JPH0513983A - 弾性導電部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状の自由度が大きく、軽量でしかも表面の
金属層が簡単には剥離せず、へたりが生じにくく寿命が
長い弾性導電部材及びその製造方法を提供すること。 【構成】 弾性導電部材であるバネ材１は、内部に炭素
繊維１０が交差して配置された樹脂層８の表面に、エッ
チングによって凹凸が形成されており、この凹凸のある
表面に、メッキによって銅やニッケル等の導電性を有す
る金属層９が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波シールド（ＥＭ
Ｉシールド），静電対策，アース等に利用される弾性導
電部材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＥＭＩシールド，静電対策，
アース等に利用される導電性の部品として、弾性回復率
の良好なリン青銅やベリリウム銅等からなる金属製のバ
ネ部材が使用されている。また、近年では、新しい素材
として、プラスチックの表面に金属メッキしたものが提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記金属製
のバネ材は、単純な形状のものは容易に形成できるが、
複雑形状のものは製造が困難であるという問題があっ
た。また、この金属製のバネ材は、通常肉厚が薄い部材
であるが、使用面積が広い場合には、その重量は無視で
きず、バネ材を取り付けた装置の軽量化の障害となって
いた。更に、長期間使用すると、バネにへたりを生ずる
という問題があった。

【０００４】一方、上記プラスチックの表面に単に金属
メッキを施したものでは、軽量でかつ製造する形状の自
由度が大きく、しかも複雑形状のものが容易に製造でき
るという利点はあるが、屈曲によってメッキ層（金属
層）が剥離し易く、またプラスチックの特徴であるクリ
ープによってへたりが生じ易いので、実用化には問題が
あった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れ、形状の自由度が大きく、軽量でしかも表面の金属層
が簡単には剥離せず、へたりが生じにくく寿命が長い弾
性導電部材及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１の発明は、内部に炭素繊維が配置された樹脂
層と、該樹脂層の表面に形成された導電性を有する金属
層と、を備えたことを特徴とする弾性導電部材を要旨と
する。

【０００７】請求項２の発明は、上記炭素繊維が配置さ
れた樹脂層が、上記炭素繊維を強化材として熱硬化性樹
脂を含浸したプレプレグ材であることを特徴とする請求
項１記載の弾性導電部材を要旨とする。

【０００８】請求項３の発明は、内部に炭素繊維が配置
された樹脂層の表面に、エッチングを施して凹凸を形成
し、次いで該凹凸のある樹脂層の表面にメッキ処理を行
なって、導電性を有する金属層を前記表面に形成したこ
とを特徴とする弾性導電部材の製造方法を要旨とする。

【０００９】ここで、上記弾性導電部材とは、例えば電
磁波シールド，静電対策，アース等の目的で使用される
バネ材などである。このバネ材は、具体的には、例えば
フィンガーストリップとして、コンピュータ装置，通信
機，計測機，シールドルームなどの開閉部やドア部等に
用いられる。

【００１０】上記樹脂層としては、例えばエポキシ樹
脂，不飽和ポリエステル樹脂，フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂や、ポリアミド，ポリオレフィンの様な熱可塑
性樹脂等が考えられる。また、樹脂層に含まれる炭素繊
維としては、１〜２０μmの範囲のものが好適であり、
その炭素繊維は縦及び横方向に配列され積層されて使用
されると、強度，弾性，方向性等の点で望ましい。

【００１１】金属層としては、ニッケル，銅，錫，銀，
金等を採用でき、特に銅の様に酸化し易い物質の場合
は、その上にニッケル又は錫などを積層すると好適であ
る。また、金属層の厚さは、０.５〜２０μmの範囲が導
電性及び剥離の防止の点で望ましい。

【００１２】メッキ処理としては、湿式法（無電解メッ
キ，電気メッキ）或は乾式法（真空蒸着，スパッタリン
グ）等を採用できるが、このうち、例えば無電解ニッケ
ルメッキ等の無電解メッキやメッキ層を厚くする場合
は、無電界メッキ＋電解メッキの組合せ処理が好適であ
る。

【００１３】また、上記メッキ処理の前に、樹脂層をパ
ラジウム化合物又は錫化合物を含む溶液に浸漬して、活
性化処理を行なうと、メッキ処理が良好に行われるので
好適である。

【００１４】

【作用】請求項１の発明によれば、樹脂層の内部に炭素
繊維が配置されているので、この樹脂層及び炭素繊維か
らなるコンポジットの弾性的性質は非常に良好である。
特に、上記炭素繊維を含む樹脂層が、炭素繊維を強化材
として熱硬化性樹脂を含浸したプレプレグ材である場合
には、一層弾性導電部材の耐久性が向上することにな
る。

【００１５】また、請求項３の発明によれば、内部に炭
素繊維が配置された樹脂層の表面をエッチングするの
で、樹脂層の表面に多数の凹凸が形成される。つまり、
本発明のエッチングを行った場合は、内部に炭素繊維が
存在するのでエッチングが炭素繊維の周辺に及び、プラ
スチックの場合に比べると、エッチングによって作られ
るボイドが著しく複雑な形状のものとなる。

【００１６】従って、その後、樹脂層の凹凸のある表面
をメッキ処理することによって、導電性を有する金属層
が樹脂層表面の凹部に入り込んで強固に密着するので、
予想されない様なアンカー効果を生じて金属層が剥離し
くくなり、それによって耐久性に優れた弾性導電部材が
製造される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例の弾性導電部材である
バネ材及びその製造方法について、図に基づいて説明す
る。図１に示す様に、本実施例のバネ材１は、２枚の平
行な平板２，３を、複数の半円形にカーブした板材５で
つないだ形状をしており、この板材５が図の上下方向に
たわむことによって、バネ材１として機能する。

【００１８】また、上記バネ材１を構成する平板２，３
及び板材５の厚さは約０.２mmであり、平板２，３及び
板材５両方とも、図２に示す様に、中央部に配置された
炭素繊維層７と、炭素繊維層７の周囲を埋める樹脂層８
と、樹脂層８の一方の面に形成された金属層９とから構
成されている。

【００１９】上記炭素繊維層７は、直径１〜２０μmの
範囲（例えば７μm）の炭素繊維１０が、縦方向及び横
方向にほぼ直角に交差して積層されたものである。ま
た、上記樹脂層８は、この炭素繊維１０の周囲に、エポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸されて形成されたもの
であり、樹脂層８の上部には、後述するエッチング処理
によって凹部１２が多数形成されて、複雑な凹凸のある
表面となっている。

【００２０】更に、金属層９は、上記凹凸を有する樹脂
層８の表面に形成された厚さ約４μmの金属の複合層で
あり、厚さ約０.１μmのニッケルメッキ層９ａと、厚さ
約３.５μmの銅メッキ層９ｂと、厚さ約０.３μmのニッ
ケルメッキ層９ｃとから構成されている。そして、この
金属層９の下部は、樹脂層８の表面の凹部１２に入り込
んで固着している。

【００２１】次に、上記実施例のバネ材１の製造方法に
ついて、図３に基づいて説明する。まず、直径７μm
の炭素繊維１０を直交させて２層に並べ、図３（Ａ）に
示す様に、エポキシ樹脂を含浸させて、炭素繊維１０と
樹脂層８とからなるコンポジットであるプレプレグ１５
を形成する。そして、このプレプレグ１５を、金型を用
いて図１に示す様なフィンガー形状に成形し、１４０〜
１５０℃で２０分間加熱して硬化させる。

【００２２】次に、硬化させたプレプレグ１５を脱脂
し、その後クロム酸／硫酸混合液を用いて、７０〜７５
℃にて１０分間、プレプレグ１５の表面のエッチングを
行なう。これによって、図３（Ｂ）に示す様に、プレプ
レグ１５の表面に多数の凹部１２を形成する。即ち、樹
脂層８の表面の凹凸を形成する。尚、このエッチングの
際に、一方の表面のみエッチングを行なう場合には、他
方の面をエッチングを防止するコーティングをしておく
ことが好ましい。

【００２３】更に、エッチングを行なったプレグレグ
１５の表面を、パラジウム化合物や錫化合物を含む溶液
に漬けて、表面を活性化する処理を行う。次に、ニッ
ケル化合物を含む無電解メッキ溶液を用い、例えば樹脂
層８をメッキ槽中に漬けて、無電解メッキ溶液を樹脂層
８の凹凸のある表面に付着させて、約５分間にわたり無
電解メッキを行なう。これによって、厚さ０.１μmのニ
ッケルメッキ層９ａを形成する。

【００２４】その後、通常の電解メッキにて、図３
（Ｃ）に示す様に、厚さ３.５μmの銅メッキ層９ｂと厚
さ０.３μmのニッケルメッキ層９ｃとを形成することに
よって、金属層９を備えたバネ材１を完成する。次に、
この様にして製造した本実施例のバネ材１の性能を確認
した実験例について説明する。

【００２５】（実験例）実験例として、本実施例のバネ
材１と、それと同形状で単にナイロン製（ナイロン６
６）の本体にメッキを施した比較例のバネ材と製造し、
図４に示す様に、湾曲した板材を上方から押圧して、そ
の時のメッキの状態やバネのへたり具合いを観察した。
その結果を下記表１に記す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この表１から明かな様に、本実施例のバネ
材１は、１０００回未満の実験では、メッキ部分にクラ
ックが発生することがなく、しかも２０００回の実験で
もへたることがなく、極めて耐久性に優れたものであ
る。それに対して、比較例のものは、３００回の実験で
クラックが発生するとともに、へたり始めてしまい、耐
久性に劣り好適ではない。

【００２８】この様に、本実施例のバネ材１は、炭素繊
維１０を樹脂層８で覆ってコンポジットを形成し、この
コンポジットにエッチングを施している。つまり、コン
ポジットには炭素繊維１０があるため、エッチングを施
すと凹凸のある複雑な形ができるので、その表面に金属
層９を形成すると、予想外のアンカー効果を発揮する。
その結果、本実施例のバネ材は、長期間使用した場合で
も金属層９が剥離し難いという特長があり、また弾性特
性の優れた炭素繊維１０を含有しているので、バネ回復
性に優れ、しかもへたりが生じにくいという利点があ
る。

【００２９】しかも。従来の様なベリリウム銅からなる
バネ材ではないので、製造時や使用時に極めて安全であ
るという特長がある。尚、本発明は、上記実施例に何等
限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において、各種の態様で実施できることは勿論である。

【００３０】例えば、積層する炭素繊維の層の数に限定
はなく、積層状態も直交する場合に限定されない。ま
た、金属層も導電性がある金属で、メッキ等が可能で有
ればよく、銅やニッケルに限定されない。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、炭素繊維が配
置された樹脂層の表面に金属層が形成されているので導
電性があり、また弾性の優れた炭素繊維が複合されてい
るのでへたりも少なく、よって弾性導電部材は高い耐久
性を有している。特に、熱硬化樹脂を用いたプレプレグ
材を採用した場合には、一層弾性導電部材の耐久性が向
上する。

【００３２】また、請求項３の発明によれば、樹脂層の
表面をエッチングするので、表面に複雑な形状の凹凸が
形成され、その後のメッキ処理によって金属層がコンポ
ジットの凹凸に入り込んで強固に密着する。それによっ
て、金属層が剥離しくくなり、耐久性に優れた弾性導電
部材が製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のバネ材を示す斜視図である。

【図２】実施例のバネ材を破断して示す斜視図である。

【図３】バネ材の製造方法を示す説明図である。

【図４】バネ材の実験方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１…バネ材 ７…炭素繊維層
８…樹脂層 ９…金属層 １０…炭素繊維
１５…プレプレグ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に炭素繊維が配置された樹脂層と、
   該樹脂層の表面に形成された導電性を有する金属層と、
   を備えたことを特徴とする弾性導電部材。
2. 【請求項２】 上記炭素繊維が配置された樹脂層が、上
   記炭素繊維を強化材として熱硬化性樹脂を含浸したプレ
   プレグ材であることを特徴とする請求項１記載の弾性導
   電部材。
3. 【請求項３】 内部に炭素繊維が配置された樹脂層の表
   面に、エッチングを施して凹凸を形成し、次いで該凹凸
   のある樹脂層の表面にメッキ処理を行なって、導電性を
   有する金属層を前記表面に形成したことを特徴とする弾
   性導電部材の製造方法。