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金属繊維三次元構造体、およびその製造方法。

国内特許コード P07A012851
整理番号 PA16-089
掲載日 2008年1月18日
出願番号 特願2005-062944
公開番号 特開2006-241582
登録番号 特許第4497473号
出願日 平成17年3月7日(2005.3.7)
公開日 平成18年9月14日(2006.9.14)
登録日 平成22年4月23日(2010.4.23)
発明者
  • 岸 陽一
出願人
  • 金沢工業大学
発明の名称 金属繊維三次元構造体、およびその製造方法。
発明の概要 【課題】金属繊維の接触部に金属間化合物が形成され形状記憶特性、超弾性特性に優れた金属繊維三次元構造体、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】純チタン繊維と純ニッケル繊維が空隙率40~95%の三次元構造をなし、かつ両繊維の接触部に金属間化合物が形成されていることを特徴とする金属繊維三次元構造体及びその製造方法。
【選択図】 なし
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】チタン系金属材料は、比強度が高く、耐食性、生体親和性にも優れていることから、工業分野では電気機器の電極や空調機器のフィルターとして、生体・医療分野では人工骨、人工歯根として使用されてきた。ところが、チタンは機械加工が困難な金属であり高精度の加工品や複雑な形状の部材を作成するには、粉末焼結法で仕様製品に近い製品を作成し、それを研削などで整形するなど無駄に消費する量が多く製品コストを高いものにしていた。近年、チタン系金属材料の上記特質を生かすとともに、高い空隙率を有する部材が、例えば心臓外科分野では冠動脈ステントの素材として、再生医療では生体骨の足場材の素材として、また、歯科分野では人工歯根の素材として、さらには空調機器分野ではフィルターの素材として求められるようになってきた。高い空隙率を有する部材の作成にはレーザー加工などの特殊加工法を用いて加工するのが一般的におこなわれているが、それでも空隙率が30%程度の製品が得られるのが限界であった。この問題を解決したチタン系金属部材として特許文献1にチタン繊維三次元構造焼結体が提案されている。該チタン繊維三次元構造焼結体は、空隙率が40%を超え、再生医療における骨髄中の未分化間葉系幹細胞の成長を大きく促進できる素材として、また、歯根培養が容易である部材として、また、電極における電流密度を大きくできる部材として、さらには空調機器分野において流体の圧力損失が少なく、パーティクルの補足効果が高い素材として注目を集めている。しかし、上記引用文献1に記載のチタン繊維三次元構造焼結体は、不織布状に展開したチタン系繊維を焼成したにとどまることから、人工骨、人工歯根、電極或いは空調機器のフィルターとして使用している内に、繊維の脱落が起こり、これらの部材が変形し、寿命が短いなどの欠点があった。その上、前記チタン繊維三次元構造焼結体では冠動脈ステントで必要とされる可撓性、高屈曲抵抗などの条件を満足させることができなかった。その上、前記チタン繊維三次元構造焼結体は加工が難しいことから所望の形状の部材を容易に作成できないなどの問題もあった。上記冠動脈ステントへの摘要からみるならば純チタンと純ニッケルとの金属間化合物であるTiNi形状記憶合金は優れた素材といえるが、従来のTiNi形状記憶合金ではレーザー加工などで空隙率を高めようとしても上記冠動脈ステント、人工骨、人工歯根、電極或いは空調機器のフィルター用素材として満足する空隙率を有する素材の作成が困難であるなどの問題があった。
【特許文献1】特開2004-18951号公報
【特許文献2】特開平2-303729号公報
【特許文献3】特開平4-82626号公報
産業上の利用分野 本発明は、高い空隙率を有する金属繊維からなる三次元構造体、およびその製造方法に関し、さらに詳しくは冠動脈ステント、人工骨、人工歯根、電気機器の電極および空調機器などのフィルター用素材として用いられる高い空隙率を有し、かつ形状記憶特性を有する金属繊維三次元構造体、およびその製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】純チタン繊維と純ニッケル繊維が空隙率40~95%の三次元構造をなし、かつ両繊維の接触部に金属間化合物が形成されていることを特徴とする金属繊維三次元構造体。
【請求項2】さらに形状記憶特性を有することを特徴とする請求項1記載の金属繊維三次元構造体。
【請求項3】純チタン繊維と純ニッケル繊維とを型枠内に積層状又はアトランダムな展開に充填し、1×10-3Pa以下の減圧雰囲気下、800~1000℃で焼結したのち、さらに1×10-4Pa以下の真空雰囲気下、800~1000℃で加熱し、冷却することを特徴とする金属繊維三次元構造体の製造方法。
【請求項4】純チタン繊維と純ニッケル繊維との混合比率が原子組成比で0.7~2:1であることを特徴とする請求項3に記載の金属繊維三次元構造体の製造方法。
産業区分
  • 冶金、熱処理
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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