CN108349796A - 电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料、电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法、以及电磁屏蔽性树脂物品 - Google Patents
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Abstract
本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的特征在于,其与树脂复合化来使用,在玻璃纤维的纵长方向上具备金属被覆层,上述金属被覆层由合金构成,所述合金包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的(即,比锌容易氧化的)金属组成的第二金属,上述第二金属是选自由钡、锶、钙、镁、铍、铝、钛、锆、锰和钽组成的组中的至少1种,上述合金包含50质量%以上的上述第一金属。
Description
技术领域
本发明涉及与树脂复合化来使用的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料、该填料的制造方法、以及包含该填料的电磁屏蔽性树脂物品。
背景技术
随着电子设备等的壳体由金属物品置换成树脂物品,树脂物品也与金属材料同样地要求提高针对屏蔽电磁波的技术。作为对树脂材料赋予电磁波屏蔽特性的方法,提出了向树脂物品中混合导电性的填料的方法,专利文献1和2中作为电磁屏蔽性的玻璃纤维填料,提出了在纤维的纵长方向的整面或一部分被覆有铝的玻璃纤维。专利文献3~5中公开了包含纤维填料的导电性树脂物品,作为纤维种类,示例出利用熔融镀覆、化学镀、真空蒸镀、溅射等的方法使锌、锌合金等被覆在玻璃纤维上而成的纤维。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭61-29083号公报
专利文献2:日本特开昭60-113996号公报
专利文献3:日本特开2012-236944号公报
专利文献4:日本特公昭63-20270号公报
专利文献5:日本特公平4-19720号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于铝,其氧化膜的电阻高,表面被氧化时,铝彼此接触的部位的电阻变高。因此,该部位成为导电的阻碍点,对于具有铝被覆玻璃纤维填料的树脂物品,产生与填料的含量相比,物品的导电性不会上升这样的现象。因此,现有的铝被覆玻璃纤维中,为了确保树脂物品的导电性,会出现增大含量、或增大纤维长度等的限制,制约了树脂物品的材料设计(参照专利文献1和2)。另外,专利文献3~5中提出了导电性良好的金属被覆层,但为了金属被覆玻璃纤维的实用化而要求进一步的改善。
鉴于以上的问题,本发明着眼于可以期待使金属彼此接触的部位的导电性(以下记为接触导电性)良好的锌。本发明的目的在于:通过以锌作为基础组成的金属被覆层,提供接触导电性良好的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。本发明的目的还在于提供该填料的制造方法、及包含该填料的电磁屏蔽性树脂物品。
用于解决问题的方案
本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的特征在于,其与树脂复合化来使用,在玻璃纤维的纵长方向上具备金属被覆层,上述金属被覆层由合金构成,所述合金包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的(即,比锌容易氧化的)金属组成的第二金属,上述第二金属是选自由钡、锶、钙、镁、铍、铝、钛、锆、锰和钽组成的组中的至少1种,上述合金包含50质量%以上的上述第一金属。
对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,通过将金属被覆层制成包含50质量%以上的由锌组成的第一金属的合金,从而变得不易阻碍填料之间的通电,使接触导电性变得良好。因此,与树脂复合化时,能使该树脂具有电磁屏蔽性。
另外,锌的熔融温度低于玻璃纤维的软化点。因此,与铝被覆玻璃纤维同样地利用边对玻璃纤维进行纺丝边使熔融金属与玻璃纤维接触的方法,可以期待能够在玻璃纤维的表面形成金属被覆层。对于锌,在其熔点附近的温度、例如500℃下将其熔融而使熔融金属与玻璃纤维接触时,可以得到锌被覆玻璃纤维。然而,现有的锌被覆玻璃纤维中,玻璃纤维与金属被覆层的密合性低,要求进行改善。对于密合性而言,在更高温下使锌熔融、例如在700℃下使锌熔融来使熔融金属与玻璃纤维接触时,能够改善密合性。然而,根据本发明人等的研究明确了:由于在700℃下使锌熔融,而可促进金属熔体表层的氧化,例如,容易发生在熔融金属表层产生污泥等的不良情况、或难以生产率良好地制造金属被覆玻璃纤维。如上所述,锌被覆玻璃纤维的情况,金属被覆层与玻璃纤维的密合性和锌被覆玻璃纤维的生产率受到锌的熔融温度高低的影响。
相对于此,对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,通过使金属被覆层包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的金属组成的第二金属,从而提高金属被覆层与玻璃纤维的密合性。可认为其原因在于,通过使金属被覆层包含比锌的氧化还原电位小的金属,从而使金属被覆层与玻璃纤维表面的氧化硅的氧的亲和性提高,而使密合性提高。由此,被覆包含以作为第一金属的锌为主要成分、作为第二金属的铝、钛的合金而成的填料的接触导电性、及金属被覆层与玻璃纤维的密合性变得良好。
本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法的特征在于,该电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料与树脂复合化来使用,所述制造方法包括如下工序:在金属熔融炉内使金属原料熔融而形成熔融金属的工序;从设置在上述金属熔融炉的、用于向外部排出金属熔体的孔部排出上述金属熔体而形成金属熔体的液滴的工序;使从玻璃熔融炉的套管喷嘴拉出的玻璃纤维与上述液滴接触的工序;及切割上述金属被覆玻璃纤维的工序,上述金属原料包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的金属组成的第二金属,上述第二金属是选自由钡、锶、钙、镁、铍、铝、钛、锆、锰和钽组成的组中的至少1种,上述金属原料包含50质量%以上的上述第一金属。
对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法,也可以不将所被覆的金属的熔融温度设为高温,能够有效地制造电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。
本发明的电磁屏蔽性树脂物品的特征在于,其包含本发明的金属被覆玻璃纤维填料。
发明的效果
本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的接触导电性良好,可以与树脂复合化来使该树脂具有电磁屏蔽性。
附图说明
图1的(a)和图1的(b)是示意性示出本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的例子的立体图。
图2是示意性示出用于制造本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的装置的说明图。
图3是图2所示的区域A的扩大图。
具体实施方式
[电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料]
以下边参照附图边对本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料(以下也简称为“纤维填料”或“填料”)、及该填料的制造方法的例子进行说明。
图1的(a)和图1的(b)是示意性示出本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的例子的立体图。
纤维填料1具备玻璃纤维2、及沿玻璃纤维2的纵长方向所被覆的金属被覆层7。对于金属被覆层7,如图1的(a)所示,可以被覆玻璃纤维2的纵长方向的整面,还可以被覆玻璃纤维的半周、被覆1/4周等、如图1的(b)所示那样的被覆玻璃纤维的纵长方向的一部分。
金属被覆层7被覆玻璃纤维2的纵长方向的整面的情况,由于金属被覆层的表面积变大,因而有助于进一步提高接触导电性。
金属被覆层7被覆玻璃纤维2的纵长方向的一部分的情况,不具有金属被覆层7的部分成为玻璃纤维2在表面露出的金属非被覆面21。通常,已知通过在玻璃纤维上设置通过硅烷偶联剂处理的硅烷偶联处理层,从而在制成树脂物品时能够提高与树脂的密合性,结果能够提高树脂物品的强度。因此,若在金属非被覆面21上设置硅烷偶联处理层,则使树脂与该填料1的密合性提高,能够提高树脂物品的强度。另一方面,由于能使本发明的金属被覆玻璃纤维填料的接触导电性提高,因此即使存在金属非被覆面21也能够得到优异的导电性。因此,金属被覆层被覆一部分玻璃纤维的情况,有助于维持电磁屏蔽性,且提高电磁屏蔽性树脂物品的强度。
考虑到这些因素,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例(面积比)优选为5%以上。对于金属被覆层被覆一部分玻璃纤维的结构的情况,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例(面积比)优选为90%~5%、更优选为80%~5%。金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例可以是90%~20%,还可以是80%~30%。
<金属被覆层>
对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,金属被覆层由合金构成,所述合金包含:作为第一金属的锌、及作为第二金属的比锌的氧化还原电位小的金属。锌的氧化还原电位为-0.76V。
(第一金属)
第一金属由锌组成。合金中的锌的含量为50质量%以上。合金中的锌的含量低于50质量%时,难以产生使接触导电性良好的锌的效果,或对于包含纤维填料的树脂物品,无法确保充分的电磁屏蔽性。考虑到这些因素,合金中的锌的含量优选75质量%以上、还可以是85质量%以上。合金中的锌的含量的上限没有特别限制,合金中的锌的含量优选99.999质量%以下、还可以是99.99质量%以下。
(第二金属)
第二金属由比锌的氧化还原电位小的金属组成。作为第二金属,可以列举出选自由钡(-2.92V)、锶(-2.89V)、钙(-2.84V)、镁(-2.36V)、铍(-1.85V)、铝(-1.68V)、钛(-1.63V)、锆(-1.53V)、锰(-1.18V)和钽(-0.81V)组成的组中的至少1种。括弧内的数值表示氧化还原电位。
特别是,在大气气氛下进行熔融镀覆时,作为第二金属,优选氧化还原电位为-2.5V以上的金属。其原因在于,氧化还原电位高者在大气中不易被氧化且容易操作。作为这种金属的例子,可以列举出选自由镁(-2.36V)、铍(-1.85V)、铝(-1.68V)、钛(-1.63V)、锆(-1.53V)、锰(-1.18V)和钽(-0.81V)组成的组中的至少1种。其中作为更优选的金属的例子,可以列举出选自由铝和钛组成的组中的至少1种。
构成金属被覆层的合金优选含有0.01质量%以上的第二金属。意外的是,即使第二金属的含量为极微量,也能使金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。考虑到该密合性,第二金属的含量可以是0.03质量%以上或0.05质量%以上。另一方面,构成金属被覆层的合金优选含有30质量%以下的第二金属。第二金属的含量为30质量%以下时,对于包含纤维填料的树脂物品,容易确保充分的电磁屏蔽性。考虑到该情况,第二金属的含量可以是20质量%以下、10质量%以下、5质量%以下、4质量%以下、3质量%以下、或1质量%以下。构成金属被覆层的合金优选实质上由第一金属和第二金属组成。在此情况下,上述合金还可以包含不可避免的杂质作为第三金属。
金属被覆层由包含第一金属和第二金属的合金构成时,如上所述,金属被覆层可以被覆玻璃纤维的纵长方向的整面,或还可以被覆玻璃纤维的纵长方向的一部分(以下作为第一方式)。
即,本发明的第一方式的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的特征在于,其在玻璃纤维的纵长方向上具备金属被覆层,上述金属被覆层由包含第一金属和第二金属的合金构成,上述合金包含50质量%以上的上述第一金属。上述电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料与树脂复合化来使用。
另外,还考虑到金属被覆层由金属锌组成的情况,如上所述,该情况下金属被覆层也是可以被覆玻璃纤维的纵长方向的整面,或还可以被覆玻璃纤维的纵长方向的一部分(以下作为第二方式)。
即,本发明的第二方式的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的特征在于,其在玻璃纤维的纵长方向上具备金属被覆层,上述金属被覆层为金属锌,被覆上述玻璃纤维的纵长方向的整面或一部分。上述电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料与树脂复合化来使用。需要说明的是,金属锌还可以包含不可避免的杂质成分。
本说明书中,不对第一方式和第二方式进行特别区分地将两者作为本发明的电磁屏蔽性金属被覆填料进行说明。需要说明的是,在之前及之后的说明中,作为第一方式记载的优选的构成也是作为第二方式同样优选的构成,只要将“合金”或“锌合金”解读成“金属锌”即可。
对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,玻璃纤维与金属被覆层的体积比例优选:玻璃纤维为5~95体积%,其余的金属被覆层为5~95体积%。玻璃纤维的体积比例低于5体积%时,玻璃纤维的直径变细,容易成为制造时的生产率差的填料,玻璃纤维的体积比例超过95体积%时,变得不易制作金属被覆层。考虑到这些因素,玻璃纤维的体积比例优选为5~95体积%(金属被覆层为5~95体积%)、更优选为10~95体积%(金属被覆层为5~90体积%)、进一步优选为20~95体积%(金属被覆层为5~80体积%)。玻璃纤维的体积比例可以是10~90体积%(金属被覆层为10~90体积%),还可以是20~90体积%(金属被覆层为10~80体积%)。
对于本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,优选通过熔融镀覆形成金属被覆层。
<玻璃纤维>
玻璃纤维的长度优选为0.01~50mm。玻璃纤维的长度低于0.01mm时,即使将金属被覆层制成包含50质量%以上锌的合金,在制成电磁屏蔽性树脂物品时也难以得到良好的通电,另一方面,超过50mm时,电磁屏蔽性树脂物品的成型性变差。特别是下限侧的理由也是为了有效地生产包含纤维填料的电磁屏蔽性树脂物品的主要原因,因此玻璃纤维的长度可以是0.5~50mm。考虑到下限侧的理由、上限侧的理由,玻璃纤维的长度可以是0.5~30mm、1~30mm、1~15mm、1~10mm、1~5mm、1~3mm。
玻璃纤维的直径优选为1~100μm。玻璃纤维的直径低于1μm时,容易发生断线而容易成为制造时的生产率差的玻璃纤维,另一方面,超过100μm时,每单位重量的表面积变小,其结果使被覆合金的面积变小,因此难以得到目标性能。考虑到下限侧的理由、上限侧的理由,玻璃纤维的直径可以是2~50μm、2~30μm、3~20μm。
玻璃纤维的长度和直径只要在上述范围内就是适宜的,但有时也会在填料中不可避免地混入不在上述范围内的纤维。在这种情况下,填料中可以包含1质量%以下的不在上述范围内的纤维。
作为玻璃纤维的组成的例子,可列举出:E玻璃、C玻璃、S玻璃、D玻璃、ECR玻璃、A玻璃、AR玻璃等。其中,特别优选E玻璃组成。E玻璃是玻璃中的碱金属成分少的组成,不易发生碱金属的溶出,且对树脂材料的影响少,故而优选。
[电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法]
以下边参照附图边对本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法的具体例进行详细说明。
图2是示意性示出用于制造本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的装置的说明图。另外,图3是图2所示区域A的扩大图。
如图2所示,通过玻璃纤维卷绕机5来卷绕从安装于玻璃熔融炉3的下部的套管喷嘴31拉出的玻璃纤维2。在套管喷嘴31和卷绕机5之间配置用于形成金属被覆层的金属熔融炉4,在与玻璃纤维2接触侧配置用于向外部排出金属熔体的孔部41,金属熔体从孔部41中渗出而形成液滴71(参照图3)。使用推压机6,将玻璃纤维2推压至金属熔融炉4侧(图2中箭头B的方向),而使玻璃纤维2与液滴71接触。
<玻璃纤维的形成>
对于玻璃纤维2,将玻璃的熔体从在玻璃熔融炉3的下部安装的套管喷嘴31中拉出,通过玻璃纤维卷绕机5卷绕而形成。套管喷嘴31可以使用铂、铂铑合金制的物质。可以适宜地使用套管喷嘴31的用于排出玻璃熔体的直径为左右的物质,可根据期望的玻璃纤维的纤维直径进行适宜调整。进行纤维化时的玻璃熔体的温度根据玻璃的组成不同而异,但E玻璃组成的情况优选以通过套管喷嘴时的温度成为1100~1350℃的方式进行调整。
<金属熔融炉>
对于玻璃纤维2,在从套管喷嘴31拉出、通过卷绕机5卷绕之前,被金属被覆。金属被覆层7的金属原料在金属熔融炉4熔解,在金属熔融炉4内形成熔融金属,从设置在金属熔融炉4的壁面的孔部41喷出金属熔体。若孔部41的周围与金属熔体的润湿性变差,则从孔部41喷出的金属熔体容易成为圆顶状的液滴71。使玻璃纤维2通过该液滴71中,从而可以得到在玻璃纤维2上形成了金属被覆层7的金属被覆玻璃纤维11。进行该金属被覆时,若未形成圆顶状的液滴71,则金属熔体会流出而不会滞留在孔部41的周边。因此,孔部41或孔部41的周围优选与金属熔体的润湿性差者。
为了使孔部41或孔部41的周围与金属熔体的润湿性变差,孔部优选使用陶瓷。作为用于孔部的陶瓷的例子,可列举出:氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硼、氮化硅、氮化铝等。
作为孔部41的形状,可列举出:圆形、椭圆形、长方形、正方形、梯形等。另外,在制造金属被覆玻璃纤维11时,有时玻璃纤维2在与行进方向垂直的方向上振动。在该情况下为了可靠地进行金属被覆,孔部41优选具有相对于玻璃纤维2的行进方向而垂直方向变长那样的长方形、椭圆的形状。
孔部41的开口面积优选为0.75~80mm2。开口面积小于0.75mm2时,金属熔体变得不易流出,另外,大于80mm2时,金属熔体大量流出,因此金属熔体流出而不会滞留在孔部41的周边。考虑到这些因素,孔部的开口面积更优选为3~60mm2。
来自孔部41的金属供给量除了孔部41的形状之外,还可以通过孔部41与金属熔融炉4中的金属熔体的液面的距离、金属熔体的粘度等进行适宜调整。孔部41与金属熔融炉4中的金属熔体的液面的距离越长则金属供给量越多,越短则金属供给量越少。金属熔体的粘度根据金属的种类、组成不同而发生较大变化,因此优选进行适宜调整。
液滴71所接触的金属熔融炉4的外壁面的材质根据进行熔融的金属的温度可以从陶瓷、金属、玻璃、碳等中进行适宜选择。作为陶瓷,可列举出:氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硼、氮化硅、氮化铝等。
金属熔融炉4可以使用加热器等进行适宜加热。金属熔融炉内的温度需要高于进行熔融的金属的熔点。另外,在提高金属熔融炉的加热温度时,有使玻璃纤维2与金属被覆层7的密合性提高的倾向(理由1)。另一方面,若使金属熔融炉的加热温度变得过高,则根据金属的组成有时在熔融金属上面产生污泥、或使金属被覆玻璃纤维的生产率降低(理由2)。进而,金属熔融炉需要具有耐热性的构件,结果使金属熔融炉变得昂贵(理由3)。考虑到理由1~3,金属熔融炉内的温度优选为400~1000℃。另外,由于理由2和3,金属熔融炉内的温度过高的情况是不优选的,因此金属熔融炉内的温度的上限可以设为850℃、优选为750℃、更优选为600℃、进一步优选为550℃。另一方面,金属熔融炉内的温度低时,有时使原料的金属熔融需要花费时间,因此金属熔融炉内的温度的下限还可以设为450℃。
另外,熔融金属中包含铝、钛等时,在熔融金属上面形成钝化皮膜,因此即使提高金属熔融炉内的温度也不易在熔融金属上面产生污泥,变得容易生产金属被覆玻璃纤维填料。从该观点出发,金属被覆层优选包含选自由铝和钛组成的组中的至少1种。金属被覆层包含选自由铝和钛组成的组中的至少1种时,为了进一步提高与玻璃纤维的密合性,基于理由1还可以将金属熔融炉内的温度设为600~800℃。
<对于玻璃纤维的金属的被覆>
对于玻璃纤维2,被卷绕在卷绕机5上,并通过金属熔融炉4侧。通过将玻璃纤维2推压至金属熔融炉4的液滴71,而在玻璃纤维2上形成金属被覆层7,可以得到金属被覆玻璃纤维11。此时,可以使推压机6移动并将玻璃纤维2移动至金属熔融炉4侧(图2中箭头B的方向),将玻璃纤维2推压至液滴71的中心方向上,还可以在玻璃纤维2的方向上移动金属熔融炉4,将玻璃纤维2推压至液滴71的中心方向上。
对玻璃纤维进行金属被覆所需的每单位时间的金属熔体的量根据玻璃纤维的纤维直径(R:μm)、金属被覆层的厚度(t:μm)、卷绕速度(s:m/分钟)、被覆金属的比重(p:g/cm3)而改变,因此可以根据下述(i)式推测出供给至孔部41的金属供给量(M:g/分钟)。
M=(R×t×π×s×p)×10-6(i)
例如,对于金属被覆层的厚度为1.0μm的玻璃纤维的制作条件,设为玻璃纤维直径为28μm、卷绕速度为290m/分钟时的理想的金属供给量根据(i)式为0.18g/分钟。然而,为了长期稳定地进行金属被覆,有金属供给量大于计算值的倾向。
玻璃纤维2通过金属熔融炉4侧时的速度可以根据卷绕机5的卷绕速度进行调整,该速度优选为100~5000m/分钟。卷绕速度还会影响玻璃纤维的纤维直径,因此从金属被覆玻璃纤维的形状设计的观点出发来确定。卷绕速度慢于100m/分钟的方式拉出时,纤维直径大于60μm,另一方面,快于5000m/分钟的方式拉出时,多发生断线等而使制造时的生产率降低。
使用推压机6时,推压机6和玻璃纤维2的初始位置是分开的。推压机6具备移动机构,使推压机6移动来调整玻璃纤维2的通过位置以使玻璃纤维2与在孔部41上形成的圆顶状的液滴71接触。推压机是用于确定玻璃纤维的通过位置的设备,具备可稳定地操作的移动机构,只要使用具有耐热性、表面光滑的构件就没有特别限制。
作为推压机的移动机构,例如可列举出带有双螺杆以上的微调机构的载台、带有双螺杆以上的移动机构的机器人等。作为具有耐热性的表面光滑的构件,例如可列举出陶瓷、石墨、经表面研磨的金属等。表面光滑的构件发挥如下作为引导件的作用:在玻璃纤维2的纺丝开始时可以通过玻璃纤维2,另外,在进行金属被覆时能使玻璃纤维2与在孔部41上形成的液滴71的位置关系保持恒定。因此,作为表面光滑的构件的形态,优选开孔的物品、梳子形状的物品、或、具有沟的板状、棒状等的形态。
作为开孔的物品的孔的形状,可列举出:圆形、椭圆形、长方形、正方形、梯形等,还可以切削孔的一部分边缘而形成沟。开孔的物品的开口面积优选为0.2~20mm2。开口面积小于0.2mm2时,玻璃纤维2的纺丝开始时难以通过玻璃纤维2。另一方面,开口面积大于20mm2时,玻璃纤维2的通过位置容易发生变化,因此难以使玻璃纤维2与金属熔体的液滴71的位置关系保持恒定。考虑到这些因素,开口面积更优选为0.8~7mm2。
梳子形状的物品的梳齿的长度优选为0.1~100mm。梳齿的长度短于0.1mm时,难以引导玻璃纤维的进路,长于100mm时,梳齿容易折断。考虑到这些因素,梳齿的长度更优选为1~100mm。需要说明的是,作为推压机使用梳子形状的物品时,也使引导多根玻璃纤维的进路变得容易。
推压机可以仅设置在金属熔融炉的下侧,还可以设置在上侧。推压机可以设置在金属熔融炉的上侧、下侧的单侧,还可以设置在上下的两侧。特别是,在将推压机设置在金属熔融炉的上下的两侧时,由于能够准确地将玻璃纤维2推压至液滴71,故而更优选。
<金属被覆玻璃纤维的切割>
通过将金属被覆玻璃纤维11切割成规定长度,从而可以得到金属被覆玻璃纤维填料1。需要说明的是,通过集束多根金属被覆玻璃纤维11,并切割集束的金属被覆玻璃纤维11,从而还可以制成集束有多根纤维的金属被覆玻璃纤维填料1。填料1由于集束而不易发生纤维的起毛、松解等,容易制作良好的“包含金属被覆玻璃纤维填料1的树脂物品”。对于金属被覆玻璃纤维的集束,可以在纺丝过程中以在线方式进行,还可以在纺丝后以离线方式进行。金属被覆玻璃纤维的切割可以通过使用切割机等已知的方法进行。另外,还可以代替卷绕机5使用直接切碎器等边进行纺丝边以在线方式切割金属被覆玻璃纤维11来制作金属被覆玻璃纤维填料1。
[电磁屏蔽性树脂物品]
本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料可以通过与树脂复合化而制成电磁屏蔽性树脂物品。与本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料复合化的树脂可以使用已知的树脂。例如可列举出:低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸类树脂、ABS树脂、茂金属树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、氟树脂等热塑性树脂、环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯等热固性树脂、橡胶、弹性体等。
电磁屏蔽性树脂物品中还可以包含0.01~30体积%的本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料由于在纤维填料之间即金属彼此之间的接触导电性良好,因此金属被覆玻璃纤维填料的含量优选为10体积%以下、更优选为7体积%以下。
对于金属被覆玻璃纤维填料与树脂的复合化,可以结合进行复合化的树脂的特性使用已知的混炼方法和装置。若为热塑性树脂,则优选使用加热熔融式的混炼机,可以使用单螺杆混炼机、双螺杆混炼机、单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机、具备加热装置的捏合机、搅拌机等。对于混炼金属被覆玻璃纤维填和树脂而成的电磁屏蔽性树脂物品,可以结合复合体的特性、形状使用已知的成型方法。若为热塑性树脂则可列举出注射成型法、吹塑成型法;若为热固性树脂则可列举出:手糊成型法、喷射成型法、拉拔成型法、SMC法、BMC法、传递成型法等。本发明的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料在金属彼此之间的接触导电性良好,因此即使为50mm以下的纤维长也能对树脂物品赋予良好的电磁屏蔽性。考虑到该情况,即使利用使用了长纤维的树脂物品时难以进行注射成型法等成型方法,也能够进行良好地成型。
所成型的复合体(包含电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的电磁屏蔽性树脂物品)可以作为要求电磁屏蔽性的汽车、电子机器等的部件、壳体使用。由于是包含金属被覆玻璃纤维填料的复合体,因此能够屏蔽电磁波,抑制由电磁波噪音导致的干扰、机器的误操作、由电磁波导致的健康损害等。
实施例
以下示出实施例和比较例对本发明进行进一步具体地说明,但本发明不受这些实施例和比较例的任何限制。本实施例中得到的金属被覆玻璃纤维填料利用以下所述的方法评价。
(1)玻璃纤维直径、纤维中的金属比率、金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例的测定、以及纤维比重的计算
使用光纤切割装置(PK-12、Photon Kinetics公司制)切割所制作的金属被覆玻璃纤维11,利用场致发射型扫描电子显微镜(S-4500、日立制作所公司制)观察切割面。基于纤维截面的图像观察玻璃纤维直径、金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例。另外,由相同的纤维截面的图像测定玻璃与金属的面积比率并求出纤维中的金属比率。基于得到的纤维中的金属比率、及金属与玻璃的比重(锌:7.1g/cm3、铝:2.7g/cm3、钛:4.5g/cm3、E玻璃:2.5g/cm3)计算出纤维比重。
(2)金属被覆玻璃纤维填料的接触导电性
将金属被覆玻璃纤维11切成长度1mm、3mm和30mm并作为金属被覆玻璃纤维填料1。对于各实施例和比较例的金属被覆玻璃纤维填料,在直径17mm、高度8mm的由绝缘物质构成的圆筒状容器中以填料体积成为200mm3的方式称取、并以用填料填满容器的方式填充。对于向该圆筒状容器中的金属被覆玻璃纤维填料的填充,模拟树脂物品中的金属被覆玻璃纤维填料的含量为11体积%时的情况。
通过在金属被覆玻璃纤维填料的填充物中以两极之间的间隔为17mm的方式插入万用表的阳极和阴极,测定填充物的电阻,由此评价了接触导电性。树脂物品的电磁屏蔽性依赖于树脂物品的电导率,该电导率较大地依赖于金属被覆玻璃纤维填料的接触导电性。
本评价中具有电阻低于1Ω的条件的情况是接触导电性良好,可以认为是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。
另外,针对一部分的试样(实施例4、5、12、15和21),以追加方式还测定了在80℃、相对湿度95%RH的气氛下耐湿试验24小时和48小时后的电阻。
(3)金属被覆层与玻璃纤维的密合性
使用乳棒和乳钵通过手动对金属被覆玻璃纤维填料进行10次旋转粉碎,通过光学显微镜观察金属被覆层和玻璃纤维是否剥离。将通过10次旋转粉碎未观察到剥离的情况为金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。
实施例1
在玻璃熔融炉3中,在1150℃下使E玻璃组成的玻璃熔融,从喷嘴31拉出玻璃纤维2,使玻璃纤维2通过具有直径的孔的石墨制的推压机6并利用卷绕机5卷绕。以通过金属熔融炉4侧的玻璃纤维2的速度为290m/分钟的方式调整了卷绕机5的卷绕速度。为了将金属被覆层7设为锌90质量%、铝10质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.9%)90质量%、纯铝(纯度99.7%)10质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为1.22g/分钟。
利用卷绕机5对玻璃纤维2开始进行卷绕后,使用XY载台将石墨制的推压机6推压至图2中的箭头B的方向,将玻璃纤维2的通过位置调整至在孔部41上形成的液滴71的位置后,将玻璃纤维2推压至液滴71内,得到金属被覆玻璃纤维11。
针对进行10分钟得到金属被覆玻璃纤维11的作业、通过该作业而得到的金属被覆玻璃纤维11,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例2
为了将金属被覆层7设为锌80质量%、铝20质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.9%)80质量%、纯铝(纯度99.7%)20质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为1.12g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例3
为了将金属被覆层7设为锌70质量%、铝30质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.9%)70质量%、纯铝(纯度99.7%)30质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为1.07g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例4
在玻璃熔融炉3中,在1250℃下熔融E玻璃组成的玻璃,以通过金属熔融炉4侧的玻璃纤维2的速度为1000m/分钟的方式调整了卷绕机5的卷绕速度。为了将金属被覆层7设为锌99.9质量%、铝0.1质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.9质量%、纯铝(纯度99.7%)0.1质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃,将自孔部41的金属的供给量设为0.96g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例5
为了将金属被覆层7设为锌99.5质量%、铝0.5质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.5质量%、纯铝(纯度99.7%)0.5质量%的混合物,除此以外通过与实施例4相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为100%。
评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例6
在500℃下进行了金属的熔融,除此以外通过与实施例5相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为100%。
评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例7~10
将纤维中的金属比率、以及金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例变更为表1所示的值,除此以外通过与实施例6相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。
评价(2)的结果均为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例11
为了将金属被覆层7设为锌97质量%、铝3质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)97质量%、纯铝(纯度99.7%)3质量%的混合物,将金属供给量设为0.94g/分钟,除此以外通过与实施例6相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为100%。
评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例12
在玻璃熔融炉3中,在1250℃下熔融E玻璃组成的玻璃,以通过金属熔融炉4侧的玻璃纤维2的速度为1000m/分钟的方式调整了卷绕机5的卷绕速度。为了将金属被覆层7设为锌99.9质量%、钛0.1质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.9质量%、纯钛(纯度99.9%)0.1质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为500℃,将自孔部41的金属的供给量设为0.70g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例13
为了将金属被覆层7设为锌99.8质量%、钛0.2质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.8质量%、纯钛(纯度99.9%)0.2质量%的混合物,除此以外通过与实施例12相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例14
为了将金属被覆层7设为锌99.7质量%、钛0.3质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.7质量%、纯钛(纯度99.9%)0.3质量%的混合物,除此以外通过与实施例12相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%,是具备金属非被覆面21的填料,意外地评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例15
为了将金属被覆层7设为锌99.5质量%、钛0.5质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.5质量%、纯钛(纯度99.9%)0.5质量%的混合物,除此以外通过与实施例12相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例16~19
将纤维中的金属比率、以及金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例变更为表1所示的值,除此以外通过与实施例15相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。
评价(2)的结果均为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例20
为了将金属被覆层7设为锌99.0质量%、钛1.0质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.0质量%、纯钛(纯度99.9%)1.0质量%的混合物,在700℃进行了金属的熔融,除此以外通过与实施例12相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
实施例21
在玻璃熔融炉3中,在1250℃下熔融E玻璃组成的玻璃,以通过金属熔融炉4侧的玻璃纤维2的速度为1000m/分钟的方式调整了卷绕机5的卷绕速度。为了将金属被覆层7设为锌99.45质量%、铝0.05质量%、钛0.5质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.99%)99.45质量%、纯铝(纯度99.7%)0.05质量%、纯钛(纯度99.9%)0.5质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为600℃,将自孔部41的金属的供给量设为0.67g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为80%,是具备金属非被覆面21的填料,但评价(2)的结果为良好,可确认是优异的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料。另外,评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的密合性良好。需要说明的是,本实施例中,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
比较例1
为了将金属被覆层7设为铝,而将用于得到金属熔体的原料设为纯铝(纯度99.7%),将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为0.49g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
评价(2)的结果中,电阻为1Ω以上、接触导电性比实施例1~21差。金属被覆层与玻璃纤维的密合性的评价(3)良好,未观察到金属被覆层与玻璃纤维的剥离。需要说明的是,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
比较例2
为了将金属被覆层7设为锌10质量%、铝90质量%的合金,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.9%)10质量%、纯铝(纯度99.7%)90质量%的混合物,将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为0.57g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
评价(2)的结果中,电阻为1Ω以上、接触导电性比实施例1~21差。金属被覆层与玻璃纤维的密合性的评价(3)良好,未观察到金属被覆层与玻璃纤维的剥离。需要说明的是,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
参考例1
为了将金属被覆层7设为锌,而将用于得到金属熔体的原料设为纯锌(纯度99.9%),将金属熔融炉内的熔融温度设为700℃、将金属供给量设为1.28g/分钟,除此以外通过与实施例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为28μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
由评价(2)的结果确认了接触导电性良好。金属被覆层与玻璃纤维的密合性的评价(3)良好,未观察到金属被覆层与玻璃纤维的剥离。需要说明的是,进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业时,在熔融金属中观察到污泥。
参考例2
在玻璃熔融炉3中,在1250℃下熔融E玻璃组成的玻璃,以通过金属熔融炉4侧的玻璃纤维2的速度为1000m/分钟的方式调整卷绕机5的卷绕速度,纯锌(纯度99.99%)在500℃下熔融,将自孔部41的金属的供给量设为0.96g/分钟,除此以外通过与参考例1相同的操作,制作了金属被覆玻璃纤维11。然后,通过实施前述评价(1)~(3),得到金属被覆玻璃纤维填料1并进行了各种评价。对于得到的金属被覆玻璃纤维11,玻璃纤维2的纤维直径为13μm。将其它结果示于表1。对于得到的填料1,金属被覆层相对于玻璃纤维整周的比例为40%。
由评价(2)的结果确认了接触导电性良好,但在金属被覆层与玻璃纤维的密合性的评价(3)中,确认了金属被覆层与玻璃纤维的剥离。需要说明的是,即使进行1小时得到金属被覆玻璃纤维11的作业,也未在熔融金属中观察到污泥。
[对于金属被覆层与玻璃纤维的密合性]
对于被覆在锌的熔点附近的500℃下熔融的纯锌而成的金属被覆玻璃纤维,如参考例2所示,金属被覆层与玻璃纤维的密合性差。另一方面,对于将锌-铝合金或锌-钛合金在锌的熔点附近的500℃下熔融、被覆而成的物质,玻璃纤维与金属被覆层的密合性良好(实施例6~19)。
[用锌-铝合金或锌-钛合金被覆的金属被覆玻璃纤维的接触导电性]
由表1的结果:与用纯铝被覆的比较例1的金属被覆玻璃纤维、以及锌-铝合金中的锌的含量为10质量%的比较例2的金属被覆玻璃纤维的接触导电性相比,由锌-铝合金或锌-钛合金被覆、合金中的锌的含量为50质量%以上的实施例1~21的金属被覆玻璃纤维的接触导电性是良好的。
利用锌-铝合金形成的金属被覆层、及利用锌-钛合金形成的金属被覆层的比较]
对于实施例4、5、12、15和21,在80℃下相对湿度95%RH的气氛下保持24小时和48小时的耐湿试验后,进行了评价(2)。由表2的结果确认了:实施例12、15和21的金属被覆玻璃纤维的接触导电性即使在耐湿试验后也是良好的。由该结果可知:基于锌-钛合金的金属被覆玻璃纤维即使保持在高温高湿下也维持初始的接触导电性,相对于高温高湿显示出良好的耐久性。考虑到该评价结果,锌-钛合金还可制成包含0.1~1.0质量%钛的合金。
[表1]
[表2]
附图标记说明
1 金属被覆玻璃纤维填料
11 金属被覆玻璃纤维
2 玻璃纤维
21 金属非被覆面
3 玻璃熔融炉
31 套管喷嘴
4 金属熔融炉
41 用于向外部排出金属熔体的孔部
5 卷绕机
6 推压机
7 金属被覆层
71 金属熔体的液滴
Claims (16)
1.一种电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其特征在于,其与树脂复合化来使用,
在玻璃纤维的纵长方向上具备金属被覆层,
所述金属被覆层由合金构成,所述合金包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的金属组成的第二金属,
所述第二金属是选自由钡、锶、钙、镁、铍、铝、钛、锆、锰和钽组成的组中的至少1种,
所述合金包含50质量%以上的所述第一金属。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述玻璃纤维的体积比例为5~95体积%,所述金属被覆层的体积比例为5~95体积%。
3.根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述玻璃纤维由E玻璃组成构成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述合金含有0.01质量%以上的所述第二金属。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述合金含有30质量%以下的所述第二金属。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述合金实质上由所述第一金属和所述第二金属组成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述第二金属是选自由铝和钛组成的组中的至少1种。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,在所述玻璃纤维的纵长方向上具备金属非被覆面。
9.根据权利要求8所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,在所述金属非被覆面上具备硅烷偶联处理层。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述玻璃纤维的长度为0.01~50mm。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述玻璃纤维的直径为1~100μm。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,所述金属被覆层相对于所述玻璃纤维整周的比例为5%以上。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料,其中,通过熔融镀覆而形成有所述金属被覆层。
14.一种电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的制造方法,其特征在于,该电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料与树脂复合化来使用,所述制造方法包括如下工序:
在金属熔融炉内使金属原料熔融而形成熔融金属的工序;
从设置在所述金属熔融炉的、用于向外部排出金属熔体的孔部排出所述金属熔体而形成金属熔体的液滴的工序;
使从玻璃熔融炉的套管喷嘴拉出的玻璃纤维与所述液滴接触的工序;及
切割金属被覆玻璃纤维的工序,
所述金属原料包含由锌组成的第一金属、及由比锌的氧化还原电位小的金属组成的第二金属,
所述第二金属是选自由钡、锶、钙、镁、铍、铝、钛、锆、锰和钽组成的组中的至少1种,
所述金属原料包含50质量%以上的所述第一金属。
15.一种电磁屏蔽性树脂物品,其特征在于,其包含权利要求1~13中任一项所述的金属被覆玻璃纤维填料。
16.根据权利要求15所述的电磁屏蔽性树脂物品,其中,电磁屏蔽性金属被覆玻璃纤维填料的含量为0.01~30体积%。
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