JPH058148B2 - - Google Patents

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JPH058148B2
JPH058148B2 JP59260898A JP26089884A JPH058148B2 JP H058148 B2 JPH058148 B2 JP H058148B2 JP 59260898 A JP59260898 A JP 59260898A JP 26089884 A JP26089884 A JP 26089884A JP H058148 B2 JPH058148 B2 JP H058148B2
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JP
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ceramic
skeleton
layer
foam
slip
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Yoshihisa Kato
Masashi Fujimoto
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2093Ceramic foam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/0615Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances the burned-out substance being a monolitic element having approximately the same dimensions as the final article, e.g. a porous polyurethane sheet or a prepreg obtained by bonding together resin particles

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  • Filtering Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、溶融金属中の介在物(スラグな
ど)を除去(ろ過)するために用いるフイルター
や燃焼バーナ用面発熱体などに用いることのでき
る三次元網状の構造を有するセラミツクフオーム
とその製造方法に関する。
従来の技術 溶融金属中の介在物を除去するために、セラミ
ツクフオームフイルタが使用されている。従来、
この種のフイルタとして用いるセラミツクフオー
ムは、空隙率75〜95%、かさ比重0.2〜0.3、骨子
の見掛気孔率が10〜20%でコージライト質、アル
ミナ質、炭化ケイ素質などでできている。
発明が解決しようとする問題点 三次元網状の構造を有する軟質ウレタンフオー
ムを基材フオームとして単にセラミツクを付着固
化させた従来のセラミツクフオームでは、圧縮強
さが10〜30Kgf/cm2以下、曲げ強さが5Kgf/cm2
以下である。そのように強度が弱いために、使用
前および使用中の取り扱いに際してセラミツクフ
オームが破損する。この破損は、三次元網状の構
造をなす骨子の折損により生じるものである。
発明の目的 この発明は、上述した問題点を解決するために
なされたものであり、セラミツクフオームの強度
を上げ、使用前および使用中の取り扱いにおいて
破損し難い高強度のセラミツクフオームおよびそ
の製造方法を提供することを目的としている。
発明の要旨 したがつて、この目的を達成するために、第1
発明の要旨は、三次元網状の構造を有するセラミ
ツクフオームにおいて、骨子が複数層構造を有
し、かさ比重が0.4〜2.0、かつ骨子の見掛気孔率
が5%以下であることを特徴とするセラミツクフ
オームにある。
第2発明の要旨は、三次元網状の構造を有する
基材フオームに対して、セラミツク原料として粒
度が10μm〜0.1μmの範囲に分布し、その平均粒
径が5μm〜0.5μmになるように配合された原料を
用い、粘度が2〜15ポイズになるように調整した
セラミツク成形用スリツプを付着させて乾燥固化
することを複数回くり返し行つて、骨子を太く成
形し、焼成して磁器化することを特徴とするセラ
ミツクフオームの製造方法にある。
問題点を解決するための手段 図に示すように、この発明によるセラミツクフ
オームは、三次元状の構造を有する基材フオーム
として軟質ウレタンフオーム1を用い、その骨子
部にセラミツク成形用スリツプを付着して、第一
層2、第二層3および第三層4を順次成形して乾
燥固化をくり返し、骨子5を太く形成してある。
セラミツクフオームのかさ比重は0.4〜2.0であ
る。
このような骨子5の形成は、たとえば次に述べ
るような製造方法によるのが好ましい。
三次元網状の構造をなす基体フオームの骨子部
1に対して、セラミツク成形用スリツプを付着し
て、第一層2を形成し、乾燥固化後、同様にして
その上に第二、第三層3,4を順次形成して乾燥
固化する。このようにして、骨子5を太く成形
し、その後1500℃以上の高温で焼成して基本材フ
オームの骨子部1を焼去する。
作 用 セラミツクフオームのかさ比重を少しだけ変化
させるだけで、セラミツクフオームの強度を顕著
に増加させて骨子5の折損を少なくする。また、
空隙率はほとんど変えなくてすむ。
実施例 1 第1図はこの発明によるセラミツクフオームの
製造方法並びにセラミツクフオームの骨子構造の
一例を示している。
実施例1は表(後掲)に示すように、化学成分
が98重量%Al2O3のセラミツクフオームである。
第1図にしたがつて製造方法並びに骨子構造を
説明する。
三次元網状の構造を有する基材フオームとして
は、軟質ウレタンフオームが最適である。その骨
子部1に対し、図示例ではセラミツク成形用スリ
ツプを複数回(3回)付着させてそのたびに乾燥
固化させることで、第一層2、第二層3および第
三層4により太い骨子5を形成する。
セラミツク成形用スリツプは、次のようにして
作る。
まず、98重量%Al2O3よりなるセラミツク原料
は、粒度が10μ〜0.1μに分布し、その平均粒径5μ
〜0.5μになるように配合されたものである。
上述のようにして粒度と配合割合などを調整し
て配合されたセラミツク原料と、水、速乾性バイ
ンダー(たとえばPVA)およびボール(たとえ
ばセラミツクボール)をボールミルに入れて混合
し、粘度が2〜15ポイズになるように調合してセ
ラミツク成形用スリツプを作る。
図示したセラミツクフオームの骨子5の製造過
程を順次説明すれば、軟質ウレタンフオームの骨
子部1にセラミツク成形用スリツプを付着して第
一層2を形成する。この際、軟質ウレタンフオー
ムの空隙(図示せず)が目詰りを起こさぬよう
に、余剰のスリツプを除去し、50℃〜100℃で乾
燥固化させる。
次に、第一層2のまわりに同一のセラミツク成
形用スリツプを付着して、第二層3を形成する。
この際も、空隙が目詰りを起こさぬように余剰の
スリツプを除去し第一層2と同様に乾燥し固化さ
せる。
さらに、第二層3に同一のセラミツク成形用ス
リツプを付着し、第三層4を形成する。この際に
も、空隙が目詰りを起こさぬように余剰のスリツ
プを除去し乾燥して固化させる。
このように、軟質ウレタンフオームの骨子部1
に対して、製品のかさ比重が0.4〜2.0になるま
で、好ましくは2〜3回くり返してセラミツク成
形用スリツプを付着して固化させ、骨子5を太く
成形する。
次に骨子5は、1500℃以上の高温で焼成されて
磁器化する。それとともに、図に示すように、軟
質ウレタンフオームの骨子部1は炭化して除去
(焼去)され、骨子5の中に空間6が形成される。
実施例1は、化学成分が98重量%Al2O3のもの
であつたが、その特性が表に示してある。
表から判るように、かさ比重は、0.4〜2.0の間
で設定され、その時のセラミツクフオームの強
度、すなわち圧縮強さおよび曲げ強さは表に示す
とおりである。すなわち圧縮強さでは、50〜100
Kgf/cm2であり、従来の10〜30Kgf/cm2以下に比
べ顕著に増加している。また曲げ強さは、10〜35
Kgf/cm2であり、これも従来の5Kgf/cm2以下に
比べて顕著に増加している。
ところが、この場合の空隙率は、85〜90%であ
り、従来の値に比べてごく少ししか変化していな
い。
焼結体の見掛気孔率は5%以下である。
実施例 2 実施例1では、軟質ウレタンフオーム1に対し
て同一のセラミツク成形用スリツプを第一層2か
ら第三層4まで付着させたが、実施例2では、別
のセラミツク成形用スリツプを各層に付着させ
る。
すなわち実施例2では、セラミツク原料として
は同じ98重量%Al2O3を用いるが、第一層2は実
施例1で使われたセラミツク成形用スリツプを用
い、第二層3と第三層4は、さらに別の粒度のも
のを配合して調合したセラミツク成形用スリツプ
を用いるのである。
詳細に説明すると、第一層2は、粒度が10μ〜
0.1μに分布し、平均粒径が5〜0.5μであるセラミ
ツク原料を調合したセラミツク成形用スリツプを
基材フオームに付着させることにより形成する。
余剰スリツプを除去したのち、第一層2を乾燥固
化させる。その骨子気孔率は、0%である。
次に第二層3は、粒度10μ〜0.1μのものが70〜
90重量%、粒度44μ〜10μのものが10〜30重量%
配合されたセラミツク原料を調合したセラミツク
成形用スリツプを第一層2の表面に付着すること
により形成する。余剰スリツプを除去したのち、
第二層3を乾燥固化させる。その骨子気孔率は、
5〜15%になる。
さらに、第三層4は、粒度10μ〜0.1μのものが
50〜70重量%、粒度44μ〜10μのものが30〜50重
量%配合されたセラミツク原料を調合したセラミ
ツク成形用スリツプを第二層3の表面に付着させ
ることにより成形する。そして、余剰スリツプを
除去したのち、第三層4を乾燥固化させる。その
骨子気孔率は、15〜25%になる。
このようにして成形された多層構造体の骨子5
を有するセラミツクフオームを、実施例1と同様
にして焼成する。
かさ比重は0.4〜2.0に設定され、圧縮強さや曲
げ強さなどの他の特性項目は実施例1と実質的に
同じである。
実施例2の場合、骨子5の表面に気孔径50μ〜
1μの気孔が多数存在し、そのため溶融金属中の
介在物の除去(ろ過)効率をあげることができ
る。
また、第三層4に活性化Al3O3(γ−Al2O3)や
PT触媒を担持させることにより、触媒機能を有
するセラミツクフオームにすることができる。そ
の場合、この表面層の気孔により、活性化Al2O3
などの担持力が上がり、耐用性が向上する。
実施例 3 実施例3では、実施例1、2と異なりセラミツ
クフオームの化学成分がAl2O3−ZrO2である。こ
の場合も実施例1あるいは実施例2と同様の製造
方法により骨子を太くする。
実施例3のセラミツクフオームのかさ比重は、
実施例1、2と同様に0.4〜2.0に設定され、圧縮
強さおよび曲げ強さは、実施例1と同等の値を持
つ。また空隙率および空隙径も実施例1の値と同
等である。
ただし実施例1に比べて耐熱衝撃性の点で優れ
ている。
変形例 この発明は上述した実施例に限定されるもので
はない。たとえばセラミツク成形用スリツプは、
かさ比重が0.4〜2.0の範囲となるのであれば、第
一層、第二層、第三層に限ることなく、たとえば
第一層および第二層まででもよく、あるいは必要
に応じて第四層以上を形成してもよい。またスリ
ツプに含まれるセラミツク原料としては、SiC、
Si3N4、Al2O3−SiO2系、コージライト、ZrO2
材質を用いてもよい。
なお、セラミツクフオームのかさ比重が2.0よ
り大きくなると、空隙率が低下しすぎて空隙での
溶融金属の通りが悪くなり、フイルタとしての機
能を発揮しにくくなる。
発明の効果 以上説明したことから明らかなように、この発
明のセラミツクフオームは骨子が複数層構造を有
し、かさ比重を0.4〜2.0に設定し、骨子の見掛気
孔率を5%以下するので、従来に比べてわずかに
かさ比重を変化させただけにもかかわらず、その
強度は、圧縮強さ、曲げ強さのいずれにおいても
顕著に増加させることができる。しかも、その空
隙率をほとんど変えなくてすむので、溶融金属の
通過に支承がなく、実用的に非常に優れた効果が
ある。
また、この発明の製造方法によれば、高強度で
骨子の折損し難いセラミツクフオームを製造でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のセラミツクフオームの製造
方法および骨子構造の一例を示す断面図である。 1……軟質ウレタンフオームの骨子部、2……
第一層、3……第二層、4……第三層、5……セ
ラミツクフオームの骨子、6……空間。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 三次元網状の構造を有するセラミツクフオー
    ムにおいて、骨子が複数層構造を有し、かさ比重
    が0.4〜2.0、かつ骨子の見掛気孔率が5%以下で
    あることを特徴とするセラミツクフオーム。 2 三次元網状の構造を有する基材フオームに対
    して、セラミツク原料として粒度が10μm〜0.1μ
    mの範囲に分布し、その平均粒径が5μm〜0.5μm
    になるように配合された原料を用い、粘度が2〜
    15ポイズになるように調整したセラミツク成形用
    スリツプを付着させて乾燥固化することを複数回
    くり返し行つて、骨子を太く成形し、焼成して磁
    器化することを特徴とするセラミツクフオームの
    製造方法。
JP26089884A 1984-12-12 1984-12-12 セラミツクフオ−ムとその製造方法 Granted JPS61141682A (ja)

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