JP6218108B2 - Porous metal body, filter, and method for producing porous metal body - Google Patents
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Description
本発明は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体、前記金属多孔体を用いたフィルター、及び金属多孔体の製造方法に関する。 The present invention relates to a porous metal body having a three-dimensional network structure for a filter, a filter using the porous metal body, and a method for producing the porous metal body.
従来、石炭発電やゴミ焼却炉からの排ガス用など高温環境下で使用されるフィルターとしては、耐熱性有機繊維やガラス繊維を基材とするものや、セラミックス製のものが知られている。 Conventionally, as a filter used in a high-temperature environment such as for exhaust gas from coal power generation or a garbage incinerator, those based on heat-resistant organic fibers and glass fibers, and those made of ceramics are known.
例えば、特許第３９８９７９７号公報（特許文献１）には、耐熱性有機繊維からなる基材にアルカリ性物質含有樹脂組成物を固着した耐熱性フィルターが記載されている。これにより、高温下で長期間使用しても引張強力、耐折強度の低下が少なく、さらには、破損しにくい耐熱性フィルターが得られるとされている。 For example, Japanese Patent No. 3989797 (Patent Document 1) describes a heat resistant filter in which an alkaline substance-containing resin composition is fixed to a substrate made of heat resistant organic fibers. Thus, it is said that a heat resistant filter that is less likely to be damaged and that is less likely to be damaged even when used at a high temperature for a long period of time is obtained.
また、特開２００７−１７５５６７号公報（特許文献２）には、耐熱性有機繊維とガラス繊維とを含む不織布において、耐熱性有機繊維が少なくとも延伸糸からなるポリフェニレンサルファイド繊維を含むとともに織物構造体を含んで構成される耐熱性フィルター材が記載刺されている。この耐熱性フィルター材は、ゴミ焼却炉、石炭ボイラー、金属溶鉱炉などから排出される高温のガス中に含まれるダストを高い捕集効率で濾過できるとされている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-175567 (Patent Document 2) discloses a non-woven fabric containing a heat-resistant organic fiber and a glass fiber, wherein the heat-resistant organic fiber contains at least polyphenylene sulfide fiber made of drawn yarn and a woven structure. A heat-resistant filter material comprising and stabbed is described. This heat-resistant filter material is said to be able to filter dust contained in high-temperature gas discharged from a garbage incinerator, coal boiler, metal blast furnace, etc. with high collection efficiency.
また、特許第４２６９５１４号公報（特許文献３）には、炭化ケイ素系のセラミックス繊維により強化された酸化物セラミックスの複合材から構成された高温集塵用セラミックフィルターについて記載されている。このセラミックフィルターは、発電システムにおけるガス雰囲気（加圧流動床複合発電：約９００℃、１〜１．５ＭＰａ、酸化性ガス；石炭ガス化複合発電システム：約５００℃、２〜３ＭＰａ、還元性ガス）での長期間（最低１年間）の耐久性、逆洗ガスに対する高い熱衝撃性及び高い信頼性も有するとされている。 Japanese Patent No. 4269514 (Patent Document 3) describes a ceramic filter for high-temperature dust collection composed of a composite material of oxide ceramics reinforced with silicon carbide-based ceramic fibers. This ceramic filter has a gas atmosphere in a power generation system (compressed fluidized bed combined power generation: about 900 ° C., 1 to 1.5 MPa, oxidizing gas; coal gasification combined power generation system: about 500 ° C., 2 to 3 MPa, reducing gas. ) For a long period of time (minimum 1 year), high thermal shock resistance against backwashing gas, and high reliability.
上記の従来のフィルターは高温環境下で使用可能であるとされているものの、延性がないため割れやすく、各種フィルターの構造に対応させるための成形が困難であるという問題があった。 Although the above conventional filter is supposed to be usable in a high temperature environment, there is a problem that it is not easily ductile due to lack of ductility and is difficult to be molded to correspond to various filter structures.
延性を有していて曲げに強く、成形性も良好なフィルターとしては、三次元網目状構造を有する樹脂成形体に金属めっきを施して作製した金属多孔体が挙げられる。しかしながら従来の金属多孔体は高温環境下で連続使用したところ、表面が酸化して脆くなってしまい、フィルター自体が崩れて発塵の原因となってしまった。 Examples of the filter having ductility, resistance to bending, and good moldability include a metal porous body produced by performing metal plating on a resin molded body having a three-dimensional network structure. However, when the conventional metal porous body is continuously used in a high temperature environment, the surface is oxidized and becomes brittle, and the filter itself collapses to cause dust generation.
そこで、本発明は、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターとして利用可能な金属多孔体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a porous metal body that can be used for a long time even in a high temperature environment and can be used as a filter having excellent mechanical strength and moldability.
本発明は上記課題を解決すべく以下の構成を採用する。
（１）即ち、本発明は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、
ニッケルとスズとを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下であり、Ｎｉ ３ Ｓｎの含有量が１０質量％以下である、金属多孔体、である。
The present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.
(1) That is, the present invention is a porous metal body having a three-dimensional network structure for a filter,
And a nickel and tin, wherein the tin content is 1 mass% or more state, and are than 15 wt%, the content of
本発明により、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターとして利用可能な金属多孔体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a porous metal body that can be used for a long time even in a high temperature environment and can be used as a filter having excellent mechanical strength and formability.
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明に係る金属多孔体は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、ニッケル（Ｎi）とスズ（Ｓn）とを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体、である。
なお、以下では「三次元網目状構造を有する金属多孔体」のことを単に「金属多孔体」とも記す。
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1) The metal porous body according to the present invention is a metal porous body having a three-dimensional network structure for a filter, and includes nickel (Ni) and tin (Sn), and the content of tin is 1 mass. % To 15% by mass or less of a porous metal body.
Hereinafter, the “metal porous body having a three-dimensional network structure” is also simply referred to as “metal porous body”.
上記（１）に記載の金属多孔体は従来の金属多孔体に比べて耐熱性に優れているため、例えば、９００℃程度の高温環境下に長期間曝されても脆くなることがない。また、金属材料からなるため機械的強度に優れると同時に加工性も良好であるため、従来のガラス繊維やセラミックス製のフィルターに比べて成形性に優れるという効果がある。また、延性を有していることにより曲げにも強く、例えば、常に振動するような場所にフィルター用の濾材として設置されても、振動によって割れたれたり、劣化したりすることがないという効果も有する。
なお、上記本発明の金属多孔体は、スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下であり、残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的不純物として他の金属成分を含んでいても構わない。また、耐熱性、機械的強度、成形性に優れるという本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の成分を含有していても構わない。
Since the porous metal body described in the above (1) is superior in heat resistance as compared with the conventional porous metal body, for example, it does not become brittle even when exposed to a high temperature environment of about 900 ° C. for a long time. Further, since it is made of a metal material, it is excellent in mechanical strength and at the same time has good workability, and therefore has an effect that it is excellent in formability as compared with a conventional filter made of glass fiber or ceramic. In addition, because it has ductility, it is also resistant to bending.For example, even if it is installed as a filter medium in a place that constantly vibrates, there is an effect that it is not broken or deteriorated by vibration. Have.
In the metal porous body of the present invention, the tin content is 1% by mass or more and 15% by mass or less, and the remaining metal component is preferably nickel, but other metal components are inevitable impurities. It may be included. Moreover, you may contain other components intentionally in the range which does not impair the effect of the metal porous body of this invention that is excellent in heat resistance, mechanical strength, and a moldability.
（２）また、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下であることが好ましい。
本発明者等が種々検討を重ねた結果、金属多孔体中に金属間化合物としてＮi3Ｓnが形成されていると金属多孔体の強度が増して硬くなるものの脆くなってしまい、骨格が崩れて発塵の原因となってしまうことが見出された。このため、前記金属多孔体は骨格に含まれるＮi3Ｓnの割合を１０質量％以下とすることが好ましい。これにより、発塵性を抑制しつつ適度な機械的強度を保つことが可能となる。
(2) The metal porous body according to the embodiment of the present invention, it is preferable that the content of Ni 3 Sn is not more than 10 wt%.
As a result of repeated studies by the present inventors, when Ni 3 Sn is formed as an intermetallic compound in the porous metal body, the strength of the porous metal body increases and becomes hard, but becomes brittle, and the skeleton collapses. It has been found that it causes dusting. For this reason, it is preferable that the ratio of Ni 3 Sn contained in the skeleton of the metal porous body is 10% by mass or less. This makes it possible to maintain an appropriate mechanical strength while suppressing dust generation.
（３）本発明に係るフィルターは、上記（１）又は上記（２）に記載の金属多孔体を用いたフィルターである。
上記（３）に記載のフィルターは、上記（１）又は上記（２）に記載の金属多孔体を用いることから、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターである。
(3) The filter which concerns on this invention is a filter using the metal porous body as described in said (1) or said (2).
Since the filter according to (3) uses the porous metal body according to (1) or (2), the filter can be used for a long time even in a high-temperature environment and has excellent mechanical strength and moldability. It is.
（４）本発明に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、前記樹脂成形体を除去する工程と、前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、前記金属多孔体のスズ含有量が１質量％以上、１５質量％以下である。
上記（４）に記載の発明により、前記本発明の実施形態に係る金属多孔体を製造することができる。また、スズを含む導電処理材を用いることからスズをめっきする工程が不要であり、めっき工程を減らし、製造コストを低減させることができる。
(4) A method for producing a porous metal body according to the present invention includes a step of conducting a conductive treatment on a surface of a resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin, and a surface of the resin molded body. Production of a porous metal body comprising a step of forming a nickel plating layer, a step of removing the resin molded body, and a step of heat-treating the resin structure on which the nickel plating layer is formed to diffuse nickel and tin It is a method, Comprising: The tin content of the said metal porous body is 1 mass% or more and 15 mass% or less.
According to the invention described in (4) above, the metal porous body according to the embodiment of the present invention can be manufactured. In addition, since a conductive treatment material containing tin is used, a step of plating tin is unnecessary, so that the plating step can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る金属多孔体の具体例を以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
The specific example of the metal porous body which concerns on embodiment of this invention is demonstrated below. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by description of a claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included. .
＜金属多孔体＞
本発明の実施形態に係る金属多孔体は、三次元網目状構造を有する金属多孔体であってフィルターの濾材として用いられるものである。金属多孔体の骨格構造を三次元網目状構造にするためには、例えば、後述するように、三次元網目状構造を有する樹脂多孔体の表面にニッケルとスズをめっきするという方法により金属多孔を製造すればよい。
<Metal porous body>
The porous metal body according to the embodiment of the present invention is a porous metal body having a three-dimensional network structure, and is used as a filter medium for a filter. In order to make the skeleton structure of a porous metal body into a three-dimensional network structure, for example, as described later, the porous metal body is made by plating nickel and tin on the surface of a porous resin body having a three-dimensional network structure. What is necessary is just to manufacture.
前記金属多孔体はニッケルとスズとを含み、スズの含有量は１質量％以上、１５質量％以下である。スズの含有量が１質量％未満であると金属多孔体の耐熱性を向上させるという効果が充分に得られなくなる。また、スズの含有量が１５質量％を超えると、後述するように金属多孔体の製造工程において金属間化合物であるＮi3Ｓnが形成されてしまうことにより金属多孔体が脆くなってしまい、金属多孔体の骨格が崩れて発塵の原因となってしまう。このような観点から、前記金属多孔体におけるスズの含有量は３質量％以上、１０質量％以下であることがより好ましい。 The metal porous body contains nickel and tin, and the tin content is 1% by mass or more and 15% by mass or less. If the tin content is less than 1% by mass, the effect of improving the heat resistance of the metal porous body cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the tin content exceeds 15% by mass, Ni 3 Sn, which is an intermetallic compound, is formed in the metal porous body manufacturing process as described later, and the metal porous body becomes brittle. The skeleton of the porous body collapses and causes dust generation. From such a viewpoint, the tin content in the metal porous body is more preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less.
前述のように金属多孔体の骨格中にはＮi3Ｓnが含有されていないことが好ましいが、金属多孔体の製造工程において骨格中にＮi3Ｓnが形成されてしまう場合もある。その場合には、金属多孔体の骨格中におけるＮi3Ｓnの含有量は１０質量％以下であることが好ましい。Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下であることにより、６００℃程度の高温環境下で金属多孔体を長期間使用した場合にも脆化の進行を抑制することができるため好ましい。
なお、金属多孔体におけるＮi3Ｓnの含有量（質量％）は、例えば、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により測定し、ピーク強度の比率からＲＩＲ（Ｒeference Ｉntensity Ｒatios）法によって定量することができる。
As described above, it is preferable that Ni 3 Sn is not contained in the skeleton of the metal porous body, but Ni 3 Sn may be formed in the skeleton in the manufacturing process of the metal porous body. In that case, the content of Ni 3 Sn in the skeleton of the porous metal body is preferably 10% by mass or less. When the content of Ni 3 Sn is 10% by mass or less, it is preferable because the progress of embrittlement can be suppressed even when the metal porous body is used for a long time in a high temperature environment of about 600 ° C.
The content (mass%) of Ni 3 Sn in the metal porous body can be measured, for example, by X-ray diffraction (XRD), and quantified by the RIR (Reference Intensity Ratios) method from the peak intensity ratio.
前述のように、スズ以外の残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的に不純物を含有していたり、あるいは、本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の金属成分を含有していたりいても構わない。
他の金属成分を意図的に含有させる場合としては、例えば、耐熱性や機械的強度を向上させることを目的として、クロム（Ｃr）、タングステン（Ｗ）を含有させてもよい。
As described above, it is preferable that the remaining metal component other than tin is nickel, but it inevitably contains impurities or is intentionally other within the range not impairing the effect of the porous metal body of the present invention. The metal component may be contained.
When intentionally containing other metal components, for example, chromium (Cr) or tungsten (W) may be contained for the purpose of improving heat resistance and mechanical strength.
前記金属多孔体の大きさ、厚み、金属目付量、セル径は特に限定されるものではなく、フィルターの濾材として使用した場合に捕集目的となるものの大きさに合わせて適宜変更すればよい。
例えば、５０μｍ以上の粉塵を大気中から捕集する場合には、厚みが５．５ｍｍ以上、平均セル径が１３００μｍ以下の金属多孔体を使用することで９割以上の粉塵を捕集することができる。特に、５０μｍ程度の粉塵の場合には、厚みが５．５ｍｍ、平均セル径が９００μｍの金属多孔体では９７％、厚みが５．５ｍｍ、平均セル径が７００μｍの金属多孔体では９８％という高効率で捕集することが可能である。
The size, thickness, metal basis weight, and cell diameter of the porous metal body are not particularly limited, and may be appropriately changed according to the size of the object to be collected when used as a filter medium.
For example, when collecting dust of 50 μm or more from the atmosphere, 90% or more of dust can be collected by using a porous metal body having a thickness of 5.5 mm or more and an average cell diameter of 1300 μm or less. it can. In particular, in the case of dust of about 50 μm, a metal porous body having a thickness of 5.5 mm and an average cell diameter of 900 μm is 97%, and a metal porous body having a thickness of 5.5 mm and an average cell diameter of 700 μm is 98%. It is possible to collect with efficiency.
＜フィルター＞
本発明の実施形態に係るフィルターは前記本発明の実施形態に係る金属多孔体を使用するものである。捕集対象は特に限定されず、例えば、ディーゼルエンジン用の排ガスフィルター、オイルミストトラップ、循環炉用の粉じん捕集フィルターなどが挙げられる。また、捕集対象によっては、使用後にフィルターを洗浄するなどして再生させることも可能である。
なお、本発明の実施形態に係るフィルターは高温環境下において長期間使用しても、脆化したり、延性等の機械的特性が低下したりすることがなく、そのような環境下において好ましく用いることができるものであるが、高温環境以外の環境下で用いるフィルターとしても当然利用可能である。
<Filter>
The filter according to the embodiment of the present invention uses the porous metal body according to the embodiment of the present invention. The collection target is not particularly limited, and examples thereof include an exhaust gas filter for a diesel engine, an oil mist trap, and a dust collection filter for a circulation furnace. Further, depending on the collection target, it is possible to regenerate the filter by washing it after use.
Note that the filter according to the embodiment of the present invention is preferably used in such an environment without being embrittled or deteriorating mechanical properties such as ductility even when used for a long time in a high temperature environment. However, it can also be used as a filter used in an environment other than a high temperature environment.
＜金属多孔体の製造方法＞
本発明の実施形態に係る金属多孔体は、前述の金属多孔体の製造方法によって製造することができるが、その他にも、例えば、次の（ｉ）又は（ii）に記載の方法によって製造することができる。
（ｉ）三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体の表面にスズめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記スズめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
<Method for producing porous metal body>
Although the metal porous body which concerns on embodiment of this invention can be manufactured with the manufacturing method of the above-mentioned metal porous body, for example, it manufactures with the method as described in following (i) or (ii), for example. be able to.
(I) a step of conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a nickel plating layer on the surface of the resin molded body;
Forming a tin plating layer on the surface of the resin structure on which the nickel plating layer is formed;
Removing the resin molded body;
Heat treating the resin structure on which the tin plating layer is formed to diffuse nickel and tin; and
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
（ii）三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にスズめっき層を形成する工程と、
前記スズめっき層を形成した樹脂構造体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
(Ii) a step of conducting a conductive treatment on the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure;
Forming a tin plating layer on the surface of the resin molded body;
Forming a nickel plating layer on the surface of the resin structure on which the tin plating layer is formed;
Removing the resin molded body;
Heat treating the resin structure on which the nickel plating layer is formed to diffuse nickel and tin; and
The manufacturing method of the metal porous body containing this.
前記（ｉ）に記載の製造方法と、前記（ii）に記載の製造方法とは、樹脂成形体の表面にニッケルとスズとをめっきする順序が異なるのみであるが、本発明の実施形態に係る金属多孔体を得るためにはスズのめっき量を少なくする必要があるため、めっき後のハンドリングを考慮すると、ニッケルを多量にめっきする前記（ｉ）に記載の製造方法の方が好ましい。また、前記（ｉ）又は（ii）に記載の製造方法においてスズの添加量は、最終的に得られる金属多孔体のスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となる添加量にすればよい。 The manufacturing method described in (i) and the manufacturing method described in (ii) differ only in the order of plating nickel and tin on the surface of the resin molded body. In order to obtain such a metal porous body, it is necessary to reduce the amount of tin plating. Therefore, in consideration of handling after plating, the production method described in (i) above, in which a large amount of nickel is plated, is preferable. Moreover, in the manufacturing method as described in said (i) or (ii), the addition amount of tin is the addition amount from which the tin content of the metal porous body finally obtained becomes 1 mass% or more and 15 mass% or less. do it.
以下に、前記製造方法についてより詳細に説明する。
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体としては多孔性のものであればよく公知又は市販のものを使用でき、樹脂製の発泡体、不織布、フェルト、織布などを用いることができる。また、必要に応じてこれらを組み合わせて用いることもできる。素材としては特に限定されるものではないが、金属をめっきした後焼却処理により除去できるものが好ましい。また、樹脂成形体の取扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れるので柔軟性のある素材であることが好ましい。
Below, the said manufacturing method is demonstrated in detail.
(Resin molding having a three-dimensional network structure)
The resin molded body having a three-dimensional network structure may be any known or commercially available resin, and a resin foam, nonwoven fabric, felt, woven fabric, or the like can be used. Moreover, these can also be used in combination as needed. Although it does not specifically limit as a raw material, The thing which can be removed by incineration after plating a metal is preferable. In addition, in handling the resin molded body, a sheet-like material is preferably a flexible material because it breaks when the rigidity is high.
前記樹脂成形体としては樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体としては発泡ウレタン、発泡スチレン、発泡メラミン樹脂等が挙げられるが、これらの中でも、特に多孔度が大きい観点から、発泡ウレタンが好ましい。 It is preferable to use a resin foam as the resin molding. Examples of the resin foam include urethane foam, foamed styrene, and foamed melamine resin. Among these, urethane foam is particularly preferable from the viewpoint of high porosity.
樹脂成形体の多孔度は限定的でなく、通常６０％以上、９７％以下程度、好ましくは８０％以上、９６％以下程度である。樹脂成形体の厚みは限定的でなく、捕集対象に応じて適宜決定されるが、通常３００μｍ以上、５０００μｍ以下程度、好ましくは４００μｍ以上、２０００μｍ以下程度とすればよい。
以下では、三次元網目状構造を有する樹脂成形体として発泡状樹脂を用いた場合を例にとって説明する。
The porosity of the resin molded body is not limited and is usually about 60% to 97%, preferably about 80% to 96%. The thickness of the resin molded body is not limited and is appropriately determined according to the collection target, but is usually about 300 μm or more and 5000 μm or less, preferably about 400 μm or more and 2000 μm or less.
Below, the case where a foamed resin is used as a resin molded body having a three-dimensional network structure will be described as an example.
（導電化処理）
導電化処理は、樹脂成形体の表面に導電性を有する層を設けることができる限り、特に限定されるものではない。導電性を有する層（導電被覆層）を構成する材料としては、例えば、ニッケル、銅、スズ、タングステン、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボン粉末等が挙げられる。
導電化処理の具体例としては、例えば、ニッケル、スズなどの金属を用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリングや蒸着・イオンプレーティングなどの気相処理等が好ましく挙げられる。また、ステンレススチール等の合金金属、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂成形体の表面に塗着する処理が好ましく挙げられる。
(Conductive treatment)
The conductive treatment is not particularly limited as long as a conductive layer can be provided on the surface of the resin molded body. Examples of the material constituting the conductive layer (conductive coating layer) include carbon powder in addition to metals such as nickel, copper, tin, tungsten, titanium, and stainless steel.
As a specific example of the conductive treatment, for example, when a metal such as nickel or tin is used, electroless plating treatment, gas phase treatment such as sputtering, vapor deposition / ion plating, and the like are preferable. Moreover, when using materials, such as alloy metals, such as stainless steel, and graphite, the process of apply | coating the mixture obtained by adding a binder to the fine powder of these materials to the surface of a resin molding is mentioned preferably.
ニッケルを用いた無電解めっき処理は、例えば、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に発泡状樹脂を浸漬することによって行うことができる。必要に応じて、めっき浴浸漬前に、樹脂成形体を微量のパラジウムイオンを含む活性化液（カニゼン社製の洗浄液）等に浸漬してもよい。 The electroless plating treatment using nickel can be performed, for example, by immersing the foamed resin in a known electroless nickel plating bath such as a nickel sulfate aqueous solution containing sodium hypophosphite as a reducing agent. If necessary, the resin molded body may be immersed in an activation liquid containing a trace amount of palladium ions (cleaning liquid manufactured by Kanigen Co., Ltd.) or the like before immersion in the plating bath.
ニッケルやスズを用いたスパッタリング処理としては、例えば、基板ホルダーに樹脂成形体を取り付けた後、不活性ガスを導入しながら、ホルダーとターゲット（ニッケル又はスズ）との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケル又はスズに衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子又はスズ粒子を樹脂成形体表面に堆積すればよい。 As a sputtering process using nickel or tin, for example, after a resin molded body is attached to a substrate holder, a DC voltage is applied between the holder and a target (nickel or tin) while introducing an inert gas. Thus, the ionized inert gas may collide with nickel or tin, and the blown-off nickel particles or tin particles may be deposited on the surface of the resin molded body.
カーボン粉末等の導電性塗料を塗布する場合には、前記樹脂成形体の表面に導電性を有する粉末（例えば、ステンレススチール等の金属材料の粉末、結晶質のグラファイト、非晶質のカーボンブラック等のカーボンの粉末）とバインダとの混合物を塗着する方法等が挙げられる。また、このときに、スズ粉末とカーボン粉末とを用いて、スズ粉末の量を金属多孔体におけるスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるようにすれば、後のスズめっき工程は不要である。 When applying conductive paint such as carbon powder, the surface of the resin molded body is conductive powder (for example, powder of metal material such as stainless steel, crystalline graphite, amorphous carbon black, etc. And a method of applying a mixture of carbon powder) and a binder. At this time, if tin powder and carbon powder are used so that the amount of tin powder is such that the tin content in the metal porous body is 1 mass% or more and 15 mass% or less, the subsequent tin plating No process is required.
導電被覆層の目付量（付着量）は、後の工程のニッケルめっきやスズめっきの目付け量と合わせた最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
導電被覆層にニッケルを用いる場合は樹脂成形体表面に連続的に形成されていればよく、目付量は限定的でないが、通常５ｇ/ｍ2以上、１５ｇ/ｍ2以下程度、好ましくは７ｇ/ｍ2以上、１０ｇ/ｍ2以下程度とすればよい。
The basis weight (attachment amount) of the conductive coating layer is such that the content of tin is 1% by mass or more and 15% by mass or less as the final metal composition combined with the basis weight of nickel plating or tin plating in the subsequent process. You may adjust to.
When nickel is used for the conductive coating layer, it may be formed continuously on the surface of the resin molded body, and the basis weight is not limited, but is usually about 5 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less, preferably 7 g / m 2. m 2 or more, it may be set to the degree 10 g / m 2 or less.
（電解ニッケルめっき処理）
電解ニッケルめっき処理は、常法に従って行えばよい。電解ニッケルめっき処理に用いるめっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。
前記の無電解めっきやスパッタリングにより表面に導電層を形成された樹脂構造体をめっき浴に浸し、樹脂構造体を陰極に、ニッケル対極板を陽極に接続して直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電層上に、さらにニッケルの被覆を形成することができる。
電解ニッケルめっき層の目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
(Electrolytic nickel plating treatment)
What is necessary is just to perform an electrolytic nickel plating process in accordance with a conventional method. As the plating bath used for the electrolytic nickel plating treatment, a known or commercially available bath can be used, and examples thereof include a watt bath, a chloride bath, a sulfamic acid bath, and the like.
The resin structure having a conductive layer formed on the surface by electroless plating or sputtering is immersed in a plating bath, and the resin structure is connected to the cathode and the nickel counter electrode is connected to the anode, and direct current or pulsed intermittent current is applied. Thus, a nickel coating can be further formed on the conductive layer.
What is necessary is just to adjust the basis weight of an electrolytic nickel plating layer so that content of tin may be 1 to 15 mass% as a final metal composition of a metal porous body.
（スズめっき工程）
ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体の表面にスズめっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、硫酸浴として、硫酸第一スズ ５５ｇ/Ｌ、硫酸 １００ｇ/Ｌ、クレゾールスルホン酸 １００ｇ/Ｌ、ゼラチン ２ｇ/Ｌ、βナフトール １ｇ/Ｌの組成のめっき浴を用意し、陰極電流密度を２Ａ/ｄｍ2、陽極電流密度を１Ａ/ｄｍ2以下とし、温度を２０℃、攪拌（陰極揺動）を２ｍ/分とすることでスズめっきを行うことができる。
スズめっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
(Tin plating process)
The step of forming the tin plating layer on the surface of the resin structure on which the nickel plating layer is formed can be performed, for example, as follows. That is, as a sulfuric acid bath, a plating bath having a composition of stannous sulfate 55 g / L, sulfuric acid 100 g / L, cresol sulfonic acid 100 g / L, gelatin 2 g / L, β-naphthol 1 g / L is prepared, and the cathode current density is 2A. Tin plating can be performed by setting / dm 2 , an anode current density of 1 A / dm 2 or less, a temperature of 20 ° C., and stirring (cathode oscillation) of 2 m / min.
The basis weight of tin plating may be adjusted so that the final metal composition of the metal porous body has a tin content of 1% by mass or more and 15% by mass or less.
スズめっきの密着性を向上させるため、直前にストライクニッケルめっきを行って、金属多孔体表面の酸化被膜を除去し、乾燥させずに濡れたままスズめっき液に投入することが望ましい。これによりめっき層の密着性を高めることができる。
ストライクニッケルめっきの条件は、例えば次のようにすることができる。すなわち、ウッドストライクニッケル浴として、塩化ニッケル ２４０ｇ/Ｌ、塩酸（比重１．１８程度のもの） １２５ｍｌ/Ｌの組成のものを用意し、温度を室温にして、陽極にニッケルまたはカーボンを用いることで行うことができる。
In order to improve the adhesion of tin plating, it is desirable to perform strike nickel plating immediately before to remove the oxide film on the surface of the metal porous body and put it into the tin plating solution without getting dried. Thereby, the adhesiveness of a plating layer can be improved.
The conditions for strike nickel plating can be as follows, for example. That is, by preparing a wood strike nickel bath having a composition of nickel chloride 240 g / L, hydrochloric acid (having a specific gravity of about 1.18) 125 ml / L, setting the temperature to room temperature, and using nickel or carbon for the anode It can be carried out.
以上のめっき手順をまとめると、エースクリーンによる脱脂（陰極電解脱脂５Ａ/ｄｍ2×１分）、湯洗、水洗、酸活性（塩酸浸漬１分）、ウッドストライクニッケルめっき処理（５〜１０Ａ/ｄｍ2×１分）、洗浄して乾燥させずにスズめっきへ処理、水洗・乾燥、となる。 The above plating procedure is summarized as follows: degreasing with an A-screen (cathodic electrolytic degreasing 5 A / dm 2 × 1 minute), hot water washing, water washing, acid activity (hydrochloric acid immersion 1 minute), wood strike nickel plating treatment (5 to 10 A / dm 2 × 1 min), processed to tin plating, washed and dried without washing and drying.
（めっき時のめっき液の循環）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体のような基材へのめっきは、一般的に内部へ均一にめっきすることが難しい。内部への未着を防いだり、内部と外部のめっき付着量の差を低減したりするために、めっき液を循環させることが好ましい。循環の方法としては、ポンプを使用したり、めっき槽内部にファンを設置したりするなどの方法がある。また、これらの方法を用いて樹脂成形体にめっき液を吹き付けたり、吸引口に樹脂成形体を隣接させたりすると、樹脂成形体の内部にめっき液の流れができやすくなって効果的である。
(Plating solution circulation during plating)
In general, it is difficult to uniformly plate a substrate such as a resin molded body having a three-dimensional network structure. It is preferable to circulate the plating solution in order to prevent non-attachment to the inside or to reduce the difference in the amount of plating adhesion between the inside and the outside. As a circulation method, there are methods such as using a pump and installing a fan inside the plating tank. Also, if a plating solution is sprayed onto the resin molded body using these methods, or if the resin molded body is placed adjacent to the suction port, the plating solution can easily flow inside the resin molded body, which is effective.
（樹脂成形体の除去）
表面に金属めっき層が形成された樹脂構造体から基材として用いた樹脂成形体を除去する方法は限定的でなく、薬品による処理や、焼却による燃焼除去の方法が挙げられる。焼却による場合には、例えば、６００℃程度以上の大気等の酸化性雰囲気下で加熱すればよい。
得られた金属多孔体を還元性雰囲気下で加熱処理して金属を還元することにより、ニッケルとスズとを含む金属多孔体が得られる。
(Removal of molded resin)
The method of removing the resin molded body used as the base material from the resin structure having the metal plating layer formed on the surface is not limited, and examples thereof include a chemical treatment and a combustion removal method by incineration. In the case of incineration, for example, the heating may be performed in an oxidizing atmosphere such as air of about 600 ° C. or higher.
The metal porous body containing nickel and tin is obtained by heat-treating the obtained metal porous body in a reducing atmosphere to reduce the metal.
（熱処理）
金属めっき後そのままでは、金属多孔体の骨格表面の大部分がニッケルにより形成されていることがあるため、熱処理を行ってスズ成分を拡散させることが必要である。スズの拡散は不活性雰囲気（減圧や、窒素・アルゴンなど）あるいは還元雰囲気（水素）で行うことができる。
この熱処理工程ではスズ成分をニッケルめっき層中に充分に拡散させて、金属多孔体骨格の表側と内側のスズの濃度比が、表側濃度/内側濃度が２/１以上、１/２以下の範囲になるようにすることが好ましい。前記濃度比は、より好ましくは３/２以上、２/３以下であり、更に好ましくは４/３以上、３/４以下であり、最も好ましくは均一に拡散させることである。
(Heat treatment)
Since the majority of the skeleton surface of the metal porous body may be formed of nickel as it is after the metal plating, it is necessary to perform a heat treatment to diffuse the tin component. Tin can be diffused in an inert atmosphere (reduced pressure, nitrogen, argon, etc.) or in a reducing atmosphere (hydrogen).
In this heat treatment step, the tin component is sufficiently diffused into the nickel plating layer, and the concentration ratio of the front side and the inner side tin of the porous metal skeleton is in the range of the front side concentration / inner concentration of 2/1 or more and 1/2 or less. It is preferable that The concentration ratio is more preferably 3/2 or more and 2/3 or less, still more preferably 4/3 or more and 3/4 or less, and most preferably it is uniformly diffused.
前記熱処理温度は、低すぎると拡散に時間がかかり、高すぎると軟化して自重で多孔体構造を損なう可能性があるため、３００℃以上、１２００℃以下の範囲で行うことが好ましい。なお、金属多孔体中のスズの濃度が１５質量％を超えている場合には、この熱処理工程において脆い金属間化合物であるＮi3Ｓnが形成されてしまう。このため、前述の各製造工程においては、最終的な金属多孔体におけるスズの含有量が１５質量％以下となるように調整をする必要がある。前記熱処理温度は、より好ましくは５００℃以上、１１５０℃以下であり、更に好ましくは７００℃以上、１１００℃以下である。 If the heat treatment temperature is too low, it takes time for diffusion, and if it is too high, the heat treatment temperature may soften and damage the porous structure due to its own weight. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 300 ° C. or more and 1200 ° C. or less. When the tin concentration in the metal porous body exceeds 15% by mass, Ni 3 Sn, which is a brittle intermetallic compound, is formed in this heat treatment step. For this reason, in each above-mentioned manufacturing process, it is necessary to adjust so that content of tin in a final metal porous body may be 15 mass% or less. The heat treatment temperature is more preferably 500 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower, and still more preferably 700 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.
なお、ニッケル多孔体の製造方法については、たとえば特開平０４−００２７９５号公報や特開平０８−０６９８０１号公報などに、ニッケル−スズ多孔体の製造方法については特開２０１２−１３２０８３号公報やＳＥＩテクニカルレビュー・第１８１号・１２９頁−１３２頁（２０１２年７月）に開示されている。 In addition, about the manufacturing method of a nickel porous body, for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 04-002795 and Unexamined-Japanese-Patent No. 08-069801 etc., About the manufacturing method of a nickel-tin porous body, Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-1320803 or SEI technical. Review No. 181, 129-132 (July 2012).
（金属目付量）
導電被覆層、ニッケルめっき層、スズめっき層を形成した後の金属目付量の合計量としては、好ましくは２００ｇ/ｍ2以上、２０００ｇ/ｍ2以下である。より好ましくは３００ｇ/ｍ2以上、１２００ｇ/ｍ2以下であり、更に好ましくは４００ｇ/ｍ2以上、１０００ｇ/ｍ2以下である。金属目付量の合計量を２００ｇ/ｍ2以上とすることで金属多孔体の強度を充分にすることができる。また、金属目付量の合計量を２０００ｇ/ｍ2以下とすることで、フィルターとして用いた場合の圧力損失が大きくなりすぎることを抑制することができる。
(Metal weight)
The total amount of the metal basis weight after forming the conductive coating layer, the nickel plating layer, and the tin plating layer is preferably 200 g / m 2 or more and 2000 g / m 2 or less. More preferably, they are 300 g / m < 2 > or more and 1200 g / m < 2 > or less, More preferably, they are 400 g / m < 2 > or more and 1000 g / m < 2 > or less. By setting the total amount of metal basis weight to 200 g / m 2 or more, the strength of the metal porous body can be made sufficient. Moreover, it can suppress that the pressure loss at the time of using as a filter becomes large too much by making the total amount of a metal fabric weight into 2000 g / m < 2 > or less.
（金属多孔体の組成の確認）
誘導結合プラズマ（Ｉnductively ＣoupledＰlasma：ＩＣＰ）を利用した定量測定を行い、含有元素の質量％を求めることができる。
(Confirmation of metal porous body composition)
Quantitative measurement using inductively coupled plasma (ICP) can be performed to determine the mass% of the contained element.
（スズの拡散確認）
金属多孔体について、断面からのエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅnergy ＤispersiveＸ-ray spectroscopy：ＥＤＸ）測定を行い、骨格表側と骨格内側のスペクトルを比較することにより、スズの拡散状態を確認することができる。
(Diffusion confirmation of tin)
By conducting energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) measurement from a cross section of a porous metal body and comparing the spectrum of the skeleton front side and the skeleton inner side, the diffusion state of tin can be confirmed. .
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明の金属多孔体等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, these Examples are illustrations, Comprising: The metal porous body of this invention etc. are not limited to these. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and includes meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
＜金属多孔体の製造＞
［金属多孔体１］
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体として、２．０ｍｍ厚のポリウレタンシート（セル数２７〜３３個/inch、平均セル径９００μｍ、気効率９４体積％）を用いた。このポリウレタンシートの表面を導電化するために、粒径０．０１〜０．２μｍの非晶性炭素であるカーボンブラック１００ｇを０．５Ｌの１０％アクリル酸エステル系樹脂水溶液に分散した導電性塗料を作製した。そして、前記ポリウレタンシートを前記塗料に連続的に漬け、ロールで絞った後に乾燥させることで前記ポリウレタンシータに導電化処理を施した。これによりポリウレタンシート（三次元網目状構造を有するシート状の樹脂成形体）の表面に導電被覆層が形成された。
<Manufacture of metal porous body>
[Metal porous body 1]
(Conductive treatment of resin moldings with a three-dimensional network structure)
As a resin molded body having a three-dimensional network structure, a 2.0 mm-thick polyurethane sheet (27 to 33 cells / inch, average cell diameter of 900 μm, gas efficiency of 94 vol%) was used. In order to make the surface of this polyurethane sheet conductive, a conductive paint in which 100 g of carbon black, which is amorphous carbon having a particle size of 0.01 to 0.2 μm, is dispersed in 0.5 L of a 10% aqueous acrylate resin solution. Was made. Then, the polyurethane sheet was continuously immersed in the paint, squeezed with a roll, and then dried, so that the polyurethane sheeter was subjected to a conductive treatment. As a result, a conductive coating layer was formed on the surface of the polyurethane sheet (a sheet-like resin molded body having a three-dimensional network structure).
（ニッケルめっき）
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け３４２ｇ/ｍ2のニッケルめっきを施し、ニッケルめっき層を形成した。めっき液としては、スルファミン酸ニッケルめっき液を用いた。スルファミン酸浴は、スルファミン酸ニッケル４５０ｇ/Ｌと硼酸３０ｇ/Ｌの濃度の水溶液で、ｐＨを４に調製した。そして、温度を５５℃とし、電流密度を２０ＡＳＤ（Ａ/ｄｍ2）としてニッケルめっきを行った。これによりニッケルを含む樹脂構造体が得られた。
(Nickel plating)
The polyurethane sheet whose surface was made conductive as described above was subjected to nickel plating with a basis weight of 342 g / m 2 to form a nickel plating layer. As the plating solution, a nickel sulfamate plating solution was used. The sulfamic acid bath was an aqueous solution having a concentration of 450 g / L nickel sulfamate and 30 g / L boric acid, and the pH was adjusted to 4. Nickel plating was performed at a temperature of 55 ° C. and a current density of 20 ASD (A / dm 2 ). Thereby, a resin structure containing nickel was obtained.
（スズめっき）
上記で作製したニッケルを含む樹脂構造体の表面に目付け３．５ｇ/ｍ2のスズめっきを施し、スズめっき層を形成した。スズめっき液としては、水１０００ｇに対し、硫酸第一スズ５５ｇ/Ｌ、硫酸１００ｇ/Ｌ、クレゾールスルホン酸１００ｇ/Ｌ、ゼラチン２ｇ/Ｌ、βナフトール１ｇ/Ｌの組成としたものを使用した。また、めっき浴の浴温は２０℃とし、陽極電流密度は１Ａ/ｄｍ2とした。めっき液は陰極揺動により２ｍ/分となるように攪拌した。
(Tin plating)
The surface of the resin structure containing nickel produced above was subjected to tin plating with a basis weight of 3.5 g / m 2 to form a tin plating layer. As a tin plating solution, a composition having a composition of 55 g / L of stannous sulfate, 100 g / L of sulfuric acid, 100 g / L of cresolsulfonic acid, 2 g / L of gelatin, and 1 g / L of β-naphthol with respect to 1000 g of water was used. The bath temperature of the plating bath was 20 ° C., and the anode current density was 1 A / dm 2 . The plating solution was stirred so as to be 2 m / min by the cathode swing.
（樹脂成形体の除去及び金属の拡散）
前記ニッケルとスズとを含む樹脂構造体を大気中１０００℃で１５分間加熱することによって基材（ポリウレタンシート）を燃焼除去した。このとき金属多孔体も一部酸化されるため、その後更に、還元（水素）雰囲気で１０００℃、２０分の条件で還元処理を行った。
ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズは満遍なく拡散していると考えられる。
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
The base material (polyurethane sheet) was burned and removed by heating the resin structure containing nickel and tin at 1000 ° C. for 15 minutes in the atmosphere. At this time, since the metal porous body is also partially oxidized, reduction treatment was further performed in a reducing (hydrogen) atmosphere at 1000 ° C. for 20 minutes.
In the EDX spectrum comparison, there is no difference between the front side and the inner side, and it is considered that tin diffuses evenly.
［金属多孔体２］〜［金属多孔体７］
上記の［金属多孔体１］の製造において、出来上がりの金属多孔体の目付量が約３５０ｇ/ｍ2になるように、ニッケルめっき及びスズめっきの目付量を下記表１に示す通りにした以外は［金属多孔体１］と同様にして［金属多孔体２］〜［金属多孔体７］を製造した。
[Metal porous body 2] to [Metal porous body 7]
In the production of the above [metal porous body 1], the basis weight of nickel plating and tin plating was as shown in Table 1 below so that the basis weight of the finished porous metal body was about 350 g / m 2. [Metal porous body 2] to [Metal porous body 7] were produced in the same manner as [Metal porous body 1].
［金属多孔体８］
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理）
［金属多孔体１］の製造において使用したポリウレタンシートを、スズ粉末を含む導電性塗料を用いて導電化処理した以外は［金属多孔体１］と同様にしてポリウレタンシートを導電化処理した。導電性塗料におけるスズ粉末の含有量は６質量％となるようにした。ポリウレタンシート表面のスズの目付けは１７．６ｇ/ｍ2となった。
（ニッケルめっき）
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け３３４ｇ/ｍ2のニッケルめっきを施してニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっきは［金属多孔体１］の製造方法と同様の条件により行った。但し、電流密度は１Ａ/ｄｍ2となるようにし、また、めっき液は陰極揺動により２ｍ/分となるように攪拌した。
（樹脂成形体の除去及び金属の拡散）
上記で得られたニッケルとスズとを含む樹脂構造体について、基材の燃焼除去と金属の還元処理を、前記［金属多孔体１］の製造方法と同様にして行った。
得られた金属多孔体は、ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズは満遍なく拡散していると考えられる。
[Metal porous body 8]
(Conductive treatment of resin moldings with a three-dimensional network structure)
The polyurethane sheet used in the production of [Metal porous body 1] was subjected to a conductive treatment in the same manner as [Metal porous body 1] except that a conductive coating containing tin powder was used. The content of tin powder in the conductive paint was 6% by mass. The basis weight of tin on the surface of the polyurethane sheet was 17.6 g / m 2 .
(Nickel plating)
The polyurethane sheet whose surface was made conductive as described above was subjected to nickel plating with a basis weight of 334 g / m 2 to form a nickel plating layer. Nickel plating was performed under the same conditions as in the method for producing [Metal porous body 1]. However, the current density was adjusted to 1 A / dm 2, and the plating solution was stirred so as to be 2 m / min due to the cathode swing.
(Removal of molded resin and diffusion of metal)
About the resin structure containing nickel and tin obtained above, the combustion removal of the base material and the metal reduction treatment were performed in the same manner as in the method for producing [Metal porous body 1].
In the obtained metal porous body, there is no difference between the front side and the inner side in the EDX spectrum comparison, and it is considered that tin is diffused evenly.
［金属多孔体９］〜［金属多孔体１０］
上記の［金属多孔体１］の製造において、出来上がりの金属多孔体の目付量が約３５０ｇ/ｍ2になるように、ニッケルめっき及びスズめっきの目付量を下記表１に示す通りにした以外は［金属多孔体１］と同様にして［金属多孔体９］〜［金属多孔体１０］を製造した。
なお、［金属多孔体１］〜［金属多孔体８］は実施例であり、［金属多孔体９］及び［金属多孔体１０］は比較例である。
[Metal porous body 9] to [Metal porous body 10]
In the production of the above [metal porous body 1], the basis weight of nickel plating and tin plating was as shown in Table 1 below so that the basis weight of the finished porous metal body was about 350 g / m 2. [Metal porous body 9] to [Metal porous body 10] were produced in the same manner as [Metal porous body 1].
[Metal porous body 1] to [Metal porous body 8] are examples, and [Metal porous body 9] and [Metal porous body 10] are comparative examples.
＜金属多孔体の評価＞
（Ｘ線回折法による測定）
Ｘ線回折法により上記で得た［金属多孔体１］〜［金属多孔体１０］の回折Ｘ線強度を測定し、ＲＩＲ法によって各金属多孔体におけるＮi3Ｓnの含有量を定量した。結果を表２に示す。
<Evaluation of metal porous body>
(Measurement by X-ray diffraction method)
The diffraction X-ray intensities of [Metal porous body 1] to [Metal porous body 10] obtained above were measured by X-ray diffraction method, and the content of Ni 3 Sn in each metal porous body was quantified by RIR method. The results are shown in Table 2.
（加熱試験後の重量増加）
前記［金属多孔体１］〜［金属多孔体１０］をそれぞれ５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り取って試験片とし、重量を測定した。そして、これらの試験片を６００℃の大気下に１０００時間、静置した。
その後、各試験片を取り出して重量を測定し、金属が酸化したことによる重量変化を測定した。結果を表２に示す。
［金属多孔体１］〜［金属多孔体９］は加熱処理後に表面の色が黒っぽく変化したものの重量変化は少なく、酸化量が少ないことが確認された。また、［金属多孔体１０］は加熱処理後には黒色に変化しており、重量変化も大きく、酸化量が多いことが確認された。
(Weight increase after heating test)
The [metal porous body 1] to [metal porous body 10] were cut into a size of 50 mm × 50 mm, respectively, to make test pieces, and the weight was measured. And these test pieces were left still for 1000 hours in 600 degreeC air | atmosphere.
Then, each test piece was taken out and weighed, and the weight change due to metal oxidation was measured. The results are shown in Table 2.
[Metal porous body 1] to [Metal porous body 9], although the surface color changed to black after heat treatment, the change in weight was small and it was confirmed that the oxidation amount was small. Moreover, it was confirmed that [Metal porous body 10] changed to black after the heat treatment, the change in weight was large, and the amount of oxidation was large.
（加熱試験後の発塵性）
上記のようにして熱処理を行った各試験片の表面を、金属へらで５回こすって、粉塵の発生の有無を調べた。結果を表２に示す。
［金属多孔体１］〜［金属多孔体８］は加熱処理後にも充分な強度と延性が保たれており、発塵性がないことが確認された。［金属多孔体９］は酸化量が少ないもののＮi3Ｓnが多く含まれているため脆く、金属へらでこするとこすった所の骨格が細かく崩れて粉塵が発生した。また、［金属多孔体１０］は酸化の進行により脆化しており、手で押さえただけで骨格が崩れてしまった。
(Dust generation after heating test)
The surface of each test piece subjected to heat treatment as described above was rubbed with a
[Metal porous body 1] to [metal porous body 8] were confirmed to have sufficient strength and ductility even after heat treatment, and no dust generation. [Metal porous body 9] is fragile because it contains a small amount of Ni 3 Sn although it has a small amount of oxidation, and when rubbed with a metal spatula, the skeleton of the rubbed portion is broken down and dust is generated. Moreover, [Metal porous body 10] was embrittled by the progress of oxidation, and the skeleton collapsed just by holding it by hand.
（引張試験）
前記熱処理（６００℃、１０００時間、大気下）を行う前と後の［金属多孔体２］〜［金属多孔体４］について引張試験を行った。熱処理前の結果を図１Ａに、熱処理後の結果を図１Ｂに示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は金属多孔体に加えた加重（Ｎ）を表し、横軸は金属多孔体の変位（ｍｍ）を表す。
金属多孔体中にＳnが多く含まれていると硬化する傾向にあり、熱処理前ではＳnの含有量が５質量％以上であると伸びが低下することが分かった。また、熱処理後の破断強度は熱処理前とあまり変わらず、伸びが低下する傾向にあることが分かった。
(Tensile test)
A tensile test was performed on [metal porous body 2] to [metal porous body 4] before and after the heat treatment (600 ° C., 1000 hours, in the air). The result before heat treatment is shown in FIG. 1A, and the result after heat treatment is shown in FIG. 1B. In the graphs shown in FIGS. 1A and 1B, the vertical axis represents the load (N) applied to the metal porous body, and the horizontal axis represents the displacement (mm) of the metal porous body.
It has been found that when a large amount of Sn is contained in the metal porous body, it tends to harden, and before the heat treatment, the elongation decreases when the Sn content is 5 mass% or more. Further, it was found that the breaking strength after the heat treatment was not much different from that before the heat treatment, and the elongation tended to decrease.
（圧縮試験）
前記熱処理（６００℃、１０００時間、大気下）を行う前と後の［金属多孔体２］〜［金属多孔体４］について圧縮試験を行った。熱処理前の結果を図２Ａに、熱処理後の結果を図２Ｂに示す。図２Ａ及び図２Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は金属多孔体に加えた加圧力（Ｎ）を表し、横軸は金属多孔体の変位（ｍｍ）を表す。
図２Ａより、熱処理前においては６０Ｎ付近で座屈変形し、Ｓnの濃度による差は小さいことが分かった。また、熱処理後においても同様の傾向がみられた。
(Compression test)
A compression test was performed on [metal porous body 2] to [metal porous body 4] before and after the heat treatment (600 ° C., 1000 hours, in the atmosphere). The result before heat treatment is shown in FIG. 2A, and the result after heat treatment is shown in FIG. 2B. In the graphs shown in FIGS. 2A and 2B, the vertical axis represents the applied pressure (N) applied to the porous metal body, and the horizontal axis represents the displacement (mm) of the porous metal body.
From FIG. 2A, it was found that the buckling deformation occurred near 60 N before the heat treatment, and the difference due to the Sn concentration was small. Moreover, the same tendency was observed after the heat treatment.
＜フィルターの濾材としての評価＞
（粉塵捕集率）
上記［金属多孔体１］と同様にして、表３に示す通りの［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］を製造した。
<Evaluation as filter media>
(Dust collection rate)
[Metal porous body 11] to [Metal porous body 15] as shown in Table 3 were produced in the same manner as [Metal porous body 1].
得られた［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］をフィルターの濾材として用いて、５０μｍ、１５０μｍ、２００μｍの微粒子の捕集率を測定した。測定は、まず大気中の微粒子数をパーティクルカウンターで測定し、この大気を各フィルターに通した後、再びパーティクルカウンターにより微粒子数を測定し、捕集率を算出した。評価結果を表４に示す。 Using the obtained [metal porous body 11] to [metal porous body 15] as filter media, the collection rate of fine particles of 50 μm, 150 μm, and 200 μm was measured. In the measurement, first, the number of fine particles in the atmosphere was measured with a particle counter. After passing the air through each filter, the number of fine particles was again measured with the particle counter, and the collection rate was calculated. The evaluation results are shown in Table 4.
５０μｍ程度の粒子の場合には、金属多孔体の厚さを５ｍｍ程度とすると、平均セル径を１３００μｍ以下にすることで充分に捕集可能なことが分かった。 In the case of particles of about 50 μm, it was found that when the thickness of the porous metal body is about 5 mm, it can be sufficiently collected by making the average cell diameter 1300 μm or less.
（圧力損失）
上記［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］を用いて、各風量における圧力損失を測定した。結果を表５に示す。
(Pressure loss)
Using the [metal porous body 11] to [metal porous body 15], the pressure loss at each air volume was measured. The results are shown in Table 5.
Claims (3)
ニッケルとスズとを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下であり、
Ｎｉ ３ Ｓｎの含有量が１０質量％以下である、金属多孔体。 A porous metal body having a three-dimensional network structure for a filter,
And a nickel and tin content of the tin is 1% by mass or more state, and are 15 wt% or less,
Ni 3 Sn content is not more than 10 wt%, the porous metal body.
前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を１０００℃以下で熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法であって、
前記金属多孔体のスズ含有量が１質量％以上、１５質量％以下であり、Ｎｉ ３ Ｓｎの含有量が１０質量％以下である、金属多孔体の製造方法。 A step of conducting the surface of the resin molded body having a three-dimensional network structure with a conductive treatment material containing tin; and
Forming a nickel plating layer on the surface of the resin molded body;
Removing the resin molded body;
A step of diffusing nickel and tin by heat-treating the resin structure on which the nickel plating layer is formed at 1000 ° C. or less ;
A method for producing a porous metal body comprising:
The metallic tin content of the porous body 1 mass% or more state, and are than 15 wt%, the content of Ni 3 Sn is not more than 10 wt%, the production method of the porous metal body.
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