JP4107534B2 - 金属被覆ガラスクロス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高度情報化社会の発展、マルチメディア社会の到来により、電子機器から発生する電磁波が他の機器に対して悪影響を及ぼす電磁波障害が、大きな社会問題となりつつある。電子機器から放射する電磁波をシールドするためには、電子機器を電磁波に対し不透明な良電導体よりなる材料、例えば金属製あるいは導電性の付与されたプラスチック製の筺体の中に収納するのが最も実用的である。
【０００３】
中でも、導電性の付与されたプラスチック製の筺体は成形の自由性、軽量性、耐蝕性、吸音性を有するとともに、量産性にも優れている点から板金、ダイキャスト等の金属製筺体に代わり多用される傾向にある。
【０００４】
プラスチック製筺体に導電性を付与する方法としては、導電性塗料を塗布して導電性被膜を形成する方法、導電性箔を貼り付ける方法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、メッキ等により導電性被膜層を形成する方法、あるいはプラスチックの中にカーボン繊維、カーボン粉末、金属粉末、金属被覆ガラス繊維、金属被覆ガラス粉末等を添加する方法が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
導電性塗料を塗布して導電性被膜層を形成するには、所定形状にプラスチックを成形し、ついでその成形表面の表面処理を行った後、コーティングにより被膜層を形成するため、量産性が低く、時間や人手がかかってコスト高になるという欠点や、被膜層が耐蝕性、密着性に劣るという欠点がある。
【０００６】
一方、導電性繊維や粉末を混入する方法は、プラスチックにこれらを混入し、成形するだけなので、量産性に優れ、時間や人手がかからず、耐蝕性に優れるという利点を有している。中でも金属被覆繊維を用いる方法は、導電性付与と補強効果とを同時に得ることができ、均一な導電性即ち均一な電磁波シールド効果を持つプラスチック製筺体を得られやすい点で優れている。また、金属被覆繊維は織編物状として、その片面に粘着加工を施す、あるいは接着剤を使用する等の方法で、プラスチック製筺体に貼り付けて使用することもできる。
【０００７】
かかる金属被覆繊維を使用した例として、特公平４−１７２１５号公報に記載された金属被覆ガラス繊維が知られている。具体的には、ガラス繊維表面に無電解メッキ金属膜層を設け、該無電解メッキ金属膜層上に電解メッキ金属膜層を設けた金属被覆ガラス繊維を補強材として含むＦＲＰ製品である。また、特公平３−６６２７２号公報には、ガラス繊維の表面に無電解メッキ法により形成されたCuあるいはNi膜からなる第１層と、その上に電気メッキ法により形成された電気Cuメッキ膜からなる第２層と、さらにその上に無電解メッキ法あるいは電気メッキ法により形成されたNi膜からなる第３層とを有する金属被覆ガラス繊維を補強材として含むＦＲＰ製品が記載されている。
【０００８】
これらは、いずれもガラス繊維表面に無電解メッキ金属膜層を付与しただけでは、充分なシールド性能が得られず、さらに第２層および第３層を設けてシールド性能を得ており、量産性が高いと言えるものではなく、コスト高になっている。
【０００９】
従って、本発明の目的とするところは、かかる欠点がなく、製造も容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本出願にかかる第１の発明は、ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けたことを特徴とする金属被覆ガラスクロスである。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の金属被覆ガラスクロスにおいて、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とするものであり、第３の発明は、前記粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とするものである。また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の金属被覆ガラスクロスにおいて、無電解メッキ層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜からなる群より選ばれる少なくとも１の金属膜層を有することを特徴とするものである。
【００１２】
第５の発明は、ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けることにより、ガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。第６の発明は塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とする第５の発明のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。第７の発明は粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とする第６の発明のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。
【００１３】
第８の発明は無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とする第５乃至第７の発明のガラス繊維に無電解メッキを施す方法である。
【００１４】
第９の発明は、ガラス繊維を織編物状としたガラスクロスの表面を塩化ビニル系樹脂を含む処理剤で被覆した後、該塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層上を無電解メッキ法により金属膜層で被覆したことを特徴とする金属被覆ガラスクロスの製造方法である。
【００１５】
第１０の発明は、第９の発明の金属被覆ガラスクロスの製造方法において、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とするものであり、第１１の発明は、前記粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とするものである。また、第１２の発明は、第９乃至第１１の発明の金属被覆ガラスクロスの製造方法において、無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層が容易に形成でき、前記金属膜層が密着性に優れて剥がれにくいことおよび塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層が、ガラス繊維の表面に容易に形成でき、前記塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層が密着性に優れて剥がれにくいことを利用して、ガラス繊維の表面に密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層を形成した金属被覆ガラスクロスを提供する点にある。
【００１７】
本発明の目的とするところは、製造が容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスを提供することにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下この発明に好適な例を挙げてさらに詳しく説明する。
【００１９】
本発明の金属被覆ガラスクロスを形成するガラス繊維は、特に限定されるものではないが、Ｅガラス、耐アルカリガラス、Ｃガラス、Ｓガラスのヤーンあるいはロービング糸等が挙げられる。繊維の太さに関しても、特に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の金属被覆ガラスクロスは金属被覆処理を施したガラス繊維を織編してガラスクロスとしたものであっても、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行ったものであってもよいが、製造工程が簡単であること、ガラスクロスの織編状の組織形状を形成する際、塩化ビニル系樹脂被覆膜層がガラスクロスの織編状の組織形状を固定する役割をも果たすことから、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行ったものの方がより好ましい。
【００２１】
ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行う方法の場合、前記ガラスヤーンあるいはガラスロービング糸を織物状あるいは編物状にしてガラスクロスを形成する。織物組織も特に限定されるものではなく、例えば平織、からみ織、朱子織、綾織等を挙げることができ、またその目付や織密度も特に限定されるものではない。なお、織編物を目開きにすることにより、透光性を有する電磁波シールド材が、目を密にすることにより遮光性を有する電磁波シールド材が得られる。また、織編物の目開きの程度を調整することにより、電磁波シールド効果を調整することができる。つまり、織編物の目開きの程度が小さい程、得られる金属被覆ガラスクロスの電磁波シールド効果は高いものとなる。
【００２２】
本発明で用いる塩化ビニル系樹脂とは、塩化ビニル樹脂および塩化ビニルの共重合樹脂を指し、塩化ビニルの共重合成分としては、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル酸またはメタクリル酸およびそのエステル等が挙げられる。
【００２３】
被覆膜層を形成せしめるために施与される塩化ビニル系樹脂は、例えば樹脂微粒子が水溶液中に分散したエマルジョン樹脂、有機溶剤に溶解した樹脂溶液などを挙げることができるが、後工程で無電解メッキ法により金属膜層を形成する際、強酸性の水溶液中を通過することを考慮すると、酸によって被覆膜層が冒されにくい方法、すなわち有機溶剤に溶解した樹脂溶液を用いて施与する方が好ましい。また、ガラス繊維の表面に塩化ビニル系樹脂を施与し被膜層を形成する方法は任意であり、前記エマルジョン樹脂あるいは樹脂溶液を浸漬、噴霧、もしくは、はけ塗り等によってガラスクロスに含浸および乾燥させる方法等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２４】
好ましい方法を例示すると、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤にガラスクロスを浸漬し、引き上げた後６０〜２００℃で０．５〜１０分間乾燥する。樹脂の含有量は、繊維および樹脂の合計重量に対して２〜５０重量％、好ましくは２〜２５重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％にするのが好ましい。
【００２５】
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤には、塩化ビニル系以外の樹脂、例えばアクリル樹脂やメラミン樹脂を添加しても構わないが、塩化ビニル系樹脂の割合が樹脂被膜層の４０％以上を占めている方が無電解メッキ金属膜層の形成に適している。
【００２６】
また、上記処理剤中に粒子状粉末特に二酸化ケイ素等の無機粉体が含まれていると、ガラス繊維の表面に形成した塩化ビニル系樹脂被膜層に凹凸ができるため、無電解メッキ金属膜層が容易に形成でき、密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層となり、さらに好適である。粒子状粉末として特に二酸化ケイ素が優れている理由は、粒子が殆ど完全な球形でかつ粒度が揃い、凝集性が少なく、分散性が良いため、効率よく、均等に塩化ビニル系樹脂被膜層に凹凸ができるからであると考えられる。粒子状粉末の添加量は、樹脂被膜層の重量に対して２〜５０重量％が好ましく、粒径は１５〜３０μｍが好ましいが、いずれも限定されるものではない。
【００２７】
本発明において、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設ける第１の目的は、ガラス繊維の表面に密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層を容易に形成することにある。
【００２８】
また、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行う方法の場合、第２の目的として、無電解メッキ法により導電性金属被膜層を形成する際にガラスクロスの織編状の組織形状を維持することもある。つまり、織編状としたガラスクロスは、その組織形状が固定されていないために、特にその組織形状が目開きのときには、無電解メッキ法により導電性金属被膜層を形成する際に、布目曲がり等の欠点を起こし易い。上記問題点は、ガラスクロスの表面に塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設け、ガラスクロスの組織形状を固定することにより、解決することができる。
【００２９】
表面に塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設けたガラスクロスの上に無電解メッキ法により金属被膜層を付与する。付与する金属膜層はNi,Cu,Fe,Coあるいはこれらの金属のうち二種類以上からなる合金、例えばNi-Cu合金、Fe-Ni合金、Fe-Co合金、などが選ばれる。中でも無電解メッキ法により容易に膜形成ができ、十分な化学的及び物理的耐久性を有し、且つ十分な電磁波シールド性能を得られるCu,Ni,Cu-Ni合金が最適である。
【００３０】
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設けたガラス繊維の表面に上記のような金属膜層を形成するにあたっては、ガラス繊維の表面に活性化処理を起こす。かかる処理としては、塩化第１スズの水溶液と接触させ、次いでパラジウム塩水溶液と接触させる処理が一般的である。
【００３１】
金属膜層を形成させる方法としては、上記した金属の塩と還元剤と、さらに錯化剤、ｐＨ緩衝剤、ｐＨ調整剤、安定剤あるいはその他の添加成分を必要に応じて添加した無電解メッキ溶液中にガラスクロスを浸漬し、還元反応により上記金属膜層を形成する方法が挙げられる。
【００３２】
本発明において、ガラス繊維の表面に形成される金属膜層の膜厚としては、所望の電磁波シールド性が得られる様な膜厚が選ばれ、例えば、０．１〜１０μｍが最適である。膜厚の調整は、無電解金属メッキ溶液の温度、金属塩濃度、無電解メッキの処理時間、回数等を調整して得られる。
【００３３】
なお、本発明においてガラス繊維の表面に形成される金属膜層は、上記金属または合金の単層であっても良いし、あるいは必要に応じて、２種以上の金属または合金を組み合わせ複数層であっても良い。例示すると、Cuメッキ膜とNiメッキ膜を複層した電磁波シールドメッキのシールド効果は、Cuメッキ膜のみのシールド効果と大差はないが、Cuメッキ膜は柔らかく酸化を受けやすいため、傷がついたり、化学変化によってシールド効果が低下することがある。一方、Niメッキ膜は硬質で酸化も急速に進まないため、環境からの化学的作用に十分耐え得ることができ、Cuメッキ膜の欠陥を補うことができる。
【００３４】
本発明の金属被覆ガラスクロスは、それ自身を所定の形状に成形する、内挿するあるいは貼り付けることで、電磁波シールド性能を付与することができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３６】
(実施例１)
経糸として３３．７ｔｅｘのガラスヤーンを、緯糸として６７．５ｔｅｘのガラスヤーンを使用し、経糸密度３０本／２５ｍｍ、緯糸密度２０本／２５ｍｍの平織ガラスクロス（商品名：テキストグラスＫＳ５３２０、鐘紡（株）製）を作製した。次に、このガラスクロスを塩化ビニル系樹脂を含む処理剤として、塩化ビニル樹脂１０重量％、粒子状二酸化ケイ素３重量％を含むメチルエチルケトン溶液に浸漬し、次いで絞液した後１４０℃で３分間乾燥した。得られたガラスクロスに無電解メッキ法により、Cu膜とNi膜を複層した金属被覆膜層（膜厚0.6μｍ）を施与し、金属被覆ガラスクロスを得た。この金属被覆ガラスクロスの電界強度の減衰率と周波数の関係をＫＥＣ法で測定した結果を図１に示す。尚、この金属被覆ガラスクロスは、透光性を有しており、被覆した金属膜層は、ガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質のものであった。
【００３７】
(実施例２)
経糸として３３．７ｔｅｘのガラスヤーンを２本、緯糸として６７．５ｔｅｘのガラスヤーンを使用し、経糸、緯糸ともに密度２０本／２５ｍｍのからみ織ガラスクロス（商品名：テキストグラスＫＳ５２４５、鐘紡製）を使用した以外は、実施例１と同様にして金属被覆ガラスクロスを得た。この金属被覆ガラスクロスの電界強度の減衰率と周波数の関係を判定した結果を図２に示す。尚、この金属被覆ガラスクロスも透光性を有しており、被覆した金属膜層は、ガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質のものであった。
【００３８】
(比較例１)
実施例１記載の平織ガラスクロスに塩化ビニル系樹脂を含む処理剤で表面処理をすることなく、無電解メッキ法によりCu膜を被覆しようとしたが、金属膜層を形成させることはできず、金属被覆ガラスクロスを得ることはできなかった。
【００３９】
(比較例２)
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の代わりに、エチレン−酢ビ樹脂エマルジョン（固形分４０％）を使用した以外は実施例１と同様にして、金属被覆ガラスクロスを得た。得られた金属被覆ガラスクロスは、金属膜層のガラス繊維への密着性が悪く、電磁波シールド材としては使用できないものであった。
【００４０】
(比較例３)
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の代わりに、ポリエステル樹脂エマルジョン（固形分４０％）を使用した以外は実施例１と同様にして、金属被覆ガラスクロスを得た。得られた金属被覆ガラスクロスは、金属膜層のガラス繊維への密着性が悪く、電磁波シールド材としては使用できないものであった。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の金属被覆ガラスクロスは、製造も容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する点で非常に優れている。また、本発明の金属被覆ガラスクロスは、それ自身を所定の形状に成形する、内挿するあるいは貼り付けることで、簡易に且つ安価に、電子機器から発生する電磁波が他の機器に対して悪影響を及ぼす電磁波障害を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の金属被覆ガラスクロスについてＫＥＣ法で測定した電界強度の減衰率と周波数の関係を表す図面である。
【図２】実施例２の金属被覆ガラスクロスについてＫＥＣ法で測定した電界強度の減衰率と周波数の関係を表す図面である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高度情報化社会の発展、マルチメディア社会の到来により、電子機器から発生する電磁波が他の機器に対して悪影響を及ぼす電磁波障害が、大きな社会問題となりつつある。電子機器から放射する電磁波をシールドするためには、電子機器を電磁波に対し不透明な良電導体よりなる材料、例えば金属製あるいは導電性の付与されたプラスチック製の筺体の中に収納するのが最も実用的である。
【０００３】
中でも、導電性の付与されたプラスチック製の筺体は成形の自由性、軽量性、耐蝕性、吸音性を有するとともに、量産性にも優れている点から板金、ダイキャスト等の金属製筺体に代わり多用される傾向にある。
【０００４】
プラスチック製筺体に導電性を付与する方法としては、導電性塗料を塗布して導電性被膜を形成する方法、導電性箔を貼り付ける方法、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、メッキ等により導電性被膜層を形成する方法、あるいはプラスチックの中にカーボン繊維、カーボン粉末、金属粉末、金属被覆ガラス繊維、金属被覆ガラス粉末等を添加する方法が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
導電性塗料を塗布して導電性被膜層を形成するには、所定形状にプラスチックを成形し、ついでその成形表面の表面処理を行った後、コーティングにより被膜層を形成するため、量産性が低く、時間や人手がかかってコスト高になるという欠点や、被膜層が耐蝕性、密着性に劣るという欠点がある。
【０００６】
一方、導電性繊維や粉末を混入する方法は、プラスチックにこれらを混入し、成形するだけなので、量産性に優れ、時間や人手がかからず、耐蝕性に優れるという利点を有している。中でも金属被覆繊維を用いる方法は、導電性付与と補強効果とを同時に得ることができ、均一な導電性即ち均一な電磁波シールド効果を持つプラスチック製筺体を得られやすい点で優れている。また、金属被覆繊維は織編物状として、その片面に粘着加工を施す、あるいは接着剤を使用する等の方法で、プラスチック製筺体に貼り付けて使用することもできる。
【０００７】
かかる金属被覆繊維を使用した例として、特公平４−１７２１５号公報に記載された金属被覆ガラス繊維が知られている。具体的には、ガラス繊維表面に無電解メッキ金属膜層を設け、該無電解メッキ金属膜層上に電解メッキ金属膜層を設けた金属被覆ガラス繊維を補強材として含むＦＲＰ製品である。また、特公平３−６６２７２号公報には、ガラス繊維の表面に無電解メッキ法により形成されたCuあるいはNi膜からなる第１層と、その上に電気メッキ法により形成された電気Cuメッキ膜からなる第２層と、さらにその上に無電解メッキ法あるいは電気メッキ法により形成されたNi膜からなる第３層とを有する金属被覆ガラス繊維を補強材として含むＦＲＰ製品が記載されている。
【０００８】
これらは、いずれもガラス繊維表面に無電解メッキ金属膜層を付与しただけでは、充分なシールド性能が得られず、さらに第２層および第３層を設けてシールド性能を得ており、量産性が高いと言えるものではなく、コスト高になっている。
【０００９】
従って、本発明の目的とするところは、かかる欠点がなく、製造も容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本出願にかかる第１の発明は、ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けたことを特徴とする金属被覆ガラスクロスである。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の金属被覆ガラスクロスにおいて、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とするものであり、第３の発明は、前記粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とするものである。また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の金属被覆ガラスクロスにおいて、無電解メッキ層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜からなる群より選ばれる少なくとも１の金属膜層を有することを特徴とするものである。
【００１２】
第５の発明は、ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けることにより、ガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。第６の発明は塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とする第５の発明のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。第７の発明は粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とする第６の発明のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法である。
【００１３】
第８の発明は無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とする第５乃至第７の発明のガラス繊維に無電解メッキを施す方法である。
【００１４】
第９の発明は、ガラス繊維を織編物状としたガラスクロスの表面を塩化ビニル系樹脂を含む処理剤で被覆した後、該塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層上を無電解メッキ法により金属膜層で被覆したことを特徴とする金属被覆ガラスクロスの製造方法である。
【００１５】
第１０の発明は、第９の発明の金属被覆ガラスクロスの製造方法において、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とするものであり、第１１の発明は、前記粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とするものである。また、第１２の発明は、第９乃至第１１の発明の金属被覆ガラスクロスの製造方法において、無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層が容易に形成でき、前記金属膜層が密着性に優れて剥がれにくいことおよび塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層が、ガラス繊維の表面に容易に形成でき、前記塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層が密着性に優れて剥がれにくいことを利用して、ガラス繊維の表面に密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層を形成した金属被覆ガラスクロスを提供する点にある。
【００１７】
本発明の目的とするところは、製造が容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する金属被覆ガラスクロスを提供することにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下この発明に好適な例を挙げてさらに詳しく説明する。
【００１９】
本発明の金属被覆ガラスクロスを形成するガラス繊維は、特に限定されるものではないが、Ｅガラス、耐アルカリガラス、Ｃガラス、Ｓガラスのヤーンあるいはロービング糸等が挙げられる。繊維の太さに関しても、特に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の金属被覆ガラスクロスは金属被覆処理を施したガラス繊維を織編してガラスクロスとしたものであっても、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行ったものであってもよいが、製造工程が簡単であること、ガラスクロスの織編状の組織形状を形成する際、塩化ビニル系樹脂被覆膜層がガラスクロスの織編状の組織形状を固定する役割をも果たすことから、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行ったものの方がより好ましい。
【００２１】
ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行う方法の場合、前記ガラスヤーンあるいはガラスロービング糸を織物状あるいは編物状にしてガラスクロスを形成する。織物組織も特に限定されるものではなく、例えば平織、からみ織、朱子織、綾織等を挙げることができ、またその目付や織密度も特に限定されるものではない。なお、織編物を目開きにすることにより、透光性を有する電磁波シールド材が、目を密にすることにより遮光性を有する電磁波シールド材が得られる。また、織編物の目開きの程度を調整することにより、電磁波シールド効果を調整することができる。つまり、織編物の目開きの程度が小さい程、得られる金属被覆ガラスクロスの電磁波シールド効果は高いものとなる。
【００２２】
本発明で用いる塩化ビニル系樹脂とは、塩化ビニル樹脂および塩化ビニルの共重合樹脂を指し、塩化ビニルの共重合成分としては、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル酸またはメタクリル酸およびそのエステル等が挙げられる。
【００２３】
被覆膜層を形成せしめるために施与される塩化ビニル系樹脂は、例えば樹脂微粒子が水溶液中に分散したエマルジョン樹脂、有機溶剤に溶解した樹脂溶液などを挙げることができるが、後工程で無電解メッキ法により金属膜層を形成する際、強酸性の水溶液中を通過することを考慮すると、酸によって被覆膜層が冒されにくい方法、すなわち有機溶剤に溶解した樹脂溶液を用いて施与する方が好ましい。また、ガラス繊維の表面に塩化ビニル系樹脂を施与し被膜層を形成する方法は任意であり、前記エマルジョン樹脂あるいは樹脂溶液を浸漬、噴霧、もしくは、はけ塗り等によってガラスクロスに含浸および乾燥させる方法等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２４】
好ましい方法を例示すると、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤にガラスクロスを浸漬し、引き上げた後６０〜２００℃で０．５〜１０分間乾燥する。樹脂の含有量は、繊維および樹脂の合計重量に対して２〜５０重量％、好ましくは２〜２５重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％にするのが好ましい。
【００２５】
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤には、塩化ビニル系以外の樹脂、例えばアクリル樹脂やメラミン樹脂を添加しても構わないが、塩化ビニル系樹脂の割合が樹脂被膜層の４０％以上を占めている方が無電解メッキ金属膜層の形成に適している。
【００２６】
また、上記処理剤中に粒子状粉末特に二酸化ケイ素等の無機粉体が含まれていると、ガラス繊維の表面に形成した塩化ビニル系樹脂被膜層に凹凸ができるため、無電解メッキ金属膜層が容易に形成でき、密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層となり、さらに好適である。粒子状粉末として特に二酸化ケイ素が優れている理由は、粒子が殆ど完全な球形でかつ粒度が揃い、凝集性が少なく、分散性が良いため、効率よく、均等に塩化ビニル系樹脂被膜層に凹凸ができるからであると考えられる。粒子状粉末の添加量は、樹脂被膜層の重量に対して２〜５０重量％が好ましく、粒径は１５〜３０μｍが好ましいが、いずれも限定されるものではない。
【００２７】
本発明において、塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設ける第１の目的は、ガラス繊維の表面に密着性に優れて剥がれにくい導電性金属被膜層を容易に形成することにある。
【００２８】
また、ガラスクロスとした後に金属被覆処理を行う方法の場合、第２の目的として、無電解メッキ法により導電性金属被膜層を形成する際にガラスクロスの織編状の組織形状を維持することもある。つまり、織編状としたガラスクロスは、その組織形状が固定されていないために、特にその組織形状が目開きのときには、無電解メッキ法により導電性金属被膜層を形成する際に、布目曲がり等の欠点を起こし易い。上記問題点は、ガラスクロスの表面に塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設け、ガラスクロスの組織形状を固定することにより、解決することができる。
【００２９】
表面に塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設けたガラスクロスの上に無電解メッキ法により金属被膜層を付与する。付与する金属膜層はNi,Cu,Fe,Coあるいはこれらの金属のうち二種類以上からなる合金、例えばNi-Cu合金、Fe-Ni合金、Fe-Co合金、などが選ばれる。中でも無電解メッキ法により容易に膜形成ができ、十分な化学的及び物理的耐久性を有し、且つ十分な電磁波シールド性能を得られるCu,Ni,Cu-Ni合金が最適である。
【００３０】
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層を設けたガラス繊維の表面に上記のような金属膜層を形成するにあたっては、ガラス繊維の表面に活性化処理を起こす。かかる処理としては、塩化第１スズの水溶液と接触させ、次いでパラジウム塩水溶液と接触させる処理が一般的である。
【００３１】
金属膜層を形成させる方法としては、上記した金属の塩と還元剤と、さらに錯化剤、ｐＨ緩衝剤、ｐＨ調整剤、安定剤あるいはその他の添加成分を必要に応じて添加した無電解メッキ溶液中にガラスクロスを浸漬し、還元反応により上記金属膜層を形成する方法が挙げられる。
【００３２】
本発明において、ガラス繊維の表面に形成される金属膜層の膜厚としては、所望の電磁波シールド性が得られる様な膜厚が選ばれ、例えば、０．１〜１０μｍが最適である。膜厚の調整は、無電解金属メッキ溶液の温度、金属塩濃度、無電解メッキの処理時間、回数等を調整して得られる。
【００３３】
なお、本発明においてガラス繊維の表面に形成される金属膜層は、上記金属または合金の単層であっても良いし、あるいは必要に応じて、２種以上の金属または合金を組み合わせ複数層であっても良い。例示すると、Cuメッキ膜とNiメッキ膜を複層した電磁波シールドメッキのシールド効果は、Cuメッキ膜のみのシールド効果と大差はないが、Cuメッキ膜は柔らかく酸化を受けやすいため、傷がついたり、化学変化によってシールド効果が低下することがある。一方、Niメッキ膜は硬質で酸化も急速に進まないため、環境からの化学的作用に十分耐え得ることができ、Cuメッキ膜の欠陥を補うことができる。
【００３４】
本発明の金属被覆ガラスクロスは、それ自身を所定の形状に成形する、内挿するあるいは貼り付けることで、電磁波シールド性能を付与することができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３６】
(実施例１)
経糸として３３．７ｔｅｘのガラスヤーンを、緯糸として６７．５ｔｅｘのガラスヤーンを使用し、経糸密度３０本／２５ｍｍ、緯糸密度２０本／２５ｍｍの平織ガラスクロス（商品名：テキストグラスＫＳ５３２０、鐘紡（株）製）を作製した。次に、このガラスクロスを塩化ビニル系樹脂を含む処理剤として、塩化ビニル樹脂１０重量％、粒子状二酸化ケイ素３重量％を含むメチルエチルケトン溶液に浸漬し、次いで絞液した後１４０℃で３分間乾燥した。得られたガラスクロスに無電解メッキ法により、Cu膜とNi膜を複層した金属被覆膜層（膜厚0.6μｍ）を施与し、金属被覆ガラスクロスを得た。この金属被覆ガラスクロスの電界強度の減衰率と周波数の関係をＫＥＣ法で測定した結果を図１に示す。尚、この金属被覆ガラスクロスは、透光性を有しており、被覆した金属膜層は、ガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質のものであった。
【００３７】
(実施例２)
経糸として３３．７ｔｅｘのガラスヤーンを２本、緯糸として６７．５ｔｅｘのガラスヤーンを使用し、経糸、緯糸ともに密度２０本／２５ｍｍのからみ織ガラスクロス（商品名：テキストグラスＫＳ５２４５、鐘紡製）を使用した以外は、実施例１と同様にして金属被覆ガラスクロスを得た。この金属被覆ガラスクロスの電界強度の減衰率と周波数の関係を判定した結果を図２に示す。尚、この金属被覆ガラスクロスも透光性を有しており、被覆した金属膜層は、ガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質のものであった。
【００３８】
(比較例１)
実施例１記載の平織ガラスクロスに塩化ビニル系樹脂を含む処理剤で表面処理をすることなく、無電解メッキ法によりCu膜を被覆しようとしたが、金属膜層を形成させることはできず、金属被覆ガラスクロスを得ることはできなかった。
【００３９】
(比較例２)
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の代わりに、エチレン−酢ビ樹脂エマルジョン（固形分４０％）を使用した以外は実施例１と同様にして、金属被覆ガラスクロスを得た。得られた金属被覆ガラスクロスは、金属膜層のガラス繊維への密着性が悪く、電磁波シールド材としては使用できないものであった。
【００４０】
(比較例３)
塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の代わりに、ポリエステル樹脂エマルジョン（固形分４０％）を使用した以外は実施例１と同様にして、金属被覆ガラスクロスを得た。得られた金属被覆ガラスクロスは、金属膜層のガラス繊維への密着性が悪く、電磁波シールド材としては使用できないものであった。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の金属被覆ガラスクロスは、製造も容易でコストも低く、しかも金属膜層のガラス繊維への密着性に優れて剥がれにくい高品質の電磁波シールド効果を有する点で非常に優れている。また、本発明の金属被覆ガラスクロスは、それ自身を所定の形状に成形する、内挿するあるいは貼り付けることで、簡易に且つ安価に、電子機器から発生する電磁波が他の機器に対して悪影響を及ぼす電磁波障害を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の金属被覆ガラスクロスについてＫＥＣ法で測定した電界強度の減衰率と周波数の関係を表す図面である。
【図２】実施例２の金属被覆ガラスクロスについてＫＥＣ法で測定した電界強度の減衰率と周波数の関係を表す図面である。
Claims (12)
- ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けたことを特徴とする金属被覆ガラスクロス。
- 塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とする請求項１記載の金属被覆ガラスクロス。
- 粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項２記載の金属被覆ガラスクロス。
- 無電解メッキ層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜からなる群より選ばれる少なくとも１の金属膜層を有することを特徴とする請求項１乃至３記載の金属被覆ガラスクロス。
- ガラス繊維表面に塩化ビニル系樹脂を含む被覆膜層を設け、該被覆膜層上に無電解メッキ金属膜層を設けることにより、ガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法。
- 塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とする請求項５のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法。
- 粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項６記載のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法。
- 無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とする請求項５乃至７のガラス繊維製品に無電解メッキを施す方法。
- ガラス繊維を織編物状としたガラスクロスの表面を塩化ビニル系樹脂を含む処理剤で被覆した後、該塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の被覆膜層上を無電解メッキ法により金属膜層で被覆したことを特徴とする金属被覆ガラスクロスの製造方法。
- 塩化ビニル系樹脂を含む処理剤の中に粒子状粉末を含むことを特徴とする請求項９記載の金属被覆ガラスクロスの製造方法。
- 粒子状粉末が二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項８記載の金属被覆ガラスクロスの製造方法。
- 無電解メッキ法により形成される金属被膜層がCu膜,Ni膜,Co膜,Fe膜,Ni-Cu合金膜,Fe-Ni合金膜およびFe-Co合金膜の単層あるいは２種以上の金属または合金を組み合わせた複数層であることを特徴とする請求項９乃至１１記載の金属被覆ガラスクロスの製造方法。
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