JP2018178182A - Manufacturing method of aluminum porous body - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an aluminum porous body by heating and sintering an aluminum powder at a temperature of less than the melting point without using a slurry method and a plating method.SOLUTION: As a manufacturing method of an aluminum porous body, an adhesive application process for coating a resin structure having a skeleton which is three-dimensionally connected and pores three-dimensionally connected by the skeleton with an adhesive resin to add adhesiveness to a surface, a powder adhesion process for adhering a metal powder consisting of an aluminum powder or an aluminum alloy powder to the resin structure coated by the adhesive, a powder aggregation process for wetting the resin structure to which the metal powder is adhered with a liquid containing a surfactant which chemically binds the metal powder and drying them, a primary heating process for heating the resin structure to which the metal powder is adhered to remove the resin structure, and a secondary heating process for heating and sintering the metal powder to a temperature of 600°C or higher and less than the melting point of the metal powder are conducted in this order.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、三次元状に連結する骨格を有し、前記骨格により三次元状に連通する連通気孔が形成された三次元網目状構造を有するアルミニウム系多孔体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an aluminum-based porous body having a three-dimensional network structure having a skeleton connected in a three-dimensional shape, and communicating pores communicating in a three-dimensional shape formed by the skeleton.

アルミニウムは導電性、耐腐食性に優れており、また軽量であり比強度に優れるとともに、資源が豊富で、リサイクル性にも優れる材料である。このため、軽量化、環境・エネルギー負荷の低減等が強く求められる各種分野製品にアルミニウムまたはアルミニウム合金が大幅に使用されている。例えば、自動車および飛行機等の交通分野では、アルミニウム合金製の車両部品および機体が利用されており、軽量化にともなう省エネルギー化と高強度化の両立が図られている。また、伝熱材料としてのアルミニウムまたはアルミニウム合金は伝熱特性が優れているために、パソコン、ラジエータ、エアコン、インタークーラー等の電気機器の熱交換器部材に使用されている。   Aluminum is excellent in conductivity and corrosion resistance, is lightweight, is excellent in specific strength, is abundant in resources, and is excellent in recyclability. For this reason, aluminum or an aluminum alloy is widely used in various field products for which weight reduction, reduction of environment and energy load, etc. are strongly required. For example, in the transportation field such as automobiles and airplanes, aluminum alloy vehicle parts and airframes are used, and both energy saving and high strength are achieved with weight reduction. Further, aluminum or an aluminum alloy as a heat transfer material is used for heat exchanger members of electric devices such as personal computers, radiators, air conditioners, intercoolers and the like because of excellent heat transfer characteristics.

三次元状に連結する骨格を有し、その骨格により三次元状に連通する連通孔が形成された三次元網目状構造を有する多孔質体は、連通する連通孔にガスあるいは液体等の流体を通過させるとともに、これらの流体を濾過処理するフィルタ（特許文献１）、これらの流体を骨格表面に担時した触媒により改質する触媒用担体（特許文献２）、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の電池の電極材料（特許文献３）等、多方面に用いられている。   A porous body having a three-dimensional network structure having a three-dimensionally connected skeleton and communication holes formed three-dimensionally in communication by the skeleton forms a fluid such as gas or liquid in the communication holes. Filters for filtering and filtering these fluids while passing through them, Catalyst supports for reforming these fluids by catalysts loaded on the surface of the framework (Patent documents 2), nickel hydrogen batteries, nickel cadmium batteries, etc. The electrode material of the battery (Patent Document 3) is widely used.

上述の三次元状に連結する骨格を有し、その骨格により三次元状に連通孔が形成された三次元網目構造を有する金属多孔質体は、連通孔を有する発泡樹脂の骨格表面に金属粉末含有スラリーを付着させた後、加熱して樹脂を分解除去するとともに粉末を焼結する方法（特許文献４）により製造されることが知られている。金属として純アルミニウム粉末を使用する場合、表面に存在する酸化皮膜によってアルミニウム同士の結合が阻害され他の金属よりも焼結が困難である。一般的にはプレス等により加圧して粉末表面の酸化皮膜を破壊することにより焼結を行うが、この方法では焼結体の形状自由度が限られてしまう。特に、前記方法で三次元状に連結する骨格を有した純アルミニウム多孔質体を作製する場合は無加圧で焼結することになる。純アルミニウムを無加圧で焼結するには純アルミニウムの融点（６６０℃）以上の温度で焼結を行う方法（特許文献５）もあるが、溶融して溶け出したアルミニウムが流れ出してしまい焼結体の形状が崩れてしまうという問題がある。金属射出成形法（ＭＩＭ法）で焼結時の真空度を制御することにより純アルミニウムを融点以下で焼結するという報告（特許文献６）があるが、前記方法で三次元状に連結する骨格を有した純アルミニウム多孔質体を作製する場合、成形時の粉末充填密度はＭＩＭ法より小さくなるので粉末同士の接触面積も小さくなり、同手法では焼結させることは困難である。めっき法を用いて樹脂構造体表面にアルミニウムの皮膜を形成する方法（特許文献７）もあるが、めっき液に使用する薬剤の環境への影響・廃液処理の必要性の問題がある。   The metal porous body having a three-dimensional network structure in which the three-dimensional communicating holes are formed in the three-dimensional shape is the metal powder on the surface of the foamed resin having the communicating holes. It is known that it is manufactured by the method (patent document 4) of heating and decomposition-removing a resin and sintering a powder, after making a containing slurry adhere. When pure aluminum powder is used as the metal, the oxide film present on the surface inhibits the bonding between the aluminums, making sintering more difficult than other metals. In general, sintering is performed by pressing with a press or the like to break the oxide film on the powder surface, but this method limits the shape freedom of the sintered body. In particular, when producing a pure aluminum porous body having a skeleton linked in a three-dimensional manner by the above method, sintering is performed without pressure. In order to sinter pure aluminum without pressure, there is also a method of performing sintering at a temperature higher than the melting point (660 ° C.) of pure aluminum (Patent Document 5), but aluminum melted and melted out flows out and is burned There is a problem that the shape of the body collapses. Although there is a report that pure aluminum is sintered below melting point by controlling the degree of vacuum at the time of sintering by metal injection molding method (MIM method) (patent document 6), the framework connected in a three-dimensional shape by the above method When producing a pure aluminum porous body having the above, the powder packing density at the time of molding is smaller than in the MIM method, so the contact area between the powders is also small, and it is difficult to sinter by the same method. There is also a method of forming an aluminum film on the surface of a resin structure using a plating method (Patent Document 7), but there is a problem of the influence of chemicals used in a plating solution on the environment and the necessity of waste solution treatment.

特開２０１２−１１０８５１号公報JP, 2012-110851, A 特開２０１０−２０１３９０号公報JP, 2010-201390, A 特開２０１０−２７２４２５号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-272425 特開２００６−３２２０６８号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-322068 特開昭５６−０２５９０６号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-025906 特開２００４−３０８００４号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-308004 特開２０１６−０２３３２２号公報JP, 2016-023322, A

前述の特許文献４の金属多孔質体製造方法は、チタン等の金属で適用され、表面に強固な酸化被膜（アルミナ：Ａｌ_２Ｏ_３）を有するアルミニウム粉末を用いるアルミニウム多孔質体の作製では困難な可能性がある。また、スラリーを用いた方法では、スラリー混合時に泡が発生し、それが樹脂構造体表面に付着した際に残存することで金属粉末の付着量にムラが生じてしまうおそれがある。それを防止するために添加する消泡材等の添加剤を用いることが可能であるが、焼結後に残留することが懸念される。一方、泡の発生を抑制するために攪拌速度を落とすことも考えられるが、金属粉末が沈降してしまうおそれがある。また、水を分散媒に用いることで、アルミニウム粉末の腐食反応により金属粉末が劣化してしまい、焼結性が下がってしまうことが懸念される。 Metal porous body production method of Patent Document 4 described above is applied with a metal such as titanium, strong oxide film on the surface (alumina: Al 2 _{O 3)} difficulty in producing aluminum porous body using an aluminum powder having a There is a possibility. Moreover, in the method using a slurry, bubbles may be generated during slurry mixing, and the bubbles may adhere to the surface of the resin structure, which may cause unevenness in the adhesion amount of the metal powder. Although it is possible to use an additive such as an antifoaming agent added to prevent it, there is a concern that it may remain after sintering. On the other hand, although it is also conceivable to lower the stirring speed to suppress the generation of bubbles, there is a possibility that the metal powder may precipitate. Moreover, by using water as a dispersion medium, there is a concern that the metal powder may be deteriorated due to the corrosion reaction of the aluminum powder and the sinterability may be lowered.

さらに、分散媒を用いる場合、樹脂構造体の網目構造を塞いだ薄い膜状の部分（閉口部）を作り易いという欠点が挙げられる。これはスラリーが膜を張り易いために生じる現象でスラリーの粘度に依存するものである。スラリー中の高分子を取り除いて粉末と溶媒の混合物に基材を含浸させた場合でも乾燥過程で粉末同士の凝集が起こり、閉口部が発生する。   Furthermore, when using a dispersion medium, there is a defect that it is easy to form a thin film-like portion (closed portion) blocking the network structure of the resin structure. This is a phenomenon that occurs because the slurry easily adheres to a film and is dependent on the viscosity of the slurry. Even when the polymer in the slurry is removed and the mixture of the powder and the solvent is impregnated with the base material, aggregation of the powders occurs in the drying process, and a closed portion is generated.

特許文献５のアルミニウム多孔質体製造方法は、純アルミニウムの融点以上の温度で加熱を行う方法であり、溶融して溶け出したアルミニウムが流れ出してしまい焼結体の形状が崩れてしまうという問題がある。そのため、生産の安定性向上かつ不良発生率の低減の余地が残る。   The aluminum porous body manufacturing method of Patent Document 5 is a method of heating at a temperature higher than the melting point of pure aluminum, and there is a problem that the molten and melted aluminum flows out and the shape of the sintered body is broken. is there. Therefore, there remains room for improving the stability of production and reducing the failure rate.

特許文献７のアルミニウム多孔質体製造方法はめっきを用いて樹脂構造体表面にアルミニウムの皮膜を作製する方法であり、めっき液の環境への影響および廃液の処理問題とともに、製造設備が大掛かりになってしまうといった懸念がある。   The method for producing an aluminum porous body of Patent Document 7 is a method for producing an aluminum film on the surface of a resin structure using plating, and the production equipment becomes large with the influence of the plating solution on the environment and the problem of waste liquid treatment. There is a concern that

これらのことから本発明は、スラリー法およびめっき法によらず、アルミニウム粉末を融点未満の温度で加熱し焼結するアルミニウム多孔質体の製造方法を提供することを目的とする。   From these facts, the present invention aims to provide a method for producing an aluminum porous body in which an aluminum powder is heated and sintered at a temperature below the melting point regardless of the slurry method and the plating method.

本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法は、三次元状に連結する骨格を有するとともに骨格により三次元状に連結する気孔が形成された樹脂構造体に、粘着性樹脂を塗布して表面に粘着性を付与する粘着剤塗布工程、粘着剤が塗布された樹脂構造体にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を付着させる粉末付着工程、金属粉末の付着した樹脂構造体を前記金属粉末と化学結合する界面活性剤を含有する液体で濡らし、乾燥する粉末凝集工程、金属粉末の付着した樹脂構造体を加熱して樹脂構造体を除去する一次加熱工程、および６００℃以上かつ金属粉末の融点未満の温度に加熱して金属粉末を焼結する二次加熱工程を順に行うものである。   In the method for producing an aluminum porous body according to the present invention, a tacky resin is applied to a resin structure having a skeleton linked in a three-dimensional shape and having pores formed in the three-dimensional link by the skeleton. Adhesive application process for imparting flexibility, powder adhesion process for adhering metal powder consisting of aluminum powder or aluminum alloy powder to resin structure coated with adhesive, resin structure with metal powder adhered to the metal powder Powder aggregation process of wetting and drying with a liquid containing a surfactant to be bound, primary heating process of heating the resin structure to which the metal powder is attached to remove the resin structure by heating, and 600 ° C. or more and less than the melting point of the metal powder The secondary heating step of sintering the metal powder by heating to a temperature of 1.

本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法においては、前記界面活性剤が有機リン化合物であることが好ましく、前記金属粉末は平均粒径が１〜５０μｍであり、最大粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。   In the method for producing an aluminum porous body according to the present invention, the surfactant is preferably an organic phosphorus compound, and the metal powder has an average particle size of 1 to 50 μm and a maximum particle size of 100 μm or less. Is preferred.

本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法によれば、スラリー法およびめっき法によらず、アルミニウム粉末を融点未満の温度で焼結して強度の高い健全なアルミニウム多孔質体を製造することができる。   According to the method for producing an aluminum porous body of the present invention, it is possible to sinter aluminum powder at a temperature lower than the melting point to produce a high-strength sound aluminum porous body regardless of the slurry method and the plating method. .

本発明の金属多孔質体の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the metal porous body of this invention. 本発明の金属多孔質体の骨格断面の模式図である。It is a schematic diagram of the frame | skeleton cross section of the metal porous body of this invention. 実施例のアルミニウム多孔質体試料の外観示す写真代用図面である。It is a photographic substitute drawing which shows the external appearance of the aluminum porous body sample of an Example.

本発明者らは、アルミニウム多孔質体の簡便で、安定的な作製方法に着目し研究を行った。その結果、アルミニウム粉末およびアルミニウム合金粉末の焼結促進法を利用することにより、アルミニウム粉末もしくはアルミニウム合金粉末の融点より低温で加熱し、アルミニウム多孔質体の骨格を形成する粉末の結合が充分であり、緻密なアルミニウム多孔質体とすることができることを見出した。   The present inventors have conducted researches focusing on a simple and stable method for producing an aluminum porous body. As a result, by utilizing the method of promoting the sintering of aluminum powder and aluminum alloy powder, bonding of powder forming a skeleton of aluminum porous body by heating at a temperature lower than the melting point of aluminum powder or aluminum alloy powder is sufficient. It has been found that a compact, porous aluminum body can be obtained.

本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法は、この知見によるものであり、三次元状に連結する骨格を有するとともに骨格により三次元状に連結する気孔が形成された樹脂構造体に、粘着性を付与し、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を主原料とする金属粉末を付着させた後、前記金属粉末と化学結合する界面活性剤を含有する高分子水溶液により付着粉末を凝集させ、加熱して樹脂構造体を分解、消失させ、さらにアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末の融点より低温で焼結するものである。   The method for producing an aluminum porous body according to the present invention is based on this finding, and has adhesiveness to a resin structure having a skeleton linked in a three-dimensional shape and having pores linked in a three-dimensional shape by the skeleton. And apply metal powder containing aluminum powder or aluminum alloy powder as a main raw material, and then coagulate the adhesion powder with a polymer aqueous solution containing a surfactant chemically bonded to the metal powder, and heat the resin structure. It decomposes, disappears, and sinters at a temperature lower than the melting point of aluminum powder or aluminum alloy powder.

［樹脂構造体］
本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法において、樹脂構造体としては、三次元状に連結する骨格を有し、その骨格により三次元状に連結する気孔が形成された三次元網目状構造の樹脂構造体を用いる。この樹脂構造体は骨格表面にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を付着させて担持するものであり、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末が三次元構造を形成するための鋳型材となる。この樹脂構造体は金属粉末を担持する基材として機能し、後述する一次加熱工程において、加熱されて分解、消失する。この樹脂構造体は、具体的には、ポリウレタンフォームが最も一般的に用いられるが、他にシリコーン樹脂、ポリエステル樹脂のフォーム等を用いることができる。具体的なポリウレタンフォームの例としては、株式会社ブリヂストン製の商品名エバーライトＳＦがある。 [Resin structure]
In the method for producing an aluminum porous body according to the present invention, the resin structure has a skeleton linked in a three-dimensional shape, and a resin of a three-dimensional network structure in which pores linked in a three-dimensional shape are formed by the skeleton. Use a structure. This resin structure carries metal powder consisting of aluminum powder or aluminum alloy powder attached to the surface of the skeleton and is supported, and a mold material for forming metal powder made of aluminum powder or aluminum alloy powder to form a three-dimensional structure Become. The resin structure functions as a substrate supporting the metal powder, and is heated, decomposed and eliminated in the primary heating step described later. Specifically, polyurethane foam is most commonly used as this resin structure, but other foams of silicone resin, polyester resin, etc. may be used. A specific example of polyurethane foam is available from Bridgestone Co., Ltd. under the trade name Everlight SF.

アルミニウム多孔質体の三次元網目状構造は、鋳型材となる樹脂構造体の構造により形成されるので、所望のアルミニウム多孔質体の三次元網目状構造に応じて各種構造の樹脂構造体を選択すればよい。例えば、アルミニウム多孔質体の気孔率および気孔の大きさ等は、樹脂構造体として所望の気孔率および気孔の大きさのものを使用することにより、アルミニウム多孔質体の気孔率および気孔の大きさを制御することができる。   Since the three-dimensional network structure of the aluminum porous body is formed by the structure of the resin structure to be a mold material, resin structures having various structures are selected according to the desired three-dimensional network structure of the aluminum porous body. do it. For example, the porosity and pore size of the aluminum porous body can be determined by using the desired porosity and pore size as the resin structure, the porosity and pore size of the aluminum porous body Can be controlled.

樹脂構造体のセル数は、セルの大きさが細かすぎると、後述する粉末付着工程でアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末の目詰まりが生じやすく、最終形態のアルミニウム多孔質体の気体、液体の流れが悪くなる。その一方で、セルの大きさが粗すぎるとアルミニウム多孔質体自体の比表面積および熱伝導率が低下する。この観点から、樹脂構造体のセル数は、４０ｐｐｉ（平均セル中心径０．６４ｍｍ）、２０ｐｐｉ（平均セル中心径１．２７ｍｍ）、１３ｐｐｉ（平均セル中心径１．９５ｍｍ）、８ｐｐｉ（平均セル中心径３．１８ｍｍ）等とすることが好ましく、特に２０ｐｐｉ、１３ｐｐｉが好ましい。   If the cell size of the resin structure is too small, clogging of the metal powder made of aluminum powder or aluminum alloy powder is likely to occur in the powder adhesion step described later, and the gas of the aluminum porous body in the final form The flow of liquid becomes worse. On the other hand, when the cell size is too coarse, the specific surface area and the thermal conductivity of the aluminum porous body itself are reduced. From this point of view, the number of cells of the resin structure is 40 ppi (average cell center diameter 0.64 mm), 20 ppi (average cell center diameter 1.27 mm), 13 ppi (average cell center diameter 1.95 mm), 8 ppi (average cell center) The diameter is preferably 3.18 mm and the like, and particularly preferably 20 ppi and 13 ppi.

また、アルミニウム多孔質体の気孔率は、熱交換器の熱交換部材として用いる場合、気孔率が小さくなると気孔を通過する流体の圧力損失が大きくなるため９０％以上とすることが好ましいが、樹脂構造体として気孔率が９０％以上のものを用いることによりアルミニウム多孔質体の気孔率を９０％以上とすることができる。   In addition, the porosity of the aluminum porous body is preferably 90% or more when used as a heat exchange member of a heat exchanger, since the pressure loss of fluid passing through the pores increases as the porosity decreases. The porosity of the aluminum porous body can be made 90% or more by using a structure having a porosity of 90% or more.

［アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末］
本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法において、樹脂構造体に付着させる粉末は、熱伝導率が高いアルミニウム粉末を用いるが、アルミニウム粉末に替えて、アルミニウムを強化する成分を予め合金化したアルミニウム合金粉末を用いてもよい。たとえば、Ａｌ（アルミニウム）にＣｕ（銅）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｓｉ（ケイ素）等の合金化元素を予め合金化したアルミニウム合金粉末を用いた場合は、骨格がアルミニウム合金で形成され、多孔質体の強度を向上させることができる。なお、ＡｌにＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ等の合金化元素を添加することにより、熱伝導率はアルミニウム単体の場合よりも低下するが、ベース金属がアルミニウムであるため、充分に高い熱伝導率を維持することができる。しかしながら、合金化することにより熱伝導率が低下するため、アルミニウム合金粉末を用いる場合は、Ａｌ量が９０質量％以上とすることが好ましく、Ａｌ量が９５質量％以上とすることがより好ましい。 [Aluminum powder or aluminum alloy powder]
In the method for producing an aluminum porous body according to the present invention, an aluminum powder having a high thermal conductivity is used as the powder to be attached to the resin structure, but an aluminum alloy in which a component for strengthening aluminum is alloyed in advance instead of the aluminum powder. Powder may be used. For example, in the case of using aluminum alloy powder in which alloying elements such as Cu (copper), Mn (manganese), Mg (magnesium), Si (silicon) and the like are pre-alloyed to Al (aluminum), the skeleton is an aluminum alloy. Thus, the strength of the porous body can be improved. By adding an alloying element such as Cu, Mn, Mg, or Si to Al, the thermal conductivity is lower than in the case of aluminum alone, but since the base metal is aluminum, the thermal conductivity is sufficiently high. Can be maintained. However, since the thermal conductivity is reduced by alloying, when using an aluminum alloy powder, the Al content is preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.

また、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末は、樹脂構造体の骨格表面に密に付着できることから微細なものが好ましい。金属粉末が大きくなると連通孔発泡樹脂フォームの骨格表面に密に付着させることが難しくなるとともに、金属粉末の質量が増加することにより、連通孔発泡樹脂フォームの骨格表面に付着し難くなるとともに、脱落し易くなる。この観点からアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末は、平均粒径が５０μｍ以下のものを用いることが好ましい。さらに、粒径が１００μｍを超える粉末を含まないものであることが好ましい。ただし、アルミニウムは活性な金属であるため、あまりに微細な粉末は取扱いが難しくなる。この観点からアルミニウム粉末は、平均粒径が１μｍ以上のものを用いることが好ましい。なお、平均粒子径が異なる金属粉末を混合して用いてもよい。粒径の大きいものと小さいものを混合することで、粉末付着時の充填率を上げることができ、より強度の高い焼成物を得ることが可能である。   Moreover, the metal powder which consists of aluminum powder or aluminum alloy powder is preferable since it can be closely attached to the surface of the skeleton of the resin structure. When the metal powder becomes large, it becomes difficult to adhere closely to the framework surface of the through hole foam resin foam, and the mass of the metal powder increases, making it difficult to adhere to the framework surface of the through hole foam resin foam and falling off It becomes easy to do. From this viewpoint, it is preferable to use a metal powder composed of aluminum powder or aluminum alloy powder having an average particle diameter of 50 μm or less. Furthermore, it is preferable that it is a thing which does not contain the powder whose particle size exceeds 100 micrometers. However, since aluminum is an active metal, too fine powders are difficult to handle. From this viewpoint, it is preferable to use an aluminum powder having an average particle diameter of 1 μm or more. In addition, you may mix and use the metal powder from which an average particle diameter differs. By mixing the large particle size and the small particle size, it is possible to increase the filling rate at the time of powder deposition, and it is possible to obtain a baked product with higher strength.

［粘着剤塗布工程］
樹脂構造体の骨格表面には粉末の被着を容易にし、剥離を防止する目的から樹脂構造体の骨格表面に粘着性樹脂を塗布する。塗布する粘着性樹脂は、アクリル系樹脂、ゴム系等の粘着剤溶液またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等の樹脂溶液が好ましい。粘着性樹脂は、後述する加熱工程において樹脂分を焼失させる必要があるため、熱分解後の残渣が少ないアクリル系の粘着剤溶液を用いるのが好ましい。アクリル系粘着剤としては一般的なアクリル酸エステルの単重合体でも良く、２種類以上のアクリル酸エステルを組み合わせた共重合体でも良い。アクリル系粘着剤の性質としては、常温で十分な粘着性を持つためにガラス転移温度が−１０℃以下であることが好ましい。接着強度の観点から分子量が５万以上であることが好ましく、１０万以上の分子量であることがより好ましい。分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定する。 [Adhesive application process]
An adhesive resin is applied to the skeleton surface of the resin structure for the purpose of facilitating the deposition of the powder on the skeleton surface of the resin structure and preventing peeling. The adhesive resin to be applied is preferably an acrylic resin, an adhesive solution such as rubber, or a resin solution such as a phenol resin, an epoxy resin, or a furan resin. The adhesive resin needs to burn off the resin component in the heating step described later, so it is preferable to use an acrylic adhesive solution having a small amount of residue after thermal decomposition. The acrylic pressure-sensitive adhesive may be a general acrylic acid ester homopolymer or a copolymer obtained by combining two or more acrylic acid esters. As a property of acrylic pressure sensitive adhesive, in order to have sufficient adhesiveness at normal temperature, it is preferable that glass transition temperature is -10 ° C or less. From the viewpoint of adhesive strength, the molecular weight is preferably 50,000 or more, and more preferably 100,000 or more. Molecular weight is measured by gel permeation chromatography (GPC).

ＧＰＣの測定条件は以下のとおりである。
装置：高速液体クロマトグラフ Ｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅ 株式会社島津製作所
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）(ＨＰＬＣ用、安定剤含有）和光純薬工業株式会社
流速：１ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出波長：２５４ｎｍ
分子量標準物質：ＰＳｔＱｕｉｃｋ Ａ／Ｂ／Ｃ 東ソー株式会社 The measurement conditions of GPC are as follows.
Device: High-performance liquid chromatograph Prominence Shimadzu Corporation Eluent: Tetrahydrofuran (THF) (for HPLC, containing stabilizer) Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Flow rate: 1 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Detection wavelength: 254 nm
Molecular weight standard substance: PStQuick A / B / C Tosoh Corporation

前記アクリル系共重合体は、炭素数１０以下の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル以外に、必要に応じて、前記アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他の単量体成分に対応する単位を含んでいてもよい。このような単量体成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー；（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチルメタクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノアクリレートモノマー；（メタ）アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有アクリル樹脂系モノマー；（メタ）アクリル酸ポリエチレングリコール、（メタ）アクリル酸ポリプロピレングリコール、（メタ）アクリル酸メトキシエチレングリコール、（メタ）アクリル酸メトキシポリプロピレングリコール等のグリコール系（メタ）アクリルエステルモノマー；シクロプロピル（メタ）アクリレート、シクロブチル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘプチル（メタ）アクリレート、シクロオクチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート等の環状構造含有アクリル樹脂系モノマー；ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の多官能モノマー；イソプレン、ブタジエン、イソブチレン等のオレフィン系モノマー；ビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これらの単量体成分は１種又は２種以上使用できる   The acrylic copolymer is, in addition to the acrylic acid alkyl ester having a linear or branched alkyl group having 10 or less carbon atoms, other unity copolymerizable with the acrylic acid alkyl ester, if necessary. It may contain units corresponding to body components. As such a monomer component, for example, a carboxyl group-containing monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl acrylate, carboxypentyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, etc .; hydroxyethyl (meth) acrylate Hydroxypropyl (meth) acrylate, Hydroxybutyl (meth) acrylate, Hydroxyhexyl (meth) acrylate, Hydroxyoctyl (meth) acrylate, Hydroxydecyl (meth) acrylate, Hydroxylauryl (meth) acrylate, ( Hydroxyl group-containing monomers such as 4-hydroxymethylcyclohexyl) methyl methacrylate; cyanoacrylate monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile; epoxy group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate Lily resin-based monomers; glycol-based (meth) acrylic ester monomers such as polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate, methoxy ethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polypropylene glycol (meth) acrylate; Propyl (meth) acrylate, cyclobutyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cycloheptyl (meth) acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) ) Cyclic structure-containing acrylic resin monomers such as acrylates; hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, pro Glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate And polyfunctional monomers such as epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate and urethane (meth) acrylate; olefin monomers such as isoprene, butadiene and isobutylene; and vinyl ether monomers such as vinyl ether. One or more of these monomer components can be used

［粉末付着工程］
粘着剤塗布工程の後、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末中で粘着剤を塗布した樹脂構造体を揺動させる、あるいは粘着剤を塗布した樹脂構造体にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を噴霧する等の方法により、粘着剤を塗布した樹脂構造体の骨格表面に粉末を付着させる。これにより乾燥状態の粉末を粘着剤を塗布した樹脂構造体の骨格表面に付着させることができる。金属粉末は瞬時に基材表面に固定され、スラリー法のように乾燥過程での樹脂構造体表面での金属粉末の移動がないため樹脂構造体の骨格の接合部に粉末が集まることはない。また金属粉末の付着は樹脂構造体表面で起こり、粘着剤層の厚みに依存しないため、金属粉末の付着量は樹脂構造体全域で均一になり、一定質量の金属粉末を付着させた場合、強度の大きい三次元網目構造体が得られる。さらに金属粉末は粘着性の付与された部分にのみ選択的に付着し、また溶媒を使用しないので金属粉末同士の凝集も生じないのでスラリー法のように閉口部を形成することはない。 Powder adhesion process
After the adhesive application step, the resin structure coated with the adhesive is shaken in the metal powder composed of aluminum powder or aluminum alloy powder, or the resin structure coated with the adhesive is composed of aluminum powder or aluminum alloy powder The powder is attached to the surface of the skeleton of the resin structure coated with the adhesive by a method such as spraying metal powder. Thereby, the powder in the dry state can be attached to the surface of the skeleton of the resin structure coated with the adhesive. The metal powder is instantaneously fixed to the surface of the substrate, and since there is no movement of the metal powder on the surface of the resin structure in the drying process as in the slurry method, the powder does not collect at the junction of the skeleton of the resin structure. Further, the adhesion of the metal powder occurs on the surface of the resin structure and does not depend on the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer, so the adhesion amount of the metal powder becomes uniform throughout the resin structure and the strength when metal powder of a fixed mass is adhered A large three-dimensional network structure is obtained. Further, the metal powder selectively adheres only to the tacky part, and since no aggregation of the metal powders occurs because no solvent is used, a closed part is not formed as in the slurry method.

また、粘着剤塗布工程と、粉末付着工程を繰り返すことにより任意の骨格厚さを持つ三次元網状構造体を得ることができる。   Also, by repeating the adhesive application process and the powder adhesion process, it is possible to obtain a three-dimensional network structure having an arbitrary skeleton thickness.

［粉末凝集工程］
樹脂構造体へアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を付着した後、金属粉末を付着した樹脂構造体を液体で濡らし、その後乾燥することにより金属粉末を緻密に樹脂構造体の骨格に付着させることが可能となる。このため後述する二次加熱工程により強度の大きい三次元網状構造体が得られる。これは樹脂構造体の表面に付着した金属粉末を液体で濡らし、乾燥過程で液体の表面張力により金属粉末を凝集させるものである。金属粉末を濡らす方法は樹脂構造体の液体への浸漬、樹脂構造体への液体の噴霧等により行われる。液体の種類は樹脂構造体と金属粉末の粘着力を低下させない材料であればよいが、水が最も実用的である。 Powder aggregation process
After attaching a metal powder composed of aluminum powder or aluminum alloy powder to a resin structure, the resin structure to which the metal powder is attached is wetted with a liquid and then dried to adhere the metal powder densely to the skeleton of the resin structure. It becomes possible. For this reason, a three-dimensional network structure having high strength can be obtained by the secondary heating process described later. This is to wet the metal powder adhering to the surface of the resin structure with a liquid, and to aggregate the metal powder by the surface tension of the liquid in the drying process. The metal powder may be wetted by immersing the resin structure in a liquid, spraying the liquid on the resin structure, or the like. Although the kind of liquid should just be a material which does not reduce the adhesive force of a resin structure and a metal powder, water is the most practical.

［界面活性剤］
本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法においては、この溶液中にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末と化学結合する界面活性剤を含有させたものを用いる。アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末と化学結合する界面活性剤は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末の表面に存在する酸化皮膜（アルミニウム酸化物：Ａｌ_２Ｏ_３）の表面に化学結合して吸着層を形成し、酸化皮膜の化学安定性と金属腐食防止効果が高まる。この界面活性剤は、液体を乾燥して除去した後もアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末の表面に吸着して残留し、後述する二次加熱工程において、金属粉末の結合を促進して、アルミニウム粉末もしくはアルミニウム合金粉末の融点より低温で焼結することによってアルミニウム多孔質体を得ることができる。 [Surfactant]
In the method of producing an aluminum porous body according to the present invention, a solution is used which contains a surfactant which chemically bonds with a metal powder composed of an aluminum powder or an aluminum alloy powder. A surfactant chemically bonded to metal powder comprising aluminum powder or aluminum alloy powder is chemically bonded to the surface of an oxide film (aluminum oxide: Al ₂ O ₃ ) present on the surface of aluminum powder or aluminum alloy powder and adsorbed. The formation of a layer enhances the chemical stability of the oxide film and the effect of preventing metal corrosion. This surfactant adsorbs and remains on the surface of the metal powder made of aluminum powder or aluminum alloy powder even after the liquid is dried and removed, and promotes bonding of the metal powder in the secondary heating step described later. An aluminum porous body can be obtained by sintering at a temperature lower than the melting point of aluminum powder or aluminum alloy powder.

上記の界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤を使用することができる。具体的には、シラン系界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤、カルボン酸エステル系界面活性剤、カテコール系界面活性剤、アミン系界面活性剤、チオール系界面活性剤、アルキン系界面活性剤、アルケン系界面活性剤等を使用することができる。特に、有機リン化合物が好ましい。界面活性剤の好ましい添加量は分散媒１００質量部に対し、０．１〜１０．０質量部、より好ましくは０．５〜５．０質量部とすることが好ましい。   As said surfactant, anionic surfactant, cationic surfactant, amphoteric surfactant, and nonionic surfactant can be used. Specifically, silane surfactants, phosphoric ester surfactants, carboxylic ester surfactants, catechol surfactants, amine surfactants, thiol surfactants, alkyne surfactants And alkene surfactants can be used. In particular, organic phosphorus compounds are preferred. The preferable addition amount of the surfactant is 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersion medium.

本発明に使用できる有機リン化合物の例としては、下記の化合物が挙げられる。リン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェノール酸、エポキシ化合物またはアクリル化合物とリン酸の反応によるリン酸エステル。また、特に好ましい化合物は炭素数１０〜１８の脂肪族リン酸モノエステルで、下記のような構造を有するものの混合物である。   Examples of the organophosphorus compounds that can be used in the present invention include the following compounds. Phosphoric ester, polyoxyethylene alkylphenolic acid, epoxy compound or phosphoric acid ester by reaction of acrylic compound and phosphoric acid. Particularly preferable compounds are aliphatic phosphoric acid monoesters having 10 to 18 carbon atoms, which are mixtures of those having the following structures.

脂肪族リン酸モノエステル：Ｒ−Ｏ−ＰＯ（ＯＨ）_２ Aliphatic phosphoric acid monoester: R-O-PO (OH) ₂

脂肪族リン酸モノエステルとしては、具体的には下記のような化合物が挙げられる。イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、ヘキシルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、ノニルアシッドホスフェート、デシルアシッドホスフェート、ドデシルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、イソトリデシルアシッドホスフェート、テトラデシルアシッドホスフェート、ヘキサデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、プロピルフェニルアシッドホスフェート、ブチルフェニルアシッドホスフェートおよびブトキシエトキシエチルアシッドホスフェート等のリン酸モノエステル化合物。また、有機リン化合物としては重合体も含まれる。   Specific examples of the aliphatic phosphate monoester include the following compounds. Isopropyl acid phosphate, butyl acid phosphate, butoxyethyl acid phosphate, hexyl acid phosphate, octyl acid phosphate, 2-ethylhexyl acid phosphate, nonyl acid phosphate, decyl acid phosphate, dodecyl acid phosphate, tridecyl acid phosphate, isotridecyl acid phosphate, Phosphoric acid monoester compounds such as tetradecyl acid phosphate, hexadecyl acid phosphate, stearyl acid phosphate, phenyl acid phosphate, propylphenyl acid phosphate, butylphenyl acid phosphate and butoxyethoxyethyl acid phosphate. Moreover, a polymer is also contained as an organic phosphorus compound.

［一次加熱工程］
上記の粉末付着工程および粉末凝集工程を経て樹脂構造体の骨格表面にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を付着させた樹脂構造体を加熱して、樹脂性の鋳型材を加熱分解して除去する。一次加熱工程における加熱温度は、樹脂構造体の熱分解温度以上とする。上記説明で挙げた樹脂構造体であれば、５００℃程度とすることが好ましい。 [Primary heating process]
The resin structure in which metal powder consisting of aluminum powder or aluminum alloy powder is adhered to the surface of the skeleton of the resin structure through the above-described powder adhesion step and powder aggregation step is heated to thermally decompose the resinous mold material. Remove. The heating temperature in the primary heating step is equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the resin structure. If it is the resin structure mentioned by the said description, it is preferable to set it as about 500 degreeC.

一次加熱工程は樹脂構造体を熱分解する工程であるため、一次加熱工程の雰囲気は、特に限定しないが、圧力が１０^−３Ｐａ以下の減圧雰囲気（真空雰囲気）とすると樹脂構造体が熱分解して生じる残渣の残留を防止できるので好ましい。 Since the primary heating step is a step of thermally decomposing the resin structure, the atmosphere in the primary heating step is not particularly limited, but when the pressure is reduced to 10 ^-3 Pa or less, the resin structure is thermally decomposed. It is preferable because it can prevent the remaining of the resulting residue.

［二次加熱工程（焼結工程）］
一次加熱工程に次いで、非酸化性雰囲気中で、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を加熱し、金属粉末同士を拡散接着させる二次加熱工程を行う。アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末は表面に強固な酸化被膜（アルミニウム酸化物：Ａｌ_２Ｏ_３）を有している。アルミニウム酸化物の融点は２０７２℃と高いため、通常の焼結（融点の９０％程度の温度での加熱）においては、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末表面の酸化被膜（アルミニウム酸化物：Ａｌ_２Ｏ_３）がバリヤー層となって焼結による粉末同士の拡散接合を阻害するため、焼結が進行しない。しかしながら、本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法においては、上記の粉末凝集工程において、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末の酸化皮膜の表面に界面活性剤の吸着層が形成されている。この金属粉末の酸化皮膜の表面に形成された吸着層は、二次加熱工程における加熱温度が６００℃を超えると消失するが、消失の際にアルミニウム粉末表面の酸化被膜の一部を破壊して酸化皮膜の割れ目を形成する。このため本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法では、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末どうしの拡散接合が容易に進行し、焼結を促進して強度の高いアルミニウム多孔質体とすることができる。 [Secondary heating process (sintering process)]
Subsequent to the primary heating step, the metal powder consisting of aluminum powder or aluminum alloy powder is heated in a non-oxidizing atmosphere, and a secondary heating step of diffusion bonding metal powders is performed. Aluminum powder or aluminum alloy powder has a strong oxide film (aluminum oxide: Al ₂ O ₃ ) on the surface. Since the melting point of aluminum oxide is as high as 2072 ° C., the oxide film on the surface of aluminum powder or aluminum alloy powder (aluminum oxide: Al ₂ O ₃ ) in ordinary sintering (heating at a temperature of about 90% of the melting point) Sintering does not proceed because it acts as a barrier layer to inhibit diffusion bonding between powders by sintering. However, in the method for producing an aluminum porous body of the present invention, an adsorption layer of a surfactant is formed on the surface of an oxide film of metal powder made of aluminum powder or aluminum alloy powder in the above-mentioned powder aggregation step. The adsorption layer formed on the surface of the oxide film of the metal powder disappears when the heating temperature in the secondary heating step exceeds 600 ° C., but when it disappears, it partially destroys the oxide film on the surface of the aluminum powder. Form cracks in the oxide film. For this reason, in the method for producing an aluminum porous body according to the present invention, diffusion bonding of metal powders composed of aluminum powder or aluminum alloy powder easily progresses, and sintering is promoted to obtain a high strength aluminum porous body. Can.

二次加熱工程における加熱温度（焼結温度）は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末が溶融しない融点未満の温度とする。その一方で加熱温度（焼結温度）はより高い方が、金属粉末どうしの拡散接合が促進されて、冶金的な結合が強くなり、得られるアルミニウム多孔質体の強度が向上するためアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末の融点−２０℃以上とする。   The heating temperature (sintering temperature) in the secondary heating step is a temperature below the melting point at which the metal powder composed of the aluminum powder or the aluminum alloy powder does not melt. On the other hand, if the heating temperature (sintering temperature) is higher, diffusion bonding between metal powders is promoted, metallurgical bonding becomes stronger, and the strength of the resulting aluminum porous body is improved, so that the aluminum powder or The melting point of the metal powder made of aluminum alloy powder is set to −20 ° C. or higher.

二次加熱工程における雰囲気は、大気等の酸化性の雰囲気であると、界面活性剤の吸着層が消失する際に、アルミニウム酸化被膜からではなく雰囲気中の酸素と結合してアルミニウム粉末表面の酸化被膜の破壊が行われず、また、界面活性剤の吸着層の消失の際にアルミニウム粉末表面の酸化被膜が破壊されても直ちに雰囲気中の酸素により新たな酸化被膜が形成されることとなり、アルミニウム粉末どうしの焼結を阻害することとなる。このため、加熱工程における雰囲気は、窒素ガス、不活性ガス等の非酸化性の雰囲気とすることが望ましい。なお、上記の加熱工程は、アルミニウム粉末もしくはアルミニウム合金粉末の表面の酸化被膜を除去することは目的ではないため、水素ガスもしくは水素混合ガス等の還元性の雰囲気である必要はないが、還元性の雰囲気は非酸化性の雰囲気であるため、還元性の雰囲気としてもよい。なお、圧力が１０^−３Ｐａ以下の減圧雰囲気（真空雰囲気）とすると、アルミニウムの酸化を確実に防止して強度の高いアルミニウム多孔質体を得ることができるので、圧力が１０^−３Ｐａ以下の減圧雰囲気（真空雰囲気）とすることが好ましい。 When the atmosphere in the secondary heating step is an oxidizing atmosphere such as the atmosphere, when the adsorption layer of the surfactant disappears, the surface of the aluminum powder is oxidized by combining with oxygen in the atmosphere rather than from the aluminum oxide film. Even if the oxide film on the surface of the aluminum powder is destroyed when the adsorption layer of the surfactant disappears, a new oxide film is formed by oxygen in the atmosphere, and the aluminum powder is not destroyed. It will inhibit the sintering of each other. Therefore, it is desirable that the atmosphere in the heating step be a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen gas or inert gas. In the above heating process, the purpose is not to remove the oxide film on the surface of the aluminum powder or aluminum alloy powder, so it is not necessary to use a reducing atmosphere such as hydrogen gas or hydrogen mixed gas. Since the atmosphere of is a non-oxidative atmosphere, it may be a reducing atmosphere. When the pressure is reduced to 10 ^-3 Pa or less (vacuum atmosphere), oxidation of aluminum can be reliably prevented to obtain a porous aluminum body having high strength. Therefore, the pressure is 10 ^-3 Pa or less. It is preferable to use a reduced pressure atmosphere (vacuum atmosphere).

上記の一次加熱工程と二次加熱工程は、別々に行ってもよい。また、二次加熱工程における昇温時において、一次加熱工程の加熱温度に達した時点で恒温保持して樹脂構造体の熱分解を行った後、二次加熱工程の加熱温度に加熱して、一次加熱と二次加熱を同時に行ってもよい。   The above-mentioned primary heating process and secondary heating process may be performed separately. Further, at the time of temperature rise in the secondary heating step, the resin structure is thermally decomposed by maintaining the temperature constant when reaching the heating temperature in the primary heating step, and then heating to the heating temperature in the secondary heating step, Primary heating and secondary heating may be performed simultaneously.

［アルミニウム多孔質体］
以上の製造方法により製造されるアルミニウム多孔質体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、三次元状に連結する骨格を有し、前記骨格により三次元状に連結する気孔が形成されたものとなる。アルミニウム多孔質体の骨格は、図２に示すように、樹脂構造体の骨格の形状と同様に三角柱構造であり、内部は鋳型材が消失した空隙になっている。このため、軽量化が求められる用途に有効である。 [Aluminum porous body]
The aluminum porous body manufactured by the above manufacturing method is made of aluminum or an aluminum alloy, has a skeleton connected in a three-dimensional shape, and pores connected in a three-dimensional shape are formed by the skeleton. The framework of the aluminum porous body is, as shown in FIG. 2, a triangular prismatic structure similar to the shape of the framework of the resin structure, and the inside is a void in which the mold material has disappeared. For this reason, it is effective to the use by which weight reduction is calculated | required.

上記の製造方法により製造されるアルミニウム系多孔質体の気孔率は、上述のとおり、使用する樹脂構造体の気孔率に依存する。気孔率が大きくなれば通気抵抗は小さくなる。前記の製造方法によって製造したアルミニウム系多孔質体の三次元網目状構造は、樹脂構造体の三次元網目状構造がそのまま維持されたものとなる。したがって、樹脂構造体の三次元網目状構造を変更することで、アルミニウム系多孔質体の三次元網目状構造を変更することができ、アルミニウム系多孔質体全体の気孔率、気孔の大きさを所望のものに調整することが可能である。具体的には、気孔率は８５〜９８％のものとすることができ、気孔の大きさは３０〜４０００μｍのものとすることができ、６〜４０ｐｐｉ（セル数／２５．４ｍｍ）の多孔質体を容易に製造することができる。   The porosity of the aluminum-based porous body manufactured by the above-described manufacturing method depends on the porosity of the resin structure to be used, as described above. The higher the porosity, the lower the ventilation resistance. The three-dimensional network structure of the aluminum-based porous body manufactured by the above-mentioned manufacturing method is the one in which the three-dimensional network structure of the resin structure is maintained as it is. Therefore, by changing the three-dimensional network structure of the resin structure, the three-dimensional network structure of the aluminum-based porous body can be changed, and the porosity and pore size of the entire aluminum-based porous body can be changed. It is possible to adjust to a desired one. Specifically, the porosity can be 85 to 98%, the pore size can be 30 to 4000 μm, and the porous of 6 to 40 ppi (number of cells / 25.4 mm) The body can be easily manufactured.

また、本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法においては、同じ樹脂構造体を用いる場合でも、粉末付着工程を繰り返し行うことで気孔率を低くすることが可能である。気孔率が大きくなれば通気抵抗は小さくなるが、同時に熱伝導性が低下するため、用途に応じて通気抵抗と熱伝導性のバランスを勘案して適宜決定すればよい。なお、樹脂構造体の気孔率が小さいと、粉末付着工程時にアルミニウム粉末が連通孔に詰まりやすくなる。このため、使用する樹脂構造体の気孔率は９５％以上であることが好ましく、得られるアルミニウム系多孔質体の気孔率は９０％以上であることが好ましい。   Further, in the method for producing an aluminum porous body of the present invention, even when the same resin structure is used, it is possible to lower the porosity by repeatedly performing the powder adhesion step. The higher the porosity, the lower the air flow resistance, but at the same time the thermal conductivity is lowered. Therefore, it may be appropriately determined in consideration of the balance between the air flow resistance and the thermal conductivity depending on the application. If the porosity of the resin structure is small, the aluminum powder is likely to be clogged in the communicating holes during the powder adhesion step. Therefore, the porosity of the resin structure to be used is preferably 95% or more, and the porosity of the resulting aluminum-based porous body is preferably 90% or more.

なお、多孔質体の気孔率は次のようにして求めることができる。多孔質体の縦、横および高さを測定し、多孔質体の体積を求めるとともに、多孔質体の質量を測定し、多孔質体の密度（見掛け密度）を求め、得られた多孔質体の密度を多孔質体を構成する金属の密度（比重）で除すれば、多孔質体の密度比が求められる。多孔質体の密度比は、単位体積あたりの骨格の質量率であるから、気孔率（単位体積あたりの気孔の率）は、全体から単位体積あたりの骨格の質量率（多孔質体の密度比）を減ずることで求めることができる。すなわち、下記式により求めることができる   The porosity of the porous body can be determined as follows. The length, width and height of the porous body are measured to determine the volume of the porous body, and the mass of the porous body is measured to determine the density (apparent density) of the porous body, and the obtained porous body The density ratio of the porous body can be obtained by dividing the density of the porous body by the density (specific gravity) of the metal constituting the porous body. Since the density ratio of the porous body is the mass ratio of the skeleton per unit volume, the porosity (ratio of pores per unit volume) is the mass ratio of the skeleton per unit volume from the whole (density ratio of the porous body) It can be determined by reducing). That is, it can be determined by the following equation

気孔率＝１−多孔質体の密度比／多孔質体を構成する金属の密度   Porosity = density ratio of porous body / density of metal constituting porous body

［樹脂構造体］
三次元網目状構造を有する樹脂構造体として、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み２０ｍｍのポリウレタンフォーム（商品名：エバーライトＳＦ、株式会社ブリヂストン製）を使用した。セル数は１３ｐｐｉである。 [Resin structure]
As a resin structure having a three-dimensional network structure, polyurethane foam (trade name: Everlight SF, manufactured by Bridgestone Co., Ltd.) having a length of 100 mm, a width of 100 mm and a thickness of 20 mm was used. The number of cells is 13 ppi.

［粉末付着工程］
樹脂粘着剤として、アクリル酸ブチル、ジシクロペンタニルアクリレート、グリシジルメタクリレートの共重合体を使用した。メチルエチルケトンを溶媒として５質量％になるように上記樹脂粘着剤を溶解し、粘着性溶液を得た。上記ポリウレタンフォームをこの粘着性溶液に浸漬し、余分な溶液を除去した後、１００℃で１０分間乾燥させて粘着剤を塗布した樹脂構造体を得た。この際、繰り返し粘着性溶液への浸漬と乾燥を行うことでより均一な粘着剤の塗布が可能となる。 Powder adhesion process
As a resin adhesive, a copolymer of butyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate and glycidyl methacrylate was used. The above resin adhesive was dissolved to 5% by mass with methyl ethyl ketone as a solvent to obtain a sticky solution. The above polyurethane foam was immersed in this adhesive solution to remove excess solution, and then dried at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resin structure coated with an adhesive. At this time, it is possible to more uniformly apply the adhesive by repeatedly immersing in the adhesive solution and drying.

平均粒径５μｍの純アルミニウム粉末として、アルミニウム粉末（商品名：２５Ｅ、エカグラニュラー株式会社製）を用いた。上記アルミニウム粉末中に粘着剤を塗布した樹脂構造体を挿入し、揺動させることにより樹脂構造体の骨格表面にアルミニウム粉を付着させた。余分なアルミニウム粉は樹脂構造体が変形しない程度の風を吹きつけることで除去することが可能である。   An aluminum powder (trade name: 25E, manufactured by Eka Granular Co., Ltd.) was used as a pure aluminum powder having an average particle diameter of 5 μm. The resin structure to which the adhesive was applied was inserted into the above-mentioned aluminum powder, and was shaken to cause the aluminum powder to adhere to the surface of the skeleton of the resin structure. Excess aluminum powder can be removed by blowing a wind that does not deform the resin structure.

［粉末凝集工程］
上記で作製したアルミニウム粉末付着樹脂構造体を用い、水を溶媒として、２質量％の日本合成化学工業株式会社製のポリビニルアルコール（商品名：ゴーセノールＧＨ−２３）、３質量％の分子量６００以上のモノエチルアシッドホスフェート（脂肪属リン酸モノエステル）、０．１質量％以下のリン酸（８５．０％、和光純薬工業株式会社）を添加した溶液に浸漬し、１００℃で１０分間乾燥させたものを用意した。 Powder aggregation process
2% by mass of polyvinyl alcohol (trade name: Gohsenol GH-23) manufactured by Japan Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., having a molecular weight of 600 or more of 3% by mass, using water as a solvent, using the aluminum powder adhesion resin structure prepared above Immerse in a solution to which monoethyl acid phosphate (fatty phosphate monoester) and 0.1 mass% or less of phosphoric acid (85.0%, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are added, and dry at 100 ° C. for 10 minutes Prepared.

比較のため、上記で作製したアルミニウム粉末付着樹脂構造体を用い水を溶媒として、２質量％の日本合成化学工業株式会社製のポリビニルアルコール（商品名：ゴーセノールＧＨ−２３）を添加した溶液に浸漬し、１００℃で１０分間乾燥させたものを用意した。   For comparison, using the aluminum powder adhesion resin structure prepared above, water is used as a solvent and immersed in a solution to which 2% by mass of polyvinyl alcohol (trade name: Gohsenol GH-23) manufactured by Japan Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. is added And dried at 100 ° C. for 10 minutes.

［一次加熱工程および二次加熱工程］
上記工程により作製したアルミニウム粉が凝集して付着した樹脂構造体を、炉内雰囲気を制御可能な電気炉中に設置して、非酸化性雰囲気である窒素中で室温から昇温し５００℃で１時間保持する一次加熱を行い、樹脂構造体の熱分解除去を行った後、炉内の雰囲気を圧力：１０^−３Ｐａの減圧雰囲気（真空雰囲気）と変更し、さらに昇温して、表１に示す加熱温度で３．５時間保持する二次加熱を行い、試料番号１〜５のアルミニウム多孔質体試料を作製した。 [Primary heating process and secondary heating process]
The resin structure to which the aluminum powder produced by the above steps has aggregated and attached is placed in an electric furnace capable of controlling the furnace atmosphere, and the temperature is raised from room temperature to 500 ° C. in nitrogen which is a non-oxidizing atmosphere. After performing primary heating to hold for 1 hour to carry out thermal decomposition removal of the resin structure, the atmosphere in the furnace is changed to a reduced pressure atmosphere (vacuum atmosphere) at a pressure of 10 ⁻³ Pa, and the temperature is further raised. The secondary heating which hold | maintains at the heating temperature shown to 3.5 for 3.5 hours was performed, and the aluminum porous body sample of the sample number 1-5 was produced.

［アルミニウム多孔質体試料の評価］
試料番号１〜５のアルミニウム多孔質体試料につき、外観を目視で観察し金属塊の有無について調査した。次いで、アルミニウム多孔質体の強度を圧縮応力によって評価した。ＪＩＳ Ｈ ７９０２（ポーラス金属の圧縮試験方法）では、圧縮ひずみ２０〜３０％における圧縮応力の平均値を「プラトー応力（プラトー領域が存在する場合）」または「規定ひずみ圧縮応力（プラトー領域が存在しない場合）」と定義している。実施例ではこの規格を参考に、上記範囲の圧縮応力の平均値を「圧縮応力」として評価した。なお圧縮応力の測定はマイクロテスター（INSTRON製、モデル５９４８）を用い、圧縮速度を試験片高さ×０．１ｍｍ／分として行った。これらの結果を表１に併せて示す。 [Evaluation of aluminum porous body sample]
About the aluminum porous body sample of the sample numbers 1-5, the external appearance was observed visually and it investigated about the presence or absence of a metal lump. Next, the strength of the aluminum porous body was evaluated by compressive stress. According to JIS H 7902 (Compression test method for porous metals), the average value of compressive stress at compressive strain of 20 to 30% is "plateau stress (if plateau region exists)" or "specified strain compressive stress (plateau region does not exist) Case) is defined. In the examples, with reference to this standard, the average value of the compressive stress in the above range was evaluated as "the compressive stress". The compressive stress was measured using a microtester (Model 5948, manufactured by INSTRON) at a compression rate of test piece height × 0.1 mm / min. These results are shown together in Table 1.

図３に試料番号１および２のアルミニウム多孔質体試料の外観を示す。表１および図３より、アルミニウムの融点（６６０℃）を超える６６５℃で二次加熱した試料番号１のアルミニウム多孔質体試料は、アルミニウムの溶融にともなう金属塊が発生している。これに対し、アルミニウムの融点未満の温度で二次加熱した試料番号２〜５のアルミニウム多孔質体試料では金属塊が発生していない。このことから、アルミニウムの融点以上で二次加熱を行うと溶融したアルミニウムの一部が金属塊として生成し、健全なアルミニウム多孔質体を得ることができないことがわかった。   The external appearance of the aluminum porous body sample of sample numbers 1 and 2 is shown in FIG. From Table 1 and FIG. 3, the aluminum porous body sample of the sample No. 1 which was secondarily heated at 665 ° C. which exceeds the melting point (660 ° C.) of aluminum generates metal lumps accompanying the melting of aluminum. On the other hand, in the aluminum porous body samples of the sample numbers 2 to 5 which are secondarily heated at a temperature lower than the melting point of aluminum, no metal lumps are generated. From this, it was found that when secondary heating is performed above the melting point of aluminum, a part of molten aluminum is formed as a metal mass, and a sound porous aluminum body can not be obtained.

表１より、試料番号２，３および５のアルミニウム多孔質体試料を比較すると、二次加熱の加熱温度が６４５℃および６５５℃のアルミニウム多孔質体試料試料では圧縮応力の測定が可能であり、加熱温度が高い試料番号２のアルミニウム多孔質体試料試料のほうが圧縮応力が高い値を示すが、加熱温度がアルミニウムの融点−２０℃、すなわち６４０℃より低い試料番号５のアルミニウム多孔質体試料試料は焼結が進行せず、圧縮応力の測定が不可能なほど強度が低いものであった。また、粉末凝集工程においてアルミニウムと反応する界面活性剤を用いた試料番号２，３および５のアルミニウム多孔質体試料については、上記のように焼結により強度が高いアルミに多孔質体が得られているが、粉末凝集工程においてアルミニウムと反応する界面活性剤を用いない試料番号４のアルミニウム多孔質体試料は、焼結が進行せず、圧縮応力の測定が不可能なほど強度が低いものであった。   From Table 1, when the aluminum porous body samples of sample numbers 2, 3 and 5 are compared, it is possible to measure the compressive stress in the aluminum porous body sample samples whose heating temperature of the secondary heating is 645 ° C and 655 ° C, The aluminum porous body sample of sample No. 2 having a high heating temperature shows a higher compression stress, but the aluminum porous body sample of sample No. 5 whose heating temperature is lower than the melting point of aluminum -20 ° C, ie 640 ° C. The sintering did not proceed, and the strength was too low to measure the compressive stress. In addition, with respect to the aluminum porous body samples of sample numbers 2, 3 and 5 using the surfactant that reacts with aluminum in the powder aggregation step, the porous body is obtained by the high strength aluminum by sintering as described above. However, the aluminum porous body sample of sample No. 4 that does not use a surfactant that reacts with aluminum in the powder aggregation step has such low strength that sintering does not proceed and compression stress can not be measured. there were.

以上より、粉末凝集工程においてアルミニウムと反応する界面活性剤を用いるとともに、焼結温度をアルミニウムの融点−２０℃以上アルミニウムの融点未満の温度で焼結することにより、強度の高いアルミニウム多孔質体の焼結による作製ができることが確認された。   From the above, it is possible to use a surfactant that reacts with aluminum in the powder aggregation step, and to sinter the sintering temperature at a temperature higher than the melting point of aluminum and lower than the melting point of aluminum. It was confirmed that preparation by sintering was possible.

本発明のアルミニウム多孔質体の製造方法によれば、焼結法により強度の高いアルミニウム多孔質体を製造することができ、例えば、熱交換器の熱交換部材等に好適なものである。   According to the method for producing an aluminum porous body of the present invention, an aluminum porous body having high strength can be produced by a sintering method, and for example, it is suitable for a heat exchange member of a heat exchanger or the like.

Claims (3)

三次元状に連結する骨格を有するとともに骨格により三次元状に連結する気孔が形成された樹脂構造体に、粘着性樹脂を塗布して表面に粘着性を付与する粘着剤塗布工程、
粘着剤が塗布された樹脂構造体にアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末からなる金属粉末を付着させる粉末付着工程、
金属粉末の付着した樹脂構造体を前記金属粉末と化学結合する界面活性剤を含有する液体で濡らし、乾燥する粉末凝集工程、
金属粉末の付着した樹脂構造体を加熱して樹脂構造体を除去する一次加熱工程、および
６００℃以上かつ金属粉末の融点未満の温度に加熱して金属粉末を焼結する二次加熱工程を順に行うアルミニウム多孔質体の製造方法。 A pressure-sensitive adhesive application step of applying a tacky resin to a resin structure having a skeleton linked in a three-dimensional shape and in which pores linked in a three-dimensional shape are formed by the skeleton to impart adhesiveness to the surface;
A powder adhering step of adhering a metal powder composed of an aluminum powder or an aluminum alloy powder to a resin structure to which an adhesive is applied;
A powder aggregation process in which a resin structure to which metal powder is attached is wetted with a liquid containing a surfactant that chemically bonds to the metal powder, and dried;
A primary heating step of heating the resin structure to which the metal powder adheres to remove the resin structure, and a secondary heating step of sintering the metal powder by heating to a temperature of 600 ° C. or more and less than the melting point of the metal powder The manufacturing method of the aluminum porous body to carry out. 前記界面活性剤が有機リン化合物である請求項１に記載のアルミニウム多孔質体の製造方法。   The method for producing an aluminum porous body according to claim 1, wherein the surfactant is an organophosphorus compound. 前記金属粉末の平均粒径が１〜５０μｍであり、最大粒径が１００μｍ以下である、請求項１または２に記載のアルミニウム多孔質体の製造方法。   The manufacturing method of the aluminum porous body of Claim 1 or 2 whose average particle diameter of the said metal powder is 1-50 micrometers, and the largest particle diameter is 100 micrometers or less.