JPS62191480A - 多孔質焼結体 - Google Patents
多孔質焼結体Info
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- JPS62191480A JPS62191480A JP3150686A JP3150686A JPS62191480A JP S62191480 A JPS62191480 A JP S62191480A JP 3150686 A JP3150686 A JP 3150686A JP 3150686 A JP3150686 A JP 3150686A JP S62191480 A JPS62191480 A JP S62191480A
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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。
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、濾材・触媒担体等として有用な多孔質焼結体
に関する。
に関する。
液体分離・気体分離等の濾材、排ガストラップ、あるい
は触媒の担体等としし使用される多孔質焼結体の製造方
法には、セラミック粉末等の原料粉末に、可燃性物質、
揮発性物質または発泡性物質等を気孔形成剤として配合
した混合物を所要の形状に成形し、加熱処理することに
より、気孔形成剤を焼失、揮発または発泡させて気孔を
形成すると共にその成形体を焼結固化させる方法、また
は気孔形成剤を使用せずに、原料粉末を低密度に加圧成
形し、その成形体を部分的に焼成して原料粒子同士の間
隙を気孔として残存させる方法、あるいは原料粉末とし
て有機金属化合物（例えば、アルミニウムアルコキシド
）粉末を使用し、加熱処理により脱水縮合反応を生起さ
せて気孔を形成すると共に粒子同士を結合させる方法な
どがある。
は触媒の担体等としし使用される多孔質焼結体の製造方
法には、セラミック粉末等の原料粉末に、可燃性物質、
揮発性物質または発泡性物質等を気孔形成剤として配合
した混合物を所要の形状に成形し、加熱処理することに
より、気孔形成剤を焼失、揮発または発泡させて気孔を
形成すると共にその成形体を焼結固化させる方法、また
は気孔形成剤を使用せずに、原料粉末を低密度に加圧成
形し、その成形体を部分的に焼成して原料粒子同士の間
隙を気孔として残存させる方法、あるいは原料粉末とし
て有機金属化合物（例えば、アルミニウムアルコキシド
）粉末を使用し、加熱処理により脱水縮合反応を生起さ
せて気孔を形成すると共に粒子同士を結合させる方法な
どがある。
上記各種の製造方法のなかでも、セラミック粉末を原料
とし、気孔形成剤を用いずに、その低密度加圧成形体を
、粒子同士の間隙が気孔として残存するように焼成して
多孔質焼結体を得る方法は、最もシンプルであり、コス
ト的にも有利な製造方法である。
とし、気孔形成剤を用いずに、その低密度加圧成形体を
、粒子同士の間隙が気孔として残存するように焼成して
多孔質焼結体を得る方法は、最もシンプルであり、コス
ト的にも有利な製造方法である。
セラミック粉末等の低密度成形体を焼成し、粒子間隙を
気孔として残存させる多孔質焼結体の製造方法は、上記
の利点を有する工業的に有用な方法ではあるが、得られ
る焼結体は透過性に劣るのが難点であり、これを流体の
分離・濃縮処理のための濾材として用いた場合、濾材内
での圧力損失が大きく、濾過処理を効率良く行うことが
できない。
気孔として残存させる多孔質焼結体の製造方法は、上記
の利点を有する工業的に有用な方法ではあるが、得られ
る焼結体は透過性に劣るのが難点であり、これを流体の
分離・濃縮処理のための濾材として用いた場合、濾材内
での圧力損失が大きく、濾過処理を効率良く行うことが
できない。
本発明は上記に鑑み、圧力を置火が少なく、透過性能に
すぐれた多孔質焼結体を提供しようとするものである。
すぐれた多孔質焼結体を提供しようとするものである。
本発明の多孔質焼結体は、セラミックの球状粒子または
球状造粒粉を焼結原料として焼成したものである。
球状造粒粉を焼結原料として焼成したものである。
第１図は、本発明に使用される球状セラミック粉末を示
す（粒径：１０〜４０μｍ、倍率： ５００）。
す（粒径：１０〜４０μｍ、倍率： ５００）。
第２図は、球状アルミナ粉末を原料とし、成形後、焼結
して得られた本発明の多孔質焼結体の焼結構造を示す（
倍率： １５００）。焼結体内の造粒粉は、もとの球形
状を略そのまま保持し、粒子同士が部分的に焼結し、結
合した造粒粉同士の間の空隙が気孔として残存する多孔
質構造を呈している。
して得られた本発明の多孔質焼結体の焼結構造を示す（
倍率： １５００）。焼結体内の造粒粉は、もとの球形
状を略そのまま保持し、粒子同士が部分的に焼結し、結
合した造粒粉同士の間の空隙が気孔として残存する多孔
質構造を呈している。
なお、第６図に示すような偏平塊状のセラミック粉末を
原料として得られた多孔質焼結体の多孔質構造を示せば
第７図のごとくであり（但し、原料セラミック粉末は、
粒度２６〜３１μｍの電融アルミナである）、本発明方
法により得られる多孔質焼結体とは著しく異なる構造を
有している。
原料として得られた多孔質焼結体の多孔質構造を示せば
第７図のごとくであり（但し、原料セラミック粉末は、
粒度２６〜３１μｍの電融アルミナである）、本発明方
法により得られる多孔質焼結体とは著しく異なる構造を
有している。
本発明に使用される原料粉末は、例えばアルミナ（Ａ
Ａ ２０３）、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、窒化けい素
（３１３Ｎ ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｚ）等で
ある。その球状粒子または造粒粉の粒度は特に限定され
ないが、目的とする多孔質焼結体に望まれる気孔径の２
倍程度の粒径を有するものが望ましい。
Ａ ２０３）、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、窒化けい素
（３１３Ｎ ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｚ）等で
ある。その球状粒子または造粒粉の粒度は特に限定され
ないが、目的とする多孔質焼結体に望まれる気孔径の２
倍程度の粒径を有するものが望ましい。
原料粉末は、球状粒子であればそのまま使用することが
でき、もし電極アルミナ粉末のように偏平塊状の粉末で
ある場合には、球状造粒粉に造粒して使用する。造粒処
理は、例えば原料粉末１００容量部に、水等の溶媒７０
容量部以下、および無機質もしくは有機質バインダ５容
量部以下を加えてスラリーを調製し、これを湿式噴霧乾
燥機（スプレードライヤ）に滴下することにより行われ
る。
でき、もし電極アルミナ粉末のように偏平塊状の粉末で
ある場合には、球状造粒粉に造粒して使用する。造粒処
理は、例えば原料粉末１００容量部に、水等の溶媒７０
容量部以下、および無機質もしくは有機質バインダ５容
量部以下を加えてスラリーを調製し、これを湿式噴霧乾
燥機（スプレードライヤ）に滴下することにより行われ
る。
造粒粉は、ハンドリングに支障をきたさない程度の強度
をもたせるために、焼成温度付近で仮焼され、ついで所
望の粒度に分級されて焼結原料として使用される。
をもたせるために、焼成温度付近で仮焼され、ついで所
望の粒度に分級されて焼結原料として使用される。
本発明に使用されるセラミック粒子またはその造粒粉は
、得られる焼結体の透過性の点から、できるだけ真球に
近いことが望ましいが、実用上は、パープルの球形度と
して知られる次式（１）により算出される値（甲Ｗ）が
０．７以上である粒子または造粒粉を使用することによ
り好結果を得ることができる。式中、Ｄ、は粒子（また
は造粒粉）の投影像に外接する最小円の直径、Ｄ２は粒
子の投影像の面積に等しい面積の円の直径をそれぞれ表
す。
、得られる焼結体の透過性の点から、できるだけ真球に
近いことが望ましいが、実用上は、パープルの球形度と
して知られる次式（１）により算出される値（甲Ｗ）が
０．７以上である粒子または造粒粉を使用することによ
り好結果を得ることができる。式中、Ｄ、は粒子（また
は造粒粉）の投影像に外接する最小円の直径、Ｄ２は粒
子の投影像の面積に等しい面積の円の直径をそれぞれ表
す。
甲Ｗ ” Ｄ ２ ／ Ｄ Ｉ ≧０．７・・・・ＣＩ
）上記球形状を有するセラミック粉末の成形および焼成
は目的とする多孔質焼結体の用途・要求特性に応じた種
々のプロセスにより行われる。例えば、原料粉末の適当
なバインダを加えて混練し、適宜の加圧成形法により所
要の形状の低密度成形体に成形したのち、焼結すること
により多孔質焼結体を得る。また、膜厚の薄い濾材を目
的とする場合には、原料粉末を水等に懸濁させてスラリ
ーを調製し、これに別途準備した多孔質体を支持部材と
して浸漬し、その多孔質体の表面にセラミック粉末を所
望の層厚に付着させたのち、水切り、乾燥および焼成を
行うことにより多層多孔質焼結体を得る。
）上記球形状を有するセラミック粉末の成形および焼成
は目的とする多孔質焼結体の用途・要求特性に応じた種
々のプロセスにより行われる。例えば、原料粉末の適当
なバインダを加えて混練し、適宜の加圧成形法により所
要の形状の低密度成形体に成形したのち、焼結すること
により多孔質焼結体を得る。また、膜厚の薄い濾材を目
的とする場合には、原料粉末を水等に懸濁させてスラリ
ーを調製し、これに別途準備した多孔質体を支持部材と
して浸漬し、その多孔質体の表面にセラミック粉末を所
望の層厚に付着させたのち、水切り、乾燥および焼成を
行うことにより多層多孔質焼結体を得る。
本発明の多孔質焼結体は、濾過膜として使用される場合
、偏平塊状のセラミック粉末の焼結体に比し、濾膜内で
の圧力損失が小さく濾膜の入側と出側との間に大きな圧
力差を保持する。これを第３図および第４図を参照して
説明すると、第３図（１）は本発明の多孔質焼結体内の
透過孔、［１１）はその通路の模式図、第４図ＣＩ）は
偏平塊状セラミック粉末の焼結体内の透過孔、（ｎ）は
その通路の模式図であり、Ａ１は孔の入口部の断面径、
Ａ２は孔内の断面径、Ｖ、は孔の入口部での流体移動速
度、■２は孔内での流体移動速度である。
、偏平塊状のセラミック粉末の焼結体に比し、濾膜内で
の圧力損失が小さく濾膜の入側と出側との間に大きな圧
力差を保持する。これを第３図および第４図を参照して
説明すると、第３図（１）は本発明の多孔質焼結体内の
透過孔、［１１）はその通路の模式図、第４図ＣＩ）は
偏平塊状セラミック粉末の焼結体内の透過孔、（ｎ）は
その通路の模式図であり、Ａ１は孔の入口部の断面径、
Ａ２は孔内の断面径、Ｖ、は孔の入口部での流体移動速
度、■２は孔内での流体移動速度である。
第３図の焼結体の通路は球状粒子で形成されているので
孔の入口部から孔内への断面径の変化はゆるやかであり
、その広がり角度（θ）は６０’以下と小さく、−力筒
４図の焼結体内の通路は偏平塊状の粒子で形成されてい
るので、孔径変化は急峻で不連続的であり、その広がり
角度（θ）は６０゜を越え、約１８０６に近い。
孔の入口部から孔内への断面径の変化はゆるやかであり
、その広がり角度（θ）は６０’以下と小さく、−力筒
４図の焼結体内の通路は偏平塊状の粒子で形成されてい
るので、孔径変化は急峻で不連続的であり、その広がり
角度（θ）は６０゜を越え、約１８０６に近い。
濾過される流体は、図に示すような孔を幾度も通過しな
がら、入側から出側に向かって移動する。
がら、入側から出側に向かって移動する。
この孔を通過するたびに生じる損失ヘッド（ｈｓ）は次
式で表される。
式で表される。
ｈｓ＝ξ （ｖ＋ −Ｖ２）” ／２ ｇ＝ξ （１−
（ＡＩ ／ＡＺ）２） （Ｖ１２／２ ｇ）上記式中の
ξは損失係数であり、第５図に示すように、θ＞６０’
におけるξは１であり、θく６０°においてはθが小さ
くなるにつれ、急激に減少し、θ＃１０°において最小
値（約０．１５）をとる。
（ＡＩ ／ＡＺ）２） （Ｖ１２／２ ｇ）上記式中の
ξは損失係数であり、第５図に示すように、θ＞６０’
におけるξは１であり、θく６０°においてはθが小さ
くなるにつれ、急激に減少し、θ＃１０°において最小
値（約０．１５）をとる。
従って、第３図と第４図の各焼結体内における流体の損
失ヘッド（ｈ ｓ）を比較すると、偏平塊状粒子からな
る第４図の焼結体では、広がり角度（θ）が大きく （
θ＞６０） 、ξの値が１となるのに対し、球状粒子か
らなる第３図の焼結体では、広がり角度（θ）が小さく
、ξの値も小さくなるので、それだけ損失ヘッド（ｈｓ
）も小さな値となる。
失ヘッド（ｈ ｓ）を比較すると、偏平塊状粒子からな
る第４図の焼結体では、広がり角度（θ）が大きく （
θ＞６０） 、ξの値が１となるのに対し、球状粒子か
らなる第３図の焼結体では、広がり角度（θ）が小さく
、ξの値も小さくなるので、それだけ損失ヘッド（ｈｓ
）も小さな値となる。
このように、本発明方法により得られる多孔質焼結体は
、流体の損失ヘッドが小さいので、濾材として用いた場
合、濾膜の入側と出側との間に大きな圧力差をとること
ができる結果、偏平塊状粒子の多孔質焼結体に比し、す
ぐれた透過性能を有する。
、流体の損失ヘッドが小さいので、濾材として用いた場
合、濾膜の入側と出側との間に大きな圧力差をとること
ができる結果、偏平塊状粒子の多孔質焼結体に比し、す
ぐれた透過性能を有する。
去籐桝よ
球状アルミナ粉末（マイクロン社製「ハリミック２５」
）を２０〜４０μｒｎに分級しくパープル球形度（’Ｐ
ｗ）：１．０）、その１００容量部に、アクリル樹脂系
バインダ５容量部を加えて混練したのち、−軸ブレスに
て平板に加圧成形する（加圧カニ２００ｋｇ／ＣＩ＋り
。この平板状成形体を乾燥後、１７５０℃にて焼成する
ことにより多孔質焼結体（Ａ ） （４０φ×４１゜１
１１）。
）を２０〜４０μｒｎに分級しくパープル球形度（’Ｐ
ｗ）：１．０）、その１００容量部に、アクリル樹脂系
バインダ５容量部を加えて混練したのち、−軸ブレスに
て平板に加圧成形する（加圧カニ２００ｋｇ／ＣＩ＋り
。この平板状成形体を乾燥後、１７５０℃にて焼成する
ことにより多孔質焼結体（Ａ ） （４０φ×４１゜１
１１）。
比較例として、平均粒径３０μｍの偏平塊状電融アルミ
ナ粉末（パープル球形度（＋’Ｗ）：０．５６）を原料
として使用する点を除いて上記と同じ条件下に平板状多
孔質焼結体（Ｂ）を得た。
ナ粉末（パープル球形度（＋’Ｗ）：０．５６）を原料
として使用する点を除いて上記と同じ条件下に平板状多
孔質焼結体（Ｂ）を得た。
各焼結体（Ａ）および（Ｂ）の気孔率、気孔径、および
透過水量（ｒｒｒ ／ ｒｄ −ｄａｙ、ΔＰ ＝０．
５ ｋｇｃｎｉ）は次のとおりである。
透過水量（ｒｒｒ ／ ｒｄ −ｄａｙ、ΔＰ ＝０．
５ ｋｇｃｎｉ）は次のとおりである。
焼結体（Ａ）焼結体（Ｂ）
気孔径（龍）： １２．４ １１．
６気孔率（％）： ３６．０ ４４
．０透過水量（ｎ？／ｎ（ｄａｙ）： １１８Ｂ
７５９実施例２ 易焼結性アルミナ粉末（日本軽金属■製ｒＡＬ−１６０
ＳＧＪ 、粒径：０．５ ｕ ｍ）１００容量部に水６
５容量部およびアクリル樹脂系バインダ４容量部を加え
てスラリーを調製し、スプレードライヤにて球状造粒粉
を造粒し、１７５０℃付近で仮焼したのち、２０〜４０
μｍに分級した。この造粒粉（’Ｐ ｗ ：０．９２）
を−軸プレスにて平板状の成形体に加圧成形（加圧カニ
２００ ｋｇ／ｃＪ） シたのち、１７５０°Ｃにて
焼結することにより平板状多孔質焼結体（Ｃ）を得る。
６気孔率（％）： ３６．０ ４４
．０透過水量（ｎ？／ｎ（ｄａｙ）： １１８Ｂ
７５９実施例２ 易焼結性アルミナ粉末（日本軽金属■製ｒＡＬ−１６０
ＳＧＪ 、粒径：０．５ ｕ ｍ）１００容量部に水６
５容量部およびアクリル樹脂系バインダ４容量部を加え
てスラリーを調製し、スプレードライヤにて球状造粒粉
を造粒し、１７５０℃付近で仮焼したのち、２０〜４０
μｍに分級した。この造粒粉（’Ｐ ｗ ：０．９２）
を−軸プレスにて平板状の成形体に加圧成形（加圧カニ
２００ ｋｇ／ｃＪ） シたのち、１７５０°Ｃにて
焼結することにより平板状多孔質焼結体（Ｃ）を得る。
得られた焼結体（Ｃ）の気孔率、気孔径および透過水Ｎ
（ｎ？ ／ ｎ（ｄａｙ、ΔＰ ＝０．５ ｋｇ／ ｃ
ｏｔ）を実施例１欄の比較例（焼結体（Ｂ））のそれと
対比して示せば次のとおりである。
（ｎ？ ／ ｎ（ｄａｙ、ΔＰ ＝０．５ ｋｇ／ ｃ
ｏｔ）を実施例１欄の比較例（焼結体（Ｂ））のそれと
対比して示せば次のとおりである。
焼結体（Ｃ）焼結体（Ｂ）
気孔径（龍）： １０．５ １１．
６気孔率（％”）： ４０．０ ４
４．０透過水ｆｆｉ （ｒｒｒ ／ ｒｒｒｄａｙ）
： ９３２ ７５９〔発明の効果〕 本発明の多孔質焼結体は、高透過性能を有しているので
、液体やガスの分離・濃化処理の濾材としてそれらの処
理効率を高めることができる。また、本発明の多孔質焼
結体は、濾材のほか、触媒担体、散気部材等として、従
来剤を凌ぐ機能を有する。
６気孔率（％”）： ４０．０ ４
４．０透過水ｆｆｉ （ｒｒｒ ／ ｒｒｒｄａｙ）
： ９３２ ７５９〔発明の効果〕 本発明の多孔質焼結体は、高透過性能を有しているので
、液体やガスの分離・濃化処理の濾材としてそれらの処
理効率を高めることができる。また、本発明の多孔質焼
結体は、濾材のほか、触媒担体、散気部材等として、従
来剤を凌ぐ機能を有する。
第１図は本発明の多孔質焼結体の原料粒子形態の例を示
す図面代用顕微鏡写真（ｘ ５００）、第２図は本発明
の多孔質焼結体の粒子構造を示す図面代用顕微鏡写真（
Ｘ１５００） 、第３図および第４図は多孔質焼結体内
の透過孔の模式的断面説明図、第５図は孔内を通過する
流体の損失係数を示すグラフ、第６図は偏平塊状粉末の
粒子形態を示す図面代用顕微鏡写真（ｘ ５００）、第
７図は偏平塊状粒子からなる多孔質焼結体の粒子構造を
示す図面代用顕微鏡写真（Ｘ １５００）である。
す図面代用顕微鏡写真（ｘ ５００）、第２図は本発明
の多孔質焼結体の粒子構造を示す図面代用顕微鏡写真（
Ｘ１５００） 、第３図および第４図は多孔質焼結体内
の透過孔の模式的断面説明図、第５図は孔内を通過する
流体の損失係数を示すグラフ、第６図は偏平塊状粉末の
粒子形態を示す図面代用顕微鏡写真（ｘ ５００）、第
７図は偏平塊状粒子からなる多孔質焼結体の粒子構造を
示す図面代用顕微鏡写真（Ｘ １５００）である。
Claims (1)
- （１）セラミック球状粒子または球状造粒粉を焼成して
なる透過性にすぐれた多孔質焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3150686A JPS62191480A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 多孔質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3150686A JPS62191480A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 多孔質焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191480A true JPS62191480A (ja) | 1987-08-21 |
Family
ID=12333104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3150686A Pending JPS62191480A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 多孔質焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62191480A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0292878A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス多孔板、透水性舗装板及び吸音板 |
| JPH02111673A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Kiyotaka Maenami | 三次元的貫通多孔性セラミックの製造方法 |
| EP0778250A1 (en) | 1995-12-06 | 1997-06-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Sintered or compacted inorganic porous body and use therof as a filter |
| JP2018177609A (ja) * | 2017-04-19 | 2018-11-15 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター | 多孔質ジルコニア焼結体の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3150686A patent/JPS62191480A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0292878A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス多孔板、透水性舗装板及び吸音板 |
| JPH02111673A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Kiyotaka Maenami | 三次元的貫通多孔性セラミックの製造方法 |
| EP0778250A1 (en) | 1995-12-06 | 1997-06-11 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Sintered or compacted inorganic porous body and use therof as a filter |
| JP2018177609A (ja) * | 2017-04-19 | 2018-11-15 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター | 多孔質ジルコニア焼結体の製造方法 |
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