(57)【要約】【課題】均質な金属短繊維を効率良く製造することが可能な、金属短繊維の製造方法を提供すること。【解決手段】フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を短繊維束に切断する切断工程を含む、金属短繊維の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を短繊維束に切断する切断工程を含む、金属短繊維の製造方法。
【請求項２】
前記フッ素系ポリマー中のフッ素原子の含有量が、前記フッ素系ポリマーの総量基準で４０質量％以上である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記フッ素系ポリマーを含むコーティング液を金属繊維束に含浸させて、該金属繊維束を前記フッ素系ポリマーでコーティングするコーティング工程をさらに含む、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記短繊維束をコーティングする前記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を、フッ素系溶剤で溶解して除去する除去工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記除去工程で除去された前記フッ素系ポリマーの一部又は全部を、金属繊維束のコーティングに再利用する、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングするコーティング機構と、
前記フッ素系ポリマーでコーティングされた前記金属繊維束を短繊維束に切断する切断機構と、
を備える、金属短繊維の製造装置。
【請求項７】
前記コーティング機構が、
前記フッ素系ポリマーを含むコーティング液を貯留するコーティング槽と、
前記コーティング液が前記金属繊維束に含浸するように、前記金属繊維束に前記コーティング槽内を通過させる移送手段と、
を有する、請求項６に記載の製造装置。
【請求項８】
前記短繊維束をコーティングする前記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を、フッ素系溶剤で溶解して除去する除去機構をさらに備える、請求項６又は７に記載の製造装置。
【請求項９】
前記除去機構が、前記短繊維束を前記フッ素系溶剤中に浸漬して、前記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を溶解させる、請求項８に記載の製造装置。
【請求項１０】
前記除去機構で除去された前記フッ素系ポリマーを回収する回収機構をさらに備える、請求項８又は９に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属短繊維の製造方法及び金属短繊維の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属繊維は、優れた強度、耐摩耗性、耐熱性、高導電性等の特性を有し、長尺の繊維として、又は短繊維として、多様な用途に用いられている。
【０００３】
金属短繊維は、金属繊維を束状にして剛性を持たせた金属繊維束を準備し、該金属繊維束を短く切断して製造される。例えば、特許文献１には、コイル切削法により製造した金属繊維束に、ポリスチレンとスチレン系熱可塑性エラストマの混合溶液を付着させた後、該混合溶液中の溶媒を除去することによって金属繊維束を集束し、これを所定の長さに切断して形成することを特徴とする、電磁シールド筐体成型用原料ペレットの製造方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、金属繊維束に含水させて含水金属繊維束とし、この含水金属繊維束を冷却雰囲気で凝固させて氷結金属繊維束とした後、この氷結金属繊維束を短く切断して氷結金属短繊維束を形成することを特徴とする、金属繊維の切断方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１８４６７号公報
【特許文献２】特開平８−２４３９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の製造方法では、ペレット内に包含された状態で金属短繊維が得られるが、該ペレットから金属短繊維のみを取り出すことは難しく、ペレットのまま使用可能な対象に用途が限定されていた。また、特許文献２に記載の製造方法では、含水金属繊維束を氷結させるための冷却装置が不可欠であり、製造コストが高いという課題があった。
【０００７】
本発明の目的の一つは、金属繊維束の切断時に束の崩れを抑制することにより、均質に切断された金属短繊維を効率良く製造することが可能な、金属短繊維の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的の一つは、均質に切断された金属短繊維を効率良く製造することが可能な、金属短繊維の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面は、金属短繊維の製造方法に関する。この製造方法は、フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を短繊維束に切断する切断工程を含む。
【０００９】
一態様において、上記フッ素系ポリマー中のフッ素原子の含有量は、上記フッ素系ポリマーの総量基準で４０質量％以上であってよい。
【００１０】
一態様において、上記製造方法は、上記フッ素系ポリマーを含むコーティング液を金属繊維束に含浸させて、該金属繊維束を上記フッ素系ポリマーでコーティングするコーティング工程をさらに含むものであってよい。
【００１１】
一態様において、上記製造方法は、上記短繊維束をコーティングする上記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を、フッ素系溶剤で溶解して除去する除去工程をさらに含むものであってよい。
【００１２】
一態様において、上記製造方法では、上記除去工程で除去された上記フッ素系ポリマーの一部又は全部を、金属繊維束のコーティングに再利用することができる。
【００１３】
本発明の他の一側面は、金属短繊維の製造装置に関する。この製造装置は、金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングするコーティング機構と、上記フッ素系ポリマーでコーティングされた上記金属繊維束を短繊維束に切断する切断機構と、を備える。
【００１４】
一態様において、上記コーティング機構は、上記フッ素系ポリマーを含むコーティング液を貯留するコーティング槽と、上記コーティング液が上記金属繊維束に含浸するように、上記金属繊維束に上記コーティング槽内を通過させる移送手段と、を有するものであってよい。
【００１５】
一態様において、上記製造装置は、上記短繊維束をコーティングする上記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を、フッ素系溶剤で溶解して除去する除去機構をさらに備えるものであってよい。
【００１６】
一態様において、上記除去機構は、上記短繊維束を上記フッ素系溶剤中に浸漬して、上記フッ素系ポリマーの少なくとも一部を溶解させるものであってよい。
【００１７】
一態様において、上記製造装置は、上記除去機構で除去された上記フッ素系ポリマーを回収する回収機構をさらに備えるものであってよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、金属繊維束の切断時に束の崩れを抑制して、均質に切断された金属短繊維を効率良く製造することが可能な、金属短繊維の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、均質に切断された金属短繊維を効率良く製造可能な、金属短繊維の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る金属短繊維の製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態について以下に説明する。
【００２１】
（金属短繊維の製造方法）
本実施形態に係る製造方法は、フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を短繊維束に切断する切断工程を含む。
【００２２】
本実施形態に係る製造方法では、切断される金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングすることで、切断時の束の崩れを抑制することができる。このため、上記切断工程では、均質に切断された短繊維束が得られる。
【００２３】
金属繊維束は、金属繊維を集束したものである。金属繊維の材質、繊維径等は特に制限されず、所望の金属短繊維に応じて適宜選択することができる。また、金属繊維束の断面形状、束径、集束繊維数等も特に制限されず、例えば製造装置（特に、切断機構）の形態等に応じて、適宜調整することができる。
【００２４】
金属繊維の材質としては、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼、銅、アルミニウム、チタン等が挙げられる。金属繊維の繊維径は、例えば０．００１ｍｍ以上であってよく、０．０１ｍｍ以上であってもよく、０．１ｍｍ以下であってよく、０．５ｍｍ以下であってもよい。
【００２５】
金属繊維束の断面形状としては、例えば円形、楕円形、略矩形等が挙げられる。金属繊維束の束径は、例えば、等面積円相当径で１〜１０ｍｍであってよく、２〜５ｍｍであってもよい。金属繊維束の集束繊維数は、例えば４００〜１００００００本であってよく、９００〜２５００００本であってよい。
【００２６】
フッ素系ポリマーは、フッ素原子を含有する樹脂である。フッ素系ポリマーは、好適には金属繊維束の集束剤として機能し、金属繊維束を一体化して切断が容易となるように剛性を付与する。本実施形態に係る製造方法では、このようなフッ素系ポリマーのコーティングにより、切断時の金属繊維束の崩れが抑制され、均質な切断が実現される。
【００２７】
なお、フッ素系ポリマーは、例えば他の熱可塑性樹脂と比較して摩擦係数が小さいことが知られている。このため、本実施形態に係る製造方法では、短繊維束への切断時に、切断面と切断刃との間の摩擦抵抗が少なくなり、切断部の歪みが抑制されることが推測される。
【００２８】
フッ素系ポリマー中のフッ素原子の含有量は、フッ素系ポリマーの総量基準で４０質量％以上であることが好ましく、４５質量％以上であることがより好ましい。このようなフッ素系ポリマーによれば、金属繊維束の切断面と切断刃との間の摩擦抵抗を特に小さくすることができ、また、後述のフッ素系溶剤による除去及び再利用が一層容易となる傾向がある。また、フッ素原子の含有量は、好ましくは７０質量％以下であってよく、７６質量％以下であってもよい。
【００２９】
フッ素系ポリマーの種類は特に制限されず、種々のフッ素系ポリマーを適用することができる。例えば、フッ素系ポリマーは、下記式（１）で表される構成単位を有するものであってよい。
【００３０】
【化１】
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【００３１】
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルコキシ基又はフッ化アルコキシ基を示す。但し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４のうち少なくとも一つはフッ素原子、フッ化アルキル基又はフッ化アルコキシ基である。
【００３２】
式（１）中、アルキル基としては炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜３のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜２のアルキル基がさらに好ましい。フッ化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基である。式（１）中、フッ化アルキル基の炭素数は好ましくは１〜６、より好ましくは１〜３である。
【００３３】
式（１）中、アルコキシ基としては炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜３のアルコキシ基がより好ましい。フッ化アルコキシ基は、アルコキシ基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基である。式（１）中、フッ化アルコキシ基の炭素数は好ましくは１〜６、より好ましくは１〜３である。
【００３４】
フッ素系ポリマーは、式（１）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーを含むモノマー群の重合体であってよい。式（１）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、パーフルオロアルキルビニルエーテル（例えば、パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテル等）、ヘキサフルオロプロペン等が挙げられる。
【００３５】
式（１）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーと他のモノマーとの共重合体であってよい。すなわち、上記モノマー群は、上記フッ素系モノマー以外の他のモノマーを含んでいてもよい。
【００３６】
式（１）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーとビニル系モノマーとの共重合体であってよい。ビニル系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のアルケン；エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル；酢酸ビニル等のカルボン酸ビニル；（メタ）アクリル酸、アルキル（メタ）アクリレート等のアクリル系モノマーが挙げられる。
【００３７】
また、フッ素系ポリマーとしては、単量体単位として、フッ化アルキル（メタ）アクリレート単位を有するポリマーを用いてもよい。フッ素系ポリマーとしては、例えば式（２）で表される構成単位を有するものが挙げられる。
【００３８】
【化２】
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【００３９】
式中、Ｒ５、Ｒ６及びＲ７は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示し、Ｒ８はフッ化アルキル基を示す。
【００４０】
式（２）中、アルキル基としては、炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜３のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜２のアルキル基がさらに好ましい。フッ化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基である。式（２）中、フッ化アルキル基の炭素数は好ましくは１〜６、より好ましくは１〜３である。
【００４１】
Ｒ５及びＲ６は好ましくは水素原子であり、Ｒ７は好ましくは水素原子又はメチル基である。
【００４２】
フッ素系ポリマーは、式（２）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーを含むモノマー群の重合体であってよい。式（２）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーとしては、例えば、トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロブチル（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１，１−ジヒドロペルフルオロシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４３】
式（２）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーと他のモノマーとの共重合体であってよい。すなわち、上記モノマー群は、上記フッ素系モノマー以外の他のモノマーを含んでいてもよい。
【００４４】
式（２）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーとアクリル系モノマーとの共重合体であってよい。アクリル系モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、アルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４５】
また、フッ素系ポリマーは、例えば、下記式（３）で表される構成単位を有するものであってもよい。
【００４６】
【化３】
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【００４７】
式中、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アルコキシ基又はフッ化アルコキシ基を示す。但し、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１及びＲ１２のうち少なくとも一つはフッ素原子、フッ化アルキル基又はフッ化アルコキシ基である。
【００４８】
Ｒ９及びＲ１０は、好ましくは水素原子又はフッ素原子であり、Ｒ１１及びＲ１２は、好ましくは水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフッ化アルキル基である。
【００４９】
式（３）中、アルキル基としては炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、炭素数１〜３のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜２のアルキル基がさらに好ましい。フッ化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基である。式（３）中、フッ化アルキル基の炭素数は好ましくは１〜６、より好ましくは１〜３である。
【００５０】
式（３）中、アルコキシ基としては炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜３のアルコキシ基がより好ましい。フッ化アルコキシ基は、アルコキシ基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基である。式（３）中、フッ化アルコキシ基の炭素数は好ましくは１〜６、より好ましくは１〜３である。
【００５１】
フッ素系ポリマーは、式（３）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーを含むモノマー群の重合体であってよい。式（３）で表される構成単位を形成するフッ素系モノマーとしては、例えば、パーフルオロエチレンオキサイド、パーフルオロプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００５２】
式（３）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーと他のモノマーとの共重合体であってよい。すなわち、上記モノマー群は、上記フッ素系モノマー以外の他のモノマーを含んでいてもよい。
【００５３】
式（３）で表される構成単位を有するフッ素系ポリマーは、例えば、上記フッ素系モノマーとジオール系モノマーとの共重合体であってよい。ジオール系モノマーとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００５４】
また、フッ素系ポリマーとしては、例えば環状エーテル骨格を有するポリマーを用いてもよい。このようなフッ素系ポリマーとしては、例えば式（４）で表される構成単位を有するものが挙げられる。
【００５５】
【化４】
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【００５６】
フッ素系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは５０００以上であり、より好ましくは１００００以上である。また、フッ素系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは２００００以下であり、より好ましくは１５０００以下である。
【００５７】
フッ素系ポリマーとしては、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７：１９９９に示される静滴法によって測定される水との接触角が１００°以上であるものが好ましい。このようなフッ素系ポリマーは摩擦係数が特に小さい傾向がある。
【００５８】
フッ素系ポリマーのコーティング量は、金属繊維束の束径、集束繊維数等に応じて適宜調整することができる。例えば、コーティング量は、金属繊維束１００質量部に対して１質量部以上であってよく、３質量部以上であってもよい。また、コーティング量は、金属繊維束１００質量部に対して２０質量部以下であってよく、１５質量部以下としてもよい。
【００５９】
フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束は、短繊維束に切断される。短繊維束は、金属短繊維を集束した繊維束ということができる。切断後は、短繊維束のまま、又は短繊維束を解束して金属短繊維として、多様な用途に用いることができる。
【００６０】
金属繊維束の平均繊維長は、用途に応じて適宜調整することができる。例えば、金属繊維束の平均繊維長は、０．５〜２０ｍｍであってもよく、１〜１０ｍｍであってもよい。
【００６１】
（コーティング工程）
本実施形態に係る製造方法は、フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を得るコーティング工程をさらに含むものであってよい。
【００６２】
コーティング工程は、例えば、フッ素系ポリマーを含むコーティング液を金属繊維束に含浸させて、金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングする工程であってよい。
【００６３】
コーティング液は、フッ素系ポリマーとフッ素系ポリマーを溶解可能な溶剤とを含むものである。コーティング液における溶剤としては、フッ素系溶剤を好適に用いることができる。フッ素系溶剤としては、フッ素系ポリマーを溶解可能なフッ素系溶剤から適宜選択して用いることができる。
【００６４】
フッ素系溶剤の沸点は、１００℃以下であることが好ましく、８０℃以下であることがより好ましい。このようなフッ素系溶剤によれば、金属繊維束への含浸後、フッ素系溶剤を容易に揮発させることができ、コーティング工程を効率良く実施することができる。また、フッ素系溶剤の沸点は、３０℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましい。このようなフッ素系溶剤は、常圧下での取扱い性に優れるため、作業効率の向上が見込まれる。
【００６５】
フッ素系溶剤としては、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、ポリエーテル系溶剤等の有機溶剤が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された溶剤が挙げられる。
【００６６】
フッ素系溶剤の具体例としては、例えば、パーフルオロカーボン類、ハイドロフルオロエーテル類、パーフルオロケトン類、パーフルオロポリエーテル類、ハイドロフルオロオレフィン類、ハイドロフルオロカーボン類等が挙げられる。
【００６７】
フッ素系溶剤としては、市販のフッ素系溶剤を用いることもできる。市販のフッ素系溶剤としては、例えばＮｏｖｅｃＴＭ  ７０００、ＮｏｖｅｃＴＭ  ７１００、ＮｏｖｅｃＴＭ  ７２００、ＮｏｖｅｃＴＭ  ７３００（以上、３Ｍ社製）、Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）  ＸＦ、Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）  ＳｉｎｅｒａＴＭ、Ｖｅｒｔｒｅｌ（登録商標）  ＳｕｐｒｉｏｎＴＭ（以上、デュポン社製）、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）  ＳＶ８０、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）  ＳＶ１１０、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）  ＨＴ８０、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）  ＨＴ１１０、ＧＡＬＤＥＮ（登録商標）  ＨＴ１７０（以上、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製）、ＡＫ−２２５、ＡＥ−３０００（以上、旭硝子製）、ＣＧＳ−４（以上、セントラル硝子製）等が挙げられる。
【００６８】
コーティング液中のフッ素系ポリマーの含有割合は、例えば１質量％以上とすることができ、好ましくは２質量％以上である。また、コーティング液中のフッ素系ポリマーの含有割合は、２０質量％以下であってよく、好ましくは８質量％以下である。
【００６９】
コーティング液としては、市販のコーティング液を用いることもできる。市販のコーティング液としては、例えば、ＮｏｖｅｃＴＭ  ２７０２、ＮｏｖｅｃＴＭ  １７００、ＮｏｖｅｃＴＭ  １７２０（以上、３Ｍ社製）、Ｃｙｔｏｐ  Ｓタイプ（旭硝子製）等が挙げられる。
【００７０】
コーティング工程では、例えば、コーティング液を金属繊維束に含浸させた後、フッ素系溶剤を揮発させて金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングすることができる。このとき、フッ素系溶剤の揮発は、常温常圧下で行ってもよく、加熱下及び／又は減圧下で行ってもよい。
【００７１】
（除去工程）
本実施形態に係る製造方法は、切断工程で得られた短繊維束から、フッ素系ポリマーの少なくとも一部を除去する除去工程をさらに含むものであってよい。
【００７２】
除去工程では、フッ素系ポリマーで集束された短繊維束からフッ素系ポリマーを除去することによって短繊維束が解束されて、独立した金属短繊維を得ることができる。
【００７３】
除去工程では、例えば、短繊維束をコーティングするフッ素系ポリマーの少なくとも一部を、フッ素系溶剤で溶解して除去することができる。
【００７４】
フッ素系溶剤としては、上述のコーティング工程におけるフッ素系溶剤と同じものを好適に用いることができる。
【００７５】
本実施形態の除去工程において、フッ素系ポリマーは必ずしも全てが除去される必要はなく、短繊維束が解束される程度に除去されればよい。例えば、除去工程は、フッ素系ポリマーの一部を除去し、フッ素系ポリマーの残部によってコーティングされた金属短繊維を得る工程であってもよい。
【００７６】
除去工程は、例えば、切断工程で得られた短繊維束をフッ素系溶剤中に浸漬して、フッ素系ポリマーの少なくとも一部を該フッ素系溶剤に溶解させることによって、実施することができる。このような方法によれば、金属短繊維に機械的負荷をかけることなく除去工程を実施できるため、より均質な金属短繊維が得られる。
【００７７】
除去工程で除去されたフッ素系ポリマーは、コーティング工程に再利用することができる。
【００７８】
例えば、除去工程にフッ素系溶剤を用いて実施した場合、フッ素系ポリマーを溶解したフッ素系溶剤が回収される。この回収液は、フッ素系溶剤の除去又はフッ素系ポリマーの添加によって、フッ素系ポリマーの濃度を調整することで、コーティング工程におけるコーティング液として再利用することができる。
【００７９】
（金属短繊維）
本実施形態に係る製造方法により製造された金属短繊維は、切断時に金属繊維束の崩れが抑制されているため、均質な短繊維となる。
【００８０】
金属短繊維は、切断工程で得られた短繊維束の形態で用いることもでき、除去工程で解束された短繊維群の形態で用いることもできる。また、金属短繊維は、その一部又は全部がフッ素系ポリマーでコーティングされていてもよい。
【００８１】
金属短繊維の用途としては、例えば、樹脂組成物に充填させて、該樹脂組成物に電磁波シールド性、帯電防止性等の特性を付与したり、該樹脂組成物の機械的強度を向上させたりする用途が挙げられる。
【００８２】
（金属短繊維の製造装置）
上記製造方法を実施するための製造装置について、その好適な実施形態を以下に説明する。
【００８３】
本実施形態に係る製造装置は、金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングするコーティング機構と、フッ素系ポリマーでコーティングされた金属繊維束を短繊維束に切断する切断機構と、を備える。
【００８４】
コーティング機構は、例えば、フッ素系ポリマーを含むコーティング液を貯留するコーティング槽と、コーティング液が金属繊維束に含浸するように、金属繊維束にコーティング槽内を通過させる移送手段と、を有するものであってよい。
【００８５】
また、コーティング機構は、例えば、コーティング液を吐出する吐出部を有し、吐出部から吐出されたコーティング液と金属繊維束とを接触させてコーティングを行う機構であってもよい。
【００８６】
切断機構は、例えば、金属繊維束を支持する支持部と、支持部で支持された金属繊維束を切断する切断刃を有する切断部とを有するものであってよい。
【００８７】
本実施形態に係る製造装置は、切断機構で切断された短繊維束から、フッ素系ポリマーの少なくとも一部を除去する除去機構を更に備えていてもよい。
【００８８】
除去機構は、例えば、短繊維束をコーティングするフッ素系ポリマーを、フッ素系溶剤で溶解して除去する機構であってよい。
【００８９】
また、除去機構は、例えば、フッ素系溶剤を貯留する除去槽と、除去槽から金属短繊維を回収する回収手段とを有するものであってよい。このような除去機構では、フッ素系溶剤中に短繊維束を浸漬することで、容易にフッ素系ポリマーを除去することができる。回収手段は、例えば、除去槽から金属短繊維を引き上げる回収手段であってもよく、除去槽からフッ素系溶剤を排出し、除去槽に残った金属短繊維を回収する回収手段であってもよい。
【００９０】
また、除去機構は、例えば、フッ素系溶剤を吐出する吐出部を有し、吐出部から吐出されたフッ素系溶剤を短繊維束に接触させて、フッ素系ポリマーを除去する機構であってもよい。
【００９１】
本実施形態に係る製造装置は、除去機構で除去されたフッ素系ポリマーを回収する回収機構を更に備えていてもよい。
【００９２】
回収機構では、例えば、フッ素系ポリマーが溶解したフッ素系溶剤を回収液として回収する。回収機構では、例えば、回収液からフッ素系溶剤の一部を揮発させて、コーティング液として再利用可能なものとすることができる。
【００９３】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る製造装置の好適な一実施形態について説明する。
【００９４】
図１は、本発明に係る製造装置の好適な一実施形態を示す模式図である。なお、図１は実施形態の説明のために各要素を模式的に示した図にすぎず、各要素の寸法比率及び位置関係は図示のものに限定されるものではない。また、本発明に係る製造装置は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００９５】
図１に示す製造装置１００は、フッ素系ポリマーを含むコーティング液１１を貯留するコーティング槽１０と、コーティング槽内を通過するように金属繊維束１を移送する複数の移送ロール１２と、コーティング後の金属繊維束２を支持する支持部２０と、支持部２０で支持された金属繊維束２を短繊維束に切断する切断部２１と、切断部２１により切断された短繊維束３からフッ素系ポリマーを除去するための、フッ素系溶剤３１を貯留する除去槽３０と、除去槽３０からフッ素系ポリマー除去後のフッ素系溶剤を回収する回収ラインＬ１と、回収ラインＬ１から送液された回収液を蒸留する蒸留塔４０と、蒸留塔４０の塔頂部から揮発したフッ素系溶剤を回収する回収ラインＬ２と、蒸留塔４０から回収されたフッ素系溶剤を凝縮させる凝縮槽５０と、凝縮槽５０に貯留されたフッ素系溶剤を除去槽に送液する送液ラインＬ４と、蒸留塔４０の底部から濃縮された回収液をコーティング槽１０に送液する送液ラインＬ５と、を備える。
【００９６】
製造装置１００において、コーティング槽１０は、フッ素系ポリマーを含むコーティング液１１が貯留された槽である。また、移送ロール１２は、金属繊維束１を移送する複数のロールからなり、コーティング槽１０内のコーティング液１１中を通過するように、金属繊維束１を移送する。
【００９７】
コーティング液１１中を通過した金属繊維束１にはコーティング液が含浸し、その後の移送中にコーティング液の溶剤が揮発することで、フッ素系ポリマーがコーティングされる。
【００９８】
コーティングされた金属繊維束２は、支持部２０上に移送され、切断部２１によって短繊維束に切断される。切断部２１によって切断された短繊維束３は、切断部下部に設置された除去槽３０内に落下し、除去槽３０内のフッ素系溶剤３１によってフッ素系ポリマーが溶解される。
【００９９】
フッ素系ポリマーの溶解後、短繊維束３（又は、解束された金属繊維束）は製品として回収される。また、フッ素系ポリマーが溶解したフッ素系溶剤は、回収液として、回収ラインＬ１から蒸留塔４０に送液される。
【０１００】
蒸留塔４０では、回収液中のフッ素系溶剤の一部を蒸留除去して、回収液を濃縮する。濃縮された回収液は、送液ラインＬ５を通じてコーティング槽１０に送液され、コーティング液１１として再利用される。
【０１０１】
蒸留塔４０で蒸留除去されたフッ素系溶剤は、気体として回収ラインＬ２を通じて凝縮槽５０に送られ、凝縮槽５０で液体に凝縮される。凝縮槽５０は、フッ素系溶剤を貯留し、必要に応じて送液ラインＬ４を通じて、除去槽３０にフッ素系溶剤を供給する。
【０１０２】
製造装置１００によれば、上述の好適な製造方法を容易に実施することができ、均質な金属短繊維を効率良く製造することができる。
【０１０３】
（確認試験）
本実施形態に係る製造方法の確認試験を行った。
【０１０４】
＜確認試験１＞
金属繊維束として＃００００（φ＝０．０１２ｍｍ）のスチールウールの繊維束（φ＝３ｍｍ）、コーティング液としてＮｏｖｅｃＴＭ  １７００（フッ素系ポリマー含量２質量％、３Ｍ社製）、フッ素系溶剤としてＮｏｖｅｃＴＭ  ７１００（ハイドロフルオロエーテル、沸点６１℃、３Ｍ社製）を用いて下記の確認試験を行った。
【０１０５】
金属繊維束をコーティング液に１０秒間浸漬した後、乾燥させて、金属繊維束にフッ素系ポリマーをコーティングした。次いで、コーティング後の金属繊維束を、繊維長３ｍｍの短繊維束に切断した。短繊維束をフッ素系溶剤に１分間浸漬したところ、フッ素系ポリマーの溶解によって短繊維束が解束し、金属短繊維が得られた。
【０１０６】
＜確認試験２＞
コーティング液として、ＮｏｖｅｃＴＭ  １７００をフッ素系ポリマー含量８質量％に濃縮したものを用いたこと以外は、確認試験１と同様にして金属短繊維を得た。
【０１０７】
＜確認試験３＞
コーティング液として、ＮｏｖｅｃＴＭ  １７００をフッ素系ポリマー含量２０質量％に濃縮したものを用いたこと以外は、確認試験１と同様にして短繊維束を作製した。短繊維束をフッ素系溶剤に２分間浸漬したところ、フッ素系ポリマーの溶解によって短繊維束が解束し、金属短繊維が得られた。
【０１０８】
＜比較試験１＞
確認試験１で用いた金属繊維束を、コーティングせずに切断した。切断時に繊維束は容易に崩れ、不均質に切断された。
【０１０９】
確認試験１〜３では、金属繊維束の崩れが抑制されており、均質に切断された短繊維が得られた。なお、本実施形態に係る製造方法では、金属繊維束をフッ素系ポリマーでコーティングしているため、例えば特許文献１に記載のスチレン系樹脂コーティングされた金属繊維束を切断した場合と比較して切断時の摩擦が少ないことから、端部の歪みが少ない均質な短繊維が得られると推測される。
【０１１０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【０１１１】
例えば、本発明の一側面は、上記製造方法で製造された金属短繊維に関するものであってよい。また、本発明の他の一側面は、切断前の金属繊維束に、フッ素系ポリマーをコーティングする、金属繊維束の切断時の崩れ抑制方法ということもできる。
【符号の説明】
【０１１２】
１…金属繊維束、２…コーティング済み金属繊維束、３…短繊維束、１０…コーティング槽、１１…コーティング液、１２…移送ロール、２０…支持部、２１…切断部、３０…除去槽、３１…フッ素系溶剤、４０…蒸留塔、５０…凝縮槽。
【図１】
2016101602.tif 000007