(57)【要約】【課題】樹脂などに添加した場合に、分散性に優れるとともに少量の添加量で樹脂などに優れた導電性、意匠性、抗菌性を付与することができる導電材を提供すること。【解決手段】静電植毛用パイルを芯材とし、該芯材表面上に無電解めっき法によるＮｉ層が第１層として形成され、該Ｎｉ層表面に無電解めっき法によるＡｕ、ＡｇまたはＣｕからなる第２層が形成されていることを特徴とする導電性パイル。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電植毛用パイルを芯材とし、該芯材表面上に無電解めっき法によるＡｕ、ＡｇまたはＣｕからなる金属層が形成されていることを特徴とする導電性パイル。
【請求項２】
金属層の厚みが０．０１〜１．０μｍである請求項１に記載の導電性パイル。
【請求項３】
静電植毛用パイルを芯材とし、該芯材表面上に無電解めっき法によるＮｉ層が第１層として形成され、該Ｎｉ層表面に無電解めっき法によるＡｕ、ＡｇまたはＣｕからなる第２層が形成されていることを特徴とする導電性パイル。
【請求項４】
Ｎｉ層の厚みが０．１〜５．０μｍであり、第２層のＡｕ層の厚みが０．０１〜０．１μｍ、またはＡｇ層またはＣｕ層の厚みが０．０１〜１．０μｍである請求項３に記載の導電性パイル。
【請求項５】
パイルが、ポリアミド（ナイロン）パイルである請求項１または３に記載の導電性パイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料、接着剤などに添加し、或いは各種物品に植毛し、塗膜、接着層、各種物品などに良好な導電性、抗菌性、意匠性などを付与することができる導電性パイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、導電性を有する塗料、接着剤、異方性導電膜、異方性導電接着剤などに用いられている導電性粉体としては、ニッケル、銅、銀、金、はんだなどの金属粉末；カーボン粉末やカーボン繊維、カーボンフレークなどのカーボン系；樹脂芯材粒子の表面に無電解めっきおよび真空蒸着などでニッケル、ニッケル−金、銅、金、銀、はんだなどの金属を被覆した導電性めっき粉体が知られている。
【０００３】
上記金属粉末を用いた導電性粉体は、比重が大きく、形状が不定形でかつ粒度分布が広いため、各種マトリックス材料に混合して使用される際、分散が非常に困難で使用される用途が限定される。上記カーボン系粉末を用いた導電性粉体は、カーボン自体の導電性が低く、高い導電性能や高信頼性を要求される用途では使用されない。また、上記導電性めっき粉体を用いた導電性粉体は、めっき液の自己分解による微細なＮｉ分解物の混入したものとなる。また、強固な凝集体を形成するため、物理的手法などにより、解砕を行うと凝集体が破壊し、未被覆面が露出する現象を招く。
【０００４】
また、上記導電性粉体は、塗膜などに良好な導電性を付与するためには、塗膜中で導電性粉体が互いに接近していることが必要であり、そのために添加量を多くする必要があり、コスト高となる。このような課題は導電性繊維を用いて解消される可能性があるが、従来の繊維状導電材は、カーボン繊維であり、それ自体の導電性が低い。また、金属繊維も知られているが、これらの金属繊維は比重が大きく分散性が不足する。また、導電性ウイスカーなども知られているが、これらは金属繊維と同様に比重が大きく、また、繊維の均一性に欠けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は、塗料などに添加した場合に、分散性に優れるとともに少量の添加量で塗膜などに優れた導電性、意匠性、抗菌性を付与することができる導電材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、静電植毛用パイルを芯材とし、該芯材表面上に無電解めっき法によるＡｕ、ＡｇまたはＣｕからなる金属層が形成されていることを特徴とする導電性パイルを提供する。該導電性パイルにおける金属層の厚みは０．０１〜１．０μｍであることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、静電植毛用パイルを芯材とし、該芯材表面上に無電解めっき法によるＮｉ層が第１層として形成され、該Ｎｉ層表面に無電解めっき法によるＡｕ、ＡｇまたはＣｕからなる第２層が形成されていることを特徴とする導電性パイルを提供する。該導電性パイルにおいては、Ｎｉ層の厚みが０．１〜５．０μｍであり、第２層のＡｕ層の厚みが０．０１〜０．１μｍ、またはＡｇ層またはＣｕ層の厚みが０．０１〜１．０μｍであること；およびパイルがポリアミド（ナイロン）パイルであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導電性パイルは、塗膜、接着層などを構成する樹脂と同様の樹脂パイルを芯材としていることから、樹脂の比重と同様の比重を有しており、塗料中などにおいて沈降せず、安定に分散する。また、芯材の表面に金属層がめっきされていることから、軽量でありながら優れた導電性を有している。また、塗料中に添加された場合には、塗膜中での接点が多く、少量の添加量で、塗膜などに優れた導電性を付与することができる。また、第２層がＡｕである場合には導電性に加えて優れた意匠性が、また、第２層がＡｇである場合には導電性に加えて優れた抗菌性が付与される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明で使用されるパイルは、太さ（繊度）０．３ｄ〜０．８ｄで管理幅（バラツキ）が±０．１ｄ、長さ０．３ｍｍ〜０．６ｍｍで管理幅（バラツキ）が±０．１ｍｍのものが好ましい。
【００１０】
前記パイルの材質としては、天然、再生（半合成）又は合成繊維の何れでもよい。好ましいパイルの材質として、芳香族ポリアミド繊維（商品名ケブラー、ノーメックス、コーネックスなど）、その他のポリアミド繊維（６−ナイロン、６，６−ナイロン、４，６−ナイロンなど）、レギュラーポリエステル繊維、塩基性染料可染型ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、再生セルロース繊維（レーヨン）、羊毛繊維、木綿繊維、麻繊維、ポリオレフィン繊維、コラーゲン繊維などが挙げられる。それらの中で特に好適なものは、ポリエステル繊維およびポリアミド繊維である。
【００１１】
本発明では、先ず上記パイルを、必要に応じてアルカリ処理などにより、パイルに付着している帯電防止剤などの処理剤を洗浄除去して、パイルの表面を清浄化する。その後に該清浄化パイルを、ＳｎＣｌ2を主成分として溶解しているセンシタイザ溶液に浸漬してパイルの表面にＳｎ（II）イオンを吸着させる。
【００１２】
次いで、該パイルをＰｄＣｌ2を主成分として溶解しているアクチベータ溶液に浸漬して、次式：
Ｓｎ2+＋Ｐｄ2+→Ｓｎ4+＋Ｐｄ…（１）
で示される反応を起こさせることにより、パイルの表面にＰｄを析出させる。具体的には、ＰｄＣｌ2：０．１〜０．２ｇ／リットル、ＨＣｌ：２ミリリットル／リットル以下からなる溶液に、室温下において、１〜５分程度浸漬すればよい。この処理によって、前記した（１）式の反応に基づき、パイルの表面にはＰｄが析出する。
【００１３】
本発明では、上記Ｐｄ層を有するパイルの表面に直接Ａｕ、ＡｇまたはＣｕの層を無電解めっき法により形成する。Ａｕ、ＡｇまたはＣｕの層の形成方法および各層の厚みは、以下のＮｉ層の上にＡｕ、ＡｇまたはＣｕの層を形成する場合と同様である。
本発明では、前記のＰｄ層を有するパイルを無電解Ｎｉ浴に浸漬してＰｄの上にＮｉを析出することによりＮｉ被膜を形成して、パイルの表面に導電性を付与することが好ましい。具体的には、有機酸、硫酸ニッケルなどのニッケル塩、次亜燐酸ソーダおよび安定剤などを含む無電解ニッケル浴に、室温または加温下において、３〜３０分程度浸漬すればよい。このように形成されたＮｉ被膜の厚さは約０．１〜５．０μｍ程度とする。Ｎｉ被膜の厚さが０．１μｍ未満では導電性が不足し、その表面に形成する第２層が不均一になり、一方、上記厚さが５．０μｍを超えるとコスト的に不経済である。
【００１４】
次にこのＮｉ被膜の上に無電解めっき法によってＡｕ、ＡｇまたはＣｕを析出させ、パイルの表面をＡｕ、ＡｇまたはＣｕで被覆する。
Ａｕを被覆する場合には用いるめっき浴のＡｕ源としては、例えば、ＫＡｕ（ＣＮ）2、ＫＡｕ（ＣＮ）4、ＨＡｕ（ＣＮ）2、ＨＡｕ（ＣＮ）3などを用いることができる。これらは、クエン酸、スルファミン酸、酢酸などの有機酸と一緒に用いられる。
【００１５】
具体的なめっき浴としては、例えば、ＫＡｕ（ＣＮ）2：０．０２〜０．１ｇ／リットル、酢酸：１２〜５０ミリリットル／リットル、ＮａＨ2ＰＯ2・Ｈ2Ｏ：５〜２０ｇ／リットルからなり、ＮａＯＨを用いてｐＨ値を７以下に調整したものが使用される。めっきの実施に当たっては、このめっき浴を温度６０〜１００℃で使用する。この処理によって、パイルのＮｉ層の表面にＡｕ被膜が形成される。Ａｕめっきが終了した後、パイルをめっき浴から取り出し、水洗、乾燥する。
【００１６】
以上の如く形成されるＡｕ被膜の厚さは約０．０１〜０．１μｍ程度とする。Ａｕ被膜の厚さが０．０１μｍ未満では得られるパイルの導電性が不足し、一方、Ａｕ被膜の厚さが０．１μｍを超えるとコスト的に不利である。
【００１７】
また、前記パイルのＮｉ被膜上にＡｇを被覆する場合に用いるめっき浴のＡｇ源としては、例えば、硝酸銀や酢酸銀のアンモニア錯塩などを用いることができる。これらは、クエン酸、スルファミン酸、酢酸などの有機酸と一緒に用いられる。
【００１８】
具体的なめっき浴としては、例えば、ロッシエル塩５０ｇ／リットル、還元剤としてホルマリン／クエン酸５〜２０ｇ／リットルからなり、アンモニアを用いてｐＨ値を適当なｐＨに調整したものが使用される。めっきの実施に当たっては、このめっき浴を常温で使用する。この処理によって、パイルのＮｉ層の表面にＡｇ被膜が形成される。Ａｇめっきが終了した後、パイルをめっき浴から取り出し、水洗、乾燥する。
【００１９】
以上の如く形成されるＡｇ被膜の厚さは約０．０１〜１．０μｍ程度とする。Ａｇ被膜の厚さが０．０１μｍ未満では十分な導電性が得られないなどの不都合が生じる場合があり、一方、Ａｇ被膜の厚さが１．０μｍを超えるとコスト的に不利である。
【００２０】
また、前記パイルのＮｉ被膜上にＣｕを被覆する場合に用いるめっき浴のＣｕ源としては、例えば、硫酸銅３０ｇ／リットルなどを用いることができる。これらは、炭酸ナトリウム、酒石酸塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミンなどと一緒に用いられる。
【００２１】
具体的なめっき浴としては、例えば、高純度硫酸銅３０ｇ／リットル水溶液に炭酸ナトリウム、酒石酸塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミンを含むめっき浴を使用し、ＮａＯＨを用いてｐＨ値を７以下に調整したものが使用される。めっきの実施に当たっては、このめっき浴を温度６０〜１００℃で使用する。この処理によって、パイルのＮｉ層の表面にＣｕ被膜が形成される。Ｃｕめっきが終了した後、パイルをめっき浴から取り出し、水洗、乾燥する。
【００２２】
以上の如く形成されるＣｕ被膜の厚さは約０．０１〜１．０μｍ程度とする。Ｃｕ被膜の厚さが０．０１μｍ未満ではめっきのつき回り不完全で得られるパイルの導電性が不十分であり、一方、Ｃｕ被膜の厚さが１．０μｍを超えるとコスト的に不利である。
【実施例】
【００２３】
実施例１
ナイロンパイルを１０質量％の苛性ソーダ水溶液で洗浄後、十分に水洗した。このパイルを、ＳｎＣｌ2・２Ｈ2Ｏ：１．０ｇ／リットル、ＨＣｌ：２ミリリットル／リットルからなるセンシタイザ溶液に室温下で５分間浸漬した後取り出し、充分に水洗し、次いで、ＰｄＣｌ2：０．１ｇ／リットル、ＨＣｌ：２ミリリットル／リットルからなるアクチベータ溶液に室温下で５分間浸漬した後取り出して充分に水洗した。
【００２４】
上記で得られた前処理パイルを下記のめっき浴に加え、４０〜５０℃で１〜５分間ゆっくりと攪拌し、パイルを取り出し、水洗し、ニッケルめっきしたパイルを得た。上記で得られたＮｉ被膜の厚みは平均で０．３μｍであった。
硫酸ニッケル      ３０ｇ／リットル
硫酸アンモニウム  ２０ｇ／リットル
酢酸アンモニウム  ２０ｇ／リットル
NaH2PO2・2H2O      ３０ｇ／リットル
安定剤            ２０〜３０ｐｐｍ
ｐＨ              ５
【００２５】
下記のＡｕめっき浴を調製し、これにＮａＯＨ（１０質量％）溶液を添加してめっき浴を建浴した。このＡｕめっき浴の温度を８５〜９５℃に調整し、ここに前記のＮｉめっきしたパイルを１〜５分間浸漬した。パイルを取り出し、水洗し、黄金色の導電性パイルを得た。上記で得られたＡｕ被膜の厚みは平均で０．０１５μｍであった。
KAu(CN)2：０．０５ｇ／リットル、
CH3COOH：２０ミリリットル／リットル、
NaH2PO2・2H2O：５ｇ／リットル
【００２６】
実施例２
実施例１で得られたＮｉめっきパイルの表面にＡｇめっきを以下のようにして行った。
下記の組成のめっき浴にＮａＯＨ（１０質量％）溶液を添加してめっき浴を建浴した。このＡｇめっき浴の温度を２０〜２５℃に調整し、ここに前記のＮｉめっきしたパイルを１〜５分間浸漬した。パイルを取り出し、水洗し、銀色の導電性パイルを得た。上記で得られたＡｇ被膜の厚みは平均で０．５μｍであった。
硝酸銀：１０ｇ／リットル
ロッシエル塩（酒石酸ナトリウム・カリウム）：３０ｇ／リットル
アンモニアと苛性ソーダでｐＨ１１．５に調整
【００２７】
実施例３
実施例１で得られたＮｉめっきパイルの表面にＣｕめっきを以下のようにして行った。
下記めっき浴をＮａＯＨを用いてｐＨ値を７以下に調整した。これにＮａＯＨ（１０質量％）溶液を添加してめっき浴を建浴した。このＣｕめっき浴の温度を６０〜８０℃に調整し、ここに前記のＮｉめっきしたパイルを１〜５分間浸漬した。パイルを取り出し、水洗し、銅色の導電性パイルを得た。上記で得られたＣｕ被膜の厚みは平均で０．３μｍであった。
高純度硫酸銅；３０ｇ／リットル
炭酸ナトリウム、酒石酸塩、ＥＤＴＡ、トリエタノールアミンを含む
【００２８】
使用例１（植毛）
実施例１〜３で得られたメッキパイルを用いてＡＢＳ樹脂板および着物の裏地の静電植毛を行った。これらの基材にエポキシ系接着剤を低圧ハンドガン（横カップ式）でエア圧０．１５ＭＰａでウエット塗布量３０μｍで塗布して、上記接着剤塗布面にハンディ植毛機（エアーフロック）で電圧６０ｋＶ、植毛距離５０ｍｍで植毛して、それぞれ金色、銀色および銅色の植毛ＡＢＳ板および植毛布地を得た。
金色の植毛品は非常に意匠性および導電性に優れており、銀色植毛品は抗菌性および導電性に優れており、銅色植毛品は導電性に優れていた。
【００２９】
使用例２（導電塗料）
実施例３の銅メッキパイル１０質量部と、熱可塑性アクリル樹脂（重量平均分子量８５，０００）６３質量部にトルエン１５質量部およびメチルイソブチルケトン１５質量部を加え、さらにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカー株式会社製、商品名Ａ−１８７）０．６質量部を投入後、擂潰機に入れ、混合して均一に分散させ、導電性塗料を得た。該塗料を希釈溶剤で固形分２０質量％に希釈し、アクリル樹脂成形品の表面に塗布および乾燥して導電性被膜を形成した。得られた導電性被膜は導電性に優れていた。
【００３０】
使用例３（導電性接着剤）
実施例２で得られた銀めっきパイル５０ｇ、レゾール系フェノール樹脂５８ｇ、水添ビスＡ型エポキシ樹脂５．６ｇ、ブチラール樹脂１３ｇ（ＢＭ−１、積水化学社製）、トリエタノールアミン１．５ｇ、シラン系カップリング剤１．５ｇ、ベンジルアルコール８ｇを混合し、三本ロールにて混練して導電性ペースト（１）を得た。
【００３１】
ガラスエポキシ銅張積層基板をパターニングして得た配線のパッド部（２×２ｍｍ2、パッド間隔２ｍｍ）にスクリーン印刷により上記導電性ペースト（１）を塗布した。その上に表面実装用のチップ抵抗を圧着して粘着仮固定した。５０℃で３０分乾燥した後１７０℃で３０分加熱し硬化させた。チップ抵抗とパッド部との接続抵抗は１３ｍΩであり使用可能な範囲であった。チップ抵抗の接着強度は２ｋｇで充分なものであった。また、９０℃、８０％相対湿度の環境で１０００時間、直流５０Ｖを負荷し続けても短絡は起きず良好な耐マイグレーション性を示した。この時の接続抵抗は１５ｍΩであり良好な耐環境性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の導電性パイルは、塗膜、接着層などを構成する樹脂と同様の樹脂パイルを芯材としていることから、樹脂の比重と同様の比重を有しており、塗料中などにおいて沈降せず、安定に分散する。また、芯材の表面に金属層がめっきされていることから、軽量でありながら優れた導電性を有している。また、塗料中に添加された場合には、塗膜中での接点が多く、少量の添加量で、塗膜などに優れた導電性を付与することができる。また、第２層がＡｕである場合には導電性に加えて優れた意匠性が、また、第２層が銀である場合には導電性に加えて優れた抗菌性が付与される。