JPH07161237A - 導電性複合材料 - Google Patents
導電性複合材料Info
- Publication number
- JPH07161237A JPH07161237A JP34267193A JP34267193A JPH07161237A JP H07161237 A JPH07161237 A JP H07161237A JP 34267193 A JP34267193 A JP 34267193A JP 34267193 A JP34267193 A JP 34267193A JP H07161237 A JPH07161237 A JP H07161237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal fiber
- nonwoven fabric
- sintered
- woven fabric
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 帯電防止、電磁波、磁界の遮断に効果のある
金属繊維の不織布を使った導電性複合材料に係わるもの
である。 【構成】 金属繊維を一様に散布、分散させ、交差部を
加圧焼結してなる不織布を樹脂、ゴム、紙等の絶縁材料
と複合させたことを特徴とする。
金属繊維の不織布を使った導電性複合材料に係わるもの
である。 【構成】 金属繊維を一様に散布、分散させ、交差部を
加圧焼結してなる不織布を樹脂、ゴム、紙等の絶縁材料
と複合させたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性複合材料に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックや紙、ゴム等は、よく帯電
することで知られている。これは、これらの材料が体積
抵抗値１０１１Ω以上の絶縁体であるためである。静電
気が発生すると、急激な放電によって高集積化した半導
体装置が破壊される事故も発生する。あるいは静電気が
引き寄せる粉塵の問題もある。一方、これらの絶縁材料
は電磁波や磁力線がよく透過する材料でもあり、プラス
チック製のケースに収められた電気機器では、発生した
電磁波がケースを透過して、人体に悪影響を及ぼすこ
と、および外部の磁力線によって誤動作が起こりやすい
ことも報告されている。そこで、プラスチックや紙、ゴ
ム等の絶縁性の工業材料では、静電気、電磁波、および
磁力線の問題を解決する為に、材料そのものを導体化処
理することが試みられている。主流は、材料の中に導電
性の粉末や金属繊維を混合する方法であるが、必ずしも
所期の成果は得られていない。得られた材料の電気抵抗
のばらつきが大きく、品質の均一な材料が得られないた
めである。一定値以下の電気抵抗を保証する為には、こ
れらの粉末や繊維をある程度以上、過剰に混合すること
が必要となり、この結果、材料本来の特性が損なわれる
ような事例が起こっている。
することで知られている。これは、これらの材料が体積
抵抗値１０１１Ω以上の絶縁体であるためである。静電
気が発生すると、急激な放電によって高集積化した半導
体装置が破壊される事故も発生する。あるいは静電気が
引き寄せる粉塵の問題もある。一方、これらの絶縁材料
は電磁波や磁力線がよく透過する材料でもあり、プラス
チック製のケースに収められた電気機器では、発生した
電磁波がケースを透過して、人体に悪影響を及ぼすこ
と、および外部の磁力線によって誤動作が起こりやすい
ことも報告されている。そこで、プラスチックや紙、ゴ
ム等の絶縁性の工業材料では、静電気、電磁波、および
磁力線の問題を解決する為に、材料そのものを導体化処
理することが試みられている。主流は、材料の中に導電
性の粉末や金属繊維を混合する方法であるが、必ずしも
所期の成果は得られていない。得られた材料の電気抵抗
のばらつきが大きく、品質の均一な材料が得られないた
めである。一定値以下の電気抵抗を保証する為には、こ
れらの粉末や繊維をある程度以上、過剰に混合すること
が必要となり、この結果、材料本来の特性が損なわれる
ような事例が起こっている。
【０００３】
【発明が解決する課題】本発明は、かかる問題点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、材料の特
性を何等損なうこと無く、金属繊維を最小限混合するだ
けで静電気防止、電磁波、磁力線の遮蔽が効果的に実施
できる新規な材料を提供せんとするものである。
てなされたもので、その目的とするところは、材料の特
性を何等損なうこと無く、金属繊維を最小限混合するだ
けで静電気防止、電磁波、磁力線の遮蔽が効果的に実施
できる新規な材料を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
行った結果、次の知見を得た。すなわち、導電性粉末や
金属繊維を混合した複合材料の電気抵抗は、これら粉末
や繊維の配合量にも依存するが、決定的な因子は、これ
ら粉末や繊維の接触点の数であること、つまり接触点の
数を多くすれば、配合量を少なくしても十分な導電効果
が得られることが判明した。従来の方法では、接触点の
数のバラツキが大きく、十分な信頼性は得難いことが判
明した。これを解決する手段としては、金属繊維の不織
布を予め焼結して繊維の交差部を確実に固結した後に、
これを樹脂、ゴム、紙等の絶縁材料に埋め込んだり、あ
るいは張り合わせて複合化すると安定した電気抵抗特性
の材料が得られることが判明した。本発明は、この様な
新しい知見をもとになされたものである。
行った結果、次の知見を得た。すなわち、導電性粉末や
金属繊維を混合した複合材料の電気抵抗は、これら粉末
や繊維の配合量にも依存するが、決定的な因子は、これ
ら粉末や繊維の接触点の数であること、つまり接触点の
数を多くすれば、配合量を少なくしても十分な導電効果
が得られることが判明した。従来の方法では、接触点の
数のバラツキが大きく、十分な信頼性は得難いことが判
明した。これを解決する手段としては、金属繊維の不織
布を予め焼結して繊維の交差部を確実に固結した後に、
これを樹脂、ゴム、紙等の絶縁材料に埋め込んだり、あ
るいは張り合わせて複合化すると安定した電気抵抗特性
の材料が得られることが判明した。本発明は、この様な
新しい知見をもとになされたものである。
【０００５】
【作用】使用する金属繊維の種類は、基本的には使用す
る用途によって適宜選択すればよい。帯電防止だけであ
れば、銅系金属が最も好ましい。電磁波の遮蔽や磁気の
遮蔽には、この他に鉄、ニッケル、コバルト系金属も使
用できる。帯電防止、電磁波の遮蔽、磁気の遮蔽を総合
的に考える時には、銅系、鉄、ニッケル、コバルト系の
金属を適宜混合して使用すればよい。本発明の基本は、
少ない配合でいかにして十分な導電性を達成するかに掛
かっている。その為には、使用する金属繊維の線径は、
５ないし１００ミクロンの範囲のものが特に好ましく、
線長は１〜１０ｍｍの範囲、とりわけ７０ｍｍ以下のも
のが好ましい 線長が１ｍｍ未満では、繊維の十分な交差が得にくくな
り、抵抗値が高くなり、好ましくない。また、１０ｍｍ
を越えると、繊維の散布性が悪くなり分布状態に疎密の
ムラが生じて好ましくない。本発明では、金属繊維の接
触部分の焼結による肥大化の程度によって大きく変化し
てくる。線径を大きくしてもそれ程導電性がよくなるわ
けではない。したがって、上限は１００ミクロンで十分
である。これを越えると重量が重たくなり、不経済であ
る。一方、５ミクロン未満では、焼結時、十分な肥大化
が達成できないので好ましくない。肥大化の程度には焼
結温度の高低が大きく影響する。安定した導電性を得る
ためには、焼結温度は金属繊維の融点の８０％以上にす
る必要がある。また、焼結時、繊維の交差する部分の結
合を確実にするために加圧することが有効で、圧力は３
ｇ／ｃｍ２以上あればよい。金属繊維の平面上の散布密
度は、線径 ２０ミクロンの銅繊維を使った場合で１ｃ
ｍ２に０．０１〜０．８ｇ程度が一応の目安である。金
属繊維の平面上への散布は、原始的ではあるが篩を使っ
た方法が有効である。すなわち、篩の上に金属繊維を載
せて篩を振動させながら動かせて散布する方法が効果的
である。この様にすると粗密のむらができにくい。
る用途によって適宜選択すればよい。帯電防止だけであ
れば、銅系金属が最も好ましい。電磁波の遮蔽や磁気の
遮蔽には、この他に鉄、ニッケル、コバルト系金属も使
用できる。帯電防止、電磁波の遮蔽、磁気の遮蔽を総合
的に考える時には、銅系、鉄、ニッケル、コバルト系の
金属を適宜混合して使用すればよい。本発明の基本は、
少ない配合でいかにして十分な導電性を達成するかに掛
かっている。その為には、使用する金属繊維の線径は、
５ないし１００ミクロンの範囲のものが特に好ましく、
線長は１〜１０ｍｍの範囲、とりわけ７０ｍｍ以下のも
のが好ましい 線長が１ｍｍ未満では、繊維の十分な交差が得にくくな
り、抵抗値が高くなり、好ましくない。また、１０ｍｍ
を越えると、繊維の散布性が悪くなり分布状態に疎密の
ムラが生じて好ましくない。本発明では、金属繊維の接
触部分の焼結による肥大化の程度によって大きく変化し
てくる。線径を大きくしてもそれ程導電性がよくなるわ
けではない。したがって、上限は１００ミクロンで十分
である。これを越えると重量が重たくなり、不経済であ
る。一方、５ミクロン未満では、焼結時、十分な肥大化
が達成できないので好ましくない。肥大化の程度には焼
結温度の高低が大きく影響する。安定した導電性を得る
ためには、焼結温度は金属繊維の融点の８０％以上にす
る必要がある。また、焼結時、繊維の交差する部分の結
合を確実にするために加圧することが有効で、圧力は３
ｇ／ｃｍ２以上あればよい。金属繊維の平面上の散布密
度は、線径 ２０ミクロンの銅繊維を使った場合で１ｃ
ｍ２に０．０１〜０．８ｇ程度が一応の目安である。金
属繊維の平面上への散布は、原始的ではあるが篩を使っ
た方法が有効である。すなわち、篩の上に金属繊維を載
せて篩を振動させながら動かせて散布する方法が効果的
である。この様にすると粗密のむらができにくい。
【０００６】
【実施例】実施例によって本発明を説明する。 実施例１ 銅繊維を使ったテスト ２５０×３７０×４．５（厚さ）ｍｍの鉄板の上に離形
材を塗布した後、線径２０ミクロン、線長３０ｍｍの銅
繊維を１８４ｇ篩を使って一様に散布した。散布後、１
０ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて、還元性ガス雰囲気、７８
０℃で焼結した。焼結後、取り出した不織布は交差部分
がいずれも焼結されていた。不織布を１０分割してそれ
ぞれの電気抵抗を測定した。１〜４×１０２Ωｃｍであ
った。次に、この不織布を０．１ｍｍ厚の２枚のポリエ
チレンの板の間に挟んで、２００℃でプレスして熱圧着
した。銅繊維の不織布をサンドイッチしたポリエチレン
の複合板が得られた。得られた複合板について、体積抵
抗率を調べた。 厚さ方向で、５×１０３ Ωｃｍ 長さ方向で、１×１０ Ωｃｍ であった。次に実際の電気的性能を調べた。 ＜摩擦帯電圧（静電気）＞ 帯電せず ＜電磁波、磁気遮断性のテスト＞３０〜１０００ＭＨｚ
の周波数領域に亘り電界電波でも磁界電波でも２０〜６
０ｄＢのシールド性があった。 実施例２ 鉄繊維を使ったテスト ２５０×２５０×５（厚さ）ｍｍのアルミナ板の上に、
線径５０ミクロン線長５０ｍｍの鉄繊維を３５０ｇ一様
に散布した。散布後、１０ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて、
還元性ガス雰囲気、１２００℃で焼結した。焼結後、取
り出した不織布は交差部分がいずれも焼結されていた。
不織布を１０分割してそれぞれの電気抵抗を測定した。
６〜８×１０４Ωｃｍであった。次に、この不織布を
０．１ｍｍ厚のアクリル板の裏に張り付けた。鉄繊維の
不織布とアクリル板の複合板が得られた。得られた複合
板について、体積抵抗率を調べた。 厚さ方向で、１×１０２ Ωｃｍ 長さ方向で、３×１０３ Ωｃｍ であった。次に実際の帯電性、電磁波遮断性を調べた。 ＜帯電性のテスト＞摩擦帯電圧（静電気）は帯電せず ＜電磁波遮断性のテスト＞３０〜１０００ＭＨｚの周波
数領域に亘り４０〜 ８０ｄＢがあった。
材を塗布した後、線径２０ミクロン、線長３０ｍｍの銅
繊維を１８４ｇ篩を使って一様に散布した。散布後、１
０ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて、還元性ガス雰囲気、７８
０℃で焼結した。焼結後、取り出した不織布は交差部分
がいずれも焼結されていた。不織布を１０分割してそれ
ぞれの電気抵抗を測定した。１〜４×１０２Ωｃｍであ
った。次に、この不織布を０．１ｍｍ厚の２枚のポリエ
チレンの板の間に挟んで、２００℃でプレスして熱圧着
した。銅繊維の不織布をサンドイッチしたポリエチレン
の複合板が得られた。得られた複合板について、体積抵
抗率を調べた。 厚さ方向で、５×１０３ Ωｃｍ 長さ方向で、１×１０ Ωｃｍ であった。次に実際の電気的性能を調べた。 ＜摩擦帯電圧（静電気）＞ 帯電せず ＜電磁波、磁気遮断性のテスト＞３０〜１０００ＭＨｚ
の周波数領域に亘り電界電波でも磁界電波でも２０〜６
０ｄＢのシールド性があった。 実施例２ 鉄繊維を使ったテスト ２５０×２５０×５（厚さ）ｍｍのアルミナ板の上に、
線径５０ミクロン線長５０ｍｍの鉄繊維を３５０ｇ一様
に散布した。散布後、１０ｇ／ｃｍ２の圧力をかけて、
還元性ガス雰囲気、１２００℃で焼結した。焼結後、取
り出した不織布は交差部分がいずれも焼結されていた。
不織布を１０分割してそれぞれの電気抵抗を測定した。
６〜８×１０４Ωｃｍであった。次に、この不織布を
０．１ｍｍ厚のアクリル板の裏に張り付けた。鉄繊維の
不織布とアクリル板の複合板が得られた。得られた複合
板について、体積抵抗率を調べた。 厚さ方向で、１×１０２ Ωｃｍ 長さ方向で、３×１０３ Ωｃｍ であった。次に実際の帯電性、電磁波遮断性を調べた。 ＜帯電性のテスト＞摩擦帯電圧（静電気）は帯電せず ＜電磁波遮断性のテスト＞３０〜１０００ＭＨｚの周波
数領域に亘り４０〜 ８０ｄＢがあった。
【０００７】
【発明の効果】本発明は以上詳記したように金属繊維の
交差部が全て電気的に結合した不織布が絶縁材料に張合
わされたり、埋め込まれたもので、帯電防止、電界、磁
界の遮断特性で極めてばらつきの小さい安定した性能を
有するものである。また、広い周波数領域で電界電波、
磁界電波を遮断できる特徴を有するものである。
交差部が全て電気的に結合した不織布が絶縁材料に張合
わされたり、埋め込まれたもので、帯電防止、電界、磁
界の遮断特性で極めてばらつきの小さい安定した性能を
有するものである。また、広い周波数領域で電界電波、
磁界電波を遮断できる特徴を有するものである。
Claims (5)
- 【請求項１】 交差部が互いに焼結された金属繊維の不
織布が絶縁体材料の中に埋め込まれた構造からなること
を特徴とする導電性複合材料。 - 【請求項２】 交差部が互いに焼結された金属繊維の不
織布が絶縁体材料の片面あるいは両面に貼着されてなる
ことを特徴とする導電性複合材料。 - 【請求項３】 上記絶縁体材料がプラスチックである請
求項１あるいは２に記載の材料。 - 【請求項４】 上記絶縁体材料がゴムである請求項１あ
るいは２に記載の材料。 - 【請求項５】 上記絶縁体材料が紙である請求項１ある
いは２に記載の材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34267193A JPH07161237A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 導電性複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34267193A JPH07161237A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 導電性複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07161237A true JPH07161237A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18355594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34267193A Pending JPH07161237A (ja) | 1993-12-03 | 1993-12-03 | 導電性複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07161237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146044A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Nicholas John Hodgkinson | Novel compositions for providing radiation shielding |
-
1993
- 1993-12-03 JP JP34267193A patent/JPH07161237A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146044A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Nicholas John Hodgkinson | Novel compositions for providing radiation shielding |
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