JP2507976B2 - セラミック多孔体の製造方法 - Google Patents
セラミック多孔体の製造方法Info
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- JP2507976B2 JP2507976B2 JP5278980A JP27898093A JP2507976B2 JP 2507976 B2 JP2507976 B2 JP 2507976B2 JP 5278980 A JP5278980 A JP 5278980A JP 27898093 A JP27898093 A JP 27898093A JP 2507976 B2 JP2507976 B2 JP 2507976B2
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- ceramic porous
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- insulating material
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の技術分野】本発明は、内部連通空間を有する
三次元網状のセル構造をなしたセラミック多孔体の製造
方法に関し、特に高温度における強度の大きいセラミッ
ク多孔体を得ることができるセラミック多孔体の製造方
法に関する。
三次元網状のセル構造をなしたセラミック多孔体の製造
方法に関し、特に高温度における強度の大きいセラミッ
ク多孔体を得ることができるセラミック多孔体の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内部連
通空間を有する三次元網状のセル構造をなしたセラミッ
ク多孔体は、溶融金属の濾材，触媒担体、ディーゼルパ
ティキュレートフィルター、更には通気性断熱材等とそ
の用途は広く、工業的に有用なものである。しかし、こ
れらの用途に用いる場合、多くは数百度から千数百度に
も及ぶ温度環境で使用されるので、高温時における強度
の大きいセラミック多孔体が要求される。
通空間を有する三次元網状のセル構造をなしたセラミッ
ク多孔体は、溶融金属の濾材，触媒担体、ディーゼルパ
ティキュレートフィルター、更には通気性断熱材等とそ
の用途は広く、工業的に有用なものである。しかし、こ
れらの用途に用いる場合、多くは数百度から千数百度に
も及ぶ温度環境で使用されるので、高温時における強度
の大きいセラミック多孔体が要求される。
【０００３】このような高温での強度を必要とする場
合、セラミック多孔体をアルミナ或いはコージライト質
を主成分として形成することが好ましいが、更に高温で
の強度の大きいセラミック多孔体を得ることが望まれて
いる。
合、セラミック多孔体をアルミナ或いはコージライト質
を主成分として形成することが好ましいが、更に高温で
の強度の大きいセラミック多孔体を得ることが望まれて
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記事
情に鑑み、高温での強度の大きいセラミック多孔体を得
るべく 、その製造方法につき鋭意研究を行った結果なさ
れたものである。
情に鑑み、高温での強度の大きいセラミック多孔体を得
るべく 、その製造方法につき鋭意研究を行った結果なさ
れたものである。
【０００５】即ち、本発明は、セル膜のない軟質ポリウ
レタンフォームにセラミック泥漿を付着させてこれを焼
結すると共に、上記軟質ポリウレタンフォームを炭化除
去し、内部連通空間を有する三次元網状構造のセラミッ
ク多孔体を製造する方法において、上記セラミック泥漿
中に予め針状結晶体を分散させておくことにより、上記
セラミック多孔体を形成するセラミック中に上記針状結
晶体を分散させることを特徴とするセラミック多孔体の
製造方法を提供する。
レタンフォームにセラミック泥漿を付着させてこれを焼
結すると共に、上記軟質ポリウレタンフォームを炭化除
去し、内部連通空間を有する三次元網状構造のセラミッ
ク多孔体を製造する方法において、上記セラミック泥漿
中に予め針状結晶体を分散させておくことにより、上記
セラミック多孔体を形成するセラミック中に上記針状結
晶体を分散させることを特徴とするセラミック多孔体の
製造方法を提供する。
【０００６】本発明のセラミック多孔体の製造方法によ
れば、針状結晶体が分散したセラミックにより形成され
た内部連通空間を有する三次元網状構造のセラミック多
孔体が得られ、優れた耐高温クリープ性を有し、高温度
での強度が大きいセラミック多孔体を得ることができ
る。このためこのセラミック多孔体は、通気性断熱材等
の高温度にさらされる用途に対し好適に使用される。特
に、アルミナ又はコージライト質を主成分とするセラミ
ック多孔体中に、上記針状結晶体としてアルミナとシリ
カより得られるムライト質を分散させた場合、高温度で
著しく大きい強度を示す。
れば、針状結晶体が分散したセラミックにより形成され
た内部連通空間を有する三次元網状構造のセラミック多
孔体が得られ、優れた耐高温クリープ性を有し、高温度
での強度が大きいセラミック多孔体を得ることができ
る。このためこのセラミック多孔体は、通気性断熱材等
の高温度にさらされる用途に対し好適に使用される。特
に、アルミナ又はコージライト質を主成分とするセラミ
ック多孔体中に、上記針状結晶体としてアルミナとシリ
カより得られるムライト質を分散させた場合、高温度で
著しく大きい強度を示す。
【０００７】
【実施例】本発明のセラミック多孔体の製造方法は、セ
ル膜のない軟質ポリウレタンフォームにセラミック泥漿
を付着させ、これを焼結することにより、軟質ポリウレ
タンフォームを炭化除去して製造するものであり、この
ようにセル膜のない軟質ポリウレタンフォームからセラ
ミック多孔体を形成することにより、正十二面体の稜の
部分のみからなる籠形のセラミック多孔体が得られ、こ
れは空隙率が大きいので圧力損失が少ない状態で排気ガ
スが通過すると共に、内部連通空間が入り組んでいるの
で、例えばこのセラミック多孔体を通気性断熱材の用途
に用いる場合、排気ガスがこの内部連通空間を通過する
際格子と確実に接触し、熱交換が効率よく行われる。
ル膜のない軟質ポリウレタンフォームにセラミック泥漿
を付着させ、これを焼結することにより、軟質ポリウレ
タンフォームを炭化除去して製造するものであり、この
ようにセル膜のない軟質ポリウレタンフォームからセラ
ミック多孔体を形成することにより、正十二面体の稜の
部分のみからなる籠形のセラミック多孔体が得られ、こ
れは空隙率が大きいので圧力損失が少ない状態で排気ガ
スが通過すると共に、内部連通空間が入り組んでいるの
で、例えばこのセラミック多孔体を通気性断熱材の用途
に用いる場合、排気ガスがこの内部連通空間を通過する
際格子と確実に接触し、熱交換が効率よく行われる。
【０００８】この場合、セラミック多孔体を形成するセ
ラミックは、アルミナ又はコージライト質を主成分とし
たものが好ましく、多孔体を形成するセラミックとして
アルミナを主成分として用いた場合、アルミナ含量は５
０〜９５重量％とすることが好ましく、またコージライ
ト質を主成分とした場合、その含量は５０〜９５重量％
とすることが好ましい。
ラミックは、アルミナ又はコージライト質を主成分とし
たものが好ましく、多孔体を形成するセラミックとして
アルミナを主成分として用いた場合、アルミナ含量は５
０〜９５重量％とすることが好ましく、またコージライ
ト質を主成分とした場合、その含量は５０〜９５重量％
とすることが好ましい。
【０００９】而して、本発明のセラミック多孔体の製造
方法においては、針状結晶体を予めセラミック泥漿中に
分散せしめておくことにより、セラミック多孔体のセラ
ミック中に該針状結晶体を分散させるものである。この
場合、針状結晶体の含量は１〜９５重量％であることが
好ましい。
方法においては、針状結晶体を予めセラミック泥漿中に
分散せしめておくことにより、セラミック多孔体のセラ
ミック中に該針状結晶体を分散させるものである。この
場合、針状結晶体の含量は１〜９５重量％であることが
好ましい。
【００１０】更に、針状結晶体としては、アルミナとシ
リカより得られるムライト質の針状結晶体であることが
好ましい。更に好ましくは、アルミナ含量の多いコージ
ライト質をコージライト相の分解温度近く（１３５０〜
１６００℃程度）に加熱することによって得られたムラ
イト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）の針状結晶分散体が
用いられる。
リカより得られるムライト質の針状結晶体であることが
好ましい。更に好ましくは、アルミナ含量の多いコージ
ライト質をコージライト相の分解温度近く（１３５０〜
１６００℃程度）に加熱することによって得られたムラ
イト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）の針状結晶分散体が
用いられる。
【００１１】なお、セラミック泥漿の焼結温度は適宜選
定されるが、焼成時に上記セラミック泥漿に分散された
針状結晶体と別に新たな針状結晶体を生成したり、或い
は得られたセラミック多孔体を新たな針状結晶体が生成
される温度に再加熱することもできる。
定されるが、焼成時に上記セラミック泥漿に分散された
針状結晶体と別に新たな針状結晶体を生成したり、或い
は得られたセラミック多孔体を新たな針状結晶体が生成
される温度に再加熱することもできる。
【００１２】本発明のセラミック多孔体の製造方法によ
り得られたセラミック多孔体は、主として高温ガスや液
体を通過せしめる個所、例えば溶融金属の濾材，触媒担
体、ディーゼルパティキュレートフィルター、通気性断
熱材等の用途に好適に用いられ、とりわけ通気性断熱材
として効果的に用いられる。
り得られたセラミック多孔体は、主として高温ガスや液
体を通過せしめる個所、例えば溶融金属の濾材，触媒担
体、ディーゼルパティキュレートフィルター、通気性断
熱材等の用途に好適に用いられ、とりわけ通気性断熱材
として効果的に用いられる。
【００１３】本発明のセラミック多孔体を上述したよう
な用途に用いる場合、セラミック多孔体としてはその嵩
比重が０．２５〜０．６、内部連通空間の平均直径が
０．２〜１０ｍｍで、いずれの方向にも目詰りのないも
のであり、更には空隙率が７５〜９５％であり、かつ空
気の圧力損失が毎秒風速１ｍで１ｃｍの厚みを通過する
のに水柱０．１〜４０ｍｍであることが好適である。と
りわけ通気性断熱材として使用する場合は、その嵩比重
が０．２５〜０．６、好ましくは０．２５〜０．５、平
均直径が０．２〜１０ｍｍ、好ましくは０．２〜５ｍ
ｍ、更に好ましくは０．３〜１．５ｍｍ、空隙率が７５
〜９５％、好ましくは８０〜９５％、空気の圧力損失が
毎秒風速１ｍで１ｃｍの厚みを通過するのに水柱０．１
〜４０ｍｍ、好ましくは５〜３０ｍｍであることが必要
であり、これにより通気性と断熱性の両者に優れ、効果
の高い通気性断熱材が得られる。これに対し、上記範囲
をはずれる場合は良好な通気性断熱材とならない。即
ち、嵩比重が０．２５より小さいと断熱材としての強度
が不十分であり、嵩比重が０．６より大きいと目詰りが
発生して圧力損失が高くなり、また、平均直径が０．２
ｍｍより小さいと強度が低下し、圧力損失の上昇を招
き、平均直径が１０ｍｍより大きくなると断熱材と排気
ガスとの接触が不十分となる上、断熱材の表面（加熱
側）から裏面（排気側）への輻射熱の漏れが発生するの
で、良好な通気性断熱材とならない。更に、空隙率が７
５％より小さい場合は、固体内熱伝導が良くなって断熱
材表裏面間の温度差が小さくなり、このため断熱材裏面
（排気側）からの輻射熱の逸散を招き、また、空隙率が
９５％を超えると強度が低下し、なお更に、圧力損失が
４０ｍｍを超えるものは、加熱炉等の燃焼に不具合をも
たらす場合が多く、同様に良好な通気性断熱材が得られ
ないものである。
な用途に用いる場合、セラミック多孔体としてはその嵩
比重が０．２５〜０．６、内部連通空間の平均直径が
０．２〜１０ｍｍで、いずれの方向にも目詰りのないも
のであり、更には空隙率が７５〜９５％であり、かつ空
気の圧力損失が毎秒風速１ｍで１ｃｍの厚みを通過する
のに水柱０．１〜４０ｍｍであることが好適である。と
りわけ通気性断熱材として使用する場合は、その嵩比重
が０．２５〜０．６、好ましくは０．２５〜０．５、平
均直径が０．２〜１０ｍｍ、好ましくは０．２〜５ｍ
ｍ、更に好ましくは０．３〜１．５ｍｍ、空隙率が７５
〜９５％、好ましくは８０〜９５％、空気の圧力損失が
毎秒風速１ｍで１ｃｍの厚みを通過するのに水柱０．１
〜４０ｍｍ、好ましくは５〜３０ｍｍであることが必要
であり、これにより通気性と断熱性の両者に優れ、効果
の高い通気性断熱材が得られる。これに対し、上記範囲
をはずれる場合は良好な通気性断熱材とならない。即
ち、嵩比重が０．２５より小さいと断熱材としての強度
が不十分であり、嵩比重が０．６より大きいと目詰りが
発生して圧力損失が高くなり、また、平均直径が０．２
ｍｍより小さいと強度が低下し、圧力損失の上昇を招
き、平均直径が１０ｍｍより大きくなると断熱材と排気
ガスとの接触が不十分となる上、断熱材の表面（加熱
側）から裏面（排気側）への輻射熱の漏れが発生するの
で、良好な通気性断熱材とならない。更に、空隙率が７
５％より小さい場合は、固体内熱伝導が良くなって断熱
材表裏面間の温度差が小さくなり、このため断熱材裏面
（排気側）からの輻射熱の逸散を招き、また、空隙率が
９５％を超えると強度が低下し、なお更に、圧力損失が
４０ｍｍを超えるものは、加熱炉等の燃焼に不具合をも
たらす場合が多く、同様に良好な通気性断熱材が得られ
ないものである。
【００１４】なお、本発明に係るセラミック多孔体を通
気性断熱材として用いる場合、上述した構成のセラミッ
ク多孔体中に輻射能向上剤を分散させるか又はセラミッ
ク多孔体の格子全体もしくは排気ガス流入側の格子を輻
射能向上剤で被覆することができ、これにより通気性断
熱材の輻射性能をより高くすることができる。この場
合、輻射能向上剤としては、炭化硅素や、窒化硅素等を
使用することもできるが、特に顕著な効果を示すものは
遷移金属酸化物であり、バナジウム，クロム，マンガ
ン，鉄，コバルト，ニッケルの酸化物が好適に使用し得
る。なおこれら輻射能向上剤をセラミック多孔体中に分
散させる場合は、セラミック多孔体の製造時にセラミッ
ク泥漿中に輻射能向上剤を混入してセラミック多孔体を
形成することにより、輻射能向上剤をセラミック多孔体
中に分散させることができ、また輻射能向上剤をセラミ
ック多孔体の格子に被覆させる場合は、形成されたセラ
ミック多孔体の全体もしくは一部を水等の溶剤に輻射能
向上剤を分散させてなる分散液中に浸漬し、乾燥或いは
焼結することにより、輻射能向上剤を被覆することがで
きる。前記輻射能向上剤の使用量は、セラミック多孔体
全重量の０〜９０％、特に１〜５０％とすることが好ま
しく、これにより高い輻射効果を発揮させることができ
る。また、上記遷移金属酸化物のほか、或いは上記遷移
金属酸化物に加えて金属窒化物、金属炭化物の１種又は
２種以上をセラミック多孔体の格子中に分散又は格子表
面に付着、被覆させることもでき、これによりセラミッ
ク多孔体の輻射熱を高めたり、耐熱衝撃性や耐熱性を高
めることができるので、通気性断熱材等の用途に好適で
ある。窒化物としてはＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｓｉ３Ｎ４等が
挙げられ、炭化物としてはＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｖ
Ｃ，ＴａＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，ＢｉＣ，ＳｉＣ等が挙げら
れる。また金属硼化物、例えばＡｌＢ，ＳｉＢ，ＴｉＢ
２，ＺｒＢ２，ＨｆＢ，ＶＢ２，ＴａＢ，ＷＢ等を格子
中に分散又は格子表面に付着させることもできる。
気性断熱材として用いる場合、上述した構成のセラミッ
ク多孔体中に輻射能向上剤を分散させるか又はセラミッ
ク多孔体の格子全体もしくは排気ガス流入側の格子を輻
射能向上剤で被覆することができ、これにより通気性断
熱材の輻射性能をより高くすることができる。この場
合、輻射能向上剤としては、炭化硅素や、窒化硅素等を
使用することもできるが、特に顕著な効果を示すものは
遷移金属酸化物であり、バナジウム，クロム，マンガ
ン，鉄，コバルト，ニッケルの酸化物が好適に使用し得
る。なおこれら輻射能向上剤をセラミック多孔体中に分
散させる場合は、セラミック多孔体の製造時にセラミッ
ク泥漿中に輻射能向上剤を混入してセラミック多孔体を
形成することにより、輻射能向上剤をセラミック多孔体
中に分散させることができ、また輻射能向上剤をセラミ
ック多孔体の格子に被覆させる場合は、形成されたセラ
ミック多孔体の全体もしくは一部を水等の溶剤に輻射能
向上剤を分散させてなる分散液中に浸漬し、乾燥或いは
焼結することにより、輻射能向上剤を被覆することがで
きる。前記輻射能向上剤の使用量は、セラミック多孔体
全重量の０〜９０％、特に１〜５０％とすることが好ま
しく、これにより高い輻射効果を発揮させることができ
る。また、上記遷移金属酸化物のほか、或いは上記遷移
金属酸化物に加えて金属窒化物、金属炭化物の１種又は
２種以上をセラミック多孔体の格子中に分散又は格子表
面に付着、被覆させることもでき、これによりセラミッ
ク多孔体の輻射熱を高めたり、耐熱衝撃性や耐熱性を高
めることができるので、通気性断熱材等の用途に好適で
ある。窒化物としてはＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｓｉ３Ｎ４等が
挙げられ、炭化物としてはＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，Ｖ
Ｃ，ＴａＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，ＢｉＣ，ＳｉＣ等が挙げら
れる。また金属硼化物、例えばＡｌＢ，ＳｉＢ，ＴｉＢ
２，ＺｒＢ２，ＨｆＢ，ＶＢ２，ＴａＢ，ＷＢ等を格子
中に分散又は格子表面に付着させることもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明のセラミック多孔体の製造方法に
よれば、優れた耐高温クリープ性を有し、高温度での強
度が大きいセラミック多孔体を得ることができる。
よれば、優れた耐高温クリープ性を有し、高温度での強
度が大きいセラミック多孔体を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 セル膜のない軟質ポリウレタンフォーム
にセラミック泥漿を付着させてこれを焼結すると共に、
上記軟質ポリウレタンフォームを炭化除去し、内部連通
空間を有する三次元網状構造のセラミック多孔体を製造
する方法において、上記セラミック泥漿中に予め針状結
晶体を分散させておくことにより、上記セラミック多孔
体を形成するセラミック中に上記針状結晶体を分散させ
ることを特徴とするセラミック多孔体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5278980A JP2507976B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | セラミック多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5278980A JP2507976B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | セラミック多孔体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22159082A Division JPS59111967A (ja) | 1982-02-26 | 1982-12-17 | セラミック多孔体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239673A JPH06239673A (ja) | 1994-08-30 |
| JP2507976B2 true JP2507976B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17604753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5278980A Expired - Lifetime JP2507976B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | セラミック多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507976B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103397256B (zh) | 2013-07-31 | 2015-12-23 | 成都易态科技有限公司 | 抗高温氧化的烧结Fe-Al基合金多孔材料及过滤元件 |
| WO2023237054A1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-12-14 | Basf Corporation | Gasoline particulate filter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735049A (en) * | 1980-08-02 | 1982-02-25 | Toyo Kogyo Co | Glass wool mat structure and method |
| JPS59111967A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 株式会社ブリヂストン | セラミック多孔体 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP5278980A patent/JP2507976B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06239673A (ja) | 1994-08-30 |
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