JPWO2017061597A1 - 接着剤層付き金属被覆不織布、接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法、及び被覆芯線 - Google Patents

Abstract

接着性を高めることができる接着剤層付き金属被覆不織布を提供する。本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布は、金属被覆不織布と、前記金属被覆不織布の一方の表面側に配置された接着剤層とを備え、前記金属被覆不織布は、不織布と、前記不織布における繊維の表面を被覆している金属部とを有し、前記金属部の平均厚みが２μｍ以下であり、前記金属被覆不織布の平均厚みが２５μｍ以下であり、前記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下である。

Description

本発明は、繊維が金属により被覆されている金属被覆不織布を備える接着剤層付き金属被覆不織布、及び、接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法に関する。また、本発明は、上記接着剤層付き金属被覆不織布を用いた被覆芯線に関する。

車両の通信配線に利用されるワイヤーハーネス等の芯線においては、電磁波シールド等を目的として、表面が被覆されることがある。このような被覆には、従来、薄い金属フィルムが用いられている。

しかし、金属フィルムは、芯線に巻き付けられるために、折り曲げられたり、湾曲されたりすると、クラックが生じやすいという問題がある。さらに、金属フィルムの形状復元力によって、金属フィルムが芯線から剥離しやすいという問題がある。

一方で、下記の特許文献１，２には、不織布に金属めっき処理を施しためっき加工不織布が開示されている。特許文献１では、めっき加工不織布は、電線束に巻き付けて用いることができることが記載されている。特許文献２では、めっき加工不織布の表面には、接着剤を積層してもよいことが記載されている。

特開２０１４−６７５２１号公報 特開２０１３−３４００９号公報

特許文献１，２に記載のようなめっき加工不織布を芯線に巻き付けると、めっき加工不織布が剥離することがある。

本発明の目的は、接着性を高めることができる接着剤層付き金属被覆不織布、及び、接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法を提供することである。また、本発明は、上記接着剤層付き金属被覆不織布を用いた被覆芯線を提供することである。

本発明の広い局面によれば、金属被覆不織布と、前記金属被覆不織布の一方の表面側に配置された接着剤層とを備え、前記金属被覆不織布は、不織布と、前記不織布における繊維の表面を被覆している金属部とを有し、前記金属部の平均厚みが２μｍ以下であり、前記金属被覆不織布の平均厚みが２５μｍ以下であり、前記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下である、接着剤層付き金属被覆不織布が提供される。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布のある特定の局面では、前記金属部の平均厚みが１μｍ以下である。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布のある特定の局面では、前記金属部の材料が、ニッケル、銅又は銀を含む。

前記金属被覆不織布の平均厚みが２０μｍ以下であることが好ましい。前記金属被覆不織布における開口率が３０％以下であることが好ましい。前記金属被覆不織布における開口率が３％以上であることが好ましい。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布のある特定の局面では、前記不織布の材料のガラス転移温度が、１５０℃以上である。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布のある特定の局面では、前記接着剤層が、導電性フィラーを含む。前記接着剤層における前記導電性フィラーの含有量が、０．１重量％以上、８０重量％以下であることが好ましい。

本発明の広い局面によれば、上述した接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法であって、圧縮前不織布を圧縮して、前記圧縮前不織布の平均厚みの４／５以下の平均厚みを有する不織布を得る工程と、前記不織布における繊維の表面を金属部により被覆して、金属被覆不織布を得る工程と、前記金属被覆不織布の一方の表面側に、接着剤層を配置して、接着剤層付き金属被覆不織布を得る工程とを備える、接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法が提供される。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法のある特定の局面では、カレンダ処理により、前記圧縮前不織布を圧縮する。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法のある特定の局面では、スパッタリングにより、前記不織布における繊維の表面を金属部により被覆する。

本発明の広い局面によれば、芯線と、前記芯線の表面を被覆している被覆部とを備え、前記被覆部が、上述した接着剤層付き金属被覆不織布である、被覆芯線が提供される。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布は、金属被覆不織布と、上記金属被覆不織布の一方の表面側に配置された接着剤層とを備え、上記金属被覆不織布は、不織布と、上記不織布における繊維の表面を被覆している金属部とを有し、上記金属部の平均厚みが２μｍ以下であり、上記金属被覆不織布の平均厚みが２５μｍ以下であり、上記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下であるので、接着性を高めることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る接着剤層付き金属被覆不織布を示す断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係る接着剤層付き金属被覆不織布を示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る被覆芯線を示す斜視図である。

以下、本発明の詳細を説明する。

（接着剤層付き金属被覆不織布）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接着剤層付き金属被覆不織布を示す断面図である。

図１に示す接着剤層付き金属被覆不織布１は、金属被覆不織布１１と、金属被覆不織布１１の一方の表面側に配置された接着剤層１２とを備える。

接着剤層付き金属被覆不織布１のように、本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布は、金属被覆不織布と、上記金属被覆不織布の一方の表面（第１の表面）側に配置された接着剤層（第１の接着剤層）とを備える。金属被覆不織布１１では、不織布の両面にて繊維が金属部により被覆されている。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る接着剤層付き金属被覆不織布を示す断面図である。

図２に示す接着剤層付き金属被覆不織布１Ａは、金属被覆不織布１１と、金属被覆不織布１１の一方の表面（第１の表面）側に配置された接着剤層１２（第１の接着剤層）と、金属被覆不織布１１の上記一方の表面とは反対の他方の表面（第２の表面）側に配置された接着剤層１３（第２の接着剤層）を備える。

本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布では、上記金属被覆不織布は、不織布と、上記不織布における繊維の表面を被覆している金属部とを有する。本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布では、上記金属部の平均厚みが２μｍ以下である。本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布では、上記金属被覆不織布の平均厚みが２５μｍ以下である。本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布では、上記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下である。

本発明では、上記金属部の平均厚みが薄い。このため、上記金属部間の隙間が大きく、上記金属被覆不織布の開口部が比較的大きい。従って、接着時には、上記金属被覆不織布の開口部に上記接着剤層を染み込ませることができる。本発明では、上記金属被覆不織布における隣り合う金属部の表面間の空間に、接着剤成分を直接浸入させることができる。結果として、接着後に、接着剤層と金属被覆不織布とを強固に一体化させることができ、反発による剥離を抑えることができる。従って、本発明では、上記の構成が備えられていることで、接着性を高めることができる。上記金属部間の隙間は、隣り合う金属部の表面間の空間である。上記金属不織布の開口部は、金属被覆不織布において、繊維及び金属がない領域である。上記金属不織布の開口部は、上記金属被覆不織布における内部空間である。

また、本発明では、抵抗を低くすることができ、電磁波シールド性能を高めることもできる。

上記金属部の平均厚みは２μｍ以下である。接着剤層を適度に染み込ませる観点からは、上記金属部の平均厚みは好ましくは１μｍ以下、より好ましくは７００ｎｍ以下である。良好な導通性を確保する観点からは、上記金属部の平均厚みは５０ｎｍ以上であることが好ましい。

上記金属部の平均厚みは、例えば、蛍光Ｘ線により重量を測定して、強度−重量の検量線を描いた結果、及び密度等から算出することができる。

上記金属被覆不織布の平均厚みは２５μｍ以下である。接着性をより一層高める観点からは、上記金属被覆不織布の平均厚みは、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。保護性能及び電磁波シールド性能を効果的に高める観点からは、上記金属被覆不織布の平均厚みは好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。

接着性を効果的に高める観点からは、上記接着剤層の平均厚みは、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。上記接着剤層の平均厚みが５μｍ以上であると、反発による剥離が効果的に抑えられる。

上記金属被覆不織布及び上記接着剤層の平均厚みは、接着剤層付き金属被覆不織布における厚み方向の断面を、顕微鏡などで観察し、厚みを平均することにより求めることができる。

上記不織布の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、及びポリスルホン（ＰＳＵ）等が挙げられる。例えば、電線などに巻かれた被覆部は、高温に晒されることがある。上記不織布は、耐熱性に優れていることが好ましい。従って、上記不織布の材料のガラス転移温度は、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、更に好ましくは１７５℃以上である。

上記金属部の材料としては、ニッケル、銅、銀、白金、錫、アルミニウム及び金等が挙げられる。電磁波シールド性能を効果的に高める観点からは、上記金属部の材料は、ニッケル、銅又は銀を含むことが好ましい。これらの金属は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記接着剤層の材料としては、アクリル接着剤、ウレタン接着剤、シリコーン接着剤及びゴム系粘着剤等が挙げられる。

上記接着剤は、導電性フィラーを含むことが好ましく、金属粒子を含むことがより好ましい。導電性フィラーの材料としては、アルミニウム、銅、ニッケル、銀及び金等の導電性を有する金属材料が挙げられる。上記導電性フィラーは、基材粒子と、基材粒子の表面上に配置された導電部とを有する導電性フィラーであってもよい。上記基材粒子としては、樹脂粒子、有機無機ハイブリッド粒子、金属粒子、及び金属粒子を除く無機粒子等が挙げられる。上記導電性フィラーの形状は特に限定されず、球状であってもよく、球状でなくてもよい。

上記接着剤における上記導電性フィラーの含有量は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、好ましくは８０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下、更に好ましくは４０重量％以下である。上記導電性フィラーの含有量が上記下限以上であると、抵抗値の上昇が抑えられる。上記導電性フィラーの含有量が上記上限以下であると、接着性がより一層高くなり、反発による剥離がより一層抑えられる。

接着剤層を適度に染み込ませる観点からは、上記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下である。開口率とは、上記金属被覆不織布のある一定面積あたりの、金属部により被覆された繊維の網目部分の面積の割合である。開口率は、顕微鏡観察等によって算出することができる。接着剤層を適度に染み込ませる観点からは、上記金属被覆不織布における開口率は好ましくは２％以上、より好ましくは３％以上である。保護性能及び電磁波シールド性能を効果的に高める観点からは、上記金属被覆不織布における開口率は好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下である。

接着剤層を適度に染み込ませる観点からは、上記金属被覆不織布における目付量が１ｇ／ｍ^２以上、３０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。目付量とは、上記金属被覆不織布の単位面積あたりの重量であり、１ｍ^２あたりの重量を測定した結果である。接着剤層を適度に染み込ませる観点からは、上記金属被覆不織布における目付量は好ましくは３ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは５ｇ／ｍ^２以上である。保護性能及び電磁波シールド性能を効果的に高める観点からは、上記金属被覆不織布における目付量は好ましくは３０ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは２５ｇ／ｍ^２以下である。

接着剤層付き金属被覆不織布１Ａのように、上記接着剤層付き金属被覆不織布は、上記第１の表面とは反対側に、第２の接着剤層を有していてもよい。上記接着剤層付き金属被覆不織布は、両面に接着性能を有していてもよい。この場合に、第１の接着剤層及び第２の接着剤層の平均厚みがそれぞれ、上述した好ましい下限を満足することが好ましく、上述した好ましい上限を満足することが好ましい。

上記接着剤層付き金属被覆不織布では、接着対象物に対して、接着剤層側から上記接着剤層付き金属被覆不織布を貼り付けることで、また押し付けることで、接着剤層を、上記金属被覆不織布内に染み込ませることができる。結果として、強固な接着性能が発現する。

上記接着剤層付き金属被覆不織布は、芯線の表面を被覆するために好適に用いられる。上記接着剤層付き金属被覆不織布は、電線の表面を被覆するためにより好適に用いられる。上記接着剤層付き金属被覆不織布は、曲面状の表面を被覆するために好適に用いられる。

（接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法）
本発明に係る接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法は、圧縮前不織布を圧縮して、上記圧縮前不織布の平均厚みの４／５以下の平均厚みを有する不織布を得る第１の工程と、上記不織布における繊維の表面を金属部により被覆して、金属被覆不織布を得る第２の工程と、上記金属被覆不織布の一方の表面側に、接着剤層を配置して、接着剤層付き金属被覆不織布を得る第３の工程とを備える。

上記圧縮前不織布は、上記第１の工程において、圧縮される前の不織布である。上記第１の工程によって、不織布の開口率及び目付量を適度に小さくすることができ、接着剤層の金属被覆不織布に対する染み込み特性をより一層良好にすることができる。また、上記金属被覆不織布の表面に、適度な厚みの接着剤層を容易に形成することができる。

接着剤層の染み込み特性をより一層良好にする観点からは、上記第１の工程において、上記圧縮前不織布の平均厚みの３／５以下の平均厚みを有する不織布を得ることが好ましい。

上記第２の工程において、上記不織布における繊維の表面を上記金属部により被覆する方法としては、メッキ法、及びスパッタリング法等が挙げられる。一般に、メッキ法では、金属部の平均厚みを薄くすることは困難であり、金属部の平均厚みを２μｍ以下にすることは困難であり、金属部の平均厚みを１μｍ以下にすることはより一層困難である。また、メッキ法では、金属部による被覆均一性が悪くなりやすい。スパッタリング法では、金属部の平均厚みを薄くすることが容易であり、金属部の平均厚みを１μｍ以下にすることが容易である。また、スパッタリング法では、金属部による被覆均一性が高くなる。

従って、上記金属部は、スパッタリングにより形成されていることが好ましい。スパッタリングにより上記金属部を形成することで、金属部の厚みが薄くても、良好な電磁波シールド性能を得ることができる。

上記第３の工程では、上記金属被覆不織布の表面に、接着剤を塗布することにより、接着剤層を形成することができる。

（被覆芯線）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る被覆芯線を示す斜視図である。

図３に示す被覆芯線３１は、芯線４１と、芯線４１の表面を被覆している被覆部４２とを備える。

被覆芯線３１のように、本発明に係る被覆芯線は、芯線と、上記芯線の表面を被覆している被覆部とを備える。

上記被覆部が、上記接着剤層付き金属被覆不織布であり、上記接着剤層付き金属被覆不織布により形成されている。上記被覆部では、上記金属被覆不織布内に、上記接着剤層の一部が染み込んでいることが好ましい。上記被覆芯線は、上記金属被覆不織布内に、上記接着剤層の一部を有することが好ましい。上記金属被覆不織布内に上記接着剤層の一部を染み込ませることで、強固な接着性を発現させることができる。

上記芯線の表面は、曲面状であってもよい。本発明では、曲面状の表面上に上記被覆部を形成したとしても、被覆部の剥離を防ぐことができる。

上記被覆部は、環状であることが好ましい。環状の被覆部は、一部に切り欠け部を有していてもよい。本発明では、環状に上記被覆部を形成したとしても、被覆部の剥離を防ぐことができる。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づき、更に詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
（１）不織布の圧縮処理
平均厚みが２３．５μｍである不織布（圧縮前不織布、繊維直径４μｍ）を用意した。この不織布の材料は、ポリアリレート系ポリマー（ＰＡＲ）である。この不織布の材料のガラス転移温度が１５０℃以上である。

上記不織布をカレンダ処理して圧縮し、平均厚みが１０μｍである圧縮された不織布を得た。

（２）金属部の形成
スパッタリングにより、得られた不織布における繊維の表面を金属部（内側の銅層の平均厚み２７０ｎｍ、外側のニッケル層の平均厚み３０ｎｍ）により被覆して、金属被覆不織布を得た。

（３）接着剤層の形成
ブチルアクリレート（ＢＡ）８５重量部と、２−エチルヘキシルアクリレート（２ＥＨＡ）１１重量部と、アクリル酸（ＡＡＣ）３重量部と、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）１重量部と、ニッケル粒子Ａ（平均粒子径２．２μｍ）を得られる接着剤中で３０重量％となる量とを配合して、接着剤を得た。

上記金属被覆不織布の表面上に接着剤を塗布し、平均厚みが１０μｍである接着剤層を形成して、接着剤層付き金属被覆不織布を得た。

（実施例２〜１６及び比較例１〜６）
下記の表１に示すように、接着剤層付き金属被覆不織布の構成を変更したこと以外は実施例１と同様にして、接着剤層付き金属被覆不織布を得た。

なお、比較例１〜６では、不織布の圧縮処理を行わなかった。比較例６では、平均厚みが３０μｍである不織布（圧縮前不織布、繊維直径４μｍ）を用いた。この不織布の材料は、ポリアリレート系ポリマー（ＰＡＲ）である。この不織布の材料のガラス転移温度が１５０℃以上である。実施例２，８，１５，１６及び比較例１，２，６では、スパッタリングにより金属部を形成した。実施例３〜７，９〜１４及び比較例３〜５では、メッキにより金属部を形成した。なお、メッキにより金属部を形成する場合に、金属部の厚みが厚くなりすぎないように、メッキ温度及びメッキ時間を調整し、メッキをかなり穏やかに進行させた。実施例１〜７，１２〜１３及び比較例１〜６では、接着剤に、ニッケル粒子Ａ（平均粒子径２．２μｍ）を用いた。実施例８〜１１，１４では、接着剤に、ニッケル粒子Ｂ（平均粒子径５μｍ）を用いた。実施例１５，１６では、接着剤に、導電性フィラーを用いなかった。

（評価）
（１）反発
直径１ｍｍの棒に、得られた接着剤層付き金属被覆不織布を接着剤層側から巻き付け、押し付けることにより貼り付けた。貼り付けてから８５℃及び２５０時間放置した後に浮きの有無を確認した。

［反発の判定基準］
○：浮き無し
△：端部にわずかな浮きがある（使用上問題なし）
×：大きな浮きがある

（２）抵抗
ＪＩＳ Ｋ７１９４に準拠し、ロレスター（三菱化学アナリティック社製）を用いて四端子プローブを用いて抵抗Ａを評価した。

［抵抗］
○：抵抗Ａが１Ω未満
△：抵抗Ａが１Ω以上、１．２Ω未満
×：抵抗Ａが１．２Ω以上

（３）抵抗変化率
各実施例において、カレンダ処理をしなかったこと以外は同様にして、カレンダ未処理−接着剤層付き金属被覆不織布を得た。この各実施例に対応するカレンダ未処理−接着剤層付き金属被覆不織布について、ロレスター（三菱化学アナリティック社製）を用いて四端子プローブを用いて抵抗Ｂを評価した。抵抗Ａと抵抗Ｂとから、抵抗変化率を下記の基準で判定した。

［抵抗変化率］
○：抵抗Ａが抵抗Ｂの０．７倍未満
△：抵抗Ａが抵抗Ｂの０．７倍以上、１．０倍未満
×：抵抗Ａが抵抗Ｂの１．０倍以上

（４）シールド向上率
ＫＥＣ法（ＴＳＪ社製）を用いて、シールド性能を評価した。各実施例において、カレンダ処理をしなかったこと以外は同様にして、カレンダ未処理−接着剤層付き金属被覆不織布を得た。このカレンダ未処理−接着剤層付き金属被覆不織布における電界シールド値Ｘを基準値とする。この基準値である電界シールド値Ｘに対して、各実施例における接着剤層付き金属被覆不織布における電界シールド値Ｙのシールド向上率を評価した。

［シールド向上率］
○：電界シールド値Ｙが電界シールド値Ｘの１．１倍以上
△：電界シールド値Ｙが電界シールド値Ｘの１．０２倍以上、１．１倍未満
×：電界シールド値Ｙが電界シールド値Ｘの１．０２倍未満

なお、スパッタリングにより金属部を形成した実施例１，２，８，１５，１６では、メッキにより金属部を形成した実施例３〜７，９〜１４と比べて、複数の接着剤層付き金属被覆不織布において、上記抵抗Ａのばらつきが小さかった。

１，１Ａ…接着剤層付き金属被覆不織布
１１…金属被覆不織布
１２，１３…接着剤層
３１…被覆芯線
４１…芯線
４２…被覆部

Claims (13)

1. 金属被覆不織布と、前記金属被覆不織布の一方の表面側に配置された接着剤層とを備え、
   前記金属被覆不織布は、不織布と、前記不織布における繊維の表面を被覆している金属部とを有し、
   前記金属部の平均厚みが２μｍ以下であり、
   前記金属被覆不織布の平均厚みが２５μｍ以下であり、
   前記金属被覆不織布における開口率が１％以上、５０％以下である、接着剤層付き金属被覆不織布。
2. 前記金属部の平均厚みが１μｍ以下である、請求項１に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
3. 前記金属部の材料が、ニッケル、銅又は銀を含む、請求項１又は２に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
4. 前記金属被覆不織布の平均厚みが２０μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
5. 前記金属被覆不織布における開口率が３０％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
6. 前記金属被覆不織布における開口率が３％以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
7. 前記不織布の材料のガラス転移温度が、１５０℃以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
8. 前記接着剤層が、導電性フィラーを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
9. 前記接着剤層における前記導電性フィラーの含有量が、０．１重量％以上、８０重量％以下である、請求項８に記載の接着剤層付き金属被覆不織布。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法であって、
    圧縮前不織布を圧縮して、前記圧縮前不織布の平均厚みの４／５以下の平均厚みを有する不織布を得る工程と、
    前記不織布における繊維の表面を金属部により被覆して、金属被覆不織布を得る工程と、
    前記金属被覆不織布の一方の表面側に、接着剤層を配置して、接着剤層付き金属被覆不織布を得る工程とを備える、接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法。
11. カレンダ処理により、前記圧縮前不織布を圧縮する、請求項１０に記載の接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法。
12. スパッタリングにより、前記不織布における繊維の表面を金属部により被覆する、請求項１０又は１１に記載の接着剤層付き金属被覆不織布の製造方法。
13. 芯線と、前記芯線の表面を被覆している被覆部とを備え、
    前記被覆部が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の接着剤層付き金属被覆不織布である、被覆芯線。

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