(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023153452
(43)【公開日】2023-10-18
(54)【発明の名称】電磁波遮蔽構造
(51)【国際特許分類】
H05K 9/00 20060101AFI20231011BHJP
C09D 7/61 20180101ALI20231011BHJP
C09D 201/00 20060101ALI20231011BHJP
H01Q 17/00 20060101ALI20231011BHJP
【ＦＩ】
H05K9/00 W
C09D7/61
C09D201/00
H01Q17/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022062735
(22)【出願日】2022-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】516218384
【氏名又は名称】ハドラスホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108442
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 義孝
(74)【代理人】
【識別番号】100098729
【弁理士】
【氏名又は名称】重信 和男
(74)【代理人】
【識別番号】100204467
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 好文
(74)【代理人】
【識別番号】100148161
【弁理士】
【氏名又は名称】秋庭 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100195833
【弁理士】
【氏名又は名称】林 道広
(72)【発明者】
【氏名】山本 英明
(72)【発明者】
【氏名】池田 正範
(72)【発明者】
【氏名】小田原 玄樹
【テーマコード（参考）】
4J038
5E321
5J020
【Ｆターム（参考）】
4J038DL001
4J038DL021
4J038HA026
4J038NA19
4J038PB09
4J038PC02
4J038PC06
4J038PC07
5E321AA21
5E321BB21
5E321BB23
5E321BB32
5E321BB34
5E321BB57
5E321GG05
5J020EA00
5J020EA07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】適用される構造に制限がなく、電磁波の遮蔽性能に優れる電磁波遮蔽構造を提供する。
【解決手段】電磁波遮蔽構造には、コーティング対象となる基材１の表面２に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブ２０を含有する薄膜のコーティング膜１５が被覆されている。カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブであり、コーティング膜は、カーボンナノチューブを０．０５～０．４質量％含有することとし、コーティング膜は、基材の両面に被覆されている。
【選択図】図２
【解決手段】電磁波遮蔽構造には、コーティング対象となる基材１の表面２に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブ２０を含有する薄膜のコーティング膜１５が被覆されている。カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブであり、コーティング膜は、カーボンナノチューブを０．０５～０．４質量％含有することとし、コーティング膜は、基材の両面に被覆されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コーティング対象となる基材の表面に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブを含有する薄膜のコーティング膜が被覆されていることを特徴とする電磁波遮蔽構造。
【請求項2】
前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載の電磁波遮蔽構造。
【請求項3】
前記コーティング膜は、前記カーボンナノチューブを０．０５～０．４質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波遮蔽構造。
【請求項4】
前記コーティング膜は、前記基材の両面に被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波遮蔽構造。
【請求項5】
前記カーボンナノチューブは、前記コーティング膜の厚さ方向に、前記基材側よりも該コーティング膜の表面側が密に分散されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波遮蔽構造。
【請求項6】
前記カーボンナノチューブは、前記コーティング膜の表面側に一部が露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁波遮蔽構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電磁波遮蔽構造に関する。
【0002】
電気・電子機器の稼働に伴い機器の外部に放射される不要な電磁波により、周辺の電子機器が影響を受けて誤作動を起こすことがある。このような電磁波の影響を抑制し、電子機器を安定して動作させるために、電気伝導率が高い電磁波遮蔽材料を用いて電子機器から外部への不要な電磁波の放射、或いは電子機器への電磁波の侵入を防止することが行われている。
【0003】
従来の電磁波遮蔽構造として、例えば電子機器等において電磁波の影響を抑制したい部分を電磁波の遮蔽性能に優れる金属ケースで覆うようにしたものがあるが、金属は、比重が大きいだけでなく、加工性にも乏しいという問題がある。
【0004】
特許文献１の電磁波遮蔽構造は、金属等を材料とする導電性フィラーを含有させた樹脂組成物により構成されることにより、電磁波遮蔽構造に導電性フィラーによる電磁波の遮蔽性能と、熱可塑性樹脂による加工性を付与しつつ、軽量化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１６７３８７号公報（第５頁～第６頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、電子機器の小型化に伴い電子機器を構成する電子部品は非常に小さな構造体になっている。特許文献１の電磁波遮蔽構造は、樹脂組成物が溶融した溶融物を金型等に射出成形することにより構成されるため、金型から抜けるように形状が制限されるだけでなく、金型が作れないような微細な構造や薄肉の構造に適用することができないという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、適用される構造に制限がなく、電磁波の遮蔽性能に優れる電磁波遮蔽構造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】
前記課題を解決するために、本発明の電磁波遮蔽構造は、
コーティング対象となる基材の表面に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブを含有する薄膜のコーティング膜が被覆されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ＳｉＯ２を主成分とすることによりコーティング膜を薄膜に形成することができ、当該コーティング膜に電磁波遮蔽材料であるカーボンナノチューブを高密度で含有させることができるため、適用される構造に制限がなく、電磁波の遮蔽性能に優れる電磁波遮蔽構造を提供できる。
コーティング対象となる基材の表面に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブを含有する薄膜のコーティング膜が被覆されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ＳｉＯ２を主成分とすることによりコーティング膜を薄膜に形成することができ、当該コーティング膜に電磁波遮蔽材料であるカーボンナノチューブを高密度で含有させることができるため、適用される構造に制限がなく、電磁波の遮蔽性能に優れる電磁波遮蔽構造を提供できる。
【0009】
前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブであることを特徴としている。
この特徴によれば、コーティング膜の膜厚に対して繊維長が非常に長い多層カーボンナノチューブを含有することにより、コーティング膜内に分散されるカーボンナノチューブ同士が接触又は近接しやすくなるため、コーティング膜の面方向にカーボンナノチューブによる導電パスを均一に分布させることができる。
この特徴によれば、コーティング膜の膜厚に対して繊維長が非常に長い多層カーボンナノチューブを含有することにより、コーティング膜内に分散されるカーボンナノチューブ同士が接触又は近接しやすくなるため、コーティング膜の面方向にカーボンナノチューブによる導電パスを均一に分布させることができる。
【0010】
前記コーティング膜は、前記カーボンナノチューブを０．０５～０．４質量％含有することを特徴としている。
この特徴によれば、基材の表面に対するコーティング膜の成膜に影響を与えることなく電磁波の遮蔽性能を高めることができる。
この特徴によれば、基材の表面に対するコーティング膜の成膜に影響を与えることなく電磁波の遮蔽性能を高めることができる。
【0011】
前記コーティング膜は、前記基材の両面に被覆されていることを特徴としている。
この特徴によれば、コーティング膜の膜厚を厚くすることなく、電磁波の遮蔽性能を効率的に高めることができる。
この特徴によれば、コーティング膜の膜厚を厚くすることなく、電磁波の遮蔽性能を効率的に高めることができる。
【0012】
前記カーボンナノチューブは、前記コーティング膜の厚さ方向に、前記基材側よりも該コーティング膜の表面側が密に分散されていることを特徴としている。
この特徴によれば、少量のカーボンナノチューブを含有させるだけで、コーティング膜の面方向にカーボンナノチューブの導電パスを均一に分布させやすくすることができる。
この特徴によれば、少量のカーボンナノチューブを含有させるだけで、コーティング膜の面方向にカーボンナノチューブの導電パスを均一に分布させやすくすることができる。
【0013】
前記カーボンナノチューブは、前記コーティング膜の表面側に一部が露出していることを特徴としている。
この特徴によれば、カーボンナノチューブが電磁波を吸収することにより変換された熱を外部に放射しやすくなるため、コーティング膜の温度上昇を抑制することができる。
この特徴によれば、カーボンナノチューブが電磁波を吸収することにより変換された熱を外部に放射しやすくなるため、コーティング膜の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
【実施例0016】
（コーティング液）
本発明の電磁波遮蔽構造を形成するためのコーティング材としてのコーティング液１０は、ベース剤１０Ａと、このベース剤１０Ａに添加された添加剤１０Ｂとから主として構成されている。先ずベース剤１０Ａは、原料として少なくとも無機若しくは有機ポリシラザンと、アルキルシリケート縮合物とを含有しており、本実施例においては、これら無機若しくは有機ポリシラザン及びアルキルシリケート縮合物が不活性溶剤によって希釈されている。
本発明の電磁波遮蔽構造を形成するためのコーティング材としてのコーティング液１０は、ベース剤１０Ａと、このベース剤１０Ａに添加された添加剤１０Ｂとから主として構成されている。先ずベース剤１０Ａは、原料として少なくとも無機若しくは有機ポリシラザンと、アルキルシリケート縮合物とを含有しており、本実施例においては、これら無機若しくは有機ポリシラザン及びアルキルシリケート縮合物が不活性溶剤によって希釈されている。
【0017】
ベース剤１０Ａの原料として無機ポリシラザンを使用する場合、無機ポリシラザンとアルキルシリケート縮合物とは、両者の合計として１～８０質量％の範囲の濃度、より好ましくは５０～８０質量％の範囲の濃度で、本実施例では不活性溶剤としてＮ－メチルピロリドンによって溶解されている。より詳しくは、無機ポリシラザンは０．１～５質量％で、残りがアルキルシリケート縮合物の割合で含有している。
【0018】
より詳しくは、無機ポリシラザンは、ペルヒドロポリシラザン、すなわちＳｉ－Ｈ結合とＳｉ－Ｎ結合とＮ－Ｈ結合を有し、例えば下記一般式（１）で表される－（ＳｉＨ２－ＮＨ）－ユニットから構成される鎖状構造の無機のポリマーである。
【0019】
【化1】
【0020】
なお、無機ポリシラザンは、鎖状構造のものに限らず、環状構造を有するポリマーであってもよく、これらの構造を複合的に有するポリマーであってもよい。
【0021】
ベース剤１０Ａの原料として有機ポリシラザンを使用する場合、有機ポリシラザンとアルキルシリケート縮合物とは、両者の合計として１０～８０質量％の範囲の濃度で、本実施例では不活性溶剤としてＮ－メチルピロリドンによって溶解されている。より詳しくは、有機ポリシラザンは１０～８０質量％で、残りがアルキルシリケート縮合物の割合で含有している。
【0022】
より詳しくは、有機ポリシラザンは、Ｓｉ－Ｎ結合と官能基（Ｒ１～Ｒ３）を有し下記一般式（２）で表される－（ＳｉＲ１Ｒ２－ＮＲ３）－ユニットから構成されるポリマーであり、特に、Ｓｉと直接結びつく官能基Ｒ１，Ｒ２の少なくともいずれかが炭素（Ｃ）を有するアルキル基等の有機官能基から構成される有機のポリマーである。
【0023】
【化2】
【0024】
なお、本実施例における有機ポリシラザンは、官能基（Ｒ１～Ｒ３）としてのメチル基（ＣＨ３）の含有率が５０％以上に構成されている。また、有機ポリシラザンは、１種類の－（ＳｉＲ１Ｒ２－ＮＲ３）－ユニットから構成されるポリマーに限らず、官能基（Ｒ１～Ｒ３）の組成が異なる複数種類の－（ＳｉＲ１Ｒ２－ＮＲ３）－ユニットから構成されるポリマーであってもよい。また、有機ポリシラザンは、鎖状、環状、或いは架橋構造を有するポリマーであってもよく、これらの構造を複合的に有するポリマーであってもよい。
【0025】
より具体的には、本実施例における有機ポリシラザンとして例えば、有機ポリシラザンは、下記一般式（３）で表される－（ＳｉＨ（ＣＨ３）－ＮＨ）－ユニット、－（Ｓｉ（ＣＨ３）２－ＮＨ）－ユニット、－（ＳｉＲ１（ＣＨ３）－ＮＲ３）－ユニットを含むポリマーであり、特に、－（ＳｉＲ１（ＣＨ３）－ＮＲ３）－ユニットにおける官能基Ｒ１は、Ｈ又はＣＨ３であり、Ｎと直接結びつく官能基Ｒ３が反応を促進させる有機官能基となっている。
【0026】
【化3】
【0027】
更に、有機ポリシラザンは、含有するポリマーの構造が異なる複数種類の有機ポリシラザンが混合されたものであってもよく、例えば上記した一般式（３）で表される複数種類の有機ポリシラザンや他の構造を有する有機ポリシラザンが混合されてもよい。例えば、本実施例においてはヘキサメチルジシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン又はテトラメチルジシラザンから選択される少なくとも１種が挙げられる。
【0028】
アルキルシリケート縮合物は、例えばテトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、テトラ－ｎ－プロピルオルトシリケート、テトラ－ｉ－プロピルオルトシリケート、テトラ－ｎ－ブチルオルトシリケート、テトラ－ｓｅｃ－ブチルオルトシリケート、メチルポリシリケート及びエチルポリシリケートの中から選択される１種類又は２種類以上の縮合物である。
【0029】
不活性溶剤は、無機若しくは有機ポリシラザン及びアルキルシリケート縮合物に対して不活性な溶剤であり、好適にはＮ－メチルピロリドン、酢酸ブチル、ジブチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、テレピン油、ベンゼン、トルエン等の中から選択される。
【0030】
添加剤１０Ｂは、上記したベース剤１０Ａに対して添加されるものであり、カーボンナノチューブ２０が０．０５～０．４質量％の範囲で添加されていればよく、好ましくは０．１～０．３５質量％の範囲で添加され、更に好ましくは０．３～０．３５質量％の範囲で添加される。
【0031】
なお、カーボンナノチューブ２０は、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブのいずれか、或いはこれらを混合したものであってもよい。以下、本実施例においては、二層カーボンナノチューブを含めた複数層を有するカーボンナノチューブのことを多層カーボンナノチューブと言う。
【0032】
単層カーボンナノチューブや多層カーボンナノチューブは、コーティング液１０への添加量を増やすことにより生成されるコーティング膜１５（図１（ｃ）参照）の電磁波の遮蔽性能を高めることができる。特に、多層カーボンナノチューブは、少量（０．１～０．３５質量％）添加するだけでコーティング膜１５の電磁波の遮蔽性能を効率よく高めることができる。
【0033】
なお、単層カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブと比べて透光性が高く、０．０５～０．１５質量％の添加量において生成されるコーティング膜１５の全光線透過率が９０％以上となり、後述するようにＳｉＯ２を主成分とするコーティング膜１５本来の無色透明の状態が維持される。
【0034】
また、多層カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブと比べて透光性が低く、０．０５～０．４質量％の添加量において生成されるコーティング膜１５は、無色透明又は黒色透明である。
【0035】
コーティング液１０には、ベース剤１０Ａに対して添加剤１０Ｂとしてのカーボンナノチューブ２０が数μｍ程度の延長を維持した状態でコロイド状態で含有されることから、カーボンナノチューブ２０がベース剤１０Ａと分離したり沈降したり等することなく均一に分散されている。また、上述したようにコーティング液１０は、カーボンナノチューブ２０が０．４質量％以下の少量のみ添加されていることから、黒色であるカーボンナノチューブ２０の色調の影響をほとんど受けることなく、全体に透明性が極めて高く、いわゆる無色透明又は黒色透明の状態である。本実施例において、コーティング液１０におけるカーボンナノチューブ２０の分散度は０．１０～０．６０、更に好ましくは０．４０～０．６０であり、すなわち高い分散度を示している。なお、分散度は、顕微レーザラマン分光測定装置（RENISHAW製 型番InVia Reflex）を用いて評価した。
【0036】
（コーティング膜の被覆手順）
図１に示されるように、コーティング液１０を被覆対象となる基材としての物品１の表面２に直接塗布又は散布する。これにより、コーティング液１０に含まれる成分が水分と化学反応して単層又は複数層の薄膜のコーティング膜１５を形成する。なお、本発明において「薄膜」とは数μｍ以下（１０μｍ未満）の被膜を意味するものであり、コーティング膜１５の膜厚として好ましくは１０μｍ以下、より好適には５ｎｍ～５μｍの被膜として成層したものである。
図１に示されるように、コーティング液１０を被覆対象となる基材としての物品１の表面２に直接塗布又は散布する。これにより、コーティング液１０に含まれる成分が水分と化学反応して単層又は複数層の薄膜のコーティング膜１５を形成する。なお、本発明において「薄膜」とは数μｍ以下（１０μｍ未満）の被膜を意味するものであり、コーティング膜１５の膜厚として好ましくは１０μｍ以下、より好適には５ｎｍ～５μｍの被膜として成層したものである。
【0037】
なお、コーティング膜１５の形成よりも前に、前工程として、物品１の表面２に精製水等の水（Ｈ２Ｏ）を不織布若しくは霧吹き等で付着させてもよい。このようにすることで、物品１の表面２に付着させた水分とコーティング液１０に含まれる成分との化学反応を促進させ、物品１の表面２に迅速かつ強固にコーティング膜１５を形成することができる。
【0038】
（基材）
基材としては、樹脂材や金属材、木材、ゴム材、皮革等の素材から構成される各種の物品が適用可能であり、若しくは電子機器を構成する電子部品であってもよい。
基材としては、樹脂材や金属材、木材、ゴム材、皮革等の素材から構成される各種の物品が適用可能であり、若しくは電子機器を構成する電子部品であってもよい。
【0039】
（コーティング膜の形成のメカニズム）
次に、本発明に係るコーティング膜１５が形成されるメカニズムについて説明する。なお、ここではコーティング液１０を構成するベース剤１０Ａの原料として無機ポリシラザンが使用される場合を例に挙げて説明する。図１（ａ）に示されるように、被覆対象として例えば樹脂材からなる物品１の表面２には多くの場合、結露や空気中の湿気により例え僅かでも複数の水分６，６，‥（水滴）が付着している。この物品１の表面２にコーティング液１０を薄膜状に塗布又は散布して被覆すると、コーティング液１０に含まれるベース剤１０Ａを構成する無機ポリシラザンであるペルヒドロポリシラザンが、空気中の水分（Ｈ２Ｏ）と化学反応することで、物品１の表面２にＳｉＯ２を主成分とする無機構造を有する被覆層が生成される。なお、上記した化学反応で微量の気体（ＮＨ３，Ｈ２）が副次的に生成されるが、これらの気体は当然のことながら物品１の表面２に残らず大気中に揮発する。
次に、本発明に係るコーティング膜１５が形成されるメカニズムについて説明する。なお、ここではコーティング液１０を構成するベース剤１０Ａの原料として無機ポリシラザンが使用される場合を例に挙げて説明する。図１（ａ）に示されるように、被覆対象として例えば樹脂材からなる物品１の表面２には多くの場合、結露や空気中の湿気により例え僅かでも複数の水分６，６，‥（水滴）が付着している。この物品１の表面２にコーティング液１０を薄膜状に塗布又は散布して被覆すると、コーティング液１０に含まれるベース剤１０Ａを構成する無機ポリシラザンであるペルヒドロポリシラザンが、空気中の水分（Ｈ２Ｏ）と化学反応することで、物品１の表面２にＳｉＯ２を主成分とする無機構造を有する被覆層が生成される。なお、上記した化学反応で微量の気体（ＮＨ３，Ｈ２）が副次的に生成されるが、これらの気体は当然のことながら物品１の表面２に残らず大気中に揮発する。
【0040】
すなわち、図１（ｂ）に示されるように、コーティング液１０は、空気に接する表層面１０ａにて、空気中に含まれる水分と化学反応することで、コーティング膜１５の副生成物である水素やアンモニア等のガスが表層から揮発するとともに、コーティング膜１５の表面側の被覆層１１が生成される。
【0041】
また、物品１の表面２に被覆されたコーティング液１０は、物品１の表面２に接する背層面１０ｂにて、表面２に付着した水分６，６，‥（水滴）又は表面２に終端として存在しているヒドロキシル基－ＯＨと化学反応することで、水素やアンモニア等のガスが被覆層内を上昇し表層から揮発するとともに、コーティング膜１５の背面側の被覆層１２が生成される。
【0042】
このように、先ずコーティング液１０の表層面１０ａ及び背層面１０ｂにてそれぞれ被覆層１１，１２が生成される。次に、表層側から背層側に向けて被覆層１１を拡層するとともに、背層側から表層側に向けて被覆層１２を拡層することで、順次中間の被覆層を生成し、最終的に外気に接する表層面１４ａと、物品１の表面２に接する背層面１４ｂと、に亘るＳｉＯ２を主成分とするコーティング膜１５が生成される。なお、コーティング液１０が有機ポリシラザンを主成分とする場合も、シロキサン結合による主鎖の一部に有機官能基が側鎖として結びついた無機有機複合構造を有するコーティング膜となる点以外、コーティング膜１５が形成されるメカニズムは略同一である。
【0043】
このように、本発明のコーティング膜１５は、無機若しくは有機ポリシラザンを反応させて生成したＳｉＯ２を主成分とすることで、平面的に広がり易く且つ密度の高い被膜層を形成できるため、ナノレベルの薄膜構造を達成することができる。
【0044】
図１（ｃ）に示されるように、コーティング膜１５を被覆する前の物品１の表面２には、鏡面加工等の特段の表層処理を行わない限り、製造工程等で生じる小傷等によりマイクロレベルの微細な多数の凹凸部３が形成されている。コーティング液１０は、物品１の表面２を被覆するとともに凹凸部３内に入り込んだ状態で、上記したように硬化することで、これらの凹凸部３内に入り込んで硬化したコーティング膜の一部がアンカー部１７（図２参照）として機能するため、コーティング膜１５は物品１の表面２に対しより強固に密着する。
【0045】
また、図２に示されるように、このコーティング膜１５の層内には、コーティング液１０に含まれる添加剤１０Ｂ、すなわち炭素成分としてのカーボンナノチューブ２０が多数混在しており、その一部が後述するように表層面１４ａに表出している。また、カーボンナノチューブ２０の一部は、背層面１４ｂやアンカー部１７にも表出しており、物品１の表面２に接触することで、凹凸の多い表面、すなわちその広い比表面積により、物品１の表面２に対するコーティング膜１５の密着性を更に高めることができる。
【0046】
また、このコーティング膜１５は、ベース剤１０Ａの原料として無機ポリシラザンが使用されることにより、ナノレベルの薄膜に形成されるものであり、より詳しくは膜厚が５～５００ｎｍ程度である。また、コーティング膜１５は、ベース剤１０Ａの原料として有機ポリシラザンが使用される場合は、ナノレベルからマイクロレベルの薄膜に形成されるものであり、より詳しくは膜厚が５ｎｍ～５μｍ程度である。よってＳｉＯ２を主成分とするコーティング膜であるにも関わらず柔軟性に富み、上記したアンカー部１７によるアンカー効果とも相俟って、物品１の表面２が例え布材等の変形を生じるものであっても剥離等することなく、表面２の変形に追従してコーティング膜１５の被覆性を維持することができる。
【0047】
なお、物品１の表面２が上記した凹凸部３をほとんど有さない平滑面である場合、コーティング膜１５を被覆する前処理として、物品１の表面２をやすり等により目粗し処理を行うことによって、物品１の表面２に凹凸部３を積極的に生成してもよく、このようにすることで、コーティング膜１５のアンカー効果を得ることができる。
【0048】
この目粗し処理を行うことによって、物品１の表面２に算術平均粗さ０．１～１μｍ程度の範囲の凹凸部３を形成すると好ましく、このようにすることで、コーティング膜１５のアンカー効果を高めることができる。
【0049】
目粗し処理の後、例えばエアガン等の空気噴射手段を用いて、物品１の表面２にやすり掛け等で生じた樹脂粉を吹き飛ばす清浄処理を行う。更にこの清浄処理の後、所定時間を置くことで物品１の表面２に結露等を生じさせ、自然由来の水分を付着させる。
【0050】
また、この場合、物品１の表面２の目粗し処理及び清浄処理の後、目粗しによって凹凸部３が形成された物品１の表面２に、被覆工程よりも前段の前処理工程として、例えば霧吹き等の水分付与手段によって水分を積極的に付着させ、後にコーティング膜１５を被覆してもよく、このようにすることで、物品１の表面２に付着させた水分と、この物品１の表面２に接するコーティング液１０との化学反応を促進できる。なお、物品１の表面２に、特に目粗し処理を施すことなく、水分付与手段によって水分を付着させてもよい。
【0051】
（コーティング膜の表面の形状）
図１に示されるように、物品１の表面２に被覆されたコーティング膜１５の表面は、副生成物であるガスの気泡が揮発した箇所の跡に、コーティング膜１５の表層面１４ａ上にナノレベルで凹凸形状を成す凹凸部１６が形成される。より詳しくは、上記した化学反応により水素やアンモニア等の気泡が多数生成され、これらの気泡がコーティング膜１５の平滑な表層面１４ａから気中に向け放出される際に、気泡に接するコーティング膜１５の表層面１４ａに生じる表面張力の影響、及び化学反応に伴うこの表層面１４ａの初期硬化のタイミングの影響が相俟って、当該平滑面にナノレベルの凹部１６ｂ及び凸部１６ａからなる凹凸部１６を生成するものと想定される。なお、図１及び図２では凹凸部１６の凹凸寸法を実寸よりもデフォルメして示している。
図１に示されるように、物品１の表面２に被覆されたコーティング膜１５の表面は、副生成物であるガスの気泡が揮発した箇所の跡に、コーティング膜１５の表層面１４ａ上にナノレベルで凹凸形状を成す凹凸部１６が形成される。より詳しくは、上記した化学反応により水素やアンモニア等の気泡が多数生成され、これらの気泡がコーティング膜１５の平滑な表層面１４ａから気中に向け放出される際に、気泡に接するコーティング膜１５の表層面１４ａに生じる表面張力の影響、及び化学反応に伴うこの表層面１４ａの初期硬化のタイミングの影響が相俟って、当該平滑面にナノレベルの凹部１６ｂ及び凸部１６ａからなる凹凸部１６を生成するものと想定される。なお、図１及び図２では凹凸部１６の凹凸寸法を実寸よりもデフォルメして示している。
【0052】
また、被覆前の物品１の表面２に当初形成された凹凸部３よりも、コーティング膜１５の表面に形成された凹凸部１６の方が凹凸の深さ・高さ寸法が小さいため、物品１の表面２にコーティング膜１５を被覆することで、被覆前よりも被覆後の方が表面は平滑に生成される。
【0053】
なお言うまでもないが、上記した副生成物であるガスは、コーティング膜１５の表面に一様に生成されるものであることから、凹凸部１６は、コーティング膜１５の単位面積当たりの個数や凹部の深さ、凸部の高さにバラつきを生じることなく均一に形成されるものである。
【0054】
更に、表層面１４ａ上には、コーティング膜１５内に混在する添加剤１０Ｂ、すなわちカーボンナノチューブ２０の一部表面が外部に露出した状態で固定されている。なお、本実施例において、カーボンナノチューブ２０が単層カーボンナノチューブである場合は、平均外径１．１～２．１ｎｍ、かつ繊維長（延長）が１～１０μｍ程度（平均延長略５μｍ）であり、非常にアスペクト比が高く、且つ枝分かれのない一本毎に独立した繊維状に形成されている。また、カーボンナノチューブ２０が多層カーボンナノチューブである場合は、平均外径１０ｎｍ、かつ繊維長（延長）が１００～２００μｍ程度（平均延長略１５０μｍ）であり、非常にアスペクト比が高く、且つ枝分かれのない一本毎に独立した繊維状に形成されている。
【0055】
また、カーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の面方向に均一に分散されている。コーティング膜１５におけるカーボンナノチューブ２０の分散度は０．１０～０．６０、更に好ましくは０．４０～０．６０であり、すなわち高い分散度を示している。なお、分散度は、顕微レーザラマン分光測定装置（RENISHAW製 型番InVia Reflex）を用いて評価した。
【0056】
より詳しくは、前述したように、コーティング液１０のベース剤１０Ａを構成するペルヒドロポリシラザンが水分（Ｈ２Ｏ）と化学反応して副次的に気体（ＮＨ３，Ｈ２）を生成し、これらの気体がコーティング液１０中の周辺のカーボンナノチューブ２０を伴いながら上昇する。よって図２に示されるように、コーティング液１０中の一部のカーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の表層面１４ａ近傍に寄せ集まり、特に気体の揮発によって表層面１４ａ上に形成される凹凸部１６に集まることになる。すなわち、カーボンナノチューブ２０は、成膜過程における気体の揮発に起因して、コーティング膜１５の厚さ方向に、物品１の表面２側が疎で、この物品１の表面２側よりも該コーティング膜１５の表層面１４ａ側が密に分散されている。これにより、コーティング膜１５の表層面１４ａ側の機械的強度が効率よく高められるとともに、表層面１４ａの略全面に多数のカーボンナノチューブ２０が互いに接触又は近接しながら細網状に張り巡らされるため、特に表層面１４ａにおける導電性が向上する。
【0057】
また、カーボンナノチューブ２０の延長（単層カーボンナノチューブの場合略５μｍ、多層カーボンナノチューブの場合略１５０μｍ）は、本実施例のコーティング膜１５の膜厚（ベース剤１０Ａの原料が無機ポリシラザンの場合５～５００ｎｍ、ベース剤１０Ａの原料が有機ポリシラザンの場合略５ｎｍ～５μｍ）と略同一、或いは長いことから、一部のカーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の厚さ方向に亘って配設され、その一端が物品１の表面２に電気的に接触するとともに、その他端がコーティング膜１５の表層面１４ａに露出する。このようなカーボンナノチューブ２０によって、物品１自体とコーティング膜１５の表層面１４ａとの導電性を持たせることができる。
【0058】
また、コーティング膜１５の表層面１４ａ側に分散されたカーボンナノチューブ２０の一部（端部若しくは端部を除く中間部）は、凸部１６ａの内部に埋設するように、表層面１４ａに配設されている。このようにすることで、コーティング後の物品１の使用に伴い、コーティング膜１５の表層面１４ａ上で突出形状を成す凸部１６ａの機械的強度が高まり、凸部１６ａが削られ難くなる。また、凸部１６ａが一部削られた場合にも、該凸部１６ａ内に埋設されたカーボンナノチューブ２０の一部が表面に露出するため、後述するように放熱性を高めることができる。更に、コーティング膜１５の表層面１４ａ側に分散されたカーボンナノチューブ２０の一部（端部若しくは端部を除く中間部）は、凹部１６ｂの内部に露出して配設されるため、コーティング膜１５の成膜の初期から機械的強度及び放熱性を高めることができる。
【0059】
また、本発明に係るコーティング液１０を塗布することで物品１の表面２に形成されたコーティング膜１５は、そのベースが無機成分、すなわちＳｉＯ２からなり、更にコーティング膜１５内に混在するカーボンナノチューブ２０は安定した性質を有するため、基材や外部に溶出・気化することなく、劣化せずに長期にわたり被膜状態を維持することができる。
【0060】
（電磁波遮蔽性能の評価試験）
アクリル樹脂により形成される円筒形状の測定用治具（基材）の表面に対して、ベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用したコーティング液に多層カーボンナノチューブを添加し、容器を手で振って５分間撹拌することにより分散（後述する通常分散）したものを膜厚５μｍ以下となるように塗布し、同軸管透過法によりコーティング膜の遠方界での電磁波の遮蔽性能（透過特性）の評価を行った。詳しくは、図３に示されるように、同軸ケーブル３０の内導体３１と外導体３２との間に測定用治具を取り付け、ネットワークアナライザを用いて透過特性の測定を行う。なお、周波数５００ＭＨｚ～１８ＧＨｚの範囲における遮蔽性能の評価には、外径６．８～１３．５ｍｍ、内径１．９～３ｍｍ、厚さ最大１ｍｍの測定治具を用いる。また、周波数４５ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲における遮蔽性能の評価には、外径４０～４８．５ｍｍ、内径６．１～１５ｍｍ、厚さ最大２ｍｍの測定治具を用いる。
アクリル樹脂により形成される円筒形状の測定用治具（基材）の表面に対して、ベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用したコーティング液に多層カーボンナノチューブを添加し、容器を手で振って５分間撹拌することにより分散（後述する通常分散）したものを膜厚５μｍ以下となるように塗布し、同軸管透過法によりコーティング膜の遠方界での電磁波の遮蔽性能（透過特性）の評価を行った。詳しくは、図３に示されるように、同軸ケーブル３０の内導体３１と外導体３２との間に測定用治具を取り付け、ネットワークアナライザを用いて透過特性の測定を行う。なお、周波数５００ＭＨｚ～１８ＧＨｚの範囲における遮蔽性能の評価には、外径６．８～１３．５ｍｍ、内径１．９～３ｍｍ、厚さ最大１ｍｍの測定治具を用いる。また、周波数４５ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲における遮蔽性能の評価には、外径４０～４８．５ｍｍ、内径６．１～１５ｍｍ、厚さ最大２ｍｍの測定治具を用いる。
【0061】
まず、下記サンプルＡ－０～Ａ－４について、同軸管透過法により周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ及び１８ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能（透過特性）の評価を行った結果を表１に示す。なお、サンプルＡ－０は、測定用治具の片面（入射側の面）にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを含有しないコーティング液（以下、コーティング液Ａと称する）を塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＡ－１は、測定用治具の片面にコーティング液Ａに多層カーボンナノチューブを０．１質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＡ－２は、測定用治具の片面にコーティング液Ａに多層カーボンナノチューブを０．２質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＡ－３は、測定用治具の片面にコーティング液Ａに多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＡ－４は、測定用治具の片面にコーティング液Ａに多層カーボンナノチューブを０．３５質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具である。
【0062】
【表1】
【0063】
表１に示されるように、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを少量０．１～０．３５質量％含有させることにより、コーティング膜を被膜しないサンプルと比較して、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有させたサンプルＡ－１～Ａ－４における電磁波の遮蔽性能の差は、１ＧＨｚにおいて最大－１．４８ｄＢ（約１５％遮蔽性能向上）、５ＧＨｚにおいて最大－２．１６ｄＢ（約２３％遮蔽性能向上）、１０ＧＨｚにおいて最大－２．３９ｄＢ（約３２％遮蔽性能向上）、１８ＧＨｚにおいて最大－３．４５ｄＢ（約２９％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0064】
なお、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有しないサンプルＡ－０における電磁波の遮蔽性能には、有意差を確認できなかった。
【0065】
次に、下記サンプルＢ－０～Ｂ－４について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ及び３ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表２に示す。なお、サンプルＢ－０は、測定用治具の片面（入射側の面）にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを含有しないコーティング液（以下、コーティング液Ｂと称する）を塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＢ－１は、測定用治具の片面にコーティング液Ｂに多層カーボンナノチューブを０．１質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＢ－２は、測定用治具の片面にコーティング液Ｂに多層カーボンナノチューブを０．２質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＢ－３は、測定用治具の片面にコーティング液Ｂに多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＢ－４は、測定用治具の片面にコーティング液Ｂに多層カーボンナノチューブを０．３５質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具である。
【0066】
【表2】
【0067】
表２に示されるように、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを０．１～０．３５質量％含有させることにより、コーティング膜を被膜しないサンプルと比較して、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有させたサンプルＢ－１～Ｂ－４における電磁波の遮蔽性能の差は、１００ＭＨｚにおいて最大－０．５２ｄＢ（約６％遮蔽性能向上）、５００ＭＨｚにおいて最大－０．９１ｄＢ（約１０％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて最大－１．１０ｄＢ（約１２％遮蔽性能向上）、３ＧＨｚにおいて最大－１．７９ｄＢ（約１６％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0068】
なお、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有しないサンプルＢ－０における電磁波の遮蔽性能には、有意差を確認できなかった。
【0069】
次に、下記サンプルＣ－０，Ｃ－３，Ｃ－４について、同軸管透過法により周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ及び１８ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表３に示す。なお、サンプルＣ－０は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを含有しないコーティング液（以下、コーティング液Ｃと称する）を塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＣ－３は、測定用治具の両面にコーティング液Ｃに多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＣ－４は、測定用治具の両面にコーティング液Ｃに多層カーボンナノチューブを０．３５質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具である。なお、ここでは、測定用治具の片面にコーティング膜を被膜した結果（表１参照）において、電磁波の遮蔽性能が好適に向上した多層カーボンナノチューブ０．３～０．３５質量％添加のものについて評価を行った。
【0070】
【表3】
【0071】
表３に示されるように、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを０．３～０．３５質量％含有させることにより、コーティング膜を被膜しないサンプルと比較して、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有させたサンプルＣ－３，Ｃ－４における電磁波の遮蔽性能の差は、１ＧＨｚにおいて最大－２．１０ｄＢ（約２１％遮蔽性能向上）、５ＧＨｚにおいて最大－４．１７ｄＢ（約３６％遮蔽性能向上）、１０ＧＨｚにおいて最大－３．９３ｄＢ（約３５％遮蔽性能向上）、１８ＧＨｚにおいて最大－４．５４ｄＢ（約３７％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0072】
このように、測定用治具の両面に多層カーボンナノチューブを含有させたコーティング膜が被膜されることにより、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。
【0073】
なお、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有しないサンプルＣ－０における電磁波の遮蔽性能には、有意差を確認できなかった。
【0074】
次に、下記サンプルＤ－０，Ｄ－３，Ｄ－４について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ及び３ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表４に示す。なお、サンプルＤ－０は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを含有しないコーティング液（以下、コーティング液Ｄと称する）を塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＤ－３は、測定用治具の両面にコーティング液Ｄに多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具、サンプルＤ－４は、測定用治具の両面にコーティング液Ｄに多層カーボンナノチューブを０．３５質量％添加したものを塗布することによりコーティング膜が被覆された測定用治具である。なお、ここでは、測定用治具の片面にコーティング膜を被膜した結果（表２参照）において、電磁波の遮蔽性能が好適に向上した多層カーボンナノチューブ０．３～０．３５質量％添加のものについて評価を行った。
【0075】
【表4】
【0076】
表４に示されるように、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを０．３～０．３５質量％含有させることにより、コーティング膜を被膜しないサンプルと比較して、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有させたサンプルＤ－３，Ｄ－４における電磁波の遮蔽性能の差は、１００ＭＨｚにおいて最大－０．７９ｄＢ（約９％遮蔽性能向上）、５００ＭＨｚにおいて最大－１．３２ｄＢ（約１４％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて最大－１．６７ｄＢ（約１７％遮蔽性能向上）、３ＧＨｚにおいて最大－４．７２ｄＢ（約２９％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0077】
このように、測定用治具の両面に多層カーボンナノチューブを含有させたコーティング膜が被膜されることにより、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてもコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。
【0078】
なお、被膜なしのサンプルと、コーティング膜に多層カーボンナノチューブを含有しないサンプルＤ－０における電磁波の遮蔽性能には、有意差を確認できなかった。
【0079】
（電磁波遮蔽性能への分散度の影響）
次いで、ベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用したコーティング液に多層カーボンナノチューブを添加し、マグネチックスターラー（アズワン製 型番CT-1AT）を用いて中速（回転数約７５０ｒｐｍ）で１日又は３日間撹拌することにより、多層カーボンナノチューブの分散度を高めることによるコーティング膜の遠方界での電磁波の遮蔽性能への影響を調べた。なお、撹拌操作以外は、上記電磁波遮蔽性能の評価試験と同様の測定用治具、装置を用いた同軸管透過法により評価を行った。
次いで、ベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用したコーティング液に多層カーボンナノチューブを添加し、マグネチックスターラー（アズワン製 型番CT-1AT）を用いて中速（回転数約７５０ｒｐｍ）で１日又は３日間撹拌することにより、多層カーボンナノチューブの分散度を高めることによるコーティング膜の遠方界での電磁波の遮蔽性能への影響を調べた。なお、撹拌操作以外は、上記電磁波遮蔽性能の評価試験と同様の測定用治具、装置を用いた同軸管透過法により評価を行った。
【0080】
まず、下記サンプルＥ－３１について、同軸管透過法により周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ及び１８ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表５に示す。なお、サンプルＥ－３１は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで１日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0081】
【表5】
【0082】
表５に示されるように、サンプルＥ－３１は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＥ－３１は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し１日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＣ－３（表３，表５（再掲）参照）と比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＣ－３と、１日間撹拌して分散度を高めたサンプルＥ－３１における電磁波の遮蔽性能の差は、１ＧＨｚにおいて－２．４４ｄＢ（約２４％遮蔽性能向上）、５ＧＨｚにおいて－２．８７ｄＢ（約２８％遮蔽性能向上）、１０ＧＨｚにおいて－３．４７ｄＢ（約３３％遮蔽性能向上）、１８ＧＨｚにおいて－４．３４ｄＢ（約３９％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0083】
次に、下記サンプルＦ－３３について、同軸管透過法により周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ及び１８ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表６に示す。なお、サンプルＦ－３３は、測定用治具の片面（入射側の面）にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで３日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0084】
【表6】
【0085】
表６に示されるように、サンプルＦ－３３は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＦ－３３は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し３日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＡ－３（表１，表６（再掲）参照）と比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＡ－３と、３日間撹拌して分散度を高めたサンプルＦ－３３における電磁波の遮蔽性能の差は、１ＧＨｚにおいて－０．７４ｄＢ（約８％遮蔽性能向上）、５ＧＨｚにおいて－０．８２ｄＢ（約９％遮蔽性能向上）、１０ＧＨｚにおいて－０．９３ｄＢ（約１０％遮蔽性能向上）、１８ＧＨｚにおいて－０．７２ｄＢ（約８％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0086】
次に、下記サンプルＧ－３３について、同軸管透過法により周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚ及び１８ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表７に示す。なお、サンプルＧ－３３は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで３日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0087】
【表7】
【0088】
表７に示されるように、サンプルＧ－３３は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＧ－３３は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し３日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＣ－３（表３，表７（再掲）参照）と比べて、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＣ－３と、３日間撹拌して分散度を高めたサンプルＧ－３３における電磁波の遮蔽性能の差は、１ＧＨｚにおいて－２．０９ｄＢ（約２１％遮蔽性能向上）、５ＧＨｚにおいて－２．９３ｄＢ（約２９％遮蔽性能向上）、１０ＧＨｚにおいて－３．１６ｄＢ（約３０％遮蔽性能向上）、１８ＧＨｚにおいて－４．２１ｄＢ（約３８％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0089】
なお、サンプルＧ－３３と、１日間撹拌して分散した点以外は同一条件であるサンプルＥ－３１（表５，表７（再掲）参照）における電磁波の遮蔽性能には、有意差を確認できなかった。すなわち、本実施例においては、コーティング液を１日間撹拌することによりコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が十分に向上することが確認された。
【0090】
このように、多層カーボンナノチューブの分散度を高めることにより、周波数１ＧＨｚ～１８ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。これは、コーティング膜に含有される多層カーボンナノチューブの分散度が高まることにより、導電パスを更に均一に分布させることができ、電磁波の遮蔽性能が向上したものと推察される。
【0091】
次に、下記サンプルＨ－１１，Ｈ－３１について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ及び３ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表８に示す。なお、Ｈ－１１は、測定用治具の片面（入射側の面）にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．１質量％添加しマグネチックスターラーで１日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＨ－３１は、測定用治具の片面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで１日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0092】
【表8】
【0093】
表８に示されるように、サンプルＨ－１１は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～１ＧＨｚの範囲では、コーティング膜の電磁波の遮蔽性能に有意差を確認できなかったが、３ＧＨｚにおいてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が低下することが確認された。
【0094】
また、表８に示されるように、サンプルＨ－３１は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＨ－３１は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し１日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＢ－３（表２，表８（再掲）参照）と比べて、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＢ－３と、１日間撹拌して分散度を高めたサンプルＨ－３１における電磁波の遮蔽性能の差は、１００ＭＨｚにおいて－１．３６ｄＢ（約１４％遮蔽性能向上）、５００ＭＨｚにおいて－１．６０ｄＢ（約１７％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて－１．７８ｄＢ（約１９％遮蔽性能向上）、３ＧＨｚにおいて－４．１０ｄＢ（約３８％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0095】
次に、下記サンプルＩ－１１，Ｉ－３１について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ及び３ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表９に示す。なお、サンプルＩ－１１は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．１質量％添加しマグネチックスターラーで１日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具、サンプルＩ－３１は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで１日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0096】
【表9】
【0097】
表９に示されるように、サンプルＩ－１１は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～１ＧＨｚの範囲では、コーティング膜の電磁波の遮蔽性能に有意差を確認できなかったが、３ＧＨｚにおいてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が低下することが確認された。
【0098】
また、表９に示されるように、サンプルＩ－３１は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＩ－３１は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し１日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＤ－３（表４，表９（再掲）参照）と比べて、周波数１００ＭＨｚ～１ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＤ－３と、１日間撹拌して分散度を高めたサンプルＩ－３１における電磁波の遮蔽性能の差は、１００ＭＨｚにおいて－０．８８ｄＢ（約１０％遮蔽性能向上）、５００ＭＨｚにおいて－１．７０ｄＢ（約１８％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて－２．２０ｄＢ（約２２％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0099】
次に、下記サンプルＪ－３３について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、１ＧＨｚ及び３ＧＨｚにおける電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表１０に示す。なお、サンプルＪ－３３は、測定用治具の片面（入射側の面）にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで３日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0100】
【表10】
【0101】
表１０に示されるように、サンプルＪ－３３は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＪ－３３は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し３日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＢ－３（表２，表１０（再掲）参照）と比べて、周波数５００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が概ね向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＢ－３と、３日間撹拌して分散度を高めたサンプルＪ－３３における電磁波の遮蔽性能の差は、５００ＭＨｚにおいて－０．１９ｄＢ（約１８％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて－０．９８ｄＢ（約１１％遮蔽性能向上）、３ＧＨｚにおいて－３．６０ｄＢ（約３４％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0102】
なお、サンプルＪ－３３は、１日間撹拌して分散した点以外は同一条件であるサンプルＨ－３１（表８，表１０（再掲）参照）と比べて、電磁波の遮蔽性能の向上は確認されなかった。すなわち、本実施例においては、コーティング液を１日間撹拌することによりコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が十分に向上することが確認された。
【0103】
次に、下記サンプルＫ－３３について、同軸管透過法により周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲における電磁波の遮蔽性能の評価を行った結果を表１１に示す。なお、サンプルＫ－３３は、測定用治具の両面にベース剤の原料として有機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加しマグネチックスターラーで３日間撹拌したものを塗布することによりコーティング膜が被膜された測定用治具である。
【0104】
【表11】
【0105】
表１１に示されるように、サンプルＫ－３３は、被膜なしのサンプルと比べて、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。更に、サンプルＫ－３３は、コーティング液に多層カーボンナノチューブを０．３質量％添加し３日間撹拌して分散度を高めることにより、通常分散した点以外は同一条件であるサンプルＤ－３（表４，表１１（再掲）参照）と比べて、周波数５００ＭＨｚ～１ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。詳しくは、通常分散したサンプルＤ－３と、３日間撹拌して分散度を高めたサンプルＫ－３３における電磁波の遮蔽性能の差は、５００ＭＨｚにおいて－０．２０ｄＢ（約２％遮蔽性能向上）、１ＧＨｚにおいて－０．９１ｄＢ（約１０％遮蔽性能向上）となることが確認された。
【0106】
なお、サンプルＫ－３３は、１日間撹拌して分散した点以外は同一条件であるサンプルＩ－３１（表９，表１１（再掲）参照）と比べて、電磁波の遮蔽性能の向上は確認されなかった。すなわち、本実施例においては、コーティング液を１日間撹拌することによりコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が十分に向上することが確認された。
【0107】
このように、多層カーボンナノチューブの分散度を高めることにより、周波数１００ＭＨｚ～３ＧＨｚの範囲においてコーティング膜の電磁波の遮蔽性能が向上することが確認された。これは、コーティング膜に含有される多層カーボンナノチューブの分散度が高まることにより、導電パスを更に均一に分布させることができ、電磁波の遮蔽性能が向上したものと推察される。
【0108】
また、コーティング液におけるカーボンナノチューブの分散度を高めることにより、コーティング膜におけるカーボンナノチューブの分散度も高まり、コーティング膜の測定位置の違いによる測定値のばらつきが抑制されることが確認されている。すなわち、コーティング液におけるカーボンナノチューブの分散度を高めることにより、コーティング膜における電磁波の遮蔽性能のばらつきを抑制することができる。
【0109】
更に、コーティング膜における多層カーボンナノチューブの含有量、分散度、基材としての測定用治具の片面あるいは両面にコーティング膜を形成するか否か、或いは膜厚等の条件によって、特定の範囲の周波数を有する電磁波の遮蔽性能を向上させることが可能であると推察される。
【0110】
また、ベース剤の原料として無機ポリシラザンを使用し多層カーボンナノチューブを含有させたコーティング液を塗布した場合にも、電磁波の遮蔽性能が向上することが確認されている。
【0111】
また、ベース剤の原料として無機若しくは有機ポリシラザンを使用し単層カーボンナノチューブを含有させたコーティング液を塗布した場合にも、電磁波の遮蔽性能が向上することが確認されている。
【0112】
以上説明したように、コーティング対象となる基材の表面に、ＳｉＯ２を主成分としカーボンナノチューブ２０を含有する１０μｍ以下の薄膜のコーティング膜１５が被覆されることにより、当該コーティング膜１５に電磁波遮蔽材料であるカーボンナノチューブ２０を高密度で含有させることができるため、基材が微細な構造や薄肉の構造を有していてもカーボンナノチューブ２０を高密度で含有させたコーティング膜１５を被膜可能となり適用される構造に制限がなく、電磁波の遮蔽性能に優れる電磁波遮蔽構造を提供できる。
【0113】
また、コーティング膜１５にカーボンナノチューブ２０を高密度で含有させることにより、コーティング膜１５の強度を高めることができる。
【0114】
また、コーティング膜１５は、１０μｍ以下の薄膜に形成されるため、基材の変形に対する追従性が高い。
【0115】
また、カーボンナノチューブ２０として、コーティング膜１５の膜厚に対して繊維長が非常に長い多層カーボンナノチューブを含有させることにより、コーティング膜１５内に分散されるカーボンナノチューブ２０同士が接触又は近接しやすくなるため、コーティング膜１５の面方向にカーボンナノチューブ２０による導電パスを均一に分布させることができる。また、これにより、カーボンナノチューブ２０が分散されたコーティング膜１５における電磁波の遮蔽性能のばらつきを抑制できる。
【0116】
また、コーティング膜１５は、カーボンナノチューブ２０を０．０５～０．４質量％と少量を含有することにより、基材の表面に対するコーティング膜の成膜に影響を与えることなく電磁波の遮蔽性能を高めることができる。また、コーティング膜１５に含有されるカーボンナノチューブ２０は少量であるため、コーティング膜１５は無色透明又は黒色透明となり、透明性を維持することができる。
【0117】
また、コーティング膜１５は、基材の両面に被覆されることにより、コーティング膜１５の膜厚を厚くすることなく、電磁波の遮蔽性能を効率的に高めることができる。なお、本発明において「基材の両面」とは、基材における電磁波の入射側の面と、透過側の面のことである。
【0118】
また、カーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の厚さ方向に、基材側よりも該コーティング膜１５の表面側が密に分散されていることにより、少量のカーボンナノチューブ２０を含有させるだけで、コーティング膜１５の面方向にカーボンナノチューブ２０の導電パスを均一に分布させやすくすることができる。
【0119】
また、カーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の面方向に均一に分散されていることにより、コーティング膜１５の膜構造を損なうことなく、コーティング膜１５の電磁波の遮蔽性能を高めることができる。
【0120】
また、カーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の表面側に一部が露出していることにより、カーボンナノチューブ２０が電磁波を吸収することにより変換された熱を外部に放射しやすくなるため、コーティング膜１５の温度上昇を抑制することができる。更に、カーボンナノチューブ２０は、コーティング膜１５の厚さ方向に、基材側よりも該コーティング膜１５の表面側が密に分散されていることにより、コーティング膜１５の表面側においてカーボンナノチューブ２０が電磁波を吸収することにより変換された熱を外部に一層放射しやすくなっている。
【0121】
また、コーティング膜１５が１０μｍ以下の厚さの薄膜に成膜されることにより、コーティング液１０において、繊維長が１～１０μｍ程度である単層カーボンナノチューブ、或いは繊維長が１００～２００μｍ程度である多層カーボンナノチューブがベース剤に０．０５～０．４質量％の割合で少量添加されているだけで電磁波の遮蔽性能を高める効果が得られるととともに、カーボンナノチューブ２０の添加量が少なく製造コストを低減できる。
【0122】
また、本実施例の電磁波遮蔽構造は、コーティング膜にカーボンナノチューブが含有されているため、カーボンナノチューブに特有のラマンスペクトルを検出することにより、基材に対するコーティング膜の被覆の有無を評価することができるため、製品管理が容易である。
【0123】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【0124】
例えば、前記実施例では、コーティング膜はＳｉＯ２を主成分としているが、これに限らず、微量又はＳｉＯ２に影響を与えない程度の少量であれば主成分として他の成分を含有してもよい。
【0125】
また、コーティング液は、ベース剤の原料として無機ポリシラザンと有機ポリシラザンが混合して使用されるものであってもよい。
【0126】
また、前記実施例では、電磁波遮蔽構造は、コーティング液を基材の表面に被覆してコーティング膜を成膜することにより構成されるものとして説明したが、これに限らず、例えばコーティング液を基材とは別体のフィルムの表面に被覆してコーティング膜を成膜し、このフィルムを基材の表面に貼り付けることにより構成されてもよい。
【0127】
また、前記実施例では、電磁波遮蔽構造は、添加剤としてカーボンナノチューブ２０を含有しているが、カーボンナノチューブに加えて例えば、グラフェン等の他の炭素材料やセルロースナノチューブを含有してもよいし、あるいは抗菌効果を有する添加剤若しくは抗ウイルス効果を有する添加剤を含有してもよい。
【符号の説明】
【0128】
１ 物品（基材）
２ 表面
３ 凹凸部
６ 水分
１０ コーティング液
１０Ａ ベース剤
１０Ｂ 添加剤
１１，１２ 被覆層
１４ａ 表層面
１４ｂ 背層面
１５ コーティング膜
１６ 凹凸部
１６ａ 凸部
１６ｂ 凹部
１７ アンカー部
２０ カーボンナノチューブ
２ 表面
３ 凹凸部
６ 水分
１０ コーティング液
１０Ａ ベース剤
１０Ｂ 添加剤
１１，１２ 被覆層
１４ａ 表層面
１４ｂ 背層面
１５ コーティング膜
１６ 凹凸部
１６ａ 凸部
１６ｂ 凹部
１７ アンカー部
２０ カーボンナノチューブ
【図1】
【図2】
【図3】