JP2017001943A - Porous body and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔質体及び多孔質体の製造方法に関する。 The present invention relates to a porous body and a method for producing the porous body.
従来、多孔質体は、主に原料の溶融処理、材料の加熱処理等の用途で使用されており、各種の電子部品、機械部品等の焼成用治具として、幅広く利用されている。 Conventionally, porous bodies have been used mainly for applications such as melting of raw materials and heat treatment of materials, and are widely used as firing jigs for various electronic parts and machine parts.
焼成用治具は、見掛け比重が大きくなると、熱容量が増加するため、焼成時に多くの熱エネルギーが焼成用治具の加熱に費やされることになり、製造コストの上昇が懸念される。そこで、焼成用治具として、多孔質体が利用されている。一方、多孔質体は、見掛け比重が小さいため、曲げ強度が低下する。 When the apparent specific gravity of the firing jig increases, the heat capacity increases. Therefore, a large amount of thermal energy is consumed for heating the firing jig during firing, and there is a concern about an increase in manufacturing cost. Therefore, a porous body is used as a firing jig. On the other hand, since the apparent specific gravity of the porous body is small, the bending strength is lowered.
特許文献１には、所定の成形体の表面に焼結助剤の少ない被覆層乃至焼結助剤を含まない被覆層を形成することによって作製された、高気孔率と高強度を同時に実現した窒化珪素多孔質焼結体が開示されている。このとき、多孔質焼結体は、窒化珪素結晶を主体とし、窒化珪素結晶の粒界相と気孔とを有する焼結体からなる。また、多孔質焼結体は、粒界相の量が表面部よりも内部で多く、平均気孔径が表面部よりも内部で大きく、かつ表面部と内部との間に、粒界相の量及び気孔径が傾斜的に変化する傾斜部を具備してなる。 In Patent Document 1, a high porosity and high strength, which are produced by forming a coating layer having a small amount of sintering aid or a coating layer not containing a sintering aid on the surface of a predetermined molded body, are realized at the same time. A silicon nitride porous sintered body is disclosed. At this time, the porous sintered body is composed of a sintered body mainly composed of silicon nitride crystal and having a grain boundary phase and pores of the silicon nitride crystal. In addition, the porous sintered body has a larger amount of grain boundary phase inside than the surface portion, an average pore diameter larger inside than the surface portion, and the amount of grain boundary phase between the surface portion and the inside. And an inclined portion in which the pore diameter changes in an inclined manner.
特許文献２には、表層部に存在する細孔よりも孔径の大きい気孔が該表層部の下側に存在し、全体として連通気孔構造を呈する多孔質セラミックス焼結体をバルク部として、多孔質セラミックス焼結体の表層部の平滑な表面上に、ナノメートルサイズの細孔にて構成される連通気孔構造を有するシリカ層が形成されているセラミックス多層構造体が開示されている。このとき、シリカ層上に、ゼオライト結晶を生成、配向させて、ナノメートルサイズの細孔にて構成される連通気孔構造を備えたゼオライト層が形成されている。 In Patent Document 2, a porous ceramic sintered body having pores larger in diameter than the pores existing in the surface layer portion is present below the surface layer portion and exhibits a continuous vent structure as a whole. A ceramic multilayer structure is disclosed in which a silica layer having a continuous vent structure composed of nanometer-sized pores is formed on a smooth surface of a surface layer portion of a ceramic sintered body. At this time, on the silica layer, zeolite crystals are generated and oriented to form a zeolite layer having a continuous vent structure composed of nanometer-sized pores.
特許文献３には、シリカ層が表面に形成され、見掛け気孔率１５％以上、見掛け比重３．０５〜３．２０、炭化ケイ素含有量が９０重量％以上である炭化ケイ素基材の、少なくとも被焼成物が載置される部分のシリカ層表面に、ジルコニアまたはアルミナの少なくともいずれかからなる被覆層が形成されている焼成用道具材が開示されている。 In Patent Document 3, a silica layer is formed on the surface, an apparent porosity of 15% or more, an apparent specific gravity of 3.05 to 3.20, and a silicon carbide content of at least 90% by weight. A firing tool material is disclosed in which a coating layer made of at least one of zirconia and alumina is formed on the surface of a silica layer where a fired product is placed.
しかしながら、曲げ強度をさらに向上させることが望まれている。 However, it is desired to further improve the bending strength.
本発明の一態様は、上記従来技術が有する問題に鑑み、曲げ強度を向上させることが可能な多孔質体を提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a porous body capable of improving bending strength in view of the problems of the above-described conventional technology.
請求項１の発明は、
無機材料を含む多孔質体であって、
バルク部と、
前記バルク部の表面の全部又は一部を覆うように形成された表層部と、を備え、
前記バルク部の気孔率は、１５体積％以上８５体積％以下であり、
前記表層部の気孔率は、０体積％より大きく５０体積％以下であり、かつ、前記バルク部の気孔率よりも小さく、
前記表層部の厚みは、５μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする多孔質体である。
The invention of claim 1
A porous body containing an inorganic material,
A bulk section;
A surface layer part formed so as to cover all or part of the surface of the bulk part,
The porosity of the bulk part is 15% by volume or more and 85% by volume or less,
The porosity of the surface layer part is greater than 0% by volume and 50% by volume or less, and smaller than the porosity of the bulk part,
A thickness of the surface layer portion is 5 μm or more and 200 μm or less.
請求項２の発明は、
前記表層部に存在する気孔のうち、気孔径が１０μｍ以上の気孔は、個数基準の分布における９０％累積気孔径が５０μｍ以下であり、
前記バルク部に存在する気孔のうち、気孔径が１０μｍ以上の気孔は、９０％累積気孔径が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質体である。
The invention of claim 2
Among the pores present in the surface layer portion, the pores having a pore diameter of 10 μm or more have a 90% cumulative pore diameter of 50 μm or less in a number-based distribution,
2. The porous body according to claim 1, wherein among the pores existing in the bulk portion, a pore having a pore diameter of 10 μm or more has a 90% cumulative pore diameter of 200 μm or less.
請求項３の発明は、
前記無機材料は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、複合酸化物、粘土鉱物、金属及び合金からなる群より選択される一種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質体である。
The invention of claim 3
The said inorganic material is 1 or more types selected from the group which consists of a metal oxide, a metal nitride, a metal carbide, complex oxide, a clay mineral, a metal, and an alloy, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. It is a porous body.
請求項４の発明は、
前記無機材料の一部として、針状、棒状、又は板状の異方性粒子を含み、
前記異方性粒子が針状又は棒状の場合はその長軸が、前記異方性粒子が板状の場合はその面が、表層部及びバルク部の気孔の内壁面に平行に配向していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多孔質体である。
The invention of claim 4
As a part of the inorganic material, including needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles,
When the anisotropic particles are needle-shaped or rod-shaped, the major axis is oriented parallel to the inner wall surfaces of the pores of the surface layer portion and the bulk portion when the anisotropic particles are plate-shaped. It is a porous body of any one of Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
請求項５の発明は、
前記表層部は凹凸形状をもつことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の多孔質体である。
The invention of claim 5
The porous body according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface layer portion has an uneven shape.
請求項６の発明は、
前記表層部は、前記バルク部と同種の材料及び／又は前記バルク部とは異種の材料のコート層により被覆されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の多孔質体である。
The invention of claim 6
6. The porous layer according to claim 1, wherein the surface layer portion is covered with a coating layer made of the same material as the bulk portion and / or a material different from the bulk portion. It is a sexual body.
請求項７の発明は、
セッター、耐火物又は断熱材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の多孔質体である。
The invention of claim 7
It is a setter, a refractory, or a heat insulating material, The porous body according to any one of claims 1 to 6.
請求項８の発明は、
無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成形して成形体を作製する工程と、
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 8
A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermoset after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Heating the cured molded body to remove or carbonize the resin contained in the cured molded body to obtain a molded body before firing;
And a step of firing the pre-fired shaped body to form a porous body.
請求項９の発明は、
請求項８に記載の多孔質体にコート層を形成する工程をさらに有することを特徴とする多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 9
A method for producing a porous body, further comprising a step of forming a coat layer on the porous body according to claim 8.
請求項１０の発明は、
前記通気性部材は、セラミックス、金属、炭素、樹脂、不織布、織布、紙及び粘土鉱物からなる群より選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 10
The porous body according to claim 8 or 9, wherein the breathable member includes one or more selected from the group consisting of ceramics, metals, carbon, resins, nonwoven fabrics, woven fabrics, paper, and clay minerals. It is a manufacturing method.
請求項１１の発明は、
前記無機材料粉末の一部として、針状、棒状、又は板状の異方性粒子を含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 11
11. The method for producing a porous body according to claim 8, wherein the inorganic material powder includes needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles as a part of the inorganic material powder. 11. .
請求項１２の発明は、
無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成型して成形体を作製する工程と、
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体にコート層を形成してコート成形体とする工程と、
前記コート成形体を加熱して、コート成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 12
A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermally cured after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent, and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Forming a coat layer on the cured molded body to form a coated molded body;
Heating the coated molded body, removing or carbonizing the resin contained in the coated molded body to obtain a molded body before firing;
And a step of firing the pre-fired shaped body to form a porous body.
請求項１３の発明は、
無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成型して成形体を作製する工程と、
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体にコート層を形成してコート成形体とする工程と、
前記コート成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法である。
The invention of claim 13
A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermally cured after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent, and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Heating the cured molded body to remove or carbonize the resin contained in the cured molded body to obtain a molded body before firing;
Forming a coating layer on the molded body before firing to form a coated molded body;
And a step of firing the coated molded body to form a porous body.
本発明の一態様によれば、曲げ強度を向上させることが可能な多孔質体を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a porous body capable of improving bending strength can be provided.
＜＜多孔質体＞＞
本発明の実施形態の多孔質体は、無機材料を含む多孔質体である。多孔質体は、バルク部と、バルク部の表面の全部又は一部を覆うように形成された表層部と、を備える。
<< Porous body >>
The porous body of the embodiment of the present invention is a porous body containing an inorganic material. The porous body includes a bulk part and a surface layer part formed so as to cover all or part of the surface of the bulk part.
バルク部の気孔率は、１５体積％以上８５体積％以下である。 The porosity of the bulk part is 15% by volume or more and 85% by volume or less.
表層部の気孔率は、バルク部の気孔率よりも小さく、０体積％より大きく、５０体積％以下である。表層部の厚みは、５μｍ以上２００μｍ以下である。 The porosity of the surface layer portion is smaller than the porosity of the bulk portion, is greater than 0% by volume, and is 50% by volume or less. The thickness of the surface layer portion is 5 μm or more and 200 μm or less.
なお、表層部を備えないバルク部の表面もバルク部と表記する。 In addition, the surface of the bulk part which does not have a surface layer part is also described as a bulk part.
多孔質体の形状は特に限定されない。例えば、板状や直方体（ブロック）状が挙げられる。また、角柱状、円柱状、角すい状、円すい状、円すい台状、角すい台状、箱型（凹型）状等の種々の形状で実現することが可能である。 The shape of the porous body is not particularly limited. For example, plate shape and a rectangular parallelepiped (block) shape are mentioned. Further, it can be realized in various shapes such as a prismatic shape, a cylindrical shape, a rectangular shape, a cone shape, a truncated cone shape, a truncated cone shape, and a box shape (concave shape).
また、多孔質体の表層部は凹凸形状を有する態様を採用することができる。 Moreover, the surface layer part of a porous body can employ | adopt the aspect which has an uneven | corrugated shape.
本発明の実施形態の多孔質体の一例を図１に示す。 An example of the porous body of the embodiment of the present invention is shown in FIG.
この例は、バルク部の上面に表層部を備えるものである。ここで、多孔質体は、気孔と、気孔を隔てる隔壁を有する。隔壁とは、無機材料が比較的緻密に存在する部位を示す。 In this example, a surface layer portion is provided on the upper surface of the bulk portion. Here, the porous body has pores and partition walls separating the pores. A partition shows the site | part in which an inorganic material exists comparatively densely.
本発明の実施形態の多孔質体の別の例を図２に示す。 Another example of the porous body according to the embodiment of the present invention is shown in FIG.
この例は、バルク部の上下面に表層部を備えるものである。 In this example, surface portions are provided on the upper and lower surfaces of the bulk portion.
本発明の実施形態の多孔質体の別の例を図３に示す。 Another example of the porous body according to the embodiment of the present invention is shown in FIG.
この例は、バルク部の表面全体に表層部を備えるものである。 In this example, a surface layer portion is provided on the entire surface of the bulk portion.
無機材料としては、特に限定されないが、セラミックス（金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、複合酸化物、粘土鉱物およびその混合物）、金属、合金等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。 Examples of the inorganic material include, but are not limited to, ceramics (metal oxides, metal nitrides, metal carbides, composite oxides, clay minerals and mixtures thereof), metals, alloys, and the like. Good.
無機材料を含む多孔質体に含まれる無機材料の量は、特に限定されないが、多孔質体を１００質量部とした場合に、９５質量部以上が好ましい。 The amount of the inorganic material contained in the porous body containing the inorganic material is not particularly limited, but is preferably 95 parts by mass or more when the porous body is 100 parts by mass.
無機材料のうち、セラミックスとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化タンタル、酸化タングステン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化バナジウム、窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化ニオブ、窒化タンタル等の金属窒化物、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化ニオブ、炭化モリブデン、炭化タンタル、炭化タングステン等の金属炭化物、ムライト、スピネル、ディオプサイド、コージェライト、フォルステライト、サイアロン等の複合金属酸化物、タルク、カオリナイト、スクメタイト、ゼオライト、グローコナイト、クロライト、ハイドロタルサイト、セリサイト、イライト等の粘土鉱物が例示できる。 Among inorganic materials, ceramics include aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, calcium oxide, titanium oxide, vanadium oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, zinc oxide, yttrium oxide, zirconium oxide. Metal oxides such as niobium oxide, molybdenum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, barium titanate, strontium titanate, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, vanadium nitride, chromium nitride, zirconium nitride, niobium nitride, Metal nitrides such as tantalum nitride, silicon carbide, titanium carbide, vanadium carbide, zirconium carbide, niobium carbide, molybdenum carbide, tantalum carbide, tungsten carbide and other metal carbides, mullite, spinel, diopside, cordier DOO, forsterite, complex metal oxides of sialon such as talc, kaolinite, Sukumetaito, zeolites, glow co night, chlorite, hydrotalcite, sericite, clay minerals illite and the like.
無機材料のうち、金属としては、アルミニウム、シリコン、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、タリウム、鉛が例示できる。 Among inorganic materials, metals include aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, indium, hafnium, tantalum , Tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, thallium, lead.
無機材料のうち、合金としては、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金、ニッケル合金等が挙げられる。 Among inorganic materials, examples of alloys include iron alloys, copper alloys, aluminum alloys, nickel alloys, and the like.
無機材料の一部として、針状、棒状、あるいは、板状の異方性粒子を含んでもよい。 As part of the inorganic material, needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles may be included.
バルク部の気孔率は、１５体積％以上８５体積％以下であり、好ましくは３０体積％以上８０体積％以下であり、より好ましくは４５体積％以上７５体積％以下である。これは、バルク部の気孔率が１５体積％未満であると、多孔質体の比重が大きくなり、８５体積％を超えると、多孔質体の曲げ強度が低下するためである。 The porosity of the bulk part is 15 volume% or more and 85 volume% or less, preferably 30 volume% or more and 80 volume% or less, more preferably 45 volume% or more and 75 volume% or less. This is because the specific gravity of the porous body increases when the porosity of the bulk portion is less than 15% by volume, and the bending strength of the porous body decreases when it exceeds 85% by volume.
バルク部に存在する気孔のうち気孔径が１０μｍ以上の気孔は、個数基準の分布における９０％累積気孔径が２００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以下である。これは、バルク部の個数基準の分布における９０％累積気孔径が２００μｍ以下であると多孔質体の曲げ強度がさらに向上するからである。 Among the pores present in the bulk part, the pores having a pore diameter of 10 μm or more have a 90% cumulative pore diameter of 200 μm or less, preferably 150 μm or less, more preferably 100 μm or less in the number-based distribution. This is because the bending strength of the porous body is further improved when the 90% cumulative pore diameter in the number-based distribution of the bulk portion is 200 μm or less.
表層部は、バルク部の表面の全部又は一部を覆うように形成されている。例えば、具体的には、バルク部の表面の、少なくともいずれかの面を覆う場合（例として、上面を覆う図１の場合、上下面を覆う図２の場合）、バルク部の表面全体を覆う場合（例として、図３の場合）が挙げられる。 The surface layer part is formed so as to cover all or part of the surface of the bulk part. For example, specifically, when covering at least one surface of the surface of the bulk portion (for example, in the case of FIG. 1 covering the upper surface, in the case of FIG. 2 covering the upper and lower surfaces), the entire surface of the bulk portion is covered. Case (for example, the case of FIG. 3).
表層部の厚みは、５μｍ以上２００μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上１５０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下である。これは、表層部の厚みが、５μｍ未満であると表層部による多孔質体の曲げ強度の向上がほとんどみられず、２００μｍを超えると多孔質体を作製する際の発泡時に発生したガスの抜けが悪くなり、表層部の形成が困難になるからである。 The thickness of the surface layer portion is 5 μm or more and 200 μm or less, preferably 10 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 100 μm or less. This is because when the thickness of the surface layer portion is less than 5 μm, the improvement of the bending strength of the porous body due to the surface layer portion is hardly observed, and when the thickness exceeds 200 μm, the escape of gas generated during foaming when producing the porous body is observed. This is because it becomes difficult to form the surface layer portion.
表層部の気孔率は、０体積％より大きく５０体積％以下であり、好ましくは５体積％以上４５体積％以下であり、より好ましくは１０体積％以上４０体積％以下であり、かつ、バルク部の気孔率よりも小さい。これは、表層部の気孔率が５０体積％を超える、または、バルク部の気孔率以上であると、表層部による多孔質体の曲げ強度の向上がほとんどみられないからである。 The porosity of the surface layer part is greater than 0% by volume and 50% by volume or less, preferably 5% by volume or more and 45% by volume or less, more preferably 10% by volume or more and 40% by volume or less, and the bulk part. Is less than the porosity. This is because when the porosity of the surface layer portion exceeds 50% by volume or is equal to or higher than the porosity of the bulk portion, the bending strength of the porous body by the surface layer portion is hardly improved.
表層部に存在する気孔径が１０μｍ以上の気孔は、個数基準の分布における９０％累積気孔径が５０μｍ以下であり、好ましくは個数基準の分布における９０％累積気孔径が４５μｍ以下であり、より好ましくは個数基準の分布における９０％累積気孔径が４０μｍ以下である。これは、表層部の個数基準の分布における９０％累積気孔径が５０μｍ以下であると表層部による曲げ強度のさらなる向上が見られるからである。 The pores having a pore diameter of 10 μm or more present in the surface layer part have a 90% cumulative pore diameter of 50 μm or less in the number-based distribution, and preferably 90% cumulative pore diameter of 45 μm or less in the number-based distribution, more preferably Has a 90% cumulative pore size of 40 μm or less in the number-based distribution. This is because when the 90% cumulative pore diameter in the distribution based on the number of surface layer portions is 50 μm or less, the bending strength due to the surface layer portion is further improved.
図４に、本発明の実施形態の多孔質体の体積基準の気孔径分布を示す。 FIG. 4 shows a volume-based pore size distribution of the porous body according to the embodiment of the present invention.
図５に、一般的な多孔質体の体積基準の気孔径分布を示す。 FIG. 5 shows a volume-based pore size distribution of a general porous body.
本発明の実施形態の多孔質体の気孔径分布は、水銀圧入法により測定することができる。測定された体積基準の気孔径分布は、図４に示すような２つのピーク、Ｐ１とＰ２をもつ分布を示す。大気孔径側のピークＰ２は、発泡による気孔に対応し、一方、小気孔径側のピークＰ１は、表層部やバルク部の隔壁中の気孔に対応している。 The pore size distribution of the porous body according to the embodiment of the present invention can be measured by a mercury intrusion method. The measured volume-based pore diameter distribution shows a distribution having two peaks, P1 and P2, as shown in FIG. The peak P2 on the air pore diameter side corresponds to pores due to foaming, while the peak P1 on the small pore diameter side corresponds to pores in the partition walls of the surface layer portion and the bulk portion.
多孔質体の気孔のうち、１０μｍ以上の気孔の気孔径分布は、光学顕微鏡写真や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の画像解析法により、測定することができる。画像解析法により１０μｍ未満の気孔の測定も可能であるが、測定誤差が大きい場合があるため、推奨されない。 The pore size distribution of pores of 10 μm or more among the pores of the porous body can be measured by an image analysis method of an optical microscope photograph or a scanning electron microscope (SEM) photograph. Although it is possible to measure pores of less than 10 μm by image analysis, it is not recommended because measurement errors may be large.
水銀圧入法で測定した気孔径分布と画像解析法で測定した気孔径分布は、１０μｍ未満の気孔径分布については、ほぼ一致するが、１０μｍ以上の気孔径分布では誤差を生じることがある。これは、水銀圧入法で測定する気孔径は、気孔の最大径ではなく、気孔同士が連結する部分（ネック部）の径となるためである。よって、本発明の実施形態では、１０μｍ未満の気孔径分布を測定する場合は、水銀圧入法を優先して採用し、１０μｍ以上の気孔径分布を測定する場合は、画像解析法を優先して採用する。 The pore size distribution measured by the mercury intrusion method and the pore size distribution measured by the image analysis method are substantially the same for the pore size distribution of less than 10 μm, but an error may occur in the pore size distribution of 10 μm or more. This is because the pore diameter measured by the mercury intrusion method is not the maximum pore diameter but the diameter of the portion (neck portion) where the pores are connected. Therefore, in the embodiment of the present invention, when the pore size distribution of less than 10 μm is measured, the mercury intrusion method is preferentially adopted, and when the pore size distribution of 10 μm or more is measured, the image analysis method is preferentially used. adopt.
比較として、一般的な多孔質体の体積基準の気孔径分布は、図５に示すような１つのピーク、Ｐ１'のみをもつ気孔径分布を示す。このピークは図４の小気孔径側のピークＰ１に対応している。図４の大気孔径側のピークＰ２は、本発明の実施形態の多孔質体により実現される特徴的な構造に対応している。 As a comparison, the volume-based pore size distribution of a general porous body shows a pore size distribution having only one peak, P1 ′, as shown in FIG. This peak corresponds to the peak P1 on the small pore diameter side in FIG. The peak P2 on the air hole diameter side in FIG. 4 corresponds to a characteristic structure realized by the porous body of the embodiment of the present invention.
表層部の気孔率は、小気孔径側の気孔径分布のピークＰ１を分離することにより、求めることができる。これは、表層部とバルク部の隔壁の構造は類似した構造を有し気孔率も同程度であり、図４の小気孔径側のピークＰ１は、表層部とバルク部の隔壁中の気孔に対応しているためである。 The porosity of the surface layer can be determined by separating the peak P1 of the pore size distribution on the small pore size side. This is because the structure of the partition walls in the surface layer portion and the bulk portion has a similar structure and the porosity is similar, and the peak P1 on the small pore diameter side in FIG. 4 is in the pores in the partition walls in the surface layer portion and the bulk portion. It is because it corresponds.
ピークの分離方法としては、特に限定されないが、２つのピークが重なりあった谷部Ｖ１（気孔径はＸ１μｍ）を境にして分離することができる。分離したピークを図４中に斜線で示す。分離した小気孔径側のピーク面積の全ピーク面積に対する面積比を求め、全体の気孔率にこの面積比を乗じることで、表層部の気孔率を計算できる。また、別の方法として、２つのピークが対数正規分布をとると仮定してピークを分離し、ピーク面積比を求めることで、表層部の気孔率を求めることもできる。 The method for separating the peaks is not particularly limited, and the separation can be performed with the valley V1 (the pore diameter is X1 μm) where the two peaks overlap. The separated peaks are indicated by hatching in FIG. By calculating the area ratio of the separated peak area on the small pore diameter side to the total peak area and multiplying the entire porosity by this area ratio, the porosity of the surface layer portion can be calculated. As another method, the porosity of the surface layer can be obtained by separating the peaks on the assumption that the two peaks have a lognormal distribution and obtaining the peak area ratio.
バルク部の気孔率は、アルキメデス法（ＪＩＳ Ｒ １６３４）により求めることができる。あるいは、水銀圧入法による体積基準の気孔径分布から計算、すなわち、図４に示されるピークＰ１とＰ２の合計をバルク部の気孔率として求めることもできる。これは、表層部の厚みが５μｍ以上２００μｍ以下であり、多孔質体に占める表層部の割合がわずかであるためである。必要に応じて、表層部の厚みと気孔率から表層部の影響を補正して、バルク部の気孔率を求めても良い。 The porosity of the bulk part can be determined by the Archimedes method (JIS R 1634). Alternatively, it can be calculated from the volume-based pore size distribution by the mercury intrusion method, that is, the sum of the peaks P1 and P2 shown in FIG. 4 can be obtained as the porosity of the bulk portion. This is because the thickness of the surface layer portion is 5 μm or more and 200 μm or less, and the proportion of the surface layer portion in the porous body is small. If necessary, the porosity of the bulk portion may be obtained by correcting the influence of the surface layer portion from the thickness and porosity of the surface layer portion.
なお、気孔径分布における、１０％累積気孔径、５０％累積気孔径、９０％累積気孔径は、それぞれ、気孔径が小さい側からの累積値が１０％、５０％、９０％となる気孔径を意味する。 In the pore size distribution, the 10% cumulative pore size, the 50% cumulative pore size, and the 90% cumulative pore size are the pore sizes at which the cumulative values from the smaller pore size side are 10%, 50%, and 90%, respectively. Means.
表層部の厚みの測定方法としては、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、多孔質体の断面を観察する方法があげられる。 Examples of the method for measuring the thickness of the surface layer part include a method of observing a cross section of the porous body using an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM).
表層部とバルク部の境界（表層部の厚み）の測定方法を図６、図７に示す。 A method for measuring the boundary between the surface layer part and the bulk part (the thickness of the surface layer part) is shown in FIGS.
多孔質体の断面の写真において、多孔質体の表面近傍から内部まで深さを変えて表面に対応する線に平行な線を引き、１０μｍ以上の気孔径を有する気孔を通過する線分の長さの合計の平行な線の全長（隔壁および気孔）に対する割合を測定する。気孔を通過する線分の割合が、表層部では小さく、バルク部では大きくなる。表面からの深さに対して線分の割合をプロットし、表面近傍での値を表層部の線分割合（Ｓ）、多孔質体の内部での値をバルク部の線分割合（Ｂ）とする。 In the photograph of the cross section of the porous body, the length of the line segment passing through pores having a pore diameter of 10 μm or more is drawn by changing the depth from the vicinity of the surface to the inside of the porous body and drawing a line parallel to the surface The ratio of the total length of parallel lines to the total length (partition and pores) is measured. The proportion of line segments passing through the pores is small in the surface layer portion and large in the bulk portion. The ratio of the line segment is plotted against the depth from the surface, the value near the surface is the line segment ratio of the surface layer (S), and the value inside the porous body is the line segment ratio of the bulk part (B). And
表層部の厚みＴｓは、プロットした曲線がＳとＢの中間の値となる表面からの深さとする。 The thickness Ts of the surface layer portion is a depth from the surface where the plotted curve is an intermediate value between S and B.
すなわち、Ｔｓは（Ｓ＋Ｂ）／２となる表面からの深さである。 That is, Ts is the depth from the surface which becomes (S + B) / 2.
表層部およびバルク部の１０μｍ以上の気孔径を有する気孔についての個数基準、即ち、補正個数基準の気孔径分布は下記の方法で求める。 The pore size distribution based on the number of pores having a pore size of 10 μm or more in the surface layer portion and the bulk portion, that is, the pore size distribution based on the corrected number is obtained by the following method.
表層部およびバルク部のそれぞれについて、画像解析を用いて、観察面内の１０μｍ以上の気孔径を有する気孔の面積の和を観察面の面積で除した気孔の面積率を、気孔頻度に乗じることでおこなう。 For each of the surface layer part and the bulk part, multiply the pore frequency by the area ratio of the pores obtained by dividing the sum of the pore areas having a pore diameter of 10 μm or more in the observation plane by the area of the observation plane using image analysis. Do it.
すなわち、補正個数（％）＝（気孔頻度）×（気孔の面積の和）／（観察面の面積）である。 That is, the correction number (%) = (pore frequency) × (sum of pore areas) / (observation surface area).
この補正個数を気孔径ごとにプロットしたものが補正個数基準の気孔径分布である。 The correction number-based pore diameter distribution is obtained by plotting the correction number for each pore diameter.
多孔質体を構成する無機材料の一部として、針状、棒状、あるいは、板状のアスペクト比の大きい異方性粒子が含まれる場合、多孔質体は、表層部およびバルク部の気孔の内壁面に配向組織を有する態様を採用することができる。異方性粒子が針状あるいは棒状の場合はその長軸が、異方性粒子が板状の場合はその面が、表層部及びバルク部の気孔の内壁面に平行に配向する。 In the case where anisotropic particles having a large aspect ratio, such as needles, rods, or plates, are included as part of the inorganic material constituting the porous body, the porous body has pores in the surface layer portion and the bulk portion. A mode having an oriented structure on the wall surface can be employed. When the anisotropic particles are needle-shaped or rod-shaped, the major axis is oriented parallel to the inner wall surfaces of the pores of the surface layer portion and the bulk portion when the anisotropic particles are plate-shaped.
配向組織を有する多孔質体は、配向組織を有しない多孔質体より高い強度又は破壊抵抗を示す。 A porous body having an oriented structure exhibits higher strength or fracture resistance than a porous body having no oriented structure.
なお、アスペクト比とは、異方性粒子の先端から他方の先端まで直線を引いたときの最大の長さを長径とし、長径に垂直な直線上の粒子の長さのうちの最大の長さを短径としたときの、短径に対する長径の比率を意味する。 The aspect ratio refers to the maximum length when a straight line is drawn from the tip of the anisotropic particle to the other tip, and the maximum length among the lengths of particles on a straight line perpendicular to the long diameter. This means the ratio of the major axis to the minor axis when the is the minor axis.
異方性粒子のアスペクト比は特に限定されないが１．０〜２０．０であり、５．０〜１０．０であることがさらに好ましい。 The aspect ratio of the anisotropic particles is not particularly limited, but is 1.0 to 20.0, and more preferably 5.0 to 10.0.
異方性粒子のアスペクト比の測定方法としては、電子顕微鏡により観察した粒子の画像から測定する方法が挙げられる。 Examples of the method for measuring the aspect ratio of anisotropic particles include a method of measuring from an image of particles observed with an electron microscope.
例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の画像解析により、異方性粒子の長径と短径を測定して、短径に対する長径の比率を求めることで測定できる。平均アスペクト比は、アスペクト比の分布に対し、アスペクト比が小さい側からの累積値が９０％となる値を採用する。 For example, it can be measured by measuring the major axis and minor axis of anisotropic particles by image analysis of a scanning electron microscope (SEM) photograph and determining the ratio of the major axis to the minor axis. As the average aspect ratio, a value is used in which the cumulative value from the side where the aspect ratio is small becomes 90% with respect to the distribution of the aspect ratio.
なお、異方性粒子の配向を確認する方法としては、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いて配向面の回折ピークを比較する方法や、電子顕微鏡を用いて画像を観察する方法が挙げられる。 Examples of the method for confirming the orientation of anisotropic particles include a method of comparing diffraction peaks of oriented surfaces using X-ray diffraction (XRD) and a method of observing an image using an electron microscope.
本発明の実施形態の多孔質体の別の例を図８に示す。 Another example of the porous body of the embodiment of the present invention is shown in FIG.
この例は、表層部がコート層により被覆されているものである。 In this example, the surface layer portion is covered with a coat layer.
表層部は、同種材料及び／又は異種材料のコート層により被覆されている態様を採用することができる。 The surface layer part can employ | adopt the aspect coat | covered with the coating layer of the same kind material and / or different material.
コート層を構成する材料は、バルク部を構成する材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The material constituting the coat layer may be the same as or different from the material constituting the bulk portion.
コート層の厚みは、特に限定されないが、５μｍ以上３００μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以上２５０μｍ以下であり、さらに好ましくは２５μｍ以上２００μｍ以下である。 Although the thickness of a coating layer is not specifically limited, It is 5 micrometers or more and 300 micrometers or less, Preferably they are 15 micrometers or more and 250 micrometers or less, More preferably, they are 25 micrometers or more and 200 micrometers or less.
これは、コート層の厚みが５μｍ以上であるとコート層に割れが生じにくくなり、３００μｍ以下であるとコート層が剥がれにくくなるためである。 This is because if the thickness of the coat layer is 5 μm or more, the coat layer is hardly cracked, and if it is 300 μm or less, the coat layer is difficult to peel off.
コート層により被覆されることで、多孔質体の強度が向上する。 By covering with the coat layer, the strength of the porous body is improved.
多孔質体の用途は、特に限定されないが、セッターや耐火物や断熱材として幅広く用いることができる。 Although the use of a porous body is not specifically limited, it can be widely used as a setter, a refractory or a heat insulating material.
多孔質体に表層部を備えることで、従来の多孔質体の、高気孔率であれば軽量だが低強度、低気孔率であれば高強度だが重い、という、相反する特性を同時に満たすことができる。このような多孔質体は、軽量で高強度が求められる、セッターや耐火物や断熱材として好適である。 By providing the surface layer part in the porous body, it is possible to simultaneously satisfy the contradictory characteristics of the conventional porous body, which is light if the porosity is low but low strength, if the porosity is high strength but heavy. it can. Such a porous body is suitable as a setter, a refractory, or a heat insulating material that is lightweight and requires high strength.
＜＜多孔質体の製造方法（１）＞＞
本発明の実施形態の多孔質体の製造方法（１）は、以下の工程〔１〕〜〔５〕を有する。
<< Method for Producing Porous Body (1) >>
The manufacturing method (1) of the porous body of embodiment of this invention has the following processes [1]-[5].
〔１〕無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成型して成形体を作製する工程
〔２〕成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程
〔３〕被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程
〔４〕硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程
〔５〕焼成前成形体を焼成して多孔質体とする工程
上記の工程〔１〕〜〔５〕のフローを図９に示す。
[1] Step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent. [2] All or part of the surface of the molded body. Step of coating with air-permeable member to form a coated molded body [3] Step of heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body [4] Heating the cured molded body to be included in the cured molded body Step of removing or carbonizing resin to obtain molded body before firing [5] Step of firing molded body before firing to make porous body FIG. 9 shows a flow of the above steps [1] to [5].
なお、図９は板状部材の上面を通気性部材で被覆し、上面にバルク部より低気孔率の表層部を形成させる場合の例を示しているが、これに限定されるものではない。 FIG. 9 shows an example in which the upper surface of the plate-like member is covered with a gas permeable member, and a surface layer portion having a lower porosity than the bulk portion is formed on the upper surface. However, the present invention is not limited to this.
工程〔１〕において、用いる原料として、無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤、を用いる。 In the step [1], as a raw material to be used, an inorganic material powder, a resin that is thermally cured after passing through a thermoplastic state, a foaming agent, and a curing agent are used.
無機材料粉末としては、特に限定されないが、セラミックス（金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、複合酸化物、粘土鉱物およびその混合物）粉末、金属粉末、合金粉末等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。 Examples of the inorganic material powder include, but are not limited to, ceramic (metal oxide, metal nitride, metal carbide, composite oxide, clay mineral and mixture thereof) powder, metal powder, alloy powder, and the like. You may use together.
無機材料のうち、セラミックスとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化タンタル、酸化タングステン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化バナジウム、窒化クロム、窒化ジルコニウム、窒化ニオブ、窒化タンタル等の金属窒化物、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化ニオブ、炭化モリブデン、炭化タンタル、炭化タングステン等の金属炭化物、ムライト、スピネル、ディオプサイド、コージェライト、フォルステライト、サイアロン等の複合酸化物、タルク、カオリナイト、スクメタイト、ゼオライト、グローコナイト、クロライト、ハイドロタルサイト、セリサイト、イライト等の粘土鉱物が例示できる。 Among inorganic materials, ceramics include aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, calcium oxide, titanium oxide, vanadium oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, zinc oxide, yttrium oxide, zirconium oxide. Metal oxides such as niobium oxide, molybdenum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, barium titanate, strontium titanate, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, vanadium nitride, chromium nitride, zirconium nitride, niobium nitride, Metal nitrides such as tantalum nitride, silicon carbide, titanium carbide, vanadium carbide, zirconium carbide, niobium carbide, molybdenum carbide, tantalum carbide, tungsten carbide and other metal carbides, mullite, spinel, diopside, cordier DOO, forsterite, composite oxides of sialon such as talc, kaolinite, Sukumetaito, zeolites, glow co night, chlorite, hydrotalcite, sericite, clay minerals illite and the like.
無機材料のうち、金属としては、アルミニウム、シリコン、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、タリウム、鉛が例示できる。 Among inorganic materials, metals include aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, indium, hafnium, tantalum , Tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, thallium, lead.
無機材料のうち、合金としては、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金、ニッケル合金等が挙げられる。 Among inorganic materials, examples of alloys include iron alloys, copper alloys, aluminum alloys, nickel alloys, and the like.
無機材料粉末の一部として、針状、棒状、あるいは、板状の異方性粒子を含んでもよい。この異方性粒子は、発泡及び硬化時の流動により表層部や気孔の内面に配向し、異方性組織を形成する。 As part of the inorganic material powder, needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles may be included. The anisotropic particles are oriented on the surface layer and the inner surfaces of the pores by the flow during foaming and curing to form an anisotropic structure.
無機材料粉末には、焼結助剤となる成分を加えてもよい。これにより、多孔質体の曲げ強度をさらに向上させることができる。 Components that serve as sintering aids may be added to the inorganic material powder. Thereby, the bending strength of a porous body can further be improved.
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂としては、特に限定されないが、例えばフェノール樹脂前駆体、そのうち特にノボラック型フェノール樹脂前駆体とレゾール型フェノール樹脂前駆体、が挙げられる。 The resin that is thermoset after passing through the thermoplastic state is not particularly limited, and examples thereof include phenol resin precursors, and in particular, novolac-type phenol resin precursors and resol-type phenol resin precursors.
無機材料粉末に対する熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂の体積比は、特に限定されないが、０．１〜９．０であり、０．５〜４．０であることが好ましく、１．０〜２．０であることがさらに好ましい。 The volume ratio of the resin that is thermoset after undergoing the thermoplastic state with respect to the inorganic material powder is not particularly limited, but is 0.1 to 9.0, preferably 0.5 to 4.0, 1.0 More preferably, it is -2.0.
発泡剤としては、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂の硬化温度以下の温度で発泡させることが可能であれば、特に限定されないが、ヘキサミン等が挙げられる。 The foaming agent is not particularly limited as long as it can be foamed at a temperature equal to or lower than the curing temperature of a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state, and examples thereof include hexamine.
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂に対する発泡剤の質量比は、特に限定されないが、０．０５〜０．３０である。 The mass ratio of the foaming agent to the resin that is thermoset after passing through the thermoplastic state is not particularly limited, but is 0.05 to 0.30.
硬化剤としては、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂を硬化させることが可能であれば、特に限定されないが、ヘキサミン等が挙げられる。 Although it will not specifically limit as a hardening | curing agent if it can harden the resin hardened | cured after passing through a thermoplastic state, Hexamine etc. are mentioned.
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂に対する硬化剤の質量比は、特に限定されないが、０．０５〜０．３０である。 The mass ratio of the curing agent to the resin that is thermoset after passing through the thermoplastic state is not particularly limited, but is 0.05 to 0.30.
なお、硬化剤は、発泡剤を兼ねていてもよい。この場合、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂を発泡させるのとほぼ同時に硬化させることができる。 The curing agent may also serve as a foaming agent. In this case, the resin can be cured almost simultaneously with foaming after the thermoplastic state.
上記の、無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤、を含む組成物を混合する。 The above-described composition containing the inorganic material powder, a resin that is thermoset after passing through the thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent is mixed.
混合方法は、特に限定されないが、例えば、Ｖ型混合機を用いて、１時間程度混合した後、目開きが１５０μｍのふるいを通すことにより混合することができる。 The mixing method is not particularly limited. For example, the mixing can be performed by using a V-type mixer for about 1 hour and then passing through a sieve having an opening of 150 μm.
混合した組成物を用いて、成形体を作製する。 A molded body is prepared using the mixed composition.
成形体の作製方法は、特に限定されないが、例えば、金型を用いて、組成物をプレス成型することにより作製することができる。成形時のプレス圧力は、特に限定されないが、５〜８０ＭＰａである。 Although the production method of a molded object is not specifically limited, For example, it can produce by press-molding a composition using a metal mold | die. Although the press pressure at the time of shaping | molding is not specifically limited, It is 5-80 Mpa.
成形体の熱伝導率は、特に限定されないが、発泡及び硬化時に好適に発泡する熱伝導率は０．３５〜１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１である。 The thermal conductivity of the molded body is not particularly limited, thermal conductivity suitably foamed at the foaming and curing are 0.35~10W · m -1 · K -1.
以上の工程で成形体が得られる。 A molded body is obtained through the above steps.
工程〔２〕において、成形体の表層部の全面もしくは一部の面を通気性部材で被覆する。 In the step [2], the whole surface or a part of the surface layer portion of the molded body is covered with a breathable member.
通気性部材を構成する材料としては、特に限定されないが、セラミックス、金属、炭素、セルロース等の樹脂、紙及び粘土鉱物等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。 Although it does not specifically limit as a material which comprises a breathable member, Resin, such as ceramics, metal, carbon, a cellulose, paper, a clay mineral, etc. are mentioned, You may use 2 or more types together.
通気性部材の形状は、特に限定されないが、シート状、平板状、ブロック状、凹凸形状、粉末状等を選択できる。 The shape of the breathable member is not particularly limited, but a sheet shape, a flat plate shape, a block shape, an uneven shape, a powder shape, and the like can be selected.
通気性部材の最大気孔径は、特に限定されないが、３〜３０μｍである。 The maximum pore diameter of the breathable member is not particularly limited, but is 3 to 30 μm.
通気性部材として粉末を用い、発泡及び硬化後に通気性部材を残存させたまま次工程をおこない多孔質体を得た場合、通気性部材または通気性部材由来の粉末がコート層となり、コート層より被覆されている多孔質体を得ることができる。 When powder is used as the air permeable member and the porous body is obtained by performing the next process with the air permeable member remaining after foaming and curing, the air permeable member or the powder derived from the air permeable member becomes a coat layer, A coated porous body can be obtained.
工程〔２〕において、凹凸形状をもつ通気性部材を用いることもできる。凹凸形状をもつ通気性部材を用いることで、凹凸形状が発泡及び硬化時に表層部に転写され、凹凸形状の表層部を有する多孔質体を作製することができる。 In the step [2], a breathable member having an uneven shape can also be used. By using a breathable member having a concavo-convex shape, the concavo-convex shape is transferred to the surface layer portion during foaming and curing, and a porous body having the concavo-convex shape surface layer portion can be produced.
以上の工程で被覆成形体が得られる。 The coated molded body is obtained through the above steps.
工程〔３〕において、被覆成形体を加熱し発泡させてバルク部に粗大な気孔かつ通気性部材で被覆された表層部に微小な気孔を形成させると共に硬化させる。 In the step [3], the coated molded body is heated and foamed to form coarse pores in the bulk portion and fine pores in the surface layer portion covered with the air-permeable member, and is cured.
被覆成形体を加熱する温度は、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤の組み合わせによって選択されるが、例えば、９０℃〜２００℃である。 The temperature at which the coated molded body is heated is selected depending on the combination of a resin that undergoes a thermoplastic state and then thermosets, a foaming agent, and a curing agent.
被覆成形体を加熱する時間は、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤の組み合わせによって選択されるが、例えば、１〜２時間である。 Although the time which heats a covering molded object is selected by the combination of resin, a foaming agent, and a hardening | curing agent which thermoset after passing through a thermoplastic state, it is 1-2 hours, for example.
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂としてノボラック型フェノール樹脂前駆体、硬化剤兼発泡剤としてヘキサミンを用いた場合、ノボラック型フェノール樹脂前駆体は加熱により軟化する。また、加熱によりヘキサミンが熱分解してガスを発生し発泡が生じる。これと並行して、ヘキサミンが硬化剤として作用し、フェノール樹脂の熱硬化が生じる。これにより、硬化成形体を得ることができる。 When a novolak type phenol resin precursor is used as a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state and hexamine is used as a curing agent and a foaming agent, the novolac type phenol resin precursor is softened by heating. In addition, heating causes thermal decomposition of hexamine to generate gas and foaming occurs. In parallel with this, hexamine acts as a curing agent, resulting in thermosetting of the phenolic resin. Thereby, a hardening molded object can be obtained.
ヘキサミンを硬化剤として用いる際、水が存在する環境下では、ヘキサミンの熱分解を促進し、分解ガスの発泡量を増加させることができる。 When hexamine is used as a curing agent, in an environment where water is present, the thermal decomposition of hexamine can be promoted and the amount of foaming of the decomposition gas can be increased.
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂としてレゾール型フェノール樹脂前駆体を用いた場合、レゾール型フェノール樹脂前駆体は加熱により軟化する。さらに、縮合反応時の蒸気の発生による発泡と熱硬化が生じる。これにより、硬化成形体を得ることができる。 When a resol type phenol resin precursor is used as a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state, the resol type phenol resin precursor is softened by heating. Further, foaming and thermosetting occur due to generation of steam during the condensation reaction. Thereby, a hardening molded object can be obtained.
上記の発泡で生じたガスは、被覆成形体の通気性部材で被覆された全面もしくは一部の面では、通気性部材を通じて排出される。その結果、バルク部に粗大な気孔かつ通気性部材で被覆された表層部に微小な気孔が形成され、バルク部より低気孔率の表層部を有する硬化成形体を得ることができる。 The gas generated by the foaming is exhausted through the air permeable member on the entire surface or a part of the surface of the coated molded body covered with the air permeable member. As a result, fine pores are formed in the surface layer portion covered with coarse pores and a breathable member in the bulk portion, and a cured molded body having a surface layer portion having a lower porosity than the bulk portion can be obtained.
なお、成形体の表面の全部又は一部を非通気性部材で被覆すると、非通気性部材で被覆された表面は、発泡したガスが表面付近で留まるため、表面に粗大な気孔が生成し、多孔質体の強度が著しく低下する。 In addition, when all or a part of the surface of the molded body is covered with a non-breathable member, the surface covered with the non-breathable member retains the foamed gas near the surface, so that coarse pores are generated on the surface, The strength of the porous body is significantly reduced.
また、成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆しないと、通気性部材で被覆されない表面は、発泡により表面に泡が現れ、粗大な気孔が生成し、多孔質体の強度が著しく低下する。 Also, if all or part of the surface of the molded body is not covered with a breathable member, the surface that is not covered with the breathable member will cause bubbles to appear on the surface due to foaming, generating coarse pores, and the strength of the porous body It drops significantly.
工程〔１〕中に、無機材料粉末の一部として、針状、棒状、あるいは、板状の異方性粒子の粉末を加えた場合、この異方性粒子は、発泡時の流動により表層部や気孔の内面に配向し、異方性組織を形成する。異方性粒子が針状や棒状の場合はその長軸が、異方性粒子が板状の場合はその面が、表層部及びバルク部の気孔の内壁面に平行に配向する。 When powder of anisotropic particles in the form of needles, rods, or plates is added as part of the inorganic material powder during the step [1], the anisotropic particles are formed on the surface layer portion by the flow during foaming. Or oriented on the inner surface of the pores to form an anisotropic structure. When the anisotropic particles are needle-shaped or rod-shaped, the major axis is oriented parallel to the inner wall surfaces of the pores in the surface layer portion and the bulk portion when the anisotropic particles are plate-shaped.
以上の工程で硬化成形体が得られる。 A cured molded body is obtained through the above steps.
図９に示すように、工程〔２〕で被覆した通気性部材を取り除いてから工程〔４〕を進めるが、その一部もしくはすべてが残存したまま工程〔４〕を進めてもよい。 As shown in FIG. 9, the step [4] is performed after removing the breathable member covered in the step [2], but the step [4] may be performed with a part or all of the remaining portion remaining.
樹脂の除去あるいは炭化をおこなう温度は、樹脂の種類と量によって選択されるが、例えば３００〜８００℃である。 The temperature at which the resin is removed or carbonized is selected depending on the type and amount of the resin, and is, for example, 300 to 800 ° C.
樹脂の除去あるいは炭化をおこなう時間は、樹脂の種類と量によって選択されるが、例えば１〜５時間である。 The time for removing or carbonizing the resin is selected depending on the type and amount of the resin, and is, for example, 1 to 5 hours.
樹脂の除去あるいは炭化をおこなう雰囲気は、目的によって選択されるが、例えば、真空下、アルゴン雰囲気下、窒素雰囲気下、大気雰囲気下、還元雰囲気下等があげられる。例えば、樹脂の除去をおこなう場合は大気雰囲気下で加熱をおこなう。例えば、樹脂の炭化をおこなう場合は不活性ガス雰囲気下で加熱をおこなう。 The atmosphere in which the resin is removed or carbonized is selected depending on the purpose, and examples thereof include a vacuum, an argon atmosphere, a nitrogen atmosphere, an air atmosphere, and a reducing atmosphere. For example, when removing the resin, heating is performed in an air atmosphere. For example, when carbonizing the resin, heating is performed in an inert gas atmosphere.
以上の工程で焼成前成形体が得られる。 The pre-firing shaped body is obtained through the above steps.
工程〔５〕において、焼成前成形体の焼成をおこなう。 In step [5], the green body is fired.
焼成をおこなう方法としては、多孔質体の種類に応じて選択されるが、例えば、固相焼結法、液相焼結法、反応焼結法、等が挙げられる。 The method for firing is selected according to the type of the porous body, and examples thereof include a solid phase sintering method, a liquid phase sintering method, a reaction sintering method, and the like.
焼成をおこなう温度は、多孔質体の種類に応じて選択されるが、例えば１１００〜１６００℃である。 Although the temperature which performs baking is selected according to the kind of porous body, it is 1100-1600 degreeC, for example.
焼成をおこなう焼成する時間は、多孔質体の種類に応じて選択されるが、例えば２０分〜２時間である。 The firing time for firing is selected according to the type of the porous body, and is, for example, 20 minutes to 2 hours.
焼成をおこなう雰囲気は、多孔質体の種類に応じて選択されるが、例えば、真空下、アルゴン雰囲気下、窒素雰囲気下、大気雰囲気下、還元雰囲気下、等があげられる。 The atmosphere for firing is selected according to the type of the porous body, and examples thereof include a vacuum, an argon atmosphere, a nitrogen atmosphere, an air atmosphere, and a reducing atmosphere.
以上の工程で多孔質体が得られる。 A porous body is obtained through the above steps.
本発明の実施形態の多孔質体の製造方法（１）は、多孔質体にコート層を形成する工程をさらに有してもよい。 The manufacturing method (1) of the porous body of the embodiment of the present invention may further include a step of forming a coat layer on the porous body.
コート層を構成する材料は、バルク部を構成する材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The material constituting the coat layer may be the same as or different from the material constituting the bulk portion.
コート層を形成する方法としては、特に限定されないが、コート層を構成する材料（の原料）のスラリーを塗布した後、乾燥させる方法等が挙げられる。 The method for forming the coat layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a slurry of a material (raw material) constituting the coat layer and then drying.
以下、コート層が形成された多孔質体を多孔質体（コート層有り）と表記する。 Hereinafter, the porous body on which the coating layer is formed is referred to as a porous body (with a coating layer).
なお、工程〔２〕において、成形体の表面の全部又は一部を、通気性部材で被覆する代わりに、コート層を構成する材料の粉末層を形成することにより、多孔質体（コート層有り）を作製してもよい。 In step [2], instead of coating the whole or part of the surface of the molded body with a breathable member, a porous layer (with a coating layer) is formed by forming a powder layer of the material constituting the coating layer. ) May be produced.
粉末層を構成する粉末としては、特に限定されないが、セラミックス（金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、複合酸化物、粘土鉱物およびその混合物）粉末、金属粉末、合金粉末等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。また、粉末層の一部には、針状、棒状、あるいは、板状の異方性粒子を含んでもよい。 The powder constituting the powder layer is not particularly limited, and includes ceramic (metal oxide, metal nitride, metal carbide, composite oxide, clay mineral and mixture thereof) powder, metal powder, alloy powder, and the like. More than one species may be used in combination. A part of the powder layer may include needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles.
＜＜多孔質体の製造方法（２）＞＞
本発明の実施形態の多孔質体の製造方法（２）は、以下の工程〔１〕〜〔３〕、〔Ｃ〕、〔４'〕、〔５'〕を有する。なお、工程〔１〕〜〔３〕および〔５'〕は多孔質体の製造方法（１）の工程〔１〕〜〔３〕および〔５〕と共通するため、その説明を省略する。
<< Method for Producing Porous Body (2) >>
The manufacturing method (2) of the porous body of embodiment of this invention has the following processes [1]-[3], [C], [4 '], [5']. The steps [1] to [3] and [5 ′] are the same as the steps [1] to [3] and [5] of the method (1) for producing the porous body, and thus the description thereof is omitted.
〔１〕無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成型して成形体を作製する工程
〔２〕成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程
〔３〕被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程
〔Ｃ〕硬化成形体にコート層を形成してコート成形体とする工程
〔４'〕コート成形体を加熱して、コート成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程、
〔５'〕焼成前成形体を焼成して多孔質体（コート層有り）とする工程
上記の工程〔１〕〜〔３〕、〔Ｃ〕、〔４'〕、〔５'〕のフローを図１０に示す。
[1] Step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent. [2] All or part of the surface of the molded body. Step of coating with air-permeable member to form a coated molded body [3] Step of heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body [C] Forming a coat layer on the cured molded body [4 ′] a step of heating the coated molded body to remove or carbonize the resin contained in the coated molded body to obtain a molded body before firing,
[5 ′] Step of firing the green body before firing to form a porous body (with a coating layer) The flow of the above steps [1] to [3], [C], [4 ′] and [5 ′] As shown in FIG.
なお、図１０は板状部材の上面を通気性部材で被覆し、上面にバルク部より低気孔率の表層部を形成させる場合の例を示しているが、これに限定されるものではない。 FIG. 10 shows an example in which the upper surface of the plate-like member is covered with a gas permeable member, and a surface layer portion having a lower porosity than the bulk portion is formed on the upper surface, but is not limited thereto.
工程〔Ｃ〕において、硬化成形体上にコート層を形成する。 In the step [C], a coat layer is formed on the cured molded body.
工程〔２〕で被覆した通気性部材を取り除いてからこの工程を進めてもよいし、その一部もしくはすべてが残存したままこの工程を進めてもよい。 This step may be carried out after removing the breathable member coated in step [2], or this step may be carried out with some or all of it remaining.
コート層を構成する材料は、バルク部を構成する材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The material constituting the coat layer may be the same as or different from the material constituting the bulk portion.
コート層を形成する方法としては、特に限定されないが、コート層を構成する材料（の原料）のスラリーを塗布した後、乾燥させる方法等が挙げられる。硬化成形体の表層部は樹脂を含むため、コート層を構成する材料（の原料）の硬化成形体のバルク部への浸入が抑制される。 The method for forming the coat layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a slurry of a material (raw material) constituting the coat layer and then drying. Since the surface layer portion of the cured molded body contains a resin, the intrusion of the material (raw material) constituting the coat layer into the bulk portion of the cured molded body is suppressed.
以上の工程でコート成形体が得られる。 A coated molded body is obtained through the above steps.
工程〔４'〕において、コート成形体を加熱して、コート成形体中に含まれる樹脂の除去または炭化をおこなう。 In the step [4 ′], the coated molded body is heated to remove or carbonize the resin contained in the coated molded body.
なお、工程〔４'〕では、多孔質体の製造方法（１）の工程〔４〕における、通気性部材を取り除く作業は必要ない。 In step [4 ′], it is not necessary to remove the air-permeable member in step [4] of the porous body production method (1).
他は、多孔質体の製造方法（１）の工程〔４〕と共通であるため、その説明を省略する。 Since others are common with the process [4] of the manufacturing method (1) of a porous body, the description is abbreviate | omitted.
以上の工程で焼成前成形体が得られる。 The pre-firing shaped body is obtained through the above steps.
説明を省略した工程を含めて、以上の工程で多孔質体が得られる。 The porous body can be obtained through the above steps including the step in which the description is omitted.
＜＜多孔質体の製造方法（３）＞＞
本発明の実施形態の多孔質体の製造方法（３）は、以下の工程〔１〕〜〔４〕、〔Ｃ'〕、〔５'〕を有する。なお、工程〔１〕〜〔４〕は多孔質体の製造方法（１）の工程〔１〕〜〔４〕と共通するため、その説明を省略する。
<< Method for Producing Porous Body (3) >>
The manufacturing method (3) of the porous body of embodiment of this invention has the following processes [1]-[4], [C '], [5']. Steps [1] to [4] are the same as steps [1] to [4] in the method (1) for producing the porous body, and thus description thereof is omitted.
〔１〕無機材料粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂、発泡剤及び硬化剤を含む組成物を成型して成形体を作製する工程
〔２〕成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程
〔３〕被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程
〔４〕硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程、
〔Ｃ'〕焼成前成形体にコート層を形成してコート成形体'とする工程
〔５'〕コート成形体'を焼成して多孔質体（コート層有り）とする工程
上記の工程〔１〕〜〔４〕、〔Ｃ'〕、〔５'〕のフローを図１１に示す。
[1] Step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermoset after passing through a thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent. [2] All or part of the surface of the molded body. Step of coating with air-permeable member to form a coated molded body [3] Step of heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body [4] Heating the cured molded body to be included in the cured molded body Removing or carbonizing the resin to form a green body before firing,
[C ′] Step of forming a coated layer on the green body before firing to form a coated body “5 ′” Step of firing the coated body ”to form a porous body (with a coating layer) [1] ] To [4], [C '], and [5'] are shown in FIG.
工程〔Ｃ'〕において、焼成前成形体上にコート層を形成する。 In the step [C ′], a coat layer is formed on the pre-fired shaped body.
他は、多孔質体の製造方法（２）の工程〔Ｃ〕と共通であるため、その説明を省略する。 Since others are common with the process [C] of the manufacturing method (2) of a porous body, the description is abbreviate | omitted.
以上の工程でコート成形体'が得られる。 The coated molded body 'is obtained through the above steps.
工程〔５'〕において、コート成形体'の焼成をおこなう。 In the step [5 ′], the coated molded body ′ is fired.
他は、多孔質体の製造方法（１）の工程〔５〕と共通であるため、その説明を省略する。 Since others are common with the process [5] of the manufacturing method (1) of a porous body, the description is abbreviate | omitted.
説明を省略した工程を含めて、以上の工程で多孔質体が得られる。 The porous body can be obtained through the above steps including the step in which the description is omitted.
次に、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、実施例により限定されない。 Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.
実施例１ アルミナ 上下面に表層部を形成したもの
無機材料粉末として平均粒子径が１２．０μｍの粗粒アルミナ粉末に対して平均粒子径が０．６μｍの微粒アルミナ粉末２重量％を加えＶ型混合機（筒井理化学機器社製）を用いて乾式混合を１時間行った。
Example 1 Alumina with surface layer portions formed on upper and lower surfaces V-type inorganic material powder added with 2% by weight of fine alumina powder having an average particle size of 0.6 μm to coarse alumina powder having an average particle size of 12.0 μm Dry mixing was performed for 1 hour using a mixer (manufactured by Tsutsui Rikenki Co., Ltd.).
上記の混合アルミナ粉末に、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂としてノボラック型フェノール樹脂前駆体（旭有機材工業社製）、発泡剤兼硬化剤としてヘキサミンを加えた。アルミナ粉末に対するフェノール樹脂の体積比を１．５とした。また、フェノール樹脂に対するヘキサミンの質量比を０．１０とした。 A novolac-type phenol resin precursor (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) was added to the above mixed alumina powder as a resin that thermally cured after passing through a thermoplastic state, and hexamine was added as a blowing agent and a curing agent. The volume ratio of phenol resin to alumina powder was 1.5. The mass ratio of hexamine to phenolic resin was 0.10.
上記の混合物を、Ｖ型混合機（筒井理化学機器社製）を用いて乾式混合を１時間行った後、目開きが１５０μｍのふるいを通して、組成物を得た。 The above mixture was dry-mixed for 1 hour using a V-type mixer (manufactured by Tsutsui Chemical Co., Ltd.), and then passed through a sieve having an opening of 150 μm to obtain a composition.
金型を用いて、組成物７ｇをプレス成型して、成形体（直径：４５ｍｍ、厚み：３ｍｍ）を得た。このとき、プレス圧力を２０ＭＰａとした。成形体の熱伝導率は０．３５Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であった。 7 g of the composition was press-molded using a mold to obtain a molded body (diameter: 45 mm, thickness: 3 mm). At this time, the press pressure was 20 MPa. The heat conductivity of the molded body was 0.35 W · m −1 · K −1 .
通気性部材としてろ紙（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｐ−３８０１）６種）を用い、成形体の上下面を被覆し、被覆成形体を得た。 Filter paper (6 types of JIS standard (JIS-P-3801)) was used as the air permeable member, and the upper and lower surfaces of the molded body were covered to obtain a coated molded body.
通気性部材で上下面が被覆された被覆成形体を１５０℃で１時間加熱して、発泡させると共に、硬化させ、硬化成形体を得た。 The coated molded body whose upper and lower surfaces were coated with a breathable member was heated at 150 ° C. for 1 hour to cause foaming and curing to obtain a cured molded body.
硬化成形体を、窒素気流下、８００℃で１時間加熱し、成形体に含まれる熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂を炭化させ、焼成前成形体を得た。 The cured molded body was heated at 800 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream to carbonize the resin that was thermoset after passing through the thermoplastic state contained in the molded body to obtain a molded body before firing.
焼成前成形体を、大気雰囲気下、１６００℃で１時間、固相焼結法により焼成した。厚みが３．０ｍｍのアルミナ質の多孔質体が得られた。 The pre-fired shaped body was fired by solid phase sintering at 1600 ° C. for 1 hour in an air atmosphere. An alumina porous body having a thickness of 3.0 mm was obtained.
上記アルミナ質の多孔質体を切断し、断面を光学顕微鏡で観察した。 The alumina porous body was cut and the cross section was observed with an optical microscope.
図１２に、多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 12 shows an optical micrograph of a cross section of the porous body.
なお、光学顕微鏡写真は多孔質体の表面近傍の表層部とバルク部を撮影したものである。 The optical micrograph is a photograph of the surface layer portion and the bulk portion near the surface of the porous body.
図１２から明らかなように、多孔質体の上下面にバルク部より低気孔率の表層部が形成されており、バルク部には発泡による気孔が形成されていた。 As is clear from FIG. 12, surface portions having lower porosity than the bulk portion were formed on the upper and lower surfaces of the porous body, and pores due to foaming were formed in the bulk portion.
図１３に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 13 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図１３から明らかなように、多孔質体には気孔率がバルク部よりも小さい表層部が形成されており、バルク部に見られた発泡による気孔はみられなかった。 As is apparent from FIG. 13, the porous body has a surface layer portion with a porosity smaller than that of the bulk portion, and no pores due to foaming observed in the bulk portion were observed.
図１４に、多孔質体の体積基準の気孔径分布を示す。 FIG. 14 shows the volume-based pore size distribution of the porous body.
なお、多孔質体の体積基準の気孔径分布の測定は水銀圧入法によりおこなった。 The volume-based pore size distribution of the porous body was measured by a mercury intrusion method.
図１４から明らかなように、多孔質体は、４μｍと１１μｍにピークをもつ気孔径分布を有していた。 As is apparent from FIG. 14, the porous body had a pore size distribution having peaks at 4 μm and 11 μm.
４μｍにピークをもつ気孔径分布は表層部やバルク部の隔壁中の気孔に対応しており、一方、１１μｍにピークをもつ分布は、発泡による気孔に対応している。 The pore diameter distribution having a peak at 4 μm corresponds to pores in the partition walls of the surface layer portion and the bulk portion, while the distribution having a peak at 11 μm corresponds to pores due to foaming.
なお、水銀圧入法で測定する気孔径は、気孔の最大径ではなく、気孔同士が連結する部分（ネック部）の径に対応している。 The pore diameter measured by the mercury intrusion method does not correspond to the maximum pore diameter but the diameter of the portion (neck portion) where the pores are connected.
図１５に、多孔質体の表層部とバルク部の境界の測定結果を示す。 In FIG. 15, the measurement result of the boundary of the surface layer part of a porous body and a bulk part is shown.
なお、多孔質体の表層部とバルク部の境界の測定は、多孔質体断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察により行った。 In addition, the measurement of the boundary of the surface layer part of a porous body and a bulk part was performed by SEM (scanning electron microscope) observation of the porous body cross section.
図１５から明らかなように、１０μｍ以上の気孔を貫通した線分の割合は、多孔質体の表面直下では少なく、内部では多くなっている。表面直下で割合がほぼ一定の割合（Ｓ）となった１．６％と、内部で割合がほぼ一定の割合（Ｂ）となった３３％の中間の１７．３％となる深さを表層部とバルク部の境界（Ｔｓ）とした。測定結果から、表層部の厚みは１００μｍであった。 As can be seen from FIG. 15, the proportion of line segments penetrating through pores of 10 μm or more is small just below the surface of the porous body and large inside. The surface layer has a depth that is 17.3%, which is an intermediate between 1.6%, which is a substantially constant ratio (S) directly below the surface, and 33%, which is a substantially constant ratio (B) inside. The boundary (Ts) between the part and the bulk part was used. From the measurement results, the thickness of the surface layer portion was 100 μm.
図１６に、表層部およびバルク部の１０μｍ以上の気孔径を有する気孔についての個数基準、即ち、補正個数基準の気孔径分布を示す。 FIG. 16 shows a pore size distribution based on the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more in the surface layer portion and the bulk portion, that is, a corrected number basis.
なお、補正個数基準の気孔径分布は光学顕微鏡写真の画像解析により求めた。 The pore size distribution based on the corrected number was determined by image analysis of an optical micrograph.
図１６から明らかなように、表層部の１０％累積気孔径、５０％累積気孔径、９０％累積気孔径、ピーク気孔径は、それぞれ１２μｍ、２２μｍ、３２μｍ、２６μｍであった。 As apparent from FIG. 16, the 10% cumulative pore diameter, 50% cumulative pore diameter, 90% cumulative pore diameter, and peak pore diameter of the surface layer portion were 12 μm, 22 μm, 32 μm, and 26 μm, respectively.
また、バルク部の１０％累積気孔径、５０％累積気孔径、９０％累積気孔径、ピーク気孔径は、それぞれ２２μｍ、３６μｍ、６２μｍ、４２μｍであった。 The 10% cumulative pore diameter, 50% cumulative pore diameter, 90% cumulative pore diameter, and peak pore diameter of the bulk portion were 22 μm, 36 μm, 62 μm, and 42 μm, respectively.
比較例１ アルミナ プレス成型で発泡させないもの
無機材料粉末として平均粒子径が１２．０μｍの粗粒アルミナ粉末に対して平均粒子径が０．６μｍの微粒アルミナ粉末２重量％加えＶ型混合機（筒井理化学機器社製）を用いて乾式混合した。
Comparative Example 1 Alumina What is not foamed by press molding As a mineral powder, 2% by weight of fine alumina powder with an average particle size of 0.6 μm is added to a coarse alumina powder with an average particle size of 12.0 μm. Dry mixing was performed using a product of RIKEN CHEMICAL CO., LTD.
金型を用いて、組成物７ｇをプレス成型し、成形体（直径:２０ｍｍ、厚み：８ｍｍ）を得た。このとき、プレス圧力を２０ＭＰａとした。 Using a mold, 7 g of the composition was press-molded to obtain a molded body (diameter: 20 mm, thickness: 8 mm). At this time, the press pressure was 20 MPa.
他は、実施例１と同様にして、厚みが８ｍｍのバルク部からなる多孔質体を得た。 Others were carried out similarly to Example 1, and obtained the porous body which consists of a bulk part whose thickness is 8 mm.
図１７に、多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 17 shows an optical micrograph of a cross section of the porous body.
図１７から明らかなように、バルク部には発泡による気孔は見られず、実施例１の表層部に類似した構造を示していた。 As apparent from FIG. 17, no pores due to foaming were observed in the bulk portion, and a structure similar to the surface layer portion of Example 1 was shown.
図１８に、多孔質体の体積基準の気孔径分布を示す。 FIG. 18 shows a volume-based pore size distribution of the porous body.
なお、多孔質体の体積基準の気孔径分布の測定は水銀圧入法によりおこなった。 The volume-based pore size distribution of the porous body was measured by a mercury intrusion method.
図１８から明らかなように、多孔質体は、３．６μｍにピークをもつ気孔径分布を有していた。この気孔径分布は多孔質体を構成するアルミナ粒子間の気孔を示しており、実施例１の小気孔径側の表層部やバルク部の隔壁中の気孔を示すピーク（４μｍ）に対応している（図１４参照）。 As is clear from FIG. 18, the porous body had a pore size distribution having a peak at 3.6 μm. This pore size distribution indicates the pores between the alumina particles constituting the porous body, and corresponds to the peak (4 μm) indicating pores in the surface layer portion on the small pore diameter side and the bulk portion partition walls in Example 1. (See FIG. 14).
すなわち、図１４と図１８を比較すると、実施例１の多孔質体の発泡によるピークは、図１４の大気孔径側のピーク（１１μｍ、但し、ネック径を示している）として示されることがわかる。 That is, when FIG. 14 and FIG. 18 are compared, it can be seen that the peak due to foaming of the porous body of Example 1 is shown as the peak on the atmospheric pore diameter side of FIG. 14 (11 μm, but indicates the neck diameter). .
比較例２ 非通気性部材で覆って発泡させたもの
通気性部材の代わりに、非通気性部材であるポリエチレンテレフタレート製樹脂シートを用いて成形体の上下面を被覆する以外は、実施例１と同様にして、厚みが２．９ｍｍの多孔質体を得た。
Comparative Example 2 Foam covered with a non-breathable member Example 1 except that the upper and lower surfaces of the molded body were covered with a polyethylene terephthalate resin sheet, which is a non-breathable member, instead of the breathable member. Similarly, a porous body having a thickness of 2.9 mm was obtained.
図１９に、多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 19 shows an optical micrograph of a cross section of the porous body.
なお、光学顕微鏡写真は多孔質体の表面近傍を撮影したものである。 The optical micrograph is a photograph of the vicinity of the surface of the porous body.
図１９から明らかなように、発泡による気孔が多孔質体の表面にも存在していた。多孔質体の全体がバルク部より構成され、気孔率がバルク部よりも小さい表層部は形成されていなかった。 As is apparent from FIG. 19, pores due to foaming were also present on the surface of the porous body. The whole porous body was composed of a bulk portion, and a surface layer portion having a porosity smaller than that of the bulk portion was not formed.
図２０に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 20 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図２０から明らかなように、発泡による気孔が多孔質体の表面にも存在していた。 As is apparent from FIG. 20, pores due to foaming were also present on the surface of the porous body.
実施例２ ＳｉＣ 上下面に表層部を形成したもの
無機材料粉末として平均粒子径が１０．０μｍのケイ素粉末、熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂としてノボラック型フェノール樹脂前駆体（旭有機材工業社製）、発泡剤兼硬化剤としてヘキサミンを用いた。ケイ素粉末に対するフェノール樹脂の体積比を１．５とした。また、フェノール樹脂に対するヘキサミンの質量比を０．１０とした。
Example 2 Surface layer portions formed on SiC upper and lower surfaces Silicon powder having an average particle size of 10.0 μm as inorganic material powder, novolak-type phenol resin precursor (Asahi Organic Material Industries) as a resin that is thermoset after undergoing a thermoplastic state Hexamine was used as a foaming and curing agent. The volume ratio of phenol resin to silicon powder was 1.5. The mass ratio of hexamine to phenolic resin was 0.10.
Ｖ型混合機（筒井理化学機器社製）を用いて乾式混合を１時間行った後、目開きが１５０μｍのふるいを通して、組成物を得た。 After dry-mixing for 1 hour using a V-type mixer (manufactured by Tsutsui Rika Instruments Co., Ltd.), a composition was obtained through a sieve having an opening of 150 μm.
金型を用いて、組成物５ｇをプレス成型して、成形体（直径：４５ｍｍ、厚み：３ｍｍ）を得た。このとき、プレス圧力を２０ＭＰａとした。成形体の熱伝導率は０．５４Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であった。 Using a mold, 5 g of the composition was press-molded to obtain a molded body (diameter: 45 mm, thickness: 3 mm). At this time, the press pressure was 20 MPa. The heat conductivity of the molded body was 0.54 W · m −1 · K −1 .
通気性部材としてろ紙（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｐ−３８０１）６種）を用い、成形体の上下面を被覆し、被覆成形体を得た。 Filter paper (6 types of JIS standard (JIS-P-3801)) was used as the air permeable member, and the upper and lower surfaces of the molded body were covered to obtain a coated molded body.
被覆成形体を１５０℃で１時間加熱して、発泡させると共に硬化させ、硬化成形体を得た。 The coated molded body was heated at 150 ° C. for 1 hour to be foamed and cured to obtain a cured molded body.
硬化成形体を、窒素雰囲気下、８００℃で１時間加熱し、成形体に含まれる熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂を炭化させ、焼成前成形体を得た。 The cured molded body was heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 1 hour to carbonize the resin that was thermoset after passing through the thermoplastic state contained in the molded body to obtain a molded body before firing.
焼成前成形体を、真空下、１４５０℃で１時間、反応焼結法により焼成した。厚みが２．９ｍｍの多孔質体が得られた。 The molded body before firing was fired by a reactive sintering method at 1450 ° C. for 1 hour under vacuum. A porous body having a thickness of 2.9 mm was obtained.
上記多孔質体は、ケイ素粉末と熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂由来の炭素成分が反応して炭化ケイ素が生成したため、炭化ケイ素質の多孔質体であった。 The porous body was a silicon carbide-based porous body because silicon carbide was produced by the reaction of the silicon component with a carbon component derived from a resin that passed through a thermoplastic state and then thermally cured.
上記炭化ケイ素質の多孔質体を切断し、断面や表面を光学顕微鏡及びＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した。 The silicon carbide porous body was cut, and the cross section and the surface were observed with an optical microscope and SEM (scanning electron microscope).
図２１に、多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 21 shows an optical micrograph of a cross section of the porous body.
図２１から明らかなように、多孔質体の上下面にバルク部より低気孔率の表層部が形成されていた。 As is clear from FIG. 21, surface portions having lower porosity than the bulk portion were formed on the upper and lower surfaces of the porous body.
図２２に、多孔質体の断面のＳＥＭ写真を示す。 In FIG. 22, the SEM photograph of the cross section of a porous body is shown.
なお、ＳＥＭ写真は多孔質体の表面近傍の表層部とバルク部を撮影したものである。 The SEM photograph is a photograph of the surface layer portion and the bulk portion in the vicinity of the surface of the porous body.
図２２から明らかなように、多孔質体の表面近傍にバルク部より低気孔率の表層部が形成されていた。 As apparent from FIG. 22, a surface layer portion having a lower porosity than the bulk portion was formed in the vicinity of the surface of the porous body.
図２３に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 23 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図２３から明らかなように、多孔質体の表面には、発泡による気孔がみられなかった。 As is apparent from FIG. 23, no pores due to foaming were observed on the surface of the porous body.
図２４に、多孔質体の表層部とバルク部の境界の測定結果を示す。 In FIG. 24, the measurement result of the boundary of the surface layer part of a porous body and a bulk part is shown.
なお、多孔質体の表層部とバルク部の境界の測定は、多孔質体断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察により行った。 In addition, the measurement of the boundary of the surface layer part of a porous body and a bulk part was performed by SEM (scanning electron microscope) observation of the porous body cross section.
図２４から明らかなように、１０μｍ以上の気孔を貫通した線分の割合は、多孔質体の表面直下では少なく、内部では多くなっている。表面直下で割合がほぼ一定の割合（Ｓ）となった３％と、内部で割合がほぼ一定の割合（Ｂ）となった４１％の中間の２１％となる深さを表層部とバルク部の境界（Ｔｓ）とした。測定結果から、表層部の厚みは８８μｍであった。 As is clear from FIG. 24, the ratio of the line segment penetrating through the pores of 10 μm or more is small immediately below the surface of the porous body and is large inside. The surface layer portion and the bulk portion have a depth that is 21% in the middle of 3%, which is a substantially constant ratio (S) directly below the surface, and 41%, which is a substantially constant ratio (B) inside. The boundary (Ts). From the measurement results, the thickness of the surface layer portion was 88 μm.
図２５に、表層部およびバルク部の１０μｍ以上の気孔径を有する気孔についての個数基準、即ち、補正個数基準の気孔径分布を示す。 FIG. 25 shows a pore size distribution based on the number of pores having a pore diameter of 10 μm or more in the surface layer portion and the bulk portion, that is, a corrected number basis.
なお、補正個数基準の補正分布はＳＥＭ写真の画像解析により求めた。 The correction distribution based on the correction number was obtained by image analysis of SEM photographs.
図２５から明らかなように、表層部の１０％累積気孔径、５０％累積気孔径、９０％累積気孔径、ピーク気孔径は、それぞれ１７μｍ、２１μｍ、３３μｍ、２１μｍであった。 As apparent from FIG. 25, the 10% cumulative pore diameter, 50% cumulative pore diameter, 90% cumulative pore diameter, and peak pore diameter of the surface layer portion were 17 μm, 21 μm, 33 μm, and 21 μm, respectively.
また、バルク部の１０％累積気孔径、５０％累積気孔径、９０％累積気孔径、ピーク気孔径は、それぞれ２７μｍ、４６μｍ、８１μｍ、４６μｍであった。 Further, the 10% cumulative pore diameter, 50% cumulative pore diameter, 90% cumulative pore diameter, and peak pore diameter of the bulk portion were 27 μm, 46 μm, 81 μm, and 46 μm, respectively.
実施例３ ＳｉＣ 上下面に表層部を形成したもの（厚み１．３ｍｍ）
プレス成型する組成物の質量を２ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、厚みが１．３ｍｍの炭化ケイ素質の多孔質体を得た。
Example 3 SiC surface layer formed on the upper and lower surfaces (thickness 1.3 mm)
A silicon carbide porous body having a thickness of 1.3 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mass of the composition to be press-molded was changed to 2 g.
多孔質体には、気孔率がバルク部よりも小さい厚みが７７μｍの表層部が上下面に形成されていた。 In the porous body, surface layer portions having a thickness of 77 μm whose porosity is smaller than that of the bulk portion were formed on the upper and lower surfaces.
実施例４ ＳｉＣ 全面に表層部を形成したもの
実施例２と同様にして作製した粉末の組成物３ｇを、金型を用いてプレス成型して、成形体（幅：８ｍｍ、長さ：４５ｍｍ、厚み：２．６ｍｍ）を得た。このとき、プレス圧力を２５ＭＰａとした。
Example 4 SiC with a surface layer formed on the entire surface 3 g of a powder composition produced in the same manner as in Example 2 was press-molded using a mold, and a molded body (width: 8 mm, length: 45 mm, Thickness: 2.6 mm) was obtained. At this time, the press pressure was set to 25 MPa.
通気性部材としてろ紙（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｐ−３８０１）６種）を用い、成形体の全周面（上面、下面、側面）を被覆し、被覆成形体を得た。 Filter paper (JIS standard (JIS-P-3801) 6 types) was used as a breathable member, and the entire peripheral surface (upper surface, lower surface, side surface) of the molded body was covered to obtain a coated molded body.
他は、実施例２と同様にして、厚みが２．６ｍｍのバルク部からなる多孔質体を得た。 Others were carried out similarly to Example 2, and obtained the porous body which consists of a bulk part whose thickness is 2.6 mm.
図２６に、多孔質体の断面の光学顕微鏡写真とＳＥＭ写真を示す。 In FIG. 26, the optical micrograph and SEM photograph of the cross section of a porous body are shown.
図２６から明らかなように、多孔質体の全周面にバルク部より低気孔率の表層部が形成されていた。 As apparent from FIG. 26, a surface layer portion having a lower porosity than the bulk portion was formed on the entire peripheral surface of the porous body.
表層部の厚みは約６８μｍであった。 The thickness of the surface layer portion was about 68 μm.
実施例５ ＳｉＣ レゾール型フェノール樹脂を利用し、上下面に表層部を形成したもの
熱可塑状態を経たのち熱硬化する樹脂をレゾール型フェノール樹脂前駆体に変更した以外は、実施例２と同様にして厚みが２．９ｍｍの炭化ケイ素質の多孔質体を得た。
Example 5 A SiC resol type phenol resin was used and surface layers were formed on the upper and lower surfaces. The same procedure as in Example 2 was repeated except that the resin that was thermoset after passing through the thermoplastic state was changed to a resol type phenol resin precursor. Thus, a silicon carbide porous body having a thickness of 2.9 mm was obtained.
多孔質体には、気孔率がバルク部よりも小さい厚みが７５μｍの表層部が形成されていた。 In the porous body, a surface layer portion having a porosity of 75 μm smaller than that of the bulk portion was formed.
比較例３ ＳｉＣ 通気性部材なしで発泡させたもの
通気性部材の代わりに、緻密なポリエチレンテレフタレート製樹脂シートを用いて成形体の上下面を覆う以外は、実施例２と同様にして、厚みが３．０ｍｍのバルク部からなる多孔質体を得た。
Comparative Example 3 Foamed without SiC breathable member The thickness was the same as in Example 2 except that the upper and lower surfaces of the molded body were covered with a dense polyethylene terephthalate resin sheet instead of the breathable member. The porous body which consists of a 3.0 mm bulk part was obtained.
図２７に、上記の多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 In FIG. 27, the optical microscope photograph of the surface of said porous body is shown.
図２７から明らかなように、多孔質体の表面には、発泡による気孔が多数観測された。多孔質体の全体がバルク部より構成され、気孔率がバルク部よりも小さい表層部は形成されていなかった。 As is clear from FIG. 27, many pores due to foaming were observed on the surface of the porous body. The whole porous body was composed of a bulk portion, and a surface layer portion having a porosity smaller than that of the bulk portion was not formed.
比較例４ ＳｉＣ 自由発泡で作製したもの
成形体の上面を被覆せずに加熱発泡させる以外は、実施例２と同様にして、厚みが３．０ｍｍのバルク部からなる多孔質体を得た。
Comparative Example 4 Fabricated by SiC Free Foaming A porous body composed of a bulk part having a thickness of 3.0 mm was obtained in the same manner as in Example 2 except that heating and foaming were performed without covering the upper surface of the molded body.
上記炭化ケイ素質の多孔質体を切断し、断面を光学顕微鏡で観察した。 The silicon carbide porous body was cut and the cross section was observed with an optical microscope.
図２８に、多孔質体の表面と断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 28 shows optical micrographs of the surface and cross section of the porous body.
図２８から明らかなように、多孔質体の表面には発泡による気孔が形成し、さらに、多孔質体の上面は上方に膨らみ、さらに多孔質体自体が湾曲していた。 As apparent from FIG. 28, pores due to foaming were formed on the surface of the porous body, and the upper surface of the porous body swelled upward, and the porous body itself was curved.
次に、多孔質体の室温における曲げ強度を測定した。なお、多孔質体の室温における曲げ強度はＪＩＳ−Ｒ１６０１に準拠して、３点曲げ条件下で測定した。 Next, the bending strength at room temperature of the porous body was measured. In addition, the bending strength at room temperature of the porous body was measured under a three-point bending condition in accordance with JIS-R1601.
表１に、多孔質体の特性及び曲げ強度の測定結果を示す。 Table 1 shows the measurement results of the properties and bending strength of the porous body.
表１から、実施例１、２の多孔質体は、厚みが同一で、気孔率が内部よりも小さい表層部が上下面に形成されていないバルク部からなる比較例２、３の多孔質体と対比すると、曲げ強度が向上していることがわかる。 From Table 1, the porous bodies of Examples 1 and 2 have the same thickness and the porous bodies of Comparative Examples 2 and 3 comprising a bulk part in which the surface layer part having a smaller porosity than the inside is not formed on the upper and lower surfaces. It can be seen that the bending strength is improved.
次に、実施例２の多孔質体の１２００℃における曲げ強度を測定した。なお、多孔質体の１２００℃における曲げ強度はＪＩＳ−Ｒ１６０７に準拠して、３点曲げ条件下で測定した。 Next, the bending strength at 1200 ° C. of the porous body of Example 2 was measured. The bending strength at 1200 ° C. of the porous body was measured under a three-point bending condition according to JIS-R1607.
表２に、実施例２の多孔質体の１２００℃における曲げ強度の測定結果を示す。 Table 2 shows the measurement results of the bending strength at 1200 ° C. of the porous body of Example 2.
表２から、実施例２の多孔質体は、１２００℃まで、曲げ強度の低下は見られないことがわかる。 From Table 2, it can be seen that the porous body of Example 2 shows no decrease in bending strength up to 1200 ° C.
実施例２の多孔質体は１２００℃で使用することが可能であり、セッター、耐火物又は断熱材として好適である。 The porous body of Example 2 can be used at 1200 ° C. and is suitable as a setter, a refractory or a heat insulating material.
実施例６ アルミナ 異方性粒子（板状粒子）を含むもの
Ｖ型混合機（筒井理化学機器社製）を用いて、平均粒子径が６μｍ、アスペクト比が８の板状アルミナ粉末、工業用フェノール樹脂ノボラックタイプノボラック型フェノール樹脂前駆体（旭有機材工業社製）及びヘキサミンを１時間混合した後、目開きが１５０μｍのふるいを通して、組成物を得た。このとき、アルミナ粉末に対するフェノール樹脂の体積比を１．５とした。また、フェノール樹脂に対するヘキサミンの質量比を０．１０とした。
Example 6 Alumina Containing Anisotropic Particles (Plate-like Particles) Using a V-type mixer (manufactured by Tsutsui Riken Chemical Co., Ltd.), a plate-like alumina powder having an average particle diameter of 6 μm and an aspect ratio of 8, an industrial phenol A resin novolac type novolak type phenolic resin precursor (Asahi Organic Materials Co., Ltd.) and hexamine were mixed for 1 hour, and then passed through a sieve having an opening of 150 μm to obtain a composition. At this time, the volume ratio of the phenol resin to the alumina powder was set to 1.5. The mass ratio of hexamine to phenolic resin was 0.10.
他は実施例１と同様にして、表層部の厚みが５０μｍ、表層部の気孔率が３０％、表層部の９０％累積気孔径が３１μｍ、バルク部の気孔率が６７％、バルク部の９０％累積気孔径が４９μｍ、厚みが２．９ｍｍの多孔質体を得た。 Otherwise, in the same manner as in Example 1, the thickness of the surface layer portion was 50 μm, the porosity of the surface layer portion was 30%, the 90% cumulative pore diameter of the surface layer portion was 31 μm, the porosity of the bulk portion was 67%, and the bulk portion was 90%. A porous body having a% cumulative pore diameter of 49 μm and a thickness of 2.9 mm was obtained.
図２９と図３０には多孔質体の表面と気孔の内壁面のＳＥＭ写真を示す。 29 and 30 show SEM photographs of the surface of the porous body and the inner wall surfaces of the pores.
図２９と図３０から明らかなように、多孔質体の表面の板状の粒子は多孔質体の表面に対して、多孔質体の気孔の内壁面の板状粒子は多孔質体の気孔の内壁面に対して、それぞれ平行に配向していることがわかる。 As apparent from FIGS. 29 and 30, the plate-like particles on the surface of the porous body are opposite to the surface of the porous body, and the plate-like particles on the inner wall surface of the pores of the porous body are the pores of the porous body. It can be seen that each is oriented parallel to the inner wall surface.
次に、実施例６の多孔質体の配向を測定した。比較として、等方性アルミナ粉末の配向を測定した。配向組織を有する実施例６の多孔質体の表面と等方性アルミナ粉末のＸ線回折測定をおこない、板状アルミナ粉末の板面である１０１０面と板面に垂直な面である１１０面の強度比（１０１０／１１０）を比較した。この強度比が大きい場合、Ｘ線回折測定をおこなった面に平行に板状アルミナ粉末が配向していることを示している。 Next, the orientation of the porous body of Example 6 was measured. For comparison, the orientation of the isotropic alumina powder was measured. Subjected to X-ray diffraction measurement of the surface and isotropic alumina powder of the porous body of Example 6 having a textured, 110 plane is a plane perpendicular to 10 10 surface and the plate surface is a plate surface of the plate-like alumina powder intensity ratio (1010/110) were compared. When this intensity ratio is large, it indicates that the plate-like alumina powder is oriented parallel to the surface on which the X-ray diffraction measurement was performed.
表３に、実施例６の多孔質体（配向有り）および等方性アルミナ粉末の配向の測定結果を示す。 Table 3 shows the measurement results of the orientation of the porous body (with orientation) of Example 6 and the isotropic alumina powder.
表３から、実施例６の多孔質体の表面を測定した強度比は、等方性アルミナ粉末を測定した強度比より大きく、多孔質体の表面に平行に板状アルミナ粉末の板面が配向していることがわかる。 From Table 3, the strength ratio measured on the surface of the porous body of Example 6 is larger than the strength ratio measured on the isotropic alumina powder, and the plate surface of the plate-like alumina powder is oriented parallel to the surface of the porous body. You can see that
実施例６の多孔質体の曲げ強度試験の結果は１４.６ＭＰaであり、アルミナ粉末を配向させずに作製した実施例１の多孔質体の曲げ強度（３．５ＭＰａ）に比べて高い曲げ強度を示した。 The bending strength test result of the porous body of Example 6 is 14.6 MPa, which is higher than the bending strength (3.5 MPa) of the porous body of Example 1 manufactured without orienting the alumina powder. showed that.
実施例６では、アルミナ粉末を配向させることでさらに高い強度の多孔質体が得られた。 In Example 6, a porous body with higher strength was obtained by orienting the alumina powder.
本実施例のように、配向組織を有する多孔質体は、配向組織を有しない多孔質体に比べて高強度であり、軽量かつ高強度が要求されるセッター、耐火物又は断熱材として好適である。 As in this example, a porous body having an oriented structure is higher in strength than a porous body having no oriented structure, and is suitable as a setter, a refractory or a heat insulating material that is required to be lightweight and high in strength. is there.
実施例７ アルミナ上（表層部あり）にカーボンをコートしたもの（コートのみ）
実施例１の多孔質体の表層部の上部に、カーボンパウダースプレー（日本黒鉛社製）をスプレーコートした後、６０℃で乾燥させた。
Example 7 Carbon coated on alumina (with surface layer) (only coat)
A carbon powder spray (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.) was spray coated on the upper surface portion of the porous body of Example 1, and then dried at 60 ° C.
図３１に、カーボンをコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 31 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with carbon.
図３１から明らかなように、多孔質体に表層部が存在することで、カーボンパウダースプレーのバルク部への浸透が防止された。 As apparent from FIG. 31, the presence of the surface layer portion in the porous body prevented the carbon powder spray from penetrating into the bulk portion.
比較例５ アルミナ上（表層部なし）にカーボンをコートしたもの（コートのみ）
比較例２の多孔質体の表面の上部に、カーボンパウダースプレー（日本黒鉛社製）をスプレーコートした後、６０℃で乾燥させた。
Comparative Example 5 Carbon coated on alumina (no surface layer) (coating only)
Carbon powder spray (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.) was spray coated on the upper surface of the porous body of Comparative Example 2, and then dried at 60 ° C.
図３２に、カーボンをコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 32 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with carbon.
図３２から明らかなように、多孔質体に表層部が存在しないため、カーボンパウダースプレーがバルク部まで浸透していた。 As apparent from FIG. 32, since the surface layer portion does not exist in the porous body, the carbon powder spray penetrated to the bulk portion.
実施例８ ＳｉＣ上（表層部あり）にアルミナをコートしたもの（コートのみ）
実施例２の多孔質体の表層部の上部に、アルミナスラリー（平均粒子径が０．２μｍのアルミナ粉末（昭和電工社製）をエタノール中に分散）をディップコートし、それぞれ１００℃で乾燥させた。
Example 8 Alumina coated on SiC (with surface layer) (only coat)
Alumina slurry (alumina powder having an average particle size of 0.2 μm (made by Showa Denko KK) dispersed in ethanol) is dip coated on the upper surface of the porous body of Example 2 and dried at 100 ° C. respectively. It was.
図３３に、アルミナをコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 33 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with alumina.
図３３から明らかなように、多孔質体に表層部が存在することで、アルミナスラリーのバルク部への浸透が防止された。 As is clear from FIG. 33, the presence of the surface layer portion in the porous body prevented the alumina slurry from penetrating into the bulk portion.
比較例６ ＳｉＣ上（表層部なし）にアルミナをコートしたもの（コートのみ）
比較例３の多孔質体の表面の上部に、アルミナスラリー（平均粒子径が０．２μｍのアルミナ粉末（昭和電工社製）をエタノール中に分散）をディップコートし、それぞれ１００℃で乾燥させた。
Comparative Example 6 Alumina coated on SiC (no surface layer) (only coat)
Alumina slurry (alumina powder having an average particle size of 0.2 μm (manufactured by Showa Denko KK) dispersed in ethanol) was dip-coated on the upper surface of the porous body of Comparative Example 3 and dried at 100 ° C., respectively. .
図３４に、アルミナをコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 34 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with alumina.
図３４から明らかなように、多孔質体に表層部が存在しないため、アルミナスラリーがバルク部まで浸透していた。 As apparent from FIG. 34, since the surface layer portion does not exist in the porous body, the alumina slurry penetrated to the bulk portion.
実施例９ ＳｉＣ上（表層部あり）に窒化ホウ素をコートしたもの（コートのみ）
実施例２の多孔質体の表層部の上部に、窒化ホウ素パウダースプレー（オーデック社製）をスプレーコートし、６０℃で乾燥させた。
Example 9 Boron nitride coated on SiC (with surface layer part) (Coat only)
Boron nitride powder spray (manufactured by Odec Co., Ltd.) was spray coated on the surface layer portion of the porous body of Example 2 and dried at 60 ° C.
図３５に、窒化ホウ素をコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 35 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with boron nitride.
図３５から明らかなように、多孔質体に表層部が存在することで、窒化ホウ素パウダースプレーのバルク部への浸透が防止された。 As is clear from FIG. 35, the presence of the surface layer portion in the porous body prevented penetration of the boron nitride powder spray into the bulk portion.
比較例７ ＳｉＣ上（表層部なし）に窒化ホウ素をコートしたもの（コートのみ）
比較例３の多孔質体の表面の上部に、窒化ホウ素パウダースプレー（オーデック社製）をスプレーコートし、６０℃で乾燥させた。
Comparative Example 7 Boron nitride coated on SiC (no surface layer) (only coated)
Boron nitride powder spray (Odek) was spray coated on the upper surface of the porous body of Comparative Example 3 and dried at 60 ° C.
図３６に、窒化ホウ素をコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 36 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with boron nitride.
図３６から明らかなように、多孔質体に表層部が存在しないため、窒化ホウ素パウダースプレーがバルク部まで浸透していた。 As apparent from FIG. 36, since the surface layer portion does not exist in the porous body, the boron nitride powder spray penetrated to the bulk portion.
実施例７、８、９から、多孔質体に表層部を備えることで、表層部の上部にコート層を形成することができ、コート層を構成する材料のバルク部への浸透を防止することができる。 By providing the porous body with the surface layer portion from Examples 7, 8, and 9, the coating layer can be formed on the upper surface portion, and the penetration of the material constituting the coating layer into the bulk portion can be prevented. Can do.
一方、比較例５、６、７から、多孔質体に表層部を備えていない場合には、表面の上部にコート層が形成することができず、多孔質体の内部にコート層を構成する材料が浸透する。 On the other hand, from Comparative Examples 5, 6, and 7, when the porous body is not provided with a surface layer portion, the coat layer cannot be formed on the upper surface, and the coat layer is formed inside the porous body. The material penetrates.
実施例１０ アルミナ上（表層部あり）にジルコニアをコートしたもの（焼成後）
実施例１の焼成前成形体の表層部の上部にジルコニアスラリー（ジルコニア粉末ＴＺ−８Ｙ（東ソー社製）をエタノールに分散）をディップコートにより塗布し、８０℃で乾燥させた。
Example 10 Zirconia coated on alumina (with surface layer) (after firing)
A zirconia slurry (zirconia powder TZ-8Y (manufactured by Tosoh Corporation) dispersed in ethanol) was applied by dip coating on the upper surface of the pre-firing molded body of Example 1 and dried at 80 ° C.
乾燥後、大気圧下、１６００℃で１時間加熱し、多孔質体の焼成及び塗布されたジルコニアコート層の焼成を同時に行った。 After drying, heating was performed at 1600 ° C. for 1 hour under atmospheric pressure, and the porous body and the coated zirconia coat layer were simultaneously fired.
ジルコニアコートした多孔質体の表層部の上部は、５０μｍの厚みを有するジルコニアコート層により被覆されていた。 The upper part of the surface layer portion of the porous body coated with zirconia was covered with a zirconia coat layer having a thickness of 50 μm.
なお、実施例１０のジルコニアをコートした多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例１の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 In addition, the characteristic (refer Table 1) of the surface layer part and bulk part of the porous body which coated zirconia of Example 10 is substantially the same as the characteristic of the surface layer part and bulk part of the porous body of Example 1. .
実施例１１ ＳｉＣ上（表層部あり）に炭化ケイ素をコートしたもの（焼成後）
実施例２の焼成前成形体の表層部の上部に炭素スラリー（平均粒子径が１μｍの炭素粉末（中越黒鉛工業所社製）をエタノール中に分散）をディップコートにより塗布し、８０℃で乾燥させた。
Example 11 Silicon carbide coated on SiC (with surface layer) (after firing)
A carbon slurry (carbon powder having an average particle size of 1 μm (manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd.) is dispersed in ethanol) by dip coating on the upper surface of the pre-firing molded body of Example 2 and dried at 80 ° C. I let you.
乾燥後、シリコン粉末を炭素コート層の上部に置き、減圧下、１４５０℃で１時間加熱し、多孔質体の焼成及びコートされた炭素粉末とシリコンの反応焼結法による炭化ケイ素コート層の作製を同時に行った。追加したシリコンの質量は表層部に被覆した炭素粉末の質量に対して２．４とした。 After drying, the silicon powder is placed on top of the carbon coat layer and heated under reduced pressure at 1450 ° C. for 1 hour to sinter the porous body and produce a silicon carbide coat layer by the reactive sintering method of the coated carbon powder and silicon. At the same time. The mass of the added silicon was 2.4 relative to the mass of the carbon powder coated on the surface layer.
図３７に、炭化ケイ素をコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 37 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with silicon carbide.
図３７から明らかなように、多孔質体の表層部の上部は、７０μｍの厚みを有する炭化ケイ素コート層により被覆されていた。 As is apparent from FIG. 37, the upper portion of the surface layer portion of the porous body was covered with a silicon carbide coating layer having a thickness of 70 μm.
なお、実施例１１の炭化ケイ素をコートした多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例２の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 The characteristics of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body coated with silicon carbide of Example 11 (see Table 1) are substantially the same as the characteristics of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body of Example 2. is there.
実施例１２ ＳｉＣ上（表層部あり）にアルミナをコートしたもの（焼成後）
実施例２の焼成前成形体の表層部の上部にアルミナスラリー（平均粒子径が３０．１μｍの粗粒アルミナ粉末（昭和電工社製）と平均粒子径が０．２μｍの微粒アルミナ粉末（昭和電工社製）を質量比７０：３０で配合し、エタノール中に分散）をディップコートにより塗布し、８０℃で乾燥させた。
Example 12 Alumina coated on SiC (with surface layer) (after firing)
Alumina slurry (coarse alumina powder having an average particle size of 30.1 μm (made by Showa Denko) and fine alumina powder having an average particle size of 0.2 μm (Showa Denko) were formed on the surface layer portion of the green body before firing in Example 2. Co., Ltd.) was blended at a mass ratio of 70:30 and dispersed in ethanol) by dip coating, and dried at 80 ° C.
乾燥後、アルゴン雰囲気下、１４５０℃で１時間加熱し、多孔質体の焼成及び塗布されたアルミナコート層の焼成を同時に行った。 After drying, heating was performed at 1450 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere, and the porous body and the coated alumina coat layer were simultaneously fired.
図３８に、アルミナをコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 38 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with alumina.
図３８から明らかなように、多孔質体の表層部の上部は、１０８μｍの厚みを有するアルミナコート層により被覆されていた。 As is apparent from FIG. 38, the upper portion of the surface layer portion of the porous body was covered with an alumina coat layer having a thickness of 108 μm.
なお、実施例１２のアルミナをコートした多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例２の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 The characteristics of the surface layer part and the bulk part of the porous body coated with alumina of Example 12 (see Table 1) are substantially the same as the characteristics of the surface layer part and the bulk part of the porous body of Example 2. .
実施例１３ ＳｉＣ上（表層部あり）に窒化ケイ素をコートしたもの（焼成後）
実施例２の焼成前成形体の表層部の上部にシリコンスラリー（平均粒子径が５μｍのシリコン粉末（高純度科学社製）をエタノール中に分散）をディップコートにより塗布し、８０℃で乾燥させた。
Example 13 SiC (with surface layer part) coated with silicon nitride (after firing)
A silicon slurry (a silicon powder having an average particle diameter of 5 μm (manufactured by Kokusai Kagaku Co., Ltd.) dispersed in ethanol) is applied by dip coating on the upper surface of the pre-firing molded body of Example 2 and dried at 80 ° C. It was.
乾燥後、窒素雰囲気下、１４５０℃で１時間加熱し、多孔質体の焼成及び塗布されたシリコン粉末の窒化による窒化ケイ素コート層の焼成を同時に行った。 After drying, heating was performed at 1450 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to simultaneously fire the porous body and the silicon nitride coating layer by nitriding the applied silicon powder.
図３９に、窒化ケイ素をコートした多孔質体の断面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 39 shows an optical micrograph of a cross section of a porous body coated with silicon nitride.
図３９から明らかなように、多孔質体の表層部の上部は、１６０μｍの厚みを有する窒化ケイ素コート層により被覆されていた。 As is clear from FIG. 39, the upper part of the surface layer portion of the porous body was covered with a silicon nitride coating layer having a thickness of 160 μm.
なお、実施例１３の窒化ケイ素をコートした多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例２の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 The characteristics of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body coated with silicon nitride in Example 13 (see Table 1) are substantially the same as the characteristics of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body in Example 2. is there.
実施例１４ アルミナ表面パターン（焼成後）
実施例１の成形体の上面に通気性部材として幅５ｍｍのろ紙（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｐ−３８０１）６種）と幅５ｍｍの緻密なポリエチレンテレフタレート製樹脂シート（５ｍｍ）を交互にストライプ状に並べて成形体の上下面を覆う以外は、実施例１と同様にして、厚みが２．９ｍｍの多孔質体を得た。
Example 14 Alumina surface pattern (after firing)
Stripes of 5 mm wide filter paper (JIS standard (JIS-P-3801) 6 types) and 5 mm wide dense polyethylene terephthalate resin sheets (5 mm) are alternately formed on the upper surface of the molded body of Example 1. A porous body having a thickness of 2.9 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the upper and lower surfaces of the molded body were lined up and covered.
図４０に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 40 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図４０から明らかなように、多孔質体のろ紙で被覆された部分に幅５ｍｍの表層部が形成されていた。一方、多孔質体の緻密な樹脂シートで被覆された部分はバルク部であった。すなわち、多孔質体の表面には、表層部とバルク部が交互に存在するストライプ状構造が形成されていた。 As is apparent from FIG. 40, a surface layer portion having a width of 5 mm was formed on the portion of the porous body covered with the filter paper. On the other hand, the part of the porous body covered with the dense resin sheet was a bulk part. That is, a striped structure in which surface layer portions and bulk portions exist alternately is formed on the surface of the porous body.
なお、実施例１４の多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例１の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 The properties of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body of Example 14 (see Table 1) are substantially the same as the properties of the surface layer portion and the bulk portion of the porous body of Example 1.
実施例１５ ＳｉＣ表面パターン（焼成後）
実施例２の成形体の上下面を樹脂製の網（目開き５ｍｍ）で挟み、さらに通気性部材としてろ紙（ＪＩＳ規格（ＪＩＳ−Ｐ−３８０１）６種）で被覆し、被覆成形体を得た。得られた被覆成形体を用いた以外は実施例２と同様にして、厚みが２．９ｍｍの多孔質体を得た。
Example 15 SiC surface pattern (after firing)
The upper and lower surfaces of the molded body of Example 2 were sandwiched between resin nets (opening 5 mm), and further covered with filter paper (JIS standard (JIS-P-3801) 6 types) as a breathable member to obtain a coated molded body. It was. A porous body having a thickness of 2.9 mm was obtained in the same manner as in Example 2 except that the obtained coated molded body was used.
図４１に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 41 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図４１から明らかなように、多孔質体の表層部は樹脂製の網に起因する凹凸形状が転写されていた。 As is clear from FIG. 41, the surface layer portion of the porous body was transferred with the uneven shape caused by the resin net.
なお、実施例１５の多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例２の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 In addition, the characteristic (refer Table 1) of the surface layer part and bulk part of the porous body of Example 15 is substantially the same as the characteristic of the surface layer part and bulk part of the porous body of Example 2.
実施例１４および実施例１５の多孔質体のように、表面にストライプ状構造や凹凸形状等の構造を有する多孔質体は、構造により通気性が向上するので、ガス抜け等の通気性が要求されるセッター、耐火物又は断熱材として好適である。 Like the porous bodies of Example 14 and Example 15, the porous body having a structure such as a striped structure or an uneven shape on the surface has improved air permeability depending on the structure, and therefore requires air permeability such as outgassing. Suitable as a setter, refractory or heat insulating material.
実施例１６ カオリナイト 上下面に表層部を形成したもの
平均粒子径が１０μｍのカオリナイトを用いる以外は実施例１と同様にして、焼成前成形体を得た。
Example 16 Kaolinite Surface layer portions formed on upper and lower surfaces A pre-fired molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that kaolinite having an average particle diameter of 10 μm was used.
焼成前成形体を、大気雰囲気下、１４００℃で１時間、固相焼結法により焼成し、表層部の厚さが６１μｍ、表層部の気孔率が３０％、表層部の９０％累積気孔径が４１μｍ、バルク部の気孔率が６５％、バルク部の９０％累積気孔径が４８μｍ、厚みが２．９ｍｍの多孔質体を得た。 The molded body before firing was fired at 1400 ° C. for 1 hour in an air atmosphere by a solid-phase sintering method. The thickness of the surface layer portion was 61 μm, the porosity of the surface layer portion was 30%, and the 90% cumulative pore diameter of the surface layer portion. The porous body was 41 μm, the porosity of the bulk part was 65%, the 90% cumulative pore diameter of the bulk part was 48 μm, and the thickness was 2.9 mm.
多孔質体の曲げ強度は１８ＭＰａであった。 The bending strength of the porous body was 18 MPa.
実施例１７ アルミナ粉末層を用いてＳｉＣ上（表層部あり）にアルミナをコートしたもの（焼成後）
実施例２の成形体の上下面に平均粒子径が１０μｍのアルミナ粉末を被覆し、被覆成形体を得た。得られた被覆成形体を用いた以外は実施例２と同様にして、厚みが２．９ｍｍのアルミナをコートした多孔質体を得た。
Example 17 Alumina powder layer coated with alumina on SiC (with surface layer) (after firing)
The upper and lower surfaces of the molded body of Example 2 were coated with alumina powder having an average particle diameter of 10 μm to obtain a coated molded body. A porous body coated with alumina having a thickness of 2.9 mm was obtained in the same manner as in Example 2 except that the obtained coated molded body was used.
図４２に、多孔質体の表面の光学顕微鏡写真を示す。 FIG. 42 shows an optical micrograph of the surface of the porous body.
図４２から明らかなように、多孔質体の表層部の上部は、２０μｍの厚みを有するアルミナコート層により被覆されていた。 As is apparent from FIG. 42, the upper portion of the surface layer portion of the porous body was covered with an alumina coat layer having a thickness of 20 μm.
なお、実施例１７のアルミナをコートした多孔質体の表層部及びバルク部の特性（表１参照）は、実施例２の多孔質体の表層部及びバルク部の特性と実質的に同一である。 The characteristics of the surface layer part and bulk part of the porous body coated with alumina of Example 17 (see Table 1) are substantially the same as the characteristics of the surface layer part and bulk part of the porous body of Example 2. .
Claims (13)
バルク部と、
前記バルク部の表面の全部又は一部を覆うように形成された表層部と、を備え、
前記バルク部の気孔率は、１５体積％以上８５体積％以下であり、
前記表層部の気孔率は、０体積％より大きく５０体積％以下であり、かつ、前記バルク部の気孔率よりも小さく、
前記表層部の厚みは、５μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする多孔質体。 A porous body containing an inorganic material,
A bulk section;
A surface layer part formed so as to cover all or part of the surface of the bulk part,
The porosity of the bulk part is 15% by volume or more and 85% by volume or less,
The porosity of the surface layer part is greater than 0% by volume and 50% by volume or less, and smaller than the porosity of the bulk part,
The thickness of the said surface layer part is 5 micrometers or more and 200 micrometers or less, The porous body characterized by the above-mentioned.
前記バルク部に存在する気孔のうち、気孔径が１０μｍ以上の気孔は、９０％累積気孔径が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質体。 Among the pores present in the surface layer portion, the pores having a pore diameter of 10 μm or more have a 90% cumulative pore diameter of 50 μm or less in a number-based distribution,
2. The porous body according to claim 1, wherein among the pores existing in the bulk portion, a pore having a pore diameter of 10 μm or more has a 90% cumulative pore diameter of 200 μm or less.
前記異方性粒子が針状又は棒状の場合はその長軸が、前記異方性粒子が板状の場合はその面が、前記表層部及び前記バルク部の気孔の内壁面に平行に配向していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多孔質体。 As a part of the inorganic material, including needle-like, rod-like, or plate-like anisotropic particles,
When the anisotropic particles are needle-shaped or rod-shaped, the major axis is oriented parallel to the inner wall surfaces of the pores of the surface layer portion and the bulk portion when the anisotropic particles are plate-shaped. The porous body according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous body is provided.
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法。 A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermoset after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Heating the cured molded body to remove or carbonize the resin contained in the cured molded body to obtain a molded body before firing;
And a step of firing the pre-fired shaped body to form a porous body.
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体にコート層を形成してコート成形体とする工程と、
前記コート成形体を加熱して、コート成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法。 A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermally cured after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent, and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Forming a coat layer on the cured molded body to form a coated molded body;
Heating the coated molded body, removing or carbonizing the resin contained in the coated molded body to obtain a molded body before firing;
And a step of firing the pre-fired shaped body to form a porous body.
前記成形体の表面の全部又は一部を通気性部材で被覆して被覆成形体とする工程と、
前記被覆成形体を加熱して、発泡及び硬化させ硬化成形体とする工程と、
前記硬化成形体を加熱して、硬化成形体に含まれる樹脂を除去又は炭化して焼成前成形体とする工程と、
前記焼成前成形体にコート層を形成してコート成形体とする工程と、
前記コート成形体を焼成して多孔質体とする工程と、を有することを特徴とする多孔質体の製造方法。 A step of forming a molded body by molding a composition containing an inorganic material powder, a resin that is thermally cured after undergoing a thermoplastic state, a foaming agent, and a curing agent;
Covering all or part of the surface of the molded body with a breathable member to form a coated molded body;
Heating the coated molded body to foam and cure to form a cured molded body; and
Heating the cured molded body to remove or carbonize the resin contained in the cured molded body to obtain a molded body before firing;
Forming a coating layer on the molded body before firing to form a coated molded body;
And a step of firing the coated molded body to form a porous body.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021111993A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 株式会社村田製作所 | Chip-shaped electronic component setter |
| KR20210098115A (en) | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 주식회사 케이티앤지 | Insulation for aerosol-generating apparatus and aerosol-generating apparatus including the same |
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2016
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021111993A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 株式会社村田製作所 | Chip-shaped electronic component setter |
| KR20210098115A (en) | 2020-01-31 | 2021-08-10 | 주식회사 케이티앤지 | Insulation for aerosol-generating apparatus and aerosol-generating apparatus including the same |
| KR102402063B1 (en) * | 2020-01-31 | 2022-05-24 | 주식회사 케이티앤지 | Insulation for aerosol-generating apparatus and aerosol-generating apparatus including the same |
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