ES2339679T3 - Metodo de fabricacion de un medio de fibras metalicas sinterizado. - Google Patents

Metodo de fabricacion de un medio de fibras metalicas sinterizado. Download PDF

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Zoi Tatoudi
Frank Verschaeve
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Abstract

Un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado, que comprende los pasos de: - proporcionar fibras metálicas, teniendo dichas fibras una L/D menor que 110, siendo dicha L la longitud media de fibra, siendo dicho D el diámetro equivalente de las fibras metálicas; - preparar un lodo que comprende dichas fibras metálicas y un agente fijador por mezcla de dichas fibras metálicas y dicho agente fijador, en donde la concentración de fibras metálicas en dicho lodo está comprendida en el intervalo de 2% en peso a 40% en peso de dicho lodo, y en donde la concentración del agente fijador en dicho lodo está comprendida en el intervalo de 0,5% en peso a 30% en peso de dicho lodo; - colar en cinta una capa de dicho lodo sobre un soporte utilizando un aplicador; - solidificar dicho lodo, proporcionando un papel metalizado que comprende la totalidad de dichas fibras metálicas y la totalidad de dicho agente fijador; - desprender dicho agente fijador en dicho lodo y sinterizar dichas fibras metálicas.

Description

Método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado.
Antecedentes de la invención
Los medios de fibras metálicas sinterizados son bien conocidos en la técnica para numerosas aplicaciones, tales como p.ej. filtración de líquidos o gases.
Un primer método para proporcionar un medio de fibras metálicas sinterizado consiste en producir una tela de fibras metálicas por deposición al aire, y sinterización de esta tela depositada al aire en hornos apropiados.
Una desventaja de esta tela extendida al aire es el hecho de que la tela es por regla general relativamente heterogénea, especialmente cuando deben proporcionarse medios de fibras metálicas sinterizados relativamente delgados. Esto se debe a que es difícil que las telas extendidas al aire puedan proporcionarse de modo suficientemente homogéneo, y por tanto, para disponer de un medio de fibras metálicas sinterizado con propiedades homogéneas en toda su superficie, se apilan usualmente varias telas extendidas al aire (lo que se conoce como duplicación).
Otro método para proporcionar una tela, antes de la operación de sinterización, consiste en utilizar el denominado método de deposición húmeda o método de la fabricación del papel, como se describe en WO 98/43756, EP 933984A, JP 11-131105, JP 61-225400 y JP 61-223105. Las fibras metálicas se convierten en un lodo, lodo que se vierte sobre un tamiz. El agua es aspirada del lodo a través del tamiz. El lodo deshidratado restante se sintetiza después. Puede utilizarse un agente fijador para fijar temporalmente las fibras metálicas unas a otras y hacer así transportable el lodo deshidratado. Este lodo deshidratado se sinteriza luego, desprendiendo en primer lugar a ser posible el agente fijador.
Una desventaja de la tela húmeda es que en el caso de la utilización de fibras delgadas y relativamente cortas, algunas de las fibras más cortas son aspiradas a través del tamiz, junto con el agua que se elimina del lodo. En el caso de las telas delgadas fabricadas antes de la sinterización, el paso de deshidratación puede aspirar orificios pequeños o mayores en la tela en los cuales se retienen pocas fibras o ninguna para la sinterización. Asimismo, se obtiene una impronta de la red soportante, utilizada para soportar el lodo húmedo durante la deshidratación. El patrón neto se observa en la tela deshidratada como manchas repetitivas más delgadas.
Como resultado, el lodo deshidratado y por tanto el medio de fibras metálicas sinterizado, puede tener zonas heterogéneas en las cuales están presentes menos fibras, aun cuando varias capas de las telas recién deshidratadas se apilen unas a otras antes de la sinterización.
Especialmente en el caso de la utilización de fibras con diámetro equivalente pequeño, v.g. 2 \mum a 6 \mum, se advierte el fenómeno de aspiración de fibras con el agua durante la deshidratación. Esto es debido a que usualmente la cantidad de fibras con longitudes menores es tanto mayor cuanto más finas son las fibras. Como resultado, más fibras con longitud corta son aspiradas con el agua durante la deshidratación en el caso de las fibras con diámetro equivalente pequeño.
Sumario de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un método para fabricar un medio de fibras metálicas sinterizado que resuelve los inconvenientes de la técnica anterior. Es un objeto de la presente invención proporcionar un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado con propiedades homogéneas en toda su superficie. Es también un objeto de la presente invención proporcionar un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado con propiedades homogéneas en toda su superficie que comprende fibras metálicas relativamente cortas y/o finas. Es adicionalmente un objeto de la presente invención proporcionar un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado con propiedades homogéneas en toda su superficie, medio que tiene un espesor relativamente pequeño.
Un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado como el que constituye objeto de la invención comprende los pasos que se describen en la reivindicación 1.
El lodo utilizado para la colada utilizando un aplicador, o la denominada colada en cinta, comprende una cantidad de fibras metálicas comprendida en el intervalo de 2% en peso a 40% en peso del lodo, más preferiblemente entre 5% en peso y 15% en peso del lodo. Aparentemente, tal concentración combinada con la acción de colada de cinta para proporcionar capas sustancialmente planas de lodo, hace que las fibras metálicas se distribuyan más homogéneamente, proporcionando así un medio de fibras metálicas sinterizado que tiene propiedades más homogéneas en su superficie y en el espesor del medio.
\newpage
Demasiadas fibras metálicas en el lodo pueden causar aglomeración de las fibras, lo que es causa a su vez de una distribución heterogénea de las fibras metálicas en todo el medio de fibras metálicas sinterizado.
Un número demasiado pequeño de fibras metálicas en el lodo puede causar problemas durante el desprendimiento del fijador, donde un desprendimiento excesivo del fijador causa una perturbación de la sinterización de las fibras metálicas. Adicionalmente, dicha producción de medio de fibras metálicas sinterizado resulta antieconómica, dado que se consume una gran cantidad de energía para el desprendimiento del agente fijador, y debe eliminarse un gran volumen de material fijador. En cada capa de colada, la distribución de las fibras metálicas en su superficie puede llegar a ser irregular.
En un método preferido adicional, el lodo comprende un disolvente para disolver el agente fijador, y durante la solidificación del lodo, se elimina por evaporación todo el disolvente. Esto tiene un efecto ventajoso adicional sobre la homogeneidad de la distribución de las fibras metálicas en la superficie y en el espesor del medio de fibras metálicas sinterizado que resulta del proceso ulterior.
Considérese ahora el método para proporcionar un medio de fibras metálicas sinterizado como objeto de la invención con mayor detalle.
En un primer paso, deben proporcionarse fibras metálicas. Puede utilizarse cualquier tipo de metal o aleación metálica para proporcionar las fibras metálicas.
Las fibras metálicas están hechas por ejemplo de acero, tal como acero inoxidable. Las fibras de acero inoxidable preferidas son aleaciones de la serie AISI 300 o AISI 400, tales como AISI 316L o AISI 347, o aleaciones que comprenden Fe, Al y Cr, acero inoxidable que comprende cromo, aluminio y/o níquel y 0,05 a 0,3% en peso de itrio, cerio, lantano, hafnio, o titanio, tal como las aleaciones DIN 1.4767 o Fecralloy®. Asimismo pueden utilizarse cobre o aleaciones de cobre, o titanio o aleaciones de titanio.
Las fibras metálicas pueden estar hechas también de níquel o una aleación de níquel.
Las fibras metálicas pueden fabricarse por cualquier método de producción de fibras metálicas conocido actualmente, v.g. por operación de estirado de haces ("bundle drawing"), por operación de rasurado de bobinas ("coil shaving") como se describe en JP 30 83 144, por operaciones de rasurado de alambre ("wire shaving") (tales como lana de acero) o por un método que proporcione fibras metálicas a partir de un baño de aleación de metal fundido.
Con objeto de proporcionar a las fibras metálicas su longitud media, las fibras metálicas pueden cortarse utilizando el método que se describe en WO02/057035, o por utilización del método para proporcionar granos de fibra metálica tal como se describe en EE.UU. 4664971.
Las fibras metálicas utilizadas para proporcionar el medio de fibras metálicas sinterizado se caracterizan por tener un diámetro equivalente D y una longitud media de fibra L.
Con diámetro equivalente de una fibra metálica se entiende el diámetro de un círculo imaginario que tiene la misma superficie que la superficie de una sección transversal radial de la fibra.
Preferiblemente, el diámetro equivalente D de las fibras metálicas es menor que 100 \mum, tal como menor que
65 \mum, más preferiblemente menor que 36 \mum, tal como 35 \mum, 22 \mum o 17 \mum. A ser posible, el diámetro equivalente de las fibras metálicas es menor que 15 \mum, tal como 14 \mum, 12 \mum u 11 \mum, o de modo aún más preferido menor que 9 \mum, tal como v.g. 8 \mum. Muy preferiblemente, el diámetro equivalente D de las fibras metálicas es menor que 7 \mum o menor que 6 \mum, p.ej. menor que 5 \mum, tal como 1 \mum, 1,5 \mum, 2 \mum, 3 \mum, 3,5 \mum, o 4 \mum.
Las fibras metálicas tienen todas ellas una longitud de fibra individual. Dado que puede existir cierta distribución en estas longitudes de fibra, debido al método de fabricación de las fibras metálicas, las fibras metálicas utilizadas para proporcionar un medio de fibras metálicas sinterizado como el objeto de la invención tienen una longitud media de fibra L. Esta longitud se determina por medida de un número significativo de fibras, de acuerdo con estándares estadísticos apropiados. La longitud media de fibra de las fibras metálicas es menor de 10 mm, v.g. menor que 6 mm, preferiblemente menor que 1 mm, tal como menor que 0,8 mm o incluso menor que 0,6 mm, tal como menor que 0,2 mm. Dado que, de acuerdo con la presente invención, sustancialmente todas las fibras utilizadas durante el método de fabricación del medio de fibras metálicas sinterizado se encontrarán en el medio de fibras metálicas sinterizado, la longitud media de fibra L puede medirse de manera similar en el medio de fibras metálicas sinterizado.
Las fibras metálicas en el medio de fibras metálicas sinterizado pueden tener por tanto una relación de longitud media de fibra a diámetro (L/D) que es preferiblemente menor que 110, más preferiblemente menor que 100, pero usualmente mayor que 30. Un valor L/D de aproximadamente 30 a 70 se prefiere para fibras metálicas con diámetro equivalente comprendido en el rango de hasta 6 \mum, en el caso de que las fibras metálicas se obtengan por el proceso que se describe en WO02/057035, que se incorpora en esta memoria por referencia.
En el segundo paso del método objeto de la invención, debe proporcionarse un lodo. Aunque no debe entenderse como limitante, preferiblemente el lodo, que comprende fibras metálicas, un disolvente y un agente fijador, tiene una concentración de fibras metálicas comprendida en el intervalo de 2% en peso a 40% en peso del lodo. Preferiblemente, 5% en peso a 15% en peso del lodo está constituido por las fibras metálicas. Se encontró que cuanto menor es el diámetro equivalente de las fibras metálicas, tanto menor se mantiene la concentración de fibras metálicas.
Alternativamente, el lodo comprende un agente fijador polímero y fibras metálicas, calentándose dicho agente fijador polímero para reducir su viscosidad.
Un agente fijador para el propósito de la invención debe entenderse como un producto para espesamiento del lodo. Preferiblemente se utiliza un agente fijador soluble en agua, v.g. poli(alcoholes vinílicos), éteres de metil-celulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, poliéteres de óxido de etileno, polímeros de ácido acrílico o copolímeros acrílicos. El agente fijador se añade al disolvente, en una concentración comprendida preferiblemente entre 0,5% en peso y 30% en peso del lodo. De modo muy preferible, se selecciona un agente fijador que requiere una concentración menor que 20% en peso o incluso menor que 15% en peso o menor aún que 10% en peso del lodo, a fin de proporcionar la viscosidad requerida. Se utiliza preferiblemente para el lodo un intervalo de viscosidad comprendido entre 1000 cPs y 20.000 cPs. Los componentes del lodo se mezclan utilizando equipo de mezcladura apropiado. En el caso en que se produce formación de espuma en el lodo, se añaden pequeñas cantidades de un componente antiespumante.
En un tercer paso, el lodo se somete a colada de cinta utilizando un aplicador, tal como una cuchilla doctor, sobre una superficie que de modo preferible es sustancialmente plana. El margen de altura del aplicador se mantiene relativamente pequeño, estando comprendido preferiblemente entre 0,2 mm y 6 mm, y de modo más preferible entre 0,2 mm y 3 mm. La velocidad de movimiento del aplicador se elige de acuerdo con la viscosidad del lodo y la composición del lodo.
El margen de altura y por tanto el espesor de la capa del lodo se elige en función de la cantidad de fibras metálicas en el lodo, el peso requerido por unidad de superficie del medio de fibras metálicas sinterizado, y la densidad requerida del medio de fibras metálicas sinterizado.
En un paso inmediatamente siguiente, el lodo colado se solidifica, formando una película que comprende el agente fijador y las fibras metálicas. Esto se realiza preferiblemente por evaporación del disolvente. Puede utilizarse un disolvente que se evapore fácilmente a la temperatura ambiente. Alternativamente, la evaporación puede ejecutarse como un paso de secado en caso de utilizarse agua como disolvente. El secado o la evaporación pueden ejecutarse o favorecerse por secado al aire o pueden forzarse por calentamiento del lodo colado, v.g. forzando el aire calentado a pasar sobre la superficie del lodo colado, o por radiación, v.g. radiación de microondas o radiación IR. Debe entenderse que únicamente se elimina el disolvente, v.g. agua, que no está unido químicamente al agente fijador. Debe entenderse que, en el caso de evaporarse el disolvente, el espesor del lodo colado se reduce en cierto grado, a medida que se reduce el volumen del lodo colado para proporcionar el volumen del papel metalizado.
Alternativamente, el agente fijador se solidifica por enfriamiento del lodo colado, en el caso de que el agente fijador se haya calentado para reducir su viscosidad.
En la situación preferida, en la que todo el disolvente se elimina por evaporación o en la que el agente fijador se solidifica por enfriamiento, no se pierde fibra alguna debido a la eliminación mecánica del disolvente. Esto tiene un efecto ventajoso adicional sobre la homogeneidad de distribución de las fibras metálicas en toda la superficie y en el espesor del medio de fibras metálicas sinterizado que resulta del proceso ulterior. Dado que no se eliminan fibras, de esta manera la relación LD de las fibras en el medio de fibras metálicas sinterizado es idéntica a la relación L/D de las fibras metálicas utilizadas para fabricar el lodo.
Posiblemente, el papel metalizado que puede manipularse como el agente fijador que interconecta las fibras metálicas suficientemente, puede someterse a una acción de prensado para reducir ulteriormente el espesor del papel metalizado.
En un paso final, el papel metalizado que comprende las fibras metálicas y el agente fijador se somete a tratamiento térmico, para desprendimiento del agente fijador, y seguidamente para sinterizar las fibras metálicas unas a otras.
Dicha desprendimiento y sinterización pueden hacerse en una sola operación térmica, o pueden ejecutarse como dos operaciones seguidas, no siendo necesario que éstas se realicen inmediatamente una después de la otra.
Después de la sinterización, el medio de fibras metálicas sinterizado puede someterse ulteriormente a una compresión, v.g. por medio de rodillos o por calandrado, a fin de reducir ulteriormente el espesor del medio de fibras metálicas sinterizado, o para alisar la superficie del medio de fibras metálicas sinterizado.
Posiblemente, pueden apilarse varias capas de papel metalizado para formar un medio estratificado. Los diferentes papeles metalizados no tienen que comprender fibras metálicas idénticas, ni deben tener un contenido idéntico de fibras metálicas por unidad de superficie o de volumen. Los diferentes papeles metalizados pueden diferir unos de otros en fibras metálicas, contenido de fibras metálicas, espesor, peso y otras propiedades.
Posiblemente, otras estructuras metálicas porosas pueden apilarse en uno o más papeles metalizados. Como ejemplo, una malla de malla metálica, una hoja de metal expandido o una o más capas de tela extendida al aire, tela húmeda extendida o una capa de polvo metálico pueden añadirse a los papeles metalizados que comprenden fibras metálicas y un agente fijador.
Posiblemente, se añade a la pila un papel metalizado o una chapa metálica.
Alternativamente, dicha estructura metálica porosa o papel metalizado o chapa metálica puede añadirse al medio de fibras metálicas sinterizado que constituye el objeto de la invención, v.g. por sinterización de dicha estructura metálica porosa o papel metalizado o chapa metálica al medio de fibras metálicas sinterizado que constituye el objeto de la invención en una segunda operación de sinterización.
Sorprendentemente, se encontró que un medio de fibras metálicas obtenido por utilización de un método como el que constituye el objeto de la invención, tiene una homogeneidad mejorada de sus propiedades físicas tales como permeabilidad al aire, eficiencia de filtración, tamaño de poro, presión en el punto de burbuja y distribución de
poros.
El espesor del medio de fibras metálicas sinterizado puede variar dentro de un intervalo amplio, pero puede obtenerse un medio de fibras metálicas sinterizado relativamente delgado, v.g. medio de fibras metálicas sinterizado con espesor menor que o igual a 0,2 mm o incluso menor que o igual a 0,1 mm. De modo aún más sorprendente, se encontró que medios de fibras metálicas sinterizados que tienen dicho espesor menor que 0,2 mm o menor que 0,1 mm, puede obtenerse una presión en el punto de burbuja mayor que 10.000 Pa. Se observó también que puede obtenerse una alta eficiencia de filtración cuando tales medios de fibras metálicas sinterizados que tienen un espesor menor que 0,2 mm o menor que 0,1 mm se utilizan como filtros para líquidos.
La presión en el punto de burbuja se mide operando de acuerdo con el método de ensayo ISO 4003.
El peso del medio de fibras metálicas sinterizado objeto de la invención es preferiblemente menor que 500 g/m^{2}, más preferiblemente menor que 400 g/m^{2} o incluso menor que 300 g/m^{2}, tal como menor que 100 g/m^{2}, por ejemplo aproximadamente 30 g/m^{2}.
La porosidad del medio de fibras metálicas sinterizado puede variar a lo largo de un amplio intervalo, pero se encontró que tal medio de fibras metálicas sinterizado puede tener una porosidad comprendida en el intervalo de 40% a 99%, más preferiblemente en el intervalo de 55% a 80%, tal como en el intervalo de 55% a 70%. Sin aplicar una operación de laminado o prensado al papel metalizado o al medio de fibras metálicas sinterizado, pueden obtenerse porosidades de 80 a 99%. Pueden obtenerse porosidades menores por aplicación de una operación de laminación o prensado al papel metalizado y/o al medio de fibras metálicas sinterizado.
El término "porosidad" P debe entenderse como
P = 100 * (1-d)
en donde
d = (peso de 1 m^{3} de medio de fibras metálicas sinterizado)/(SF)
en donde
SF = peso específico por m^{3} de la aleación de la cual se producen las fibras metálicas del medio de fibras metálicas
{}\hskip0,5cmsinterizado.
\vskip1.000000\baselineskip
Como medio de fibras metálicas sinterizado, puede utilizarse para filtración superficial en filtración sólido-líquido.
Un medio de fibras metálicas sinterizado como el objeto de la invención puede tener un tamaño medio de poros de flujo inferior a 2 veces el diámetro equivalente D.
Preferiblemente, se encontró que el medio de fibras metálicas sinterizado tiene un tamaño medio de poros de flujo menor que 1,5 veces dicho diámetro equivalente D. De modo más preferible, el tamaño medio de poros de flujo del medio de fibras metálicas sinterizado es igual a o menor que el diámetro equivalente D de las fibras metálicas del medio de fibras metálicas sinterizado, aumentado en 1 \mum.
El tamaño medio de poros de flujo se mide utilizando un equipo de ensayos "Coulter Porometer II", que realiza las medidas del tamaño medio de poros de flujo de acuerdo con ASTM F-316-80.
En el caso preferido, cuando el tamaño medio de los poros de flujo es menor que dos veces el diámetro equivalente D y cuando las fibras metálicas en el medio de fibras metálicas sinterizado tienen una relación de longitud media de fibra a diámetro (L/D) que es preferiblemente menor que 110, más preferiblemente menor que 100, pero usualmente mayor que 30, se encontró sorprendentemente que tales medios de fibras metálicas sinterizados pueden limpiarse repetidas veces, v.g. por retrolavado, retrolavado o retropulsación, con alta eficiencia y aparentemente con un número restringido o incluso nulo de partículas retenidas después de la limpieza. Especialmente cuando se utiliza el método en el cual todo el disolvente se elimina por evaporación.
Se prefiere un valor L/D de aproximadamente 30 a 70 para fibras metálicas con diámetro equivalente comprendido en el intervalo de hasta 6 \mum, en el caso en que las fibras metálicas se obtienen por el proceso que se describe en WO02/057035, incorporado en esta memoria por referencia.
Ventajosamente, la superficie exterior del medio de fibras metálicas sinterizado, a utilizar como lado de entrada del flujo del medio cuando se utilizan para filtración superficial sólido-líquido, tiene una superficie sustancialmente plana. Por "sustancialmente plana" se entiende que el valor Ra medido a lo largo de una longitud estadísticamente relevante menor que 3 veces el diámetro equivalente D de las fibras metálicas del medio de fibras metálicas sinterizado. De modo más preferible, el valor Ra de la primera superficie externa del medio de fibras metálicas sinterizado es menor que el diámetro equivalente D, por ejemplo menor que 0,5 veces el diámetro equivalente D.
El valor Ra se define como la desviación aritmética media de la altura superficial desde la línea media a través del perfil medido de la longitud medida. La línea media se define de tal manera que quedan áreas iguales del perfil por encima y por debajo de la línea.
Un medio de fibras metálicas sinterizado obtenido por el método que constituye el objeto de la invención puede utilizarse ventajosamente como medio de filtración, para filtración de partículas de fluidos, sean gases o líquidos, v.g. por filtración superficial. Como ejemplo, el medio de fibras metálicas sinterizado puede utilizarse para filtración de hollín, o para filtración de bebidas, tales como cerveza, vino o para filtración de aceites o fluidos refrigerantes. El medio de fibras metálicas sinterizado puede utilizarse también en pilas de combustible.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá a continuación con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- Las Figuras 1, 2, 3, 4 y 5 muestran esquemáticamente los pasos de los métodos que constituyen el objeto de la invención.
Descripción de las realizaciones preferidas de la invención
Una realización de la presente invención se describe a continuación en esta memoria.
En un método como el que se muestra en la Figura 1, en el primer paso 110 del método objeto de la invención, se proporcionan fibras metálicas 111.
En un paso siguiente 120, se preparó un lodo 121 a partir de fibras metálicas, un agente fijador y un disolvente, preferiblemente agua.
Este lodo se mezcló, utilizando un medio de mezcladura 122, durante varios minutos a fin de formar un lodo sustancialmente estable.
En el paso 130, se proporcionó el lodo 121 a un aplicador 131, que estaba constituido por una cuchilla doctor y se coló en cinta sobre una superficie 132 sustancialmente plana y repelente al agua. Se proporcionó un lodo colado
133.
En el paso siguiente, 140, el lodo colado 133 se secó y se transformó en un papel metalizado 141, como ejemplo a la temperatura ambiente.
En un paso siguiente 150, se ejecutó un tratamiento térmico en dos pasos. Durante la primera parte, con objeto de desprender el agente fijador, se sometió el papel metalizado 141 a un tratamiento térmico en atmósfera ambiente. Seguidamente, el material separado se sinterizó utilizando un proceso de sinterización.
Como se muestra en la Figura 2, en un paso adicional 210, pueden apilarse varios papeles metalizados 141 unos sobre otros antes de desprender el agente fijador.
Como se muestra en la Figura 3, puede ejecutarse un paso adicional de compresión, v.g. laminación del medio de fibras metálicas sinterizado 311 en el paso 310. Todos los pasos restantes son idénticos a los pasos descritos y representados en la Figura 1 y la Figura 2.
Como se muestra en la Figura 4, en un paso siguiente después de la sinterización de las fibras metálicas en el paso de tratamiento térmico 150, y posiblemente después del paso de compresión 310, puede añadirse una estructura metálica porosa 411, v.g. una malla, un papel metalizado o una chapa metálica al medio de fibras metálicas sinterizado 311 y sinterizarse en una segunda operación de sinterización al medio de fibras metálicas sinterizado.
Como se muestra en Figura 5, puede ejecutarse un paso adicional de compresión, v.g. laminación del papel metalizado antes del desprendimiento en el paso 510. Todos los restantes pasos son idénticos a los pasos descritos y representados en la Figura 1.
Debe entenderse que este paso de compresión 510 puede combinarse asimismo con todos los restantes pasos que se muestran en las Figuras 1, 2, 3 y 4.
Posiblemente, el medio de fibras metálicas sinterizado se estratificó con una malla de alambre metálico y se sinterizó una segunda vez para fijar la malla metálica al medio de fibras metálicas sinterizado.
Como ejemplo, se proporcionó un medio de fibras metálicas sinterizado utilizando el método que se muestra en la Figura 4.
En un primer paso, se proporcionan fibras metálicas con diámetro equivalente de 2 \mum, producidas por medio de procesos de estirado de haces. Las fibras metálicas sin fin se cortan en fibras metálicas que tienen una longitud media de 109 \mum, utilizando el método de WO02/057035. Las fibras metálicas estaban hechas de aleación AISI 316L.
Después de ello, se fabricó un lodo utilizando la composición siguiente:
9,09% en peso del lodo, que estaba constituido por fibras metálicas,
1,36% en peso del lodo, que estaba constituido por éter de metil-celulosa (que era el agente fijador)
89,55% en peso del lodo, que estaba constituido por agua (que era el disolvente).
\vskip1.000000\baselineskip
El lodo se coló en cinta utilizando una cuchilla doctor que tenía un margen de altura de 1,5 mm.
Dicho lodo colado se solidificó por secado al aire durante aproximadamente 24 horas. Alternativamente, puede utilizarse radiación IR para calentar el lodo colado y favorecer la operación de secado. Se obtuvo un papel metalizado que comprendía el agente fijador con agua combinada químicamente y fibras metálicas. Se obtuvo un medio de fibras metálicas no sinterizado que tenía un espesor de 251 \mum y tenía un peso de 127 g/m^{2}. El medio de fibras metálicas no sinterizado comprendía 13% en peso de agente fijador, y 87% en peso de fibras metálicas.
Se apilaron varios papeles metalizados para proporcionar un papel metalizado estratificado de aproximadamente 400 g/m^{2}.
Esta pila de papeles metalizados se somete durante aproximadamente 30 minutos a una temperatura de 400ºC en atmósfera ambiente para desprender el agente fijador. Seguidamente, el material desprendido se sinterizó a 1100ºC durante aproximadamente 30 minutos bajo H_{2}. Las fibras metálicas de todas las capas de papel metalizado se sinterizan unas a otras.
El medio de fibras metálicas sinterizado obtenido se laminó hasta una porosidad de 65%, teniendo un peso de aproximadamente 369 g/m^{2}. El medio de fibras metálicas sinterizado tiene una presión en el punto de burbuja de 9470 Pa y un tamaño medio de poros de flujo de 2,9 \mum. Se obtuvo un Ra de 0,99 \mum.
Se añade una malla metálica de alambre al producto de fibras metálicas sinterizado, y se somete de nuevo a una operación de sinterización en atmósfera de alto vacío a aproximadamente 1050ºC durante 60 minutos. Alternativamente, se sinteriza un papel metalizado o chapa metálica al medio de fibras metálicas sinterizado. La malla puede añadirse también a la pila de papeles metalizados producida antes de la primera operación de sinterización.
Utilizando pasos similares, puede obtenerse un producto de fibras metálicas sinterizado, cuando se utilizan fibras metálicas de 1,5 \mum de diámetro que tienen una L/D sustancialmente similar. El medio de fibras metálicas sinterizado obtenido tiene un peso de aproximadamente 333 g/m^{2} y una porosidad de 65%. El medio de fibras metálicas sinterizado tiene una presión en el punto de burbuja de 13609 Pa y un tamaño medio de poros de flujo de 2,4 \mum.

Claims (14)

1. Un método de fabricación de un medio de fibras metálicas sinterizado, que comprende los pasos de:
\bullet
proporcionar fibras metálicas, teniendo dichas fibras una L/D menor que 110, siendo dicha L la longitud media de fibra, siendo dicho D el diámetro equivalente de las fibras metálicas;
\bullet
preparar un lodo que comprende dichas fibras metálicas y un agente fijador por mezcla de dichas fibras metálicas y dicho agente fijador, en donde la concentración de fibras metálicas en dicho lodo está comprendida en el intervalo de 2% en peso a 40% en peso de dicho lodo, y en donde la concentración del agente fijador en dicho lodo está comprendida en el intervalo de 0,5% en peso a 30% en peso de dicho lodo;
\bullet
colar en cinta una capa de dicho lodo sobre un soporte utilizando un aplicador;
\bullet
solidificar dicho lodo, proporcionando un papel metalizado que comprende la totalidad de dichas fibras metálicas y la totalidad de dicho agente fijador;
\bullet
desprender dicho agente fijador en dicho lodo y sinterizar dichas fibras metálicas.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho lodo comprende un disolvente que disuelve dicho agente fijador.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicha solidificación de dicho lodo se realiza por evaporación de la totalidad de dicho disolvente de dicho lodo.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, en donde dicho disolvente es agua.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho lodo se proporciona por calentamiento de dicho agente fijador.
6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicho método comprende el paso adicional de reducción del espesor de dicho papel metalizado por una operación de compresión.
7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicho método comprende un paso adicional de reducción del espesor de dicho medio de fibras metálicas sinterizado.
8. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde dicho método comprende un paso adicional de apilar varios papeles metalizados unas a otras antes de dicho desprendimiento de dicho agente fijador.
9. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde dicho método comprende un paso adicional de añadir una estructura metálica porosa, un papel metalizado o chapa metálica a dicho papel metalizado antes de desprender dicho agente fijador.
10. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicho método comprende un paso adicional de sinterización de una estructura metálica porosa, un papel metalizado o chapa metálica a dicho medio de fibras metálicas sinterizado.
11. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el espesor de dicho medio de fibras metálicas sinterizado es menor que o igual a 0,2 mm.
12. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la porosidad de dicho medio de fibras metálicas sinterizado está comprendida en el intervalo de 40% a 99%.
13. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde la presión en el punto de burbuja de dicho medio de fibras metálicas sinterizado es mayor que 10.000 Pa.
14. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el tamaño medio de poros de flujo de dicho medio de fibras metálicas sinterizado es menor que 1,5 veces dicho diámetro de fibra equivalente D de dichas fibras metálicas.
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