JP2004039950A - 電磁波シールド成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い電磁波シールド性、成形品表面外観品位を有すると同時に、薄肉で、面弾性率に優れ、電気・電子機器の筐体に好適な電磁波シールド成形品を提供する。
【解決手段】少なくとも成分（Ａ）熱可塑性樹脂２５〜６５重量％、（Ｂ）炭素繊維３５〜７５重量％から構成され、成形品を構成するうちの少なくとも１面の２００ｃｍ２以上の略平面部の面弾性率が８ＧＰａ以上であり、ＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電波シールド性が３０ｄＢ以上である電磁波シールド成形品。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂からなる電磁波シールド成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、パソコン、ＯＡ機器、ＡＶ機器、携帯電話、電話機、ファクシミリ、家電製品、玩具用品などの電気・電子機器の部品や筐体には、成形性、生産性、経済性に優れることから繊維強化プラスチックが頻繁に使用されている。
【０００３】
特に高い機械特性、軽量性、導電性が要求される場合は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物（ＣＦＲＰ）が好ましく使用される。ＣＦＲＰの中でも、優れた導電性を有するものは、得られる成形品にメッキなどの後処理を施すことなく、電磁波シールド性を達成することができるため、とりわけ好ましく使用される。
【０００４】
しかしながら、近年パソコン、携帯電話、携帯情報端末やＯＡ機器など電子機器の携帯化が進むにつれ、その内部部品や筐体に、薄肉化、軽量化が以前にも増して強く要求されるようになった。
【０００５】
電子機器筐体の薄肉化に対しては、電子機器に荷重がかかった場合、筐体が大きく撓んで内部の電装部品と接触、破壊に至る問題から、これまでＣＦＲＰの薄肉化には限界があった。
【０００６】
通常、成形品の剛性はＡＳＴＭ　Ｄ７９０に基づく曲げ弾性率で評価される（例えば特開２０００−９５９４７号公報）が、この方法は一定以上の厚みを持つ棒状試験片を使用した強制的な荷重試験であり、電子機器の筐体のように薄肉で大きな投影面積を持っていたり、精密機器部品のように小型で複雑形状を有していたり、さらには１ｍｍレベルの微少の撓みですら上記問題を生じる場合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、成形品表面外観品位等を損なうことなく、電磁波シールド性及び実装する部材の保護性に優れた電磁波シールド成形品を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、実用的な剛性の指標として、成形品天面の面弾性率を見出した。
【０００９】
すなわち本発明は、少なくとも成分（Ａ）熱可塑性樹脂２５〜６５重量％、（Ｂ）炭素繊維３５〜７５重量％から構成され、成形品を構成するうちの少なくとも１面の略平面部の面弾性率が８ＧＰａ以上、ＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電波シールド性が３０ｄＢ以上である電磁波シールド成形品である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明の電磁波シールド成形品は、成形品の破損、撓み、変形から実装する部材を保護するという観点から、成形品を構成するうちの少なくとも１面の略平面部の面弾性率として８ＧＰａ以上を必要とし、好ましくは１０ＧＰａ以上、さらに好ましくは１２ＧＰａ以上である。ここで略平面としては、例えば筐体等の成形品における天面すなわち成形品の最大の投影面積を有する面を挙げることができる。投影面積とは、成形品の外形寸法から求めた成形品面の大きさを表す尺度である。当該特性を有する面の面積としては、好ましくは２００ｃｍ^２以上、より好ましくは４００ｃｍ^２以上、さらに好ましくは６００ｃｍ^２以上である。
【００１１】
一般に、電気・電子機器の筐体は内部に衝撃、荷重、電気的短絡に対しデリケートな電子回路や破損し易い部材などを保護するものであり、また過酷な荷重下に晒されることが予想される。このような用途では、破損は言うに及ばず、荷重による撓みや変形ですら内部の電子回路や部材に対して致命的なダメージを与える場合がある。
【００１２】
面弾性率の測定方法については以下の通りである。
【００１３】
試験機は、クロスヘッドの移動速度を一定に保ち、試験片に加えられた荷重および撓み量の経時変化を±１％またはそれ以上の精度で記録、指示できるものであれば、特に制限はない。
【００１４】
試験には、電磁波シールド成形品の天面を切り出した平板を用いる。切り出す平板の形状としては正方形であることが好ましい。切り出す平面の寸法としては特に制限はないが、成形品の形状に合わせて、できるだけ大きい方が好ましい。この際、リブ、ヒンジ、ボスは付属していても構わないが、壁面となる面はすべて切除するものとする。
反りの測定方法は特に制限はなく、三次元測定機を用いた従来公知の方法で測定できる。反りの矯正方法も特に制限はなく、治具にセットして加熱処理する公知の方法で矯正できる。
【００１５】
かくして得られた平板を図１、２に示すように３点の支持台にセットして、荷重試験を行う。セットする位置については３点の支持台に均等に接触し、セットされた平面板が水平であれば特に制限はないが、できるだけ平板の中心よりを選ぶと良い。また３つの支持点は各点を結ぶ正三角形の頂点に位置するよう設置する。尚、図２において荷重圧子の半径ｒ１は１０±１ｍｍ、支持台の支持半径ｒ２は５±０．５ｍｍとする。
【００１６】
また、平板の厚みについては、リブ部、ヒンジ部、ボス部、ウェルドラインは除き、成形品点面の７０％以上を占める部分の厚みｔ（ｍｍ）とする。
【００１７】
荷重点は支持点を結ぶ正三角形の重心とし、リブやヒンジのある部分は極力避ける。さらに、支持点間の距離（スパン距離）ａ（ｍｍ）としては、平板が適切に設置できる範囲内で、できるだけ大きく、具体的には、試験片の幅ｂ（ｍｍ）に対して、（ｂ−２０）ｍｍとるのが良い。
【００１８】
荷重速度は１ｍｍ以下の微少な撓み量が正確に検出できる範囲であれば良いが、通常、荷重速度として１０ｍｍ／ｍｉｎ．程度をとる。荷重試験を行い、荷重−撓み曲線から平板が、フラットな状態から１ｍｍ撓んだときの荷重を内挿する。同一平板で荷重位置を若干変更して同様の測定を少なくとも５回行い、その平均値から１ｍｍ撓むときの荷重ｐ（Ｎ）を求める。
【００１９】
上記測定により得られた、各数値を用いて、式１に示される計算式にて面弾性率Ｅｓ（ＭＰａ）を算出する。
Ｅｓ＝（１／４）・（ａ^３／ｂｔ^３）・ｐ　。
【００２０】
面弾性率が大きいほど、実装した場合の荷重に対する撓みを小さく抑えることができ、８ＧＰａ未満の場合は電気・電子機器の筐体に適用した場合に、内部の電装部品が損傷する場合があり、近年の電気・電子機器の筐体用途などの厳しい要求に応えるには不十分である。
【００２１】
また、本発明の電磁波シールド成形品は、優れた電磁波シールド性を有することから、ＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電波シールド性が３０ｄＢ以上である。好ましくは３３ｄＢ以上、さらに好ましくは３５ｄＢ以上であるのがよい。
【００２２】
ここでＫＥＣ法とは、（財）関西電子工業振興センターによる測定方法で、上下もしくは左右対称に分割したシールドボックスに試験片をはさみこんで、スペクトラムアナライザーにて電磁波の減衰度を測定するものである。試験にあたっては、電磁波シールド成形品の一部から適当な面積の平板を切り出したものを測定に供する。
【００２３】
また、本発明の電磁波シールド成形品は、電気、電子機器の筐体などに使用することを想定した場合の薄肉・軽量性の観点から、天面の平均厚みは１．６ｍｍ以下であることがことが好ましく、１．５ｍｍ以下であることがより好ましく、１．４ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．３ｍｍ以下であることがとりわけ好ましい。ここで、成形品の平均厚みは、面弾性率測定に使用する厚みｔ（ｍｍ）と同様に、リブ部、ヒンジ部、ボス部にウェルドラインを除いた部位で測定し、均等に分散した少なくとも５点の測定値の平均値である。
【００２４】
同様に、本発明の電磁波シールド成形品の天面の投影面積は、２００ｃｍ^２以上であることが好ましく、４００ｃｍ^２以上であることがより好ましく、６００ｃｍ^２以上であることがさらに好ましい。
【００２５】
また、本発明の電磁波シールド成形品は、電気・電子機器、自動車などの部材、内部部品などに使用することを想定した場合の小型・軽量性の観点から、平均厚みは１０ｍｍ以下であることがことが好ましく、５．０ｍｍ以下であることがより好ましく、３．０ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．０ｍｍ以下であることがとりわけ好ましい。
【００２６】
本発明の電磁波シールド成形品は、成分（Ａ）熱可塑性樹脂を２５〜６５重量％、好ましくは４０〜６０重量％、より好ましくは４２〜５８重量％と、成分（Ｂ）炭素繊維を３５〜７５重量％、好ましくは４０〜６０重量％、より好ましくは４２〜５８重量％とから構成されるものである。成分（Ｂ）が７５重量％を越えると電磁波シールド成形品の表面外観品位が劣る場合があり、３５重量％未満では十分な面弾性率が得られない場合がある。
【００２７】
本発明の電磁波シールド成形品を構成する成分（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、液晶ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアリーレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂などの熱可塑性樹脂、さらにはエチレン／プロピレン共重合体、エチレン／１−ブテン共重合体、エチレン／プロピレン／ジエン共重合体、エチレン／一酸化炭素／ジエン共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸グリシジル、エチレン／酢酸ビニル／（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体、ポリエーテルエステルエラストマー、ポリエーテルエーテルエラストマー、ポリエーテルエステルアミドエラストマー、ポリエステルアミドエラストマー、ポリエステルエステルエラストマーなどの各種エラストマー類などが例示され、本発明の特徴を損なわない範囲でこれらの１種または２種以上を併用しても良い。
【００２８】
電磁波シールド成形品の耐熱性、耐薬品性の観点からはＰＰＳ樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂が、表面外観品位、寸法安定性の観点からはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂が好ましく用いられ、中でも強度、剛性、耐衝撃性などの機械特性、表面外観品位、経済性のバランスに優れたポリアミド樹脂がより好ましく用いられる。
【００２９】
また、前述のような優れた面弾性率は、例えば成分（Ａ）としてポリアミド樹脂を採用することで実現できることを見出している。
【００３０】
かかるポリアミド樹脂は、アミノ酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を主たる成分とする重合体である。その具体例としては、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、ｐ−アミノメチル安息香酸などのアミノ酸、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタム、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジアミン、およびアジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂肪族、脂環族、芳香族のジカルボン酸が挙げられ、かつこれらの原料から誘導されるホモポリマーまたはコポリマーを用いることができる。
【００３１】
また、前述のような優れた面弾性率は例えば成分（Ａ）のポリアミド樹脂として、少なくとも、（ａ１）ヘキサメチレンアジパミド単位を７０〜９９重量％と、（ａ２）ヘキサメチレンイソフタルアミド単位を１〜３０重量％とを共重合成分とする共重合ポリアミド樹脂を採用することで実現できることを見出している。より好ましい共重合率は、（ａ１）が７５〜９０重量％、（ａ２）が１０〜２５重量％である。またさらに、（ａ３）カプロアミド単位１〜１０重量％、より好ましくは３〜８重量％を共重合成分として含むのが好ましい。また、とりわけ好ましくは、構造単位（ａ２）と（ａ３）との重量比（ａ２）／（ａ３）が１〜３０の範囲内である。
【００３２】
これらポリアミド樹脂の分子量としては特に制限はないが、電磁波シールド成形品を薄肉化する上で、その好ましい目安としては相対粘度が１．５〜２．５の範囲であり、特に好ましい目安としては１．８〜２．３の範囲である。ここでいう相対粘度ηｒは、成分（Ａ）約１ｇを９８％硫酸に溶解し試料濃度１％の１００ｃｃ溶液とし、２５℃下でオストワルド粘度計を使用して測定できる（９８％硫酸法）。尚、成形材料、成形品として成分（Ｂ）と混合されている場合には、それらの一部を切り出し、成分（Ａ）を溶解させる溶媒にて十分溶解させた後、濾過などの公知な操作により成分（Ｂ）を分離し、さらにポリアミド樹脂を抽出、相対粘度の測定に供する方法が例示できる。
【００３３】
本発明の電磁波シールド成形品を構成する成分（Ｂ）炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、ピッチ系、レーヨン系などを例示することができる。中でも、電磁波シールド成形品の強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維が好ましく用いられる。さらに、導電性向上を目的に、炭素繊維にニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した金属被覆炭素繊維なども本発明で使用することができる。成分（Ｂ）として、これらのうち１種を用いても良いし、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
本発明の電磁波シールド成形品で採用する成分（Ｂ）は、その数平均繊維長を２００μｍ以下、好ましくは１８０μｍ以下とすることで、前述のような優れた面弾性率を実現できることを見出している。
【００３５】
ここで、数平均繊維長の測定方法は、成形品から分散している成分（Ｂ）のみを、無作為に少なくとも４００本以上抽出し、その長さを１μｍ単位まで光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡にて測定してその平均長さを算出することにより行う。成分（Ｂ）の抽出方法としては、成形品の一部を切り出し、成分（Ａ）を溶解させる溶媒により成分（Ａ）を十分溶解させた後、濾過などの公知な操作により成分（Ｂ）と分離することができる。ただし、成形品を切り出す位置については、ウェルド周辺、ゲート周辺、リブ部、ヒンジ部および成形品端部は避けるものとする。
【００３６】
また、成分（Ｂ）の平均単繊維直径は、得られる電磁波シールド成形品の機械特性と導電性及び表面外観品位の観点から、１〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２〜１２μｍ、更に好ましくは３〜１０μｍの範囲内である。
【００３７】
また、成分（Ｂ）の広角Ｘ線回折法により測定される結晶サイズ（以下、Ｌｃと記す）についても特に制限はないが、得られる電磁波シールド成形品の機械特性や電磁波シールド性の観点から、１〜６ｎｍの範囲内のものが好ましく使用される。より好ましくは１．６〜３ｎｍの範囲内のものである。広角Ｘ線回折法によるＬｃの測定は、例えば日本学術振興会第１１７委員会，炭素，３６，ｐ２５（１９６３）に記載された方法に基づいて行うことができる。
【００３８】
また、成分（Ｂ）の引張破断伸度についても特に制限はないが、電磁波シールド成形品の機械特性の観点から、１．５％以上であることが好ましく、１．９％以上であることがより好ましい。
【００３９】
なお、本発明で使用する成分（Ｂ）は、シランカップリング剤、アルミネートカップリング剤、チタネートカップリング剤などで表面処理、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、エステル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アミド系樹脂、エーテル系、フェノール系樹脂、液晶性樹脂などで集束処理されていてもよい。
【００４０】
本発明の電磁波シールド成形品は、その電磁波シールド性を高める目的で、さらに成分（Ｃ）として、導電性付与剤を含有することが好ましい。その好ましい含有量としては、電磁波シールド成形品を形成する組成物１００重量％中に、成分（Ｃ）を０．０１〜１０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜８重量％の範囲内である。
【００４１】
導電性付与剤としては、例えばカーボンブラック、アモルファスカーボン粉末、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、ピッチマイクロビーズ、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブなどが例として挙げられるが、その中でも導電性向上の観点からカーボンブラック、気相成長炭素繊維またはカーボンナノチューブが好ましい。
【００４２】
かかるカーボンブラックとしては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックなどが挙げられ、これらの単独または２種類以上ブレンドしたカーボンブラックでもよい。中でも、価格、導電性付与効果などの総合的な面から、ファーネスブラックが好ましい。
【００４３】
また、カーボンナノチューブとしては、例えば、単層ナノチューブ、多層ナノチューブなどを使用することができ、これらを２種以上併用したものでも良い。また、カーボンナノチューブの添加効果を高めるために、カーボンナノチューブの表面を官能基で修飾したり、プラズマ処理を施すなどしてもよい。特に好ましいカーボンナノチューブとしては、導電性の観点からは単層ナノチューブ、二層ナノチューブであり、供給性、経済性の観点からは多層ナノチューブである。
【００４４】
本発明の電磁波シールド成形品は、難燃性を付与する目的で、さらに成分（Ｄ）として、難燃剤を含有することが好ましい。その好ましい含有量としては、機械特性の観点から、電磁波シールド成形品を形成する組成物１００重量％中に成分（Ｄ）を０．１〜２０重量％の範囲内であり、さらに好ましくは１〜１０重量％の範囲内である。
【００４５】
難燃剤には特に制限はなく、ハロゲン系、燐系、無機系などの難燃剤を使用できる。具体的には、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＡ）及びその誘導体、デカブロモジフェニルエーテル、ブロモビスフェノールＳ、テトラブロモ無水フタル酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロドデカン、、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスジブロモノルボランジカルモキシルイミド、ペンタブロモジフェニルオキサイド、テトラデカブロモジフェノキシベンゼン、ヘキサブロモベンゼン、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、臭素化ポリフェニレンオキサイド系難燃剤、臭素化スチレン系難燃剤などのハロゲン系難燃剤、赤燐、アルキルホスフェート、アリルホスフェート、アルキルアリルフォスフェート、芳香族縮合燐酸エステル、塩化ホスフォニトリル誘導体、ホスフォノアミド系難燃剤、ビニルホスフォネート、アリルホスフォネート、ポリ燐酸アンモニウム、ポリ燐酸アミド、メラミンホスフェートなどの燐系難燃剤、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化錫、水酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、モリブデン酸アンモニウム、硼酸亜鉛、硼酸バリウム、アルミン酸カルシウム、クレーなどの無機系難燃剤、さらにはメラミン、メラミンシアヌレートなどの含窒素系、シリコーン系重合体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの難燃助剤を挙げることができる。環境負荷と難燃性の観点からは燐系難燃剤、とりわけ赤燐が好ましい。
【００４６】
本発明の電磁波シールド成形品として好ましい難燃性の程度は、ＵＬ−９４（アンダーライターズ・ラボラトリーズで定められたプラスチック材料の燃焼性試験の規格）における難燃性評価試験においてＶ−０である。すなわち、電磁波シールド成形品を形成する樹脂組成物を用い、別途特定厚みの試験片に成形して、ＵＬ−９４の難燃性評価試験に供するものである。尚、試験片厚みは、実際の成形品の厚みにほぼ対応させるようにし、それができない場合には、０．８〜１．６ｍｍに成形する。
【００４７】
さらに、本発明の電磁波シールド成形品には、要求される特性に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で他の無機充填材や添加剤を含有しても良い。
【００４８】
他の無機充填材としては特に制限はなく、例えば、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラスビーズ、アラミド繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、石膏繊維、金属繊維、層状珪酸塩（モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、バーミキュライトなどのスメクタイト系粘土鉱物、ハロイサイト、カネマイト、ケニヤイト、燐酸ジルコニウム、燐酸チタニウムなどの各種粘土鉱物、Ｌｉ型フッ素テニオライト、Ｎａ型フッ素テニオライト、Ｎａ型四珪素フッ素雲母、Ｌｉ型四珪素フッ素雲母等の膨潤性合成雲母）、焼成クレイ、タルク、シリカ、酸化マグネシウム、酸化チタン、珪酸カルシウム、金属ウィスカー、ワラステナイト、ゼオライト、セリナイト、カオリン、ベントナイト、アルミナシリコート、マイカ、酸化チタン、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、酸化鉄、フェライト、金属粉、水酸化鉄、窒化硼素などが挙げられる。これらは単独または２種以上を併用してもよい。その形状としても制限はなく、パウダー状、フレーク状、繊維状、ウィスカーバルーン状などを採用できる。
【００４９】
無機充填材として、層状珪酸塩に属するものは、その層間を有機オニウムイオン化処理したものを使用しても良い。有機オニウムイオンとしては、特に制限はないがアンモニウムイオンやホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどが挙げられる。有機オニウム化処理は、元来層間に存在する交換性陽イオンを有機オニウムイオンで交換することを意味する。その方法としては特に制限はなく、例えば、水、メタノール、エタノールなどの極性溶媒中でのイオン交換反応による方法や、層状珪酸塩に液状あるいは溶融させたアンモニウム塩を直接反応させる方法などが挙げられる。
【００５０】
添加剤としては、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、耐電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤などが使用できる。
【００５１】
本発明の電磁波シールド成形品は、通常公知の射出成形、押出成形および圧縮成形などの方法によって得られる。なかでも射出成形が生産性が高く工業的に特に好適であり、かつリブ、ヒンジ、ボスを有する成形品やインサート成形品などの複雑な形状の成形加工品、薄肉成形品にも好適である。
【００５２】
電磁波シールド成形品の形状には特に制限はなく、曲面、リブ、ヒンジ、ボス、中空部を有していてもよい。また、成形品にはメッキ、塗装、蒸着、インサート、スタンピング、レーザー照射などにより表面加飾の処理が施されていてもよい。
【００５３】
なお、成形品が大きく反っている場合は、反りを矯正した後、電気・電子機器等の実装に供することが好ましい。好ましい反りの範囲については、±１．０ｍｍ以内、より好ましくは±０．８ｍｍ以内、さらに好ましくは±０．５ｍｍ以内である。
【００５４】
電磁波シールド成形品の用途としては、例えば、パソコン、ディスプレイ、ＯＡ機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルＭＤ、携帯用ラジオカセット、ＰＤＡ（電子手帳などの携帯情報端末）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品などの電気、電子機器の筐体及びトレイやシャーシなどの内部部材やそのケース、機構部品、自動車や航空機の電装部材、内部部品などが挙げられる。
【００５５】
中でも、本発明の電磁波シールド成形品はその優れた面弾性率を生かして、電気、電子機器用の筐体や外部部材用に好適であり、さらには薄肉で広い投影面積を必要とするノート型パソコンや携帯情報端末などの筐体として好適である。
【００５６】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。尚、実施例及び比較例中に示された配合割合において特に注釈のない「％」は全て重量％を意味する。
【００５７】
［評価方法］
（１）成形品厚み
筐体としての厚みは、図３における厚み測定点１１をマイクロメーターにて測定し、平均したものを天面厚み（ｍｍ）とした。
【００５８】
また、成形品を構成する面の厚みも、測定点位置、マイクロメータ等これに準じて測定した。
【００５９】
（２）数平均繊維長
成形品の天面の一部から約１ｇを切り出し、蟻酸１００ｃｃに溶解して１２時間放置した。成分（Ａ）が完全に溶解したのを確認した後、ペーパーフィルターを用いて成分（Ｂ）を濾過した。フィルター残査を顕微鏡にて観察し、無作為抽出した４００本の成分（Ｂ）の繊維長（μｍ）を測定し、数平均値を算出した。
【００６０】
（３）面弾性率
まず、反りが０±１．０ｍｍ以内であることを確認し、この範囲を外れる場合には、その範囲内になるまで矯正する。
【００６１】
成形品より１５０ｍｍ×１５０ｍｍの平板を切り出し、図１、２に示す支持台をスパン距離１３０ｍｍに調整し、平板が水平になるようセットした。荷重圧子の半径ｒ１は１１ｍｍ、支点半径ｒ２は５ｍｍとし、荷重速度１０ｍｍ／ｍｉｎ．にて荷重試験を行った。平板が３ｍｍ撓んだ時点で荷重を除去し、撓み量１ｍｍのときの荷重ｐ（Ｎ）を内挿し、前述の式１に従い面弾性率（ａ）を算出した。
【００６２】
また、モデル筐体より２００ｍｍ×２００ｍｍの平板を切り出し、スパン距離１８０ｍｍに調整した以外は、上記と同様の方法で、面弾性率（ｂ）を算出した。
【００６３】
（４）電磁波シールド性
ＫＥＣ法にて評価を行った。成形品の、面弾性率の測定に用いた試験片を切り出したのと同じ面から１２０ｍｍ×１２０ｍｍを切出して試験片とした。評価にあたり、試験片を絶乾状態（水分率０．１％以下）とし、四辺に導電性ペースト（藤倉化成（株）製ドータイト）を塗布し、十分に導電性ペーストを乾燥させた。スペクトラムアナライザーにて周波数１ＧＨｚでの電波シールド性（ｄＢ）を測定し、電磁波シールド性とした。電波シールド性が高いほど、電磁波シールド性に優れていることを表している。
【００６４】
（５）表面外観品位
モデル筐体の天面全体を目視にて評価した。目安としては、表面のＣＦ隠蔽性、ウェルドラインの隠蔽性、光沢感、フローマークの有無であり、全て合格であれば良好、一つ劣るものは可、二つ以上劣るものは不可とした。
【００６５】
（６）難燃性
ＵＬ−９４規格に基づいた難燃性試験にて評価した。難燃性レベルはＶ−０＞Ｖ−１＞Ｖ−２＞ＨＢの順に低下する。用いた試験片の厚みは１．２ｍｍである。
【００６６】
［各成分の調製］
成分（Ａ）熱可塑性樹脂
Ａ−１：ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との当モル塩７６重量％、ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸との当モル塩１６重量％およびε−カプロラクタム８重量％を重合缶内に順次投入し、投入した全原料と同量の純水を加え、重合缶内を充分に窒素置換した後、撹拌しながら加温を開始した。缶内圧力は最大２０ｋｇ／ｃｍ^２に調節しながら最終到達温度は２７０℃とした。水浴中に吐出したポリマーをストランドカッターでペレタイズした。得られたポリアミド樹脂の相対粘度ηｒを９８％硫酸法にて測定したところ２．１であった。
【００６７】
Ａ−２：Ａ−１と同様の方法にて、重合時間を延長した。得られたポリアミド樹脂の相対粘度は２．５であった。
【００６８】
Ａ−３：ポリアミド６ホモポリマー
東レ（株）製ナイロン樹脂（ηｒ＝２．３５）をＡ−３とした。
【００６９】
成分（Ｂ）炭素繊維
Ｂ−１：ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体から紡糸、焼成処理を行い、総フィラメント数２４，０００本の炭素繊維を得た。この炭素繊維の特性は、比重１．８、引張強度５．０ＧＰａ、引張弾性率２５０ＧＰａである。サイジング剤として、エポキシ樹脂（商品名Ｅｐ８２８（油化シェル製）および商品名Ｅｐ１００１（油化シェル製）の等量混合品）を炭素繊維に予め付着させた後に、ウレタン樹脂（１，６−ヘキサメチレンカーボネートジオールとヘキサメチレンジイソシアネートとを重合した自己乳化型ポリウレタン樹脂）を付着させた後、カートリッジカッターにて６ｍｍの長さにカットしてチョップド糸を作成した。さらに、熱風乾燥機にて１９０℃で５分間乾燥して使用した。
【００７０】
Ｂ−２：東レ（株）製チョップド“トレカ”　ＴＳ−１２をＢ−２とした。
【００７１】
成分（Ｃ）導電性付与剤
Ｃ−１：
平均粒径５０μｍ、ＤＢＰ吸収量１３０ｃｍ^３／１００ｇのファーネスブラックをＣ−１とした。
【００７２】
Ｃ−２：
平均繊維径１０ｎｍのカーボンナノチューブをＣ−２とした。
成分（Ｄ）難燃剤
燐化学工業（株）製の、平均粒径３０μｍ、伝導率２００μＳ／ｃｍの赤燐を採用した。
【００７３】
［成形品の作製］
日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）を使用し、ポリアミド樹脂（Ａ）及び成分（Ｃ）、成分（Ｄ）をメインホッパーより供給し、次いでその下流のサイドホッパーから炭素繊維（Ｂ）を供給し、バレル温度２６０℃、回転数１５０ｒｐｍにて十分混練し、さらに下流の真空ベントより脱気を行った。供給は重量フィーダーにより表１に示す重量割合となるよう調整した。溶融樹脂をダイス口（φ５ｍｍ）より吐出し、得られたストランドを冷却後、カッターにて切断してペレットとした。
【００７４】
得られたペレットを熱風乾燥で９０℃×３ｈｒ、さらに真空乾燥で８０℃×６ｈｒの乾燥を行い、水分率０．１％以下になるよう十分乾燥させた後、日本製鋼所（株）製Ｊ３５０ＥＩＩＩ型射出成形機を用いて図３に示すような電気・電子機器用電磁波シールド成形品のモデル成形品８を成形した。かかるモデル筐体は長さＬ３００ｍｍ×幅Ｗ２５０ｍｍの天面９を有し、Ｈ高さ１２ｍｍであって筐体天面面積の７０％以上の厚みが約１．２ｍｍであり、リブ、ヒンジ、ボスは含まない。また、射出成形においては６点のゲート点数にて成形したため、図３におけるウェルドライン１０が発生する。
【００７５】
同様に日本製鋼所（株）製Ｊ１５０ＥＩＩ−Ｐ型射出成形機を用いて難燃性評価用テストピースを成形した。条件はいずれもシリンダー温度：３００℃、金型温度：９０℃とした。
【００７６】
得られたモデル筐体は２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間放置後に特性評価試験に供した。また、得られた難燃性評価用テストピースは真空下で８０℃、１２時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、３時間保管した乾燥状態として難燃性評価を行った。
【００７７】
尚、いずれの実施例、比較例についても、成形品の反りが０±０．４ｍｍ以内であることを確認した。
【００７８】
実施例１〜５、比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】

【００８０】
表１より以下のことが明らかである。
実施例１〜５の電磁波シールド成形品は、１．２ｍｍの薄肉成形品にもかかわらず、電磁波シールド性、表面外観品位、難燃性に優れるだけでなく、極めて高い面弾性率を達成し、電気・電子機器に実装した場合に内部の電子回路の破損を防止する上で極めて有用である。
【００８１】
中でも、実施例１は熱可塑性樹脂をとりわけ好ましいポリアミド樹脂とすることで、実施例４、５よりも表面外観品位の点で好ましい。
【００８２】
また、実施例３では導電性付与剤としてカーボンナノチューブを用いることで、電磁波シールド性の点で好ましい。
【００８３】
一方、比較例１、２では、電磁波シールド性、面弾性率が不十分であり、電気・電子機器に実装した場合に、電磁波障害、内部の電子回路の保護など、近年の電気・電子機器の筐体用途などの厳しい要求に応えるには不十分である。特に、比較例２ではウェルドラインの隠蔽が不十分であり表面外観品位に劣り、かつ難燃性も低い結果となる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の電磁波シールド成形品は、高い電磁波シールド性、成形品表面外観品位を有すると同時に、薄肉で、面弾性率に優れ、パソコン、ディスプレイや携帯情報端末などの電気・電子機器の筐体に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】面弾性率の測定における平板の俯瞰図である。
【図２】面弾性率の測定のイメージ図である。
【図３】電磁波シールド成形品のモデル筐体の斜視図である。
【符号の説明】
１：電磁波シールド成形品のモデル筐体から切り出した平板
２：荷重点
３：支持点
ａ：スパン距離
ｂ：平板長さ
４：電磁波シールド成形品のモデル筐体から切り出した平板
５：荷重圧子
６：支持台
７：台座
ｔ：平板厚み
８：電気・電子機器用のモデル筐体
９：天面
１０：ウェルドライン
１１：厚み測定点
Ｌ：長さ
Ｗ：幅
Ｈ：高さ

Claims (16)

1. 少なくとも成分（Ａ）熱可塑性樹脂２５〜６５重量％、（Ｂ）炭素繊維３５〜７５重量％から構成され、成形品を構成するうちの少なくとも１面の略平面部の面弾性率が８ＧＰａ以上、ＫＥＣ法にて測定される周波数１ＧＨｚにおける電波シールド性が３０ｄＢ以上である電磁波シールド成形品。
2. 成形品天面の平均厚みが１．６ｍｍ以下である請求項１に記載の電磁波シールド成形品。
3. 成形品天面の投影面積が２００ｃｍ^２以上である請求項１または２のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
4. 成形品の平均厚みが１０ｍｍ以下である請求項１に記載の電磁波シールド成形品。
5. 成分（Ａ）がポリアミド樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
6. 成分（Ａ）の９８％硫酸法による相対粘度ηｒが、１．５〜２．５の範囲内である請求項５に記載の電磁波シールド成形品。
7. 成分（Ａ）が少なくとも、（ａ１）ヘキサメチレンジアミンアジパミド単位７０〜９９重量％、（ａ２）ヘキサメチレンイソフタルアミド単位が１〜３０重量％を共重合成分とする共重合ポリアミド樹脂である請求項５または６のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
8. 成分（Ａ）がさらに、（ａ３）カプロアミド単位１〜１０重量％を共重合成分として含む、請求項７記載の電磁波シールド成形品。
9. 成分（Ａ）の構造単位の（ａ２）と（ａ３）との重量比（ａ２）／（ａ３）が１〜３０である請求項８に記載の電磁波シールド成形品。
10. 成分（Ｂ）の数平均繊維長が２００μｍ以下である請求項１〜９のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
11. さらに、成分（Ｃ）として導電性付与剤を０．０１〜１０重量％含有してなる請求項１〜１０のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
12. さらに、成分（Ｄ）として難燃剤を０．１〜２０重量％含有してなる請求項１〜１１のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
13. ＵＬ−９４に基づく難燃性が、１．６ｍｍ厚以下の試験片でＶ−０である請求項１〜１２のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
14. 電気・電子機器用の筐体である請求項１〜１３のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
15. 電気・電子機器用の内部部品である請求項１〜１３のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。
16. 自動車用の部材である請求項１〜１３のいずれかに記載の電磁波シールド成形品。

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