JP2825005B2 - 多孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金属 - Google Patents
多孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金属Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばガスあるいは液
体を処理するフィルター、触媒、触媒用担体等に用いら
れる多孔金属であって、使用に際して切断等の成形加工
を行うことなく使用できる多孔金属に関する。
体を処理するフィルター、触媒、触媒用担体等に用いら
れる多孔金属であって、使用に際して切断等の成形加工
を行うことなく使用できる多孔金属に関する。
【０００２】
【従来の技術】多孔金属の製造に関しては、発泡樹脂の
骨格表面を導電化処理し、その上に電気メッキにより金
属を電析させ、その後発泡樹脂を焼成して、発泡樹脂の
樹脂分を消失させ、電析させた金属を焼結させる方法
（特開昭５７−１７４４８４号）がある。
骨格表面を導電化処理し、その上に電気メッキにより金
属を電析させ、その後発泡樹脂を焼成して、発泡樹脂の
樹脂分を消失させ、電析させた金属を焼結させる方法
（特開昭５７−１７４４８４号）がある。
【０００３】しかし、この方法は、発泡樹脂の骨格表面
の導電化処理が煩雑であり、また、多孔金属のポア（空
孔）の骨格は空洞のある骨格となるために骨格が折れ易
くポアの目詰りが多い。
の導電化処理が煩雑であり、また、多孔金属のポア（空
孔）の骨格は空洞のある骨格となるために骨格が折れ易
くポアの目詰りが多い。
【０００４】また、導電化処理された発泡樹脂の骨格に
電気メッキにより金属を電析させる方法であるため、導
電化処理された発泡樹脂の表層部と中心部とで、金属電
析量に差が生じ、その結果、製造された多孔金属の表層
部と中心部とで骨格の太さに差が生じ、特に中心部が細
い骨格となる。
電気メッキにより金属を電析させる方法であるため、導
電化処理された発泡樹脂の表層部と中心部とで、金属電
析量に差が生じ、その結果、製造された多孔金属の表層
部と中心部とで骨格の太さに差が生じ、特に中心部が細
い骨格となる。
【０００５】特開昭５７−１７４４８４号は多孔金属の
形状については特に述べていないが、上記の如くこの方
法で製造された多孔金属は均質性の点で問題があり、表
層部と中心部との骨格の太さの差が小さくなる肉薄のシ
ート状多孔金属に限定される。
形状については特に述べていないが、上記の如くこの方
法で製造された多孔金属は均質性の点で問題があり、表
層部と中心部との骨格の太さの差が小さくなる肉薄のシ
ート状多孔金属に限定される。
【０００６】
【発明が解決しようとす課題】図１は、ガスあるいは液
体を処理するフィルター、触媒、触媒担体等（以下触媒
等と略記する）を内蔵した配管の例の説明図で、１は配
管、２は触媒等、３は外筒、４は網等である。ガスある
いは液体は矢印方向に流れる。図１(Ａ)は円柱状の触媒
を配管内部に挿入した例、図１(Ｂ)は円筒状の触媒等を
内筒３内に収納した例、４は直径の異なる２種類の球状
の触媒等を網４で保持して配管内部に収納した例であ
る。
体を処理するフィルター、触媒、触媒担体等（以下触媒
等と略記する）を内蔵した配管の例の説明図で、１は配
管、２は触媒等、３は外筒、４は網等である。ガスある
いは液体は矢印方向に流れる。図１(Ａ)は円柱状の触媒
を配管内部に挿入した例、図１(Ｂ)は円筒状の触媒等を
内筒３内に収納した例、４は直径の異なる２種類の球状
の触媒等を網４で保持して配管内部に収納した例であ
る。
【０００７】図１の触媒等を内蔵した配管は、例えば自
動車の排ガス配管として、あるいは例えば上水の浄化配
管として使用する事ができる。自動車の排ガス配管や上
水の浄化配管は多量生産されるために、図１の触媒等
も、同じ寸法の円柱状あるいは円筒状あるいは球状のも
のが多量必要となる。
動車の排ガス配管として、あるいは例えば上水の浄化配
管として使用する事ができる。自動車の排ガス配管や上
水の浄化配管は多量生産されるために、図１の触媒等
も、同じ寸法の円柱状あるいは円筒状あるいは球状のも
のが多量必要となる。
【０００８】多孔金属は触媒等として使用できるが、従
来の多孔金属は主として板状であり、かつ切断等に際し
て工具の摩耗が大きい。このため、従来の板状の多孔金
属を用いて、同じ寸法の多量の円柱状、円筒状あるいは
球状の多孔金属製の触媒等を製造する事は難しい。
来の多孔金属は主として板状であり、かつ切断等に際し
て工具の摩耗が大きい。このため、従来の板状の多孔金
属を用いて、同じ寸法の多量の円柱状、円筒状あるいは
球状の多孔金属製の触媒等を製造する事は難しい。
【０００９】本発明は、使用に際して切断等の成形加工
を必要としないで、そのまゝ触媒等として使用できる多
孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金
属の提供を課題としている。
を必要としないで、そのまゝ触媒等として使用できる多
孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金
属の提供を課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、直径が２０ｍ
ｍ以上の円柱状または円筒状または球状の網目状発泡樹
脂に、平均粒径が１〜１５μｍの金属粉末または金属酸
化物粉末に分散媒を加えて作成した粘度が５０〜１００
０ｃｐのスラリーを塗着含浸させたのち、乾燥し、１０
〜５０％の炭酸ガスを含む水素雰囲気で焼成し、発泡樹
脂を消失させ金属分を焼結させる事を特徴とする、円柱
状または円筒状または球状のの多孔金属の製造方法であ
る。
ｍ以上の円柱状または円筒状または球状の網目状発泡樹
脂に、平均粒径が１〜１５μｍの金属粉末または金属酸
化物粉末に分散媒を加えて作成した粘度が５０〜１００
０ｃｐのスラリーを塗着含浸させたのち、乾燥し、１０
〜５０％の炭酸ガスを含む水素雰囲気で焼成し、発泡樹
脂を消失させ金属分を焼結させる事を特徴とする、円柱
状または円筒状または球状のの多孔金属の製造方法であ
る。
【００１１】またこの本発明の方法により製造された直
径が２０ｍｍ以上の円柱状の多孔金属である。
径が２０ｍｍ以上の円柱状の多孔金属である。
【００１２】またこの本発明の方法により製造された直
径が２０ｍｍ以上の円筒状の多孔金属であり、またこの
本発明の方法により製造された直径が２０ｍｍ以上の球
状の多孔金属である。
径が２０ｍｍ以上の円筒状の多孔金属であり、またこの
本発明の方法により製造された直径が２０ｍｍ以上の球
状の多孔金属である。
【００１３】また、金属粉末または金属酸化物粉末の金
属分が、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｗ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔｉから選ば
れる１種または２種以上である事を特徴とする、本発明
の前記の円柱状の、または円筒状の、または球状の多孔
金属である。
属分が、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｗ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔｉから選ば
れる１種または２種以上である事を特徴とする、本発明
の前記の円柱状の、または円筒状の、または球状の多孔
金属である。
【００１４】本発明の多孔金属は、形が円柱状、円筒状
あるいは球状であり、使用に際して切断等の成形加工を
行うことなく、図１に例示した触媒等として使用するこ
とができる。
あるいは球状であり、使用に際して切断等の成形加工を
行うことなく、図１に例示した触媒等として使用するこ
とができる。
【００１５】本発明者等の知見によると、直径が２０ｍ
ｍ以上の例えば直径が２０ｍｍ〜１００ｍｍの円柱状、
円筒状あるいは球状の多孔金属は、製造方法に格別の工
夫を行わない場合は、多孔金属の空孔の大きさが不揃い
になり易く、空孔を形成している骨格の太さが不揃いに
なり易く、また炭素含有量が高い多孔金属となるという
問題点がある。
ｍ以上の例えば直径が２０ｍｍ〜１００ｍｍの円柱状、
円筒状あるいは球状の多孔金属は、製造方法に格別の工
夫を行わない場合は、多孔金属の空孔の大きさが不揃い
になり易く、空孔を形成している骨格の太さが不揃いに
なり易く、また炭素含有量が高い多孔金属となるという
問題点がある。
【００１６】本発明では、平均粒径が１〜１５μｍの金
属粉末または金属酸化物粉末に分散媒を加えて作成した
粘度が５０〜１０００ｃｐスラリーを用い、また、１０
〜５０％の炭酸ガスを含む水素雰囲気で焼成し発泡樹脂
を消失させ金属分を焼結させる。以下に本発明の製造方
法の限定理由を説明する。
属粉末または金属酸化物粉末に分散媒を加えて作成した
粘度が５０〜１０００ｃｐスラリーを用い、また、１０
〜５０％の炭酸ガスを含む水素雰囲気で焼成し発泡樹脂
を消失させ金属分を焼結させる。以下に本発明の製造方
法の限定理由を説明する。
【００１７】
【作用】本発明の多孔金属の製造方法について説明す
る。本発明では平均粒径１〜１５μｍで好ましくは最小
粒径が０.１μｍ、最大粒径が３０μｍの、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ｆｅ，
Ｗ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔｉの群から選ばれる少なくと
も１種もしくは２種以上の金属粉末または金属酸化物粉
末と、分散媒として好ましくは粘度が１０〜１００００
ｃｐの液状フェノール樹脂と希釈剤と必要により増粘剤
を用いて、粘度５０〜１０００ｃｐのスラリー液を形成
し、このスラリー液に、目的とする形状に加工した網目
状発泡樹脂を浸漬し、スラリー液を網目状発泡樹脂に塗
着含浸させる。
る。本発明では平均粒径１〜１５μｍで好ましくは最小
粒径が０.１μｍ、最大粒径が３０μｍの、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｖ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ｆｅ，
Ｗ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｔｉの群から選ばれる少なくと
も１種もしくは２種以上の金属粉末または金属酸化物粉
末と、分散媒として好ましくは粘度が１０〜１００００
ｃｐの液状フェノール樹脂と希釈剤と必要により増粘剤
を用いて、粘度５０〜１０００ｃｐのスラリー液を形成
し、このスラリー液に、目的とする形状に加工した網目
状発泡樹脂を浸漬し、スラリー液を網目状発泡樹脂に塗
着含浸させる。
【００１８】なお、上記網目状発泡樹脂としては、ポリ
ウレタンフォームが最も一般的に用いられるが、他にシ
リコーン樹脂、ポリエステル樹脂のフォームなどを用い
ることができる。
ウレタンフォームが最も一般的に用いられるが、他にシ
リコーン樹脂、ポリエステル樹脂のフォームなどを用い
ることができる。
【００１９】本発明において、上記粉末の平均粒径が１
μｍより小さくまた最小粒径が０.１μｍより小さい
と、スラリー液を形成する際に粒子が凝集するため、ス
ラリー液の均一性が保ち難く、スラリー液を網目状発泡
樹脂に含浸塗着させる際に均一な厚みで発泡樹脂に塗着
させ難い。また、平均粒径が１５μｍ超の粉末でまた最
大粒径が３０μｍ超の粉末は、焼成に際して焼結性が悪
い。このため、本発明では平均粒径が１μｍ〜１５μｍ
の金属粉末等を用いる。
μｍより小さくまた最小粒径が０.１μｍより小さい
と、スラリー液を形成する際に粒子が凝集するため、ス
ラリー液の均一性が保ち難く、スラリー液を網目状発泡
樹脂に含浸塗着させる際に均一な厚みで発泡樹脂に塗着
させ難い。また、平均粒径が１５μｍ超の粉末でまた最
大粒径が３０μｍ超の粉末は、焼成に際して焼結性が悪
い。このため、本発明では平均粒径が１μｍ〜１５μｍ
の金属粉末等を用いる。
【００２０】スラリーの粘度は、５０ｃｐ未満では、ス
ラリー液中の粉末が短時間で沈降するため、網目状発泡
樹脂に塗着する粉末量が少なくなり、焼成後の多孔金属
の骨格が細くなり、強度が低下する。一方、粘度が１０
００ｃｐを超えると、スラリーの粘度が高くなり過ぎ、
網目状発泡樹脂に粉末を均一に付着することができな
い。
ラリー液中の粉末が短時間で沈降するため、網目状発泡
樹脂に塗着する粉末量が少なくなり、焼成後の多孔金属
の骨格が細くなり、強度が低下する。一方、粘度が１０
００ｃｐを超えると、スラリーの粘度が高くなり過ぎ、
網目状発泡樹脂に粉末を均一に付着することができな
い。
【００２１】本発明ではスラリーを塗着した発泡樹脂を
乾燥し、焼成することにより樹脂分を熱分解消失させ、
塗着した粉末金属分を焼結作用により相互に結合させて
網目状構造を有する金属を製造する。
乾燥し、焼成することにより樹脂分を熱分解消失させ、
塗着した粉末金属分を焼結作用により相互に結合させて
網目状構造を有する金属を製造する。
【００２２】以上述べた方法で多孔金属を製造すると、
直径が２０ｍｍ以上の例えば直径２０ｍｍ〜１００ｍｍ
の円柱状、円筒状あるいは球状の多孔金属の場合にも、
空孔の大きさや骨格の大きさが揃った多孔金属となる。
上記と同様の手段で、発泡樹脂として、欠球、裁頭円
柱、裁頭中空円柱、多角柱、裁頭多角柱、多角錐、裁頭
多角錐、円錐、裁頭円錐、円環、多面体の形状を用いる
と、発泡樹脂の形状に見合った形状の、最大肉厚部が２
０ｍｍ以上の例えば２０ｍｍ〜１００ｍｍの多孔金属を
製造する事もできる。
直径が２０ｍｍ以上の例えば直径２０ｍｍ〜１００ｍｍ
の円柱状、円筒状あるいは球状の多孔金属の場合にも、
空孔の大きさや骨格の大きさが揃った多孔金属となる。
上記と同様の手段で、発泡樹脂として、欠球、裁頭円
柱、裁頭中空円柱、多角柱、裁頭多角柱、多角錐、裁頭
多角錐、円錐、裁頭円錐、円環、多面体の形状を用いる
と、発泡樹脂の形状に見合った形状の、最大肉厚部が２
０ｍｍ以上の例えば２０ｍｍ〜１００ｍｍの多孔金属を
製造する事もできる。
【００２３】
【実施例】−１金属粉末または金属酸化物粉末の好ましい平均粒径とス
ラリーの好ましい粘度 を把握するために、 本発明者等は
ニッケルの粉末と、液状のフェノール樹脂と、イソプロ
ピルアルコール（希釈剤）と、カルボキシメチルセルロ
ーズ５％溶液（増粘剤）を用いて、スラリー液を作成
し、直径４０ｍｍ高さが１００ｍｍの円柱状のポリウレ
タンフォーム（ブリジストン化成製）にこのスラリーを
塗着含浸させて、室温で通風下で約２時間乾燥後、水素
気流中６５０℃で１０分間焼成した後、更に水素気流中
１０５０℃にて１５分間焼成する事により、円柱状の多
孔金属を製造した。
ラリーの好ましい粘度 を把握するために、 本発明者等は
ニッケルの粉末と、液状のフェノール樹脂と、イソプロ
ピルアルコール（希釈剤）と、カルボキシメチルセルロ
ーズ５％溶液（増粘剤）を用いて、スラリー液を作成
し、直径４０ｍｍ高さが１００ｍｍの円柱状のポリウレ
タンフォーム（ブリジストン化成製）にこのスラリーを
塗着含浸させて、室温で通風下で約２時間乾燥後、水素
気流中６５０℃で１０分間焼成した後、更に水素気流中
１０５０℃にて１５分間焼成する事により、円柱状の多
孔金属を製造した。
【００２４】表１で番号１〜８は本発明の実施例であ
る。本発明の方法で製造した多孔金属は、均一な空孔を
有する三次元網目状構造を有し、発泡樹脂の痕跡となる
空洞はなく、触媒等として十分均一な空孔分布を有して
いた。
る。本発明の方法で製造した多孔金属は、均一な空孔を
有する三次元網目状構造を有し、発泡樹脂の痕跡となる
空洞はなく、触媒等として十分均一な空孔分布を有して
いた。
【００２５】表１で番号９〜１５は比較例である。比較
例の多孔金属は目塞りが多くあるいは強度は１ｋｇ／１
ｃｍ以下であり、触媒等として不十分な強度であった。
例の多孔金属は目塞りが多くあるいは強度は１ｋｇ／１
ｃｍ以下であり、触媒等として不十分な強度であった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【実施例】−２ 本発明者等は更に、焼成の雰囲気と多孔金属の性質との
関係を調査した。即ち実施例１の番号５と同じスラリー
と、半径５０ｍｍの球状の発泡性樹脂を用いて球状の多
孔金属を作成した。焼成時の雰囲気としては水素と炭酸
ガスの乾燥混合ガスを用いた。
関係を調査した。即ち実施例１の番号５と同じスラリー
と、半径５０ｍｍの球状の発泡性樹脂を用いて球状の多
孔金属を作成した。焼成時の雰囲気としては水素と炭酸
ガスの乾燥混合ガスを用いた。
【００２８】表２の番号１６の如く炭酸ガスを混合しな
いものは、残留する炭素が多く出来上った多孔金属のＣ
分析値が高い。番号１７にみられる如く焼成時間を大幅
に延長すればＣ分析値は低くなるが、コスト面で焼成時
間の延長は好ましくない。本発明である番号１８および
番号１９の如く、炭酸ガス量を１０〜５０％の範囲で混
合した水素ガスを焼成雰囲気に用いると、短い焼成時間
でも多孔金属のＣ分析値は低い。かつ引張試験の結果を
みると、比較例と比べると２倍以上の強度を示してい
る。しかし５０％以上の炭酸ガスを混合した水素ガスを
用いた番号２０のものはＣ分析値は低いが、水素量が少
ないために焼結が十分に行われず、多孔金属を製造する
事ができなかった。
いものは、残留する炭素が多く出来上った多孔金属のＣ
分析値が高い。番号１７にみられる如く焼成時間を大幅
に延長すればＣ分析値は低くなるが、コスト面で焼成時
間の延長は好ましくない。本発明である番号１８および
番号１９の如く、炭酸ガス量を１０〜５０％の範囲で混
合した水素ガスを焼成雰囲気に用いると、短い焼成時間
でも多孔金属のＣ分析値は低い。かつ引張試験の結果を
みると、比較例と比べると２倍以上の強度を示してい
る。しかし５０％以上の炭酸ガスを混合した水素ガスを
用いた番号２０のものはＣ分析値は低いが、水素量が少
ないために焼結が十分に行われず、多孔金属を製造する
事ができなかった。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フィル
ター、触媒、触媒用担体等として、その設置場所、使用
目的に合った形状を有し、しかも表層部と中心部との骨
格の太さに差がない、均質性に優れ更に十分な引張強度
を有する網目状構造の多孔金属を得ることができる。
ター、触媒、触媒用担体等として、その設置場所、使用
目的に合った形状を有し、しかも表層部と中心部との骨
格の太さに差がない、均質性に優れ更に十分な引張強度
を有する網目状構造の多孔金属を得ることができる。
【図１】は触媒等を内蔵した配管の例の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 3/11 B01D 39/20 B01J 35/04
Claims (5)
- 【請求項１】直径が２０ｍｍ以上の円柱状または円筒状
または球状の網目状発泡樹脂に、平均粒径が１〜１５μ
ｍの金属粉末または金属酸化物粉末に分散媒を加えて作
成した粘度が５０〜１０００ｃｐのスラリーを塗着含浸
させたのち、乾燥し、１０〜５０％の炭酸ガスを含む水
素雰囲気で焼成し、発泡樹脂を消失させ金属分を焼結さ
せる事を特徴とする、円柱状または円筒状または球状の
多孔金属の製造方法。 - 【請求項２】請求項１の方法により製造された直径が２
０ｍｍ以上の円柱状の多孔金属。 - 【請求項３】請求項１の方法により製造された直径が２
０ｍｍ以上の円筒状の多孔金属。 - 【請求項４】請求項１の方法により製造された直径が２
０ｍｍ以上の球状の多孔金属。 - 【請求項５】金属分が、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｖ，
Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｗ，Ｃｏ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ，Ｔｉから選ばれる１種または２種以上である事を特
徴とする、請求項２、または３、または４に記載の多孔
金属。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060748A JP2825005B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 多孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金属 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060748A JP2825005B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 多孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金属 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06271904A JPH06271904A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2825005B2 true JP2825005B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13151207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5060748A Expired - Fee Related JP2825005B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 多孔金属の製造方法とその製造方法により得られた多孔金属 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825005B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2001233876B2 (en) * | 2000-02-22 | 2004-09-30 | Metalysis Limited | Method for the manufacture of metal foams by electrolytic reduction of porous oxidic preforms |
| JP2002210369A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-30 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化用触媒及びその製造方法 |
| US7615184B2 (en) | 2006-01-25 | 2009-11-10 | Alexander Lobovsky | Metal, ceramic and cermet articles formed from low viscosity aqueous slurries |
| JP5242955B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2013-07-24 | 株式会社キャタラー | スラリーの粘度調整方法およびスラリーの製造方法 |
| JP6065058B2 (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅多孔質体、及び、銅多孔質複合部材 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204137A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 金属多孔体の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5060748A patent/JP2825005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06271904A (ja) | 1994-09-27 |
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