JPH11279793A - 有機繊維の導電処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成繊維等有機繊維を用いて、メッキにより
金属繊維不織布や金属メッキ有機繊維を製造する際、使
用するパラジウム触媒の量を少なくし、併せて良好なメ
ッキを得る。 【解決手段】 １．有機繊維に炭素、黒鉛微粒子を浸漬
塗布で付着させる結合剤として、界面活性剤を含有しな
いかつ低表面張力の物を使用する。２．１液性のアミン
硬化型エポキシ樹脂を使用する。３．黒鉛等と結合剤の
比を一定範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属繊維製不織布
の製造の際の芯材や金属メッキした有機繊維の基布とし
て用いられる有機繊維の導電処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属繊維不織布や金属メッキした有機繊
維は、前者はその金属としての各種特性を有しつつ多孔
質で軽量かつ柔軟であるため自動車マフラの吸音材やデ
ィゼルエンジンの煤のトラップ等、後者はその耐熱性等
のため耐火服等種々の用途に使用されている。

【０００３】さて、この金属繊維不織布等の製造方法で
あるが、芯材となる有機繊維に導電処理を施した後、そ
の外表面に金属をメッキしたり、あるいは更にその後芯
材の有機繊維を燃焼により除去する等することがなされ
ている。

【０００４】ところで、この有機繊維の導電処理である
が、通常は多孔質かついわば紙状の有機繊維集合体の表
面にアミン硬化型のエポキシ系樹脂を結合材として使用
して導電性の炭素や黒鉛の微粒子を被覆接着させること
により一応の導電処理を行ない、更にこの上、金属パラ
ジウムを析出する錯塩化合物を不繊布表面に付着させ、
しかる後加熱等でめっき用触媒としての金属パラジウム
を表面に析出させることによりなされる。

【０００５】そしてその後、この繊維に電気メッキを施
してニッケル等の金属製薄膜を有機繊維の表面に形成す
ることとなる。なお、ここで金属パラジウムをめっき用
の触媒として使用するのは、炭素や黒鉛の微粒子は電気
抵抗が大きいため、単にこれらを有機繊維の表面に付着
させたのみでは析出電位が高くなり、効率が悪くなるた
めである。

【０００６】

【従来技術の課題】ところで、有機繊維の表面を炭素微
粒子や黒鉛微粒子と結合（接着）剤のエポキシ樹脂等の
混合物からなる導電ペーストで被覆して一応の導電化処
理をした後、更にその表面にパラジウムを添着するので
あるが、この際先行する一応の導電化処理で結合剤とし
てアミン硬化型エポキシ樹脂を使用した場合には、付着
するパラジウムの量を多くしなければ均一な金属めっき
が施せなかった。

【０００７】すなわち、もしパラジウムの付着量が少な
いと、めっき析出量の不均一に伴う組織欠陥やめっきが
まだらに付き、良好な製品とならない。また、金属繊維
の電気伝導度も低下し、悪いものでは、表面抵抗が５０
０〜１００ｋオームともなる。

【０００８】更にまた、パラジウムの付着量とは別に、
導電ペーストを有機繊維に塗布等したときに、結合剤が
有機繊維間で薄い液膜（概念的には、シャボン玉の膜に
似る）を作ることもあった。そして、この生じた薄い液
膜をそのままにしておくと、繊維間で生じる気孔を塞い
だり、製品からのニッケル片の脱落が生じたりし、製品
としての金属繊維の性能を著しく損なうこととなる。

【０００９】これらのため、パラジウム触媒の必要な付
着量が少なくて済み、しかも有機繊維間で一応の導電処
理用のペーストが膜を作らず、ひいては良好なメッキが
得られる導電処理方法の開発が望まれていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
に鑑み鋭意研究した結果、二液性のエポキシ樹脂を使用
するとめっきむらが発生するのに、他の条件が同じでも
一液性のエポキシ樹脂を使用すると良好なめっきをしえ
るのを見出した。その結果をもとに、パラジウム触媒の
付着量が少ないときに生じるメッキの不均一は、結合剤
中にその分散安定性を改善する目的で製造メーカの出荷
段階ですでに添加されている界面活性剤が選択的にパラ
ジウム触媒に作用してその活性を劣化させるのが原因で
あるのを突き止めた。

【００１１】また、有機繊維間に導電ペーストの膜が生
じるのは、表面張力の低い結合剤を使用することにより
防止できるのを見出した。本発明は以上の研究結果にも
とずいてなされたものであり、具体的には以下の構成と
している。

【００１２】請求項１記載の発明においては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、アクリル等の有機繊維やそれか
らなる布を芯材として用いて、その表面に金属をめっき
して金属繊維不織布や金属メッキ有機繊維（含む、糸）
を製造する際の、めっきの前処理としての導電処理方法
において、有機繊維に炭素や黒鉛の微粒子を浸漬塗布等
で付着させる結合剤として、界面活性剤を最大５００ｐ
ｐｍ、望むらくは２５０ｐｐｍ、より望むらくは１００
ｐｐｍしか含有しない（触媒の性能発揮の面からは全く
含有しないのが一番望ましい。但し、現時点では、材質
によっては、全く含有しないと流動性等に難が生じた
り、特注品となり高価となるようである。）、かつ低表
面張力の結合剤を使用することとしている。

【００１３】上記構成により、界面活性剤を触媒に悪影
響を与えないほど僅少にしか含有しない、そして有機繊
維の間隔が僅かであっても有機繊維間にシャボン玉のご
とき膜を形成しない低表面張力の結合剤が導電ペースト
の材料として使用されることとなる。なおこの場合、例
えば石鹸（界面活性材の一種）を含有する水はシャポン
玉が出来やすいのと逆で、界面活性材を含有しないのが
膜が生じるのを阻害する作用も期待しうる。

【００１４】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の導電処理方法において界面活性剤を僅かしか含有
しない、あるいは全く含有しないかつ低粘度の結合剤と
して、エポキシ系であれ何であれ、ともかく２液性でな
いため本来的には主剤と硬化剤の分散安定性を改良する
ための界面活性剤が不必要であり、その結果メーカの出
荷段階で界面活性剤が含まれていない若しくはほとんど
含まれていない、そして粘度も低い１液性結合剤が使用
される。

【００１５】上記構成により、界面活性剤による選択的
なパラジウムへの付着、結合そしてこれによるパラジウ
ムの不均一な分布での析出、更にはめっきに際しての触
媒作用の劣化が防止される。

【００１６】また、二液性のエポキシ樹脂は一般に分子
量が高いものが多く、導電粒子の分散も悪化するが、１
液性結合剤はそうではない。さらにまた、一般に粘度も
低く、このため炭素微粒子や黒鉛微粒子とのミキサーに
よる混合が容易であり、しかも塗布や浸漬により導電ペ
ーストで一応の導電処理をする際に有機繊維間で膜を作
り難い。これらのため、優れた芯材となる。

【００１７】請求項３記載の発明においては、請求項２
記載の導電処理方法において１液性結合剤として、粘弾
性等の面からエポキシ当量が（ＷＰＥ、エポキシ樹脂骨
格及び官能基当たりの分子量）２００±５０ｇｅｑであ
り、更に例えばアニオン化変性された変性エポキシ樹脂
が使用される。

【００１８】上記構成により、界面活性剤がない若しく
は僅少であるためパラジウム触媒の作用も充分に発揮さ
れ、また有機繊維間の結合剤、更にこれに加えての炭
素、黒鉛微粒子等からなる膜の形成も阻害される。ま
た、一般的なエポキシ樹脂であるため、揮発性物質等を
発生せず、取扱い易く入手し易い。更に、変性している
ため、このため有機繊維と炭素等の微粒子との結合性も
優れたものとなる。

【００１９】請求項４記載の発明においては、請求項
１、請求項２若しくは請求項３記載の導電処理方法にお
いて、導電処理として、炭素微粒子や黒鉛微粒子と上記
結合剤との重量比が１対０．８〜１．２、そして好まし
くは１対１近く（±０．０５の誤差は可）の範囲にある
導電処理液に上記有機繊維を浸漬させる浸漬ステップを
有している。

【００２０】上記構成により、結合剤は黒鉛等の微粒子
に対して、重量比で１．２以内となるため、両者の混合
液の粘性等が上昇することがなく、導電ペーストへの有
機合成繊維の浸漬や導電ペーストの有機合成繊維への塗
布、更にそれらに先立っての混合液のミキサーによる攪
拌による導電ペーストの製造等も楽となる。

【００２１】次に、黒鉛等の微粒子は比表面積即ち結合
剤の要求量が高いが、結合剤が黒鉛微粒子等に対して重
量比で０．８以上であるため充分となり、浸漬後の合成
繊維への黒鉛微粒子の付着も良好、均一なものとなる。
勿論導電性も優れたものとなる。特に、１対１近くなら
ば、これらは最適なものとなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。なお、本発明を実施する設備そのも
のについては、例えば特開平４ー１１０５８号公報等に
て開示されている技術であるため、説明は省略する。

【００２３】まず、芯材としての繊維集合体について説
明する。２〜３デニール程度のポリエチレンテレフタレ
ートを４０重量％前後のアクリルバインダー若しくはエ
ポキシバインダーで接着して（固めて）製造した有機繊
維からなる薄い紙若しくはシート状の繊維集合体（厚さ
１〜２ｍｍ、目付け量５０〜９０ｇ／ｍ² の不織布）を
めっきの芯材として製造した。

【００２４】次に、一応の導電化処理について説明す
る。金属めっきをするために上述の芯材の構成繊維の外
表面に微少な炭素微粒子または黒鉛微粒子を付着させ
た。その手段であるが、ビスフェノールＡ型樹脂をアニ
オン化変性し水溶液にして製造した固形分３０％程度、
粘度１００〜５００ｃｐｓ（２５℃）の変性フェノール
樹脂に、ミキサーを使用して充分均一に黒鉛微粒子等を
分散させて導電ペーストを製造した後、これを上述の芯
材に塗布した。

【００２５】しかる後、この導電ペーストを塗布した芯
材を一旦乾燥させ、余分な導電ペーストを取り去った
後、１５０℃で５分間加熱して１液性変性エポキシ樹脂
を硬化させた。なお、この際使用した黒鉛微粒子等は、
デグサ社製リンテックスＥＸやアクゾ社製ケッチェンブ
ラックＥＣ等である。

【００２６】なおまた、この１液性変性エポキシ樹脂
は、エポキシ当量は２００ｇであり、勿論界面活性剤は
ほとんど含んでいない。これにより、一応の導電処理が
なされたこととなる。

【００２７】次に、導電処理の完成としてのパラジウム
めっきについて説明する。たとえ導電性であっても炭素
や黒鉛は電気抵抗が高く、そのままではめっきに際して
の析出電位が高くなる。このため、次に上述の一応の導
電化処理の終了した芯材をパラジウムめっき液中に浸す
ことにより、パラジウム錯塩とスズからなる触媒をこの
一応の導電処理を施した有機繊維の表面に付着させ、更
に加熱することにより金属パラジウムを黒鉛微粒子の外
表面に析出させた。これにより、導電処理を完了した。

【００２８】最後に、めっきについて説明する。導電化
処理の終了後、この有機合成繊維からなる繊維集合体を
芯材として、１０Ａ／ｄｍ² の電流密度でいわゆるスト
ライクめっき処理行った。そして、これより、金属ニッ
ケルを芯材の有機合成繊維に目付け量１００ｇ／ｍ² で
付着させた。得られた製品は、その表面抵抗は８ｋオー
ムであり、また良好なめっき面を有していた。

【００２９】（比較例）本発明の効果を確認するため、
結合剤としてはビスフェノールＡ型樹脂、硬化剤はアミ
ン系の２液性樹脂を使用し、更に導電塗料の塗布量は２
０ｇ／ｍ² 、めっき時の電流密度は２０Ａ／ｄｍ² 、め
っきの目付け量は５０ｇ／ｍ² である他は実施の形態と
同様の条件でニッケルめっきをおこなった。この比較例
においては、表面抵抗は５００ｋオームに達した。ま
た、見た目に甚だしいめっきむらが発生した。

【００３０】以上は、本発明の導電処理に係わるめっき
処理の実施の態様であるが、実際の金属繊維不織布の製
造においては、更に酸素や空気の雰囲気下でこれを加熱
して、金属薄膜に存在する細孔から内部に侵入した酸素
で芯線の有機合成繊維を焼却除去し、しかる後更に高温
還元性雰囲気中で金属中に溶け込んだ酸素を取り去る等
の処理を施すこととなる。更に、この不織布をプレスし
て中空金属繊維シートを製造したりもする。

【００３１】以上、本発明を実施の形態に基づいて説明
してきたが、本発明は何も上記実施の形態に限定されな
いのは勿論である。すなわち、例えば以下のようにして
もよい。 （１） 芯となる有機繊維として、合成繊維のみでな
く、これと炭素繊維との混合繊維を使用して、あるい
は、炭素繊維を使用している。 （２） メッキする金属はニッケルでなく、銅、クロ
ム、アルミ、亜鉛、白金、パラジウム等他の金属として
いる。

【００３２】（３） 結合剤として、エポキシ以外のも
の、例えばアクリル系を使用している。 （４） 導電ペーストは浸漬でなく、塗布するものとし
ている。 （５） 余計な導電ペーストは、結合剤の粘度が低いこ
ともあり、吸引除去するようにしている。

【００３３】（６） 炭素や黒鉛の微粒子と水との分散
性が悪いときには、本発明の範囲内で低泡性の非イオン
系界面活性剤を微量投入するようにしている。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明によ
れば、パラジウム触媒の塗布量が少ないにもかかわら
ず、表面の微細な切り欠きの少ない、そして見た目にも
均一な、そして電気抵抗の低い金属メッキが得られる。

【００３５】また、一応の導電処理の際、有機繊維間に
液膜が形成されにくくなる。ひいては、電磁波のシール
材、耐熱フィルター、耐熱シート、電池電極材、耐熱パ
ッキン、導電性ガスケット等に適した優れた金属繊維不
織布や金属メッキした有機繊維が得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機繊維を用いてメッキにより金属繊維
   不織布や金属メッキ有機繊維を製造する際の導電処理方
   法において、 上記有機繊維に炭素や黒鉛の微粒子を浸漬塗布等で付着
   させる結合剤として、界面活性剤を最大５００ｐｐｍし
   か含有しないかつ低表面張力の結合剤を使用することを
   特徴とする導電処理方法。
2. 【請求項２】 上記界面活性剤を最大５００ｐｐｍしか
   含有しないかつ低粘度の結合剤として、 １液性結合剤を使用することを特徴とする請求項１記載
   の導電処理方法。
3. 【請求項３】 上記１液性結合剤として、 エポキシ当量が２００±５０ｇ／ｅｑである変性エポキ
   シ樹脂を使用することを特徴とする請求項２記載の導電
   処理方法。
4. 【請求項４】 上記導電処理として、 上記炭素や黒鉛微粒子と上記結合剤との重量比が１対
   ０．８〜１．２の範囲にある導電処理用液に上記有機繊
   維を浸漬塗布等で付着させる付着ステップを有している
   ことを特徴とする請求項１、請求項２若しくは請求項３
   記載の導電処理方法。