FI75876B - AV HAOLLFASTA METALLBEKLAEDDA FIBER PICTURES TRAODAR OCH LINOR, FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING OCH ANVAENDNING. - Google Patents
AV HAOLLFASTA METALLBEKLAEDDA FIBER PICTURES TRAODAR OCH LINOR, FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING OCH ANVAENDNING. Download PDFInfo
- Publication number
- FI75876B FI75876B FI830854A FI830854A FI75876B FI 75876 B FI75876 B FI 75876B FI 830854 A FI830854 A FI 830854A FI 830854 A FI830854 A FI 830854A FI 75876 B FI75876 B FI 75876B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fibers
- metal
- bath
- core
- fiber
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 113
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 20
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 16
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 16
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 15
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- -1 felts Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- JHWIEAWILPSRMU-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-pyrimidin-4-ylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CC1=CC=NC=N1 JHWIEAWILPSRMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N chembl1408157 Chemical compound N=1C2=CC=CC=C2C(C(=O)O)=CC=1C1=CC=C(O)C=C1 KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N copper(i) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- RILZRCJGXSFXNE-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(trifluoromethoxy)phenyl]ethanol Chemical compound OCCC1=CC=C(OC(F)(F)F)C=C1 RILZRCJGXSFXNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001229 Starlite Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CWVZGJORVTZXFW-UHFFFAOYSA-N [benzyl(dimethyl)silyl]methyl carbamate Chemical compound NC(=O)OC[Si](C)(C)CC1=CC=CC=C1 CWVZGJORVTZXFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N potassium cyanide Chemical compound [K+].N#[C-] NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N silver cyanide Chemical compound [Ag+].N#[C-] LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940098221 silver cyanide Drugs 0.000 description 1
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 1
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000005494 tarnishing Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N zinc cyanide Chemical compound [Zn+2].N#[C-].N#[C-] GTLDTDOJJJZVBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
- D02G3/36—Cored or coated yarns or threads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
- F41J2/00—Reflecting targets, e.g. radar-reflector targets; Active targets transmitting electromagnetic or acoustic waves
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
- D01F11/10—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
- D01F11/12—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with inorganic substances ; Intercalation
- D01F11/127—Metals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
- D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
- D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Knitting Of Fabric (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Ropes Or Cables (AREA)
Description
1 758761 75876
Lujista metallipäällysteisistä kuiduista muodostuvat langat ja köydet, menetelmä niiden valmistamiseksi ja niiden käyttö 5 Tämä keksintö koskee jatkuvia lankoja ja köysiä, jotka koostuvat lujista kimpuista yhdistelmäkuituja, jotka muodostuvat ohuilla tarttuvilla metallikerrok-silla päällystetyistä, johtokykyisistä puolimetalli-ytimistä, menetelmiä niiden valmistamiseksi sekä tällais- 10 ten lankojen ja köysien käyttöä.This invention relates to continuous yarns and ropes consisting of strong bundles of composite fibers consisting of thin adhesive metal layers coated with conductive semi-metal cores, and to processes for their production. the use of wires and ropes.
Lujien epämetalli- ja puolimetalli-, kuten hiili-, boori-, piikarbidi-, tms. kuitujen muodostamien nippujen, jotka ovat säikeiden, mattojen, kankaiden ja katkottujen kuitujen muodossa, tiedetään olevan käyttö-15 kelpoisia metallien ja orgaanisten polymeeristen aineiden lujittamisessa. Tällaisilla kuiduilla lujitetuista metalleista tai muoveista valmistettuja tuotteita käytetään laajasti korvaamaan painavampia osia, jotka on valmistettu vähemmän lujista tavanomaisista materiaa-20 leista, kuten alumiinista, teräksestä, titaanista, vinyylipolymeereistä, nailoneista, polyestereistä, jne. lentokoneissa, autoissa, konttorikoneissa, urheiluvälineissä ja monilla muilla aloilla.Bundles of strong non-metallic and semi-metallic fibers, such as carbon, boron, silicon carbide, and the like, in the form of strands, mats, fabrics, and staple fibers, are known to be useful in reinforcing metals and organic polymeric materials. Products made of such fiber-reinforced metals or plastics are widely used to replace heavier parts made of less strong conventional materials such as aluminum, steel, titanium, vinyl polymers, nylons, polyesters, etc. in airplanes, automobiles, office machines, areas.
Tavallinen ongelma näitä kuituja, samoin kuin 25 lasi-, asbesti- ja muita kuituja käytettäessä on se, että näennäisesti puuttuu kyky siirtää lujien kuitujen ominaisuudet materiaaliin, johon on tarkoitus yhdistää nämä kuidut lopullisesti ja läheisesti.A common problem with these fibers, as well as with glass, asbestos, and other fibers, is the apparent lack of ability to transfer the properties of the strong fibers to the material to which these fibers are to be permanently and intimately incorporated.
Tämä ongelma ilmenee monilla tavoilla; jos esi-30 merkiksi pala lujaa hiilikuitulankaa suljetaan pituussuunnassaan sulatetusta ja sitten kiinteytetystä lyijystä valmistetun tangon keskelle ja tankoa venytetään murtumis-pisteeseen, on murtolujuus pienempi kuin seoksia koskevan säännön perusteella on odotettavissa, ja suurempi kuin 35 pelkästä lyijystä muodostetun tangon, kuitujen mekaanisen 2 75876 sisäkkäisyyden ansiosta. Lujittumisen puuttuminen aiheutuu kokonaan heikosta hiilikuitujen ja lyijyn välisestä lujuuden siirtymisestä. Samoin tapahtuu, jos sekoitetaan epäsopivaa lujaa kuitua muovimateriaaliin.This problem manifests itself in many ways; for example, if a piece of strong carbon fiber wire is closed longitudinally in the center of a molten and then solidified lead rod and the rod is stretched to the breaking point, the tensile strength is less than would be expected under the alloy rule and greater than 35 of the lead thanks to. The lack of reinforcement is due entirely to the weak strength transfer between carbon fibers and lead. The same happens if an unsuitable strong fiber is mixed with a plastic material.
5 Jos tietyn tyyppisiä hiili-, boori-, piikarbidi-,tms. kuituja, jotka ovat liuskojen, pilkottujen liuskojen, kuitumattojen, huopien, papereiden, jne. tai kudottujen kankaiden muodossa, sekoitetaan orgaanisiin polymeerisiin aineisiin, kuten fenoleihin, styreeneihin, epoksi-10 hartseihin, polykarbonaatteihin ja vastaaviin, tai sulatettuihin metalleihin, kuten lyijyyn, alumiiniin, titaaniin, jne., ne vain täyttävät nämä ilman minkäänlaista lujittavaa vaikutusta, ja saavat usein aikaan jopa fysikaalisten ominaisuuksien huononemisen.5 If certain types of carbon, boron, silicon carbide, etc. fibers in the form of strips, chopped strips, nonwovens, felts, papers, etc., or woven fabrics are mixed with organic polymeric materials such as phenols, styrenes, epoxy resins, polycarbonates, and the like, or fused metals such as lead, titanium, etc., they only fill these without any reinforcing effect, and often cause even a deterioration of the physical properties.
15 Kaikkien näiden ongelmien on nyt, vuosien tutki musten jälkeen, tunnustettu olevan seurausta tarpeesta varmistaa riittävä sitoutuminen lujan kuidun ja niin kutsutun matriisiaineen, lujitettavan metallin tai muovin, välillä. On myös tunnettua, että sitoutumista voi-20 daan edistää kiinnittämällä huolellisesti huomio käytettäväksi valitussa materiaalissa olevan jokaisen mikro-tai makrosäikeen tai fibrillin pintakerrokseen. Esimerkiksi lasikuidut puhdistetaan liekillä ja käsitellään sitten muovin kanssa yhteensopivalla organosilaanilla 25 muoveille erityisen hyvin soveltuvien lujitteiden valmistamiseksi .15 All these problems have now, after years of research, been recognized as a result of the need to ensure adequate bonding between the strong fiber and the so-called matrix material, the metal or plastic to be reinforced. It is also known that binding can be promoted by carefully paying attention to the surface layer of each micro- or macrofiber or fibril in the material selected for use. For example, the glass fibers are cleaned with a flame and then treated with a plastic-compatible organosilane to produce reinforcements that are particularly well suited to plastics.
Tällaiset menetelmät eivät toimi hyvin muilla kuitumateriaaleilla, eivätkä ilmeisistä syistä johtuen sovellu hiilikuiduille, joiden pintaa ei saada viimeis-30 teltyä, ja joissa on erilaisia rajakerroksia.Such methods do not work well with other fibrous materials and, for obvious reasons, are not suitable for carbon fibers that do not have a final surface finish of 30 and have different boundary layers.
Hyvin lujia hiilikuituja valmistetaan kuumentamalla polymeerikuitua, esimerkiksi akryylinitriilipolymeerejä tai -kopolymeerejä, kaksivaiheisesti; ensin haihtuvien aineiden poistamiseksi ja hiiltymisen aikaan saamiseksi 35 ja sitten amorfisen hiilen muuttamiseksi kiteiseksi.High-strength carbon fibers are prepared by heating a polymeric fiber, for example, acrylonitrile polymers or copolymers, in two steps; first to remove volatiles and effect carbonization 35 and then to convert the amorphous carbon to crystalline.
3 75876 Tällaisen tapahtuman aikana tiedetään hiilen muuttuvan amorfisesta yksikiteiseksi ja orientoituvan sitten fib-rilleiksi. Jos kuituja venytetään grafiitin muodostumisen aikana, muodostuu hyvin lujia kuituja. Tämä on ratkaisevaa 5 rajapinnan muodostumiselle, koska kiteiden kasvaessa muodostuu korkeita pintaenergioita, jotka ilmenevät epätäydellisinä sidoksina, laidasta laitaan ulottuvina jännityksinä, morfologiaeroina, jne. On myös tunnettua, että tässä muodossa olevat uudet hiilikuidut voivat imeä 1Q ilmasta happea, ja jopa orgaanisia aineita, jolloin syntyy muusta kuin hiilestä muodostuvia pintakerroksia, jotka ovat tiukasti ja kemiallisesti sitoutuneina kuituun, vaikkakin osa voidaan poistaa liuottimilla käsittelemällä, ja rajapinnoille muodostuu jonkin verran koloja ja tyhjiä ti-15 loja. Kuten puhdistamattomilla, viimeistelemättömillä lasikuiduilla olevat epäpuhtaudetkin, ovat nämä hiili-kuitujen rajapinnat pääsyynä sille, että lujittaminen epäonnistuu muovien ja metallien suhteen.3 75876 During such an event, the carbon is known to change from amorphous to monocrystalline and then to orient into fibrils. If the fibers are stretched during the formation of graphite, very strong fibers are formed. This is crucial for the formation of the interface, because as the crystals grow, high surface energies are formed, manifested by incomplete bonds, edge-to-edge stresses, morphological differences, etc. It is also known that new carbon fibers in this form can absorb oxygen from the air, and even organic matter, non-carbon surface layers are formed that are tightly and chemically bonded to the fiber, although some can be removed by solvent treatment, and some cavities and voids are formed at the interfaces. Like impurities in unrefined, unfinished glass fibers, these carbon-fiber interfaces are the main reason for failure to reinforce plastics and metals.
On kuvattu lukuisia epäonnistuneita yrityksiä val-20 mistaa tällaisia kuituja, erityisesti hiilikuituja, jotka ovat muodossa, joka soveltuu hyvin metallien ja muovien lujittamiseen. Useimmiten on saostettu metalleja, erityisesti nikkeliä ja kuparia, ohuiksi pintakerroksiksi säikeille. Tällaista yhdistelmäkuitua oli sitten tarkoi-25 tus käyttää muovi- tai metallimatriisissa. Tunnetuissa menetelmissä on metalleja saostettu vakuumimenetelmällä, käyttämällä sähköä ja elektrolyyttisesti, mutta saadut yhdistelmätuotteet eivät ole olleet soveltuvia.Numerous failed attempts have been made to manufacture such fibers, especially carbon fibers, in a form well suited for reinforcing metals and plastics. Most often, metals, especially nickel and copper, have been deposited as thin surface layers on the strands. Such a composite fiber was then intended to be used in a plastic or metal matrix. In known methods, metals have been precipitated by the vacuum method, using electricity and electrolytically, but the composite products obtained have not been suitable.
Vakuumisaostuksella (esimerkiksi nikkelin, US-30 patenttijulkaisu 4 132 828) saatiin näennäisesti yhtenäinen päällyste, joka kuitenkaan ei todellisuudessa ole sellainen, koska vakuumisaostettu metalli koskettaa fibrillejä rajapinnassa olevien aukkojen läpi ensimmäiseksi, kasvaa sitten ulospäin sienen tavoin, liittyy 35 yhteen sitten pinnan ulkopuolella, mikä havaittiin pyyh-käisyelektronimikroskoopilla kyhmyisten ytimien muodostumisena. Jos kuitua taivutetaan, putoaa tällainen päällyste 75876 4 pois. Tiheydeltään pieni, ei-kiteinen kerros rajoittaa käyttöä.Vacuum precipitation (e.g. nickel, U.S. Pat. No. 4,132,828) gave a seemingly uniform coating, which, however, is not really the case because the vacuum precipitated metal first contacts the fibrils through the openings in the interface, then grows outwards like a sponge, joins 35 together outside the surface, was observed under a scanning electron microscope as the formation of nodular nuclei. If the fiber is bent, such a coating 75876 4 falls off. The low-density, non-crystalline layer limits use.
Ilman sähköä toimivia nikkelikylpyjä on myös käytetty päällystettäessä tällaisia kuituja, mutta 5 jälleen on vastassa sama ongelma; nikkeli tai muu sähkövaraukseton metalli muodostaa ensin vain pieniä pisteitä rajakerroksen aukkojen kohdalla, sitten uusi metalli kasvaa sienen tavoin ja yhtyy yhtenäisen päällysteen näköiseksi, mutta sekin putoaa pois kuitua 10 taivutettaessa. Metalliyhdisteen ytimiä esiintyy vain hyvin paikallisesti ja myös tämä rajoittaa käyttöä.Non-electrically operated nickel baths have also been used to coat such fibers, but again face the same problem; nickel or other non-electrically charged metal first forms only small dots at the openings in the boundary layer, then the new metal grows like a sponge and coalesces to look like a uniform coating, but it also falls off when the fiber 10 is bent. The cores of the metal compound occur only very locally and this also limits the use.
Sekä vakuumisaostuksen että sähköttömän saostuksen ollessa kyseessä metallin ja ytimen välisen sidoksen voimakkuus on aina merkittävästi pienempi kuin kymmenesosa 15 itse metallikerroksen vetolujuudesta.In the case of both vacuum deposition and electroless deposition, the bond strength between the metal and the core is always significantly less than one tenth of the tensile strength of the metal layer itself.
Myös elektrolyyttinen päällystäminen nikkelillä ja muilla metalleilla on mainittu selostetuissa yrityksissä valmistaa metallikerroksella varustettuja hiilikuituja, jotka sopisivat yhteen metallien ja muovien kanssa, esi-20 merkiksi R.V. Sara, US-patenttijulkaisu 3 622 283. Lyhyitä hiilikuituja kiinnitettiin patterin naparuuviin, upotettiin elektrolyyttiin ja päällystettiin elektrolyyttisesti nikkelillä. Kun päällystetyt kuidut laitettiin tiname-tallimatriisiin, kuidut eivät siirtäneet lujuuttaan mat-25 riisiin siinä määrin kuin olisi ollut odotettavissa seoksia koskevan säännön perusteella. Kun täten valmistettuja kuituja taivutetaan terävässä kulmassa, näkyy taitoksen puristuspuolella joukko poikittaisia murtumia ja venytyspuolella metalli murtuu ja irtoaa hiutaleina.Electrolytic coating with nickel and other metals has also been mentioned in the described attempts to produce carbon fibers with a metal layer that would be compatible with metals and plastics, for example R.V. Sara, U.S. Patent 3,622,283. Short carbon fibers were attached to a coil pole screw, immersed in an electrolyte, and electroplated with nickel. When the coated fibers were placed in a tin-stable matrix, the fibers did not transfer their strength to the mat-25 rice to the extent that would have been expected under the alloy rule. When the fibers thus produced are bent at an acute angle, a number of transverse fractures appear on the compression side of the fold, and on the stretching side, the metal breaks and detaches as flakes.
30 Jos metallipäällyste poistetaan mekaanisesti, ja alapintaa tarkastellaan voimakkaalla mikroskoopilla, ei siinä näy fibrillin jättämiä kuvioita ollenkaan tai näkyy korkeintaan epätäydellisesti; määrityksessä käytettiin pyyhkäisyelektronimikroskooppia, jonka erotuskyky oli 35 40 A. Kaksi viimeistä havaintoa viittaavat voimakkaasti 5 75876 siihen, että epäonnistuminen tinamatriisin lujittamisessa aiheutui heikosta sidoksesta hiilen ja nikkelipäällysteen välillä. Näissä tapauksissa metallin ja ytimen välisen sidoksen voimakkuus on korkeintaan puolet vetolujuudesta 5 korkeintaan 10 %:ssa kuiduista ja huomattavasti alle kymmenesosa lopuissa 90 %:ssa.30 If the metal coating is removed mechanically and the underside is examined under a powerful microscope, it does not show any patterns left by the fibril or is at most incomplete; a scanning electron microscope with a resolution of 35 40 A was used in the assay. The last two observations strongly suggest that the failure to strengthen the tin matrix was due to a weak bond between the carbon and the nickel coating. In these cases, the strength of the bond between the metal and the core is at most half of the tensile strength 5 in at most 10% of the fibers and well below one-tenth in the remaining 90%.
Nyt on havaittu, että jos käytetään elektrolyyttistä päällystystä, ja jos ulkopuolinen jännite on hyvin suuri, paljon suurempi kuin tunnetuissa menetelmissä voitiin 10 saavuttaa, voidaan valmistaa yhtenäisiä, jatkuvasti kiinnittyneitä, ohuita päällysteitä lujitekuiduille, erityisesti hiilikuiduille. Jännitteen tulee olla kyllin suuri synnyttämään kylliksi energiaa metalli-ionien työntämiseksi rajakerroksen läpi, jolloin saadaan aikaan yhtenäi-15 nen ytimien muodostuminen suoraan fibrillien pintaan.It has now been found that if an electrolytic coating is used, and if the external voltage is very high, much higher than could be achieved by known methods, uniform, continuously adhered, thin coatings can be produced for reinforcing fibers, especially carbon fibers. The voltage should be high enough to generate enough energy to push the metal ions through the boundary layer, thereby causing uniform formation of nuclei directly on the surface of the fibrils.
Keksinnön mukaisille yhdistelmäkuiduista muodostuville langoille tai köysille on tunnusomaista, että pääosalla kuiduista on sähköä johtava hiili-, boori- tai pii-karbidiydin ja vähintään yksi ohut, yhtenäinen, tiukasti 20 kiinnittynyt, sähköä johtava, ainakin yhdestä sähköisesti saostetusta metallista muodostuva kerros mainitulla ytimellä, jolloin mainittu lanka tai köysi on valmistettu a) muodostamalla jatkuva rata useista sähköä johtavista hiili-, boori- tai piikarbidiydinkuiduista, 25 b) upottamalla jatkuvatoimisesti ainakin osa mai nittujen kuitujen muodostamasta radasta kylpyyn, jolla on kyky saostaa elektrolyyttisesti ainakin yhtä metallia, ja c) kytkemällä kuitujen ja kylvyn välille vähintään 10 voltin suuruinen ulkopuolinen jännite metallin disso-30 sioimiseksi hyvin syvälle kuitujen joukkoon ja dissosioi-tuneen metallin nukleoimiseksi yhtenäisesti minkä tahansa sulkukerroksen läpi mainittujen kuitujen pinnalle, ja pitämällä yllä mainittua jännitettä riittävän kauan ohuen yhtenäisen, tiukasti kiinnittyneen, sähköä johtavan elek-35 trolyyttisesti saostettua metallia olevan kerroksen muodostamiseksi mainitulle ytimelle.The composite fiber yarns or ropes according to the invention are characterized in that the majority of the fibers have an electrically conductive carbon, boron or silicon carbide core and at least one thin, uniform, tightly bonded, electrically conductive layer of at least one electrically precipitated metal with said core, said wire or rope is made by a) forming a continuous web of a plurality of electrically conductive carbon, boron or silicon carbide core fibers, 25 b) continuously immersing at least a portion of said web in a bath capable of electrolytically precipitating at least one metal, and c) connecting the fibers and an external voltage of at least 10 volts between the bath to dissociate the metal very deeply into the fibers and to uniformly nucleate the dissociated metal through any barrier layer on the surface of said fibers, and maintaining said voltage for a sufficiently long period of time. to form a tightly bonded, electrically conductive electrolyte-deposited metal layer on said core.
6 758766 75876
Keksinnön mukaisia, kuiduilla olevasta ohuesta me-tallipäällysteestä muodostuvien lankojen tai köysien yhdistelmiä, kudottua kangasta, lankoja ja vastaavia voidaan solmia ja taivuttaa metallin irtoamatta. Yhdistelmät erot-5 tuvat kaikista tunnetuista tuotteista, sillä niitä voidaan taivuttaa terävässä kulmassa fibrillien liukumatta metallin muodostaman putken sisällä, kuten havaittiin tapahtuvan sähköttömästi ja vakuumipäällystetyissä yhdistelmissä, eikä niiden terävä taivuttaminen, erityisesti nikkelin ol-10 lessa kyseessä, aiheuta poikittaisia murtumia puristuspuo-lelle eikä murtumista ja kuoriutumista, kun metallin kim-moraja ylitetään taitoksen venytyspuolella. Toisin sanoen keksinnön mukaiset yhdistelmät erottuvat tunnetuista koska (i) ne ovat jatkuvia; (ii) suurin osa yhdistelmäkuiduis-15 ta on yhtenäisesti metallilla päällystettyjä; ja (iii) si-dosvoimakkuus (metalli/ydin) on suurimmassa osassa kuituja vähintään noin 10 % metallikerroksen vetolujuudesta, edullisesti ei merkittävästi alle noin 25 %, erityisen edullisesti ei merkittävästi alle 50 %. Edullisimmissa 20 toteutusmuodoissa metallin ja ytimen välinen sidosvoimak-kuus ei ole oleellisesti alle 90 % metallikerroksen vetolujuudesta. Parhaat ominaisuudet saavutetaan langoilla tai köysillä, jotka on valmistettu yhdistelmäkuiduista, joissa metallin ja ytimen välinen sidosvoimakkuus on lähes 25 90 % metallin vetolujuudesta, ja jotka mainitaan tässä erityisesti.Combinations of yarns or ropes, a woven fabric, yarns and the like according to the invention formed of a thin metal coating on fibers can be knitted and bent without detaching the metal. The combinations differ from all known products in that they can be bent at an acute angle without the fibrils slipping inside the metal tube, as was found in electrically and vacuum-coated combinations, and their sharp bending, especially in the case of nickel, does not cause transverse fractures or compression cracks. fracture and peeling when the elongation of the metal is exceeded on the stretch side of the fold. In other words, the combinations according to the invention differ from the known ones because (i) they are continuous; (ii) most of the composite fibers are uniformly coated with metal; and (iii) the bond strength (metal / core) in most of the fibers is at least about 10% of the tensile strength of the metal layer, preferably not significantly less than about 25%, particularly preferably not significantly less than 50%. In the most preferred embodiments, the bond strength between the metal and the core is not substantially less than 90% of the tensile strength of the metal layer. The best properties are achieved with wires or ropes made of composite fibers with a bond strength between the metal and the core of almost 25 to 90% of the tensile strength of the metal, which are specifically mentioned here.
Tuotteet, jotka valmistetaan lisäämällä keksinnön mukaisia lankoja tai köysiä matriisin muodostavaan aineeseen, ovat myös aiemmin tunnetuista olemalla voimakkaasti 30 lujitettuja. Lisäksi esineillä on muita etuja, ne esimerkiksi johtavat pois sähkövarauksia, ja jos päällysteisiin käytetään tiettyjä vaarattomia metalleja, esimerkiksi kultaa ja platinaa, ei esiinny hylkimistä haluttuun kohteeseen sijoitettuna.Products made by adding the yarns or ropes of the invention to the matrix-forming material are also known in the art to be strongly reinforced. In addition, the articles have other advantages, for example, they conduct away electrical charges, and if certain non-hazardous metals, such as gold and platinum, are used in the coatings, there is no rejection when placed at the desired target.
35 Keksintö on helpompi ymmärtää liitteenä olevien piirrosten avulla, joissa: 7 7587635 The invention will be more readily understood from the accompanying drawings, in which: 7 75876
Kuva 1 on poikkileikkauskuva keksinnön mukaisesta metallilla päällystetystä kuidusta.Figure 1 is a cross-sectional view of a metal-coated fiber according to the invention.
Kuva la on pitkittäisleikkauskuva keksinnön mukaisesta metallilla päällystetystä kuidusta.Figure 1a is a longitudinal sectional view of a metal coated fiber according to the invention.
5 Kuvat 2 ja 2a ovat poikkileikkauskuvia "monikyhmy- ytimistä" ja "säröytymisestä" kuidusta, vastaavasti, joka on päällystetty metallilla keksinnön mukaisesti.Figures 2 and 2a are cross-sectional views of "multi-core" and "cracking" fibers, respectively, coated with metal in accordance with the invention.
Kuva 3 esittää voimakkaasti taivutetun, keksinnön mukaisen, metallilla päällystetyn kuidun pitkittäisleik-10 kausta; kuva 3a esittää voimakkaasti taivutetun, tunnetulla menetelmällä valmistetun, metallilla päällystetyn yhdistelmän pitkittäisleikkausta.Figure 3 shows a longitudinal section of a strongly bent metal-coated fiber according to the invention; Figure 3a shows a longitudinal section of a strongly bent metal-coated assembly made by a known method.
Kuva 4 on osaleikkauskuva metallilla päällystetyllä yhdistelmäkuidulla vahvistetusta polymeeristä, joka on 15 valmistettu keksinnön mukaisesti.Figure 4 is a fragmentary sectional view of a metal coated composite fiber reinforced polymer made in accordance with the invention.
Kuva 5 esittää laitetta keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.Figure 5 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention.
Kaikki piirrokset esittävät esimerkkejä kuvatuista tuotteista.All drawings show examples of the products described.
20 Mainitun sähköisesti saostetun kerroksen ja maini tun ytimen välinen sidosvoimakkuus ei ole merkittävästi pienempi kuin noin 10 % metallin vetolujuudesta.The bond strength between said electrodeposited layer and said core is not significantly less than about 10% of the tensile strength of the metal.
Sidosvoimakkuus kussakin kuidussa on vähintään sellainen, että kun kuitua taivutetaan voimakkaasti, niin 25 että päällyste murtuu venytyspuolella sen kimmorajan ylityksen takia, säilyy päällyste taitteen puristuspuolella kiinnittyneenä ytimeen eikä murru kehän suuntaisesti:The bond strength in each fiber is at least such that when the fiber is strongly bent so that the coating breaks on the stretch side due to exceeding its elastic limit, the coating remains attached to the core on the compression side of the fold and does not break circumferentially:
Erikoisen edullisissa muodoissa ydin muodostuu hiilif ibri Heistä.In particularly preferred forms, the core consists of carbon fiber.
30 Edullisimpia yhdistelmäkuiduista valmistettuja lan koja ovat sellaiset, joissa poistettaessa päällyste mekaanisesti sen sisäpinnalla näkyy kuidun tai fibrillin jättämä painumakuvio tutkittaessa pyyhkäisyelektronimikros-koopilla, jonka resoluutio on 40 A tai parempi.Most preferred yarns made of composite fibers are those in which, when the coating is mechanically removed, a depression pattern left by the fiber or fibril is visible on its inner surface when examined with a scanning electron microscope having a resolution of 40 Å or better.
35 Keksinnön eri muotoihin kuuluvat solmittavissa ole vat, uusista yhdistelmäkuiduista valmistetut köydet ja 8 75876 langat, tällaisista langoista kudotut kankaat, tällaisista kuiduista valmistetut kuitulevyt, matot ja paperit, tällaisista kuiduista valmistetut pilkotut liuskat sekä tuotteet, jotka sisältävät tällaisia kuituja yhtenäisesti ja-5 kautuneina metallin tai orgaanisen polymeerisen materiaalin muodostamaan matriisiin. Edullisissa toteutusmuodoissa on päällystemetalleina nikkeli, hopea, sinkki, kupari, lyijy» arseeni, kadmium, tina, koboltti, kulta, indium, iridium, rauta, palladium, platina, telluuri, volframi 10 tai minkä tahansa edeltävien metallien seokset rajoittamattomasti, edullisesti kiteisessä muodossa.The various forms of the invention include interlocking ropes and yarns made from new composite fibers, fabrics woven from such yarns, fibreboards, mats and papers made from such fibers, chopped strips made from such fibers, and products containing such fibers uniformly and with metal. or a matrix formed by an organic polymeric material. In preferred embodiments, the coating metals are nickel, silver, zinc, copper, lead, arsenic, cadmium, tin, cobalt, gold, indium, iridium, iron, palladium, platinum, tellurium, tungsten, or mixtures of any of the foregoing, without limitation, preferably in crystalline form.
Keksinnön kohteena on myös menetelmä hyvin lujista yhdistelmäkuiduista muodostuvien jatkuvien lankojen tai köysien valmistamiseksi, jossa menetelmässä 15 a) muodostetaan jatkuva rata useista sähköä johta vista hiili-, boori- tai piikarbidiydinkuiduista, b) upotetaan jatkuvatoimisesti ainakin osa mainittujen kuitujen muodostamasta radasta kylpyyn, jolla on kyky saostaa elektrolyyttisesti ainakin yhtä metallia, 20 c) kytketään kuitujen ja kylvyn välille ulkopuoli nen jännite.The invention also relates to a process for the production of continuous yarns or ropes of high-strength composite fibers, which process comprises a) forming a continuous web of a plurality of electrically conductive carbon, boron or silicon carbide core fibers, b) continuously immersing at least a part of said fibers in a bath capable of electrolytically precipitating at least one metal, 20 c) an external voltage is connected between the fibers and the bath.
Menetelmälle on tunnusomaista, että käytetään vähintään 10 voltin ulkopuolista jännitettä metallin disso-sioimiseksi hyvin syvälle kuitujen joukkoon ja dissosi-25 oituneen metallin nukleoimiseksi yhtenäisesti minkä tahansa sulkukerroksen läpi mainittujen kuitujen pinnalle, ja pidetään yllä mainittua jännitettä riittävän kauan ohuen, yhtenäisen, tiukasti kiinnittyneen, sähköä johtavan elektrolyyttisesti saostettua metallia olevan ker-30 roksen muodostamiseksi mainitulle ytimelle.The method is characterized by using an external voltage of at least 10 volts to dissociate the metal very deep into the fibers and uniformly nucleate the dissociated metal through any barrier layer on the surface of said fibers, and to maintain the above voltage for a sufficiently long, uniform, tightly bonded, electrically bonded to form a conductive layer of electrolytically precipitated metal on said core.
Saadussa tuotteessa mainitun sähköisesti saostetun kerroksen ja mainitun ytimen välisen sidoksen voimakkuus ei ole oleellisesti pienempi kuin noin 10 % metallin vetolujuudesta.In the resulting product, the bond strength between said electrically deposited layer and said core is not substantially less than about 10% of the tensile strength of the metal.
9 758769 75876
Erikoisen edullisissa muodoissa menetelmässä käytetään ydinkuituja, jotka muodostuvat hiilifibrilleistä.In particularly preferred forms, the process uses core fibers formed from carbon fibrils.
Eräässä edullisessa toteutusmuodossa lukuisat ydin-kuidut muodostavat hiilikuitukÖyden, ja tuloksena on yh-5 distelmäkuituköysi, joka voidaan solmia poistamatta metal- likerrosta tai osia siitä ydinkuiduista.In a preferred embodiment, the plurality of core fibers form a carbon fiber rope, resulting in a composite fiber rope that can be formed without removing the metal layer or portions thereof from the core fibers.
Muissa edullisissa muodoissa kudotaan menetelmällä valmistetuista langoista kangasta, valmistetaan niistä kuitulevyjä, tai katkotaan ne lyhyiksi kappaleiksi.In other preferred embodiments, yarns made by the process are woven from fabric, made into fibreboards, or cut into short pieces.
10 Muissa edullisissa muodoissa menetelmä toteutetaan elektrolyysikylvyssä, joka kierrätetään kosketukseen kuitujen kanssa välittömästi ennen niiden upottamista kylpyyn» jotta saataisiin aikaan parempi virrankuljetuskapa-siteetti kuiduille ja täydennettäisiin elektrolyyttisyöt-15 töä kuitujen pinnalle.In other preferred embodiments, the method is performed in an electrolysis bath that is recycled into contact with the fibers immediately prior to immersion in the bath to provide improved current carrying capacity to the fibers and to replenish the electrolyte feed to the surface of the fibers.
Kuvissa 1 ja la esitettyjä jatkuvia lankoja ja köysiä, jotka soveltuvat käytettäviksi ytimeen 2 keksinnön mukaisesti, on saatavana kaupallisesti lukuisilta valmistajilta. Soveltuvia hiilikuitulankoja myyvät esimer-20 kiksi Hercules Company, Hitco, Great Lakes Carbon Company, AVCO Company, ja muut vastaavat valmistajat Yhdysvalloissa ja muualla. Kaikki on yleensä valmistettu US-patentti-julkaisussa 3 677 705 kuvatulla menetelmällä. Kuidut voivat olla pitkiä ja jatkuvia tai lyhyitä, esimerkiksi 25 1-15 cm pitkiä. Kuten edellä mainittiin, kaikki täl laiset hiilikuidut sisältävät ohuen, epätäydellisen raja-kerroksen (ei kuvassa), joka muodostuu kemiallisesti sitoutuneesta hapesta ja kemiallisesti tai mekaanisesti sitoutuneista muista materiaaleista, kuten orgaanisista ai-30 neista.The continuous yarns and ropes shown in Figures 1 and 1a, which are suitable for use in the core 2 according to the invention, are commercially available from numerous manufacturers. Suitable carbon fiber yarns are sold, for example, by Hercules Company, Hitco, Great Lakes Carbon Company, AVCO Company, and other similar manufacturers in the United States and elsewhere. All are generally prepared by the method described in U.S. Patent No. 3,677,705. The fibers can be long and continuous or short, for example 25 1-15 cm long. As mentioned above, all such carbon fibers contain a thin, imperfect boundary layer (not shown) consisting of chemically bound oxygen and chemically or mechanically bound other materials such as organic materials.
Metallikerros 4 voi olla mitä tahansa elektrolyyttisesti saostettavissa olevaa metallia, ja se on sähköisesti jatkuva. Voidaan käyttää kahta ja jopa useampaa kerrosta metallia, ja metallit voivat olla joko samoja 35 tai eri metalleja, kuten esimerkeissä ilmenee. Joka tapa uksessa sisin kerros on niin tiukasti kiinnittynyt ytimeen 10 75876 2, että terävässä kulmassa tapahtuva taivutus (kuva 3) saa aikaan metallin litistymisen ja kiinni pysymisen kuituyti-messä sekä sen katkeamisen taivutuksen vetopuolella, kun sen kimmoraja ylitetään. Tämä tapahtuu siten, että metal-5 li ei irtoa katketessaan (kuva 3a), mikä on ongelmana kuiduissa, jotka on päällystetty metalleilla tunnetuin menetelmin. Toisena erona tunnettuihin menetelmiin nähden on se, että keksinnön mukainen metallikerros täyttää kuitujen huokoset ja "halkemat" täydellisesti ja yhtenäisesti, ku-10 ten kuvista 2 ja 2a ilmenee.The metal layer 4 can be any electrolytically precipitable metal and is electrically continuous. Two or even more layers of metal can be used, and the metals can be either the same or different metals, as shown in the examples. In any case, the inner layer is so tightly attached to the core 10 75876 2 that bending at an acute angle (Figure 3) causes the metal to flatten and adhere to the fiber core and to break on the tensile side of the bend when its elastic limit is exceeded. This is done so that the metal-5 li does not come off when it breaks (Fig. 3a), which is a problem in fibers coated with metals by known methods. Another difference from the known methods is that the metal layer according to the invention fills the pores and "cracks" of the fibers completely and uniformly, as can be seen from Figures 2 and 2a.
Keksinnön mukaisia hyvin lujia metallipäällystei-siä kuituja voidaan käyttää tavanomaisin menetelmin yhdistelmävalmisteisiin, jollainen on kuvassa 5, jossa matriisina 6 on muovi, esimerkiksi epoksihartsi, tai metal-15 li, esimerkiksi lyijy, jolloin matriisi lujittuu hyvin lujien kuituytimien 2 läsnäolon vaikutuksesta.The high-strength metal-coated fibers according to the invention can be used by conventional methods for composite preparations such as in Figure 5, where the matrix 6 is a plastic, e.g. epoxy resin, or metal-15, e.g. lead, the matrix being reinforced by the presence of high strength fiber cores 2.
Metallipäällysteen muodostaminen keksinnön mukaisella elektrolyyttisellä saostusmenetelmällä voidaan toteuttaa monilla tavoilla. Voidaan esimerkiksi upottaa 20 joukko ydinkuituja elektrolyyttikylpyyn ja kytkeä soveltuvien sähköliitäntöjen avulla tarvittava korkea ulkopuolinen jännite. Eräässä menetelmän toteutustavassa käytetään suurta jännitettä lyhyen aikaa. Pulssigeneraattori esimerkiksi lähettää elektrolyytin läpi ylijänniteaal-25 lon, joka on kyllin voimakas työntämään tai pakottamaan metalli-ionin rajakerroksen läpi kosketukseen hiilen tai muun katodina olevan kuidun kanssa. Pulssin lyhyt kesto estää lämmön kerääntymisen kuituun ja kuidun palamisen. Koska kuidut ovat niin pieniä, esimerkiksi 5-10 ^um 30 halkaisijaltaan, ja koska sisimmät kuidut ovat tavallisesti satojen tai jopa tuhansien muiden kuitujen ympäröimiä (vaikkakin ainoastaan 0,5-2,6 volttia tarvitaan dis-sosioimaan elektrolyyttimetalli, esim. nikkeli, kulta,hopea tai kupari ioneiksi) käytetystä suolasta riippuen, 35 tarvitaan suuria ulkopuolisia jännitteitä, jotka ovat suuruusluokaltaan 5-kertaisia dissosiaatiojännitteisiin nähden, viemään ionit yhtenäisesti kuitukimpun läpi sisim- 75876 11 mälle kuidulle ja sitten rajakerroksen läpi. Edellinen ulkopuolinen jännite on vähintään 10-50 V tai jopa suurempi .The formation of the metal coating by the electrolytic deposition method according to the invention can be realized in many ways. For example, a set of 20 core fibers can be immersed in an electrolyte bath and the required high external voltage can be connected by means of suitable electrical connections. In one embodiment of the method, a high voltage is used for a short time. For example, a pulse generator sends an overvoltage wave through the electrolyte strong enough to push or force the metal ion through the boundary layer into contact with carbon or other cathode fiber. The short duration of the pulse prevents heat from accumulating in the fiber and the fiber from burning. Because the fibers are so small, e.g., 5-10 microns in diameter, and because the innermost fibers are usually surrounded by hundreds or even thousands of other fibers (although only 0.5-2.6 volts are needed to dissociate the electrolyte metal, e.g., nickel, gold , silver or copper ions), depending on the salt used, high external voltages of the order of 5 times the dissociation voltages are required to pass the ions uniformly through the fiber bundle to the innermost fiber and then through the boundary layer. The previous external voltage is at least 10-50 V or even higher.
Vaikka yllä kuvattu sykäysmenetelmä on soveltuva 5 pienimittaisiin sovellutuksiin, esimerkiksi kudottujen kangaspalojen, ja lyhyiden hiilikuitulankojen ja -köysien metallointiin, on edullista toteuttaa menetelmä jatkuvana liikkuvalle kuituköydelle. Jotta estettäisiin kuitujen palaminen suurten jännitteiden takia, voidaan esimerkiksi 10 erottaa kuidut ja kaataa vettä niiden päälle niiden pitämiseksi kyllin viileinä kylvyn ulkopuolella, mutta on edullista käyttää kuvassa 5 kaavamaisesti esitettyä laitetta. Elektrolyyttikylpyliuos 8 on säiliössä 10. Laitteeseen kuuluvat myös anodikorit 12 ja säiliön 10 pohjan lähellä 15 olevat välipyörät 14. Säiliön yläpuolella on kaksi sähkökosketuspyörää 16. Köyttä 24 vedetään kuvassa näkymättömän laitteen avulla syöttökelalta 26 ensimmäisen kosketuspyörän 16 yli kylpyyn välipyörien 14 alitse, ylös kylvyn läpi, toisen kosketuspyörän 16 yli ja vastaanko ottokelalle 28. Tässä esimerkissä kylvyssä olevan köyden pituus on noin 1,8 m. Mahdollisesti, mutta hyvin edullisesti, käytetään yksinkertaista piiriä, joka muodostuu pumpusta 18, putkesta 20 ja syöttöpäästä 22. Tämä tekee mahdolliseksi kerrättää päällystysliuosta suurella virta-25 ur.nopeudella, esimerkiksi 7-11 1/min, ja pumpata sitä kosketuspyörille 16. Kun liuosta pumpataan juuri pyörien yläpuolelle, kylpyyn tuleva ja sieltä lähtevä köysi 24 kostuvat täydellisesti ja siten jäähtyvät. Kiyden kuljettamilla suurilla virranmäärillä saattaisi joissakin tapa- 2 30 uksissa muodostuva I R-lämpö tuhota köyden ennen kuin se ehtii kylpyyn, tai sen poistuessa kylvystä ilman tällaista jäähdytystä. Elektrolyyttivirtaus voittaa anisotropian. Voidaan tietenkin käyttää useampaa kuin yhtä päällystys-kylpyä sarjassa, ja kuidut voidaan huuhtoa puhtaiksi elek-35 trolyyttiliuoksesta, käsitellä muilla tavanomaisilla aineilla ja kuivata, katkoa, kutoa kankaaksi, jne. tavanomaisin menetelmin.Although the pulse method described above is suitable for small-scale applications, for example for metallizing woven fabric pieces, and short carbon fiber yarns and ropes, it is preferable to implement the method for a continuously moving fibrous rope. For example, in order to prevent the fibers from burning due to high voltages, the fibers 10 can be separated and water poured on them to keep them sufficiently cool outside the bath, but it is preferable to use the device schematically shown in Figure 5. The electrolyte bath solution 8 is in the tank 10. The device also includes anode baskets 12 and spacers 14 near the bottom 15 of the tank 10. Above the tank there are two electrical contact wheels 16. The rope 24 is pulled from the feed roller 26 over the first contact wheel 16 by a device (not shown). over the second contact wheel 16 and receive the take-up reel 28. In this example, the length of the rope in the bath is about 1.8 m. Possibly, but very preferably, a simple circuit consisting of a pump 18, a tube 20 and a feed end 22 is used. At a rate of -25 ur., For example 7-11 1 / min, and pump it onto the contact wheels 16. When the solution is pumped just above the wheels, the rope 24 entering and leaving the bath is completely wetted and thus cooled. With the large amounts of current carried by the rope, the heat generated in some cases could destroy the rope before it reaches the bath or when it leaves the bath without such cooling. Electrolyte flow overcomes anisotropy. Of course, more than one coating bath in series can be used, and the fibers can be rinsed clean of the electrolyte solution, treated with other conventional materials, and dried, broken, woven into fabric, etc. by conventional methods.
12 7587612 75876
Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä, mutteivät rajoita sitä.The following examples illustrate, but do not limit, the invention.
Esimerkki 1Example 1
Jatkuvatoimisessa elektrolyyttisessä päällystys- 5. järjestelmässä käytetään kylpyä, jonka koostumus on seu-raava:The continuous electrolytic coating system uses a bath with the following composition:
Aineosa „......Ingredient "......
- Maara nikkelisulfaatti (NiSO^.61^0) 300 g/1 nikkelikloridi (NiCl2-6H20) 90 - 150 g/1 10 boorihappo (H3BC>3) 37 - 60 g/1- Content of nickel sulphate (NiSO2 .61 ^ 0) 300 g / l nickel chloride (NiCl2-6H2O) 90 - 150 g / l 10 boric acid (H3BC> 3) 37 - 60 g / l
Kostutusainetta (WA-129,Wetting agent (WA-129,
State Chemical) 2 til-% kirkastetta (Starlite 915,State Chemical) 2% v / v brightener (Starlite 915,
State Chemical) 2 til-% 15 oState Chemical) 2 vol% 15%
Kylvyn lämpötila on 60 - 71 C ja pH 3,8-4,2.The bath temperature is 60-71 ° C and the pH is 3.8-4.2.
Anodikorit pidetään täytettyinä elektrolvysi-nikkelipelleteillä, ja 4 köyttä (kuitukimppua), joista kukin muodostuu 12000 hiilikuidusta (7^,um paksuja) , 20 vedetään jatkuvasti kylvyn läpi ulkopuolisen jännitteen ollessa 30 V ja virran ollessa säädettynä siten, että kokonaisvirtamäärä on 600 As/1000 kuitua. Samanaikaisesti elektrolyyttiliuosta kierrätetään piirissä siten, että se joutuu kosketukseen köyden saapuvan ja läh-25 tevän osan kanssa. Seuraavaksi köysi johdetaan jatkuvasti samanlaisen kylvyn läpi nopeudella 1,5 m/min virran ollessa 180 A kussakin kylvyssä. Lopputuote on keksinnön mukaisten hyvin lujien yhdistelmäkuitujen muodostama köysi, jotka kuidut koostuvat kukin 7^um:n vti-30 mestä ja kiteisestä elektrolyyttisesti saostetusta nikkelistä (noin 50 p-% yhdistelmästä), joka on tiukasti sitoutunut ytimeen.The anode baskets are kept filled with electrolyte-nickel pellets, and 4 ropes (bundles of fibers) each consisting of 12,000 carbon fibers (7 μm thick) are continuously drawn through the bath at an external voltage of 30 V and a current adjusted to a total current of 600 As / 1000 fiber. At the same time, the electrolyte solution is circulated in the circuit so that it comes into contact with the incoming and outgoing parts of the rope. Next, the rope is continuously passed through a similar bath at a speed of 1.5 m / min with a current of 180 A in each bath. The final product is a rope formed by the high-strength composite fibers according to the invention, each of which consists of 7 μm-30 and crystalline electrolytically precipitated nickel (about 50% by weight of the combination) which is tightly bound to the core.
Jos kuitupalaa taivutetaan terävässä kulmassa ja tutkitaan sitten, taivutuskohdan venytyspuolella ei 35 metallipäällysteessä ole tapahtunut minkäänlaista kehän suuntaista säröilyä. Köyttä voidaan kiertää ja solmia päällysteen irtoamatta hiutaleina tai jauheena. Jos osa 75876 13 päällysteestä irroitetaan mekaanisesti fibrilleistä, on sen sisäpinnalla nähtävissä täydellinen fibrillien jättämä kuvio.If the piece of fiber is bent at an acute angle and then examined, no circumferential cracking has occurred in the metal coating on the stretch side of the bending point. The rope can be twisted and knotted without peeling off the coating in the form of flakes or powder. If part of the 75876 13 coating is mechanically removed from the fibrils, a complete pattern left by the fibrils can be seen on its inner surface.
Esimerkki 2 5 Kun esimerkin 1 mukainen menettely toistetaan, mutta käytetään sarjassa kahta kylpyä, joiden koostumukset ovat seuraavat, ja hopeaa anodikoreissa, saadaan keksinnön mukaisia hopealla päällystettyjä grafiittikuituja. Aineosa Ensimmäinen kylpy Toinen kylpy 10 hopeasyanidi 0,75 ^ 2,2 g/1 52 - 82 g/1 kalsiumsyanidi 90 - 150 g/1 90 g/1 kaliumhydroksidi --- 7,5 - 15 g/1 Käyttöjännite ensimmäisessä kylvyssä on 12 - 36 V ja lämpötila huoneen lämpötila; toisessa kylvyssä jän-15 nite on 6 - 18 V ja lämpötila huoneen lämpötila.Example 2 When the procedure of Example 1 is repeated, but using a series of two baths having the following compositions and silver in anode baskets, the silver-coated graphite fibers of the invention are obtained. Ingredient First bath Second bath 10 silver cyanide 0.75 ^ 2.2 g / l 52 - 82 g / l calcium cyanide 90 - 150 g / l 90 g / l potassium hydroxide --- 7.5 - 15 g / l The operating voltage in the first bath is 12 to 36 V and temperature room temperature; in the second bath ice-15 volume is 6 to 18 V and the temperature is room temperature.
Esimerkki 3Example 3
Esimerkin 2 mukaista menettelyä voidaan muuntaa käyttämällä syöttönä esimerkin 1 mukaisesti valmistettuja nikkelipäällysteisiä grafiittikuituja ja alentamalla ensim-20 mäisen kylvyn jännitettä noin 18 volttiin. Täten saadaan keksinnön mukaisia hyvin lujia yhdistelmäkuituja, joissa hopeapäällyste ympäröi grafiittikuituytimen ympärillä olevaa nikkelipäällystettä.The procedure of Example 2 can be modified by using nickel-coated graphite fibers prepared in accordance with Example 1 as a feed and reducing the voltage of the first bath to about 18 volts. Thus, very strong composite fibers according to the invention are obtained, in which the silver coating surrounds the nickel coating around the graphite fiber core.
Esimerkki 4 25 Esimerkin 1 mukaista menettelyä voidaan muuntaa korvaamalla nikkelikylpy kylvyllä, jonka koostumus on seuraava, käyttämällä sinkkiä anodikoreissa, jolloin saadaan keksinnön mukaisia sinkillä päällystettyjä grafiitti-kuituja: 30 Aineosa Määrä sinkkisulfaatti 60 g/1 ammoniumaluna 22 - 30 g/1 kaliumhydroksidi 120 g/1 kaliumsyanidi 22 g/1 35 Ajolämpötila on 38°C ja ulkoinen jännite 18 V.Example 4 The procedure of Example 1 can be modified by replacing a nickel bath with a bath having the following composition using zinc in anode baskets to give the zinc coated graphite fibers of the invention: Ingredient Amount Zinc sulphate 60 g / l ammonium base 22-30 g / l potassium hydroxide 120 g / 1 potassium cyanide 22 g / 1 35 The driving temperature is 38 ° C and the external voltage is 18 V.
14 7 5 8 7 614 7 5 8 7 6
Esimerkki 5Example 5
Esimerkin 1 mukaista menettelyä voidaan muuntaa korvaamalla nikkelikylpy seuraavalla kylvyllä, käyttämällä kuparia anodikoreissa, jolloin saadaan kuparilla päällvstet-5 tyjä grafiittikuituja, jotka ovat keksinnön mukaisia:The procedure of Example 1 can be modified by replacing the nickel bath with the following bath, using copper in anode baskets, to obtain copper-coated graphite fibers according to the invention:
Aineosa Määrä kuparisyanidi 26 g/1 natriumsyanidi 34 g/1 natriumkarbonaatti 30 g/1 10 natriumhydroksidi 3,7 g/1Ingredient Amount of copper cyanide 26 g / l sodium cyanide 34 g / l sodium carbonate 30 g / l 10 sodium hydroxide 3.7 g / l
Rochelle-suola 45 g/1Rochelle salt 45 g / l
Kylvyn lämpötila on 60°C ja ulkopuolinen jännite 18 V. Kuparilla päällystetyt kuidut tulisi pestä natrium-dikromaattiliuoksella välittömästi päällystyksen jäl-15 keen himmenemisen estämiseksi. Jos toistetaan esimerkin 3 mukainen menettely, mutta käytetään tämän esimerkin mukaista kuparikylpyä hopeakylvyn sijasta, saadaan hyvin lujia keksinnön mukaisia yhdistelmäkuituja, joissa kupari-päällyste ympäröi grafiittikuitujen päällä olevaa nikkeli-20 päällystettä.The bath temperature is 60 ° C and the external voltage is 18 V. Copper-coated fibers should be washed with sodium dichromate solution immediately to prevent fading after coating. If the procedure of Example 3 is repeated, but the copper bath of this example is used instead of the silver bath, very strong composite fibers of the invention are obtained in which the copper coating surrounds the nickel-20 coating on top of the graphite fibers.
Esimerkki 6Example 6
Esimerkin 1 mukaista menettelyä voidaan muuntaa korvaamalla nikkelikylpy kahdella kylvyllä, joiden koostumus on seuraava, ja käyttämällä tavanomaisia 80%Cu/20%Zn-25 anodeja, jolloin saadaan keksinnön mukaisia messingillä päällystettyjä grafiittikuituja.The procedure of Example 1 can be modified by replacing the nickel bath with two baths having the following composition and using conventional 80% Cu / 20% Zn-25 anodes to give the brass-coated graphite fibers of the invention.
Aineosa Määrä kuparisyanidi 30 g/1 30 sinkkisyanidi 9,4 g/1 natriumsyanidi 56 g/1 natriumkarbonaatti 4 g/1Ingredient Amount of copper cyanide 30 g / l 30 zinc cyanide 9.4 g / l sodium cyanide 56 g / l sodium carbonate 4 g / l
Molempien kylpyjen käyttölämpötila on 43 - 49°C.The operating temperature of both baths is 43-49 ° C.
Koska kolmasosa messingistä saostuu ensimmäisessä kyl- 75876 vyssä jännitteellä 24 V, ja kaksi kolmasosaa toisessa jännitteellä 15 V, jakautuu virta vastaavasti. Vedellä huuhtelun jälkeen messingillä päällystetyt kuidut pestään natriumdikromaattiliuoksella himmenemisen estämiseksi 5 ja huuhdotaan sitten kahdesti vedellä.Since one third of the brass precipitates in the first bath at 24 V, and two thirds in the second at 15 V, the current is distributed accordingly. After rinsing with water, the brass-coated fibers are washed with sodium dichromate solution to prevent tarnishing 5 and then rinsed twice with water.
Esimerkki 7Example 7
Esimerkin 1 mukaista menettelyä voidaan muuntaa korvaamalla nikkelikylpy kylvyllä, jonka koostumus on seuraava, ja käyttämällä kiinteitä lyijytankoja anodi-10 koreissa, jolloin saadaan keksinnön mukaisia lyijyllä päällystettyjä grafiittikuituja.The procedure of Example 1 can be modified by replacing the nickel bath with a bath having the following composition and using solid lead rods in anode-10 baskets to give the lead-coated graphite fibers of the invention.
Aineosa Määrä lyijyfluoboraatti, Pb(BF4)2 105 g/Pb/1 15 fluoboorihappo, HBF^ 97 g/1Ingredient Amount of lead fluoroborate, Pb (BF4) 2,105 g / Pb / 1 15 fluoroboric acid, HBF ^ 97 g / l
Mahdollisesti lisätään noin 2 g/1 /3 -naftolia ja gelatiinia, pH on alle 1, käyttölämpötila 27°C ja ulkopuolinen jännite 12 V. Jos päällysteen paksuus ylittää 0,5 pm, pyrkii lyijy muodostamaan siltoja kuitujen vä-20 lille.Optionally, about 2 g / 1/3-naphthol and gelatin are added, the pH is below 1, the operating temperature is 27 ° C and the external voltage is 12 V. If the thickness of the coating exceeds 0.5 μm, lead tends to form bridges between the fibers.
Esimerkki 8Example 8
Esimerkin 1 mukaisesti, mutta korvaamalla nikkeli-kylpy tavanomaisella kultakylvyllä, ja käyttämällä riittävää ulkopuolista jännitettä, voidaan valmistaa hyvin 25 lujia kuituja, jotka muodostuvat grafiittiytimestä ja kultapäällysteestä.According to Example 1, but by replacing the nickel bath with a conventional gold bath, and using a sufficient external voltage, very strong fibers consisting of a graphite core and a gold coating can be produced.
Esimerkki 9Example 9
Piikarbidisäikeitä ja boorikuituja päällystetään nikkelillä sijoittamalla ne katodeiksi esimerkin 1 mu-30 kaiseen nikkelipäällystyskylpyyn ja käyttämällä ulko puolista 30 V:n jännitettä.The silicon carbide fibers and boron fibers are coated with nickel by placing them as cathodes in a nickel coating bath according to Example 1 and using an external voltage of 30 V.
16 7587616 75876
Esimerkki 10Example 10
Tehdään yhdistelmävalmiste pilkkomalla esimerkin 1 mukaiset yhdistelmäkuidut pieniksi paloiksi, jotka ovat 3,2 - 2,5 mm pitkiä, sekoitetaan ne sitten huolellisesti 5 termoplastiseen polyamidiin suulakepuristimessa, ja pilkotaan suulakepuriste valupelleteiksi tavanomaisin menetelmin. Pelleteistä ruiskuvaletaan laattoja, joiden koko on 10 x 20 x 0,32 cm. Laatta on yhdistelmäkuitujen lujittama. Metallipitoisuutensa ansiosta se ei myöskään varaudu 10 staattisesti, ja sitä voidaan käyttää sähkölaitteiden suojauksessa.The composite preparation is made by cutting the composite fibers of Example 1 into small pieces 3.2 to 2.5 mm long, then thoroughly mixing them with the thermoplastic polyamide in an extruder, and breaking the extrudate into cast pellets by conventional methods. The pellets are injection molded into tiles measuring 10 x 20 x 0.32 cm. The tile is reinforced with composite fibers. Due to its metal content, it is also not statically charged 10 and can be used to protect electrical equipment.
Esimerkki 11Example 11
Esimerkin 1 mukaisesti valmistettuja, noin 25 mm pitkiä nikkelillä päällystettyjen grafiittikuitujen 15 muodostamia nippuja sekoitetaan suhteessa 1:9 päällystämättömiin grafiittikuituihin, ja seoksesta valmiste- o taan kuitumattoa, jonka pintapaino on 34 g/m . Maton metallipitoisuus on noin 0,5 p-% nikkeliä, ja se voidaan kyllästää kuumakovettuvilla hartsilakoilla ja 20 liittää lämmön ja paineen avulla lujitetuiksi laminaa- teiksi, jotka ovat hyvin lujia, ja joilla on erinomaiset sähkönjohto-ominaisuudet.The bundles of nickel-plated graphite fibers 15 about 25 mm long prepared according to Example 1 are mixed 1: 9 with uncoated graphite fibers, and the mixture is made into a nonwoven mat having a basis weight of 34 g / m 2. The mat has a metal content of about 0.5% by weight of nickel and can be impregnated with thermosetting resin varnishes and bonded to heat and pressure reinforced laminates which are very strong and have excellent electrical conductivity properties.
Esimerkki 12Example 12
Yleisellä, esimerkin 1 mukaisella menetelmällä 25 valmistettuja pitkiä, nikkelillä päällystettyjä grafiit-tilankoja vetopuristetaan suurella nopeudella sulan lyijyn kanssa laitteessa, josta tulee ulos 3,2 mm paksua kiinteää tankoa, jonka keskellä kulkee nikkelipäällys-teistä grafiittikuitua . Lyijy lejeerautuu nikkeliin 30 aiheuttamatta nikkelin täydellistä liukenemista, ja nikkeli pysyy hyvin kiinnittyneenä grafiittifibrilleihin. Tästä on seurauksena hyvä grafiittikuitujen fysikaalisen lujuuden siirtyminen nikkelikerroksen läpi, nikkeli/lyijy-välikerrokseen ja lyijymatriisiin. Tankoa venytetään 17 75876 laitteessa murtolujuuden mittaamiseksi. Verrattuna yhtä paksuun lyijytankoon on keksinnön mukaisten nikkelipääl-lysteiden grafiittikuitujen murtolujuus hyvin paljon suurempi .The long, nickel-plated graphite yarns made by the general method of Example 1 are pressed at high speed with molten lead in a device which emits a 3.2 mm thick solid rod with nickel-plated graphite fiber in the middle. Lead alloys to nickel 30 without causing complete dissolution of the nickel, and the nickel remains well attached to the graphite fibrils. This results in a good transfer of the physical strength of the graphite fibers through the nickel layer, the nickel / lead interlayer and the lead matrix. The rod is stretched in 17 75876 devices to measure the breaking strength. Compared to an equally thick lead rod, the tensile strength of the graphite fibers of the nickel coatings according to the invention is much higher.
5 Edellä mainitut patentti- ja muut julkaisut anne taan tässä viitteeksi. Alan asiantuntijoille monet tämän keksinnön muunnelmat ovat mahdollisia yllä olevan yksityiskohtaisen kuvauksen valossa. Alumiinia voidaan esimerkiksi saostaa eetteriliuoksista. Metalleja, esimerkiksi 10 volframia, voidaan saostaa suolasulateliuoksista, esimerkiksi natriumvolframaattiliuoksista. Köysi voidaan käsitellä metallin poistamiseksi osittain, ja siten saadaan segmenttirakenteita, joita voidaan käyttää esimerkiksi sähkövastuksina. Kaikki tällaiset muunnokset sisältyvät 15 keksinnön piiriin, joka määritellään liitteenä olevissa vaatimuksissa.5 The above patents and other publications are incorporated herein by reference. Many variations of this invention are possible to those skilled in the art in light of the detailed description above. For example, aluminum can be precipitated from ether solutions. Metals, for example tungsten, can be precipitated from brine melt solutions, for example sodium tungstate solutions. The rope can be treated to partially remove the metal, and thus segment structures are obtained which can be used, for example, as electrical resistors. All such modifications are within the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US35863782A | 1982-03-16 | 1982-03-16 | |
US35863782 | 1982-03-16 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI830854A0 FI830854A0 (en) | 1983-03-15 |
FI830854L FI830854L (en) | 1983-09-17 |
FI75876B true FI75876B (en) | 1988-04-29 |
FI75876C FI75876C (en) | 1988-08-08 |
Family
ID=23410459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI830854A FI75876C (en) | 1982-03-16 | 1983-03-15 | Threads and cords formed of durable metal-coated fibers, processes for their manufacture and use |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0088884B1 (en) |
JP (1) | JPS58169532A (en) |
KR (1) | KR880000477B1 (en) |
AR (1) | AR240342A1 (en) |
AT (1) | ATE22121T1 (en) |
AU (2) | AU561667B2 (en) |
BR (1) | BR8301227A (en) |
CA (1) | CA1256052A (en) |
DE (1) | DE3365941D1 (en) |
DK (1) | DK158159C (en) |
ES (1) | ES8406576A1 (en) |
FI (1) | FI75876C (en) |
HK (1) | HK14491A (en) |
IL (1) | IL67867A (en) |
IN (1) | IN158302B (en) |
MX (1) | MX159077A (en) |
NO (1) | NO164996C (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE22121T1 (en) * | 1982-03-16 | 1986-09-15 | Electro Metalloid Corp | YARN AND ROPES CONTAINING METALLIZED FIBERS, PROCESS FOR THEIR MANUFACTURE AND THEIR USE. |
EP0129845B1 (en) * | 1983-06-24 | 1988-10-26 | American Cyanamid Company | Electrodes, electro-chemical cells containing said electrodes, and process for forming and utilizing such electrodes |
DE3482273D1 (en) * | 1983-06-24 | 1990-06-21 | American Cyanamid Co | DEVICE AND METHOD FOR CONTINUOUSLY PLATING FIBERS. |
EP0149763A3 (en) * | 1983-11-29 | 1985-08-21 | Toho Beslon Co., Ltd. | Electroplating method for carbon fibers and apparatus therefor |
FR2562101B1 (en) * | 1984-03-27 | 1987-03-06 | Brochier Sa | MATERIAL BASED ON INORGANIC FIBERS, PARTICULARLY SILICON CARBIDE, FOR USE IN THE PRODUCTION OF COMPOSITE STRUCTURES |
EP0269850A1 (en) * | 1986-10-31 | 1988-06-08 | American Cyanamid Company | Copper coated fibers |
DE68900928D1 (en) * | 1988-10-12 | 1992-04-09 | Johnson Matthey Plc | METAL FABRIC. |
EP0629549A3 (en) * | 1993-06-09 | 1995-03-08 | Inco Ltd | Composition for lightning strike protection and improved electrical conductivity. |
JP2002180372A (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-26 | Toho Tenax Co Ltd | Carbon fiber coated with metal oxide and method for producing the same |
JP7032348B2 (en) * | 2019-03-26 | 2022-03-08 | 矢崎総業株式会社 | Metal-plated carbon material and its manufacturing method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1215002A (en) * | 1967-02-02 | 1970-12-09 | Courtaulds Ltd | Coating carbon with metal |
FR1535660A (en) * | 1967-06-28 | 1968-08-09 | Thomson Houston Comp Francaise | Improvements in manufacturing processes for composite materials and products obtained |
ATE22121T1 (en) * | 1982-03-16 | 1986-09-15 | Electro Metalloid Corp | YARN AND ROPES CONTAINING METALLIZED FIBERS, PROCESS FOR THEIR MANUFACTURE AND THEIR USE. |
-
1983
- 1983-02-08 AT AT83101195T patent/ATE22121T1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-08 IL IL67867A patent/IL67867A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-08 DE DE8383101195T patent/DE3365941D1/en not_active Expired
- 1983-02-08 EP EP83101195A patent/EP0088884B1/en not_active Expired
- 1983-02-11 IN IN164/CAL/83A patent/IN158302B/en unknown
- 1983-03-11 JP JP58039306A patent/JPS58169532A/en active Pending
- 1983-03-11 BR BR8301227A patent/BR8301227A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-14 AR AR292376A patent/AR240342A1/en active
- 1983-03-14 ES ES520574A patent/ES8406576A1/en not_active Expired
- 1983-03-14 CA CA000423551A patent/CA1256052A/en not_active Expired
- 1983-03-15 MX MX196583A patent/MX159077A/en unknown
- 1983-03-15 DK DK120683A patent/DK158159C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-15 KR KR1019830001033A patent/KR880000477B1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-15 NO NO830897A patent/NO164996C/en unknown
- 1983-03-15 FI FI830854A patent/FI75876C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-15 AU AU12450/83A patent/AU561667B2/en not_active Ceased
-
1987
- 1987-04-03 AU AU71081/87A patent/AU588991B2/en not_active Ceased
-
1991
- 1991-02-28 HK HK144/91A patent/HK14491A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU561667B2 (en) | 1987-05-14 |
NO164996B (en) | 1990-08-27 |
FI830854L (en) | 1983-09-17 |
DK120683D0 (en) | 1983-03-15 |
ES520574A0 (en) | 1984-08-01 |
IL67867A0 (en) | 1983-06-15 |
NO830897L (en) | 1983-09-19 |
AR240342A1 (en) | 1990-03-30 |
KR880000477B1 (en) | 1988-04-07 |
MX159077A (en) | 1989-04-14 |
CA1256052A (en) | 1989-06-20 |
AU7108187A (en) | 1987-07-23 |
AU588991B2 (en) | 1989-09-28 |
DK158159B (en) | 1990-04-02 |
EP0088884A1 (en) | 1983-09-21 |
IL67867A (en) | 1987-10-30 |
KR840004193A (en) | 1984-10-10 |
ATE22121T1 (en) | 1986-09-15 |
FI830854A0 (en) | 1983-03-15 |
NO164996C (en) | 1990-12-05 |
JPS58169532A (en) | 1983-10-06 |
DK120683A (en) | 1983-09-17 |
HK14491A (en) | 1991-03-08 |
IN158302B (en) | 1986-10-11 |
EP0088884B1 (en) | 1986-09-10 |
AU1245083A (en) | 1983-09-22 |
FI75876C (en) | 1988-08-08 |
DE3365941D1 (en) | 1986-10-16 |
ES8406576A1 (en) | 1984-08-01 |
BR8301227A (en) | 1983-11-22 |
DK158159C (en) | 1990-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4661403A (en) | Yarns and tows comprising high strength metal coated fibers, process for their production, and articles made therefrom | |
US4808481A (en) | Injection molding granules comprising copper coated fibers | |
US4752415A (en) | Compositions convertible to reinforced conductive components and articles incorporating same | |
US4882089A (en) | Compositions convertible to reinforced conductive components and articles incorporating same | |
US4983456A (en) | Compositions convertible to reinforced conductive components and articles incorporating same | |
FI75876B (en) | AV HAOLLFASTA METALLBEKLAEDDA FIBER PICTURES TRAODAR OCH LINOR, FOERFARANDE FOER DERAS FRAMSTAELLNING OCH ANVAENDNING. | |
US5171419A (en) | Metal-coated fiber compositions containing alloy barrier layer | |
US4614684A (en) | Reinforced composite comprising resin impregnated metallized polyaramide fabric and method of making same | |
US4852453A (en) | Chaff comprising metal coated fibers | |
US4942090A (en) | Chaff comprising metal coated fibers | |
DK2788542T3 (en) | CARBON FIBER FOR COMPOSITE MATERIALS WITH IMPROVED LEADING CAPACITY | |
US4609449A (en) | Apparatus for the production of continuous yarns or tows comprising high strength metal coated fibers | |
US4909910A (en) | Yarns and tows comprising high strength metal coated fibers, process for their production, and articles made therefrom | |
KR101917105B1 (en) | Fiber complexes and methods of manufacturing the same | |
US4680093A (en) | Metal bonded composites and process | |
KR20170116062A (en) | EMI shielding sheet and manufacturing method thereof | |
AU609425B2 (en) | Copper coated fibers | |
KR101558748B1 (en) | Electromagnetic wave shielding sheet and method for producing the same | |
US4624751A (en) | Process for fiber plating and apparatus with special tensioning mechanism | |
Pavithran et al. | Copper coating on coir fibres | |
US3505177A (en) | Electroforming process | |
US4911797A (en) | Contact roller mounting assembly and tensioning mechanism for electroplating fiber | |
EP0431237A1 (en) | Direct deposition of gold on carbon fiber | |
US4976828A (en) | Chaff comprising metal coated fibers | |
CA1263338A (en) | Metal coated filaments, process for their production, and articles made therefrom |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: ELECTRO METALLOID CORPORATION |