JPH08239747A - 物体の被覆処理方法 - Google Patents
物体の被覆処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被覆材料が触媒作用のある物質を個別に埋め
込みあるいは取り囲んでいる被覆を備えた物体とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 被覆層５０を形成する際に触媒作用のあ
る活性物質の粉末５４を被覆材料５２と一緒に溶射す
る。
込みあるいは取り囲んでいる被覆を備えた物体とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 被覆層５０を形成する際に触媒作用のあ
る活性物質の粉末５４を被覆材料５２と一緒に溶射す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体（例えば機械
部品）の被覆（コーティング）と、対応する被覆を備え
た物体に関する。本発明は、詳しく言えば、とは言え限
定されずに、糸を案内する構成要素の被覆の用途向け、
特に合成繊維又はフィラメントを含む糸を案内するため
の構成要素（例えば化学繊維装置のための延伸ロー
ル））用のものである。本発明による被覆を用いればい
ろいろな効果を得ることができるが、本発明は特に、露
出された表面上の堆積物（付着物）を分解するために当
該表面に触媒効果を生じさせる構成要素の製造にとって
重要である。こうして、自己清浄効果を得ることができ
る。上記の分解は、空気からの酸素の効果により起こす
ことができる。とは言えそれは、一般的な意味での触媒
効果であることもでき、例えば排気をよりよく燃焼させ
るためあるいは全てのタイプの化学プロセスを触媒する
ための触媒効果であることもできる。
部品）の被覆（コーティング）と、対応する被覆を備え
た物体に関する。本発明は、詳しく言えば、とは言え限
定されずに、糸を案内する構成要素の被覆の用途向け、
特に合成繊維又はフィラメントを含む糸を案内するため
の構成要素（例えば化学繊維装置のための延伸ロー
ル））用のものである。本発明による被覆を用いればい
ろいろな効果を得ることができるが、本発明は特に、露
出された表面上の堆積物（付着物）を分解するために当
該表面に触媒効果を生じさせる構成要素の製造にとって
重要である。こうして、自己清浄効果を得ることができ
る。上記の分解は、空気からの酸素の効果により起こす
ことができる。とは言えそれは、一般的な意味での触媒
効果であることもでき、例えば排気をよりよく燃焼させ
るためあるいは全てのタイプの化学プロセスを触媒する
ための触媒効果であることもできる。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３０８０１３４号明細書か
ら、所定の表面特性を有する、硬質セラミック被覆を備
えた機械部品を得ることが知られており、これは表面の
ミクロ構造（鋭く尖っているというより丸みのある高
所）にもこの結果である粗さの度合にも関係している。
米国特許第３９０２２３４号明細書からは、合成糸を紡
糸する際に用いられる、最初は米国特許第３０８０１３
４号明細書による被覆を備えその後高所の間に金属白金
又は金属パラジウムを堆積させた延伸ロールを得ること
が知られている。これらの金属は、延伸ロールの表面の
付着物が空気からの酸素の影響により分解するのを促進
する触媒の効果を持つはずであり、それはそのような付
着物がゆっくりと少しずつ「燃焼する」（当該合成材料
の溶融温度未満の温度で）ことを意味する。
ら、所定の表面特性を有する、硬質セラミック被覆を備
えた機械部品を得ることが知られており、これは表面の
ミクロ構造（鋭く尖っているというより丸みのある高
所）にもこの結果である粗さの度合にも関係している。
米国特許第３９０２２３４号明細書からは、合成糸を紡
糸する際に用いられる、最初は米国特許第３０８０１３
４号明細書による被覆を備えその後高所の間に金属白金
又は金属パラジウムを堆積させた延伸ロールを得ること
が知られている。これらの金属は、延伸ロールの表面の
付着物が空気からの酸素の影響により分解するのを促進
する触媒の効果を持つはずであり、それはそのような付
着物がゆっくりと少しずつ「燃焼する」（当該合成材料
の溶融温度未満の温度で）ことを意味する。
【０００３】そのような触媒被覆の考えは優れている。
しかしながら、米国特許第３９０２２３４号明細書によ
るそのような被覆の実現は、ある種の欠点を示す。金属
は、溶液中での化学反応の後に、それ自体が上記の高所
の間に粒子の形で析出するはずである。このプロセス
は、反応性成分を物体に適用してその後その物体を反応
を加速するために加熱しなくてはならないので、いくつ
かの工程でもって実施しなくてはならない。析出は選択
的に行うことができないので、触媒の層は高所の間にも
それらの上にも形成される。一般に金属とセラミック表
面との間には非常にゆるい結合が生じるだけであって、
そのため金属被覆の外側部分は容易にこすり落とされる
ことがあり、それは高所の間に触媒作用のある所望の析
出物を残すが、除去された触媒物質の損失が伴う。たと
え後者の物質を再度使用するとしても、これはプロセス
を更に複雑にする。その上、上記の粒子は高所の間に配
置するために非常に細かくなくてはならないが、そのよ
うに微細な粒子は肺に入り込むことがあって、これは粒
子が針状である場合に特に危険であろう。更に、白金結
合はＭＡＫ値（ＭＡＫ＝Ｍａｘｉｍｕｍ−Ａｒｂｅｉｔ
ｓｐｌａｔｚ−Ｋｏｎｚｅｎｔｒａｔｉｏｎ／最大作用
箇所濃度）が極端に低いため、白金は特殊な処理を必要
とする。
しかしながら、米国特許第３９０２２３４号明細書によ
るそのような被覆の実現は、ある種の欠点を示す。金属
は、溶液中での化学反応の後に、それ自体が上記の高所
の間に粒子の形で析出するはずである。このプロセス
は、反応性成分を物体に適用してその後その物体を反応
を加速するために加熱しなくてはならないので、いくつ
かの工程でもって実施しなくてはならない。析出は選択
的に行うことができないので、触媒の層は高所の間にも
それらの上にも形成される。一般に金属とセラミック表
面との間には非常にゆるい結合が生じるだけであって、
そのため金属被覆の外側部分は容易にこすり落とされる
ことがあり、それは高所の間に触媒作用のある所望の析
出物を残すが、除去された触媒物質の損失が伴う。たと
え後者の物質を再度使用するとしても、これはプロセス
を更に複雑にする。その上、上記の粒子は高所の間に配
置するために非常に細かくなくてはならないが、そのよ
うに微細な粒子は肺に入り込むことがあって、これは粒
子が針状である場合に特に危険であろう。更に、白金結
合はＭＡＫ値（ＭＡＫ＝Ｍａｘｉｍｕｍ−Ａｒｂｅｉｔ
ｓｐｌａｔｚ−Ｋｏｎｚｅｎｔｒａｔｉｏｎ／最大作用
箇所濃度）が極端に低いため、白金は特殊な処理を必要
とする。
【０００４】米国特許第３２６６４７７号明細書から
は、「自己清浄」効果を得るために触媒被覆を有する調
理用具を得ることが知られている。このために、比較的
高い作業温度（２００〜２６０℃）を期待することがで
き、そして触媒層は、中断の可能性が言及されている
（第５欄第３２行）としても、保護表面の中断なしの被
覆として明らかに計画されている。いろいろな種類の触
媒が考えられ、それらのうちの一部はプラズマ溶射によ
り適用することができる（第２欄第３０行）。貴金属
は、たとえそれらが米国特許第３２６６４７７号明細書
で触媒として言及されていても、溶射のために使用され
ることはなかろう。
は、「自己清浄」効果を得るために触媒被覆を有する調
理用具を得ることが知られている。このために、比較的
高い作業温度（２００〜２６０℃）を期待することがで
き、そして触媒層は、中断の可能性が言及されている
（第５欄第３２行）としても、保護表面の中断なしの被
覆として明らかに計画されている。いろいろな種類の触
媒が考えられ、それらのうちの一部はプラズマ溶射によ
り適用することができる（第２欄第３０行）。貴金属
は、たとえそれらが米国特許第３２６６４７７号明細書
で触媒として言及されていても、溶射のために使用され
ることはなかろう。
【０００５】例えば白金を溶射することが可能であるこ
とも、スイス、５６０７ ＨａｅｇｇｌｉｎｇｅｎのＰ
ｌａｓｍａ Ｔｅｃｈｎｉｋ ＡＧにより論文（“ｐｌ
ａｓｍａ ｓｐｒａｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ −
ｂａｓｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ”）で言及されたように、知られている。しかし、溶
射による白金触媒の製造はどちらかと言えば普通でな
く、それは例えばドイツのシュトゥットガルトのＫｅｌ
ｌｅｒにより刊行されたＲｏｅｍｐｐ’ｓ Ｃｈｅｍｉ
ｅ Ｌｅｘｉｋｏｎ（化学大辞典）（第８版、１９８７
年、３２５６ページ）の説明で言及されていない。知ら
れているのはワイヤ溶射による白金保護層の適用であ
り、これは白金をワイヤの形で供給することを意味する
（米国特許第３１３６６５８号及び第３１２５５３９号
明細書）。しかし、白金族の材料を使って保護層を作る
ことは本発明の目的ではない。
とも、スイス、５６０７ ＨａｅｇｇｌｉｎｇｅｎのＰ
ｌａｓｍａ Ｔｅｃｈｎｉｋ ＡＧにより論文（“ｐｌ
ａｓｍａ ｓｐｒａｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ −
ｂａｓｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ”）で言及されたように、知られている。しかし、溶
射による白金触媒の製造はどちらかと言えば普通でな
く、それは例えばドイツのシュトゥットガルトのＫｅｌ
ｌｅｒにより刊行されたＲｏｅｍｐｐ’ｓ Ｃｈｅｍｉ
ｅ Ｌｅｘｉｋｏｎ（化学大辞典）（第８版、１９８７
年、３２５６ページ）の説明で言及されていない。知ら
れているのはワイヤ溶射による白金保護層の適用であ
り、これは白金をワイヤの形で供給することを意味する
（米国特許第３１３６６５８号及び第３１２５５３９号
明細書）。しかし、白金族の材料を使って保護層を作る
ことは本発明の目的ではない。
【０００６】既知の技術から、以下に掲げる可能性も知
られている。 （ａ）ヨーロッパ特許出願公開第４２３０６３号明細
書： 金属マトリックスから保護層を形成し、そこに抵
抗物質として働くように炭化物及び酸化物セラミック粒
子を埋め込む。被覆処理の際に、いわゆる高速フレーム
溶射の方法により酸化物粒子を作ることができよう。 （ｂ）ヨーロッパ特許出願公開第５４１１６５号明細
書： プラズマ溶射の方法により適用された３％の白金
を含むＴｉＯ2 の（内側の）層を持つ複雑な層構造を有
する印刷ドラム。添加剤としての白金は導電性を得るた
めのもの。 （ｃ）英国特許第２１３０２５０号明細書： ベアリン
グ合金（例えばＡｌ／Ｐｂ製）の製造。層を作るのにプ
ラズマ溶射の方法が使用され、それにより一つの成分の
分が着実に増加する。 （ｄ）ヨーロッパ特許出願公開第２２３１０４号明細
書： ケイ酸アルミニウムからなる保護層の適用。この
ためにプラズマ溶射の方法を応用することができる。
られている。 （ａ）ヨーロッパ特許出願公開第４２３０６３号明細
書： 金属マトリックスから保護層を形成し、そこに抵
抗物質として働くように炭化物及び酸化物セラミック粒
子を埋め込む。被覆処理の際に、いわゆる高速フレーム
溶射の方法により酸化物粒子を作ることができよう。 （ｂ）ヨーロッパ特許出願公開第５４１１６５号明細
書： プラズマ溶射の方法により適用された３％の白金
を含むＴｉＯ2 の（内側の）層を持つ複雑な層構造を有
する印刷ドラム。添加剤としての白金は導電性を得るた
めのもの。 （ｃ）英国特許第２１３０２５０号明細書： ベアリン
グ合金（例えばＡｌ／Ｐｂ製）の製造。層を作るのにプ
ラズマ溶射の方法が使用され、それにより一つの成分の
分が着実に増加する。 （ｄ）ヨーロッパ特許出願公開第２２３１０４号明細
書： ケイ酸アルミニウムからなる保護層の適用。この
ためにプラズマ溶射の方法を応用することができる。
【０００７】（ｅ）ドイツ特許出願公開第３７２１００
８号明細書： 英国特許第２１３０２５０号明細書によ
る合金と同様のベアリング合金において、抵抗物質の部
分をプラズマ流に加える。 （ｆ）米国特許第３２７９９３９号明細書： 溶射の方
法により高い作業温度（例えば１０００°Ｆ（５３８
℃）より高い）での耐摩耗性が高い層を形成することが
できる。 （ｇ）ヨーロッパ特許出願公開第５９２３１０号明細
書： 溶射（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎｇ）の方
法により低摩擦係数の層を形成することができる。 （ｈ）ヨーロッパ特許出願公開第４０１６１１号明細
書： 積み上げ溶接（ｂｕｉｌｄｉｎｇ−ｕｐ−ｗｅｌ
ｄｉｎｇ）により又はプラズマ溶射の方法により形成す
ることができる、耐熱複合材料からなる腐食及び摩耗に
対する保護層。白金は、腐食安定性を向上させるためと
炭化物を安定化させるための添加物質として言及されて
いる。 （ｉ）米国特許第３０２０１８２号明細書： 溶射によ
るセラミック／金属結合の形成。
８号明細書： 英国特許第２１３０２５０号明細書によ
る合金と同様のベアリング合金において、抵抗物質の部
分をプラズマ流に加える。 （ｆ）米国特許第３２７９９３９号明細書： 溶射の方
法により高い作業温度（例えば１０００°Ｆ（５３８
℃）より高い）での耐摩耗性が高い層を形成することが
できる。 （ｇ）ヨーロッパ特許出願公開第５９２３１０号明細
書： 溶射（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎｇ）の方
法により低摩擦係数の層を形成することができる。 （ｈ）ヨーロッパ特許出願公開第４０１６１１号明細
書： 積み上げ溶接（ｂｕｉｌｄｉｎｇ−ｕｐ−ｗｅｌ
ｄｉｎｇ）により又はプラズマ溶射の方法により形成す
ることができる、耐熱複合材料からなる腐食及び摩耗に
対する保護層。白金は、腐食安定性を向上させるためと
炭化物を安定化させるための添加物質として言及されて
いる。 （ｉ）米国特許第３０２０１８２号明細書： 溶射によ
るセラミック／金属結合の形成。
【０００８】上に掲げた例は、溶射の方法の応用はずっ
と以前から知られていたことを示している。それにもか
かわらず、触媒効果は言及されていない。
と以前から知られていたことを示している。それにもか
かわらず、触媒効果は言及されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生産
の簡素化及び物体の寿命の延長とともに、米国特許第３
９０２２３４号明細書による製品の有利な効果を得るの
を可能にする方法と、それぞれの製品を提案することで
ある。
の簡素化及び物体の寿命の延長とともに、米国特許第３
９０２２３４号明細書による製品の有利な効果を得るの
を可能にする方法と、それぞれの製品を提案することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、物
体の表面に溶射法により処理材料の層を形成し、この処
理材料と一緒に活性物質を溶射する、物体の処理を含
む。
体の表面に溶射法により処理材料の層を形成し、この処
理材料と一緒に活性物質を溶射する、物体の処理を含
む。
【００１１】この処理材料は、例えば摩耗、腐食又は同
様の損傷に耐える保護層を形成することができる。この
目的にはセラミック層が殊に適している。活性物質は、
処理すべき物体の露出表面の性質に影響を及ぼす目的
で、例えばその上の堆積物（付着物）の触媒作用による
分解のために、適用することができる。この活性物質あ
るいは別の活性物質を、このほかの効果を得るために、
例えば、 １）処理層自体の性質に影響を及ぼすため、例えばその
靱性を増加させるために、 ２）物体と処理層との共通の面の性質に影響を及ぼすた
め、例えば処理層の付着力を向上させるために、使用し
てもよい。
様の損傷に耐える保護層を形成することができる。この
目的にはセラミック層が殊に適している。活性物質は、
処理すべき物体の露出表面の性質に影響を及ぼす目的
で、例えばその上の堆積物（付着物）の触媒作用による
分解のために、適用することができる。この活性物質あ
るいは別の活性物質を、このほかの効果を得るために、
例えば、 １）処理層自体の性質に影響を及ぼすため、例えばその
靱性を増加させるために、 ２）物体と処理層との共通の面の性質に影響を及ぼすた
め、例えば処理層の付着力を向上させるために、使用し
てもよい。
【００１２】このように、活性物質は全部の層内にある
いは処理層のうちの所定の層内にのみ供給することがで
きる。好ましくは、活性物質はいくつかの選ばれた層に
適用される。と言うのは、活性物質（例えば白金）自体
が高価であるからであり、またその効果はある一定の表
面（例えば露出面）に必要とされる過ぎないからであ
る。
いは処理層のうちの所定の層内にのみ供給することがで
きる。好ましくは、活性物質はいくつかの選ばれた層に
適用される。と言うのは、活性物質（例えば白金）自体
が高価であるからであり、またその効果はある一定の表
面（例えば露出面）に必要とされる過ぎないからであ
る。
【００１３】溶射法は通常の既知の溶射装置で実施する
ことができ、例えば保護室内で物体のための保持具に関
しコンピュータ制御のロボットにより案内される溶射ガ
ンを用いて実施することができる。溶射装置への供給
は、処理材料も活性物質も、溶射の間少なくとも間隔を
おいて溶射装置へ供給されて物体へ送られるように準備
されそして制御される。二つの材料は、おのおの別々に
あるいはこれら二つの材料の混合物で供給してもよい。
後者の場合には、混合成分の分離が起きない（少なくと
もそれを溶射装置から物体に向けて供給する前に起きな
い）ことを保証すべきである。そのために適当な方策
は、一緒に溶射しようとする材料のいわゆる「メカニカ
ルアロイ」を作ること、一方の材料の粒子を他方の材料
の層でそれぞれ封入すること、二つの材料から構成され
る焼結体を作りこれをその後切断して溶射可能な小さい
粒子にすること、である。
ことができ、例えば保護室内で物体のための保持具に関
しコンピュータ制御のロボットにより案内される溶射ガ
ンを用いて実施することができる。溶射装置への供給
は、処理材料も活性物質も、溶射の間少なくとも間隔を
おいて溶射装置へ供給されて物体へ送られるように準備
されそして制御される。二つの材料は、おのおの別々に
あるいはこれら二つの材料の混合物で供給してもよい。
後者の場合には、混合成分の分離が起きない（少なくと
もそれを溶射装置から物体に向けて供給する前に起きな
い）ことを保証すべきである。そのために適当な方策
は、一緒に溶射しようとする材料のいわゆる「メカニカ
ルアロイ」を作ること、一方の材料の粒子を他方の材料
の層でそれぞれ封入すること、二つの材料から構成され
る焼結体を作りこれをその後切断して溶射可能な小さい
粒子にすること、である。
【００１４】「溶射（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｐｒａｙｉｎ
ｇ）」という用語は、少なくともプラズマ溶射、フレー
ム溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）及び爆発溶射を
包含し、そしてまた許容可能な結果に至る更に別の方法
をも包含する。
ｇ）」という用語は、少なくともプラズマ溶射、フレー
ム溶射、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）及び爆発溶射を
包含し、そしてまた許容可能な結果に至る更に別の方法
をも包含する。
【００１５】溶射法は、所定の最大及び最小寸法を持つ
粒子の形態をした溶射可能な材料を供給することを必要
とする。これらの粒子は溶射の前は球状であることがで
きるが、それらは物体表面に突き当たるときには「平た
く」されて、それ自体が堆積する層内に埋め込まれ、そ
れぞれこの層と一緒に溶融する。こうして、新たにやっ
てくるおのおのの粒子と既に存在していて層を形成して
いる材料との間に強固な結合が生じる。こうして、処理
材料の本体内に活性物質の「島」が含まれた複合材料が
堆積する。
粒子の形態をした溶射可能な材料を供給することを必要
とする。これらの粒子は溶射の前は球状であることがで
きるが、それらは物体表面に突き当たるときには「平た
く」されて、それ自体が堆積する層内に埋め込まれ、そ
れぞれこの層と一緒に溶融する。こうして、新たにやっ
てくるおのおのの粒子と既に存在していて層を形成して
いる材料との間に強固な結合が生じる。こうして、処理
材料の本体内に活性物質の「島」が含まれた複合材料が
堆積する。
【００１６】溶射の前に、粒子はおよそ１０μｍの大き
さであることができ、このような粒子は肺に入らない。
粒子の大きさは表面の特性に影響を及ぼす。溶射法にあ
っては、粗さの値Ｒａが０．１〜１０μｍの表面を得る
ことができる。層内の結合は強固であるため、製品を研
削しあるいはブラシがけすることができる。
さであることができ、このような粒子は肺に入らない。
粒子の大きさは表面の特性に影響を及ぼす。溶射法にあ
っては、粗さの値Ｒａが０．１〜１０μｍの表面を得る
ことができる。層内の結合は強固であるため、製品を研
削しあるいはブラシがけすることができる。
【００１７】更に、本発明の物体は特に、活性物質が物
体の露出面に現れるように組み合わされた溶射を用いて
被覆内に活性物質が埋め込まれる溶射により得られた被
覆を持つ機械構成要素である。この被覆は、所定の活性
物質の個別の島が被覆の本体内に分配され、それぞれそ
の中に埋め込まれ、それに取り囲まれるように形成する
ことができよう。
体の露出面に現れるように組み合わされた溶射を用いて
被覆内に活性物質が埋め込まれる溶射により得られた被
覆を持つ機械構成要素である。この被覆は、所定の活性
物質の個別の島が被覆の本体内に分配され、それぞれそ
の中に埋め込まれ、それに取り囲まれるように形成する
ことができよう。
【００１８】活性物質は被覆の総重量の最高でおよそ５
０％までを構成することができて、所望の効果を達成す
るための活性物質としては標準的に上記重量の最高で１
０％まで（詳しく言えば２〜１０％）で十分であろう。
上記の本体は、摩耗に耐える材料であり、同時に所定の
表面特性を得るのを、例えば所定の粗さの値、摩擦係数
（所定の相手側の表面と接しての）を得るのを可能にす
る材料からなることができる。
０％までを構成することができて、所望の効果を達成す
るための活性物質としては標準的に上記重量の最高で１
０％まで（詳しく言えば２〜１０％）で十分であろう。
上記の本体は、摩耗に耐える材料であり、同時に所定の
表面特性を得るのを、例えば所定の粗さの値、摩擦係数
（所定の相手側の表面と接しての）を得るのを可能にす
る材料からなることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の態
様を開示する。
様を開示する。
【００２０】図１は、保護室１０を断面図でもって模式
的に示しており、この保護室にはロボット１２と物体を
保持するための保持具１４とが入っている。ロボット１
２の設計は今日の通常の技術の現状に従うものであり、
プログラムの可能な制御ユニット１６によって制御され
る駆動系（図示せず）を包含している。この制御ユニッ
ト１６は、保護室１０の外側に設けられる操作ユニット
（図示せず）に取り付けられる。物体を保持するための
保持具の駆動（図示せず）は、同じ制御ユニット１６に
より制御される。図示した例において、保持具１４は円
筒形の物体１８を保持しており、これは保持具１４の駆
動によって軸２０の周りを所定の速度で回転させること
ができる。同時に、ロボット１２は、把持装置２２を物
体１８に関して軸方向に前後に動かすように制御するこ
とができる。
的に示しており、この保護室にはロボット１２と物体を
保持するための保持具１４とが入っている。ロボット１
２の設計は今日の通常の技術の現状に従うものであり、
プログラムの可能な制御ユニット１６によって制御され
る駆動系（図示せず）を包含している。この制御ユニッ
ト１６は、保護室１０の外側に設けられる操作ユニット
（図示せず）に取り付けられる。物体を保持するための
保持具の駆動（図示せず）は、同じ制御ユニット１６に
より制御される。図示した例において、保持具１４は円
筒形の物体１８を保持しており、これは保持具１４の駆
動によって軸２０の周りを所定の速度で回転させること
ができる。同時に、ロボット１２は、把持装置２２を物
体１８に関して軸方向に前後に動かすように制御するこ
とができる。
【００２１】把持装置２２は溶射ガン２４を保持する。
その開口部分を図２と一緒に更に説明する。このガン２
４は二つの粉末インゼクタ２６、２８を備えており、こ
れらのおのおのは柔軟なチューブ３０、３２によりそれ
ぞれの粉末容器３４、３６につながれる。各容器３４、
３６には搬送ガス供給配管（図示せず）が接続されて、
これによりガスを供給すると、少なくとも一方の容器３
４、３６からそれぞれ対応するインゼクタ２６、２８に
より粉末を供給することができる。ガスの供給は操作ユ
ニットから選択的に行うことができる。
その開口部分を図２と一緒に更に説明する。このガン２
４は二つの粉末インゼクタ２６、２８を備えており、こ
れらのおのおのは柔軟なチューブ３０、３２によりそれ
ぞれの粉末容器３４、３６につながれる。各容器３４、
３６には搬送ガス供給配管（図示せず）が接続されて、
これによりガスを供給すると、少なくとも一方の容器３
４、３６からそれぞれ対応するインゼクタ２６、２８に
より粉末を供給することができる。ガスの供給は操作ユ
ニットから選択的に行うことができる。
【００２２】ガン２４の出口部品には、物体１８の向か
い側に位置する開放端のあるチューブ３８が含まれる。
チューブ３８の内側には電極４０が用意され、作業中に
光アーク（プラズマ）４２を生じさせ、これが物体１８
まで到達し、また物体１８の方向に搬送路を作りだす。
このアーク４２へインゼクタ２８（及び／又は２６）か
ら放出された粉末粒子４４が導入され、即座に物体１８
の方向にそって運ばれて、物体１８のその瞬間に向き合
っている部分としての表面部分４６に突き当たる。プラ
ズマの温度は非常に高く、そのため粉末粒子４４は物体
１８の表面に到達する前に部分的に溶融する。そこに到
達すると、それらは表面部分４６で平たくされ、それに
よりそれらの熱を物体１８へ放出して即座に凝固する。
こうして、それらはそれらが突き当たる材料と結合す
る。このように、最初に薄い層（「ラメラ」とも呼ばれ
る）（図示せず）が形成されて、層の形成を繰り返すこ
とにより溶射された材料の層５０（図３）が物体１８の
表面に形成される。ラメラの厚さは、とりわけ粉末の供
給速度、その品質、そして物体１８の軸方向でのガン２
４の線速度に依存する。各層を同じように形成すれば、
層５０の厚さは層形成の繰り返しの回数に依存する。溶
射技術の更に詳しいことは、Ｐｌａｓｍａ Ｔｅｃｈｎ
ｉｋ ＡＧによる論文あるいは一般の文献から得ること
ができる。
い側に位置する開放端のあるチューブ３８が含まれる。
チューブ３８の内側には電極４０が用意され、作業中に
光アーク（プラズマ）４２を生じさせ、これが物体１８
まで到達し、また物体１８の方向に搬送路を作りだす。
このアーク４２へインゼクタ２８（及び／又は２６）か
ら放出された粉末粒子４４が導入され、即座に物体１８
の方向にそって運ばれて、物体１８のその瞬間に向き合
っている部分としての表面部分４６に突き当たる。プラ
ズマの温度は非常に高く、そのため粉末粒子４４は物体
１８の表面に到達する前に部分的に溶融する。そこに到
達すると、それらは表面部分４６で平たくされ、それに
よりそれらの熱を物体１８へ放出して即座に凝固する。
こうして、それらはそれらが突き当たる材料と結合す
る。このように、最初に薄い層（「ラメラ」とも呼ばれ
る）（図示せず）が形成されて、層の形成を繰り返すこ
とにより溶射された材料の層５０（図３）が物体１８の
表面に形成される。ラメラの厚さは、とりわけ粉末の供
給速度、その品質、そして物体１８の軸方向でのガン２
４の線速度に依存する。各層を同じように形成すれば、
層５０の厚さは層形成の繰り返しの回数に依存する。溶
射技術の更に詳しいことは、Ｐｌａｓｍａ Ｔｅｃｈｎ
ｉｋ ＡＧによる論文あるいは一般の文献から得ること
ができる。
【００２３】２種以上の溶射材料を制御して供給するこ
とにより層５０の性質に影響を及ぼすことが、本発明の
目的である。図３は、本発明により実現される構造の例
を模式的に示している。この事例の層の厚さののうちの
最大の部分は本体材料５２から形成され、個々の層を形
成する際に別の材料（活性物質）を一緒にして溶射し
て、この材料が本体５２に埋め込まれあるいは取り囲ま
れた個別の「島」５４を形成する。
とにより層５０の性質に影響を及ぼすことが、本発明の
目的である。図３は、本発明により実現される構造の例
を模式的に示している。この事例の層の厚さののうちの
最大の部分は本体材料５２から形成され、個々の層を形
成する際に別の材料（活性物質）を一緒にして溶射し
て、この材料が本体５２に埋め込まれあるいは取り囲ま
れた個別の「島」５４を形成する。
【００２４】図示した態様においては、活性物質は最後
の層を形成する間に加えられるだけであり、そのため層
５０の露出面５６に少なくとも個別の「島」５４が現れ
る。この系は、特に全部の島５４が表面５６に少なくと
も部分的に現れるように調整することができよう。これ
は、表面５６で一定の効果を達成するために活性物質を
使用する場合に特に興味深い。
の層を形成する間に加えられるだけであり、そのため層
５０の露出面５６に少なくとも個別の「島」５４が現れ
る。この系は、特に全部の島５４が表面５６に少なくと
も部分的に現れるように調整することができよう。これ
は、表面５６で一定の効果を達成するために活性物質を
使用する場合に特に興味深い。
【００２５】とは言え、上記の又は一つの活性物質を上
記の構造の他の箇所に、例えば第一の層に（例として表
面４６上での効果を得るために）、あるいは層５０の全
体にわたり、あるいは選ばれたこのほかの層のみに、適
用することができるということは明らかであろう。下記
の例は更に説明するためのものであり、これらの全ての
例においてはセラミック（例えばＡｌ2 Ｏ3 及び／又は
ＴｉＯ2 ）の本体を耐摩耗性材料として形成するものと
している。
記の構造の他の箇所に、例えば第一の層に（例として表
面４６上での効果を得るために）、あるいは層５０の全
体にわたり、あるいは選ばれたこのほかの層のみに、適
用することができるということは明らかであろう。下記
の例は更に説明するためのものであり、これらの全ての
例においてはセラミック（例えばＡｌ2 Ｏ3 及び／又は
ＴｉＯ2 ）の本体を耐摩耗性材料として形成するものと
している。
【００２６】１）図３に従って、島５４を最後の層にの
み形成する。それらは表面５６で触媒効果を生じるが、
これは米国特許第３９０２２３４号明細書に既に記載さ
れており、従ってここでは繰り返さない。このカテゴリ
ーのこのほかの可能性のある材料は白金族のその他の金
属、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス
ミウム、イリジウムであり、またそれらの合金である。
み形成する。それらは表面５６で触媒効果を生じるが、
これは米国特許第３９０２２３４号明細書に既に記載さ
れており、従ってここでは繰り返さない。このカテゴリ
ーのこのほかの可能性のある材料は白金族のその他の金
属、すなわちルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス
ミウム、イリジウムであり、またそれらの合金である。
【００２７】２）第一の層（表面４６上）にニッケル−
アルミニウム又はニッケル−クロムのような接着媒体に
より島５４を形成する。それらは層５０の物体１８への
付着を向上させる。
アルミニウム又はニッケル−クロムのような接着媒体に
より島５４を形成する。それらは層５０の物体１８への
付着を向上させる。
【００２８】３）Ｎｉ／Ｃｒ合金により島５４を形成
し、層５０の厚さの全体にわたって分布させ、こうして
層の靱性を増加させる。このカテゴリーのこのほかの可
能性のある活性物質は、鉄、モリブデン、アルミニウム
及びこれらの金属の合金であり、あるいはサーメット、
又は比較的延性の酸化物セラミックである。
し、層５０の厚さの全体にわたって分布させ、こうして
層の靱性を増加させる。このカテゴリーのこのほかの可
能性のある活性物質は、鉄、モリブデン、アルミニウム
及びこれらの金属の合金であり、あるいはサーメット、
又は比較的延性の酸化物セラミックである。
【００２９】「活性物質」の効果は、環境によって、例
えば数ある中でも温度及び空気の状態、例えば空気の組
成、空気の再循環によって影響を受けることがある。従
って、適当な環境を保証しあるいは可能にし、例えば加
熱装置を含み（例として最低限の温度レベルを維持する
ために）あるいは吸引又は供給手段を含む（例として蒸
気を抜き出すため又は新鮮な空気もしくはガスを供給す
るために）、集成装置のための機械構成要素を製作する
ことができる。いずれにしても、この機械構成要素は所
定の集成装置に一般に適したものであり、そしてそれは
例えば、液体中での所定の化学反応のための触媒として
作用するために保持具によって液体（流れ）に浸漬され
る棒として形成することができよう。活性物質を選ぶ際
には既知の「被毒」の問題を検討しなくてはならないこ
とを理解すべきである。
えば数ある中でも温度及び空気の状態、例えば空気の組
成、空気の再循環によって影響を受けることがある。従
って、適当な環境を保証しあるいは可能にし、例えば加
熱装置を含み（例として最低限の温度レベルを維持する
ために）あるいは吸引又は供給手段を含む（例として蒸
気を抜き出すため又は新鮮な空気もしくはガスを供給す
るために）、集成装置のための機械構成要素を製作する
ことができる。いずれにしても、この機械構成要素は所
定の集成装置に一般に適したものであり、そしてそれは
例えば、液体中での所定の化学反応のための触媒として
作用するために保持具によって液体（流れ）に浸漬され
る棒として形成することができよう。活性物質を選ぶ際
には既知の「被毒」の問題を検討しなくてはならないこ
とを理解すべきである。
【００３０】触媒が「自己清浄」効果を発揮する場合に
は、それを付着物の酸化のために使用することができ
る。この場合について言えば、触媒とのそしてまた酸化
のための材料との相互作用に酸素も関与するというこが
もちろんながら重要である。この要件を満たすために、
「活性物質の島」の全部は「覆われる」ことがないよう
に活性物質を保護しようとする表面にできるだけ均一に
配分することが重要であろう。溶射の方法は、粒子寸法
の適切な選定及び被覆の均一さとともに、この分配の達
成を支援する。
は、それを付着物の酸化のために使用することができ
る。この場合について言えば、触媒とのそしてまた酸化
のための材料との相互作用に酸素も関与するというこが
もちろんながら重要である。この要件を満たすために、
「活性物質の島」の全部は「覆われる」ことがないよう
に活性物質を保護しようとする表面にできるだけ均一に
配分することが重要であろう。溶射の方法は、粒子寸法
の適切な選定及び被覆の均一さとともに、この分配の達
成を支援する。
【００３１】本発明は、処理材料としてセラミックを適
用することに限定されない。いずれの溶射可能な材料も
本体として使用することができよう。しかしながら、セ
ラミック材料の耐摩耗性のために、それらがこの目的に
とって一番興味深いものである。
用することに限定されない。いずれの溶射可能な材料も
本体として使用することができよう。しかしながら、セ
ラミック材料の耐摩耗性のために、それらがこの目的に
とって一番興味深いものである。
【００３２】高い耐摩耗性は糸の案内要素と関連して特
に重要であるが、そのほかの場合においてはそれほど重
要ではなかろう。例えば、本発明をやはり触媒効果が重
要である自己清浄炉の壁の製造（例えば米国特許第３２
６６４７７号明細書参照）に関連して応用す場合、耐摩
耗性（例えば延伸ローラーと比較して）は非常に小さく
てよかろう。
に重要であるが、そのほかの場合においてはそれほど重
要ではなかろう。例えば、本発明をやはり触媒効果が重
要である自己清浄炉の壁の製造（例えば米国特許第３２
６６４７７号明細書参照）に関連して応用す場合、耐摩
耗性（例えば延伸ローラーと比較して）は非常に小さく
てよかろう。
【００３３】触媒効果を達成するためには、最終用途に
関連して活性物質の選定をしなくてはならない。多数の
材料が適当な「環境」中で触媒として機能するのに適し
ており、やはり耐摩耗性である金属酸化物（Ａｌ
2 ０3 、ＴｉＯ2 ）でさえも適している。従ってこの選
定は、貴金属に限定されない。
関連して活性物質の選定をしなくてはならない。多数の
材料が適当な「環境」中で触媒として機能するのに適し
ており、やはり耐摩耗性である金属酸化物（Ａｌ
2 ０3 、ＴｉＯ2 ）でさえも適している。従ってこの選
定は、貴金属に限定されない。
【００３４】本体材料と活性物質を同時に供給すること
は、容器３４（図１）に本体用の粉末を入れそして容器
３６に活性物質の粉末を入れて、搬送ガスを両方の容器
３４、３６へ送るようにして行うことができる。しかし
ながら、これは、活性物質の量が本体材料の量に比べて
わずかな量にしかならない場合に問題を生じさせる。後
者の場合には、二つの成分を所定の割合で混合した粉末
混合物を調製して容器３４又は３６へ入れることができ
る。活性物質が単一の層に現れるだけの場合には、それ
ぞれの容器へのガスの供給を適当な時点でオン又はオフ
に切り換えて、もう一方の溶射粉末を他方の容器に供給
することができる。
は、容器３４（図１）に本体用の粉末を入れそして容器
３６に活性物質の粉末を入れて、搬送ガスを両方の容器
３４、３６へ送るようにして行うことができる。しかし
ながら、これは、活性物質の量が本体材料の量に比べて
わずかな量にしかならない場合に問題を生じさせる。後
者の場合には、二つの成分を所定の割合で混合した粉末
混合物を調製して容器３４又は３６へ入れることができ
る。活性物質が単一の層に現れるだけの場合には、それ
ぞれの容器へのガスの供給を適当な時点でオン又はオフ
に切り換えて、もう一方の溶射粉末を他方の容器に供給
することができる。
【００３５】次に、本発明の物体を下記の例により更に
詳しく説明する。この物体１８は、合成ポリマーからエ
ンドレスフィラメントを紡糸するのに使用される延伸ロ
ーラー（又は延伸ローラーユニット）のゴデット（すな
わち糸案内部品）である。そのようなユニットの具体例
は、例えばヨーロッパ特許出願公開第４５４６１８号明
細書や１９９４年３月２８日付けスイス特許第９２５／
９４号明細書（ＰＣＴ／ＣＨ９４／００１０４）に示さ
れている。このゴデット自体は鋼製であり、その外側の
円筒状表面（作業中にフィラメントがこの上を通過す
る）は溶射技術の既知の方法に従って保護層５０（図
３）を適用するために調製される。図１による装置を用
いて、本体としてＡｌ2 Ｏ3 を用いて層５０を、例えば
１５０μｍの全厚さで堆積させる。全体でおよそ１０〜
２０μｍの層厚さを構成する最後の層内に、表面５６に
白金が現れるように本体物質におよそ１０重量％の白金
を加える（図３）。こうして、このゴデットは米国特許
第３９０２２３４号明細書に説明されている原理に従っ
て自己清浄性になる。
詳しく説明する。この物体１８は、合成ポリマーからエ
ンドレスフィラメントを紡糸するのに使用される延伸ロ
ーラー（又は延伸ローラーユニット）のゴデット（すな
わち糸案内部品）である。そのようなユニットの具体例
は、例えばヨーロッパ特許出願公開第４５４６１８号明
細書や１９９４年３月２８日付けスイス特許第９２５／
９４号明細書（ＰＣＴ／ＣＨ９４／００１０４）に示さ
れている。このゴデット自体は鋼製であり、その外側の
円筒状表面（作業中にフィラメントがこの上を通過す
る）は溶射技術の既知の方法に従って保護層５０（図
３）を適用するために調製される。図１による装置を用
いて、本体としてＡｌ2 Ｏ3 を用いて層５０を、例えば
１５０μｍの全厚さで堆積させる。全体でおよそ１０〜
２０μｍの層厚さを構成する最後の層内に、表面５６に
白金が現れるように本体物質におよそ１０重量％の白金
を加える（図３）。こうして、このゴデットは米国特許
第３９０２２３４号明細書に説明されている原理に従っ
て自己清浄性になる。
【００３６】活性物質（白金）とセラミックとの結合は
非常に強く、そのため白金が相当に喪失するという不都
合を容認する必要なしに、被覆したゴデットを所定の表
面特性を得るため後に研削することができる。
非常に強く、そのため白金が相当に喪失するという不都
合を容認する必要なしに、被覆したゴデットを所定の表
面特性を得るため後に研削することができる。
【図１】本発明によるプラズマ溶射に適した装置を模式
的に示す図である。
的に示す図である。
【図２】図１による装置の溶射ガンを模式的に示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明による被覆を施した物体の断面図であ
る。
る。
１０…保護室 １２…ロボット １６…制御ユニット １８…物体 ２４…溶射ガン ２６、２８…粉末インゼクタ ３４、３６…粉末容器 ４４…粉末粒子 ５０…被覆層 ５２…被覆層の本体 ５４…活性物質の島
Claims (19)
- 【請求項１】 物体の表面に溶射法により処理材料の層
を形成する物体の処理方法であって、当該処理材料と一
緒に活性物質を、この活性物質が当該物体の露出面に触
媒の効果をもたらすように溶射することを特徴とする物
体の処理方法。 - 【請求項２】 前記層が摩耗、腐食又は同様の損傷に対
して耐性であることを特徴とする、請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記活性物質が当該物体の表面上の付着
物を触媒作用により分解するのに適することを特徴とす
る、請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】 前記活性物質又は他の活性物質が、ａ）
処理層の性質に影響を及ぼすという効果、ｂ）当該物体
と処理層との共通の面の性質に影響を及ぼすという効
果、のうちの一つを達成するのに適することを特徴とす
る、請求項１又は３記載の方法。 - 【請求項５】 前記活性物質を処理面の全ての層に供給
することを特徴とする、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記活性物質を処理面の所定の層にのみ
供給することを特徴とする、請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 前記活性物質が当該活性物質が供給され
る本体に比べて高価であることを特徴とする、請求項６
記載の方法。 - 【請求項８】 溶射する粉末の粒子の大きさが少なくと
も１０μｍであることを特徴とする、請求項１から７ま
でのいずれか一つに記載の方法。 - 【請求項９】 前記層内での結合が製品を後に研削又は
ブラシがけにより処理することができるほど強いことを
特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載
の方法。 - 【請求項１０】 溶射による被覆（５０）を備えてお
り、活性物質（５４）が組み合わせた溶射の作用によっ
て当該被覆（５０）内に埋め込まれ又は取り囲まれてい
る物体であって、当該活性物質が当該物体の露出面に現
れており、且つそこで触媒効果を生じることができるこ
とを特徴とする物体。 - 【請求項１１】 所定の活性物質からなる個別の島（５
４）が被覆（５０）の本体（５２）中に分配されてい
て、且つそれに埋め込まれあるいは取り囲まれているこ
とを特徴とする物体。 - 【請求項１２】 前記活性物質が前記被覆の総重量の最
高で５０％に達することを特徴とする、請求項１０又は
１１記載の物体。 - 【請求項１３】 前記活性物質が前記被覆の総重量の最
高で１０％に達することを特徴とする、請求項１２記載
の物体。 - 【請求項１４】 前記活性物質が供給される本体（５
２）が、摩耗に耐え且つまた所定の表面特性を得るのを
可能にする材料からなることを特徴とする、請求項１０
から１３までのいずれか一つに記載の物体。 - 【請求項１５】 前記本体（５２）がセラミック材料か
らなることを特徴とする、請求項１４記載の物体。 - 【請求項１６】 前記活性物質（５４）が前記被覆（５
０）の露出面（５６）に隣接する層にのみ存在している
ことを特徴とする、請求項１０から１５までのいずれか
一つに記載の物体。 - 【請求項１７】 前記被覆（５０）が機械の糸案内部品
として使用される構成要素（１８）に適用されているこ
とを特徴とする、請求項１０から１６までのいずれか一
つに記載の物体。 - 【請求項１８】 前記構成要素がゴデットであることを
特徴とする、請求項１７記載の物体。 - 【請求項１９】 請求項１８記載のゴデットを特徴とす
る延伸ローラーユニット。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH25395 | 1995-01-31 | ||
| CH00253/95-5 | 1995-01-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239747A true JPH08239747A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=4182803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8015364A Pending JPH08239747A (ja) | 1995-01-31 | 1996-01-31 | 物体の被覆処理方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5897947A (ja) |
| EP (1) | EP0725159B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08239747A (ja) |
| KR (1) | KR960028982A (ja) |
| CN (1) | CN1177077C (ja) |
| CA (1) | CA2168450A1 (ja) |
| DE (1) | DE59603741D1 (ja) |
| TW (1) | TW383233B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19860495A1 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers sowie Katalysatorkörper |
| DE10023303A1 (de) * | 2000-05-15 | 2002-04-18 | Euromat Ges Fuer Werkstofftech | Verfahren zum Aufbringen einer Schicht aus Edelmetall und/oder einer Edelmetallegierung sowie deren Verwendung |
| DE102010035639A1 (de) | 2009-09-21 | 2011-04-07 | Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Führung eines synthetischen Fadens |
| DE102010035584A1 (de) | 2009-09-22 | 2011-03-24 | Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg | Bauteil zur Führung eines synthetischen Fadens |
| DE102022002576A1 (de) * | 2022-07-14 | 2024-01-25 | Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg | Galette zum Fördern, Transportieren und / oder Strecken eines Fadens |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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