(57)【要約】【課題】サブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の物を制御性良く製造することを課題とする。【解決手段】燃焼気化素材及びセラミックス原料を準備し、燃焼気化素材をあらかじめセラミックス原材料と混錬し、セラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散された多孔質セラミックスを製造するための中間体又は／及び中間体派生物を得たのち、燃焼気化素材を燃焼気化させ多数の孔を有するセラミックスを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼気化素材及びセラミックス原料を準備する準備ステップと、
準備した燃焼気化素材及びセラミックス原料を混錬して中間体を得る混錬ステップと、
中間体又は／及び中間体派生物を焼成して前記燃焼気化素材を燃焼気化させ多数の孔を有するセラミックスを得るための焼成ステップと、
からなる多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項２】
燃焼気化素材は最大径がサブミクロンである請求項１に記載の多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項３】
前記焼成ステップにて得られた多孔質セラミックスに薬剤を含侵させる薬剤含侵ステップを有する請求項１又は２に記載の多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項４】
セラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散された多孔質セラミックスを製造するための中間体。
【請求項５】
請求項４に記載の中間体をブロック化し、このブロック化したものを乾燥させ、乾燥したものを砕いてすりつぶしたことによって得られるセラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散された多孔質セラミックスを製造するための中間体派生物。
【請求項６】
細孔に燃焼気化素材を充てんした場合でも焼成によって充てんされた燃焼気化素材が外部に排出可能な細孔を有する多孔質セラミックス。
【請求項７】
前記細孔はサブミクロン径の細孔を含む請求項６に記載のセラミックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多孔質セラミックス、特に細孔を有する多孔質セラミックスに関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種のセラミックスが製造されているが、セラミックス表面に細孔を有するセラミックスは各種の用途があり用いられてきた。細孔のサイズや貫通度合いに関しては応用製品の用途によって異なるが、サブミクロンの細孔、ないしはナノレベルの径の細孔を有するセラミックスはその製造が困難であった。
【０００３】
多孔質セラミックスの製造方法としては、セラミックス粉体に解膠剤や樹脂ビーズなどの造孔剤を大量に添加し、酸化除去することにより多孔質とする方法が一般的であるが、造孔剤が除去されても、孔が孤立して存在してしまうため連続した開気孔を得られにくいという問題点があった。また、セル膜のない軟質ポリウレタンフォームにセラミックス泥漿を付着させてこれを焼結する方法（特許文献１）やセラミックス原料と解膠剤を水溶液にして添加後、気泡材を添加して焼結を行う方法（特許文献２）も提案されている。しかしながら、これらの製造方法ではサブミクロンの細孔、ないしはナノレベルの径の細孔を有する多孔質セラミックスを得ることはできないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３９６７３
【特許文献２】特開昭６３−４０７８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の物を制御性良く製造することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第一の発明として、燃焼気化素材及びセラミックス原料を準備する準備ステップと、準備した燃焼気化素材及びセラミックス原料を混錬して中間体を得る混錬ステップと、中間体又は／及び中間体派生物を焼成して前記燃焼気化素材を燃焼気化させ多数の孔を有するセラミックスを得るための焼成ステップと、からなる多孔質セラミックスの製造方法を提供する。
【０００７】
さらに、第一の発明において燃焼気化素材は最大径がサブミクロンである第二の発明を提供する。
【０００８】
さらに、第一の発明、第二の発明において前記焼成ステップにて得られた多孔質セラミックスに薬剤を含侵させる薬剤含侵ステップを有する第三の発明を提供する。
【０００９】
さらに、第四の発明として、セラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散された多孔質セラミックスを製造するための中間体を提供する。
【００１０】
さらに、第五の発明として、第四の発明の中間体をブロック化し、このブロック化したものを乾燥させ、乾燥したものを砕いてすりつぶしたことによって得られるセラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散された多孔質セラミックスを製造するための中間体派生物を提供する。
【００１１】
さらに、第六の発明として、細孔に燃焼気化素材を充てんした場合でも焼成によって充てんされた燃焼気化素材が外部に排出可能な細孔を有する多孔質セラミックスを提供する。
【００１２】
さらに、第六の発明において、前記細孔はサブミクロン径の細孔を含む第七の発明を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
サブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の物を制御性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１の多孔質セラミックスの製造方法を示すフロー図
【図２】実施形態１の多孔質セラミックスの製造方法を示すフロー図
【図３】最大径を説明する図
【図４】多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図
【図５】多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図
【図６】多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図
【図７】多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図
【図８】多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に発明を実施するための形態を説明する。なお、本件発明はこれから記載する実施形態に限定して解釈されるべきものでない。なお、実施形態と請求項の関係は次の通りである。実施形態１は、主に請求項１から請求項５などに関する。実施形態２は、主に請求項６及び請求項７などに関する。
＜実施形態１＞
＜概要＞
【００１６】
本実施形態は、多孔質セラミックスの製造方法であって、その特徴点は燃焼気化素材をあらかじめセラミックス原材料と混合し、混錬（「混練」とも書く。以下同じ）してセラミックスを製造する点にある。
＜構成＞
【００１７】
図１は、本実施形態の多孔質セラミックスの製造方法を示すフロー図である。本実施形態の構成は、準備ステップ（Ｓ０１０１）と、混錬ステップ（Ｓ０１０２）と、焼成ステップ（Ｓ０１０３）と、からなる。
【００１８】
図２は、本実施形態の多孔質セラミックスの製造方法を示すまた別のフロー図である。本実施形態は、図１を基本とし、準備ステップ（Ｓ０２０１）、混錬ステップ（Ｓ０２０２）及び焼成ステップ（Ｓ０２０３）により得られる多孔質セラミックスに薬剤を含浸し（Ｓ０２０４：薬剤含浸ステップ）、薬剤を含浸させた多数の孔を有するセラミックスを得る、多孔質セラミックスの製造方法である。以下に、各構成及び実施例について詳述する。
＜準備ステップ＞
【００１９】
準備ステップは燃焼気化素材とセラミックス原料とを準備するステップである。燃焼気化素材はセルロース、炭素材料、有機化合物が該当するが、素材であって、固形のものを指す。したがって、液状、ゲル状のものは燃焼気化素材に含まれない。ただし、固形のものが液体と混ざることによってマクロ的に液状、ゲル状と見える素材は、本件発明にいうところの固形の燃焼気化素材である。
【００２０】
本件発明の課題であるサブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の本質的な特徴は、燃焼気化素材の形状、サイズによって、最終的にセラミックス材料に形成される多孔質性を得る点にある。つまり、セラミックス素材の表面ないし内面に設けられる孔は燃焼気化素材の形状、サイズによってコントロールする。したがって、準備ステップでは、目的とする多孔質セラミックスに備えられるべき孔のサイズ、孔の量、孔の密度などを想定して準備を行う。
【００２１】
また、セラミックス原料の形状も最終的な多孔質セラミックスの性状をコントロールするためにあらかじめ設計されなければならない。設計は、粒径、粒径分布、原料の種類によって行われる。
【００２２】
また準備段階ではセラミックス原料と燃焼気化素材とを混ぜたのちにボールミルなどでさらに微細化する工程を有してもよい。これは、セラミックス原料の粒と燃焼気化素材とが微細化しながら混在し次の混錬ステップで両者を均一に分散した状態にするのに好ましい。
＜混錬ステップ＞
【００２３】
混錬ステップは、準備した燃焼気化素材と準備したセラミックス原料とを混錬する。混錬は例えば液体を加えて行われる場合があるが、必要に応じてアルカリ性、酸性に液体のｐＨを調節してもよい。これはセラミックス原料と燃焼気化素材の種類等によって調節する。また、燃焼気化素材がセラミックス原料である微細セラミックス粒どうしが崩壊しないようなつなぎの役割を果たすようにする必要がある。この点からも準備ステップでの燃焼気化素材の選別が重要となる。
【００２４】
前記液体としては、水やアルコールなどの有機液体を利用して混錬してもよい。また、水とアルコールなどの有機液体を併用して混錬してもよい。混錬後は、水、アルコールなどの液体や混錬のために用いた成分を乾燥等することによって除外する。乾燥率は制御対象パラメータである。乾燥度によって、焼成時の燃焼気化素材ないしは混錬乾燥後の前セラミックスブロック中から発生するガスの圧力や量が変化するからである。このガスの圧力、ガスの量は最終的に得られる多孔質セラミックスの孔のサイズ、孔の量、孔の密度、孔の貫通度合いを左右する。
【００２５】
なお、セラミックス材料である粒や燃焼気化素材のサイズがナノサイズ（本明細書では１０ナノから３００ナノ程度の値をナノサイズという。）である場合には液中に分散しにくいので界面活性剤を共用してもよい。ただし、界面活性剤も焼成の際に影響を与える因子となるので、注意が必要である。界面活性剤を排除するために乾燥のみでなく、予備加熱サブステップを採用してもよい。
【００２６】
混錬ステップは、通常のミキサー、プロペラ攪拌機、ニーダー等のような道具を用いて行ってもよいが、素材が微小サイズになると、十分混練が困難となる。そこで、混錬用の容器に超音波を加えたり、高周波電磁界を加えることが考えられる。高周波電磁界は、制御状態によってセラミックス原料の微細粒を分極させることができ、水に混ざりやすくなる。また燃焼気化素材についても同様の効果を生む場合がある。
【００２７】
混錬ステップでは、中間体を得ることができる。中間体は、混錬ステップによりセラミックス原料中に燃焼気化素材が均一に分散されている状態となっている。中間体は混錬直後の粉状、又は液状やスラリー状である場合もあるし、液状やスラリー状のものを乾燥してブロック状としたもの含まれる。均一に分散している状態とは、セラミックス原料とセラミックス原料の間に燃焼気化組成物が入り込んでいる状態であって、セラミックス原料の周りに存在する燃焼気化組成物の量や濃度に偏りがない状態である。
【００２８】
混錬ステップでは、液状やスラリー状のものを乾燥していったんブロック状としたものを再度粉砕しその後再度混錬を繰り返すサブステップを含んでいてもよい。つまり、混錬して生成した中間体のブロックから、この中間体由来の別の中間体を得るのである。この別の中間体を本明細書においては中間体派生物と呼ぶ。
＜焼成ステップ＞
【００２９】
混錬ステップの後に焼成を行う。焼成ステップは、二つの意義を有する。一つはセラミックス原料の微細粒どうしが局所的に溶融して溶着し、セラミックス粒が成長するための工程であるという意義と、多孔質を形成する孔を生み出すという意義である。焼成ステップはしたがって、上記二つの現象が同時に進行する。通常は、燃焼気化素材の燃焼温度のほうがセラミックスの局所的な溶融温度よりも低い。したがって燃焼気化素材が燃焼するがセラミックス粒が成長しない温度に長時間ワーク（中間物）を滞留させると多孔質でないセラミックスとなってしまう。
＜薬剤含浸ステップ＞
【００３０】
混錬ステップの後に薬剤含浸ステップを行うこともできる。薬剤含浸ステップは、焼成ステップにて得られた多孔質セラミックスに薬剤を含侵させるステップである。多孔質セラミックスに含浸させる薬剤は特に限定されず、例えば触媒、タンパク質、細胞、薬剤などが挙げられる。含浸させる薬剤によって求められる孔のサイズ、孔の量、孔の密度、孔の貫通度合いは異なるが、本件発明は、燃焼気化素材の形状、サイズによって、最終的にセラミックス材料に形成されるサブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の多孔質性を制御できるので、含浸させる薬剤に応じて最適な多孔質セラミックスを製造することが可能となる。薬剤の含浸方法は特に限定されないが、例えば、含浸法、イオン交換法、蒸着法、噴霧乾燥法などが挙げられる。なお含侵させる液体等の表面張力等によって細孔に十分ガス、液体等が浸潤しない場合には当該セラミックスを隔壁として高圧側と低圧側を作り、圧力差を用いてガス、液体等を浸潤させる。
＜燃焼気化素材＞
【００３１】
「燃焼気化素材」は、焼成ステップで燃焼気化する素材である。本発明において燃焼気化素材は、特に制限されるものでないが、焼成ステップで燃焼気化し、焼成後の多孔質セラミックスから消失する素材である。
【００３２】
図３は、燃焼気化素材が略円柱状である場合の最大径を説明する図である。略円柱のような細長い形状の場合の最大径は長手方向の長さではなく、円柱の直径に相当する部分の最大値（図中のＤ１）が最大径である。一方で、例えば、燃焼気化素材が略球状であれば直径に相当する部分の最大値が最大径である。本発明の燃焼気化素材は最大径がサブミクロンであることが望ましい。最大径がサブミクロンの燃焼気化素材としては、特に制限されるものでないが、例えば、カーボン繊維又はカーボン繊維解砕物、あるいはセルロースを含む素材などを用いることで、サブミクロン径から数十ナノ径程度の細孔を有し、かつ、細孔がセラミックスブロックの内部を貫通する態様の多孔質セラミックスを得ることができる。
【００３３】
カーボン繊維は、質量比で90%以上が炭素で構成される繊維であり、ポリアクリロニトリル繊維またはピッチ繊維を原料に高温で炭化して作った繊維である。カーボン繊維は、熱収縮率が低いことが特徴であり、カーボン繊維又はカーボン繊維解砕物を含む素材を燃焼気化微素材として使用すると。焼成ステップにおける燃焼気化微素材の膨張や収縮が起きにくいので、焼成体のひびや割れの発生を抑えるとともに、カーボン繊維又はカーボン繊維解砕物のサイズに応じた細孔を形成しやすいので好ましい。
【００３４】
セルロースは、植物繊維の主成分であって、水に不溶の多糖類である。セルロースを含む燃焼気化素材としては、特にセルロースナノファイバーを含む素材を使用することが好ましい。セルロースナノファイバーとは、植物原料であるパルプ（パルプ繊維）を解繊して得られる微細なセルロース繊維をいい、一般的に繊維幅がナノサイズ（１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下）のセルロース微細繊維を含むセルロース繊維をいう。
【００３５】
セルロースナノファイバーの保水度としては、例えば２５０％以上５００％以下であることが好ましい。セルロースナノファイバーの保水度（％）はＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．２６に準拠して測定される。セルロースナノファイバーは、水分散状態でレーザー回折法により測定される擬似粒度分布曲線において１つのみのピークを有することが好ましい。また、このピークとなるセルロースナノファイバーの粒径（最頻値）としては、例えば５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。なお、「擬似粒度分布曲線」とは、粒度分布測定装置を用いて測定される体積基準粒度分布を示す曲線を意味する。
【００３６】
セルロースは植物由来であるため、セルロースナノファイバーを燃焼気化素材として使用することは、ポリビニルアルコールやポリアクリル酸アンモニウムのような化学的に合成されたものを使用する場合にくらべ、低炭素化社会に貢献することができるという利点がある。また、燃焼気化しても窒素酸化物のような有害物質を排出することもないため環境にも優しい素材であるという利点もある。また、セルロースはカーボン繊維と同様に熱収縮率が低いことが特徴であり、カーボン繊維と同様に焼成ステップにおける燃焼気化微素材の膨張や収縮が起きにくいという点でも優れている。
（セラミックス原料）
【００３７】
「セラミックス原料」としては、特に制限されるものでないが、例えば多孔質セラミックス材として知られている、アルミナ、ケイ酸アルミニウム、コージェライト、シリカ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライト、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、リン酸カルシウムなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。これらの原料は単独で使用することもできるが、２以上のセラミックス原料を混合して使用することもできる。
【００３８】
セラミックス原料としては、β−リン酸三カルシウムやハイドロキシアパタイトなどリン酸カルシウムを使用することが好ましい。β−リン酸三カルシウムやハイドロキシアパタイトなどの多孔質セラミックス材料は、骨補填材料や人工骨インプラントとして顆粒や成型体として用いられているが、細胞、タンパク質、薬剤などを固定化させて使用することにより自家骨への置換を促進や代用骨の生体吸収性を向上させる試みがなされている。一般に細胞はミクロンサイズ、タンパク質はサブミクロンサイズ、薬剤はナノサイズの細孔に固定化されやすいといわれ、本件発明により目的に合わせて、孔のサイズ、孔の量、孔の密度、孔の貫通度合いを制御した多孔質セラミックスを得て、タンパク質などを固定化することが可能になるからである。
【実施例１】
【００３９】
以下に実施例を示す。実施例ではセラミックス原料としてβ−リン酸三カルシウム又はアルミナ、ハイドロキシアパタイトを用いた。また、実施例では燃焼気化素材としてセルロースを用いた。実施の前提としてβ−リン酸三カルシウム及びセルロースは以下のようにして準備した。
（１）β−リン酸三カルシウム
（β−リン酸三カルシウムの準備）
【００４０】
β−リン酸三カルシウムの原料として、炭酸カルシウム301.78ｇとリン酸二水素アンモニウム266.79ｇを準備し、エタノール２リットルを溶媒として用いてボールミルで４８時間、粉砕及び混合した。液状の混合物から濾過装置又は／及びエバポレーターを用いてエタノールを分離し、スラリーを得た。スラリーは、２つのアルミナ製のサヤに分け入れ、仮焼結Ａを行い、仮焼成体Ａを得た。仮焼結の条件は、昇温速度３℃／min、焼成温度９００℃、保持時間１２時間、室温までの降温速度３℃／minとして大気雰囲気中の条件で行った。得られた仮焼成体Ａの結晶相は、９５％以上がβ−リン酸三カルシウム構造であったが、結晶相をより確実にβ−リン酸三カルシウム構造とするために、さらに２回の仮焼結を行った。具体的には、仮焼成体Ａをボールミルで４時間粉砕後、アルミナ製のサヤに入れ、仮焼結Ａと同様の条件で仮焼結Ｂを行い、仮焼成体Ｂを得た。室温まで戻った仮焼成体Ｂを再度、仮焼結Ａ及びＢと同様の条件で仮焼結Ｃを行い、仮焼成体Ｃを得た。
【００４１】
仮焼成体Ｃをボールミルで粉砕、又は乳鉢で粉砕後、篩分けして得られた、平均粒子径として３μｍ程度のβ−リン酸三カルシウムの粉体をセラミックス原料とした。
（ケイ素、ナトリウム及びマグナシウムを固溶したβ−リン酸三カルシウムの準備）
【００４２】
セラミックス原料として、ケイ素、ナトリウム及びマグナシウムを固溶したβ−リン酸三カルシウムを用いることもできる。上述したβ−リン酸三カルシウムの出発原料に、炭酸ナトリウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素を加えて、ケイ酸を2.0mol％固溶したβ−リン酸三カルシウムの粉体を同様に調整し、得られた粉体をセラミックス原料とした。具体的には、出発原料として炭酸カルシウム446.34ｇとリン酸二水素アンモニウム427.40ｇ炭酸ナトリウム3.4722ｇ、酸化マグネシウム18.8463ｇ、二酸化ケイ素3.9332ｇを使用した。
（２）ハイドロキシアパタイト
【００４３】
ハイドロキシアパタイトは、平均粒子径が１５〜２０μｍの太平化学産業株式会社の高純度リン酸カルシウム、球形ＨＡＰ（3Ｃａ3（ＰＯ4）2・Ｃａ（ＯＨ）2）を用いた。
（３）アルミナ
【００４４】
アルミナは、中心粒子径が０.７９μｍの昭和電工株式会社の易焼結性アルミナＡＬ−４５−Ａを用いた。
（セルロースの準備）
【００４５】
セルロースは、粒径（最頻値）２１μｍ、保水度３８９％、濃度1.7ｗｔ％のセルロースナノファイバー水溶液を用いた。使用したセルロースナノファイバー水溶液には数十ｎｍのセルロース微細繊維を含んでいる。但し、セルロースの保水度（％）はＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．２６に準拠して測定した。粒度分布測定装置を用いて測定される体積基準粒度分布を測定し、得られた擬似粒度分布曲線の最頻値を粒子径とした。
（多孔質セラミックスの評価方法）
【００４６】
製造した多孔質セラミックスの評価方法について先に説明する。細孔分布は、水銀ポロシメーターで測定し、微細構造は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。開気孔率及び閉気孔率は、体積、乾燥質量、吸水質量と真比重（文献値）から算出した。体積は得られた焼結体の長さや直径を計測して算出した。吸水質量は、沸騰した水中に試験体を２時間浸水させた後、水中で放冷後、質量を測定した。
【００４７】
＜実験１＞
（準備ステップ）
セルロースナノファイバー水溶液５０ｇとケイ酸が２mol％固溶したβ−リン酸三カルシウム４５ｇを準備した。
（混錬ステップ）
撹拌機で３分間攪拌し、さらにイオン交換水を２０ｇ加え、撹拌機で３分間混錬後、テフロン（登録商標）の容器に移した。混錬後の状態はペースト状で、水が表層に分離してくるようなことはなかった。６５℃で１〜２日間乾燥し、中間体を得た。乾燥後の中間体は一定の形状と強度を有し、ダイヤモンドカッターで切り出しても崩れることはなかった。また、ドリルで穴をあけるなどの加工も可能であった。テフロン（登録商標）の容器から取り出した乾燥後の中間体をダイヤモンドカッターで切断し、約１０ｍｍ四方の略立方体の成型を作成した。
（焼成ステップ）
当該成型体を焼成し、多孔質セラミックスを製造した。焼成は、昇温速度３℃／min、焼成温度１１３０℃、保持時間２４時間、室温までの降温速度３℃／min、大気雰囲気中の条件で行った。
【００４８】
図４は、得られた多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図である。得られた多孔質セラミックスは、一定の強度を有する緻密体であり、最頻細孔径は２．７９μｍで、９０〜１１０ｎｍ付近にも細孔が見られた。また、微細構造を示すＳＥＭ写真からも多孔質であること及び焼結されていることが確認できた。
【００４９】
＜実験２＞
（準備ステップ）
実験１と同様にセルロースナノファイバー水溶液５０ｇとケイ酸が２mol％固溶したβ−リン酸三カルシウム４５ｇを準備した。
（混錬ステップ）
実験１の混錬ステップで得られた乾燥後の中間体をアルミナ製の乳鉢で粉砕し、ナイロン製のメッシュ繊維で覆った篩を用いて比較的大きな粒子を除去して、中間体派生物を得た。中間体派生物をφ２０ｍｍの金型を使用し、３２ＭＰａで１分間一軸加圧成型し、成型体を作成した。
（焼成ステップ）
得られた成型体を実験１と同様の条件で焼成し多孔質セラミックスを製造した。
【００５０】
図５は、得られた多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図である。得られた多孔質セラミックスは、一定の強度を有する緻密体であり、最頻細孔径は１．７２μｍで、３０〜７０ｎｍにも細孔が見られた。また、微細構造を示すＳＥＭ写真からも多孔質であること及び焼結されていることが確認できた。
【００５１】
＜実験３＞
（準備ステップ）
実験１と同様にセルロースナノファイバー水溶液５０ｇとケイ酸が２mol％固溶したβ−リン酸三カルシウム４５ｇを準備した。
（混錬ステップ）
一軸加圧成型を９８ＭＰａで１分間加圧する以外は、実験２と同様にして成型体を作成した。
（焼成ステップ）
得られた成型体を実験１と同様の条件で焼成し、多孔質セラミックスを製造した。
【００５２】
図６は、得られた多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図である。得られた多孔質セラミックスは、一定の強度を有する緻密体であり、最頻細孔径は１.０３μｍで、２０〜６０ｎｍにも細孔が見られた。また、微細構造を示すＳＥＭ写真からも多孔質であること及び焼結されていることが確認できた。
＜実験４＞
（準備ステップ）
セルロースナノファイバー水溶液５０ｇとハイドロキシアパタイト４５ｇを準備した。
（混錬ステップ）
撹拌機で３分間攪拌し、さらにイオン交換水を２０ｇ加え、撹拌機で３分間混錬後、テフロン（登録商標）の容器に移した。混錬後の状態はペースト状で、水が表層に分離してくるようなことはなかった。６５℃で１〜２日間乾燥し、中間体を得た。乾燥後の中間体は一定の形状と強度を有し、ダイヤモンドカッターで切り出しても崩れることはなかった。また、ドリルで穴をあけるなどの加工も可能であった。
得られた乾燥後の中間体をアルミナ製の乳鉢で粉砕し、ナイロン製のメッシュ繊維で覆った篩を用いて比較的大きな粒子を除去して、中間体派生物を得た。中間体派生物をφ２０ｍｍの金型を使用し、９８ＭＰａで１分間一軸加圧成型し、成型体を作成した。
（焼成ステップ）
得られた成型体を実験１と同様の条件で焼成し、多孔質セラミックスを製造した。
【００５３】
図７は、得られた多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図である。得られた多孔質セラミックスは、一定の強度を有する緻密体であり、最頻細孔径は０．１５μｍで、４０〜９０ｎｍにも細孔が見られた。また、微細構造を示すＳＥＭ写真からも多孔質であること及び焼結されていることが確認できた。
＜実験５＞
（準備ステップ）
セルロースナノファイバー水溶液５０ｇとアルミナ４５ｇを準備した。
（混錬ステップ）
撹拌機で３分間攪拌し、さらにイオン交換水を２０ｇ加え、撹拌機で３分間混錬後、テフロン（登録商標）の容器に移した。混錬後の状態はペースト状で、水が表層に分離してくるようなことはなかった。６５℃で１〜２日間乾燥し、中間体を得た。乾燥後の中間体は一定の形状と強度を有し、ダイヤモンドカッターで切り出しても崩れることはなかった。また、ドリルで穴をあけるなどの加工も可能であった。テフロン（登録商標）の容器から取り出した乾燥後の中間体をダイヤモンドカッターで切断し、約１０ｍｍ四方の略立方体の成型を作成した。
（焼成ステップ）
当該成型体を焼成し、多孔質セラミックスを製造した。焼成は、昇温速度３℃／min、焼成温度１６００℃、保持時間２４時間、室温までの降温速度３℃／min、大気雰囲気中の条件で行った。
【００５４】
図８は、得られた多孔質セラミックスの細孔分布、物性値及び微細構造を示す図である。得られた多孔質セラミックスは、一定の強度を有する緻密体であり、最頻細孔径は０．４２μｍで、９０〜２００ｎｍにも細孔が見られた。また、微細構造を示すＳＥＭ写真からも多孔質であること及び焼結されていることが確認できた。
＜効果＞
【００５５】
図４〜８に示したように、得られた多孔質セラミックスは最頻細孔径のピークのほかにナノサイズの細孔を有していた。
【００５６】
また、通常、多孔質セラミックスの製造では、セラミックス原料１００に対して固形分換算で５〜２０程度の解膠剤（分散剤）、バインダー、滑剤が用いられることが多いが、本実施形態ではセラミックス原料１００に対して固形分換算で２程度の低濃度で、分散剤及びバインダーの効果を奏している点でも優れている。
＜実施形態２＞
【００５７】
本実施形態は、多孔質セラミックスであって、その特徴点は製造する際に用いた燃焼気化素材を充てんした場合でも外部に排出可能な細孔を有し、前記細孔はサブミクロン径の細孔を含む点にある。このセラミックスは、当該セラミックスを隔壁として高圧側と低圧側を作り、圧力差を用いて燃焼気化素材を浸潤させる。そして、浸潤済みのセラミックスを燃焼気化素材燃焼雰囲気に置くことによって内部に浸潤した燃焼気化素材がすべて除去されるものである。これによって単位体積当たり大きな表面積を有する燃焼気化素材を担持することが可能となる。このセラミックスはすでに述べた実施形態によって製造可能で得ある。例えば、実験１から実験３などのプロセスによって製造できる。
【００５８】
つまり、本実施形態の多孔質セラミックスは、細孔に燃焼気化素材を充てんした場合でも焼成によって充てんされた燃焼気化素材が外部に排出可能な細孔を有し、前記細孔はサブミクロン径の細孔を含む。例えば燃焼気化素材は炭素やセルロースナノファイバーが該当する。
【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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