JPH04193781A - 貫通孔付きセラミック体及びその製法 - 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］ 本発明は貫通孔付きセラミック体及びその製法に係り、
特に接触効率の高い触媒用担体等として好適な貫通孔付
きセラミック体及びその製法に関する。

［従来の技術］ 貫通孔を有するセラミック焼結体は、溶融金属の精錬用
フィルター又は触媒用担体等として工業的に広く利用さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来、提供されている貫通孔付きセラミ
ック体の貫通孔は、いずれもその長さ方向の孔形状が均
等である。即ち、例えば、孔形状は円柱状又は角柱状と
いったように、孔の貫通方向に直交する断面の形状が１
つの孔についてすべて同一形状である。

このため、被処理物質は、貫通孔を短時間で容易に通過
してしまい、例えば、触媒担体として用いた場合等にお
いて、十分な接触効率が得られないという欠点があった
。

本発明は上記従来の問題点を解決する貫通孔付きセラミ
ック体及びその製法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の貫通孔付きセラミック体は、貫通孔の孔
形状が長さ方向において非均等であることを特徴とする 請求項（２）の貫通孔付きセラミック体の製法は、上記
請求項（１）の貫通孔付きセラミック体を製造する方法
であって、溶解、昇華、分解又は゛酸化消失可能な中子
を用いてセラミック原料粉末の成形体を成形し、次いで
該中子を除去した後、焼成してセラミック体を製造する
方法において、該中子が長さ方向において非均等である
ことを特徴とする 請求項（３）の貫通孔付きセラミック体の製法は、上記
請求項（２）の方法において、中子が低融点合金で構成
されており、かつ、セラミック原料粉末の成形体を射出
成形法で製造することを特徴とする。

以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。

第１図及び第２図は、本発明の貫通孔付きセラミツ多体
の一実施例を示す断面斜視図である。

第１図に示す貫通孔付きセラミック体１は円柱状の本体
ＩＡに、該円柱の中 複数のつづら折り状の貫通孔２が設けられたものである
。

第２図に示す貫通孔付きセラミック体３は、円゛柱状の
本体３Ａに、該円柱の中心軸方向に貫通する貫通孔４Ａ
、４Ｂが設けられたものであって、該−通孔４Ａ、４Ｂ
はその貫通方向に直径の異なる円柱状孔の組み合せより
なり、貫通孔′４Ａ。

４Ｂは互いに点対象となっている。

本発明の貫通孔付きセラミック体は、その貫通孔形状が
長さ方向即ち貫通方向に非均等であれば良く、その本体
形状は、図示のような円柱状の他、角柱状、球状、サイ
コロ状等の様々な形状とまた、貫通孔形状も図示の形状
の他、らせん形状、蛇行曲線状等、様々な形状を採用す
ることができる。

次に、このような本発明の貫通孔付きセラミック体を製
造するための、本発明の製法について説明する。

本発明の方法は、溶解、昇華、分解又は酸化消失可能な
中子を用いてセラミック原料粉末の成形体を成形し、次
いで該中子を除去した後、焼成してセラミック体を製造
する公知の方法において、該中子としてその形状が所望
とする貫通孔形状の長さ方向に非均等のものを用いれば
良く、その他の操作においては、従来と同様に行なうこ
とができる。

特に、その製造方法は、高圧で成形するため、緻密なセ
ラミック体を得ることができ、しかも寸法精度も良いこ
とから、射出成形法を採用するのが好ましい。しかして
、射出成形法による場合、中子材質の耐圧性が低いと、
射出圧力により中子が変形して所望形状の貫通孔を形成
できな（なるため、金属、合金等の耐圧性に優れた中子
材質を採用することが望ましい。本発明においては、中
子として低融点合金を用い、射出成形法により成形した
後、中子を溶融除去するのが最も好ましい。

この場合、低融点合金としては、セラミックの射出成形
温度（通常１２０〜１３０℃）よりも高（、しかもでき
るだけ低い融点のもの、好ましくは１４０〜２００℃程
度、特に１５０℃程度のものが好ましい。低融点合金と
しては、例えば５ｎ−Ｐｂ系又は５ｎ−Ｂｉ系合金等を
用いることができる。

このような低融点合金により中子を作製するには、切削
加工等を採用することもできるが、アクリル等のプラス
チックを用いて所望の中子形状のモデルを作製し、この
モデルに対してシリコンゴム等の低融点合金よりも高い
溶融温度の物質でメス型を作り、このメス型に低融点合
金を鋳込んで中子を作製するのが良い。

以下に、具体的な製法について説明する。

■　母材材料の調製 （ｉ）アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージュライ
ト等を用いて所望の配合で混合し、原料粉を調合する。

（１１）上記原料粉にアクリル樹脂・ワックス等のバイ
ンダを２０〜３０重量％程度添加して混練する。

（１ｉｉ）粉砕、造粒して直径５ｍｍ程度のペレットと
する。

■　中子の作製 （１）アクリル等で所望貫通孔形状のモデルを作製する
。

（１１）シリコンゴムでメス型を作製する。

（１ｉｉ１合金を鋳込んで中子を作製する。

■　成形、焼成 （ｉ）成形型内に■の中子を挿入配置する。

（１１）■のペレットを射出成形する（温度１２０〜１
３００ｃ、射出圧力１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ２程
度）。

（１ｉｉｉ中子の融点以上に加熱して中子を溶融除去す
る。

（１ｖ）得られた成形体を３００〜４００°Ｃで脱脂す
る。

（ｖ）１３００〜１４００℃で１〜２時間程度焼成する
。

［作用］ 本発明の貫通孔付きセラミック体は、貫通孔形状が、そ
の長さ方向に非均等であるため、従来の均等貫通孔に比
べて、貫通孔長さ、貫通孔内壁面面積が増大する。しか
も、例えば、この貫通孔に被処理流体を通過させる際、
通過流体にうねりが生じ、乱流が促進され、貫通孔壁面
との接触効率が向上する。このため、良好な処理効率が
得られる。

このような貫通孔付きセラミック体は、請求項（２）の
方法により容易に製造される。特に、請求項（３）の方
法によれば、緻密なセラミック体を、高い寸法精度にて
製造することが可能とされる。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
。

実施例１ 前記■〜■の方法に従って、第１図に示す本発明の貫通
孔付きセラミック体を製造した。

なお、原料配合は下記の通りであり、この原料に対して
バインダとしてアクリル樹脂・ワックスを２０重量％添
加して、粒径５ｍｍ程度のペレットとした。

原゛′配Ａ（重Ｍ。

シリカ粉：５０ アルミナ粉：３５ マグネシア粉＝１５ また、中子は融点１５０’Ｃの５ｎ−Ｂｉ系低融点合金
で作製した。各操作条件は次の通りとした。

射出成形圧カニ１０００ｋｇ／ｃｍ２ 射出成形温度：１３０℃ 脱脂処理条件、４００　’ＣＸ　５　ｈ　ｒ焼成処理条
件：１３５０℃ｘｌｈｒ 得られた貫通孔付きセラミック体は、直径１０ｃｍ、高
さ５ｃｍの円柱状本体に、断面２ｍｍ（第１図における
ａ）Ｘ２ｍｍ　（同ｂ）のつづら折り状の貫通孔が約１
０００個形成されたものであった。

このようにして得られた本発明の貫通孔付きセラミック
体と、同一本体形状で断面２ｍｍＸ２ｍｍの四角柱状貫
通孔が同一個数形成された従来のセラミック体とについ
て、予め、管内壁にトレーサー（安息香酸等）を濃青し
ておき、流体として水を通過させ、トレーサーを濃醇さ
せることによりその接触効率を測定したところ、本発明
のものは、従来品に比べて、１０〜１０３倍（ただし、
流速により異なる。）の接触効率が得られることが確認
された。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、請求項（１）の貫通孔側きセラミッ
ク体によれば、精錬用フィルター、触媒担体等として、
高い接触効率、処理効率を得ることができるセラミック
体が提供される。

しかして、このような貫通孔付きセラミック体は、請求
項（２）の方法に従って容易に製造される。特に、請求
項（３）の方法によれば、緻密で寸法精度の高い貫通孔
付きセラミック体を製造することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の貫通孔付きセラミック体
の一実施例を示す断面斜視図である。 １．３・・・貫通孔付きセラミック体、２．４Ａ、４Ｂ
・・・貫通孔。 特許出願人　株式会社イナックス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）貫通孔を有したセラミック体において、貫通孔の
   孔形状が長さ方向において非均等であることを特徴とす
   る貫通孔付きセラミック体。
2. （２）溶解、昇華、分解又は酸化消失可能な中子を用い
   てセラミック原料粉末の成形体を成形し、次いで該中子
   を除去した後、焼成してセラミック体を製造する方法に
   おいて、該中子が長さ方向において非均等であることを
   特徴とする請求項（１）に記載の貫通孔付きセラミック
   体の製法。
3. （３）中子が低融点合金で構成されており、かつ、セラ
   ミック原料粉末の成形体を射出成形法で製造することを
   特徴とする請求項（２）に記載の製法。