(57)【要約】金属ワイヤー(30)のアレイ(50)をアレイ被覆材料(65Ａ)で被覆してアレイクラッディング(65)を提供する工程を含む、微細な金属メッシュ(20)の製造方法を開示している。アレイクラッディングを延伸してその直径を小さくし、かつ金属ワイヤーの対応する直径を小さくして、微細な金属繊維の被覆アレイをアレイクラッディング内に形成する。アレイクラッディングは、織る、三つ編みするおよびかがり縫いなどによってメッシュに成形する。それにより、被覆アレイに一連のベンドを形成して、アレイクラッディングの隣接部間での相互作用を低減する。アレイ被覆材料を除去して、微細な金属繊維のアレイから微細な金属メッシュを製造する。
2004524156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ワイヤーのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供する工程、
該アレイクラッディングを延伸してその直径を小さくしかつ該アレイクラッディング内のアレイの各金属ワイヤーの対応する直径を小さくして、微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを提供する工程、
微細な金属繊維の延伸アレイを金属メッシュに形成し、それにより該延伸アレイクラッディングにベンド(bends)を作成して該アレイクラッディングの隣接部間の相互作用を低減する工程、および
アレイ被覆材料を除去して、微細な金属繊維のアレイから微細な金属メッシュを製造する工程
を含む、微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２】
前記の金属ワイヤーのアレイを被覆する工程が、
ワイヤーをワイヤー被覆材料で被覆してワイヤークラッディングを提供すること、
該ワイヤークラッディングのアレイを配列すること、および
配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供すること
を包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項３】
前記の金属ワイヤーのアレイを被覆する工程が、
ワイヤーをワイヤー被覆材料で電気めっきしてワイヤークラッディングを提供すること、
該ワイヤークラッディングのアレイを配列すること、および
配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供すること
を包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項４】
配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆する工程が、前記配列をワイヤー被覆材料と同一のアレイ被覆材料で被覆することを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項５】
前記のアレイクラッディングを延伸する工程が、微細金属繊維の延伸アレイクラッディングを製造するための複合的な延伸およびアニールプロセスを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項６】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、延伸アレイクラッディングの長手方向の長さに沿ってベンドを作成することを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項７】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、連続した周期的なカーブをアレイクラッディングに形成することを包含する請求項２１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項８】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、該延伸アレイクラッディングの長手方向の長さに沿って伸びる第３次元と垂直な２つの次元にベンドを作成することを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項９】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、延伸アレイクラッディングの隣接部間での直接的な接触を最小限にして、前記アレイ被覆材料の除去後の微細な金属繊維のアレイ間での相互作用を最小限にすることを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１０】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、延伸アレイクラッディングに連続した正弦波ベンドを形成することを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１１】
アレイ被覆材料を除去する工程が、化学的にアレイ被覆材料を除去して、微細な金属メッシュのアレイから形成された金属メッシュを提供することを包含する請求項１記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１２】
ワイヤーをワイヤー被覆材料で被覆してワイヤークラッディングを提供する工程、
該ワイヤークラッディングのアレイを配列する工程
配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供する工程、
該アレイクラッディングを延伸してその直径を小さくしかつ該アレイクラッディング内のアレイの各金属ワイヤーの対応する直径を小さくして、微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを製造する工程、
微細な金属繊維の延伸アレイを金属メッシュに形成し、それにより該延伸アレイクラッディングにベンドを作成して該アレイクラッディングの隣接部間の相互作用を低減する工程、および
アレイ被覆材料を除去して、微細な金属繊維のアレイから微細な金属メッシュを製造する工程
を含む、微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１３】
前記の金属ワイヤーのアレイを被覆する工程が、ワイヤーをワイヤー被覆材料で電気めっきしてワイヤークラッディングを提供することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１４】
前記のアレイクラッディングを延伸する工程が、微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを製造するための複合的な延伸およびアニールプロセスを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１５】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、延伸アレイクラッディングの長手方向の長さに沿ってベンドを形成することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１６】
前記の延伸アレイクラッディングにベンドを形成する工程が、該アレイクラッディングの隣接部間に空間を作成して、該アレイクラッディングの隣接部間での直接的な接触の数を最小限にする請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１７】
前記のアレイクラッディングにベンドを形成する工程が、延伸アレイクラッディングの隣接部間での直接的な接触を最小限にして、前記アレイ被覆材料の除去後の微細な金属繊維のアレイ間での相互作用を最小限にするためにベンドを形成することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１８】
前記のアレイクラッディングにベンドを形成する工程が、該アレイクラッディングに連続した正弦波カーブを形成することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項１９】
アレイ被覆材料を除去する工程が、化学的にアレイ被覆材料を除去して、微細な金属メッシュのアレイから形成された金属メッシュを提供することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２０】
配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆する工程が、前記配列をワイヤー被覆材料と同一のアレイ被覆材料で被覆することを包含する請求項１２記載の微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２１】
金属ワイヤーのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供する工程、
該アレイクラッディングを延伸してその直径を小さくしかつ該アレイクラッディング内のアレイの各金属ワイヤーの対応する直径を小さくして、微細な金属メッシュ用の糸として機能する微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを提供する工程、
微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに形成し、それにより延伸アレイクラッディングにベンドを作成して該アレイクラッディングの隣接部間の相互作用を低減する工程、および
アレイ被覆材料を除去して、微細な金属繊維のアレイから金属メッシュを製造する工程を含む、複数の金属製の糸からの微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２２】
前記の微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに形成する工程が、微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに織ること(weaving)を包含する請求項２１記載の複数の金属製の糸からの微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２３】
前記の微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに形成する工程が、微細な金属繊維の延伸アレイの糸を三つ編みにして(braiding)金属メッシュにすることを包含する請求項２１記載の複数の金属製の糸からの微細な金属メッシュの製造方法。
【請求項２４】
前記の微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに形成する工程が、微細な金属繊維の延伸アレイの糸をかがり縫いして(darning)金属メッシュにすることを包含する請求項２１記載の複数の金属製の糸からの微細な金属メッシュの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、金属製のトウまたは金属製の糸に関し、特に、微細な金属繊維から作成された金属製の糸のアレイから高品質の金属メッシュを製造するための装置および方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
本発明は、金属メッシュまたは金属繊維コードに関し、特に、微細な金属繊維のアレイから高品質の金属メッシュまたは金属製織物を製造するための改良された装置および方法に関する。金属メッシュは、一般的に、金属繊維トウまたは連続した金属製コードのマトリックスから形成される。金属繊維トウまたは連続した金属製コードは、好適な長さの連続コードを形成する平行な金属繊維のアレイとして特徴付けられる。一般に、メッシュの各金属繊維は、直径５０μｍ以下である。金属繊維トウは、通常、連続した金属繊維を平行な金属繊維１９本以上の量で包含している。
【０００３】
高品質の金属繊維トウの製造は、高品質の切り刻まれた金属繊維の製造よりも難しい仕事である。一般に、切り刻まれた金属繊維の長さは２〜３ｃｍ以下である。金属繊維トウと切り刻まれた金属繊維は共に同じ方法で形成される。金属繊維は、金属ワイヤーのアレイを被覆し、そしてこの被覆アレイを延伸してその外径を小さくしかつ金属ワイヤーのアレイの対応する直径を小さくすることによって形成され、これにより、金属繊維のアレイが製造される。金属繊維の被覆アレイを２〜３ｃｍ以下のクラッディング区分に切り刻む。切り刻まれたクラッディング区分を溶脱浴(leaching bath)に配置して被覆材料を除去することによって、切り刻まれた金属繊維が製造される。
【０００４】
金属繊維のトウは、切り刻まれた金属繊維よりも溶脱(leach)し難いことから、切り刻まれた金属繊維よりも製造し難い仕事である。金属繊維トウは、連続した金属繊維の連続被覆を金属繊維トウの連続被覆として溶脱しなければならないこと以外は、前記と同様にして製造される。従来技術では、金属繊維トウの連続被覆を溶脱する２つの方法（すなわち、連続溶脱法とバッチ式溶脱法）が用いられている。連続溶脱法では、金属繊維トウの連続被覆を長手方向に延びる溶脱浴に通過させ、それにより、被覆材料を除去するのに十分な時間、化学試薬が付与されて、連続した金属繊維トウが残される。この方法は、長い溶脱浴の使用を必要とし、これが多くの場合に不満足であった。第二に、金属繊維トウの連続被覆は、長手方向に伸びる溶脱タンクを介して引っ張り出さなければならず、これによって、被覆材料の除去後に金属繊維トウにかなりの応力がかかった。金属繊維トウにかかるこのかなりの応力は、結果的に金属繊維トウ内の金属繊維をいくらか破壊し、それによってその品質を低下させた。
【０００５】
金属繊維トウの連続被覆を溶脱する第２の方法は、バッチ式プロセスによるものであった。バッチ式プロセスでは、金属繊維トウの連続被覆が溶脱スプールに巻き取って、溶脱浴の中に配置する。巻き取られた金属繊維トウの個々の金属繊維が、隣接する巻き(winding)の個々の金属繊維と絡み合うのを防ぐために、金属繊維トウの連続被覆は、溶脱スプールに巻き取るときに撚りがかけられた。
【０００６】
バッチ式溶脱プロセス後、金属繊維トウの連続被覆を溶脱スプールから引き出して、搬送スプールに配置するかまたは最終的な使用に付した。残念なことに、連続金属繊維トウの撚りは、巻き取られた金属繊維トウの個々の金属繊維が隣接する巻きの連続金属繊維トウの個々の金属繊維と絡み合うのを完全に防止しなかった。そのため、溶脱スプールからの連続繊維トウの引き出しが、結果として個々の金属繊維をいくらか破壊し、それによって低品質の繊維トウが提供された。
【０００７】
場合により、連続金属繊維トウは、高品質の金属メッシュの製造に使用された。従来技術では、高品質の金属メッシュを製造するための多くの方法が知られている。従来技術のうち、高品質の金属繊維および／または高品質の金属メッシュの製造の提供を意図したものが、以下の米国特許公報である。
【０００８】
エヴァレット(Evarett)の米国特許第2,050,298号明細書には、比較的大きな断面の要素からの縮小(reduction)による標準的なワイヤーの製造方法が開示されている。この方法は、複数の要素を横に並べて配列する工程を含む。覆われた要素配列を縮小して、１単位として形成し、この縮分された束に恒久的ならせん状の撚りを与えた後、覆い(casing)を除去する。
【０００９】
ロバーツ(Roberts)らの米国特許第3,505,039号明細書には、長い丈の微細な金属フィラメントとして定義された製品、例えば、直径が約１５μｍ以下のフィラメントが開示されている。ここでは、最初に複数の被覆要素を構成し、熱形成を用いて小さな直径のビレットを形成する。熱形成構成後、ビレットを最終寸法に引き出して、中のフィラメントを所望の最終的な小さな直径にする。フィラメントの周囲の材料は、その後、好適な手段で除去されて、トウの形態のフィラメントが残される。
【００１０】
ロバーツらの米国特許第3,540,114号明細書には、上に薄い潤滑剤フィルムを有する延伸された複数の要素を複合末端延伸すること(multiple end drawing)による、金属などの材料から形成された微細なフィラメントの形成方法が開示されている。前記の複数の要素は、延伸可能な材料から成る管状のさやの中に束ねられていてもよい。潤滑剤は、束ねる前に各要素に適用されていてよく、また、要素を延伸ダイなどの被覆機構を通して個々に引き出しながら潤滑剤を適用することによって提供されてもよい。潤滑剤は、高いテナシティ特徴のフィルムを形成し得る材料を含有し、それにより、フィルムは、延伸プロセスの極度の圧力条件下でも保持される。圧縮操作が完了したら、管状のさやを取り除く。所望により、潤滑剤は、得られたフィラメントから除去されてもよい。
【００１１】
ロバーツらの米国特許第3,698,863号明細書には、有効直径５０μｍ以下を有し、かつ後で取り除かれる電気防食用(sacrificial)マトリックスで包み込みながら形成された金属フィラメントが開示されている。このフィラメントは、実質上平滑〜凹角まで変形する予め選ばれた周縁表面と、予め選択された表面積／体積比を有する。フィラメントの面積は、その長さに沿って制御された非均一性も有しており、それが、容認できる寸法許容限界を与える。金属フィラメントは、実質上１種の金属であってもバイメタルであってもよく、あるいはチューブ状であってもよい。
【００１２】
ドマング・ジュニア(Domaingue, Jr.)の米国特許第3,977,069号明細書には、発明が提供しようとする直径０．５μｍ〜約１５０μｍの微細な金属繊維を製造して繊維を精密に短い長さに切断するための方法および製造装置が開示されている。この方法および装置は、最初に金属繊維のトウを湿潤化させ、このトウをスプールから解きほぐして、２本のバンドにすることを含む。トウバンドから作成される硬化したリボンを所望の精密な長さに切断することによって、切断操作中に繊維の端部がコールドウェルドまたは変形するのを阻止する。繊維を硬化するのに使用し得る材料としては、澱粉、ＰＣＡ、氷などが挙げられる。
【００１３】
シルドバッチ(Scbjildbach)の米国特許第3,977,070号明細書には、フィラメントのトウを形成する方法が開示されている。この方法では、ロッドまたはワイヤーなどの延伸された要素の束を、要素とは違う材料の鞘を束の周囲に形成することにより被覆する。その後、この束を延伸して、要素を所望の小さな径に収縮させる。要素は、金属から形成されていてよい。束は、所望により延伸工程の間に、アニールされても、または応力が再び加えられてもよい。鞘は、金属から形成されていてよく、またその端を並列させて合わせて溶接することにより配列を保持してもよい。鞘を最終的に収縮された束から除去して、フィラメントをトウの形態で自由にする。
【００１４】
ブラウン(Brown)らの米国特許第4,010,004号明細書には、織物のパイルファブリックを含んで成る金属ベルベット材料が開示されている。これは、織られたベースファブリックおよび／またはベルベット表面形成パイルヤーンの少なくとも一部が金属製である。金属製ヤーンは、金属単繊維と汎用の非金属繊維から形成された混成ヤーンを含んでいても、あるいは連続した金属フィラメント材料から形成されていてもよい。金属繊維またはフィラメントは、好ましくは、ベルベットパイルファブリックにおける高い保持力のために、粗い機械加工されておらずかつ研磨されていない、割れの無い外面をもつように形成されている。
【００１５】
ホンダ(Honda)らの米国特許第4,109,709号明細書には、両末端が閉じられた外部管状材料を含むヒートパイプが開示されている。内部管状材料を被覆する金属繊維の芯は、外部管状材料中に挿入されている。熱転写揮発性の液体が閉じた外部管状材料中に閉じ込められている。蒸発領域と濃縮領域がそれぞれ、外部管状材料の末端部に構成されている。蒸発領域内の液体は、加熱されると蒸発し、その蒸気は、濃縮領域に通って濃縮されると同時に、ヒートパイプの外部で他の材料に気化熱を与える。濃縮された液体は、芯の毛細管作用によって蒸発領域に戻り、それによって蒸発と濃縮のサイクルを繰り返す。
【００１６】
シルドバッチの米国特許第4,118,845号明細書には、フィラメントのトウを形成する方法、およびそのトウが開示されている。トウにおいて、ロッドまたはワイヤーなどの延伸された要素の束は、束周囲の要素とは異なる材料の鞘を形成することによって被覆されている。その後、この束を延伸して、要素を所望の小さな径に収縮させる。要素は、金属から形成されていてよい。束は、所望により延伸工程の間に、アニールされても、または応力が再び加えれてもよい。鞘は、金属から形成されていてよく、またその端を並列させて合わせて溶接することにより、配列を保持してもよい。鞘を最終的に収縮された束から除去して、フィラメントをトウの形態で自由にする。
【００１７】
ハラの米国特許第4,412,474号明細書には、複数のストランドを三つ編みにすることにより形成されたコアを含む繊維コードが開示されている。ストランドはそれぞれ、高い伸びの繊維フィラメントを少なくとも１本含んでいる。外層要素は、複数のストランドを三つ編みにすることによりコアの周囲に形成される。ストランドはそれぞれ、低い伸びと高強度の繊維フィラメントを少なくとも１本含んでいる。保護層要素は、複数のストランドを三つ編みにすることにより外層の周囲に形成される。ストランドはそれぞれ、高い伸びの繊維を少なくとも１本含んでいる。
【００１８】
ヴォーン(Vaughn)の米国特許第4,514,880号明細書には、炭素、ガラス、セラミックまたは金属繊維などの耐熱性繊維を含む不織性の芯(batt)を形成するための方法および装置が開示されており、前記装置は、フィラメントのトウを分離しかつフィラメントを搬送用テーブル上に広げるスカロップローラーを装備した搬送用テーブルを含んで成る。供給ローラーは、前記テーブル上のフィラメントを保持して、回転式リッカーイン(lickerin)に搬送する。リッカーインには、フィラメントをつかんで張力を付与する歯が装備されており、それにより、フィラメントをその構造上弱い点で破壊する。繊維を織物繊維と混合し、繊維をダクトを通じて噴出すことにより小さな孔の空いたコンデンサーに搬送する。繊維をコンベヤーにランダムに並べて芯を形成する。
【００１９】
テヅカ(Tezuka)の米国特許第4,610,926号明細書には、母材としての強度を有する柄部分を有する、コンクリートに混合される強化スチール繊維が開示されている。柄部分の両側には、繊維の末端方向に向かって幅が増加するが厚みが減少する幅が広がる節(knots)と、その全長に亙ってほぼ均一に伸びている厚みの広がる節(knots)が交互に形成されている。
【００２０】
故ホンダらの米国特許第4,677,818号明細書には、(1)強化繊維束の繊維コアを熱硬化性樹脂で含浸し、(2)樹脂含浸された繊維コアの外周を繊維で被覆して、(3)熱硬化性樹脂を熱硬化することを含む方法によって得られる複合ロープが開示されている。
【００２１】
クライン(Klein)の米国特許第4,771,596号明細書には、静電気伝導性短繊維と静電気非伝導性単繊維とから混紡された微細な異種ハイブリッド紡ぎ糸が開示されている。この紡ぎ糸は、短い個々の長さに亙ってのみ静電気伝導性を有する。カーペットなどのパイルファブリックに使用する場合、この微細な糸は、カーペット製造操作中に、少なくとも何本かのカーペット面の糸(carpet facing yarns)と共に導入される。得られたカーペット構造物は、カーペット上を人が歩くことや、電灯スイッチ、ラジオおよび別の人などの地面に接することに対する静電気ショックを実質上排除する。このようなカーペットは、危険な床被覆を構成しない。この独特の異種ハイブリッド混紡糸は、容認される混紡実施とは全く逆のプロセス技術によって得られる。
【００２２】
ライバーマン(Liberman)らの米国特許第5,525,423号明細書には、複合径の金属ワイヤーを有する改良されたファブリックのための装置および方法が開示されている。これは、第１被覆金属ワイヤーを延伸して、小さくされた直径の第１延伸クラッディングを提供することを含む。第１クラッディングを主要部分と副部分とに分け、その副部分を延伸して、直径を小さくする。主要部分と副部分との選択混合物を被覆して、小さくされた直径の第３クラッディングを提供する。第３クラッディングを延伸して、クラッディングを除去して、大きい直径と小さい直径を有する金属ワイヤーから成るファブリックを提供する。このファブリックを均一な長さにして、複合径を有する金属銀線(silvers of metallic wires)を提供してよい。複合径を有する金属銀線は、フィルター媒体を含む種々の目的に使用されても、あるいはポリマー材料中に導電性金属層を提供するためにポリマー材料に内包されてもよい。
【００２３】
ディジオヴァンニ(DiGiovanni)らの米国特許第5,584,109号明細書には、改良されたバッテリープレートおよび静電ストレージバッテリーの製造方法が開示されている。バッテリープレートは、ランダムに配向されかつ焼結された単一または複数の直径の金属繊維を複数含んで成ることから、多数の孔を中に有する伝導性バッテリープレートを提供する。金属繊維は、複数の金属ワイヤーを被覆および延伸することにより形成されて、ファブリックを提供する。このファブリックを供給し、被覆を除去して金属繊維を形成する。金属繊維は、ウェブ状に配列され、燒結されて、バッテリープレートを形成する。
【００２４】
オルセン(Olsen)らの米国特許第5,630,700号明細書には、外側および内側バンドがそれぞれの中に装備されたタービンノズルが開示されている。複数の翼(vanes)は、バンド内の外側の孔と内側の孔との各ペアーを介して延びている。翼の外側および内側の端部は、バンドに弾力的に支持されており、その間で別個の熱的な移動を可能にすることから、個々の翼は、外側および内側のバンドから浮いて、その熱応力損失を回避する。
【００２５】
マツマル(Matsumaru)らの米国特許第5,707,467号明細書には、５％以上の高度の破断時の高い伸びを示し、（１ｘｎ）構造を有する、高い伸びの小型の螺旋状スチールコードが開示されている。スチールコードは、予め決められたピッチで螺旋状に予備形成された３本以上のベースワイヤーを含んでいる。ベースワイヤーは同じ方向および同じピッチで捻じれているため、コード直径Ｄと捻りピッチＰとの比Ｐ／Ｄは、８〜１５の範囲であり、ベースワイヤー予備形成ピッチは、コードの捻りピッチよりも小さい。完成されたコードは、３５ｋｇｆ／ｍｍ２の荷重下での伸びが０．７１％〜１．００％でかつ７０ｋｇｆ／ｍｍ２の荷重下での伸びが１．１８％〜１．５７％である螺旋状の複合構造を有する。ラジアルタイヤは、好ましくはスチールベルトコートとしてのスチールコードで強化される。スチールコードを製造するための装置は、バンチング装置が回転式プリフォーマーの回転方向と逆方向に回転するように、バンチング(bunching)装置のワイヤー導入部に回転式プリフォーマーを装備している。
【００２６】
マツマルの米国特許第5,722,226号明細書には、巨大なオフロードタイヤを強化するのに有効なスチールコードが開示されている。スチールコード内のストランドは、３〜６本のスチールワイヤーと合わせて同じ捻り方向に同じピッチ長で同時に捻ることにより製造した。ストランドを連続して構成する各スチールワイヤーは、ストランドの撚り目長さよりも小さなピッチ長の波型を有し、そのため、各ストランドは、捻ることによって形成された波型を含む複合パターンを有する。小さな波型とギャップが、小さな波型によって各ストランドのスチールワイヤー間に形成される。ストランドの撚り目長Ｐ１は、この小さな波型で定義される。スチールコードの撚り目長Ｐ１は、スチールコード直径Ｄの８〜１５倍であり、スチールコードの引張り強さによる破断時の伸びは５％を超える。
【００２７】
カワタニ(Kawatani)の米国特許第5,802,830号明細書には、発明が２本のコアワイヤーと５本の外部ワイヤーを含むスチールコードに関連することが開示されている。外部ワイヤーはそれぞれ、コアワイヤーよりも大きな直径を有し、しかもコアワイヤーと完全に捻れている。５本の外部ワイヤーと２本のコアワイヤーで構成されるストランドは、長方形の断面を有する。
【００２８】
ウチノ(Uchino)の米国特許第5,839,264号明細書には、オフロードタイヤの強化のためのスチールコードが、優れた貫通抵抗を有しかつ尖った物体に対して耐久性を有することが開示されている。これは、３×３、３×４、４×３または４×４構造と、スチールコードの長手方向に沿ってあらゆる点で同一のコード径と、コード径の３．５〜７．５倍のコード撚り目長と、少なくとも４％の破断時の伸びを有する。スチールコードは、要素ワイヤーから製造され、それぞれワイヤー径０．３〜０．５ｍｍおよび引張り強さ２０００〜３３００Ｍｐａを有する。
【００２９】
カザマ(Kazama)らの米国特許第5,888,321号明細書には、ゴム製品の強化に使用されるスチールコードを製造するためのスチールワイヤーが、中心部がワイヤー直径の四分の一に相当する中心部直径を有することを除いて、Ｙ□−1960ｄ＋3920（ここで、ｄはワイヤー直径である。）であるような引張り強さ、Ｙ  Ｎ／ｍｍ２、およびその長さ方向に垂直な断面で表面から内部まで均一なビッカース硬さ分布を有することが開示されている。スチールワイヤーは、予め決められた中間体直径に対して炭素を０．８０〜０．８９重量％含有するカーボンスチールワイヤーロッド材料を湿式延伸し、次いで熱処理およびめっきして最終原材料を形成し、その後、この最終原材料を湿式延伸してスチールワイヤーを形成することを含む方法で製造される。湿式延伸工程は、延伸ダイを用いて行われる。延伸ダイにはそれぞれ、延伸孔径ｄ１を有する延伸用の孔が設けられており、そのアプローチ角２□は８□〜１０□に等しく、しかもベアリング長が０．３ｄ１である。最終原材料の湿式延伸は、二重ダイを用いて行われる最終延伸工程を包含し、スチールワイヤーは、最終延伸ダイを通過した直後に、温度が１５０□Ｃ以下となるように制御される。
【００３０】
ライバーマンらの米国特許第5,890,272号明細書は、複数の金属ワイヤーをコーティング材料でコーティングすることを含む微細な金属繊維を製造するための方法を開示している。複数の金属ワイヤーは、チューブで覆われてクラッディングを提供している。クラッディングを延伸して、その外径を小さくする。被覆を除去して、中に複数の金属ワイヤーが含まれたコーティング材料を含む押残り(remainder)を提供する。押残りの直径を小さくしかつ中に含まれる複数の金属ワイヤーの対応する直径を小さくするために、押残りを延伸する。複数の微細な金属繊維を提供するためにコーティング材料を除去する。
【００３１】
カタヤマ(Katayama)らの米国特許第5,956,935号明細書には、スチールワイヤーが、炭素を０．７０〜０．７５重量％含有するカーボンスチールワイヤーロッド材料を用いて製造され、そしてその直径が０．１０〜０．４０ｍｍであり、およびＹ□−1960ｄ＋3580[Ｙ：引張り強さ（Ｎ／ｍｍ２）、ｄ：直径（ｍｍ）]という特徴を有することが開示されている。更に、スチールワイヤーのトルク減少関数は、捻れ−トルク試験における捻れ−トルク曲線において７％以下である。ここでは、前方捻りとその後の逆捻りが加えられる。好ましいスチールコードは、合わせて束ねられた、実質上平行な２本のスチールワイヤーを有し、そして一本のスチールワイヤーがこの束の周囲に巻かれる。このスチールコードは、前述の直径、引張り強さおよび剛性を有するスチールワイヤーから製造され、捻られたスチールコードの強度Ｂと捻る前のスチールワイヤーの合計強度Ａとの比Ｂ／Ａは、０．９３５以上である。
【００３２】
従って、本発明の目的は、従来技術に存する金属繊維トウ(tow)の連続した被覆アレイ(clad array)を溶脱する際の問題点が排除された、高品質の金属メッシュを金属製の糸から製造するための装置および方法を提供することである。
【００３３】
本発明の別の目的は、金属繊維トウの被覆アレイをメッシュに形成した後、溶脱し、被覆を除去して金属メッシュを提供する、微細な金属繊維トウから高品質の金属メッシュを製造するための装置および方法を提供することである。
【００３４】
本発明のまた別の目的は、金属メッシュの各繊維が金属メッシュの隣接する各金属繊維ともつれるのを防ぐ金属繊維トウの被覆アレイから高品質の金属メッシュを製造するための装置および方法を提供することである。
【００３５】
本発明のもう一つの目的は、最小に破壊された繊維を含む高品質の金属トウから高品質の金属メッシュを製造するための装置および方法を提供することである。
【００３６】
本発明の更なる目的は、高品質の金属メッシュを工業的な量で妥当な製造コストで製造し得る高品質の金属メッシュを製造するための装置および方法を提供することである。
【００３７】
直接関係のある目的の幾つかは前述に概説している。前記目的は、本発明のより優れた特徴および適用の幾つかの単なる例示的と解されるべきである。多くの他の有益な結果は、開示された本発明を異なる態様で適用するかまたは本発明の範疇で発明を変更することにより得ることができる。よって、本発明の完全な理解における他の目的は「発明の要旨」欄に言及し、そして「詳細な説明」欄には本発明の好ましい態様を記載する。
【００３８】
発明の要旨
本発明の具体的な態様を添付の図面に示す。本発明を要約するために、本発明は、金属ワイヤーのアレイ(array)をアレイ被覆材料(array cladding material)で被覆して、アレイクラッディング(array cladding)を提供する工程を含む、微細な金属メッシュの製造方法に関する。アレイクラッディングは、延伸して、その直径を小さくしかつ該アレイクラッディング内のアレイの各金属ワイヤーの対応する直径を小さくすることにより、微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを提供する。微細な金属繊維の延伸アレイを金属メッシュに形成し、それにより、延伸アレイクラッディング中にベンドを作成して、該アレイクラッディングの隣接部間の相互作用を低減する。アレイ被覆材料を除去して、微細な金属繊維のアレイから金属メッシュを製造する。
【００３９】
本発明のより具体的な例において、金属ワイヤーのアレイを被覆する工程は、ワイヤーをワイヤー被覆材料(wire cladding material)で被覆して、ワイヤークラッディング(wire cladding)を提供することを包含する。ワイヤークラッディングのアレイを配列し(assembled)、配列したワイヤークラッディングのアレイをアレイ被覆材料で被覆して、アレイクラッディングを提供する。本発明の一例において、金属ワイヤーを被覆する工程は、ワイヤーをワイヤー被覆材料で電気めっきして、ワイヤークラッディングを提供することを包含する。アレイクラッディングを延伸する工程は、微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを製造するための複合的な延伸およびアニールプロセスを包含する。
【００４０】
本発明の別の更なる具体例において、延伸アレイクラッディング中にベンドを形成する工程は、延伸アレイクラッディングの長手方向の長さに沿ってベンドを形成することを包含する。ベンドは、延伸アレイクラッディングの長手方向の長さに沿って伸びる第３次元と垂直な一つの次元または２つの次元に配置されてよい。
【００４１】
好ましくは、アレイクラッディング中のベンドは、延伸アレイクラッディング中の連続した正弦波状のベンドのように、アレイクラッディング中に連続した周期的なカーブを包含する。ベンドは、延伸アレイクラッディングの隣接部間での直接的な接触を最小限にして、前記アレイ被覆材料の除去後の金属繊維のアレイ間での相互作用を最小限にする。好ましくは、アレイ被覆材料を化学的に除去して、金属繊維のアレイから形成される金属メッシュを提供する。
【００４２】
本発明のもう一つの例において、本発明は、様々な金属糸から微細な金属メッシュを製造するための方法に組み込まれる。ここで、金属糸を延伸アレイクラッディングを延伸することによって形成して、その直径を小さくし、かつアレイクラッディング内のアレイの各金属ワイヤーの対応する直径を小さくすることにより、微細な金属メッシュ用の糸として機能する微細な金属繊維の延伸アレイクラッディングを製造する。微細な金属繊維の延伸アレイの糸を金属メッシュに形成し、それにより、延伸アレイクラッディング中にベンドを作成して、アレイクラッディングの隣接部間の相互作用を低減する。糸は、織るか、三つ編みするか、または好適な編物プロセスにより、金属メッシュに形成されてよい。アレイ被覆材料を除去して、金属繊維のアレイから金属メッシュを製造する。
【００４３】
以降の詳細な説明をより深く理解するための本発明の直接関係する重要な特徴は、前述にむしろ広義に概説していることから、当該分野への本発明の寄与がより完全に認識できる。本発明の主題を形成する本発明の別の特徴を以降に記載する。このことは、開示された概念および具体的な態様が、本発明の同じ目的を行うために他の構造を変更または設計ための基礎として実に有用であることが当業者には自明であろう。前記と等価の装置が本発明の精神および範囲から逸脱しないことも当業者には自明であろう。
【００４４】
同じ符号は、図面の幾つかの図の全体を通じて同じ部分を表す。
【００４５】
詳細な解説
図１は、微細な金属メッシュ20などのメッシュ20を製造するための第１の方法を表すブロック図である。図１の方法10は、金属メッシュ20を製造するのに好適な材料から選択される金属ワイヤー30を提供することを包含する。
【００４６】
図２および図２Ａは、図１に関する金属ワイヤー30の等角図および端面図である。この例では、金属ワイヤー30は外径30Ｄを有する中実ワイヤーとして示されている。金属ワイヤー30は、ニッケルのような元素状態のワイヤー、ステンレス鋼またはインコネルなどのアロイワイヤー、または銅とステンレス鋼などの複合ワイヤーであってよい。この例では、金属ワイヤー30はステンレス鋼ワイヤーであるが、本発明の方法10では種々のタイプの材料が使用され得ると解されるべきである。
【００４７】
図１は、金属ワイヤー30をワイヤー被覆材料35で被覆してワイヤークラッディング40を提供するプロセス工程11を表している。ワイヤー被覆材料35は、汎用の被覆プロセスにより、または電気めっきプロセスにより、金属ワイヤー30に適用されてよい。
【００４８】
図３および図３Ａは、図１に関するワイヤークラッディング40の等角図および端面図である。ワイヤー被覆材料35は、金属ワイヤー30の外径30Ｄに適用される。ワイヤークラッディング40は、外径40Ｄを表す。
【００４９】
ワイヤー被覆材料35を金属ワイヤー30に適用するプロセスは、種々の方法で達成されてよい。好ましくは、ワイヤー被覆材料35を金属ワイヤー30に適用する方法は、金属ワイヤー30とワイヤー被覆材料35の合計重量の約１０重量％を占めるワイヤー被覆材料35を用いた電気めっき法である。
【００５０】
この例では、ワイヤー被覆材料35が銅材料であるが、方法10では種々のタイプの被覆材料35が使用できると解されるべきである。
【００５１】
ワイヤー被覆材料35を金属ワイヤー30に適用するもう一つの好ましいプロセスは、汎用の被覆プロセスである。汎用の被覆プロセスでは、ワイヤー被覆材料35のストリップを金属ワイヤー30の周囲に曲げて、ワイヤー被覆材料35のストリップの一方の端をもう一方の端と隣接させる。ワイヤー被覆材料35のストリップの隣接する両端を互いに溶接する。例えば、ワイヤー被覆材料35は炭素鋼であってよい。
【００５２】
本発明の別の例では、金属ワイヤー30を、ワイヤー被覆材料35の予備形成されたチューブで覆って、直径40Ｄのワイヤークラッディング40を形成する。金属ワイヤー30は、ワイヤー被覆材料35の予備形成されたチューブ内に挿入されて、ワイヤークラッディング40を形成する。
【００５３】
図１には、複数のワイヤークラッディング40のアレイ50を配列するプロセス工程12を表している。ワイヤークラッディング40のアレイ50は、アレイクラッディング60を形成するのに好適な方法で配列する。好ましくは、１５０〜３０００本のワイヤークラッディング40をアレイ50に配列する。
【００５４】
図４および図４Ａは、図１の配列プロセス12の後の、複数のワイヤークラッディング40の配列50の等角図および端面図である。好ましくは、ワイヤークラッディング40のアレイ50は、実質上平行な構造に並べて、ワイヤークラッディング40のアレイ50を形成する。この例では、ワイヤークラッディング40のアレイ50は実質的に円形の断面を有するように配列されている。
【００５５】
図１には、ワイヤークラッディング40のアレイ50を被覆してアレイクラッディング60を形成するプロセス工程13が表されている。ワイヤークラッディング40のアレイ50をアレイ被覆材料65で覆って、直径60Ｄのアレイクラッディング60を形成する。アレイ被覆材料65は、種々の金属材料から製造されてよい。
【００５６】
図５および図５Ａは、複数のワイヤークラッディング40のアレイ50をアレイ被覆材料65Ａで被覆してアレイクラッディング60を提供する、第１プロセスを表す等角図および端面図である。アレイ50を被覆するこの第１プロセスにおいて、アレイ被覆材料65Ａは予備形成されたチューブであり、このアレイ被覆材料65Ａ内にワイヤークラッディング40のアレイ50が挿入されている。
【００５７】
図６および図６Ａは、複数のワイヤークラッディング40のアレイ50をアレイ被覆材料65Ｂで被覆してアレイクラッディング60を提供する、第２プロセスを表す等角図および端面図である。アレイ50を被覆するこの第２の代替プロセスでは、アレイ被覆材料65Ｂのストリップをワイヤークラッディング40のアレイ50の周囲に曲げて、アレイ被覆材料65Ｂのストリップの一方の端をもう一方の端と隣接させる。アレイ被覆材料65Ｂのストリップの隣接する両端を互いに溶接する。この例では、アレイ被覆材料65Ｂはワイヤー被覆材料35とは異なる材料から製造されている。
【００５８】
図１には、アレイクラッディング60を延伸するプロセス工程14が表されている。アレイクラッディング60を延伸するプロセス工程14は、アレイ被覆材料65内の金属ワイヤー30それぞれを微細な金属繊維70に熱形成するための複合的な延伸およびアニールプロセスを包含していてよい。更に、アレイクラッディング60を延伸するプロセス工程14は、アレイクラッディング60を被覆金属糸75に変換する。
【００５９】
図７および図７Ａは、図１の延伸プロセス14後の被覆金属糸75の等角図および端面図である。プロセス工程14は、アレイクラッディング60の外径60Ｄを小さくして、外径75Ｄの被覆金属糸75を提供する。更に、プロセス工程14は、複数のワイヤークラッディング40それぞれの対応する外径40Ｄおよび金属ワイヤー30それぞれの対応する外径30Ｄを小さくして、金属繊維70を提供する。被覆金属糸75は、微細な金属メッシュを形成するのに使用される。
【００６０】
図１には、多数の被覆金属糸75から被覆金属メッシュ80を形成するプロセス工程15が表されている。被覆金属糸75は、織る(weaving)、三つ編みする(braiding)、かがり縫い(darining)などの好適な織物工程を用いて被覆金属メッシュ80に形成されてよい。
【００６１】
図８は、被覆金属メッシュ80に形成された被覆金属糸75の等角図である。この例では、多数の被覆金属糸75を、織る(weaving)プロセスにより、多数の縦糸(warps)81と多数の横糸(weaves)82を有する被覆金属メッシュ80に形成している。織るプロセスは、多数の縦糸81それぞれの長手方向の長さに沿って延びるベンド84を形成する。同様に、織るプロセスは、多数の横糸82それぞれの長手方向の長さに沿って延びるベンド86を形成する。
【００６２】
多数の横糸82を多数の縦糸81と交互配置して(interleaved)、隣接する各縦糸81間に空間91を形成する。同様に、多数の縦糸81を多数の横糸82と交互配置して、隣接する各横糸82間に空間92を形成する。空間91は、隣接する縦糸81間の相互作用を低減し、同様に空間92は、隣接する横糸82間の相互作用を低減する。隣接する縦糸81間および隣接する横糸82間の低減された相互作用は、隣接する縦糸81間および隣接する横糸82間での平行接触の量を最小限にする。
【００６３】
多数の縦糸81はそれぞれ、多数の横糸82と垂直接触94している。同様に、多数の横糸82はそれぞれ、多数の縦糸81と垂直接触95している。垂直接触94および95は、縦糸81と横糸82との間の相互作用を低減する。縦糸81と横糸82との間の低減された相互作用は、縦糸81と横糸82との間の平行接触の量を最小限にする。
【００６４】
図１には、アレイ被覆材料65を除去するプロセス工程16が表されている。アレイ被覆材料65を除去するプロセス工程16は、微細な金属繊維70のアレイを残し、微細な金属繊維70はそれぞれ、ワイヤー被覆材料35で被覆されている。
【００６５】
アレイ被覆材料65は、化学的または電気化学的除去方法による除去を含む、多数の方法で除去され得る。一例では、被覆金属メッシュ80を、化学的または電気化学的除去方法により処理するための容器に浸漬する。アレイ被覆材料65の除去後、ワイヤー被覆材料35は、各微細な金属繊維70の周囲に残されている。
【００６６】
図１には、微細な金属繊維70それぞれの周囲に残っているワイヤー被覆材料35を除去するプロセス工程17が表されている。ワイヤー被覆材料35は、化学的または電気化学的除去方法による除去を含む、多数の方法で除去されてよい。一例では、被覆金属メッシュ80を、化学的または電気化学的除去方法により処理するための容器に浸漬する。
【００６７】
本発明の代替手段において、ワイヤー被覆材料35を除去するプロセス工程17は、アレイ被覆材料65を除去するプロセス工程16に続いてまたは前記工程16と同時に行われてよい。この例では、アレイ被覆材料65とワイヤー被覆材料35を、化学的または電気化学的除去法により処理するための容器に含浸させている。化学的または電気化学的除去法は、最初にアレイ被覆材料65を除去し、次いでワイヤー被覆材料35を除去し得る。あるいは、化学的または電気化学的除去法は、アレイ被覆材料65とワイヤー被覆材料35を同時に除去し得る。
【００６８】
図９は、微細な金属メッシュ20を形成するためにワイヤー被覆材料35を除去した後の、微細な金属メッシュ20の等角図である。多数の縦糸81と横糸82がそれぞれ、微細な金属繊維70のアレイから形成されている。
【００６９】
プロセス工程14〜16の間、ワイヤー被覆材料35は、微細な金属繊維70のアレイ50をぎっしり詰まったアレイ50に圧縮した。ワイヤー被覆材料35の除去後、微細な金属繊維70はそれぞれ、隣接する微細な金属繊維70から分離して、それにより広がって、多数の縦糸81と多数の横糸82との間の空間91および92を小さくして、より均一な微細な金属メッシュ20を提供する。更に、微細な金属繊維70の分離は、微細な金属メッシュ20のためのより目の詰まった織り(tighter weave)を提供する。
【００７０】
図１０は、微細な金属メッシュ20の第２の製造方法110を表すブロック図である。図１０の方法110は、微細な金属メッシュ20を製造するのに適した材料から選択される金属ワイヤー130の提供を包含する。
【００７１】
図１１および１１Ａは、図１０に関する金属ワイヤー130の等角図および端面図である。この例では、金属ワイヤー130は、外径130Ｄをゆする中実ワイヤーとして示されている。
【００７２】
図１０には、金属ワイヤー130をワイヤー被覆材料135で被覆してワイヤークラッディング140を提供するプロセス工程111が示されている。ワイヤー被覆材料135は、汎用の被覆プロセスにより、または電気めっき法により、金属ワイヤー130に提供されてよい。この例では、ワイヤー被覆材料135は、電気めっき法で適用された被覆材料135を包含する。
【００７３】
図１２および１２Ａは、図１０に関するワイヤークラッディング140の等角図および端面図である。ワイヤー被覆材料135は、金属ワイヤー130の外径130Ｄに適用される。ワイヤークラッディング140は、外径140Ｄで表される。この例では、ワイヤー被覆材料135は、電気めっき法で適用された銅材料である。
【００７４】
図１０には、複数のワイヤークラッディング140のアレイ150を配列するプロセス工程112が示されている。好ましくは、１５０〜３０００本のワイヤークラッディング140をアレイ150に配列する。
【００７５】
図１３および１３Ａは、図１０の配列工程112後の複数のワイヤークラッディング140のアレイ150の等角図および端面図である。ワイヤークラッディング140のアレイ150を実質上平行な配置に並べて、ワイヤークラッディング140のアレイ150を形成する。
【００７６】
図１０には、ワイヤークラッディング140のアレイ150を被覆して、アレイクラッディングを形成するプロセス工程113が示されている。ワイヤークラッディング140のアレイ150を、アレイ被覆材料165で覆って、直径160Ｄのアレイクラッディング160を形成する。
【００７７】
図１４および１４Ａは、複数のワイヤークラッディング140のアレイ150をアレイ被覆材料165で被覆して、アレイクラッディング160を提供するプロセスを表す等角図および端面図である。アレイ150を被覆する方法は、図５に示す方法または図６に示す方法であってよい。
【００７８】
図１０には、アレイクラッディング160を延伸するプロセス工程114が示されている。アレイクラッディング160を延伸するプロセス工程114は、複合的な延伸およびアニールプロセスを包含し得る。
【００７９】
アレイクラッディング160を延伸するプロセス工程114は、３つの効果を提供する。第一に、プロセス工程114は、アレイクラッディング160の外径160Ｄを小さくする。第二に、プロセス工程114は、複数のワイヤークラッディング140それぞれの外径140Ｄ、および金属ワイヤー130の対応する外径130Ｄを小さくする。第三に、プロセス工程114は、金属ワイヤー130それぞれの上の被覆材料135と、隣接する金属ワイヤー130上の被覆材料135とに拡散溶接(diffusion weld)を生じさせる。
【００８０】
図１５は、延伸プロセス後の図１４のアレイクラッディングの等角図である。図１５Ａは、図１５の拡大端面図である。アレイクラッディング160の延伸は、複数の金属ワイヤー130それぞれの上の被覆材料135に、隣接する複数の金属ワイヤー130上の被覆材料135との拡散溶接を生じさせて、一体の材料166を形成させる。被覆材料135の拡散溶接後、被覆材料135は、アレイクラッディング160の内部全体に伸びる実質的に一体の材料166に形成される。複数の金属ワイヤー130が、アレイクラッディング160の内部全体に伸びる一体の材料166内に包含されている。好ましくは、被覆材料135は、銅材料であり、アレイクラッディング160内で拡散溶接されて、複数の金属ワイヤー130を中に含む実質的に一体の銅材料166を形成する。
【００８１】
図１０には、アレイ被覆材料165を除去するプロセス工程115が表されている。好ましいプロセス形態では、アレイ被覆材料165を除去する工程115は、アレイ被覆材料165を機械的に除去することを包含する。
【００８２】
図１６は、アレイ被覆材料165の機械除去を表す等角図であり、図１６Ａは、図１６の拡大端面図である。このプロセス工程115の一例において、アレイ被覆材料165は、機械的に切れ目を入れる道具(scorers)またはカッター（図示せず）により167および168で切り目を入れるかまたは切断される。167および168での切れ目または切断は、機械的に引っ張られてアレイ被覆材料165を剥がすチューブ状の部位161および162を形成する。
【００８３】
リリース材料（図示せず）を、被覆材料165と金属ワイヤー130のアレイ150や被覆材料135との間の化学的な相互作用または結合を抑制するのに十分な量で被覆材料165上に配置させてよい。
【００８４】
図１７は、アレイ被覆材料165の完全な除去を表す等角図であり、図１７Ａは、図１７の拡大端面図である。アレイ被覆材料165の除去により、押残り(remainder)169が残される。押残り169は、複数の金属ワイヤー130が中に含まれた実質的に一体のコーティング材料166を包含する。押残り169は、外径169Ｄで表される。
【００８５】
図１０には、押残り169を延伸してその外径169Ｄを小さくし、かつその中に含まれる金属ワイヤー130のアレイ150の対応する外径130を小さくするプロセス工程116が表されている。押残り169を延伸するプロセス工程116は、押残り169内の金属ワイヤー130を直径170Ｄの微細な金属繊維170に変換する。更に、押残り169を延伸するプロセス工程116は、押残り169を被覆金属糸175に変換する。
【００８６】
図１８は、押残り169を延伸するプロセス工程116によって微細な金属繊維170のアレイにまで小さくされた図１７の金属ワイヤー130のアレイ150の等角図である。押残り169は、外径175Ｄの被覆金属糸175に変換されている。被覆金属糸175は、微細な金属メッシュ120を形成するのに使用される。
【００８７】
図１８Ａは、図１８の拡大端面図である。実質的に一体の材料166は、その中に含まれる金属ワイヤー130のアレイに、アレイ被覆材料165を用いずに押残り169を延伸できる機械強度を提供する。実質的に一体の材料166は、押残り169を延伸させて、その外径169Ｄを小さくしかつ微細な金属繊維170のアレイを提供することができる。
【００８８】
図１０には、多数の被覆金属糸175から被覆金属メッシュ180を形成するプロセス工程117が表されている。被覆金属糸175は、織る(weaving)、三つ編みする(braiding)、かがり縫い(darning)などの好適な織物プロセスを用いて被覆金属メッシュ180に形成されてよい。
【００８９】
図１９は、被覆金属メッシュ180に形成された被覆金属糸175の等角図である。この例では、多数の被覆金属糸175が、三つ編みプロセスによって多数の第１ブレード181と多数の第２ブレード182を有する被覆金属メッシュ180に形成されている。三つ編みプロセスは、多数の第１ブレード181それぞれの長手方向に沿って延びる一連のベンド184を作成する。同様に、三つ編みプロセスは、多数の第２ブレード182それぞれの長手方向に沿って延びる一連のベンド186を作成する。
【００９０】
多数の第２ブレード182は、多数の第１ブレード181と交互配置して(interleaved)、隣接する各第１ブレード181との間に空間191を作成する。同様に、多数の第１ブレード181も、多数の第２ブレード182との間に交互配置して、隣接する各第２ブレード182との間に空間192を作成する。空間191は、隣接する第１ブレード181間の相互作用を低減し、同様に、空間192は、隣接する第２ブレード182間の相互作用を低減する。低減された隣接する第１ブレード181間および隣接する第２ブレード182間の相互作用は、隣接する第１ブレード181間および隣接する第２ブレード182間の最小量の平行接触の結果である。
【００９１】
多数の第１ブレード181それぞれは、第２ブレード182と角接触(angular contacts)194する。同様に、多数の第２ブレード182それぞれは、第１ブレード181と角接触195する。角接触194および195は、第１ブレード181間および第２ブレード182間の相互作用を低減する。低減された第１ブレード181間および第２ブレード182間の相互作用は、第１ブレード181と第２ブレード182との間での最小量の平行接触の結果である。
【００９２】
図１０には、一体の被覆材料166を剥離するプロセス工程118が表されている。一体の被覆材料166を剥離するプロセス工程118は、微細な金属繊維170のアレイを残す。一体の被覆材料166は、化学的または電気化学的な除去方法での除去を含む多数の方法で除かれてよい。一例では、被覆金属メッシュ180を化学的または電気化学的な除去方法による処理用の容器に浸漬する。
【００９３】
図２０は、一体的な被覆材料166を除去して微細な金属メッシュ120を形成した後の、微細な金属メッシュ120の等角図である。微細な金属メッシュ120は、三つ編み法により製造され、そして微細な金属繊維170のアレイから形成される。
【００９４】
プロセス工程114〜117の間、一体的な被覆材料166は、ぎっしり詰まったアレイ150中に微細な金属繊維170を圧縮している。一体的な被覆材料166の除去後、微細な金属繊維170はそれぞれ、隣接する微細な金属繊維170から分離して、それによって広がって、より均一な微細な金属メッシュ170と、微細な金属メッシュ120のためのより目の詰んだ三つ編み(tighter braiding)を提供する
【００９５】
図２１は、微細な金属メッシュ220の第３の製造方法210を表すブロック図である。図２１の方法210は、微細な金属メッシュ220を製造するのに適した材料から選択される金属ワイヤー230の提供を包含する。
【００９６】
図２２および２２Ａは、図２１に関する金属ワイヤー230の等角図および端面図である。この例では、金属ワイヤー230は外径230Ｄを有する中実のワイヤーとして示されている。
【００９７】
図２１には、ワイヤー被覆材料235で金属ワイヤー230を被覆して、ワイヤークラッディング240を提供するプロセス工程211が表されている。この例では、ワイヤー被覆材料235は、電気めっき法で適用される被覆材料235である。
【００９８】
図２３および２３Ａは、図２１に関するワイヤークラッディング240の等角図および端面図である。ワイヤー被覆材料235は、金属ワイヤー230の外径230Ｄに適用される。ワイヤークラッディング240は、外径240Ｄで表される。この例では、ワイヤー被覆材料235は、電気めっき法で適用される銅材料である。
【００９９】
図２１には、複数のワイヤークラッディング240のアレイ250を配列するプロセス工程212が表されている。好ましくは、１５０〜３０００本のワイヤークラッディング240をアレイ250に配列する。
【０１００】
図２４および２４Ａは、図２１の配列工程212後の複数のワイヤークラッディング240のアレイ250の等角図および端面図である。好ましくは、ワイヤークラッディング240のアレイ250を実質上平行な配置で並べて、ワイヤークラッディング240のアレイ250を形成する。
【０１０１】
図２１には、ワイヤークラッディング240のアレイ250を被覆してアレイクラッディング260に形成するプロセス工程213が表されている。ワイヤークラッディング240のアレイ250をアレイ被覆材料265で覆って、直径260Ｄのアレイクラッディング260を形成する。この例では、アレイ被覆材料265は、ワイヤー被覆材料235と同じ種類の材料から形成されている。
【０１０２】
図２５および２５Ａは、ワイヤークラッディング240のアレイ250をアレイ被覆材料265で被覆してアレイクラッディング260を提供するプロセスを表す等角図および端面図である。アレイ250を被覆するプロセスは、図５に示すプロセスであっても、あるいは図６に示すプロセスであってもよい。
【０１０３】
図２１には、アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214が表されている。アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214は、複合的な延伸およびアニールプロセスを包含していてよい。アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214は、４つの効果を与える。第一に、プロセス工程214はアレイクラッディング260の外径260Ｄを小さくする。第二に、プロセス工程214は、ワイヤークラッディング240のアレイ250それぞれの外径240Ｄおよび金属ワイヤー230の対応する外径230Ｄを小さくする。第三に、プロセス工程214は、各金属ワイヤー230の上の被覆材料235を、隣接する金属ワイヤー230上の被覆材料235と拡散溶接させる。第四に、プロセス工程214は、アレイ被覆材料265を金属ワイヤー230上の被覆材料235と拡散溶接させる。
【０１０４】
図２６は、延伸プロセス後の図２５のアレイクラッディング260の等角図である。図２６Ａは、図２６の拡大端面図である。アレイクラッディング260の延伸は、複数の金属ワイヤー230それぞれの上の被覆材料235を、隣接する複数の金属ワイヤー230上の被覆材料235と拡散溶接させて、一体の材料266を形成させる。アレイ被覆材料265は、金属ワイヤー230上の被覆材料235と拡散溶接する。
【０１０５】
図２７は、図２６Ａの一部の拡大図である。被覆材料235とアレイ被覆材料265の拡散溶接後、被覆材料235とアレイ被覆材料265をアレイクラッディング260全体に延びる実質的に一体の材料266に形成する。複数の金属ワイヤー230は、アレイクラッディング260全体に延びる一体の材料266内に包含されている。好ましくは、被覆材料235とアレイ被覆材料265は銅材料であり、拡散溶接されて、複数の金属ワイヤー230が中に含まれた実質的に一体の銅材料266を形成する。
【０１０６】
アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214は、その外径260Ｄを小さくし、しかもその中に含まれる金属ワイヤー230の対応する外径230Ｄを小さくする。アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214は、アレイクラッディング260内の金属ワイヤー230を直径270Ｄの微細な金属繊維270に変換する。さらに、アレイクラッディング260を延伸するプロセス工程214は、アレイクラッディング260を外径275Ｄを有する被覆金属糸275に変換する。被覆金属糸275は、微細な金属メッシュ220を形成するのに使用される。
【０１０７】
図２１には、多数の被覆金属糸275から被覆金属メッシュ280を形成するプロセス工程215が表されている。被覆金属糸275は、三つ編み(braiding)やかがり縫い(darning)などの好適な織物プロセスにより被覆金属メッシュに形成されてよい。
【０１０８】
図２８は、被覆金属メッシュ280に形成された被覆金属糸275の等角図である。この例では、多数の被覆金属糸275が、三つ編みプロセスによって多数の第１ブレード281と多数の第２ブレード282を有する被覆金属メッシュ280に形成される。三つ編みプロセスは、多数の第１ブレード281それぞれの長手方向の長さに沿って延びる一連のベンド284を作成する。同様に、三つ編みプロセスは、多数の第２ブレード282それぞれの長手方向の長さに沿って延びる一連のベンド286も作成する。
【０１０９】
多数の第２ブレード282を、多数の第１ブレード281と交互配置して、隣接する各第１ブレード281間に空間291を作成する。同様に、多数の第１ブレード281を、多数の第２ブレード282と交互配置して、隣接する各第1ブレード282間に空間292を作成する。空間291は、隣接する第１ブレード281間の相互作用を低減し、同様に、空間292は、隣接する第２ブレード282間の相互作用を低減する。低減された隣接する第１ブレード281間および隣接する第２ブレード282間の相互作用は、隣接する第１ブレード281間および隣接する第２ブレード282間での最小量の平行接触の結果である。
【０１１０】
多数の第１ブレード281はそれぞれ、多数の第２ブレード282と角接触294する。同様に、多数の第２ブレード282はそれぞれ、多数の第１ブレード281と角接触295する。角接触294および295は、第１ブレード281と第２ブレード282との間の相互作用を低減する。低減された第１ブレード281と第２ブレード282との間の相互作用は、第１ブレード281と第２ブレード282との間の最小量の平行接触の結果である。
【０１１１】
この例では、三つ編みプロセスは、被覆金属メッシュ280を特殊な形状に形成している。この例では、多数の被覆金属糸275の第１ブレード281と第２ブレード282を、閉じた半球状の末端298を有する円筒形296に形成している。閉じた半球状の末端298を有する円筒形296は、ガスボイラー(gas fired boilers)、オーブンおよび炉などを加熱するガスバーナーとして使用され得る。
【０１１２】
この特殊な形状は、この例では、閉じた半球状の末端298を有する円筒形296として示されているが、多数の被覆金属糸275は広範な形状および寸法に形成されてよいものと考えられることが分かる。
【０１１３】
図２１には、一体の被覆材料266を除去するプロセス工程216が表されている。一体の被覆材料266を除去するプロセス工程216は、微細な金属繊維270のアレイを残す。一体の被覆材料266は、化学的または電気化学的除去方法による除去を含む多数の方法で除去されてよい。
【０１１４】
図２９は、微細な金属メッシュ220を形成するための一体の被覆材料266の除去後の微細な金属メッシュ220の等角図である。一体の被覆材料266の除去後には、微細な金属繊維270それぞれが隣接する微細な金属繊維270から分離して、それにより広がって、より均一な微細な金属メッシュ270と、微細な金属メッシュ220のためのより目の詰まった三つ編み（braid）をもたらす。
【０１１５】
本発明は、フィルター媒体または触媒キャリアとしての使用に好適な、あるいは前記微細な金属メッシュでの使用に好適な別の微細な金属メッシュの製造方法を提供する。前述の説明は、ステンレス鋼製の微細な金属メッシュを製造することに関して記載しているが、本発明の装置および方法は、広く様々な金属や繊維の種類と共に用いるのに好適であると解されるべきである。本発明の方法では、種々のほかの材料を使用してよく、しかも前述の数や寸法は単なる例示であって、当業者は、本発明の開示に基づいて開示された方法を変更してよいと解されるべきである。
【０１１６】
本出願の開示は、添付のクレームに包含されるもののみならず、前述の記載も包含する。本発明は、ある一定の特殊度をもつ好ましい形態で説明したが、本出願の好ましい形態の開示は、単なる例示であって、構造および組み合わせの詳細や部分の配置における多数の変更は、本発明の精神および範囲を逸脱しない限り行われてよいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
本発明の性質および目的のより完全な理解のために、添付の図面と関連する以下の詳細な説明を参照すべきである。
【図１】微細な金属メッシュの第１の製造方法を表すブロック図である。
【図２】図１に関する金属ワイヤーの等角図である。
【図２Ａ】図２の拡大端面図である。
【図３】ワイヤークラッディングプロセス後の図１の金属ワイヤーの等角図である。
【図３Ａ】図３の拡大端面図である。
【図４】図３のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図４Ａ】図４の端面図である。
【図５】第１アレイ被覆プロセス後の図４のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図５Ａ】図５の端面図である。
【図６】代替の第２のアレイ被覆プロセス後の図４のワイヤークラッディングのアレイを表す図５と同様の等角図である。
【図６Ａ】図６の端面図である。
【図７】延伸アレイクラッディングを提供する延伸プロセス後の、図５または図６のアレイクラッディングの等角図である。
【図７Ａ】図７の拡大端面図である。
【図８】織物工程後の図７の延伸アレイクラッディングの等角図である。
【図９】アレイ被覆材料とワイヤー被覆材料を除去して微細な金属繊維から形成される微細な金属メッシュを提供した後の、図８と同じ等角図である。
【図１０】微細な金属メッシュの第２の製造方法を表すブロック図である。
【図１１】図１０に関する金属ワイヤーの等角図である。
【図１１Ａ】図１１の拡大端面図である。
【図１２】ワイヤー被覆プロセス後の図１１の金属ワイヤーの等角図である。
【図１２Ａ】図１２の拡大端面図である。
【図１３】図１２のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図１３Ａ】図１３の端面図である。
【図１４】アレイ被覆プロセス後の図１３のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図１４Ａ】図１４の端面図である。
【図１５】延伸プロセス後の図１４のアレイクラッディングの等角図である。
【図１５Ａ】図１５の拡大端面図である。
【図１６】図１４および１５のアレイ被覆材料の部分除去を表す等角図である。
【図１６Ａ】図１６の拡大端面図である。
【図１７】アレイ被覆材料を全て除去してワイヤー被覆材料とワイヤーのアレイを含む押残り(remainder)を残した後の、図１６と同じ等角図である。
【図１７Ａ】図１７の拡大端面図である。
【図１８】延伸プロセス後の図１７の押残りの等角図である。
【図１８Ａ】図１８の拡大端面図である。
【図１９】三つ編みプロセス後の図１８の延伸押残りの等角図である。
【図２０】ワイヤー被覆材料を除去して微細な金属繊維から形成された微細な金属メッシュを提供した後の、図１９と同じ等角図である。
【図２１】微細な金属メッシュの第３の製造方法を表すブロック図である。
【図２２】図２１に関する金属ワイヤーの等角図である。
【図２２Ａ】図２１の拡大端面図である。
【図２３】ワイヤー被覆プロセス後の図２２の金属ワイヤーの等角図である。
【図２３Ａ】図２３の拡大端面図である。
【図２４】図２３のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図２４Ａ】図２４の端面図である。
【図２５】アレイ被覆プロセス後の図２４のワイヤークラッディングのアレイの等角図である。
【図２５Ａ】図２５の端面図である。
【図２６】延伸プロセス後の図２５のアレイクラッディングの等角図である。
【図２６Ａ】図２６の拡大端面図である。
【図２７】図２６Ａの一部の拡大図である。
【図２８】延伸アレイクラッディングを特別な形状に三つ編みするプロセス後の、図２７の延伸アレイクラッディングの等角図である。
【図２９】被覆材料を除去して、特別な形状の微細な金属繊維から形成された微細な金属メッシュを提供した後の、図２９と同じ等角図である。
【符号の説明】
【０１１８】
２０、１２０、２２０  微細な金属メッシュ
３０、１３０、２３０  金属ワイヤー
３５、１３５、２３５  ワイヤー被覆材料
４０、１４０、２４０  ワイヤークラッディング
５０、１５０、２５０  ワイヤークラッディングのアレイ
６０、１６０、２６０  アレイクラッディング
６５、１６５、２６５  アレイ被覆材料
７０、１７０、２７０  微細な金属繊維
７５、１７５、２７５  被覆金属糸
８０、１８０、２８０  被覆金属メッシュ
８１  縦糸
８２  横糸
８４、８６  ベンド
９１、９２  空間
９４、９５  垂直接触
１８１、２８１  第１ブレード
１８２、２８２  第２ブレード
２６６  一体の材料
【図１】
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【図１０】
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【図２１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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