JP7561485B2

JP7561485B2 - Conductive fiber, cable, and method for producing conductive fiber

Info

Publication number: JP7561485B2
Application number: JP2019004423A
Authority: JP
Inventors: 和史末永; 英之佐川; 剛博杉山
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2024-10-04
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: JP2020113471A

Description

本発明は、導電性繊維、ケーブル及び導電性繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to conductive fibers, cables, and methods for manufacturing conductive fibers.

従来、合成繊維の周囲にめっき処理を施し、めっき層を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a technique is known in which a plating process is performed around synthetic fibers to form a plating layer (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１によれば、めっき処理の前処理として、プラズマ処理による合成繊維の表面への親水性の極性基の導入、有機金属錯体の吸着、及び吸着した有機金属錯体の活性化を実施している。 According to Patent Document 1, as a pretreatment for plating, a plasma treatment is used to introduce hydrophilic polar groups onto the surface of the synthetic fiber, adsorption of an organometallic complex is performed, and the adsorbed organometallic complex is activated.

特開２０１１－７６８５２号公報JP 2011-76852 A

めっき層を備える部材においては、めっき処理における均質なめっき層の形成や、使用時のめっき層の剥がれ防止などのため、めっき層の下地の状態が非常に重要である。そして、めっき層の下地として好ましい状態は、下地となる部材の形態によって異なる。 For components with a plating layer, the condition of the base for the plating layer is very important in order to form a homogeneous plating layer during plating processing and to prevent peeling of the plating layer during use. The preferable condition of the base for the plating layer varies depending on the form of the underlying component.

本発明の目的は、撚り合わされた複数の樹脂繊維からなる撚り線の表面にめっき層が設けられた導電性繊維であって、めっき層が均質かつ撚り線とめっき層の密着性が高い導電性繊維及びその製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a conductive fiber in which a plating layer is provided on the surface of a strand of wire made of multiple twisted resin fibers, the plating layer being homogeneous and having high adhesion between the strand and the plating layer, and a method for producing the conductive fiber.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、撚り合わされた複数の樹脂繊維からなる撚り線と、前記撚り線の表面を被覆するめっき層と、を備え、前記樹脂繊維の表面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上である、導電性繊維を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a conductive fiber comprising a twisted wire made of a plurality of twisted resin fibers and a plating layer covering a surface of the twisted wire, wherein the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber is 0.1 μm or more.

本発明によれば、撚り合わされた複数の樹脂繊維からなる撚り線の表面にめっき層が設けられた導電性繊維であって、めっき層が均質かつ撚り線とめっき層の密着性が高い導電性繊維及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a conductive fiber in which a plating layer is provided on the surface of a strand of wire made of multiple twisted resin fibers, and in which the plating layer is homogeneous and has high adhesion between the strand and the plating layer, and a method for manufacturing the conductive fiber.

図１は、実施の形態に係る導電性繊維の径方向の断面図である。FIG. 1 is a radial cross-sectional view of a conductive fiber according to an embodiment. 図２は、編まれた複数の導電性繊維から構成される編組シールドを備えたケーブルの径方向の断面図である。FIG. 2 is a radial cross-section of a cable with a braided shield made of a plurality of woven conductive fibers. 図３は、めっき層の形成に用いるめっき処理システム１００の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a plating system 100 used to form a plating layer. 図４は、実施例に係る粗化処理後の撚り線の表面のレーザー顕微鏡像である。FIG. 4 is a laser microscope image of the surface of the stranded wire after the roughening treatment according to the example. 図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図４中の直線Ａ、Ｂ上における、撚り線の表面の凹凸を示すグラフである。5(a) and (b) are graphs showing the unevenness of the surface of the twisted wire on the straight lines A and B in FIG. 4, respectively. 図６（ａ）は、図４に示される撚り線上に形成された無電解めっき層の表面の光学顕微鏡像である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される無電解めっき層上に形成された電解めっき層の表面の光学顕微鏡像である。Fig. 6(a) is an optical microscope image of the surface of the electroless plating layer formed on the stranded wire shown in Fig. 4. Fig. 6(b) is an optical microscope image of the surface of the electrolytic plating layer formed on the electroless plating layer shown in Fig. 6(a).

〔実施の形態〕
（導電性繊維の構造）
図１は、実施の形態に係る導電性繊維１の径方向の断面図である。導電性繊維１は、撚り合わされた複数の樹脂繊維１０からなる撚り線１１と、撚り線１１の表面（外周面）を直接被覆するめっき層１２と、を備える。 [Embodiment]
(Structure of conductive fibers)
1 is a radial cross-sectional view of a conductive fiber 1 according to an embodiment. The conductive fiber 1 includes a stranded wire 11 made of a plurality of twisted resin fibers 10 and a plating layer 12 that directly covers the surface (outer circumferential surface) of the stranded wire 11.

導電性繊維１の直径は、例えば、１００～３００μｍである。なお、導電性繊維１の直径は、樹脂繊維１０の直径や本数により、調整することができる。樹脂繊維１０の直径は、例えば、１０～３００μｍである。 The diameter of the conductive fiber 1 is, for example, 100 to 300 μm. The diameter of the conductive fiber 1 can be adjusted by adjusting the diameter and number of the resin fibers 10. The diameter of the resin fibers 10 is, for example, 10 to 300 μm.

撚り線１１を構成する樹脂繊維１０の材料は、めっき層１２を形成するために用いられる触媒液やめっき液に触れても溶けない材料であれば、特に限定されない。 The material of the resin fibers 10 that make up the stranded wire 11 is not particularly limited, as long as it is a material that does not dissolve when it comes into contact with the catalyst solution or plating solution used to form the plating layer 12.

典型的には、ポリエチレン又はフッ素系樹脂が樹脂繊維１０の材料として用いられる。特に、ポリエチレンは入手性がよく、また、耐電子線性能が高いため、樹脂繊維１０の材料として好ましい。フッ素系樹脂としては、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフロロアルコキシ（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン－クロロトリフロオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などを用いることができる。 Typically, polyethylene or fluororesin is used as the material for the resin fiber 10. In particular, polyethylene is preferred as the material for the resin fiber 10 because it is easily available and has high electron beam resistance. Specific examples of fluororesin that can be used include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy (PFA), perfluoroethylenepropene copolymer (FEP), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-perfluorodioxole copolymer (TFE/PDD), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), and polyvinyl fluoride (PVF).

めっき層１２は、撚り線１１の表面にめっき処理により形成される層であり、ＣｕやＡｇなどの金属からなる。めっき層１２の厚さは、例えば、０．５～３０μｍである。 The plating layer 12 is a layer formed on the surface of the twisted wire 11 by plating, and is made of a metal such as Cu or Ag. The thickness of the plating layer 12 is, for example, 0.5 to 30 μm.

撚り線１１の表面に金属層を設ける場合、撚り線１１の周囲に金属テープを巻き付ける方法もあるが、めっき層１２を用いる場合は金属テープを用いる場合と比較して、撚り線１１との間に隙間が生じにくいという利点がある。特に、撚り線１１の径が小さい場合は、金属テープの巻き付けが難しく、より隙間が生じやすいため、めっき層１２を用いることによる効果が大きい。 When providing a metal layer on the surface of the twisted wire 11, one method is to wrap a metal tape around the twisted wire 11, but using a plating layer 12 has the advantage that gaps are less likely to occur between the twisted wire 11 and the plating layer 12 than when using metal tape. In particular, when the diameter of the twisted wire 11 is small, it is difficult to wrap the metal tape around it and gaps are more likely to occur, so using the plating layer 12 is more effective.

また、めっき層１２は、金属テープのように、巻きつけに必要な機械的強度が得られる厚さを有する必要がなく、本来の機能が得られる範囲で薄くすることができる。例えば、後述する本実施の形態のめっき処理によれば、めっき層１２の厚さを数１０ｎｍまで薄くすることができる。 In addition, unlike metal tape, the plating layer 12 does not need to be thick enough to provide the mechanical strength required for winding, and can be made as thin as possible while still providing its intended function. For example, according to the plating process of this embodiment described below, the thickness of the plating layer 12 can be reduced to a few tens of nanometers.

導電性繊維１においては、均質なめっき層１２を形成し、かつ撚り線１１とめっき層１２の密着性を高めるため、撚り線１１の表面には粗化処理により凹凸が形成されている。 In the conductive fiber 1, in order to form a homogeneous plating layer 12 and to increase the adhesion between the stranded wire 11 and the plating layer 12, the surface of the stranded wire 11 is roughened to form irregularities.

撚り線１１を構成する樹脂繊維１０の各々の表面の算術平均粗さＲａは、樹脂繊維１０の直径の１．０％以上である。例えば、樹脂繊維１０の直径が１０μｍであるときの、樹脂繊維１０の各々の表面の算術平均粗さＲａは、０．１μｍ以上である。この条件を満たすことにより、めっき層１２を形成する際のめっき処理において、触媒が撚り線１１の表面から脱離しにくくなり、また、樹脂繊維１０の表面積が増加することによる撚り線１１とめっき層１２の密着性の向上効果が大きくなる。また、樹脂繊維１０の強度の観点から、樹脂繊維１０の各々の表面の算術平均粗さＲａは、樹脂繊維１０の直径の７．０％以下であることが好ましい。例えば、樹脂繊維１０の直径が１０μｍであるときの、樹脂繊維１０の各々の表面の算術平均粗さＲａは、０．７μｍ以下であることが好ましい。 The arithmetic mean roughness Ra of each surface of the resin fibers 10 constituting the twisted wire 11 is 1.0% or more of the diameter of the resin fibers 10. For example, when the diameter of the resin fibers 10 is 10 μm, the arithmetic mean roughness Ra of each surface of the resin fibers 10 is 0.1 μm or more. By satisfying this condition, the catalyst is less likely to be detached from the surface of the twisted wire 11 during the plating process for forming the plating layer 12, and the effect of improving the adhesion between the twisted wire 11 and the plating layer 12 due to the increase in the surface area of the resin fibers 10 is greater. In addition, from the viewpoint of the strength of the resin fibers 10, the arithmetic mean roughness Ra of each surface of the resin fibers 10 is preferably 7.0% or less of the diameter of the resin fibers 10. For example, when the diameter of the resin fibers 10 is 10 μm, the arithmetic mean roughness Ra of each surface of the resin fibers 10 is preferably 0.7 μm or less.

また、粗化処理の後、後述する親水化処理を撚り線１１に施す場合には、樹脂繊維１０の表面積が増加することにより、表面ぬれ性の向上に寄与する極性官能基の生成量が増加する。 In addition, if the stranded wire 11 is subjected to a hydrophilic treatment (described later) after the roughening treatment, the surface area of the resin fiber 10 increases, thereby increasing the amount of polar functional groups produced, which contribute to improving the surface wettability.

また、上述の撚り線１１の表面の粗化による効果をより高めるためには、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａが撚り線１１の直径の０．５％以上であることが好ましい。例えば、撚り線１１の直径が２００μｍであるときの、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａは、１μｍ以上であることが好ましい。撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａは、粗化処理の他、樹脂繊維１０の径、樹脂繊維１０を撚り合わせるときの張力、撚り合わせ方（粗密）などにより制御することもできる。また、めっき処理において、活性化液や、めっき液等が撚り線１１の表面全域に行き渡るようにするため、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａは、撚り線１１の直径の７．５％以下であることが好ましい。例えば、撚り線１１の直径が２００μｍであるときの、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａは、１５μｍ以下であることが好ましい。 In addition, in order to further enhance the effect of the roughening of the surface of the twisted wire 11, it is preferable that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 is 0.5% or more of the diameter of the twisted wire 11. For example, when the diameter of the twisted wire 11 is 200 μm, it is preferable that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 is 1 μm or more. In addition to the roughening treatment, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 can also be controlled by the diameter of the resin fibers 10, the tension when twisting the resin fibers 10, the twisting method (coarseness or fineness), etc. In addition, in order to ensure that the activation solution, plating solution, etc. spread over the entire surface of the twisted wire 11 in the plating treatment, it is preferable that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 is 7.5% or less of the diameter of the twisted wire 11. For example, when the diameter of the twisted wire 11 is 200 μm, it is preferable that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 be 15 μm or less.

上記の撚り線１１の表面の粗化処理には、例えば、ブラスト処理を用いることができる。ブラスト処理としては、ドライアイスの粒子を噴射剤として用いるドライアイスブラスト、アルミナ、ＳｉＣなどの粒子を噴射剤として用いるサンドブラスト、水と研磨材の混合液(スラリー)を噴射剤として用いるウェットブラストなどを用いることができる。なお、撚り線１１を構成する樹脂繊維１０がフッ素樹脂などの軟らかい材料からなる場合は、低温条件下で対象物の温度を下げて硬化させた状態でブラスト処理を実施する低温ブラスト処理が効果的である。 For example, blasting can be used to roughen the surface of the stranded wire 11. Examples of blasting include dry ice blasting, which uses dry ice particles as a propellant, sand blasting, which uses particles of alumina, SiC, or the like as a propellant, and wet blasting, which uses a mixture (slurry) of water and an abrasive as a propellant. If the resin fibers 10 that make up the stranded wire 11 are made of a soft material such as fluororesin, low-temperature blasting is effective, in which the temperature of the object is lowered under low-temperature conditions and the blasting is performed in a hardened state.

特に、撚り線１１の表面の粗化処理には、ドライアイスブラストを用いることが好ましい。ドライアイスは常圧下で昇華し、処理後に撚り線１１の表面に残らないため、ドライアイスブラストを用いた場合は、処理後の洗浄工程が不要になる。 In particular, it is preferable to use dry ice blasting for roughening the surface of the stranded wire 11. Dry ice sublimes under normal pressure and does not remain on the surface of the stranded wire 11 after treatment, so if dry ice blasting is used, a cleaning process after treatment is not required.

撚り線１１の表面の粗化処理にブラスト処理を用いる場合、ブラストの噴射剤の粒径、ブラストの噴射圧力（吹付圧力）、ブラスト装置の噴射ノズルと絶縁体との距離、撚り線１１の硬さなどにより、樹脂繊維１０の表面の算術平均粗さＲａを制御し、０．１μｍ以上とすることができる。また、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａを制御し、１μｍ以上とすることができる。 When blasting is used to roughen the surface of the twisted wire 11, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber 10 can be controlled to 0.1 μm or more by controlling the particle size of the blasting propellant, the blasting injection pressure (spray pressure), the distance between the injection nozzle of the blasting device and the insulator, the hardness of the twisted wire 11, etc. In addition, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 can be controlled to 1 μm or more.

また、撚り線１１の粗化処理には、レーザー照射処理を用いてもよい。この場合は、レーザーのスポット径などにより、樹脂繊維１０や撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａを制御することができる。また、撚り線１１を構成する樹脂繊維１０がフッ素樹脂などの電子線照射に対する耐性が低い材料からなる場合は、粗化処理として電子線照射を用いてもよい。この場合、電子線の照射電流密度などを調整することにより、樹脂繊維１０や撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａを制御することができる。 Laser irradiation may also be used for roughening the stranded wire 11. In this case, the arithmetic mean roughness Ra of the surfaces of the resin fibers 10 and stranded wire 11 can be controlled by the laser spot diameter, etc. In addition, when the resin fibers 10 constituting the stranded wire 11 are made of a material that has low resistance to electron beam irradiation, such as fluororesin, electron beam irradiation may also be used for roughening. In this case, the arithmetic mean roughness Ra of the surfaces of the resin fibers 10 and stranded wire 11 can be controlled by adjusting the irradiation current density of the electron beam, etc.

また、薬液の濃度や温度により薬液と撚り線１１の反応速度を制御して樹脂繊維１０や撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａを制御することができる場合は、ナトリウムナフタレン錯体溶液やクロム酸溶液などの薬液を用いた湿式のエッチング処理を撚り線１１の粗化処理に用いてもよい。ただし、撚り線１１がポリエチレン又はフッ素系樹脂からなる場合は、処理に非常に時間が掛かるため、クロム酸溶液を用いたエッチング処理の使用は現実的ではない。 In addition, if the arithmetic mean roughness Ra of the surfaces of the resin fibers 10 and the twisted wires 11 can be controlled by controlling the reaction rate between the chemical solution and the twisted wires 11 using the concentration and temperature of the chemical solution, a wet etching process using a chemical solution such as a sodium naphthalene complex solution or a chromic acid solution may be used to roughen the twisted wires 11. However, if the twisted wires 11 are made of polyethylene or a fluorine-based resin, the process takes a very long time, and therefore the use of an etching process using a chromic acid solution is not practical.

樹脂繊維１０や撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａは、レーザー顕微鏡などにより測定することができる。 The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber 10 or the twisted wire 11 can be measured using a laser microscope or the like.

また、撚り線１１には、撚り線１１の表面に極性官能基を生成し、ぬれ性を向上させるための親水化処理が施されていることが好ましい。ここで、極性官能基は、カルボニル基やヒドロキシ基などの極性を有する官能基（親水基）である。極性官能基は、カルボニル基やヒドロキシ基のような酸素を含む官能基の他、酸素の代わりに窒素などを含む官能基も含む。一般に、極性官能基の存在は表面ぬれ性に直結する（例えば、中島章著、固体表面の濡れ性超親水性から超撥水性まで（共立出版（株）、２０１４年）を参照）。 In addition, the stranded wire 11 is preferably subjected to a hydrophilization treatment to generate polar functional groups on the surface of the stranded wire 11 and improve wettability. Here, the polar functional groups are functional groups (hydrophilic groups) having polarity, such as carbonyl groups and hydroxyl groups. Polar functional groups include functional groups containing oxygen, such as carbonyl groups and hydroxyl groups, as well as functional groups containing nitrogen instead of oxygen. In general, the presence of polar functional groups is directly linked to surface wettability (see, for example, Nakajima Akira, Wettability of Solid Surfaces: From Superhydrophilicity to Superhydrophobicity (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., 2014)).

撚り線１１の表面のぬれ性が向上することにより、めっき処理に用いられる触媒液やめっき液が撚り線１１の表面と全周にわたって接触しやすくなる。その結果、めっき層１２と撚り線１１との密着性が向上し、また、めっき層１２の厚さの均一性が向上する。 By improving the wettability of the surface of the twisted wire 11, the catalyst solution and plating solution used in the plating process can easily come into contact with the surface of the twisted wire 11 over the entire circumference. As a result, the adhesion between the plating layer 12 and the twisted wire 11 is improved, and the uniformity of the thickness of the plating layer 12 is also improved.

撚り線１１の表面の親水化処理には、例えば、コロナ放電暴露、大気組成ガスや希ガスを混合したガス中のプラズマ暴露、紫外線照射、電子線照射、γ線照射、Ｘ線照射、イオン線照射、オゾン含有液浸漬などを用いることができる。 The surface of the twisted wire 11 can be hydrophilized by, for example, exposure to corona discharge, exposure to plasma in a gas mixture of atmospheric gases and rare gases, ultraviolet light irradiation, electron beam irradiation, gamma ray irradiation, X-ray irradiation, ion beam irradiation, immersion in an ozone-containing liquid, etc.

導電性繊維１は、例えば、ＥＶ車用ハーネス、ロボット用ハーネス、医療用プローブの電磁シールド線、軽量イヤフォン用コード、軽量ヒーター用銅通船、高速伝送ケーブルなどの種々のケーブルに用いられる編組シールドとして用いることができる。すなわち、本発明によれば、編まれた複数の導電性繊維１から構成される編組シールドを備えたケーブルを提供することができる。 The conductive fiber 1 can be used as a braided shield for various cables, such as harnesses for electric vehicles, harnesses for robots, electromagnetic shielding wires for medical probes, cords for lightweight earphones, copper wires for lightweight heaters, and high-speed transmission cables. That is, according to the present invention, a cable equipped with a braided shield composed of a plurality of braided conductive fibers 1 can be provided.

図２は、編まれた複数の導電性繊維１から構成される編組シールドを備えたケーブルの一例であるケーブル２０の径方向の断面図である。ケーブル２０は、複数の電線２１と、複数の電線２１の周囲を覆う編組シールド２２と、編組シールド２２の表面を覆う絶縁性のジャケット２３を備える。ここで、電線２１は、それぞれ線状の導体とそれを被覆する絶縁体から構成される。また、編組シールド２２は、編まれた複数の導電性繊維１から構成される。 Figure 2 is a radial cross-sectional view of cable 20, which is an example of a cable with a braided shield composed of multiple woven conductive fibers 1. Cable 20 includes multiple electric wires 21, a braided shield 22 that surrounds the multiple electric wires 21, and an insulating jacket 23 that covers the surface of the braided shield 22. Here, each electric wire 21 is composed of a linear conductor and an insulator that covers it. Also, braided shield 22 is composed of multiple woven conductive fibers 1.

この場合、複数の導電性繊維１を織って編組シールドを形成する。導電性繊維１からなる編組シールドは、全体が金属からなる編組シールドと比較して格段に軽いため、これを備えるケーブルなどを軽量化することができる。また、例えば、導電性繊維１からなる編組シールドを用いることにより、ＥＶ車やロボットの総重量を低減できるため、省電力化が可能になる。 In this case, a braided shield is formed by weaving multiple conductive fibers 1. A braided shield made of conductive fibers 1 is significantly lighter than a braided shield made entirely of metal, making it possible to reduce the weight of cables and other devices that include it. In addition, for example, by using a braided shield made of conductive fibers 1, the total weight of an EV car or robot can be reduced, making it possible to save power.

また、導電性繊維１は、浄水機器などに用いられるフィルターとして用いることができる。この場合、複数の導電性繊維１を織ってフィルターを形成する。すなわち、本発明によれば、編まれた複数の導電性繊維１から構成されるフィルターを提供することができる。また、この場合、めっき層１２は殺菌作用のあるＡｇやＣｕからなることが好ましい。導電性繊維１からなるフィルターは、全体が金属からなるフィルターと比較して格段に軽い。 The conductive fiber 1 can also be used as a filter for use in water purification equipment and the like. In this case, a filter is formed by weaving a plurality of conductive fibers 1. That is, according to the present invention, a filter composed of a plurality of woven conductive fibers 1 can be provided. In this case, the plating layer 12 is preferably made of Ag or Cu, which have a bactericidal effect. A filter made of conductive fiber 1 is significantly lighter than a filter made entirely of metal.

（導電性繊維の製造方法）
以下、第１の実施の形態に係る導電性繊維１の製造方法の一例について説明する。 (Method of manufacturing conductive fibers)
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the conductive fiber 1 according to the first embodiment will be described.

図３は、めっき層１２の形成に用いるめっき処理システム１００の構成を示す模式図である。めっき処理システム１００は、脱脂ユニット１１０と、表面処理ユニット１２０と、第１活性化ユニット１３０と、第２活性化ユニット１４０と、無電解めっきユニット１５０と、電解めっきユニット１６０と、撚り線１１を移送するためのボビン１７０ａ～１７０ｍと、を備える。 Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a plating system 100 used to form the plating layer 12. The plating system 100 includes a degreasing unit 110, a surface treatment unit 120, a first activation unit 130, a second activation unit 140, an electroless plating unit 150, an electrolytic plating unit 160, and bobbins 170a-170m for transporting the stranded wire 11.

めっき処理システム１００においては、ボビン１７０ａ～１７０ｍ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、所望の速さで撚り線１１を移送する。撚り線１１がめっき処理システム１００を通過してめっき層１２が形成されることにより、導電性繊維１が得られる。 In the plating system 100, the bobbins 170a to 170m are continuously operated at a desired rotation speed to transport the twisted wire 11 at a desired speed while maintaining a constant tension. The twisted wire 11 passes through the plating system 100 to form a plating layer 12, thereby obtaining the conductive fiber 1.

脱脂ユニット１１０は、撚り線１１の表面の油脂を取り除くためのものであり、脱脂槽１１１と、脱脂槽１１１に収容された脱脂液１１２を備える。脱脂液１１２は、例えば、ホウ酸ソーダ、リン酸ソーダ、界面活性剤などを含む。撚り線１１を移送して脱脂液１１２中を通過させるため、ボビン１７０ｂの少なくとも一部は脱脂液１１２中に位置する。 The degreasing unit 110 is for removing grease from the surface of the twisted wire 11, and includes a degreasing tank 111 and a degreasing liquid 112 contained in the degreasing tank 111. The degreasing liquid 112 contains, for example, sodium borate, sodium phosphate, a surfactant, etc. At least a portion of the bobbin 170b is positioned in the degreasing liquid 112 to transport the twisted wire 11 and pass it through the degreasing liquid 112.

表面処理ユニット１２０は、撚り線１１に表面処理を施すためのものであり、表面処理装置１２１を備える。表面処理装置１２１としては、例えば、粗化処理を施すためのブラスト装置、レーザー装置、クロム酸、硫酸などをエッチャントとして用いるエッチング装置や、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、オゾン含有液などをエッチャントとして用いるエッチング装置などが用いられる。 The surface treatment unit 120 is for performing surface treatment on the stranded wire 11 and includes a surface treatment device 121. Examples of the surface treatment device 121 include a blast device for performing roughening treatment, a laser device, an etching device that uses chromic acid, sulfuric acid, or the like as an etchant, a corona treatment device for performing hydrophilic treatment, a plasma treatment device, an ultraviolet irradiation device, an electron beam irradiation device, a gamma ray irradiation device, an X-ray irradiation device, an ion beam irradiation device, and an etching device that uses an ozone-containing liquid, or the like, as an etchant.

粗化処理と親水化処理の両方を表面処理として実施する場合や、粗化処理又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１２１が表面処理ユニット１２０に含まれていてもよい。 When both roughening and hydrophilization are performed as surface treatments, or when multiple treatments are performed as roughening or hydrophilization, multiple types of surface treatment devices 121 may be included in the surface treatment unit 120.

第１活性化ユニット１３０は、撚り線１１の表面に触媒活性層を形成するためのものであり、第１活性化槽１３１と、第１活性化槽１３１に収容された第１活性化液１３２とを備える。第１活性化液１３２は、例えば、塩化パラジウム、塩化第一錫、濃塩酸などを含む。触媒活性層は、緻密な高品質のめっき層１２を形成するためのものである。撚り線１１を移送して第１活性化液１３２中を通過させるため、ボビン１７０ｆの少なくとも一部は第１活性化液１３２中に位置する。 The first activation unit 130 is for forming a catalytically active layer on the surface of the twisted wire 11, and includes a first activation tank 131 and a first activation liquid 132 contained in the first activation tank 131. The first activation liquid 132 contains, for example, palladium chloride, stannous chloride, concentrated hydrochloric acid, etc. The catalytically active layer is for forming a dense, high-quality plating layer 12. At least a portion of the bobbin 170f is located in the first activation liquid 132 to transport the twisted wire 11 and pass it through the first activation liquid 132.

第２活性化ユニット１４０は、第１活性化ユニット１３０により形成された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１４１と、第２活性化槽１４１に収容された第２活性化液１４２とを備える。第２活性化液１４２は、例えば、硫酸である。撚り線１１を移送して第２活性化液１４２中を通過させるため、ボビン１７０ｈの少なくとも一部は第２活性化液１４２中に位置する。 The second activation unit 140 is for cleaning the surface of the catalytic activation layer formed by the first activation unit 130, and includes a second activation tank 141 and a second activation liquid 142 contained in the second activation tank 141. The second activation liquid 142 is, for example, sulfuric acid. At least a portion of the bobbin 170h is positioned in the second activation liquid 142 to transport the stranded wire 11 and pass it through the second activation liquid 142.

無電解めっきユニット１５０は、電解めっき処理前に無電解めっき層を形成して撚り線１１の表面（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１５１と、無電解めっき槽１５１に収容された無電解めっき液１５２とを備える。無電解めっき液１５２は、例えば、硫酸銅、ロッシエル塩、ホルムアルデヒド、水酸化ナトリウムなどを含む。撚り線１１を移送して無電解めっき液１５２中を通過させるため、ボビン１７０ｊの少なくとも一部は無電解めっき液１５２中に位置する。 The electroless plating unit 150 is for forming an electroless plating layer before electrolytic plating to make the surface of the twisted wire 11 (the surface of the catalytically active layer) conductive, and includes an electroless plating tank 151 and an electroless plating solution 152 contained in the electroless plating tank 151. The electroless plating solution 152 contains, for example, copper sulfate, Rochelle salt, formaldehyde, sodium hydroxide, etc. At least a portion of the bobbin 170j is located in the electroless plating solution 152 to transport the twisted wire 11 and pass it through the electroless plating solution 152.

電解めっきユニット１６０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１６１と、電解めっき槽１６１に収容された電解めっき液１６２と、一対のアノード１６３と、電源ユニット１６４とを備える。 The electrolytic plating unit 160 is used to perform electrolytic plating processing, and includes an electrolytic plating tank 161, an electrolytic plating solution 162 contained in the electrolytic plating tank 161, a pair of anodes 163, and a power supply unit 164.

電解めっき液１６２の組成の例として、硫酸銅（ＣｕＳＯ_４）めっき液とシアン化銅（ＣｕＣＮ）めっき液の組成及び製造方法を以下に示す。 As examples of the composition of the electrolytic plating solution 162, the compositions and manufacturing methods of a copper sulfate (CuSO ₄ ) plating solution and a copper cyanide (CuCN) plating solution are shown below.

［硫酸銅めっき液］
電解めっき液１６２としての、硫酸銅めっき液の組成の例を表１に示す。表１中の「塩化ナトリウム、塩酸」は、塩化物の一例である。 [Copper sulfate plating solution]
An example of the composition of a copper sulfate plating solution as the electrolytic plating solution 162 is shown in Table 1. "Sodium chloride, hydrochloric acid" in Table 1 is an example of a chloride.

まず、十分に洗浄した電解めっき槽１６１にめっき液全体の約６０～７０体積％の水を投入した後、常温から５０℃程度にまで水温を上昇させる。次に、所望のめっき層１２の厚み、撚り線１１の大きさや長さに依存する必要なめっき析出量に応じた量の硫酸銅を前述の温水中に投入して、溶解が完了するまで攪拌する。そして、めっき液の導電性（電流密度）及び陽極銅板の溶解度を適正な範囲に制御するため、必要な量の硫酸を撹拌しながら追加し、その後、最終的に必要なめっき液量に到達するまで水を追加投入する。また、めっき液中の不純物を取り除くために、活性炭を投入あるいはろ過機のろ材上に活性炭層を設けた後に、ろ過機に循環させて不純物を吸着させた活性炭を除去する。 First, about 60-70% by volume of water of the entire plating solution is added to a thoroughly cleaned electrolytic plating tank 161, and the water temperature is then raised from room temperature to about 50°C. Next, an amount of copper sulfate according to the required plating deposition amount, which depends on the desired thickness of the plating layer 12 and the size and length of the stranded wire 11, is added to the warm water and stirred until dissolution is complete. Then, in order to control the conductivity (current density) of the plating solution and the solubility of the anode copper plate within an appropriate range, a required amount of sulfuric acid is added while stirring, and then additional water is added until the final plating solution amount is reached. In addition, to remove impurities from the plating solution, activated carbon is added or an activated carbon layer is provided on the filter medium of the filter, and the activated carbon that has adsorbed impurities is removed by circulating it through the filter.

次に、めっき層の表面光沢の作用を向上させる塩素イオン濃度を所定値に合わせこむため、適宜、めっき液中に塩化ナトリウムや塩酸等を加える。そして、硫酸と硫酸銅が規定濃度にあるかを分析し、確認する。次に、撚り線１１の材料に対応した光沢剤や界面活性剤などの添加剤を適切に添加した後、ハルセル試験（例えば、“山名式雄、機械工学入門シリーズ、めっき作業入門、理工学社”や“榎本英彦、古川直治、松村宗順、複合めっき、日刊工業新聞社”を参照）を実施して、所望のめっき層が得られるかを否か、めっき液の状態を点検する。最後に連続ろ過を行いながら１０数Ａ／ｄｍ^２程度で数時間の空電解を行った後に、安定にめっき成膜が可能か否かを確認する。 Next, in order to adjust the chloride ion concentration, which improves the surface gloss of the plating layer, to a predetermined value, sodium chloride, hydrochloric acid, etc. are appropriately added to the plating solution. Then, it is analyzed and confirmed whether sulfuric acid and copper sulfate are at the specified concentration. Next, additives such as a gloss agent and a surfactant corresponding to the material of the stranded wire 11 are appropriately added, and then a Hull Cell test (see, for example, "Yamana Shikio, Introduction to Mechanical Engineering Series, Introduction to Plating Work, Rikogakusha" or "Enomoto Hidehiko, Furukawa Naoji, Matsumura Munetsugu, Composite Plating, Nikkan Kogyo Shimbunsha") is performed to check the state of the plating solution to see whether a desired plating layer can be obtained. Finally, while performing continuous filtration, blank electrolysis is performed for several hours at ^about 10 A/dm2, and then it is confirmed whether a stable plating film can be formed.

電解めっき液１６２として硫酸銅めっき液を用いて、ＣｕイオンをＣｕ原子（金属）として生成する場合、以下の式１で表される反応が生じる。式２は、２価のＣｕ陽イオンが２個の電子を受け取ることによってＣｕ原子（金属）となることを表している。 When a copper sulfate plating solution is used as the electrolytic plating solution 162 to convert Cu ions into Cu atoms (metal), the reaction represented by the following formula 1 occurs. Formula 2 shows that a divalent Cu cation becomes a Cu atom (metal) by receiving two electrons.

式１で表される反応においては、１個のＣｕイオンに対して２個の電子が必要となるため、１ｍｏｌのＣｕを生成するのに必要な電荷量は、電気素量とアボガドロ定数の積の２倍である約１９２，９７１Ｃである。このため、銅の原子量６３．５４を考慮すれば、銅１ｇを形成するために必要な電荷量は約３，０３７Ｃ／ｇである。 In the reaction represented by Equation 1, two electrons are required for one Cu ion, so the charge required to produce 1 mol of Cu is approximately 192,971 C, which is twice the product of the elementary charge and Avogadro's constant. Therefore, taking into account the atomic weight of copper, which is 63.54, the charge required to form 1 g of copper is approximately 3,037 C/g.

［シアン化銅めっき液］
電解めっき液１６２としての、シアン化銅めっき液の組成の例を表２に示す。表２中の「遊離シアン化ナトリウム（遊離シアン化カリウム）」は、シアン化銅と反応せずに浴中に残存したシアン化アルカリである。 [Cyanide copper plating solution]
An example of the composition of a copper cyanide plating solution as the electrolytic plating solution 162 is shown in Table 2. "Free sodium cyanide (free potassium cyanide)" in Table 2 is alkali cyanide that remains in the bath without reacting with copper cyanide.

まず、めっき液全体の６０％程度の、硫黄や塩素等の不純物成分を除去した純水を予備漕に入れる。次に、シアン化ナトリウム又はシアン化カリウムを純水に投入して溶解させ、シアン化アルカリ水溶液を形成する。さらに、純水を用いてのり状にしたシアン化第一銅を撹拌しながら、シアン化アルカリ水溶液に添加して溶解させる。また、シアン分解を抑制することを目的として、めっき液のｐＨや導電率を調整するために水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを追加する。次に、めっき処理時のめっき液の温度に近い４０～７０℃に加熱しながら活性炭等を加えて充分に撹拌した後に静置して、不純物を吸着させた活性炭を沈降させる。その後、ろ過装置に通して不純物を取り込んだ活性炭等を除去した上で、めっき漕に移した後に、純水を加えて液量を調整し、めっき液を得る。 First, about 60% of the plating solution is purified water, from which impurities such as sulfur and chlorine have been removed, and placed in a reserve tank. Next, sodium cyanide or potassium cyanide is added to the purified water and dissolved to form an alkaline cyanide solution. Furthermore, cuprous cyanide, which has been made into a paste using purified water, is added to the alkaline cyanide solution while stirring and dissolved. In addition, potassium hydroxide or sodium hydroxide is added to adjust the pH and conductivity of the plating solution in order to suppress cyanide decomposition. Next, activated carbon and other substances are added while heating the plating solution to 40 to 70°C, which is close to the temperature of the plating solution during plating, and the solution is stirred thoroughly and then left to stand, allowing the activated carbon that has adsorbed the impurities to settle. The solution is then passed through a filtration device to remove the activated carbon that has absorbed the impurities, and then transferred to a plating tank, where pure water is added to adjust the volume of the solution to obtain the plating solution.

次に、このめっき液を分析し、めっき性能の向上と安定化を図るために、必要に応じて添加材料を追加する。具体的には、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムをｐＨ緩衝、調整材として適量加える。また、銅アノードの溶解を円滑にして効率良く銅イオンを供給するために、酒石酸カリウムナトリウム（ロッシェル塩）を添加する。最後に、カソードとしてステンレス板、アノードとしてめっき用の圧延銅板を吊るして、弱い電流密度（０．２～０．５Ａ／ｄｍ^２）によって弱電解を行う。 Next, this plating solution is analyzed, and additives are added as necessary to improve and stabilize plating performance. Specifically, sodium carbonate or potassium carbonate is added in appropriate amounts as a pH buffer and adjuster. In addition, potassium sodium tartrate (Rochelle salt) is added to facilitate the dissolution of the copper anode and efficiently supply copper ions. Finally, a stainless steel plate is hung as the cathode and a rolled copper plate for plating as the anode, and weak electrolysis is performed with a weak current density (0.2 to 0.5 A/ ^dm2 ).

電解めっき液１６２としてシアン化銅めっき液を用いて、ＣｕイオンをＣｕ原子（金属）として生成する場合、以下の式２で表される反応が生じる。式２は、１価のＣｕ陽イオンが１個の電子を受け取ることによってＣｕ原子（金属）となることを表している。 When a copper cyanide plating solution is used as the electrolytic plating solution 162 to generate Cu ions as Cu atoms (metal), the reaction represented by the following formula 2 occurs. Formula 2 shows that a monovalent Cu cation becomes a Cu atom (metal) by receiving one electron.

式２で表される反応においては、１個のＣｕイオンに対して１個の電子が必要となるため、１ｍｏｌのＣｕを生成するのに必要な電荷量は、電気素量とアボガドロ定数の積である約９６，４８５Ｃである（ファラデー定数に相当する）。このため、銅の原子量６３．５４を考慮すれば、銅１ｇを形成するために必要な電荷量は約１，５１８Ｃ／ｇである。 In the reaction represented by Equation 2, one electron is required for one Cu ion, so the charge required to produce 1 mol of Cu is approximately 96,485 C, which is the product of the elementary charge and Avogadro's constant (equivalent to the Faraday constant). Therefore, taking into account the atomic weight of copper, which is 63.54, the charge required to form 1 g of copper is approximately 1,518 C/g.

以下の式３に示されるように、電流ｉは、電荷量Ｑ、時間ｔによって表される。このため、電解めっきの電流密度が同じであれば、原理的には、電解めっき液１６２として低価数（価数＋１）の銅イオンを擁するシアン化銅めっき液を用いる場合、硫酸銅めっき液を用いる場合の半分の時間でめっき層１２を形成することができる。そのため、電解めっき時の使用電圧と電流が一定であれば、めっき時間と直結する消費電力が半分になると考えられ、エネルギーコストを低減できる。また、電解めっき処理工程における工場稼働時間が半分になるので生産数に対する人件費の圧縮を期待できる。 As shown in the following formula 3, current i is expressed by charge Q and time t. Therefore, if the current density of electrolytic plating is the same, in principle, when a copper cyanide plating solution containing copper ions with a low valence (valence + 1) is used as the electrolytic plating solution 162, the plating layer 12 can be formed in half the time of when a copper sulfate plating solution is used. Therefore, if the voltage and current used during electrolytic plating are constant, it is thought that the power consumption, which is directly linked to the plating time, will be halved, and energy costs can be reduced. In addition, since the factory operating time in the electrolytic plating process will be halved, it is expected that labor costs relative to the number of production units will be reduced.

なお、電解めっき液１６２として用いることのできるめっき液は、上述の硫酸銅めっき液やシアン化銅めっき液に限られるものではなく、例えば、Ｃｕ（ＢＦ_４）_２、ＨＢＦ_４、Ｃｕ金属等を混合して作製されるほうフッ化銅めっき液、Ｃｕ_２Ｐ_２Ｏ_７・３Ｈ_２Ｏ、Ｋ_４Ｐ_２Ｏ_７・３Ｈ_２Ｏ、ＮＨ_４ＯＨ、ＫＮＯ_３、Ｃｕ金属等を混合して作製されるピロリン酸めっき液であってもよい。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。 The plating solution that can be used as the electrolytic plating solution 162 is not limited to the above-mentioned copper sulfate plating solution or copper cyanide plating _solution , but may be, for example, a copper fluoroborate plating solution prepared by mixing Cu ₍ _BF4 ₎ ₂ , _HBF4 , _Cu _metal , etc., or a _{pyrophosphate} plating solution prepared by mixing _Cu2P2O7.3H2O , _K4P2O7.3H2O , _NH4OH , _KNO3 , Cu metal, etc. Furthermore, a combination of two or more of these plating solutions may be used.

アノード１６３は電解めっき液１６２の中に浸漬されている。アノード１６３は、電解めっきにおける銅イオンの供給元であり、例えば、銅湯から作製した溶融銅（純度が約９９％の粗銅）を圧延鋳造したものである。また、粗銅をアノード、ステンレスやチタン板等をカソードとした種板電解を行い、カソード表面に析出した銅を剥ぎ取ることにより得られる、純度を向上させた銅からなる剥離銅板（電気銅）をアノード１６３として使用してもよい。 The anode 163 is immersed in the electrolytic plating solution 162. The anode 163 is a supplier of copper ions for electrolytic plating, and is, for example, made by rolling and casting molten copper (brown copper with a purity of about 99%) made from copper bath. Alternatively, a stripped copper plate (electrolytic copper) made of copper with improved purity may be used as the anode 163 by performing seed plate electrolysis using brown copper as the anode and a stainless steel or titanium plate as the cathode, and then peeling off the copper deposited on the cathode surface.

電解めっき槽１６１上に位置するボビン１７０ｋ及びボビン１７０ｍは、導電性を有し、カソードとして機能する。電解めっき液１６２中に位置するボビン１７０ｌは、絶縁性である。電源ユニット１６４は、アノード１６３と、カソードボビンであるボビン１７０ｋ及びボビン１７０ｍとの間に直流電圧を印加する。 The bobbins 170k and 170m located above the electrolytic plating tank 161 are conductive and function as cathodes. The bobbin 170l located in the electrolytic plating solution 162 is insulating. The power supply unit 164 applies a DC voltage between the anode 163 and the bobbins 170k and 170m, which are cathode bobbins.

アノード１６３とボビン１７０ｋ及びボビン１７０ｍとの間に直流電圧を印加した状態で、撚り線１１を移送して電解めっき液１６２中を通過させることにより、撚り線１１の表面の無電解めっき層上に電解めっき層を形成し、めっき層１２を得る。 With a DC voltage applied between the anode 163 and the bobbins 170k and 170m, the stranded wire 11 is transported and passed through the electrolytic plating solution 162, forming an electrolytic plating layer on the electroless plating layer on the surface of the stranded wire 11, thereby obtaining the plating layer 12.

なお、電解めっきユニット１６０における撚り線１１の移送機構は、ボビン１７０ｋ、ボビン１７０ｌ、及びボビン１７０ｍによるものに限られない。例えば、電解めっき液１６２中にボビン機構を設けずに、撚り線１１を所定の曲率又は多数の曲率を有する形状に曲げながら電解めっき液１６２中に這わせ、一方から押出し、他方から引っ張って移送するような機構であってもよい。さらに、移送機構を設けず、一纏めにした撚り線１１を電解めっき液１６２に浸漬させた上で、カソード電極に結線し、適切に揺動させることによって撚り線１１の全表面を電解めっき液１６２に接触させて、電解めっきを行ってもよい。 The transport mechanism for the twisted wire 11 in the electrolytic plating unit 160 is not limited to the bobbin 170k, the bobbin 170l, and the bobbin 170m. For example, instead of providing a bobbin mechanism in the electrolytic plating solution 162, the twisted wire 11 may be bent into a shape having a predetermined curvature or multiple curvatures while being run through the electrolytic plating solution 162, and then pushed out from one side and pulled from the other side for transport. Furthermore, without providing a transport mechanism, the bundled twisted wire 11 may be immersed in the electrolytic plating solution 162, connected to the cathode electrode, and appropriately swung to bring the entire surface of the twisted wire 11 into contact with the electrolytic plating solution 162, thereby performing electrolytic plating.

次に、めっき処理システム１００を用いためっき層１２の形成工程の流れの一例について説明する。 Next, an example of the process flow for forming the plating layer 12 using the plating processing system 100 will be described.

まず、撚り線１１を脱脂ユニット１１０において脱脂液１１２に３～５分間浸漬する。このときの脱脂液１１２の温度は、例えば、４０～６０℃である。これにより、撚り線１１の表面に付着している油脂を除去する。 First, the twisted wire 11 is immersed in the degreasing liquid 112 in the degreasing unit 110 for 3 to 5 minutes. The temperature of the degreasing liquid 112 at this time is, for example, 40 to 60°C. This removes the oil and grease adhering to the surface of the twisted wire 11.

なお、次の表面処理工程において、ブラスト法による粗化処理などの撚り線１１の表面の油脂などを除去する効果を持つ処理を行う場合は、脱脂ユニット１１０による脱脂工程を省略することができる。 In addition, if the next surface treatment step involves a process that has the effect of removing grease and oil from the surface of the twisted wire 11, such as a roughening process using a blasting method, the degreasing process using the degreasing unit 110 can be omitted.

次に、表面処理ユニット１２０において、ブラスト処理による粗化処理とコロナ放電暴露による親水化処理を撚り線１１に施す。 Next, in the surface treatment unit 120, the stranded wire 11 is subjected to a roughening treatment by blasting and a hydrophilic treatment by exposure to corona discharge.

ブラスト処理においては、表面処理装置１２１の１つとしてのブラスト装置の噴射ノズルからドライアイスなどの噴射剤を噴射し、撚り線１１の表面を粗化する。 In the blasting process, a propellant such as dry ice is sprayed from the spray nozzle of a blasting device, which is one of the surface treatment devices 121, to roughen the surface of the stranded wire 11.

ブラスト処理においては、樹脂繊維１０や撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａを制御するため、ブラストの噴射剤の粒径、ブラストの噴射圧力、ブラスト装置の噴射ノズル先端と絶縁体との距離などを適宜設定することができる。例えば、ドライアイスブラスト処理を実施する場合、ドライアイス粒子の粒径を０．３～３ｍｍの範囲、撚り線１１の表面から噴射ノズル先端までの距離を０～１０ｃｍの範囲で設定する。また、ドライアイスブラスト処理は、－８０℃から室温の範囲内の温度条件下で実施する。 In the blasting process, the particle size of the blasting propellant, the blasting injection pressure, the distance between the injection nozzle tip of the blasting device and the insulator, etc. can be set appropriately in order to control the arithmetic mean roughness Ra of the surfaces of the resin fibers 10 and the twisted wires 11. For example, when performing dry ice blasting, the particle size of the dry ice particles is set in the range of 0.3 to 3 mm, and the distance from the surface of the twisted wires 11 to the injection nozzle tip is set in the range of 0 to 10 cm. In addition, the dry ice blasting process is performed under temperature conditions ranging from -80°C to room temperature.

コロナ放電暴露においては、表面処理装置１２１の１つとしてのコロナ処理装置において、撚り線１１を挟んで設置される一対の平板電極の間に高周波高電圧を印加し、コロナ放電を発生させる。これによって、撚り線１１の表面を親水化させ、ぬれ性を向上させる。コロナ処理装置は、２組以上の一対の平板電極を備えていてもよい。 In corona discharge exposure, a corona treatment device, which is one of the surface treatment devices 121, applies a high-frequency high voltage between a pair of flat electrodes placed on either side of the stranded wire 11 to generate a corona discharge. This makes the surface of the stranded wire 11 hydrophilic and improves wettability. The corona treatment device may be equipped with two or more pairs of flat electrodes.

コロナ放電暴露においては、例えば、電圧出力を約９ｋＶ、撚り線１１の表面と放電プローブの先端の距離を数１０ｍｍ、放電プローブの走査速度を０．１５～１５ｍｍ／ｓｅｃとして、大気中、常温下でコロナ放電暴露を実施する。 In the corona discharge exposure, for example, the voltage output is about 9 kV, the distance between the surface of the twisted wire 11 and the tip of the discharge probe is several tens of mm, and the scanning speed of the discharge probe is 0.15 to 15 mm/sec, and the corona discharge exposure is performed in the atmosphere at room temperature.

次に、第１活性化ユニット１３０において、第１活性化液１３２に撚り線１１を１～３分間浸漬する。第１活性化液１３２の温度は、例えば、３０～４０℃である。これにより、撚り線１１の表面に触媒活性層を形成する。具体的には、例えば、第１活性化液１３２としてＰｄ－Ｓｎ粒子のコロイド溶液を用いることにより、高触媒活性を示すＰｄを含むＰｄ－Ｓｎ粒子を撚り線１１の表面に付着させ、触媒活性層を形成する。 Next, in the first activation unit 130, the twisted wire 11 is immersed in the first activation liquid 132 for 1 to 3 minutes. The temperature of the first activation liquid 132 is, for example, 30 to 40°C. This forms a catalytically active layer on the surface of the twisted wire 11. Specifically, for example, by using a colloidal solution of Pd-Sn particles as the first activation liquid 132, Pd-Sn particles containing Pd, which exhibits high catalytic activity, are attached to the surface of the twisted wire 11 to form a catalytically active layer.

次に、第２活性化ユニット１４０において、第２活性化液１４２に撚り線１１を３～６分間浸漬する。第２活性化液１４２の温度は、例えば、３０～５０℃である。これによって、例えば、撚り線１１の表面の触媒活性層から活性度を低下させるＳｎを除去し、触媒活性層の活性度を増加させることができる。 Next, in the second activation unit 140, the twisted wire 11 is immersed in the second activation liquid 142 for 3 to 6 minutes. The temperature of the second activation liquid 142 is, for example, 30 to 50°C. This makes it possible to remove, for example, Sn, which reduces activity, from the catalytically active layer on the surface of the twisted wire 11, and increase the activity of the catalytically active layer.

次に、無電解めっきユニット１５０において、無電解めっき液１５２に撚り線１１を１０分間以下の時間浸漬する。無電解めっき液１５２の温度は、例えば、２０～３０℃である。これによって、撚り線１１の表面に電解めっきのシード層としての無電解めっき層が形成され、撚り線１１の表面が導電化される。無電解めっき液１５２への浸漬時間が長いほど、無電解めっき層の厚みは大きくなる。 Next, in the electroless plating unit 150, the stranded wire 11 is immersed in the electroless plating solution 152 for 10 minutes or less. The temperature of the electroless plating solution 152 is, for example, 20 to 30°C. This forms an electroless plating layer on the surface of the stranded wire 11 as a seed layer for electrolytic plating, making the surface of the stranded wire 11 conductive. The longer the immersion time in the electroless plating solution 152, the thicker the electroless plating layer becomes.

次に、電解めっきユニット１６０において、電解めっき液１６２に撚り線１１を３分間以下の時間浸漬する。撚り線１１の移送速度や電解めっき液１６２への浸漬時間により、電解めっき層の厚みを制御することができる。撚り線１１の移送速度や浸漬時間は、所望のめっき層１２の厚さ、めっき浴（めっき槽に収容された状態のめっき液）の管理状況、めっき浴の経時変化などに応じて、電流密度、めっき浴の濃度、ｐＨ、温度、添加剤の種類などを考慮して最適化される。 Next, in the electrolytic plating unit 160, the twisted wire 11 is immersed in the electrolytic plating solution 162 for 3 minutes or less. The thickness of the electrolytic plating layer can be controlled by the transport speed of the twisted wire 11 and the immersion time in the electrolytic plating solution 162. The transport speed and immersion time of the twisted wire 11 are optimized in consideration of the current density, plating bath concentration, pH, temperature, type of additives, etc., depending on the desired thickness of the plating layer 12, the management status of the plating bath (plating solution contained in a plating tank), changes in the plating bath over time, etc.

電解めっきユニット１６０における電解めっきの具体的な条件の例は、以下の表３に示すとおりである。表３における「浴温度」、「浴電圧」は、それぞれめっき浴の温度、めっき浴中におけるアノード１６３と、カソードとしてのボビン１７０ｋ及びボビン１７０ｍとの間の電圧である。 Specific examples of electrolytic plating conditions in the electrolytic plating unit 160 are shown in Table 3 below. In Table 3, "bath temperature" and "bath voltage" refer to the temperature of the plating bath and the voltage between the anode 163 and the bobbins 170k and 170m serving as cathodes in the plating bath, respectively.

上述の電解めっきによって、無電解めっき層の表面に電解めっき層が形成される。この無電解めっき層と電解めっき層の積層体からめっき層１２が構成される。以上の工程を経ることより、本実施の形態に係る導電性繊維１が得られる。 By the electrolytic plating described above, an electrolytic plating layer is formed on the surface of the electroless plating layer. The plating layer 12 is composed of this laminate of the electroless plating layer and the electrolytic plating layer. By going through the above steps, the conductive fiber 1 according to the present embodiment is obtained.

なお、図３では記載を省略しているが、上記の各工程の間においては、前工程の薬剤残留が原因の不良が発生しないように、純水で撚り線１１の洗浄（超音波洗浄、揺動洗浄、流水洗浄など）を行うことが好ましい。 Although not shown in FIG. 3, it is preferable to clean the stranded wire 11 with pure water (ultrasonic cleaning, vibration cleaning, running water cleaning, etc.) between each of the above steps to prevent defects caused by residual chemicals from the previous step.

また、各工程において適した撚り線１１の移送速度を得るため、ボビン１７０ａ～１７０ｍの各々について、ギア比（回転半径）を調整して回転数を最適化することが好ましい。そのため、工程間経路中での移送速度変更や一時待機が任意で実施できるように、各ユニットの間にバッファをもたせた回転機構を配備することが好ましい。 In addition, in order to obtain an appropriate transport speed for the twisted wire 11 in each process, it is preferable to optimize the rotation speed for each of the bobbins 170a to 170m by adjusting the gear ratio (radius of rotation). Therefore, it is preferable to provide a rotation mechanism with a buffer between each unit so that the transport speed can be changed or temporary waiting can be performed as desired between processes.

（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、めっき層が均質かつ撚り線とめっき層の密着性が高く、様々な用途において信頼性の高い導電性繊維を提供することができる。 (Effects of the embodiment)
According to the above embodiment, the plating layer is homogeneous and has high adhesion between the stranded wire and the plating layer, making it possible to provide a highly reliable conductive fiber for a variety of applications.

上記第１の実施の形態に係る導電性繊維１を製造し、粗化処理後の撚り線１１やめっき層１２を構成する無電解めっき層及び電解めっき層の状態を評価した。本実施例においては、撚り線１１として直径約２００μｍのポリエチレン繊維の撚り線を用いて、めっき層１２として銅めっき層を形成した。 The conductive fiber 1 according to the first embodiment was manufactured, and the state of the twisted wire 11 and the electroless plating layer and electrolytic plating layer constituting the plating layer 12 after the roughening treatment was evaluated. In this example, a twisted polyethylene fiber wire with a diameter of about 200 μm was used as the twisted wire 11, and a copper plating layer was formed as the plating layer 12.

また、撚り線１１には、めっき層１２の形成前に、表面処理としてドライアイスブラスト処理による粗化処理と、コロナ放電暴露による親水化処理を施した。 Before the plating layer 12 was formed, the stranded wire 11 was subjected to a surface treatment, which consisted of a roughening treatment using dry ice blasting and a hydrophilic treatment using exposure to corona discharge.

ドライアイスブラスト処理には、（株）協同インターナショナル製のドライアイス洗浄装置であるスーパーブラストＤＳＣ－ＶＲｅｂｏｒｎ及びＤＳＣ－Ｉを用いた。ドライアイス粒子の粒径は０．３ｍｍ、撚り線１１の表面から噴射ノズル先端までの距離は１０ｃｍ、ドライアイスの噴射圧力は０．６ＭＰａに設定した。また、ドライアイスブラスト処理は、２０℃（常温）の温度条件下で実施した。 For the dry ice blasting treatment, Superblast DSC-V Reborn and DSC-I, dry ice cleaning devices manufactured by Kyodo International Co., Ltd., were used. The particle size of the dry ice particles was set to 0.3 mm, the distance from the surface of the stranded wire 11 to the tip of the spray nozzle was set to 10 cm, and the dry ice spray pressure was set to 0.6 MPa. The dry ice blasting treatment was carried out at a temperature of 20°C (room temperature).

コロナ放電暴露には、信光電気計装（株）製のコロナ放電表面親水化装置であるコロナフィット（ＣＦＡ－５００型）を用いた。電圧出力を約９ｋＶ、撚り線１１の表面と放電プローブの先端の距離を数１０ｍｍ、放電プローブの走査速度を１５ｍｍ／ｓｅｃとして、大気中、常温下で撚り線１１をコロナ放電光に暴露させた。 For the corona discharge exposure, a corona discharge surface hydrophilization device, Coronafit (CFA-500 model), manufactured by Shinko Electric Instrumentation Co., Ltd., was used. The stranded wire 11 was exposed to the corona discharge light in the atmosphere at room temperature with a voltage output of approximately 9 kV, a distance of several tens of mm between the surface of the stranded wire 11 and the tip of the discharge probe, and a scanning speed of the discharge probe of 15 mm/sec.

図４は、粗化処理後の撚り線１１の表面のレーザー顕微鏡像である。図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図４中の直線Ａ、Ｂ上における、レーザー顕微鏡の観察像より測定した撚り線１１の表面の凹凸を示すグラフである。 Figure 4 is a laser microscope image of the surface of the twisted wire 11 after roughening treatment. Figures 5(a) and (b) are graphs showing the surface irregularities of the twisted wire 11 measured from the laser microscope image on the lines A and B in Figure 4, respectively.

図４中の直線Ａは、撚り線１１を構成する１本の樹脂繊維１０の長さ方向に沿っている。すなわち、図５（ａ）のグラフから求められる表面粗さは、樹脂繊維１０の表面粗さである。図５（ａ）のグラフから求められた樹脂繊維１０の算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さＲＭＳ、最大高さＲｙは、それぞれ、０．１１９μｍ、０．１３９μｍ、０．６１μｍであった。 Straight line A in Figure 4 runs along the length direction of one of the resin fibers 10 that make up the twisted wire 11. That is, the surface roughness obtained from the graph in Figure 5(a) is the surface roughness of the resin fiber 10. The arithmetic mean roughness Ra, root mean square roughness RMS, and maximum height Ry of the resin fiber 10 obtained from the graph in Figure 5(a) were 0.119 μm, 0.139 μm, and 0.61 μm, respectively.

図４中の直線Ｂは、撚り合わされた複数の樹脂繊維１０に跨がって、撚り線１１の長さ方向に直行する方向に延びている。すなわち、図５（ｂ）のグラフから求められる表面粗さは、複数の樹脂繊維１０が撚り合わされた撚り線１１の表面粗さである。図５（ｂ）のグラフから求められた撚り線１１の算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さＲＭＳ、最大高さＲｙは、それぞれ、２．７３μｍ、３．２４μｍ、１２．９９μｍであった。 Straight line B in FIG. 4 extends across the multiple twisted resin fibers 10 in a direction perpendicular to the length direction of the twisted wire 11. In other words, the surface roughness obtained from the graph in FIG. 5(b) is the surface roughness of the twisted wire 11 in which multiple resin fibers 10 are twisted together. The arithmetic mean roughness Ra, root mean square roughness RMS, and maximum height Ry of the twisted wire 11 obtained from the graph in FIG. 5(b) were 2.73 μm, 3.24 μm, and 12.99 μm, respectively.

図６（ａ）は、図４に示される撚り線１１上に形成された無電解めっき層の表面の光学顕微鏡像である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示される無電解めっき層上に形成された電解めっき層の表面の光学顕微鏡像である。 Figure 6(a) is an optical microscope image of the surface of the electroless plating layer formed on the stranded wire 11 shown in Figure 4. Figure 6(b) is an optical microscope image of the surface of the electrolytic plating layer formed on the electroless plating layer shown in Figure 6(a).

図６（ａ）、（ｂ）から、図４に示される撚り線１１上に均質なめっき層１２が形成されていることが確認できる。 From Figures 6(a) and (b), it can be seen that a homogeneous plating layer 12 is formed on the twisted wire 11 shown in Figure 4.

樹脂繊維１０の表面粗さと、めっき層１２の均質性及び撚り線１１との密着性との関係を調べたところ、樹脂繊維１０の表面の算術平均粗さＲａが約０．１μｍ以上であるときに、均質性及び撚り線１１との密着性に優れためっき層１２が得られることが確認された。さらに、撚り線１１の表面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上であるという条件を併せて満たすときには、めっき層１２の均質性及び撚り線１１との密着性がより高くなることが確認された。 When the relationship between the surface roughness of the resin fiber 10 and the homogeneity of the plating layer 12 and its adhesion to the twisted wire 11 was investigated, it was confirmed that when the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber 10 is approximately 0.1 μm or more, a plating layer 12 with excellent homogeneity and adhesion to the twisted wire 11 can be obtained. Furthermore, it was confirmed that when the condition that the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire 11 is 1 μm or more is also satisfied, the homogeneity of the plating layer 12 and its adhesion to the twisted wire 11 are further improved.

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。 (Summary of the embodiment)
Next, the technical ideas grasped from the above-described embodiment will be described by using the reference numerals and the like in the embodiment. However, the reference numerals and the like in the following description do not limit the components in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiment.

［１］撚り合わされた複数の樹脂繊維（１０）からなる撚り線（１１）と、撚り線（１１）の表面を被覆するめっき層（１２）と、を備え、樹脂繊維（１０）の表面の算術平均粗さＲａが樹脂繊維（１０）の直径の１．０％以上である、導電性繊維（１）。 [1] A conductive fiber (1) comprising a twisted wire (11) made of a plurality of twisted resin fibers (10) and a plating layer (12) that covers the surface of the twisted wire (11), in which the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber (10) is 1.0% or more of the diameter of the resin fiber (10).

［２］撚り線（１１）の表面の算術平均粗さＲａが撚り線（１１）の直径の０．５％以上である、上記［１］に記載の導電性繊維（１）。 [2] The conductive fiber (1) described in [1] above, in which the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire (11) is 0.5% or more of the diameter of the twisted wire (11).

［３］樹脂繊維（１０）がポリエチレンからなる、上記［１］又は［２］に記載の導電性繊維（１）。 [3] Conductive fiber (1) described in [1] or [2] above, in which the resin fiber (10) is made of polyethylene.

［４］電線（２１）と、編まれた複数の導電性繊維（１）から構成され、電線（２１）の周囲を覆う編組シールド（２２）と、編組シールド（２２）を覆うジャケット（２３）と、を備え、導電性繊維（１）は、撚り合わされた複数の樹脂繊維（１０）からなる撚り線（１１）と、撚り線（１１）の表面を直接被覆するめっき層（１２）と、を備え、樹脂繊維（１０）の表面の算術平均粗さＲａが樹脂繊維（１０）の直径の１．０％以上である、ケーブル（２０）。 [4] A cable (20) comprising an electric wire (21) and a plurality of braided conductive fibers (1), a braided shield (22) surrounding the electric wire (21), and a jacket (23) covering the braided shield (22), the conductive fiber (1) comprising a stranded wire (11) consisting of a plurality of twisted resin fibers (10) and a plating layer (12) directly covering the surface of the stranded wire (11), the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fibers (10) being 1.0% or more of the diameter of the resin fibers (10).

［５］撚り線（１１）の表面の算術平均粗さＲａが撚り線（１１）の直径の０．５％以上である、上記［４］に記載のケーブル。 [5] The cable described in [4] above, in which the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the stranded wire (11) is 0.5% or more of the diameter of the stranded wire (11).

［６］樹脂繊維（１０）がポリエチレンからなる、上記［４］又は［５］に記載のケーブル。 [6] A cable as described in [4] or [5] above, in which the resin fiber (10) is made of polyethylene.

［７］撚り合わされた複数の樹脂繊維（１０）からなる撚り線（１１）の表面に粗化処理を施す工程と、前記粗化処理の後、撚り線（１１）の表面にめっき処理を施してめっき層（１２）を形成する工程と、を含み、前記粗化処理により、樹脂繊維（１０）の表面の算術平均粗さＲａを樹脂繊維（１０）の直径の１．０％以上にする、導電性繊維（１）の製造方法。 [7] A method for producing a conductive fiber (1), comprising the steps of: roughening the surface of a twisted wire (11) made of a plurality of twisted resin fibers (10); and, after the roughening, plating the surface of the twisted wire (11) to form a plating layer (12), in which the roughening makes the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fiber (10) 1.0% or more of the diameter of the resin fiber (10).

［８］前記粗化処理により、撚り線（１１）の表面の算術平均粗さＲａを撚り線（１１）の直径の０．５％以上にする、上記［７］に記載の導電性繊維（１）の製造方法。 [8] A method for producing the conductive fiber (1) described in [7] above, in which the roughening treatment causes the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire (11) to be 0.5% or more of the diameter of the twisted wire (11).

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention.

また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Furthermore, the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential means for solving the problems of the invention.

１導電性繊維
１０樹脂繊維
１１撚り線
１２めっき層 REFERENCE SIGNS LIST 1 conductive fiber 10 resin fiber 11 stranded wire 12 plating layer

Claims

A stranded wire in which a plurality of resin fibers made of polyethylene or fluorine-based resin are twisted together;
a plating layer that covers a surface of the stranded wire;
Equipped with
The diameter of the stranded wire is 40 μm or more and 300 μm or less,
The diameter of the resin fiber is 10 μm or more and 300 μm or less, and is smaller than the diameter of the stranded wire,
a surface of the twisted wire has irregularities in which, in a state in which the plurality of resin fibers are twisted together, an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fibers along the length direction of the plurality of resin fibers is 1.0% or more and 7.0% or less of a diameter of the resin fibers, and an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire along a circumferential direction of the twisted wire is 0.5% or more and 7.5% or less of a diameter of the twisted wire ;
The plating layer is uniformly formed on the surface of the stranded wire.
Conductive fiber.

Electric wires and
A braided shield that is made of a plurality of woven conductive fibers and covers the electric wire;
A jacket covering the braided shield;
Equipped with
The conductive fiber is
A stranded wire in which a plurality of resin fibers made of polyethylene or fluorine-based resin are twisted together;
a plating layer that directly covers a surface of the stranded wire;
Equipped with
The diameter of the stranded wire is 40 μm or more and 300 μm or less,
The diameter of the resin fiber is 10 μm or more and 300 μm or less, and is smaller than the diameter of the stranded wire,
a surface of the twisted wire has irregularities in which, in a state in which the plurality of resin fibers are twisted together, an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fibers along the length direction of the plurality of resin fibers is 1.0% or more and 7.0% or less of a diameter of the resin fibers, and an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire along a circumferential direction of the twisted wire is 0.5% or more and 7.5% or less of a diameter of the twisted wire ;
The plating layer is uniformly formed on the surface of the stranded wire.
cable.

A step of subjecting a surface of a stranded wire in which a plurality of resin fibers made of polyethylene or fluorine-based resin are twisted together to a roughening treatment;
After the roughening treatment, a step of plating the surface of the stranded wire while maintaining a constant tension and transporting the stranded wire at a desired speed to form a plating layer;
Including,
The diameter of the stranded wire is 40 μm or more and 300 μm or less,
The diameter of the resin fiber is 10 μm or more and 300 μm or less, and is smaller than the diameter of the stranded wire,
In the step of roughening, the roughening treatment is performed on the surface of the twisted wire using dry ice blasting, so that, in a state in which the plurality of resin fibers are twisted together, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the resin fibers along the length direction of the plurality of resin fibers is 1.0% to 7.0% of the diameter of the resin fibers, and the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the twisted wire along the circumferential direction of the twisted wire is 0.5% to 7.5% of the diameter of the twisted wire , forming irregularities on the surface of the twisted wire;
In the step of forming the plating layer, the plating layer is formed uniformly on the surface of the stranded wire.
A method for producing conductive fibers.