JPS59190249A - 多孔セラミツク構造物 - 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】 本発明は別の部材を組み入れ或いは組み合せる場合など
に有オリな構造をもつ多孔セラミック構造９勿に関する
。

内部連通空間を有する三次元網状・「桁構造をなしたセ
ラミック多孔体は、通気性断熱材、テ゛（−ゼルエンジ
ン等から排出される排ガス中の微粒子捕捉材、浴融金鵬
濾過材、触媒担体などとして好適に用いられるが、例え
ば版状のセラミック多孔体を吊９下げ支持具によシ支持
するような場合、セラミック多孔体の骨格格子を直接支
持具で支持するものであるから、セラミック多孔体の支
持具に当たる箇所の強度に問題が生じる場合がある。

また、セラミック多孔体音自動車排ガスの処理の目的に
用いる場合などにおいて、温度測定等のためにセラミッ
ク多孔体に挿入孔を穿設する必要が生じる場合がちシ、
挿入孔の形成の仕方としてセラミック多孔体の製造素材
である合Ｊｙ、樹脂発泡体に予じめ挿入孔となるべき孔
を穿設し、次いでこの゛素材にセラミック泥漿全付着さ
せ、乾燥、焼成して、セラミック多孔体？４ると同時に
挿入孔を形成する方法が考えられるが、このようにして
形成された挿入孔はセラミック多孔体の骨格格子に囲ま
れた状態で形成されて訃５、換言すれば挿入孔の内壁は
この骨格格子自体にて形成され、押入孔はその全体に亘
ってセラミック多孔体の内部連通空間と連通しているの
で、例えばこの挿入孔に温反測定用の熱電動を挿入する
ような場合、その１ま挿入することは強度等の点で問題
が生じる場合があるために保護管を用いることが必要に
なシ、かつキャニングが容易でないという問題が生じる
。しかも、挿入孔がその全体に亘って内部連通空間に連
通しているので、セラミック多孔体の流体流路と々る内
部連通空間に流入した流体が挿入孔を通って紫抜けてし
丑うおそれもある。

更に、セラミック多孔体を強化するために補強材全導入
するような場合、セラミック多孔体製造後に補強拐ヲ嗜
１人することは、セラミック多孔体全導入すべき補強材
に相応して加工する必要があるが、セラミック多孔体の
加工は困知な」場合が多く、またこのような加工を避け
るため、セラミック泥漿の焼成前に補強材を導入するこ
とも考えられるが、焼成前に補強材を導入し、次いで焼
成することは、補強材の種類によっては補強材が焼成時
の熱でβ履歴全骨け、或いは変質するおそれがある。

このように、セラミック多孔体は、七の外面部をシール
したシ補強することはその外面形状が簡単な場合は比較
的容易であり、例えば不絨布等をセラミック多孔体に巻
き付けるなどの方法が採用し得るが、セラミック多孔体
に形成した熱電対挿入孔等の孔や凹部の円ａｋこれらの
方法でシール、補強することは困難であり、またセラミ
ック多孔体の外面！Ｉ５に凸部を形成するなど、外面形
状が複雑なものの場合、七の外壁の７−ル、補強も同様
に困難であった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、孔や凹部の内
壁或いは凸部外壁が効果的にノール、補強され、他の部
材全組み入れ、組み合せる場合などに好適な構造を有す
る多孔セラミック構造物を提供することを目的とする。

即ち、本発明は上記目的を達成するため、内部連通空間
全有する三次元網状構造をなしたセラミック多孔体に形
成された孔もしくは凹部の内壁又は凸部の外壁の少なく
とも一部を前記セラミック多孔体の骨格格子と一体化さ
れたち智なセラミック１伯にて形成したものである。

このような多孔セラミック構造物は、特に、合成樹脂発
泡体とセラミック泥漿とを用いて多孔セラミック構造物
を得る場合、該合成樹脂発泡体又・はそれにセラミック
質が付着した発泡体構造物をセラミック泥漿に浸漬する
際、焼成によシ焼失する木、竹、或いは合成樹脂等の材
質よシなる力≧又に少なくともそれ全一部に含む任意の
形状の器具を前もって前記合成樹脂発泡体又は発泡体構
造物に組み入れて分き、次いでセラミック泥漿に浸漬す
ることによシ前把器具の周囲にもセラミック泥漿を付着
せしめ、これを乾燥、焼成することによって好適に製造
され、焼成により・焼失する器具部分に相比、する窒隙
と、これを囲んで形成されたセラミック層とを有する多
孔セラミック構造物が簡単に得られる。

以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく謬、明す
る。

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明に係る多孔セラミッ
ク構造物の実施例金示すもので１６図中１は内部連通９
間２を有する三次元網状構造のセラミ、り多孔体、３け
その格子であって、第１図及び第２図の実施例はそれぞ
れこのセラミック多孔体１の内部に孔４ｉ形成したもの
、第３図の実施例はセラミック多孔体１の外面部に四部
５を形成したものである。そして、第１図の実施例の孔
４及び第３図の実施例の凹部５はいずれもその内壁全体
がち密なセラミック層６にて形成され、第２白の実施例
の孔４はその内壁の一部から讃なセラミック層６にて形
成され、他の部分（セラミック層６が形成されていない
部分）はセラミック多孔体ｌの内部連通空間２と連通し
ている。また、これらのセラミック層６はいずれもセラ
ミック多孔体１の格子３と一体に形成されているもので
ある。

上述した如き多孔セラミ、７り構造物の製造方法として
は、まず多孔セラミック１１へ遺物の製造素材となる合
成樹脂発泡体ｙｃ熱線加工、七の他の適宜な方法で孔も
しくは凹部を形成し、この孔もしくは凹部内にこれに適
応した形状を有し、セラミ、７りの焼成温度において燃
焼ｕｆ能な材質（木、竹、合成樹脂等）よりなる捨て具
を仲人し、次いでこの捨て具を挿入した発泡体にセラミ
ック泥漿を付着するか或いは発泡体にセラミック泥漿全
付着させる際に捨て具を挿入し、セラミック泥漿を乾燥
、焼成する方法が好適に採用される。

この製造方法によれば、前記捨て具をセラミック泥漿が
被覆し、その焼成時に捨て具が燃焼除去されることによ
シ、この捨て具を被覆していたセラミ、り泥漿がち苦な
セラミック層を構成し、このセラミック層で囲まれた前
記捨て具外表面に相応した内向形状を有する孔もしくは
凹部が形成される。このセラミック層は同時に形成され
るセラミック多孔体の格子と同じセラミック買でｈ’）
、内省が元金に一体に結合しているもので、非常に強度
が置く、耐熱衝撃性も良好で、この孔もしくは凹部内に
他の部材が挿入された場合において間、線のないもので
ある。また、この製造方法によれは、セラミック多孔体
の形成と同時にち密なセラミック層にて四重れる孔もし
くは凹部が形成されるので、製法が非常に簡単であシ、
補強用の部材、網材を押入したυ、吊り下げ用の支持具
、連結用器具などを挿入したシする場合に応じた適宜形
状金有し、寸法精度が良く、なめらかで欠陥の殆んどな
い孔や凹部全自由に製造することかできる。

第４図乃至第９図はこの製造法を具体的に説明するもの
で、第４図は合成樹脂発ｌ包体素材７に棒状の捨て具８
を挿し込んだ状態を示すもの、第５図は第４図の素材７
にセラミック泥漿全付着し、乾繰焼成して得た多孔セラ
ミック構造物１を示し、図示したようにち密なセラミ１
．りｊ暫６に、ｌ：り孔４が形成されて訃り、この孔４
に例えば針金や＃：機鷹維等の補強材などが挿入される
ものである。ぼた、第６図は捨て具８の他の例を示し、
この捨て具８を第７図に示したように合成樹脂発泡体素
材７に組み入れ、欠いてセラミック泥漿全付着し、焼成
することにより、第８図に示す如き吊下具用ホゾ孔４を
有する多孔セラミック構造物を得ることができる。なお
、図中９は孔４内に挿入してこの多孔セラミック構造物
全量υ下げる吊下具である。更に、第９図は合成樹脂発
泡体素材７にその外側面からほぼ中央部に達する孔１０
．１０全穿設し、これらに捨て具８，８を挿入する態様
を示すもので、これから第１０図に示す如き多孔セラミ
ック構造物が得られる。なお、図中１１は熱−電対、１
２は副側ｊ装丁か−、Ｊ３は流せ調整パルプである。

ここで、孔４は開口し、外部と連通しているものである
が、このようＶＣ開口した孔４の形成は、多孔セラミッ
ク構造物の製造後に孔４全開口させることもできるが、
捨て貝８の端部全合成樹脂発泡体素材７から外方に突出
させておき、セラミック泥漿の焼成の前に捨て具８の突
出端部に付着したセラミック泥漿を除去するか、或いは
捨て具８の突出端部を切除する方法が好適に採用される
。

なか、括て具８としては、第１１図に示したようにその
周囲に予じめ付着すべきセラミック泥漿と同錘又は異釉
のセラミック被膜１４を形成したものを用いてもよい。

また、捨て具８を用いる代りに、第１２図に示すように
泥漿鋳込み等で得られた中空のセラミック体１５企合成
樹脂発泡体累材７に挿入し、多孔セラミック’Ｉ＠　’
ｆｉｆｆｑ　’ｉ’ａ　ｋ得ることもできる。この場合
、中空のセラミック体１５は多孔セラミック構造物製造
後に必要箇ＰＪ＋を開口することができる。更に、必要
に応じ、前記捨て具８や中望セラミック俸１５に耐熱性
繊維なと全巻き付けて分くようにしてもよく、これによ
り耐熱性繊維などを複合化することもできる。

また１第２図に示したような孔４とセラミック多孔体Ｉ
の内部連通空間２とを連通化した如き多孔セラミック構
造物を得る場合の一法としては、虐で其の表面の一部ｆ
ｆ：尻水性にしておくことにより、その部分へのセラミ
ック泥漿の付着を防いで焼成する方法が採用し得る。第
９凶に訃いて、１６は捨て具８の先端に被覆したテフロ
ンテープで、このテフロンテープ１６に対してはセラミ
ック泥漿が付着せず、従って形成される孔４はテフロン
テープ１６の被覆対応部分がセラミック多孔体ｌの内部
連通空間２と連通しているものである。

更に、第１３図はセラミック多孔体Ｊの外面に袖き゛合
わせ用の孔４全形成した例で必り、この場合も上述した
方法と回分の方法で孔４を形成し得る。なお、孔４の形
状は円形に限られず、三角形状、四角形状等、適宜な形
状に形成し得る。また、第１４図に示したように合成樹
脂発泡体素材７の外表面に四分１７を形成し、この凹溝
１７よりも看干小さい捨て具８を挿入することにより、
第１５図に示したようにセラミック多孔体１の外表面に
ち密なセラミック層６が露呈した孔４を有する多孔セラ
ミック構造物が得られる。更に、第１６図に示したよう
に合成樹脂発泡体素材７の外表面に捨て卯、８を接着し
たものを用いることにより、第１７図に示したようなセ
ラミック多孔体１の外表面にち省なセラミック層６よう
なる凸部１８が一体に形成されていると共に、この凸部
１８円は中窒で孔４が形成された多孔セラミック構造！
［勿が得られる。これらの多孔セラミック７１質造物は
第」８図に示すように適宜な棒状継合部材１９紫用い、
継ぎ合わすべき多孔セラミック構造物Ａ、Ｂの孔４に継
合部材１９全挿入することにより、多孔セラミック構造
物Ａ、Ｂを圧に紺；ぎ合わせるものでめる。

また更に、第１９図はセラミック多孔体１の外面に紹１
き゛合わせ用四部５（ｉｌ−形成した例であり、第２０
図に示すようにＨ字状の継合部材２ｏ全用いて多孔セラ
ミック構造物Ａ　１　Ｂ　ｋ　、’Ｅ−Ｖ’−Ｎａぎ合
わせるものである。この第１９図の多孔セラミック構造
物も、第２１図に示したように合成樹脂発泡体素材７に
口字状の捨て具８を配眩し、セラミック泥漿焼成前に第
２１図中一点鎖線で示した部分を切除することにより、
上述した方法と同様の方法で製造することができる。

なお、このように複数個の多孔セラミック構造物を互に
継ぎ合わせる場合、継合部材１９又け２０が挿入される
べき孔４又は四部５は場合によってはち密なセラミック
層６にて囲まれていなくてもよい。例えは、孔もしくけ
四部が形成された合成樹脂発泡体素材にセラミック泥漿
を付着し、その−まま（捨て具を用いずに）焼成したも
の、或いはセラミック多孔体製造仮に孔や四部を加工形
成したもの全円いることもできる。また、第１９図に示
す凹部５のような屡合には、凹部を有するセラミック多
孔体の製造後にこの凹部にセラミック泥漿を付潰し、次
いで焼成する方法を採用することも可能である。

ここで、上述したようなセラミック多孔体を得ル場合、
セルｊ膜のない軟質ポリウレタンフォームにセラミック
層漿を付着させ、これを焼結することにＪ：　’）　ｘ
ｌ　ｓ己収銭ポリワレタンフオーム全炭化除去して製造
したものを用いることが好ましい。このようにセル膜の
ない軟質ポリウレタンフォームからセラミック多孔体全
形成することにょ９、止十二面俸の稜の部分のみからな
る；・諷形のセラミック多孔体がイ４Ｊられ、これは空
隙率が大ぎいので圧力損失が少ない状態で流体が通過す
ると共に、内部連Ｊｔ！！９’−曲が入り組んでいるの
で、例えはこのセラミック多孔体を通気性断熱（２や浴
融金属濾過材笠の用途に用いる」場合、被処理流体がこ
の内部禅罪循聞を〕出退する際格子と確実に接触し、そ
の効果を有効に発揮する。

不発１力の多孔セラミックィイｑ遺物は、王として茜温
ガスや液体を通過せしめる用途、例えば通気注断熱相、
倣粒子捕捉材、浴融□金属濾過材、触媒担体等として好
適に用いられるが、本発明の多孔セラミック構造物を上
述したような用途に用いる場合、セラミック多孔体とし
てはその嵩比重が０．２５〜０．７であり、内部連通空
間の平均直径が０．２〜１０ｍｍでいずれの方向にも目
詰りのないものであり、ぶ虜率が７５〜９５％であり、
かつ空気の圧力損失が毎秒風速ｌ　ｍ　Ｔ　１　ｃｍの
厚みを通過するのに水柱Ｏ２１〜４　Ｑ　７＋１７１１
であることが好適である。

以上詳述したように、本発明の多孔セラミック構造物は
、内部連通空間を有する三次元１４４状構造をなしたセ
ラミック多孔体に形成された孔もしくは凹部の内壁又は
凸部の外壁の少なくとも一部全前記セラミ、り多孔体の
骨＠格子と一体化されたち密なセラミック層にて形成し
たことにｆ、ジ、孔や凹部内壁戚いは凸部外壁は強度が
高く、効果的艮ンール、補強されて、他の部材をこれら
孔、凹部或いは凸部に組み入れ、組み合せる場合に非常
に有効でちゃ、例えば線材や網材等の補強材を組み入れ
る場合、支持具で支持する」場合、熱電対などを挿入す
る場合、或いは複数個の多孔セシミック構造物を連結す
るための継合部材全挿入する場合などに非常に有利な構
造を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一冥施例を示す一
部省略断面図、第３図は本発明の他の実ｊノｊｑ　ｆｌ
ｌｌｌ全一部省略斜視図、第４図は本発明の製造法の一
例を説明するもので、合成樹脂発泡体素材に捨て共金挿
入した状態の斜視図、第５図は第４図の素ｖｌを用いて
製造した本発明例を示す一部省略拡大斜視図、第６図は
捨て具の他の例を示す７Ｊ、＋視図、第７図は第６図の
捨て具を挿入した合成樹脂発泡体素材の一部省略斜視図
、第８図は第７図の素材を用いて製造した本発明例を示
す一部省略斜視図、第９図は合成樹脂発泡体素材に更に
別の彷て具を挿入する例を示す斜視図、第１０図は第９
図の素材を用いて製造した本発明例をボす斜視図、第１
Ｊ図は捨て具の更に他の例を示す断面図、第１２１凶は
本発明の製造に使用用能な中壁セラミック体の一例を示
す斜視図、第１３凶は本発明の別の実施例を示す一部省
略斜視図、第１４図は合成づガ脂発泡体素材に別の異な
る捨て具を組み入れた例を示す一部省略がＦ親図、第１
５図は第１４図の素材を用いて製造した本発明例を示す
一部省略斜視図、第１６図は合成樹脂発泡体素材の外表
面に捨て具を接着した例を示す−ＶＡＳ噛略チＦ視図、
親図７図は第１６図の累材全用いて製造した本発明例を
示す一部省略斜視図、第１８図は複数（菌の多孔セラミ
ック構造物全圧に接合した例を示す斜視図、第１９図は
本発明のなお別の例金示す一部省略斜視図、第２０図は
ｌｌ′ＩＪ１９１」をＬＬに接合した状態の一部省略斜
視図、輿２１図は同側の製造例を説明し、合成樹脂発泡
体素材に捨て貝を組み入れた状態の一部省略断面図であ
る。 １・・セラミック多孔体、２・内部連通空間、３・・・
格子、４・・・孔、５・凹部、１８・・凸部。 出願人　　　ブリデストンタイヤ株式会社代理人　　弁
理士小　島　隆　司 第４図　　　。 を 第５図　　　　　８ ）゛ づ 第Ｃ図 第８図 第１２図　　　　Ａ′ ／′ 第１４図 ８ 第１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■、　内部連通空間を有する三次元網状構造をなしたセ
   ラミック多孔体に形成された孔もしくは凹部の内壁又は
   凸部の外壁の少なくとも一部を前記セラミック多孔体の
   骨格格子と一体化されたち密なセラミック層にて形成し
   たことを特徴とする多孔セラミック石４造物。