JP3586902B2 - 金属被覆ガラス繊維製品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属被覆ガラス繊維製品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス繊維を素材とするロービング、クロス、マットなどのガラス繊維製品に金属被覆したものは、伝熱性、導電性、通気性、電磁波シールド性、触媒性、抗菌性等を必要とする製品の原材料として用いられている。
従来、ガラス表面への金属の被覆は、真空蒸着法やめっき法が一般的であった。真空蒸着法は、高真空中で目的とする金属をガラス繊維製品に直接蒸着する方法であり、めっき法は、ガラス繊維製品に導電処理又はシーダー処理のようなめっき前処理をし、次いで、電気めっきや無電解めっきを行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこれら二つの方法は、ガラス繊維が単繊維若しくは単一層のクロスである場合は繊維全周への被覆は可能であるが、束ねたロービングやクロスにおいてはガラス繊維の重なる内部への被覆が不十分であり、あらかじめ単一繊維に被覆してロービングにしたりクロスにするという工程をとる必要がある。
【０００４】
このほか、真空蒸着法は、単一の金属を蒸着するにはきわめて有効であるが、複数の金属を同時に蒸着するには条件設定が難しくまた量産性に乏しい問題があった。一方、めっき法は、前述の前処理の工程の複雑さに加え、めっきに用いる金属化合物が限定されること、また二種類以上の金属を同時にめっきしようとすると、金属の組合わせが限定される等の問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガラス繊維製品を、金属化合物溶液に浸漬した後、加熱して溶媒を除き、ガラス繊維表面に付着した金属化合物を金属に変えることを特徴とするものである。
以下本発明を詳説する。
【０００６】
まず、金属化合物を溶媒に溶解する。溶媒は、水のように、安価かつ危険のないものが好ましい。金属化合物としては、被覆するガラス繊維の軟化点以下で、分解して酸化物に変化する化合物が好ましい。
このような化合物としては、硫酸銅、塩化銅、炭酸銅、アンモニア銅、硝酸銅などの銅化合物が挙げられる。
銅化合物溶液としては、塩化銅エッチング廃液、銅の塩化鉄エッチング廃液、無電解銅めっき廃液、等めっき工業の排出廃液も利用可能である。
銅化合物の外、チタン、鉄、マンガン、クロム、ニッケル、コバルト、タングステン、モリブデン、錫、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、ルテニウム、ロジウム、バナジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金等の水溶性化合物でかつガラスの軟化点以下の温度で分解又は酸化物となる化合物が含まれていてもよい。これらの銅以外の化合物がふくめれていると、複合金属被覆となる。
溶液には、ガラス表面への付着性をよくし、ガラスロービングやクロス内への浸透を促進するため、ポリビニルアルコールやある種の界面活性剤を添加することが望ましい。
【０００７】
次に、ガラス繊維、ロービング又はガラスクロスを、調製した溶液に浸漬する。付着量は、溶液中の金属化合物の濃度で調整することができる。
【０００８】
浸漬が終了したガラス繊維、ロービング及びガラスクロスの液切れを行い、加熱炉に導入する。加熱温度は、金属化合物の組合せにより、また加熱ガス雰囲気でことなるがほぼ３００〜８００℃の範囲が適当で、この加熱によりガラス表面に付着した金属化合物は酸化銅を主体とし、一部焼結した混合金属組成物となる。分解による塩素、塩化水素、硫酸、硝酸、アンモニア等発生ガスは、排出し適宜処理する。
【０００９】
次いで、加熱炉より徐冷しながら取りだし還元剤溶液中に浸漬する。還元剤溶液としては、水素化ホウ素ナトリウムの水溶液、ホルムアルデヒドのアルカリ水等が使用できる。
また、ガラスの軟化点以下の温度域で水素炉による還元も可能である。
【００１０】
【実施例】
実施例１
ガラスクロス（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）を微量の界面活性剤を加えた塩化銅溶液（濃度４０％）に浸漬した後、電気炉内に置き、水蒸気雰囲気で３５０〜４５０℃に加熱した。塩化銅は、酸化銅と塩酸に分解し酸化銅は、ガラス繊維上に固着した。これを放冷後０．５％水素化ホウ素ナトリウム溶液に０．５％のカセイソーダを加えた溶液に浸漬し、５０〜６０℃で還元処理した。この結果、ガラス繊維上の酸化銅は、金属銅に還元されガラスクロス全体の全面に銅が被覆された。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりガラス繊維表面を観察したところ、繊維が接触している部分も含めほぼ全表面にわたり金属銅で被覆されていた。
【００１１】
実施例２
ガラスクロス（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）を微量の界面活性剤を加えた塩化銅溶液（濃度４０％）及び塩化パラジウム（０．５％）の混合液に浸漬した後、電気炉内に置き水蒸気雰囲気で４５０〜６５０℃に加熱した。塩化銅は、酸化銅と塩酸に塩化鉄は酸化鉄と塩酸に、塩化パラジウムは酸化パラジウムと塩酸に分解し、酸化銅、酸化鉄及び酸化パラジウムは、ガラス繊維上に混合粉体として固着した。これを放冷後０．５％水素化ホウ素ナトリウム溶液に０．５％のカセイソーダを加えた溶液に浸漬し、５０〜６０℃で還元処理した。この結果、ガラス繊維上の酸化物は、金属に還元され、ガラスクロス全体の全面に銅、鉄、パラジウムの混合金属が被覆された。ＳＥＭによりガラス繊維表面を観察したところ、繊維が接触する部分も含めほぼ全表面にわたり混合金属で被覆されていた。
【００１２】
実施例３
ガラスクロス（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．２ｍｍ）を微量の界面活性剤を加えた塩化銅溶液（濃度４０％）及び塩化パラジウム（０．５％）の混合液に浸漬した後、電気炉内に置き水蒸気雰囲気で４５０〜６５０℃に加熱すると塩化銅は、酸化銅と塩酸に塩化鉄は酸化鉄と塩酸に、塩化パラジウムは酸化パラジウムと塩酸に分解し、酸化銅、酸化鉄及び酸化パラジウムは、ガラス繊維上に混合粉体として固着した。これを放冷後７００〜７５０℃の水素還元炉中で加熱還元した。この結果、ガラス繊維上の酸化銅は、内部に鉄、パラジウムを包括した金属銅に還元され、ガラスクロス全体の全面に銅、鉄、パラジウムの混合金属が被覆された。ＳＥＭによりガラス繊維表面を観察したところ、繊維が接触する部分も含めほぼ全表面にわたり混合金属で被覆されていた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス繊維製品を、金属化合物溶液に浸漬した後、加熱して溶媒を除き、ガラス繊維表面に付着した金属化合物を金属に変えることにより、繊維の重なり部分も含めて、ガラス繊維表面に金属被覆を形成できる。また、単一組成の金属被覆と同じ工程で複合組成の金属被覆も形成できる。

Claims (4)

1. ガラス繊維製品を、金属化合物溶液に浸漬した後、加熱して溶媒を除くとともに、ガラス繊維表面に付着した金属化合物を酸化物とし、生成した酸化物を還元することを特徴とする金属被覆ガラス繊維製品の製造方法。
2. 金属が銅である請求項１記載の金属被覆ガラス繊維製品の製造方法。
3. 金属が、銅を主とする複合組成である請求項１記載の金属被覆ガラス繊維製品の製造方法。
4. 水素化ホウ素ナトリウム又はホルムアルデヒドのいずれかの溶液に浸漬することによって酸化物を還元することを特徴とする請求項１、２、又は３記載の金属被覆ガラス繊維製品の製造方法。