JP2001036282A

JP2001036282A - 音響及び電磁波用シールド材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001036282A
Application number: JP11206068A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Enoki; 芳美榎; Shigeki Wagata; 茂樹我田
Original assignee: Delta Tooling Co Ltd
Current assignee: Delta Tooling Co Ltd
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】音響と電磁波を両方シールドできる低コスト
の音響及び電磁波用シールド材及びその製造方法を提供
する。【解決手段】合成繊維及び炭素繊維の少なくとも一種
と、金属発泡体とを含む積層体でシールド材を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸音効果及び電磁
波シールド効果を有する音響及び電磁波用シールド材及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、住宅、オフィスそして交通環境等
の生活環境において、騒音対策は大きな比重を占めるよ
うになっている。騒音の発生源としては、機械装置が多
く、これら機械装置は電子制御されているのが一般的で
ある。そのため、人体や周辺機器に影響を及ぼす電磁波
についての対策も同時に行なうことが必要となってきて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
騒音と電磁波に対しては個別の対策しかなされておら
ず、例えば、騒音のシールドには吸音材としてグラスウ
ールが、また、電磁波のシールドには板金を用いた金属
筐体又は金属粒子や金属繊維を混入させた導電性プラス
チック等が用いられている。したがって、騒音と電磁波
の両方をシールドしようとすると、上記の吸音材と電磁
波用シールド材とをそのまま用いざるを得ず、シールド
材が嵩張るだけでなく、高コストになるという問題があ
った。また、グラスウールは粉塵となり易く、作業環境
上好ましくないという問題もあった。

【０００４】そこで、本発明は、上記課題を解決して、
騒音及び電磁波の両方をシールドできる低コストの音響
及び電磁波用シールド材及びその製造方法を提供するこ
とを目的とした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意検討を重ね、合成繊維及び炭素繊
維の少なくとも一種と、金属発泡体とを組み合わせるこ
とにより、実用可能な高い吸音効果及び高い電磁波シー
ルド効果が得られることを見出して、本発明を完成させ
たものである。すなわち、本発明の音響及び電磁波用シ
ールド材は、合成繊維及び炭素繊維の少なくとも一種
と、金属発泡体とを含む積層体からなることを特徴とす
る。

【０００６】金属発泡体は、電磁波シールド効果及びそ
の発泡体構造により吸音効果を有することが知られてい
る。本発明では、金属発泡体をシールド材の形状を維持
する支持体として用い、合成繊維及び／又は炭素繊維を
その支持体上に積層し多層構造とすることにより、金属
発泡体の電磁波シールド効果及び／又は吸音効果を大き
く向上させたものである。シールド材中の合成繊維又は
炭素繊維の割合を変化させることにより、シールド材の
特性を制御できる。すなわち、シールド材中の合成繊維
の割合を増やすことにより、吸音効果を高めることがで
き、また、炭素繊維の割合を増やすことにより、電磁波
シールドの効果を高めることができる。

【０００７】また、上記積層体が、金属発泡体からなる
基層と、基層の表面に積層された炭素繊維からなる炭素
繊維層と、合成繊維からなる樹脂層とからなることが好
ましい。金属発泡体からなる基層の上に、主として電磁
波シールド効果を賦与する炭素繊維層と吸音効果を賦与
する樹脂層を積層することにより、吸音効果と電磁波シ
ールド効果を一層向上させることができる。

【０００８】また、上記積層体が、金属発泡体からなる
基層と、基層の表面に積層された炭素繊維と合成繊維と
を含む繊維層とからなることが好ましい。炭素繊維と合
成繊維とを混合一体化することにより、一層として繊維
層とすることにより、シールド材をより薄くすることが
できる。

【０００９】また、上記金属発泡体が、アルミニウムか
らなることが好ましい。

【００１０】また、上記積層体がパネル状積層体である
ことが好ましい。

【００１１】また、上記積層体を成形して、パネル状積
層体の枠材としても良い。

【００１２】本発明に係る音響及び電磁波用シールド材
料の製造方法は、金属発泡体の上に、合成繊維及び炭素
繊維の少なくとも１種を供給し、所定の加熱温度で圧縮
成形して一体化することを特徴とする。加熱して圧縮成
形することで、金属発泡体に対する合成繊維及び／又は
炭素繊維の密着性の大きいシールド材を容易に製造でき
る。

【００１３】また、上記合成繊維が、圧縮成形時の加熱
温度より融点の高い高融点成分と低い低融点成分とを含
み、上記加熱温度において、低融点成分を溶融させて金
属発泡体に融着させることが好ましい。低融点成分のみ
が溶融する温度で加熱することにより、低融点成分が金
属発泡体に融着する融着成分として働き、密着性を向上
させ、シールド材の強度を向上させることができる。さ
らに、上記加熱温度では高融点成分は溶融せず、高融点
成分を構成する繊維間の重なり、あるいは繊維同志の絡
み合い等により生じた空隙を維持する空隙形成成分とし
て働くため、吸音効果を増大させる。

【００１４】また、圧縮成形の前に、予め上記金属発泡
体に所望形状を賦与することが好ましい。圧縮成形時に
おいて、金属発泡体と合成繊維及び／又は炭素繊維との
密着性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明に係るシールド材の構造
の一例を示す模式的な断面図である。シールド材１は、
金属発泡体からなる基層２上に、炭素繊維層３と樹脂層
４が順次積層された構造を有する。

【００１６】本発明に用いる金属発泡体は、アルミニウ
ム、チタン、ニッケル等の公知のいずれの金属発泡体も
用いることができるが、安価で、加工が容易で、軽量で
あるアルミニウムが好ましい。

【００１７】また、本発明に用いる合成繊維は公知のい
ずれの合成繊維を用いても良く、例を挙げれば、アクリ
ル繊維、アセテート繊維、ナイロン、レーヨン、ビニリ
デン繊維、ビニロン、ポリウレタン繊維、ポリエステル
繊維、ポリエチレン繊維、そしてポリプロピレン繊維等
が挙げられる。合成繊維の形状は必ずしも限定されない
が、成形が容易なマット状が好ましい。また、所定の吸
音特性を得るために、目付量が２０ｋｇ／ｍ³程度以上
のものを用いることが好ましい。また、金属発泡体との
密着性を確保し、吸音特性を向上させるために、融点の
異なる２種以上の成分からなることが好ましい。

【００１８】また、本発明に用いる炭素繊維はＰＡＮ
系、ピッチ系等公知のいずれの炭素繊維を用いても良
い。形状は必ずしも限定されないが、マット状が好まし
い。

【００１９】所望の吸音特性と電磁波シールド特性を得
るためには、合成繊維や炭素繊維の厚さあるいは目付け
量を変化させれば良い。図２は合成繊維の一例であるポ
リエステル繊維に関し、厚さと吸音率の関係を示すグラ
フである。用いたポリエステル繊維の厚さは、４０ｍ
ｍ、８０ｍｍ、そして１２０ｍｍである。ポリエステル
繊維の厚さを大きくすると、吸音率が向上する。また、
図３は炭素繊維の目付け量と電磁波シールド効果の関係
を示すグラフである。用いた炭素繊維の目付量は、０．
２ｇ／２００ｍｍ²、０．４ｇ／２００ｍｍ²、そして
０．６ｇ／２００ｍｍ²である。炭素繊維の目付量を増
加させると、電磁波シールド効果が向上する。したがっ
て、合成繊維や炭素繊維の厚さあるいは目付け量を大き
くすることにより、所望の吸音特性と電磁波シールド特
性を得ることができる。

【００２０】本発明のシールド材は、例えば、以下の方
法で製造できる。成形機に取付けたオス／メス一対の成
形型の間に、金属発泡体、そしてその上に合成繊維を供
給し、型締めし、型を加熱して圧縮成形する。ここで、
加熱温度は、合成繊維の融点以上の温度が好ましい。さ
らに、融点の異なる２種以上の合成繊維を用いる場合に
は、低融点の合成繊維の融点より高い温度で、高融点の
合成繊維の融点より低い温度で加熱することが好まし
い。

【００２１】また、金属発泡体を予め所望形状に成形
し、これに合成繊維を供給して圧縮成形しても良い。金
属発泡体を予め成形することにより、成形時に、金属発
泡体と合成繊維との密着性が向上するため、金属発泡体
と合成繊維の形状のずれが発生しにくい効果が得られ
る。

【００２２】また、本発明のシールド材は、図４
（ａ），（ｂ）に示すように、本発明のパネル状シール
ド材１のコーナー部や継ぎ目を覆う枠材形状のシールド
材５,６に成形できるため、コーナー部や継ぎ目からの
雑音や電磁波の漏洩を防止できる。

【００２３】以下、実施例により、本発明を具体的に説
明する。

【実施例】〈音響及び電磁波用シールド材の作製〉金属
発泡体には神鋼鋼線製の発泡アルミ（板厚９ｍｍ）、合
成繊維にはカネボウ合繊製の板状ポリエステル繊維（板
厚４０ｍｍ）、そして炭素繊維には大阪ガスケミカル製
の板状炭素繊維（板厚４０ｍｍ）を用いた。なお、板状
ポリエステル繊維は、融点の異なる２成分からなるもの
を用いた。発泡アルミを圧縮成形により、所望形状に成
形後、成形した発泡アルミ上に板状ポリエステル繊維及
び／又は板状炭素繊維を供給し、所定温度に加熱し圧縮
成形し、発泡アルミ／ポリエステル繊維、発泡アルミ／
炭素繊維、及び発泡アルミ／炭素繊維／ポリエステル繊
維の組み合わせのシールド材をそれぞれ製造した。

【００２４】〈吸音特性の測定〉吸音率は、発泡アルミ
／ポリエステル繊維の組み合わせからなるシールド材を
用い、残響室にて、ＪＩＳＡ１４０９に基づき測定
した。この吸音率は残響室法吸音率（６３Ｈｚ〜８ｋＨ
ｚ）である。また、発泡アルミ／炭素繊維／ポリエステ
ル繊維の組み合わせのシールド材については、図５に示
すように、シールド材をコンピュータ制御の加振装置の
側面に装着し、２０Ｈｚ〜２５ｋＨｚにおける周波数特
性を騒音計（距離１ｍ、５点）（図示せず）で測定し
た。

【００２５】〈電磁波シールド特性の測定〉電磁波シー
ルド特性は、発泡アルミ／炭素繊維の組み合わせからな
るシールド材については、シールド室にてＫＥＣ法に基
づいて測定した。また、発泡アルミ／炭素繊維／ポリエ
ステル繊維の組み合わせからなるシールド材について
は、電波暗室にて放射雑音測定法（１０ｍ法、３０〜３
００ＭＨｚ）で、図５に示すように、シールド材を加振
装置の側面に装着し、電界強度を測定した。

【００２６】実施例１．発泡アルミとポリエステル繊維
とからなる本発明のシールド材の吸音率と周波数との関
係を図６に示す。発泡アルミ、ポリエステル繊維単独の
場合に比べ、低周波数域の吸音率が向上し、全周波数域
で優れた吸音特性を示した。

【００２７】実施例２．発泡アルミと炭素繊維とからな
る本発明のシールド材の電磁波シールド効果と周波数と
の関係を図７に示す。なお、比較のため、発泡アルミの
電磁波シールド効果と周波数との関係を図８に示す。本
発明のシールド材は、図８に示す発泡アルミ、そして図
３に示す炭素繊維単独の場合に比べ、全周波数域で９０
ｄＢ以上の非常に優れた電磁波シールド効果が得られ
た。

【００２８】実施例３．発泡アルミと炭素繊維と合成繊
維とからなる本発明のシールド材を加振装置の側面に装
着して、吸音特性及び電磁波シールド特性を測定した。
図９はＡ周波数特性の測定結果を示すグラフ、図１０は
シールド材を装着しない場合のグラフである。本発明の
シールド材を用いることにより、最大５９ｄＢの騒音が
３５ｄＢまで低減できた。これは、第１種住居専用地域
の夜間での騒音規制基準である４０ｄＢ以下の騒音レベ
ルである。

【００２９】図１１に、本発明のシールド材を装着した
加振装置の作動時における電磁波の測定結果、そして図
１２にシールド材なしの場合の測定結果を示す。加振装
置の作動時（振巾１ｍｍ、励起周波数１０Ｈｚのサイン
波）に、ＶＣＣＩの基準値を超えた電磁波が発生し、外
部に漏洩しているが、本発明のシールド材の装着により
ＶＣＣＩの基準値である４０ｄＢμＶ／ｍ以下に低減で
きた。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、合成繊維及び炭素繊維の少なくとも一種と、金属
発泡体とを含む積層体で構成することにより、実用レベ
ルの吸音効果と電磁波シールド効果とを有する音響及び
電磁波用シールド材を提供できる。

【００３１】また、請求項２記載の発明によれば、シー
ルド材を金属発泡体からなる基層と、炭素繊維層と、樹
脂層とで構成することにより、吸音効果と電磁波シール
ド効果とを一層向上させることができる。

【００３２】また、請求項３記載の発明によれば、シー
ルド材を金属発泡体からなる基層と、炭素繊維と合成繊
維からなる繊維層とで構成することにより、シールド材
をより薄くすることができる。

【００３３】また、請求項４記載の発明によれば、アル
ミニウムからなる発泡体を用いることで、より軽量で低
コストのシールド材を提供できる。

【００３４】また、請求項５記載の発明によれば、シー
ルド材をパネル状の積層体とすることにより、取り扱い
の容易なシールド材を提供できる。

【００３５】また、請求項６記載の発明によれば、積層
体を成形し、本発明のパネル状積層体の枠材とすること
により、シールド材の継ぎ目部やコーナー部からの騒音
や電磁波の漏洩を防止できる。

【００３６】また、請求項７記載の発明によれば、金属
発泡体の上に合成繊維及び炭素繊維の少なくとも一種を
供給して、加熱して圧縮成形することにより、金属発泡
体と合成繊維及び／又は炭素繊維が一体化した音響及び
電磁波用シールド材を容易に製造できる。

【００３７】また、請求項８記載の発明によれば、合成
繊維を圧縮成形時の加熱温度より融点の高い高融点成分
と低い低融点成分とで構成し、上記加熱温度において、
低融点成分を溶融させて金属発泡体に融着させることに
より、剥離しにくく、吸音特性の向上したシールド材を
製造できる。

【００３８】また、請求項９記載の発明によれば、圧縮
成形に先立って、予め金属発泡体に所望形状を賦与する
ことにより、金属発泡体と合成繊維及び／又は炭素繊維
の形状のずれのないシールド材を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシールド材の構造の一例を示す
模式的な断面図である。

【図２】本発明に用いたポリエステル繊維に関し、そ
の厚さを変化させた時の周波数と吸音率の関係を示すグ
ラフであり、

【図３】本発明に用いた炭素繊維に関し、その目付け
量を変化させた時の電磁波シールド効果と周波数との関
係を示すグラフである。

【図４】本発明に係るシールド材を枠材に用いた場合
の構造の一例を示す斜視図であり、（ａ）は平板状シー
ルド材の継ぎ目部に枠材を用いた場合、（ｂ）は平板状
シールド材のコーナー部に用いた場合である。

【図５】本発明に係るシールド材を取り付けた加振装
置の構造を示す分解斜視図である。

【図６】本発明の一実施例であり、発泡アルミ／ポリ
エステル繊維の組み合わせからなるシールド材の吸音率
と周波数との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の一実施例であり、発泡アルミ／炭素
繊維の組み合わせからなるシールド材の電磁波シールド
効果と周波数との関係を示すグラフである。

【図８】本発明に用いた発泡アルミの電磁波シールド
効果と周波数との関係を示すグラフである。

【図９】本発明の一実施例であり、発泡アルミ／炭素
繊維／ポリエステル繊維の組み合わせからなるシールド
材を用いた場合の加振装置の騒音レベルと周波数との関
係を示すグラフである。

【図１０】シールド材なしの場合の加振装置の騒音レ
ベルと周波数との関係を示すグラフである。

【図１１】本発明の一実施例であり、発泡アルミ／炭
素繊維／ポリエステル繊維の組み合わせからなるシール
ド材を用いた場合の加振装置の放射電界強さと周波数と
の関係を示すグラフである。

【図１２】シールド材なしの場合の加振装置の放射電
界強さと周波数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１，５，６シールド材、２基層、３炭素繊維層、
４樹脂層、１０加振装置、１１シールド材固定装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AB00B AB10B AD11A AK01A AK01C AK41 AT00C BA03 BA07 BA10A BA10B BA10C DG01 DG01A DJ00B EJ20 GB07 GB41 JD08 JH01 5D061 BB01 BB21 5E321 BB21 BB25 BB34 GG05 GH05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成繊維及び炭素繊維の少なくとも一種
と、金属発泡体とを含む積層体からなる音響及び電磁波
用シールド材。
【請求項２】上記積層体が、上記金属発泡体からなる
基層と、上記基層の表面に積層された上記炭素繊維から
なる炭素繊維層と、上記合成繊維からなる樹脂層とから
なる請求項１記載のシールド材。
【請求項３】上記積層体が、上記金属発泡体からなる
基層と、上記基層の表面に積層された上記炭素繊維と上
記合成繊維とを含む繊維層とからなる請求項１記載のシ
ールド材。
【請求項４】上記金属発泡体が、アルミニウムからな
る請求項１〜３のいずれかひとつに記載のシールド材。
【請求項５】上記積層体がパネル状積層体である請求
項１〜４のいずれかひとつに記載のシールド材。
【請求項６】上記積層体を成形して、上記パネル状積
層体の枠材とした請求項１〜５のいずれかひとつに記載
のシールド材。
【請求項７】金属発泡体の上に、合成繊維及び炭素繊
維の少なくとも１種を供給し、所定の加熱温度で圧縮成
形し一体化する音響及び電磁波用シールド材の製造方
法。
【請求項８】上記合成繊維が上記加熱温度より融点の
高い高融点成分と低い低融点成分とを含み、上記加熱温
度において、上記低融点成分を溶融させて上記金属発泡
体に融着させる請求項７記載の製造方法。
【請求項９】上記圧縮成形に先立って、予め上記金属
発泡体に所望形状を賦与する請求項７又は８に記載の製
造方法。