JPH11293532A - 電磁遮蔽用のカバリング糸と、それを使用する電磁遮蔽材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大形構造物を電磁遮蔽するとともに、その表
面補強材を兼用する。 【解決手段】 無撚りのマルチフィラメント炭素繊維に
強磁性体を巻き付けて電磁遮蔽用のカバリング糸を形成
し、経糸２１、２１…、緯糸３１、３１…として織物組
織に製織する。経糸２１、２１…、緯糸３１、３１…
は、応力負担要素としてのみならず、良好な電磁遮蔽要
素として作用する。

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、構造物の表面補
強材を兼ねる電磁遮蔽材を作ることができる電磁遮蔽用
のカバリング糸と、それを使用する電磁遮蔽材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】強磁界を発生する装置、設備には、適切
な電磁遮蔽を施すことが必要である。

【０００３】従来の電磁遮蔽材としては、鉄板が最も普
通に使用されている。鉄板は、低コストである上、透磁
率が高く、必要な電磁遮蔽性能を簡単に実現することが
できるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、鉄板は、可撓性に乏しいから、平面的な電磁遮
蔽構造物を作るときはよいとしても、複雑な曲面形状を
含む構造物を作るときは、加工が厄介であり、却ってコ
ストが高くなるという問題があった。また、建築物のよ
うな大形構造物に対して電磁遮蔽を施す場合は、全体重
量が過大となり、また、大電力施設に対して施す場合
は、極厚の鉄板が必要となるために、建築コストがかさ
む原因になりかねないという問題もあった。なお、かか
る大形構造物に対して電磁遮蔽を施す例としては、たと
えば発電所や放送局のような大電力施設の他、電磁波暗
室、医療用のＭＲＩ装置やＸ線装置、工業用の誘導加熱
炉や電磁加熱炉、コンピュータルーム等の設備などが挙
げられる。

【０００５】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、強磁性体をマルチフィラメント炭素繊
維に巻き付けることによって、曲面を含む構造物に対し
ても好適に適用することができ、大形構造物の表面補強
材をも兼ねる電磁遮蔽材を作ることができる電磁遮蔽用
のカバリング糸と、それを使用する電磁遮蔽材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの出願に係る第１発明の構成は、マルチフィラメ
ント炭素繊維に対し、強磁性体を螺旋状に巻き付けるこ
とをその要旨とする。

【０００７】なお、強磁性体は、複数本を巻き付けても
よく、強磁性体に重ねて添加糸を巻き付けてもよい。

【０００８】第２発明の構成は、第１発明に係る電磁遮
蔽用のカバリング糸からなる経糸と、同様のカバリング
糸からなる緯糸とを織物組織に製織することをその要旨
とする。

【０００９】第３発明の構成は、炭素繊維織物に対し、
第１発明に係る電磁遮蔽用のカバリング糸を整列させて
付設することをその要旨とする。

【００１０】なお、カバリング糸は、炭素繊維織物に対
し、多層に付設してもよく、プリプレグに形成してもよ
い。

【００１１】

【作用】かかる第１発明の構成によるときは、マルチフ
ィラメント炭素繊維は、引張強度が強大であり、適度の
可撓性を有する。また、強磁性体は、電磁遮蔽性を有す
るとともに、マルチフィラメント炭素繊維の長手方向に
螺旋状に巻き付けることにより、雰囲気温度が大きく変
化しても、マルチフィラメント炭素繊維に対して良好な
一体性を保つことができる。

【００１２】マルチフィラメント炭素繊維は、たとえば
ピッチ系またはＰＡＮ系の炭素繊維フィラメント（直径
５〜１０μｍ程度）を３０００〜３６０００本程度平行
に引き揃え、断面略長方形、略楕円形、略円形等のトウ
に形成して使用する。なお、マルチフィラメント炭素繊
維は、１０００℃以上の高温熱処理を施すことにより、
炭素成分を十分に高め、機械的強度、電気伝導度の双方
を向上させることができる。

【００１３】強磁性体は、たとえば純鉄、１％けい素鉄
や、パーマロイ、アモルファス磁性材料等の強磁性体材
料からなる線材、テープ（リボン）等を使用するのがよ
い。これらの材料は、直径１０〜２００μｍ程度の線材
とし、または厚さ数１０μｍ、幅０．５〜数ｃｍ程度の
テープとしてその１本に撚りをかけ、または複数本を撚
り合わせることにより、カバリング可能な可撓性の糸状
に形成することができる。なお、テープは、このように
して撚りをかけ、または撚り合わせる際に、補強用の芯
糸を使用してもよく、このときの芯糸は、製織後の熱処
理に備え、マルチフィラメント炭素繊維または同等以上
の耐熱繊維とすることが好ましい。また、テープは、そ
のままマルチフィラメント炭素繊維に巻き付けてもよ
い。

【００１４】パーマロイは、Ｎi ３５〜８５％を含むＦ
e −Ｎi 系合金であって、たとえばトーキン（株）製の
ＴＭ合金ＴＭＣ−Ｖなどが好適である。また、アモルフ
ァス磁性材料は、Ｆe 、Ｎi 、Ｃo などの強磁性材料に
Ｂ、Ｐ、Ｓi などを添加し、遠心急冷法などによって製
造する非晶質磁性材料であり、たとえば日本非晶質金属
（株）製のＭＥＴＧＬＡＳ２６０５Ｓ−２などが好適で
ある。また、強磁性体は、高純度のＦe 、Ｃo 、Ｎi 、
または、それらの合金を線状にして使用してもよい。

【００１５】複数本（ｎ本）の強磁性体を巻き付けると
きは、それぞれの強磁性体は、必要な巻付けピッチのｎ
倍のピッチに巻き付ければよく、カバリング糸の生産性
を向上させることができる。なお、強磁性体は、複数本
を互いに逆方向に巻き付けてもよく、マルチフィラメン
ト炭素繊維との一体性を強化するとともに、マルチフィ
ラメント炭素繊維に対する重量比を大きくして電磁遮蔽
性能を向上させることができる。

【００１６】強磁性体に重ねて添加糸を巻き付けるとき
は、添加糸は、強磁性体とともにマルチフィラメント炭
素繊維のばらけを防ぎ、強磁性体とマルチフィラメント
炭素繊維との一体性を一層向上させることができる。ま
た、添加糸は、製織後、溶融させて溶融樹脂を生成させ
ることにより、織物組織の一体性を向上させることがで
きる。

【００１７】第２発明の構成によるときは、第１発明に
係るカバリング糸の経糸、緯糸は、織物組織に製織され
ている。すなわち、各経糸、緯糸は、それぞれ強磁性体
を巻き付けたカバリング糸であるから、互いに交錯する
ことにより、電磁遮蔽要素として有効に作用することが
できる。また、経糸、緯糸は、織物組織を形成している
から、全体として可撓性に富むシート状の形態を維持す
ることができ、平面状のみならず、任意の曲面を含む構
造物に対し、簡単に接着することができる。ただし、織
物組織は、一般的な平織組織の他、斜子織組織や畝織組
織等であってもよい。なお、電磁遮蔽材は、殊に強磁性
体としてパーマロイを使用するときは、製織工程等にお
いて発生する強磁性体中の機械的応力を除去するため
に、製織後、たとえば１０００〜１１５０℃の水素ガス
雰囲気中に数時間保持して徐冷することにより、十分な
焼鈍処理を施すことが好ましい。

【００１８】第３発明の構成によるときは、炭素繊維織
物は、マルチフィラメント炭素繊維からなる経糸、緯糸
の方向に強度を発揮することができ、炭素繊維織物に付
設するカバリング糸は、電磁遮蔽性能を実現することが
できる。ただし、カバリング糸は、炭素繊維織物の経糸
に対し、必ずしも平行または直角にする必要はなく、任
意の角度に傾けて配列してもよい。また、炭素繊維織物
の緯糸は、カバリング糸を付設した後の焼鈍処理をしな
いときは、任意の材質の糸を使用してよく、焼鈍処理を
施すときは、経糸と同等のマルチフィラメント炭素繊
維、または焼鈍温度に耐える耐熱無機繊維等を使用する
ものとする。

【００１９】カバリング糸を多層に付設するときは、カ
バリング糸の各層は、それぞれ電磁遮蔽性能を発揮し、
全体性能を一層向上させることができる。ただし、各層
は、炭素繊維織物の一方の面に付設してもよく、両面に
分けて付設してもよい。また、各層のカバリング糸は、
他層のカバリング糸の配列方向に対し、それぞれ平行ま
たは直角とし、あるいは、任意の角度に傾けてもよい。

【００２０】カバリング糸をプリプレグに形成すれば、
プリプレグとしてのカバリング糸を炭素繊維織物に一挙
に付設することができ、全体の生産性を著るしく向上さ
せることができる。ただし、プリプレグとは、多数のカ
バリング糸を一方向に平面状に引き揃えて樹脂を含浸さ
せ、フィルム状またはシート状に仕上げるものである。
なお、プリプレグは、カバリング糸のばらけを防止する
ために、粗いネット状の支持材を裏面側に接着し、また
は、適当な離型紙によって裏打ちすることが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。

【００２２】電磁遮蔽用のカバリング糸１０は、強磁性
体１２をマルチフィラメント炭素繊維１１に螺旋状に巻
き付けてなる（図１）。

【００２３】強磁性体１２は、パーマロイまたはアモル
ファス磁性材料などの強磁性体材料を可撓性の糸状に形
成し、無撚りのマルチフィラメント炭素繊維１１の長手
方向に螺旋状に巻き付けられている。なお、強磁性体１
２は、たとええばカバリング機により、芯となるマルチ
フィラメント炭素繊維１１に対して連続的に巻き付けれ
ばよい。

【００２４】強磁性体１２は、適当な線径の強磁性体材
料の線材をそのまま使用する他、単一の強磁性体材料の
テープ１２ａに撚りをかけて形成してもよく（図２
（Ａ））、複数の強磁性体材料のテープ１２ａ、１２ａ
を撚り合わせて形成してもよい（同図（Ｂ））。ただ
し、図２（Ｂ）において、テープ１２ａ、１２ａは、２
本以上の任意の本数を使用してもよい。また、テープ１
２ａに補強用の芯糸１２ｂを挿入してもよく（同図
（Ａ）の二点鎖線）、複数のテープ１２ａ、１２ａ…に
共通の芯糸１２ｂを挿入してもよい（同図（Ｂ）の二点
鎖線）。

【００２５】電磁遮蔽材Ｗは、カバリング糸１０からな
る経糸２１、２１…と、カバリング糸１０からなる緯糸
３１、３１…とを織物組織に製織して形成する（図
３）。

【００２６】かかる電磁遮蔽材Ｗは、コンクリート構造
物、木造構造物、プラスチック構造物などの任意の構造
物Ｋの表面に貼り付け（図４）、電磁遮蔽性能を有する
表面補強材として使用することができる。ただし、ここ
でいう表面補強とは、単に構造物Ｋの表面を補強するこ
とをいうのではなく、構造物Ｋの表面に貼り付けること
により、構造物Ｋの全体強度を補強することをいう。な
お、電磁遮蔽材Ｗは、構造物Ｋに貼り付けるに先き立
ち、所定の温度、所定の雰囲気により、経糸２１、２１
…、緯糸３１、３１…に巻き付けられている強磁性体１
２の内部の機械的応力を除去するために、必要に応じて
適当な焼鈍処理を施すことが好ましい。

【００２７】電磁遮蔽材Ｗは、構造物Ｋの表面を下地処
理した後、適当なプライマＰを均一に塗布し、エポキシ
樹脂系またはＭＭＡ樹脂系等の強力な接着剤を介して構
造物Ｋの表面に接着する。このとき、電磁遮蔽材Ｗの表
面にもさらに接着剤を塗布することにより、接着剤を電
磁遮蔽材Ｗの全体に十分に含浸させるものとする。ま
た、電磁遮蔽材Ｗは、構造物Ｋに負荷される引張荷重の
大きさ、方向に応じ、経糸２１、２１…の方向を違え
て、または、それを同一方向に揃えて、複数枚を重ねて
貼り付けてもよい。

【００２８】最上層の電磁遮蔽材Ｗの上面には、保護材
Ｓを付設する。保護材Ｓは、金属質、木質、合成樹脂質
等の任意の材質の板材、シート材等を使用することがで
きる。なお、保護材Ｓは、用途に応じ、耐候性、難燃性
の保護塗料や、エポキシ樹脂、メタクリル樹脂などの樹
脂材料、セメント材、モルタル材等であってもよい。

【００２９】電磁遮蔽材Ｗは、全体として可撓性に富
み、極めて柔軟であるから、構造物Ｋの表面は、平面状
に限らず、凸状または凹状の曲面であってもよい。すな
わち、構造物Ｋは、円柱状、円筒状等であってもよい。
また、構造物Ｋは、任意の金属材料構造物であってもよ
く、中実材に限らず、ハニカム構造体のような中空材で
あってもよい。なお、電磁遮蔽材Ｗは、構造物Ｋの表面
に貼り付けるに代えて、接着剤とともに構造物Ｋの内部
に挾み込むようにして装着してもよい。

【００３０】

【他の実施の形態】強磁性体１２は、マルチフィラメン
ト炭素繊維１１に対して複数本を巻き付けてもよい（図
５（Ａ）、（Ｂ））。複数本の強磁性体１２、１２は、
同一仕様であってもよく、異なる仕様であってもよい。
また、強磁性体１２、１２の巻付け方向は、同一方向で
あってもよく（同図（Ａ））、互いに逆方向であっても
よい（同図（Ｂ））。

【００３１】強磁性体１２は、テープ１２ａのままマル
チフィラメント炭素繊維１１に巻き付けてもよい（同図
（Ｃ））。ただし、テープ１２ａは、図示に拘らず、複
数本を同方向または逆方向に巻き付けてもよい。

【００３２】カバリング糸１０は、マルチフィラメント
炭素繊維１１に強磁性体１２を巻き付けた上、添加糸１
５を重ねて巻き付けてもよい（同図（Ｄ））。添加糸１
５は、強磁性体１２と同方向に異なる巻付けピッチによ
って巻き付け、または強磁性体１２と逆方向に巻き付け
るものとする。

【００３３】図５（Ｄ）のカバリング糸１０は、経糸２
１、２１…、緯糸３１、３１…として電磁遮蔽材Ｗを製
織後（図３）、添加糸１５を溶融させて経糸２１、２１
…、緯糸３１、３１…を熱融着することにより、各経糸
２１、緯糸３１のばらけや相対移動を防止し、全体とし
て良好な一体性を保持することができる。すなわち、添
加糸１５は、低温度領域において溶融して溶融樹脂を生
成する熱可塑性樹脂であって、たとえばナイロン６等の
ポリアミドや、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド等のエン
ジニアリングプラスチックの他、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の一般用
プラスチック材料が広く使用可能である。なお、添加糸
１５は、各経糸２１、緯糸３１の少なくとも一方に巻き
付ければよい。

【００３４】また、添加糸１５を溶融させる熱処理工程
は、製織工程に連続して配設する一対の加熱ローラを使
用し、製織工程後の電磁遮蔽材Ｗの上面、下面に対し、
同時に、または時系列的に前後して接触させることによ
り、添加糸１５を連続的に溶融させればよい。このとき
の加熱ローラの表面温度は、添加糸１５のみを溶融さ
せ、添加糸１５が溶融して生成される溶融樹脂を熱的に
変質させないために、添加糸１５の融点より約１０℃程
度高く設定するのがよい。

【００３５】電磁遮蔽材Ｗは、経糸２１、２１…と、マ
ルチフィラメント炭素繊維からなる副経糸２２、２２…
とを交互に配列して製織してもよい（図６）。経糸２
１、２１…、副経糸２２、２２…は、混在比率を１：１
としてもよく、一方をｍ本配列するごとに他方をｎ本配
列することにより、混在比率をｍ：ｎ（ｍ、ｎは、１を
含む任意の整数）としてもよい。

【００３６】また、電磁遮蔽材Ｗは、緯糸３１、３１…
の間に副緯糸３２、３２…を挟んで配列してもよい（図
７）。副緯糸３２、３２…は、マルチフィラメント炭素
繊維からなっており、緯糸３１、３１…と同等の繊度に
設定してもよく、緯糸３１、３１…より小さな繊度に設
定してもよい。なお、緯糸３１、３１…に対する副緯糸
３２、３２…の混在比率は、ｍ：ｎ（ｍ、ｎは、１を含
む任意の整数）としてよい。

【００３７】図７において、副緯糸３２、３２…は、製
織後の焼鈍処理をしない場合には、マルチフィラメント
炭素繊維以外の任意の材質であってもよい。また、副緯
糸３２、３２…は、焼鈍処理をする場合には、焼鈍温度
に耐える任意の耐熱無機繊維等を使用することができ
る。また、副経糸２１、２１…、副緯糸３２、３２…に
も、添加糸１５を巻き付けることができる。

【００３８】電磁遮蔽材Ｗは、炭素繊維織物４１に対
し、カバリング糸１０、１０…を整列させて付設して形
成してもよい（図８）。

【００３９】炭素繊維織物４１は、マルチフィラメント
炭素繊維を経糸４１ａ、４１ａ…、緯糸４１ｂ、４１ｂ
…として製織されている。なお、緯糸４１ｂ、４１ｂ…
の繊度は、経糸４１ａ、４１ａ…のそれと同等とし、ま
たは、それより小さくしてもよい。また、各経糸４１
ａ、緯糸４１ｂは、マルチフィラメント炭素繊維以外の
高強度繊維としてもよい。

【００４０】カバリング糸１０、１０…は、炭素繊維織
物４１を製織した後、適当な接着剤を介し、炭素繊維織
物４１の片面に整然と整列させて接着する。なお、カバ
リング糸１０、１０…は、一層であってもよく、多層に
してもよい。多層のカバリング糸１０、１０…は、炭素
繊維織物４１の経糸４１ａ、４１ａ…に対し、それぞれ
平行または直角としてもよく、斜めに傾けてもよい。ま
た、カバリング糸１０、１０…は、炭素繊維織物４１の
両面に付設してもよく、このとき、各面におけるカバリ
ング糸１０、１０…の配列方向は、それぞれ互いに一致
していてもよく、異なっていてもよい。

【００４１】なお、図８のカバリング糸１０、１０…
は、各層ごとにプリプレグに形成してシート状とし、炭
素繊維織物４１に付設してもよい。また、炭素繊維織物
４１は、炭素繊維プリプレグに代えてもよい。

【００４２】以上の説明において、副経糸２２、副緯糸
３２、炭素繊維織物４１の経糸４１ａ、緯糸４１ｂとし
て使用するマルチフィラメント炭素繊維は、トウとして
の一体性を保つために、機械的強度を損わない程度に軽
く撚りをかけてもよい。また、カバリング糸１０、１０
…は、製織時において副経糸２２、２２…や副緯糸３
２、３２…を構成するマルチフィラメント炭素繊維の表
面を機械的に損傷することがないように、外表面を適当
な糊材によって覆い、または、保護用の糸によってカバ
リングすることにより、断面形状の角部分を丸く整える
ことが好ましい。なお、このときの糊材は、水溶性樹脂
を使用することにより、製織後の水洗工程を介して簡単
に除去することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この出願に係る第
１発明によれば、マルチフィラメント炭素繊維に強磁性
体を巻き付けることにより、強磁性体は、マルチフィラ
メント炭素繊維に対して螺旋状に巻き付けられているか
ら、マルチフィラメント炭素繊維のばらけを防止し、大
きな引張応力が負荷されても、強力なマルチフィラメン
ト炭素繊維によって保護されて容易に切断することがな
く、安定な製織加工が可能であるという優れた効果があ
る。

【００４４】第２発明によれば、第１発明に係る電磁遮
蔽用のカバリング糸からなる経糸、緯糸は、縦横に配列
されていることにより、応力負担要素としてのみなら
ず、良好な電磁遮蔽要素として作用することができる
上、全体として可撓性に富む織物組織に形成されている
から、曲面を含み、電磁遮蔽を必要とする任意の構造物
に対して好適に適用することができ、大形構造物の表面
補強材を兼ねることができるという優れた効果がある。

【００４５】第３発明によれば、炭素繊維織物に対して
第１発明に係る電磁遮蔽用のカバリング糸を整列させて
付設するから、カバリング糸は、製織工程を経る必要が
なく、全体としての生産効率を大きく向上させることが
できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カバリング糸の要部正面図

【図２】 カバリング糸の要部構成説明図

【図３】 電磁遮蔽材の全体平面構成図

【図４】 使用状態説明図

【図５】 他の実施の形態を示す図１相当図

【図６】 他の実施の形態を示す図３相当図（１）

【図７】 他の実施の形態を示す図３相当図（２）

【図８】 他の実施の形態を示す分解斜視図

【符号の説明】

Ｗ…電磁遮蔽材 １０…カバリング糸 １１…マルチフィラメント炭素繊維 １２…強磁性体 １５…添加糸 ２１…経糸 ３１…緯糸 ４１…炭素繊維織物

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチフィラメント炭素繊維に対し、強
   磁性体を螺旋状に巻き付けてなる電磁遮蔽用のカバリン
   グ糸。
2. 【請求項２】 前記強磁性体は、複数本を巻き付けるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電磁遮蔽用のカバリング
   糸。
3. 【請求項３】 前記強磁性体に重ねて添加糸を巻き付け
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁
   遮蔽用のカバリング糸。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか記載
   の電磁遮蔽用のカバリング糸からなる経糸と、前記カバ
   リング糸からなる緯糸とを織物組織に製織してなる電磁
   遮蔽材。
5. 【請求項５】 炭素繊維織物に対し、請求項１ないし請
   求項３のいずれか記載の電磁遮蔽用のカバリング糸を整
   列させて付設してなる電磁遮蔽材。
6. 【請求項６】 前記カバリング糸は、前記炭素繊維織物
   に対し、多層に付設することを特徴とする請求項５記載
   の電磁遮蔽材。
7. 【請求項７】 前記カバリング糸は、プリプレグに形成
   することを特徴とする請求項５または請求項６記載の電
   磁遮蔽材。