JPS62503199A - 少なくとも一部分が伝導性材料からなる導体エレメントを熱処理するための方法及び装置 - Google Patents

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】 本発明は少な（とも一部分が伝導性材料ρ・らなるような導体エレメントをジュ ール効果によって熱処理するための方法及び装着に係ｆる。

本発明の方法及び装＠は特に、有利には糸状特に繊維状の形態ヲ有し且つ特にポ リマー生成物をベースとする材料で連続的又は断続的に被覆された前述タイプの 導体ニレメントラ加熱してこの導体エレメントの均質被覆を形成するのに適して いる。

前記被覆材料は熱伝導によって加熱され得、その結果その材料か熱塑性であるか 又は熱硬化性であるかによって軟化又は硬化するような材料である。

周知のように、オーム抵抗ヲ有する電導体は総て電流を通した時にジュール効果 による加熱の中枢となる。

導体、特に走行中の導体の加熱に直流を使用することはよく知られて？す、エネ ルギ導入点の接触抵抗が導体の抵抗より大幅に小さければ満足な結果が得られる 。

導体が熱可溶性又は熱硬化性で絶縁性も示す被覆、例えば粉体ポリマー材料のデ ポジションによって得られる被覆を有する場合には、この被覆が良好接触状態を 妨げる。そのため、熱可溶性又は熱硬化性被覆材料によって導体の均質被覆を形 成丁ぺ（、前述の被覆を有する導体に直流を通すことによってその被覆を十分に 溶融又は硬化させることは不可能である。

電気伝導性糸状ニレメン）１−被覆する誘電材料をマイクロ波によって継続的に 加熱する方法は既に開示されている（ＦＲ−Ａ−１５６９０４６）。この公知の 方法は、両端を伝導性エレメントで閉鎖された伝導性エンベロープと、このエン ベロープ内にこれと同軸的に固定され、所定の間隔をおいて互に一直線に配置さ れた２つの管状伝導性心材とからなる同軸導体上官む装置を使用する。加熱は、 前記誘電材料で被覆された糸状ニレメン）１−前記２つの管状心材の中に導入し て移動させ、且つ前記２つの伝導性心材を分際するスペース内で前記誘電材料に 電界を作用させる、この電界は、発生器力）ら送出されるマイクロ波電磁エネル ギを電子的アダプタによって前記同軸体に移送した結果としてこの同軸体内に発 生するマイクロ波により形成され−る。

マづり四波による前述の如き加熱は誘電損失による夕１ブの加熱であり、導体エ レメントを同軸導体の中に通さなければならないため糸状導体エレメントにしｐ ・使用できない。更に、この糧の加熱は、使用周波数で誘電損失を示すような糸 状導体エレメントの被覆材料にしｔＪ）利用できない。

誘電材料で被覆された又はされていない金属導体を伝導性性有利には、金属導体 と伝導性外側エンベロープとを短絡するのに適した２つの短絡手段を備える。こ れは、損失ｔ−ｉつ同軸線が形成され、導波管タイプの結合システムにより発生 器ｐ・ら前記同軸線に移送されたマイクロ波電磁エネルギがこの同軸線を介して 伝搬するようにするためである。前記同軸線は損失を有するため、マイクロ波エ ネルギは導体のジュール効果と導体被覆材料の誘導損失とによって、伝導性外側 エンベロープの被覆材料中及び場合によっては前記同＠線が配置されている環境 の中で散逸する。

このような金属導体加熱法は幾つかの欠点含有する。先ず、エネルギを輸送すべ く選択される移送法が当該システムの大きさに依存し、そのため同軸線内の電界 の分極（ｐｏｌａｒｉａａｔｉｏｎ　）が変化する。更に、同＠線円の電界とこ の線を包囲する環境との間に相互作用が生じ、そのためエネルギの多くが消費さ れてジュール効果が弱まる。また、このシステムは、環境の擾乱全回避すべくシ ステムを閉鎖するのを主な役割とする短絡によりエネルギが返送される方向で共 振器を構成するが、この共振器は周波数が発生器に合わせて調整されず、過電流 の強さが大きい本来の共振システムとしても構成されていない。加えて、この種 の加熱法はマイクロ波電磁エネルギの損失同軸線への移送を使用するものであり 、非糸状製品、特に薄板（チップ）のような平たい導体エレメントには使用でき ない。

我々は、特定の方法で高周波交流を使用すれば、導体ニレメントラジュール効果 によって十分に加熱できることを発見した。

この加熱は、特に導体エレメントが誘電性を示す熱可溶性又は熱硬化性材料の連 続的又は断続的被覆を■する場合に、前記材料を熱伝導によって溶融又は硬化さ せる程十分なものであり、従って導体エレメントの均質被覆の形成を可能にする 。この方法は前述の如き導体エレメント加熱法の欠点及び不足を解消するもので ある。

そこで本発明は、少なくとも一部分が電気的伝導性を有する材料からなる導体エ レメントの熱処理法であって、電磁跡から送出される電磁エネルギ全前記導体エ レメントの一部分に結合し、それによってこの導体エレメント部分にＩＭＨｚか ら１０ＧＨｚの周波数の交流を発生させ、且つこの電流発生導体エレメント部分 内にこの電流をブロックしてジュール効果により前記導体部分が加熱されるよう にすることからなり、前記導体エレメント部分への電磁エネルギの結合を、前記 導体エレメント部分に電磁エネルギ源の送出周波数に適合したアンテナの役割を 与えることによって実施せしめることを特徴とする熱処理法を提供する。

アンテナの役割を果たす導体エレメント部分内に周波数Ｉ　ＭＨｚから１０ＧＨ ｚの交流をブロックする操作は特に、前記導体エレメント部分ｔ−２つの短絡に よって限定することにより実施する。

本発明の方法は不動導体エレメント、又は処理中に連続的に移動する導体エレメ ントに使用し得る。この方法は特に、高速で移動する導体エレメントの熱処理に 極めて適している。

アンテナの役割を果た丁導体エレメント部分内を流れる交流は、　Ｉ　ＭＨｚか ら１０ＧＨｚの周波数でエネルギを送出する電磁エネルギ源によって発生するエ ネルギを前記導体エレメント部分に電気的又は磁気的に結合することによって誘 導する。

アンテナの役割を果たし且つ前述範囲の周波数の交流が流れる前記導体エレメン ト部分の長さは、共鳴振動数が電磁源の送出周波数に対応するような、損失のあ る共振回路（ｃｉｒｃｕｉｔ交流が流れる前記導体エレメント部分を２つの短絡 で規定する場合には、これら短絡は容量性又は誘導性であってよい。

本発明の方法で処理される導体エレメントは任意の形状’ＦＷし得、特にプレー ト、薄板もしくはナツプ、又は有利には糸状エレメント、即ち細くて可撓性又は 剛性ヲ写し且つ長さの長い、紐又はテープのような形状含有し得る。このような 糸状のエレメントは主としてモノフィラメントもしくはマルチフィラメントの糸 、複数の繊維を撚った糸、又はストランドの形態で存在し得る。

導体エレメントは通常全体が導伝性材料、例えば金属、炭素、グラファイト、こ れら物質の混合物で形成されるが、一部分だけがこのような伝導性材料で形成さ れ、残りの部分が実質的に非伝導性の材料、特にシリカの如き無機物質からなる ような導体エレメントも製造できる。

本発明の方法は特に、全体が炭素繊維力・らなる導体エレメントか、又は一部分 だけが炭素繊維ρ・らな９残りの部分が炭素を含まない材料、特にガラス繊維の 如き炭素無含有繊維からなるような導体エレメントの熱処理に適している。一部 分のみが炭素繊維からなる導体エレメントの場合には、前記繊維の含量が少なく とも１０重量％であり、残りの部分か炭素無含有材料で構成されるようにすると 再刊である。この種の導体エレメントは例えば２０から４０重量％の炭素繊維と ８０から６０重量％のガラス繊維とで構成し得る。

本発明の方法で処理される導体エレメントは、導体エレメントの均質被覆が得ら れるように、熱伝導により加熱されて溶融又は硬化し得るような材料からなる連 続的又は断続同被覆に！し得る。

導体エレメントが有し得る熱伝導加熱性材料の連続的又は断続同被覆は、任意の 公知技術１例えば前記材料の溶液を導体エレメント上に噴霧する方法、前記被覆 材料の溶液ρ・らなる浴に導体ニレメントラ通す方法、又は前記被覆材料の粉末 からなる流体ベッドで導体エレメントに前記粉末を静電気的は非静電気的に付着 させる方法を用いて形成し得る。

熱伝導によって加熱され得る前記被覆材料は熱塑性物質、特に熱塑性ポリマー、 例えばポリアミド１１．ポリアミド１２又はポリアミド６の如きポリアミド、ポ リオレフィン特にポリエチレン又はポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテ トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン力）らなるか、又は熱硬化性物質 、特にエポキシ樹脂の如き熱硬化性樹脂からなり得る。

任意の形態、特に前述の形態のいずれかヲ有し得る導体エレメントは、熱伝導に よって加熱し得る熱塑性又は熱硬化性物質と伝導性物質との混合物からなるマト リクス中に埋め込んだ伝導性又は非伝導性部材（ａｒｍａｔｕｒｅ　）で構成す ることもできる。

前記熱塑性又は熱硬化性物質及び伝導性物質としては前述の如き物質全使用し、 前記埋込部材は特に、全体又は一部分のみが前述の如き伝導性物質からなるよう な材料の糸、繊維、織網もしくは不織網（ｔｒｅ’＋１ｌｉａ　ｔｉｓｓｕ８　 又はｎｏｎ　ｔｉｓｓ５）で形成し得る。

必要であれば、導体エレメントの熱処理は調節雰囲気下、特に不活性雰囲気１例 えば窒素雰囲気又は希ガス雰囲気下で実施してもよい。

本発明の方法を実施するための装置、即ち少な（とも一部分が電気伝導性材料か らなるような導体エレメントの熱処理を行うための装置ば１周波数ＩＭＥｚ力） らｌ０ＧＨｚの電磁波を送出し得る電磁エネルギ発生器と、アプリケータシステ ムと短絡システムとを含み、前記アプリケータシステムが導体エレメントの一部 分に前記発生器ρ・ら送出される電磁波と同じ周波数の電流を発生させるぺ（、 前記発生器から送出された電磁波エネルギを前記導体エレメント部分に結合させ るように配置され、前記短絡システムが前記導体エレメント部分に発生した電流 をその導体エレメント部分内にブロックするように構成され、前記導体エレメン ト部分が前記アプリケータシステムを介して前記発生器に結合されるアンテナを 構成するように配電され、且つ前記短絡システムが誘導性又は容量性であって、 アンテナを構成する前記導体エレメント部分がこのシステムに接するρ・又はこ のシステムの能動部分を構成することになるようにこの短絡システムが配置され る。

前記短絡システムは好ましくは、電流が前述の如く発生し且つこのシステムによ ってブロックされることになる前記導体エレメント部分に過電流を発生させるべ （、この導体エレメント部分によって前記発生器から送出される電磁波の周波数 と同じ周波数の共振回路が構成されるように配置する。

本発明の装置の一部分金な丁前記電磁エネルギ発生器は、ＩＭＨｚから１０　Ｇ Ｈｚの周波数を有する電磁波を送出し得る種々の既存発生器の中から選択し得る 。この発生器は特に周波数０．３ＧＨｚから１０ＧＨｚのマイクロ波と称する電 磁波の発生器であってよい。この種の発生器には例えばマグネトロン発生器又は タライストロン電子発振器タイプの発生器がある。この発生器はまた５周波数１ １ｖｉＨｚから３００１ｖｉＨｚの高周波ＣＨＦ波）又は超短波（ＶＨＦ波）と 称する電磁波の発生器の中ρ）ら選択してもよい。この種の発生器には例えば、 真空管形又はトランジスタ形電子発振器タイプの発生器がある。

前記発生器により送出される電磁エネルギを導体エレメントに結合する前記アプ リケータシステムは、前記エネルギを磁気結合させるように配置し樽る。この種 のアプリケータシステムは通常、前記発生器ρ・ら給電を受ける巻線を含む。こ の巻線は導体エレメントからなる第２巻線と協働して変圧器を構成し、前記アプ リケータシステムの巻線がこの変圧器の一次巻線となり１巻線状導体エレメント が二次巻線となる。このようなアプリケータシステムでは導体ニレメン）ｔ−巻 線状にしなはればならず、実際にはソレノイドタイプの巻線の形状に形成し得る ような糸状金属導体の如き導体エレメントの処理にし力・適用できない。

好ましくは、特に非金属導体エレメントの処理の場合には、発生器から送出され る電磁エネルギを導体エレメントに結合さ−せるアプリケータシステムを、前記 エネルギの結合が電気的に行われるように配置する。この電気結合タイプのアプ リケータシステムは、前記発生器がマイクｎ波発生器タイプであれば。

この発生器によって給電される導波管で構成し得る。この導波管には処理丁べき 導体エレメントを該導波管内に生じる電界と平行に通す。前記発生器が高周波（ ＨＦ）タイプ又は超短波（ＶＨＦ）タイプである場合には、この電気結合タイプ のアプリケータシステムはその発生器によって励起するアンテナで構成し得る。

この場合導体エレメントは受信アンテナの役割を果たす。送信アンテナは当業者 に公知の任意のタイプのアンテナであってよく１例えはアルミニウムの如き金属 の半円筒形デフレクタ、又は銅もしくはアルミニウムの如き金属の円筒バーもし くは半円筒バーで構成し得る。

前記アプリケータシステム、特に電気結合タイプのアプリケータシステムは、発 生器によって生じた電磁エネルギを導体エレメントに最適に結合させるだめのイ ンピーダンス適合手段を有する。導波管からなるアプリケータではこのインピー ダンス適合手段が結合絞りと位置可変性短絡ピストンとで構成され、結合絞りは 導波管内で発生器と導体エレメント通過ゾーンとの間に配置され、可動短絡ピス トンは前記通過ゾーンより下流に配置される。送信アンテナタイプのアプリケー タではインピーダンス適合手段が特に導体エレメントに対するアンテナの距離を 変化させるのに適した手段で構成される。

導体エレメントの一部分に誘導された電流をその導体エレメント部分内にブロッ クする短絡システムは、誘導性短絡システムであってよい。この種の短絡システ ムは巻線形状の導体エレメントで構成し得る。この場合、導体エレメント力・ら なる巻線の直径及び長さは、巻線状導体エレメント内に誘導された電流をソレノ イド効果によって該巻線内にブロックするのに十分な値の自己誘導係数が該巻線 に与えられるように選択する。

通常は、特に導体ニレメントラ巻線状に形成することかできない場合には、容量 性短絡システムの方が好ましい。この容量性短絡システムはインピーダンスの小 さい２つの容量性短絡手段力・らなり、これら短絡手段が前記アプリケータシス テムの両側に配置され、これら短絡手段相互間に前記アプリケータシステムによ り誘導された周波数の大きい電流をブロックしてお（ための導体エレメント部分 が規定されるように、各短絡手段が接触によって導体エレメントに接続される。

有利な具体例では、前記２つの容量性短絡手段の各々が導体エレメントと接する 接触部材’に！し、この接触部材がアースの役割を果たす支持体に固定され、且 つ高周波電流を前記アースに容量的に送り返すのに適した低インピーダンスコン デンサが形成されるように、適当な間隙をおいて前記支持体力・ら離される。前 記２つの容量性短絡手段Ｑ）各々は特に、導体エレメントと当接する１つ又は複 数りローラで構成し得、これら各ローラはその回転軸となる長手方向軸を有し、 この軸を介してアースの役割を果たす支持プレートに固定される。この固定は、 前記２つの短絡手段によって規定される導体エレメント部分に誘導される電流を 前記アースまで送り返丁のに適した極めて小さいインピーダンス値を持つコンデ ンサが得られるように、前記ローラと前記支持プレートとの間に軽く間隙が生じ るように行う。

１つ以上のローラかうなる前記容量性短絡手段は、導体エレメントが可撓性導体 エレメント、特に可撓性糸状導体エレメントであって、前記ローラの周縁の一部 分と係合しながらこれらローラと当接し得るような場合に有利に使用できる。こ の場合にはローラと導体エレメントとが十分に接触し合う。

容量性短絡システムの前記２つの短絡手段は、これら短絡手段の相互間距離全増 減して、これら短絡手段によって規定される導体エレメント部分の長さを変化さ せるべく、相対的に移動できるように配置される。

ローラを含む又は含まないこれら２つの容量性短絡手段の各々と接する導体エレ メントは継続的に走行し得、その場合にはゆ 本発明の装置は、この走行を災現せしるべく配置される駆動手段をも具備する。

本発明の他の利点及び特徴は、添付図面に基づく以下の２つの非限足的具体例の 説明から明ら力・にされよう。

−第１図は導波管−Ｄ）らなるアプリケータとローラからなる容量性短絡システ ムとを含むマイクロ波タイプの本発明の装置の簡略説明図であり、第１ａ図は第 １図の装置に組込まれた短絡システムの短絡手段の一方をローラの軸を通る平面 による断面図で示し、第１ｂ図は前記短絡システムの固定の詳細を横断面図で示 す。

一第２図は導波管からなるアプリケータシステムの一変形例を示す説明図である 。

一第３図は高周波（ＨＦ）送出器と、アプリケータシステムとして使用されるア ンテナと、ローラ形短絡システムとを含む本発明の装置の簡略説明図であり、第 ３ａ図は前記ＨＦ送出器と、この送出器及び前記アンテナ間の接続とを示す説明 図である。

第１図、第１ａ図及び第１ｂ図に示した装置はマイクロ波発生器１、特に例えば ２．４５ＧＨ７の周波数ｔ−有する電磁波を送出するマグネトロン発生器を備え ている。この発生器には鉛直方向の寸法の方が大きい矩形断面を有する導波管２ が先端３全介して接続され、この導波管は更に支柱４及び５を介して台６に支持 される。この導波管の中央部にはこれを貫通する石英製中空シリンダ７が配置さ れる。このシリンダの長手方向軸線は水平であり、前記導波管の長手方向＠線と 直交する。導波管の長手方向＠線は、との導波管内の波の伝搬軸に該当する。こ の導波ｇ内には発生器１側の導波管先端部３と中空シリンダ７との間に、開放度 調整可能な結合絞り８が配置される。この絞りの平面は前記導波管の長手方向軸 線と直交する。ま７こ、中空シリンダ７と発生器から最も遠い導波管先端部１１ との間には操作棒１０′ｔ−備えた位置調整可能な短絡ピストン９が配置される 。

導波管の両側には互に同じ構造の第１短絡手段１２及び第２短絡手段１３が配置 され、短絡システムを構成する。短絡手段１２は３つの円筒ローラ１４ａ、１４ ｂ及び１４ｃからなり、各ローラが軸、例えばローラ１４ｂの場合には軸１５ｂ に回転自在に載置される。この軸は中空シリンダ７の長手方向軸線と直交し且つ アースの役割全果たすプレートに固定される。このプレー　）　１６は４つのネ ジ１８ａ、１８ｂ＋１８ｃ及び１８ｄを介して支持体１７に固定される。前記ネ ジはナラ）ｆ構成する対応部材、例えばネジ１８ａの場合にはプレート１６と回 ｐ・い合う支持体１７０面に設けられた２つのＴ形溝２０ａ及び２０ｂのうち一 方の溝の中を滑動し得る部材１９ａにネジ止めされる。より特定的には、ネジ１ ８ａ及び１８ｂに対応するナツト部材１９ａ及び１９ｂが溝２０ｃ円を滑動し得 、ネジ１８ｃ及び１８ｄに対応するナツト部材１９ｃ及び１９ｄが溝２０ｂ内を 滑動し得る。支持体１７は台６に固定された２つの支持部材２１及び２２に固定 される。ローラ１４ａ、１４ｂ及び１４ｅは夫々溝２３ａ、２３ｂ及び２３ｃｉ 外側側壁に有し・中空シリンダ７の長手方向軸線がローラ１４ａ及び１４ｃにほ ぼ接し且っローラ１４ａと１４ｃとの間の距離がローラ１４ｂの直径とほぼ同じ であると共にロー２１４ｂの長手方向軸線とロー２１４ａ及び１４ｃに接する中 空シリンダ７の軸線を含む平面との間の距離がこれらローラの直径の約１．５倍 になるように、中空シリンダ７の長手方向軸線の上方に配置される。

短絡手段１３も３つの円筒状ローラ２４　ａ　＊　２４　ｂ及び２４ｃを有する 。これらのローラは短絡手段１２のローラと全く同じであり、各々が中空シリン ダ７の長手方向軸線と直交する方向に延びる軸に回転自在に載置される。この軸 は短絡手段１２の場合と同様に、アースの役割を果た丁プレー）２５に固定され る。プレート２５は４つのネジ２７　ａ　ｒ　２７　ｂ　ｔ　２７　ｃ及び２７ ｄ’ｉ介して支持体２６に固定され、前記ネジは短絡手段１２のネジ１８ａに対 応する部材１９ａと同様に対応ナラ）ａ−構成し且つグレート２５と向かい合う 支持体２６の面に設けられた２つのＴ形溝２８ａ及び２８ｂの一方の９金２つず つ組になって滑動し得る部材にネジ止めされる。より特定的にはネジ２７、及び ２７ｂに対応するナツトを構成する部材が溝２８ａＰ［−滑動し得、ネジ２７ｃ 及び２７ｄに対応するナツト１［成丁石部材が溝２８ｂ１７’３を滑動し得る。

支持体２６は台６に固定された２つの支持部材２９及び３０に固定される。

ローラ２４ａ、２４ｂ及び２４ｃは夫々溝３１ａ、３１ｂ及び３１ｃを外側側壁 に有し、中空シリンダ７の長手方向軸線の上方に配置される。この場合も前記中 空シリンダの長手方向軸線がローラ２４ａ及び２４ｃにほぼ接し、且つローラ２ ４ａと２４ｃとの間の距離がローラ２４ｂの直径とほぼ同じになると共に、ロー ラ２４ｂの長手方向軸線とローラ２４＆及び２４ｃに接する中空シリンダ７の軸 線を含む平面との間の距離がこれらローラの直径の約１．５倍になるように考慮 する。

短絡手段１２及び１３のこれら種々のローラはいずれも同じ構造、即ち第１ａ図 に断面図で示したローラ１４ｂの構造と同じ構造を有する。ローラ１４ｂは円筒 スリーブ３２ｉ含み、このスリーブは外側表面に溝２３ｂＴＩＮし且つ２つのボ ールベアリング、即ちプレート１６にネジで固定された該ローラの軸１５ｂに載 置されたボールベアリング３３及び３４に支持される。ネジ３丁の如きネジによ って前記スリーブに固定される２つの側板３５及び３６は該スリーブの両端全閉 鎖し且つボールベアリング３３及び３４の止め部材上も構成する。アースの役割 を果たてプレート１６と回かい合う各ローラの側板９例えばローラ１４ｂの側板 ３６は、前記プレートと対応ロー２とρ）うなるアセンブリによってコンデンサ が構成されるように前記プレートρ・ら少し距離をおいて配置される。

処理すべき導体エレメント３８はここでは可撓性糸の形状を有し、短絡手段１２ に到達してローラｔ４ａの溝２３ａの下方に向いた部分に当接し１次いでローラ １４ｂの溝２３ｂの上方に向いた部分に巻きつき、その後ローラ１４ｃの溝２３ ｃの下方に向いた部分に当接し、中空シリンダ７を貫通して短絡手段１３に到達 し、ローラ２４ａの溝３１ＪＬの下方を向いた部分に当接し、ローラ２４ｂの＃ ３１ｂの上方全回いた部分に巻きつき１次いでローラ３４ｃの溝３１ｃの下方を 向いた部分に当接する。短絡手段１３ρ・ら出ると導体エレメントは引張り手段 に捕捉され、例えばモータによって回転駆動するような図示されていない巻取機 に巻取られる。導体エレメントはこのようにして装置内全継続的に走行する。

第１図の装置に具備された導波管２に代えて、第２図に示したような脱着式導波 管３９ｇ使用することもできる。この導波管３９はやはり鉛直方向の寸法の方が 大きい矩形の断面ｔｌｊし、３つの部分即ち前方部分３９ａ、中間部分３９ｂ及 び後方部分３９ｃで構成されろ。この導波管の前方部分３９ａ及び中間部分３９ ｂはツバ状の先端部４０及び４１が向ρ・い合うように配置され、機緘的固定手 段、例えば前記ツバを相互に押付けるようなここには図示されていないボルトに よって相互接続される。

ツバ４０及び４１の間には電磁波を透過させる材料１例えばテフロン（ＴＥＦＬ ＯＮ■）ｐ・らなる窓４２が挿入され、導波管の前方部分３９＆の内部ゾーン４ ３．と導波管の中央部分３９ｂの内部ゾーン４３ｂとを互に分離する。同様にし て、前記導波管の中央部分３９ｂ及び後方部分３９ｃは夫々ツバ状先端部４４及 び４５が互に向かい合うように配置され、前記ツバを互に押付ける図示されてい ないボルトの如き機械的固足手段によって互に気密的に接続される。ツバ４４及 び４５の間にハ窓４２と同種の材料からなる窓４６が挿入され、導波管の中間部 分３９ｂの内部ゾーン４３ｂｔ−導波管の後方部分３９ｃの内部ゾーン４３ｃか ら分ｍ−ｒる。との導波管の前方部分３９ａには結合絞り８が配置され、後方部 分３９ｃには操作棒１０を具備した位置調整可能な短絡ビストス９が挿入される 。この導波管の大きい方の面４７及び４８はいずれも導波管中間部分３９ｂのレ ベルに円形開口４９．５０ｋＷＬ、この開口の先から中空円筒状口部５１．５２ が突出する。これら口部の長手方向＠線は互に合致し且つ該導波管の長手方向軸 線と直交する。また、との導波管の中間部分３９ｂの内部ゾーン４３ｂは円筒形 ノズル５３を介して外部と連通する。前記ノズルは該導波管の中間部分３９ｂの 内部ゾーン４３ｂを不活性ガスで掃気できるように、軽（加圧し１こ不活性ガス 源に接続し得るように配置される・以上第１図、第１ａ図、第１ｂ図及び第２図 に基づいて説明してきた装置は次のように作動する。糸状導体エレメント３８は 例えば繰出し機タイプの供給システム、又は粉末散布もしくはコーティングによ る被覆の如き導体エレメントの前処理を行なう装置から送られて来ると先ず容量 性短絡手段１２のローラ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃに前述の如（接し、次いで導 波管２に接続された中空シリンダ７又は導波管３９の口部５１．ゾーン４３ｂ及 び口部５２を軸線方向に貫通し、その後容量性短絡手段１３のローラ２４ａ、２ ４ｂ及び２４ｃに前述の如（接し、最後にモータによって例えば数α〜数ｍ／秒 の一定運度で回転駆動する巻取り機に巻取られる。前記巻取９機の回転は導体ニ レメントラ移動させ、該熱処理装置内を継続的に走行させる。

導体エレメント３８の熱処理を行う前に、アプリケータシステム即ち導波管２及 び中空シリンダ７又は導波管３９及び中空口部５１．５２のインピーダンスと周 波数とを、結合絞り８の開放度と導波管内でのピストン９の位置とを操作するこ とによって調整し、マイクロ波発生器ｌρ・ら送出される電磁エネルギが完全に 導体エレメント３８に移送されるようにてる。このようなインピーダンス及び周 波数調整は、よく知られているように１例えばウオプレータでの測定によって実 施する。

例えばマグネトロン発生器の如き発生器１は周波数０．３ＧＨｚから１０ＧＨｚ のマイクロ波タイプの電磁波を送出し、この電磁波は導波管２又は３９内金伝搬 する。前記の送出波周波数範囲では前記波は、＠［方向の寸法の方が大きい矩形 の断面ｔ＝Ｗする導波管２又は３９内をモードＴＥｏ１で伝搬する。この種の伝 搬モードではマイクロ波に対応する電界は導波管の２つの大きい方の面と直交す る中央面、即ち導波管２に接続された中空シリンダ７の長手方向軸線又は導波管 ３９に接続された口部５１及び５２の長手方向軸線、即ち糸状導体エレメント３ ８の走行軸線に相当ｊる軸線と平行な中央面上で最大になる。

従って、２つの短絡手段１２及び１３により規定される導体エレメント３８部分 は、導波管内を伝搬するマイクロ波に対応する電界が最大になるゾーンでこの電 界と平行に配置され、その結果マイクロ波の電磁エネルギが、発生器１の送出周 波数に調整されたアンテナの役割を果たて前述の導体エレメント３８部分に電気 的に結合される。その結果として前記導体エレメント部分にｉイクロ波電流が訪 導され、この電流が容量性短絡手段１２及び１３によって電流がアースに帰され ると、熱処理した導体ニレメントラ受容する巻取り機まで、及び導体エレメント を熱処理装置に送る手段までのマイクロ波電流の伝搬が阻止される。

マイクロ波電流が流れる前記導体エレメント部分の長さ全規定する短絡手段１２ と１３との間の距ｌｉ？Ｉは、前記部分が発生器から送出されろ波の周波数を有 する共振回路を構成するように調整する。このように丁れば前記導体エレメント 部分に過電流が得られる。

短絡手段１２及び１３によって規定されマイクロ波電流が流れる前記導体エレメ ント部分はジュール効果によって加熱され、その結果導体エレメントの熱処理に 必要な温度に達し得る。この温度は主として発生器から導体エレメントに供給さ れるエネルギに依存する。

導体エレメントが伝導性材料、例えば炭素繊維又は金属ρ・らな９、且つ熱伝導 により加熱されて溶融もしくは硬化し得るような材料で連続的又は断続的に被覆 されている場合には、伝導性材料がジュール効果によって加熱されると熱伝導に よって被覆材料も加熱され、この被覆材料が熱塑性物質であれば浴融し、又は熱 硬化性物質であれば硬化して、導体エレメントのコンパクトで均質な被υを構成 することになる。

−例として、周波数２．４５　ＧＨｚのマイクロ波を送出するマグネトロン発生 器ヲ頁する第１図と類似の装置を用いて、炭素繊維のａｋ流体化ベッドでの静電 粉末付着法によりポリアミド粉末で被覆したものからなる糸状導体エレメント３ ８を本発明の方法で処理したところ、マイクロ波電流の流れた炭素繊維がジュー ル効果によって加熱され、そのためポリアミド粉末が熱伝導によって溶融し、そ の結果炭素繊維の紐にコンパクトで均質な被覆が与えられた。実験は発生器力・ ら導体エレメントに供給されるエネルギ′＋ｃ５００Ｗから２０００Ｗの範囲で 変化させ。

且つ導体エレメントの走行速度’ｉｎ、１かも１．５ｍ／秒の範囲で変えながら 行なった。

第３図及び第３ａ因に簡単に示した装置はＨＦ送送話器５４アプリケータシステ ムと短絡システムとを含み、前記アプリケータシステムがアルミニウム又は銅の 如き金属のアンテナからなり、このアンテナが導体６７ｔ−介してＨＦ送出器に 接続され且つ先端に半円筒状デフレクタ５６全備える支持バー５５で構成され、 前記短絡システムが第１短絡手段１２と第２短絡手段１３とで構成される。半円 筒形デフレクタ′に！するアンテナに代えて・円筒形又は半円筒形の断面金もつ 銅又はアルミニウムのバーのみからなるアンテナ全使用することもできる。短絡 システムの短絡手段は第１図、第１ａ図及び第１ｂ図に示した短絡手段と同様の 構造’に’ＷＬ、従って短絡手段１２が３つのローラ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ を、短絡手段１３が３つのロー２２４Ｂ　、２４ｂ及び２４ｃ全含み、各ローラ がやはり溝上外側止１Ｊ面に…する。これら短絡手段１２及び１３は前記アンテ ナを挾んでその両側に配置される。

熱処理すべき導体エレメント３８はここでは可撓性糸の形状全頁し、短絡手段１ ２円に導入されて第１図の装置で説明したようにローラ１４ａ、１４ｂ及び１４ ｃの溝と係合し、前記アンテナのデフレクタ５６の前金このデフレクタの長手方 向軸線と平行に通過し１次いで短絡手段１３に到達しス第１図の装置に関して説 明したようにローラ２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの溝と係合する。導体エレメント ３８は短絡手段１３かも出ると受容手段によって捕捉される。即ち例えば、モー タにより回転駆動する図示されていない巻取り機に巻取られる。このようにして 導体エレメントは装置Ｐ３ｔ−継続的に走行し得る。

電磁エネルギの）（Ｆ発生器５４は三極管５７タイプの真空増幅管を有する。こ の三極管はアノード５７ａと格子５７ｂとカソード５７ｃと力・らなり、アノー ド負荷がコンデンサ５９と自己誘導コイル６０とを並列状に含む共振回路５８ρ ）らなり０デイバイダ／転換器回路６１はアノード電圧の振動の一部分を採取し て転換し、この転換した振動部分をコンデンサｓ２７介して三極管５７の格子５ ７ｂに送る。コンデンサ６２は前記振動部分の直流成分の通過を完全に阻止する 。格子５７ｂとアースとの間には抵抗６３が挿入される。アノード５７ａはイン ダクタンス調整可能な自己誘電コイル６５を介して高電圧供給器６６の正端子罠 接続される。自己誘導コイル６５は電圧振動が直流供給器６６に送られるのを阻 止する。一方、コンデンサ６４は直流成分が前記発振回路方向へ通過丁すのｔ完 全に予防する。

電磁エネルギＨＦ発生器とアンテナタイプのアプリケータシステムとを含む第３ 図及び第３ａ図の装置は、マイクロ波を使用する第１図、第１ａ図、ｇｌｂ図及 び第２図の装置と同様に作動する。

即ち１例えば繰出し機タイプの供給システム、又は粉末付着もしくはコーティン グによる被覆のような導体エレメントの前処理全行う装置から送られて来る糸状 導体エレメント３８は先ず短絡手段１２のローラ１４ａ、１４ｂ及び１４Ｃと係 合し。

次いでアンテナのデフレクタ５６の前金このデフレクタの長手方向軸線ヲ通る該 デフレクタの対称面に含まれるように且つ前記長手方向軸線と平行な状態全維Ｍ ｊるように走行し、その後短絡手段１３のローラ２４ａ、２４ｂ及び２４ｃと係 合し、最後に・モータにより数ｃｍ／’秒から数ｍ７秒の一定速度で回転駆動す る巻取り機に巻取られる。前記巻取り機の回転は導体ニレメントラ移動させ、そ れによって熱処理装置内を継続的に走行させろ。短絡手段１２のローラ及び短絡 手段１３のローラと係合しながら実施される導体エレメントの移動は、第１図の 装置に関して説明したのと同様の状態で行なわれる。

導体エレメント３８の熱処理全実施ｊｂ前に、ＨＦ発生器５４；ｎ・う導体エレ メント３８へのエネルギ移送を最大限に丁べくアプリケータシステム即ちアンテ ナのインピーダンス？導体エレメント３８とアンテナのデフレクタ５６との間の 距離を変えることによって調整する。

Ｉ（Ｆ発生器５４は周波数ＩＭＥｚから０．３ＧＨｚの振動を発生させ、これら の振動が前記アンテナを励起して、このアンテナρ・ら発生器５４により発生す る振動の周波数に相当する周波数の電磁波を送出させる。

２つの短絡手段１２及び１３により規定されアンテナのデフレクタ５６の長手方 向軸線と平行に延びる導体エレメント部分は受信アンテナとして機能し、前記ア ンテナから送出される電磁波を捕捉し得、その結果前記導体エレメント部分に高 周波電流が発生−１′″る。この電流は容量性短絡手段１２及び１３によってア ースに戻される。

第１図の装置と同様に、高周波電流の流れる導体エレメント部分の長さを規定す る短絡手段１２及び１３の相互間距離は、前記導体エレメント部分がＨＦ発生器 ５４により送出される振動の周波数と同じ周波数の共振回路を構成することにな るように調整する。

２つの短絡手段１２及び１３によって規定され、高周波電流が流れる前記導体エ レメント部分はジュール効果によって加熱され、従って導体エレメントの熱処理 に必要な温度に達し得り０導体エレメントが炭素繊維の如き非金属又は金属を、 熱伝導により加熱して溶融又は硬化し得るような材料で連続的又は断続的に被覆 したものからなる場合には、第１図の装置の作動法に関して説明したように、ジ ュール効果による伝導性材料の加熱の結果被覆材料が熱伝導によって加熱され、 熱塑性材料の場合には溶融し、熱硬化性−料の場合には硬化する。その結果導体 エレメントのコンパクトで均質な被覆が得られる。

−例として、流体化ベッドの静電粉末付着法によりポリアミドの粉末で被覆した 炭素繊維の紐からなる糸状導体エレメント３８を１周波数２７．１２　ＭＩＩ（ ｚでエネルギ送出するＨＦ発生器をＷｊる第３図及び第３ａ図に示したような装 置で本発明の方法により処理したところ、高周波電流の流れる炭素繊維がジュー ル効果によって加熱され、そのためポリアミド粉末が熱伝導により溶融し、その 結果炭素繊維の紐にコンパクトで均質な被覆が与えられた。実験は、導体エレメ ント３Ｂとアンテナの支持体５５との間の距ＦｍｋｌＯｃｍにし、且つ短絡手段 １２と１３との間の距離ｆ　２　ｍにして行った。また、導体エレメント３８に 供給されるエネルギは笑験に応じて５３０Ｗから２１００Ｗの範囲で変化させ、 且つ導体エレメントの走行速度は０．１５から１．２ｍ／秒の範囲で変化させた 。

勿論１本発明は前述の具体例には限定されず、その範囲内で当業者により様々に 変形し得る。

特に、第３図及び第３ａ図の装置では、アンテナと向かい合５導体エレメント部 分が電磁波を透過させろ材料、特に石英の管の中を走行するようにし得る。この 場合前記管の中にはやや過剰気味の圧力の不活性ガスを充填する。

国際調査報告 “１１薯＾−−Ｈへ　ＰＣＴ／ＦＲ８６１００２２６ＡＮＮＥＸ　ＴＯ’ｚＰ： Ｅ　ＩＮＴＥλＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　０ＮＵＳ−Ａ− ２６４０１４２Ｎｏｎｅ υ５−Ａ−４１８６０４４２９１０Ｘ／８０　ＮｏｎｅＦＲ−Ａ−９５９００８ Ｎｏｎｅ ＣＢ−Ａ−１０９２８６１Ｎｏｎｅ

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一部分が電気伝導材料からなるような導体エレメントの熱処理法 であつて、電磁源から送出される電磁エネルギを導体エレメントの一部分に結合 し、それによつて前記導体エレメント部分内に周波数１ＭＨｚから１０ＧＨｚの 交流を発生させ、且つ前記電流をそれが発生した導体エレメント部分内にブロツ クしてこの導体エレメント部分がジユール効果により加熱されるようにすること からなり、前記導体エレメント部分への電磁エネル物結託、この導体エレメント 部分が電磁エネルギ源の送出周波数に合わせて調整されたアンテナの役割を果た すようにすることによつて生起させることを特徴とする方法。
2. ２．アンテナの役割を果たす導体エレメント部分に流れる電流を、選択した周波 数で送出を行う電磁源によつて生じたエネルギを前記導体エレメント部分に磁気 的に結合することにより発生させることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法 。
3. ３．アンテナの役割を果たす導体エレメント部分に流れる電流を、選択した周波 数で送出を行う電磁源によつて生じたエネルギを前記導体エレメント部分に電気 的に結合することにより発生させることを特徴とする請求の範囲１に記載の方法 。
4. ４．アンテナの役割を果たし交流が流れる前記導体エレメント部分が、共振によ りこの部分に過電流現象を誘起させるべく選択された長さを有することを特徴と する請求の範囲１から３までのいずれかに記載の方法。
5. ５．アンテナの役割を果たす導体エレメント部分への電流のブロツクが、２つの 短絡手段により前記部分を規定することによつて実施されることを特徴とする請 求の範囲３又は４に記載の方法。
6. ６．アンテナの役割を果たし交流が流れる導体エレメント部分を規定する２つの 短絡手段の各々が、容量性又は自己誘導性であることを特徴とする請求の範囲５ に記載の方法。
7. ７．導体エレメントが処理中に継続的に移動することを特徴とする請求の範囲３ から６までのいずれかに記載の方法。
8. ８．導体エレメントが糸状エレメントか又はプレート状、ナツプ状もしくは薄板 状のエレメントであることを特徴とする請求の範囲１から７までのいずれかに記 載の方法。
9. ９．導体エレメントが部分的又は全面的に炭素繊維で構成されることを特徴とす る請求の範囲１から８までのいずれかに記載の方法。
10. １０．導体エレメントが熱伝導によつて加熱し得る材料からなる連続的又は断続 的被覆を有することを特徴とする請求の範囲１から９までのいずれかに記載の方 法。
11. １１．熱伝導によつて加熱し得る材料か熱塑性材料であり、特に熱塑性ポリマー 、特にポリアミド、ポリオレフイン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエ チレン及びポリフツ化ビニリデンであることを特徴とする請求の範囲１０に記載 の方法。
12. １２．熱伝導によつて加熱し得る材料が熱硬化性材料、特に熱硬化性樹脂、中で もエポキシ樹脂であることを特徴とする請求の範囲１０に記載の方法。
13. １３．導体エレメントが熱塑性又は熱硬化性材料と伝導性材料との混合物からな るマトリクスに埋め込まれた伝導性又は非伝導性部材で構成されることを特徴と する請求の範囲１から９までのいずれかに記載の方法。
14. １４．導体エレメントの熱処理が調節雰囲気下、特に不活性雰囲気下で実施され ることを特徴とする請求の範囲１から１３までのいずれかに記載の方法。
15. １５．少なくとも一部分が電気伝導性材料からなるような導体エレメントの熱処 理を行うための装置であつて、周波数１ＭＨｚから１０ＧＨｚの電磁波を送出し 得る電磁エネルギ発生器（１）と、前記発生器により送出された電磁エネルギを 導体エレメント（３８）の一部分に結合してこの導体エレメント部分に前記発生 器から送出される波と同じ周波数の交流を発生させるべく配置されたアプリケー タシステム（２，７）と、前記導体エレメント部分に生じた電流をその導体エレ メント部分円にブロツクすべく配置された短絡システム（１２，１３）とを含み 、前記導体エレメント（３８）部分が前記アプリケータシステム（２，７）を介 して前記発生器（１）に接続されるアンテナを構成するように配置され、且つ前 記短絡システム（１２，１３）が自己誘導性又は容量性であつて、その配置はア ンテナ構成導体エレメント部分がこの短絡システムと接するか又はこのシステム の能動部分を構成するように決定されることを特徴とする装置。
16. １６．電流が発生し且つ短絡システム（１２，１３）によつてブロツクされるゾ ーンである前記導体エレメント部分が前記発生器の送出波の周波数と同じ周波数 の共振回路を構成することになるように、前記短絡システムが配置されることを 特徴と下る請求の範囲１５に記載の装置。
17. １７．発生器（１）が周波数０．３ＧＨｚから１０ＧＨｚのマイクロ波と称する 電磁波の発生器であることを特徴とする請求の範囲１５又は１６に記載の装置。
18. １８．発生器（１）が周波数１ＭＨｚから０．３ＧＨｚの高周波又は超短波電磁 波の発生器であることを特徴とする請求の範囲１５又は１６に記載の装置。
19. １９．前記アプリケータシステムが、前記発生器から送出された電磁エネルギを 導体エレメントに磁気的に結合するように配置されることを特徴とする請求の範 囲１５から１８までのいずれかに記載の装置。
20. ２０．前記アプリケータシステムが前記発生器から給電を受ける巻線を含み、こ の巻線が導体エレメントからなる第２巻線と協働して変圧器を構成し、アプリケ ータシステムの巻線がこの変圧器の一次巻線として機能し、前記巻線状導体エレ メントが二次巻線として機能することを特徴とする請求の範囲１９に記載の装置 。
21. ２１．前記アプリケータシステムが、前記発生器から送出された電磁エネルギを 前記導体エレメント部分に電気的に結合するように配置されることを特徴とする 請求の範囲１５から１８までのいずれかに記載の装置。
22. ２２．前記発生器がマイクロ波送出発生器であり、電気的結合タイプのアプリケ ータシステムが発生器（１）から供給を受ける導波管（２）で構成され、処理さ れるべき導体エレメントがこの導波管内をこの導波管内に生じる電界と平行に貫 通することを特徴とする請求の範囲２１に記載の装置。
23. ２３．発生器が高周波もしくは超短波発生器であり、且つアプリケータシステム が前記発生器によつて励起する送出アンテナからなり、導体エレメントが受容ア ンテナの役割を果たすことを特徴とする請求の範囲２１に記載の装置。
24. ２４．アプリケータシステム（２，７）が、発生器により生じる電磁エネルギを 前記導体エレメント部分に最適に結合させるのに適したインビーダンス適合手段 （８，９）を含むことを特徴とする請求の範囲１５から２３までのいずれかに記 載の装置。
25. ２５．短絡システムが自己誘導性であつて、巻線状に形成された導体エレメント 自体からなり、この巻線の直径及び長さが、この巻線内に誘導された電流をソレ ノイド効果によつてこの巻線内にブロツクするのに十分な値の自己誘導係数を前 記巻線に与えるべく選択されることを特徴とする請求の範囲１５から２０までの いずれかに記載の装置。
26. ２６．短絡システムがインピーダンスの小さい２つの容量性短絡手段（１２，１ ３）からなり、これらの短絡手段が前記アプリケータシステムを挟んで配置され 、且つ周波数の大きい交流が発生し且つブロツクされることになる導体エレメン ト部分を相互間に規定すべく各々が接触によつて導体エレメントに接続されるこ とを特徴とする請求の範囲２１から２４までのいずれかに記載の装置。
27. ２７．前記２つの容量性短絡手段の各々が導体エレメントに当接する接触部材を 有し、この接触部材がアースの役割を果たす支持体に固定され且つこの支持体か ら間隙をおいて配置され、この間隙が前記２つの短絡手段によつて規定された導 体エレメント部分に流れる周波数の大きい電流をアースに容量的に戻すのに適し た低インピーダンスコンデンサを構成するのに適した間隙であることを特徴とす る請求の範囲２６に記載の装置。
28. ２８．２つの容量性短絡手段（１２，１３）の各々が導体エレメント（３８）と 当接する１つ以上のローラ（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）からなり、各ローラがそ の回転軸となる長手方向軸を有し、この軸を介してアースの役割を果たす支持プ レート（１６）に固定され、この固定が前記ローラと前記プレートとの間に、前 記２つの短絡（１２，１３）で規定された導体エレメント部分に誘導される周波 数の大きい電流をアースに容量的に戻すのに適した十分に小さいインビーダンス を持つコンデンサを得るのに適した間隙が設けられるように実施されることを特 徴とする請求の範囲２６に記載の装置。
29. ２９．容量性短絡システムの２つの短絡手段がこれら短絡手段間の距離を増減す べく相対的に移動し得るように配置されることを特徴とする請求の範囲２６から ２８までのいずれかに記載の装置。
30. ３０．導体エレメントを走行させるのに適した手段を有することを特徴とする請 求の範囲２６から２９までのいずれかに記載の装置。