JPH02107308A - セラミツクフイルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は貫通孔の密度調節が容易で且つ簡単な工程で実
施出来るセラミックフィルターの製造方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

セラミックフィルターは、耐熱性、耐食性、耐摩耗性等
に優れているために食品、化学工業、自動車等多方面で
の利用が図られており、今後の需要の拡大が期待されて
いる。

従来、セラミックフィルターの製造に関して幾つか提案
がなされている０例えばウレタンフオームやポリエステ
ルスポンジ等の可燃性多孔物質にセラミック原料のスラ
リーを含浸させ固化して焼成した後、焼失した部分を孔
として利用する方法がある（特公昭６２−９５５５号、
特開昭６３−１１６７１５号）。

しかしながら、このようなウレタンフオーム等を用いる
方法は孔の形状が一定でなく、また経路が迷路のように
なっており、更に孔の分布も一様ではないため、製品の
性能のバラツキが非常に多い等の欠点があった。

そこで、糸条をスラリー中に通してスラリーを付着させ
、続いて口金で束ねて成形し焼成して、一定方向の連通
細孔を生成させる方法（特公昭６３−８０６５号）や、
スラリーからセラミック原料の生シートを作り、それと
有機質線状体の配列とを交互に積層して加圧するか重ね
合せて巻き込んだ後。

焼成する方法も提案されている（特公昭６３−２４７３
０号）、シかしながら、前者の方法では孔の間隔を変化
させることは容易ではないし、また口金で得られる束の
大きさも装置上及び集束維持力上の限界により制約を受
ける。また、後者の方法では生シートの製造、生シート
と線状体の配列との交互積層や巻込み９等の工程が非常
に厄介である欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、一定方向に貫
通する孔の間隔の調節が容易であり、フィルターの大き
さにも制限がなく、しかも簡単な工程で実施することの
出来るようにセラミックフィルターの製造を可能とさせ
ることを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは種々検討した結果、織布にセラミック原料
のスラリーを含浸させて巻き取って焼成することを基本
として種々調節操作を加えることにより、前記課題を解
決することが出来ることを究明して本発明を成した。

以下、本発明方法に係るセラミックフィルターの製造方
法を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明方法の説明図、第２図は第１＠中のＡ部
拡大断面説明図、第３図は本発明方法で得られたフィル
ターの１例の断面説明図である。

本発明方法では、先ずセラミック原料のスラリー（以下
、単にスラリーと言うことがある）１′を緯糸２ａが一
定間隔で配列された帯状の織布２に付着させて円筒状に
巻き取る。

緯糸２ａの部分は後にセラミックフィルター（以下、単
にフィルターと言うことがある）１の貫通孔１ａとなる
から、織布２としては緯糸２ａが隣同士密着しない平織
が好ましく、緯糸２ａの太さは製造しようとするセラミ
ックフィルター１の孔径１ａに合わせて選ぶ。また織布
２の緯糸２ａの構造は、その焼失後の貫通孔１ａの断面
形状を一定の整ったものとするため、モノフィラメント
か短繊維又は複数のフィラメントが比較的強く撚られた
撚糸が好ましい。織布２の経糸２ｂの焼失後の孔はフィ
ルター１としては有効に作用をしないから、フィルター
１の強度低下防止のために成る可く細く、また経糸密度
も小さいものが好ましい。緯糸２ａ及び経糸２ｂの材質
はスラリー１′を焼成する際に焼失するものであれば合
成、半合成再生、天然いずれの繊維であっても良い。

このような帯状の織布２にスラリー１′を付着させて円
筒状に巻き取るには、第１図に示す如くセラミック原料
のスラリー１′中に織布２を浸漬し通過させ、一定の張
力を掛けて芯ロール３に巻き取って円筒状に成型する方
法が効率良く容易に実施出来るので好ましい。

このようにして得られた第２図にその一部を示す如きス
ラリー含浸織布巻取物（第２図では理解を容易にさせる
ためこの断面域に経糸２ｂがすべて表われるように描い
であるが、実際にこのようなことはなく１通常一部の経
糸２ｂのみが表れるか、全く表れない断面もある）は、
暫時放置して養生した後、乾燥工程を経て焼成する。乾
燥、焼成の温度及び時間は、用いるスラリー１′の組成
や織布２の材質によって適宜室める。焼成により織布２
は焼失して緯糸２ａの跡に貫通孔１ａが形成されると共
にセラミック原料はセラミックとなり、ここに第３図（
この断面には経糸２ｂの跡は全く表れていない）に示す
如き断面のセラミックフィルター１が得られるのである
。前記巻取物を焼成したそのままでは貫通孔１ａには側
面に開口していないか不完全なものがあるので、両側部
を適宜な厚さに切り取る。更に、必要に応じて目的とす
るセラミックフィルター１の形状に裁断すれば良い。

本発明方法においては、織布２にスラリー１′を含浸さ
せ充分に付着させてからこの織布２を一定の張力下に連
続的に巻き取るので、糸間には気泡もなくスラリー１′
が充満し、従って緯糸２ａはその周囲をスラリー１′に
より確実に埋め尽くされる。そして円筒状の巻取物は、
連続した帯状の織布２を巻き重ねたものであるから、織
布２の幅に比べて極端に大きい巻厚としない限り形状は
極めて安定していて巻厚に制限はない。

更に本発明方法においては、緯糸２ａの密度について織
布２を選んで使用することにより、筒周面方向（第３図
のＸ方向）における貫通孔１ａの密度を調節することは
容易である。また、織布２の巻取り時に張力を調節する
ことにより１円筒の半径方向における単位厚さ当りの巻
重ね数、従って筒半径方向（第３図のＹ方向）における
貫通孔１ａの密度を調節することは容易である。この場
合、単位厚さ当りの巻重ね数の大小に応じて織布２への
スラリー１′の付着量を調節するのが好ましい。

このように本発明方法によれば、緯糸２ａの密度の選択
と巻取り張力の調節とによって１貫通孔１ａの密度はＸ
方向のみならずＹ方向についても簡単にコントロールす
ることが可能となった。

また、スラリー１′中に製造しようとするセラミックフ
ィルター１の貫通孔１ａの間隔にほぼ等しい径の無機粒
状物質を混入させて使用すると、貫通孔１ａをＹ方向す
なわち筒半径方向における所定の間隔を置いて形成させ
るのに有効である。この無機粒状物質の量は多すぎると
貫通孔１ａが形成され難くなるので、全セラミック原料
中にその約１０〜３０重量％を占めて混入させるのが望
ましい。無機粒状物質としては、例えば無水珪酸（Ｓｉ
Ｏ□）の如くそれ自体がセラミック原料であるものが好
ましい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明方法を更に具体的に説明する
。

実施例１ アルミナセメント７０重量％と水３０重量％とから成る
スラリー１′中に幅５ａ１１．長さ６０ｍの帯状の織布
２（ナイロン製、緯糸２ａの直径５０７ａ、緯糸密度６
８．９本／　ｃｓ　、従って緯糸中心間隔１４６．Ｊ）
を第１図の如く浸漬し通過させた後、直径２．４１の芯
ロール３に巻取り終了時の外径が１１１となるように巻
取張力を調節して巻き取った。このときの巻取スピード
は４ｍ／分であり、約１５分という短時間で巻取りを終
了した。

得られた巻取物は幅に対して外径が２倍以上に達してい
るにも拘わらず、形態が非常に安定していて崩れるよう
な不安は少しもないものであった。

そしてその巻重ね層数は２８５層となっており、すなわ
ち前記Ｙ方向における緯糸密度は６６．６本／ｃｓで平
均系中心間隔は１５０ＩＩｍであり、そしてＸ方向にお
ける緯糸密度は織物組織から前記したように６８．９本
／ａｌで糸間距離（オープニング幅）は９５／ｆｆｉ＋
であった。

次いで０℃、相対湿度１００％で２４時間の養生を経て
、１２０℃、２４時間の乾燥と、昇温速度５０℃／時で
最終温度５００℃に達せしめてから３時間保持する焼成
とを行った後、徐冷し１両側部を切除して円筒状のセラ
ミックフィルター１を得た。このものは、貫通孔１ａの
孔径とＸ及びＹ方向における密度とが前記緯糸２ａの直
径と密度及び光中心間隔と同じであり、すなわち孔径５
０１ｍの貫通孔１ａがＸ方向ではオープニング幅が９５
ｐで、またＹ方向ではオープニング幅が８０〜１１０１
ｍで配列されているものであった。この円筒状フィルタ
ーの外径が大きいことから所要形状のフィルターチップ
に数多く切り出して具体的な利用に供することが出来た
。

実施例２ アルミナセメント５６重量％と水２４重量％と無機粒状
物質として粒径が８５〜ｔｏｏｋの阻粗粒２ｏ重景％（
アルミナセメントとの合計量に対して２６．３重量％）
とから成るスラリー１′を使用して実施例１と同様の工
程９条件でセラミックフィルター１を製造した。このも
のと実施例１で得られたセラミックフィルター１とを側
面に表われた貫通孔１ａの間隔について調べたところ、
Ｘ方向では差はなかったが、Ｙ方向については実施例１
のものはオープニング幅が８０〜１１０７ａで若干の幅
内でばらついたのに対し、実施例２のものはオープニン
グ幅が９０〜１１００Ｉ１というより小さいばらつきの
範囲に納まっており、＄粗粒が織布と織布との間隔をよ
り正確に保持する効果があることが認められた。

実施例３ 次の組成から成るセラミック原料のスラリー１′を調製
した。

届、　０．　　　　　　２８部 カオリン　　　　　２４部 Ｎａ、　Ｓｉ　Ｏ３・ｎＨ，０２０部 に、ＣＯ３１２部 水　　　　　　　　　　　４０部 このスラリー１′中に幅５　ａｍ、長さ６０ｒｎの帯状
の織布（ポリエステル製緯糸２ａの直径４５Ｊ！ｍ、緯
糸密度５９．１本／■、緯糸中心間隔１６９虜ｔオ一プ
ニング幅１２４／ｆｆ１）を実施例１と同様に浸漬２通
過させ、直径３．３ａｍの芯ロール３に巻取り終了時の
外径が１２Ｃ！Ｉになるように巻取張力を調節して巻き
取った。

得られた巻取物は巻重ね層が２５０層となっていてＹ方
向における緯糸密度は５７．４本／】で糸中心間隔が１
７４４．平均オープニング幅が１３０４であり。

そしてＸ方向における緯糸密度は織物組織から５９．１
本／ａ１１でオープニング幅は１２４−であった。

得られた巻取物を１１０℃、２４時間の乾燥と昇温速度
５０℃／時、７５０℃、５時間保持の焼成とを行った後
に徐冷し、両側部を切除して、緯糸２ａが焼失してそれ
と同じ直径及び配列の貫通孔１ａが形成されたセラミッ
クフィルター１を得た。

実施例４ 次の組成からなるセラミック原料のスラリー１′を調製
した。

ＡＱ、０３３５部 Ｎａ、　ＳＬＯ，・ｎ［（，０２０部 に、Ｃｏ、　　　　　　　１５部 Ｍｇ０　　　　　　　　３部 水　　　　　　　　　　　５０部 このスラリー１′と、帯状の織布２としてナイロン製で
あって緯糸の直径が３５声、緯糸密度１０１本／　ｃｓ
　、緯糸中心間隔９９Ｉ！ｍ、オープニング幅６４−の
ものを用い、巻取り終了時の外径を８１としたこと以外
は、実施例３と同様にしてセラミックフィルター１を得
た。

このものは、孔径３５−という微細な貫通孔１ａがＸ方
向には１０１孔／ａｍの密度及び６４虜の幅で、またＹ
方向には１４３孔／■の密度及び６０〜８０１Ｍの間隔
で配列されたものであった。

このセラミックフィルター１の中央部の芯ロール跡を閉
塞した状態でパイプの先端に取り付けて水中に入れ、圧
縮空気（０，３ｋｇ／ｃｄＧ）を送ったところ、霧状の
非常に微細な気泡を水平に噴出させることが出来た。

〔発明の効果ゴ 以上詳述した如く本発明方法に係るセラミックフィルタ
ーの製造方法よれば、帯状の織布にセラミック原料のス
ラリーを付着させて巻き取り、その巻姿で乾燥、焼成を
行うようにしたことにより。

巻取り段階では張力をかけた状態で順次巻き重ねられて
小エリアづつ完成していくので、気泡は停留することな
く均一性は非常に良い、そして連続した織布の巻き重ね
であることから織布の幅に比べて巻外径が２倍以上に大
きくしても形態は安定して少しも崩れるようなこともな
くて一度に大きな容積のフィルターが製造出来、しかも
巻取り作業は非常に速く終了する。そして緯糸の直径や
密度の選択、更に巻取張力の調節により、貫通孔の大き
さや、Ｘ方向、Ｙ方向つまり縦、横方向の密度の調節は
容易である。また貫通孔の直線性が良くてどの断面をと
っても均一円形の同面積の孔が形成されているためフィ
ルターとしての使用時に目詰まりは起こり難い、このた
め、洗浄が容易でフィルターの寿命が長いなどの利点を
有しており、そして非常に微細な貫通孔を均一に形成さ
せることが出来るので、フィルターのみでなく、液体。

気体の噴震に使用したり、触媒の担体としても利用する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の説明図、第２図は第１図中Ａ部の
拡大断面説明図、第３図は本発明方法で得られたフィル
ターの１例の断面説明図である。 図面中 １・・・・セラミックフィルター １ａ・・・・貫通孔 １′・・・・セラミック原料のスラリー２・・・・織布 ２ａ・・・・緯糸 ２ｂ・・・・経糸 ３・・・・芯ロール 特 許 出 願 人 日新製鋼株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　スラリー状のセラミック原料を緯糸が一定間隔で配
   列された帯状の織布に付着させて円筒状に巻き取り、次
   いで焼成して前記織布を焼失させることにより筒端面間
   に貫通孔を生成させることを特徴とするセラミックフィ
   ルターの製造方法。 ２　緯糸密度について織布を選んで使用することにより
   貫通孔の筒周面方向の密度を調節する請求項１に記載の
   セラミックフィルターの製造方法。 ３　帯状の織布の巻取張力を調節することにより貫通孔
   の筒半径方向の密度を調節する請求項１又は２記載のセ
   ラミックフィルターの製造方法。 ４　セラミック原料中の１０〜３０重量％が貫通孔の筒
   半径方向における所定の間隔にほぼ等しい径の無機粒状
   物質であるスラリーを使用する請求項１から３までのい
   ずれか１項に記載のセラミックフィルターの製造方法。