JPWO2018131658A1 - 金属繊維不織布 - Google Patents
金属繊維不織布 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018131658A1 JPWO2018131658A1 JP2018561417A JP2018561417A JPWO2018131658A1 JP WO2018131658 A1 JPWO2018131658 A1 JP WO2018131658A1 JP 2018561417 A JP2018561417 A JP 2018561417A JP 2018561417 A JP2018561417 A JP 2018561417A JP WO2018131658 A1 JPWO2018131658 A1 JP WO2018131658A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- woven fabric
- metal fiber
- fiber non
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 340
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 226
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 226
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 title claims abstract description 156
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 description 55
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 1
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNSGIVNNHKGGRU-JYRVWZFOSA-N diethoxyphosphinothioyl (2z)-2-(2-amino-1,3-thiazol-4-yl)-2-methoxyiminoacetate Chemical group CCOP(=S)(OCC)OC(=O)C(=N/OC)\C1=CSC(N)=N1 JNSGIVNNHKGGRU-JYRVWZFOSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013054 paper strength agent Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
- D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
- D21H13/46—Non-siliceous fibres, e.g. from metal oxides
- D21H13/48—Metal or metallised fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
- D04H1/4234—Metal fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/732—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by fluid current, e.g. air-lay
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
- Y10T442/654—Including a free metal or alloy constituent
- Y10T442/655—Metal or metal-coated strand or fiber material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
また、比較的大きな面積を想定した場合であっても、電気特性、物理特性、透気特性等、面内バラツキを低く抑えた金属繊維不織布が望まれていた。
しかしながら、高い真密度と、塑性変形特性とを有する金属繊維を含む金属繊維不織布を高度に均質化することは非常に困難であった。
また、金属繊維不織布はその可撓性から、狭小箇所への配置性、形状自由度等に優れており、この面からもより均質性の高い金属繊維不織布への要望は高かった。
さらには、金属繊維の平均繊維長、平均繊維径および占積率等を調整することにより、より高い均質性を具備する金属繊維不織布が得られることを見出した。
(1)金属繊維間が結着してなり、1cm2当たりの、JIS Z8101(ISO 3534:2006)に規定する坪量の変動係数(CV値)が10%以下であることを特徴とする金属繊維不織布。
さらに、金属繊維が特定の平均繊維長を有する場合には、金属繊維同士が適度に交絡しやすく、いわゆるダマの生じにくい金属繊維不織布を得ることができる。
金属繊維間が結着しているとは、金属繊維が物理的に固定されている状態を指し、金属繊維が物理的に固定されている部位を結着部という。結着部では、金属繊維同士が直接的に固定されていても良いし、金属繊維の一部同士が金属成分以外の成分を介して間接的に固定されていても良い。
図1は銅繊維を用いて作製した金属繊維不織布のSEM写真であり、参照番号1は銅繊維を示す。また、図2は、図1の拡大SEM写真であり、参照番号2は、銅繊維の結着部を示す。
<1.金属繊維不織布を構成する材料>
金属繊維不織布を構成する前記金属繊維の具体例としては、特に限定されないが、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、青銅、黄銅、ニッケル、クロム、および金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびオスミウム等の貴金属であっても良い。この中でも、銅繊維は、剛直性と塑性変形性とのバランスが適度であり、充分な均質性を有する金属繊維不織布を得やすいため好ましい。
さらには、金属繊維に対して結着性および担持性を有する有機物等を結着部に使用することもできる。
本発明で使用する金属繊維の平均繊維径は、不織布の均質性を損なわない範囲で任意に設定可能であるが、好ましくは1μm〜30μmであり、さらに好ましくは2μm〜20μmである。金属繊維の平均繊維径が1μm以上であれば、金属繊維の適度な剛直性が得られるため、不織布にする際にいわゆるダマが発生しにくい傾向がある。金属繊維の平均繊維径が30μm以下であれば、金属繊維の適度な可撓性が得られるため、繊維が適度に交絡しやすい傾向がある。
なお、金属繊維の平均繊維径は不織布とするのに支障がない範囲内において小さい方が金属繊維不織布の均質性を高め易くなるため好ましい。
また、本明細書における「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維不織布の長手方向に対する任意の垂直断面における、金属繊維の断面積を算出し(例えば、公知ソフトにて算出する。)、当該断面積と同一面積を有する円の直径を算出することにより導かれた面積径の平均値(例えば、20個の繊維の平均値)である。
円形断面の金属繊維は、例えば、角柱断面を有する繊維よりも、応力に対して曲がりが生じやすく、かつ応力を受ける箇所に対して、金属繊維の曲がり度合いに差が生じ難いため、曲がり度合いも均質化する傾向がある。
例えば後述する湿式法で金属繊維不織布を作製した場合、円形断面の金属繊維はスラリー攪拌羽根等との接触により、曲部を生じやすい。曲部を有する金属繊維同士が適度に交絡することで、金属繊維不織布の均質性を高めやすくなる傾向がある。
平均繊維長が1mm〜10mmの範囲であると、例えば、抄造によって本発明の金属繊維不織布を作製する場合に、いわゆる金属繊維のダマを生じにくく、金属繊維の分散の度合いを制御しやすくなると共に、金属繊維同士が適度に交絡するため、金属繊維不織布のハンドリング強度向上効果をも発揮しやすくなる。
なお、本明細書における「平均繊維長」とは、顕微鏡で20本を測定し、測定値を平均した値である。
なお、本明細書における「金属繊維不織布の厚み」とは、空気による端子落下方式の膜厚計(例えば、ミツトヨ社製:デジマチックインジケータID−C112X)で例えば、金属繊維不織布の任意の数測定点を測定した場合の平均値をいう。
本明細書における「金属繊維不織布における繊維の占積率」とは、金属繊維不織布の体積に対して繊維が存在する部分の割合である。
単一金属繊維のみから金属繊維不織布が構成される場合、金属繊維不織布の坪量と厚み、及び金属繊維の真密度から以下の式により算出される。
占積率(%)=金属繊維不織布の坪量/(金属繊維不織布の厚み×金属繊維の真密度)×100
なお、金属繊維不織布が、他の金属繊維や金属繊維以外の繊維を含む場合には、組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
本発明の金属繊維不織布は、1cm2当たりのJIS Z8101(ISO 3534)に規定する坪量の変動係数(CV値)が10%以下である。坪量の変動係数の求め方は、例えば以下の方法による。
2.前記各個片を高精度分析天秤(例えば、エー・アンド・アイ社製、商品名:BM−252)で秤量し、質量を求める。
3.個片が厳密な正方形ではない可能性を考慮して、平行する2辺の中央付近の距離を測定し、その測定値を縦長、横長とする。
4.前記縦長、横長から各個片の面積を算出する。
5.前記質量を、前記面積で割ることによって各個片の坪量を算出する。
6.全個片の坪量の標準偏差を平均値で割り、100を乗じて金属繊維不織布個片の坪量の変動係数(CV値)を算出する。
なお、個片数は例えば100個以上を測定することで変動係数の安定化がはかれる。また、計測対象の金属繊維不織布が1cm2に満たない場合には、1cm2に換算した値を変動係数(CV値)とすればよい。
具体的には、金属繊維不織布を金属のみで形成する場合、平均繊維長が1mm〜10mm、好ましくは、3mm〜5mmであり、平均繊維径が1μm〜30μmであり、さらに好ましくは2μm〜20μmである金属繊維を用いることが好ましい。
本発明の金属繊維不織布を得る方法としては、金属繊維または金属繊維を主体としたウェブを圧縮成形する乾式法や、金属繊維または金属繊維を主体とする原料を用いた湿式抄造法を採用できる。
乾式法により、本発明の金属繊維不織布を得る場合には、カード法、エアレイド法等により得られた金属繊維または金属繊維を主体とするウェブを圧縮成形する。この時、繊維同士を結着させるために繊維間にバインダーを含浸させてもよい。
かかるバインダーとしては、特に限定されないが、例えば、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などの有機系バインダーの他に、コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸ソーダなどの無機質接着剤を用いることができる。
なお、バインダーを含浸させる代わりに、繊維の表面に熱接着性樹脂を予め被覆しておき、金属繊維または金属繊維を主体とする集合体を積層した後に加圧・加熱圧縮しても良い。
また、金属繊維等を水中に分散させて、これを抄き上げる湿式抄造法により本発明の金属繊維不織布を作製することもできる。
金属繊維不織布の製造方法としては、金属繊維等の繊維状物を水中分散等して抄造スラリーを作製する工程、抄造スラリーから湿体シートを得る抄造工程、湿体シートを脱水させる脱水工程、脱水後のシートを乾燥して、乾燥シートを得る乾燥工程、および乾燥シートを構成する金属繊維等を結着させる結着工程を少なくとも具備する。
なお、脱水工程と乾燥工程の間、乾燥工程と結着工程の間、結着工程後にシート状物をプレスするプレス工程を実施しても良い。
以下、工程ごとに説明する。
(スラリー作製工程)
例えば攪拌ミキサーを用いて金属繊維のスラリー、または金属繊維と金属繊維以外の繊維状物とを含有するスラリーを調製し、これに填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、定着剤等を適宜添加する。
上記金属繊維以外の繊維状物としては、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト(PET)樹脂、ポリビニルアルコ−ル(PVA)樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、ナイロン、アクリル系樹脂等を挙げることができる。
これら樹脂の繊維状物は、加熱溶融により結着性を発揮するためスラリー中に添加することもできる。
しかしながら、焼結によって金属繊維間に結着部を設ける場合には、金属繊維間に有機繊維等の存在が無い方が、結着部を確実に設けやすいため好ましい。
また、攪拌ミキサー中のスラリーは、真密度の大きな金属繊維がミキサー底面に沈降しやすい傾向にある。このため、金属繊維比率が比較的安定した底面付近を除いたスラリーを抄造スラリーとして用いることが好ましい。
次に前記スラリーを用いて、抄紙機にて湿式抄造する。抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜型抄紙機、これらの中から同種又は異種の抄紙機を組み合わせてなるコンビネーション抄紙機などを用いることができる。
(脱水工程)
次に、抄紙後の湿紙を、脱水する。
脱水時には、脱水の水流量(脱水量)を抄造網の面内、幅方向等で均一化することが好ましい。水流量を一定にすることで、脱水時の乱流等が抑えられ、金属繊維が抄造網へ沈降する速度が均一化されるため、均質性の高い金属繊維不織布を得易くなる。脱水時の水流量を一定にするためには、抄造網下の水流の障害となる可能性のある構造物を排除すればよい。
脱水後、エアードライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラムドライヤー、赤外方式ドライヤー等を用いて乾燥する。このような工程を経て金属繊維を含有するシートを得ることができる。
次に、シート中の金属繊維同士を結着させる。結着方法としては、金属繊維不織布を焼結する方法、化学エッチングにより結着する方法、レーザー溶着する方法、IH加熱を利用して結着する方法、ケミカルボンド法、サーマルボンド法等を用いることができる。このような方法の中でも、結着が確実に行われることで、金属繊維間が固定され、例えば坪量の変動係数(CV値)が容易に安定するため、金属繊維不織布を焼結する方法が好適に用いられる。
なお、上記工程以外に、下記工程を採用することもできる。
(繊維交絡処理工程)
抄造工程後の抄造網上の水分を含んだ湿体シートを形成している金属繊維または金属繊維を主体とした繊維を互いに交絡させる繊維交絡処理工程を施してもよい。
ここで、繊維交絡処理工程としては、湿体シート面に高圧ジェット水流を噴射する繊維交絡処理工程が好ましい。具体的には、シートの流れ方向に対して直交する方向に複数のノズルを配列し、この複数のノズルから同時に高圧ジェット水流を噴射することにより、シート全体に亘って金属繊維または金属繊維を主体とする繊維同士を交絡させることが可能である。前記工程を経た後、湿体シートは、乾燥工程を経て巻取り等される。
上述したように、プレス工程は、脱水工程と乾燥工程の間、乾燥工程と結着工程の間、および/または結着工程後に実施することができる。特に、結着工程後にプレス工程を実施することによって、その後の繊維交絡処理工程に於いて金属繊維間に結着部を設けやすい。これにより、金属繊維不織布の均質性をさらに向上させることができるため好ましい。
また、プレスは加熱下で実施しても、非加熱下で実施しても良い。しかしながら、金属繊維不織布が加熱溶融する有機繊維等を含んでいる場合には、その溶融開始温度以上での加熱が有効である。
金属繊維不織布が金属繊維のみで構成される場合には、加圧のみでも良い。圧力は、金属繊維不織布の厚みを考慮して適宜設定すれば良いが、例えば厚み170μm程度の金属繊維不織布の場合、線圧300kg/cm未満、好ましくは250kg/cm未満で実施することで、金属繊維不織布に均質性を与え易くなるため好ましい。また、このプレス工程により、金属繊維不織布における金属繊維の占積率を調整することもできる。
繊維がランダムに交絡した金属繊維不織布は、厚み方向に圧縮されることで厚み方向だけではなく、面方向にも繊維のシフトが生じる。これにより、焼結時には空隙だった場所にも金属繊維が配置しやすくなる効果が期待でき、その状態は金属繊維の有する塑性変形特性によって維持される。
プレス(加圧)時の圧力は、金属繊維不織布の厚みを考慮して適宜設定すれば良い。このようにして作製される金属繊維焼結不織布の抵抗値は、金属繊維の種類、厚み、密度等により任意に調整可能であるが、銅繊維を焼結させて得られたシート状の金属繊維不織布の抵抗値は、例えば1.3mΩ/□程度である。
次に、本発明に係る金属繊維不織布の用途について説明する。
本発明の金属繊維不織布は、用いる金属の種類等により、幅広い用途に使用することができる。例えばステンレス繊維を使用した全音響透過材としてマイクロホンの風防や、電磁波抑制等を目的とした電子回路基板に用いる電磁波ノイズ対策部材、半導体の発熱対策として半導体チップ接合用の半田中に用いる銅繊維不織布伝熱材等を挙げることができる。しかしながら、これら以外にも、建材、車両、航空機、船舶等の放熱、加熱、電磁波対策用途等に幅広く使用することができる。
(実施例1)
直径が18.5μm、平均繊維長が10mm、断面形状が略円環状の銅繊維を水中で分散し、増粘剤を適宜添加して抄造スラリーとした。次いでこの抄造スラリーのミキサー底部に位置する銅繊維濃度の高い部分を取り除いた抄造スラリーを得た。得られた抄造スラリー、坪量300g/m2を抄造網上に投入し、脱水・乾燥を経て銅繊維不織布を得た。
その後、得られた銅繊維不織布を、常温で線圧80kg/cmでプレスした後、水素ガス75%、窒素ガス25%の雰囲気中で1,020℃、40分間加熱して銅繊維間を部分的に焼結させて、実施例1の銅繊維不織布を得た。得られた銅繊維不織布の厚みは310μmであった。
次に、得られた銅繊維不織布を24cm×18cmに裁断し、図3のマッピング図の点線部で1cm2に裁断し、1〜24、A〜S(Iを除く)で区画される計432個の個片4を得た。この個片4の質量と、面積の測定値から、各個片4の坪量等を算出した。全個片4の標準偏差と平均値から算出した坪量の変動係数は、9.1であり、銅繊維の平均占積率は11.0%であった。
銅繊維の平均繊維長を5mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、厚み303μm、平均占積率12.7%の実施例2の銅繊維不織布個片を得た。実施例1と同様の方法で算出した坪量の変動係数は8.8であった。
銅繊維の平均繊維長を3mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、厚み229μm、平均占積率10.3%の実施例3の銅繊維不織布個片を得た。実施例1と同様の方法で算出した坪量の変動係数は5.2であった。
抄造スラリーのミキサー底部の銅繊維濃度の高い部分を取り除かず、焼結後に厚み方向に240kg/cmの荷重でプレスしたこと以外は、実施例2と同様にして、厚み102μm、平均占積率34.5%の実施例4の銅繊維不織布個片を得た。実施例1と同様の方法で算出した坪量の変動係数は5.8であった。
長銅繊維束を切断する前に、各繊維を充分にほぐし、脱水時に、抄造網下の水流の障害となる可能性のある構造物を排除し、脱水時の乱流を抑制した状態で抄造したこと以外は、実施例4と同様にして、厚み101μm、平均占積率33.5%の実施例6の銅繊維不織布個片を得た。実施例1と同様の方法で算出した坪量の変動係数は3.9であった。
長繊維をほぐさずに束ねて切断した繊維の直径が18.5μm、平均繊維長が10mm、断面形状が略円環状の銅繊維を水中に分散し、増粘剤を適宜添加して抄造スラリーとした。この抄造スラリーを用いて、坪量300g/m2を目安に抄き網上に投入し、脱水・乾燥して、比較例1の銅繊維不織布を得た。その後、同不織布を、常温で線圧80kg/cmでプレス後、水素ガス75%、窒素ガス25%の雰囲気中で1020℃、40分間加熱して金属繊維間を焼結させて、比較例1の銅繊維不織布を得た。得られた銅繊維不織布の厚さは284μmであった。実施例1と同様の方法で算出した坪量の変動係数は17.2、平均占積率は11.9%であった。
繊維の直径が2μm、平均繊維長が3mm、断面形状が不定形のステンレス繊維と、PVA繊維(商品名:フィブリボンドVPB105、クラレ社製)とを、重量比98:2の割合で水中で分散し、増粘剤を適宜添加して抄造スラリーとした。この抄造スラリーのミキサー底部のステンレス繊維濃度の高い部分を取り除いた抄造スラリーを用いて、坪量50g/m2を目安に抄造網上に投入し、脱水・乾燥を経てステンレス繊維不織布を得た。その後、同不織布を、常温で線圧80kg/cmでプレス後、水素ガス75%、窒素ガス25%の雰囲気中で1,120℃、60分間加熱してステンレス繊維間を部分的に焼結させて、実施例6のステンレス繊維不織布を得た。得られたステンレス繊維不織布の厚みは152μmであった。
次に、得られたステンレス繊維不織布を24cm×18cmに裁断し、図3のマッピング図の点線部で1cm2に裁断し、1〜24、A〜S(Iを除く)で区画される計432個の個片を得た。この個片の質量と、面積の測定値から、各個片の坪量等を算出した。全個片の標準偏差と平均値から算出した坪量の変動係数は、2.3、ステンレス繊維の平均占積率は4.0%であった。
ステンレス繊維の平均繊維径を8μmとしたこと以外は、実施例6と同様にして、厚み85μm、平均占積率7.8%の実施例7のステンレス繊維不織布個片を得た。実施例6と同様の方法で算出した坪量の変動係数は3.7であった。
焼結後に厚み方向に240kg/cmの荷重でプレスを実施し、坪量300g/m2を目安としたこと以外は、実施例7と同様にして、厚み111μm、平均占積率33.7%の実施例8のステンレス繊維不織布個片を得た。実施例6と同様の方法で算出した坪量の変動係数は7.1であった。
実施例、比較例で得られた銅繊維不織布を24cm×18cmに裁断したサンプルの厚みは、ミツトヨ製デジマチックインジケータID−C112Xを用いて、直径15mmの測定端子にて測定した。得られた不織布の厚さを9箇所で測定し、その平均値を厚みとした。
実施例、比較例で得られた計432個の銅繊維不織布個片の寸法は、最小読取値0.05mmのノギスを使用して以下の要領で測定した。個片が厳密な正方形ではない可能性を考慮して、平行する2辺の中央付近の距離を前記ノギスで測定し、その測定値を縦長、横長とし、縦長と横長から各個片の面積を算出した。
実施例、比較例で得られた計432個の銅繊維不織布個片の質量は、高精度分析天秤(エー・アンド・アイ社製、商品名:BM−252)で秤量した。
実施例、比較例で得られた計432個の銅繊維不織布個片の坪量の変動係数は、前記面積と質量から各個片の坪量を算出し、計432点の標準偏差を平均値で割ることで算出した。
実施例、比較例で得られた銅繊維不織布個片の占積率は以下の通り算出した。
占積率(%)=銅繊維不織布の坪量/(銅繊維不織布の厚さ×銅繊維の真密度)×100
計432点の算術平均を、占積率の平均値とした。
図6に示す個片抵抗測定要領にて、各個片の電圧と電流を測定し、下記数1からvan der Pauw法により、シート抵抗値を算出した。なお、図6中、参照番号4は、銅繊維不織布個片を示す。
電源:PA250−0.25A(KENWOOD社製)
電圧計:KEITHLEY DMM7510 7 1/2 DIGIT MULTIMETER(Tektronix社製)
2 結着部
3 ダマ部
4 個片
Claims (5)
- 金属繊維間が結着してなり、
1cm2当たりの、JIS Z8101(ISO 3534)に規定する坪量の変動係数(CV値)が10%以下であることを特徴とする金属繊維不織布。 - 前記金属繊維の平均繊維長が1〜10mmであることを特徴とする請求項1に記載の金属繊維不織布。
- 前記金属繊維の占積率の平均値が5%〜50%であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属繊維不織布。
- 前記金属繊維が銅繊維であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項に記載の金属繊維不織布。
- 電子部品用部材であることを特徴するする請求項1乃至4いずれか一項に記載の金属繊維不織布。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017004802 | 2017-01-16 | ||
JP2017004802 | 2017-01-16 | ||
PCT/JP2018/000506 WO2018131658A1 (ja) | 2017-01-16 | 2018-01-11 | 金属繊維不織布 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018131658A1 true JPWO2018131658A1 (ja) | 2019-06-27 |
JP6694973B2 JP6694973B2 (ja) | 2020-05-20 |
Family
ID=62840260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018561417A Active JP6694973B2 (ja) | 2017-01-16 | 2018-01-11 | 金属繊維不織布およびその製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11124906B2 (ja) |
EP (1) | EP3508631A4 (ja) |
JP (1) | JP6694973B2 (ja) |
CN (1) | CN109891016B (ja) |
CA (1) | CA3037831C (ja) |
TW (1) | TWI744459B (ja) |
WO (1) | WO2018131658A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200035381A1 (en) * | 2017-01-16 | 2020-01-30 | Tomoegawa Co., Ltd | Copper fiber nonwoven fabric for wiring, wiring unit, method for cooling copper fiber nonwoven fabric for wiring, and temperature control method for copper fiber nonwoven fabric for wiring |
WO2021070860A1 (ja) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 株式会社巴川製紙所 | 金属繊維シート、金属繊維シートの作製方法及び温調ユニット |
CN110670241B (zh) * | 2019-10-17 | 2024-03-29 | 东华大学 | 电子香烟导液芯用混合纤维无纺毡及其制备方法 |
CN113684608B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-03-28 | 前沿新材料研究院(深圳)有限公司 | 非织造布以及电磁屏蔽膜 |
CN114053041B (zh) * | 2021-11-17 | 2022-06-17 | 泉州禾伦织造有限公司 | 一种铜纤维吸收物品 |
CN114211109B (zh) * | 2022-01-07 | 2024-04-16 | 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 | 一种不锈钢微孔纤维板的焊接方法 |
WO2024048565A1 (ja) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 三井金属鉱業株式会社 | 金属不織布及びそれを用いてなる電極 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61225398A (ja) | 1985-03-28 | 1986-10-07 | 愛媛県 | 導電繊維含有シ−ト状組成物 |
JPH0641603B2 (ja) | 1985-03-29 | 1994-06-01 | 株式会社巴川製紙所 | 金属繊維焼結シートの製造方法 |
JPS61225400A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | 株式会社 巴川製紙所 | 金属繊維高配合シ−トおよびその製造方法 |
JPS61289200A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-19 | アイシン精機株式会社 | 金属繊維シ−トの製造方法 |
JPH08232187A (ja) * | 1995-02-27 | 1996-09-10 | Kawasaki Steel Corp | 繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法及び装置 |
AU6568798A (en) | 1997-03-31 | 1998-10-22 | Fibermark, Inc. | Metal fiber sheet and method of making same |
JP3742717B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2006-02-08 | 株式会社巴川製紙所 | 金属繊維焼結シートの製造方法 |
JP2000080591A (ja) | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 金属繊維シート、金属繊維シート積層体、および金属繊維シートの製造方法 |
JP2000216583A (ja) * | 1999-01-22 | 2000-08-04 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 機器・システム用電線・ケ―ブルの電磁波シ―ルドテ―プ |
DE19953591A1 (de) | 1999-11-08 | 2001-05-17 | Sca Hygiene Prod Gmbh | Metallvernetzbare oxidierte cellulosehaltige Faserstoffe und daraus hergestellte Produkte |
JP2002146659A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属不織布及びその製造方法 |
US7438875B2 (en) * | 2003-10-16 | 2008-10-21 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for reducing odor using metal-modified silica particles |
EP1771235A1 (en) * | 2004-04-15 | 2007-04-11 | NV Bekaert SA | A method to manufacture a non sintered metal fiber medium |
DE102005054726A1 (de) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Carl Freudenberg Kg | Vliesstoffe und Verfahren zu deren Herstellung |
CN1908277A (zh) * | 2005-08-02 | 2007-02-07 | 卡尔弗罗伊登柏格两合公司 | 无纺织物及其制造方法 |
DE102008038611B4 (de) * | 2008-08-12 | 2014-12-24 | Heraeus Materials Technology Gmbh & Co. Kg | Metallfasern für Katalysatorvliese |
EP3517673B1 (en) | 2016-09-26 | 2021-05-19 | Tomoegawa Co., Ltd. | Copper fiber nonwoven fabric |
-
2018
- 2018-01-09 TW TW107100788A patent/TWI744459B/zh active
- 2018-01-11 JP JP2018561417A patent/JP6694973B2/ja active Active
- 2018-01-11 CN CN201880004079.1A patent/CN109891016B/zh active Active
- 2018-01-11 EP EP18739125.5A patent/EP3508631A4/en active Pending
- 2018-01-11 CA CA3037831A patent/CA3037831C/en active Active
- 2018-01-11 WO PCT/JP2018/000506 patent/WO2018131658A1/ja unknown
- 2018-01-11 US US16/330,893 patent/US11124906B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018131658A1 (ja) | 2018-07-19 |
JP6694973B2 (ja) | 2020-05-20 |
CN109891016A (zh) | 2019-06-14 |
TWI744459B (zh) | 2021-11-01 |
US11124906B2 (en) | 2021-09-21 |
EP3508631A4 (en) | 2020-04-15 |
TW201833408A (zh) | 2018-09-16 |
CA3037831C (en) | 2021-07-27 |
CN109891016B (zh) | 2022-04-29 |
US20190211485A1 (en) | 2019-07-11 |
EP3508631A1 (en) | 2019-07-10 |
CA3037831A1 (en) | 2018-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2018131658A1 (ja) | 金属繊維不織布 | |
EP3517673B1 (en) | Copper fiber nonwoven fabric | |
JP6745914B2 (ja) | 抵抗素子 | |
JP6840633B2 (ja) | 金属繊維シート、配線部材、及びバスバー | |
CN110168671A (zh) | 配线用铜纤维无纺布、配线用单元、配线用铜纤维无纺布的冷却方法及配线用铜纤维无纺布的温度控制方法 | |
JP2005144867A (ja) | 繊維強化無機成形シートおよびその製造方法 | |
JP7027587B1 (ja) | 電磁波シールド材及びその製造方法 | |
JP2018095976A (ja) | ガラス繊維不織布、複合体、繊維強化熱可塑性樹脂シート、金属張積層シート、ガラス繊維不織布の製造方法および繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法 | |
JP2001123389A (ja) | 芳香族ポリアミド繊維紙 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191023 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6694973 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |