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公開番号2025002595
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102885
出願日2023-06-23
発明の名称ガラスクロス複合材
出願人信越化学工業株式会社
代理人弁理士法人牛木国際特許事務所
主分類D06M 17/00 20060101AFI20241226BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】優れた電磁波遮蔽性と耐衝撃性を兼備し、プロトン化剤等の強酸性化合物を使用しないカーボンナノチューブ不織布とガラスクロスとの複合により、取り扱い性にも優れるガラスクロス複合材の提供。
【解決手段】
ガラスクロスを少なくとも1層及びカーボンナノチューブ不織布を少なくとも1層有するガラスクロス複合材であって、
該ガラスクロス複合材中のガラスクロス及びカーボンナノチューブ不織布の少なくとも1層に熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層したものである、ガラスクロス複合材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ガラスクロスを少なくとも１層及びカーボンナノチューブ不織布を少なくとも１層有するガラスクロス複合材であって、
該ガラスクロス複合材中のガラスクロス及びカーボンナノチューブ不織布の少なくとも１層に熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層したものである、ガラスクロス複合材。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層した熱硬化性樹脂含有ガラスクロスプリプレグを少なくとも１層と、
カーボンナノチューブ不織布に熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層した熱硬化性樹脂含有カーボンナノチューブ不織布プリプレグを少なくとも１層とを有する、請求項１に記載のガラスクロス複合材。
【請求項３】
ガラスクロス複合材中の、［熱硬化性樹脂含有ガラスクロスプリプレグの層の数／熱硬化性樹脂含有カーボンナノチューブ不織布プリプレグの層の数］の比が０．１～５．０である、請求項２に記載のガラスクロス複合材。
【請求項４】
カーボンナノチューブ不織布が、多層カーボンナノチューブ単独、単層カーボンナノチューブ単独、あるいは多層カーボンナノチューブと単層カーボンナノチューブの混合物からなる不織布である、請求項１に記載のガラスクロス複合材。
【請求項５】
カーボンナノチューブ不織布が、多層カーボンナノチューブと、単層カーボンナノチューブを積層したカーボンナノチューブ不織布である請求項１に記載のガラスクロス複合材。
【請求項６】
カーボンナノチューブ不織布が厚さ１ｍｍ以下で通気度が０．５ｃｍ
3
／ｃｍ
2
・ｓ以下、比抵抗が０．００５Ω・ｃｍ以下である請求項１に記載のガラスクロス複合材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスクロス複合材に関するものであり、特に、ミリ波やテラヘルツ帯の電磁波などを用いる高速通信機器、二酸化炭素排出量の削減、燃費の向上を目的とした軽量化車両、コネクテッドカーなどに有用な、電磁波遮蔽性を有し、耐衝撃性に優れるガラスクロス複合材に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料は、軽量でありながら、強度や剛性などの力学特性、耐熱性及び耐食性に優れているため、航空・宇宙、自動車、鉄道車両、船舶、土木建築およびスポーツ用品などの数多くの分野に応用されてきた。
そして、自動車分野などでは、電動化の進展に伴い、更なる燃費向上のため、繊維強化複合材料のより一層の軽量化と耐衝撃性の両立が求められている。
【０００３】
また、近年、ミリ波やテラヘルツ帯の電磁波を利用する５Ｇや６Ｇなどの高速通信が今後実用化に向け検討されている。電磁波を通信に利用するワイヤレス機器が増加しており、増え続ける電磁波は、電子機器が周囲からの電磁波に干渉を受けて誤動作をする危険性や、自ら発する電磁波により情報漏洩してしまう危険性がある。また、急速に進展している自動車などの自動運転を推進するためには、低周波数の電磁波からミリ波までの様々な電磁環境において電磁波の送受信が正しく行われなければならない。
そこで、電磁波遮蔽対策が重要な技術課題となっており、マイクロ波・ミリ波・テラヘルツ波に対して優れた電磁波遮蔽性能を持った電磁波遮蔽材料が望まれている。電磁波利用の高度化により、電磁波遮蔽材料の薄膜化、軽量化、大面積化など新しい機能性に対するニーズも高まっている。
【０００４】
また、強化繊維としてガラスクロスを使用した樹脂含浸ガラスクロス強化複合材料は、金属に比べ軽量のため、電動車などの燃費向上に金属の代替材料として検討され一部では実用化されている。
しかし、樹脂含浸ガラスクロス強化複合材料は金属に比べ強靭性が不十分であり、電磁波遮蔽性がないため、車体構造材料として特に自動走行車への利用には限界がある。
【０００５】
電磁波遮蔽材料として金属材料の他、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブなど、導電性高分子、誘電性酸化物などを用いた電磁波遮蔽技術が数多く提案されている。中でも炭素によって作られるカーボンナノチューブは有望な電磁波遮蔽材料として注目されている。
カーボンナノチューブを用いた電磁波遮蔽材料としては、樹脂中にカーボンナノチューブを分散させたペースト材料（特許文献１）や、水溶液に分散させた水性塗料（特許文献２）などがあるが、いずれも取り扱いが難しいうえに、電磁波遮蔽性能が十分でなく実用に耐えるレベルではない。使用しているカーボンナノチューブは微細な繊維構造のため、比表面積が大きく多量に樹脂に分散できないことから、カーボンナノチューブを用いた電磁波遮蔽材料は電気伝導性も不十分である。
また、荷電紡糸で形成されたカーボンナノチューブのシートを用いた電磁波遮蔽材料（特許文献３）があるが、強度が弱く、取り扱い難い問題点がある。
カーボンナノチューブのシートにヒドロニウムイオンや塩酸などのプロトン化剤を添加し、さらに強磁性材料である鉄やコバルトなどを加えて伝導性を向上させた電磁波遮蔽材料（特許文献４）が開示されているが、プロトン化剤が強酸性の化合物であり取り扱いが問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００９－１４４０００号公報
特開２０１２－１７４８３３号公報
特開２００８－２１８８５９号公報
特許第６１８２１７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、優れた電磁波遮蔽性と耐衝撃性を兼備し、プロトン化剤等の強酸性化合物を使用しなくとも、取り扱い性にも優れるガラスクロス複合材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、以下のガラスクロス複合材が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、以下のガラスクロス複合材を提供するものである。
【０００９】
［１］
ガラスクロスを少なくとも１層及びカーボンナノチューブ不織布を少なくとも１層有するガラスクロス複合材であって、
該ガラスクロス複合材中のガラスクロス及びカーボンナノチューブ不織布の少なくとも１層に熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層したものである、ガラスクロス複合材。
［２］
ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層した熱硬化性樹脂含有ガラスクロスプリプレグを少なくとも１層と、
カーボンナノチューブ不織布に熱硬化性樹脂を含浸または熱硬化性樹脂フィルムを積層した熱硬化性樹脂含有カーボンナノチューブ不織布プリプレグを少なくとも１層とを有する、［１］に記載のガラスクロス複合材。
［３］
ガラスクロス複合材中の、［熱硬化性樹脂含有ガラスクロスプリプレグの層の数／熱硬化性樹脂含有カーボンナノチューブ不織布プリプレグの層の数］の比が０．１～５．０である、［２］に記載のガラスクロス複合材。
［４］
カーボンナノチューブ不織布が、多層カーボンナノチューブ単独、単層カーボンナノチューブ単独、あるいは多層カーボンナノチューブと単層カーボンナノチューブの混合物からなる不織布である、［１］～［３］のいずれか１項に記載のガラスクロス複合材。
［５］
カーボンナノチューブ不織布が、多層カーボンナノチューブと、単層カーボンナノチューブを積層したカーボンナノチューブ不織布である［１］～［４］のいずれか１項に記載のガラスクロス複合材。
［６］
カーボンナノチューブ不織布が厚み１ｍｍ以下で通気度が０．５ｃｍ
3
／ｃｍ
2
・ｓ以下、比抵抗が０．００５Ω・ｃｍ以下である［１］～［５］のいずれか１項に記載のガラスクロス複合材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガラスクロス複合材は、優れた電磁波遮蔽性と耐衝撃性を兼備するものであり、プロトン化剤等の強酸性化合物を使用しないカーボンナノチューブ不織布とガラスクロスとの複合により、取り扱い性にも優れる。したがって、本発明のガラスクロス複合材は、ミリ波以上の高周波帯の電磁波を利用する高速通信機器に有用な材料であり、また材料自体が軽量のため、軽量化及び低燃費化可能な車体構造材料又は車載材料としても有用である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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