JPS6239639A - 多孔性物体の製造方法 - 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 本発明は高温安定性材料から多孔性物体を５！７造する
方法に関する。とくに排ガス粒子の濾過のために物にす
る予定にしている粉末状材料と、細孔生成素材とを註合
し、熱処理し、細孔生成素材を焼成さけて追い出す多孔
性物体の製造方法に関する。

従来技術 この種の方法としてデーゼルリ１ガス用の煤もしくは粒
子罐過材の製造のためにヨーロッパ特許００５０３４０
が知られている。この方法では細孔生成のための素材（
ｓｔｉｉｊｚｓｔｏｒｒ　）として使用される弾性ポリ
ウレタンフォームはセラミック泥状物で含浸される。多
孔性プラスチックスの細孔壁に沈積した材料は最終的に
乾燥され、焼成され、その際ポリウレタンフＡ−ムは焼
成し追いだされる。最終製品もしくは最終製品の再現性
は含浸過程における多孔性プラスチックスの処理に強く
依存している。かさばった物体のときには製造される物
体に不均一な細孔構造を生じるためにセラミック材料は
多孔性プラスチックの内部に充分に浸透しない可能性が
ある。

本発明には再現性ある均一な細孔を有する物体を製造可
能とするような趣旨に添ってその製造方法を改善すると
いう課題がある。

本発明の実施形態によりその課題は特許請求の範囲第１
項記載による措置により解決される。すなわら本発明に
よれば低温度で燃焼可能な細孔生成素材を物体にするよ
う予定している粉末状材料と混合し、熱処理し、細孔生
成素材を燃焼して追い出し、高温度で安定な材料から多
孔性物体を装造ツ′る方法において、細孔生成素材とし
て多孔性プラスチックスもしくはポリマ粒子を使用し、
細孔生成素材を粉末状材料を含む懸濁液をもって含浸し
、湿った状態もしくは湿気のある状態で物体の最終形態
付与のために結合し、もしくは構成し、乾燥し、最後に
焼成を実行りることからなる多孔性物体の製造方法であ
る。

ここで例えば同じ横面面の多孔性プラスチックス部分を
使用づることにより均斉のとれた粉末状材料の含浸及び
沈積が多孔性物体のために全横断面にわたって得ること
ができる。相当する成形された多孔性プラスチックス部
分を一緒に結合することにより各々の外側輪郭を結合さ
せた多孔性物体が製造される。

管に対してはたとえば多孔性プラスチックスのマツ［・
または繊Ｍｆｉの織物フィルムが使用され、それは含浸
の後に心棒の上に巻き付けられる。

円筒形または直立体は円形もしくは４角形の多孔性プラ
スチックスの板から構成できる。この方法では細孔生成
素材は任意な配置で構成できる。

さらに相当する成形された１）１一部分が形成され、ま
たは細孔生成素材がその最終形態付与において製造され
、最後に平板、テープまたは小部分に分離される。

本発明による方法は簡単な技術で場所的に大きさの異な
る＠１孔を右する物体を製造で、ぎ”るという利点を有
している。

特にその方法は、排ガスの粒子の濾過のためのセラミッ
クス濾過材の製造に適している。そのときその方法は空
間需要、配置、気孔率等々について製造される濾過材に
困難なしに問題のない適応が可能である。かくしてたと
えば要求される均一な細孔の大きさは全一過材素子によ
って再現性よく満される。

本発明の別の実施形態によれば、その課題は特許請求の
範囲第４項記載の１１（置により解決される。

すｔ【わら、その方法は細孔生成素材として所望の細孔
径の粒子直径をイ１するポリマ粒子を使用し、型のなか
にポリマ粒子を配置し、粉末状材料を含む懸濁液をもっ
て含浸させ、最後に乾燥し、熱処理することからなる多
孔性物体の製造方法で・ある。

ここで製造される物体の細孔は、熱処理により放出され
るポリマ粒子によって形成される。このものは幾何学的
に簡単な形に適した方法のために成形は製）（５技術的
に簡単な技術で１つの単位として形成され、ポリマ粒子
は製造される物体の輪郭を持つ負の形に満たされるとい
う利点を有する。

本発明の第３の実施例によればその課題はさらに特許請
求の範囲第８項記載の措置により解決される。その方法
は気孔生成素材として低ｍ１合性ポリマ粉末に所望の細
孔の大きざに相当する粒子径を有するものを使用し、そ
の低温重合性ポリマ粉末は硬化剤及び物体を製造するた
めの粉末状材料と共に混合し、物体の望ぞましい形に成
形し、かくして製造された成形品を重合したのちに焼成
することを特徴とする多孔性物体の製造方法である。

この方法は細孔生成素材と物体のための材料との混合に
より多孔性物体の優れた均一性を得て、組体の各任意な
成型付板もしくは輪郭の成型により実現できるという利
点がある。

最後の両方法はさらに多孔性物体に繊維または粒子を混
合することに問題なく、ただ細孔生成素材とごラミック
または他の原料からの混合物に繊維または粒子は加えら
れ、繊維及び粒子は多孔性最終製品の安定化に役立って
いる。

本発明を概略的に示した実施例の図面により詳しく説明
する。

Ｍ１図と第２図は高温度で安定性を有する多孔性物体の
製造方法のための各実施例をそれぞれ示（〕ている。

第３図は第２図により製造された物体の横断面を示して
いる。

第４図と第５図は別の実施例を示している。

セラミックまたは他の高温度安定性材料のような堅い材
料から多孔性物体の製造に細孔生成素材（５ｔｉｉｔｚ
ｓｔｏｒｆ　＞が使用される。その細孔生成素材は低い
温度で燃焼可能で・あり、たとえば０Ｉｌｌ物質、ポリ
ウレタンのようなポリマである。

細孔生成素材は多孔性物体に製造されるべき微粉末にり
、た材料と混合され、さらに処理される。

第１図は懸濁液のなかに材料を含浸させ、細孔生成素材
として役立つ多孔性プラスチックスのマット１０が多孔
性管のＩＩＩ造のために中心部１１のまわりに巻き付１
）られている状態を示している。

巻きつけられた物体１２の隣の位置の湿った物体は巻き
つけられた物体１２の内部の材料の連続性を確実にする
ように互にまざり合っている。

巻きつけられた物体１２は、物体が乾燥された後物体材
料を硬化するために焼成する。そのとき温度に安定でな
い細孔生成素材１０の材料は温度安定性材料からむる細
孔壁を有する管１２を形成するために燃焼して外へ追い
出される。

多孔性プラスチックスのマットの代りにｍ維織物が使用
できる。異なる気孔率を有する物体を製造したいならば
細孔２２，２３は異なる大きさを持つ相当する多孔性プ
ラスチックスの部分２０．２１からなる細孔生成素材を
第２図に示すように構成させて製造されるてあらう。多
孔性プラスチックスの部分２０，２１は、別々に分けて
物体のなかに含浸され、なお湿気のある物体の状態で矢
印方向に一つの大きな直方体に形成するよう構成させ、
乾燥もしくは燃焼のために準備される。

最終製品は第３図にその断面を示しているが直方体を生
じる。物体３０は半分はより小さい細孔２２を他の半分
はより大きい直径の細孔２３を持っている。この細孔の
大きざは細孔生成素材２０もしくは２１の細孔（２２も
しくは２３）に比例している。

多くの多孔性プラスチックスの部分２０，２１における
細孔生成素材の分配は非常にかさばった多孔性物体の製
造の際には物体の最内部の領域の構造が外側の領域の構
造に一致することを保証するという効果があった。小さ
な細孔生成素材をもって再現性ある結果を容易に達成で
きる。物体がより均一なより等しい気孔率を得るために
は細孔生成素材の細孔壁に高温度で安定な材料のかたよ
りを沈積することが均一に同じように保持できるよう配
慮されねばならない。このことはとくに追加の粒子また
は繊維の使用のときには重要である。

多孔性セラミック罐過材の製造の１例においてセラミッ
ク材料として５１重１１％の３　！　０２．３５重量％
のＡｌ２Ｏ３及び１４重１％のＭＣｌ０が用いられる。

直径１００μｍの長さのＡｌ２Ｏ３の繊維と微粉砕物と
は混合される。この混合物はポリビニルアルコール４％
水溶液による懸濁液に移される。

平均孔径約３００μｍのポリウレタンフＡ−ムからつく
られた１２Ｘ８Ｘ４ｃｍの直方体形状の細孔生成素材は
、セラミック粉末−ｗ４帷−泥状物のなかに細孔生成素
材の容積に等しくなり、細孔生成素材に収容されるまで
おしつけられ、こねられる。含浸された細孔生成素材は
、６０℃に置かれ、Ｒ後に１１０℃で数時間乾燥される
。

乾燥された物体は炉の内でただちに多孔性プラスチック
スを分解させるために２００℃から２５Ｏ℃加熱され、
焼成残漬を追い出すために６００℃から８００℃に加熱
し、セラミック材料のなかに結合した構成水を放出させ
、残った多孔性セラミック体の粗焼成製品にする。最終
的に粗製品は約１３００℃に焼結される。

かくして製造された鑓過材は、深い濾過作用を有するこ
とを示し、その際全多孔性壁を通して濾過材の内部に沈
積した煤粒子を確かめることができる。

粉末状材料−懸濁液４１による多孔性プラスチックスの
含浸は第４図に示す装置４２のなかで真空浸透及び加圧
浸透の組み合せにより行うことができる。フオームまた
は多孔性プラスチックス４０は装置４２のなかに設けら
れた穴明ぎ板またはふるい板４３の上に置き、懸濁液ま
たは泥状物４１をそそぎ、その上にピストン４４が装置
される。

ピストンは何回も上・下運動させ、短い管４５を図示さ
れてない水流アスピレータに接続して補助的な吸引作用
によりふるい板４３の穴４６から吸引し、多孔性プラス
チックス４０に泥状物４１を浸透させる。

第５図に示すように多孔性物体の製造の他の方法はポリ
マ粒子５０たとえば、ポリエチレン、メラミン、ＢＡＳ
Ｆ社の製品の商標ポスターレンＧ（Ｈｏｓｔａｌｅｎ　
Ｇ　）　、ナフタリンが、細孔生成素材として使用され
る。これらの粒子は製造されるべき物体の負の形を示す
ところの型５１に入れる。

粒子５０の上に懸濁液５２を注ぎ、粒子５０の中間空間
のなかに浸透させる。

空気の吸引または加圧負荷により浸透はたとえば第４図
に示したようにして促進される。

排ガス用多孔性濾過要素の製造のために粒子５０は１０
０μｍと１ｏｏｏμｍの間の５径を右し、型５１のなか
に充填密度８０から９５％に充たされる。最終的にセラ
ミック泥状物（ムライト（３Ａ＋３０４　　・２ＳｉＯ
ｓ）、コープイライト（アルミニウム、鉄、マグネシウ
ムの硅酸塩の正斜方晶形結晶）、チタン酸アルミニウム
またはこれらの混合物により含浸され、乾燥され、ポリ
マ粒子を燃焼して外に放出するために焼成される。焼結
燃焼により最終的に９５％までの開放気孔率を有する多
孔性セラミック体が残る。

別な方法によれば低温重合性ポリマ粉末を硬化剤及び微
粉状セラミック粉末と混合し所望の形に成形する。重合
の後にポリマを燃焼して追い出し、最終的に所望の多孔
性物体を焼結により得る。

濾過材の製造に５０μｍ及び１０００μｍの間の粒径を
有するポリマが使用されポリマ／セラミック粉末を８０
−９５／２０−５の比で、セラミック粉末に混合される
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は高温安定性多孔性物体の製造の各実
施例を説明する図、第３図は第２図により製造される物
体の横面面、第４図と第５図は本発明の別の実施態様を
説明づる図である。 １０・・・・・・多孔性プラスチックスのマット、多孔
性成形物薄膜、 １１・・・・・・心棒、 １２・・・・・・巻かれた物体、管、 ２０．２０・・・・・・多孔性ブラスチン、り、ポリマ
粒子、２０．２３・・・・・・細孔、 ３０・・・・・・物体、 ４０・・・・・・多孔性プラスチックス、４１・・・・
・・粉末材お１の懸濁液、４２・・・・・・装置、 ４３・・・・・・ふるい板または穴明き板、４４・・・
・・・ピストン、 ４５・・・・・・短い管、 ５０・・・・・・ポリマ粒子、 ５１・・・・・・型、 ５２・・・・・・懸濁液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低温度で燃焼可能な細孔生成素材を物体にするよう予定
   している粉末状材料と混合し熱処理し前記細孔生成素材
   を焼成して追い出し、高温度で安定な前記材料から多孔
   性物体を製造する方法において、前記細孔生成素材とし
   て多孔性プラスチック部分もしくはポリマ粒子（１０、
   ２０、２１）を使用し、前記素材は前記粉末状材料を含
   む懸濁液をもつて含浸し、湿つた状態もしくは湿気のあ
   る状態で物体（３０）の最終形態付与のために結合しも
   しくは構成し、乾燥し、最後に焼成を実行することから
   なることを特徴とする多孔性物体の製造方法。 ２、前記多孔性プラスチックスは、すくなくとも多孔性
   プラスチックスのマットまたは多孔性成形物薄膜（１０
   ）を使用し、こねた物でもつて含浸させたのちに心棒（
   １１）に巻き付けることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載による方法。 ３、前記多孔性プラスチックスは幾何学的に規則的また
   は不規則的多孔性プラスチックス小片（２０、２１）で
   あり、製造される物体の輪郭を一緒に結合することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載による方法。 ４、前記細孔生成素材として所望の細孔径の粒子直径を
   有するポリマ粒子（５０）を使用し、型（５１）のなか
   に前記粒子を配置し、前記粉末状材料を含む懸濁液をも
   つて含浸し、最後に乾燥し、熱処理することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載による方法。 ５、前記型（５１）のなかの前記ポリマ粒子（５０）は
   充填密度を８０から９５％の間にあるように配置するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載による方法。 ６、前記ポリマ粒子（５０）がメラミン、ポリエチレン
   、ホスターレンまたはナフタリンから成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項及び第２項記載のいずれかの
   １つによる方法。 ７、前記ポリマ粒子（５０）は直径１００から１０００
   μｍの間の直径を持つことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項から第６項記載のいずれか１つによる方法。 ８、前記細孔生成素材として低温重合性ポリマ粉末に所
   望の細孔の大きさに相当する粒子を使用し、前記低温重
   合性ポリマ粉末は硬化剤及び前記粉末状材料と共に製造
   される物体のために混合し、物体を所望の形状に成形し
   、かくして製造された成型品を重合の後に焼成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載による方法。 ９、前記低温重合性ポリマ粉末の粒子の大きさは５０か
   ら１０００μｍの間にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項記載による方法。 １０、前記低温重合性ポリマ粉末と前記粉末状材料との
   比は、８０から９５対２０から５の値であることを特徴
   とする特許請求の範囲第８項及び第９項記載のいずれか
   の１つによる方法。 １１、ガス特に排ガスからの粒子を濾過するために多孔
   性濾過材（３０）の製造に応用することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第１０項記載のいずれか１つに
   よる方法。 １２、濾過材のため材料としての微粉末セラミック材料
   はチタン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、コーディ
   ライト、ムライトもしくはそれらの混合物を使用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載による方法
   。 １３、前記粉末状材料の繊維及び／または温度安定性材
   料から成る粒子を加えて混合することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第１２項記載のいずれかの１つに
   よる方法。