JPH0244613A - 超伝導テープとその製作法および製作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はテープ状超伝導１ａ！！ｉｉに係り、特に電磁
石用巻線材として使い易く可撓性の高い長尺絶縁被覆電
線に関する。

く従来の技術〉 従来の金属系超伝導電線（超電導線とも記す）は金属細
線を多数本束ねて太い金属母線内に埋め込む構造である
ため可撓性不足を感することは少なかった。また、テー
プ溝道の場合は１￥い中心材の両側に超伝導合金を形成
していた。

こり、に肘し１９８６年より１９８７年にかけてベドノ
ルツ（Ｊ、Ｇ、Ｂｅｄｏｎｏｒｚ）　＋　　ミュラー（
Ｋ、　Ａ。

Ｍｊｉｌｌｅｒ）両氏などによって発見された酸化物は
。

ＢＣ８理論により期待された格子結合により実現できる
超伝導性の高温限界よりも高い温度（例えば９０Ｋ）に
おいて超伝導性を示すが、一方、１ｊ２在までに確認さ
れたこの種物質は、いずれも機械的強度が弱く、特に引
張り強さ及び曲げ強さが弱く、この種の新超伝導物質を
用いて巻線用電線を形成することが困難であった。

このような従来技術に関する説明は、（株）工業調査会
発行の書籍「・新産業革命への起爆材超伝導セラミツク
スＪ　　（１９８７年８月５日、長谷用安利・岡村富士
夫・小野晃　共Ｗ）、（株）東京化学同人発行の雑誌「
現代科学」　（昭和６２年１１月１０９通巻２００号）
、（株）［コ刊工業新聞社発行の雑誌「トリガー」　（
昭和６３年１月１０発行、第７巻、第１号）など各種の
出版物に詳細に記述されている。

これら出版物によれば、現時点で予想される実用性の高
い物質は、　ＹＢａｘＣｕｘＯ□など銅（Ｃｕ）を主材
、バリウム（口ａ）あるいはストロンチウム（Ｓｒ）と
イブトリウム（Ｙ）あるいはランタン系元素（Ｌｎ、但
し４価元素を除く）を副材とする複合酸化物であり、そ
の結晶構造は３層ペロブスカイト形式であって層面へき
開性を有し、を気的には層面を良導面とする２次元導体
と考えられている。

なお、このほかにも３層ないし５層のペロブスカイト形
式をもツ、　Ｂ１５ｒＣａＣｕ系、　Ｔｌ５ｒＣａＣｕ
系など。

より高い温度において超伝導性を示す複合酸化物も発見
されている。その構造は、多くの場合、鱗状あるいは針
状の微結晶であって、結晶学的には層面をＣ面あるいは
ａ−ｂ面と呼び、扇面に垂直な方向をＣ軸と呼んでいる
。また、　　ａ−ｂ面内の２軸をａ軸、ｂ軸と呼ぶ。

「・新産業革命への起爆剤　超伝導セラミツクス」第４
１頁から第４３頁によれば、この種物質の典型である　
ＹＢａｓＣｕ、Ｏｔ材の焼結体破断面は主として；１−
ｂ面より構成されているように読み取ることができ、ま
た昭和６２年１２月の東京大学物性研究所公開展示の写
真からも判読可能である。

また第３５頁から第３７頁によれば、この種物質の酸素
含有量が温度などにより変化し、第４７頁から第５２頁
によれば酸素含有量により超伝導特性が変化している。

さらに前記「現代化学」誌の第４６頁から第５０頁によ
れば銀（Ａｇ）管内にこの種複合酸化物を充填して超伝
導線を作る方法が示されており、管材としては銀が最適
であると記されいる。このほか、このような鎖管充填構
造物を圧延平坦化してテープ状とした例もある。

一方、前記「トリガー」誌の第２０頁によればＹ、０．
、１３ａＣｔＬと　ＣｕＯの混合物を初期原料として作
成した超伝導物質の粉を有機バインダと混練した後にコ
イル状に巻線形成し、これに加熱処理を施して超伝導コ
イルとした例が記されており、この種複合酸化物を用い
て巻線することの難しさを示しているといえる。また同
じ頁に、このコイル作成原料として「酸素を吸収しやす
い特別の粉末」と記されており、詳細は不明ながらも重
要な技術と、Ｗ、われる。

次に超伏導線共通の問題としてフラックスジャンプ現象
がある。この現象は磁気的変動に伴う発熱高温化と超伝
導性の局部的喪失である。複合酸化物、特にＹＢａｔＣ
ｕｓＯｔに関してはフラックスジャンプなどによる酸素
放出が予想されるが、この種問題の解決法は本発明者の
知るかぎりでは今までに明示的にはずと表されていない
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 この発明の第１目的は１曲げ強度の弱い超伝尋物實に必
要な可撓性を与えるために、形状・寸法効果を利用する
ことであり、第２目的は曲げ破壊による亀裂の発生また
はフラックスジャンプによる超伝導性喪失に備えて導電
側路を用意することであり、第３目的はフラックスジャ
ンプに伴う発熱、Ω；温化により酸化物超伝導物質が放
出する酸素を放出点近くの場所に蓄積しておき、冷却時
に一部分ではあっても酸素放出個所に復帰させ９これに
よ−）で超伝導特性の劣化を◆１減することであり第４
目的は」二足の３目的を達成するために薄膜化した超伝
導線の絶縁被覆を形成する簡単な方法を提供することで
あり、第５目的は薄膜化した超伝導線即ち超伝導テープ
を量産する為の簡単な方法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 上記の第１ないし第３目的を達するための具体的１段と
して、超伝導性酸化物を主成分とする膜状物体の面上に
銀膜を積層形成して、テープ状となし、この積層体を単
位構造として必要に応じて複数単位を積層し、各単位積
層体間の面に９曲げ加工温度において潤滑作用を呈する
物質を付着させた溝Ｊ７ｉをケえた。第４目的を達する
ための手段としては、テープ状超伝導体の両面あるいは
片面に圧着または堆積形成さ１また熱可塑性絶縁膜を可
塑状態に於て圧延拡幅または流動拡幅し、あるいは拡幅
後に側端を曲げて筒状とするなど、側端絶縁性を付与す
る方法を考えた。第５目的を達するための手段としては
（１）破砕・溶解・揮発・燃焼分解などにより分解除去
あるいは剥離できるベスフィルム上に銀膜を形成し、必
要に応じて銀膜表面を酸化した後に該表面上に超伝導性
酸化物の膜を形成し９次いで適当な加工段階にてベース
フィルムを除去する方法、（２）細長い平面形状を有す
る膜状物体に、技手方向に整列して一定の間隔を保って
穴を開け、技手方向に移十カする歯に係合させて前記膜
状物体を連続的あるいは間欠的に移動させながら前記膜
状物体に加工を施し１次いで切断細条化して超伝導性の
テープを作る方法（３）前記した細長い平面形状を有す
る膜状物体を移動させる方法において、各位置における
膜状物体の弛み量に応じて、駆動点毎に平均移動速度を
加減する方法、（４）超伝導性酸化物の粉末を液体中で
銀膜上に沈澱堆積させる時に、銀膜面に沿って液体を流
し、粉末の形状異方性に従って整列堆積させる方法、（
５）焼結用の高温炉内部での動力源として予熱したガス
を用いる方法、などを考案した。

く作用〉 板の曲げ強さ、換言すｈば可撓性は板厚さが薄いほど良
好となることは一般常識である。曲げ破壊は曲面の凸面
上に発生し、その原因は引張り強さの不足にある。超伝
導複合酸化物の典型であるＹＢａｔＣｕ３０ｙはａ−ｂ
面へき開により、Ｃ軸破断限界の歪み率がＱ、１％程度
と言われている。

膜状構造の場合には鱗状小片が膜面と並行に配列されて
いると考えられるので、限界歪み率が１％程度、亀裂幅
が１ミクロン程度と推測される。

歪み率０，１％に相当する曲率半径と膜厚の関係は 歪み率＝０．５Ｘ（膜厚）／（半径） より、膜厚が曲率半径の（１／　５００　）となる。

例えば、ボビン直径が１０ｍｍならば、膜厚は。

１０ミクロンが限界となる。

一部の研究者によると限界歪み率を１万分の１に押さえ
ないと特性劣化を生ずると言われておりその場合の限界
膜厚は１ミクロンとなる。このように、超伝導物質を薄
膜化することにより可撓性を高めることができる。

次に、膜状超伝導物質の面上に銀膜を形成した場合には
、第１に、超伝導膜の亀裂あるいは超伝導性喪失に対す
る導電側路として動作することが確実といえる。その理
由としては銀の密着性が良いために、ａ−ｂ面に平行な
非導電面の厚さが数人存在してもトンネル効果により通
電可能である他に、鱗状超伝導小片の測面に現れるａ軸
・ｂ軸の如き導電軸に密接する可能性が大きいためであ
る。第２に銀は酸素の透過率が高い他に、９６０に 度Ｃ以上の溶融状態会おいて多量の酸素を吸収し冷却時
に吸収酸素を放出する作用があるため。

フラックスジャンプにより加熱されて超伝導性酸化物が
放出した酸素を銀膜が一度吸収し、冷却時に銀膜が放出
した酸素の一部または全部が酸素不足状態の超伝導性酸
化物に再吸収されるために超伝導特性の劣化を軽減する
作用がある。

以上により、第１目的ないし第３目的を達するための手
段が有する作用について述べた。

第４目的を達するための手段が有する作用は。

加工そのものは単純なプラスチック加工である。

超伝導テープ面上への熱可塑性絶縁膜形成を共通工程に
おいて実施し、細条切り分は後に圧延拡幅あるいは流動
拡幅により側端絶縁を形成させるため完成細条の幅を自
由に設定できる。もちろん拡幅部の折り曲げ又は切断に
より、完成した超伝導テープの最大幅を所定値に整形す
ることも可能である。

第５目的を達するための手段が有する作用は。

（＋）ベースフィルムの使用により９機械的に弱く破ｔ
Ｌやすい銀膜上の加工状況を安定化できる。

（２）膜状物体に穴を開けて移動歯に係合させるような
移動方式は、高温下での長い時間に及ぶ（例えば５時間
ないし２０時間の）低速移動を安定化できる池に、ペー
スト塗布あるいはメツキなどの不安定な膜形成操作時に
膜面への接触を最小限にできるなどの良い効果がある。

（３）膜状物体の移動時に膜の弛み量に応じて移動速度
をｉＩ！Ｉ整することは　長時間の加工、特に常温より
高温にいたる大幅な温度変化に伴って生じる寸法変化に
起因する不安定性を吸収して加工工程の安定化を６たら
す効果がある。（４）超伝導性酸化物に多い鱗状片、針
状片などの形状異方性と液体流動の相互作用により、各
粉末片がテープ面に沿って整列堆積する結果、引張り強
さ・曲げ強さが高められる。（５）′に温炉内部の動力
源として予熱されたガスを用いるため、高温状態にて電
磁力装置を使う必要がないほか、炉の内外を接続する機
械動力系が不要である。動力用ガス導入による炉内雰囲
気の擾乱を少なくする効果がある。などの好ましいもの
である。

〈実施例〉 以下１本発明の実施例を図によって説明する。

第１図は本発明にかかる超伝導テープの断面図である。

Ａ　はもっとも簡単な構造の例であり。

単層の酸化物超伝導膜１０の上下両面に銀箔２０２Ｉを
焼結し、この積層体４０の上下両面に熱可塑性絶縁膜３
０．３１が融着されると共に圧延拡幅されてテープの両
側端に押し出された部分３０Ｂ、３１Ｂを内側に折り曲
げて融着し、筒状絶縁構造を形成している。この際、積
層体４ｏと側端絶縁膜３０Ｂ、３１Ｂとの間に空隙３２
を生じる場合が多いが実用状の支障はない。Ｂ　は複数
の酸化物超伝導膜を有する構造の例であり、２層の゛酸
化物初伝導膜１０．１１はそれぞれの上下両面に銀箔２
０．２１及び２２．２３を焼結すると共に、中央部の銀
箔２１と２２をインジウムまたは低融点半田（例えば金
ビスマス、銀インジウムなど）５０により融着して、こ
れら一体となった積層体の上下両面即ち銀箔２０の上面
および銀箔２３の下面に熱可塑性絶縁膜３０．３１を融
着し八　の場合と同様に筒状絶縁構造を形成している。

なお９本例の場合には、熱可塑性絶縁膜３０３１の軟化
温度が低融点半［■５０の軟化温度よりも高いことが望
ましいが、インジュウム半田などの場合には、銀膜が半
田層に溶解する量を少なくするために、軟化温度の低い
物質を使うことが望ましい。又、Ｂに例示する多層構造
体は、銀箔を有しない純酸化物テープの積層にも適用で
き。

いずれにしても９曲げ回数の少ない用途１例えば配線用
には図示の構造を有する完成したＴＬ線として供給し、
使用時に曲げ変形を与える場合には外部より加熱して低
融点半田５０を融解した後に曲げることが望ましい。一
方、コイル巻線の如く曲げ回数の多い用途には、上側層
と下側層ならびに必要に応じて絶縁膜のない中間層を独
立に供給し第７図に示す如く巻線時に一体化治具を用い
て積層加工・半田融着・側端絶縁加工を実施することが
望ましい。

第２図は本発明にかかる超伝導テープの製作法の１例を
示す流れ図であって、第１図Ａ　に示す構造を形成する
過程の大要を示す。第１過程における銀箔の表面酸化は
陽極酸化法により施されて後の加熱工程における超伝導
性酸化物の酸素不足を補う目的を有する。この目的を達
するため。

高温酸化あるいは銀箔面に酸化銀の粉末を塗布する方法
を使ってもよい。第２過程は、ボリスチレンヲ塗布した
セルローズ・トリアセテ−１・製ベースフィルム上に第
１過程を経た銀箔の１枚を融着あるいは接着して銀箔の
機械的強度を補う。ベースフィルムの材質は分解除去・
剥離が容易でメツキ液などの加工薬液に犯され難い物質
ならば何を使ってもよい。本例では塩化メチレンなどの
有機溶媒に溶解しやすく９寸法変化の少ないセルローズ
・トリアセテート膜に耐薬品性のよいポリスチレンを塗
布した例を示した。第３過程はベースフィルム上に形成
された銀箔面上に超伝導性酸化物の原料を塗布・加工し
て酸化物超伝導膜を形成する工程である。原料としては
大別して２種ある。

第１の場合はＹｌ）ａｔｃｕ３０ｙ粉末の如く所望の超
伝導特性を有する粉末をバインダと混練したペーストで
あり、バインダを揮発あるいは燃焼揮発させるための低
温熱処理により酸化物超伝導膜を形成できる。第２の場
合は、〈従来技術〉の項に記したＹ＊０３．［１ａＣＯ
ｓ、ＣｕＯ混練物の如く所望の超伝導特性を有しない物
質ではあっても化学反応あるいは溶解混合により超伝導
性酸化物に変化する物質であって、この場合には本過程
の加工により得られる膜が超伝導性を有しない例が多い
。この！ｆ！３過程を完了して得られた中間生成物の構
造を第３図に示す。

第３図のＡは断面図、Ｂは上面図であって、ベースフィ
ルムｌの両側端には係合穴２が側端に沿って一定間隔毎
に穴明けされており、この穴が駆動歯車の歯に係合して
移動させられるようになっている。ベースフィルムｌの
中央部上面には酸化銀膜２１Ｂ、２１Ａを有する銀箔２
１．酸化銀膜２１Ａの上面に酸化物超伝導膜１０Ａ（こ
の過程では超伝導性を有しない場合もある）が形成され
ている。第４過程はベースフィルムｌを除去して第５過
程に余分の物質を持ち込まないようにする工程である。

本例では表面のポリスチレンをベンゼンにより溶解除去
し、さらにコア材のセルローズ・トリアセテートを塩化
メチレンにより溶解除去するのであるが、この処理済み
溶解液の塩化メチレンを揮発濃縮してベースフィルム材
として再生使用できる。揮発させた塩化メチレンも冷却
回収して再使用できる。この溶解を容易にする方法とし
てベースフィルム中に分解エネルギーを生ずる散粒子を
混合しておく手法がある。例えば炭素粉全ベースフィル
ム中に分散させておいて、溶解時に赤外線を照射するこ
とによりベースフィルムを加熱軟化させて溶解を促進で
き、あるいは磁性粉を分散させておけば磁力により分解
を促進できる。などの手法である。さらにベースフィル
ムの表面のみに分解性の強い物質を形成して、その上に
銀膜を形成し剥離性の強い構造とすることも考えられる
。第５過程は高温加熱により焼結を行って酸化物超伝導
膜１０Ａを緻密化すると共に銀箔２１との接合を強める
。なお酸化銀膜２１Ａ、２１Ｂは分解し、銀原子は銀箔
２１と一体化され。

酸素原子は銀箔２１と酸化物超伝導膜１０Ａに吸収され
る他に一部がガスとして放散される。第５７　過程の加
熱雰囲気としては酸素が望ましいが９大°ノ 気で代用してもよい。酸化物超伝導膜１０Ａは移動しつ
つ加熱されるが、移動に伴う温度変化の望ましい状況は
膜中に含まれる主要物質及びバインダなどの材質に依存
するものである。通常は残留バインダを低温にて揮発あ
るいは燃焼により除去した後、高温にて焼結あるいは化
学反応を促進する。第６過程では酸化物超伝導膜１０Ａ
が焼結されて緻密な酸化物超伝導膜ｌＯに変化した後、
第２の表面酸化済み銀箔を密着させて酸素雰囲気中で加
熱焼結し、第１図に示す積層体４０を作る。

その後、酸素雰囲気中で徐冷することにより酸化物超伝
導膜１０に酸素を吸収させて超伝導特性を向上させる。

超伝導酸化物としてＹＢａｘＣｕ３０ｙを用いる場合、
上記の徐冷速度は６００度Ｃより３０Ｏ度Ｃまで毎分２
度Ｃ以下とし、連続変化でもよいが、１段階２０度Ｃｆ
ｊ度の段階的変化でも差し支えない。第７過程では低温
耐力があり化学的にも安定な熱可塑性絶縁物であるポリ
３弗化塩化工チレン粒子を分散させた塗料を銀箔２０の
上面と銀箔２１の下面に塗布し、加熱流動化して熱可塑
性絶縁膜３０．３１を形成する。なおポリ３弗化塩化エ
チレンの加工可能な温度範囲が２５０度Ｃから２６０度
Ｃと狭いので、いわゆるＦＥＰ　（４弗化エチレン・６
弗化プロピレン共重合体、加工温度範囲２５０度Ｃ〜３
００度Ｃ）を用いる場合もある。第８過程では第７過程
にて形成された絶縁積層体を所望の幅に切り分けて細条
化する。第９過程は、第４図式（断面図）に示す細条を
圧延する工程であり、第４図Ｂの如く加熱圧延台ｌ」０
と加熱圧延板１２０により細条を加圧して熱可塑性絶縁
膜３０Ａ、３１Ａを圧延拡幅して側端押し出し部３０Ｂ
、３１Ｂを形成する。第１０；１１程は側端部の絶縁被
覆を完成させる工程であって。

第４図Ｃ，Ｄに示す如く第９過程において圧延された細
条を加熱金型２１０，２２０の台形引き抜き穴２１１．
逆台形引き抜き穴２２１に通して引き抜き、７＆終的に
第１図式に示す超伝導テープを完成させる。

第５図は第２図を修正した製作法の一部を示す流れ図で
あって、第２図に示す製作法において使われる第１銀箔
の代わりにベースフィルム１の片面にメツキ法により形
成した銀膜を使う方法を示しており、メツキ設備のＩＥ
要を第６図に示す。

第６図はメツキ装置の断面図であって９図においてベー
スフィルム１には第３図に示されるような係合穴２が明
けられており、第６図左下の拡大図に示されるように係
合穴２を歯車２Ａに係合してベースフィルムｌの位置決
め、あるいは歯車２Ａを回転させてベースフィルム１を
移動させる目的に使う。このようにベースフィルム１が
所定の位置を所定の速度で移動しながら、まずイオン交
換機能を有するアルギン酸ナトリウム水溶液３を塗布さ
れ、赤外線乾燥灯４により乾燥されて、アルギン酸ナト
リウム膜３Ａが形成され、つづいて′硝酸銀水溶液５に
浸漬して銀イオンを吸収させた後、水洗して乾燥灯６に
より乾燥してアルギン酸銀膜５Ａを形成し、紫外線灯７
（波長は約２５０口ｍ）に曝らして薄い銀膜５Ｂを析出
形成し、これを陰極板として＠ｌメツキＰａ８において
大電流密度の電解銀メツキを施して密に分散展開した微
小メッキ核を形成した後、小電流密度の電解銀メツキＦ
ｆ！９にて所望の厚さを有する緻密なメツキ銀膜５Ｃを
形成する。このようなメツキ工程においては、ペースフ
ィルＡ　Ｉの弛み具合を調節する必要があり、駆動歯車
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，８Ａ、８Ｃ，９Ａ、９Ｂは各々が独
立に駆動され、各々の回転速度は各々の近辺におけるベ
ースフィルム１の弛み具合に応じて調節される。このよ
うにして第５図に示される第１過程を終了し、続いて第
２過程の銀面陽極酸化を施し、ｉ３過程以後は第２図の
第４過程以後と同様な操作を施す。なお第５図第１；１
１程の銀メツキとしてｌＯミクロン以上の厚さを有し、
若干の粗雑さを許容するならば無電解銀メツキ法を用い
ることにより工程を簡素化できる他、真空蒸着法でもよ
い。

第７図は、第１図Ｂに関連して述べた如く、多層構造テ
ープの形成法を説明する概略図であり。

上面に熱可塑性絶縁膜を有する超伝導テープ５１Ｏ９」
−面に低融点半田を塗布した超伝導テープであって絶縁
膜を有しない中間層５２０（複数枚でもよい）、上面に
低融点半田を塗布するとともに下面に熱可塑性絶縁膜を
有する超伝導テープ５３０の３層を積層して、−本化治
具５５０により絶縁テープ電線をｆヤリ、コイル状に巻
線する方法を示す。中間層を２層以上重ねてもよく、側
端絶縁が不完全であっても巻線後にコイル全体に絶縁物
を含浸することにより絶縁性を維持できる。

第８図は弛みセンサーの断面図であり、第６図に例示し
た０口く係合穴と歯車を組み合わせてテープ状物体を移
動させる場合に、歯車の回転速度を調節するためテープ
の弛み具合を検出する弛みセンサーの断面構造を示す。

図において、センサーは、璧１５０．弛みを検出すべき
テープ１５１゜テープ下面に接する接触子１５２．接触
子より垂下する遮光板１５３．接触子を吊り下げるスプ
リング１５４，１５５．弛ませるためにテープの上面に
吹き降ろす気流１５６．ｆｌ［１壁に取りつけられた透
光板１５７，１５８．発光源１６０．投光レンズ１６１
．検出用光線１６２．受光レンズ１６３、光量検出用フ
ォト・トランジスタ１６４を要素として組み立てられて
いる。接触子１５２は。

気流１５６の圧力をテープ１５１を介して受けており、
吊り下げスプリング１５４，１５５の吊り上げ力、テー
プ張力のバランスする位置に浮かんでいて、テープ張力
が弱く弛みの多い場合には下方へ、張力が強く弛みの少
ない場合には上方へ移動する。このため、弛みの多少が
フォト・トランジスタへの入射光量の少多となるので、
弛み量を検出できる。検出を半ディジタル化して、隣り
合った２個のフォト・トランジスタをつかって受光し、
２個とも暗ならば弛み過大・２個とも明ならば弛み不足
としても良い。なお、液体中の弛み具合を検出するため
には、気流１５６の替わりに液体を吹き付けるとよい。

また、検出光と外部光を区別するために光源をパルス状
にしても良い。

第９図は、第２図あるいは第５図の流れ図をさらに変形
した超伝導テープ製造過程を示すｉＱれ図である。まず
ベースフィルム製造装置より始まって各種処理装置を経
て細条化され単層絶縁テープとなりコイルに巻かれるま
での各装置及び各加ニステップにおけるフィルムの形状
を示している。

本例では、超伝導酸化物膜に焼結処理による亀裂があっ
ても、後段の酸化銀粉堆積焼結処理によって亀裂をＪｌ
ｊぬることが可能であり、微小な亀裂に対しては硝酸銀
のアルコール溶液を塗布・加熱分解して埋め込む方法が
ある。もしも、亀裂の心配がなけり、ば、酸化銀粉堆積
工程を超伝導性材料堆積工程の次に移して酸化銀粉焼結
工程を削除してもよい。また銀面酸化工程を削除するこ
とも可能である。このほか本例では、側端穴明は工程が
銀メツキ直前に１工程のみであるが、焼結加工を安定化
するために超伝導性材料堆積直後に１工程追加して、係
合穴を多くすることも考えられる。

第１０図は、第９図におけるベースフィルムの製造から
銀メツキまでの状況を示す装置断面図である。装置の主
要部は、ベースフィルム製造装置１７０、その構成要素
であるフィルム原液槽１７１、塩化メチレン９０容とエ
タノール１０容の混合溶媒にセルローズ・トリアセテー
トを溶解したフィルム原液１７２．フィルム原液を塗布
乾燥してフィルムにするための乾燥ローラ１７３１ベー
スフイルム製造装置より出てきたベースフィルム１７４
、側端穴明は及びポリスチレン塗布を行う装置１７５．
銀メツキのための塩化錫系前処理液１７６、前処理液の
循環ポンプ１７８．ベースフィルムに対して循環ポンプ
出口より吹き付けられる前処理液１７９．洗浄用配水管
１８０．乾燥用ヒータ１８１．銀メツキ用硝酸銀水溶液
１８２゜硝酸銀水溶液の循環ポンプ１８３．ベースフィ
ルムに対して循環ポンプ出口より吹き付けられる硝酸銀
水溶液、銀のアンモニア錯塩を形成するためのアンモニ
アガス発生用アンモニア系物質（例えばアンモニア水）
１８４’、ｉを還元析出させるための還元性ガス発生物
質（例えばホルマリン水）１８５、ガス排出用圧縮空気
配管１８６．排気ダク）１８７，１８８．フＣルム送り
出し用駆動歯東１８り、銀メツキ済み（洗浄前）ベース
フィルム１９０ならびに多くの案内ローラ（Ｏ印）であ
って、フィルムあるいは液などの移動方向は→印により
示している。なお、フィルムの弛み具合を調節する必要
があるならば、案内ローラの一部を駆動歯車に替えて弛
みセンサー（第８図）と組み合わせて使えばよい。この
第１０図では、塩化錫系前処理装置とヒータ１８］によ
る乾燥装置と硝酸銀水溶液吹き付は装置とアンモニア・
ホルマリン処理装置を別々に配置しているが、これらの
装置を１列に並べて薬液吹き付は部分をテープの下側に
統一・した方が、′？：埋の安定性を増す。特に硝酸銀
水溶液吹き付は処理からアンモニア処理までの間の水分
蒸発を防げること、また案内ロールの数を減少出来るこ
とは有益である。しかし、硝酸銀水溶液吹き付は装置に
アンモニアが混入しないように注意する必要がある。こ
のような装置により形成された銀膜の平坦度、緻密度に
満足できない場合には、交流パルス法による電解メツキ
を併用すｈばよい。

第１１図は、均一な薄さの超伝導膜を形成するために粉
末状材料をテープ上に堆積する方法を示す装置断面図で
ある。ここに例示する方法は、液体中に分散させた微粉
末を沈澱濾過法により選別して望ましい粒子のみをテー
プ上に堆積させる。

装置の主要部は、沈澱槽２５０．第１隔壁２５１第２隔
壁２５２．第３隔壁２５３．第４隔壁２５４、第１隔壁
に造られた貫通穴２５５．液体循環用吸い出し管２５６
．循環ポンプ２５７．１環用戻し管２５８．撹拌機２５
９．粉末材料ストッカ２６０．粉末材料２６１．第１Ｗ
Ｉ内沈澱物２６２、第２ＷＩ内沈澱物２６３．第３ｔｆ
ｆ内沈澱物２６４、第４槽内沈澱物２６５．第１Ｗ！の
エタノール２７１、第２槽のエタノール２７２．第３槽
のエタノール２７３．第４Ｎ！のエタノール２７４．＄
５Ｆｆ！ｉのエタノール２７５．テープ案内用自由回転
歯車２８０，２８１，２８２．テープ送り出し用駆動歯
車２８３．テープの部分であるベースフィルム２８５．
！ＩＩ膜２８６．１４Ｊｆｆ内にて銀膜上に堆積した粉
末材料２８７．駆動歯車２８３の回転を調節するために
使７）ｔ′Ｌる弛みセンサー２８８（第８図）である。

操業中に各種の底に沈澱堆積した粉末材料は適宜除去さ
れると共に、蒸発等により減少したエタノールは第１Ｆ
ｆＩに補充されて、順次、第１倍より第５ｔｆ！へと流
れてゆく。ざらに。

エタノール中の粉末分散状況を調べるために光を投射し
て透過率あるいは反射率を調べ、粉末濃度のためにも使
用できる。第４槽内の案内ロール２８１．２８２の軸受
けには沈澱物質が浸入し易いので、浸入を防ぐために、
第１２図に示す如く軸受は部を保護箱にて覆い、固形物
を含まないアルコールを保護箱に圧入することが望まし
い。駆動歯車がある場合は、保護箱内の駆動軸を水車構
造として圧入アルコールにより駆動するとよい、このほ
か、堆積すべき粉末の形状が鱗片状、針状の場合には、
引張９強さを高めるために各月をテープ面と平行に配列
堆積することが望ましい。このために第１３図のように
テープ面上にアルコールを流し、流体圧力を利用して各
月を整列させる方法が考えられる。

第１２図は、第１１図に例示したように堆積槽内部で使
われる軸受けの断面を示し、この軸受けの構造は、軸３
５０を支承する軸受は箱３５１に３５３を形成し、軸３
５０の長手方向漂動を防止する支承ボール３５５．封止
ネジ３５６より構成されている。

第１３図は粉末堆積法の１実施例であって、鱗状片、針
状片を整列堆積する方法を示す装置断面図であって、堆
積ＷＩ３６３の内部を傾斜して走行するテープ３６０上
に粉末分散液３６２を流下させるための中ｌ！Ｆｆ１３
６１より構成されている。

第１４図は焼結炉の断面を示し、焼結すべきテープ３１
０．加熱機能を有する炉体３１１．導入歯＋ｌ［３１２
，調速歯車３１３．圧延ロール３１４０−ル駆動用風車
３１５９弾性支持体３２１゜予熱ヒレ３１９を有する酸
素供給パイプ３１６より吹き出す風車駆動用酸素気流３
１７．酸素供給量調節弁３２０．酸素供給配ｖ３３６．
供給酸素３３７、予熱ヒレ３２３を有する酸素供給管３
２２より吹き出す酸素気流３２４により形成されるテー
プの弛み部分３２５．鏡３２６，３２７とパルス光源３
３１と投光レンズ３３２と光！Ｉ！１Ｉ３２８３２９．
３３０と受光レンズ３３３とフォト・トランジスタ３３
４より構成される弛み検出機構ピンチ・ロール３１８．
テープ送り出し歯車３３４、焼結済みテープ３３５より
構成されていて、炉内の機構部品は主に窒化珪素あるい
は酸化窒化珪素から造られ９弾性材はイツトリウム安定
化酸化ジルコニウム製であって、調節弁３２０は弛み検
出機構の出力信号によって適当なテープ弛みを形成する
よう調節される。もちろん、Ｗ４遠歯車３１３と送り出
し歯車３３４は各々の近くでのテープ弛みを検出して速
度調節されることが望ましい。また１弾性支持体３２１
は圧延圧力の安定化を目的とするものであり、不安定な
前後左右振動などを生じないように注意する必要がある
。さらに、パルス光源３３１は水銀灯など短波長光源（
青色光、紫外線など）を用いて、背景雑音となる炉内の
熱放射光に対するＳ／Ｎ比を高めるなどの注意が必要で
ある。

〈発明の効果〉 本発明によれば、酸化物超伝導物質のように堅くて脆い
材料を用いても、可撓性の高いテープ状線材を得ること
が可能であり、超伝導性喪失に対する導電側路と隣接線
との絶縁性も保証され、原理上は無限に長い線材を得る
ことも可能である。

さらに、ペロブスカイト型超伝導物質の有する異方性を
利用して可撓性を一層高めることもできる他、導電特性
も改善できる見込みがある。など電磁石用８線材として
好ましい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Δは本発明の１実施例である単層超伝導テープの
横断面を示す断面図。 第１図Ｂは本発明の別の実施例である２層超伝導テープ
の横断面を示す断面図。 第２図は本発明の１実施例である単層超伝導テープのｌ
製作法を示す流れ図。 ｉ８３図Δは７Ｊ２図に示す製作法による中間生成テー
プの横断面を示す断面図。 第３図Ｂは第３図Ａに示す中間生成テープの一部を示す
平面図。 第４図はＡからＤまで１本発明の熱可塑性絶縁膜整形過
程を示す断面図。 第５図は銀メツキを応用して９本発明の１実施例である
超伝導テープを製作する過程の一部を示すｉ！、れ図。 第６図は本発明の１実施例である銀メツキ装置の概略を
示す断面図。 第７図は本発明の１実施例である３層超伝導テープを形
成する方法を示す概略図。 第８図は弛みセンサーの断面図。 第９図は本発明の１実施例について、ベースフィルム形
成がら完成超伝導テープ巻取りまでの全過程を示す流れ
図。 第１θ図はベースフィルム形成から銀メツキまでの処理
を行う装置の断面図。 第１１図は粉末堆積装置の断面図。 第１２図は粉末堆積装置内部で使用する軸受は装置の断
面図。 第１３図は粉末堆積時に、粉末の形状異方性に従って整
列堆積させる装置の断面図。 第１４因は焼結炉の断面図 である。 １　・　・ ２　・　・ ２　Ａ　・ ３　・　・ ５　俸　・ ５　Ｃ・ ８〜９ １０．１ ２０〜２ ３０、３ ４０　・　・ ｌ　Ｏ・　・ ２０　・　・ ３０　・　・ ５２〜１ ７６〜１ ・ベースフィルム。 ・係合穴。 ・駆動歯車。 ・アルギン酸ナトリウム水溶液。 ・硝酸銀水溶液。 ・電解メツキ銀膜。 ・電解メツキ槽。 ｌ・・・酸化物超伝導膜。 ３・・・銀箔。 １・・・熱可塑性絶縁膜。 ・銀箔と酸化物超伝導膜の積層体。 ・加熱圧延台。 ・加熱圧延板。 ・圧延用圧力。 ６４・・・弛みセンサ一部。 ７５・・・ベースフィルム形成部。 ８９・・・！！電解銀メツキ装置。 ２１０〜２２１・・・絶縁Ｈ々整形用加熱金型。 ２５０〜２８８・・・粉末堆積装置。 ３１１〜３３７・・・焼結炉。 ３５１〜３５６・・・粉末堆積装置用軸受け。 ３６１〜３６４・・・整列堆積装置。 ５１０〜５３０・・・積層用超伝導テープ。 ５４０・・・積層された超伝導テープ。 ５５０・・・積層用−本化治具。 １７４．１９０．２８５〜２８７，３６０゜３１０．３
３５・・・中間形態のテープ。 Ｏ印・・・・・・案内ロール。 →印・・・・・・走行方向１回転方向。 才ぢ図 才６図 オ□■口 ２１２日 才１３図Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度変化に伴って酸素含有率が変化する超伝導性酸
   化物を主成分とするテープ状物体の片面または両面に銀
   膜を積層形成した超伝導テープ。 ２、温度変化に伴って酸素含有率が変化する超伝導性酸
   化物を主成分とするテープ状物体の片面または両面に銀
   膜および熱可塑性絶縁物を順次積層形成し、熱可塑性絶
   縁物を拡幅してテープ状物体よりも巾広となした超伝導
   テープ。 ３、高温に曝されることにより超伝導特性が劣化する超
   伝導性物質を主成分とする膜状物体と、この膜状物体の
   超伝導特性を劣化させる可能性の少ない温度において潤
   滑性を有する薄膜または液膜を、交互に積層形成した超
   伝導テープ。 ４、特許請求範囲第３項の膜状物体として超伝導性酸化
   物膜と銀膜を積層形成した構造体を用いる超伝導テープ
   。 ５、特許請求範囲第２項の熱可塑性絶縁物として弗化炭
   素系重合物あるいは弗化塩化炭素系重合物を用いた超伝
   導テープ。 ６、超伝導性テープの片面または両面に形成された熱可
   塑性絶縁物を圧延拡幅あるいは流動拡幅して絶縁部分の
   幅を超伝導部分の幅よりも広くする工程を有する超伝導
   テープの製作法。 ７、ベースフィルム上に形成された銀膜上に超伝導体と
   なるべき材料を堆積する工程と、該銀膜よりベースフィ
   ルムを除去する工程とを有する超伝導テープの製作法。 ８、特許請求範囲第７項のベースフィルムとしてポリス
   チレンを塗布したセルローズ・トリアセテート膜を用い
   ることを特徴とする超伝導テープの製作法。 ９、特許請求範囲第７項および第８項のベースフィルム
   中に、ベースフィルムの除去を容易化するような物質を
   混合したことを特徴とする超伝導テープの製作法。 １０、細長い平面形状を有する膜状物体に、長手方向に
   整列して一定の間隔を保って穴を開け、長手方向に移動
   する歯に係合させて前記膜状物体を連続的あるいは間欠
   的に移動させながら、前記膜状物体に加工を施すことを
   特徴とする超伝導テープの製作法。 １１、特許請求範囲第１０項において、膜状物体の主要
   部の弛み具合を調節する駆動歯を備えたことを特徴とす
   る超伝導テープの製作法。 １２、特許請求範囲第１０項において、移動する複数個
   の歯が互いに離れて膜状物体に係合する場合に、各々の
   歯の近くにおける膜状物体の弛み具合に応じて各々の歯
   の平均移動速度を調節することを特徴とする超伝導テー
   プの製作法。 １３、特許請求範囲第１１項および第１２項において、
   膜状物体の弛み具合を調べるために気体・液体等の流体
   を膜状物体に吹き付けることを特徴とする超伝導テープ
   の製作法。１４、特許請求範囲第１１項および第１２項
   において、膜状物体の弛み具合を調べる方法として、膜
   状物体の弛み部分が光束の一部を遮る構造を用いること
   を特徴とする超伝導テープの製作法。 １５、特許請求範囲第１４項において、光束としてパル
   ス光束を用いることを特徴とする超伝導テープの製作法
   。 １６、特許請求範囲第１４項および第１５項において、
   光束として青色光、紫外線などの短波長の光束を用いる
   ことを特徴とする超伝導テープの製作法。 １７、液体中を移動するテープ面上に、液体中に分散さ
   れている粉末物質を沈澱堆積させる工程を有する超伝導
   テープの製作法。 １８、特許請求範囲第１７項において、テープ及び粉末
   物質を変形・変質せしめない液体の使用を特徴とする超
   伝導テープの製作法。 １９、特許請求範囲第１７項および第１８項において、
   粉末堆積中または堆積直後にテープ面上に沿って液体を
   流し、流体圧力によって粉末の有する形状異方性に従っ
   た整列堆積を行わせることを特徴とする超伝導テープの
   製作法。 ２０、液体中に分散させた粉末濃度を、光の反射率ある
   いは透過率によって測定し、堆積させるべき粉末の投入
   量を調節することを特徴とする超伝導テープの製作法。 ２１、高温炉内部で物体を移動・回転させるために、予
   熱されたガスの噴出圧力を利用することを特徴とする酸
   化物超伝導テープの製作法。 ２２、片面または両面に銀膜を形成した超伝導テープに
   おいて、超伝導物質により構成される膜状部分の厚さが
   許容最小曲げ半径公称値の５０分の１よりも薄い超伝導
   テープ。 ２３、特許請求範囲第３項および第４項において、潤滑
   性の物質としてインジウム銀半田を用いた超伝導テープ
   。