CN1507966A - 金属多孔体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够用作电池和电容器等电化学元件的电极等的金属多孔体。本发明提供的金属多孔体，在金属板的表里两面具有相互交错突出地形成的多个突起，各突起形成为台状，在各突起的上底上，形成从上底向下底的方向被冲切的开口部。而且，金属多孔体厚度尺寸设为d，被冲切部分的高度尺寸设为e时，0.3＜e/d＜0.9成立。借此，可以得到在表面没有任何毛边和锋利的凸部、具有以微小的间距并列的多个微细孔、重量轻并具有坚固的骨架结构的金属多孔体。

Description

金属多孔体
技术领域
本发明涉及一种能够用作电池和电容器等电化学元件的电极，或者各种过滤材料的金属多孔体。
技术背景
在电池、电容器及燃料电池等电化学元件的领域里，作为电极材料用的是二维或三维的金属制多孔体。另外，空气过滤器和油烟雾过滤器等各种过滤器材料中所采用的也是同样的金属多孔体。作为二维金属多孔体的代表例，可以举出在铜箔及钢板上进行穿孔(冲孔)的穿孔钢板(通称冲孔钢板)，或者是把金属板拉伸，形成网眼状的多孔金属板。
作为三维的金属多孔体可以举出发泡金属。发泡通常是在有格子状孔的聚氨酯泡沫上镀上镍等金属，在还原性气氛中烧结，再通过除去聚氨酯泡沫等的工序而制作的。也有对以尼龙等细纤维做成的不织布进行镀覆，以同样的工艺制作的纤维金属。
在用作电池等电化学元件的电极材料时，需要做成更易于导电的结构。为此，过去一般用的都是发泡金属等三维金属多孔体。但是，由于三维金属多孔体与二维金属多孔体相比需要聚氨酯等的材料费，另外还需要烧结等工序，制造费用非常高。另外，为了采用三维结构，需要将纤维和骨架等加粗以提高其强度，结果，必然会使重量增加，活性物质的填充量降低，也有导致电池容量降低的缺点。
作为解决以上的三维金属多孔体用作电极材料时的缺点的方法，在专利文献1-日本特开平9-25991号公报中，提出了将在金属板上下附加金属纤维等的基材用作集电体的方案。在专利文献2-日本特开平10-106580号公报中，提出了在压花加工中附加按压力，将在凹凸部的顶点设有毛边的金属板作为基材的制造方法。在专利文献3-日本特开平9-7603号公报中，提出了使用将金属板加工成波形的基材的方案。
然而，在上述压花加工中附加按压力，用设有凹凸部的金属多孔体时和通过加工成波形时，会产生在基材的表面容易形成毛边和锋利的凸部之类的问题。另外，在基材表面形成锋利部分时，具有难以以一个工序就制作成基材的缺点。即，需要首先做好凹凸然后制作毛边或者加工成波形等两个以上的工序，但这样的机械加工的工序增多时，基材里积蓄了变形而容易断裂，结果导致成品率的下降。为了消除变形，虽然可以施加热处理等，但在这种情况下就需要增加新的工序，从而相应增加制造成本。在连续制作基材时，虽然需要将基材卷起来，表面有波形和锋利的突起时在卷曲时易于挂住，导致成品率的下降，另外在使用制作好的基材时，也需要注意处理。
发明内容
本发明的目的是，提供一种截面为立体结构而在表面没有任何毛边和锋利的凸部、具有以微小间距并列的多个微细孔、并且具有重量轻且坚固的骨架结构的金属多孔体。
本发明如图1至图3所示，是通过对平板状的金属板2进行压力加工而成形的、具有多个独立的开口部8的金属多孔体1。该金属多孔体1在金属板2的表里两面具有形成相互交错突出的多个突起3。各突起3做成上底5(突起部)的面积比下底6的面积更狭小的角锥台状。在各突起3的上底5上，形成从上底5朝向下底6的方向冲切的、平视为多角形的开口部8。并且，当将沿表面侧的上底5与背面侧的上底5的上下方向的间隔尺寸，即金属多孔体2的厚度尺寸设为d时，将冲切部分的高度尺寸设为e时，设定各部位的尺寸使得0.3＜e/d＜0.9成立。另外，在这里，所谓‘平视为多角形的开口部8’是指包括角的一部分带圆角的大致多角形的开口部，包含整体呈多角形的开口部。
本发明如图4所示，其特征是，是将具有短边和长边的长方形平板状的金属板2，从长边方向送入一对压花辊12a、12b的相对的间隙S中，通过对其进行压力加工而成形的、具有多个独立开口部8的金属多孔体1。如图1及图7所示，该金属多孔体1在金属板2的表里两面具有相互交错突出的多个突起3。各突起3形成上底5(突起部)的面积比下底6的面积更狭小的菱锥台状。在各突起3的上底5上，形成从上底5向下底6的方向冲切的、平视为菱形形状的开口部8。该开口部8由在上底5的中央位置形成凹陷的菱锥状的小凹部9和在该小凹部9的中央位置朝向上底5的四个角部的十字镖状的开口10所组成，小凹部9呈四枚三角状的花瓣状片向下方扩开的花瓣状。并且，连接突起3的菱形的相互相对的顶点的两条对角线(i，j)之一的延伸方向与上述金属多孔体1的长边方向一致。
本发明如图4所示，其特征是，是将具有短边和长边的长方形平板状的金属板2，从长边方向送入一对压花辊12a、12b的相对的间隙S中，通过对其进行压力加工而成形的、具有多个独立的开口部8的金属多孔体1。如图1及图9所示，该金属多孔体1在金属板2的表里两面具有相互交错突出的多个突起3。各突起3形成上底5(突起部)的面积比下底6的面积更狭小的三角锥台状。在各突起3的上底5上，形成从上底5向下底6的方向冲切的、平视为三角状的开口部8。该开口部8由在上底5的中央位置形成凹陷的三角锥状的小凹部9和在该小凹部9的中央位置朝向上底5的三个角部的三角镖状的开口10所组成，小凹部9呈三枚三角状的花瓣状片向下方扩开的花瓣状。并且，突起3的三角形的一边(n)的延伸方向与金属多孔体1的长边方向一致。
在如图7及图9所示的实施例中，当将沿表面侧的上底5与底面侧的上底5的上下方向的间隔尺寸，即金属多孔体1的厚度尺寸设为d，冲切部分的高度尺寸设为e时，最好设定各部位的尺寸使得0.3＜e/d＜0.9成立。
加工前的金属板2的板厚h最好为10-50μm。包含突起3的金属多孔体1的板厚d最好为0.06-1.2mm。金属板2的重量最好在50-450g/m2的范围。如图1所示，突起3向下方向冲切的部分与上底的平面部分所夹的角θ最好在0°以上，90°以下。
在本发明的金属多孔体1的制造中，作为对金属板2进行压力加工的一对压花辊12a、12b，如图4及图5所示，使用的是具有特定结构的辊12a、12b。在该压花辊12a、12b的表面，多个角锥台状的凸凹部14、15设置成纵横交错相互不同的棋盘格眼状。在各凸部14的中央位置形成有凹陷的多角锥状的微小凹部17。在各凹部15的中央位置，突出形成微小凸部18。该微小凸部18平视看呈朝向凹部15的角部的方向具有多个顶点的多方向镖状，连接各顶点和中央的突出顶点部的峰部分形成刀刃状。如图6所示，2个压花辊12a、12b的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18设置成使其相互咬住。这些压花辊12a、12b以其凸凹部14、15及微小凹凸部17、18相互咬合的状态沿相互相反的方向转动。
并且，如图4所示，通过将金属板2送入到压花辊12a、12b的相对的间隙S中，利用上下的凸凹部14、15，通过压花加工形成角锥台状的突起3使其相互交错突出在该金属板2的表里两面，与此同时，各突起3的上底5被微小凸部18穿破，从而形成从上底5向下底6的方向冲切的多角锥状的开口部8。
具体地来说，如图4所示，金属板2做成具有短边和长边的长方形状，将金属板2从长边方向送入到压花辊12a、12b的相对的间隙中。如图8所示，将被压花辊12a、12b的表面形成的凹凸部14、15做成菱锥台状。在各凸部14的中央位置形成凹陷的菱形锥状的微小凹部17。在各凹部15的中央位置，突出形成平视看具有四个顶点向着凹部15的角部方向的十字镖状的微小凸部18。连接凹凸部14、15的菱形的相对的角部而成的两条对角线之一的延伸方向与金属板2的长边方向，即金属板2送入压花辊12a、12b的方向一致，形成这些凹凸部14、15。
并且，当如图4所示将金属板2送入到压花辊12a、12b的相对的间隙S中时，如图7所示，就在金属板2的表里两面形成相互交错突出的菱锥台状的突起3，使得连接该菱形的相互相对的顶点而成的两条对角线(i，j)之一的延伸方向具有与金属板2的长边方向一致的样子。
另外，如图4所示，金属板2做成呈具有短边和长边的长方形状，在将金属板2从长边方向送入到压花辊12a、12b的相对的间隙中后，如图10所示，也可以将被压花辊12a、12b的表面形成的凹凸部14、15做成三角锥台状。在该场合，在各凸部14的中央位置形成凹陷的三角锥状的微小凹部15。在各凹部15的中央位置，形成平视看具有三个顶点向着凹部15的角部方向的三方向镖状的微小凸部18。凹凸部14、15的三角形的一边的延伸方向与金属板2的长边方向，即将该金属板2送入压花辊12a、12b的方向一致而形成凹凸部14、15。
并且，当将金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中时，在该金属板2的表里两面形成相互交错突出的三角锥台状突起3，并具有三角形的一边(n)的延伸方向与金属板2的长边方向一致的样子。
关于本发明的效果是，在本发明的金属多孔体中，如图1所示，由于在表里两面进行压花加工使其形成相互相反的突起3，且在表里两面的突起3的中央位置设有开口部8，所以金属多孔体1具有高的空间率。因此，在将该金属多孔体1用作电极基材时，能够涂覆大量含有活性物质的浆料，有望实现电池容量的高容量化。另外，能够提高活性物质的利用率，进而可提高集电性能。
如图2所示，通过形成四角锥台状的突起3的上底5(突起部，亦即凸起的突出端面)的面积比下底6的面积更狭小的角锥台状，含有组合物的浆料(以下，简称为浆料)就容易填充进突起部3，能够提高涂覆时浆料的填充率。通过将位于各突起3的上底开口部8做成多角孔(例如，上底侧开口部8为四角形的孔)，可将上底侧开口部8加宽，从而能够提高填充量及填充性。
通过从上底5朝向下底6制作冲切毛边7，防止锋利的金属突起能形成在金属多孔体1的表面，就能够避免含有活性物质的浆料在连续涂覆时挂在刮板上而导致金属多孔体1断裂或者不能均匀地涂覆之类的问题。由于金属多孔体1的厚度尺寸(d)与冲切部分的高度尺寸(e)的关系，e/d必须为0.3-0.9。假如不这样设定的话，从突起3的上底5朝向下底6形成的冲切毛边7的前端，虽然还取决于其形成角度和长度，但仍有从下底6一侧的最表面突出来的危险。另外，e/d小于0.3时与活性物质的距离变远，会降低集电效率。e/d大于0.9时处理时有可能被毛边7挂住，存在导致作业性降低及成品率变差的缺点。
构成金属多孔体1的金属板2的板厚最好为10-50μm。小于10μm时，加工后的强度变弱，不能得到坚固的骨架结构。大于50μm时，成形后的金属多孔体1中的金属部分的体积增多，会导致活性物质的填充率降低及电池容量的下降。
包含四角锥台状的突起3的金属多孔体1的厚度尺寸d最好为0.06-1.2mm。活性物质填充后，由于经历了压延或压力加工等工序，小于0.06时难以填充足够的活性物质。大于1.2mm时，由于活性物质与金属板2之间的距离变长，导致活性物质的利用率降低，电池容量下降。
金属板2的重量取为50-450g/m2。小于50g/m2时，作为电池用电极难以保持足够的强度。大于450g/m2时，成形后的金属部分所占的重量增多，活性物质的填充量下降。因此，金属板2的重量为50-450g/m2，更优选在75-425g/m2的范围。
上述突起3被冲切向下的部分与上底5的平面部分形成的夹角θ最好在0°以上，90°以下，更优选20°以上，90°以下。0°即意味着未冲切开口部8的状态。进而，通过使θ为20°，由于孔隙率提高，活性物质的填充性变好，有望能提高活性物质的利用率，因而金属多孔体1就适合于用作电池和电容器等电化学元件的电极基材。角度大于90°时，就会具有金属多孔体1难以成形，或者需要更多的工时，使制造费用增大等缺点。另外，由于被填充到冲切部分的中心部分的活性物质的利用率下降，因而不适合于用作电化学元件的电极基材。
如图7所示，将各突起3做成菱锥台状，连接突起3的菱形的相互相对的顶点形成的两条对角线(i，j)之一的延伸方向(图7中为对角线j的延伸方向)与金属板2(金属多孔体1)的长边方向，即作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中的方向一致时，构成菱形突起3的各边的延伸方与金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中的方向不一致。因此，如图2所示，和构成四角形的突起3的各边的延伸方向与金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中的方向一致的情况相比，压花成形时作用于金属板2、使该金属板2沿其长边方向拉伸的力沿两个方向分散，能够将该力抑制在尽可能小。因此，通过更好地防止金属板2沿不想要的长边方向拉伸，能够以更好的尺寸精度制作金属多孔体1。另外，能够更好地抑制因金属多孔体1起皱、开口部8变大而使金属多孔体1断裂。
如图9所示，将各突起3做成三角锥台状，突起3的三角形的一边的延伸方向(图9中，边n的延伸方向)与金属板2(金属多孔体1)的长边方向，即作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中的方向一致时，与前面图7的方式同样，由于能将压花成形时作用于金属板2的、使该金属板2沿该长边方向延伸的力抑制到尽可能的小，因此通过更好地防止金属板2沿不想要的长边方向上延伸，能够以更好的尺寸精度制作金属多孔体1。另外，能够更好地抑制因金属多孔体1起皱、开口部8增大而使金属多孔体1断裂。
附图说明
图1是本发明的金属多孔体的纵截面图。
图2是第一实施例的金属多孔体的一部分的放大平面图。
图3是用于表示实施例1中所制作的基材的凹凸状态，从斜方向拍摄(放大20倍)的基材表面的照片。
图4是用于说明本发明的金属多孔体的制造方法的示意图。
图5(a)是压花辊的一部分的放大平面图；图5(b)为沿图5(a)的A-A线的断面图。
图6是一对压花辊的相对部分的放大截面图。
图7是本发明第2实施例的金属多孔体的一部分的放大平面图。
图8(a)是压花辊的一部分的放大平面图；图8(b)为沿图8(a)的B-B线的断面图。
图9是本发明第3实施例的金属多孔体的一部分的放大平面图。
图10(a)是压花辊的一部分的放大平面图；图10(b)为沿图10(a)的C-C线的断面图。
具体实施方式
本申请是以2002年12月17日在日本提出的专利申请2002-364607号和2003年10月15日在日本提出的专利申请2003-355027号作为优先权的基础，其公开的内容作为本申请的参考。
第1实施例
图1至图3表示将本发明的金属多孔体应用于电池等各种电化学元件的电极基材的第1实施例。金属多孔体1，如图1及图2所示，是对以铁、不锈钢、镍、铜、铝等为原料的金属板2进行压力加工得到的，在金属板2的表里两面形成有相互交错突出地形成的多个四角锥台状的突起3。在这里，使用具有尺寸为25μm厚(h)的SPCC钢板，在该钢板的表里两面形成棋盘格子状的由上底5及下底6组成的四角锥台状突起3。各突起3形成上底5(突出部)的面积比下底6的面积更加狭小的正四角锥台状，下底6的纵横长度尺寸为1.13mm，上底5的纵横长度尺寸(a、b)为0.65mm(a＝b＝0.65mm)。
在各突起3的上底5上形成有朝向下底6的冲切毛边7并且形成上底侧开口部的形状为正方形的四角孔(开口部)8。具体地说，该开口部8由在上底5的中央位置形成凹陷的四角锥状的小凹部9和在该小凹部9的中央位置朝向下底6方向冲切的十字镖状的开口10组成。小凹部9呈四枚花瓣状片扩开的花瓣状。这里，开口部8的纵横尺寸，即小凹部9的纵横尺寸为0.65mm×0.65mm。
在本实施例中，如图1所示，包含表里两面的突起3的基材1的厚度尺寸d为0.44mm。再有，由上底5的平坦部和毛边7的下端部决定的冲切部分的高度尺寸e为0.24mm，e/d为0.55。另外，突起形成后的金属板2的重量为215g/m2。
有以上那样立体结构的基材1，如图4所示，可以通过使金属板2通过上下一对朝相反方向转动的压花辊12a、12b的相对的间隙S来制造。如图5(a)、(b)所示，在各压花辊12a、12b的表面，多个凸部14和凹部15被设置成纵横交错相互错开的棋盘格眼状。各凸部14突出地形成为下面宽的四角锥台状，在其突出部20的中央位置形成凹陷的四角锥状的微小凹部17。各凹部15形成凹陷的上面宽的四角锥台状，在其陷进部分21的中央位置突出地形成平视看呈具有四个朝向凹部15的角部的顶点的十字镖状的微小凸部18。连接该微小凸部18的各顶点和中央的突出顶点部分的山脊部分形成刀刃状。凸凹部14、15呈平视看为具有1.13mm×1.13mm纵横尺寸的正方形。微小凹凸部17、18呈0.65mm×0.65mm的正方形。在这里，凸部14的高度尺寸及凹部15的深度尺寸为0.4mm，微小凸部18的高度尺寸及微小凹部17的深度尺寸为0.35mm。
如图6所示，上下的压花辊12a、12b的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18设置成相互交叉咬合的样子。即，下侧的辊12b的凹部15位于与上侧辊12a的凸部14相对的位置，同样，下侧的辊12b的微小凹部17位于与上侧辊12a的微小凸部18相对的位置。因而，上下的压花辊12a、12b的相对的间隙S成为上下的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18相互咬和的波齿状。
并且，如图4所示，当将金属板2送入上下一对压花辊12a、12b的相对的间隙S中时，通过上下的凸凹部14、15在金属板2的表里两面通过压花加工形成相互交错地突起的四角锥台状突起3。与此同时，在各突起3内形成四角锥状的小凹部9的同时，该小凹部的中央位置9被微小凸部18穿破，从而形成十字镖状的开口10。小凹部9成为四枚花瓣状的毛边扩开的花瓣形状。
图3是为表示用以上方法所得到的基材1的表面的凹凸状态而从斜方向拍摄(放大20倍)的基材1表面的照片。基材1为排列成棋盘格眼状的具有微小间距的多个微细口(开口部)8。另外，在表面上，可以辨认没有任何毛边和锋利的凸部。还有，前面的图1及图2由于只是简要地表示在金属板(SPCC钢板)2的表里两面形成有突起3的样子，并没有正确地反映各部位的尺寸。
如上所述，在本实施例的作为金属多孔体的基材1中，由于进行压花加工使表里两面形成相互相反的突起3，且在表里两面的突起3的中央位置设置开口部8，因此在金属板2的厚度为例如25μm时，能够使其截面结构立体化至440μm厚(d，参照图1)左右。这样，由于能够得到空间率高的基材1，所以能够涂覆更多的含有活性物质的浆料，从而实现电池容量的高容量化。另外，能够使活性物质的利用率提高，进而提高集电性能。通过形成四角锥台状的突起3的上底5(突起部，亦即凸起的突出端面)的面积比下底6的面积更狭小的角锥台状，含有组合物材料的浆料(以下，简称为浆料)就容易填充进突起部3，能够提高涂覆时浆料的填充率。通过使相邻的角锥台状突起3表里相反地突起，呈表里对称的形状，就能够使表里的浆料涂覆量均匀，抑制制作电极时冲压工序中电极的弯曲，从而能够提高生产率。通过将位于各突起3的上底开口部8做成多角孔(例如，上底侧开口部8为四角形的孔)，上底侧开口部8就变宽，从而能提高填充量及填充性。
然后，通过从上底5朝向下底6制作冲切毛边7，可防止锋利的金属突起能形成在基材1的表面，就能避免在连续涂覆含有活性物质的浆料时挂住刮板而导致基材1断裂或者不能均匀地涂覆之类的问题。再有，在成形后的电极表面上也不会露出基材1，还具有能够防止短路的优点。这时，由于基材1的厚度尺寸(d)与冲切部分的高度尺寸(e)的关系，e/d必须为0.3-0.9。假如不这样设定的话，从突起3的上底5朝向下底6形成的冲切毛边7的前端，虽然还取决于其形成角度和长度，但仍有从下底6一侧的最表面突出的危险。另外，e/d小于0.3时与活性物质的距离变远，会降低集电效率。e/d大于0.9时处理时有被毛边7挂住的可能性，有导致作业性降低及合格率变差的缺点。由上可知，e/d最好在0.3-0.9的范围，更优选在0.4-0.8的范围。
金属板2的板厚最好为10-50μm。小于10μm时，加工后的基材1的强度变弱，不能得到坚固的骨架结构。大于50μm时，成形后的基材1中金属部分所占的体积变多，导致活性物质的填充率降低及电池容量的下降。
包含四角锥台状的突起3的基材1的厚度尺寸d最好为0.06-1.2mm。活性物质填充后，由于经历了压延或冲压等工序，小于0.06时难以填充足够的活性物质。大于1.2mm时，由于活性物质与金属板2之间的距离变长，导致活性物质的利用率降低，电池容量下降。
金属板2的重量取为50-450g/m2。小于50g/m2时，作为电池用电极难以保持足够的强度。大于450g/m2时，成形后的金属部分所占的重量变多，活性物质的填充量下降。因此，金属板2的重量为50-450g/m2，更优选在75-425g/m2的范围。
使用如上所述的特殊形状的压花辊12a、12b制作基材1时，由于能以一次机械加工制作长尺寸的基材1，因而基材1的制造费用可以很便宜。即使截面为立体结构，由于表面没有毛边和锋利的凸部，使之容易卷绕，能够制造合格率良好的基材1。由于能以一次压花成形制作，难以造成变形，因此，所得到的基材1具有坚固的骨架，良好的抗拉强度。
第2实施例
图7表示本发明的第2实施例的金属多孔体。金属多孔体1，如图1及图7所示，是对以铁、不锈钢、镍、铜、铝等为原料的金属板2进行压力加工得到的，在金属板2的表里两面形成有相互交错地突起而成的多个四角锥台状突起3。在这里，如图1所示，使用尺寸为25μm厚(h)的SPCC钢板，在该钢板的表里两面形成棋盘格眼状的由上底5及下底6组成的菱锥台状的突起3。各突起3形成为上底5(突出部)的面积比下底6的面积更狭小的菱锥台状，下底6的对角线长度尺寸(i，j)为i＝0.8mm，j＝1.0mm。
在各突起3的上底5上形成有从上底5朝向下底6被冲切的、平视看为菱形形状的开口部8。具体地说，该开口部8由在上底5的中央位置形成凹陷的菱形锥状的小凹部9和在该小凹部9的中央位置朝向下底6的方向冲切的十字镖状的开口10所组成。小凹部9呈四枚花瓣状片扩开的花瓣状。这里的开口部8的对角线(k、m)的长度尺寸，即小凹部9的对角线的长度尺寸(k、m)为k＝0.4mm，m＝0.6mm。金属多孔体1的厚度尺寸d为0.44mm。再有，由上底5的平坦部分和毛边7的下端部分所决定的、冲切部分的高度尺寸e为0.24mm，e/d为0.55。另外，形成突起后的金属板2的重量为215g/m2。
然后，在本实施例中，着眼点是使连接突起3的菱形的相互相对的顶点的两条对角线(i，i)的延伸方向之一与金属多孔体1的长边方向一致。图7中表示对角线j的延伸方向与金属多孔体1的长边方向一致的状况。
这样，当使菱形突起3的一条对角线与金属多孔体1的长边方向一致时，即与作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S中的方向一致时，构成菱形突起3的各边的延伸方向与金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S的方向不一致。因此，如图2所示，与构成四角形突起3的各边的延伸方向与金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S的方向一致的情况相比，冲压成形时作用于金属板2、使该金属板2沿其长边方向延伸的力沿两个方向分散，能将该力抑制得尽可能小。因此，可更好地防止金属板2沿不想要的长边方向延伸，能以更好的尺寸精度制作金属多孔体1。另外，能够更好地抑制因金属多孔体1的起皱、开口部8增大而使金属多孔体1断裂。
有以上那样立体结构的基材，如图4所示，可以通过使金属板2通过在相反方向旋转的上下一对压花辊12a、12b的相对的间隙S来制作。如图8(a)所示，在各压花辊12a、12b的表面，设置纵横交错相互错开的棋盘格眼状的多个凸部14和凹部15。如图8(b)所示，各凸部14突出地形成下面宽的菱锥台状，在其突出部的中央位置形成凹陷的菱形锥状的微小凹部17。各凹部15形成凹陷的上面宽的菱形锥台状，在其陷进部分21的中央位置突出地形成平视看呈具有朝向凹部15的角部方向的四个顶点的十字镖状的微小凸部18。连接微小凸部18的各顶点和中央的突出顶点部的山脊部分形成刀刃状。连接各凹凸部14、15的菱形的相互相对的角部的两条对角线之一的延伸方向与金属板2的长边方向，亦即金属板2送入压花辊12a、12b的方向一致，以形成这些凹凸部14、15。
如图6所示，上下的压花辊12a、12b的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18设置成相互交叉咬合的样子。即，下侧的辊12b的凹部15位于与上侧的辊12a的凸部14相对的位置，同样，下侧的辊12b的微小凹部17位于与上侧的辊12a的微小凸部18相对的位置。而且，上下的压花辊12a、12b的相对的间隙S成为上下的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18相互咬和的波齿状。
并且，如图4所示，当将金属板2送入上下一对压花辊12a、12b的相对的间隙S中时，如图7所示，在金属板2的表里两面形成菱锥台状的突起3。这时，连接菱形的相互相对的顶点的两条对角线(i，j)之一的延伸方向与金属板2的长边方向一致，以形成突起3。
第3实施例
图9表示本发明的第3实施例的金属多孔体。金属多孔体1，如图1及图9所示，是对以铁、不锈钢、镍、铜、铝等为原料的金属板2进行压力加工得到的，在金属板2的表里两面形成棋盘格眼状的有相互交错突出形成的多个正三角锥台状的突起3。各突起3形成上底5(突出部)的面积比下底6的面积更狭小的菱锥台状，下底6的一边的长度尺寸O为1.2mm。
在各突起3的上底5上形成有从上底5朝向下底6的方向被冲切的、平视看为三角形状的开口部8。具体地说，该开口部8由在上底5的中央位置形成凹陷的正三角锥状的小凹部9和在该小凹部9的中央位置朝向下底6的方向被冲切的沿三个方向有切口的镖状的开口10组成。小凹部9做成呈3枚花瓣状片扩开的花瓣状。这里，小凹部9的一边的长度尺寸n为0.85mm。如图1所示，金属多孔体1的厚度尺寸d取为0.44mm。再有，由上底5的平坦部分和毛边7的下端部分所决定的被冲切部分的高度尺寸e为0.24mm，e/d为0.55。另外，形成突起后的金属板2的重量为215g/m2。
这样，将各突起3做成三角锥台状，突起3的三角之一边的延伸方向(图9中边n的延伸方向)与金属板2(金属多孔体1)的长边方向，即作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S的方向一致时，与上面的第2实施例的图7的情况相同，由于能把冲压成形时作用于金属板2、使该金属板2沿其长边方向延伸的力抑制到尽可能小，因此，能更好地防止金属板2沿不想要的长边方向延伸，能以更好的尺寸精度制作金属多孔体1。另外，能够更好地抑制因金属多孔体1的起皱、开口部8增大而使金属多孔体1断裂。
有如上所述的立体结构的基材，如图4所示，可以通过使金属板2通过在相反方向转动的上下一对压花辊12a、12b的相对的间隙S来制造。这时，在各压花辊12a、12b的表面，如图10(a)所示，设置纵横交错相互错开的多个凸部14和凹部15。如图10(b)所示，各凸部14突出地形成下面宽的三角锥台状，在其突出部的中央位置形成凹陷的三角锥状的微小凹部17。各凹部15形成凹陷的上面宽的三角锥台状，在其陷进部分21的中央位置突出地形成平视看具有朝向凹部15的角部方向的三个顶点的三角镖状的微小凸部18。连接微小凸部18的各顶点和中央的突出顶点部分的山脊部分形成刀刃状。在这里，凹凸部14、15的三角形的一边的延伸方向与金属板2的长边方向，亦即金属板2送入压花辊12a、12b的方向一致，以形成这些凹凸部14、15。
如图6所示，上下的压花辊12a、12b的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18设置成相互咬合的样子。即，下侧的辊12b的凹部15位于与上侧的辊12a的凸部14相对的位置，同样，下侧的辊12b的微小凹部17位于与上侧的辊12a的微小凸部18相对的位置。进而，上下的压花辊12a、12b的相对的间隙S成为上下的凸凹部14、15及微小凹凸部17、18相互咬和的波齿状。
如图4所示，当将金属板2送入上下一对压花辊12a、12b的相对的间隙S中时，如图9所示，相互交错突出的三角锥台状的突起3形成于金属板2的表里两面，而且具有其三角形的一边的延伸方向(图9中为边n的延伸方向)与金属板2的长边方向一致的样子。
将第1至第3实施例的这些金属多孔体1沿长边方向的延伸率表示在以下的表1中。具体地说，对于宽度(短边)为90mm、长度(长边)为800mm的金属板2，如图4所示，从长边方向插入压花辊12a、12b内，进行压花加工直到总厚度尺寸为0.28mm，得到金属多孔体1。
               表1
    实施例     延伸率
    第一实施例     2.7％
    第二实施例     1.4％
    第三实施例     0.5％
由表1可知，如第1实施例那样，在构成四角锥台状的突起3的各边的拉延方向与金属板2送入压花辊12a、12b的方向一致的方式中，金属板2沿长边方向的延伸率比第2及第3实施例更大，难以形成精度良好的金属多孔体1。
与此相比，可以知道，如第2实施例那样，在连接菱锥台状的突起3的菱形的相互相对的顶点的两条对角线i，j之一的延伸方向(图7中为对角线j的延伸方向)与金属板2(金属多孔体1)的长边方向，即作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S的方向一致时，及如第3实施例那样，在三角锥台状的突起3的三角之一边的延伸方向(图9中为边n的延伸方向)与金属板2(金属多孔体1)的长边方向，即作为基材的金属板2送入压花辊12a、12b的相对的间隙S的方向一致时，与第1实施例相比，金属板2的伸张率小，能够制作精度优良的金属多孔体1。
在上述实施例中，虽具有四角锥台状和三角锥台状的突起3，但突起3和开口部8的形状并不限于这些，也可以有五角形和六角形等多角形状。
本发明的金属多孔体，由于是具有多个独立的微细口的多孔性基材，能够应用于空气过滤器和油烟雾过滤器等各种过滤器。也能够应用于工业用脱臭催化剂的载体。
本发明虽对最佳的实施例及相关附图进行了说明，但其各种变化及变型对于本领域的技术人员来说是不言自明的。这些变化和变型由权利要求限定，只要未超出其限定，就应理解为在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种金属多孔体，其特征在于，在金属板的表里两面具有相互交错突出地形成的多个突起，各突起形成为上底的面积比下底的面积更狭小的角锥台状，在各突起的上述上底上，形成从上底向下底的方向被冲切的、平视看形成为多角状的开口部，当设表面侧的上底与底面侧的上底沿上下方向的间隔尺寸为d，设被冲切部分的高度尺寸为e时，0.3＜e/d＜0.9成立。
2.一种金属多孔体，是具有多个独立的开口部的金属多孔体，其特征在于，在金属板的表里两面具有相互交错突出的多个突起，各突起形成为上底的面积比下底的面积更狭小的菱锥台状，在各突起的上底上，形成从上底向下底的方向被冲切的、平视看为菱形的开口部，上述开口部由在上底的中央位置形成凹陷的菱形锥状的小凹部和在该小凹部的中央位置朝向上底的四个角部的十字镖状的开口组成，上述小凹部做成呈四枚三角状的花瓣状片向下方扩开的花瓣状，连接上述突起的菱形的相互相对的顶点的两条对角线之一的延伸方向与上述金属多孔体的长边方向一致。
3.一种金属多孔体，是具有多个独立的开口部的金属多孔体，其特征在于，在金属板的表里两面具有相互交错突出的多个突起，各突起形成为上底的面积比下底的面积更狭小的三角锥台状，在各突起的上底上，形成从上底向下底的方向被冲切的、平视看为三角状的开口部，上述开口部由在上底的中央位置形成凹陷的三角锥状的小凹部和在该小凹部的中央位置朝向上底的三个角部的三角镖状的开口组成，上述小凹部做成呈三枚三角状的花瓣状片向下方扩开的花瓣状，上述突起的三角的一边的延伸方向与上述金属多孔体的长边方向一致。
4.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，当表面侧的上底与底面侧的上底沿上下方向的间隔尺寸设为d，被冲切的花瓣部分的高度尺寸设为e时，0.3＜e/d＜0.9成立。
5.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，当表面侧的上底与底面侧的上底沿上下方向的间隔尺寸设为d，被冲切的花瓣部分的高度尺寸设为e时，0.3＜e/d＜0.9成立。
6.如权利要求1所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的厚度h为10-50μm。
7.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的厚度h为10-50μm。
8.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的厚度h为10-50μm。
9.如权利要求1所述的金属多孔体，其特征在于，包含上述突起的金属多孔体的厚度尺寸d为0.06-1.2mm。
10.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，包含上述突起的金属多孔体的厚度尺寸d为0.06-1.2mm。
11.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，包含上述突起的金属多孔体的厚度尺寸d为0.06-1.2mm。
12.如权利要求1所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的单位重量在50-450g/m2的范围内。
13.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的单位重量在50-450g/m2的范围内。
14.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，上述金属板的单位重量在50-450g/m2的范围内。
15.如权利要求1所述的金属多孔体，其特征在于，上述突起向下方被冲切的部分与上底的平面部分所夹的角θ在0°以上，90°以下。
16.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，上述突起向下方被冲切的部分与上底的平面部分所夹的角θ在0°以上，90°以下。
17.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，上述突起向下方被冲切的部分与上底的平面部分所夹的角θ在0°以上，90°以下。
18.如权利要求1所述的金属多孔体，其特征在于，将具有短边和长边的长方形的平板状的金属板从长边方向送入一对压花辊的相对的间隙进行压制成形。
19.如权利要求2所述的金属多孔体，其特征在于，将具有短边和长边的长方形的平板状的金属板从长边方向送入一对压花辊的相对的间隙进行压制成形。
20.如权利要求3所述的金属多孔体，其特征在于，将具有短边和长边的长方形的平板状的金属板从长边方向送入一对压花辊的相对的间隙进行压制成形。
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