(57)【要約】本発明は多孔質セラミック材料、とりわけ断熱用の多孔質セラミック材料の製造方法に関し、シリカとアルカリ金属の酸化物との安定な水性コロイド溶液の形態の第１の組成物を準備する工程と、無機粒子および／または有機粒子を有する有機液体中の懸濁の形態の安定な第２の組成物であって、第２の組成物と前記第１の組成物とを第１の組成物と混合した際に第１の組成物を不安定化することが可能で、ゲルを形成し、発泡剤とともに有機ポリマーのメッシュを形成可能な化合物を含む組成物を準備する工程と、第１の組成物と第２の組成物とを混合し、混合物を形成する工程と、混合物から、有機構造体が無機構造体を支持しているゲルの形態の多孔質構造体を形成する工程と、ゲルの形態の多孔質構造体を凝固し、有機ポリマーのネットが無機部材を取り囲む多孔質構造体を得る工程と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカとアルカリ金属の酸化物との安定な水性コロイド溶液の形態の第１の組成物を準備する工程と、
無機粒子および／または有機粒子を有する有機液体中の懸濁の形態の安定な第２の組成物であって、該第２の組成物と前記第１の組成物とを混合した際に前記第１の組成物を不安定化することが可能で、ゲルを形成し、発泡剤とともに有機ポリマーのメッシュを形成可能な化合物を含む組成物を準備する工程と、
前記第１の組成物と前記第２の組成物とを混合し、混合物を形成する工程と、
前記混合物から、有機構造体が無機構造体を支持しているゲルの形態の多孔質構造体を形成する工程と、
前記ゲルの形態の多孔質構造体を凝固し、有機ポリマーのネットが無機部材を取り囲む多孔質構造体を得る工程と、
を含むことを特徴とする、多孔質セラミック材料、とりわけ断熱用の多孔質セラミック材料の製造方法。
【請求項２】
前記第１の組成物が、セラミック材料を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記セラミック材料が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化ケイ素、酸化鉄、水酸化マグネシウムおよび金属の酸化物もしくは炭酸塩より成る群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ金属の酸化物が、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウムより成る群から選択され、好ましくは酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第１の水性組成物が、重合触媒を更に含むことを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の製造方法。
【請求項６】
ゲルを形成するとともに、前記コロイド状の第１の組成物を不安定化することが可能な前記化合物が、有機酸および無機酸、シリカ、エステル、エーテル、無機酸および有機酸の無水化物および塩、有機電解質、ホウ酸塩、炭酸塩、炭化物、亜硝酸塩、窒化物、アンモニア塩、酸化物、過酸化物、ケイ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、硫酸塩、塩化物、セレン化合物、およびチタン酸塩より成る群から選ばれることを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記第２の組成物と前記第１の組成物とを混合した際に、同時に有機ポリマーネットと発泡剤とを形成可能な前記化合物が、水と反応して、重合可能な有機モノマー、有機酸無水化物、有機酸エステル、有機酸アルコキシエステル、有機酸塩、エーテル、有機酸、および金属アセチリドを供給する有機化合物より成る群から選択される１以上の化合物から選択されることを特徴とする請求項１〜６何れかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第２の組成物が、炭化カルシウムを含むことを特徴とする請求項１〜７何れかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記第２の組成物が、炭化カルシウム、無水酢酸および／またはアセト酢酸エチルおよび／または酢酸エチルを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
第１の組成物が、ケイ酸ナトリウムを含み、第２の組成物が炭化カルシウムおよび無水酢酸を含むことを特徴とする請求項１〜９何れかに記載の製造方法。
【請求項１１】
前記無機粒子が、炭化カルシウム、四ホウ酸カリウム、炭酸カルシウム、過ホウ酸ナトリウム、ホウ酸、無水ホウ酸、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、過酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、水酸化アルミニウムおよび水酸化カリウムより成る群から選択される１以上の化合物であることを特徴とする請求項１〜１０何れかに記載の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の組成物が、乳化剤を含むことを特徴とする請求項１〜１１何れかに記載の製造方法。
【請求項１３】
前記乳化剤が、酢酸カリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化カリウム、カリウムテトラカーボネートおよび酸化ナトリウムより成る群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記混合は、１０℃〜１２０℃の温度で、減圧、大気圧または加圧状態で、かつ前記第１の組成物と前記第２の組成物の重量比が２〜５０の範囲で実施することを特徴とする請求項１〜１３何れかに記載の製造方法。
【請求項１５】
前記無機粒子が、１００μｍより小さい平均サイズ、とりわけ５μｍ〜２５μｍの平均サイズであることを特徴とする請求項１〜１４何れかに記載の製造方法。
【請求項１６】
前記無機粒子が、ナノメータスケールの寸法、好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍの寸法を有することを特徴とする請求項１〜１５何れかに記載の製造方法。
【請求項１７】
前記第２の組成物の少なくとも１つの成分が、熱処理され、その後粉砕されることを特徴とする請求項１〜１６何れかに記載の製造方法。
【請求項１８】
前記熱処理が、実質的に５００℃〜１５００℃の範囲の温度で行われることを特徴とする請求項１〜１７何れかに記載の製造方法。
【請求項１９】
前記凝固の前に形成したゲルを射出または押し出しによりモールド、隙間またはキャビティーに導入する工程と、
続いて、ゲルを前記モールド、隙間またはキャビティーでその場凝固させ、有機ポリマーネットが無機セラミック部材を取り囲んでいる多孔質セラミック材料を得る工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜１８何れかに記載の製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９何れに記載の製造方法により得られた多孔質セラミック材料、とりわけ断熱用の多孔質セラミック材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高断熱用の耐熱性を有する種類の多孔質セラミック材料、とりわけ押し出し又は射出成形により得られる複雑形状を有する高温プロセス用の断絶部材として産業用用途向けの多孔質セラミック材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
酢酸、酢酸ナトリウム、酢酸亜鉛およびプロピオン酸のような有機材料より選択されるバインダーを備えた、概してＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣＳｉ、ＴｉＣ、ＮＳｉならびにＮａ２ＯおよびＫ２Ｏのようなアルカリ酸化物であるセラミックタイプの材料の粉末または粒状材の混合による多孔質材料から構成されている物品を製造することが知られている［１］。この方法は、混合物が燃焼および乾燥する焼結温度より低い温度で、金属酸化物粒子とバインダーとの反応を伴う。
【０００３】
セラミックまたは金属材料の粉末とゲル化が可能な水溶性ポリマーであるバインディング樹脂（バインダー）とを含む水性懸濁液と、膨張してゲルのポロシティー（または多孔性もしくは気孔率）を活性化する発泡剤とを混合する工程を含み、温度が上昇すると乾燥および焼結により多孔質金属−セラミック材料が形成され、熱分解(pyrolization)により、そのポリマー部分が除去される、セラミックおよび／または金属材料より成る焼結した多孔質体の製造方法もまた知られている［２］。
【０００４】
多孔質セラミック材料の別の知られている製造方法は、懸濁液を得るように液体中でセラミック粉末と中実（または中身の詰まった、solid）または中空のセラミックペレットとを混合［４］［５］する工程と、続いて酸素フリーの環境の高温オーブンで乾燥および熱処理し、最初セラミック粒子の接着剤として機能するプラスチックペレットを、熱分解により除去し、ポロシティーを形成する工程とを含む。
【０００５】
シリカゲルは、水とアルカリ金属水酸化物の存在下で解離し、例えば、電解質として知られる有機成分のような、水性シリカ懸濁液のアルカリ度に応じた相転移によりシリカゾルをシリカゲルに変化させる他の成分によりさらに不安定にすることが可能であり、異なるゲルシステムを形成することも知られている［３］。シリカおよびアルカリ化合物のコロイド溶液の不安定化工程が、例えば有機酸、鉱酸、エステルおよび塩のような中和剤または酸により活性化されると特定の種類のゲルを形成する。
【０００６】
高耐熱の多孔質セラミック材料を得る既知の方法は、概して、特定の形状を有する耐火物を得るのに工学的観点から高度に進んだ、非常に複雑な、労力を要する技術を要する。
【０００７】
さらに、既知の方法では、産業分野において多量の材料を得るのに、生産コストに関して都合の良くない、とりわけ高度で精巧な技術が適用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、単純で安価で工業的に用いるのが容易で、既知のより精巧で技術的に高度な多孔質セラミック材料と比較可能な性能を有する多孔質セラミック材料の製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明の目的は、また、例えば工程において雰囲気中に広がるマイクロメーターサイズのダストに起因し、およびそれらの皮膚をかぶれさせる力に起因して潜在的に呼吸管を発病させる、ならびに発生する廃棄物の処理の困難さを有する、鉱物繊維のような従来の材料の代わりに用いることができる多孔質セラミック材料について、環境および職場衛生状態を考慮した製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、例え、熱膨張長による振動または移動、ダストまたはボイド、および隙間の間に材料の不連続（または切れ目、discontinuity）が存在する条件下でも、型枠(forming)なしに長時間を要せずに、キャビティーおよび非常に複雑な形状を有する隙間さえも満たすことができる多孔質セラミック材料の製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、人間の健康に悪影響を与えない多孔質セラミック材料を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、材料の完全なリサイクル性を可能にし、加工屑(または生産での残留物、production residue)を例えば流出した（または零れた、spill）工業油を吸収する粉末、および耐炎性ガラス製造用の添加物のような他の用途に使用できる多孔質セラミック材料の製造方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、機械的応力に対して優れた耐久性を有する均質な形態のセラミック材料の製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、工業油が漏れた場合に吸収する粉末として、耐炎ガラス製造用の添加物として、および圧電特性を有する材料として用いることが可能な多孔質セラミック材料を提供することである、
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、外形の形態が、シート、バーであり手作業の工具(manual tool)および機械工具に使用可能な、多層材料に用いるための多孔質セラミック材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下の本発明の詳細な記述により、一層明らかになるであろうこの目的、これらおよび他の目的は、以下の工程を含む、多孔質セラミック（とりわけ断熱用）の製造方法により達せられる。
シリカとアルカリ金属の酸化物との安定な水性コロイド溶液の形態の第１の組成物を準備する工程；
無機粒子および／または有機粒子を有する有機液体中の懸濁（または懸濁液、suspension）の形態の安定な第２の組成物であって、該第２の組成物と前記第１の組成物とを混合した際に前記第１の組成物を不安定化することが可能で、ゲルを形成し、発泡剤とともに有機ポリマーのメッシュを形成可能な化合物を含む組成物を準備する工程；
前記第１の組成物と前記第２の組成物とを混合し、混合物を形成する工程；
前記混合物から、有機構造体が無機構造体を支持しているゲルの形態の多孔質構造体を形成する工程；
前記ゲルの形態の多孔質構造体を凝固し、有機ポリマーのネットが無機部材を取り囲む多孔質構造体を得る工程。
【００１７】
本発明に係る製造方法はさらに以下の工程を含むことが可能である。
凝固の前に形成したゲルを射出（または注入、injection）または押し出し(extrusion)によりモールド、隙間またはキャビティーに導入する工程と、
続いて、ゲルを前記モールド、隙間またはキャビティーでその場(またはその位置で、in situ)凝固させ、有機ポリマーネットが無機セラミック部材を取り囲んでいる多孔質セラミック材料を得る工程。
【００１８】
好都合に、第１の組成物は、また例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素（または酸化シリコン）、酸化チタン、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素（またはシリコンカーバイド）、炭化チタン（またはチタンカーバイド）、窒化ケイ素（またはシリコンナイトライド）、酸化鉄、水酸化マグネシウム、ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物および炭化物から成る群より選択されるセラミック材料のようなセラミック材料を含むことが可能である。アルカリ金属の酸化物は、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウムから成る群より選択可能であり、好ましくは酸化ナトリウムである。
【００１９】
さらに、水性の第１の組成物は、重合触媒を含むことが可能である。
【００２０】
ゲルの生成を伴う前記第１のコロイド状組成物を不安定化することが可能な化合物の例は、有機酸または無機酸、シリカ、エステル、エーテル、有機酸および無機酸の無水化物および塩（またはソルト）、有機電解質、ホウ酸塩、炭酸塩、炭化物、亜硝酸塩、窒化物、アンモニア塩、酸化物、過酸化物、ケイ酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、硫酸塩、塩化物、セレン化物、チタン酸塩である。
【００２１】
前記第２の組成物を前記第１の組成物と混合した際に、有機ポリマーのメッシュと発泡剤を形成する化合物とを形成可能な化合物の例は、水と反応することにより重合可能な有機モノマー、有機酸無水化物、有機酸エステル、有機酸アルコキシエステル(organic acid alkoxy ester)、有機酸の塩、エーテル、有機酸および金属アセチリドを供給するように構成された重合可能な有機モノマーおよび／または有機化合物より成る群の１以上の化合物である。
【００２２】
第２の組成物は、好ましくは炭化カルシウム（またはカルシウムカーバイド）を含む。好都合に、第２の組成物は炭化カルシウム、無水酢酸および／またはアセト酢酸エチルおよび／または酢酸エチルを含むことが可能である。
【００２３】
第１の組成物は好ましくはケイ酸ナトリウムを含有する。好都合に、第１の組成物はケイ酸ナトリウムを含有し、第２の組成物は炭化カルシウムおよび無水酢酸を含有する。
【００２４】
第２組成物の無機粒子は、炭化カルシウム、四ホウ化酸カリウム、炭酸カルシウム、過ホウ酸ナトリウム、ホウ酸、酸化カルシウム、硫酸カリウムおよび硫酸ナトリウムより成る群から選択される１以上の化合物の中から選択することが可能である。
【００２５】
さらに、第２の組成物は、例えば酢酸カリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン、水酸化カリウム、カリウムテトラカーボネート(potassium tetracabonate)、酸化ナトリウムから成る群から選ばれるような乳化剤を含むことが可能である。
【００２６】
本発明に係る方法の混合工程は、例えば温度範囲１０℃〜１２０℃、減圧、大気圧または加圧状態で、前記第１の組成物と前記第２の組成物の重量比が２〜５０で実施することが可能である。
【００２７】
無機粒子は例えば１００μｍ（マイクロメータ）より小さい平均サイズ、とりわけ５〜２５μｍの範囲の平均サイズを有することが可能であるが、しかしまたナノメータサイズ（例えばナノメーターダストの場合５〜３０ｎｍ）の平均サイズを有することも可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る方法を用いて得ることができる多孔質セラミック材料の特徴は、また、本発明にかかる方法を適用したいくつかの実施例と関係する添付の図にも示されている。
【００２９】
以下は材料の形態的特徴に影響し得るいくつかのパラメータである。
【００３０】
・シリカの割合、シラノール系水溶液での安定性に依存する、Ｎａ２Ｏだけでなく他のアルカリ金属に対する初期のポリシリケート溶液の比率ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ。例えば、工業用のケイ酸ナトリウムコロイド溶液では、この比率は重量比Ｒとして表されている。この比率は、シリカが多いものから少ないものまで幅広い溶液で得られ、通常Ｎａ２Ｏ・１．６ＳｉＯ２からＮａ２Ｏ・３．８ＳｉＯ２および中間にある様々な比率である。ポリシリケート（またはポリケイ酸塩、polysilicate）ゾルの別の重要なパラメータは
【００３１】
【数１】
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で表され、この値は溶液の濃度を示す。同様のパラメータは、例えばケイ酸カリウムのような他のアルカリ金属を含む他のシリカのコロイド溶液でも見出すことができる。
【００３２】
・安定でかつ最終セラミック製品の組成に応じて選択しなければならない混合物Ａのセラミック粒子の割合と特性、概して、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＳｉＮ、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｆｅ２Ｏ３ならびに他の金属の酸化物および他の金属の炭化物、ポリシリケート溶液の安定性について妥協しない割合で、とりわけｐＨの変動に注意しなければならず、ｐＨはｐＨ１０より低くてはならない。
【００３３】
・混合物Ｂでの有機成分添加の割合と方法および、他の無機成分（存在するのであれば）に対する比率（とりわけ、炭化カルシウムのような成分に対して）および当然こられの相互作用、および有機成分の重合の度合（これは、３次元構造および長期に亘る安定性を識別することを目的とした顕微鏡レベルの光化学的測定により得ることができる）。
【００３４】
・密度および個々の部分の割合による、重量および体積の両方に関するＡ／Ｂの重量比の関係。Ａの重量により変数としてＢ＝２％から３５％まで変えた実験によりこの比を変えた。
【００３５】
・懸濁液ＡおよびＢの混和性と関連(link)する、本発明のいくつかの工程における凝固特性（凝集およびクラスタリング(clustering)）。
【００３６】
・Ａ＋Ｂの化学反応の動力学的な混合に関する、Ａ＋Ｂ化学反応の全体速度(total rate)。これらの変数は、これら混合を実施するのに用いるシステムの特性により影響される。
【００３７】
・懸濁液ＡおよびＢの粘性および密度。
【００３８】
・工程(またはプロセス)の時間及び温度。
【００３９】
従って、材料及びプロセスの変数は、射出後の最終位置、粒の構造およびセル（数と寸法）、およびこれらの構造上の物理的特性におけるこれらの如何なる多様化において、確かにセラミック生成物の形態学的特性と関係するは明白である。
【００４０】
実質的に、本発明の方法は、製造が可能で変性なしに長期間保管ができる２つの異なる安定な組成物、水（Ａ）をベースとするコロイド状シリカの溶液または懸濁液の形態の組成物と、有機液体（Ｂ）の混合物中の有機液体中の無機粒子の懸濁の形態の組成物とを混合することを含む。
【００４１】
１つの実施形態では、新しい複合型(hybrid)のセラミック−有機材料は、以下の混合による本発明に係る方法により得る。
・成長させる有機化セラミック(ceramic-organicized)の種類に依存する他のセラミック粒子を分散して含む、安定なコロイド状シリカの溶液Ａ。
・安定な有機液体の懸濁液（または懸濁、suspension）Ｂであって、不安定化しＡ＋Ｂの懸濁液Ａのポリマー縮合(polymeric condensation)を始動するように構成され、分散している他の有機または無機材料を含む懸濁液Ｂ。
【００４２】
本発明に係る方法に用いる２つの反応する懸濁液「Ａ」と「Ｂ」は、懸濁液のパウダーをそれぞれの溶剤に均一に混合することにより、別々に準備される。Ａの場合、それらは、例えば、金属、金属の酸化物および炭化物、ならびにアルカリ金属の粉末を添加した、ＳｉＯ２の水性コロイド凝集状態のケイ酸ナトリウムである。Ｂの場合、これらは、例えば、金属の酸化物、金属の炭酸塩、金属のホウ酸塩およびアルカリ金属が添加されている、無水酢酸とアセト酢酸エチルであり、この両方の液は電解質型のＳｉＯ２の不安定化剤であり、一旦、懸濁液Ａと混合すると、これらは、Ａ＋Ｂから成る混合物のｐＨに応じてシリカのコロイド状態からゲル状態への転換に寄与する。この相転移において、有機ポリマー形成のベースとして用いることによりシロキサンの縮合が起こる。Ａ＋Ｂの結果としての反応からもシロキサンが生じる。この複合有機−無機ポリマーの縮合では、３次元構造を有する分岐したチェーンにより形成されるネットワークが強化(consolidate)される。前記チェーンは、重合した化合物のネットのメッシュに、シリカのチェーンおよびコロイド状シリカの粒子の両方を挿入し、特にアルカリ物質が存在しても、これらはコロイドのシリカの４面体構造の大きな空間を占め、ガラス、アルカリ金属ポリシリケート、水酸化物および炭酸塩を形成する。
【００４３】
セラミック粒子は反応を実行するために不可欠ではないが、しかし得られる材料の性能に影響を与えることに留意すべきである。
【００４４】
従って例えば、本発明の方法の間に以下の工程が存在していると要約できる。
・シリカＡのコロイド溶液中でのセラミック粒子の分散１Ａ。
・ポリマーマトリクスＢを有する有機液体混合物中の不安定化粒子の分散１Ｂ。
・縮合してもよく、またしなくても良いがゾルからゲルへの転移（または転換、conversion）に確実に寄与する、Ｂに存在するまたはＡとＢとの混合により生じる有機および無機化合物を用いた不安定化２。
・ゾルからゲルへのシロキサンの縮合工程と同時の有機要素の重合３、これにより２つのプロセスの間に有機体の骨格（organic skeleton）の形成が可能となる：膨張するガスを形成するプロセス；  有機官能シラノール結合(organofunctional silanol bond)または単にイオン親和力の相互作用による有機体の骨格への結合(または汞和、amalgamate)により本発明の有機化した(organicized)多孔質セラミック構造を形成する、ポリシリケートセラミック粒子を凝集するプロセス。
・乾燥４は、余剰な溶媒を取り除くプロセスを加速し、材料の形態学的特性(morphologic property)を変えることなく４０℃〜１６０℃温度範囲での実施が可能である。この操作は、制御され徐々に昇温することにより、オーブンの中で、または導入した場所で直接、実施することが可能である。
・焼結５は、任意（または適宜）であり、アルカリ金属ケイ酸塩を結合することにより３次元構造の構造体を純粋なセラミックのように強化し、従って材料の物理特性を改善する。材料を焼結温度まで昇温することによって有機ポリマー構造体の熱分解が起こることに留意すべきである。
【００４５】
特定の実施形態では、組成物Ａはケイ酸ナトリウムの安定なコロイド溶液であり、組成物Ｂは炭化カルシウム、無水酢酸およびエチルエステルを含む安定な懸濁液である。
【００４６】
他の好ましい実施形態では、組成物Ａはまた、二酸化ジルコニウム（またはジルコニア）、炭酸カルシウム、アルミナ、炭酸マグネシウム、酸化チタンおよびアルミニウムより選択される１以上の化合物も含んでいる。
【００４７】
１つの実施形態では、組成物Ａはケイ酸ナトリウムのコロイド溶液を含み、組成物Ｂは炭化カルシウムの粉末、無水酢酸およびエチルエーテルを含む。
【００４８】
別の実施形態では、組成物Ａはケイ酸ナトリウムのコロイド溶液、アルミナの粉末（またはパウダー）および酸化鉄の粉末を含み、組成物Ｂは、酸化カルシウムの粉末、炭化カルシウムの粉末、シリカの粉末、硫酸カリウムの粉末、無水酢酸および酢酸エチルを含んでいる。
【００４９】
別の実施形態では、組成物Ａはケイ酸ナトリウムのコロイド溶液、二酸化チタンの粉末、アルミナの粉末、酸化鉄の粉末およびアルミニウムの粉末を含み、組成物Ｂは四ホウ酸カリウム、酢酸カリウム、炭化カルシウム、シリカ、炭酸カルシウム、無水酢酸、エチルエステルおよび酢酸エチルを含んでいる。
【００５０】
メカニズムについて特定の仮説に拘束されることを意図せずに、特定の実施形態では本発明に係るプロセスは、以下の主たるサブステップ(または工程、substep)に係る組成物Ａと組成物Ｂの混合の後に起こると推測し得る。
【００５１】
サブステップ１
・混合物「Ｂ」の炭化カルシウムが混合物「Ａ」の水と反応する。
【００５２】
【化１】
2009527438.tif 000004
・混合物「Ｂ」の無水酢酸が混合物「Ａ」の水と反応する。
【００５３】
【化２】
2009527438.tif 000005
・混合物「Ｂ」のエチルエステルが混合物「Ａ」の水酸化ナトリウム（ベースアルコール(a base alcohol)）と反応する。
【００５４】
【化３】
2009527438.tif 000006
【００５５】
最初の副相（subphase）に形成する化合物は、有機体の骨格を構成する有機ポリマーを形成することにより反応する。これらの反応は同時に進行し、発泡剤の２つの効果に起因し、より高い濃度で、多孔質セルを形成する。この反応剤(または薬剤、agent)は発泡剤として作用し、開口したセルおよび非開口のセルを形成し、そして有機ポリマーの縮合反応の開始剤としての基本的な役割を有する。
【００５６】
得られた有機ポリマー構造体はシース（または鞘、sheath）のように機能し、即ち骨格のように機能し、ポリシリケートの無機構造体の周りを包み、ゾルからゲルへの相転移により形成されるシロキサンのチェーンを強化するために必要な支持を与える。
【００５７】
サブステップ２
・酢酸がアセチレンと混合し、反応してポリ酢酸ビニールを作る。
【００５８】
【化４】
2009527438.tif 000007
・酢酸ナトリウムがアセチレンおよび水と混合し、反応して、酢酸ポリビニールと水酸化ナトリウムとを作る。
【００５９】
【化５】
2009527438.tif 000008
・酢酸カリウムがアセチレンおよび水と混合し反応して、酢酸ポリビニールと水酸化カリウムとを作る。
【００６０】
【化６】
2009527438.tif 000009
エチルアルコールが炭化カルシウムおよび水と混合し反応して、水酸化カルシウムとエチレンとを作る。
【００６１】
【化７】
2009527438.tif 000010
酢酸が炭酸カルシウムと混合し反応して、酢酸カルシウムと二酸化酸素とを作る。
【００６２】
【化８】
2009527438.tif 000011
【００６３】
サブステップ３
副相２で形成した有機ポリマーチェーンは、アルコールベースのナトリウムの存在下で更に反応する。
【００６４】
【化９】
2009527438.tif 000012
【００６５】
これにより、最終の有機体の骨格が得られる。この有機体の骨格は化学的には、例えばＫ、Ｃａ、Ｎａの酢酸塩のような不純物を含み、有機官能シラノールおよびポリシラノール結合を含む、所定の分子量を有するポリビニールアルコールとポリ酢酸ビニールとの分岐した種類の共重合体の分子内および分子間結合を有する二価のポリマー縮合(condensation of secondary valency with intermolecular)と定義することが可能である。
【００６６】
重合反応と同時に、ｐＨ値が下降し、Ａ＋Ｂの混合後の有機骨格の有機電解質成分の負電荷により引き付けられる、存在するイオンおよび他の無機分子を含むアルカリポリシリケートが凝縮し、反応剤の組成の結果として存在する、例えば主にはＣ２Ｈ２と予備的にはＣＯ２およびＣ２Ｈ４のような、発砲ガスの活動により生じるポロシティー(porosity)を有する、有機セラミック化した(organized ceramizing)アモルファスケイ酸塩とガラス状態または結晶状態の炭酸塩の形成が起こる。
【実施例】
【００６７】
単に本発明の技術的範囲を制限しない実施例として、本発明に係る方法に用いられる組成物ＡおよびＢとして以下の実施例を示す。
【００６８】
・実施例１
【００６９】
【表１】
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【００７０】
【表２】
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【００７１】
・実施例２
【００７２】
【表３】
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【００７３】
【表４】
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【００７４】
・実施例３
【００７５】
【表５】
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【００７６】
【表６】
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【００７７】
・実施例４
【００７８】
【表７】
2009527438.tif 000019
【００７９】
【表８】
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【００８０】
・実施例５
【００８１】
【表９】
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【００８２】
【表１０】
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【００８３】
・実施例６
【００８４】
【表１１】
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【００８５】
【表１２】
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【００８６】
・実施例７
【００８７】
【表１３】
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【００８８】
【表１４】
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【００８９】
さらに、完全を期すために、反応剤（または薬剤、reagent）Ｂを熱処理し、その後粉砕(milling)することにより、同じ初期の配合(formulation)から最終の材料の異なる特性を好都合に得ることができることを付け加えておくべきである。
【００９０】
この点について、参照として実施例５の表５．２に係る反応剤Ｂの配合、より詳細にはその内部に含まれている無水ホウ酸と炭化カルシウムとを例に取ると、これらの粉末の混合物を正確に混合し、好ましくは５００℃〜１５００℃の範囲の温度で溶融することによりセルの形態およびサイズのような最終のセラミック材料の重要特性を変化させることが可能となる。熱処理の最後に、例えば５〜２５μｍの範囲で可能なような目的とする粒子サイズ得るように、材料は粉砕及びスクリーニングされる。必要に応じて、適切な溶融温度を用いて同じ熱処理を炭化カルシウムといっしょに、例えば二酸化ケイ素もしくは有機酸塩または他の有機もしくは無機物質のような他の粉末に実施することが可能である。この工程において、全ての粉末をいっしょ溶融する必要はなく、単一の成分を溶融し、より高い融点を有する他の成分を凝集すれば十分である。
【００９１】
本発明に係る方法は、骨格として機能し無機部分を支持する離れた有機体ネットに含まれる離れた前記無機部分を構成するシリカの部分（必要に応じてシリカとセラミック部分との凝集体）を含むセラミック粒子用の多孔質セラミック材料を得ることができ、例えこれらはポロシティーを有して塊となっても重合により有機ネットを備え、有機ネットは無機部分を覆うだけでなく無機部分と結合する。
【００９２】
本発明のいくつかの実施形態のみが本明細書に示されているが、当該技術分野の通常の知識を有する者は如何なる場合も他の同等の好都合で好ましい実施形態を得ることが可能であることを直ちに理解するであろう。
【００９３】
本願が優先権を主張するイタリア国特許出願番号ＶＲ２００６Ａ００００３５の開示は、参照することにより本明細書に取り込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は本発明に係る方法の実施形態の概略図である。
【図２】図２はセラミックの表面を被覆する有機ポリマー部分の詳細図である。
【図３】図３は強調させるのに適した異なるセンサーによる、半透過像の一種で、図２と同じ部分の詳細図であり、有機ポリマー下に位置するセラミック部分がより明るくなっている。
【図４】図４は発泡剤（泡）により形成された空洞部分を示す図であり、内部が有機ポリマーシース（ｂ）により被覆され、断面に有機ポリマーのないシリカおよび他のセラミック粒子が認められる。
【図５】図５は、部分ｂを強調した図４の詳細図である。
【図６】図６は、部分ａを強調した図４の詳細図である。
【図７】図７および図８はマイクロシリカ構造体の詳細図である。
【図８】図７および図８はマイクロシリカ構造体の詳細図である。
【図９】図９および図１０はシリカセラミックと有機ポリマーとの交差部の詳細図である
【図１０】図９および図１０はシリカセラミックと有機ポリマーとの交差部の詳細図である
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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