JP4980837B2 - 電磁波吸収材及びその製造方法 - Google Patents
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Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
本発明の電磁波吸収材は、湿熱接着性繊維及び導電剤(電磁波吸収剤)を含み、かつ不織繊維構造を有している。特に、本発明の電磁波吸収材は、前記湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定された成形体で構成され、電磁波吸収性を有するだけでなく、不織繊維構造を構成する繊維の配列と、この繊維同士の接着状態を所定の範囲とすることにより、通常の不織布では得られない「曲げ挙動(高い曲げ応力を有し、また最大曲げ応力を示す地点を過ぎてさらに曲げても応力を保持するとともに、応力を解除すると復元しようとする挙動)」と「軽量性」と「表面硬さ(表面に荷重をかけて厚み方向に力を付与しても容易に変形し難い特性)」とを兼ね備え、さらに折れ難く、形態保持性及び通気性をも同時に確保している。
湿熱接着性繊維は、少なくとも湿熱接着性樹脂で構成されている。湿熱接着性樹脂は、高温水蒸気によって容易に実現可能な温度において、流動又は容易に変形して接着機能を発現可能であればよい。具体的には、熱水(例えば、80〜120℃、特に95〜100℃程度)で軟化して自己接着又は他の繊維に接着可能な熱可塑性樹脂、例えば、セルロース系樹脂(メチルセルロースなどのC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシC1-3アルキルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシC1-3アルキルセルロース又はその塩など)、ポリアルキレングリコール樹脂(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリC2-4アルキレンオキサイドなど)、ポリビニル系樹脂(ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ビニルアルコール系重合体、ポリビニルアセタールなど)、アクリル系共重合体およびそのアルカリ金属塩[(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミドなどのアクリル系単量体で構成された単位を含む共重合体又はその塩など]、変性ビニル系共重合体(イソブチレン、スチレン、エチレン、ビニルエーテルなどのビニル系単量体と、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸又はその無水物との共重合体又はその塩など)、親水性の置換基を導入したポリマー(スルホン酸基やカルボキシル基、ヒドロキシル基などを導入したポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン又はその塩など)、脂肪族ポリエステル系樹脂(ポリ乳酸系樹脂など)などが挙げられる。さらに、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー又はゴム(スチレン系エラストマーなど)などのうち、熱水(高温水蒸気)の温度で軟化して接着機能を発現可能な樹脂も含まれる。
電磁波吸収材は、さらに非湿熱接着性繊維を含んでいてもよい。非湿熱接着性繊維としては、ポリエステル系繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの芳香族ポリエステル繊維など)、ポリアミド系繊維(ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612などの脂肪族ポリアミド系繊維、半芳香族ポリアミド系繊維、ポリフェニレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリp−フェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド系繊維など)、ポリオレフィン系繊維(ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリC2-4オレフィン繊維など)、アクリル系繊維(アクリロニトリル−塩化ビニル共重合体などのアクリロニトリル単位を有するアクリロニトリル系繊維など)、ポリビニル系繊維(ポリビニルアセタール系繊維など)、ポリ塩化ビニル系繊維(ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体の繊維など)、ポリ塩化ビニリデン系繊維(塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体などの繊維)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、セルロース系繊維(例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維など)などが挙げられる。これらの非湿熱接着性繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
電磁波吸収材は、電磁波を吸収するために、電磁波と共鳴可能な導電剤(電磁波吸収剤)を含んでいる。導電剤には、無機系導電剤、有機系導電剤が含まれる。
本発明の電磁波吸収材は、導電剤(電磁波吸収剤)を含み、かつ前記繊維で構成されたウェブから得られる不織繊維構造を有しており、その形状は用途に応じて選択できるが、通常、シート状又は板状である。
本発明の電磁波吸収材の製造方法では、まず、前記湿熱接着性繊維を含む繊維をウェブ化する。ウェブの形成方法としては、慣用の方法、例えば、スパンボンド法、メルトブロ一法などの直接法、メルトブロー繊維やステープル繊維などを用いたカード法、エアレイ法などの乾式法などを利用できる。なお、導電剤を繊維内部に含有させる場合には、紡糸原液に導電剤を混入させてもよい。
JIS L1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
JISL1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて厚みを測定し、この値と目付けの値とから見かけ密度を算出した。
JIS L1015「化学繊維ステープル試験方法」(8.12.1)に準じて評価した。
JIS L1096に準じ、フラジール形法にて測定した。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、成形体断面を100倍に拡大した写真を撮影した。撮影した成形体の厚み方向における断面写真を厚み方向に三等分し、三等分した各領域(表面、内部(中央)、裏面)において、そこに見出せる繊維切断面(繊維端面)の数に対して繊維同士が接着している切断面の数の割合を求めた。各領域に見出せる全繊維断面数のうち、2本以上の繊維が接着した状態の断面の数の占める割合を以下の式に基づいて百分率で表わした。なお、繊維同士が接触する部分には、融着することなく単に接触している部分と、融着により接着している部分とがある。但し、顕微鏡撮影のために成形体を切断することにより、成形体の切断面においては、各繊維が有する応力によって、単に接触している繊維同士は分離する。従って、断面写真において、接触している繊維同士は、接着していると判断できる。
但し、各写真について、断面の見える繊維は全て計数し、繊維断面数100以下の場合は、観察する写真を追加して全繊維断面数が100を超えるようにした。なお、三等分した各領域についてそれぞれ繊維接着率を求め、その最大値に対する最小値の割合(最小値/最大値)も併せて求めた。
JIS K7017に記載の方法のうちA法(3点曲げ法)に準じて測定した。このとき、測定サンプルは25mm幅×80mm長のサンプルを用い、支点間距離を50mmとし、試験速度を2mm/分として測定を行った。本発明では、この測定結果チャートにおける最大応力(ピーク応力)を最大曲げ応力とした。なお、曲げ応力の測定は、MD方向およびCD方向について測定した。ここで、MD方向とは、測定サンプルの長辺に対しウェブ流れ方向(MD)が平行となるように測定サンプルを採取した状態をいい、一方、CD方向とは、測定サンプルの長辺に対しウェブ幅方向(CD)が平行となるように測定サンプルを採取した状態をいう。
曲げ応力の測定において、最大曲げ応力(ピーク応力)を示す曲げ量(変位)を超え、さらにその変位の1.5倍の変位まで曲げつづけた時の応力を、1.5倍変位応力とした。
ベクトルネットワークアナライザーを用いて、測定サンプルの表面に対して、15°の入射角度で4.9〜7.05GHzの範囲で円偏波を照射し、5GHz、5.5GHz、6GHz、6.5GHz、7GHzについて、反射係数S11を測定した。尚、サンプルの背後にはサンプルと同面積の金属製板を配置した。
湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、ケン化度98.4モル%)である芯鞘型複合ステープル繊維((株)クラレ製、「ソフィスタ」、繊度3dtex、繊維長51mm、芯鞘質量比=50/50、捲縮数21個/25mm、捲縮率13.5%)を準備した。
スラリーの調製において、ポリビニルアルコールの量を25質量部、水の量を875質量部とし、スラリーの固形分濃度を10質量%とする以外は実施例1と同様にして、電磁波吸収材を製造した。得られた電磁波吸収材の評価結果を表1に示す。
スラリーの調製において、ポリビニルアルコールの量を10質量部、水の量を290質量部とし、スラリーの固形分濃度を25質量%とする以外は実施例1と同様にして、電磁波吸収材を製造した。得られた電磁波吸収材の評価結果を表1に示す。
実施例1で得られたボード状成形体をスラリーに浸漬することなく、評価した結果を表1に示す。
Claims (7)
- 湿熱接着性繊維及び導電剤を含む電磁波吸収材であって、
不織繊維構造を有し、かつ前記湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定された成形体で構成されるとともに、
厚み方向の断面において、厚み方向に三等分した各々の領域における繊維接着率がいずれも85%以下であり、かつ各領域における繊維接着率の最大値に対する最小値の割合が50%以上である電磁波吸収材。 - 0.1〜1g/cm3の見掛け密度を有するとともに、少なくとも一方向における最大曲げ応力が0.05MPa以上であり、最大曲げ応力を示す曲げ量に対して1.5倍の曲げ量における曲げ応力が、最大曲げ応力に対して1/5以上である請求項1記載の電磁波吸収材。
- フラジール形法による通気度が0.1〜300cm3/(cm2・秒)である請求項1又は2記載の電磁波吸収材。
- 湿熱接着性繊維がエチレン−ビニルアルコール系共重合体を含有し、かつ導電剤の割合が、湿熱接着性繊維100質量部に対して、0.1〜100質量部である請求項1〜3のいずれかに記載の電磁波吸収材。
- 導電剤が粒状であり、かつ不織繊維構造中の繊維間空隙に分散して内蔵されている請求項1〜4のいずれかに記載の電磁波吸収材。
- 湿熱接着性繊維及び導電剤を含む電磁波吸収材の製造方法であって、湿熱接着性繊維を含む不織繊維ウェブを高温水蒸気で加熱処理して、不織繊維構造を有する成形体を得る工程を含む請求項1〜5のいずれかに記載の電磁波吸収材の製造方法。
- 導電剤を含むスラリー中に不織構造を有する成形体を浸漬させる工程を含む請求項6記載の製造方法。
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