JP3329329B2 - 金属不織布及びその製造方法 - Google Patents
金属不織布及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の陽極
板、触媒担体、排気ガスフィルタやポリマーフィルタ等
の各種フィルタ、燃料気化素子、自動車用マフラーの消
音材等に広く用いられている金属不織布及びその製造方
法に関する。
板、触媒担体、排気ガスフィルタやポリマーフィルタ等
の各種フィルタ、燃料気化素子、自動車用マフラーの消
音材等に広く用いられている金属不織布及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属繊維より構成される金属不織布は二
次電池の陽極板、触媒担体、排気ガスフィルタやポリマ
ーフィルタ等の各種フィルタ、燃料気化素子、自動車用
マフラーの消音材等に広く用いられている。ここで、金
属繊維の径が細ければ、金属不織布のセルの大きさを小
さく出来、その結果、二次電池の陽極板、触媒担体、フ
ィルタ等の小型軽量化、高性能化が可能となるため、金
属繊維の細線化が求められている。又、 金属不織布をこ
れらの用途に用いる場合、金属不織布を接合する時のロ
ウ接が正常に出来ること、製品形状に即した曲げ加工が
亀裂なく可能であることが求められる。
次電池の陽極板、触媒担体、排気ガスフィルタやポリマ
ーフィルタ等の各種フィルタ、燃料気化素子、自動車用
マフラーの消音材等に広く用いられている。ここで、金
属繊維の径が細ければ、金属不織布のセルの大きさを小
さく出来、その結果、二次電池の陽極板、触媒担体、フ
ィルタ等の小型軽量化、高性能化が可能となるため、金
属繊維の細線化が求められている。又、 金属不織布をこ
れらの用途に用いる場合、金属不織布を接合する時のロ
ウ接が正常に出来ること、製品形状に即した曲げ加工が
亀裂なく可能であることが求められる。
【０００３】ところが鉄から成る金属繊維の場合、繊維
径が細くなると表面活性が高くなるため、例えば室温に
て金属繊維が酸化し、三二酸化鉄(Ｆｅ2Ｏ3)が生じ易
く、その結果、外観錆、ロウ接性の低下、或いは曲げ加
工性の低下という問題が発生する。これらの現象は鉄か
ら成る金属繊維で、繊維径３０μｍ以下の極細繊維の金
属不織布において、特に顕著に生じ易い問題である。
径が細くなると表面活性が高くなるため、例えば室温に
て金属繊維が酸化し、三二酸化鉄(Ｆｅ2Ｏ3)が生じ易
く、その結果、外観錆、ロウ接性の低下、或いは曲げ加
工性の低下という問題が発生する。これらの現象は鉄か
ら成る金属繊維で、繊維径３０μｍ以下の極細繊維の金
属不織布において、特に顕著に生じ易い問題である。
【０００４】鉄から成る金属不織布においては、上記の
問題を避けるために、カーボン不織布への鉄メッキ後、
カーボン不織布を除去し、鉄を焼成する工程が重要であ
る。例えば、特開平１０―１７９７号公報では、鉄メッ
キされた発泡樹脂や有機繊維を除去する工程で、６００
℃〜７００℃に加熱し、その後７００℃〜９００℃での
鉄組織の改善と９００℃〜１１００℃での軟化の２ステ
ップの焼成の工程が開示されているが、炉内雰囲気ガス
に関しては記載されていない。
問題を避けるために、カーボン不織布への鉄メッキ後、
カーボン不織布を除去し、鉄を焼成する工程が重要であ
る。例えば、特開平１０―１７９７号公報では、鉄メッ
キされた発泡樹脂や有機繊維を除去する工程で、６００
℃〜７００℃に加熱し、その後７００℃〜９００℃での
鉄組織の改善と９００℃〜１１００℃での軟化の２ステ
ップの焼成の工程が開示されているが、炉内雰囲気ガス
に関しては記載されていない。
【０００５】又、特開平１０―４６２６８号公報では、
金属が鉄系ではなくニッケル―クロム金属多孔体である
が、発泡樹脂を除去する工程において、水蒸気又は炭酸
ガスを２．５〜３０体積％含有する還元性ガス雰囲気下
で７００℃〜９００℃に加熱し、その後水素ガス又はア
ンモニア分解ガスの還元性ガス雰囲気下で１１００℃〜
１３００℃の温度でニッケル、クロムを含む金属粉末を
焼結する製造方法が開示されている。
金属が鉄系ではなくニッケル―クロム金属多孔体である
が、発泡樹脂を除去する工程において、水蒸気又は炭酸
ガスを２．５〜３０体積％含有する還元性ガス雰囲気下
で７００℃〜９００℃に加熱し、その後水素ガス又はア
ンモニア分解ガスの還元性ガス雰囲気下で１１００℃〜
１３００℃の温度でニッケル、クロムを含む金属粉末を
焼結する製造方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平１０―４６２６
８号公報に開示された技術は、発泡樹脂を除去する工程
の炉内雰囲気ガス、 温度条件、その後の金属粉末を焼結
する工程の炉内雰囲気ガス、 温度条件について開示して
いるが、各々の工程は連続炉を用いずに独立して別途に
行うことが望ましいと記載されている。そのため各工程
は、別々にバッチ処理をせざるをえず、 生産性、コスト
の面で改善が望ましい。
８号公報に開示された技術は、発泡樹脂を除去する工程
の炉内雰囲気ガス、 温度条件、その後の金属粉末を焼結
する工程の炉内雰囲気ガス、 温度条件について開示して
いるが、各々の工程は連続炉を用いずに独立して別途に
行うことが望ましいと記載されている。そのため各工程
は、別々にバッチ処理をせざるをえず、 生産性、コスト
の面で改善が望ましい。
【０００７】繊維径の小さい鉄の金属繊維で構成される
金属不織布においては、金属繊維表面の酸化で三二酸化
鉄(Ｆｅ2Ｏ3)が 生じ易いことは前記に記載した。本発
明は、この三二酸化鉄(Ｆｅ2Ｏ3)による外観錆、ロウ接
性の低下、或いは曲げ加工性の低下という問題を生じる
ことなく、且つ、生産性が高く、コスト面で有利な金属
不織布とその製造方法を提供するものである。
金属不織布においては、金属繊維表面の酸化で三二酸化
鉄(Ｆｅ2Ｏ3)が 生じ易いことは前記に記載した。本発
明は、この三二酸化鉄(Ｆｅ2Ｏ3)による外観錆、ロウ接
性の低下、或いは曲げ加工性の低下という問題を生じる
ことなく、且つ、生産性が高く、コスト面で有利な金属
不織布とその製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、中空形状
の繊維径の細い鉄から成る金属不織布の室温での酸化メ
カニズムを追求し、その酸化及び進行過程を鋭意検討し
た結果、金属繊維の表面に予め鉄酸化層［一酸化鉄(Ｆ
ｅＯ)、これの鉄欠損(Ｆｅ1-xＯ，ｘ＜0.043)、四三酸
化鉄(Ｆｅ3Ｏ4)、これの鉄欠損(Ｆｅ3-xＯ4 ,0.006＜ｘ
＜0.104)］を形成させることによって、上記課題を解決
出来ることを見出し本発明に至った。
の繊維径の細い鉄から成る金属不織布の室温での酸化メ
カニズムを追求し、その酸化及び進行過程を鋭意検討し
た結果、金属繊維の表面に予め鉄酸化層［一酸化鉄(Ｆ
ｅＯ)、これの鉄欠損(Ｆｅ1-xＯ，ｘ＜0.043)、四三酸
化鉄(Ｆｅ3Ｏ4)、これの鉄欠損(Ｆｅ3-xＯ4 ,0.006＜ｘ
＜0.104)］を形成させることによって、上記課題を解決
出来ることを見出し本発明に至った。
【０００９】本発明は、鉄から成る金属不織布であっ
て、繊維径３０μｍ以下の中空形状の金属繊維で構成さ
れ、少なくともその金属繊維表面に前記の鉄酸化層が形
成されており、且つ、前記金属繊維の酸素含有量が、
０．０２重量％以上、０．８重量％以下であることを特
徴とする。鉄酸化層による金属繊維酸化抑制のメカニズ
ムは、緻密な鉄酸化層により金属繊維への酸素の拡散が
抑制され、酸化が進行しないのである。その結果、ロウ
接性の向上、或いは曲げ加工性の向上が図られることと
なる。尚、金属繊維の繊維径は、走査型電子顕微鏡(Ｓ
ＥＭ)観察より求めることが出来る。又、繊維の断面形
状は角型、円形及び楕円形の中空断面形状等、いずれで
あっても構わない。
て、繊維径３０μｍ以下の中空形状の金属繊維で構成さ
れ、少なくともその金属繊維表面に前記の鉄酸化層が形
成されており、且つ、前記金属繊維の酸素含有量が、
０．０２重量％以上、０．８重量％以下であることを特
徴とする。鉄酸化層による金属繊維酸化抑制のメカニズ
ムは、緻密な鉄酸化層により金属繊維への酸素の拡散が
抑制され、酸化が進行しないのである。その結果、ロウ
接性の向上、或いは曲げ加工性の向上が図られることと
なる。尚、金属繊維の繊維径は、走査型電子顕微鏡(Ｓ
ＥＭ)観察より求めることが出来る。又、繊維の断面形
状は角型、円形及び楕円形の中空断面形状等、いずれで
あっても構わない。
【００１０】金属不織布の金属繊維の酸素含有量は、
０．０２重量％以上、０．８重量％以下とするのは、酸
素含有量が０．０２重量％未満であると金属繊維の表面
の緻密な鉄酸化層が充分形成されていないことを示し、
ロウの濡れ性がよすぎて、ロウ材が金属不織布の内部に
浸透し、多孔性が損なわれ硬くなり曲げ加工性も悪くな
る。逆に０．８重量％を超えるとロウの濡れ性が悪くな
り、ロウ接性が悪くなるケースが生じる。尚、０．０２
重量％以上、０．５重量％以下であるとより好ましい。
０．０２重量％以上、０．８重量％以下とするのは、酸
素含有量が０．０２重量％未満であると金属繊維の表面
の緻密な鉄酸化層が充分形成されていないことを示し、
ロウの濡れ性がよすぎて、ロウ材が金属不織布の内部に
浸透し、多孔性が損なわれ硬くなり曲げ加工性も悪くな
る。逆に０．８重量％を超えるとロウの濡れ性が悪くな
り、ロウ接性が悪くなるケースが生じる。尚、０．０２
重量％以上、０．５重量％以下であるとより好ましい。
【００１１】この金属不織布の製造方法は、導電性のカ
ーボン不織布の繊維表面に、電気メッキにより鉄を被覆
し、その後、還元性ガスを含む雰囲気ガス中で９３０℃
以上、１３５０℃以下に設定した炉内で、カーボン不織
布の除去及び鉄の焼成を行う際に、炉内の水分露点を−
４０℃以上、５０℃以下にすることを特徴とする。
ーボン不織布の繊維表面に、電気メッキにより鉄を被覆
し、その後、還元性ガスを含む雰囲気ガス中で９３０℃
以上、１３５０℃以下に設定した炉内で、カーボン不織
布の除去及び鉄の焼成を行う際に、炉内の水分露点を−
４０℃以上、５０℃以下にすることを特徴とする。
【００１２】導電性のカーボン不織布としては、ＰＡＮ
系、ピッチ系、いずれのカーボン繊維種でも用いること
が出来る。又、これらカーボン繊維表面に収束剤、表面
改質剤及び／又は界面活性剤を塗布したもの、導電剤と
してメッキ層、気相コーティング層を形成したものも好
適に用いることが出来る。更に、電気メッキの前処理と
して洗浄、熱処理、無電解メッキ、ニードルパンチ加工
等を行っても問題はない。尚、鉄の電気メッキは、公知
の方法を用いればよく、メッキ浴組成に限定されない。
系、ピッチ系、いずれのカーボン繊維種でも用いること
が出来る。又、これらカーボン繊維表面に収束剤、表面
改質剤及び／又は界面活性剤を塗布したもの、導電剤と
してメッキ層、気相コーティング層を形成したものも好
適に用いることが出来る。更に、電気メッキの前処理と
して洗浄、熱処理、無電解メッキ、ニードルパンチ加工
等を行っても問題はない。尚、鉄の電気メッキは、公知
の方法を用いればよく、メッキ浴組成に限定されない。
【００１３】還元性ガスを含む炉内温度が９３０℃より
低い場合、導電性カーボン不織布の除去が不充分であ
る。そして１３５０℃より高い場合、金属繊維と水分と
の急激な反応により、多くの欠陥を有するポーラスな極
細金属繊維を生成し、その結果、曲げ加工性が低下する
ため好ましくない。炉内温度は９３０℃以上、１３５０
℃以下とするが、好ましくは９３０℃以上、１１５０℃
以下、より好ましくは９３０℃以上、１０５０℃以下で
ある。又、これら温度での保持時間が長い場合、金属結
晶の粗大化により機械強度の低下を招くため、３時間以
内、好ましくは１時間以内とするのが良い。
低い場合、導電性カーボン不織布の除去が不充分であ
る。そして１３５０℃より高い場合、金属繊維と水分と
の急激な反応により、多くの欠陥を有するポーラスな極
細金属繊維を生成し、その結果、曲げ加工性が低下する
ため好ましくない。炉内温度は９３０℃以上、１３５０
℃以下とするが、好ましくは９３０℃以上、１１５０℃
以下、より好ましくは９３０℃以上、１０５０℃以下で
ある。又、これら温度での保持時間が長い場合、金属結
晶の粗大化により機械強度の低下を招くため、３時間以
内、好ましくは１時間以内とするのが良い。
【００１４】炉内雰囲気の水分露点が−４０℃より低い
場合には、金属繊維の酸素含有量が少なくなり、表面の
緻密な鉄酸化層が形成され難く問題である。従って、炉
内雰囲気の水分露点は−４０℃以上に限定され、好まし
くは−２０℃以上、より好ましくは０℃以上である。そ
して炉内雰囲気の水分露点が５０℃を超える場合には、
金属繊維中の酸素含有量が過多となり、ロウ接性や曲げ
加工性が低下するため好ましくない。このため、炉内雰
囲気の水分露点は５０℃以下、好ましくは４０℃以下が
望ましい。
場合には、金属繊維の酸素含有量が少なくなり、表面の
緻密な鉄酸化層が形成され難く問題である。従って、炉
内雰囲気の水分露点は−４０℃以上に限定され、好まし
くは−２０℃以上、より好ましくは０℃以上である。そ
して炉内雰囲気の水分露点が５０℃を超える場合には、
金属繊維中の酸素含有量が過多となり、ロウ接性や曲げ
加工性が低下するため好ましくない。このため、炉内雰
囲気の水分露点は５０℃以下、好ましくは４０℃以下が
望ましい。
【００１５】炉内の雰囲気ガスに含まれる還元性ガスと
して水素ガスを用いる場合は、２体積％以上の水素ガス
にてその効果を認める事が出来、好ましくは５体積％以
上、より好ましくは１０体積％以上が望ましい。又、一
酸化炭素ガスを用いる場合は、５体積％以上が好適であ
る。
して水素ガスを用いる場合は、２体積％以上の水素ガス
にてその効果を認める事が出来、好ましくは５体積％以
上、より好ましくは１０体積％以上が望ましい。又、一
酸化炭素ガスを用いる場合は、５体積％以上が好適であ
る。
【００１６】還元性ガスは金属繊維の酸化防止の効果を
有し、前記の水素ガス、一酸化炭素ガスの他、アンモニ
ア分解ガスを用いることが出来る。尚、これら還元性ガ
スの他、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを含ん
でいても問題はない。
有し、前記の水素ガス、一酸化炭素ガスの他、アンモニ
ア分解ガスを用いることが出来る。尚、これら還元性ガ
スの他、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを含ん
でいても問題はない。
【００１７】上記に記載した製造方法によると、カーボ
ン不織布を除去する工程、その後の鉄を焼成する工程の
２工程を、同じ還元性ガス雰囲気、同じ温度領域、同じ
水分露点範囲で処理できるので、別々の工程に分けずに
連続して進める事が出来る。これに対して、特開平１０
―４６２６８の製造方法は、発泡樹脂を除去する工程と
金属粉末を焼結する工程を独立したバッチ処理で別々に
行うので、本製造方法の方が生産性が高く、コスト面で
有利である。
ン不織布を除去する工程、その後の鉄を焼成する工程の
２工程を、同じ還元性ガス雰囲気、同じ温度領域、同じ
水分露点範囲で処理できるので、別々の工程に分けずに
連続して進める事が出来る。これに対して、特開平１０
―４６２６８の製造方法は、発泡樹脂を除去する工程と
金属粉末を焼結する工程を独立したバッチ処理で別々に
行うので、本製造方法の方が生産性が高く、コスト面で
有利である。
【００１８】
【発明の実施の形態】平均繊維径φ７．０μｍのピッチ
系カーボン繊維及び有機バインダーを主成分とするカー
ボン不織布を準備した。このカーボン不織布を親水化処
理等の電気メッキ前処理を行った後、カーボン不織布の
繊維表面に鉄メッキを公知の電気メッキ法により被覆し
た。その後、還元性のアンモニア分解ガス雰囲気中で、
水分露点は−４０℃以上、５０℃以下、熱処理温度は８
８０℃以上、１３５０℃以下で、炉内カーボン不織布の
除去と鉄の焼成の熱処理を行った。即ち、上記の水分露
点、熱処理温度で条件を振り、計１０品種の製品を製造
した。
系カーボン繊維及び有機バインダーを主成分とするカー
ボン不織布を準備した。このカーボン不織布を親水化処
理等の電気メッキ前処理を行った後、カーボン不織布の
繊維表面に鉄メッキを公知の電気メッキ法により被覆し
た。その後、還元性のアンモニア分解ガス雰囲気中で、
水分露点は−４０℃以上、５０℃以下、熱処理温度は８
８０℃以上、１３５０℃以下で、炉内カーボン不織布の
除去と鉄の焼成の熱処理を行った。即ち、上記の水分露
点、熱処理温度で条件を振り、計１０品種の製品を製造
した。
【００１９】繊維径の測定は、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）観察にて金属繊維３０本の平均値より求めた。そし
て、炉内雰囲気の水分露点は日本パナメトリックス
（株）製の露点計３５ＩＳ型により計測し、鉄酸化層の
有無は、Ｘ線光電子分光法(ＸＰＳ：Ｘ-ray Ｐhotoelec
tron Ｓpectroscopy)により分析した。酸素含有量は赤
外吸収法で分析した。
Ｍ）観察にて金属繊維３０本の平均値より求めた。そし
て、炉内雰囲気の水分露点は日本パナメトリックス
（株）製の露点計３５ＩＳ型により計測し、鉄酸化層の
有無は、Ｘ線光電子分光法(ＸＰＳ：Ｘ-ray Ｐhotoelec
tron Ｓpectroscopy)により分析した。酸素含有量は赤
外吸収法で分析した。
【００２０】その後、酸化の加速試験のため金属不織布
を温度２５℃、湿度５０％の恒温恒湿槽で、２４時間保
管した後、ロウ接性及び曲げ加工性の評価を行った。ロ
ウ接性は、２枚の金属不織布間にニッケルロウ(ロウ材
厚み５０μｍ)を挟み込み、１０２０℃の真空中にてロ
ウ接を行った後、クロスヘッド速度５ｍｍ／ｍｉｎ．に
て引張り試験を行い破壊起点がロウ接部となるものを不
良と判定した。そして曲げ加工性は、φ１．０ｍｍの丸
棒にて９０°曲げ加工を行い、曲げ加工後の実体顕微鏡
観察(観察倍率５０倍)にて金属不織布繊維の破断、亀裂
の生じていないものを良好と判定した。
を温度２５℃、湿度５０％の恒温恒湿槽で、２４時間保
管した後、ロウ接性及び曲げ加工性の評価を行った。ロ
ウ接性は、２枚の金属不織布間にニッケルロウ(ロウ材
厚み５０μｍ)を挟み込み、１０２０℃の真空中にてロ
ウ接を行った後、クロスヘッド速度５ｍｍ／ｍｉｎ．に
て引張り試験を行い破壊起点がロウ接部となるものを不
良と判定した。そして曲げ加工性は、φ１．０ｍｍの丸
棒にて９０°曲げ加工を行い、曲げ加工後の実体顕微鏡
観察(観察倍率５０倍)にて金属不織布繊維の破断、亀裂
の生じていないものを良好と判定した。
【００２１】結果は、繊維径φ３０μｍ以下の極細金属
繊維より構成される鉄から成る金属不織布において、鉄
酸化層を有し、且つ、酸素含有量が０．０２重量％以
上、０．８重量％以下である９品種の製品は、温度２５
℃、湿度５０％にて２４時間保管後においても、ロウ接
性、曲げ加工性が良好レベルであった。唯一、水分露点
−３０℃、熱処理温度８８０℃の条件の製品が、カーボ
ン不織布の除去不充分のため鉄酸化層がなく、ロウ接
性、曲げ加工性ともに不良であった。
繊維より構成される鉄から成る金属不織布において、鉄
酸化層を有し、且つ、酸素含有量が０．０２重量％以
上、０．８重量％以下である９品種の製品は、温度２５
℃、湿度５０％にて２４時間保管後においても、ロウ接
性、曲げ加工性が良好レベルであった。唯一、水分露点
−３０℃、熱処理温度８８０℃の条件の製品が、カーボ
ン不織布の除去不充分のため鉄酸化層がなく、ロウ接
性、曲げ加工性ともに不良であった。
【００２２】次に、１つの製造条件のみ振り、他の製造
条件を固定して製品を試作し、それらを評価した。 (実験例１〜９：水分露点の効果)平均繊維径φ７．０μ
ｍのＰＡＮ系カーボン繊維及び有機バインダーを主成分
とするカーボン不織布を準備した。このカーボン不織布
を親水化処理等の電気メッキ前処理を行った後、カーボ
ン不織布の繊維表面に鉄メッキを公知の電気メッキ法に
より被覆した。その後、還元性の水素ガス雰囲気中で、
表１に示す水分露点にて９５０℃で３０分間、カーボン
不織布の除去と鉄の焼成の熱処理を行った後、製品の金
属繊維径、鉄酸化層の有無、及び酸素含有量を分析・計
測した。そして温度２５℃、湿度５０％で２４時間保管
した後、ロウ接性及び曲げ加工性を評価した。その結果
を表１に示す。
条件を固定して製品を試作し、それらを評価した。 (実験例１〜９：水分露点の効果)平均繊維径φ７．０μ
ｍのＰＡＮ系カーボン繊維及び有機バインダーを主成分
とするカーボン不織布を準備した。このカーボン不織布
を親水化処理等の電気メッキ前処理を行った後、カーボ
ン不織布の繊維表面に鉄メッキを公知の電気メッキ法に
より被覆した。その後、還元性の水素ガス雰囲気中で、
表１に示す水分露点にて９５０℃で３０分間、カーボン
不織布の除去と鉄の焼成の熱処理を行った後、製品の金
属繊維径、鉄酸化層の有無、及び酸素含有量を分析・計
測した。そして温度２５℃、湿度５０％で２４時間保管
した後、ロウ接性及び曲げ加工性を評価した。その結果
を表１に示す。
【００２３】
【表１】 ：良好 △：許容レベル Χ：不良
【００２４】表１の結果からも明らかなように、炉内雰
囲気の水分露点が−４０℃以上、４０℃以下で熱処理さ
れた実験例１〜４、実験例７〜８は、鉄酸化層を有し、
且つ、酸素含有量が０．０２重量％以上、０．５重量％
以下の範囲であり、ロウ接性、曲げ加工性とも全く問題
はない。 水分露点５０℃で熱処理した実験例５は、酸
素含有量が０．５重量％を超えているが許容レベルであ
る。鉄酸化層のない実験例６はロウ接性、曲げ加工性と
も不良である。 実験例９は水分露点が５０℃以上(６０
℃)で熱処理され、酸素含有量も０．８重量％以上(０．
８５重量％)であるので、ロウ接性、曲げ加工性とも不
良である。
囲気の水分露点が−４０℃以上、４０℃以下で熱処理さ
れた実験例１〜４、実験例７〜８は、鉄酸化層を有し、
且つ、酸素含有量が０．０２重量％以上、０．５重量％
以下の範囲であり、ロウ接性、曲げ加工性とも全く問題
はない。 水分露点５０℃で熱処理した実験例５は、酸
素含有量が０．５重量％を超えているが許容レベルであ
る。鉄酸化層のない実験例６はロウ接性、曲げ加工性と
も不良である。 実験例９は水分露点が５０℃以上(６０
℃)で熱処理され、酸素含有量も０．８重量％以上(０．
８５重量％)であるので、ロウ接性、曲げ加工性とも不
良である。
【００２５】尚、原料に用いたカーボン不織布の平均繊
維径がφ７．０μｍに対して、実験例１〜３のように製
品の金属繊維径がφ７．０μｍよりも小さいものがある
が、これは熱処理工程において、鉄メッキ層が再結晶化
して収縮したものである。又、金属繊維径がφ７．０μ
ｍより大きいものは、実験例４〜５、７〜８、実験例
６、９のようにいずれもφ１４．０μｍを超えるものも
あるが、これは電気メッキの時間が長い等で、カーボン
繊維への鉄メッキの付着量の多いものである。
維径がφ７．０μｍに対して、実験例１〜３のように製
品の金属繊維径がφ７．０μｍよりも小さいものがある
が、これは熱処理工程において、鉄メッキ層が再結晶化
して収縮したものである。又、金属繊維径がφ７．０μ
ｍより大きいものは、実験例４〜５、７〜８、実験例
６、９のようにいずれもφ１４．０μｍを超えるものも
あるが、これは電気メッキの時間が長い等で、カーボン
繊維への鉄メッキの付着量の多いものである。
【００２６】(実験例１０〜１５：熱処理温度の効果)平
均繊維径φ７．０μｍのピッチ系カーボン繊維及び有機
バインダーを主成分とするカーボン不織布を準備した。
このカーボン不織布を親水化処理等の電気メッキ前処理
を行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メッキを公
知の電気メッキ法により被覆した。その後、還元性の水
素ガス雰囲気中で、水分露点−１０℃にて表２に示す熱
処理温度で３０分間、カーボン不織布の除去と鉄の焼成
の熱処理を行った後、金属繊維径、鉄酸化層の有無及び
酸素含有量を分析・計測した。そして温度２５℃、湿度
５０％で２４時間保管した後、ロウ接性及び曲げ加工性
を評価した。その結果を表２に示す。
均繊維径φ７．０μｍのピッチ系カーボン繊維及び有機
バインダーを主成分とするカーボン不織布を準備した。
このカーボン不織布を親水化処理等の電気メッキ前処理
を行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メッキを公
知の電気メッキ法により被覆した。その後、還元性の水
素ガス雰囲気中で、水分露点−１０℃にて表２に示す熱
処理温度で３０分間、カーボン不織布の除去と鉄の焼成
の熱処理を行った後、金属繊維径、鉄酸化層の有無及び
酸素含有量を分析・計測した。そして温度２５℃、湿度
５０％で２４時間保管した後、ロウ接性及び曲げ加工性
を評価した。その結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】 ：良好 △：許容レベル X：不良
【００２８】表２の結果からも明らかなように、カーボ
ン不織布の除去が不充分であり鉄酸化層のない実験例１
０はロウ接性、曲げ加工性とも不良である。鉄酸化層を
有し酸素含有量が０．０２重量％以上、０．５重量％以
下である実験例１１〜１３はロウ接性、曲げ加工性とも
良好であり、酸素含有量が０．５重量％を超える実験例
１４は許容レベルとなる。そして、酸素含有量が０．８
重量％を超える実験例１５は、 欠陥を有するポーラスな
極細金属繊維となっており、ロウ接性、曲げ加工性とも
不良である。
ン不織布の除去が不充分であり鉄酸化層のない実験例１
０はロウ接性、曲げ加工性とも不良である。鉄酸化層を
有し酸素含有量が０．０２重量％以上、０．５重量％以
下である実験例１１〜１３はロウ接性、曲げ加工性とも
良好であり、酸素含有量が０．５重量％を超える実験例
１４は許容レベルとなる。そして、酸素含有量が０．８
重量％を超える実験例１５は、 欠陥を有するポーラスな
極細金属繊維となっており、ロウ接性、曲げ加工性とも
不良である。
【００２９】(実験例１６〜２０：水素濃度の効果)平均
繊維径φ７．０μｍのＰＡＮ系カーボン繊維及び有機バ
インダーを主成分とするカーボン不織布を準備した。こ
のカーボン不織布を親水化処理等の電気メッキ前処理を
行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メッキを公知
の電気メッキ法により被覆した。その後、表３に示す水
素濃度を有する水素／窒素混合ガス雰囲気中で、水分露
点−１０℃にて９５０℃で３０分間、カーボン不織布の
除去と鉄の焼成の熱処理を行った。そして温度２５℃、
湿度５０％で２４時間保管した後、ロウ接性及び曲げ加
工性を評価した。その結果を表３に示す。
繊維径φ７．０μｍのＰＡＮ系カーボン繊維及び有機バ
インダーを主成分とするカーボン不織布を準備した。こ
のカーボン不織布を親水化処理等の電気メッキ前処理を
行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メッキを公知
の電気メッキ法により被覆した。その後、表３に示す水
素濃度を有する水素／窒素混合ガス雰囲気中で、水分露
点−１０℃にて９５０℃で３０分間、カーボン不織布の
除去と鉄の焼成の熱処理を行った。そして温度２５℃、
湿度５０％で２４時間保管した後、ロウ接性及び曲げ加
工性を評価した。その結果を表３に示す。
【００３０】
【表３】 ：良好 X：不良
【００３１】表３の結果からも明らかなように、炉内雰
囲気の水素濃度が２体積％以上の実験例１７〜２０は、
酸素含有量が好ましい範囲である０．０２重量％以上、
０．５重量％以下でありロウ接性、曲げ加工性とも良好
である。水素濃度２％未満の実施例１６は、酸素含有量
０．８重量％を越えたのでロウ接性、曲げ共に不良であ
る。
囲気の水素濃度が２体積％以上の実験例１７〜２０は、
酸素含有量が好ましい範囲である０．０２重量％以上、
０．５重量％以下でありロウ接性、曲げ加工性とも良好
である。水素濃度２％未満の実施例１６は、酸素含有量
０．８重量％を越えたのでロウ接性、曲げ共に不良であ
る。
【００３２】(実験例２１〜２５：一酸化炭素濃度の効
果)平均繊維径φ１２．５μｍのピッチ系カーボン繊維
及び有機バインダーを主成分とするカーボン不織布を準
備した。このカーボン不織布を親水化処理等の電気メッ
キ前処理を行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メ
ッキを公知の電気メッキ法により被覆した。その後、表
４に示す一酸化炭素濃度を有する一酸化炭素／窒素混合
ガス雰囲気中で、水分露点−１０℃にて９５０℃で３０
分間、カーボン不織布の除去と鉄の焼成の熱処理を行っ
た。そして温度２５℃、湿度５０％で２４時間保管した
後、ロウ接性及び曲げ加工性を評価した。その結果を表
４に示す。
果)平均繊維径φ１２．５μｍのピッチ系カーボン繊維
及び有機バインダーを主成分とするカーボン不織布を準
備した。このカーボン不織布を親水化処理等の電気メッ
キ前処理を行った後、カーボン不織布の繊維表面に鉄メ
ッキを公知の電気メッキ法により被覆した。その後、表
４に示す一酸化炭素濃度を有する一酸化炭素／窒素混合
ガス雰囲気中で、水分露点−１０℃にて９５０℃で３０
分間、カーボン不織布の除去と鉄の焼成の熱処理を行っ
た。そして温度２５℃、湿度５０％で２４時間保管した
後、ロウ接性及び曲げ加工性を評価した。その結果を表
４に示す。
【００３３】
【表４】 ：良好 X：不良
【００３４】表４より、炉内雰囲気の一酸化炭素濃度が
５体積％以上の実験例２２〜２５は、酸素含有量が好ま
しい範囲である０．０２重量％以上、０．５重量％以下
でありロウ接性、曲げ加工性とも良好である。炉内雰囲
気中の一酸化炭素濃度が５％未満の実験例２１は、酸素
量０．８重量％を越えたため、ロウ接性、曲げ共に不良
である。
５体積％以上の実験例２２〜２５は、酸素含有量が好ま
しい範囲である０．０２重量％以上、０．５重量％以下
でありロウ接性、曲げ加工性とも良好である。炉内雰囲
気中の一酸化炭素濃度が５％未満の実験例２１は、酸素
量０．８重量％を越えたため、ロウ接性、曲げ共に不良
である。
【００３５】
【発明の効果】繊維径３０μｍ以下の鉄から成る極細金
属繊維の金属不織布において、その金属繊維表面に鉄酸
化層を設け、この金属繊維の酸素含有量を０．０２重量
％以上、０．８重量％以下とすることにより、金属繊維
表面での酸化物生成が抑制され、金属不織布を二次電池
の陽極板、各種フィルタ、 その他に用いる時に必要なロ
ウ接性、曲げ加工性に優れた金属不織布が得られた。
又、カーボン不織布の除去と鉄の焼成を連続して行える
ので、 生産性が高く、コスト面で有利に製造できる。
属繊維の金属不織布において、その金属繊維表面に鉄酸
化層を設け、この金属繊維の酸素含有量を０．０２重量
％以上、０．８重量％以下とすることにより、金属繊維
表面での酸化物生成が抑制され、金属不織布を二次電池
の陽極板、各種フィルタ、 その他に用いる時に必要なロ
ウ接性、曲げ加工性に優れた金属不織布が得られた。
又、カーボン不織布の除去と鉄の焼成を連続して行える
ので、 生産性が高く、コスト面で有利に製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−60508（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D06M 11/83 D04H 1/42 H01M 4/80 B01D 39/20
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄から成る金属不織布であって、繊維径
３０μｍ以下の中空形状の金属繊維で構成され、少なく
ともその金属繊維外表面に鉄酸化層が形成されており、
且つ、前記金属繊維の酸素含有量が０．０２重量％以
上、０．８重量％以下であることを特徴とする金属不織
布。 - 【請求項２】 カーボン不織布の繊維表面に、電気メッ
キにより鉄を被覆し、その後、還元性ガスを含む雰囲気
ガス中で９３０℃以上、１３５０℃以下に設定した炉内
で、カーボン不織布の除去及び鉄の焼成を行う際に、炉
内の水分露点を−４０℃以上、５０℃以下にすることを
特徴とする金属不織布の製造方法。 - 【請求項３】 前記雰囲気ガスが、２体積％以上の水素
を含むことを特徴とする請求項２に記載の金属不織布の
製造方法。 - 【請求項４】 前記雰囲気ガスが、５体積％以上の一酸
化炭素を含むことを特徴とする請求項２に記載の金属不
織布の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100397A JP3329329B2 (ja) | 1999-05-12 | 2000-04-03 | 金属不織布及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-131310 | 1999-05-12 | ||
| JP13131099 | 1999-05-12 | ||
| JP2000100397A JP3329329B2 (ja) | 1999-05-12 | 2000-04-03 | 金属不織布及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001032170A JP2001032170A (ja) | 2001-02-06 |
| JP3329329B2 true JP3329329B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=26466178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000100397A Expired - Fee Related JP3329329B2 (ja) | 1999-05-12 | 2000-04-03 | 金属不織布及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329329B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100720422B1 (ko) * | 2002-11-15 | 2007-05-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시소자 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법 |
| JP6342345B2 (ja) * | 2015-02-09 | 2018-06-13 | 三菱重工業株式会社 | 金属製ナノコイルの製造方法 |
-
2000
- 2000-04-03 JP JP2000100397A patent/JP3329329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2001032170A (ja) | 2001-02-06 |
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