JPH0331557Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は導電性ガラス繊維製品に係り、特に金
属被覆ガラス繊維と、金属被覆のない通常ガラス
繊維のガラスクロスとから構成される導電性ガラ
ス繊維製品に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、電子機器が発達し普及するにつれて、電
子機器の発する電磁波による電子機器同志の影響
を防ぐために、電磁波シールド材の開発及び利用
が盛んになりつつある。

電磁波をシールドする方法の一つとして、プラ
スチツク本体に導電物質を混入することが行なわ
れている。そして、この導電物質としては、金属
短繊維、金属長繊維、炭素或は表面を金属メツキ
した有機繊維、ガラスフレーク、雲母等、或は、
金属被覆ガラス繊維などが用いられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、金属短繊維、炭素或は雲母、ガ
ラスフレーク、有機繊維のメツキ品を用いるもの
は、複雑な形状のものでも作り得るが、これらの
充填量を極めて多くする必要があるという欠点が
ある。また、金属長繊維は比重が大きく、これを
複合した場合にプラスチツク全体の重量が大きく
なるという欠点がある。

金属被覆ガラス繊維を用いる場合には、少量の
使用で優れた電磁遮蔽効果を発揮することができ
るが、次の、のような欠点がある。

金属被覆ガラス繊維を電磁遮蔽材として用い
る場合には、一般に、これをシート状とし、こ
のシート状ガラス繊維と合成樹脂とを複合させ
てFRP化するのであるが、ガラス繊維をシー
ト状にするに際してサイジング剤を用いなかつ
たものは、繊維がバラバラになりやすく強度の
小さいものであるので、繊維が折れたり変形し
易い。そのためFRP製造時等の取り扱い時に
シートの繊維の密度分布にムラを生じ、電磁遮
蔽効果を低下させ易い。更に、シート同志を隔
てるために、シート間に合紙を入れることが必
要になることもあり、取り扱いに難があつた。

金属被覆ガラス繊維をシート状にするに際し
サイジング剤を用いた場合には、シートが剛直
になる傾向がある。そのためFRP化するに際
し、変形を加えたときに局部的に応力が集中
し、この応力の集中された箇所で破れ易い。シ
ートの破れが大きく発達するとシールド効果を
著しく低下させる。更に、サイジング剤として
は合成樹脂系のサイジング剤が通常用いられる
のであるが、この合成樹脂サイジング剤は、通
常、電気絶縁性である。そのため導電性の金属
被覆ガラス繊維同志を絶縁物で接合したことに
なり、シート全体として導電性が小さくなり、
電磁波の遮蔽効果が減少するという不利もあ
る。

なお、特開昭59−84497号公報には、電磁波
遮蔽材を製造するに際し、金属被覆ガラス繊維
の不織布とガラス繊維の織布を、該不織布が金
型側に位置するように、順次に積み重ねて金型
内に載置し、しかる後SMCやBMCを用いて電
磁波遮蔽用FRPを製造する方法が記載されて
いる。しかしながら、この特開昭59−84497号
公報においても、金属被覆ガラス繊維は不織布
として単独で取り扱われるので、上記のよう
な取扱いの不便さは解決されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

この問題点を解決するために、本考案の電磁波
シールド材は、 一方向に延びる金属被覆ガラス繊維層と、これ
を交叉する方向に延びる金属被覆ガラス繊維層と
が交互に積層された積層体の一方又は双方の面
に、金属被覆のない通常ガラス繊維のガラスクロ
スを接合剤で貼着してなることを特徴とする導電
性ガラス繊維製品、 を要旨とするものである。

以下本考案の導電性ガラス繊維製品について詳
細に説明する。

第１図及び第２図は本考案の導電性ガラス繊維
製品の一例を模式的に示す斜視図であり、第３図
(a)は金属被覆ガラス繊維の積層体の平面を、また
第３図(b)は同(a)のｂ−ｂ線断面をそれぞれ模式的
に示している。

本考案の導電性ガラス繊維製品は、金属被覆ガ
ラス繊維を積層した積層体Ａと、金属が被覆され
ていない通常ガラス繊維のガラスクロスＢとから
なる。

本考案においては、第１図の如く、積層体Ａの
一方の側にのみガラスクロスＢを設けても良く、
或は第２図の如く、積層体Ａの両側にガラスクロ
スＢを設けても良い。 なお積層体Ａは、第３図
に示す様に、それぞれ、一方向に延びるガラス繊
維層A₁とこれと交叉する方向に延びるガラス繊
維層A₂とが交互に積層されてなる。

本考案において金属被覆ガラス繊維に用いられ
るガラス繊維としては、その径及び材質ともに特
に限定されるものではないが、径としては直径が
数μm〜30μm程度のものが好ましく特に10〜
20μmが特に好ましい。また材質としては無アル
カリガラス、アルカリガラスのいずれでも良く、
Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス等従来からガラス
繊維に用いられる各種の組成のものが用いられ
る。

このガラス繊維を被覆する金属としては、溶融
温度が低く被覆が容易で、かつ耐食性の良いもの
が好ましい。例えばアルミニウム或はアルミニウ
ム合金が好適である。その他には、銅、亜鉛、銀
等が用いられる。金属の被覆量は、余りに少ない
と導電性を確保できず、逆に多過ぎると繊維の可
撓性を低下させると共にコスト高となる。アルミ
ニウムを用いる場合には、繊維の単位長さ当りに
おいてガラス繊維重量の５〜200％程度、とりわ
け20〜100％程度とするのが好ましい。

なお、金属被覆ガラス繊維同志のシート面方向
の間隔は電磁波の周波数によつて変えるのが好ま
しい。

本考案において、積層体Ａに貼着されるガラス
クロスＢとしては、通常のヤーンを織つて作られ
たものが好適である。織り方としては、最も一般
的な平織のほか、目抜平織、綾織、朱子織、絡織
などのものでもよい。

ヤーンを構成するフイラメントの径は４〜
15μm程度が好ましい。4μmよりも細いものは生
産性が低く、15μmよりも太いものは加工性が劣
ると共に皮膚への刺激性がある。特に、５〜
13μm程度のものが好ましい。

フイラメントを構成するガラスの組成として
は、Ｅガラスが最も一般的であるが、その他の長
繊維用ガラス組成のもの例えば、Ａガラス、Ｃガ
ラス、Ｌガラス、Ｄガラス、Ｓガラス等も用い得
る。

なお、本考案において、ガラスクロスとしては
ヤーンを織つて作つた狭義の所謂ガラスクロスの
ほかに、ロービングを用いて織つたロービングク
ロスをも採用し得る。

本考案の導電性ガラス繊維製品においては、上
記の金属被覆ガラス繊維の積層体を30〜300g／
m²程度含み、ガラスクロスを50〜300g／m²程度
含むものが好ましい。

金属被覆ガラス繊維積層体の含有量が30g／m²
よりも少ない場合には導電性ガラス繊維製品全体
の導電性が小さくなり、FRPの成形に不向きと
なる。

ガラスクロスの含有量が50g／m²よりも少ない
場合には、ガラスクロスの貼り合せによる補強効
果が小さくなり、300g／m²を超える場合には、
導電性ガラス繊維製品の厚さが大きくなり、
FRPの成形に不向きとなる。

本考案の導電性ガラス繊維製品は、上記の積層
体ＡとガラスクロスＢとが接合剤で貼着されてな
る。この接合剤としては、通常、ガラス繊維の表
面処理に使用されているサイジング剤が好ましい
が、他の所要の接着力を有する接合剤をも用い得
る。

接合剤としては、でん粉系のもの、フエノール
樹脂、酢酸ビニル等の合成樹脂系のもの等が好ま
しい。接合剤を用いる場合には、例えば、ガラス
クロスＢの少なくとも積層体Ａとの貼り合せ側に
接合剤を塗付又はスプレー等の手段により付着さ
せた後、ガラスクロスＢと積層体Ａとを重ね合
せ、次いでこれを加熱処理すれば良い。

なお、接合剤の付着量が多過ぎる場合には、接
合剤がガラスクロスＢの内部にまで浸透し、導電
性ガラス繊維製品全体の剛度が大きくなる。そし
て、プラスチツクと複合してFRPとするときに、
加えられた変形により応力が集中しこの応力集中
箇所で破れ易くなる。また接合剤が過剰で、金属
被覆ガラス繊維積層体Ａの内部にまで浸透してい
ると、導電性も低下するようになる。このような
ことから、接合剤の量は、導電性ガラス繊維製品
全体の単位表面積１平方ｍあたり５〜50gr、とり
わけ10〜30grとするのが好ましい。

なお、本考案の導電性ガラス繊維製品のうち、
第１図に示す金属被覆ガラス繊維積層体Ａの一方
の側にだけガラスクロスＢを貼着させたタイプの
製品においては、金属被覆ガラス繊維積層体Ａの
ガラスクロスＢと反対側の表面にサイジング剤を
適用してもよい。これによつて製品の取り扱いが
更に良くなる。この場合のサイジング剤の使用量
は５〜50gr／m²、好ましくは10〜30gr／m²であ
る。

このような導電性ガラス繊維製品は、展綿法に
よつて金属被覆ガラス繊維の積層体Ａを製造する
と共に、展綿時に、積層体Ａとの少なくとも接触
側に接合剤が付着されているガラスクロスを重ね
合せ、しかる後、加熱処理を施して接合剤を硬化
させることにより容易に製造される。

この製造方法を、次に説明する。

第４図は展綿法によつて金属被覆ガラス繊維を
製造するための装置の一部を示す断面図である。
第４図において、１０はガラス１２を溶融するガ
ラス溶融槽であり、その底部には溶融ガラスを流
出する紡糸ノズル１４が複数個所定間隔毎に一直
線状に配列するように設けられている。

溶融槽１０の下方には、ノズル１４から垂下す
るガラス繊維１６を巻き取る回転ドラム１８、該
回転ドラム１８回転用の駆動装置及び回転ドラム
１８をその軸方向（紙面と垂直方向）に往復運動
させる駆動装置（共に図示せず。）を有した巻取
装置が設置されている。またこの巻取装置と溶融
槽１０との中間の位置には、ガラス繊維１６に金
属被覆を施すための溶融金属保有炉２０が設置さ
れている。この溶融金属保有炉２０は、その側面
に開口２２が設けられると共に、この開口２２に
被されるようにコーテイング用ノズル２４が取り
付けられ、このノズル２４先端から膨出する溶融
金属の膨出部と接しながらガラス繊維１６が走行
し得るよう構成されている。

このように構成された製造装置において、溶融
槽１０中の溶融ガラス１２は、ノズル２４から流
下し、ドラム１８によつて引つ張られて延伸し、
細い繊維となると共に、途中で溶融金属の膨出部
に接し金属コーテイングされた後、ドラム１８に
巻き取られる。この際ドラム１８は、その軸方向
（図において紙面と垂直方向）に往復運動してい
るから、各金属被覆ガラス繊維１６は波状に蛇行
して巻き取られる。

回転ドラム１８に巻き取られたガラス繊維の層
状の束体２６が所定の厚さに達したとき、ドラム
１８の回転を停止し、そのガラス繊維の層状束体
２６をドラム１８の軸線方向に切断してドラム１
８から取り外す。取り外した束体２６は、第５図
に示すように、ガラス繊維に直交又はほぼ直交す
る方向に引き伸ばしながら展開すると、（この引
き伸ばしながら展開する作業を展綿するという。）
著しく膨張し見掛比重の小となつた金属被覆ガラ
ス繊維のシート状物２８となる。

即ち、第５図において、ドラム１８から取り外
したガラス繊維層状束体２６を、その一端から展
綿しながら別の回転ドラム３０に巻き取ると、該
別の回転ドラム３０上にシート状に巻き取られ
る。このようにしてでき上つたシート状物２８は
第３図に示すように、一方向に延びるガラス繊維
の層と、これと交叉する方向に延びる繊維の層と
が交互に積層されたものである。

しかして、第５図の様に展綿するに際し、回転
ドラム３０へ巻き取るかわりに第６図に示すよう
に、サイジング剤をスプレーしたガラスクロス３
４を重ね合せ両者を押押し付けながらオーブン４
４に導入し熱処理する。第６図において、３２は
ガラスクロス３４を巻いたロールであり、３６は
ロール３２から巻き出されたガラスクロスを案内
し、金属被覆ガラス繊維のシート状物２８に重ね
合せるためのガイドローラ、３８，４０は金属被
覆ガラス繊維層のシート状物２８とガラスクロス
３４とを押し付けるローラである。また、４２は
金属被覆ガラス繊維のシート状物２８に重ね合せ
られる前のガラスクロス３４にサイジング剤をス
プレーするスプレーノズルであり、４４は熱処理
用のオーブンである。

この第６図の方法では、金属被覆ガラス繊維の
積層体Ａの一方にガラスクロスＢを貼着した第１
図のタイプの導電性ガラス繊維製品が得られる
が、第６図において、金属被覆ガラス繊維のシー
ト状物２８を挟んで対象となるようにガラスクロ
スのロール、ガイドローラ及びスプレーノズルを
配置すれば、金属被覆ガラス繊維の積層体Ａの両
側にガラスクロスＢを貼着した第２図のタイプの
導電性ガラス繊維製品が得られる。

なお、第４図ないし第６図は本考案の導電性ガ
ラス繊維製品の製造法のごく一例を示すものであ
り、本考案の導電性ガラス繊維製品が、この製造
法によつてのみ製造されることを示すものではな
い。

〔作用〕

本考案の導電性ガラス繊維製品は、金属被覆ガ
ラス繊維積層体の一方又は双方の側に通常ガラス
繊維のガラスクロスを貼着してなるものである
が、この金属被覆ガラス繊維積層体は導電性を有
しており、導電性ガラス繊維製品の電磁波遮蔽材
等への利用を可能ならしめる。また、金属被覆ガ
ラス繊維積層体に貼着されたガラスクロスは、織
製されたものであるから型くずれがなく高強度で
あり、導電性ガラス繊維製品全体を取り扱いの容
易なかつ高強度のものとする。

而して、本考案の導電性ガラス繊維製品におい
ては、金属被覆ガラス繊維積層体とガラスクロス
とは接合材で接着されているものであり、金属被
覆ガラス繊維積層体中にサイジング剤等を含有さ
せる必要は無い。従つて、金属被覆ガラス繊維積
層体は導電性が高いと共に、曲げが加えられても
折損や切断のおそれがない。

〔実施例〕

以下実施例及び比較例について説明する。

実施例１，２、比較例１ 第４図に示す装置を用い、ガラス繊維にアルミ
ニウム被覆を施して導電性ガラス繊維製品を製造
した。これを第７図のように展綿すると共にガラ
スクロスを貼着し、第１図に示す構成の導電性ガ
ラス繊維製品を製造した。

アルミニウムを被覆したガラス繊維の直径は約
15μmであり、アルミニウム付着量は重量比にし
て、ガラスの65％である。

このようにして巻き取つた繊維の層状束体２６
をドラム１８の軸方向に切り取り、卓板上に広
げ、軸方向に両端が一様な速度になるようにシー
ト状に展綿してロール３０に巻取りつつ、このシ
ートの下面（実施例１）又は上下両面（実施例
２）に、酢酸ビニル系のサイジング剤をスプレー
したガラスクロスを重ね合せた。サイジング剤の
付着量は約20gr／m²であつた。その後、オーブン
を通し、サイジング剤を硬化させて導電性ガラス
繊維製品とした。なお、この導電性ガラス繊維製
品は金属被覆ガラス繊維積層体を75g／m²、ガラ
スクロスを200g／m²含んでいる。

このようにして得られたアルミニウム被覆ガラ
ス繊維を含んだ導電性ガラス繊維製品は、取り扱
い時に繊維が折れたり、乱れたりすることがな
く、密度分布にムラが生じることがなかつた。こ
のアルミニウム被覆ガラス繊維を挟んだ導電性ガ
ラス繊維製品を用いてプラスチツク積層体を作製
したところ、一方は双方の側にガラスクロスが貼
着されているので、アルミニウム被覆ガラス繊維
の配列ムラが生じ難いと共に、アルミニウム被覆
ガラス繊維の部分はサイジング剤が付着していな
いのでプラスチツク積層体成型品に加工する際、
繊維の変形が容易であり、折れたり切断すること
が殆んどなかつた。またサイジング剤付着による
電気抵抗の増大も少なく、従つてプラスチツク積
層体成型後も、電磁波遮蔽性能も高かつた。

本実施例で得られた導電性ガラス繊維製品につ
いて、関西電子工業振興センター方式によつて磁
界波に対するシールド効果を測定したところ、第
７図の実施例１、実施例２に示すものであること
が認められた。

一方、比較例として従来品（サイジング剤ない
し、アルミコートガラス繊維のみからなるシー
ト。ただし、繊維径や密度、アルミニウム付着量
などは実施例の金属被覆ガラス繊維積層体と同
じ。）の磁界波に対するシールド効果を測定した
ところ、その結果は第７図の比較例１に示す通り
であつた。第７図によれば、本実施例品は40dB
以上のシールド性能を有しシールド効果が著しく
向上していることが明瞭である。これは主にアル
ミニウム被覆ガラス繊維の配列ムラ及び折れや切
断が殆んどなくなつたためと推察される。

〔効果〕

以上の通り、本考案の導電性ガラス繊維製品
は、金属被覆ガラス繊維の積層体の一方又は双方
の側に通常ガラス繊維のガラスクロスを貼着した
ものである。 そのため 金属被覆ガラス繊維には絶縁性のサイジング
剤が全く付いていないか、又は付いていても少
量であり、金属被覆繊維同志の接触抵抗が小さ
い、 従つて、導電性に優れ、電磁シールド性が良
い、 更に、可撓性に優れるので、FRP化する際
に破れたりしない、 金属被覆ガラス繊維の積層体の少なくとも一
方にガラスクロスが貼着されているので、取り
扱いが容易で強度も極めて高く、また合紙も不
要である、等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は実施例に係る電磁波シール
ド材の一例を示す斜視図、第３図ａは金属被覆ガ
ラス繊維積層体の平面図、第３図ｂは金属被覆ガ
ラス繊維積層体の断面図、第４図は本考案の導電
性ガラス繊維製品の製造装置の一部を示す断面
図、第５図は展綿工程を説明する概略的な斜視
図、第６図は本考案の導電性ガラス繊維製品を製
造する工程を説明する斜視図、第７図は電磁遮蔽
効果の測定結果を示すグラフである。 １０……ガラス繊維溶融槽、１４……紡糸ノズ
ル、１６……ガラス繊維、１８……回転ドラム、
２０……溶融金属保有炉、２４……コーテイング
用ノズル、２８……金属被覆ガラス繊維のシート
状物、３４……ガラスクロス、４２……スプレー
ノズル、４４……オーブン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 一方向に延びる金属被覆ガラス繊維層と、こ
   れと交叉する方向に延びる金属被覆ガラス繊維
   層とが交互に積層された積層体の一方又は双方
   の面に、金属被覆のない通常ガラス繊維のガラ
   スクロスを接合剤で貼着してなることを特徴と
   する導電性ガラス繊維製品。 (2) 接合剤は導電性ガラス繊維製品の単位面積
   （１m²）あたり５〜50grである実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載の導電性ガラス繊維製
   品。