(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）支持層；及び
（Ｂ）金属層
を含有し、
前記金属層（Ｂ）がアモルファス薄膜であり、且つ
前記金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の少なくとも一方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている金属層付きシートを撚り合わせてなる繊維。
【請求項２】
前記金属層付きシートの厚さが３μｍ〜３０μｍである、請求項１に記載の繊維。
【請求項３】
前記金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の両方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている、請求項１又は２に記載の繊維。
【請求項４】
前記金属層（Ｂ）が、銅、銅合金、銀及びアルミからなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維。
【請求項５】
前記銅合金が銅ニッケル合金である、請求項４に記載の繊維。
【請求項６】
前記金属層（Ｂ）が、３ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の繊維。
【請求項７】
前記金属層（Ｂ）が、スパッタリングにより形成されたものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維。
【請求項８】
電線の編組シールドを編組するために用いられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維で編組されてなる編組シールドを含有する、電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規繊維、その用途、及びその製造方法に関する。特に、シールド電線の編組シールドを編組するために用いられる繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部の電気的ノイズの影響から守るため、線心の周りを編組シールドで取り囲んだ構成を有するシールド電線が用いられている。
【０００３】
この編組シールドを編組するために、従来は銅線、及び銅などの金属箔を合繊繊維と撚り合わせ糸にしたものが用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平７−９４０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シールド電線の編組シールドを編組するために従来用いられている、銅線等の金属線は、軽量化及び柔軟性に限界があった。
【０００６】
そこで、本発明は、シールド電線の編組シールドを編組するために従来用いられている金属線を代替でき、より軽量かつ柔軟な繊維を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ね、支持層及び金属層を有する金属層付きシートを撚り合わせてなる繊維は、シールド電線の編組シールドを編組するために従来用いられている金属線を代替でき、より軽量かつ柔軟であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてさらなる試行錯誤を経て完成されたものであり、以下の態様を含む。
項１．
（Ａ）支持層；及び
（Ｂ）金属層
を含有し、
前記金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の少なくとも一方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている金属層付きシートを撚り合わせてなる繊維。
項２．
前記金属層付きシートの厚さが３μｍ〜３０μｍである、項１に記載の繊維。
項３．
前記金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の両方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている、項１又は２に記載の繊維。
項４．
前記金属層（Ｂ）が、銅、銅合金、銀及びアルミからなる群より選択される少なくとも一種を含有する、項１〜３のいずれか一項に記載の繊維。
項５．
前記銅合金が銅ニッケル合金である、項４に記載の繊維。
項６．
前記金属層（Ｂ）が、３ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２配置されている、項１〜５のいずれか一項に記載の繊維。
項７．
前記金属層（Ｂ）が、スパッタリングにより形成されたものである、項１〜６のいずれか一項に記載の繊維。
項８．
電線の編組シールドを編組するために用いられる、項１〜７のいずれか一項に記載の繊維。
項９．
項１〜７のいずれか一項に記載の繊維で編組されてなる編組シールドを含有する、電線。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シールド電線の編組シールドを編組するために従来用いられている金属線を代替でき、より軽量かつ柔軟な繊維を提供することができる。より好ましい本発明の態様では、従来の金属線よりもシールド性能がより向上した繊維を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スパッタリング装置の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．金属層付きシート
本発明で用いる金属層付きシートは、
（Ａ）支持層；及び
（Ｂ）金属層
を含有し、
前記金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の少なくとも一方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている金属層付きシートである。
【００１１】
特に限定されないが、金属層付きシートは、厚さが３μｍ〜２０μｍであれば好ましい。
【００１２】
本発明で用いる金属層付きシートは、本発明の繊維を撚り合わせるために用いられる。この点で、本発明で用いる金属層付きシートのサイズは、通常、幅が５００ｍｍ〜２０００ｍｍであるが、特にこれに限定されず、製造装置で対応可能な限界まで広い幅とすることができる。
１．１  支持層（Ａ）
支持層（Ａ）は、特に限定されず、繊維の用途に応じて幅広く選択することができる。
【００１３】
支持層（Ａ）は、特に限定されないが、シート状であってもよいし、フィルム状であってもよい。
【００１４】
支持層（Ａ）がシート状である場合、織物であってもよいし、不織布であってもよいし、編み物であってもよい。
【００１５】
不織布は、湿式又は乾式によって形成されるシート状のものでも良い。素材はポリエステル、ナイロン他、スパッタリングに適した公定水分率の低い素材が好ましい。
【００１６】
支持層（Ａ）が織物である場合、それを構成する繊維は、特に限定されないが、合成繊維であってもよい。
【００１７】
前記合成繊維の線径は、好ましくは、３〜５０μｍである。当該線径が５０μｍ以下であると、高低差が小さくなり、コーティング層が膜状になりやすく、導通が安定する。一方、３μｍ以上であると、装置内で破断しにくく、加工がしやすい。
【００１８】
本発明における合成繊維は、好ましくは、ポリエステル繊維などの公定水分率が低い素材である。
【００１９】
当該ポリエステル繊維を構成するポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（例、ポリエチレン−２，６−ナフタレート）等が挙げられる。
【００２０】
前記合成繊維は、好ましくは、モノフィラメントである。
【００２１】
支持層（Ａ）がシートである場合、その素材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステルフィルム、含フッ素ポリマーからなるフィルム等が挙げられる。
【００２２】
支持層（Ａ）の厚さは、特に限定されないが、好ましくは３μｍ〜２０μｍである。本発明の金属層付きシートにおける金属層（Ｂ）の厚さは、前記支持層（Ａ）の厚さに比べて非常に薄いので、本発明の金属層付きシートの厚さは、前記支持層（Ａ）の厚さと実質的に同じである。
１．２  金属層（Ｂ）
本発明の金属層付きシートは、金属層（Ｂ）が、前記支持層（Ａ）の少なくとも一方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている。
【００２３】
金属層（Ｂ）は、シールド作用を有する。
【００２４】
金属層（Ｂ）は、好ましくは、前記支持層（Ａ）の両方の面に、直接又は一以上の他の層を介して配置されている。この場合、シールド作用の面で有利である。
【００２５】
金属層（Ｂ）は、特に限定されないが、好ましくは、銅及び／又は銅合金を含有する。銅合金としては、特に限定されないが、例えば、銅ニッケル合金、銅亜鉛合金、銅銀合金、銅アルミ合金等が挙げられる。金属層（Ｂ）は、銀及びアルミを含有するものであってもよい。金属層（Ｂ）は、より好ましくは、銅ニッケル合金を含有する。
【００２６】
金属層（Ｂ）は、その下地となる層の面積当たり、好ましくは０．５ｇ／ｍ２〜５ｇ／ｍ２、より好ましくは２ｇ／ｍ２〜４ｇ／ｍ２配置されている。なお、これらの数値は金属の付着量として、蛍光Ｘ線法に従って測定されるものである。ここで、付着量の数値は、分析した単位面積あたりの付着金属質量である。
【００２７】
金属層（Ｂ）は、好ましくは、スパッタリングによって形成されたものである。
【００２８】
金属層（Ｂ）は、好ましくは、アモルファス薄膜である。
【００２９】
金属層（Ｂ）は、その全体が、電気的に繋がっていて、導電性を有すること、すなわち、分断されていないことが好ましい。
１．３  その他の層
本発明の金属層付きシートは、必要に応じて、さらに他の層を含有していてもよい。
【００３０】
特に限定されないが、他の層としては、例えば、センダスト（電磁波吸収）、酸化アルミ（熱拡散）又はパーマロイ（磁界シールド）等を含む層等が挙げられる。
２．金属層付きシートの製造方法
本発明の前記金属層付きシートを製造する方法は、
前記金属層（Ｂ）をスパッタリングにより形成する工程
を含む方法である。
【００３１】
このスパッタリング工程に供するため、支持層（Ａ）を含むシート（非処理シート）を用意する。この非処理シートは、好ましくは長尺である。
【００３２】
合成繊維は表面が疎水性である場合が多く、スパッタリング加工において静電気障害が発生しやすいが、帯電防止処理によって、帯電防止処理面の反対側の面に対してスパッタリングを実施した場合であっても静電気障害を防止又は抑制でき、その結果、本発明の金属層付きシートの生産性が向上する。
【００３３】
以下に、一例として、スパッタリングによる銅鋼のアモルファス薄膜形成について、図１を参照しつつ、説明する。
【００３４】
図１は、スパッタリング装置の一例を示す縦断面図であり、密閉可能なケーシング１０が水平方向の仕切り板１１によって下側のスパッタ室１２と上側のロール室１３とに分けられ、下側のスパッタ室１２の中央に銅鋼からなる平板状のターゲット１４が中空のターゲットソース１５上に固定され、このターゲットソース１５に通される冷水によって下面側から冷却されるようになっている。このターゲット１４の上方左右にアノード１６が水平に設置される。一方、上側のロール室１３の下部に水冷シリンダー１７が水平に、かつ回転自在に設置され、その下半部が仕切り板１１に形成した開口部１１ａからスパッタ室１２内に突出する。そして、ロール室１３の上部右側に非処理シートの送り出し軸１８が、また上部左側に非処理シートの巻取り軸１９がそれぞれ水平に、かつ回転自在に設置され、送り出し軸１８に巻かれている非処理シートが引出され、右上部のガイドローラ２０を経て前記水冷シリンダー１７に巻回され、左上部のガイドローラ２０を経て巻取り軸１９に巻付けられる。なお、スパッタ室１２には第２の真空ポンプ２１が、またロール室１３には第１の真空ポンプ２２がそれぞれ接続される。
【００３５】
好ましくは、スパッタリングによる金属層（Ｂ）の被覆の前に、非処理シートを、例えば、１００〜１３０℃の乾燥条件下で、水分含有率が０．１重量％以下になるまで、乾燥する。
【００３６】
長尺の非処理シートは、巻芯上にロール状に巻かれ、この巻芯が密閉可能なケーシング１０内に設けられている送り出し軸１８に装着され、この送り出し軸１８上の巻芯から引出された非処理シートの先端が送り出し軸１８と平行に設けられている巻取り軸１９上の巻芯に固定される。そして、前記の送り出し軸１８及び巻取り軸１９を回転することにより、非処理シートが拡布状態で、かつ所定の速度で前送りされるが、この発明では、前記の非処理シートが送り出し軸１８及び巻取り軸１９の間で冷却され、非処理シートの表面温度が好ましくは銅鋼の融点（1085℃）の１／２以下、特に好ましくは１／３以下に維持される。この表面温度が前記融点（絶対温度）の１／２を超えた場合は、スパッタリングで形成される銅鋼薄膜が結晶化し、アモルファス薄膜が得難くなる。
【００３７】
前記の非処理シートの冷却は、非処理シートを大径の水冷シリンダー１７に接触させて前送りすることによって行うことができる。また、別法として、小径の多数本の水冷ローラにガイドローラ状に圧接して前送りする方法等が例示される。なお、前記のターゲット１４も、水冷その他の冷却手段によって冷却すること、または、放熱性を良好にすることが好ましく、これによってアモルファス薄膜の形成が容易になる。前記のまたは水冷シリンダー１４に接して移動する非処理シートの片側に非処理シートの幅よりも長い棒状のアノード１６、及び平板状の銅鋼であるターゲット１４が、非処理シートとターゲット１４の間にアノード１６が位置するように近接させて、かつ平行に配置され、このアノード１６及びターゲット１４間に５００〜１０００Ｖの直流電圧が印加される。なお、ケーシング１０内は、あらかじめ密閉状態で減圧され、次いでアルゴンガス等の不活性ガスを導入して１×１０−１〜１×１０−２Ｐａ程度の不活性ガス雰囲気に形成される。
【００３８】
特に限定されないが、必要に応じて、上記製造方法により得られた金属層付きシートを適当なサイズ又は形状（通常はスリット状）に切断したうえで撚り合わせることにより本発明の繊維を得てもよい。
３．本発明の繊維
本発明の繊維は、前記金属層付きシートを撚り合わせてなる繊維である。
【００３９】
本発明の繊維は、従来の金属線と比較して、より軽量かつ柔軟であるという利点を備える。また、本発明の繊維は、従来の金属線と比較してシールド性が低くなるという問題がある場合もあるが、柔軟なため、緻密に織網することによりシールド性を高めれば、この問題を解決することができる。
【００４０】
本発明の繊維の太さは、特に限定されず、使用目的に応じて適宜設定できる。シールド電線の編組シールドを編組するために用いられる場合、通常、50デニール〜700デニールであり、100デニール〜500デニールであれば好ましい。
【００４１】
本発明の繊維は、電線の編組シールドを編組するために用いることができる。
４．本発明の繊維の製造方法
本発明の繊維の製造方法は、前記金属層付きシートを撚り合わせることにより本発明の繊維を得る工程を含む。
【００４２】
前記金属層付きシートを撚り合わせる方法は、特に限定されない。撚り方向は、右撚（Ｓ撚）及び左撚（Ｚ撚）のいずれであってもよい。
【００４３】
ところで、繊維の表面にスパッタリングで金属層を形成することにより、本発明におけるのと同様に表面にスパッタリングにより形成された金属層を有する繊維を得ることもできる。このようにして金属層を表面に有する繊維を得る場合と、上記のようにして本発明の繊維を得る場合とを比較すると、前者では繊維に対してスパッタリングするのに対して、後者ではシートに対してスパッタリングをするという違いがある。後者は前者に比べてターゲットの面積が大きく、スパッタリングの効率が向上する、すなわち、無駄になる金属の量がより少ないので生産性の面で有利である。
【００４４】
また、別の方法として、繊維に対して金属めっきを施す方法によっても、表面に金属層を有する繊維を得ることもできる。このようにして金属層を表面に有する繊維を得る場合と、上記のようにして本発明の繊維を得る場合とを比較すると、まず前者では生産効率の観点から通常は、繊維をボビン上に巻上げたチーズ状パッケージに対して金属めっきを施すことになる。そうではなく、巻き上げていない状態の繊維に金属めっきを施すと生産効率が極端に落ちるためである。しかしながら、チーズ状パッケージに対して金属めっきを施しても繊維全体に対して均一に金属めっきを施すことができない。これに対して、後者では生産効率を落とすことなくよりより均一に金属層を形成できるので有利である。
５．本発明の電線
本発明の電線は、本発明の繊維で編組されてなる編組シールドを含む。
【００４５】
本発明の電線は、通常、線心、及びその周りを取り囲む編組シールド、並びに必要に応じて保護被覆（シース）を有する。
【００４６】
上記において、電線としては、特に限定されないが、同軸ケーブル、多心ケーブル、ワイヤーハーネス、ケーブル等が挙げられる。
【００４７】
本発明の電線が同軸ケーブルである場合を例にとり説明する。同軸ケーブルの構成としては、特に限定されないが、中心に内部導体があり、それを順に、絶縁体、外部導体、編組シールド及びシースが取り囲む構成等が挙げられる。
【００４８】
内部導体としては、特に限定されないが、軟銅線、金、銀、鉛、亜鉛、錫、鉄、及びアルミ等が用いられる。
【００４９】
絶縁体としては、特に限定されないが、ＰＥＦ（発泡ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、エチレンプロピレンゴム、テフロン（登録商標）及び架橋ポリエチレン等が用いられる。
【００５０】
外部導体としては、特に限定されないが、両面アルミ箔付張付プラスチックテープ、銅線、アルミ線等が用いられる。
【００５１】
シースとしては、特に限定されないが、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ビニル、天然ゴム及びクロロプレンゴム（ネオプレン）等が用いられる。  
【実施例】
【００５２】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施態様に何ら限定されない。
【００５３】
＜比較例１：従来技術のワイヤーハーネス＞
従来技術に属するワイヤーハーネスとして、以下のものを作成した。一般的な電線として、導体に銅線を用い、周りをＥＴＦＥで覆い絶縁したものを用意した。これを数本まとめ、銅線を編組に使用して、さらに最外皮シースとしてビニルで覆ったワイヤーハーネスを作成した。
【００５４】
＜実施例１：本発明の繊維＞
不織布に銅及び銅ニッケル合金をスパッタリングした金属層付きシートを得た。
【００５５】
上記において、スパッタリングの条件は以下の通りである。
【００５６】
無酸素銅Ｃ１０２０（銅９９．９％）をターゲット材として用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、不織布シートの両面に金属層を形成した。具体的にはチャンバー内を５×１０−４Ｐａ以下となるまで真空排気した後に、かかるチャンバー内にＡｒガスを導入し、チャンバー内圧力を０．２〜０．３Ｐａとしてスパッタリングを実施した。なお、最終的に得られる金属膜厚が３００ｎｍとなるようにスパッタリングを実施した。
【００５７】
このようにして得られた金属層付きシートを細くスリットして、それらを撚り合わせることにより、概ね１１０ｄ径の糸（繊維）を得た。
【００５８】
＜実施例２：本発明のワイヤーハーネス＞
上記の比較例１のワイヤーハーネスの構成中、編組として銅線の代わりに実施例１の繊維を使用した他は、比較例１と同様にしてハーネスを作成した。
【００５９】
＜試験結果＞
実施例２のワイヤーハーネスを、電気特性及びノイズ漏れの点で比較したところ、比較例１のワイヤーハーネスと同等の効果が得られることが判った。
【００６０】
さらに、実施例２のワイヤーハーネスは比較例１のものと比べてより柔軟なため、より高い可撓性が得られることも判った。このことを定量的に示すため、１３５度折り曲げを電気的に絶縁するまで繰り返し、その回数を比較した。一般的な銅編組と、当該開発品のそれぞれに対して各５回ずつ評価を行ったところ、当該開発品は一般品に比べ、約４〜５倍ほどの折り曲げに耐えることが出来ることが判った。
【符号の説明】
【００６１】
Ｆ：非処理シート
１０：ケーシング
１１：仕切り板
１１ａ：仕切り板開口部
１２：スパッタ室
１３：ロール室
１４：ターゲット
１５：ターゲットソース
１６：アノード
１７：水冷シリンダー
１８：送り出し軸
１９：巻取り軸
２０：ガイドローラ
２１：第１の真空ポンプ
２２：第２の真空ポンプ
【図１】
0006460519.tif 000002