JP3271439B2 - 多孔質金属焼結体製造用混合原料 - Google Patents
多孔質金属焼結体製造用混合原料Info
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Description
かつ気孔が微細にして整寸(整った寸法)の多孔質金属
焼結体の製造が可能な混合原料に関するものである。
造材や各種フィルター、さらに2次電池電極活物質保持
材などとして用いられていることは良く知られるところ
であり、またこれら多孔質金属焼結体を焼結手段を用い
て製造する方法としては、例えば特開昭56−1340
3号公報や特開平5−339605号公報などに記載さ
れる方法が知られている。
よび高機能化の点から、多孔質金属焼結体にも高気孔率
化が強く望まれているが、上記の従来多孔質金属焼結体
では、相対的に気孔が粗く、平均粒径で100μm以上
を示し、このため気孔率を80容量%以上にすることは
困難であるばかりでなく、気孔率が高くなるにしたがっ
て気孔の寸法にバラツキが生じ易くなることから、これ
らの要求に満足に対応することができないのが現状であ
る。
上述のような観点から、多孔質金属焼結体の高気孔率化
に着目し研究を行なった結果、一般に水に界面活性剤と
非水溶性有機溶剤を添加して混合すると、界面活性剤に
よって非水溶性有機溶剤が内包された微細にして整寸の
ミセルと呼ばれるコロイド状の液滴が形成され、これが
水中に均一に分散分布するようになるが、前記界面活性
剤と非水溶性有機溶剤に加えて、さらに金属粉を添加し
て混合しても前記ミセルを形成し、これが金属粉と共に
水中に均一に分散分布した混合物となり、この場合前記
非水溶性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て、前記混合物から、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、前記炭素数5〜8の非水溶性炭化水素
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て多孔
質成形体が形成されるようになり、さらに前記混合物に
結合剤として水溶性樹脂を加えると前記多孔質成形体が
ハンドリング可能な強度をもつようになり、また前記混
合物に多価アルコール、油脂、エーテル、およびエステ
ルのうちの少なくとも1種を添加すると、前記多孔質成
形体が可塑性をもつようになり、さらに加えて前記混合
物に可燃材を加えて、これを前記多孔質成形体中に分散
分布させておき、このような状態の多孔質成形体に焼結
を施すと、焼結時(脱脂時も含む)に前記可燃材が燃焼
消失して気孔形成が一段と促進されることと相まって、
80〜98容量%の範囲内の所定の高気孔率を有し、か
つ気孔が5〜100μmの範囲内の所定の平均孔径を有
する微細にして整寸の多孔質金属焼結体が得られるよう
になるという研究結果を得たのである。
なされたものであって、炭素数5〜8の非水溶性炭化水
素系有機溶剤:0.05〜10%、界面活性剤:0.0
5〜5%、水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、平均粒
径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、気孔形
成促進用可燃材:0.1〜40%、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
少なくとも1種からなる可塑剤:0.1〜15%、水:
残り、からなる配合組成(以上重量%、以下%の表示は
重量%を意味する)を有する混合物で構成された多孔質
金属焼結体製造用混合原料に特徴を有するものである。
の配合組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤
(以下、単に有機溶剤という) 上記有機溶剤には、界面活性剤の作用でミセルを形成
し、成形後5℃以上の温度に保持することで気化して、
微細にして整寸の気泡を成形体中に形成する作用がある
が、その割合が0.05%未満では気泡の発生が不十分
で、所望の高い気孔率をもった多孔質金属焼結体を製造
することができず、一方その割合が10%を越えると、
ミセルが大径化し、これに伴ない成形体中に形成される
気泡も大径化してしまい、成形体および金属焼結体の強
度が急激に低下するようになることから、その割合を
0.05〜10%、望ましくは0.5〜5%と定めた。
また、上記有機溶剤の炭素数を5〜8としたのは、その
値が4以下で液体のものは常温常圧下では存在せず(す
べて気体)、一方その値が9以上になると、蒸気圧が小
さくなり、気泡形成がきわめて困難になるという理由に
もとづくものである。さらに、上記有機溶剤としては、
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、およびトルエンの使
用が望ましい。
を形成する作用があるが、その割合が0.05%未満で
は前記ミセルの形成が不安定となり、これが原因で微細
にして整粒のミセルを形成することができず、一方その
割合が5%を越えても前記作用により一層の向上効果が
現われないことから、その割合を0.05〜5%、望ま
しくは0.5〜3%と定めた。また界面活性剤としては
一般に洗剤の使用でよく、市販の台所用中性合成洗剤
(例えばアルキルグルコシドとポリオキシエチレンアル
キルエーテルの28%混合水溶液)で十分である。
て、これのハンドリングを可能ならしめる作用がある
が、その割合が0.5%未満では所望の強度向上効果が
得られず、一方その割合が20%を越えると所定形状へ
の成形が困難になることから、その割合を0.5〜20
%、望ましくは2〜10%と定めた。また上記水溶性樹
脂としては、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の使用が望まし
い。
るから、従来の多孔質金属焼結体を含め金属多孔質体に
適用されている金属材料で構成してよいが、その平均粒
径が0.5μm未満になると焼結体の高気孔率化が困難
になり、一方その平均粒径が500μmを越えると混合
原料中での分散性が低下し、均質な焼結体の製造ができ
なくなることから、その平均粒径を0.5〜500μ
m、望ましくは5〜100μmと定めた。また、上記金
属粉の割合は5〜80%とするのがよく、これはその割
合が5%未満では焼結体の強度が急激に低下するように
なり、一方その割合が80%を越えると高気孔率化が困
難になるという理由にもとづくものであり、この場合2
0〜70%の割合が望ましい。
時に燃焼消失させて、気孔の形成を一段と促進させる目
的で配合され、したがって可燃材としては、300℃以
上の温度で、かつ上記金属粉の焼結温度以下の温度で燃
焼消失するものであれば、特に材料的制限はないが、形
状に関しては、粉末状であれば、0.1〜200μm、
望ましくは20〜100μmの平均粒径をもつものがよ
く、また繊維状であれば、その長さは200μm以下、
望ましくは30〜120μmであるのがよい。また、そ
の割合が0.1%未満では所望の気孔形成促進作用が得
られず、一方その割合が40%を越えると、多孔質成形
体の乾燥時に、その表面に凹凸が発生し易くなり、表面
性状が悪化するようになることから、その割合を0.1
〜40%、望ましくは5〜20%と定めた。さらに可燃
材としては、パルプ、綿、糸屑、コーンスターチ、カル
ボキシメチルセルローズ、非水溶性セルローズ樹脂、ポ
リビニルブチラル樹脂、ポリビニル樹脂、アクリル樹
脂、およびポリエチレン樹脂などの使用が望ましい。
ル、およびエステルには、成形体に可塑性を付与する作
用があるので、必要に応じて添加されるが、その割合が
0.1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その割合が15%を越えると多孔質成形体の強度が急
激に低下するようになることから、その割合を0.1〜
15%、望ましくは2〜10%と定めた。また、上記多
価アルコールとしてはエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、およびグリセリン、上記油脂としてはイ
ワシ油菜種油、およびオリーブ油、上記エーテルとして
石油エーテル、さらにエステルとして、フタル酸ジエチ
ル、フタル酸ジNブチル、フタル酸ジエチルヘキシル、
フタル酸ジNオクチル、ソルビタンモノオレート、ソル
ビタントリオレエート、ソルビタンパルミテート、およ
びソルビタンステアレートの使用がそれぞれ望ましい。
具体的に説明する。まず、金属粉として表1〜6に示さ
れる平均粒径および材質の各種の金属粉、有機溶剤とし
て、ネオペンタン(以下、A−1という)、ヘキサン
(同じくA−2という、以下同じ)、イソヘキサン(A
−3)、ヘプタン(A−4)、イソヘプタン(A−
5)、ベンゼン(A−6)、オクタン(A−7)、およ
びトルエン(A−8)、界面活性剤として上記の市販の
台所用中性合成洗剤、水溶性樹脂結合剤としてメチルセ
ルロース(以下、B−1という)、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース(同じくB−2という、以下同じ)、
ヒドロキシエチルメチルセルロース(B−3)、カルボ
キシメチルセルロースアンモニウム(B−4)、エチル
セルロース(B−5)、およびポリビニルアルコール
(B−6)、可燃材としてそれぞれ表1〜3に示される
寸法(表1〜3の寸法欄における括弧のないものは粉末
の平均粒径を示し、括弧のあるものは繊維長さを示す)
を有するパルプ(以下、C−1という)、綿(以下、C
−2という、以下同じ)、糸屑(C−3)、カルボキシ
メチルセルローズ(C−4)、非水溶性セルローズ樹脂
(C−5)、ポリビニルブチラル樹脂(C−6)、ポリ
ビニル樹脂(C−7)、アクリル樹脂(C−8)、およ
びポリエチレン樹脂(C−9)、可塑剤としてポリエチ
レングリコール(以下、D−1)という)、オリーブ油
(同じくD−2という、以下同じ)、石油エーテル(D
−3)、フタル酸ジNブチル(D−4)、およびソルビ
タンモノオレート(D−5)をそれぞれ用意し、これら
を表1〜3に示される配合組成で水に配合し、通常の条
件で混合することにより本発明混合原料1〜16および
比較混合原料1〜8をそれぞれ調製した。なお、比較混
合原料1〜8は、構成成分のうちの気孔形成に影響を及
ぼす成分の含有量または金属粉の平均粒径(表3に※印
を付す)がこの発明の範囲から外れたものである。
ぞれキャビテイ面に複数の微小貫通孔が設けられた石膏
型に注入して成形体とし、この成形体にそれぞれ表4,
5に示される条件で気泡形成(多孔質成形体形成)、脱
脂、および焼結を施すことにより直径:50mmφ×長
さ:100mmの寸法をもった多孔質金属焼結体をそれぞ
れ製造した。つぎに、これらの多孔質金属焼結体につい
て、気孔率を測定すると共に、中心線を含む縦断面にお
ける任意10ヶ所を金属顕微鏡で200倍の倍率で観察
して、それぞれ観察個所における最大孔径と最小孔径を
測定し、その平均値を求めた。これらの測定結果を表6
に示した。
合原料1〜16によれば、従来多孔質金属焼結体では製
造が困難であった80〜98容量%の高い気孔率をもっ
た多孔質金属焼結体を製造することができ、これに伴な
い、気孔の寸法が相対的に微細化し、かつ整寸となって
いることが明らかである。一方、比較混合原料1〜8に
見られるように、混合原料の構成成分のうちの特に気孔
形成に影響を及ぼす成分の含有量並びに金属粉の平均粒
径がこの発明の範囲から外れると、製造された多孔質金
属焼結体は、気孔の微細化および整寸化、並びに高気孔
率化のうちの少なくともいずれかの点で劣ったものにな
ることが示されている。上述のように、この発明の混合
原料は、これを多孔質金属焼結体の製造に用いた場合、
気孔が微細化し、かつ整寸化した状態で、高気孔率の多
孔質金属焼結体を製造することを可能とし、これによっ
て多孔質金属焼結体の各種適用分野において軽量化およ
び高機能化がはかられるようになるなど工業上有用な効
果をもたらすものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.05
〜10%、 界面活性剤:0.05〜5%、 水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、 平均粒径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、 気孔形成促進用可燃材:0.1〜40%、 水:残り、 からなる配合組成の混合物からなることを特徴とする多
孔質金属焼結体製造用混合原料。 - 【請求項2】 重量%で、 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.05
〜10%、 界面活性剤:0.05〜5%、 水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、 平均粒径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、 気孔形成促進用可燃材:0.1〜40%、 多価アルコール、油脂、エーテル、およびエステルのう
ちの少なくとも1種からなる可塑剤:0.1〜15%、 水:残り、 からなる配合組成の混合物からなることを特徴とする多
孔質金属焼結体製造用混合原料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24328094A JP3271439B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 多孔質金属焼結体製造用混合原料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24328094A JP3271439B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 多孔質金属焼結体製造用混合原料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0881703A JPH0881703A (ja) | 1996-03-26 |
JP3271439B2 true JP3271439B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=17101516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24328094A Expired - Lifetime JP3271439B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 多孔質金属焼結体製造用混合原料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3271439B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104588651A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-05-06 | 成都易态科技有限公司 | 柔性多孔金属箔及其制备方法 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP24328094A patent/JP3271439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0881703A (ja) | 1996-03-26 |
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