JP2015196922A - 高強度色彩繊維材料の製造方法及びその製品 - Google Patents

Abstract

【課題】特に高強度繊維材料に多彩な色彩が表現できる高強度色彩繊維材料の製造方法、及び高強度色彩繊維材料を提供する。【解決手段】本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法は、溶剤を用いて高強度繊維材料の表面を処理し、該表面を酸洗いすることにより着色をしやすくする、着色前の処理ステップと、高強度繊維材料にメッキを行い、該高強度繊維材料の表面に金属イオンを析出して着色する、メッキ着色ステップと、着色した高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去する、着色後の処理ステップと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、特に高強度繊維材料に金属の色を着色する製造方法及びその製品に関するものである。

高強度の複合繊維材料は、その殆どが濃色であり、例えば、炭素繊維はもともと黒いことから、他の色に染めることが困難であった。

既存の染色技術によれば、マスターバッチを用いて複合繊維材料を染めることができるが、その方法では、複合繊維材料の元の色が濃くて暗いので、色を染めても所定の色に制限され、例えば、アラミド繊維を染めても、青、赤、黒、オレンジなどの色に制限される。それだけではなく、マスターバッチを用いて複合繊維材料を染める製造コストが高いという欠点もあった。

一方、無機繊維材料、例えば、ガラス繊維またはバサルト繊維などは、マスターバッチを用いても着色することが難しいので、染料を繊維材料の表面に着色する。その染料は無機繊維材料の表面にしか付着しないので、成形加工や加熱加工などのプロセスを行うと、退色してしまう虞があった。

高強度の複合繊維材料は、マスターバッチを用いて複合繊維材料を染めることはできるが、その製造コストが高いという問題があり、また、成形加工や加熱加工などのプロセスを行うと、退色する虞があった。

本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法は、
溶剤を用いて高強度繊維材料の表面を処理し、該表面を酸洗いすることにより着色をしやすくする、着色前の処理ステップと、
高強度繊維材料にメッキを行い、該高強度繊維材料の表面に金属イオンを析出して着色する、メッキ着色ステップと、
着色した高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去する、着色後の処理ステップと、を有する方法である。

上述した高強度色彩繊維材料の製造方法であって、
前記着色前の処理ステップにおいて、高強度繊維材料を酸脱脂及び有機溶剤脱脂を行ってから表面の溶剤を水洗い洗浄し、電解脱脂を行ってから再び表面の溶剤を水洗い洗浄し、その後、表面を酸洗い及び水洗いを行い、
前記メッキ着色ステップにおいて、高強度繊維材料を酸・塩基を混合して中和反応させ、この高強度繊維材料を第１回のメッキ処理を行い着色し、その後、第１回のメッキ処理を施した高強度繊維材料を水洗い及び酸洗いし、再び水洗してから第２回のメッキ処理を行い、
前記着色後の処理ステップにおいて、着色した高強度繊維材料を水洗して、表面光沢に優れるためのディッピングや化成皮膜処理、水洗いなどのプロセスを行って、高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去し、その後、高強度繊維材料にカップリング剤を使用して乾燥処理を行い、高強度色彩繊維材料を得ることが好ましい。

上述した高強度色彩繊維材料の製造方法であって、
前記第１回のメッキ及び第２回のメッキにおいては、電解液として水溶液を使用することが好ましい。

上述した高強度色彩繊維材料の製造方法であって、
前記着色前の処理ステップにおいて、高強度繊維材料を洗浄してから表面に下地を塗布し、
前記着色メッキステップにおいて、真空中にメッキする金属を加熱して蒸発させ、その蒸気により高強度繊維材料の表面に金属の薄膜を形成し、
前記着色後の処理ステップにおいて、前記着色した繊維材料を水洗いして乾燥させて、高強度色彩繊維材料を得ることが好ましい。

上述した高強度色彩繊維材料の製造方法によって製造した高強度色彩繊維材料は、高強度色彩繊維材料繊維材料本体と、メッキ技術により前記繊維材料本体の表面に形成される着色層とからなる物である。

高強度色彩繊維材料は、前記繊維材料本体が炭素繊維や、ガラス繊維、アラミド繊維などの材料からなることが好ましい。

本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法によれば、メッキ技術により高強度繊維材料の表面を着色することにより、高強度繊維材料の外観に多彩で鮮やかな色彩を与えることができ、また、高強度色彩繊維材料を製造する過程においては、メッキ技術によって繊維材料の表面に金属イオンを析出することにより、金属のメタリックカラーを表現できるので、繊維材料をマスターバッチにより染めることが不要であり、成形加工や加熱加工などのプロセスを行っても退色することはない。

さらに、本発明に係る高強度色彩繊維材料は、上述した製造方法により、高強度繊維材料の表面に多彩で鮮やかな色彩を表現でき、且つ製造コストも低減できることから、多くの商品に使用され、実用性が高まった。

本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法による無電解メッキの作業ステップを示す流れ図である。 本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法による真空蒸着メッキの作業ステップを示す流れ図である。 本発明に係る高強度色彩繊維材料の断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、下記実施例は、本発明の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。

本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法は、主にメッキ技術を用いて高強度繊維材料に着色するものであり、このメッキ技術においては、繊維材料の表面に金属の薄膜を形成することにより、その繊維材料の表面にその金属の性質を与えるものである。

前記メッキ技術は、液中の金属イオンを被メッキ物の表面に析出することによって、繊維材料にその金属のメタリックカラー（金属の光沢）を与え、且つ繊維材料の耐磨耗性を高めるものであり、ここでの繊維材料は、炭素繊維やアラミド繊維などである。また、本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法は、主に真空蒸着メッキ（Ｖａｃｕｕｍ ｐｌａｔｉｎｇ）または無電解メッキ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ）を用いて、高強度繊維材料に着色する。

図１に示すように、本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法における無電解メッキは、以下のステップを有する。
着色前の処理ステップ：高強度繊維材料を第一タンクまたは真空環境中に入れて酸脱脂及び有機溶剤脱脂を行ってから表面の溶剤を水洗し、そして、電解脱脂を行って再び表面の溶剤を水洗し、その後、表面を酸洗いして水洗いすると、着色の前処理が完了する。このステップにおいては、前処理した高強度繊維材料の表面に付着したカップリング剤及び油剤を除去すると共に、表面を酸洗いすることにより着色しやすくする。

メッキ着色ステップ：着色に悪影響を与えないように、高強度繊維材料の表面に残った溶剤を処理し、この高強度繊維材料を第二タンクまたは真空環境中に入れて酸・塩基を混合して中和反応させ、そして、この高強度繊維材料を金属イオンや、金属酸化物、化学品などの着色原料を有する第三タンクまたは真空環境中に入れて第１回のメッキ処理を施して着色し、その後、第１回のメッキを処理した高強度繊維材料を水洗して酸洗いを行い、再び水洗してから第２回のメッキ処理を施し、高強度繊維材料の着色を行う。
その内、第１回のメッキ及び第２回のメッキは、水溶液を電解液として使用し、無電解メッキにおいては、ニッケル、コバルト、パラジウム、白金、銅、金、銀、これら金属の何れか１つを含む合金をメッキ用金属としてメッキ着色処理を施し、高強度繊維材料の表面にその金属の光沢を着色する。なお、このステップにおいては、メッキ技術により液中の金属イオンを被メッキ物の表面に析出すると共に、その電流及び時間によって金属の膜厚を制御し、被メッキ物の色に影響を与える。

着色後の処理ステップ：前記着色した高強度繊維材料を水洗し、表面光沢に優れるためのディッピングや化成皮膜処理、水洗いなどのプロセスを行い、高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去し、その後、高強度繊維材料にカップリング剤を使用して乾燥処理を施し、高強度色彩繊維材料を得る。

図２に示すように、本発明に係る高強度色彩繊維材料の製造方法における真空蒸着メッキは、以下のステッを有する。
着色前の処理ステップ：まず高強度繊維材料を水洗して表面に下地を形成し、前処理した高強度繊維材料を得る。
着色メッキステップ：真空中環境においてメッキする金属を加熱して蒸発させ、その蒸気により高強度繊維材料の表面に金属の薄膜を形成し、着色した高強度繊維材料を得る。
着色後の処理ステップ：前記着色した繊維材料を水洗して乾燥し、高強度色彩繊維材料を得る。

図３に示すように、本発明に係る無電解メッキまたは真空蒸着メッキを用いれば、高強度繊維材料を着色することができ、この高強度繊維材料は、繊維材料本体１０及び着色層２０を備え、該繊維材料本体１０は、炭素繊維や、ガラス繊維、アラミド繊維からなり、該着色層２０は、メッキ技術により繊維材料本体１０の表面に被覆され、そのメッキする電流及び時間によって膜厚を制御する。

１０ 繊維材料本体
２０ 着色層

Claims (8)

1. 溶剤を用いて高強度繊維材料の表面を処理し、該表面を酸洗いすることにより着色をしやすくする、着色前の処理ステップと、
   高強度繊維材料にメッキを行い、該高強度繊維材料の表面に金属イオンを析出して着色する、メッキ着色ステップと、
   着色した高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去する、着色後の処理ステップと、を有することを特徴とする高強度色彩繊維材料の製造方法。
2. 前記着色前の処理ステップにおいて、高強度繊維材料を酸脱脂及び有機溶剤脱脂を行ってから表面の溶剤を水洗い洗浄し、電解脱脂を行ってから再び表面の溶剤を水洗い洗浄し、その後、表面を酸洗い及び水洗いを行い、
   前記メッキ着色ステップにおいて、高強度繊維材料を酸・塩基を混合して中和反応させ、この高強度繊維材料を第１回のメッキ処理を行い着色し、その後、第１回のメッキ処理を施した高強度繊維材料を水洗い及び酸洗いし、再び水洗してから第２回のメッキ処理を行い、
   前記着色後の処理ステップにおいて、着色した高強度繊維材料を水洗して、表面光沢に優れるためのディッピングや化成皮膜処理、水洗いなどのプロセスを行って、高強度繊維材料の表面に残った溶剤を除去し、その後、高強度繊維材料にカップリング剤を使用して乾燥処理を行い、高強度色彩繊維材料を得ることを特徴とする請求項１に記載の高強度色彩繊維材料の製造方法。
3. 前記第１回のメッキ処理及び第２回のメッキ処理においては、電解液として水溶液を使用することを特徴とする請求項２に記載の高強度色彩繊維材料の製造方法。
4. 前記着色前の処理ステップにおいて、高強度繊維材料を洗浄してから表面に下地を塗布し、
   前記着色メッキステップにおいて、真空中にメッキする金属を加熱して蒸発させ、その蒸気により高強度繊維材料の表面に金属の薄膜を形成し、
   前記着色後の処理ステップにおいて、前記着色した繊維材料を水洗いして乾燥させて、高強度色彩繊維材料を得ることを特徴とする請求項１に記載の高強度色彩繊維材料の製造方法。
5. 請求項１の高強度色彩繊維材料の製造方法を用いて製造する高強度色彩繊維材料であって、繊維材料本体と、メッキ技術により前記繊維材料本体の表面に形成される着色層とからなることを特徴とする高強度色彩繊維材料。
6. 前記繊維材料本体が炭素繊維からなることを特徴とする請求項５に記載の高強度色彩繊維材料。
7. 前記繊維材料本体がガラス繊維からなることを特徴とする請求項５に記載の高強度色彩繊維材料。
8. 前記繊維材料本体がアラミド繊維からなることを特徴とする請求項５に記載の高強度色彩繊維材料。

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