JP2901840B2 - 多孔金属連続体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

多孔金属連続体の製造方法及び製造装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、三次元に網目状の連通
孔を有する帯状の多孔金属(多孔金属連続体)の製造方法
と製造装置に関する。この多孔金属は、例えば電池の電
極、触媒あるいはフィルター等として用いることができ
る。多孔金属連続体は、帯状の連続体であるために、例
えば定寸の電池の電極、触媒あるいはフィルターを切断
によって採取するに際して、切断を連続的に高能率にか
つ高い歩留りで行うことができるために好ましい。
【0002】
【従来の技術】特公昭38−17554号は多孔金属の
製造方法に関し、発泡樹脂に金属あるいは金属化合物を
塗着し、乾燥し焼成する方法が記載されている。この焼
成は、発泡樹脂およびスラリー中の有機物を熱分解して
消失させスラリー中の金属粉末を焼結させて相互に結合
させるために行うが、発泡樹脂およびスラリー中の有機
物の熱分解時には大きな収縮が起こり、またスラリー中
の金属の焼結時にも収縮が起こる。
【0003】小型で単品の多孔金属の場合はこの収縮に
際して大きな支障は伴わないが、多孔金属連続体の場合
には下記の問題点が発生する。即ち、スラリーを含浸し
た帯状発泡樹脂は、有機物の熱分解開始から焼結が完了
する迄の長時間の間、焼成炉内に在炉せしめるために焼
成炉は長尺となる。またこの間のスラリーを含浸した帯
状発泡樹脂は脆弱であるため、例えば金属ベルト等の搬
送テーブル上に載置する事が必要となる。しかしスラリ
ーを含浸した長尺の帯状発泡樹脂を長尺の搬送テーブル
上に載置して焼成すると、焼成中の帯状の発泡樹脂は長
さ方向に大きく収縮するが、焼成中の帯状の発泡樹脂は
搬送テーブルとの例えば摩擦力によって収縮に伴う自由
な移動が拘束されているために、搬送テーブル上で破断
するに至る。本発明者等の知見によると、長さが2m以
上の帯状の発泡樹脂は、格別の工夫を行わないと焼成の
間にその収縮によって破断する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、帯状発泡樹
脂に金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着し、乾燥
し、長尺の焼成炉内で焼成して、多孔金属連続体を製造
するに際して、焼成時の収縮による破断のない、多孔金
属連続体の製造方法およびその装置の提供を課題として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、帯
状発泡樹脂に金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
し、乾燥し、焼成炉内で焼成するに際し、焼成に先立
ち、該金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯
状発泡樹脂に下記(1)式で表される波付け率が14〜3
0%となる横波を形成することを特徴とする、多孔金属
連続体の製造方法である。
【0006】 波付け率={(L1−L2)/L1}×100………(1) 但しL1:スラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂の波
付け前の長さ(m) L2:スラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂の波付け
後の長さ(波を考慮しない一次方向の長さ m)。
【0007】本発明の多孔金属体の製造方法を説明す
る。本発明では帯状発泡樹脂として例えば幅:340m
m,厚さ:3mmの帯状のウレタンフォームを用いるこ
とができる。この帯状発泡樹脂に金属粉末を含有するス
ラリー液を含浸塗着し、発泡樹脂の空孔を形成している
樹脂の柱にスラリー液を付着させる。
【0008】なお、本発明で用いる金属粉末の粒度とし
ては、平均粒径が1〜15μmでかつ最小粒径が0.1
μm,最大粒径が30μmであることが好ましい。平均
粒径が1μmより小さいと、あるいは最小粒径が0.1
μmより小さいと、スラリー液を形成した際に粒子が凝
集するためにスラリー液の均一性が保ち難く、スラリー
液を発泡樹脂に塗着させる際にスラリー液を均一な厚み
で発泡樹脂に塗着させ難い。また平均粒径が15μm
超、あるいは最大粒径が30μm超の金属粉末は焼成に
際して焼結性が十分ではない。
【0009】また本発明では、スラリー液を作成する場
合、バインダーとして例えば熱硬化性フェノール樹脂を
用いることができる。金属粉末とバインダーにより作成
されたスラリー液は、50〜1000cpの粘度を有す
ることが好ましい。50cp以下の粘度では発泡樹脂の
空孔を形成する柱に付着するスラリーの量が少なく、焼
成した後の多孔金属の強度が低くなる。1000cp以
上の粘度では金属粉末を発泡樹脂に均一に付着させるこ
とが難しくなり、焼成してできる多孔金属の重量のコン
トロールが困難となる。
【0010】本発明では波付け率が14〜30%となる
横波をスラリー液を含浸した発泡樹脂に形成する。この
波付けは後で述べる波付け装置によりあるいは他の装置
によって形成する事ができる。図1は焼成炉5内におけ
る本発明の焼成中の多孔金属連続体1の形状の説明図で
ある。焼成炉の入口の近傍のゾーン(A)では焼成の進行
が少なく収縮も少ないために波の高さは大きい。焼成が
進行したゾーン(B)では収縮は大きいが、この収縮は波
の高さが減少する事によって吸収される。焼成炉の出口
側の近傍ゾーン(C)では焼成が更に進行し収縮も更に進
行するが、この収縮は波の高さがなくなる事によって吸
収される。
【0011】後で実施例で述べるが、本発明者の知見に
よると波付け率が14%未満では焼成後の多孔金属連続
体には破断が発生する。また波付け率は30%で十分で
あり、波付け率が30%超では焼成後の多孔金属体に波
残りが発生する。尚後で実施例で述べる如く波付け率が
14%〜30%の範囲内では、帯状発泡樹脂の波付け後
の長さL2と得られた多孔金属連続体の長さL3とは大凡
等しい。従って波付け率をこの範囲に保つ事によって、
焼成中の多孔金属連続体の長さ方向の収縮量は主として
波型が平坦になる事によって、また更には焼成中の多孔
金属連続体の幅方向や厚さ方向の収縮量が追従変動する
事によって吸収されて、長さが略L2の焼成後の多孔金
属体が得られるものと考えられる。
【0012】次に、金属粉末を含有したスラリー液を含
浸塗着した帯状発泡樹脂に横波を形成するための、本発
明の波付け装置を説明する。図2は本発明の請求項2に
記載の波付け装置の側面の説明図で、図3は図2の押え
ローラーの作用の説明図である。図2の波付け装置は、
歯車状の波を外面に設け矢印10方向に回動する波型ロ
ーラー2と、金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
した帯状発泡樹脂1を波型ローラー2の波型の凹凸に沿
わせて押し当てる一本あるいは複数本の押えローラー3
と、波型ローラー2に押し当てた状態の該帯状発泡樹脂
を加熱する加熱ヒーター4とを有する。
【0013】金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
した帯状発泡樹脂1は、波型ローラーに押し当てられた
状態で加熱ヒーター4によって加熱されると、スラリー
中の水分が更に減少しまたスラリー中のバインダー成分
の粘度が大きくなって、波型ローラー2の波型に見合っ
た波癖が形成される。この横波が形成された帯状発泡樹
脂は、その後波型ローラー2から離れて、図1に示した
焼成炉5内を走行する搬送コンベア6上に、横波を保持
したまゝの形状で載置される。
【0014】図3で押えローラー3−1,3−2はそれ
ぞれに設けた押圧力調整装置7−1,7−2によって押
し当て力を調整して該帯状発泡樹脂1を波型ローラー2
の波型の凹凸に沿わせて押し当てる。波付けを行ってい
ない帯状発泡樹脂1は波型ローラー2の矢印10方向の
回動によって、波型ローラー2と押えローラー3(3−
1,3−2)に挾まれて矢印方向に移動し、連続的に波
付けされる。
【0015】図4は本発明の請求項3の波付け装置の説
明図である。この際は中空の波型ローラー2−1を用
い、図2の押えローラー3に替えて、波型ローラー2−
1の中空の内部に磁石機構8を配する。強磁性の金属例
えばFe,Ni等の粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
した帯状発泡樹脂1は、磁石機構8の磁力が金属粉末に
作用するために引着されて、波型ローラー2−1の波型
の凹凸に沿って押し当てられる。図4においても波型ロ
ーラー2−1に押し当てられた帯状発泡樹脂は、図2で
述べたと同様に加熱ヒーター4によって加熱されて横波
が形成され、横波を保持したまゝの形状で、図1に示し
た搬送コンベア6に載置される。
【0016】図5は本発明の請求項4の波付け装置の説
明図である。図5の波付け装置は、押えローラー3と磁
石機構8の両方を備えている。この波付け装置では、磁
性を有しない金属の粉末を含有するスラリー液を含浸塗
着した帯状発泡樹脂の場合は専ら押えローラー3を用
い、スラリー液が強磁性の金属の粉末を含有する場合は
磁石機構8を用いあるいは磁石機構8と押えローラー3
を併せ用いることができる。尚図中9は風冷ダクトの冷
で、必要に応じて使用する。即ち本発明はまた、歯車状
の波型を外面に設けた中空の回動する波型ローラーと、
金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡
樹脂を波型ローラーの波型の凹凸に沿わせて押し当てる
一本あるいは複数本の押えローラーと、波型ローラーの
中空の内部に配されて金属粉末を含有するスラリー液を
含浸塗着した帯状発泡樹脂を引着して波型ローラーの波
型の凹凸に沿わせて押し当てる磁石機構と、波型ローラ
ーに押し当てた状態の金属粉末を含有するスラリー液を
含浸漬塗着した帯状発泡樹脂を加熱し癖づけして金属粉
末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂に
横波を形成する加熱ヒーターとよりなる波付け装置を有
し、該波付け装置を通過させて横波を形成した金属粉末
を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂を焼
付炉に連続的に供給する構造である事を特徴とする、多
孔金属連続体の製造装置である。
【0017】
【実施例】金属粉末として、平均粒径4μm,最小粒径
0.4μm,最大粒径10μmのNi粉末を用い、バイン
ダーとしてフェノール系の水溶性レジンを用いて、Ni
粉末:75重量%,レジン:17.5重量%,残部:水
のスラリーを作成し、厚さが3mmの帯状ウレタンフォ
ームにこのスラリーを含浸し、乾燥後、そのウレタンフ
ォームに図4に示す本発明の装置を用いて波付けして、
連続式焼成炉で焼成を行い多孔金属の連続体を作成し
た。その結果を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1でNo1〜No3は波付け率が14%未
満の比較例であるが、得られた多孔金属の連続体は破断
していた。表1でNo4〜No7は本発明例であるが、得
られた多孔金属の連続体には破断の発生はない。表1で
No8は波付け率が30%超の比較例であるが、得られ
た多孔金属の連続体には破断はないが波残りが観察され
た。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、焼成時の収縮による破
断をおこすことなく、長尺で帯状の多孔金属を連続的に
高能率に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は焼成炉内における焼成中の多孔金属連続体の
形状の説明図。
【図2】は本発明の波付け装置の例の説明図。
【図3】は本発明の押えローラーの作用の説明図。
【図4】は本発明の波付け装置の他の例の説明図。
【図5】は本発明の波付け装置の更に異なる例の説明
図。
【符号の説明】
1:金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状
発泡樹脂、 2(2−1):波型ローラー、 3(3−
1,3−2):押えローラー、 4:加熱ヒーター、
5:焼成炉、 6:搬送テーブル、 7(7−1,7−
2):押圧力調整装置、8:磁石機構、 9:風冷ダク
ト、 10:波型ローラーの回動方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋野 芳隆 富山県高岡市吉久1−1−1 日重建設 株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−68706(JP,A) 特公 昭38−17554(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22F 3/00 - 7/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】帯状発泡樹脂に金属粉末を含有するスラリ
    ー液を含浸塗着し、乾燥し、焼成炉内で焼成するに際
    し、焼成に先立ち、該金属粉末を含有するスラリー液を
    含浸塗着した帯状発泡樹脂に下記(1)式で表される波付
    け率が14〜30%となる横波を形成することを特徴と
    する多孔金属連続体の製造方法。 波付け率={(L1−L2)/L1}×100……(1) ただしL1:スラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂の
    波付け前の長さ(m) L2:スラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂の波付け
    後の長さ(m)
  2. 【請求項2】歯車状の波型を外面に設けた回動する波型
    ローラーと、金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
    した帯状発泡樹脂を波型ローラーの波型の凹凸に沿わせ
    て押し当てる一本あるいは複数本の押えローラーと、波
    型ローラーに押し当てた状態の金属粉末を含有するスラ
    リー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂を加熱し癖づけして
    金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡
    樹脂に横波を形成する加熱ヒーターとよりなる波付け装
    置を有し、該波付け装置を通過させて横波を形成した金
    属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹
    脂を焼成炉に連続的に供給する事を特徴とする、多孔金
    属連続体の製造装置。
  3. 【請求項3】歯車状の波型を外面に設けた中空の回動す
    る波型ローラーと、該波型ローラーの中空の内部に配さ
    れて金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状
    発泡樹脂を引着して波型ローラーの波型の凹凸に沿わせ
    て押し当てる磁石機構と、波型ローラーに押し当てた状
    態の金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着した帯状
    発泡樹脂を加熱し癖づけして金属粉末を含有するスラリ
    ー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂に横波を形成する加熱
    ヒーターとよりなる波付け装置を有し、該波付け装置を
    通過させて横波を形成した金属粉末を含有するスラリー
    液を含浸塗着した帯状発泡樹脂を焼成炉に連続的に供給
    する事を特徴とする、多孔金属連続体の製造装置。
  4. 【請求項4】歯車状の波型を外面に設けた中空の回動す
    る波型ローラーと、金属粉末を含有するスラリー液を含
    浸塗着した帯状発泡樹脂を波型ローラーの波型の凹凸に
    沿わせて押し当てる一本あるいは複数本の押えローラー
    と、波型ローラーの中空の内部に配されて金属粉末を含
    有するスラリー液を含浸塗着した帯状発泡樹脂を引着し
    て波型ローラーの波型の凹凸に沿わせて押し当てる磁石
    機構と、波型ローラーに押し当てた状態の金属粉末を含
    有するスラリー液を含浸漬塗着した帯状発泡樹脂を加熱
    し癖づけして金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着
    した帯状発泡樹脂に横波を形成する加熱ヒーターとより
    なる波付け装置を有し、該波付け装置を通過させて横波
    を形成した金属粉末を含有するスラリー液を含浸塗着し
    た帯状発泡樹脂を焼付炉に連続的に供給する構造である
    事を特徴とする、多孔金属連続体の製造装置。
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JP5494778B2 (ja) * 2012-10-29 2014-05-21 三菱マテリアル株式会社 金属多孔質体の製造方法
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