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導電性・シールド性の付与とは?課題と対策・製品を解説

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炭素繊維複合材における導電性・シールド性の付与とは?

炭素繊維複合材(CFRP)は、軽量かつ高強度という優れた特性を持つ一方で、本来は絶縁体です。このCFRPに、導電性や電磁波シールド性といった新たな機能を付与することで、電子機器の筐体、航空宇宙分野、自動車分野など、幅広い応用分野での活用が期待されています。本説明では、そのための課題と解決策、そして具体的な商材例について解説します。

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当社では、ニードルパンチによる不織布の製造を行っており、OEM製造を
中心にお客様のご希望の納期、品質にお応えいたします。

取り扱い繊維は、PET、PP、ナイロン、レーヨン、反毛、アラミド繊維、
吸水繊維、炭素繊維まで幅広く対応可能。

また、2dから90dまでの繊維を目付80g/m2~1800g/m2で1PSS仕様で
検針検査まで生産が可能です。ご要望の際はお気軽にお問い合わせください。

【実績】
■土木用不織布
■車両関係表皮材、基材
■工業用・産業用不織布
■吸水性不織布 など

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

『不織布 製造サービス』

『KJカーボンnanoシート』は、カーボンナノチューブとバインダーからなるシートです。KJ特殊紙独自のCNT高濃度分散技術より産出されたCNT分散液により、極薄で高密度のCNT膜を実現しました。目付、厚さ、塗工量、基材、バインダー、表面低効率などお客様のニーズに合わせた設計が可能です。

【特長】
■ 面全体での発熱
■ 高い温度均一性
■ 早い昇温レスポンス
■ 曲面への適用可能
■ 自在な形状への断裁可能

※詳細は資料請求して頂くかダウンロードからPDFデータをご覧下さい

カーボンナノチューブシート『KJカーボンnanoシート』

『Odex』は、ナイロン6.6繊維に銀をメッキコーティングした繊維です。

ナイロンの持つ物理的な特性と銀が持つ特性を併せ持つという特色があり、
また、この素材だけで電磁波シールド・赤外線反射・制菌・導電・熱伝導の
多機能を製品に付加できます。

身近な素材で分かり易い効果が得られます。お気軽にお問い合わせください。

【利用特性】
■導電性
■電磁波遮蔽性能
■帯電防止
■抗菌消臭
■生体作用

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

導電性繊維『Odex(オデックス)』

『TC-2000』は、独自の技術によってCNTの物性を制御し、易分散を
可能にした新機能性材料です。

CNTの形状制御技術により、短時間で均一分散する特長をもち、
高濃度分散や分散剤量の削減が可能。

また、戸田工業が培ってきた触媒・プロセス技術により、チューブ径や
結晶性などのカスタマイズが可能で、ニーズに応じた製品を
提供いたします。

【特長】
■開発品
■良好な分散性
■高濃度分散や分散剤量の削減が可能
■特性コントロール技術

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

多層カーボンナノチューブ『TC-2000』

グラファイトとは、ダイヤモンド・石炭などと同様の炭素の結晶のひとつです。グラファイトは「黒鉛」とも呼ばれ、「鉛」と言う字がありますが実際には鉛は含まれておりません。ダイヤモンド・墨・石炭・カーボンブラック等と同様、炭素の仲間で、グラファイトは潤滑性、導電性、耐熱性、耐酸耐アルカリ性という優れた性質を持っています。膨張黒鉛とは、高純度の天然鱗片状黒鉛を化学薬品で処理し 1000度以上の高温で熱処理をして黒鉛の結晶格子の層間を膨張フレーク状にしたもので、様々な分野で用いられています。詳しくはカタログをダウンロードしてください。

グラファイトとは?

カーボンナノチューブ(CNT)の優れた特徴は、電気伝導性や熱伝導性、フレキシブル性、電磁波シールド、
電波吸収など優れた機能を付与することができることです。
しかし、精度の高い単層CNTに比べ、低価格な多層CNTは毛玉状で分散性が悪く、凝集物が多く含まれるなど、
その特徴を最大限活かすことが難しい材料とされています。

森六ケミカルズが提案するCNTマスターバッチは、
独自の分散技術を用いることで、樹脂中にCNTを偏りなく均一に分散することが可能です。

森六ケミカルズが提供する高分散カーボンナノチューブマスターバッチは、
多層CNTを少量添加するだけで、単層CNTと遜色ない電気伝導性などの機能性を実現し、
お客様のニーズにあわせた加工性能や安全性に配慮した革新的なソリューションをご提案します。

【特徴】
■導電
■除電
■面状発熱
■電波吸収
■電磁波シールド
■静電塗装レス
■高剛性軽量化

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高分散カーボンナノチューブマスターバッチのご紹介

当社が取り扱う『合成グラフェンパウダー』についてご紹介です。

厚み=200~800nm、粒子サイズ=15~30umの鱗片状の多層グラフェンで、
より高い熱伝導率、電気伝導率、摺動性を付加する際にお勧めの材料です。

粉末フィラーとしては1400W/mK以上の熱伝導率、10^-5Ωm以下の体積抵抗率を
もっております。

【特長】
■厚み=200~800nm
■粒子サイズ=15~30um
■鱗片状の多層グラフェン
■高い熱伝導率、電気伝導率、摺動性を付加する際にお勧めの材料
■粉末フィラーとしては1400W/mK以上の熱伝導率、10^-5Ωm以下の体積抵抗率
 をもっている

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

合成グラフェンパウダー

当社が取り扱う『カーボンナノファイバー/カーボンマイクロファイバー』
についてご紹介です。

アルメディオ製「カーボンナノファイバー」は直径=200~800nm、
長さ=1~20umの繊維状のアスペクト比を持ったミルドファイバーです。

CNFを高濃度で樹脂に添加することにより、電気伝導度、熱伝導度、剛性、
摺動性、遮へい性アップができ、金属の代替検討が可能。

直径=5~10um、長さ=10~25umの「カーボンマイクロファイバー」もご用意し、
[補強用]と[導電用]をそれぞれラインアップしております。

【カーボンナノファイバー 特長】
■直径=200~800nm
■長さ=1~20um
■高濃度の添加も容易
■分散もしやすい
■金属の代替検討が可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高濃度の添加でも分散しやすいカーボンナノ/マイクロファイバー

企業様、大学研究室でも採用しやすい価格。
荷姿: 1リットル: 3グラム~5グラム。世界最軽量。

PLC制御を用いて生産しています。
酸化グラフェン溶液も製造準備中です。

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高比表面積グラフェン粉末『グラフェライト(R)1000』

『ひなたごこち』は、導電性カーボンファイバーを和紙の混紗技術を用いて
シートヒーター化した高機能材料です。

有害な電磁波を出しません。
また、遠赤外線の輻射が非常に高く、身体への熱伝導に優れます。

さらに、ポケット+ヒーターという構造の場合、幅広いデザインの衣料に
対応できます。

【特長】
■衣料の種類を問わずヒーティングウェア化が行える
■有害な電磁波を出さない
■遠赤外線の輻射が非常に高い
■身体への熱伝導に優れる
■幅広いデザインの衣料に対応可能(ポケット+ヒーターという構造の場合)

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

高機能材料『ひなたごこち』

『MAXUS-W(R)』は、耐久性に優れ、可搬性のある放射線遮蔽材です。

コアに放射線遮蔽性能を持たせ、遮蔽金属を含まず耐食性に優れる
アルミニウムを表皮とした3層構造のため、表面の滅耗等によって
遮蔽性能が低下するリスクが少ないのが特長です。

また、鉛を使用しておらず、環境負荷が少なく、リユースもできます。

【特長】
■必要な放射線遮蔽率や形状に合わせた製品の供給が可能
■アルミニウム合金を使用しており、屋外での長期耐久性が期待できる
■構造材として使用可能
■加工性優れ、曲げ加工が可能
■金属板だけでなく、加工品としての提供が可能

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

放射線遮蔽材『MAXUS-W(R)』

『ショウポリンEDタイプ』は、当社で開発した導電性と防水性を
合わせ持った基布です。

本基布を、静電気が問題となる場所に使用することで、
人体や物体に静電気が帯電するのを防止することができます。

また、塩ビターポリン、ポリエステルターポリン、ゴムターポリン等と
比較して軽く、取付作業が容易です。

【特長】
■高強度・低伸度
■基布の継ぎが可能
■軽く、作業性に優れている
■優れた伝導性
■タイプC適合

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

フレキシブルコンテナ基布『ショウポリンEDタイプ』

当社は、超高導電率、高性能シールディング、および機械的強度を兼ね
備えた独特な性能を実現する『ATHLOSTM カーボンナノ構造体』を
取り扱っています。

従来の添加剤よりもほんの僅かの添加量で、お客様の製品が導電性の
厳しい要件を満たすと同時に、コストと重量の削減を図りながら性能を
最適化します。

【特長】
■架橋結合かつ分岐構造のナノチューブのCNSフォレストはCNTよりも分散させやすい
■電気的および機械的性能をより効果的に発揮 など

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

ATHLOSTM カーボンナノ構造体

『GS-O-W-5』は、ハイグレードのグラフェン原料を使用して、独自の
分散技術にて、水性系専用として開発されたグラフェン分散液です。

優秀な導電性と導熱性を持ち、多種な水性基材に均等に安定で分散して、
性能を発揮できます。

他にも、高導熱グラフェンを添加料としてエポキシ樹脂と混合し、新しい
ナノ分散技術にて作られた2液反応型のグラフェン塗料「TS-01」も
取り扱っております。

【特長】
■グラフェンの含有量が多く、配合率を高め、性能アップ
■超低粘度で簡易機械で攪拌するだけで安定に溶剤系樹脂に分散される
■溶剤系塗料や溶剤系インキに良い分散性と界面結合性があり、
 材料に導電と防腐を付与

※詳しい情報は株式会社緑マーク様にお問い合わせください。

グラフェン分散液(水性)『GS-O-W-5』

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炭素繊維複合材における導電性・シールド性の付与

炭素繊維複合材における導電性・シールド性の付与とは?

炭素繊維複合材(CFRP)は、軽量かつ高強度という優れた特性を持つ一方で、本来は絶縁体です。このCFRPに、導電性や電磁波シールド性といった新たな機能を付与することで、電子機器の筐体、航空宇宙分野、自動車分野など、幅広い応用分野での活用が期待されています。本説明では、そのための課題と解決策、そして具体的な商材例について解説します。

課題

導電性付与の均一性不足

CFRP全体に均一に導電性を付与することが難しく、部分的な導電ムラが生じやすい。

シールド性能の最適化

特定の周波数帯域に限定されない、広帯域かつ高い電磁波シールド性能を安定して実現することが困難。

製造コストの増大

導電性やシールド性を付与するための特殊な材料や工程が、製造コストを押し上げる要因となる。

機械的特性との両立

導電性付与材の添加や加工が、CFRP本来の強度や剛性といった機械的特性を低下させてしまう可能性がある。

​対策

導電性フィラーの分散制御

カーボンナノチューブやグラフェンなどの導電性フィラーを、CFRPマトリックス中に均一に分散させる技術を開発・適用する。

多層構造設計

導電性層と絶縁性層を組み合わせた多層構造や、導電性繊維の配向制御により、シールド性能を最適化する。

プロセスインテグレーション

成形プロセスと導電性付与プロセスを統合し、工程数を削減することで製造コストを抑制する。

機能性マトリックス樹脂の活用

導電性やシールド性を有する特殊なマトリックス樹脂を用いることで、機械的特性を維持しつつ機能性を付与する。

​対策に役立つ製品例

導電性強化繊維

炭素繊維自体に導電性を持たせる、あるいは導電性コーティングを施した繊維を用いることで、材料レベルから導電性を確保する。

導電性添加剤配合樹脂

エポキシ樹脂などのマトリックス樹脂に、カーボン系フィラーや金属系フィラーを予め配合した材料を使用する。

積層構造用導電シート

CFRP積層の間に挟み込むことで、導電性やシールド性を付与するシート状の材料を提供する。

表面処理剤

成形後のCFRP表面に塗布・コーティングすることで、導電性や電磁波シールド性を付与する薬剤。

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