(57)【要約】【課題】  防水防塵通気材として、安価で利便性に優れた通気性を備えた焼結合金を提供する。【解決手段】  通気孔を有する焼結合金本体１に、撥水性を向上するフッ素樹脂などのコーティング層３を設ける。撥水性が向上し、気孔３より大きな水滴をはじき、該水滴が気孔３に入り難くなり、水滴状態の水は焼結合金本体１を通過することがなく、一方、気孔３に比べて大幅に小さい水蒸気は通過することができる。したがって、空気及び水蒸気を通し、水滴状態の水の通過を防止するフィルタが得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気孔を有する焼結合金本体に、撥水性を向上する撥水処理を施したことを特徴とする通気性を備えた焼結合金。
【請求項２】
前記焼結合金本体の開放気孔率が３０％以上であることを特徴とする請求項１記載の通気性を備えた焼結合金。
【請求項３】
前記撥水処理が撥水性コーティング層を設けることであることを特徴とする請求項１記載の通気性を備えた焼結合金。
【請求項４】
前記撥水性コーティング層がフッ素樹脂のコーティング層であることを特徴とする請求項３記載の通気性を備えた焼結合金。
【請求項５】
前記撥水性コーティング層がグリース類又はステアリン酸類のコーティング層であることを特徴とする請求項３記載の通気性を備えた焼結合金。
【請求項６】
前記焼結合金本体と水滴との接触角度を９０〜１８０度に設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の通気性を備えた焼結合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通気フィルタなどに用いられる通気性を備えた焼結合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
通気性を備えたフィルタとして、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）多孔質膜が知られており、自動車ランプや移動体通信機等に使用される防水防塵通気材（例えば特許公報１）として用いられている。また、自動車などにおいては、モータをケースに収納し、該ケース内の圧力を一定に保つため、ケースの内外を連通する部分に前記ＰＴＦＥ多孔質膜などからなるフィルタが設けられる。
【０００３】
一方、金属または合金から成る多孔質焼結体が、気体或いは液体を濾過するフィルタ等として利用されている（例えば特許公報２）。
【０００４】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜のフィルタは、一般的に前記多孔質焼結体に比べてコストが高く、その材質により組立作業性及び加工性に劣り、例えば、組立て時に所定箇所に圧入したり、接着したりして組み立てるには不向きであり、また、樹脂製や繊維であるから機械加工などを施すことができない。
【０００５】
一方、前記多孔質焼結体は、組立作業に制約を受けにくく、加工も容易で、前記多孔質膜に比べてコストも安価である。しかし、これまでの多孔質焼結体は濾過用のフィルタとしては優れているが、防水防塵通気材として安定した性能を得ることができないため、この分野で十分に利用されていなかった。
【特許文献１】特開平１１−８０３９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２９１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、フィルタ用などの防水防塵通気材として、安価で利便性に優れた通気性を備えた焼結合金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】
【０００７】
請求項１の焼結合金は、通気孔を有する焼結合金本体に、撥水性を向上する撥水処理を施したものである。
【０００８】
また、請求項２の焼結合金は、前記焼結合金本体の開放気孔率が３０％以上である。
【０００９】
また、請求項３の焼結合金は、前記撥水処理が撥水性コーティング層を設けることである。
【００１０】
また、請求項４の焼結合金は、前記撥水性コーティング層がフッ素樹脂のコーティング層である。
【００１１】
また、請求項５の焼結合金は、前記撥水性コーティング層がグリース類又はステアリン酸類のコーティング層である。
【００１２】
また、請求項６の焼結合金は、前記焼結合金本体と水滴との接触角度を９０〜１８０度に設定するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、撥水処理を施すことにより、気孔より大きな水滴をはじき、該水滴が気孔に入り難くなり、水滴状態の水は焼結合金本体を通過することがなく、一方、気孔に比べて大幅に小さい水蒸気は通過することができる。したがって、空気及び水蒸気を通し、水滴状態の水の通過を防止することができる。
【００１４】
また、請求項２の構成によれば、空気及び水蒸気を良好に通すことができる。
【００１５】
また、請求項３の構成によれば、特殊な材料などを用いることなく、汎用的な焼結合金本体に、簡便に撥水処理を施すことができる。
【００１６】
また、請求項４の構成によれば、フッ素樹脂により撥水性を付与することができ、同時にごみなどが付着し難くなる。
【００１７】
また、請求項５の構成によれば、加熱によって溶液化、常温に戻せば固化するグリース類又はステアリン酸類により撥水性を付与することができる。
【００１８】
また、請求項６の構成によれば、接触角度が９０度以上であると、水滴がはじかれて気孔に侵入することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な構成を採用することにより、従来にない通気性を備えた焼結合金が得られ、その通気性を備えた焼結合金を夫々記述する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図７は本発明の第１実施例を示し、同図に示すように、金属を主体とする原料粉末を所定の配合組成に配合し、その原料粉末を混合する混合（Ｓｌ：ステップ１）処理を行った後、所定の圧力でプレスにより所定形状の圧粉体に成形（Ｓ２）し、この圧粉体を焼結（Ｓ３）することにより、焼結合金本体１を形成し、図２の断面説明図に示すように、この焼結合金本体１の表面に撥水処理（Ｓ４）を施す。この撥水処理（Ｓ４）としては、焼結合金本体１の撥水性を向上する撥水性コーティング層２を設けることにより行われる。尚、図２において、焼結合金本体１は、対向する表面１Ａ，１Ｂの間に連通する気孔３を備える。
【００２１】
図３に示すように、前記撥水性コーティング層２に置ける水滴101との接触角度θは、前記焼結合金本体１自身の材料によって形成される表面における接触角度より大きく、前記接触角度θは９０〜１８０度（９０度以上、１８０度以下）である。このように撥水性コーティング層２により焼結合金本体１の撥水性を向上することにより、焼結合金本体１への水の侵入を防止できる。これを図４を用いて説明すると、同図は焼結合金本体１の表面の拡大説明図であり、図４（Ａ）は水の表面張力により発生する水滴101の接触角度θが９０〜１８０度の範囲にある１３５度、図４（Ｂ）は水滴101の接触角度θが９０度未満である４５度であり、図４（Ａ）のように、接触角度θが大きいと、表面張力により、気孔３における水滴101の気孔側表面102が球状となり、気孔側表面102側が焼結合金本体１の外側に引かれ、これ以上内部に侵入することがなく、一方、図４（Ｂ）のように、接触角度θが小さいと、前記気孔側表面102が平坦状となり、水滴101が気孔３内に流れ込み易くなる。
【００２２】
前記焼結合金本体１は、好ましくは開放気孔率（表面に通じている気孔３の割合）が３０％以上であり、３０％以上とすることにより、空気及び水蒸気の通過を許容するフィルタ機能が得られる。尚、水滴101の大きさは、５０〜５０００μｍ、空気及び水蒸気の大きさは１〜２オングストロームであり、気孔３の大きさは０．０１〜５０μｍ程度であり、通気性を確保する上で、好ましい気孔３の大きさは１〜４５μｍである。
【００２３】
前記撥水性コーティング層２を、フッ素樹脂のコーティング層とすることができ、フッ素樹脂として、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））、四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ（テフロン（登録商標））又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ（テフロン（登録商標））などが例示される。
【００２４】
前記フッ素樹脂コーティング層は、フッ素樹脂塗料を焼結合金本体１の表面に、刷毛などを用いて塗布して形成され、例えば、そのフッ素樹脂のコーティング層の厚さＴは、１〜３０μｍとする。理由は、その厚さＴが１μｍ未満では、焼結合金への付着が不十分でコーティング層がはがれ易く、３０μｍを越えると、気孔３に流れ込み易く通気性を悪くするから、上記の範囲が好ましい。
【００２５】
また、前記撥水性コーティング層２を、グリース類のコーティング層とすることができ、グリース類として、金属石けん型グリース、非石けん型グリースが例示され、さらに、前記金属石けん型グリースとして、カルシウム石けんグリース、カルシウムコンプレックスグリース、アルミニウムコンプレックスグリース、リチュウム石けんグリース、リチュウムコンプレックスグリースなどが例示され、前記非石けん型グリースとして、ポリウレアグリース、ＰＴＦＥグリースなどが例示され、使用条件などにより適宜選定される。前記グリース類コーティング層は、４０〜１００℃に加熱することで溶液化し、焼結合金本体１の表面に、スプレーなどを用いて塗布して形成、あるいは冷却した焼結合金本体１をざぶ漬けするなどで形成され、例えば、そのグリース類のコーティング層の厚さＴは、０．１〜１０μｍとする。理由は、その厚さＴが０．１μｍ未満では、焼結合金の付着が不十分でコーティング層が温度上昇によって取れ易く、１０μｍを越えると気孔３へ流れ込み易く通気性を悪くするから、上記の範囲が好ましい。
【００２６】
さらに、前記撥水性コーティング層２を、ステアリン酸類のコーティング層とすることができ、ステアリン酸類として、ステアリン酸，ステアリン酸金属塩やステアリン酸エステルが例示され、さらに、前記ステアリン酸金属塩として、ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カリウム，ステアリン酸コバルト（ＩＩ），ステアリン酸スズ（ＩＶ），ステアリン
酸ナトリウム，ステアリン酸鉛（ＩＩ），ステアリン酸ビニル，ステアリン酸マグネシウ
ムなどがステアリン酸マンガン（ＩＩ）が例示され、前記ステアリン酸エステルとして、
ステアリン酸メチルなどが例示され、使用条件などにより適宜選定される。前記ステアリン酸類コーティング層は、ステアリン酸類塗料を焼結合金本体１の表面に、刷毛などを用いて塗布して形成され、例えば、そのステアリン酸類のコーティング層の厚さＴは、０．１〜１０μｍとする。理由は、その厚さＴが０．１μｍ未満では、焼結合金への付着が不十分でコーティング層が取れ易く、１０μｍを越えると気孔３へ流れ込み易く通気性を悪くするから、上記の範囲が好ましい。
【００２７】
加えて、撥水性コーティング層２には、焼結合金本体１の表面の撥水性を向上するものであれば、各種のものを用いることができ、例えば、他に油などを用いることができる。
【００２８】
焼結合金１には、好ましくは銅あるいは銅合金原料粉末を用い、試験品として、焼結合金本体１は、銅−１９mass％すずの青銅合金粉を用い、５０ＭＰａで成形後、７９０℃で水素気流中で焼結し、開放気孔率が４５％、実験１では、焼結合金本体１の形状は、直径６ｍｍの円板状で、厚さは２．５ｍｍとした。また、実験２では、焼結合金本体１の形状は、直径８ｍｍの円板状で、厚さは１．５ｍｍとした。
【００２９】
また、撥水性コーティング層２として、試験品１には、厚さＴが平均１０μｍのＰＴＦＥのコーティング層を設け、試験品２には、厚さＴが平均２μｍのステアリン酸のコーティング層を設けた。
【００３０】
試験装置の概略を図５に示すと、容器本体111内を仕切るように、前記試験品１，２を配置して、容器本体111の一方を第１収納部112、他方を第２収納部113に形成し、それら収納部112，113の圧力差を設定する圧力設定装置114を設ける。
【００３１】
図６に実験１、図７に実験２の結果を示し、それら実験１，２では、第１及び第２収納部112，113に空気を入れ、圧力設定装置114により、第１収納部112との第２収納部113との圧力差を0.2気圧、0.23気圧、0.44気圧とした場合、各試験品１，２は、十分な通気性を備えることが判る。
【００３２】
次に、第１収納部112に水を入れ、空気の入った第２収納部113の気圧を下げ、水が試験品１，２を通過して第２収納室113側に移動する際の両収納室112，113の気圧差を測定した。試験１，２の試験品１，２とも、気圧差が０．２気圧になるまで、水が通過することがなく、必要な防水性が得られることが判った。
【００３３】
これら実験などを通して、従来の繊維系のフィルタ（従来品）と、本発明品との対比を下記の表１に示す。尚、表１における本発明品であるＰＴＦＥ焼結体は撥水性コーティング層２がＰＴＦＥ、ＳＴ焼結体は撥水性コーティング層２がステアリン酸のものを示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
上記表１に示すように、ＰＴＦＥ焼結体及びＳＴ焼結体は、撥水性、防水性及び通気性において、繊維系の従来品と同等に性能を得ることができ、加えて焼結合金本体を用いるから、加工性に優れ、組立箇所への圧入や接着などが可能となり、交換が必要になった場合も簡単に交換することができ、交換回収したものは気孔３に詰まった塵を除去して再利用することができる。また、焼結合金本体１は強度的にも優れ、さらに、熱伝導率が大きいという特性を有し、メンテナンスも容易で、塵、埃が付着しても除去が容易である。特に、製品コストが安価になる利点を有する。尚、焼結合金本体１の材質を選定することにより、耐食性を向上することができる。また、撥水性コーティング層を選定することにより、撥水性を調整し、防水性などのフィルタ性能を設定することができ、例えば、ケースに設けた孔にフィルタとして設けることにより、塵や水滴101の侵入を防止しながら、その通気性により温度変化によるケース内の圧力を外部の気圧の戻すことができる。
【００３６】
このように本実施例では、請求項１に対応して、通気孔を有する焼結合金本体１に、撥水性を向上する撥水処理を施したから、撥水処理を施すことにより、気孔３より大きな水滴101をはじき、該水滴101が気孔３に入り難くなり、水滴状態の水は焼結合金本体１を通過することがなく、一方、気孔３に比べて大幅に小さい水蒸気は通過することができる。したがって、空気及び水蒸気を通し、水滴状態の水の通過を防止することができる。
【００３７】
また、このように本実施例では、請求項２に対応して、焼結合金本体１の開放気孔率が３０％以上であるから、空気及び水蒸気を良好に通すことができる。
【００３８】
また、このように本実施例では、請求項３に対応して、撥水処理が撥水性コーティング層２を設けることであるから、特殊な材料などを用いることなく、汎用的な焼結合金本体１に、簡便に撥水処理を施すことができる。
【００３９】
また、このように本実施例では、請求項４に対応して、撥水性コーティング層２がフッ素樹脂のコーティング層であるから、フッ素樹脂により撥水性を付与することができ、同時にごみなどが付着し難くなる。
【００４０】
また、このように本実施例では、請求項５に対応して、撥水性コーティング層２がグリース類又はステアリン酸類のコーティング層であるから、グリース類又はステアリン酸類により撥水性を付与することができ、同時に錆が発生し難くなる。
【００４１】
また、このように本実施例では、請求項６に対応して、結合金本体１と水滴101との接触角度θを９０〜１８０度に設定するから、接触角度θが９０度以上であると、水滴101がはじかれて気孔に侵入することを防止できる。
【００４２】
また、実施例上の効果として、フィルタとして用いた焼結合金の気孔３にカーボンなどが詰まって目詰まりが発生した場合は、焼結合金を焼いて再利用することも可能である。また、撥水処理を施すことにより焼結合金本体１の通水性を下げるから、撥水処理により水が通り難くなり、防水性が向上することができる。また、撥水性コーティング層の材質や厚さを設定することにより、撥水性能を調整することにより、通水性を設定調整し、所望の性能を備えた通気性フィルタを得ることができる。
【実施例２】
【００４３】
図８は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、撥水性コーティング層２が気孔３内にも形成されており、前記フッ素樹脂塗料やステアリン酸類塗料に焼結合金本体１を含浸することにより、気孔３内にも撥水性コーティング層２が形成され、この例においても、上記第１実施例と同様な作用・効果を奏する。
【００４４】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、原料粉末は各種のものを用いることができる。また、焼結合金本体の形状も適宜選定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施例を示せ製造工程のフローチャート図である。
【図２】同上、焼結合金の断面説明図である。
【図３】同上、焼結合金の表面側の断面図である。
【図４】同上、焼結合金の表面側の断面図であり、図４（Ａ）は水滴の接触角度が９０度以上、図４（Ｂ）は水滴の接触角度が９０度未満の場合を示す。
【図５】同上、試験装置の断面説明図である。
【図６】同上、試験１における通気性を示すグラフ図である。
【図７】同上、試験１における通気性を示すグラフ図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す焼結合金の断面説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  焼結合金本体
２  撥水性コーティング層
３  気孔
101  水滴
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005105324.tif 000006
【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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