JPH03202231A - 導電性材料製造用繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は導電性材料を製造する場合に好適な繊維及びそ
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、金属繊維の製造方法に係り、薄肉帯状の金属板が
多数回巻付けられた回転軸を回転しつつ、該回転軸と平
行に送られる切削刃によって巻付は金属板の端面を切削
するようにしたものが知られている（本出願人による特
開平１−１５３２３１号）。

この製造方法によれば、多量の繊維を連続的に製造でき
、且つ材料を無駄なく切削できることから、製造効率が
著しく向上し、製造コストを低減できると共に、材料自
体の強度に関係なく種々の材料を繊維製造の対象にでき
るという、それ迄の製造方法では達成し得ない多くの利
点を有している。

ところで、上記の金属繊維を用いて、例えば射出成形に
よって電磁波シールド材等の導電性材料を製造する場合
には、所定長に切断された金属繊維を成形材料であるペ
レットと共に加熱し、ペレットを可塑化して金型に送り
込んでいる。成形後の導電性材料には金属繊維がほぼ均
一に分散され、繊維同志の接触によって材料自体に導電
性が発揮されることになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の金属繊維を用いて製造された導電
性材料では、材料中に分散された金属繊維が相互の絡み
合いのもとに接触しているだけなので、絡み合いが充分
でない場合や、繊維表面に塵埃が付着していたり、酸化
物が形成されている場合には当然ながら導通性能が大幅
に低下するという問題点がある。

導電性材料の導通性能を高めるために、金属繊維の割合
を大きくすることも行なわれているが、逆に材料自体の
物性が変わってしまったり、材料コストが高くつくとい
う欠点がある。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、電磁波シールド材等の導電性材料を製
造する場合において、材料中に分散された金属繊維相互
の結合を強化し、材料自体の導通性能を向上させること
ができる導電性材料製造用繊維及びその製造方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、請求項（１）では、
金属製の繊維本体の表面に、導電性材料製造時の熱処理
温度以下の融点を有する金属を付設して導電性材料製造
用繊維を構成している。

また、請求項（２）では、薄肉帯状の金属板が多数回巻
付けられた回転軸を回転しつつ、該回転軸と平行に送ら
れる切削刃によって巻付は金属板の端面を切削する工程
と、切削により連続的に生成された繊維束の表面に、導
電性材料製造時の熱処理温度以下の融点を有する金属を
溶融噴霧する工程とによって導電性材料製造用繊維を製
造している。

（作　用） 請求項（１）記載の導電性材料製造用繊維によれば、導
電性材料製造時の熱処理によって繊維本体に付設された
低融点金属部分が溶融し、該金属によって材料中に分散
された繊維本体が橋絡される。

また、請求項（２）記載の繊維の製造方性によれば、ま
ず、回転軸に巻付けられた金属板がその端面を切削刃に
よって切削され、該切削刃の送りに従って繊維束が連続
的に生成される。次いで、この繊維束の表面に、導電性
材料製造時の熱処理温度よりも融点が低い金属が溶融噴
霧され、該金属の固化物が繊維の表面に付着される。

（実施例） 第１図は本発明の実施に好適な繊維製造装置の一実施例
を示すものである。

図に示した繊維製造装置は、繊維束を連続的に生成する
切削装置１と、生成された繊維束の表面に溶融金属を噴
霧する噴霧装置２１と、噴霧後の繊維束を巻取る巻取り
装置４１とから構成されている。

まず、第１図乃至第３図を参照して切削装置について説
明する。

図において、２は基台、３，４は該基台１上に所定間隔
をおいて配置された軸受台であり、各軸受台３，４はそ
の内部に軸受３ａ、４ａを同軸上に有している。

５は多段状に形成された回転軸で、一端部を一方の軸受
台３の軸受３ａに、また他端部を他方の軸受台４の軸受
４ａに夫々軸支されている。この回転軸５の軸受台３，
４間に位置する部分には、該回転軸５の軸線Ｊと同一軸
線を有する円柱状の巻付は部６が設けられ、また該巻付
は部６の軸受台４寄りに大径の鍔部７が設けられている
。また、巻付は部６の表面には、金属板巻付は時に利用
する掛合溝６ａが軸方向に形成されている。図示を省略
したが、この回転軸５は軸受台４側の軸端部をモータに
直接、またはベルト等を介して連結されている。

８は回転軸５の巻付は部６に巻付けられた金属板である
。この金属板８は、融点が１０８３°ＣのＣｕ　　（銅
）からなり、厚さが約１００μｍで幅が約３００ｍｍの
帯状をなしている。この金属板８を回転軸５の巻付は部
６に巻付ける場合には、金属板８の端部を掛合溝６ａに
差し込んで折り曲げ、回転軸５を回しながら該金属板８
を時計回り方向に多数回堅密に巻き、所定の径になった
ところで該金属板８を切断し、該端部を接着剤による接
着或いは溶接等によって止着する。

９は高速度鋼、超硬合金製の切削刃であり、後述する刃
物台１０に固定されている。この切削刃９はその破線の
延長線Ｈを回転軸５の軸線Ｊと直交しており、また巻付
けられた金属板８の端面８ａの高さ方向の中心位置に刃
線を接している。また、この切削刃９はそのすくい面９
ａと回転軸５の軸線Ｊとのなす角（すくい角）γを２１
°〜３７°の範囲内、好ましくは３５°前後に設定され
ており、またその逃げ面９ｂと巻付けられた金属板８の
端面８ａとのｔす角（逃げ角）αを１０゜前後に設定さ
れている。

刃物台１０は下面に案内溝１０ａを有し、該案内溝１０
ａを、基台２上に回転軸５の軸線Ｊと平行に配置された
案内レール１１に摺動自在に嵌合している。図示を省略
したが、この刃物台１０は案内溝１０ａ部分に垂設され
た駆動杆を案内レルｌＯ中央の孔を通じて下方に垂下し
、該駆動杆をボールねじ等を用いた微量送り機構に駆動
部に連結されている。

次に、第１図及び第４図を参照して噴霧装置２１につい
て説明する。

図において、２２は切削装置１の基台２と連設された基
台、２３は該基台２２上に配置された外枠で、切削装置
１側及び反対側を開口している。

２４は切削装置１で連続的に生成された繊維束ＳＳを外
枠２２内に導く案内ローラで、外枠２３の切削装置１側
の開口縁に突設された左右一対の支持板２３ａに水平、
且つ回転自在に軸支されている。

２５は外枠２２内の案内ローラ２４寄りに水平、且つ回
転自在に軸支された上下一対の第１の展開ローラ、２６
は第１の展開ローラ２５と間隔をおいて水平、且つ回転
自在に軸支された上下一対の第２の展開ローラである。

この第１．第２の展開ローラ２５，２６は案内ローラ２
４を介して導かれた繊維束ＳＳを水平方向に展開するた
めのもので、第１の展開ローラ２５の上下隙間よりも第
２の展開ローラ２６の上下隙間が小さく、繊維束ＫＳを
徐々に展開できるようになっている。

２７は展開された繊維束ＳＳの表面に溶融金属を噴霧す
る噴霧機で、外枠２３の巻取り装置３１寄りに配置され
ている。この噴霧機２７は、ヒータ２８ａを具備し、且
つ溶融金属ＹＫを収容する溶融槽２８と、溶融槽２８の
下面に設けられた噴霧ノズル２つと、溶融槽２８内に吐
出圧力を付与するコンプレッサー３０とから構成されて
いる。

噴霧ノズル２９の外周には、ノズル内での固−パ、を防
止するための補助ヒータ２９ａが設けられており、また
溶融槽２８内には、融点が約１４０℃のＰｂ−５ｎ系合
金（半田）が溶融状態で収容されている。

３１は噴霧ノズル２９の下方に配置された受は皿で、噴
霧時に繊維束ＳＳに付着しなかった溶融金属を受容する
。

次に、第１図を参照して巻取り装置４１について説明す
る。

図において、４２は溶融金属が噴霧された後の繊維束Ｓ
Ｓを巻取る巻取りローラで、切削装置１の基台２に突設
された一対の支持板４３に水平、且つ回転自在に軸支さ
れている。また、この巻取リローラ４２は軸一端部にプ
ーリ４２ａを有している。

４４は巻取リローラ回動用のモータで、その回転軸にプ
ーリ４４ａを有している。各プーリ４２ａ、４４ａには
ベルト４５が巻回されている。

この巻取り装置４１における巻取りローラ４２の巻取り
速度は、切削装置１での繊維生成速度とほぼ一致してい
る。

ここで、前述の繊維製造装置による繊維の製造について
説明する。

まず、切削装置１の回転軸５を反時計回り方向に一定速
度で回転させつつ、刃物台１０を案内レール１１に沿っ
て巻付は金属板８に向かって一定速度で移動させる。回
転軸５に巻付けられた金属板８の端面８ａに切削刃９が
接したところで切削が開始され、この後は切削刃９の送
りに従って銅製の繊維束ＳＳが連続的に生成される。

切削装置１で生成された繊維束ＳＳは、案内ローラ２４
を介して噴霧装置２１の外枠２３内に導かれ、第１の展
開ローラ２５及び第２の展開ロラ２６を順に通過して水
平方向に徐々に展開される。展開された繊維束ＳＳが噴
霧機２７の下を通過する際、コンプレッサー３０による
圧力付与で溶融金属（溶融半田）ＹＫが噴霧ノズル２９
から繊維に噴霧され、該繊維表面に半田の固化物がほぼ
点状に付着する。

溶融金属が噴霧された後の繊維束ＳＳは、回動する巻取
り装置４１の巻取りローラ４２によって順次巻取られる
。

上記の繊維製造装置によって製造された繊維を用いて電
磁波シールド材等の導電性材料を製造する場合には、巻
取りローラ４２に巻取られた繊維束ＳＳを周知の切断機
を用いて切断し、所望長さの繊維Ｓを得る。

ここで得られる繊！ＩＳは、第５図に示すように３次元
的にカールした銅製の繊維本体Ｓａの表面に、半田製の
溶融部ｓｂが点状に付設している。

以下に、上記繊維Ｓを用い、射出成形によって導電性材
料を製造する場合について説明する。

まず、繊維Ｓを用いて繊維混入のマスターペレットを作
成し、該マスターペレットを他のペレットと共に射出成
形機に供給する。ここではペレットとして１５０℃前後
の軟化点を有するフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用
いている。射出成形機内に供給された繊維Ｓ及びペレッ
トは該成形機内でペレットの軟化点よりもやや高い温度
、例えば約１６０°Ｃで加熱される。この加熱によって
ペレットは可塑化し、また繊維Ｓの半田製の溶融部ｓｂ
が溶融する。そして、この可塑化された樹脂か金型に射
出され、所望形状の導電性材料（成形品）が成形される
。

第６図に示すように成形後の導電性材料Ｚには、可塑化
時の加熱によって溶融しなかった銅製の繊維本体Ｓａが
ほぼ均一に分散されており、相互の絡みあいのちとに接
触している。また、可塑化時の加熱によって溶融した半
田製の溶融部ｓｂは、硬化と同時に隣接する繊維本体Ｓ
ａを橋絡し、その結合を強化する役目を果している。

即ち、上記の導電性材料では樹脂担体に分散された銅製
の繊維に高い結合性を期待することができ、材料自体に
所望の導通性能を発揮させることができる。

尚、前記実施例では銅製の繊維表面に溶融半田を噴霧す
るようにしたものを示したが、繊維本体となる材料は切
削装置で切削可能な金属であれば種々採用可能であり、
また繊維表面に噴霧される金属も導電性材料製造時の熱
処理温度に応じ、該温度よりも融点が低い金属であれば
種々採用できる。

また、前記実施例では導電性材料を射出成形によって製
造した例を示したが、該導電性材料の製造はその製造時
に熱処理を行なうものであれば、熱ロール、熱プレス等
の他の製造方法であっても同様の効果を期待できる。

（発明の効果） 以上詳述したように、請求項（１）記載の導電性材料製
造用繊維によれば、導電性材料製造時の熱処理で溶融さ
れるその低融点金属部分によって材料中に分散された繊
維本体を橋絡してその結合を強化させ、材料自体の導通
性能を著しく向上できる利点があり、導電性材料を製造
する場合に極めて好適である。

また、請求項（２）記載の繊維の製造方法によれば、回
転軸に巻付けられた金属板の端面を切削刃によって切削
することで繊維束を連続的に生成し、次いで該繊維束の
表面に導電性材料製造時の熱処理温度よりも融点が低い
金属を溶融噴霧する一連の工程で、導電材料製造時の熱
処理温度で溶融する金属部分を一体に備えた繊維を的確
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に好適な繊維製造装置の上面図、
第２図は切削装置の斜視図、第３図は第２図の要部側面
図、第４図は噴霧装置の断面図、第５図は繊維の斜視図
、第６図は導電性材料の断面図である。 図中、１・・・切削装置、５・・・回転軸、Ｊ・・・回
転軸の軸線、６・・・巻付は部、８・・・金属板、８ａ
・・・巻付は金属板の端面、９・・・切削刃、ＳＳ・・
・繊維束、２１・・・噴霧装置、 ２７・・・噴霧機、 ＹＫ・・・溶融金属、 Ｓ・・・繊維、 Ｓａ・・・繊維本体、 ｓｂ・・・溶融部。 特 許 出 願 人 ニペックス株式会社 柳沢 章

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製の繊維本体の表面に、導電性材料製造時の
   熱処理温度以下の融点を有する金属を付設してなること
   を特徴とする導電性材料製造用繊維。
2. （２）薄肉帯状の金属板が多数回巻付けられた回転軸を
   回転しつつ、該回転軸と平行に送られる切削刃によって
   巻付け金属板の端面を切削する工程と、切削により連続
   的に生成された繊維束の表面に、導電性材料製造時の熱
   処理温度以下の融点を有する金属を溶融噴霧する工程と
   からなる ことを特徴とする導電性材料製造用繊維の製造方法。