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公開番号2025042519
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149587
出願日2023-09-14
発明の名称チタン多孔質体の製造方法
出願人東邦チタニウム株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C22C 1/08 20060101AFI20250319BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】切断箇所を良好な性状とし、比較的短時間のうちにチタン焼結体を様々な寸法・形状に切断することができるチタン多孔質体の製造方法を提供する。
【解決手段】この発明のチタン多孔質体の製造方法は、チタン焼結体に向けて、研磨剤を添加した液体を噴射させて、前記チタン焼結体を切断する切断工程を含み、前記チタン焼結体が、シート状で10μm以上かつ3000μm以下の厚みを有し、30%以上かつ55%以下の空隙率であり、前記切断工程で前記研磨剤として、Si及び/又はTi並びにOを合計で60質量%以上含有するとともに、Al、Fe、Ni、Mn、Cr及びCuの含有量が5質量%以下であり、モース硬度が4.5以上かつ9.0以下であり、平均円形度が0.5以上かつ0.8以下である研磨剤を使用するというものである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
チタン多孔質体を製造する方法であって、
チタン焼結体に向けて、研磨剤を添加した液体を噴射させて、前記チタン焼結体を切断する切断工程を含み、
前記チタン焼結体が、シート状で１０μｍ以上かつ３０００μｍ以下の厚みを有し、３０％以上かつ５５％以下の空隙率であり、
前記切断工程で前記研磨剤として、Ｓｉ及び／又はＴｉ並びにＯを合計で６０質量％以上含有するとともに、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＣｕの含有量が５質量％以下であり、モース硬度が４．５以上かつ９．０以下であり、平均円形度が０．５以上かつ０．８以下である研磨剤を使用する、チタン多孔質体の製造方法。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記切断工程で、平均粒径が１００μｍ以上かつ１７０μｍ以下である研磨剤を使用する、請求項１に記載のチタン多孔質体の製造方法。
【請求項３】
前記切断工程で、複数枚の前記チタン焼結体を重ねた状態で、それらのチタン焼結体をともに切断し、
複数枚の前記チタン焼結体の積層厚みを、前記厚みの範囲内とする、請求項１又は２に記載のチタン多孔質体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、シート状のチタン多孔質体の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
チタン粉末等の焼結により製造されるチタン多孔質体は、細孔による通気性ないし通液性及び、電気伝導性を有し、また、表面に不動態皮膜が形成されること等により高い耐食性をも有するものである。
【０００３】
そのような特性を有するチタン多孔質体は、固体高分子（ＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＭｅｍｂｒａｎｅ、ＰＥＭ）型の水電解装置内における腐食が生じ得る環境下にある多孔質輸送層（ＰｏｒｏｕｓＴｒａｎｓｐｏｒｔＬａｙｅｒ、ＰＴＬ）等に用いることが検討されている。特に、再生可能エネルギー由来の電力を用いてＰＥＭ型等の水電解装置で製造される水素は、グリーン水素と称され、脱炭素社会の実現に向けた動きが加速する近年において大きな期待が寄せられている。そのようなチタン多孔質体には、チタン粉末等を焼結させて得られるチタン焼結体を用いることができる。
【０００４】
ところで、チタン多孔質体は、固体高分子型の水電解装置の多孔質輸送層に用いる場合、その水電解装置のセルに応じた種々の形状に切断することが必要になる場合がある。
【０００５】
金属多孔質体の切断に関し、特許文献１には、「金属多孔体を製造する方法であって、三次元網目状構造の骨格を有する長尺シート状の金属多孔体を、上下に組み合わされた２枚の円盤状のスリット刃を用いて長手方向に切断する切断工程を有し、前記切断工程において、前記２枚の円盤状のスリット刃は、少なくとも、一方のスリット刃が他方のスリット刃に押し付けられることによって、前記２枚の円盤状のスリット刃の刃先同士が接触している、金属多孔体の製造方法」が記載されている。特許文献１の実施例では、切断対象の「金属多孔体」について、「長手方向Ａの長さが２００ｍ、厚みが１ｍｍのニッケル製の金属多孔体を用意した。前記ニッケル製の金属多孔体は、三次元網目状構造の骨格を有しており、平均気孔径は４００μｍであり、気孔率は９８％であった。」と記載されている。
【０００６】
特許文献２の実施例では、「ニッケル成分からなる金属多孔体（多孔率９７％、厚さ１．４ｍｍ、幅１６０ｍｍ）」について、「作業者は手動で切断作業を行っている。」との記載がある。また、特許文献２には、「切断手段としては、金属多孔体を切断できるものであれば、特に限定されるものではなく、上下に刃を持つ押し切りカッター方式や下面に樹脂板を敷いている上を円盤状の刃が回転しながら幅方向に移動し切断する方法等、いずれの方法でも、多孔率の大きな多孔体金属であるため、容易に切断することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０２０／０３９６９３号
特開２００８－１７０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び２に記載されているように、空隙率が高いニッケル製等の金属多孔質体は、カッターないしナイフ等で切断できると考えられる。
【０００９】
他方、固体高分子型の水電解装置の多孔質輸送層には、厚みがある程度薄くて空隙率が低いシート状のチタン多孔質体が求められることがある。この場合、チタン焼結体を、所望の寸法・形状になるように切断して、多孔質輸送層に適した寸法・形状のチタン多孔質体とすることが必要になるが、厚みが薄く且つ空隙率が低いチタン焼結体は、カッター又はナイフによっては容易には切断することができない。それにより、切断作業に時間がかかる他、切断後のチタン多孔質体の縁部等の切断箇所に凹凸が形成されやすくなる。また、カッターもしくはナイフでは、切断態様が直線状に限られる等といったような制約があり、チタン焼結体を任意の形状に自由に切断できるとは言い難い。
【００１０】
この発明の目的は、切断箇所を良好な性状とし、比較的短時間のうちにチタン焼結体を様々な寸法・形状に切断することができるチタン多孔質体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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