JPH0341798A - Ｅｍｉ遮蔽用繊維強化ポリマー構造体およびその製造方法 - Google Patents

Ｅｍｉ遮蔽用繊維強化ポリマー構造体およびその製造方法

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JPH0341798A
JPH0341798A JP2107724A JP10772490A JPH0341798A JP H0341798 A JPH0341798 A JP H0341798A JP 2107724 A JP2107724 A JP 2107724A JP 10772490 A JP10772490 A JP 10772490A JP H0341798 A JPH0341798 A JP H0341798A
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ダニエル・エドワード・ブロック
Jr Horold F Giles
ハロルド・フレイズィー・ジルス
Walter L Hall
ウォルター・ローレンス・ホール
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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】 発明の背景 本発明は、電磁波／高周波障害（ＥＭＩ／ＲＦＩ）の遮
蔽効果が高い繊維強化熱可塑性樹脂構造体に係り、さら
に特定的には、熱可塑性樹脂マトリックス中に保持され
た導電性繊維の網目構造を含有する熱可塑性樹脂層を有
するＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽構造体およびその製造方法に係
る。
電子機器、特にコンピューター、事務機、通信機藩など
のような感受性の電子機器はすべてＥＭ１／ＲＦＩの結
果機能障害を起こし易い。さらに、多くの電子機器は、
外部からのＥＭＩ／ＲＦＩＩ：：対して感受性である上
に、ＥＭｉ／ＲＦＩを発生し、適切に遮蔽されていない
と大荒のＥＭＩ／ＲＦｌエネルギーを放出する。電子時
代の初期には、電子機器のＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽は導電性
の金属ハウジングを用いて行なっていた。しかし、電子
産業において非導電性のプラスチック材料を、特に丈夫
で軽量のハウジングとして使用することがブームになる
と共にＥＭＩ／ＲＦＬが大きな問題となって来た。
ＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽効果をｑするプラスチックハウジン
グを提供するためにたくさんの研究が行なわれている。
最近まで、プラスチックでＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽効果を得
るには、成形したプラスチック部品に導電性のコーティ
ングを設けたり、金属化（メタライズ）したり、メツキ
をしたりしていた。これらの方法は有効ではあるが、大
量の材料を必要とし、しかも最終製品を得るのに二次的
な作業がいるという点で費用と労力がかさむものである
。
最近、エンジニアリング熱可塑性樹脂にある種の導電性
充填材を配合することにより導電性プラスチックを製造
する試みがなされている。これらの充填材の特定の例を
挙げると導電性の粉末、フレークおよび繊維がある。通
常、所望の程度のＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽を得るためには、
約２５〜４０重量％の導電性粉末、３６〜４９重量％の
導電性フレーク、または２５〜３０重量％の導電性繊維
をプラスチック材料中に配合しなければならない。
これから作られる部品は一般に射出成形プロセスで作成
される。１９８２年３月の「材料工学（Ｍａｔａｒｉａ
ｌｓ　Ｅｎｇｉｒ！ｅｅｒｆｎｇ）　Ｊの第３７〜４３
頁、１９８２年９月の「現代国際プラスチック（Ｍｏｄ
ｅｒｎ、　ＰＩａｓｔｉｃｓ　Ｉｒ＋ｔＯｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ）　Ｊの第４６〜４９頁参照。
導電性繊維を含有する構造体の射出成形にはいくつかの
欠点がある。すなわち、熱可塑性樹脂と導電性繊維のブ
レンドを射出成形するのに使用するエクストルーダーの
スクリューは繊維を引裂く傾向があり、その結果最初の
繊維の平均長が約１７４インチであったものが最終的に
成形された構造体中では約１７３２インチまで低下する
。このように短くなった繊維は連続的な導電性の網目構
造を形成するのにあまり効果がないため、少なめの量で
充填した長めの繊維で達成することができる遮蔽効果と
同程度の効果を得るにはかなり多量の充填を必要とする
。いい換えると、短めの繊維を充填しても、ＥＭＩ／Ｒ
ＦＩ遮蔽効果の点で、同程度の充填量の長めの繊維はど
効果的ではない。
また、従来の射出成形でＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽描造体を製
造するには、通常、構造体全体に亘って繊維が分散して
いる必要があり、そのため比較的高価な導電性繊維を大
荒に必要とすることが多い。
したがって、本発明のひとつの目的は、射出成形した構
造体中に見られるものよりもかなり長い導電性繊維を使
用する熱可塑性樹脂構造体を提供することである。
本発明のもうひとつの目的は、繊維が４Ｍ遺体中の比較
的薄い層に集中しており、導電性繊維の縁先１１′５ｆ
ｆｉを減らしながら所望の程度のＥＭ　Ｉ　／ＲＦ工遮
蔽が得られるような（１４遺体を提供することである。
発明の概要 比較的少ない充填量の導電性繊維を用いて熱可塑性樹脂
マトリックス中で導電性の網目構造を形成することによ
り、改良されたＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽を得ることができる
ということが判明した。さらに、有効なＥＭＩ／ＲＦＩ
遮蔽効果を示し導電性ｍ維の充填量が比較的少ない多層
構造体が、ＩＩｉ造体の比較的薄い層内に導電性繊維を
集中させることによって得ることができるということが
判明した。熱可塑性樹脂マトリックス中に形成される比
較的長い導電性繊維の網目構造は、水性フオームの形態
にある液体懸濁媒質を利用することによって得ることが
できる。この水性フオーム中には繊維と熱可塑性樹脂粒
子が分散・懸濁しており、このフオームを崩壊させ液体
を排除することによって有孔支持体上にウェブが作成さ
れる。その後このウェブを乾燥し、圧縮・加熱して繊維
網目４Ｍ造の回りの熱可塑性樹脂を融解させると、冷却
の際に導電性の網目構造が確実に熱可塑性樹脂マトリッ
クス中に保持される。導電性の層を形成する前または後
に追加の層を形成することができる。
このような追加の層は導電性繊維をほとんど含まないも
のとし、導電性層に付加的なかつ必要な支持体を提供し
ながらこれら追加の層のコストを下げることができる。
これらの多層構造体によって、有効なＥＭＩ／ＲＦＩ遮
蔽を得るために必要な導電性繊維の総量を最小にしなが
らも必要な構造強度を得ることができる。
発明の詳細な説明 本発明は、（ａ）熱可塑性ポリマー樹脂と（ｂ）繊維当
たり少なくとも約０．１２５インチの平均長を有する導
電性繊維とからなり、ＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽層を有する熱
可塑性樹脂構造体に関する。
本発明のいろいろな層に使用するのに好ましい熱可塑性
ポリマー樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリエステルカーボネート、ポリアミド、ポリアリ
ーレンエーテルスルホン、ポリアリーレンエーテルケト
ン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェ
ニレンエーテル、ポリスチレン、ポリオレフィン、アク
リロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー、また
はこれらのブレンドがある。これらの熱可塑性ポリマー
はさらに１　ｔ−ｉ以上の別のポリマーおよび／または
１種以上のゴムもしくはゴム改質熱可塑性樹脂を含んで
いてもよい。本発明の構造体の層中に使用するのに好ま
しい熱可塑性ポリマーは、ジヒドロキシジアリール化合
物（たとえばビスフェノールＡ）をカーボネート前駆体
（たとえばホスゲン）と反応させて形成される芳香族ポ
リカーボネートである。これについては米国特許筒３，
１５３．００８号を参照されたい。
熱可塑性ポリマーは遮蔽層の総重量を基準にして約４０
〜約９５重量％の範囲から選択された瓜で遮蔽層に存在
するのが好ましく、約４０〜約７５重量％の範囲の量で
あるのがさらに好ましく、約５５〜約７０重量％の範囲
であると最も好ましい。
適切な導電性繊維は、銀、銅、ニッケル、アルミニウム
またはステンレススチールの導電性繊維、およびガラス
、黒鉛などのベース繊維とその上に設けられたニッケル
、銀、銅またはアルミニウムの金属コートを有する金属
被覆した繊維よりなる群の中から選択できる。好ましい
導電性繊維は、平均直径が約１２ミクロンで平均長が約
０．２５インチであるニッケル被覆した黒鉛繊維である
。
導電性繊維は、遮蔽層中に当該遮蔽層の５〜約４０重量
％の範囲から選択される量で存在するのが好ましく、約
７．５〜約３０重量％の範囲がさらに好ましく、約１０
〜約２５重量％の範囲が最も好ましい。また、導電性繊
維は平均長が少なくとも約１／８インチであるのが好ま
しく、平均長が約０．１２５〜約０．５０インチの範囲
の中から選択されるとさらに好ましく、約０．２５イン
チの平均長を有するのが最も好ましい。
遮蔽層はさらにこの層の総重量を基準にして０〜４０％
の切断ガラスも含んでいるのが好ましく、さらに好まし
くは１５〜３０重量％であり、約２０重量％であると最
も好ましい。このガラスは平均長が０．１２５〜０．７
５インチで直径が２〜２５ミクロンであるのが好ましい
。
好ましい構造体は、熱可塑性樹脂マトリックス中に導電
性繊維を含む遮蔽層と、導電性繊維を含まず熱可塑性樹
脂マトリックス中に保持された非導電性の強化用繊維（
たとえばガラス繊維）を含む支持層とを含有する。好ま
しい構造体は全体の厚みが０．０５０〜０．１６０イン
チである。この遮蔽層により、比較的高価な導電性繊維
を最小量で使用して所望の程度のＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽が
構造体に付与され、また支持層により、電子機器または
マイクロ波オーブンを収容するのに必要な付加的な強度
と剛性が構造体に付与される。遮蔽層および／または支
持層中に有効量の難燃剤が存在していてもよい。導電性
繊維にかかる費用を不当に増やすことなく所望の程度の
ＥＭＩ／ＲＦＩ遮蔽を得るには遮蔽層の厚みを約０．０
１０〜約０．０４５インチの範囲から選択するのが好ま
しい。支持層の厚みはその構造体に必要とされる強度に
依存するが、約０．０８０〜約０１１２５インチの範囲
から選択するのが好ましい。支持層はその支持層の総重
量を２！準にして０〜４０重辺％のガラス繊維を含むの
が好ましく、５〜３５重量％のガラス繊維を含むとさら
に好ましく、３０重ユ％が最も好ましい。また支持層が
含む熱可塑性ポリマーはその支１０層の総重量を基準に
して１００〜６０重量％が好ましく、９５〜Ｂ５重量％
であるとさらに好ましく、７０重量％が最も好ましい。
本発明の構造体は熱成形またはスタンピングによって、
ＥＭＩ遮蔽を必要とする所望の形態、特に電子機器用素
子またはハウジングに成形することができる。このよう
な形態は本発明の範囲内に包含される。さらに、本発明
の構造体は追加の熱可塑性ポリマー樹脂層、遮蔽層およ
び支持層を含む多数の層を有していてもよいものと考え
られる。
少なくとも０．１２５インチの導電性繊維長を採用する
ことによって遮蔽効果が高められ、比較的に薄い遮蔽層
内に導電性繊維を集中させることによって最小充填量の
導電性繊維を用いて有効な遮蔽が得られる。本発明の構
造体では導電性繊維の充填量は４００　ｇ／ｎｆ未満で
あるのが好ましく、７５〜３００　ｇ／ｒｒ？の範囲が
さらに好ましく、約２５０ｇ／ｎが最も好ましい。
本発明の構造体の製造に使用するプロセスでは、導電性
繊維が分散・懸濁している水性フオームの形態の液体懸
濁媒質を利用して不織繊維ウェブを形成する。次にこの
フオームを崩壊させ、排液して熱可塑性樹脂環境中に繊
維ウェブを生成させる。
その後このウェブと樹脂環境を乾燥し、熱可塑性樹脂の
軟化温度より高い温度に加熱圧縮した後冷却して、固体
のハ可塑性樹脂マトリックス中に保持された導電性繊維
の網目構造を生成させる。この使用プロセスの一部はガ
トワード（Ｇａｔｖａ、ｒｄ）らの米国特許第３，７１
６，４４９号に開示されている製紙工程と類似する面が
ある。
本発明では、ウェブを形成するのに使用する繊維と熱可
塑性樹脂粒子は、空気が極度に乳化した状態にされた界
面活性剤含有発泡水中に分散させる。
最大の泡でも肉眼ではほとんど見えないくらいに小さい
泡の形態にある空気を乳化剤の水溶液中に分散させるこ
とによって、濃厚で粘稠なエマルションが形成される。
後述の方法でＡｌ１定される泡の数平均直径はせいぜい
約０．２ｍｍまでとすべきである。フオームは少なくと
も６５％の空気を含有すべきである。すなわち、フオー
ムの比重量０゜３５以下とすべきである。さらに、発泡
エマルションの粘度は、英国工業規格１７３３で要求さ
れている方法でフォード・カップ（Ｆｏｒｄ　Ｃｕｐ）
　Ｂ　−４タイプを使用して２０℃で測定して２２秒未
満とすべきではない。
渦巻型のフオーム生成が起こり最大の乳化が引き起こさ
れて渦の底に微細な泡が形成されるのが好ましく、一方
、大きめの泡は渦巻の力と釣合って表面に上昇して溜ま
る傾向があり、この渦巻の力は大きめの泡を空気と共に
吸い込んで局内を下方に送る傾向があり、その結果さら
に乳化されて微細な泡になる傾向がある。この渦巻型の
発泡作用は、禍の底付近の領域で空気の所望の乳化が達
成されるまで継続させる。この領域からこうして得られ
たフオームを取出してウェブ形成用機械のウェブ形成有
孔表面−にに付着させる。このフオームの形成中に、ウ
ェブに形成されるはずの繊維と粒子はフオーム中に分散
されて、高度に乳化したフオーム中に存在することにな
る。
繊維、粒子、および界面活性剤含有水は、フオーム生成
手段内に導入されるが、好ましくは別々の供給源から同
時に導入される。この界面活性剤含有水は、フオームが
崩壊してウェブ形成用機械のワイヤまたはその他の有孔
支持体上に繊維・粒子含有ウェブが形成されるときにフ
オームから排除された後再使用され、直接フオーム生成
手段内に再導入される。この再導入は、フオーム生成手
段内に存在する液体の量に応じて調節するのが好ましい
。ウェブ形成中にそのウェブから排除された界面活性剤
含有液はフオーム生成手段に戻される。その一部はほと
んど繊維を含まないが、一部はその中に分散した繊維を
含んでいる。濃厚になった繊維・粒子分散液に新たな水
を導入する際には、ウェブ形成相の機械から取出される
ウェブの乾燥度とバランスをとる。そうすると、界面活
性剤を最大限に節約することが可能になる。熱可塑性樹
脂粒子は平均粒子サイズが約３００ミクロンから約８０
０ミクロンまでの微細粉末の形態であるのが好ましい。
また、熱可塑性樹脂粒子は、前述の発泡エマルジョンに
分散させることができる眼りにおいて、熱可塑性樹脂の
ペレット、ビーズおよび／またはファイバーならびにこ
れらの変形形態であってもよい。好ましい粒子はビスフ
ェノール−Ａタイプのポリカーボネート樹脂から製造さ
れる。
繊維と粒子を上記概論で特定した種類の液体媒質に分散
させたとき、この媒質は、繊維が分散機により与えられ
た運動を止めたときに見られるような低応力下で示す高
い粘度の利点と、通常の製紙機械で繊維質ウェブの排液
と形成中に支持ワイヤに対して圧力がかかったときに示
す低粘度と許容できるくらいに速い排液速度とを組合せ
て示すという点においてチクソトロピー−擬塑性特性を
保有している。また、このような液体媒質に分散した繊
維と粒子は、攪押を止めると急速に固定化され、かつ充
分に分散したままでとどまってほぼ均一なウェブを形成
する。このようにして形成される材料はその面積全体に
亘って繊維が極めて均一に分布しているという利点を有
する。空気のエマルジョン中に繊維と粒子を懸濁させた
懸濁液はあるコンシスチンシー（すなわち、繊維および
粒子と液体との比）で得ることができる。繊維質ウェブ
を形成するために行なう懸濁液の付着と排液を実施する
には、現在利用できる製紙機械に少し改良を施して使用
すればよい。あるいは、懸濁液から繊維質の熱可塑性樹
脂ウェブを形成するために新しい機械を構築することが
できる。この機械は設計と操作の点において従来の製紙
機械よりかなり簡単化されている。
チクソトロピー−擬塑性の特性を有する肢体媒質を準備
する場合、使用する乳化剤が極めて小さい空気の泡をも
った濃厚で粘稠なエマルジョンを生成するのに充分な乳
化能をもっている限りその乳化剤の化学的性質は重要で
はない。乳化剤はアニオン系、カチオン系または非イオ
ン系でよく、インダストリアル・ソープ社（Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉａｌ　５ｏａｐｓＬｔｄ、）により「ニー・シー
・イー（ＡＣＥ）　Ｊ　リキッドという名前で販売され
ているもの（これはアニオン系物質である）、グローバ
ー・ケミカルズ社（Ｇｌｏｖｅｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ
　Ｌｔｄ、）により「チキソフォア（ＴＥＸＯＦＯＲ）
　Ｆ　Ｎ　１５　Ｊとして販売されているもの（非イオ
ン系物質）、フロート−オア社（Ｐｌｏａｔ−Ｏｒｅ　
Ｌｔｄ、）により「アミン（ＡＭＩＮＥ）　Ｆ　ｂ　１
９　Ｊとして販売されているもの（カチオン系物質）な
どのような販売されている表面活性剤はすべて所要の粘
稠エマルジョンを作成するのに適していることが判明し
ている。使用したことのある他の非イオン系乳化剤はオ
クチルフェノキシポリエトキシエタノールである。最も
有用な乳化剤は工業縁ドデシルベンゼンスルホネートで
ある。フレーク石鹸も使用できる。しかしながら、使用
する乳化剤は共に使用される繊維材料および熱可塑性樹
脂粒子に依存することがあるものと理解されたい。乳化
剤は水と混合される。湯を使用するとエマルジョンの製
造に有利であるが湯は必須ではない。
エマルジョンを製造するには、最大の泡でも肉眼ではほ
とんど見えない捏度の極めて小さい泡の形態で空気を液
体中に乳化させてこの分散波を維持することができる装
置であれば、適切なタイプの乳化用装置のいずれも使用
できる。高い剪断速度が得られる機械が必要である。こ
れらの機械を使用すると液体にとっては剪断速度が高い
が、繊維には高い剪断力が直接用わることはなく、した
がって破断して短い繊維になることはない。米国コロラ
ド州デンバーのデンバー・エキップメント社（Ｄｃｎｖ
ｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ、）で製作されている
タイプの改良フロス浮選セルを用いると適切な乳化作用
が得られることがＩ’ｌｌ明している。このようなフオ
ーム生成手段を利用する有効な渦流混合について以下で
さらに詳細に説明する。
乳化剤の濃度が充分に高いこと、また、乳化用装置の作
用が充分に激しくて水中に空気が微細に分散したエマル
ジョンが生成することが必須である。乳化剤のｌ濃度が
低過ぎると！、９薄な流体エマルジョンが得られるのみ
てあり、これはすぐに肢体層と粗い泡とに分離すること
、また、濃度は充分に高いが装置の乳化作用が不充分で
あると濃厚で粘稠なエマルジョンはまったく形成しない
ことを理解されたい。さらに、エマルジョン中に分散し
た空気の量を制御する必要があるものと理解されたい。
これは、あまりに多くの空気がエマルジョン中に存在す
るとそのエマルジョンは大きい泡をもった乾燥した粗い
泡になり繊維を均一に分散させるのに適さないからであ
る。良好なエマルジョンは、英国工業規ＦＦ’ｖ　（Ｂ
ｒｌｔｉｓｈ　５ｔａｎｄａｒｄ）　　１７３３に従っ
てフォード・カップ（Ｆｏｒｄ　Ｃｕｐ）　Ｂ　−４型
で測定した粘度が２２秒より大きく、フオームの空気含
量が６５容量％以」二、すなわち、フオームの比重が０
，３５以下であるものである。ただし、最大の泡でも肉
眼ではほとんど見えないものである。本明細書中および
特許請求の範囲で粘度が（上記の方法でＡ１１ｌ定して
）少なくとも２２秒であるという場合、これは、繊維の
ない状態で、しかし発泡したフオームを生成するときに
使用する条件に正確に文・ｌ応する条件で生成したフオ
ームの粘度をいうものとする。この理由は、繊維が存在
すると粘度の正確なｍｌ＋定が妨害されるからである。
最大の泡が肉眼で見えるという程度は発泡したフオーム
を検査することによって決定できる。フオーム中の泡の
数平均直径は、繊維のない状態で、しかし発泡したフオ
ームの形成時に使用する条件に正確に対応する条体下で
生成したフオームの液滴を顕微鏡スライドの上に載せて
測定する。１００倍の倍率の顕微鏡写真を１分間隔でと
る。各顕微鏡写真の視野内で目に見える泡の数を数える
。
目に見える泡の数は時間と共に指数関数的に減少して一
定の値になるように思われる。すなわち、ｌ　ｏ　ｇ　
（Ｎ　　Ｘ）　−Ｎ　ｏｋ　Ｔである。ここで、Ｎは時
刻Ｔで目に見える泡の数、Ｘは試行錯誤によって決定さ
れる数、Ｎｏは時刻Ｔ−０、すなわちサンプルをとった
時に目に見える泡の（推定）数、ｋは定数、Ｔはサンプ
ルをとった時からの経過時間である。Ｎｏの値はｌｏｇ
（Ｎ−Ｘ）をＴに対してプロットしたグラフから決定さ
れる。ここで、Ｘの値はグラフが可能な限り良く合う直
線になるまで調節する。このグラフをＴ−０に外挿する
。すなわち、直線とｌｏｇ（Ｎ−Ｘ）軸との交点におけ
るＮｏの値から、サンプルをとった時の泡の（推定）数
Ｎ。が得られる。視野の面積をＮｏで割ると泡当たりの
数平均面積が得られ、したがって泡の数平均直径が得ら
れる。
エマルジョンの生成と同時に繊維と熱可塑性樹脂粒子を
液体媒質中に分散させることも可能であるし、あるいは
、上で調製した、すなわち発泡した液体媒質中に乾燥状
態または水懸濁状態の繊維と粒子を押入し、液体媒質を
調製するのに使用したのと同じ装置中で分散させること
も可能である。
繊維を液体エマルジョン中に分散させるのに好ましい方
法は、調製した液体媒質を、それを調製した装置から他
の装置に移してから、少量の水に懸濁させた繊維を加え
て分散させることである。
こうして調製した実質的に均一な懸濁液を、流すかまた
はポンプで送るかして、長網（Ｐｏｕｒｄｒｔｎｔａｒ
　）成製紙機の移動ワイヤ上、または円筒型板紙抄紙機
の表面」二、または製紙業界で公知の他の適切な形態の
ウェブ形成部上に、ひとつの層として付着させる。ワイ
ヤの他の側に吸引力を作用させるとエマルジョンの層が
崩壊し排液されて、ワイヤの表面上に高度の均一性をも
った繊維のウェブが残る。繊維の懸濁液をワイヤ上に拡
げ、得られたエマルジョンの層を崩壊させかつ排液する
には業界で公知のいかなる方法を用いることもできるが
、たとえば英国特許第１．０７５．１０３号に記載され
ているような比較的容量の小さい密閉型フロースプレッ
ダ−を使用して拡げた後、ワイヤの下側から吸引手段を
作用させて崩壊させ、その後、形成されたウェブを通常
の製紙工程の場合と同様に扱うと好ましい。
ウェブ形成用戦域の有孔支持体」二に形成される間にフ
オームから排除される界面活性剤含有水は有効に再利用
され、その少なくとも一部はフオーム生成手段に直接戻
されて、たとえば渦流式フオーム生成ユニットの渦の口
付近に導入される。このとき、発泡した繊維フオームの
コンシスチンシーを制御するために、フオーム生成手段
内の液体の高さに応じて作動するセンサー手段によって
その導入が制御される。繊維は、乾燥状態または濃厚ス
ラリーの形態で別に導入してもよい。濃厚スラリーの形
態で導入する場合、そのスラリー〇新たな含水量は、ウ
ェブ形成用機械から取出される際のウェブの含水量とバ
ランスがとれるように調節する。排除された水の一部を
エツジトリ、ムまたは他の繊維と混合してフオーム生成
手段に別個に導入してもよい。界面活性剤を含有する水
の中に泡が存在することによって起こる乱れたポンピン
グ作用は、ポンプの排出側の噴出流中に余分の液体を吸
い込むことによりその容積が好ましく大幅に増大する容
積式ポンプを使用することによってうまく回避すること
ができる。
このプロセスの利点は、多層シートが容易に形成できる
ということである。すでに形成されたマットの上にいく
つかの繊維懸濁液を連続的に崩壊させて排液することが
できる。すなわち、長いワイヤの一部の上方にそれに沿
って設けたいくつかのヘッドボックスを用いるのである
。各ヘッドボックスの位置はワイヤの下側に位置する一
列のサクションボックスと一致するであろう。繊維が水
中に分散している通常の製紙工程では、第二およびそれ
に続くヘッドボックスからの大量の水をすでに形成され
ているマットを通して排液する必要があるが、そのため
に生産情況が悪くなるであろう。本発明の方法において
は、すでに形成されているマットを通して排出される肢
体はほとんどなく、エマルジョンの崩壊と排液によって
生産情況が不当に乱されることはない。発泡した懸濁液
の粘度が高いため、より制御された速度で、すなわちよ
りたくさんの数のサクションボックスによって、原料の
凝集という欠点を伴うことなく、排液を促進することが
できる。
本発明の多層シートにおいては、導電性繊維が１ｌｌ−
の遮蔽層内に位置し、他の層である支持層はこのシート
内の比較的高価な導電性繊維の量を最小にしながらこの
ｔ１１Ｉｓ遺体すなわちシートの強度を高めるための非
導電性強化繊維を含有するのが好ましい。
本発明のウェブ形成プロセスを実施するのに適した装置
はガトワード（Ｇａｔｗａｒｄ）らの米国特許節３．７
１６．４４９号に開示され説明されている。
繊維質粒子状ウェブが形成されたら、このウェブをさら
に乾燥して過剰の水を除去し、そのウェブを圧縮し、そ
してそのウェブを熱可塑性樹脂粒子の軟化温度より高い
温度まで加熱して連続な繊維の網目構造の回りに熱可塑
性樹脂の連続なマトリックスを形成することによって熱
可塑性構造体を形成できる。この乾燥、圧縮および加熱
は単層または多層のウェブに対して行なうことができる
。
導電性繊維を使用すると、これらのＷ＆維が導電性で遮
蔽性の網目構造を形成し、マイクロ波族射によって引き
起こされるようなＥＭＩ／ＲＦＩの有効な遮蔽として機
能する。この導電性の網目構造を形成し、したがって有
効な遮蔽を形成する繊維の能力は、繊維長が増大するに
つれて大幅に高められる。本発明のプロセスによると、
導電性ｍ維の連続した網目構造を形成する能力に優れた
比較的長い導電性繊維を含む構造体の形成が可能になる
と共に、従来の押出および射出成形操作で見られたよう
な、長さの短い繊維を同等の重量充填して得られる構造
体と比べて優れた衝撃強さを有する構辻体が得られる。
本発明のシートの製造には数多くの公知の技術が使用で
きる。たとえば、繊維と可塑性粉末のウェブは英国特許
第１１２９７５７号および第１３２９４０９号に記載さ
れている方法によって製造でき、これは直ちにホットプ
レスによって圧縮・固化される。本発明の構造体を作成
するのに使用される方法は、導電性繊維の破断を最小限
に抑えなければならず、また導電性繊維が構造体の決め
られたいくつかまたはひとつの層に集中されている多層
構造体の形成が可能になるものでなければならない。
本発明の実施の仕方を当業者がより確実に理解できるよ
うに、限定ではなく例示のために以下の実施例を挙げて
説明する。
ＥＭＩ遮蔽効果データは、米国オハイオ州コロンブス（
Ｃｏｌｕｍｂｕｓ）のバラチル・ラボラトリ−（Ｂａｔ
ｔｅｌｌｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）によって開発され
た同軸透適法に基づいて決定した。遮蔽効果は、デシベ
ルで表わしたＥＭＩ／ＲＦＩの減衰の尺度である。
この減衰は遮蔽の電気伝導率および／または磁化率の関
数である。デシベル単位は遮蔽の程度を対数で表わした
値である。１０デシベルはＥＭＩ／ＲＦＩエネルギーの
９０％が有効に消失することを意味し、２０デシベルは
ＥＭＩ／ＲＦＩの９９％が消失したことを意味するとい
ったぐあいである。遮蔽効果はさまざまなラジオ周波数
で測定する。以下の各実施例では３０ＭＨｚから１００
１００Ｏまでの周波数帯域に亘って遮蔽効果を測定した
。
実施例 表Ｉの構造体はいずれも４つの層を有していた。
これらの層は、フオーム中に繊維を分散させて熱可塑性
樹脂マトリックス中に不織ウェブを形成させることによ
って製造した。各構造体中に使用した熱可塑性樹脂はビ
スフェノール−Ａとホスゲンから誘導された芳香族ポリ
カーボネートであった。
構造体中に使用したガラスは平均繊維長が０．５０イン
チで直径が１０ミクロンであった。ガラス、ＰＣおよび
ＮＣＧと表示した欄は、各構造体の４つの層の各々の中
に含まれるガラス、ＰＣおよびＮＣＧの量を表わしてい
る。ＮＣＧは平均直径が約１２ミクロンで平均長が約０
．２５インチのニッケルｔｔｉ覆黒鉛繊維である。１．
２．３．４の番号は構造体の４つの層を表わしている。
たとえば、サンプルＢはその第一の層にガラスを１５重
量％、樹脂を７５重量％、そしてＮＣＧを１０重量％ａ
しており、このサンプルＢはまた、その第二、第三、第
四の層の各々にガラスを３０重量％、樹脂を６０ｆｆｉ
ｆｆ１％、そしてＮＣＧを１０重量％有していた。サン
プル中に存在するニッケル被覆黒鉛の総重量はサンプル
１平方メートル当たりのグラム数で表わしである。
表　　　　１ 表２は、表１の実施例Ａ−Ｆの構造体の平均遮蔽効果を
デシベル（ｄＢ）で示す。実施例Ｃの構造体で得られた
遮蔽効果は１００ＭＨｚと３０ＭＨｚの周波数で実施例
Ｂより優れている。また、導電性繊維の充填量が少なめ
の実施例Ｃ−Ｆの遮蔽効果は、表３に示した導電性繊維
の充填量を多めにして射出成形した構造体より優れてい
る。Ａ〜Ｆのサンプルを２つずつ作成して再現性を検討
した。これらは表２に示したようにＡ１、Ａ２などと表
示した。
表　　　　２ 平均遮蔽効率（ｄ　Ｂ） ＮＣＧ繊維を芳香族ポリカーボネート樹脂と共に射出成
形（ＩＭ）して次のサンプルを得た。ＭＨｚは使用した
周波数をメガヘルツで表わしている。パーセントは、射
出成形した物品の総重量を基準にしたＮＣＧの重量％で
ある。表３は、々・Ｉ画成形したサンプルのいろいろな
周波数と導電性繊維充填量における遮蔽効果を示してい
る。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）遮蔽層を有する熱可塑性樹脂構造体であって、前
    記遮蔽層が（ａ）当該遮蔽層の総重量を基準にして９５
    〜４０重量％の熱可塑性樹脂と（ｂ）当該遮蔽層の総重
    量を基準にして５〜４０重量％の導電性繊維とからなり
    、前記導電性繊維が前記樹脂中に分散しており、前記導
    電性繊維が繊維当たり少なくとも約０．１２５インチの
    平均長を有する、前記熱可塑性樹脂構造体。
  2. （２）前記導電性繊維が前記層の７．５〜３０重量％の
    量で存在する、請求項１記載の構造体。
  3. （３）前記導電性繊維の平均長が約０．５０〜約０．１
    ２５インチの範囲から選択される、請求項１記載の構造
    体。
  4. （４）前記樹脂が、ポリプロピレン、ポリフェニレンエ
    ーテル、ポリカーボネート、ポリ（エーテルイミド）、
    ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレ
    ート、ポリフェニレンスルホン、アクリロニトリル−ブ
    タジエン−スチレン、およびこれらの組合せより成る群
    の中から選択される、請求項１記載の構造体。
  5. （５）前記導電性繊維がニッケル被覆した黒鉛繊維であ
    る、請求項１記載の構造体。
  6. （６）前記遮蔽層が、さらに、当該遮蔽層の総重量を基
    準にして１５〜３０重量％の切断ガラス繊維も含んでい
    る、請求項１記載の構造体。
  7. （７）さらに支持層も含んでおり、この支持層が第二の
    熱可塑性樹脂からなる第二の層であり、この第二の層が
    導電性繊維を含まない、請求項１記載の構造体。
  8. （８）前記支持層が、さらに、当該支持層の総重量を基
    準にして０．５〜３０重量％の切断ガラス繊維を含んで
    いる、請求項７記載の構造体。
  9. （９）前記遮蔽層の前記熱可塑性樹脂と前記支持層の前
    記熱可塑性樹脂が、それぞれ独立して、ポリプロピレン
    、芳香族ポリカーボネート、ポリ（エーテルイミド）、
    ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル
    、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルホ
    ン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンおよびこ
    れらの組合せより成る群の中から選択される、請求項７
    記載の構造体。
  10. （１０）前記導電性繊維がニッケル被覆した黒鉛繊維で
    ある、請求項９記載の構造体。
  11. （１１）（ａ）導電性繊維およびその中に分散した熱可
    塑性樹脂粒子を有する水性フォームを形成して、排液作
    用が働いたとき低い粘度と前記繊維および粒子の急速な
    解放速度とを示すチクソトロピー特性を保有する混合物
    を作成し、 （ｂ）前記繊維および粒子の分散物を 有孔支持体上に付着させると同時に、前記フォームを崩
    壊させて前記支持体上に不織ウェブを形成すると共にこ
    のウェブから残留水を排除し、（ｃ）前記ウェブを加熱
    圧縮して前記 熱可塑性樹脂粒子を融解させることにより前記繊維の回
    りに熱可塑性樹脂マトリックスを作ることからなる、不
    織繊維ＥＭＩ遮蔽構造体の製造方法。
  12. （１２）前記導電性繊維が少なくとも約０．１２５イン
    チの平均長を有する、請求項１１記載の方法。
  13. （１３）前記繊維が約０．５〜約０．１２５インチの範
    囲から選択された平均長を有する、請求項１１記載の方
    法。
  14. （１４）前記熱可塑性樹脂粒子が直径約２００〜約８０
    ０ミクロンの範囲から選択された平均粒子サイズを有す
    る粉末の形態にあり、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレ
    ン、ポリカーボネート、ポリ（エーテルイミド）、ポリ
    ブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポ
    リエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルホン、
    アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンおよびこれら
    の組合せより成る群の中から選択される、請求項１１記
    載の方法。
  15. （１５）不織繊維ＥＭＩ遮蔽構造体の製造方法であって
    、 （ａ）（ｉ）その中に分散した第一の繊維および熱可塑
    性樹脂粒子を有する水性フォームを形成して、排液作用
    が働いたとき低い粘度と前記第一の繊維および粒子の急
    速な解放速度とを示すチクソトロピー特性を保有する混
    合物を作成し、 （ｉｉ）前記第一の繊維および粒子の分散物を有孔支持
    体上に付着させると同時に、前記フォームを崩壊させて
    前記支持体上に不織ウェブを形成すると共にこのウェブ
    から残留水を排除することにより、第一の層を作成し、 （ｂ）（ｉ）その中に分散した第二の繊維および熱可塑
    性樹脂粒子を有する水性フォームを形成して、排液作用
    が働いたとき低い粘度と前記第二の繊維および粒子の急
    速な解放速度とを示すチクソトロピー特性を保有する混
    合物を作成し、 （ｉｉ）前記第二の繊維および粒子の分散物を有孔支持
    体上に付着させると同時に、前記フォームを崩壊させて
    前記支持体上に不織ウェブを形成すると共にこのウェブ
    から残留水を排除することにより、第二の層を作成する ことからなっており、 前記第一の繊維と前記第二の繊維が異なる群の中から選
    択され、前記群は非導電性繊維で構成される非導電性の
    群および導電性繊維からなる導電性の群より成り、前記
    導電性繊維は少なくとも約０．１２５インチの平均繊維
    長を有する、不織繊維ＥＭＩ遮蔽構造体の製造方法。
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