(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を解砕して細径の金属粉末を得、この金属粉末を酸化性雰囲気で加熱して酸化により粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせた酸化物の粉末とし、その酸化物の粉末を非酸化性雰囲気で加熱して還元することにより金属粉末とした後、その金属粉末を圧延ロールに供給して非酸化性雰囲気にて圧延することにより金属箔シートを作製することを特徴とする金属箔シートの製造方法。
【請求項２】
金属がニッケルであることを特徴とする請求項１記載の金属箔シートの製造方法。
【請求項３】
金属粉末を酸化性雰囲気で加熱温度７７３Ｋ〜１５８０Ｋ、加熱時間１分〜２時間を保持して酸化することにより、粉末粒子同士が焼結することなく鋭角部に丸味を持つ酸化物の粉末とすることを特徴とする請求項１又は２記載の金属箔シートの製造方法。
【請求項４】
酸化物の粉末を非酸化性雰囲気で加熱温度５７３Ｋ〜１２４０Ｋ、加熱時間１分〜６時間を保持して還元することにより、粉末粒子同士が焼結しない金属粉末とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属箔シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属粉末を用いて、例えば５０μｍ以下のような厚みの金属箔シートを高品質でしかも安価に作製できる金属箔シートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、５０μｍ以下のような薄い厚さの金属箔シートを製造することが行われている。このような金属箔シートは、二次電池の負極材の芯材、金属箔フィルター、金属箔のロウ材等として広く利用されるようになってきている。
【０００３】
金属箔シートを製造する方法としては、従来より、金属のインゴットを繰り返し圧延して金属箔シートを作製する方法、電解析出により金属箔シートを作製する方法、更には金属粉末を圧延して金属箔シートを作製する方法等が考えられている。
【０００４】
これ等の方法のうち、金属粉末を圧延して金属箔シートを作製する方法は、生産性が高いために有効な方法として注目されている。
【０００５】
金属粉末を圧延して金属箔シートを作製する方法は、例えば図４に示すように２本の圧延ロールａを水平横方向に近接して並設した双ロール式圧延装置を用いて、矢印方向に回転させた圧延ロールａ上に金属粉末ｂを供給し、圧延ロールａのロールギャップｃ部分で金属粉末ｂを圧延することにより金属箔シートｄを作製する。
【０００６】
前記したような金属粉末ｂを圧延ロールａにより圧延し金属箔シートｄを作製する場合の金属粉末ｂには、従来より一般に市販品が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、市販の金属粉末ｂは、球状、毬栗状、カリフラワー状等の形状を持っており、粒径は揃っていて流動性は良いが、非常に高価であり、そのために金属箔シートｄの製造コストが著しく増大するという問題がある。
【０００８】
又、市販されている金属粉末ｂは、限られた粒径のものしかないために、製造しようとする金属箔シートｄの厚みに応じた好適な粒径の金属粉末ｂを任意に選定することができず、そのために例えば５μｍ以下のような極めて薄い厚みの金属箔シートｄを作製しようとした場合には製造が困難になるといった問題を有していた。
【０００９】
このような問題に対処する方法として、インゴットや大粒径の金属を解砕することにより金属粉末ｂを製造し、解砕によって得られた金属粉末ｂを前記圧延ロールａで圧延することにより金属箔シートｄを製造することが考えられる。この方法によれば、金属粉末ｂを安価に製造・提供できる利点がある。
【００１０】
しかし、このようにインゴット等の金属を解砕して得た金属粉末ｂは、粒子の角が鋭角に尖った不定形な形状を有しており、このために、金属粉末ｂを圧延ロールａに供給して圧延する際に、金属粉末ｂは圧延ロールａ上を良好に流動せず、そのためにロールギャップｃに金属粉末ｂが安定して供給されず、塊になって不安定に供給されるために塊がロールギャップｃを押し拡げて金属箔シートｄの厚みが不均一になってしまうばかりでなく、製造された金属箔シートｄに孔やスジ状の切れ目或いは割れ等の欠陥が生じて金属箔シートｄの品質が低下するという問題を有していた。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、安価な金属粉末を用いて、均一厚みで割れ等の欠陥のない金属箔シートを作製できるようにした金属箔シートの製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属を解砕して細径の金属粉末を得、この金属粉末を酸化性雰囲気で加熱して酸化により粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせた酸化物の粉末とし、その酸化物の粉末を非酸化性雰囲気で加熱して還元することにより金属粉末とした後、その金属粉末を圧延ロールに供給して非酸化性雰囲気にて圧延することにより金属箔シートを作製することを特徴とする金属箔シートの製造方法、に係るものである。
【００１３】
上記手段において、金属がニッケルであってもよい。
【００１４】
又、金属粉末を酸化性雰囲気で加熱温度７７３Ｋ〜１５８０Ｋ、加熱時間１分〜２時間を保持して酸化することにより、粉末粒子同士が焼結することなく鋭角部に丸味を持つ酸化物の粉末としてもよい。
【００１５】
更に、酸化物の粉末を非酸化性雰囲気で加熱温度５７３Ｋ〜１２４０Ｋ、加熱時間１分〜６時間を保持して還元することにより、粉末粒子同士が焼結しない金属粉末としてもよい。
【００１６】
上記本発明では次のように作用する。
【００１７】
インゴット或いは大粒径のニッケル等の金属を、解砕することにより細径の金属粉末を得る。この金属粉末を酸化性雰囲気で加熱して酸化させることにより、粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせる。粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせた酸化物の粉末は、非酸化性雰囲気で加熱して還元することにより金属粉末とする。続いて、得られた金属粉末を圧延ロールに供給して非酸化性雰囲気にて圧延する。すると、粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせた金属粉末は、圧延ロール上での流動性が良好になり、圧延ロールのロールギャップに安定して供給されるようになる。従って、圧延ロールにより均一厚さで表面に孔やスジ状の切れ目或いは割れ等の欠陥のない高品質の金属箔シートが製造されるようになり、しかも市販の金属粉末を用いた場合に比して金属箔シートを安価に製造できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の金属箔シートの製造方法の一例の手順を示すフローシートである。図１では、例えばニッケル（Ｎｉ）のインゴット或いは大粒径の金属１を、ミル等の解砕手段による解砕工程Ｉで解砕し、所定の平均粒径の金属粉末２（ニッケル粉末）を得る。この時、金属粉末２は、製造しようとする金属箔シートの厚みに応じて、金属箔シートを製造し易い平均粒径となるように解砕を調整する。
【００２０】
解砕によって得られた金属粉末２は、空気或いはＯ２等の酸化性ガス３が供給された電気炉等の加熱手段による酸化加熱工程ＩＩにより酸化性雰囲気で加熱し、酸化によって粉末粒子の鋭角部に丸味を帯びた形状の酸化物の粉末４となるようにする。
【００２１】
この酸化加熱工程ＩＩでの加熱は、粉末粒子の鋭角部に丸味が形成され、且つ粉末粒子間で焼結が起こらない加熱温度と加熱時間の条件下で行う。例えば、金属粉末２がニッケル粉末の場合には、加熱温度が略７７３Ｋ〜１５８０Ｋ、加熱時間が略１分〜２時間の条件下で加熱するのが好ましい。
【００２２】
続いて、酸化加熱工程ＩＩによって得られた粉末粒子の鋭角部に丸味を帯びた酸化物の粉末４は、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）等の非酸化性ガス５が供給された電気炉等の加熱手段による還元加熱工程ＩＩＩにより非酸化性雰囲気で加熱し、還元により鋭角部に丸味を帯びた金属粉末６となるようにする。
【００２３】
この還元加熱工程ＩＩＩでの加熱は、丸味が形成された粉末粒子間で焼結が起こらない加熱温度と加熱時間の条件下で行う。例えば、酸化物の粉末４がニッケル粉末の場合には、加熱温度が略５７３Ｋ〜１２４０Ｋ、加熱時間が１分〜６時間の条件下で加熱するのが好ましい。
【００２４】
上記の還元加熱工程ＩＩＩによる加熱によって得られた鋭角部に丸味を帯びた金属粉末６は、図４に示したような双ロール式の圧延ロールａを用いた圧延工程ＩＶにより非酸化性雰囲気にて圧延する。圧延を非酸化性雰囲気で行うには、圧延ロールａを容器で包囲して、その容器にアルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）等の非酸化性ガス５を供給することにより行い得る。
【００２５】
圧延ロールａに供給される金属粉末６は、鋭角部に丸味が形成されているので、圧延ロールａ上での流動性が高く、このために、金属粉末６は圧延ロールａのロールギャップｃに安定して一定量ずつ供給されて圧延されるようになる。
【００２６】
このように圧延工程ＩＶにおいて、金属粉末６は塊を形成することなく安定して圧延ロールａのロールギャップｃに供給されて圧延されるので、厚さが均一でしかも孔やスジ状の切れ目或いは割れ等の欠陥のない高品質の金属箔シート７を作製することができる。
【００２７】
又、上記したように、金属１を解砕した金属粉末２を、酸化加熱工程ＩＩにて酸化性雰囲気で加熱して酸化により粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせ、この丸味を帯びた酸化物の粉末４を、還元加熱工程ＩＩＩにて非酸化性雰囲気で加熱して還元により金属粉末６とし、圧延工程ＩＶの圧延ロールａに供給して圧延する金属粉末６の流動性を高めるようにしたので、高品質の金属箔シート７が製造できる金属粉末６を、市販の金属粉末に比して、安価にしかも大量に作製することができる。
【００２８】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００２９】
（実施例１）
平均粒径１００μｍのニッケル（Ｎｉ：融点１６９２．１６Ｋ）の粒子を、ミルを用いて平均粒径５μｍに解砕することによりニッケル粉末を得た。このニッケル粉末を酸素Ｏ２雰囲気中１４７３Ｋの加熱炉で１分間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、いずれの粉末粒子も鋭角部が丸味を帯びた形状を有していた。
上記酸化加熱処理したニッケル粉末を、水素Ｈ２雰囲気中１１７３Ｋの加熱炉で１分間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、いずれの粉末粒子も鋭角部が丸味を帯びた形状を有していた。本ニッケル粉末を水素Ｈ２雰囲気の圧延ロールに供給して４０μｍのニッケル箔シートを圧延したところ、均一な厚さで表面欠陥のない良好な形状のニッケル箔シートを作製することができた。
【００３０】
（実施例２）
平均粒径２００μｍのニッケル粒子を、ミルを用いて平均粒径２μｍに解砕することによりニッケル粉末を得た。このニッケル粉末を酸素Ｏ２雰囲気中８７３Ｋの加熱炉で３０分間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、いずれの粉末粒子も鋭角部が丸味を帯びた形状を有していた。
上記酸化加熱処理したニッケル粉末を、水素Ｈ２雰囲気中８７３Ｋの加熱炉で１時間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、いずれの粉末粒子も鋭角部が丸味を帯びた形状を有していた。本ニッケル粉末を水素Ｈ２雰囲気の圧延ロールに供給して３０μｍのニッケル箔シートを圧延したところ、均一な厚さで表面欠陥のない良好な形状のニッケル箔シートを作製することができた。
【００３１】
（比較例１）
平均粒径１００μｍのニッケル粒子を、ミルを用いて平均粒径５μｍに解砕することによりニッケル粉末を得た。このニッケル粉末を酸素Ｏ２雰囲気中１６７３Ｋの加熱炉で１分間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、粉末粒子は鋭角部が丸味を帯びた形状を有していたものの、粉末粒子同士の一部が焼結していた。
上記酸化加熱処理したニッケル粉末を、水素Ｈ２雰囲気中１３２３Ｋの加熱炉で１分間加熱処理を行った。走査型電子顕微鏡を用いて熱処理を行った後のニッケル粉末粒子を観察したところ、粉末粒子は鋭角部が丸味を帯びた形状を有していたものの、粉末粒子同士の一部の焼結が更に進行していた。本ニッケル粉末を水素Ｈ２雰囲気の圧延ロールに供給して４０μｍのニッケル箔シートを圧延したところ、表面にスジ状の切れ目の欠陥が入ったニッケル箔シートが作製された。
【００３２】
上記、実施例１、２及び及び比較例１と共に条件を変えて更に試験を実施した結果、前記酸化加熱工程ＩＩでは、図２に示す加熱温度と加熱時間との関係において、斜線で示す範囲の条件で加熱すると良好なニッケル箔シートの作製が可能であることが認められた。図２において、略７７３Ｋより低い加熱温度、及び１分より短い加熱時間の下限条件では、鋭角部が丸味を帯びないために良好なニッケル箔シートを作製することはできなかった。又、加熱温度が高いと必要な加熱時間を短縮できるという関係の上限条件を表わす２次曲線状の曲線８より更に右上側となる加熱温度が高い条件（１５８０Ｋ以上）、又は加熱時間が長い条件（２時間以上）では、粒子同士が焼結してしまうために良好なニッケル箔シートを作製することはできないことが判明した。よって、金属粉末の加熱は斜線で示す範囲の条件が好適となる。
【００３３】
又、前記還元加熱工程ＩＩＩでは、図３に示す加熱温度と加熱時間との関係において、斜線で示す範囲の条件で加熱すると良好なニッケル箔シートの作製が可能であることが認められた。図３において、略５７３Ｋより低い加熱温度、及び１分より短い加熱時間の下限条件では、酸化ニッケル粉末を良好にニッケル粉末に還元することができず、良好なニッケル箔シートを作製することができなかった。又、加熱温度が高いと必要な加熱時間を短縮できるという関係の上限条件を表わす２次曲線状の曲線９より更に右上側となる加熱温度が高い条件（１２４０Ｋ以上）、又は加熱時間が長い条件（６時間以上）では、粉末粒子同士が焼結するために良好なニッケル箔シートを作製できないことが判明した。よって、金属粉末の加熱は斜線で示す範囲の条件が好適となる。
【００３４】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ニッケル等の金属を解砕することにより細径の金属粉末を得、この金属粉末を酸化性雰囲気で加熱して酸化により粉末粒子の鋭角部に丸味を持たせ、この丸味を帯びた酸化物の粉末を、非酸化性雰囲気で加熱して還元により金属粉末とし、この鋭角部に丸味を持たせた金属粉末を圧延ロールに供給して非酸化性雰囲気にて圧延するようにしたので、圧延ロール上での流動性が良好な金属粉末を安価に作製することができ、圧延ロール上に供給された金属粉末は良好な流動性で安定してロールギャップに導かれるようになるので、均一の厚さを有し、しかも孔やスジ状の切れ目或いは割れ等の欠陥のない高品質の金属箔シートが製造でき、よって高品質で安価な金属箔シートを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属箔シートの製造方法の一例の手順を示すフローシートである。
【図２】本発明における酸化加熱工程での加熱温度と加熱時間との関係を示す線図である。
【図３】本発明における還元加熱工程での加熱温度と加熱時間との関係を示す線図である。
【図４】双ロール式圧延装置の側面図である。
【符号の説明】
１  金属
２  金属粉末
３  酸化性ガス
４  酸化物の粉末
５  非酸化性ガス
６  金属粉末
７  金属箔シート
Ｉ      解砕工程
ＩＩ    酸化加熱工程
ＩＩＩ  還元加熱工程
ＩＶ    圧延工程
ａ      圧延ロール
【図１】
0003747843.tif 000002
【図２】
0003747843.tif 000003
【図３】
0003747843.tif 000004
【図４】
0003747843.tif 000005