JPH03230B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は相異なる化学組成の金属又は金属材料
の少なくとも２つの結合した層からなる帯板又は
薄板（以下には簡単に“帯板”と呼ぶ）のような
平板製品に関する。 本発明は、温度変化に応答して機械的な運動を
生じさせまたは力を発生させるサーモスタツト、
回路しや断器などのような装置において感温要素
として使用されるバイメタルまたはトリメタル帯
板に適用できるものである。 しかしながら、本発明はこのような適用に限定
されず、１つの表面または層の特性が他の表面お
よび（または）層の特性と異なることが必要であ
るような広範な多層帯板の製造に適用できる。１
つの表面または層は触媒として作用してもよい
し、または帯板が特定の状態を受ける時に他の面
または層と科学的に反応してもよい。 〔従来の技術〕 ２つまたはそれ以上の比較的厚い金属スラブを
互いに溶接または接合し、熱間または冷間圧延、
必要な場合には作業操作間で介在させる熱処理に
よつて隣接結合スラブの組合せた厚みを漸次減少
させることで多層帯板を製造することは周知であ
る。この帯板の製造方法は、高価であることに加
えて、高水準の配慮を必要とし、そして比較的高
いきず物割合を示し、これがさらに所用特性を有
する帯板の費用に加えられた。特に、高標準の表
面清潔性が必要とされ、その結果、ある場合には
秒の問題として、洗浄と結合間の有効時間が極め
て制限された。さらに、極めて高い圧延圧力が必
要とされ、各々が100％ち密である層の間の圧延
結合を促進させる１回の圧延通過で必要な厚みの
50％またはそれ以上減少を達成するようにされ
た。 また、結合剤組成中に金属粉末の懸濁物を含む
スラリの被覆層が支持表面上に堆積され、スラリ
が乾燥され、支持表面から取除かれ、そして圧延
されて生の帯板を形成するようにした金属粉末か
らの帯板の製造も周知である。しかしながら、従
来重畳した帯板間の一致した満足できる界面接触
を達成することの困難性と合理的な費用で帯板間
に満足できる機械的結合を作る不可能性のため
に、このような帯板から多層帯板を製造すること
は実際的でないことがわかつた。前者の困難性は
１つまたは各帯板が圧密ロールの回転軸線に平行
な方向に移動する傾向があることから生じた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は前述した欠陥を克服する相異なる化学
組成の金属および（または）非金属材料の少なく
とも２つの層の帯板を製造する方法を提供するこ
とを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、互いに結合した相異なる化学
組成の金属又は非金属材料の少なくとも２つの材
料層を含む帯板の製造方法が提供され、この方法
は、膜形成セルロース誘導体に含まれる相異なる
化学組成の粉末により異質のスラリを形成する工
程と、前記スラリから帯板状の乾燥した自己保持
性のある層を製造する工程と、乾燥帯板層を界面
接触で１対の圧密ロールのロールニツプ内に送つ
て層間に機械的結合を生じさせる工程と、帯板が
ロールの回転軸線にほぼ直角な方向からはずれて
移動するのを阻止するために、一定レベルの後方
張力が負荷されるような張力を制御する装置と接
触しながらロールニツプに入るように各帯板が配
置され、上記一定レベルに負荷されかつ制御され
た後方張力は、各帯板の重量や配置によつて現在
生じている張力に加えられる工程とを含んでい
る。 帯板層の少なくとも１つは、他の１つまたは多
くの帯板層に界面接触して後方張力が負荷されか
つ制御され圧密ロールのロールニツプ内に送られ
る前に、焼結作業を受けてもよい。 圧密ロールのロールニツプ内に入る際に各帯板
に加えられる張力はロールの回転軸線に平行な方
向に帯板が動くのを阻止するのに十分であるべき
であつて、これによつて個々の帯板を精確に整列
させて所要の界面接触を達成するようにする。 張力は圧密ロールの前方に位置した圧力パツ
ド、ピンチロールなどにより負荷されかつ制御さ
れてもよい。代替的に、１つまたは各帯板は、帯
板路の方へおよび帯板路から離れる方へ動く静置
表面の上方を接触して通過して負荷される張力を
変えるようにしてもよい。 負荷される張力は測定したプロセスまたは帯板
パラメータに応答して連続的にまたは間欠的に変
えられてもよい。帯板は相異る化学組成の金属材
料の層を含んでもよいし、代替的に層は非金属材
料、または金属と非金属材料の組合せであつても
よい。粗表面が１つまたは各帯板層の１つまたは
各表面上に作られて隣接帯板層間の機械的結合を
向上させるようにしてもよい。これは、例えば、
乾燥または湿潤刷毛で乾燥圧密層の表面を軽くブ
ラシがけすることで達成されてもよい。代替的
に、粉末が磁気特性を有する場合には、層は乾燥
前に磁界を通過されてもよい。 他の本発明によれば、互いに結合した相異なる
化学組成の金属又は金属粉末の少なくとも２つの
層を含む帯板の製造方法が提供され、前記方法が
膜形成セルロース誘導体に含まれる相異なる化学
組成と粘性とを有する粉末により異質のスラリを
形成する工程と、帯板状の前記スラリ層からセル
ロースに富んだ上部表面が製造されるような１つ
のこのような層の粘性を作る工程と、前記の１つ
の層を熱処理に付してセルロースに富んだ上部表
面を減少させて１つの帯板表面上に粗い仕上げを
生じさせる工程と、界面接触した帯板層を１対の
圧密ロールのニツプ内に送つて層間に機械的結合
を生じさせる工程と、帯板がロールの回転軸線に
ほぼ直角な方向からはずれて移動するのを阻止す
るために、一定レベルの後方張力が負荷されるよ
うな張力を制御する装置と接触しながらロールニ
ツプに入るように各帯板が配置され、上記一定レ
ベルに負荷されかつ制御された後方張力は、各帯
板の重量や配置によつて現在生じている張力に加
えられる工程とを含む。 帯板層の少なくとも１つは、他の１つまたは多
くの層に界面接触して張力のもとにある間に圧密
ロールのニツプ内に送られる前に、焼結作業を受
けてもよい。 さらに他の本発明によれば、互いに結合した相
異なる化学組成の金属または非金属材料の少なく
とも２つの層を含む帯板の製造方法が提供され、
前記方法は、１つまたはそれ以上の粉末及び膜形
成セルロース誘導体からなるスラリを層状に支持
表面上に堆積する工程と、前記堆積スラリ層を加
熱して膜形成セルロース誘導体のゲル化を促進し
かつスラリ層を乾燥して自己保持性のある帯板を
製造するようにする工程と、乾燥帯板を支持表面
から取除く工程と、乾燥帯板の化学組成と相異な
る化学組成の第２の帯板に界面接触して乾燥帯板
を１対の圧密ロールのニツプ内に送つて層間に機
械的結合を生じさせるようにする工程と、帯板が
ロールの回転軸線にほぼ直角な方向からはずれて
移動するのを阻止するために、一定レベルの後方
張力が負荷されるような張力を制御する装置と接
触しながらロールニツプに入るように各帯板が配
置され、上記一定レベルに負荷されかつ制御され
た後方張力は、各帯板の重量や配置によつて現在
生じている張力に加えられる工程とを含む。 帯板層間の機械的結合を向上させるために、金
属または非金属粒子が、界面接触状態の前記層を
圧密する前に、帯板層の少なくとも１つの一表面
上塗布されてもよい。 １つの帯板層に粗表面仕上げを作ることによつ
て改良した機械的結合が達成される前述の各々に
おいて、作られる粗さは好適には127〜762ミクロ
センチメートル粗さ平均（Ra）値である。 圧密に続いて結合した帯板層は１つまたはそれ
以上の付加的な熱処理および（または）熱縮少を
受けてもよい。 金属帯板にとつては、いずれの層中の金属の組
成は、金属特性を変更できる非金属添加物を用い
てまたは用いずに、セルロース誘導体内に相異な
る金属の粉末を混合することで決定され、相異な
る金属の組合せが所要の組成を生じる。代替的
に、いずれの層中の金属の組成は、セルロース誘
導体内に、既に所要の組成でありかつ合金化のよ
うな従来の方法で作られてもよい金属粉末を混合
することで決定される。必要ならば、１つまたは
多くの層の金属組成は個々の金属と合金の粉末の
組合せによつて作られてもよい。 本発明の好適な実施例では、各層は移動支持体
上に１つまたはそれ以上の粉末と膜形成セルロー
スのスラリを堆積し、次いで圧密ロール内で張力
のもとにある同時圧密に対して各支持表面から各
層を取除くことによつて製造される。 上記膜形成セルロース誘導体としてはメチルセ
ルロースまたはメチルヒドロキシエチルセルロー
スが好適であり、この場合水性スラリが移動支持
体上に堆積され、上記メチルセルロースのゲル化
を促進するように支持体が加熱され、約40℃以上
の温度で生じるゲル化は都合よく乾燥が後続して
水分を取除き、そして“可とう性のある帯板”と
して参照される自己保持できる膜または層を製造
する。この可とう性ある帯板は、後続圧密に対し
て比較的容易に移動支持体から取除かれることが
できる。 さらに他の本発明によれば、前述に参照した方
法の１つで製造される多層帯板を提供する。 〔発明の実施例〕 以下本発明による装置の概略側面図を図示した
添付図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。図面は相異なる組成の金属の２つの層を含む
帯板を製造する装置を示している。このような帯
板は、熱を感じた時の層の膨張差が機械的な運動
を生じるサーモスタツトなどの熱間装置の製造に
都合よく使用される周知型式のバイメタル帯板で
ある。 このような感熱適用に対する典型的なバイメタ
ル帯板は下記の表１に詳細に示されるように隣接
層中の金属組成を有する。これらは、本発明の装
置により製造できる金属と非金属材料の広範な組
成組合せの単なる実施例である。このような組成
の典型的な実施例は表１で与えられる。

【表】 図示した装置ではバイメタル帯板を製造するの
に使用する時、スラリ４は全体を参照番号２で示
したステーシヨンにおける容器内に貯溜されてい
る。このスラリはうまい具合に適量のスラリ化剤
と湿潤化剤とを選択的に含有する12リツトルの水
と、可溶性阻止剤としてのグリオキシサルで処理
された300グラムのメチルセルロースの倍数に基
づいている。 水性メチルセルロース内に80B.S.メツシユ以下
の典型的な適切な微細金属粉末の35Kgが混合さ
れ、粒子は偶然の不純物を除いて22％Ni、３％
Cr、残余Feの重量による組成を有する。水性ス
ラリ中の金属粉末の濃度はほぼ75重量％である
が、一層低いまたは一層高い濃度が所要の機械的
おび熱的特性に従つて使用されてもよい。 金属粉末は従来の方法、例えば適当な合金融解
物を噴霧させることで製造される。バイメタル帯
板においては詳細な粉末組成の金属の層を製造す
ることが意図されるが、層中の金属組成は代替的
に水性メチルセルロース内に未合金金属粉末の混
合物を混合することで製造されてもよい。ステー
シヨン２においてスラリ４はロール６，８の列に
よつて被覆ロール１０上に搬送され、ドラム１６
と１８をまわつたループ状のステンレス鋼のよう
な不活性金属の連続ベルト１４の領域１２上に選
択した厚みと幅でスラリ４を一様に載置する。 他のスラリ堆積装置、例えば、カーテンコーテ
イング又は押出しが用いられてもよい。 ドラムの少なくとも１つに与えられる駆動はベ
ルトを乾燥オーブン２０を通して送り、この乾燥
オーブン２０は効果的に初期に堆積スラリ層の温
度を約45℃以上に上昇させ、メチルセルロースの
ゲル化を誘起して膜を形成し、続いてゲル化した
スラリから水を駆遂する。ゲル化しかつ乾燥した
スラリ膜はフレキシブルな自己保持性のある帯板
２１として乾燥オーブンから出る。帯板２１は好
ましくは容易に解放できるように前処理されたベ
ルト１４のみが仕上げされた表面から連続的には
ぎ取られる。ドラム１８におけるベルト１４の出
口端からはぎ取られたフレキシブルな自己保持性
のある帯板２１は“可とう性のある帯板”と称さ
れる。 ドラム１８におけるベルト１４の出口端付近に
は可とう性と自己保持性のある帯板２４のコイル
２３を配置する。帯板２４は図面に示したような
コーテイングで以前に製造されたものであり、か
つ従来の方法で巻取る前にベルトから同様にはぎ
取られ、次いで焼結作業を受けたものである。帯
板２４は帯板２１と同じ方法で製造されるが、帯
板２４を製造するのに用いる金属粉末の組成は帯
板２１と概して相異る組成でありかつ恐らく相異
なる厚みである。しかしながらこの実施例では予
焼結された金属帯板２４は偶然の不純物を除いて
Niが36重量％、残りがFeである。 ステーシヨン２２において、以前に製造したコ
イル２３から導出される予焼結された帯板２４と
一緒にコーテイングプラントから直接導出される
帯板２１は、同時に、互いに重畳されて１対のロ
ール２５，２６間のニツプ内に送られて、効果的
に帯板２１と２４内の個々の粒子と一緒に第１の
圧密工程を生じ、ならびに帯板と一緒に同時圧密
を生じるようになる。 あるレベルの後方張力が摩擦パツド２７でロー
ルニツプに入る帯板の各々に負荷され、この張力
はロールの回転軸線に平行な方向に帯板が移動す
るのを阻止するのに十分である。所要の後方張力
を負荷させる他の装置も用いることができ、これ
らはピンチロールと帯板路の方へおよび帯板路か
ら離れる方へ可動な静置表面の使用を含んで負荷
される張力を変化させる。 負荷される張力のレベルは予設定されてもよい
し、または測定したプロセスまたは帯板パラメー
タに依存して帯板製造中に変えられてもよい。 ミルロールの調節は帯板２１と２４の厚みなら
びにスラリ中の金属粉末の濃度に依存するだろう
が、約30％のゲージ減少を効果的に生じる圧力は
詳細な金属組成に対して認容できる。 焼結作業を受けていない帯板を結合する間に、
ほぼ60％のゲージ減少が達成される。 所要の圧延圧力は、各帯板２４が十分に密でな
いので、作つた帯板の圧延時に必要な圧力よりも
意味ありげに低いことは明白である。 ロール２５，２６における第１段の圧密と結合
後に、帯板は入口案内ロール３２と出口案内ロー
ル３４によつて焼結炉３０に通過するように送ら
れる。 焼結炉３０は被処理材料にとつて酸化しない雰
囲気を含むベルトまたはロール炉型式である。 代替的に、帯板が気体クツシヨン上に支持され
る浮遊炉を用いてもよい。層中の金属で決定され
る温度安定水準を有しかつ実施例では約1150℃で
ある焼結炉においては、圧密されかつ結合された
帯板２１，２４中のメチルセルロースはその場限
りのものになるが、層中の金属粒子ならびに層自
体はさらに結合されるようになる。 案内ロール３４で焼結炉３０から離れる帯板
は、全密度のほぼ90％の帯板密度を有し、かつコ
ーテイングステーシヨンにおいて水性スラリ内に
混合された金属粉末の組成を有するそれぞれの金
属の２つの結合層を有する効果的なバイメタル帯
板である。 焼結炉を離れた後、バイメタル帯板３５はさら
に焼結または熱処理作業を受けて、所要の機械的
熱的な耐食と耐摩耗性を備える全密度の材料を製
造するようにしてもよい。 粉末組成の異なるスラリは同一のまたは相異な
る粘性を有してもよい。本発明の１つの実施例で
は、１つのスラリの粘性はセルロースに富んだ表
面層がスラリから形成された帯板上に作られるよ
うに選ばれる。この実施例では、採用したセルロ
ース誘導体は好適にはメチルヒドロキシエチルセ
ルロースである。後続の熱処理中に、この層は１
つの帯板表面に粗い仕上げを形成するように減少
して圧密中に隣接帯板との良好な機械的結合を提
供する。 代替的に、所要の粗表面仕上げは乾燥または湿
潤刷毛で未焼結圧密帯板の表面を軽くブラシがけ
することによつて達成してもよい。代替的に、粉
末が磁気特性を有する時は、粗さはまだ湿スラリ
膜の形状である間に帯板を磁場に通過させること
で作つてもよい。 さらに他の実施例では、互いに帯板を機械的に
係合させること（keying）は界面接触で層を圧
密する前に１つの帯板表面に付与する金属または
非金属粒子によつて達成される。代替的に、採用
される粉末の硬度が許される場合、機械的な係合
は圧密中に隣接層内に押込まれる１つの帯板層の
個々の粒子で達成される。 改良した機械的な結合が１つまたはそれ以上の
帯板層に粗表面仕上げを生じさせることで達成さ
れる前述の実施例の各々においては、生じる粗さ
は好適には127〜762ミクロセンチメートルRa値
の範囲である。このようにして、比較的柔かい予
焼結帯板層に結合される末焼結帯板層は150ミク
ロンの正規粒子寸法よりも大きい粒子25％以下を
含有してもよい。 本発明は特定の組成の金属の層を組込んだバイ
メタルおよび多メタル帯板を参照して説明された
が、他の組成の帯板も同様に、中間帯板が製造さ
れるスラリ内に組込まれた粉末の適切な選択によ
つて製造されてもよいことは明白である。表１は
サーモスタツトなどの感熱装置にとつて商業的に
興味があり、かつ本発明の方法で製造されてもよ
いバイメタルおよび多メタル帯板の広範な素成を
掲示した。 また、メチルセルロースは自己支持の可とう性
を有する未焼結帯板を製造できる膜形成セルロー
ス誘導体として説明されたが、同様な特性を有す
る他のセルロース誘導体も同様に採用してもよ
い。 これらの場合もメチルセルロースのように発泡
阻止剤等を混合することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による装置の概略側面図である。 ４…スラリ、６…ロール、８…ロール、１０…
塗工ロール、１４…不活性金属ベルト、１６…ド
ラム、１８…ドラム、２０…乾燥オーブン、２
１，２４…帯板、２３…コイル、２５…ロール、
２６…ロール、２７…摩擦パツド、３０…焼結
炉、３２…入口案内ロール、３４…出口案内ロー
ル、３５…バイメタル帯板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに結合した相異なる化学組成の金属又は
   非金属材料の少なくとも２つの材料層を含む帯板
   の製造方法において、前記製造方法は、膜形成セ
   ルロース誘導体に含まれる相異なる化学組成の粉
   末により異質のスラリを形成させる工程と、前記
   スラリから帯板状の乾燥した自己保持性のある層
   を製造する工程と、前記帯板状の乾燥した層を界
   面接触させながら一対の圧密ロールのニツプ内に
   送つて前記層間に機械的結合を得るようにする工
   程と、帯板がロールの回転軸線にほぼ直角な方向
   からはずれて移動するのを阻止するために、一定
   レベルの後方張力が負荷されるように張力を制御
   する装置と接触しながらロールニツプに入るよう
   に各帯板が配置され、上記一定レベルに負荷され
   かつ制御された後方張力は、各帯板の重量や配置
   によつて現在生じている張力に加えられる工程と
   を含むことを特徴とする帯板の製造方法。 ２ 前記帯板層の少なくとも１つが、他の１つの
   または多くの帯板層と界面接触して後方張力が負
   荷されかつ制御され圧密ロールのニツプ内に送ら
   れる前に、焼結作業を受けることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の帯板の製造方法。 ３ 後方張力は圧密ロールの入口側に位置する圧
   力パツドによつて負荷されかつ制御されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の帯板の製造方法。 ４ 後方張力は圧密ロールの入口側に位置するピ
   ンチロールによつて負荷されかつ制御されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の帯板の製造方法。 ５ １つまたは各帯板は、帯板路の方へおよび帯
   板路から離れる方へ動く静置表面の上方をかつ接
   触して通過して負荷される張力を変えるようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の帯板の製造方法。 ６ 鉱石スラリに選択された粉末は他のスラリに
   選択された粉末よりも硬く、粗大であり、このこ
   とによつて合成される乾燥帯板層を圧密ロールの
   ニツプに送る時に、１つの帯板層の一層硬い個々
   の粒子が外側帯板層の表面内に押込まれてそれら
   の間に機械的結合を生じることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の帯板の製造方法。 ７ 前記の他の乾燥帯板層は、比較的硬くかつ粗
   大な粉末を含有する層に結合する前に、熱処理を
   受けることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載の帯板の製造方法。 ８ 互いに結合した相異なる化学組成の金属又は
   非金属材料の２つの層を含む帯板の製造方法にお
   いて、前記方法は膜形成セルロース誘導体に含ま
   れる相異なる化学組成と粘性とを有する粉末によ
   り異質のスラリを形成させる工程と、帯板形状の
   前記スラリ層からセルロースに富んだ上部表面が
   製造されるような１つのこのような層の粘性を製
   造する工程と、前記の１つの層をセルロースに富
   んだ上部表面を減少させる熱処理に付して１つの
   帯板表面上に粗い仕上げを作るようにする工程
   と、界面接触にある帯板層を１対の圧密ロールの
   ニツプ内に送つてそれらの間に機械的結合を生じ
   させるようした工程と、帯板がロールの回転軸線
   にほぼ直角な方向からはずれて移動するのを阻止
   するために、一定レベルの後方張力が負荷される
   ように張力を制御する装置と接触しながらロール
   ニツプに入るように各帯板が配置され、上記一定
   レベルに負荷されかつ制御された後方張力は、各
   帯板の重量や配置によつて現在生じている張力に
   加えられる工程とを含むことを特徴とする帯板の
   製造方法。 ９ 帯板層の少なくとも１つが、他の１つのまた
   は多くの帯板層と界面接触して後方張力が負荷さ
   れかつ制御され圧密ロールのニツプ内に送られる
   前に、焼結作業を受けてもよいことを特徴とする
   特許請求の範囲第８項に記載の帯板の製造方法。 １０ 互いに結合した相異なる化学組成の金属又
   は非金属材料の少なくとも２つの材料層を含む帯
   板の製造方法において、前記方法が１つまたはそ
   れ以上の粉末および膜形成セルロース誘導体から
   なるスラリを層状に支持表面上に堆積する工程
   と、前記堆積スラリ層を加熱してセルロース誘導
   体のゲル化を促進しかつスラリ層を乾燥して自己
   支持帯板を製造するようにする工程と、乾燥した
   帯板を支持表面から取除く工程と、乾燥した帯板
   の化学組成と異なる化学組成の第２の帯板に界面
   接触して、乾燥した帯板を１対の圧密ロールのニ
   ツプ内に送つて帯板間に機械的結合を生じさせる
   ようにする工程と、帯板がロールの回転軸線にほ
   ぼ直角な方向からはずれて移動するのを阻止する
   ために、一定レベルの後方張力が負荷されるよう
   に張力を制御する装置と接触しながらロールニツ
   プに入るように各帯板が配置され、上記一定レベ
   ルに負荷されかつ制御された後方張力は、各帯板
   の重量や配置によつて現在生じている張力に加え
   られる工程とを含むことを特徴とする帯板の製造
   方法。