JPS5941246A - 繊維強化複合材料 - Google Patents

繊維強化複合材料

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JPS5941246A
JPS5941246A JP58132040A JP13204083A JPS5941246A JP S5941246 A JPS5941246 A JP S5941246A JP 58132040 A JP58132040 A JP 58132040A JP 13204083 A JP13204083 A JP 13204083A JP S5941246 A JPS5941246 A JP S5941246A
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fiber
stainless steel
fibers
composition
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ステイ−ブン・ランド−ル・ガ−テイセン
リチヤ−ド・マ−ク・ウエンジヤ−
グレン・マ−ク・キヤナボ
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁干渉（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　
１ｎＬｅ＋（ｅｒｅ−１１Ｃｅ）に月する改良されたシ
ールドを有する複合プラスチック材料に関する。
電子工学的装置及び構成部品に対するプラスチックハウ
ジングの使用は今日自動装置及び電子工学的装置分野に
広範に受は入れられている。しかしながら、現在入手可
能なプラスチック材料はＥＭｌとして一般に知られ且つ
又称される電磁干渉に対して透明性（ｔｒａｎｓｐａｒ
ｅｎｔ）又は透過性（ｐｅｒｍｅ−ａｂｌｅ）であると
いう欠点を有する。入手可能なプラスチック材料におけ
るこの欠点は、このようなＥＭＩ信号を生じる増大する
数の消費者製品によるＥＭＩ放出（ＥＭ　Ｉ　ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ）の不利な効果及びかかる電磁汚染に対して行
使される増大する調節制御（ｒｅｇｕｌａＬｏｒｙ　ｃ
ｏｎｔｒｏｌｓ）に対する電子工学的装置の感受性の点
から相当な問題となる。
最近、プラスチック材料シールド問題を解決することへ
の主要なアプローチは成形されたプラスチックに対する
金属表面コーティングの適用によるものである。このよ
うなアプローチの中には、真空蒸着、金属箔ライニング
、金属充填スプレイフーテインーグ（ｍｅｔａｌ−ｆｉ
ｌｌｅｄ　５ｐｒａｙ　ｃｏａｔｉｎｇｓ）、］Ｅ鉛フ
レームスプレイ（ｚｉｎｃ　ｆｌａ＋ｎｅ−ｓｐｒａｙ
）及びアーク放電の使用がある。これらの方法の各々は
コスト、接着、引掻き抵抗、環境抵抗、適用に必要な時
間の長さ及び成形された物品が備えなければならない種
々の幾何学的形状の多くを十分に防護することにおける
困難に関して１つ又はそれより多くの欠点を伴なう。
より最近は、熱可塑性マトリックスにおける種々の充填
剤の使用に基づく複合プラスチック材料の配合によｌ）
ＥＭＩの問題を解決せんとする試みがなされた。この目
的に使用された伝導性充填剤の中でも、カーボンブラッ
ク、炭素繊維、銀被覆〃ラスピード及び金属化ガラス繊
維がある。しがしながら、これらの材料はそれらが加工
の際に短い長さに破断する程度に脆いという欠点を有す
る。
より短い長さの繊維及び粒子は、プラスチックマトリッ
クスの脆化に導く高い配合量又は充填剤濃度及び商業的
に許容できなくする高いコストを必要とする。この故に
、これまでに開発された複合プラスチック製品の何れも
完全に満足すべきものであることは証明されなかった。
連続的ストランドの形態で使用されるステンレス鋼繊維
を熱可塑性樹脂マトリックスに配合することにより電磁
干渉に対して顕著なシールドを与える複合製品が得られ
ることが本発明に従って見出された。
熱可塑性樹脂とこの材料の組合せは、優れた電磁干渉シ
ールド効果を有する複合製品の実現を可能ならしめる。
本発明の複合製品はラジオ、送信器、コンピュータ等の
如き広範な最終用途製品におけるシールド目的に使用す
るのに著しく好適である。
熱可塑性樹脂及びステンレス鋼繊維より成る複合体は当
業者に知られた方法に従って製造することができる。し
かしながら、最も有利な特性は、米国特許第２，８７７
，５０１号、その開示は制服により本明細書での説明に
替える、の方法によりかかる複合一体が製造されるとき
実現されることが見出された。
上記複合物においては、繊維は樹脂マ）　ＩＪツクス及
Ｖ樹脂成形分野において良く知られた方法に従って成形
された得られる組成物中に混ぜ合わせられる（ｃｏｍｍ
　ｉ　ｕｇ　ｌ　ｅｄ　）。しかしながら、好ましくは
最新製品は射出成形により製造され、そして最適結果を
達成するためのこの製造方法を使用することが有利であ
る。
繊維強化成分は“ロングガラス”プロセス（ｌｏｎｇビ
１ａｓｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ）として当業界に知られた方
法により有利に製造することができ、得られる製品は長
繊維製品（ｌｏｎＢ　ｆｉｂｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ）
として当業界では特徴づけられている。これらの長繊維
製品における繊維の大部分の長さは一般にはいわゆる短
繊維製品における繊維の主繊維長さより十分に上の範囲
にあり、これは約０．０１インチ乃至約０．０３インチ
の範囲に普通はあり、そして一般にピースそれ自体の全
長に及ぶ。繊維形態は６０乃至２０　、　ｌ）　００　
フィラメントの連続的ロービング又は公称的に２．００
０フイラメントを含有し得るスフ糸（ｓｔａｐｌｅ　ｇ
ａｒｎ）であることができる。スフ糸はその範囲が各単
繊維長さに対して３゛′乃至１０″長さであることがで
きる控え目な（ｃｌｉｓｃｒｅｅｔ）長さの繊維から構
成されている連続的ストランドから成る。これらの控え
目な長さはしばしば“スライバー”（ｓｌ　１ｖｅｒｓ
）と呼ばれる。この方法は、溶融した樹脂を含有する浴
を通過する連続的長さのフィラメントを使用し、かがる
フィラメントは所望の量の樹脂で含浸されることを含む
。連続的フィラメントが含浸されると、それらは連続的
に浴から抜き取られ、熱源を通過する前又は後に混ぜら
れ、そして冷却されてステンレス鋼繊維のまわりの溶融
した樹脂を固化し、続いて短いピースを形成する実質的
に横方向分離操作に付される゛。これらのピースは繊維
が実質的に相互に平行に且つ材料が浴から抜き取られる
方向により規定された軸線に実質的に平行に延びるとい
う点で前記した短繊維製品のピースにＭ似、している。
しかしながら、短繊維製品と反対に、長繊維製品のＷＬ
維は、ピースの１つの分離した側から他の分離した側へ
の実質的に全体の距離に及」ｆ。再び長繊維製品ピース
は約１／１６インチ乃至約１−１／２インチ、好ましく
は１／８インチ乃至１インチの範囲であることができる
。このタイプの方法は米国特許第３゜（＞　４２　、５
７　（１号に記載され、その開示は制服により本明細書
での説明に替える。
」二記プロセスにおける溶融した樹脂の俗を使用して、
フィラメントはＩ！（脂懸濁液又はエマルジョンで含浸
することができ次いで０（脂を乾燥し、そして混合され
たフィラメントのまわりに溶融するのに十分な熱に（ｚ
Ｉされることができることが理解される。かかるプロセ
スは米国特許第２　、８７　＋。
５０１号に記載されている。
両製品、即ち、短繊維製品及び長繊維製品において、断
面寸法は種々の７アクタに相当依存して変ることができ
る。ストランドを押出すことにより形成される短繊維製
品を用いる場合には、断面寸法は押出しオリフィスの寸
法に依存するであろう。連続した長さのフィラメントを
含浸することにより形成される長繊維製品を使用する場
合には、断面積寸法は含浸され相互に集められるフィラ
メントの総数及び樹脂の量に依存するであろう。もちろ
ん、加工限界によるピースの断面寸法に対する成る実際
的限界がある。一般に、約１／１６インチ乃至約１／４
インチの範囲の公称断面寸法を有するピースを形成する
のが最も便利であることが見出された。
熱可塑性樹脂マトリックス中にステンレス鋼繊維を含有
する細長い粒状物は本願において先に説明した方法の１
つを使用して製造される。熱可塑性樹脂たとえばポリカ
ーボネート樹脂におけるステンレス鋼繊維の細長い粒状
物の製造後、得られる複合体は公知方法に従って成形さ
れる。均質化は成形階段において達成されるであろう。
最終ブレンド中の成分の重量比は約０．５％乃至約６０
％、好ましい範囲は約１重量％乃至約８重量％の全繊維
強化剤対樹脂の範囲にわたって変ることができる。この
範囲内では、最適割合の選択は最終用途又は特定目的に
依存して探索されるであろう。最適結果に対して、樹脂
に対する繊維の割合１重量％乃至５重量％は静電消散（
ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓＬａｔｉｃ　ｄｉｓｓｉ１＋ａＬｉ
ｏｎ）に対して最も有利であり、１重量％乃至１９重量
％はＥＭＩ／ＲＦＩシールド用途に対して最も有利であ
る。
もちろん、“Ｅ”ガラス繊維の如き慣用のガラス繊維を
増量剤（ｅｘｔｅｏｄｅｒ）として組成物中に含むこと
は可能である。同様に、池の慣用の充填剤、顔料等を含
むこともできる。
本発明に従って使用される強化繊維はステンレス鋼繊維
である。これらの繊維はロービング形態及びチョップ化
された形Ｑ（ｃｈｏｐｐｅｄ　ｆｏｒｍ）で入手可能で
ある。本発明の実施においては、スフ糸、ロービング又
は連続的ストランドの形態にあるステンレスｗＪ繊維を
使用することが必要であることが見出された。
我々の研究は、ステンレス鋼繊維はチョップ化された形
態で使用される場合には、認め得るＥＭ１／ＲＦＩシー
ルド又は電気伝導性は約２５％程度の過剰の配合量水準
を使用しないと実現されない。ステンレス鋼繊維がトウ
（ＬＯＷ）又はスフ糸（ｓｔａｐｌｅ　ｙａｒｎ）の形
態で使用されるときのみ、所望のＥＭＩ／Ｒ１１シール
ド及び電気伝導性は短Ｎ＆維製品により可能であるより
も実質的に低い配合量で得られる。低い配合量は短繊維
製品と比較してより大きいインパクト、延性段Ｖ１氏コ
ストを与える。
熱可塑性樹脂は一般に、強化樹脂成分を製造する際に使
用することができる。これらの樹脂の中に包含されるも
のはポリオレフィン類、特にポリプロピレン及びエチレ
ンとプロピレンとの共重合体、ポリスチレン、スチレン
−アクリロニトリル重合体類、ＡＢＳ重合体Ｍ（アクリ
ロニトリルーボリブグジエンースチレンをベースとする
重合体Ｍ）；ナイロン類、特にナイロン６．６；ポリフ
ェニレンオキシド類、ポリフェニレンオキシド−ポリス
チレンブレンド；ポリフェニレンスルフィト類、ポリア
セタル類、ポリスルホン類、ポリカーボネート類、ポリ
ウレタン類、セルロースエステル類、ポリエステル類、
たとえばポリエチレンテレフタレイト、ポリモノクロロ
スチレン；アクリル重合体類、ポリ塩化ビニル類、ポリ
塩化ビニリゾｚ類、塩化ビニルと塩化ビニリデンとの共
重合体、種々の熱可塑性エラストマー類、たとえば、ス
チレンとブタノエン又はエチレン又はプロピレンをベー
スとするエラストマー類及び前記樹脂の何れかのブレン
ドである。
本発明の複合材料を加工する際に、混合物は射出成形装
置のフィードホッパーに常用の方法で供給される。
しかる後、混合物をム（脂を溶融せしめ且つ流動性なら
しめる温度条件で常法において装置を通して加工される
。
下記実施例により本発明を説明するが本発明の範囲を限
定するものとみなすべきではない。
次麓例」 ３０％ステンレス鋼充填長繊維ポリカーボネイト粒状物
を未充填ポリカーボネイトと１対５の割合でブレンドす
ることによって製造された５％のステンレス鋼繊維製品
を含有する細長いベレットの組成物をスクリュー型射出
成形磯に供給する。
組成物を５００°乃至５８０°Ｆの範囲の温度で上記ｆ
ｆｉ　４ｍで加工して、望ましい均質性の外観及び良好
な物理的特性を有する成形された製品を得る。
比較の目的で、ポリカーボネイ）　１１４脂中に８ミク
ロン直径のステンレス鋼チョップ化された繊ＭＥ１５％
を含有する細長いベレットを同一条件下に加工しそして
得られる成型成品を連続ストランドステンレス鋼Ｎ＆維
を含有する製品に対してｒ艶Ｍ　１シールド効果に対し
て試験する。この比較試験の結果を下記表Ｉに示す。
１し−１ １００ＭＨｚ７ラツト パネルｄＢにおけるシ ールド効果　　　　　　　　　１　　　　　４゜実鷹Ｉ
岨−又 表１１に示された量及び形態のステンレス鋼繊維を含有
する組成物を実施例１に記載の方法により調製しそして
成形した。得られる製品を試験しそして試験の結果を表
１１に示す。
１一旦 ：）開８ミクａ＞ａチョップ 化入テンレス鋼繊ｉｔ　　　　　　　　ｏ　　　　　　
　ｏ　　　　　を七（ミクロン連続し ＸｆンレＸｗ４Ｎｋ＠　　　　　　　　３Ｂ、５　　　
　４０．５　　　−８％ポリカーボネイト中 ガラス繊ｍ　　　　　　　　　　　　　　ＯｄＢポリカ
ーボネイト−ニッケル ・　　　　　　　　　　　　　　　５５ａ　ペレット長
さ　１／８” ｂ　ベレット長さ　３／８”−１／２”天１１【−に 表１１１に示された量及び形態のステンレス鋼繊維を含
有する組成物を製造しそして実施例１及び２における如
くして成形した。得られる製品を伝導及びＥＭＩシール
ドと対して試験しそしてその結果を表ＩＩＩに記載する
。
表Ｉｌｌ 長線＃を及び短繊維ステンレス鋼繊維成形コンパン・　
−°　　　　　Ｓ−ル゛ ＢＣ ３”　Ｘ６”　Ｘｌ　２５” ブラック（ｐｌａｑｕｅ）のパル ク抵抗率（Ｂｕｌｋ ＲｅｓｉｓＬｉｖｉｊｙ）ｏｌ＋ｗｓ　　　　　　ｏｏ
４０１３　　３０１１１００　Ｍ　Ｈｚにおける ６”　Ｘ６”　Ｘ　ｌ　２５＋ブ ランクのＥＭ＋シールド 効果　　　　　　　　　　　　１０　　　２０　　３５
−一」１工り二 Ａ−１／４”長さのベレット中にランダムに分散された
４ミクロン６ＩＩＩＩ１１チヨツプ化ステンレス鋼繊維
５重！％を含有するポリカーボネイト Ｆ３−１／４”長さのベレット中に含浸された８ミクロ
ン連続ステンレス鋼繊維５重量％を含有するポリカーボ
ネイト Ｃ−３／８”長さベレット中に含浸された８ミクロン連
続ステンレス鋼繊ｍ５重量％を含有するポリカーボネイ
ト ■−無限大は開いた回路を示し、即ち伝導性がないこと
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ステンレス鋼繊維の連続的ストランドから成る繊
    維成分を配合されている熱可塑性樹脂より成る繊維強化
    熱可塑性樹脂。 ２、繊維成分及び樹脂成分は、樹脂に対して繊維的０．
    ５％乃至約６０％の範囲にわたって存在する特許請求の
    範囲第１項記載の組成物。 ３、　樹脂に対して繊維的１．０％乃至約８．（）％の
    範囲である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ４、　熱可塑性樹脂がポリオレフィン類、ポリスチレン
    、スチレン−アクリロニトリル重合体類、アクリロニト
    リル−ポリブタジェン−スチレン、ナイロン、ポリフェ
    ニレンスルワイド類、ポリアセタール類、ポリスルホン
    類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、セルロース
    エステル類、ポリエステル類、−アクリル重合体類、ポ
    リ塩化ビニル類、ポリ塩化ビニリデン類、塩化ビニルと
    塩化ビニリデンの共重合体、ポリフェニレンオキシド類
    、ボリフェニレンオキシドーポリスチレンブレント及び
    前記樹脂の阿れ・かのブレンドから成る群より選ばれた
    ものである特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ５、　組成物樹脂がポリカーボネート樹脂である特許請
    求の範囲第４項記載の組成物。 ６、特許請求の範囲第１項記載の組成物から導かれた成
    形品。 ７、　射出成形法により形成された特許請求の範囲第６
    項記載の成形品。 ８、　重合体マトリックス及びステンレス＃４繊維の連
    続的ストランドより成る繊維強化剤を含有して成る成形
    物品。
JP58132040A 1982-07-22 1983-07-21 繊維強化複合材料 Pending JPS5941246A (ja)

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US06/400,779 US4500595A (en) 1982-07-22 1982-07-22 Stainless steel fiber-thermosplastic granules and molded articles therefrom

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FR (1) FR2531968B1 (ja)
GB (1) GB2123838B (ja)
IT (1) IT1167658B (ja)
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