JPH01100271A - Coating of non-metal substrate with metal - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はファイバおよび果粒などの耐熱性無機物質の金
属化処理、特にガラスファイバまたはガラス様ファイバ
の金属化に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to the metallization of heat-resistant inorganic materials such as fibers and granules, and in particular to the metallization of glass fibers or glass-like fibers.
各種の電子装置によって放射されるＥＭＩ（電磁干渉）
レベルを制限するための国家的および国際的規模の規則
の故に、ＥＭＩ放射量を所要のレベルまで低下させる各
種の複合材料および被覆の開発が促進されている。この
ような複合体のＥＭＩ吸収成分の効率は、その導電性と
粒子の縦横比と共に向上する。そのために多くの製品が
市場に導入された。例えば、ニッケルメッキ黒鉛ファイ
バ、ステンレス鋼ファイバ、ニッケルファイバ、ニッケ
ルメッキ雲母、ニッケルメッキ無機ファイバなどである
。一般に、現在入手される材料は高価であるか、または
効率が低い。単一の操作で製造されるニッケル被覆ガラ
スファイバは、はるかに低いコストで市販することが可
能であり、従って広い範囲の用途に使用されよう。ＥＭ
Ｉ遮蔽導電性ファイバは、バラバラのファイバを取り扱
う危険性を避けるため、適当な結合剤または接着剤によ
って結束された切断束状で市販されている。EMI (electromagnetic interference) emitted by various electronic devices
National and international regulations to limit levels have encouraged the development of various composite materials and coatings that reduce EMI emissions to desired levels. The efficiency of the EMI absorbing component of such a composite increases with its conductivity and particle aspect ratio. Many products have been introduced to the market for this purpose. Examples include nickel-plated graphite fiber, stainless steel fiber, nickel fiber, nickel-plated mica, and nickel-plated inorganic fiber. Generally, currently available materials are expensive or have low efficiency. Nickel-coated glass fibers produced in a single operation can be commercially available at a much lower cost and therefore will be used in a wide range of applications. E.M.
I-shielded conductive fibers are commercially available in cut bundles bound together with suitable bonding agents or adhesives to avoid the risk of handling loose fibers.
構造複合体中に接着ガラスファイバを使用することは公
知である。なんらかの理由で、例えばＥＭＩ遮蔽または
誘導電流による急速硬化のため、構造要素の導電性また
はその他の金属特性が必要とされる同様の用途において
、ニッケル被覆ファイバから成るガラスロービングを使
用することができる。The use of bonded glass fibers in structural composites is known. Glass rovings made of nickel-coated fibers can be used in similar applications where electrical conductivity or other metallic properties of the structural element are required for some reason, for example EMI shielding or rapid curing by induced currents.
またガラスファイバは、軽金属構造物の補強のために使
用され、この目的から特殊グレードのガラスが開発され
ている。しかしガラスのウエツティングが困難であり、
これはニッケルメッキファイバを使用することによって
極めて容易になる。Glass fibers are also used for reinforcing light metal structures, and special grades of glass have been developed for this purpose. However, it is difficult to wet the glass.
This is made much easier by using nickel plated fiber.
従来提案されているような別個に形成されたガラスファ
イバのメツキ法、例えば水溶液からの無電式メツキ法は
、形成されたガラスファイバの急速な劣化を防止するた
め、その保護サイジングを実施する必要があるので複雑
である。このようなサイジングは、無電式メツキの直前
にできるだけ完全に除去されなければならない。残留サ
イジングがメツキ工程と干渉し製品の品質を劣化させる
からである。米国特許節２，８６７．５５２号に個別に
記載のようなガラスファイバのガスメツキ法および誘導
加熱によるその促進法は、有効であるとは思われない。Previously proposed methods of plating separately formed glass fibers, such as electroless plating from an aqueous solution, require protective sizing of the formed glass fibers to prevent their rapid deterioration. It's complicated because it is. Such sizing must be removed as completely as possible immediately prior to electroless plating. This is because residual sizing interferes with the plating process and deteriorates the quality of the product. Gas plating of glass fibers and its promotion by induction heating, as specifically described in US Pat. No. 2,867.552, does not appear to be effective.
また、高品質のニッケル被覆黒鉛ファイバおよびニッケ
ル被覆無機−耐熱性有機果粒などの製品を現在の製造コ
ストより低いコストで提供する必要がある。There is also a need to provide products such as high quality nickel-coated graphite fibers and nickel-coated inorganic-refractory organic fruit particles at a cost lower than current manufacturing costs.
本発明の目的は、ニッケルなどの金属を使用してガラス
ファイバをガスメツキする能率的な新規な方法を提供す
ることにある。It is an object of the present invention to provide a novel and efficient method for gas plating glass fibers using metals such as nickel.
本発明のさらに他の目的は、少なくとも約３００℃の温
度で安定な非金属ファイバおよび果粒をガスメツキする
能率的で新規な方法を提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide an efficient and novel method for gas plating non-metallic fibers and granules that are stable at temperatures of at least about 300°C.
吸熱的に蒸着される金属をもって非金属ファイバまたは
果粒を被覆する方法において、最初に、熱分解性金属化
合物を含有するガス中に加熱されたファイバまたは果粒
（すなわち、基質）を導入して前記金属上の金属蒸着を
開始する段階を含む方法が提供される。つぎに、分解性
金属化合物を含有するガス中に基質を保持しながら、こ
の初期被覆された基質の表面上の分解を維持するに十分
な温度を保持できるエネルギーを少なくともメガヘルツ
（ＭＨｚ）の周波数で基質中に電気誘導して、基質上の
金属量を増大させる。In a method of coating non-metallic fibers or grains with endothermically deposited metal, the heated fibers or grains (i.e., the matrix) are first introduced into a gas containing a pyrolyzable metal compound. A method is provided that includes initiating metal deposition on the metal. Energy is then applied at a frequency of at least megahertz (MHz) to maintain a temperature sufficient to maintain decomposition on the surface of this initially coated substrate while retaining the substrate in a gas containing the degradable metal compound. Electrical induction into the substrate increases the amount of metal on the substrate.
本発明の方法は、原料として耐熱性の、例えば無機質の
非金属ファイバを使用する。実際的目的から、このよう
なファイバは黒鉛またはガラスで構成することができる
。この明細書において、「ガラス」とは、「溶融状態か
ら比較的安定な非晶状態−見かけ上の固相まて冷却され
る通常酸化物を含む無機物質」と定義される。一般のガ
ラスは、シリカ、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金
属酸化物および任意量のアルミナ、酸化ホウ素、その他
の金属酸化物を含有する。しかし、ガラスは本質的にシ
リカから成ることができ、あるいはその全体が酸化ホウ
素または酸化リンなどの酸化物から成ることができる。The method of the present invention uses heat-resistant, for example inorganic, non-metallic fibers as raw materials. For practical purposes, such fibers may be constructed of graphite or glass. In this specification, "glass" is defined as "an inorganic substance, usually containing an oxide, that is cooled from a molten state to a relatively stable amorphous state - an apparent solid phase." Common glasses contain silica, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, and optional amounts of alumina, boron oxide, and other metal oxides. However, the glass can consist essentially of silica, or it can consist entirely of an oxide, such as boron oxide or phosphorous oxide.
この明細書において、「ファイバ」とは、１０〜５０マ
イクロメートルのオーダの直径または断面主寸法を有す
る細長い物体とみなされる。このファイバは、分解性金
属化合物の分解温度以上でファイバが分解し、焼結し、
または溶融する温度までの温度にあがる時、加熱状態と
みなされる。特にガラスが約１００．０００センチポワ
ーズ以下の粘度を有する時に溶融したとみなされる。In this specification, a "fiber" is considered an elongated object having a diameter or major cross-sectional dimension on the order of 10-50 micrometers. This fiber decomposes and sinters at temperatures above the decomposition temperature of the decomposable metal compound.
Or when the temperature rises to the point where it melts, it is considered to be in a heated state. Specifically, a glass is considered molten when it has a viscosity of about 100,000 centipoise or less.
本発明において使用される熱分解性金属は望ましくはニ
ッケルカルボニルＮ １ （ＣＯ） ４とし、これは
ほぼ大気圧で、約１５０℃の温度で急速に金属と一酸化
炭素とに分解する。しかし金属と結合モイエティとに急
速に熱分解する他の金属化合物も使用することができる
。例えば、純粋状悪または混合状態のニッケル、鉄、ク
ロム、モリブデン、タングステンのカルボニルおよびニ
トロシル、銅アセチルアセトナート、スチベンおよびア
ルシンなどの水化物、臭化カルボニルオスミウム、塩化
カルボニルルテニウムなどのカルボニルハロゲン化物、
トリメチアルミニウム、トリエチルスズなどの金属アル
キルを本発明において使用することができる。当業者に
は明かなように、ガス中において熱分解性物質と熱い基
質、例えばファイバまたは果粒との接触を制御すること
により、錯化合物構造、合金などの種々の生成物を製造
することができる。例えば、ニッケルと鉄カルボニルと
を含有するガス中に熱いガラスファイバを導入した時、
ガラスファイバ上に合金が蒸着する。例えば、ニッケル
と鉄カルボニルとを含有するガス中に熱いガラスファイ
バを導入すれば、ガラス上に合金を蒸着させることがで
きる。このような製品の実施例は、金属およびガラスの
熱膨張に対応するように、例えば３６％のニッケルを含
有する低膨張率のニッケルー鉄合金の蒸着である。他の
有効な錯化合物構造の例は、ニッケルカルボニルを含有
するガス中に熱いガラスを導入して最初のニッケル層を
形成した後に、これらのなお熱い誘導加熱されたガラス
ファイバを、クロムカルボニルＣｒ （Ｃｏ）ｅを含有
するガス中に導入し、ニッケル層上にクロム層を堆積さ
せるにある。The pyrolyzable metal used in the present invention is preferably nickel carbonyl N 1 (CO) 4 , which rapidly decomposes into metal and carbon monoxide at temperatures of about 150° C. at about atmospheric pressure. However, other metal compounds that rapidly decompose into metal and binding moieties can also be used. For example, nickel, iron, chromium, molybdenum, tungsten carbonyls and nitrosyls, copper acetylacetonate, hydrates such as stibene and arsine, carbonyl halides such as carbonyl osmium bromide, carbonyl ruthenium chloride, in pure or mixed state,
Metal alkyls such as trimethyaluminum, triethyltin, etc. can be used in the present invention. As will be clear to those skilled in the art, various products such as complex structures, alloys, etc. can be produced by controlling the contact of pyrolyzable substances with hot substrates, such as fibers or granules, in a gas. can. For example, when a hot glass fiber is introduced into a gas containing nickel and iron carbonyl,
The alloy is deposited onto the glass fiber. For example, an alloy can be deposited onto glass by introducing a hot glass fiber into a gas containing nickel and iron carbonyl. An example of such a product is the deposition of a low expansion nickel-iron alloy containing, for example, 36% nickel, to accommodate the thermal expansion of metals and glasses. Another example of a useful complex structure is to introduce hot glass into a nickel carbonyl-containing gas to form an initial nickel layer, and then transfer these still hot induction heated glass fibers to chromium carbonyl Cr ( Co) e is introduced into a gas containing e to deposit a chromium layer on the nickel layer.
本発明の工程においては、最初にメツキされたガラスフ
ァイバの誘導加熱をＭＨｚ周波数で実施することが重要
である。ホーマほかの前記の開示は、その誘導加熱周波
数が低すぎるが故に実施不能であることが発見された。In the process of the invention, it is important that the induction heating of the plated glass fibers is first carried out at MHz frequencies. The above-mentioned disclosure of Homa et al. was found to be impracticable because its induction heating frequency was too low.
本発明の工程は、１３．６ＭＨｚで作動する誘導加熱コ
イルを使用することによって実施できることが発見され
、前記のコイルと対応の電子機器はレコ社の製品であっ
て、固体の炭素および硫黄含有量の分析のために販売さ
れている。一般に５ Ｍ Ｈｚ以上の周波数が本発明の
目的に適している。It has been discovered that the process of the present invention can be carried out by using an induction heating coil operating at 13.6 MHz, said coil and corresponding electronics being products of Reco, with a solid carbon and sulfur content. sold for analysis. Generally frequencies above 5 MHz are suitable for purposes of the present invention.
本発明において使用される代表的な金属に熱分解される
物質としてのニッケルカルボニルＮ １ （ＣＯ）
４を考慮すれば、下記の吸熱反応によってガス相からガ
ラスファイバ上に金属が蒸着する。Nickel carbonyl N 1 (CO) as a substance that is thermally decomposed into representative metals used in the present invention
4, metal is deposited from the gas phase onto the glass fiber by the endothermic reaction described below.
Ｎ ｉ （ＣＯ） ４ →Ｎｉ’ ＋４ＣＯ触媒、例
えばニッケルの存在において、−酸化炭素は下記の式に
よって分解することは公知である。N i (CO) 4 →Ni' +4CO It is known that in the presence of a catalyst, for example nickel, -carbon oxide decomposes according to the following equation:
２ＣＯ→ Ｃ＋ＣＯ２
これらの２反応が同時に進行するので、金属ニッケルが
小量の元素炭素と共に蒸着する。米国特許節３，６９４
，１８６号および第３，８２０゜９７７号に記載のよう
に、Ｎ２０（亜酸化窒素）、Ｎｏ（−酸化窒素）、Ｎ２
Ｏ３（二酸化二窒素）またはＮＯ２（二酸化窒素）など
の窒素酸化物をニッケルカルボニル含有ガス中に含有さ
せることによって、ニッケルと共に蒸着される炭素量は
最小限になされる。ニッケルカルボニルが一酸化炭素な
どの担体ガス中に小量存在するとすれば、この担体ガス
／ニッケルカルボニル混合物の中に酸化窒素が約１〜約
１５００ｐｐｍ存在することができる。担体ガスは望ま
しくは一酸化炭素とするが、金属化合物分解反応に対し
て不活性の任意のガス、例えば窒素またはアルゴンガス
を使用することができる。ガス／ニッケルカルボニル混
合物が実質的に酸素、ハロゲン化物、ハロゲン化水素、
粉塵またはエアロゾル粒子、あるいはニッケルカルボニ
ルの分解の核となって粉末混合物を形成するその他の物
質を実質的に含有しないことが重要である。また、ガラ
スファイバの金属被覆を実施する装置の壁体が、この壁
体のニッケル被覆を防止するため、比較的ニッケルカル
ボニルを含有しないガスによって冷却または洗浄されな
ければならない。2CO→C+CO2 Since these two reactions proceed simultaneously, metallic nickel is deposited along with a small amount of elemental carbon. U.S. Patent Section 3,694
, No. 186 and No. 3,820°977, N20 (nitrous oxide), No (-nitric oxide), N2
By including nitrogen oxides such as O3 (dinitrogen dioxide) or NO2 (nitrogen dioxide) in the nickel carbonyl-containing gas, the amount of carbon deposited with the nickel is minimized. If nickel carbonyl is present in small amounts in a carrier gas such as carbon monoxide, about 1 to about 1500 ppm of nitrogen oxide can be present in the carrier gas/nickel carbonyl mixture. The carrier gas is preferably carbon monoxide, but any gas inert to the metal compound decomposition reaction can be used, such as nitrogen or argon gas. The gas/nickel carbonyl mixture contains substantially oxygen, halides, hydrogen halides,
It is important that the powder mixture be substantially free of dust or aerosol particles or other materials that can nucleate the decomposition of the nickel carbonyl to form a powder mixture. Also, the walls of the apparatus for metallizing glass fibers must be cooled or cleaned with a relatively nickel carbonyl-free gas to prevent nickel coating of the walls.
また米国特許第４．０５６，３８６号に記載のようにペ
ンタカルボニル鉄の分解触媒としてＨ２、Ｎ０１ＰＦ３
、ＰＨ３、ＮＨ３などの物質を使用する方法、および米
国特許第３，６９４，１８７号に記載のように同一の目
的からＮ０ＳＮ２０３およびＮ Ｏ２を使用する方法に
注意しなければならない。本発明は、ガラスファイバま
たはその他の耐熱性物質を鉄でメツキする際にこれらの
物質を小量使用すること、およびガラスファイバその他
の基質を金属または金属組合せによってメツキする際に
熱分解して金属を生成する物質の触媒作用を有する任意
の物質を使用することを考慮するものである。Also, as described in U.S. Pat. No. 4,056,386, H2, N01PF3 as a decomposition catalyst for pentacarbonyl iron.
, PH3, NH3, and the use of NOSN203 and NO2 for the same purpose as described in US Pat. No. 3,694,187. The present invention is directed to the use of small amounts of these materials when plating glass fibers or other refractory materials with iron, and to the pyrolysis of metals when plating glass fibers or other substrates with metals or combinations of metals. It is contemplated to use any material that has the catalytic effect of producing a material.
再び、ニッケルについて述べれは、溶融ガラスから形成
された直径１０マイクロメータのガラスファイバの潜熱
量は、このガラスファイバ上に約０．２マイクロメート
ルまでの蒸着層を形成するに十分である。本発明によれ
ば、ファイバは少なくとも約１マイクロメートル、望ま
しくは約１〜３マイクロメートル、さらにこれ以上の厚
さのニッケルまたはその他の金属の被覆がガラスファイ
バ上に蒸着される。従って最小限十分な厚さのニッケル
被覆を蒸着する本発明の目的を達成するためには、形成
されたばかりのガラスファイバの潜熱の少なくとも約５
倍の熱量を誘導加熱によってガラスファイバに供給する
必要がある。すなわち誘導加熱によるガラスファイバの
加熱は本発明の顕著な特色である。Again, referring to nickel, the latent heat content of a 10 micrometer diameter glass fiber formed from molten glass is sufficient to form a deposited layer of up to about 0.2 micrometers on the glass fiber. In accordance with the present invention, the fiber has a coating of nickel or other metal deposited on the glass fiber to a thickness of at least about 1 micrometer, preferably about 1 to 3 micrometers, and even more. Therefore, to achieve the objective of the present invention of depositing a nickel coating of minimum sufficient thickness, at least about 50% of the latent heat of the as-formed glass fiber must be
It is necessary to supply twice the amount of heat to the glass fiber by induction heating. That is, heating the glass fiber by induction heating is a prominent feature of the present invention.
本発明の利点をさらに詳細に説明するため、ガラスファ
イバに適用された本発明の方法を示す第１図について説
明する。ガラス１１が溶融炉１３の中で溶融され、落差
または落差プラス加圧によってスピナレット１７の孔１
５を通して押し出される。シリカまたはその他の耐熱性
物質などのガス不透過性、非金属基１９上に前記の溶融
炉１３が支持されている。塔１９はニッケルカルボニル
含有ガスの送入用ポート２３とニッケルカルボニル空乏
ガスの排出用ポート２１とを有する。また塔１つは、ス
ピナレット１７に隣接してポート２５を有し、スピナレ
ット１７の熱い外側面を洗浄するためこのポート２５を
通して窒素または一酸化炭素などの洗浄ガスが導入され
る。このガスは、ニッケルカルボニルを含有しないガス
であって、スピナレット１７の外側面上のニッケルの蒸
着を最小限になす。内部冷却される誘導コイル２７が塔
１９を包囲し、このコイルはＭＨｚ周波数発生器２８に
接続されている。塔１９の底部近傍に、バッフル２９が
配置され、このバッフル２９はその上方のメツキ室３１
を下方のバッフル３５上方のパージ室３３から隔離して
いる。パージ室３３は、パージガス導入用人口３７と出
口３９、およびサイジングガス人口４１とを備えている
。塔１９はバッフル３５の下方において終わり、図示さ
れでいない手段によって支持されている。この塔１９の
開放された、しかしバッフルを有する端部の下方にピン
チロール４３が配置されている。To further explain the advantages of the invention, reference is made to FIG. 1, which shows the method of the invention applied to glass fibers. The glass 11 is melted in the melting furnace 13, and the hole 1 of the spinneret 17 is melted by a head or a head plus pressure.
Pushed out through 5. The melting furnace 13 is supported on a gas-impermeable, non-metallic substrate 19 such as silica or other refractory material. The column 19 has a port 23 for introducing nickel carbonyl-containing gas and a port 21 for discharging nickel carbonyl-depleted gas. Column one also has a port 25 adjacent to spinneret 17 through which a cleaning gas, such as nitrogen or carbon monoxide, is introduced to clean the hot outer surface of spinneret 17. This gas is nickel carbonyl-free and minimizes nickel deposition on the outer surface of spinneret 17. An internally cooled induction coil 27 surrounds the tower 19 and is connected to a MHz frequency generator 28 . A baffle 29 is arranged near the bottom of the column 19, and this baffle 29 connects the plating chamber 31 above the baffle 29.
is isolated from the purge chamber 33 above by a lower baffle 35. The purge chamber 33 includes a purge gas introduction port 37, an outlet 39, and a sizing gas port 41. Tower 19 terminates below baffle 35 and is supported by means not shown. Pinch rolls 43 are located below the open but baffled end of this column 19.
この装置の操作に際して、炉１３から溶融ガラスに１１
がスピナレット１７の孔１５を押し通されて、数１００
本のフィラメントから成るトウ４５を形成する。これら
のフィラメントは、それぞれバッフル２９．３５のポー
ト４７．４９を通して塔１９の中を送られ、つぎにピン
チロール４３の間を送られる。ピンチロール４３は、所
望の直径のファイバを生じるようにトウ４５を引っ張る
。装置が適当なガラスファイバを生じるように満足に作
動している時、メツキ室３１の中にニッケルカルボニル
含有ガスを導入することによってファイバのメツキを開
始する。例えば１３．６ＭＨｚで作動するメガヘルツ周
波数発生器２８が作動されて、コイル２７を生かす。少
なくとも約１マイクロメートルの厚さのニッケル被覆が
トウ４５の各ガラスファイバ上に形成されるように、単
位時間内にメツキ室３１の中に送入されるニッケルカル
ボニルの量を制御する。本発明の主旨の範囲内において
、トウ４５のファイバの相互分離を促進し金属の蒸若を
容易にするための振動手段などの手段を配備することが
できる。一般に、コイル２７はトウ４５のファイバを少
なくとも約１５０℃、望ましくは約り８０℃〜約２４０
°Ｃの範囲内に保持することが好ましい。トウ４５のフ
ァイバが適当にニッケルで被覆された時、これらのファ
イバはパージ室３３またはメッキ室３１下方の他の場所
でサイジングされる。このテキストにおいて「サイジン
グ」とは、容易に除去可能でありまたはファイバの最終
用途と両立する結合剤をファイバに被覆することを意味
する。この意味でのサイジングの目的は、ファイバを多
少とも暖く集合されたフロック状に結束して、切断され
たファイバの操作を容易に成し、また各ファイバのダス
ト汚染と浮遊を防止するにある。一般的な目的からは、
水洗性サイズは水性エアロゾルとしてのポリビニルアル
コールとすることができる。有機結合剤システムとして
使用するに適したサイズは、ポリスチレン、ポリメチル
メタクリレート、段階２フェノール−または尿素−フ
ォルムアルデビ樹脂であって、これらはすべてエアロゾ
ルとして施用される。In operation of this apparatus, molten glass is transferred from furnace 13 to 11
is pushed through the hole 15 of the spinneret 17, and several hundred
A tow 45 of book filament is formed. These filaments are passed through column 19 through ports 47.49 of baffles 29.35, respectively, and then between pinch rolls 43. Pinch rolls 43 pull tow 45 to produce fibers of the desired diameter. When the apparatus is operating satisfactorily to produce a suitable glass fiber, plating the fiber begins by introducing a nickel carbonyl containing gas into the plating chamber 31. A megahertz frequency generator 28 operating at, for example, 13.6 MHz is activated to energize the coil 27. The amount of nickel carbonyl pumped into plating chamber 31 per unit time is controlled such that a nickel coating of at least about 1 micrometer thick is formed on each glass fiber of tow 45. Within the spirit of the invention, means such as vibrating means may be provided to promote mutual separation of the fibers of the tow 45 and to facilitate thinning of the metal. Generally, the coil 27 holds the fibers of the tow 45 at a temperature of at least about 150°C, preferably from about 80°C to about 240°C.
Preferably, the temperature is maintained within the range of °C. When the fibers of tow 45 are suitably nickel-coated, they are sized in purge chamber 33 or elsewhere below plating chamber 31. In this text, "sizing" means coating the fiber with a binder that is easily removable or compatible with the end use of the fiber. The purpose of sizing in this sense is to bind the fibers into a more or less warm aggregated flock to facilitate manipulation of the cut fibers and to prevent dust contamination and floating of each fiber. . For general purposes,
The washable size can be polyvinyl alcohol as an aqueous aerosol. Suitable sizes for use as organic binder systems are polystyrene, polymethyl methacrylate, Stage 2 phenol- or urea-formaldebi resins, all of which are applied as aerosols.
被覆されたファイバトウ４５が残留ニッケルカルボニル
を除去され、サイジングされると、ポート４９を通って
外気中に出て、ピンチロール４３の間を通過し、つぎに
巻取られ、あるいは切断される。前述のように、本発明
の方法による製品は、ＭＨｚ遮蔽物質、樹脂システムお
よび金属システム中の補強手段、ファブリックフェルト
、コンクリートなどの中の導電体、プラスチックシステ
ム中の磁気感応手段、樹脂硬化用のインシチュサセプタ
などとして使用することができる。Once the coated fiber tow 45 has been cleaned of residual nickel carbonyl and has been sized, it exits to the atmosphere through port 49, passes between pinch rolls 43, and is then wound or cut. As mentioned above, products according to the method of the invention are suitable for use in MHz shielding materials, reinforcing means in resin and metal systems, fabric felts, electrical conductors in concrete etc., magnetically sensitive means in plastic systems, resin curing. It can be used as an in situ receptor, etc.
黒鉛ファイバは本質的にガラスと同様に処理されるが、
その相違点は、ファイバとしての黒鉛が第１図のような
融成物から形成されるのでなく、不活性ガス、例えばア
ルゴンガス中で適当手段によって加熱されることにある
。第１図のガラスファイバトウ４５のように加熱室から
出る黒鉛ファイバが、揮発性分解金属化合物、例えばＮ
ｉ（ＣＯ） ４を含有するガスと接触させられ、つぎ
にこの金属化合物を含有するガス中においてＭＨｚ周波
数誘導磁場の作用を受ける。Graphite fiber is treated essentially the same as glass, but
The difference is that the graphite as a fiber is not formed from a melt as in FIG. 1, but is heated by suitable means in an inert gas, such as argon gas. Graphite fibers exiting the heating chamber, such as glass fiber tow 45 in FIG.
It is brought into contact with a gas containing i(CO) 4 and then subjected to a MHz frequency induced magnetic field in the gas containing the metal compound.
固体粒子、例えば砂、アルミナ、雲母、ジルコニア、テ
トラフルオロエチレン粉末などをニッケルなどの金属に
よって被覆する装置が第２図に図示されている。この図
において、果粒５３が非金属流動床５５内部において一
酸化炭素とニッケルカルボニルとから成るガスによって
浮遊懸濁処理される。このガスは、ポンプ５９によって
パイプ５７を通して多孔性格子６１を通過させられる。An apparatus for coating solid particles such as sand, alumina, mica, zirconia, tetrafluoroethylene powder, etc. with a metal such as nickel is illustrated in FIG. In this figure, fruit grains 53 are suspended in a non-metallic fluidized bed 55 by a gas consisting of carbon monoxide and nickel carbonyl. This gas is forced through a porous grid 61 through a pipe 57 by a pump 59 .
ガスは圧縮によって加熱される程度にしか加熱されない
。果粒５３はホッパ６３から、モータ６７によって作動
される密閉スクリュー６５によって流動床５５の中に入
る。果粒はスタンドバイブロ９の中に入り、電気抵抗ジ
ャケット７１によって約３００℃またはこれ以上の温度
に（果粒の性質に対応して）加熱される。果粒はスタン
ドバイブロ９中の狭搾部７３によって所望温度を達成す
るに必要な時間、加熱ジャケット７１の近傍に保持され
る。狭搾部７３は任意構造とすることができ、好ましく
は流動床５５中に熱い果粒５３を計量送入するように振
動構造とする。厚い果粒５３は流動床５５に入るとニッ
ケルカルボニルと反応して果粒表面に薄いニッケル層を
形成する。つぎに、果粒５３が流動床５５の中に滞留し
ている間に、ＭＨｚ周波数発生器２８によって生かされ
る内部冷却コイル２７の誘導作用によって加熱される。Gases are heated only to the extent that they are heated by compression. From the hopper 63, the granules 53 enter the fluidized bed 55 by means of a sealing screw 65 actuated by a motor 67. The fruit enters the stand vibro 9 and is heated by the electrical resistance jacket 71 to a temperature of approximately 300° C. or higher (depending on the nature of the fruit). The fruit is held in the vicinity of the heating jacket 71 by the squeeze section 73 in the stand vibro 9 for the time necessary to achieve the desired temperature. The squeezer 73 can be of any arbitrary construction and is preferably of vibrating construction so as to meter the hot berries 53 into the fluidized bed 55 . When the thick fruit 53 enters the fluidized bed 55, it reacts with nickel carbonyl to form a thin nickel layer on the surface of the fruit. Then, while the berries 53 remain in the fluidized bed 55, they are heated by the induction action of the internal cooling coil 27 activated by the MHz frequency generator 28.
ガスが流動床５５からライン７５を通して出て、排ガス
ライン７９を備えたサイクロン７７の中に入る。排ガス
中に同伴される固体粒子は、戻りライン８１を通してス
タンドバイブロ９の中に戻される。金属、例えばニッケ
ルによって被覆された果粒５３から成る製品がライン８
３を通して容器８５の中に入り、この容器は弁８７によ
って隔離されることができる。第２図においては、果粒
５３は実質的に均一な粒径を有しシリカまたはアルミナ
のように比較的低密度の物質であると仮定してライン８
３は流動床５５の底部付近から出るように図示されてい
る。このような果粒上の重いニッケルの比較的厚い地積
層は、一般にこれらの果粒を高ガス流速においては、す
なわち拡大型流動床の底部においては、浮遊させる傾向
がある。Gas exits fluidized bed 55 through line 75 and enters cyclone 77 with exhaust gas line 79. Solid particles entrained in the exhaust gas are returned into the stand vibro 9 through a return line 81. A product consisting of granules 53 coated with metal, for example nickel, is produced in line 8.
3 into a container 85, which can be isolated by a valve 87. In FIG. 2, line 8 assumes that the granules 53 have a substantially uniform particle size and are a relatively low density material such as silica or alumina.
3 is shown emerging from near the bottom of the fluidized bed 55. A relatively thick layer of heavy nickel on such grains generally tends to cause these grains to float at high gas flow rates, ie at the bottom of an expanded fluidized bed.
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。The present invention is not limited to the above description, and can be modified or implemented as desired within the scope of the spirit thereof.
第１図は、ガラスファイバについて適用された本発明の
方法を示す断面図、また第２図は耐熱性果粒について適
用された本発明の方法を示す断面図である。
１１・・・溶融ガラス、１７・・・スピナレット、１９
・・・塔、２７・・・加熱コイル、２８・・・Ｍ Ｈｚ
周波数発生器、３１・・・メツキ室、３３・・・パージ
室、４１・・・サイジング、４３・・・巻取りローラ、
５３・・・果粒、５５・・・流動床、６３・・・ホッパ
、７７・・・サイクロン、７１・・・加熱コイル、７３
・・・狭搾部、８５・・・製品容器。
出願人代理人 佐 藤 −雄FIG. 1 is a sectional view showing the method of the invention applied to glass fibers, and FIG. 2 is a sectional view showing the method of the invention applied to heat-resistant fruit granules. 11... Molten glass, 17... Spinneret, 19
... tower, 27 ... heating coil, 28 ... MHz
Frequency generator, 31... plating chamber, 33... purge chamber, 41... sizing, 43... winding roller,
53... Fruit grain, 55... Fluidized bed, 63... Hopper, 77... Cyclone, 71... Heating coil, 73
...Narrowing part, 85...Product container. Applicant's agent Mr. Sato
Claims (1)
非金属基質を被覆する方法において、少なくとも一種の
熱分解性化合物を含有するガスの中に熱い基質を導入し
て前記基質上の金属分解を開始する段階と、少なくとも
一種の熱分解性化合物を含有するガスの中に前記基質を
保持しながら、前記金属表面上の前記金属化合物の熱分
解を支持するに十分な温度に前記金属表面温度を維持す
ることのできるエネルギーを前記第１段階で被覆された
基質の中に少なくともメガヘルツ範囲の周波数で誘導す
る段階とを含むことを特徴とする方法。 ２、前記非金属基質がファイバであることを特徴とする
請求項１に記載の方法。 ３、前記ファイバ基質が無機質であることを特徴とする
請求項２に記載の方法。 ４、前記無機質の非金属ファイバはガラスファイバであ
ることを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５、前記非金属基質は果粒であることを特徴とする請求
項１に記載の方法。 ６、前記の少なくとも一種の熱分解性金属化合物は、金
属カルボニル、金属アルキル、金属ニトロシル、金属ア
セチルアセトナート、金属水化物、および金属カルボニ
ルハロゲン化物から成るグループから選ばれることを特
徴とする請求項１に記載の方法。 ７、前記少なくとも一種の熱分解性金属化合物は不活性
キャリアガス中に含まれることを特徴とする請求項６に
記載の方法。 ８、前記少なくとも一種の熱分解性金属化合物は金属カ
ルボニルであることを特徴とする請求項６に記載の方法
。 ９、前記金属カルボニルはニッケルカルボニルを含むこ
とを特徴とする請求項８に記載の方法。 １０、ニッケルカルボニルは熱分解されて、ガラスファ
イバ上に少なくとも約１マイクロメートルの厚さのニッ
ケル層を蒸着することを特徴とする請求項９に記載の方
法。 １１、耐熱性果粒は無機質であり、流動床中で浮遊状態
で前記不活性キャリアガス中の前記熱分解性金属化合物
によって被覆されることを特徴とする請求項５に記載の
方法。Claims: 1. A method of coating a non-metallic substrate with at least one endothermically deposited metal, comprising introducing a hot substrate into a gas containing at least one thermally decomposable compound. and maintaining the substrate in a gas containing at least one pyrolyzable compound at a temperature sufficient to support pyrolysis of the metal compound on the metal surface. inducing energy into the substrate coated in the first step at a frequency at least in the megahertz range capable of maintaining the metal surface temperature. 2. The method of claim 1, wherein the non-metallic substrate is a fiber. 3. The method of claim 2, wherein the fiber matrix is inorganic. 4. The method according to claim 3, wherein the inorganic non-metallic fiber is a glass fiber. 5. The method according to claim 1, wherein the non-metallic substrate is a fruit. 6. The at least one thermally decomposable metal compound is selected from the group consisting of metal carbonyl, metal alkyl, metal nitrosyl, metal acetylacetonate, metal hydrate, and metal carbonyl halide. The method described in 1. 7. The method of claim 6, wherein the at least one pyrolyzable metal compound is contained in an inert carrier gas. 8. The method according to claim 6, wherein the at least one pyrolyzable metal compound is a metal carbonyl. 9. The method of claim 8, wherein the metal carbonyl comprises nickel carbonyl. 10. The method of claim 9, wherein the nickel carbonyl is pyrolyzed to deposit a layer of nickel at least about 1 micrometer thick on the glass fiber. 11. The method of claim 5, wherein the refractory granules are inorganic and coated with the pyrolyzable metal compound in the inert carrier gas while suspended in a fluidized bed.
Applications Claiming Priority (2)
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| CA 546644 CA1333547C (en) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Metal coating of inorganic fibers and solid particulates |
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Also Published As
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