JP6799514B2 - 電磁波シールド材用不織布基材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鍍金加工性に優れた高強度な電磁波シールド材用不織布基材の製造方法に関する。

電子機器は電磁波を発生している。そして、電磁波を電子機器の外部に漏らさないようにするため、また、電磁波により電子機器が誤作動を起こさないようにするために、電磁波シールド材が使用されている。電磁波シールド材には、板金、金属を含む塗料、金属メッシュ、発泡金属等が挙げられる。近年の電子機器の小型化に伴い、薄い電磁波シールド材が求められており、ポリエステル系短繊維から形成される不織布に金属鍍金加工を施してなる電磁波シールド材が知られている（例えば、特許文献１）。

上記のような不織布に金属鍍金加工を施した電磁波シールド材においては、ポリエステル系短繊維と金属鍍金加工によって形成される金属層とが密着していることが要求され、そのためにポリエステル系短繊維をアルカリ処理することが知られている。

通常、不織布をアルカリ処理する際は湿式で行うが、繊維接着が弱いと繊維が水槽内に脱落し、著しく操業性を低下させ、また、脱落した繊維によって鍍金工程で欠陥が発生する問題があった。

特開２０１４−７５４８５号公報

本発明の課題は、電磁波シールド材用の鍍金加工工程におけるアルカリ処理において、繊維脱落のない高強度な電磁波シールド材用不織布基材を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、延伸ポリエステル系短繊維と融点が２２０℃以上２５０℃以下の未延伸ポリエステル系短繊維とを含有する不織布を、温度が２００℃超２１５℃以下である熱ロールを用いて熱カレンダー処理することを特徴とする電磁波シールド材用不織布基材の製造方法を見出した。

本発明の電磁波シールド材用不織布基材の製造方法によって、金属鍍金加工性に優れた高強度な電磁波シールド材用不織布基材を製造することができる。

以下、本発明の電磁波シールド材用不織布基材の製造方法について詳説する。本発明において、電磁波シールド材用不織布基材は、ポリエステル系短繊維を含有する不織布であり、延伸ポリエステル系短繊維と融点が２２０℃以上２５０℃以下の未延伸ポリエステル系短繊維とを含有する。そして、該不織布を、温度が２００℃超２１５℃以下である熱ロールを用いて熱カレンダー処理することを特徴としている。

融点が２２０℃以上２５０℃以下の未延伸ポリエステル系短繊維を含有する不織布を、温度が２００℃以上２１５℃以下である熱ロールを用いて熱カレンダー処理した場合、延伸ポリエステル系短繊維と未延伸ポリエステル系短繊維とが接着し、該不織布の強度を高めるという効果が達成できる。熱ロールの温度が２００℃未満の場合、繊維同士が接着せずに強度が発現しないという問題が発生し、逆に、熱ロールの温度が２１５℃超である場合、熱ロールに不織布が貼り付いてしまい、シートにならないという問題が発生する。熱ロールの温度は、より好ましくは、２０５℃以上２１０℃以下である。

本発明において、未延伸ポリエステル系短繊維の融点は、示差走査熱量測定装置にて窒素雰囲気で昇温速度１０℃／ｍｉｎ、２５℃から３００℃まで昇温した時のピーク温度である。

本発明において、延伸ポリエステル系短繊維は、熱カレンダー処理によっても、溶融又は軟化しにくく、不織布基材の骨格を形成する主体繊維である。延伸ポリエステル系短繊維の繊維径は、１〜１０μｍであることが好ましく、２〜８μｍであることがより好ましい。延伸ポリエステル系短繊維として、繊維径の異なる２種以上の繊維を含むこともできる。延伸ポリエステル系短繊維の繊維径が１０μｍ以下である場合、薄い電磁波シールド材を提供することが容易となる。また、好ましくは、延伸ポリエステル系短繊維として、繊維径が３μｍ以下のポリエステル系短繊維を必須成分として含むことが好ましい。繊維径が３μｍ以下のポリエステル系短繊維を含むことによって、電磁波シールド性が向上する。

本発明において、未延伸ポリエステル系短繊維は、熱カレンダー処理によって、溶融又は軟化し、不織布基材の強度を高めるバインダー繊維として機能する。未延伸ポリエステル系短繊維の繊維径は、１〜８μｍであることが好ましく、３〜５μｍであることがより好ましい。繊維径がこの範囲である場合、該不織布基材の強度を高めながら、薄い電磁波シールド材を提供できる。未延伸ポリエステル系繊維として、繊維径の異なる２種以上の繊維を含むこともできる。

本発明において、未延伸ポリエステル系短繊維の融点は、２２０℃以上２５０℃以下であり、より好ましくは２２５℃以上２５０℃以下である。未延伸ポリエステル系短繊維の融点が２２０℃未満の場合、金属熱ロールに不織布が貼り付いてしまい、シートにならない。また、未延伸ポリエステル系短繊維の融点が２５０℃を超える場合、繊維が接着せずにシートの強度が発現しない。

本発明において、延伸ポリエステル系短繊維と未延伸ポリエステル系短繊維の質量含有比率は、２０：８０〜８０：２０であることが好ましい。未延伸ポリエステル系短繊維の含有率が不織布基材を構成する繊維全体の２０質量％未満であると、基材として必要な強度が発現しなくなることがある。一方、未延伸ポリエステル系短繊維の含有率が８０質量％を超えると、均一性を損なう場合がある。さらに、電磁波シールド性を向上させるために、繊維径が３μｍ以下の延伸ポリエステル系短繊維の含有率が、不織布基材を構成する繊維全体の５〜８０質量％であることがより好ましい。本発明の不織布基材において、最も好ましい繊維配合は、未延伸ポリエステル系短繊維が２０〜８０質量％、繊維径が３μｍを超えて１０μｍ以下の延伸ポリエステル系短繊維が０〜７５質量％、繊維径が３μｍ以下の延伸ポリエステル系短繊維が５〜８０質量％である。

なお、ポリエステル系短繊維の繊維径は、顕微鏡で３０００倍の不織布基材断面の拡大写真を撮り、ポリエステル系短繊維の断面積を測定し、繊維の断面形状が真円として算出した直径であり、本発明では、１０本以上の繊維の算術平均値を求めた。

ポリエステル系短繊維の繊維長は、好ましくは１〜２０ｍｍであり、より好ましくは１〜１０ｍｍであり、さらに好ましくは２〜８ｍｍである。ポリエステル系短繊維の繊維長が１ｍｍ未満である場合、不織布基材として必要な強度が発現しなくなることがある。ポリエステル系短繊維の繊維長が２０ｍｍ超の場合、均一性を損なう場合がある。

本発明において、ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。ポリエステル系短繊維は、電磁波シールドの厚みを薄くするために繊維径を小さくできること、抄紙のしやすさ、鍍金加工における湿式でのアルカリ処理時の寸法安定性から好ましい。ポリエステル系短繊維は、単独で使用しても良いし、２種類以上を併用しても良い。

上記繊維をシート状に形成せしめる方法としては、スパンボンド法、メルトブロー法、静電紡糸法、湿式法等の各種製造方法によることができる。繊維間を接合する方法としては、ケミカルボンド法、熱融着法等の各種方法によることができる。これらの中で、湿式法によってシート状に形成し、熱融着法によって接合することが、耐久性や強度に優れ表面が平滑な不織布基材が得られることから好ましい。

湿式法における熱融着法としては、抄紙で得られたシートを、多筒式ドライヤー、ヤンキードライヤー、エアースルードライヤー等の抄紙後に使用される乾燥機で乾燥する際に熱融着する方法を用いることができる。また、金属製熱ロール／金属製熱ロール、金属製熱ロール／弾性ロール、金属製熱ロール／コットンロールなどのロール組み合わせを有する熱カレンダー装置による熱カレンダー処理によって熱融着する方法が好ましい。熱カレンダー処理により、バインダー成分が熱溶融し、熱融着が生じる。

本発明において、熱カレンダー処理における熱ロールの温度は、上述したように、２００℃超２１５℃以下である。また、熱カレンダーの条件は以下に例示することができるが、これらに限定されるものではない。強度を発現するために、熱カレンダー処理における圧力は、好ましくは５０〜２５０ｋＮ／ｍであり、さらに好ましくは８０〜１５０ｋＮ／ｍである。５０ｋＮ／ｍ未満である場合、表面の平滑性を損なう可能性があり、また、速度を低下させないと厚みが薄くならない可能性がある。２５０ｋＮ／ｍ超の場合、シートが圧力に耐えられずに破断する可能性がある。熱カレンダーの速度は１〜３００ｍ／ｍｉｎが好ましい。１ｍ／ｍｉｎ以上とすることで、作業効率が良好となる。３００ｍ／ｍｉｎ以下とすることで不織布基材に熱を伝導させ、熱融着の実効を得やすくなる。熱カレンダーのニップ回数は不織布基材に熱を伝導することができれば特に限定するものではないが、金属製熱ロール／弾性ロールの組み合わせでは、不織布基材の表裏から熱を伝導させるために、２回以上ニップしても良い。

本発明の電磁波シールド材用不織布基材の厚みは、電子機器で使用する目的から、７〜３０μｍであることが好ましく、目付（坪量）は６〜３０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。目付が６ｇ／ｍ^２未満であると、均一性を得ることが難しくなり、電磁波シールド性の効果にバラつきが発生しやすくなる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において、％及び部は、断りのない限り、全て質量基準である。なお、実施例１及び３は参考例である。

［実施例１］
繊度０．６ｄｔｅｘ（繊維径７．４μｍ）、繊維長５ｍｍの延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系短繊維３０質量部と、繊度０．３ｄｔｅｘ（繊維径５．３μｍ）、繊維長３ｍｍの延伸ＰＥＴ系短繊維３０質量部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍ、融点２４６℃の単一成分型バインダー用未延伸ＰＥＴ系短繊維４０質量部とをパルパーにより水中に分散し、濃度１質量％の均一な抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを、通気度２７５ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ、組織［上網：平織、下網：畝織］の抄造ワイヤーを設置した傾斜型抄紙機にて、湿式法で抄き上げ、１３５℃のシリンダードライヤーによって、バインダー用未延伸ＰＥＴ系短繊維を熱融着させて不織布強度を発現させ、目付１０ｇ／ｍ^２の不織布とした。さらに、この不織布を、誘電発熱ジャケットロール（金属製熱ロール）及び弾性ロールからなる１ニップ式熱カレンダー装置を使用して、熱ロール温度２００℃、線圧１００ｋＮ／ｍ、処理速度３０ｍ／分の条件で熱カレンダー処理し、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例２］
熱ロール温度を２０７℃とした以外は実施例１と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例３］
繊度０．１ｄｔｅｘ（繊維径３．０μｍ）、繊維長３ｍｍの延伸ＰＥＴ系短繊維２０質量部と、繊度０．０６ｄｔｅｘ（繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの延伸ＰＥＴ系短繊維４０質量部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍ、融点２４６℃の単一成分型バインダー用未延伸ＰＥＴ系短繊維４０質量部とした以外は実施例１と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例４］
熱ロール温度を２０７℃とした以外は実施例３と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例５］
繊度０．０６ｄｔｅｘ（繊維径２．４μｍ）、繊維長３ｍｍの延伸ＰＥＴ系短繊維６０質量部と、繊度０．２ｄｔｅｘ（繊維径４．３μｍ）、繊維長３ｍｍ、融点２４６℃の単一成分型バインダー用未延伸ＰＥＴ系短繊維４０質量部とした以外は実施例２と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例６］
熱ロール温度を２１２℃とした以外は実施例１と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［実施例７］
熱ロール温度を２１２℃とした以外は実施例３と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［比較例１］
熱ロール温度を１９５℃とした以外は実施例１と同じようにして、厚み１５μｍの不織布基材を作製した。

［比較例２］
熱ロール温度を２２０℃とした以外は実施例１と同じようにして不織布基材を作製したが、金属製熱ロールに貼り付いてしまい、シートにすることができなかった。

実施例及び比較例で作製した不織布基材に対して無電解鍍金法により、銅及びニッケルの鍍金を施し、電磁波シールド材を作製した。

＜評価＞
［耐繊維脱落性］
不織布基材を５分間、１０％水酸化ナトリウム水溶液に浸した後、純水で十分に洗浄した。その後、学振型摩擦堅牢度試験機を使い、５００ｇｆの錘を載せたビリケンモス布を使って５往復基材を擦り下記基準で評価した。

「◎」ビリケンモス布に繊維が付着しない。
「○」ビリケンモス布に繊維がほとんど付着しない。
「△」ビリケンモス布に繊維が若干付着するが実用上問題がない。
「×」ビリケンモス布に繊維が付着し、場合によっては基材が破断する。

［電磁波シールド性］
電磁波シールド材をＫＥＣ法によって評価した。

「◎」優れた電磁波シールド性がある。
「○」やや優れた電磁波シールド性がある。
「△」実用上問題ない電磁波シールド性がある。

実施例１〜７の不織布基材は、比較例１の不織布基材と比べて、優れた耐繊維脱落性がある。また、実施例１、２及び６の不織布基材を比較すると、熱ロール温度が高いと耐繊維脱落性が良くなる。一方、実施例６は熱ロールに不織布全体が貼り付いてシートにならないことはなかったが、熱ロールへ繊維がとられて熱ロールが汚れることがあった。また、実施例３、４及び７の不織布基材を比較すると、熱ロール温度が高いと耐繊維脱落性が良くなる。一方、実施例７は熱ロールに不織布全体が貼り付いてシートにならないことはなかったが、熱ロールへ繊維がとられて熱ロールが汚れることがあった。比較例２では金属製熱ロールに不織布基材が溶融して貼り付いてしまい、シートにすることができなかった。また、３μｍ以下のポリエステル系短繊維を含む実施例３〜５及び７の不織布基材を用いて電磁波シールド材を作製した場合、優れた電磁波シールド性が発現した。

本発明の不織布基材の活用例としては、電磁波シールド材が好適である。

Claims (2)

1. 延伸ポリエステル系短繊維と融点が２２０℃以上２５０℃以下の未延伸ポリエステル系短繊維とを含有する不織布を、温度が２００℃超２１５℃以下である熱ロールを用いて熱カレンダー処理することを特徴とする電磁波シールド材用不織布基材の製造方法。
2. 温度が２０５℃以上２１５℃以下である熱ロールを用いて熱カレンダー処理する請求項１記載の電磁波シールド材用不織布基材の製造方法。