JPH044279B2 - - Google Patents

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
特に成層フイ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、主にフイルタと
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つて、規定の通路を有する
フイルタ、例えば10〜16ミクロンの通路を有する
フイルタ乃至は160〜250ミクロンの通路を有する
フイ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つて定め
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パー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ツク体を製造する
ためにも、一連の方法が既に公知となつており、
これらの方法では、焼結セラミツク粉末に有機物
質を添加混合することが基礎になつている。一般
にこの焼結セラミツクス粉末は、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つてい
る。有機の添加物質は加熱プロセス中に焼き尽さ
れ、これに伴なつ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ツク材料を装
入せず、ガラス粉末のみを出発材料として用いた
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つ
て焼結処理が行なわれなければならない。何故な
らば、焼結温度が高いと、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。従つてこの方法
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つている。こ
れらの方法においては、例えば炭化珪素（SiC）
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をなされねばなら
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、せつ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、従つ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。 アメリカ合衆国第1515653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つて充填される。
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、フイ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。一方、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ることが必要となる。 従つて、本発明の目的は、公知の方法によつて
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、特にフイ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
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
つ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つている限り、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
つて左右される。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つて、
焼結物質を完全に焼結させることが望ましい。 また、前記したようにフイ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
体によつ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
イルタを形成することによつて一層高めることが
可能である。成層フイルタは、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つている。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、従つて焼結材
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イルタを製作するの
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
つ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、それぞれ異なつた粒子を
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つて回避されるこ
とが挙げられる。このように圧力を加えることに
よつて、気孔の容積又は直径を著しく変動させる
ことなく或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成つ
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つているよ
うな第二の混合物を積層加工し、焼結して成層フ
イ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
布処理によつ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、転写法によつて載着される
薄いフオ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
スセラミツク及び／又はセラミツク材料が適して
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（〓）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）と加工温度（V_A）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つて重要
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つて左右され
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つて、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折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折の傾向が望ましくない
ような場合には、異なつて焼結温度及び／又は異
なつ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
混合によつて達成される。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つてのみ
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、
焼結材料によつて完全に囲繞され、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つて互いに
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。それぞれ異なつた気孔寸法を有す
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、従つて、焼
結材料をその都度異なつ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つて、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
径を有するフイルタの気孔寸法を測定する場合に
は、概ねベヒトルト（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GIT11（1967）、第７号、第663頁〜第688
頁）。 この方法によつて測定を行なつた場合、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つ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ミク
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。 従つ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（NaCl）、硫酸
ナトリウム（Na₂SO₄）、硫酸カリウム（K₂SO₄）
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還流内での抽出によつ
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つて行なわれ
うることにある。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
つ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。従つて、
例えばナトリウムを含有しているガラスと硫酸カ
リウムとの間では、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
とによつて、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つ
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とな
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、例えばセラミツク工業
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、セラミツ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
延加工によつ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つて焼却されね
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つ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つた本
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、例えばスチロポー
ル（Styropor）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。
従つて、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
つて、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 本発明の方法によつ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と
の濾過、プラスチツクとガラスとの複合体材料を
製作するためのプラスチツクの吸収、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、シヨツト・グラスヴエルケ
（SCHOTT 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、530℃であり、軟化温度Ewは815℃であ
り（ガラスの粘度η＝10^7.6dPas）、加工温度V_Aは
1270℃であり、（η＝10⁴dPas）、ガラスの密度は
2.23ｇ／cm³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。

【表】 D₀〜D₄までのガラス粒子は、フイルタプレー
トを製造するためにも用いられる。フイルタを製
造する際の焼結温度は、ガラス粉末の程度に応じ
て、750℃〜850℃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つた。 第２表の最初の縦列には、容量パーセントであ
らわ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
50D₄50K₁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K₁の塩と
混合さていることを意味する。この場合、例えば
0.35ｇ／cm³の密度は細かいガラス粉末（D₄）と粗
い塩（K₁）とによつ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。従つてそのためには、全ての孔が開
放気孔であることが基礎となる。この仮定は、マ
イクロゾンデによる吸収（Mi−
krosondeaufnahmen）によつて確証される。機
械的な強度は、ガラス乃至塩の粒度によつては殆
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（DURAN）
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。

【表】

【表】 試験例 ２ 本発明の方法によりガラスフイルタを製造する
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イ
ルタフリツ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、比較されうる分離度を有する従来のフ
イルタフリツトにおける値の略々２〜４倍に相当
する。

【表】 試験例 ３ 本発明による方法は、ガラスの組成によつて左
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つ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
りシヨツ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8337は、25重量パーセント以下の
硼酸塩（B₂O₃）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（Al₂O₃）を含有する高アルミナガラ
スであり、ガラス8095は、30重量パーセントの酸
化塩（PbO）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（K₂SO₄）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。

【表】 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
されうるものとした。 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さるべき塩との混合物
を用意し、850℃乃至765℃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
抽出を行なつた。第５表にこの試験の結果を示
す。

【表】 この表に示した第二の例（8330−Na₂SO₄）と
最後の例（窓ガラス−NaCl）とにおいては、イ
オン交換が検出されなかつた。 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（DURAN）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、セラミツ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
形状賦与を行なつた。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 成層フイルタの製造： 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（DURAN）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
mm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10mm
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
る精密フイ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
度に等しかつた。 また、上記２種の混合物を積層状態に重ね、そ
の後両混合物をプレス加工し、焼結、抽出を行つ
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
   処理によつて、もしくは予め製造されたフオイル
   を載着することによつ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。