(57)【要約】【課題】高い柔軟性を有する金属板材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の金属板材１は、タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛が複数枚重ね合わせて圧着されたものである。金属板材１の製造方法は、タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛を複数枚重ね合わせる工程と、該重ね合わせた複数枚の布帛を両面から加圧することで、該複数枚の布帛を密着させる工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛が複数枚重ね合わせて圧着されている金属板材。
【請求項２】
前記布帛は、タングステン線またはモリブデン線を緯編や経編で編んだ編物である請求項１に記載の金属板材。
【請求項３】
前記タングステン線またはモリブデン線の直径は、０．５ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の金属板材。
【請求項４】
前記タングステン線またはモリブデン線の直径は、０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下である請求項３に記載の金属板材。
【請求項５】
タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛を複数枚重ね合わせる工程と、
前記重ね合わせた複数枚の布帛を両面から加圧することで、該複数枚の布帛を密着させる工程とを有する金属板材の製造方法。
【請求項６】
前記複数枚の布帛を密着させる工程では、前記重ね合わせた複数枚の布帛を圧延ロール加工により加圧する請求項５に記載の金属板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タングステンやモリブデンからなる金属板材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タングステンやモリブデンは、高融点であり、高温下における強度が高い。このため、従来より、高温下で使用される焼成用敷板・工業炉のリフレクター・溶解用坩堝等を製造するために、タングステンやモリブデンの金属板材が使用されている。
【０００３】
タングステンやモリブデンの金属板材の例として、特許文献１には、タングステンまたはモリブデンのマトリックスの中に、タングステンまたはモリブデンの繊維を複合した金属板材(繊維強化複合材料)が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、モリブデン線からなる網を、複数枚重ね合わせて、圧延ロールで加圧して密着させた金属網材が開示されている。上記の網は、モリブデン線を平織や綾織等で織った織物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０９６１８０号公報
【特許文献２】特開平２−１９２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２の金属板材または金属網材は、柔軟性が低く、加工形状に制約をうける。また、特許文献２の金属網材は、網が織物であるため、二次元構造であり、密着させても単純な層状構造となることから層状剥離を生じる場合があり、安定して高い強度を維持することは困難だった。
【０００７】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い柔軟性を有する金属板材、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、タングステンまたはモリブデンの金属線よりなる布帛を複数枚重ね合わせて圧着することで、高い柔軟性を有する金属板材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の第１の観点に係る金属板材は、タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛が複数枚重ね合わせて圧着されている。
【００１０】
好ましくは、前記布帛は、タングステン線またはモリブデン線を緯編や経編で編んだ編物である。
【００１１】
好ましくは、前記タングステン線またはモリブデン線の直径は、０．５ｍｍ以下である。
【００１２】
好ましくは、前記タングステン線またはモリブデン線の直径は、０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下である。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る金属板材の製造方法は、タングステン線またはモリブデン線の編物である布帛を複数枚重ね合わせる工程と、前記重ね合わせた複数枚の布帛を両面から加圧することで、該複数枚の布帛を密着させる工程とを有する。
【００１４】
好ましくは、前記複数枚の布帛を密着させる工程では、前記重ね合わせた複数枚の布帛を圧延ロール加工により加圧する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属板材を構成する布帛は、編物であることから、織物の網に比べ、柔軟性や伸縮性が高い。したがって、金属板材も、柔軟性や伸縮性が高い。また、布帛が高い柔軟性を有することで、金属板材は、高い変形能を有し、形状の自由度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の金属板材を拡大して示す写真である。
【図２】本発明の金属板材を構成する布帛を拡大して示す写真である。
【図３】本発明の金属板材の製造工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例及び比較例の金属板材を示す写真である。
【図５】本発明の実施例及び比較例の金属板材の断面を示す写真である。
【図６】密着性評価試験を示す概略図である。
【図７】剛軟度評価試験を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の金属板材１を拡大して示す写真である。図２は、金属板材１を構成する布帛２を拡大して示す写真である。
【００１８】
本実施形態の金属板材１は、タングステン線またはモリブデン線からなる布帛２が複数枚重ね合わせて圧着されたものである。各布帛２は、タングステン線またはモリブデン線である金属線３を、緯編や経編に編んだ編物である。図２に示す布帛２は、金属線３を緯編で編んだ編物である。緯編とは、編目が横方向に連続する編み方である。経編とは、編目が縦方向に連続する編み方である。本発明に用いる布帛は、平編み、ゴム編み、パール編の中から選ばれる緯編地の方がより柔軟であり好ましい。
【００１９】
金属線３の直径は、０．５ｍｍ以下である。好ましくは、金属線３の直径は、０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下である。金属線３の直径が０．２ｍｍを超える場合、金属線３の剛性が強くなり、布帛２の製作（金属線３を編むこと）が困難になる。また、金属線３の直径が０．０２ｍｍ未満である場合、布帛２の製作時（金属線３を編む時）に、糸切れを生じやすくなる。
【００２０】
金属線３は、例えば、タングステンまたはモリブデンのみを含有する単線からなる。なお、用途上許される範囲で、カリウム、レニウム、ニッケル、けい素、酸化カルシウム、酸化セリウム、及び酸化ランタンのうち、いずれか１つ或いは複数が、金属線３に含有されてもよい。
【００２１】
また、金属線３は、単線を複数本撚り合せた複合線であってよい。この場合、１つの複合線に含まれる単線の本数は、２本以上、３２本以下であることが好ましい。
【００２２】
金属線３として、表面に炭素が付着した黒線と称されるものが使用されてもよい。この場合、金属線３の表面の潤滑性が高いことで、金属線３を編むことが容易になる。布帛２が形成された後では、炭素は、電解研磨や化学処理により除去される。該化学処理とは、例えば、苛性ソーダで金属線３を煮沸する処理である。該化学処理は、１枚の布帛２や、布帛２が複数枚圧着された金属板材１に対して行われる。なお、電解研磨等により予め炭素が除去された白線と称される金属線３が使用されてもよい。
【００２３】
また、金属線３の表面は、例えば、白金、ニッケル系合金、金、アルミナ等により被覆されてもよい。このようにすることで、金属線３は、耐食性、耐酸化性に優れたものになる。
【００２４】
次に、図３を用いて、本実施形態の金属板材１の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、編機を用いて、タングステン線またはモリブデン線である金属線３を緯編や経編に編んで、布帛２を複数枚形成する（ステップＳ１）。
【００２６】
ついで、複数枚の布帛２を重ね合わせる（ステップＳ２）。
【００２７】
ついで、重ね合わせた複数の布帛２を、１００〜４００℃の温度で、１〜３時間程度加熱する（ステップＳ３）。なお、該加熱処理は、必ずしも行われなくてもよい。
【００２８】
ついで、重ね合わせた布帛２を、両面から加圧して密着させる（ステップＳ４）。この加圧は、圧延ロール加工やプレス加工により行われる。長尺の金属板材１を得るためには、圧延ロール加工が好ましい。該圧延ロール加工では、一方向圧延加工、或いはクロス圧延加工により、加圧が複数回（好ましくは３〜６回）行われ、後の回ほどロール間の隙間が狭く設定される。以上の加圧により、重ね合わせた布帛２は塑性変形して密着する。これにより、重ね合わせた布帛２が所定の厚さに圧縮されて、金属板材１が得られる。
【００２９】
本実施形態によれば、金属板材１を構成する布帛２は、編物であることから、織物の網に比べ、高い柔軟性・伸縮性を有する。したがって、金属板材１も、柔軟性や伸縮性が高い。
【００３０】
また、布帛２が二次元構造の網と比較して三次元構造を有していることから加圧により布帛と布帛が複雑に絡み合い、複数枚の布帛２は強固に密着する。したがって、金属板材１は、高い強度を有する。このため、金属板材１は、耐熱性が要求される焼成用敷板・工業炉のリフレクター・溶解用坩堝等に好適に使用できる。
【００３１】
また、布帛２が高い柔軟性を有することで、切断やプレス加工により、金属板材１を容易に目的の形状に加工できる。したがって、金属板材１は変形能の自由度が高い。
【００３２】
（実施例）
以下、本発明を実施例及び比較例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例などによってなんら制限されるものではない。
【００３３】
図４（ａ）は、本発明の実施例の金属板材を示す写真である。該実施例は、図３の工程により製造したものである。ステップＳ１では、直径０．０３５ｍｍのタングステン線を３本撚り合せた撚り線を、編機を用いて緯編に編んで、布帛を１２枚形成した。タングステン線は、表面に炭素粒子が付着した黒線を使用した。
【００３４】
ステップＳ２では、１２枚の布帛を重ね合わせて、所定の寸法に切断した。
【００３５】
ステップＳ３では、重ね合わせた布帛を、２００℃で１時間加熱した。
【００３６】
ステップＳ４では、重ね合わせた布帛に対して、圧延ロールを用いて、３パス圧延加工を施した。この結果、圧延方向やこれに直交する方向の長さが２１０ｍｍ、厚さが０．３５ｍｍである実施例の金属板材（図４（ａ））が得られた。
【００３７】
（比較例）
図４（ｂ）は、比較例の金属網材を示す写真である。該比較例は、直径０．０３５ｍｍのタングステン線を平織することで、１５０メッシュの織物である網を１２枚形成した後、該１２枚の網を重ね合わせ圧延することで得たものである。比較例は、圧延方向の長さが１８０ｍｍ、圧延方向と直交する方向の長さが４０ｍｍ、厚さが０．１２ｍｍである。
【００３８】
（断面確認試験）
実施例及び比較例の断面の状況を写真により確認した。図５（ａ）は、実施例の断面を示す写真である。図５（ｂ）は、比較例の断面を示す写真である。図５（ａ）に示すように、実施例では、重ね合わされた布帛の間に空隙が生じ、各布帛が上下方向に絡み合っていた。これに対して、比較例では、図５（ｂ）に示すように、各網の凸部が他の網の凹部に入り込むことで、網が空隙なく重ね合わされた層状構造を有しており、網が上下方向に絡み合っていなかった。したがって、実施例は、比較例に比して、柔軟性が高く、布帛が剥離しにくいと評価できる。
【００３９】
（密着性評価試験）
実施例及び比較例の密着性を評価する試験を行った。この試験では、図４（ａ），（ｂ）に示す実施例の金属板材及び比較例の金属網材を切断することで、実施例及び比較例の各々について、４ｃｍ×１ｃｍの試験片Ｓを３つずつ準備した。
【００４０】
そして、実施例及び比較例毎に、図６に示すように、試験片Ｓの一方側Ｓａを２ｃｍほど試験機Ｘに固定した状態で、試験片Ｓの他方側Ｓｂを９０°折り曲げる作業を連続して行った。この折り曲げ作業は、右側への曲げ→元に戻す曲げ→左側への曲げ→元に戻す曲げを、繰り返すものである。
【００４１】
上記の折り曲げ作業は、試験片Ｓが破断するまで行い、破断に至るまでの折り曲げ回数をカウントした。この結果を表１に示す。なお、折り曲げ回数は、試験片Ｓを９０°折り曲げるたびに（つまり、右側への曲げ、元に戻す曲げ、左側への曲げのたびに）、１回ずつカウントしたものである。
【表１】
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【００４２】
表１に示すように、実施例の試験片Ｓでは、折り曲げを１００回繰り返しても、圧延方向やこれに直交する方向に破断は生じなかった。これに対して、比較例の試験片Ｓでは、７〜１２回の折り曲げで、圧延方向やこれに直交する方向に破断が生じた。したがって、実施例は、比較例に比して、布帛が剥離しにくいことが確認され、布帛の密着性が高いと評価できる。
【００４３】
（剛軟度評価試験）
ＪＩＳ Ｌ １０９６の織物及び編物の生地試験方法の８．２１に規定される剛軟度の評価方法の１つであるＢ法(スライド法)にて、実施例及び比較例の剛軟度(柔軟性)を評価する試験を行った。
【００４４】
この試験では、図４（ａ），（ｂ）に示す実施例の金属板材及び比較例の金属網材を切断することで、実施例及び比較例の各々について、１０．０ｃｍ×１．０ｃｍの試験片Ｓを３つずつ準備した。
【００４５】
そして、実施例及び比較例毎に、図７に示すように、試験片Ｓの一方側Ｓａを試験機Ｙに水平に把持させて、試験片Ｓの他方側Ｓｂが垂れ下がる垂直方向長さ(スケールの読み)δを測定した。
【００４６】
そして、実施例及び比較例の試験片Ｓ毎に、垂直方向長さ(スケールの読み)δ・試験片の単位面積当たりの重力Ｗ・試験片の長さＬを下記式１に代入して、剛軟度Ｂrを算出した。試験片の長さＬとは、試験片Ｓの他方側Ｓｂが試験機Ｙから延び出る長さ（５ｃｍ）である。試験片の単位面積当たりの重力Ｗとは、試験片Ｓの単位面積当たりの重力である。剛軟度Ｂrは、板材の柔軟性を示す数値であり、板材がしなやかである場合、剛軟度Ｂrの数値は小さくなる。剛軟度Ｂrの算出結果等を表２に示す。
【数１】
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【表２】
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【００４７】
表２に示すように、実施例は、比較例に比して、垂直方向長さ(スケールの読み)δの平均値が大きくなった。また、実施例は、比較例に比して、剛軟度Ｂrの平均値が小さくなった。したがって、実施例は、比較例に比して、しなやかであると評価できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  金属板材
２  布帛
３  金属線（タングステン線またはモリブデン線）
【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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