(57)【要約】【課題】簡単な機構で、製品品質と製造歩留りを増加させ、製造コストの低減化を実現する金属被覆炭素繊維の製造方法と製造装置を提供する。【解決手段】連続する炭素繊維を電極ロール(41)を介して電気メッキ槽(45)に連続的に導入し、電気メッキを施す。メッキ液(44)を電気メッキ槽(45)の上部から注入するとともに、同メッキ槽の下部から抜液する。このことで、メッキ槽(45)中のメッキ液を上方から下方に向けて積極的に流動させて、液中で浮遊する炭素繊維の毛羽を積極的に底部に集めて、外部に排除する。また、メッキ槽(45)から抜液されたメッキ液を再度メッキ槽(45)に戻して再利用する。その結果、メッキ液中の毛羽が炭素繊維に付着することがなくなり、高品質の金属被覆炭素繊維を安定して連続的に製造できるとともに、環境汚染の恐れも無くすことができる。【選択図】図１
2005076114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する炭素繊維を電極ロールを介して電気メッキ槽に連続的に導入し、電気メッキの施す金属被覆炭素繊維の製造方法であって、
電気メッキ槽中のメッキ液を上方から下方に向けて積極的に流動させることを含んでなることを特徴とする金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項２】
メッキ液を電気メッキ槽の上部から注入するとともに、同メッキ槽の下部から抜液することを含んでなる請求項１に記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項３】
メッキ液を、前記電気メッキ槽の上部側面部に配されたメッキ液注入口から注入するとともに、同メッキ槽の下部側面部に配されたメッキ液抜液口から抜液することを含んでなる請求項２に記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項４】
メッキ液を電気メッキ槽の液面上方に配されたメッキ液注入部から注入するとともに、同メッキ槽の下部に配されたメッキ液抜液口から抜液することを含んでなる請求項１に記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項５】
前記電気メッキ槽の底面が傾斜して形成され、その傾斜面の下傾斜端部に配された前記メッキ液抜液口からメッキ液を抜液する請求項３又は４に記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項６】
前記抜液されたメッキ液を、貯留槽を介して再び前記電気メッキ槽の上部に注入する請求項３〜５のいずれかに記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項７】
前記メッキ液抜液口と前記貯留槽との間にオーバーフロー口を有する一時保液槽を有し、メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液を一旦前記一時保液槽に保液させたのち、前記オーバーフロー口を介して前記貯留槽に貯留し、同貯留層に貯留されているメッキ液を再び前記メッキ槽の上部に戻すことを含んでなる請求項６に記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項８】
前記メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液をフィルターを通して濾過することを含んでなる請求項３〜７のいずれかに記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項９】
前記メッキ液貯留槽に新たなメッキ液を供給することを含んでなる請求項７又は８記載の金属被覆炭素繊維の製造方法。
【請求項１０】
炭素繊維が第一電極ロールを介して電気メッキ槽に連続的に導入され電気メッキを施す金属被覆炭素繊維の製造装置であって、
電気メッキ槽中のメッキ液を積極的に上方から下方に向けて流動させる流動手段を備えてなることを特徴とする金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１１】
メッキ液の前記流動手段が、電気メッキ槽の上部に配されたメッキ液注入口と、同電気メッキ槽の下部に配されたメッキ液抜液口とを有してなる請求項１０に記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１２】
メッキ液の前記流動手段が、電気メッキ槽のメッキ液の液面上方に配されたメッキ液注入部と、同電気メッキ槽の下部に配されたメッキ液抜液口とを有してなる請求項１０に記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１３】
前記電気メッキ槽の底面が傾斜して形成され、その傾斜面の下傾斜端部に前記メッキ液抜液口を有してなる請求項１１又は１２記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１４】
前記メッキ液注入口と前記メッキ液抜液口とを直線で結んだ距離が３００ｍｍ以上である請求項１１〜１３のいずれかに記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１５】
前記メッキ液抜液口に接続され抜液後のメッキ液を貯留する貯留槽と、同貯留槽と上記メッキ液導入口又はメッキ液導入部との間を接続するメッキ液管路に配された液体ポンプとを有してなる請求項１１〜１４のいずれかに記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１６】
前記メッキ液抜液口と前記貯留槽との間に、オーバーフロー口を有する一時保液槽を更に有し、前記メッキ液抜液口と前記一時保液槽とを配管にて接続するとともに、前記一時保液槽のオーバーフロー口と前記貯留槽とを配管にて接続してなることを含んでなる請求項１５に記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１７】
前記メッキ液抜液口と前記貯留槽との間にフィルター装置を有してなる請求項１５又は１６に記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【請求項１８】
前記メッキ液貯留槽が新たなメッキ液を供給管路に接続されてなる請求項１５〜１７のいずれかに記載の金属被覆炭素繊維の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の炭素繊維束に連続して電気メッキを施す金属被覆炭素繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属メッキされた炭素繊維は、コンピューター、デジタル機器の電磁波遮蔽用材料、いわゆるＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅ）シールド材として、また、電子機器から放射する電磁波をシールドする材料として注目を浴びている。
【０００３】
従来、これら炭素繊維に均一な金属メッキを施す方法として、メッキ液流を炭素繊維トウに、円弧状に或いは円錐状に噴出させて炭素繊維トウを開繊してメッキを施す方法や、メッキ槽の底部から炭素繊維トウにメッキ液を噴出させてメッキを施す方法、更には、炭素繊維トウをメッキ槽中のメッキ液上面近傍に接触するように導糸しながらメッキを施す方法が知られている。ここに用いるメッキ液は、その濃度管理やＰＨ調整等においては、一般的にある範囲内の管理領域にて管理するようなメンテナンスを実施すべきであり、これら管理されたメッキ液をメッキ槽内から抜液するとともに、ポンプにて吐出圧力を与え、前述した如く噴出等を行っていた。或いは、メッキ槽からオーバーフローしたり、炭素繊維に保液され槽外に持ち出されるメッキ液を循環、又は新規にメッキ槽中に補充し、メッキ槽中の液量や組成を確保していた。
【０００４】
具体的には、例えば特開昭６０−１１９２６９号公報（特許文献１）に、メッキ槽中を連続的に通過する炭素繊維束に、その通過方向を横切るようにして円弧状或いは円錐状に噴出するメッキ液流を衝突させることにより炭素繊維束をほぐしながら電気メッキを施す方法が開示されており、その実施例に記載されている如く、温調された槽中の、所定組成或いは所定ＰＨのメッキ液を、同特許文献１の第６図に図示されている如く、メッキ槽中から抜液し、ポンプを用いて吐出圧力を与え、メッキ槽底部から噴流を発生させ、炭素繊維束を開繊させることにより、該炭素繊維束に均一な金属メッキを施している。
【０００５】
また、例えば特開平３−８８６７号公報（特許文献２）には、両端部がオーバーフロー板により区画されたメッキ槽を多数個配置し、炭素繊維束を電極ロールに接触させて連続走行させ、メッキ槽の中央区画部にはメッキ液を連続供給し、該繊維束に接触させながらオーバーフローさせる製造方法を記載されており、詳細には同特許文献２に図示された如く、メッキが施されるメッキ槽に付設された区画板上部からのオーバーフロー液を、オーバーフローした液の溜まり部分から抜液し、ポンプにてメッキ層底部に供給し、メッキ液に吐出圧力を与えることにより上方流となし、該繊維束近傍に供給する方法が記載されている。
【特許文献１】特開昭６０−１１９２６９号公報
【特許文献２】特開平３−８８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、これらの特許文献１及び２に記載されているような従来技術によれば、炭素繊維束を開繊しながら連続的にメッキを施すことに主眼がおかれ、メッキ液の組成やＰＨ、メッキ槽の液量を管理している。一方、極めて細いマルチフィラメントの集合体からなる炭素繊維束のような繊維束を用いる場合には、メッキ槽の導入前、或いはメッキ槽中でフィラメントの切断が発生しやすく、メッキ液中の該繊維束の通過抵抗によりフィラメント切断に起因する、いわゆる毛羽が必ず発生し、メッキ槽中に浮遊しながら徐々に増加する傾向にある。すなわち、これらの毛羽は一旦メッキ槽底部に堆積するが、堆積した毛羽が例えばメッキ液の噴流等のような、何らかの影響で浮遊する。
【０００７】
しかしながら、上述の各特許文献１及び２では、これら毛羽の舞い上がりと堆積とが如何に製品の品質に影響するかについて格別に着目しているとは考えにくい。何となれば、前述の如き毛羽の舞い上がりと堆積とを如何に抑制すべきであるかに関する記載は全くなされていないだけではなく、それを示唆する記載すらない。一方では、上述の如く従来もメッキ液の組成やＰＨ、メッキ槽の液量を管理してはいるものの、メッキの欠落部分をもつ不良品が頻繁に発生しており、製造歩留りをも大幅に低下させ高コストとならざるを得なかった。そのため、こうした不良品の発生を早急になくすことが強く望まれていた。
【０００８】
本発明は、かかる不良品の発生を排除でき、製品品質と製造歩留りを増加させ、製造コストの低減化を実現する金属被覆炭素繊維の製造方法と製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上述の如き不良品の発生原因を解明すべく鋭意検討を行ったところ遂にその不良品の発生原因が上述の浮遊する毛羽にあり、この浮遊する毛羽が炭素繊維束に付着した状態で金属メッキが施された場合、その部分は不良品となり、製品品質を著しく低下させるばかりではなく、製造歩留りをも大幅に低下させ高コストとならざるを得なくなることを知った。この知見に基づいて更に検討を重ねた結果、メッキ液の液量等の管理を実施可能としつつ、かつ、上述の如き毛羽の発生による影響を受けにくい良好な製品品質を安定的に得ることのできる金属被覆炭素繊維の製造方法とその製造装置を発明するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る金属被覆炭素繊維の製造方法の基本構成は、炭素繊維を第一電極ロールを介して電気メッキ槽に連続的に導入し、電気メッキの施す金属被覆炭素繊維の製造方法であって、前記電気メッキ槽中のメッキ液を上方から下方に向けて積極的に流動させることを含んでいることを特徴としている。
【００１１】
そのため、前記製造方法を実施するに適した本発明に係る金属被覆炭素繊維の製造装置の基本構成を、炭素繊維が第一電極ロールを介して電気メッキ槽に連続的に導入され電気メッキを施す金属被覆炭素繊維の製造装置であって、電気メッキ槽中のメッキ液を積極的に上方から下方に向けて流動させる流動手段を備えさせていることを特徴としている。
【００１２】
この流動手段として、好適にはメッキ液を電気メッキ槽の上部から注入するとともに、同メッキ槽の下部から抜液することを含んでおり、具体的には電気メッキ槽の上部にメッキ液注入口を配するとともに、同電気メッキ槽の下部にメッキ液抜液口を配することが好ましい。また他の好適な態様としては、メッキ液を電気メッキ槽の液面上方に配されたメッキ液注入部から導入するとともに、同メッキ槽の下部又は底部に配されたメッキ液抜液口から抜液する。
【００１３】
更に本発明にあっては、前記電気メッキ槽の底面を傾斜して形成しておき、その傾斜面の下傾斜端部に配された前記メッキ液抜液口からメッキ液を抜液するようにすることが望ましい。また、前記メッキ液注入口と前記メッキ液抜液口とを直線で結んだ距離が３００ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
こうして、メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液を、貯留槽を介して再び前記電気メッキ槽の上部に導入して、メッキ液を再利用することが望ましい。更には、前記メッキ液抜液口と前記貯留槽との間にオーバーフロー口を有する一時保液槽をもうけておき、メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液を、一旦前記一時保液槽に保液させたのち、前記オーバーフロー口を介して前記貯留槽に貯留し、同貯留層に貯留されているメッキ液を再び前記メッキ槽の上部に戻すことが望ましい。しかし、この戻されるメッキ液だけでは、メッキ薬液の濃度が低下するめ、前記メッキ液貯留槽には新たなメッキ液が補充される。
【００１５】
更に、上記メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液をフィルターを通して濾過すれば、メッキ槽に戻されるメッキ液が清浄化されるため好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る金属被覆炭素繊維の製造装置の基本構成が、上述のように電気メッキ槽中のメッキ液を積極的に上方から下方に向けて流動させる流動手段を備えており、その製造方法をのごとく前記電気メッキ槽中のメッキ液を上方から下方に向けて積極的に流動させて、メッキ液槽の液面近くに浮遊しようとする毛羽を電気メッキ槽の下部に向けて流動させるため、毛羽が炭素繊維束に付着することがなくなり、高品質の金属被覆炭素繊維が安定して得られるようになる。
【００１７】
そのための電気メッキ槽に設けるメッキ液の流動手段として、同電気メッキ槽の上部にメッキ液の導入口を設けるか、又は同メッキ槽のメッキ液面の上方にメッキ液の導入部を設けるとともに、同メッキ槽の下部にメッキ液抜液口を設けている。このように、メッキ槽の上部又は上方に設けられたメッキ液の導入口又は導入部からメッキ液を導入し、同メッキ槽の下部にメッキ液抜液口からメッキ液を抜液すれば、格別の流動手段を採用しなくとも、メッキ液はその注入口又は注入部からメッキ液抜液口へと自然に流れを作り、毛羽はその流れに乗って底部へと流動することになる。
【００１８】
前記電気メッキ槽の底面が傾斜して形成され、その傾斜面の下傾斜端部に配された前記メッキ液抜液口からメッキ液を抜液すば、例えば電気メッキ槽の底部にもメッキ液の流れが直線的に作られことになり、底部に堆積しようとする毛羽を傾斜面に沿ってメッキ液抜液口に向けて積極的に流動させることができ、底部に毛羽を残留させることがない。また、以上のメッキ液注入口とメッキ液抜液口とを直線で結んだ距離を３００ｍｍ以上に設定すると、底部に堆積された毛羽がメッキ液の注入により発生する渦流による影響がなく、底部から巻き上げられることがない。
【００１９】
更に本発明にあって、前記抜液口から抜液されたメッキ液を、貯留槽を介して再び前記電気メッキ槽の上部に導入するときは、メッキ液を有効に再利用できるだけでなく、メッキ液の工程外への排出量が激減され、しかも工場内で廃液処理が可能となるため、外部への環境汚染などの恐れをなくすこともできる。
【００２０】
また、前記メッキ液抜液口と前記貯留槽との間にオーバーフロー口を有する一時保液槽を設け、メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液を一旦前記一時保液槽に保液させたのち、前記オーバーフロー口を介して前記貯留槽に貯留し、同貯留層に貯留されているメッキ液を再び前記メッキ槽の上部に戻すようにすれば、保液槽からメッキ液貯留槽に導入されるメッキ処理後のメッキ液量が確認しやすくなるばかりでなく、新たなメッキ液をメッキ液貯留槽に補充するにあたっても、同貯留槽に導入される新たなメッキ液量の制御が容易となる。
【００２１】
更に、前記メッキ液抜液口から抜液されたメッキ液をフィルターを通して濾過すれば、前記保液槽又は貯留槽に保液又は貯留されるメッキ処理後のメッキ液が清浄化されて、電気メッキ槽に戻されるメッキ液も異物を含有することがなく、安定したメッキ処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照しながら実施例に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図３は、金属被覆炭素繊維の製造方法に適用可能な金属メッキ手順を概略で示す説明図である。
【００２４】
一般に、炭素繊維束１はボビン２から巻き出される。炭素繊維束１を巻き出すボビン２は、一般的な巻き形態を適用することができ、巻き出し張力についても、用いられる炭素繊維束のフィラメント数等により適宜調整すればよい。
【００２５】
本発明に用いられる炭素繊維束１は、例えば、モノフィラメントが１０００から１０００００本束ねられたトウからなる。その好ましい本数は、１０００本から４８０００本程度である。１０００本を下回る本数であると、得られる金属被覆炭素繊維の生産性が不十分なことから価格が高くなる一方、４８０００本を上回ると、金属メッキを施す際にモノフィラメント１本１本の間にメッキ液が入り込みにくくなるため、均質な金属被覆が困難になる傾向がある。またメッキ槽４に供給される炭素繊維束１は１束に限らず、複数の炭素繊維束１を同時に工程に供給することも可能である。
【００２６】
ボビン２から巻き出された炭素繊維束１は、炭素繊維束１に付着した異物等を除去する目的で、メッキ工程４に供給される前に、洗浄槽３により表面を洗浄されることが好ましい。洗浄槽３は例えば、洗浄槽、複数のロール、洗浄液等から構成され、連続的に炭素繊維束を洗浄することができるようにする。また洗浄液の種類は、例えば酸やアルカリ、水などを用いることが可能であり、被洗浄物の材質やその表面に付着する異物の種類などに合わせて適宜選定することができる。また、複数種類の洗浄液を用いる場合は、図示した洗浄槽３を複数槽使用することが可能である。
【００２７】
洗浄槽３で異物を除去された炭素繊維束１は、メッキ工程４に導入され、金属メッキが施され、その後、メッキ工程４から送り出される。本実施例１によるメッキ工程４は、例えば図１に示すように、メッキ槽４５と、同メッキ槽４５の槽外に配された電極ロール４１と、同じくメッキ槽４５の槽外に配されたガイドロール４３と、同メッキ槽４５の内部に配された２個のロール４２に対向して配される陽極１１と、メッキ液４４から構成される。メッキ工程４は、施すメッキ厚さや炭素繊維束１の工程速度などによりその仕様を適宜決定すればよく、例えば該工程速度を向上させるためには、複数段のメッキ工程４を採用するとよい。
【００２８】
またメッキ槽中のメッキ液についても、施すメッキの種類により、その組成を適宜選定することができる。ここで、メッキの種類とは、通常の電気メッキが可能な全ての金属が対象となり、例えば、ニッケルや銅、コバルト、スズ、銀、金、さらにはそれらの合金が挙げられる。
【００２９】
本発明の金属被覆炭素繊維の製造方法に適用可能なメッキ工程４の第１実施例について、その詳細例を、図２を用いて説明する。図２は、図３における上記メッキ槽並びにその付帯設備の一例を概略で示している。
【００３０】
同図において、洗浄槽３から送り出された炭素繊維束１は電極ロール４１に接触する。電極ロール４１は炭素繊維束１に電流を供給し、メッキ液４４中の金属成分を炭素繊維束１表面に付着せしめるためのものである。電極ロール４１から供給される電流値は、金属メッキの種類や厚さ、炭素繊維束１の工程速度等により適宜決定することができる。
【００３１】
炭素繊維束１は、前述の如く電極ロール４１に接した後にメッキ液４４中で２本のロール４２にて担持された状態でメッキが施され、その後、ガイドロール４３を介してメッキ工程４から排出される。
【００３２】
本実施例による金属被覆炭素繊維の製造方法にあって、メッキ槽４５の底部に抜液口４６が形成されており、該抜液口４６からメッキ液４４中に存在する毛羽を伴ってメッキ液４４を抜液する。このメッキ槽４５の底部から抜液されるメッキ液４４や、炭素繊維束１に付着してメッキ槽４５から持ち出されるメッキ液４４のため、メッキ槽４５内のメッキ液４４の量が減少する。また、このとき同時にメッキ処理がなされているため、メッキ槽４５内に残るメッキ液４４を構成する成分の組成も不足してくる。
【００３３】
本発明にあっては、これらの不足分をメッキ槽４５の上部、あるいは上方から補給するとともに、上述のごとくメッキ液４４の抜液口４６をメッキ槽４５の底部又は底面を共有できる側壁下部にメッキ液４４の抜液口４６を形成することが重要である。
すなわち、メッキ工程４に至るまでの前工程、或いは該メッキ工程４において、極めて細いマルチフィラメントの集合体からなる炭素繊維束１のような繊維束はフィラメントの切断が発生しやすく、特にメッキ液中では該繊維束１の通過抵抗によるフィラメント切断が発生して、いわゆる毛羽が必ず生じる。メッキ液中で切断した毛羽はメッキ槽４５内で浮遊しながら徐々に増加する。これらの毛羽は、メッキ槽４５の底部に堆積するため、底部又はその周辺に形成された抜液口４６より毛羽を伴ってメッキ液４４を抜液する。
【００３４】
その結果、メッキ液４５の品質を安定化させることが可能となる。一方、メッキ槽４５の底部の一部に残留した毛羽については、例えばメッキ液に噴流等のような過度な流動を与えた場合、浮遊し炭素繊維束１に付着し、この状態で金属メッキが施された場合、その部分は不良品となるため、上述の如く、メッキ液４４を構成する組成の不足分をメッキ槽４５の上部側壁、或いはメッキ槽４５の上方に設けられた注入部４９から供給することは、その注入部４９から前記抜液口４６に向けてメッキ液に積極的な流れを作り、その流れに乗せて浮遊する毛羽をメッキ液４４の上部から下部へと積極的に流動させるため、炭素繊維束１に浮遊する毛羽が付着することがなくなり、品質の良い金属被覆炭素繊維を安定的に得ることができるため、極めて重要である。
【００３５】
本発明に用いる抜液口４６の形成部位については、メッキ槽４５の下方に位置された底部付近であればよく、堆積した毛羽を効率的に除去できる場所であれば任意に選定することができる。また、抜液口４６の数や直径も特に限定されるものではなく、メッキ槽４５の寸法に応じて、適宜選定できる。
【００３６】
これら抜液口４６からメッキ液４４を抜液する方法としては、種々の手段を採用するることができ、たとえば、重力による抜液等が挙げられるが、抜液量を制御可能とすること、及びメッキ槽４５の内部のメッキ液に強制的に上部から下部に向けて流れを形成することができる点で、ポンプを用いることが好ましい。
【００３７】
一方、本発明に用いられる注入口４９については、メッキ槽４５の側方、あるいは上方に位置され、供給したメッキ液により底部に堆積した状態で残留した毛羽を実質的に巻き上げない場所に配置することが好ましく、例えば、注入部４９と抜液口４６を直線で結んだ距離が３００ｍｍ以上であることがより好ましい。また、注入口４９の個数や直径は特に限定されるものではなく、メッキ槽４５の寸法に応じ、適宜選定されることが好ましい。
【００３８】
中でも、例えば図２に示した如く、該メッキ槽４５の底面に形成される抜液口４６の部位としては、該メッキ槽４５の底面が凹凸面を有する場合には、メッキ液を抜液する抜液口の高さが他の部位と連続して最も低い部位であることが望ましい。その典型例としては、前記メッキ槽４５の底面を傾斜面とすることが好ましく、前記抜液口４６をその最も低い部位に形成する。
【実施例２】
【００３９】
ここで、図２は、図３に示したメッキ槽並びに付帯設備の他の実施例であるメッキ工程を概略で示す説明図である。この実施例にあっても、電気メッキ槽４５中に浮遊する毛羽は、巨視的に見た場合、上部から下部に向かうメッキ液４４の流れに沿って下方に流動し、メッキ槽４５の底面に堆積する。本実施例にあっては、図２に示すようにメッキ槽の底面が上下にジグザグ状の傾斜面を有しており、最も低い部位が２箇所に作られている。この最も低い部位に、それぞれメッキ液抜液口４６を形成している。その結果、メッキ液中を底面へと流動して堆積される毛羽は、メッキ液の流れに乗って傾斜面に沿って最も低い抜液口４６周辺へと移動し、抜液口４６の近傍に集合した毛羽が排出されやすくなる。すなわち、炭素繊維に電気メッキにより金属を被覆する工程において、炭素繊維の表面に更に毛羽が付着しにくくなることから、良好に、かつ安定的に金属被覆炭素繊維を得ることができる。
【００４０】
更に本実施例にあっては、、図２に示す如く、この抜液されたメッキ液を、オーバーフロー口５１を有する一時保液槽５０に流入させ、該オーバーフロー口５１より流出したメッキ液を貯留槽５２に一時的に貯留させ、再び電気メッキ槽４５に流入させている。すなわち、前記抜液口４６に接続された抜液管路Ａの途中に保液槽５０を配しており、その下流側には更に貯留槽５２が配されている。前記一時保液槽５０の上部にオーバーフロー口５１が形成されており、同オーバーフロー口５１まで上昇したメッキ液４４は、同オーバーフロー口５１から溢れて貯留槽５２へと流入する。この貯留槽５２の底部付近にはポンプ４７を介して上記メッキ槽４５の上部又は上方に配されたメッキ液注入口又は注入部４９に接続するメッキ液供給管路Ｂが配されている。
【００４１】
また、図示例では前記メッキ液供給管路Ｂの前記ポンプ４７の下流側に、フィルター４８が配されており、ポンプ４７で汲み出されたメッキ液中の異物を除去している。このフィルター４８の設置位置は、図示のように前記ポンプ４７の下流側に限定されるものではなく、例えばメッキ槽４５の下方から抜液されたメッキ液４４の抜液と同時に排出された毛羽を回収するため、上記抜液管路Ａに配設することができる。該フィルタ４８は、その種類も限定されず、金網を内蔵する一般的に用いられるフィルタ又は高精密フィルターであってもよく、その濾過目的に応じて適宜採用することが可能である。その他の構成は、上記第１実施例と実質的に変わるところがない。
【００４２】
電気メッキ槽４５の抜液口４６から抜液されたメッキ液は、所定の位置に設置された一時保液槽５０に導入されるが、その一時保液槽５０のオーバーフロー口５１によって、一時保液槽５０内のメッキ液面は常時一定に維持される。このオーバーフロー口５０の配設位置は、メッキ槽４５中の予め設定されたメッキ液面高さと概ね一致するように、一時保液槽５０の設置高さを調節できるようにしている。このように、一時保液槽５０の設置高さを調整することで、メッキ槽４５中のメッキ液面高さを、特別な制御を行うことなく、維持することができると同時に、メッキ槽４５中の毛羽の除去が効率的に行うことができる。なお本実施例にあって、図示は省略しているが、上記抜液口４６と前記一時保液槽５０との間の抜液管路Ａに抜液用ポンプを配設すれば、積極的な抜液と前記一時保液槽５０への抜液の供給を積極的に行うことができるようになる。
【００４３】
次に本発明に係わる金属被覆炭素繊維の製造方法の実施例及び比較例について具体的数値をもって詳しく説明する。
【実施例３】
【００４４】
炭素繊維束として、繊度８０００ｄTex 、フィラメント数１２，０００本、サイジング剤が付着していない炭素繊維束（三菱レイヨン（株）パイロフィルTR50S-12K ）を用いた。電気メッキ槽は、１００ｍｍの高さで底部の中央が最も低い１／４の勾配の付いた傾斜底面形状を有し、直胴部寸法が、長さ８００ｍｍ、巾５２０ｍｍ、高さが５３５ｍｍであった。この底部中央の１箇所に、寸法が５０φの抜液口を設けた。この抜液口から抜液したメッキ液を三進精製作所製濾過機（型式ＥＡ４−マグネットポンプ型式ＭＤ−１００ＲＭ−３Ｓイワキ製−濾過精度呼称１μｍフィルタ付き）で送液し、前記メッキ槽の上方に設置された電極ロール上にシャワーリングし、メッキ液をメッキ槽中に戻した。
【００４５】
炭素繊維束の処理速度を１．５ｍ／ｍｉｎ、メッキ前の繊維束幅を５ｍｍ、メッキ液を８００ｍｌ／本、張力０．０４ｃＮ／ｄＴｅｘとし、４本の電極ロールをもって槽電流３０Ａにて５０ｍの長さで連続的にメッキを施した。
【００４６】
設備運転中のメッキ槽中の温度を連続的に測定したところ、６４±５℃で安定しており、メッキ液の均一な攪拌、置換がなされていることがわかった。
得られた金属被覆炭素繊維の表面には異物等の付着によるメッキの欠陥はなく、良好な品質であった。
【比較例１】
【００４７】
第３実施例に対し、メッキ液の抜液口の位置を、メッキ槽中の液面付近のオーバーフロー口とし、かつメッキ液の温度や濃度等を均一化させる目的で、メッキ液槽底部から１５ｍ3 ／ｍ2 ｈｒの割合でエアバブリング（図示せず）を実施する以外は、全て実施例３と同一条件として金属被覆炭素繊維を製作した。
得られた金属被覆炭素繊維の表面には、毛羽が原因と考えられる異物が付着した上にメッキが施されており、製品品質は不良であった。
【００４８】
以上の説明からも理解できるように、本発明の金属被覆炭素繊維の製造方法によれば、炭素繊維束から発生する毛羽を格別の装置を付加することなくメッキ槽中からの除去することにより、メッキ液の組成を安定化せしめるとともに、品質の良い金属被覆炭素繊維を安定的に得ることができる。また、抜液されたメッキ液から毛羽をフィルタにより分離回収することでメッキ液を清浄化し、再度注入口よりメッキ槽に戻されるように付帯設備を配置することにより、原料を効率的に再利用でき、環境汚染をも効果的に排除できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例であるメッキ槽並びに付帯設備を概略で示す構成説明図である。
【図２】本発明の第２実施例であるメッキ槽並びに付帯設備を概略で示す構成説明図である。
【図３】金属被覆炭素繊維の製造方法に適用可能な金属メッキ工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        炭素繊維束
２        ボビン
３        洗浄槽
４        メッキ工程
１１      陽極
４１      電極ロール
４２      ロール
４３      ガイドロール
４４      メッキ液
４５      メッキ槽
４６      抜液口
４７      ポンプ
４８      フィルタ
４９      注入部
５０      一時保液槽
５１      オーバーフロー口
５２      貯留槽
【図１】
2005076114.tif 000003
【図２】
2005076114.tif 000004
【図３】
2005076114.tif 000005