JPS63104671A

JPS63104671A - 金属コ−テイング用ノズル

Info

Publication number: JPS63104671A
Application number: JP25074386A
Authority: JP
Inventors: Masaru Segawa; 優瀬川; Ichiro Makino; 一郎牧野
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-05-10

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］本発明は表面に熱分解窒化硼素コーティングした金属コ
ーティングノズルに関するものである。

［従来の技術］金属コーティング繊維、特にアルミニウムコーティング
ガラス繊維はその織布が電波遮蔽又は電波反射の特性を
有しているため電波通信分野でその利用が拡大されつつ
ある。

このような金属コーティングガラス繊維の製造装置とし
ては、特公昭３６−２５８０、特公昭５９−３４１７に
公知となっている。これらは、溶融ガラス容器の底部に
設けられたノズルからガラス繊維を引き出し、下方に設
置された巻取り機の回転ドラムに巻き取る途中で、溶′
融アルミニウム保有炉から溶融アルミを走行中のガラス
ｍ維が通過することで、ガラス繊維にアルミニウムをコ
ーティングさせるものである。

ところで、紡糸ノズルから引き出されたガラス繊維は、
常に巻き取り用ドラムの機構的運動、あるいはドラムに
巻き付いたガラス繊維層表面の凹凸等により、揺動、揺
振しながら走行しているため走行するガラス繊維が金属
コーティングノズルと接触した際、ガラス繊維を切断す
る恐れがある。

そこでその切断を防止する方法として金属コーティング
ノズルに摺動性の優れた六方晶系の窒化硼素製ノズルを
使用することが、実開昭６１−４７０４１に公開されて
いる。

［発明の解決しようとする問題点］摺動性の優れた六方晶系の窒化硼素製金属コーティング
ノズルを使用することで、ガラス繊維の切断が少なくな
ったが、緻密な窒化硼素焼結体は得られにくいため、加
工時の寸法精度が上げに＜＜、かつ摩耗に弱いためガラ
スＦａ雅の通過する穴径が拡がる。又、焼結助剤として
Ｂ２Ｏ３やＣａＯなどを用いているため、それらが溶融
アルミニウムと反応し、窒化硼素焼結体の組織が脆弱化
し、アルミニウムコーティングガラス繊維の長時間製造
の大きな弊害となっている。

［問題点を解決するための手段１上記従来の問題点を解決するために、本発明の金属コー
ティング用ノズルは基本的には２重構造からなり、まず
母材はＺｒＢ２．ＴｉＢ２．ＴｉＮ、Ｔｉｅ。

グラファイトといった導電性かつ緻密な材料から成り、
それぞれが放電加工によりノズルを精度良く加工しうる
ちのが望ましい、その後、そのノズル上に化学的蒸着法
（ｃｖｎ）を利用して熱分解窒化硼素膜を所定厚望まし
くは１０〜１０〜１００μｍコーティングし、耐熱性、
耐食性、耐酸化性及び摺動性を備え、高品質のアルミニ
ウムコーティングガラス繊維を容易に得られるべく改良
された金属コーティングノズルを要旨とするものである
。

本発明で、熱分解窒化硼素とは、気相反応により形成し
たもので、例えば硼素源としてＢＣｈ、ＢＦ３　などの
ハロゲン化物あるいは８２　Ｈ６などの水素化物と、窒
素又はＮＨ３などの窒素源を１〜３０トール、１７００
〜２２００℃で気相反応させることによって形成するこ
とができる。

本発明ノズルを図面を参照して次に説明する。

第１図と第２図は溶融ガラスのポットからガラス繊維を
垂直方向に引っばり回転ドラムに巻き取る途中で溶融金
属保有炉に取付けられた金属コーティングノズル先端を
通過させることでガラス繊維に金属コーティングさせる
製造装置である。

第１図はガラス繊維の金属コーティング装置の正面図、
第２図は第１図のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

ｌはガラス２を溶融するポットであり、その底部には溶
融ガラスを流出する紡糸ノズル３が多数設けられている
。このポット１とガラス繊維の巻取りドラム５との間に
ガラスｍ維４をコーティングするための溶融金属保有炉
６が置かれている。この溶融金属保有炉６の側面には開
ロアが設けられ、この開ロアの位置に熱分解窒化硼素膜
をコーティングした金属コーティング用ノズル８を取り
付ける。

この金属コーティング用ノズル８は２重構造から成り、
望ましい母材８ａはＺｒＢ２．ＴｉＢ２．ＴｉＮ、Ｔｉ
ｅ及びグラファイトなどの放電加工が容易にできる導電
性を有するもので、その表面にＣＶＤを利用して緻密な
熱分解窒化硼素膜８ｂを望ましくは１０〜１０〜１００
μｍコーティングした構造となっている。

なお、放電精密加工が容易な望ましい母材の物性は、導
電率が１０−２Ω・ｃｍ以下で、相対密度９８％以上の
ものである。また望ましい窒化硼素層の密度は２　ｇ／
ｃ＋ｍ３以上のものである。これは密度がこれ以下だと
溶融金属に対する耐食性や耐酸化性が劣るためである。

また厚みについては１０μｍ以下だと無孔の連続コーテ
ィングの保護作用が減少するなど、また１００μｍ以上
だと母材との剥離減少や層状性の熱分解窒化硼素膜中に
剥離減少がみられるためである。

なお、この場合熱分解窒化硼素コーティングは、第４図
に示す如くノズルの全表面に施すのが望ましいが、溶融
金属と接触する内面及び繊維の通る孔内面には施してお
くことが必要である。この熱分解窒化硼素コーティング
した金属コーティング用ノズル８から膨出する溶融金属
の膨出部中をガラス繊！Ｉ４が通過しガラス繊維に金属
コーティングを行なっている。

図中９はヒーター、ｌＯは溶融金属を示している。第３
図及び第４図は、金属コーティング用ノズル８の構成を
示すものであり、それぞれ第１図及び第２図の■と■の
拡大図である。

図４において、金属コーティング用ノズル８は、溶融金
属保有炉６の側面に装着されている。このコーティング
用ノズル８の先端にはスリン）１１が繊維方向に沿って
多数設けられている。このように構成された金属コーテ
ィングガラス繊維の製造装置においては、ボッ）１中の
溶融ガラス２は、ノズル３から流下し回転ドラム４によ
って巻き取られる。そしてその途中で溶融金属がコーチ
イブされ、目的の金属コーティングガラス繊維ができる
。このように２重構造から成る金属コーティング用ノズ
ルはノズルの寸法精度が良く、強度も高いことから取扱
いやすい、しかも溶融金属や大気と接触しているノズル
表面の熱分解窒化硼素は、溶融アルミニウムと濡れない
、すなわち耐食性を持っていること、さらに耐酸化性、
摺動性を有しているので、アルミニウムコーティングガ
ラス繊維を長時間安定に製造できる。

上記実施例は、ガラスａｍの紡糸例に関するものである
が１本発明の金属コーティングノズルはガラス繊維以外
の繊維にも適用可能であり、又コーティング金属の種類
もアルミニウムに限らず亜鉛、鉛及び錫などの金属ある
゛いは錫−鉛、真ちゅうなどの合金も繊維にコーティン
グ可能である。

［作　用］周知のようにＺｒＢ２．ＴｉＢ２．Ｔｉ）ｌ、Ｔｉｅ及
びグラファイトといった導電性材料から金属コーティン
グノズルを加工する場合、これらの材料は放電加工がで
きるため超精密加工が可能となっている。またグラファ
イトは機械加工性も良いので、これからも寸法精度の良
い金属コーティングノズルができる。加えて、このノズ
ル上にＣＶＤにより熱分解窒化硼素膜を１０〜１００μ
形成させることで、熱分解窒化硼素の主成分である高純
度でほぼ理論密度上に近い膜が生成することから溶融ア
ルミニウムとの反応性がないこと、アルミニウムの溶融
点より高い温度で空気中に保持しても酸化しないこと、
及びガラス繊維が接触しても糸切れする恐れがほとんど
ないなどの長所がある。さらにノズル母材がＺｒＢ２や
ＴｉＢ２といった高強度材料であるため、取扱いも容易
である。

しかし、これに対し摺動性のみを考えた窒化硼素焼結体
の金属コーティング用ノズルは、溶融アルミニウムと焼
結助剤であるＢ２Ｏ３あるいはＣａＯと反応し、組織の
脆弱化を起しやすい。

又、窒化硼素焼結体の密度（一般に相対密度８０％以下
）は低いため、ガラス繊維との接触や酸化によりノズル
の損耗が起こりやすい、これらのことが高品質のアルミ
ニウムコーティングガラス繊維を安定に製造する際問題
となる。

［実施例］ノズルの形状図３に準じた形状で全長１８０ｍ／ｍ、穴のピッチを４
±０．０４ｍ／ｍ　、穴径をφ０．８±０．０４ｍ／ｍ
として加工した。

母　　材材’７５　　　ＺｒＢ２９３％（ＳｉＣ７％）物性　　
相対密度　　　８９．３％導電率　　ｌＸｌ０−５Ω−０１ｍ放電加工性　　良　好熱分解窒化硼素層物性　　密度：　２．０５ｇ／ｃｍ３膜厚：４０μ■ なお、熱分解窒化硼素層は、減圧ＣＶＤ炉内に設置した
母材上にＢＣｌ３流量１００３ＣＧ）Ｉ　、　ＮＨ３流
量５００ＳＣＣＭ、Ｈ２流量５００ＳＣＣＮ、反応温度
１８００℃、反応圧力１０ＴＯｒｒという反応条件で反
応させることにより形成した。

このようなノズルを用い、ガラス繊維へのアルミニウム
コーティング実験を、溶融金属保有炉を７００℃に保温
し、アルミニウムを溶融しガラスｍ維をノズル穴から通
過させる条件下で行なった。結果は次の通りであった。

本発明ノズルでは、糸切れもなく、溶融アルミニウムも
スムーズに流れ繊維へのアルミニウムコーティングが安
定に行なえた。なお、焼結窒化硼素ノズル（物性−焼結
体相対密度８８％）を使用した場合には約１時間後、醸
化により穴径が広がったため溶融アルミニウムの流れが
不均一となり均一なコーティングができなかった。また
、熱分解窒化硼素コーティングのないＺｒＢ２質母材の
みのノズルでは、約１時間後、糸切れを生じた。短いも
のでは約１５分で切れてしｉっだ。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の金属コーティング用ノズル
は望ましくは２重構造から成る。そのノズルの構成は母
材がＺｒＢ２．ＴｉＢ２．ＴｉＮ、ＴｉＣ、グラファイ
トといった高密度でしかも超精密加工できる導電性のも
ので、そしてその表面にＣＶＤにより熱分解窒化硼素膜
を均一にコーティング望ましくはｌＯ〜１０〜１００μ
ｍコーティングしたものとなっている。

このような金属コーティング用ノズルは機械的強度があ
ることから取扱いが容易で又熱分解窒化硼素の主成分で
ある耐熱性、耐食性、耐酸化性及び摺動性に優れている
。ゆえに金属コーティングの生産性が向上し製品のコス
トダウンが図れたと同時に、品質の優れた金属コーティ
ングが容易に可能となり、実用上その価値は多大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する金属コーティングする
！ａ雄の製造装置の正面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線
に沿う断面図、第３図及び第４図はそれぞれ第１図、第
２図の■、■部分の拡大図である。図において１はポット、２は溶融ガラス、３は紡糸ノズ
ル、４はガラスｌａ雄、５は巻取ドラム、６は溶融金属
保有炉、８は金属コーティング用ノズル、８ａは母材、
８ｂは熱分解窒化硼素層、９はヒーター、１０は溶融金
属である。 ↓ 躬１図　　　　　　第ｚ図４３　図集４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に熱分解窒化硼素層を形成してなる金属コー
ティング用ノズル。
（２）熱分解窒化硼素層は密度が２ｇ／ｃｍ＾３以上の
緻密層である特許請求の範囲第１項記載のノズル。
（３）熱分解窒化硼素層の厚みが１０〜１００μｍであ
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のノズル。
（４）熱分解窒化硼素層を有する母材が、導電性かつ緻
密質のセラミック焼結体からなる特許請求の範囲第１項
乃至第３項いずれか記載のノズル。
（５）母材が導電率１０＾−＾２Ω・ｃｍ以下で相対密
度が９８％以上のセラミック焼結体である特許請求の範
囲第４項記載のノズル。
（６）母材が、ＺｒＢ＿２質、ＴｉＢ＿２質、ＴｉＮ質
、ＴｉＣ質およびグラファイトのいずれか１種以上を主
成分とする特許請求の範囲第５項記載のノズル。