片材及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180042570.1

申请日:

2011.08.29

公开号:

CN103081584A

公开日:

2013.05.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H05K 9/00申请公布日:20130501|||专利申请权的转移IPC(主分类):H05K 9/00变更事项:申请人变更前权利人:旭有机材工业株式会社变更后权利人:旭有机材工业株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本宫崎县变更后权利人:日本宫崎县变更事项:申请人变更前权利人:日清奥利友集团株式会社登记生效日:20140410|||实质审查的生效IPC(主分类):H05K 9/00申请日:20110829|||公开

IPC分类号:

H05K9/00; C01B31/02

主分类号:

H05K9/00

申请人:

旭有机材工业株式会社; 日清奥利友集团株式会社

发明人:

兼岩敏彦; 高桥武彦; 高桥武志; 后藤浩之; 筱原刚; 久野宪康; 饭塚博

地址:

日本宫崎县

优先权:

2010.09.03 JP 2010-197347

专利代理机构:

北京银龙知识产权代理有限公司 11243

代理人:

金鲜英;王未东

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内容摘要

【技术问题】有效利用大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳、可可豆壳等植物残渣。【技术手段】在由植物烧成物和纤维材料的混合物通过湿式抄造法形成片材时,所述植物烧成物为稻壳烧成物、米糠烧成物、大豆皮烧成物、花生的内皮烧成物、种子植物的导管侧壁部分的烧成物或者可可豆壳烧成物,所述纤维材料是包括聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、氯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、芳香族聚酰胺的热塑系树脂形成的有机系纤维,包含凯诺尔的热固性树脂构成的纤维,棉、羊毛等天然纤维,包括半合成纤维、玻璃纤维、碳纤维的无机系纤维,包括铁、铜、不锈钢、钢丝的金属纤维,在包括合成树脂系、无机材料系的短纤维上无电解镀覆形成的金属化纤维,以及这些短纤维的组合中的任一种。

权利要求书

权利要求书一种片材,其特征在于,由植物烧成物和纤维材料的混合物通过湿式抄造法来形成。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,所述植物烧成物是稻壳烧成物、米糠烧成物、大豆皮烧成物、油菜籽粕烧成物、花生的内皮烧成物、种子植物的导管侧壁部分的烧成物或者可可豆壳烧成物。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,所述植物烧成物包含螺旋状部分。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,所述纤维材料是热塑性树脂纤维、热固性树脂纤维、天然纤维、半合成纤维、玻璃纤维、无机系纤维、金属纤维、或者它们组合中的任一种。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,进一步混合有金属填料。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,所述纤维材料和金属填料的混合比例为1:3~3:1。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,在所述湿式抄造后,在松密度为0.5[g/cm3]以上的条件下加压。
根据权利要求1所述的片材,其特征在于,进一步混合有含热固性树脂或者热塑性树脂的基体。
一种植物烧成物,其特征在于,包含于权利要求1所述的片材。
一种片材的制造方法,其特征在于,对在水中混合纤维材料和植物烧成物所得到的抄造用浆料进行湿式抄造而片状化。
一种电磁波屏蔽物,其特征在于,包含使用了植物烧成物的片材。
一种电磁波屏蔽物,其特征在于,包含由植物烧成物、纤维材料和金属填料的混合物通过湿式抄造法所形成的片材。
一种电磁波屏蔽物,其特征在于,层叠有:采用了植物烧成物的片材;以及由植物烧成物、纤维材料和金属填料的混合物通过湿式抄造法所形成的片材。

说明书

说明书片材及其制造方法
技术领域
本发明涉及片材及其制造方法,特别涉及采用稻壳烧成物、米糠烧成物、大豆皮烧成物、可可豆壳烧成物等植物烧成物的片材及其制造方法。
背景技术
专利文献1中公开了如下技术思想:在工业上,利用将包含大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳等谷物残渣的植物进行烧成所得到的植物烧成物。
专利文献1:日本特开2010‑161337号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,近年来,关于大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳等谷物残渣,从生态学的观点考虑,正在研究再利用。尤其是,如专利文献1所公开的那样,在谷物残渣的烧成物中,主要是从电特性方面获得了令人感兴趣的数据。
因此,本发明以有效利用大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳等谷物残渣为课题。
用于解决问题的方法
本发明人等烧成大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳、可可豆壳等谷物残渣,制造使用其植物烧成物和纤维材料的片材,试着测定电特性等。其结果,发现该片材具有优异的电磁波屏蔽特性、电磁波吸收特性。
用于解决上述课题的本发明的片材是由植物烧成物和纤维材料的混合物通过湿式抄造法形成的片材。另外,本发明的片材的制造方法是对在水中混合纤维材料和植物烧成物所得的抄造用浆料进行片状化。
已经清楚的是,作为植物烧成物,包括大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳、大豆壳、花生的内皮、种子植物的导管侧壁部分、可可豆壳烧成物等,在使它们和纤维材料的混合比率变化,或者使片材的每平方米重量变化,或者混合金属填料、基体等时,电磁波屏蔽特性等产生变化。该混合比率等根据要屏蔽的电磁波频带等来确定即可。另外,使电磁波屏蔽特性等最优化的植物烧成物和纤维材料的混合比率也已清楚。
由本发明人等研究的结果可知,作为片材原材料的植物烧成物的类别根据片材的用途进行选择即可。例如,为了制造具备优异的电磁波屏蔽特性的片材,例如选择大豆皮烧成物、可可豆壳烧成物作为原材料即可。另外,为了制造具有优异的电磁波吸收特性的片材,例如,选择可可豆壳烧成物、稻壳烧成物、米糠烧成物作为原材料即可。因此,为了制造具备优异的电磁波屏蔽特性和优异的电磁波吸收特性的片材,选择含有螺旋状部分的可可豆壳烧成物等作为原材料即可。
另外,本发明的片材的纤维材料,只要能将植物烧成物固定化即可,因此,对其种类没有特别要求。如果举例说的话,例如有:(1)由热塑系树脂(如聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯、聚酰胺、氯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、芳香族聚酰胺等)形成的有机系纤维;(2)由凯诺尔等热固性树脂制成的纤维;(3)棉、羊毛、纤维素浆粕等天然纤维;(4)半合成纤维;(5)玻璃纤维、碳纤维等无机系纤维;(6)铁、铜、不锈钢、钢铁等的金属纤维;(7)还可以是这些短纤维的组合。这些纤维材料能够兼有片材的增强材料。
在将片材成型时,可以将粉状或纤维状的热固性树脂基体、热塑性树脂基体片状化时同时添加,或者使液状的热固性树脂基体、热塑性树脂基体浸渍片材。
为了制造可在宽的频带获得电磁波屏蔽效果的片材,如后所述,植物烧成物能够相对地覆盖低频带,因此,采用高频带的电磁波屏蔽效果优异的纤维状或粉状金属填料即可。另外,金属填料可以是实施了金属镀覆的纤维状或粉状的有机、无机填料。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
在本实施方式中,主要以采用可可豆壳烧成物作为片材的原材料的情况为例进行说明,但使用大豆皮烧成物、油菜籽粕烧成物、米糠烧成物、稻壳烧成物、大豆壳烧成物、花生的内皮烧成物、种子植物的导管侧壁部分的烧成物的情况也是同样的。另外,大豆皮烧成物等的制造方法与可可豆壳烧成物的制造方法相同。
另外,在本实施方式中所说的可可豆壳主要是指对可可豆的果实中所含有的多个可可豆进行包覆的皮自身,有时也被称作可可果壳。在本实施方式中,以这样的物质进行各种实验、评价,但仅含可可壳、或者可可壳和包覆可可豆的皮混在一起的物质也包含于本实施方式中所说的可可豆壳。
在本实施方式中,例如在约600[℃]~3000[℃]的温度下,采用静置炉、回转炉等碳化装置,选择性地在氮气等非活性气体氛围下或者真空中将可可豆壳在达到的温度下烧成约3小时左右,由此得到可可豆壳烧成物。并且,选择性地粉碎可可豆壳烧成物,采用例如网眼106μm方形的金属丝网等的网目进行筛分。
如此操作,可以得到在可可豆壳的烧成物全体中,其80%左右为85μm以下的烧成物。这时的中值粒径,例如为约25μm。以下,在仅明示烧成温度为900[℃]的情况下,粉碎可可豆壳烧成物时的中值粒径为约25μm。
另外,中值粒径,使用SHIMADZU公司的激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000等进行测定。在本实施方式中,可以使用中值粒径例如为约10μm~约60μm的可可豆壳的烧成物,也可以使用将它们进一步微粉碎,使最小的中值粒径约为1μm的烧成物。
另外,本说明书中所述的微粉碎,是指将微粉碎前的物质的中值粒径粉碎至下降1个位数数量级的程度。因此,例如如果粉碎前的中值粒径为30μm,则粉碎为3μm。不过,微粉碎并非意味着严格地使微粉碎前的物质的中值粒径下降1个位数数量级,也包括将微粉碎前的物质的中值粒径粉碎至例如1/5~1/20。另外,在本实施方式中,以微粉碎后的中值粒径最小时为约1μm的方式进行粉碎。
图1是采用可可豆壳烧成物的片材的示意的制造工序图。首先,对可可豆壳利用已知的破碎机反复进行破碎处理,直至破碎物的大小达到例如1.0mm~3.0mm左右,然后,放入碳化装置中。此时,选择性地浸渍甲阶型酚醛树脂等酚醛树脂时,可以实现可可豆壳烧成物的强度、碳量的提高。不过需要注意的是,该浸渍物自身在本实施方式的片材的制造上并非是必要的。
接着,在氮气氛围下,使温度每分钟上升约2[℃],直到700[℃]~1500[℃](例如900[℃])这样的规定温度。然后,在达到的温度下实施例如数小时至数周左右的碳化烧成处理。
接着,在果汁搅拌器、打浆搅拌器、亨舍尔搅拌器这样的具有高剪切性的搅拌器中投入大量的水,与此同时,投入例如芳香族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维等纤维材料,将它们分散混合。进一步,为了提高制成片材时纤维材料的连接程度、以及纤维材料的粒子捕捉性,可以采用打浆机、精炼机这样的原纤化处理装置对纤维材料进行纤维化处理。
接着,在带有螺旋桨式搅拌叶的搅拌容器内加入分散有纤维材料的水,进一步,将烧成过的可可豆壳直接加入或者粉碎后加入。粉碎条件如上所述。另外,关于烧成过的可可豆壳和芳香族聚酰胺纤维等的混合比率,与各种测定结果一起如后所述。此时,根据需要,可以在搅拌容器中加入金属填料等各种添加剂。
然后,旋转螺旋桨式搅拌叶,使烧成过的可可豆壳以及各种添加剂分散混合于分散有纤维材料的水中。此时,为了维持烧成过的可可豆壳的碳质形状,螺旋桨式搅拌叶的旋转速度设为50[rpm]~500[rpm]左右即可。
然后,在搅拌容器中添加粒子捕捉剂,进行低速搅拌混合,得到浓度0.01%~1.0%的抄造用浆料。粒子捕捉剂可以是在抄造的通常制纸工序、或者水处理中使用的物质即可,也被称作凝聚剂。
接着,对该抄造浆料进行湿式抄造。具体而言,例如,在带有网眼100目的四方的抄造金属丝网的300[mm]×300[mm]左右的盒型抄纸机中全量投入所得到的抄造浆料,由抄纸机下部将水排出过滤和吸引,进行压榨脱水,从而得到湿润状态的片后,在约100℃的热风循环干燥机内使其干燥。
将其切成适当的大小,填充于加热至约130℃的模具中,用压缩成型机在成型压力约20[kgf/cm2]、成型时间约5分钟的条件下进行加压,然后,在加压状态下冷却至约100℃,得到本实施方式的片材。加热温度只要是作为基体的热固性树脂的固化温度、热塑性树脂的熔点以上即可,也可根据作为片材目标的厚度适当选择成型压力。另外,作为片材的制造工序,不是必须含有采用了模具的压缩成型,例如,也可以通过辊压机进行成型。
图2是表示可可豆壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。图2的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量(SE)[dB]。另外,该电磁波屏蔽特性是在山形县工业技术中心的置赐试验场中,使用屏蔽效果评价器(ADVANTEST公司制:TR17301A)和频谱分析仪(ADVANTEST公司制:TR4172)进行测定的。
图2(a)表示使可可豆壳烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]时的电磁波屏蔽特性,图2(b)表示使每平方米重量为3000[g/m2]时的电磁波屏蔽特性。另外,片材的平面尺寸为约300[mm2]×300[mm2]时,每平方米重量为2000[g/m2]的片材的厚度为约3.0[mm],每平方米重量为3000[g/m2]的片材的厚度约4.5[mm]。
首先,在测定片材的电磁波屏蔽特性时,分别制造可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为50[wt.%]、60[wt.%]、70[wt.%]、80[wt.%]的片材。
参照图2(a)可知,越是增加可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例,片材的电磁波屏蔽量越是增加。这里,作为实用化基准的一个指标,作为电磁波屏蔽量,为大致20[dB]以上以将99%以上的电磁波屏蔽。就本实施方式的片材而言,使可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为80[wt.%]时,在大致100[MHz]以下的频带,为20[dB]以上。因此可知,本实施方式的片材的电磁波屏蔽特性优异。
另外,对比图2(a)和图2(b),如果每平方米重量为3000[g/m2],则可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例分别为50[wt.%]、60[wt.%]、70[wt.%]时,电磁波屏蔽量增加。因此,如果可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为80[wt.%],则每平方米重量无论是2000[g/m2]还是3000[g/m2],即使增加在此之上的每平方米重量,也难以认为电磁波屏蔽特性有剧烈的变化。
另外,在每平方米重量为3000[g/m2]时,可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为60[wt.%]以上的话,片材的电磁波屏蔽特性就没什么变化。因此,即使使可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例增加至高于此程度,也难以认为电磁波屏蔽特性有剧烈的变化。
就是说,片材中的可可豆壳烧成物的总量达到一定程度时,之后即使增加可可豆壳烧成物的总量,也难以认为电磁波屏蔽特性有所提高。因此,采用可可豆壳烧成物制造片材时,能够使可可豆壳烧成物为不浪费的量。
图3是表示可可豆壳烧成物不经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表,是与图2对应的图。另外,以后所述的电磁波屏蔽特性的测定方法全部与已经叙述过的情况相同。
参照图3可知,令人惊异的是,不经过粉碎工序的情况下,电磁波屏蔽量整体上有飞跃性地增加。就是说,无论是每平方米重量为2000[g/m2],还是3000[g/m2]的情况,在图3所示的测定上限的频带即600[MHz]以下的情况下,即使可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为50[wt.%]、60[wt.%]、70[wt.%]、80[wt.%]中任一比例,电磁波屏蔽量也略微超过20[dB],无论以频带来看还是以混合比例来看,电磁波屏蔽量整体上都有飞跃性地增加。
由此,对于可可豆壳烧成物不经过粉碎工序而制造的片材,相对而言,无论是降低可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例还是减少片材的每平方米重量,都可获得相对优异的电磁波屏蔽特性。换言之,对于可可豆壳烧成物不经过粉碎工序而制造的片材,只采用少量的可可豆壳烧成物即可,因此,能够廉价地制造片材。
另外,根据图3(b),在作为计测对象的混合比例中,可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为70[wt.%]时,电磁波屏蔽特性最好。就是说,从电磁波屏蔽特性来看,可以说只要使可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例大致为70[wt.%]即可。
图4是表示大豆皮烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表,是相当于图2的表。
图5是表示大豆皮烧成物不经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表,是相当于图3的表。
将图4、图5分别与图2、图3进行对比,虽然电磁波屏蔽量不同,但是,可看出几个共同点。具体而言,不经过粉碎工序时,在如下几点上相通:电磁波屏蔽水平高;从电磁波屏蔽特性这一点看,植物烧成物相对于片材整体的混合比例大致为70[wt.%]时看起来很好;从电磁波屏蔽特性这一点来看,片材的每平方米重量多时较好。
另外,不粉碎稻壳而制造的片材中,在100[MHz]以下的频带,可以确认到20[dB]以上的电磁波屏蔽量。另一方面,采用米糠制造的片材的情况下,即使是最好的条件,也只能制造电磁波屏蔽量略超过20[dB]程度的片材。
由上可知,为了制造电磁波屏蔽特性特别优异的片材,使用可可豆壳烧成物、大豆皮烧成物作为原材料较好。需要说明的是,通常市售的电磁波屏蔽部件的电磁波屏蔽量大都在5[dB]~25[dB]这一范围。由此,在本实施方式中作为指标的20[dB]这一电磁波屏蔽量处于较高水准。即使是稻壳、米糠、可可豆壳、大豆皮的任一烧成物,在600[MHz]以下的频带中,可确认到电磁波屏蔽量为5[dB]以上。因此,在这一点上,本实施方式的片材而言,即使使用在这里作为测定对象的任何植物烧成物,也能够实现与市售水平同程度的屏蔽量。
图6是表示可可豆壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。图6(a)表示使可可豆壳烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果,图6(b)表示使每平方米重量为3000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果。
示于图6的电磁波吸收特性的测定是,在300[mm]×300[mm]大小的金属板上设置相同尺寸的片材的状态下,对片材照射图6中所描绘频率的入射波,测定来自片材的反射波能量,求出入射波和反射波的能量差,即,电磁波吸收量(能量损失)。另外,该测定是使用弧形电磁波吸收测定器,并基于弧形测试(arch test)法进行的。
如图6(a)所示,在可可豆壳烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]的情况下,可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为60[wt.%]时,能够确认到以约6000[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。电磁波吸收量通常以能否超过‑20[dB]这一水平作为一个指标,上述峰为约‑35[dB],因此可知其为大幅超过该指标的吸收量。
如图6(b)所示,在可可豆壳烧成物的每平方米重量为3000[g/m2]的情况下,可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为50[wt.%]时,能够确认到以约5000[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑42[dB],因此可知其为大幅超过该指标的吸收量。
由图6(a)、图6(b)可知,通过适当选择每平方米重量、可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例,能够制造以所希望的频带为目标的电磁波吸收片材。
图7是表示稻壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。图7(a)表示使稻壳烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果,图7(b)表示使每平方米重量为3000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果。该测定也是基于弧形测定法进行的。
如图7(a)所示,在稻壳烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]的情况下,稻壳烧成物相对于片材整体的混合比例为70[wt.%]时,能够确认到以约6000[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑35[dB],因此可知其为大幅超过该指标的吸收量。另外,稻壳烧成物相对于片材整体的混合比例为60[wt.%]时,能够确认到以约6500[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑27[dB],因此可知其为超过该指标的吸收量。
如图7(b)所示,在稻壳烧成物的每平方米重量为3000[g/m2]的情况下,稻壳烧成物相对于片材整体的混合比例为60[wt.%]时,能够确认到以约4500[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑28[dB],因此可知其为超过该指标的吸收量。
由图7(a)、图7(b)可知,通过适当选择每平方米重量、稻壳烧成物相对于片材整体的混合比例,能够制造以所希望的频带为目标的电磁波吸收片材。
图8是表示采用米糠烧成物而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。图8(a)表示使米糠烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果,图8(b)表示使每平方米重量为3000[g/m2]时的电磁波吸收特性的测定结果。
如图8(a)所示,在米糠烧成物的每平方米重量为2000[g/m2]的情况下,米糠烧成物相对于片材整体的混合比例为80[wt.%]时,能够确认到以约5200[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑40[dB],因此可知其为大幅超过该指标的吸收量。
如图8(b)所示,在米糠烧成物的每平方米重量为3000[g/m2]的情况下,米糠烧成物相对于片材整体的混合比例为60[wt.%]时,能够确认到以约4200[MHz]附近为峰的电磁波吸收量。该电磁波吸收量为约‑28[dB],因此可知其为超过该指标的吸收量。
由图8(a)、图8(b)也可知,通过适当选择每平方米重量、米糠烧成物相对于片材整体的混合比例,能够制造以所希望的频带为目标的电磁波吸收片材。
由以上说明的图6~图8可知,根据作为片材的原材料所使用的植物烧成物的类别,电磁波吸收量成为峰的频带也不同,因此,根据片材的用途来选择何种植物烧成物作为原材料即可,或者,也可适当选择多种植物烧成物来将它们混合使用。
另外,为了调查使用了可可豆壳、稻壳、米糠、大豆皮的各烧成物的片材的导电特性,试着测定各片材的体积固有电阻率。在稻壳烧成物的情况下,体积固有电阻率大约为102[Ω·cm]~103[Ω·cm]。另外,已知的是,体积固有电阻率几乎不因为对于稻壳烧成物的粉碎工序的有无而产生变化。
另外,各片材的体积固有电阻率,采用低电阻率计(三菱化学社制造:Loresta‑GP,MCP‑610)对测定对象的片材进行。具体而言,对于片材的任意9个区域,按压低电阻率计的探针,由此,使电流从探针流向片材,测定片材两面的电位差,从而测定体积固有电阻率。
米糠烧成物的情况下,体积固有电阻率大约为102[Ω·cm]~105[Ω·cm]。在大豆皮烧成物的情况下,体积固有电阻率大约为101[Ω·cm]~103[Ω·cm]。另外,已知的是,体积固有电阻率几乎不因为对于大豆皮烧成物的粉碎工序的有无而产生变化。
就可可豆壳烧成物而言,发现体积固有电阻率因粉碎工序的有无而有差异,经过了粉碎工序时的体积固有电阻率大约为101[Ω·cm]~102[Ω·cm],不经过粉碎工序时的体积固有电阻率大约为100[Ω·cm]~101[Ω·cm],由此可知经过粉碎工序时体积固有电阻率变大。
另外,本实施方式的片材可适当地用于如下材料等:(1)包括手机、PDA(Personal Digital Assistant:个人数码助理)等通信终端的电子设备、电灶等电子设备以及用于它们的电子基板所涉及的电磁波屏蔽材料;(2)电子设备等的检查装置(包括屏蔽盒等)涉及的电磁波屏蔽材料;(3)ETC门附近、用于合适的车间相互通信的隧道内以及地下停车场内涉及的电磁波屏蔽材料;(4)屋顶材料、地板材料或壁材料等建材、工作靴、工作服涉及的电磁波屏蔽材料;(5)使用了热压前的柔软状态的材料的具有电磁波吸收效果的缓冲材料、以及将其用于内侧的头盔、将其设置于内部的汽车门涉及的电磁波屏蔽材料;(6)汽车用电池组盖、以及汽车用下盖板。
其结果,例如有如下优点:例如,能够消除由手机等或者住宅周边的高压线等发射的电磁波对人体造成不良影响的令人担心的材料,或者提供轻量的屏蔽盒,或者提供具有抗静电功能的工作靴等。
进一步,也可以采用也能称作本实施方式的片材的前体的热压前的柔软状态的材料。此时,具有如下优点:例如,如果用于建筑材料,则具有保温性;也容易用于衣物类。
接着,作为电磁波屏蔽特性、电磁波吸收特性都优异的片材原材料,着眼于可可豆壳,进行以下计量等。
(1)可可豆壳烧成前后的成分分析、
(2)可可豆壳烧成前后的组织观察、
(3)可可豆壳烧成物的导电性试验。
图9(a)是表示可可豆壳在烧成前通过ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。图9(b)是表示图9(a)所示的可可豆壳在烧成后通过ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。
另外,为了比较,图9(a)和图9(b)中也表示了针对大豆皮、油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳的成分分析结果。
可可豆壳等烧成物的制造条件,如使用图1的说明所述,但“规定的温度”为900[℃],“中值粒径”为约10μm~约60μm。此外,ZAF定量分析法,和有机元素分析法相比,对C、H、N元素的定量可靠性低,因此要对C、H、N元素进行高可靠性的分析,还要另外使用有机元素分析法进行分析。
就图9(a)所示的烧成前的可可豆壳而言,相对来看“C”的比例稍少,相对来看“O”的比例稍多。另一方面,就图9(b)所示的烧成后的可可豆壳而言,“C”的比例是平均的,“O”的比例变少。这样,可可豆壳因烧成处理使得“O”的比例减少,但是,“C”的比例增加,因此,可以看到“C”增加。
图10(a)是表示对应于图9(a)的使用有机元素分析法的成分分析结果的图表。图10(b)是表示对应于图9(b)的使用有机元素分析法的成分分析结果的图表。
在观察图10(a)、图10(b)时,总的来说可以评价为6种植物的烧成物中所含的有机元素的比例相同。即便如此,对于油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕来说,或许由于具有同为油粕这一共同点,因此图表更为相似。具体来说,“N”的比例相对多,烧成前后的“C”增加率相对低。
另一方面,对于大豆皮、棉籽壳来说,或许由于具有同为外皮这一共同点,因此图表相似。具体来说,“N”的比例相对少,烧成前后的“C”增加率相对高。与此相对,就可可豆壳而言,“C”的比例相对少,但烧成前后的“N”增加率相对高。此外,着眼于“C”观察可知,棉籽壳最高(约83%),芝麻粕最低(约63%)。
另外,作为烧成物的可可豆壳的成分分析(有机元素分析法)结果,碳成分约为43.60%,氢成分约为6.02%,氮成分约为2.78%。另一方面,作为烧成后的可可豆壳的成分分析(有机元素分析法)结果,碳成分约为65.57%,氢成分约为1.12%,氮成分约为1.93%。另外,可可豆壳烧成物的体积固有电阻率为4.06×10‑12[Ω·cm]。
进一步概括出,在利用有机微量元素分析法的成分分析中,就烧成前的可可豆壳等而言,总体来说,原本碳成分就多。另一方面,就烧成后的可可豆壳等而言,碳比例通过烧成而增加。
图11是表示针对粉碎后的可可豆壳烧成物的导电性试验的试验结果的图表。图11的横轴表示对可可豆壳烧成物施加的压力[MPa],纵轴表示体积固有电阻率[Ω·cm]。另外,作为参考,图11中也表示了针对棉籽壳、芝麻粕、油菜籽粕、棉籽粕的试验结果。
采用下述方法,将试验对象“可可豆壳烧成物”的粉末1g加入到内径约为25φ的圆筒状容器中,然后使直径约为25φ的圆柱状黄铜与上述容器的开口部分重合,并使用压力机(东洋精机社制:MP-SC),通过黄铜,每次以0.5[MPa]为幅度,从0[MPa]加压至4[MPa]或5[MPa],由此一边对可可豆壳烧成物进行加压,一边使低电阻测电器(三菱化学社制:loresta-GP MCP-T600)的探针与黄铜的侧部和底部接触来测定其体积固有电阻率。
另外,在使用约10φ的圆筒状容器代替约25φ的圆筒状容器,使用直径约为10φ的圆柱状黄铜代替直径约为25φ的圆柱状黄铜,并且其它条件如上所述时,对于导电性试验的试验结果,也可以得到同等结果。
根据图11所示的试验结果可知,通过施加例如0.5[MPa]以上的压力且随着压力增加,可可豆壳烧成物具有体积固有电阻率下降,即电导率提高的特性。
另外,棉籽壳的体积固有电阻率为3.74×10‑2[Ω·cm],芝麻粕的体积固有电阻率为4.17×10‑2[Ω·cm],油菜籽粕的体积固有电阻率为4.49×10‑2[Ω·cm],棉籽粕的体积固有电阻率为3.35×10‑2[Ω·cm],可可豆壳的体积固有电阻率为4.06×10‑2[Ω·cm]。
此处,例如,体积固有电阻率为1.00×10-1[Ω·cm]和体积固有电阻率为3.00×10-1[Ω·cm],严格来说是相差3倍,但本领域技术人员明白,体积固有电阻率的测定结果并不需要这样的严格性。因此,需要注意的是,体积固有电阻率为1.00×10-1[Ω·cm]和体积固有电阻率为3.00×10-1[Ω·cm],这两者都是“10-1”的位数,并且没有改变,因此,它们可以评价为彼此同等。
图12是表示被混入乙烯/丙烯二烯橡胶的可可豆壳烧成物的含有率和体积固有电阻率的关系的图表。即,这里,作为片材的比较例,试着制造了在乙烯/丙烯二烯橡胶中混入可可豆壳烧成物的片材。图12的横轴表示可可豆壳烧成物的含有率[phr],纵轴表示体积固有电阻率[Ω·cm]。另外,在此处,为了比较,也对使用有棉籽壳、芝麻粕、油菜籽粕、棉籽粕的各烧成物的电磁波屏蔽部件进行表示。此外,图12内所描绘的数值,是从电磁波屏蔽部件中任意选择的9点进行测定的平均值(以下,同样)。
如图12所示,可可豆壳等的各体积固有电阻率,可以得到彼此相同的测定结果。顺便说一下,可可豆壳等的各体积固有电阻率和大豆皮的体积固有电阻率也相同。
此外,如果仅就大豆皮、油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳的各烧成物而言,则可知当植物烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,在任一情况下,与该含有率到150[phr]为止的情况相比,其体积固有电阻率都大幅下降。与此相对,对于可可豆壳的烧成物而言,可知随着相对于橡胶的含有率的增加,体积固有电阻率线性地大幅下降。
另外,对于本实施方式的可可豆壳等的烧成物,试着根据JIS K-1474测定松比重。油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳、可可豆壳的松比重分别为约0.6~0.9g/ml、约0.7~0.9g/ml、约0.6~0.9g/ml,约0.3~0.5g/ml、约0.3~0.5g/ml。外皮类(棉籽壳、可可豆壳)的体积较高。
图13、图14是烧成前的可可豆壳的SEM照片。图13(a)表示在350倍的倍率下拍摄的外皮照片,图13(b)表示在100倍的倍率下拍摄的内皮照片,图14(a)表示在750倍的倍率下拍摄的内皮照片,图14(b)表示在1500倍的倍率下拍摄的内皮照片。
如图13(a)所示,可知烧成前的可可豆壳的外皮是像石灰岩的表面的形态。另一方面,如图13(b)所示,可知烧成前的可可豆壳的内皮是纤维状的形态。
有意思的是,如图14(a)、图14(b)所示,可知对于烧成前的可可豆壳的内皮试着放大纤维状部分来看时,具备螺旋状部分。另外,螺旋状部分的直径大致呈现为10μm~20μm。
图15、图16是不区分内皮和外皮而烧成的可可豆壳的SEM照片。图15(a)、图15(b)和图16(a)表示在1500倍的倍率下拍摄的烧成物的照片,图16(b)表示在3500倍的倍率下拍摄的烧成物的照片。
由图15(a)、图16(b)可以确认的是,在可可豆壳的烧成物中也残留有在烧成前的可可豆壳的内皮中所见的纤维状部分。另外,烧成物的尺寸呈现的是螺旋状部分的直径大致缩小到5μm~10μm。另外,由图15(b)、图16(a)可以确认的是,可可豆壳的烧成物是丰富多彩的多孔结构。
在已经叙述过的大豆皮、油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳、大豆壳中,未确认到螺旋状部分。因此,这样的形态很可能是可可豆壳固有的形态。另一方面,藕、南瓜等种子植物的导管侧壁部分等、以及花生的内皮等也包含螺旋状部分,因此,能够预料到会获得采用可可豆壳烧成物时所得到的效果。由此,本发明的范畴当然也包括采用含螺旋状部分的任何植物烧成物的情况。
这里,对可可豆壳烧成物实施粉碎处理,或者混入橡胶的情况下,认为存在螺旋状部分被挤坏的可能。并且,将图2所示的可可豆壳烧成物经过粉碎处理的片材的电磁波屏蔽特性和图3所示的不经过粉碎处理的片材的电磁波屏蔽特性进行对比,电磁波屏蔽量有显著差异,与此相对,即使将表示大豆皮烧成物的电磁波屏蔽特性的图4、图5进行对比,也没有那种程度的电磁波屏蔽量的差异。
由此可以认为,在可可豆壳烧成物中所见的螺旋状部分有助于将电磁波能量以良好的效率转换为其他的能量。如本实施方式所示,对于可可豆壳烧成物不实施粉碎处理,使螺旋状部分良好地残留同时采用能够制造的湿式抄造法的片材,能够得到橡胶材料所得不到的优异电特性。附带说一下,采用湿式抄造法的片材具有使植物烧成物各自独特的结构残留的优点。
(实施方式2)
在本发明的实施方式1中,主要对使用了可可豆壳烧成物的片材进行了说明,在本发明的实施方式2中,对向各种植物烧成物中添加了作为金属填料的不锈钢纤维的片材进行说明。另外,不锈钢纤维是作为金属填料的一例,可用于本实施方式的片材的金属填料并不限于不锈钢纤维。
另外,在本实施方式中使用的不锈钢纤维是日本精线株式会社制造的纳斯龙(ナスロン,注册商标)CHOP6,将植物烧成物和芳香族聚酰胺纤维等混合时,除了一并混合不锈钢纤维这一点,本实施方式的片材的制造方法与实施方式1相同。另外,各植物烧成物的烧成温度是900[℃]。
表1

表2

表1、表2是表示本发明的实施方式2的片材的构成的表。如表1、表2所示,本实施方式的片材的构成大致分为4个类别。
作为第1类别,准备如下片材:分别使实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)、实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)、实施了粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC)、未实施粉碎处理的稻壳烧成物(RHC‑L)、未实施粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC‑L)相对于片材整体的混合比例为50[wt.%]。即,第1类别涉及的片材是未向上述各种植物烧成物混合不锈钢(SUS)纤维的片材。
作为第2类别,准备如下片材:分别使实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)、实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)、实施了粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC)、未实施粉碎处理的稻壳烧成物(RHC‑L)、未实施粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC‑L)相对于片材整体的混合比例为25[wt.%],并且,使不锈钢(SUS)纤维相对于片材整体的混合比例为25[wt.%]。即,第2类别涉及的片材是向各种植物烧成物混合了不锈钢(SUS)纤维的片材。
作为第3类别,准备混合比例如下的片材:在大半处于150[μm]~200[μm]的大小的条件下使实施了粉碎处理的可可豆壳烧成物(CHC)以及不锈钢(SUS)纤维相对于片材整体分别为37.5[wt.%]和12.5[wt.%],25[wt.%]和25[wt.%],12.5[wt.%]和37.5[wt.%],0[wt.%]和50.0[wt.%]。即,第3类别涉及的片材是向实施了粉碎处理的可可豆壳烧成物选择性地混合了不锈钢(SUS)纤维的片材。
作为第4类别,准备混合比例如下的片材:使未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物(CHC‑L)以及不锈钢(SUS)纤维相对于片材整体分别为50.0[wt.%]和0[wt.%],0和50.0[wt.%],25[wt.%]和25[wt.%]。即,第4类别涉及的片材是向未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物选择性地混合了不锈钢(SUS)纤维的片材。
另外,属于第1类别~第4类别中任一类别的片材的每平方米重量为2000[g/m2]。
图17是表示表1所示的第1类别涉及的片材、即未向各种植物烧成物中混合不锈钢(SUS)纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。该测定通过KEC法进行,图17(a)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电场屏蔽量[dB]。另外,图17(a)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电场屏蔽量[dB]。
根据图17(a),通过混合50[wt.%]的未实施粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC‑L)所制造的片材的电场屏蔽量最高,在约1000[MHz]之前为大致20[dB]以上的值。
接着,通过混合50[wt.%]的未实施粉碎处理的稻壳烧成物(RHC‑L)所制造的片材和通过混合50[wt.%]的实施了粉碎处理的大豆皮烧成物(SHC)所制造的片材为大致相同的值,在约1000[MHz]的频率之前的电场屏蔽量为大致7[dB]以上的值。
另外,通过混合50[wt.%]的实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)所制造的片材和通过混合50[wt.%]的实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)所制造的片材为大致相同的值,在约1000[MHz]的频率之前的电场屏蔽量为大致5[dB]以上的值。
另一方面,根据图17(b),在任一片材中,作为磁场屏蔽量得不到优异的值。
图18是表示表1所示的第2类别涉及的片材、即向各种植物烧成物混合了不锈钢(SUS)纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图,是与图17对应的图。
参照图18(a)可知,与图17(a)比较,总的来说电场屏蔽量提高。就电场屏蔽量而言,除了实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物、以及实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物,在约1000[MHz]的频率之前的电场屏蔽量为大致58[dB]以上的值,在50[MPa]以下的低频率区域中,得到最大为80[dB]~100[dB]的电场屏蔽量。
另外,在实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物中,在约1000[MHz]的频率之前的电场屏蔽量为大致50[dB]以上的值,在实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物中,在约1000[MHz]的频率之前的电场屏蔽量平均为大致40[dB]以上的值,作为极小值也大致为30[dB]。
这里,在汽车用电池组盖和汽车用下盖板中,通常,在100[MHz]~2[GHz]的频带中,要求约60[dB]以上的电场屏蔽量。因此,在图18(a)涉及的片材中,除了实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物、以及实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物,可以用作汽车用电池组盖等。
另外,以往的汽车用电池组盖,主要将不锈钢材料制成网目状,需要覆盖汽车用电池组盖整体这样麻烦的制造工序,采用本实施方式的片材的情况下,准备好对应于汽车用电池组盖的形状、大小的模具等,可以采用一体成型这样的简化制造方法。而且,在采用本实施方式的片材的情况下,含有植物烧成物的结果,能够相对地减少不锈钢原材料的比例,因此,与以往的汽车用电池组盖相比,能够实现轻量化。
另外,通常,在以往的汽车用电池组盖中使用的不锈钢材料相较于植物烧成物是高价的,因此,混合有植物烧成物的汽车用电池组盖具有廉价这样的优点。
参照图18(b)可知,与图17(b)相比,总的来说磁场屏蔽量提高。另外,由图18(a)和图18(b)还可知,电场屏蔽量和磁场屏蔽量有亲和性。即,实施了粉碎处理的稻壳烧成物(RHC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物与其他混合物相比,磁场屏蔽量和电场屏蔽量都变少少许,实施了粉碎处理的米糠烧成物(RBC)和不锈钢(SUS)纤维分别均为25[wt.%]的混合物与其他混合物相比,磁场屏蔽量和电场屏蔽量都进一步变少少许。
图19是表示表1所示的第3类别涉及的片材、即对实施了粉碎处理的可可豆壳烧成物选择性地混合有不锈钢(SUS)纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图,是与图17对应的图。
参见图19可知,与图17(a)相比,总的来说电场屏蔽量提高。另外,需要留意的是,图19(a)内的最下图也示于图17(a)。
参照图19(a)可知,越是提高不锈钢(SUS)纤维的混合比例,电场屏蔽量越是提高。在使实施了粉碎处理的可可豆壳烧成物(CHC)和不锈钢(SUS)纤维相对于片材整体的混合比例分别为12.5[wt.%]和37.5[wt.%]时,也能够实现在已叙述的汽车用电池组盖等中要求的约60[dB]以上的电场屏蔽量。
参照图19(b)可知,与图17(b)相比,总的来说磁场屏蔽量提高。另外,由图19(a)和图19(b)可知,电场屏蔽量和磁场屏蔽量有亲和性。
另外,分别制造使可可豆壳烧成物和不锈钢(SUS)纤维相对于片材整体的混合比例为10[wt.%]、30[wt.%]、50[wt.%]、且可可豆壳烧成物和SUS纤维的混合比例为1:1的片材,以及可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为50[wt.%](无SUS纤维)的片材,在KEC法的基础上通过2焦点型扁平空洞(DFFC)法试着测定电磁波屏蔽量。
其结果,在KFC法的情况下可知,电场屏蔽量为:“10[wt.%]”的材料平均约45[dB];“30[wt.%]”的材料平均约80[dB];“50[wt.%]”的材料平均约105[dB];“50[wt.%](无SUS纤维)”的材料平均约30[dB]。
另外,在DFFC法的情况下,在1[MHz]~9[MHz]的范围内测定,可知电磁波屏蔽量为:“10[wt.%]”的材料平均约40[dB];“30[wt.%]”的材料平均约75[dB];“50[wt.%]”的材料平均约95[dB];“50[wt.%](无SUS纤维)”的材料平均约20[dB]。
图20是表示示于表2的第4类别涉及的片材、即向未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物选择地混合不锈钢(SUS)纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图,是与图17对应的图。
参照图20(a)可知,与图17(a)相比,总的来说电场屏蔽量提高。令人惊异的是,即使是完全没有混合不锈钢(SUS)纤维的情况下,在1000[MHz]之前的频带也为30[dB]以上的值。
此外,令人惊异的是,比起不锈钢(SUS)纤维单体,未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物和不锈钢(SUS)纤维的混合的电场屏蔽量增大。因此,将这样的片材用于例如电子设备等的检查装置、ETC门附近、屋顶材料、地板材料等建材、工作靴、工作服、头盔、汽车用电池组盖等时,起到轻量、廉价并且能够实现制造工序简化这样优异的效果。
参照图20(b)可知,与图17(b)相比,总的来说磁场屏蔽量提高。另外,由图20(a)和图20(b)可知,电场屏蔽量和磁场屏蔽量具有亲和性。
以上,在本实施方式中,主要基于利用KEC法的计测结果进行说明,如在实施方式1中说明的那样,试着基于爱德万测试法测定片材的电磁波屏蔽量,结果,能够确认到得到同样的结果。
图23是表示基于由本实施方式的植物烧成物和SUS纤维的混合物构成的片材的弧形法测定的电磁波屏蔽特性的图。图23的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。
这里,为了进行比较,对于由SUS纤维单体制造的片材和由植物烧成物单体制造的片材的层叠物也调查电磁波屏蔽特性。另外,分别制造可可豆壳烧成物和SUS纤维相对于片材整体的混合比例为10[wt.%]、30[wt.%]、50[wt.%]且可可豆壳烧成物和SUS纤维的混合比例为1:1的片材,可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例为50[wt.%](无SUS纤维)的片材。
根据图23可知,本实施方式的片材的电磁波屏蔽特性与可可豆壳烧成物和SUS纤维相对于片材整体的混合比例无关,在10[MHz]附近、1000[MHz]附近得到了40[dB]以上的高电磁波屏蔽量。因此可知,如果要求电磁波屏蔽量优异的片材,可可豆壳烧成物没有必要用那么多的混合量。
图24是表示对由SUS纤维单体制造的片材和由植物烧成物单体制造的片材的层叠物基于弧形法测定的电磁波屏蔽特性作为比较例的图。图24的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。
由图24所示可知,在频率为1000[MHz]以下时,能够实现平均约30[dB]的电磁波屏蔽量。
但是,与图23对比可知,在比较例的片材的情况下,只能确认到超过40[dB]的电磁波屏蔽量仅在100[MHz]附近,在1000[MHz]附近时不满30[dB]。
综上,由图23、图24的对比可知,就片材而言,与仅将由植物烧成物单体制造的材料和由SUS纤维单体制造的材料进行层叠的情况相比,在制造时混合植物烧成物和SUS纤维的情况下,电磁波屏蔽量增大。换言之,本实施方式的片材是在混合植物烧成物和SUS纤维的状态下制造的,因此能够得到优异的电磁波屏蔽量。
进一步,本实施方式的片材能够合适地用于电磁波屏蔽物。具体而言,能够制造以如下方式层叠的电磁波屏蔽物:混合植物烧成物和SUS纤维而成的片材在外侧,由植物烧成物单体制造的片材在内侧。另外,可以在外侧的片材的表面选择性地设置绝缘层。这样,通过利用电磁波屏蔽物覆盖电磁波发生源,能够使来自电磁波发生源产生的电磁波不泄露到外部。在这种情况下,内侧的片材主要有助于电场吸收且外侧的片材主要有助于磁场屏蔽,因此,能够减少电磁波屏蔽物内的电磁波。进一步,设置有绝缘层的情况下,能够通过绝缘层防止未被各片材屏蔽尽的电磁波照射至电磁波屏蔽物的外部。作为这种电磁波屏蔽物的使用例,可举出已经叙述过的电子设备等检查装置、汽车用电池组盖等。
另外,也能够使上述各片材的层叠顺序相反。即,能够制造以如下方式层叠的电磁波屏蔽物:混合植物烧成物和SUS纤维而成的片材在内侧,由植物烧成物单体制造的片材在外侧。这样,通过利用电磁波屏蔽物覆盖电磁波照射的防止对象,能够避免来自于位于外部的电磁波发生源的电磁波照射至其防止对象。这时,外侧的片材主要有助于电场吸收,因此,该电磁波屏蔽物不仅具有单独的电磁波屏蔽功能,也能够避免对位于电磁波屏蔽物周边的电子设备等产生不良影响。作为这种电磁波屏蔽物的使用例,可举出已经叙述的建筑材料、衣类等。
(实施方式3)
在本发明的实施方式3中,在片材制造时进行的加压工序之际,试着变更加压条件。
表3

表3表示经过湿式抄造工序和干燥工序后进行的加压工序之时进行约3MPa的加压所制造的片材和进行约10MPa的加压所制造的片材的松密度和厚度的关系。另外,采用“约10MPa”的原因在于该值是最密填充化的程度的加压值。
本实施方式的片材的制造方法除了加压条件,与实施方式1的方法相同,各植物烧成物的烧成温度为900[℃]。另外,在本实施方式中,对于通过向未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物选择性地添加不锈钢纤维而制造的片材进行说明。
如表3所示,在未添加不锈钢纤维的情况下,未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物相对于片材整体的混合比例分别为10[wt.%]、30[wt.%]、50[wt.%]。
另一方面,添加不锈钢纤维的情况下,未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物和不锈钢纤维相对于片材整体的混合比例分别为10[wt.%]、30[wt.%]、50[wt.%]。
在对上述的6模式的试验材料进行约3MPa的加压的情况和进行约10MPa的加压的情况下,都是进行约10MPa的加压时,松密度增加。另外还可知,与之相伴的是,片材的厚度减少。各片材的松密度和厚度的具体数值可参照表3。
图21是表示对未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物未添加不锈钢纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。该测定通过KEC法进行,图21(a)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电场屏蔽量[dB]。另外,图21(b)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示磁场屏蔽量[dB]。另外,图内的“high p”意味着表3的加压为“高”,“Low p”意味着表3的加压为“低”。
根据图21(a),未添加不锈钢纤维的情况下,伴随着未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物相对于片材的混合比例的增加,可看出进行高的加压时电场屏蔽量增加。但是,未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物的混合比例为10[wt.%]的情况下,未见到电场屏蔽量因加压高低而有明显差异。
根据图21(b),未见到磁场屏蔽量因未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物的混合比例的高低、加压的高低而有明显差异。
这里,在提高松密度时,可可豆壳烧成物的粉体间的距离、可可豆壳烧成物的粉体和不锈钢纤维的接触、以及不锈钢纤维间的距离变短,因此,导电性提高的结果是,片材的电场屏蔽性提高。另外,即使在进行约10MPa的加压后,在片材的内部残留空间,因此,可以说很少有螺旋结构被破坏。
另外,当着眼于松密度的下限值时,在作为片材的制造工序的抄纸工序时,松密度为0.3[g/cm3]左右,但为了防止可可豆壳烧成物的粉体的脱落,使片材的表面熔融时,松密度为0.5[g/cm3]左右。换言之,本实施方式的片材,在松密度至少为0.5[g/cm3]左右的条件下进行加压即可。
图22是表示对未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物添加不锈钢纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图,是与图21对应的图。
根据图22(a),在添加不锈钢纤维的情况下,伴随着未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物的混合比例的增加,进行高的加压时,可见到电场屏蔽量增加。但是,在未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物的混合比例为10[wt.%]的情况下,未见到电场屏蔽量因加压的高低而有明显差异。另一方面,在最优良的条件的情况下,可得到超过100[dB]并迫近120[dB]的电场屏蔽量。
根据图22(b),对未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物添加不锈钢纤维的情况下,伴随着未实施粉碎处理的可可豆壳烧成物的混合比例的增加,进行高的加压时,可知磁场屏蔽量增加。尤其是,与图17(b)、图18(b)所示的结果相比,可知磁场屏蔽量激增。
以上,概括各种测定结果,可以说本实施方式2、3的片材具备如下性质。
(1)采用SUS纤维和植物烧成物的混合物的片材,SUS纤维的比例越多,电磁波屏蔽量越增大,但成本高企。就市场价格而言,SUS纤维的成本是植物烧成物成本的约5倍~6倍。这样,根据片材的用途所要求的电场屏蔽量未必恒定,但是,SUS纤维和植物烧成物的混合优选为大致1:3~3:1。
(2)越是提高SUS纤维和植物烧成物的混合物相对于片材的混合比例,片材的电磁波屏蔽量越是增大。
(3)即使不提高SUS纤维和植物烧成物的混合物相对于片材的混合比例,如果通过在制造片材时加压来提高松密度的话,则片材的电磁波屏蔽量也增大。
(实施方式4)
在实施方式1中,对在带有螺旋桨式搅拌叶的搅拌容器内粉碎烧成后的可可豆壳烧成物后加入的例子进行说明,在本实施方式中,对通过粉碎烧成前的可可豆壳然后进行烧成处理的工序所制造的片材进行说明。另外,作为粉碎机,采用通用的切割搅拌器。
图25是表示可可豆壳经过粉碎工序后烧成的可可豆壳所形成的片材的体积固有电阻率的测定结果的图。该测定是采用低电阻率计(三菱化学社制造:Loresta‑GP,MCP‑610)进行。体积固有电阻率的测定对象是采用通过了网眼500μm四方的金属丝网等网目的片材(用△绘图),以及采用不通过其的片材(用▽绘图)这两者。另外,用于参考,图25也表示通过图1的工序(其中不经过粉碎工序)所制造的片材的体积固有电阻率(用□绘图)。
首先,采用通过了网目的材料的片材的情况下,即使与由图1的工序(其中不经过粉碎工序)而制造的片材进行对比,体积固有电阻率也没有大的变化。认为这都是因为片材中所占的可可豆壳螺旋部分相对较少所引起的。
与此相对,采用未通过网目的材料的片材的情况下,可看到体积固有电阻率有1位数至2位数的降低。认为这是因为在未通过网目的可可豆壳中含有较多的螺旋状部分所引起的。
因此,在要求低体积固有电阻率的领域中,可以说采用未通过网目的可可豆壳、即含有较多的螺旋状部分的可可豆壳所形成的片材即可。
(实施方式5)
接着,对制造时混合有各种基体的片材进行说明。这里,对于采用聚丙烯(PP)、高分子聚乙烯(HDPE)作为基体,采用玻璃纤维(GF)作为纤维材料来制造的80mm见方的片材的导电特性和电磁波屏蔽特性进行测定,并进行拉伸试验。具体的片材制造条件如下。另外,为了比较,以下的片材5不含基体。
片材1(厚度t=1.5mm)
SUS纤维:15wt.%
可可豆壳(150μm以下):15wt.%
聚乙烯纤维:60wt.%
GF(玻璃纤维):10wt.%
每平方米重量:2000g/m2
片材2(厚度t=1.4mm)
SUS纤维:15wt.%
可可豆壳(150μm以下):15wt.%
聚乙烯纤维:40wt.%
GF(玻璃纤维):30wt.%
每平方米重量:2000g/m2
片材3(厚度t=1.6mm)
SUS纤维:15wt.%
可可豆壳(150μm以下):15wt.%
PP(聚丙烯):60wt.%
芳香族聚酰胺纤维:10wt.%
每平方米重量:2000g/m2
片材4(厚度t=1.6mm)
SUS纤维:15wt.%
可可豆壳(150μm以下):15wt.%
HDPE(高密度聚乙烯):60wt.%
芳香族聚酰胺纤维:10wt.%
每平方米重量:2000g/m2
片材5(厚度t=1.6mm)
SUS纤维:15wt.%
可可豆壳(150μm以下):15wt.%
基体:无
聚乙烯纤维:60wt.%
芳香族聚酰胺纤维:10wt.%
每平方米重量:2000g/m2
图26是表示片材1~片材5的体积固有电阻率的图。根据图26,未见到因基体的有无以及种类差别所引起的明显变化,但即使这样,含有玻璃纤维作为基体的片材1、2与其他片材相比,体积固有电阻率稍低。
作为参考,表示片材1~片材5的体积固有电阻率的平均值时,分别为5.96×10‑2Ω·cm,4.90×10‑2Ω·cm,2.00×10‑1Ω·cm,1.57×10‑1Ω·cm,1.16×10‑1Ω·cm。
图27是表示片材1~片材5的电磁波屏蔽量的图。如图27所示,片材1~片材5的电磁波屏蔽量在1000[MHz]以下时为几乎相同的值,即使包含特定的基体,也未见到与其他材料的差异。
图28是表示片材1~片材5的拉伸试验用的加工物的示意图。如图28所示,该条件为:该加工物的中央部宽约6.0mm,长35.0mm,两端部具有足够的面积。采用这些加工物进行拉伸强度[MPa]和拉伸弹性模量[MPa]的试验。
图29是表示片材1~片材5的拉伸试验的试验结果的图。图29的横轴表示应变,纵轴表示应力。首先,着眼于图29内的各图的长度,片材5的图表的长度与其他的片材的图表的长度相比,显著地长。由此可知,混合基体时,断裂延性降低。另外,片材2的图表的长度与其他的片材的图表的长度相比,显著地短。由此可知,当基体混合量过度增加时,断裂延性更低。
接着,参照例如应变对应于[0.02]的片材1~5的应力,可知相比于片材5的图表的位置,其他片材的图表的位置位于更上方。由此可知,混合基体时,针对应变的应力提高。
表4
片材拉伸强度[MPa]拉伸弹性模量[MPa]片材142.01483片材226.02065片材336.52044片材447.51942片材526.61541
表4是表示片材1~片材5的拉伸强度[MPa]和拉伸弹性模量[MPa]的计算结果的表。如图4所示,片材1、3、4的拉伸强度提高,由此可以说通过混合基体通常使得拉伸强度提高。但是,由于片材2的拉伸强度低,因此认为当基体的混合量过度增加时,拉伸强度降低。
由以上内容可以说,在要求高的拉伸强度、或者针对应变的应力的领域,取决于片材的用途,但也可混合适量的基体。另一方面,在要求高的断裂延性的领域,取决于片材的用途,但也可不混合基体。
工业上的应用领域
本发明能够应用于电磁波屏蔽领域、电磁波吸收领域。
附图说明
[图1]是采用可可豆壳烧成物的片材的示意的制造工序图。
[图2]是表示可可豆壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。
[图3]是表示可可豆壳烧成物不经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。
[图4]是表示大豆皮烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。
[图5]是表示大豆皮烧成物不经过粉碎工序而制造的片材的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。
[图6]是表示可可豆壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。
[图7]是表示稻壳烧成物经过粉碎工序而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。
[图8]是表示采用米糠烧成物而制造的片材的电磁波吸收特性的测定结果的图表。
[图9]是表示可可豆壳在烧成前后通过ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。
[图10]是表示对应于图9的使用有机元素分析法的成分分析结果的图表。
[图11]是表示针对粉碎后的可可豆壳烧成物的导电性试验的试验结果的图表。
[图12]是表示在乙烯/丙烯二烯橡胶中混入的可可豆壳烧成物的含有率和体积固有电阻率的关系的图表。
[图13]是烧成前的可可豆壳的SEM照片。
[图14]是烧成前的可可豆壳的SEM照片。
[图15]是不区分内皮和外皮而烧成的可可豆壳的SEM照片。
[图16]是不区分内皮和外皮而烧成的可可豆壳的SEM照片。
[图17]是表示表1所示的第1类别涉及的基材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。
[图18]是表示表1所示的第2类别涉及的基材的电磁波屏蔽量的测定结果的图,是与图17对应的图。
[图19]是表示表1所示的第3类别涉及的基材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。
[图20]是表示表2所示的第4类别涉及的基材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。
[图21]是表示对未施加粉碎处理的可可豆壳烧成物未添加不锈钢纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。
[图22]是表示对未施加粉碎处理的可可豆壳烧成物添加不锈钢纤维的片材的电磁波屏蔽量的测定结果的图。
[图23]是表示由植物烧成物和SUS纤维的混合物构成的片材的基于弧形法测定的电磁波屏蔽特性的图。
[图24]是表示将由SUS纤维单体制造的片材和由植物烧成物单体制造的片材的层叠物基于弧形法测定的电磁波屏蔽特性作为比较例的图。
[图25]是表示由可可豆壳经过粉碎工序后烧成的可可豆壳所构成的片材的体积固有电阻率的测定结果的图,是表示片材的体积固有电阻率的测定结果的图。
[图26]是表示片材1~片材5的体积固有电阻率的图。
[图27]是表示片材1~片材5的电磁波屏蔽量的图。
[图28]是表示片材1~片材5的拉伸试验用的加工物的示意图。
[图29]是表示片材1~片材5的拉伸试验的试验结果的图。

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片材及其制造方法.pdf_第3页
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【技术问题】有效利用大豆皮、油菜籽粕、米糠、稻壳、可可豆壳等植物残渣。【技术手段】在由植物烧成物和纤维材料的混合物通过湿式抄造法形成片材时,所述植物烧成物为稻壳烧成物、米糠烧成物、大豆皮烧成物、花生的内皮烧成物、种子植物的导管侧壁部分的烧成物或者可可豆壳烧成物,所述纤维材料是包括聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、氯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、芳香族聚酰胺的热塑系树脂形成的有机系纤维,包含凯。

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