JPH08333605A - 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 - Google Patents
大きな比表面積を有する多孔質金属板材Info
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- JPH08333605A JPH08333605A JP7311744A JP31174495A JPH08333605A JP H08333605 A JPH08333605 A JP H08333605A JP 7311744 A JP7311744 A JP 7311744A JP 31174495 A JP31174495 A JP 31174495A JP H08333605 A JPH08333605 A JP H08333605A
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな比表面積を有する多孔質金属板材を提
供する。 【解決手段】 多孔質金属板材が、１０〜５５％の気孔
率を有する有孔金属焼結体のスケルトンで構成され、か
つ全体比表面積：３００〜３０００cm2 ／cm3 、全体気
孔率：８０〜９７％を有すると共に、片面または両面
に、スケルトンによって形成される気孔の孔径が内部孔
径に比して相対的に小径の細孔表面層を有する。
供する。 【解決手段】 多孔質金属板材が、１０〜５５％の気孔
率を有する有孔金属焼結体のスケルトンで構成され、か
つ全体比表面積：３００〜３０００cm2 ／cm3 、全体気
孔率：８０〜９７％を有すると共に、片面または両面
に、スケルトンによって形成される気孔の孔径が内部孔
径に比して相対的に小径の細孔表面層を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大きな比表面積
を有する多孔質金属板材に関するものである。
を有する多孔質金属板材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に各種機械装置の構造部材で
ある、例えばアルカリ２次電池の電極の活物質保持材、
水電解電極、石油暖房機器の灯油噴霧化部材、磁気シー
ルドパッキン、爆薬を使用するエアクッションの気体膨
脹緩衝材、吸音材、並びに浄化器の水電解フィルター、
空気清浄機の静電フィルター、エンジン排ガスのオイル
ミストフィルター、および高温排気集塵フィルターなど
の各種フィルターなどとして多孔質金属板材が用いられ
ており、この多孔質金属板材が、例えば特開平５−６７
６３号公報に記載され、かつ図３に概略説明図で示され
るように、無孔金属体のスケルトン（骨格）で構成され
ると共に、５〜７５cm2 ／cm3 の比表面積および９２〜
９６％の気孔率をもつことも知られている。
ある、例えばアルカリ２次電池の電極の活物質保持材、
水電解電極、石油暖房機器の灯油噴霧化部材、磁気シー
ルドパッキン、爆薬を使用するエアクッションの気体膨
脹緩衝材、吸音材、並びに浄化器の水電解フィルター、
空気清浄機の静電フィルター、エンジン排ガスのオイル
ミストフィルター、および高温排気集塵フィルターなど
の各種フィルターなどとして多孔質金属板材が用いられ
ており、この多孔質金属板材が、例えば特開平５−６７
６３号公報に記載され、かつ図３に概略説明図で示され
るように、無孔金属体のスケルトン（骨格）で構成され
ると共に、５〜７５cm2 ／cm3 の比表面積および９２〜
９６％の気孔率をもつことも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種機械
装置の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴
ない、これらの構造部材を構成する多孔質金属板材にも
より一段の多孔質化、すなわち比表面積の著しい増大が
望まれている。
装置の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴
ない、これらの構造部材を構成する多孔質金属板材にも
より一段の多孔質化、すなわち比表面積の著しい増大が
望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来多孔質金属板材に比
してより大きな比表面積を有する多孔質金属板材を開発
すべく研究を行なった結果、基本的に、重量％で（以
下、配合組成に関する％は重量％を示す）、炭素数５〜
８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．５〜１０％、界
面活性剤：０．０５〜５％、水溶性樹脂結合剤：０．５
〜２０％、平均粒径：０．５〜２００μｍの金属粉：３
０〜８０％、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１種または２種以上か
らなる可塑剤：０．１〜１５％、水：残り、からなる配
合組成を有する混合物を調製し、この混合物から、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、さ
らに塗布法などの方法にて、所定厚さ、望ましくは０．
５〜５mmの厚さの板状成形体を形成し、この板状成形体
の片面または両面に遠赤外線を照射し、かつ前記板状成
形体を５℃以上の温度に保持すると、上記非水溶性炭化
水素系有機溶剤が、水よりも大きい蒸気圧を有するので
気化し、ガスとなって前記板状成形体から蒸発すること
から、前記板状成形体内には微細な気泡が多数発生し、
その孔径は時間とともに徐々に大きくなるが、上記の遠
赤外線が照射された板状成形体の片面または両面の表面
部分は速かに乾燥して気泡の拡大成長が停止するように
なり、この結果遠赤外線が照射された片面または両面の
表面部分に形成された気孔の孔径が内部気孔の孔径に比
して相対的に小孔の多孔質板状成形体が形成され、この
多孔質板状成形体は、上記水溶性樹脂結合剤によってハ
ンドリング可能な強度をもち、また上記可塑剤によって
可塑性も具備するものであり、さらにこの多孔質板状成
形体を通常の条件で焼結すると、図１に概略説明図で示
される通り１０〜５５％の気孔率を有する有孔金属焼結
体のスケルトン（骨格）で構成され、かつ図２に概略斜
視図および要部拡大図面で示される通り片面または両面
にスケルトンによって形成された気孔の孔径が内部孔径
に比して相対的に小径の細孔表面層を有する多孔質金属
板材となり、この多孔質金属板材は、スケルトン自体が
１０〜５５％の気孔率を有する有孔金属焼結体からなる
ので、３００〜３０００cm2 ／cm3 のきわめて大きい全
体比表面積並びに８０〜９７％の著しく高い全体気孔率
をもつようになり、かつ上記細孔表面層によって強度も
具備するという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来多孔質金属板材に比
してより大きな比表面積を有する多孔質金属板材を開発
すべく研究を行なった結果、基本的に、重量％で（以
下、配合組成に関する％は重量％を示す）、炭素数５〜
８の非水溶性炭化水素系有機溶剤：０．５〜１０％、界
面活性剤：０．０５〜５％、水溶性樹脂結合剤：０．５
〜２０％、平均粒径：０．５〜２００μｍの金属粉：３
０〜８０％、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１種または２種以上か
らなる可塑剤：０．１〜１５％、水：残り、からなる配
合組成を有する混合物を調製し、この混合物から、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、さ
らに塗布法などの方法にて、所定厚さ、望ましくは０．
５〜５mmの厚さの板状成形体を形成し、この板状成形体
の片面または両面に遠赤外線を照射し、かつ前記板状成
形体を５℃以上の温度に保持すると、上記非水溶性炭化
水素系有機溶剤が、水よりも大きい蒸気圧を有するので
気化し、ガスとなって前記板状成形体から蒸発すること
から、前記板状成形体内には微細な気泡が多数発生し、
その孔径は時間とともに徐々に大きくなるが、上記の遠
赤外線が照射された板状成形体の片面または両面の表面
部分は速かに乾燥して気泡の拡大成長が停止するように
なり、この結果遠赤外線が照射された片面または両面の
表面部分に形成された気孔の孔径が内部気孔の孔径に比
して相対的に小孔の多孔質板状成形体が形成され、この
多孔質板状成形体は、上記水溶性樹脂結合剤によってハ
ンドリング可能な強度をもち、また上記可塑剤によって
可塑性も具備するものであり、さらにこの多孔質板状成
形体を通常の条件で焼結すると、図１に概略説明図で示
される通り１０〜５５％の気孔率を有する有孔金属焼結
体のスケルトン（骨格）で構成され、かつ図２に概略斜
視図および要部拡大図面で示される通り片面または両面
にスケルトンによって形成された気孔の孔径が内部孔径
に比して相対的に小径の細孔表面層を有する多孔質金属
板材となり、この多孔質金属板材は、スケルトン自体が
１０〜５５％の気孔率を有する有孔金属焼結体からなる
ので、３００〜３０００cm2 ／cm3 のきわめて大きい全
体比表面積並びに８０〜９７％の著しく高い全体気孔率
をもつようになり、かつ上記細孔表面層によって強度も
具備するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、１０〜５５％の気孔率を有する
有孔金属焼結体のスケルトンで構成され、かつ全体比表
面積：３００〜３０００cm2 ／cm3 、全体気孔率：８０
〜９７％を有すると共に、片面または両面に、スケルト
ンによって形成される気孔の孔径が内部孔径に比して相
対的に小径の細孔表面層を有する、大きな比表面積をも
った多孔質金属板材に特徴を有するものである。
なされたものであって、１０〜５５％の気孔率を有する
有孔金属焼結体のスケルトンで構成され、かつ全体比表
面積：３００〜３０００cm2 ／cm3 、全体気孔率：８０
〜９７％を有すると共に、片面または両面に、スケルト
ンによって形成される気孔の孔径が内部孔径に比して相
対的に小径の細孔表面層を有する、大きな比表面積をも
った多孔質金属板材に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の多孔質金属板材におい
て、これを構成するスケルトン自体の気孔率は、主とし
て混合物中の金属粉の平均粒径によって調製することが
でき、したがってその平均粒径が０．５μｍ未満では気
孔率が１０％未満となってしまい、この結果多孔質金属
板材の全体比表面積を３００cm2 ／cm3 以上、同気孔率
を８０％以上にすることが困難になり、一方その平均粒
径が２００μｍを越えると、前記スケルトンの気孔率が
５５％を越えて大きくなってしまい、この場合は多孔質
金属板材の全体比表面積が３０００cm2 ／cm3 を越える
ようになるばかりでなく、全体気孔率も９７％を越える
ことになり、所望の強度を安定的に確保することができ
ないという理由で、スケルトンの気孔率、並びに多孔質
金属板材の全体比表面積および全体気孔率を上記の通り
に定めた。
て、これを構成するスケルトン自体の気孔率は、主とし
て混合物中の金属粉の平均粒径によって調製することが
でき、したがってその平均粒径が０．５μｍ未満では気
孔率が１０％未満となってしまい、この結果多孔質金属
板材の全体比表面積を３００cm2 ／cm3 以上、同気孔率
を８０％以上にすることが困難になり、一方その平均粒
径が２００μｍを越えると、前記スケルトンの気孔率が
５５％を越えて大きくなってしまい、この場合は多孔質
金属板材の全体比表面積が３０００cm2 ／cm3 を越える
ようになるばかりでなく、全体気孔率も９７％を越える
ことになり、所望の強度を安定的に確保することができ
ないという理由で、スケルトンの気孔率、並びに多孔質
金属板材の全体比表面積および全体気孔率を上記の通り
に定めた。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の多孔質金属板
材を実施例により具体的に説明する。まず、金属粉とし
て表１，２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）］、グリセリン［Ｃ−（６）］をそれぞれ用意
し、これらを表１，２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混合物Ａ〜Ｐをそ
れぞれ調製した。
材を実施例により具体的に説明する。まず、金属粉とし
て表１，２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）］、グリセリン［Ｃ−（６）］をそれぞれ用意
し、これらを表１，２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混合物Ａ〜Ｐをそ
れぞれ調製した。
【０００８】ついで、これらの各種混合物Ａ〜Ｐをそれ
ぞれ公知のドクターブレード法にてキャリアシート上に
所定厚さに塗布して板状成形し、この板状成形体の片面
に、遠赤外線加熱装置のヒーターの表面温度を１５０〜
３００℃の範囲内の所定温度として、３０〜３００秒の
範囲内の所定時間照射した後、表３に示される条件で気
泡形成を行ない、空気中、温度：５００℃に２時間保持
の条件で脱脂処理し、引続いて同じく表３に示される条
件で焼結することにより表４に示される厚さを有し、か
つ片面に細孔表面層を有する本発明多孔質金属板材１〜
１６をそれぞれ製造した。
ぞれ公知のドクターブレード法にてキャリアシート上に
所定厚さに塗布して板状成形し、この板状成形体の片面
に、遠赤外線加熱装置のヒーターの表面温度を１５０〜
３００℃の範囲内の所定温度として、３０〜３００秒の
範囲内の所定時間照射した後、表３に示される条件で気
泡形成を行ない、空気中、温度：５００℃に２時間保持
の条件で脱脂処理し、引続いて同じく表３に示される条
件で焼結することにより表４に示される厚さを有し、か
つ片面に細孔表面層を有する本発明多孔質金属板材１〜
１６をそれぞれ製造した。
【０００９】また、比較の目的で、市販のポリウレタン
フォーム板材の片面に厚さ：０．５μｍの厚さでＮｉを
蒸着して前記ポリウレタンフォームに導電性を付与し、
この状態で硫酸ニッケル水溶液中に浸漬し、陰極として
０．５Ａ／dm2 の電流密度でＮｉ電気メッキ処理を施
し、前記ポリウレタンフォームの貫通孔表面に平均厚
さ：５０μｍのＮｉメッキ層を形成し、ついでこれを水
素気流中、温度：１１００℃に０．５時間保持の条件で
加熱して前記ポリウレタンフォームを燃焼させることに
より厚さ：１．６mmの従来多孔質金属板材を製造した。
フォーム板材の片面に厚さ：０．５μｍの厚さでＮｉを
蒸着して前記ポリウレタンフォームに導電性を付与し、
この状態で硫酸ニッケル水溶液中に浸漬し、陰極として
０．５Ａ／dm2 の電流密度でＮｉ電気メッキ処理を施
し、前記ポリウレタンフォームの貫通孔表面に平均厚
さ：５０μｍのＮｉメッキ層を形成し、ついでこれを水
素気流中、温度：１１００℃に０．５時間保持の条件で
加熱して前記ポリウレタンフォームを燃焼させることに
より厚さ：１．６mmの従来多孔質金属板材を製造した。
【００１０】つぎに、この結果得られた本発明多孔質金
属板材１〜１６および従来多孔質金属板材について、画
像解析装置を併用して全体気孔率を測定し、かつＢＥＴ
法にて全体比表面積を測定し、さらに前記多孔質金属板
材を構成するスケルトンの気孔率、細孔表面層の厚さ、
細孔表面層および板材中心部におけるスケルトンによっ
て形成された気孔の径を測定した。これらの測定結果を
測定個所：３０ヶ所の平均値として表４に示した。
属板材１〜１６および従来多孔質金属板材について、画
像解析装置を併用して全体気孔率を測定し、かつＢＥＴ
法にて全体比表面積を測定し、さらに前記多孔質金属板
材を構成するスケルトンの気孔率、細孔表面層の厚さ、
細孔表面層および板材中心部におけるスケルトンによっ
て形成された気孔の径を測定した。これらの測定結果を
測定個所：３０ヶ所の平均値として表４に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】
【発明の効果】表４に示される結果から、本発明多孔質
金属板材１〜１６は、いずれも図１に示される通りの有
孔金属焼結体のスケルトンで構成され、かつ前記スケル
トンは１０〜５５％の高い気孔率を有するので、スケル
トンが図３に示される通りの無孔金属体からなる従来多
孔質金属板材に比して著しく大きな比表面積をもつこと
が明らかである。上述のように、この発明の多孔質金属
板材は、きわめて大きい比表面積を有し、かつ細孔表面
層によって強度も確保されることから、これの各種機械
装置の構造部材への適用によってすぐれた性能を発揮
し、各種機械装置の高性能化および高出力化に十分満足
に対応することができるのである。
金属板材１〜１６は、いずれも図１に示される通りの有
孔金属焼結体のスケルトンで構成され、かつ前記スケル
トンは１０〜５５％の高い気孔率を有するので、スケル
トンが図３に示される通りの無孔金属体からなる従来多
孔質金属板材に比して著しく大きな比表面積をもつこと
が明らかである。上述のように、この発明の多孔質金属
板材は、きわめて大きい比表面積を有し、かつ細孔表面
層によって強度も確保されることから、これの各種機械
装置の構造部材への適用によってすぐれた性能を発揮
し、各種機械装置の高性能化および高出力化に十分満足
に対応することができるのである。
【図１】本発明多孔質金属板材を構成するスケルトンの
概略説明図である。
概略説明図である。
【図２】本発明多孔質金属板材を示す概略斜視図および
要部拡大断面図である。
要部拡大断面図である。
【図３】従来多孔質金属板材を構成するスケルトンの概
略説明図である。
略説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 １０〜５５％の気孔率を有する有孔金属
焼結体のスケルトンで構成され、かつ全体比表面積：３
００〜３０００cm2 ／cm3 、全体気孔率：８０〜９７％
を有すると共に、片面または両面に、スケルトンによっ
て形成される気孔の孔径が内部孔径に比して相対的に小
径の細孔表面層を有することを特徴とする大きな比表面
積を有する多孔質金属板材。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7311744A JPH08333605A (ja) | 1995-04-03 | 1995-11-30 | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
| PCT/JP1996/000911 WO1996031306A1 (en) | 1995-04-03 | 1996-04-02 | Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery |
| US08/737,931 US5848351A (en) | 1995-04-03 | 1996-04-02 | Porous metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porous metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery |
| EP96907766A EP0764489B1 (en) | 1995-04-03 | 1996-04-02 | Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery |
| DE69619179T DE69619179T2 (de) | 1995-04-03 | 1996-04-02 | Poröser metallischer körper mit höher spezifischer oberfläche, verfahren zu dessen herstellung, poröses metallisches material und elektrode für alkalische sekundärbatterie |
| US09/066,530 US6117592A (en) | 1995-04-03 | 1998-04-27 | Porus metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porus metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-101773 | 1995-04-03 | ||
| JP10177395 | 1995-04-03 | ||
| JP7311744A JPH08333605A (ja) | 1995-04-03 | 1995-11-30 | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08333605A true JPH08333605A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=26442589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7311744A Pending JPH08333605A (ja) | 1995-04-03 | 1995-11-30 | 大きな比表面積を有する多孔質金属板材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08333605A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100742745B1 (ko) * | 2006-12-18 | 2007-07-25 | 이기식 | 다공성 금속을 사용한 귀금속 회수방법 및 장치 |
| JP2009520880A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | ターレスナノ ズィーアールティー． | 高い異なる圧力差を有する電気化学セル用電極、かかる電極の製造方法、及びかかる電極を使用する電気化学セル |
| JP2010047804A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Murata Mfg Co Ltd | 多孔質体、および多孔質体の製造方法 |
| JP2012119465A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Mitsubishi Materials Corp | 電気二重層キャパシタ用電極およびこれを用いた電気二重層キャパシタ |
| CN108380882A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-10 | 湘潭大学 | 一种Ni-Cr-Al-Cu多孔材料及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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