JPH04146249A - 炭素繊維含有低密度成形体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己融着性を有し、電磁波シールド性、吸音性
、耐へたり性に優れ、かつ軽量化された成形体に関する
。

〔従来の技術〕

最近のＯＡ化、Ｆ　Ａ化等の急速な成長と、コンピュー
ター等の電子機器の小型化、軽量化が一般化するなかで
、電磁波が、これら機器の機能に障害を与えるというこ
とか大きな問題になっている。

従来のように電子機器が、金属材料を主体に製造されて
いたときは、さほど問題視されていなかった障害も、電
子機器か小型・軽量化のためにプラスチックス化される
につれ、注目されるようになつた。

このため電磁波による障害を低減する技術が多く提案さ
れている。例えば、金属に代えて導電性重合体材料を用
いる方法（特開昭６３−１２８０１９号公報および特開
昭６３−６３７１７号公報参照）、プラスチックス材料
中に金属繊維、金属薄片、カーボンブラック、金属で被
覆された繊維または粉体等の充填材を配合する方法、成
形体表面にメツキ、塗装、溶射、箔接着等の方法で導電
性塗料、導電性薄膜、金属箔等の電磁波／−ルド層を設
ける方法などを挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、導電性重合体材料は、射出成形、押出成
形、熱成形等による賦形が容易ではなく、高価であるた
めまだ一般的な材料とは言い難い。

また、導電性充填材をプラスチック材料に混合するのは
簡便な方法ではあるが、成形性を損なわずに高充填する
のには限界かあり、電磁波ンールド効果にも限界がある
。さらに、成形体表面に電磁彼シールド層を設ける方法
は最も膏効であるか、メツキ、塗装、溶射、箔接着等の
工程が新たに加わり作業性が低下する。そのうえ使用中
に電磁波ンールド層が剥離したりして効果の信頼性に不
安があるのが実情である。

本発明は、上記の問題点を解決することを技術的課題と
し、自己融着性を有し、電磁波ンールド性、吸音性、耐
へたり性に優れ、かつ軽量化された成形体を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば上記の目的は、炭素繊維１０から７０重
量％と、熱接着性複合繊維９０から３０重量％とからな
り、嵩密度が０．０５から０．５ｇ／　ｃｍ３である低
密度成形体を提供することによって達成される。

本発明における炭素繊維の製造方法は特に限定されるも
のではなく、アクリル系繊維、レーヨン系繊維、ピッチ
系繊維を出発原料とし、スパンボンド法、メルトブロー
法、遠心紡糸性等通常の方法で製造された炭素繊維を使
用することができる。

一般に炭素繊維の導電性は焼成温度により決まり、焼成
温度か高いはと導電性か向上する傾向かある。しかし、
焼成温度か高くなるにつれて、繊維自身の伸度が低下し
、構造体を製造する工程中に破断することがあり、しか
も高温度では焼成のために特殊な炉材か必要になるため
、繊維自体か高価になる欠点か−ある。

本発明においては、成形体の耐へたり性を向上させるた
めに、焼成温度か６００〜１６０００Ｃ１特に８００〜
１３００℃で製造された炭素繊維を用いるのか好ましい
。

炭素繊維の繊維長は電磁波／−ルト効果の点から０．５
ｍｍ以上か好ましい。繊維長か０．５ｎ＋ｍ未満の場合
、自己融着するための熱接着性複合繊維の配合量を増や
す必要があり、該繊維の配合量か多くなると電磁波ンー
ルド効果が低下するので好ましくない。繊維径は、通常
炭素繊維の製造において選択される繊維径が用いられ、
５〜２０ｕｍ、好ましくは７〜１５μｍ径か選択される
。

炭素繊維の形状としてはトウ状、ヤーン状、チョツプド
ストランド状等か挙げられ、また、形態としては繊維状
、織物、編物、不織布、紙、スライバーのような繊維束
の引揃え物、ランダムウェブのような繊維質の平面状物
等、成形体の形状・形態によって適宜選択することがで
きる。

本発明において炭素繊維のバインダーとして作用する熱
接着性複合繊維（以下、単に複合繊維と称することがあ
る）の成分としては、繊維形成能のあるポリマーであれ
ばよく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
６−ナイロン、６．６−ナイロン、ポリウレタン、ある
いはこれらのポリマーを変性させたものを挙げることか
でき、かかる複合繊維は融点差のある２種類以上のポリ
マーから構成されている。低融点ポリマーｕ（Ａ）、高
融点ポリマー１（Ｂ）とすると、かかるポリマーから構
成される複合繊維では、接着成分であるポリマー（Ａ）
が繊維表面の少なくとも一部を占めていることは勿論で
あるか、ポリマー（Ａ）の占める比率が複合繊維の任意
の横断面において１０〜７０％、特に２５〜５０％であ
ることが好ましい。

この複合繊維としてはポリマー（＾）を鞘成分とし、ポ
リマー（Ｂ）を芯成分とする芯鞘複合繊維か好ましい。

ポリマー（＾）の占める比↑が１０％未満または７０％
を越える場合には、芯鞘複合繊維であっても成形体の強
度が不十分となるので好ましくない。

ポリマーく＾）とポリマー（Ｂ）の組み合わせは種々あ
るが、繊維化の容易性、繊維性能のバランスの点におい
て、ポリマー（Ａ）としてポリエチレ／、ポリマー（Ｂ
）としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート等のポリエステル、変性ポリエステルを用
いるのか好ましい。

本発明において使用される複合繊維は、公知の複合紡糸
法によって製造することかできる。

本発明の成形体は、炭素繊維および熱接着性複合繊維の
両繊維の短繊維状、チョツプドストランド状等にしたも
のを混合し不織布状に製造する方法、両繊維を水中に分
散させて抄造する湿式抄造法、炭素繊維よりなる不織布
と複合繊維よりなる不織布とを積層する方法等通常の方
法で一体化製造される。その後、複合繊維を形成するポ
リマー（Ａ）とポリマー（Ｂ）との融点の中間温度で加
熱処理される。かかる加熱処理により、炭素繊維と複合
繊維との交絡点において炭素繊維を強固に接着すること
ができる。

炭素繊維と熱接着性複合繊維は、炭素繊維が１０〜７０
重量％、好ましくは２０〜６０重量％の比率で混合され
ている。炭素繊維が１０重量％未満の場合、成形体の電
磁波シールド効果か身り、また炭素繊維が７０重量％を
越えると炭素繊維と複合繊維間の交絡点が少なく、満足
な成形体を得ることができない。

このようにして得られた成形体は繊維構造体であるため
低密度であり、しかも成形体製造時における加圧力が低
圧であるため、連続気泡構造を有しており、吸音性に優
れる。したがって、ＯＡ機器やＦＡ機器等の電磁波／−
ルド材として、また防音材料として利用することかでき
る。成形体の嵩密度は０．０５〜０．５ｇ／　ｃｍ’、
好ましくは０．０６〜０．４ｇ／ｃｍ３の範囲である。

嵩密度が０．０５ｇ／　ｃｍ”未満の成形体は強度が低
く、使用中に成形体の厚みが減少する。一方嵩密度が０
．５ｇ／　ｃｍ’を越える成形体は吸音性が低下する。

本発明においては、炭素繊維、複合繊維の他に成形体の
性能を損ねない範囲で他の繊維を含有することができる
。また複合繊維を形成するポリマーには少量の添加剤、
例えば酸化チタンなどの艶消剤、酸化防止剤、安定剤、
紫外線吸収剤等が含まれていてもよい。さらに本発明の
成形体は電磁波シールド性や吸音性を損なわない限り、
他の材料と積層したり、複合化することも可能である。

〔作　　用〕

本発明の成形体は、低温で焼成された炭素繊維と複合繊
維の交絡点において炭素繊維が強固に接着されており、
強固な繊維のネットワーク構造を形成することができ、
その結果電磁波シールド性、吸音性、耐へたり性に優れ
ている。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、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、実施例における各物性は以下の方法により測定し
た。

電磁波シールド効果（デシベル：ｄＢ）成形体を「工業
材料」第２９巻１２月号第３８頁に記載の方法と同様の
電磁しやへい効果測定装置を作製し、モーターをノイズ
発生源とし、スペクトラムアナライザーにて１０００Ｈ
２での値を測定した。

吸音率（％） ＪＩＳ　　Ａ−１４０５に準拠して測定した。

”　　　（／ｃｍ３） Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｋ７１１２Ａ法に準拠して測定した。

。　　　　性　　％ 成形体に２４０ｇ／ｃｍ’の荷重を２４時間加えたとき
の成形体厚さの変化を測定し、下式により算出した。

実施例１〜８および比較例１〜に １３００°Ｃで焼成したピッチ系炭素繊維を６０ｍｍ長
に切断した。この繊維径は１ｏμであった。ポリエチレ
ンテレフタレートを芯成分、高密度ポリエチレンを鞘成
分とし、重量比６０／４０て複合紡糸を行い、熱接着性
複合繊維を得、５１ｍｍ長に切断した。次いて炭素繊維
と複合繊維を所定の割合で混合し、ローラーカード機を
２回通し、不織布化した。得られた不織布をベルトドラ
イヤー中で、１３３℃、１分間加熱することによって、
繊維同志を部分的に融着させ、成形体を得た。また、必
要に応じては加熱時に加圧することによって成形体を得
た。

炭素繊維と複合繊維の組成、成形体厚さを変えたときの
それぞれの諸物性を表１に示す。

以下余白 表１ 断した。

この繊維径は１０ｕであった。

繊維長５１ｍｍ で芯成分かポリエチレンテレフタレート、鞘成分 か高密度ポリエチレン（重量比５０１５０）からなる複
合繊維（実施例９〉、繊維長５１１Ｔｍで芯成分がポリ
プロピレン、鞘成分か高密度ポリエチレン（重量比５０
１５０）からなる複合繊維（実施例ｔＯ）と炭素繊維を
重量比７０／　３０の割合で混合し、実施例１と同様の
方法により成形体を得た。

一方、繊維長６０ｍｍであり２０００℃で焼成したピッ
チ系炭素繊維のみを用いて、炭素繊維同志が部分的に融
着した不織布状成形体を得た（比較例６）。

さらに２０００°Ｃで焼成したピッチ系炭素繊維に実施
例９て用いたのと同じ複合繊維を混合して成形体を得た
　（実施例１１）　　。

これらの成形体の諸物性を表２に示す。

表２から明らかなように、複合繊維を含む成形体は、炭
素繊維のみの成形体に比較して嵩高保持性か高く、荷重
に対してへたりにくい特長を有している。

〔発明の効果〕

本発明によれば、炭素繊維と熱接着性複合繊維とを一体
化することにより、軽量で自己融着性を有し、かつ電磁
波／−ルド性、吸音性、耐へたり性に優れた成形体を得
ることができる。

特許出願人　　　株式会社り　ラ　し 代　理　人　　　弁理士　本多　堅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素繊維１０から７０重量％と熱接着性複合繊維
   ９０から３０重量％とからなり、嵩密度が０．０５から
   ０．５ｇ／ｃｍ＾３である低密度成形体。