(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の扁平単糸からなると共に平均扁平率が１．２乃至８．０であ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織物であって、経糸の織物表面占有率が６０％より大きいが９０％より小さく、緯糸の織物表面占有率が９０％より大きいが１２０％より小さい織物と該織物全体に導電性金属を被覆して形成した金属被覆層からなることを特徴とする電磁波遮蔽用導電性繊維材料。
【請求項２】
扁平単糸の平均扁平率が１．５から５．０である請求項１記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料。
【請求項３】
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１または２記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料。
【請求項４】
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１〜３いずれか１項記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料。
【請求項５】
多数の扁平単糸からなると共に平均扁平率が１．２乃至８．０であ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織物であって、経糸の織物表面占有率が６０％より大きいが９０％より小さく、緯糸の織物表面占有率が９０％より大きいが１２０％より小さい織物の全体に導電性金属を被覆することを特徴とする電磁波遮蔽用導電性繊維材料の製造方法。
【請求項６】
扁平単糸の平均扁平率が１．５乃至５．０である請求項５記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料の製造方法。
【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５または６記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料の製造方法。
【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５〜７のいずれか１項記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料の製造方法。
【請求項９】
導電性金属の被覆が無電解メッキによる被覆である請求項５〜８のいずれか１項記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか１項記載の電磁波遮蔽用導電性繊維材料からなる電磁波遮蔽材。
【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と共に平均扁平率が１．２乃至８．０であ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織物であって、経糸の織物表面占有率が６０％より大きいが９０％より小さく、緯糸の織物表面占有率が９０％より大きいが１２０％より小さい織物の全体に導電性金属を被覆することを特徴とする電磁波遮蔽用導電性繊維材料である。
本発明は、第２に、多数の扁平単糸からなると共に平均扁平率が１．２乃至８．０であ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織物であって、経糸の織物表面占有率が６０％より大きいが９０％より小さく、緯糸の織物表面占有率が９０％より大きいが１２０％より小さい織物の全体に導電性金属を被覆することを特徴とする電磁波遮蔽用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い。布帛に用いられるマルチフィラメントの平均扁平率は１．２乃至８．０であるが１．２乃至１．７であることが好ましい。織物を構成する経糸の織物表面占有率は６０％より大きいが９０％より小さく、緯糸の織物表面占有率は９０％より大きいが１２０％より小さい。また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１０〜５０μｍ、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１０〜１００ｄ、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、１．２乃至８．０であることが好ましい。平均扁平率が１．２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、緯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
▲１▼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（ＡＧＩＬＥＮＴ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。
▲２▼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ＥＭＣＯ３１１５、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ＨＰ８３７３１Ａ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２５ｇ／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。
【００２２】
〔実施例２〕
経糸に長辺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１４９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７．５ｇ／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７．５ｇ／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。
【００２４】
【表１】
0004575583.tif 000002
【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
【図１】
0004575583.tif 000003
【図２】
0004575583.tif 000004
【図３】
0004575583.tif 000005
【図４】
0004575583.tif 000006