JPH11193473A

JPH11193473A - 中空金属繊維シート

Info

Publication number: JPH11193473A
Application number: JP36844597A
Authority: JP
Inventors: Arata Sakamoto; 新坂本; Hiroyuki Okazaki; 博行岡崎; Hiroshi Murashima; 博村島
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】耐曲げ性、耐震動性等に富み、しかも取り付
け工事が容易な建築用電磁波シールド材を提供する。【解決手段】炭素繊維等に直接ニッケルをメッキ後、
炭素繊維を焼いて製作した金属繊維を表裏からプレスし
て金属布とし、併せてエンボス加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属繊維シートに
関し、特に建築用電磁波シールド材に使用する多孔質か
つ中空金属繊維シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】病院、放送局等は特にそうであるが、近
年の情報処理機器の発達に対応した建物では、内部の機
器の誤作動防止等のため電磁波のシールド（遮蔽）施行
がなされている。さて、建物の電磁波シールド施行に際
しては、シールドの対象となる室内を取り囲むように室
内の壁、天井、床に銅箔や鉄板等の導電性のある金属箔
または金属板を貼り付けたり、ネジ止めしたりして敷設
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ここで用い
られる金属箔、金属板は部屋の隅等の出隅入隅等での折
り曲げが大変であり、また特に板は切断が容易でなかっ
た。また、接着剤で張り付けようとすれば、接着剤が導
電性を有しないため、完全な電磁波シールドを成すため
には各材料の板、箔間に電気的な接続が必要となり、こ
のため鑞付けという工数のかかる作業を必要としてい
た。また、これらの金属材料（特に箔材料）は、地震等
で変位を受けたときに容易に破断するという点がある。
このため、耐震動性や耐震性を確保する為には、コーナ
ー部を金属材料で二重に覆い補強する必要があった。

【０００４】また、これら施工の簡素化を目的として合
成繊維の織布や不繊布に金属メッキをした物があるが、
この場合には、変位に対して素線の合成繊維そのものの
伸びはあるが表面にメッキした金属薄膜は伸びが少ない
ため、どうしてもこの金属層の切断が生じ、しかもこの
場合繊維全体としては切断していないため施工者が金属
繊維の切断には気付き難いという不都合があった。ま
た、不燃性の面からも問題があった。このため、建物の
電磁波シールドの施行が簡単容易となるシールド材、具
体的には切断や折り曲げが容易、変位や振動に対して強
く、しかも鑞付け等の接着作業も簡単あるいは不必要、
更に耐燃性、難燃性を有する物、材料が望まれていた。

【０００５】また、建物用のみならず、電磁波を外部へ
放出したり、逆に外部からの電磁波に対して誤作動する
危険性の多い機器用に、工作容易、軽量、安価等種々の
優れた特性を有する電磁波シールド材の出現が望まれて
いた。また、近年の技術の高度化のもと、防火壁や防火
カーテン等にも防火性に併せて電磁波シールド性が望ま
れたり、防火カーテンや防火服等の材料として優れた金
属繊維シートの出現が望まれていた。

【０００６】

【発明を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決することを目的としてなされたものであり、建築用
電磁シールド材等として多孔質金属繊維シートやこれを
加圧しエンボス加工して伸び率等を高めた物を提供す
る。具体的には、以下の技術的事項により特定される発
明としている。

【０００７】請求項１記載の発明においては、中空金属
繊維の製造方法において、有機繊維を樹脂で結合してな
る不繊布に炭素の付着や析出電位を下げるための触媒の
付着等の導電化処理を施した後、電気メッキにて金属層
を有機繊維の外表面に析出させる金属層析出ステップ
と、前記金属層析出ステップ後、上記不繊布の芯材を高
温で酸素を供給する等しての焙焼と還元雰囲気での調質
を行ない、中空の金属繊維を形成する中空金属繊維成形
ステップと、前記中空金属繊維形成ステップにて得られ
た金属繊維を表裏両面からプレスして多孔質シートとす
るシート化ステップとを有している。

【０００８】上記構成により、ほぼ有機繊維の外径に内
径が等しい中空の金属繊維がプレスにより、その用途等
により異なるが、厚さ１ｍｍあるいはそれ以下の薄いシ
ート状に圧着された、しかも中空部も金属と考えての気
孔率が例えば９０％程度あるいはそれ以上の、そして不
燃性、電磁波のシールド性を有する中空金属繊維シート
が得られる。

【０００９】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の中空金属繊維の製造方法において、金属層析出ス
テップに先立ち、有機繊維選定ステップにて有機繊維と
して炭素繊維を選定する。上記構成により、わざわざ炭
素微粒子を合成繊維の外表面に付着させる必要がなく、
このため導電処理が楽となり、また繊維径も小さいもの
が製造可能かつ有機繊維中の炭素以外の原子と金属との
反応も防止される。

【００１０】請求項３記載の発明においては、請求項１
若しくは請求項２記載の中空金属繊維の製造方法にて、
金属層析出ステップに先立つ有機繊維径選定ステップに
て、有機繊維として外径が10μｍ以上２０μｍ以下の繊
維を選定する。また、金属層析出ステップの調整小ステ
ップにて、有機繊維の外表面に析出させる金属層の厚み
として４μｍ以上１０μｍ以下に調整する。上記構成に
より、中空金属繊維シートは、多少の外力では破断し難
く、しかも軽量かつハサミ等にての切断が容易となる。

【００１１】請求項４記載の発明においては、請求項
１、請求項２若しくは請求項３記載の中空金属繊維の製
造方法において、金属層析出ステップはメッキ金属選定
小ステップにて、電気メッキする金属としてニッケルを
選定する。上記構成により、導電処理後のメッキが容
易、芯の有機繊維の焼却除去においても繊維材料と化学
反応し難く、融点も比較的高く耐熱性に富みしかも材質
的にも高価とならない中空金属繊維メッキが得られる。

【００１２】請求項５記載の発明においては、請求項
１、請求項２、請求項３若しくは請求項４記載の中空金
属繊維の製造方法において、シート化ステップは、不繊
布を焙焼して得られた金属繊維をプレスして多孔質シー
トとする際に、エンボス加工を施す（表面に凹凸を施
す）エンボス加工小ステップを有している。上記構成に
より、中空金属繊維シートには、もともと綿状等である
ためシートにする際無理なく凹凸が付き、これに伴う残
留応力、加工硬化等の作用のもと素材の強度が向上し、
また凹凸部の存在のもと引張りに対する伸びが向上す
る。

【００１３】請求項６記載の発明においては、電磁波シ
ールド方法として請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４若しくは請求項５記載の方法により製造された中空
金属繊維シートを建物の壁や内装板、あるいは容器の壁
面に接着剤等により付着させて、電磁波のシールド材と
して用いる。上記構成により、テレビジョン放送、携帯
電波等日常の生活に使用される電磁波、医療機器やワー
ドプロセッサー等日常の機器や各種産業機器から発せら
れる電磁波（原則としてミリ波以上）等は完全に遮蔽、
遮断される。これにより、構内ＰＨＳ、無線ＬＡＮ、医
療機器等の誤作動の危険性がなくなる。

【００１４】請求項７記載の発明においては、中空金属
繊維シートは内径１０μｍ以上２０μｍ以下、内厚４μ
ｍ以上１０μｍ以下の中空金属繊維から成り、かつ多孔
質のシート状としている。上記構成により、軽量、安価
しかも屈曲性、接着性、切断性が良好な中空金属繊維シ
ートとなる。

【００１５】請求項８記載の発明においては、請求項７
記載の中空金属繊維シートを構成する中空金属繊維は、
有機繊維に導電処理を施した後、メッキにより有機繊維
の外表面に金属層を析出させ、しかる後、有機繊維を焼
却することにより製造したものであり、上記シートは前
記製造方法により製造された中空金属繊維をプレスする
ことにより製造したものとしている。上記構成により、
請求項１の発明と同じ作用がなされ、同じ効果、技術的
特徴のある中空金属繊維が得られる。

【００１６】請求項９記載の発明においては、請求項７
若しくは請求項８記載の中空金属繊維シートはエンボス
加工を施されている。上記構成により、請求項５の発明
と同じ作用がなされ、同じ効果が得られる。

【００１７】請求項１０記載の発明においては、請求項
９記載の中空金属繊維シートは、そのエンボス加工は、
間隔は１〜２ｍｍの千鳥状のパターン、凹凸部の高低差
は０．３〜０．７ｍｍ、厚さは１ｍｍ以下としている。
上記構成により、シート厚さと凹凸部の形状的組合せが
良好となり、繊維は折れ曲がり部で変形し易くなり、ひ
いては伸び性も増大しエンボス加工の効果は良好とな
る。

【００１８】請求項１１記載の発明においては、請求項
７、請求項８、請求項９若しくは請求項１０記載の中空
金属繊維において、中空金属繊維は、ニッケルとしてい
る。上記構成により請求項４の発明と同じ作用、効果が
得られる。請求項１２記載の発明においては、電磁波シ
ールド材は、請求項７、請求項８、請求項９若しくは請
求項１０記載の中空金属繊維シートを使用している。上
記構成により、請求項６記載の発明と同じ作用、効果が
得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。

【００２０】（第１の実施の形態）本第１の実施の形態
においては外径１３μｍの炭素繊維を樹脂で結合してな
る炭素繊維不繊布に（基布側の）析出電位を低下させる
ためパラジウムと錫からなる触媒をエポキシ系接着剤を
使用して塗付する等の導電処理を施した後、ニッケルの
電気メッキを行った。しかる後、炭素繊維を酸素と反応
させて焼却し、その後高温還元性雰囲気中に中空金属繊
維を曝すことにより金属中の炭素を取り去る等の焙焼を
し、外径２５μ内径１３μの中空ニッケル線からなる金
属繊維を製造した。

【００２１】更に、これを表裏両面から加圧して厚さ
０．８ｍｍ、気孔率９０％の布状にし、併せてエンボス
加工を施した。エンボス加工は、図１の（ａ）に平面的
に示すように間隔１ｍｍの千鳥状の方形パターン、かつ
凹部（中心に黒点の有る四角）と凸部が交互に並びその
高低差は図１の（ｂ）断面として示すように０．５ｍｍ
とした。なお、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡＡ断
面、兼ＢＢ断面の図である。

【００２２】本中空金属繊維シートは、金属のシートと
いうよりも外見は薄く、ほとんど透明な極く薄い紙に近
いためこれをＪＩＳ−Ｐ−８１１３に従って引張試験を
したところ、エンボス加工をしないものは２．３％の伸
びしかなかったが、加工した物は３．５％の伸びを示し
た。

【００２３】この伸びの増大であるが、これは図１の
（ｃ）に示すごとくエンボス加工により生じたいわばＵ
型の窪みが引張り力Ｆにより開くためと思われる。そし
てこの際、交互に凹凸部が存在するため、Ｕ型部は均一
に開くものと思われる。次に、引張りによる伸びが増大
したため、建物の偶角部、特に内装板裏側等の偶角部、
等地震による変化が大きい部分にも充分使用可能とな
る。次に、現場工事での作業容易性を確認するため通常
のハサミでの切断を試みたが、紙と同様に何の問題もな
く切断可能であった。

【００２４】（第２の実施の形態）合成繊維又は合成繊
維と炭素繊維の混合物を樹脂で結合してなる不繊布に、
その外表面に炭素微粒子をアミン硬化型エポキシ樹脂を
使用して付着させ、更にパラジウム系触媒を塗布すると
いう導電処理を施した後、直接ニッケルメッキを行っ
た。

【００２５】この後、芯材を焙焼して中空の金属繊維体
とした後、この金属繊維体を表裏よりプレスして布状と
し、併せて第１の実施の形態と同じエンボス加工を行っ
た。しかる後、第１の実施の形態と同じくＪＩＳ−Ｐ−
８１１３に従って引張試験を行った結果、エンボス加工
をしていないシートは３．６％の伸びしか示さなかった
が、加工後の物は４．９％となり、これによりエンボス
加工は伸び性の向上に繋がることを確認した。

【００２６】（第３の実施の形態）本実施の形態は、先
の２つの実施の形態で製造した中空金属繊維シートを電
磁波のシールド（遮断）材として、ビルの建築等に際し
て、その駆体コンクリート壁に接着剤にて貼り付けたも
のである。さて、この中空金属繊維シートは気孔率が９
０％、しかも中空で薄く軽いため、壁に接着剤にて貼り
付けるだけで充分な付着性を有する。

【００２７】更に、２枚のシートの電気的接着も単に重
ね合わせて接着するだけで充分になされる。すなわち、
従来の如く薄板であるならば、図２の（ａ）に示す如
く、重ね合わせれば壁１に貼り付けた２枚の板２間に接
着剤の膜３が存在するため、両方の板２間の電気的接続
はなされない。

【００２８】また同じく図２の（ｂ）に示す如くピン４
や鋲で単に圧迫しあうようにして強制的に接着、固定等
していても、必ず地震や材料の変形に伴う緩みが生じる
ためいつかは接触不良となる。また、それ以前に壁への
ピン４の取り付け等の余計な工事が必要となる。

【００２９】しかしながら、本発明の多孔質の金属シー
ト５であるならば、図２ｃに示すように接着剤３そのも
のは加圧することにより金属繊維間の気孔に入り込み、
連接する気孔内では収縮硬化するので、金属繊維相互は
多数の点、線でからみあって接触することとなるため必
ず２枚のシート間の電気的接触はどこかでなされている
こととなる。

【００３０】また、たとえ地震による変位や材料の緩
み、変形があったとしても、実体は細くしかも弾力性を
有する金属線であるため、容易にこれを吸収し、接着も
確保される。次に、シートの面から見た場合には、金属
といっても直径２０〜３０ミクロンの程度の線、しかも
薄いシート状であるため、通常のハサミにて切断可能で
ある。更に、シートとして３〜４％の伸びが有れば、駆
体等の変形に対しても充分追従可能である。

【００３１】次に、通常のビルでシールドの対象となる
電磁波はせいぜいミリ波、多くはｃｍ波以上であり、こ
のため気孔率が９０％以上のシートであっても充分遮蔽
が可能である。更にまた、重量が軽いため、ビル内の部
屋の扉に貼り付けることも可能である。なおこの場合に
は、電気的接触は、蝶番部を利用するのが便利である。

【００３２】（第４の実施の形態）本実施の形態は、第
１及び第２の実施の形態のエンボス加工を施した中空金
属繊維シートの電磁波のシールド性能に関するものであ
る。目付け量２００ｇ／ｍ²におけるこれらシートの６
０〜１０００ＭＨｚにおけるシール性能を、ＫＥＣ法
（関西電子工業新興センターで確立した測定法）で試験
した結果を図３に示す。本図において、実線はエンボス
加工有りを、破線は無しを示す。後者の場合には、シー
ル材の分布が多少不均一のため前者に比較して僅かに性
能が劣るが、実用上十分な性能を示している。

【００３３】なお、目付け量であるが、４５０ｇ／ｍ²
を越えると重くかつ鋏での切断も困難となる。逆に、１
００ｇ／ｍ²以下では強度上難が生じうる。このため、
建築物の壁に張り付けて使用する場合には、これら数値
を各々上限、下限とするのが好ましい。

【００３４】以上、本発明を幾つかの実施の形態にもと
ずいて説明してきたが、本発明は何も以上の実施の形態
に限定されないのは勿論である。すなわち、例えば以下
のようにしてもよい。（１）金属のメッキ材料として、銅を使用する。ま
た、この際銅の酸化防止のため、更にニッケルめっきを
する。

【００３５】（２）用途等に応じて、気孔率、繊維径
を変化させている。例えば構内ＰＨＳや無線ＬＡＮ等無
線を使用する機会が多いため窓ガラスについても断熱を
兼ねての貼り付けや埋め込みで電磁波のシールドをする
場合には、採光の面から気孔率は極力大、繊維径は極力
小とするのがよいであろう。

【００３６】（３）用途は電磁波シールドでなく、そ
の他のものとしている。例えば空気の対流発生を防止し
て断熱をも兼ねるようにしている。このため、二枚のシ
ート間の電気的接触を確保する部分の金属繊維間等に必
要最小限の接着剤が入り込むようにしている他は、ピン
で取り付けるようにし、これにより金属繊維間は極力空
気層となるようにされている。

【００３７】（４）製造時等よりガラス内に埋め込ん
で取り付け、電磁波のシールドとガラスの強度向上や事
故時の破砕化防止を兼ねた物としている。なおこの場合
には、真空下で金属繊維間に液状ガラスを加圧して充た
して製造することとなろう。（５）既存のビルのガラス窓部に貼り付ける断熱用プ
ラスッチク膜内に埋め込んで使用し、これにより、断熱
兼電磁波シールドシートの態様で使用する。（６）消防士、警察官等電磁波に曝されがちな職業人
用の衣服に、耐火、耐刃物を兼ねて使用する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、多孔性の金属繊維の特徴である可撓性、形態追従性
を維持しつつ、耐破断性や伸び率を大幅に改善でき、曲
げや振動による変位への追従性の向上が得られる。ま
た、工作性も優れたものとなる。

【００３９】また、金属繊維と異なり、シートの破損も
容易に確認しうる。従って、建築用電磁波シールド材と
しての工作性はもとより耐火性の面からも最適な性質の
材料を提供しうることとなる。また、併せて各種産業用
に断熱、強度向上等各種の役割をも担う材料と提供しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本説明の中空金属繊維シートにおけるエンボ
ス加工を施した様子及びこれにより伸び性が向上する原
理を示す図である。

【図２】従来の箔と本発明の中空金属繊維シートとで
壁に取り付けたときの２枚の箔若しくはシート間の電気
的接触にどのような相違が生じるかを概念的に示した図
である。

【図３】本発明のエンボス加工を施した中空金属繊維
シート等の電磁波に対するシール性能の測定結果を示し
た図表である。

【符合の説明】

１壁２金属板３接着剤の膜４ピン５多孔質金属繊維シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機繊維を樹脂で結合してなる不繊布に
導電化処理を施した後、電気メッキにて金属層を有機繊
維の外表面に析出させる金属層析出ステップと、前記金属層析出ステップ後、上記不繊布の芯材を焼却し
中空の金属繊維を形成する中空金属繊維成形ステップ前記中空金属繊維形成ステップにて得られた金属繊維を
プレスして多孔質シートとするシート化ステップとを有
していることを特徴とする中空金属繊維の製造方法。
【請求項２】前記金属層析出ステップに先立ち、有機繊維として炭素繊維を選定する有機繊維選定ステッ
プを有していることを特徴とする請求項１記載の中空金
属繊維の製造方法。
【請求項３】前記金属層析出ステップに先立ち、有機繊維として外径が10μｍ以上２０μｍ以下の繊維を
選定する有機繊維径選定ステップを有し、前記金属層析出ステップは、有機繊維の外表面に析出させる金属層の厚みとして４μ
ｍ以上１０μｍ以下とする析出層厚さ調整小ステップを
有していることを特徴とする請求項１若しくは請求項２
記載の中空金属繊維の製造方法。
【請求項４】前記金属層析出ステップは、電気メッキする金属としてニッケルを選定するメッキ金
属選定小ステップを有していることを特徴とする請求項
１、請求項２若しくは請求項３記載の中空金属繊維の製
造方法。
【請求項５】前記シート化ステップは、不繊布を焼却して得られた金属繊維を、プレスして多孔質シートとする際に、エンボス加工を施
すエンボス加工小ステップを有していることを特徴とす
る請求項１、請求項２、請求項３若しくは請求項４記載
の中空金属繊維の製造方法。
【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４若しくは請求項５記載の方法により製造された中空金
属繊維シートを建物の壁や内装板、あるいは容器の壁面
に付着させて電磁波の遮蔽材として用いたことを特徴と
する電磁波シールド方法。
【請求項７】内径１０μｍ以上２０μｍ以下、内厚４
μｍ以上１０μｍ以下の中空金属繊維から成り、かつ多孔質のシート状であることを特徴とする中空金属
繊維シート。
【請求項８】上記中空金属繊維は、有機繊維に導電処理を施した後、メッキにより有機繊維
を外表面に金属層を析出させ、しかる後、有機繊維を焼
却することにより製造したものであり、上記シートはこの製造方法により製造された中空金属繊
維をプレスすることにより製造したものであることを特
徴とする請求項７記載の中空金属繊維シート。
【請求項９】上記多孔質の中空金属繊維シートは、エンボス加工を施していることを特徴とする請求項７若
しくは請求項８記載の中空金属繊維シート。
【請求項１０】上記エンボス加工は、間隔は１〜２ｍｍの千鳥状のパターン、凹凸部の高低差
は０．３〜０．７ｍｍ、厚さは１ｍｍ以下であることを
特徴とする請求項９記載の中空金属繊維シート。
【請求項１１】上記中空金属繊維シートは、材料はニッケルであるこを特徴とする請求項７、請求項
８、請求項９若しくは請求項１０記載の中空金属繊維。
【請求項１２】請求項７、請求項８、請求項９若しく
は請求項１０記載の中空金属繊維シートを使用したこと
を特徴をする電磁波シールド材。