JPH07331302A - 多孔質金属焼結体製造用混合原料 - Google Patents
多孔質金属焼結体製造用混合原料Info
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Abstract
寸の多孔質金属焼結体を製造することができる混合原料
を提供する。 【構成】 多孔質金属焼結体製造用混合原料が、重量%
で、炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.
05〜10%、界面活性剤:0.05〜5%、水溶性樹
脂結合剤:0.5〜20%、平均粒径:0.5〜500
μmの金属粉:5〜80%、必要に応じて多価アルコー
ル、油脂、エーテル、およびエステルのうちの少なくと
も1種からなる可塑剤:0.1〜15%、水:残り、か
らなる配合組成の混合物からなる。
Description
かつ気孔が微細にして整寸(整った寸法)の多孔質金属
焼結体の製造が可能な混合原料に関するものである。
造材や各種フィルター、さらに二次電池電極活物質保持
材などとして用いられていることは良く知られるところ
であり、またこれら多孔質金属焼結体を焼結手段を用い
て製造する方法としては、例えば特開昭56−1340
3号公報や特開平5−339605号公報などに記載さ
れる方法が知られている。
よび高機能化の点から、多孔質金属焼結体にも高気孔率
化が強く望まれているが、上記の従来多孔質金属焼結体
では、相対的に気孔が粗く、平均粒径で100μm以上
を示し、このため気孔率を80容量%以上にすることは
困難であるばかりでなく、気孔率が高くなるにしたがっ
て気孔の寸法にバラツキが生じ易くなることから、これ
らの要求に満足に対応することができないのが現状であ
る。
上述のような観点から、多孔質金属焼結体の高気孔率化
に着目し研究を行なった結果、一般に水に界面活性剤と
非水溶性有機溶剤を添加して混合すると、界面活性剤に
よって非水溶性有機溶剤が内包された微細にして整寸の
ミセルと呼ばれるコロイド状の液滴が形成され、これが
水中に均一に分散分布するようになるが、前記界面活性
剤と非水溶性有機溶剤に加えて、さらに金属粉を添加し
て混合しても前記ミセルを形成し、これが金属粉と共に
水中に均一に分散分布した混合物となり、この場合前記
非水溶性有機溶剤として炭素数5〜8の非水溶性炭化水
素系有機溶剤を用いて、前記混合物から、例えば公知の
ドクターブレード法やスリップキャスト法などの方法で
所定形状の成形体を成形し、この成形体を5℃以上の温
度に保持すると、前記炭素数5〜8の非水溶性炭化水素
系有機溶剤は水よりも大きい蒸気圧を有するので、これ
が気化し、ガスとなって成形体から蒸発することから、
成形体内には微細にして整寸の気泡が多数発生して多孔
質成形体が形成されるようになり、さらに前記混合物に
結合剤として水溶性樹脂を加えると前記多孔質成形体が
ハンドリング可能な強度をもつようになり、また前記混
合物に多価アルコール、油脂、エーテル、およびエステ
ルのうちの少なくとも1種を添加すると、前記多孔質成
形体が可塑性をもつようになり、したがってこのような
多孔質成形体を焼結すると、80〜98容量%の範囲内
の所定の高気孔率を有し、かつ気孔が5〜100μmの
範囲内の所定の平均孔径を有する微細にして整寸の多孔
質金属焼結体が得られるようになるという研究結果を得
たのである。
なされたものであって、炭素数5〜8の非水溶性炭化水
素系有機溶剤:0.05〜10%、界面活性剤:0.0
5〜5%、水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、平均粒
径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、必要に
応じて、多価アルコール、油脂、エーテル、およびエス
テルのうちの少なくとも1種からなる可塑剤:0.1〜
15%、水:残り、からなる配合組成(以上重量%、以
下%の表示は重量%を意味する)を有する混合物で構成
された多孔質金属焼結体製造用混合原料に特徴を有する
ものである。
の配合組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤
(以下、単に有機溶剤という) 上記有機溶剤には、界面活性剤の作用でミセルを形成
し、成形後5℃以上の温度に保持することで気化して、
微細にして整寸の気泡を成形体中に形成する作用がある
が、その割合が0.05%未満では気泡の発生が不十分
で、所望の高い気孔率をもった多孔質金属焼結体を製造
することができず、一方その割合が10%を越えると、
ミセルが大径化し、これに伴ない成形体中に形成される
気泡も大径化してしまい、成形体および金属焼結体の強
度が急激に低下するようになることから、その割合を
0.05〜10%、望ましくは0.5〜5%と定めた。
また、上記有機溶剤の炭素数を5〜8としたのは、その
値が4以下で液体のものは常温常圧下では存在せず(す
べて気体)、一方その値が9以上になると、蒸気圧が小
さくなり、気泡形成がきわめて困難になるという理由に
もとづくものである。さらに、上記有機溶剤としては、
ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イ
ソヘプタン、ベンゼン、オクタン、およびトルエンの使
用が望ましい。
を形成する作用があるが、その割合が0.05%未満で
は前記ミセルの形成が不安定となり、これが原因で微細
にして整粒のミセルを形成することができず、一方その
割合が5%を越えても前記作用により一層の向上効果が
現われないことから、その割合を0.05〜5%、望ま
しくは0.5〜3%と定めた。また界面活性剤としては
一般に洗剤の使用でよく、市販の台所用中性合成洗剤
(例えばアルキルグルコシドとポリオキシエチレンアル
キルエーテルの28%混合水溶液)で十分である。
て、これのハンドリングを可能ならしめる作用がある
が、その割合が0.5%未満では所望の強度向上効果が
得られず、一方その割合が20%を越えると所定形状へ
の成形が困難になることから、その割合を0.5〜20
%、望ましくは2〜10%と定めた。また上記水溶性樹
脂としては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、
カルボキシメチルセルロースアンモニウム、エチルセル
ロース、およびポリビニルアルコールの使用が望まし
い。
るから、従来の多孔質金属焼結体を含め金属多孔質体に
適用されている金属材料で構成してよいが、その平均粒
径が0.5μm未満になると焼結体の高気孔率化が困難
になり、一方その平均粒径が500μmを越えると混合
原料中での分散性が低下し、均質な焼結体の製造ができ
なくなることから、その平均粒径を0.5〜500μ
m、望ましくは5〜100μmと定めた。また、上記金
属粉の割合は5〜80%とするのがよく、これはその割
合が5%未満では焼結体の強度が急激に低下するように
なり、一方その割合が80%を越えると高気孔率化が困
難になるという理由にもとづくものであり、この場合2
0〜70%の割合が望ましい。
ル、およびエステルには、成形体に可塑性を付与する作
用があるので、必要に応じて添加されるが、その割合が
0.1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その割合が15%を越えると多孔質成形体の強度が急
激に低下するようになることから、その割合を0.1〜
15%、望ましくは2〜10%と定めた。また、上記多
価アルコールとしてはエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、およびグリセリン、上記油脂としてイワ
シ油、菜種油、およびオリーブ油、上記エーテルとして
石油エーテル、さらにエステルとして、フタル酸ジエチ
ル、フタル酸ジNブチル、フタル酸ジエチルヘキシル、
フタル酸ジNオクチル、ソルビタンモノオレート、ソル
ビタントリオレエート、ソルビタンパルミテート、およ
びソルビタンステアレートの使用がそれぞれ望ましい。
具体的に説明する。まず、金属粉として表1〜3に示さ
れる平均粒径および組成を有する各種の金属粉、有機溶
剤として、ネオペンタン(以下、A−1という)、ヘキ
サン(同じくA−2という、以下同じ)、イソヘキサン
(A−3)、ヘプタン(A−4)、イソヘプタン(A−
5)、ベンゼン(A−6)、オクタン(A−7)、およ
びトルエン(A−8)、界面活性剤として上記の市販の
台所用中性合成洗剤、水溶性樹脂結合剤として、メチル
セルロース(以下、B−1という)、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース(同じくB−2という、以下同
じ)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(B−3)、
カルボキシメチルセルロースアンモニウム(B−4)、
エチルセルロース(B−5)、およびポリビニルアルコ
ール(B−6)、可塑剤として、ポリエチレングリコー
ル(以下、C−1という)、オリーブ油(同じくC−2
という、以下同じ)、石油エーテル(C−3)、フタル
酸ジNブチル(C−4)、およびソルビタンモノオレー
ト(C−5)をそれぞれ用意し、これらを表1〜3に示
される配合組成で水に配合し、通常の条件で混合するこ
とにより本発明混合原料1〜16および比較混合原料1
〜8をそれぞれ調製した。
ぞれキャビティ面に複数の微小貫通孔が設けられた石膏
型に注入して成形体とし、この成形体にそれぞれ表4,
5に示される条件で気泡形成(多孔質成形体形成)、脱
脂、および焼結を施すことにより直径:50mmφ×長
さ:100mmの寸法をもった多孔質金属焼結体をそれぞ
れ製造した。つぎに、これらの多孔質金属焼結体につい
て、気孔率を測定すると共に、中心線を含む縦断面にお
ける任意10ヶ所を金属顕微鏡で200倍の倍率で観察
して、それぞれの観察個所における最大孔径と最小孔径
を測定し、その平均値を求めた。これらの測定結果を表
6に示した。
合原料1〜16によれば、従来多孔質金属焼結体では製
造が困難であった80〜98容量%の高い気孔率をもっ
た多孔質金属焼結体を製造することができ、これに伴な
い、気孔の寸法が相対的に微細化し、かつ整寸となって
いることが明らかである。一方、比較混合原料1〜8に
見られるように、混合原料の構成成分のうちのいずれか
の配合割合(表3に※印を付す)がこの発明の範囲から
外れると、製造された多孔質金属焼結体は、気孔の微細
化および整寸化、並びに高気孔率化のうちの少なくとも
いずれかの点で劣ったものになることが示されている。
上述のように、この発明の混合原料は、これを多孔質金
属焼結体の製造に用いた場合、気孔が微細化し、かつ整
寸化した状態で、高気孔率の多孔質金属焼結体を製造す
ることを可能とし、これによって多孔質金属焼結体の各
種適用分野において軽量化および高機能化がはかられる
ようになるなど工業上有用な効果をもたらすものであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.05
〜10%、 界面活性剤:0.05〜5%、 水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、 平均粒径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、 水:残り、からなる配合組成の混合物からなることを特
徴とする多孔質金属焼結体製造用混合原料。 - 【請求項2】 重量%で、 炭素数5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤:0.05
〜10%、 界面活性剤:0.05〜5%、 水溶性樹脂結合剤:0.5〜20%、 平均粒径:0.5〜500μmの金属粉:5〜80%、 多価アルコール、油脂、エーテル、およびエステルのう
ちの少なくとも1種からなる可塑剤:0.1〜15%、 水:残り、からなる配合組成の混合物からなることを特
徴とする多孔質金属焼結体製造用混合原料。
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JP14719094A JP3246190B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 多孔質金属焼結体製造用混合原料 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1994-06-06 JP JP14719094A patent/JP3246190B2/ja not_active Expired - Lifetime
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EP2100980A1 (en) * | 2006-10-24 | 2009-09-16 | Mitsubishi Materials Corporation | Raw-material mixture with high expansion rate for producing porous metallic sinter |
EP2100980A4 (en) * | 2006-10-24 | 2011-09-14 | Mitsubishi Materials Corp | MIXING OF RAW MATERIALS WITH HIGH EXPANSION SPEED FOR THE PRODUCTION OF A POROUS METAL AGGLOMERATE |
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