(57)【要約】  均一な空孔率を有するとともに、形状の自由度が高く種々の形態や空孔率の多孔質焼結体を形成できるとともに、空孔率を極めて大きくできる多孔質焼結体を提供するために、多孔質焼結体は、粉体４を焼結して形成された多孔質焼結体１であって、交絡又は編成された繊維状消失材２を消失させた形態を有する中空状の芯部５と、上記芯部の周りに保持させた粉体を焼結して形成されるとともに、上記芯部の長手方向に連なる焼結壁部６と、上記焼結壁部間に形成された空隙部７とを備えて構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を焼結して形成された多孔質焼結体であって、
交絡又は編成された繊維状消失材を消失させた形態を有する中空状の芯部と、
上記芯部の周りに保持させた粉体を焼結して形成されるとともに、上記芯部の長手方向に連なる焼結壁部と、
上記焼結壁部間に形成された空隙部とを備える、多孔質焼結体。
【請求項２】
上記焼結壁部は、欠損部を介して上記芯部と上記空隙部とが連通させられている、請求項１に記載の多孔質焼結体。
【請求項３】
上記焼結壁部は、上記繊維状消失材の外周部に１層〜３層積層された上記粉体を、ネッキング焼結して構成されている、請求項１又は請求項２に記載の多孔質焼結体。
【請求項４】
上記粉体は、上記繊維状消失材の直径の１／５〜１／５０の平均粒度を有する、請求項１又は請求項２に記載の多孔質焼結体。
【請求項５】
上記粉体は、焼結開始温度の高い第１の粉体と、焼結開始温度が低い第２の粉体を含んで構成されている、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の多孔質焼結体。
【請求項６】
上記第１の粉体の焼結開始温度は、上記繊維状消失材の消失完了温度より高く、
上記第２の粉体の焼結開始温度は、上記繊維状消失材の消失完了温度より低い、請求項５に記載の多孔質焼結体。
【請求項７】
上記第２の粉体が、上記第１の粉体に掛け渡し状に焼結されている、請求項５又は請求項６に記載の多孔質焼結体。
【請求項８】
上記第１の粉体同士が互いに焼結されていない、請求項５に記載の多孔質焼結体。
【請求項９】
上記第２の粉体は、上記第１の粉体の平均粒径の１０分の１以下の平均粒径を備える、請求項５に記載の多孔質焼結体。
【請求項１０】
上記多孔質焼結体は、厚みが５μｍ〜３０μｍのシート状に形成されている、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の多孔質焼結体。
【請求項１１】
上記焼結壁部の外周にメッキ層を備える請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の多孔質焼結体。
【請求項１２】
上記焼結壁部の外周に微粒子焼結層を備える請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の多孔質焼結体。
【請求項１３】
交絡又は編成された繊維状消失材の外周部に焼結可能な粉体を保持させた多孔質体を、複数組み合わせて一体的に焼結することにより形成された、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の多孔質焼結体。
【請求項１４】
多孔質焼結体の製造方法であって、
繊維状消失材を交絡させあるいは編成して所要の形態の多孔質体を形成する繊維状消失材成形工程と、
上記繊維状消失材の外周表面に焼結可能な粉体を付着させる焼結粉体付着工程と、
上記繊維状消失材を消失させる繊維状消失材消失工程と、
上記粉体を焼結することにより、上記繊維状消失材が消失して形成される中空芯部と、上記粉体を焼結して形成される焼結壁とを備える多孔質焼結体を形成する焼結工程とを含む、多孔質焼結体の製造方法。
【請求項１５】
上記焼結工程において、
上記焼結可能な粉体を焼結させるとともに、
上記焼結壁部に、上記中空芯部を外部と連結させる欠損部を形成する、請求項１４に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項１６】
上記焼結粉体付着工程において、上記繊維状消失材の外周表面に１層〜３層の焼結粉体を付着させる、請求項１４又は請求項１５に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項１７】
上記焼結工程において、隣接する粉体をネッキング焼結させる、請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項１８】
上記繊維状消失材成形工程は、
繊維状消失材と、上記焼結可能な粉体と、これら成分を分散して混入できる分散液とを混合してスラリー調整するスラリー調整工程と、
上記スラリーから湿式抄紙法によってシート状形成体を成形する抄紙工程とを含むとともに、
上記焼結粉体付着工程は、
上記スラリーを含む上記シート状成形体を脱水及び／又は乾燥することにより、交絡する上記繊維状消失材の外周表面に上記粉体を保持させる脱水乾燥工程とを含む、請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項１９】
上記焼結粉体付着工程は、
上記焼結可能な粉体と、これら成分を分散して混入できる分散液とを混合してスラリー調整するスラリー調整工程と、
上記繊維状消失材成形工程において所要の形態に成形された多孔質体に、焼結可能な粉体を分散させたスラリーを含浸させる含浸工程と、
上記スラリーを含む上記成形体を脱水及び／又は乾燥することにより、交絡する上記繊維状消失材の外周表面に上記粉体を保持させる脱水乾燥工程とを含む、請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２０】
上記粉体は、焼結温度の異なる第１の粉体と第２の粉体を含んで構成されており、
上記焼結工程は、
上記第１の粉体が焼結を開始する前に、上記第２の粉体が上記第１の粉体に掛け渡し状に焼結する第１の焼結工程を含む、請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２１】
上記第１の焼結工程は、上記繊維状消失材が消失する前に開始する、請求項２０に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２２】
上記繊維状消失材が消失した後に、上記第１の粉体が互いに焼結する第２の焼結工程を含む、請求項２０又は請求項２１のいずれかに記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２３】
上記繊維状消失材成形工程は、
所要の形態の繊維状消失材を複数積層する積層工程、又は及び上記繊維状消失材を加工する繊維状消失材加工工程を含む、請求項１４又は請求項１５に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２４】
上記焼結粉体付着工程は、異なる焼結粉体を付着させる複数の工程を含む、請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、多孔質焼結体に関する。詳しくは、高い空孔率を有するとともに、形状の自由度が高い多孔質焼結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、空孔率の大きな多孔質金属シートは、ニッケル水素電池やリチウム電池用の電極基材や、燃料電池の電極基材として用いられるばかりでなく、生体材料、触媒基材等に幅広く利用されている。【０００３】
従来、上記多孔質金属シートは、金属繊維を圧縮成形等することによりシート状に成形し、その後焼結することにより得られていた。しかしながら、上記手法では、金属繊維の密度を均一に設定するのが困難であり、均一な空孔率を有する多孔質金属シートを得ることが困難であった。【０００４】
上記問題を解決するため、繊維状原料や粉体状原料を充填装置の分散室内で均一に分散させ、分散状態にある原料を下方に配置した基材上に落下させることにより、均一な多孔質金属シートを製造する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６２５７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記手法によって、空孔率が均一の金属多孔質シートを形成できる。しかしながら、原料として、直径が１０μｍ〜１００μｍの繊維状の金属や粉体を用いているため、数μｍ〜数１０μｍの厚みを有する薄い多孔質シートを得ることは困難である。一方、上記繊維状金属を、空孔率を一定に保持しながら数ｍｍ〜数１０ｍｍの大きな厚みに形成することも困難であり、形成できる成形体の形状が限定される。このため、多孔質焼結体の形状の自由度が低くなる。【０００７】
また、多孔質体の骨格となる寸法の上記繊維状金属や粉体状金属を、そのまま用いて多孔質体を形成しているため、これら部材の形態や寸法によって、成形体の厚みや空孔率が決定される。このため、種々の形態や空孔率を備える金属多孔質体に対応するのは困難である。【０００８】
さらに、粉体状金属は分散液中で下方に沈下しやすい。このため、粉体状金属を面方向の密度を一定にすることはできても、厚み方向の組成が一定の多孔質焼結体を形成するのは困難である。【０００９】
金属多孔質体を触媒として利用する場合、触媒作用を発揮するのは上記繊維状金属や粉体状金属の表面である。表面積を大きくするためには、上記繊維状金属の直径や粉体状金属の直径を小さくする必要があるが、成形や焼結の際の保形性が悪くなる。このため、寸法が小さい繊維状金属や粉体状金属から多孔質体の骨格を直接形成すると、所要の形状や空孔率を有する金属多孔質体を得ることができない。【００１０】
本願発明は、上記問題を解決し、均一な空孔率を有するとともに、形状の自由度が高く種々の形態や空孔率の多孔質焼結体を形成できるとともに、空孔率を極めて大きくできる多孔質焼結体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の請求項１に記載した発明は、粉体を焼結して形成された多孔質焼結体であって、交絡又は編成された繊維状消失材を消失させた形態を有する中空状の芯部と、上記芯部の周りに保持させた粉体を焼結して形成されるとともに、上記芯部の長手方向に連なる焼結壁部と、上記焼結壁部間に形成された空隙部とを備えて構成される。【００１２】
本願発明は、交絡又は編成された繊維状消失材の表面に焼結可能な粉体を保持させ、上記繊維状消失材を消失させるとともに、上記繊維表面に保持された粉体を焼結させることにより形成された多孔質焼結体に係るものである。【００１３】
本願発明に係る多孔質焼結体は、上記繊維状消失材が消失することにより生じる中空の芯部と、上記芯部の周りにおいて粉体を焼結して形成された焼結壁部とを備えて構成される。上記焼結壁部は、上記芯部の長手方向に連なるように形成されている。すなわち、上記焼結壁部は、繊維状消失材の外周形態及び交絡形態に対応した多孔質焼結体を構成している。このため、上記繊維状消失材の長手方向に連なった形態を備えるだけでなく、粉体を焼結して構成される上記焼結壁部の内側と外側の双方に空隙が形成される。したがって、上記繊維状消失材を交絡あるいは編成して形成される多孔質体の空孔率より大きい空孔率を備える多孔質焼結体を得ることができる。さらに、上記焼結壁部の内側と外側が表面となるため、非常に大きな表面積を有する多孔質焼結体を形成できる。【００１４】
また、本願発明では、上記粉体の粒度を小さく設定することにより、上記焼結壁部の厚みをより小さく設定することもできる。これにより、空孔率や表面積を極めて大きく設定することも可能となる。【００１５】
請求項２に記載した発明のように、上記焼結壁部を、欠損部を介して上記芯部と上記空隙部とが連通するように構成することができる。上記欠損部においては、上記芯部と上記空隙部とを連通させることにより、上記焼結壁部の外面のみならず内面を利用することが可能となり、触媒等として利用する場合に、反応面積を大幅に増加させることが可能となる。上記欠損部は、上記粉体の積層量及び焼結温度を調節することにより容易に調節することができる。たとえば、上記欠損部を５０〜２０％となるように形成するのが好ましい。【００１６】
請求項３に記載した発明のように、上記焼結壁部は、上記繊維状消失材の外周部に１層〜３層積層された上記粉体を、ネッキング焼結して構成することができる。上記構成を採用することにより、焼結壁部の厚みを非常に薄く設定することが可能となる。また、焼結温度を調節することにより、上記欠損部の形成割合を容易に調節できる。【００１７】
また、ネッキング状に上記粉体を焼結すると、上記粉体に応じた凹凸が焼結壁部に形成される。このため、多孔質体内の表面積を大きくすることが可能となる。また、上記粉体の形態が保持されるため、焼結の際の収縮量を小さくすることが可能となり、形状精度や寸法精度の高い多孔質焼結体を得ることができる。さらに、ネッキング焼結を拡散接合によって生じさせることにより、溶融による焼結に比べてはるかに低い温度で粉体を焼結させることが可能となる。この結果、上記繊維状消失材が消失する前に各粉体を結合させて繊維状消失材の外周面に固定し、繊維状消失材が消失した後、溶融による焼結が生じるまで、繊維状消失材の長手方向に連なった壁部の形態を保持させることが可能となる。【００１８】
上記繊維状消失材の材料及び形態は、上記粉体の焼結が完了するまでに消失するものであれば、特に限定されることはない。みつまた、こうぞ等の天然繊維のみならず、レーヨン等の化学繊維を採用することができる。【００１９】
上記繊維状消失材の寸法及び形態を選定するとともに交絡又は編成形態を設定することにより、所要の寸法及び形態の多孔質体を得ることができる。そして、この繊維状消失材の外周面に粉体が保持された状態で焼結されるため、種々の形状の多孔質焼結体を得ることができるばかりでなく、多孔質焼結体の各部の空孔率を一定にすることができる。たとえば、厚さが非常に小さいシート状多孔質焼結体から、厚みのある３次元多孔質焼結体まで、一定の空孔率を備えるとともに所要の形態を備える多孔質焼結体を形成することが可能となる。【００２０】
上記粉体を構成する材料も特に限定されることはない。また、２以上の材料を混合して構成される粉体材料を採用することもできる。また、焼結する粉体と焼結しない粉体を混合したものを採用することもできる。【００２１】
上記粉体の粒度も特に限定されることはないが、上記繊維状消失材の周りに、焼結可能な密度で保持できる大きさに設定する必要がある。すなわち、請求項４に記載した発明のように、上記繊維状消失材の直径の１／５〜１／５０の平均粒度を有する粉体を採用するのが好ましい。【００２２】
上記粉体の直径が、繊維状消失材の直径の１／５以上であると、上記繊維状消失材の周りに粉体を保持することが困難である。一方、上記粉体の直径が、繊維状消失材の直径の１／５０以下であると、焼結する際や焼結後の保形性や強度を確保できない。【００２３】
請求項５に記載した発明のように、上記粉体を、焼結開始温度の高い第１の粉体と、焼結開始温度が低い第２の粉体を含んで構成することができる。焼結開始温度の異なる粉体を採用することにより、焼結する際の保形性を確保することができる。【００２４】
上記第１の粉体と上記第２の粉体とを、異なる金属粉体から選定することができる。また、同一の粉体であっても、粒度を異ならせることにより焼結開始温度を低下させることができる。たとえば、請求項９に記載した発明のように、上記第２の粉体として、上記第１の粉体の平均粒径の１０分の１以下の平均粒径を備えるものを採用することにより、表面活性が高まり、焼結開始温度を低下させることが可能となる。また、焼結開始温度は、粉体の溶融温度である必要はなく、第１の粉体に対して所要の保形性を発揮できる温度であれば良い。たとえば、表面活性が高まると第１の粉体と第２の粉体の接触部分に拡散による付着力が発生して、粉体が溶融しなくとも、繊維状消失材の長手方向に連なった形態における保形性を確保することが可能となる。【００２５】
さらに、請求項６に記載した発明のように、上記第１の粉体の焼結開始温度が、上記繊維状消失材の消失完了温度より高いものを採用するとともに、上記第２の粉体の焼結開始温度が、上記繊維状消失材の消失完了温度より低いものを採用することができる。【００２６】
焼結温度が高い粉体を採用した場合、上記粉体が焼結を開始するまでに、上記繊維状消失材が完全に消失するため、上記繊維状消失材の外周に沿った位置に保持した状態で焼結できなくなる場合がある。このような状態で焼結すると、焼結壁部の変形が大きくなり、所要の空孔率や所要の形態を備えた多孔質焼結体を得ることができなくなる恐れがある。  【００２７】
第２の粉体として、上記繊維状消失材の消失完了温度より焼結開始温度が低いもの、あるいは、表面特性による凝集力によって粉体同士を結合できるものを採用することにより、上記繊維状消失材が消失した後に、上記第１の粉体を、第２の粉体を介して、上記繊維状消失材の外周部に保持した形態で保持することが可能となる。その後、上記第１の粉体同士の焼結を行うことにより、焼結粉体を上記繊維状消失材の外周面に沿って保持した状態で焼結することが可能となる。上記第２の粉体は、上記第１の粉体と同時に上記繊維状消失材の外周に付着させることができる。また、上記第１の粉体を繊維状消失材の外周に付着させた後に、上記第１の粉体に対して付着させることもできる。さらに、上記繊維状消失材に含ませる、繊維状消失材が消失する際に出現するように構成することもできる。上記第２の粉体を構成する材料は特に限定されることはない。たとえば、金属粉体を採用することができる。また、繊維状消失材消失工程や焼結工程において、繊維状消失材やスラリーの溶媒成分が消失する過程において生じる残滓成分や炭化物等を上記第２の粉体として利用することもできる。上記第２の粉体は、上記第１の粉体が焼結した後に残留するように構成することもできるし、消失させるように構成することもできる。【００２８】
請求項７に記載した発明は、上記第２の粉体が、上記第１の粉体に掛け渡し状に焼結されているものである。第２の粉体の焼結開始温度を第１の粉体の焼結開始温度より低く設定するとともに、配合量を所定の割合に設定すると、第２の粉体を第１の粉体に掛け渡し状に焼結させることができる。この構成を採用すると、第１の粉体が高い焼結開始温度を有する場合であっても、第２の粉体によって上記第１の粉体の位置関係を保持した状態で焼結することが可能となり、一定の空孔率を備える多孔質焼結体を得ることができる。【００２９】
さらに、焼結しにくい、あるいは焼結しない粉体から多孔質焼結体を形成したい場合がある。たとえば、焼結温度が非常に高い機能性セラミック粉体を焼結したい場合、焼結温度が高くなり、他の金属材料等を配合できなくなる場合が考えられる。本願発明では、請求項８に記載した発明のように、上記第２の粉体を、上記第１の粉体に掛け渡し状に焼結するとともに、上記第１の粉体同士が互いに焼結されていない構造を形成することができる。しかも、ネッキング焼結することにより、第１の粉体の表面を露出させた状態で焼結することが可能となり、第１の粉体の触媒機能等を阻害することなく、焼結することができる。【００３０】
本願発明に係る多孔質焼結体の形態及び寸法は特に限定されることはない。採用される繊維状消失材を交絡あるいは編成して形成できるものであれば、種々の形態及び寸法の多孔質焼結体を得ることができる。たとえば、湿式抄紙法を利用すると、請求項１０に記載した発明のように、厚み５μｍ〜３０μｍのシート状の多孔質体を得ることが可能となる。【００３１】
一方、水流や空気流を利用して上記繊維状消失材を集積して交絡させることにより、複雑な形態や、立体的な形態の繊維成形体を形成することもできる。そして、上記各繊維の表面に焼結体を保持させることにより、所要の形態の多孔質焼結体を得ることができる。  【００３２】
請求項１１に記載した発明は、上記焼結壁部の外周にメッキ層を備えて構成したものである。粉体をネッキング焼結させることにより焼結壁部に焼結粉体の形態に対応する凹凸を形成することができる。メッキ層は、上記凹凸の上に積層形成されるため、メッキ層の表面にも凹凸が形成され、メッキ層表面の面積を非常に大きく設定できる。この構成によって、白金等の触媒層をメッキ層として設けた場合には、触媒効果が非常に大きくなる。また、貴金属触媒の場合、触媒機能を低下させることなく使用量を低減させることができるため、従来の触媒フィルターに比べての製造コストを低減させることもできる。上記メッキ層を形成する手法は特に限定されることはなく、既知の種々の手法を採用できる。また、メッキ層を構成する材料や厚みも特に限定されることはない。【００３３】
請求項１２に記載した発明は、上記焼結壁部の外周に微粒子焼結層を備えて構成したものである。上記微粒子として、ナノ粒子を採用するのが好ましい。たとえば、２０ｎｍ〜９００ｎｍの金属微粒子を採用できる。ナノ粒子の焼結温度は、上記焼結壁部を焼結する際の焼結温度に比べてはるかに低い。このため、上記焼結壁部の形態を変更することなく、上記微粒子焼結層を形成することができる。【００３４】
上記微粒子焼結層を構成する微粒子は、上述した多孔質焼結体を形成した後に、微粒子を含むスラリーを含浸させ、溶媒成分を消失させることにより、付着させることができる。上記微粒子焼結層を構成する材料は特に限定されることはない。たとえば、白金やロジウム等の触媒金属を採用することができる。また、上記微粒子焼結層の厚みも特に限定されることはない。たとえば、２０ｎｍ〜９００ｎｍ以上の厚みの金属微粒子層を形成できる。【００３５】
上記微粒子焼結層は、微粒子を溶融焼結することもできるし、拡散接合によるネッキング焼結することもできる。上記微粒子の形態が残った状態でネッキング焼結させることにより、多孔質焼結体の表面積をさらに増加させることができる。また、上記微粒子焼結層を多孔質状に形成することもできる。【００３６】
請求項１３に記載した発明は、交絡あるいは編成された繊維状消失材の外周部に焼結可能な粉体を保持させた多孔質体を、複数組み合わせて一体的に焼結することにより形成されたものである。【００３７】
本願発明に係る多孔質焼結体は、交絡する繊維状消失材の外周面に焼結粉体を保持させた多孔質体を形成し、これを焼結することにより形成される。この手法を採用すると、空孔率が一定で種々の３次元形状を有する多孔質焼結体を得ることが可能となる。また、焼結前の多孔質体に種々の加工を施すことができる。たとえば、孔開け加工や折り曲げ加工等を施すことができる。また、複数の多孔質体を組み合わせた後に、加工を施すこともできる。【００３８】
請求項１４に記載した発明は、多孔質焼結体の製造方法であって、繊維状消失材を交絡させあるいは編成して所要の形態の多孔質体を形成する繊維状消失材成形工程と、上記繊維状消失材の外周表面に焼結可能な粉体を付着させる焼結粉体付着工程と、上記繊維状消失材を消失させる繊維状消失材消失工程と、上記粉体を焼結することにより、上記繊維状消失材が消失して形成される中空芯部と、上記粉体を焼結して形成される焼結壁とを備える多孔質焼結体を形成する焼結工程とを含んで構成される多孔質焼結体の製造方法に係るものである。【００３９】
請求項１５に記載した発明のように、上記焼結工程において、上記焼結可能な粉体を焼結させるとともに、上記焼結壁部に、上記中空芯部を外部と連結させる欠損部を形成することができる。【００４０】
たとえば、上記焼結可能な粉体の積層厚み、上記焼結温度、あるいは焼結時間を調節することにより、上記焼結壁部を所定量収縮させ、所要の形態や大きさの欠損部を形成することができる。上記欠損部を設けることにより、上記芯部と上記空隙部とが連通させられ、触媒反応等に関与できる表面積をさらに増大させることができる。【００４１】
請求項１６に記載した発明のように、上記焼結粉体付着工程において、上記繊維状消失材の外周表面に１層〜３層の焼結粉体を付着させるのが好ましい。繊維状消失材の外周面に１層〜３層の焼結粉体を付着させることにより、空孔率の大きな多孔質焼結体を得ることができる。また、所要の欠損部を形成できる。【００４２】
請求項１７に記載した発明のように、上記焼結工程において、隣接する粉体をネッキング焼結させるのが好ましい。これにより、上記焼結壁部の表面に凹凸が形成され、内部の表面積が非常に大きな多孔質焼結体を得ることができる。上記ネッキング焼結は、焼結温度及び時間を設定することにより容易に行うことができる。【００４３】
上記成形工程は特に限定されることはない。たとえば、シート状成形体を形成する場合、湿式抄紙法等の紙を形成する手法や、不織布を形成する手法を採用することができる。また、上記粉体付着工程も特に限定されることはない。たとえば、焼結粉体を分散させたスラリーに上記繊維状消失材から形成された成形体を浸漬等することにより行うことができる。【００４４】
請求項１８に記載した発明は、上記成形工程が、繊維状消失材と、上記粉体と、これら成分を分散して混入できる分散液とを混合してスラリー調整するスラリー調整工程と、上記スラリーから湿式抄紙法によってシート状形成体を成形する抄紙工程とを含んで行われるとともに、上記粉体付着工程が、上記スラリーを含む上記シート状成形体を脱水及び／又は乾燥することにより、交絡する上記繊維状消失材の外周表面に上記粉体を保持させる脱水乾燥工程とを含んで行われるものである。【００４５】
また、請求項１９に記載した発明のように、上記焼結粉体付着工程を、上記成形工程において所要の形態に成形された多孔質体に、焼結可能な粉体を分散させたスラリーを含浸させる含浸工程と、上記スラリーを含む上記成形体を脱水及び／又は乾燥することにより、交絡する上記繊維状消失材の外周表面に上記粉体を保持させる脱水乾燥工程とを含んで行うことができる。【００４６】
請求項２０に記載した発明は、上記粉体を、焼結温度の異なる第１の粉体と第２の粉体を含んで構成するとともに、上記焼結工程を、上記第１の粉体が焼結を開始する前に、上記第２の粉体が上記第１の粉体に掛け渡し状に焼結する第１の焼結工程を含んで行うものである。【００４７】
請求項２１に記載した発明は、上記第１の焼結工程を、上記繊維状消失材が消失する前に開始するようにしたものである。上記第１の焼結工程を、上記繊維状消失材が消失するまでに開始させることにより、上記繊維状消失材の外周面に沿って上記第１の粉体を保持することが可能となる。このため、上記繊維状消失材の外周面に沿う焼結壁を形成することが可能となる。なお、上記第１の焼結工程は、上記第２の粉体が溶融する必要はなく、所要の保形力が発揮できるように接合されればよい。たとえば、加熱によって表面が活性化されて、第２の粉体が第１の粉体の表面に対して所要の付着力が生じるように構成することにより、上記第１の粉体を保持できればよい。また、第１の粉体を上記繊維状消失材の外周面に沿って保持できる粒度に設定するとともに、上記第２の粉体を、上記繊維状消失材の外周面に沿って保持された上記第１の粉体間の隙間に入り込む程度の大きさに設定するのが好ましい。これにより、上記第１の粉体に対して上記第２の粉体を掛け渡し状に焼結させることができる。【００４８】
上記第２の粉体は、上記焼結粉体付着工程において第１の粉体とともに、上記繊維状消失材の外周に付着させることができる。また、第２の粉体のみを付着させる焼結粉体付着工程を別途行うことができる。さらに、上記第２の粉体を上記繊維状消失材に含ませておくこともできる。【００４９】
請求項２２に記載した発明のように、上記繊維状消失材が消失した後に、上記第１の粉体が互いに焼結する第２の焼結工程を含むように構成することができる。また、必要に応じて、第１の粉体が焼結しない状態で焼結工程を止め、互いに焼結していない第１の粉体が第２の粉体を介して掛け渡し焼結された形態の多孔質焼結体を形成することもできる。  【００５０】
請求項２３に記載した発明は、上記繊維状消失材成形工程が、所要の形態の繊維状消失材を複数積層する積層工程、又は／及び上記繊維状消失材を加工する繊維状消失材加工工程を含んで行われるものである。【００５１】
上記脱水乾燥工程を終えた成形体は、交絡する繊維状消失材の外周面に焼結可能な粉体が保持されて構成される。このため、これら成形体を複数組み合わせて焼結することにより、所要の形態の成形体を容易に形成することができる。なお、繊維状消失材を交絡あるいは編成された複数の多孔質体を組み合わせたものに、焼結粉体を保持させる工程を行うこともできる。さらに、上記成形体に、孔開け、折り曲げ等の加工を施すこともできる。【００５２】
請求項２４に記載された発明は、上記焼結粉体付着工程を、異なる焼結粉体を付着させる複数の工程を含んで構成したものである。たとえば、比重が大きく異なる粉体を付着させる場合等には、上記複数の工程を行うことにより、繊維状消失材の外周面に上記粉体を均一に保持させることができる。
【発明の効果】
【００５３】
一定の空孔率を備えるとともに、所要の形態を備える多孔質焼結体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本願発明に係る多孔質焼結体の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】繊維状消失材から形成されたシート状の成形体の概略図である。
【図３】繊維状消失材の交絡状態を示す要部の拡大図である。
【図４】図３に示す繊維状消失材の外周部に粉体を保持させた状態を模式的に示す図である。
【図５】外周部に粉体を保持させた繊維状消失材の断面を模式的に示す図である。
【図６】図５に示す繊維状消失材の軸に沿う断面を示す要部拡大断面図である。
【図７】図６に示す粉体を焼結した状態を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図８】第２の実施形態を示す図であり、繊維状消失材の外周部に粉体を保持させた状態を模式的に示す図である。
【図９】図８に示す粉体を焼結した状態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】第３の実施形態を示す図であり、外周部に粉体を保持させた繊維状消失材の断面を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図１１】図１０に示す粉体のうち第１の粉体が焼結する状態を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図１２】図１０に示す第２の粉体が焼結した状態を模式的に示す要部拡大断面図である。
【図１３】本願発明の第４の実施形態を示す断面図である。
【図１４】本願発明の第５の実施形態を示す断面図である。
【図１５】メッキ層を備える多孔質焼結体の実施形態であり、（ａ）は、メッキ層を設けた場合と設けない場合の表面形態を示す電子顕微鏡写真、（ｂ）は、メッキ層を設けた部分の断面形態を示す電子顕微鏡写真、（ｃ）は、（ｂ）に示す断面のＥＤＸによる元素分析写真である。
【図１６】微粒子被覆層を設けた多孔質焼結体の実施形態であり、（ａ）は、Ｎｉナノ粒子から形成された微粒子焼結層を設けた場合の表面形態を示す電子顕微鏡写真、（ｂ）は、Ｐｔナノ粒子から形成された微粒子焼結層を設けた場合の表面形態を示す電子顕微鏡写真、（ｃ）は、微粒子層を設けない場合の表面形態を示す電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本願発明に係る実施形態を図に基づいて具体的に説明する。
【００５６】
図１は、本願発明に係る多孔質焼結体の一例を示す電子顕微鏡写真である。なお、本実施形態は、本願発明を、ステンレス鋼粉体から形成される多孔質焼結体に適用したものである。
【００５７】
多孔質焼結体１は、交絡させた繊維状消失材の外周面に沿う焼結壁部６から構成されている。図２に示すように、本実施形態に係る多孔質焼結体１は、繊維状消失材２を交絡させて所定形状に形成された多孔質体３における各消失材の外周部に保持させた粉体を焼結させて形成される。なお、本実施形態では、短繊維状の繊維状消失材２を交絡させて多孔質体３を形成したが、連続する繊維を編成してシート状の多孔質体を形成することもできる。
【００５８】
図３は、繊維状消失材２を交絡させた状態を模式的に示す部分拡大図である。また、図４に、上記繊維状消失材２の外周面に粉体４を保持させた状態を模式的に示す。本実施形態では、上記繊維状消失材２の外周面に、粉体４を１層〜３層積層して保持させる。なお、図４では、理解を容易にするために、同一の径を有する球径の粉体を１層付着させた状態を示している。
【００５９】
実際には、粉体４が１層〜３層で積層保持されているとともに、全ての部位において粉体が均一に積層されているのではなく、１層〜３層の範囲で積層されていれば足りる。また、一部またはかなりの部分に粉体が積層されていない部位があってもよい。
【００６０】
図５は、上記粉体を保持させた繊維状消失材の断面を模式的に示したものである。この図に示すように、上記粉体４は、繊維状消失材２の外周面に沿って保持されている。図５では、繊維状消失材２及び粉体４の断面を円形に描いているが、これに限定されることはない。また、繊維状消失材２と粉体４の相対的な大きさも図示したものに限定されることはなく、上記繊維状消失材の外周面に沿って複数個保持できるものであればよい。
【００６１】
図６に、上記繊維状消失材２の軸方向に沿う断面を示す。この図に示すように、繊維状消失材２の外周面に沿って粉体４が保持されるとともに、所定部位には粉体が保持されていない部位２ａがある。
【００６２】
繊維状消失材２の外周面に粉体を保持させた多孔質体３ａを加熱していくと、上記繊維状消失材２が消失するとともに、隣接する粉体４が焼結される。
【００６３】
本実施形態では、図７に示すように、隣接する粉体がまずネッキング焼結するように、加熱温度及び時間が設定される。隣接する粉体４は、接触部分が溶融して一体化されるとともに、各粉体の外形形状が一部残った状態で焼結される。ネッキング焼結は、粉体が溶融焼結する温度より低い温度で粉体同士を拡散接合させることができる。このため、上記繊維状消失材が上記粉体の溶融温度より低い温度で消失した場合にも、粉体を上記繊維状消失材２の外周面に沿う形態に保持した状態で焼結を進行させることができる。
【００６４】
図７に示す多孔質焼結体１は、交絡する繊維状消失材２を消失させた形態を有する中空の芯部５と、上記芯部５の周りにおいて粉体４を焼結して形成された焼結壁部６と、上記焼結壁部６間に形成された空隙部７とを備えて構成される。
【００６５】
本実施形態では、上記粉体４をネッキング焼結させているため、上記焼結壁部６の表面に上記粉体４の形態に応じた凹凸８が形成されている。また、図５において、繊維状消失材２の外周部において粉体４が存在しない部位２ａには、欠損部９が形成されている。上記焼結壁部６は、全体が繊維状消失材２の外周面に沿う筒状に形成されているが、所々に上記欠損部９が形成されており、上記欠損部９を介して上記中空芯部５と上記空隙部７とが連通した形態を備えている。
【００６６】
上記多孔質焼結体１は、繊維状消失材２の外周表面に１〜３層で保持させた粉体４を焼結して構成される焼結壁部６から構成されるため、上記空隙部７は、上記繊維状消失材２から形成された多孔質体３にほぼ対応した形態で形成される。しかも、焼結壁部６が、欠損部９を介して上記芯部５と上記空隙部７とが連通するように構成されているため、上記焼結壁部６の内側と外側の双方が空孔となる。このため、上記繊維状消失材２を交絡させて形成される多孔質体３の空孔率より大きい空孔率を備える多孔質焼結体１を得ることができる。また、上記焼結壁部６の内側と外側の双方が表面となるため、内部に非常に大きな表面積を有する多孔質焼結体１を形成できる。
【００６７】
また、上記粉体をネッキング状に焼結することにより、上記焼結壁部６の表面に凹凸８が形成される。このため、多孔質体内の表面積がさらに増加することになる。しかも、上記粉体の形態が保持されるため、焼結の際の収縮量を小さくすることが可能となり、形状精度や寸法精度の高い多孔質焼結体１を得ることができる。
【００６８】
本実施形態では、直径約２０μｍ、平均繊維長５ｍｍの楮（こうぞ）繊維を採用し、湿式抄紙法によって厚みが約２０μｍのシート状の多孔質体を形成した。繊維状消失材の材料及び形態は、上記粉体４の焼結が完了するまでに消失するものであれば、特に限定されることはない。三椏（みつまた）、楮（こうぞ）等の天然繊維のみならず、ポリエステル、ポリエチレン、レーヨン、アクリル、パルプ等の化学繊維を採用することができる。また、交絡させることにより所要の形態の多孔質体を形成できれば、繊維径及び繊維長も特に限定されることはない。たとえば、エレクトロスピニング等によって形成される無端繊維からなる成形体を採用することもできる。また、上記繊維状消失材２が上記粉体４の溶融による焼結が開始する前に消滅する場合であっても、上記粉体を拡散接合することにより、焼結壁部６の形態を保持した状態で粉体４の焼結を進行させることができる。
【００６９】
上記繊維状消失材２から多孔質体３ａを形成する成形工程も特に限定されることはない。たとえば、湿式抄紙法によってシート状の多孔質体を形成できる。また、ニードルパンチ等の不織布形成手法によって形成された多孔質体を採用することもできる。さらに、空気流等を用いて繊維を交絡させることにより３次元形状に成形された多孔質体を採用することもできる。上記繊維状消失材の寸法及び形態を選定するとともに交絡形態を設定することにより、所要の寸法及び形態の多孔質体を得ることができる。また、繊維を編成して形成される布状の多孔質体を採用することもできる。
【００７０】
本実施形態では、繊維状消失材２から形成された多孔質体３ａの各繊維状消失材２の外周面に粉体４が保持された状態で焼結されるため、種々の形状の多孔質焼結体１を得ることができるばかりでなく、多孔質焼結体１の各部の空孔率を一定にすることができる。たとえば、厚さが非常に小さいシート状多孔質焼結体から、厚みのある３次元多孔質焼結体まで、一定の空孔率を備えるとともに所要の形態を備える多孔質焼結体を形成することが可能となる。
【００７１】
上記粉体４を構成する材料も特に限定されることはない。たとえば、ニッケル、銅等の金属のみならず、セラミック粉体を採用することできる。また、２以上の粉体材料を混合して構成される粉体を採用することもできる。さらに、焼結する粉体と焼結しない粉体を混合したものを採用することもできる。本実施形態では、粉体がネッキング焼結するように構成しているため、各粉体の表面特性をそのまま保持した状態で焼結することができる。このため、触媒機能を有する粉体を混合した複合粉体を採用することにより、高い触媒機能を有する多孔質焼結体を得ることができる。
【００７２】
また、第１の実施形態では、上記粉体４として、平均直径（平均粒度）が３μｍのステンレス鋼の粉体を採用したが、上記粉体の粒度も特に限定されることはない。上記繊維状消失材２の周りに、焼結可能に配列して保持できる大きさのものを採用するのが好ましく、たとえば、上記繊維状消失材２の直径の１／５〜１／５０の平均粒度を有する粉体４を採用するのが好ましい。上記粉体４の直径が、繊維状消失材２の直径の１／５以上であると、上記繊維状消失材２の周りに粉体を保持することが困難である。一方、上記粉体４の直径が、繊維状消失材２の直径の１／５０以下であると、焼結する際や焼結後の保形性や強度を確保できない。
【００７３】
繊維状消失材２の外周部に粉体４を保持させる焼結粉体付着工程も特に限定されることはない。繊維状消失材を交絡させて形成された多孔質体３ａを、焼結させる粉体を混入したスラリー等に浸漬することにより、粉体を上記繊維状消失材２の外周部に保持させることができる。たとえば、カルボキシメチルセルロース等のバインダ溶解水溶液中に、金属粉体を所定濃度で分散させ、繊維状消失材２から形成された上記多孔質体３ａを浸漬した後、脱水しあるいは自然乾燥させることにより、上記繊維状消失材２の外周部に金属粉体を保持させた多孔質体を得ることができる。上記焼結粉体付着工程における金属粉体の濃度や浸漬時間等を調節することにより、上記金属粉体の付着量を調節することができる。  
【００７４】
また、湿式抄紙法によってシート状の多孔質体を形成する場合、繊維状消失材２を混入したスラリーに粉体４を混入することにより、繊維状消失材を交絡させると同時に、粉体を上記繊維状消失材２の外周部に保持させることもできる。
【００７５】
本実施形態に係る楮（こうぞ）からなる上記繊維状消失材は、約５００℃に加熱して消失材消失工程を行うことにより消失させることができる。また、上記粉体４は、約８００℃に加熱して焼結工程を行うことにより、ネッキング焼結させることができる。上記空孔形成焼結工程及び上記焼結工程は、連続して行うこともできるし、別途行うこともできる。なお、消失材消失工程及び焼結工程を行う温度は、各材料に応じて設定することができる。
【００７６】
図８及び図９に、本願発明に係る第２の実施形態を示す。上述した第１の実施形態に係る多孔質焼結体では、繊維状消失材２の外周部の大部分に粉体４を付着させて焼結させたが、図８に示すように、繊維状消失材２２の外周部の一部に粉体２４を付着させて、多孔質焼結体を形成することができる。
【００７７】
すなわち、図８に示すように、繊維状消失材２２の一部に粉体２４が付着した状態でも、隣接する粉体同士がネッキング焼結可能な状態であれば、多孔質焼結体２００を形成することができる。また、この場合、上記繊維状消失材２２が消失する過程において、近接する粉体２４が凝集するため、図９に示すように、欠損部の割合が大きな多孔質焼結体を形成することができる。
【００７８】
図１０〜図１２に、本願発明の第３の実施形態を示す。第３の実施形態に係る多孔質焼結体３００は、繊維状消失材３２の外周部に、２種類の粉体を付着させて焼結したものである。なお、繊維状消失材３２、焼結粉体付着工程等は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００７９】
図１０に示すように、焼結粉体付着工程において、繊維状消失材３２の外周部に粒度（平均直径）の大きな第１の粉体３４ａと、上記第１の粉体より粒度の小さい第２の粉体３４ｂとを含む粉体３４が保持される。なお、図１０は、粉体の付着態様を模式的に示す図であり、図５に対応する断面図である。
【００８０】
上記第１の粉体３４ａと上記第２の粉体３４ｂの大きさは、上記第２の粉体３４ｂが、上記第１の粉体３４ａの間隙に入り込める大きさに設定するのが好ましい。たとえば、上記第２の粉体３４ｂとして、上記第１の粉体３４ａの平均粒径の１０分の１以下の平均粒径を備えるものを採用するのが好ましい。また、上記第１の粉体３４ａと上記第２の粉体３４ｂの配合割合は、上記第１の粉体３４ａの間隙を満たす割合以下に設定されている。上記第１の粉体３４ａと上記第２の粉体３４ｂとを含む粉体を、繊維状消失材３２の外周部に保持させると、図１０に示す状態となる。
【００８１】
上記第１の粉体３４ａの焼結開始温度は、上記繊維状消失材３２の消失完了温度より高く設定されているとともに、上記第２の粉体３４ｂの焼結開始温度は、上記繊維状消失材３２の消失完了温度より低く設定されている。たとえば、上記第１の粉体３４ａとしてステンレス鋼粉体を採用する一方、第２の粉体３４ｂとして銀を採用することができる。
【００８２】
図１０に示す状態から温度を上昇させると、まず、繊維状消失材３２の消失が開始して、消失材消失工程が行われる。上記消失材消失工程の途中において、図１１に示すように、第２の粉体３４ｂが、第１の粉体３４ａに掛け渡し状に焼結される第１の焼結工程が行われる。このとき、上記繊維状消失材３２は、一部が消失せずに残存しているため、上記第１の粉体３４ａの位置を保持した状態で、上記第２の粉体３４ｂが、第１の粉体３４ａに掛け渡し状に焼結される。
【００８３】
その後、焼結温度を高めることにより、上記第１の粉体３４ａ同士が焼結する第２の焼結工程が行われて、図１２に示す断面形態の多孔質焼結体３００が得られる。
【００８４】
焼結温度が高い粉体を採用した場合、上記粉体が焼結を開始するまでに、上記繊維状消失材３２が完全に消失すると、上記繊維状消失材３２の外周に沿った位置に保持した状態で焼結できなくなる場合がある。このような状態で焼結すると、焼結壁部の変形が大きくなり、所要の空孔率や所要の形態を備えた多孔質焼結体を得ることができなくなる恐れがある。
【００８５】
第２の粉体３４ｂとして、上記繊維状消失材３２の消失完了温度より焼結開始温度が低いものを採用することにより、上記繊維状消失材３２が消失する前に、上記第１の粉体３４ａを、第２の粉体３４ｂを介して、上記繊維状消失材３２の外周部に保持した状態で固定することが可能となる。その後、上記第１の粉体３４ａ同士の焼結を行うことにより、焼結粉体を上記繊維状消失材の外周面に沿って保持した状態で焼結することが可能となる。このため、形状精度の高い多孔質焼結体を形成することができる。
【００８６】
この場合、表面活性の高い粒度の小さい第２の粉体３４ｂを採用することにより、第２の粉体３４ｂの拡散接合が開始する温度を、上記繊維状消失材３２の消失完了温度より低く設定することが可能となる。これにより、焼結壁部の形態を保持した状態で第１の粉体３４ａを焼結させることができる。
【００８７】
さらに、本実施形態では、第１の粉体３４ａと第２の粉体３４ｂとに、異なる材質の金属粉体を採用したが、同一の材料から形成された粉体を採用することができる。この場合、第２の粉体３４ｂの粒度を、第１の粉体３４ａの粒度の１０分の１以下に設定するのが好ましい。粒度が小さくなると、粉体表面の活性が大きくなり、低い温度で焼結を開始させることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、第１の粉体３４ａを焼結する第２の焼結工程を行ったが、第２の粉体を焼結しない状態で止めることができる。この場合、第１の粉体３４ａが、第２の粉体３４ｂによって掛け渡し状に焼結された形態の多孔質焼結体となる。
【００８９】
たとえば、焼結温度が非常に高い機能性セラミック粉体を焼結したい場合、焼結温度が高くなり、他の金属材料等を配合できなくなる場合が考えられる。本実施形態では、上記第２の粉体３４ｂを、上記第１の粉体３４ａに掛け渡し状に焼結するとともに、上記第１の粉体同士が互いに焼結されていない構造を形成することができる。このため、第１の粉体３４ａの表面の大部分を露出させた状態で焼結することが可能となり、第１の粉体３４ａの触媒機能等を阻害することなく、焼結することができる。
【００９０】
上記第２の粉体３４ｂは、上記焼結粉体付着工程において第１の粉体とともに、上記繊維状消失材３２の外周に付着させることができる。また、第２の粉体３４ｂのみを付着させる焼結粉体付着工程を別途行うことができる。さらに、上記第２の粉体を上記繊維状消失材に含ませておくこともできる。
【００９１】
上記第２の粉体を構成する材料は特に限定されることはない。繊維状消失材消失工程や焼結工程において、繊維状消失材やスラリーの溶媒成分が消失する過程において生じる残滓成分や炭化物等を上記第２の粉体として利用することもできる。上記第２の粉体は、上記第１の粉体が焼結した後に残留するように構成することもできるし、消失させるように構成することもできる。
【００９２】
図１３に、本願発明の第４の実施形態を示す。第４の実施形態は、粉体を保持させた繊維状消失材から形成された複数のシート状多孔質体４３ａ，４３ｂを積層するとともに、一体的に焼結するものである。
【００９３】
本実施形態では、各多孔質体４３ａ，４３ｂを構成する繊維状消失材の外周面に焼結粉体を保持させているため、これらを積層した状態で焼結することにより、一体的な多孔質焼結体を得ることができる。この手法を採用することにより、種々の形態を備えるとともに、空孔率が一定の３次元形状の多孔質焼結体を得ることが可能となる。
【００９４】
さらに、図１４に示すように、異なる粉体や異なる形態で交絡形成された複数の多孔質体５３ａ，５３ｂを組み合わせることにより、内部組成の異なる多孔質焼結体を得ることができる。
【００９５】
図１５に本願発明の第５の実施形態を示す。この実施形態は、上述した多孔質焼結体の外周面にＣｕメッキ層を設けたものである。メッキ層を形成する手法やメッキ層の厚みは特に限定されることはない。たとえば、既知の電気メッキを用いて１μｍ程度の厚みのメッキ層を形成できる。
【００９６】
図１５（ａ）は、右側にメッキ層なしの場合の表面形態を、左側にＣｕメッキ層が形成された表面形態を示す電子顕微鏡写真である。また、図１５（ｂ）は、上記メッキ層を形成した多孔質焼結体の断面の電子顕微鏡写真である。また、図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）に示す断面のＥＤＸによる元素分析写真である。上記図１５（ｃ）に現れているように、多孔質焼結体の基本成分であるＦｅ成分がマッピングされた周囲に、Ｃｕのメッキ層がほぼ均一な厚みでマッピングされている。
【００９７】
本実施形態では、焼結壁部の凹凸があるため、メッキ層の表面にも凹凸が形成され、メッキ層表面の面積が非常に大きくなる。このため、白金等の触媒層をメッキ層として設けた場合には、大きな触媒効果を期待できる。また、貴金属触媒の場合、性能を低下させることなく、使用量を低減させて製造コストを低減させることもできる。
【００９８】
図１６に本願発明の第６の実施形態を示す。この実施形態は、上述した多孔質焼結体の外周面に微粒子焼結層を設けたものである。上記微粒子焼結層は、微粒子を含むスラリーに焼結後の金属多孔質体を浸漬し、その後溶媒を乾燥等によって消失させることにより、微粒子を多孔質体の表面に付着させることができる。その後、上記微粒子の焼結温度に加熱して、微粒子を多孔質焼結体の外周面に固定することができる。
【００９９】
図１６（ｃ）に、微粒子焼結層を設けていない多孔質焼結体の表面形態を示す。また、図１６（ａ）に、上記多孔質焼結体の表面に、平均粒度が３００ｎｍのＮｉ微粒子を９００ｎｍの厚みで形成した場合の微粒子焼結層の表面形態を示す。また、図１６（ｂ）に、上記多孔質焼結体の表面に、平均粒度が３０ｎｍのＮｉ微粒子を１００ｎｍの厚みで形成した場合の微粒子焼結層の表面形態を示す。
【０１００】
第６の実施形態では、少なくとも上記微粒子焼結層の表面に微粒子の形態の一部が残る状態で焼結を行っている。このため、各微粒子焼結層の表面に微粒子形態に応じた凹凸が形成されている。これにより、多孔質焼結体の表面積をさらに増加させることが可能となり、触媒機能を有する微粒子焼結層を設けることにより、触媒効果を高めることが可能となる。
【０１０１】
微粒子として金属ナノ粒子を採用するのが好ましい。たとえば、平均粒径２０ｎｍ〜９００ｎｍのナノ粒子を、２０ｎｍ〜９００ｎｍ以上の厚みで付着させることができる。金属ナノ粒子は、表面活性が極めて高く、上記多孔質焼結体を焼結させる温度より低い温度で焼結させることができる。このため、焼結壁部の形態を保持した状態で上記微粒子焼結層を設けることができる。たとえば、上記Ｎｉ微粒子焼結層の場合６００℃で焼結させることができる。また、Ｐｔ微粒子焼結層の場合１００℃で焼結させることができる。
【０１０２】
本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。実施形態では、シート状の多孔質体を採用したが、これに限定されることはない。また、繊維状消失材、粉体の種類も限定されることはなく種々の焼結粉体を採用することができる。また、複数の粉体から多孔質焼結体を形成する場合、これら粉体を一度の焼結粉体付着工程において繊維状消失材に保持させることもできるし、複数回の焼結粉体付着工程を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
均一な空孔率を有するとともに、形状の自由度が高く種々の形態や空孔率の多孔質焼結体を形成できるとともに、空孔率を極めて大きくできる多孔質焼結体を提供できる。
【符号の説明】
【０１０４】
１    多孔質焼結体
４    粉体
２    繊維状消失材
５    芯部
６    焼結壁部
７    空隙部
【図２】
2013100147.tif 000003
【図３】
2013100147.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１】
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【図１５】
2013100147.tif 000017
【図１６】
2013100147.tif 000018
【国際調査報告】
2013100147.tif 000019
2013100147.tif 000020
2013100147.tif 000021
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