JPS6144633A - 電磁波シ−ルド材及びその製造方法 - 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］ 本発明は金属被覆ガラス繊維と、金属被覆のない通常ガ
ラス繊維とから構成されるシート状の電磁波シールド材
及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、電子機器が発達し普及するにつれて、電子機器の
発する電磁波による電子機器同志の影響を防ぐために、
電磁波シールド材の開発及び利用が盛んになりつつある
。

電磁波をシールドする方法としては、次のような方法が
行なわれている。

■　電子機器のハウジングであるプラスチック本体の表
面を導電加工する。（例えば金属メッキ、金属溶射、導
電性塗料の塗布等、）■　プラスチック本体に導電物質
を混入する。

（この導電物質としては、金属短繊維、金属長繊維、炭
素或は表面を金属メッキした有機繊維、ガラス繊維、ガ
ラスフレーク、雲母等が用いられる。） ［発明が解決しようとする問題点］ ■のように、プラスチック表面に導電層を形成する方法
は、複雑な形状のものでも容易に導電化処理できるが、
表面の導電層が剥離し性能が劣化し易いという問題があ
る。

（シ）のうち、金属短繊維、炭素或は雲母、ガラスフレ
ーク、有機繊維のメッキ品を用いるものは、複雑な形状
のものでも作り得るが、これらの充填量を極めて多くす
る必要があるという欠点がある。また、金属長繊維は比
重が大きく、これを複合した場合にプラスチック全体の
重量が大きくなるという欠点がある。

■）のうち、金属被覆ガラス繊維を用いる場合には、少
量の使用で優れた電磁遮蔽効果を発揮することができる
が、次のような欠点がある。

即ち金属被覆ガラス繊維を電磁遮蔽材として用いる場合
には、一般に、これをシート状とし、このシート状ガラ
ス繊維と合成樹脂とを複合させてＦＲＰ化するのである
が、ガラス繊維をシート状にするに際してサイジング剤
を用いなかったものは、非常に薄く強度の小さいもので
あるので、繊維が折れたり変形し易い、そのためＦＲＰ
製造時等の取り扱い時にシートの繊維の密度分布にムラ
を生じ、電磁遮蔽効果を低下させ易い。更に、シート同
志を隔てるために、シート間に台紙を入れることが必要
になることもあり、取り扱いに難があった。

また金属被覆ガラス繊維をシート状にするに際しサイジ
ング剤を用いた場合には、シートが剛直になる傾向があ
る。そのためＦＲＰ化するに際し、変形を加えたときに
局部的に応力が集中し。

この応力の集中された箇所で破れ易い、シートの彼れが
大きく発達するとシールド効果を著しく低下させる。更
に、サイジング剤としては合成樹脂系のサイジング剤が
通常用いられるのであるが、この合成樹脂サイジング剤
は１通常、電気絶縁性である。そのため導電性の金属被
覆ガラスｒａｍ同志を絶縁物で接合したことになり、シ
ート全体として導電性が小さくなり、ＴＬ電磁波遮蔽効
果が減少するという不利もある。

［問題点を解決するための手段］ この問題点を解決するために、本発明の電磁波シールド
材は。

一方向に延びる金属被覆ガラス繊維層と、これと交叉す
る方向に延びる金属被覆ガラス繊維層とが交互に積層さ
れた積層体の一方又は双方の面に、一方向に延びる金属
被覆のない通常ガラス繊維層とこれと交叉する方向に延
びる通常ガラス繊維層とが交互に積層された層を設け、
かつ少なくとも通常ガラス＃ｌａ維層を設けた側の表面
にサイジング剤を付着してなるシート状の電磁波シール
ド材（以下、第１の発明ということがある。）、を要旨
とするものである。

以下本発明の電磁波シールド材について詳細に説明する
。

第１図及び第２図は本発明の電磁波シールド材の一例を
示す断面図であり、平面図である第３図のＩ−Ｉ線に沿
う断面を示している。

本発明の電磁波シールド材は、金属被覆ガラス繊維を積
層した積層部Ａと、金属が被覆されていない通常ガラス
繊維の積層部Ｂとからなる。

本発明においては、第１図の如く、積層部Ａの一方の側
にのみ通常ガラス繊維の積層部Ｂを設けても良く、或は
第２図の如く、積層部Ａの両側に積層部Ｂを設けても良
い。

なお積層部Ａ、Ｂは、それぞれ、一方向に延びるガラス
繊維層とこれと交叉する方向に延びるガラスｔｙｉ維層
とが交互に積層されてなる。

本発明において用いられるガラス繊維としては、その径
及び材質ともに特に限定されるものではないが、径とし
ては直径が数ＩＬｍ〜３０ｇｍ程度のものが好ましい、
また材質としては無アルカリガラス、アルカリガラスの
いずれでも良（、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス等従来
からガラス繊維に用いられる各種の組成のものが用いら
れる。

ガラス繊維を被覆する金属としては、溶融温度が低く被
覆が容易で、かつ耐食性の良いものが好ましい０例えば
アルミニウム或はアルミニウム合金が好適である。その
他には、銅、亜鉛、銀等が用いられる。金属の被′重量
は、余りに少ないと導電性を確保できず、逆に多過ぎる
と繊維の可撓性を低下させると共にコスト高となる。ア
ルミニウムを用いる場合には、繊維の単位長さ当りにお
いてガラス繊ｉ１１［ｌ）：の５〜２００％程度、とり
わけ２０−１００％程度とするのが好ましい。

ガラスｍｍのシート面方向の間隔は電磁波の周波数によ
って変わる。

本発明の電磁波シールド材においては、その表面にサイ
ジング剤が付着されている。サイジング剤としては、で
ん粉系のもの、フェノール樹脂、酢酸ビニル等熱硬化性
の合成樹脂系のもの等が好ましい、サイジング剤は通常
ガラスｍｔａの表面だけに設けても良いが、通常ガラス
繊維が電磁波シールド材の一方の側にのみ設けられてい
る場合には、通常ガラス繊維の表面と金属被覆ガラス繊
維層の表面の双方に付着させたほうが、表面の晶立ちを
抑え取り扱いが容易となる。

サイジング剤の付着量が多過ぎる場合には、サイジング
剤がシートの内部にまで浸透し、シート全体の剛度が大
きくなる。そして、プラスチックと複合してＦＲＰとす
るときに、加えられた変形により応力が集中しこの応力
集中箇所で破れ易くなる。またサイジング剤が過剰で、
シールド材内部にまで浸透していると、導電性も低下す
るようになる。このようなことから、サイジング剤の量
は、シールド材全体における繊維重量の５重量％以下、
とりわけ２〜４重量％とするのが好ましい、特に金属被
覆ガラス繊維表面にサイジング剤を付着する場合におい
ては、サイジング剤の量を上記範囲の中でも少な目に抑
えるのが好ましい。

なお第１図、第２図は、本発明の電磁波シールド材を模
式的に示すものであり、積層数等は、図示のものに限定
されない。

このような第１の発明に係る電磁波シールド材は、第２
の発明、即ち、 溶融ガラス槽の底部に並設された複数個のノズルから紡
出されるガラスｍ維を、その軸線方向に往復動する回転
ドラムに巻き取り、ガラス繊維の層状の束体が所定の厚
さに達したときに巻き取りを停止Ｉ＝し、ガラスＭｌ　
ｍ束体を回転ドラムの軸線方向に切断して回転ドラムか
ら取り外し、ガラス繊維に直交又はほぼ直交する方向に
このガラス繊維束体を展綿してシート状にすると共に、
このシート状体の少なくとも一方の表面にサイジング剤
を付着させる工程を有する方法において、巻き取られる
ガラス繊維に溶融金属を塗布するノズルを、ドラムと溶
融ガラス層との間の部分に設置し、巻取工程の初期及び
終了期の少なくとも一方の時期に、前記溶融金ｒｙ４塗
布用ノズルをガラス繊維から離反させて金属被覆のない
通常ガラスｍ維を巻き取り、巻取工程のその他の時期に
溶融金属塗布用ノズルをガラスｍｍに近接させて金属被
覆したガラス繊維を巻き取らせるようにしたことを特徴
とする電磁波シールド材の製造方法、 によって容易に製造することができる。

以下、図面を参照しながら第２の発明について説明する
。

第４図は第２の発Ｉｙ１を実施する装置の一例を示す断
面図である。第４図において、１ｏはガラス１２を溶融
するガラス溶融槽であり、その底部には溶融ガラスを流
出する紡糸ノズル１４が複数個所定間隔毎に一直線状に
配列するように設けられている。

溶融槽ｌＯの下方には、ノズル１４がら垂下するガラス
ｍｍｔ１６を巻き取る回転ドラム１８、該回転ドラム１
８回転用の駆動装置及び回転ドラム１８をその軸方向（
紙面と垂直方向）に往復運動させる駆動装置（共に図示
せず、）を有した巻取装置が設置されている。またこの
巻取装置と溶融槽１０との中間の位置には、ガラスｉＪ
［１６に金属被覆を施すための溶融金属保有炉２０が設
置されている。この溶融金属保有炉２０は、その側面に
開口２２が設けられると共に、この開口２２に被さるよ
うにコーティング用ノズル２４が取り付けられ、このノ
ズル２４先端から膨出する溶融金属の膨出部中をガラス
繊、＠ｔｅが通過し得るよう構成されている。

なおドラム１８又は溶融金属保有炉２０は、図中左右方
向にシフト可能とされており、これにより、所９の時期
だけガラス繊＠１６がノズル２４先端の溶融金属膨出部
中を通過し得るようになっている。

このように構成された製造装置において、溶融槽１０中
の溶融ガラス１２は、ノズル１４から流下し、ドラム１
８によって引っ張られて延伸し、細い繊維となってドラ
ム１８に巻き取られる。この際ドラム１８は、その軸方
向（図において紙面と１直方向）に往復運動しているか
ら、各ガラスｍ維１６は波状に蛇行して巻き取られる。

回転ドラム１８に巻き取られたガラス繊維の層状の束体
２６が所定の厚さに達したとき、ドラム１８の回転を伴
出し、そのガラスｍ維の層状束体２６をノズル１８の軸
線方向に切断してドラム１８から取り外す、取り外した
束体２６は、ｔＪＳ５図に示すように、ガラス繊維に直
交又はほぼ直交する方向に引き伸ばしながら展開すると
、（この引き伸ばしながら展開する作業を展綿するとい
う、）著しく１！Ｍ張し見掛比重の小となったガラス繊
維シート２８となる。

即ち、第５図において、ドラム１８から取り外したガラ
ス繊維層状束体２６を、その一端から展綿しながら別の
回転ドラム３０に巻き取ると、該別の回転ドラム３０上
にシート状に巻き取られる。このようにしてでき上った
シート２８は、第１図〜第３図に示すように、一方向に
延びるガラス繊維の居と、これと交叉する方向に延びる
繊維の層とが交互に積層されたものである。

しかして回転ドラム１８による巻取工程の所定の時期に
溶融金属の膨出部をガラス繊維１８に接触させることに
より、第１の発明に係るシールド材を製造できる。

即ち（イ）巻取工程の初期から中期にかけて、 又は（ロ）巻取工程の中期から終了期にかけて。

それぞれノズル２４先端の溶融金属膨出部をガラス１ｍ
　維１６に接触させれば、シートの一方の側にだけ通常
ガラス繊維からなる）３Ｂが設けられた第１図に示すシ
ールド材が得られる。

また（ハ）巻取工程の中期、　　□ だけ溶融金属のＩ形出部をガラス繊維１６に接触させれ
ば、シートの両側に通常ガラス繊維の層Ｂが設けられた
第２図に示される電磁波シールド材が得られる。

なお展綿した後、或は展綿しながらサイジング剤をシー
トの一方又は双方の面に吹き付け、次いで熱処理し、サ
イジング剤を硬化させることにより電磁波シールド材の
製品となる。

［実施例］ 以下実施例について説明する。

第４図に示す装置を用い、ガラス繊維にアルミニウム被
覆を施して電磁波シールド材を製造した。

まずドラム１８を図中左方向にシフトさせておき、通常
ガラスｌａｍをドラム１８に約６ｍｍ厚みになるように
巻き、次に溶融金属の膨出部がガラス繊維１６に接触す
るように、ドラム１８を図中右方向にシフトさせた。そ
してアルミニウムをガラス繊ｍ１６に被覆させながら、
アルミニウム被ｍ　繊ｍ　ｇが約７ｍｍ厚みなるまで重
ね合せてドラム１８に巻き取り、更にその上に通常ガラ
スｌｉ　Ａ１１ｌを約６ｍｍ厚みになるように巻き取っ
た。なお、繊維を巻き取る際にドラム１８は軸方向に往
復運動させた。

ガラスｍ組径は通常ガラスｍ維においても、アルミニウ
ムコート繊維においても約１５トｍである、またアルミ
ニウムコート繊維のアルミニウム付着量は重量比にして
、ガラスの６５％である。

このようにして巻き取った繊維の層状束体２６をドラム
１８の軸方向に切り取り、卓板上に広げ、軸方向に両端
が一様な速度になるようにシート状に展綿してロール３
０に巻取りつつ、シートの上下面に位置する通常ガラス
繊維に酢酸ビニル系のサイジング剤を塗布した。サイジ
ング剤の塗布量は通常ガラス繊維との重量比で約４％で
あった。その後、ロール３０から巻き出して熱処理炉を
通し、サイジング剤を硬化させた後、更に他のロールに
巻き取った。

このようにして得られたアルミニウム被覆ガラスｍＩｔ
を含んだ電磁波シールド材は、取り扱い時に繊維が折れ
たり、乱れたりすることがなく、密度分布にムラが生じ
ることがなかった。このアルミニウム被糟ガラス繊維を
挟んだ電磁波シールド材を用いてプラスチック積層体を
作製したところ、表面部は、サイジング剤が付着してい
るので、密度ムラが生じ難いと共に、内部のアルミニウ
ム被覆ガラス繊維の部分はサイジング剤が付着していな
いのでプラスチック積層体成型品に加工する際、繊維の
変形が容易であり、折れたり切断することが殆どなかっ
た。またサイジング剤付着による電気抵抗の増大も少な
く、従ってプラスチ・り積層体成型後も、電磁波遮蔽性
ｊ指も高か・た。

本実施例で得られた電磁波シールド材シートの密度は１
７０　ｇ／ｍ″であった。また得られた電磁波シールド
材を、関西電子工業振興センタ一方式によって磁界波に
対するシールド効果を測定したところ、第６図のＢに示
すものであることが認められた。一方、従来品（サイジ
ング剤なし、アルミコートガラス繊維シート）°の磁界
波に対するシールド効果の測定結果は第６図のＡに示す
通りであった。第６図によれば、本実施例品はシールド
効果が著しく向上していることが明瞭である。これは主
にアルミニウム被覆ガラス繊維の密度のムラが殆どなく
なったためと思われる。

なおシールド効果の測定に使用したアルミニウム被覆ガ
ラスｍ維の量は実施例量及び従来品ともほぼ７０　ｇ／
ｍ？である。

［効果］ 以上の通り、本発明の電磁波シールド材は、金属被覆ガ
ラス繊維の積層部の一方又は双方の側に通常ガラス繊維
の積層部を設け、かつ、シールド材の表面にだけサイジ
ング剤を付着させるようにしたものである。

そのため ■　金属被ｒＲガラスＪａ維には絶縁性のサイジング剤
が全くもしくは殆ど付いておらず、金属被覆繊維同志の
接触抵抗が小さい、 ■　従って、導電性に優れ、電磁シールド性が良い、 ■　更に、可撓性に優れるので、ＦＲＰ化する際に破れ
たりしない、 ■　表面の少なくとも一方にサイジング剤が付着されて
いるので、取り扱いが容易で強度も高く、また合紙も不
要である、 茅の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は実施例に係る電磁波シールド材の一
例を示す断面図、第３図は同平面図、第４図は本発明の
電磁波シールド材の製造装置の一例を示す断面図、第５
図は展綿工程を説明する概略的な斜視図、第６図は電磁
遮蔽効果の測定結果を示すグラフである。 １０・や・ガラス繊維溶融槽、 １４・・・紡糸ノズル、 １６１１やψガラス繊維、 １８争令会回転ドラム、 ２０・・・溶融金属保有炉、 ２４・・・コーティング用ノズル。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 第１泳ｊ 第２図 第４はｊ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方向に延びる金属被覆ガラス繊維層と、これと
   交叉する方向に延びる金属被覆ガラス繊維層とが交互に
   積層された積層体の一方又は双方の面に、一方向に延び
   る金属被覆のない通常ガラス繊維層とこれと交叉する方
   向に延びる通常ガラス繊維層とが交互に積層された層を
   設け、かつ少なくとも通常ガラス繊維層を設けた側の表
   面にサイジング剤を付着してなるシート状の電磁波シー
   ルド材。
2. （２）溶融ガラス槽の底部に並設された複数個のノズル
   から紡出されるガラス繊維を、その軸線方向に往復動す
   る回転ドラムに巻き取り、ガラス繊維の層状の束体が所
   定の厚さに達したときに巻き取りを停止し、ガラス繊維
   束体を回転ドラムの軸線方向に切断して回転ドラムから
   取り外し、ガラス繊維に直交又はほぼ直交する方向にこ
   のガラス繊維束体を展綿してシート状にすると共に、こ
   のシート状体の少なくとも一方の表面にサイジング剤を
   付着させる工程を有する方法において、巻き取られるガ
   ラス繊維に溶融金属を塗布するノズルを、ドラムと溶融
   ガラス層との間の部分に設置し、巻取工程の初期及び終
   了期の少なくとも一方の時期に、前記溶融金属塗布用ノ
   ズルをガラス繊維から離反させて金属被覆のない通常ガ
   ラス繊維を巻き取り、巻取工程のその他の時期に溶融金
   属塗布用ノズルをガラス繊維に近接させて金属被覆した
   ガラス繊維を巻き取らせるようにしたことを特徴とする
   電磁波シールド材の製造方法。