JPH06240304A - Fine metal powder aggregate, porous metal sintered compact and production thereof - Google Patents

Fine metal powder aggregate, porous metal sintered compact and production thereof

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JPH06240304A
JPH06240304A JP4738093A JP4738093A JPH06240304A JP H06240304 A JPH06240304 A JP H06240304A JP 4738093 A JP4738093 A JP 4738093A JP 4738093 A JP4738093 A JP 4738093A JP H06240304 A JPH06240304 A JP H06240304A
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JP
Japan
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metal
particles
hollow
fine particles
core material
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JP4738093A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Kawase
瀬 進 川
Satoru Okajima
島 悟 岡
Tatsuhiro Imai
井 達 裕 今
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Soken Kagaku KK
Original Assignee
Soken Kagaku KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a lightweight sintered compact enhanced in porosity by specifying the diameter of a hollow metal fine grain and the relation between the thickness of a metal layer and the diameter of the-hollow part and shaping the fine grain. CONSTITUTION:The shell 2 of-the fine metal powder aggregate is formed with a metal layer, and the inside 3 is formed with a hollow metal fine grain 1. When the diameter A of the fine grain 1 is controlled to 1-20mum, 0.05mum<=D and D/R<=0.25, where D is the thickness of the metal layer 2 and R is the diameter of the hollow part 3. When the diameter A is controlled to 20mum to 2mm, 0.05mum<=D<=5mum. An opening 4 is formed at a part of the metal layer 2. The aggregate is heated between the temp. about 25% lower than the m.p. of the metal constituting the aggregate and the temp. lower than the m.p. and sintered, and the porous metal sintered compact is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は内部が中空である新規な金
属微粒子(中空金属微粒子)を所望の形状に賦形した中
空金属微粒子集合賦形体、この中空金属微粒子またはそ
の破砕物の少なくとも一部が融着している多孔質金属焼
結体、および、これらを製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hollow metal fine particle aggregate shaped body obtained by shaping novel metal fine particles (hollow metal fine particles) having a hollow inside into a desired shape, and at least a part of the hollow metal fine particles or a crushed product thereof. And a method for producing the same.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】従来、金属微粉末の焼結体は、多
孔質で表面積が大きいことから、含油軸受材料;金型、
圧延工具、切削工具、機械部品、電気接点、摩擦材料、
フィルター、磁性部品、航空機部品、自動車部品、耐摩
部品;導体材料、抵抗材料、接点材料、電極材料、封着
材料、焦電材料;マイクロチューブ材料、誘電材料、コ
ンデンサー材料、圧電材料、表面弾性波材料、高透磁率
材料、マイクロ波材料、磁石材料、磁歪材料;半導体材
料、熱電材料、光電材料、電子放出材料;電磁波シール
ド材料、電池用電極材料、化学反応等の触媒用材料、セ
ンサー材料;ガス吸着剤、遮音材、遮温材等として使用
されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, since a sintered body of fine metal powder is porous and has a large surface area, an oil-impregnated bearing material; a mold,
Rolling tools, cutting tools, machine parts, electrical contacts, friction materials,
Filters, magnetic parts, aircraft parts, automobile parts, wear-resistant parts; conductor materials, resistance materials, contact materials, electrode materials, sealing materials, pyroelectric materials; microtube materials, dielectric materials, capacitor materials, piezoelectric materials, surface acoustic waves Materials, high magnetic permeability materials, microwave materials, magnet materials, magnetostrictive materials; semiconductor materials, thermoelectric materials, photoelectric materials, electron emission materials; electromagnetic wave shielding materials, battery electrode materials, catalyst materials for chemical reactions, sensor materials; It is used as a gas adsorbent, sound insulation material, temperature insulation material, etc.

【0003】このような多孔質金属焼結体を種々の用途
に使用する場合には、表面積をできるだけ大きくするこ
とが好ましい。多孔質金属焼結体は、用いる金属微粉末
の粒子径が小さいほど表面積が大きくなるので、焼結原
料である金属微粉末の粒子径をできるだけ小さくする方
向で研究が進められている。
When such a porous metal sintered body is used for various purposes, it is preferable to maximize the surface area. Since the surface area of the porous metal sintered body is increased as the particle size of the fine metal powder used is smaller, research is being conducted in the direction of minimizing the particle size of the fine metal powder as a sintering raw material.

【0004】例えば、BirringerおよびGleiter(西ドイ
ツ)やSiegelおよびHahn(米国)らのグループは、金属
超微粒子の緻密焼結体を得るために生成した金属超微粒
子を大気に接触させることなく生成後そのまま焼結する
方法を採用している。具体的には、ガス中で、蒸発法に
より生成させた超微粒子をそのまま高真空中数GPaの圧
力に減圧して低温焼結することによりナノメータオーダ
ーの粒径の超微細組織の焼結体を製造している((1) R.
W. Siegel and H. Hahn: Nanophase Materais. in CUR
RENT TRENDS IN THE PHYSICS OF MATERALS. M. Yussouf
f ed., world Scientific Publ. Co,. Singapore. p.40
3 (1987) 参照)。
For example, the groups of Birringer and Gleiter (West Germany) and Siegel and Hahn (USA) et al. Produced ultrafine metal particles in order to obtain a dense sintered body of ultrafine metal particles without contacting them with the atmosphere and then directly producing them. The method of sintering is adopted. Specifically, the ultrafine particles generated by the evaporation method in a gas are directly reduced in pressure in a high vacuum to a pressure of several GPa and sintered at low temperature to obtain a sintered body having an ultrafine structure with a nanometer-order particle size. Manufacturing ((1) R.
W. Siegel and H. Hahn: Nanophase Materais. In CUR
RENT TRENDS IN THE PHYSICS OF MATERALS. M. Yussouf
f ed., world Scientific Publ. Co ,. Singapore. p. 40
3 (1987)).

【0005】また、上記とは別に、林らは、一旦徐酸化
処理した金属超微粉末を還元し、焼結する方法により表
面積の大きい焼結体を得ている。すなわち、徐酸化処理
した金属超微粒子に、成形、還元、焼結操作を巧みに組
み合わせ、微細組織の焼結体を得ている。例えばCu超
微粉末の場合、無加圧あるいは加圧焼結することにより
ミクロンサイズ、サブミクロンサイズの焼結体を得てい
る((2) 林広爾、木原弘:FeおよびCuの金属超微分の
焼結による緻密化と粒成長。日本金属学会誌,vol. 50,
No. 12. pp.1089-1094(1986). (3) 林広爾、木原弘:F
e超微粉の加圧焼結における緻密化と粒成長、日本金属
学会誌, vol. 52, No. 3 pp.343-347(1988))参照)。
In addition to the above, Hayashi et al. Obtained a sintered body having a large surface area by a method of reducing and sintering the ultrafine metal powder that has been gradually oxidized. That is, the finely divided metal ultrafine particles are skillfully combined with forming, reducing and sintering operations to obtain a sintered body having a fine structure. For example, in the case of Cu ultrafine powder, micron-sized and submicron-sized sintered bodies are obtained by pressureless or pressure sintering ((2) Hiroji Hayashi, Hiroshi Kihara: Fe and Cu metal alloys Densification and grain growth by differential sintering.The Japan Institute of Metals, vol. 50,
No. 12. pp.1089-1094 (1986). (3) Hiroji Hayashi, Hiroshi Kihara: F
e Densification and grain growth in pressure sintering of ultrafine powder, see Japan Institute of Metals, vol. 52, No. 3 pp.343-347 (1988)).

【0006】これらの方法を採用することにより表面積
が極めて大きな金属焼結体を得ることができるが、これ
らの方法を採用するに際しては特殊な設備が必要であ
り、さらにこれらの方法は、学術的には極めて価値の高
い方法ではあるが、金属焼結体を工業的に量産する方法
としては適していない。即ち、これらの方法で製造され
た金属焼結体は非常にコスト高になるという問題があ
る。
By adopting these methods, it is possible to obtain a metal sintered body having an extremely large surface area. However, when adopting these methods, special equipment is required. Is extremely valuable, but it is not suitable as a method for industrially mass-producing a metal sintered body. That is, there is a problem that the cost of the metal sintered body manufactured by these methods becomes very high.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は、空隙率が高く、軽量な多孔質
金属焼結体およびこのような焼結体を製造するのに適し
た中空金属微粒子を含有し、これを所定の形状に賦形し
た賦形体、および上記焼結体および賦形体を容易に製造
する方法を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to contain a porous metal sintered body which has a high porosity and is lightweight, and hollow metal fine particles suitable for producing such a sintered body, which are given a predetermined shape. It is an object of the present invention to provide a shaped shaped body and a method for easily manufacturing the above-mentioned sintered body and shaped body.

【0008】[0008]

【発明の概要】本発明は、内部が中空の金属微粒子であ
って、該中空金属微粒子の粒径が1μm〜2mmの範囲内
にあり、該中空金属微粒子を形成する金属層の厚さDと
該中空金属微粒子の中空部の直径Rとが、該中空金属微
粒子の粒径が1〜20μmでは、0.05μm≦D、か
つD/R≦0.25の関係を有し、該中空金属微粒子の
粒径が20μmを超え2mm以下では、0.05μm≦D
≦5μmの関係を有し、そして、該金属層の少なくとも
一部に開口部を有する中空金属微粒子を含有する中空金
属微粒子含有金属粒子群が所定の形状に賦形されてなる
金属微粉末集合賦形体にある。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the inside is hollow metal fine particles, and the particle diameter of the hollow metal fine particles is in the range of 1 μm to 2 mm, and the thickness D of the metal layer forming the hollow metal fine particles is The diameter R of the hollow portion of the hollow metal fine particles has a relationship of 0.05 μm ≦ D and D / R ≦ 0.25 when the diameter of the hollow metal fine particles is 1 to 20 μm. If the particle size of the particles exceeds 20 μm and 2 mm or less, 0.05 μm ≦ D
A metal fine powder aggregate powder having a relationship of ≦ 5 μm and a hollow metal fine particle-containing metal particle group containing hollow metal fine particles having openings in at least a part of the metal layer is shaped into a predetermined shape. In the form.

【0009】また本発明は、内部が中空の金属微粒子で
あり、該中空金属微粒子の粒径が1μm〜2mmの範囲内
にあり、該中空金属微粒子を形成する金属層の厚さDと
該中空金属微粒子の中空部の直径Rとが、該中空金属微
粒子の粒径が1〜20μmでは、0.05μm≦D、か
つD/R≦0.25の関係を有し、該中空金属微粒子の
粒径が20μmを超え2mm以下では、0.05μm≦D
≦5μmの関係を有し、そして、該金属層の少なくとも
一部に開口部を有する中空金属微粒子またはその破砕物
の少なくとも一部が融着していることを特徴とする多孔
質金属焼結体にある。
In the present invention, the inside is hollow metal fine particles, and the particle diameter of the hollow metal fine particles is in the range of 1 μm to 2 mm, and the thickness D of the metal layer forming the hollow metal fine particles and the hollow The diameter R of the hollow portion of the metal fine particles has a relationship of 0.05 μm ≦ D and D / R ≦ 0.25 when the particle diameter of the hollow metal fine particles is 1 to 20 μm. If the diameter exceeds 20 μm and 2 mm or less, 0.05 μm ≦ D
A porous metal sintered body having a relationship of ≦ 5 μm, and at least a part of hollow metal fine particles having openings in at least a part of the metal layer or a crushed product thereof is fused. It is in.

【0010】本発明の金属微粉末集合賦形体は、有機重
合体からなる芯材粒子表面に金属層を有する多数の金属
被覆ポリマー粒子を所定の形状に賦形した後、得られた
金属被覆ポリマー粒子賦形体から、有機重合体からなる
芯材を除去することにより製造することができる。
The metal fine powder aggregate shaped product of the present invention is obtained by shaping a large number of metal-coated polymer particles having a metal layer on the surface of a core material particle made of an organic polymer into a predetermined shape and then obtaining the obtained metal-coated polymer. It can be produced by removing the core material made of an organic polymer from the particle shaped body.

【0011】また、本発明の多孔質金属焼結体は、有機
重合体からなる芯材粒子表面に金属層を有する多数の金
属被覆ポリマー粒子を所定の形状に賦形した後、得られ
た金属被覆ポリマー粒子賦形体から、有機重合体からな
る芯材を除去して金属微粉末集合賦形体を形成し、次い
で該金属微粉末集合賦形体を、該賦形体を形成する金属
の融点よりも25%低い温度から融点未満の温度に加熱
して焼結することにより製造することができる。
The porous metal sintered body of the present invention is obtained by shaping a large number of metal-coated polymer particles having a metal layer on the surface of core particles made of an organic polymer into a predetermined shape. A core material made of an organic polymer is removed from the coated polymer particle shaped body to form a metal fine powder aggregated shape forming body, and the metal fine powder aggregated shape forming body is formed at a temperature of 25 or more than the melting point of the metal forming the shape forming body. % To a temperature below the melting point and then sintered to sinter.

【0012】本発明の焼結体は、主として中空金属微粒
子からなる多孔質体であるので、非常に高い空隙率を有
する共に軽量である。そして、この多孔質焼結体は、多
数の中空金属微粒子を所定の形状にした賦形体を製造
し、賦形体を焼結することにより容易に製造することが
できる。
Since the sintered body of the present invention is a porous body composed mainly of hollow metal fine particles, it has a very high porosity and is lightweight. The porous sintered body can be easily manufactured by producing a shaped body having a large number of hollow metal fine particles in a predetermined shape and sintering the shaped body.

【0013】このような特性を有する焼結体は表面積が
大きく、金属の活性を高くすることができるので、機能
性金属材料の原料として極めて有用性が高い。
Since the sintered body having such characteristics has a large surface area and can increase the activity of metal, it is extremely useful as a raw material for a functional metal material.

【0014】[0014]

【発明の具体的説明】次に本発明を具体的に説明する。
図1に本発明の金属微粒子集合賦形体および多孔質金属
焼結体を構成する中空金属微粒子の断面構造の例を模式
的に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be specifically described below.
FIG. 1 schematically shows an example of the cross-sectional structure of the hollow metal fine particles constituting the metal fine particle aggregate-shaped body and the porous metal sintered body of the present invention.

【0015】本発明の金属微粒子集合賦形体および多孔
質金属焼結体は、図1に示すように、外郭2が金属層で
形成された内部3が中空の金属微粒子1から形成されて
いる。この中空金属微粒子の直径Aは1μm〜2mm、好
ましくは1μm〜1mmの範囲内、特に好ましくは1〜1
00μmの範囲内にある。粒子径が小さくなるに従って
中空金属微粒子中における金属の占める割合が大きくな
り、より効率的に金属層を利用することができる。
As shown in FIG. 1, the metal fine particle aggregate-shaped body and the porous metal sintered body of the present invention have a hollow 2 formed of a metal layer, and a hollow metal fine particle 1 formed in an interior 3. The diameter A of the hollow metal fine particles is in the range of 1 μm to 2 mm, preferably 1 μm to 1 mm, particularly preferably 1 to 1
Within the range of 00 μm. As the particle size decreases, the proportion of metal in the hollow metal fine particles increases, and the metal layer can be used more efficiently.

【0016】この中空金属微粒子1は、粒子径Aが1〜
20μmの範囲内において、この中空金属微粒子の外郭
2を形成する金属層の厚さをDとし、この中空金属微粒
子の中空部3の直径をRとしたときに、金属層2の厚さ
Dが、0.05μm≦Dであり、D/R≦0.25の関係
を有している。すなわち、中空金属粒子の直径Aが1〜
20μmの範囲内では、金属層2の厚さの最少値は0.
05μmであり、しかもこの中空金属微粒子の中空部3
の直径Rに対して、金属層2の厚さDの合計(2D)が
中空部3の直径Rの1/2を超えることはない。
The hollow metal fine particles 1 have a particle size A of 1 to
When the thickness of the metal layer forming the outer shell 2 of the hollow metal fine particles is D and the diameter of the hollow portion 3 of the hollow metal fine particles is R in the range of 20 μm, the thickness D of the metal layer 2 is , 0.05 μm ≦ D, and D / R ≦ 0.25. That is, the diameter A of the hollow metal particles is 1 to
Within the range of 20 μm, the minimum thickness of the metal layer 2 is 0.1.
05 μm, and the hollow portion 3 of the hollow metal fine particles
The total (2D) of the thickness D of the metal layer 2 does not exceed 1/2 of the diameter R of the hollow portion 3 with respect to the diameter R.

【0017】また、この中空金属微粒子の粒径Aが20
μmを超え2mm以下である場合には、金属層2の厚さD
は0.05≦D≦5μmの関係を有している。なお、こ
の場合においても、中空部3の直径Rに対する金属層の
厚さDは、当然にD/R≦0.25の関係を有してお
り、中空金属微粒子の中空部3の直径Rに対して、金属
層2の厚さDの合計(2D)が中空部3の直径Rの1/
2を超えることはない。
The particle diameter A of the hollow metal fine particles is 20.
If the thickness exceeds μm and is 2 mm or less, the thickness D of the metal layer 2
Has a relationship of 0.05 ≦ D ≦ 5 μm. Even in this case, the thickness D of the metal layer with respect to the diameter R of the hollow portion 3 naturally has a relationship of D / R ≦ 0.25, and the diameter R of the hollow portion 3 of the hollow metal fine particles is On the other hand, the total thickness D of the metal layer 2 (2D) is 1 / the diameter R of the hollow portion 3.
It does not exceed 2.

【0018】さらに、この中空金属微粒子の金属層2の
少なくとも一部には開口部4が形成されている。この開
口部は例えば図3に示される走査電子顕微鏡(SEM)
写真のように金属層の欠損部のように形成されていても
良いし、また図4に示されるように、この中空金属微粒
子の中空部3を形成するために芯材が例えば熱分解によ
って気体状になって金属被覆ポリマー粒子から蒸散して
除去される為に金属層2に形成された透孔のように形成
されていても良い。さらに、図5上部に示すように金属
層の金属粒界が消失した金属粒子の連続体の一部に、芯
材を形成していたポリマーが揮散することにより生じた
ひび割れ状の形態のものであってもよいし、また図5下
部写真に示すように金属層の金属粒界が消失して網目状
に金属層が形成され、開口部がこの金属層自体に不均一
に網目状に形成された形態を有していてもよい。また、
図6及び図7に示すように、金属層が比較的厚い場合に
は、芯材を除去する際に芯材である有機重合体が揮散す
ることにより金属層が割れるようにして形成された開口
部あるいは亀裂状に形成された開口部であってもよい。
Further, an opening 4 is formed in at least a part of the metal layer 2 of the hollow metal fine particles. This opening is, for example, a scanning electron microscope (SEM) shown in FIG.
It may be formed like a defective portion of the metal layer as shown in the photograph, or, as shown in FIG. 4, in order to form the hollow portion 3 of the hollow metal fine particles, the core material is gasified by, for example, thermal decomposition. It may be formed like a through hole formed in the metal layer 2 in order to be evaporated and removed from the metal-coated polymer particles. Further, as shown in the upper part of FIG. 5, in a crack-like form caused by volatilization of the polymer forming the core material in a part of the continuous body of metal particles in which the metal grain boundaries of the metal layer have disappeared. As shown in the lower photograph of FIG. 5, the metal grain boundaries of the metal layer disappear to form a mesh-shaped metal layer, and the openings are formed in the metal layer itself in a non-uniform mesh shape. It may have a different form. Also,
As shown in FIGS. 6 and 7, when the metal layer is relatively thick, an opening formed so that the metal layer is broken by volatilization of the organic polymer that is the core material when the core material is removed. It may be a portion or an opening formed in a crack shape.

【0019】上記のように種々の形態を有する開口部の
開口面積は、通常は金属層によって形成されている外郭
の表面積の1/2以下である。例えば図3および図4に
示すような形態の開口部の場合には、その開口面積は、
金属層によって形成される外郭の表面積の10%以下で
あることが多い。例えば図5で示されるような透孔形態
の開口部Bの口径は中空金属微粒子の直径Aの0.05
〜10%程度であることが多い。そして、中空金属微粒
子の粒径が比較的大きくて金属層の厚さが比較的厚い場
合には図6に象徴的に示されるように中空体の金属粒界
が消失した金属層の一部が割れた状態の開口部が形成さ
れることが多い。
The opening area of the openings having various forms as described above is usually 1/2 or less of the surface area of the outer shell formed by the metal layer. For example, in the case of an opening having the form shown in FIGS. 3 and 4, the opening area is
It is often 10% or less of the surface area of the shell formed by the metal layer. For example, as shown in FIG. 5, the diameter of the opening B having a through-hole shape is 0.05 of the diameter A of the hollow metal fine particles.
It is often about 10%. When the particle diameter of the hollow metal fine particles is relatively large and the thickness of the metal layer is relatively thick, a part of the metal layer in which the metal grain boundaries of the hollow body disappears as shown symbolically in FIG. Often a cracked opening is formed.

【0020】上記のような構造を有する中空金属微粒子
1の外郭である金属層2を形成する金属に特に制限はな
く、種々の金属またはこれら金属の少なくとも一部が酸
化物等の金属含有化合物であってもよい。この金属層を
形成する金属の例としては、銅、鉄、ニッケル、コバル
ト、カドミウム、鉛、亜鉛、ヒ素、スズ、チタン、銀、
金、パラジウム、白金、ロジウムおよびルテニウムを挙
げることができる。また、この金属層は、これらの金属
を基とする合金で形成されていてもよい。このような合
金の例としては、ニッケル-コバルト、ニッケル-コバル
ト-ホウ素、ニッケル-コバルト-リン、ニッケル-鉄-リ
ン、ニッケル-タングステン-リンおよびニッケル-リン
のようなニッケル合金;コバルト-鉄-リン、コバルト-
タングステン-リンおよびコバルト-ニッケル-マンガン-
レニウム-リンのようなコバルト合金;鉄合金等を挙げ
ることができる。また、金属層においては、上記のよう
な金属または合金は均一な組成を有していても良いし、
また不均一な組成を有していても良い。
The metal forming the metal layer 2 which is the outer shell of the hollow metal fine particles 1 having the above structure is not particularly limited, and various metals or at least some of these metals are metal-containing compounds such as oxides. It may be. Examples of metals forming this metal layer include copper, iron, nickel, cobalt, cadmium, lead, zinc, arsenic, tin, titanium, silver,
Mention may be made of gold, palladium, platinum, rhodium and ruthenium. Further, this metal layer may be formed of an alloy based on these metals. Examples of such alloys are nickel alloys such as nickel-cobalt, nickel-cobalt-boron, nickel-cobalt-phosphorus, nickel-iron-phosphorus, nickel-tungsten-phosphorus and nickel-phosphorus; cobalt-iron- Phosphorus, cobalt-
Tungsten-phosphorus and cobalt-nickel-manganese-
Examples thereof include cobalt alloys such as rhenium-phosphorus; iron alloys and the like. Further, in the metal layer, the above metal or alloy may have a uniform composition,
It may have a non-uniform composition.

【0021】本発明の金属微粉末集合賦形体は、上記し
た多数の中空金属微粒子が所定の形状に賦形された賦形
物(プリフォーム、焼結前駆体)である。上記中空金属
微粒子をそのまま加圧して賦形したのでは、中空部が圧
潰してしまい中空金属微粉末の賦形体を製造することは
できない。そこで、本発明では芯材を除去する前の金属
被覆ポリマー粒子を用いてこれを所定の形状に賦形し、
次いでこの賦形された金属被覆ポリマー粒子の賦形体か
ら芯材を除去することにより本発明の金属粉末集合賦形
体を製造することができる。
The metal fine powder aggregate shaped body of the present invention is a shaped body (preform, sintering precursor) in which the above-mentioned numerous hollow metal fine particles are shaped into a predetermined shape. If the hollow metal fine particles are pressed and shaped as they are, the hollow portion is crushed and a shaped product of hollow metal fine powder cannot be manufactured. Therefore, in the present invention, this is shaped into a predetermined shape using the metal-coated polymer particles before removing the core material,
Then, the core material is removed from the shaped body of the metal-coated polymer particles thus shaped to produce the metal powder aggregate shaped body of the present invention.

【0022】以下、この金属粉末集合賦形体の製造方法
に沿って説明する。金属被覆ポリマー粒子は、有機重合
体からなる芯材粒子表面に金属層を形成しすることによ
り製造される。
The method for producing the metal powder aggregate shaped body will be described below. The metal-coated polymer particles are produced by forming a metal layer on the surface of core material particles made of an organic polymer.

【0023】ここで使用される有機重合体には、不定形
のものや、針状、球状、突起のあるもの、イイダコ状の
形態のものなどがあり、得られる中空金属粒子の用途に
応じて種々の形状のものを使用することができるが、本
発明では球状の有機重合体を使用することが好ましい。
球状の芯材を用いることにより、この芯材上に形成され
る金属層の厚さを比較的均一にすることができるからで
ある。
The organic polymer used here includes an amorphous polymer, a needle-shaped polymer, a spherical polymer, a protrusion-shaped polymer, and an octopus-shaped polymer. Depending on the intended use of the resulting hollow metal particles. Although various shapes can be used, it is preferable to use a spherical organic polymer in the present invention.
By using the spherical core material, the thickness of the metal layer formed on the core material can be made relatively uniform.

【0024】また、この芯材としては、通常は0.5μ
m以上の粒径を有する球状のものを使用することがで
き、このようなサイズの球状芯材の表面に金属を析出さ
せることもできるが、芯材の粒子径が1μm以下では連
続的な金属層を形成することが困難であることから、本
発明では通常は粒径1μm以上の芯材が使用される。ま
た、2mmより大きい粒子を芯材は、曲率が小さいため、
例えば無電解メッキ法によれば、極めて短時間に容易に
金属層を形成することができるが、金属層の形成反応が
著しく速く進行して、金属層の厚さを芯材を有効に除去
することができる程度の厚さに制御することが困難であ
る。
The core material is usually 0.5 μm.
Spherical particles having a particle diameter of m or more can be used, and a metal can be deposited on the surface of a spherical core material of such a size, but when the particle diameter of the core material is 1 μm or less, a continuous metal is formed. Since it is difficult to form a layer, a core material having a particle size of 1 μm or more is usually used in the present invention. In addition, since the core material with particles larger than 2 mm has a small curvature,
For example, according to the electroless plating method, the metal layer can be easily formed in an extremely short time, but the reaction for forming the metal layer proceeds remarkably fast, and the thickness of the metal layer effectively removes the core material. It is difficult to control the thickness to the extent possible.

【0025】このような芯材は、有機重合体から形成さ
れている。ここで使用される有機重合体は、溶剤による
溶出除去、加熱、放射線、電磁波等の熱エネルギー付与
による熱分解によって金属層がその形態を維持できるよ
うに除去することができる有機重合体である。このよう
な有機重合体の例としては、架橋重合体、非架橋重合体
のいずれでもよく、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン
系樹脂、スチレン/(メタ)アクリル系樹脂、ポリエチ
レン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ABS樹脂、AS
樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂およびポリイミ
ド系樹脂を挙げることができる。このような有機重合体
の中でも加熱によって芯材を除去する場合には、架橋ま
たは非架橋のポリメチル(メタ)アクリレートが好まし
い。この架橋または非架橋のポリメチル(メタ)アクリ
レートは熱分解性が良好であり、熱分解によって中空金
属微粒子の外郭内壁に炭素等が残留することが少ないか
らである。
Such a core material is formed of an organic polymer. The organic polymer used here is an organic polymer that can be removed so that the metal layer can maintain its form by elution and removal with a solvent, thermal decomposition by heating, and application of thermal energy such as radiation and electromagnetic waves. Examples of such organic polymers include crosslinked polymers and non-crosslinked polymers, and include (meth) acrylic resins, styrene resins, styrene / (meth) acrylic resins, polyethylene resins, polypropylene resins. Resin, ABS resin, AS
Resin, polyacetal resin, polycarbonate resin,
Examples include phenolic resins, epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, urethane resins and polyimide resins. Among these organic polymers, when the core material is removed by heating, crosslinked or non-crosslinked polymethyl (meth) acrylate is preferable. This is because this crosslinked or non-crosslinked polymethyl (meth) acrylate has good thermal decomposability, and carbon or the like is less likely to remain on the outer and inner walls of the hollow metal fine particles due to thermal decomposition.

【0026】このような有機重合体から上記のような粒
径を有する球状の芯材を形成する方法は既に公知であ
り、本発明においてもこのような公知の方法を採用する
ことができる。
A method for forming a spherical core material having the above-mentioned particle diameter from such an organic polymer is already known, and such a known method can be adopted in the present invention.

【0027】このような有機重合体からなる芯材上に金
属層を形成して金属被覆ポリマー粒子を製造する方法と
しては、真空下で特殊な条件で行うイオンスパッタ法、
CVD法(Chemical Vapour Deposite)等の真空下で金
属層を形成する方法と、金属微粉末と有機重合体からな
る芯材とからドライブレンディングマイクロカブセル化
技術を利用して金属層を形成する方法、および、無電解
メッキ法を採用することができる。
As a method for producing metal-coated polymer particles by forming a metal layer on a core material made of such an organic polymer, an ion sputtering method performed under special conditions under vacuum,
A method of forming a metal layer under a vacuum such as a CVD method (Chemical Vapor Deposite); and a method of forming a metal layer from a fine metal powder and a core material made of an organic polymer by using a dry blending microcapsule forming technique. Also, an electroless plating method can be adopted.

【0028】これらの方法の内、真空下で金属層を形成
するイオンスパッタ法やCVD法などの方法で良好な金
属膜を得ることができるが、これらの方法は真空下で操
作するために特殊な装置が必要であり、金属被覆ポリマ
ー粒子を大量に生産する方法としては向いていない。ま
た芯材の粒子径が小さくなるにつれて、芯材表面に均一
な皮膜を形成することが難しく、特に0.5μm程度の
金属層を形成するのが困難になる傾向がある。
Among these methods, a good metal film can be obtained by a method such as an ion sputtering method or a CVD method for forming a metal layer under vacuum. However, these methods are special because they are operated under vacuum. It is not suitable as a method for mass-producing metal-coated polymer particles, which requires various devices. Further, as the particle diameter of the core material becomes smaller, it becomes difficult to form a uniform film on the surface of the core material, and in particular, it becomes difficult to form a metal layer of about 0.5 μm.

【0029】ドライブレンディングマイクロカプセル化
技術を利用した方法では、芯材の表面に金属微粉末が一
層または多層に配列した構造の金属層を形成することが
できる。この方法ではハイブリダイザーやメカノフュー
ジョンのような表面改質装置を使用する必要がある。そ
して、これらの装置の運転条件を好適な条件に設定する
ことにより金属層の一部または全部を成膜することが可
能である。また、この操作を繰り返せば、金属層の多層
化をすることもできる。
In the method utilizing the dry blending microencapsulation technique, a metal layer having a structure in which fine metal powder is arranged in one layer or multiple layers can be formed on the surface of the core material. This method requires the use of a surface modification device such as a hybridizer or mechanofusion. Then, by setting the operating conditions of these devices to suitable conditions, it is possible to form part or all of the metal layer. Further, by repeating this operation, the metal layer can be formed into multiple layers.

【0030】無電解メッキ法は、無電解メッキ液中に芯
材を入れ、攪拌しながら芯材上に金属を積層して金属層
を形成する方法であり、この無電解メッキ法を採用する
ことにより、粒子径の小さい芯材の表面にも比較的薄く
均一性の高い金属膜を大量に形成することができる。従
って、この無電解メッキ法を採用することにより、安価
に金属被覆ポリマー粒子を大量に製造することができ
る。しかも0.05μm程度の金属薄膜層をも容易に形
成することができ、本発明で金属層を形成する方法とし
ては特に適している。
The electroless plating method is a method in which a core material is put in an electroless plating solution and a metal is laminated on the core material while stirring to form a metal layer. This electroless plating method is adopted. Thus, a large amount of a relatively thin and highly uniform metal film can be formed on the surface of the core material having a small particle size. Therefore, by adopting this electroless plating method, it is possible to inexpensively produce a large amount of metal-coated polymer particles. Moreover, a metal thin film layer having a thickness of about 0.05 μm can be easily formed, which is particularly suitable as a method for forming a metal layer in the present invention.

【0031】一般に、溶液中の金属イオンを被メッキ物
上に還元析出させて金属膜を形成する方法として採用可
能なメッキ法には、外部電力によって金属イオンを電解
析出させる電気メッキ、溶液中の金属イオンを化学薬品
によって還元析出させる化学メッキ、溶液中の金属イオ
ンを被メッキ物によって置換析出させる置換メッキの3
種類があり、上記化学メッキおよび置換メッキが無電解
メッキ法として認識されている。本発明のように被メッ
キ物が有機重合体からなる芯材である場合には、これら
の無電解メッキ法が好適である。
In general, a plating method which can be adopted as a method for forming a metal film by reducing and depositing metal ions in a solution on an object to be plated includes electroplating in which a metal ion is electrolytically deposited by an external electric power, in a solution. Of chemical plating for reducing and precipitating the metal ions of the solution with chemicals, and displacement plating for substituting and precipitating the metal ions in the solution by the object to be plated.
There are various types, and the above chemical plating and displacement plating are recognized as electroless plating methods. When the object to be plated is a core material made of an organic polymer as in the present invention, these electroless plating methods are suitable.

【0032】本発明において、無電解メッキ法による金
属層は、例えば次にようにして形成される。上述した有
機重合体からなる芯材に無電解メッキ法における通常の
前処理および活性化処理を行う。この前処理および活性
化処理の仕方によって金属の析出状態、析出した金属の
状態などが変化し、これらの処理が悪いと金属層が不連
続になったり、芯材を揮散した際に、金属層がその形態
を維持できないことがある。
In the present invention, the metal layer formed by the electroless plating method is formed as follows, for example. The core material made of the above-mentioned organic polymer is subjected to the usual pretreatment and activation treatment in the electroless plating method. Depending on the method of this pretreatment and activation treatment, the state of metal deposition, the state of the deposited metal, etc. will change, and if these treatments are inadequate, the metal layer will become discontinuous, or when the core material is volatilized, the metal layer May not be able to maintain its form.

【0033】こうして処理された芯材は、室温〜90℃
の範囲内の温度に維持された無電解メッキ液中に投入さ
れ、攪拌下に数分〜24時間反応させる。即ち、この時
の反応時間および反応条件は、芯材の粒径をRμm、形
成される金属層の厚さをDμmとしたときに、得られる
金属被覆ポリマー粒子の粒子径が1〜20μmの場合に
は、金属層の厚さDが0.05μm≦Dであり、かつD
/R≦0.25となるように、そして、得られる金属被
覆ポリマー粒子の粒子径が20μmを超え2mm以下の場
合には、0.05μm≦D≦5μmの条件を満足するよ
うに設定される。
The core material thus treated has a room temperature to 90 ° C.
It is put into an electroless plating solution maintained at a temperature within the range of, and reacted for several minutes to 24 hours under stirring. That is, the reaction time and reaction conditions at this time are such that when the particle diameter of the core material is R μm and the thickness of the formed metal layer is D μm, the particle diameter of the obtained metal-coated polymer particles is 1 to 20 μm. Has a metal layer thickness D of 0.05 μm ≦ D, and D
/R≦0.25, and when the particle diameter of the obtained metal-coated polymer particles is more than 20 μm and 2 mm or less, it is set so as to satisfy the condition of 0.05 μm ≦ D ≦ 5 μm. .

【0034】一般に、平面状の被メッキ物上に無電解メ
ッキ法により金属膜を形成する場合には、相当の厚みの
皮膜を形成することができる。しかしながら、表面に曲
率を有する被着体(即ち、本発明において芯材として使
用されるような粒子)上に無電解メッキにより金属を析
出させようとすると、形成されるメッキ皮膜の厚さは、
芯材の粒子径が小さくなるに従って薄くなる傾向があ
る。この傾向は芯材として球状微粒子を用いた場合に特
に顕著に表れ、平均粒子径がミクロンサイズの芯材を使
用する場合には、芯材の表面に析出する金属は一層の粒
状金属の連続体になる。そして金属メッキ膜の厚さを厚
く成長させようとしても、粒状の金属が粒子表面に数個
突出したような構造になるだけである。従って、本発明
において金属層の厚さD値はこうして形成された粒状金
属の層の厚さに相当する0.05〜数μm程度(即ち、
5μm程度)である。
Generally, when a metal film is formed on a flat object to be plated by electroless plating, a film having a considerable thickness can be formed. However, when attempting to deposit a metal by electroless plating on an adherend having a curvature on the surface (that is, particles used as a core material in the present invention), the thickness of the plating film formed is:
As the particle diameter of the core material becomes smaller, it tends to become thinner. This tendency is particularly remarkable when spherical fine particles are used as the core material, and when a core material having an average particle size of micron is used, the metal deposited on the surface of the core material is a continuous body of one granular metal. become. Even if an attempt is made to grow the thickness of the metal plating film, the structure is such that a few granular metals are projected on the surface of the particles. Therefore, in the present invention, the thickness D value of the metal layer is about 0.05 to several μm corresponding to the thickness of the granular metal layer thus formed (that is,
5 μm).

【0035】なお、本発明では、上記のようにして例え
ば無電解メッキにより芯材上に金属を析出させた後、上
記ドライブレンディングマイクロカプセル化技術を利用
して、この金属層に機械的な衝撃や剪断力などを加え
て、所望の金属皮膜を形成することもできる。さらに、
既存技術を組み合わせることにより芯材表面に金属薄膜
層を形成した後、この金属薄膜層上に無電解メッキ法に
より異種金属皮膜を形成して金属層とすることもでき
る。
In the present invention, after the metal is deposited on the core material by, for example, electroless plating as described above, the drive blending microencapsulation technique is used to mechanically impact the metal layer. It is also possible to form a desired metal film by applying a shearing force or the like. further,
It is also possible to form a metal thin film layer on the surface of the core material by combining existing techniques, and then form a dissimilar metal film on the metal thin film layer by electroless plating to form a metal layer.

【0036】本発明では上記のようにして製造された金
属被覆ポリマー粒子を所定の形状に賦形する。金属被覆
ポリマー粒子を製造する際に、この金属被覆ポリマー粒
子の粒子形状、平均粒子径、粒度分布、タップ充填密度
等を制御することができ、しかもこうして製造された金
属被覆ポリマー粒子は、分散媒体への分散性が優れ、比
重が軽く分散媒体中に沈澱しにくいという特性を有して
おり、このような特性を利用することにより、金属粉末
冶金で行われているプレス成形、射出成形、ロストワッ
クス法などを採用することができる他、押し出し成形、
ブロー成形、押し出しブロー成形、紡糸、発泡成形等プ
ラスチック成形分野で一般的に行われている方法やFR
P成形、キャスティング成形、注型成形、基材へのコー
ティングによる成形等の方法を採用することができる。
またこの賦形体は、塗工物、フィルム状物、シート状
物、板状物、繊維状物、複雑形状の成形体など種々の形
態を採ることが可能である。
In the present invention, the metal-coated polymer particles produced as described above are shaped into a predetermined shape. When producing metal-coated polymer particles, it is possible to control the particle shape, average particle size, particle size distribution, tap packing density, etc. of the metal-coated polymer particles, and the metal-coated polymer particles produced in this manner are a dispersion medium. It has excellent dispersibility in water, has a low specific gravity, and is unlikely to settle in a dispersion medium.By utilizing such characteristics, press molding, injection molding, and lost metal powder metallurgy are used. In addition to adopting the wax method, extrusion molding,
Methods commonly used in plastic molding such as blow molding, extrusion blow molding, spinning, foam molding, and FR
Methods such as P molding, casting molding, cast molding, and molding by coating on a substrate can be adopted.
Further, the shaped body can take various forms such as a coated product, a film-shaped product, a sheet-shaped product, a plate-shaped product, a fibrous product, and a molded product having a complicated shape.

【0037】この賦形の際にはバインダーを用いること
ができる。ここで使用されるバインダーとしては、種々
の樹脂および金属被覆ポリマー粒子をペースト状にする
ことができる揮発性液体を使用することができる。
A binder may be used in this shaping. As the binder used here, various resins and volatile liquids capable of forming metal-coated polymer particles into a paste can be used.

【0038】ここで使用される樹脂バインダーとしては
種々の樹脂を使用することができるが、焼結工程におけ
る加熱によっては完全に除去されるが、芯材を除去する
工程では隣接する粒子をある程度の接合力で係合するこ
とができる程度に残存する樹脂を使用することが好まし
い。このような樹脂の例としては、ワックス類、ポリエ
チレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン-プロ
ピレン系樹脂、エチレン-酢酸ビニル系樹脂、ポリエチ
レン/ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリスチレン樹
脂、AS樹脂、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、塩
化ビニル酢酸ビニル系樹脂、AN樹脂、(メタ)アクリ
ル系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、SBR系樹脂、NB
R系樹脂、ジエン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹
脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ウレタ
ン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリビニルアルコール系
樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹
脂、ポリビニルカルバゾール系樹脂、ベンゾグアナミン
系樹脂、尿素樹脂、アルキッド系樹脂、タンパク質系樹
脂を挙げることができる。このような樹脂の中でもワッ
クス類、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、
エチレン/プロピレン系樹脂、エチレン/酢酸ビニル系樹
脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン/(メタ)アク
リル系樹脂、ジエン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹
脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエ
ーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂およびエポキシ樹脂
は焼結工程での加熱によって完全に除去することがで
き、しかも芯材を加熱除去する工程における加熱では少
量残存して隣接する粒子を係合し、加圧しない場合であ
っても形態保持性のよい賦形体を得ることができるので
本発明における樹脂バインダーとして特に好ましい。
Various resins can be used as the resin binder used here, but they are completely removed by heating in the sintering step, but some particles of the adjacent particles are removed to some extent in the step of removing the core material. It is preferable to use a resin that remains to the extent that it can be engaged with the joining force. Examples of such resins include waxes, polyethylene resins, polypropylene resins, ethylene-propylene resins, ethylene-vinyl acetate resins, polyethylene / poly (meth) acrylic resins, polystyrene resins, AS resins, ABS. Resin, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride vinyl acetate resin, AN resin, (meth) acrylic resin, polybutadiene resin, SBR resin, NB
R resin, diene resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyether resin, urethane resin, polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, cellulose resin, Examples thereof include polyvinylpyrrolidone resin, polyvinylcarbazole resin, benzoguanamine resin, urea resin, alkyd resin, and protein resin. Among these resins, waxes, polyethylene resins, polypropylene resins,
Ethylene / propylene resin, ethylene / vinyl acetate resin, (meth) acrylic resin, styrene / (meth) acrylic resin, diene resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetate resin, cellulose resin, polyether -Based resins, polyester-based resins and epoxy resins can be completely removed by heating in the sintering process, and in the heating in the process of heating and removing the core material, a small amount remains and engages adjacent particles and pressurizes. Even if it is not carried out, a shaped body having good shape retention can be obtained, and thus it is particularly preferable as the resin binder in the present invention.

【0039】一方、このような樹脂の中でも、フェノー
ル系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ポリイミド系樹脂
のような熱分解温度の高い樹脂を用いる場合には、焼結
工程での加熱により、芯材が完全に除去されても、バイ
ンダー樹脂は残存し、隣接する粒子を強固に係合し、ク
ラックや割れの少ない形態保持性のよい賦形体を得るこ
とができる。さらにこれらのバインダー樹脂は、公知の
方法、例えば特開平3-45,566号公報などに開示された方
法により除去することができ、また、その一部の元素を
残すこともできる。
On the other hand, among such resins, when a resin having a high thermal decomposition temperature such as a phenol resin, a benzoguanamine resin, or a polyimide resin is used, the core material is completely heated by heating in the sintering step. Even if removed, the binder resin remains, and the adjacent particles are firmly engaged with each other, so that a shaped article having few cracks and good shape retention can be obtained. Furthermore, these binder resins can be removed by a known method, for example, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-45,566, or part of the elements can be left.

【0040】さらに、バインダー樹脂の代わりに無機物
の粘土状物やバインダー樹脂に無機物を混合したものも
用いることができる。また本発明ではバインダーとし
て、上記のような樹脂の他に金属性ポリマー粒子をペー
スト状にして加圧賦形しやすくする揮発性液体であって
金属被覆ポリマー粒子の芯材に影響を及ぼさない液体を
使用することもできる。ここで使用される揮発性液体の
例としては、水;水-メタノール混合液体、水-エタノー
ル混合液体および水-イソプロパノール混合液体のよう
な水-アルコール混合液体;パラフィン類のような炭化
水素系液体;エチレングリコール、プロピレングリコー
ルのようなグリコール類;グリセリンのような多価アル
コール類および水との混合液体;および可塑剤を挙げる
ことができる。これらの揮発性液体としては水-アルコ
ール混合液体が好ましい。このような揮発性液体は金属
被覆ポリマー粒子から芯材を除去する工程で大部分が除
去される。
Further, instead of the binder resin, an inorganic clay-like material or a binder resin mixed with an inorganic material can be used. Further, in the present invention, as a binder, in addition to the above resins, a liquid that does not affect the core material of the metal-coated polymer particles, which is a volatile liquid that facilitates pressure shaping of metallic polymer particles in a paste form. Can also be used. Examples of volatile liquids used herein are water; water-alcohol mixed liquids such as water-methanol mixed liquids, water-ethanol mixed liquids and water-isopropanol mixed liquids; hydrocarbon-based liquids such as paraffins. Glycols such as ethylene glycol and propylene glycol; polyhydric alcohols such as glycerin and mixed liquids with water; and plasticizers. As these volatile liquids, a water-alcohol mixed liquid is preferable. Most of such a volatile liquid is removed in the step of removing the core material from the metal-coated polymer particles.

【0041】また、上記樹脂バインダーと揮発性液体と
を併用することもできる。上記のようなバインダーは金
属被覆ポリマー粒子を賦形しやすくし、焼結または芯材
を除去する工程までの間に賦形体がその形態を保持しや
すくするために使用されるのであり、その使用量は少量
で充分である場合もあるし、多量に使用される場合もあ
り、通常は、金属被覆ポリマー粒子100gに対して、
0.5〜100gの範囲で添加される。
The resin binder and volatile liquid may be used in combination. The binder as described above facilitates shaping of the metal-coated polymer particles, and the shaped body is used for facilitating the retention of its shape until the step of sintering or removing the core material. A small amount may be sufficient, or a large amount may be used, and usually 100 g of the metal-coated polymer particles,
It is added in the range of 0.5 to 100 g.

【0042】金属被覆ポリマー粒子に、必要により上記
バインダーを添加した後、所望の形状に賦形する。この
金属被覆ポリマー粒子は、上記バインダーを使用すると
しないとに拘りなく、加圧下に賦形することもできる
し、また加圧しないで賦形することもできる。
If necessary, the above-mentioned binder is added to the metal-coated polymer particles, and then the particles are shaped into a desired shape. The metal-coated polymer particles can be shaped under pressure or without pressure, whether or not the binder is used.

【0043】例えば、加圧する場合には、金属被覆ポリ
マー粒子に少量の水-アルコール混合液体を加えて均一
に混合してスラリーを調製し、このスラリーに通常0.
1〜800kg/cm2、好ましくは0.1〜600kg/cm2
度の圧力を加えることにより金属被覆ポリマー粒子の賦
形体を製造することができる。また、バインダーを使用
しない場合にも上記と同等の圧力を加えることにより金
属被覆ポリマー粒子の賦形体を製造することができる。
そして、この金属被覆ポリマー粒子は芯材を有している
ので、上記のようにして高い圧力を付与して賦形しても
この金属被覆ポリマー粒子が圧潰することはない。
For example, in the case of pressurizing, a small amount of water-alcohol mixed liquid is added to the metal-coated polymer particles and uniformly mixed to prepare a slurry, and the slurry is usually added to
A shaped body of metal-coated polymer particles can be produced by applying a pressure of about 1 to 800 kg / cm 2 , preferably about 0.1 to 600 kg / cm 2 . Further, even when a binder is not used, a shaped body of metal-coated polymer particles can be produced by applying the same pressure as above.
Since the metal-coated polymer particles have the core material, the metal-coated polymer particles do not collapse even if they are shaped by applying high pressure as described above.

【0044】また、粒子径の比較的小さい金属被覆ポリ
マー粒子は、それ自体である程度の凝集力を有している
ので、このような金属被覆ポリマー粒子は特に加圧しな
くとも所定の形状に賦形することができる。さらに上記
バインダー、殊に樹脂バインダーを用いた場合には加圧
しなくとも所定の形状に賦形することができる。
Further, since the metal-coated polymer particles having a relatively small particle size have a certain degree of cohesive force by themselves, such metal-coated polymer particles can be shaped into a predetermined shape without applying pressure. can do. Further, when the above binder, particularly a resin binder, is used, it can be formed into a predetermined shape without applying pressure.

【0045】本発明ではこうして所定の形状に賦形され
た金属被覆ポリマー粒子賦形体から芯材を除去して金属
微粉末集合賦形体を製造する。芯材の除去には、溶剤抽
出による除去方法、芯材に熱エネルギーを付与してこの
芯材を熱分解して除去する方法を採用することができ
る。
In the present invention, the core material is removed from the metal-coated polymer particle shaped body thus shaped into a predetermined shape to produce a metal fine powder aggregate shaped body. For removal of the core material, a removal method by solvent extraction or a method of applying thermal energy to the core material to thermally decompose and remove the core material can be adopted.

【0046】特に本発明では、芯材を加熱分解する方法
により除去することが好ましい。芯材として上記の有機
重合体を用いた場合、有機重合体を分解除去するための
加熱温度は、加熱時間によって有機重合体の熱分解率が
異なり、低温で徐々に熱分解して除去することもできる
し、高温で急速に熱分解して除去することもできる。有
機重合体は、有機物質の一般的な分解温度である150
℃以上、好ましくは200〜400℃以上の温度で有効
に分解されて除去される。
Particularly in the present invention, it is preferable to remove the core material by a method of thermally decomposing it. When the above organic polymer is used as the core material, the heating temperature for decomposing and removing the organic polymer is such that the thermal decomposition rate of the organic polymer varies depending on the heating time, and the organic polymer should be gradually thermally decomposed and removed at a low temperature. It can also be removed by thermal decomposition at high temperature. Organic polymers have a typical decomposition temperature of 150 for organic materials.
It is effectively decomposed and removed at a temperature of not less than 0 ° C, preferably 200 to 400 ° C or more.

【0047】上記のようにして金属を芯材の表面に析出
させると粒子状の金属が粒界を形成しながら連続的に成
長して薄膜状の金属層が生成する。このため有機重合体
からなる芯材の表面に無電解メッキ法で形成した金属層
は、芯材である有機重合体に熱エネルギーを与えて分散
揮散させることによっても、金属層がその形態を維持す
ることができる。また金属皮膜が芯材を比較的厚く被覆
している場合であっても、金属層は、熱膨張により金属
層に応力がかかり、金属層の一部が破壊されたり、芯材
である有機重合体の分解揮散の際の内部圧の上昇によっ
て金属層の一部が破壊されて開口部が形成されるのであ
る。
When the metal is deposited on the surface of the core material as described above, the particulate metal continuously grows while forming grain boundaries to form a thin metal layer. Therefore, the metal layer formed by the electroless plating method on the surface of the core material made of the organic polymer maintains its morphology by applying thermal energy to the core material organic polymer to disperse and volatilize it. can do. Even when the metal coating covers the core material relatively thickly, the metal layer is subjected to stress due to thermal expansion, and a part of the metal layer is destroyed, or the organic layer which is the core material is heavy. The rise of the internal pressure during decomposition and volatilization of the coalescence destroys a part of the metal layer to form an opening.

【0048】芯材である有機重合体を熱分解により除去
する場合には、金属層ができるだけ酸化されないように
不活性雰囲気中、例えば窒素気流中で加熱することが望
ましい。
When the organic polymer which is the core material is removed by thermal decomposition, it is desirable to heat it in an inert atmosphere, for example, in a nitrogen stream so that the metal layer is not oxidized as much as possible.

【0049】なお、上記は芯材である有機重合体を熱分
解する方法の説明であるが、電磁波等のエネルギー線を
照射して有機重合体を分解除去する場合も上記と同様の
条件で熱分解することができる。殊に金属被覆ポリマー
粒子は、外郭が金属で形成されているので、電磁波等を
用いることにより芯材である有機重合体を有効に加熱す
ることができる。
The above is a description of the method of thermally decomposing the organic polymer that is the core material, but in the case of decomposing and removing the organic polymer by irradiating an energy ray such as an electromagnetic wave, the organic polymer is thermally decomposed under the same conditions. Can be disassembled. In particular, since the metal-coated polymer particles have an outer shell made of metal, the core material of the organic polymer can be effectively heated by using electromagnetic waves or the like.

【0050】また、芯材である有機重合体を溶媒抽出除
去する場合には、この金属被覆ポリマー粒子の芯材を溶
解可能な溶媒、例えば有機重合体が非架橋ポリメチル
(メタ)アクリレートである場合には、トルエン、キシ
レンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系
溶媒、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、アセト
ン、ジオキサン、テトラヒドロフランなどの極性溶媒、
または、これらの混合溶媒等の溶媒に上記金属被覆ポリ
マー粒子を浸漬することにより有機重合体を除去するこ
とができる。ただし、この方法を採用する場合には、金
属層が緻密過ぎると溶媒が芯材にまで達しないか、芯材
にまで達した溶媒が有機重合体を金属層の外側に搬送す
ることができないことがあるので、この方法は、透孔の
ある金属層を有するような金属被覆ポリマー粒子あるい
は金属層自体に予め欠損部(即ち開口部)を有するよう
な金属被覆ポリマー粒子から芯材を除去する方法として
有効性が高い。
When the organic polymer that is the core material is removed by solvent extraction, a solvent capable of dissolving the core material of the metal-coated polymer particles, for example, when the organic polymer is non-crosslinked polymethyl (meth) acrylate In, toluene, aromatic solvents such as xylene, ester solvents such as ethyl acetate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, polar solvents such as acetone, dioxane, tetrahydrofuran,
Alternatively, the organic polymer can be removed by immersing the metal-coated polymer particles in a solvent such as a mixed solvent thereof. However, when adopting this method, if the metal layer is too dense, the solvent does not reach the core material, or the solvent that reaches the core material cannot convey the organic polymer to the outside of the metal layer. Therefore, this method is a method of removing a core material from a metal-coated polymer particle having a metal layer having pores or a metal-coated polymer particle having a defect (that is, an opening) in the metal layer itself. As is highly effective.

【0051】このようにして製造された金属微粒子集合
賦形体は、多数の金属被覆ポリマー粒子のそれぞれから
芯材が除去された中空金属微粒子が隣接する微粒子と係
合して全体として所定の形状に賦形された形態を有して
いる。なお、それぞれの中空金属微粒子は、それぞれの
粒子間に作用する粒子の凝集力によって隣接する粒子と
相互に係合して所定の形態を維持していてもよいし、粒
子間に残存する少量の樹脂バインダーによって隣接する
粒子が接合して所定の形態を維持していてもよい。ま
た、本発明の金属微粒子集合賦形体は、上記のような中
空金属微粒子の他にこの中空金属微粒子が破砕された切
片(金属層の切片)を含有していても良い。
In the metal fine particle aggregate-shaped body thus produced, hollow metal fine particles from which the core material has been removed from each of a large number of metal-coated polymer particles are engaged with adjacent fine particles to form a predetermined shape as a whole. It has a shaped form. Incidentally, each hollow metal fine particles may be maintained in a predetermined form by mutually engaging adjacent particles due to the cohesive force of the particles acting between the particles, or a small amount of particles remaining between the particles. Adjacent particles may be joined by the resin binder to maintain a predetermined shape. In addition to the hollow metal fine particles as described above, the metal fine particle aggregate-shaped body of the present invention may contain a fragment (metal layer slice) in which the hollow metal fine particles are crushed.

【0052】本発明の多孔質金属焼結体は、上記のよう
な金属粒子集合賦形体の焼結体であり、中空金属微粒子
またはこの破砕物の少なくとも一部が融着して多孔質体
を形成している。
The porous metal sintered body of the present invention is a sintered body of the metal particle aggregate shaped body as described above, and at least a part of the hollow metal fine particles or the crushed material is fused to form a porous body. Is forming.

【0053】図8〜図10に本発明の多孔質金属焼結体
のSEM写真を示す。図8〜10、特に図9および図1
0に示すように、本発明の多孔質金属焼結体では、中空
金属微粒子がそのままの形態を維持した状態で隣接する
他の粒子と融着して多孔質体を形成している。この多孔
質体はそれぞれの粒子間に空隙を有すると共に、金属微
粒子が中空部を有し中空金属微粒子の内部にも外部と連
通する空隙を有している。このため本発明の多孔質金属
焼結体の空隙率は非常に高く、この空隙率は通常38〜
99.99%の範囲内、好ましくは50〜99%の範囲
内にある。従って、本発明の多孔質金属焼結体は、気体
あるいは液体等との接触面積が非常に広くなる。しかも
この焼結体は非常に軽量であるという特性を有してい
る。例えば、この多孔質金属焼結体の比表面積は、Ni
の場合、通常0.9〜8m2/gの範囲内にあり、また見か
け密度は、9×10-4〜4.5g/cm3の範囲内にある。
8 to 10 show SEM photographs of the porous metal sintered body of the present invention. 8-10, especially 9 and 1
As shown in 0, in the porous metal sintered body of the present invention, the hollow metal fine particles are fused with other adjacent particles while maintaining the same shape to form a porous body. This porous body has voids between the respective particles, and the metal fine particles have hollow portions, and the hollow metal fine particles also have voids communicating with the outside. Therefore, the porosity of the porous metal sintered body of the present invention is very high, and the porosity is usually 38-
It is in the range of 99.99%, preferably in the range of 50 to 99%. Therefore, the porous metal sintered body of the present invention has a very large contact area with a gas or a liquid. Moreover, this sintered body has the characteristic of being extremely lightweight. For example, the specific surface area of this porous metal sintered body is Ni
In the case of, the density is usually in the range of 0.9 to 8 m 2 / g, and the apparent density is in the range of 9 × 10 −4 to 4.5 g / cm 3 .

【0054】この多孔質金属焼結体は、上記の金属微粒
子集合賦形体を、この賦形体を形成する金属の融点より
も25%低い温度からこの金属の融点未満の温度に加熱
して焼結することにより製造することができる。上記の
ような温度における焼結時間は、通常は30分〜4時
間、好ましくは1〜4時間である。この焼結は、通常、
窒素雰囲気などのような無酸素雰囲気(圧力に拘りな
く、酸素が実質的に存在しない雰囲気)で行われる。な
お、この焼成は、加圧下に行うこともできるし、圧力を
特に付与することなく行うこともできる。
This porous metal sintered body is obtained by heating the above-mentioned metal fine particle aggregate shaped body to a temperature which is 25% lower than the melting point of the metal forming the shaped body to a temperature lower than the melting point of the metal and sintered. It can be manufactured by The sintering time at the above temperature is usually 30 minutes to 4 hours, preferably 1 to 4 hours. This sintering is usually
It is performed in an oxygen-free atmosphere such as a nitrogen atmosphere (an atmosphere in which oxygen is substantially absent regardless of the pressure). Note that this firing can be performed under pressure or without applying any pressure.

【0055】特にこの焼結工程を、前記金属被覆ポリマ
ー粒子から芯材を分解除去する加熱工程と連続して行う
ことが好ましい。このように芯材の除去のための加熱工
程と、焼結工程とを連続させることにより熱エネルギー
を有効に利用することができる。
In particular, it is preferable to carry out this sintering step continuously with the heating step of decomposing and removing the core material from the metal-coated polymer particles. As described above, the heat energy can be effectively used by continuing the heating step for removing the core material and the sintering step.

【0056】このようにして製造された多孔質金属焼結
体は、これらが使用される用途に応じて、薬品による化
成処理、還元ガスまたは非酸化雰囲気下での焼成等の処
理を施して、焼結された金属表面を変性して使用するこ
とができる。
The thus-produced porous metal sintered body is subjected to chemical conversion treatment with chemicals, firing in a reducing gas or non-oxidizing atmosphere, etc., depending on the application in which it is used, The sintered metal surface can be modified and used.

【0057】このようにして製造された多孔質金属焼結
体は、空隙率が非常に高く、気体あるいは液体との接触
面積が非常に大きくなる。従って、この多孔質金属焼結
体は、含油軸受材料;金型、圧延工具、切削工具、機械
部品、電気接点、摩擦材料、フィルター、磁性部品、航
空機部品、自動車部品、耐摩部品;導体材料、抵抗材
料、接点材料、電極材料、封着材料、焦電材料;マイク
ロチューブ材料、誘電材料、コンデンサー材料、圧電材
料、表面弾性波材料、高透磁率材料、マイクロ波材料、
磁石材料、磁歪材料;半導体材料、熱電材料、光電材
料、電子放出材料;電磁波シールド材料、電池用電極材
料、化学反応等の触媒用材料、センサー材料;ガス吸着
剤、遮音材、遮温材等として有効に利用することができ
る。
The porous metal sintered body produced in this way has a very high porosity and a very large contact area with a gas or a liquid. Therefore, this porous metal sintered body is used as an oil-impregnated bearing material; a mold, a rolling tool, a cutting tool, a machine part, an electrical contact, a friction material, a filter, a magnetic part, an aircraft part, an automobile part, an abrasion resistant part; a conductor material, Resistance materials, contact materials, electrode materials, sealing materials, pyroelectric materials; microtube materials, dielectric materials, capacitor materials, piezoelectric materials, surface acoustic wave materials, high magnetic permeability materials, microwave materials,
Magnet materials, magnetostrictive materials; semiconductor materials, thermoelectric materials, photoelectric materials, electron emission materials; electromagnetic wave shielding materials, electrode materials for batteries, catalyst materials for chemical reactions, sensor materials; gas adsorbents, sound insulation materials, temperature insulation materials, etc. Can be effectively used as.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明の多孔質金属焼結体は、中空部を
有する多数の金属微粒子を所定の形状に賦形してこの賦
形体を焼結しているので、他の物質との接触面が金属微
粒子の表面だけでなく、中空金属微粒子の中空部内壁面
にまで及ぶ。従って、この多孔質金属焼結体は、非常に
高い空隙率を有し、単位体積当たりの接触面積が非常に
広くなる。さらに、中空金属微粉末の焼結体であるの
で、見かけ密度が低く、軽量である。従って、従来の金
属多孔質焼結体のように極めて特殊な方法で金属の超微
粉末を製造して焼結するといった複雑な操作を経ること
なく、金属活性の高い焼結体を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The porous metal sintered body of the present invention has a shape in which a large number of metal fine particles having hollow portions are shaped into a predetermined shape, and the shaped body is sintered. The surface extends not only to the surface of the metal fine particles but also to the inner wall surface of the hollow portion of the hollow metal fine particles. Therefore, this porous metal sintered body has a very high porosity, and the contact area per unit volume becomes very large. Further, since it is a sintered body of hollow metal fine powder, it has a low apparent density and is lightweight. Therefore, it is possible to obtain a sintered body having a high metal activity without performing a complicated operation such as manufacturing and sintering ultrafine powder of metal by a very special method like a conventional porous metal sintered body. it can.

【0059】そして、このような優れた特性を有する本
発明の多孔質金属焼結体は、多数の金属被覆ポリマー粒
子を所定の形状に賦形した後、芯材を除去した本発明の
金属微粒子集合賦形体を製造し、この賦形体を焼結する
ことにより非常に容易に製造することができる。
The porous metal sintered body of the present invention having such excellent characteristics is obtained by shaping a large number of metal-coated polymer particles into a predetermined shape and then removing the core material. It can be manufactured very easily by producing a collective shaped body and sintering this shaped body.

【0060】[0060]

【実施例】次に本発明の実施例を示して本発明をさらに
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限
定されるものではない。
The present invention will now be described in more detail by showing examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

【0061】[0061]

【実施例1】金属微粉末集合賦形体の製造 芯材として、平均粒子径7μmの架橋ポリメチルメタク
リレート微粒子(MR−7G、綜研化学(株)製)を用意
し、この芯材に無電解メッキにおける通常の前処理およ
び活性化処理を施した後、この芯材にNiの無電解メッ
キ処理を行った。
Example 1 Production of metal fine powder aggregate shaped body As a core material, crosslinked polymethylmethacrylate fine particles (MR-7G, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7 μm were prepared, and the core material was electroless plated. After the usual pretreatment and activation treatment described in 1. above, this core material was subjected to Ni electroless plating treatment.

【0062】すなわち、市販の無電解メッキ液を5倍に
希釈した反応液4000mlをプラスチック製ビーカーに
取り、昇温して50℃に保持した。この反応液に上記の
ようにして活性化処理した芯材を6.0gを加えて、攪
拌しながら12時間反応させた。
That is, 4000 ml of a reaction solution obtained by diluting a commercially available electroless plating solution by 5 times was placed in a plastic beaker and heated to hold at 50 ° C. To this reaction solution, 6.0 g of the core material activated as described above was added and reacted for 12 hours while stirring.

【0063】反応後、Niメッキされた微粒子を濾取
し、この微粒子をイオン交換水および希塩酸で繰り返し
洗浄して、Niメッキされた金属被覆ポリマー粒子を得
た。この金属被覆ポリマー粒子を乾燥機で6時間熱風乾
燥した後、ボールミルで解砕した。解砕した金属被覆粒
子を、75メッシュの篩にかけて75メッシュ篩通過分
を回収した。回収量は11.3gであり、芯材1gあた
りのNi析出量は0.88gであり、このメッキ層の平均
厚さは約0.15μmであった。
After the reaction, the Ni-plated fine particles were collected by filtration, and the fine particles were repeatedly washed with ion-exchanged water and dilute hydrochloric acid to obtain Ni-plated metal-coated polymer particles. The metal-coated polymer particles were dried with hot air for 6 hours in a dryer and then crushed with a ball mill. The crushed metal-coated particles were passed through a 75-mesh screen and the fraction passed through the 75-mesh screen was collected. The recovered amount was 11.3 g, the Ni deposition amount per 1 g of the core material was 0.88 g, and the average thickness of this plating layer was about 0.15 μm.

【0064】このNiメッキした金属被覆ポリマー粒子
1gをメノウのすり鉢にとり、水/アルコール混合媒体
を数滴加えてよく混合してスラリー状の試料を調製し
た。この試料を、理研精機(株)製の錠剤成形機にて加圧
成形した。即ち、シリンダー内部の成形部に鏡面板1枚
を乗せ、その上に試料約200mgをできるだけ均一な厚
さになるように置き、さらにこの試料上に鏡面板1枚を
乗せ、その上からシリンダーを乗せた。成形機の排気パ
イプより真空ポンプで15分間排気した後、排気を続け
ながらプラス機で加圧(600kg/cm2)し、15分後に
圧力を解除し、排気を停止した。
1 g of the Ni-plated metal-coated polymer particles was placed in an agate mortar, and several drops of a water / alcohol mixed medium were added and mixed well to prepare a slurry sample. This sample was pressure-molded with a tablet molding machine manufactured by Riken Seiki Co., Ltd. That is, one mirror surface plate is placed on the molding part inside the cylinder, and about 200 mg of the sample is placed on it so that the thickness is as uniform as possible, and then one mirror surface plate is placed on this sample, and the cylinder is placed over it. I put it on. After exhausting from the exhaust pipe of the molding machine with a vacuum pump for 15 minutes, pressurization (600 kg / cm 2 ) was applied while continuing the exhaustion, and after 15 minutes, the pressure was released and the exhaust was stopped.

【0065】シリンダー内部の鏡面板に挟まれた試料を
取り出したところ、円盤状の金属微粉末集合賦形体が得
られた。
When the sample sandwiched between the mirror surface plates inside the cylinder was taken out, a disc-shaped metal fine powder aggregate shaped body was obtained.

【0066】[0066]

【実施例2】多孔質金属焼結体の製造 芯材として、平均粒子径7μmの架橋ポリメチルメタク
リレート微粒子(MR−7G、綜研化学(株)製)を用意
し、この芯材に無電解メッキにおける通常の前処理およ
び活性化処理を施した後、この芯材にNiの無電解メッ
キ処理を行った。
Example 2 Production of Porous Metal Sintered Body Crosslinked polymethylmethacrylate fine particles (MR-7G, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7 μm were prepared as a core material, and the core material was electroless plated. After the usual pretreatment and activation treatment described in 1. above, this core material was subjected to Ni electroless plating treatment.

【0067】すなわち、市販の無電解メッキ液を5倍に
希釈した反応液4000mlをプラスチック製ビーカーに
取り、昇温して50℃に保持した。この反応液に上記の
ようにして活性化処理した芯材を6.0gを加えて、攪
拌しながら12時間反応させた。
That is, 4000 ml of a reaction solution prepared by diluting a commercially available electroless plating solution by 5 times was placed in a plastic beaker, and the temperature was raised and kept at 50 ° C. To this reaction solution, 6.0 g of the core material activated as described above was added and reacted for 12 hours while stirring.

【0068】反応後、Niメッキされた微粒子を濾取
し、この微粒子をイオン交換水および希塩酸で繰り返し
洗浄して、Niメッキされた金属被覆ポリマー粒子を得
た。この金属被覆ポリマー粒子を乾燥機で6時間熱風乾
燥した後、ボールミルで解砕した。解砕した金属被覆粒
子を、75メッシュの篩にかけて75メッシュ篩通過分
を回収した。回収量は11.3gであり、芯材1gあた
りのNi析出量は0.88gであり、このメッキ層の平均
厚さは約0.15μmであった。
After the reaction, the Ni-plated fine particles were collected by filtration, and the fine particles were repeatedly washed with ion-exchanged water and dilute hydrochloric acid to obtain Ni-plated metal-coated polymer particles. The metal-coated polymer particles were dried with hot air for 6 hours in a dryer and then crushed with a ball mill. The crushed metal-coated particles were passed through a 75-mesh screen and the fraction passed through the 75-mesh screen was collected. The recovered amount was 11.3 g, the Ni deposition amount per 1 g of the core material was 0.88 g, and the average thickness of this plating layer was about 0.15 μm.

【0069】このNiメッキした金属被覆ポリマー粒子
1gをメノウのすり鉢にとり、水/アルコール混合媒体
を数滴加えてよく混合してスラリー状の試料を調製し
た。この試料を、理研精機(株)製の錠剤成形機にて加圧
成形した。即ち、シリンダー内部の成形部に鏡面板1枚
を乗せ、その上に試料約200mgをできるだけ均一な厚
さになるように置き、さらにこの試料上に鏡面板1枚を
乗せ、その上からシリンダーを乗せた。成形機の排気パ
イプより真空ポンプで15分間排気した後、排気を続け
ながらプラス機で加圧(600kg/cm2)し、15分後に
圧力を解除し、排気を停止した。
1 g of the Ni-plated metal-coated polymer particles was placed in an agate mortar, and several drops of a water / alcohol mixed medium were added and mixed well to prepare a slurry sample. This sample was pressure-molded with a tablet molding machine manufactured by Riken Seiki Co., Ltd. That is, one mirror surface plate is placed on the molding part inside the cylinder, and about 200 mg of the sample is placed on it so that the thickness is as uniform as possible, and then one mirror surface plate is placed on this sample, and the cylinder is placed over it. I put it on. After exhausting from the exhaust pipe of the molding machine with a vacuum pump for 15 minutes, pressurization (600 kg / cm 2 ) was applied while continuing the exhaustion, and after 15 minutes, the pressure was released and the exhaust was stopped.

【0070】シリンダー内部の鏡面板に挟まれた試料を
取り出したところ、円盤状の金属微粉末集合賦形体が得
られた。この円盤状の金属粉末集合賦形体試料を、ルツ
ボに入れ、窒素ガス雰囲気下で、予め400℃に加熱保
持した電気炉内に、ルツボを挿入して、2時間保持し
た。
When the sample sandwiched between the mirror surface plates inside the cylinder was taken out, a disc-shaped metal fine powder aggregate shaped body was obtained. The disk-shaped metal powder aggregate shaped body sample was placed in a crucible, and the crucible was inserted and held in an electric furnace preheated and kept at 400 ° C. under a nitrogen gas atmosphere for 2 hours.

【0071】その後、徐々に電気炉の温度を1100℃
まで50℃/10分の昇温速度で昇温し、この温度に30
分間維持し、次いで、室温まで冷却した。ルツボ内の試
料は円盤状の形態を保持しており、試料表面をSEMで
観察したところ多孔質であった。この試料表面のSEM
写真を図8〜図10に示す。これらのSEM写真から得
られた多孔質金属焼結体には隣接する中空金属微粒子同
士が部分的に融着して多孔質体を形成していることがわ
かる。
After that, the temperature of the electric furnace is gradually raised to 1100 ° C.
Up to 50 ° C / 10 minutes at a heating rate of 30 minutes.
Hold for minutes, then cool to room temperature. The sample in the crucible retained a disk-like shape, and it was porous when the surface of the sample was observed by SEM. SEM of this sample surface
The photographs are shown in FIGS. It can be seen from these SEM photographs that the adjacent hollow metal fine particles are partially fused to form a porous body in the porous metal sintered body obtained.

【0072】またこの多孔質金属焼結体の空隙率は92
%であり、見かけ比重は0.74g/cm3であった。
The porosity of this porous metal sintered body is 92.
%, And the apparent specific gravity was 0.74 g / cm 3 .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は本発明の中空金属微粒子の断面の一例
を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cross section of hollow metal fine particles of the present invention.

【図2】 図2は、全体の中空金属微粒子の状態を示す
走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a scanning electron micrograph showing the state of the entire hollow metal fine particles.

【図3】 図3はNi金属メッキ層の連続体で形成され
たNi金属層にところどころ孔が形成されている中空金
属微粒子の状態を示す走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a scanning electron micrograph showing a state of hollow metal fine particles in which some holes are formed in the Ni metal layer formed by a continuous body of the Ni metal plating layer.

【図4】 図4はNi金属メッキ層の連続体の一部に芯
材ポリマーが分解揮散する際に生じた透孔を有する中空
金属微粒子を示す走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is a scanning electron micrograph showing hollow metal fine particles having through holes generated when the core polymer is decomposed and volatilized in a part of the continuous body of the Ni metal plating layer.

【図5】 図5は、写真下部にNi金属メッキ層におい
て金属粒界が消失して連続体が網目状に形成された状態
の中空金属粒子を示す走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing hollow metal particles in the lower part of the photograph in a state in which metal grain boundaries disappear in the Ni metal plating layer and a continuous body is formed in a mesh shape.

【図6】 図6は、中空金属粒子の他の状態を示す走査
電子顕微鏡写真である。
FIG. 6 is a scanning electron micrograph showing another state of hollow metal particles.

【図7】 図7は、中空金属粒子の他の状態を示す走査
電子顕微鏡写真である。
FIG. 7 is a scanning electron micrograph showing another state of hollow metal particles.

【図8】 図8は、本発明の多孔質金属多孔質体の走査
電子顕微鏡写真である。
FIG. 8 is a scanning electron micrograph of a porous metal porous body of the present invention.

【図9】 図9は、本発明の多孔質金属多孔質体の走査
電子顕微鏡写真である。
FIG. 9 is a scanning electron micrograph of the porous metal porous body of the present invention.

【図10】 図10は、本発明の多孔質金属多孔質体の
走査電子顕微鏡写真である。
FIG. 10 is a scanning electron micrograph of the porous metal porous body of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・中空金属微粒子 2・・・金属層 3・・・中空部 4・・・開口部 1 ... Hollow metal particles 2 ... Metal layer 3 ... Hollow part 4 ... Opening part

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部が中空の金属微粒子であり、該中空
金属微粒子の粒径が1μm〜2mmの範囲内にあり、該中
空金属微粒子を形成する金属層の厚さDと該中空金属微
粒子の中空部の直径Rとが、該中空金属微粒子の粒径が
1〜20μmでは、0.05μm≦D、かつD/R≦0.
25の関係を有し、該中空金属微粒子の粒径が20μm
を超え2mm以下では、0.05μm≦D≦5μmの関係
を有し、そして、該金属層の少なくとも一部に開口部を
有する中空金属微粒子を含有する中空金属微粒子含有金
属粒子群が所定の形状に賦形されてなる金属微粉末集合
賦形体。
1. The inside is hollow metal fine particles, the particle diameter of the hollow metal fine particles is in the range of 1 μm to 2 mm, and the thickness D of the metal layer forming the hollow metal fine particles and the hollow metal fine particles The diameter R of the hollow portion is 0.05 μm ≦ D and D / R ≦ 0.0 when the particle diameter of the hollow metal fine particles is 1 to 20 μm.
25, and the particle diameter of the hollow metal fine particles is 20 μm.
2 mm or less, the relationship of 0.05 μm ≦ D ≦ 5 μm is satisfied, and the hollow metal fine particle-containing metal particle group containing hollow metal fine particles having openings in at least a part of the metal layer has a predetermined shape. A metal fine powder aggregate shaped body formed by.
【請求項2】 有機重合体からなる芯材粒子表面に金属
層を有する多数の金属被覆ポリマー粒子を所定の形状に
賦形した後、得られた金属被覆ポリマー粒子賦形体か
ら、有機重合体からなる芯材を除去することを特徴とす
る金属微粉末集合賦形体の製造方法。
2. A metal-coated polymer particle shaped body obtained by shaping a large number of metal-coated polymer particles having a metal layer on the surface of a core material particle made of an organic polymer, and from the obtained organic polymer. A method for producing a metal fine powder aggregate shaped body, comprising removing the core material.
【請求項3】 多数の金属被覆ポリマー粒子をバインダ
ーの存在下または不存在下に加圧または非加圧にて所定
の形状に賦形することを特徴とする請求項第2項記載の
金属微粉末集合賦形体の製造方法。
3. The metal fine particles according to claim 2, wherein a large number of metal-coated polymer particles are shaped into a predetermined shape under pressure or without pressure in the presence or absence of a binder. A method for producing a powder aggregate shaped body.
【請求項4】 金属被覆ポリマー粒子賦形体に、金属被
覆ポリマー粒子の芯材を形成する有機重合体を熱分解可
能な熱エネルギーを付与して、該有機重合体を熱分解す
ることを特徴とする請求項第2項記載の金属微粉末集合
賦形体の製造方法。
4. A metal-coated polymer particle shaped article is provided with thermal energy capable of thermally decomposing an organic polymer forming a core material of the metal-coated polymer particle, and the organic polymer is thermally decomposed. The method for producing a metal fine powder aggregate shaped body according to claim 2.
【請求項5】 上記熱エネルギーの付与が、加熱する操
作であることを特徴とする請求項第2項記載の金属微粉
末集合賦形体の製造方法。
5. The method for producing a metal fine powder aggregate shaped body according to claim 2, wherein the application of the thermal energy is a heating operation.
【請求項6】 金属被覆ポリマー粒子表面の金属層が、
熱分解性重合体からなる芯材粒子表面に無電解メッキに
より形成された金属膜および/または金属粒状物連続体
であることを特徴とする請求項第2項記載の金属微粉末
集合賦形体の製造方法。
6. The metal layer on the surface of the metal-coated polymer particles,
3. The metal fine powder aggregate shaped article according to claim 2, which is a metal film and / or a metal particulate continuous body formed by electroless plating on the surface of core material particles made of a thermally decomposable polymer. Production method.
【請求項7】 有機重合体が球状であることを特徴とす
る請求項第2項記載の金属微粉末集合賦形体の製造方
法。
7. The method for producing a metal fine powder aggregate shaped body according to claim 2, wherein the organic polymer has a spherical shape.
【請求項8】 多数の金属被覆ポリマー粒子をバインダ
ーの存在下に加圧または非加圧にて所定の形状に賦形し
た後、金属被覆ポリマー粒子の芯材を除去し、かつバイ
ンダーの少なくとも一部を残存させることを特徴とする
請求項第2項または第3項記載の金属微粉末集合賦形体
の製造方法。
8. A plurality of metal-coated polymer particles are shaped into a predetermined shape in the presence of a binder under pressure or without pressure, and then the core material of the metal-coated polymer particles is removed, and at least one of the binders is removed. The method for producing a metal fine powder aggregate shaped body according to claim 2 or 3, wherein the part is left.
【請求項9】 内部が中空の金属微粒子であり、該中空
金属微粒子の粒径が1μm〜2mmの範囲内にあり、該中
空金属微粒子を形成する金属層の厚さDと該中空金属微
粒子の中空部の直径Rとが、該中空金属微粒子の粒径が
1〜20μmでは、0.05μm≦D、かつD/R≦0.
25の関係を有し、該中空金属微粒子の粒径が20μm
を超え2mm以下では、0.05μm≦D≦5μmの関係
を有し、そして、該金属層の少なくとも一部に開口部を
有する中空金属微粒子またはその破砕物の少なくとも一
部が融着していることを特徴とする多孔質金属焼結体。
9. The inside is hollow metal fine particles, the particle diameter of the hollow metal fine particles is in the range of 1 μm to 2 mm, and the thickness D of the metal layer forming the hollow metal fine particles and the hollow metal fine particles are The diameter R of the hollow portion is 0.05 μm ≦ D and D / R ≦ 0.0 when the particle diameter of the hollow metal fine particles is 1 to 20 μm.
25, and the particle diameter of the hollow metal fine particles is 20 μm.
If it exceeds 2 mm and is less than 2 mm, the relationship of 0.05 μm ≦ D ≦ 5 μm is satisfied, and at least a part of the hollow metal fine particles having openings in at least a part of the metal layer or a crushed product thereof is fused. A porous metal sintered body characterized by the above.
【請求項10】 前記多孔質金属焼結体における空隙率
が38〜99.99%の範囲内にあることを特徴とする
請求項第9項記載の多孔質金属焼結体。
10. The porous metal sintered body according to claim 9, wherein the porosity of the porous metal sintered body is in the range of 38 to 99.99%.
【請求項11】 有機重合体からなる芯材粒子表面に金
属層を有する多数の金属被覆ポリマー粒子を所定の形状
に賦形した後、得られた金属被覆ポリマー粒子賦形体か
ら、有機重合体からなる芯材を除去して金属微粉末集合
賦形体を形成し、次いで該金属微粉末集合賦形体を、該
賦形体を形成する金属の融点よりも25%低い温度から
融点未満の温度に加熱して焼結することを特徴とする多
孔質金属焼結体の製造方法。
11. A metal-coated polymer particle shaped body obtained by shaping a large number of metal-coated polymer particles having a metal layer on the surface of a core material particle made of an organic polymer, And removing the core material to form a fine metal powder aggregate shape body, and then heating the fine metal powder aggregate shape body from a temperature 25% lower than the melting point of the metal forming the shape body to a temperature below the melting point. A method for producing a porous metal sintered body, comprising:
【請求項12】 上記焼結を無酸素雰囲気で行うことを
特徴とする請求項第11項記載の多孔質金属焼結体の製
造方法。
12. The method for producing a porous metal sintered body according to claim 11, wherein the sintering is performed in an oxygen-free atmosphere.
【請求項13】 多数の金属被覆ポリマー粒子をバイン
ダーの存在下または不存在下に、加圧または非加圧にて
所定の形状に賦形した後、焼結することを特徴とする請
求項第11項記載の多孔質金属焼結体の製造方法。
13. The method according to claim 1, wherein a large number of metal-coated polymer particles are shaped into a predetermined shape under pressure or without pressure in the presence or absence of a binder and then sintered. Item 11. A method for producing a porous metal sintered body according to item 11.
【請求項14】 金属被覆ポリマー粒子賦形体に、金属
被覆ポリマー粒子の芯材を形成する有機重合体を熱分解
可能な熱エネルギーを付与して、該有機重合体を熱分解
して除去した後、焼結することを特徴とする請求項第4
項記載の多孔質金属焼結体の製造方法。
14. A metal-coated polymer particle shaped body is provided with heat energy capable of thermally decomposing an organic polymer forming a core material of the metal-coated polymer particle, and the organic polymer is thermally decomposed and removed. And sintering.
A method for producing a porous metal sintered body according to item.
【請求項15】 金属被覆ポリマー粒子表面の金属層
が、分解性重合体からなる芯材粒子表面に無電解メッキ
により形成された層であることを特徴とする請求項第1
1項記載の多孔性金属焼結体の製造方法。
15. The metal layer on the surface of metal-coated polymer particles is a layer formed by electroless plating on the surface of core particles made of a degradable polymer.
The method for producing a porous metal sintered body according to item 1.
【請求項16】 有機重合体が球状であることを特徴と
する請求項第11項記載の多孔質金属焼結体の製造方
法。
16. The method for producing a porous metal sintered body according to claim 11, wherein the organic polymer has a spherical shape.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005084854A1 (en) * 2004-03-09 2008-01-17 国立大学法人 香川大学 Hollow metal sphere structure, hollow metal sphere molded body, and method for producing hollow metal sphere structure
JP2011156962A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Miyata:Kk Filter for airbag inflator and method of manufacturing the same
JP2017226859A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 仲山貴金属鍍金株式会社 Sintered body and production method thereof

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