JPH07138608A - 金属繊維焼結シートの製造方法 - Google Patents

金属繊維焼結シートの製造方法

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JPH07138608A
JPH07138608A JP31137093A JP31137093A JPH07138608A JP H07138608 A JPH07138608 A JP H07138608A JP 31137093 A JP31137093 A JP 31137093A JP 31137093 A JP31137093 A JP 31137093A JP H07138608 A JPH07138608 A JP H07138608A
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JP
Japan
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sheet
fibers
metal
metal fiber
pipe
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JP31137093A
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Yasuharu Mizumoto
康晴 水元
Genichiro Komiyama
源一郎 小宮山
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Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Tomoegawa Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、緻密な網状構造で、均一性、薄葉
性かつ金属特有の光輝性のある長尺品の金属繊維焼結シ
ートが短時間の間に得られるという優れた生産性を有す
る製造方法を提供するものである。 【構成】 金属繊維を70重量%以上含有する繊維のス
ラリーを湿式抄紙法によりシート化して得た金属繊維高
配合シートに、隔壁シートを介添しながら胴面に孔を有
するパイプに巻回した後、金属繊維の融点を越えない温
度にて繊維間を焼結する金属繊維焼結シートの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルター材料、耐熱材
料、導電材料等に使用される多孔性シートであって、1
00%金属繊維で構成されている金属繊維焼結シートの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来100%の金属繊維シート状物とし
ては、金網、ウェブ、織布および焼結体等が知られてい
る。金網、ウェブ、織布は金属繊維の単繊維あるいは複
数繊維の長繊維を用いて、メッシュ状あるいは布状に編
組、紡織したもので、焼結体は粉末状又は短繊維状の金
属を散布し、これを真空中あるいは不活性ガス中で加
圧、加熱し融着させたものである。しかしながら、編組
あるいは紡織して製造した金網、ウェブ、織布において
は薄いシートが作れなく、孔径の小さなものができない
こと、また従来の製造方法にて製造した焼結体において
は生産性が悪く、厚薄のムラが大きいこと、長尺品を製
造することができないこと、等の問題があった。
【0003】このため本出願人は先に前記従来技術の問
題を解決するため特開昭61−223105号において
問題を解決する手段、すなわち金属繊維を70重量%以
上含有する金属繊維高配合シートを、真空又は不活性ガ
ス雰囲気の下に金属繊維の融点を越えない温度にて繊維
間を焼結する金属繊維焼結シートの製造方法を提案し
た。しかしながら該製造方法においては、金属繊維高配
合シートに光輝性が不足し、外観上好ましくないという
問題を有していたそこで更に本出願人は上記従来技術の
問題を解決するため特開平4−337007号におい
て、金属繊維を70重量%以上含有する金属繊維高配合
シートを、水素ガス雰囲気の下に金属繊維の融点を越え
ない温度にて繊維間を焼結する金属繊維焼結シートの製
造方法を提案した。しかしながら該製造方法において
は、水素ガスを用いるため金属繊維高配合シートを連続
焼結炉で焼結しなければならなく、したがって処理速度
が1分間に数cmという非常に生産性が悪い問題を有し
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、緻密な網状構造で、均一性、薄
葉性かつ金属特有の光輝性のある長尺品の金属繊維焼結
シートが短時間の間に得られるという優れた生産性を有
する製造方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属繊維を7
0重量%以上含有する繊維のスラリーを湿式抄紙法によ
りシート化して得た金属繊維高配合シートに、隔壁シー
トを介添しながら胴面に孔を有するパイプに巻回した
後、金属繊維の融点を越えない温度にて繊維間を焼結す
ることを特徴とする金属繊維焼結シートの製造方法であ
る。また、金属繊維およびバインダーを含有し、かつ該
金属繊維を70重量%以上含有する繊維のスラリーを湿
式抄紙法によりシート化して得た金属繊維高配合シート
に、隔壁シートを介添しながら胴面に孔を有するパイプ
に巻回した後、真空または雰囲気ガス下でバインダーを
熱分解除去し、ついで金属繊維の融点を越えない温度に
て繊維間を焼結することを特徴とする金属繊維焼結シー
トの製造方法である。
【0006】本発明において、焼結前の金属繊維高配合
シートの作成にあたっては湿式抄紙法を採用する。すな
わち金属繊維の配合率が70重量%以上に調製されたス
ラリーを湿式抄紙法により脱水プレスおよび加熱乾燥し
て金属繊維高配合シートを作製する。この場合、金属繊
維の配合率が70重量%未満であると後の焼結の際、金
属繊維間の焼結融合が阻害される。湿式抄紙の際配合す
るバインダーとしては、例えば(株)クラレ社製のクラ
レビニロンフィブリッドVP(商品名)として知られて
いるような水中溶解度40〜100℃の易溶解性PVA
繊維が好適に用いられる。
【0007】次にこのようにして得られた金属繊維高配
合シートに、図1のようにして隔壁シート1を介添しな
がら胴面に孔を有するパイプ3に巻回せしめるものであ
る。この場合、隔壁シートとしては可とう性および多孔
性があり、金属繊維の焼結時の1000℃以上の高温に
耐えられるものであれば特に限定されないものであっ
て、具体的には例えばアルミナ等からなるセラミックシ
ート等が挙げられる。また、胴面に孔を有するパイプと
しては図2に示すようなものが挙げられるが、パイプの
直径、肉厚、孔の形状、孔の数等は金属繊維高配合シー
トの長さや厚さ、金属繊維の材質、繊維長および繊維径
等によって適宜決定されるものである。また、パイプの
材質としてはステンレス、チタン等が挙げられるがこれ
に限定されるものではない。
【0008】次にパイプに巻回せしめられた金属繊維高
配合シートを金属繊維の融点を越えない温度にて繊維間
を焼結する。金属繊維高配合シート中の金属繊維間を焼
結するには、例えば真空焼結炉を用いて行うことができ
る。すなわち、真空焼結炉とは、密閉された容器中の空
気をポンプで吸引して真空とすることができ、かつ炉の
内部に設けられたヒーターにより容器に熱を加えること
ができる装置である。このような真空焼結炉の内部にパ
イプに巻回せしめた金属繊維高配合シートを設置し、内
部の空気をポンプで吸引し真空度1〜50Torr程度
に高めた後、金属繊維が焼結する温度、例えば金属繊維
がステンレス繊維の場合は温度が1120℃程度で1〜
2時間温度を加え焼結させることにより金属繊維焼結シ
ートを作製することができる。この場合、焼結を真空あ
るいは雰囲気ガス下でおこなうことが酸化防止のために
好ましい。雰囲気ガスとしてはアルゴン等の不活性ガ
ス、窒素ガスあるいは水素ガス等が挙げられる。
【0009】また、金属繊維を焼結する前に金属繊維高
配合シート中の非金属繊維であるバインダーを熱分解除
去させることが好ましい。金属繊維を焼結する前に金属
繊維高配合シートよりバインダーを熱分解除去すること
により、パイプに巻回せしめ外部に露出していない金属
繊維高配合シートの重なり部においても十分に焼結時の
熱が伝わり良好に焼結することができる。また、この工
程により熱によって気化したバインダーを真空焼結炉の
外部に除去することができるのでバインダーの分解ガス
による真空焼結炉内壁への汚染、真空ポンプへの汚染お
よび損傷を防ぐことができる。金属繊維高配合シート中
のバインダーを熱分解除去する方法は次のとおりであ
る。すなわち、真空焼結炉の内部にパイプに巻回せしめ
た金属繊維高配合シートを設置し、内部の空気をポンプ
で吸引し真空度1〜50Torr程度に高めた後、バイ
ンダーの分解開始温度よりも高い温度で1〜6時間程度
熱を加え、バインダーを十分燃焼し、熱分解させ金属繊
維高配合シートより除去する。この場合は、真空下で金
属繊維高配合シートに熱を加えたが、前記雰囲気ガス下
で熱を加えてもよい。雰囲気ガス下で熱を加えバインダ
ーを熱分解除去する場合は、真空度は1〜400Tor
r程度の低真空度の雰囲気下でおこなうことが好まし
く、該雰囲気ガスは新旧のガスを入れ替えしながら対流
させることが好ましい。雰囲気ガスの対流量は10リッ
トル/分以上が好ましい。なぜならば、雰囲気ガス下で
熱を加えると該雰囲気ガスが熱の伝導体となり熱が加わ
り易く、金属繊維高配合シート中からバインダーを分解
しやすくなるからである。また、雰囲気ガスを対流させ
ることにより熱によって金属繊維高配合シートよりガス
化したバインダーが、雰囲気ガスと共に真空焼結炉外に
排気されるからである。なお、前記のバインダーの分解
開始温度とは、例えばポリビニルアルコールの場合は、
250℃以上であり、好ましくは400℃以上である。
400℃程度で金属繊維高配合シートを加熱するとポリ
ビニルアルコールを形成する分子の主鎖が細かく切断さ
れ低分子で分解し気化しやすくなる。但し、金属繊維高
配合シートに加える熱温度は、金属の高温度脆性の発生
する温度以下でなければならず、例えば、金属繊維にス
テンレスを使用した場合は600℃以下が適正とされ
る。
【0010】なお、本発明でいう金属繊維とは、繊維径
が1〜30μm、繊維長が1〜20mmのステンレス、
チタン、真ちゅう、銅、アルミニウム等の繊維であり、
これらの中でも細線加工が可能、耐熱性、耐錆性の理由
によりステンレス繊維が本発明に好適に用いられる。
【0011】
【実施例】以下、実施例および比較例に基づいて本発明
をさらに詳細に説明する。 実施例1 繊維径8μm、繊維長4mmのステンレス繊維(東京製
鋼社製 商品名:サミック 材質:SUS316L)9
9.5重量部および微細セルロース繊維(ダイセル化学
社製 商品名:MFC−100)0.5重量部からなる
スラリーを湿式抄紙法にて脱水、プレス、乾燥して米坪
量105g/m2 、幅750mm、長さ30mの金属繊
維高配合シートを得た。次いで図2に示すような胴面に
孔を有する直径90mm、幅750mm、肉厚10mm
のステンレスパイプに上記の金属繊維高配合シートと可
とう性を有し且つ多孔質のセラミックシート(ニチビ社
製 商品名:デンアルセン長繊維クロス1111−P)
を重ねて巻回した後、巻回させた胴面をステンレスワイ
ヤーにて固定した。そして、金属繊維高配合シートとセ
ラミックシートとを巻回させたステンレスパイプを真空
焼結炉内に固定し、真空度を10-3torrとした後、
アルゴンガスを注入して真空度50Torrとした。次
に真空焼結炉内を昇温し、400℃で2時間、更に昇温
して550℃で2時間焼結して金属繊維高配合シート中
よりバインダーを分解除去し、更に昇温して1120℃
で1時間焼結した後、真空焼結炉内にアルゴンガスを流
して室温まで強制冷却をおこなった。そして、真空焼結
炉から金属繊維高配合シートとセラミックシートとを巻
回させたステンレスパイプを取り出して、金属繊維高配
合シートとセラミックシートとを分けたところ、ステン
レス特有の光輝性があって、引っ張り強度や導電性に全
く問題のない、シート密度0.6g/cm3 の長尺な金
属繊維焼結シートが得られた。
【0012】実施例2 繊維径8μm、繊維長4mmのステンレス繊維(東京製
鋼社製 商品名:サミック 材質:SUS316L)9
5重量部および水中溶解度70℃であるPVA繊維(ク
ラレ社製 商品名:フィブリボンドVPB105−1)
5重量部からなるスラリーを湿式抄紙法にて脱水、プレ
ス、乾燥して米坪量105g/m2 、幅750mm、長
さ30mの金属繊維高配合シートを得た。さらに該金属
繊維高配合シートを加圧処理してシート密度が2.7g
/cm3 とした後、実施例1と同様の処理をおこなっ
た。その結果、ステンレス特有の光輝性があって、引っ
張り強度や導電性に全く問題のない、シート密度2.7
g/cm3 の長尺な金属繊維焼結シートが得られた。
【0013】比較例1 実施例1と同寸法の胴面に孔を有していないステンレス
パイプを使用して金属繊維高配合シートを巻回した以外
は実施例1と同様にして金属繊維焼結シートを作製し
た。この金属繊維焼結シートは、巻き取りの上側はステ
ンレス特有の光輝性に優れたシートであったが、巻芯に
近づくにつれ光輝色が損なわれ、未焼結の部分が生じて
いた。そして、再度巻芯部と巻外部を逆巻にし、セラミ
ックシートと共にステンレスパイプに巻回した後、前記
と同様な処理をおこなって長尺な金属繊維焼結シートを
得た。このように比較例1の製造方法では実施例1と同
様な長尺な金属繊維焼結シートを得るために2倍以上の
時間を要した。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、金属繊維高配合シート
を胴面に孔を有するパイプに巻回させて焼結するため、
短時間のうちに大量の金属繊維高配合シートを焼結する
ことができるので生産性に優れ、コスト面においても有
利な長尺な金属繊維焼結シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は金属繊維高配合シートを隔壁シートに介
添しながら胴面に孔を有するパイプに巻回した図であ
る。
【図2】図2は胴面に孔を有するパイプの一例である。
【符号の説明】
1 隔壁シート 2 金属繊維高配合シート 3 胴面に孔を有するパイプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属繊維を70重量%以上含有する繊維
    のスラリーを湿式抄紙法によりシート化して得た金属繊
    維高配合シートに、隔壁シートを介添しながら胴面に孔
    を有するパイプに巻回した後、金属繊維の融点を越えな
    い温度にて繊維間を焼結することを特徴とする金属繊維
    焼結シートの製造方法。
  2. 【請求項2】 金属繊維およびバインダーを含有し、か
    つ該金属繊維を70重量%以上含有する繊維のスラリー
    を湿式抄紙法によりシート化して得た金属繊維高配合シ
    ートに、隔壁シートを介添しながら胴面に孔を有するパ
    イプに巻回した後、真空または雰囲気ガス下でバインダ
    ーを熱分解除去し、ついで金属繊維の融点を越えない温
    度にて繊維間を焼結することを特徴とする金属繊維焼結
    シートの製造方法。
JP31137093A 1993-11-17 1993-11-17 金属繊維焼結シートの製造方法 Withdrawn JPH07138608A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006312784A (ja) * 2005-05-05 2006-11-16 General Electric Co <Ge> Mimプリフォームをマイクロ波処理する方法
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