JP2002266003A - 延性に優れた多孔質金属体の製造方法 - Google Patents

延性に優れた多孔質金属体の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】延性に優れた多孔質金属体の製造方法を提供す
る。 【解決手段】炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶
剤:0.5〜10%、界面活性剤:0.05〜5%、水
溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、金属粉末:30〜8
0%、多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステル
のうちの1種または2種以上からなる可塑剤:0.1〜
15%、水:残りからなる配合組成を有する混合物を作
製し、この混合物を所定形状に成形し、得られた成形体
を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒結する多孔質
金属体の製造方法において、前記金属粉末は、平均粒
径:4〜20μmの金属粉末に、平均粒径:0.05〜
3μmの微細粉末を1〜35%混合してなる混合金属粉
末を用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、延性に優れた多
孔質金属体の製造方法およびその製造方法で作られた多
孔質金属体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多孔質金属体は、アルカリ2次電
電池の電極の活物質保持材、水電解電極、石油暖房機器
の灯油噴霧化部材、磁気シールドパッキン、爆薬を使用
するエアクッションの気体膨脹緩衝材、吸音材、並びに
浄化器の水電解フィルター、空気清浄機の静電フィルタ
ー、エンジン排気ガスのオイルミストフィルター、およ
び高温排気集塵フィルターなどの各種フィルターなどと
して用いられている。
【0003】この多孔質金属体を製造する方法として、
特開平9−143511号公報に記載されているよう
に、質量%で(以下、%は質量%を示す)炭素数5〜8
の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.5〜10%、界面
活性剤:0.05〜5%、水溶性樹脂結合剤:0.5〜
20%、平均粒径:0.5〜200μmの金属粉:30
〜80%を含有し、必要に応じて、多価アルコール、油
脂、エーテル、およびエステルのうちの1種または2種
以上からなる可塑剤:0.1〜15%を含有し、残部:
水からなる配合組成の混合物を用い、この混合物から、
例えば公知のドクターブレード法やスリップキャスト法
などの方法で所定形状の成形体を成形し、この成形体を
5℃以上の温度に保持すると、上記非水溶性炭化水素系
有機溶剤は水よりも大きい蒸気圧を有するので、これが
気化し、ガスとなって成形体から蒸発することから、成
形体内には微細にして整寸の気泡が多数発生した多孔質
成形体が形成されるようになり、この多孔質成形体は、
上記水溶性樹脂結合剤によってハンドリング可能な強度
をもち、また上記可塑剤によって可塑性も具備し、この
状態の前記多孔質成形体を焼結することにより連続気孔
と三次元網目構造を有する骨格とからなる多孔質金属体
を得る方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の製
造方法により作られた多孔質金属体は、延性が劣り、特
にフィルターを作製するためにU字形に曲げ加工する
と、曲げ加工部分に割れが発生し、そのためにフィルター
の歩留まりが低下し、コストの高いものとなっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来多孔質金属体に比し
てより一層延性に優れた多孔質金属体を製造すべく研究
を行った。その結果、金属粉末に、有機溶剤、界面活性
剤、水溶性樹脂結合剤および水をを混合し、さらに必要
に応じて可塑剤を混合して得られた混合物を作製し、得
られた混合物を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒
結する多孔質金属体の製造方法において、前記金属粉末
の粒径が多孔質金属体の延性に大きく影響を及ぼし、混
合する金属粉末を、平均粒径:4〜20μmの金属粉末
に、平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35
%混合してなる混合金属粉末を用いることにより従来の
多孔質金属体に比べて一層延性に優れた多孔質金属体を
得ることができるという研究結果が得られたのである。
【0006】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、(1) 金属粉末に、有機溶
剤、界面活性剤、水溶性樹脂結合剤および水を添加し、
必要に応じて可塑剤を添加し混合して混合物を作製し、
得られた混合物を所定形状に成形したのち成形体を気泡
成形処理し、次いで、脱脂および燒結する多孔質金属体
の製造方法において、前記金属粉末は、平均粒径:4〜
20μm(一層好ましくは7〜15%)の金属粉末に、
平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35%混
合してなる混合金属粉末を用いる延性に優れた多孔質金
属体の製造方法、に特徴を有するものである。
【0007】この発明の多孔質金属体の製造方法におい
て、混合金属粉末に添加する有機溶剤、界面活性剤、水
溶性樹脂結合剤および可塑剤はすでに知られているもの
が使用することができる。有機溶剤として炭素数5〜8
の非水溶性炭化水素系有機溶剤を用いることができ、具
体的なものとして、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキ
サン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、オクタン、
トルエンを使用することができ、その添加量は0.5〜
10%である。界面活性剤として市販の台所用中性合成
洗剤を使用することができ、その添加量は0.05〜5
%である。水溶性樹脂結合剤として、メチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシ
エチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース
アンモニウム、エチルセルロース、およびポリビニルア
ルコールを使用することができ、その添加量は0.5〜
20%である。可塑剤として多価アルコール、油脂、エ
ーテルおよびエステルのうちの1種または2種以上を使
用することができ、具体的なものとしてポリエチレング
リコール、オリーブ油、石油エーテル、フタル酸ジNブ
チル、グリセリンがあるが、その添加量は0.1〜15
%である。
【0008】したがって、この発明は、(2) 質量%
で、炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.
5〜10%、界面活性剤:0.05〜5%、水溶性樹脂
結合剤:0.5〜20%、金属粉末:30〜80%を含
有し、必要に応じて、多価アルコール、油脂、エーテル
およびエステルのうちの1種または2種以上からなる可
塑剤:0.1〜15%を含有し、水:残りからなる配合
組成を有する混合物を作製し、この混合物を所定形状に
成形し、得られた成形体を気泡成形処理し、次いで、脱
脂および燒結する多孔質金属体の製造方法において、前
記金属粉末は、平均粒径:4〜20μmの金属粉末に、
平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35%混
合してなる混合金属粉末を用いる延性に優れた多孔質金
属体の製造方法、に特徴を有するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】表1〜表2に示される平均粒径の
異なった金属粉末を配合して表1に示される混合金属粉
末を作製した。これら混合金属粉末にヘキサン:65
%、中性洗剤:1%、エチルセルロース:3%、グリセ
リン:1%、残部:水となるように配合し、通常の条件
で混合することにより混合物を調製した。
【0010】ついで、この混合物をキャリアーシート上
にブレードギャップ:0.5mmでスラリー層を形成
し、このスラリー層を高温・高湿度槽に通して40℃、
湿度:90%、20分間保持の条件で発泡させた後、温
度:80℃、15分間保持の条件の温風乾燥させること
によりグリーン板を作製し、このグリーン板を脱脂装置
の中を通しながら、水素中温度:500℃、15分間保
持の条件で脱脂し、続いて焼成炉の中を通しながら、水
素雰囲気中、表1〜2に示される温度および時間保持の
条件で焼成することにより本発明法1〜20、比較法1
〜4および従来法を実施した。
【0011】つぎに、本発明法1〜20、比較法1〜4
および従来法により得られた連通気孔および骨格からな
る多孔質金属体について、骨格表面粗さを測定し、さら
に常温引張り伸びを測定し、さらに曲げ加工性の評価を
行ない、その結果を表1〜2に示した。なお、表面粗さ
の測定、常温引張り伸びの測定、および曲げ加工性の評
価は下記のようにして行なった。
【0012】(イ)表面粗さ:多孔質金属体を切断し、
その断面の骨格表面に形成されている凹凸を数値化し、
JIS B0601に準拠して中心線平均粗さ(Ra)
を求めた。 (ロ)常温引張伸び:多孔質金属体ををレーザー加工機
により切断してJIS Z2201に記載されている1
3B形状の試験片を作製した。この試験片を用い、JI
S Z2241に準拠し、室温で破断するまでの伸びを
測定した。 (ハ)曲げ加工性 直径:5mm、7.5mm、10mm、12.5mm、
15mmの太さのステンレス製丸棒を準備し、多孔質金
属体をこれら丸棒に押し付け、曲げ部分が丸棒の曲率半
径になるように丸棒に沿って曲げ加工を行ない、曲げ加
工による割れが発生しない丸棒の最小直径を示すことに
より曲げ加工性を評価した。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】表1〜2に示される結果から、本発明法
に1〜20により得られた多孔質金属体は比較法1〜4
および従来法により得られた多孔質金属体に比べて、伸
びおよび曲げ加工性に優れていることが分かる。上述の
ように、この発明によると、一層延性に優れた多孔質金
属層を提供することができ、この延性に優れた多孔質金
属板を各種フィルターやアルカリ二次電池の電極基板を
作製するために曲げ加工しても曲げ加工時に割れが発生
することがなく、不良品の発生率が少なくなって、フィ
ルター産業、アルカリ二次電池産業などの発展に大いに
貢献し得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/00 304 C22C 38/00 304 H01M 4/80 H01M 4/80 A // B22F 5/00 B22F 5/00 K Fターム(参考) 4D019 AA01 AA03 BA02 BB07 BC11 BC12 CB06 4K018 AA08 AA25 AA33 BA04 BA14 BA17 BA20 BB04 BC10 BC12 CA08 DA03 KA22 KA38 5H017 AA02 AS02 BB00 BB04 BB06 BB12 CC27 EE01 EE09 HH01 HH03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属粉末に、有機溶剤、界面活性剤、水
    溶性樹脂結合剤および水を混合して得られた混合物を作
    製し、得られた混合物を所定形状に成形したのち成形体
    を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒結する多孔質
    金属体の製造方法において、 前記金属粉末は、平均粒径:4〜20μmの金属粉末
    に、平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35
    %混合してなる混合金属粉末を用いることを特徴とする
    延性に優れた多孔質金属体の製造方法。
  2. 【請求項2】 質量%で、炭素数5〜8の非水溶性炭化
    水素系有機溶剤:0.5〜10%、界面活性剤:0.0
    5〜5%、水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、金属粉
    末:30〜80%、水:残りからなる配合組成を有する
    混合物を作製し、この混合物を所定形状に成形し、得ら
    れた成形体を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒結
    する多孔質金属体の製造方法において、 前記金属粉末は、平均粒径:4〜20μmの金属粉末
    に、平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35
    %混合してなる混合金属粉末を用いることを特徴とする
    延性に優れた多孔質金属体の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属粉末に、有機溶剤、界面活性剤、水
    溶性樹脂結合剤、可塑剤および水を混合して得られた混
    合物を作製し、得られた混合物を所定形状に成形したの
    ち成形体を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒結す
    る多孔質金属体の製造方法において、 前記金属粉末は、平均粒径:4〜20μmの金属粉末
    に、平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35
    %混合してなる混合金属粉末を用いることを特徴とする
    延性に優れた多孔質金属体の製造方法。
  4. 【請求項4】 質量%で、炭素数5〜8の非水溶性炭化
    水素系有機溶剤:0.5〜10%、界面活性剤:0.0
    5〜5%、水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、金属粉
    末:30〜80%、多価アルコール、油脂、エーテルお
    よびエステルのうちの1種または2種以上からなる可塑
    剤:0.1〜15%、水:残りからなる配合組成を有す
    る混合物を作製し、この混合物を所定形状に成形し、得
    られた成形体を気泡成形処理し、次いで、脱脂および燒
    結する多孔質金属体の製造方法において、 前記金属粉末は、平均粒径:4〜20μmの金属粉末
    に、平均粒径:0.05〜3μmの微細粉末を1〜35
    %混合してなる混合金属粉末を用いることを特徴とする
    延性に優れた多孔質金属体の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4記載の製造方法
    で作られた多孔質金属体。
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