(57)【要約】【課題】本発明の目的は、金属繊維を用いた場合のような重量性、嵩高性、腐食性を解消するとともに金属被覆繊維を用いた場合の歪み変形による劣化を防止することができるフィルタ用メッシュシートを提供することにある。【解決手段】フィルタ用メッシュシートは、高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸により織成されるとともに経糸１及び緯糸２の交絡点が熱融着により一体化されて境目のない表面に形成されたメッシュ本体と、メッシュ本体の表面全体を被覆するように形成された耐蝕性を有する金属被膜３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸により織成されるとともに経糸及び緯糸の交絡点が熱融着により一体化されて境目のない表面に形成されたメッシュ本体と、前記メッシュ本体の表面全体を被覆するように形成された耐蝕性を有する金属被膜とを備えていることを特徴とするフィルタ用メッシュシート。
【請求項２】
前記糸は、モノフィラメントであり、鞘成分が１０重量％〜６０重量％である芯鞘構造繊維からなることを特徴とする請求項１に記載のメッシュシート。
【請求項３】
前記金属被膜は、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銀のいずれか一種の金属若しくはその合金からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のメッシュシート。
【請求項４】
前記金属被膜は、０.０１μｍ〜１.０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のメッシュシート。
【請求項５】
１ＭＰａの荷重下における厚さ方向の抵抗値は、０．０１ｍΩ・ｃｍ2〜５０．０ｍΩ・ｃｍ2であ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メッシュシート。
【請求項６】
高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸を用いてメッシュ本体を織成し、織成された前記メッシュ本体を加熱して経糸及び緯糸の交絡点を熱融着させて境目のない表面に一体形成し、交絡点が熱融着された前記メッシュ本体の表面全体を覆うように金属被膜を形成することを特徴とするフィルタ用メッシュシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性フィルタに用いるメッシュシート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より気体又は液体を濾過する場合に導電性フィルタが用いられており、例えば、特許文献１では、気体を帯電させておき、反対の電位に帯電させた導電性フィルタを通過させることで静電吸着により気体を濾過する浄化装置が提案されている。また、特許文献２では、導電性フィルタに積極的に通電させることにより細菌類を死滅させる浄化装置が記載されている。
【０００３】
こうした浄化装置に使用される導電性フィルタは、鉄、ニッケル、銅等からなる金属繊維や繊維状の活性炭を用いた織物または不織布が使用されているが、金属繊維を用いる導電性フィルタでは、重さや厚みの点で不利であるとともに、形状の複雑な浄化装置において複雑な形状で用いる場合には、形状追随性の面で十分対応することができない欠点がある。
【０００４】
また、浄化装置に金属繊維を用いる場合、その利用環境によって厳しい耐蝕性が要求される場合が多い。耐蝕性を要求される場合には、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銀等の金属で代替することで対応可能であるが、これらの金属では、繊維状に形成することが難しく、繊維状に形成できたとしても非常に高価なものにならざるを得ない。
【０００５】
金属繊維以外の導電性繊維としては、例えば、特許文献３では、耐腐食性金属により合成繊維等を被覆した金属被覆繊維が提案されているが、こうした金属被覆繊維を用いて織物や編物を製造する場合に金属被覆膜へのダメージが問題となり、最終製品の導電性能に影響を及ぼすことは避けられない。
【０００６】
また、ポリエステル繊維等の合成繊維で織成された織物に、無電解メッキ等で金属を被覆した織物が提案されている（例えば、特許文献４参照）が、こうした金属被覆織物をフィルタとして用いる場合、取り付ける際の歪み張力などにより金属被膜に亀裂が生ずることがある。さらに、気体又は液体の濾過中に、通過する気体又は液体により加わる圧力により、金属被膜に亀裂が生じやすくなる。こうした金属被膜の亀裂部分から気体又は液体が侵入して合成繊維の劣化が生じてその性能が損なわれることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３２３５７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８３１１号公報
【特許文献３】特開２００２−２６６２３７号公報
【特許文献４】特開２００７−５６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、金属繊維を用いた場合のような重量性、嵩高性、腐食性を解消するとともに金属被覆繊維を用いた場合の歪み変形による劣化を防止することができるフィルタ用メッシュシート及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るフィルタ用メッシュシートは、高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸により織成されるとともに経糸及び緯糸の交絡点が熱融着により一体化されて境目のない表面に形成されたメッシュ本体と、前記メッシュ本体の表面全体を被覆するように形成された耐蝕性を有する金属被膜とを備えていることを特徴とする。さらに、前記糸は、モノフィラメントであり、鞘成分が１０重量％〜６０重量％である芯鞘構造繊維からなることを特徴とする。さらに、前記金属被膜は、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銀のいずれか一種の金属若しくはその合金からなることを特徴とする。さらに、前記金属被膜は、０.０１μｍ〜１.０μｍの厚さを有することを特徴とする。さらに、１ＭＰａの荷重下における厚さ方向の抵抗値は、０．０１ｍΩ・ｃｍ2〜５０．０ｍΩ・ｃｍ2であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るフィルタ用メッシュシートの製造方法は、高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸を用いてメッシュ本体を織成し、織成された前記メッシュ本体を加熱して経糸及び緯糸の交絡点を熱融着させて境目のない表面に一体形成し、交絡点が熱融着された前記メッシュ本体の表面全体を覆うように金属被膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、高分子材料を主成分とするとともに鞘成分に熱融着性を有する芯鞘構造繊維からなる糸により織成されるとともに経糸及び緯糸の交絡点が熱融着により一体化されて凹みのない表面に形成されたメッシュ本体を用いているので、金属繊維よりも軽量で薄く形成でき、高い柔軟性を有しているので、様々な形状に追随することができる。
【００１２】
また、経糸及び緯糸の交絡点が熱融着されているので、湾曲変形したり引張ったりしても糸がずれることがなく、表面に形成された金属被膜に亀裂がほとんど生じることがなくなる。また、熱融着された交絡点部分を境目のない表面に一体形成されるので、金属被膜が形成しにくい境目がなく均等な膜厚で金属被膜を形成することができ、金属被膜に亀裂が生じにくくなる。したがって、従来の金属被覆織物のように金属被膜に亀裂が生じて導電性が劣化するのを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るメッシュシートに関する斜視図である。
【図２】加熱前及び加熱後のメッシュ本体に関する断面図である。
【図３】熱融着されていないメッシュシートの交絡点部分を観察した写真である。
【図４】熱融着されたメッシュシートの交絡点部分を観察した写真である。
【図５】熱融着されていないメッシュシートの交絡点を拡大した写真である。
【図６】熱融着されたメッシュシートの交絡点を拡大した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳しく説明する。図１は、本発明に係るメッシュシートに関する斜視図である。経糸１及び緯糸２を平織りでメッシュ状に織成してメッシュ本体が形成されており、経糸１及び緯糸２の交絡点は熱融着されて交絡点部分の表面に境目のないように一体形成されている。そして、メッシュ本体の表面は金属被膜３により覆われている。
【００１５】
メッシュ本体に使用される繊維は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリオレフィンなどの高分子材料を主成分とする芯鞘構造繊維で、鞘部に熱融着性を備えているものが好ましい。芯鞘構造を形成する上ではポリエステルが好ましいが、これに限定されるものではなく、鞘部の融点が芯部より低いものであれば両者の高分子材料が異なっていてもかまわない。芯部と鞘部との間の融点の温度差は、２０℃以上であることが望ましい。温度差が２０℃未満であると、交絡点の熱融着の際に芯部が軟化して繊維の強度に影響が生じるようになる。
【００１６】
また、繊維全体に対する鞘成分の重量比は、１０重量％〜６０重量％に設定されたものあることが好ましい。１０重量％未満では熱融着による交絡点の接着強度が弱くなり、６０重量％を超えるとメッシュ本体自体の強度が低下する。
【００１７】
金属被膜３に用いる金属としては、被膜形成が可能なものであれば使用することができるが、フィルタとして用いる場合には、耐蝕性金属を用いることが好ましく、金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、銀が挙げられる。なお、これらの金属のいずれかを含む合金を用いてもよい。金属被膜３の膜厚は、０．０１μｍ〜１．０μｍが好ましい。膜厚が０．０１μｍよりも薄いと耐蝕性が低下し、１．０μｍよりも厚いとコストが高くなる。
【００１８】
経糸１及び緯糸２は、モノフィラメントを用いると金属被膜を容易に形成することができ、金属被膜の亀裂が生じにくくなる。また、経糸１及び緯糸２は、メッシュ状のフィルタとして用いる場合、繊度１５ｄｔｅｘ〜１００ｄｔｅｘのモノフィラメントが好ましく、経糸密度及び緯糸密度はそれぞれ１０本／ｃｍ〜１００本／ｃｍの範囲で織成するとよい。
【００１９】
織成されたメッシュ本体は、精錬工程が施される。精錬工程では、糸に付着した油剤を除去できればよく特に限定されるものではない。精錬されたメッシュ本体は、熱セット工程が施される。熱セット工程では、メッシュ本体を加熱して経糸と緯糸の交絡点を熱溶融着することで形状保持性を持たせることができる。加熱温度は、鞘部の融点よりも高く芯部の融点よりも低い温度に設定すればよく、鞘部の融点よりも５℃〜２０℃高い温度が好ましい。加熱時間は、経糸及び緯糸の交絡点において鞘部が熱融着して一体化するのに必要な時間に設定する。加熱方法としては、例えば、セッターのような熱風を利用する方法やカレンダーのような接触により加熱する方法を使用することができる。
【００２０】
図２は、加熱前及び加熱後のメッシュ本体に関する断面図である。図２（ａ）に示す加熱前の状態では、経糸１及び緯糸２の交絡点部分では、境目Ｓが生じているが、図２（ｂ）に示す加熱後の状態では、糸の鞘部が熱融着して境目Ｓの部分が埋まるように一体化して境目のない状態となる。境目Ｓが有る状態でメッシュ本体に金属被膜を形成する場合に境目Ｓでは金属被膜を均等の厚さで形成することが難しくなる。そのため、経糸及び緯糸の交絡点では金属被膜の亀裂が生じやすくなる。
【００２１】
これに対して、交絡点部分が熱融着して境目のない状態では、交絡点部分でも金属被膜が均等な厚みで形成することができ、金属被膜に亀裂が生じにくくなる。また、交絡点が固定されることで、メッシュ本体の形状が安定して保持されるようになり、金属被膜の亀裂等による導電性の劣化を防止することができる。
【００２２】
熱セットされたメッシュ本体は、金属被膜の形成工程が施される。金属被膜の形成方法は、メッキ法、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法を用いればよいが、金属被膜の厚みの調整が容易でメッシュ本体に対する熱負荷が小さいメッキ法が好ましい。
【００２３】
メッキ法では、メッシュ本体に一連の前処理工程（コンデショナー、触媒付与、活性化）を施した後、上述した耐蝕性金属を公知の無電解メッキ処理又は電解メッキ処理により被膜形成する。メッシュ本体の金属被膜の密着性を向上させるために、糸の表面に微細な凹凸を発現させる前処理やニッケル等を下地として付着させる前処理を行った後に耐蝕性金属をメッキ処理してもよい。
【実施例】
【００２４】
［実施例１］
芯鞘構造をもち、鞘部の融点が芯部より低いポリエステル樹脂製モノフィラメント３０ｄｔｅｘ（鞘成分率（重量％）約２５％、鞘部の融点１６０〜１７０℃；ＫＢセーレン株式会社製ベルカップル）を経糸と緯糸に使用し、各々の糸密度を７９本／ｃｍで平織りしてメッシュ本体を製織した。メッシュ本体を湯洗（６０℃で１分間）、乾燥（８０℃で１分間）、熱セット（１９０℃で１分間）を行い、経糸及び緯糸の交絡点を熱融着して固定した。
【００２５】
前記織物を以下のメッキ前処理を行った。なお、薬剤は、すべて奥野製薬工業株式会社製である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
次に、以下の処方でメッシュ本体に無電解パラジウムメッキ処理を行った。
パラトップＮＡ  １００ｃｃ／Ｌ
パラトップＮＢ  １００ｃｃ／Ｌ
６０℃で１２．５分浸漬し、パラジウム被膜をメッシュ本体の表面全体に形成してメッシュシートを製造した。メッシュシートの金属被膜の膜厚は約０．５μｍであった。
【００２８】
次に、製造されたメッシュシートの形状保持性を確認するため、メッシュシートの引張試験を行った。比較にため、経糸及び緯糸の交絡点が熱融着されていないメッシュ本体に同様の無電解パラジウムメッキ処理を施したメッシュシートを準備した。
【００２９】
引張試験機（トーヨーボールドウィン株式会社製：型式テンシロンＵＴＭ−４−１００）を用いて、バイアス４５度に幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状にカットし、その両端を引張試験機にセットして０．５ｋｇの引張荷重を加えた。
【００３０】
図３は、熱融着されていないメッシュシートの交絡点を顕微鏡で観察した写真であり、図４は、熱融着されたメッシュシートの交絡点を顕微鏡で観察した写真である。図４に示すように、熱融着された交絡点は境目のない表面に形成されている。
【００３１】
図５は、熱融着されていないメッシュシートの交絡点を拡大した写真であり、図６は、熱融着されたメッシュシートの交絡点を拡大した写真である。図６に示すように、本願発明のメッシュシートでは金属被膜に亀裂は見られなかったが、図５に示す熱融着されていないメッシュシートでは、交絡点部分において経糸及び緯糸のずれが見られて金属被膜に亀裂が生じていた。
【００３２】
［実施例２］
実施例１と同様に製織して経糸及び緯糸の交絡点を熱融着させたメッシュ本体を用いて、以下のメッキ前処理を行った。薬剤は、すべて奥野製薬工業株式会社製である。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
その後、以下の無電解ニッケルメッキ処理を行った。
硫酸ニッケル・６水和物          １０.５ｇ／Ｌ
次亜リン酸ナトリウム・１水和物  １２.０ｇ／Ｌ
アンモニア（２８％）            ３０ｃｃ／Ｌ    
グリシン                        ４.５ｇ／Ｌ
クエン酸                        ５.８ｇ／Ｌ
チオグリコール酸                ０.００１ｇ／Ｌ
メッシュ本体を３５℃で５分間浸漬し、下地のニッケル被膜を形成した。ニッケル被膜を形成したメッシュ本体を軽い酸活性と水洗後、以下の処理にて置換金メッキ処理を行った。
ムデンノーブルＡＵ−１    ５００ｃｃ／Ｌ
ムデンノーブルＡＵ−２    ２００ｃｃ／Ｌ
ムデンノーブルＡＵ−３    １００ｃｃ／Ｌ
メッシュ本体を６５℃で２０分間浸漬し、メッシュ本体に金被膜を形成してメッシュシートを製造した。形成された金被膜は、膜厚約０.０５μｍであった。
【００３５】
［実施例３］
芯鞘構造をもち、鞘部の融点が芯部より低いポリエステル樹脂製モノフィラメント３０ｄｔｅｘ（鞘成分率（重量％）約３０％、鞘部の融点約２０５℃；帝人株式会社製）を経糸と緯糸に使用し、経糸密度４７本／ｃｍ、緯糸密度４３本／ｃｍで平織りしてメッシュ本体を製織した。メッシュ本体を湯洗（６０℃で１分間）、乾燥（８０℃で１分間）、熱セット（２１０℃で１分間）を行い、経糸及び緯糸の交絡点を熱融着して固定した。
【００３６】
前記織物を以下のメッキ前処理を行った。なお、薬剤は、すべて奥野製薬工業株式会社製である。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
次に、以下の処方でメッシュ本体を無電解パラジウムメッキ処理を行った。
パラトップＮＡ  ５０ｃｃ／Ｌ
パラトップＮＢ  １００ｃｃ／Ｌ
メッシュ本体を５０℃で３分間浸漬し、メッシュ本体にパラジウム被膜を形成してメッシュシートを製造した。メッシュシートに形成された金属被膜は、膜厚約０．０５μｍであった。
【００３９】
［耐蝕性確認試験］
実施例１から３で得られたメッシュシートを硫酸酸性液（ｐＨ２.５）に浸漬して８０℃で１００時間放置し、浸漬前後におけるメッシュシートの厚さ方向の抵抗値を測定した。
【００４０】
メッシュシートの厚さ方向の抵抗値の測定方法は、正方形状（２ｃｍ×２ｃｍ）の金メッキされたアダプタ間にメッシュシートを挟み込み、１ＭＰａの荷重をアダプタに加えて厚み方向の抵抗値をミリオームハイテスター（日置電気株式会社製）により測定した。表４に測定結果を示す。表４中の抵抗値の単位ｍΩ・ｃｍ2は、測定値（ｍΩ）にアダプタの測定面積である４ｃｍ2を掛けたものである。なお、比較例１として、実施例２において下地の無電解ニッケルメッキ処理のみ行ったメッシュ本体についても試験を行った。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
比較例では、メッシュ本体の表面にほとんど金属被膜が残っておらず、糸が露出するようになっていた。これに対して、各実施例では、外観変化もなく抵抗値にも増加しておらず、金属被膜の腐蝕がほとんど見られないことがわかる。
【符号の説明】
【００４３】
１    経糸
２    緯糸
３    金属被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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