JPH04202071A - セラミック多孔体の製造方法 - 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〕 本発明はフィルター、断熱材、触媒担体、ヒータなどに
使用されるセラミック多孔体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、セラミック多孔体は、以下のような方法により製
造されていた。

■粒子径を制御した粒子を充填して焼結し、充填空隙を
気孔とすることによりセラミック多孔体を製造する方法
。

■開気孔を有する多孔質樹脂（フオーム）にセラミック
スラリ−をイ」着させ、乾燥させた後、脱脂・焼結する
ことによりセラミック多孔体を製造する方法。

■多孔質樹脂（フオーム）のプレポリマー中にセラミッ
クス及び発泡剤を混合し、これを発泡させた状態で硬化
し、脱脂・焼結することによりセラミック多孔体を製造
する方法。

■セラミックスラリー又はセラミック微粒子と、粒子径
が制御された昇華性、可燃性又は溶解性の物質からなる
粒子とを混合し、成形した後、昇華性、可燃性又は溶解
性の物質を除去し、焼結することによりセラミック多孔
体を製造する方法。

■セラミックスラリーを泡立て発泡させ、これを脱水し
てスラリーの流動性を失わせた後、乾燥し、焼結するこ
とによりセラミック多孔体を製造する方法。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した方法には、それぞれ以下のような欠点かある。

■の方法では気孔率の高いセラミック多孔体を得ること
ができない。

■の方法では、高気孔率のセラミック多孔体を得ること
かできる。しかし、樹脂の焼失時に発生するガスにより
、セラミック骨格部分にクラックが発生しやすく、高強
度のセラミック多孔質体を得ることができない。また、
多孔質樹脂にセラミックスラリ−を含浸させ、余分なス
ラリーを除去する必要があるため、多孔質樹脂の気孔径
がある程度大きいことか要求され、気孔径の小さいセラ
ミック多孔体を得ることができない。

■の方法では、高強度のセラミック多孔体を得ることが
できる。しかし、成形体中に多量に含有される樹脂を脱
脂する条件がｎｉす限され、特に閉気孔を有するセラミ
ック多孔体を製造することが困難である。

■の方法では、気孔径分布の均一なセラミック多孔体を
得ることができる。しかし、昇華性、可燃性又は溶解性
の物質が灰分などの不純物として残留しやすい。このた
め、例えばセラミック多孔体を高温で使用した場合、不
純物がガス発生の原因となったりする問題がある。また
、これらの物質を用いることは、コストアップにつなが
る。

■の方法では、泡状スラリーを乾燥し脱水して泡組織を
固定する際に、脱水が表面から徐々に進行し、その間に
内部の泡組織は成長して泡径か大きくなるため、これを
焼結して得られるセラミック多孔体は気孔径にばらつき
が生じやすいという問題がある。

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、閉気孔、開気孔にかかわらず、気孔径の範囲が広く
、気孔径分布か均一であり、かつ高強度のセラミック多
孔体を容易かつ安価に製造することができる方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のセラミック多孔体の製造方法は、セラミック粉
末及び架橋重合によって硬化し得る有機物質を溶媒に分
散又は溶解させたセラミックスラリ−を調製する工程と
、このセラミックスラリ−に架橋剤を添加し、撹拌して
発泡させた状態で成形・硬化させる工程と、この成形体
を乾燥し、焼結させることを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明方法においては、まず溶媒にセラミックス粉末及
び架橋重合により硬化し得る有機物質を分散又は溶解さ
せてセラミックスラリ−を調製する。このセラミックス
ラリ−には、バインダー、分散剤、解膠剤、整泡剤、整
泡助剤、増粘剤などを添加してもよい。架橋重合により
硬化し得る有機物質としては、多官能性のポリマーが挙
げられる。多官能性のポリマーはバインダーとしても機
能する。

次に、得られたセラミックスラリ−に架橋剤を添加し、
機械的に撹拌して発泡させた状態で成形し、架橋重合反
応により前記有機物質をゲル化させて硬化させる。セラ
ミックスラリ−に架橋剤を添加し機械的に撹拌して発泡
させたものを型に流し込んでも成形してもよいし、一定
容積の型（閉系）内で気相と共存させた状態でセラミッ
クスラリ−を撹拌して成形してもよい。この際、撹拌強
度を調整することにより、泡状スラリーの気泡径を制御
することができる。泡立てられた直後の泡状スラリーの
気泡径は均一である。この状態で泡状スラリーの全体に
わたって架橋重合反応が進行してゲル化が起こるので、
泡の成長が抑制され、硬化後の成形体中の気孔径も均一
である。また、多官能性のポリマー及び硬化剤の種類と
添加率、反応温度、ｐＨなどを調整して架橋重合反応の
速度を制御することにより、気孔を閉気孔にも開気孔に
もすることができる。

更に、成形体を乾燥して溶媒を除去し、脱脂した後、焼
結することにより、気孔径が均一で高強度のセラミック
多孔体を製造することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１ 平均粒径１．０庫のアルミナ１００部、イオン交換水４
０部、架橋重合可能なポリマーとしてポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）５部、及び解膠剤としてポリアクリル酸
アンモニウム１部をポットミルにて一昼夜混合してスラ
リーを調製した。このスラリーに、増粘剤としてメチル
セルロース１部、及び架橋剤としてグルタルアルデヒド
１．２５部（ＰＶＡに対して２５ｖｉ％）を添加し、撹
拌機を用いて撹拌し、泡立てた。更に、このスラリーに
、架橋触媒として塩酸をｐＨが１．２となるように添加
し、充分に撹拌した後、型に流し込んだ。この結果、架
橋重合が進行し、約１時間後には離型可能となった。成
形体を乾燥した後、焼結してセラミック多孔体を得た。

得られたセラミック多孔体は、気孔率６５％、かさ密度
１−４ｇ／ｃｍ３、平均気孔径２００μｍであった。

また、はぼ全ての気孔が閉気孔となっていた。

実施例２ 平均粒径１，０庫のカルシア安定化ジルコニア１００部
、イオン交換水３０部、架橋重合可能なポリマーとして
イソパン−１１０（クラレ製）３部、及び解膠剤として
ポリアクリル酸アンモニウム１部をポットミルにて一昼
夜混合でスラリーを調製した。

このスラリーに、増粘剤としてメチルセルロース１部、
及び整泡剤としてステアリン酸アンモニウム１部を添加
し、撹拌機を用いて撹拌し、泡立てた。更に、このスラ
リーに、架橋剤としてＢ−１（クラレ製）０，３部（イ
ソパン−１１０に対して１０ｗｔ％）を添加し、充分に
撹拌した後、型に流し込んだ。この結果、架橋重合が進
行し、約５時間後には離型可能となった。成形体を乾燥
した後、空気中、１７００°Ｃで２時間焼結してセラミ
ック多孔体を得た。

得られたセラミック多孔体は、気孔率８７％、かさ密度
０　、８　ｇ　／　ｃｍ　３、平均気孔径５０障、気孔
の最大径７０庫であり、気孔径のばらつきが小さかった
。

また、はぼ全ての気孔が開気孔となっていた。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の方法を用いれば、閉気孔、
開気孔にかかわらず、気孔径の範囲が広く、気孔径分布
が均一であり、かつ高強度のセラミック多孔体を容易か
つ安価に製造することができる。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック粉末及び架橋重合によって硬化し得る有機物
   質を溶媒に分散又は溶解させたセラミックスラリーを調
   製する工程と、このセラミックスラリーに架橋剤を添加
   し、撹拌して発泡させた状態で成形・硬化させる工程と
   、この成形体を乾燥し、焼結させることを特徴とするセ
   ラミック多孔体の製造方法。