JPH01284000A - メタライズされた繊維を含む複合体及びそれを電磁波遮蔽用成形品の製造に用いる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プラスチックは通常電気製品及び電子装置の／Ｓウジン
グに使用される材料である。電気的に非導電性であるた
め、大部分のプラスチックスは一般に電磁波を透過する
。しかしこの種の装置を動作させると、しばしば意図せ
ずに高周波信号が放射されることがあり、或いはこの種
の装置は外部からの電磁波の放射に対して敏感である。

特に電子部品は非常に小型化されているために、外部の
電磁波による妨害に対し著しく敏感になっている。

このような発達につれて、発生する妨害電磁波の強さを
規制する一連の国家基準（ＦＣＣｌＥＥＣ、ＶＤＥ　、
ＤＩＮ）がすでにつくられている。

現在、プラスチック部品に電磁波に対する遮蔽性を賦与
するいくつかの方法がすでに応用されている。その例と
しては表面を化学的及び物理的にメタライズする方法、
伝導性ペイントで被覆する方法、及び真空メタライズを
行う方法がある。遮蔽効果をもった添加剤をプラスチッ
クに混入する方法もいくつか試みられており、工業的用
途が見出だされている。その例としては鋼の繊維、炭素
繊維、金属片、金属粉末及びメタライズされた繊維を混
入する方法がある。しかしプラスチックのハウジングを
電磁的に遮蔽する一般的に応用可能な経済的方法はまだ
見出だされていない。現在用いられているメタライズの
方法はコストが高いという欠点をもっている。その原因
は多数の工程を用いるために、それに伴なって生産コス
トが高くなるのである。またこのようにしてつくられた
金属表面は敏感すぎたりまたは鈍感すぎたりして、さら
にペイントで被覆を行わなければならない。

遮蔽効果をもった添加剤を混入する方法も又未だ確立さ
れていない。その主な理由は、添加剤の価格が高く、し
かも大量に添加せねばならず、またそれに伴なってプラ
スチックス材料の機械的性質及び表面特性が損なわれ、
またプラスチック中へ充填される添加剤の分布が不均一
になったり、或いは加工中に添加剤の遮蔽効果が損なわ
れたりするためである。

電磁遮蔽を論じる場合、電磁波のどの周波数範囲で電磁
場のどの成分をどの程度遮蔽しなければならないかを規
定することが重要である。遠いゾーンにおいて高周波数
の電磁場（ＧＨｚ範囲）を遮蔽すること、及び近いゾー
ンにおいて低周波電磁場の電気成分を遮蔽することは技
術的に比較的容易であるが、近い区域において低周波電
磁場（Ｍ　Ｈｚ範囲）の磁気成分を遮蔽することは技術
的に大きな問題を生じる。

勿論遮蔽効果を有する充填剤を含む熱可塑性材料を用意
し、適切な遮蔽性をもつ射出成形したハウジング部材を
つくる多くの試みがなされている。

メタライズしたガラスｌａ維を混入することも試みられ
たている。しかし特に射出成形工程中高度の剪断力がか
かるので、繊維が非常に細くなりまた金属層が大部分繊
維表面から剥離するために、この試みは失敗に終ってい
る。これらのどちらも遮蔽効果の著しい損失を招く。

本発明においては驚くべきことには、複合体に関し少な
くとも５重量％の数種の重合体の被覆がなされているメ
タライズされた繊維を含む複合体を使用して射出成形に
より成形品をつくると、上記欠点を大部分道は得ること
が見出だされた。

本発明は、これを要約すると、射出成形法により電磁遮
蔽効果をもった成形品を製造するのに特に適した、一種
またはそれ以上の重合体被覆を有するメタライズされた
繊維を含む複合体に関する。

熱可塑性の被覆をもった銅で被覆されたガラス繊維が好
適な繊維材料である。

５〜９５重量％、好ましくは７〜７０重量％、特に好ま
しくは１０〜３０重量％または６０〜９０重量％の被覆
を用いることができる。

繊維に２種の異った被覆を行い、この際例えば第１の被
覆は可撓性材料を用い第２の被覆は熱可塑性材料を用い
て行うか、または第１の被覆を低融点材料で行い第２の
被覆を高融点材料で行うか、或いは第１の被覆を非溶融
材料で行い第２の被覆を溶融性材料で行うようにするこ
とが本発明の範囲内において特に有利である。勿論これ
以外の組み合わせも可能である。

本発明の範囲内に入る被覆の例は次の通りである。

重合体または低分子量物質の水溶液または有機溶媒溶液
、例えばポリカーボネート／塩化メチレン、セルロース
／水、ポリアミド／Ｎ−メチルピロリドン等。液体化合
物も使用できる。この場合反応性物質、例えば重合可能
な不飽和単量体、不飽和ポリエステル樹脂またはエポキ
シ樹脂、またはポリウレタン予備線金物が好適である。

この場合適当に溶媒を含むことができる。

さらに低分子量または高分子量材料の溶融可能な粉末、
例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体または種々の粉末
被覆材料を用いることができる。

水または有機溶媒中における重合体の分散物が特に好適
である。

下記の分散物を例として挙げることができる。

スチレンとアクリル酸エステルの共重合体、スチレン−
ブタジェン共重合体及びスチレン−ブタジェン−Ｎ−ビ
ニルピリジン共重合体、クロロブタジェンの重合体また
は共重合体、ポリブタジェンの重合体または共重合体、
ブタジェン−アクリロニトリル重合体、カルボキシル化
されたスチレン−ブタジェン共重合体、クロロプレンの
重合体マたは共重合体、スチレン−アクリロニトリル重
合体、ポリオレフィン分散物、または他の種類のワック
スの分散物。勿論これらの分散物の適当な混合物も使用
できる。後で交叉結合反応を行って可視性または不溶性
の状態に変え得る種類の重合体、例えばブタジェンを含
む共重合体またはグラフト重合体が特に好適である。

任意の溶融可能なまたは熱可塑性の材料、特に例えば溶
融被覆によりメタライズされた繊維を被覆し得るものも
適している。好適に使用される材料は本発明により繊維
を混入しようとする熱可塑性のマトリックスの融点より
高い融点をもっている。これらの材料を例えば上記ラテ
ックスから得られる被覆と組み合わせ第２の被覆として
使用することが特に好適である。このような重合体／マ
トリックスの組み合わせの例を次に示す。ポリブタジェ
ン−スチレン−Ｎ−ビニルピリジン／ホリアミド６６／
ポリアミド６、ポリアルキルアクリレート−スチレン／
ポリフェニレンスルフィド／ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアミドイミド／ポリアミド６６／ポリアクリロ
ニトリル−スチレン−ブタジェン共重合体またはポリア
ルキルアクリレート−スチレン／ポリカーボネート／ポ
リアミド６、ポリブタジェン−スチレン−Ｎ−ビニルピ
リジン／ポリアミド６６／ポリカーボネート、ポリブタ
ジェン−スチレン−Ｎ−ビニルピリジン／ポリカーボネ
ート／ポリアクリロニトリル−スチレン−ブタジェンと
ポリカーボネートとの配合物。

メタライズされた繊維の被覆は従来法に従って、例えば
浸漬、通常の方法による噴霧、粉末被覆、溶液または分
散物の蒸発、溶融被覆、押出または同時押出により行う
ことができる。勿論反応性被覆材料、例えば反応性射出
成形ポリウレタンを使用することもできる。

本発明においては繊維の束を被覆する場合、これを適当
な方法で分離することが有利である。

繊維としては有機または無機性の繊維、例えばポリエス
テル、ポリアミド、ポリアルキレン、ポリアクリロニト
リル、ポリアラミド、綿、羊毛、ガラス、炭素、グラフ
ァイト、セラミックス、酸化アルミニウムからつくられ
た材料が適している。

メタライズされた強化繊維は特に基材として好適である
。何故ならば遮蔽効果を賦与されるべき熱可塑性材料の
機械的及び熱的性質が改善されるからである。

被覆したメタライズ繊維の混入は、例えば粒状物に対す
る混合、配合、圧縮成形、または別途押出機へ添加する
ことによって行うことができる。

好適な混入条件は、繊維を熱的及び機械的応力に短時間
しか曝さないような条件である。

公知の熱可塑性重合体またはそれらの混合物並びに配合
物はすべて熱可塑性材料として使用することができる。

その例は次の通りである。ポリオレフィン、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレンまたはポリイソブチレン、種
々の共重合体、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体及
びそれらの部分的に加水分解した誘導体、ポリ塩化ビニ
ル、フッ素を含む重合体、ポリアセテート、ポリスチレ
ン及びスチレン共重合体、特にアクリロニトリルとブタ
ジェンとの共重合体、種々の組成をもったポリアミド、
ポリアルキレンテレフタレート、芳香脂肪族のポリエス
テル及びその混合ポリエステル及びポリエステル共重合
体、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド及びポ
リフェニレンスルフィト、ポリスルフオン、ポリエチル
スルフォン、セルロースエステルまたは熱可塑性ポリウ
レタン、並びにポリ尿素及びポリイソシアネートの付加
重合法によって得られる他の重合体。スチレン−アクリ
ロニトリル−ブタジェン共重合体及びポリカーボネート
からつくられる重合体は重合体混合物の例として挙げる
ことができる。

種々の有機性の助剤及び顔料の他に、使用される重合体
はまた、種々の充填剤、例えば硅酸塩、カオリン、白亜
及び他の炭酸塩、カーボンブラック、有機または無機性
の繊維、及び炭素繊維またはグラファイト繊維、ガラス
、アラミド等を含むことができる。

メタライズは通常の方法、例えば無電解及び／又は電解
メツキ、蒸着またはスパッタリングにより行うことがで
きる。非電気的にメタライズされた繊維を使用すること
が好ましい。何故ならこの工程においては金属被覆の分
布が特に均一になり、また金属と表面との接着が良好な
ものが得られるからである。適当な金属は特にアルミニ
ウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀または金または
これらと他の金属との合金である。非電気的なメタライ
ズ法においては、ニッケルまたは銅を沈着させることが
好ましく、酸化防止のために銅の層にニッケルの薄い被
膜を被覆する必要がある。

被覆されたメタライズされた繊維は、熱可塑性材料の中
に一体として（例えばロービング）または細かくした形
で［例えばフロック（ｆ　１ｏｃｋ）、切断した繊維、
ウィスカー１混入することができろ。明らかに射出成形
工程において連続した材料を用いる場合には、繊維の短
縮または切断が起る。

本発明の複合体はそのまま又は熱可塑性のペレットと共
に射出成形、押出し及びカレンダー掛けに便用すること
ができる。

驚くべきことには本発明方法を用いれば上記に説明した
ように適切な遮蔽効果を得ることができるが、メタライ
ズされ繊維の分布はできるだけ均一にする必要がある。

しかし繊維を被覆すると繊維の束の強い接合が形成され
、実際には均一な分布が妨げられる。しかし驚くべきこ
とには、射出成形工程中において被覆した繊維の束は明
らかに分裂し、予想されるような著しい金属の摩耗は起
らない。

下記の実施例により本発明を例示するが、これらの実施
例は本発明を限定するものではない。ここで使用した製
品の記号は一部には登録商標である。

実施例Ａ ガラス繊維のロービング［イー・グラス（Ｅ−Ｇ　Ｉａ
ｓ）、２４００　テックス１を、二塩化ブタジェンパラ
ジウム０．３ｇをＩＱの１．１　、ｌ−トリクロロエタ
ン中に含む溶液を用いて賦活し乾燥する。

次いでアミノポラン化合物を含むニッケル浴（Ｎ　ｉ　
：　１．２　ｇ／Ｑ−アミノポラン：２ｇ／Ｉ２）中で
４つ分間連続的にニッケルメッキする。メタライズされ
た繊維を水洗し、乾燥し被覆する。

実施例Ｂ ガラス繊維のロービング［イー・グラス（Ｅ−Ｇ　１ａ
ｓ）、２４００　テックス］を、二塩化ブタジェンパラ
ジウム０．３ｇをＩＱの１．１．１）ジクロロエタン中
に含む溶液を用いて賦活し乾燥する。

次いでフォルマリンを含む銅浴（Ｃｕ：　１．５ｇ／１
２゜７オルムアルデヒド：　１０ｍｌ／Ｑ；　ＮａＯＨ
：　５ｇ／ｆ２）中で１．５時間銅メツキする。メタラ
イズされた繊維を水洗し、乾燥して被覆する。メタライ
ズされた繊維上の銅被覆は約３０重量％であった。

実施例Ｃ アラミド繊維の束［ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）４９　；
約２４００　テックス］を、実施例Ｂと同様にして連続
的に賦活し銅メツキする。次いでこの繊維のストランド
を十分に水洗し、実施例Ａと同様にＬ２てアミノボラン
化合物を含むニッケル浴中で１０分間連続的にニッケル
メッキする。次にメタライズされた繊維を水洗し、被覆
して乾燥する。銅を約４０重量％、ニッケルを３重量％
含むアラミド繊維が得られた。

実施例り 炭素繊維のストランド（約ｔｏ、０００フィラメント、
８００　テックス）を実施例Ｂと同様にして連続的に賦
活し、次いで被覆する。約３０重量％の銅を含む炭素繊
維を得た。

実施例Ｅ １ｋｇのガラス繊維のフロック（３ｎ＋ｍ）を二塩化ビ
スベンゾニトリルパラジウム０．２５ｇのエタノール溶
液を用いて賦活する。次いでジメチルアミノポラン１％
溶液を用いて繊維を予備還元し、水洗し、次いでヒポ亜
燐酸化合物を含むニッケル浴中で３０分間メタライズす
る。水洗し洗浄した後、ニッケル約１５重量％を含むニ
ッケルメッキガラス繊維のフロックを得た。

実施例Ｆ ガラス繊維のロービング［イー・グラス（Ｅ−Ｇｌａｓ
）、２４００　テックス１を実施例Ｂと同様゛にして銅
メツキし十分に水洗する。次いで実施例Ａと同様にして
アミノボラン化合物を含むニッケル浴中で１０分間ニッ
ケルメッキする。次に繊維を水洗し、被覆して乾燥する
。銅を約３０重量％、ニッケルを５重量％含むガラス繊
維が得られた。

実施例Ｇ ガラス繊維布［綾織り、坪量的１２０　ｇ／ｍ”］を実
施例Ａと同様にして連続的に賦活し、３０分間ニッケル
メッキする。ニッケルを約１５１ｉ量％有するメタライ
ズされたガラス繊維布が得られた。

実施例　ｌ 実施例Ａ記載の方法で得られたニッケルメッキしたガラ
スの粗紡糸を、水洗浴に通した後、ビニルピリジン−ス
チレン−ブタジェン共重合体［交叉結合剤を含むパイラ
テックス（Ｐｙｒａｔｅｘ）　２４０、バイエル・アー
ゲー・レフエルクーゼン（Ｂａｙｅｒ　Ａ　Ｇ　　Ｌ　
ｅｖｅｒｋｕｓｅｎ）製］の２０％水性分散液を含む浴
に通す。通過速度は０．５０ｍ／分であった。被覆され
た粗紡糸を次に３本のバイブから成る炉（７０〜１２０
℃）に通し、この中でタックのない乾燥の状態にした後
ローラーに巻取る。完全に乾燥した後３分間１３０°Ｃ
に加熱して交叉結合化を行った。被覆された粗紡糸は１
７重量％の重合体を含み、射出成形により３３重量％の
レベルでポリアミド６中に混入した。

この方法でつくられた円形の試験シート（３×１３０　
ｍｍ）はＳ−バンド及びＸ−バンドにおいて夫々２９及
び４５ｄｂの遮蔽効果をもっていた。

対照例 被覆しない点板外は同一のニッケルメッキした粗紡糸か
ら同じ条件でつくられた試験シートはＳ−バンド及びＸ
−バンドにおいて夫々６及び５ｄＢの遮蔽効果を示した
。

実施例２〜７ 実施例１記載の方法を繰返したが、種々の重合体の分散
物または溶液を使用した。重合体及びその種類、試験シ
ートのＳ−バンド及びＸ−バンドにおける遮蔽効果、並
びにメタライズされた繊維の重合体含量を第１表に示す
。

実施例８〜１２ 実施例Ａ記載のニッケルメッキしたガラス繊維のロービ
ングを種々の材料で溶融被覆によって、後処理を行った
。この方法で被覆したロービングを射出成形によりポリ
アミド６中に混入した後、下記第２表に示す性質をもっ
た試験シートが得られ　Ｉこ　。

（ａ）熱的な後処理を行って混合ロービングからつく　
っ　ｌこ　。

実施例１４〜１７ 実施例Ｅ記載のニッケルメッキしたフロックを、下記の
分散物または溶液を使用して被覆し、乾燥した後射出成
形によりポリアミド６中に混入した。

試験シート（３Ｘ　１３０ｍｍ）の性質及びそのＳ−バ
ンド及びＸ−バンドにおける遮蔽効果を第３表に示す。

被覆の割合は９〜１８重量％であった。

実施例１８〜２１ 実施例Ｇ記載のニッケルメッキしたガラス繊維を、先ず
ポリアクリレート／スチレン・ラテックス［アクラレン
（Ａｃｒａｌｅｎ）　、ＡＴＲ１バイヤー・アーゲー製
］で被覆し、次いで熱可塑性シートと共に圧縮成形によ
って、後処理する。得られた生成物を切断し、射出成形
によりポリアミド６中に混入する。結果を第４表に示す
。

実施例２２〜２６ 実施例Ｆ記載の方法でつくられたＣｕ／Ｎｉメタライズ
されたロービングを実施例１記載の方法で被覆し、次い
で射出成形法により種々の熱可塑性材料中に混入する。

メタライズされたガラス繊維を４０重量％含む得られた
試験シートは２７．１２　Ｍ　Ｈｚにおいて第５表に示
すような遮蔽値を示した。実施例Ｆ記載の方法でつくっ
たが被覆しなかった繊維を用いた場合、どの熱可塑性材
料もこの周波数において遮蔽効果を示さなかった。

第５表 ２２　　　ポリアミド６２６ ［デュレタン（Ｄｕｒｅｔｈａｎ） Ｂ　３０、バイヤー製］ ２３　　　ポリカーボネート　　　　　　２１［マクロ
ロン（Ｍａｋｒｏｌｏｎ） ２４００、バイヤー製１ ２４　　　ＡＢＳ／ポリカーボネート　　　２２配合物
［パイブレンド （Ｂａｙｂ　１ｅｎｄ）、バイヤー製］２５　　　ポリ
ブチレンテレフタレート２３［ポカン（Ｐｏｃａｎ）、 バイヤー製］ ２６　　　アクリロニトリル−２３ スチレン−ブタジェン 共重合体、［ノヴオデュール 実施例２７ 実施例Ｂ記載の銅メツキしたガラスのロービングを種々
の量の重合体を用いて実施例１記載の方法で後被覆し、
ポリアミド６中に混入した。メタライズされたガラス繊
維の含有量に依存して下記（第６表）の性質を有する試
験シートが得られた。

第６表 おける遮蔽効果（ｄＢ） 実施例２８ 実施例り記載の銅メツキしたガラスのロービングを実施
例１記載の方法で後被覆し、ポリアミド６中に混入した
。銅を１２重量％含む試験シートは２７．１２ＭＨｚに
おいて２４ｄ　Ｂの遮蔽値を示した。同じ方法でつくっ
たが後被覆を行わなかったロービングは２７．１２ＭＨ
ｚにおいて１ｄＢの遮蔽値を示した（磁気成分）。

実施例２９ 実施例り記載と類似の銅メツキしｔ；ガラスのロービン
グを実施例１記載の方法で被覆し、ポリアミド６中に混
入した。銅を１１重量％含む試験シートは２７．１２Ｍ
Ｈｚにおいて２１ｄＢの遮蔽値を示した（磁気成分）。

同じ方法でつくったが被覆を行わなかった粗紡糸は２７
．１２ＭＨｚにおいて全く遮蔽値を示さなかった。

実施例３０ 実施例Ｂ記載の銅メツキしたガラスのロービングを実施
例１記載の２．７重量％のラテックスをで被覆し、次に
２０重量％のポリアミド６６で被覆した。射出成形によ
りポリアミド６中に混入した後試験シートをつくった。

種々のガラス繊維含有量における遮蔽値を第７表に示す
。

第７表 上記のようにして被覆したメタライズされたガラス繊維
を３４重量％含む試験シートの種々の周波数における遮
蔽値（磁気成分）を第８表に示す。

第８表 周波数（ＭＨｚ）　　　　　　遮蔽値（ｄＢ）ＩＱ　　
　　　　　　　　　１８ 実施例３１ 実施例３０記載の方法を用いたが、種々の熱可塑性材料
をマトリックスとして使用し、２０％のポリカーボネー
ト（マクロロン　２８００、バイヤー・アープ−類）を
用いて繊維の後被覆を行った。銅メタライズされた繊維
を４０重量％の割合で含む試験シートの遮蔽効果を第９
表に示す。

第９表 熱可塑性材料　　　　　　　　２７．１２ＭＨｚにおけ
る（ポカン、バイヤー類） （ノヴオデュール、バイヤー類） ポリカーボネート　　　　　　　　　　　　２８（マク
ロロン、バイヤー類） 本発明の主な特徴及び態様は次の通りである。

１、繊維が複合体の重量に関し少なくとも５〜９５重量
％の数種の重合体被覆材で被覆されているメタライズさ
れた繊維を含む複合体。

２、被覆材の割合は７〜７０重量％である上記ｌに記載
の複合体。

３、被覆材の割合は１０〜３０重量％または６０〜９０
重量％である上記１に記載の複合体。

４、被覆材はエラストマー材料と熱可塑性材料との組み
合わせ、または２種の異った熱可塑性材料の組み合わせ
である上記ｌに記載の複合体。

５、被覆材は溶融被覆、溶液被覆、分散物被覆または粉
末被覆により形成される上記１に記載の複合体。

６、複合体中に含有されている繊維はガラス繊維、炭素
繊維、グラファイト繊維またはアラミド繊維である上記
１に記載の複合体。

７、複合体中に含有されている繊維の長さは１〜６０ｍ
ｍ、好ましくは３〜３０ｍｍ、特に好ましくは５〜２０
ｍｍである上記ｌに記載の複合体。

８、繊維のメタライズ被覆はニッケル、銀及び好ましく
は銅、並びにそれらと他の金属との合金から成っている
上記１に記載の複合体。

９、上記１〜８に記載の複合体を使用する射出成形によ
り電磁波遮蔽用の成形品を製造する方法。

１０、該複合体を熱可塑性のペレットと共に使用する上
記９に記載の方法。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．繊維が複合体の重量に関し少なくとも５〜９５重量
   ％の数種の重合体被覆材で被覆されていることを特徴と
   するメタライズされた繊維を含む複合体。
2. ２．特許請求の範囲第１項記載の複合体を使用すること
   を特徴とする射出成形により電磁波遮蔽用の成形品を製
   造する方法。