KR102378971B1 - Manufacturing method for metal foam - Google Patents

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Abstract

본 출원은 금속폼의 제조 방법에 관한 것이다. 본 출원에서는 목적하는 특성을 가지는 금속폼을 간단하고 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.The present application relates to a method for manufacturing a metal foam. In the present application, it is possible to provide a method for simply and effectively manufacturing a metal foam having desired properties.

Description

금속폼의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR METAL FOAM}Manufacturing method of metal foam {MANUFACTURING METHOD FOR METAL FOAM}

본 출원은 금속폼의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to a method for manufacturing a metal foam.

금속폼(metal foam)은 경량성, 에너지 흡수성, 단열성, 내화성 또는 친환경 등의 다양하고 유용한 특성을 가진다. 이에 따라, 금속폼은 경량 구조물, 수송 기계, 건축 자재 또는 에너지 흡수 장치 등을 포함하는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 또한, 금속폼은 높은 비표면적을 가질 뿐만 아니라, 액체, 기체 등의 유체 또는 전자의 흐름을 보다 향상시킬 수 있으므로, 열 교환 장치용 기판, 촉매, 센서, 액츄에이터, 2차 전지, 연료 전지 등에 적용되어 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속폼은 특허문헌 1(대한민국 특허공개번호 제10-2018-0041342호)에 개시된 금속폼의 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.Metal foam has various useful properties such as lightness, energy absorption, heat insulation, fire resistance, or environment-friendly properties. Accordingly, the metal foam can be applied to various fields, including lightweight structures, transport machines, building materials or energy absorbing devices. In addition, since the metal foam has a high specific surface area and can further improve the flow of fluids or electrons such as liquids and gases, it is applied to substrates for heat exchange devices, catalysts, sensors, actuators, secondary cells, fuel cells, etc. and can be usefully used. For example, the metal foam may be manufactured by the method for manufacturing the metal foam disclosed in Patent Document 1 (Korean Patent Publication No. 10-2018-0041342).

일반적으로, 금속폼은 금속 분말을 함유하는 슬러리의 발포 공정에서, 슬러리에 함유된 발포제 때문에, 발포 과정에서 그 부피가 과도하게 증가하고, 금속폼에 균열이 발생하는 문제가 있다. 이러한 이유로, 금속폼은 슬러리를 두껍게 코팅하고, 고습도 조건에서 발포하는 방법으로 제조되고 있다.In general, in the foaming process of the slurry containing the metal powder, the metal foam has a problem in that the volume is excessively increased in the foaming process due to the foaming agent contained in the slurry, and cracks occur in the metal foam. For this reason, metal foam is manufactured by thickly coating the slurry and foaming under high humidity conditions.

대한민국 특허공개번호 제10-2018-0041342호Korean Patent Publication No. 10-2018-0041342

본 출원은, 목적하는 특성의 금속폼을 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.An object of the present application is to provide a method capable of effectively manufacturing a metal foam having a desired characteristic.

본 출원에서 용어 금속폼은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼의 전체 중량을 기준으로 금속 또는 금속 합금의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%일 수 있다.In the present application, the term metal foam refers to a porous structure including a metal as a main component. In the above, having a metal as a main component means that the proportion of the metal or metal alloy is 55 wt% or more, 60 wt% or more, 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% or more, 80 wt% or more based on the total weight of the metal foam. It means a case of weight % or more, 85 weight % or more, 90 weight % or more, or 95 weight % or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited, and may be, for example, 100% by weight.

본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 것이다. 용어 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23°C 또는 약 25°C 정도의 온도를 의미할 수 있다.Among the physical properties mentioned in the present application, when the measured temperature affects the corresponding physical properties, unless otherwise specified, the physical properties are measured at room temperature. The term room temperature is a natural temperature that has not been heated or reduced, and for example, may mean any temperature within the range of about 10 °C to 30 °C, a temperature of about 23 °C or about 25 °C. .

본 출원에서, 단위 "중량부"는 어떤 성분의 다른 성분에 대한 상대적인 중량을 의미하며, g, kg, lb 등의 절대적 수치를 의미하는 것은 아니다.In the present application, the unit "parts by weight" means a relative weight of a component to other components, and does not mean an absolute value such as g, kg, lb, or the like.

본 출원의 금속폼의 제조 방법은 금속 분말을 포함하는 슬러리로 형성된 금속폼 전구체를 발포시키는 단계를 적어도 포함한다. 본 출원에서 용어 금속폼 전구체는, 상기 소결 등과 같이 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 금속폼이 생성되기 전의 구조체를 의미한다. 또한, 상기 금속폼 전구체는, 다공성 금속폼 전구체라고 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 금속폼 전구체라고 호칭될 수 있다. The manufacturing method of the metal foam of the present application includes at least the step of foaming the metal foam precursor formed in the slurry containing the metal powder. In the present application, the term metal foam precursor refers to a structure before a process performed to form a metal foam, such as the sintering, that is, a structure before the metal foam is generated. In addition, even if the metal foam precursor is called a porous metal foam precursor, it does not necessarily have to be porous by itself, and if it can finally form a metal foam that is a porous metal structure, it can be called a porous metal foam precursor for convenience. there is.

상기 금속폼 전구체는 필름, 시트 또는 층의 형태일 수 있으며, 이에 따라 제조되는 금속폼도 필름, 시트 또는 층의 형태일 수 있다.The metal foam precursor may be in the form of a film, sheet, or layer, and the metal foam thus prepared may also be in the form of a film, sheet or layer.

본 출원에서는 특정 슬러리로 금속폼 전구체를 일정 두께로 성형한 후에 특정 습도 조건에서 발포 공정 등을 진행하여 금속폼을 형성한다. 이러한 방식에 의해서 표면에 크랙 등의 결점(defect)이 없고, 목적하는 기공 특성을 가지는 금속폼을 효과적으로 제조할 수 있다.In the present application, after forming a metal foam precursor to a certain thickness with a specific slurry, a foaming process is performed under a specific humidity condition to form a metal foam. In this way, there is no defect such as cracks on the surface, and the metal foam having the desired pore characteristics can be effectively manufactured.

예를 들어서, 상기 발포 공정 등은, 65% 미만의 상대 습도 분위기에서 수행될 수 있다. 상기 발포 공정 등은, 다른 예시에서, 60% 이하, 55 % 이하, 50 % 이하, 45 % 이하 또는 40 % 이하의 상대 습도 분위기에서 수행될 수 있다. 상기 상대습도는, 다른 예시에서 20% 이상, 25 % 이상 또는 30 % 이상일 수 있다. 하나의 예시에서 본 출원의 금속폼의 제조 방법의 각 공정에서는 공정 습도 분위기가 별도로 조절되지 않을 수 있다. 즉, 상기한 범위의 습도 분위기는 본 출원의 방법에서, 발포 시 고습의 분위기를 조성하는 별도의 장치가 사용되지 않아서 형성되는 것일 수 있다.For example, the foaming process and the like may be performed in an atmosphere with a relative humidity of less than 65%. The foaming process and the like, in another example, may be performed in a relative humidity atmosphere of 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, or 40% or less. The relative humidity may be 20% or more, 25% or more, or 30% or more in another example. In one example, in each process of the manufacturing method of the metal foam of the present application, the process humidity atmosphere may not be separately controlled. That is, the humidity atmosphere in the above range may be formed by not using a separate device for creating a high-humidity atmosphere during foaming in the method of the present application.

본 출원에서 상기 금속폼 전구체는, 금속 분말, 수성 용매, 유기 용제 및 계면활성제를 적어도 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수 있다. In the present application, the metal foam precursor may be formed using a slurry including at least a metal powder, an aqueous solvent, an organic solvent, and a surfactant.

금속 분말의 구체적인 종류는, 목적에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니다. 금속 분말로는, 예를 들면, 구리 분말, 몰리브덴 분말, 철 분말, 니켈 분말, 코발트 분말, 은 분말, 백금 분말, 금 분말, 알루미늄 분말, 크롬 분말, 인듐 분말, 주석 분말, 마그네슘 분말, 인 분말, 아연 분말 및 망간 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 분말, 상기 중 2종 이상이 혼합된 금속 분말 또는 상기 금속 중 2종 이상의 금속의 합금의 분말 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The specific kind of the metal powder is determined according to the purpose and is not particularly limited. Examples of the metal powder include copper powder, molybdenum powder, iron powder, nickel powder, cobalt powder, silver powder, platinum powder, gold powder, aluminum powder, chromium powder, indium powder, tin powder, magnesium powder, phosphorus powder. , any one powder selected from the group consisting of zinc powder and manganese powder, a metal powder in which two or more of them are mixed, or a powder of an alloy of two or more kinds of metals among the above metals may be exemplified, but is not limited thereto .

금속 분말(Metal Powder)의 크기도 목적하는 기공률이나 기공 크기 등을 고려하여 선택되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기 금속 분말의 평균 입경은, 약 0.1㎛ 내지 약 200㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 0.5㎛ 이상, 약 1㎛ 이상, 약 2㎛ 이상, 약 3㎛ 이상, 약 4㎛ 이상, 약 5㎛ 이상, 약 6㎛ 이상, 약 7㎛ 이상 또는 약 8㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 150㎛ 이하, 100㎛ 이하, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하 또는 20㎛ 이하일 수 있다. 금속 분말로는 서로 평균 입경이 상이한 금속 분말의 혼합을 적용할 수도 있다. 상기 평균 입경은, 목적하는 금속폼의 형태, 예를 들면, 금속폼의 두께나 기공률 등을 고려하여 적절한 범위를 선택할 수 있다. 본 명세서에서 금속 분말의 평균 입경은, 공지의 입도 분석 방식에 의해 구해질 수 있고, 예를 들면, 상기 평균 입경은, 소위 D50 입경일 수 있다.The size of the metal powder is also not particularly limited as being selected in consideration of a desired porosity or pore size, but, for example, the average particle diameter of the metal powder is in the range of about 0.1 μm to about 200 μm. there may be The average particle diameter is about 0.5 μm or more, about 1 μm or more, about 2 μm or more, about 3 μm or more, about 4 μm or more, about 5 μm or more, about 6 μm or more, about 7 μm or more, or about 8 μm in another example. may be more than In another example, the average particle diameter may be about 150 μm or less, 100 μm or less, 90 μm or less, 80 μm or less, 70 μm or less, 60 μm or less, 50 μm or less, 40 μm or less, 30 μm or less, or 20 μm or less. As the metal powder, a mixture of metal powders having different average particle diameters may be applied. The average particle diameter may be selected in an appropriate range in consideration of the desired shape of the metal foam, for example, the thickness or porosity of the metal foam. In the present specification, the average particle size of the metal powder may be obtained by a known particle size analysis method, and for example, the average particle size may be a so-called D50 particle size.

금속 분말의 형태도 목적하는 기공률이나 기공 크기 등을 고려하여 선택되는 것으로서, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 상기 금속 분말은 수지상(dentritic)의 금속 분말일 수 있다.The shape of the metal powder is also selected in consideration of a desired porosity or pore size, and is not particularly limited, but, for example, the metal powder may be a dentritic metal powder.

슬러리 내에서 금속 성분(금속 분말)의 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 점도나 공정 효율 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 예시에서 슬러리 내에서의 금속 성분의 비율은 중량을 기준으로 0.5 내지 95 % 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 1% 이상, 약 1.5% 이상, 약 2% 이상, 약 2.5% 이상, 약 3% 이상, 약 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The ratio of the metal component (metal powder) in the slurry is not particularly limited, and may be selected in consideration of a desired viscosity or process efficiency. In one example, the proportion of the metal component in the slurry may be about 0.5 to 95% by weight, but is not limited thereto. In another example, the ratio is about 1% or more, about 1.5% or more, about 2% or more, about 2.5% or more, about 3% or more, about 5% or more, 10% or more, 15% or more, 20% or more, 25% or more. or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more, or about 90% or more or less, about 85% or less, about 80% or less, about 75% or less, about 70% or less, about 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less , 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, or 5% or less, but is not limited thereto.

상기 금속폼 전구체를 형성하는 슬러리는, 금속 분말과 수성 용매와 유기 용매 및 계면활성제를 포함한다.The slurry for forming the metal foam precursor includes a metal powder, an aqueous solvent, an organic solvent, and a surfactant.

슬러리 내에서 상기 수성 용매, 유기 용제 및 계면활성제의 비율 및 종류를 조절하게 되면, 금속폼 전구체 내에서 미세 에멀젼이 형성되고, 이러한 에멀젼은 금속폼의 기공 특성을 결정할 수 있다. 필요한 경우에 상기 금속폼 전구체는 발포 공정을 거칠 수도 있다. 예를 들어, 상기 유기 용제 및 수성 용매간의 증기압의 차이로 인해서 보다 큰 증기압을 가지는 성분이 발포 과정에서 기화되면서 금속폼의 기공 특성을 제어할 수 있다.If the ratio and type of the aqueous solvent, organic solvent and surfactant are adjusted in the slurry, a fine emulsion is formed in the metal foam precursor, and this emulsion can determine the pore properties of the metal foam. If necessary, the metal foam precursor may be subjected to a foaming process. For example, due to the difference in vapor pressure between the organic solvent and the aqueous solvent, it is possible to control the pore properties of the metal foam while the component having a greater vapor pressure is vaporized in the foaming process.

상기에서 수성 용매로는, 물 또는 기타 극성 용매를 적용할 수 있으며, 대표적으로는 물이 적용될 수 있다. 이러한 수성 용매는 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 60 중량부 내지 140 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 수성 용매의 비율은 다른 예시에서 70 중량부 이상 또는 80 중량부 이상일 수 있고, 130 중량부 이하, 또는 120 중량부 이하일 수도 있다.As the aqueous solvent in the above, water or other polar solvents may be applied, and water may be typically applied. Such an aqueous solvent may be included in a ratio of 60 parts by weight to 140 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder in the slurry. The proportion of the aqueous solvent may be 70 parts by weight or more or 80 parts by weight or more, 130 parts by weight or less, or 120 parts by weight or less in another example.

유기 용제로는, 적절한 종류가 선택될 수 있다. 예를 들면, 유기 용제로서, 상기 수성 용매 및 후술하는 계면활성제의 작용을 통해 에멀젼을 형성할 수 있고, 적절한 증기압을 가져서 기화에 의해 발포 공정을 진행시킬 수 있는 것이 선택될 수 있다. 이러한 유기 용제로는, 예를 들면, 탄화수소계 유기 용제를 적용할 수 있다. 상기 탄화수소계 유기 용제로는, 탄소수 4 내지 12의 유기 용제가 적용될 수 있으며, 구체적인 예로는 n-펜탄, 네오펜탄, 헥산, 시클로헥산, 이소헥산, 헵탄, 이소헵탄, 옥탄, 톨루엔, 벤젠, 이소프로필에테르 등이 적용될 수 있다. 이러한 유기 용제는 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 5 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다. 적절하게는 유기 용제의 비율은 금속 분말 100 중량부 대비 대략 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3.5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2.5 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1.5 중량부 이하, 1 중량부 이하 또는 0.9 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다. 특히 본 출원의 제조 방법상 유기 용제의 비율은 상기 범위에서 가급적 적은 것이 금속폼의 물성을 고려하여 적절할 수 있다. 상기 비율은, 일 예시에서 금속 분말 100 중량부 대비 0.01 중량부 이상, 0.05 중량부 이상, 0.1 중량부 이상, 0.15 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 0.25 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.35 중량부 이상, 0.4 중량부 이상, 0.45 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 0.55 중량부 이상, 0.6 중량부 이상, 0.65 중량부 이상 또는 0.7 중량부 이상일 수 있다. As the organic solvent, an appropriate kind may be selected. For example, as the organic solvent, an emulsion capable of forming an emulsion through the action of the aqueous solvent and a surfactant to be described later, and having an appropriate vapor pressure, a foaming process may be performed by vaporization may be selected. As such an organic solvent, a hydrocarbon type organic solvent can be applied, for example. As the hydrocarbon-based organic solvent, an organic solvent having 4 to 12 carbon atoms may be applied, and specific examples include n-pentane, neopentane, hexane, cyclohexane, isohexane, heptane, isoheptane, octane, toluene, benzene, iso Propyl ether and the like may be applied. Such an organic solvent may be included in a ratio of 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the metal powder in the slurry. Preferably, the ratio of the organic solvent is about 4.5 parts by weight or less, 4 parts by weight or less, 3.5 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, 2.5 parts by weight or less, 2 parts by weight or less, 1.5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the metal powder; It may be included in a ratio of 1 part by weight or less or 0.9 parts by weight or less. In particular, the ratio of the organic solvent in the manufacturing method of the present application may be as small as possible in the above range in consideration of the physical properties of the metal foam. The ratio is, in one example, 0.01 parts by weight or more, 0.05 parts by weight or more, 0.1 parts by weight or more, 0.15 parts by weight or more, 0.2 parts by weight or more, 0.25 parts by weight or more, 0.3 parts by weight or more, 0.35 parts by weight compared to 100 parts by weight of the metal powder. parts by weight or more, 0.4 parts by weight or more, 0.45 parts by weight or more, 0.5 parts by weight or more, 0.55 parts by weight or more, 0.6 parts by weight or more, 0.65 parts by weight or more, or 0.7 parts by weight or more.

금속폼 전구체 내에서의 적절한 미세 에멀젼을 형성 및/또는 전술한 기화의 적합한 조절을 위해서 계면활성제가 포함될 수 있다.Surfactants may be included to form a suitable microemulsion in the metal foam precursor and/or to provide suitable control of the vaporization described above.

계면활성제는, 적용된 수성 용매 및 유기 용제를 고려하여 상기 에멀젼을 형성할 수 있도록 선택되는 것이라면 특별한 제한 없이 다양한 종류가 사용될 수 있다.Various types of surfactants may be used without particular limitation as long as they are selected to form the emulsion in consideration of the applied aqueous solvent and organic solvent.

예를 들면, 계면활성제로는, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 상기 중에서 2종 이상의 혼합물을 적용할 수 있다. 경우에 따라서는 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제 중에서 어느 한 종류의 계면활성제가 사용되는 경우에도 그 한 종류 내에서 서로 다른 구조의 2 이상의 계면활성제의 혼합이 적용될 수도 있다.For example, as the surfactant, any one selected from the group consisting of an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, and an anionic surfactant, or a mixture of two or more thereof may be applied. In some cases, even when any one type of surfactant among amphoteric surfactants, nonionic surfactants and anionic surfactants is used, a mixture of two or more surfactants having different structures within the one type may be applied.

음이온성 계면활성제는, 공지된 바와 같이 계면 활성을 나타내는 부분이 음이온인 경우를 의미할 수 있다. 음이온성 계면활성제로는, 예를 들면, 카복실레이트(carboxylate) 계면활성제, 설페이트(sulfate) 계면활성제, 이세티오네이트(isethionate) 계면활성제, 설포석시네이트(sulfosuccinate) 계면활성제, 타우레이트(taurate) 계면활성제 및/또는 글루타메이트(glutamate) 계면활성제가 적용될 수 있다. The anionic surfactant may mean a case in which the part exhibiting surface activity is an anion, as is known. Anionic surfactants include, for example, carboxylate surfactants, sulfate surfactants, isethionate surfactants, sulfosuccinate surfactants, taurates Surfactants and/or glutamate surfactants may be applied.

상기에서 카복실레이트 계면활성제로는, 지방산계 계면활성제로서, 지방산과 알칼리 금속염의 비누화 반응에 의해 생성되는 계면활성제가 적용될 수 있다. 이 경우, 기포 안정성의 확보를 위해서 탄소수 12 내지 22개의 지방산이 적용된 계면활성제가 적절할 수 있다. 이러한 지방산의 예로는 라우릭산, 미리스틱산, 팔미틱산, 올레인산, 리놀레익산, 스테아린산 및/또는 베헤닉산 등이 예시될 수 있다. 상기 알칼리 금속염으로는 수산화 칼륨이나, 수산화 나트륨 등이 적용될 수 있고, 균일한 폼 형성을 위해서 pH 영역이 6 내지 12 정도가 되도록 상기 알칼리 금속염의 비율이 조절될 수 있다.As the carboxylate surfactant in the above, as a fatty acid-based surfactant, a surfactant generated by a saponification reaction of a fatty acid and an alkali metal salt may be applied. In this case, a surfactant to which a fatty acid having 12 to 22 carbon atoms is applied may be appropriate to ensure bubble stability. Examples of such fatty acids may include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, oleic acid, linoleic acid, stearic acid and/or behenic acid. Potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc. may be applied as the alkali metal salt, and the ratio of the alkali metal salt may be adjusted so that the pH range is about 6 to 12 for uniform foam formation.

상기에서 설페이트(sulfate) 계면활성제로는 탄소수 8 내지 20의 알킬 설페이트염이나, 에틸렌옥시드의 부가 몰수가 2 내지 30의 범위 내이며, 탄소수 10 내지 40의 알킬에테르설페이트염 등이 적용될 수 있고, 이세티오네이트(isethionate) 계면활성제로는, 탄소수 10 내지 20의 알킬기를 포함하는 알킬 이세티오네이트염 등이 적용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In the above, as the sulfate surfactant, an alkyl sulfate salt having 8 to 20 carbon atoms, or an added mole number of ethylene oxide in the range of 2 to 30, an alkyl ether sulfate salt having 10 to 40 carbon atoms, etc. may be applied, As the isethionate surfactant, an alkyl isethionate salt including an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms may be applied, but is not limited thereto.

비이온성 계면활성제는, 공지된 바와 같이 이온으로 분리되지 않는 계면활성제를 의미할 수 있다. 비이온성 계면활성제로는, 알킬 폴리글리코사이드계 계면활성제, 지방산 알카놀 아마이드계 계면활성제, 아민옥사이드계 계면활성제, 에틸렌옥사이드 부가 고급 알코올계 계면활성제, 및/또는 에틸렌옥사이드가 부가된 오일계 계면활성제(ex. Ethoxylated castor oil 등) 등이 적용될 수 있다.A nonionic surfactant may mean a surfactant that does not dissociate into ions, as is known. Examples of the nonionic surfactant include an alkyl polyglycoside surfactant, a fatty acid alkanol amide surfactant, an amine oxide surfactant, an ethylene oxide-added higher alcohol surfactant, and/or an oil-based surfactant to which ethylene oxide is added. (ex. Ethoxylated castor oil, etc.) may be applied.

양쪽성 계면활성제는, 음이온 부위와 양이온 부위를 동시에 가지는 계면활성제이며, 예를 들면, 베타인계 또는 설테인계 계면활성제가 적용될 수 있다. 베타인계로는 코카미도프로필 베타인, 라우라미도프로필 베타인, 코코베타인 또는 라우릴 베타인 등이 예시될 수 있고, 설테인계로는, 라우릴하이드록시설테인, 라우라미도프로필하이드록시 설테인, 코카미도프로필하이드록시 설테인 및/또는 코코 설테인 등이 예시될 수 있다.The amphoteric surfactant is a surfactant having an anionic moiety and a cationic moiety at the same time, and for example, a betaine-based or sultaine-based surfactant may be applied. Examples of the betaine include cocamidopropyl betaine, lauramidopropyl betaine, cocobetaine or lauryl betaine, and the sultaine-based examples include lauryl hydroxy sultaine, lauramidopropyl hydroxy sultaine. , cocamidopropylhydroxy sultaine and/or coco sultaine may be exemplified.

계면활성제는, 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 1 내지 15 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 1.05 중량부 이상, 1.1 중량부 이상, 1.15 중량부 이상, 1.2 중량부 이상, 또는 1.25 중량부 이상일 수 있고, 14.5 중량부 이하, 14 중량부 이하, 13.5 중량부 이하, 13 중량부 이하, 또는 12.5 중량부 이하 정도일 수 있다. 슬러리는, 상기 성분 외에도 필요한 성분을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 슬러리는 바인더를 추가로 포함할 수 있다.The surfactant may be included in a ratio of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder in the slurry. In another example, the ratio may be 1.05 parts by weight or more, 1.1 parts by weight or more, 1.15 parts by weight or more, 1.2 parts by weight or more, or 1.25 parts by weight or more, and 14.5 parts by weight or less, 14 parts by weight or less, 13.5 parts by weight or less, 13 It may be about 12.5 parts by weight or less, or 12.5 parts by weight or less. The slurry may further include necessary components in addition to the above components. For example, the slurry may further include a binder.

바인더로는, 특별한 제한 없이, 예를 들면, 수용성을 가지는 바인더나, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 성분, 수성 용매, 유기 용제 및/또는 계면활성제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더 (이하, 폴리비닐알코올 화합물로 호칭할 수 있다.) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The binder is not particularly limited and may be appropriately selected according to, for example, a water-soluble binder, a metal component, an aqueous solvent, an organic solvent, and/or a surfactant applied during the preparation of the slurry. For example, as the binder, an alkyl cellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl cellulose or ethyl cellulose, polyalkylene carbonate having an alkylene unit having 1 to 8 carbon atoms, such as polypropylene carbonate or polyethylene carbonate, or A polyvinyl alcohol-based binder such as polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate (hereinafter, may be referred to as a polyvinyl alcohol compound) may be exemplified, but is not limited thereto.

바인더는, 슬러리 내에서 금속 분말 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 10.5 중량부 이상, 11 중량부 이상, 11.5 중량부 이상, 12 중량부 이상, 또는 12.5 중량부 이상이거나, 19 중량부 이하, 18 중량부 이하, 17 중량부 이하, 16 중량부 이하, 15 중량부 이하, 14 중량부 이하, 13 중량부 이하일 수 있다. 이러한 비율 하에서 목적하는 기공 특성의 금속폼을 효과적으로 제조할 수 있다.The binder may be included in a ratio of 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder in the slurry. In another example, the proportion is 10.5 parts by weight or more, 11 parts by weight or more, 11.5 parts by weight or more, 12 parts by weight or more, or 12.5 parts by weight or more, or 19 parts by weight or less, 18 parts by weight or less, 17 parts by weight or less, 16 parts by weight or less. parts by weight or less, 15 parts by weight or less, 14 parts by weight or less, or 13 parts by weight or less. Under this ratio, it is possible to effectively manufacture a metal foam having a desired pore property.

본 출원의 경우, 금속폼의 제조 과정에서 사용되는 슬러리는, 가소제로서 작용하는 성분을 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 본 출원의 슬러리가 어떤 성분을 실질적으로 포함하지 않는다는 것은, 해당 성분의 비율이 상기 금속 분말 100 중량부 대비 1 중량부 이하, 0.5 중량부 이하, 0.1 중량부 이하, 0.05 중량부 이하 또는 0.01 중량부 이하이거나, 혹은 실질적으로 0 중량부인 경우이다.In the case of the present application, the slurry used in the manufacturing process of the metal foam may not substantially include a component acting as a plasticizer. The fact that the slurry of the present application does not substantially contain any component means that the ratio of the component is 1 part by weight or less, 0.5 parts by weight or less, 0.1 parts by weight or less, 0.05 parts by weight or less, or 0.01 parts by weight relative to 100 parts by weight of the metal powder. or less, or substantially 0 parts by weight.

통상적으로 발포법에 적용되는 슬러리는 발포 과정에서의 결점 방지 등의 방지를 위해 가소제를 적용하는데, 본 출원에서는 이러한 가소제의 적용 없이 공정을 진행하여 우수한 특성의 금속폼을 형성할 수 있다. 통상 금속폼 제조 과정에서 사용되는 가소제는 에틸렌글리콜과 같은 다가 알코올, 트리스(2-에틸헥실) 포스페이트와 같은 에테르계 화합물 또는 비스(2-에틸헥실)프탈레이트와 같은 에스테르계 화합물이다. 따라서 본 출원의 슬러리는 상기 다가 알코올, 에테르, 또는 에스테르를 포함하지 않거나, 포함하더라도 상기 범위의 비율로 포함할 수 있다.Generally, a plasticizer is applied to the slurry applied to the foaming method to prevent defects such as defects in the foaming process. In the present application, the process can be performed without the application of such a plasticizer to form a metal foam having excellent properties. A plasticizer generally used in the metal foam manufacturing process is a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, an ether-based compound such as tris(2-ethylhexyl)phosphate, or an ester-based compound such as bis(2-ethylhexyl)phthalate. Therefore, the slurry of the present application may not include the polyhydric alcohol, ether, or ester, or may include it in a ratio within the above range.

다만, 슬러리는 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다.However, the slurry may contain additionally necessary known additives in addition to the above-mentioned components.

상기와 같은 슬러리를 사용하여 상기 금속폼 전구체를 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 금속폼의 제조 분야에서는 금속폼 전구체를 형성하기 위한 다양한 방식이 공지되어 있고, 본 출원에서는 이와 같은 방식이 모두 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속폼 전구체는, 적정한 틀(template)에 상기 슬러리를 유지하거나, 혹은 슬러리를 적정한 방식으로 코팅하여 상기 금속폼 전구체를 형성할 수 있다.A method of forming the metal foam precursor using the slurry as described above is not particularly limited. Various methods for forming a metal foam precursor are known in the field of manufacturing metal foam, and all of these methods may be applied in the present application. For example, the metal foam precursor may form the metal foam precursor by maintaining the slurry in an appropriate template or coating the slurry in an appropriate manner.

본 출원의 하나의 예시에 따라서 필름 또는 시트 형태의 금속폼을 제조하는 경우에는 코팅 공정을 적용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 적절한 기재상에 상기 슬러리를 코팅하여 전구체를 형성한 후에 후술하는 소결 공정을 통해서 목적하는 금속폼을 형성할 수 있다.When manufacturing a metal foam in the form of a film or sheet according to one example of the present application, it may be advantageous to apply a coating process. For example, after forming a precursor by coating the slurry on an appropriate substrate, a desired metal foam may be formed through a sintering process to be described later.

이와 같은 금속폼 전구체의 형태는 목적하는 금속폼에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 금속폼 전구체는, 필름 또는 시트 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 전구체가 필름 또는 시트 형태일 때에 그 두께는 300㎛ 이하 정도 또는 250㎛ 이하 정도일 수 있다. 이러한 범위로 두께를 제어함으로써, 목적에 따라 적합한 특성의 금속폼의 제조가 가능하다. 상기 두께는 다른 예시에서 약 50㎛ 이상 정도, 70㎛ 이상 정도, 90㎛ 이상 정도, 110㎛ 이상 정도, 130㎛ 이상 정도 또는 150㎛ 이상 정도로 제어될 수 있다.The form of such a metal foam precursor is not particularly limited as being determined according to the desired metal foam. In one example, the metal foam precursor may be in the form of a film or a sheet. For example, when the precursor is in the form of a film or sheet, the thickness may be about 300 μm or less or about 250 μm or less. By controlling the thickness in this range, it is possible to manufacture a metal foam having suitable properties according to the purpose. In another example, the thickness may be controlled to about 50 μm or more, about 70 μm or more, about 90 μm or more, about 110 μm or more, about 130 μm or more, or about 150 μm or more.

상기 금속폼 전구체의 형성 과정에서, 수행되는 발포 공정에 의해서 미세 에멀젼이 기화되면서 발포가 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 발포 공정은, 성형된 슬러리를 약 20°C 내지 100°C의 범위 내의 온도에서 적정 시간 동안 유지하여 수행할 수 있다. 상기 온도는 다른 예시에서 약 25°C 이상, 30°C 이상, 35°C 이상 또는 40°C 이상이거나, 95°C 이하, 90°C 이하, 85°C 이하, 80°C 이하, 75°C 이하, 70°C 이하, 65°C 이하, 60°C 이하 또는 55°C 이하 정도일 수도 있다. 상기 발포공정의 유지 시간은 목적하는 발포 정도를 고려하여 선택될 수 있으며, 대략 1분 내지 1 시간의 범위 내일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In the process of forming the metal foam precursor, foaming may be achieved while the microemulsion is vaporized by the foaming process performed. For example, the foaming process may be performed by maintaining the molded slurry at a temperature within the range of about 20°C to 100°C for an appropriate time. The temperature is in another example about 25 °C or higher, 30 °C or higher, 35 °C or higher, or 40 °C or higher, or 95 °C or lower, 90 °C or lower, 85 °C or lower, 80 °C or lower, 75 °C or lower. It may be below C, below 70°C, below 65°C, below 60°C, or below 55°C. The holding time of the foaming process may be selected in consideration of the desired degree of foaming, and may be in the range of approximately 1 minute to 1 hour, but is not limited thereto.

상기 금속폼 전구체의 형성 과정에서는 적절한 건조 공정이 수행될 수도 있다. 예를 들면, 상기 발포 공정 후에 일정 시간 건조하여 금속폼 전구체가 형성될 수도 있다. 상기 건조의 조건은 특별한 제한이 없으며, 예를 들면, 슬러리 내에 포함된 용매가 목적 수준으로 제거될 수 있는 수준에서 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 건조는, 발포된 슬러리를 약 50°C 내지 250°C, 약 70°C 내지 180°C 또는 약 90°C 내지 150°C의 범위 내의 온도에서 적정 시간 동안 유지하여 수행할 수 있다. 건조 시간도 적정 범위에서 선택될 수 있다.In the process of forming the metal foam precursor, an appropriate drying process may be performed. For example, the metal foam precursor may be formed by drying for a certain period of time after the foaming process. The drying conditions are not particularly limited and, for example, may be controlled at a level at which the solvent contained in the slurry can be removed to a desired level. For example, the drying may be performed by maintaining the foamed slurry at a temperature within the range of about 50 °C to 250 °C, about 70 °C to 180 °C, or about 90 °C to 150 °C for a suitable time. can The drying time may also be selected within an appropriate range.

상기와 같은 방식으로 형성된 금속폼 전구체를 소결하여 금속폼을 제조할 수 있다. 이러한 경우에 상기 금속폼을 제조하기 위한 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 즉, 적절한 방식으로 상기 금속폼 전구체에 적정한 양의 열을 인가하는 방식으로 상기 소결을 진행할 수 있다.The metal foam may be manufactured by sintering the metal foam precursor formed in the above manner. In this case, a method of performing sintering for manufacturing the metal foam is not particularly limited, and a known sintering method may be applied. That is, the sintering may be performed by applying an appropriate amount of heat to the metal foam precursor in an appropriate manner.

이 경우 소결의 조건은 적용된 금속폼 전구체의 상태, 예를 들면, 금속 분말의 종류, 수성 용매, 유기 용제 및/또는 계면활성제의 양이나 종류 등을 고려하여, 금속 분말이 연결되어 다공성 구조체가 형성되도록 제어될 수 있고, 구체적인 조건은 특별히 제한되지 않는다. In this case, the conditions for sintering are the state of the applied metal foam precursor, for example, the type of metal powder, the amount or type of aqueous solvent, organic solvent, and/or surfactant, and the metal powder is connected to form a porous structure. It can be controlled so as to be possible, and specific conditions are not particularly limited.

예를 들면, 상기 소결은, 상기 전구체를 약 500°C 내지 2000°C의 범위 내, 700°C 내지 1500°C의 범위 내 또는 800°C 내지 1200°C의 범위 내의 온도에서 유지하여 수행할 수 있고, 그 유지 시간도 임의적으로 선택될 수 있다. 상기 유지 시간은 일 예시에서 약 1분 내지 10 시간 정도의 범위 내일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the sintering may be performed by maintaining the precursor at a temperature in the range of about 500 °C to 2000 °C, in the range of 700 °C to 1500 °C, or in the range of 800 °C to 1200 °C. and the holding time may also be arbitrarily selected. The holding time may be in the range of about 1 minute to about 10 hours in one example, but is not limited thereto.

본 출원에 따라 제조된 금속폼은 다공성의 금속 구조체가 필요한 다양한 용도에서 활용될 수 있다. 특히, 본 출원에 따르면, 다양한 용도에 활용될 수 있고, 기계적 강도가 우수하며, 얇은 필름 또는 시트 형태의 금속폼을, 빠르고 쉽게 제조할 수 있어서, 그 생산성을 향상시킬 수 있다.The metal foam manufactured according to the present application can be utilized in various applications requiring a porous metal structure. In particular, according to the present application, it can be utilized for various purposes, has excellent mechanical strength, and can quickly and easily manufacture a metal foam in the form of a thin film or sheet, thereby improving productivity.

본 출원에서는 목적하는 특성을 가지는 금속폼을 간단하고 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.In the present application, it is possible to provide a method for simply and effectively manufacturing a metal foam having desired properties.

도 1 내지 4는 각각 실시예 1 내지 4의 금속폼의 사진이다.
도 5 내지 6은 각각 비교예 1 내지 2의 금속폼의 사진이다.
도 7는 비교예 2에서 제조된 금속폼 표면을 주사 전자 현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 촬영한 사진이다.
1 to 4 are photographs of the metal foam of Examples 1 to 4, respectively.
5 to 6 are photographs of the metal foam of Comparative Examples 1 and 2, respectively.
7 is a photograph taken with a scanning electron microscope (SEM) of the surface of the metal foam prepared in Comparative Example 2;

이하 본 출원에 대해서 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. 하지만, 하기 실시예는 본 출원의 하나의 예시를 보다 구체적으로 설명한 것이고, 본 출원의 내용을 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in more detail through examples. However, the following examples describe one example of the present application in more detail, and do not limit the content of the present application.

실시예 1.Example 1.

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스를 각각 0.33 g 및 0.67g, 계면활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4 g, 가소제로서 에틸렌글리콜 0.3 g 및 유기 용제로서 n-헥산 0.1 g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상(dentrite)의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 100 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35% 의 상대 습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 유지하여 발포하였다. 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도의 환원 분위기에서 소결하여, 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 도 1은 실시예 1에서 제조된 금속폼의 사진이다. 도 1에 따르면, 얇은 두께를 가지고, 표면 크랙(crack)이 관찰되지 않는 금속폼을 제조할 수 있음을 알 수 있다.7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, 0.3 g of ethylene glycol as a plasticizer and n-hexane as an organic solvent To the mixture in which 0.1 g was mixed, 8 g of copper powder was mixed to prepare a slurry. As the copper powder, dentrite copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 100 μm. The metal foam precursor was foamed by maintaining it for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. The foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in a reducing atmosphere at a temperature of 1000° C. to prepare a metal foam in the form of a film. 1 is a photograph of the metal foam prepared in Example 1. 1 , it can be seen that a metal foam having a thin thickness and no surface cracks can be manufactured.

실시예 2 Example 2

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스를 각각 0.33 g 및 0.67 g, 계면 활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4g, 가소제로서 에틸렌글리콜 0.3 g, 및 유기 용제로서 n-헥산 0.1g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 300 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35%의 상대습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 발포하였다. 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도를 유지하는 오븐에서 소결하여 금속폼을 제조하였다. 도 2는 실시예 2에서 제조된 금속폼의 사진이다. 도 2에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로, 얇은 두께를 가지고, 표면 크랙(crack)이 관찰되지 않는 금속폼을, 비습식 방법으로 제조할 수 있음을 알 수 있다.7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, 0.3 g of ethylene glycol as a plasticizer, and n- as an organic solvent In a mixture containing 0.1 g of hexane, 8 g of copper powder was mixed to prepare a slurry. As the copper powder, dendritic copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 300 μm. The metal foam precursor was foamed for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. The foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in an oven maintaining a temperature of 1000° C. to prepare a metal foam. 2 is a photograph of the metal foam prepared in Example 2. According to FIG. 2 , it can be seen that, as in Example 1, a metal foam having a thin thickness and no surface cracks can be manufactured by a non-wet method.

실시예 3Example 3

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 각각 0.33 g 및 0.67 g, 계면 활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4g 및 유기 용제로서 n-헥산 0.06 g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 175 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35 %의 상대습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 발포하였다. 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도를 유지하는 오븐에서 소결하였다. 소결된 금속폼 전구체를 세척하여, 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 도 3은 실시예 3에서 제조된 금속폼의 사진이다. 도 3에 따르면, 표면에 균열이 없고, 얇은 두께를 가지는 금속폼을 제조할 수 있음을 알 수 있다.In a mixture of 7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, and 0.06 g of n-hexane as an organic solvent, A slurry was prepared by mixing 8 g of copper powder. As the copper powder, dendritic copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 175 μm. The metal foam precursor was foamed for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. The foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in an oven maintaining a temperature of 1000 ℃. By washing the sintered metal foam precursor, a metal foam in the form of a film was prepared. 3 is a photograph of the metal foam prepared in Example 3. According to FIG. 3 , it can be seen that there is no crack on the surface and a metal foam having a thin thickness can be manufactured.

실시예 4 Example 4

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 각각 0.33 g 및 0.67 g, 계면 활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4g 및 유기 용제로서 n-헥산 0.06 g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 225 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35 %의 상대습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 발포하였다. 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도를 유지하는 오븐에서 소결하였다. 도 4에 따르면, 표면에 균열이 없고, 얇은 두께를 가지는 금속폼을 제조할 수 있음을 알 수 있다.In a mixture of 7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, and 0.06 g of n-hexane as an organic solvent, A slurry was prepared by mixing 8 g of copper powder. As the copper powder, dendritic copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 225 μm. The metal foam precursor was foamed for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. The foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in an oven maintaining a temperature of 1000 ℃. According to FIG. 4 , it can be seen that there is no crack on the surface and a metal foam having a thin thickness can be manufactured.

비교예 1 Comparative Example 1

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 각각 0.33 g 및 0.67 g, 계면 활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4g 및 유기 용제로서 n-헥산 0.06 g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 800 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35%의 상대습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 발포하였다. 발포 후, 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도를 유지하는 오븐에서 소결하였다. 소결된 금속폼 전구체를 세척하여, 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 도 5는 비교예 1에서 제조된 금속폼의 사진이다. 도 5에 따르면, 슬러리 코팅 시의 두께가 본 출원에 따른 범위를 벗어나는 경우, 본 출원의 방법을 통해 금속폼을 제조 시, 표면에 균열이 발생하는 것을 알 수 있다. In a mixture of 7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, and 0.06 g of n-hexane as an organic solvent, A slurry was prepared by mixing 8 g of copper powder. As the copper powder, dendritic copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 800 μm. The metal foam precursor was foamed for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. After foaming, the foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in an oven maintaining a temperature of 1000 ℃. By washing the sintered metal foam precursor, a metal foam in the form of a film was prepared. 5 is a photograph of the metal foam prepared in Comparative Example 1. According to FIG. 5 , when the thickness at the time of slurry coating is out of the range according to the present application, it can be seen that cracks occur on the surface when the metal foam is manufactured through the method of the present application.

비교예 2Comparative Example 2

수성 용매로서 물 7 g, 바인더로서 메틸 셀룰로오스 및 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 각각 0.33 g 및 0.67 g, 계면 활성제로서 시판되는 양쪽성 계면활성제 0.4g 및 유기 용제로서 n-헥산 0.1 g이 혼합된 혼합물에, 구리 분말 8 g을 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 구리 분말로는 평균 입경(D50 입경)이 장축 방향으로 약 60 ㎛ 정도인 수지상의 구리 분말(Makin metal powder社, Dentritic copper powder)을 적용하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하여 두께 약 400 ㎛의 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 금속폼 전구체를 35℃의 온도 및 35%의 상대습도를 유지하는 오븐에서 약 1분간 발포하였다. 상기 발포된 금속폼 전구체를 100℃의 온도를 유지하는 오븐에서 건조 처리하였다. 이어서, 상기 건조된 금속폼 전구체를 1000℃의 온도를 유지하는 오븐에서 소결하였다. 소결된 금속폼 전구체를 세척하여, 필름 형태의 금속폼을 제조하였다. 도 6은 비교예 2에서 제조된 금속폼의 사진이다. 도 6에 따르면, 슬러리 코팅 시의 두께가 본 출원에 따른 범위를 벗어나는 경우, 본 출원의 방법을 통해 금속폼을 제조 시, 표면에 균열이 발생하는 것을 알 수 있다. 도 7은 비교예 2에서 제조된 금속폼의 SEM 사진이다. 도 7에 따르면, 슬러리 코팅 시의 두께가 본 출원에 따른 범위를 벗어나는 경우, 제조된 금속폼 내에서 슬러리가 과발포되어 다수의 기공 결함(defect)이 발생하는 것을 알 수 있다.In a mixture of 7 g of water as an aqueous solvent, 0.33 g and 0.67 g of methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose as a binder, respectively, 0.4 g of a commercially available amphoteric surfactant as a surfactant, and 0.1 g of n-hexane as an organic solvent, A slurry was prepared by mixing 8 g of copper powder. As the copper powder, dendritic copper powder (Makin metal powder, Dentritic copper powder) having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 60 μm in the long axis direction was applied. The slurry was coated in the form of a film to form a metal foam precursor having a thickness of about 400 μm. The metal foam precursor was foamed for about 1 minute in an oven maintaining a temperature of 35° C. and a relative humidity of 35%. The foamed metal foam precursor was dried in an oven maintaining a temperature of 100°C. Then, the dried metal foam precursor was sintered in an oven maintaining a temperature of 1000 ℃. By washing the sintered metal foam precursor, a metal foam in the form of a film was prepared. 6 is a photograph of the metal foam prepared in Comparative Example 2. According to FIG. 6 , when the thickness at the time of slurry coating is out of the range according to the present application, it can be seen that cracks occur on the surface when the metal foam is manufactured through the method of the present application. 7 is a SEM photograph of the metal foam prepared in Comparative Example 2. Referring to FIG. 7 , it can be seen that when the thickness of the slurry coating is out of the range according to the present application, the slurry is over-foamed in the manufactured metal foam and a number of pore defects occur.

Claims (13)

금속 분말, 수성 용매, 유기 용제 및 계면활성제를 포함하는 슬러리로 성형된 두께 300 ㎛ 이하인 필름 형태의 금속폼 전구체를 65% 미만의 상대 습도 분위기에서 발포시키는 단계를 포함하는 금속폼의 제조 방법.A method for producing a metal foam, comprising the step of foaming a metal foam precursor in the form of a film having a thickness of 300 μm or less formed into a slurry containing metal powder, an aqueous solvent, an organic solvent and a surfactant in an atmosphere of relative humidity of less than 65%. 제 1 항에 있어서, 슬러리는 유기 용제를 금속 분말 100 중량부 대비 1 중량부 이하로 포함하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the slurry contains 1 part by weight or less of the organic solvent based on 100 parts by weight of the metal powder. 제 1 항에 있어서, 슬러리 내에서 다가 알코올, 에테르, 또는 에스테르의 함량이 금속 분말 100 중량부 대비 1 중량부 이하인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the content of the polyhydric alcohol, ether, or ester in the slurry is 1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the metal powder. 제 1 항에 있어서, 금속 분말은 구리 분말, 인 분말, 몰리브덴 분말, 아연 분말, 망간 분말, 크롬 분말, 인듐 분말, 주석 분말, 은 분말, 백금 분말, 금 분말, 알루미늄 분말 및 마그네슘 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나, 상기 금속 분말 중 2종 이상의 혼합 또는 상기 중 2종 이상의 합금 분말 금속폼의 제조 방법.The group of claim 1, wherein the metal powder is copper powder, phosphorus powder, molybdenum powder, zinc powder, manganese powder, chromium powder, indium powder, tin powder, silver powder, platinum powder, gold powder, aluminum powder and magnesium powder. Any one selected from, a method for producing a mixture of two or more of the metal powder or an alloy powder metal foam of two or more of the above. 제 1 항에 있어서, 계면활성제가 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the surfactant is at least one selected from the group consisting of a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and an anionic surfactant. 제 1 항에 있어서, 계면활성제는 카르복실레이트계 음이온성 계면활성제, 설페이트계 음이온성 계면활성제, 이세티오네이트계 음이온성 계면활성제, 설포석시네이트계 음이온성 계면활성제, 타우레이트계 음이온성 계면활성제, 글루타메이트계 음이온성 계면활성제; 베타인계 양쪽성 계면활성제, 설테인계 양쪽성 계면활성제; 알킬폴리글루코사이드계 비이온성 계면활성제, 지방산 알카놀 아마이드계 비이온성 계면활성제, 아민옥사이드계 비이온성 계면활성제, 에틸렌옥사이드 부가 고급 알코올계 비이온성 계면활성제 및 에틸렌옥사이드 부가 오일계 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 방열필름의 제조방법.The surfactant according to claim 1, wherein the surfactant is a carboxylate-based anionic surfactant, a sulfate-based anionic surfactant, an isethionate-based anionic surfactant, a sulfosuccinate-based anionic surfactant, and a taurate-based anionic surfactant. activators, glutamate-based anionic surfactants; betaine-based amphoteric surfactants, sultaine-based amphoteric surfactants; A group consisting of alkyl polyglucoside-based nonionic surfactants, fatty acid alkanol amide-based nonionic surfactants, amine oxide-based nonionic surfactants, ethylene oxide-added higher alcohol-based nonionic surfactants, and ethylene oxide-added oil-based nonionic surfactants A method for producing a heat dissipation film that is one or a mixture of two or more selected from. 제 1 항에 있어서, 계면활성제는 금속 분말 100 중량부 대비 1 내지 15 중량부로 슬러리에 포함되는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the surfactant is included in the slurry in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal powder. 제 1 항에 있어서, 슬러리는 금속 분말을 30 중량% 이상으로 포함하는 금속폼의 제조 방법.The method according to claim 1, wherein the slurry contains 30 wt% or more of the metal powder. 제 1 항에 있어서, 바인더를 추가로 포함하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising a binder. 제 9 항에 있어서, 바인더는 알킬 셀룰로오스, 폴리알킬렌 카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리알킬렌 옥시드 또는 폴리비닐 아세테이트인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 9, wherein the binder is alkyl cellulose, polyalkylene carbonate, polyvinyl alcohol, polyalkylene oxide or polyvinyl acetate. 제 9 항에 있어서, 슬러리는 바인더를 금속 분말 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 20 중량부로 포함하는 금속폼의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the slurry comprises 10 parts by weight to 20 parts by weight of the binder based on 100 parts by weight of the metal powder. 제 1 항에 있어서, 발포 공정은 금속폼 전구체를 20°C 내지 100°C의 범위 내의 온도에서 유지하여 수행하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the foaming process is performed by maintaining the metal foam precursor at a temperature within the range of 20 °C to 100 °C. 제 1 항에 있어서, 발포 공정에 이어서 발포된 금속폼 전구체를 소결하는 공정을 추가로 수행하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein a process of sintering the foamed metal foam precursor is further performed following the foaming process.
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