JP5014529B2

JP5014529B2 - 難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法

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Publication number: JP5014529B2
Application number: JP2000218105A
Authority: JP
Inventors: 敏博山本
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002030177A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法に関し、更に詳細には、柔軟性および弾性を有する弾性多孔体を基材とし、この基材に難燃性を発現する樹脂層を介して金属層を析出させることで、高い難燃性と導電性とを両立させた導電性多孔体およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
コンピュータやワードプロセッサ等の電子機器、その他マイクロコンピュータを制御用素子として内蔵した各種電子機器は、外部から機器内に侵入する電磁波等の外乱を受けて誤作動を生じ易い。この種の電磁波による干渉(ＥＭＩ)や、より周波数の低い電波による干渉(ＲＦＩ)から前記電子機器等を防護するために、シールド(遮蔽)が機器筐体に施される。
【０００３】
一般に前記シールドは、外部からの電磁波の内部侵入を防止し得る点で極めて有効な部位、すなわち前記機器筐体の分割ラインやコネクタ用端子等の取付開口部に設けられている。これら各部位は、場所により小さな凹凸を形成していたり、比較的小さな曲率で湾曲していることが多く、このため前記シールドを施すシールド部材として、柔軟なウレタンの如き弾性多孔体に所要の導電性を付与した導電性多孔体が好適に使用されている。
【０００４】
前記弾性多孔体に導電性を付与する方法について述べれば、以下の▲１▼〜▲４▼の４つの方法が挙げられる。
▲１▼ カーボンブラックまたは金属粉等に代表される導電性フィラーと、バインダー樹脂とを適当な溶媒に分散させてなるスラリーを、前記弾性多孔体表面に含浸・乾燥させる。
▲２▼ 前記弾性多孔体の原料中に、予め前述の導電性フィラーを配合し、通常の製造方法に従って弾性多孔体を得る。
▲３▼ 前記弾性多孔体の原料中に、イオン導電性を付与する過塩素酸リチウムまたは４級アンモニウム塩を添加し、通常の製造方法に従って弾性多孔体を得る。
▲４▼ 前記弾性多孔体の骨格表面に、無電解メッキを利用して金属を付与させる。
【０００５】
しかし、前記▲１▼〜▲４▼の各方法で得られた導電性多孔体には、対応的に以下の問題点が指摘される。
▲１▼ 導電性フィラー含有スラリーを含浸させた導電性多孔体について
比較的低い抵抗値を発現させ得るが、含浸・乾燥させたスラリーの硬度が高く、使用時に該スラリーが脱落する問題が指摘される。
▲２▼ 導電性フィラーを原料中に混合した導電性多孔体について
液状の弾性多孔体原料中に固形分である前記導電性フィラーが混合されるため、該原料の粘度が上昇し易く成形が困難となるので、該導電性フィラー混合量に限界がある。このため低抵抗な導電性多孔体が得られない。
▲３▼ 過塩素酸リチウムまたは４級アンモニウム塩を原料中に混合した導電性多孔体について
前述の▲２▼よりも成形性は良好である一方、得られる抵抗値が更に高い。
▲４▼ 無電解メッキを施した導電性多孔体について
最も低い抵抗値となし得るが、無電解メッキにより析出した金属層が容易に剥離してしまう問題がある。
【０００６】
このように電磁波シールド部材として使用し得る導電性と、圧縮変形および曲げ変形への追随性とを両立すると共に、金属層等の剥離を回避し得る導電性多孔体を得るため本願の発明者は、弾性多孔体の製造時に特定の界面活性剤を使用することで、該弾性多孔体の骨格表面に高い密着性を有する金属メッキ層を形成することで、高導電性および高弾性を両立し得る導電性多孔質体を案出し、この発明につき特願平１１−２９３０１７４号として特許出願を行なった。この既出願に係る発明では、弾性多孔質体の原料の一つである整泡剤として、有機系アニオン系界面活性剤を使用し、またメッキの表面調整剤としてカチオン系界面活性剤を用いる方法が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前述した特願平１１−２９３０１７４号に係る導電性多孔質体の場合、基材となる弾性多孔体は有機体であって、高い比表面積を有するため、機器作動時の発熱で高温となる可能性のある電気・電子機器筐体に組込まれた際の難燃性の程度が問題となっている。すなわち、前記導電性多孔体に形成される金属層は非常に薄くて高温下で酸化(燃焼)し易いため、一度着火すると燃焼が一挙に進行する。従って、前記導電性多孔体が着火してしまった場合には、基材の弾性多孔体だけの場合に較べて更に激しい燃焼が起きると考えられる。
【０００８】
このような問題を回避するため、特定の成分を基材である弾性多孔体の原料中に添加し、着火時には該成分が反応して消火性のガスを発生させたり、該成分を溶融滴下させて難燃性の膜を形成し、難燃性を発現させるようにした弾性多孔体の使用が考えられる。しかし前記の如き処理を施しても、弾性多孔体の表面に析出される金属層が消火効果を著しく阻害し、有効な消火手段とはなり得ないことが判明している。このため連通気孔構造を有する多孔体の骨格表面に金属層を付与することで、充分なＥＭＩシールド性能を発現させた導電性多孔体では、高い導電性と難燃性の双方を実現させたものは知られていなかった。
【０００９】
【発明の目的】
この発明は、従来技術に係る導電性多孔体が内在していた問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、少なくとも熱分解により水分を遊離して高い消火性を発揮し、もって難燃性を発現する水和金属化合物の利用により難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明の難燃性を有する導電性多孔体は、
連通気泡構造を有する弾性多孔体と、この弾性多孔体の外表面および内表面を被覆する導電性金属層とからなる導電性多孔体において、
水系組成物からなる樹脂層を介して、前記導電性金属層が前記弾性多孔体の外表面および内表面に密着的に析出され、
前記水系組成物は、合成樹脂エマルジョンと、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムから選択される水和金属化合物と、樹脂、アルミニウム化合物またはチタン化合物によって表面が被覆された赤リンとを少なくとも含有し、
前記弾性多孔体および／または導電性金属層の燃焼に伴い、前記水和金属化合物が熱分解により水分を放出して難燃性を発現するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願に係る別の発明の難燃性を有する導電性多孔体の製造方法は、
所要形状に成形した連通気泡構造を有する弾性多孔体を準備し、
合成樹脂エマルジョンと、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムから選択される水和金属化合物と、樹脂、アルミニウム化合物またはチタン化合物によって表面が被覆された赤リンとを少なくとも含有する水系組成物を準備し、
前記弾性多孔体の外表面および内表面に、前記水系組成物の樹脂層を形成し、
前記樹脂層の上に無電解メッキを施して導電性金属層を形成することで導電性多孔体を製造し、
得られた導電性多孔体は、前記弾性多孔体および／または導電性金属層の燃焼に伴い、前記水和金属化合物が熱分解により水分を放出して難燃性を発現することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、以下説明する。
【００１３】
本発明に係る導電性多孔体１０は、図１に示す如く、基材となる弾性を有する弾性多孔体１２と、この多孔体１２の気泡骨格の表面、すなわち外表面および内表面の全体または所要部位を被覆する所要の導電性を有する金属層１４とから基本的に構成される。そして前記金属層１４は、難燃性を発現すると共に、該金属層１４の密着性を確保する樹脂層１６を介して、該弾性多孔体１２の所要の外表面および内表面に形成される。本発明では前記樹脂層１６に難燃性を発現させる物質として、熱分解時に水分を放出する水和金属化合物１８が使用されている。またその他の添加物として、前記水和金属化合物の熱分解を制御下に促進する赤リン１９を所要量添加するようにしても良い。また前記金属層１４は、下層であって高い導電性を有して所望のＥＭＩシールド性を発現する無電解銅層１４ａと、上層であって高耐食性を発現する耐食性金属層１４ｂとからなる。
【００１４】
前記導電性多孔体１０は、図２に示す如く、弾性多孔体準備工程Ｓ１、導電化工程Ｓ２および仕上工程Ｓ３を得ることで製造される。前記弾性多孔体準備工程Ｓ１は、基材となる弾性多孔体原料からの弾性多孔体１２の製造および所定形状への加工を行なう製造段階Ｓ１１と、不導体である該弾性発泡体１２に金属メッキを施すために必要不可欠な樹脂層１６を形成する樹脂層付与段階Ｓ１２とからなる。
【００１５】
前記弾性多孔体準備工程Ｓ１における製造段階Ｓ１１は、〔００１６〕に後述する各原料から弾性多孔体１２を製造する段階であるが、その製造方法としては、発泡法等の従来公知の製造方法が用いられている。また以下に記載される物性等の条件を満たす市販の弾性多孔体を使用しても良い。
【００１６】
前記弾性多孔体１２としては、軟質ウレタンフォームのように、柔軟で圧縮永久歪みが小さく、連通気孔構造を有し、この気孔径が０.１〜１０ｍｍであると共に、隣接する気孔間に存在するセル膜が少ないものが望まし<、更に該セル膜の除去を確実にするために溶解処理を施した、所謂「フィルターフォーム」型のフォームが好適である。材質としては、軟質エステル系ポリウレタンフォーム、軟質エーテル系ポリウレタンフォームまたは軟質エーテル・エステル系ポリウレタンフォーム等に代表されるポリウレタンフォーム、ポリウレアフォーム、メラミンフォーム、尿素フォーム或いはアクリルフォーム等が挙げられる。この弾性多孔体１２は、配置される電子機器筐体内部の構造により、シート形状またはひも形状に成形加工されて用いられるが、シート形状の場合は厚さ２０〜１ｍｍ程度が、またひも形状の場合は幅２０〜２ｍｍ程度が好適である。また密度としては、前述した所定の柔軟性を達成するために１０〜５００ｋｇ/ｍ³程度のものが好適である。
【００１７】
前記製造段階Ｓ１１に続いて行なわれる樹脂層付与段階Ｓ１２は、樹脂層１６を前記弾性多孔体１２の表面に付与する段階である。具体的には、前記樹脂層１６の構成原料である合成樹脂エマルジョン、水和金属化合物１８および赤リン１９等のその他添加物を混合させた水系組成物を含浸させることで、前記弾性多孔体１２の柔軟性を阻害させることなく、該多孔体１２の外表面および内表面を覆うようにするものである。
【００１８】
前記合成樹脂エマルジョンとしては、所要の弾性を有すると共に、樹脂微粒子が水溶質中に高濃度に安定分散し得る、例えばアクリル、ポリウレタン、ポリエステル、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＩＲまたはＩＩＲ等が挙げられる。前記合成樹脂エマルジョンを使用した場合、該樹脂中に存在する親水性官能基が後述する無電解メッキの前処理として行なわれるパラジウム−スズ触媒の吸着を促進するので、結果として高い無電解メッキの密着性が得られる。
【００１９】
前記合成樹脂エマルジョンは、繊維処理、塗料、コーティング、カーペットパッキング等の各分野で使用されているが、本発明に係る合成樹脂エマルジョンとしては、前述の各樹脂の如く各種ハロゲン元素を含有しない低硬度のものが好適である。各種ハロゲン元素を含有する場合には、着火または発火による炎の消火性は高まるが、炎を出さずに燻っている、所謂グロー状態に対しては効果がない。その使用量としては、後述する水和金属化合物１８の１００重量部に対して、固形分重量で１０〜１００部が好適であり、少なすぎると充分な消火性を発現する樹脂層１６を形成できず、多すぎると水和金属化合物１８の含有量が相対的に低くなり、その結果として消火効率が低下する。
【００２０】
前記水和金属化合物１８としては、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウム等の熱分解により水分を放出する物質が挙げられる。これらの金属化合物は、構造内に水酸化物として、または結晶水等として水分を有しているので、外部からの加熱に伴なう熱分解により水分が放出されるものである。使用量としては、前記弾性多孔体１２の１００重量部に対して、重量５０〜３００部が好適であり、少なすぎると水和金属化合物１８の含有量が相対的に低くなって消火効率が低下し、多すぎると該弾性多孔体１２表面への固着が困難になる。
【００２１】
前記赤リン１９は、そのままの使用であると自己発火性が高く、また耐湿性が低い等の物性により使用用途が限定されるため、本実施例においては、所定樹脂によるマイクロカプセル化処理を施したり、またはアルミニウム化合物やチタン化合物を用いて表面被覆を施したりしたものが使用される。その使用量としては、水和金属化合物１８重量１００部に対して、重量で１〜５０部が好適であり、多すぎると発火性が高まりすぎで、消火性を阻害してしまい、少なすぎると制御下に該水和金属化合物１８を熱分解させることが困難になり、その結果として消火効率を低下させてしまう。
【００２２】
前記弾性多孔体準備工程Ｓ１に続いて行なわれる導電化工程Ｓ２は、以下の各段階からなる。すなわち、▲１▼前記弾性多孔体１２上に形成された樹脂層１６の上に、無電解メッキに対する触媒活性を発現する所望の触媒金属微粒子を含む触媒金属を吸着させる等の前処理段階Ｓ２１と、▲２▼適宜選択的に採用されたメッキ浴に浸漬させることで、前記無電解銅層１４ａを付与する第１メッキ段階Ｓ２２と、▲３▼この無電解銅層１４ａ上に耐食性金属層１４ｂを付与する第２メッキ段階Ｓ２３とからなる。
【００２３】
▲１▼前処理段階Ｓ２１：前記第１メッキ段階Ｓ２２で施される無電解メッキに先立ち、無電解メッキ反応に触媒性を持つ触媒金属のコロイドを浸漬させることで、該触媒金属を前記樹脂層１６の表面に付与・吸着させる段階である。前記触媒金属としては、パラジウム−スズ、銀、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、オスミウムまたは白金等の貴金属が好ましい。これらの触媒金属化合物の水溶性の塩を溶解し、界面活性剤を加えて激しく撹拌しながら、還元剤を添加して貴金属コロイドを得ることができる。界面活性剤には様々なものがあるが、陰イオン性のものか、陽イオン性のものの中から選ぶことができる。石けん、高級アルコール硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム等、およびラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド等である。また前記触媒金属の種類によっては、該触媒金属の樹脂層１６への浸透・吸着性を向上させる目的で、表面調整剤の使用等による調整が施される。
【００２４】
▲２▼第１メッキ段階Ｓ２２：無電解メッキにより前記樹脂層１６上に所要厚さを有する無電解銅層１４ａを形成する段階である。
【００２５】
前記無電解銅層１４ａを形成する無電解銅は、少ない厚さで入射する電磁波を反射する高い反射能を有する、すなわち高い導電性を有すると共に、弾性率が小さく、前記弾性多孔体１２表面に析出した際に、その柔軟性を阻害することがなく本発明に係る導電性多孔体に好適である。このとき析出される無電解銅層１４ａの厚さとしては、前記弾性多孔体１２の柔軟性を阻害しない程度である０.２〜５μｍ程度が好適であり、これより薄過ぎると充分なＥＭＩシールド性が期待できず、厚過ぎると該弾性多孔体１２の柔軟性を阻害するばかりか、製造コストおよび時間を増大させることになる。一般的に、複雑な３次元骨格構造を有する弾性多孔体１２の外表面および内表面に、均一に金属層を形成するには無電解メッキが優れている。そして無電解メッキの中でも、他の無電解ニッケルや無電解パラジウムに比べて弾性率が小さく、前記弾性多孔体１２に析出させた際に該弾性多孔体１２の柔軟性への影響が小さい点で優れている無電解銅が好適に採用される。
【００２６】
▲３▼第２メッキ段階Ｓ２３：前記無電解銅層１４ａ上に更に耐食性金属層１４ｂを形成する段階である。前記耐食性金属層１４ｂを形成する耐食性金属としては、金、白金、パラジウム、ロジウム、レニウム、ニッケル、アルミニウム、クロム、黒鉛、スズ、鉛または半田が好適であり、該耐食性金属層１４ｂは、無電解メッキや電解メッキの如き湿式メッキまたは蒸着の如き乾式メッキによって形成される。前述の湿式メッキにより第２メッキ段階Ｓ２３を施す場合には、前述の第１メッキ段階Ｓ２２にそのまま引き続いて耐食性金属層１４ｂが付与されるが、乾式メッキにより第２メッキ段階Ｓ２３を施す場合には、該第１メッキ段階Ｓ２２で形成された無電解銅層１４ａの洗浄・乾燥が必要である。
【００２７】
ここまでの各工程Ｓ１およびＳ２を経ることで、所望のＥＭＩシールド性および難燃性を有する導電性多孔体１０を得ることが出来る。最終的に施される仕上工程Ｓ３は、前記導電性多孔体１０に対して、水洗および乾燥、所定形状へのカットまたは打ち抜き等の成形並びに所定の検査を施して最終製品とする工程である。
【００２８】
以下に本発明に係る難燃性を有する導電性多孔体の製造方法および製造された導電性多孔体の物性について実験した実施例を示すが、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
(実験内容)
前記樹脂層の組成および付与量等を変化させて、導電性多孔体を製造し、抵抗値、ＥＭＩシールド効果、メッキの密着性、耐久性、硬度および難燃性について評価した。
【００３０】
(実験方法)
前記樹脂層の差違により、以下のグループに分けて前述の評価を行なった。
実施例１〜４：本発明に係る内容の樹脂層を使用した場合(表１参照)
比較例１：樹脂層を付与しない場合
比較例２〜５：樹脂層の構成原料の混合量を限界値以下または以上に設定した場合(表２参照)
比較例６〜８：樹脂層の構成原料に、従来のハロゲン系難燃剤も含有させた場合(表３参照)
比較例９および１０：樹脂層の構成原料である構成樹脂エラストマの代わりに、ハロゲン元素を含有する従来の難燃剤パインダを使用した場合(表４参照)
【００３１】
(製造方法)
弾性多孔体準備工程Ｓ１における製造段階Ｓ１１：
本実験においては、本製造段階Ｓ１１を省略し、幅３３０×長さ３６０×厚さ３.３ｍｍのセル膜除去済みのセル数５０のエステル系ウレタンフォーム(商品名ＭＦ-５０;イノアックコーポレーション製)を弾性多孔体として使用した。
樹脂層付与段階Ｓ１２：
下記の表１〜４に記載の各組成に従い、樹脂層の構成原料を混合して水系組成物を得た。なお各数値は、前記弾性多孔体の重量を１００部とした際の数値で記されている。
【００３２】
表１(実施例１〜４)
┌───────────┬────┬────┬─────┬────┐
│ 組成(重量％) │実施例１│実施例２│ 実施例３ │実施例４│
├───────────┼────┼────┼─────┼────┤
│ ウレタン樹脂水分散液 │ ７５ │ １００ │ ７５ │ １００ │
├───────────┼────┼────┼─────┼────┤
│ 水酸化アルミニウム │ １５０ │ ２００ │１１２．５│ １５０ │
├───────────┼────┼────┼─────┼────┤
│ 赤リン │ ０ │ ０ │ １５ │ ２０ │
├───────────┼────┼────┼─────┼────┤
│ 水 │ ３０ │ ４０ │ ３０ │ ４０ │
├───────────┼────┼────┼─────┼────┤
│ 消泡剤 │ １．５ │ ２ │ １．５│ ２ │
└───────────┴────┴────┴─────┴────┘
前記ウレタン樹脂水分散液としては、商品名スーパーフレックス４６０;第一工業製薬製(固形分３８％)を、水酸化アルミニウムとしては、商品名Ｃ-３０３;住友化学製を、マイクロカプセル化赤リンとしては、商品名ノーバェクセル１４０;燐化学工業製を、消泡剤としては、商品名フォーマスターＪＫ;サンノブコ製を、水としては、脱イオン水を夫々使用した。
【００３３】

使用薬品の詳細は、上記の表１に準ずる。
【００３４】

前記難燃剤としては、三酸化アンチモンおよび臭素化合物の混合物(商品名ポリセーフＦＣＰ-９;味の素ファインテクノ製)を使用し、その他の使用薬品の詳細については、上記の表１に準ずる。
【００３５】

前記ポリ塩化ビニリデンラテックスとしては、商品名サランラテックスＬ１１０Ａ;旭化成製(固形分４７％)を、ク口口ブレンラテックスとしては、商品名ネオブレンラテックス７５０:昭和電工・デュポン製(固形分５０％)を夫々使用し、その他の使用薬品の詳細については、上記の表３に準ずる。
【００３６】
導電化工程Ｓ２における前処理段階Ｓ２１：
ステンレス製の枠型治具に、前記弾性多孔体を挟んで取り付ける。そして触媒吸着を促進させるため、コンディショナ浴(商品名クリーナーコンディショナ７４２標準濃度;シプレイ・ファーイースト製)に温度２５℃、５分間の条件で浸漬させ、充分に該弾性多孔体中の空気を除去させた。次に３回水洗を施し、ブレディップ浴(商品名キャタプレップ４０４標準沿度;シプレイ・ファーイースト製)２５℃、１分間の条件で浸漬させて触媒金属層を形成させた。その後すぐにパラジウム・スズ錯塩を含有するキャタリスト浴(商品名キャタポジット４４標準組成・濃度;シプレイ・ファーイースト製)に２５℃、５分間の条件で浸漬させ、３回水洗後、アクセラレータ浴(商品名アクセレレ一夕２４２標準組成・濃度;シプレイ・ファーイースト製)に２５℃、５分間の条件で浸漬させてアクセラレーター処理を施し、水洗、１５ｇ/Ｌの水酸化ナトリウム水溶液に室温、３分間の条件で浸漬、水洗を順次行なった。
第１メッキ段階Ｓ２２：
無電解メッキ浴(商品名オムニシールド１５９８標準組成＝銅イオン濃度２ｇ/Ｌ;シプレイ・ファーイースト製)の標準組成浴に４５℃、２５分間の条件で浸漬して無電解銅層を析出させた。
第２メッキ段階Ｓ２３：
前記第１メッキ段階Ｓ２２の後、３回の水洗を施し、塩化パラジウムを主成分とするアクチベ一夕浴(商品名オムニシールド１５７３標準組成・濃度;シプレイ・ファーイースト製)に室温、１分間の条件で浸漬して活性化させ、水洗、そして無電解ニッケルメッキ浴(商品名オムニシールド１５８０標準組成＝ニッケルイオン濃度３.６ｇ/Ｌ;シプレイ・ファーイースト製)に３５℃、３分間の条件で浸漬させ耐食性金属層を析出させ、最終的に洗浄・乾燥を施した。
【００３７】
(評価方法)
・抵抗値測定：前記各工程を経て得られた導電性多孔体から、５０ｍｍ×５０ｍｍの抵抗値測定用試験片を作成した。この試験片に対して、３×１０⁴Ｐａの圧力を加えて元の厚さの約１０％まで圧縮させた状態で、該圧縮試験片を金メッキを施した同サイズ以上の金属電極により上下から該試験片を狭持し、スペーサーにより２５％圧縮した状態として４端子セパレートプローブ(商品名ロレスターＦＰ;油化電子製)使用して抵抗値を測定した。
・ＥＭＩシールド効果：前記各工程を経て得られた導電性多孔体から、約１５０ｍｍ角のシールド効果測定用試験片を作成した。このシールド効果測定用試験片をＫＥＣ法準拠のシールド効果測定治具に挟さみ、トラッキングジェネレータ付きスペクトラムアナライザ(商品名８５６０Ａ;ヒューレット・パッカード製)により、電界波および磁界波の夫々の強度減衰を１〜１０００ＭＨｚに亘って測定した。
・メッキ密着性：カッターナイフの刃先を使用して、メッキした導電性多孔体表面を１０回こする方法と、手により粘着テープを導電性多孔体表面に充分押圧して密着させた後に引き剥がすテープ剥離試験を併用した。
・耐久性：耐熱性については、８０℃、５００時間処理、耐湿熱性については、６０℃、９５％ＲＨ、５００時間処理を施した後の引っ張り強度および抵抗値を測定して、初期値との差違から評価した。
・硬度：前記各工程を経て得られた導電性多孔体から、厚さ２５ｍｍ以上の硬度測定用試験片を作成した。この硬度測定用試験片所定枚数重ねてＡＳＫＥＲＦ硬度計(高分子計器製)を用いて、１５秒後の値を硬度とした。なお難燃性を評価するための比較例６〜１０については、この試験を行なわなかった。
・難燃性：ＵＬ耐炎性試験規格(９４Ｖ-０、−１、−２を評価する試験)に準拠し、前記各工程を経て得られた導電性多孔体から、長さ１２７ｍｍ×幅１２.７ｍｍの難燃性評価用試験片を作成した。この難燃性評価用試験片を所定位置に垂直にセットし、下端より１０秒間の条件で炎を当てて着火、炎が消えてから再度１０秒間の条件で炎を当てて取り去り、一連の燃焼挙動を目視により観察した。
【００３８】
(評価結果)
・抵抗値測定：全ての実施例および比較例において、０.００５Ω以下と良好であり差違は認められず、また使用に対して問題のない水準であった。
・ＥＭＩシールド効果：全ての実施例および比較例において良好であった。その測定値の変動幅を、以下の表５に示す。
表５
┌───────┬───────────────────┐
│ │ シールド効果 │
│ ├─────────┬─────────┤
│周波数(ＭＨｚ)│ 電界波 │ 磁界波 │
├───────┼─────────┼─────────┤
│ ５０ │ ５０〜７０ │ ５０〜６５ │
├───────┼─────────┼─────────┤
│ １００ │ ６０〜７５ │ ６０〜８０ │
├───────┼─────────┼─────────┤
│ ２００ │ ７０〜８０ │ ７０〜９０ │
├───────┼─────────┼─────────┤
│ ５００ │ ８５〜９２ │ ８０〜９０ │
├───────┼─────────┼─────────┤
│ １０００ │ ８７〜９０ │ ７７〜８３ │
└───────┴─────────┴─────────┘
・メッキ密着性：樹脂層を形成しない比較例１と、樹脂層の構成原料として、親水性官能基を有しないポリ塩化ビニリデンラテックスまたはク口口ブレンラテックスを使用した比較例９および比較例１０とで、カッターナイフによる剥離試験およびテープ剥離試験の双方で剥離が確認された。
・耐久性：耐熱性および耐湿熱性の双方について、比較例１についてだけ０.１Ωを越える対抗が確認されたが、その他の実施例および比較例では０.０５Ω以下の良好な結果が得られた。
・硬度：試験を実施した実施例および比較例の試験結果を、以下の表６に示す。
表６
┌─────┬─────────┬─────┬─────────┐
│ │ＡＳＫＥＲＦ硬度 │ │ＡＳＫＥＲＦ硬度 │
├─────┼─────────┼─────┼─────────┤
│ 実施例１ │ ４５゜ │ 比較例１ │ ２５゜ │
├─────┼─────────┼─────┼─────────┤
│ 実施例２ │ ５５゜ │ 比較例２ │ ３０゜ │
├─────┼─────────┼─────┼─────────┤
│ 実施例３ │ ４０゜ │ 比較例３ │ ８０゜ │
├─────┼─────────┼─────┼─────────┤
│ 実施例４ │ ５０゜ │ 比較例４ │ ３０゜ │
└─────┴─────────┼─────┼─────────┤
│ 比較例５ │ ５０゜ │
└─────┴─────────┘
樹脂層を構成するウレタン樹脂水分散液および水酸化アルミニウムの配合量が過剰な比較例３の硬度が８０゜と高くなっているが、その他は殊に問題がなく弾性多孔体の柔軟性を阻害していないことが確認された。
【００３９】
・難燃性：全ての実施例および比較例の試験結果を、なお評価は、以下の表７に示す。前述の耐炎性試験規格ＵＬ-９４に準じるものである。
表７
┌───────┬────┬─────────────────┬──┐
│ │ 結果 │ 経過 │評価│
├───┬───┬────┬─────────────────┼──┤
│ │１回目│ 着火 │２〜３秒で消炎。 │V-1 │
│実施例│ │ │グローは１０秒程度で消えた │ │
│ １ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ │２回目│着火せず│ │ │
├───┬───┬────┬─────────────────┼──┤
│ │１回目│ 着火 │２〜３秒で消炎。 │V-0 │
│実施例│ │ │グローは２〜３秒程度で消えた │ │
│ ２ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ │２回目│着火せず│ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│実施例│１回目│着火せず│ │V-0 │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ３ │２回目│ 〃 │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│実施例│１回目│着火せず│ │V-0 │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ４ │２回目│ 〃 │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│着火全焼│ │燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ １ │２回目│ −− │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│着火全焼│ │燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ２ │２回目│ −− │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│着火せず│ │V-0 │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ３ │２回目│ 〃 │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│着火全焼│ │燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ４ │２回目│ −− │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│着火全焼│ │燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ５ │２回目│ −− │ │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│ │１回目│ 着火 │すぐ消炎。 │燃焼│
│比較例│ │ │グローは２０〜３０秒程度で消えた │ │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ６ │２回目│ 〃 │すぐ消炎。 │ │
│ │ │ │グローが試験片全体に広がった │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│ │１回目│ 着火 │すぐ消炎。 │燃焼│
│比較例│ │ │グローは１０秒程度で消えた │ │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ７ │２回目│ 〃 │すぐ消炎。 │ │
│ │ │ │グローが試験片全体に広がった │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│ 着火 │すぐ消炎。グローは５秒程度で消えた│V-0 │
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ８ │２回目│ 〃 │すぐ消炎。 │ │
│ │ │ │グローは１０秒以上継続して消えた │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│ 着火 │すぐ消炎。グローは５秒程度で消えた│燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ ９ │２回目│ 〃 │すぐ消炎。 │ │
│ │ │ │グローが試験片全体に広がった │ │
├───┼───┼────┼─────────────────┼──┤
│比較例│１回目│ 着火 │すぐ消炎。グローは５秒程度で消えた│燃焼│
│ ├───┼────┼─────────────────┤ │
│ １０ │２回目│ 〃 │すぐ消炎。 │ │
│ │ │ │グローが試験片全体に広がった │ │
└───┴───┴────┴─────────────────┴──┘
【００４０】
(まとめ)
抵抗値、ＥＭＩシールド性、メッキ密着性、耐久性および硬度の各物性については、親水性官能基を含有する合成樹脂エマルジョンから樹脂層が形成されていれば、問題がない水準であることが確認された。また難燃性については、従来の難燃剤により難燃性を発現させたものや、ハロゲン元素を含有するものに対して、本発明に係るものでは、消炎性ばかりでなく、グローの高い消火性も確認され、充分なＥＭＩシールド性および難燃性を両立していると判断される。更に赤リンが含有された場合については、更に高いグロー消火性が確認された。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る難燃性を有する導電性多孔体およびその製造方法によれば、その基材である弾性多孔体と、その表面に形成されて導電性を付与する金属層の間に、該多孔体および金属層の密着性を高めると共に、熱分解により水分を放出する水和金属化合物を含有する樹脂層を介在させるようにしたので、従来に比べ遙かに高い難燃性および高いグロー消火性と、電子機器筐体内に用いるに充分な電磁波遮蔽性とが得られる有益な利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る難燃性を有する導電性多孔体における骨格内部を示す概略図である。
【図２】実施例に係る難燃性を有する導電性多孔体の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１２弾性多孔体
１４金属層
１４ａ無電解銅層
１４ｂ耐食金属層
１６樹脂層
１８水和金属化合物
１９赤リン

Claims

連通気泡構造を有する弾性多孔体(12)と、この弾性多孔体(12)の外表面および内表面を被覆する導電性金属層(14)とからなる導電性多孔体において、
水系組成物からなる樹脂層(16)を介して、前記導電性金属層(14)が前記弾性多孔体(12)の外表面および内表面に密着的に析出され、
前記水系組成物は、合成樹脂エマルジョンと、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムから選択される水和金属化合物(18)と、樹脂、アルミニウム化合物またはチタン化合物によって表面が被覆された赤リン(19)とを少なくとも含有し、
前記弾性多孔体(12)および／または導電性金属層(14)の燃焼に伴い、前記水和金属化合物(18)が熱分解により水分を放出して難燃性を発現するようにした
ことを特徴とする難燃性を有する導電性多孔体。
前記合成樹脂エマルジョンは、親水性官能基を有する一方、ハロゲン元素を含有しない請求項１記載の難燃性を有する導電性多孔体。
前記金属層(14)は、高いＥＭＩシールド性を発現する内側の無電解銅層(14a)と、この無電解銅層(14a)の外側に積層されて高い耐食性を発現する耐食性金属層(14b)とからなる請求項１または２記載の難燃性を有する導電性多孔体。
所要形状に成形した連通気泡構造を有する弾性多孔体(12)を準備し、
合成樹脂エマルジョンと、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムから選択される水和金属化合物(18)と、樹脂、アルミニウム化合物またはチタン化合物によって表面が被覆された赤リン(19)とを少なくとも含有する水系組成物を準備し、
前記弾性多孔体(12)の外表面および内表面に、前記水系組成物の樹脂層(16)を形成し、
前記樹脂層(16)の上に無電解メッキを施して導電性金属層(14)を形成することで導電性多孔体を製造し、
得られた導電性多孔体は、前記弾性多孔体(12)および／または導電性金属層(14)の燃焼に伴い、前記水和金属化合物(18)が熱分解により水分を放出して難燃性を発現する
ことを特徴とする難燃性を有する導電性多孔体の製造方法。
前記合成樹脂エマルジョンは、親水性官能基を有する一方、ハロゲン元素を含有しない請求項４記載の難燃性を有する導電性多孔体の製造方法。
前記金属層(14)は、高いＥＭＩシールド性を発現する内側の無電解銅層(14a)と、この無電解銅層(14a)の外側に積層され、高い耐食性を発現する耐食性金属層(14b)とからなる請求項４または５記載の難燃性を有する導電性多孔体の製造方法。
前記耐食性金属層(14b)は、湿式メッキ法により形成される請求項６記載の難燃性を有する導電性多孔体の製造方法。
前記耐食性金属層(14b)は、乾式メッキ法により形成される請求項６記載の難燃性を有する導電性多孔体の製造方法。