KR102335255B1 - Preparation method for metal foam - Google Patents

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Abstract

본 출원은 금속폼의 제조 방법을 제공한다. 본 출원은, 금속폼의 기공 크기 및 기공도 등의 특성을 자유롭게 제어할 수 있고, 종래에 제조가 어려웠던 필름 또는 시트 형태, 특히 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태로도 금속폼을 제조할 수 있으며, 기계적 강도 등 기타 물성도 우수한 금속폼을 제조할 수 있는 방법을 제공한다.The present application provides a method for manufacturing a metal foam. In the present application, properties such as pore size and porosity of the metal foam can be freely controlled, and the metal foam can be manufactured in the form of a film or sheet, particularly in the form of a thin film or sheet, which has been difficult to manufacture in the prior art, It provides a method for manufacturing a metal foam excellent in other physical properties such as mechanical strength.

Description

금속폼의 제조 방법{PREPARATION METHOD FOR METAL FOAM}Manufacturing method of metal foam {PREPARATION METHOD FOR METAL FOAM}

본 출원은 금속폼의 제조 방법에 대한 것이다.The present application relates to a method of manufacturing a metal foam.

금속폼(metal foam)은 경량성, 에너지 흡수성, 단열성, 내화성 또는 친환경 등의 다양하고 유용한 특성을 구비함으로써, 경량 구조물, 수송 기계, 건축 자재 또는 에너지 흡수 장치 등을 포함하는 다양한 분야에 적용될 수 있다. 또한, 금속폼은, 높은 비표면적을 가질 뿐만 아니라 액체, 기체 등의 유체 또는 전자의 흐름을 보다 향상시킬 수 있으므로, 열 교환 장치용 기판, 촉매, 센서, 액츄에이터, 2차 전지, 연료전지, 가스 확산층(GDL: gas diffusion layer) 또는 미세유체 흐름 제어기(microfluidic flow controller) 등에 적용되어 유용하게 사용될 수도 있다.Metal foam has various useful properties, such as light weight, energy absorption, heat insulation, fire resistance, or environment-friendly properties, and thus can be applied to various fields including lightweight structures, transport machines, building materials or energy absorption devices. . In addition, since the metal foam has a high specific surface area and can further improve the flow of fluids or electrons such as liquids and gases, substrates for heat exchange devices, catalysts, sensors, actuators, secondary cells, fuel cells, gas It may be usefully applied to a gas diffusion layer (GDL) or a microfluidic flow controller.

종래에 알려진 금속폼은, 다양한 장점을 가지지만, 통상적으로 기계적 강도가 떨어진다. 이에 금속폼의 기계적 강도를 개선할 수 있는 다양한 방법이 고려될 수 있지만, 금속폼의 고유의 기공도 등을 유지하면서 기계적 강도를 개선하는 것은 어려운 문제이다.Metal foams known in the art have various advantages, but typically have poor mechanical strength. Accordingly, various methods for improving the mechanical strength of the metal foam may be considered, but improving the mechanical strength while maintaining the inherent porosity of the metal foam is a difficult problem.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0062170호 (2018.06.08.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0062170 (2018.06.08.) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0062172호 (2018.06.08.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0062172 (2018.06.08.)

본 출원은, 금속폼의 기공 크기 및 기공도 등의 특성을 자유롭게 제어할 수 있고, 종래에 제조가 어려웠던 필름 또는 시트 형태, 특히 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태로도 금속폼을 제조할 수 있고, 기계적 강도 등 기타 물성도 우수한 금속폼을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.In the present application, it is possible to freely control the properties such as the pore size and porosity of the metal foam, and it is possible to manufacture the metal foam in the form of a film or sheet, particularly in the form of a thin film or sheet, which was difficult to manufacture in the prior art, One object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal foam excellent in other physical properties such as mechanical strength.

본 출원에서 용어 금속폼, 다공성 금속 구조체 또는 금속 골격은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼, 다공성 금속 구조체 또는 금속 골격의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 금속의 비율은 100 중량% 이하 또는 약 100 중량% 미만일 수 있다.In the present application, the term metal foam, porous metal structure, or metal skeleton means a porous structure including a metal as a main component. In the above, having a metal as a main component means that the proportion of metal is 55 wt% or more, 60 wt% or more, 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% based on the total weight of the metal foam, porous metal structure or metal skeleton. % or more, 80% by weight or more, 85% by weight or more, 90% by weight or more, or 95% by weight or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited. For example, the proportion of the metal may be less than or equal to 100% by weight or less than about 100% by weight.

용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100% 미만, 약 99% 이하 또는 약 98% 이하 정도일 수 있다. 상기에서 기공도는 금속폼 등의 밀도를 계산하여 공지의 방식으로 산출할 수 있다.The term porosity may mean a case in which porosity is at least 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, and for example, may be less than about 100%, less than about 99%, or less than about 98%. In the above, the porosity may be calculated in a known manner by calculating the density of the metal foam or the like.

본 출원의 금속폼의 제조 방법은, 다공성 금속 구조체를 도금하는 단계를 포함할 수 있다. 다공성 금속 구조체를 도금하는 것으로 해당 구조체의 기공도, 기공 크기 등의 특성을 유지하거나 개선하면서, 그 기계적 강도를 크게 개선할 수 있다.The manufacturing method of the metal foam of the present application may include plating the porous metal structure. By plating the porous metal structure, its mechanical strength can be greatly improved while maintaining or improving properties such as porosity and pore size of the structure.

상기에서 다공성 금속 구조체는, 금속 성분을 포함하는 전구체를 소결하는 단계를 통해 제조할 수 있다. 본 출원에서 용어 전구체는, 상기 소결 등과 같이 다공성 금속 구조체 또는 금속폼을 형성하기 위해 수행되는 공정을 거치기 전의 구조체, 즉 다공성 금속 구조체 또는 금속폼이 생성되기 전의 구조체를 의미한다. 경우에 따라서, 상기 전구체가, 다공성 전구체라고 호칭되더라도 반드시 그 자체로 다공성일 필요는 없으며, 최종적으로 다공성의 금속 구조체인 금속폼을 형성할 수 있는 것이라면, 편의상 다공성 전구체라고 호칭될 수 있다. In the above, the porous metal structure may be prepared by sintering a precursor including a metal component. In the present application, the term precursor refers to a structure before a process performed to form a porous metal structure or metal foam, such as the sintering, that is, a structure before the porous metal structure or metal foam is generated. In some cases, even if the precursor is called a porous precursor, it is not necessarily porous by itself, and if it can finally form a metal foam that is a porous metal structure, it may be called a porous precursor for convenience.

본 출원에서 상기 전구체는, 금속 성분, 분산제 및 바인더를 적어도 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수 있다. In the present application, the precursor may be formed using a slurry including at least a metal component, a dispersant, and a binder.

금속 성분으로는 금속 분말이 적용될 수 있다. 적용될 수 있는 금속 분말의 예는, 목적에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 구리 분말, 니켈 분말, 철 분말, 아연 분말, 스틸(steel) 분말, SUS 분말, 주석 분말, 몰리브덴 분말, 은 분말, 백금 분말, 금 분말, 알루미늄 분말, 크롬 분말, 인듐 분말, 주석 분말, 마그네슘 분말,인 분말, 아연 분말 및 망간 분말로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 분말, 상기 중 2종 이상이 혼합된 금속 분말 또는 상기 중 2종 이상의 합금의 분말 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.As the metal component, a metal powder may be applied. Examples of the metal powder that can be applied are not particularly limited as being defined according to the purpose, but for example, copper powder, nickel powder, iron powder, zinc powder, steel powder, SUS powder, tin powder, molybdenum Any one powder selected from the group consisting of powder, silver powder, platinum powder, gold powder, aluminum powder, chromium powder, indium powder, tin powder, magnesium powder, phosphorus powder, zinc powder and manganese powder, two or more of the above A mixed metal powder or a powder of an alloy of two or more of the above may be exemplified, but the present invention is not limited thereto.

임의 성분으로서, 상기 금속 성분은, 소정 범위의 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속 성분을 포함할 수 있다. 이러한 금속 성분은 소결 과정에서 유도 가열 방식을 선택하는 경우에 도움이 될 수 있다. 다만, 소결은 반드시 유도 가열 방식으로 진행할 필요는 없기 때문에, 상기 투자율과 전도도를 가지는 금속 성분은 필수 성분은 아니다.As an optional component, the metal component may include a metal component having a relative magnetic permeability and conductivity within a predetermined range. These metal components can be helpful when selecting an induction heating method in the sintering process. However, since the sintering does not necessarily proceed in an induction heating method, the metal component having the permeability and conductivity is not an essential component.

일 예시에서 상기 임의적으로 추가될 수 있는 금속 분말로는 상대 투자율이 90 이상인 금속 분말이 사용될 수 있다. 용어 상대 투자율(μr)은, 해당 물질의 투자율(μ)과 진공속의 투자율(μ0)의 비율(μ/μ0)이다. 상기 상대 투자율은, 다른 예시에서 약 95 이상, 100 이상, 110 이상, 120 이상, 130 이상, 140 이상, 150 이상, 160 이상, 170 이상, 180 이상, 190 이상, 200 이상, 210 이상, 220 이상, 230 이상, 240 이상, 250 이상, 260 이상, 270 이상, 280 이상, 290 이상, 300 이상, 310 이상, 320 이상, 330 이상, 340 이상, 350 이상, 360 이상, 370 이상, 380 이상, 390 이상, 400 이상, 410 이상, 420 이상, 430 이상, 440 이상, 450 이상, 460 이상, 470 이상, 480 이상, 490 이상, 500 이상, 510 이상, 520 이상, 530 이상, 540 이상, 550 이상, 560 이상, 570 이상, 580 이상 또는 590 이상일 수 있다. 상기 상대 투자율은 그 수치가 높을수록 유도 가열이 적용되는 경우에 유리하므로 그 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 상대 투자율의 상한은 예를 들면, 약 300,000 이하일 수 있다.In one example, as the metal powder that may be optionally added, a metal powder having a relative magnetic permeability of 90 or more may be used. The term relative permeability (μ r ) is the ratio (μ/μ 0 ) of the magnetic permeability (μ) of the material to the magnetic permeability in vacuum (μ 0 ). The relative permeability is, in another example, about 95 or more, 100 or more, 110 or more, 120 or more, 130 or more, 140 or more, 150 or more, 160 or more, 170 or more, 180 or more, 190 or more, 200 or more, 210 or more, 220 or more. , 230 or more, 240 or more, 250 or more, 260 or more, 270 or more, 280 or more, 290 or more, 300 or more, 310 or more, 320 or more, 330 or more, 340 or more, 350 or more, 360 or more, 370 or more, 380 or more, 390 or more, 400 or more, 410 or more, 420 or more, 430 or more, 440 or more, 450 or more, 460 or more, 470 or more, 480 or more, 490 or more, 500 or more, 510 or more, 520 or more, 530 or more, 540 or more, 550 or more, 560 or more, 570 or more, 580 or more, or 590 or more. Since the relative permeability is advantageous when induction heating is applied as the value is higher, the upper limit thereof is not particularly limited. In one example, the upper limit of the relative permeability may be, for example, about 300,000 or less.

임의적으로 추가될 수 있는 금속 분말은 또한 전도성 금속 분말일 수 있다. 본 출원에서 용어 전도성 금속 분말은 20℃에서의 전도도가 약 8 MS/m 이상, 9 MS/m 이상, 10 MS/m 이상, 11 MS/m 이상, 12 MS/m 이상, 13 MS/m 이상 또는 14.5 MS/m 이상인 금속 또는 그러한 합금의 분말을 의미할 수 있다. 상기 전도도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 30 MS/m 이하, 25 MS/m 이하 또는 20 MS/m 이하일 수 있다.The metal powder which may optionally be added may also be a conductive metal powder. In the present application, the term conductive metal powder has a conductivity of about 8 MS/m or more, 9 MS/m or more, 10 MS/m or more, 11 MS/m or more, 12 MS/m or more, 13 MS/m or more at 20°C. or powders of metals or alloys of 14.5 MS/m or more. The upper limit of the conductivity is not particularly limited, and may be, for example, about 30 MS/m or less, 25 MS/m or less, or 20 MS/m or less.

본 출원에서 상기 상대 투자율과 전도도를 가지는 금속 분말은 단순하게 전도성 자성 금속 분말로도 호칭될 수 있다.In the present application, the metal powder having the relative permeability and conductivity may be simply referred to as a conductive magnetic metal powder.

이러한 전도성 자성 금속 분말의 구체적인 예로는, 니켈, 철 또는 코발트 등의 분말이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specific examples of the conductive magnetic metal powder include, but are not limited to, nickel, iron, or cobalt powder.

사용되는 경우에 전체 금속 분말 내에서 상기 전도성 자성 금속 분말의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 비율은, 유도 가열 시에 적절한 줄열을 발생시킬 수 있도록 비율이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 분말은 상기 전도성 자성 금속 분말을 전체 금속 분말의 중량을 기준으로 30 중량% 이상 포함할 수 있다. 다른 예시에서 상기 금속 분말 내의 상기 전도성 자성 금속 분말의 비율은, 약 35 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 45 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상 또는 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 전도성 자성 금속 분말의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 100 중량% 미만 또는 95 중량% 이하일 수 있다. 그러나, 상기 비율은 예시적인 비율이다.When used, the proportion of the conductive magnetic metal powder in the total metal powder is not particularly limited. For example, the ratio may be adjusted to generate an appropriate Joule heat during induction heating. For example, the metal powder may include 30 wt% or more of the conductive magnetic metal powder based on the total weight of the metal powder. In another example, the proportion of the conductive magnetic metal powder in the metal powder is about 35 wt% or more, about 40 wt% or more, about 45 wt% or more, about 50 wt% or more, about 55 wt% or more, 60 wt% or more , 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% or more, 80 wt% or more, 85 wt% or more, or 90 wt% or more. The upper limit of the proportion of the conductive magnetic metal powder is not particularly limited, and may be, for example, less than about 100% by weight or 95% by weight or less. However, the above ratios are exemplary ratios.

상기 금속 분말(Metal Powder)의 크기도 목적하는 기공도나 기공 크기 등을 고려하여 선택되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기 금속 분말의 평균 입경은, 약 0.1㎛ 내지 약 200㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 0.5㎛ 이상, 약 1㎛ 이상, 약 2㎛ 이상, 약 3㎛ 이상, 약 4㎛ 이상, 약 5㎛ 이상, 약 6㎛ 이상, 약 7㎛ 이상 또는 약 8㎛ 이상일 수 있다. 상기 평균 입경은 다른 예시에서 약 150㎛ 이하, 100㎛ 이하, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하 또는 20㎛ 이하일 수 있다. 금속 입자 내의 금속으로는 서로 평균 입경이 상이한 것을 적용할 수도 있다. 상기 평균 입경은, 목적하는 금속폼의 형태, 예를 들면, 금속폼의 두께나 기공도 등을 고려하여 적절한 범위를 선택할 수 있다. The size of the metal powder is also not particularly limited as being selected in consideration of the desired porosity or pore size, but, for example, the average particle diameter of the metal powder is in the range of about 0.1 μm to about 200 μm. can be within The average particle diameter is about 0.5 μm or more, about 1 μm or more, about 2 μm or more, about 3 μm or more, about 4 μm or more, about 5 μm or more, about 6 μm or more, about 7 μm or more, or about 8 μm in another example. may be more than In another example, the average particle diameter may be about 150 μm or less, 100 μm or less, 90 μm or less, 80 μm or less, 70 μm or less, 60 μm or less, 50 μm or less, 40 μm or less, 30 μm or less, or 20 μm or less. As a metal in a metal particle, the thing from which an average particle diameter differs can also be applied. The average particle diameter may be selected in an appropriate range in consideration of the desired shape of the metal foam, for example, the thickness or porosity of the metal foam.

상기에서 금속 분말의 평균 입경은, 공지의 입도 분석 방식에 의해 구해질 수 있고, 예를 들면, 상기 평균 입경은, 소위 D50 입경일 수 있다.In the above, the average particle size of the metal powder may be obtained by a known particle size analysis method, and for example, the average particle size may be a so-called D50 particle size.

상기와 같은 슬러리 내에서 금속 성분(금속 분말)의 비율은 특별히 제한되지 않고, 목적하는 점도나 공정 효율 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 예시에서 슬러리 내에서의 금속 성분의 비율은 중량을 기준으로 0.5 내지 95 % 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 1% 이상, 약 1.5% 이상, 약 2% 이상, 약 2.5% 이상, 약 3% 이상, 약 5% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하 정도일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.The ratio of the metal component (metal powder) in the slurry is not particularly limited, and may be selected in consideration of a desired viscosity or process efficiency. In one example, the proportion of the metal component in the slurry may be about 0.5 to 95% by weight, but is not limited thereto. In another example, the ratio is about 1% or more, about 1.5% or more, about 2% or more, about 2.5% or more, about 3% or more, about 5% or more, 10% or more, 15% or more, 20% or more, 25% or more. or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more, or about 90% or more or less, about 85% or less, about 80% or less, about 75% or less, about 70% or less, about 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less , 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, or 5% or less, but is not limited thereto.

상기 전구체는 상기 금속 분말과 함께 분산제와 바인더를 포함하는 슬러리를 사용하여 형성할 수 있다.The precursor may be formed using a slurry including a dispersant and a binder together with the metal powder.

상기에서 분산제로는, 예를 들면, 알코올이 적용될 수 있다. 알코올로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 펜탄올, 옥타놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 펜탄놀, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 글리세롤, 텍사놀(texanol) 또는 테르피네올(terpineol) 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 1가 알코올 또는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥산디올, 옥탄디올 또는 펜탄디올 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 2가 알코올 또는 그 이상의 다가 알코올 등이 사용될 수 있으나, 그 종류가 상기에 제한되는 것은 아니다.As the dispersant in the above, for example, alcohol may be applied. As alcohol, methanol, ethanol, propanol, pentanol, octanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentannol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, glycerol, texanol Or a monohydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms, such as terpineol, or a dihydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms, such as ethylene glycol, propylene glycol, hexanediol, octanediol or pentanediol, or more polyhydric alcohols, etc. may be used However, the type is not limited to the above.

슬러리는 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 바인더의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 슬러리의 제조 시에 적용된 금속 성분이나 분산제 등의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 바인더로는, 메틸 셀룰로오스 또는 에틸 셀룰로오스 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 셀룰로오스, 폴리프로필렌 카보네이트 또는 폴리에틸렌 카보네이트 등의 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 단위를 가지는 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트 등의 폴리비닐알코올계 바인더(이하, 폴리비닐알코올 화합물로 호칭할 수 있다.) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The slurry may further include a binder. The type of the binder is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of metal component or dispersant applied during the preparation of the slurry. For example, as the binder, alkyl cellulose having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl cellulose or ethyl cellulose, polyalkylene carbonate having an alkylene unit having 1 to 8 carbon atoms, such as polypropylene carbonate or polyethylene carbonate, or A polyvinyl alcohol-based binder such as polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate (hereinafter, may be referred to as a polyvinyl alcohol compound) may be exemplified, but is not limited thereto.

상기와 같은 슬러리 내에서 각 성분의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 이러한 비율은 슬러리를 사용한 공정 시에 코팅성이나 성형성 등의 공정 효율을 고려하여 조절될 수 있다.The ratio of each component in the slurry as described above is not particularly limited. This ratio may be adjusted in consideration of process efficiency such as coating properties or moldability during a process using a slurry.

예를 들면, 슬러리 내에서 바인더는 전술한 금속 성분 100 중량부 대비 약 1 내지 500 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 2 중량부 이상, 약 3 중량부 이상, 약 4 중량부 이상, 약 5 중량부 이상, 약 6 중량부 이상, 약 7 중량부 이상, 약 8 중량부 이상, 약 9 중량부 이상, 약 10 중량부 이상, 약 20 중량부 이상, 약 30 중량부 이상, 약 40 중량부 이상, 약 50 중량부 이상, 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 110 중량부 이상, 약 120 중량부 이상, 약 130 중량부 이상, 약 140 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 200 중량부 이상 또는 약 250 중량부 이상일 수 있고, 약 450 중량부 이하, 약 400 중량부 이하, 약 350 중량부 이하, 약 300 중량부 이하, 약 250 중량부 이하, 약 200 중량부 이하, 약 150 중량부 이하, 약 100 중량부 이하, 약 50 중량부 이하, 약 40 중량부 이하, 약 30 중량부 이하, 약 20 중량부 이하 또는 약 10 중량부 이하일 수 있다.For example, in the slurry, the binder may be included in an amount of about 1 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the aforementioned metal component. In another example, the ratio is about 2 parts by weight or more, about 3 parts by weight or more, about 4 parts by weight or more, about 5 parts by weight or more, about 6 parts by weight or more, about 7 parts by weight or more, about 8 parts by weight or more, about 9 Part by weight or more, about 10 parts by weight or more, about 20 parts by weight or more, about 30 parts by weight or more, about 40 parts by weight or more, about 50 parts by weight or more, about 60 parts by weight or more, about 70 parts by weight or more, about 80 parts by weight or more or more, about 90 parts by weight or more, about 100 parts by weight or more, about 110 parts by weight or more, about 120 parts by weight or more, about 130 parts by weight or more, about 140 parts by weight or more, about 150 parts by weight or more, about 200 parts by weight or more; about 250 parts by weight or more, about 450 parts by weight or less, about 400 parts by weight or less, about 350 parts by weight or less, about 300 parts by weight or less, about 250 parts by weight or less, about 200 parts by weight or less, about 150 parts by weight or less; It may be about 100 parts by weight or less, about 50 parts by weight or less, about 40 parts by weight or less, about 30 parts by weight or less, about 20 parts by weight or less, or about 10 parts by weight or less.

슬러리 내에서 분산제는, 상기 바인더 100 중량부 대비 약 10 내지 2,000 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 20 중량부 이상, 약 30 중량부 이상, 약 40 중량부 이상, 약 50 중량부 이상, 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 200 중량부 이상, 약 300 중량부 이상, 약 400 중량부 이상, 약 500 중량부 이상, 약 550 중량부 이상, 약 600 중량부 이상 또는 약 650 중량부 이상일 수 있고, 약 1,800 중량부 이하, 약 1,600 중량부 이하, 약 1,400 중량부 이하, 약 1,200 중량부 이하 또는 약 1,000 중량부 이하일 수 있다.The dispersant in the slurry may be included in an amount of about 10 to 2,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. In another example, the ratio is about 20 parts by weight or more, about 30 parts by weight or more, about 40 parts by weight or more, about 50 parts by weight or more, about 60 parts by weight or more, about 70 parts by weight or more, about 80 parts by weight or more, about 90 parts by weight or more. About 100 parts by weight or more, about 100 parts by weight or more, about 200 parts by weight or more, about 300 parts by weight or more, about 400 parts by weight or more, about 500 parts by weight or more, about 550 parts by weight or more, about 600 parts by weight or more, or about 650 parts by weight or more. or more, and may be about 1,800 parts by weight or less, about 1,600 parts by weight or less, about 1,400 parts by weight or less, about 1,200 parts by weight or less, or about 1,000 parts by weight or less.

본 명세서에서 단위 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다.In the present specification, unless otherwise specified, the unit weight part means the ratio of the weight between each component.

슬러리는 필요하다면, 용매를 추가로 포함할 수 있다. 다만, 본 출원의 일 예시에 의하면, 상기 슬러리는 상기 용매를 포함하지 않을 수 있다. 용매를 포함하지 않은 슬러리를 사용하여 형성된 다공성 금속 구조체에 도금을 수행하면 기계적 강도 확보에 보다 유리할 수 있다. 용매로는 슬러리의 성분, 예를 들면, 상기 금속 성분이나 바인더 등의 용해성을 고려하여 적절한 용매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 용매로는, 유전 상수가 약 10 내지 120의 범위 내에 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 유전 상수는 다른 예시에서 약 20 이상, 약 30 이상, 약 40 이상, 약 50 이상, 약 60 이상 또는 약 70 이상이거나, 약 110 이하, 약 100 이하 또는 약 90 이하일 수 있다. 이러한 용매로는, 물이나 에탄올, 부탄올 또는 메탄올 등의 탄소수 1 내지 8의 알코올, DMSO(dimethyl sulfoxide), DMF(dimethyl formamide) 또는 NMP(N-methylpyrrolidinone) 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The slurry may further comprise a solvent, if desired. However, according to an example of the present application, the slurry may not include the solvent. If plating is performed on the porous metal structure formed using a solvent-free slurry, it may be more advantageous to secure mechanical strength. As the solvent, an appropriate solvent may be used in consideration of the solubility of the components of the slurry, for example, the metal component or the binder. For example, as the solvent, one having a dielectric constant in the range of about 10 to 120 may be used. In another example, the dielectric constant may be about 20 or more, about 30 or more, about 40 or more, about 50 or more, about 60 or more, or about 70 or more, or about 110 or less, about 100 or less, or about 90 or less. Examples of the solvent include water, alcohol having 1 to 8 carbon atoms such as ethanol, butanol or methanol, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethyl formamide (DMF), or N-methylpyrrolidinone (NMP), but is not limited thereto no.

용매가 적용될 경우에 상기는 상기 바인더 100 중량부 대비 약 50 내지 400 중량부의 비율로 슬러리 내에 존재할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매의 비율은, 다른 예시에서 약 60 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 90 중량부 이상, 약 100 중량부 이상, 약 110 중량부 이상, 약 120 중량부 이상, 약 130 중량부 이상, 약 140 중량부 이상, 약 150 중량부 이상, 약 160 중량부 이상, 약 170 중량부 이상, 약 180 중량부 이상 또는 약 190 중량부 이상이거나, 약 350 중량부 이하, 300 중량부 이하 또는 250 중량부 이하일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.When a solvent is applied, it may be present in the slurry in an amount of about 50 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder, but is not limited thereto. The proportion of the solvent is, in another example, about 60 parts by weight or more, about 70 parts by weight or more, about 80 parts by weight or more, about 90 parts by weight or more, about 100 parts by weight or more, about 110 parts by weight or more, about 120 parts by weight or more , about 130 parts by weight or more, about 140 parts by weight or more, about 150 parts by weight or more, about 160 parts by weight or more, about 170 parts by weight or more, about 180 parts by weight or more, or about 190 parts by weight or more, or about 350 parts by weight or less; It may be 300 parts by weight or less or 250 parts by weight or less, but is not limited thereto.

슬러리는 상기 언급한 성분 외에 추가적으로 필요한 공지의 첨가제를 포함할 수도 있다. 다만, 본 출원의 공정은, 공지의 첨가제 중에서 발포제를 포함하지 않는 슬러리를 사용하여 수행하는 것일 수 있다.The slurry may contain known additives necessary in addition to the above-mentioned components. However, the process of the present application may be performed using a slurry that does not contain a foaming agent among known additives.

상기와 같은 슬러리를 사용하여 상기 전구체를 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 전구체는, 적정한 틀(template)에 상기 슬러리를 유지하거나, 혹은 슬러리를 적정한 방식으로 코팅하여 상기 전구체를 형성할 수 있다.A method of forming the precursor using the slurry as described above is not particularly limited. For example, the precursor may be formed by maintaining the slurry in a suitable template or coating the slurry in an appropriate manner.

본 출원의 하나의 예시에 따라서 필름 또는 시트 형태의 금속폼을 제조하는 경우, 특히 얇은 필름 또는 시트 형태의 금속폼을 제조하는 경우에는 코팅 공정을 적용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 적절한 기재상에 상기 슬러리를 코팅하여 전구체를 형성한 후에 후술하는 소결 공정을 통해서 목적하는 금속폼을 형성할 수 있다.When manufacturing a metal foam in the form of a film or sheet according to an example of the present application, it may be advantageous to apply a coating process, particularly when manufacturing a metal foam in the form of a thin film or sheet. For example, after forming a precursor by coating the slurry on an appropriate substrate, a desired metal foam may be formed through a sintering process to be described later.

이와 같은 전구체의 형태는 목적하는 금속폼에 따라 정해지는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 전구체는, 필름 또는 시트 형태일 수 있다. 예를 들면, 상기 전구체가 필름 또는 시트 형태일 때에 그 두께는 2,000㎛ 이하, 1,500㎛ 이하, 1,000㎛ 이하, 900㎛ 이하, 800㎛ 이하, 700㎛ 이하, 600㎛ 이하, 500㎛ 이하, 400㎛ 이하, 300㎛ 이하, 200㎛ 이하, 150㎛ 이하, 약 100㎛ 이하, 약 90㎛ 이하, 약 80㎛ 이하, 약 70㎛ 이하, 약 60㎛ 이하 또는 약 55㎛ 이하일 수 있다. 금속폼은, 다공성인 구조적 특징상 일반적으로 브리틀한 특성을 가지고, 따라서 필름 또는 시트 형태, 특히 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태로 제작이 어렵고, 제작하게 되어도 쉽게 부스러지는 문제가 있다. 그렇지만, 본 출원의 방식에 의해서는, 얇은 두께이면서도, 내부에 균일하게 기공이 형성되고, 기계적 특성이 우수한 금속폼의 형성이 가능하다. The form of such a precursor is not particularly limited as it is determined according to the desired metal foam. In one example, the precursor may be in the form of a film or a sheet. For example, when the precursor is in the form of a film or sheet, the thickness thereof is 2,000 μm or less, 1,500 μm or less, 1,000 μm or less, 900 μm or less, 800 μm or less, 700 μm or less, 600 μm or less, 500 μm or less, 400 μm or less. It may be 300 μm or less, 200 μm or less, 150 μm or less, about 100 μm or less, about 90 μm or less, about 80 μm or less, about 70 μm or less, about 60 μm or less, or about 55 μm or less. Metal foam has a generally brittle characteristic in terms of its porous structural characteristics, and therefore it is difficult to manufacture in a film or sheet form, particularly a thin film or sheet form, and there is a problem in that it is easily broken even when manufactured. However, according to the method of the present application, it is possible to form a metal foam having a thin thickness, uniform pores formed therein, and excellent mechanical properties.

상기에서 전구체의 두께의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 필름 또는 시트 형태의 전구체의 두께는 약 5㎛ 이상, 10㎛ 이상 또는 약 15㎛ 이상일 수 있다.In the above, the lower limit of the thickness of the precursor is not particularly limited. For example, the thickness of the precursor in the form of a film or sheet may be about 5 μm or more, 10 μm or more, or about 15 μm or more.

필요하다면, 상기 전구체의 형성 과정에서는 적절한 건조 공정이 수행될 수도 있다. 예를 들면, 전술한 코팅 등의 방식으로 슬러리를 성형한 후에 일정 시간 건조하여 전구체가 형성될 수도 있다. 상기 건조의 조건은 특별한 제한이 없으며, 예를 들면, 슬러리 내에 포함된 용매가 목적 수준으로 제거될 수 있는 수준에서 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 건조는, 성형된 슬러리를 약 50℃ 내지 250℃, 약 70℃ 내지 180℃ 또는 약 90℃ 내지 150℃의 범위 내의 온도에서 적정 시간 동안 유지하여 수행할 수 있다. 건조 시간도 적정 범위에서 선택될 수 있다.If necessary, an appropriate drying process may be performed during the formation of the precursor. For example, the precursor may be formed by drying the slurry for a certain period of time after forming the slurry by the above-described coating method. The drying conditions are not particularly limited and, for example, may be controlled at a level at which the solvent contained in the slurry can be removed to a desired level. For example, the drying may be performed by maintaining the molded slurry at a temperature within the range of about 50° C. to 250° C., about 70° C. to 180° C., or about 90° C. to 150° C. for an appropriate time. The drying time may also be selected within an appropriate range.

일 예시에서 상기 전구체는 금속 기판상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 전술한 슬러리를 금속 기판상에 코팅하고, 필요한 경우에 전술한 건조 공정을 거쳐서 상기 전구체를 형성할 수 있다. 금속폼의 적용 용도에 따라서는, 금속폼을 금속 기재(기판)상에 형성하는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 종래에는 금속폼을 금속 기재상에 부착하여 상기 구조를 형성하고 있었다. 그렇지만, 이러한 방식은 금속폼과 금속 기재간의 부착력의 확보가 어렵고, 특히 얇은 금속폼을 금속 기재상에 부착하는 것에 어려움이 있었다. 그렇지만, 본 출원에서 제시하는 방식에 의하면, 설령 얇은 두께의 금속폼인 경우에도 금속 기재상에 우수한 부착력으로 형성할 수 있다.In one example, the precursor may be formed on a metal substrate. For example, the above-described slurry may be coated on a metal substrate, and if necessary, the precursor may be formed through the above-described drying process. Depending on the application use of the metal foam, it may be necessary to form the metal foam on the metal substrate (substrate). Therefore, in the prior art, the structure was formed by attaching a metal foam to a metal substrate. However, in this method, it is difficult to secure the adhesion between the metal foam and the metal substrate, and in particular, there is a difficulty in attaching the thin metal foam to the metal substrate. However, according to the method presented in the present application, even in the case of a thin metal foam, it can be formed with excellent adhesion on the metal substrate.

금속 기재의 종류는 목적에 따라서 정해지는 것은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 형성되는 금속폼과 동일 종류 혹은 다른 종류의 금속의 기재가 적용될 수 있다. The type of the metal substrate is not particularly limited depending on the purpose, and for example, a metal substrate of the same type or a different type as the metal foam to be formed may be applied.

예를 들면, 금속 기재는, 구리, 몰리브덴, 은, 백금, 금, 알루미늄, 크롬, 인듐, 주석, 마그네슘, 인, 아연 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속의 기재 또는 2종 이상의 혼합이나 합금의 기재일 수 있으며, 필요하다면, 전술한 전도성 자성 금속인 니켈, 철 및 코발트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 합금이나 혼합물의 기재나 상기 전도성 자성 금속과 상기 기타 금속의 혼합 내지 합금의 기재 등도 사용될 수 있다.For example, the metal substrate is a substrate of any one metal selected from the group consisting of copper, molybdenum, silver, platinum, gold, aluminum, chromium, indium, tin, magnesium, phosphorus, zinc and manganese, or a mixture of two or more It may be a base material of an alloy, and if necessary, a base material of any one or two or more alloys or mixtures selected from the group consisting of nickel, iron and cobalt, which are the aforementioned conductive magnetic metals, or a mixture or alloy of the conductive magnetic metal and other metals A substrate or the like may also be used.

이러한 금속 기재의 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라서 적정하게 선택될 수 있다.The thickness of the metal substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose.

상기와 같은 방식으로 형성된 전구체를 소결하여 금속폼(다공성 금속 구조체)을 제조할 수 있다. 이러한 경우에 상기 금속폼(다공성 금속 구조체)을 제조하기 위한 소결을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 소결법을 적용할 수 있다. 즉, 적절한 방식으로 상기 전구체에 적정한 양의 열을 인가하는 방식으로 상기 소결을 진행할 수 있다.A metal foam (porous metal structure) may be manufactured by sintering the precursor formed in the above manner. In this case, a method of performing sintering for manufacturing the metal foam (porous metal structure) is not particularly limited, and a known sintering method may be applied. That is, the sintering may be performed by applying an appropriate amount of heat to the precursor in an appropriate manner.

이 경우 소결의 조건은 적용된 전구체의 상태, 예를 들면, 금속 분말의 종류 및 양이나 바인더나 분산제의 종류 및 양 등을 고려하여, 금속 분말이 연결되어 다공성 구조체가 형성되면서 상기 바인더 및 분산제 등이 제거될 수 있도록 제어될 수 있고, 구체적 조건은 특별히 제한되지 않는다. In this case, the conditions for sintering are the state of the applied precursor, for example, in consideration of the type and amount of the metal powder or the type and amount of the binder or dispersant, and the like while the metal powder is connected to form a porous structure, the binder and the dispersant It can be controlled so that it can be removed, and specific conditions are not particularly limited.

예를 들면, 상기 소결은, 상기 전구체를 약 500℃ 내지 2000℃의 범위 내, 700℃ 내지 1500℃의 범위 내 또는 800℃ 내지 1200℃의 범위 내의 온도에서 유지하여 수행할 수 있고, 그 유지 시간도 임의적으로 선택될 수 있다. 상기 유지 시간은 일 예시에서 약 1분 내지 10 시간 정도의 범위 내일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the sintering may be performed by maintaining the precursor at a temperature within the range of about 500°C to 2000°C, within the range of 700°C to 1500°C, or within the range of 800°C to 1200°C, and the holding time thereof may also be arbitrarily selected. The holding time may be in the range of about 1 minute to about 10 hours in one example, but is not limited thereto.

즉, 전술한 바와 같이 상기 소결은, 적용된 금속 전구체의 상태, 예를 들면, 금속 분말의 종류 및 양이나 바인더나 분산제의 종류 및 양 등을 고려하여, 금속 분말이 연결되어 다공성 구조체가 형성되면서 상기 바인더 및 분산제 등이 제거될 수 있도록 제어될 수 있다.That is, as described above, the sintering is carried out in consideration of the state of the applied metal precursor, for example, the type and amount of the metal powder or the type and amount of the binder or dispersant, while the metal powder is connected to form a porous structure. It can be controlled so that the binder and the dispersant and the like can be removed.

상기와 같은 소결 공정에 이어서 형성된 다공성 금속 구조체를 도금하여 금속폼을 제조할 수 있다. 적절한 도금에 의해서 금속폼(다공성 금속 구조체)의 기공도 내지 기공 크기 등의 특성이 유지되거나, 개선되면서 금속폼의 단점인 기계적 강도가 크게 개선될 수 있다.A metal foam may be manufactured by plating the porous metal structure formed following the sintering process as described above. By proper plating, properties such as porosity or pore size of the metal foam (porous metal structure) are maintained or improved, while the mechanical strength, which is a disadvantage of the metal foam, can be greatly improved.

도금에 의해 금속폼(다공성 금속 구조체)에 도입되는 성분, 예를 들면, 금속의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 금속은 다공성 금속 구조체를 구성하고 있는 금속과 동일하거나, 다른 금속일 수 있다. 일 예시에서 상기 도입되는 성분은, 니켈, 철, 아연, 스틸(steel), SUS, 구리, 주석, 몰리브덴, 은, 백금, 금, 알루미늄, 크롬, 인듐, 주석, 마그네슘, 인, 아연 및 망간 중 어느 하나이거나, 상기 중 2개 이상의 혼합이거나 혹은 합금일 수 있다.The component introduced into the metal foam (porous metal structure) by plating, for example, the type of metal is not particularly limited. The metal may be the same as or different from the metal constituting the porous metal structure. In one example, the introduced component is nickel, iron, zinc, steel, SUS, copper, tin, molybdenum, silver, platinum, gold, aluminum, chromium, indium, tin, magnesium, phosphorus, zinc and manganese. It may be any one, a mixture of two or more of the above, or an alloy.

다공성 금속 구조체에 상기와 같은 성분을 도금하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 도금 방식을 적용할 수 있고, 예를 들면, 전해 도금 또는 무전해 도금 방식 등이 적용될 수 있다.A method of plating the components as described above on the porous metal structure is not particularly limited, and a known plating method may be applied. For example, an electrolytic plating or an electroless plating method may be applied.

필요한 경우에 상기 도금 전에 다공성 금속 구조체를 세척하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 이러한 세척 공정을 통해 다공성 금속 구조체의 표면에 존재하는 이물질이나 산화물 등을 제거하고, 도금 효율을 높일 수 있다. 세척의 방식은 특별히 제한되지 않고, 제거하려는 성분을 고려하여 적절한 방식을 적용할 수 있다.If necessary, the step of washing the porous metal structure before the plating may be additionally performed. Through this cleaning process, foreign substances or oxides present on the surface of the porous metal structure may be removed, and plating efficiency may be increased. The method of washing is not particularly limited, and an appropriate method may be applied in consideration of the component to be removed.

본 출원은 또한, 금속폼에 대한 것이다. 상기 금속폼은 전술한 방법에 의해 제조된 것일 수 있다. 일 예시에서 이러한 금속폼은, 전술한 금속 기재 또는 기판상에 부착된 형태일 수 있다.The present application also relates to a metal foam. The metal foam may be manufactured by the method described above. In one example, the metal foam may be in the form of being attached to the above-described metal substrate or substrate.

상기 금속폼은, 기공도(porosity)가 약 40% 내지 99%의 범위 내일 수 있다. 언급한 바와 같이, 본 출원의 방법에 의하면, 균일하게 형성된 기공을 포함하면서, 기공도와 기계적 강도를 조절할 수 있다. 상기 기공도는, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상이거나, 95% 이하 또는 90% 이하일 수 있다.The metal foam may have a porosity in the range of about 40% to 99%. As mentioned, according to the method of the present application, it is possible to control the porosity and mechanical strength while including the uniformly formed pores. The porosity may be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 75% or more, or 80% or more, or 95% or less or 90% or less.

상기 금속폼은 박막의 필름 또는 시트 형태로도 존재할 수 있다. 하나의 예시에서 금속폼은 필름 또는 시트 형태일 수 있다. 이러한 필름 또는 시트 형태의 금속폼은, 두께가 2,000㎛ 이하, 1,500㎛ 이하, 1,000㎛ 이하, 900㎛ 이하, 800㎛ 이하, 700㎛ 이하, 600㎛ 이하, 500㎛ 이하, 400㎛ 이하, 300㎛ 이하, 200㎛ 이하, 150㎛ 이하, 약 100㎛ 이하, 약 90㎛ 이하, 약 80㎛ 이하, 약 70㎛ 이하, 약 60㎛ 이하 또는 약 55㎛ 이하일 수 있다. 예를 들면, 상기 필름 또는 시트 형태의 금속폼의 두께는 약 10㎛ 이상, 약 20㎛ 이상, 약 30㎛ 이상, 약 40㎛ 이상, 약 50㎛ 이상, 약 100㎛ 이상, 약 150㎛ 이상, 약 200㎛ 이상, 약 250㎛ 이상, 약 300㎛ 이상, 약 350㎛ 이상, 약 400㎛ 이상, 약 450㎛ 이상 또는 약 500㎛ 이상일 수 있다.The metal foam may be present in the form of a thin film or sheet. In one example, the metal foam may be in the form of a film or sheet. The metal foam in the form of a film or sheet has a thickness of 2,000 μm or less, 1,500 μm or less, 1,000 μm or less, 900 μm or less, 800 μm or less, 700 μm or less, 600 μm or less, 500 μm or less, 400 μm or less, 300 μm or less. It may be 200 μm or less, 150 μm or less, about 100 μm or less, about 90 μm or less, about 80 μm or less, about 70 μm or less, about 60 μm or less, or about 55 μm or less. For example, the thickness of the metal foam in the form of a film or sheet is about 10 μm or more, about 20 μm or more, about 30 μm or more, about 40 μm or more, about 50 μm or more, about 100 μm or more, about 150 μm or more, It may be about 200 μm or more, about 250 μm or more, about 300 μm or more, about 350 μm or more, about 400 μm or more, about 450 μm or more, or about 500 μm or more.

이와 같은 금속폼은, 다공성의 금속 전구체가 필요한 다양한 용도에서 활용될 수 있다. 특히, 본 출원의 방식에 따르면, 전술한 바와 같이 목적하는 수준의 기공도를 가지면서도 기계적 강도가 우수한 얇은 필름 또는 시트 형태의 금속폼의 제조가 가능하여, 기존 대비 금속폼의 용도를 확대할 수 있다.Such a metal foam can be utilized in various applications requiring a porous metal precursor. In particular, according to the method of the present application, as described above, it is possible to manufacture a metal foam in the form of a thin film or sheet having a desired level of porosity and excellent mechanical strength, so that the use of metal foam can be expanded compared to the existing ones. have.

적용될 수 있는 금속폼 용도의 예시로는, 공작기계 새들, 방열 소재, 흡음 소재, 단열 소재, 열교환기, 히트 싱크, 방진용 재료, 전극 등 전지 소재 등이 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of metal foam uses that can be applied include, but are not limited to, machine tool saddles, heat dissipation materials, sound absorbing materials, heat insulating materials, heat exchangers, heat sinks, dustproof materials, and battery materials such as electrodes.

본 출원은, 금속폼의 기공 크기 및 기공도 등의 특성을 자유롭게 제어할 수 있고, 종래에 제조가 어려웠던 필름 또는 시트 형태, 특히 얇은 두께의 필름 또는 시트 형태로도 금속폼을 제조할 수 있으며, 기계적 강도 등 기타 물성도 우수한 금속폼을 제조할 수 있는 방법을 제공한다. 본 출원에 하나의 예시에 의하면, 상기와 같은 금속폼을 금속 기재상에 우수한 부착력으로 일체화시킨 구조도 효율적으로 형성할 수 있다. In the present application, properties such as pore size and porosity of the metal foam can be freely controlled, and the metal foam can be manufactured in the form of a film or sheet, particularly in the form of a thin film or sheet, which has been difficult to manufacture in the prior art, It provides a method for manufacturing a metal foam excellent in other physical properties such as mechanical strength. According to one example in the present application, it is possible to efficiently form a structure in which the metal foam as described above is integrated with excellent adhesion on a metal substrate.

도 1 및 2는, 실시예에서 제조된 금속폼의 사진이다.1 and 2 are photographs of the metal foam prepared in Examples.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be specifically described through Examples and Comparative Examples, but the scope of the present application is not limited to the following Examples.

실시예 1.Example 1.

다공성 금속 구조체(금속폼)으로는 구리 금속폼으로서, 두께가 약 70 μm 정도이며, 기공도가 약 65% 내지 75%인 필름 형상의 구리폼을 사용하였다. 상기 구리폼은, 금속 성분으로서 평균 입경(D50 입경)이 약 10 내지 20μm 정도인 구리(Cu) 분말을 사용하고, 분산제로서, 알파-터르피네올(alpha-terpineol)을 사용하며, 바인더로서 폴리비닐아세테이트(Polyvinylacetate)를 적용한 슬러리로 제조하였다. 슬러리에서 금속 성분(Cu), 분산제 및 바인더의 중량 비율(Cu:분산제:바인더)은 1:1.11:0.09 정도였다. 상기 슬러리를 상기 두께의 필름이 형성되도록 코팅하고, 약 100℃의 온도에서 약 40분 동안 건조하였다. 이어서 4%의 수소/아르곤 가스 분위기에서 상기 필름 형태의 구조체를 약 900℃의 온도에서 약 1 시간 동안 열처리(소결)하여, 유기 성분을 제거하면서 금속 성분을 결합시켜서 다공성 금속 소결체를 제조하였다. 이와 같이 제조된 다공성 금속 구조체(구리 금속폼)의 기공도는 약 66.8%였으며, KS M527 규격에 맞게 재단하여 측정한 인장 강도는 약 0.782 Kg/mm2 정도였다.As the porous metal structure (metal foam), a film-shaped copper foam having a thickness of about 70 μm and a porosity of about 65% to 75% was used as a copper metal foam. The copper foam uses copper (Cu) powder having an average particle diameter (D50 particle diameter) of about 10 to 20 μm as a metal component, alpha-terpineol as a dispersant, and poly as a binder It was prepared as a slurry to which polyvinylacetate was applied. The weight ratio of the metal component (Cu), the dispersant, and the binder in the slurry (Cu:dispersant:binder) was about 1:1.11:0.09. The slurry was coated to form a film of the above thickness, and dried at a temperature of about 100° C. for about 40 minutes. Then, the film-shaped structure was heat-treated (sintered) at a temperature of about 900° C. for about 1 hour in a 4% hydrogen/argon gas atmosphere, and the metal components were combined while removing the organic components to prepare a porous metal sintered body. The porosity of the porous metal structure (copper metal foam) prepared in this way was about 66.8%, and the tensile strength measured by cutting it according to the KS M527 standard was about 0.782 Kg/mm 2 .

소결 후에 형성된 다공성 금속 구조체를 전처리 용액(citric acid 및 KOH의 혼합 용액)에 약 30초 동안 담궈 표면의 이물질 및 산화막을 제거하였다. 이어서 물로 3차례 세척하고, 전해 도금 용액(CuSO4+H2SO4)에 넣고, 약 -0.1V 정도의 전압으로 전해 도금을 약 60초 수행하고, 물로 3차례 세척 후에 건조하여 금속폼을 제조하였다. 제조된 금속폼의 기공도는 약 65.7%였고, KS M527 규격에 맞게 재단하여 측정한 인장 강도는 약 0.934 Kg/mm2 정도였다. 도 1은 상기 방식으로 제조한 금속폼의 사진이다.The porous metal structure formed after sintering was immersed in a pretreatment solution (a mixed solution of citric acid and KOH) for about 30 seconds to remove foreign substances and oxide films on the surface. Then, it is washed three times with water, put in an electrolytic plating solution (CuSO 4 +H 2 SO 4 ), and electrolytic plating is performed at a voltage of about -0.1V for about 60 seconds, washed with water three times and dried to prepare a metal foam did. The porosity of the manufactured metal foam was about 65.7%, and the tensile strength measured by cutting it according to the KS M527 standard was about 0.934 Kg/mm 2 . 1 is a photograph of a metal foam manufactured in the above manner.

실시예 2.Example 2.

실시예 1과 동일한 방식으로 얻어진 다공성 금속 구조체(금속폼)를 소결 후에 전처리 용액(citric acid 및 KOH의 혼합 용액)에 약 30초 동안 담궈 표면의 이물질 및 산화막을 제거하였다. 이어서 물로 3차례 세척하고, 전해 도금 용액(CuSO4+H2SO4)에 넣고, 약 -0.1V 정도의 전압으로 전해 도금을 약 120초 수행하고, 물로 3차례 세척 후에 건조하여 금속폼을 제조하였다. 제조된 금속폼의 기공도는 약 65.0%였고, KS M527 규격에 맞게 재단하여 측정한 인장 강도는 약 1.804 Kg/mm2 정도였다.After sintering, the porous metal structure (metal foam) obtained in the same manner as in Example 1 was immersed in a pretreatment solution (a mixed solution of citric acid and KOH) for about 30 seconds to remove foreign substances and oxide films on the surface. Then, it is washed three times with water, put in an electrolytic plating solution (CuSO 4 +H 2 SO 4 ), and electrolytic plating is performed at a voltage of about -0.1V for about 120 seconds, washed with water three times and dried to prepare a metal foam did. The porosity of the manufactured metal foam was about 65.0%, and the tensile strength measured by cutting it according to KS M527 standard was about 1.804 Kg/mm 2 .

실시예 3.Example 3.

실시예 1과 동일한 방식으로 얻어진 다공성 금속 구조체(금속폼)를 소결 후에 전처리 용액(H2SO4 용액)에 약 30초 동안 담궈 표면의 이물질 및 산화막을 제거하였다. 이어서 물로 3차례 세척하고, 무전해 도금 용액(Tin 계열, 엑스톨社, EX-IT2040)에 넣고, 60℃에서 90초간 처리하고, 물로 3차례 세척 후에 건조하여 금속폼을 제조하였다. 제조된 금속폼의 기공도는 약 65.9%였고, KS M527 규격에 맞게 재단하여 측정한 인장 강도는 약 1.143 Kg/mm2 정도였다. 도 2는 이와 같이 형성된 금속폼의 사진이다.After sintering the porous metal structure (metal foam) obtained in the same manner as in Example 1 was immersed in a pretreatment solution (H 2 SO 4 solution) for about 30 seconds to remove foreign substances and oxide films on the surface. Then, it was washed with water three times, put in an electroless plating solution (Tin series, Extol, EX-IT2040), treated at 60° C. for 90 seconds, washed three times with water, and dried to prepare a metal foam. The porosity of the manufactured metal foam was about 65.9%, and the tensile strength measured by cutting it according to the KS M527 standard was about 1.143 Kg/mm 2 . 2 is a photograph of the metal foam formed in this way.

실시예 4.Example 4.

실시예 1과 동일한 방식으로 얻어진 다공성 금속 구조체(금속폼)를 소결 후에 전처리 용액(H2SO4 용액)에 약 30초 동안 담궈 표면의 이물질 및 산화막을 제거하였다. 이어서 물로 3차례 세척하고, 무전해 도금 용액(Tin 계열, 엑스톨社, EX-IT2040)에 넣고, 60℃에서 120초간 처리하고, 물로 3차례 세척 후에 건조하여 금속폼을 제조하였다. 제조된 금속폼의 기공도는 약 65.7%였고, KS M527 규격에 맞게 재단하여 측정한 인장 강도는 약 1.254 Kg/mm2 정도였다.After sintering the porous metal structure (metal foam) obtained in the same manner as in Example 1 was immersed in a pretreatment solution (H 2 SO 4 solution) for about 30 seconds to remove foreign substances and oxide films on the surface. Then, it was washed three times with water, put into an electroless plating solution (Tin series, Extol, EX-IT2040), treated at 60° C. for 120 seconds, washed with water three times, and dried to prepare a metal foam. The porosity of the manufactured metal foam was about 65.7%, and the tensile strength measured by cutting it according to the KS M527 standard was about 1.254 Kg/mm 2 .

Claims (10)

다공성 금속 구조체를 도금하는 단계를 포함하고,
상기 다공성 금속 구조체는 상기 다공성 금속 구조체의 전체 중량을 기준으로 금속을 55 중량% 이상 포함하며,
상기 도금은 상기 다공성 금속 구조체의 금속과 동일하거나 다른 금속으로 수행하는 금속폼의 제조 방법.plating the porous metal structure;
The porous metal structure includes at least 55% by weight of metal based on the total weight of the porous metal structure,
The plating is a method of manufacturing a metal foam that is performed with the same or different metal as the metal of the porous metal structure. 제 1 항에 있어서, 다공성 금속 구조체는, 금속 분말: 바인더; 및 분산제를 포함하는 슬러리를 사용하여 전구체를 형성하는 단계; 및 상기 전구체를 소결하는 단계를 포함하는 방법으로 제조한 다공성 금속 구조체인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the porous metal structure comprises: a metal powder: a binder; and forming a precursor using a slurry comprising a dispersant; and sintering the precursor. 제 2 항에 있어서, 슬러리는, 금속 분말 100 중량부 대비 1 내지 500 중량부의 바인더; 및 상기 바인더 100 중량부 대비 10 내지 2,000 중량부의 분산제를 포함하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the slurry comprises: 1 to 500 parts by weight of a binder based on 100 parts by weight of the metal powder; and 10 to 2,000 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of the binder. 제 2 항에 있어서, 금속 분말은 평균 입경이 0.1㎛ 내지 200㎛의 범위 내인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the metal powder has an average particle diameter in the range of 0.1 μm to 200 μm. 제 2 항에 있어서, 바인더는, 알킬 셀룰로오스, 폴리알킬렌 카보네이트 또는 폴리비닐알코올계 바인더인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the binder is an alkyl cellulose, polyalkylene carbonate, or polyvinyl alcohol-based binder. 제 2 항에 있어서, 분산제는 알코올인 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the dispersant is an alcohol. 제 2 항에 있어서, 전구체는 필름 또는 시트 형태로 형성되는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the precursor is formed in the form of a film or a sheet. 제 2 항에 있어서, 소결은, 500℃ 내지 2000℃의 범위 내의 온도에서 수행하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the sintering is performed at a temperature within the range of 500°C to 2000°C. 제 1 항에 있어서, 도금은 전해 도금 또는 무전해 도금으로 수행하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the plating is performed by electrolytic plating or electroless plating. 제 1 항에 있어서, 도금 전에 다공성 금속 구조체를 세척하는 단계를 추가로 수행하는 금속폼의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising washing the porous metal structure before plating.
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