WO2013005310A1 - 炭素繊維束の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a carbon fiber bundle, and more particularly, to an improvement in the strength of the carbon fiber bundle, prevention of dust during processing, improvement in heat resistance and fire resistance, prevention of peeling of the plating film, and improvement in surface appearance. Is.
  • Patent Document 1 discloses a composite process provided with a brush table in which brush hairs are made of carbon fiber having a high heat-resistant temperature in order to solve the problem that brush hairs near a laser or spark are burned, melted, or worn down.
  • An apparatus is disclosed.
  • Patent Documents 2 and 3 describe a carbon fiber bundle in which a nylon fiber is welded to a carbon fiber bundle and subjected to copper plating and nickel plating for the purpose of improving heat resistance and preventing cutting of the carbon fiber.
  • a manufacturing method is disclosed.
  • Patent Documents 1 to 3 improve the flexibility of the carbon fiber bundle, prevent dust during processing, improve heat resistance and fire resistance, prevent peeling of the plating film, and have a surface appearance. There is room for improvement in terms of improvement. And the prior art which solved all of these is not yet known.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve the flexibility of the carbon fiber bundle, to prevent dust during processing, to improve heat resistance and fire resistance, to prevent the peeling of the plating film, and to the surface appearance.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a carbon fiber bundle that can improve the above.
  • a method for producing a carbon fiber bundle according to the present invention includes: A twisting process of twisting a carbon fiber bundle in which a plurality of carbon fibers are bundled together; A winding step of winding the first and second nylon yarns around the carbon fiber bundle A that has undergone the twisting step; A heat treatment step of taking out a plurality of bundles of carbon fiber bundles B that have undergone the winding step, and welding at least one of the first to third nylon yarns in a state of being twisted with a third nylon yarn interposed therebetween.
  • the gist of the present invention is to provide an acrylic resin impregnation step of impregnating the carbon fiber bundle E that has undergone the nickel plating step with an acrylic resin.
  • the acrylic resin is preferably a polymethyl methacrylate resin or a resin obtained by further adding a flame retardant.
  • the acrylic resin impregnation step is a step of impregnating the carbon fiber bundle E with the acrylic resin at a temperature of 80 to 100 ° C. for 8 to 12 hours and then drying at a temperature of 50 to 80 ° C. Is preferred.
  • the copper plating step is Immersing the carbon fiber bundle C in a colloidal solution of Pd and Sn, and applying a catalyst to adsorb Pd and Sn on the surface of the carbon fiber bundle C; Among the Pd and Sn adsorbed on the carbon fiber bundle C in the catalyst application step, an accelerator treatment step in which Sn is dissolved and only Pd is adsorbed; Copper that immerses the carbon fiber bundle C in a copper plating solution in which a reducing agent is added to a mixed solution of a mixed solution of a copper sulfate aqueous solution and potassium sodium tartrate, a mixed solution of a caustic soda aqueous solution and a stabilizer aqueous solution. It preferably comprises a plating solution immersion step.
  • the nickel plating step is Dipping the carbon fiber bundle D in a colloidal solution of Pd and Sn, and applying a catalyst to adsorb Pd and Sn on the surface of the carbon fiber bundle D; Among the Pd and Sn adsorbed on the carbon fiber bundle D in the catalyst application step, an accelerator treatment step in which Sn is dissolved and only Pd is adsorbed; It is preferable to comprise a nickel plating solution immersing step of immersing the carbon fiber bundle D in a nickel plating solution obtained by adding sodium hypophosphite to a solution prepared by mixing a nickel sulfate aqueous solution and a sodium citrate aqueous solution and adjusting the pH.
  • the carbon fiber bundle manufacturing method includes an acrylic resin impregnation step of impregnating an acrylic resin into the carbon fiber bundle E that has undergone a nickel plating step after performing a predetermined step. It has the effects of improving the flexibility of the carbon fiber bundle, preventing dust during processing, improving heat resistance and fire resistance, preventing peeling of the plating film, and improving the surface appearance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the carbon fiber bundle 10.
  • a carbon fiber bundle 10 is formed by bundling a plurality of carbon fibers.
  • the carbon fiber used here is not particularly limited and may be a commercially available one.
  • the diameter and the number of carbon fibers constituting the carbon fiber bundle 10 are not particularly limited, but a carbon fiber bundle in which 1000 to 6000 carbon fibers having a diameter of 0.001 to 0.030 mm are bundled is preferable.
  • a carbon fiber bundle in which 1000 to 5000, particularly 3000, carbon fibers of 007 mm are bundled is preferable.
  • the nylon resin 2 only needs to adhere at least one of the carbon fibers constituting the carbon fiber bundle 10 to each other.
  • the nylon resin 2 used here is not particularly limited as long as a commercially available fused yarn is melted by heat and / or 6,6-nylon is melted by heat.
  • the nylon resin 2 enters between the carbon fibers constituting the carbon fiber bundle 10 and bonds the carbon fibers together.
  • the degree of penetration of the nylon resin 2 may be anything that entangles at least part of the surface of each carbon fiber.
  • the copper plating film 3 covers the carbon fiber bundle 10 in which at least one of the carbon fibers is bonded to each other with the nylon resin 2.
  • the film thickness of the copper plating film 3 is not particularly limited.
  • the composition of the copper plating film 3 is not particularly limited, but is preferably composed of 99.5 wt% or more of Cu and inevitable impurities.
  • the nickel plating film 4 covers the carbon fiber bundle 10 on which the copper plating film 3 is formed.
  • the film thickness of the nickel plating film 4 is not particularly limited.
  • the composition of the nickel plating film 4 is not particularly limited, but is preferably composed of about 90 to 97 wt% Ni, about 3 to 10 wt% P and unavoidable impurities (almost negligible).
  • the acrylic resin film 5 covers the carbon fiber bundle 10 on which the nickel plating film 4 is formed.
  • the thickness of the acrylic resin film 5 is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 0.010 mm.
  • the composition of the acrylic resin film 5 is not particularly limited, but is preferably made of polymethyl methacrylate resin or further added with a flame retardant.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the carbon fiber bundle 20.
  • the carbon fiber bundle 20 is coated with a nylon resin 2 on the entire surface of each carbon fiber 1 constituting the carbon fiber bundle 20, and the entire surface coated with the nylon resin 2 is a copper plating film 3.
  • the entire surface coated with the copper plating film 3 is coated with a nickel plating film 4, and the entire surface coated with the nickel plating film 4 is further coated with an acrylic resin film 5. is there.
  • illustration is omitted, when the acrylic resin film 5 is formed, the carbon fiber on which the nickel plating film 4 is formed may be bundled.
  • Carbon fiber bundles 10 and 20 have improved resilience, dust prevention during processing, improved heat resistance and fire resistance, and plating when applied to brush bristles, compared to the case where conventional acrylic resin film 5 is not formed. It is possible to prevent peeling of the film and improve the surface appearance.
  • the manufacturing method of the carbon fiber bundle 10 which concerns on one Embodiment of this invention is equipped with a twist process, a winding process, a heat treatment process, a copper plating process, a nickel plating process, and an acrylic resin impregnation process.
  • Twisting process A carbon fiber bundle obtained by bundling a plurality of carbon fibers is twisted together. For example, about 3000 carbon fibers having a diameter of 0.007 mm are bundled, and the carbon fiber bundle is twisted so that the carbon fiber bundle can be twisted 180 ⁇ 10 times at almost equal intervals within a unit length of 1 m.
  • the number of carbon fibers and the number of twists are not particularly limited.
  • the carbon fiber bundle that has undergone the twisting process is referred to as “carbon fiber bundle A”.
  • the first and second nylon yarns are wound around the carbon fiber bundle A.
  • a 6,6-nylon yarn can be used as the first nylon yarn, and a 6,6-nylon yarn can be used as the second nylon yarn, but is not limited thereto.
  • the first and second nylon yarns are wound 600 ⁇ 10 times at substantially equal intervals. Let the carbon fiber bundle which passed through the winding process be "carbon fiber bundle B".
  • each process performed with respect to the carbon fiber bundle C is the carbon fiber bundle C made into soft winding (referring to the method of winding to the extent that a plating solution enters easily. Or by injecting each treatment liquid onto the substrate.
  • preprocessing processes (i) to (vi) shown in FIG. 3 are performed.
  • degreasing process of FIG. 1 (i) residual oil on the surface of the carbon fiber bundle C is removed.
  • water washing process of the figure (ii) is performed.
  • the carbon fiber bundle C is immersed in a colloidal solution of Pd and Sn, and Pd and Sn are adsorbed on the surface of the carbon fiber bundle C. And the water washing process of the same figure (iv) is performed.
  • Sn is dissolved out of the adsorbed Pd and Sn, and only Pd is adsorbed. And the water washing process of the figure (vi) is performed.
  • the copper plating process (vii-1) shown in FIG. 3 is performed as the main process (electroless copper plating).
  • the procedure of this process is as follows.
  • (A) Adjustment of copper plating solution The copper plating solution is adjusted according to the following procedures (a) to (f).
  • Nickel plating step The procedure for applying nickel plating to the carbon fiber bundle D will be described with reference to FIG.
  • each process performed with respect to the carbon fiber bundle D is performed by immersing the carbon fiber bundle D softly wound in a liquid-permeable winding tube in each treatment tank, or spraying each treatment liquid on this.
  • processing (viii) and processing (iii) to (vi) shown in FIG. 3 are performed.
  • the water washing process of FIG. In the catalyst application process in FIG. 3 (iii), the carbon fiber bundle D is immersed in a colloidal solution of Pd and Sn, and Pd and Sn are adsorbed on the surface of the carbon fiber bundle D. And the water washing process of the same figure (iv) is performed.
  • the accelerator process of FIG. 5 (v) Sn is dissolved out of the adsorbed Pd and Sn, and only Pd is adsorbed. And the water washing process of the figure (vi) is performed.
  • Nickel plating process When the above is completed, the nickel plating process (vii-2) shown in FIG. 3 is performed as the main process (electroless nickel plating).
  • the procedure of this process is as follows.
  • (A) Adjustment of nickel plating solution The nickel plating solution is adjusted according to the following procedures (a) to (f).
  • B) 40 grams of sodium citrate is dissolved in 300 cc of water (liquid b).
  • C) Mix liquid a and liquid b (liquid c)
  • Ammonia is added to the liquid c to adjust the pH to 9 (liquid d).
  • Acrylic resin impregnation step To improve the toughness of the obtained carbon fiber bundle E, to prevent dust during processing, to improve heat resistance and fire resistance, to prevent peeling of the plating film, and to improve the surface appearance, acrylic A step (binder processing step) of immersing in a resin-containing solution is performed.
  • the procedure of this process is as follows.
  • the acrylic resin-containing solution ( ⁇ solution or ⁇ solution) is set to 90 ° C. The carbon fiber bundle E is immersed in this for 10 hours.
  • Example 1 As the acrylic resin-containing solution, a solution containing a polymethyl methacrylate resin and containing no flame retardant (the above ⁇ solution) and a solution containing a polymethyl methacrylate resin and a flame retardant (the above ⁇ solution) were prepared. . Then, the above-described (1) twisting step, (2) winding step, (3) heat treatment step, (4) copper plating step, (5) nickel plating step, and (6) acrylic resin impregnation step were performed.
  • Example 1 uses the ⁇ liquid
  • Invention 1 is the carbon fiber bundle F obtained in Example 1.
  • Example 2 uses a ⁇ solution
  • invention product 2 is the carbon fiber bundle F obtained in Example 2.
  • Table 1 The conditions for the acrylic resin impregnation step are shown in Table 1.
  • the resilience was determined by measuring the deflection value (length) when the invention products 1, 2 and the comparative product 1 were each 1000 mm in length, supported at both ends, and a load of 1 g was applied to the center. .
  • the fire extinguishing property was confirmed by measuring the fire extinguishing time when the flame of the burner was moved away from the inventive products 1 and 2 and the comparative product 1 after applying for 10 seconds to observe the above-mentioned flame spread.
  • the fire resistance was confirmed by observing the states of the inventive products 1, 2 and the comparative product 1 by applying a flame of the burner to the inventive products 1, 2 and the comparative product 1 for 10 seconds.
  • carbon fiber bundles that have been formed into a film with an acrylic resin by immersing them in an acrylic resin-containing solution have improved flexibility (less deflection) than carbon fiber bundles that do not have an acrylic resin film.
  • Dust prevention during processing (wipe with a waste cloth during cutting), heat resistance and fire resistance improved (flame does not spread easily, fire extinguishing time is short, does not melt), prevention of plating film peeling (cutting processing) It was found that the surface appearance was improved (glossy) and sometimes the surface was wiped off with a waste cloth so that no dirt adhered.
  • the method for producing a carbon fiber bundle according to the present invention contributes to improvement of the resilience of the carbon fiber bundle, prevention of dust during processing, improvement of heat resistance and fire resistance, prevention of peeling of the plating film, and improvement of the surface appearance. Therefore, the industrial utility value is extremely high.

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Abstract

【目的】炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善を図ることができる炭素繊維束の製造方法を提供すること。【解決手段】炭素繊維束は、ナイロン樹脂により炭素繊維束を構成する各炭素繊維の少なくとも一を互いに溶着する熱処理工程と、銅メッキ皮膜をかける銅メッキ工程と、ニッケルメッキ皮膜をかけるニッケルメッキ工程と、アクリル樹脂含浸工程とを経て得られる。

Description

炭素繊維束の製造方法
　本発明は、炭素繊維束の製造方法に関し、更に詳しくは、炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善に関するものである。
　炭素繊維は耐熱性が高いため、これに関する多くの技術が提案されている。
　例えば、特許文献１には、レーザーや火花が当たる付近のブラシ毛が焦げ・溶け・磨り減るという問題を解決すべく、ブラシ毛を耐熱温度が高い炭素繊維によって構成したブラシテーブルを設けた複合加工装置が開示されている。
　また、特許文献２及び３には、耐熱性を向上させるとともに、炭素繊維の切れを防止することを目的として、炭素繊維束にナイロン繊維を溶着させて銅メッキ及びニッケルメッキを施す炭素繊維束の製造方法が開示されている。
特開平９－３２７７８６号公報 特許第４１３５９６８号公報 特許第４５２１８８１号公報
　しかしながら、特許文献１～３に開示された炭素繊維束は、炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、及び、表面外観の改善といった観点で改良する余地がある。そして、これらを全て解決した従来技術は未だ知られていない。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善を図ることができる炭素繊維束の製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る炭素繊維束の製造方法は、
　複数の炭素繊維を束ねた炭素繊維束を束ごと撚る撚り工程と、
　前記撚り工程を経た炭素繊維束Ａに第一及び第二のナイロン製糸を巻き付ける巻付工程と、
　前記巻付工程を経た炭素繊維束Ｂを複数束取り出して、それらの間に第三のナイロン製糸を挟んで捻った状態で前記第一～第三のナイロン製糸のうち少なくとも一を溶着させる熱処理工程と、
　前記熱処理工程を経た炭素繊維束Ｃに銅メッキをかける銅メッキ工程と、
　前記銅メッキ工程を経た炭素繊維束Ｄにニッケルメッキをかけるニッケルメッキ工程と、
　前記ニッケルメッキ工程を経た炭素繊維束Ｅにアクリル系樹脂を含浸させるアクリル系樹脂含浸工程とを備えたことを要旨とする。
　この場合に、前記アクリル系樹脂は、ポリメタクリル酸メチル樹脂又はこれに更に難燃材を添加したものであることが好ましい。
　この場合に、前記アクリル系樹脂含浸工程は、前記炭素繊維束Ｅを前記アクリル系樹脂に温度８０～１００℃、８～１２時間含浸させた後、温度５０～８０℃で乾燥させる工程であることが好ましい。
　この場合に、前記銅メッキ工程は、
　前記炭素繊維束ＣをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを当該炭素繊維束Ｃの表面に吸着させる触媒付与工程と、
　前記触媒付与工程において当該炭素繊維束Ｃに吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とするアクセレーター処理工程と、
　硫酸銅水溶液と酒石酸カリウムナトリウムとを混合した液と、カセイソーダ水溶液と安定剤水溶液とを混合した液と、を混合した液に還元剤を添加した銅メッキ液に当該炭素繊維束Ｃを浸漬する銅メッキ液浸漬工程とからなることが好ましい。
　この場合に、前記ニッケルメッキ工程は、
　前記炭素繊維束ＤをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを当該炭素繊維束Ｄの表面に吸着させる触媒付与工程と、
　前記触媒付与工程において当該炭素繊維束Ｄに吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とするアクセレーター処理工程と、
　硫酸ニッケル水溶液とクエン酸ナトリウム水溶液とを混合してｐＨ調整した液に次亜リン酸ソーダを添加したニッケルメッキ液に当該炭素繊維束Ｄを浸漬するニッケルメッキ液浸漬工程とからなることが好ましい。
　本発明に係る炭素繊維束の製造方法は、所定の工程を行った後、更に、ニッケルメッキ工程を経た炭素繊維束Ｅにアクリル系樹脂を含浸させるアクリル系樹脂含浸工程を備えたものであるから、炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善を図ることができるという効果がある。
本発明の第一の実施形態に係る炭素繊維束１０の断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る炭素繊維束２０の断面図である。 銅メッキ工程及びニッケルメッキ工程を説明するためのフローチャートである。 表面摩擦抵抗の測定方法を説明するための図である。
１　炭素繊維
２　ナイロン樹脂
３　銅メッキ皮膜
４　ニッケルメッキ皮膜
５　アクリル系樹脂皮膜
１０，２０　炭素繊維束
　以下に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
（第一の実施形態）
　図１は炭素繊維束１０の断面図である。同図において炭素繊維束１０は、複数の炭素繊維を束ねたものからなる。ここで用いる炭素繊維は、特に限定されるものではなく、市販のものであればよい。炭素繊維束１０を構成する炭素繊維の直径及び本数は、特に限定されるものではないが、０．００１～０．０３０ｍｍの炭素繊維を１０００～６０００本束ねた炭素繊維束が好ましく、特に０．００７ｍｍの炭素繊維を１０００～５０００本、特に３０００本束ねた炭素繊維束が好ましい。
　ナイロン樹脂２は、炭素繊維束１０を構成する各炭素繊維の少なくとも一を互いに接着するものであればよい。ここで用いるナイロン樹脂２は、特に限定されるものではなく、市販の融着糸を熱により溶かしたもの、及び／又は、６，６－ナイロンを熱により溶かしたものであればよい。ナイロン樹脂２は、炭素繊維束１０を構成する各炭素繊維どうしの間に入り込んで各炭素繊維どうしを接着する。ナイロン樹脂２の入り込み具合は、各炭素繊維の表面の少なくとも一部にからむものであればよい。
　銅メッキ皮膜３は、ナイロン樹脂２によって各炭素繊維の少なくとも一が互いに接着された炭素繊維束１０を被覆するものである。銅メッキ皮膜３の膜厚は、特に限定されるものではない。銅メッキ皮膜３の組成は、特に限定されるものではないが、９９．５ｗｔ％以上のＣｕと不可避的不純物からなるものが好ましい。
　ニッケルメッキ皮膜４は、銅メッキ皮膜３がなされた炭素繊維束１０を被覆するものである。ニッケルメッキ皮膜４の膜厚は、特に限定されるものではない。ニッケルメッキ皮膜４の組成は、特に限定されるものではないが、約９０～９７ｗｔ％のＮｉと約３～１０ｗｔ％のＰと不可避的不純物（ほとんど無視できる程度）からなるものが好ましい。
　アクリル系樹脂皮膜５は、ニッケルメッキ皮膜４がなされた炭素繊維束１０を被覆するものである。アクリル系樹脂皮膜５の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．００１～０．０１０ｍｍが好ましい。アクリル系樹脂皮膜５の組成は、特に限定されるものではないが、ポリメタクリル酸メチル樹脂からなるもの又はこれに更に難燃材が添加されたものが好ましい。
（第二の実施形態）
　図２は炭素繊維束２０の断面図である。同図に示すように、炭素繊維束２０は、これを構成する各炭素繊維１の表面全体がナイロン樹脂２で被覆され、更に、そのナイロン樹脂２で被覆された表面全体が銅メッキ皮膜３で被覆され、更に、その銅メッキ皮膜３が被覆された表面全体がニッケルメッキ皮膜４で被覆され、更に、そのニッケルメッキ皮膜４で被覆された表面全体がアクリル系樹脂皮膜５で被覆されたものである。図示を省略するが、アクリル系樹脂皮膜５を形成するときに、ニッケルメッキ皮膜４が形成された炭素繊維を束状にしたものでもよい。
　炭素繊維束１０、２０は、ブラシ毛に適用すると従来のアクリル系樹脂皮膜５が形成されていないものに比べて、屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善を図ることができる。
（第一の実施形態に係る炭素繊維束の製造方法）
　次に、図１に示す炭素繊維束１０の製造方法について説明する。
　本発明の一実施形態に係る炭素繊維束１０の製造方法は、撚り工程と、巻付工程と、熱処理工程と、銅メッキ工程と、ニッケルメッキ工程と、アクリル系樹脂含浸工程とを備える。
（１）撚り工程
　複数の炭素繊維を束ねた炭素繊維束を束ごと撚る。例えば、直径０．００７ｍｍの炭素繊維を約３０００本束ね、その単位長さ１ｍの間に、ほぼ均等の間隔で１８０±１０回の撚りができるように、その炭素繊維束を撚る。炭素繊維の本数や撚り回数は、特に限定されるものではない。撚り工程を経た炭素繊維束を「炭素繊維束Ａ」とする。
（２）巻付工程
　炭素繊維束Ａに第一及び第二のナイロン製糸を巻き付ける。第一のナイロン製糸として６，６－ナイロン製糸を用いることができ、第二のナイロン製糸として６，６－ナイロン製糸を用いることができるが、これに限定されるものではない。炭素繊維束Ａの単位長さ１ｍの間に、第一及び第二のナイロン製糸（合計２本のナイロン製糸）を、ほぼ均等の間隔で、それぞれ６００±１０回巻き付ける。巻付工程を経た炭素繊維束を「炭素繊維束Ｂ」とする。
（３）熱処理工程
　炭素繊維束Ｂを二束取り出して、それらの間に第三のナイロン製糸を挟み、捻る。第三のナイロン製糸として６，６－ナイロン製糸を用いることができる。そして、その捻った二束からなる炭素繊維束Ｂを約２００℃の雰囲気下に約１０秒間置く。これにより、第一～第三のナイロン製糸（ナイロン樹脂）が溶け出して、炭素繊維束を構成する各炭素繊維を互いに接着する。これにより、炭素繊維束の強度が高められ、炭素繊維束に腰が出る。熱処理工程を経た炭素繊維束を「炭素繊維束Ｃ」とする。
（４）銅メッキ工程
　図３を参照して炭素繊維束Ｃに銅メッキをかける手順について説明する。なお、炭素繊維束Ｃに対して行う各処理は、液透過性の巻き筒にソフト巻き（メッキ液が入り込みやすい程度の巻き方をいう。以下同じ。）にした炭素繊維束Ｃを各処理槽に浸漬、又は、これに各処理液を噴射することによって行う。
（銅メッキ工程の前処理）
　前処理として図３に示す(i)～(vi)の処理を行う。同図(i)の脱脂処理においては、炭素繊維束Ｃの表面の残存油脂を除去する。そして、同図(ii)の水洗処理を行う。
　同図(iii)の触媒付与処理においては、炭素繊維束ＣをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを炭素繊維束Ｃの表面に吸着させる。そして、同図(iv)の水洗処理を行う。
　同図(v)のアクセレーター処理においては、吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とする。そして、同図(vi)の水洗処理を行う。
（銅メッキ工程の本処理）
　以上が終わると、本処理として図３に示す(vii-1)の銅メッキ処理を行う（無電解銅メッキ）。本処理の手順は次の通りである。
（Ａ）銅メッキ液の調整
　銅メッキ液を以下の（ａ）～（ｆ）の手順に従って調整する。
（ａ）硫酸銅３グラムを水３００ｃｃに溶かす（Ａ液）。
（ｂ）酒石酸カリウムナトリウム３０グラムを水３００ｃｃに溶かす（Ｂ液）。
（ｃ）Ａ液とＢ液とを混合する（Ｃ液）
（ｄ）カセイソーダ１０グラムを水１００ｃｃに溶かしたものと、安定剤（例えば、チオ尿素）０．１グラムを水１００ｃｃに溶かしたものとを混合する（Ｄ液）。
（ｅ）Ｃ液と、Ｄ液とを混合する（Ｅ液）。
（ｆ）ホルムアルデヒド（還元剤）１０グラムをＥ液に溶かし、水を加えて、全体で１リットルとする（Ｆ液：銅メッキ液）。
（Ｂ）銅メッキ液（Ｆ液）に浸漬
　次に、（Ａ）の前処理が済んだ炭素繊維Ｃを３０℃のＦ液に３０分間浸漬する。すると、炭素繊維Ｃの表面に純Ｃｕ（純度９５ｗｔ％以上）が析出し、銅メッキが完了する。銅メッキ工程を経た炭素繊維束を「炭素繊維束Ｄ」とする。
（５）ニッケルメッキ工程
　図３を参照して炭素繊維束Ｄにニッケルメッキをかける手順について説明する。なお、炭素繊維束Ｄに対して行う各処理は、液透過性の巻き筒にソフト巻きにした炭素繊維束Ｄを各処理槽に浸漬、又は、これに各処理液を噴射することによって行う。
（ニッケルメッキ工程の前処理）
　前処理として図３に示す(viii)の処理及び(iii)～(vi)の処理を行う。まず、銅メッキ後であるため同図(viii)の水洗処理を行う。
　同図(iii)の触媒付与処理においては、炭素繊維束ＤをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを炭素繊維束Ｄの表面に吸着させる。そして、同図(iv)の水洗処理を行う。
　同図(v)のアクセレーター処理においては、吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とする。そして、同図(vi)の水洗処理を行う。
（ニッケルメッキ工程の本処理）
　以上が終わると、本処理として図３に示す(vii-2)のニッケルメッキ処理を行う（無電解ニッケルメッキ）。本処理の手順は次の通りである。
（Ａ）ニッケルメッキ液の調整
　ニッケルメッキ液を以下の（ａ）～（ｆ）の手順に従って調整する。
（ａ）硫酸ニッケル２０グラムを水３００ｃｃに溶かす（ａ液）。
（ｂ）クエン酸ナトリウム４０グラムを水３００ｃｃに溶かす（ｂ液）。
（ｃ）ａ液とｂ液とを混合する（ｃ液）
（ｄ）ｃ液にアンモニアを入れてｐＨを９にあわせる（ｄ液）。
（ｅ）ｄ液に次亜リン酸ソーダ１５グラムを溶かす（ｅ液）。
（ｆ）ｅ液に水を加えて全体で１リットルとする（ｆ液：ニッケルメッキ液）。
（Ｂ）ニッケルメッキ液（ｆ液）に浸漬
　次に、（Ａ）の前処理が済んだ炭素繊維Ｄを３０℃のｆ液に３０分浸漬する。すると、炭素繊維Ｄの表面にＮｉとＰの合金（Ｎｉが９５ｗｔ％、Ｐが５ｗｔ％）が析出し、ニッケルメッキが完了する。ニッケルメッキ工程を経た炭素繊維束を「炭素繊維束Ｅ」とする。
（６）アクリル系樹脂含浸工程
　得られた炭素繊維束Ｅの屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善を図るため、アクリル系樹脂含有溶液に浸漬する工程（バインダー加工工程）を行う。本工程の手順は次の通りである。
（Ａ）ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）を含み難燃材を含まないアクリル系樹脂含有溶液（α液）を作製する。また、ポリメタクリル酸メチル樹脂及び難燃材を含有するもの（β液）も作製する。
（Ｂ）アクリル系樹脂含有溶液（α液又はβ液）を９０℃に設定する。これに炭素繊維束Ｅを１０時間浸漬する。
（Ｃ）１０時間浸漬後、５０℃～８０℃に温度調整された乾燥炉で炭素繊維束Ｅを１２時間乾燥させる。これにより、アクリル系樹脂皮膜５が形成された「炭素繊維束Ｆ」が得られる。
（実施例１及び２）
　アクリル系樹脂含有溶液として、ポリメタクリル酸メチル樹脂を含有し難燃材を含有しないもの（上記α液）と、ポリメタクリル酸メチル樹脂及び難燃材を含有するもの（上記β液）を準備した。そして、上記した（１）撚り工程、（２）巻付工程、（３）熱処理工程、（４）銅メッキ工程、（５）ニッケルメッキ工程、（６）アクリル系樹脂含浸工程を実施した。実施例１はα液を用いたものであり、発明品１は実施例１で得られた炭素繊維束Ｆである。実施例２はβ液を用いたものであり、発明品２は実施例２で得られた炭素繊維束Ｆである。
　尚、アクリル系樹脂含浸工程の条件等は表１に示す。
（比較例１）
　上記した（１）撚り工程、（２）巻付工程、（３）熱処理工程、（４）銅メッキ工程、（５）ニッケルメッキ工程を実施し（比較例１）、これにより得られた炭素繊維束Ｅが比較品１である。
　次に、発明品１、２及び比較品１について各種測定や各種試験を実施したのでそれについて説明する。これらの結果は表１に示す。
（皮膜厚さ測定）
　形成されたアクリル系樹脂の皮膜厚さは、発明品１、２を輪切りにし、顕微鏡にて拡大して測定した。
（屈強性測定）
　屈強性は、発明品１、２及び比較品１をそれぞれ１本１０００ｍｍの長さとし、両端を支持して、中央に荷重１ｇを掛けた時のたわみ値（長さ）を測定することにより判定した。
（切断加工時の粉塵飛散試験）
　粉塵飛散度合いは、発明品１、２及び比較品１を白いウエスで拭き取り、ウエスの汚れ具合を目視で観察することにより確認した。これにより、メッキ皮膜の剥離についても確認した。
（耐熱性－炎の広がり具合）
　炎の広がり具合は、発明品１、２及び比較品１にバーナーの炎を１０秒間当てて、その炎の状態を観察することにより確認した。
（耐熱性－消火性）
　消火性は、上記の炎の広がり具合を観察するために１０秒間当てた後、発明品１、２及び比較品１からバーナーの炎を遠ざけたときの消火時間を測定することにより確認した。
（耐火性（難燃性））
　耐火性（難燃性）は、発明品１、２及び比較品１にバーナーの炎を１０秒間当てて、発明品１、２及び比較品１の状態を観察することにより確認した。
（表面摩擦抵抗）
　発明品１、２及び比較品１を水に１分間浸漬した後、図４に示すようにこれら（試験片）を自動車用塗料を塗布したアルミ板に載せ、その上に３００ｇの重りを載せた。この状態で各試験片を水平に引っ張った。そして、その試験片が動き始めたときの力をプッシュ・プル計（(株)イマダ製、型番：ＤＰＳＨ１００）を用いて測定し、表面摩擦抵抗とした。
（外観）
　外観は、発明品１、２及び比較品１に光を当てて観察することにより光沢感を確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上から、アクリル樹脂含有溶液に浸漬することにより、アクリル系樹脂で皮膜を形成させた炭素繊維束は、アクリル系樹脂の皮膜がない炭素繊維束に比べて、屈強性の向上（たわみが少ない）、加工時の粉塵防止（切断加工時にウエスで拭き取って汚れが付着しない）、耐熱性・耐火性の向上（炎が燃え広がりにくい、消火時間が短い、溶けない）、メッキ皮膜の剥離防止（切断加工時にウエスで拭き取って汚れが付着しない）、表面外観の改善（光沢感がある）が図られることがわかった。
　以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
　本発明に係る炭素繊維束の製造方法は、炭素繊維束の屈強性の向上、加工時の粉塵防止、耐熱性・耐火性の向上、メッキ皮膜の剥離防止、表面外観の改善に寄与するものであるから、産業上利用価値が極めて高い。

Claims (5)

  1. 　複数の炭素繊維を束ねた炭素繊維束を束ごと撚る撚り工程と、
    　前記撚り工程を経た炭素繊維束Ａに第一及び第二のナイロン製糸を巻き付ける巻付工程と、
    　前記巻付工程を経た炭素繊維束Ｂを複数束取り出して、それらの間に第三のナイロン製糸を挟んで捻った状態で前記第一～第三のナイロン製糸のうち少なくとも一を溶着させる熱処理工程と、
    　前記熱処理工程を経た炭素繊維束Ｃに銅メッキをかける銅メッキ工程と、
    　前記銅メッキ工程を経た炭素繊維束Ｄにニッケルメッキをかけるニッケルメッキ工程と、
    　前記ニッケルメッキ工程を経た炭素繊維束Ｅにアクリル系樹脂を含浸させるアクリル系樹脂含浸工程と、を備えたことを特徴とする炭素繊維束の製造方法。
  2. 　前記アクリル系樹脂は、ポリメタクリル酸メチル樹脂又はこれに更に難燃材を添加したものであることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維束の製造方法。
  3. 　前記アクリル系樹脂含浸工程は、前記炭素繊維束Ｅを前記アクリル系樹脂に温度８０～１００℃、８～１２時間含浸させた後、温度５０～８０℃で乾燥させる工程であることを特徴とする請求項２に記載の炭素繊維束の製造方法。
  4. 　前記銅メッキ工程は、
    　前記炭素繊維束ＣをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを当該炭素繊維束Ｃの表面に吸着させる触媒付与工程と、
    　前記触媒付与工程において当該炭素繊維束Ｃに吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とするアクセレーター処理工程と、
    　硫酸銅水溶液と酒石酸カリウムナトリウムとを混合した液と、カセイソーダ水溶液と安定剤水溶液とを混合した液と、を混合した液に還元剤を添加した銅メッキ液に当該炭素繊維束Ｃを浸漬する銅メッキ液浸漬工程と、を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の炭素繊維束の製造方法。
  5. 　前記ニッケルメッキ工程は、
    　前記炭素繊維束ＤをＰｄとＳｎのコロイド溶液に浸漬し、ＰｄとＳｎを当該炭素繊維束Ｄの表面に吸着させる触媒付与工程と、
    　前記触媒付与工程において当該炭素繊維束Ｄに吸着させたＰｄ及びＳｎのうち、Ｓｎを溶かし、Ｐｄのみを吸着させた状態とするアクセレーター処理工程と、
    　硫酸ニッケル水溶液とクエン酸ナトリウム水溶液とを混合してｐＨ調整した液に次亜リン酸ソーダを添加したニッケルメッキ液に当該炭素繊維束Ｄを浸漬するニッケルメッキ液浸漬工程とからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の炭素繊維束の製造方法。
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