導電体被覆装置
【課題】繊維の周囲に導電体を均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面を極めて少なくできる導電体被覆装置を提供する。
【解決手段】処理室内で繰り出し側ロール１０２から繰り出された繊維集合体１０が巻き取り側ロール１０８で巻き取られるまでの間に、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置１００は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に金属を被覆する真空蒸着室１１０と、一方のシート面と異なる他のシート面から、真空蒸着室１１０で得られた導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に金属を被覆する真空蒸着室１２０とを有する。真空蒸着室１１０で金属被覆する繊維集合体１０のシート面と、真空蒸着室１２０で金属被覆する導電体被覆繊維集合体１２のシート面が異なるように、真空蒸着室１１０，１２０間でシート面を調整する。
【解決手段】処理室内で繰り出し側ロール１０２から繰り出された繊維集合体１０が巻き取り側ロール１０８で巻き取られるまでの間に、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置１００は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に金属を被覆する真空蒸着室１１０と、一方のシート面と異なる他のシート面から、真空蒸着室１１０で得られた導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に金属を被覆する真空蒸着室１２０とを有する。真空蒸着室１１０で金属被覆する繊維集合体１０のシート面と、真空蒸着室１２０で金属被覆する導電体被覆繊維集合体１２のシート面が異なるように、真空蒸着室１１０，１２０間でシート面を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維集合体の表面に導電体を被覆する導電体被覆装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー繊維の表面に導電体を蒸着させて、導電体被覆繊維を製造することが知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、この導電体被覆繊維は、豪華な外観、各種の物理的性質（導電性、静電抵抗、化学的抵抗、熱反射性、熱放射性、光学的反射性）、望ましい柔軟性、弾性、柔らかさ及びドレープを有する。
【０００３】
特許文献１に記載の導電体被覆繊維は、図１５に示す導電体被覆装置９１０を用いて次のように製造される。圧力が約１０−６〜約１０−４ｍｍＨｇである真空チェンバー９１２の内部で、供給ロール９１４が図１５の矢印の方向に回転し、ポリマー繊維であるエラストマー生地９１６が二つのスタックローラー９２０，９２２からなるＳ字型ロール機構９１８方向に進む。
【０００４】
そして、エラストマー生地９１６は、Ｓ字型ロール機構９１８の隙間を通過した後、アイドルローラ９２４を通過し、チルロール９２６に接触する。エラストマー生地９１６がチルロール９２６に接触している間、エラストマー生地９１６は溶融金属槽９３０から発散する金属蒸気９２８にさらされる。金属蒸気９２８はエラストマー生地９１６上で凝縮され、繊維表面に金属が被覆され導電体被覆繊維であるエラストマー金属化生地９３２が形成される。
【０００５】
その後、エラストマー金属化生地９３２は、アイドルローラ９３４を通過し、さらに二つの駆動ローラ９３８，９４０からなる駆動ローラ機構９３６の隙間を通過した後、巻取ロール９４２に巻き取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の導電体被覆方法は、一方のシート面のみから繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆するため、導電体を均一に被覆しにくい上、導電体が被覆されていない繊維表面部分が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、繊維の周囲に導電体が均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くした導電体被覆繊維が得られる導電体被覆装置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】
【０００９】
（１）本発明の導電体被覆装置は、処理室内で繰り出し機構から繰り出されたシートが巻き取り機構で巻き取られるまでの間に、両方のシート面からシートに含まれる繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置であって、一方のシート面から繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第１導電体被覆室と、前記一方のシート面と異なる他のシート面から、前記第１導電体被覆室で得られた導電体被覆繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第２導電体被覆室とを有することを特徴とする。
【００１０】
（２）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは繊維集合体から構成されていてもよい。
（３）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、前記繰り出し機構と前記第１導電体被覆室との間に、前記繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有していてもよい。
【００１１】
（４）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、前記第１導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有していてもよい。
【００１２】
（５）本発明の導電体被覆装置において、前記第２導電体被覆室と前記巻き取り機構との間に、基材を繰り出す基材繰り出し機構と、前記基材繰り出し機構から繰り出された基材を前記第２導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体に接合する基材接合機構とを有していてもよい。
【００１３】
（６）本発明の導電体被覆装置において、前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、シートを進行させながらねじることによってシート面を反転させる反転機構を有していてもよい。
（７）本発明の導電体被覆装置において、前記処理室内を減圧状態に保持する減圧手段をさらに有していてもよい。
【００１４】
なお本発明において、例えば、「第１導電体被覆室と第２導電体被覆室との間」とは、シートの進行順序に沿って、第１導電体被覆室から第２導電体被覆室までにシートが通過する地点を意味する
【発明の効果】
【００１５】
本発明の導電体被覆装置によれば、繊維の周囲に導電体が均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図２】実施形態１における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１で用いるエレクトロスピニング装置の断面模式的図である。
【図４】実施形態２に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図５】実施形態２における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。
【図６】実施形態３に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図７】実施形態３における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。
【図８】実施形態４に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図９】実施形態４における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態５に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１１】実施形態６に係る導電体被覆装置を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態７に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１３】実施形態８に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１４】実施形態９に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１５】従来の導電体被覆装置の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施形態に係る導電体被覆装置について、図面を参照しながら説明する。なお、重複説明は適宜省略する。
【００１８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る導電体被覆装置１００の断面模式図である。導電体被覆装置１００は、繰り出し機構である繰り出し側ロール１０２と、送りローラ１３２,１３４からなる送りローラ機構１３０と、送りローラ１０４と、冷却ローラ１０６ａと、第１導電体被覆室である真空蒸着室１１０と、真空蒸着ユニット１１２と、遮蔽板１１６と、冷却ローラ１０６ｂと、第２導電体被覆室である真空蒸着室１２０と、真空蒸着ユニット１２２と、遮蔽板１２６と、送りローラ１４２,１４４からなる送りローラ機構１４０と、巻き取り機構である巻き取り側ロール１０８とを処理室内に備える。
【００１９】
導電体被覆装置１００を用いた以下の工程によって、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が得られる。まず、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって減圧状態に保持された処理室内で、シート状の繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を矢印方向に回転させて、繊維集合体１０が送りローラ機構１３０の方向に進む。つぎに、繊維集合体１０は、送りローラ１３２,１３４の間を通過し、送りローラ１０４を経由して、冷却ローラ１０６ａに密着した状態で減圧雰囲気の真空蒸着室１１０内に進む。なお、真空蒸着室１１０内は、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって、真空蒸着室１１０の外側周辺より圧力が低くなっている。
【００２０】
真空蒸着室１１０では、加熱された真空蒸着ユニット１１２から蒸発した導電体の蒸気である金属蒸気１１４に繊維集合体１０がさらされ、金属蒸気１１４は繊維集合体１０の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１１６が金属蒸気１１４を遮ることによって、繊維集合体１０の所望の個所が金属蒸気１１４にさらされるようになっている。
【００２１】
本実施形態及び後述する各実施形態で用いられる導電体としては、金属からなる導電体及びカーボンからなる導電体が挙げられる。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、すず、亜鉛、ニッケル、クロム、チタン、シリコン、鉛、モリブデン、鉄、金、銀、白金、パラジウム、銅系合金、アルミニウム系合金、チタニウム系合金及び鉄系合金など各種の金属が挙げられる。
【００２２】
導電体は、導電体被覆繊維集合体１４に用途に応じて最適なものを選択すればよい。例えば、導電体被覆繊維集合体１４の用途が保温材の場合には、銀、銅、アルミニウムなどを好適に用いることができ、用途が電磁波吸収シールド材の場合には、金、白金、銀、銅、ニッケルなどを好適に用いることができ、用途が電磁波吸収材の場合には、カーボン、アルミニウムなどを好適に用いることができる。
【００２３】
こうして、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２が得られる。なお、本実施形態では、真空蒸着室１１０内で真空蒸着ユニット１１２を加熱することにより金属蒸気１１４を発生させるが、金属の種類に応じて、この金属に電子ビームを照射することにより金属蒸気１１４を発生させてもよいし、真空蒸着室１１０内の減圧雰囲気によって金属蒸気１１４を発生させてもよい。
【００２４】
導電体被覆繊維集合体１２は、冷却ローラ１０６ａを通過した後、真空蒸着室１１０から搬出されて、送りローラ１０４，１０４を経由し、冷却ローラ１０６ｂに密着した状態で真空蒸着室１２０内に進む。
【００２５】
真空蒸着室１２０内は、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって、真空蒸着室１２０の外側周辺より圧力が低くなっている。また、冷却ローラ１０６ｂに密着している導電体被覆繊維集合体１２のシート面は、真空蒸着室１１０において繊維集合体１０を金属蒸気１１４にさらした方のシート面である。
【００２６】
真空蒸着室１２０では、真空蒸着ユニット１２２から蒸発した金属蒸気１２４に導電体被覆繊維集合体１２がさらされ、金属蒸気１２４は導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１２６が金属蒸気１２４を遮ることによって、導電体被覆繊維集合体１２の所望の個所が金属蒸気１２４にさらされるようになっている。
【００２７】
こうして、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が得られる。その後、導電体被覆繊維集合体１４は、真空蒸着室１２０から搬出されて、送りローラ１０４を経由し、送りローラ１４２,１４４の間を通過して巻き取り機構である巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。
【００２８】
本実施形態では処理室内が減圧状態に保持されており、真空蒸着室１１０から真空蒸着室１２０に導電体被覆繊維集合体１２が搬送される過程で、繊維表面に被覆された導電体が空気に触れない。したがって、真空蒸着室１１０で繊維表面に被覆される導電体層と真空蒸着室１２０で繊維表面に被覆される導電体層との界面の劣化、例えば酸化等が抑えられる。このため、本実施形態では、繊維表面に高品質の導電体被覆が形成できる。
【００２９】
なお、導電体被覆装置１００において、繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２，１４が進行するのは、繰り出し側ロール１０２、送りローラ１０４，１３２，１３４，１４２，１４４、冷却ローラ１０６ａ，１０６ｂ、及び巻き取り側ロール１０８の中から選択される少なくとも１つの部材が駆動しているからである。導電体被覆条件等に応じて、駆動させる部材を適宜決定すればよい。
【００３０】
図２は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。図２（ａ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図２（ｂ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図２（ｃ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示す。このように、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体を被覆することによって、繊維の周囲に導電体を均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くすることができる。
【００３１】
図３は、導電体被覆繊維集合体１４の材料である繊維集合体１０の製造工程に用いるエレクトロスピニング装置２００の断面模式的図である。繊維集合体１０は、エレクトロスピニング法により、可撓性基材１６の一方のシート面に繊維集合体１０の層を形成することによって製造される。ここで、可撓性基材１６は、例えば、ポリエステル繊維の不織布からなる。可撓性基材１６への繊維集合体１０の形成は、以下の工程によって行われる。
【００３２】
まず、繊維集合体１０の原料である樹脂を、溶媒に溶解した状態で樹脂原料タンク２２０に供給する。繊維集合体１０の原料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸グリコール酸（ＰＬＧＡ）など各種の原料が挙げられる。導電体被覆繊維集合体１４の用途に応じて好適なものを選択すればよい。
【００３３】
つぎに、可撓性基材１６が巻き付けられた繰り出し側ロール２０２から、可撓性基材１６を繰り出す。そして、可撓性基材１６が送りローラ２０４を経由して対向電極２２６上を通過するときに、高圧電源２２８によってノズル２２４と対向電極２２６の間に高圧電圧が印加された状態でバルブ２２２を開いて、ノズル２２４から樹脂原料液体２３０を可撓性基材１６に向けて飛ばす。ノズル２２４から飛び出た樹脂原料液体２３０は、可撓性基材１６上でシート状の繊維集合体１０となる。
【００３４】
溶媒は樹脂原料液体２３０がノズル２２４から可撓性基材１６に向かう途中で蒸発する。また、ヒータ（不図示）によって対向電極２２６が加熱されており、仮に繊維集合体１０中に溶媒が残存したとしても、この溶媒はヒータからの熱によって蒸発する。こうして、可撓性基材１６と繊維集合体１０の層からなる繊維集合体積層シート１８が得られる。繊維集合体１０の層の厚さは、例えば、３０μｍ〜５００μｍである。繊維集合体１０を構成する繊維の平均直径は、例えば、５０ｎｍ〜８００ｎｍである。その後、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ２０４を経由して巻き取り側ロール２０８に巻き取られる。
【００３５】
［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る導電体被覆装置１００ａの断面模式図である。実施形態１に係る導電体被覆装置１００では、繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ａでは、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いる。つまり、導電体被覆装置１００では、エレクトロスピニング装置２００で製造された繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６を剥離し、得られた繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いるが、導電体被覆装置１００ａでは、エレクトロスピニング装置２００で製造された繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８を繰り出し側ロール１０２としてそのまま使用する。
【００３６】
導電体被覆装置１００ａを用いた導電体被覆繊維集合体１４の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２が矢印方向に回転すると、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、金属刃等の剥離機構（不図示）によって可撓性基材１６と繊維集合体１０に分離される。その後、可撓性基材１６は、送りローラ１０４を経由して基材巻き取り機構である巻き取り側ロール１５０に巻き取られる。
【００３７】
一方、繊維集合体１０は、送りローラ機構１３０に進む。その後は、実施形態１と同様な工程を経て、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が製造される。実施形態１では、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８から繊維集合体積層シート１８を引き出して、繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６を剥離した後、再び繊維集合体１０を巻き付けて繰り出し側ロール１０２を準備するのに対して、本実施形態では、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８を繰り出し側ロール１０２としてそのまま使用できるため、導電体被覆繊維集合体１４の製造工程数を減らすことができる。
【００３８】
図５は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。図５（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図５（ｂ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図５（ｃ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図５（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示す。
【００３９】
［実施形態３］
図６は、実施形態３に係る導電体被覆装置１００ｂの断面模式図である。実施形態２に係る導電体被覆装置１００ａでは、製造された導電体被覆繊維集合体１４がそのまま巻き取り側ロール１０８に巻き取られるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｂでは、製造された導電体被覆繊維集合体１４は、可撓性基材２０が接合された導電体被覆繊維集合体積層シート２２の状態で巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。こうして巻き取り側ロール１０８で巻き取られた導電体被覆繊維集合体１４は、その層間に可撓性基材２０が存在するため、巻き取り側ロール１０８を保管又は運搬する際、導電体被覆繊維集合体１４のシート同士の接触がなく、導電体被覆繊維集合体１４から導電体被覆が剥離するのが抑えられる。
【００４０】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｂを用いた導電体被覆繊維集合体積層シート２２の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、実施形態２と同様な製造工程を経て、導電体被覆繊維集合体１４は真空蒸着室１２０から搬出される。つぎに、導電体被覆繊維集合体１４は、送りローラ１０４を経由し、送りローラ１４２,１４４の間を通過した後、基材繰り出し機構である繰り出し側ロール１６０から送り出された可撓性基材２０と共に送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、基材接合機構（不図示）によって可撓性基材２０に接合される。そして、導電体被覆繊維集合体積層シート２２は、巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。
【００４１】
図７は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。図７（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図７（ｂ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図７（ｃ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図７（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示し、図７（ｅ）は、可撓性基材２０と導電体被覆繊維集合体１４からなる導電体被覆繊維集合体積層シート２２を示す。
【００４２】
［実施形態４］
図８は、実施形態４に係る導電体被覆装置１００ｃの断面模式図である。実施形態３に係る導電体被覆装置１００ｂでは、繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６が剥離された繊維集合体１０の状態で真空蒸着室１１０に搬入されるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｃでは、繊維集合体積層シート１８が真空蒸着室１１０に搬入され、繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された後、真空蒸着室１１０の外で導電体被覆繊維集合体積層シート１９から可撓性基材１６が剥離される。このため、冷却ローラ１０６ａに金属蒸気１１４に起因する金属が付着しにくくなり、冷却ローラ１０６ａの洗浄回数を減らせる。
【００４３】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｃを用いた導電体被覆繊維集合体積層シート２２の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２が矢印方向に回転すると、繊維集合体積層シート１８は送りローラ機構１３０に進む。そして、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ１３２,１３４の間を通過し、送りローラ１０４を経由して、冷却ローラ１０６ａに密着した状態で減圧雰囲気の真空蒸着室１１０内に進む。
【００４４】
真空蒸着室１１０内では、真空蒸着ユニット１１２から蒸発した金属蒸気１１４に、繊維集合体積層シート１８を構成する繊維集合体１０がさらされ、金属蒸気１１４は繊維集合体１０の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１１６が金属蒸気１１４を遮ることによって、繊維集合体１０の所望の個所が金属蒸気１１４にさらされるようになっている。こうして、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２と可撓性基材１６からなる導電体被覆繊維集合体積層シート１９が製造される。
【００４５】
つづいて、冷却ローラ１０６ａを通過した導電体被覆繊維集合体積層シート１９は、真空蒸着室１１０から搬出され、送りローラ１０４を経由した後、送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、金属刃等の剥離機構（不図示）によって可撓性基材１６と導電体被覆繊維集合体１２に分離される。その後は、実施形態３と同様な工程を経て、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が可撓性基材２０に接合された導電体被覆繊維集合体積層シート２２が製造される。
【００４６】
図９は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。図９（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図９（ｂ）は、可撓性基材１６と一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２からなる繊維集合体積層シート１９を示し、図９（ｃ）は、上記一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図９（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示し、図９（ｅ）は、可撓性基材２０と導電体被覆繊維集合体１４からなる導電体被覆繊維集合体積層シート２２を示す。
【００４７】
［実施形態５］
図１０は、実施形態５に係る導電体被覆装置１００ｄの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｄと実施形態１に係る導電体被覆装置１００との主な相違点は、繰り出し側ロール１０２及び巻き取り側ロール１０８の位置と、冷却ローラ１０６ａ,１０６ｂ間を進行する導電体被覆繊維集合体１２の位置である。本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００４８】
［実施形態６］
図１１は、実施形態６に係る導電体被覆装置１００ｅを説明するために示す図である。図１１（ａ）は、実施形態６に係る導電体被覆装置１００ｅの断面模式図であり、図１１（ｂ）は、導電体被覆装置１００ｅの反転部１８０の内部を示す図である。導電体被覆装置１００ｅは反転機構を有し、この反転機構は、ローラ１７０，１７０と、反転部１８０と、ローラ１７２，１７２とを備える。導電体被覆装置１００ｅでは、真空蒸着室１１０で金属被覆された導電体被覆繊維集合体１２の一方のシート面１２ｂを下に、他方のシート面１２ａを上にした状態で、導電体被覆繊維集合体１２が送りローラ１７０，１７０に進む。
【００４９】
そして、導電体被覆繊維集合体１２は、送りローラ１７０，１７０を通過した後、ねじられながら進行して反転部１８０で上下のシート面が反転される。そして、真空蒸着室１１０で金属被覆された導電体被覆繊維集合体１２の一方のシート面１２ｂを上に、他方のシート面１２ａを下にして送りローラ１７２，１７２に進む。送りローラ１７２，１７２を通過した導電体被覆繊維集合体１２は、送りローラ１０４を経由して真空蒸着室１２０に搬入される。
【００５０】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｅと実施形態１に係る導電体被覆装置１００との主な相違点は、真空蒸着室１１０,１２０間で導電体被覆繊維集合体１２のシート面を反転させる手法である。導電体被覆装置１００ｅは反転部１８０で導電体被覆繊維集合体１２のシート面を反転させるため、真空蒸着室１１０,１２０間における導電体被覆繊維集合体１２の移動距離を導電体被覆装置１００より短くできる。このため、導電体被覆装置の小型化が可能となる。
【００５１】
導電体被覆繊維集合体１２のシート面の反転方法を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。なお、ローラ１７０，１７０と、ローラ１７２，１７２との間に、互いに４５ーねじれた関係にある３組の方向変換ローラが配設されていてもよい。
【００５２】
［実施形態７］
図１２は、実施形態７に係る導電体被覆装置１００ｆの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｆでは、スパッタリングユニット１１２ａ，１２２aによるプラズマ１１４ａ，１２４aを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属を被覆しており、真空蒸着ユニット１１２，１２２から蒸発した金属蒸気１１４，１２４を用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属を被覆している実施形態１に係る導電体被覆装置１００等と相違する。繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２の金属被覆の手法を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００５３】
［実施形態８］
図１３は、実施形態８に係る導電体被覆装置１００ｇの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｇでは、冷却プレート１０７ａ，１０７ｂを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属被覆している点が、冷却ローラ１０６ａ，１０６ｂを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属被覆している実施形態１に係る導電体被覆装置１００等と相違する。繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２の金属被覆の手段を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態７における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００５４】
［実施形態９］
図１４は、実施形態９に係る導電体被覆装置１００ｈの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｈは、エレクトロスピニング装置２００を備える。したがって、導電体被覆工程の直前に繊維集合体１０の製造工程を行える。このため、樹脂原料から導電体被覆繊維集合体１４を連続的に製造できる。エレクトロスピニング装置２００を備える点を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態２における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【実施例】
【００５５】
導電体被覆装置１００を用いて、以下の工程で得られた繊維集合体に、金属を被覆して導電体被覆繊維集合体を製造した。まず、ポリエステル繊維の不織布からなる長尺の可撓性基材１６を準備した。可撓性基材１６の厚さは２００μｍであり、１ｍ２当たりの質量は５０ｇであった。つぎに、エレクトロスピニング装置２００を用いて、エレクトロスピニング法によって可撓性基材１６上にポリウレタンからなる繊維集合体１０を製造した。
【００５６】
繊維集合体１０の厚さは１０μｍであり、１ｍ２当たりの質量は５ｇであった。また、繊維集合体１０を構成するポリマー繊維の平均直径は３００ｎｍであった。ここで、ポリマー繊維の平均直径は、電子顕微鏡写真に写っている多数のポリマー繊維における測定個所を無作為に１００点抽出し、その個所における繊維幅を測定し、測定された繊維幅を平均することよって算出した。
【００５７】
つづいて、導電体被覆装置１００を用いて、一方のシート面から上記工程で得られた繊維集合体の繊維表面に銀が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を製造し、さらに、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に銀が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を製造した。導電体被覆繊維集合体１４の断面顕微鏡写真を撮影して銀の厚さを数個所計測したところ、銀の厚さはいずれも約５０ｎｍであった。
【００５８】
以上、本発明の導電体被覆装置を各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、次のような変形も可能である。
【００５９】
（１）各実施形態においては、エレクトロスピニング法を用いて繊維集合体１０を形成するが、例えば、メルトブロウン法によって繊維集合体１０を形成してもよい。
【００６０】
（２）各実施形態のエレクトロスピニング装置２００においては、繊維集合体の原料樹脂を溶媒に溶解して液体としているが、例えば、繊維集合体の原料樹脂を加熱して液体としてもよい。
【００６１】
（３）各実施形態のエレクトロスピニング装置２００においては、可撓性基材１６上に繊維集合体１０を形成し、繊維集合体積層シート１８の状態で巻き取るが、例えば、可撓性基材１６上に繊維集合体１０を形成した後、エレクトロスピニング装置２００内で可撓性基材１６から繊維集合体１０を剥離し、可撓性基材１６と繊維集合体１０とをそれぞれ巻き取ってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…繊維集合体、１２，１４…導電体被覆繊維集合体、１６，２０…可撓性基材、１８…繊維集合体積層シート、１９，２２…導電体被覆繊維集合体積層シート、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ，９１０…導電体被覆装置、１０２，１６０…繰り出し側ロール、１０４，１３２，１３４，１４２，１４４…送りローラ、１０６ａ，１０６ｂ…冷却ローラ、１０７ａ，１０７ｂ…冷却プレート、１０８，１５０…巻き取り側ロール、１１０，１２０…真空蒸着室、１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ…スパッタ室、１１２，１２２…真空蒸着ユニット、１１２ａ，１１２ｂ，１２２ａ，１２２ｂ…スパッタリングユニット、１１４，１２４…金属蒸気、１１４ａ，１１４ｂ，１２４ａ，１２４ｂ…プラズマ、１８０…反転部、２００…エレクトロスピニング装置、２２０…樹脂原料タンク、２２２…バルブ、２２４…ノズル、２２６…対向電極、２２８…高圧電源、２３０…樹脂原料液体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維集合体の表面に導電体を被覆する導電体被覆装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー繊維の表面に導電体を蒸着させて、導電体被覆繊維を製造することが知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、この導電体被覆繊維は、豪華な外観、各種の物理的性質（導電性、静電抵抗、化学的抵抗、熱反射性、熱放射性、光学的反射性）、望ましい柔軟性、弾性、柔らかさ及びドレープを有する。
【０００３】
特許文献１に記載の導電体被覆繊維は、図１５に示す導電体被覆装置９１０を用いて次のように製造される。圧力が約１０−６〜約１０−４ｍｍＨｇである真空チェンバー９１２の内部で、供給ロール９１４が図１５の矢印の方向に回転し、ポリマー繊維であるエラストマー生地９１６が二つのスタックローラー９２０，９２２からなるＳ字型ロール機構９１８方向に進む。
【０００４】
そして、エラストマー生地９１６は、Ｓ字型ロール機構９１８の隙間を通過した後、アイドルローラ９２４を通過し、チルロール９２６に接触する。エラストマー生地９１６がチルロール９２６に接触している間、エラストマー生地９１６は溶融金属槽９３０から発散する金属蒸気９２８にさらされる。金属蒸気９２８はエラストマー生地９１６上で凝縮され、繊維表面に金属が被覆され導電体被覆繊維であるエラストマー金属化生地９３２が形成される。
【０００５】
その後、エラストマー金属化生地９３２は、アイドルローラ９３４を通過し、さらに二つの駆動ローラ９３８，９４０からなる駆動ローラ機構９３６の隙間を通過した後、巻取ロール９４２に巻き取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１０２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の導電体被覆方法は、一方のシート面のみから繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆するため、導電体を均一に被覆しにくい上、導電体が被覆されていない繊維表面部分が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、繊維の周囲に導電体が均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くした導電体被覆繊維が得られる導電体被覆装置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】
【０００９】
（１）本発明の導電体被覆装置は、処理室内で繰り出し機構から繰り出されたシートが巻き取り機構で巻き取られるまでの間に、両方のシート面からシートに含まれる繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置であって、一方のシート面から繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第１導電体被覆室と、前記一方のシート面と異なる他のシート面から、前記第１導電体被覆室で得られた導電体被覆繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第２導電体被覆室とを有することを特徴とする。
【００１０】
（２）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは繊維集合体から構成されていてもよい。
（３）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、前記繰り出し機構と前記第１導電体被覆室との間に、前記繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有していてもよい。
【００１１】
（４）本発明の導電体被覆装置において、前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、前記第１導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有していてもよい。
【００１２】
（５）本発明の導電体被覆装置において、前記第２導電体被覆室と前記巻き取り機構との間に、基材を繰り出す基材繰り出し機構と、前記基材繰り出し機構から繰り出された基材を前記第２導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体に接合する基材接合機構とを有していてもよい。
【００１３】
（６）本発明の導電体被覆装置において、前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、シートを進行させながらねじることによってシート面を反転させる反転機構を有していてもよい。
（７）本発明の導電体被覆装置において、前記処理室内を減圧状態に保持する減圧手段をさらに有していてもよい。
【００１４】
なお本発明において、例えば、「第１導電体被覆室と第２導電体被覆室との間」とは、シートの進行順序に沿って、第１導電体被覆室から第２導電体被覆室までにシートが通過する地点を意味する
【発明の効果】
【００１５】
本発明の導電体被覆装置によれば、繊維の周囲に導電体が均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図２】実施形態１における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１で用いるエレクトロスピニング装置の断面模式的図である。
【図４】実施形態２に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図５】実施形態２における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。
【図６】実施形態３に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図７】実施形態３における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。
【図８】実施形態４に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図９】実施形態４における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態５に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１１】実施形態６に係る導電体被覆装置を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態７に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１３】実施形態８に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１４】実施形態９に係る導電体被覆装置の断面模式図である。
【図１５】従来の導電体被覆装置の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施形態に係る導電体被覆装置について、図面を参照しながら説明する。なお、重複説明は適宜省略する。
【００１８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る導電体被覆装置１００の断面模式図である。導電体被覆装置１００は、繰り出し機構である繰り出し側ロール１０２と、送りローラ１３２,１３４からなる送りローラ機構１３０と、送りローラ１０４と、冷却ローラ１０６ａと、第１導電体被覆室である真空蒸着室１１０と、真空蒸着ユニット１１２と、遮蔽板１１６と、冷却ローラ１０６ｂと、第２導電体被覆室である真空蒸着室１２０と、真空蒸着ユニット１２２と、遮蔽板１２６と、送りローラ１４２,１４４からなる送りローラ機構１４０と、巻き取り機構である巻き取り側ロール１０８とを処理室内に備える。
【００１９】
導電体被覆装置１００を用いた以下の工程によって、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が得られる。まず、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって減圧状態に保持された処理室内で、シート状の繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を矢印方向に回転させて、繊維集合体１０が送りローラ機構１３０の方向に進む。つぎに、繊維集合体１０は、送りローラ１３２,１３４の間を通過し、送りローラ１０４を経由して、冷却ローラ１０６ａに密着した状態で減圧雰囲気の真空蒸着室１１０内に進む。なお、真空蒸着室１１０内は、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって、真空蒸着室１１０の外側周辺より圧力が低くなっている。
【００２０】
真空蒸着室１１０では、加熱された真空蒸着ユニット１１２から蒸発した導電体の蒸気である金属蒸気１１４に繊維集合体１０がさらされ、金属蒸気１１４は繊維集合体１０の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１１６が金属蒸気１１４を遮ることによって、繊維集合体１０の所望の個所が金属蒸気１１４にさらされるようになっている。
【００２１】
本実施形態及び後述する各実施形態で用いられる導電体としては、金属からなる導電体及びカーボンからなる導電体が挙げられる。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、すず、亜鉛、ニッケル、クロム、チタン、シリコン、鉛、モリブデン、鉄、金、銀、白金、パラジウム、銅系合金、アルミニウム系合金、チタニウム系合金及び鉄系合金など各種の金属が挙げられる。
【００２２】
導電体は、導電体被覆繊維集合体１４に用途に応じて最適なものを選択すればよい。例えば、導電体被覆繊維集合体１４の用途が保温材の場合には、銀、銅、アルミニウムなどを好適に用いることができ、用途が電磁波吸収シールド材の場合には、金、白金、銀、銅、ニッケルなどを好適に用いることができ、用途が電磁波吸収材の場合には、カーボン、アルミニウムなどを好適に用いることができる。
【００２３】
こうして、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２が得られる。なお、本実施形態では、真空蒸着室１１０内で真空蒸着ユニット１１２を加熱することにより金属蒸気１１４を発生させるが、金属の種類に応じて、この金属に電子ビームを照射することにより金属蒸気１１４を発生させてもよいし、真空蒸着室１１０内の減圧雰囲気によって金属蒸気１１４を発生させてもよい。
【００２４】
導電体被覆繊維集合体１２は、冷却ローラ１０６ａを通過した後、真空蒸着室１１０から搬出されて、送りローラ１０４，１０４を経由し、冷却ローラ１０６ｂに密着した状態で真空蒸着室１２０内に進む。
【００２５】
真空蒸着室１２０内は、排気ポンプ等の減圧手段（不図示）によって、真空蒸着室１２０の外側周辺より圧力が低くなっている。また、冷却ローラ１０６ｂに密着している導電体被覆繊維集合体１２のシート面は、真空蒸着室１１０において繊維集合体１０を金属蒸気１１４にさらした方のシート面である。
【００２６】
真空蒸着室１２０では、真空蒸着ユニット１２２から蒸発した金属蒸気１２４に導電体被覆繊維集合体１２がさらされ、金属蒸気１２４は導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１２６が金属蒸気１２４を遮ることによって、導電体被覆繊維集合体１２の所望の個所が金属蒸気１２４にさらされるようになっている。
【００２７】
こうして、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が得られる。その後、導電体被覆繊維集合体１４は、真空蒸着室１２０から搬出されて、送りローラ１０４を経由し、送りローラ１４２,１４４の間を通過して巻き取り機構である巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。
【００２８】
本実施形態では処理室内が減圧状態に保持されており、真空蒸着室１１０から真空蒸着室１２０に導電体被覆繊維集合体１２が搬送される過程で、繊維表面に被覆された導電体が空気に触れない。したがって、真空蒸着室１１０で繊維表面に被覆される導電体層と真空蒸着室１２０で繊維表面に被覆される導電体層との界面の劣化、例えば酸化等が抑えられる。このため、本実施形態では、繊維表面に高品質の導電体被覆が形成できる。
【００２９】
なお、導電体被覆装置１００において、繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２，１４が進行するのは、繰り出し側ロール１０２、送りローラ１０４，１３２，１３４，１４２，１４４、冷却ローラ１０６ａ，１０６ｂ、及び巻き取り側ロール１０８の中から選択される少なくとも１つの部材が駆動しているからである。導電体被覆条件等に応じて、駆動させる部材を適宜決定すればよい。
【００３０】
図２は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。図２（ａ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図２（ｂ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図２（ｃ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示す。このように、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体を被覆することによって、繊維の周囲に導電体を均一に被覆できると共に、導電体が被覆されていない繊維表面の割合を極めて低くすることができる。
【００３１】
図３は、導電体被覆繊維集合体１４の材料である繊維集合体１０の製造工程に用いるエレクトロスピニング装置２００の断面模式的図である。繊維集合体１０は、エレクトロスピニング法により、可撓性基材１６の一方のシート面に繊維集合体１０の層を形成することによって製造される。ここで、可撓性基材１６は、例えば、ポリエステル繊維の不織布からなる。可撓性基材１６への繊維集合体１０の形成は、以下の工程によって行われる。
【００３２】
まず、繊維集合体１０の原料である樹脂を、溶媒に溶解した状態で樹脂原料タンク２２０に供給する。繊維集合体１０の原料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸グリコール酸（ＰＬＧＡ）など各種の原料が挙げられる。導電体被覆繊維集合体１４の用途に応じて好適なものを選択すればよい。
【００３３】
つぎに、可撓性基材１６が巻き付けられた繰り出し側ロール２０２から、可撓性基材１６を繰り出す。そして、可撓性基材１６が送りローラ２０４を経由して対向電極２２６上を通過するときに、高圧電源２２８によってノズル２２４と対向電極２２６の間に高圧電圧が印加された状態でバルブ２２２を開いて、ノズル２２４から樹脂原料液体２３０を可撓性基材１６に向けて飛ばす。ノズル２２４から飛び出た樹脂原料液体２３０は、可撓性基材１６上でシート状の繊維集合体１０となる。
【００３４】
溶媒は樹脂原料液体２３０がノズル２２４から可撓性基材１６に向かう途中で蒸発する。また、ヒータ（不図示）によって対向電極２２６が加熱されており、仮に繊維集合体１０中に溶媒が残存したとしても、この溶媒はヒータからの熱によって蒸発する。こうして、可撓性基材１６と繊維集合体１０の層からなる繊維集合体積層シート１８が得られる。繊維集合体１０の層の厚さは、例えば、３０μｍ〜５００μｍである。繊維集合体１０を構成する繊維の平均直径は、例えば、５０ｎｍ〜８００ｎｍである。その後、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ２０４を経由して巻き取り側ロール２０８に巻き取られる。
【００３５】
［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る導電体被覆装置１００ａの断面模式図である。実施形態１に係る導電体被覆装置１００では、繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ａでは、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いる。つまり、導電体被覆装置１００では、エレクトロスピニング装置２００で製造された繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６を剥離し、得られた繊維集合体１０が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２を用いるが、導電体被覆装置１００ａでは、エレクトロスピニング装置２００で製造された繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８を繰り出し側ロール１０２としてそのまま使用する。
【００３６】
導電体被覆装置１００ａを用いた導電体被覆繊維集合体１４の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２が矢印方向に回転すると、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、金属刃等の剥離機構（不図示）によって可撓性基材１６と繊維集合体１０に分離される。その後、可撓性基材１６は、送りローラ１０４を経由して基材巻き取り機構である巻き取り側ロール１５０に巻き取られる。
【００３７】
一方、繊維集合体１０は、送りローラ機構１３０に進む。その後は、実施形態１と同様な工程を経て、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が製造される。実施形態１では、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８から繊維集合体積層シート１８を引き出して、繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６を剥離した後、再び繊維集合体１０を巻き付けて繰り出し側ロール１０２を準備するのに対して、本実施形態では、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた巻き取り側ロール２０８を繰り出し側ロール１０２としてそのまま使用できるため、導電体被覆繊維集合体１４の製造工程数を減らすことができる。
【００３８】
図５は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体の製造工程を説明するために示す図である。図５（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図５（ｂ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図５（ｃ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図５（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示す。
【００３９】
［実施形態３］
図６は、実施形態３に係る導電体被覆装置１００ｂの断面模式図である。実施形態２に係る導電体被覆装置１００ａでは、製造された導電体被覆繊維集合体１４がそのまま巻き取り側ロール１０８に巻き取られるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｂでは、製造された導電体被覆繊維集合体１４は、可撓性基材２０が接合された導電体被覆繊維集合体積層シート２２の状態で巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。こうして巻き取り側ロール１０８で巻き取られた導電体被覆繊維集合体１４は、その層間に可撓性基材２０が存在するため、巻き取り側ロール１０８を保管又は運搬する際、導電体被覆繊維集合体１４のシート同士の接触がなく、導電体被覆繊維集合体１４から導電体被覆が剥離するのが抑えられる。
【００４０】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｂを用いた導電体被覆繊維集合体積層シート２２の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、実施形態２と同様な製造工程を経て、導電体被覆繊維集合体１４は真空蒸着室１２０から搬出される。つぎに、導電体被覆繊維集合体１４は、送りローラ１０４を経由し、送りローラ１４２,１４４の間を通過した後、基材繰り出し機構である繰り出し側ロール１６０から送り出された可撓性基材２０と共に送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、基材接合機構（不図示）によって可撓性基材２０に接合される。そして、導電体被覆繊維集合体積層シート２２は、巻き取り側ロール１０８に巻き取られる。
【００４１】
図７は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。図７（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図７（ｂ）は、導電体で被覆される前の繊維集合体１０を示し、図７（ｃ）は、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図７（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示し、図７（ｅ）は、可撓性基材２０と導電体被覆繊維集合体１４からなる導電体被覆繊維集合体積層シート２２を示す。
【００４２】
［実施形態４］
図８は、実施形態４に係る導電体被覆装置１００ｃの断面模式図である。実施形態３に係る導電体被覆装置１００ｂでは、繊維集合体積層シート１８から可撓性基材１６が剥離された繊維集合体１０の状態で真空蒸着室１１０に搬入されるが、本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｃでは、繊維集合体積層シート１８が真空蒸着室１１０に搬入され、繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された後、真空蒸着室１１０の外で導電体被覆繊維集合体積層シート１９から可撓性基材１６が剥離される。このため、冷却ローラ１０６ａに金属蒸気１１４に起因する金属が付着しにくくなり、冷却ローラ１０６ａの洗浄回数を減らせる。
【００４３】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｃを用いた導電体被覆繊維集合体積層シート２２の製造方法は、以下の工程によって行われる。まず、繊維集合体積層シート１８が巻き付けられた繰り出し側ロール１０２が矢印方向に回転すると、繊維集合体積層シート１８は送りローラ機構１３０に進む。そして、繊維集合体積層シート１８は、送りローラ１３２,１３４の間を通過し、送りローラ１０４を経由して、冷却ローラ１０６ａに密着した状態で減圧雰囲気の真空蒸着室１１０内に進む。
【００４４】
真空蒸着室１１０内では、真空蒸着ユニット１１２から蒸発した金属蒸気１１４に、繊維集合体積層シート１８を構成する繊維集合体１０がさらされ、金属蒸気１１４は繊維集合体１０の繊維表面で冷却されて金属被膜となる。なお、遮蔽板１１６が金属蒸気１１４を遮ることによって、繊維集合体１０の所望の個所が金属蒸気１１４にさらされるようになっている。こうして、一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２と可撓性基材１６からなる導電体被覆繊維集合体積層シート１９が製造される。
【００４５】
つづいて、冷却ローラ１０６ａを通過した導電体被覆繊維集合体積層シート１９は、真空蒸着室１１０から搬出され、送りローラ１０４を経由した後、送りローラ１０４，１０４の間を通過しながら、金属刃等の剥離機構（不図示）によって可撓性基材１６と導電体被覆繊維集合体１２に分離される。その後は、実施形態３と同様な工程を経て、両方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４が可撓性基材２０に接合された導電体被覆繊維集合体積層シート２２が製造される。
【００４６】
図９は、本実施形態における導電体被覆繊維集合体積層シートの製造工程を説明するために示す図である。図９（ａ）は、可撓性基材１６と繊維集合体１０からなる繊維集合体積層シート１８を示し、図９（ｂ）は、可撓性基材１６と一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２からなる繊維集合体積層シート１９を示し、図９（ｃ）は、上記一方のシート面から繊維集合体１０の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を示し、図９（ｄ）は、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に導電体が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を示し、図９（ｅ）は、可撓性基材２０と導電体被覆繊維集合体１４からなる導電体被覆繊維集合体積層シート２２を示す。
【００４７】
［実施形態５］
図１０は、実施形態５に係る導電体被覆装置１００ｄの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｄと実施形態１に係る導電体被覆装置１００との主な相違点は、繰り出し側ロール１０２及び巻き取り側ロール１０８の位置と、冷却ローラ１０６ａ,１０６ｂ間を進行する導電体被覆繊維集合体１２の位置である。本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００４８】
［実施形態６］
図１１は、実施形態６に係る導電体被覆装置１００ｅを説明するために示す図である。図１１（ａ）は、実施形態６に係る導電体被覆装置１００ｅの断面模式図であり、図１１（ｂ）は、導電体被覆装置１００ｅの反転部１８０の内部を示す図である。導電体被覆装置１００ｅは反転機構を有し、この反転機構は、ローラ１７０，１７０と、反転部１８０と、ローラ１７２，１７２とを備える。導電体被覆装置１００ｅでは、真空蒸着室１１０で金属被覆された導電体被覆繊維集合体１２の一方のシート面１２ｂを下に、他方のシート面１２ａを上にした状態で、導電体被覆繊維集合体１２が送りローラ１７０，１７０に進む。
【００４９】
そして、導電体被覆繊維集合体１２は、送りローラ１７０，１７０を通過した後、ねじられながら進行して反転部１８０で上下のシート面が反転される。そして、真空蒸着室１１０で金属被覆された導電体被覆繊維集合体１２の一方のシート面１２ｂを上に、他方のシート面１２ａを下にして送りローラ１７２，１７２に進む。送りローラ１７２，１７２を通過した導電体被覆繊維集合体１２は、送りローラ１０４を経由して真空蒸着室１２０に搬入される。
【００５０】
本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｅと実施形態１に係る導電体被覆装置１００との主な相違点は、真空蒸着室１１０,１２０間で導電体被覆繊維集合体１２のシート面を反転させる手法である。導電体被覆装置１００ｅは反転部１８０で導電体被覆繊維集合体１２のシート面を反転させるため、真空蒸着室１１０,１２０間における導電体被覆繊維集合体１２の移動距離を導電体被覆装置１００より短くできる。このため、導電体被覆装置の小型化が可能となる。
【００５１】
導電体被覆繊維集合体１２のシート面の反転方法を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。なお、ローラ１７０，１７０と、ローラ１７２，１７２との間に、互いに４５ーねじれた関係にある３組の方向変換ローラが配設されていてもよい。
【００５２】
［実施形態７］
図１２は、実施形態７に係る導電体被覆装置１００ｆの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｆでは、スパッタリングユニット１１２ａ，１２２aによるプラズマ１１４ａ，１２４aを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属を被覆しており、真空蒸着ユニット１１２，１２２から蒸発した金属蒸気１１４，１２４を用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属を被覆している実施形態１に係る導電体被覆装置１００等と相違する。繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２の金属被覆の手法を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態１における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００５３】
［実施形態８］
図１３は、実施形態８に係る導電体被覆装置１００ｇの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｇでは、冷却プレート１０７ａ，１０７ｂを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属被覆している点が、冷却ローラ１０６ａ，１０６ｂを用いて繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２に金属被覆している実施形態１に係る導電体被覆装置１００等と相違する。繊維集合体１０及び導電体被覆繊維集合体１２の金属被覆の手段を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態７における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【００５４】
［実施形態９］
図１４は、実施形態９に係る導電体被覆装置１００ｈの断面模式図である。本実施形態に係る導電体被覆装置１００ｈは、エレクトロスピニング装置２００を備える。したがって、導電体被覆工程の直前に繊維集合体１０の製造工程を行える。このため、樹脂原料から導電体被覆繊維集合体１４を連続的に製造できる。エレクトロスピニング装置２００を備える点を除き、本実施形態における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程は、実施形態２における導電体被覆繊維集合体１４の製造工程とほぼ同じである。
【実施例】
【００５５】
導電体被覆装置１００を用いて、以下の工程で得られた繊維集合体に、金属を被覆して導電体被覆繊維集合体を製造した。まず、ポリエステル繊維の不織布からなる長尺の可撓性基材１６を準備した。可撓性基材１６の厚さは２００μｍであり、１ｍ２当たりの質量は５０ｇであった。つぎに、エレクトロスピニング装置２００を用いて、エレクトロスピニング法によって可撓性基材１６上にポリウレタンからなる繊維集合体１０を製造した。
【００５６】
繊維集合体１０の厚さは１０μｍであり、１ｍ２当たりの質量は５ｇであった。また、繊維集合体１０を構成するポリマー繊維の平均直径は３００ｎｍであった。ここで、ポリマー繊維の平均直径は、電子顕微鏡写真に写っている多数のポリマー繊維における測定個所を無作為に１００点抽出し、その個所における繊維幅を測定し、測定された繊維幅を平均することよって算出した。
【００５７】
つづいて、導電体被覆装置１００を用いて、一方のシート面から上記工程で得られた繊維集合体の繊維表面に銀が被覆された導電体被覆繊維集合体１２を製造し、さらに、上記一方のシート面とは異なる他方のシート面から導電体被覆繊維集合体１２の繊維表面に銀が被覆された導電体被覆繊維集合体１４を製造した。導電体被覆繊維集合体１４の断面顕微鏡写真を撮影して銀の厚さを数個所計測したところ、銀の厚さはいずれも約５０ｎｍであった。
【００５８】
以上、本発明の導電体被覆装置を各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、次のような変形も可能である。
【００５９】
（１）各実施形態においては、エレクトロスピニング法を用いて繊維集合体１０を形成するが、例えば、メルトブロウン法によって繊維集合体１０を形成してもよい。
【００６０】
（２）各実施形態のエレクトロスピニング装置２００においては、繊維集合体の原料樹脂を溶媒に溶解して液体としているが、例えば、繊維集合体の原料樹脂を加熱して液体としてもよい。
【００６１】
（３）各実施形態のエレクトロスピニング装置２００においては、可撓性基材１６上に繊維集合体１０を形成し、繊維集合体積層シート１８の状態で巻き取るが、例えば、可撓性基材１６上に繊維集合体１０を形成した後、エレクトロスピニング装置２００内で可撓性基材１６から繊維集合体１０を剥離し、可撓性基材１６と繊維集合体１０とをそれぞれ巻き取ってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…繊維集合体、１２，１４…導電体被覆繊維集合体、１６，２０…可撓性基材、１８…繊維集合体積層シート、１９，２２…導電体被覆繊維集合体積層シート、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ，９１０…導電体被覆装置、１０２，１６０…繰り出し側ロール、１０４，１３２，１３４，１４２，１４４…送りローラ、１０６ａ，１０６ｂ…冷却ローラ、１０７ａ，１０７ｂ…冷却プレート、１０８，１５０…巻き取り側ロール、１１０，１２０…真空蒸着室、１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ…スパッタ室、１１２，１２２…真空蒸着ユニット、１１２ａ，１１２ｂ，１２２ａ，１２２ｂ…スパッタリングユニット、１１４，１２４…金属蒸気、１１４ａ，１１４ｂ，１２４ａ，１２４ｂ…プラズマ、１８０…反転部、２００…エレクトロスピニング装置、２２０…樹脂原料タンク、２２２…バルブ、２２４…ノズル、２２６…対向電極、２２８…高圧電源、２３０…樹脂原料液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内で繰り出し機構から繰り出されたシートが巻き取り機構で巻き取られるまでの間に、両方のシート面からシートに含まれる繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置であって、
一方のシート面から繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第１導電体被覆室と、
前記一方のシート面と異なる他のシート面から、前記第１導電体被覆室で得られた導電体被覆繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第２導電体被覆室とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項２】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは繊維集合体から構成されることを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項３】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、
前記繰り出し機構と前記第１導電体被覆室との間に、前記繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項４】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、
前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、前記第１導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記第２導電体被覆室と前記巻き取り機構との間に、基材を繰り出す基材繰り出し機構と、前記基材繰り出し機構から繰り出された基材を前記第２導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体に接合する基材接合機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、シートを進行させながらねじることによってシート面を反転させる反転機構を有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記処理室内を減圧状態に保持する減圧手段をさらに有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項１】
処理室内で繰り出し機構から繰り出されたシートが巻き取り機構で巻き取られるまでの間に、両方のシート面からシートに含まれる繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する導電体被覆装置であって、
一方のシート面から繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第１導電体被覆室と、
前記一方のシート面と異なる他のシート面から、前記第１導電体被覆室で得られた導電体被覆繊維集合体の繊維表面に導電体を被覆する第２導電体被覆室とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項２】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは繊維集合体から構成されることを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項３】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、
前記繰り出し機構と前記第１導電体被覆室との間に、前記繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項４】
請求項１に記載の導電体被覆装置において、
前記シートは、基材と、この基材表面に形成された繊維集合体とを有し、
前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、前記第１導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体から前記基材を剥離する剥離機構と、前記剥離機構で剥離された基材を巻き取る基材巻き取り機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記第２導電体被覆室と前記巻き取り機構との間に、基材を繰り出す基材繰り出し機構と、前記基材繰り出し機構から繰り出された基材を前記第２導電体被覆室から搬出された導電体被覆繊維集合体に接合する基材接合機構とを有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記第１導電体被覆室と前記第２導電体被覆室との間に、シートを進行させながらねじることによってシート面を反転させる反転機構を有することを特徴とする導電体被覆装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の導電体被覆装置において、
前記処理室内を減圧状態に保持する減圧手段をさらに有することを特徴とする導電体被覆装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２４８６５０（Ｐ２０１０−２４８６５０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７６５９（Ｐ２００９−９７６５９）
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【出願人】（５０８２３１８２１）トップテック・カンパニー・リミテッド (40)
【氏名又は名称原語表記】ＴＯＰＴＥＣ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【出願人】（５０８２３１８２１）トップテック・カンパニー・リミテッド (40)
【氏名又は名称原語表記】ＴＯＰＴＥＣ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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