JP2000158257A

JP2000158257A - チタンハニカムの製造方法

Info

Publication number: JP2000158257A
Application number: JP10346594A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Matsuoka; 克憲松岡; Jun Nakajima; 順中島
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2000-06-13
Also published as: EP1002614A3; US6240640B1; EP1002614A2

Abstract

(57)【要約】【課題】第１に、製造コスト面に優れ、大型のチタン
ハニカムも容易に製造でき、第２に、母材たるチタンや
チタン合金の特性が生かされ、強度，耐熱性，耐食性等
に優れたチタンハニカムを製造でき、第３に、塗布され
た離型剤が、熱処理に際しチタンやチタン合金と反応せ
ず、もって脆化層を生じさせたり離型効果が失われるこ
とも回避され、チタンハニカムが切損事故，展張困難，
展張不能の発生もなく確実に製造される、チタンハニカ
ムの製造方法を提案する。【解決手段】この製造方法では、チタンやチタン合金
を母材２として用い、加圧しつつ熱処理し条線状に拡散
接合してから、展張することにより、チタンハニカム１
を製造する。そして離型剤５として、希土類元素の酸化
物の粉末を採用し、３５０℃未満で揮発する有機系のバ
インダーと１重量％以上の割合で混合し、０．３μｍ以
上で３０μｍ以下の塗布厚で塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チタンハニカムの
製造方法に関する。すなわち、チタンＴｉやチタンＴｉ
合金を母材とすると共に、中空柱状の多数のセルの平面
的集合体よりなる、チタンハニカムの製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】中空柱状の多数のセルの平面的集合体よ
りなるハニカムコアは、重量比強度に優れるのを始め種
々の優れた特性を備えており、各種の構造材として広く
用いられている。このハニカムコアの母材としては、用
途に応じ金属，プラスチック，紙等が用いられている
が、金属としては、アルミＡｌ（合金）やステンレスが
代表的である。そしてハニカムコアは、従来より、コル
ゲート方式や展張方式にて製造されており、セル壁間の
条線接合は、スポット溶接，接着，ろう付け等に
より行われていた。コルゲート方式では、まず、極薄の
箔状の母材を波板に成形（コルゲート）した後、成形さ
れた多数枚の波板を、波の半ピッチ分ずつずらせ谷部と
頂部とを合わせる位置関係で重積し、それから相互間
を、スポット溶接装置を用いるか、又は加熱，加圧に
より塗布，介装された接着剤やろう材にて、条線状
にスポット溶接，接着，ろう付け等にて接合す
る。もって、重積された波板をセル壁とし、セル壁にて
区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よ
りなる、ハニカムコアを製造していた。これに対し展張
方式では、まず、極薄の箔状の母材に条線状に接着剤
やろう材を塗布した後、多数枚を、塗布された接着剤
やろう材が半ピッチずつずれた位置関係で重積し、それ
から、加熱，加圧して相互間を接着やろう付けにて
条線状に接合した後、重積方向に引張力を加えて展張す
る。もって、展張された母材をセル壁とし、セル壁にて
区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体よ
りなる、ハニカムコアを製造していた。

【０００３】ところで、金属製のハニカムコアを構造材
として用いる分野、つまり、アルミＡｌ（合金），ステ
ンレス，その他の金属を母材としたハニカムコアを構造
材として用いる分野、例えば航空機の構造材，構造部品
等の分野では、最近、より一層の軽量化，高強度，耐熱
性，耐食性等が求められている状況にある。そこで、例
えば航空機等の分野では、これらの性能に極めて優れた
母材として、アルミＡｌ（合金）やステンレス等に代
え、チタンＴｉ（合金）の採用が進展しつつある。しか
しながら、このような背景にもかかわらず、チタンＴｉ
やチタンＴｉ合金を母材としたハニカムコア、つまりチ
タンハニカムについては、製造上、次に述べるように種
々の問題が指摘されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】チタンハニカムの製造
方法については、従来、次のような問題が指摘されてい
た。まず、第１に、チタンハニカムは従来、上述したコ
ルゲート方式にて製造されていたが、コルゲート方式で
は、一旦波板を成形してから重積，接合するので、工程
が複雑であり製造コストが高くつく、という問題が指摘
されていた。又、コルゲート方式では、このように、最
初の段階でスペースを取る波板を成形した後に、重積，
接合する工程を辿るので、工程が最初から最後まで全体
的に広いスペースを要し、もって、大型のチタンハニカ
ムの製造やセルが大きいチタンハニカムの製造が容易で
ない、という問題も指摘されていた。つまり、ブロック
サイズの大きなチタンハニカムや低密度のチタンハニカ
ムを、コルゲート方式にて製造することは、容易でなか
った。このように、従来のチタンハニカムの製造方法に
ついては、コルゲート方式が採用されていたことに伴
い、製造コスト面や大型のチタンハニカムが製造困難で
ある、という問題が指摘されていた。（なお、このよう
な問題は、チタンハニカムの製造方法に限らず、コルゲ
ート方式によるハニカムコアの製造方法について、一般
的に指摘されていた問題でもある。）

【０００５】第２に、更にコルゲート方式にてチタンハ
ニカムを製造する際は、重積された波板間（セル壁間）
を、前述したようにスポット溶接，接着，ろう付
け等にて、接合していた。そしてまず、スポット溶接
する場合については、スポット点数つまりスポット溶接
箇所が非常に多く、その分、製造コストが嵩むという問
題が指摘されていた。又、接着する場合については、
製造されたチタンハニカムの強度，耐熱性，耐食性等
が、用いられた接着剤の強度，耐熱性，耐食性等にて、
支配，決定されてしまう、という問題が指摘されてい
た。つまり、母材として用いられているチタンＴｉやチ
タンＴｉ合金本来の優れた特性たる、強度，耐熱性，耐
食性等が生かされない、という難点があった。

【０００６】又、ろう付けする場合については、エロ
ージョン現象や金属間化合物が発生したり、異種金属が
介在することになる、という問題が指摘されていた。す
なわち、ろう付け時の加熱，加圧により、母材たるチタ
ンＴｉやチタンＴｉ合金（波板そしてセル壁）がろう材
にて浸食され、もって表面に剥離，穴等が形成されるエ
ロージョン現象が発生しやすかった。又、母材たるチタ
ンＴｉやチタンＴｉ合金（波板そしてセル壁）と、ろう
材との間に、両者が溶融，反応した固くて脆い金属間化
合物が生成されやすかった。更に、母材たるチタンＴｉ
やチタンＴｉ合金（波板そしてセル壁）間に、異種金属
たるろう材が介在して接合されていることに起因して、
耐食性に問題が生じることもあった。これらにより、ろ
う付けする場合についても、製造されたチタンハニカム
の強度，耐食性等に問題が生じ、母材たるチタンＴｉや
チタンＴｉ合金本来の優れた特性たる、強度，耐食性等
が生かされない、という難点があった。このように、従
来のチタンハニカムの製造方法については、スポット
溶接，接着，ろう付け等にて接合が行われていたこ
とに伴い、製造コスト面や強度，耐熱性，耐食性等に問
題が指摘されていた。

【０００７】第３に、そこで前述した第１の点に鑑み、
まず、コルゲート方式に代え展張方式を採用すると共
に、更に、上述した第２の点に鑑み、スポット溶接，
接着，ろう付け等によらず、拡散接合にて母材間を
接合する、チタンハニカムの製造方法が最近開発されつ
つある。この特許出願の発明者そして出願人は、このよ
うな技術を開発し、平成９年特許願第３２６９１２号と
して特許出願中である。ところで、このような拡散接合
を利用した展張方式によるチタンハニカムの製造方法で
は、まず、箔状の母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金
について、離型剤が一定幅とピッチで条線状に塗布され
る。すなわち、母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金間
を、直接的に条線状に拡散接合するに先立ち、拡散接合
箇所以外の非接合箇所については、予め離型剤を塗布し
て覆っておく必要がある。そして、この離型剤としては
従来、一般例に準じ、六方晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮが用い
られていた。すなわち、一般的な金属を例えばろう付
け，焼結する熱処理に際しては、六方晶窒化ホウ素Ｌ−
ＢＮを用いた離型剤が広く使用されており、金属，治
具，金型等の表面に介装，塗布されて離型効果を発揮し
ていたので、このチタンハニカムの製造方法でも、この
六方晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮを用いた離型剤が使用されて
いた。

【０００８】ところが、金属の一種ではあるが活性金属
たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金の熱処理に際し、この
六方晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮを用いた離型剤が使用される
と、チタンＴｉやチタンＴｉ合金と六方晶窒化ホウ素Ｌ
−ＢＮとが反応して脆化層を生じ、離型効果も失われ
る。すなわち、拡散接合を利用した展張方式によるチタ
ンハニカムの製造方法において、非接合箇所の設定用に
六方晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮを用いた離型剤を、母材たる
チタンＴｉやチタンＴｉ合金に条線状に塗布した場合、
高温での反応性に富んだ活性金属たるチタンＴｉやチタ
ンＴｉ合金の表層部が、塗布され接触する離型剤の六方
晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮと、拡散接合用の熱処理・加熱に
より反応し、もって、窒化チタンＴｉＮやホウ化チタン
ＴｉＢ等の硬くて脆い金属間化合物を生成する。このよ
うにして、母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金の表層
部に脆化層が生じ、表層部が脆化し割れ等も発生し、更
に反応が進むと所期の離型効果も失われてしまう。例え
ば、箔状のチタンＴｉやチタンＴｉ合金の表面に、六方
晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮを用いた離型剤を塗布して、熱処
理した後、常温に戻して引張試験を実施した所、破断伸
び量が、離型剤を塗布しない場合に比し大きく低下し
た。この破断伸び量の低下は、上述した硬くて脆い金属
間化合物の生成、つまり脆化層に起因する。

【０００９】さて、このように六方晶窒化ホウ素Ｌ−Ｂ
Ｎを用いた離型剤を、拡散接合を利用した展張方式によ
るチタンハニカムコアの製造方法において、母材たるチ
タンＴｉやチタンＴｉ合金に塗布すると、拡散接合用の
加熱により反応して、チタンＴｉやチタンＴｉ合金に脆
化層を生じさせ、破断伸び量も低下し、離型効果も失わ
れる。そこで、展張時に引張力が加えられると、生成さ
れていた脆化層に起因して、重積された母材たるチタン
ＴｉやチタンＴｉ合金が切損したり、更に、伸び不足に
起因して重積された母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合
金の展張自体が困難化したり、更には、離型効果が失わ
れた場合には、重積された母材たるチタンＴｉやチタン
Ｔｉ合金間が全体的に拡散接合されてしまい、全く展張
不能となる事態も発生していた。このように、最近開発
された、拡散接合を利用した展張方式によるチタンハニ
カムの製造方法は、非接合箇所の設定用に塗布される離
型剤に起因して、母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金
（波板そしてセル壁）の展張困難，展張不能等が発生す
るという問題が指摘され、実用化が進展していなかっ
た。

【００１０】本発明に係るチタンハニカムの製造方法
は、このような実情に鑑み、最近開発された技術を含む
上記従来例の課題を解決すべくなされたものであって、
チタンやチタン合金を母材として用い、加圧しつつ熱処
理し条線状に拡散接合してから、展張することによりチ
タンハニカムを製造すると共に、離型剤として、酸化イ
ットリウム等の希土類元素の酸化物の粉末を採用し、例
えば、その粒径が３０μｍ以下よりなり、３５０℃未満
で揮発する有機系のバインダーと１重量％以上の割合で
混合し、０．３μｍ以上で３０μｍ以下の塗布厚で塗布
される。これらにより本発明は、第１に、製造コスト面
に優れ、大型のものも容易に製造でき、第２に、母材た
るチタンやチタン合金の特性が十分に生かされ、強度，
耐熱性，耐食性等に優れると共に、第３に、塗布された
離型剤が、熱処理に際し母材たるチタンやチタン合金と
反応せず、もって脆化層を生じさせたり離型効果が失わ
れることが回避され、切損事故，展張困難，展張不能等
も発生しない、チタンハニカムの製造方法を提案するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請
求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１
のチタンハニカムの製造方法では、まず、肉厚が極薄の
箔状の純チタンやチタン合金を母材として準備し、該母
材について、離型剤を一定幅とピッチで、条線状に地肌
を残しつつ所定間隔にて塗布する。それから、複数枚の
該母材を、該離型剤間に残され露出した地肌が半ピッチ
ずつずれた位置関係で重積してから、該母材間を、接触
した地肌にて条線状に拡散接合する。該拡散接合は、加
圧しつつ熱処理を行い、もって該母材のチタンや合金元
素が地肌間で拡散移動することにより行われる。しかる
後、重積方向に引張力を加えて展張することにより、該
母材が、条線状の拡散接合箇所の縁に沿って折曲される
と共に、条線状の該拡散接合箇所以外の箇所が分離，離
隔される。もって、該母材をセル壁とし、該セル壁にて
区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体た
る、チタンハニカムが得られる。そして、該離型剤とし
て、希土類元素の酸化物の粉末とバインダーとが混合さ
れてなり、液状やペースト状をなすものが用いられてい
ること、を特徴とする。

【００１２】次に、請求項２については次のとおり。す
なわち、この請求項２のチタンハニカムの製造方法は、
請求項１に記載したチタンハニカムの製造方法におい
て、該離型剤は、該希土類元素の酸化物が１重量％以
上、該バインダーが９９重量％未満の割合で混合されて
いること、を特徴とする。請求項３については次のとお
り。すなわち、この請求項３のチタンハニカムの製造方
法は、請求項１に記載したチタンハニカムの製造方法に
おいて、該離型剤は、該希土類元素の酸化物として酸化
イットリウムが用いられていること、を特徴とする。請
求項４については次のとおり。すなわち、この請求項４
のチタンハニカムの製造方法は、請求項１に記載したチ
タンハニカムの製造方法において、該離型剤は、塗布厚
が０．３μｍ以上で３０μｍ以下にて塗布されること、
を特徴とする。

【００１３】次に、請求項５については次のとおり。す
なわち、この請求項５のチタンハニカムの製造方法は、
請求項１又は請求項４に記載したチタンハニカムの製造
方法において、該離型剤は、該希土類元素の酸化物の粉
末として、粒径が３０μｍ以下のものが用いられている
こと、を特徴とする。請求項６については次のとおり。
すなわち、この請求項６のチタンハニカムの製造方法
は、請求項１に記載したチタンハニカムの製造方法にお
いて、該離型剤は、該バインダーとして有機系のものが
用いられていること、を特徴とする。請求項７について
は次のとおり。すなわち、この請求項７のチタンハニカ
ムの製造方法は、請求項６に記載したチタンハニカムの
製造方法において、該離型剤は、該バインダーとして３
５０℃未満で揮発してしまう有機系のものが用いられて
いること、を特徴とする。

【００１４】本発明のチタンハニカムの製造方法は、こ
のようになっているので、次のようになる。まず、母材
たる純チタンやチタン合金は、極薄の箔状をなし、条線
状に地肌を残しつつ離型剤が塗布され、半ピッチずつず
らして重積された後、拡散接合される。すなわち、離型
剤間の母材の条線状に露出した地肌が、各々拡散接合箇
所となって接触，当接，密着し、もって、母材の純チタ
ンや合金元素が地肌間で拡散移動することにより、重積
された母材間が条線状に拡散接合される。しかる後、重
積，拡散接合された母材について、引張力を加えて展張
することにより、この母材をセル壁とし、セル壁にて区
画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体た
る、チタンハニカムが製造される。

【００１５】さて、この製造方法では離型剤として、酸
化イットリウム等の希土類元素の酸化物の粉末を、例え
ば３５０℃未満で揮発する有機系のバインダーと、１重
量％以上の割合で混合してなるものが採用され、母材に
条線状に塗布される。このように、この離型剤では、ま
ず、標準生成自由エネルギー（生成熱）が低い希土類元
素そしてその酸化物が採用されており、その標準生成自
由エネルギー（生成熱）は、母材の活性金属たる純チタ
ンやチタン合金のものより低い。つまり、この離型剤で
用いられる希土類元素の酸化物は、熱的安定性・化学的
安定性が高く、熱処理に際し母材と反応することはな
い。更にこの離型剤では、バインダーとして、無機系の
ものではなく、３５０℃未満で揮発する有機系のものが
採用されている。そこで、この離型剤で用いられるバイ
ンダーは、熱処理に際し残って母材と反応することはな
い。

【００１６】この離型剤は、このような希土類元素とバ
インダーとを混合してなるので、拡散接合のための熱処
理に際し、塗布された母材つまり活性金属たる純チタン
やチタン合金の表層部と反応することはない。もって、
表層部に脆化層を生じさせることは防止され、０．３μ
ｍ以上の塗布厚で塗布されることにより、所期の離型効
果を発揮し、重積された母材に非接合箇所が所期のとお
り設定される。又、希土類元素の酸化物の粒径を３０μ
ｍ以下とすると共に、離型剤として３０μｍ以下の塗布
厚で塗布されることにより、重積された母材たる純チタ
ンやチタン合金間について、必要な拡散接合箇所が確実
に形成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示す発明の
実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図２，
図３，図４，図５，図６，図７は、本発明の実施の形態
の説明に供する。そして、図１の斜視説明図において、
（１）図は、準備された母材を、（２）図は、離型剤を
塗布した状態を、（３）図は、切断した状態を、（４）
図は、重積した状態を、（５）図は、拡散接合した状態
を、（６）図は、展張した状態をそれぞれ示す。図２
は、チタンハニカムの斜視図である。図３は原理説明図
であり、（１）図は、接合対象の１対の母材の要部を、
（２）図はその重積状態を、（３）図は、その加圧，加
熱状態を、（４）図は、拡散接合状態をそれぞれ示す。
図４は、破断伸び量と、離型剤中の酸化イットリウムの
含有量との関係を示す、グラフである。図５は、破断伸
び量と熱処理温度との関係を示す、グラフである。図６
は、離型効果と離型剤の塗布厚との関係を示す、領域図
である。図７は、チタンハニカムの接合状態と離型剤の
塗布厚との関係を示す、領域図である。

【００１８】このチタンハニカム１の製造方法では、ま
ず、図１の（１）図に示したように、帯状をなすと共
に、肉厚が極薄の箔状のチタンＴｉやチタンＴｉ合金
が、母材２として準備される。この母材２について、更
に詳述する。母材２としては、チタンＴｉのほか、チタ
ンＴｉ合金が考えられ、チタンＴｉ合金において、チタ
ンＴｉに添加される合金元素としては、アルミニウムＡ
ｌ，バナジウムＶ，クロムＣｒ，マンガンＭｎ，鉄Ｆ
ｅ，ジルコニウムＺｒ，モリブデンＭｏ，スズＳｎ、等
が考えられる。又、このようなチタンＴｉ合金として
は、例えば、α合金たるＴｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎや、
α−β合金たるＴｉ−３Ａｌ−２．５ＶやＴｉ−６Ａｌ
−４Ｖ、等が代表的である。そして、このようなチタン
ＴｉやチタンＴｉ合金よりなる母材２は、圧延され帯状
をなすと共に、その肉厚が極薄の箔状をなし、具体的に
は箔厚が２００μｍ以下のものを用いるのがよい。又、
この母材２の平均表面粗さＲａは、５μｍ以下のものが
望ましく、このような平均表面粗さを備えてなることに
より、後述により重積された際の密着性が向上すると共
に、加圧する際に低荷重でも拡散接合し易くなる。又、
図３の（１）図に示したように、チタンＴｉやチタンＴ
ｉ合金よりなる母材２の地肌３表面は、通常、酸化皮膜
４にて覆われている。

【００１９】ところで、このように準備されたチタンＴ
ｉやチタンＴｉ合金よりなる母材２については、適宜必
要に応じて洗浄が実施される。この洗浄としては脱脂が
代表的であり、脱脂には、アセトン，メチルエチルケト
ンＭＥＫ，アルコール等の非塩素系溶剤が使用される
が、その使用方法としては、蒸気脱脂，浸漬，超音波洗
浄等が考えられる。更に適宜必要に応じ、酸洗いによる
洗浄も実施される。この酸洗いには、例えば、２０％か
ら４５％の硝酸や２％のフッ化水素酸が用いられる。な
お、このような脱脂や酸洗い等の洗浄は、この製造方法
において必須的ではなく、特に必要な場合のみ実施され
る。すなわち、チタンＴｉやチタンＴｉ合金よりなる母
材２の地肌３表面については、後で行われる拡散接合用
の熱処理にて、付着していた油等の汚れは昇温途中の３
５０℃以下の温度で揮発してしまい、酸化皮膜４も分
散，除去されるので、特に著しい汚れや厚い酸化皮膜４
の場合以外、洗浄は不要である。母材２は、このように
なっている。

【００２０】次に、この製造方法では、図１の（２）図
に示したように、このような母材２に対し、離型剤５
が、条線状に地肌３を残しつつ所定間隔にて塗布され
る。すなわち離型剤５は、図示例では、チタンＴｉやチ
タンＴｉ合金よりなる母材２の片面に対し、地肌３を一
定幅とピッチの条線状に残すように、間隔を存しつつ一
定ピッチで、例えばスプレー，スクリーン印刷，ローラ
ー，転写，その他の方式により、塗布される。なお離型
剤５は、図示例によらず、母材２の両面に塗布される場
合もあり、この場合は、このように両面に離型剤５が塗
布された母材２と、離型剤５が両面共に塗布されないま
まの母材２とが、後述により順次交互に重積された後、
拡散接合，展張されることになる。このように用いられ
る離型剤５については、後で詳述する。

【００２１】さて次に、この製造方法では、図１の
（３）図に示したように、このように離型剤５が塗布さ
れると共に、地肌３が条線状に残されたチタンＴｉやチ
タンＴｉ合金よりなる母材２が、帯状から一定長さ（例
えば６００ｍｍ×１００ｍｍ）毎に切断される。なお図
示例によらず、離型剤５を塗布する前に、母材２を一定
長さ毎に切断してもよい。そして、図１の（４）図や図
３の（２）図に示したように、このように切断された複
数枚、例えば４００枚程度の母材２は、離型剤５間に条
線状に残され露出した地肌３が半ピッチずつずれた位置
関係で、ブロック状に重積される。図示例においては、
上下の各母材２は、片面について条線状に残された地肌
３が、左右に互い違いに半ピッチずつずれた位置関係
で、ブロック状に重積される。

【００２２】しかる後、この製造方法では、図１の
（５）図や図３の（３）図，（４）図等に示したよう
に、加圧しつつ熱処理することにより、ブロック状に上
下の縦方向に重積された母材２間が、横方向の離型剤５
間に条線状に残されて接触した地肌３にて、条線状に拡
散接合される。この拡散接合について、更に詳述する。
重積された母材２は、次に述べる温度，圧力，雰
囲気，時間、等の条件下で熱処理される。これによ
り、非接合箇所を設定する離型剤５間、すなわち、条線
状に露出，接触，密着した地肌３間、図示例では、隣接
する一方の母材２の条線状に露出した地肌３と、他方の
母材２の離型剤５が塗布されず全面的に露出した地肌３
との間で、母材２のチタンＴｉや合金元素が粒界面で拡
散移動し、もって条線状に拡散接合された拡散接合箇所
６が形成される。なお、このような拡散接合に先立ち、
母材たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金の地肌３表面を覆
って酸化皮膜４（図３の（２）図を参照）は、上述した
熱処理に伴い、その酸素Ｏが母材２のチタンＴｉやチタ
ンＴｉ合金中へと拡散，固溶することにより、最初に分
散，破壊，除去，消失せしめられる。

【００２３】拡散接合のための熱処理条件については、
次のとおり。まず、温度条件（熱処理温度）は、例え
ば７００℃以上に設定される。すなわち、母材２がチタ
ンＴｉよりなる場合は、例えば８８５℃のβ変態点以上
の温度、母材２がチタンＴｉ合金よりなる場合は、例え
ばβ変態域（α＋β相の温度域）たる９００℃や１，０
００℃程度の温度、つまり、母材２がそれぞれ超塑性を
示す温度に設定される。しかしながら温度条件を、この
ような例によらず、これらの温度以下に設定した場合で
あっても、の圧力条件をより高く設定したり、の時
間条件をより長く設定することにより、拡散接合は可能
である。拡散接合が行われる炉内等は、このような温度
に設定される。次に、圧力条件つまり重積された母材
２を上下から加圧する荷重（接合荷重）は、他の温
度，雰囲気，時間等の条件によっても異なるが、
０．００１ｋｇ／ｍｍ²以上が望ましい。なお、０．０
０００１ｋｇｆ／ｍｍ²未満の低荷重では、拡散接合箇
所６の母材２間の密着性，拡散接合強度が不足する。次
に、雰囲気条件は、真空や不活性ガス雰囲気に設定さ
れる。つまり、この熱処理は、真空炉や不活性雰囲気炉
中で行われる。更に、時間条件つまり加圧，加熱処理
時間は、５分間から１０時間程度、例えば３０分間，１
時間，２時間程度に設定される。拡散接合は、このよう
な温度，圧力，雰囲気，時間、等の条件下で行
われる。

【００２４】さて、この製造方法では、このようにし
て、ブロック状に重積された母材２たるチタンＴｉやチ
タンＴｉ合金間が、条線状に拡散接合される。なお、ブ
ロック表面やエッジ部分に酸化皮膜等が認められた場合
には、その部分を切断，除去する。それから、このよう
なブロックをウォータージェット等にて、必要な大きさ
に切断する。しかる後、この製造方法では、次に図１の
（６）図に示したように、展張が行われる。すなわち、
重積方向に展張することにより、重積された各母材２
は、条線状の各拡散接合箇所６の縁に沿って折曲される
と共に、各拡散接合箇所６以外の離型剤５塗布箇所等が
分離，離隔される。すなわち、前述によりブロック状に
重積されると共に条線状に拡散接合されたチタンＴｉや
チタンＴｉ合金よりなる母材２は、上下の重積方向に沿
い引張力が加えられて、展張される。もって各母材２
は、条線状の拡散接合箇所６の縁にそって上下に折曲さ
れ、条線状の拡散接合箇所６間の箇所が、伸長を伴いつ
つ広がるように上下に分離，離隔される。

【００２５】この拡散接合を利用した展張方式の製造方
法では、このような各工程を辿ることにより、チタンハ
ニカム１が製造される。そして、このチタンハニカム１
は、図１の（６）図や図２に示したように、条線状に拡
散接合されたチタンＴｉやチタンＴｉ合金よりなる母材
２を、セル壁７とし、セル壁７にて区画形成された中空
柱状の多数のセル８の平面的集合体よりなる。このよう
にセル壁７の母材２として、チタンＴｉやチタンＴｉ合
金が用いられると共に、セル壁７は、このような母材２
が加熱，加圧による拡散接合にて、条線状に接合されて
なる。セル壁７そしてセル８の断面形状は、図示の正六
角形状のものが代表的であるが、これによらず、縦長や
横長の六角形状，台形状，略四角形状，その他各種形状
のものも可能である。又、チタンハニカム１は、多くの
場合、その両開口端面たるセル端面に、それぞれ表面板
が接合され、もってハニカムサンドイッチパネルとし
て、使用に供される。そして、チタンハニカム１やその
ハニカムサンドイッチパネルは、一般のハニカムコアと
同様に、重量比強度に優れ、軽量であると共に高い剛性
・強度を備えてなり、更にチタンハニカム１は、整流効
果に優れると共に単位容積当たりの表面積が大である等
の特性を備え、そのハニカムサンドイッチパネルは、平
面精度，保温性，遮音性等に優れてなる。そしてチタン
ハニカム１は、更に、母材２たるチタンＴｉやチタンＴ
ｉ合金の特性を生かし、特に軽量性，強度，耐熱性，耐
食性等にも優れてなり、例えば航空機の構造材，構造部
品や、その他各種の用途に使用される。チタンハニカム
１は、このようになっている。

【００２６】さて、以上説明したチタンハニカム１の製
造方法において、本発明では、次のような離型剤５が採
用されている。以下、この製造方法で採用された離型剤
５について、詳述する。この離型剤５は、前述したよう
に母材２たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金を、拡散接合
用に熱処理する際に塗布して使用されるものであり、希
土類元素の酸化物の粉末とバインダーとが混合されてな
り、液状やペースト状をなす。すなわち、母材２たるチ
タンＴｉやチタンＴｉ合金は、高温で酸素Ｏ，水素Ｈ，
窒素Ｎと強い親和性を示し、強い還元性，反応性をもつ
活性金属である。これに対し、この離型剤５は、希土類
元素の酸化物を粉末化し、この粉末とバインダーとを混
合して、ある程度の粘性を備えた液状又はペースト状と
してなる。

【００２７】まず、この離型剤５で採用されている希土
類元素の酸化物について述べる。周知のごとく、元素の
中でも希土類元素、例えばイットリウムＹ，スカンジウ
ムＳｃ，ランタノイド系の元素，アクチノイド系の元素
は、その標準生成自由エネルギー（生成熱）が低い。
又、元素の化合物、例えば窒化物，酸化物，硫化物，塩
化物，炭化物等々の中でも、酸化物は、その標準生成自
由エネルギー（生成熱）が低い。そこで、希土類元素の
酸化物、例えば酸化イットリウム（イットリア）Ｙ
₂Ｏ₃，酸化セリウムＣｅ₂Ｏ₃，酸化トリウムＴｈＯ₂等
は、熱的安定性・化学的安定性が高く、活性金属たるチ
タンＴｉやチタンＴｉ合金とは反応しにくい。なお、リ
チウムＬｉ，ベリリウムＢｅ，マグネシウムＭｇ，カル
シウムＣａ等々のアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸
化物も、標準生成自由エネルギー（生成熱）が低いが、
イオン性が高いため、活性金属たるチタンＴｉやチタン
Ｔｉ合金と容易に反応してしまうので、その離型剤５と
しては採用できない。

【００２８】そして、チタンＴｉの酸化物の標準生成自
由エネルギー（生成熱）のΔＨは、次の表１の通りであ
る。そこで、このような反応をしないためには、標準生
成自由エネルギー（生成熱）のΔＨが、−１０３６より
低いことが必要である。そして、希土類元素の酸化物の
標準生成自由エネルギー（生成熱）のΔＨは、次の表２
に示すごとく、−１０３６よりは低い。もって、チタン
Ｔｉが表２の酸化物の酸素Ｏと反応して、表１の酸化物
となるようなことはない。この離型剤５では、このよう
な理由により、希土類元素の酸化物が採用されている。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】次に、この離型剤５のバインダーについて
述べる。この離型剤５では、上述した希土類元素の酸化
物の粉末間のバインダーとして、３５０℃未満で揮発し
てしまう有機系のものが、用いられている。すなわち、
活性金属たるチタンＴｉは、その熱処理に際し３５０℃
以上で金属元素と反応する。そして無機系のバインダ
ー、例えば酸化ソーダＮａ₂Ｏ，ケイ酸ＳｉＯ₂，酢酸ア
ルミニウム，ホウ酸ソーダ等は、成分中に金属元素が含
まれており、この金属元素が３５０℃以上でも残り、熱
処理に際しチタンＴｉと反応してしまう。そこで、この
離型剤５では、バインダーとして有機系のものが採用さ
れており、３５０℃以上の熱処理に際し、チタンＴｉと
反応する金属元素が残留しているようなことはない。
又、チタンＴｉは、その熱処理に際し３５０℃以上で、
炭素Ｃ，水素Ｈ，酸素Ｏ，窒素Ｎ等の軽元素と反応す
る。そこで、この離型剤５では、例えばポリビニルアル
コールＰＶＡ，ポリ酢酸ビニルＰＶＡｃ等、３５０℃未
満で揮発してしまう有機系のバインダーが用いられてい
る。もって、チタンＴｉの３５０℃以上の熱処理に際
し、バインダーに炭素Ｃ等は残留しておらず、反応は回
避される。この離型剤５では、このような理由により、
３５０℃未満で揮発してしまう有機系のバインダーが採
用されている。

【００３２】さてそこで、この離型剤５は、希土類元素
の酸化物の粉末と、３５０℃未満で揮発してしまう有機
系のバインダーとが、混合されてなる。もって、この離
型剤５は、母材２たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金等の
活性金属を拡散接合のため熱処理する際、塗布して使用
されるが、熱処理用の加熱により、母材２と反応するよ
うなことはない。そこで、母材２たるチタンＴｉやチタ
ンＴｉ合金の表層部に、硬くて脆い金属間化合物そして
脆化層を生成するようなこともない。

【００３３】次に、この離型剤５に関し、その確認事例
１，２，３，４，５について説明する。まず、確認事例
１について述べる。図４は、破断伸び量と、離型剤５中
の酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃の含有量との関係を示す、グ
ラフである。この図４に示した確認事例１では、まず、
希土類元素の酸化物の１例である酸化イットリウムＹ₂
Ｏ₃の粉末と、バインダーとの混合比率を、各種パター
ンに変化させたペースト状の離型剤５を、多数準備し
た。そして、このように準備された各パターンの離型剤
５を、それぞれ、箔厚５０μｍの１枚のチタンＴｉ箔の
両面に塗布した後、真空雰囲気中で９００℃に加熱する
熱処理を行い、事後、常温に戻して引張試験を実施し
た。そして、このように各パターンの離型剤５が塗布さ
れた各チタンＴｉ箔について、その破断伸び量を、それ
ぞれ観察することにより、熱処理時におけるチタンＴｉ
箔と各パターンの離型剤５との反応の有無、つまり各チ
タンＴｉ箔の表層部における金属間化合物生成の有無、
そして脆化層生成の有無を判定した。なお、各パターン
の離型剤５中の酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃の粉末の粒径サ
イズは、１μｍとし、引張速度は、１５ｍｍ／ｍｉｎと
した。

【００３４】この確認事例１の結果は、図４に示した通
りである。すなわち、まず離型剤５を塗布しないチタン
Ｔｉ箔単体の破断伸び量は、２５％であるが、酸化イッ
トリウムＹ₂Ｏ₃を１重量％（バインダーが９９重量％）
とした離型剤５を塗布した場合、上述した離型剤５を塗
布しないチタンＴｉ箔単体の場合と、ほぼ同程度に近い
破断伸び量が得られた。特に、酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃
の混合比率を、３重量％（バインダーが９７重量％）、
更には５重量％（バインダーが９５重量％）とした離型
剤５を塗布した場合は、上述した離型剤５を塗布しない
チタンＴｉ箔単体並みつまり約２５％程度の破断伸び量
が得られた。これらにより、酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃つ
まり希土類元素の酸化物を含有量・混合比率で１重量％
以上混合してなる、本発明で用いられる離型剤５は、母
材２たるチタンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔等の活性金属
に塗布しても、拡散接合のための熱処理に際し反応せず
脆化層も生成されないこと、が判明した。確認事例１で
は、このような点が確認された。

【００３５】次に、確認事例２について述べる。図５
は、破断伸び量と熱処理温度との関係を示す、グラフで
ある。この図５に示した確認事例２では、まず、希土類
元素の酸化物の１例である酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃の粉
末とバインダーとを混合してなる、本発明にて用いられ
る離型剤５と、この離型剤５とは異なる構成よりなる他
の各種の離型剤とを、準備した。他の離型剤としては、
六方晶窒化ホウ素Ｌ−ＢＮの粉末とバインダーとを混合
した離型剤、酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃の粉末とバイン
ダーとを混合した離型剤、酸化マグネシウムＭｇＯの粉
末とバインダーとを混合した離型剤、酸化ジルコニウム
ＺｒＯ₂の粉末とバインダーとを混合した離型剤等を、
準備した。本発明の離型剤５も他の各離型剤も、粉末と
バインダーとの混合比率を、重量％で３対１０に設定す
ると共に、粉末の粒径サイズは１μｍとした。

【００３６】そして、このように準備された離型剤５お
よび他の各離型剤を、それぞれ、箔厚５０μｍのチタン
Ｔｉ箔の両面に塗布した後、真空雰囲気中で８００℃か
ら１，０００℃にわたって加熱する熱処理を行い、事
後、常温に戻して引張試験を実施した。その引張速度
は、１５ｍｍ／ｍｉｎとした。それから、このような離
型剤５や他の各離型剤が塗布された各チタンＴｉ箔の破
断伸び量を、それぞれ観察することにより、熱処理時に
おけるチタンＴｉ箔と離型剤５や他の各離型剤との反応
の有無、つまり、各チタンＴｉ箔の表層部における金属
間化合物生成の有無、そして脆化層生成の有無を判定し
た。

【００３７】この確認事例２の結果は、図５に示した通
りである。すなわち、前述したように離型剤５や他の離
型剤を塗布しない場合のチタンＴｉ箔単体の破断伸び量
は、２５％であるが、酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃の粉末と
バインダーとを混合した本発明で用いられる離型剤５を
塗布した場合は、上述したチタンＴｉ箔単体と同程度つ
まり約２５％の破断伸び量が、各温度にわたって得られ
た。これに対し、本発明の離型剤５とは異なる他の各離
型剤を塗布した場合は、各温度にわたり、破断伸び量が
大きく低下し、１５％以下の破断伸び量、そして多くの
場合は５％以下の破断伸び量となった。

【００３８】これらにより、酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃つ
まり希土類元素の酸化物を用いた本発明で用いられる離
型剤５は、チタンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔等の活性金
属に塗布しても、拡散接合のための熱処理に際し反応せ
ず脆化層も生成されないことが、確認された。これに対
し、本発明の離型剤５とは異なる他の各離型剤は、塗布
して熱処理されると、チタンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔
と反応して脆化層を生成し、もって例えばその破断伸び
量が大きく低下することが、確認された。確認事例２で
は、このような点が確認された。

【００３９】

【表３】

【００４０】次に、確認事例３について述べる。上記し
た表３は、本発明にて用いられる離型剤５と、この離型
剤５とは異なる構成よりなる他の各種の離型剤につい
て、その反応の有無，破断伸び量，離型効果等を示す。
この表３に示した確認事例３では、まず、希土類元素の
酸化物たる酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃，酸化セリウムＣｅ
₂Ｏ₃，酸化トリウムＴｈＯ₂等の粉末と、バインダーと
を混合した、本発明の離型剤５と、その他各種の酸化物
の粉末とバインダーとを混合した他の各種離型剤とを、
準備した。そして、離型剤５も他の各種離型剤も、粉末
とバインダーとの混合比率を、重量％で３対１０に設定
すると共に、粉末の粒径サイズは１μｍとした。

【００４１】そして、このように準備された離型剤５や
他の各離型剤を、それぞれ、箔厚５０μｍの複数枚のチ
タンＴｉ箔の上下両面に、塗布した。それから、このよ
うな複数枚のチタンＴｉ箔を、塗布された離型剤５や他
の各離型剤のグループ毎に、重ね合わせた。そして、離
型剤５や他の各離型剤のグループ毎に、このように重ね
合わされたチタンＴｉ箔を、真空雰囲気中で９００℃で
加熱する熱処理を行った。それから常温に戻した後、ま
ず、重ね合わされていた複数枚のチタンＴｉ箔が、拡散
接合されることなく上下に離れるか否か、つまり離型効
果の有無をテストした。しかる後、上下に離れたチタン
Ｔｉ箔については、つまり離型効果有のチタンＴｉ箔に
ついては、次に引張試験を実施した。その引張速度は、
１５ｍｍ／ｍｉｎとした。このように、離型効果が確認
された離型剤５や他の各離型剤がそれぞれ塗布された、
各チタンＴｉ箔の破断伸び量を、各々観察することによ
り、熱処理時におけるチタンＴｉ箔と離型剤５や他の各
離型剤との反応の有無、つまり、各チタンＴｉ箔の表層
部における金属間化合物そして脆化層生成の有無を判定
した。

【００４２】この確認事例３の結果は、前記した表３の
通りである。まず、離型効果についてチェックすると、
酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃，酸化セリウムＣｅ₂Ｏ₃，酸化
トリウムＴｈＯ₂等、希土類元素の酸化物を用いた本発
明の離型剤５を塗布したグループの場合は、チタンＴｉ
箔間が全く拡散接合することなく、優れた離型効果が得
られた（表中◎印にて表示）。これに対し、その他各種
の酸化物を用いた他の各種離型剤を塗布した場合、その
離型効果は各種各様となった。すなわち、チタンＴｉ箔
間が一応拡散接合せず、本発明の離型剤５に比し若干劣
る程度の離型効果が得られるグループ（表中○印にて表
示）、チタンＴｉ箔間が一部接合してしまい、本発明の
離型剤５に比し非常に劣る離型効果しか得られないグル
ープ（表中△印にて表示）、離型効果が全く無く、チタ
ンＴｉ箔間が全面的に拡散接合して離れなくなってしま
ったグループ（表中×印にて表示）等、各グループに分
かれた。

【００４３】次に、破断伸び量の値から反応の有無をチ
ェックした結果については、次のとおり。すなわち、上
述により離型効果有と判定されたグループ（離型効果に
ついて表中×印のものを除き、表中◎印，○印，△印の
もの）について、引張試験を実施した結果については、
次のとおり。すなわち、離型剤５や他の離型剤を塗布し
ない場合のチタンＴｉ箔の破断伸び量は、２６％であっ
たが、希土類元素の酸化物を用いた本発明の離型剤５を
塗布したグループの場合は、これと同程度つまり２５
％，２６％，２７％程度の破断伸び量が得られた。これ
に対し、その他各種の酸化物を用いた他の離型剤を塗布
したグループの場合は、破断伸び量が大きく低下し、高
くてもせいぜい１６％程度、低いものは２％程度となっ
た。

【００４４】これらにより、希土類元素の酸化物を用い
た本発明で用いられる離型剤５については、母材２たる
チタンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔等の活性金属に塗布し
ても、拡散接合のための熱処理に際し反応無であり、優
れた離型効果を有することが、確認された。これに対
し、その他各種の酸化物を用いた本発明とは異なる他の
各離型剤については、塗布して熱処理されると、チタン
Ｔｉ箔やチタンＴｉ合金箔と反応すること、そして離型
効果にも劣ることが、確認された。確認事例３では、こ
のような点が確認された。

【００４５】次に、確認事例４について述べる。図６
は、離型効果と離型剤５の塗布厚との関係を示す、領域
図である。この図６に示した確認事例４では、まず、希
土類元素の酸化物の１例である酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃
の粉末と、バインダーとを、３０重量％と７０重量％の
混合比率で混合した、本発明で用いられる離型剤５を準
備した。そして、このように準備された離型剤５を、厚
さ５０μｍの２枚のチタンＴｉ箔間に介装，塗布すると
共に、その際、離型剤５の介装，塗布厚を各種パターン
に変化させた。そして、このように各種パターンの塗布
厚の離型剤５が介装，塗布されつつ、重ね合わされた各
グループのチタンＴｉ箔を、それぞれ、真空雰囲気中で
９００℃にて４８０分間、加熱しつつ１ｋｇ／ｍｍ²の
荷重を加える、熱処理を行った。それから、このように
各塗布厚のグループ毎に、常温に戻した後、重ね合わさ
れていた両チタンＴｉ箔が、拡散接合されることなく上
下に離れるか否か、つまり離型効果の有無をテストし
た。

【００４６】この確認事例４の結果は、図６に示した通
りである。すなわち、まず離型剤５の塗布厚が０．３μ
ｍ以上の各パターン・グループについては、両チタンＴ
ｉ箔間が全く拡散接合されることなく、優れた離型効果
が得られた。これに対し、離型剤５の塗布厚が０．１μ
ｍ以上で０．３μｍ未満と薄い各パターン・グループに
ついては、両チタンＴｉ箔間が一部拡散接合してしまい
離型効果が少ない、という結果となった。又、離型剤５
の塗布厚が０．１μｍ未満と極めて薄い各パターン・グ
ループについては、両チタンＴｉ箔間が全面的に拡散接
合してしまい、離型効果は全く得られなかった。これら
により、本発明で用いられる離型剤５は、母材２たるチ
タンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔に対し、塗布厚が最低
０．３μｍ以上で塗布することが好ましい旨、確認され
た。確認事例４では、このような点が確認された。

【００４７】次に、確認事例５について述べる。図７
は、チタンハニカム１の接合状態と、離型剤５の塗布厚
との関係を示す、領域図である。この図７に示した確認
事例５では、まず、希土類元素の酸化物の１例である酸
化イットリウムＹ₂Ｏ₃の粉末と、バインダーとを、３０
重量％と７０％重量％の混合比率で混合した、本発明で
用いられる離型剤５を準備した。そして、このように準
備された離型剤５を、厚さ５０μｍの母材２たるチタン
Ｔｉ箔に条線状に塗布した後、母材２を半ピッチずつず
らしつつ重積して、真空雰囲気中で荷重０．５ｋｇ／ｍ
ｍ²で加圧しつつ９００℃で加熱することにより拡散接
合した後、展張し、もってチタンハニカム１を製造した
（図１の（１）図から（６）図の各ステップを参照）。
そしてその際、母材２に塗布される離型剤５の塗布厚を
各種パターンに変化させ、各パターン毎に、製造された
チタンハニカム１の拡散接合状態を、チェックした。

【００４８】この確認事例５の結果は、図７に示した通
りである。すなわち、まず、前述した確認事例４におい
ても確認されたように、離型剤５の塗布厚が０．３μｍ
未満の場合は、薄過ぎて、離型剤５の離型効果が不十分
となるので、最低０．３μｍ以上の塗布厚は必要であ
る。これに対し、離型剤５の塗布厚が３０μｍを越えた
場合には、拡散接合に際し、上下に重積，接触，密着さ
れるべき母材２の地肌３間、つまり相互の条線状の拡散
接合箇所６（図３の（３）図，（４）図も参照）に、必
要な荷重が加わらなくなる。すなわち、母材２に塗布さ
れる離型剤５の上下の塗布厚が厚くなり過ぎると、重積
される母材２について、上下に接触，密着されるべき露
出した地肌３間が、横に隣接する離型剤５の塗布厚に邪
魔されて十分に接触，密着されず、加圧が不足する事態
が発生するようになる。もって、母材２の地肌３間の拡
散接合が不確実となり、製造されたチタンハニカム１の
セル壁７について、未接合箇所が発生し、いわゆるセル
８の目飛びが生じるようになる。

【００４９】このように、母材２に塗布される離型剤５
の塗布厚が３０μｍを越えると、チタンハニカム１の拡
散接合状態に不良が発生する。そして、塗布厚が４０μ
ｍを越えると、母材２間が全く拡散接合されなくなり、
チタンハニカム１の製造自体が、不能となった。これら
により、本発明で用いられる離型剤５は、母材２たるチ
タンＴｉ箔やチタンＴｉ合金箔に対し、塗布厚が３０μ
ｍ以下で塗布することが好ましい旨、確認された。又、
これに関連して、離型剤５を構成する酸化イットリウム
Ｙ₂Ｏ₃等の希土類元素の酸化物の粉末の粒径も、３０μ
ｍ以下が良いことになる。確認事例５では、このような
点が確認された。離型剤５については、このような確認
事例１，２，３，４，５が確認された。

【００５０】本発明は、以上説明したように構成されて
いる。そこで以下のようになる。このチタンハニカム１
の製造方法では、まず、母材２たるチタンＴｉやチタン
Ｔｉ合金は、極薄の箔状をなし、条線状に地肌３を残し
つつ離型剤５が塗布され、半ピッチずつずらして重積さ
れた後、拡散接合される（図１の（１）図，（２）図，
（３）図，（４）図，（５）図、および図３の各図を参
照）。すなわち、離型剤５間の母材２の条線状に露出し
た地肌３が、各々拡散接合箇所６となって接触，当接，
密着し、もって、母材２のチタンＴｉや合金元素が地肌
３間で拡散移動することにより、重積された母材２間が
条線状に形成された拡散接合箇所６にて、直接，密に拡
散接合される。しかる後、このように重積，拡散接合さ
れた母材２について、引張力を加えて展張することによ
り、この母材２をセル壁７とし、セル壁７にて区画形成
された中空柱状の多数のセル８の平面的集合体たる、チ
タンハニカム１が得られる（図１の（６）図，図２を参
照）。

【００５１】さて、このようにチタンハニカム１が製造
されるが、この製造方法では離型剤５として、酸化イッ
トリウムＹ₂Ｏ₃等の希土類元素の酸化物の粉末を、例え
ば３５０℃未満で揮発する有機系のバインダーと、１重
量％以上の割合で混合してなるものが採用されており、
液状やペースト状をなし、母材２たるチタンＴｉやチタ
ンＴｉ合金に塗布される。さてそこで、このチタンハニ
カム１の製造方法にあっては、次の第１，第２，第３の
ようになる。

【００５２】第１に、このチタンハニカム１の製造方法
では、箔状の母材２たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金に
ついて、条線状に離型剤５を塗布した後、重積して拡散
接合してから展張することにより、チタンハニカム１が
製造される。つまり、簡単な工程を辿って、チタンハニ
カム１が製造される。更に、最後の工程・段階で展張す
ることにより、中空柱状の多数のセル８の平面的集合体
よりなり、広いスペースを占めるようになるチタンハニ
カム１が製造され、それまでの母材２，離型剤５塗布，
重積，拡散接合等の各工程・段階については、特に広い
スペースを要することはない。つまり、このチタンハニ
カム１の製造方法は、全工程について広いスペースを必
要とすることはない。

【００５３】第２に、このチタンハニカム１の製造方法
では、箔状の母材２たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金間
が、拡散接合箇所６にて拡散接合される。つまり、製造
されたチタンハニカム１は、セル壁７間が、スポット溶
接，接着剤，ろう材等を用いることなく、直接的に拡散
接合されている。このように、このチタンハニカム１
は、母材２たるチタンＴｉやチタンＴｉ合金のみにて構
成されているので、チタンＴｉやチタンＴｉ合金の優れ
た特性がそのまま生かされ、特に強度，耐熱性，耐食性
等に優れている。

【００５４】第３に、このチタンハニカム１の製造方法
では、離型剤５として、酸化イットリウムＹ₂Ｏ₃等の希
土類元素の酸化物の粉末と、例えば３５０℃未満で揮発
する有機系のバインダーと、を混合したものが採用され
ている。このように、この離型剤５では、まず、標準生
成自由エネルギー（生成熱）が低い希土類元素、そして
その酸化物が採用されており、その標準生成自由エネル
ギー（生成熱）は、母材２つまり活性金属たるチタンＴ
ｉやチタン合金Ｔｉのものより低い。つまり、この離型
剤５で用いられている希土類元素の酸化物は、熱的安定
性・化学的安定性が高く、拡散接合のための熱処理に際
し母材２と反応することはない。更に、この離型剤５で
は、バインダーとして、成分中に金属元素を含む無機系
のものではなく、３５０℃未満で揮発する有機系のもの
が採用されている。そこで、この離型剤５で用いられて
いるバインダーは、拡散接合のための３５０℃以上の熱
処理に際し、残って母材２と反応することはない。

【００５５】この離型剤５は、このような希土類元素と
バインダーとを混合してなるので、拡散接合のための熱
処理に際し、塗布された母材２つまり活性金属たるチタ
ンＴｉやチタン合金Ｔｉの表層部と反応することはな
い。もって、母材２の表層部に脆化層を生じさせること
は防止され、０．３μｍ以上の塗布厚で塗布されること
により、所期の離型効果を発揮し、重積された母材２た
るチタンＴｉやチタンＴｉ合金について、非接合箇所が
所期のとおり設定されるようになる。又、母材２たるチ
タンＴｉやチタンＴｉ合金は、脆化層が生じないので、
その破断伸び量が低下することなく維持され、展張時に
必要とされる例えば５％から１５％程度の伸びが確保さ
れる。もって展張に際し、この母材２は、条線状の拡散
接合箇所６以外の箇所が、所期のごとく伸長を伴いつつ
広がるようにして、分離，隔離されるようになる。更
に、希土類元素の酸化物の粒径を３０μｍ以下とすると
共に、離型剤５として３０μｍ以下の塗布厚で塗布され
ることにより、重積された母材２たるチタンＴｉやチタ
ンＴｉ合金間について、必要な拡散接合箇所６が確実に
条線状に拡散接合され、未接合箇所は発生しなくなる。
このチタンハニカム１の製造方法では、これらにより、
拡散接合工程や展張工程が、順調に支障なく実施される
ようになる。

【００５６】

【発明の効果】本発明に係るチタンハニカムの製造方法
は、以上説明したように、チタンやチタン合金を母材と
して用い、加圧しつつ熱処理し条線状に拡散接合してか
ら、展張することによりチタンハニカムを製造すると共
に、離型剤として、酸化イットリウム等の希土類元素の
酸化物の粉末を採用し、例えば、その粒径が３０μｍ以
下よりなり、３５０℃未満で揮発する有機系のバインダ
ーと１重量％以上の割合で混合し、０．３μｍ以上で３
０μｍ以下の塗布厚で塗布する。そこで、次の第１，第
２，第３の効果を発揮する。

【００５７】第１に、製造コスト面に優れ、大型のチタ
ンハニカムも容易に製造できる。すなわち、本発明に係
るチタンハニカムの製造方法では、前述したこの種従来
例のコルゲート方式に代え、展張方式を採用してなる。
そこで、前述したこの種従来例が、母材→波板成形→重
積→接合という工程を辿っていたのに代え、本発明で
は、母材→重積→接合→展張という工程を辿るので、そ
の分、工程が簡略化され製造コストが低減される。

【００５８】更に、この種従来例では、最初の段階でス
ペースを取る波板を成形していたのに代え、本発明で
は、最後の段階で展張を行うようにしたので、工程が最
初から最後まで全体的に広いスペースを要することも、
なくなる。そこで、大型のチタンハニカムの製造やセル
が大きいチタンハニカムの製造が、比較的小さなスペー
スでも容易に可能となり、ブロックサイズの大きなチタ
ンハニカムや低密度のチタンハニカムが容易に得られる
ようになる。

【００５９】第２に、母材たるチタンやチタン合金の特
性が十分に生かされ、強度，耐熱性，耐食性等に優れた
チタンハニカムを製造できるようになる。すなわち、本
発明に係るチタンハニカムの製造方法では、前述したこ
の種従来例のように、セル壁間が、スポット溶接，
接着，ろう付け等によらず、拡散接合により接合され
る。このチタンハニカムは、スポット溶接，接着
剤，ろう材等を一切使用せず、セル壁間が直接的に拡
散接合されており、母材たるチタンやチタン合金のみに
て構成されている。

【００６０】そこで、本発明のチタンハニカムの製造方
法は、前述したこの種従来例のように、まず、スポット
点数が非常に多いスポット溶接によらず、更に接着
剤やろう材を使用することもないので、この面からも
製造コスト面に優れている。又、接着剤を使用しない
ので、前述したこの種従来例のように、製造されたチタ
ンハニカムの強度，耐熱性，耐食性等が、接着剤の強
度，耐熱性，耐食性等にて、支配，決定されるようなこ
ともない。同様に、ろう材を使用しないので、前述し
たこの種従来例のように、母材たるチタンやチタン合金
（セル壁）がろう材にて浸食されるようなことはなく、
表面に剥離，穴等が形成されるエロージョン現象は発生
しない。又、前述したこの種従来例のように、母材たる
チタンやチタン合金（セル壁）とろう材との間に、固く
て脆い金属間化合物が生成されることもない。更に、前
述したこの種従来例のように、母材たるチタンやチタン
合金（セル壁）間に異種金属たるろう材が介在すること
に起因した、耐食性の低下も回避される。これらにより
本発明では、母材たるチタンやチタン合金本来の優れた
特性たる、強度，耐熱性，耐食性等が十分に生かされ、
特に強度，耐熱性，耐食性等に優れたチタンハニカムが
得られるようになる。

【００６１】第３に、そして塗布された離型剤が、熱処
理に際し母材たるチタンやチタン合金と反応することは
ない。もって、脆化層を生じさせたり離型効果が失われ
ることも回避され、チタンハニカムが、切損事故，展張
困難，展張不能等もなく、確実に製造されるようにな
る。

【００６２】すなわち、本発明に係るチタンハニカムの
製造方法は、拡散接合を利用した展張方式を採用してい
るので、条線状に拡散接合箇所を拡散接合するのに先立
ち、非接合箇所を、離型剤を塗布することにより設定し
ておく必要がある。そして本発明では、この離型剤とし
て、希土類元素の酸化物を採用すると共に、バインダー
として、金属元素を含まずしかも３５０℃未満で揮発し
てしまう有機系のものを採用してなる。そこで塗布した
後、拡散接合用に熱処理しても母材たるチタンやチタン
合金と反応することは、確実になくなる。つまり、前述
したように離型剤として六方晶窒化ホウ素を使用したこ
の種従来例・最近開発された製造方法のように、拡散接
合用の熱処理に際し、離型剤が塗布された母材つまり活
性金属たるチタンやチタン合金の表層部と反応して、硬
くて脆い金属間化合物を生成するようなことはなくな
り、母材の表層部に脆化層が生じ、表層部が脆化し割れ
等が発生することは防止される。

【００６３】そこで、前述したこの種従来例・最近開発
された製造方法のように、離型剤が塗布された母材の破
断伸び量が低下することもなくなる。又、離型効果が失
われることも回避され、この離型剤が塗布された母材た
るチタンやチタン合金は、拡散接合用の熱処理の後、接
合することなく確実に離型されるようになり、特に０．
３μｍ以上の塗布厚で使用された場合は、確実な離型効
果が得られる。これらにより、本発明に係るチタンハニ
カムの製造方法では、展張時に引張力が加えられた際、
重積された母材たるチタンやチタン合金が切損すること
はなく、更に、伸び不足に起因して重積された母材の展
張が困難化することもなく、更には、離型効果が失われ
重積された母材間が拡散接合され全く展張不能となる事
態も発生せず、もって、チタンハニカムが確実に製造さ
れるようになる。

【００６４】ところで、本発明のチタンハニカムの製造
方法において、離型剤の塗布厚に関しては、３０μｍ以
下で使用された場合、そして希土類元素の酸化物の粉末
の粒径を３０μｍ以下とした場合は、母材たるチタンや
チタン合金間の未接合箇所の発生、そしてチタンハニカ
ムにおけるセルの目飛びの発生が、確実に防止されるよ
うになる。又、酸化イットリウムを用いた場合は、特に
コスト面にも優れてなる。すなわち、本発明のチタンハ
ニカムの製造方法において、離型剤の希土類元素とし
て、各種のセラミック材料や電子部品等に広く用いられ
ている酸化イットリウムを使用した場合は、離型剤が非
常に安価となり、もって、この面からも製造コストに優
れるようになる。このように、この種従来例に存した課
題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕
著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチタンハニカムの製造方法につい
て、発明の実施の形態の説明に供する斜視説明図であ
り、（１）図は、準備された母材を、（２）図は、離型
剤を塗布した状態を、（３）図は、切断した状態を、
（４）図は、重積した状態を、（５）図は、拡散接合し
た状態を、（６）図は、展張した状態をそれぞれ示す。

【図２】同発明の実施の形態の説明に供し、チタンハニ
カムの斜視図である。

【図３】同発明の実施の形態の説明に供する原理説明図
であり、（１）図は、接合対象の１対の母材の要部を、
（２）図は、その重積状態を、（３）図は、その加熱，
加圧状態を（４）図は、拡散接合状態をそれぞれ示す。

【図４】同発明の実施の形態の説明に供し、破断伸び量
と、離型剤中の酸化イットリウムの含有量との関係を示
す、グラフである。

【図５】同発明の実施の形態の説明に供し、破断伸び量
と熱処理温度との関係を示す、グラフである。

【図６】同発明の実施の形態の説明に供し、離型効果と
離型剤の塗布厚との関係を示す、領域図である。

【図７】同発明の実施の形態の説明に供し、チタンハニ
カムの接合状態と離型剤の塗布厚との関係を示す、領域
図である。

【符号の説明】

１チタンハニカム２母材３地肌４酸化皮膜５離型剤６拡散接合箇所７セル壁８セル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】まず、肉厚が極薄の箔状の純チタンやチ
タン合金を母材として準備し、該母材について、離型剤
を一定幅とピッチで、条線状に地肌を残しつつ所定間隔
にて塗布した後、複数枚の該母材を、該離型剤間に残され露出した地肌が
半ピッチずつずれた位置関係で重積してから、該母材間
を、接触した地肌にて条線状に拡散接合し、該拡散接合
は、加圧しつつ熱処理を行い、もって該母材のチタンや
合金元素が地肌間で拡散移動することにより行われ、しかる後、重積方向に引張力を加えて展張することによ
り、該母材が、条線状の拡散接合箇所の縁に沿って折曲
されると共に、条線状の該拡散接合箇所以外の箇所が分
離，離隔され、もって、該母材をセル壁とし、該セル壁にて区画形成さ
れた中空柱状の多数のセルの平面的集合体たるチタンハ
ニカムを得る、チタンハニカムの製造方法において、該離型剤として、希土類元素の酸化物の粉末とバインダ
ーとが混合されてなり、液状やペースト状をなすものが
用いられていること、を特徴とするチタンハニカムの製
造方法。
【請求項２】請求項１に記載したチタンハニカムの製
造方法において、該離型剤は、該希土類元素の酸化物が
１重量％以上、該バインダーが９９重量％未満の割合で
混合されていること、を特徴とするチタンハニカムの製
造方法。
【請求項３】請求項１に記載したチタンハニカムの製
造方法において、該離型剤は、該希土類元素の酸化物と
して酸化イットリウムが用いられていること、を特徴と
するチタンハニカムの製造方法。
【請求項４】請求項１に記載したチタンハニカムの製
造方法において、該離型剤は、塗布厚が０．３μｍ以上
で３０μｍ以下にて塗布されること、を特徴とするチタ
ンハニカムの製造方法。
【請求項５】請求項１又は請求項４に記載したチタン
ハニカムの製造方法において、該離型剤は、該希土類元
素の酸化物の粉末として、粒径が３０μｍ以下のものが
用いられていること、を特徴とするチタンハニカムの製
造方法。
【請求項６】請求項１に記載したチタンハニカムの製
造方法において、該離型剤は、該バインダーとして有機
系のものが用いられていること、を特徴とするチタンハ
ニカムの製造方法。
【請求項７】請求項６に記載したチタンハニカムの製
造方法において、該離型剤は、該バインダーとして３５
０℃未満で揮発してしまう有機系のものが用いられてい
ること、を特徴とするチタンハニカムの製造方法。