金属めっき繊維構造物及びそれを焼成してなる金属構造物
【課題】めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない金属めっき繊維構造物を提供する。
【解決手段】本発明の金属めっき繊維構造物は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含む。
【解決手段】本発明の金属めっき繊維構造物は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維に金属をめっきした金属めっき繊維構造物に関し、詳細には異形断面繊維を含む繊維構造物に金属をめっきした金属めっき繊維構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂からなる材料に金属がめっきされた材料としては、ウレタン多孔体、ポリオレフィンやポリエステル繊維を含む不織布等の被めっき材に金属めっきが施されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１は、繊維からなるウェブに水流交絡処理を施した後に無電解めっきを施したニッケルめっき不織布電極を開示している。特許文献２は、有機繊維を主成分として作製したウェブに水流交絡処理を施した後に、熱処理した不織布ウェブにニッケルめっきを施すニッケルめっき不織布電極基板の製造方法を開示している。しかし、特許文献１及び特許文献２は、単に繊維同士を交絡させた不織布に金属めっきを施しているため、繊維同士の交点が、めっきされ難く、剥離し易いという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９０８３８号公報
【特許文献２】特開平６−３３８３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない金属めっき繊維構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属めっき繊維構造物は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、異形断面繊維を６質量％以上含む繊維構造物に金属がめっきが施されてなるため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない金属めっき繊維構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者は、繊維構造物の金属めっきについて検討し、従来の問題点であるめっきムラに着目した。詳細には、繊維同士の交点や接点において、金属めっきされない部分が生じやすく、金属めっきにムラが生じることに着目し、異形断面繊維を含む繊維構造物に金属をめっきすると、めっきムラの少ない金属めっき繊維構造物及び不織布を得られることを見出した。即ち、本発明は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含むため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない。
【０００９】
本発明の繊維構造物を構成する繊維（以下、被めっき繊維ともいう）は、異形断面繊維を６質量％以上含む。かかる構成であると、繊維に金属がめっきされる面積が増加し、金属めっきと被めっき繊維の接触面積が大きくなることに起因して、金属めっきが剥離し難くなる。また、繊維同士の交点や接点の接触面積が大きくなり、金属めっきが施された後に、繊維同士が離れに難く、めっきが剥離することが少ない。このような効果を顕著に得る観点から被めっき繊維は、異形断面繊維を１０質量％以上含むことが好ましく、異形断面繊維を５０質量％以上含むことがより好ましい。
【００１０】
異形断面繊維を構成する樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキル共重合体、エチレン−（無水）マレイン酸共重合体等のポリオレフィン系成分、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等のポリエステル系成分、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系成分のうち１種又は２種以上を組み合わせて用いて良い。なかでも、異形断面繊維を構成する樹脂は、耐薬品性の観点から、ポリオレフィン系成分からなることが好ましい。耐薬品性とは、例えば、耐酸性、耐アルカリ性や、酸化・還元による主鎖分解が起こりにくいという性質である。
【００１１】
めっきムラを少なくする観点から、異形断面繊維を構成する樹脂は、繊維表面にエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキル共重合体、及びエチレン−（無水）マレイン酸共重合体等の群から選ばれる１種又は２種以上の組み合わせからなる樹脂が露出していることが好ましい。かかる構成であると、異形断面繊維の繊維表面に親水性基が存在することに起因して、めっき金属が固定されやすく、めっきムラが少なくなる。また、被めっき繊維に親水化処理及び／又は導電性処理を行い、その後めっき処理を行う場合であっても、繊維表面の親水性基に起因して、後述の親水化処理及び／又は導電性処理により親水性や導電性を均一に付与することができ、めっきムラが少なくなる。
【００１２】
被めっき繊維は、異形断面繊維以外の他の繊維を９４質量％以下で含んでよい。他の繊維とは、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を繊維断面積と等しい円形に換算した円周長Ｂの１．１倍未満である繊維をいう。被めっき繊維が異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維からなる場合、異形断面繊維以外の他の繊維は０質量％以上９４質量％以下で含むことが好ましく、０質量％以上９０質量％以下で含むことがより好ましく、０質量％以上５０質量％以下で含むことがさらに好ましい。
【００１３】
異形断面繊維以外の他の繊維を構成する樹脂は、特に限定されず、上述の異形断面繊維を構成する樹脂を用いることができる。
【００１４】
異形断面繊維の形状は、特に限定されないが、例えば、単一繊維、サイドバイサイド型複合繊維、芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、分割型複合繊維等の複合繊維、ポリマーアロイ等の成分ランダム分散型繊維等が挙げられる。
【００１５】
なかでも異形断面繊維は、２以上のセグメントからなる複合繊維であることが好ましく、芯成分と鞘成分とからなる芯鞘型複合繊維であることがより好ましい。異形断面繊維が２以上のセグメントからなると、一成分で繊維同士の交点や接点を接着し、その他の成分で繊維構造物の強度を得ることができる。なお、本発明でいう芯鞘型複合繊維とは、繊維断面から見て、単繊維中に芯部を１又は２以上有し、芯部の周囲が鞘部で覆われた形状の複合繊維をいう。
【００１６】
異形断面繊維が複合繊維であると、被めっき繊維が異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維とを含む場合にも有利な効果が得られる。繊維断面が円形状の繊維のみからなる繊維構造物は、繊維同士の交点や接点が、円弧同士の接点により形成されるため、比較的小さい交点や接点になりやすく、金属めっき後に繊維同士の交点や接点が離れる場合がある。めっき後に繊維同士が離れた箇所は、繊維同士が接していた箇所にめっきが施されていないため、被めっき繊維に金属めっきが施されていない箇所が生じ、この未めっき箇所が新たなめっき剥離の原因ともなる。しかし、本発明は異形断面繊維を含むので、異形断面繊維以外の他の繊維を加えて含む場合であっても、異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維との交点は異形断面繊維の表面積が大きいことに起因して、比較的大きくなり、繊維同士の交点や接点において、金属めっきが剥離し難くなる。これにより、金属をめっきした後の金属めっき繊維構造物は、金属めっき部分が連続した構成となり、電気抵抗値が低くなる。このような効果は、後述の異形断面繊維が芯鞘型複合繊維であり、その鞘成分により繊維同士の交点が熱接着されてなる場合に特に顕著である。
【００１７】
異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高いことが好ましく、芯成分の融点は鞘成分の融点より２０℃以上高いことがより好ましい。芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高いと、繊維交点において金属めっきが剥離し難くなり、また、鞘成分のみが融着する温度で熱処理によって鞘成分のみを融着させることができ、適度な空隙を有する金属めっき繊維構造物を得ることができる。このような効果をより確実に得る観点から、異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、被めっき繊維は芯鞘型複合繊維の鞘成分の融着により繊維同士の交点が熱接着されてなることが好ましい。
【００１８】
異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、芯鞘型複合繊維を構成する各成分の容積比は、特に限定されず、各成分を構成できるだけの量があればよいが、芯／鞘の容積比は、２／８〜８／２であることが好ましく、４／６〜６／４であることがより好ましく、４．５／５．５〜５．５／４．５であることが最も好ましい。複合繊維の容積比が２／８〜８／２の範囲であると、繊維の紡糸性が良好であり、めっき性も良好である。
【００１９】
本発明でいう異形断面繊維は、繊維断面からみて円形以外の形状である繊維をいい、異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂ（以下、換算円周長Ｂともいう）の１．１倍以上であることが好ましい。かかる構成であると、繊維表面積が円形状繊維と比較して大きくなり、金属がめっきされる面積が増加し、金属めっきと被めっき繊維の接触面積が大きくなることに起因して、金属めっきが剥離し難くなる。また、繊維同士の交点や接点において繊維同士の接触面積が大きくなり、繊維同士の交点や接点が金属めっきされた後に、見かけ上金属めっきによって繊維同士の交点や接点が固定された状態を得やすく、繊維同士が離れに難くなり、めっきが剥離することが少なくなる。このような効果を顕著に得る観点から異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂの１．３倍以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明でいう繊維断面周長Ａは、本発明が金属めっき繊維構造物の場合には、金属めっき繊維構造物を構成する繊維を繊維断面からみた際の、繊維周囲の閉曲線一周分の長さであり、本発明が金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属構造物の場合には、繊維状金属を繊維断面からみた際の、繊維状金属内周の閉曲線一周分の長さである。
【００２１】
本発明でいう繊維断面積は、本発明が金属めっき繊維構造物の場合には、金属めっき繊維構造物を構成する繊維を繊維断面からみた際の、繊維周囲の閉曲線一周分に囲まれた面積であり、本発明が金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属構造物の場合には、繊維状金属を繊維断面からみた際の、繊維状金属内周の閉曲線一周分に囲まれた面積である。異形断面繊維が、繊維断面からみて１又は２以上のセグメントにより囲まれた中空部を１又は２以上有する繊維である場合には、本発明でいう繊維断面積は、繊維断面からみてセグメントにより構成された部分の面積と中空部の面積の総和により求められる。
【００２２】
本発明でいう換算円周長Ｂは、異形断面繊維の繊維断面積をその面積と等しい円に換算した際の、換算円の円周に相当する長さである。
【００２３】
換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（以下、Ａ／Ｂともいう）は、例えば、次のようにして算出することができる。
金属めっき繊維構造物から、任意の繊維を２０本選択し、ｎ番目の繊維の繊維断面周長をＡn、繊維断面積をＤn、円周率をπとしたとき、下記の式より算出できる。ここで、ＡnとＤnは単位スケールが等しいとする。例えば、Ａnの単位がメートルである場合には、Ｄnの単位は平方メートルであるという意味である。
Ａ／Ｂ＝Σ｛Ａn／（４πＤn）0.5｝／２０
ただし、ｎ＝１、２、３・・・２０
【００２４】
また、異形断面繊維は、繊維断面からみて円形以外の形状であればよいが、例えば、繊維断面からみて、楕円型、扇型、三角形型、四角形型、多角形型、一文字型、Ｃ型、Ｙ型、十字型、星型等の形状が挙げられる。なかでも、異形断面繊維は、繊維断面からみて、一文字型、Ｙ型、十字型、星型の形状であることが好ましい。このような繊維断面であると、金属めっき繊維構造物の内部に粒子や粉体を保持しやすくなる。これは異形断面繊維表面の凹部又は、２以上の異形断面繊維によって囲まれた部分に粒子や粉体が入り込み、脱落しにくくなるためであると予想される。
図２（ａ）は繊維断面から見てＹ型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｂ）は繊維断面から見て一文字型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｃ）は繊維断面から見て楕円型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｄ）は繊維断面から見て十字型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｅ）は繊維断面から見て星型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｆ）は繊維断面から見てＣ型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｇ）は繊維断面から見て扇型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｈ）は繊維断面から見て四角形型の形状である異形断面繊維の一例である。
【００２５】
一般に繊維断面が円形である繊維構造物に金属めっきを施した場合、繊維断面からみて、半円分の金属めっきが剥離すると、他方の半円分の金属めっきも、被めっき繊維との引っ掛かり部がなくなり、剥離しやすくなる。しかし、異形断面繊維であると、繊維断面からみて、半周分の金属めっきが剥離した場合であっても、他方の半周分の金属めっきが被めっき繊維との引っ掛かり部を有し、金属めっきが剥離しにくくなる場合がある。このような効果は、異形断面繊維が、繊維断面からみて、Ｙ型、十字型、又は星型の形状である場合に顕著である。
【００２６】
次に、本発明の異形断面繊維の製造方法を芯鞘型複合繊維を例に挙げて説明する。まず、鞘成分と芯成分を準備する。ここで鞘成分及び／又は芯成分が複数の構成成分からなる場合は、マスターバッチの形態で提供されてよい。次いで、鞘成分と芯成分とを所望の繊維断面構造が得られるように適切な複合紡糸ノズルを用いて、常套の溶融紡糸機を用いて、複合紡糸する。なお、紡糸温度（ノズル温度）は、２２０℃以上３２０℃以下とするとよい。
【００２７】
本発明で用いる異形断面繊維は、単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ〜１００ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘである。単繊維繊度が１００ｄｔｅｘ以上であると、安定した繊維化又は不織布化が困難となる場合があり、単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以下であると、繊維に金属めっきが固定され難くなる場合がある。
【００２８】
本発明の金属めっき繊維構造物の形態は、短繊維、長繊維等のフィラメント、織物、編物、不織布等であってよい。なかでも、金属めっき繊維構造物の形態は不織布であることが好ましい。不織布の形態としては、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、ケミカルボンド不織布、エアレイド不織布、エアスルー不織布、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、水流交絡不織布等が挙げられる。
【００２９】
本発明の金属めっき繊維構造物が金属めっき不織布である場合は、被めっき繊維として不織布を用い（以下、被めっき不織布ともいう）、被めっき不織布に金属めっき処理を施したものであってよく、又は、本発明の金属めっき繊維と他の繊維の混綿不織布であってよい。
【００３０】
被めっき不織布の不織布密度は０．００１〜０．８ｇ／ｃｍ3の範囲であることが好ましく、０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ3の範囲であることがさらに好ましい。かかる構成であると、後述する金属構造物の通気度を得やすい。
【００３１】
本発明で用いる被めっき繊維は、必要に応じて親水化処理を施してよい。親水化処理は、例えば、スルホン化処理、フッ素ガス処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、界面活性剤処理、グラフト重合処理、親水性樹脂処理等のうち、１又は２以上の処理を併用して親水化処理してよい。また、繊維表面に親水性成分が露出した構成である繊維を含む場合には、親水化処理なしでも、めっき処理を行うことができる。
【００３２】
例えば、フッ素ガス処理は被めっき繊維をフッ素ガス処理機内に１０〜６０分間放置して行ってよく、コロナ放電処理は被めっき繊維の表面に１又は２回以上に分けて、総放電量が０．１ｋｗ・分／ｍ2〜０．５ｋｗ・分／ｍ2の範囲となるようにして行ってよい。
【００３３】
次にめっき処理工程について説明する。本発明の被めっき繊維にめっきする金属は、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、白金、ロジウム、ニッケル、クロム、コバルト、スズ、亜鉛、カドミウム等が挙げられる。めっき処理は、被めっき繊維に金属膜を形成する方法であればよく、例えば、無電解めっき法、電解めっき法、溶融金属めっき法、真空蒸着法、化学蒸着法、物理蒸着法、溶射法等が挙げられる。中でも、初めに無電解めっき法、次いで電解めっき法の２段階工程で金属膜を形成することが好ましい。この２段階工程でめっき処理を施すと、非金属材料でも均一な厚さにめっきしやすく、金属の定着速度も速い。
【００３４】
無電解めっき法について説明する。無電解めっき法は、初めに触媒化工程、次に無電解めっき工程の順で行うとよい。触媒化工程は、被めっき繊維の表面に触媒を付与する工程である。触媒付与の方法は、例えば、被めっき繊維を塩化第一スズの塩酸水溶液で処理した後に塩化パラジウムの塩酸水溶液で触媒化する方法、又は硬化剤のアミノ基を含む塩化パラジウムの塩酸溶液のみで固定化する方法等が挙げられる。なかでも、めっき膜厚を均一にできる観点から前者の方法が好ましい。
無電解めっき工程は、析出させる金属を含む溶剤と還元剤とを含む無電解めっき液を使用し、金属膜を形成する工程である。なお、無電解めっき液には、必要に応じて、錯化剤、ｐＨ調整剤、緩衝剤、促進剤、安定剤、改良剤等を加えても良い。析出させる金属を含む溶剤は、金属塩であれば特に限定されないが、例えば、ニッケルめっき膜を形成する場合は、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル等が挙げられ、還元剤は、例えば、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、水和ヒドラジン等のヒドラジン誘導体又はヒドラジン、次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボラン等が挙げられる。
【００３５】
電解めっき法について説明する。電解めっきは、金属塩を溶解させためっき浴を用いて、電気分解により、カソード上に金属を析出させる方法である。ここで、カソードは被めっき繊維で構成される。また、アノードは、めっき浴や析出させる金属によって、適時選択される。
【００３６】
電解めっきに用いられるめっき浴について説明する。例えば、電解ニッケルめっきの場合には、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸が主組成であるワット浴、塩化ニッケル、ホウ酸が主組成である塩化浴、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、ホウ酸が主組成であるスルファミン酸浴、ホウフッ化ニッケル、ホウ酸が主組成であるホウフッ化浴等を用いてよい。なかでも、電解ニッケルめっきは、反応速度が速く生産性に優れる観点からワット浴を用いて行うことが好ましい。
また、上述の電解めっき浴は必要に応じて、１，５−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、サッカリン、ｐ−トルエンスルホンアミド等の一次光沢剤、１，４−ブチンジオール、プロパギルアルコール、クマリン、エチレンシアンヒドリン等の二次光沢剤、ドデシル硫酸ナトリウム等の界面活性剤を加えてもよい。
【００３７】
電解銅めっきの場合には、硫酸銅、硫酸が主組成である硫酸銅浴、ホウフッ化銅、テトラフルオロホウ酸が主組成であるホウフッ化銅浴、シアン化銅、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウムが主組成であるシアン化銅浴、ピロリン酸第二銅、ピロリン酸カリウム、アンモニアが主組成であるピロリン酸銅浴を用いてよい。
【００３８】
電解クロムめっきの場合は、酸化クロム（VI）、硫酸が主組成であるサージェント浴、酸化クロム（VI）、硫酸、ケイフッ酸が主組成であるケイフッ酸浴を用いてよい。
【００３９】
電解亜鉛めっきの場合は、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、塩化ナトリウム、ホウ酸が主成分である硫酸亜鉛浴、塩化亜鉛、塩化アンモニウムが主組成である塩化亜鉛浴、シアン化亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウムが主組成であるシアン浴、酸化亜鉛、水酸化ナトリウムが主組成であるジンケート浴を用いてよい。
【００４０】
電解スズめっきの場合は、硫酸スズ、硫酸、クレゾールスルホン酸、ホルマリンが主組成である硫酸浴、ホウフッ化スズ、テトラフルオロホウ酸、ホルマリンが主組成であるホウフッ化浴、スズ酸カリウム、水酸化カリウムが主組成である塩基性スズめっき浴を用いてよい。
【００４１】
電解金めっきの場合は、シアン化第一金カリウム、シアン化カリウムが主組成であるシアン浴、シアン化第一金カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムが主組成である中性浴、シアン化第一金カリウム、クエン酸が主組成である酸性浴を用いてよい。
【００４２】
電解銀めっきの場合は、シアン化銀、シアン化カリウム、炭酸カリウムが主組成であるストライク浴を用いてよい。
【００４３】
電解ロジウムめっきの場合は、金属ロジウム、硫酸が主組成である硫酸めっき浴、金属ロジウム、リン酸が主組成であるリン酸めっき浴を用いてよい。
【００４４】
電解白金めっきの場合は、塩化白金（IV）、リン酸水素アミン、リン酸水素アンモニウムが主組成であるリン酸塩浴、ジアミノ亜硝酸白金、亜硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、アンモニア水が主成分であるジアミノ亜硝酸塩浴を用いてよい。
【００４５】
真空蒸着法について説明する。真空蒸着法は、１０-5〜１０-6Ｔｏｒｒで加熱蒸発させた金属又は金属化合物を被めっき繊維に付着させて金属めっき膜を形成する方法である。また、真空蒸発法は、蒸発物質を放電プラズマ、電子ビーム等により、その一部又は全部をイオン化させ、負の電荷が印加された基板上に堆積させる方法であってよい。
【００４６】
溶射法について説明する。溶射法は、金属を溶かして微粒とし、吹き付けて皮膜を形成させる方法である。具体的には、例えば、アルゴン、水素、窒素などのガス雰囲気中の陽極と陰極の間に直流大電流低電圧によりアークを生じさせ、プラズマ状態にし、この雰囲気中に金属を入れ、溶かして吹き付けるプラズマ溶射法等が挙げられる。
【００４７】
本発明の金属構造物は、本発明の金属めっき繊維構造物を焼成することにより形成され、通気度が１〜２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃである。金属構造物の通気度は、２０〜１００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃであることが好ましい。金属構造物の通気度が１ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃより小さいと、粒子、粉体、液体等の充填量が少なくなる、又は、液体や気体に対する圧力損失が高くなる。また、金属構造物の通気度が２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃより大きいと、粒子、粉体、液体等の充填ムラや脱落が発生しやすくなる、又は、液体や気体に対する接触面積が少なくなる傾向にある。
本発明の金属構造物は、焼成され繊維を構成する成分が炭化されてなることが好ましい。かかる構成であると、耐熱性や導電性を必要とする用途に特に好適に用いることができる。
【００４８】
焼成工程は特に限定されないが、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性気体雰囲気中で、７００〜２０００℃で、３０秒〜３０分間処理して行うことができる。
【００４９】
本発明の金属めっき繊維は、被めっき繊維にめっきされる金属、めっき方法によって、装飾性、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性、導電性、電磁波シール特性等の機能を生じる。そして、本発明の金属めっき繊維は、アクセサリー、フィルター、電子部品、電磁波シール材等に利用することができる。
【実施例】
【００５０】
［単位面積あたりのめっき量］
めっき処理前の不織布の質量をＷ、無電解めっき処理後のめっき不織布の質量をＷ1、無電解めっき処理後のめっき不織布の面積をＳ1、電解めっき処理後のめっき不織布の質量をＷ2、電解めっき処理後のめっき不織布の面積をＳ2としたとき、下記の式より算出した。
無電解めっき量＝（Ｗ1−Ｗ）／Ｓ1
電解めっき量＝（Ｗ2−Ｗ）／Ｓ2
【００５１】
［電気抵抗］
無電解めっき処理後のめっき不織布、及び電解めっき処理後のめっき不織布を日置電機株式会社製ＨＩＴＥＳＴＥＲ（３５３１）を使用し、ランダムな１０箇所における抵抗値を測定し、平均値を算出して、抵抗値とした。なお、周波数は１０kHz、電圧は１.０vの条件で測定した。
【００５２】
［めっきムラ］
無電解めっき処理後のめっき不織布について、ランダムな１０箇所における抵抗値を測定した。
Ａ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が１０Ω未満であった。
Ｂ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が１０以上５０Ω未満であった。
Ｃ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が５０Ω以上であった。
【００５３】
［通気度］
金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属めっき構造物の通気度を、ＪＩＳ Ｌ−１０９６−６．２７．１ Ａ法に従って測定した。
【００５４】
（繊維１）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（東ソー社製、商品名“ニポロン”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、図１（ａ）に示す繊維断面構造を有する芯鞘型複合繊維を用意した。繊維１は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．４であった。
【００５５】
（繊維２）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（東ソー社製、商品名“ニポロン”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、図１（ｂ）に示す繊維断面構造を有する芯鞘型複合繊維を用意した。繊維２は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．４であった。
【００５６】
（繊維３）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製、商品名“ＨＥ４８１”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、繊維断面構造が円形である芯鞘型複合繊維を用意した。繊維３は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．０であった。
【００５７】
（実施例１）
被めっき繊維として、繊維１のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを作成し、水圧３ＭＰａにて水流交絡処理を施した後、エアスルー乾燥機を用いて、１４５℃で１２秒間乾燥させて、不織布からなる被めっき不織布を得た。なお、実施例１の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
【００５８】
次に、塩化第一スズ１質量％、１０ｍｏｌ／Ｌの塩酸２０質量％、塩化パラジウム０．１質量％の水溶液を用いて、被めっき不織布を触媒化させた。
【００５９】
硫酸ニッケル２０質量％、還元剤として２０ｍｏｌ／Ｌのヒドラジン３質量％、錯化剤としてクエン酸ナトリウム３０質量％、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム２質量％を含む水溶液に、触媒化させた被めっき不織布を含浸させ、無電解めっきを行った。なお、無電解めっきは６０℃で行った。
【００６０】
続いて、硫酸ニッケル３００質量％、塩化ニッケル５０質量％、ホウ酸５０質量％を使用した水溶液（ワット浴）に、無電解めっきを施した被めっき不織布を含浸させ、電解めっきを行い、ニッケルめっき不織布を得た。なお、電解めっきは、６０℃で、５Ａの電流を流して行った。
【００６１】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６２】
（実施例２）
繊維２のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例２の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６３】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６４】
（実施例３）
繊維１を５０質量％と繊維３を５０質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例３の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６５】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６６】
（実施例４）
繊維１を１０質量％と繊維３を９０質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例４の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６７】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６８】
（比較例１）
繊維３のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、比較例１の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６９】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００７０】
（比較例２）
繊維１を５質量％と繊維３を９５質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、比較例２の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００７１】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００７２】
以上の実施例１〜４と比較例１〜２の条件と結果を表１にまとめて示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
実施例１及び実施例２の被めっき不織布は、異形断面繊維同士が他の異形断面繊維の間に入り込んでおり、実施例３及び実施例４の被めっき不織布は、繊維３（円形断面繊維）の間に繊維１（異形断面繊維）が入り込んでおり、実施例１〜４の被めっき不織布は、比較例１に比べると繊維同士の交点が大きいものであった。
【００７５】
実施例１〜４は、異形断面繊維を十分に含んでおり、被めっき不織布の繊維交点が比較的大きく接着されており、金属めっきの剥離が少ないものであった。また、実施例１〜４は、無電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が比較例１に比べて低い。絶縁性の構造物に導電性金属をめっきした場合、均一にめっきされている場合は電気抵抗値が低くなり、めっきムラがある場合は、電気抵抗値が高くなることから、実施例１〜４の金属めっき不織布は、めっきムラの少ないものであることが理解できる。また、比較例２は実施例１〜４に比べて電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が高い。これは、比較例２は異形断面繊維を含むが、その含有量が少ないためであると考えられる。
【００７６】
実施例１及び実施例２は、共に異形断面繊維のみからなる被めっき不織布にニッケルめっき処理を施したニッケルめっき不織布である。しかし、実施例１は実施例２に比べて、無電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が低い。これは、繊維１は、繊維断面からみて、三つの凸部を有するため、一つの凸部における金属めっきが仮に剥離した場合であっても、他の二つの凸部から構成される金属めっき部は被めっき繊維との引っ掛かり部を有しており、その結果、他の２つの凸部が剥離し難くなることに起因すると考えられる。
【００７７】
実施例１〜４、及び比較例１〜２の金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属めっき構造物は、適度な通気度を有しており、気体に対する圧力損失が低いものであった。実施例１〜４からなる金属めっき構造物は、金属めっきが剥離した箇所が少なく、見た目もよいものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の金属めっき繊維は、被めっき繊維にめっきされる金属、そのめっき方法によって、装飾性、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性、導電性、電磁波シール特性等の機能を生じる。そして、本発明の金属めっき繊維は、アクセサリー、フィルター、電子部品、電磁波シール材等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は本発明の繊維断面の一例を示す図である。
【図２】図２は本発明の繊維断面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 鞘成分
２ 芯成分
３ 中空部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維に金属をめっきした金属めっき繊維構造物に関し、詳細には異形断面繊維を含む繊維構造物に金属をめっきした金属めっき繊維構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂からなる材料に金属がめっきされた材料としては、ウレタン多孔体、ポリオレフィンやポリエステル繊維を含む不織布等の被めっき材に金属めっきが施されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１は、繊維からなるウェブに水流交絡処理を施した後に無電解めっきを施したニッケルめっき不織布電極を開示している。特許文献２は、有機繊維を主成分として作製したウェブに水流交絡処理を施した後に、熱処理した不織布ウェブにニッケルめっきを施すニッケルめっき不織布電極基板の製造方法を開示している。しかし、特許文献１及び特許文献２は、単に繊維同士を交絡させた不織布に金属めっきを施しているため、繊維同士の交点が、めっきされ難く、剥離し易いという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９０８３８号公報
【特許文献２】特開平６−３３８３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない金属めっき繊維構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属めっき繊維構造物は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、異形断面繊維を６質量％以上含む繊維構造物に金属がめっきが施されてなるため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない金属めっき繊維構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者は、繊維構造物の金属めっきについて検討し、従来の問題点であるめっきムラに着目した。詳細には、繊維同士の交点や接点において、金属めっきされない部分が生じやすく、金属めっきにムラが生じることに着目し、異形断面繊維を含む繊維構造物に金属をめっきすると、めっきムラの少ない金属めっき繊維構造物及び不織布を得られることを見出した。即ち、本発明は、繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含むため、めっきが剥離し難く、かつめっきムラが少ない。
【０００９】
本発明の繊維構造物を構成する繊維（以下、被めっき繊維ともいう）は、異形断面繊維を６質量％以上含む。かかる構成であると、繊維に金属がめっきされる面積が増加し、金属めっきと被めっき繊維の接触面積が大きくなることに起因して、金属めっきが剥離し難くなる。また、繊維同士の交点や接点の接触面積が大きくなり、金属めっきが施された後に、繊維同士が離れに難く、めっきが剥離することが少ない。このような効果を顕著に得る観点から被めっき繊維は、異形断面繊維を１０質量％以上含むことが好ましく、異形断面繊維を５０質量％以上含むことがより好ましい。
【００１０】
異形断面繊維を構成する樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキル共重合体、エチレン−（無水）マレイン酸共重合体等のポリオレフィン系成分、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、ポリ乳酸等のポリエステル系成分、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系成分のうち１種又は２種以上を組み合わせて用いて良い。なかでも、異形断面繊維を構成する樹脂は、耐薬品性の観点から、ポリオレフィン系成分からなることが好ましい。耐薬品性とは、例えば、耐酸性、耐アルカリ性や、酸化・還元による主鎖分解が起こりにくいという性質である。
【００１１】
めっきムラを少なくする観点から、異形断面繊維を構成する樹脂は、繊維表面にエチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキル共重合体、及びエチレン−（無水）マレイン酸共重合体等の群から選ばれる１種又は２種以上の組み合わせからなる樹脂が露出していることが好ましい。かかる構成であると、異形断面繊維の繊維表面に親水性基が存在することに起因して、めっき金属が固定されやすく、めっきムラが少なくなる。また、被めっき繊維に親水化処理及び／又は導電性処理を行い、その後めっき処理を行う場合であっても、繊維表面の親水性基に起因して、後述の親水化処理及び／又は導電性処理により親水性や導電性を均一に付与することができ、めっきムラが少なくなる。
【００１２】
被めっき繊維は、異形断面繊維以外の他の繊維を９４質量％以下で含んでよい。他の繊維とは、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を繊維断面積と等しい円形に換算した円周長Ｂの１．１倍未満である繊維をいう。被めっき繊維が異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維からなる場合、異形断面繊維以外の他の繊維は０質量％以上９４質量％以下で含むことが好ましく、０質量％以上９０質量％以下で含むことがより好ましく、０質量％以上５０質量％以下で含むことがさらに好ましい。
【００１３】
異形断面繊維以外の他の繊維を構成する樹脂は、特に限定されず、上述の異形断面繊維を構成する樹脂を用いることができる。
【００１４】
異形断面繊維の形状は、特に限定されないが、例えば、単一繊維、サイドバイサイド型複合繊維、芯鞘型複合繊維、海島型複合繊維、分割型複合繊維等の複合繊維、ポリマーアロイ等の成分ランダム分散型繊維等が挙げられる。
【００１５】
なかでも異形断面繊維は、２以上のセグメントからなる複合繊維であることが好ましく、芯成分と鞘成分とからなる芯鞘型複合繊維であることがより好ましい。異形断面繊維が２以上のセグメントからなると、一成分で繊維同士の交点や接点を接着し、その他の成分で繊維構造物の強度を得ることができる。なお、本発明でいう芯鞘型複合繊維とは、繊維断面から見て、単繊維中に芯部を１又は２以上有し、芯部の周囲が鞘部で覆われた形状の複合繊維をいう。
【００１６】
異形断面繊維が複合繊維であると、被めっき繊維が異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維とを含む場合にも有利な効果が得られる。繊維断面が円形状の繊維のみからなる繊維構造物は、繊維同士の交点や接点が、円弧同士の接点により形成されるため、比較的小さい交点や接点になりやすく、金属めっき後に繊維同士の交点や接点が離れる場合がある。めっき後に繊維同士が離れた箇所は、繊維同士が接していた箇所にめっきが施されていないため、被めっき繊維に金属めっきが施されていない箇所が生じ、この未めっき箇所が新たなめっき剥離の原因ともなる。しかし、本発明は異形断面繊維を含むので、異形断面繊維以外の他の繊維を加えて含む場合であっても、異形断面繊維と異形断面繊維以外の他の繊維との交点は異形断面繊維の表面積が大きいことに起因して、比較的大きくなり、繊維同士の交点や接点において、金属めっきが剥離し難くなる。これにより、金属をめっきした後の金属めっき繊維構造物は、金属めっき部分が連続した構成となり、電気抵抗値が低くなる。このような効果は、後述の異形断面繊維が芯鞘型複合繊維であり、その鞘成分により繊維同士の交点が熱接着されてなる場合に特に顕著である。
【００１７】
異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高いことが好ましく、芯成分の融点は鞘成分の融点より２０℃以上高いことがより好ましい。芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高いと、繊維交点において金属めっきが剥離し難くなり、また、鞘成分のみが融着する温度で熱処理によって鞘成分のみを融着させることができ、適度な空隙を有する金属めっき繊維構造物を得ることができる。このような効果をより確実に得る観点から、異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、被めっき繊維は芯鞘型複合繊維の鞘成分の融着により繊維同士の交点が熱接着されてなることが好ましい。
【００１８】
異形断面繊維が芯鞘型複合繊維である場合、芯鞘型複合繊維を構成する各成分の容積比は、特に限定されず、各成分を構成できるだけの量があればよいが、芯／鞘の容積比は、２／８〜８／２であることが好ましく、４／６〜６／４であることがより好ましく、４．５／５．５〜５．５／４．５であることが最も好ましい。複合繊維の容積比が２／８〜８／２の範囲であると、繊維の紡糸性が良好であり、めっき性も良好である。
【００１９】
本発明でいう異形断面繊維は、繊維断面からみて円形以外の形状である繊維をいい、異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂ（以下、換算円周長Ｂともいう）の１．１倍以上であることが好ましい。かかる構成であると、繊維表面積が円形状繊維と比較して大きくなり、金属がめっきされる面積が増加し、金属めっきと被めっき繊維の接触面積が大きくなることに起因して、金属めっきが剥離し難くなる。また、繊維同士の交点や接点において繊維同士の接触面積が大きくなり、繊維同士の交点や接点が金属めっきされた後に、見かけ上金属めっきによって繊維同士の交点や接点が固定された状態を得やすく、繊維同士が離れに難くなり、めっきが剥離することが少なくなる。このような効果を顕著に得る観点から異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂの１．３倍以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明でいう繊維断面周長Ａは、本発明が金属めっき繊維構造物の場合には、金属めっき繊維構造物を構成する繊維を繊維断面からみた際の、繊維周囲の閉曲線一周分の長さであり、本発明が金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属構造物の場合には、繊維状金属を繊維断面からみた際の、繊維状金属内周の閉曲線一周分の長さである。
【００２１】
本発明でいう繊維断面積は、本発明が金属めっき繊維構造物の場合には、金属めっき繊維構造物を構成する繊維を繊維断面からみた際の、繊維周囲の閉曲線一周分に囲まれた面積であり、本発明が金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属構造物の場合には、繊維状金属を繊維断面からみた際の、繊維状金属内周の閉曲線一周分に囲まれた面積である。異形断面繊維が、繊維断面からみて１又は２以上のセグメントにより囲まれた中空部を１又は２以上有する繊維である場合には、本発明でいう繊維断面積は、繊維断面からみてセグメントにより構成された部分の面積と中空部の面積の総和により求められる。
【００２２】
本発明でいう換算円周長Ｂは、異形断面繊維の繊維断面積をその面積と等しい円に換算した際の、換算円の円周に相当する長さである。
【００２３】
換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（以下、Ａ／Ｂともいう）は、例えば、次のようにして算出することができる。
金属めっき繊維構造物から、任意の繊維を２０本選択し、ｎ番目の繊維の繊維断面周長をＡn、繊維断面積をＤn、円周率をπとしたとき、下記の式より算出できる。ここで、ＡnとＤnは単位スケールが等しいとする。例えば、Ａnの単位がメートルである場合には、Ｄnの単位は平方メートルであるという意味である。
Ａ／Ｂ＝Σ｛Ａn／（４πＤn）0.5｝／２０
ただし、ｎ＝１、２、３・・・２０
【００２４】
また、異形断面繊維は、繊維断面からみて円形以外の形状であればよいが、例えば、繊維断面からみて、楕円型、扇型、三角形型、四角形型、多角形型、一文字型、Ｃ型、Ｙ型、十字型、星型等の形状が挙げられる。なかでも、異形断面繊維は、繊維断面からみて、一文字型、Ｙ型、十字型、星型の形状であることが好ましい。このような繊維断面であると、金属めっき繊維構造物の内部に粒子や粉体を保持しやすくなる。これは異形断面繊維表面の凹部又は、２以上の異形断面繊維によって囲まれた部分に粒子や粉体が入り込み、脱落しにくくなるためであると予想される。
図２（ａ）は繊維断面から見てＹ型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｂ）は繊維断面から見て一文字型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｃ）は繊維断面から見て楕円型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｄ）は繊維断面から見て十字型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｅ）は繊維断面から見て星型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｆ）は繊維断面から見てＣ型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｇ）は繊維断面から見て扇型の形状である異形断面繊維の一例である。
図２（ｈ）は繊維断面から見て四角形型の形状である異形断面繊維の一例である。
【００２５】
一般に繊維断面が円形である繊維構造物に金属めっきを施した場合、繊維断面からみて、半円分の金属めっきが剥離すると、他方の半円分の金属めっきも、被めっき繊維との引っ掛かり部がなくなり、剥離しやすくなる。しかし、異形断面繊維であると、繊維断面からみて、半周分の金属めっきが剥離した場合であっても、他方の半周分の金属めっきが被めっき繊維との引っ掛かり部を有し、金属めっきが剥離しにくくなる場合がある。このような効果は、異形断面繊維が、繊維断面からみて、Ｙ型、十字型、又は星型の形状である場合に顕著である。
【００２６】
次に、本発明の異形断面繊維の製造方法を芯鞘型複合繊維を例に挙げて説明する。まず、鞘成分と芯成分を準備する。ここで鞘成分及び／又は芯成分が複数の構成成分からなる場合は、マスターバッチの形態で提供されてよい。次いで、鞘成分と芯成分とを所望の繊維断面構造が得られるように適切な複合紡糸ノズルを用いて、常套の溶融紡糸機を用いて、複合紡糸する。なお、紡糸温度（ノズル温度）は、２２０℃以上３２０℃以下とするとよい。
【００２７】
本発明で用いる異形断面繊維は、単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ〜１００ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘである。単繊維繊度が１００ｄｔｅｘ以上であると、安定した繊維化又は不織布化が困難となる場合があり、単繊維繊度が０．０１ｄｔｅｘ以下であると、繊維に金属めっきが固定され難くなる場合がある。
【００２８】
本発明の金属めっき繊維構造物の形態は、短繊維、長繊維等のフィラメント、織物、編物、不織布等であってよい。なかでも、金属めっき繊維構造物の形態は不織布であることが好ましい。不織布の形態としては、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、ケミカルボンド不織布、エアレイド不織布、エアスルー不織布、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、水流交絡不織布等が挙げられる。
【００２９】
本発明の金属めっき繊維構造物が金属めっき不織布である場合は、被めっき繊維として不織布を用い（以下、被めっき不織布ともいう）、被めっき不織布に金属めっき処理を施したものであってよく、又は、本発明の金属めっき繊維と他の繊維の混綿不織布であってよい。
【００３０】
被めっき不織布の不織布密度は０．００１〜０．８ｇ／ｃｍ3の範囲であることが好ましく、０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ3の範囲であることがさらに好ましい。かかる構成であると、後述する金属構造物の通気度を得やすい。
【００３１】
本発明で用いる被めっき繊維は、必要に応じて親水化処理を施してよい。親水化処理は、例えば、スルホン化処理、フッ素ガス処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、界面活性剤処理、グラフト重合処理、親水性樹脂処理等のうち、１又は２以上の処理を併用して親水化処理してよい。また、繊維表面に親水性成分が露出した構成である繊維を含む場合には、親水化処理なしでも、めっき処理を行うことができる。
【００３２】
例えば、フッ素ガス処理は被めっき繊維をフッ素ガス処理機内に１０〜６０分間放置して行ってよく、コロナ放電処理は被めっき繊維の表面に１又は２回以上に分けて、総放電量が０．１ｋｗ・分／ｍ2〜０．５ｋｗ・分／ｍ2の範囲となるようにして行ってよい。
【００３３】
次にめっき処理工程について説明する。本発明の被めっき繊維にめっきする金属は、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、白金、ロジウム、ニッケル、クロム、コバルト、スズ、亜鉛、カドミウム等が挙げられる。めっき処理は、被めっき繊維に金属膜を形成する方法であればよく、例えば、無電解めっき法、電解めっき法、溶融金属めっき法、真空蒸着法、化学蒸着法、物理蒸着法、溶射法等が挙げられる。中でも、初めに無電解めっき法、次いで電解めっき法の２段階工程で金属膜を形成することが好ましい。この２段階工程でめっき処理を施すと、非金属材料でも均一な厚さにめっきしやすく、金属の定着速度も速い。
【００３４】
無電解めっき法について説明する。無電解めっき法は、初めに触媒化工程、次に無電解めっき工程の順で行うとよい。触媒化工程は、被めっき繊維の表面に触媒を付与する工程である。触媒付与の方法は、例えば、被めっき繊維を塩化第一スズの塩酸水溶液で処理した後に塩化パラジウムの塩酸水溶液で触媒化する方法、又は硬化剤のアミノ基を含む塩化パラジウムの塩酸溶液のみで固定化する方法等が挙げられる。なかでも、めっき膜厚を均一にできる観点から前者の方法が好ましい。
無電解めっき工程は、析出させる金属を含む溶剤と還元剤とを含む無電解めっき液を使用し、金属膜を形成する工程である。なお、無電解めっき液には、必要に応じて、錯化剤、ｐＨ調整剤、緩衝剤、促進剤、安定剤、改良剤等を加えても良い。析出させる金属を含む溶剤は、金属塩であれば特に限定されないが、例えば、ニッケルめっき膜を形成する場合は、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル等が挙げられ、還元剤は、例えば、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、水和ヒドラジン等のヒドラジン誘導体又はヒドラジン、次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボラン等が挙げられる。
【００３５】
電解めっき法について説明する。電解めっきは、金属塩を溶解させためっき浴を用いて、電気分解により、カソード上に金属を析出させる方法である。ここで、カソードは被めっき繊維で構成される。また、アノードは、めっき浴や析出させる金属によって、適時選択される。
【００３６】
電解めっきに用いられるめっき浴について説明する。例えば、電解ニッケルめっきの場合には、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸が主組成であるワット浴、塩化ニッケル、ホウ酸が主組成である塩化浴、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、ホウ酸が主組成であるスルファミン酸浴、ホウフッ化ニッケル、ホウ酸が主組成であるホウフッ化浴等を用いてよい。なかでも、電解ニッケルめっきは、反応速度が速く生産性に優れる観点からワット浴を用いて行うことが好ましい。
また、上述の電解めっき浴は必要に応じて、１，５−ナフタレンジスルホン酸ナトリウム、サッカリン、ｐ−トルエンスルホンアミド等の一次光沢剤、１，４−ブチンジオール、プロパギルアルコール、クマリン、エチレンシアンヒドリン等の二次光沢剤、ドデシル硫酸ナトリウム等の界面活性剤を加えてもよい。
【００３７】
電解銅めっきの場合には、硫酸銅、硫酸が主組成である硫酸銅浴、ホウフッ化銅、テトラフルオロホウ酸が主組成であるホウフッ化銅浴、シアン化銅、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウムが主組成であるシアン化銅浴、ピロリン酸第二銅、ピロリン酸カリウム、アンモニアが主組成であるピロリン酸銅浴を用いてよい。
【００３８】
電解クロムめっきの場合は、酸化クロム（VI）、硫酸が主組成であるサージェント浴、酸化クロム（VI）、硫酸、ケイフッ酸が主組成であるケイフッ酸浴を用いてよい。
【００３９】
電解亜鉛めっきの場合は、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、塩化ナトリウム、ホウ酸が主成分である硫酸亜鉛浴、塩化亜鉛、塩化アンモニウムが主組成である塩化亜鉛浴、シアン化亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウムが主組成であるシアン浴、酸化亜鉛、水酸化ナトリウムが主組成であるジンケート浴を用いてよい。
【００４０】
電解スズめっきの場合は、硫酸スズ、硫酸、クレゾールスルホン酸、ホルマリンが主組成である硫酸浴、ホウフッ化スズ、テトラフルオロホウ酸、ホルマリンが主組成であるホウフッ化浴、スズ酸カリウム、水酸化カリウムが主組成である塩基性スズめっき浴を用いてよい。
【００４１】
電解金めっきの場合は、シアン化第一金カリウム、シアン化カリウムが主組成であるシアン浴、シアン化第一金カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムが主組成である中性浴、シアン化第一金カリウム、クエン酸が主組成である酸性浴を用いてよい。
【００４２】
電解銀めっきの場合は、シアン化銀、シアン化カリウム、炭酸カリウムが主組成であるストライク浴を用いてよい。
【００４３】
電解ロジウムめっきの場合は、金属ロジウム、硫酸が主組成である硫酸めっき浴、金属ロジウム、リン酸が主組成であるリン酸めっき浴を用いてよい。
【００４４】
電解白金めっきの場合は、塩化白金（IV）、リン酸水素アミン、リン酸水素アンモニウムが主組成であるリン酸塩浴、ジアミノ亜硝酸白金、亜硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、アンモニア水が主成分であるジアミノ亜硝酸塩浴を用いてよい。
【００４５】
真空蒸着法について説明する。真空蒸着法は、１０-5〜１０-6Ｔｏｒｒで加熱蒸発させた金属又は金属化合物を被めっき繊維に付着させて金属めっき膜を形成する方法である。また、真空蒸発法は、蒸発物質を放電プラズマ、電子ビーム等により、その一部又は全部をイオン化させ、負の電荷が印加された基板上に堆積させる方法であってよい。
【００４６】
溶射法について説明する。溶射法は、金属を溶かして微粒とし、吹き付けて皮膜を形成させる方法である。具体的には、例えば、アルゴン、水素、窒素などのガス雰囲気中の陽極と陰極の間に直流大電流低電圧によりアークを生じさせ、プラズマ状態にし、この雰囲気中に金属を入れ、溶かして吹き付けるプラズマ溶射法等が挙げられる。
【００４７】
本発明の金属構造物は、本発明の金属めっき繊維構造物を焼成することにより形成され、通気度が１〜２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃである。金属構造物の通気度は、２０〜１００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃであることが好ましい。金属構造物の通気度が１ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃより小さいと、粒子、粉体、液体等の充填量が少なくなる、又は、液体や気体に対する圧力損失が高くなる。また、金属構造物の通気度が２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃより大きいと、粒子、粉体、液体等の充填ムラや脱落が発生しやすくなる、又は、液体や気体に対する接触面積が少なくなる傾向にある。
本発明の金属構造物は、焼成され繊維を構成する成分が炭化されてなることが好ましい。かかる構成であると、耐熱性や導電性を必要とする用途に特に好適に用いることができる。
【００４８】
焼成工程は特に限定されないが、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性気体雰囲気中で、７００〜２０００℃で、３０秒〜３０分間処理して行うことができる。
【００４９】
本発明の金属めっき繊維は、被めっき繊維にめっきされる金属、めっき方法によって、装飾性、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性、導電性、電磁波シール特性等の機能を生じる。そして、本発明の金属めっき繊維は、アクセサリー、フィルター、電子部品、電磁波シール材等に利用することができる。
【実施例】
【００５０】
［単位面積あたりのめっき量］
めっき処理前の不織布の質量をＷ、無電解めっき処理後のめっき不織布の質量をＷ1、無電解めっき処理後のめっき不織布の面積をＳ1、電解めっき処理後のめっき不織布の質量をＷ2、電解めっき処理後のめっき不織布の面積をＳ2としたとき、下記の式より算出した。
無電解めっき量＝（Ｗ1−Ｗ）／Ｓ1
電解めっき量＝（Ｗ2−Ｗ）／Ｓ2
【００５１】
［電気抵抗］
無電解めっき処理後のめっき不織布、及び電解めっき処理後のめっき不織布を日置電機株式会社製ＨＩＴＥＳＴＥＲ（３５３１）を使用し、ランダムな１０箇所における抵抗値を測定し、平均値を算出して、抵抗値とした。なお、周波数は１０kHz、電圧は１.０vの条件で測定した。
【００５２】
［めっきムラ］
無電解めっき処理後のめっき不織布について、ランダムな１０箇所における抵抗値を測定した。
Ａ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が１０Ω未満であった。
Ｂ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が１０以上５０Ω未満であった。
Ｃ：１０箇所の測定値の最大値と最小値との差が５０Ω以上であった。
【００５３】
［通気度］
金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属めっき構造物の通気度を、ＪＩＳ Ｌ−１０９６−６．２７．１ Ａ法に従って測定した。
【００５４】
（繊維１）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（東ソー社製、商品名“ニポロン”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、図１（ａ）に示す繊維断面構造を有する芯鞘型複合繊維を用意した。繊維１は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．４であった。
【００５５】
（繊維２）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（東ソー社製、商品名“ニポロン”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、図１（ｂ）に示す繊維断面構造を有する芯鞘型複合繊維を用意した。繊維２は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．４であった。
【００５６】
（繊維３）
鞘成分が融点１３６℃の高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製、商品名“ＨＥ４８１”）、芯成分が融点１６５℃のポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名“ＳＡ０３Ｂ”）であり、繊維断面構造が円形である芯鞘型複合繊維を用意した。繊維３は、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、換算円周長Ｂに対する繊維断面周長Ａ（Ａ／Ｂ）が１．０であった。
【００５７】
（実施例１）
被めっき繊維として、繊維１のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを作成し、水圧３ＭＰａにて水流交絡処理を施した後、エアスルー乾燥機を用いて、１４５℃で１２秒間乾燥させて、不織布からなる被めっき不織布を得た。なお、実施例１の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
【００５８】
次に、塩化第一スズ１質量％、１０ｍｏｌ／Ｌの塩酸２０質量％、塩化パラジウム０．１質量％の水溶液を用いて、被めっき不織布を触媒化させた。
【００５９】
硫酸ニッケル２０質量％、還元剤として２０ｍｏｌ／Ｌのヒドラジン３質量％、錯化剤としてクエン酸ナトリウム３０質量％、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウム２質量％を含む水溶液に、触媒化させた被めっき不織布を含浸させ、無電解めっきを行った。なお、無電解めっきは６０℃で行った。
【００６０】
続いて、硫酸ニッケル３００質量％、塩化ニッケル５０質量％、ホウ酸５０質量％を使用した水溶液（ワット浴）に、無電解めっきを施した被めっき不織布を含浸させ、電解めっきを行い、ニッケルめっき不織布を得た。なお、電解めっきは、６０℃で、５Ａの電流を流して行った。
【００６１】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６２】
（実施例２）
繊維２のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例２の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６３】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６４】
（実施例３）
繊維１を５０質量％と繊維３を５０質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例３の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６５】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６６】
（実施例４）
繊維１を１０質量％と繊維３を９０質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、実施例４の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６７】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００６８】
（比較例１）
繊維３のみからなる目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、比較例１の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００６９】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００７０】
（比較例２）
繊維１を５質量％と繊維３を９５質量％含む目付が５０ｇ／ｍ2のカードウェブを用いたこと以外は、実施例１を製造するときに採用した手順と同様の手順に従って被めっき不織布を得た。なお、比較例２の被めっき不織布は繊維の交点が熱接着により接着された不織布であった。
その後、実施例１を製造するときに採用した手順に従って、同様にニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき不織布を得た。
【００７１】
また、得られたニッケルめっき不織布を焼成して、ニッケル不織布を得た。
【００７２】
以上の実施例１〜４と比較例１〜２の条件と結果を表１にまとめて示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
実施例１及び実施例２の被めっき不織布は、異形断面繊維同士が他の異形断面繊維の間に入り込んでおり、実施例３及び実施例４の被めっき不織布は、繊維３（円形断面繊維）の間に繊維１（異形断面繊維）が入り込んでおり、実施例１〜４の被めっき不織布は、比較例１に比べると繊維同士の交点が大きいものであった。
【００７５】
実施例１〜４は、異形断面繊維を十分に含んでおり、被めっき不織布の繊維交点が比較的大きく接着されており、金属めっきの剥離が少ないものであった。また、実施例１〜４は、無電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が比較例１に比べて低い。絶縁性の構造物に導電性金属をめっきした場合、均一にめっきされている場合は電気抵抗値が低くなり、めっきムラがある場合は、電気抵抗値が高くなることから、実施例１〜４の金属めっき不織布は、めっきムラの少ないものであることが理解できる。また、比較例２は実施例１〜４に比べて電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が高い。これは、比較例２は異形断面繊維を含むが、その含有量が少ないためであると考えられる。
【００７６】
実施例１及び実施例２は、共に異形断面繊維のみからなる被めっき不織布にニッケルめっき処理を施したニッケルめっき不織布である。しかし、実施例１は実施例２に比べて、無電解めっき後の電気抵抗値及び電解めっき後の電気抵抗値が低い。これは、繊維１は、繊維断面からみて、三つの凸部を有するため、一つの凸部における金属めっきが仮に剥離した場合であっても、他の二つの凸部から構成される金属めっき部は被めっき繊維との引っ掛かり部を有しており、その結果、他の２つの凸部が剥離し難くなることに起因すると考えられる。
【００７７】
実施例１〜４、及び比較例１〜２の金属めっき繊維構造物を焼成してなる金属めっき構造物は、適度な通気度を有しており、気体に対する圧力損失が低いものであった。実施例１〜４からなる金属めっき構造物は、金属めっきが剥離した箇所が少なく、見た目もよいものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の金属めっき繊維は、被めっき繊維にめっきされる金属、そのめっき方法によって、装飾性、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性、導電性、電磁波シール特性等の機能を生じる。そして、本発明の金属めっき繊維は、アクセサリー、フィルター、電子部品、電磁波シール材等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は本発明の繊維断面の一例を示す図である。
【図２】図２は本発明の繊維断面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 鞘成分
２ 芯成分
３ 中空部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含む金属めっき繊維構造物。
【請求項２】
前記異形断面繊維が、芯鞘型複合繊維であり、芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高い請求項１に記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項３】
前記芯鞘型複合繊維の鞘成分により繊維同士の交点が熱接着されてなる請求項２に記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項４】
前記異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂの１．１倍以上である請求項１〜４のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項５】
前記異形断面繊維が繊維断面からみて、一文字型、Ｙ型、十字型、星型の形状である請求項１〜４のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項６】
前記金属めっき繊維構造物が不織布である請求項１〜５のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物を焼成してなる通気度が１〜２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃの金属構造物。
【請求項１】
繊維表面に金属がめっきされてなる繊維構造物であって、前記繊維構造物が異形断面繊維を６質量％以上含む金属めっき繊維構造物。
【請求項２】
前記異形断面繊維が、芯鞘型複合繊維であり、芯成分の融点が鞘成分の融点より１０℃以上高い請求項１に記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項３】
前記芯鞘型複合繊維の鞘成分により繊維同士の交点が熱接着されてなる請求項２に記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項４】
前記異形断面繊維は、繊維断面からみて、繊維断面周長Ａが、繊維断面積を面積の等しい円に換算した円の円周長Ｂの１．１倍以上である請求項１〜４のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項５】
前記異形断面繊維が繊維断面からみて、一文字型、Ｙ型、十字型、星型の形状である請求項１〜４のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項６】
前記金属めっき繊維構造物が不織布である請求項１〜５のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属めっき繊維構造物を焼成してなる通気度が１〜２００ｃｍ3/ｃｍ2/ｓｅｃの金属構造物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１２６８２４（Ｐ２０１０−１２６８２４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００３８６（Ｐ２００８−３００３８６）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００２９２３）ダイワボウホールディングス株式会社 (173)
【出願人】（３０００４９５７８）ダイワボウポリテック株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００２９２３）ダイワボウホールディングス株式会社 (173)
【出願人】（３０００４９５７８）ダイワボウポリテック株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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