多孔体制造装置及多孔体的制造方法.pdf

一种多孔体制造装置，是通过将至少含有无机粉末、发泡剂及粘结剂的发泡性浆料(S1)成型为片状、使上述发泡性浆料片(S2)发泡、进行烧成来制造多孔体的多孔体制造装置，具备：收容无机粉末、发泡剂及粘结剂、调制发泡性浆料(S1)的混合器(15)，具有将由混合器(15)供给的发泡性浆料(S1)排出到外部的排出口(5b)的成型用模涂布机(5)，在模涂布机(5)的排出口(5b)间隔地对向配置的、运送从排出口(5b)排出的发泡性浆料(S1)的载片(7)；使从混合器(15)内至模涂布机(5)的排出口(5b)的发泡性浆料(S1)的流路对外密封。

1.  一种多孔体制造装置，上述多孔体制造装置将至少含有无机粉末、发泡剂及粘结剂的发泡性浆料成型为片状，使该片状的发泡性浆料发泡，进行烧成制造多孔体；
具备收容上述无机粉末、上述发泡剂及上述粘结剂调制上述发泡性浆料的混合器、具有将从该混合器供给的上述发泡性浆料片状地排出到外部的排出口的成型用模涂布机、在该模涂布机的排出口间隔地对向配置、运送从上述排出口排出的上述发泡性浆料的载片；
从上述混合器内到上述模涂布机的排出口的上述发泡性浆料的流路对外密闭。

2.  如权利要求1所述的多孔体制造装置，其中，上述多孔体制造装置的构成为调制混炼上述无机粉末及上述粘结剂得到的粉末浆料，进行脱气，将该粉末浆料及上述发泡剂供给到上述混合器内，同时在该混合器中混炼，调制上述发泡性浆料，
具备在脱气的上述粉末浆料或上述混合器内的上述发泡性浆料中混入控制量的气体的气体混入装置。

3.  如权利要求2所述的多孔体制造装置，其中，从储存脱气的上述粉末浆料的浆料储槽至上述混合器的上述粉末浆料的流路对外密闭。

4.  如权利要求1～3任一项所述的多孔体制造装置，其中，具备将上述发泡性浆料从上述混合器内压送到上述模涂布机的排出口的单泵或单泵。

5.  一种多孔体的制造方法，是将至少含有无机粉末、发泡剂及粘结剂的发泡性浆料成型为片状、使该片状的发泡性浆料发泡、进行烧成制造多孔体的多孔体制造方法，
由上述无机粉末、上述发泡剂及上述粘结剂调制上述发泡性浆料后至将上述发泡性浆料成型为片状的期间内，不使上述发泡性浆料接触大气。

6.  如权利要求5所述的多孔体的制造方法，其中，将混炼上述无机粉末及上述粘结剂得到的粉末浆料脱气后，混炼上述粉末浆料及上述发泡剂调制上述发泡性浆料，
从上述粉末浆料脱气后至调制上述发泡性浆料的期间内，在上述粉末浆料或上述发泡性浆料中混入控制量的气体。

多孔体制造装置及多孔体的制造方法
技术领域
本发明涉及制造具有三维网状构造的片状多孔体的多孔体制造装置及多孔体的制造方法。
本申请要求2006年10月23日在日本提交的日本专利申请2006-287953号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
目前，制造用于过滤器、气体扩散构件、放热构件、吸水构件等的片状多孔体时，例如专利文献1所述，将包含无机粉末、发泡剂、有机粘合剂、液状溶剂等的发泡性浆料成型为片状后，通过发泡剂使发泡性浆料发泡，进而将发泡的发泡性浆料干燥、烧成。将发泡性浆料成型为片状时，使发泡性浆料通过形成传送带、运送发泡性浆料的载片和配置在其上方的刮刀之间。此处，在刮刀的上游侧，配置储存发泡性浆料的开放室。该开放室的上部对大气开放，能够向开放室内供给发泡性浆料。
需要说明的是，如上所述地成型片状的发泡性浆料时，向开放室内断续或连续地补给发泡性浆料，由此能够长时间连续地成型片状的发泡性浆料。
专利文献1：专利第3282497号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，向开放室供给的发泡性浆料中包含气泡，因为开放室的上部对大气开放，所以气泡在浮力作用下蓄积在开放室的上部。特别是长时间连续成型片状的发泡性浆料时，蓄积在上部的气泡彼此合并等，使尺寸变大。如果尺寸大的气泡数增多，则存在这些大的气泡通过载片和刮刀之间的问题。
对于包含大气泡成型的片状发泡性浆料，发泡的气泡的大小容易发生不均，所以存在多孔体的气泡分布变得不均匀的问题。
本发明是考虑上述情况而完成的，其目的在于提供即使长时间连续地成型片状的发泡性浆料、也能够均匀地保持多孔体中的气泡分布的多孔体制造装置及多孔体的制造方法。
解决技术问题的方法
为了达到上述目的，本发明提供以下的装置及方法。
本发明的第1方案为一种多孔体制造装置，是将至少含有无机粉末、发泡剂及粘结剂的发泡性浆料成型为片状、使该片状的发泡性浆料发泡、进行烧成、由此制造多孔体的多孔体制造装置，具备下述部分：收容上述无机粉末、上述发泡剂及上述粘结剂调制上述发泡性浆料的混合器，具有将从该混合器供给的上述发泡性浆料片状地排出到外部的排出口的成型用模涂布机，和在该模涂布机的排出口间隔地对向配置、运送从上述排出口排出的上述发泡性浆料的载片；从上述混合器内到上述模涂布机的排出口的上述发泡性浆料的流路对外密闭。
该多孔体制造装置中，从模涂布机的排出口排出到载片上的发泡性浆料通过排出口和载片的间隙，由此成型具有与该间隙尺寸相应的厚度尺寸的片状发泡性浆料。如上所述地成型片状的发泡性浆料时，使发泡性浆料从模涂布机的排出口连续地排出，可以长时间连续地成型片状的发泡性浆料。
本发明的其他方案为一种多孔体制造装置，所述多孔体制造装置的构成为：调制混炼上述无机粉末及上述粘结剂得到的粉末浆料，进行脱气，将该粉末浆料及上述发泡剂供给到上述混合器中，同时在该混合器中进行混炼，调制上述发泡性浆料；所述多孔体制造装置具有在脱气的上述粉末浆料或上述混合器内的上述发泡性浆料中混入控制量的气体的气体混入装置。
本发明的其他方案为从储存脱气的上述粉末浆料的浆料储槽到上述混合器的上述粉末浆料的流路对外密闭的多孔体制造装置。
本发明的其他方案为具备将上述发泡性浆料从上述混合器内压送到上述模涂布机的排出口的单泵的多孔体制造装置。
本发明的其他方案为一种多孔体制造装置，其中，上述无机粉末具有导电性，上述多孔体制造装置具备将上述发泡性浆料从上述混合器内压送到上述模涂布机的排出口的线性泵。
本发明的其他方案为一种多孔体的制造方法，是将至少含有无机粉末、发泡剂及粘结剂的发泡性浆料成型为片状、使该片状的发泡性浆料发泡、进行烧成而制造多孔体的多孔体制造方法，其中，由上述无机粉末、上述发泡剂及上述粘结剂调制上述发泡性浆料后、到将上述发泡性浆料成型为片状的期间内，不使上述发泡性浆料接触大气。
本发明的其他方案为一种多孔体的制造方法，该方法将混炼上述无机粉末及上述粘结剂得到的粉末浆料脱气后，将上述粉末浆料及上述发泡剂混炼调制上述发泡性浆料，上述粉末浆料脱气后到上述发泡性浆料被成型为上述片状前的期间内，在上述粉末浆料或上述发泡性浆料中混入控制量的气体。
根据本发明，发泡性浆料从混合器内到排出口、即从调制发泡性浆料后到成型为片状不接触大气，所以调制的发泡性浆料中即使含有气泡，也能够防止到发泡性浆料成型为片状为止的期间内气泡彼此合并、尺寸增大。
因此，即使长时间连续成型片状的发泡性浆料，也能够防止上述发泡性浆料中发泡的气泡的大小出现不均，能够均匀地保持烧成发泡性浆料得到的多孔体的气泡分布。
发泡性浆料的发泡通过使发泡性浆料中包含的气泡在发泡剂的作用下成长来进行，通过如上所述地控制脱气的粉末浆料或包含其的发泡性浆料中混入的气体的量，可以控制发泡性浆料包含的气泡的量。因此，可以容易地控制通过发泡成长的气泡的容积，能够容易地控制多孔体中的气孔率。需要说明的是，从浆料储槽至混合器的粉末浆料的流路对外密闭时，通过使粉末浆料接触大气，能够确实地防止粉末浆料中混入意想不到的气体，所以能够精度特别良好地控制多孔体中的气孔率。
另外，能够防止使用单泵或线性泵时从混合器内压送到排出口的发泡性浆料发生脉动，所以能够防止到发泡性浆料到达模涂布机的排出口为止，发泡性浆料中包含的气泡彼此合并。
发明的效果
根据本发明，即使长时间连续成型片状的发泡性浆料，也能够均匀地保持多孔体中的气泡分布。
附图说明
[图1]表示本发明的一个实施方式的多孔体制造装置的剖面简图。
[图2]表示图1的多孔体制造装置中模涂布机的平面简图。
符号说明
1多孔体制造装置
5模涂布机
5b狭缝(排出口)
7载片
9粉末浆料
15混合器
21气体混入装置
S1发泡性浆料
S2发泡性浆料片
具体实施方式
以下，参照图1及图2说明本发明实施方式的多孔体制造装置。
如图1所示，多孔体制造装置1将含有金属粉末(无机粉末)、发泡剂、有机粘合剂(粘结剂)、液状溶剂(粘结剂)等的发泡性浆料S1成型为片状，使片状的发泡性浆料(以下称为发泡性浆料片S2)发泡、干燥制造生片G，进而将该生片G脱脂、烧成，制造具有三维网状构造的片状多孔体。
此处，作为发泡性浆料S1中包含的金属粉末，例如可以举出镍、铜、铁、SUS、铬、钴、金、银等，可以使用能够粉末化及烧结的全部金属。另外，作为发泡剂，例如可以举出碳化数5～8的非水溶性烃类有机溶剂(例如新戊烷、己烷、庚烷)等，只要至少能够产生气体使发泡性浆料S1内的气泡成长即可，可以使用在规定温度下分解产生气体的各种化合物或挥发性有机溶剂。
进而，作为有机粘合剂，例如可以举出甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素等水溶性有机粘合剂，只要至少具有在使发泡性浆料片S2干燥时保持生片形状的作用就可以使用。另外，作为液状溶剂，例如可以举出水，只要至少能够通过高温加热在大气中挥散、且、与发泡剂相比挥发性低、沸点高就可以使用。需要说明的是，作为发泡性浆料S1，更优选例如专利第3282497号公报中公开的发泡性浆料。
多孔体制造装置1具备用于调制发泡性浆料S1的混炼单元3、将由混炼单元3供给的发泡性浆料S1排出到外部的成型用模涂布机5、及用于运送从模涂布机5排出的发泡性浆料S1的载片7。
进而，混炼单元3具备储存将除发泡剂以外的金属粉末、有机粘合剂及液状溶剂等混炼调制的粉末浆料9的浆料储槽11、储存发泡剂的发泡剂储槽13、及收容、混炼粉末浆料9及发泡剂调制发泡性浆料S1的混合器15。需要说明的是，供给到浆料储槽11内的粉末浆料9进行了脱气。
在浆料储槽11和混合器15之间设置将粉末浆料9从浆料储槽11压送至混合器15的第1压送泵17。该第1压送泵17并不使压送的粉末浆料9产生脉动，例如可以举出单泵或线性泵。需要说明的是，从浆料储槽11经由第1压送泵17到达混合器15的粉末浆料9的流路对外密闭。
另外，在发泡剂储槽13和混合器15之间也设置将发泡剂从发泡剂储槽13压送至混合器15的第2压送泵19。第2压送泵19与第1压送泵17同样地不使压送的发泡剂产生脉动，例如可以举出单泵或线性泵。需要说明的是，从发泡剂储槽13经由第2压送泵19到达混合器15的发泡剂的流路也对外密闭。
另外，混炼单元3还具备在混合器15内的发泡性浆料S1中混入控制量的气体的气体混入装置21，该气体混入装置21由例如向混合器15内供给气体的压缩机等气体供给部23、测量从气体供给部23向混合器15内流入的气体的流量的流量计25、和利用搅拌或振动使流入混合器15内的气体均匀地混入发泡性浆料S1中的均匀化机构(未图示)构成。因此，通过气体混入装置21混入发泡性浆料S1内的气体作为微小的气泡以均匀的分布存在于发泡性浆料S1内。
另外，上述构成中，基于供给到混合器15内的粉末浆料9及发泡剂的量及流量计25的测量值控制气体供给部23的动作，由此能够将混入混合器15内的发泡性浆料S1中的气体的容积比设定为所希望的值。即，能够控制发泡性浆料S1包含的气泡的量。
载片7例如由PET制的膜等构成，用多个辊27向其长度方向(A方向)运送。另外，如图1、2所示，模涂布机5与配置在载片7的运送方向(A方向)的上游侧的一个辊27A对向地配置，例如形成特开平11-314060号公报或特公平6-223号公报中公开的构成。即，模涂布机5具备作为使由混合器15供给的发泡性浆料S1向一个辊27A的宽度方向扩展的空间的歧管5a、用于将发泡性浆料S 1从该歧管5a片状地排出到外部的细沟状狭缝(排出口)5b。
在混合器15和模涂布机5之间设置将混合器15内和歧管5a相互连通的连通管29，由此使从混合器15内至模涂布机5的狭缝5b的出口的发泡性浆料S 1的流路对外密闭。需要说明的是，连通管29与歧管5a的宽度方向的中央部连接，可以使从连通管29供给到歧管5a内的发泡性浆料S 1向歧管5a的宽度方向均等地扩展。
混合器15内的发泡性浆料S1被上述2个压送泵17、19由混合器15经由连通管29压送至模涂布机5的狭缝5b的出口。
另外，狭缝5b的出口与卷绕在一个辊27A上的载片7间隔地对向配置，从该出口排出到载片7上的发泡性浆料S1随载片7的运送通过狭缝5b的出口和载片7的间隙，由此成型为具有与该间隙尺寸相应的厚度尺寸的发泡性浆料片S2。
进而，该多孔体制造装置1的构成为：具备与一个辊27A相比依次配置在载片7的运送方向(A方向)的下游侧的发泡槽31及加热炉33，载片7及发泡性浆料片S2通过这些发泡槽31及加热炉33。
发泡槽31在高湿度气氛下加热发泡性浆料片S2，促进发泡性浆料片S2的发泡。另外，加热炉33将发泡槽31中发泡的发泡性浆料片S2加热干燥形成生片G。
然后，说明利用以上构成的多孔体制造装置1的多孔体制造方法。
制造多孔体时，首先调制含有金属粉末、发泡剂、有机粘合剂及液状溶剂等的发泡性浆料S1(浆料调制工序)。该工序中，混炼除了发泡剂以外的金属粉末、有机粘合剂及液状溶剂等调制粉末浆料9，将脱气的粉末浆料9供给到浆料储槽11内。
将脱气的粉末浆料9利用第1压送泵17供给到混合器15内，同时，将预先储存在发泡剂储槽13内的发泡剂利用第2压送泵19供给到混合器15内，在混合器15内混炼这些粉末浆料9及发泡剂调制发泡性浆料S1。需要说明的是，从浆料储槽11或发泡剂储槽13至混合器15内的粉末浆料9或发泡剂的流路对外密闭，即从浆料储槽11或发泡剂储槽13到混合器15内不使粉末浆料9或发泡剂接触大气，所以供给到混合器15内的粉末浆料9及发泡剂中没有混入气体。
进而，在该工序中，由气体供给部23将控制量的气体供给到混合器15内并使其混入上述发泡性浆料S1中。此处混入的气体作为微小的气泡以均匀的分布存在于发泡性浆料S1内。另外，混入发泡性浆料S1中的气体的量被控制成气体相对于发泡性浆料S1的容积比为规定值(例如10～25％)。
因此，在该浆料调制工序中，调制只含有控制量的气泡的发泡性浆料。
然后，将如上所述调制的发泡性浆料S1成型为片状(成型工序)。该工序中，边将载片7向A方向运送，边由2个压送泵17、19将发泡性浆料S1从混合器15内运送至模涂布机5的狭缝5b，同时从该狭缝5b连续地排出，由此使该发泡性浆料S1通过狭缝5b的出口和载片7的间隙，连续地成型发泡性浆料片S2。
需要说明的是，因为从混合器15内至模涂布机5的狭缝5b出口的发泡性浆料S1的流路对外密闭，所以在混合器15中调制发泡性浆料S1后直至将发泡性浆料S1成型为片状的期间，发泡性浆料S1不接触大气。
使成型的发泡性浆料片S2发泡成型为多孔体状(发泡工序)。在本工序中，使由载片7从一个辊27A侧运送的发泡性浆料片S2通过发泡槽31时在高湿度气氛下加热。此时，通过加热发泡剂，使发泡性浆料片S2中包含的微小气泡在发泡剂的作用下成长，由此使发泡性浆料片S2成型为多孔体状。需要说明的是，因为发泡槽31中的加热在高湿度气氛下进行，所以可以防止发泡性浆料片S2随上述发泡成型出现裂纹。
进而，使发泡的发泡性浆料片S2干燥制造生片G(干燥工序)。该工序中，使由载片7从发泡槽31运送的发泡性浆料片S2通过加热炉33时加热干燥，由此挥发发泡的发泡性浆料片S2中包含的液状溶剂，形成金属粉末被有机粘合剂接合的状态的生片G。
最后，在多孔体制造装置1具备的未图示的真空炉中，将生片G脱脂、烧成(烧成工序)，由此除去有机粘合剂，同时使金属粉末彼此烧结，得到具有三维网状构造的片状多孔体。
需要说明的是，多孔体制造装置1连续进行上述各工序，能够长时间连续制造片状的多孔体。
如以上说明，如果根据本实施方式的多孔体制造装置1及多孔体的制造方法，则在调制发泡性浆料S1后至成型发泡性浆料片S2的期间内发泡性浆料S1不接触大气，所以能够防止微小的气泡彼此合并使其尺寸变大。
因此，即使长时间连续成型发泡性浆料片S2，也能够防止发泡性浆料片S2中发泡的气泡的大小出现不均，可以均匀地保持将发泡的发泡性浆料片S2干燥、烧成得到的多孔体中的气泡分布。
另外，通过控制脱气状态的发泡性浆料S1中混入的气体量，能够控制发泡性浆料S1包含的气泡量，即能够控制通过发泡成长的气泡的容积，所以能够容易地控制多孔体中的气孔率。进而，通过使从浆料储槽11或发泡剂储槽13至混合器15的粉末浆料9或发泡剂的流路对外密封，能够确实地防止粉末浆料9或发泡剂中混入意料之外的气体，因此能够精度特别良好地控制多孔体中的气孔率。
作为压送粉末浆料9、或发泡剂、发泡性浆料S1的压送泵17、19使用单泵或线性泵时，能够防止从混合器15内压送至模涂布机5的狭缝5b出口的发泡性浆料S1产生脉动，所以直到发泡性浆料S1到达狭缝5b出口都可以确实地防止发泡性浆料S1中包含的气泡彼此合并。
需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围中进行各种变更。
即，上述实施方式中，脱气的粉末浆料9被供给至浆料储槽11内，例如可以使将粉末浆料9脱气的脱气装置(未图示)直接与混合器15连接，从脱气装置至混合器15的粉末浆料9的流路对外密闭。上述情况下，能够更确实地防止脱气的粉末浆料9中混入意想不到的气体，所以能够更高精度地控制多孔体中的气孔率。
另外，气体混入装置21的构成为在混合器15内的发泡性浆料S1中混入控制量的气体，但并不限定于此，例如也可以构成为在脱气的粉末浆料9中混入控制量的气体。
进而，气体混入装置21并不限定于上述实施方式的构成，例如可以构成为在不使粉末浆料9接触大气的状态下进行搅拌，通过该搅拌使控制量的气体混入粉末浆料9中。此时，混入粉末浆料9中的气体量与粉末浆料9的搅拌时间成比例，所以可以通过规定该搅拌时间来控制粉末浆料中的气体量。需要说明的是，混入了控制量的气体的粉末浆料9优选在不接触大气的状态下供给到混合器15内。
进而，在上述实施方式中，粉末浆料9脱气后至将发泡性浆料S1成型为片状的期间内，不使粉末浆料9或发泡剂、发泡性浆料S1接触大气，但不控制发泡性浆料S1中包含的气泡量的情况下，只要至少在混合器15内调制发泡性浆料S1后至将发泡性浆料S1成型为片状的期间内不使发泡性浆料S1接触大气即可。上述情况下，能够直至调制的发泡性浆料S1成型为片状的期间防止微小的气泡彼此合并使其尺寸变大，所以能够均匀地保持多孔体中的气泡分布。
产业实用性
根据本发明，即使长时间连续成型片状的发泡性浆料，也能够均匀地保持多孔体中的气泡分布。因此，本发明在产业上极有用。