電波遮蔽プラスチックとは?導電性・シールド性で考えるノイズ対策と活用事例

私たちの生活や産業は、通信に欠かせない電波に支えられています。スマートフォンやパソコン、自動車、医療機器、工場設備まで、あらゆる機器が電波によってつながり、制御されています。しかし、電波は便利である一方で、不要な場所に入り込めば誤作動や安全性の低下を招くリスクもあります。つまり「電波を通す」ことと同じくらい「電波を遮る」ことも重要なテーマなのです。
これまでのコラムでは「電波透過性プラスチック」について解説しました。今回はその逆の視点から、「電波遮蔽プラスチック」 に焦点を当て、仕組みや用途、そして代表的な製品事例を詳しく紹介します。
プラスチックは本来「電波を通す」材料
電波遮蔽材という言葉を聞くと、多くの方はまず「金属」を思い浮かべるかもしれません。しかし、プラスチックは基本的には金属とは逆で「電波を通す」性質を持っています。この違いを理解することが、遮蔽プラスチックの特性を知る第一歩となります。
プラスチックは電気を流さない絶縁体であり、金属のように電波を反射する性質を持ちません。そのため基本的には電波を通しやすい材料であり、通信機器やセンサーのカバーなど「電波を妨げない用途」に広く利用されています。
ではなぜ「電波遮蔽プラスチック」が存在するのか。それは、プラスチックに導電性を持たせる工夫を加えることで、金属のように電波を反射・吸収できるようにしているからです。
つまり、プラスチックは「通す素材」から「遮蔽素材」へと転換できる特性を秘めており、その工夫が今日のシールド技術の基盤となっています。
電波遮蔽プラスチックの仕組みと導電性付与方法
電波を遮る力をプラスチックに持たせるには、素材そのものに導電性を与える必要があります。ここでは代表的な2つの方法を紹介します。
- 導電性フィラーを樹脂に混合する方式
カーボン、金属粉、繊維状フィラーを樹脂内部に練り込み、板材そのものに導電性を付与します。樹脂全体に導電経路が形成されるため、切削や溶接などの加工を行っても性能が安定しやすい特徴があります。 - 表面に導電膜を形成する方式
金属メッキや導電性塗装を板材表面に施し、表層にシールド機能をもたせる方法です。高い遮蔽効果を得られますが、膜が傷つくと性能が低下するため、加工用途にはやや制約が生じます。
このように、導電性を「内部に持たせるか」「表面に付与するか」でアプローチは異なります。用途や加工方法に応じて、最適な選択を行うことが重要です。
こうして作られる「電波遮蔽プラスチック」は、金属のように強力なシールドを実現しつつ、軽量性・加工性・耐薬品性といったプラスチックならではの特性を生かすことができます。
電波遮蔽プラスチックが必要とされる用途分野
電波遮蔽プラスチックは、実際にどのような現場で役立っているのでしょうか。ここでは、切削加工や溶接加工で対応可能な具体例に絞って紹介します。
- 自動車分野(EV・CASE対応)
制御ユニット用の仕切り板やカバー。導電性ナイロンやPP板を切削加工して組込み部材を製作可能。 - 医療機器分野
検査装置内部の仕切り板、ノイズ対策用カバー。カーボンフィラー入り樹脂板を切削加工して実装。 - 通信機器分野
測定治具や研究開発用の試作筐体。切削や樹脂溶接によって導電性板材から製作可能。 - 産業機械分野
測定治具や研究開発用の試作筐体。切削や樹脂溶接によって導電性板材から製作可能。
このように、車載・医療・通信・産業といった幅広い分野で、電波遮蔽プラスチックは「ノイズから守る部材」として役立っています。
用途別の比較表(自動車・医療・通信・産業)
用途ごとの特徴を比較すると、電波遮蔽プラスチックの役割がより明確になります。以下の表は、切削・溶接加工が可能な事例を整理したものです。
分野 | 加工可能な用途例 | 電波遮蔽プラスチックの役割 | 採用される材料例 |
---|---|---|---|
自動車 | 制御ユニット仕切り板、バッテリー周辺カバー | ノイズ源から通信・センサーを守る | 導電性ナイロン板、導電性PP板 |
医療機器 | 診断装置内部仕切り、ノイズ対策カバー | 外部ノイズを遮断し誤作動防止 | カーボンフィラー入りナイロン |
通信・試作 | 測定治具、試作筐体、研究装置用シールド板 | EMC評価・ノイズ低減用 | 導電性PP、導電性ABS |
産業機械 | 制御盤内部パネル、搬送トレイ、作業治具 | 工場ラインや装置の安定稼働を確保 | 導電性PP板、アルミ粉入りPP |
比較してみると、用途ごとに求められる役割は異なりますが、共通して「電磁ノイズを抑えて機器の安定性を高める」ことが目的である点が分かります。
代表的な導電性・シールド性プラスチック板と活用事例
具体的な材料名を知ることで、設計や調達の検討がしやすくなります。ここでは代表的な2つの製品を紹介します。
1.MC501CD R2(導電グレード ナイロン板)
メーカー | 三菱ケミカルアドバンストマテリアルズ |
URL | https://www.mcam.com/ja |
特徴 | ナイロンにカーボンフィラーを均一分散し、体積抵抗率1〜10²Ω·mの安定した導電性を持つ板材。摩耗や経時変化に強く、切削や加工を行っても性能が安定しているのが特長です。 |
活用事例 | 医療・研究開発の現場で、ノイズ対策用カバーや仕切り板として利用されています。研究施設向けの通販サイトでも流通しており、電磁波の影響を嫌う装置や治具に導入されています。特に精密測定装置の周囲や、医療機器の内部仕切りに使う事例が確認されています。 |
2.PP P973CV(導電性ポリプロピレン板)
メーカー | タキロンポリマー |
URL | https://www.takiron-p.co.jp/ |
特徴 | ポリプロピレンにアルミ粉を練り込み、軽量性と耐薬品性を保ちつつ、体積抵抗率10⁰〜10²Ω·mを実現。成形後や加工後も導電性を維持できるため、安定した電磁波シールド性能を発揮します。 |
活用事例 | 搬送機器のトレイや作業台のカバー、組立治具に採用されています。電子部品や半導体を扱う現場では静電気による破損防止が必須ですが、この板材はノイズ・静電気の両面に対応可能なため、広く使われています。工場ラインでの安全性確保と品質維持に大きく貢献している事例が報告されています。 |
どちらの製品も「加工後も性能を維持できる」という点で高く評価されており、信頼性の高い遮蔽部材として定着しています。
電波遮蔽プラスチックの設計・加工での注意点
電波遮蔽性能を確保するには、設計段階からいくつかの注意点を押さえておく必要があります。
- 遮蔽性能は厚み・導電率・連続性に依存する。薄すぎると効果が落ちる。
- フィラー入り板材は外観が黒色系になるため、意匠性には制限がある。
- 加工時の切削・曲げ・接着条件によって導電性が変化する場合があるため、事前評価が重要。
- 車載・医療分野では、シールド性能だけでなく難燃性・耐候性・薬品耐性など規格適合の確認が不可欠。
性能を安定させるには「材料選び」と「加工条件の最適化」が不可欠であり、試作段階での評価が成功の鍵となります。
6G・V2X時代における電波遮蔽プラスチックの展望
これからの通信社会では、より高周波帯の電波が使われるようになります。それに伴い、電波遮蔽プラスチックの重要性はさらに増していきます。
CASE化・EV化が進む自動車では、アンテナやセンサーには「透過性プラスチック」、制御ユニットやバッテリーには「遮蔽性プラスチック」と、同一筐体内で両者を共存させる設計が一般化しています。
今後、6GやV2X通信の普及に伴い、さらに高周波数帯(100GHz級)に対応できる新しいシールド材が求められるでしょう。医療・産業機械分野でも装置の高性能化とともに、電磁ノイズ対策需要は拡大し続けると予想されます。
「透過」と「遮蔽」を適材適所で組み合わせる設計力こそが、次世代通信社会での製品価値を大きく左右します。
まとめ
ここまで見てきたように、電波遮蔽プラスチックは特殊な材料ではなく、実用的な部材としてすでに幅広い分野で利用されています。
「電波遮蔽プラスチック」とは、導電性やシールド性を付与して電波を反射・吸収する樹脂材料です。自動車、医療、通信、産業といった幅広い分野で欠かせない存在となっており、今後は「透過部材」と「遮蔽部材」を適切に組み合わせる設計力が、製品の信頼性と安全性を左右するでしょう。
つまり、単なる材料解説にとどまらず、今後の製品開発や設計に直結する重要テーマとして「電波遮蔽プラスチック」を理解しておくことが求められます。
よくある質問(FAQ)
電波遮蔽プラスチックはどんな用途で使われますか?
EVの制御ユニット、医療機器のカバー、研究治具、制御盤内部パネルなど、切削や溶接加工で製作可能な部品に使われます。
金属シールドと比べて性能はどうですか?
金属ほど強力ではありませんが、軽量性・加工性・耐薬品性で優れています。用途に応じた設計で十分な性能が得られます。
導電性プラスチックは加工後も性能を保てますか?
フィラー混合タイプは比較的安定していますが、加工条件によっては導電性が変化するため、事前評価が重要です。
見た目のバリエーションはありますか?
多くは黒色系ですが、着色や表面処理によりある程度調整可能です。
電波透過性プラスチックとどう使い分けるべきですか?
通信やセンシングに必要な部分は「透過」、ノイズ源や誤作動防止が必要な部分は「遮蔽」と、役割を明確に分けるのが基本です。