導電性材料及其製造方法
2023-10-18 06:01:19 2
專利名稱：導電性材料及其製造方法
技術領域：
本發明是關於適於屏蔽電子設備洩漏電磁波的電磁波屏蔽用密封材料的導電性材料，及其製造方法。
背景技術：
近年來，計算機、電子遊藝機、攜帶電話等所謂電子設備已廣泛利用，也普及到一般家庭生活中。這些設備隨著工業用途向一般用途的擴大，這些設備洩漏的電磁波常常引起對其它電子設備的誤操作，也引起通訊設備的電磁波障礙等等問題，這在大眾傳播中也產生很大的反響。
在這樣的社會環境中，就電子設備工業相關領域內，要求能發揮相當卓越屏蔽效果的電磁波屏蔽材料，以防止這些設備洩漏電磁波引起的各種危害。
特別是因由使用電子元件的設備產生的電磁波帶來的問題，是由構成設備外殼的各元件接縫處和安裝在該外殼上開關門等間隙處洩漏的電磁波，為了屏蔽這種洩漏的電磁波，提出了具有各種形式的密封材料。
在這些密封材料中，作為能滿足屏蔽要求結構的屏蔽材料，具有耐壓縮性和與金屬同有導電性的製品，在實際應用中獲得的效果大致相同。該製品，如
圖1所示，在由方柱狀形成的不鍍金屬的合成樹脂多孔體薄片1，即聚氨酯泡沫材料上，粘接卷繞上鍍金屬布帛2，在該布帛的整個表面或部分表面上設置粘接劑層3後，再在該表面上疊層上離型紙4，由於實際使用的聚氨酯泡沫體本身富有柔軟性和緩衝性，導致剛挺性差，對該材料在規定方向上按規定寬度細切時的操作，技術上很困難。實際情況是為了保持該材料具有耐壓縮性，將該泡沫加熱壓縮到規定的厚度，成為賦予了永久變形的泡沫壓縮成形體後，再使用之。
然而，這種密封材料，其製造方法是，在預先用機械切屑加工的方柱形聚氨酯泡沫體上，塗布粘接劑，再卷繞上鍍金屬處理的纖維布帛，產生的問題是不僅要花費工時，而且導致生產成本的提高。
本發明的目的本發明目的是鑑於這種現狀，提供一種導電性材料，與過去的電磁波屏蔽材料相比，消除了繁雜的製造作業，可大批量生產廉價、質量均勻、信賴性高的密封材料，以及其製造方法。
發明概要本發明者們為解決上述課題，經過大量研究，結果完成了本發明。
本發明的第一點是將有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片進行疊層，形成一個整體複合薄片，再使其金屬化的適作電磁波屏蔽密封材料的導電性材料。
本發明第二點是導電性材料的製造方法，其特徵在於，將有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片進行層壓粘接，接著將得到的複合薄片進行鍍金屬處理的適用作電磁波屏蔽密封的導電材料的製造方法。
附圖的簡單說明圖1是表示過去的電磁波屏蔽密封材料的簡要斜視圖。
圖2是表示根據本發明的，由有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片構成的複合體的多孔體薄片面上，設置了粘合劑層的電磁波屏蔽密封材料的簡要斜視圖。
圖3是表示根據本發明的，由有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片構成的複合體的纖維結構薄片面上，設置了粘合劑層的電磁波屏蔽密封材料的簡要斜視圖。
圖4是根據本發明的，由有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片構成的複合薄片體簡要斷面圖。
圖5是本發明的圖4複合薄片體中，在合成樹脂多孔體面上實施部分粘接加工的電磁波屏蔽密封材料簡要斷面圖。
圖6是本發明的圖4複合薄片體中，在有機纖維結構薄片面上實施部分粘接加工的電磁波屏蔽密封材料簡要斷面圖。
圖7是本發明的圖4複合薄片體中，在合成樹脂多孔體整個表面上實施導電性粘合劑的電磁波屏蔽密封材料的簡要斷面圖。
圖8是本發明的圖4複合薄片體中，在有機纖維結構體面上，對整個表面實施導電性粘合劑的電磁波屏蔽密封材料的簡要斷面圖。
圖9是表示在圖8導電性粘合劑層上配置了離型紙的複合薄片體，進行部分切割狀態的簡要斜視圖。
圖10是表示圖6的部分地賦予了粘接劑的層上配置了離型紙的複合薄片體，進行部分切割狀態的簡要斜視圖。
另外，圖9和圖10是為說明部分切割狀態的圖，簡化了各種結構部分的表示方式，與其它圖不同，是表示狀態的簡要斜視圖。
圖中，1表示沒有鍍金屬處理的合成樹脂多孔體薄片，1′表示進行了鍍金屬處理的合成樹脂多孔體薄片，2表示鍍金屬處理的布帛，3表示粘接劑層，3′表示導電性粘接劑層，4表示離型紙，5表示進行鍍金屬處理的有機纖維結構薄片，6表示粘接部分。
優選方案的說明本發明的適作電磁波屏蔽密封材料的導電性材料典型實例，具有如圖4所示的斷面結構。如圖5～圖8所示，通過在金屬化的複合薄片體整個外表面或部分外表面上，設置用離型紙4復蓋的粘接劑層3，形成適作電磁波屏蔽密封材料的導電性材料。通過將有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片預先疊層粘接，將得到的複合薄片體進行鍍金屬處理，再將得到的複合薄片體的整個外表面或部分外表面塗敷粘合劑後，用離型紙復蓋，以形成適作各種電磁波屏蔽導電性材料。
圖2是表示從圖5所示屏蔽密封材料切割下規定大小形態的一例電磁波屏蔽密封材料斜視圖。而圖3是表示從圖6所示屏蔽密封材料切割下同樣形態的一例電磁波屏蔽密封材料斜視圖。
作為本發明中使用的纖維結構薄片，有紡織物、編織物、無紡布等纖維布帛。作為構成這些布帛的纖維可以使用有機纖維，即合成纖維、半合成纖維、再生纖維等化學纖維，和植物纖維、動物纖維等天然纖維，最好是聚醯胺纖維、聚酯纖維和丙烯酸纖維等合成纖維，其中聚酯(聚對苯二甲酸乙酯)纖維特別好。這些纖維，例如單纖維為0.1～5旦尼爾的復絲更好。作為纖維布帛的種類，無紡布更好。纖維布帛的目付(織物每平方米的重量)最好為10～100g/m2左右。
為了確實能將金屬固著在這些纖維結構薄片上，最好預先將附著在該纖維薄片表面上的糊劑、油劑、雜質等雜物利用精練處理將其完全去除。
作為本發明中使用的合成樹脂多孔體薄片，最好是柔軟的，由實質上無單元(セル)膜的、富有壓縮復原性的連續氣泡形成的三元網狀結構的泡沫薄片。作為具有這些特性的泡沫實例，有聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚醯亞胺泡沫、聚丁二烯泡沫等。特別好的是聚酯系或聚醚系的聚氨酯泡沫。
這種泡沫薄片，就其輕質、半硬質、硬質，進而根據氣泡密度來劃分，種類很多，但為使所鍍金屬能均勻地進到泡沫的內部，氣泡密度不太高的最好。根據最終用途的功能，最好選擇氣泡密度最適宜的。一般講，單元密度最好為20～100個/英寸左右。
合成樹脂多孔體薄片的厚度，以其用途確定為好，但通常為0.5～5mm左右。
作為獲得有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片複合體的方法有在該薄片的任何一個表面上塗布粘接劑後，再疊層粘接上其它薄片的方法和將該多孔體薄片的一部分表面熱熔融後，立刻直接疊層粘接上該纖維結構薄片等方法，在對得到的複合體進行鍍金屬處理時，為充分確保有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片之間粘接部分的導電性，推薦使用後者熱熔融粘接的方法。進行熔合，可將聚氨酯泡沫薄片的表面部分，利用氣體火焰直接熔融後，再和纖維布帛薄片的表面進行疊層粘接，形成複合薄片體。此時利用火焰熔融泡沫薄片的深度，從表面算起，最好為0.3～1mm左右。在0.3mm以下時，得不到足夠的粘接強度，在1mm以上時，又增加了製造費用。對上述複合薄片體進行鍍金屬時，不僅僅是有機纖維結構薄片的內部、合成樹脂多孔體薄片的內部，而且，泡沫熔融層部分的內部也要鍍上金屬，使有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片之間的粘接部分具有良好的導電性。
使複合薄片體達到金屬化，可按通常的電鍍處理進行，在付與催化劑和活化等前處理後，再對Ag、Ni、Cu、Au、Cu+Ni等所要金屬實施無電解電鍍處理/或電鍍處理。
付與複合薄片體的金屬鍍膜厚度最好為0.01～2μm。
對上述方法電鍍處理的複合薄片體，為了易於用作電磁波屏蔽密封材料，可在該薄片的任何一個表面上實施粘合加工。作為此時塗布的粘合劑可使用通常用的合成樹脂粘合劑。作為最好的粘合劑實例，有天然橡膠、合成橡膠等橡膠系粘合劑、丙烯酸酯共聚物等丙烯酸系粘合劑、矽酮橡膠/樹脂等矽酮系粘合劑、乙烯醚聚合物等乙烯系粘合劑等。最好的粘合劑是丙烯酸系粘合劑。付與導電性的粘合劑可用一層。對薄片的塗布，除了利用凹印塗敷機產生點狀，利用印花機產生線條狀等部分塗布方法外，也可適當使用薄片全面塗布方法。塗布了這種粘合劑的薄片，利用乾燥使所含溶劑蒸發後，再在粘合劑層的表面上疊層上離型紙。也可以在離型紙側塗布粘合劑後，進行和上述同樣處理，疊層上薄片。
圖7～圖9表示的是在整個表面上塗布了導電性粘合劑的，將該屏蔽密封材料的任何部分進行切割使用，都具有均勻粘接力和被粘接物之間充分導電性的效果，得到可信度相當高的製品。這種密封材料，雖然製造費用提高了，但塗布方法容易，加之，作為電磁波屏蔽密封材料，在切割成與最終用途相匹配的任意細條時，其廣泛應用性得到進一步提高。
發明效果本發明的導電性材料，特別是電磁波屏蔽密封材料，極易製造，價格便宜，而且質量穩定，在預成形的方柱形聚氨酯泡沫周圍卷繞塗布了粘合劑的金屬化布帛，排除了所說的手工操作，並能獲得和上述相同的性能。就鍍金屬的聚氨酯泡沫單體來說，切割成細條時，由於長度方向(橫向)的拉伸強度非常低，實際使用中存在的問題，就是不耐用，而根據本發明的製造方法，在電鍍工序和粘合劑塗布工序中，對於縱向上的這種拉伸力，不存在任何問題，而且加工容易。
即使將得到的製品切割成細條後，在長度方向上的強度能得到充分保證，在整個工序中都可連續加工。
以下利用實施例證實本發明。
實施例中使用的測定方法如下。
1．壓縮變形(％)將每邊為100mm的正方形試驗片測定厚度後，用兩面平行的鋁製壓縮板，將試驗片壓縮固定在50％的厚度上，在70±5℃的恆溫槽中加熱22小時後，取出，從壓縮板中取出試驗片，在常溫下放置30分鐘後，測定其厚度。壓縮變形度(％)按下式計算。C=t0-t1t0100]]>C壓縮變形度(％)t0初始的試驗片厚度t1試驗後的試驗片厚度2．電阻(Ω)厚度方向將寬10mm，長60mm的試料片的2點用2塊100mm2的銅板夾持住，測定壓縮50％時銅板之間的電阻值。
長度方向用電極夾住寬10mm，長60mm試料片的兩端，測定40mm之間的電阻。
3．屏蔽性(dB)準備2塊中央有5×25mm長方形穴的1mm厚銅板(200×200mm)，將試料片安裝在中央穴中，利用KEC法測定屏蔽性。即將試料片設置安裝在屏蔽箱中接收和發送天線之間，測定接收時的電場強度，與不存在試驗片時的強度比較，求出衰減率(dB)。
4．拉伸強度抓住1英寸寬、30釐米的試料片，間隔20cm，以30cm/分的拉伸速度，用拉伸試驗機測定，併到試料片斷裂時為止。
實施例1將由聚酯長纖維(單絲旦尼爾2.0d)形成的紡粘型無紡布(目付40g/m2)，熔著在厚度為1.6mm，單元密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.3mm厚的複合體。
接著，將該複合體充分洗淨後，在含有0.3g/l氯化鈀、30g/l氯化錫、300ml/l36％的鹽酸的40℃水溶液中浸漬2分鐘後，進行水洗。接著在30℃下10％硫酸中浸漬5分鐘後，進行水洗。
在由7.5g/l硫酸酮、30ml/l 37％福馬林、85g/l羅謝爾鹽形成的無電解銅鍍液中，30℃下，浸漬5分鐘後，進行水洗。接著在由30g/l硫酸鎳、20g/l次磷酸鈉、50g/l檸檬酸銨形成的無電解鎳液，35℃下，浸漬10分鐘後，進行水洗。得到纖維和泡沫的單元表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能示於表1，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例2將人造絲長纖維(單絲旦尼爾2.0d)形成的無紡布(目付50g/m2)熔著在1.6mm厚，密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.3mm厚的複合薄片體。
進行實施例1相同的處理，得到纖維和泡沫的單元內表面均勻電鍍的複合薄片體。
其性能示於表1，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例3將由聚酯長纖維(單絲旦尼爾2.0d)形成的紡粘型無紡布(目付40g/m2)熔著在3.5mm厚、密度50個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到3.0mm厚的複合薄片體。
進行和實施例1相同的處理，得到纖維和泡沫單元內表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能如表1所示，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例4將由聚酯長纖維(單絲旦尼爾2.0d)形成的紡粘型無紡布(目付40g/m2)熔著在厚1.6mm、密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.3mm厚的複合薄片體。
接著，將該複合薄片體充分洗淨後，在含有0.3g/l氯化鈀、30g/l氯化錫、300ml/l36％鹽酸的40℃水溶液中，浸漬2分鐘後，進行水洗，接著在30℃下，10％硫酸中浸漬5分鐘後，進行水洗。
在35℃下，由30g/l硫酸鎳、20g/l次磷酸鈉、50g/l檸檬酸銨形成的無電解鎳液中，浸漬10分鐘後，進行水洗。得到纖維和泡沫的單元內表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能如表1所示，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例5將由聚酯長纖維(單絲旦尼爾1d)形成的紡織物(經絲、緯絲均為50d/48f、目付60g/m2)熔著在1.6mm厚、密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.4mm厚的複合薄片體。
進行和實施例1相同的處理，得到纖維和泡沫的單元內表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能如表1所示，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例6用凹印塗布機，將粘度為5500 CPS的丙烯酸粘合劑(東亞ペイントXA-3732)以點狀塗布在矽硐剝離紙(本州製紙制64GS)上，接著進行乾燥後，與實施例1得到的複合薄片體壓合成一個整體。同樣評價其性能，結果示於表1。實施例7
將由聚酯長纖維(30d/24f)形成的雙幅塞爾經編針織物(目付135g/m2)熔著在1.6mm厚、密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.6mm厚的複合薄片體。
進行和實施例1相同的處理，得到纖維和泡沫的單元內表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能如表1所示，強度和電磁波屏蔽性、導電性都很優良。
實施例8將使用了經紗、緯紗都為36支的棉紗平織物(密度經絲115根/英寸，緯絲76根/英寸)熔著在1.8mm厚、密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片上，得到1.4mm的厚的複合薄片體。
進行和實施例1相同的處理，得到纖維和泡沫的單元內表面電鍍均勻的複合薄片體。
其性能如表1所示，強度和電磁波屏蔽性，導電性都很優良。
比較例1將由聚酯長纖維(單絲旦尼爾1d)形成的紡織物(經絲、緯絲都為50d/48f、目付60g/m2)充分洗淨後，在含有0.3g/l氯化鈀、30g/l氯化錫、300ml/l 36％鹽酸的40℃水溶液中浸漬2分鐘後，進行水洗。接著，30℃下10％硫酸中浸漬5分鐘後，進行水洗。
再在由7.5g/l硫酸銅、30ml/l37％福馬林、85g/l羅謝爾鹽的無電解銅鍍液中，30℃下，浸漬5分鐘後，進行水洗。接著在由30g/l硫酸鎳、20g/l次磷酸鈉、50g/l檸檬酸銨形成的無電解鎳液中，35℃下，浸漬10分鐘後，進行水洗，得到纖維表面電鍍均勻的纖維薄片。
將具有10mm寬，1.5mm高的方柱狀聚氨酯泡沫體，用上述得到的電鍍纖維薄片卷繞粘接成一個整體，得到圖1所示電磁波屏蔽密封材料。對它進行相同的性能評價。
比較例2使用比較例1相同的纖維，充分洗淨後，在含有0.3g/l氯化鈀、30g/l氯化錫、300ml/l 36％鹽酸的水溶液中，40℃下浸漬2分鐘，水洗後，在30℃下，10％硫酸中浸漬5分鐘，之後進行水洗。
接著，在由30g/l硫酸鎳、20g/l次磷酸鈉、50g/l檸檬酸銨形成的無電解鎳液中，35℃下，浸漬10分鐘後，進行水洗，得到表面電鍍均勻的纖維薄片。
將具有10mm寬，1.5mm高方柱狀的聚氨酯泡沫體，用上述得到的電鍍纖維薄片卷繞粘接成一個整體。得到如圖1所示的電磁波屏蔽密封材料，對此進行相同的性能評價。比較例3將1.6mm厚、單元密度40個/英寸的聚氨酯泡沫薄片充分洗淨後，在含有0.3g/l氯化鈀、30g/l氯化錫、300ml/l 36％鹽酸的40℃水溶液中浸漬2分鐘後，進行水洗。接著30℃下10％硫酸中浸漬5分鐘，之後水洗。再在由30g/l硫酸鎳、20g/l次磷酸鈉、50g/l檸檬酸銨形成的無電解鎳液中，35℃下浸漬10分鐘後，水洗，對聚氨酯表面進行電鍍。
性能評價結果示於表1。
表1
*聚氨酯泡沫體
權利要求
1．一種適作電磁波屏蔽密封材料的導電性材料，其特徵是使有機纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片的層壓整體複合薄片進行金屬化。
2．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是有機纖維結構薄片是有機纖維無紡織布、紡織布或編織物。
3．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是有機纖維為合成纖維。
4．根據權利要求3記載的導電性材料，其特徵是合成纖維為聚酯纖維。
5．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是合成樹脂多孔體薄片是由具有連續氣泡的柔軟三元網狀結構的泡沫薄片所形成。
6．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是合成樹脂多孔體薄片是由連續氣泡的聚氨酯泡沫薄片所形成。
7．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是合成纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片的層壓一體化是通過將合成樹脂多孔體薄片的被粘合面進行熔融，附著上合成纖維結構薄片進行的。
8．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是金屬化要遍及到構成複合薄片體的纖維表面和多孔體的內部孔表面的整個表面上。
9．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是金屬化是通過無電解鍍處理或電鍍處理進行的。
10．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是金屬是由銀、鎳、銅和金中至少選出1種。
11．根據權利要求1記載的導電性材料，其特徵是通過粘合劑將離型紙配置在複合薄片的一個表面上。
12．根據權利要求11記載的導電性材料，其特徵是粘合劑是由導電性粘合劑形成。
13．根據權利要求11記載的導電性材料，其特徵是除離型紙之外的層壓材料，分別按具有一定面積的小區域進行切割。
14．根據權利要求13記載的導電性材料，其特徵是粘合劑進行部分塗布。
15．一種適作電磁波屏蔽密封用的導電性材料製造方法，其特徵是將合成纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片進行層壓粘接，接著對得到的整個複合薄片體進行鍍金屬處理。
16．根據權利要求15記載的方法，其特徵是為得到複合薄片體而進行的粘接是將合成樹脂多孔體薄片表面，至少一部分進行熱熔融。
17．根據權利要求15記載的方法，其特徵是在進行鍍金屬處理得到的複合薄片一個表面上或離型紙的表面上塗布粘合劑，還包括製作帶離型紙的導電性材料的工序。
18．根據權利要求17記載的方法，其特徵是還包括將帶離型紙的導電性材料的除離型紙之外的層壓部分，按可分割成具有一定面積的小區域地進行切斷的工序。
全文摘要
本發明的目的是提供一種適作電磁波屏蔽密封材料的導電性材料，除了能防止電子設備洩漏電磁波外，還能防止對電子設備誘發誤動作，對通訊設備產生電波危害等，以及該導電性材料的製造方法。將合成纖維結構薄片和合成樹脂多孔體薄片通過粘接形成一個整體，再將該複合薄片體進行鍍金屬處理，為了提高最終用途中的作業性，在任何一個薄片面上設有用離型紙復蓋的粘合劑層。
文檔編號H05K9/00GK1227702SQ97197057
公開日1999年9月1日 申請日期1997年3月31日 優先權日1996年8月5日
發明者鹽田清治, 片山明秀, 岸本博夫, 平野成之 申請人:精仁株式會社