JPH0615127A - セラミックスフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
セラミックスフィルタ及びその製造方法Info
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- JPH0615127A JPH0615127A JP4041498A JP4149892A JPH0615127A JP H0615127 A JPH0615127 A JP H0615127A JP 4041498 A JP4041498 A JP 4041498A JP 4149892 A JP4149892 A JP 4149892A JP H0615127 A JPH0615127 A JP H0615127A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
- B29C63/26—Lining or sheathing of internal surfaces
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- B29C63/36—Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings being turned inside out
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 通気抵抗（通液抵抗）がより小さく、かつ、
単位容積当たりの表面積が大きなセラミックスフィルタ
を提供することである。 【構成】 シート面に対して立設された支柱を間にセラ
ミックス多孔質シートが積層されてなる成形体であっ
て、この成形体の一端側におけるセラミックス多孔質シ
ート間を開口状に構成してなる場合にはその他端側にお
けるセラミックス多孔質シート間を閉塞状に構成してな
り、成形体の一端側におけるセラミックス多孔質シート
間を閉塞状に構成してなる場合にはその他端側における
セラミックス多孔質シート間を開口状に構成してなり、
前記成形体の両端側には閉塞部及び開口部いずれもが互
いに構成されてなるセラミックスフィルタ。
単位容積当たりの表面積が大きなセラミックスフィルタ
を提供することである。 【構成】 シート面に対して立設された支柱を間にセラ
ミックス多孔質シートが積層されてなる成形体であっ
て、この成形体の一端側におけるセラミックス多孔質シ
ート間を開口状に構成してなる場合にはその他端側にお
けるセラミックス多孔質シート間を閉塞状に構成してな
り、成形体の一端側におけるセラミックス多孔質シート
間を閉塞状に構成してなる場合にはその他端側における
セラミックス多孔質シート間を開口状に構成してなり、
前記成形体の両端側には閉塞部及び開口部いずれもが互
いに構成されてなるセラミックスフィルタ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば錆、コロイド粒
子、細菌などの異物の分離除去に用いられるセラミック
スフィルタ及びその製造方法に関するものである。
子、細菌などの異物の分離除去に用いられるセラミック
スフィルタ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス多孔質成形体はフィルタ分
野での利用が拡がっている。このようなセラミックスフ
ィルタには、 フィルタ面が単板又は単層筒状のもの。 フィルタ面が多層化され、コンパクト化されたもの
であり、そして積層されたフィルタ面同士が端側で密着
して接合され、フィルタ面同志の隙間は端側の接合構造
によって支持された構造のもの。
野での利用が拡がっている。このようなセラミックスフ
ィルタには、 フィルタ面が単板又は単層筒状のもの。 フィルタ面が多層化され、コンパクト化されたもの
であり、そして積層されたフィルタ面同士が端側で密着
して接合され、フィルタ面同志の隙間は端側の接合構造
によって支持された構造のもの。
【０００３】 フィルタ面が多層化され、コンパクト
化されたものであり、そして積層されたフィルタ面同士
が作る空隙中に支柱となる壁が有り、この壁で支持され
る構造のもの。 が有る。
化されたものであり、そして積層されたフィルタ面同士
が作る空隙中に支柱となる壁が有り、この壁で支持され
る構造のもの。 が有る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の構
造のものは、形状が単純で製造し易いが、フィルタ孔径
が小さい場合、及び通気量（通液量）が大きい場合、占
有容積が大きくなり、重量的にも大きくなるという欠点
が有る。又、の構造のものは、フィルタ膜を薄くする
と割れやすくなり、コンパクト化し難いという欠点があ
る。
造のものは、形状が単純で製造し易いが、フィルタ孔径
が小さい場合、及び通気量（通液量）が大きい場合、占
有容積が大きくなり、重量的にも大きくなるという欠点
が有る。又、の構造のものは、フィルタ膜を薄くする
と割れやすくなり、コンパクト化し難いという欠点があ
る。
【０００５】の構造のものとしては、例えばハニカム
やコルゲート−平板の積層体の構造のものが有り、この
ものはフィルタ面が壁により支持され、極めて割れにく
いものとなる。しかしながら、支柱となる壁の為、次の
三つの欠点がある。先ず、第１には、支柱となる壁の
為、フィルタ面積が大幅に減る。第２には、支柱壁が流
体通路を狭め、通気抵抗（通水抵抗）を大幅に悪化させ
る。第３には、積層されたフィルタ面のピッチが１ｍｍ
以下のものは製造上種々の困難が発生する。例えば、ハ
ニカムなどをフィルタとする場合、壁で仕切られた一区
画毎、飛び飛びに入口、出口を交互に塞がなければなら
ず、手間が掛かり、又、不良も発生しやすい。さらに
は、装置上、ハニカムの金型が精密加工となり、耐久性
にも問題が出易い。
やコルゲート−平板の積層体の構造のものが有り、この
ものはフィルタ面が壁により支持され、極めて割れにく
いものとなる。しかしながら、支柱となる壁の為、次の
三つの欠点がある。先ず、第１には、支柱となる壁の
為、フィルタ面積が大幅に減る。第２には、支柱壁が流
体通路を狭め、通気抵抗（通水抵抗）を大幅に悪化させ
る。第３には、積層されたフィルタ面のピッチが１ｍｍ
以下のものは製造上種々の困難が発生する。例えば、ハ
ニカムなどをフィルタとする場合、壁で仕切られた一区
画毎、飛び飛びに入口、出口を交互に塞がなければなら
ず、手間が掛かり、又、不良も発生しやすい。さらに
は、装置上、ハニカムの金型が精密加工となり、耐久性
にも問題が出易い。
【０００６】従って、本発明の目的は、通気抵抗（通液
抵抗）がより小さく、かつ、単位容積当たりの表面積が
大きなセラミックスフィルタを提供することである。
抵抗）がより小さく、かつ、単位容積当たりの表面積が
大きなセラミックスフィルタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】前記本発明の目的は、シー
ト面に対して立設された支柱を間にセラミックス多孔質
シートが積層されてなる成形体であって、この成形体の
一端側におけるセラミックス多孔質シート間を開口状に
構成してなる場合にはその他端側におけるセラミックス
多孔質シート間を閉塞状に構成してなり、成形体の一端
側におけるセラミックス多孔質シート間を閉塞状に構成
してなる場合にはその他端側におけるセラミックス多孔
質シート間を開口状に構成してなり、前記成形体の両端
側には閉塞部及び開口部いずれもが互いに構成されてな
ることを特徴とするセラミックスフィルタによって達成
される。
ト面に対して立設された支柱を間にセラミックス多孔質
シートが積層されてなる成形体であって、この成形体の
一端側におけるセラミックス多孔質シート間を開口状に
構成してなる場合にはその他端側におけるセラミックス
多孔質シート間を閉塞状に構成してなり、成形体の一端
側におけるセラミックス多孔質シート間を閉塞状に構成
してなる場合にはその他端側におけるセラミックス多孔
質シート間を開口状に構成してなり、前記成形体の両端
側には閉塞部及び開口部いずれもが互いに構成されてな
ることを特徴とするセラミックスフィルタによって達成
される。
【０００８】又、セラミックス材料によりシートを作製
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して印刷手段により支柱を設ける支柱形成工程と、シ
ートに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部に
沿って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つの
シートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する積
層工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工
程とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタ
の製造方法によって達成される。
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して印刷手段により支柱を設ける支柱形成工程と、シ
ートに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部に
沿って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つの
シートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する積
層工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工
程とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタ
の製造方法によって達成される。
【０００９】又、セラミックス材料によりシートを作製
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して印刷手段によりその両面に支柱を設ける支柱形成
工程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設け
る工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を設
ける工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層工
程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程と
を具備することを特徴とするセラミックスフィルタの製
造方法によって達成される。
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して印刷手段によりその両面に支柱を設ける支柱形成
工程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設け
る工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を設
ける工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層工
程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程と
を具備することを特徴とするセラミックスフィルタの製
造方法によって達成される。
【００１０】又、セラミックス材料によりシートを作製
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して凹凸型を用いて支柱を形成する支柱形成工程と、
シートに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部
に沿って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つ
のシートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する
積層工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成
工程とを具備することを特徴とするセラミックスフィル
タの製造方法によって達成される。
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して凹凸型を用いて支柱を形成する支柱形成工程と、
シートに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部
に沿って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つ
のシートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する
積層工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成
工程とを具備することを特徴とするセラミックスフィル
タの製造方法によって達成される。
【００１１】又、セラミックス材料によりシートを作製
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して凹凸型を用いてその両面に支柱を形成する支柱形
成工程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設
ける工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を
設ける工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層
工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程
とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタの
製造方法によって達成される。
するシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに
対して凹凸型を用いてその両面に支柱を形成する支柱形
成工程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設
ける工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を
設ける工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層
工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程
とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタの
製造方法によって達成される。
【００１２】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。セラミックス多孔質シートが積層されてなる成形体
をフィルタとして構成するに際し、コンパクト化する為
にシート厚みを薄くすると、成形体は損傷し易くなる。
そこで、シート厚みを薄くしても損傷し難くする為、本
発明においてはシートを支持する支柱を設けることにし
た。しかも、この支柱は、点在するものであって、壁の
ように線状といったものではないから、通気抵抗（通液
抵抗）がより小さく、かつ、単位容積当たりの表面積が
大きなものとなり、フィルタとしての機能が一層優れた
ものとなる。
る。セラミックス多孔質シートが積層されてなる成形体
をフィルタとして構成するに際し、コンパクト化する為
にシート厚みを薄くすると、成形体は損傷し易くなる。
そこで、シート厚みを薄くしても損傷し難くする為、本
発明においてはシートを支持する支柱を設けることにし
た。しかも、この支柱は、点在するものであって、壁の
ように線状といったものではないから、通気抵抗（通液
抵抗）がより小さく、かつ、単位容積当たりの表面積が
大きなものとなり、フィルタとしての機能が一層優れた
ものとなる。
【００１３】尚、この点についての研究が鋭意押し進め
られて行った結果、セラミックス多孔質シートの厚さは
１０μｍ〜１０００μｍ、支柱の径は５μｍ〜１０００
μｍ、支柱間隔はセラミックス多孔質シートの２倍〜１
０倍であることが好ましいことが判った。すなわち、セ
ラミックス多孔質シートの厚さが１０μｍ未満の薄すぎ
るものになると、割れやすくなり、従って支柱の数を多
くしたり、又、支柱の径も大きくせざるを得ず、通気抵
抗（通液抵抗）が大きくなり、さらには製造コストも高
くなり、逆に、１０００μｍを越えて厚くなりすぎる
と、コンパクト化が出来にくく、又、通気抵抗（通液抵
抗）が大きくなり、さらには目詰まりも起き易くなり、
このようなことからセラミックス多孔質シートの厚さは
１０μｍ〜１０００μｍが好ましかったのである。
られて行った結果、セラミックス多孔質シートの厚さは
１０μｍ〜１０００μｍ、支柱の径は５μｍ〜１０００
μｍ、支柱間隔はセラミックス多孔質シートの２倍〜１
０倍であることが好ましいことが判った。すなわち、セ
ラミックス多孔質シートの厚さが１０μｍ未満の薄すぎ
るものになると、割れやすくなり、従って支柱の数を多
くしたり、又、支柱の径も大きくせざるを得ず、通気抵
抗（通液抵抗）が大きくなり、さらには製造コストも高
くなり、逆に、１０００μｍを越えて厚くなりすぎる
と、コンパクト化が出来にくく、又、通気抵抗（通液抵
抗）が大きくなり、さらには目詰まりも起き易くなり、
このようなことからセラミックス多孔質シートの厚さは
１０μｍ〜１０００μｍが好ましかったのである。
【００１４】又、１０００μｍを越えて支柱が太すぎた
場合には、通気抵抗（通液抵抗）が大きくなり、逆に、
５μｍ未満の小さすぎた場合には、フィルタ強度が確保
できず、このようなことから支柱の径は５μｍ〜１００
０μｍが好ましかったのである。さらに、支柱間隔が長
すぎた場合には、フィルタ面積が大きくなるものの、破
損し易くなり、逆に、短すぎた場合には、フィルタ面積
が小さくなり、このようなことから支柱間隔はセラミッ
クス多孔質シートの２倍〜１０倍であることが好ましか
ったのである。
場合には、通気抵抗（通液抵抗）が大きくなり、逆に、
５μｍ未満の小さすぎた場合には、フィルタ強度が確保
できず、このようなことから支柱の径は５μｍ〜１００
０μｍが好ましかったのである。さらに、支柱間隔が長
すぎた場合には、フィルタ面積が大きくなるものの、破
損し易くなり、逆に、短すぎた場合には、フィルタ面積
が小さくなり、このようなことから支柱間隔はセラミッ
クス多孔質シートの２倍〜１０倍であることが好ましか
ったのである。
【００１５】ここで、支柱の形状はどのようなものでも
良いが、円柱状、楕円柱状、紡錘状などのように滑らか
な曲面をもつ柱状体であることが好ましい。すなわち、
断面が滑らかな形状とさせておくことにより、それだけ
通気抵抗（通液抵抗）がより小さくなる。又、支柱の先
端面は平坦な形でなく、凹凸（凹、凸、ドーム状など）
が形成、すなわち対向するセラミックス多孔質シートと
接合させた際に空隙部が多く出来るように形成されてい
ることが好ましかった。
良いが、円柱状、楕円柱状、紡錘状などのように滑らか
な曲面をもつ柱状体であることが好ましい。すなわち、
断面が滑らかな形状とさせておくことにより、それだけ
通気抵抗（通液抵抗）がより小さくなる。又、支柱の先
端面は平坦な形でなく、凹凸（凹、凸、ドーム状など）
が形成、すなわち対向するセラミックス多孔質シートと
接合させた際に空隙部が多く出来るように形成されてい
ることが好ましかった。
【００１６】尚、支柱は、成形体の強度を確保する役割
を発揮するから、規則的に均一に存在することが好まし
い。しかしながら、特定の個所に応力集中が起きること
が予想されるような場合には、その特定部分のみ支柱を
太くしたり、数を増すようにすることは差し支えないこ
とであり、又、好ましいものである。フィルタ機能を充
分に発揮させる為に、成形体を構成するセラミックス多
孔質シート自体に存在する気孔は２ｍｍ以下、望ましく
は０．５ｍｍ以下、より望ましくは０．１ｍｍ以下のも
のであることが好ましい。このような構造のものを構成
する手段としては、セラミックス多孔質シートを構成す
るセラミックス粒子を微細なものとする必要がある。し
かしながら、微細すぎるもので構成すると、セラミック
ス多孔質シート自体に存在する気孔が小さくなりすぎ、
通気抵抗（通液抵抗）が大きくなりすぎ、又、目詰まり
も起き易くなる。このような観点に沿っての検討が鋭意
押し進められて行った結果、セラミックス多孔質シート
は、その表層に粒径１μｍを越えた大きさの粒子が２０
〜６０％、粒径１μｍ以下の大きさの粒子が８０〜４０
％含まれ、内層に粒径２μｍ〜１００μｍの大きさの粒
子が５０〜９０％、粒径２μｍ未満の大きさの粒子が５
０〜１０％含まれてなる場合には、フィルタ機能が特に
大きく発揮されるものであった。すなわち、かくの如く
構成させることにより、セラミックス多孔質シートの損
傷が起きにくく、かつ、大きな気孔は発生しにくく、か
つ、通気抵抗（通液抵抗）も大きくなりすぎず、さらに
は目詰まりも起き難いものが得られる。ここで、セラミ
ックス多孔質シートの表層とはセラミックス多孔質シー
トの厚さの１％〜１０％程度の厚さの部分を意味してい
る。尚、表層と内層とはある界面を基準にして突然に変
化するといったものよりも、表面から内部に移行するに
つれて徐々に変化して行くと言ったものが好ましい。
を発揮するから、規則的に均一に存在することが好まし
い。しかしながら、特定の個所に応力集中が起きること
が予想されるような場合には、その特定部分のみ支柱を
太くしたり、数を増すようにすることは差し支えないこ
とであり、又、好ましいものである。フィルタ機能を充
分に発揮させる為に、成形体を構成するセラミックス多
孔質シート自体に存在する気孔は２ｍｍ以下、望ましく
は０．５ｍｍ以下、より望ましくは０．１ｍｍ以下のも
のであることが好ましい。このような構造のものを構成
する手段としては、セラミックス多孔質シートを構成す
るセラミックス粒子を微細なものとする必要がある。し
かしながら、微細すぎるもので構成すると、セラミック
ス多孔質シート自体に存在する気孔が小さくなりすぎ、
通気抵抗（通液抵抗）が大きくなりすぎ、又、目詰まり
も起き易くなる。このような観点に沿っての検討が鋭意
押し進められて行った結果、セラミックス多孔質シート
は、その表層に粒径１μｍを越えた大きさの粒子が２０
〜６０％、粒径１μｍ以下の大きさの粒子が８０〜４０
％含まれ、内層に粒径２μｍ〜１００μｍの大きさの粒
子が５０〜９０％、粒径２μｍ未満の大きさの粒子が５
０〜１０％含まれてなる場合には、フィルタ機能が特に
大きく発揮されるものであった。すなわち、かくの如く
構成させることにより、セラミックス多孔質シートの損
傷が起きにくく、かつ、大きな気孔は発生しにくく、か
つ、通気抵抗（通液抵抗）も大きくなりすぎず、さらに
は目詰まりも起き難いものが得られる。ここで、セラミ
ックス多孔質シートの表層とはセラミックス多孔質シー
トの厚さの１％〜１０％程度の厚さの部分を意味してい
る。尚、表層と内層とはある界面を基準にして突然に変
化するといったものよりも、表面から内部に移行するに
つれて徐々に変化して行くと言ったものが好ましい。
【００１７】次に、本発明の多孔質成形体が分離すべき
粒子を含む液体や気体などの流体に対してどのようにし
てフィルタ機能を発揮するかについて述べると、セラミ
ックス多孔質シートの表面がフィルタ機能として作用
し、粒子と流体とが分離されるのである。すなわち、多
孔質材料からなるシートが積層され、シート間にギャッ
プが形成されてなる成形体に対して、粒子を含む流体が
供給されるとすると、一端側の開口径より大きい粒子は
入口部で分離され、流体と一端側の開口径より小さい粒
子は開口部を通ってシート間（ギャップ）に流入する。
シート間に流入した流体は、ギャップ奥が行き止まりで
あり、そして成形体が多孔質材料で構成されていること
から、流体はシートの気孔を通り抜けて隣接シート間の
ギャップに至り、他端側から流出するので、微細な粒子
も分離することが出来るようになる。尚、逆方向から流
体を供給するようにしても同じことが言える。
粒子を含む液体や気体などの流体に対してどのようにし
てフィルタ機能を発揮するかについて述べると、セラミ
ックス多孔質シートの表面がフィルタ機能として作用
し、粒子と流体とが分離されるのである。すなわち、多
孔質材料からなるシートが積層され、シート間にギャッ
プが形成されてなる成形体に対して、粒子を含む流体が
供給されるとすると、一端側の開口径より大きい粒子は
入口部で分離され、流体と一端側の開口径より小さい粒
子は開口部を通ってシート間（ギャップ）に流入する。
シート間に流入した流体は、ギャップ奥が行き止まりで
あり、そして成形体が多孔質材料で構成されていること
から、流体はシートの気孔を通り抜けて隣接シート間の
ギャップに至り、他端側から流出するので、微細な粒子
も分離することが出来るようになる。尚、逆方向から流
体を供給するようにしても同じことが言える。
【００１８】この本発明のセラミックスフィルタの製造
方法について説明すると次の通りである。フィルタ面と
なるシートはセラミックス粉末にバインダ、水又は有機
溶媒などを加えてスラリー状とし、ドクターブレード法
又はカレンダーロール法などにより一定厚さのグリーン
シートとする。あるいはセラミックス粉末にバインダ、
水又は有機溶媒などを加えて粘土状の坏土とし、押出成
形により一定厚さのグリーンシートとする。この際、粒
度分布、スラリ粘度、スラリ乾燥速度を調整し、シート
の表層から内層にかけての粒度分布を上記の如くに制御
する。
方法について説明すると次の通りである。フィルタ面と
なるシートはセラミックス粉末にバインダ、水又は有機
溶媒などを加えてスラリー状とし、ドクターブレード法
又はカレンダーロール法などにより一定厚さのグリーン
シートとする。あるいはセラミックス粉末にバインダ、
水又は有機溶媒などを加えて粘土状の坏土とし、押出成
形により一定厚さのグリーンシートとする。この際、粒
度分布、スラリ粘度、スラリ乾燥速度を調整し、シート
の表層から内層にかけての粒度分布を上記の如くに制御
する。
【００１９】このシートの片面あるいは両面に次のよう
な方法により支柱を成形することができる。例えば、図
１に示す如く、網状体又は網状模様を有した凹凸型１を
用い、この凹凸型１をグリーンシート２に押し付け、図
２に示す如く、凹凸模様を転写（支柱３を形成）する方
法が有る。この方法では、グリーンシート２が塑性変形
し、模様が転写（支柱３が形成）できるよう構成してお
くことが重要である。尚、用いる凹凸型２の網目模様は
シートに対して形成する支柱に対応したものであれば良
い。又、いわゆる厚膜スクリーン印刷などの印刷手段に
より支柱を成形することができる。すなわち、開口する
網目の形状、大きさ、数、配置などを構成する支柱に対
応させた網状体をスクリーンとし、セラミックス粉末よ
り作成したペーストをシート上に塗布印刷して支柱を設
ける方法が有る。支柱を作成する為のセラミックス粉末
はシートと同質のものでも異なるものでも差し支えない
が、焼成条件、熱膨張率が大きく異ならないものが好ま
しい。
な方法により支柱を成形することができる。例えば、図
１に示す如く、網状体又は網状模様を有した凹凸型１を
用い、この凹凸型１をグリーンシート２に押し付け、図
２に示す如く、凹凸模様を転写（支柱３を形成）する方
法が有る。この方法では、グリーンシート２が塑性変形
し、模様が転写（支柱３が形成）できるよう構成してお
くことが重要である。尚、用いる凹凸型２の網目模様は
シートに対して形成する支柱に対応したものであれば良
い。又、いわゆる厚膜スクリーン印刷などの印刷手段に
より支柱を成形することができる。すなわち、開口する
網目の形状、大きさ、数、配置などを構成する支柱に対
応させた網状体をスクリーンとし、セラミックス粉末よ
り作成したペーストをシート上に塗布印刷して支柱を設
ける方法が有る。支柱を作成する為のセラミックス粉末
はシートと同質のものでも異なるものでも差し支えない
が、焼成条件、熱膨張率が大きく異ならないものが好ま
しい。
【００２０】そして、多数の支柱が設けられたグリーン
シートの端側部を圧着するか、図３に示す如く、セラミ
ックス粉末により作成したペースト４を三縁部に塗布
し、二枚のグリーンシート２，２を重ね合わせる。この
二枚の積重シートを、図４に示す如く、ロール状に巻い
て積層する。あるいは折り畳むようにしても良い。又、
多数のものを積み重ねるようにしても良い。この積層し
た成形体を必要に応じて乾燥した後、焼成し、多孔質セ
ラミック焼結体とする。
シートの端側部を圧着するか、図３に示す如く、セラミ
ックス粉末により作成したペースト４を三縁部に塗布
し、二枚のグリーンシート２，２を重ね合わせる。この
二枚の積重シートを、図４に示す如く、ロール状に巻い
て積層する。あるいは折り畳むようにしても良い。又、
多数のものを積み重ねるようにしても良い。この積層し
た成形体を必要に応じて乾燥した後、焼成し、多孔質セ
ラミック焼結体とする。
【００２１】次に、本発明に用いられるセラミックス材
料について説明する。本発明の多孔質成形体を構成する
セラミックス材料には、酸化物系セラミックスの殆どが
利用できる。例えば、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒
化珪素、アルミナ、シリカ、ジルコニア、カルシア、マ
グネシア、チタニア、酸化鉄、酸化ホウ素などを一種又
は二種以上を主成分とする化合物又は混合物、さらに炭
素質原料や粘土及び天然石も利用できる。いずれも出発
原料としては粉末又は細粒状として用いるのが好まし
い。粉末及び細粒状原料の粒径は、作製するシートの厚
み及び気孔の大きさによって決まる。又、気孔を形成す
る手法によっても異なる。一般的には、厚みが薄い又は
気孔サイズを小さなものとするには原料粒径を小さくし
なければならない。逆に、厚みが厚い又は気孔を大きな
ものとする場合は、粗粒又は粗粒と微粒を用いて作成す
る場合がある。粗粒を用いる場合は粒子間の空隙が気孔
となる。粗粒に微粒を混合するのは粗粒同志の結合を補
強する目的と、気孔形状及びサイズを調整する為であ
る。例えば、微粒が多いほど気孔形状は滑らかになり、
気孔サイズが小さなものは消失し、気孔容積が減少する
傾向にある。微粉末を用いて気孔の大きな物を用いる場
合は、気孔形成のため有機質、粉末、粒子などと混合す
る場合、スポンジ状有機質多孔体にセラミックス微粉末
をスラリとして含浸付着させて作製する方法などがあ
る。又、気孔の大きさ、数は焼成温度によって調節する
ことが出来る。例えば、完全に緻密化する温度より低い
か、又は焼成時間を短くすればする程、気孔は多くな
り、平均径も大きくなる。しかしながら、温度を低くし
すぎたり、焼成時間を短くしすぎると、強度不足とな
り、割れ易くなる。
料について説明する。本発明の多孔質成形体を構成する
セラミックス材料には、酸化物系セラミックスの殆どが
利用できる。例えば、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒
化珪素、アルミナ、シリカ、ジルコニア、カルシア、マ
グネシア、チタニア、酸化鉄、酸化ホウ素などを一種又
は二種以上を主成分とする化合物又は混合物、さらに炭
素質原料や粘土及び天然石も利用できる。いずれも出発
原料としては粉末又は細粒状として用いるのが好まし
い。粉末及び細粒状原料の粒径は、作製するシートの厚
み及び気孔の大きさによって決まる。又、気孔を形成す
る手法によっても異なる。一般的には、厚みが薄い又は
気孔サイズを小さなものとするには原料粒径を小さくし
なければならない。逆に、厚みが厚い又は気孔を大きな
ものとする場合は、粗粒又は粗粒と微粒を用いて作成す
る場合がある。粗粒を用いる場合は粒子間の空隙が気孔
となる。粗粒に微粒を混合するのは粗粒同志の結合を補
強する目的と、気孔形状及びサイズを調整する為であ
る。例えば、微粒が多いほど気孔形状は滑らかになり、
気孔サイズが小さなものは消失し、気孔容積が減少する
傾向にある。微粉末を用いて気孔の大きな物を用いる場
合は、気孔形成のため有機質、粉末、粒子などと混合す
る場合、スポンジ状有機質多孔体にセラミックス微粉末
をスラリとして含浸付着させて作製する方法などがあ
る。又、気孔の大きさ、数は焼成温度によって調節する
ことが出来る。例えば、完全に緻密化する温度より低い
か、又は焼成時間を短くすればする程、気孔は多くな
り、平均径も大きくなる。しかしながら、温度を低くし
すぎたり、焼成時間を短くしすぎると、強度不足とな
り、割れ易くなる。
【００２２】以下、本発明の具体的な実施例を述べる。
【００２３】
〔実施例１〜９〕 表 １ Ｎｏ． 粉 末 平均粒径 １ アルミナ １．６μｍ ２ ムライト １．５μｍ ３ シリカ １．５μｍ ４ ジルコニア ０．４μｍ ５ チタニア １．０μｍ ６ タルク ２．４μｍ ７ 粘土 ３．２μｍ ８ 麦飯石 ７．６μｍ ９ 活性白土 ５．５μｍ セラミックス原料粉末として上記表１のＮｏ．１〜９の
九種の粉末を用いた。各セラミックス粉末に水（又は有
機溶媒）、バインダ及び可塑剤などの添加剤を加え、押
出成形法あるいはドクターブレード法により、図１に示
す如く、厚み０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、幅３０ｃｍのグ
リーンシート２を作製した。
九種の粉末を用いた。各セラミックス粉末に水（又は有
機溶媒）、バインダ及び可塑剤などの添加剤を加え、押
出成形法あるいはドクターブレード法により、図１に示
す如く、厚み０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、幅３０ｃｍのグ
リーンシート２を作製した。
【００２４】又、線径０．３ｍｍ、開口径０．７ｍｍの
ポリエチレン製の網を加熱プレス処理し、開口径を０．
４ｍｍまで狭めたものを圧延用のローラ面に貼り付け、
凹凸模様を形成する型とした。そして、ローラのクリア
ランスを調節し、作製したグリーンシートをローラ間に
挟み、圧延加工し、グリーンシート２に凹凸模様を付け
た。すなわち、図２に示される如く、圧延加工したグリ
ーンシート２には規則正しく多数の柱状突起（支柱３）
が形成されている。
ポリエチレン製の網を加熱プレス処理し、開口径を０．
４ｍｍまで狭めたものを圧延用のローラ面に貼り付け、
凹凸模様を形成する型とした。そして、ローラのクリア
ランスを調節し、作製したグリーンシートをローラ間に
挟み、圧延加工し、グリーンシート２に凹凸模様を付け
た。すなわち、図２に示される如く、圧延加工したグリ
ーンシート２には規則正しく多数の柱状突起（支柱３）
が形成されている。
【００２５】次に、グリーンシート２にセラミックス粉
末を用いて作製したペーストをグリーンシート一端側及
び一端側から１００ｍｍピッチで５ｍｍ幅で長手方向に
厚さ５０〜１００μｍ塗布した後、長さ１ｍずつ切り出
し、図３に示す如く、ペースト４が三縁に沿って塗布さ
れている二枚のグリーンシート２，２を位相が１８０°
ずらせて重ね合わせ、塗布したペースト４が乾燥する前
に、図４に示す如く、ロール状に巻いた。
末を用いて作製したペーストをグリーンシート一端側及
び一端側から１００ｍｍピッチで５ｍｍ幅で長手方向に
厚さ５０〜１００μｍ塗布した後、長さ１ｍずつ切り出
し、図３に示す如く、ペースト４が三縁に沿って塗布さ
れている二枚のグリーンシート２，２を位相が１８０°
ずらせて重ね合わせ、塗布したペースト４が乾燥する前
に、図４に示す如く、ロール状に巻いた。
【００２６】そして、充分に乾燥した後に１００℃／ｈ
で焼結温度まで昇温し、２時間かけて焼成した。尚、焼
結温度は１１００℃〜１６００℃である。このようにし
て得られたセラミックスフィルタを構成するシートの厚
みは５０μｍ〜３００μｍであり、シートにおける気孔
の径は０．０５〜３μｍ程度のものであり、通気抵抗
（通液抵抗）は小さく、かつ、単位体積当たりの表面積
が大きく、フィルタとして極めた優れたものである。
で焼結温度まで昇温し、２時間かけて焼成した。尚、焼
結温度は１１００℃〜１６００℃である。このようにし
て得られたセラミックスフィルタを構成するシートの厚
みは５０μｍ〜３００μｍであり、シートにおける気孔
の径は０．０５〜３μｍ程度のものであり、通気抵抗
（通液抵抗）は小さく、かつ、単位体積当たりの表面積
が大きく、フィルタとして極めた優れたものである。
【００２７】〔実施例１０〜１８〕実施例１〜９におい
て、ポリエチレン製の網の代わりに、０．５ｍｍ厚のス
テンレス板を用い、このステンレス板をエッチング加工
して直径０．４ｍｍの孔を０．７ｍｍピッチで千鳥格子
状に開けたものを用い、グリーンシートに直径０．４ｍ
ｍ、高さ０．４ｍｍの支柱を形成し、その後同様にして
セラミックスフィルタを得た。
て、ポリエチレン製の網の代わりに、０．５ｍｍ厚のス
テンレス板を用い、このステンレス板をエッチング加工
して直径０．４ｍｍの孔を０．７ｍｍピッチで千鳥格子
状に開けたものを用い、グリーンシートに直径０．４ｍ
ｍ、高さ０．４ｍｍの支柱を形成し、その後同様にして
セラミックスフィルタを得た。
【００２８】〔実施例１９〕実施例１において、支柱３
を構成する手段として厚膜印刷手段を用いた外は同様に
行い、セラミックスフィルタを得た。 〔実施例２０〕実施例１９において、支柱３をグリーン
シートの両面に構成し、又、ペーストをグリーンシート
の両面における三縁に沿って塗布（但し、両面のペース
ト未塗布部は一致させず）した外は同様に行い、一枚の
グリーンシートを巻回積層、焼成してセラミックスフィ
ルタを得た。
を構成する手段として厚膜印刷手段を用いた外は同様に
行い、セラミックスフィルタを得た。 〔実施例２０〕実施例１９において、支柱３をグリーン
シートの両面に構成し、又、ペーストをグリーンシート
の両面における三縁に沿って塗布（但し、両面のペース
ト未塗布部は一致させず）した外は同様に行い、一枚の
グリーンシートを巻回積層、焼成してセラミックスフィ
ルタを得た。
【００２９】〔実施例２１〕平均粒径０．８μｍのタル
クと平均粒径３．５μｍのアルミナとを３：７との割合
で混合したセラミックス粉末を用いた。このセラミック
ス粉末に水（又は有機溶媒）、バインダ及び可塑剤など
の添加剤を加え、ドクターブレード法により、図１に示
す如く、厚み３００μｍ、幅２０ｃｍのグリーンシート
２を作製した。尚、グリーンシート２作製時に、スラリ
粘度及び乾燥速度を調整し、表層には粒径１μｍを越え
た大きさの粒子が２０〜６０％、粒径１μｍ以下の大き
さの粒子が８０〜４０％含まれ、内層には粒径２μｍ〜
１００μｍの大きさの粒子が５０〜９０％、粒径２μｍ
未満の大きさの粒子が５０〜１０％含まれてなるように
した。
クと平均粒径３．５μｍのアルミナとを３：７との割合
で混合したセラミックス粉末を用いた。このセラミック
ス粉末に水（又は有機溶媒）、バインダ及び可塑剤など
の添加剤を加え、ドクターブレード法により、図１に示
す如く、厚み３００μｍ、幅２０ｃｍのグリーンシート
２を作製した。尚、グリーンシート２作製時に、スラリ
粘度及び乾燥速度を調整し、表層には粒径１μｍを越え
た大きさの粒子が２０〜６０％、粒径１μｍ以下の大き
さの粒子が８０〜４０％含まれ、内層には粒径２μｍ〜
１００μｍの大きさの粒子が５０〜９０％、粒径２μｍ
未満の大きさの粒子が５０〜１０％含まれてなるように
した。
【００３０】このグリーンシート２に対して支柱３を形
成する為、孔径４００μｍ、ピッチ１２００μｍの多数
の孔が開いた４００μｍ厚のステンレス板を印刷スクリ
ーンとしてスラリーを印刷塗布した。乾燥後、長さ２ｍ
に切断し、グリーンシート２にセラミックス粉末を用い
て作製したペーストをグリーンシート一端側及び一端側
から１００ｍｍピッチで５ｍｍ幅で長手方向に厚さ５０
〜１００μｍ塗布し、図３に示す如く、ペースト４が三
縁に沿って塗布されている二枚のグリーンシート２，２
を位相が１８０°ずらせて重ね合わせ、塗布したペース
ト４が乾燥する前に、図４に示す如く、ロール状に巻い
た。
成する為、孔径４００μｍ、ピッチ１２００μｍの多数
の孔が開いた４００μｍ厚のステンレス板を印刷スクリ
ーンとしてスラリーを印刷塗布した。乾燥後、長さ２ｍ
に切断し、グリーンシート２にセラミックス粉末を用い
て作製したペーストをグリーンシート一端側及び一端側
から１００ｍｍピッチで５ｍｍ幅で長手方向に厚さ５０
〜１００μｍ塗布し、図３に示す如く、ペースト４が三
縁に沿って塗布されている二枚のグリーンシート２，２
を位相が１８０°ずらせて重ね合わせ、塗布したペース
ト４が乾燥する前に、図４に示す如く、ロール状に巻い
た。
【００３１】そして、充分に乾燥した後に１００℃／ｈ
で焼結温度まで昇温し、２時間かけて焼成した。尚、焼
結温度は１３４０℃である。このようにして得られたセ
ラミックスフィルタの通気抵抗（通液抵抗）は小さく、
かつ、単位体積当たりの表面積が大きく、フィルタとし
て極めた優れたものである。
で焼結温度まで昇温し、２時間かけて焼成した。尚、焼
結温度は１３４０℃である。このようにして得られたセ
ラミックスフィルタの通気抵抗（通液抵抗）は小さく、
かつ、単位体積当たりの表面積が大きく、フィルタとし
て極めた優れたものである。
【００３２】〔実施例２２〕実施例２１において、平均
粒径０．８μｍのタルクと平均粒径３．５μｍのアルミ
ナとの代わりに、平均粒径０．６μｍのアルミナと平均
粒径４．８μｍの麦飯石とを２：８との割合で混合した
セラミックス粉末を用いて同様に行ったところ、通気抵
抗（通液抵抗）は小さく、かつ、単位体積当たりの表面
積が大きく、フィルタとして極めた優れたものが得られ
た。
粒径０．８μｍのタルクと平均粒径３．５μｍのアルミ
ナとの代わりに、平均粒径０．６μｍのアルミナと平均
粒径４．８μｍの麦飯石とを２：８との割合で混合した
セラミックス粉末を用いて同様に行ったところ、通気抵
抗（通液抵抗）は小さく、かつ、単位体積当たりの表面
積が大きく、フィルタとして極めた優れたものが得られ
た。
【００３３】尚、本実施例においてグリーンシート２の
厚さは４００μｍであり、焼結温度は１１５０℃であっ
た。 〔実施例２３〕実施例２１において、平均粒径０．８μ
ｍのタルクと平均粒径３．５μｍのアルミナとの代わり
に、平均粒径０．７μｍの粘土と平均粒径２．５μｍの
麦飯石とを３：７との割合で混合したセラミックス粉末
を用いて同様に行ったところ、通気抵抗（通液抵抗）は
小さく、かつ、単位体積当たりの表面積が大きく、フィ
ルタとして極めた優れたものが得られた。
厚さは４００μｍであり、焼結温度は１１５０℃であっ
た。 〔実施例２３〕実施例２１において、平均粒径０．８μ
ｍのタルクと平均粒径３．５μｍのアルミナとの代わり
に、平均粒径０．７μｍの粘土と平均粒径２．５μｍの
麦飯石とを３：７との割合で混合したセラミックス粉末
を用いて同様に行ったところ、通気抵抗（通液抵抗）は
小さく、かつ、単位体積当たりの表面積が大きく、フィ
ルタとして極めた優れたものが得られた。
【００３４】尚、本実施例においてグリーンシート２の
厚さは１００μｍであり、焼結温度は１１００℃であっ
た。
厚さは１００μｍであり、焼結温度は１１００℃であっ
た。
【００３５】
【効果】通気抵抗（通液抵抗）がより小さく、かつ、単
位体積当たりの表面積が大きく、フィルタとしての機能
に極めて優れたものである。
位体積当たりの表面積が大きく、フィルタとしての機能
に極めて優れたものである。
【図１】凹凸型とグリーンシートとの関係を示す斜視図
である。
である。
【図２】凸型支柱が設けられたグリーンシートの斜視図
である。
である。
【図３】グリーンシートの積層関係を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】ロール状に巻回されたグリーンシートの積層関
係を示す斜視図である。
係を示す斜視図である。
１ 凹凸型 ２ グリーンシート ３ 支柱 ４ ペースト
Claims (8)
- 【請求項１】 シート面に対して立設された支柱を間に
セラミックス多孔質シートが積層されてなる成形体であ
って、この成形体の一端側におけるセラミックス多孔質
シート間を開口状に構成してなる場合にはその他端側に
おけるセラミックス多孔質シート間を閉塞状に構成して
なり、成形体の一端側におけるセラミックス多孔質シー
ト間を閉塞状に構成してなる場合にはその他端側におけ
るセラミックス多孔質シート間を開口状に構成してな
り、前記成形体の両端側には閉塞部及び開口部いずれも
が互いに構成されてなることを特徴とするセラミックス
フィルタ。 - 【請求項２】 セラミックス多孔質シートの厚さが１０
μｍ〜１０００μｍ、支柱の径が５μｍ〜１０００μｍ
であり、支柱間隔がセラミックス多孔質シートの２倍〜
１０倍であることを特徴とする請求項１のセラミックス
フィルタ。 - 【請求項３】 セラミックス多孔質シートの表層には、
粒径１μｍを越えた大きさの粒子が２０〜６０％、粒径
１μｍ以下の大きさの粒子が８０〜４０％含まれ、セラ
ミックス多孔質シートの内層には、粒径２μｍ〜１００
μｍの大きさの粒子が５０〜９０％、粒径２μｍ未満の
大きさの粒子が５０〜１０％含まれてなることを特徴と
する請求項１または請求項２のセラミックスフィルタ。 - 【請求項４】 支柱の先端面が平坦な形でなく、凹凸が
形成されたものであることを特徴とする請求項１または
請求項２のセラミックスフィルタ。 - 【請求項５】 セラミックス材料によりシートを作製す
るシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに対
して印刷手段により支柱を設ける支柱形成工程と、シー
トに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部に沿
って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つのシ
ートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する積層
工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程
とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタの
製造方法。 - 【請求項６】 セラミックス材料によりシートを作製す
るシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに対
して印刷手段によりその両面に支柱を設ける支柱形成工
程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設ける
工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を設け
る工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層工程
と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程とを
具備することを特徴とするセラミックスフィルタの製造
方法。 - 【請求項７】 セラミックス材料によりシートを作製す
るシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに対
して凹凸型を用いて支柱を形成する支柱形成工程と、シ
ートに対して少なくとも一端側を残してシートの縁部に
沿って閉塞材を設ける工程と、支柱が形成された二つの
シートを閉塞材未設部が両端に存在するよう積層する積
層工程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工
程とを具備することを特徴とするセラミックスフィルタ
の製造方法。 - 【請求項８】 セラミックス材料によりシートを作製す
るシート作製工程と、シート作製工程で得たシートに対
して凹凸型を用いてその両面に支柱を形成する支柱形成
工程と、シートの一面側における一端側に閉塞材を設け
る工程と、シートの他面側における他端側に閉塞材を設
ける工程と、支柱が形成されたシートを積層する積層工
程と、積層工程で得られた積層物を焼成する焼成工程と
を具備することを特徴とするセラミックスフィルタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041498A JPH0615127A (ja) | 1991-12-03 | 1992-02-27 | セラミックスフィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-318887 | 1991-12-03 | ||
| JP31888791 | 1991-12-03 | ||
| JP4041498A JPH0615127A (ja) | 1991-12-03 | 1992-02-27 | セラミックスフィルタ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615127A true JPH0615127A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=26381129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041498A Pending JPH0615127A (ja) | 1991-12-03 | 1992-02-27 | セラミックスフィルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615127A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545517A (ja) * | 2005-01-03 | 2008-12-18 | クエストエアー テクノロジーズ インコーポレイテッド | 並行路接触器を製造する方法 |
| JP2011212558A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Nippon Kinzoku Co Ltd | 濾過器用部材 |
| CN104098337A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-15 | 华中科技大学 | 一种连体式同轴介质滤波器的成型方法 |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4041498A patent/JPH0615127A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008545517A (ja) * | 2005-01-03 | 2008-12-18 | クエストエアー テクノロジーズ インコーポレイテッド | 並行路接触器を製造する方法 |
| JP2011212558A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Nippon Kinzoku Co Ltd | 濾過器用部材 |
| CN104098337A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-15 | 华中科技大学 | 一种连体式同轴介质滤波器的成型方法 |
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