JP7351203B2 - 同軸ケーブルおよび導電性繊維の製造方法 - Google Patents

同軸ケーブルおよび導電性繊維の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、導電性繊維、同軸ケーブルおよび導電性繊維の製造方法に関するものである。
導電性繊維は、例えば、樹脂線により構成された繊維束と、前記繊維束を被覆するめっき層と、を有している。
このような導電性繊維の例として、特許文献1には、繊維表面の少なくとも一部に熱可塑性ポリビニルアルコールが存在している有機繊維の表面に金属メッキが施されている金属メッキ繊維が記載されている。
特開2008-38294号公報
詳細は後述するが、特許文献1に記載の導電性繊維のように、繊維表面の少なくとも一部にポリビニルアルコールが存在することにより、エッチング処理等を行わなくても良好な金属メッキ処理が可能であり、さらには極細繊維から構成されることにより、導電性能等の電気特性が良好でかつ柔軟性に優れ、さらには耐屈曲性等の耐久性にも優れる金属メッキ繊維を提供することが可能になる。
しかしながら、本発明者らは、導電性繊維において電気特性および耐久性の両立が難しいことを確認している。また、導電性繊維は同軸ケーブルの導体(特に外部導体)として好適に用いられることから、電気特性および耐久性の両立が可能な導電性繊維を用いた同軸ケーブルも望まれている。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電気特性および耐久性の両立が可能な導電性繊維、および、これを用いた同軸ケーブルを提供することを目的とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
[1]導電性繊維は、第1樹脂線および第2樹脂線を含む繊維束と、前記繊維束を被覆するめっき層と、を有し、前記第2樹脂線は、前記第1樹脂線よりも細く、前記めっき層は、前記繊維束の内部にも存在している。
[2][1]に記載の導電性繊維において、前記第1樹脂線と前記第2樹脂線とは、それぞれ異なる樹脂組成物により構成されている。
[3][1]または[2]に記載の導電性繊維において、断面視において、前記繊維束の外周部には、前記第2樹脂線が前記第1樹脂線よりも多く配置されている。
[4][1]~[3]のいずれか1つに記載の導電性繊維において、前記繊維束は、前記第1樹脂線と前記第2樹脂線との撚り線である。
[5][1]~[4]のいずれか1つに記載の導電性繊維を備える同軸ケーブルであって、第1導体と、前記第1導体の周囲に被覆される第1絶縁層と、前記第1絶縁層の周囲に配置される第2導体と、前記第2導体の周囲に被覆される第2絶縁層と、を有し、前記第2導体は、前記導電性繊維を前記第1絶縁層の周囲に螺旋状に巻き付けた横巻きシールド、または、前記導電性繊維を編組した編組シールドである。
[6]導電性繊維の製造方法は、(a)第1樹脂線と第2樹脂線とを撚り合わせ、繊維束を形成する工程、(b)前記(a)工程の後に、前記第2樹脂線を細くする工程、(c)前記(b)工程と同時に、または、前記(b)工程の後に、前記繊維束にめっき層を被覆する工程、を含む。
[7][6]に記載の導電性繊維の製造方法において、前記第2樹脂線は、前記第1樹脂線よりも第1溶液に溶けやすく、前記(b)工程では、前記第1溶液に前記繊維束を浸漬する。
[8][7]に記載の導電性繊維の製造方法において、前記第1溶液は、塩基性の無電解めっき液であり、前記(b)工程と前記(c)工程とを同時に行う。
[9][7]に記載の導電性繊維の製造方法において、前記第1溶液は、めっき用触媒を含む酸性溶液であり、前記(b)工程と同時に前記繊維束に前記めっき用触媒を付着させ、前記(c)工程は、前記(b)工程の後に行う。
本発明によれば、電気特性および耐久性の両立が可能な導電性繊維を提供することができる。
第1実施形態に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。 第1実施形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図である。 第1実施形態に係る同軸ケーブルの構造を示す側面図である。 第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程を示すフローである。 第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程を示す横断面図である。 図5に続く導電性繊維の製造工程を示す横断面図である。 第1実施形態の変形例に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。 第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程で用いるめっき処理システムを示す模式図である。 検討例に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。
(検討事項)
実施の形態を説明する前に、本発明者らが検討した事項について説明する。
図9は、検討例に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。図9に示すように、検討例に係る導電性繊維90は、樹脂線91により構成された繊維束93と、繊維束93を被覆するめっき層94と、を有している。樹脂線91は、1本の糸状(断面円形状)に形成された樹脂であり、モノフィラメントとも呼ばれる。そして、繊維束93は、樹脂線91を複数本撚り合わせて撚り線としたもので、マルチフィラメントとも呼ばれる。
本発明者らは、このような検討例に係る導電性繊維90において、以下で説明するように、電気特性および耐久性の両立が難しいことを確認した。
一般に、導電性繊維90の製造方法は、繊維束93を被覆するようにめっき層94を形成する工程を有している。この工程は、繊維束93をめっき液(水溶液)に浸漬する工程である。また、導電性繊維90の製造方法は、より好ましくは、繊維束93を被覆するようにめっき層94を形成する工程の前に、樹脂線91の表面にめっき用触媒を付着させる工程を有している。この工程は、めっき用触媒を含む溶液(水溶液)に、樹脂線91を浸漬する工程である。
ここで、検討例に係る繊維束93は、断面円形状の樹脂線91が複数集合しているため、繊維束93の内部95には空隙が存在するが、その周囲を樹脂線91が隙間なく取り囲んでいる。また、樹脂線91を構成する材料は、一般に疎水性の樹脂材料であるため、樹脂線91の表面は低ぬれ性である。そのため、検討例にあっては、繊維束93の内部95に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液等の各水溶液が入り込みにくい。
したがって、検討例にあっては、繊維束93の内部95に存在する樹脂線91の表面にめっき用触媒が付着しにくい。その結果、繊維束93の内部95に存在する空隙にめっき層が形成されにくくなる。以上より、検討例に係る導電性繊維90の電気特性(特に導電性)を向上させることは難しい。
ここで、本発明者らは、樹脂線91を細径化することを検討した。樹脂線91を細径化すれば、繊維束93の内部95に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液の各水溶液が入り込みやすくなり、繊維束93の内部95にめっき層が形成されやすくなるからである。しかしながら、樹脂線91を細径化すると、めっき層94の形成時に繊維束93(樹脂線91)が破断するおそれがあり、ひいては導電性繊維90の耐久性が低下することにもつながる。
一方、樹脂線91を太径化すると、めっき層94の形成時に樹脂線91(繊維束93)が破断する可能性は低下するが、前述したように、繊維束93の内部95に存在する空隙にめっき層が形成されにくくなり、導電性繊維90の電気特性(導電性)が低下してしまう。
以上より、導電性繊維において、耐久性の低下を抑制しつつ、電気特性を向上させることが望まれる。
(実施の形態)
<第1実施形態に係る導電性繊維の主要な構成および効果>
以下、第1実施形態に係る導電性繊維について、図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。
図1に示すように、第1実施形態に係る導電性繊維10は、第1樹脂線11および第2樹脂線12bを含む繊維束13bと、繊維束13bを被覆するめっき層14と、を有し、第2樹脂線12bは、第1樹脂線11よりも細く、めっき層14は、繊維束13bの内部15にも存在している。
第1実施形態では、以上のような構成を採用したことにより、電気特性および耐久性の両立が可能な導電性繊維を提供することができる。以下、その理由について具体的に説明する。
前述したように、図9に示す検討例に係る導電性繊維90において、樹脂線91を細径化することで電気特性(導電性)を向上させようとすると、導電性繊維90の耐久性が低下してしまう。また、樹脂線91を太径化することで耐久性を向上させようとすると、繊維束93の内部95の空隙にめっき層94が形成されず、電気特性が低下してしまう。
この点、図1に示す第1実施形態に係る導電性繊維10にあっては、第2樹脂線12b(直径d12b)が第1樹脂線11(直径d11)よりも細く(d12b<d11)、めっき層14が繊維束13bの内部15にも存在している。このように、第2樹脂線12bを第1樹脂線11よりも細くすることで、繊維束13bの内部15に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液等の各水溶液が入り込みやすくなる。
したがって、第1実施形態にあっては、繊維束13bの内部15に存在する第1樹脂線11および第2樹脂線12bの表面にめっき用触媒が付着しやすい。その結果、繊維束13bの内部15に存在する空隙にめっき層14が形成されやすくなる。以上より、第1実施形態に係る導電性繊維10にあっては、図9に示す前述した検討例に係る導電性繊維90に比べて、電気特性(導電性)を向上させることができる(以下、第2樹脂線を細径化樹脂線と呼ぶ場合がある)。また、図1に示すように、繊維束13bは、第2樹脂線12bよりも太い第1樹脂線11を含んでいるため、めっき層14の形成時に繊維束13bが破断する可能性を低減することができ、図9に示す前述した検討例に係る導電性繊維90に比べて、耐久性を向上させることができる(以下、第1樹脂線を支持樹脂線と呼ぶ場合がある)。
以上より、図1に示す第1実施形態に係る導電性繊維10にあっては、耐久性の低下を抑制しつつ、電気特性を向上させることができる。
また、第1実施形態に係る導電性繊維10は、好ましい形態として、第1樹脂線11と第2樹脂線12bとは、それぞれ異なる樹脂組成物により構成されている。こうすることで、第1樹脂線11と第2樹脂線12bとは、液相中または気相中の処理に対する反応が相違する。このように構成するメリットについて、以下詳述する。
後述する図4および図5に示すように、第2樹脂線12bは、樹脂線細径化工程S12により、処理前の第2樹脂線12aを細径化して形成することが好ましい。そこで、例えば、第2樹脂線12b(第2樹脂線12a)は、第1樹脂線11を構成する樹脂組成物よりも細径化処理溶液(第1溶液)に溶けやすい樹脂組成物により構成する。こうすることで、処理前の繊維束13aのうち、第2樹脂線12aのみを細径化処理溶液(第1溶液)によって溶かして細径化することができる。
また、第1実施形態に係る導電性繊維10は、好ましい形態として、繊維束13bは、第1樹脂線11と第2樹脂線12bとの撚り線である。このように、繊維束13bを撚り線として構成した場合であっても、撚り線に生じる空隙にめっき層14を形成して、繊維束13bの内部15にめっき層14が存在するように構成することができる(後述の第1実施形態の変形例についても同様。)。
めっき層形成前の第1樹脂線(支持樹脂線)の直径は、10~20μm、めっき層形成前かつ細径化前の第2樹脂線の直径は、10~20μm、めっき層形成前かつ細径化後の第2樹脂線の直径は、5~10μm、めっき層形成前の繊維束の直径は、0.04~0.19mm、完成した導電性繊維(めっき層形成後の繊維束の直径)は、0.05~0.2mmである。また、めっき層は、例えば、スズ、ニッケル、亜鉛、銅、銀、金等により構成することができる。なお、第1樹脂線(支持樹脂線)および第2樹脂線(細径化樹脂線)の原材料の例は、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法の項目で説明する。
<第1実施形態に係る同軸ケーブル>
以下、第1実施形態に係る同軸ケーブルについて、図面を参照して説明する。図2は、第1実施形態に係る同軸ケーブルの構造を示す横断面図である。図3は、第1実施形態に係る同軸ケーブルの構造を示す側面図である。
図2および図3に示すように、第1実施形態に係る同軸ケーブル100は、第1導体(内部導体)110と、第1導体110の周囲に被覆される第1絶縁層120と、第1絶縁層120の周囲に配置される第2導体(外部導体)130と、第2導体130の周囲に被覆される第2絶縁層140と、を有している。
ここで、第1実施形態に係る同軸ケーブル100において、第2導体130は、第1実施形態に係る導電性繊維10を第1絶縁層120の周囲に螺旋状に巻き付けた横巻きシールド、または、第1実施形態に係る導電性繊維10を編組した編組シールドである。このように、前述した第1実施形態に係る導電性繊維10を同軸ケーブルの第2導体(外部導体)130として採用することにより、電気特性および耐久性に優れた第2導体(外部導体)を有する同軸ケーブルを提供することができる。
図2に示す第1導体110を構成する導線11aとしては、通常用いられる金属線、例えば銅線、銅合金線のほか、アルミニウム線、金線、銀線等を用いることができる。また、導線11aとして、金属線の周囲に錫やニッケル等の金属めっきを施したものを用いてもよい。第1導体110として、金属線を撚り合わせた(集合)撚り導体を用いることもできる。第1導体110の断面積および外径は、特に限定されるものではなく、同軸ケーブル100に求められる電気特性に応じて適宜変更することができる。
図2および図3に示す第1絶縁層120を構成する樹脂組成物としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、合成ゴム等を用いることができる。第2絶縁層140を構成する樹脂組成物としては、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリウレタン等を用いることができる。
なお、第1実施形態に係る同軸ケーブル100において、第2導体130を構成する導電性繊維10の代わりに、後述する変形例に係る導電性繊維20を採用してもよい(図示は省略)。また、図示を省略するが、第1絶縁層120は、空孔を有する発泡層と前記発泡層の周囲に配置される保護層(スキン層)との2層構造であってもよい。
<第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法>
図1に示す第1実施形態に係る導電性繊維10は、例えば、次のように製造される。以下、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法について説明する。図4は、第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程を示すフローである。図5は、第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程を示す横断面図である。図6は、図5に続く導電性繊維の製造工程を示す横断面図である。
第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法は、(a)第1樹脂線と第2樹脂線とを撚り合わせ、繊維束を形成する工程(図4に示す繊維束形成工程S11)、(b)前記(a)工程の後に、前記第2樹脂線を細くする工程(図4に示す樹脂線細径化工程S12)、(c)前記繊維束にめっき層を被覆する工程(図4に示すめっき層形成工程S13)、を含む。以下、各工程について具体的に説明する。
図4に示す繊維束形成工程S11では、図5に示すように、第1樹脂線11と細径化する前の第2樹脂線12a(以下、単に第2樹脂線12aと呼ぶ)とを撚り合わせ、繊維束13aを形成する。
続いて、図4に示す樹脂線細径化工程S12では、図5に示すように、第2樹脂線12a(直径d12a)を細くして第2樹脂線12b(直径d12b)とする。この際、繊維束13bの内部15の空隙が拡張される。
続いて、図4に示すめっき層形成工程S13では、図6に示すように、繊維束13bにめっき層14を被覆する。この際、めっき層14は、繊維束13bの周囲だけでなく、繊維束13bの内部15の空隙を満たすように形成される。
以上で説明した第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法によれば、図5に示すように、繊維束に含まれる樹脂線の一部(第2樹脂線)を細くして、繊維束13bの内部15の空隙を拡張している。これにより、繊維束13bの内部15に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液の各水溶液が入り込みやすくなる。したがって、第1実施形態にあっては、繊維束13bの内部15に存在する第1樹脂線11および第2樹脂線12bの表面にめっき用触媒が付着しやすい。その結果、図6に示すようにめっき層14を繊維束13bの周囲だけでなく繊維束13bの内部15に形成することができる。このように製造された図1に示す導電性繊維10は、図9に示す検討例に係る導電性繊維90に比べて、電気特性(導電性)を向上させることができる。また、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法によれば、図5に示すように、繊維束13b中に細径化されない(細径化されにくい)第1樹脂線11を残すことができるため、図6に示すめっき層14の形成時に繊維束13bが破断する可能性を低減することができる。このように製造された図1に示す導電性繊維10は、図9に示す検討例に係る導電性繊維90に比べて、耐久性を向上させることができる。
以上より、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法によれば、導電性繊維10において耐久性の低下を抑制しつつ、電気特性を向上させることができる。
なお、第1実施形態とは異なり、第1樹脂線11と、予め細径化された第2樹脂線12bとを用意して撚り合わせて繊維束を形成する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、樹脂線を撚り合わせて繊維束を形成する際に、樹脂線同士が密着してしまい、繊維束の内部の空隙を拡張することはできない。この点、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法は、樹脂線を撚り合わせて繊維束を形成した後に、樹脂線の一部を細径化している。こうすることで、繊維束13bの内部の空隙を確実に拡張することができる。すなわち、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法においては、図4に示す樹脂線細径化工程S12は、繊維束形成工程S11の後に行うことが必須である。
なお、このような観点から、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法にあっては、細径化前の第2樹脂線12aの直径d12aは、第1樹脂線11の直径d11と関係なく、例えば、細径化前の第2樹脂線12aの直径d12aが第1樹脂線11の直径d11よりも大きく(太く)、細径化後の第2樹脂線12bの直径d12bが第1樹脂線11の直径d11と略同一となってもよい。この場合でも、繊維束形成後に第2樹脂線が細径化された分、繊維束の空隙が拡張されることになる。ただし、図1に示すように、細径化後の第2樹脂線12bの直径d12bが第1樹脂線11の直径d11よりも小さい(細い)方が、繊維束13bの内部15に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液の各水溶液が入り込みやすくなるため、電気特性を向上させるという観点からは、細径化後の第2樹脂線12bの直径d12bが第1樹脂線11の直径d11よりも小さい(細い)方が有利である。一方で、細径化後の第2樹脂線12bの直径d12bが第1樹脂線11の直径d11と略同一とすれば、図6に示すめっき層14の形成時に繊維束13bが破断する可能性をより低減することができるため、耐久性を向上させるという観点からは、細径化後の第2樹脂線12bの直径d12bが第1樹脂線11の直径d11と略同一である方が有利である。
また、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法は、好ましい形態として、第2樹脂線12aは、第1樹脂線11よりも第1溶液に溶けやすく、前記(b)工程(図4に示す樹脂線細径化工程S12)では、前記第1溶液に繊維束13aを浸漬する。このように、繊維束をある溶液に対して溶けやすい樹脂線(第2樹脂線)と溶けにくい樹脂線(第1樹脂線)とにより構成することで、繊維束を当該溶液に浸漬するという簡便な方法で、一方の樹脂線のみを細径化することができる。この形態を採用する場合の具体的態様については後述する。
<第1実施形態の変形例に係る導電性繊維>
以下、第1実施形態の変形例に係る導電性繊維の構成について説明する。なお、変形例の説明において、第1実施形態に係る導電性繊維と同一または同様の部分または構成要素は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さず、省略する。
図7は、変形例に係る導電性繊維の構造を示す横断面図である。図7に示すように、変形例に係る導電性繊維20は、第1樹脂線11および第2樹脂線12bにより構成された繊維束23bと、繊維束23bを被覆するめっき層14と、を有し、めっき層14は、繊維束23bの内部にも存在しており、基本的には図1に示す第1実施形態に係る導電性繊維10と同様に構成されている。ただし、図7に示すように、変形例では、断面視において、繊維束23bの外周部には、第2樹脂線12bが第1樹脂線11よりも多く配置されている点で、第1実施形態と相違している。ここで、繊維束23bの外周部とは、繊維束23bの外周面を含む領域を意味する。
このように、変形例に係る導電性繊維20にあっては、第1樹脂線11よりも細い第2樹脂線12bが繊維束23bの外周部に多く配置されているため、繊維束23bの内部25に、めっき用触媒を含む溶液、および、めっき液等の各水溶液が第1実施形態に比べて、入り込みやすくなる。したがって、変形例にあっては、第1実施形態に比べて、繊維束23bの内部25に存在する空隙にめっき層14が形成されやすくなる。以上より、変形例に係る導電性繊維20にあっては、図1に示す第1実施形態に係る導電性繊維10よりも、電気特性の点で有利である。
一方、第1実施形態に係る導電性繊維10にあっては、繊維束13bの外周部において、第2樹脂線12bよりも太い第1樹脂線11が、第2樹脂線12bと同数かそれよりも多く配置されているため、変形例に比べて、めっき層14の形成時に繊維束13bが破断する可能性を低減することができる。以上より、第1実施形態に係る導電性繊維10にあっては、図7に示す変形例に係る導電性繊維20よりも、耐久性の点で有利である。
<第1実施形態の具体的態様>
以下、第1実施形態の具体的態様について説明する。ここでは、前述した第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法の詳細を説明するとともに、第1実施形態を適用した場合の具体的態様について説明する。
まず、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法の詳細を説明する。図8は、第1実施形態に係る導電性繊維の製造工程で用いるめっき処理システムを示す模式図である。第1実施形態に係るめっき処理システム200は、脱脂ユニット210と、表面処理ユニット220と、第1活性化ユニット230と、第2活性化ユニット240と、無電解めっきユニット250と、洗浄ユニット260と、電解めっきユニット270と、洗浄ユニット270と、繊維束13aを移送するためのボビン280a~280qと、を備える。
第1実施形態に係るめっき処理システム200においては、ボビン280a~280qを所望の回転数で連続稼働させることによって、一定の張力を維持しながら、所望の速さで繊維束13aを移送する。なお、第1実施形態に係るめっき処理システム200においては、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法のうち、図4に示す樹脂線細径化工程S12およびめっき層形成工程S13を行う。すなわち、図5に示す繊維束13aが図8に示すめっき処理システム200を通過する間に、繊維束13aに含まれる第2樹脂線12aが細径化され第2樹脂線12bとなり、繊維束13aは、第2樹脂線12bを含む繊維束13bとなり、図6に示すように繊維束13bにめっき層14が被覆されて、導電性繊維10が得られる。
脱脂ユニット210は、繊維束の表面の油脂を取り除くためのものであり、脱脂槽211と、脱脂槽211に収容された脱脂液212とを備える。脱脂液212は、例えば、ホウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、界面活性剤等を含む。繊維束13aを移送して脱脂液212中を通過させるため、ボビン280bの少なくとも一部は脱脂液212中に位置する。
表面処理ユニット220は、繊維束に表面処理を施すためのものであり、表面処理装置221を備える。表面処理装置221としては、例えば、粗化処理を施すためのブラスト装置(噴射剤としてはドライアイス)、レーザー装置、クロム酸または硫酸、ナトリウムナフタレン液、あるいは、オゾン含有液等をエッチャントとして用いるエッチング装置、親水化処理を施すためのコロナ処理装置、プラズマ処理装置、紫外線照射装置、電子線照射装置、γ線照射装置、X線照射装置、イオン線照射装置等が用いられる。
粗化処理と親水化処理との両方を表面処理として実施する場合や、粗化処理または親水化処理として複数の処理を施す場合は、複数種の表面処理装置221が表面処理ユニット220に含まれていてもよい。
第1活性化ユニット230は、繊維束の表面に触媒活性層(図示せず)を形成するためのものであり、第1活性化槽231と、第1活性化槽231に収容された第1活性化液232とを備える。第1活性化液232は、例えば、塩化パラジウム、塩化スズ(II)および濃塩酸等を含み、pHが1未満となるように調整されている。前記触媒活性層は、緻密な高品質のめっき層を形成するためのものである。繊維束13a(13b)を移送して第1活性化液232中を通過させるため、ボビン280fの少なくとも一部は第1活性化液232中に位置する。
第2活性化ユニット240は、第1活性化ユニット230により形成された前記触媒活性層の表面を洗浄するためのものであり、第2活性化槽241と、第2活性化槽241に収容された第2活性化液242とを備える。第2活性化液242は、例えば、硫酸である。繊維束13a(13b)を移送して第2活性化液242中を通過させるため、ボビン280hの少なくとも一部は第2活性化液242中に位置する。
無電解めっきユニット250は、電解めっき処理前に繊維束の表面に無電解めっき層を形成して繊維束の表面(前記触媒活性層の表面)を導電化するためのものであり、無電解めっき槽251と、無電解めっき槽251に収容された無電解めっき液252とを備える。無電解めっき液は、例えば、硫酸銅(II)、酒石酸カリウムナトリウム(ロッシェル塩)、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化アンモニウム(アンモニア水)等を含み、pHが12~13となるように調整されている。繊維束13a(13b)を移送して無電解めっき液252中を通過させるため、ボビン280jの少なくとも一部は無電解めっき液252中に位置する。
洗浄ユニット260は、無電解めっきユニット250により形成された前記無電解めっき層の表面を洗浄するためのものであり、洗浄槽261と、洗浄槽261に収容された洗浄液262とを備える。洗浄液262は、例えば、純水である。繊維束13bを移送して洗浄液262中を通過させるため、ボビン280mの少なくとも一部は洗浄液262中に位置する。
電解めっきユニット270は、電解めっき処理を行うためのものであり、電解めっき槽271と、電解めっき槽271に収容された電解めっき液272と、一対の電極273と、電源ユニット274とを備える。電解めっき液272は、例えば、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液、ホウフッ化銅めっき液、ピロリン酸めっき液等であり、またこれらのめっき液のうち、2種以上のめっき液を組み合わせためっき液であってもよい。一対の電極273は、電解めっき液272に浸漬されており、アノードとして作用する。一対の電極273は、例えば純度約99%の粗銅であり、電解めっきにおける銅イオンの供給源である。電解めっき槽271の上部に位置するボビン280n,280qは、導電性を有し、カソードとして作用する。電解めっき液272中に位置するボビン280pは、絶縁性である。電源ユニット274は、アノードである一対の電極273と、カソードであるボビン280n,280qとの間に直流電圧を印加する。一対の電極273とボビン280n,280qとの間に直流電圧を印加した状態で、繊維束13bを移送して電解めっき液272中を通過させることにより、繊維束13bの表面の無電解めっき層上に電解めっき層を形成し、これらからなるめっき層14が形成された繊維束13b、すなわち導電性繊維10を得る。
<<具体的態様1>>
以下、第1実施形態に係る導電性繊維の製造方法において、好ましい具体的態様を2つ例示する。まず、具体的態様1として、図4に示す樹脂線細径化工程S12を、図8に示す無電解めっきユニット250(図中、※1で示す)にて行う場合について説明する。すなわち、具体的態様1に係る導電性繊維の製造方法は、前記第1溶液は、塩基性の無電解めっき液であり、前記(b)工程(図4に示す樹脂線細径化工程S12)と前記(c)工程(図4に示すめっき層形成工程S13)とを同時に行う。このように、繊維束を塩基性溶液に対して溶けやすい樹脂線(第2樹脂線)と溶けにくい樹脂線(第1樹脂線)とにより構成することで、細径化前の繊維束13aを塩基性の無電解めっき液(例えばpHが12~13)に浸漬すると、第2樹脂線12aが細径化されるのと同時に、めっき層14の形成が進行する。その結果、第1実施形態において、工程をより簡略化して製造コストを低減させることができる。
以上のように、繊維束を塩基性溶液に対して溶けやすい樹脂線(第2樹脂線)と溶けにくい樹脂線(第1樹脂線)とにより構成する場合において、第1樹脂線(支持樹脂線)および第2樹脂線(細径化樹脂線)の原材料の具体例を表1にまとめた。第1樹脂線は、塩基性溶液に対して溶けにくい樹脂線の組み合わせであってもよい。同様に、第2樹脂線は、塩基性溶液に対して溶けやすい樹脂線の組み合わせであってもよい。
Figure 0007351203000001
なお、具体的態様1において、上記樹脂線細径化工程S12を経て、図8に示す無電解めっき液262には、第2樹脂線の構成元素を含む化合物が溶存または析出し、あるいは、図1に示すめっき層14には、第2樹脂線の構成元素を含む化合物が含まれることになる。具体的には、表1に示すように、第2樹脂線がポリエステル系(ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等)の場合には、その構成元素であるC(炭素)、O(酸素)、H(水素)を含む化合物が、無電解めっき液に溶存または析出し、あるいは、めっき層に含まれると考えられる。これらの化合物は、発光分光分析法(誘導結合プラズマ発行分光分析法:ICP)、X線光電子分光法(XPS)、ラマン分光法、オージェ電子分光法(AES)等で検出することが可能である(具体的態様2においても同様)。
<<具体的態様2>>
次に、具体的態様2として、図4に示す樹脂線細径化工程S12を、図8に示す第1活性化ユニット230(図中、※2で示す)にて行う場合について説明する。すなわち、具体的態様2に係る導電性繊維の製造方法は、前記第1溶液は、めっき用触媒を含む酸性溶液であり、前記(b)工程(図4に示す樹脂線細径化工程S12)と同時に前記繊維束に前記めっき用触媒を付着させる。このように、繊維束を酸性溶液に対して溶けやすい樹脂線(第2樹脂線)と溶けにくい樹脂線(第1樹脂線)とにより構成することで、細径化前の繊維束13aを、めっき用触媒を含む酸性溶液(例えばpHが1未満)に浸漬すると、第2樹脂線12aが細径化されるのと同時に、繊維束を構成する樹脂線にめっき用触媒が付着する。その結果、第1実施形態において、工程をより簡略化して製造コストを低減させることができる。
以上のように、繊維束を酸性溶液に対して溶けやすい樹脂線(第2樹脂線)と溶けにくい樹脂線(第1樹脂線)とにより構成する場合において、第1樹脂線(支持樹脂線)および第2樹脂線(細径化樹脂線)の原材料の具体例を表2にまとめた。第1樹脂線は、酸性溶液に対して溶けにくい樹脂線の組み合わせであってもよい。同様に、第2樹脂線は、酸性溶液に対して溶けやすい樹脂線の組み合わせであってもよい。
Figure 0007351203000002
なお、具体的態様1と同様に、具体的態様2において、上記樹脂線細径化工程S12を経て、図8に示す第1活性化液231には、第2樹脂線の構成元素を含む化合物が溶存または析出し、また図1に示すめっき層14には、第2樹脂線の構成元素を含む化合物が含まれることになる。具体的には、表2に示すように、第2樹脂線がナイロンの場合には、その構成元素であるC(炭素)、O(酸素)、H(水素)、N(窒素)を含む化合物が、第2樹脂線がシリコーン樹脂の場合には、その構成元素であるC(炭素)、O(酸素)、H(水素)、Si(ケイ素)が、それぞれ第1活性化液に溶存または析出し、あるいは、めっき層に含まれると考えられる。
本発明は前記実施の形態および前記具体的態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
10,20,90 導電性繊維
11 第1樹脂線
11a 導線
12a,12b 第2樹脂線
13a,13b,23b,93 繊維束
14,94 めっき層
91 樹脂線
100 同軸ケーブル
110 第1導体(内部導体)
120 第1絶縁層
130 第2導体(外部導体)
140 第2絶縁層

Claims (8)

  1. 第1樹脂線および第2樹脂線を含む繊維束と、前記繊維束を被覆するめっき層と、を有し、
    前記第2樹脂線は、前記第1樹脂線よりも細く、
    前記めっき層は、前記繊維束の内部にも存在している導電性繊維を備える同軸ケーブルであって、
    第1導体と、前記第1導体の周囲に被覆される第1絶縁層と、前記第1絶縁層の周囲に配置される第2導体と、前記第2導体の周囲に被覆される第2絶縁層と、を有し、
    前記第2導体は、前記導電性繊維を前記第1絶縁層の周囲に螺旋状に巻き付けた横巻きシールド、または、前記導電性繊維を編組した編組シールドであり、
    前記第1樹脂線が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかである場合、前記第2樹脂線が、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン樹脂、アセタール樹脂のいずれかである組み合わせ、又は
    前記第1樹脂線が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかである場合、前記第2樹脂線が、ポリエ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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、軟質塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネートのいずれかである組み合わせである
    同軸ケーブル。
  2. 請求項1に記載の同軸ケーブルにおいて、
    前記第1樹脂線と前記第2樹脂線とは、それぞれ異なる樹脂組成物により構成されている、同軸ケーブル
  3. 請求項1または2に記載の同軸ケーブルにおいて、
    断面視において、前記繊維束の外周部には、前記第2樹脂線が前記第1樹脂線よりも多く配置されている、同軸ケーブル
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の同軸ケーブルにおいて、
    前記繊維束は、前記第1樹脂線と前記第2樹脂線との撚り線である、同軸ケーブル
  5. (a)第1樹脂線と第2樹脂線とを撚り合わせ、繊維束を形成する工程、
    (b)前記(a)工程の後に、第2樹脂線を第1溶液によって溶かして細くする工程、
    (c)前記(b)工程と同時に、または、前記(b)工程の後に、前記繊維束にめっき層を被覆する工程、
    を含み、
    前記第1樹脂線が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、塩化ビニル、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかである場合、前記第2樹脂線が、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン樹脂、アセタール樹脂のいずれかである組み合わせ、又は
    前記第1樹脂線が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンのいずれかである場合、前記第2樹脂線が、ポリエ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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、軟質塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネートのいずれかである組み合わせである
    、導電性繊維の製造方法。
  6. 請求項に記載の導電性繊維の製造方法において、
    前記第2樹脂線は、前記第1樹脂線よりも前記第1溶液に溶けやすく、
    前記(b)工程では、
    前記第1溶液に前記繊維束を浸漬する、導電性繊維の製造方法。
  7. 請求項に記載の導電性繊維の製造方法において、
    前記第1溶液は、塩基性の無電解めっき液であり、
    前記(b)工程と前記(c)工程とを同時に行う、導電性繊維の製造方法。
  8. 請求項に記載の導電性繊維の製造方法において、
    前記第1溶液は、めっき用触媒を含む酸性溶液であり、
    前記(b)工程と同時に前記繊維束に前記めっき用触媒を付着させ、
    前記(c)工程は、前記(b)工程の後に行う、導電性繊維の製造方法。
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