JP2000273504A

JP2000273504A - 連続した金属繊維焼結シートの製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000273504A
Application number: JP11083104A
Authority: JP
Inventors: Shin Sumimoto; 伸住本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性を向上し、焼結時間を自由に設定可能
にし、厚み精度に優れた連続した金属繊維焼結シートを
製造可能にすることを課題とする。【解決手段】繰出部１の繰出リール１５から繰り出さ
れた、金属メッシュシートと金属繊維不織シートとが層
をなす焼結シート材料Ｗ₁ は、巻取部４の駆動・停止に
よって移動と停止を間欠的に繰り返しながら加熱炉５内
に導入され、受け台７上を滑りながら移動する。そして
移動の停止時に受け台７上の平板状錘板８が下降するこ
とによって押圧、焼結された後、平板状錘板８が上昇
し、再び移動して停止し、平板状錘板８が再び降下して
押圧、焼結され、これが繰り返される。焼結された部分
は冷却部３内に送られて冷却された後、冷却部３外に導
かれて巻き取りリール１６に巻き取られる。冷却部３内
では、ロール１４、１４にて加圧され、厚みの微調整が
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルター材や電磁波
シールド材として使用される金属繊維及び金属メッキ繊
維（以下、金属繊維という）を焼結して相互に結合して
シート状に形状加工した、連続した金属繊維焼結シート
の製造方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属繊維焼結シートは、一般的
に、背面に電熱ヒータを設けたセラミック板上に、金属
繊維をムラなく均一な厚さになるように散布して、上か
ら錘板で押圧することにより焼結させた後、セラミック
板から剥離して製造されている。しかし、この方法で
は、連続した金属繊維焼結シート（以下、焼結シートと
いう）が製造できないため、生産性が非常に悪く、しか
もフィルターや電磁波シールドを製造するときの生産性
をも低下させるという欠点があった。

【０００３】焼結シートを得る装置として、特開昭６３
−２６６０１８号公報には、図２に示すような、ステン
レス鋼や耐熱鋼からなる厚さ０．１〜２ｍｍ程度の巾広
鋼帯をエンドレス状に形成したフープ材１９を、加熱炉
１７の入口側から炉体内部を通り出口側を経て炉外界を
循環し、かつ連続的に走行するように架設し、加熱炉１
７内に設けた一対の加圧ロール２０、２０で焼結シート
材料Ｓ₁ を加圧して焼結する装置が開示されている。焼
結前の焼結シート材料は、金属繊維が絡み合っている程
度であるため、張力に対して非常に弱く、移動時に張力
がかかると容易に破断してしまう。上記公報には、焼結
シート材料の供給方法は記載されていないが、例えば、
フープ材上に金属繊維を散布して、フープ材にて移送す
るようにすれば、張力がかからず連続的に焼結すること
は可能である。

【０００４】しかし、上記従来の装置では、焼結するた
めの加圧手段が一対の加圧ロール２０、２０であるた
め、加圧面積が小さく、焼結のための時間を充分に取る
ことができず、焼結された焼結シートＳ₂ は強度的に弱
いものである。しかも、焼結には１０００℃を超える高
温が必要であるため、フープ材１９には加熱・冷却が繰
り返し付与され、しかもターンローラ２１、２１にて繰
り返し曲げが負荷されるので、たとえ耐熱性金属を使用
しても疲労による寿命の短縮が避けられない。

【０００５】また、特開平７−２５２５８２号公報に
は、図３に示すように、２本の金属製の耐熱無端ベルト
２４、２４を使用し、この無端ベルト２４、２４の対向
面の間に焼結シート材料Ｍ₁ を挟んで加熱炉２２を通過
させて焼結させ、これを冷却装置２３により冷却後、圧
延装置２５を通して平滑な板状の焼結シートＭ₂ を製造
する装置が開示されている。この装置によれば、無端ベ
ルト２４、２４が走行回転することにより焼結シート材
料Ｍ₁ は２本の無端ベルト２４、２４に挟まれて、押圧
されながら加熱炉２２に移送されるから、焼結シート材
料Ｍ₁ には張力がかからず、しかも焼結の時間も上記方
法に比べ長くすることができる。

【０００６】しかし、この従来装置においても、前者同
様、無端ベルト２４、２４の加熱・冷却の繰り返しによ
る寿命の短縮は避けられない。しかも、加熱による無端
ベルト２４、２４の膨張が焼結シートＭ₂ の厚みのバラ
ツキ原因となる。

【０００７】また、両者とも焼結時間は、フープ材や無
端ベルトの送りスピードで決まるので、焼結に時間を要
するものを生産する場合には、送りスピードを遅くしな
ければならず、設備能力の関係から製造範囲が限られる
という問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、生産性を向上し、焼結時間
を自由に設定可能にし、厚み精度に優れた焼結シートを
製造可能にすることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の方法の発明は、金
属メッシュシートと金属繊維不織シートとを少なくとも
１層づつ有する、連続した焼結シート材料を、移動・停
止を繰り返しながら加熱炉内に導入し、移動停止時に、
上記加熱炉内に設けた押圧手段で以て焼結シート材料を
押圧して焼結し、続いて冷却部内にて冷却することを特
徴とする。

【００１０】上記本発明の方法によれば、焼結シート材
料に作用する張力を金属メッシュシートがささえるの
で、破断することなく連続した焼結シートを製造するこ
とができる。また、焼結シート材料の移動停止時に押圧
を行なうので、各種仕様に対応した焼結時間を自由に設
定でき、充分なる焼結ができるとともに、厚みの精度も
向上できる。ところで、上記金属メッシュシートとは、
５〜５０μｍの線径を有する金属極細線（金属メッキ極
細線を含む）をメッシュ状に編組したもので、金属繊維
不織シートとは金属繊維（金属メッキ繊維を含む）を散
布して、金属繊維同士が軽く絡み合ったものである。

【００１１】上記第１の発明において、焼結シート材料
の１回の移動量は押圧手段の長さ以下であることが好ま
しい。これは、焼結シート材料の１回の移動量が押圧手
段の長さより大きいと押圧・焼結されない部分が残って
しまうことによる。

【００１２】また、冷却部内で加圧すれば、焼結シート
の厚さの寸法精度をさらに向上させることができるとと
もに、表面状態を平滑にすることができるので好まし
い。

【００１３】第２の装置の発明は、繰出部・焼結部・冷
却部・巻取部からなる連続した金属繊維焼結シートを製
造する装置において、該焼結部が加熱炉と加熱炉内に設
けた押圧手段とからなり、上記押圧手段が、受け台と、
この受け台の上方対向位置に設けた平板状錘板と、加熱
炉外に設けた上記平板状錘板を上下動させる可動手段と
で構成され、上記平板状錘板の上・下動と巻取部の駆動
・停止とがそれぞれ連動するよう可動手段と巻取運転を
制御する制御装置とが電気的に接続されたことを特徴と
する。

【００１４】本発明の装置は、従来技術のように焼結シ
ート材料の移動手段を使用していないので、移動手段の
損傷による装置の寿命の短縮・修理という問題がない。
また、焼結シート材料の移動を停止させて押圧するの
で、焼結時間を自由に設定することができ、各種仕様の
焼結シートの製造に容易に適用できる。

【００１５】ところで、上記受け台と平板状錘板の焼結
シート材料と接触する面はセラミックであることが好ま
しい。これは、セラミックが耐熱性に優れ、かつ非金属
であるので焼結シートと接着することなく、連続してス
ムーズな焼結ができることによる。なお、受け台と平板
状錘板の全体をセラミック製にしてもよいが、焼結シー
ト材料と接触する面のみセラミックとすれば経済的であ
る。

【００１６】また、加熱炉および冷却部内には非酸化性
ガスを充填すれば、加熱による焼結シートの酸化が防止
でき好ましい。さらに、冷却部内には加圧手段を設ける
のが好ましい。この加圧手段は、ゲージ調整可能になし
た上下一対の自由回転するロールで、隙間の調整を加熱
炉外で行えるようにするのが好ましい。このようにすれ
ば、厚み寸法の調整が容易となる。

【００１７】ところで、金属メッシュシートを構成する
金属線の径は５〜５０μｍであることが好ましい。これ
は、５μｍ未満の極細線は加工が難しく、しかも破断強
力が低いので、シートにかかる張力をカバーしきれない
ことにより、５０μｍより大きいと緯糸と経糸との間に
できる空孔の大きさが小さくなりすぎ、例えばこれをフ
ィルターに使用した場合、濾過効率を低下させてしまう
ことによる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１９】本発明の焼結シートの製造装置は、図１に
示すように、繰出部１、焼結部２、冷却部３、巻取部４
からなり、焼結部２は加熱炉５と押圧手段６で構成され
ている。そして繰出部１には、金属メッシュシートと金
属繊維不織シート（ウエブ又は不織布）とを予め層状に
なした焼結シート材料Ｗ₁ が巻かれた繰出リール１５が
セットしてあり、巻取部４には焼結シートＷ₂ を巻取る
ための巻取リール１６がセットしてある。上記押圧手段
６は、加熱炉５内で、かつ焼結シート材料Ｗ₁ の走行線
と上面とが一致するように設けた受け台７と、この受け
台上の上方対抗位置に設けた平板状錘板８と、加熱炉５
外上部に設けた平板状錘板８を上下動させる可動手段９
とからなっている。平板状錘板８と可動手段９とはブラ
ケット１０で接続してなる。可動手段９による平板状錘
板８の上下動は、正転逆転可能になしたモータ（図示省
略）に取り付けたウォームホィール（図示省略）とブラ
ケットに加工したウォーム（図示省略）とで行うように
したが、これに限定されるものではない。上記巻取部４
の巻取リール１６を駆動するモーター（図示省略）に
は、モーターの駆動・停止を間欠的に制御する制御装置
１１が設けてある。この制御装置１１と上記可動手段９
とは電気的に接続され、巻取部４の駆動時に平板状錘板
８は上限位置Ａに、停止時に下限位置Ｂと成るようにセ
ットしてある。上記構成により移動→停止→錘板下降
（押圧）→錘板上昇→移動を繰り返す機構である。受け
台７及び平板状錘板８の対抗する面にはセラミック板１
２、１３を夫々添着してある。上記焼結部２の出口側に
は、外気を遮断するように冷却部３が連設されている。
また、冷却部３内にはゲージ調整可能になした上下一対
の自由回転する加圧ロール１４、１４からなる厚み調整
手段が設けてある。さらに、加熱炉５及び冷却部３内に
は非酸化性ガスＧが充填されている。

【００２０】次に、上記構成の装置による焼結シート材
料の焼結方法について、図１に基づいて説明する。繰出
部１の繰出リール１５から繰り出された、金属メッシュ
シートと金属繊維不織シートとが層をなす焼結シート材
料Ｗ₁ は、巻取部４の駆動・停止によって移動と停止を
間欠的に繰り返しながら加熱炉５内に導入され、受け台
７上を滑りながら移動する。そして移動の停止時に受け
台７上の平板状錘板８が下降することによって押圧、焼
結された後、平板状錘板８が上昇し、再び移動して停止
し、平板状錘板８が再び下降して押圧、焼結され、これ
が繰り返される。焼結された部分は冷却部３内に送られ
て冷却された後、冷却部３外に導かれて巻取リール１６
に巻取られる。冷却部３内では、ロール１４、１４にて
加圧され、厚みの微調整が行われる。焼結シート材料Ｗ
₁ の１回の移動量は、平板状錘板８の長さＬ以下に設定
され、押圧時間（焼結時間）は、タイマーにより予め設
定されている。ところで、上記焼結シート材料Ｗ₁ は、
２枚の金属メッシュシート間に金属繊維不織シートを挟
んだシートを少なくとも１層以上積層して繰出リールに
巻き取ったものを使用したが、繰出リールに金属メッシ
ュシートのみを巻回し、加熱炉５の前で金属メッシュシ
ート上に金属繊維不織シートを供給して層状に合わせる
ようにしてもよい。また、焼結シート材料の巻取リール
への巻始めは、金属メッシュシートの一部を導き部とし
てなすか、金属メッシュシートの一部に設けた導きシー
トによって行うことができる。

【００２１】

【実施例】次に、図１に示す本発明の装置で、材質がＳ
ＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ）で径が８μｍの金属繊維不織布
を、材質が同じくＳＵＳ３１６Ｌで径が２４μｍの極細
線で編組した一対の金属メッシュシートで挟み、厚み２
ｍｍとした焼結シート材料を実際に焼結した。加熱温度
は１１００℃で、平板状錘板による押圧時間（焼結時
間）が１０分となるように設定し、上記錘板と受け台と
の隙間を錘板の下限位置で０．５ｍｍとした。加熱炉内
および冷却部内は水素ガス雰囲気とした。そして、上記
製造における破断の状況および仕上がった焼結シートの
厚みを調査した結果、焼結時に破断なく、金属メッシュ
シートと金属繊維不織シートとは手で剥がせないほど充
分に焼結された、厚み寸法が極めて均一な長さ１００ｍ
の焼結シートを得ることができた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、焼結シート材料
に作用する張力を金属メッシュシートが支えるので、破
断することなく連続して焼結することができ、生産性を
格段にに向上することができる。また、焼結シート材料
を間欠的に移動して移動停止時に焼結を行うので、各種
仕様に対応した焼結時間を自由に設定でき、充分なる焼
結ができる。さらに酸化の発生がなく、厚み精度も非常
に高い優れた品質を有する焼結シートが製造できる。さ
らに、本発明の装置は、従来技術のように、フープ材や
無端ベルトのような焼結シート材料の移動手段を用いて
いないので、上記移動手段の損傷による寿命の短縮が回
避できる。しかも各種仕様の焼結シートの製造に対して
も容易に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の実施の態様を示す概略構成
図である。

【図２】従来の製造装置を示す概略構成図である。

【図３】従来の別の製造装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１繰出部２焼結部３、１８冷却部４巻取部５、１７、２２加熱炉６押圧手段７受け台８平板状錘板９可動手段１０ブラケット１１制御装置１２、１３セラミック板１４、２０加圧ロール１５繰出リール１６巻取リール１９フープ材２１ターンローラ２３冷却装置２４無端ベルト２５圧延装置Ｗ₁ 、Ｓ₁ 、Ｍ₁ 焼結シート材料Ｗ₂ 、Ｓ₂ 、Ｍ₂ 焼結シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属メッシュシートと金属繊維不織シー
トとを少なくとも１層づつ有する、連続した焼結シート
材料を、移動・停止を繰り返しながら加熱炉内に導入
し、移動停止時に、上記加熱炉内に設けた押圧手段で以
て焼結シート材料を押圧して焼結し、続いて冷却部内に
て冷却することを特徴とする連続した金属繊維焼結シー
トの製造方法。
【請求項２】焼結シート材料の１回の移動量が押圧手
段の長さ以下である請求項１に記載の連続した金属繊維
焼結シートの製造方法。
【請求項３】冷却部内で金属繊維焼結シートの厚み調
整をする請求項１または２に記載の連続した金属繊維焼
結シートの製造方法。
【請求項４】繰出部・焼結部・冷却部・巻取部からな
る連続した金属繊維焼結シートを製造する装置におい
て、該焼結部が加熱炉と加熱炉内に設けた押圧手段とか
らなり、上記押圧手段が、受け台と、この受け台の上方
対向位置に設けた平板状錘板と、加熱炉外に設けた上記
平板状錘板を上下動させる可動手段とで構成され、上記
平板状錘板の上・下動と巻取部の駆動・停止とがそれぞ
れ連動するよう可動手段と巻取運転を制御する制御装置
とが電気的に接続されたことを特徴とする連続した金属
繊維焼結シートの製造装置。
【請求項５】加熱炉および冷却部内に非酸化性ガスを
充填した請求項４に記載の連続した金属繊維焼結シート
の製造装置。
【請求項６】受け台と平板状錘板の少なくとも焼結シ
ート材料と接触する面がセラミックである請求項４また
は５に記載の連続した金属繊維焼結シートの製造装置。
【請求項７】冷却部内に加圧手段を設けた請求項４、
５または６に記載の連続した金属繊維焼結シートの製造
装置。
【請求項８】加圧手段が、ゲージ調整可能になした自
由回転する上下一対のロールである請求項７に記載の連
続した金属繊維焼結シートの製造装置。