JPH03268866A - 金属多孔体の接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の排ガス中の各種有害酸化物あるいは
粉塵を除去するための触媒担体あるいはフィルターまた
は化学反応用触媒担体あるいは空気清浄機用のフィルタ
ー等非常に用途の広い金属多孔体の接着方法にかかわる
ものである。

［従来の技術］ 金属多孔体の製造法として発泡ウレタンフオームを基材
とし、そこへ所用の金属粉末のスラリー状にしたものを
塗着、焼成し、基材の発泡ウレタンフオームを消失させ
ると共に金属粉末の焼結を図る方法、例えば特開昭５８
−２０４１３７等が提案されている。この方法は同じ技
術思想で多孔質金属体を製造する鍍金法例えば特公昭４
７−１０５２４に比較して安価でしかも製造可能な金属
の種類が多い特徴を有するが次のような欠点を持ってい
る。

すなわちこの金属多孔体の製造方法では肉厚もの、長尺
ものあるいは円筒状のもの等の製造が困難であるという
点である。この方法では基材の発泡ウレタンの消失温度
が２００〜３００℃の温度である。この温度範囲ではい
まだ金属粉の焼結がほとんど進行していないため多孔体
の強度は著しく低い。そのため肉厚ものあるいは円筒形
ものでは自重により、多孔体自体が座屈してしまう。

さらに長尺ものあるいは大面積材ではその後の焼結時の
焼き締りの収縮で多孔体に亀裂が発生してしまう。また
異形材等も当然低強度時の変形と焼き締りの収縮で製造
が困難であった。従ってこの方法により問題なく製造可
能な金属多孔体のサイズは肉厚は高々２０ｍ（縦横２０
０１程度の板材であった。

ところが多孔体の用途によっては肉厚もの長尺もの円筒
材あるいは円柱材等あらゆる形状が要求される。然るに
従来技術ではこれらの要求に答えられないのが現状であ
り、用途開発の大きなネックとなっていた。これを解決
する手段として該多孔体を分割し焼成しその後接着、組
立をする方法が考えられる。一般的な接着方法としてロ
ウ付けがあげられる。具体的な方法としてポリビニール
アルコールのような接着剤と粉末のロウ材を用い、接着
する方法が知られている。すなわち多孔体の接着面に接
着剤を塗布し、その後粉末ロウ材を散布し密着後昇温し
、ロウ付けする方法である。この方法では高価な粉末ロ
ウが必要であるし、ロウ付は用の新たな真空炉あるいは
水素雰囲気炉が必要となり、実施に困難が伴っていた。

もちろん各種接着剤による接着も可能であるが、耐熱性
及び耐食性等に問題があり、用途が限られてしまう。

このようなことから金属多孔体の安価で容易に実施でき
る信頼性の高い接着法が望まれていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は以上述べてきたように発泡ウレタン等を基材と
し、金属粉末のスラリーを塗着、焼結することによる金
属多孔体の安価に容易に実施可能な接着方法を提供する
と共に、製法上のネックからこの金属多孔体が形状の単
純な板状材あるいは小サイズのものしか製造出来ない点
を解決し、長尺材１円筒形材、大面積材、異形材までそ
の製造範囲を広げる手段としての接着法を提供すること
にある。

［課題を解決するめの手段］ 本発明では以下のような知見を見いだし、接着に利用し
た。すなわち焼成後の金属多孔体の接着面に該金属多孔
体製造原料である金属粉末スラリーを塗布し、接着面を
合わせ、再度焼成することにより強固に接着するのであ
る。

この方法によれば例えばロウ付けのように高価な粉末ロ
ウ材は必要ないし、専用の加熱炉も必要ない、多孔体の
製造工程をそのまへ利用して接着が可能である。さらに
は接着面が金属多孔体とまったく同一の性質を持つのが
大きな特徴である。

［作用］ 円筒形状の多孔体の製造を例にとって説明する。

ウレタンフオームから円筒を切り出し、これに金属粉を
塗着し焼成した場合には約３（１ｗ＋ｓ高さのものしか
焼成出来ない、それ以上では座屈し円筒の下部が開いて
しまう、また円筒を寝せて焼成した場合にはつぶれてし
まい真円が出ないという欠陥が発生する。そこで肉厚１
０ｍｍ程度の円形の多孔体を焼成する。特に寸法精度を
要求する場合には円形の多孔体が取れる板状材よりレー
ザーカット法等により円形材を切り出す、これを必要高
さまで積み重ねて接着することになる。

素材は＃２０メツシュ、　１００ｗ＋ｍ　Ｘ　１００ｍ
ｍ　Ｘ　１０＋ｕ＋鉄多孔体である。この素材はスラリ
ーで接着後再度焼成することになるので、焼結時間とエ
ネルギーを節約するため素材となる多孔体は脱脂後取扱
が可能な程度の焼結でも十分である。これより外形５６
ｍｍφ、内径３０ｍｍφ、高さ１００＋ａｍの円筒形鉄
条孔体を製造する。多孔体はレーザーカット法により円
筒形と同じサイズの肉厚１０ｍｍのドーナツ形状の素材
を切りだした。この肉厚１０ａｍ厚のドーナツ１０枚を
積み重ね接着面を接着し、外形５６ａ＋＋ｍ、内径３０
＋＋ａ、長さ１００ｍ＋ｏのパイプを製造することにし
た。接着剤としてはこの鉄条孔体を焼成した原料スラリ
ーを使用した。このスラリーのバスに多孔体の接着面を
僅かに浸漬し、接着面にスラリーを塗布する。終了した
ところで接着面を合わせシャコ万力で止めスラリーを乾
燥するため乾燥機に装入する。その後焼結炉中に装入し
、中性雰囲気で１２００℃、２Ｈｒ、の焼結を行う、こ
の過程でスラリー中のバインダーは気散し、鉄粉のみ接
着面に残る。この鉄粉は多孔体の接着面の両者の多孔体
軸の絡み合った部分に集中、残留し、焼結が進行し、ミ
クロ組織的には同一材質の強固な接着が可能となるので
ある。

次に本発明の詳細な説明する。

［実施例１コ ＃１３メツシュの３００ｍ５＋　Ｘ　３００ｍｍ　Ｘ　
１０ｍ５＋厚の触媒担体用大面精鉄多孔体を製造する。

　１５０ｖ＋＋　Ｘ　１５０■鵬Ｘ　１０＋ａｍの鉄条
孔体４枚を用意した。更に０　、５＋ｍ＋ｍ厚の鉄板で
３００ｍ１ｍ　Ｘ　３００ｍ■の枠を用意した。

これを４枚接着し、大面積材を製造する。接着に用いた
スラリーは表１に示したもので該多孔体製造スラリーよ
り僅か粘度を高く調整するのがポイントである。

表　　１　接着に用いたスラリー このスラリーバスに多孔体の接着端面を浸漬した。浸漬
深さは多孔体のメツシュ程度が好ましい、その後接着面
を合わせ、金枠に納め、１１０℃で乾燥する。

これを該多孔体製造時に使用した焼結炉中に装入し、１
２００℃２　Ｈｒ、の焼結を行うことにより十分な強度
の接着強さが得られた。焼結炉としては３％水素を含む
窒素雰囲気のステンレスチューブを装入したシリコニッ
ト炉を使用した。このようにして接着した製品に対し、
接着面を中央部に含む２０醜ｗｒ　Ｘ　１００ｍｍ　Ｘ
　１０ｍｍの短冊試料を切り出し、引張試験を行ったと
ころ、すべて接着面以外の部分で破断し、十分な接着強
度を持つことを確認できた。

［発明の効果］ 従来この種金属多孔体は製造法自体からの制約から、小
物、単純形状のものに限られ、非常に限られた用途でし
か使用できなかったのに対し、本発明による接着法によ
り形状、サイズの制限がとれ、飛躍的にその応用範囲が
広がるものである。

しかも本発明の実施には新たな設備等が必要ない点にお
いて実用価値の極めて高いものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウレタン等の網目状発泡合成樹脂の基材に金属粉末スラ
   リーを塗着、焼成した金属多孔体を接着する場合におい
   て、該部分をなす多孔体の接着面に該多孔体製造時の原
   料スラリーを塗布し、接着面を合わせ固定した後、該金
   属多孔体の焼結温度まで加熱し、接着することを特徴と
   する金属多孔体の接着方法