JPH1126140A

JPH1126140A - 導電性シートとその製造方法

Info

Publication number: JPH1126140A
Application number: JP9191896A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Ozaki; 伸明尾崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易でコストが安価で、繊維の間に空
隙が多く他部材との接合が容易な導電性シートとその製
造方法を提供する。【解決手段】和紙原料繊維１４と炭素繊維１２が不規
則に多くの空隙１６を有して網目状に接合されている。
炭素繊維１２が面状に均一に配置され、和紙繊線維１４
は、単一種類のこうぞ繊維等である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電熱材料、補強
材料、各種シールド材料等に使用される導電性シートと
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電熱材料として使用される導電性
シートは、金属合金線（ニクロム）、金属エッチング
（白金、アルミ、その他合金）、カーボンブラック塗布
型、炭素繊維糸状ラミネート型、多種短繊維と炭素繊維
無孔型等、多種多様な面状発熱体があった。また、補強
材料として使用されるものは、炭素繊維を巻き付けるも
の、炭素繊維短繊維シート、炭素繊維短繊維混合シー
ト、カーボンブラック分散シート、炭素繊維長繊維一方
向・二方向・三次元編込み型シート等があった。また、
各種シールド材料として使用される導電性シートは、金
属泊貼付け型、金属粒子塗布型等があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、電熱材料として使用される各導電性シートは、温度
の高低差が激しく温度制御が困難で熱暴走が起きやす
く、また耐久も良くなかった。また、補強材料として使
用されるシートは、作業工数とコスト及び材料コストが
高く、実用的ではなかった。また、シールド材料として
使用されるシートはいずれも単一効果しか得られず、ま
た価格も高く実用的ではなかった。

【０００４】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みてなされたもので、製造が容易でコストが安価で、繊
維の間に空隙が多く他部材との接合が容易な導電性シー
トとその製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、和紙原料繊
維と炭素繊維が不規則に多くの空隙を有して不規則な網
目状に接合されたシートであって、上記炭素繊維が面状
に均一配置されている導電性シートである。そして上記
和紙繊線維は、単一種類のこうぞ繊維等である。そして
上記炭素繊維は、例えば長さが３〜３０ｍｍで、断面の
径が５〜１５μｍである。また、上記和紙原料繊維と炭
素繊維の接合には、水溶性サイジング剤が使用され、上
記炭素繊維の体積割合が３〜８０％である。さらに、上
記導電性シートの垂直方向の投影面の空隙率が２０〜６
０％である。また、上記導電性シートの各繊維表面に
は、電極材料の金属またはセラミックスが溶射されてな
るものである。

【０００６】また、この導電性シートの製造方法は、和
紙漉き上げ技術を応用したもので、まず、和紙原料繊維
を煮沸し、水流により不純物を除去し、叩解した後水に
分散させ、ここに炭素繊維を所定配合比で混合し、上記
水からすくいあげて叩解し、再び水に分散させて攪拌
し、そこへ接着剤となる分散剤を混入し、和紙原料繊維
と炭素繊維を漉き、水分を除去して乾燥させ、所定の形
状に裁断する。そして、上記和紙原料繊維の材質を変え
たり、また炭素繊維の配合比を変えることによって、用
途に適した上記導電性シートを製造することが可能であ
る。

【０００７】そしてこの導電性シートの所定の端縁部
に、金属溶射により電極を形成し、その際、溶射する金
属の材質を、相対的に低融点の材料を先に溶射し、この
後高融点の材料を溶射するものである。また、上記導電
性シートを形成後、そのシートの表面に金属またはセラ
ミックスを溶射し、上記各繊維の表面を覆うものであ
る。

【０００８】この発明の導電性シートは、空隙率が多い
ため、接着剤等が浸透しやすく、他部材に対して強力に
接着されるものである。そしてこの導電性シートは炭素
繊維の面分布が均一であり、シールド材料として使用す
る際は性能が均一で、電熱材料として使用する際は熱分
布が均一で温度制御が容易である。また、この導電性シ
ートは薄くて強いため補強材料等にも適している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１、図２はこの発明の
第一実施形態の導電性シート１０の概略を示すもので、
直線状の炭素繊維１２と、不規則な形状のこうぞ１４
が、所定の配合比で混じり合い、図示しない接着剤を介
して不規則な網目状の多孔質のシートに形成されてい
る。導電性シート１０の厚みは、例えば３０μｍであ
る。炭素繊維１２やこうぞ１４の間には空隙１６が多く
形成され、図１の電子顕微鏡に示すように、導電性シー
ト１０をそのシート面に対して垂直方向に投影した際の
空隙１６の空隙率は２０〜８０％である。

【００１０】炭素繊維１２は、例えば長さが６〜３０ｍ
ｍ、直径が５〜１５μｍである。また、炭素繊維１２の
体積配合率（ｖｏｌ％）は、導電性シート１２の用途に
合わせて変わり、例えば電熱材料用は３〜１３％、各種
シールド材料用は１３〜８０％、各種補強材料用は３〜
８０％である。

【００１１】次に導電性シート１０の製造方法について
説明する。図３に示すように原料であるこうぞ１４を選
定し、こうぞ１４を煮沸する。そして水流で攪拌して不
純物を除去し、繊維をほぐし柔らかくするために叩解
し、その後に水に分散させ、ここに炭素繊維１２を所定
配合比で混合する。そして上記水からすくい上げて再び
叩解し、これを水に分散させて攪拌する。そこへ、水溶
性接着剤となる分散剤を混入し、こうぞ１４と炭素繊維
１２を漉いてシート状とし、プレス等により水分を除去
する。そして乾燥させ、所定形状に裁断し導電性シート
１０が完成する。

【００１２】次にこの導電性シート１０の所定の端縁部
に、金属溶射により図示しない電極を形成する。この
時、溶射する金属は、相対的に低融点の材料例えば、
錫、亜鉛、アルミニウム、またはこれらの合金等を先に
溶射し、この後高融点の材料例えば、銀、銅またはこれ
らの合金を溶射するこの導電性シート１２の用途は、そ
の炭素繊維１２の割合により、電熱材料、補強材料、シ
ールド材料等に利用できるものである。この実施形態の
導電性シート１２によれば、薄くて強度が強いため、電
熱材料、補強材料、シールド材料等として優れている。
また、空隙率が高い不規則な網目状であるため、接着剤
等の浸透が容易で他の部材に強い強度で取り付けること
が可能である。さらに、炭素繊維１２は均一に配合され
ているため、電熱材料として使用される際に、温度分布
が均一で温度制御が容易である。そして、和紙漉き上げ
技術により製造されるため、製造が容易で原料も安価で
あるためコストが安価で、種々の用途に対して実用的で
汎用性がある。

【００１３】次にこの発明の第二実施形態の導電性シー
トについて図４、図５を基にして説明する。ここで、上
記実施形態と同様の部材は同一符号を付して説明を省略
する。この実施形態の導電性シート１０は、この上記実
施形態のように導電性シート１０を形成後、そのシート
１０の表面に金属または酸化チタン等のセラミックスの
溶射材料２０を溶射し、各炭素繊維１２とこうぞ１４の
繊維の表面を溶射材料２０で覆うものである。

【００１４】この実施形態によれば、導電性シート１０
が多孔質であり、導電性シート１０の内部の炭素繊維１
２、こうぞ１４の各繊維表面に、金属やセラミックス粒
子の溶射材料２０が確実に付着し、所望の高い導電性や
シールド効果、抗菌消臭作用、遠赤外線輻射等の効果を
有するものである。また、溶射した材料２０が確実にシ
ート１０の各繊維表面に付着するので、溶射材料２０の
ロスが少なく、製造も容易である。

【００１５】なお、この発明の導電性シートは、上記実
施形態に限定されるものではなく、和紙原料繊維は、こ
うぞ以外でも良く、炭素繊維の長さや直径も、用途に合
わせて自由に選択するものである。導電性シートの製造
方法も、適宜変更可能である。

【００１６】

【発明の効果】この発明の導電性シートは、薄くて強度
があり、空隙率が高くて他部材との接着が容易であるた
め、電熱材料、補強材料、シールド材料等、種々の用途
に対して優れたものである。また、電熱材料として使用
される際は、炭素繊維が均一に混入されているため温度
制御が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施形態の導電性シートの拡大
正面図である。

【図２】この実施形態の導電性シートの厚み方向に対し
て略直角方向の拡大断面図である。

【図３】この実施形態の導電性シートの製造方法を示す
工程図である。

【図４】この発明の第二実施形態の導電性シートの拡大
正面図である。

【図５】この実施形態の導電性シートの厚み方向に対し
て略直角方向の拡大断面図である。

【符号の説明】

１０導電性シート１２炭素繊維１４こうぞ１６空隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】和紙原料繊維と炭素繊維が不規則に混
在した導電性シートにおいて、このシート面に対して垂
直方向の投影面の各繊維間に多くの空隙を有して上記和
紙原料繊維と炭素繊維が不規則な網目状に接合され、上
記和紙原料繊維と炭素繊維が面状に薄く均一配置されて
いることを特徴とする導電性シート。
【請求項２】上記和紙原料繊維は、単一のこうぞ繊
維であることを特徴とする請求項１記載の導電性シー
ト。
【請求項３】上記炭素繊維は、長さが３〜３０ｍｍ
の一定長であることを特徴とする請求項１記載の導電性
シート。
【請求項４】上記炭素繊維は、断面の径が５〜１５
μｍであることを特徴とする請求項１記載の導電性シー
ト。
【請求項５】上記和紙原料繊維と炭素繊維の接合に
は、水溶性サイジング剤が使用され、上記炭素繊維の体
積割合が３〜８０％であることを特徴とする請求項１記
載の導電性シート。
【請求項６】上記導電性シートの垂直方向の投影面
の空隙率が２０〜６０％であることを特徴とする請求項
１記載の導電性シート。
【請求項７】上記導電性シートの各繊維表面には、
金属またはセラミックスが溶射されてなるとを特徴とす
る請求項１記載の導電性シート。
【請求項８】和紙原料繊維を煮沸し、水流により不
純物を除去し、叩解した後水に分散させ、ここに所定長
の炭素繊維を所定配合比で混合し、上記水からすくいあ
げて叩解し、再び水に分散させて攪拌し、そこへ接着剤
となる分散剤を混入し、和紙原料繊維と炭素繊維を漉
き、水分を除去して乾燥させ、所定の形状に裁断するこ
とを特徴とする導電性シートの製造方法。
【請求項９】上記導電性シートの所定の端縁部に、
金属溶射により電極を形成し、この溶射する金属の材質
を、相対的に低融点の材料を先に溶射し、この後高融点
の材料を溶射することを特徴とする請求項８記載の導電
性シートの製造方法。
【請求項１０】上記導電性シートを形成後、そのシ
ートの表面に金属またはセラミックスを溶射し、上記各
繊維の表面を覆うこと特徴とする請求項８記載の導電性
シートの製造方法。