(57)【要約】【課題】表面積が大きいタングステンメッシュを提供する。【解決手段】メッシュ状に製網された複数のタングステン線１１を備えるタングステンメッシュ１０であって、タングステンメッシュ１０を平面視した場合、一辺がＬの正方形の領域において、当該一辺に沿って並ぶメッシュ数をｘ、タングステン線１１の線径をｄとした場合、2018083206.tif 000014を満たす。【選択図】図１
2018083206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ状に製網された複数のタングステン線を備えるタングステンメッシュであって、
前記タングステンメッシュを平面視した場合、一辺がＬの正方形の領域において、当該一辺に沿って並ぶメッシュ数をｘ、前記タングステン線の線径をｄとした場合、
【数１】
2018083206.tif 000012
を満たす
タングステンメッシュ。
【請求項２】
前記複数のタングステン線の線径は、３０μｍ以下である
請求項１に記載のタングステンメッシュ。
【請求項３】
ｘは、
【数２】
2018083206.tif 000013
である
請求項１又は２に記載のタングステンメッシュ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のタングステンメッシュを電極として備える電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タングステンメッシュ及び当該タングステンメッシュを備える電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステンレス極細線の金網が知られている（例えば、特許文献１を参照）。金属製の金網は、例えば、フィルターやプリント印刷用の金属メッシュ織物などに利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金網は、フィルターやプリント印刷用の金属メッシュ以外にも各種用途に用いられる。例えば、金網を放熱用途に用いる場合など、表面積が大きい金網が求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、表面積が大きいタングステンメッシュ及び当該タングステンメッシュを備える電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るタングステンメッシュは、メッシュ状に製網された複数のタングステン線を備えるタングステンメッシュであって、前記タングステンメッシュを平面視した場合、一辺がＬの正方形の領域において、当該一辺に沿って並ぶメッシュ数をｘ、前記タングステン線の線径をｄとした場合、
【数１】
2018083206.tif 000003
を満たす。
【０００７】
また、例えば、本発明の一態様に係る電池は、前記タングステンメッシュを電極として備える電池である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表面積が大きいタングステンメッシュを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係るタングステンメッシュの斜視図及び一部拡大平面図である。
【図２】実施の形態に係るタングステンメッシュの１つの開口と当該開口を形成する４つのタングステン線との模式図である。
【図３】実施の形態に係るタングステンメッシュのメッシュ数に対する表面積を示す図である。
【図４】実施の形態に係るタングステンメッシュを巻きつけた電球型ランプの模式図である。
【図５】実施の形態に係るタングステンメッシュを電極として備える電池の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係るタングステンメッシュ及び電池について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
（実施の形態）
［構成］
まず、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０の概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０の斜視図及び一部拡大平面図である。
【００１３】
タングステンメッシュ１０は、メッシュ状に製網された複数のタングステン線１１を備える。具体的には、複数のタングステン線１１をそれぞれタテ糸及びヨコ糸として用いて織り加工を施すことで、タングステンメッシュ１０が形成される。
【００１４】
タングステンメッシュ１０の織組織は、例えば、平織である。具体的には、タテ糸を構成するタングステン線１１とヨコ糸を構成するタングステン線１１とが１本ずつ交互に上下を交差している。図１に示すように、２本のタテ糸と２本のヨコ糸とによって、開口１２が形成されている。開口１２の形状は、例えば正方形であるが、これに限らず、長方形、平行四辺形又は菱形などでもよい。
【００１５】
なお、タングステンメッシュ１０の織組織は、平織に限定されず、三つ綾、四つ綾などの綾織、又は、繻子織などでもよい。また、タングステンメッシュ１０は、複数のタングステン線１１を編糸として用いて、所定のゲージ数でメリヤス編みなどの編み加工を施すことで製造されてもよい。
【００１６】
本実施の形態では、タングステンメッシュ１０は、製網された後、圧延されている。例えば、圧延ロールなどを用いてタングステンメッシュ１０を厚み方向に圧延する。これにより、タングステン線１１の交差部が塑性変形し、平坦になる。圧延されたタングステンメッシュ１０では、タングステン線１１同士の固着強度が増加し、開口（網目）１２の形状が変形しにくくなる。
【００１７】
本実施の形態では、複数のタングステン線１１は、互いに同じ構成を有する。具体的には、複数のタングステン線１１の各々の線径、長さ、タングステンの純度などは互いに同じである。なお、複数のタングステン線１１には、線径、長さ、純度の少なくとも１つが他とは異なるタングステン線が含まれていてもよい。
【００１８】
タングステン線１１の線径は、例えば、３０μｍ以下である。タングステン線１１の線径が小さいために、タングステン線１１の柔軟性が増し、曲げやすくなる。これにより、タングステンメッシュ１０を任意の部材に容易に巻きつけることができる。
【００１９】
タングステン線１１の純度は、例えば９９．９％以上である。タングステン線１１の純度は、例えば、９５％以上でもよいが、これに限らない。
【００２０】
極細のタングステン線１１は、例えば、次のような方法で製造することができる。まず、粒径５μｍのタングステン粉末をプレス成型して焼結してインゴット化する。次に、インゴット化したタングステン塊に対して、周囲から鍛造圧縮して伸展するスエージング加工を施すことによりワイヤ状にする。その後、伸線ダイスを用いた線引き（伸線）を行う。線引きは、孔径が互いに異なる複数の伸線ダイスを、孔径が漸次小さくなる順番で用いることで行われる。
【００２１】
例えば、５０ＭＧ時点でのタングステン線に含まれる酸化物量の重量比が０．２％以上０．５％以下である場合に、孔径２００μｍの単結晶ダイヤモンドダイスを最初のダイスとして線引きを始める。これにより、表面粗さＲａが０．１０μｍ以下のタングステン線１１を製造することができる。なお、「ＭＧ」とは、長さ２００ｍｍの線の質量をミリグラムで表した数値を示す単位である。
【００２２】
なお、タングステン線１１は、複数の伸線ダイスを用いた線引きにより、引っ張り強度が増加する。つまり、タングステン線１１は、極細にしても切れにくく、むしろ、極細にすることで丈夫になる。例えば、線径が２２μｍ以下である極細のタングステン線１１は、引っ張り強度及び硬度が高く、かつ、曲げやすくて加工がし易いという利点がある。
【００２３】
［メッシュ数と線径との関係］
続いて、タングステンメッシュ１０のメッシュ数と、タングステン線１１の線径との関係について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０の１つの開口１２と開口１２を形成する４つのタングステン線１１との模式図である。
【００２４】
本実施の形態では、図１及び図２に示すように、隣り合うタングステン線１１の間に、開口１２が形成されている。タングステンメッシュ１０は、開口１２の大きさ及び個数（メッシュ数）に応じて表面積が変化する。タングステンメッシュ１０の表面積は、以下のように算出される。なお、ここでは、タングステンメッシュ１０の片面の表面積について説明する。
【００２５】
タングステンメッシュ１０は、図２に示す破線で囲まれた単位領域１３がタテ糸及びヨコ糸に沿ってそれぞれ繰り返し並んで構成されている。単位領域１３は、１つの開口１２と、２本のタングステン線１１（タテ糸及びヨコ糸）の一部とを含んでいる。
【００２６】
ここで、タングステンメッシュ１０を平面視した場合、一辺がＬ［μｍ］の正方形の領域において、当該一辺に沿って並ぶメッシュ数をｘ［個］、タングステン線１１の線径をｄ［μｍ］とする。メッシュ数ｘは、単位領域１３のタテ糸及びヨコ糸のいずれか一方に沿ったときの開口１２の個数、すなわち、単位領域１３の個数（あるいは、タテ糸又はヨコ糸の本数）に相当する。
【００２７】
単位領域１３内のタングステン線１１の表面積ｓ［μｍ２］は、２本のタングステン線１１の交差部１４の表面積ｓ１［μｍ２］と、２本のタングステン線１１の各々の非交差部１５の表面積ｓ２［μｍ２］との合計である。
【００２８】
交差部１４は、圧延されて平坦になっているので、平面とみなすことができる。このため、交差部１４の表面積ｓ１は、タングステン線１１の線径ｄを一辺とする正方形の面積に相当し、ｄ×ｄ［μｍ２］である。
【００２９】
非交差部１５は、タングステン線１１の形状が維持されている。このため、非交差部１５の表面積ｓ２は、タングステン線１１の側面（円柱側面）の半分に相当し、
【数２】
2018083206.tif 000004
である。ここで、Ａは、目開き［μｍ］である。目開きＡは、開口１２の幅に相当する。一辺がＬ［μｍ］の正方形の領域におけるメッシュ数（すなわち、開口１２の個数）がｘ［個］であるので、目開きＡは、
【数３】
2018083206.tif 000005
で表される。
【００３０】
したがって、単位領域１３内のタングステン線１１の表面積ｓは、次のように算出される。
【数４】
2018083206.tif 000006
で表される。
【００３１】
本実施の形態では、タングステンメッシュ１０の一辺がＬ［μｍ］の正方形の領域において、単位領域１３がｘ×ｘ［個］含まれる。したがって、当該領域におけるタングステンメッシュ１０の表面積Ｓは、
【数５】
2018083206.tif 000007
となる。
【００３２】
この表面積Ｓが、メッシュではない平板の表面積より大きくなるためには、Ｓ≧Ｌ２を満たす必要がある。これを満たすｘの範囲は、
【数６】
2018083206.tif 000008
になる。
【００３３】
また、表面積が最大になる範囲は、上記式（２）で表されるＳをｘの関数とみなしたときの、Ｓの微分（Ｓ’）が０となるときである。
【数７】
2018083206.tif 000009
を解くことで、
【数８】
2018083206.tif 000010
になる。
【００３４】
図３は、実施の形態に係るタングステンメッシュ１０のメッシュ数ｘに対する表面積Ｓを示す図である。具体的には、一辺の長さＬが１［ｉｎｃｈ］＝２５．４［ｍｍ］であり、タングステン線１１の線径ｄが１３［μｍ］の場合を示している。
【００３５】
図３に示すように、上記式（３）に基づいて、メッシュ数ｘは、９１３以上１９５３以下となる。なお、メッシュ数ｘが９１３の場合、目開きＡは１４．８μｍとなる。メッシュ数ｘが１９５３の場合、目開きＡは０μｍとなる。
【００３６】
また、タングステンメッシュ１０の表面積Ｓが最大となるときのメッシュ数ｘは、上記式（４）に基づいて、１４３３になる。
【００３７】
ここで、上記式（３）で示される条件を線径ｄと目開きＡとの関係で表すと、式（１）と式（３）とに基づいて、
【数９】
2018083206.tif 000011
となる。つまり、目開きＡは、線径ｄの（π−２）倍（≒１．１４倍）以下となる。
【００３８】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０は、メッシュ状に製網された複数のタングステン線１１を備えるタングステンメッシュであって、タングステンメッシュ１０を平面視した場合、一辺がＬ［μｍ］の正方形の領域において、当該一辺に沿って並ぶメッシュ数をｘ［個］、前記タングステン線の線径をｄ［μｍ］とした場合、上記式（３）を満たす。
【００３９】
これにより、タングステンメッシュ１０の表面積を同サイズの平板よりも大きくすることができる。このため、タングステンメッシュ１０をタングステンの性質を利用して、様々な機能を発揮し、様々な用途に利用することができる。
【００４０】
例えば、タングステンは伝熱性に優れているので、タングステンメッシュ１０を放熱シートとして利用することができる。このとき、タングステンメッシュ１０は柔軟性を有するので、比較的自由に曲げることができる。このため、放熱させたい部材に巻き付けるなどしてタングステンメッシュ１０を容易に取り付けることができる。
【００４１】
図４は、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０を巻きつけた電球型ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ランプ１００の模式図である。タングステンメッシュ１０は、図４に示すように、電球型ＬＥＤランプ１００の筐体１１０の周りに巻きつけて取り付けることができる。タングステンメッシュ１０の周囲に沿ってロウ付けすることで、タングステンメッシュ１０を筐体１１０に固定することができる。タングステンメッシュ１０の表面積が同サイズの平板より大きいので、放熱効果が高くなる。
【００４２】
また、タングステンメッシュ１０を折り曲げることにより自由に変形させることができるので、筐体１１０の形状に合わせてタングステンメッシュ１０を取り付けることができる。したがって、筐体１１０とタングステンメッシュ１０との密着性を増すことができるので、放熱性を更に高めることができる。
【００４３】
タングステンはステンレスなどに比べて融点が十分に高いので、高温環境下での放熱を行うことができる。なお、高温環境下では、ロウが溶けるので、ビスなどを利用して対象物にタングステンメッシュ１０を固定してもよい。タングステンメッシュ１０を対象物にの取り付ける手段については、特に限定されない。
【００４４】
また、タングステンは導電性に優れているので、タングステンメッシュ１０を電池の電極などにも利用することができる。図５は、本実施の形態に係るタングステンメッシュ１０を電極として備える電池２００の構成を示す模式図である。
【００４５】
電池２００は、図５に示すように、容器２１０と、電解質２２０と、正極２３０と、負極２４０とを備える。電池２００は、正極２３０と負極２４０との間に負荷２０１を接続した場合に、電流を負荷２０１に供給する。電池２００は、一次電池、二次電池又は燃料電池などである。
【００４６】
本実施の形態では、電池２００は、タングステンメッシュ１０を正極２３０及び負極２４０として備える。なお、正極２３０及び負極２４０の一方のみにタングステンメッシュ１０が用いられていてもよい。
【００４７】
タングステンメッシュ１０の表面積が大きいので、電解質２２０との接触面積が大きくなる。これにより、電解質２２０との反応性を高めることができる。
【００４８】
また、例えば、複数のタングステン線１１の線径は、３０μｍ以下である。
【００４９】
これにより、タングステン線１１が十分に細いので、タングステンメッシュ１０が曲げやすくなる。また、極細のタングステン線１１であっても十分な強度が確保されるので、タングステンメッシュ１０の強度も十分に高い。
【００５０】
また、例えば、ｘは、上記式（４）を満たしてもよい。
【００５１】
これにより、タングステンメッシュ１０の表面積を最大にすることができる。したがって、放熱用途に用いた場合の放熱性、及び、電池２００の電極として用いた場合の電解質２２０との反応性を十分に高めることができる。
【００５２】
（その他）
以上、本発明に係るタングステンメッシュ及び電池について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、上記の実施の形態では、タングステンメッシュ１０の開口１２が正方形である例について示したが、これに限らない。すなわち、タテ糸の間隔（横方向の目開き）とヨコ糸の間隔（縦方向の目開き）とは異なっていてもよい。この場合、各々の目開きが、上述した式（５）を満たしてもよい。
【００５４】
また、例えば、上記の実施の形態では、タングステンメッシュ１０の複数のタングステン線１１の線径が互いに同じである例について示したが、これに限らない。例えば、タテ糸として用いるタングステン線１１の線径と、ヨコ糸として用いるタングステン線１１の線径とは異なっていてもよい。この場合、例えば、タテ糸の線径と横方向のメッシュ数とが上述した式（３）又は（４）を満たしている。あるいは、ヨコ糸の線径と縦方向のメッシュ数とが上述した式（３）又は（４）を満たしていてもよい。縦方向及び横方向のそれぞれで、上述した式（３）又は（４）を満たしていてもよい。
【００５５】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  タングステンメッシュ
１１  タングステン線
２００  電池
【図１】
2018083206.tif 000015
【図２】
2018083206.tif 000016
【図３】
2018083206.tif 000017
【図４】
2018083206.tif 000018
【図５】
2018083206.tif 000019