JPH0613416B2 - クラッド貴金属ブシュ - Google Patents

クラッド貴金属ブシュ

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JPH0613416B2
JPH0613416B2 JP1503860A JP50386089A JPH0613416B2 JP H0613416 B2 JPH0613416 B2 JP H0613416B2 JP 1503860 A JP1503860 A JP 1503860A JP 50386089 A JP50386089 A JP 50386089A JP H0613416 B2 JPH0613416 B2 JP H0613416B2
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はガラス製造技術に関し、より詳しくはグラスフ
ァイバ（ガラス繊維）製品の製造技術に関する。更に詳
しくは、本発明は、改善されたブシュの形状、そのよう
なブシュの製造方法、及びそのようなブシュを用いたガ
ラスの製造方法に関する。
背景技術 グラスファイバ製品は、多年に亘って貴金属ブシュすな
わちガラスフィーダを用いて製造されてきた。かような
ガラスフィーダは、溶融ガラスのプール（溜まり）を保
持しておくための、当該技術分野において一般にチップ
プレートと呼ばれている有孔底プレートすなわち有孔底
壁を備えている。ブシュの底壁の開口部するすなわちチ
ップからは溶融ガラスの流れが流出する。次いで、溶融
ガラスの流れは、適当な手段により繊細化され、ファイ
バの形態にして集められる。かようなガラスフィーダす
なわちブシュは、溶融ガラスの作用に対して化学的に耐
久性を有するものでなくてはならないと同時に、高い作
動温度において寸法的に安定したものではなくてはなら
ない。現在、かようなブシュは、貴金属（この貴金属と
いう用語には、プラチナ又はプラチナとロジウムとの合
金とように、元素貴金属（elemental precious metal
s）又は合金も包含される）で製造されている。
貴金属は非常に高価である。もしもこれらのブシュを、
少量の貴金属で形成できるならば、或いは安価な材料で
形成できるならば、極めて大きな経済的利益を得ること
ができよう。また、貴金属製のフィーダは寿命が限られ
ているため、当業界では、稼働寿命を改善したブシュの
提供が要望されている。
貴金属ブシュを使用する場合の１つの困難性として、露
出した貴金属が空気中の酸素により酸化物に変換され、
この酸化物が蒸発（気化）するために、グラスファイバ
の形成作業中にかなりの量の貴金属の損失を招くという
事実によるものがある。従って、当業界では、この貴金
属の蒸発の問題を解決すること、又は少なくとも蒸発を
最小限にすることが要望されている。
更に、貴金属ブシュは、一定の稼働期間経過後にクリー
プすなわち変形を生じ易いことが知られている。かよう
なクリープすなわち変形が生じると、グラスファイバの
品質に悪影響が及ぼされる。ブシュに変形が生じると、
ブシュを早期に（すなわち、ガラスによる腐食及び侵食
作用が未だフィーダに及んでいないときに）取り替える
必要がある。従って、当業界においては、クリープ及び
変形の小さなブシュの提供が要望されている。
本発明は、当業界におけるこれらの要望を満たすすこと
ができ、かつ貴金属ブシュの使用により生じる種々の問
題を解決することができる。本発明によれば、安価に製
造できる複合ブシュが提供され、所望ならばこの複合に
は、少量の貴金属を使用することができる。実際、これ
らの複合ブシュにはセラミック補強材料が設けられてい
るため、これらのブシュは寿命が長くかつクリープ及び
変形が小さい。また、これらの複合ブシュにはセラミッ
ク断熱層が設けられているため、蒸発による損失が小さ
く、かつエネルギの消費量も小さくすることができる。
発明の開示 本発明は、次のような構成、すなわち、有孔底プレート
を備えたガラスフィーダ中に溶融ガラスのプールを維持
し、前記有孔底プレートから流出するガラスの流れを微
細化してグラフファイバにするグラスファイバの製造方
法を改良したものであり、その改良点は、前記底プレー
トを、ガラスと接触する貴金属の内面と、外側に配置さ
れていて前記貴金属に強固に結合されたクラッディング
（被覆密着層）とを備えた積層体（ラミネート）で形成
したことにある。前記クラッディングは結晶学的に安定
したジルコニアのコーティングで形成するのが好まし
い。また、前記コーティングは、慣用的なアークプラズ
マスプレー技術を用いて、貴金属に直接コーティングを
結合させることにより形成するのが好ましい。
もちろん、上記好ましいクラッディングの代わりに、貴
金属とは反応しなくて熱衝撃抵抗性をもつ他の適当なセ
ラミックを用いることができる。
本発明のこの新規なブシュは、従来技術において行われ
ていたのと同様に、先ず貴金属ブシュを形成し、次い
で、この貴金属ブシュの外側に配置された表面に、貴金
属とは反応しなくて熱衝撃抵抗性をもつセラミックを簡
単に付着し、次にセラミックを焼成することにより貴金
属ブシュと一体化することによって容易に製造される。
これにより、貴金属ブシュの上に、貴金属とは反応しな
くて熱衝撃抵抗性をもつセラミックが強固に結合された
ブシュが製造される。
図面の簡単な説明 本発明の上記及び他の特徴は、添付図面に関連して述べ
る以下の説明により明らかになるであろう。
第１図は、本発明の一実施例を示す概略図である。
第２図は、第１図の２−２線方向から見た図面である。
発明を実施するための最良の形態 本願明細書において使用されるクラッド貴金属ブシュ、
セラミックコーティング又はクラッディング、又は同様
な意味をもつ用語について説明すると、これらは全体と
して、ブシュの貴金属部分を最初に形成し、その後、該
貴金属部分にセラミックコーティングを施したものを意
味するものである。ブシュにチップが形成されるもので
あろうと、或いはブシュがいわゆるチップレスブシュと
呼ばれるものであろうと、セラミックコーティングを付
着する間は、底プレートのオリフィスすなわち開口部を
マスキング又はプラグ止めしておき、その後にこれらの
マスキング又はプラグを除去することは当然のことであ
る。かようなプラグとしては、黄銅及びブシュの貴金属
と同じ組成物からなるプラグが適していることが分かっ
ている。
第１図には、グラスファイバ製造の技術分野で慣用的に
使用されているガラスフィーダすなわち１０が全体的に
示されている。ブシュ１０は全体として直線で囲まれた
側壁１２を有している。該側壁１２の上部には外方に延
在しているフランジ１４が配置されており、該フランジ
１４は溶融ガラス１１の供給源に固定されるようになっ
ている。一般にこの供給源には、全体を番号１６で示す
フォアハース（前炉）を介して溶融ガラスが供給され
る。ブシュ１０は電気的に加熱され、このため、例えば
直径方向に対向して配置された耳部３１のような適当な
ターミナルが設けられている。耳部３１は適当な電源
（図示せず）に接続され、これにより、側壁１２及び底
プレート１９を備えたブシュ１０に電流が通される。底
プレートすなわち底壁１９には、オリフィスすなわちフ
ィーダチップ（一般的には、単にチップ１５と呼ばれて
いる）が設けられており、該チップ１５は溶融ガラス１
１と流体連通している（第２図に最も示してある）。溶
融ガラスは有孔底プレート１９から流出し、次いで、ガ
ラスの流れはファイバ２０に繊細化される。次に、この
ファイバ２０は適当なサイズアプリケータ２２に通さ
れ、更に、適当な集束手段２４を介してストランド２６
の形態に変換される。次いで、このストランド２６は、
適当なプラー、巻き上げドラムすなわちワインダ２８上
に収集される。
当業者は容易に気付くであろうが、上記説明は、グラス
ファイバを製造するための良く知られたガラス製造方法
を全体的かつ概略的に説明したものである。従って、慣
用的で良く知られた技術については説明していない。例
えば、底プレート１９の下に隣接して、一般に冷却フィ
ンが配置されている。また、ブシュの形状についても概
略的に示したに過ぎず、一般に採用されている任意の形
状を用いることができる。
前にも説明したように、ブシュ１０にはセラミックコー
ティングが施されている。このセラミックコーティング
は、外側に配置された表面、すなわち、ガラスとは接触
しないブシュ（すなわちフィーダ）１０の部分に施され
る。ブシュ１０の側壁１２及び底壁１９に電流を通すた
めの電気接点を耳部３１で構成しなければならないた
め、耳部３１の一部は適当にマスキングしておき、これ
により、セラミックコーティングが耳部３１を完全に覆
ってしまうことがないようにし、かつ一般に使用される
電気的クランプ手段を容易に接続できるように裸の金属
部分が残されるようにする。第１図及び第２図の実施例
に関して一般に考えられるように、ブシュ１０のガラス
と接触する部分は貴金属で作られている。
第２図には、ブシュ１０の底壁１９の一部がより詳細に
示してある。この図面から、底壁１９がチップ１５を備
えていて、該チップ１５が積層底壁（すなわち、貴金属
層２３及びセラミック層２１）を貫通していることが分
かるであろう。チップ１５は溶融ガラス１１と流体連通
しており、該溶融ガラス１１を繊細化してファイバ２０
を形成できるようになっている。貴金属層２３の厚さ
は、例えば、約0.0762〜約0.1524cm（約0.030〜約0.060
インチ）のオーダで変えることができる。同様に、コー
ティングされたセラミック層２１の厚さも、例えば、約
0.1524〜0.0635cm（約0.060〜0.250インチ）のオーダで
変えることができる。
貴金属層２３は、任意の適当な元素貴金属又は任意の適
当な貴金属合金で形成することができる。好ましい貴金
属として、当業界において一般にＪ合金と呼ばれている
プラチナとロジウムとの合金がある。
セラミッククラッディング（セラミック層）２１の組成
物としては、貴金属と反応しないもので、作動条件下で
の熱衝撃に耐え得るものが選択される。炭化珪素及び窒
化珪素は貴金属と反応するため、満足できない材料であ
ることが直ぐに分かるであろう。同様に、クロム酸化物
も、熱衝撃抵抗性が小さいこと及び強度が小さいことが
知られており、許容できない材料であることが分かるで
あろう。本発明には熱バリヤセラミック（thermal barr
ier ceramics）が適しているであろう。一般にこれらの
材料は、約1148.8〜1426.6℃（約2100〜2600゜F）のオ
ーダに温度で強度を維持できるものでなくてはならな
い。好ましいセラミック材料として、市販されている、
結晶学的に安定したジルコニアがある。一般にかような
ジルコニアは、該ジルコニアが種々の転移相を移行する
ときに、カルシア(calcia)、マグネシア、セリア(ceri
a、酸化セリウム)、イットリア(yttria、酸化イットリ
ウム)及びアルミナのような材料により、壊変（disinte
gration）に対して安定化される。最も好ましい材料
は、イットリアにより安定化されたジルコニアである。
一般に、ジルコニアと安定剤との総合重量て約６〜８重
量％の安定剤が使用される。イットリアにより安定化さ
れたジルコニアは、共通に用いられる貴金属合金と実質
的に同じ熱膨張係数を有しているため、本発明にとって
特に好ましいものである。他の適当なセラミックとし
て、アルミナ、チタニア（titania、二酸化チタン）、
ハフニア(hafnia)及びこれらの合金（例えばアルミナ−
チタニア合金）がある。
上記本発明による積層形ブシュを形成するには、先ず、
慣用的な方法で貴金属ブシュを形成する。従来のブシュ
と比べた場合の１つの僅かな変更点は、チップ１５の軸
線方向長さが従来のチップよりも幾分長くなっていて、
これにより、セラミックコーティング２１の厚さ及び底
壁１９の増加した厚さに適応できるようになっているこ
とである。このようにして内側のブシュシェルが形成さ
れたならば、このブシュシェルを、アークプラズマスプ
レー技術を用いて、セラミックでクラッディングする。
これは、物品に微粒状コーティングをスプレーしかつ付
着させて積層体を形成する良く知られた技術であり、微
粒状材料を溶融しかつ微粒状材料を基体（物品）まで移
送するのに熱ガスプラズマが使用され、微粒状材料は基
体上でコーティングとして固化するようになっている。
一般にプラズマは、直流の持続大電流により加熱された
２つの同心県の間にガスを通すことにより発生され、1
6,648.8℃（約30,000゜F）より高温に達することができ
るため、膨張されて非常な高速度で前方の電極ノズルか
ら噴出することができる。アークの下流側において、キ
ャリアガスを介してパウダが噴射され、プラズマと混合
される。これにより、パウダが溶融して基体まで運ば
れ、ここで、溶融したパウダが基体と結合して、濃密で
強固に結合したコーティングが形成される。適当なスプ
レー装置が、APS Materials,Inc.社から市販されてい
る。耳部３１を除き、セラミックは、アークプラズマス
プレー技術により、ガラスと接触しないブシュ１０の全
ての領域に付着するのが好ましい。貴金属ブシュライナ
（貴金属層）２３のガラスとは接触しない部分にセラミ
ックコーティング（セラミック層）２１をスプレーする
前に、チップ１５にはキャップを取り付けておき、ガラ
スが流れるように意図したチャンネル内にパウダが流入
することを防止する。これに適したキャップは、黄銅、
高温ポリマー、シリコンゴム又は貴金属層２３の組成物
で作られる。
貴金属ブシュのプリフォーム（予備成形体）の外側露出
面にセラミックを付着した後、セラミック組成物を加熱
してセラミックを更に焼固する。この焼固は任意の温度
で行うことができ、これにより結合力を増大させること
ができる。イットリアで安定化されたジルコニアを付着
する場合、１分間当り約7.7℃（約18゜F）の加熱及び冷
却を行ないかつ約1500℃（約2732゜F）の温度に約６時
間保持することによって顕著な結果が得られた。これら
の条件下で、セラミックコーティング２１は、理論密度
の少なくとも８０〜８５％のオーダに到達して、貴金属
層２３に直接強固に結合される。セラミック材料、特に
イットリアで安定化されたジルコニアは、ブシュ１０の
底壁１９に対する補強効果を与えて強度を顕著に向上さ
せ、かつクリープに対するブシュの抵抗性を向上させ
る。このセラミックコーティングは、結合増強コーティ
ングを使用することなく、貴金属層２３に直接付着され
る。しかしながら、結合増強コーティングを使用しない
とはいえ、良好な結合状態を得るには、セラミックコー
ティングを付着する前に、貴金属層の表面をグリットブ
ラスト処理しておくことが好ましい。
実際の作業環境において本発明の上記ブシュを使用した
結果、その強度が著しく向上されたことが証明され、か
つ蒸発が最小限にされるために合金の閉じ込め作用を向
上できることが判明した。
以上、本発明について説明したが、本発明の精神及び範
囲から逸脱することなく、本発明について種々の変更を
行うことができる。
産業上の利用可能性 本発明は、グラスファイバ製品を製造する貴金属ブシュ
すなわちガラスフィーダに適用することができる。
ブシュの底壁に設けられた開口部からは溶融ガラスの流
れが流出し、これを冷却及び繊細化することによりファ
イバが形成される。本発明では、このブシュの外側（特
に底壁）をセラミックコーティングすることにより、強
度を顕著に向上できること及び貴金属の蒸発を最小限に
できることが実証された。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】有孔底プレートを備えたガラスフィーダ中
    に溶融ガラスのプールを維持し、前記有孔底プレートか
    ら流出するガラスの流れを繊細化してグラスファイバに
    するグラスファイバの製造方法において、前記底プレー
    トが、ガラスと接触する貴金属の内面と、外側の配置さ
    れていて前記貴金属に強固に結合されたクラッディング
    とを備えた積層体で形成されており、前記クラッディン
    グが結晶学的に安定したジルコニアのコーティングから
    なることを特徴とするグラスファイバの製造方法。
  2. 【請求項２】前記ジルコニアが、カルシア、マグネシ
    ア、セリア、アルミナ及びイットリアからなる群から選
    択された少なくとも１つの有効安定剤で安定化されてい
    ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の製造方
    法。
  3. 【請求項３】前記安定剤が、Y2O3であることを特徴とす
    る請求の範囲第２項に記載の製造方法。
  4. 【請求項４】前記コーティングが約0.0762〜約0.1524cm
    （約0.060〜約0.250インチ）の厚さを有しており、前記
    貴金属がプラチナとロジウムとの合金であることを特徴
    とする請求の範囲第１項に記載の製造方法。
  5. 【請求項５】前記コーティングがアークプラズマスプレ
    ーにより形成され、前記コーティングが前記貴金属に直
    接結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項に
    記載の製造方法。
  6. 【請求項６】有孔底プレートを備えたガラスフィーダ中
    に溶融ガラスのプールを維持し、前記有孔底プレートか
    ら流出するガラスの流れを繊細化してグラスファイバに
    するグラスファイバの製造方法において、前記ガラスフ
    ィーダが、内側に配置されていてガラスと接触する貴金
    属層と、貴金属とは反応しなくて熱衝撃抵抗性をもつセ
    ラミックからなる外側に配置されたコーティングとの積
    層体で形成されていることを特徴とするグラスファイバ
    の製造方法。
  7. 【請求項７】前記底プレートには電流が通され、前記底
    プレートが前記積層体で形成されていることを特徴とす
    る請求の範囲第６項に記載の製造方法。
  8. 【請求項８】前記セラミックがイットリアにより安定化
    されたジルコニアであることを特徴とする請求の範囲第
    ６項に記載の製造方法。
  9. 【請求項９】前記セラミックが、該セラミックを前記貴
    金属層上に直接アークプラズマスプレーすることにより
    付着されることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の
    製造方法。
  10. 【請求項１０】グラスファイバを形成するための貴金属
    ブシュの底壁の外側に配置された表面部分に、貴金属と
    は反応しなくて熱衝撃抵抗性をもつセラミックを付着す
    る方法。
  11. 【請求項１１】前記貴金属が、プラチナとロジウムとの
    合金であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】前記セラミックが結晶学的に安定化され
    たジルコニアであり、前記ジルコニアがアークプラズマ
    スプレーにより付着されることを特徴とする請求の範囲
    第１０項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】グラフファイバを形成するための有孔底
    プレートを備えた貴金属ブシュにおいて、前記貴金属底
    プレートには、該貴金属底プレートに強固に結合されて
    いて外側に配置された、貴金属とは反応しなくて熱衝撃
    抵抗性をもつセラミックからなるコーティングが支持さ
    れていることを特徴とする貴金属ブシュ。
  14. 【請求項１４】前記セラミックが、結晶学的に安定化さ
    れたジルコニアであることを特徴とする請求の範囲第１
    ２項に記載の貴金属ブシュ。
  15. 【請求項１５】前記ジルコニアのコーティングが、アー
    クプラズマスプレーにより付着されることを特徴とする
    請求の範囲第１３項に記載の貴金属ブシュ。
JP1503860A 1988-03-15 1989-03-01 クラッド貴金属ブシュ Expired - Lifetime JPH0613416B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16820588A 1988-03-15 1988-03-15
US168,205 1988-03-15
PCT/US1989/000789 WO1989008620A1 (en) 1988-03-15 1989-03-01 Clad precious metal bushing

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Publication Number Publication Date
JPH02502718A JPH02502718A (ja) 1990-08-30
JPH0613416B2 true JPH0613416B2 (ja) 1994-02-23

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ID=22610547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1503860A Expired - Lifetime JPH0613416B2 (ja) 1988-03-15 1989-03-01 クラッド貴金属ブシュ

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US (1) US4846865A (ja)
EP (1) EP0371098B1 (ja)
JP (1) JPH0613416B2 (ja)
KR (1) KR920010091B1 (ja)
AU (1) AU603328B2 (ja)
BR (1) BR8906378A (ja)
DE (1) DE68908356T2 (ja)
FI (1) FI88283C (ja)
WO (1) WO1989008620A1 (ja)
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