(57)【要約】【課題】本発明は、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターとして利用可能な金属多孔体を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る金属多孔体は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、ニッケルとスズとを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体、である。前記金属多孔体は、Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、
ニッケルとスズとを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体。
【請求項２】
Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下である請求項１に記載の金属多孔体。
【請求項３】
請求項１に記載の金属多孔体を用いたフィルター。
【請求項４】
三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法であって、
前記金属多孔体のスズ含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体、前記金属多孔体を用いたフィルター、及び金属多孔体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭発電やゴミ焼却炉からの排ガス用など高温環境下で使用されるフィルターとしては、耐熱性有機繊維やガラス繊維を基材とするものや、セラミックス製のものが知られている。
【０００３】
例えば、特許第３９８９７９７号公報（特許文献１）には、耐熱性有機繊維からなる基材にアルカリ性物質含有樹脂組成物を固着した耐熱性フィルターが記載されている。これにより、高温下で長期間使用しても引張強力、耐折強度の低下が少なく、さらには、破損しにくい耐熱性フィルターが得られるとされている。
【０００４】
また、特開２００７−１７５５６７号公報（特許文献２）には、耐熱性有機繊維とガラス繊維とを含む不織布において、耐熱性有機繊維が少なくとも延伸糸からなるポリフェニレンサルファイド繊維を含むとともに織物構造体を含んで構成される耐熱性フィルター材が記載刺されている。この耐熱性フィルター材は、ゴミ焼却炉、石炭ボイラー、金属溶鉱炉などから排出される高温のガス中に含まれるダストを高い捕集効率で濾過できるとされている。
【０００５】
また、特許第４２６９５１４号公報（特許文献３）には、炭化ケイ素系のセラミックス繊維により強化された酸化物セラミックスの複合材から構成された高温集塵用セラミックフィルターについて記載されている。このセラミックフィルターは、発電システムにおけるガス雰囲気（加圧流動床複合発電：約９００℃、１〜１．５ＭＰａ、酸化性ガス；石炭ガス化複合発電システム：約５００℃、２〜３ＭＰａ、還元性ガス）での長期間（最低１年間）の耐久性、逆洗ガスに対する高い熱衝撃性及び高い信頼性も有するとされている。
【０００６】
上記の従来のフィルターは高温環境下で使用可能であるとされているものの、延性がないため割れやすく、各種フィルターの構造に対応させるための成形が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９８９７９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５５６７号公報
【特許文献３】特許第４２６９５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
延性を有していて曲げに強く、成形性も良好なフィルターとしては、三次元網目状構造を有する樹脂成形体に金属めっきを施して作製した金属多孔体が挙げられる。しかしながら従来の金属多孔体は高温環境下で連続使用したところ、表面が酸化して脆くなってしまい、フィルター自体が崩れて発塵の原因となってしまった。
【０００９】
そこで、本発明は、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターとして利用可能な金属多孔体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】
【００１０】
本発明は上記課題を解決すべく以下の構成を採用する。
（１）即ち、本発明は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、ニッケルとスズとを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターとして利用可能な金属多孔体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】熱処理前の金属多孔体２〜４の引張試験の結果を表すグラフである。
【図１Ｂ】熱処理後の金属多孔体２〜４の引張試験の結果を表すグラフである。
【図２Ａ】熱処理前の金属多孔体２〜４の圧縮試験の結果を表すグラフである。
【図２Ｂ】熱処理後の金属多孔体２〜４の圧縮試験の結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明に係る金属多孔体は、フィルター用の三次元網目状構造を有する金属多孔体であって、ニッケル（Ｎi）とスズ（Ｓn）とを含み、前記スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下である金属多孔体、である。
なお、以下では「三次元網目状構造を有する金属多孔体」のことを単に「金属多孔体」とも記す。
【００１４】
上記（１）に記載の金属多孔体は従来の金属多孔体に比べて耐熱性に優れているため、例えば、９００℃程度の高温環境下に長期間曝されても脆くなることがない。また、金属材料からなるため機械的強度に優れると同時に加工性も良好であるため、従来のガラス繊維やセラミックス製のフィルターに比べて成形性に優れるという効果がある。また、延性を有していることにより曲げにも強く、例えば、常に振動するような場所にフィルター用の濾材として設置されても、振動によって割れたれたり、劣化したりすることがないという効果も有する。
なお、上記本発明の金属多孔体は、スズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下であり、残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的不純物として他の金属成分を含んでいても構わない。また、耐熱性、機械的強度、成形性に優れるという本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の成分を含有していても構わない。
【００１５】
（２）また、本発明の実施形態に係る金属多孔体は、Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下であることが好ましい。
本発明者等が種々検討を重ねた結果、金属多孔体中に金属間化合物としてＮi3Ｓnが形成されていると金属多孔体の強度が増して硬くなるものの脆くなってしまい、骨格が崩れて発塵の原因となってしまうことが見出された。このため、前記金属多孔体は骨格に含まれるＮi3Ｓnの割合を１０質量％以下とすることが好ましい。これにより、発塵性を抑制しつつ適度な機械的強度を保つことが可能となる。
【００１６】
（３）本発明に係るフィルターは、上記（１）又は上記（２）に記載の金属多孔体を用いたフィルターである。
上記（３）に記載のフィルターは、上記（１）又は上記（２）に記載の金属多孔体を用いることから、高温環境下でも長期間使用可能であり、機械的強度、成形性に優れるフィルターである。
【００１７】
（４）本発明に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を、スズを含む導電処理材によって導電化処理する工程と、前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、前記樹脂成形体を除去する工程と、前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、前記金属多孔体のスズ含有量が１質量％以上、１５質量％以下である。
上記（４）に記載の発明により、前記本発明の実施形態に係る金属多孔体を製造することができる。また、スズを含む導電処理材を用いることからスズをめっきする工程が不要であり、めっき工程を減らし、製造コストを低減させることができる。
【００１８】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る金属多孔体の具体例を以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００１９】
＜金属多孔体＞
本発明の実施形態に係る金属多孔体は、三次元網目状構造を有する金属多孔体であってフィルターの濾材として用いられるものである。金属多孔体の骨格構造を三次元網目状構造にするためには、例えば、後述するように、三次元網目状構造を有する樹脂多孔体の表面にニッケルとスズをめっきするという方法により金属多孔を製造すればよい。
【００２０】
前記金属多孔体はニッケルとスズとを含み、スズの含有量は１質量％以上、１５質量％以下である。スズの含有量が１質量％未満であると金属多孔体の耐熱性を向上させるという効果が充分に得られなくなる。また、スズの含有量が１５質量％を超えると、後述するように金属多孔体の製造工程において金属間化合物であるＮi3Ｓnが形成されてしまうことにより金属多孔体が脆くなってしまい、金属多孔体の骨格が崩れて発塵の原因となってしまう。このような観点から、前記金属多孔体におけるスズの含有量は３質量％以上、１０質量％以下であることがより好ましい。
【００２１】
前述のように金属多孔体の骨格中にはＮi3Ｓnが含有されていないことが好ましいが、金属多孔体の製造工程において骨格中にＮi3Ｓnが形成されてしまう場合もある。その場合には、金属多孔体の骨格中におけるＮi3Ｓnの含有量は１０質量％以下であることが好ましい。Ｎi3Ｓnの含有量が１０質量％以下であることにより、６００℃程度の高温環境下で金属多孔体を長期間使用した場合にも脆化の進行を抑制することができるため好ましい。
なお、金属多孔体におけるＮi3Ｓnの含有量（質量％）は、例えば、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により測定し、ピーク強度の比率からＲＩＲ（Ｒeference Ｉntensity Ｒatios）法によって定量することができる。
【００２２】
前述のように、スズ以外の残余の金属成分はニッケルであることが好ましいが、不可避的に不純物を含有していたり、あるいは、本発明の金属多孔体の効果を損なわない範囲において意図的に他の金属成分を含有していたりいても構わない。
他の金属成分を意図的に含有させる場合としては、例えば、耐熱性や機械的強度を向上させることを目的として、クロム（Ｃr）、タングステン（Ｗ）を含有させてもよい。
【００２３】
前記金属多孔体の大きさ、厚み、金属目付量、セル径は特に限定されるものではなく、フィルターの濾材として使用した場合に捕集目的となるものの大きさに合わせて適宜変更すればよい。
例えば、５０μｍ以上の粉塵を大気中から捕集する場合には、厚みが５．５ｍｍ以上、平均セル径が１３００μｍ以下の金属多孔体を使用することで９割以上の粉塵を捕集することができる。特に、５０μｍ程度の粉塵の場合には、厚みが５．５ｍｍ、平均セル径が９００μｍの金属多孔体では９７％、厚みが５．５ｍｍ、平均セル径が７００μｍの金属多孔体では９８％という高効率で捕集することが可能である。
【００２４】
＜フィルター＞
本発明の実施形態に係るフィルターは前記本発明の実施形態に係る金属多孔体を使用するものである。捕集対象は特に限定されず、例えば、ディーゼルエンジン用の排ガスフィルター、オイルミストトラップ、循環炉用の粉じん捕集フィルターなどが挙げられる。また、捕集対象によっては、使用後にフィルターを洗浄するなどして再生させることも可能である。
なお、本発明の実施形態に係るフィルターは高温環境下において長期間使用しても、脆化したり、延性等の機械的特性が低下したりすることがなく、そのような環境下において好ましく用いることができるものであるが、高温環境以外の環境下で用いるフィルターとしても当然利用可能である。
【００２５】
＜金属多孔体の製造方法＞
本発明の実施形態に係る金属多孔体は、前述の金属多孔体の製造方法によって製造することができるが、その他にも、例えば、次の（ｉ）又は（ii）に記載の方法によって製造することができる。
（ｉ）三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体の表面にスズめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記スズめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
【００２６】
（ii）三次元網目状構造を有する樹脂成形体の表面を導電化処理する工程と、
前記樹脂成形体の表面にスズめっき層を形成する工程と、
前記スズめっき層を形成した樹脂構造体の表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
前記樹脂成形体を除去する工程と、
前記ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体を熱処理してニッケルとスズとを拡散させる工程と、
を含む金属多孔体の製造方法。
【００２７】
前記（ｉ）に記載の製造方法と、前記（ii）に記載の製造方法とは、樹脂成形体の表面にニッケルとスズとをめっきする順序が異なるのみであるが、本発明の実施形態に係る金属多孔体を得るためにはスズのめっき量を少なくする必要があるため、めっき後のハンドリングを考慮すると、ニッケルを多量にめっきする前記（ｉ）に記載の製造方法の方が好ましい。また、前記（ｉ）又は（ii）に記載の製造方法においてスズの添加量は、最終的に得られる金属多孔体のスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となる添加量にすればよい。
【００２８】
以下に、前記製造方法についてより詳細に説明する。
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体としては多孔性のものであればよく公知又は市販のものを使用でき、樹脂製の発泡体、不織布、フェルト、織布などを用いることができる。また、必要に応じてこれらを組み合わせて用いることもできる。素材としては特に限定されるものではないが、金属をめっきした後焼却処理により除去できるものが好ましい。また、樹脂成形体の取扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れるので柔軟性のある素材であることが好ましい。
【００２９】
前記樹脂成形体としては樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体としては発泡ウレタン、発泡スチレン、発泡メラミン樹脂等が挙げられるが、これらの中でも、特に多孔度が大きい観点から、発泡ウレタンが好ましい。
【００３０】
樹脂成形体の多孔度は限定的でなく、通常６０％以上、９７％以下程度、好ましくは８０％以上、９６％以下程度である。樹脂成形体の厚みは限定的でなく、捕集対象に応じて適宜決定されるが、通常３００μｍ以上、５０００μｍ以下程度、好ましくは４００μｍ以上、２０００μｍ以下程度とすればよい。
以下では、三次元網目状構造を有する樹脂成形体として発泡状樹脂を用いた場合を例にとって説明する。
【００３１】
（導電化処理）
導電化処理は、樹脂成形体の表面に導電性を有する層を設けることができる限り、特に限定されるものではない。導電性を有する層（導電被覆層）を構成する材料としては、例えば、ニッケル、銅、スズ、タングステン、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボン粉末等が挙げられる。
導電化処理の具体例としては、例えば、ニッケル、スズなどの金属を用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリングや蒸着・イオンプレーティングなどの気相処理等が好ましく挙げられる。また、ステンレススチール等の合金金属、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂成形体の表面に塗着する処理が好ましく挙げられる。
【００３２】
ニッケルを用いた無電解めっき処理は、例えば、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に発泡状樹脂を浸漬することによって行うことができる。必要に応じて、めっき浴浸漬前に、樹脂成形体を微量のパラジウムイオンを含む活性化液（カニゼン社製の洗浄液）等に浸漬してもよい。
【００３３】
ニッケルやスズを用いたスパッタリング処理としては、例えば、基板ホルダーに樹脂成形体を取り付けた後、不活性ガスを導入しながら、ホルダーとターゲット（ニッケル又はスズ）との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケル又はスズに衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子又はスズ粒子を樹脂成形体表面に堆積すればよい。
【００３４】
カーボン粉末等の導電性塗料を塗布する場合には、前記樹脂成形体の表面に導電性を有する粉末（例えば、ステンレススチール等の金属材料の粉末、結晶質のグラファイト、非晶質のカーボンブラック等のカーボンの粉末）とバインダとの混合物を塗着する方法等が挙げられる。また、このときに、スズ粉末とカーボン粉末とを用いて、スズ粉末の量を金属多孔体におけるスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるようにすれば、後のスズめっき工程は不要である。
【００３５】
導電被覆層の目付量（付着量）は、後の工程のニッケルめっきやスズめっきの目付け量と合わせた最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
導電被覆層にニッケルを用いる場合は樹脂成形体表面に連続的に形成されていればよく、目付量は限定的でないが、通常５ｇ/ｍ2以上、１５ｇ/ｍ2以下程度、好ましくは７ｇ/ｍ2以上、１０ｇ/ｍ2以下程度とすればよい。
【００３６】
（電解ニッケルめっき処理）
電解ニッケルめっき処理は、常法に従って行えばよい。電解ニッケルめっき処理に用いるめっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができ、例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。
前記の無電解めっきやスパッタリングにより表面に導電層を形成された樹脂構造体をめっき浴に浸し、樹脂構造体を陰極に、ニッケル対極板を陽極に接続して直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電層上に、さらにニッケルの被覆を形成することができる。
電解ニッケルめっき層の目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
【００３７】
（スズめっき工程）
ニッケルめっき層を形成した樹脂構造体の表面にスズめっき層を形成する工程は、例えば、次のようにして行うことができる。すなわち、硫酸浴として、硫酸第一スズ ５５ｇ/Ｌ、硫酸 １００ｇ/Ｌ、クレゾールスルホン酸 １００ｇ/Ｌ、ゼラチン ２ｇ/Ｌ、βナフトール １ｇ/Ｌの組成のめっき浴を用意し、陰極電流密度を２Ａ/ｄｍ2、陽極電流密度を１Ａ/ｄｍ2以下とし、温度を２０℃、攪拌（陰極揺動）を２ｍ/分とすることでスズめっきを行うことができる。
スズめっきの目付量は、金属多孔体の最終的な金属組成としてスズの含有量が１質量％以上、１５質量％以下となるように調整すればよい。
【００３８】
スズめっきの密着性を向上させるため、直前にストライクニッケルめっきを行って、金属多孔体表面の酸化被膜を除去し、乾燥させずに濡れたままスズめっき液に投入することが望ましい。これによりめっき層の密着性を高めることができる。
ストライクニッケルめっきの条件は、例えば次のようにすることができる。すなわち、ウッドストライクニッケル浴として、塩化ニッケル ２４０ｇ/Ｌ、塩酸（比重１．１８程度のもの） １２５ｍｌ/Ｌの組成のものを用意し、温度を室温にして、陽極にニッケルまたはカーボンを用いることで行うことができる。
【００３９】
以上のめっき手順をまとめると、エースクリーンによる脱脂（陰極電解脱脂５Ａ/ｄｍ2×１分）、湯洗、水洗、酸活性（塩酸浸漬１分）、ウッドストライクニッケルめっき処理（５〜１０Ａ/ｄｍ2×１分）、洗浄して乾燥させずにスズめっきへ処理、水洗・乾燥、となる。
【００４０】
（めっき時のめっき液の循環）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体のような基材へのめっきは、一般的に内部へ均一にめっきすることが難しい。内部への未着を防いだり、内部と外部のめっき付着量の差を低減したりするために、めっき液を循環させることが好ましい。循環の方法としては、ポンプを使用したり、めっき槽内部にファンを設置したりするなどの方法がある。また、これらの方法を用いて樹脂成形体にめっき液を吹き付けたり、吸引口に樹脂成形体を隣接させたりすると、樹脂成形体の内部にめっき液の流れができやすくなって効果的である。
【００４１】
（樹脂成形体の除去）
表面に金属めっき層が形成された樹脂構造体から基材として用いた樹脂成形体を除去する方法は限定的でなく、薬品による処理や、焼却による燃焼除去の方法が挙げられる。焼却による場合には、例えば、６００℃程度以上の大気等の酸化性雰囲気下で加熱すればよい。
得られた金属多孔体を還元性雰囲気下で加熱処理して金属を還元することにより、ニッケルとスズとを含む金属多孔体が得られる。
【００４２】
（熱処理）
金属めっき後そのままでは、金属多孔体の骨格表面の大部分がニッケルにより形成されていることがあるため、熱処理を行ってスズ成分を拡散させることが必要である。スズの拡散は不活性雰囲気（減圧や、窒素・アルゴンなど）あるいは還元雰囲気（水素）で行うことができる。
この熱処理工程ではスズ成分をニッケルめっき層中に充分に拡散させて、金属多孔体骨格の表側と内側のスズの濃度比が、表側濃度/内側濃度が２/１以上、１/２以下の範囲になるようにすることが好ましい。前記濃度比は、より好ましくは３/２以上、２/３以下であり、更に好ましくは４/３以上、３/４以下であり、最も好ましくは均一に拡散させることである。
【００４３】
前記熱処理温度は、低すぎると拡散に時間がかかり、高すぎると軟化して自重で多孔体構造を損なう可能性があるため、３００℃以上、１２００℃以下の範囲で行うことが好ましい。なお、金属多孔体中のスズの濃度が１５質量％を超えている場合には、この熱処理工程において脆い金属間化合物であるＮi3Ｓnが形成されてしまう。このため、前述の各製造工程においては、最終的な金属多孔体におけるスズの含有量が１５質量％以下となるように調整をする必要がある。前記熱処理温度は、より好ましくは５００℃以上、１１５０℃以下であり、更に好ましくは７００℃以上、１１００℃以下である。
【００４４】
なお、ニッケル多孔体の製造方法については、たとえば特開平０４−００２７９５号公報や特開平０８−０６９８０１号公報などに、ニッケル−スズ多孔体の製造方法については特開２０１２−１３２０８３号公報やＳＥＩテクニカルレビュー・第１８１号・１２９頁−１３２頁（２０１２年７月）に開示されている。
【００４５】
（金属目付量）
導電被覆層、ニッケルめっき層、スズめっき層を形成した後の金属目付量の合計量としては、好ましくは２００ｇ/ｍ2以上、２０００ｇ/ｍ2以下である。より好ましくは３００ｇ/ｍ2以上、１２００ｇ/ｍ2以下であり、更に好ましくは４００ｇ/ｍ2以上、１０００ｇ/ｍ2以下である。金属目付量の合計量を２００ｇ/ｍ2以上とすることで金属多孔体の強度を充分にすることができる。また、金属目付量の合計量を２０００ｇ/ｍ2以下とすることで、フィルターとして用いた場合の圧力損失が大きくなりすぎることを抑制することができる。
【００４６】
（金属多孔体の組成の確認）
誘導結合プラズマ（Ｉnductively ＣoupledＰlasma：ＩＣＰ）を利用した定量測定を行い、含有元素の質量％を求めることができる。
【００４７】
（スズの拡散確認）
金属多孔体について、断面からのエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅnergy ＤispersiveＸ-ray spectroscopy：ＥＤＸ）測定を行い、骨格表側と骨格内側のスペクトルを比較することにより、スズの拡散状態を確認することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明の金属多孔体等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
＜金属多孔体の製造＞
［金属多孔体１］
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理）
三次元網目状構造を有する樹脂成形体として、２．０ｍｍ厚のポリウレタンシート（セル数２７〜３３個/inch、平均セル径９００μｍ、気効率９４体積％）を用いた。このポリウレタンシートの表面を導電化するために、粒径０．０１〜０．２μｍの非晶性炭素であるカーボンブラック１００ｇを０．５Ｌの１０％アクリル酸エステル系樹脂水溶液に分散した導電性塗料を作製した。そして、前記ポリウレタンシートを前記塗料に連続的に漬け、ロールで絞った後に乾燥させることで前記ポリウレタンシータに導電化処理を施した。これによりポリウレタンシート（三次元網目状構造を有するシート状の樹脂成形体）の表面に導電被覆層が形成された。
【００５０】
（ニッケルめっき）
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け３４２ｇ/ｍ2のニッケルめっきを施し、ニッケルめっき層を形成した。めっき液としては、スルファミン酸ニッケルめっき液を用いた。スルファミン酸浴は、スルファミン酸ニッケル４５０ｇ/Ｌと硼酸３０ｇ/Ｌの濃度の水溶液で、ｐＨを４に調製した。そして、温度を５５℃とし、電流密度を２０ＡＳＤ（Ａ/ｄｍ2）としてニッケルめっきを行った。これによりニッケルを含む樹脂構造体が得られた。
【００５１】
（スズめっき）
上記で作製したニッケルを含む樹脂構造体の表面に目付け３．５ｇ/ｍ2のスズめっきを施し、スズめっき層を形成した。スズめっき液としては、水１０００ｇに対し、硫酸第一スズ５５ｇ/Ｌ、硫酸１００ｇ/Ｌ、クレゾールスルホン酸１００ｇ/Ｌ、ゼラチン２ｇ/Ｌ、βナフトール１ｇ/Ｌの組成としたものを使用した。また、めっき浴の浴温は２０℃とし、陽極電流密度は１Ａ/ｄｍ2とした。めっき液は陰極揺動により２ｍ/分となるように攪拌した。
【００５２】
（樹脂成形体の除去及び金属の拡散）
前記ニッケルとスズとを含む樹脂構造体を大気中１０００℃で１５分間加熱することによって基材（ポリウレタンシート）を燃焼除去した。このとき金属多孔体も一部酸化されるため、その後更に、還元（水素）雰囲気で１０００℃、２０分の条件で還元処理を行った。
ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズは満遍なく拡散していると考えられる。
【００５３】
［金属多孔体２］〜［金属多孔体７］
上記の［金属多孔体１］の製造において、出来上がりの金属多孔体の目付量が約３５０ｇ/ｍ2になるように、ニッケルめっき及びスズめっきの目付量を下記表１に示す通りにした以外は［金属多孔体１］と同様にして［金属多孔体２］〜［金属多孔体７］を製造した。
【００５４】
［金属多孔体８］
（三次元網目状構造を有する樹脂成形体の導電化処理）
［金属多孔体１］の製造において使用したポリウレタンシートを、スズ粉末を含む導電性塗料を用いて導電化処理した以外は［金属多孔体１］と同様にしてポリウレタンシートを導電化処理した。導電性塗料におけるスズ粉末の含有量は６質量％となるようにした。ポリウレタンシート表面のスズの目付けは１７．６ｇ/ｍ2となった。
（ニッケルめっき）
上記の様にして表面を導電化したポリウレタンシートに、目付け３３４ｇ/ｍ2のニッケルめっきを施してニッケルめっき層を形成した。ニッケルめっきは［金属多孔体１］の製造方法と同様の条件により行った。但し、電流密度は１Ａ/ｄｍ2となるようにし、また、めっき液は陰極揺動により２ｍ/分となるように攪拌した。
（樹脂成形体の除去及び金属の拡散）
上記で得られたニッケルとスズとを含む樹脂構造体について、基材の燃焼除去と金属の還元処理を、前記［金属多孔体１］の製造方法と同様にして行った。
得られた金属多孔体は、ＥＤＸスペクトル比較では表側・内側に差異はなく、スズは満遍なく拡散していると考えられる。
【００５５】
［金属多孔体９］〜［金属多孔体１０］
上記の［金属多孔体１］の製造において、出来上がりの金属多孔体の目付量が約３５０ｇ/ｍ2になるように、ニッケルめっき及びスズめっきの目付量を下記表１に示す通りにした以外は［金属多孔体１］と同様にして［金属多孔体９］〜［金属多孔体１０］を製造した。
なお、［金属多孔体１］〜［金属多孔体８］は実施例であり、［金属多孔体９］及び［金属多孔体１０］は比較例である。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
＜金属多孔体の評価＞
（Ｘ線回折法による測定）
Ｘ線回折法により上記で得た［金属多孔体１］〜［金属多孔体１０］の回折Ｘ線強度を測定し、ＲＩＲ法によって各金属多孔体におけるＮi3Ｓnの含有量を定量した。結果を表２に示す。
【００５８】
（加熱試験後の重量増加）
前記［金属多孔体１］〜［金属多孔体１０］をそれぞれ５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り取って試験片とし、重量を測定した。そして、これらの試験片を６００℃の大気下に１０００時間、静置した。
その後、各試験片を取り出して重量を測定し、金属が酸化したことによる重量変化を測定した。結果を表２に示す。
［金属多孔体１］〜［金属多孔体９］は加熱処理後に表面の色が黒っぽく変化したものの重量変化は少なく、酸化量が少ないことが確認された。また、［金属多孔体１０］は加熱処理後には黒色に変化しており、重量変化も大きく、酸化量が多いことが確認された。
【００５９】
（加熱試験後の発塵性）
上記のようにして熱処理を行った各試験片の表面を、金属へらで５回こすって、粉塵の発生の有無を調べた。結果を表２に示す。
［金属多孔体１］〜［金属多孔体８］は加熱処理後にも充分な強度と延性が保たれており、発塵性がないことが確認された。［金属多孔体９］は酸化量が少ないもののＮi3Ｓnが多く含まれているため脆く、金属へらでこするとこすった所の骨格が細かく崩れて粉塵が発生した。また、［金属多孔体１０］は酸化の進行により脆化しており、手で押さえただけで骨格が崩れてしまった。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
（引張試験）
前記熱処理（６００℃、１０００時間、大気下）を行う前と後の［金属多孔体２］〜［金属多孔体４］について引張試験を行った。熱処理前の結果を図１Ａに、熱処理後の結果を図１Ｂに示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は金属多孔体に加えた加重（Ｎ）を表し、横軸は金属多孔体の変位（ｍｍ）を表す。
金属多孔体中にＳnが多く含まれていると硬化する傾向にあり、熱処理前ではＳnの含有量が５質量％以上であると伸びが低下することが分かった。また、熱処理後の破断強度は熱処理前とあまり変わらず、伸びが低下する傾向にあることが分かった。
【００６２】
（圧縮試験）
前記熱処理（６００℃、１０００時間、大気下）を行う前と後の［金属多孔体２］〜［金属多孔体４］について圧縮試験を行った。熱処理前の結果を図２Ａに、熱処理後の結果を図２Ｂに示す。図２Ａ及び図２Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は金属多孔体に加えた加圧力（Ｎ）を表し、横軸は金属多孔体の変位（ｍｍ）を表す。
図２Ａより、熱処理前においては６０Ｎ付近で座屈変形し、Ｓnの濃度による差は小さいことが分かった。また、熱処理後においても同様の傾向がみられた。
【００６３】
＜フィルターの濾材としての評価＞
（粉塵捕集率）
上記［金属多孔体１］と同様にして、表３に示す通りの［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］を製造した。
【００６４】
【表３】
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セル数は、金属多孔体表面に長さ１インチの線を引いたときに、線と交差する最表面のセルの数を数えた数値であり、単位は個/インチである。また、平均セル径は、金属多孔体のセル数の逆数から求めた値である。なお、１インチは２．５４センチメートルとする。
【００６５】
得られた［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］をフィルターの濾材として用いて、５０μｍ、１５０μｍ、２００μｍの微粒子の捕集率を測定した。測定は、まず大気中の微粒子数をパーティクルカウンターで測定し、この大気を各フィルターに通した後、再びパーティクルカウンターにより微粒子数を測定し、捕集率を算出した。評価結果を表４に示す。
【００６６】
【表４】
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【００６７】
５０μｍ程度の粒子の場合には、金属多孔体の厚さを５ｍｍ程度とすると、平均セル径を１３００μｍ以下にすることで充分に捕集可能なことが分かった。
【００６８】
（圧力損失）
上記［金属多孔体１１］〜［金属多孔体１５］を用いて、各風量における圧力損失を測定した。結果を表５に示す。
【００６９】
【表５】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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