電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において更に高い電界シールド性能を有する成形品１を形成することができる。
【００１４】
また、前記銅の含有量は、更に５５〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１５】
この場合、電磁シールド性成形材料から、高い電界シールド性能だけでなく高い磁界シールド性能をも併せ持つ成形品１を形成することができる。
【００１６】
本発明に係る電子部品用電磁シールド性成形品１ａは、前記電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする。この電子部品用電磁シールド性成形品１ａとしては、例えば電子基板上の素子や端子等を覆うケース２やシート等が挙げられる。
【００１７】
このため、炭素材料の含有量が多い場合であっても電磁シールド性成形材料を成形することが可能となり、この電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する電子部品用電磁シールド性成形品１ａを形成することができるものであり、またこのため種々の形状を有する電子部品用電磁シールド性成形品１ａを金型成形などで形成することが可能となって、電子部品用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００１８】
本発明に係る建材用電磁シールド性成形品は、前記電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする。
【００１９】
このため、炭素材料の含有量が多い場合であっても電磁シールド性成形材料を成形することが可能となり、この電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する建材用電磁シールド性成形品を形成することができるものであり、またこのため種々の形状を有する建材用電磁シールド性成形品１ａを金型成形などで形成することが可能となって、建材用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００２０】
本発明に係る電磁シールド性成形材料の製造方法は、前記電磁シールド性成形材料の製造方法であって、銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させた後、これをマトリックス材料に添加することを特徴とする。
【００２１】
このため、マトリックス材料と混合する前に銅粉末と炭素材料の嵩を減らすことができ、炭素材料の量を増大させてもマトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを均一に混合することが容易になる。
【発明の効果】
【００２２】
上記のとおり、本発明によれば、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させることで、この電磁シールド性成形材料から広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する電子部品用電磁シールド性成形品や建材用電磁シールド性成形品などの成形品を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示す斜視図である。
【図３】銅粉末とカーボンナノチューブとを混合・混練することで機械的に一体化することで得られた混合粉末を示す顕微鏡写真である。
【図４】実施例及び比較例で得られた成形品の電界シールド性能を測定した結果を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例で得られた成形品の磁界シールド性能を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
本実施形態に係る電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、マトリックス材料とを含有する。
【００２６】
銅粉末の数平均粒径（島津製作所株式会社製の型番ＳＡＬＤ３０００を用い、分散液としてメチルエチルケトンを使用した場合に測定される数平均粒径）は、２５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。この場合、銅粉末と炭素材料とが機械的に一体化した混合粒子の、マトリックス樹脂中での分散性が非常に高くなる。
【００２７】
尚、機械的に一体化とは、炭素材料が銅粉末に埋め込まれることで、一体の粒子とみなせる状態になることをいう。
【００２８】
炭素材料としては、ナノカーボンを使用することが好ましく、特にカーボンナノチューブを使用することが好ましい。カーボンナノチューブとしては、特に限定されるものではないが、例えば昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を用いることができるが、勿論これに限られず、直径１〜２００ｎｍ、長さ０．５〜２０μｍのカーボンナノチューブであればよい。またマルチウォールに限らず、シングルウォールやカップスタック型のカーボンナノチューブであってもよい。また、炭素材料として、カーボンナノチューブ以外に、フラーレン、カーボンナノコイル、カーボンナノホーン、カーボンオニオン、ナノピーボット、カーボンナノリボンなどのナノカーボンや、カーボンブラック、黒鉛、膨張黒鉛、炭素繊維、活性炭、活性炭繊維、カーボンマイクロコイル、コークス、コールタールピッチなどの炭素材料を使用することもできる。炭素材料は一種のみを単独で使用するほか、二種以上を併用してもよい。
【００２９】
マトリックス材料としては、樹脂材料又はセラミックス材料を使用することができる。
【００３０】
前記樹脂材料としては、適宜の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリメチルペンテン（商標：ＴＰＸ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリビニルフルオランド（ＰＶＦ）、ポリビニリデンフルオランド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリサルホン系樹脂（ＰＳＦ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが挙げられる。また熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、ポリウレタン樹脂（ＰＵ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、シリコーン樹脂、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、トリアジン（ＢＴ）などが挙げられる。また、樹脂材料は、一種のみを単独で使用するほか、二種以上をブレンドしたポリマーアロイを使用してもよい。更に、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマーなどを使用してもよい。
【００３１】
また、前記セラミックス材料としては、特に限定されないが、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、チタン酸バリウム、ＰＺＴ等が挙げられる。セラミックス材料は、一種のみを単独で使用するほか、二種以上を併用してもよい。
【００３２】
上記のような銅粉末、炭素材料及びマトリックス材料を混合して、電磁シールド性成形材料を調製することができる。このようにマトリックス材料に炭素材料を銅粉末と共に混合することで、成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化して炭素材料の嵩が小さくなり、多量の炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができるようになって、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を高くすることができるようになる。
【００３３】
この電磁シールド性成形材料は、炭素材料の含有量を多くすることができると共に、炭素材料と共に銅粉末を含有することから、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電磁シールド性能を広い周波数領域（例えば１〜１０００ＭＨｚ）に亘って向上することができる。
【００３４】
電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量は適宜設定されるが、２１〜８０質量％の範囲であることが好ましい。このように電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を２１質量％以上と高くすることで、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電磁シールド性能を広い周波数領域に亘って更に向上することができ、この成形品１の１〜１００ＭＨｚの周波数帯域での、社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定される電界シールド性能を１０ｄＢ以上にすることも可能となる。また、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を８０質量％以下とすることで、電磁シールド性成形材料の良好な成形性を維持することができる。また、電磁シールド性成形材料の成形性と、成形品１の電磁シールド性能とをバランス良く向上するためには、特に電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量が２４〜４０質量％の範囲であることが好ましい。
【００３５】
また、電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量も適宜設定されるが、４０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。この場合、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電界シールド性能を広い周波数領域に更に亘って向上することができ、この成形品１の１〜１００ＭＨｚの周波数帯域での、社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定される電界シールド性能を５０ｄＢ以上にすることも可能となる。また、特に電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量が４６〜５５質量％の範囲であれば、更に成形品１の電界シールド性能を向上することができる。
【００３６】
また、電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量を、５５〜７０質量％の範囲とすることも好ましい。この場合、成形品１の電界シールド性能を向上すると共に、磁界シールド性能も広い周波数領域に亘って更に向上することができる。また、電磁シールド性成形材料の成形性と、成形品１の電磁シールド性能とをバランス良く向上するためには、特に電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量が５５〜６５質量％の範囲であることが好ましい。
【００３７】
電磁シールド性成形材料を調製するにあたっては、銅粉末、炭素材料及びマトリックス材料を、マトリックス材料の性状等に応じた適宜の手法で混合することができる。
【００３８】
例えばマトリックス材料が樹脂材料である場合には、樹脂材料に銅粉末及び炭素材料を加えて得られる混合物を加熱混練することにより電磁シールド性成形材料を調製することができる。また、混練後の電磁シールド性成形材料を打錠してペレット状に成形してもよい。
【００３９】
また、マトリックス材料がセラミックス材料である場合には、粉末状のセラミックス材料に銅粉末及び炭素材料を加えて得られる混合物を適宜の攪拌混合機で攪拌混合することで電磁シールド性成形材料を調製することができる。
【００４０】
上記のようにして電磁シールド性成形材料を調製するにあたっては、マトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを混合する前に、予め銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させておくことが好ましい。
【００４１】
銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化する方法としては、例えば所定量の銅粉末と炭素材料とをボールミルで混合・混練することが挙げられる。ボールミルにおけるポット及びボールの材質はステンレス製などの適宜の材質であってよい。このように機械的に一体化された銅粉末及び炭素材料は、篩にかけるなどして粒径を揃えることが好ましい。
【００４２】
図３に、銅粉末とカーボンナノチューブとをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練して得られる混合粉末の顕微鏡写真を示す。このように銅粉末とカーボンナノチューブとは、ボールミル等を用いた混合・混練により銅粉末にカーボンナノチューブを埋め込んで機械的に一体化することができる。
【００４３】
このようにして予め機械的に一体化された銅粉末及び炭素材料をマトリックス材料と混合すると、銅粉末及び炭素材料の嵩を減らした状態でマトリックス材料に混合することができるようになり、このため炭素材料の量を増大させてもマトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを均一に混合することが容易になる。また、このようにボールミルで銅粉末と炭素材料とを混合・混練すると、銅粉末と炭素材料の混合粉末の粒子の形状が鱗片状となり、このためこの粒子の厚みに対する長さの比率で表されるアスペクト比が大きくなり、その結果、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の収縮率が低減してその寸法精度が高くなる。
【００４４】
このように調整される電磁シールド性成形材料を、マトリックス材料の性状に応じた適宜の手法により成形することで、電磁シールド性を有する成形品１を形成することができる。例えばマトリックス材料が樹脂材料である場合には、電磁シールド性成形材料を射出成形、押出成形、圧縮成形、吹込成形および射出圧縮成形など各種公知の成形法により成形して成形品１（樹脂成形体）を得ることができる。また、マトリックス材料がセラミックス材料である場合には、電磁シールド性成形材料に必要に応じてバインダーを添加した後、射出成形等により成形し、得られた成形体を必要に応じて加熱脱脂した後に焼成することで、電磁シールド性を有する成形品１（焼結体）を得ることができる。
【００４５】
このようにして得られる成形品１には、その炭素材料の含有量を高くすることができることから、高い電磁シールド性を付与することができる。このような成形品１として、電磁シールド用の種々の部材を得ることができる。
【００４６】
例えば電磁シールド性成形材料を成形することにより、電磁シールド性の成形品１として、電子部品の電磁シールドをおこなう電子部品用電磁シールド性成形品１ａを得ることができる。このような電子部品用電磁シールド性成形品１ａとしては、電磁波の発生源となる電子部品や電磁波の影響を受けやすい電子部品を覆う電磁シールド性のケース２やシートなどが挙げられる。この場合、電子部品用電磁シールド性成形品１ａの成形時の成形性が優れたものとなり、更にこの電子部品用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００４７】
図１は、半導体素子７を実装する配線基板６に電磁シールド性のケース２を取り付けた例を示す。図１（ａ）に示すように、配線基板６の一面には半導体素子７に接続される導体配線８や、グラウンドパターン９が形成されている。半導体素子７は前記配線基板６の一面に固定されると共にボンディングワイヤ１０を介して導体配線８に電気的に接続されている。
【００４８】
一方、ケース２は下面のみが開放された容器状に形成されている。また、このケース２には配線基板６におけるグラウンドパターン９に接続される接続端子５が設けられている。この接続端子５は、ケース２の外側面における、配線基板６上のグラウンドパターン９と合致する位置に形成されている。接続端子５は、例えばＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）基板に導体配線を形成するために採用されているものと同様の手法によって形成することができる。具体的には、例えばケース２にスパッタリング等の適宜の手法により金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ、インクジェット、スクリーン印刷、レーザ輪郭除去法等の適宜の手法を利用して接続端子の輪郭を描画し、更に電解銅めっき処理、ソフトエッチング処理、電解ニッケルめっき処理、電解金めっき処理を順次施すなどして、接続端子５を形成することができる。
【００４９】
このケース２は、図１（ｂ）に示すように、配線基板６の一面に、この配線基板６上のグラウンドパターン９とケース２における接続端子５とが位置合わせされた状態で、半導体素子７を覆うように取り付けられている。配線基板６上のグラウンドパターン９とケース２における接続端子５とは、はんだ１１によって導通接続されている。
【００５０】
このように配線基板６に電磁シールド性のケース２を取り付けることで、半導体素子７から発生する電磁波が外部に漏洩することを抑制することができ、また外部の電磁波が半導体素子７に到達することを遮断することができるようになる。また、電磁シールド性のケース２が接続端子５を介して配線基板６のグラウンドパターン９に接続されるため、ケース２をグラウンドに接続するにあたって、配線基板６におけるグラウンドパターン９を利用することができ、実装部品の省スペース化を図ることができる。
【００５１】
また、図２は、電磁シールド性のケース２を、光ケーブル３の先端に設けられるコネクタ（光コネクタ）を構成するハウジングとした例を示す。このケース２は、光ケーブル３の先端に設けられている接続端子４を覆っている。このため、接続端子４から発生する電磁波が外部に漏洩することを抑制することができ、また外部の電磁波が接続端子４に到達することを遮断することができるようになる。
【００５２】
このような電子部品用電磁シールド性成形品１ａを作製するにあたっては、電磁シールド性成形材料中に適宜の材料を含有させることで、電子部品用電磁シールド性成形品１ａに種々の機能を付与することもできる。例えば電磁シールド性成形材料中のマトリックス材料の少なくとも一部としてポリイミドを用いると、ケース２などの電子部品用電磁シールド性成形品１ａのはんだ接着性が高くなる。この場合、ケース２などの電子部品用電磁シールド性成形品１ａを配線基板にはんだ接続することで、この電子部品用電磁シールド性成形品１ａを配線基板に容易に取り付けることができるようになる。
【００５３】
また、電磁シールド性成形材料を成形することにより、電磁シールド性の成形品１として、建材用電磁シールド性成形品を得ることができる。このような建材用成形品１としては、建物の壁材、床材、天井材等が挙げられる。このような建材用電磁シールド性成形品を使用すると、事業所やオフィスなどにおける情報の漏洩防止や外部からの侵入電波による誤動作やノイズ防止などをおこなうことができ、建築物内の電波環境を整えることができるようになる。
【００５４】
このような建材用電磁シールド性成形品を作製するにあたっては、電磁シールド性成形材料中に適宜の材料を含有させることで、建材用電磁シールド性成形品に種々の機能を付与することもできる。例えば電磁シールド性成形材料中のマトリックス材料の少なくとも一部としてポリテトラフルオロエチレンを用いると、建材用電磁シールド性成形品に高い撥水性を付与することができるようになる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の具体的な実施例を提示することにより、本発明を更に詳述する。
【００５６】
（実施例１〜４）
各実施例について、電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、銅粉末としては数平均粒径７５μｍのものを、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００５７】
電磁シールド性成形材料の調製時には、まず銅粉末とカーボンナノチューブとを配合し、これをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練した。このようにして得られた混合粉末を目開き１５０μｍの篩にかけてその粒径を揃えた後、マトリックス材料と配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００５８】
（比較例１〜３）
各比較例について、電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、Ａｌ粉末としては数平均粒径１００μｍのものを、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００５９】
電磁シールド性成形材料の調製時には、まずＡｌ粉末とカーボンナノチューブとを配合し、これをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練した。このようにして得られた混合粉末を目開き１５０μｍの篩にかけてその粒径を揃えた後、マトリックス材料と配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６０】
（比較例４）
電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００６１】
電磁シールド性成形材料の調製時には、カーボンナノチューブとマトリックス材料とを配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６２】
（比較例５）
電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、銅粉末としては数平均粒径７５μｍのものをそれぞれ使用した。
【００６３】
電磁シールド性成形材料の調製時には、銅粉末とマトリックス材料とを配合し、混合・混練することにより、粒径２００μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６４】
（電磁シールド性能評価）
各実施例及び比較例で得られた電磁シールド材料を１００ｍｍ×１００ｍｍの寸法のキャビティを有する金型で成型温度３００〜３５０℃の温度で加熱すると共に５ｋＮの加圧力を加え、その後、急冷することにより、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの寸法の成形品１を得た。
【００６５】
この成形品１の、１ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ（１ＧＨｚ）の周波数帯域での電界シールド性能と磁界シールド性能とを、それぞれ社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定した。電界シールド性能の測定結果を図４に、磁界シールド性能の測定結果を図５に、それぞれ示す。また、周波数１０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚの場合の電界シールド性能と磁界シールド性能の各測定結果を下記表１に示す。
【００６６】
【表１】
この結果によれば、実施例１〜４では成形材料中のカーボンナノチューブの含有量を向上することができ、これらの成形品１は図４に示すように全体的に高い電界シールド性能を有し、特に銅の含有量がそれぞれ５５質量％及び４６質量％である実施例１，２では、電界シールド性能が著しく高いものであった。
【００６７】
これに対して、比較例１〜３ではアルミニウム粉末を含有し、比較例１，３のようにカーボンナノチューブの含有量を向上することはできたが、電界シールド性能は悪いものであった。また、マトリックス材料にカーボンナノチューブのみを含有させた比較例４では、比較例１〜３よりも電界シールド性は高かったが、実施例１〜４と較べると充分ではなかった。また、マトリックス材料に銅粉末のみを含有させた比較例５では、高周波数帯域では実施例３や実施例４よりも電界シールド性が高くなることもあるが、１ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの範囲全体をみると電界シールド性は低いものであり、しかも比較例５では成形性が悪く、成形品１は僅かの衝撃が加えられただけでも割れが生じてしまうものであった。
【００６８】
また図５に示すように、成形材料中の銅粉末の含有量が５５質量％である実施例１では、電界シールド性だけでなく、磁界シールド性能も特に高いものとなった。
【符号の説明】
【００６９】
１ 成形品
１ａ 電子部品用電磁シールド性成形品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁シールド性を有する成形品を形成するための電磁シールド性成形材料、この電磁シールド性成形材料から形成される電子部品用電磁シールド性部材及び電磁シールド性建材、並びに前記電磁シールド性成形材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品は電磁波を放出するノイズ源となったり、電磁波の影響で誤動作をしたりするおそれがあるため、電子部品に電磁シールドを施すことがある。また、近年、ＰＨＳや無線ＬＡＮの利用が広がりを見せるなか、情報の漏洩防止や外部からの侵入電波による誤動作やノイズ防止といった点から、オフィス内での電波環境を整えることが不可欠になっているため、建築物における建材に電磁シールドを施す必要性も高まっている。
【０００３】
一般的に電磁シールド材は低周波数領域ほど電磁シールド性能（特に電界シールド性能）が高くなるが、電子部品から発せれる電磁波の周波数の多くは１００ＭＨｚ以上であるため、電子部品や建材には１００ＭＨｚ以上の周波数帯での電磁シールド性が求められるようになってきており、例えばこの周波数帯で電界シールド性能は少なくとも１０〜３０ｄＢが必要であるといわれている。また、近年、電子機器では電磁ノイズによる誤作動が益々問題となっており、電子部品や建材等に求められる電磁シールド性は更に高レベルになってきている。
【０００４】
このような電磁シールドのために、従来、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する成形材料を使用することが提案されている。例えば特許文献１では、カーボンナノチューブ０．５〜２０重量％、導電性繊維５〜５０重量％を含有する熱可塑性樹脂組成物からなる成形材料を使用して電磁シールド性の成形品を製造することが開示されている。
【０００５】
しかしながら、従来の電磁シールド性成形材料ではカーボンナノチューブなどの炭素材料は嵩高いためにその含有量の上限に限界があり、カーボンナノチューブの含有量を多くしようとしても樹脂やセラミックスなどのマトリックス材料がその機能を果たさなくなってしまって、電磁シールド性成形材料中に炭素材料を均一に分散することができなくなってしまうものであった。このように炭素材料を含有する電磁シールド性成形材料から形成される成形品の電磁シールド特性は限定的であり、広い周波数領域に亘って充分な電磁シールド性を有する成形品を得ることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９００９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する成形材料であって、広い周波数領域に亘って高い電磁シールド性を有する成形品を形成することができる電磁シールド性成形材料、この電磁シールド性成形材料から形成される電子部品用電磁シールド性部材及び電磁シールド性建材、並びに前記電磁シールド性成形材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有することを特徴とする。
【０００９】
このため、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させても、この成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化することで炭素材料の嵩が小さくなることで炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができると共に、この炭素材料と銅粉末とによって、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１に広い周波数領域において高い電磁シールド性を付与することができるようになる。
【００１０】
この電磁シールド性成形材料においては、炭素材料の含有量が２１〜８０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１１】
この場合、電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において更に高い電磁シールド性能を有する成形品１を形成することができる。
【００１２】
また、この電磁シールド性成形材料においては、銅の含有量が４０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１３】
この場合、電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において更に高い電界シールド性能を有する成形品１を形成することができる。
【００１４】
また、前記銅の含有量は、更に５５〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１５】
この場合、電磁シールド性成形材料から、高い電界シールド性能だけでなく高い磁界シールド性能をも併せ持つ成形品１を形成することができる。
【００１６】
本発明に係る電子部品用電磁シールド性成形品１ａは、前記電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする。この電子部品用電磁シールド性成形品１ａとしては、例えば電子基板上の素子や端子等を覆うケース２やシート等が挙げられる。
【００１７】
このため、炭素材料の含有量が多い場合であっても電磁シールド性成形材料を成形することが可能となり、この電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する電子部品用電磁シールド性成形品１ａを形成することができるものであり、またこのため種々の形状を有する電子部品用電磁シールド性成形品１ａを金型成形などで形成することが可能となって、電子部品用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００１８】
本発明に係る建材用電磁シールド性成形品は、前記電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする。
【００１９】
このため、炭素材料の含有量が多い場合であっても電磁シールド性成形材料を成形することが可能となり、この電磁シールド性成形材料から、広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する建材用電磁シールド性成形品を形成することができるものであり、またこのため種々の形状を有する建材用電磁シールド性成形品１ａを金型成形などで形成することが可能となって、建材用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００２０】
本発明に係る電磁シールド性成形材料の製造方法は、前記電磁シールド性成形材料の製造方法であって、銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させた後、これをマトリックス材料に添加することを特徴とする。
【００２１】
このため、マトリックス材料と混合する前に銅粉末と炭素材料の嵩を減らすことができ、炭素材料の量を増大させてもマトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを均一に混合することが容易になる。
【発明の効果】
【００２２】
上記のとおり、本発明によれば、カーボンナノチューブ等の炭素材料を含有する電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を増大させることで、この電磁シールド性成形材料から広い周波数領域において高い電磁シールド性を有する電子部品用電磁シールド性成形品や建材用電磁シールド性成形品などの成形品を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示す斜視図である。
【図３】銅粉末とカーボンナノチューブとを混合・混練することで機械的に一体化することで得られた混合粉末を示す顕微鏡写真である。
【図４】実施例及び比較例で得られた成形品の電界シールド性能を測定した結果を示すグラフである。
【図５】実施例及び比較例で得られた成形品の磁界シールド性能を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
本実施形態に係る電磁シールド性成形材料は、銅粉末と、炭素材料と、マトリックス材料とを含有する。
【００２６】
銅粉末の数平均粒径（島津製作所株式会社製の型番ＳＡＬＤ３０００を用い、分散液としてメチルエチルケトンを使用した場合に測定される数平均粒径）は、２５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。この場合、銅粉末と炭素材料とが機械的に一体化した混合粒子の、マトリックス樹脂中での分散性が非常に高くなる。
【００２７】
尚、機械的に一体化とは、炭素材料が銅粉末に埋め込まれることで、一体の粒子とみなせる状態になることをいう。
【００２８】
炭素材料としては、ナノカーボンを使用することが好ましく、特にカーボンナノチューブを使用することが好ましい。カーボンナノチューブとしては、特に限定されるものではないが、例えば昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を用いることができるが、勿論これに限られず、直径１〜２００ｎｍ、長さ０．５〜２０μｍのカーボンナノチューブであればよい。またマルチウォールに限らず、シングルウォールやカップスタック型のカーボンナノチューブであってもよい。また、炭素材料として、カーボンナノチューブ以外に、フラーレン、カーボンナノコイル、カーボンナノホーン、カーボンオニオン、ナノピーボット、カーボンナノリボンなどのナノカーボンや、カーボンブラック、黒鉛、膨張黒鉛、炭素繊維、活性炭、活性炭繊維、カーボンマイクロコイル、コークス、コールタールピッチなどの炭素材料を使用することもできる。炭素材料は一種のみを単独で使用するほか、二種以上を併用してもよい。
【００２９】
マトリックス材料としては、樹脂材料又はセラミックス材料を使用することができる。
【００３０】
前記樹脂材料としては、適宜の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリメチルペンテン（商標：ＴＰＸ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリビニルフルオランド（ＰＶＦ）、ポリビニリデンフルオランド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリサルホン系樹脂（ＰＳＦ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが挙げられる。また熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、ポリウレタン樹脂（ＰＵ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、シリコーン樹脂、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、トリアジン（ＢＴ）などが挙げられる。また、樹脂材料は、一種のみを単独で使用するほか、二種以上をブレンドしたポリマーアロイを使用してもよい。更に、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマーなどを使用してもよい。
【００３１】
また、前記セラミックス材料としては、特に限定されないが、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、チタン酸バリウム、ＰＺＴ等が挙げられる。セラミックス材料は、一種のみを単独で使用するほか、二種以上を併用してもよい。
【００３２】
上記のような銅粉末、炭素材料及びマトリックス材料を混合して、電磁シールド性成形材料を調製することができる。このようにマトリックス材料に炭素材料を銅粉末と共に混合することで、成形材料中で炭素材料が銅粉末と機械的に一体化して炭素材料の嵩が小さくなり、多量の炭素材料を電磁シールド性成形材料中に均一に分散させることができるようになって、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を高くすることができるようになる。
【００３３】
この電磁シールド性成形材料は、炭素材料の含有量を多くすることができると共に、炭素材料と共に銅粉末を含有することから、この電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電磁シールド性能を広い周波数領域（例えば１〜１０００ＭＨｚ）に亘って向上することができる。
【００３４】
電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量は適宜設定されるが、２１〜８０質量％の範囲であることが好ましい。このように電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を２１質量％以上と高くすることで、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電磁シールド性能を広い周波数領域に亘って更に向上することができ、この成形品１の１〜１００ＭＨｚの周波数帯域での、社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定される電界シールド性能を１０ｄＢ以上にすることも可能となる。また、電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量を８０質量％以下とすることで、電磁シールド性成形材料の良好な成形性を維持することができる。また、電磁シールド性成形材料の成形性と、成形品１の電磁シールド性能とをバランス良く向上するためには、特に電磁シールド性成形材料中の炭素材料の含有量が２４〜４０質量％の範囲であることが好ましい。
【００３５】
また、電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量も適宜設定されるが、４０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。この場合、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の電界シールド性能を広い周波数領域に更に亘って向上することができ、この成形品１の１〜１００ＭＨｚの周波数帯域での、社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定される電界シールド性能を５０ｄＢ以上にすることも可能となる。また、特に電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量が４６〜５５質量％の範囲であれば、更に成形品１の電界シールド性能を向上することができる。
【００３６】
また、電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量を、５５〜７０質量％の範囲とすることも好ましい。この場合、成形品１の電界シールド性能を向上すると共に、磁界シールド性能も広い周波数領域に亘って更に向上することができる。また、電磁シールド性成形材料の成形性と、成形品１の電磁シールド性能とをバランス良く向上するためには、特に電磁シールド性成形材料中の銅粉末の含有量が５５〜６５質量％の範囲であることが好ましい。
【００３７】
電磁シールド性成形材料を調製するにあたっては、銅粉末、炭素材料及びマトリックス材料を、マトリックス材料の性状等に応じた適宜の手法で混合することができる。
【００３８】
例えばマトリックス材料が樹脂材料である場合には、樹脂材料に銅粉末及び炭素材料を加えて得られる混合物を加熱混練することにより電磁シールド性成形材料を調製することができる。また、混練後の電磁シールド性成形材料を打錠してペレット状に成形してもよい。
【００３９】
また、マトリックス材料がセラミックス材料である場合には、粉末状のセラミックス材料に銅粉末及び炭素材料を加えて得られる混合物を適宜の攪拌混合機で攪拌混合することで電磁シールド性成形材料を調製することができる。
【００４０】
上記のようにして電磁シールド性成形材料を調製するにあたっては、マトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを混合する前に、予め銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させておくことが好ましい。
【００４１】
銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化する方法としては、例えば所定量の銅粉末と炭素材料とをボールミルで混合・混練することが挙げられる。ボールミルにおけるポット及びボールの材質はステンレス製などの適宜の材質であってよい。このように機械的に一体化された銅粉末及び炭素材料は、篩にかけるなどして粒径を揃えることが好ましい。
【００４２】
図３に、銅粉末とカーボンナノチューブとをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練して得られる混合粉末の顕微鏡写真を示す。このように銅粉末とカーボンナノチューブとは、ボールミル等を用いた混合・混練により銅粉末にカーボンナノチューブを埋め込んで機械的に一体化することができる。
【００４３】
このようにして予め機械的に一体化された銅粉末及び炭素材料をマトリックス材料と混合すると、銅粉末及び炭素材料の嵩を減らした状態でマトリックス材料に混合することができるようになり、このため炭素材料の量を増大させてもマトリックス材料と銅粉末及び炭素材料とを均一に混合することが容易になる。また、このようにボールミルで銅粉末と炭素材料とを混合・混練すると、銅粉末と炭素材料の混合粉末の粒子の形状が鱗片状となり、このためこの粒子の厚みに対する長さの比率で表されるアスペクト比が大きくなり、その結果、電磁シールド性成形材料から形成される成形品１の収縮率が低減してその寸法精度が高くなる。
【００４４】
このように調整される電磁シールド性成形材料を、マトリックス材料の性状に応じた適宜の手法により成形することで、電磁シールド性を有する成形品１を形成することができる。例えばマトリックス材料が樹脂材料である場合には、電磁シールド性成形材料を射出成形、押出成形、圧縮成形、吹込成形および射出圧縮成形など各種公知の成形法により成形して成形品１（樹脂成形体）を得ることができる。また、マトリックス材料がセラミックス材料である場合には、電磁シールド性成形材料に必要に応じてバインダーを添加した後、射出成形等により成形し、得られた成形体を必要に応じて加熱脱脂した後に焼成することで、電磁シールド性を有する成形品１（焼結体）を得ることができる。
【００４５】
このようにして得られる成形品１には、その炭素材料の含有量を高くすることができることから、高い電磁シールド性を付与することができる。このような成形品１として、電磁シールド用の種々の部材を得ることができる。
【００４６】
例えば電磁シールド性成形材料を成形することにより、電磁シールド性の成形品１として、電子部品の電磁シールドをおこなう電子部品用電磁シールド性成形品１ａを得ることができる。このような電子部品用電磁シールド性成形品１ａとしては、電磁波の発生源となる電子部品や電磁波の影響を受けやすい電子部品を覆う電磁シールド性のケース２やシートなどが挙げられる。この場合、電子部品用電磁シールド性成形品１ａの成形時の成形性が優れたものとなり、更にこの電子部品用電磁シールド性成形品１ａの設計自由度が向上する。
【００４７】
図１は、半導体素子７を実装する配線基板６に電磁シールド性のケース２を取り付けた例を示す。図１（ａ）に示すように、配線基板６の一面には半導体素子７に接続される導体配線８や、グラウンドパターン９が形成されている。半導体素子７は前記配線基板６の一面に固定されると共にボンディングワイヤ１０を介して導体配線８に電気的に接続されている。
【００４８】
一方、ケース２は下面のみが開放された容器状に形成されている。また、このケース２には配線基板６におけるグラウンドパターン９に接続される接続端子５が設けられている。この接続端子５は、ケース２の外側面における、配線基板６上のグラウンドパターン９と合致する位置に形成されている。接続端子５は、例えばＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）基板に導体配線を形成するために採用されているものと同様の手法によって形成することができる。具体的には、例えばケース２にスパッタリング等の適宜の手法により金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ、インクジェット、スクリーン印刷、レーザ輪郭除去法等の適宜の手法を利用して接続端子の輪郭を描画し、更に電解銅めっき処理、ソフトエッチング処理、電解ニッケルめっき処理、電解金めっき処理を順次施すなどして、接続端子５を形成することができる。
【００４９】
このケース２は、図１（ｂ）に示すように、配線基板６の一面に、この配線基板６上のグラウンドパターン９とケース２における接続端子５とが位置合わせされた状態で、半導体素子７を覆うように取り付けられている。配線基板６上のグラウンドパターン９とケース２における接続端子５とは、はんだ１１によって導通接続されている。
【００５０】
このように配線基板６に電磁シールド性のケース２を取り付けることで、半導体素子７から発生する電磁波が外部に漏洩することを抑制することができ、また外部の電磁波が半導体素子７に到達することを遮断することができるようになる。また、電磁シールド性のケース２が接続端子５を介して配線基板６のグラウンドパターン９に接続されるため、ケース２をグラウンドに接続するにあたって、配線基板６におけるグラウンドパターン９を利用することができ、実装部品の省スペース化を図ることができる。
【００５１】
また、図２は、電磁シールド性のケース２を、光ケーブル３の先端に設けられるコネクタ（光コネクタ）を構成するハウジングとした例を示す。このケース２は、光ケーブル３の先端に設けられている接続端子４を覆っている。このため、接続端子４から発生する電磁波が外部に漏洩することを抑制することができ、また外部の電磁波が接続端子４に到達することを遮断することができるようになる。
【００５２】
このような電子部品用電磁シールド性成形品１ａを作製するにあたっては、電磁シールド性成形材料中に適宜の材料を含有させることで、電子部品用電磁シールド性成形品１ａに種々の機能を付与することもできる。例えば電磁シールド性成形材料中のマトリックス材料の少なくとも一部としてポリイミドを用いると、ケース２などの電子部品用電磁シールド性成形品１ａのはんだ接着性が高くなる。この場合、ケース２などの電子部品用電磁シールド性成形品１ａを配線基板にはんだ接続することで、この電子部品用電磁シールド性成形品１ａを配線基板に容易に取り付けることができるようになる。
【００５３】
また、電磁シールド性成形材料を成形することにより、電磁シールド性の成形品１として、建材用電磁シールド性成形品を得ることができる。このような建材用成形品１としては、建物の壁材、床材、天井材等が挙げられる。このような建材用電磁シールド性成形品を使用すると、事業所やオフィスなどにおける情報の漏洩防止や外部からの侵入電波による誤動作やノイズ防止などをおこなうことができ、建築物内の電波環境を整えることができるようになる。
【００５４】
このような建材用電磁シールド性成形品を作製するにあたっては、電磁シールド性成形材料中に適宜の材料を含有させることで、建材用電磁シールド性成形品に種々の機能を付与することもできる。例えば電磁シールド性成形材料中のマトリックス材料の少なくとも一部としてポリテトラフルオロエチレンを用いると、建材用電磁シールド性成形品に高い撥水性を付与することができるようになる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の具体的な実施例を提示することにより、本発明を更に詳述する。
【００５６】
（実施例１〜４）
各実施例について、電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、銅粉末としては数平均粒径７５μｍのものを、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００５７】
電磁シールド性成形材料の調製時には、まず銅粉末とカーボンナノチューブとを配合し、これをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練した。このようにして得られた混合粉末を目開き１５０μｍの篩にかけてその粒径を揃えた後、マトリックス材料と配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００５８】
（比較例１〜３）
各比較例について、電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、Ａｌ粉末としては数平均粒径１００μｍのものを、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００５９】
電磁シールド性成形材料の調製時には、まずＡｌ粉末とカーボンナノチューブとを配合し、これをステンレス製のボールミルで１８０分間混合・混練した。このようにして得られた混合粉末を目開き１５０μｍの篩にかけてその粒径を揃えた後、マトリックス材料と配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６０】
（比較例４）
電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、カーボンナノチューブとしては昭和電工株式会社製気相法炭素繊維（商品名「ＶＧＣＦ」：直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ、マルチウォール）を、それぞれ使用した。
【００６１】
電磁シールド性成形材料の調製時には、カーボンナノチューブとマトリックス材料とを配合し、混合・混練することにより、粒径２５０μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６２】
（比較例５）
電磁シールド性成形材料を調製するための材料として、下記表１に示すものを用いた。マトリックス材料としては９Ｔナイロン（株式会社クラレ製、商品名「ジェネスタ Ｎ１０００」）を、銅粉末としては数平均粒径７５μｍのものをそれぞれ使用した。
【００６３】
電磁シールド性成形材料の調製時には、銅粉末とマトリックス材料とを配合し、混合・混練することにより、粒径２００μｍ以下の粉体状の電磁シールド性成形材料を得た。
【００６４】
（電磁シールド性能評価）
各実施例及び比較例で得られた電磁シールド材料を１００ｍｍ×１００ｍｍの寸法のキャビティを有する金型で成型温度３００〜３５０℃の温度で加熱すると共に５ｋＮの加圧力を加え、その後、急冷することにより、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの寸法の成形品１を得た。
【００６５】
この成形品１の、１ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ（１ＧＨｚ）の周波数帯域での電界シールド性能と磁界シールド性能とを、それぞれ社団法人関西電子工業振興センターのＫＥＣ法に準拠して測定した。電界シールド性能の測定結果を図４に、磁界シールド性能の測定結果を図５に、それぞれ示す。また、周波数１０ＭＨｚ及び１００ＭＨｚの場合の電界シールド性能と磁界シールド性能の各測定結果を下記表１に示す。
【００６６】
【表１】
この結果によれば、実施例１〜４では成形材料中のカーボンナノチューブの含有量を向上することができ、これらの成形品１は図４に示すように全体的に高い電界シールド性能を有し、特に銅の含有量がそれぞれ５５質量％及び４６質量％である実施例１，２では、電界シールド性能が著しく高いものであった。
【００６７】
これに対して、比較例１〜３ではアルミニウム粉末を含有し、比較例１，３のようにカーボンナノチューブの含有量を向上することはできたが、電界シールド性能は悪いものであった。また、マトリックス材料にカーボンナノチューブのみを含有させた比較例４では、比較例１〜３よりも電界シールド性は高かったが、実施例１〜４と較べると充分ではなかった。また、マトリックス材料に銅粉末のみを含有させた比較例５では、高周波数帯域では実施例３や実施例４よりも電界シールド性が高くなることもあるが、１ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの範囲全体をみると電界シールド性は低いものであり、しかも比較例５では成形性が悪く、成形品１は僅かの衝撃が加えられただけでも割れが生じてしまうものであった。
【００６８】
また図５に示すように、成形材料中の銅粉末の含有量が５５質量％である実施例１では、電界シールド性だけでなく、磁界シールド性能も特に高いものとなった。
【符号の説明】
【００６９】
１ 成形品
１ａ 電子部品用電磁シールド性成形品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有することを特徴とする電磁シールド性成形材料。
【請求項２】
炭素材料の含有量が２１〜８０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項３】
銅の含有量が４０〜７０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項４】
銅の含有量が５５〜７０質量％の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする電子部品用電磁シールド性成形品。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする建材用電磁シールド性成形品。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を製造する方法であって、銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させた後、これをマトリックス材料に添加することを特徴とする電磁シールド性成形材料の製造方法。
【請求項１】
銅粉末と、炭素材料と、樹脂又はセラミックスからなるマトリックス材料とを含有することを特徴とする電磁シールド性成形材料。
【請求項２】
炭素材料の含有量が２１〜８０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項３】
銅の含有量が４０〜７０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項４】
銅の含有量が５５〜７０質量％の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の電磁シールド性成形材料。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする電子部品用電磁シールド性成形品。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を成形して得られることを特徴とする建材用電磁シールド性成形品。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁シールド性成形材料を製造する方法であって、銅粉末と炭素材料とを機械的に一体化させた後、これをマトリックス材料に添加することを特徴とする電磁シールド性成形材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１４６５０（Ｐ２０１１−１４６５０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５６０６９（Ｐ２００９−１５６０６９）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
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