JPH04175278A - セラミックス成形体及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス成形体及びその製造方法Info
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- JPH04175278A JPH04175278A JP29878990A JP29878990A JPH04175278A JP H04175278 A JPH04175278 A JP H04175278A JP 29878990 A JP29878990 A JP 29878990A JP 29878990 A JP29878990 A JP 29878990A JP H04175278 A JPH04175278 A JP H04175278A
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- Producing Shaped Articles From Materials (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〉
本発明は内部に微細な連続空隙を有する板状、若しくは
円筒状のセラミックス成形体及びその製造方法に関する
。
円筒状のセラミックス成形体及びその製造方法に関する
。
〈従来の技術〉
従来、セラミック粉体をシート化するには、以下に記載
するドクターブレード法、抄紙法、連続抄紙法の3つの
方法が知られている。
するドクターブレード法、抄紙法、連続抄紙法の3つの
方法が知られている。
ドクターブレード法は、セラミック粉体を分散したスラ
リーを、剥離材上にドクターブレードを使用して塗工し
、乾燥してシート化する方法である。
リーを、剥離材上にドクターブレードを使用して塗工し
、乾燥してシート化する方法である。
抄紙法は、手抄紙製造技術を応用して枚葉状のシート材
を作製する方法である。
を作製する方法である。
連続抄紙法は、繊維とセラミック粉体を原料にして、抄
紙機を利用してセラミック粉体を多量に含む連続シート
材を作製する方法である。
紙機を利用してセラミック粉体を多量に含む連続シート
材を作製する方法である。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記した従来の方法は、それぞれに問題
点を有するものである。
点を有するものである。
まず、ドクターブレード法は、柔軟性があり成形加工に
適したシート材とするために可塑剤の使用を不可欠とす
るものであるが、安全性に優れた水系のスラリーを使用
するには、可塑剤の選択が難しい。また、この方法では
骨格となる繊維がないために、成形加工時に必要なシー
ト強度が得られない。
適したシート材とするために可塑剤の使用を不可欠とす
るものであるが、安全性に優れた水系のスラリーを使用
するには、可塑剤の選択が難しい。また、この方法では
骨格となる繊維がないために、成形加工時に必要なシー
ト強度が得られない。
次に、抄紙法は、加工燃焼用素材としての連続シート材
を得るのが難しい。
を得るのが難しい。
さらに、連続抄紙法は、シート材形成段階における原料
セラミック粉体のロスが大きく、細かい粒径のセラミッ
ク粉体や高価なセラミック粉体の使用に向かず、これを
燃焼用素材として作製される成形体は限定されたものと
なる。
セラミック粉体のロスが大きく、細かい粒径のセラミッ
ク粉体や高価なセラミック粉体の使用に向かず、これを
燃焼用素材として作製される成形体は限定されたものと
なる。
したがって、上記した従来の方法の問題点を解決し、原
料セラミック粉体のロスが少な(、且つその焼成前には
、柔軟性と強度を兼ね備えて種々の形状に容易に成形す
ることができ、多種の分野で利用することができるよう
なセラミックス成形体及びその製造方法が嘱望されてい
た。
料セラミック粉体のロスが少な(、且つその焼成前には
、柔軟性と強度を兼ね備えて種々の形状に容易に成形す
ることができ、多種の分野で利用することができるよう
なセラミックス成形体及びその製造方法が嘱望されてい
た。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は上記に鑑み提案されたもので、密度がa、 i
8〜0.31g/ctm!の紙基材にセラミック粉体を
含有するスラリーを含浸させてなるセラミックシートと
、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材とを、一体状に接
着重合して乾燥し、焼成して前記燃焼用素材を燃焼させ
ることにより微細な連続空隙が形成されていることを特
徴とするセラミックス成形体及びその製造方法に関する
ものである。
8〜0.31g/ctm!の紙基材にセラミック粉体を
含有するスラリーを含浸させてなるセラミックシートと
、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材とを、一体状に接
着重合して乾燥し、焼成して前記燃焼用素材を燃焼させ
ることにより微細な連続空隙が形成されていることを特
徴とするセラミックス成形体及びその製造方法に関する
ものである。
上記した本発明に使用する紙基材として特に重要な因子
は、セラミック粉体を含有するスラリー(以下、セラミ
ック粉体スラリーという)を含浸させる際の含浸性であ
る。
は、セラミック粉体を含有するスラリー(以下、セラミ
ック粉体スラリーという)を含浸させる際の含浸性であ
る。
上記した含浸性の良否を左右する物性としては、紙基材
の密度が最も重要であり、その密度としては0.18〜
0.31g/cm”の範囲が好ましい。密度が0.31
g/cm”以上では、セラミック粉体スラリーが含浸し
ていない領域を紙基材中に生じやす(、また、密度が0
.18〜0.31g/cm”以下では、セラミック粉体
スラリーを含浸する工程で必要な基材の強度を確保する
のが難しい。特に、安全性に優れた水系のセラミック粉
体スラリーを使用する場合では、水に濡れた際の湿潤強
度が必要となるが、低密度の紙基材は湿潤強度の充分あ
るものが得にくい。
の密度が最も重要であり、その密度としては0.18〜
0.31g/cm”の範囲が好ましい。密度が0.31
g/cm”以上では、セラミック粉体スラリーが含浸し
ていない領域を紙基材中に生じやす(、また、密度が0
.18〜0.31g/cm”以下では、セラミック粉体
スラリーを含浸する工程で必要な基材の強度を確保する
のが難しい。特に、安全性に優れた水系のセラミック粉
体スラリーを使用する場合では、水に濡れた際の湿潤強
度が必要となるが、低密度の紙基材は湿潤強度の充分あ
るものが得にくい。
また、含浸性の良否を左右するもうひとつの重要な物性
として、紙基材の厚さがある0紙厚の厚い紙では、セラ
ミック粉体スラリーの厚さ方向への浸透時間が長くなり
、含浸不良を起こす、厚さの目安としては、密度が0.
18〜0.31g/cm”の紙基材において、坪量が8
.0〜30.0g/m”であることが好ましい。
として、紙基材の厚さがある0紙厚の厚い紙では、セラ
ミック粉体スラリーの厚さ方向への浸透時間が長くなり
、含浸不良を起こす、厚さの目安としては、密度が0.
18〜0.31g/cm”の紙基材において、坪量が8
.0〜30.0g/m”であることが好ましい。
このような紙基材を構成する繊維燃焼用素材としては、
木材パルプ、マニラ麻パルプ、みつまたパルプ、リンタ
ーパルプなどの天然繊維や、ビスコース繊維、ビニロン
繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維が
使用可能である。また、シリカ繊維、アルミナ・シリカ
繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維等のセラミック系繊
維、及びガラス繊維や、炭素繊維等の使用も可能である
。
木材パルプ、マニラ麻パルプ、みつまたパルプ、リンタ
ーパルプなどの天然繊維や、ビスコース繊維、ビニロン
繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維が
使用可能である。また、シリカ繊維、アルミナ・シリカ
繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維等のセラミック系繊
維、及びガラス繊維や、炭素繊維等の使用も可能である
。
上記した紙基材に含浸させるセラミック粉体スラリーは
、セラミック粉体、分散媒、結合剤、解こう剤、可塑剤
などで構成される。
、セラミック粉体、分散媒、結合剤、解こう剤、可塑剤
などで構成される。
本発明で使用するセラミック粉体とは、焼成してセラミ
ックとなり得る粉体を示し、例えば、アルミナ、ムライ
ト、コージライト、スポンジュメン、ジルコニア等の粉
体を使用することができる。
ックとなり得る粉体を示し、例えば、アルミナ、ムライ
ト、コージライト、スポンジュメン、ジルコニア等の粉
体を使用することができる。
分散媒は、水系、溶剤系のいずれでも良いが、安価で火
災安全性、環境安全性等の点では、水系のものが好まし
い。
災安全性、環境安全性等の点では、水系のものが好まし
い。
結合剤は、スラリーの調整が容易で、且つシートの成形
適性から柔軟で加工性の良いものが好ましい。一般には
、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、スチレン・マレイン酸共重合樹脂
等が使用可能であるが、このうちポリビニルアルコール
が最も好ましく、ケン化度が84〜90%で、且つ重合
度が400〜1500の範囲のものが良い。
適性から柔軟で加工性の良いものが好ましい。一般には
、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、スチレン・マレイン酸共重合樹脂
等が使用可能であるが、このうちポリビニルアルコール
が最も好ましく、ケン化度が84〜90%で、且つ重合
度が400〜1500の範囲のものが良い。
解こう剤及び可塑剤、並びに消泡剤は、セラミック粉体
及び結合剤の種類に応じて、一般に使用される適当な種
類のものを選定することができ、そのうち特に可塑剤は
、使用しなくても差し支えない。
及び結合剤の種類に応じて、一般に使用される適当な種
類のものを選定することができ、そのうち特に可塑剤は
、使用しなくても差し支えない。
このような成分により構成されるセラミック粉体のスラ
リーは、ボールミル、アトライター等の粉砕機や、高速
回転式のミキサー等の攪拌機を使用して調整することが
でき、解こう剤を分散させた分散媒中にセラミック粉体
を投入して分散させた後、結合剤及び可塑剤を添加し、
再度分散すれば良い。
リーは、ボールミル、アトライター等の粉砕機や、高速
回転式のミキサー等の攪拌機を使用して調整することが
でき、解こう剤を分散させた分散媒中にセラミック粉体
を投入して分散させた後、結合剤及び可塑剤を添加し、
再度分散すれば良い。
上記したようなセラミック粉体スラリーを、前記した紙
基材に含浸させる塗工方法は、以下の通りである。
基材に含浸させる塗工方法は、以下の通りである。
まず、ロール状に供給されろ紙基材を(り出してセラミ
ック粉体スラリーの入ったバット中に通過させることに
より、セラミック粉体スラリーの過剰量を含浸させる。
ック粉体スラリーの入ったバット中に通過させることに
より、セラミック粉体スラリーの過剰量を含浸させる。
次に、この紙基材を、一定の間隔を設けて設置した2本
の塗工量調節ロールの間を通過させ、セラミック粉体ス
ラリーの含浸塗工量を一定にする。
の塗工量調節ロールの間を通過させ、セラミック粉体ス
ラリーの含浸塗工量を一定にする。
即ち、セラミック粉体スラリーの過剰量を含んで膨張し
た紙基材を、この2本の塗工量調節ロールで圧縮して過
剰のセラミック粉体スラリーを紙基材から絞り出すもの
であり、この2本の塗工量調節ロールの間隔を調節する
ことにより、セラミック粉体スラリーの含浸塗工量を設
定することができるのである。
た紙基材を、この2本の塗工量調節ロールで圧縮して過
剰のセラミック粉体スラリーを紙基材から絞り出すもの
であり、この2本の塗工量調節ロールの間隔を調節する
ことにより、セラミック粉体スラリーの含浸塗工量を設
定することができるのである。
本発明は、上記したようにセラミック粉体スラリーを紙
基材に含浸させてなるセラミックシートを作製し、該セ
ラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材
とを、一体状に接着重合し、所望の形状に成形した後、
吐煙・焼成するものである。
基材に含浸させてなるセラミックシートを作製し、該セ
ラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材
とを、一体状に接着重合し、所望の形状に成形した後、
吐煙・焼成するものである。
上記した燃焼用素材としては、本発明で使用するセラミ
ック粉体の焼結温度以下で燃焼分解する必要があり、具
体的には800℃以下で燃焼分解することが必要条件と
なり、この燃焼分解した部分がセラミックス成形体にお
いて微細な連続空隙となるのである。
ック粉体の焼結温度以下で燃焼分解する必要があり、具
体的には800℃以下で燃焼分解することが必要条件と
なり、この燃焼分解した部分がセラミックス成形体にお
いて微細な連続空隙となるのである。
また、この燃焼用素材における重要な性状は、燃焼後に
生ずる灰分の量である。
生ずる灰分の量である。
上記した灰分の値としては、0.5%以下であることが
必要である。灰分の多い材料を使用した場合には、セラ
ミックス成形体の連続空隙中に付着カスとして残存した
り、セラミック層どうしを接着させて目的の空隙が得ら
れないことや、焼成時の成形体の変形を引き起こす原因
にもなる。従って、このような条件を満たす材料として
は、紙やプラスチック材料が適し、特にシート状のもの
が巻き付は成形し易い。
必要である。灰分の多い材料を使用した場合には、セラ
ミックス成形体の連続空隙中に付着カスとして残存した
り、セラミック層どうしを接着させて目的の空隙が得ら
れないことや、焼成時の成形体の変形を引き起こす原因
にもなる。従って、このような条件を満たす材料として
は、紙やプラスチック材料が適し、特にシート状のもの
が巻き付は成形し易い。
尚、上記した燃焼用素材と重合させるセラミックシート
は、前記したようにセラミック粉体スラリーを含浸させ
たものであるので、このスラリーが接着剤の役目を果た
して重合するだけで一体状に重合接着するのである。
は、前記したようにセラミック粉体スラリーを含浸させ
たものであるので、このスラリーが接着剤の役目を果た
して重合するだけで一体状に重合接着するのである。
また、本発明は、セラミック粉体スラリーを紙基材に含
浸させてなるセラミックシートを一旦乾燥し、燃焼用素
材と重合する際に、スラリーを接着剤として塗布して重
合し、一体状に重合接着するようにしても良い。
浸させてなるセラミックシートを一旦乾燥し、燃焼用素
材と重合する際に、スラリーを接着剤として塗布して重
合し、一体状に重合接着するようにしても良い。
この場合の塗工方法は、セラミック粉体スラリーを含浸
させて濡れた状態のセラミックシートを、剥離材上に支
持し、乾燥機内を通過させて穏やかに乾燥した後、剥離
材から剥して巻き取るようにすれば良い。
させて濡れた状態のセラミックシートを、剥離材上に支
持し、乾燥機内を通過させて穏やかに乾燥した後、剥離
材から剥して巻き取るようにすれば良い。
この乾燥したセラミックシートは、保存することができ
るので、所謂、作り貯めをすることができるという利点
を有する。
るので、所謂、作り貯めをすることができるという利点
を有する。
従って、本発明において、セラミックシートを乾燥しな
いまま燃焼用素材と重合するか、或いはセラミックシー
トを一端乾燥した後、スラリーを塗布して燃焼用素材と
重合するかは、工場の製造日程等に応じて適宜に選択す
るようにすれば良い。
いまま燃焼用素材と重合するか、或いはセラミックシー
トを一端乾燥した後、スラリーを塗布して燃焼用素材と
重合するかは、工場の製造日程等に応じて適宜に選択す
るようにすれば良い。
また、本発明におけるセラミックシートは、単層に限定
するものではなく、複層・多層にしても良い。
するものではなく、複層・多層にしても良い。
この場合の塗工方法は、セラミック粉体スラリーを含浸
させて濡れた状態のセラミックシートを、無端状の剥離
材上に保持させて巻き取り、積層し、目的の厚みとなっ
た時点で切断し、無端状の剥離材から剥せば良い。
させて濡れた状態のセラミックシートを、無端状の剥離
材上に保持させて巻き取り、積層し、目的の厚みとなっ
た時点で切断し、無端状の剥離材から剥せば良い。
或いは、セラミック粉体スラリーを含浸させて濡れた状
態のセラミックシートを、無端状の剥離材上に支持し、
乾燥機内を通過させて穏やかに乾燥した後、そのまま無
端状の剥離材上に保持させて積層し、目的の厚みとなっ
た時点で切断し、無端状の剥離材から剥せば良い。
態のセラミックシートを、無端状の剥離材上に支持し、
乾燥機内を通過させて穏やかに乾燥した後、そのまま無
端状の剥離材上に保持させて積層し、目的の厚みとなっ
た時点で切断し、無端状の剥離材から剥せば良い。
このように作製されるセラミックシートは、坪量が10
0〜2000g/m”のものが加工効率に優れ、柔軟で
成形し易く、特に、低ケン化度で低重合度のポリビニル
アルコールを使用することにより、柔軟なセラミックシ
ートを作製することができ、紙基材を構成する絡み合っ
た繊維が骨格的な役割を果たすので、柔軟で、成形の容
易なシート材となるのである。
0〜2000g/m”のものが加工効率に優れ、柔軟で
成形し易く、特に、低ケン化度で低重合度のポリビニル
アルコールを使用することにより、柔軟なセラミックシ
ートを作製することができ、紙基材を構成する絡み合っ
た繊維が骨格的な役割を果たすので、柔軟で、成形の容
易なシート材となるのである。
本発明は、以上説明したように、柔軟で、成形の容易な
セラミックシートを燃焼用素材と一体状に重合して所望
の形状に成形した後、焼成すれば良いので、微細な連続
空隙を有するセラミックス成形体を極めて容易に作製す
ることができるものである。
セラミックシートを燃焼用素材と一体状に重合して所望
の形状に成形した後、焼成すれば良いので、微細な連続
空隙を有するセラミックス成形体を極めて容易に作製す
ることができるものである。
例えば、本発明のセラミックス成形体として、円筒状の
成形体を作成する場合には、セラミックシートと燃焼用
素材とを一体状に接着重合したシート材を、適当な芯材
に巻き付けて成形し、その後、焼成すれば良い。このよ
うに容易に作製された円筒状のセラミックス成形体は、
その長さ方向に微細な連続空隙を内部に有し、セラミッ
クスの耐熱性、耐久性、耐薬品性などの諸物性を生かし
た濾過材、熱交換器部材、触媒担体等として、幅広い分
野において利用することができる。
成形体を作成する場合には、セラミックシートと燃焼用
素材とを一体状に接着重合したシート材を、適当な芯材
に巻き付けて成形し、その後、焼成すれば良い。このよ
うに容易に作製された円筒状のセラミックス成形体は、
その長さ方向に微細な連続空隙を内部に有し、セラミッ
クスの耐熱性、耐久性、耐薬品性などの諸物性を生かし
た濾過材、熱交換器部材、触媒担体等として、幅広い分
野において利用することができる。
また、特に、低密度、低坪量の紙基材を使用することに
より、セラミックシート中の有機成分の含有量を少なく
することができるので、焼成時に収縮変形の少ない高密
度、高強度の成形体を作製することができる。
より、セラミックシート中の有機成分の含有量を少なく
することができるので、焼成時に収縮変形の少ない高密
度、高強度の成形体を作製することができる。
さらに、本発明において使用する紙基材として、セラミ
ック系繊維を使用すると、セラミック粉体との複合化を
行うことができ、また、繊維径の大きい繊維を使用する
と、ポーラスな構造のセラミックス成形体を作製するこ
とができる。
ック系繊維を使用すると、セラミック粉体との複合化を
行うことができ、また、繊維径の大きい繊維を使用する
と、ポーラスな構造のセラミックス成形体を作製するこ
とができる。
〈実施例〉
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例1
蒸留水30部に、解こう剤(東亜合成化学工業社製、ア
ロン30SL) 0.7部を添加した分散媒に、アル
ミナ粉体(純度99.7%、平均粒径1μ+a ) 9
5部とカオリン粉体(平均粒径0.5μm) 5部を
投入し、高速回転式ミキサーを用いて分散すせた。
ロン30SL) 0.7部を添加した分散媒に、アル
ミナ粉体(純度99.7%、平均粒径1μ+a ) 9
5部とカオリン粉体(平均粒径0.5μm) 5部を
投入し、高速回転式ミキサーを用いて分散すせた。
次いで、ポリビニルアルコール(日本合成化学工業社製
、ゴー七ノールGL−05.ケン化度86.5〜g9.
Omo1%1重合度1000以下)の15%水溶液2
0部を添加した後、同じく高速回転式ミキサーを用いて
分散させた。
、ゴー七ノールGL−05.ケン化度86.5〜g9.
Omo1%1重合度1000以下)の15%水溶液2
0部を添加した後、同じく高速回転式ミキサーを用いて
分散させた。
この分散液に対して、消泡剤(旭電化工業社製、プルロ
ニプクIJ−61) 0.1部を添加し、低速攪拌機
で分散、消泡させた後、24時間静置し、セラミック粉
体スラリーとした。
ニプクIJ−61) 0.1部を添加し、低速攪拌機
で分散、消泡させた後、24時間静置し、セラミック粉
体スラリーとした。
次に、繊維配合がマニラ麻100%で、湿潤強度剤とし
てポリアミドエポキシ変性樹脂(デイック・バーキュレ
ス社製、力4メy 5578 )を固形分で対繊維0.
4%添加して抄造した0坪量が8.7g/m”で、密度
が0.21g/c+++”の紙基材に、上記のセラミッ
ク粉体スラリーを以下の方法で含浸塗工した。
てポリアミドエポキシ変性樹脂(デイック・バーキュレ
ス社製、力4メy 5578 )を固形分で対繊維0.
4%添加して抄造した0坪量が8.7g/m”で、密度
が0.21g/c+++”の紙基材に、上記のセラミッ
ク粉体スラリーを以下の方法で含浸塗工した。
セラミック粉体スラリーを満たしたバット中を、上記の
紙基材を通過させて含浸させた後、ロール間隔が500
μmとなるように設置した2本の塗工量調節ロール間を
通し、含浸塗工量を調節した。次いで、この濡れた状態
の紙基材をテフロンシートを表面に貼った剥離材上に支
持させた。
紙基材を通過させて含浸させた後、ロール間隔が500
μmとなるように設置した2本の塗工量調節ロール間を
通し、含浸塗工量を調節した。次いで、この濡れた状態
の紙基材をテフロンシートを表面に貼った剥離材上に支
持させた。
さらに、この紙基材上に、同様にセラミック粉体スラリ
ーを含浸塗工して濡れた状態の紙基材を積層し、4枚積
層した後、温度60℃の熱風でゆっ(つと乾燥し、積層
したセラミックシートとした。
ーを含浸塗工して濡れた状態の紙基材を積層し、4枚積
層した後、温度60℃の熱風でゆっ(つと乾燥し、積層
したセラミックシートとした。
このセラミックシートの坪量は1430g/+2で、か
さ密度は2.1g/cm”であった。
さ密度は2.1g/cm”であった。
このセラミックシートを、実験用高温電気炉を用いて、
最高焼成温度1520℃で2時間保持して焼成した時の
セラミックス成形体のかさ密度は2.1g/am”であ
り、焼成時の線収縮率は12.6%であった。また、焼
成時の変形は殆ど認められなかった。
最高焼成温度1520℃で2時間保持して焼成した時の
セラミックス成形体のかさ密度は2.1g/am”であ
り、焼成時の線収縮率は12.6%であった。また、焼
成時の変形は殆ど認められなかった。
実施例2
実施例1にて作製したセラミックシートをシート幅が2
00mmとなるように裁断した。次に、この裁断したセ
ラミックシートに、実施例1にて調整したセラミック粉
体スラリーを実施例1と同様の方法で含浸塗工した。但
し、2本の塗工量調節ロールの間隔は900μmに設定
した。
00mmとなるように裁断した。次に、この裁断したセ
ラミックシートに、実施例1にて調整したセラミック粉
体スラリーを実施例1と同様の方法で含浸塗工した。但
し、2本の塗工量調節ロールの間隔は900μmに設定
した。
このセラミック粉体スラリーで濡れた状態のセラミック
シートと、900℃で燃焼分解させた時の灰分が0.1
%以下で、厚さ200μm、シート幅20011I11
のポリエチレン製シートで、長方形状のくり抜き部(幅
方向160mmX長さ方向5mm)を長さ方向に5ff
lff1間隔で形成したものとを、貼り付けた状態にな
るようにして外径20+amの鉄製の丸棒に巻き付けた
。
シートと、900℃で燃焼分解させた時の灰分が0.1
%以下で、厚さ200μm、シート幅20011I11
のポリエチレン製シートで、長方形状のくり抜き部(幅
方向160mmX長さ方向5mm)を長さ方向に5ff
lff1間隔で形成したものとを、貼り付けた状態にな
るようにして外径20+amの鉄製の丸棒に巻き付けた
。
巻き付けて作製される円筒状成形体の外径は、54mm
となるようにした。
となるようにした。
この円筒状成形体を、熱風式乾燥機内で65℃で8時間
乾燥した後、両端を裁断除去し、また鉄製の丸棒も除去
して長さ120mmの円筒状セラミックス成形体を得た
。
乾燥した後、両端を裁断除去し、また鉄製の丸棒も除去
して長さ120mmの円筒状セラミックス成形体を得た
。
このセラミックス成形体を、実験用高温電気炉を用いて
、最高焼成温度1520℃で2時間保持して焼成した。
、最高焼成温度1520℃で2時間保持して焼成した。
焼成後のセラミックス成形体の内部には、縦方向45〜
100μm、横方向3.1〜4.31amのほぼ長方形
状の断面となる空隙が、セラミックス成形体の長さ方向
に連通して数多く認められた。
100μm、横方向3.1〜4.31amのほぼ長方形
状の断面となる空隙が、セラミックス成形体の長さ方向
に連通して数多く認められた。
[燃焼試験]
以下の材料を用いて、実施例1と同様な操作でセラミッ
ク粉体スラリーを調製した。
ク粉体スラリーを調製した。
セラミック粉体:
水;蒸留水 50.1部スラリ
ー中のセラミック粉体濃度:65%A、筒成形体の成形
方法 ■同心円状の筒成形体の成形方法 上記したセラミック粉体スラリーを実施例1で使用した
坪量が8.7g/m”の紙基材に含浸塗工し、これをア
ルミホイル上に貼り付けて、ゆつ(り乾燥して枚葉のセ
ラミックシートとする。
ー中のセラミック粉体濃度:65%A、筒成形体の成形
方法 ■同心円状の筒成形体の成形方法 上記したセラミック粉体スラリーを実施例1で使用した
坪量が8.7g/m”の紙基材に含浸塗工し、これをア
ルミホイル上に貼り付けて、ゆつ(り乾燥して枚葉のセ
ラミックシートとする。
このセラミックシートに低濃度のセラミック粉体スラリ
ーを塗工したものと中敷紙とを交互に塩化ビニル製パイ
プに巻き付けて同心円状にセラミック層を形成させた筒
成形体を作製した。
ーを塗工したものと中敷紙とを交互に塩化ビニル製パイ
プに巻き付けて同心円状にセラミック層を形成させた筒
成形体を作製した。
■渦巻状の筒成形体の成形方法
前記したセラミック粉体スラリーと実施例1で使用した
坪量が8.7g’/m”の紙基材とを使用して、坪量1
198g/m”、厚さ581μm、密度2.1g/cm
”となるように作製したセラミックシートに、ポリビニ
ルアルコール(日本合成化学工業製、ゴーセナールH−
333) 10%水溶液を含浸させた中敷紙をラミネー
トし、これを濡れた状態でポリ塩化ビニル製バイブに巻
き付けた後、送風乾燥機により60℃で5時間乾燥して
筒成形体とした。
坪量が8.7g’/m”の紙基材とを使用して、坪量1
198g/m”、厚さ581μm、密度2.1g/cm
”となるように作製したセラミックシートに、ポリビニ
ルアルコール(日本合成化学工業製、ゴーセナールH−
333) 10%水溶液を含浸させた中敷紙をラミネー
トし、これを濡れた状態でポリ塩化ビニル製バイブに巻
き付けた後、送風乾燥機により60℃で5時間乾燥して
筒成形体とした。
B、中敷紙
上記した中敷紙として、以下の2種類のものを使用した
。
。
■粘着テープ原紙: 30g/+i”、 58μm
■ヒートバック(日本紙業製ヒートシール紙): MC
30g/m”、 100μm X 2(2枚重ねで使
用) C0焼成炉内での筒成形体の置き方 ■縦置き セッターの上にアルミナ粉を厚めに均一に敷き、この上
に筒成形体を縦にして置いた。
■ヒートバック(日本紙業製ヒートシール紙): MC
30g/m”、 100μm X 2(2枚重ねで使
用) C0焼成炉内での筒成形体の置き方 ■縦置き セッターの上にアルミナ粉を厚めに均一に敷き、この上
に筒成形体を縦にして置いた。
■横置き
セッターの上にアルミナ粉を厚めに均一に敷き、この上
に筒成形体を横にして置いた。
に筒成形体を横にして置いた。
■縦置き+セラミックシート下敷
筒成形体の下に、成形体と同一組成のセラミックシート
を敷いて焼成した。
を敷いて焼成した。
筒成形体とセラミックシートとの間、セラミックシート
とセッターとの間には、アルミナ粉な敷いた。
とセッターとの間には、アルミナ粉な敷いた。
以上の試験条件により、焼成した結果を第1表に示した
。
。
m起
No、6は、同心円状の筒成形体を作製する時と同じ要
領で、セラミックの円筒を1層作り、この上にセラミッ
クシートと中敷紙とを一体状に接着重合したものを巻き
付けて成形した。
領で、セラミックの円筒を1層作り、この上にセラミッ
クシートと中敷紙とを一体状に接着重合したものを巻き
付けて成形した。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明のセラミックス成形体は、
その内部に微細な連続空隙を有し、且つ種々の形状のも
のとして得られるので、多種の分野において利用するこ
とができる。
その内部に微細な連続空隙を有し、且つ種々の形状のも
のとして得られるので、多種の分野において利用するこ
とができる。
特に、本発明のセラミックス成形体として、円筒状に作
製したセラミックス成形体は、その長さ方向に微細な連
続空隙を有し、セラミックスの耐熱性、耐久性、耐薬品
性などの諸物性を生かした濾過材、熱交換器部材、触媒
担体等の幅広い分野で利用することができる。
製したセラミックス成形体は、その長さ方向に微細な連
続空隙を有し、セラミックスの耐熱性、耐久性、耐薬品
性などの諸物性を生かした濾過材、熱交換器部材、触媒
担体等の幅広い分野で利用することができる。
また1本発明の製造方法は、セラミック粉体を一旦、柔
軟なセラミックシートにすることにより、紙基材を構成
する絡み合った繊維が骨格的な役割を果たし、上記した
ような種々の形状のセラミックス成形体や、或いは従来
は成形の難しかった形状のセラミックス成形体を容易に
作製することができる。
軟なセラミックシートにすることにより、紙基材を構成
する絡み合った繊維が骨格的な役割を果たし、上記した
ような種々の形状のセラミックス成形体や、或いは従来
は成形の難しかった形状のセラミックス成形体を容易に
作製することができる。
また、本発明の製造方法は、原料セラミック粉体のロス
が少ないので、細かい粒径のセラミック粉体や高価なセ
ラミック粉体を原料とするようなセラミックス成形体に
も適用することができ、極めて多種のセラミックス成形
体を作製することができる。
が少ないので、細かい粒径のセラミック粉体や高価なセ
ラミック粉体を原料とするようなセラミックス成形体に
も適用することができ、極めて多種のセラミックス成形
体を作製することができる。
さらに、本発明に使用する紙基材として、低密度、低坪
量のものを使用することにより焼成時に収縮変形の少な
い高密度、高強度の成形体とすることができる。
量のものを使用することにより焼成時に収縮変形の少な
い高密度、高強度の成形体とすることができる。
また、本発明に使用する紙基材としてセラミック繊維或
いは繊維径の大きい繊維を使用すると、作製されるセラ
ミックス成形体に新たな特性を付与することができる。
いは繊維径の大きい繊維を使用すると、作製されるセラ
ミックス成形体に新たな特性を付与することができる。
例えば、紙基材としてセラミック繊維を使用すると、セ
ラミック粉体との複合化を行うことができ、繊維径の大
きい繊維を使用すると、ポーラスな構造のセラミックス
成形体を作製することができる。
ラミック粉体との複合化を行うことができ、繊維径の大
きい繊維を使用すると、ポーラスな構造のセラミックス
成形体を作製することができる。
したがって、本発明の製造方法は、高付加価値を有する
セラミックス成形体を作製することができ、多種の分野
において多大な貢献をなすものである。
セラミックス成形体を作製することができ、多種の分野
において多大な貢献をなすものである。
Claims (16)
- (1)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基材
にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてなる
セラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素
材とを、一体状に接着重合して乾燥し、焼成して前記燃
焼用素材を燃焼させることにより微細な連続空隙が形成
されていることを特徴とするセラミックス成形体。 - (2)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基材
にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてなる
セラミックシートを乾燥し、該セラミックシートと、焼
成すると燃焼分解する燃焼用素材とを、前記スラリーを
接着剤として一体状に接着重合して乾燥し、焼成して前
記燃焼用素材を燃焼させることにより微細な連続空隙が
形成されていることを特徴とするセラミックス成形体。 - (3)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基材
にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてなる
セラミックシートを複数積層させ、該積層したセラミッ
クシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材とを、
一体状に接着重合して乾燥し、焼成して前記燃焼用素材
を燃焼させることにより微細な連続空隙が形成されてい
ることを特徴とするセラミックス成形体。 - (4)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基材
にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてなる
セラミックシートを複数積層させて乾燥し、該積層した
セラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素
材とを、前記スラリーを接着剤として一体状に接着重合
して乾燥し、焼成して前記燃焼用素材を燃焼させること
により微細な連続空隙が形成されていることを特徴とす
るセラミックス成形体。 - (5)セラミックシートは乾燥した状態で坪量が100
〜2000g/m^2である請求項(1)〜(4)のい
ずれかに記載のセラミックス成形体。 - (6)紙基材の坪量は8.0〜30.0g/m^2であ
る請求項(1)〜(4)のいずれかに記載のセラミック
ス成形体。 - (7)セラミック粉体を含有するスラリーにおいて、ケ
ン化度が84〜90%で、且つ重合度が400〜150
0のポリビニルアルコールを結合剤として使用すること
を特徴とする請求項(1)〜(4)のいずれかに記載の
セラミックス成形体。 - (8)焼成時に燃焼分解する燃焼用素材は800℃以上
の温度において焼成可能であり、且つ燃焼後の灰分が0
.5%以下となる材料を使用することを特徴とする請求
項(1)〜(4)のいずれかに記載のセラミックス成形
体。 - (9)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基材
にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてなる
セラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素
材とを、一体状に接着重合して乾燥し、焼成して前記燃
焼用素材を燃焼させることにより微細な連続空隙を形成
するようにしたことを特徴とするセラミックス成形体の
製造方法。 - (10)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基
材にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてな
るセラミックシートを乾燥し、該セラミックシートと、
焼成すると燃焼分解する燃焼用素材とを、前記スラリー
を接着剤として一体状に接着重合して乾燥し、焼成して
前記燃焼用素材を燃焼させることにより微細な連続空隙
を形成するようにしたことを特徴とするセラミックス成
形体の製造方法。 - (11)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基
材にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてな
るセラミックシートを複数積層させ、該積層したセラミ
ックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用素材とを
、一体状に接着重合して乾燥し、焼成して前記燃焼用素
材を燃焼させることにより微細な連続空隙を形成するよ
うにしたことを特徴とするセラミックス成形体の製造方
法。 - (12)密度が0.18〜0.31g/cm^3の紙基
材にセラミック粉体を含有するスラリーを含浸させてな
るセラミックシートを複数積層させて乾燥し、該積層し
たセラミックシートと、焼成すると燃焼分解する燃焼用
素材とを、前記スラリーを接着剤として一体状に接着重
合して乾燥し、焼成して前記燃焼用素材を燃焼させるこ
とにより微細な連続空隙を形成するようにしたことを特
徴とするセラミックス成形体の製造方法。 - (13)セラミックシートは乾燥した状態で坪量が10
0〜2000g/m^2である請求項(9)〜(12)
のいずれかに記載のセラミックス成形体の製造方法。 - (14)紙基材の坪量は8.0〜30.0g/m^2で
ある請求項(9)〜(12)のいずれかに記載のセラミ
ックス成形体の製造方法。 - (15)セラミック粉体を含有するスラリーにおいて、
ケン化度が84〜90%で、且つ重合度が400〜15
00のポリビニルアルコールを結合剤として使用するこ
とを特徴とする請求項(9)〜(12)のいずれかに記
載のセラミックス成形体の製造方法。 - (16)焼成時に燃焼分解する燃焼用素材は800℃以
上の温度において焼成可能であり、且つ燃焼後の灰分が
0.5%以下となる材料を使用することを特徴とする請
求項(9)〜(12)のいずれかに記載のセラミックス
成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29878990A JPH04175278A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | セラミックス成形体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29878990A JPH04175278A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | セラミックス成形体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175278A true JPH04175278A (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=17864242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29878990A Pending JPH04175278A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | セラミックス成形体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04175278A (ja) |
-
1990
- 1990-11-06 JP JP29878990A patent/JPH04175278A/ja active Pending
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