JP2012035556A - Conductive fiber-reinforced plastic, method for manufacturing the same, and electromagnetic wave shield material using the same - Google Patents

Conductive fiber-reinforced plastic, method for manufacturing the same, and electromagnetic wave shield material using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive fiber-reinforced plastic having a conductive region on its surface and excellent in electromagnetic wave shield properties.SOLUTION: The conductive fiber-reinforced plastic 10 contains a fiber-reinforced material 1, a conductive sheet 2 and a matrix resin 3 and the conductive sheet 2 is arranged on one main surface of the fiber-reinforced material 1 in the matrix resin 3 to be integrally molded. The conductive fiber-reinforced plastic 10 has the conductive region 4 on its one main surface approaching the conductive sheet 2 and the conductive region 4 is formed at least at a part of the outer peripheral part of one main surface of the conductive fiber-reinforced plastic 10 to be electrically joined to the conductive sheet 2. Furthermore, the conductive fiber-reinforced plastic 10 is obtained by impregnating a laminate which is obtained by arranging the conductive sheet 2 having a conductive tape pasted thereon on the fiber-reinforced material 1 so that the main surface on the side opposite to the main surface on which the conductive tape is pasted comes into contact with the fiber-reinforced material 1 with the matrix resin 3 to perform integral molding.

Description

本発明は、導電性繊維強化プラスチック及びその製造方法、並びにそれを用いた電磁波シールド材
に関する。 The present invention relates to a conductive fiber reinforced plastic, a method for producing the same, and an electromagnetic wave shielding material using the same.

電子・電気機器から発生する電磁波を遮断する、特に磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）などの医療機器からの電磁波を遮断することは、これらの装置を使う際の重要な課題となっている。また、航空機、自動車や鉄道などの乗り物（輸送機器）は制御機器が電波やノイズ耐性を高め、安全性のレベルを向上することも重要となっている。更には、ケーブルなどの電子線から発生する電磁波を遮蔽することも重要となっている。   Blocking electromagnetic waves generated from electronic / electrical devices, particularly blocking electromagnetic waves from medical devices such as magnetic resonance imaging devices (MRI), has become an important issue when using these devices. In addition, it is also important for a control device to increase resistance to radio waves and noise and improve the level of safety in vehicles (transportation equipment) such as aircraft, automobiles, and railways. It is also important to shield electromagnetic waves generated from electron beams such as cables.

従来金属などの導電性材料からなる電磁波シールド材が電子・電気機器のハウジング材に用いられ、電磁波を遮断していたが、加工性や軽量化の観点から、プラスチック加工品が用いられてようになっている。しかし、プラスチックは導電性を有しておらず、プラスチックに導電性すなわち電磁波シールド性を付与するため、種々の検討が行われていた。   Conventionally, electromagnetic shielding materials made of conductive materials such as metals have been used for housing materials for electronic and electrical equipment, blocking electromagnetic waves, but from the viewpoint of workability and weight reduction, plastic processed products are used. It has become. However, plastic has no electrical conductivity, and various studies have been made to impart electrical conductivity, that is, electromagnetic wave shielding properties to the plastic.

一般的には、プラスチック成形品に、金属溶射、導電性塗料の塗布などにより導電性被膜を形成する方法が挙げられる。また、特許文献１及び２では、プラスチックに炭素繊維を含ませた電磁波シールド用成形品が提案されている。また、特許文献３には、金属繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグの両面又は片面に表層材を積層した電磁波シールド材が提案されている。また、特許文献４には、導電性シートなどをプラスチックに内包した電磁波シールド材の製造において、金型にアンダーカットやスライドなどの突き出し構造を設け、成形後アンダーカットのまま引き抜くことで導電性部位を露出する方法が提案されている。   In general, a method of forming a conductive film on a plastic molded article by metal spraying, application of a conductive paint, or the like can be given. Patent Documents 1 and 2 propose a molded article for electromagnetic wave shielding in which carbon fiber is contained in plastic. Patent Document 3 proposes an electromagnetic wave shielding material in which a surface layer material is laminated on both surfaces or one surface of a prepreg obtained by impregnating a metal fiber nonwoven fabric with a thermosetting resin. Further, in Patent Document 4, in the production of an electromagnetic shielding material in which a conductive sheet or the like is encapsulated in a plastic, a projecting structure such as an undercut or a slide is provided in a mold, and after molding, the conductive part is pulled out. A method of exposing the light has been proposed.

しかし、プラスチック成形品に導電性被膜を形成した場合は、プラスチック成形品から導電性物質が脱落しやすく、脱落箇所から電磁波が漏れるという問題がある。また、特許文献１及び２の電磁波シールド用成形品は、炭素繊維の使用量が多くコストが高いという問題がある。また、特許文献３の電磁波シールド材は、直接成形できず、また電磁波を外部に逃がすことができないという問題がある。また、特許文献４では、導電性部位が表面に形成されていないという問題がある。   However, when a conductive film is formed on a plastic molded product, there is a problem that the conductive material is easily dropped from the plastic molded product, and electromagnetic waves leak from the dropped portion. Further, the electromagnetic shielding molded articles of Patent Documents 1 and 2 have a problem that the amount of carbon fiber used is large and the cost is high. Moreover, the electromagnetic wave shielding material of Patent Document 3 has a problem that it cannot be directly molded and electromagnetic waves cannot be released to the outside. Moreover, in patent document 4, there exists a problem that the electroconductive part is not formed in the surface.

特開平５−２９９８８０号公報JP-A-5-299880 特開平６−５３６８８号公報JP-A-6-53688 特開平７−４５９８９号公報JP 7-45989 A 特開平５−２９１７７７号公報JP-A-5-291777

本発明は、上記従来の問題を解決するため、表面に導電性部位を有し、電磁波シールド性に優れる導電性繊維強化プラスチックを提供する。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a conductive fiber reinforced plastic having a conductive portion on the surface and excellent electromagnetic shielding properties.

本発明の導電性繊維強化プラスチックは、繊維で構成される補強材と、導電性シートと、マトリックス樹脂とを含む導電性繊維強化プラスチックであって、上記マトリックス樹脂中で、上記導電性シートは、上記繊維で構成される補強材の一方の主面上に配置されて一体化成形されており、上記導電性繊維強化プラスチックは、上記導電性シートに近接している一方の主面に導電性部位を有し、上記導電性部位は、上記導電性繊維強化プラスチックの一方の主面の外周部の少なくとも一部に形成され、上記導電性シートと電気的に接合していることを特徴とする。   The conductive fiber reinforced plastic of the present invention is a conductive fiber reinforced plastic containing a reinforcing material composed of fibers, a conductive sheet, and a matrix resin, wherein the conductive sheet is: The conductive fiber reinforced plastic is placed on one main surface of the reinforcing material composed of the fibers and integrally molded, and the conductive fiber reinforced plastic is electrically conductive on one main surface close to the conductive sheet. The conductive portion is formed on at least a part of the outer peripheral portion of one main surface of the conductive fiber reinforced plastic, and is electrically connected to the conductive sheet.

本発明の導電性繊維強化プラスチックの製造方法は、導電性シートの一方の主面の外周部の少なくとも一部に、導電性部位を構成する導電性テープを貼りつけ、上記導電性テープを貼りつけた導電性シートを、上記導電性テープを貼りつけた主面とは反対側の主面が繊維で構成される補強材と接するように、繊維で構成される補強材上に配置して積層体を得、上記積層体をマトリックス樹脂で含浸し、一体成形することを特徴とする。   In the method for producing a conductive fiber reinforced plastic according to the present invention, a conductive tape constituting a conductive portion is attached to at least a part of the outer peripheral portion of one main surface of the conductive sheet, and the conductive tape is attached. The laminated sheet is placed on a reinforcing material composed of fibers so that the main surface opposite to the main surface to which the conductive tape is attached is in contact with the reinforcing material composed of fibers. And the laminate is impregnated with a matrix resin and integrally molded.

本発明の電磁波シールド材は、本発明の導電性繊維強化プラスチック又は本発明の製造方法で得られる導電性繊維強化プラスチックを用いることを特徴とする。   The electromagnetic shielding material of the present invention is characterized by using the conductive fiber reinforced plastic of the present invention or the conductive fiber reinforced plastic obtained by the production method of the present invention.

本発明によれば、導電性シートと、繊維で構成される補強材を一体成形することにより、電磁波シールド性に優れる導電性繊維強化プラスチックを提供できる。また、本発明の導電性繊維強化プラスチックは、一方の主面に導電性部位を有することにより、アースも兼ね備えた電磁波シールド材として用いることができる。また、本発明の製造方法によれば、電磁波シールド性に優れる導電性繊維強化プラスチックを容易に得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the conductive fiber reinforced plastic which is excellent in electromagnetic wave shielding property can be provided by integrally forming the electroconductive sheet and the reinforcement material comprised with a fiber. Moreover, the conductive fiber reinforced plastic of this invention can be used as an electromagnetic wave shielding material which also has the earth | ground by having a conductive part in one main surface. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, the conductive fiber reinforced plastic excellent in electromagnetic wave shielding property can be obtained easily.

図１Ａは、本発明の一導電性繊維強化プラスチックの一例の模式的断面図であり、図１Ｂは、本発明の繊維強化プラスチックの一例の模式的斜視図であり、図１Ｃは、本発明の繊維強化プラスチックの他の一例の模式的斜視図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of an example of one conductive fiber-reinforced plastic of the present invention, FIG. 1B is a schematic perspective view of an example of the fiber-reinforced plastic of the present invention, and FIG. It is a typical perspective view of other examples of fiber reinforced plastics. 図２は、本発明の一実施例における導電性繊維強化プラスチックの成形を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing molding of conductive fiber reinforced plastic in one embodiment of the present invention. 図３は、本発明における導電性繊維強化プラスチックの表面抵抗を測定する方法を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a method for measuring the surface resistance of the conductive fiber reinforced plastic in the present invention. 図４は、本発明の一実施例における導電性繊維強化プラスチックの電磁波シールド性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the electromagnetic shielding properties of the conductive fiber reinforced plastic in one example of the present invention. 図５は、本発明の他の一実施例における導電性繊維強化プラスチックの電磁波シールド性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the electromagnetic wave shielding properties of the conductive fiber reinforced plastic in another example of the present invention.

以下図面などに基づいて、本発明の導電性繊維強化プラスチック（以下において、単に導電性ＦＲＰとも記す。）について詳細に説明する。   Hereinafter, the conductive fiber reinforced plastic of the present invention (hereinafter, also simply referred to as conductive FRP) will be described in detail with reference to the drawings.

図１Ａに示しているように、本発明の導電性ＦＲＰ１０において、マトリックス樹脂３中で、導電性シート２は、繊維で構成される補強材１の一方の主面上に配置されて一体成形されており、導電性ＦＲＰの導電性シート２に近接している一方の主面に導電性部位４が形成されている。また、図１Ｂに示しているように、導電性部位４は、導電性ＦＲＰの一方の主面の外周部の少なくとも一部に形成され、導電性シート２と電気的に接合している。また、図１Ｃに示しているように、導電性部位４は、導電性ＦＲＰの一方の主面の外周部全体に形成され、導電性シート２と電気的に接合していてもよい。なお、図１Ａは、図１Ｂ及び図１ＣのＡ−Ａ方向の断面を示している。   As shown in FIG. 1A, in the conductive FRP 10 of the present invention, in the matrix resin 3, the conductive sheet 2 is disposed on one main surface of the reinforcing material 1 composed of fibers and integrally molded. The conductive portion 4 is formed on one main surface close to the conductive sheet 2 of the conductive FRP. Moreover, as shown in FIG. 1B, the conductive portion 4 is formed on at least a part of the outer peripheral portion of one main surface of the conductive FRP and is electrically joined to the conductive sheet 2. Further, as shown in FIG. 1C, the conductive portion 4 may be formed on the entire outer peripheral portion of one main surface of the conductive FRP and may be electrically joined to the conductive sheet 2. FIG. 1A shows a cross section in the AA direction of FIGS. 1B and 1C.

上記補強材を構成する繊維としては、繊維強化プラスチックに用いるものであればよく、特に限定されず、例えば、ガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維、ビニロン繊維やアラミド繊維等の有機繊維、及び天然繊維などを用いることができる。   The fiber constituting the reinforcing material is not particularly limited as long as it is used for fiber-reinforced plastics. For example, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, organic fibers such as vinylon fibers and aramid fibers, and natural fibers A fiber etc. can be used.

上記ガラス繊維としては、繊維強化プラスチックに用いるものであればよく、特に限定されない。
また、ガラス繊維で構成される補強材（以下において、単にガラス繊維補強材とも記す。）は、その形態は特に限定されず、例えば、チョップドストランドマット、不織布、織布、編布、多軸挿入繊維シートなどを用いることができ、また、これらを異形態のガラス繊維材料と組み合せて用いてもよい。中でも、賦形性の観点から、ガラスロービングを所定の長さにカットしたものを不織布の両面又は片面に分散させた後ステッチ糸でステッチした、ガラス−不織布基材を用いることが好ましい。上記ガラス−不織布基材の不織布としては、特に限定されず、ポリプロピレン不織布、ポリエステル不織布、ガラス等の無機系不織布などを用いることができる。上記ガラス−不織布基材は、特に限定されるものではないが、厚さは１〜１０ｍｍあることが好ましく、２〜６ｍｍであることがより好ましい。また、上記ガラス−不織布基材において、特に限定されるものではないが、不織布の目付け（単位面積当たりの質量）は、５０〜１０００ｇ／ｍ2であることが好ましく、１００〜６００ｇ／ｍ2であることがより好ましく、分散させたガラス繊維の目付けは、５０〜２０００ｇ／ｍ2であることが好ましく、１００〜１０００ｇ／ｍ2であることがより好ましい。また、上記ガラス繊維の単繊維直径は、１〜５０μｍであることが好ましく、２〜２０μｍであることがより好ましく、繊維長（カット長）は１０〜１００ｍｍであることが好ましく、２０〜８０ｍｍであることが好ましい。また、上記ステッチ糸（縫い糸、編み糸）としては、特に限定されず、ポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸、ナイロン糸、ガラス糸などを用いることができる。 The glass fiber is not particularly limited as long as it is used for fiber reinforced plastic.
The form of the reinforcing material composed of glass fibers (hereinafter also simply referred to as glass fiber reinforcing material) is not particularly limited. For example, chopped strand mat, non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric, multiaxial insertion A fiber sheet etc. can be used and you may use these in combination with a glass fiber material of a different form. Among these, from the viewpoint of formability, it is preferable to use a glass-nonwoven fabric substrate in which a glass roving cut to a predetermined length is dispersed on both sides or one side of a nonwoven fabric and then stitched with stitch yarns. It does not specifically limit as a nonwoven fabric of the said glass-nonwoven fabric base material, An inorganic type nonwoven fabric, such as a polypropylene nonwoven fabric, a polyester nonwoven fabric, glass, etc. can be used. Although the said glass-nonwoven fabric base material is not specifically limited, It is preferable that thickness is 1-10 mm, and it is more preferable that it is 2-6 mm. Moreover, in the said glass-nonwoven fabric base material, although it does not specifically limit, It is preferable that the fabric weight (mass per unit area) of a nonwoven fabric is 50-1000 g / m < 2 >, and is 100-600 g / m < 2 >. more preferably in, the basis weight of the glass fibers are dispersed is preferably 50 to 2000 g / m 2, and more preferably 100 to 1000 g / m 2. Moreover, it is preferable that the single fiber diameter of the said glass fiber is 1-50 micrometers, It is more preferable that it is 2-20 micrometers, It is preferable that fiber length (cut length) is 10-100 mm, It is 20-80 mm. Preferably there is. The stitch yarn (sewing yarn, knitting yarn) is not particularly limited, and polypropylene yarn, polyethylene yarn, polyester yarn, nylon yarn, glass yarn and the like can be used.

上記天然繊維としては、特に限定されないが、植物系天然繊維を用いることが好ましい。植物系天然繊維としては、綿繊維、麻繊維、竹繊維、カポック繊維などが挙げられる。中でも、結晶性で強度の高いセルロースの含有量が高いという点から麻繊維が好ましい。上記麻繊維としては、リネン（亜麻）繊維、ラミー（苧麻）繊維、ジュート（黄麻）繊維、大麻繊維、ケナフ（洋麻）繊維、マニラ麻繊維などが挙げられる。また、曲げ弾性率向上という観点からも、麻繊維が好ましく、ラミー繊維、ジュート（黄麻）繊維、ケナフ（洋麻）繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維であることがより好ましい。   Although it does not specifically limit as said natural fiber, It is preferable to use a plant-type natural fiber. Examples of plant-based natural fibers include cotton fibers, hemp fibers, bamboo fibers, and kapok fibers. Among these, hemp fibers are preferred from the viewpoint that the content of crystalline and strong cellulose is high. Examples of the hemp fibers include linen fiber, ramie fiber, jute fiber, cannabis fiber, kenaf fiber, and Manila hemp fiber. Also, from the viewpoint of improving the flexural modulus, hemp fibers are preferable, and one or more fibers selected from the group consisting of ramie fibers, jute fibers, and kenaf fibers are more preferable.

また、天然繊維で構成される補強材（以下において、単に天然繊維補強材とも記す。）は、その形態は特に限定されないが、繊維の配向性が高いという観点から、すだれ状シート又は多軸挿入繊維シートであることが好ましい。本発明において、すだれ状シートとは、一方向に一層配列された天然繊維糸が、ステッチ糸又は熱可塑性樹脂フィルムなどで連結されているシートをいう。また、多軸挿入繊維シートとは、一方向に配列された天然繊維糸からなるシートを各層における天然繊維の方向が異なるように、２層以上配列し、ステッチ糸又は熱可塑性樹脂フィルムなどで連結しているシートをいう。上記において、連結とは、すだれ状シートの場合は天然繊維糸を複数本引き揃えてシート状とするが、その複数本をバラバラにならないように保形することをいう。また、多軸挿入繊維シートの場合は、上記すだれ状シートの場合に加えて、層間がバラバラにならないように保形するという意味も有する。   Further, the form of the reinforcing material composed of natural fibers (hereinafter also simply referred to as natural fiber reinforcing material) is not particularly limited, but from the viewpoint of high fiber orientation, interdigital sheet or multiaxial insertion. A fiber sheet is preferred. In the present invention, the interdigital sheet refers to a sheet in which natural fiber yarns arranged in one layer in one direction are connected by stitch yarns or a thermoplastic resin film. In addition, a multiaxially inserted fiber sheet is a sheet of natural fiber yarns arranged in one direction, arranged in two or more layers so that the directions of natural fibers in each layer are different, and connected by stitch yarns or thermoplastic resin films This is the sheet that is used. In the above description, in the case of an interdigital sheet, a plurality of natural fiber yarns are aligned to form a sheet shape, but the plurality of natural fiber yarns are retained so as not to fall apart. In addition, in the case of a multiaxially inserted fiber sheet, in addition to the interdigital sheet, it also has the meaning of retaining the shape so that the layers do not fall apart.

上記天然繊維補強材は、目付け及び厚さは特に限定されるものではないが、１層あたり約３０〜３００ｇ／ｍ2、補強材全体として約６０〜８００ｇ／ｍ2であることが好ましい。また、厚さは１層あたり約０．１〜０．５ｍｍ、補強材全体として、約０．２〜２ｍｍであることが好ましい。 The natural fiber reinforcement is not limited particularly the basis weight and thickness, about 30~300g / m 2 per layer, preferably about 60~800g / m 2 as a whole reinforcement. Further, the thickness is preferably about 0.1 to 0.5 mm per layer, and the whole reinforcing material is preferably about 0.2 to 2 mm.

上記ステッチ糸（縫い糸、編み糸）としては、特に限定されず、ポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸、ナイロン糸、ガラス糸などを用いることができる。   The stitch yarn (sewing yarn, knitting yarn) is not particularly limited, and polypropylene yarn, polyethylene yarn, polyester yarn, nylon yarn, glass yarn and the like can be used.

上記導電性シートは、導電性を有するシートであればよく、特に限定されない。例えば、導電性材料で構成された導電性シート、導電性材料が基材シートにめっきされた導電性シートなどを用いることができる。上記導電性材料としては、導電性を有する材料であればよく、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレスなどを用いることができる。上記基材シートしては、導電性材料をめっきできればよく、特に限定されず、例えば、樹脂シート、不織布、織布、編布などを用いることができ、賦形性の観点から、不織布であることが好ましい。   The said electroconductive sheet should just be a sheet | seat which has electroconductivity, and is not specifically limited. For example, a conductive sheet made of a conductive material, a conductive sheet in which a conductive material is plated on a base material sheet, or the like can be used. The conductive material is not particularly limited as long as it is a conductive material, and for example, aluminum, nickel, copper, iron, stainless steel, and the like can be used. The substrate sheet is not particularly limited as long as the conductive material can be plated. For example, a resin sheet, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or the like can be used. From the viewpoint of formability, the substrate sheet is a nonwoven fabric. It is preferable.

上記導電性シートは、特に限定されないが、電磁波シールド性の観点から、表面抵抗が１０-6〜１０1Ωであることが好ましく、１０-6〜１０-3Ωであることがより好ましい。また、上記導電性シートは、特に限定されないが、賦形性の観点から、厚さが１０〜１０００μｍであることが好ましく、５０〜６００μｍであることがより好ましい。 Although the said electroconductive sheet is not specifically limited, From a viewpoint of electromagnetic wave shielding, it is preferable that surface resistance is 10 <-6 > -10 < 1 > (omega | ohm), and it is more preferable that it is 10 <-6 > -10 < -3 > (ohm). Moreover, although the said electroconductive sheet is not specifically limited, From a viewpoint of a shaping property, it is preferable that thickness is 10-1000 micrometers, and it is more preferable that it is 50-600 micrometers.

上記マトリックス樹脂としては、繊維強化プラスチックに用いる樹脂であればよく、特に限定されない。例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。また、上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポレエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド（ナイロン）、ポリアセタール、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、熱硬化性樹脂を使用する場合は、樹脂に硬化剤と硬化促進剤とを添加した樹脂組成物を用いてもよい。   The matrix resin is not particularly limited as long as it is a resin used for fiber-reinforced plastics. For example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resins, epoxy acrylate resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, phenol resins, and melamine resins. Examples of the thermoplastic resin include saturated polyester resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate, polyamide (nylon), polyacetal, and polycarbonate. Moreover, when using a thermosetting resin, you may use the resin composition which added the hardening | curing agent and the hardening accelerator to resin.

上記導電性部位は、導電性ＦＲＰの導電性シートに近接している一方の主面の外周部の少なくとも一部に形成されており、上記導電性シートと電気的に接合しているため、本発明の導電性ＦＲＰは、アースも兼ね備えた電磁波シールド材として用いることができる。電磁波シールド性に優れるという観点から、上記導電性部位は、導電性ＦＲＰの導電性シートに近接している一方の主面の外周部全体に形成されていることが好ましい。また、電磁波シールド性の観点から、導電性部位間の抵抗は、０〜５Ωであることが好ましく、０〜１Ωであることがより好ましい。また、上記導電性部位のサイズは、特に限定されず、導電性ＦＲＰの形状、サイズ、用途などに応じて適宜選択することができる。   The conductive portion is formed on at least a part of the outer peripheral portion of one main surface close to the conductive sheet of the conductive FRP, and is electrically joined to the conductive sheet. The conductive FRP of the invention can be used as an electromagnetic shielding material that also has a ground. From the viewpoint of excellent electromagnetic shielding properties, the conductive portion is preferably formed on the entire outer peripheral portion of one main surface close to the conductive sheet of conductive FRP. Moreover, from the viewpoint of electromagnetic shielding properties, the resistance between the conductive portions is preferably 0 to 5Ω, and more preferably 0 to 1Ω. Moreover, the size of the said electroconductive part is not specifically limited, According to the shape of the electroconductive FRP, a size, a use, etc., it can select suitably.

また、上記導電性部位は、簡便という観点から、導電性テープで構成されていることが好ましい。上記導電性テープは、導電性を有するテープであればよく、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレスなどの導電性材料で構成された導電性テープを用いることができる。そして、導電性部位と導電性シートの電気的な接合性の観点から、上記導電性テープは、導電性シートとの密着性に優れることが好ましく、マトリックス樹脂の硬化又は融着を阻害しないことが好ましい。また、上記導電性テープは、形状や厚さなどが特に限定されるものではないが、賦形性の観点から、厚さが１〜５００μｍであることが好ましく、１０〜１５０μｍであることがより好ましい。   Moreover, it is preferable that the said electroconductive part is comprised with the electroconductive tape from a viewpoint of simplicity. The said conductive tape should just be a tape which has electroconductivity, and it will not specifically limit, For example, the electroconductive tape comprised with electroconductive materials, such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, can be used. And from the viewpoint of electrical bondability between the conductive part and the conductive sheet, the conductive tape preferably has excellent adhesion to the conductive sheet, and does not hinder the curing or fusion of the matrix resin. preferable. The conductive tape is not particularly limited in shape or thickness, but from the viewpoint of formability, the thickness is preferably 1 to 500 μm, more preferably 10 to 150 μm. preferable.

次に、本発明の導電性ＦＲＰの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the electroconductive FRP of this invention is demonstrated.

上記導電性ＦＲＰは、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合は、例えば、以下のようにして得られる。先ず、導電性シートの一方の主面の外周部に、導電性テープを貼りつける。その後、
上記導電性テープを貼りつけた導電性シートを、上記導電性テープを貼りつけた主面とは反対側の主面が繊維で構成される補強材と接するように、繊維で構成される補強材上に配置して積層体を得、
上記積層体を熱硬化性樹脂や硬化剤などを含む樹脂組成物で含浸する。その後、常温でマトリックス樹脂を硬化させて、導電性ＦＲＰを作製できる。或いは、プレス機にてマトリックス樹脂を熱硬化させ、その後、乾燥器にてアフターキュアを行うことで、一体成形し、導電性ＦＲＰを作製できる。上記プレス機の温度は、用いるマトリックス樹脂の種類によって適宜選択すればよいが、生産性という観点から、例えば２０〜１２０℃であることが好ましい。また、プレス機による熱硬化は、圧力０．１〜１０ＭＰａ、０．１〜５時間で行うことが好ましい。また、樹脂組成物の含浸は、通常用いる方法で行えばよく、例えば、補強材の表面に樹脂組成物をローラで塗布して均一に伸ばすことにより行うことができる。なお、上記以外の方法であっても何ら問題なく、例えばハンドレイアップ法、コールドプレス法、インフュージョン成形法、ＲＴＭ成形法などを用いても良い。 The conductive FRP is obtained, for example, as follows when a thermosetting resin is used as the matrix resin. First, a conductive tape is affixed to the outer peripheral portion of one main surface of the conductive sheet. afterwards,
Reinforcing material composed of fibers such that the main surface opposite to the main surface on which the conductive tape is affixed is in contact with the reinforcing material composed of fibers on the conductive sheet affixed with the conductive tape. Placed on top to obtain a laminate,
The laminate is impregnated with a resin composition containing a thermosetting resin or a curing agent. Thereafter, the matrix resin is cured at room temperature to produce a conductive FRP. Alternatively, the matrix resin can be heat-cured with a press machine, and after-curing with a dryer, and then integrally molded to produce a conductive FRP. The temperature of the press machine may be appropriately selected depending on the type of matrix resin to be used, but is preferably 20 to 120 ° C. from the viewpoint of productivity. Moreover, it is preferable to perform the thermosetting by a press machine at a pressure of 0.1-10 MPa and 0.1-5 hours. Further, the impregnation of the resin composition may be performed by a commonly used method, for example, by applying the resin composition to the surface of the reinforcing material with a roller and uniformly stretching it. In addition, there is no problem even if it is a method other than the above, for example, a hand lay-up method, a cold press method, an infusion molding method, an RTM molding method, or the like may be used.

以下、図２に基づいて、インフュージョン成形法を説明する。まず、下型として用いる金型１１の外周に沿ってシーラントテープ１７を貼りつけた後、基材（導電性シート）を設置する部位に離型剤を塗布し、乾燥させる。次に、導電性テープを貼りつけた導電性シート１２を、導電性テープを貼りつけた主面が金型１１に接するように、金型１１上に配置した。次に、導電性テープを貼りつけた導電性シート１２の上に、繊維で構成される強化材１３を配置し、その上に離型シート１４及び樹脂含浸速度を向上させるとともに気泡を除去するためのメディア１５を配置する。その後、樹脂の注入用及び真空ポンプで減圧させるためのホース１８を設置し、上型として用いる真空パック１６をシーラントテープ１７で金型１１と接着させ、金型１１と真空バック１６で形成された金型内部を密封した。密封後、真空ポンプ２０を用いて金型内部を減圧し、熱硬化性樹脂１９を流し込み、真空圧によって導電性シート１２と繊維で構成される強化材１３とを樹脂で含浸させた後、樹脂を硬化させ、一体成形した。   Hereinafter, the infusion molding method will be described with reference to FIG. First, the sealant tape 17 is applied along the outer periphery of the mold 11 used as the lower mold, and then a release agent is applied to the portion where the base material (conductive sheet) is installed and dried. Next, the conductive sheet 12 to which the conductive tape was applied was disposed on the mold 11 so that the main surface to which the conductive tape was applied was in contact with the mold 11. Next, in order to improve the release sheet 14 and the resin impregnation speed and to remove bubbles, the reinforcing material 13 made of fibers is disposed on the conductive sheet 12 to which the conductive tape is attached. Media 15 are arranged. Thereafter, a hose 18 for injecting resin and depressurizing with a vacuum pump was installed, and a vacuum pack 16 used as an upper mold was bonded to the mold 11 with a sealant tape 17, and formed with the mold 11 and the vacuum bag 16. The inside of the mold was sealed. After sealing, the inside of the mold is depressurized using a vacuum pump 20, a thermosetting resin 19 is poured, and the conductive sheet 12 and the reinforcing material 13 composed of fibers are impregnated with resin by vacuum pressure, and then the resin Was cured and integrally molded.

上記シーラントテープとしては、インフュージョン成形法に用いるものであればよく、特に限定されず、例えば、ＡＩＲＴＥＣＨ社の「ＡＴ−２００Ｙ」などを用いることができる。また、上記離型剤としては、特に限定されず、ポバ−ル、フッ素樹脂などを用いることができる。また、上記離型シートとしては、特に限定されないが、例えば、ＡＩＲＴＥＣＨ社の「ＣＡＴＥＤ ＰＥＥＬ ＰＬＩＥＳ（Ｂｌｅｅｄｅｒ Ｌｅａｓｅ）」などを用いることができる。また、上記メディアとしては、インフュージョン成形法に用いるものであればよく、特に限定されず、例えば、ＡＩＲＴＥＣＨ社の「ＧＲＥＥＮＦＬＯＷ７５」などを用いることができる。また、上記真空バックとしては、インフュージョン成形法に用いるものであればよく、特に限定されず、例えば、ＡＩＲＴＥＣＨ社の「ＩＰＰＬＯＮ（ＫＭ１３００）」などを用いることができる。   The sealant tape is not particularly limited as long as it is used for an infusion molding method, and for example, “AT-200Y” manufactured by AIRTECH can be used. The releasing agent is not particularly limited, and poval, fluororesin, etc. can be used. The release sheet is not particularly limited, and for example, “CATED PEEL PLIES (Bleeder Lease)” manufactured by AIRTECH, etc. can be used. The medium is not particularly limited as long as it is used for the infusion molding method. For example, “GREENFLOW75” manufactured by AIRTECH can be used. The vacuum bag is not particularly limited as long as it is used for the infusion molding method, and for example, “IPPLON (KM1300)” manufactured by AIRTECH can be used.

上記導電性ＦＲＰは、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合は、例えば、以下のようにして得られる。先ず、繊維で構成された補強材を、２枚の熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など）性フィルムの間に挟み込む。また同様に導電性テ−プを貼りつけた導電性シートを２枚の熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など）性フィルムの間に挟み込む。熱可塑性樹脂フィルム間に挟み込まれた導電性テ−プを貼りつけた導電性シートを、導電性テープを貼りつけていない主面が繊維で構成された補強材と近接するように、熱可塑性樹脂フィルム間に挟み込まれた繊維で構成された補強材と重ね合わせた後、熱プレスにより融着一体化させる。   The conductive FRP is obtained, for example, as follows when a thermoplastic resin is used as the matrix resin. First, a reinforcing material composed of fibers is sandwiched between two thermoplastic resin (eg, polyethylene resin, polypropylene resin, etc.) films. Similarly, a conductive sheet with a conductive tape attached is sandwiched between two thermoplastic resin (eg, polyethylene resin, polypropylene resin, etc.) films. The thermoplastic sheet is attached so that the conductive sheet sandwiched between the thermoplastic resin films is attached so that the main surface not attached with the conductive tape is close to the reinforcing material composed of fibers. After overlapping with a reinforcing material composed of fibers sandwiched between films, they are fused and integrated by hot pressing.

以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

（実施例１）
先ず、目付が２５０ｇ／ｍ2のポリプロピレン不織布の両方の表面に、ガラスロービングを繊維長５０ｍｍにカットしたものを目付が４５０ｇ／ｍ2になるように配置させた後、ポリエステル糸で厚さ方向にステッチングし、一体化して、ガラス繊維で構成される補強材（以下において、単に繊維補強材と記す。）を得た。得られた繊維補強材は、目付が１１５０ｇ／ｍ2であり、厚さが５ｍｍ、長さが３０ｃｍ、幅が３０ｃｍであった。 Example 1
First, on both surfaces of a polypropylene nonwoven fabric having a basis weight of 250 g / m 2 , glass rovings cut to a fiber length of 50 mm were placed so that the basis weight was 450 g / m 2 , and then polyester fibers were used in the thickness direction. Stitching and integration were performed to obtain a reinforcing material composed of glass fibers (hereinafter simply referred to as a fiber reinforcing material). The obtained fiber reinforcing material had a basis weight of 1150 g / m 2 , a thickness of 5 mm, a length of 30 cm, and a width of 30 cm.

次いで、導電性シートとして、目付９０ｇ／ｍ2、厚さ０．６ｍｍ、長さ３０ｃｍ、幅３０ｃｍである、銅がめっきされたポリエステル不織布（セーレン製「Ｓｕｉ−８０−７８６０」、以下において、導電性不織布と記す。）を用い、導電性不織布の一方の主面の外周部に、１０ｍｍ角のアルミテープ（厚さ：１００μｍ）を５ｃｍピッチで貼りつけた。 Then, as a conductive sheet, a polyester non-woven fabric (Sui-80-7860 made by Seiren) having a basis weight of 90 g / m 2 , a thickness of 0.6 mm, a length of 30 cm, and a width of 30 cm, 10 mm square aluminum tape (thickness: 100 μm) was affixed at a pitch of 5 cm to the outer peripheral portion of one main surface of the conductive nonwoven fabric.

次いで、図２に示しているように、下型として用いる金型１１の外周に沿ってシーラントテープ１７を貼りつけた後、基材（導電性シート）を設置する部位にポバールを塗布し、乾燥させた。上記で得られたアルミテープを貼りつけた導電性不織布１２を、アルミテープを貼りつけた主面が金型１１と接するように配置し、その上に上記で得られた繊維補強材１３を配置し、その上に離型シート１４及び樹脂含浸速度を向上させるとともに気泡を除去するためのメディア１５（「ＧＲＥＥＮＦＬＯＷ７５」）を配置した。その後、樹脂の注入用及び真空ポンプで減圧させるためのホース１８を設置し、上型として用いる真空パック１６をシーラントテープ１７で金型１１と接着させ、金型１１と真空バック１６で形成された金型内部を密封した。密封後、真空ポンプ２０を用いて金型内部を減圧し、硬化剤であるＭＥＫＰＯ（メチルエチルケトンペルオキシド）を約１重量％配合した不飽和ポリエステル樹脂１９を流し込み、導電性不織布１２と繊維補強材１３とを樹脂１９で含浸させた。次いで、樹脂１９を常温硬化させた後、脱型して導電性ＦＲＰを得た。   Next, as shown in FIG. 2, after the sealant tape 17 is applied along the outer periphery of the mold 11 used as the lower mold, poval is applied to the portion where the base material (conductive sheet) is placed and dried. I let you. The conductive nonwoven fabric 12 to which the aluminum tape obtained above is attached is arranged so that the main surface to which the aluminum tape is attached is in contact with the mold 11, and the fiber reinforcing material 13 obtained above is arranged thereon. Further, a release sheet 14 and a medium 15 (“GREEN FLOW 75”) for improving the resin impregnation speed and removing bubbles are disposed thereon. Thereafter, a hose 18 for injecting resin and depressurizing with a vacuum pump was installed, and a vacuum pack 16 used as an upper mold was bonded to the mold 11 with a sealant tape 17, and formed with the mold 11 and the vacuum bag 16. The inside of the mold was sealed. After sealing, the inside of the mold is depressurized using a vacuum pump 20, and an unsaturated polyester resin 19 containing about 1 wt% of MEKPO (methyl ethyl ketone peroxide) as a curing agent is poured into the conductive nonwoven fabric 12, the fiber reinforcement 13, Was impregnated with resin 19. Next, after the resin 19 was cured at room temperature, it was demolded to obtain a conductive FRP.

（実施例２）
１０ｍｍ幅のアルミテープ（厚さ：１００μｍ）を導電性シートの一方の主面の外周部全体に沿って貼りつけた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の導電性ＦＲＰを得た。 (Example 2)
A conductive FRP of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a 10 mm wide aluminum tape (thickness: 100 μm) was attached along the entire outer peripheral portion of one main surface of the conductive sheet. It was.

（比較例１）
実施例１と同様にして繊維補強材を作成し、当該繊維補強材に対し、神東塗料製導電性塗料「Ｅ−３０７３」を塗布することで、導電性塗料を塗布した導電性ＦＲＰを得た。 (Comparative Example 1)
A fiber reinforcing material is prepared in the same manner as in Example 1, and a conductive FRP coated with a conductive paint is obtained by applying a conductive paint “E-3073” made by Shinto Paint to the fiber reinforcing material. It was.

実施例１〜２と比較例１の導電性ＦＲＰの表面抵抗を下記のように測定し、その結果を下記表１に示した。   The surface resistances of the conductive FRPs of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured as follows, and the results are shown in Table 1 below.

（表面抵抗）
ＣＵＳＴＯＭ製の「ＰｏｃｋｅｔＴｅｓｔｅｒ」を用いて、導電性ＦＲＰの表面抵抗を、図３に示すように、部位Ａ及び部位Ｂで測定した。 (Surface resistance)
Using “PocketTester” manufactured by CUSTOM, the surface resistance of the conductive FRP was measured at site A and site B as shown in FIG.

Figure 2012035556
Figure 2012035556

上記表１から分かるように、実施例１及び２の導電性ＦＲＰは、導電性部位間の表面抵抗が低く、導電性部位以外の領域の表面抵抗は高く、アースも兼ね備えた電磁波シールド材として用いることができる。   As can be seen from Table 1 above, the conductive FRPs of Examples 1 and 2 have a low surface resistance between the conductive parts, a high surface resistance in a region other than the conductive parts, and are used as an electromagnetic shielding material that also serves as a ground. be able to.

実施例１及び２の導電性ＦＲＰの電磁波シールド性を下記のように測定し、その結果をそれぞれ図４及び図５に示した。   The electromagnetic shielding properties of the conductive FRPs of Examples 1 and 2 were measured as follows, and the results are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.

（電磁波シールド性）
サンプルサイズが１５ｃｍ角のものに対し、ＫＥＣ法（ＫＥＣ：社団法人関西電子工業振興センター）に基づいて、１ｋＨｚ〜１ＧＨｚの周波数で電磁波シールド測定を行った。 (Electromagnetic shielding)
Electromagnetic wave shield measurement was performed at a frequency of 1 kHz to 1 GHz based on the KEC method (KEC: Kansai Electronics Industry Promotion Center) for samples having a sample size of 15 cm square.

図４及び図５から分かるように、実施例１は１０ＭＨｚでは７０ｄＢ以上、１００ＭＨｚでは９０ｄＢ以上と測定限界値以上の電磁波シールド性を有し、電磁波シールド性に優れ、また、実施例２は１０ＭＨｚでは７０ｄＢ以上、１００ＭＨｚでは９０ｄＢ以上、更には１０００ＭＨｚにおいても１００ｄＢ以上の電磁波シールド性を有し、電磁波シールド性に優れている。   As can be seen from FIGS. 4 and 5, Example 1 has an electromagnetic wave shielding property of 70 dB or more at 10 MHz, 90 dB or more at 100 MHz and a measurement limit value or more, and has excellent electromagnetic wave shielding properties, and Example 2 has an electromagnetic shielding property of 10 MHz. It has an electromagnetic wave shielding property of 70 dB or more, 100 dB or more at 100 MHz, and further 100 dB or more even at 1000 MHz, and is excellent in electromagnetic wave shielding properties.

本発明の導電性繊維強化プラスチックは、表面にアースとして用いることができる導電性部位を兼ね備えており、電磁波シールド材として好適に用いることができ、ＭＲＩの他、航空機、自動車や鉄道などの輸送機器等に用いる電子・電気機器のハウジング材、内部部品などに用いることができる。また、ケーブルなどの電子線から発生する電磁波を遮蔽するシールド材として用いることもできる。   The conductive fiber reinforced plastic of the present invention has a conductive portion that can be used as a ground on the surface, and can be suitably used as an electromagnetic shielding material. In addition to MRI, transportation equipment such as aircraft, automobiles, and railways It can be used for housing materials, internal parts, etc. of electronic / electrical equipment used for the above. It can also be used as a shielding material that shields electromagnetic waves generated from electron beams such as cables.

１、１３ 繊維で構成される強化材（繊維補強材）
２ 導電性シート
３ マトリックス樹脂
４ 導電性部位
１０ 導電性繊維強化プラスチック
１１ 下型
１２ 導電性シート
１４ 離型シート
１５ メディア
１６ 真空バック
１７ シーランドテープ
１８ ホース
１９ 樹脂
２０ 真空ポンプ 1,13 Reinforcing material composed of fibers (fiber reinforcing material)
2 Conductive Sheet 3 Matrix Resin 4 Conductive Site 10 Conductive Fiber Reinforced Plastic 11 Lower Mold 12 Conductive Sheet 14 Release Sheet 15 Media 16 Vacuum Back 17 Sealand Tape 18 Hose 19 Resin 20 Vacuum Pump

Claims (8)

繊維で構成される補強材と、導電性シートと、マトリックス樹脂とを含む導電性繊維強化プラスチックであって、
前記マトリックス樹脂中で、前記導電性シートは、前記繊維で構成される補強材の一方の主面上に配置されて一体化成形されており、
前記導電性繊維強化プラスチックは、前記導電性シートに近接している一方の主面に導電性部位を有し、
前記導電性部位は、前記導電性繊維強化プラスチックの一方の主面の外周部の少なくとも一部に形成され、前記導電性シートと電気的に接合していることを特徴とする導電性繊維強化プラスチック。 A conductive fiber reinforced plastic containing a reinforcing material composed of fibers, a conductive sheet, and a matrix resin,
In the matrix resin, the conductive sheet is disposed on one main surface of the reinforcing material composed of the fibers and is integrally molded.
The conductive fiber reinforced plastic has a conductive portion on one main surface close to the conductive sheet,
The conductive fiber reinforced plastic is formed on at least a part of an outer peripheral portion of one main surface of the conductive fiber reinforced plastic and is electrically joined to the conductive sheet. . 前記導電性部位は、前記導電性繊維強化プラスチックの一方の主面の外周部全体に形成されている請求項１に記載の導電性繊維強化プラスチック。   The conductive fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the conductive portion is formed on an entire outer peripheral portion of one main surface of the conductive fiber reinforced plastic. 前記導電性シートは、不織布に導電性材料がめっきされた導電性不織布である請求項１又は２に記載の導電性繊維強化プラスチック。   The conductive fiber-reinforced plastic according to claim 1 or 2, wherein the conductive sheet is a conductive nonwoven fabric obtained by plating a nonwoven fabric with a conductive material. 前記繊維で構成される補強材は、ガラス繊維で構成される補強材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性繊維強化プラスチック。   The conductive fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing material composed of the fibers is a reinforcing material composed of glass fibers. 前記導電性部位は、導電性テープで構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性繊維強化プラスチック。   The conductive fiber-reinforced plastic according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive portion is formed of a conductive tape. 前記マトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂である請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性繊維強化プラスチック。   The conductive fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the matrix resin is a thermosetting resin. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性繊維強化プラスチックの製造方法であって、
導電性シートの一方の主面の外周部の少なくとも一部に、導電性部位を構成する導電性テープを貼りつけ、
前記導電性テープを貼りつけた導電性シートを、前記導電性テープを貼りつけた主面とは反対側の主面が繊維で構成される補強材と接するように、繊維で構成される補強材上に配置して積層体を得、
前記積層体をマトリックス樹脂で含浸し、一体成形することを特徴とする導電性繊維強化プラスチックの製造方法。 It is a manufacturing method of the conductive fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 6,
At least a part of the outer peripheral portion of one main surface of the conductive sheet is attached with a conductive tape constituting a conductive portion,
Reinforcing material composed of fibers such that the main surface opposite to the main surface on which the conductive tape is affixed is in contact with the reinforcing material composed of fibers on the conductive sheet affixed with the conductive tape. Placed on top to obtain a laminate,
A method for producing a conductive fiber reinforced plastic, wherein the laminate is impregnated with a matrix resin and integrally molded. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性繊維強化プラスチック又は請求項７に記載の製造方法で得られる導電性繊維強化プラスチックを用いることを特徴とする電磁波シールド材。   An electromagnetic wave shielding material using the conductive fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 6 or the conductive fiber reinforced plastic obtained by the production method according to claim 7.
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