WO2008050773A1 - Raw-material mixture with high expansion rate for producing porous metallic sinter - Google Patents

Raw-material mixture with high expansion rate for producing porous metallic sinter Download PDF

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Masahiro Wada
Eiko Kanda
Shinichi Ohmori
Takumi Shibuya
Tetsuji Tsujimoto
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Mitsubishi Materials Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a mixed raw material having a high foaming rate for producing a porous metal sintered body.
  • porous metals are used as materials for producing various electrodes of fuel cells, high-temperature filters, air cleaner filters, alkaline secondary battery electrode substrates, and the like.
  • a mixed raw material for producing a porous metal sintered body containing metal powder is formed into a thin plate shape by a doctor blade method, and this thin plate-like formed body is formed at high temperature and high humidity.
  • foam is formed in a sponge shape using the vapor pressure of the volatile organic solvent, which is the foaming agent contained in the mixed raw material for producing the porous metal sintered body, and the foamability of the surfactant, and further in the drying tank.
  • ! / Was dried to produce a sponge-like green plate, and this sponge-like green plate was degreased and fired by passing through a degreasing apparatus and a firing furnace, thereby producing a porous metal having continuous pores. .
  • Water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms: 0.05 to 10% by mass
  • Water-soluble resin binder 0.5-20% by mass
  • Metal powder having an average particle size of 0.5 to 500 111: 5 to 80% by mass, and if necessary,
  • Surfactant 0.05 to 5% by mass, and if necessary,
  • a plasticizer comprising at least one of polyhydric alcohols, fats and oils, ethers and esters: 0 .;
  • the foaming agent may be any volatile organic solvent as long as it can generate gas and form bubbles, for example, pentane, neopentane, hexane, isohexane, isopentane, benzene, octane, It is known that water-insoluble hydrocarbon organic solvents having 5 to 8 carbon atoms such as toluene can be used.
  • methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose cellulose, polybutyl alcohol, etc. can be used as water-soluble resin binders.
  • surfactants include alkylbenzene sulfonates and ⁇ -olefin sulfonates.
  • anionic surfactants such as alkyl sulfate salts, alkyl ether sulfate salts and alkane sulfonates, and nonionic surfactants such as polyethylene glycol derivatives and polyhydric alcohol derivatives can be used.
  • Plasticizers are used to impart plasticity to molded products.
  • Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, polyethylene glycol and glycerin; fats and oils such as coconut oil, rapeseed oil and olive oil; ethers such as petroleum ether; phthalates It is known that it is possible to use esters such as jetyl acid, dibutyl phthalate, jetyl hexyl phthalate, dioctyl phthalate, sorbitan monooleate, sorbitan triolate, sorbitan palmitate, sorbitan stearate, etc. Yes. (See Patent Documents 1 and 2)
  • This conventional mixed raw material for producing a porous metal sintered body contains the water-soluble resin binder, metal powder, and water, and further contains a slurry containing a surfactant and / or a plasticizer as necessary.
  • the slurry is prepared by adding and kneading the water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms that acts as a foaming agent to the slurry.
  • the ratio of the gas contained in the conventional mixed raw material for producing a porous metal sintered body produced by such kneading is 1% by volume or less.
  • vacuum degassing is performed in order to minimize the air mixed by the kneading. Also treated with foam!
  • Patent Document 1 Patent No. 3246190
  • Patent Document 2 JP-A-9 1 18901
  • the mixed raw material for producing the porous metal sintered body is used as a doctor blade.
  • the gas contained in the mixed raw material for producing a porous metal sintered body is preferably a mixed raw material for producing a porous metal sintered body, such as air, oxygen, nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, and hydrogen.
  • a mixed raw material for producing a porous metal sintered body such as air, oxygen, nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, and hydrogen.
  • the present invention has been made on the basis of power and knowledge.
  • the first embodiment of the present invention is a water-insoluble hydrocarbon-based organic solvent having 5 to 8 carbon atoms: 0.05 to 10% by mass,
  • Water-soluble resin binder 0.5-20% by mass
  • the average particle diameter of 0. 5-500 am of metal powder 5-80 mass 0/0,
  • Gas 2 to 50% by volume, balance: Conventional mixed metal raw material for producing a porous metal sintered body A mixed raw material for producing a porous metal sintered body containing gas and having a high foaming rate.
  • a water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms: 0.05 to 10% by mass
  • Water-soluble resin binder 0.5-20% by mass
  • the average particle diameter of 0. 5-500 am of metal powder 5-80 mass 0/0,
  • a mixed raw material for producing a porous metal sintered body (hereinafter referred to as a mixed raw material B for producing a porous metal sintered body) consisting of a mixture of water: the balance, and a gas, and a gas: 2 to 50% by volume, balance: Conventional mixed metal raw material for producing a porous metal sintered body B A mixed raw material for producing a porous metal sintered body containing gas and having a high foaming rate.
  • a water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms: 0.05 to 10% by mass
  • Water-soluble resin binder 0.5-20% by mass
  • the average particle diameter of 0. 5-500 am of metal powder 5-80 mass 0/0,
  • a plasticizer comprising at least one of polyhydric alcohols, fats and oils, ethers and esters: 0.
  • a mixed raw material for producing a porous metal sintered body (hereinafter, referred to as a conventional mixed raw material C for producing a porous metal sintered body) consisting of a mixture of water: the balance, and a gas,
  • Gas 2 to 50% by volume, balance: mixed raw material for producing porous metal sintered body Conventionally, it is a mixed raw material for producing porous metal sintered body containing gas and having a high foaming rate.
  • a water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms: 0.05 to 10% by mass
  • Water-soluble resin binder 0.5-20% by mass
  • the average particle diameter of 0. 5-500 am of metal powder 5-80 mass 0/0,
  • a plasticizer comprising at least one of polyhydric alcohols, fats and oils, ethers and esters: 0.
  • a mixed raw material for producing a porous metal sintered body (hereinafter referred to as a mixed raw material D for producing a porous metal sintered body hereinafter) consisting of a mixture of water: the balance, and a gas,
  • Gas 2 to 50% by volume, balance: Conventional mixed metal raw material for producing porous metal sintered body D It is a mixed raw material for producing a porous metal sintered body containing gas and having a high foaming rate.
  • the amount of gas exceeds 50% by volume, there will be too many bubbles to maintain the foamed state, and coating control will not be possible. Because it becomes difficult.
  • the water-soluble resin binder, the metal powder, and water are contained, and if necessary, a surfactant and / or Produces a slurry containing a plasticizer.
  • the water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms is added to the obtained slurry, and the mixture obtained by adding the water-insoluble hydrocarbon organic solvent to the slurry is stirred with a stirring device such as a mixer.
  • this compound can be produced by supplying gas so that the gas becomes bubbles through fine holes provided in the pipe.
  • a gas is first mixed with the obtained slurry, and then a water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms is added and mixed and stirred.
  • the gas used at this time is preferably air, oxygen, nitrogen, argon, helium, carbon dioxide, hydrogen or the like.
  • the metal powder contained in the mixed raw material for producing the porous metal sintered body of the present invention is not particularly limited as long as it is of any metal, but Ag, Ni, Ti, A metal powder such as Cu or stainless steel is preferred.
  • an optional additive component may be added in order to improve the properties and formability of the slurry.
  • preservatives can be added to improve the storage stability of the slurry, or the strength of the molded body
  • a polymer compound may be added as a binding aid.
  • Ag powder with an average particle size of 10 m, Ti powder with an average particle size of 10 m, Ni powder with an average particle size of 10 Hm, and SUS 316 powder with an average particle size of 12 m are prepared as metal powders. did.
  • hexane as a foaming agent, methylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose as a water-soluble resin binder, sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant, glycerin as a plasticizer, and water were prepared.
  • a water-insoluble hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms is further added to the slurry obtained by mixing previously prepared Ag powder having an average particle size of 10 m, hydroxypropylmethylcellulose as a water-soluble resin binder, and water.
  • Hexane is added as an organic solvent (foaming agent) to prepare a blend, and this blend is stirred with a mixer to obtain an Ag powder having an average particle size of 10 m: 60% by mass, a carbon number of 5 to 8 Hexane as water-soluble hydrocarbon organic solvent (foaming agent): 1.8% by mass, hydroxypropylmethylcellulose as water-soluble resin binder: 6.5% by mass, balance: Conventional porous metal sintered body made of water Mixed raw material A was prepared.
  • a water-insoluble hydrocarbon having 5 to 8 carbon atoms is further added to the slurry obtained by mixing previously prepared Ag powder having an average particle diameter of 10 m, hydroxypropylmethylcellulose as a water-soluble resin binder, and water. Hexane was added as an organic solvent (foaming agent) to make a blend, and this blend was stirred with a mixer and at the same time a pipe with 50 fine holes of 0.5 mm in diameter in the blend. Power is also supplied with air, and stirring is continued while adjusting the air supply rate.
  • These mixed raw materials A for manufacturing conventional porous metal sintered bodies, mixed raw materials 1 to 2 for manufacturing comparative porous metal sintered bodies, and mixed raw materials 1 to 5 for manufacturing porous metal sintered bodies of the present invention are respectively longitudinal: 200mm, width: 200mm, thickness 1mm
  • the thickness of the PET resin plate is coated to 0.3mm, and the coating film is humidity: 90%, temperature: 45
  • Table 1 shows the results of measuring the time until the coating film foams to a thickness of 1.2 mm while maintaining the condition at ° C.
  • the time required for the coating film of the mixed raw materials 1 to 5 for producing the porous metal sintered body of the present invention to foam to 1.2 mm is the conventional porous metal sintered body. It can be seen that the time required for the coating film of mixed raw material A for production to foam to 1.2 mm is much shorter. However, the time required for the coating film of the mixed raw material 1 for producing the comparative porous metal sintered body to foam to 1.2 mm is slightly longer, while the air content is 50% by volume. It can be seen that the mixed raw material 2 for producing the comparative porous metal sintered body containing excess air has a large unevenness on the surface of the coating film, which makes coating control difficult and is not preferable.
  • methyl cellulose as water-soluble resin binder 6.5% by weight
  • sodium dodecylbenzenesulfonate as surfactant 2.0% by weight
  • balance conventional porous metal firing made of water A mixed raw material B for producing a knot was produced.
  • composition of mixed raw material for production Thickness 0.3m
  • the time required for the coated film of the mixed raw material 6 to 10 for producing the porous metal sintered body of the present invention to foam to 1.2 mm is determined by the conventional porous metal sintering. It can be seen that the coating film of the mixed raw material B for body production is much shorter than the time required for foaming to 1.2 mm.
  • the time required for the coating film of the mixed raw material 3 for producing the comparative porous metal sintered body to foam to 1.2 mm is slightly longer, while the air content exceeds 50% by volume. It can be seen that the mixed raw material 4 for producing a comparative porous metal sintered body containing, which has large irregularities on the surface of the coating film, makes coating control difficult and is not preferable.
  • the slurry prepared by mixing Ni powder with an average particle size of 10 ⁇ m prepared earlier, hydroxypropylmethylcellulose as a water-soluble resin binder, and glycerin and water as a plasticizer is further added with 5 to 8 carbon atoms.
  • Hexane is added as a water-insoluble hydrocarbon-based organic solvent (foaming agent) to prepare a blend, and this blend is stirred with a mixer to obtain a Ni powder with an average particle size of 10 ⁇ m: 60 mass 0/0, hexanes and water-insoluble hydrocarbon organic solvent 5-8 carbon atoms (foaming agent):. 1 8 wt%, hydroxypropyl methyl cellulose as a water-soluble resin binder:. 6 5 mass 0/0, A mixed raw material C for production of a conventional porous metal sintered body comprising glycerin: 2.5% by mass as a plasticizer and the balance: water was prepared. [0 0 2 3]
  • the Ni powder having an average particle size of 10 ⁇ m prepared earlier, hydroxypropyl butylmethylcellulose as the water-soluble resin binder, glycerin and water as the plasticizer, and the number of carbon Hexane was added as a water-insoluble hydrocarbon organic solvent (foaming agent) of 5 to 8 to prepare a blend, and this blend was stirred with a mixer and at the same time a diameter of 0.5 mm was added to the blend.
  • a water-insoluble hydrocarbon organic solvent (foaming agent) of 5 to 8
  • the balance being water Air is introduced into the resulting slurry, and has the air content shown in Table 3, with the balance being the mixed raw material for manufacturing the porous metal sintered body of the present invention, which consists of the mixed raw material C for manufacturing the conventional porous metal sintered body 1 1 ⁇ 15, Mixed raw materials 5-6 for producing a comparative porous metal sintered body were produced.
  • These mixed raw materials C for producing conventional porous metal sintered bodies, mixed raw materials 5 to 6 for producing comparative porous metal sintered bodies, and mixed raw materials for producing porous metal sintered bodies 1 1 to 15 of the present invention are respectively PET resin. Coat the surface of the plate to a thickness of 0.3 mm, and maintain this coating film at a humidity of 90% and a temperature of 45 ° C. Thickness: Time until 1.2 mm was measured and the results are shown in Table 3.
  • composition of mixed raw materials for production Thickness 0.3 ⁇ ⁇
  • the present invention 13 20 Residue 3 ⁇
  • the time required for the coating film of the mixed raw material 11 to; 15 for producing the porous metal sintered body of the present invention to foam to 1.2 mm is the conventional porous metal It can be seen that the time required for the coating film of the mixed raw material C for sintered body production to foam to 1.2 mm is much shorter. However, the time required for the coating film of the mixed raw material 5 for producing the comparative porous metal sintered body to foam to 1.2 mm is slightly longer, but the air content exceeds 50% by volume. It can be seen that the mixed raw material 6 for producing the comparative porous metal sintered body is not preferable because large unevenness is formed on the surface of the coating film, so that coating control becomes difficult.
  • Ag powder 60 wt%, hexanes in a water-insoluble hydrocarbon organic solvent having a carbon number of 5-8 (blowing agent): 1.8 wt%, methyl cellulose as a water-soluble resins binder: 6.5 weight 0 / 0, sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant: 2.0 mass 0/0, glycerol as a plasticizer: 2.5 mass 0/0, the balance water or Ranaru conventional porous sintered metal for producing the mixed materials D was produced.
  • a slurry obtained by mixing previously prepared SUS316 powder having an average particle diameter of 10 m, methylcellulose as a water-soluble resin binder, sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant, glycerin and water as a plasticizer. Further, hexane was added as a water-insoluble hydrocarbon-based organic solvent (foaming agent) having 5 to 8 carbon atoms, and a blend was prepared.
  • the mixed raw material for producing the porous metal sintered body of the present invention having the air content shown in Table 4 and the balance consisting of the mixed raw material D for producing the conventional porous metal sintered body 16 ⁇ 20.
  • Mixed raw materials 7 to 8 for producing a comparative porous metal sintered body were produced.
  • the time required for the coated film of the mixed raw material 16 to 20 for producing the porous metal sintered body of the present invention to foam to 1.2 mm is the same as the time required for conventional porous metal sintering. It can be seen that it is much shorter than the time required for the coating film of the mixed raw material D for manufacturing the kneaded foam to become 1.2 mm.
  • the time required for the coating film of the mixed raw material 7 for producing the comparative porous metal sintered body to foam to 1.2 mm is slightly longer, while the air content is 50 volumes. It can be seen that the mixed raw material 8 for producing the comparative porous metal sintered body containing air exceeding% is not preferable because the coating film surface has large irregularities, making coating control difficult.

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Description

明 細 書
発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料
技術分野
[0001] 本発明は、多孔質金属焼結体を製造するための発泡速度の速い混合原料に関す 本願 (ま、 2006年 10月 24曰 ίこ曰本で出願された特願 2006— 288328号 ίこ基づき 優先権を主張し、その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 一般に、多孔質金属は、燃料電池の各種電極、高温用フィルター、空気清浄機用 フィルター、アルカリ二次電池の電極基板などを作製するための素材として使用する ことは広く知られている。この多孔質金属を製造する方法の一つとして、金属粉末を 含有する多孔質金属焼結体製造用混合原料をドクターブレード法により薄板状に成 形し、この薄板状成形体を高温 ·高湿度槽において前記多孔質金属焼結体製造用 混合原料に含まれる発泡剤である揮発性有機溶剤の蒸気圧および界面活性剤の起 泡性を利用してスポンジ状に発泡させ、さらに乾燥槽にお!/、て乾燥させてスポンジ状 グリーン板を製造し、このスポンジ状グリーン板を脱脂装置および焼成炉を通すこと により脱脂、焼成し、これにより連続空孔を有する多孔質金属を製造していた。
[0003] 前記多孔質金属焼結体製造用混合原料として、
炭素数 5〜 8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5〜500 111の金属粉末：5〜80質量％、を含有し、さらに必要に応じ て、
界面活性剤： 0. 05〜5質量％、を含有し、さらに必要に応じて、
多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステルの内の少なくとも 1種からなる可塑 剤： 0.；!〜 15質量％を含有し、
水:残部、からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料 が知られている。 ここで発泡剤は、ガスを発生して気泡を形成できるものであれば良ぐ揮発性有機 溶剤としては、例えば、ペンタン、ネオペンタン、へキサン、イソへキサン、イソぺプタ ン、ベンゼン、オクタン、トルエンなどの炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶 剤を使用することができることが知られている。
水溶性樹脂結合剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー チルセルロース、ポリビュルアルコールなどを使用することができることが知られてい 界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、 α—ォレフインスルホン酸 塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルカンスルホン 酸塩等のァニオン界面活性剤、ポリエチレングリコール誘導体、多価アルコール誘導 体などの非イオン性界面活性剤などを使用することができることが知られている。 可塑剤としては、成形体に可塑性を付与するためのもので、エチレングリコール、ポ リエチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール;鰯油、菜種油、ォリーブ油な どの油脂；石油エーテルなどのエーテル類；フタル酸ジェチル、フタル酸ジ Νブチル 、フタル酸ジェチルへキシル、フタル酸ジォクチル、ソルビタンモノォレート、ソルビタ ントリオレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレートなどのエステルなどを 使用すること力できること力知られている。 （特許文献 1、 2などを参照）
そして、この従来の多孔質金属焼結体製造用混合原料は、前記水溶性樹脂結合 剤、金属粉末、水を含有し、さらに必要に応じて界面活性剤および/または可塑剤 を含有するスラリーを先ず作製し、このスラリーに発泡剤として作用する前記炭素数 5 〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤を添加し混練することにより作製する。かかる 混練により作製した従来の多孔質金属焼結体製造用混合原料に含まれる気体の割 合は 1体積％以下であり、通常は混練により混入した空気を可能な限り少なくするた めに真空脱泡などの処理も施されて!/、た。
特許文献 1：特許第 3246190号明細書
特許文献 2：特開平 9 1 18901号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0005] 前述のように、前記従来の多孔質金属焼結体製造用混合原料を用いて多孔質金 属焼結体を製造する工程において、多孔質金属焼結体製造用混合原料をドクター ブレード法により薄い板状に成形し、この成形して得られた板状成形体を高温 ·高湿 度槽において前記多孔質金属焼結体製造用混合原料の板状成形体に含まれる発 泡剤である揮発性有機溶剤の蒸気圧および界面活性剤の起泡性を利用してスポン ジ状に発泡させる工程を経なければならないが、従来の多孔質金属焼結体製造用 混合原料の薄板成形体を発泡させようとしても、従来の多孔質金属焼結体製造用混 合原料は発泡速度が遅いために発泡を終了させるためには 20〜 180分の長時間を 必要とし、発泡にさせるに時間力 Sかかりすぎて量産するには適当ではない。
課題を解決するための手段
[0006] そこで、本発明者らは、発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料を得る ベく研究を行った結果、以下の知見を得た。
(A)多孔質金属焼結体製造用混合原料にある程度気体が含まれている方が、気体 含有量の少ないまたは真空脱泡して気体が含まれない多孔質金属焼結体製造用混 合原料に比べて発泡速度が格段に速くなること。
(B)多孔質金属焼結体製造用混合原料に含まれる気体は、空気、酸素、窒素、アル ゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水素などが好ましぐ多孔質金属焼結体製造用混合原 料に含まれる気体の量は 2〜50体積％ (好ましくは 5〜20体積％)の範囲内にあると 、発泡速度が格段に速くなつて発泡終了までの時間を 1〜8分に短縮することができ 、多孔質金属の製造時間を一層短くすることができること。
[0007] この発明は、力、かる知見に基づいてなされたものである。
本発明の第 1の態様は、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10 質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
を含有し、
水:残部からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料 (以 下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Aという）と気体とが、
気体： 2〜50体積％、残部：従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Aとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料である。
本発明の他の態様は、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜10 質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
界面活性剤： 0. 05〜5質量％、
を含有し、水:残部からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混 合原料 (以下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Bという）と気体とが、 気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Bとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料である。
本発明の他の態様は、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜10 質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
を含有し、さらに、
多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステルの内の少なくとも 1種からなる可塑 剤： 0. ；!〜 15質量％を含有し、
水:残部、からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料（ 以下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Cという）と気体とが、
気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Cとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料である。
本発明の他の態様は、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜10 質量％、
界面活性剤： 0. 05〜5質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、 を含有し、さらに、
多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステルの内の少なくとも 1種からなる可塑 剤： 0. ；!〜 15質量％を含有し、
水:残部、からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料（ 以下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Dという）と気体とが、
気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Dとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料である。
[0008] この発明の多孔質金属焼結体製造用混合原料に含まれる気体の割合を多孔質金 属焼結体製造用混合原料全体の 2〜50体積％にした理由は、気体の含有割合が 2 体積％未満では発泡時間の短縮には十分な効果がなぐ一方、気体の含有割合が 50体積％を越えると、気泡が多すぎて発泡状態を維持することができなくなり、さらに 塗工制御も難しくなるからである。
[0009] この発明の多孔質金属焼結体製造用混合原料を作製するには、まず、前記水溶性 樹脂結合剤、金属粉末、水を含有し、さらに必要に応じて界面活性剤および/また は可塑剤を含有するスラリーを作製する。得られたスラリーに前記炭素数 5〜8の非 水溶性炭化水素系有機溶剤を添加し、このスラリーに前記非水溶性炭化水素系有 機溶剤を添加した配合体をミキサーなどの撹拌装置で撹拌すると同時にこの配合体 にパイプに設けた微細な穴を通して気体が泡となるように気体を供給することにより 作製すること力できる。また、前記得られたスラリーに初めに気体を混合してから炭素 数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤を添加し混合 ·撹拌することにより作製する ことあでさる。
このとき使用する気体は、空気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、水素 などが好ましい。
この発明の多孔質金属焼結体製造用混合原料に含まれる金属粉末は、いかなる金 属であってもよぐ特に限定されるものではないが、比較的耐食性に優れた Ag、 Ni、 Ti、 Cu、ステンレス鋼などの金属粉末であることが好ましい。
また、スラリーの特性や成形性を向上させるために任意の添加成分を加えてもよい 。例えば、スラリーの保存性を向上させるために防腐剤を添加したり、成形体の強度 を向上させるために結合助剤としてポリマー系化合物を加えてもよい。
発明の効果
[0010] この発明の多孔質金属焼結体製造用混合原料を使用することにより従来の多孔質 金属焼結体製造用混合原料に比べて一層短時間で発泡することから、微細で均一 な大きさの気孔を有する多孔質金属を一層短時間で製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 金属粉末として、平均粒径： 10 mの Ag粉末、平均粒径： 10 mの Ti粉末、平均 粒径： 10 H mの Ni粉末、平均粒径： 12 mの SUS 316粉末を用意した。
さらに、発泡剤としてへキサン、水溶性樹脂結合剤としてメチルセルロースおよびヒ ドロキシプロピルメチルセルロース、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナ トリウム、可塑剤としてグリセリンを用意し、さらに水を用意した。
実施例 1
[0012] 先に用意した平均粒径 10 mの Ag粉末、水溶性樹脂結合剤としてヒドロキシプロ ピルメチルセルロースおよび水を混合して得られたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の 非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサンを添加して配合体を作製し、 この配合体をミキサーで撹拌することにより平均粒径 10 mの Ag粉末： 60質量％、 炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質量％ 、水溶性樹脂結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース： 6. 5質量％、残部： 水からなる従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Aを作製した。
[0013] 先に用意した平均粒径 10 mの Ag粉末、水溶性樹脂結合剤としてヒドロキシプロ ピルメチルセルロースおよび水を混合して得られたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の 非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサンを添加して配合体を作製し、 この配合体をミキサーで撹拌すると同時にこの配合体の中に直径： 0. 5mmの微細 な穴を 50個設けたパイプ力も空気を供給し、空気の供給量を調節しながら撹拌を続 けることにより、平均粒径 lO ^ mの Ag粉末： 60質量％、炭素数 5〜8の非水溶性炭 化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質量％、水溶性樹脂結合剤として ヒドロキシプロピルメチルセルロース： 6· 5質量0 /0、残部：水からなるスラリーに空気を 導入し、表 1に示される空気含有量を有し、残部が従来多孔質金属焼結体製造用混 合原料 Aからなる本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1〜 5、 比較多孔質 金属焼結体製造用混合原料 1〜 2を作製した。
【0014】
これら従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 A、 比較多孔質金属焼結体製造 用混合原料 1〜 2および本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1〜 5をそれ ぞれ縦： 200mm、 横： 200 mm、 厚さ 1 mmの寸法を有する P E T樹脂 板の片面全面に厚さ： 0. 3mmとなるように塗工し、 この塗工膜を湿度： 9 0%、 温度： 45°Cの条件に保持し、 この塗工膜が発泡して厚さ ： 1. 2mm になるまでの時間を測定し、 その結果を表 1に示した。
【0015】
【表 1】
Figure imgf000008_0001
【0016】
表 1に示される結果から、 本発明多孔質金属焼結体製造用混合原科 1 ~ 5の 塗工膜が発泡して 1. 2mmになるまでに要する時間は、 従来多孔質金属焼結 体製造用混合原料 Aの塗工膜が発泡して 1. 2 m mになるまでに要する時間に 比べて格段に短いことがわかる。 し力 し、 比較多孔質金属焼結体製造用混合原 料 1の塗工膜が発泡して 1. 2 mmになるまでに要する時間はやや長く、一方、 空気の含有量が 50体積％を越える空気を含む比較多孔質金属焼結体製造用混 合原料 2は塗工膜の表面に大きな凹凸ができるので塗工制御が難しくなり好ま しくないことがわかる。
【実施例 2】
【0017】
爱替え用 g (規則 先に用意した平均粒径 1 0 μΐηの T i粉末、 水溶性樹脂結合剤と セルロー
魁 え招 ( 2 ス、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムおよび水を混合して得ら れたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）として へキサンを添加して配合体を作製し、この配合体をミキサーで撹拌することにより平 均粒径 10 11 mの Ag粉末： 60質量％、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶 剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質量％、水溶性樹脂結合剤としてメチルセルロース : 6. 5質量％、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム： 2. 0質量％ 、残部：水からなる従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Bを作製した。
[0018] 先に用意した平均粒径 10 mの Ti粉末、水溶性樹脂結合剤としてメチルセルロー ス、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムおよび水を混合して得ら れたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）として へキサンを添加して配合体を作製し、この配合体をミキサーで撹拌すると同時にこの 配合体に直径： 0. 5mmの微細な穴を 50個設けたパイプから空気を供給し、空気の 供給量を調節しながら撹拌を続けることにより、平均粒径 ΙΟ πιの Ti粉末：60質量 %、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質 量％、水溶性樹脂結合剤としてメチルセルロース： 6. 5質量％、残部：水からなるスラ リーに空気を導入し、表 2に示される空気含有量を有し、残部が従来多孔質金属焼 結体製造用混合原料 Bからなる本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 6〜； 10、 比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 3〜4を作製した。
[0019] これら従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 B、比較多孔質金属焼結体製造用 混合原料 3〜4および本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 6〜； 10をそれぞれ PET樹脂板の表面に厚さ： 0. 3mmとなるように塗工し、この塗工膜を湿度： 90%、 温度： 45°Cの条件に保持し、この塗工膜が発泡して厚さ： 1. 2mmになるまでの時間 を測定し、その結果を表 2に示した。
[0020] [表 2] 本発明多？ L質金属焼結体
製造用混合原料の構成 厚さ： 0. 3m の
多 ¾質
翻0/。） 塗工饞が発砲して
金属焼結体
従来多 ¾質 厚さ 1. 2翻に 備考 製造搿
凝会膝 金属嬢結体 なるまでの
製造銷 時閲 (分》
混合原料 Β
8 2. 2 残部 7
7 5. 1 殘部 5
本発明 8 20. ί 残部 2
9 3S. 1 残部 1
10 48. 9 残部 1
3 1. 3* 14
it較
4 δϊ . 8* 幾部 1 癉ェ铜御雛 徒:? 5¾ 1 - 100 20 -
【0 0 2 1】
表 2に示される結果から、 本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 6〜1 0 の塗工膜が発泡して 1 . 2 mmになるまでに要する時間は、 従来多孔質金属焼 結体製造用混合原料 Bの塗工膜が発泡して 1 . 2 mmになるまでに要する時間 に比べて格段に短いことがわかる。
しかし、 比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 3の塗工膜が発泡して 1 . 2 mmになるまでに要する時間はやや長く、 一方、 空気の含有量が 5 0体積％を 越える空気を含む比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 4は塗工膜の表面に大 きな凹凸ができるので塗工制御が難しくなり好ましくないことがわかる。
【実施例 3】
【0 0 2 2】
先に用意した平均粒径 1 0 μ mの N i粉末、 水溶性樹脂結合剤としてヒドロキ シプロピルメチルセルロース、 可塑剤としてグリセリンおよび水を混合して得 られたスラリーに、 さらに炭素数 5 ~ 8の非水溶性炭化水素系有機溶剤 （発泡 剤） としてへキサンを添加して配合体を作製し、 この配合体をミキサーで撹拌 することにより平均粒径 1 0 μ mの N i粉末： 6 0質量0 /0、 炭素数 5〜 8の非 水溶性炭化水素系有機溶剤 （発泡剤） としてへキサン： 1 . 8質量％、 水溶性 樹脂結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース ： 6 . 5質量0 /0、 可塑 剤としてグリセリン： 2 . 5質量％、 残部：水からなる従来多孔質金属焼結体 製造用混合原料 Cを作製した。 【0 0 2 3】
さらに、 先に用意した平均粒径 1 0 μ mの N i粉末、 水溶性樹脂結合剤とし てヒドロキシプ口ピルメチルセルロース、 可塑剤としてグリセリンおよび水を 混合して得られたスラリーに、 さらに炭素数 5〜 8の非水溶性炭化水素系有機 溶剤 （発泡剤） としてへキサンを添加して配合体を作製し、 この配合体をミキ サ一で撹拌すると同時にこの配合体に直径： 0 . 5 mmの微細な穴を 5 0個設 けたパイプから空気を供給し、 空気の供給量を調節しながら撹拌を続けること により、 平均粒径 1 0 μ mの A g粉末： 6 0質量％、 炭素数 5〜 8の非水溶性 炭化水素系有機溶剤 （発泡剤） としてへキサン： 1 . 8質量％、 水溶性樹脂結 合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース ： 6 . 5質量0 /0、 可塑剤とし てグリセリン： 2 . 5質量0 /0、 残部：水からなるスラリーに空気を導入し、 表 3に示される空気含有量を有し、 残部が従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Cからなる本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1 1〜1 5、 比較多孔質金 属焼結体製造用混合原料 5〜 6を作製した。
【0 0 2 4】
これら従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 C、 比較多孔質金属焼結体製造 用混合原料 5〜 6および本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1 1〜1 5を それぞれ P E T樹脂板の表面に厚さ ： 0 . 3 mmとなるように塗工し、 この塗 ェ膜を湿度： 9 0 %、 温度： 4 5 °Cの条件に保持し、 この塗工膜が発泡して厚 さ： 1 . 2 mmになるまでの時間を測定し、 その結果を表 3に示した。
【0 0 2 5】
【表 3】
¾替え IS (¾2β) 本発稱多 ¾質金属焼結体
製造用混合原料の構成 厚さ： 0.3ί τιの 多 ¾質
ί体積0/ 0) 塗工膜が発砲して
金属焼結体
従籴多孔質 厚さ 1.2麵に 睛考 製造用
空気 金属焼結钵 なるまでの 遐合原料
製造用 時間《分）
凝合原料 0
11 2.0 残部 8
12 5.2 残部 4
本発明 13 20. 残郐 3 ―
14 34.9 m 3
15 47.9 m 3
5 1.3* 残部 31
6 SI.6* 籙部 3 譫ェ制御難 従来 3 - 残部 8S
[0026] 表 3に示される結果から、本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 11〜； 15の塗 ェ膜が発泡して 1. 2mmになるまでに要する時間は、従来多孔質金属焼結体製造 用混合原料 Cの塗工膜が発泡して 1. 2mmになるまでに要する時間に比べて格段に 短いことがわかる。しかし、比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 5の塗工膜が発 泡して 1. 2mmになるまでに要する時間はやや長ぐ一方、空気の含有量が 50体積 %を越える空気を含む比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 6は塗工膜の表面に 大きな凹凸ができるので塗工制御が難しくなり好ましくないことがわかる。
実施例 4
[0027] 先に用意した平均粒径 10 mの SUS316粉末、水溶性樹脂結合剤としてメチル セルロース、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、可塑剤として グリセリンおよび水を混合して得られたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の非水溶性炭 化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサンを添加して配合体を作製し、この配合体 をミキサーで撹拌することにより平均粒径 10 mの Ag粉末： 60質量％、炭素数 5〜8 の非水溶性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質量％、水溶性樹 脂結合剤としてメチルセルロース： 6. 5質量0 /0、界面活性剤としてドデシルベンゼン スルホン酸ナトリウム： 2. 0質量0 /0、可塑剤としてグリセリン： 2. 5質量0 /0、残部：水か らなる従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Dを作製した。
[0028] さらに、先に用意した平均粒径 10 mの SUS316粉末、水溶性樹脂結合剤として メチルセルロース、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、可塑剤 としてグリセリンおよび水を混合して得られたスラリーに、さらに炭素数 5〜8の非水溶 性炭化水素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサンを添加して配合体を作製し、この配 合体をミキサーで撹拌すると同時にこの配合体に直径： 0. 5mmの微細な穴を 50個 設けたパイプから空気を供給し、空気の供給量を調節しながら撹拌を続けることによ り、平均粒径 lO ^ mの SUS316粉末： 60質量％、炭素数 5〜8の非水溶性炭化水 素系有機溶剤 (発泡剤）としてへキサン： 1. 8質量％、水溶性樹脂結合剤としてメチ ルセルロース： 6. 5質量％、可塑剤としてグリセリン： 2. 5質量％、残部：水からなるス ラリーに空気を導入し、表 4に示される空気含有量を有し、残部が従来多孔質金属 焼結体製造用混合原料 Dからなる本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 16〜 2 0、 比較多孔質金属焼結体製造用混合原料 7〜 8を作製した。
【0 0 2 9】
これら従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 D、 比較多孔質金属焼結体製造 用混合原 7〜 8および本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1 6〜 2 0をそ れぞれ P E T樹脂板の表面に厚さ ： 0 . 3 mmとなるように塗工し、 この塗工 膜を湿度： 9 0 %、 温度： 4 5 °Cの条件に保持し、 この塗工膜が発泡して厚さ ： 1 . 2 mmになるまでの時間を測定し、 その結果を表 4に示した。
【0 0 3 0】
【表 4】
Figure imgf000015_0001
【0 0 3 1】
表 4に示される結果から、 本発明多孔質金属焼結体製造用混合原料 1 6 ~ 2 0の塗工膜が発泡して 1 . 2 mmになるまでに要する時間は、 従来多孔質金属 焼結体製造用混合原料 Dの塗工膜が発泡して 1 · 2 mmになるまでに要する時 間に比べて格段に短いことがわかる。 しカゝし、 比較多孔質金属焼結体製造用混 合原料 7の塗工膜が発泡して 1 . 2 mmになるまでに要する時間はやや長く、 一方、 空気の含有量が 5 0体積％を越える空気を含む比較多孔質金属焼結体製 造用混合原料 8は塗工膜の表面に大きな凹凸ができるので塗工制御が難しくな り好ましくないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0 0 3 2】
この発明の多孔質金属焼結体製造用混合原料を使用することにより従来の多孔 質金属焼結体製造用混合原料に比べて一層短時間で発泡することから、 微細で 均一な大きさの気孔を有する多孔質金属を一層短時間で製造することができる, 従って、
鎏替え ] ¾ (規則 2β) 本発明は産業上極めて有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
を含有し、
水:残部からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料 (以 下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Aという）と気体とが、
気体： 2〜50体積％、残部：従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Aとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料。
[2] 炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
界面活性剤： 0. 05〜5質量％、
を含有し、
水:残部からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料 (以 下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Bという）と気体とが、
気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Bとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料。
[3] 炭素数 5〜8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
を含有し、さらに、
多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステルの内の少なくとも 1種からなる可塑 剤： 0. ；!〜 15質量％を含有し、
水:残部、からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料（ 以下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Cという）と気体とが、
気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Cとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料。 炭素数 5〜 8の非水溶性炭化水素系有機溶剤： 0. 05〜； 10質量％、
界面活性剤： 0. 05〜5質量％、
水溶性樹脂結合剤: 0. 5〜20質量％、
平均粒径 0. 5—500 a mの金属粉末： 5〜80質量0 /0、
を含有し、さらに、
多価アルコール、油脂、エーテルおよびエステルの内の少なくとも 1種からなる可塑 剤： 0. ；!〜 15質量％を含有し、
水:残部、からなる配合組成の混合物からなる多孔質金属焼結体製造用混合原料（ 以下、従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Dという）と気体とが、
気体 : 2〜50体積％、残部:従来多孔質金属焼結体製造用混合原料 Dとなる割合で 気体を含む発泡速度の速い多孔質金属焼結体製造用混合原料。
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