JP3303181B2 - 大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法 - Google Patents
大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法Info
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大きな比表面積を有
する多孔質金属体の製造方法に関するものである。
する多孔質金属体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に各種機械装置の構造部材で
ある、例えばアルカリ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多孔質金属体が用い
られており、これが、例えば特開平５−６７６３号公報
に記載され、図２に概略説明図で示されるように、無孔
金属体のスケルトン（骨格）からなり、かつ比表面積：
５〜７５cm2 ／cm3 、気孔率：９２〜９６％をもつこと
が知られている。
ある、例えばアルカリ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多孔質金属体が用い
られており、これが、例えば特開平５−６７６３号公報
に記載され、図２に概略説明図で示されるように、無孔
金属体のスケルトン（骨格）からなり、かつ比表面積：
５〜７５cm2 ／cm3 、気孔率：９２〜９６％をもつこと
が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の各種機械装置の
高性能化および高出力化、さらに軽量化の面から、多孔
質金属体にもより一段の多孔質化、すなわち比表面積の
増大が望まれている。
高性能化および高出力化、さらに軽量化の面から、多孔
質金属体にもより一段の多孔質化、すなわち比表面積の
増大が望まれている。
【０００４】
【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
てより大きな比表面積を有する多孔質金属体を開発すべ
く研究を行なった結果、原料として、水に、基本的に炭
素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤、界面活性
剤、水溶性樹脂結合剤、および平均粒径：０．５〜５０
０μｍの金属粉を配合し、混合してなる混合物、望まし
くは重量％（質量％）で［以下、％は重量％（質量％）
を示す］、 炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．０５
〜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％、 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％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物を用い、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と、図１に
概略説明図で示されるスケルトン（骨格）が有孔金属焼
結体で構成された多孔質金属体が得られ、この結果の多
孔質金属体は、前記スケルトンを構成する有孔金属焼結
体が３０〜５５％の高い気孔率をもつことから、従来多
孔質金属体のもつ９２〜９６％の気孔率に比して同等あ
るいはこれより低い８０〜９７％の全体気孔率であるに
もかかわらず、これに比して一段と大きい１０００cm2
／cm3 以上の比表面積をもつようになるという研究結果
を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来多孔質金属体に比し
てより大きな比表面積を有する多孔質金属体を開発すべ
く研究を行なった結果、原料として、水に、基本的に炭
素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤、界面活性
剤、水溶性樹脂結合剤、および平均粒径：０．５〜５０
０μｍの金属粉を配合し、混合してなる混合物、望まし
くは重量％（質量％）で［以下、％は重量％（質量％）
を示す］、 炭素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．０５
〜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％、 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％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物を用い、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と、図１に
概略説明図で示されるスケルトン（骨格）が有孔金属焼
結体で構成された多孔質金属体が得られ、この結果の多
孔質金属体は、前記スケルトンを構成する有孔金属焼結
体が３０〜５５％の高い気孔率をもつことから、従来多
孔質金属体のもつ９２〜９６％の気孔率に比して同等あ
るいはこれより低い８０〜９７％の全体気孔率であるに
もかかわらず、これに比して一段と大きい１０００cm2
／cm3 以上の比表面積をもつようになるという研究結果
を得たのである。
【０００５】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、原料として、水に、基本的に炭
素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤、界面活性
剤、水溶性樹脂結合剤、および平均粒径：０．５〜５０
０μｍの金属粉を配合し、混合してなる混合物、望まし
くは、 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％、 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％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物を用い、この混合物か
ら成形体を成形し、この成形体に気泡を発生させて、微
細にして整寸の気泡が多数発生した多孔質成形体を形成
し、この多孔質成形体を焼結して、３０〜５５％の気孔
率を有する有孔金属焼結体のスケルトン（骨格）を形成
することにより、８０〜９７％の全体気孔率を有する多
孔質金属体を形成することからなる、大きな比表面積を
有する多孔質金属体の製造方法に特徴を有するものであ
る。
なされたものであって、原料として、水に、基本的に炭
素数５〜８の非水溶性炭化水素系有機溶剤、界面活性
剤、水溶性樹脂結合剤、および平均粒径：０．５〜５０
０μｍの金属粉を配合し、混合してなる混合物、望まし
くは、 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％、 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％、 水：残り、 からなる配合組成を有する混合物を用い、この混合物か
ら成形体を成形し、この成形体に気泡を発生させて、微
細にして整寸の気泡が多数発生した多孔質成形体を形成
し、この多孔質成形体を焼結して、３０〜５５％の気孔
率を有する有孔金属焼結体のスケルトン（骨格）を形成
することにより、８０〜９７％の全体気孔率を有する多
孔質金属体を形成することからなる、大きな比表面積を
有する多孔質金属体の製造方法に特徴を有するものであ
る。
【０００６】なお、この発明の方法において、多孔質金
属体を構成する有孔金属焼結体の気孔率は、主として原
料中の金属粉の平均粒径によって調整することができ、
したがってその平均粒径が０．５μｍ未満では気孔率が
３０％未満となってしまい、多孔質金属体自体の比表面
積を１０００cm2 ／cm3 以上、同気孔率を８０％以上に
することが困難になり、一方その平均粒径が５００μｍ
を越えると、気孔率が５５％を越えて大きくなってしま
い、この場合多孔質金属体自体の気孔率も９７％を越え
て大きくなってしまい、所望の強度を確保することがで
きなくなるという理由で、有孔金属焼結体の気孔率、並
びに多孔質金属体自体の比表面積および気孔率を上記の
通りに定めたのである。
属体を構成する有孔金属焼結体の気孔率は、主として原
料中の金属粉の平均粒径によって調整することができ、
したがってその平均粒径が０．５μｍ未満では気孔率が
３０％未満となってしまい、多孔質金属体自体の比表面
積を１０００cm2 ／cm3 以上、同気孔率を８０％以上に
することが困難になり、一方その平均粒径が５００μｍ
を越えると、気孔率が５５％を越えて大きくなってしま
い、この場合多孔質金属体自体の気孔率も９７％を越え
て大きくなってしまい、所望の強度を確保することがで
きなくなるという理由で、有孔金属焼結体の気孔率、並
びに多孔質金属体自体の比表面積および気孔率を上記の
通りに定めたのである。
【０００７】
【実施例】つぎに、この発明の多孔質金属体の製造方法
を実施例により具体的に説明する。まず、金属粉として
表１，２に示される平均粒径および組成を有する各種の
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）、可塑剤として、ポ
リエチレングリコール（以下、Ｃ−１という）、オリー
ブ油（同じくＣ−２という、以下同じ）、石油エーテル
（Ｃ−３）、フタル酸ジＮブチル（Ｃ−４）、およびソ
ルビタンモノオレート（Ｃ−５）をそれぞれ用意し、こ
れらを表１，２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混合原料Ａ〜Ｐをそれぞれ
調製した。
を実施例により具体的に説明する。まず、金属粉として
表１，２に示される平均粒径および組成を有する各種の
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）、可塑剤として、ポ
リエチレングリコール（以下、Ｃ−１という）、オリー
ブ油（同じくＣ−２という、以下同じ）、石油エーテル
（Ｃ−３）、フタル酸ジＮブチル（Ｃ−４）、およびソ
ルビタンモノオレート（Ｃ−５）をそれぞれ用意し、こ
れらを表１，２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混合原料Ａ〜Ｐをそれぞれ
調製した。
【０００８】ついで、これらの各種の混合原料を、それ
ぞれキャビティ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３，
４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の寸法をもった本発明多孔質金属体１〜１
６をそれぞれ製造した。
ぞれキャビティ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３，
４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の寸法をもった本発明多孔質金属体１〜１
６をそれぞれ製造した。
【０００９】また、比較の目的で、市販のポリウレタン
フォームの片側面（内側面）に厚さ：０．５μｍの厚さ
でＮｉを蒸着して前記ポリウレタンフォームに導電性を
付与し、この状態で硫酸ニッケル水溶液中に浸漬し、陰
極として１Ａ／dm2 の電流密度でＮｉ電気メッキ処理を
施し、前記ポリウレタンフォームの貫通孔表面に平均厚
さ：７５μｍのＮｉメッキ層を形成し、ついでこれを水
素気流中、温度：１１００℃に０．５時間保持の条件で
加熱して前記ポリウレタンフォームを燃焼させることに
より同じく直径：５０mmφ×長さ：１００mmの寸法をも
った従来多孔質金属体を製造した。
フォームの片側面（内側面）に厚さ：０．５μｍの厚さ
でＮｉを蒸着して前記ポリウレタンフォームに導電性を
付与し、この状態で硫酸ニッケル水溶液中に浸漬し、陰
極として１Ａ／dm2 の電流密度でＮｉ電気メッキ処理を
施し、前記ポリウレタンフォームの貫通孔表面に平均厚
さ：７５μｍのＮｉメッキ層を形成し、ついでこれを水
素気流中、温度：１１００℃に０．５時間保持の条件で
加熱して前記ポリウレタンフォームを燃焼させることに
より同じく直径：５０mmφ×長さ：１００mmの寸法をも
った従来多孔質金属体を製造した。
【００１０】つぎに、この結果得られた各種の多孔質金
属体について、画像解析装置を併用して全体気孔率を測
定し、かつＢＥＴ法にて全体比表面積を測定した。なお
本発明多孔質金属体１〜１６においては、前記全体気孔
率の中にスケルトンの気孔率も含むものである。これら
の測定結果を測定個所：３０ヶ所の平均値として表５に
示した。
属体について、画像解析装置を併用して全体気孔率を測
定し、かつＢＥＴ法にて全体比表面積を測定した。なお
本発明多孔質金属体１〜１６においては、前記全体気孔
率の中にスケルトンの気孔率も含むものである。これら
の測定結果を測定個所：３０ヶ所の平均値として表５に
示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【表５】
【００１６】
【発明の効果】表５に示される結果から、本発明多孔質
金属体１〜１６は、いずれもこれを構成するスケルトン
が図１に示される通りの有孔金属焼結体からなり、かつ
前記有孔金属焼結体は３０〜５５％の高い気孔率を有す
るので、スケルトンが図２に示される通りの無孔金属体
からなる従来多孔質金属体に比して著しく大きい比表面
積をもつことが明らかである。上述のように、この発明
の方法によって製造された多孔質金属体は、きわめて大
きい比表面積を有するので、これの各種機械装置への構
造部材としての適用に際してすぐれた性能を発揮し、各
種機械装置の高性能化および高出力化、さらに軽量化に
十分満足に対応することができるのである。
金属体１〜１６は、いずれもこれを構成するスケルトン
が図１に示される通りの有孔金属焼結体からなり、かつ
前記有孔金属焼結体は３０〜５５％の高い気孔率を有す
るので、スケルトンが図２に示される通りの無孔金属体
からなる従来多孔質金属体に比して著しく大きい比表面
積をもつことが明らかである。上述のように、この発明
の方法によって製造された多孔質金属体は、きわめて大
きい比表面積を有するので、これの各種機械装置への構
造部材としての適用に際してすぐれた性能を発揮し、各
種機械装置の高性能化および高出力化、さらに軽量化に
十分満足に対応することができるのである。
【図１】本発明多孔質金属体を示す概略説明図である。
【図２】従来多孔質金属体を示す概略説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−127608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22F 5/00 B01D 39/20 H01M 4/80
Claims (1)
- 【請求項１】 原料として、水に、基本的に炭素数５〜
８の非水溶性炭化水素系有機溶剤、界面活性剤、水溶性
樹脂結合剤、および平均粒径：０．５〜５００μｍの金
属粉を配合し、混合してなる混合物を用い、 この混合物から成形体を成形し、 この成形体に気泡を発生させて、微細にして整寸の気泡
が多数発生した多孔質成形体を形成し、 この多孔質成形体を焼結して、３０〜５５％の気孔率を
有する有孔金属焼結体のスケルトン（骨格）を形成する
ことにより、 ８０〜９７％の全体気孔率を有する多孔質金属体を形成
することを特徴とする大きな比表面積を有する多孔質金
属体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20282794A JP3303181B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20282794A JP3303181B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849002A JPH0849002A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3303181B2 true JP3303181B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=16463853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20282794A Expired - Lifetime JP3303181B2 (ja) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | 大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303181B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7481968B2 (en) | 2004-03-17 | 2009-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method for preparing a sintered porous body of metal or ceramic |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004063095A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Mitsubishi Materials Corp | 固体高分子型燃料電池の集電板 |
| JP2004063097A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Mitsubishi Materials Corp | 固体高分子型燃料電池の集電板 |
| JP5192301B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-05-08 | 株式会社日立製作所 | 固体酸化物形燃料電池およびその製造方法 |
| JP5803091B2 (ja) * | 2010-11-25 | 2015-11-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 誘電体フィルタ及びその製造方法 |
| JP2012124391A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Mitsubishi Materials Corp | 伝熱制御部材 |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP20282794A patent/JP3303181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7481968B2 (en) | 2004-03-17 | 2009-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method for preparing a sintered porous body of metal or ceramic |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0849002A (ja) | 1996-02-20 |
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