JPH0360476A - 多孔性成層焼結体の製造方法 - 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、大きな開放気孔容積と規定された気孔直径と
を有する多孔性の成層焼結体を製造するための方法に関
し、得られた多孔性成層焼結体は特に成層フィルタとし
て有用である。

〔従来の技術〕

開放気孔（連続気孔）を有する多孔性の焼結ガラス体を
製造するための公知の一方法によれば、所定の粒度を有
する磨砕されたガラスが、ガラス体を軟化せしめ且つそ
の接触面で互いに焼結せしめるような高い温度により、
一つの型内で加熱される。この種の焼結ガラス体は、主
にフィルタとして用いられる。その際使用するガラスの
粒度を適宜選定することによって、規定の通路を有する
フィルタ、例えば１０〜１６ミクロンの通路を有するフ
ィルタ乃至は１６０〜２５０ミクロンの通路を有するフ
ィルタを製作することが可能である。この焼結ガラス体
における密度とひいては開放気孔の容積とは、主として
ガラス粉末の嵩比重によって定められる。

この公知の焼結方法においては、開放気孔の容積を３５
パ一セント以上にすることが出来ない。

開放気孔を有する焼結セラミック体を製造するためにも
、一連の方法が既に公知となっており、これらの方法で
は、焼結セラミック粉末に有機物質を添加混合すること
が基礎になっている。一般にこの焼結セラミックス粉末
は、少量のガラス粉末を含有する磨砕さた結晶質の粉末
から成っている。有機の添加物質は加熱プロセス中に焼
き尽され、これに伴なって気孔が形成される。この場合
補足的に添加されたガラス粉末は、結合強度を高めるた
めに役立つ。

この方法において結晶質のセラミック材料を装入せず、
ガラス粉末のみを出発材料εして用いた場合には、強度
の劣る製品か或いは気孔容積の僅かな製品しか得られな
い。有機物質は、一般に焼結温度に達する前に燃え尽き
てしまうので、ガラス状物質の存在下における比較的低
い温度によって焼結処理が行なわれなければならない。

何故ならば、焼結温度が高いε、即ち換言すれば充填材
が燃え尽きた後では、ガラスが収縮してしまうからであ
る。しかしながら、比較的大きな気孔を有するガラス焼
結体、焼結温度が低い場合には充分な強度を得ることが
出来ない。従ってこの方法は、大きな開放気孔容積を有
する多孔性の焼結ガラス体を製造するためには適してい
ない。

多孔性ガラス体の製法をその内容として包含している幾
つかの別の方法も公知となっている。

これらの方法においては、例えば炭化珪素（Ｓ　ｉ　Ｃ
）の如く、粘稠性のガラスを高温下で発泡させるような
発泡剤が、ガラス粉末乃至ガラス融解物に添加される。

しかしながら、これらの方法においては、ガラスは発泡
されてもそのガラス内に生じたガスは逃げないような温
度処理がなされねばならない。何故ならば、もしこのよ
うな温度処理がなされないとすると、せっかく発泡され
たガラスが再び収縮してしまうからである。このような
方法で製造された発泡ガラスは、確かに大きな気孔容積
を有してはいるものの、事実上その気孔は開いた気孔で
はなく、従ってこの発泡ガラスは、例えば断熱材料とし
て用いられるものである。

アメリカ合衆国箱１５１．５６５３号明細書には、ガラ
ス繊維から発泡ガラス（フオームガラス）を製造する方
法が記載されている。そのために、ガラス繊維は各接触
点で焼結される。ガラスウールにおける比較的ルーズな
組織が失われないようにするため、ガラス繊維間の中空
スペースは、ガラスより容易に融解し且つ低い温度で浸
出せしめられうる約２０倍の量の不活性物質によって充
填される。しかし、この方法も、規定された気孔寸法を
有する開放気孔製品を製造するのには適していない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、フィルタ技術において望まれるのは、高い分
離効率、高い通流速度及び充分な強度である。高い分離
効率を達成するためには気孔直径はできるだけ小さくな
ければならず、また所望の分離効率を達成するためは気
孔寸法を所望のとおりに規定できなければならない。

方、高い通流速度を得るためには気孔直径及び気孔容積
はできるだけ大きくなければならない。

このような相反する要求を同時に満足させるためには、
焼結体が規定された気孔寸法を有し、かつ気孔直径の大
きい層と小さな層を有することが必要となる。

従って、本発明の目的は、公知の方法によって得られる
より大きな開放気孔容積を有していると同時に、各層が
それぞれ気孔寸法及び／又は気孔容積において異なるよ
うに規定された多孔性成層焼結体を比較的容易に製造で
きる方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、特にフィルタとして有用な多孔性成層
焼結体を提供するための方法こして、磨砕された粉末状
の焼結材料と該焼結材料より高い融点を有し且つ所定の
粒度を有する粉末状の抽出可能な物質とから成り、かつ
抽出可能な物質に対する焼結材料の比もしくは抽出可能
な物質の粒度あるいはこれらのいずれもがそれぞれ異な
る２種以上の混合物を同時に焼結し、上記各混合物に対
応して気孔容積もしくは気孔寸法あるいはこれらのいず
れもがそれぞれ異なる各層から成る成層体を生成せしめ
、次いで焼結された当該成層体を冷却し、焼結温度より
低い温度のもとで抽出可能な物質を焼結された成層体か
ら抽出することを特徴とする多孔性成層焼結体の製造方
法が提供される。さらに別な方法として、磨砕された粉
末状の焼結材料と該焼結材料より高い融点を有し且つ所
定の粒度を有する粉末状の抽出可能な物質と可塑剤との
混合物を混練処理し、これを所定の形状に成形し乾燥し
た後、該成形体に、焼結材料と抽出可能な物質と可塑剤
とから成り、抽出可能な物質と焼結材料との比率もしく
は抽出可能な物質の粒度あるいはこれらのいずれもが上
記成形体εは異なる成層用材料を積層加工し、次いで該
成層体を焼結した後冷却し、焼結温度より低い温度のも
とで抽出可能な物質を焼結された成層体から抽出するこ
とを特徴とする多孔性成層焼結体の製造方法が提供され
る。

〔発明の作用及び態様〕

本発明による方法は、焼結体における焼結後の気孔容積
及び気孔寸法を、抽出可能な物質に対する焼結材料の比
と、抽出可能な物質の粒子とによって規定することが可
能であるという事実に基づいている。抽出可能な物質は
、焼結材料の焼結温度より高い融点を有しているので、
抽出可能な物質が占めている容積は、加熱プロセスに際
してもまた焼結プロセスに際しても変化することがない
。

抽出可能な物質の占める容積が焼結プロセス中に変化し
ないという事実によるならば、抽出可能な物質の占める
容積は、とりもなおさず気孔の最低容積となる。この最
低気孔容積は、焼結時間及び焼結温度とは関係なく、焼
結温度が抽出可能な物質の融解温度を下回っている限り
、変化することなしに保たれる。焼結プロセス中におけ
る成形体の収縮率は、専ら焼結材料の収縮程度如何によ
って左右される。焼結材料抽出可能な物質の比が小さけ
れば小さいほど、それだけ収縮の可能性も少なくなる。

強力な焼結が行なわれれば焼結体の強度もそれだけ高く
なるので、焼結時間を延長し、及び／又は焼結温度を高
めることによって、焼結物質を完全に焼結させることが
望ましい。

また、前記したようにフィルタ技術において特に望まれ
るのは、高い分離効率を維持しておくことのほかに、高
い通流速度を得ることである。本発明においては、開放
気孔の容積が大きいこと自体によってこの要求は満たさ
れている。

しかしながら、流動媒体におけるこの通流速度は、成層
フィルタを形成することによって一層高めることが可能
である。成層フィルタは、例えば比較的厚い担体層と薄
い分離層とから構成することが出来る。担体層は大きな
開放気孔容積と比較的幅広い気孔直径とを有する焼結体
から成っている。即ち換言すれば、焼結材料／抽出可能
な物質の比は小さくされ、抽出可能な物質の粒子は比較
的大きく選定される。他方分離層においては、この状態
が逆転されている。つまり、申し分のない分離機能が発
揮されるためには、気孔直径を出来るだけ小さなものに
しておかねばならず、従って焼結材料／抽出可能な物質
の比を大ならしめ、及び／又は抽出可能な物質の粒子を
小さくしておく必要がある。

本発明による方法は成層フィルタを製作するのに特に好
適であることが実証されている。即ちその第一の理由と
しては、焼結プロセスに際して通常生ぜしめられる収縮
現象が抽出可能な物質によって極めて僅かなものに抑制
されることが、そして第二の理由としては、それぞれ異
なった粒子を有する物体を焼結する場合に通常生ずるよ
うな種々異なる収縮現象が加圧によって回避されること
が挙げられる。このように圧力を加えることによって、
気孔の容積又は直径を著しく変動させることなく成る程
度の流動運動が可能ならしめられる。

本発明の方法によれば、抽出可能な物質に対する焼結材
料の比もしくは抽出可能な物質の粒度あるいはこれらの
いずれもが異なる２種以上の混合物を多層状に構成し、
同時に焼結する方法の他、焼結材料と抽出可能な物質と
可塑剤との混合物から製造された成形体を、乾燥プロセ
ス後に、矢張り焼結材料と抽出可能な物質と可塑剤とか
ら戊ってはいるが但し焼結材料／抽出可能な物質の比及
び／又は抽出可能な物質の粒子が異なっているような第
二の混合物を積層加工し、焼結して成層フィルタを製造
することも可能である。この第二の混合物は、例えば浸
漬処理、吹き付け処理又は塗布処理によって装着するこ
とが出来る。この場合極めて薄い層を形成するためには
、スクリーン捺染法により製作され、転写法によって載
着される薄いフォイルを用いるのが好適である。

焼結材料としては、比較的高い温度で焼結するような全
ての材料、例えばガラス及び／又はガラスセラミック及
び／又はセラミック材料が適している。

焼結のために比較的長い時間がとられるならば、ガラス
類乃至ガラス成分を含む混合物の場合、ガラスの相転移
温度を５０〜１００ケルヴイン絶対温度（′Ｋ）だけ上
回る程度の焼結温度がありさえすれば、充分な焼結が行
なわれる。

しかし、この焼結温度をガラスの軟化点（Ｅｗ）程度に
しておくならば、焼結時間を著しく短縮することが出来
るので、より効果的である。なおこの方法においては、
軟化点（ＥＷ）ε加工温度（ＶＡ）との間の焼結温度に
設定することも可能である。このように焼結温度に大き
なゆとりがあることは、例えば著しい結晶化傾向を呈す
るガラスにとって重要な点である。

初期重量が等しい場合には、必要とされる焼結時間が焼
結温度と試料の厚さとによって左右される。焼結温度が
低ければ低い程、それだけ長い焼結時間を必要とせざる
を得ない。ガラスを用いた従来公知の方法におけるのと
は異なって、本発明の方法による焼結時間は、それが経
済的な理由に基づくものであるにせよ、また使用するガ
ラスが結晶化又は分解乃至偏析の傾向を有しているとい
う理由からであるにせよ、さほど厳密に限定しなくても
よい。必ずしも常に不都合である訳ではない結晶化又は
分解乃至偏析の傾向が望ましくないような場合には、異
なった焼結温度及び／又は異なった焼結時間を選定して
おかねばならない。

均等かつ同一形状で気孔を分布させることは、溶解抽出
しようとする物質と焼結材料との均等な混合によって達
成される。この混合プロセスは、乾燥状態において実施
される。乾燥工程は省略してもよいが、その場合には、
焼結を行なうべく混合物が焼結温度に保たれた炉の中に
直接装入される。

気孔の容積は、抽出可能な物質に対する焼結材料の比を
適宜に選択することにより調製可能である。抽出可能な
物質の量が少ない場合、例えばその量が２０容量パーセ
ント以下である場合には、焼結物質を添加物なしに焼結
することによってのみ製造されうるような通常の焼結体
と較べて著しく気孔の容積が増大することはない。更に
この抽出可能な物質量が１０容量パーセント未満である
場合には、もはやこの物質を焼結体から完全に溶解抽出
することが保証され得ない。何となれば、そのような場
合には抽出可能な物質の粒子の一部が、焼結材料によっ
て完全に囲繞され、ひいては焼結材料と共に融解される
からである。

４０〜８５容量パーセントの開放気孔容積は、塩の粒子
が直径２００ミクロン以下であり、且つ塩の占める割合
が６５容量パーセント以下であるならばまだ達成されう
る値である。しかし、８５容量パーセントを上回る開放
気孔容積を得ようとするならば、２００ミクロンを上回
り数ミリメートルまでの粒子直径を有する塩を用いなけ
ればならない。

抽出可能な物質の粒子の大きさが増大するにつれて、浸
出つまり脱塩後にはより大きな中空室が生じ、これらの
中空室は狭い通路によって互いに接続されている。

特に有利であることが証明されている抽出可能な物質の
割合は、３０〜７０容量パーセントである。

更に、焼結材料の粒子の大きさを常に抽出可能な物質の
粒子の大きさより小さく、あるいはこれと等しくしてお
くと有利であることが証明されており、焼結材料の粒子
の大きさが小さければ小さいほど、焼結体の強度が大き
くなることも明らかにされている。それぞれ異なった気
孔寸法を有する焼結体を得ようとする場合にも、均一な
粒子の焼結材料を用いることが可能であり、従って、焼
結材料をその都度具なった粒子に分別するふるい分けは
不必要である。焼結材料の粒子は、好ましくは５０ミク
ロン未満、有利には２０ミクロン未満に選定される。

本発明の方法によれば、抽出可能な物質の粒度及び／又
は抽出可能な物質に対する焼結材料の比を適宜選定する
ことによって、焼結体の気孔寸法を調節することが出来
る。

気孔寸法を測定するためには、幾つかの方法を利用する
ことが出来る。１〜５００ミクロンの気孔径を有するフ
ィルタの気孔寸法を測定する場合には、概ねべ巳トルト
（Ｂｅｃｈｔｏｌｄ）による吹き込み圧測定法が利用さ
れる（参考文献：ＷフランクによるＧＩＴＩＩ　（１９
６７）　、第７号、第６６３頁〜第６８８頁）。

この方法によって測定を行なった場合、抽出可能な物質
の粒度は得ようとする気孔径と等しいか、或いはそれよ
り大きくなければならないことが証明されている。抽出
可能な物質の占める割合が少なければ少ないほど、測定
される気孔径はそれだけ小さくなる。その原因の帰する
ところは、焼結材料の占める割合が高いと、抽出可能な
物質の粒子が焼結材料によってかなり囲繞されてしまう
という事実にある。本発明による方法においては、１〜
５００ミクロン、有利には１０〜２００ミクロンの気孔
寸法を得ることが所望される。そのために必要とされる
抽出可能な物質の粒子は、約１ミフロン〜数ミリメート
ル、有利には１〜５００ミクロンである。

その融解温度が焼結材料の焼結温度より高いような、し
かもこの焼結温度を下回る温度で当該混合物体から溶解
抽出されうるような抽出可能な物質としては、無機の塩
類を用いると有利である。

この抽出可能な物質は、高い融解温度のほかにも充分な
可溶性を有していなければならない。

但しその可溶性については、例えば水又は各種酸類乃至
アルカリ液などの水性溶液中におけるものに限定される
ことはなく、融解塩又は融解された塩類の混合物をも溶
剤として用いることが可能である。

従って上述の特性を備えた抽出可能な物質としては、例
えばハロゲン化物、硫酸塩、硫化物、炭酸塩、燐酸塩、
クロム酸塩、タングステン酸塩、アルミニウム酸塩、珪
酸塩、ジルコン酸塩などが挙げられる。この場合ガラス
に用いるものとして特に効果的でしかも安価であること
が実証されているのは、例えば塩化ナトリウム（ＮａＣ
１）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ０４）、硫酸カリウム
（Ｋ２　ＳＯ４）のようなアルカリ金属乃至アルカリ土
類金属の塩化物及び硫酸塩である。

コスト面で有利であるという理由から、溶剤として先ず
第一に取り上げられるのは水である。

廃棄物質で環境を汚染しないようにするためには、例え
ば浸出乃至脱塩処理を環流内での抽出によって実施する
ことが出来る。この方法の利点は、抽出作業が常に高温
で新鮮な溶剤によって行なわれうろことにある。例えば
、塩がその溶解積を超えて溶液から再析出された場合に
は、濾過処理によってその塩を回収することが可能であ
る。更にこの場合、再結晶もしくは意図的な晶出を行な
うことにより、所望の粒子を有する塩を生成することが
出来る。

抽出可能な物質の浸出は、超音波を用いて促進可能であ
る。

本発明による方法においては、焼結材料と抽出可能な物
質との間のイオン交換を常に考慮しておかねばならない
。何故ならば、焼結温度のもとでは焼結材料中に含まれ
る若干のイオンが、既に著しい拡散速度を有しているか
らである。

従って、例えばナトリウムを含有しているガラスと硫酸
カリウｔ１との間では、ガラスの焼結温度においてナト
リウムとカリウムとの交換が行なわれる。焼結材料及び
／又は抽出可能な物質を適宜選択することによって、焼
結プロセス中にイオン交換による焼結材料特性の改善を
行なうことが可能である。このような焼結プロセス中の
イオン交換によって、例えばガラスの位相安定度を高め
、ガラスの表面結晶化傾向を低下せしめ、或いはガラス
を結晶相に移行させることが可能である。

焼結材料内及び抽出可能な物質内に拡散し易い同じイオ
ンが存在しているか又は拡散し易いイオンが存在してい
ない場合には、イオン交換を著しく抑制することも可能
である。例えば、ナトリウム含有ガラスをナトリウム塩
と共に、又はアルカリ不在のガラスをアルカリ土類金属
塩と共に焼結した場合には、ガラスの特性が全く変化し
ないか、或いは極く僅しか変化しない。

既に述べたように、焼結材料と抽出可能な物質とから成
る混合物は、何ら添加物を用いるこなく緩慢に又は迅速
に焼結温度にまで加熱することが可能である。この場合
、焼結プロセスを圧力下で実施すると有利であることが
明らかにされている。この方法においては焼結体が極く
僅しか収縮しないので、例えばガラス様の焼結材料と抽
出可能な物質とから成る混合物を、焼結プロセス中に直
接固形のガラス体と共に融解することが出来る。

本発明による方法では、焼結材料と抽出可能な物質とか
ら成る混合物に、例えばセラミック工業で用いられるよ
うな可塑剤を添加することも可能である。可塑剤を添加
したこの混合物は、当該質量体に形状を賦与するに先立
ち、原則として混和し且つ捏和しなければならない。形
状賦与作業は、セラミック工業で通常用いられるような
方法、例えばプレス加工、連続押し出し加工又は圧延加
工によって行なうことが出来る。

形状賦与工程の後では、可塑化された質量体（マス）を
乾燥させなければならない。質量体中に存在している有
機の構成要素は、緩慢な加熱工程もしくは５００℃を下
回る温度での焼灼工程によって焼却されねばならない。

というのは、もしそうしておかないと焼結体が膨脹する
恐れがあるからである。但し、このような膨脹が所望さ
れる場合には、適当な熱処理を行なうことによってこれ
を達成することが出来る。

（発明の効果〕 以上のように、本発明の方法によれば、各層がそれぞれ
気孔寸法及び／又は気孔容積において異なるように規定
された多孔性成層焼結体を容易に製造することができる
。

・次に、従来公知の方法では達成されなかった本発明の
方法による一連の主要な利点を列記する： 先ず、粉末状の焼結材料から焼結体を製造する公知の方
法と比較して特に優れているのは、抽出可能な物質を導
入することにより、同一の気孔直径においてより大きな
開放気孔容積を得ることが出来た点にあり、このことは
同じ分離効率において通流速度を著しく高めるか、或い
は同じ通流速度において分離効率を著しく高める結果に
なる。更に本発明による方法は、実地において特に容易
に実施することが出来る。というのは、焼結時間及び焼
結温度が若干変動しても、最終製品の品質に不都合な影
響が及ぼされれることはないからである。

有機の充填材を用い公知の方法に比して本発明による方
法が優れている点は、例えばスチロボール（５ｔｙｒｏ
ｐｏｒ）のように著しく環境を汚染する有機物質の焼却
を行なう必要がないことにある。従って、加熱プロセス
は極めて迅速に行なわれる。因みに、有機の充填材をガ
ラス焼結体の製造に利用するのは不都合である。何とな
れば、有機物質の焼却後における焼結プロセスに際して
ガラスが収縮せしめられることになるからである。

本発明による方法の主な利点は、大きな容積を有する開
放気孔を形成し、各層毎に気孔直径を正確に調製した成
層焼結体を簡単かつフレキシブルに製造することを可能
ならしめたことにある。従って、多孔性成層焼結体にお
ける特に以下のような特性が改善された： ・高い通流速度 ・高い分離効率 ・所望の分離効率 ・低い密度 ・高い機械的強度 ・優れた機械的加工性 ・高い吸収力 ・高い液体受容性 本発明の方法によって製造された多孔性成層焼結体は、
例えば、液体を吸収すべく液体とガスεの濾過、プラス
チックとガラスとの複合体材料を製作するためのプラス
チックの吸収、乳濁液の分離（共軛）、液体及び蒸気並
びにガスの低温室から高温室への移行並びに触媒の担体
材料として用いるのに適している。

〔実　施　例〕

以下、試験例及び実施例を示して本発明について具体的
に説明する。

試験例１ この試験例においては、焼結材料／抽出可能な物質の比
と焼結材料及び抽出可能な物質における粒子とが、焼結
体の密度と気孔容積と吸水性と機械的強度とに及ぼす影
響を明らかにした。

焼結材料としては、ショット・グラスヴエルケ（ＳＣＨ
ＯＴＴ　ＧＬＡＳＷＥＲＫＥ）社製の公知の硼珪酸塩ガ
ラスであるデユラン（ＤＵＲＡＮ　）を用いた（タイプ
番号：８３３０）。このガラスの相転移温度Ｔｇは、５
３０℃であり、軟化温度Ｅｗは８１５℃であり（ガラス
の粘度η−１０７６ｄＰａｓ）、加工温度ＶＡは１２７
０℃であり、（７７−１０’　ｄＰａｓ）　、ガラスの
密度は２．２３ｇ／（至）３である。

抽出可能な物質としては、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）
を用いた。硫酸カリウムは、１０６９℃の融点を有し、
２０℃の温度で１０パーセント水に可溶である。ガラス
粉末と塩との平均粒度を第１表に示す。

第１表ニガラスと塩との平均粒度 Ｄｏ〜Ｄ４までのガラス粒子は、フィルタプレートを製
造するためにも用いられる。フィルタを製造する際の焼
結温度は、ガラス粉末の程度に応じて、７５０℃〜８５
０℃である。以下に述べる試験における焼結温度は、常
に８５０℃とし、焼結時間は２０分間とした。焼結しよ
うとする試料は、直接高温の炉内に装入した。

焼結時間は、所望の焼結温度に達してから測定したもの
である。焼結後には空気による試料の冷却を行なった。

第２表の最初の縦列には、容量パーセントであられした
焼結ガラス体の組成と、ガラス粒子並びに塩の粒子とが
示されている。この表において５０Ｄ４５０に１とは、
５０容量パーセントの粒子Ｄ４のガラス粉末が、５０容
量パーセントの粒子に、の塩と混合さていることを意味
する。この場合、例えば０．３５ｚ／ｃ＋ｎ’の密度は
細かいガラス粉末（Ｄ４）と粗い塩（Ｋ、）とによって
得られることが明らかにされている。

ガラス粒子の寸法が増大するか、或いは塩の粒子寸法が
減少するにつれて、その結合力は弱まる。

塩の含有率が２０パーセントである場合には、焼結プロ
セスに際して著しい収縮現象が生ずる。

このような収縮が生ずる原因は、２０パーセントの塩が
全ての中空スペースを満たすのに不充分であるという点
にある。焼結温度が比較的高い場合には、ガラスが共に
熔融する水の吸収能力は、測定精度の枠内において、密
度から算出された有孔率と合致する。従ってそのために
は、全ての孔が開放気孔であることが基礎さなる。

この仮定は、マイクロゾンデによる吸収（Ｍｌ−ｋｒｏ
ｓｏｎｄｅａｕｆ’ｎａｈｍｅｎ　）によって確証され
る。機械的な強度は、ガラス乃至塩の粒度によっては殆
ど左右されることなく、密度に比例している。

焼結プロセス中には、デユラン（ＤＬＩｌ？ＡＮ　）ガ
ラス中に含まれるナトリウムと気孔を形成する硫酸カリ
ウムからのカリウムイオンとのイオン交換が行なわれる
ので、ガラスの位相安定性が高められる。

試験例２ 本発明の方法によりガラスフィルタを製造する場合に達
成されうる一定の気孔寸法のもとでの大きな気孔容積は
、従来一般に用いられていたフィルタフリットの場合と
比較すると、同一の分離度における通流速度をより増大
させる。

第３表に示された通水量の測定値から明らかなように、
これらの値は、比較されつる分離度を有する従来のフィ
ルタフリットにおける値の略々２〜４倍に相当する。

第　　　　３　　　　表 ★：ベヒトルトの吹き込み圧測定法により測定した値（
文献：Ｗ１フランク、ＧＭＴｌｌ、１９８７．第７号第
６８３〜６８８頁）試験例３ 本発明による方法は、ガラスの組成によって左右されな
い。このことを明らかにするため、第４表では六種類の
異なったタイプのガラスが取り上げられている。この表
の最初の縦列には、ガラスのタイプ番号が示されており
、これらのガラスは（窓ガラスを除いて）このようなタ
イプ番号によりショット社から市販されている。

ガラス４２１０は、高い熱膨脹率を有する高アルカリ含
有ガラス（２５重量パーセントのアルカリを含んでいる
）である。窓ガラスの組成とは、周知の如くである（ナ
トリウム−石灰−珪酸塩−ガラス〉。

これと同じことは、公知の実験室用ガラスであるガラス
８３３０についても当てはまる。この硼珪酸塩ガラスは
、最低の熱膨脹率を有する内実ガラスである。ガラス８
３３７は、２５重量パーセント以下の硼酸塩（Ｂ２０３
）を含有する高硼酸ガラスであり、ガラス８４０９は、
２０重量パーセントを上回る酸化アルミニウム（ＡＩ２
０３）を含有する高アルミナガラスであり、ガラス８０
９５は、３０重量パーセントの酸化塩（Ｐ　ｂ　Ｏ）を
含有する高鉛ガラスである。

塩としては、１００〜２００ミクロンの粒子を有する硫
酸カリウム（Ｋ２５ｏ４）を用いた。

使用した混合物は、それぞれ５０容量パーセントのガラ
ス粉末と塩とを含有している。焼結時間は、全てのガラ
スについてコンスタントに２０分間とし、焼結温度はガ
ラスの種類に合わせた。

ガラスと焼結ガラス体との密度から開放気孔容積を算定
した。吸水性が開放気孔容積と合致していないのは、実
験試料の寸法に関係がある。

試験例４ 本発明による方法においては、抽出可能な物質の融解温
度が、基質材料を焼結するのに必要な温度より高いもの
にされた。更にこの抽出可能な物質は、焼結プロセス終
了後に、焼結された基質（骨格）を損傷することなく複
合体から溶解抽出されうるちのとした。

種々異なる塩のテストを行なうため、５０容量パーセン
トの粒子Ｄ４のガラス８３３０乃至窓ガラスと、５０容
量パーセントのテストきるべき塩との混合物を用意し、
８５０℃乃至７８５℃の温度で２０分間熱処理を施し、
試料の冷却後に高温の水の中で塩の溶解抽出を行なった
。

第５表にこの試験の結果を示す。

第 ５ 表 この表に示した第二の例（８３３０−Ｎ　ａ　２ＳＯ，
）と最後の例（窓ガラス−ＮａＣｇ）とにおいては、イ
オン交換が検出されなかった。

試験例５ 焼結材料と抽出可能な物質とから成る混合物の可塑性： ４０ミクロン以下の粒子を有する６０重量パーセントの
デユラン（ＤｔｌＲＡＮ　）粉末と１２０ミクロン以下
の粒子を有する硫酸カリウムとから成る混合物を、セラ
ミック工業において周知の方法により可塑化し、その際
の可塑化剤の占める割合を約２５重量パーセントとした
。次いで押し出し加工により形状賦与を行なった。この
場合に得られた各特性は、実質的に第２表に示されてい
るものに等しい。

実施例 成層フィルタの製造： ２０ミクロン未満の粒子を有する４０重量パーセントの
デユラン（ＤＵＩ？ＡＮ　）粉末と４０ミクロン以下の
粒子を有する６０重量パーセントの硫酸カリウムとから
成る混合物を、圧力下にある型内で約２關の厚さにプレ
ス加工した。更にその上、同一寸法の粒子を有する４０
重量パーセントのデユラン粉末と６０重量パーセントの
粗粒（２００〜４００ミクロン）の硫酸カリウムとから
成る混合物を、約１０ｍ賞の厚さにプレス加工した。こ
の二層成形体は、層の反りが生じないようにするため負
荷をかけた状態で、通常の如く焼結された。カリウム塩
を溶解抽出した後におけるこの複合体は、薄い層から成
る精密フィルタの如き濾過特性を示し、しかもその強度
は、粗い孔を有する厚い二重層における強度に等しかっ
た。

また、上記２種の混合物を積層状態に重ね、その後側混
合物をプレス加工し、焼結、抽出を行っても同様の結果
が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）磨砕された粉末状の焼結材料と該焼結材料より高
   い融点を有し且つ所定の粒度を有する粉末状の抽出可能
   な物質とから成り、かつ抽出可能な物質に対する焼結材
   料の比もしくは抽出可能な物質の粒度あるいはこれらの
   いずれもがそれぞれ異なる２種以上の混合物を同時に焼
   結し、上記各混合物に対応して気孔容積もしくは気孔寸
   法あるいはこれらのいずれもがそれぞれ異なる各層から
   成る成層体を生成せしめ、次いで焼結された当該成層体
   を冷却し、焼結温度より低い温度のもとで抽出可能な物
   質を焼結された成層体から抽出することを特徴とする多
   孔性成層焼結体の製造方法。 （２）焼結処理を圧力下で行なうことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。（３）磨砕された粉末
   状の焼結材料と該焼結材料より高い融点を有し且つ所定
   の粒度を有する粉末状の抽出可能な物質と可塑剤との混
   合物を混練処理し、これを所定の形状に成形し乾燥した
   後、該成形体に、焼結材料と抽出可能な物質と可塑剤と
   から成り、抽出可能な物質と焼結材料との比率もしくは
   抽出可能な物質の粒度あるいはこれらのいずれもが上記
   成形体とは異なる成層用材料を積層加工し、次いで該成
   層体を焼結した後冷却し、焼結温度より低い温度のもと
   で抽出可能な物質を焼結された成層体から抽出すること
   を特徴とする多孔性成層焼結体の製造方法。 （４）成形体を乾燥させた後の焼結工程前における積層
   加工を、浸漬処理又は吹き付け処理又は塗布処理によっ
   て、もしくは予め製造されたフォイルを載着することに
   よって実施することを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の方法。 （５）焼結処理を圧力下で行なうことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項又は第４項に記載の方法。