JP2006328599A - Monofilament with high abrasion resistance and method for producing the same - Google Patents

Monofilament with high abrasion resistance and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide monofilament improved in abrasion resistance to the utmost and free of problems of fibrillation and scumming in undergoing weaving. <P>SOLUTION: The monofilament has a fineness of 5-1,000 dtex. There are asperities 10 nm to 1μm in size on the surface thereof, and the surface thereof is coated with a metal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐摩耗性に優れたモノフィラメント及びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、モノフィラメントの表面をプラズマ照射処理により粗面化し、さらにこのモノフィラメント表面に無電解メッキ法及び/又は電解メッキ法により金属をコーティングしたモノフィラメントおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a monofilament excellent in wear resistance and a method for producing the same, and more specifically, the surface of the monofilament is roughened by a plasma irradiation treatment, and the surface of the monofilament is electrolessly plated and / or electroplated. The present invention relates to a monofilament coated with a metal by a method and a method for producing the same.

モノフィラメントは、高精度織物に製織してスクリーン紗や各種フィルターなどの用途に利用されている。一般にこのような用途において、汎用品としてはポリアミドやポリエステルのモノフィラメント、ステンレス細線等が使われているが、より高い寸法精度や耐久性が要求されるスクリーン紗用途、またより過酷な条件で使用されるフィルター用途においては、さらに高い耐熱性や耐薬品性、寸法安定性などが要求されるため、上記のような素材ではこれらの特性を十分に満足させることができないという問題があった。
そのため、これらの用途には、高い機械的物性を有し、さらに耐熱性や耐薬品性に優れたパラ系アラミド繊維やポリアリレート繊維などのモノフィラメントが使用されている。
Monofilaments are woven into high-precision woven fabrics and used for applications such as screen wrinkles and various filters. In general, polyamide and polyester monofilaments, stainless steel wires, etc. are used as general-purpose products in such applications, but they are used in screen applications that require higher dimensional accuracy and durability, and in more severe conditions. In such filter applications, higher heat resistance, chemical resistance, dimensional stability, and the like are required. Therefore, there is a problem that the above-described materials cannot sufficiently satisfy these characteristics.
For this reason, monofilaments such as para-aramid fibers and polyarylate fibers having high mechanical properties and excellent heat resistance and chemical resistance are used for these applications.

しかしながら、一般にこのような高強力高弾性率繊維のモノフィラメントは、分子鎖が繊維軸方向に高度に配向しているため、繊維軸に対して垂直な力に対しては非常に弱く、摩擦等により繊維が容易にフィブリル化するという欠点がある。そのため、このようなモノフィラメントを製織する際には、経糸と緯糸との摩擦や筬との摩擦により繊維が摩耗し、フィブリルやスカムが発生しやすいという問題があった。   However, in general, such monofilaments of high-strength and high-modulus fibers are very weak against a force perpendicular to the fiber axis because the molecular chains are highly oriented in the fiber axis direction. There is a disadvantage that the fiber is easily fibrillated. For this reason, when weaving such monofilaments, there is a problem that the fibers are worn by friction between warps and wefts and friction between the heels, and fibrils and scum are easily generated.

このような欠点を克服するために、特開平8−260249号公報には、芯成分が芳香族ポリエステルからなり、鞘成分が、屈曲性熱可塑性高分子からなる海成分と芳香族ポリエステルからなる島成分とで構成された海島構造である芯鞘構造の複合繊維が開示されている。   In order to overcome such drawbacks, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-260249 discloses an island made of an aromatic polyester as a core component and a sea component and an aromatic polyester as a sheath component made of a flexible thermoplastic polymer. A core-sheath composite fiber having a sea-island structure composed of components is disclosed.

該繊維においては、繊維表面の大部分が屈曲性熱可塑性高分子から構成されているため、優れた耐摩耗性を有しており、また鞘成分に芯成分と同じ芳香族ポリエステルが含まれているため、芯鞘間での剥離も生じにくい。しかしかかる繊維を製造するには、既存の装置をそのまま使用することはできず、特殊な紡糸設備を設置するための新たな設備投資が必要となる。また鞘成分のマトリックスは熱可塑性高分子であるため、芯成分ほどの機械的物性や耐熱性を有しておらず、そのため芯成分の特性を十分に発揮させることができない。さらに、例えばパラアラミド繊維のように、ポリマーを有機溶剤や硫酸に溶解させたドープを用いて乾式および/または湿式紡糸法により製糸する場合には、芯鞘構造を有するモノフィラメントの製造が非常に困難であるという問題を有していた。   In the fiber, since most of the fiber surface is composed of a flexible thermoplastic polymer, it has excellent wear resistance, and the sheath component contains the same aromatic polyester as the core component. Therefore, separation between the core and the sheath is less likely to occur. However, in order to produce such fibers, existing apparatuses cannot be used as they are, and new capital investment for installing special spinning facilities is required. Further, since the matrix of the sheath component is a thermoplastic polymer, it does not have the mechanical properties and heat resistance as the core component, so that the core component characteristics cannot be fully exhibited. Furthermore, in the case where yarn is produced by a dry and / or wet spinning method using a dope obtained by dissolving a polymer in an organic solvent or sulfuric acid, such as para-aramid fiber, it is very difficult to produce a monofilament having a core-sheath structure. Had the problem of being.

また、特開平11−269737号公報には、高強力繊維にポリシロキサン及び/又はフッ素系樹脂を被覆したモノフィラメントが開示されている。この方法は、簡便な処理により樹脂をモノフィラメントの表面に付着させることができる上、その樹脂が耐摩耗性に優れているので、製織性が向上することが期待できるが、ポリシロキサンの重合度や分子構造、或いは金属触媒の添加による架橋反応が充分に起こっていない場合には樹脂層の強度が十分ではないという欠点がある。   JP-A-11-269737 discloses a monofilament in which high-strength fibers are coated with polysiloxane and / or fluorine-based resin. In this method, the resin can be attached to the surface of the monofilament by a simple treatment, and since the resin is excellent in wear resistance, weaving can be expected to be improved. There is a drawback that the strength of the resin layer is not sufficient when the molecular structure or the crosslinking reaction due to the addition of a metal catalyst does not occur sufficiently.

さらに、フッ素樹脂を被覆した場合、フッ素系樹脂の特性を十分に発揮させるためには、350℃以上の温度で焼成を行わなければならず、その際にモノフィラメントの劣化が起こる可能性がある。さらにフッ素系樹脂は表面張力が低いため、乳剤との接着性が悪くなり印刷用スクリーン紗には不適であるという問題もある。   Furthermore, when the fluororesin is coated, in order to fully exhibit the characteristics of the fluororesin, it is necessary to perform firing at a temperature of 350 ° C. or more, and at that time, the monofilament may be deteriorated. Further, since the fluororesin has a low surface tension, there is a problem that the adhesiveness with the emulsion is deteriorated and it is not suitable for a printing screen.

さらに、特開昭60−200967号公報には、有機高分子シートのような基材の表面をプラズマ照射処理し、無電解法にて金属メッキする方法が開示されている。しかし、該方法は、基材ヘの導電性の付与や審美性を改良することを主な目的とするものであり、これをモノフィラメントの耐摩耗性向上に適用できるか否かについては不明である。   Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-200767 discloses a method in which the surface of a substrate such as an organic polymer sheet is subjected to plasma irradiation treatment and metal plating is performed by an electroless method. However, this method mainly aims to impart conductivity to the substrate and improve aesthetics, and it is unclear whether this can be applied to improve the wear resistance of monofilaments. .

このように、フィブリル化が起こりやすいモノフィラメントに対し、効率的に耐摩耗性を向上せしめるような方法は従来知られておらず、かかるモノフィラメントの製造方法の開発が強く求められていた。   As described above, a method for efficiently improving the wear resistance of a monofilament that easily causes fibrillation has not been known, and development of a method for producing such a monofilament has been strongly demanded.

特開平8−260249号公報JP-A-8-260249 特開平11−269737号公報JP-A-11-269737 特開昭60−200967号公報JP-A-60-200767

本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解決し、耐摩耗性が可及的に向上され、製織時のフィブリルやスカム発生の問題がないモノフィラメントを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a monofilament that solves the above-mentioned problems of the prior art, has as much wear resistance as possible, and has no problems of fibrillation and scum generation during weaving.

本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、モノフィラメント表面への金属コーティングに先立ち、プラズマ処理によりモノフィラメント表面を粗面化するとき、所望のモノフィラメントが得られることを究明し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a desired monofilament can be obtained when the monofilament surface is roughened by plasma treatment prior to metal coating on the monofilament surface. The present invention has been reached.

かくして本発明によれば、繊度が5〜1000dtexのモノフィラメントであって、該モノフィラメント表面には、大きさ10nm〜1μmの凹凸が存在しており、さらにモノフィラメント表面に金属がコーティングされていることを特徴とする耐摩耗性に優れたモノフィラメントが提供される。   Thus, according to the present invention, the monofilament has a fineness of 5 to 1000 dtex, the monofilament surface has irregularities with a size of 10 nm to 1 μm, and the monofilament surface is coated with metal. A monofilament having excellent wear resistance is provided.

また、本発明によれば、繊度が5〜1000dtexのモノフィラメント表面を、プラズマ照射処理して大きさ10nm〜1μmの凹凸を形成させた後、無電解メッキ法及び/又は電解メッキ法により金属をコーティングすることを特徴とする耐摩耗性に優れたモノフィラメントの製造方法が提供される。   According to the present invention, the surface of a monofilament having a fineness of 5 to 1000 dtex is subjected to plasma irradiation treatment to form irregularities with a size of 10 nm to 1 μm, and then coated with a metal by an electroless plating method and / or an electrolytic plating method. A method for producing a monofilament having excellent wear resistance is provided.

本発明によれば、耐摩耗性が可及的に向上され、製織時のフィブリルやスカム発生の問題がないモノフィラメントが提供されるので、高い寸法精度や耐久性が要求されるスクリーン紗用途、またより過酷な条件で使用されるフィルター用途などに好適に使用することができる。   According to the present invention, a monofilament having improved wear resistance as much as possible and free from problems of fibrillation and scum generation during weaving is provided. It can be suitably used for filter applications that are used under more severe conditions.

本発明に使用するモノフィラメントは特に限定されず、例えばパラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維などいかなる有機繊維のモノフィラメントにも適用できるが、その中でも高強力高弾性率繊維で一般にフィブリル化しやすいとされるパラ系アラミド繊維やポリアリレート繊維、ポリベンザゾール繊維のモノフィラメントを用いた場合においては特に顕著な効果が見られる。   The monofilament used in the present invention is not particularly limited. For example, any organic fiber monofilament such as para-aramid fiber, polyarylate fiber, polybenzazole fiber, polyester fiber, polyamide fiber, polyketone fiber, polyethylene fiber, and polyvinyl alcohol fiber can be used. Among them, a particularly remarkable effect can be seen when monofilaments of para-aramid fibers, polyarylate fibers, and polybenzazole fibers, which are generally considered to be easily fibrillated with high-strength and high-modulus fibers, are used.

ここで、パラ系アラミド繊維の具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、コポリパラフェニレンー3,4'オキシジフェニレンーテレフタルアミドが、ポリアリレート繊維としては全芳香族ポリエステル、またポリベンザゾール繊維としてはポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾールなどをそれぞれ挙げることができる。   Here, as specific examples of para-aramid fibers, polyparaphenylene terephthalamide and copolyparaphenylene-3,4′oxydiphenylene-terephthalamide are used, and polyarylate fibers are wholly aromatic polyesters and polybenzazole fibers. Examples thereof include polyparaphenylene benzobisoxazole and polyparaphenylene benzobisthiazole.

本発明に使用するモノフィラメントの繊度は、5〜1000dtex、好ましくは10〜100dtex、さらに好ましくは10〜50dtexのモノフィラメントである。該モノフィラメントの繊度が5dtex未満の場合、繊維の構成素材にもよるが一般的に高い製糸技術が必要となり、生産レベルでの製糸が困難であるばかりでなく、プラズマ照射による粗面化により糸切れが発生しやすくなる可能性がある。   The fineness of the monofilament used in the present invention is a monofilament of 5 to 1000 dtex, preferably 10 to 100 dtex, more preferably 10 to 50 dtex. When the fineness of the monofilament is less than 5 dtex, although it depends on the constituent material of the fiber, generally a high spinning technique is required, and it is difficult not only to produce the yarn at the production level, but also to break the yarn by roughening by plasma irradiation. Is likely to occur.

一方該モノフィラメントの繊度が1000dtexを超える場合、モノフィラメントの表面積が広くなるため、表面全体を均一に粗面化することが困難となる。しかし、上記の範囲外の繊度のモノフィラメントに同様の処理を行っても、耐摩耗性向上の効果は期待できるため、上記の範囲外の繊度のモノフィラメントヘ処理しても差し支えない。   On the other hand, when the fineness of the monofilament exceeds 1000 dtex, the surface area of the monofilament becomes large, and it becomes difficult to uniformly roughen the entire surface. However, even if a monofilament having a fineness outside the above range is subjected to the same treatment, the effect of improving the abrasion resistance can be expected. Therefore, the monofilament having a fineness outside the above range may be treated.

本発明で規定するモノフィラメントとは、1本のフィラメントからなる長繊維であり、断面形状や繊維物性、微細構造、ポリマー性状(末端カルボキシル基濃度、分子量等)、ポリマー中の添加剤の有無等には、なんら限定を受けるものではない。   The monofilament defined in the present invention is a long fiber composed of a single filament, and the cross-sectional shape, fiber properties, fine structure, polymer properties (terminal carboxyl group concentration, molecular weight, etc.), presence or absence of additives in the polymer, etc. Is not limited at all.

本発明においては、後述するプラズマ照射処理によって、モノフィラメント表面全体に凹凸を付与するが、その凹凸の大きさは10nm〜1μm、好ましくは10nm〜500nm、さらに好ましくは10nm〜300nmである。該凹凸の大きさが10nm未満の場合、プラズマ照射処理に要する時間が長くなり、処理効率が大幅に低下する。一方、該凹凸の大きさが1μmを超える場合、モノフィラメント/金属層の接触面積が小さくなることにより十分な密着性を得ることができず、金属層が容易に剥離する可能性がある。
尚、上記凹凸の大きさは、モノフィラメント表面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、20個の凹凸についてその平均値で表したものである。
In the present invention, unevenness is imparted to the entire monofilament surface by plasma irradiation treatment described later, and the size of the unevenness is 10 nm to 1 μm, preferably 10 nm to 500 nm, and more preferably 10 nm to 300 nm. When the size of the unevenness is less than 10 nm, the time required for the plasma irradiation process becomes long, and the processing efficiency is greatly reduced. On the other hand, when the size of the unevenness exceeds 1 μm, the contact area of the monofilament / metal layer becomes small, so that sufficient adhesion cannot be obtained and the metal layer may be easily peeled off.
The size of the irregularities is the average value of 20 irregularities observed by observing the monofilament surface with a scanning electron microscope (SEM).

さらに、本発明においては、後述する金属メッキ処理によって、プラズマ照射処理により凹凸を付与したモノフィラメント表面全体に金属をコーティングするが、そのコーティングする金属層の厚みは100nm〜2μmが好ましい。更に好ましくは500nm〜1μmである。該金属層の厚みが100nm未満の場合、金属層の厚みが薄すぎるためにモノフィラメントの耐摩耗性向上に寄与しない場合がある。一方、該金属層の厚みが2μmを超える場合、耐摩耗性は十分向上するものの、金属層がモノフィラメントに比べ遥かに剛直であるため、柔軟性が損なわれたり、屈曲等により金属層にひび割れが生じる場合がある。   Furthermore, in the present invention, metal is coated on the entire monofilament surface provided with irregularities by plasma irradiation treatment, which is described later, and the thickness of the coated metal layer is preferably 100 nm to 2 μm. More preferably, it is 500 nm-1 micrometer. When the thickness of the metal layer is less than 100 nm, the thickness of the metal layer may be too thin to contribute to the improvement in wear resistance of the monofilament. On the other hand, when the thickness of the metal layer exceeds 2 μm, although the wear resistance is sufficiently improved, the metal layer is much more rigid than the monofilament, so that the flexibility is impaired, or the metal layer is cracked by bending or the like. May occur.

金属をコーティングする公知の方法としては、イオンプレーティング法、スパッタリング法、真空蒸着法など様々あるが、本発明においては、無電解メッキ法および電解メッキ法がもっとも好ましい。その理由は、本発明においてモノフィラメントの耐摩耗性の向上を達成するためには、モノフィラメントに対してほぼ均一な厚みの金属をコーティングすることが必須である。しかしながら、イオンプレーティング法、スパッタリング法、真空蒸着法等の方法は、本来基材に対して片面側をコーティングする手法であり、本発明のようにモノフィラメントの表面に対して均一に金属をコーティングする必要がある場合には作業性の面から適用が困難であるからである。   There are various known methods for coating a metal, such as an ion plating method, a sputtering method, and a vacuum evaporation method. In the present invention, the electroless plating method and the electrolytic plating method are most preferable. The reason for this is that in order to achieve an improvement in the wear resistance of the monofilament in the present invention, it is essential to coat the monofilament with a metal having a substantially uniform thickness. However, methods such as ion plating, sputtering, and vacuum deposition are methods that inherently coat one side of the substrate, and uniformly coat the metal on the surface of the monofilament as in the present invention. This is because it is difficult to apply when necessary.

一方、無電解メッキ法および電解メッキ法は、電解質溶液に基材を浸漬し、触媒や還元剤の作用による金属イオンの還元により基材上に金属がコーティングされるため、基材に触媒が均一に含浸され且つ電解質溶液と接していれば、基材全体にほぼ均一に金属をコーティングすることが可能となる。   On the other hand, in the electroless plating method and the electrolytic plating method, the substrate is immersed in an electrolyte solution, and the metal is coated on the substrate by the reduction of metal ions by the action of the catalyst and the reducing agent. If the substrate is impregnated and is in contact with the electrolyte solution, the entire substrate can be coated with a metal almost uniformly.

本発明でコーティングする金属の種類は、無電解メッキ法および電解メッキ法でメッキ可能な金属であれば特に限定されるものではないが、汎用性や金属の剛直性、環境への影響等の観点から、銅、ニッケル、銀、金、白金等の単一金属およびこれらを主成分とする合金を単層もしくは複数層コーティングすることが望ましい。   The type of metal to be coated in the present invention is not particularly limited as long as it is a metal that can be plated by an electroless plating method and an electrolytic plating method. However, the viewpoint of versatility, metal rigidity, environmental impact, etc. Therefore, it is desirable to coat a single layer or a plurality of layers with a single metal such as copper, nickel, silver, gold, platinum, or an alloy containing these as a main component.

本発明において、モノフィラメントヘの凹凸の付与による粗面化は、プラズマ照射による処理で行う。この際、プラズマ照射処理によるエッチング効果をより顕著に発現させるために、モノフィラメントはプラズマ照射処理前に予め常法により油剤や不純物等を除去したものを使用することが好ましい。その後、プラズマをモノフィラメント表面全体に照射することにより、モノフィラメント表面に凹凸を付与する。   In the present invention, roughening by imparting irregularities to the monofilament is performed by treatment with plasma irradiation. At this time, in order to express the etching effect by the plasma irradiation treatment more remarkably, it is preferable to use a monofilament from which an oil agent, impurities and the like are previously removed by a conventional method before the plasma irradiation treatment. Thereafter, the whole monofilament surface is irradiated with plasma to give irregularities to the monofilament surface.

ここで、プラズマとは、低圧下もしくは常圧下に気体分子が充填された雰囲気に電場をかけることにより、気体中に存在する自由電子が加速され、この加速された自由電子が気体分子と衝突することにより、気体分子がイオンやラジカル、電子等に解離した荷電粒子を含む、電気的に中性な雰囲気のことを指す。またプラズマ照射処理とは、基材を前記のようなプラズマ雰囲気下に放置することにより、活性が非常に高いイオンやラジカル等を基材に照射させる処理を指す。この方法では、充填する気体分子の種類により様々なイオンやラジカルを基材に照射することが可能であり、それによって基材表面に様々な官能基を導入することができるため、不活性な樹脂やフィルム、ガラス等の表面改質手法として幅広く利用されている。   Here, plasma means that an electric field is applied to an atmosphere filled with gas molecules under a low pressure or normal pressure, whereby free electrons existing in the gas are accelerated, and the accelerated free electrons collide with gas molecules. This means an electrically neutral atmosphere including charged particles in which gas molecules are dissociated into ions, radicals, electrons, and the like. The plasma irradiation treatment refers to a treatment for irradiating the substrate with ions or radicals having very high activity by leaving the substrate in the plasma atmosphere as described above. In this method, it is possible to irradiate the substrate with various ions and radicals depending on the type of gas molecules to be filled, and thereby various functional groups can be introduced onto the surface of the substrate. It is widely used as a surface modification technique for glass, glass, and the like.

本発明においては、このようにしてイオンやラジカル等が基材に照射される際、これらのエッチング効果によりモノフィラメント表面全体に凹凸を付与することができる。   In the present invention, when ions, radicals, and the like are irradiated onto the substrate in this way, unevenness can be imparted to the entire monofilament surface by these etching effects.

本発明において、プラズマ照射処理に用いる気体としては、プラズマ処理の際に一般的に用いられる、空気、酸素、窒素、炭酸ガス、ヘリウム、アルゴン等の単一気体もしくはこれらの混合気体を挙げることができる。   In the present invention, examples of the gas used for the plasma irradiation treatment include single gases such as air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, helium, and argon, or a mixed gas thereof, which are generally used in the plasma treatment. it can.

プラズマ照射処理の条件としては、用いる装置の規格により異なるため一概にはいえないが、各プラズマ照射装置で規定された一般的な圧力、周波数、電圧、電極問距離等の条件下で、モノフィラメントに付与される平均的な凹凸の大きさが10nm〜1μmの範囲となりうる時問プラズマ照射することが望ましい。なお、現在様々なメーカーから様々なタイプのプラズマ照射処理装置が上市されているが、本発明で目的としているモノフィラメントに対してエッチング効果が発現する装置であれば、どのようなものを用いても特に差し支えない。また装置の性能が十分に発揮される条件でのプラズマ照射処理であれば、バッチ処理でも連続処理でも特に規定されるものではない。   The conditions for plasma irradiation treatment are different depending on the standard of the equipment used, but it cannot be said unconditionally, but under the conditions such as general pressure, frequency, voltage, electrode distance, etc. specified for each plasma irradiation equipment, It is desirable to irradiate plasma with time so that the average unevenness to be applied can be in the range of 10 nm to 1 μm. Although various types of plasma irradiation processing apparatuses are currently on the market from various manufacturers, any apparatus can be used as long as it exhibits an etching effect on the target monofilament in the present invention. There is no problem. In addition, as long as the plasma irradiation process is performed under the condition that the performance of the apparatus is sufficiently exhibited, neither the batch process nor the continuous process is particularly specified.

本発明において、金属のコーティングは、上述の通り無電解メッキ法により行うことができる。この無電解メッキの条件は、コーティングする金属の種類や厚み等により大きく異なるため一概にはいえないが、コーティングしたい金属の電解質溶液に還元剤を添加し、金属イオンの還元によりモノフィラメント表面に金属を析出させる。   In the present invention, the metal coating can be performed by an electroless plating method as described above. The conditions for this electroless plating vary greatly depending on the type and thickness of the metal to be coated, etc., but it cannot be said unconditionally. Precipitate.

この際、より効率的にモノフィラメント表面に均一に金属をコーティングするために、還元剤や金属イオンを還元する作用を有する触媒を予めモノフィラメント表面に均一に処理したものを用いることが望ましい。前述の金属は、一般的に自己触媒能を有しているため、金属イオンの還元による析出は連続的に起こり、その結果としてモノフィラメント上にほぼ均一な厚みの金属被膜が形成される。この際、モノフィラメントの電解質溶液への浸漬時間は、各金属イオンの還元速度や、電解質溶液中の金属イオン濃度、還元剤の性能により異なる」ため一概にはいえないが、無電解メッキの後に後述する電解メッキにて金属をコーティングする場合においてはその厚みを考慮し、最終的にモノフィラメントにコーティングする金属層の厚みが100nm〜2μmの範囲内になるであれば、特に規定されるものではない。   At this time, in order to more uniformly coat the metal on the monofilament surface more efficiently, it is desirable to use a monofilament surface that has been previously treated with a reducing agent or a catalyst having a function of reducing metal ions. Since the aforementioned metals generally have an autocatalytic ability, precipitation by reduction of metal ions occurs continuously, and as a result, a metal film having a substantially uniform thickness is formed on the monofilament. At this time, the immersion time of the monofilament in the electrolyte solution varies depending on the reduction rate of each metal ion, the metal ion concentration in the electrolyte solution, and the performance of the reducing agent. In the case of coating a metal by electrolytic plating, the thickness is taken into consideration, and if the thickness of the metal layer finally coated on the monofilament falls within the range of 100 nm to 2 μm, it is not particularly specified.

上記の如く、無電解メッキ法でモノフィラメント表面に金属をコーティングした後、必要に応じてこの金属層の表面に電解メッキ法にて1種もしくは2種以上の金属をコーティングする。この目的は、無電解メッキでコーティングした金属よりも硬い金属をコーティングすることにより、モノフィラメントの耐摩耗性を向上させることである。しかし、この金属層の厚みが無電解メッキでコーティングした金属層よりも厚い場合、モノフィラメントの柔軟性が損なわれ、取扱い性の低下や屈曲等による金属層の破壊が懸念されるため、電解メッキでコーティングされる金属層の厚みは、無電解メッキでコーティングされる金属層の厚みよりも薄いことが好ましい。   As described above, after the metal is coated on the surface of the monofilament by the electroless plating method, one or more metals are coated on the surface of the metal layer by the electrolytic plating method as necessary. The purpose is to improve the wear resistance of the monofilament by coating a metal harder than the metal coated with electroless plating. However, if the thickness of this metal layer is thicker than the metal layer coated by electroless plating, the flexibility of the monofilament is impaired, and there is a concern about the metal layer being destroyed due to a decrease in handling properties or bending. The thickness of the metal layer to be coated is preferably thinner than the thickness of the metal layer to be coated by electroless plating.

電解メッキは、一般的によく知られている公知の方法をそのまま適用することができる。電解メッキの条件は、コーティングする金属の種類や電解質溶液の金属イオン濃度、電流、時間等により異なるため一概にはいえないが、電解メッキ後の金属層の厚みが無電解メッキでコーティングした金属層の厚みよりも薄いことが好ましいが、特に規定されるものではない。   For electroplating, generally known methods can be applied as they are. The conditions for electrolytic plating vary depending on the type of metal to be coated, the metal ion concentration of the electrolyte solution, current, time, etc., but it cannot be said unconditionally. However, the thickness of the metal layer after electroplating is coated with electroless plating Although it is preferable that the thickness is smaller than the thickness of the film, it is not particularly defined.

以下、本発明を実施例にてさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性は下記の方法により測定した。
(1)モノフィラメントと金属層の密着性
小型屈曲疲労試験機(カトーテック(株)製)を用い、モノフィラメントを下記条件で500回屈曲させた後の屈曲面を光学顕微鏡で観察し、金属層の剥離の状態や、ひび割れの発生状態を観察した。金属層の剥離やひび割れが観察されない場合を○、金属層のひび割れは観察されるが、金属層の剥離は観察されない場合を△、金属層はひび割れ、金属層の剥離が観察される場合を×として表した。
屈曲速度:60rpm
屈曲角度:180°
荷重:1g
屈曲部:R=0
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1) Adhesion between monofilament and metal layer Using a small bending fatigue tester (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), the bent surface after the monofilament was bent 500 times under the following conditions was observed with an optical microscope. The state of peeling and the occurrence of cracks were observed. ○ when no peeling or cracking of the metal layer is observed, △ when cracking of the metal layer is observed, but no peeling of the metal layer is observed, Δ when cracking of the metal layer or peeling of the metal layer is observed Expressed as:
Bending speed: 60rpm
Bending angle: 180 °
Load: 1g
Bent part: R = 0

(2)耐摩耗性
図1に示す糸摩耗試験機を用いて、耐摩耗性を評価した。具体的には、まず任意の長さの試料(モノフィラメント)3を、図1のように摩擦用金属片ホルダー4に固定されたスチール製の摩擦用金属片5(スチール製、縦70mm、横20mm、厚さ0.15mm)とガイドピン7との間に通した。このとき摩擦用金属片5とガイドピン7との間に通る糸の糸導に対する角度が50°となるように調整した。
続いて、固定滑車1に試料3を通し、試験糸3の両端を固定した。次にフック付き重り2に20gの重りを掛けて糸張力を調整した後、摩擦用金属片ホルダー台8に固定された摩擦用金属片ホルダー4を、長さ10cmのレール6の間を100回/分の速さで往復させた。そして目視判定でフィブリルが観察されたところで試験を終了し、そこまでの摩擦用金属片ホルダー4が往復した回数を摩耗回数とした。
(2) Abrasion resistance Abrasion resistance was evaluated using a yarn abrasion tester shown in FIG. Specifically, first, a sample (monofilament) 3 having an arbitrary length is placed on a steel friction metal piece 5 (steel, 70 mm long, 20 mm wide) fixed to a friction metal piece holder 4 as shown in FIG. , Thickness 0.15 mm) and the guide pin 7. At this time, the angle of the yarn passing between the friction metal piece 5 and the guide pin 7 with respect to the yarn guide was adjusted to 50 °.
Subsequently, the sample 3 was passed through the fixed pulley 1 and both ends of the test yarn 3 were fixed. Next, after adjusting the thread tension by applying a weight of 20 g to the weight 2 with the hook, the friction metal piece holder 4 fixed to the friction metal piece holder base 8 is moved 100 times between the rails 6 having a length of 10 cm. It was made to reciprocate at a speed of / min. Then, when the fibrils were observed by visual judgment, the test was terminated, and the number of times the friction metal piece holder 4 was reciprocated was determined as the number of wear.

[実施例1]
モノフィラメントとして、パラ系芳香族ポリアミド繊維であるコポリパラフェニレン−3,4'オキシジフェニレン−テレフタルアミド繊維である「テクノーラ」(帝人テクノプロダクツ(株)製、繊度22dtex(直径45μm))を用いた。
次に、このモノフィラメントを300℃で1分間熱処理して油剤や不純物を除去した後、下記装置および条件で、10分間プラズマ照射処理を行った。
装置名:ダイレクト平行平板電極型常圧プラズマ表面処理装置AP−T02−S350(積水化学工業(株)製)
圧力:大気圧、充填気体:酸素、周波数:15kHz:15kHz、初期出力:170V、増幅後:14.7kV、電極間クリアランス:1.5mm)
[Example 1]
As a monofilament, “Technora” (manufactured by Teijin Techno Products Co., Ltd., fineness: 22 dtex (diameter: 45 μm)), a copolyparaphenylene-3,4′oxydiphenylene-terephthalamide fiber, which is a para-aromatic polyamide fiber, was used. .
Next, this monofilament was heat treated at 300 ° C. for 1 minute to remove the oil agent and impurities, and then subjected to a plasma irradiation treatment for 10 minutes using the following apparatus and conditions.
Device name: Direct parallel plate electrode type atmospheric pressure plasma surface treatment device AP-T02-S350 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
(Pressure: atmospheric pressure, filling gas: oxygen, frequency: 15 kHz: 15 kHz, initial output: 170 V, after amplification: 14.7 kV, clearance between electrodes: 1.5 mm)

プラズマ照射処理後のモノフィラメントを走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、モノフィラメント表面に形成された凹凸の大きさは80nmであった。
次にこのモノフィラメントにパラジウム系触媒を含浸後、公知の無電解メッキ法にて銅をコーティングした。コーティングされた銅の厚みは600nmであった。
さらに、その後、このモノフィラメントに対して、公知の電解メッキ法にてニッケルをコーティングした。コーティングされたニッケルの厚みは400nmであった。
When the monofilament after the plasma irradiation treatment was observed with a scanning electron microscope (SEM), the size of the irregularities formed on the monofilament surface was 80 nm.
Next, after impregnating the monofilament with a palladium catalyst, copper was coated by a known electroless plating method. The thickness of the coated copper was 600 nm.
Further, after that, the monofilament was coated with nickel by a known electrolytic plating method. The thickness of the coated nickel was 400 nm.

[実施例2]
実施例1において、電解メッキ法によるニッケルコーティングを行わなかった以外は実施例1と同様に実施した。
[Example 2]
In Example 1, it implemented like Example 1 except not having performed nickel coating by the electroplating method.

[比較例1]
実施例1において、プラズマ照射時間を1分間とした以外は実施例1と同様に実施した。この際、モノフィラメント表面に形成された凹凸の大きさは5μmであった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, it implemented like Example 1 except having made plasma irradiation time into 1 minute. At this time, the size of the irregularities formed on the monofilament surface was 5 μm.

[比較例2]
実施例1において、コーティングされた銅の厚みが3μmとなるようにコーティングし、電解メッキ法によるニッケルコーティングを行わなかった以外は実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the coating was carried out in the same manner as in Example 1 except that the coated copper was coated to have a thickness of 3 μm, and nickel coating by electrolytic plating was not performed.

[比較例3]
実施例1において、テクノーラモノフィラメントにプラズマ照射処理を行わなかった以外は、実施例1と同様に実施した。
[Comparative Example 3]
In Example 1, it implemented like Example 1 except not having performed plasma irradiation processing to the technola monofilament.

[比較例4]
テクノーラモノフィラメントにプラズマ照射処理や金属のコーティングを行うことなくそのまま用いた。
得られたモノフィラメントの物性を表1に示す。
[Comparative Example 4]
The technola monofilament was used as it was without plasma irradiation or metal coating.
Table 1 shows the physical properties of the obtained monofilament.

Figure 2006328599
Figure 2006328599

本発明によれば、耐摩耗性が可及的に向上され、製織時のフィブリルやスカム発生の問題がないモノフィラメントが提供されるので、高い寸法精度や耐久性が要求されるスクリーン紗用途、またより過酷な条件で使用されるフィルター用途などに好適に使用することができる。   According to the present invention, a monofilament having improved wear resistance as much as possible and free from problems of fibrillation and scum generation during weaving is provided. It can be suitably used for filter applications that are used under more severe conditions.

耐摩耗性の評価を行う際に使用する糸摩耗試験機の概略を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the thread | wear abrasion testing machine used when evaluating abrasion resistance.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定滑車
2 フック付き重り
3 試験糸
4 摩擦用金属片ホルダー
5 摩擦用金属片
6 レール
7 ガイドピン
8 摩擦用金属ホルダー台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed pulley 2 Weight with hook 3 Test thread 4 Metal piece holder for friction 5 Metal piece for friction 6 Rail 7 Guide pin 8 Metal holder base for friction

Claims (4)

繊度が5〜1000dtexのモノフィラメントであって、該モノフィラメント表面には、大きさ10nm〜1μmの凹凸が存在しており、さらにモノフィラメント表面に金属がコーティングされていることを特徴とする耐摩耗性に優れたモノフィラメント。   It is a monofilament with a fineness of 5 to 1000 dtex, the surface of the monofilament has irregularities with a size of 10 nm to 1 μm, and the monofilament surface is coated with metal, and has excellent wear resistance Monofilament. コーティングされた金属層の厚みが100nm〜2μmである請求項1記載の耐摩耗性に優れたモノフィラメント。   The monofilament excellent in wear resistance according to claim 1, wherein the thickness of the coated metal layer is 100 nm to 2 μm. 繊度が5〜1000dtexのモノフィラメント表面を、プラズマ照射処理して大きさ10nm〜1μmの凹凸を形成させた後、無電解メッキ法及び/又は電解メッキ法により金属をコーティングすることを特徴とする耐摩耗性に優れたモノフィラメントの製造方法。   The surface of a monofilament having a fineness of 5 to 1000 dtex is subjected to plasma irradiation treatment to form irregularities with a size of 10 nm to 1 μm, and then coated with metal by an electroless plating method and / or an electrolytic plating method. Monofilament manufacturing method with excellent properties. コーティングされた金属層の厚みが100nm〜2μmである請求項3記載の耐摩耗性に優れたモノフィラメントの製造方法。   The method for producing a monofilament excellent in abrasion resistance according to claim 3, wherein the thickness of the coated metal layer is 100 nm to 2 µm.
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