JPH1044326A - 電磁波シールド性を有し且つ機械的特性に優れた木質系複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木質材を使用する建築物、構造物、建材等の
表面の木質感を損なうことなく、それらの木質材の強
度、剛性等の機械的特性を高め、しかも電磁波障害防止
機能を付与することができるシート状又は板状の木質系
複合材料を提供する。 【解決手段】 本発明の木質系複合材料は、少なくとも
２方向の繊維配向の炭素繊維を有する炭素繊維シートに
樹脂含浸させてシート状炭素繊維強化複合材料２とした
ものに、シート状又は板状木質材１とを貼り合わせたも
のであり、電磁波シールド性を有し且つ機械的特性に優
れる。前記シート状炭素繊維強化複合材料２の具体例に
は、繊維軸を異にして配置された少なくとも２層の一方
向配向炭素繊維シートエレメント４を組み合わせたも
の、或いは炭素繊維の織物、不織布、紙、及びフェルト
から選ばれた一種以上の炭素繊維シートエレメントと一
方向配向炭素繊維シートエレメント４とを組合せたもの
が挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波シールド性
を有し且つ機械的強度や剛性等の機械的特性に優れた木
質系複合材料に関する。さらに詳しくは、本発明は、家
屋の柱、梁などの構造物の表面や、壁、屋根、各種家具
等の表面に適用されて、それらの被適用物に電磁波シー
ルド性及び機械的強度や剛性を付与することができるシ
ート状又は板状の木質系複合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅の壁材、ドアーや各種家具などの建
材には、人間に温かみや快適さを与えると言われる木質
材が好んで使用される傾向がある。さらには、大型建築
物の梁、柱、壁等や、橋等の構造物にも木質材が使用さ
れることがある。

【０００３】木質材を大型建築物や構造物に用いる場
合、木質材に強度や剛性が必要とされるため、厚みを大
きくしたり、或いは木質材面に接着剤を塗布しその上に
炭素繊維を配して強化したり（特開平３−２３０９０４
号公報）、或いは予め炭素繊維に接着剤を含浸したプリ
プレグを木質材面に接着して強化したり（特開昭５３−
１０８１８２号公報）する試みがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、木質材は、近年
出現した多種多様の電気・電子機器による電磁波に対す
るシールド性に劣るため、電子・電気機器の誤動作や映
像のゴースト、雑音問題などの電磁波障害を防止するこ
とが難しいという問題がある。

【０００５】従来、電磁波障害防止性を付与するため
に、被電磁波障害物の表面を金属板で接着したり、或い
は該被電磁波障害物の表面を、金属粉や炭素繊維の短い
繊維などを混合した接着剤で被覆することが行われてい
るが、被電磁波障害物が木質である場合には、前記従来
の電磁波障害防止手段を適用すると木質の持つ温かみ感
や快適感等が損なわれる上に美的外観に劣るという問題
があった。

【０００６】そこで本発明は、木質材を使用する建築
物、構造物、建材等の表面の木質感を損なうことなく、
それらの木質材の強度、剛性等の機械的特性を高め、し
かも電磁波障害防止機能を付与することができるシート
状又は板状の木質系複合材料を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる従来
の課題を解決するべく鋭意検討した結果、少なくとも２
方向の繊維配向の炭素繊維を有する炭素繊維シート及び
該炭素繊維シートに含浸された樹脂を構成要件として含
むシート状炭素繊維強化複合材料を、シート状又は板状
木質材に貼り合わせた木質系複合材料が、電磁波シール
ド性を有し且つ機械的特性に優れていることを見出し、
本発明の木質系複合材料を完成した。

【０００８】

【発明の実施の形態】炭素繊維シート 本明細書において「炭素繊維シート」とは、炭素繊維か
らなるシートであって、少なくとも２方向の繊維配向の
炭素繊維を有することを特徴とし、このような配向を有
する炭素繊維シートは大別して次の２つの種類に分ける
ことができる。

【０００９】第一番目の種類の炭素繊維シートとして
は、一方向配向炭素繊維シートエレメント（炭素繊維ス
トランド、或いは炭素繊維ストランドの面状シート）が
繊維軸を異にして少なくとも２層配置されてなる炭素繊
維シートが挙げられる。第二番目の種類の炭素繊維シー
トとしては、炭素繊維の織物、不織布、紙、及びフェル
トから選ばれた一種以上の炭素繊維シートエレメント
と、一方向配向炭素繊維シートエレメント（炭素繊維ス
トランド、或いは炭素繊維ストランドの面状シート）と
を積層して組合せた炭素繊維シートが挙げられる。

【００１０】本発明に使用される炭素繊維シートを構成
する炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系繊維から得ら
れる窒素含有量が２〜１５重量％の炭素繊維、特に、窒
素含有量３〜１０重量％を有する炭素繊維が、炭素繊維
とマトリックス樹脂の接着性の点で好ましく、また該炭
素繊維の引張り強度が２５００〜７０００ＭＰａ、弾性
率が１５０〜７００ＧＰａ、特に、３５００ＭＰａ以上
の引張り強度と２００〜３００ＧＰａの弾性率を有する
炭素繊維が、機械的特性の点で好ましい。

【００１１】本発明で好ましく使用される炭素繊維に
は、その炭素繊維の表面における酸素／炭素が０．１／
１〜０．３／１、特に０．１５／１〜０．２５／１〔Ｅ
ＳＣＡ表面分析装置（島津製作所製）による測定値〕の
炭素繊維が、接着強度を高くできるので好ましい。

【００１２】本発明で好ましく使用される炭素繊維の繊
維直径は５〜９ミクロン、構成本数は１０００〜３００
０００本からなる繊維束（ストランド）の繊維である。

【００１３】シート状炭素繊維強化複合材料 本明細書において「シート状炭素繊維強化複合材料」と
は、炭素繊維シートに樹脂が含浸されてシート状となっ
ているものをいい、該樹脂は未硬化状態、及び硬化状態
の両方の場合を含む。樹脂が未硬化状態のシート状炭素
繊維強化複合材料は、いわゆるプリプレグと呼ばれてい
るものであり、樹脂が硬化状態のシート状炭素繊維強化
複合材料は、狭義の意味でのいわゆる複合材料と呼ばれ
ているものである。

【００１４】シート状炭素繊維強化複合材料の製造方法
は、樹脂の１種類以上と硬化剤と、必要ならば無機充填
剤などを混合した樹脂組成物、又はメラミン樹脂中に、
炭素繊維ストランド又は炭素繊維織物を連続的にディッ
プして該炭素繊維に対して当該樹脂が３０〜８０重量％
になるように含浸させ、未硬化状態のままのシートとす
るか、或いは必要ならば揮発分を乾燥し、硬化させたシ
ートとする。

【００１５】樹脂 炭素繊維シートに含浸されて複合材料とするのに用いら
れる樹脂には、レゾルシノール系樹脂、レゾルシノール
・フェノール系樹脂、レゾール型フェノール系樹脂（フ
ェノールホルムアルデヒド類初期付加縮合樹脂）の少な
くとも１種以上と有機酸系硬化剤とを含む樹脂、および
メラミン樹脂から選ばれたものとすることが本発明の目
的を達成するために好ましい。

【００１６】詳細にはこれらの樹脂は、フェノール、ク
レゾール、エチルフェノール、キシレノール、クロルフ
ェノール、ブロモフェノールの如きフェノール水酸基を
１個有するフェノール類、及びレゾルシン、ハイドロキ
ノン、カテコール、フロログリシノールなどのフェノー
ル性水酸基を２個以上有するフェノール類から選ばれた
１種以上のフェノール類と、ホルムアルデヒド、パラホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、ベ
ンズアルデヒド、トリオキサン、テトラオキサンから選
ばれた１種以上のアルデヒド類とを、フェノール類／ア
ルデヒド類＝２／１〜１／３、好ましくは５／４〜２／
５のモル比で、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムの如
きアルカリ触媒の存在下でメチロール化して得られ、高
速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）によるポリスチレン
換算の数平均分子量が１，０００〜２０，０００のもの
が好ましく、特に３，０００〜１５，０００のものが好
ましく、また２５℃における粘度が５〜１００ポイズに
調整した樹脂が好ましい。

【００１７】前記樹脂に使用される硬化剤は、レゾルシ
ノール系樹脂、レゾルシノール・フェノール系樹脂、レ
ゾール型フェノール系樹脂などの硬化剤として用いられ
ている公知のもののうち、パラトルエンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸、フェノールス
ルホン酸などの当該樹脂と混合して液状に溶解するもの
が好ましい。パラホルムアルデヒドなどの粉末状の硬化
剤や樹脂に分散するものは炭素繊維プリプレグとした場
合、樹脂の硬化が不均一になるため好ましくない。

【００１８】本発明に用いることができるメラミン樹脂
は、メラミンとホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ドなどの公知のアルデヒド類とを用いてつくられる公知
の樹脂である。

【００１９】シート状又は板状木質材 本発明においてシート状又は板状木質材は、大別して木
質系シート、合板又は単板に分類されるものが使用でき
る。木質系シートには、例えば、ナラ、キリ、ケヤキ、
カエデ、スギ、グオ、マホガニー、トチ、ホオ、サク
ラ、チーク、ラワン、スピナールなどの合板などに用い
られる天然木材をスライサーなどの公知の手段で造られ
るシート、ＬＶＬ材、木質系紙、不織布等が挙げられ
る。合板には、前記木質系シートを積層したものが適用
可能である。単板には、ヒノキ、カラマツ、ベイマツ、
トウヒ等の通常、建築物に用いられる木材単板が代表的
に挙げられる。

【００２０】本発明においてシート状又は板状木質材の
厚みは、ほぼ０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。
厚みが０．０５ｍｍ未満の場合は炭素繊維の黒色が透け
て見えるため木質の特色が失われる傾向があり好ましく
なく、またこれを防止するために、更に透視性材料を介
在させる必要が生ずる点においても好ましくない。

【００２１】本発明の木質系複合材料及びその製造方法 本発明の木質系複合材料は、少なくとも２方向の繊維配
向の炭素繊維を有する炭素繊維シート及び該炭素繊維シ
ートに含浸された樹脂を構成要件として含むシート状炭
素繊維強化複合材料と、シート状又は板状木質材とが貼
り合わされてなるものである。すなわち、本発明の木質
系複合材料は、シート状炭素繊維強化複合材料の少なく
とも一方の面にシート状又は板状木質材が貼り合わされ
ているので、木質系複合材料の表面の少なくとも一方の
面は木質感が付与されている。

【００２２】本発明の木質系複合材料においては、含ま
れる樹脂が未硬化の熱硬化性樹脂であっても、硬化され
た熱硬化性樹脂であってもよい。

【００２３】本発明の木質系複合材料において、炭素繊
維シートにおける炭素繊維の５０重量％以上の繊維軸方
向、好ましくは５０重量％〜７５重量％を、シート状又
は板状木質材の繊維方向と一致させることが、強度や剛
性を高める上に好ましい。前記木質材の繊維方向とは、
木材の年輪に垂直な方向である。

【００２４】５０重量％以下の場合は、シート状炭素繊
維強化複合材料の片面又は両面に、シート状又は板状木
質材を貼付して一体化してなる木質系複合材料は、引張
り強度や引張り弾性率の最大値が低くなるので好ましく
ない。また、７５重量％以上の場合は、最終的に製造さ
れる木質系複合材料の引張り強度や引張り弾性率の最大
値は高くなるが電磁波シールド性が低くなるので好まし
くない。

【００２５】さらに、炭素繊維シートにおける炭素繊維
の５０〜７５重量％の繊維軸方向が、シート状又は板状
木質材の繊維方向、即ち、木質繊維方向と一致している
場合には、該炭素繊維シートの２５〜５０重量％の繊維
軸方向が、シート状又は板状木質材の繊維方向に対して
±４５°以内に配置されていることが強度や剛性等の機
械的特性を高める上に好ましい。

【００２６】本発明の木質系複合材料における、シート
状炭素繊維強化複合材料と木質材との配置の代表的な態
様を図面に従って説明する。

【００２７】図１は、シート状炭素繊維強化複合材料２
の片面にシート状又は板状木質材１を配してなる本発明
の木質系複合材料の貼り合わせ時の各層の組合せを示
す。

【００２８】図２は、シート状炭素繊維強化複合材料２
の両面にシート状又は板状木質材１，３を配してなる別
の本発明の木質系複合材料の貼り合わせ時の各層の組合
せを示す。

【００２９】図３は、一方向配向炭素繊維シートエレメ
ント（炭素繊維ストランド）４が繊維軸を異にして２層
配置されたものに樹脂が含浸されてなるシート状炭素繊
維強化複合材料２の両面にシート状又は板状木質材１，
３を配してなる別の本発明の木質系複合材料の貼り合わ
せ時の各層の組合せを示す。

【００３０】図４は、一方向配向炭素繊維シートエレメ
ント４が、炭素繊維ストランドの面状シートからなるも
のを使用し、該一方向配向炭素繊維シートエレメント４
の繊維軸を異にして２層配置されたものに樹脂が含浸さ
れてなるシート状炭素繊維強化複合材料２の両面にシー
ト状又は板状木質材１，３を配してなる別の本発明の木
質系複合材料の貼り合わせ時の各層の組合せを示す。

【００３１】図５は、織物、不織布、紙、及びフェルト
から選ばれた一種以上の炭素繊維シートエレメント５と
一方向配向炭素繊維シートエレメント（炭素繊維ストラ
ンド）４を組み合わせた炭素繊維シートに樹脂を含浸さ
せたものをシート状炭素繊維強化複合材料２とし、この
両面にシート状又は板状木質材１，３を配してなる別の
本発明の木質系複合材料の貼り合わせ時の各層の組合せ
を示す。

【００３２】図６は、シート状炭素繊維強化複合材料２
にシート状又は板状木質材１を貼付したものを一つのユ
ニットとして、これを複数ユニット積層した、別の本発
明の木質系複合材料を示す。このように本発明の木質系
複合材料は、シート状炭素繊維強化複合材料２の片面又
は両面に該木質材１を貼付したものだけではなく、これ
を一つのユニットとして硬化させたものを、複数のユニ
ットを接着剤を介して、積層、一体化させたものでもよ
い。この複数ユニットを使用することは、所望の機械的
特性を付与する上に有用である。

【００３３】次に、本発明の木質系複合材料の標準的な
製造例を示す。

【００３４】使用するシート状木質材の厚みが薄い場合
は、該シート状木質材をドラムに巻き付けておき、この
上に、炭素繊維ストランドに樹脂を含浸させてなるシー
ト状炭素繊維強化複合材料を互いの炭素繊維ストランド
の繊維方向が平行となるように巻き付けるか、又は炭素
繊維シートに樹脂を含浸させてなるシート状炭素繊維強
化複合材料を巻き付けることにより接着した後、必要な
らば乾燥し、ついでドラムの幅方向に切断することによ
って作製することができる。

【００３５】使用するシート状木質材の厚みが薄くない
場合、或いは板状木質材（木板）である場合は、予め樹
脂をこれらの木質材の表面に塗布し、次いでこの上に、
炭素繊維ストランドに樹脂を含浸させてなるシート状炭
素繊維強化複合材料を互いの炭素繊維ストランドの繊維
方向が平行となるようロールで圧しながら配置しつつ、
或いは炭素繊維シートに樹脂を含浸させてなるシート状
炭素繊維強化複合材料をロールで圧しながら配置しつ
つ、樹脂を繊維に浸透させることにより、シート状炭素
繊維強化複合材料を該木質材に接着させるなどの方法に
よって作製することができる。

【００３６】上記とは別の本発明の木質系複合材料の製
造方法として、シート状炭素繊維強化複合材料の片面に
木質材を貼付する場合では、炭素繊維シートに樹脂を含
浸させてシート状炭素繊維強化複合材料とした後、この
上にシート状木質材或いは板状木質材を配置して、接着
させて作製する。

【００３７】上記とはさらに別の本発明の木質系複合材
料の製造方法として、シート状炭素繊維強化複合材料の
両面に木質材を貼付する場合では、木質材を片面に貼付
してなる木質系複合材料の作製過程又は作製後に、木質
材のない側に別の木質材を貼付して作製することができ
る。

【００３８】上記木質系複合材料の各製造方法は、シー
ト状又は板状木質材がシート状炭素繊維強化複合材料の
担持体として機能するので、特に公知技術の炭素繊維プ
リプレグ（本発明でいうシート状炭素繊維強化複合材
料）の取扱い技術、即ち、炭素繊維プリプレグを離型紙
に担持させること、を省略できる利点があるが、本発明
は、離型紙の使用を排除するものではなく、上記各方法
において、離型紙に担持させたシート状炭素繊維強化複
合材料を使用し、シート状木質材或いは板状木質材を貼
付するときに離型紙を除いて貼付することもできる。

【００３９】シート状炭素繊維強化複合材料中の樹脂量
が３０重量％以下の場合は木材との接着性に劣り、ま
た、８０重量％以上の場合は該シート状炭素繊維強化複
合材料から樹脂が落下するなど取扱性が難しくなるので
好ましくない。本発明において、シート状炭素繊維強化
複合材料中の樹脂量として、３０〜８０重量％、特に４
０〜６０重量％が、接着性、取扱性の面から好ましい範
囲である。

【００４０】本発明の木質系複合材料の製造において、
用いる樹脂溶液は均一な溶液とすることが炭素繊維シー
トに均一に含有させて均一な硬化を行うために好まし
い。樹脂溶液が均一でない場合、得られるシート状炭素
繊維強化複合材料が硬化不良になったり、木質材との接
着性が低くなるので好ましくない。

【００４１】さらに、該樹脂溶液は２５℃における粘度
が５〜１００ポイズが好ましく、粘度が５ポイズ未満の
場合は、木質系複合材料の製造過程において、シート状
炭素繊維強化複合材料から樹脂が落下しやすく、また１
００ポイズを越える場合、炭素繊維シートへの樹脂の含
浸性が劣るので好ましくない。粘度の調整は水を添加し
て行うことも出来る。

【００４２】本発明の木質系複合材料の製造において、
樹脂の硬化は、木質材が貼付されたシート状炭素繊維強
化複合材料を１〜１５ｋｇ／ｃｍ² の圧力下で常温〜１
２０℃の温度にて５〜２４時間で硬化させ一体化するこ
とが好ましい。

【００４３】本発明の木質系複合材料の利用 図７は、本発明のシート状炭素繊維強化複合材料２とシ
ート状又は板状木質材１からなる木質系複合材料を、木
材からなる被電磁波障害物６に対して適用した一例を示
す。

【００４４】硬化又は未硬化の本発明の木質系複合材料
と、被電磁波障害物である集成材などの他の木材とを接
着する場合は、必要に応じ本発明のシート状炭素繊維強
化複合材料の製造に用いた樹脂又はこれと同等の樹脂を
木材表面に塗布した後、硬化させ一体化する。この場
合、接着するシート状炭素繊維強化複合材料は単層に限
らず、続けて複数層積層してもよい。２層以上積層する
場合は公知の方法で接着剤を介して接着してから用いる
のが好ましい。

【００４５】また、硬化又は未硬化の本発明の木質系複
合材料と建築内装材や面材とを接着する場合は、機械的
強度を必要とする方向と炭素繊維の同方向の割合が多い
方向と平行に合わせたのち、１〜１５ｋｇ／ｃｍ² の圧
力下で、常温〜１２０℃の温度にて５〜２４時間加熱す
るのが好ましい。

【００４６】本発明の木質系複合材料は、高い強度と剛
性等の優れた機械的特性を有し、且つ電磁波シールド性
に優れているので、電磁波障害を問題とする各種電子機
器を扱う建物や部屋の柱、梁などの木材、壁材、内装
材、ドアーなどの面材に使用してそれらを強化するとと
もに電磁波シールド性を高めるために好適であり、しか
も本発明の木質系複合材料を壁材、内装材に適用すれば
地震などに対する抵抗性を高めるのに適する。

【００４７】

【実施例】以下に、実施例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り下記実施例に
限定されるものではない。

【００４８】なお、シート状炭素繊維強化複合材料の曲
げ特性、層間せ断強度はそれぞれＪＩＳＫ７０７４、Ｊ
ＩＳＫ７０７８に準じて測定し、粘度はレオメオター
（レオメトリック社製）を用いて測定し求めた。

【００４９】さらに、木材および集成材およびシート状
炭素繊維強化複合材料およびその集成材の曲げ弾性率お
よび曲げ強度はＪＩＳＺ２１０１に準じて測定した。ま
た電磁波シールド特性は周波数５００ＭＨ_Z の電磁波を
被試験体の表のアンテナから発信し、裏にある受信アン
テナで受信して測定する方法である電磁波シールド測定
器（タケダ理研製）で測定した。ここで、減衰強度（ｄ
Ｂ）は、ｄＢ＝２０Ｌｏｇ（発信側電界強度／受信側電
界強度）である。

【００５０】〔実施例１〕繊維特性が単繊維直径７ミク
ロン、単繊維本数１２０００本、引張り強度３９８０Ｍ
Ｐａ、引張り弾性率２３５ＧＰａである炭素繊維“ベス
ファイト（登録商標）ＨＴＡ１２Ｋ”（東邦レーヨン）
のストランドを、２０℃における粘度が３３ポイズであ
るレゾール型フェノール樹脂“ＡＨ−３４３”（リグナ
イト）８１部とパラトルエンスルホン酸を主成分とする
有機系硬化剤“Ｄ−５”（リグナイト）１９部とを室温
で均一に混合溶解して得た混合樹脂を入れた樹脂浴中を
５ｍ／分、浸漬時間０．５分として通過させスクイズロ
ールで含有樹脂量を５５重量％となるように調整しなが
ら、予めラワンから作製した厚み０．２５ｍｍのシート
を該シートの木質繊維方向を周方向にそろえて巻き付け
た直径９０ｃｍのドラムに木目とストランドおよび互い
のストランドが平行になるように幅１００ｃｍまで巻き
付けたのち、６０℃で１時間乾燥させた。

【００５１】得られた炭素繊維プリプレグシートと該木
材（ラワンから作製したシート）とを一体化してドラム
から切り離して幅１００ｃｍ、長さ約２．８ｍで炭素繊
維重量３００グラム／ｍ² の炭素繊維プリプレグ貼付木
材（Ａ−１）とした。

【００５２】別途に、該炭素繊維をカットして長さ６ｍ
ｍとした炭素繊維チョップ品とポリビニールバインダー
とを用いて湿式抄紙した繊維方向がランダムである目付
１００グラム／ｍ² （バインダー含有量３重量％）の炭
素繊維紙に該混合樹脂を滴下した後、スクイズロールで
含有樹脂量５０重量％となるように均等に含有させた炭
素繊維紙の片面にラワンから作製した厚み０．２５ｍｍ
のシートを貼付した炭素繊維プリプレグ貼付木材（Ｂ）
を作製した。

【００５３】該シート（Ａ−１）の炭素繊維面に該シー
ト（Ｂ）の木材の面が隣接し、それらの木材の木質繊維
方向を平行にするように重ねたシート（ＡＢ）を作製し
た。このシート（ＡＢ）を幅２００ｍｍ、長さ２００ｍ
ｍの短冊型に切断し、炭素繊維面を下側に揃えて深さ３
ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの金型に積層して
入れ、圧力１０ｋｇ／ｃｍ² 下、５０℃で２時間加熱硬
化して厚さ３ｍｍの炭素繊維と炭素繊維紙と樹脂と木材
からなる複合材の平板とした。

【００５４】この平板の炭素繊維は全炭素繊維の７５重
量％が同方向であり、この平板の同方向炭素繊維が７５
重量％の方向に切り出して幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ
の短冊型試験片として曲げ特性を測定したところ曲げ強
度７９５ＭＰａ、曲げ弾性率６２ＧＰａ、層間せん断強
度７５ＭＰａでありきわめて優れた値であった。

【００５５】また、シート（ＡＢ）だけを同様にして加
熱硬化して単板（ＡＢ−２）とした。この単板（ＡＢ−
２）の電磁波シールド性を同方向の炭素繊維が多い方向
に対して発信電磁波の波面を平行および垂直にして５０
０ＭＨ_Z で測定したところ、いずれも７０ｄＢの値であ
り優れた電磁波シールド性であった。

【００５６】〔比較例１〕前記実施例１で作製したシー
ト（Ａ−１）の炭素繊維面と木材の面を隣接させ、炭素
繊維方向を平行に配置するように重ね、炭素繊維紙を用
いなかった以外は前記実施例１と同様にして複合材の平
板（Ａ−２）とした。

【００５７】この平板（Ａ−２）の炭素繊維の方向は１
００％同方向であり、この板（Ａ−２）について前記実
施例１と同様にして同方向を長さ方向として曲げ特性を
測定したところ曲げ強度９１３ＭＰａ、曲げ弾性率７０
ＧＰａ、層間せん断強度７５ＭＰａであり、きわめて優
れた値であった。

【００５８】しかし、この板の電磁波シールド性を炭素
繊維と同方向に対して発信電磁波の波面を平行および垂
直にして５００ＭＨ_Z で測定したところ、垂直では７０
ｄＢで電磁波シールド性に優れていたが、平行では２０
ｄＢであり電磁波シールド性に劣っていた。

【００５９】〔実施例２〕前記実施例１のストランドの
代わりに繊維特性が単繊維直径７ミクロン、単繊維本数
３０００本、引張り強度３９２０ＭＰａ、引張り弾性率
２３８ＧＰａである炭素繊維“ベスファイト（登録商
標）ＨＴＡ３Ｋ”（東邦レーヨン）の平織り（目付１５
０ｇ／ｍ² ）を、２０℃における粘度が３５ポイズであ
るレゾール型フェノール樹脂“ＡＨ−３４３”（リグナ
イト）８０部とパラトルエンスルホン酸を主成分とする
有機系硬化剤“Ｄ−５”（リグナイト）２０部とを室温
で均一に混合溶解して得た混合樹脂に浸漬する以外は前
記実施例１と同様にしてラワン材シートを巻き付けたド
ラムに引き取り巻き付けて炭素繊維重量１５０ｇ／ｍ²
の炭素繊維織物プリプレグ貼付木材（Ｃ）を作製した。

【００６０】３ｍｍ厚のラワン合板表面に該混合樹脂を
１００ｇ／ｍ² 塗布し、その上に炭素繊維織物プリプレ
グ貼付木材（Ｃ）を炭素繊維面を合板面に合わせて配置
して圧力１０ｋｇ／ｃｍ² 下、３０℃で２０時間硬化し
て炭素繊維強化合板（Ｄ）とした。

【００６１】この炭素繊維強化合板（Ｄ）の炭素繊維は
全炭素繊維の５０重量％が同方向であった。

【００６２】この炭素繊維強化合板（Ｄ）の曲げ強度は
４０ＭＰａ、曲げ弾性率は６ＧＰａであり、木材単独の
合板の曲げ強度７ＭＰａ、曲げ弾性率０．７ＧＰａに比
べてはるかに高い性能を示し、また、合板（Ｄ）のせん
断強度６３ＭＰａでありきわめて優れた値であった。

【００６３】この合板（Ｄ）の電磁波シールド性を炭素
繊維織物の縦糸に対して電磁波の波面を平行および垂直
にして５００ＭＨ_Z で測定したところ、平行および垂直
ともに７０ｄＢで電磁波シールド性に優れていた。

【００６４】

【発明の効果】本発明の木質系複合材料は、高い強度と
剛性を有すると共に、樹脂を硬化した場合は充分な耐水
性、耐腐食性、耐火性、耐熱性、長期保存性を有し、木
質感を与えることができる集成材や住宅用建築材料、内
装材料、建造物、構造物に適用でき、しかも電磁波シー
ルド性に優れている。

【００６５】本発明の木質系複合材料は、シート状炭素
繊維強化複合材料とシート状又は板状木質材とを積層し
たものであり、該シート状炭素繊維強化複合材料中の樹
脂が未硬化状態であっても、シート状又は板状木質材が
その表面を覆っているので、従来のプリプレグのように
離型紙等は必要なく、離型紙を取り除く手間が不要であ
り、しかも取扱い性に優れている。

【００６６】本発明の木質系複合材料は、シート状であ
る場合には、被適用物の形状によく追随し、加工適性が
よい。

【００６７】従来、木質材料と炭素繊維との接着におい
ては、一方が木質材料であり、該木質材料の生育環境に
よって、接着性に変動する問題があったが、本発明の木
質系複合材料は、シート状炭素繊維強化複合材料と木質
材とを積層したものであるので、シート状炭素繊維強化
複合材料に含まれる樹脂がその木質系複合材料を構成す
る木質材及び被適用物の木質材料に対しても同様に接着
性を示し、被適用物との接着性がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】シート状炭素繊維強化複合材料の片面にシート
状又は板状木質材を配してなる本発明の木質系複合材料
の貼り合わせ時の各層の組合せを示す。

【図２】シート状炭素繊維強化複合材料の両面にシート
状又は板状木質材を配してなる別の本発明の木質系複合
材料の貼り合わせ時の各層の組合せを示す。

【図３】一方向配向炭素繊維シートエレメント（炭素繊
維ストランド）が繊維軸を異にして２層配置されたもの
に樹脂が含浸されてなるシート状炭素繊維強化複合材料
の両面にシート状又は板状木質材を配してなる、別の本
発明の木質系複合材料の貼り合わせ時の各層の組合せを
示す。

【図４】一方向配向炭素繊維シートエレメントが、炭素
繊維ストランドの面状シートからなるものを使用し、該
一方向配向炭素繊維シートエレメントの繊維軸を異にし
て２層配置されたものに樹脂が含浸されてなるシート状
炭素繊維強化複合材料の両面にシート状又は板状木質材
を配してなる、別の本発明の木質系複合材料の貼り合わ
せ時の各層の組合せを示す。

【図５】織物、不織布、紙、及びフェルトから選ばれた
一種以上の炭素繊維シートエレメントと一方向配向炭素
繊維シートエレメント（炭素繊維ストランド）を組み合
わせた炭素繊維シートに樹脂を含浸させたものをシート
状炭素繊維強化複合材料とし、この両面にシート状又は
板状木質材を配してなる別の本発明の木質系複合材料の
貼り合わせ時の各層の組合せを示す。

【図６】シート状炭素繊維強化複合材料にシート状又は
板状木質材を貼付したものを一つのユニットとして、こ
れを複数ユニット積層した、別の本発明の木質系複合材
料を示す。

【図７】本発明のシート状炭素繊維強化複合材料とシー
ト状又は板状木質材からなる木質系複合材料を、木材か
らなる被電磁波障害物に対して適用した一例を示す。

【符号の説明】

１，３ 木質材 ２ シート状炭素繊維強化複合材料 ４ 一方向配向炭素繊維シートエレメント ５ 炭素繊維シートエレメント ６ 被電磁波障害物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 博靖 東京都中央区日本橋三丁目３番９号 東邦 レーヨン株式会社内 (72)発明者 遠藤 善博 静岡県駿東郡長泉町上土狩字高石234番地 東邦レーヨン株式会社研究所内 (72)発明者 石原 茂久 京都府長岡京市天神３丁目23番12号 (72)発明者 月東 秀夫 愛知県海部郡甚目寺町上菅津深見24番地 (72)発明者 井出 勇 大阪府堺市築港新町２丁目５番

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２方向の繊維配向の炭素繊維
   を有する炭素繊維シート及び該炭素繊維シートに含浸さ
   れた樹脂を構成要件として含むシート状炭素繊維強化複
   合材料と、シート状又は板状木質材とが貼り合わされて
   なる、電磁波シールド性を有し且つ機械的特性に優れた
   木質系複合材料。
2. 【請求項２】 前記シート状炭素繊維強化複合材料に含
   まれる樹脂が、未硬化の熱硬化性樹脂である請求項１記
   載の木質系複合材料。
3. 【請求項３】 前記シート状炭素繊維強化複合材料に含
   まれる樹脂が、硬化された熱硬化性樹脂である請求項１
   記載の木質系複合材料。
4. 【請求項４】 前記少なくとも２方向の繊維配向の炭素
   繊維を有する炭素繊維シートが、繊維軸を異にして配置
   された少なくとも２層の一方向配向炭素繊維シートエレ
   メントを含んでいることを特徴とする請求項１、２又は
   ３記載の木質系複合材料。
5. 【請求項５】 前記少なくとも２方向の繊維配向の炭素
   繊維を有する炭素繊維シートが、炭素繊維の織物、不織
   布、紙、及びフェルトから選ばれた一種以上の炭素繊維
   シートエレメントと、一方向配向炭素繊維シートエレメ
   ントとを組合せたものである請求項１、２又は３記載の
   木質系複合材料。
6. 【請求項６】 前記シート状炭素繊維強化複合材料の少
   なくとも一方の面にシート状又は板状木質材が貼り合わ
   されている請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の木
   質系複合材料。
7. 【請求項７】 前記シート状又は板状木質材が、ＬＶＬ
   （Laminated Venieer Lumber）材である請求項１乃至請
   求項６の何れか１項記載の木質系複合材料。
8. 【請求項８】 前記炭素繊維シートにおける炭素繊維の
   ５０重量％以上の繊維軸方向が、シート状又は板状木質
   材の繊維方向と一致していることを特徴とする請求項１
   乃至請求項７の何れか１項記載の木質系複合材料。
9. 【請求項９】 前記炭素繊維シートにおける炭素繊維の
   ５０〜７５重量％の繊維軸方向が、シート状又は板状木
   質材の繊維方向と一致していることを特徴とする請求項
   １乃至請求項８の何れか１項記載の木質系複合材料。
10. 【請求項１０】 前記炭素繊維シートにおける炭素繊維
    の５０〜７５重量％の繊維軸方向が、シート状又は板状
    木質材の繊維方向と一致し、且つ該炭素繊維シートの２
    ５〜５０重量％の繊維軸方向が、シート状又は板状木質
    材の繊維方向に対して±４５°以内に配置されているこ
    とを特徴とする請求項４記載の木質系複合材料。
11. 【請求項１１】 前記熱硬化性樹脂が、レゾルシノール
    系樹脂、レゾルシノール・フェノール系樹脂、レゾール
    型フェノール系樹脂及びメラミン樹脂から選ばれた１種
    又は２種以上である請求項１乃至請求項１０の何れか１
    項記載の木質系複合材料。
12. 【請求項１２】 前記シート状又は板状木質材が、厚さ
    が０．０５ｍｍ以上である請求項１乃至請求項１１の何
    れか１項記載の木質系複合材料。