JPH04116196A - 多孔体金属の製造方法およびその装置 - Google Patents
多孔体金属の製造方法およびその装置Info
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- JPH04116196A JPH04116196A JP23197890A JP23197890A JPH04116196A JP H04116196 A JPH04116196 A JP H04116196A JP 23197890 A JP23197890 A JP 23197890A JP 23197890 A JP23197890 A JP 23197890A JP H04116196 A JPH04116196 A JP H04116196A
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- Japan
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- porous metal
- oxidizing atmosphere
- metal
- producing
- plating
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、連通空間を有する三次元綱状構造の多孔体
金属を製造する際に、基材の有機物体を加熱除去する方
法およびその装置に関するものである。
金属を製造する際に、基材の有機物体を加熱除去する方
法およびその装置に関するものである。
三次元綱状構造の多孔体金属は、電池の電極、各種フィ
ルター、触媒の担体等に使用されている。
ルター、触媒の担体等に使用されている。
このような多孔体金属は、連通気孔を有する発泡樹脂、
不織布の有機物体を基材にしてこの基材の骨格表面上に
、無電解メツキ、気相メツキ、塗布等の方法により金属
、あるいはカーボンを被覆して導電性を付与し、さらに
、必要な厚さまで金属を電気メツキした後に、基材の有
機物体を除去することによって製造されている。
不織布の有機物体を基材にしてこの基材の骨格表面上に
、無電解メツキ、気相メツキ、塗布等の方法により金属
、あるいはカーボンを被覆して導電性を付与し、さらに
、必要な厚さまで金属を電気メツキした後に、基材の有
機物体を除去することによって製造されている。
ところで、従来、上記基材の有機物体の除去には、第５
図に示すような熱処理装置が使用されている。
図に示すような熱処理装置が使用されている。
上記の熱処理装置は、焙焼炉１と、還元熱処理炉２と、
基材Ａと焙焼炉１、還元熱処理炉２内をそれぞれ通過さ
せるための搬送キャリヤとしてのメンシュベルト、金属
ベルト３とによって構成され、基材Ａを焙焼炉１内にお
いて大気中で焼却除去した後、焙焼によって酸化した金
属を、還元熱処理炉２において還元処理するようになっ
ている。
基材Ａと焙焼炉１、還元熱処理炉２内をそれぞれ通過さ
せるための搬送キャリヤとしてのメンシュベルト、金属
ベルト３とによって構成され、基材Ａを焙焼炉１内にお
いて大気中で焼却除去した後、焙焼によって酸化した金
属を、還元熱処理炉２において還元処理するようになっ
ている。
第５図において、付量４はヒーター、５は水冷管、６は
マツフルをそれぞれ示している。
マツフルをそれぞれ示している。
〔発明が解決しようとする課題］
ところが、上記のような熱処理装置を使用した方法では
、焙焼炉１内において金属骨格が酸化され、特に電析し
た金属は粒界が激しく酸化されるので、この後還元処理
を行っても、金属が密着、連結せず、機械的強度が小さ
く、剛性の弱い多孔体金属しか得られないという問題が
ある。
、焙焼炉１内において金属骨格が酸化され、特に電析し
た金属は粒界が激しく酸化されるので、この後還元処理
を行っても、金属が密着、連結せず、機械的強度が小さ
く、剛性の弱い多孔体金属しか得られないという問題が
ある。
また、焙焼炉１内において金属骨格が酸化してもろくな
ると、焙焼炉１および還元熱処理炉２を連続的に通過さ
せようとした場合に、そのまま弓張ることができないの
で、搬送用のキャリヤとして、上記のように、メソシュ
ヘルド、金属ベルト等を必要とする。このため、焙焼炉
１や還元熱処理炉２では、搬送用のキャリヤを加熱する
ために、余分なエネルギーを必要とする。
ると、焙焼炉１および還元熱処理炉２を連続的に通過さ
せようとした場合に、そのまま弓張ることができないの
で、搬送用のキャリヤとして、上記のように、メソシュ
ヘルド、金属ベルト等を必要とする。このため、焙焼炉
１や還元熱処理炉２では、搬送用のキャリヤを加熱する
ために、余分なエネルギーを必要とする。
さらに、還元熱処理炉２では、大量の還元性ガスを必要
とするという問題もある。
とするという問題もある。
そこで、この発明は、上記の問題を解決するために、多
孔体金属を製造する際に、金属を酸化させずに有機物体
を除去する方法と装置を捉供しようとするものである。
孔体金属を製造する際に、金属を酸化させずに有機物体
を除去する方法と装置を捉供しようとするものである。
［課題を解決するだめの手段］
この発明は、上記の課題を解決するために、炉内を非酸
化性雰囲気に調整した熱処理装置により、基材の有機物
体を、非酸化性雰囲気下で加熱除去するようにしたので
ある。
化性雰囲気に調整した熱処理装置により、基材の有機物
体を、非酸化性雰囲気下で加熱除去するようにしたので
ある。
基材の有機物体を非酸化性雰囲気下で加熱すると、有機
物体が加熱分解によって気化して除去され、この際、金
属は酸化されないので、機械的強度が大きく、剛性の強
い多孔体金属を得ることができる。
物体が加熱分解によって気化して除去され、この際、金
属は酸化されないので、機械的強度が大きく、剛性の強
い多孔体金属を得ることができる。
この発明における非酸化性雰囲気としてＣヨ、水素ガス
、窒素ガス、水素ガスと窒素ガスの混合ガスが使用され
るが、有機物体を加熱分解した気化ガスは、炉外に引出
されて燃焼させるので、その際には、可燃性ガスの存在
が有効であるため、上記混合ガス中の水素ガスの混合比
率は５％以上であることが望ましい。
、窒素ガス、水素ガスと窒素ガスの混合ガスが使用され
るが、有機物体を加熱分解した気化ガスは、炉外に引出
されて燃焼させるので、その際には、可燃性ガスの存在
が有効であるため、上記混合ガス中の水素ガスの混合比
率は５％以上であることが望ましい。
また、この発明においては、有機物体を蒸し焼き状態で
炭化させずにガス化することが重要であり、そのために
は、加熱温度を高くして有機物体の液化さらにガス化の
速度を早めることが望ましい。例えば、加熱温度が、４
５０°Ｃ〜６５０°Ｃの場合、有機物体の熱分解は行わ
れるが、その液化さらにガス化の速度が遅く、炉内汚染
が激しく実用生産に適さないし、得られる多孔体金属も
折り曲げ試験によって亀裂が生じる。また、６５０°Ｃ
〜８００°Ｃでも折り曲げ試験によって多孔体金属に亀
裂が生しる。
炭化させずにガス化することが重要であり、そのために
は、加熱温度を高くして有機物体の液化さらにガス化の
速度を早めることが望ましい。例えば、加熱温度が、４
５０°Ｃ〜６５０°Ｃの場合、有機物体の熱分解は行わ
れるが、その液化さらにガス化の速度が遅く、炉内汚染
が激しく実用生産に適さないし、得られる多孔体金属も
折り曲げ試験によって亀裂が生じる。また、６５０°Ｃ
〜８００°Ｃでも折り曲げ試験によって多孔体金属に亀
裂が生しる。
したがって、この発明における加熱温度は８００°Ｃ以
上であることが望ましい。
上であることが望ましい。
また、この発明においては非酸化性雰囲気中に酸素が混
入していてもよいが、酸素量が多くなれば有機物体の分
解は早くなっても金属の酸化が進むので、酸素量は金属
が酸化変色しない量でなければならない。
入していてもよいが、酸素量が多くなれば有機物体の分
解は早くなっても金属の酸化が進むので、酸素量は金属
が酸化変色しない量でなければならない。
以下に、この発明によって多孔体金属を製造する場合の
具体例を示す。
具体例を示す。
まず、有機物体の基材Ａとして、セル数（１インチに接
する孔数を表す）５０ケ／インチ、厚さ１．８閣、幅５
００ｍの連通気孔を有するウレタン発泡樹脂シートを使
用して、この基材Ａに、第２図に示すようなカーボン塗
布装置によってカーボン導電塗料１１を塗布して導電性
を付与する。
する孔数を表す）５０ケ／インチ、厚さ１．８閣、幅５
００ｍの連通気孔を有するウレタン発泡樹脂シートを使
用して、この基材Ａに、第２図に示すようなカーボン塗
布装置によってカーボン導電塗料１１を塗布して導電性
を付与する。
第２図に示すカーボン塗布装置は、カーボン導！塗料液
１１の入った塗布槽１２内に、ロール体１３から繰り出
した基材Ａを引き入れて基材Ａにカーボン導１塗料液１
１を塗布した後、基材Ａを塗布槽１２から引き出し、ヒ
ーター１４によって乾燥させた後に巻取りロール１５に
巻き取るようになっている。
１１の入った塗布槽１２内に、ロール体１３から繰り出
した基材Ａを引き入れて基材Ａにカーボン導１塗料液１
１を塗布した後、基材Ａを塗布槽１２から引き出し、ヒ
ーター１４によって乾燥させた後に巻取りロール１５に
巻き取るようになっている。
上記のようにして導電性を付与した基材Ａを、第３図に
示すメツキ装置によって一次メツキを行い、その後、第
４図に示すメツキ装置によって二次メツキを行って、基
材Ａの骨格表面に３３０ ｇ ／イのニッケルを電析さ
せた。メツキの総電流量は１０００Ａ、メツキ時間は２
０分であった。
示すメツキ装置によって一次メツキを行い、その後、第
４図に示すメツキ装置によって二次メツキを行って、基
材Ａの骨格表面に３３０ ｇ ／イのニッケルを電析さ
せた。メツキの総電流量は１０００Ａ、メツキ時間は２
０分であった。
第３図に示すメツキ装置は、メッキ槽１７内に給電ドラ
ム１８と、ニッケルの陽極１９を設け、導電性を付与し
た基材Ａを上記給電ドラム１８に巻き付けるように走行
させてメツキを行うようになっている。
ム１８と、ニッケルの陽極１９を設け、導電性を付与し
た基材Ａを上記給電ドラム１８に巻き付けるように走行
させてメツキを行うようになっている。
また、第４図に示すメツキ装置は、メツキ液２０の入っ
た第１メツキ槽２１、第２メツキ槽２２、第３メツキ槽
２３内を、導電性を付与した基材Ａを順次、対向するよ
うに設けた給電ロール２４と駆動ロール２５によって挟
んで通過させてメツキするようにしたものであり、第１
メツキ槽２１、第２メツキ槽２２、第３メツキ槽２３内
には、走行する基材Ａの上下に上部陽極２６と下部陽極
２７が設けられている。
た第１メツキ槽２１、第２メツキ槽２２、第３メツキ槽
２３内を、導電性を付与した基材Ａを順次、対向するよ
うに設けた給電ロール２４と駆動ロール２５によって挟
んで通過させてメツキするようにしたものであり、第１
メツキ槽２１、第２メツキ槽２２、第３メツキ槽２３内
には、走行する基材Ａの上下に上部陽極２６と下部陽極
２７が設けられている。
次に、上記のようにして骨格表面にメツキが施された基
材Ａを、第１図に示すこの発明に係る熱処理装置によっ
て熱処理を行って、基材Ａの有機物体を加熱除去するこ
とにより、多孔体金属が得られる。
材Ａを、第１図に示すこの発明に係る熱処理装置によっ
て熱処理を行って、基材Ａの有機物体を加熱除去するこ
とにより、多孔体金属が得られる。
第１図に示す熱処理装置は、マンフル２８で覆った炉内
が非酸化雰囲気に調整されており、前段部分がヒーター
２９による加熱分解ゾーン３０になっており、後段部分
が水冷却管３１による冷却ゾーン３２になっている。基
材Ａは、対向一対の駆動ロール３３に挟まれて炉内を通
過するようになっており、基材Ａが加熱分解して発生す
る可燃性ガスは炉外に引出されて、燃焼させられる。ま
た、炉の出入口部分には、窒素ガスのシールゾーン３４
が設けられており、出入口部分における着火が防止され
ている。
が非酸化雰囲気に調整されており、前段部分がヒーター
２９による加熱分解ゾーン３０になっており、後段部分
が水冷却管３１による冷却ゾーン３２になっている。基
材Ａは、対向一対の駆動ロール３３に挟まれて炉内を通
過するようになっており、基材Ａが加熱分解して発生す
る可燃性ガスは炉外に引出されて、燃焼させられる。ま
た、炉の出入口部分には、窒素ガスのシールゾーン３４
が設けられており、出入口部分における着火が防止され
ている。
上記熱処理装置の炉内の雰囲気を、水素ガスと窒素ガス
との容積混合比率を１：０．３：１．１：３．１：１９
．１：３０にして、加熱温度８００°Ｃ〜８５０″Ｃに
して熱処理を行って得られた多孔体金属の機械的特性を
表１のＮＣＬＩ〜ＮＣＬ５に示す。
との容積混合比率を１：０．３：１．１：３．１：１９
．１：３０にして、加熱温度８００°Ｃ〜８５０″Ｃに
して熱処理を行って得られた多孔体金属の機械的特性を
表１のＮＣＬＩ〜ＮＣＬ５に示す。
また、上記熱処理装置の炉内を、水素ガス３対窒素ガス
１の容積混合比率の雰囲気で加熱温度を４５０℃〜６５
０°Ｃと６５０°Ｃ〜８００°Ｃに設定して熱処理を行
って得られた多孔体金属の機械的特性を表１の隘６、Ｎ
［Ｌ７に示す。
１の容積混合比率の雰囲気で加熱温度を４５０℃〜６５
０°Ｃと６５０°Ｃ〜８００°Ｃに設定して熱処理を行
って得られた多孔体金属の機械的特性を表１の隘６、Ｎ
［Ｌ７に示す。
さらに、比較例として第５回に示す従来の熱処理装置を
使用して、６００°Ｃ〜６５０°Ｃの焙焼炉１において
２０分間、大気雰囲気中で基材Ａの有機物体を焼却除去
した後、水素ガス３対窒素ガス１の容積混合比率の雰囲
気で温度８００°Ｃ〜８５０°Ｃにした還元熱処理炉２
で熱処理を行って得られた多孔体金属の機械的特性を表
１のＮα８に示す。
使用して、６００°Ｃ〜６５０°Ｃの焙焼炉１において
２０分間、大気雰囲気中で基材Ａの有機物体を焼却除去
した後、水素ガス３対窒素ガス１の容積混合比率の雰囲
気で温度８００°Ｃ〜８５０°Ｃにした還元熱処理炉２
で熱処理を行って得られた多孔体金属の機械的特性を表
１のＮα８に示す。
表１
表１の結果から、水素ガス含有量が５％以上の場合は、
Ｎｏ、 ８に示す従来例よりも強度の向上がみられ、水
素ガス含有量が５％以下の場合は従来例に近い機械的特
性であることがわかった。
Ｎｏ、 ８に示す従来例よりも強度の向上がみられ、水
素ガス含有量が５％以下の場合は従来例に近い機械的特
性であることがわかった。
また、熱処理温度が４５０°Ｃ〜６５０°Ｃの場合は、
基材のウレタンの熱分解はできても、液化から気化への
速度が遅く、炉内汚染が激しかった。
基材のウレタンの熱分解はできても、液化から気化への
速度が遅く、炉内汚染が激しかった。
また、熱処理温度が６５０°Ｃ〜８００°Ｃの場合は、
変色は少なかったが、折り曲げ試験で亀裂が生した。
変色は少なかったが、折り曲げ試験で亀裂が生した。
〔発明の効果］
以上のように、この発明によれば、金属結晶粒が大きく
、骨格構造そのものに欠陥の少ない、機械的強度が大き
くて剛性の強い多孔体金属を得ることができるという効
果がある。
、骨格構造そのものに欠陥の少ない、機械的強度が大き
くて剛性の強い多孔体金属を得ることができるという効
果がある。
第１図はこの発明に係る熱処理装置の概略図、第２回は
カーボン塗布装置の一例を示す概略図、第３図及び第４
圓はそれぞれメツキ装置の一例を示す概略図、第５図は
従来の熱処理装置の概略図である。 Ａ・・・・・・基材、 ３０・・・・・・加熱
分解ゾーン、３２・・・・・・冷却ゾーン。 特許出願人 住友電気工業株式会社 同 代理人 鎌 １） 文
カーボン塗布装置の一例を示す概略図、第３図及び第４
圓はそれぞれメツキ装置の一例を示す概略図、第５図は
従来の熱処理装置の概略図である。 Ａ・・・・・・基材、 ３０・・・・・・加熱
分解ゾーン、３２・・・・・・冷却ゾーン。 特許出願人 住友電気工業株式会社 同 代理人 鎌 １） 文
Claims (8)
- （１）内部連通空間を有する三次元網状構造の有機物体
の骨格表面に金属を被覆した後、上記基材の有機物体を
除去する多孔体金属の製造方法において、上記基材の有
機物体を、非酸化性雰囲気下で加熱除去することを特徴
とする多孔体金属の製造方法。 - （２）上記非酸化性雰囲気が水素ガスである請求項（１
）記載の多孔体金属の製造方法。 - （３）上記非酸化性雰囲気が窒素ガスである請求項（１
）記載の多孔体金属の製造方法。 - （４）上記非酸化性雰囲気が窒素ガスと水素ガスの混合
ガスである請求項（１）記載の多孔体金属の製造方法。 - （５）上記混合ガスの水素ガスの混合比率が５％以上で
ある請求項（４）記載の多孔体金属の製造方法。 - （６）上記加熱温度が８００℃以上である請求項（１）
記載の多孔体金属の製造方法。 - （７）上記有機物体がウレタン系樹脂である請求項（１
）記載の多孔体金属の製造方法。 - （８）炉内が非酸化性雰囲気に調整されていることを特
徴とする多孔体金属を製造する際における有機物体の加
熱除去用の熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23197890A JPH04116196A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多孔体金属の製造方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23197890A JPH04116196A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多孔体金属の製造方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116196A true JPH04116196A (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=16932029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23197890A Pending JPH04116196A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 多孔体金属の製造方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04116196A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08165590A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 多孔金属の製造方法 |
| US5725750A (en) * | 1996-04-19 | 1998-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for producing porous iron metal body |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23197890A patent/JPH04116196A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08165590A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 多孔金属の製造方法 |
| US5725750A (en) * | 1996-04-19 | 1998-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for producing porous iron metal body |
| AU713085B2 (en) * | 1996-04-19 | 1999-11-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for producing porous iron metal body |
| CN1109132C (zh) * | 1996-04-19 | 2003-05-21 | 住友电气工业株式会社 | 生产多孔铁金属体的工艺 |
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