JPS6170040A - 複合クロス - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は９機械特性及びｔｍ波シールド特性を有して繊
維強化プラスチック成型品（以下ＦＲＰと称す。）の基
材となる複合クロスに関するものである。

（従来の技術１発明が解決しようとする問題点）一般に
電子機器の筐体は、その大部が電気絶縁性であるので、
電磁波に対するシールド機能を全く有していない。それ
ゆえ、該筐体内の機器に筐体外からの’Ｈ１Ｓｒ１波の
影響を受けず、かつｉ器の特性を損なうことをなくすた
めにはプラスチック成型品に導電性を付与し電磁波シー
ルドの機能を持たせるところの種々の技術が必要となっ
てくる。

現在行われている導電化による電磁波シールド性付与の
技術には、プラスチック成型品の表面に導電性皮膜を形
成する表面処理的手法と、導電性フィラーをプラスチッ
ク内に混入したところの複合化によるプラスチック導電
化の手法とがあり。

表面処理的手法としては金属溶射、導電性塗料塗布、真
空金属蒸着５金属メツキなどによる処理方法があるが、
該手法はプラスチック成型加工後の２次工程で行われな
ければならないこと、一部のものはコストが高くつくこ
と５導電性薄膜層とプラスチック成型体間の密着強度を
確保するのが必ずしも容易でないこと等が問題点として
あげられ。

他方複合化による方法としては粒子状フィラー。

繊維状フィラー、フレーク状フィラーなどをプラスチッ
ク中に混入する方法があるが、複合化による導電性付与
の機構については種々の意見があり。

一般的にフィラー充填率を同一とすればフィラー寸法が
長いほど導電性がよいことがＫｌ認されているが、プラ
スチックに繊維状フィラーを混入させると繊維長が長く
なるに従い混練性、成型性が飛躍的に損なわれる。また
、繊維状フィラー自体も２特に射出成型の場合のように
大きく混練作用を受ける場合には甚だしい損傷を受けて
その導電性に対する特性は粒子状フィラーのそれに近づ
き繊維状フィラーを混入させる利点が失われかねない。

また５粒子状フィラーは混練時に与える影響は少なく多
量に混入させることが可能である反面５機械的強度が低
下することが問題となることが多い。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のごとき問題点を解決すべくなされたも
のである。すなわち９本発明はガラス繊維と金属繊維又
は金属線条とを引き揃え又は合撚することにより複合糸
を作り、これをたて糸、よこ糸に用いて織成した複合ク
ロスを提供するものであり、さらにはガラス繊維として
２次処理を必要とすることなく樹脂等との接着が良好で
あるところのプラスチック系集束剤を施した原糸を使用
して成型品の機械的強度を高めさせるものであり。

さらに今一つは成型復電磁波シールドを目的として２次
加工を必要とすることな〈従来の一般的なＦＲＰ成型方
法すなわちハンドレイア７ブ法、コールドプレス法、ク
ロスワインディング法、真空バッグ法、連続成型法等に
よる１次工程のみで機械的特性、１を磁シールド特性が
均質で高度な諸性能を有する成型品の基材となる複合ク
ロスを提供するものである。

本発明者等は、ガラス繊維と金属繊維又は金属線条とよ
り構成される複合糸さらに該複合糸を用いて織成した複
合クロス及び該複合クロスを基材としたＦＲＰについて
鋭意検討した結果、該複合クロスを用いると好適な電磁
波シールド特性が付与されること、さらに該複合クロス
を基材としたＦＲＰについては通常のＦＲＰと比較して
同等以上の機械的特性を有していること、さらに劣化促
進試験後、？ｊ［合クロス層と樹脂層との間における剥
離の発生が極めて少ないことを見出し１本発明に到達し
た。

本発明に使用するガラス繊維の製造工程としては９通常
のごと（熔融ガラスを２００〜８００個の紡糸孔（ノズ
ル又はチップと呼ばれる。）から引き出し１回転ドラム
に巻き取ることにより、チップ数のガラスフィラメント
が１本のガラスストランドとして得られる。

次いで、多数のガラスフィラメントの表面を平滑にした
り、あるいは次の工程における作業性を容易にするため
に集束剤（サイズ剤ともいう、）を施すが、この集束剤
の組成はガラス繊維の各用途に適応させるように種々の
技術が開発され、ガラス繊維の性状を決定づける重要な
役割をもっている。

一般的なガラス繊維織物（以下ガラスクロスという。）
に使用されるガラス繊維は、紡糸、下撚。

上撚５織布の各製造工程の作業性に適合するようにガラ
ス繊維の紡糸時に澱粉を主体とする集束剤を付与するの
が通常の方法であるが、！亥澱粉系集束剤の主成分とし
ては、澱粉系の結束剤と植物油に乳化剤を加えて水性エ
マルジョン化した潤滑剤。

カチオン活性剤等で構成されている。しかし、該ＲＰＡ
系集束剤を付与したガラス繊維で織成されたガラスクロ
スをＦＲＰ用途に供するためには織成後。

洗浄又は焼却によって集束剤を除去し、さらにシラン系
カップリング剤等で表面処理を行わなければ樹脂とガラ
ス表面との強固な結合は得られない。

ＦＲＰに優れた性能をもたせるためには、ガラス繊維と
樹脂との界面が重要な意義をもっており。

この界面における応力を低モジュラスのマトリックスレ
ジンから高モジュラスのガラス繊維に効果的に分配し、
かつ伝達しなければならない。

本来、無機質のガラス繊維とを機質の樹脂との接着は得
がたいので一般的にはガラス繊維に対してシランカップ
リング剤を用いて処理することによりＦＲＰの性能を著
しく向上させることができるもので、この場合のシラン
カップリング剤は一般式Ｒ’Ｓｉ　（ＯＲ）　ｓで示さ
れるように２種類の官能基を有し、Ｒ゛はアミノ基、ビ
ニル基、エポキシ基のような有機官能基で、　ＯＲはけ
い素に結合している加水分解性のアルコキシ基であるが
、核剤を使用した場合には、このアルコキシ基は加水分
解を受はシラノールを生じガラス表面と反応するか縮合
する。一方、該シラン分子の他端では官能性有機基が有
機マトリックスレジンと反応して複合材としての優れた
性能を有するものとなる。

澱粉系集束剤を使用したガラス繊維では樹脂とガラス表
面にカップリング効果をもたせるシランカップリング剤
等を含まず、また９集束剤の成分自体も樹脂とガラス界
面との接着の障害となるものであるので１本発明におい
てはプラスチック系集束剤を使用するもので、該集束剤
の組成としては無機物であるガラス繊維と、有機物であ
るフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等
の樹脂とを強固に結合し得る前記シランカップリング剤
や該樹脂と接着性や相溶性のよい塩ビ、アクリル、スチ
レン、酢ビ、エポキシ等の合成樹脂系の結束剤、さらに
また潤滑性、帯電防止性付与のために、ノニオン、カチ
オン、アニオン活性剤等からなり、従って、澱粉系集束
剤を使用したガラス繊維からなるクロスの場合のように
洗浄ないしは焼却によって集束剤を除去した後、シラン
カップリング剤等による表面処理をする必要はなく。

ＰＲＰの基材として製織後のクロスをそのまま使用でき
る。

プラスチック系集束剤を付与したガラス繊維のその他の
利点としては、前記したように洗浄ないしは焼却による
集束剤除去が不用で、これに伴う構成繊維側々の性能劣
化が生ずることもなく。

ＦＲＰの補強材として好適であるということであり。

さらに最終加工製品に至るまでの間に工程短縮が得られ
るのでコストの低下を図ることができる上に性能の良い
商品を作り得ることである。

上記について一例をあげると澱粉系集束剤を付与したガ
ラス繊維の引張強さは大略５０　ｇ　／　ｔｅｘであり
、該集束剤を焼却除去すれば２０　ｇ　／　ｔｅｘに減
する。これをシランカップリング剤で表面処理すること
により大略３０　ｇ　／　ｔｅｘとなる。一方、プラス
チック系集束剤を付与したガラス繊維の引張強さは大略
６０　ｇ　／　ｔｅｘであり、集束剤の３００〜４００
℃という処理温度の焼却除去工程を経る必要がないので
、この高強度が最終製品まで保持されるとともに、処理
に耐えられない有機繊維や酸化されやすい金属繊維等、
他の繊維との複合化も可能であるなどの利点も有する。

本発明に使用するガラス繊維の特性としては。

例えば単繊維の直径が１〜２０μｍ、好ましくは５〜１
３μｍのもの、ストランド番手としては５．６〜５４０
　ｔｅｘ、　　好ましくは１１．２〜１３５　ｔｅｘの
ものであり、該ガラス繊維ストランドを１〜３０本、好
ましくは１〜１０本を複合糸の原糸として使用すればよ
い、一方、金属繊維又は金属線条の材質としては。

例えば日本工業規格ＪＩＳ　Ｇ　４３０９に規定される
ようなステンレス鋼線、　ＪＩＳ　Ｈ３２６０に規定さ
れる黄ｗ４線又はｗ４線、　ＪＩＳ　Ｈ４０４０に規定
されるようなアルミニウム線があげられ、繊維直径又は
線条径としては１例えばｏ、ｏｏｓ〜１１１ＩＩのもの
、好ましくは０．０５〜０．５　ｍ＋＠の直径ををする
ものを１〜３０本、好ましくは１〜１０本を複合糸の原
糸として使用すればよい。

合撚糸は通常使用されるリング撚糸機、アップツイスタ
−、ダブルツイスタ−等で製造できるが。

金属線条の直径が大きく剛性が高い場合には電線の合撚
機も使用できる。

撚糸時の撚数バランスの不均合いで合撚糸の残留トルク
のために合撚糸がよじれることがあるが。

これを防止するためガラス繊維及び金属繊維又は金属線
条を捲いたボビンからの糸の引出し方法としてボビンの
接線方向に引き出す又はボビンの軸方向に引き出す方法
がとられてもよく、また引き揃えの方法は必要数のガラ
ス繊維原糸ボビン、金属繊維ボビン又は金属線条ボビン
から各ボビンの接線方向又は軸方向に各原糸を引出し、
テンション調整装置と糸安内ガイドを通して各原糸の糸
たるみのＵ８整を施して捲取機で捲取ればよい、捲取機
としては１通常のカムトラバースワインダー。

ＲＴワイングー等にてチーズ、コーンに捲くものがあげ
られる。

本発明の複合クロスは、たて糸、よこ糸に複合糸を用い
織成するが１その織物密度はたて糸、よこ糸ともに１０
〜１００本／２５ｍｍであるが、好ましくはｌＯ〜６０
本／２５ａｓである。

本発明の複合クロスの主な使用例は電磁波シールド材を
目的としたＦＲＰであり、電子機器、医療用機器、放送
受信機器等の用途及び塗料下クロスとして亀裂防止、補
強の目的で熱伝導性（金属線条入りで良好）の要求され
るラミネート品への用途等をあげることができる。

実施例 以下に実施例をあげ、比較例を用いて本発明を具体的に
説明するが、用いたガラス繊維はＪＩＳ　Ｒ３４１３に
規定されるようなガラス糸でユニチカユーエムグラ、Ｉ
Ｊｌ製のＥＣＧ　７５１１０　ＩＺＰＳ及びＥＣＧ　７
５１１０１２　ＮＹである。（末尾記号のＰｓはプラス
チック系集束剤を施したガラス糸を表し、　ＮＹは澱粉
系集束剤を施したガラス糸を表わしている。）使用した
金属繊維又は金属線条はＪＩＳ　Ｇ　４３０Ｇに規定さ
れるような直径０．１ｍ＋ａのステンレス鋼線及びＪＩ
Ｓ　Ｈ３２６０に規定されるような直径０．１ｍｍの黄
銅１ＪＩｓ　Ｈ４０４０に規定されるような直径０．３
ａＩＩｍ□）アルミニウム線である。

１ｔＴＩ１１波シールド性の測定試料としては、織成さ
れた複合クロスの形態で行い、測定方法はタヶダ理研工
業−の測定規格に従い、０〜１０００　ＭＩＬｚの範囲
で磁界及び電界における減衰量を測定した。またＦＲＰ
の特性は下記条件で成型した厚さ３１１１ｍの不飽和ポ
リエステル積層板について１曲げ強度、竜沸後の外観等
を試験した。

樹脂配合； ユビカ５８３６　Ｐ−４（日本ユビカ■〕１００部ＢＰ
０　　　　　　　　　　　　　　　２部硬化条件；１３
０℃×６０分 実施例１ 用いたガラス繊維はプラスチック系集束剤を施したＥＣ
Ｇ　７５１１０　ＩＺ　ＰＳ　２本と金属線条としｒＪ
ＩｓＨ３２６０に規定されるような０．１ｍｍの直径の
黄銅線２本とを２３に合撚することにより複合化し、こ
の複合糸をたて糸、よこ糸に使用して織物密度をたて方
向１９本／２５＋ｍ、よこ方向１８本／２５ｍａ＋に織
成したものを供試した。

その結果、複合糸及び複合クロスに至る合撚作業性、！
！！成作業性、複合糸及び複合クロスの品質においては
全熱問題となるところはなく５通常のガラス繊維のみを
用いた合撚糸及びガラスクロスと品位的に同等のものが
得られた。

表１に示すとおり２本実施例の複合クロスについては好
適なｔ磁波シールド性が付与されていることがわかる。

また該複合クロスを基材としたＦＲＰは良好な特性を育
することがわかった。

比較例−１ 比較のために、金ＫＬ１条を用いず、その他の条件は実
施例−１と同様として実施検討した。その結果は表１に
示すごとりＩＩＩＲＰの性能としては好適な性能を有す
るが、電磁波シールド性は全く有していないことがわか
る。

比較例−２ 比較のために、ガラス繊維の種類として澱粉系集束剤を
施した原糸を用い、その他の条件は実施例１と同様とし
て実施検討した。その結果は表１に示すごとく、金属線
条を使用することにより実施例１と同様に好適な電磁波
シールド性が付与されていることがわかる。しかしなが
ら、　　ＦＲＰの曲げ強度、外観ともに著しく劣ってい
る。すなわち。

澱粉系集束剤を施したガラス繊維を使用した複合クロス
をそのままでＦＲＰ化した場合には樹脂との良好な結合
が得られないことがわかる。

比較例−３ 比較例−２と同一の複合クロスを焼却処理し澱扮集束剤
を除去したのち、シランカップリング剤で表面処理を施
して供試した。

その結果は表−■に示すように電磁波ノールド性は実施
例１と大差ないが、　　ＦＲＰ特性カミやや劣ったもの
であることがわかる。比較例−２の比較すると、ガラス
繊維の種類として澱粉系集束剤を使用した場合には焼却
工程後、シランカップリング剤にて表面処理を行うこと
によりＦＲＰ特性としては、向上するが１本発明の実施
例■よりもやや劣ったものであることがわかる。

比較例−４ 本比較例は５ガラスクロスは比較例−１と同様のもので
、これに直径０．１ｍｍの黄銅線を２本合燃し、密度を
たて１９本／２５ＩＩｌ１１１．よこ１８本／２５ａ＋
ｍに穐成した金網を積層して供試した。

その結果は表−１に示すように１ｉ磁波シールド性は好
適な性能を有しているが、　ＦＲＰ特性は実施例１と比
較すると曲げ強度が若干低下しており。

かつ竜沸後に樹脂層と金Ｍ４Ｎの間で剥離現象と見られ
る部分が発生していた。

実施例２〜４ 本実施例は用いる金属線条の材質について比較検討する
ものであり２用いた金属線条はＪＩＳ　Ｇ　４３０９に
規定されるような直径０．１ｖ＋＋のステンレス鋼線。

ＪＩＳ　Ｈ３２６０ニ規定されるような直径０．１ｎ＋
ｍ（７）銅線。

ＪＩＳ　Ｈ４０４０に規定されるような直径０．３ｍｍ
のアルミニウム線である。この場合に用いたガラス繊維
はプラスチック系集束剤を施したガラス糸であり。

複合糸、複合クロスの作成方法は実施例１と全く同様に
した。

その結果は表２に示すごと〈実施例１と同様に好適な電
磁波シールド性及びＦＲＰ特性を有していることがわか
る。

実施例１〜４に見られるように用いる金属線条の材質に
よっても電磁波シールド性は大きくは影響を受けずほぼ
同じである。

表−２ 巾１シールド性の演焚１惇ネー笹市２枚重ねとした。

実施例５ 本実施例は引揃えにより得た複合糸を用いた場合につい
て検討したものであり、その他の製造条件は実施例１と
同様に実施した。

その結果は表−３に示すごとくガラス繊維と金属線条と
の引揃えの作業性と、引揃え糸の品質とには問題となる
ところはなかったが、織成工程における織成の作業性に
若干の低下と複合クロス表面にガラス繊維の毛羽立ちが
やや見られた。しかしながら２表−３に見られるごとく
電磁波シールド性及びＦＲＰの特性については実施例１
と同様に好適な性能を有している。

実施例６〜７ 実施例１と同様な複合糸を使用したが、実施例６では織
物密度をたて、よこともに実施例１の約５０％増加した
もの、実施例７では２倍としたものについて測定したも
のであり、その結果は表−３に示すごとく織物の密度の
増加に伴い電磁波シールド性の性能向上が見られ、　Ｆ
ＲＰ特性についても好適な性能を有していることがわか
る。

表−３ （１）電磁波シールド性の測定試料は織布２枚重ねとし
た実施例８〜ｌＯ 実施例１と同一の複合クロスを用い、電磁波シールド性
を測定する際の測定試料の重ね枚数を実施例８では１枚
、実施例９では４枚、実施例１０では６枚として測定し
た。

その結果２表−４に示すごとく？勘合クロスの重ね合わ
せ数が増すとともに電磁波ノールド性が向上することが
わかる。

表−４ （発明の効果） プラスチック系集束剤を施したガラス繊維と金属繊維又
は金属線条との複合糸からなる本発明の複合クロスは、
上記のごとき優れた電磁波シールド性を有していること
、さらに該複合クロスを基材としたＦＲＰについては通
常のＦＲＰと同等以上の性能を有していることが明瞭で
あり、さらにまた本発明の複合クロスは織物密度の増加
やクロスの重ね枚数を増すことによって飛躍的に電磁波
シールド性の向上が図り得られるので電子機器等におい
て要求される電磁波シールド特性に応じてＦＲＰの設計
時に複合クロスの設計、使用枚数を設定すれば要求に適
応する対象物を得ることが可能である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック系集束剤を施したガラス繊維と、金
   属繊維又は金属線条の各１本以上とを引揃え、又は合撚
   した複合糸により織成したことを特徴とする複合クロス
   。
2. （２）たて糸密度１０〜１００本／２５ｍｍ、よこ糸密
   度１０〜１００本／２５ｍｍの範囲で織成する特許請求
   の範囲第１項記載の複合クロス。
3. （３）金属繊維又は金属線条が、黄銅、アルミニウム、
   ステンレス鋼又は銅からなる金属繊維又は金属線条であ
   る特許請求の範囲第１項記載の複合クロス。
4. （４）繊維強化プラスチック成型品の基材として用いる
   特許請求の範囲第１項又は第３項記載の複合クロス。