JPH10101451A - セラミック連通多孔体の製造方法 - Google Patents

セラミック連通多孔体の製造方法

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JPH10101451A
JPH10101451A JP26102896A JP26102896A JPH10101451A JP H10101451 A JPH10101451 A JP H10101451A JP 26102896 A JP26102896 A JP 26102896A JP 26102896 A JP26102896 A JP 26102896A JP H10101451 A JPH10101451 A JP H10101451A
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JP
Japan
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ceramic
synthetic resin
resin foam
container
slurry
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JP26102896A
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English (en)
Inventor
Fumio Odaka
文雄 小高
Eigo Tanuma
田沼  栄伍
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 生産性、経済性にすぐれ。高温での使用や熱
衝撃を受けるところなどへの使用でも破壊の恐れがな
く、経年使用下では破壊の恐れがない。本発明はこれら
の課題を解決することを目的とする。 【解決手段】 内部連通空間を有する合成樹脂発泡体を
予め容器に配置し、該容器中にセラミックスラリーを注
入し、その後乾燥、焼成して実質上同一且つ均一素材か
らなり、内部に多孔を有するセラミック燒結体を得、該
燒結体の任意の部分を切削削除することにより実質同一
素材のセラミック連通多孔体を得ることを特徴とするセ
ラミック連通多孔体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】種々の流体を通過させるため
の耐熱、耐触性に優れたセラミック多孔体の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、石膏型等の成形型にスラリー状の
セラミックを注型し、乾燥、焼成して製造される多孔体
を含む鋳込み成形によるセラミックは、形状の自由度の
大きさかが特徴であり、この方法で種々な製品が製造さ
れている。そして、このセラミック製品の多孔体を得る
には、例えばセラミックスラリーの中に有機質からなる
数ミクロン〜数十ミクロンの粉体を混ぜ、燒結の途上で
これを焼失させ連通気孔を得る方法があり、バーナーヘ
ッド等として使用されている。また、他の方法としてセ
ラミックスラリー中に発泡体を配合し成形途上で連通気
泡体を得る方法もある。しかし、これらの方法では連通
気泡の偏りが見られ、連通気泡体としては気孔の均一性
の点で不十分であった。
【0003】上記の如き欠点を改良すべき方法の1つと
して特開昭63−166776号公報が開示されてい
る。この方法は予め三次元網状骨格構造の合成樹脂にセ
ラミックスラリーを付着させ、余剰のセラミックスラリ
ーを取り除き、これを焼成して、合成樹脂発泡体を焼成
時に消失させセラミック内部が連通化状態のセラミック
多孔体としたものを成形型に入れ、再度同一或いは異な
ったセラミック成分のスラリーを成形型に注入して、乾
燥・焼成してセラミック多孔体を得る方法である。乾燥
後焼成するとセラミック体にセラミック多孔体を埋め込
んだ製品が得られる。これは、元々三次元網状の気泡が
あるセラミック多孔体を使用しているので得られた焼成
品も同様な気孔が確保されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法は、
成型時に所望の形状に応じてその都度石膏型等を作り、
これを用い、更に焼成されたセラミック多孔体をも用い
て成形後更に焼成しなければならないために生産性、経
済性に劣るものであった。また、セラミックスラリーを
石膏型に注入する際、スラリーの一部がセラミック多孔
体の連通孔に侵入する恐れもあり完全な連通体を得るの
が困難であった。更に、連通気孔として一度焼成したセ
ラミック多孔体を使用しているため、後からマトリック
スとして焼成するセラミックスとの間が不均一層となる
ため高温での使用や熱衝撃を受けるところなどへの使用
では熱膨張係数の差でクラックや破壊の恐れがあり、ま
た、同一素材にしても接合部には応力が集中しやすくな
るため経年使用下では破壊の恐れが考えられる。本発明
は、前記事情に鑑みてなされたもので、その課題とする
ところは、連続気泡を備えて流体を透過し得る特性を有
するセラミック多孔体を実質的に同一且つ均一な素材で
安価に得る方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1のセラ
ミック連通多孔体の製造方法は、内部連通空間を有する
合成樹脂発泡体を予め容器に配置し、該容器中にセラミ
ックスラリーを注入し、その後乾燥、焼成して、内部に
多孔を有するセラミック燒結体を得、該燒結体の任意の
部分を切削削除することによりセラミック連通多孔体を
得ることを特徴とする。
【0006】本発明の請求項2のセラミック連通多孔体
の製造方法は、前記内部連通空間を有する合成樹脂発泡
体の表面に予め界面活性剤を付着させてなることを特徴
とする。
【0007】本発明の請求項3のセラミック連通多孔体
の製造方法は、前記内部連通空間を有する合成樹脂発泡
体が三次元網状骨格構造を有するポリウレタンであるこ
とを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について説明
する。上記に記載した内部連通空間を有する合成樹脂発
泡体としては、三次元網状骨格構造を有する合成樹脂発
泡体において該発泡膜を除去したもの、樹脂製ネット、
不織布等が挙げられる。また、連通気孔径はこれら骨格
を構成している樹脂の太さにより任意に選ぶことができ
るが、ポリウレタンフォームが好ましく用いられる。ま
た、これらの内部連通空間を有する合成樹脂発泡体の強
度を増すために、樹脂からなるスラリー或いはエマルジ
ョンを含浸、或いはスプレー等によりこれらを補強する
ことができる。また、この方法は連通気泡径を大きくす
る方法でもある。
【0009】前記合成樹脂発泡体はセラミックスラリー
との濡れ性を向上させるために界面活性剤を表面にコー
ティングすることが好ましい。コーティング方法として
は、スプレー、含浸等いずれの方法でも良いが、確実性
の点では含浸させた後にロール等で余剰の界面活性剤を
除去し、乾燥させる方法が好ましい。
【0010】この合成樹脂発泡体の濡れ性を向上させる
ために用いられる界面活性剤としては、特に限定するも
のではなく、家庭用に市販されている石鹸を用いて対応
することができる。この場合は、液体、固体を問わず界
面活性剤の濃度は、0.1〜1%の範囲のものが好まし
く、0.1%以下であると界面活性の効果が得られず、
スラリーを注入した時に合成樹脂発泡体と十分濡れずに
空洞等が発生し易い。一方、濃度の上限の制限はない
が、含浸や乾燥等の作業性の点から1%程度が好まし
い。
【0011】このようにして準備をした合成樹脂発泡体
を、紙、木、合成樹脂等焼成時に消失する材料から出来
た型の中に入れる。
【0012】型は、従来のように金型や石膏型等注形口
を設けて他の面は閉鎖する必要はなく、注形面が解放さ
れた状態であれば何ら差し支えなく、解放されているこ
とにより注形状態の観察も可能となり、且つ注形作業も
やり易い。即ち、本発明の1つの利点は、従来のような
石膏型等の如く、面倒且つ高価、或いは形状ごとに型を
起こす必要がなく、要すれば予め合成樹脂発泡体が設置
出来、これにセラミックスラリーが必要且つ十分に注入
させることができる型(袋等でも可)であれば簡単にセ
ラミック連通多孔体が得られることにある。
【0013】そして、予め合成樹脂発泡体が上記の如き
簡易型内に設置出来、且つセラミックスラリーが漏るこ
とのない程度の強度の型の中にセラミックスラリーを注
形する。用いるセラミックは、スラリーが得られればア
ルミナコージライト、ジルコニア、シリカ等の酸化物
系、炭化珪素、窒化珪素等の非酸化物系いずれでも良
く、要求される特性に応じて適宜選択出来、また、必要
に応じてこれらセラミック粉体をブレンド使用すること
もできる。
【0014】本発明に用いられるセラミック連通多孔体
を得るスラリーとしては、粘度が10〜100ポイズ、
チクソトロピック指数が5以下であることが望ましい。
粘度が10ポイス以下であると乾燥中に粒子の沈降が起
こりセラミック部の密度が不均一になってしまい、ま
た、100ポイズ以上では流れ性が低下し、合成樹脂発
泡体骨格間の隅々までスラリーが侵入する迄に乾燥の影
響も受け空洞部(ボイド)良好なセラミック連通多孔体
の製造は難しい。
【0015】更に、チクソトロピック指数が5以上であ
ると、流れ性が殆ど亡くなり注形そのものが不可能とな
る。また、下限は1以上であり、1以下ではスラリーを
作成する場合、撹拌が不十分であるためセラミックの分
散均一性に欠ける。
【0016】チクロトロピックを調整するには公知の方
法が用いられる。例えば、ポリアクリル酸塩やケブラチ
オ樹脂の使用ができる。その配合量は、一般には0.0
1〜0.5部であり、次いで乾燥しそのまま脱型せずに
焼成する。焼成温度は型材、合成樹脂発泡体が燃えて消
失する温度以上であれば良い。前記のもの(ポリウレタ
ンフォーム)であれば600℃以上になれば消失してし
まうので焼成温度はセラミック粉体の焼成温度のみに応
じて選択すれば良い。また、必要に応じて焼成を促進す
るための燒結助剤や、軽量化のため有機系の粉末を添加
使用しても良い。焼成後、焼成品は必要に応じて所望の
箇所を気孔が露出する迄研磨することにより、同一且つ
均一のセラミック材料により所望のセラミック連通多孔
体を得ることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0018】内部連通空間を有する合成樹脂発泡体とし
て、三次元網状骨格構造のポリウレタンフォーム(図
1)に、0.1%石鹸液を含浸によりコーティングし
た。なお、ポリウレタンフォームのサイズは19.5×
9.5×3cmであった。三次元網状骨格の網目間は直
線2.5cm当たり6ケであった。
【0019】他方、セラミックスラリーの調整を行っ
た。セラミックとしては炭化珪素70部、水30部、チ
クソトロピック調整剤としてケブラチオ粉末を0.5部
用いスラリーを作成した。このスラリー粘度は40ポイ
ズで、チクソトロピック指数は2.5であった。
【0020】次に、厚さ1mmの紙を用いて縦20c
m、横10cm、深さ5cmの上面が解放された箱を作
り注形型とした。この箱型に前記合成樹脂発泡体(ポリ
ウレタンフォーム)を入れ、次いで前記セラミックスラ
リーを深さ4cm迄注入した。その後60℃で24時間
乾燥した後、1320℃で焼成した。このようにして制
作したセラミック焼成品を、例えば、図2のように周囲
(全面)が露出する迄研磨した。尚、スラリーの浸透性
は良好でボイドのないセラミック連通多孔体が得られ
た。勿論用途により全表面を研磨せず、1ケ所や2か所
のみ研磨しても良い。
【0021】実施例をもとに、界面活性剤処理をしたも
のとしない物とを作成し、粘度の影響、チクソトロピッ
ク指数の影響、スラリーの浸透性、ボイドの有無等につ
いてそれぞれのファクターを変化させたものを作成し各
焼成品を比較した。この結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】上記の如く、本発明の方法によれば、容
器等に合成樹脂発泡体を入れ、これにスラリーを注入す
るだけで実質的に同一且つ均一素材からなるセラミック
連通多孔体が簡単に得られる。また、石膏を用いる方法
に比べて低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】三次元網状骨格構造のポリウレタンフォームの
断面拡大図である。
【図2】本発明のセラミック連通多孔体(全表面とも研
磨した場合)の概略の模写図である。
【符号の説明】
1 合成樹脂発泡体(骨格部) 2 三次元網状骨格構造のポリウレタンフォームの焼失
部(気孔) 3 セラミック

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部連通空間を有する合成樹脂発泡体を
    予め容器に配置し、該容器中にセラミックスラリーを注
    入し、その後乾燥、焼成して、内部に多孔を有するセラ
    ミック燒結体を得、該燒結体の任意の部分を切削削除す
    ることによりセラミック連通多孔体を得ることを特徴と
    するセラミック連通多孔体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記内部連通空間を有する合成樹脂発泡
    体の表面に予め界面活性剤を付着させてなることを特徴
    とする請求項1記載のセラミック連通多孔体の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記内部連通空間を有する合成樹脂発泡
    体が三次元網状骨格構造を有するポリウレタンであるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のセラミック連通多
    孔体の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021952A (ja) * 1998-04-27 2000-01-21 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェ―ハの平面加工装置
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