导电性芳纶纸及其制造方法_2

文档序号:9793586阅读:来源:国知局
获得作为本发明的特征的适合于电磁波屏蔽材料的导电 性、以及通过热压加工致密化至特定范围的导电性芳纶纸。
[0020] (导电性芳纶纸) 本发明的导电性芳纶纸的特征在于:在上述的包含芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和导电 性填料的芳纶纸的表面具有金属层。在本发明的导电性芳纶纸的金属层形成前的总重量中 芳纶短纤维所占的含量优选5~60重量%、更优选10~55重量%、进一步优选为20~50重量%, 但并不限于此。通常,当芳纶短纤维的含量不足5重量%时,导电性芳纶纸的机械强度容易降 低,当超过60重量%时,芳纶沉析纤维的含量降低,机械强度仍然容易降低。在本发明的导电 性芳纶纸的金属层形成前的总重量中芳纶沉析纤维所占的含量优选30~80重量%、更优选 35~70重量%、进一步优选为40~65重量%,但并不限于此。通常,芳纶沉析纤维的含量不足 30重量%时,导电性芳纶纸的机械强度容易降低,当超过80重量%时,在利用湿式法进行制造 (后述)时滤水性降低,容易产生导电性芳纶纸的均匀性不良等。另外,在本发明的导电性芳 纶纸的金属层形成前的总重量中导电性填料所占的含量优选1~30重量%、更优选为3~30 重量%。导电性填料的含量不足1重量%时,难以获得所期望的导电性,通常,当超过30重量% 时,导电性芳纶纸的机械强度容易下降,并且,在不采用复杂方法的情况下,难以制造均匀 的纸。另外,芳纶纸可以包含进行了原纤化的芳纶。
[0021] 另外,作为用于形成金属层的金属材料,可以列举:金、银、铜、锌、镍、以及它们的 合金。考虑到导电性和制造成本,优选铜、镍,但可以考虑电磁波屏蔽性或耐久性来进行选 择,没有特别限定。关于本发明的导电性芳纶纸表面所形成的金属层的含量,以平均值计优 选为10~20g/m2的范围内。若金属层的量小于该范围,则有可能无法获得充分的导电性。反 之,若金属层的量大于该范围,则有可能导致成本上升。
[0022] 在本发明的导电性芳纶纸中,关于是否适当地形成有上述金属层,例如根据使用 电阻值计测定的芳纶纸厚度方向的电阻值来确认。具体而言,以与电极的接触面积乘以通 过电阻值计测定而得到的有效电阻值之积作为厚度方向的电阻值,其为〇 . 01~〇 . 10 Ω · cm2范围内的值时,可以说"在表面和内部适当地形成了连续的金属层"。厚度方向的电阻值 在0.01 Ω · cm2~0.10Ω · cm2范围内时,可以提供轻量、并且还具有充分的电磁波屏蔽特性 的导电性芳纶纸。厚度方向的电阻值不足〇.〇1 Ω · cm2时,无法实现设备的轻量化,若超过 0.10Ω .cm2,则电磁波屏蔽特性不充分。厚度方向的电阻值优选0.01Ω .cm2~0.07Ω · cm2,更优选为0.01 Ω · cm2~0.04 Ω · cm2。
[0023] 另外,对导电性芳纶纸的厚度没有特别限定,通常优选具有20μπι~100μπι范围内的 厚度,更优选为25~80μπι。厚度小于20μπι时,机械特性降低,在制造步骤中的搬运等操作性 上容易产生问题。另一方面,当厚度超过100Μ1时,例如安装在电装置或导体上时,容易成为 节省空间的障碍。尚需说明的是,导电性芳纶纸的坪量(每平方米的重量)优选为10~ll〇g/ m2〇
[0024] (导电性芳纶纸的制造) 以上所述的本发明的导电性芳纶纸,通常可以通过下述方法来制造:将上述的芳纶短 纤维、芳纶沉析纤维和导电性填料混合后制成薄片,在一对金属制辊间进行热压加工后进 行电镀加工。
[0025] 具体而言,例如可以采用下述方法等:(i)将芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和导电性 填料进行干式混合,之后利用气流形成薄片,在一对金属制辊间进行热压加工后形成金属 层;(ii)将芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和导电性填料在液体介质中分散混合后,挤出到液体 透过性的支撑体、例如网或带上制成薄片,再除去液体进行干燥,在一对金属制辊间进行热 压加工后形成金属层。其中,优选选择下述方法:通过使用水作为介质的所谓的湿式抄造法 制成薄片,在一对金属制辊间进行热压加工后形成金属层。
[0026] 湿式抄造法通常是指,至少将芳纶短纤维、芳纶沉析纤维和导电性填料的单一或 混合物的水性浆料输送到抄纸机中分散后,进行脱水、挤水和干燥操作,从而以薄片的形式 卷绕。作为抄纸机,例如可以使用长网抄纸机、圆网抄纸机、倾斜型抄纸机以及它们组合而 成的组合抄纸机等。使用组合抄纸机进行制造时,还可以通过将配比不同的水性浆料进行 薄片成型再合并,而得到由多个纸层构成的复合薄片。进行湿法抄造时,根据需要,可以使 用分散性提高剂、消泡剂、纸力增强剂等添加剂,另外,当导电性填料为颗粒状物时,可以添 加丙烯酸系树脂、固定剂、高分子凝聚剂等,但为了不妨碍本发明的目的,在其使用上必需 加以注意。另外,本发明的导电性芳纶纸中,在不妨碍本发明目的的范围内,除上述成分以 外,还可以添加其他的纤维状成分、例如聚苯硫醚纤维、聚醚醚酮纤维、纤维素系纤维、聚乙 烯醇纤维、聚酯纤维、聚芳酯纤维、液晶聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚对 苯撑苯并双噁唑纤维等有机纤维、玻璃纤维、岩棉、硼纤维等无机纤维。尚需说明的是,在使 用上述添加剂或其他的纤维状成分时,优选设为导电性芳纶纸的金属层形成前的总重量的 20重量%以下。
[0027] 如此操作而得到的薄片,例如通过在一对平板间或金属制辊间在高温高压下进行 热压加工,可以提高其机械强度。关于热压加工的条件,例如在使用金属制辊时,可以例示 温度100~400°C、线压50~lOOOkg/cm的范围内,但为了获得作为本发明的导电性芳纶纸的 特征的高屏蔽特性,辊温度优选达到330°C以上,更优选为330°C~380°C。另外,线压优选为 50~500kg/cm。由于该温度高于间位型芳纟仑的玻璃化转变温度、并且接近间位型芳纟仑的结 晶化温度,因此通过在该温度下进行热压加工,不仅机械强度提高,还可以使构成导电性芳 纶纸的材料彼此之间牢固地密合,从而可以降低厚度方向的电阻。上述的热压加工可以多 次进行,另外根据用途无需过度地节省空间,在需要超过100μπι的厚度时,也有可能制造出 来,因此,在这种情况下,可以将通过上述方法获得的薄片状物多片重叠进行热压加工。
[0028] 作为在如此操作而得到的薄片表面形成金属层的方法,可以列举:真空蒸镀法、溅 镀法和无电解电镀法等,从所形成的金属层的均匀性、产率的角度考虑,特别优选无电解电 链法。
[0029] 另外,为了增加金属的量,可以在形成金属层之前实施表面处理。这里,作为表面 处理,可以列举:UV照射表面处理、等离子体表面处理、电晕表面处理、电子射线照射表面处 理、离子射线照射表面处理、树脂加工、液体浸渍的表面处理等,但并不限于这些。通过实施 表面处理,金属层形成前的薄片表面的表面能提高,与金属的界面能降低,其结果,金属层 形成性提高。从处理简便的角度考虑,特别优选UV照射表面处理、等离子体表面处理、电子 射线照射表面处理。
[0030] 本发明的导电性芳纶纸具有下述(1)~(4)等优异的特性:(1)具有导电性、(2)具 备耐热性、阻燃性、(3)形状稳定性高、(4)具有良好的加工性,可适合用作电气电子设备、特 别是混合动力车、电动汽车中的电子设备等的电磁波屏蔽材料。
[0031] 以下,列举实施例以进一步具体说明本发明。需要说明的是,这些实施例仅仅是例 示,对本发明的内容没有任何限定。 实施例
[0032](测定方法) (1)薄片的目付(单位面积重量)、厚度、密度 依据JIS C 2300-2来实施,通过(目付/厚度)算出密度。
[0033] (2)拉伸强度 以宽15mm、夹具(chuck,夹盘)间隔50mm、拉伸速度50mm/分钟来实施。
[0034] (3)表面电阻率 使用口 夕一MCP-T350 ESP型(三菱化学制造)进行
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