JPS62128983A - 多孔質成形体及びその製造方法 - 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、一体成形された２種以上の無機物質をその骨
格とした多孔質成形体であって、これ迄単一素材では成
し得なかった各種素材の特徴を組み合わせ所有する多孔
質成形体及びその製造方法に関する。

［発明の背景］ 従来、多孔質成形体としては、次の■、■に述べるもの
が知られている。

■　無機物質又は合成樹脂よりなる粘弾性材料を、押出
ダイスに設けた多数のノズル穴から線状に押出て垂直方
向に降下させると共に、押出された線状押出物の積層上
面と押出ダイス出口端との距離を略一定に保持しつつ線
状押出物を積層上面へ螺旋状に巻回しつつ積層させるこ
とで得られる多孔体であって、無機物質又は合成樹脂よ
りなる多数本の線状押出物が各々螺旋状に巻回積層され
る共に、該螺旋状巻回積層物が各々隣接面で相互に接合
されるか又は絡み合ってなる多孔体（特開昭５８−１１
６１３４号）。

■　ポリウレタンフォーム表面にスラリー状の無機物質
を付着させ、次に、乾燥、焼成を行！（うことでポリウ
レタンフォームとほぼ相似の形状、構造をもつセラミッ
ク多孔体（セラミックフオーム）。

前記■、■の多孔体は各々優れた特徴を有し、各種フィ
ルター材として適用されているが、適用雰囲気・環境に
よっては、素材そのものが問題となり、適用範囲が自ず
と限定されているのが実状である。

叩ら、適用環境は通常複合的に悪条件が重なる場合が多
い０例えば、高温かつアルカリ性雰囲気、高温かつ酸化
鉄雰囲気、或いは、高温かつ強酸化性雰囲気という複合
的雰囲気下で使用される場合が多く、かかる複合的雰囲
気においても耐用性のある単一素材は見当らないのが現
状である。

更に詳述すると、本発明者は、加熱炉等の排ガス中の熱
エネルギーを、簡便な通気性固体を用いて輻射熱に変換
し、加熱側に回収変換するという省エネルギー法に適し
た通気性固体（セラミック多孔体）（特公昭５５−２５
３５３号）につき種々検討してきたが、これ迄の単一素
材による多孔体では、前記した複合的雰囲気への適用が
困難であることを察知した。

一般に通気性固体は、上記した様な雰囲気の中で両端支
持の形で保持固定される為、１つは高温下での曲げ強度
、更にもう１つは炉の操業パターンにもよるが、昇降温
に伴なう熱衝撃抵抗性の２点の性能が基本的に要求され
る。

一般的にセラミックは金属に比べ高温強度面で優れてい
るが、本発明者がテストした結果では、酸化物系の代表
的なムライト或いはアルミナであっても１４００℃を越
える高温下では自重によるタワミが生じ、更には、それ
以前に熱衝撃による割れから落下という不満足な結果を
得ている。

一方、非酸化物系で高温強度に優れた代表例としてのＳ
ｉＣは、本要求性能を満足するものであることを確認し
ているが、高温でかつアルカリ、酸化鉄或いは強酸化性
雰囲気下ではＳｉＣは容易に反応を開始して５ｉ０２と
なり、本来の高温強度は、即座に維持が困難となってし
まう・ この両者を容易に満足しうる手段として、例えばＳｉＣ
ベース品に酸化物系セラミックのコーティングを行なう
という手段が考えられるが、本発明者が種々テストした
結果、次の点からＳｉＣの反応抑止は困難であった。

即ち、入り組んだ空孔を持つ多孔質体の骨格に均一にコ
ーティングする手段としては、セラミックスラリ−中へ
多孔質体を浸して行う浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）操作より
他になく、この方法で得られるコーティング層は、その
スラリーの組成から、ポーラスなものにしか成り得す、
又、コーティング厚さも、数１０ｐが限度でありかつ膜
厚も不均一なものである。

ＳｉＣの酸化反応を若干でも遅らせることは本技術でも
可能であろうが、一箇所でも周囲の反応性ガスが透過す
る個所があれば、そこからの反応は他へも容易に拡大し
、或いは反応の拡大が遅れたとしても、その個所が熱衝
撃等による割れの起点となり多孔体そのものが破壊して
しまうこととなる。

［発明の目的］ 本発明は以上の様な従来技術では成し得なかった高温悪
環境下でも十分耐用性のあるセラミック多孔質成形体及
びその製造方法を提供することを目的とするものである
。

［発明の概要］ 本出願に係る第１の発明は無機物質よりなる多数本の線
状物を集積成形することにより構成された多孔質成形体
であって、該線状物の中心部と外周部とで構成する素材
が異なることを特徴とする多孔質成形体である。

本出願に係る第２の発明は、無機物質よりなる粘弾性材
料を、押出ダイスに設けた多数のノズル穴から線状に押
し出して線状押出物を形成し、該線状押出物を集積させ
て多孔質成形体を製造する方法に於て、線状押出物の中
心を構成する素材の第１供給穴と、該第１供給穴を囲繞
する様に配置されたドーナツ状の第２供給穴を設けたダ
イスを通して、異なる素材を同時に押出進行させ、さら
に第１供給穴、第２供給穴の出口端にて異なる素材を一
体化せしめて複合線状押出物を得、該複合線状押出物を
集積成形することを特徴とする多孔質成形体の製造方法
である。

無機物質としては、たとえば２ムライト、コランダム、
ジルコニア、コージェライト等の酸化物系セラミックス
、或いは、炭化硅素、窒化硅素等の非酸化物系セラミッ
クス、が例示される。これらの無機物質を種々用途に合
せ、適宜組合せ実施すれば良い。これらの無機物質は一
般に粉粒体として入手することができる。

これら無機物質を粘弾性材料とするには、たとえば、無
機物質にバインダーを添加して混練し、粘度調整してス
ラリー状とする。

バインダーについては特段の制限はなく、粉粒体に対し
て粘結機能を発揮するものであればすべて利用すること
ができる０代表的なものとしては、ＭＣ，ＣＭＣ，殿粉
、ＣＭ３　（カルボキシメチルスターチ）、ＨＥＣ（ヒ
ドロキシエチルセルロース）、ＨＰＣ（ヒドロキシプロ
ピルセルロース）、リグニンスルホン酸ナトリウム、リ
グニンスルホン酸カルシウム、ポリビニルアルコール、
アクリル醜エステル、メタクリル酸エステル、フェノー
ル樹脂、メラミン樹脂等の有機系バインダー、水ガラス
、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ ン、ベントナイト、焼酎アルミニウム等の無機系バイン
ダーが例示され、むろんこれらは、２種以上を併用して
もかまわない。

そして、これらの混合，混練手段についても制限はなく
、公知の装置及び機器を利用すればよいが，線状物の押
出にあたってスクリュ一式押出成形機を用いる場合は該
成形機のスクリュウ−を利用して混練することもできる
．こうして混練された素材は上記スクリュ一式押出成形
機またはプランジャ一式押出成形機等を用い、線状物の
押出を行なう。

本発明で言う線状物は、その断面形状は円形であっても
多角形であってもよいが、該セラミック多孔体を通過す
る流体との接触反応性をさらに高めるため、該線状物断
面を星形等の異形断面とすることもできる。

外周部を構成する素材粒度をｙＪＲ整して加圧押出しす
ることで、より強固で緻密な、外周部（ｊ漠）を得るこ
とができる。

なお本発明者が様々検討した結果では、線状押出物の外
周部の厚さく第２図に示すｄ）は、５　０　４　〜２　
、　０　ｍ　ｍの範囲が望ましく、ｓｏｇ以下では中心
素材の保護被膜としては不完全となり易く，また２．０
ｍｍ以上厚くしても，効果は変わらなかった。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を述べる。

第１図に示す様に，中心素材６を提供するための第１供
給穴２と，第１供給穴２を囲繞する様に配置された外周
部素材を供給するための第２供給穴４を通して所定の異
なる素材を加圧押出することで容易に緻密な複合線状押
出物ｌＯが得られ、複合線状押出物１０をもって従来法
と同様に多孔成形体を形成させた。

より詳しくは，下記条件で製作したもので評価テストを
実施し，以下の結果を得た。

１　。

Ａ．線状押出物断面形状及び素材 中心素材；ＳｉＣ 外周素材：アルミナ 中心粒系３０ＬＬのＳｉＣ粉と、中心粒系４ｐのＡｌ２
Ｏ３粉を有機バインダーにて、各々混練し、約８０ｋｇ
／ｃｎｎ２の押出圧にて二層構造をもつ、線状物を製作
し、更に、多孔質体に成形した。

この多孔質成形体を、乾燥後約１５００℃で焼成し、多
孔質成形体を得た。

尚、本実施例で得られた線状物を断面方向で分析した結
果、中心と外周素材の境界部にムライト（３Ａ　１２０
３　拳２Ｓ　ｉ０２　）が生成しており、三層構造にな
っていることが確認されている。

２、比較のため、次の三種類の多孔質体を製作した。

Ｂ、線状物断面径、２．０ｍｍφのＳｉＣ質品質量材と
した多孔質体。

Ｃ，！ｉ状物断面径、２．０ｍｍφのアルミナ質量を基
材とした多孔質体　。

Ｄ、上記２−Ｈの多孔質体に、重版のアルミナ賀コーテ
ィング材にてディプ処理後、１５００″Ｃで焼成し、平
均膜厚約６０牌の多孔質体。

［発明の効果］ 本出願に係る第１の発明によれば、高温下における曲げ
強度に優れ、かつ、熱衝撃抵抗性にも優れた多孔質成形
体が得られ、また、本出願に係る第２の発明によれば、
かかる多孔質成形体を容易に製造することができる。ま
た本出願に係る第２の発明によれば、従来のコーディン
グ法では困難であった膜厚を任意に調整することが可能
であり、かつ、厚肉品も容易に達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において使用する装置の断面図、第２図
及び第３図は線状押出物の断面図、第４図は高温曲げ試
験状態を示す斜視図である。 ２・・・第１供給穴　４・・・第２供給穴１０・・・２
層線状押出物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機物質よりなる多数本の線状物を集積成形する
   ことにより構成された多孔質成形体であって、該線状物
   の中心部と外周部とで構成する素材が異なることを特徴
   とする多孔質成形体。
2. （２）線状物が押出によって得られた線状物である特許
   請求範囲第１項記載のセラミック多孔質成形体。
3. （３）線状物の中心部が、非酸化物系素材からなり、外
   周部が酸化物系素材からなる特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の多孔質成形体。
4. （４）無機物質よりなる粘弾性材料を、押出ダイスに設
   けた多数のノズル穴から線状に押し出して線状押出物を
   形成し、該線状押出物を集積させて多孔質成形体を製造
   する方法に於て、線状押出物の中心を構成する素材の第
   １供給穴と、該第１供給穴を囲繞する様に配置されたド
   ーナツ状の第２供給穴を設けたダイスを通して、異なる
   素材を同時に押出進行させ、さらに第１供給穴、第２供
   給穴の出口端にて異なる素材を一体化せしめて複合線状
   押出物を得、該複合線状押出物を集積成形することを特
   徴とする多孔質成形体の製造方 法。