导电性芳纶纸及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁波屏蔽用导电性芳纶纸及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 由于高度信息化社会的发展、多媒体社会的到来，由电子设备产生的电磁波对其 他设备、以及对人体产生不良影响的电磁波干扰成为重大社会问题。电磁波环境正越来越 恶化，作为针对电磁波的防御方法之一，开发了电磁波屏蔽材料。一直以来，作为电磁波屏 蔽材料，使用对由轻量且具柔软性的纤维、例如合成高分子纤维构成的织物等编织物赋予 金属覆膜而获得的材料。作为在纤维上形成金属覆膜的方法，有真空蒸镀法、溅镀法和无电 解电镀法等。由如上所述的经金属包覆的纤维织成的织物存在下述问题:难以制造薄的织 物、形状稳定性低、加工性不好。
[0003] 另外，由于混合动力车、电动汽车社会的到来，发动机、变换器的小型化、轻量化在 推进，寻求一种能够耐受因高频大电流从变换器流向电发动机而引起的导线发热的耐热性 高的电磁波屏蔽材料。特别是在施加高电压的大型旋转机等电气电子设备中，设备的温度 上升也变大，因此寻求耐热性高的材料。
[0004] 另一方面，作为电绝缘物或薄纸结构材料，高耐热性芳纶纸被广泛用作上述的旋 转机(发电机、电动机）、变压器领域和电气电子设备的电绝缘材料，迄今为止还研究了对该 芳纶纸赋予某种程度的导电性而用作电场缓和材料。
[0005] 在日本特开昭51-47103号公报和日本特开昭57-115702号公报中，公开了使用芳 纶沉析纤维和碳纤维或金属纤维的纸。另外，在日本特表2008-542557号公报中，公开了由 芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和碳纤维等导电性填料构成的导电性芳纶纸。但均不以如上所 述的电磁波屏蔽材料为目的，因此在导电性、特别是作为电磁波屏蔽特性有重要关系的表 面电阻、厚度方向的电阻方面无法满足要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于:提供一种耐热性高、电磁波屏蔽特性和加工性优异的导电性 芳给纸。
[0007] 本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现:通过在由芳纶短纤维、芳 纶沉析纤维和导电性填料构成的芳纶纸的表面形成金属层，可以解决上述课题，从而完成 了本发明。
[0008] 即，本申请的第1发明提供一种导电性芳纶纸，其中，在包含芳纶短纤维、芳纶沉析 纤维和导电性填料的芳纶纸的表面具有金属层，且厚度方向的电阻值为0.01~0.10 Ω · cm2。
[0009] 本申请的第2发明提供依据上述第1发明的导电性芳纶纸，其中，厚度为20~?οομ m〇
[0010] 本申请的第3发明提供依据上述第1或第2发明的导电性芳纶纸，其中，构成芳纶短 纤维和芳纶沉析纤维的芳纶为聚间苯二甲酰间苯二胺（求夕7工二p^7 K)〇
[0011] 本申请的第4发明提供依据上述第1~第3中的任一项发明的导电性芳纶纸，其中， 导电性填料为碳纤维。
[0012] 本申请的第5发明提供依据上述第1~第4中的任一项发明的导电性芳纶纸的制造 方法，该方法包括:将芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和导电性填料在水中混合，通过湿式抄造 法制成薄片，将所得薄片在一对金属制辊间进行热压加工，再进行电镀加工。
[0013] 以下，对本发明进行详细说明。
【具体实施方式】
[0014] (芳纶） 在本发明中，芳纶是指酰胺键中的60%以上直接键合于芳环的线状高分子化合物。作为 这样的芳纶，例如可以列举:聚间苯二甲酰间苯二胺及其共聚物、聚对苯二甲酰对苯二胺及 其共聚物、共聚3,4'_二苯基醚对苯二甲酰对苯二胺等。这些芳纶例如可以通过采用了芳族 酸二氯化物和芳族二胺的缩合反应的溶液聚合法、两阶段界面聚合法等进行工业制备，以 市售品的形式获取，但并不限于此。在这些芳纶中，在具备良好的成型加工性、阻燃性、耐热 性等特性方面，优选使用聚间苯二甲酰间苯二胺。
[0015] (芳纶短纤维） 作为本发明中使用的芳纶短纤维，可以列举:将以芳纶为原料的纤维剪成规定的长度 而获得的纤维，作为这样的纤维，例如可以列举:可以以帝人(株)的"于彳3 -氺只 (注册商标)"、"于夕7 - y (注册商标)"、杜邦公司的？一少；/夕只（注册商标)"、"少文7 一（注册商标)"、テ彳シ:レア歹ミκ公司的"卜フ口レ(注册商标)"等商品名获取的纤维，但并 不限于这些。
[0016] 芳纶短纤维优选可以具有0.05dtex以上且不足25dtex的范围内的纤度。纤度不足 0.05dtex的纤维在利用湿式法制造（后述）时容易导致凝聚，因此不优选，另外，纤度为 25dtex以上的纤维，其纤维直径变得过大，因此例如若为极圆的形状且密度达到1.4g/cm 3， 则在直径为45μπι以上的情况下，有可能产生长径比减小、力学加固效果降低、芳纶纸的均匀 性不良等不良情形。产生导电性芳纶纸的均匀性不良时，导电性芳纶纸的导电性产生偏差， 由此求得的电磁波屏蔽功能有可能无法充分体现，因此不优选。芳纶短纤维的长度可以从 1mm以上且不足25mm的范围内选择。若短纤维的长度小于1mm，则导电性芳纶纸的力学特性 下降，另一方面，长度为25mm以上的短纤维在通过后述的湿式法制造导电性芳纶纸时容易 发生"缠绕(如b办)"、"成束"等，容易成为缺陷的原因，因此不优选。
[0017] (芳纶沉析纤维） 本发明中使用的芳纶沉析纤维是指由芳纶构成的薄膜状微小颗粒，有时还称作芳纶纸 浆。制造方法例如例示日本特公昭35-11851号、日本特公昭37-5732号公报等中记载的方 法。芳纶沉析纤维与普通的木材(纤维素)纸浆一样具有抄纸性，因此在水中分散后，使用抄 纸机可以成型成薄片状。这种情况下，为了保持适于抄纸的品质，可以施行所谓的打浆处 理。该打浆处理可以通过盘磨机、打浆机、其他的产生机械剪切作用的抄纸原料处理设备来 实施。在该操作中，沉析纤维的形态变化可以根据JIS P8121中规定的滤水度(打浆度、游离 度，freeness)来监测。在本发明中，施行了打浆处理后的芳纶沉析纤维的滤水度优选处于 10~300cm3(加拿大标准游离度）的范围内。滤水度大于该范围的沉析纤维，由其成型的薄 片的强度有可能降低。另一方面，若想得到小于l〇cm 3的滤水度，则投入的机械动力的利用 效率降低，另外，每单位时间的处理量往往会减少，而且，沉析纤维的微细化会过度进行，因 此容易导致所谓的粘合剂功能下降。因此，即使想要得到小于l〇cm 3的滤水度，也无法确认 到显著的优点。
[0018](导电性填料） 作为本发明中使用的导电性填料，可以列举:从具有约Π^Ω · cm以下的体积电阻的 导体到具有约ΠΓ1~1〇8Ω · cm的体积电阻的半导体，具有宽范围的导电性的纤维状或微粒 (粉末或薄片)状物。作为这样的导电性填料，例如可以列举:金属纤维、碳纤维、炭黑等具有 均匀的导电性的材料、或镀有金属的纤维、混合有金属粉末的纤维、混合有炭黑的纤维等导 电材料与非导电材料混合整体上显示出导电性的材料等，但并不限于这些。其中，在本发明 中优选使用碳纤维。本发明中使用的碳纤维优选将纤维状有机物在惰性气氛中进行高温烧 结而碳化了的纤维。通常，碳纤维大致分为烧结聚丙烯腈(PAN)纤维而获得的碳纤维、和将 沥青纺丝后进行烧结而获得纤维，除此以外，还有将人造丝或苯酚等树脂纺丝后进行烧结 而制造的碳纤维，这些也可在本发明中使用。还可以在烧结之前使用氧等进行氧化交联处 理，以防止烧结时的熔断。本发明中使用的碳纤维的纤度优选0.5~lOdtex的范围。另外，纤 维长度从1mm~20mm的范围内选择。
[0019]在导电性填料的选择中，更优选使用导电性高、并且在后述的湿式抄造法中显示 出良好的分散的材料。另外，在选择碳纤维时，进一步优选选择高强度、并且不易脆化的碳 纤维。通过选择这样的材料，可以