JPH0437631A

JPH0437631A - 表面断熱材の製造方法

Info

Publication number: JPH0437631A
Application number: JP13911290A
Authority: JP
Inventors: Masaki Okada; 岡田　正貴
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1992-02-07

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、熱伝導率及び熱容量が共に極めて小である表
面断熱材の製造方法に関する。

（従来の技術）従来の断熱材とは、セラミック材等のように、熱伝導率
が小てあり、かつ比熱が犬であるものが使用されている
。

よって、エンジンの燃焼室内壁を高温強度に優れ、熱伝
導率が小であるセラミックにて形成し、エンジン本体を
介して冷却されている熱エネルギーの量を低減し、エン
ジンの効率及び出力を共に改善しようとするセラミック
エンジンが多数提案されている。

ところがこのようなセラミックエンジンでは、燃焼室内
壁を形成するセラミック部材の熱容量が犬であるため、
燃焼室内壁温度は燃焼室内部温度の変化に追従せず、高
温度の、かつ一定温度となる。

よりて、燃焼室内部から冷却水への熱流量は低減される
ものの、燃焼室内部の流体と燃焼室内壁との間で伝達さ
れる熱伝達量は大となる。

すなわち、外部から燃焼室内に吸入された吸気は、直ち
に該内壁からの熱伝達を受は膨張し、後続する吸気の燃
焼室内への流入を阻害し、吸気の実質充填量が低下する
。

また、圧縮前の吸気が加熱され高温度であるため、圧縮
端温度が高温度になり、異常燃焼の発生、及び、排気ガ
スの高温度化、更には燃焼室内壁温度の上昇による冷却
水への熱流量の増加等の問題が発生する。

よって、燃焼室内壁を単にセラミックにて形成したセラ
ミックエンジンでは、効率及び出力の改善を成し得ない
。

そこで、本願出願人は、上記の点に鑑みて、燃焼室内壁
を熱伝導率及び熱容量か共に極めて小である表面断熱層
にて被覆することにより、効率及び出力を共に改善する
表面断熱エンジンに通用される表面断熱材の製造方法を
、特願平２２１４９０号として既に提案している。

（発明が解決しようとする課題）上記提案による製造方法では、レーザー加工機にて表面
断熱材ｆｅｒｎ’当たり約１万個の穴明は加工を必要と
する。

現在のレーザー加工機の加工速度は、１穴加工するのに
３〜５秒を要し、加工時間を短縮しても、０．３〜０．
５秒か限界である。

よって、上記提案による製造方法では加工時間か長く、
表面断熱材の加工コストが高騰するという問題がある。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あり、表面断熱材を大量かつ安価にて製造することので
きる表面断熱材の製造方法を提供しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、感光性物質からなる基材の方の表面に
フォトリソグラフィー法により複数個の凹部をエツチン
グ形成するステップと、該ステップ終了後、該凹部の内
表面を含めた該基材の一方の表面にほぼ均一の厚さをも
ちかつ所定の強度を有する第１の被膜を被覆せしめるス
テップと、該基材の一方の表面を被覆する第１の被膜上
に台座を接着するステップと、該基材の他方の表面をエ
ツチング除去し第１の被膜を露出せしめるステップと、
該第１の被膜の露出面を第２の被膜にて被覆するステッ
プとを有することを特徴とする表面断熱材の製造方法を
提供できる。

（作用）本発明の表面断熱材の製造方法では、表面断熱材の形状
を感光性材料にフォトリソグラフィー法を施して作成す
るので、大面積の表面断熱材を速やかに製造することが
できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図及び第２図は、本発明による表面断熱材の製造方
法のステップ毎の部分断面図である。

まず第１図（ａ）に示すごとく、感光性ガラスからなる
基材１の一方の表面に、網目状のマスク２を被着させる
。

ところで、該感光性ガラスとは、紫外線による露光によ
りガラス内に潜像か形成され、該潜像を熱処理により結
晶化し、更に酸処理により結晶部分のみを熔解除去する
ことにより、マスク２の形状に整形されるものである。

そして、該整形物を熱処理することにより結晶化しガラ
スセラミックにし強度を向上させる。

尚、該結晶化されたガラスセラミックは、例えはＨＯＹ
Ａ株式会社製の商品名「フオトセラム」と同様のもので
ある。

また、マスク２の網目形状は、本実施例では六角形であ
るか、その他四角形や三角形等でもよい。

次にマスク２を介して基材１に紫外線を照射し、本図（
ｂ）に示すように、エツチングし、壁３と底４とからな
る凹部を形成する。

次に、凹部内表面、すなわち壁３及び底４の表面に、窒
化珪素をスパッタリングもしくはＣＶＤ法により被着さ
せ、第１被Ｎ膜５を形成する。

尚、該第１被覆膜５は窒化珪素の他に、ＳＵＳ鋼もしく
はチタンをスパッタリングして形成してもよい。

次に、第２図（ａ）に示すように、壁３に被着している
第１被覆膜５の頂部を台座６に接着する。

そして、底４をエツチングにより溶解除去し、本図（ｂ
）に示すごとく、第１被覆膜５を露出させる。

そして、最後に該第１被覆膜５の露出面上に、窒化珪素
をスパッタリングもしくはＣＶＤ法により被着させ、第
２被覆膜７を形成する。

以上の工程により、第１被覆膜５と第２被覆膜７とから
なる天井部分を柱８が保持する形状が得られる。

尚、該第２被覆膜７も上記第１被覆膜５と同しく窒化珪
素の他に、ＳＵＳ鋼もしくはチタンをスパッタリングし
て形成してもよい。

上記工程にて製造された表面断熱材の構造を第３図に示
す。

第３図は、本発明の製造方法により製造された表面断熱
材の部分斜視断面図である。

本実施例の場合、六角形状の凹部のピッチは５０μｍで
あり、柱８の厚みは７μｍ、高さは３０μｍ、また天井
部の厚みは４μｍ程度となるように製造した。

以上、図示した実施例に関連して本発明を説明したが、
本発明は特許請求の範囲に示される主旨と精神の下で多
様な構成をとり得るものであって、特段の事情のない限
り、本発明を上記の詳細に説明した枠内に限定するもの
ではない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、表面断熱材の形
状を感光性材料にフォトリソグラフィー法を施して作成
するので、大面積の表面断熱材を速やかに製造すること
ができ、加工コストか安価にすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明による表面断熱材の製造方
法のステップ毎の部分断面図、第３図は、本発明の製造
方法により製造された表面断熱材の部分斜視断面図であ
る。１・・・基材、２・・・マスク、３・・・壁、４・・・
底、５・・・第１被Ｎ膜、６・・・台座、７・・・第２
被覆膜、８・・・柱。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光性物質からなる基材の一方の表面にフォトリ
ソグラフィー法により複数個の凹部をエッチング形成す
るステップと、該ステップ終了後、該凹部の内表面を含
めた該基材の一方の表面にほぼ均一の厚さをもちかつ所
定の強度を有する第１の被膜を被覆せしめるステップと
、該基材の一方の表面を被覆する第１の被膜上に台座を
接着するステップと、該基材の他方の表面をエッチング
除去し第１の被膜を露出せしめるステップと、該第１の
被膜の露出面を第２の被膜にて被覆するステップとを有
することを特徴とする表面断熱材の製造方法。
（２）上記第１の被膜及び第２の被膜は、窒化珪素（Ｓ
ｉ＿３Ｎ＿４）、ＳＵＳ鋼及びチタン（Ｔｉ）の内の少
なくとも１種類からなることを特徴とする請求項（１）
記載の表面断熱材の製造方法。
（３）上記基材を形成する感光性物質は、感光性ガラス
であることを特徴とする請求項（１）記載の表面断熱材
の製造方法。