JP2001226873A

JP2001226873A - 金属被覆繊維材料

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Publication number: JP2001226873A
Application number: JP2000373051A
Authority: JP
Inventors: Susumu Takagi; 進高木; Shigekazu Oda; 茂和織田; Hiroo Kishimoto; 博夫岸本; Hidemasa Araya; 英正新家
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2001-08-21
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP4575583B2

Abstract

(57)【要約】【課題】繊維本来の柔軟可撓性を損なうこと無く、広
帯域にわたり高シールド性能を維持する電磁波遮蔽材及
びグランディング材などの導電材として用いる導電性繊
維材料を得る。【解決手段】平均扁平率が１．５〜５である扁平単糸
から成る熱可塑性合成繊維マルチフィラメント糸を用い
た金属被覆被膜布帛から成る導電性繊維材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成繊維表面に金
属被覆を形成した、電磁波遮蔽材やグランディング材な
どの導電材として用いられる導電性繊維材料に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器からの電磁波の漏洩を防止する
目的で導電性布帛がよく用いられる。その中でもポリエ
ステル、ナイロンなどの高分子材料からなる合成繊維布
帛上に金属被覆させた材料は繊維自身が有する可撓性と
金属が有する電磁波遮蔽性を併せ持つものでガスケット
材、テープ材として電子機器に組み込まれている。

【０００３】近年電子機器の小型化、高周波化が進むに
伴い電磁波遮蔽材料やグランディング材などの導電材も
その厚みが薄く、高周波域での高シールド性能が求めら
れてきている。厚みが薄く、高シールド性と言う点では
金属箔や高分子フィルムに蒸着またはスパッタリング法
で金属被覆を施した材料があるが電磁波遮蔽材料や導電
材に求められる耐久性、可撓性および柔軟性に欠ける。

【０００４】実開昭６４−３０８９９には扁平形状断面
を有する金属メッキ繊維と熱融着バインダー繊維とが該
バインダー繊維の融着により一体に接合された不織布か
ら成る電磁波遮蔽シールド状物が記載されている。しか
し、熱融着バインダー繊維を用いて加熱圧着し、シール
ド性を向上させているので布帛の柔軟性が損なわれ、し
かも、製造工程が増えるためにコスト的にも高いものに
なってしまう。

【０００５】特開平８−２９１４３２には扁平非真円形
状断面を有する金属モノフィラメントを１０本以上の繊
維からなる芯糸に螺旋状に巻きつけてなる複合糸条を用
いた、柔軟可撓で電磁波遮蔽性を有する織物が紹介され
ている。しかし、シールド性を得るには金属モノフィラ
メントの含有率を上げなくてはならず、繊維自身の柔軟
性を損なうばかりかコスト的にも高いものとなってしま
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みて行われたもので、繊維本来の柔軟可撓性を損
なうこと無く、広帯域にわたり高シールド性能を維持す
る電磁波遮蔽材やグランディング材などの導電材として
用いられる導電性繊維材料を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第一に、多数
の扁平単糸からなる熱可塑性繊維マルチフィラメント糸
によって構成される布帛と金属被覆層とからなることを
特徴とする導電性繊維材料である。本発明は、第二に、
多数の扁平単糸からなる熱可塑性繊維マルチフィラメン
ト糸によって構成される布帛を用意し、該布帛を金属被
覆処理することを特徴とする導電性繊維材料の製造方法
である。

【０００８】本発明において布帛としては織物が特に好
ましく、布帛に用いられるマルチフィラメント糸を構成
する扁平単糸の平均扁平率は１．５〜５．０であること
が好ましく、布帛に用いられるマルチフィラメントの平
均扁平率は１．０乃至８．０、特に１．２〜７．０であ
ることが好ましく、織物を構成する経糸の織物表面占有
率は６０乃至９０％、緯糸の織物表面占有率は９０乃至
１２０％であることが特に好ましく、織物のカバーファ
クターは１０００〜３０００であることが特に好まし
く、そして、熱可塑性合成繊維としてはポリエステルが
特に好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、扁平単糸から成るマル
チフィラメント糸を用いて成る布帛に金属被覆層を形成
して成る導電性繊維材料である。この様な扁平単糸から
成るマルチフィラメント糸を用いた布帛としては、織
物、編物、不織布など特に限定されるものではないが、
導電性繊維材料の厚みや、高いシールド性能の得易さ、
及び加工性の点から織物が好ましい。

【００１０】織物を製織する場合、扁平単糸から成るマ
ルチフィラメント糸を、経糸単独、緯糸単独、或いは、
経糸、緯糸両方に用いても良い。更に、全て扁平糸を用
いても良い。また、織り組織は平織り、綾織、朱子織、
及び、これらの織り方を応用したものなど、特に限定さ
れるものではないが、機械的特性、糸ほつれ性、地薄な
面から平織物が好ましい。

【００１１】本発明の導電性繊維材料に用いる、扁平単
糸の平均扁平率は、図１に示すように単糸の扁平断面に
外接する長方形を描いたとき、この長方形の長辺Ｌを短
辺Ｓで割った値をいい、その平均扁平率は通常１．５〜
５、好ましくは２〜４である。平均扁平率が５より大き
くなると製糸性、及び、製織性が損なわれ、１．５以下
であると導電材の柔軟性が損なわれる。その為には、扁
平単糸に外接する長方形の長辺Ｌは通常１０〜５０μ
ｍ、好ましくは２０〜４０μｍの範囲である。また、扁
平単糸に外接する長方形の短辺Ｓは通常２〜３０μｍ、
好ましくは６〜２０μｍの範囲である。単糸繊度は通常
１〜１０デニール（以下ｄと表記する）、好ましくは２
〜５ｄである。１ｄ未満になると破断しやすく、製造加
工が難しく成る。１０ｄを越えると布帛が硬くなり、柔
軟性が得られにくくなる虞がある。本発明の扁平単糸か
ら成るマルチフィラメント糸総繊度は通常１０〜１００
ｄ、好ましくは２０〜８０ｄの範囲である。

【００１２】単糸断面の形状は楕円、矩形、Ｗ型、瓢箪
型など特に限定されるものではないが、Ｗ型や、瓢箪型
など、単糸同士が重なりやすい形状であることが好まし
い。重なることにより布帛の表面が平滑になり、また、
布帛厚みが小さくなり、柔軟性が向上し、且つ、高い電
磁波遮蔽効果が得られやすい。

【００１３】また、布帛を構成するマルチフィラメント
の平均扁平率は、図２に示すようにマルチフィラメント
の扁平断面に外接する長方形を描いたとき、この長方形
の長辺ｌを短辺ｓで割った値をいい、１．０乃至８．
０、特に１．２乃至７．０であることが好ましい。平均
扁平率が１．０より小さいと布帛の厚みが大きくなり、
布帛の柔軟性が損なわれる虞があり、更には、電磁波遮
蔽性が悪くなる虞がある。また、平均扁平率が８．０よ
り大きくなると、製織性が損なわれたり、また、電磁波
遮蔽性が悪くなる虞がある。

【００１４】本発明で言う織物表面占有率とは、図４に
示すように織物において、経糸の織物表面占有率（％）
＝経糸の幅（Ａ）／経糸ピッチ（Ｂ）×１００緯糸の織
物表面占有率（％）＝緯糸の幅（Ｃ）／緯糸ピッチ
（Ｄ）×１００で表されるものであり、本発明では、経
糸の織物表面占有率が６０乃至９０％で、且つ、緯糸の
織物占有率が９０乃至１２０である織物を用いた導電性
繊維材料が好ましい。

【００１５】経糸の織物表面占有率が６０％以下になる
とスリップが起きやすく成りシールド性が悪くなる虞が
ある。また、９０％以上になると緯糸が扁平状になりに
くくなり、布帛厚みが大きくなったり、シールド性が悪
くなる虞がある。また、経糸の織物表面被覆率が９０％
以下になると織物の交点の空隙が大きくなりスリップが
起きやすく、シールド性が悪くなる虞がある。１２０％
以上になると、布帛の厚みが厚くなったり、メッキ液の
浸透が妨げられ均一にメッキすることが困難になる虞が
ある。また、織物を構成する糸の織物表面占有率を上記
の範囲にするために、織物にカレンダー掛け処理を行っ
てもよい。

【００１６】本発明の導電性繊維材料に用いられる熱可
塑性合成繊維は、ポリエチレンテレフタレート繊維等の
ポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維
などのポリアミド繊維、アクリル繊維など特に限定はさ
れないが、加工性、耐久性などの点からポリエステル繊
維が好ましい。本発明の扁平単糸を製造する方法として
はカレンダー法や溶融紡糸法などが挙げられるが、均一
な扁平単糸を得るには溶融紡糸法が好ましい。

【００１７】本発明の導電性繊維材料が織物基材に金属
被膜を形成したものである場合は、織物のカバーファク
ターが１０００〜３０００、特に、１５００〜２５００
の範囲が好ましい。カバーファクターが１０００以下だ
と布帛の空隙が多くなるため高シールド性が得られにく
くなる。また、３０００以上になると、製織性が悪くな
るばかりか柔軟性が損なわれ、更にメッキ液が織物内部
に浸透しにくくなり、メッキ加工性やメッキ被膜の耐久
性に悪影響を及ぼす。ここで言う織物のカバーファクタ
ーとは、経糸総繊度をＤ１、経糸密度をＮ１とし、緯糸
総繊度をＤ２、緯糸密度をＮ２とすると、（Ｄ１）^1/2
×Ｎ１＋（Ｄ２）^1/2 ×Ｎ２で表される。（糸繊度はデ
ニール、糸密度は本／吋）

【００１８】本発明の扁平単糸から成るマルチフィラメ
ント糸を用いた布帛を金属被覆する方法としては、スパ
ッタリング、真空蒸着、電気メッキ、無電解メッキな
ど、従来公知の方法を用いることができるが、導電性の
点から無電解メッキによる方法が好ましい。無電解メッ
キは通常公知の手法で行われ、触媒付与後化学メッキ処
理からなる。触媒付与工程には塩化錫溶液による感受性
化の後、塩化パラジウム溶液による活性化を行なう方法
と錫パラジウムコロイドによる一液性触媒を付与した
後、コロイド表面層の錫イオンを除去し触媒として有効
なパラジウムを露出させる方法等があるが特に限定され
ない。化学メッキ処理における化学メッキ浴および処理
条件については、従来実施されている公知条件を用いる
ことができる。化学メッキ浴は通常金属塩、還元剤、緩
衝剤、ｐＨ調整剤等からなる。導電性金属としては銀、
銅、ニッケル、コバルト、錫などがあり、特に限定はさ
れないが、メッキ浴の安定性、操作の容易性から銅およ
びニッケルから選ばれることが好ましい。形成する金属
メッキ被膜層の厚さは０．０５〜５μｍ範囲にあること
が好ましい。０．１μｍより小さいと十分な表面導通性
が得られず、５μｍより大きいと表面導通効果はもはや
向上せず該繊維材料の風合いも柔軟性が損なわれたもの
になってしまう。

【００１９】金属被覆の程度は厚みよりも単位面積あた
りの析出量や表面抵抗で表現することが多い。本発明の
場合、金属析出量は５〜５０ｇ／ｍ² 、好ましくは１０
〜３０ｇ／ｍ² の範囲がよく、表面抵抗値は０．００１
〜１Ω／□、好ましくは０．０１〜０．１Ω／□の範囲
がよい。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を示した本発明の導電性繊維材
料を説明するが、本発明は何らこれらに限定されるもの
ではない。尚、実施例中の評価は下記のように行った。１．表面導電性測定方法は抵抗値測定器（三菱化学株式会社製ロレス
ターＭＰ）を用い、四端子四探針測定法（ＪＩＳ−Ｋ−
７１９４）により表面抵抗値を測定した。単位はΩ／
□。２．電磁波遮蔽性１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚ領域測定方法は関西電子工業振興センターの生駒電波測定所
の考案による測定セルと類似のものを作成し、トラッキ
ングジェネレーター付スペクトラムアナライザー（ＡＧ
ＩＬＥＮＴテクノロジー社製ＨＰ８５９１ＥＭ）によ
り１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚ発振を前述測定セル受信部にて
測定サンプルを経て受信し、スペクトラムアナライザー
で計量した。単位はｄＢ。１ＧＨｚ〜１５ＧＨｚ領域ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８５を参考にした、内部にアンテナ
を備えた鉄製のシールド箱を作成し測定した。この方法
はシールド箱の一面に開口部を設け試料を貼って、試料
を挟んで内部アンテナと対向するシールド箱外側のアン
テナで透過する電波を測定する。送受信アンテナとして
エムコ社製ダブルリジッドホーンアンテナＥＭＣＯ３１
１５、シグナルジェネレータとしてアジレントテクノロ
ジー（株）社製シンセサイズドシグナルジェネレータＨ
Ｐ８３７３１Ａを用い同社製スペクトラムアナライザー
ＨＰ８５６３Ｅにて計量した。単位はｄＢ。３．柔軟可撓性布帛の柔軟可撓性をＪＩＳ−Ｌ−１０９６Ａ法（４５℃
カンチレバー法）に準じて評価した。単位はｍｍ。

【００２１】〔実施例１〕経糸に５０デニール（以下ｄ
と表す）−２４フィラメント（以下ｆを表す）のレギュ
ラーポリエステルマルチフィラメント加工糸、緯糸に長
辺３５μｍ、短辺１５μｍのＷ型断面糸（旭化成工業株
式会社製テクノファイン）から成る７５ｄ−３６ｆの
ポリエステルマルチフィラメント糸からなる平織物を、
精練プレセット後アルカリ加水分解により１０％の減量
加工を行い、経糸密度１２３本／吋、緯糸密度８４本／
吋、カバーファクター１５９７の布帛を得た。引き続
き、塩化パラジウム０．３ｇ／Ｌ、塩化第一錫３０ｇ／
Ｌ、３６％塩酸３００ｍｌ／Ｌを含む４０℃の水溶液に
浸漬後、水洗した。続いて、酸濃度０．１Ｎのホウ弗化
水素酸に浸漬後、水洗した。次に硫酸銅７．５ｇ／Ｌ、
３７％ホルマリン３０ｍｌ／Ｌ、ロッシェル塩８５ｇ／
Ｌから成る無電解銅メッキ液に浸漬後、水洗した。続い
て、スルファミン酸ニッケル３００ｇ／Ｌ、ホウ酸３０
ｇ／Ｌ、塩化ニッケル１５ｇ／Ｌ、ｐＨ３．７の電気ニ
ッケルメッキ液に、電流密度５Ａ／ｄｍ² で浸漬しニッ
ケルを積層させた後水洗した。布帛には、銅２５ｇ／ｍ
² 、ニッケル５ｇ／ｍ² の金属被覆層が形成された。評
価結果を表１に示す。

【００２２】〔実施例２〕経糸に長辺３５μｍ、短辺１
５μｍのＷ型断面糸（旭化成工業株式会社製テクノフ
ァイン）から成る３０ｄ−１０ｆのポリエステルマルチ
フィラメント糸、緯糸に長辺３５μｍ、短辺１５μｍの
Ｗ型異型断面糸（旭化成工業株式会社製テクノファイ
ン）から成る５０ｄ−３０ｆのポリエステルマルチフィ
ラメント糸を用いた平織物を、精練プレセット後アルカ
リ加水分解により１０％の減量加工を行い、経糸密度１
４９本／吋、緯糸密度１３８本／吋、カバーファクター
１７９２の布帛を得た。引き続き、塩化パラジウム０．
３ｇ／Ｌ、塩化第一錫３０ｇ／Ｌ、３６％塩酸３００ｍ
ｌ／Ｌを含む水溶液に浸漬後、水洗した。続いて、酸濃
度０．１Ｎのホウ弗化水素酸に浸漬後、水洗した。次に
硫酸銅７．５ｇ／Ｌ、３７％ホルマリン３０ｍｌ／Ｌ、
ロッシェル塩８５ｇ／Ｌから成る無電解銅メッキ液に浸
漬後、水洗した。続いて、スルファミン酸ニッケル３０
０ｇ／Ｌ、ホウ酸３０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル１５ｇ／
Ｌ、ｐＨ３．７の電気ニッケルメッキ液に、電流密度５
Ａ／ｄｍ² で浸漬しニッケルを積層させた後水洗した。
布帛には、銅２０ｇ／ｍ² 、ニッケル５ｇ／ｍ² の金属
被覆層が形成された。評価結果を表１に示す。

【００２３】〔比較例１〕経糸と緯糸に５０ｄ−３６ｆ
のレギュラーポリエステルマルチフィラメント加工糸を
用いた平織物を、精練プレセット後アルカリ加水分解に
より１０％の減量加工を行い、経糸密度１６４本／吋、
緯糸密度１０４本／吋、カバーファクター１８９５の布
帛を得た。引き続き、塩化パラジウム０．３ｇ／Ｌ、塩
化第一錫３０ｇ／Ｌ、３６％塩酸３００ｍｌ／Ｌを含む
水溶液に浸漬後、水洗した。続いて、酸濃度０．１Ｎの
ホウ弗化水素酸に浸漬後、水洗した。次に硫酸銅７．５
ｇ／Ｌ、３７％ホルマリン３０ｍｌ／Ｌ、ロッシェル塩
８５ｇ／Ｌから成る無電解銅メッキ液に浸漬後、水洗し
た。続いて、スルファミン酸ニッケル３００ｇ／Ｌ、ホ
ウ酸３０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル１５ｇ／Ｌ、ｐＨ３．７
の電気ニッケルメッキ液に、電流密度５Ａ／ｄｍ² で浸
漬しニッケルを積層させた後水洗した。布帛には、銅２
０ｇ／ｍ² 、ニッケル５ｇ／ｍ² の金属被覆層が形成さ
れた。評価結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】以上のように、平均扁平率が１．５〜５
である扁平単糸から成るマルチフィラメント糸を用い、
用いられるマルチフィラメント糸の扁平率が１．０〜
８．０である布帛に金属被覆層を形成して成る導電製繊
維材料は、表面が緻密、均一で平滑な金属被膜層を有
し、薄厚で繊維の柔軟可撓性を損なうこと無く、広い周
波数域にわたり高い電磁波遮蔽性能を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】扁平率算出のための概念図の例である。

【図２】マルチフィラメント糸の扁平率算出のための顕
微鏡写真に基づく概念図である。

【図３】本発明の実施例の織物の表面顕微鏡写真であ
る。

【図４】本発明の経糸及び緯糸の被覆率を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１…単糸２…経糸マルチフィラメント３…緯糸マルチフィラメントＡ…経糸マルチフィラメントの幅Ｂ…経糸のピッチＣ…緯糸マルチフィラメントの幅Ｄ…緯糸のピッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸本博夫福井県福井市毛矢１丁目10番１号セーレン株式会社内 (72)発明者新家英正福井県福井市毛矢１丁目10番１号セーレン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の扁平単糸からなる熱可塑性繊維マ
ルチフィラメント糸によって構成される布帛と金属被覆
層からなることを特徴とする導電性繊維材料。
【請求項２】布帛が織物であることを特徴とする請求
項１記載の導電性繊維材料。
【請求項３】扁平単糸の平均扁平率が１．５から５．
０である請求項２記載の導電性繊維材料。
【請求項４】布帛を構成するマルチフィラメントの平
均扁平率が１．０乃至８．０である請求項３記載の導電
性繊維材料。
【請求項５】布帛を構成するマルチフィラメントの平
均扁平率が１．２乃至７．０である請求項３記載の導電
性繊維材料。
【請求項６】織物を構成する経糸の織物表面占有率が
６０乃至９０％、緯糸の織物表面占有率が９０乃至１２
０％であることを特徴とする請求項４または５記載の導
電性繊維材料。
【請求項７】織物のカバーファクターが１０００乃至
３０００であることを特徴とする請求項６記載の導電性
繊維材料。
【請求項８】熱可塑性繊維がポリエステルであること
を特徴とする請求項７記載の導電性繊維材料。
【請求項９】多数の扁平単糸からなる熱可塑性繊維マ
ルチフィラメント糸によって構成される布帛を用意し、
該布帛を金属被覆処理されることを特徴とする導電性繊
維材料の製造方法。
【請求項１０】布帛が織物であることを特徴とする請
求項９記載の導電性繊維材料の製造方法。
【請求項１１】扁平単糸に平均扁平率が１．５乃至
５．０である請求項１０記載の導電性繊維材料の製造方
法。
【請求項１２】布帛を構成するマルチフィラメントの
平均扁平率が１．０乃至８．０である請求項１１記載の
導電性繊維材料の製造方法。
【請求項１３】布帛を構成するマルチフィラメントの
平均扁平率が１．２乃至７．０である請求項１１記載の
導電性繊維材料の製造方法。
【請求項１４】織物を構成する経糸の織物表面占有率
が６０乃至９０％、緯糸の織物表面占有率が９０乃至１
２０％であることを特徴とする請求項１２または１３記
載の導電性繊維材料。
【請求項１５】織物のカバーファクターが１０００乃
至３０００であることを特徴とする請求項１４記載の導
電性繊維材料。
【請求項１６】熱可塑性繊維がポリエステルであるこ
とを特徴とする請求項１５記載の導電性繊維材料。
【請求項１７】請求項１記載の導電性繊維材料からな
る電磁波遮蔽材。