JPS62183827A - アルコ−ルを媒体として混合された金属粉末強化繊維スラリ−の濾過、乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルコールを媒体として混合された金属粉末・
強化繊維スラリーの濾過、乾燥方法に関する。

（従来の技術） ＡＮ、　　へ１合金、Ｔｉ、　Ｔｉ合金、或いはＭｇ、
　Ｍｇ合金等の軽量金属と、軽量で高強度、高弾性率で
耐熱性にも優れたＳｉＣウィスカー、　Ｓｉ３　　Ｎ−
８ウイスカー等の微細で短楊維状の強化材料（以下強化
繊維と称す）とを複合化した強化繊維・金属複合材料は
、高圧強度、高比剛性で耐摩耗性にも優れ、しかも繊維
強化プラスチックに比べ優れた耐熱性を示す。このため
軽量化及び耐熱性の要求される宇宙航空機、自動車など
の輸送機器分野を中心に、またスポーツ用品素材として
も注目を集めている。

上記の強化繊維・金属複合材料の製造は、既述のような
軽量金属の粉末と強化繊維とを混合して後、ホットプレ
スなどにより成形する方法が広く用いられているが、上
記強化繊維は「もぐさ」状に互いにからまり合い通常の
混合手段では均一に混合することは困！！モあった。

しかして上記問題点解決のために強化繊維をアルコール
等の有機溶媒中に入れ、該液に超音波を照射することに
より液中の強化繊維のからまりを解きほぐし、しかる後
金屈粉末を加え攪拌する、若しくは前記超音波照射を続
けながら攪拌することによって均一混合状態を得る方法
が開示されたのである。（特願昭５９−１０９０３８）
同方法においてエタノールを混合媒体としたスラリーの
濾過、乾燥工程は大気雰囲気中で該スラリーを吸引濾過
して後、フィルター上に残された脱アルコールケーキを
天日乾燥し、更に真空加熱炉において真空加熱するとい
う二段乾燥に依っている。

なお乾燥後のケーキはＨＩＰ　（熱間静水圧）処理等に
より成形され複合材料とされるのである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の濾過、乾燥工程においては、吸引濾過からの排気
中に可成のアルコール成分を含み、また天日乾燥におい
てもアルコールが蒸発するのであり、アルコール損失の
点で問題であるばかりか危険性、更には衛生面からも問
題を有している。

次の真空乾燥工程は、真空中の加熱であるから一応安全
とはいうもの＼、ケーキへの熱伝導がヒーターからの輻
射のみで熱効率が悪く生産性低下の一部でもある。また
吸引濾過後のケーキは濾過器から天日乾燥、真空加熱乾
燥と二段の乾燥工程を経、更に工程毎に移動を余儀なく
されるのであり、このことはまた生産性の低下並びにコ
ストアンプを招いて問題である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は以上の多岐に亘る問題点を一掃する目的でなさ
れたものであり、そのための手段として、アルコールを
媒体として混合された金属粉末と強化繊維含有のスラリ
ーを、非酸化性ガス循環経路と組合わされかつ該経路の
一部を構成する吸引濾過器により非酸化性ガス雰囲気中
で濾過すると共に、該ガスを加温ガスとすることによっ
てフィルター上の混合ケーキの乾燥も行うようにしたの
である。

なお上記非酸化性ガスとは窒素、アルゴン等の不活性の
ガスや燃焼排ガス等の非酸化性ガスを指している。

（実施例） 次に本発明を添付の本発明実施例の工程図を参照して説
明する。

同図において３はスラリー供給ポンプであり、該ポンプ
３を介して次の成分からなるスラリーを３基の吸引濾過
器ｌにそれぞれ注入した。

スラリーの組成は次の通り。

アルミニウム粉末・・・・・・７．７５ｋｇ　（平均粒
径２０〜３０μ） ＳｉＣウィスカー　・・・・・・２．２５ｋｇ　（径１
μ×長さ２０〜５０μの短繊維） エタノール　　　・・・・・・２０〜３０！吸引濾過器
ｌはパンチングメタルを濾過板１ｂとして有し、濾過に
際しては該濾過板ｌｂ上に濾紙１ｃを載置してフィルタ
ー１８を構成するのである。

本実施例で使用の循環ガスは窒素であり、吸引濾過器１
は窒素循環経路と組合わされ、該経路の一部を構成して
密閉可能であり、窒素ガスは経路１０から導入せられ経
路１１より吸引排出されるようになっている。

吸引濾過器ｌに注入された前記スラリーは上述のように
導入されている窒素雰囲気中で吸引濾過されるのであり
、フィルター１ａ上には金属粉末と強化繊維の混合ケー
キｌｄを残し、濾液のエタノールはエタノール回収受器
２に回収され適宜取り出される。

なお上記吸引濾過器１に導入の窒素ガスは濾過当初より
循環ガス加温器４で加温された窒素ガスであってもよ（
、また濾過時は常温窒素、濾過後の乾燥過程で加温窒素
としてもよい。

加温窒素の温度は乾燥効率上１５０℃前後が好ましく、
このような加温窒素がケーキ１ｄを通過するときは極め
て効率的にケーキ含有のエタノールを除去乾燥するので
ある。

このようにして濾過器１を通過流出の窒素ガスは下記第
１表に例示するように可成の量のエタノールを含有して
おり、経路１１を経て冷却器５に入り冷却される。この
冷却で窒素、ガス中のエタノールは大部分霧状となる。

窒素ガスは更に経路１２を介してミスト除去器６に導入
され殆んどのエタノール分は除去され回収受器６ａに回
収される。エタノール除去後の窒素ガスは経路１３を介
して循環ガス圧縮機７に導入され圧縮されて、経路１４
を経て循環ガスボンベ８に送られ貯蔵されるのである。

つまり循環の窒素ガスは循環ガス圧縮ｔａ　７により吸
引かつ圧縮され循環可能とされるのであり、前記ボンへ
８に貯蔵された圧力ガスは経路１５、循環ガス加温器４
を経て再び経路１０を介して吸引濾過器１へと循環する
ことができるのである。

下記第１表は上記の実施例の経路ｔｏ、１１．１２及び
１４における窒素ガスについて調査した結果であり、窒
素ガスは１５０℃に加温し濾過当初より加温状態で吸引
濾過器１に供給している。

第　　１　　表 一方吸引濾過器１で乾燥された強化繊維と金属粉末との
混合ケーキｌｄは濾過器１より取り出され、カプセルに
充填されて後熱間静水圧（ＨＩ　Ｐ）処理され複合材料
とされるのである。

従って上記ケーキｌｄの大きさは前記ＨＩＰ処理用カプ
セルとは一同様なサイズとされている。

また吸引濾過器１から乾燥ケーキ１ｄの取り出しについ
ては、該濾過器１を分割可能な構造、たとえば３分割可
能な構造とすることによって容易に取り出すことができ
るようになるのである。実施例では３分割式のものを用
いた。

なおケーキ１ｄの取り出しは窒素循環経路を遮断して行
うのは当然であるが、取り出し過程で濾過器１中の窒素
は大気中に放出される。この失われた窒素ガスの補充は
メイクアンプ窒素ガスボンへ９より前記循環ガスボンベ
８に対してなされるのである。

次に上記装置を用いた操業において使用ガスを窒素に替
えて燃焼排ガスを用いた場合の経路１０゜１１．１２．
及び１４における該排ガス中のエタノール含有量を第２
表に示す。

上記の燃焼排ガスは天然ガスの燃焼排ガスであり、冷却
、脱湿工程を経て水分を除去したもので頭初のＮ２及び
ＣＯ２の含有割合はＮ２８２％、００２１８％であった
。

第２表 上記燃焼排ガスの成分のうちＣＯ２ガスは長時間エタノ
ールと接触すると、エタノールに幾分吸収されるが本実
施例のように低圧でかつ３０分〜１時間の短時間接触の
場合、その量は極く微量で実用上問題はない。

以上使用ガスを窒素、燃焼排ガスとした場合を例示した
が、他の非酸性ガスであってもアルコールの除去及びケ
ーキの乾燥効果は同様である。

なお本実施例では、吸引濾過器を３基としたが勿論これ
に限られるべきものでなく、また濾過、乾燥も３基同時
に行ったが、スラリーの供給、窒素ガスの供給等を各濾
過器毎に切換えて操業するなども可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、アルコールを媒体とする金属粉末と強
化繊維の混合スラリーを吸引濾過して後のケーキを、吸
引濾過器から移動させることな（加温非酸化性ガスで乾
燥させるのであるから、濾過、乾燥が一工程で完了する
のであり、しかも濾過は加圧ガスの雰囲気下の吸引濾過
のために速やかに１行え更に前記乾燥も温風乾燥で甚だ
効果的である。

また使用の循環ガスが安全な非酸化性ガスであることに
加えて同ガス中のアルコール除去処理も密閉経路中で行
われることから、従来の安全面、衛生面での問題点を解
消しているのである。

以上のように本発明は強化繊維埋入の複合金属材料の製
造に、省工程、省力、コストダウン、生産性の向上環を
招来すると共に前記の安全、衛生面にも大きく貢献する
ものであり、その工業的価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明実施例の工程図である。 １・・・吸引濾過器、１ａ・・・フィルター、１ｂ・・
・濾過板、ｌｃ・・・濾紙、１ｄ・・・強化繊維・金属
粉末混合ケーキ、２・・・エタノール回収受器、３・・
・スラリー供給ポンプ、４・・・循環ガス加温器、５・
・・冷却器、６・・・ミスト除去器、６ａ・・・エタノ
ール回収受器、７・・・循環ガス圧縮機、８・・・循環
ガスボンベ、９・・・メイクアップ窒素ボンベ、１０．
１１．１２．１３．１４．１５・・・経路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルコールを媒体として混合された金属粉末と強
   化繊維含有のスラリーを、非酸化性ガス循環経路と組合
   わされかつ該経路の一部を構成する吸引濾過器により非
   酸化性ガス雰囲気中で濾過すると共に、該ガスを加温ガ
   スとすることによってフィルター上の混合ケーキの乾燥
   も行なうことを特徴とするアルコールを媒体として混合
   された金属粉末・強化繊維スラリーの濾過、乾燥方法。