JP5252863B2 - カラーコートされた汚損耐性導電布及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は導電布の技術分野に関し、具体的にはカラーコートされた低い表面抵抗を有する汚損耐性導電布及びその製造方法に関する。

通常用いられる導電布は、無電解メッキを実施して金属でメッキされたファブリックを形成させることにより得られる。銅をメッキした場合、導電布は金属銅の外観を有し、銅及びニッケルをメッキした場合、導電布はシルバーグレーの色を呈し、銀をメッキした場合、導電布は銀白色を呈し、又は金をメッキした場合、導電布は金色を呈する。導電布は柔軟で、平滑で、ガス浸透性で、更に軽量で容易にカットできるという効果がある。しかしながら、導電布の表面の金属コーティングの存在により、導電布を一般の布の染色技術を使用して染色することができない。したがって、様々な色彩を有する一般の布と比較し、導電布の外観は比較的鮮やかさに欠け、また用途も制限される。

更に、導電布の表面に金属層（例えば銅、ニッケル、銀又は金）が形成されているため、周辺温度及び湿度による影響を受け易く、また操作中のハンドトレース又は他の接触によっても影響を受け易いため、製品の欠陥（すなわち酸化、ハンドトレース、汚点を有する外観又は表面抵抗の増加）が生じ易くなる。

導電性カーボンブラックと共にポリウレタン樹脂又はアクリル樹脂を導電布にコーティングして黒い導電性被覆層を有する導電布を得る技術は従来公知である。コーティングされたカーボンブラックは厚く、カーボンブラックの導電率が約１Ω〜約１０００Ωであるため、カーボンブラックコーティング層を有する導電布は、当初の導電布と同じ低い表面抵抗を維持することができなくなる。通常、導電布の表面抵抗は０．００７Ω／□（Ω／ｓｑ（スクエア））〜約１Ω／□である。更に、カーボンブラックの黒さでは明るい色合いを呈するのが困難であり、より悪いことに、黒色以外の色の選択ができないため、製品の用途が著しく制限される。

現状では導電布は色が制限されるという欠点を有し、また環境に影響され易いため、現在用いられる導電布の改良に対するニーズが存在する。

現状の導電布の限界及び欠点を克服という課題に鑑み、本発明は、人為的又は環境による汚染による影響を受けにくく、並びに当初の低い表面抵抗の維持が可能な、カラーコートされた導電布の提供を１つの課題とする。

本発明の別の課題は、カラーコートされた汚損耐性導電布の製造方法を提供することである。

当該方法には、天然繊維又は合成繊維で織布した、金属層を含む導電布を調製する工程と、少なくとも１つの着色樹脂のコーティング層を上記導電布の金属層の上に形成させる工程であって、上記樹脂のコーティング層の表面が導電布の縦ヤーン及び横ヤーンの交差を越えない工程が含まれる。

本発明の具体的実施態様では、カラーコートされた汚損耐性導電布の製造方法は、以下の工程を含む。すなわち、天然繊維又は合成繊維で織布した布を形成する工程と、無電解メッキで上記の布の表面上に金属層を一様にコーティングし、導電布を得る工程と、色素と樹脂を用いて着色樹脂コーティング組成物を調製する工程と、導電布の金属層上に少なくとも１つの着色樹脂の薄膜をコーティングする工程である。例えばコーティング工程では、１〜４枚の層をコーティングしてコーティング層のカラーの陰を調整し、各コーティング層を布の凹領域にコーティングするが、ただし布の縦ヤーンと横ヤーンの交差を越えない態様で行う。

本発明の方法で使用する天然繊維はいかなる天然繊維であってもよく、限定されないが、例えば綿、アサ、絹又はウールが挙げられ、また合成繊維はいかなる合成繊維であってもよく、限定されないが、例えばレーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル系繊維又はアクリル繊維が挙げられる。

無電解メッキ工程は当業者に周知であり、使用する金属は望ましい導電率を有するいかなる金属あってもよく、限定されないが、例えば銅、ニッケル、銀、金又はそれらの合金が挙げられる。

本発明の方法で使用する色素はいかなる色素であってもよく、例えばカーボンブラック、有機黒、赤、青、緑若しくは金色の色素、又は任意の色となるように色素を適宜組み合わせたものであってもよい。色素の使用量は樹脂コーティング組成物の約１％〜約２０％である。樹脂は溶媒ベースの樹脂又は水性の樹脂であってもよく、限定されないが、例えばポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ラテックス樹脂又はシリコーン樹脂が挙げられる。樹脂の使用量は樹脂コーティング組成物の約１０％〜約７０％である。

本発明の好ましい実施態様では、以下の添加物を樹脂コーティング組成物に任意に添加できる。すなわち架橋剤（限定されないが、例えばイソシアネート又はメラミン、樹脂コーティング組成物の約１％〜約１０％）、溶媒（限定されないが、例えばトルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、樹脂コーティング組成物の約３０％〜約６０％の量で、約１０００ｃｐｓ〜約２０，０００ｃｐｓの粘性に樹脂コーティング組成物を希釈する）である。

上記の方法における薄層への着色コーティング方法は当業者に公知であり、限定されないが、例えばブレードコーティング、印刷ローラーコーティング若しくは浸漬及びパッディングを、表面上の余分な樹脂をこてでかき取りつつ行い、薄層コーティングを形成させる方法が挙げられる。

本発明の好ましい実施態様では、ブレードコーティング工程は、懸濁液によるブレードコーティングであってもよく、それにより各コーティング層におけるコーティング量の正確な制御が可能となる。本発明の好ましい実施態様では、当該こてはＪ字形のこて又はＵ字型のこてであってもよく、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの厚さを有する。導電布に押圧されたときのこての接触領域は、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍである。各々のコーティング量は約０．１ｇ／ｍ^２〜約８ｇ／ｍ^２であり、コーティングの後、布を約８０℃〜約１６０℃で約１分〜約３分間乾燥させる。

本発明は更に、天然繊維又は合成繊維によって織布されて金属層を含む導電布と、導電布の金属層に、樹脂コーティング層の表面が導電布の縦ヤーン及び横ヤーンの交差を越えない態様でブレードコーティングによりコーティングされている少なくとも１つの着色樹脂コーティング層とを含んでなるカラーコートされた汚損耐性導電布を提供する。着色樹脂コーティング層でコーティングされる前の導電布の表面抵抗は０．００７Ω／□〜約０．１Ω／□であり、着色樹脂コーティング層でコーティングされた後の表面抵抗は０．００７Ω／□〜約０．１Ω／□である。

本発明では、比較的少量の塗布量が適用され、数回のコーティング工程で形成されるコーティング層は導電布の縦ヤーンと横ヤーンの交差を越えず、それにより、導電布の片面又は両面に所望の色を着色でき、導電布が均一な色及びその色の影を伴う外観を呈するようになる。更に、導電布の表面上の金属層による外観及び導電率は、薄い樹脂コーティング層による保護のため、人為的又は環境中での汚染による影響を受けない。カラーコートされた導電布は、最初の導電布と同じ表層導電率を依然有しており、またコーティング層が厚くなることによる表面抵抗の極端な増加をもたらさない。

本発明の導電布は、色彩を有する外観、人為的な又は環境中での汚染に対する耐性、及び低い表面抵抗を特徴とする。本発明の導電布を、導電性の感圧接着剤又は熱溶融接着剤に付着させるか又はコーティングした後に、導電布テープ、導電布フォーム、又は導電布パッドに加工してもよい。更に、本発明の導電布は放射線防護及び帯電防止性能を有し、その結果、電子機器から漏出した電磁波による、その電子機器自体又は他の電子機器への影響及びそれによる誤動作の発生を防止することができる。

以下の実施例は例示のみを目的とし、本発明の限定を目的とするものではない。当業者が容易に実施できるいかなる修正や変形も、本明細書の開示及び添付の特許請求の範囲に包含される。

＜実施例１＞カラーコートされた汚損耐性導電布の調製
以下の工程でカラーコートされた汚損耐性導電布を調製した。

織布：
縦ヤーン：５０デニール／３６フィラメント、
横ヤーン：５０デニール／７２フィラメント、
縦ヤーン密度１５２ヤーン／インチ、
及び横ヤーン密度１２４ヤーン／インチ
によりポリエステル繊維を織布し、約０．１ｍｍの厚を有する平坦な布を形成した。

無電解メッキ：
スコアリング及び洗浄、熱処理、表面の粗面化及び表面の調整工程の後、布を銅及びニッケルで無電解メッキし、金属コーティングを行った。

無電解メッキ工程は当業者に周知で、以下の工程を含んでなる。
１．活性化：上記の布を３０℃で３分間、塩化パラジウム１００ｍｇ／Ｌ、塩化第一スズ１０ｇ／Ｌ及び塩化水素１００ｍｌ／Ｌを含む溶液に浸漬し、十分に洗浄した。
２．促進化：上記の布を４５℃で３分間、塩化水素１００ｍｌ／Ｌを含む溶液に浸漬し、十分に洗浄した。
３．銅による無電解メッキ：上記の布を４０℃で２０分間、硫酸銅１０ｇ／Ｌ、ホルムアルデヒド７．５ｍｌ／Ｌ、水酸化ナトリウム８ｇ／Ｌ、エチレンジアミン四酢酸 四ナトリウム塩（ＥＤＴＡ−４Ｎａ）３０ｇ／Ｌ及び安定化剤０．２５ｍｌ／Ｌを含む溶液に浸漬し、それにより一様に布上に２５ｇ／ｍ^２で銅のメッキが形成され、更に布を十分に洗浄した。
４．ニッケルによる無電解メッキ：上記の布を４０℃で５分間、硫酸ニッケル２２．５ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム１８ｇ／Ｌ、クエン酸ナトリウム０．１Ｍ／Ｌ及びアンモニア２０ｍｌ／Ｌを含む溶液に浸漬し、それにより一様に布上に５ｇ／ｍ^２でニッケルのメッキが形成され、更に布を十分に洗浄した。最後に布を乾燥させ、銀灰色の導電布を得た。

４点のプローブ試験をＪＩＳ Ｋ−７１９４（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈ Ｌｏｒｅｓｔａ ＭＣＰ−Ｔ６００）を用いて実施した。表面抵抗を試験するために試験プローブを布の表面に配置し、試験の結果、得られた銀灰色の導電布の表面抵抗は０．０３Ω／□であった。

樹脂コーティング組成物の調製：
１００ｇの２成分ポリウレタン樹脂、９ｇのイソシアネート、５０ｇのメチルエチルケトン、５ｇのカーボンブラック及び５ｇの黒色色素（該黒色色素は３２％のカーボンブラック、３％の分散剤、２０％のアクリル樹脂及び４５％の担体を含む）を混合し、約５０００ｃｐｓの粘性を有する底部コーティングとして調製し、１００ｇの１成分ポリウレタン樹脂、３ｇのイソシアネート、５０ｇのメチルエチルケトン、１０ｇのカーボンブラック及び１０ｇの黒色色素（該黒色色素は３２％のカーボンブラック、３％の分散剤、２０％のアクリル樹脂及び４５％の担体を含む）を混合し、約４０００ｃｐｓの粘性を有する表面コーティングとして調製した。

ブレードコーティング：
調製した樹脂コーティング組成物を、懸濁機を通して導電布の金属層上にコーティングした。上記機械では２ｍｍの厚さを有するＪ字形のこてを使用し、導電布に対してこてを押圧する際の接触領域は２ｍｍとした。最初に、約５ｇ／ｍ^２の底部コーティングで導電布をコーティングして布の凹領域を被覆したが、布の縦ヤーンと横ヤーンの交差を越えない態様とした。次に、布を約１２０℃で約１分間焼成した。それにより、約５ｇ／ｍ^２の表面コーティングが布の凹領域にコーティングされたが、布の縦ヤーンと横ヤーンの交差を越えなかった。更に、布を約１２０℃で約１分間焼成し、カラーコートされた汚損耐性導電布を形成した。

比較例１：カーボンコーティングによる汚損耐性導電布の調製
実施例１の織布及び無電解メッキ処理を同様に行い、０．０３Ω／□の表面抵抗を有する銀灰色の導電布を作製した。更に、導電性カーボンブラックを含む樹脂コーティング組成物を導電布の金属層上にコーティングした。１００ｇの２成分ポリウレタン樹脂、５０ｇのメチルエチルケトン、９ｇのイソシアネート、５ｇの導電性カーボンブラックを含み、約５０００ｃｐｓの粘性を有する底部コーティングを導電布上に形成させ、１００ｇの１成分ポリウレタン樹脂、５０ｇのメチルエチルケトン、３ｇのイソシアネート、１０ｇの導電性カーボンブラックを含み、約４０００ｃｐｓの粘性を有する表面コーティングを導電布上に形成させ、底部コーティング層と表面コーティング層の乾燥時の合計の厚が約０．０８ｍｍの、カーボンコーティングされた暗灰色の汚損耐性導電布を得た。

実施例１及び比較例１に従って調製した導電布、並びにコーティングを行わなかった導電布の、色、厚、表面抵抗、汚損耐性効果及び遮蔽効果を表１に全て示す。

汚損耐性効果の試験は、サンプルとして導電布を縦横１０ｃｍ×１０ｃｍでカットし、ハンドトレース及びサンプル表面に残る残余トレースによる汚染を試験することにより行った。表中、○はほとんど汚染トレースを示さないこと、△は若干の汚染トレースを示すこと、及び×は顕著な汚染トレースを示すことを意味する。

以上より、本発明の樹脂コーティング組成物を、比較的少量の着色樹脂コーティングと共にコーティングすることにより、コーティング前の導電布の表層導電率に影響を及ぼさずに色彩豊かな外観を有する導電布とすることができ、更に導電布の酸化防止、汚損防止、人為的な若しくは環境中での汚染防止能を高め、並びに性能特性を安定に維持することが可能となり、それらの性質は導電布の用途範囲の拡大に非常に有益であるといえる。

Claims (10)

1. カラーコートされた汚損耐性導電布の製造方法であって、天然繊維又は合成繊維で織布した、金属層を含む導電布を調製する工程と、上記導電布の金属層の上にブレードコーティングを少なくとも１つの着色樹脂コーティング層の表面が導電布の縦ヤーン及び横ヤーンの交差を越えない態様で行う工程とを含んでなり、前記着色樹脂コーティング層が１％〜２０％の色素、１０％〜７０％の樹脂、１％〜１０％の架橋剤及び２８％〜６０％の溶媒を含んでなる製造方法。
2. 前記天然繊維が綿、アサ、絹又はウールを含んでなり、前記合成繊維がレーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル系繊維又はアクリル繊維を含んでなり、前記金属層が無電解メッキにより銅、ニッケル、銀、金又はそれらの合金によって形成された、請求項１記載の製造方法。
3. 前記色素が黒、赤、青、緑及び金色の色素、又は他の色の着色化合物を含んでなり、前記樹脂がポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ラテックス樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される溶媒ベース若しくは水溶性の樹脂を含んでなる、請求項１記載の方法。
4. 前記着色樹脂コーティング層が更に、イソシアネート及びメラミンからなる群から選択される架橋剤、並びに、トルエン、メチルエチルケトン及びジメチルホルムアミドからなる群から選択される溶媒を含んでなる、請求項１記載の製造方法。
5. 前記着色樹脂コーティング層でコーティングする前の前記導電布の表面抵抗が０．００７Ω／□〜０．１Ω／□であり、着色樹脂コーティング層でコーティングした後の表面抵抗が０．００７Ω／□〜０．１Ω／□である、請求項１記載の製造方法。
6. カラーコートされた汚損耐性導電布であって、天然繊維又は合成繊維で織布され、金属層を含む導電布、及びブレードコーティングによって導電布の金属層上にコーティングされた少なくとも１つの着色樹脂コーティング層を含んでなり、当該着色樹脂コーティング層の表面が導電布の縦ヤーンと横ヤーンの交差を越えず、前記着色樹脂コーティング層が１％〜２０％の色素、１０％〜７０％の樹脂、１％〜１０％の架橋剤及び２８％〜６０％の溶媒を含んでなる汚損耐性導電布。
7. 前記天然繊維が綿、アサ、絹又はウールを含んでなり、前記合成繊維がレーヨン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル系繊維又はアクリル繊維を含んでなり、前記金属層が無電解メッキにより銅、ニッケル、銀、金又はそれらの合金によって形成される、請求項６記載の汚損耐性導電布。
8. 前記色素が黒、赤、青、緑及び金色の色素、又は他の色の着色化合物を含んでなり、前記樹脂がポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ラテックス樹脂及びシリコーン樹脂からなる群から選択される溶媒ベース若しくは水性の樹脂を含んでなる、請求項６記載の汚損耐性導電布。
9. 前記着色樹脂コーティング層が更に、イソシアネート及びメラミンからなる群から選択される架橋剤、並びに、トルエン、メチルエチルケトン及びジメチルホルムアミドからなる群から選択される溶媒を含んでなる、請求項６記載の汚損耐性導電布。
10. 前記着色樹脂コーティング層でコーティングする前の前記導電布の表面抵抗が０．００７Ω／□〜０．１Ω／□であり、着色樹脂コーティング層でコーティングした後の表面抵抗が０．００７Ω／□〜０．１Ω／□である、請求項６記載の汚損耐性導電布。