JP6596293B2 - 積層板、型成形品、積層板の製造方法及び型成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
1つは、熱可塑性樹脂と、ガラス長繊維と、炭素繊維またはカーボンブラックを混合して押出機でスタンパブルシートを形成する方法である(第1方法)。他の1つの方法は、熱可塑性樹脂、導電性充填材(導電材)、無機充填材等を混合して熱可塑性樹脂層を形成した後、該熱可塑性樹脂層の両側をガラス長繊維層で挟み、その後、加圧加熱処理してスタンパブルシートを形成する方法である(第2方法)。
本発明の目的は、機械的強度を導電材に依存しないとともに、前記導電材の使用量を少なくすることができる電磁シールド特性を備える積層板を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ガラス繊維マットを有する積層板の製造方法であって、機械的強度を導電材に依存しないとともに、前記導電材の使用量を少なくすることができる電磁シールド特性を備えた積層板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の型成形品は、機械的強度を導電材に依存しないとともに、前記導電材の使用量を少なくすることができる効果を奏する。
また、本発明の型成形品の製造方法は、機械的強度を導電材に依存することなく、前記導電材の使用量を少なくすることができる電磁シールド特性を備えた型成形品を容易に得ることができる。
以下、本発明を具体化した第1実施形態の積層板を図1〜図3を参照して説明する。
図2(c)に示すように本実施形態の積層板16は、繊維マット7からなる本体層としての本体11と、本体11の表面及び裏面に対して積層されたフィルターシート層としてのフィルターシート9、及びフィルターシート9の表面に積層されたシールド層Sとを有する。
(繊維マット7の材料)
繊維マット7の材料は、ガラス繊維単独、または、ガラス繊維に補強繊維を加えてもよい。補強繊維としては、樹脂繊維、玄武岩繊維、天然繊維、或いはパルプ繊維等から選ばれた1種、または2種以上からの混合物からなる。
樹脂繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリ乳酸繊維等を含む。
繊維マット7の形態としては、不織布の単独、或いは、織物、編物から選ばれた1種、或いは2種を不織布に重層状に積層してもよい。
フィルターシート9の材料は、樹脂繊維、ガラス繊維、天然繊維(植物繊維、動物繊維、鉱物繊維を含む)、パルプ繊維等を含む。
フィルターシート9の材料として樹脂繊維を使用する場合、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリ乳酸繊維等を含むことが好ましい。
熱可塑性樹脂は、後述する熱可塑性樹脂シートの組成物である。
本体11(繊維マット7)とフィルターシート9との間、及びフィルターシート9とシールド層Sとを接着固定する熱可塑性樹脂は、代表的には、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ABS樹脂、ポリ乳酸等を挙げることができる。
シールド層Sの導電材は、金属繊維、炭素繊維から選ばれた1種または2種を混合して使用することが好ましい。
次に、積層板16の製造方法を図1(a)、図1(b)を参照して説明する。
図1(a)に示すように、チョップガラス繊維容器1からは繰出し装置3を介してチョップドガラス繊維が、及び連続ガラス繊維容器2からは繰出し装置4を介して連続ガラス繊維がそれぞれ引き出されて、ネットコンベア5に供給された後に、ニードルパンチ装置6で処理されて不織布の繊維マット7として搬出される。
第一重合体10が加熱加圧ゾーン12を通過する際に加熱処理及び加圧処理される。このときの加熱温度は、熱可塑性樹脂シート8の熱可塑性樹脂の軟化温度以上が好ましい。なお、前記加熱温度は、繊維マット7、フィルターシート9に、熱可塑性樹脂シート8とは異なる熱可塑性樹脂からなる繊維が含まれている場合には、この熱可塑性樹脂の軟化温度よりも低い温度である。
そして、第二重合体13が冷却加圧ゾーン14を通過する際に冷却処理及び加圧処理されると、図2(c)に示すように、繊維マット7内の空隙及びフィルターシート9内の空隙、並びにシールド層Sでそれぞれ熱可塑性樹脂が固化して繊維マット7の表側に両フィルターシート9が接着された第三重合体15である積層板16となる。また、フィルターシート9の表面には、多数の導電材が固化した熱可塑性樹脂により保持されて固化したシールド層Sを形成する。
ここでフィルターシート9が、樹脂繊維で形成されていた場合、その樹脂繊維の軟化温度が熱可塑性樹脂シート8の軟化温度よりも高いため、熱可塑性樹脂シート8が軟化して繊維マット7内の空隙及びフィルターシート9内の空隙にそれぞれ熱可塑性樹脂が含浸される際にも、フィルターシート9の形態を保つことができる。
なお、さらに前記第三重合体15である積層板16に前記熱可塑性樹脂シート8の熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱処理を施すと、図2(d)に示すように、繊維マット7内の空隙及びフィルターシート9内の空隙でそれぞれ固化した熱可塑性樹脂が軟化して繊維マット7が繊維のスプリングバックにより膨らむ。そのスプリングバックにより、繊維マット7内の空隙率よりもフィルターシート9内の空隙率が小さくなる。その後、繊維マット7内の空隙及びフィルターシート9内の空隙でそれぞれ熱可塑性樹脂が自然冷却により固化し、前記第三重合体15よりも厚みの大きい例えば二倍以上の厚みの第四重合体17である積層板18となる。積層板18において、フィルターシート9の厚みは図2(c)に示す繊維マット7の厚みよりも大きくなっている。
次に、型成形品について説明する。
図3(a)に示すように、第三重合体15または第四重合体17である積層板16,18を金型にセットして成形すると、第五重合体19である成形体20となる。
本実施形態では、下記の特徴を有する。
次に、第2〜第7実施形態を第1実施形態との相違点を中心に説明する。
以下の説明では、熱可塑性樹脂シート8は導電材が混合されているものとし、熱可塑性樹脂シート8aは、導電材が混合されていないものと「8」と、「8a」の符号により区別するものとする。
図4(b)に示す第2実施形態の第一重合体10においては、第一重合体10における両フィルターシート9の表側に一枚の熱可塑性樹脂シート8が重ねられる。
図5(a)に示す第3実施形態の第一重合体10においては、図2(a)及び図4(a)に示す第1実施形態の第一重合体10における本体11が、二枚の繊維マット7とそれらの間に挟まれた一枚の熱可塑性樹脂シート8aとからなる。この第一重合体10を、図1(b)の加熱加圧ゾーン12及び冷却加圧ゾーン14に通過させると、図7(a)に示すように、積層板16は、両面に、シールド層Sを有したものとなる。なお、熱可塑性樹脂シート8aは、加熱加圧ゾーン12を通過するときに、加熱により軟化して、両繊維マット7の空隙内に含浸されて、冷却加圧ゾーン14を通過すると、繊維マット7内の空隙内で固化する。
図8(a)に示す第4実施形態の第三重合体15(積層板16)は、本体11を三層の繊維マット7にて構成したものであり、本体11の表裏両面にフィルターシート9が積層され、フィルターシート9の表面にシールド層Sが積層されたものである。
図8(b)は、図8(a)に示す積層板16を、さらに加熱処理して、繊維マット7を繊維のスプリングバックにより膨らませて、第四重合体17である積層板18を形成したものである。
図9(a)に示す第5実施形態の第三重合体15(積層板16)は、本体11を四層の繊維マット7にて構成したものであり、本体11の表裏両面にフィルターシート9が積層され、フィルターシート9の表面にシールド層Sが積層されたものである。
図9(b)は、図9(a)に示す積層板16を、さらに加熱処理して、繊維マット7を繊維のスプリングバックにより膨らませて、第四重合体17である積層板18を形成したものである。上記した第2〜第5実施形態においても、第1実施形態と同様に型成形体を成形することができる。
(1)積層板16,18及び型成形品において、ガラス繊維を含む繊維マット7を主体とする本体11内の空隙と、不織布のフィルターシート9内の空隙とにそれぞれ熱可塑性樹脂を含浸させた。そして、積層板16,18及び成形体20,22の強度を高めることができるとともに、その本体11の繊維マット7の表側に重ねたフィルターシート9の表面にシールド層Sを有する。この結果、本体11の繊維マット7内の空隙に含浸させた熱可塑性樹脂と、フィルターシート9内の空隙に含浸させた熱可塑性樹脂とが互いにつながるため、本体11の繊維マット7の表側に対するフィルターシート9の接着強度を高めてフィルターシート9の非剥離性を向上させることができる。
次に、実施例を図10〜図15を参照して説明する。
本実施例は、第1実施形態を具体化した、両面にシールド層Sを有する実施例と、第1実施形態の変形例であって、片面にのみシールド層Sがある実施例を含み、いずれも繊維マット7にチョップドガラス繊維を使用しないで、連続ガラス繊維を使用したものである。
連続ガラス繊維の目付量は、500〜700g/m^2とした。なお、「^ 」はべき乗を表わしている。
炭素繊維を10〜50%含んだポリプロピレンペレットと、ポリプロピレンペレットとをブレンドした後、押し出し機ホッパーに投入し、その後、160〜220℃に加熱し、ダイスから押し出したものをローラーにて延伸し、厚みt=0.3〜0.5mmの熱可塑性樹脂シート8を準備した。熱可塑性樹脂シート8における、最終的な導電材の含有率(この例では炭素繊維率)は、2.5%、4.0%、5.0%となるようにした。
本実施例では、フィルターとしての役割を持たせるために、ポリエステル繊維径2〜8デニールのポリエステル繊維からなる不織布をニードルパンチした。不織布の目付は、50〜180g/m^2とした。なお、積層板を構成するには必須ではないが、本実施例では、パインダーとしてアクリル樹脂をフィルターシート9の全表面に塗布した。
なお、図1(b)に示す加熱加圧ゾーン12における加熱加圧処理は、加熱温度240℃、加熱時間105秒、加圧力10kg/cm^2で行った。
・実施例1−1は、両面にシールド層Sを有するもので、炭素繊維率2.5%、非膨張の積層板16である。
・実施例2−1は、両面にシールド層Sを有するもので、炭素繊維率4.0%の非膨張の積層板16である。
・実施例3−1は、両面にシールド層Sを有するもので、炭素繊維率5.0%の非膨張の積層板16である。
・実施例4−1は、片面にシールド層Sを有するもので、炭素繊維率2.5%の非膨張の積層板16である。
・実施例5−1は、片面にシールド層Sを有するもので、炭素繊維率5.0%の非膨張の積層板16である。
なお、実施例1−1、2−1、3−1、4−1、5−1の厚みtは1.3mmであり、実施例1−2、2−2、3−2、4−2、5−2の厚みtは4.7mmである。
KEC法は、(財)関西電子工業振興センターによる測定方法である。図10及び図11を用いて測定方法を説明する。
SE(dB)=201ogE1−201ogE2
(式中、E1:サンプル54が存在しないときの受信レベルであり、E2:サンプル54が存在するときの受信レベルである)
前記測定装置で電界シールド効果を測定し、測定結果を図12〜図15に示した。図12、図13のグラフは、横軸に周波数、縦軸に電界シールド効果(シールド特性)を示す。図14、図15のグラフは、横軸に実施例、縦軸に電界シールド効果(シールド特性)を示す。
・第1実施形態では、チョップドガラス繊維と、連続ガラス繊維とにて繊維マット7を構成したが、チョップドガラス繊維単独、或いは、連続ガラス繊維単独で繊維マット7を構成してもよい。また、他の実施形態においても、同様にしてよい。
3…チョップタイプ繰出し装置、4…連続タイプ繰出し装置、
5…ネットコンベア、6…ニードルパンチ装置、
7…繊維マット、8…熱可塑性樹脂シート、
9…フィルターシート(フィルターシート層)、
10…第一重合体、11…本体(本体層)、
12…加熱加圧ゾーン、13…第二重合体、14…冷却加圧ゾーン、
15…第三重合体、16…積層板、17…第四重合体、18…積層板、
19…第五重合体、20…成形体、21…第六重合体、22…成形体、
S…シールド層。
Claims (5)
- ガラス繊維を含む繊維マットを有する本体層と、
前記本体層の少なくとも一方の表面に積層されたフィルターシート層と、
前記フィルターシート層の表面に積層されたシールド層と、
前記本体層内の空隙、前記フィルターシート層の空隙に存するとともに、前記本体層と前記フィルターシート層、及び前記フィルターシート層と前記シールド層を接着している熱可塑性樹脂と、を備え、
前記シールド層は、多数の導電材が前記熱可塑性樹脂にて保持されてなり、
前記導電材は、金属繊維、炭素繊維から選ばれる1種または2種である積層板。 - 型成形部位を有する型成形品であって、
前記型成形部位が、
その厚み方向において、ガラス繊維を含む繊維マットを有する本体層と、前記本体層の少なくとも一方の表面に積層されたフィルターシート層と、
前記フィルターシート層の表面に積層されたシールド層と、
前記本体層内の空隙、前記フィルターシート層の空隙に存するとともに、前記本体層と前記フィルターシート層、及び前記フィルターシート層と前記シールド層を接着している熱可塑性樹脂と、を備え、
前記シールド層は、多数の導電材が前記熱可塑性樹脂にて保持されてなり、
前記導電材は、金属繊維、炭素繊維から選ばれる1種または2種である型成形品。 - ガラス繊維を含む繊維マットを有する本体と、フィルターシートと、金属繊維、炭素繊維から選ばれる1種または2種である導電材が混合された熱可塑性樹脂シートとを重ねて、前記本体と前記熱可塑性樹脂シート間に前記フィルターシートが挟まれた第一重合体を形成する工程と、
前記第一重合体に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、前記熱可塑性樹脂シートを軟化させて前記本体内の空隙及び前記フィルターシート内の空隙にそれぞれ熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、前記フィルターシートの表面に前記導電材を留置させた第二重合体を形成する工程と、
前記第二重合体に対してさらに冷却処理及び加圧処理を施すことにより、前記熱可塑性樹脂を固化させ、この固化により、前記本体の表側に前記フィルターシートを接着するとともに、前記留置させた導電材を固着してシールド層を有する第三重合体を形成する工程とを含む積層板の製造方法。 - 前記ガラス繊維は、スプリングバック性を有しており、
前記第三重合体に加熱処理を施すことにより、前記本体内の空隙及び前記フィルターシート内の空隙でそれぞれ固化した熱可塑性樹脂を軟化して前記本体の繊維マットを膨らませる工程と、
前記本体内の空隙及び前記フィルターシート内の空隙でそれぞれ前記熱可塑性樹脂を固化させて前記第三重合体よりも厚みの大きい第四重合体を形成する工程を含む請求項3に記載の積層板の製造方法。 - 請求項4に記載の製造方法で形成された積層板の一部または全体に加熱処理を施し、前記加熱処理を施した積層板を金型内に投入し、加圧処理を施すことで、前記金型の型形状に追従した型成形品を形成する工程を含むことにより、前記積層板を成型する型成形品の製造方法。
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