JPH04285101A - 流体の通過のためのチャネルを有する硬くて成形可能な材料を生産するためのプロセスとその材料の用途 - Google Patents
流体の通過のためのチャネルを有する硬くて成形可能な材料を生産するためのプロセスとその材料の用途Info
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- JPH04285101A JPH04285101A JP3299084A JP29908491A JPH04285101A JP H04285101 A JPH04285101 A JP H04285101A JP 3299084 A JP3299084 A JP 3299084A JP 29908491 A JP29908491 A JP 29908491A JP H04285101 A JPH04285101 A JP H04285101A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】この発明は粉末冶金材料の分野のものであ
り、開気孔金属ベース材料とその生産のためのプロセス
とに関する。
り、開気孔金属ベース材料とその生産のためのプロセス
とに関する。
【０００２】既知の多孔性、つまり開気孔金属材料は焼
結材料である。それらは粉末冶金ガイドラインおよび方
法に従って生産され、特にランダムに調整可能な多孔性
によって特徴づけられる。高強度性成分について、気孔
空間比率はたとえば５％までであり、かつフィルタの場
合はたとえば総容量の６０％までである。生産は本質的
に３つの部分を含み、すなわち粉末生産、成形および選
択的にその後の処置を有する焼結である。各生産ステッ
プにはそれ自体の問題があり、結果として生じる部品は
一般に半完成または完成部品である。出発材料は金属粉
末であり、これは成形体に変換される。
結材料である。それらは粉末冶金ガイドラインおよび方
法に従って生産され、特にランダムに調整可能な多孔性
によって特徴づけられる。高強度性成分について、気孔
空間比率はたとえば５％までであり、かつフィルタの場
合はたとえば総容量の６０％までである。生産は本質的
に３つの部分を含み、すなわち粉末生産、成形および選
択的にその後の処置を有する焼結である。各生産ステッ
プにはそれ自体の問題があり、結果として生じる部品は
一般に半完成または完成部品である。出発材料は金属粉
末であり、これは成形体に変換される。
【０００３】かかる材料は金属加工を経験しなければな
らず、たとえばモールドなどのような完成部品の生産の
ための出発材料としてあまり適していない。焼結生成物
の特性を有する材料、つまり金属を含みかつ多孔性であ
るが、たとえば木材のように処理することが可能な、ま
たは金属の場合のように熱を持つことなく加工されるた
とえば鋸で引かれたり研削されたりすることが可能であ
るが、しかし金属と同じ方法で依然として磨かれること
が可能な材料を有することは有利であろう。したがって
、要求されることは、その不利な点に甘んじることなく
粉末冶金と木工加工処理との利点を生成物と組合せるこ
とである。かかる材料はこの発明によって可能にされる
。
らず、たとえばモールドなどのような完成部品の生産の
ための出発材料としてあまり適していない。焼結生成物
の特性を有する材料、つまり金属を含みかつ多孔性であ
るが、たとえば木材のように処理することが可能な、ま
たは金属の場合のように熱を持つことなく加工されるた
とえば鋸で引かれたり研削されたりすることが可能であ
るが、しかし金属と同じ方法で依然として磨かれること
が可能な材料を有することは有利であろう。したがって
、要求されることは、その不利な点に甘んじることなく
粉末冶金と木工加工処理との利点を生成物と組合せるこ
とである。かかる材料はこの発明によって可能にされる
。
【０００４】最初の考えは金属粉末部品は溶接される代
わりに結合されるという事実に基づいている。かかる方
法は同一発明者のＷＯ ８８／０７ ９２１によっ
て開示され、これは箔の深絞りおよび材料の鋳造のため
の成形体を開示する。これらの成形体の生産は注入され
た金属粉末から行なわれ、この粉末は結合剤と混合され
るのでその結果、理想的には各顆粒は薄い結合剤膜で被
覆される。詳細は前述の文書で論じられる。多孔性材料
から成形体を生産するためのこのプロセスは、材料が関
連する態様でこの発明によって包含される。
わりに結合されるという事実に基づいている。かかる方
法は同一発明者のＷＯ ８８／０７ ９２１によっ
て開示され、これは箔の深絞りおよび材料の鋳造のため
の成形体を開示する。これらの成形体の生産は注入され
た金属粉末から行なわれ、この粉末は結合剤と混合され
るのでその結果、理想的には各顆粒は薄い結合剤膜で被
覆される。詳細は前述の文書で論じられる。多孔性材料
から成形体を生産するためのこのプロセスは、材料が関
連する態様でこの発明によって包含される。
【０００５】金属粉末は非常に不規則な形をした粒子を
有しなければならない。球形の粒子は同一のプロセスを
受けてかつまた利用可能な結果を与えることが可能であ
るにもかかわらず、それほど適当ではない。個々の粒子
を結合によって形成して成形体を与えるように結合剤で
被覆する代わりに、予備生成物が顆粒状の材料から生産
され、これは計画された態様で生産される顆粒状材料ク
ラスタを有する。クラスタ形成は、軟塊を使って加熱器
によって実行されるように、こね混ぜおよび研磨プロセ
スによって行なわれる。
有しなければならない。球形の粒子は同一のプロセスを
受けてかつまた利用可能な結果を与えることが可能であ
るにもかかわらず、それほど適当ではない。個々の粒子
を結合によって形成して成形体を与えるように結合剤で
被覆する代わりに、予備生成物が顆粒状の材料から生産
され、これは計画された態様で生産される顆粒状材料ク
ラスタを有する。クラスタ形成は、軟塊を使って加熱器
によって実行されるように、こね混ぜおよび研磨プロセ
スによって行なわれる。
【０００６】湿った材料の延伸および折り畳みは顆粒状
材料と結合手段との強い混合につながる。しかしながら
、この混合プロセスはたとえば３ないし５の出発材料、
この場合は金属粒子を含む顆粒状生成物が得られるよう
な態様で制御される。
材料と結合手段との強い混合につながる。しかしながら
、この混合プロセスはたとえば３ないし５の出発材料、
この場合は金属粒子を含む顆粒状生成物が得られるよう
な態様で制御される。
【０００７】特定の金属粒子スクリーン破片ＴＡ は出
発材料としての役割をする（分布曲線１）。図２は大き
さＴ１ の単量体粒子から形成される同一のまたは類似
の出発材料を示す。前記粒子は延伸および折り畳みによ
る特定の混合プロセスによって結合されて数個の、たと
えば２、３、４、５および６個の金属粒子のクラスタ（
クラスタの大きさＴ１ ないしＴ６−矢印１）を形成し
、クラスタの大きさは混合またはこね混ぜプロセスを長
くすることによって低減される（矢印２）。図２は結果
として生じるクラスタの例証的な粒度分布を示し、クラ
スタはたとえば主に３、４または５の単量体粒子を含み
、かつ特定の予備生成物を形成する。
発材料としての役割をする（分布曲線１）。図２は大き
さＴ１ の単量体粒子から形成される同一のまたは類似
の出発材料を示す。前記粒子は延伸および折り畳みによ
る特定の混合プロセスによって結合されて数個の、たと
えば２、３、４、５および６個の金属粒子のクラスタ（
クラスタの大きさＴ１ ないしＴ６−矢印１）を形成し
、クラスタの大きさは混合またはこね混ぜプロセスを長
くすることによって低減される（矢印２）。図２は結果
として生じるクラスタの例証的な粒度分布を示し、クラ
スタはたとえば主に３、４または５の単量体粒子を含み
、かつ特定の予備生成物を形成する。
【０００８】予備生成物、つまりクラスタ顆粒材料は以
下の方法で生産される。不規則的な形状をもつ粒子につ
ながり、かつそれに対する優先権はアルミニウムに与え
られる注入プロセスによって好ましくは生産される注入
された金属粉末が混合機械の中に供給される。混合機械
はその中の材料の一定の延伸および折り畳みがあるよう
な態様でこね混ぜに適していなければならない。これは
こね混ぜアームを有し、かつ容器内壁に対して動くドク
ターブレードを有する器具によってたとえば構成される
ので、その結果軟塊な材料は容器の壁とブレードとの間
に押しつけられる。ボトルネックの型をしたこの点で、
材料は圧縮されかつ延伸され、こね混ぜアームで結果的
に折り畳まれ、このプロセスは所望の材料状態が入手さ
れるまで、つまりこの場合は求められるクラスタの大き
さが得られるまで繰返される。金属の出発量に対応する
量の液体樹脂（たとえば３０ｇの樹脂に対して７０ｇの
アルミニウム）が部分毎に加えられ、かつ一定の混合を
加えられて、その混合物は約２０分後に塊の多い顆粒状
材料が軟塊な材料から入手されてしまうまで加工される
。この場合、およそ４ないし８の単粒子のクラスタが得
られる。もしそれが早めに止められれば、クラスタはよ
り大きくなるが、もし混合およびこね混ぜが続けられれ
ばクラスタはより小さくなる。しかしながら、より小さ
いクラスタは塊の多い顆粒状材料を与えるが、しかしこ
れは焼結の間より強く圧縮されることが可能であり、多
孔性は減少する。
下の方法で生産される。不規則的な形状をもつ粒子につ
ながり、かつそれに対する優先権はアルミニウムに与え
られる注入プロセスによって好ましくは生産される注入
された金属粉末が混合機械の中に供給される。混合機械
はその中の材料の一定の延伸および折り畳みがあるよう
な態様でこね混ぜに適していなければならない。これは
こね混ぜアームを有し、かつ容器内壁に対して動くドク
ターブレードを有する器具によってたとえば構成される
ので、その結果軟塊な材料は容器の壁とブレードとの間
に押しつけられる。ボトルネックの型をしたこの点で、
材料は圧縮されかつ延伸され、こね混ぜアームで結果的
に折り畳まれ、このプロセスは所望の材料状態が入手さ
れるまで、つまりこの場合は求められるクラスタの大き
さが得られるまで繰返される。金属の出発量に対応する
量の液体樹脂（たとえば３０ｇの樹脂に対して７０ｇの
アルミニウム）が部分毎に加えられ、かつ一定の混合を
加えられて、その混合物は約２０分後に塊の多い顆粒状
材料が軟塊な材料から入手されてしまうまで加工される
。この場合、およそ４ないし８の単粒子のクラスタが得
られる。もしそれが早めに止められれば、クラスタはよ
り大きくなるが、もし混合およびこね混ぜが続けられれ
ばクラスタはより小さくなる。しかしながら、より小さ
いクラスタは塊の多い顆粒状材料を与えるが、しかしこ
れは焼結の間より強く圧縮されることが可能であり、多
孔性は減少する。
【０００９】このように生産されたクラスタ顆粒状材料
は完成生成物を生産するための予備段階であり、これは
製造の見地からみると最終生成物ではなく中間生成物で
ある。これが中間生成物であるのは、成形後一片の木材
または金属のような好ましくは容易に処理可能なプレー
トが最終生成物へと処理されることが可能であるからで
ある。したがって、この材料は最終生成物のための材料
になる。
は完成生成物を生産するための予備段階であり、これは
製造の見地からみると最終生成物ではなく中間生成物で
ある。これが中間生成物であるのは、成形後一片の木材
または金属のような好ましくは容易に処理可能なプレー
トが最終生成物へと処理されることが可能であるからで
ある。したがって、この材料は最終生成物のための材料
になる。
【００１０】前記材料にその基本形状を与えるために、
クラスタ顆粒状材料は焼結プロセスを経験する。これは
硬化つまりキュアリング剤を加えることによって、たと
えば混合してその結果押圧し、振り混ぜ、振動させるな
どを圧力および熱供給の下で行ない、それに続いて成形
破片を冷却することによって行なわれる。個々のクラス
タは完全に不規則に構築された材料を与えるようにこの
プロセスで接合され、この材料は所望の実装密度におい
て、クラスタが不規則的にまとめられ、焼結されかつ硬
化されるのと同じ態様で不規則な空洞もまた有する。そ
の表面上に材料は複数個の不規則な形をした気孔または
開口部を有し、これらはクラスタの境界に対応しかつ整
合のまずいモザイクと同じ態様で不規則な形をした隙間
を有する。断面図において、これらの隙間または開口部
は延在して空洞のような通路になり、この通路は材料の
中でランダムな形状かつ方向に伝搬され、また同じ型の
交差接続を有する。これは固体のゆるい泡材料につなが
り、その「ゆるさ」は生産プロセスによって制御するこ
とが可能である。
クラスタ顆粒状材料は焼結プロセスを経験する。これは
硬化つまりキュアリング剤を加えることによって、たと
えば混合してその結果押圧し、振り混ぜ、振動させるな
どを圧力および熱供給の下で行ない、それに続いて成形
破片を冷却することによって行なわれる。個々のクラス
タは完全に不規則に構築された材料を与えるようにこの
プロセスで接合され、この材料は所望の実装密度におい
て、クラスタが不規則的にまとめられ、焼結されかつ硬
化されるのと同じ態様で不規則な空洞もまた有する。そ
の表面上に材料は複数個の不規則な形をした気孔または
開口部を有し、これらはクラスタの境界に対応しかつ整
合のまずいモザイクと同じ態様で不規則な形をした隙間
を有する。断面図において、これらの隙間または開口部
は延在して空洞のような通路になり、この通路は材料の
中でランダムな形状かつ方向に伝搬され、また同じ型の
交差接続を有する。これは固体のゆるい泡材料につなが
り、その「ゆるさ」は生産プロセスによって制御するこ
とが可能である。
【００１１】この材料の他の重要な性質は表面上で破片
にすることが可能なｎ−クラスタによる特定の性質であ
る。表面は異なった方法で加工されることが可能であり
、結果として異なった特性を有する。もし材料が、たと
えば鋸で引くことを経験すれば、基本的な多孔性は材料
が結果として研削されるまたはさらには磨かれる場合よ
り大部分維持される。通路の開口部は研削プロセスと共
にますます閉鎖する。表面がきめ細かければきめ細かい
ほど個々のクラスタ間の接続はきめ細かくなり、それら
は加工を通してよりお互いに整合するように思われるが
、これは驚くべきことである。もし材料の表面が結果と
して磨かれれば、不規則な境界の間の隙間網が全表面を
覆い、これらの隙間は非常に細かいのでそれらは開口部
としてほとんど認識され得ない。加工が表面から全クラ
スタを引き裂いてしまう幾つかの点でのみ、顕微鏡下で
比較的きめの粗い、骨格の構造を見ることが可能である
。
にすることが可能なｎ−クラスタによる特定の性質であ
る。表面は異なった方法で加工されることが可能であり
、結果として異なった特性を有する。もし材料が、たと
えば鋸で引くことを経験すれば、基本的な多孔性は材料
が結果として研削されるまたはさらには磨かれる場合よ
り大部分維持される。通路の開口部は研削プロセスと共
にますます閉鎖する。表面がきめ細かければきめ細かい
ほど個々のクラスタ間の接続はきめ細かくなり、それら
は加工を通してよりお互いに整合するように思われるが
、これは驚くべきことである。もし材料の表面が結果と
して磨かれれば、不規則な境界の間の隙間網が全表面を
覆い、これらの隙間は非常に細かいのでそれらは開口部
としてほとんど認識され得ない。加工が表面から全クラ
スタを引き裂いてしまう幾つかの点でのみ、顕微鏡下で
比較的きめの粗い、骨格の構造を見ることが可能である
。
【００１２】この表面の微細化は材料の圧縮から生じる
のではなく、除去された材料、つまり加工プロセスによ
る開口部の充填の型を介して生じるのであり、このプロ
セスにおいて構造クラスタまたはきめの粗い構造をもた
らすクラスタはサブユニット、つまり最初の金属顆粒状
材料に分解される。加工中にのみ生じるこのきめ細かい
顆粒状材料は隙間充填材料を形成し、それを使って表面
はよりきめ細かくされる、つまり顆粒状材料の粒子の大
きさまできめ細かくされる。サブストレートにおいて骨
格の粗い構造は支持構造として維持される。この支持的
な粗い構造は材料として機能するのに十分機械的に強く
、かつその表面は計画された特性を有する被覆を形成す
る。
のではなく、除去された材料、つまり加工プロセスによ
る開口部の充填の型を介して生じるのであり、このプロ
セスにおいて構造クラスタまたはきめの粗い構造をもた
らすクラスタはサブユニット、つまり最初の金属顆粒状
材料に分解される。加工中にのみ生じるこのきめ細かい
顆粒状材料は隙間充填材料を形成し、それを使って表面
はよりきめ細かくされる、つまり顆粒状材料の粒子の大
きさまできめ細かくされる。サブストレートにおいて骨
格の粗い構造は支持構造として維持される。この支持的
な粗い構造は材料として機能するのに十分機械的に強く
、かつその表面は計画された特性を有する被覆を形成す
る。
【００１３】したがって、要するに、微粒子出発材料は
所望のきめの粗い構造にされることになり、この構造は
支持空間充填骨格として最少の比重およびきめの粗い構
造もまた有し（なぜなら粗雑化によってのみ空気・固体
容量関係がもたらされ得るからである）、これは表面上
にもたらされて所望のきめ細かさになり、材料またはき
め細かい構造を供給する出発クラスタは分解されて組込
まれる。
所望のきめの粗い構造にされることになり、この構造は
支持空間充填骨格として最少の比重およびきめの粗い構
造もまた有し（なぜなら粗雑化によってのみ空気・固体
容量関係がもたらされ得るからである）、これは表面上
にもたらされて所望のきめ細かさになり、材料またはき
め細かい構造を供給する出発クラスタは分解されて組込
まれる。
【００１４】材料は非熱伝導性である、なぜなら金属粒
子は熱ブリッジ形成のために十分相互接触していないか
らであり、その結果表面加工から生じる熱は所定位置で
、つまり樹脂構造の単粒子を埋設しかつ焼く目的のため
に使用される。表面構造は常に不規則である、なぜなら
単粒子は不規則な形状を有するが、ｎ−クラスタに対応
してｎ倍まできめ細かくなることが可能であるからであ
る。
子は熱ブリッジ形成のために十分相互接触していないか
らであり、その結果表面加工から生じる熱は所定位置で
、つまり樹脂構造の単粒子を埋設しかつ焼く目的のため
に使用される。表面構造は常に不規則である、なぜなら
単粒子は不規則な形状を有するが、ｎ−クラスタに対応
してｎ倍まできめ細かくなることが可能であるからであ
る。
【００１５】もしきめの粗い構造材料がクラスタを分解
することのできない、たとえば鋸のような切断手段を使
って加工されれば、きめの粗い構造はその表面上および
内部で維持される。もしクラスタを分解することが可能
な、たとえば砥石車のような切断手段が使用されれば、
よりきめ細かい構造が得られ、この構造は最終的には単
粒子によって許容されるのと同じぐらいきめ細かくなり
、これは磨くことによって達成される。
することのできない、たとえば鋸のような切断手段を使
って加工されれば、きめの粗い構造はその表面上および
内部で維持される。もしクラスタを分解することが可能
な、たとえば砥石車のような切断手段が使用されれば、
よりきめ細かい構造が得られ、この構造は最終的には単
粒子によって許容されるのと同じぐらいきめ細かくなり
、これは磨くことによって達成される。
【００１６】もし最初の顆粒状材料がクラスタを生産す
る代わりに直接使用されれば、焼結プロセスの後材料は
より密度が高くかつ重さが重くなるであろう、つまり従
来の焼結プロセスで発生するのと正確に同じ態様になる
であろう。しかしながら、出発クラスタが大きければ大
きいほど、入手される材料はより泡状でかつ軽量になる
。しかしながらこれには当然その制限がある。ある時点
で構造骨格は掴むにはあまりにゆるくなり過ぎる。骨格
が空間のすべての方向に不規則に拡張するとき、おおよ
そ同じ抵抗が各充填の間に発生する、つまり骨格は最適
の等方性の形質を有する。これは低い比重をもつよい圧
縮強度の理由の１つである。もし、たとえば特定の濾過
作用が得られなければならないので、よりきめ細かくよ
り均質な表面が要求されれば、表面クラスタは適当な道
具によって分解され、かつフラグメントは開口部の中に
組込まれる。焼く作業は加工プロセスの間に形成された
熱によって局所的に行なわれる。しかしながら、材料は
それほど多くの加工熱を吸収することができないので、
その結果この熱の大半は道具によって運び去られる。
る代わりに直接使用されれば、焼結プロセスの後材料は
より密度が高くかつ重さが重くなるであろう、つまり従
来の焼結プロセスで発生するのと正確に同じ態様になる
であろう。しかしながら、出発クラスタが大きければ大
きいほど、入手される材料はより泡状でかつ軽量になる
。しかしながらこれには当然その制限がある。ある時点
で構造骨格は掴むにはあまりにゆるくなり過ぎる。骨格
が空間のすべての方向に不規則に拡張するとき、おおよ
そ同じ抵抗が各充填の間に発生する、つまり骨格は最適
の等方性の形質を有する。これは低い比重をもつよい圧
縮強度の理由の１つである。もし、たとえば特定の濾過
作用が得られなければならないので、よりきめ細かくよ
り均質な表面が要求されれば、表面クラスタは適当な道
具によって分解され、かつフラグメントは開口部の中に
組込まれる。焼く作業は加工プロセスの間に形成された
熱によって局所的に行なわれる。しかしながら、材料は
それほど多くの加工熱を吸収することができないので、
その結果この熱の大半は道具によって運び去られる。
【００１７】かかる材料は軽量でかつ気体透過性があり
、機械加工して乾燥させることが可能であり、つまり非
伝導性特性のために冷却することなく乾燥させることが
でき、よりきめ細かくされることが可能で、クラスタ構
造の結果として依然としてゆるい。述べられたようにこ
のゆるさはクラスタの大きさによって制御されることが
可能であり、このクラスタの大きさはまた細かいバンド
幅を規定する。１０のクラスタは比較的はっきりと見え
るきめの粗い表面から金属的に輝く磨かれた表面まで１
：１０の細かいバンド幅を与える。この気体透過性は結
果として比重が損なわれることなく制御され、それは従
来の焼結物品の場合は必ずしもそうではない。この同一
の比容量密度に対する気体透過性制御は、従来的に生産
された焼結材料と比較して最も重要な利点の１つである
。
、機械加工して乾燥させることが可能であり、つまり非
伝導性特性のために冷却することなく乾燥させることが
でき、よりきめ細かくされることが可能で、クラスタ構
造の結果として依然としてゆるい。述べられたようにこ
のゆるさはクラスタの大きさによって制御されることが
可能であり、このクラスタの大きさはまた細かいバンド
幅を規定する。１０のクラスタは比較的はっきりと見え
るきめの粗い表面から金属的に輝く磨かれた表面まで１
：１０の細かいバンド幅を与える。この気体透過性は結
果として比重が損なわれることなく制御され、それは従
来の焼結物品の場合は必ずしもそうではない。この同一
の比容量密度に対する気体透過性制御は、従来的に生産
された焼結材料と比較して最も重要な利点の１つである
。
【００１８】したがって、もし問題が低い比重を有する
気体透過性材料を生産することであって、その気体透過
性が比重に影響を及ぼすことなく制御されることができ
る、たとえばバンド幅１：７において「多孔性」であり
、同一の比容積を有するのであれば、これは以下の方法
で解決される。基本材料（単粒子）が選ばれ、この材料
は最もきめ細かい多孔性に対応する。この基本材料は加
工プロセスによって幾つかの基本材料粒子のクラスタに
される。クラスタの大きさは材料の嵩密度を決定する。 クラスタは嵩密度で目的とされるものが得られるような
態様（振り混ぜ、振動、押圧またはそれらすべて）で、
焼結プロセスにおいて１つの材料に焼きまとめられる。 完成された材料が表面処理を経験し、その処理において
表面クラスタは選択された加工処理（鋸引き、研削、磨
くこと）によって分解され、フラグメントは表面開口部
に組込まれるので、その結果多孔性はよりきめ細かくさ
れる。この組込みは加工中に形成される圧力を介して行
なわれ、発生する加工熱はクラスタフラグメントを焼い
て樹脂基本にする。材料は非熱伝導性であるので、余分
な熱は加工道具によって散らされる。クラスタの表面摩
耗および破壊は連続的に行なわれる。磨いている間のみ
単粒子は表面開口部の中に組込まれ、多孔性はその細か
さの限界に到達する。
気体透過性材料を生産することであって、その気体透過
性が比重に影響を及ぼすことなく制御されることができ
る、たとえばバンド幅１：７において「多孔性」であり
、同一の比容積を有するのであれば、これは以下の方法
で解決される。基本材料（単粒子）が選ばれ、この材料
は最もきめ細かい多孔性に対応する。この基本材料は加
工プロセスによって幾つかの基本材料粒子のクラスタに
される。クラスタの大きさは材料の嵩密度を決定する。 クラスタは嵩密度で目的とされるものが得られるような
態様（振り混ぜ、振動、押圧またはそれらすべて）で、
焼結プロセスにおいて１つの材料に焼きまとめられる。 完成された材料が表面処理を経験し、その処理において
表面クラスタは選択された加工処理（鋸引き、研削、磨
くこと）によって分解され、フラグメントは表面開口部
に組込まれるので、その結果多孔性はよりきめ細かくさ
れる。この組込みは加工中に形成される圧力を介して行
なわれ、発生する加工熱はクラスタフラグメントを焼い
て樹脂基本にする。材料は非熱伝導性であるので、余分
な熱は加工道具によって散らされる。クラスタの表面摩
耗および破壊は連続的に行なわれる。磨いている間のみ
単粒子は表面開口部の中に組込まれ、多孔性はその細か
さの限界に到達する。
【００１９】クラスタの生産は１つの加工ステップを構
成し、貯蔵できる予備生成物へとつながる。クラスタ予
備生成物を使用する出発材料の生産は加工ステップを構
成し、このステップもまた貯蔵できる半完成生成物へと
つながる。材料からの完成生成物の生産および所望の多
孔性の導入は最終的な加工ステップを形成し、このステ
ップは材料のユーザによって行なわれる。材料は相応じ
て成功した態様でこの最終の加工ステップを実行する可
能性をユーザに与える。
成し、貯蔵できる予備生成物へとつながる。クラスタ予
備生成物を使用する出発材料の生産は加工ステップを構
成し、このステップもまた貯蔵できる半完成生成物へと
つながる。材料からの完成生成物の生産および所望の多
孔性の導入は最終的な加工ステップを形成し、このステ
ップは材料のユーザによって行なわれる。材料は相応じ
て成功した態様でこの最終の加工ステップを実行する可
能性をユーザに与える。
【００２０】出発生成物はきめの細かい顆粒状材料、た
とえば金属材料であり、これは接続手段によってまとめ
られてたとえば４ないし１０粒子、つまり単粒子のクラ
スタを形成する。このクラスタ形成は制御することが可
能であるが、こね混ぜおよび研磨プロセスによって行な
われる。クラスタを結合させる樹脂はほとんど硬化剤を
含まない、なぜなら機械的強度は何も要求されないから
である。さらなる処理の間クラスタ材料は樹脂硬化剤と
混合され、湿った塊として押圧され型の中で加熱される
。これは本質的に焼結プロセスを構成し、このプロセス
は特定の嵩密度を有する半完成物品へとつながる。この
材料はたとえば木材と同じ方法で加工され得る。嵩密度
は、表面構造の気孔の細かさが所望されれば変更可能で
あるにもかかわらず、それに続く加工によって変えられ
ない。「気孔」という言葉はより広い意味でのみ適用さ
れる。
とえば金属材料であり、これは接続手段によってまとめ
られてたとえば４ないし１０粒子、つまり単粒子のクラ
スタを形成する。このクラスタ形成は制御することが可
能であるが、こね混ぜおよび研磨プロセスによって行な
われる。クラスタを結合させる樹脂はほとんど硬化剤を
含まない、なぜなら機械的強度は何も要求されないから
である。さらなる処理の間クラスタ材料は樹脂硬化剤と
混合され、湿った塊として押圧され型の中で加熱される
。これは本質的に焼結プロセスを構成し、このプロセス
は特定の嵩密度を有する半完成物品へとつながる。この
材料はたとえば木材と同じ方法で加工され得る。嵩密度
は、表面構造の気孔の細かさが所望されれば変更可能で
あるにもかかわらず、それに続く加工によって変えられ
ない。「気孔」という言葉はより広い意味でのみ適用さ
れる。
【００２１】
【例】５０および１００μｍの間の粒子の大きさを有す
る７ｋｇの紛糾されたアルミニウム（スクリーン破片）
が、３ｋｇのエポキシ樹脂（チバ−ガイギー（Ｃｉｂａ
−Ｇｅｉｇｙ））を結合剤またはマトリックスとして有
する出発材料として処理されて、およそ４ないし８アル
ミニウム粒子のクラスタを与える。この混合時間、つま
り室温でのこね混ぜおよび折り畳み時間は２０分である
。結果として生じる塊の多い湿った顆粒状材料は貯蔵す
ることが可能であり、かつ硬化剤から別個に保持されて
その後導入されることが可能である。およそ１．７ｇ／
ｃｍ２ の嵩密度を有する材料を入手するために、生産
された１０ｋｇの湿った顆粒状材料が１ｋｇの硬化剤（
使用される樹脂に対応する）と混合され、かつ混合（ク
ラスタ顆粒状材料）は１２０ｋｇ／ｃｍ２ の接触圧力
下でかつ１００℃で焼きなましされた後圧縮または振動
される。硬化材料は加工されず金属着色されており、か
つマット表面を有する。研削した後金属の光沢は目に見
えるようになり、磨いた後表面は金属と同じ態様で反射
し構造は実質的に単粒子の細かさになった。嵩密度は当
然同一のままであった。もし空気がこの材料の中に押圧
されれば、空気を逃すための小さな泡がその表面上に現
われ、これは磨かれた表面の場合非常に細かい。嵩密度
と同じように、材料の強度は依然として同じである。
る７ｋｇの紛糾されたアルミニウム（スクリーン破片）
が、３ｋｇのエポキシ樹脂（チバ−ガイギー（Ｃｉｂａ
−Ｇｅｉｇｙ））を結合剤またはマトリックスとして有
する出発材料として処理されて、およそ４ないし８アル
ミニウム粒子のクラスタを与える。この混合時間、つま
り室温でのこね混ぜおよび折り畳み時間は２０分である
。結果として生じる塊の多い湿った顆粒状材料は貯蔵す
ることが可能であり、かつ硬化剤から別個に保持されて
その後導入されることが可能である。およそ１．７ｇ／
ｃｍ２ の嵩密度を有する材料を入手するために、生産
された１０ｋｇの湿った顆粒状材料が１ｋｇの硬化剤（
使用される樹脂に対応する）と混合され、かつ混合（ク
ラスタ顆粒状材料）は１２０ｋｇ／ｃｍ２ の接触圧力
下でかつ１００℃で焼きなましされた後圧縮または振動
される。硬化材料は加工されず金属着色されており、か
つマット表面を有する。研削した後金属の光沢は目に見
えるようになり、磨いた後表面は金属と同じ態様で反射
し構造は実質的に単粒子の細かさになった。嵩密度は当
然同一のままであった。もし空気がこの材料の中に押圧
されれば、空気を逃すための小さな泡がその表面上に現
われ、これは磨かれた表面の場合非常に細かい。嵩密度
と同じように、材料の強度は依然として同じである。
【００２２】アルミニウムベースの材料はクラスタの大
きさＴ４−８ を有するこの予備生成物から生産され、
おおよそ以下の工業データを有する。 密度
１．５ないし１．７ｇ／ｃ
ｍ２ ショアかたさＤ（ＤＩＮ ５３５０５ による
） ７６．３ないし７６．５摩耗（ＡＳＴＭ Ｄ
１０４４−７８による） １９５ないし２２０
ｍｇ１バー／ｃｍ２ での空気透過性
０．２１０ ないし０．０２８９ ｌ／ｍｉ
ｎ気孔の大きさ（振動された材料）
１２ないし２５μｍ気孔の大きさ（圧縮された材料）
６ないし１２μｍ毛管容量
１６ないし２１％熱安定性（永久加熱で）
９５ないし１００℃
引張強さ（ＤＩＮ ５３４５５ による）
１２ないし２１Ｍｐａ曲げ引張強さ（ＤＩＮ
５３４５２ による） ２０ないし３８Ｍｐａ衝
撃強さ（ＤＩＮ ５３４３３ ）
１７．３ないし２４．５ ｍＪ／ｍｍ２
圧縮強度
８０，０００ないし１００，０
００ Ｎこの型の複合材料は木材および／または金属と
同じ態様で加工されることが可能である。６ないし１２
μまたは１２ないし２５μの気孔の大きさ（生産プロセ
スの関数で）は全材料容積にわたって均質に分布され、
気孔は連結される。僅か３０％の樹脂比率の場合に、１
．７ｇ／ｃｍ３ の密度は極端に低い（アルミニウムの
密度は２．７ｇ／ｃｍ３ である）。材料は鋸で引かれ
たり、切断されたり、磨かれたり、結合されたりなどが
可能であり、多くの異なった目的のために使用可能であ
る。これは様々な厚さのプレートの形状でまたはさらな
る処理目的のためのビーム状の破片で販売用に容易に提
供されることが可能である。
きさＴ４−８ を有するこの予備生成物から生産され、
おおよそ以下の工業データを有する。 密度
１．５ないし１．７ｇ／ｃ
ｍ２ ショアかたさＤ（ＤＩＮ ５３５０５ による
） ７６．３ないし７６．５摩耗（ＡＳＴＭ Ｄ
１０４４−７８による） １９５ないし２２０
ｍｇ１バー／ｃｍ２ での空気透過性
０．２１０ ないし０．０２８９ ｌ／ｍｉ
ｎ気孔の大きさ（振動された材料）
１２ないし２５μｍ気孔の大きさ（圧縮された材料）
６ないし１２μｍ毛管容量
１６ないし２１％熱安定性（永久加熱で）
９５ないし１００℃
引張強さ（ＤＩＮ ５３４５５ による）
１２ないし２１Ｍｐａ曲げ引張強さ（ＤＩＮ
５３４５２ による） ２０ないし３８Ｍｐａ衝
撃強さ（ＤＩＮ ５３４３３ ）
１７．３ないし２４．５ ｍＪ／ｍｍ２
圧縮強度
８０，０００ないし１００，０
００ Ｎこの型の複合材料は木材および／または金属と
同じ態様で加工されることが可能である。６ないし１２
μまたは１２ないし２５μの気孔の大きさ（生産プロセ
スの関数で）は全材料容積にわたって均質に分布され、
気孔は連結される。僅か３０％の樹脂比率の場合に、１
．７ｇ／ｃｍ３ の密度は極端に低い（アルミニウムの
密度は２．７ｇ／ｃｍ３ である）。材料は鋸で引かれ
たり、切断されたり、磨かれたり、結合されたりなどが
可能であり、多くの異なった目的のために使用可能であ
る。これは様々な厚さのプレートの形状でまたはさらな
る処理目的のためのビーム状の破片で販売用に容易に提
供されることが可能である。
【００２３】表面上のその出口点で大きさの低減を経験
することが可能で、かつその材料は所望の嵩密度を有す
る液体の通過のためのチャネルを有する硬く成形可能な
材料を生産するためのプロセスは、結合剤の助けで形成
される数個の粒子のクラスタを含み、前記クラスタは複
数個の相互接続された空洞を有する粘着構造を形成する
ように結合剤の助けでさらなる加工ステップにもたらさ
れる。表面の多孔性は表面クラスタをフラグメントに分
解し、かつ表面開口部にそのフラグメントを埋設するこ
とによって低減される。
することが可能で、かつその材料は所望の嵩密度を有す
る液体の通過のためのチャネルを有する硬く成形可能な
材料を生産するためのプロセスは、結合剤の助けで形成
される数個の粒子のクラスタを含み、前記クラスタは複
数個の相互接続された空洞を有する粘着構造を形成する
ように結合剤の助けでさらなる加工ステップにもたらさ
れる。表面の多孔性は表面クラスタをフラグメントに分
解し、かつ表面開口部にそのフラグメントを埋設するこ
とによって低減される。
【００２４】結果として生じる材料は、結合剤によって
結合される粒子クラスタから形成されるきめの粗い構造
を有することを特徴とする。粒子クラスタの累積は結合
剤接続粒子である。多孔性をよりきめ細かくするための
その表面のランダムな加工の結果として、材料はクラス
タフラグメントのためによりきめ細かくかつより圧縮さ
れる表面を有する。
結合される粒子クラスタから形成されるきめの粗い構造
を有することを特徴とする。粒子クラスタの累積は結合
剤接続粒子である。多孔性をよりきめ細かくするための
その表面のランダムな加工の結果として、材料はクラス
タフラグメントのためによりきめ細かくかつより圧縮さ
れる表面を有する。
【００２５】この発明の材料は成形物品、モデル、フィ
ルタ、気体または液体を分配するための分配器、気体お
よび／または液体を混合するためのミキサー、貯蔵手段
、防火／防音被覆などを生産するために使用可能である
。
ルタ、気体または液体を分配するための分配器、気体お
よび／または液体を混合するためのミキサー、貯蔵手段
、防火／防音被覆などを生産するために使用可能である
。
【図１】出発材料と顆粒状生成物の生産とを分布曲線に
よって示す図であり、周波数Ｈは横座標上にプロットさ
れ粒子の大きさＧは縦座標上にプロットされる。
よって示す図であり、周波数Ｈは横座標上にプロットさ
れ粒子の大きさＧは縦座標上にプロットされる。
【図２】出発材料と顆粒状生成物の生産とを分布曲線に
よって示す図であり、周波数Ｈは横座標上にプロットさ
れ粒子の大きさＧは縦座標上にプロットされる。
よって示す図であり、周波数Ｈは横座標上にプロットさ
れ粒子の大きさＧは縦座標上にプロットされる。
Ｈ 周波数
Ｇ 粒子の大きさ
Claims (14)
- 【請求項１】 液体の通過のためのチャネルを有する
硬く成形可能な材料を生産するためのプロセスであって
、前記チャネルの大きさは表面上のその出口点で低減可
能であり、そのプロセスにおいて前記材料は所望の嵩密
度を有し、結合剤の助けで粒子から数個の粒子のクラス
タが形成されるという点で生産され、前記クラスタはさ
らなる加工ステップで結合剤の助けで粘着構造の形にさ
れ、複数個の相互接続された空洞を含む、プロセス。 - 【請求項２】 クラスタは粒子と結合剤とを混合させ
てその結果こね混ぜることによって生産されることを特
徴とする、請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項３】 クラスタの大きさはこね混ぜプロセス
の期間によって規定されることを特徴とする、請求項２
に記載のプロセス。 - 【請求項４】 材料はクラスタを振り混ぜ、押圧しも
しくは振動させることによって、または振り混ぜ、押圧
および／または振動の組合せによって生産されることを
特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載のプロセス
。 - 【請求項５】 材料の気孔の大きさはクラスタから材
料を生産するためのプロセスの選択によって、かつ対応
するプロセスパラメタの選択によって調整されることを
特徴とする、請求項４に記載のプロセス。 - 【請求項６】 表面クラスタをフラグメントに分解し
てフラグメントを表面開口部の中に埋設させることによ
って特徴づけられる、請求項１に記載の材料の表面開口
部の大きさを低減するためのプロセス。 - 【請求項７】 結合剤によって結合される粒子クラス
タから形成される粗い構造を有することを特徴とし、粒
子クラスタの累積は結合剤接続粒子である、請求項１な
いし５の１つのプロセスに従って生産された材料。 - 【請求項８】 その構造がよりきめ細かくされ、クラ
スタフラグメントによって圧縮される表面を有すること
を特徴とする、請求項７に記載のかつ請求項６のプロセ
スに従って加工される材料。 - 【請求項９】 アルミニウム粒子およびエポキシ樹脂
を含むことを特徴とする、請求項７または８の１つに記
載の材料。 - 【請求項１０】 １．５ないし１．７ｇ／ｃｍ２ の
密度、６ないし２５μｍの気孔および１６ないし２１％
の毛管容量を有することを特徴とする、請求項９に記載
の材料。 - 【請求項１１】 １２ないし２１Ｍｐａの引張強さ、
２０ないし３８Ｍｐａの曲げ引張強さ、１７．３ないし
２４．５ｍＪ／ｍｍ２ の衝撃強さおよび８０，０００
ないし１００，０００Ｎの圧縮強度を有することを特徴
とする、請求項１０に記載の材料。 - 【請求項１２】 成形物品としての請求項７ないし１
１の１つに記載の材料の用途。 - 【請求項１３】 フィルタ、分配、混合または貯蔵手
段を生産するための請求項７ないし１１の１つに記載の
材料の用途。 - 【請求項１４】 防護被覆を生産するための請求項７
ないし１１の１つに記載の材料の用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH363590 | 1990-11-15 | ||
| CH03635/90-0 | 1990-11-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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