JPH0459902A - 金属多孔体の焼成方法 - 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］ 本発明は内燃機関の排ガス中の各種有害酸化物あるいは
粉塵を除去するための触媒担体あるいはフィルターまた
は化学反応触媒担体あるいは空気清掃機用のフィルター
等非掌に用途の広い金属多孔体の焼成方法に関わるもの
である。

［従来の技術］ 金属多孔体の製造方法として発泡ウレタンフオームを基
材とし、そこへ所要の金属粉末をパンインダーと混合し
てスラリー状にしたものを塗着、焼成し、基材の発泡ウ
レタンフオームを消失させると共に金属粉末の焼結を図
る方法、例えば特開昭５８−２０４１３７等が提案され
ている。この方法は多孔質金属体を製造する鍍金法例え
ば特公昭４７−１０５２４に比較して安価でしかも製造
可能な金属の種類が多い特徴を有するが次のような欠点
を持っている。

すなわちこの金属多孔体の製造方法では肉厚もの、長尺
ものあるいは円筒状のもの等の焼成が困難であるという
点である。この方法では基材の発泡ウレタンの消失温度
が２５０〜３５０℃である。この温度では金属の焼結が
ほとんど進行していない。従って形状の維持はバインダ
ーによるが、バインダーの結合力も金属の焼結が始まる
８００℃まで充分な効果を保つことができない。そのた
め肉厚もの、あるいは円筒形のものでは焼成中に自重に
より多孔体自体が座屈してしまう。

さらに長尺もの、あるいは大面積材ではその後の焼結進
行段階で焼き締りによる収縮で金属多孔体に亀裂が発生
してしまう。また異形材等も当然低強度段階で発生する
座屈と焼き締りによる収縮で製造が困難であった。従っ
てこの方法により問題無く製造可能な金属多孔体のサイ
ズは肉厚は高々５０ｍｍ、縦横３００ｍｍ程度の板材で
あった。

しかし、多孔体の用途によっては肉厚もの、長尺もの、
円筒材、円柱材等あらゆる形状が要求される。これを解
決する手段として該多孔体を分割して製造し、その後で
接着、組み立てる方法が考えられる。−射的な接着方法
としてはロウ付けが挙げられる。具体的な方法としてポ
リビニールアルコールのような接着剤と粉末のロウ材を
用いて接着する方法が知られている。すなわち多孔体の
接着面に接着剤を塗布しその後粉末ロウ材を散布し、密
着後昇温してロウ付けする方法である。

このように板状の金属多孔体を加工する方法で様々な形
状の多孔体が製造可能になったが、一方で板状多孔体の
板厚についてはさまざまなサイズが必要とされるような
った。焼成には１１００℃辺上の高温でも変形しないセ
ラミックスの板を敷（必要があり、焼成炉のスペースを
フルには使えない、あるいはセラミックスの加熱に熱を
必要とするため焼成エネルギーが余分にかかるなどの無
駄があり、板厚の薄いものほど同一体積では焼成コスト
が高くなるという問題があった。

また、技術的に可能であればセラミックス板の厚さを極
力薄（できれば問題の解決には早道になるが現在の技術
では繰り返し焼成に耐え、経済性も満足できる１０ｍｍ
未満のセラミックス板は得られない。

また、射出成形品に焼成で良く用いられているように、
セラミックスの砂に埋めたりする方法も考えられるが熱
の損失、砂の除去に要する工程の損失が大きいことが問
題となるし、均一な収縮が得られない点が致命的な技術
的な課題として残されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は板厚の薄い金属多孔体でも、座屈による変形し
ない限界厚みの多孔体と体積当たりの焼成コストが変わ
らないか、極めて小さい差に収める方法を提供するもの
である。

Ｌ課題を解決するための手段〕 この目的を達成するための本発明の主旨は、セラミック
ス板の使用枚数を極力減らし、焼成炉のスペースをでき
るだけ未焼成板状多孔体で埋めることにより、焼成コス
トの削減を図るものである。

即ち、セラミックスの台の上に未焼成板状多孔体を置き
、その上に同一面形状に切断した紙または布を置き、そ
の上に更に未焼成板状多孔体を置いて焼成する。未焼成
板状多孔体を重ねるに当たっては上下の未焼成板状多孔
体の間に紙または布を挟めば２段以上、何段でも積み重
ねて焼成できるが未焼成多孔体を重ねる場合には最高で
も層の高さが５０＋ｎｍを越えない範囲にしないと下部
の板状多孔体に座屈変形が生じる。

また間に挟む仕切り材料にはカーボンシート、アスベス
ト板、ガラス繊維等も利用できるが、単位面積当たりの
重量が重い、摩擦係数が太きい等の原因により上下の金
属多孔体に焼成時の収縮率の差が生じたり、同じ層厚で
も下部に座屈が見られる等の問題があるため、紙または
布を使用するのが最も経済的である。

紙の厚さは薄い方が無駄なスペースを取らないので好ま
しいが、薄過ぎると上下の多孔体が接着して仕切りの役
目を果たさないという問題が発生するので、０．１５ｍ
ｍ以上の厚さ、望ましくは０．２０ｍｍ以上の厚さを確
保する必要がある。

第１図は本発明の方法の例の説明図である。未焼成板状
多孔体１は紙または布２を挟んで積層単位５を構成し、
各構成単位５はセラミックスの床板あるいは棚（セラミ
ックス板）３に載せて焼成する。尚図中４はセラミック
ス柱の例である。

Ｌ作用Ｊ 厚さ１２ｍｍのウレタンフオームのに鉄粉を塗着した未
焼成板状多孔体を焼成する場合を例にとって説明する。

この未焼成板状多孔体を炉内の有効高さ２００＋ｎ＋ｎ
の焼成炉に入れて焼成する場合、従来であれば１０＋ｎ
ｍのセラミックス板に１枚の未焼成板状多孔体を載せ、
その上に同様に未焼成板状多孔体を１枚載せたセラミッ
クス板を下の未焼成板状多孔体との間隙を５１確保する
ようにセットする。従って、従来の方法では一段に２７
＋ｎｍの高さを必要とし、７段しか一度に焼成できない
。

しかるに本発明の方法を用いれば、１０ｍｍのセラミッ
クス板に３枚の未焼成板状多孔体を重ねて載せることが
でき、その間の仕切り用の紙の厚さ５枚分の１ｍｍを加
えても、５２ｍｍで３枚の未焼成板状多孔体をセットで
きる。最上段は２枚しかセットできないが、４段で１１
枚が一度に焼成できる。これにより、焼成コストは約４
割も削減できる。

［実施例］ 次に本発明の実施例について述べる。

（実施例１〜３） 表１に示した３種類の仕切り材料、未焼成板状多孔体を
使って、３段積みの焼成実験を行った。

尚実施例】は紙を用いた本発明の方法で、実施例２．３
は紙または布以外を仕切材料として用いた比較例である
。焼成は１１５０℃×２時間焼成した。

その結果、全ての条件で上下の多孔体の接着は回避でき
たものの、上下の多孔体が同じように均一な収縮率が得
られたのは、間に５枚の新聞紙を挟んで焼成した実施例
１のみで、実施例２．３では上下の多孔体で収縮率のバ
ラツキが発生した。

（実施例４〜６） 表２に示した３種類の仕切り材料、未焼成板状多孔体を
使って４段積みの焼成実験を行った。向実施例４は紙を
用いた本発明の方法で、実施例５．６は紙または布以外
を仕切材料として用いた比較例である。焼成は１１５０
℃×２時間焼成した。

その結果、全ての条件で上下の多孔体の接着は回避でき
たものの、上下の多孔体が大凡均−な収縮率が得られた
のは、間に５枚の新聞紙を挟んで焼成した実施例４のみ
で、実施例５，６では上下の多孔体で収縮率のバラツキ
が大きい。

（実施例７〜９） 表３に示した３種類の仕切り材料、未焼成板状多孔体を
使って４段積みの焼成実験を行った。向実施例７，８．
９は何れも、仕切材料として紙または布を用いた本発明
の方法である。焼成１１５０℃×２時間焼成した。その
結果、全ての条件で上下の多孔体の接着は回避でき、か
つ上下の多孔体が同じように均一な収縮率が得られた。

［発明の効果］ 本発明の方法によると、板厚の薄い金属多孔体を製造す
るに際しても、未焼成板状多孔体を重ね合せて焼成炉に
装入することができるため、未焼成板状多孔体の充填率
が向上し、焼成コストが低減する。本発明の方法による
と未焼成板状多孔体を重ね合せて焼成しても、重ね合せ
た上下の多孔体で収縮率は均一に保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の焼成方法のセツティング方法を示す説
明図である。 １・・・金属多孔体、２・・・紙または布、３・・・セ
ラミックス板、４・・・セラミックス柱、５・・・積層
羊位。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウレタン等の網目状発泡合成樹脂の基材に金属粉末スラ
   リーを塗着して乾燥し板状の金属多孔体に焼成する場合
   において、未焼成板状多孔体を複数枚積み重ね、各未焼
   成板状多孔体の接する面に紙、または布を挟んで積層単
   位を構成し、各構成単位をセラミックスの床板あるいは
   棚に載せて焼成する金属多孔体の焼成方法。