(57)【要約】      （修正有）【課題】金属粉末の大きさと添加される量に応じて抵抗を調節できる低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供する。【解決手段】低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法において、炭化ケイ素原料粉末と結合剤を混合した混合物を圧出成形機に入れて、炭化ケイ素多孔体を圧出成形するステップ（ａ）と、１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末とＦｒｉｔ粉末を利用してＤｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するステップ（ｂ）と、前記炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるステップ（ｃ）と、前記スラリー溶液が安着した炭化ケイ素多孔体を４００℃乃至１０００℃で電気炉内で熱処理するステップ（ｄ）と、を含むことを特徴とする低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法において、
炭化ケイ素原料粉末と結合剤を混合した混合物を圧出成形機に入れて、炭化ケイ素多孔体を圧出成形するステップ（ａ）と、
１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末とＦｒｉｔ粉末を利用してＤｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するステップ（ｂ）と、
前記炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液をＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるステップ（ｃ）と、
前記スラリー溶液が安着した炭化ケイ素多孔体を４００℃乃至１０００℃で電気炉内で熱処理するステップ（ｄ）と、を含むことを特徴とする低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）で、前記炭化ケイ素多孔体は、ハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）担体であることを特徴とする請求項１に記載の低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｂ）で、前記１種の金属粉末は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ中から選択されるもので、前記２種の金属粉末は、Ａｇ−Ｐｄ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ中から選択されるものであり、前記４種の金属粉末は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｏであることを特徴とする請求項１に記載の低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｂ）で、前記金属粉末とＦｒｉｔ粉末の組成比は、各々１％乃至５％と９５％乃至９９％であることを特徴とする請求項１に記載の低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｄ）で、熱処理された炭化ケイ素多孔体は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用できるものを含むことを特徴とする請求項１に記載の低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体に１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末を添加してスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）溶液を作ることによって、金属粉末の大きさと添加される量に応じて抵抗を調節でき、炭化ケイ素多孔体に金属粉末と酸化物であるＦｒｉｔ粉末を利用してスラリー溶液を作った後、一般的なＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させることによって、ヒータの大きさとは無関係に多孔体ヒータの製造が容易であり、４００℃乃至１０００℃のＦｒｉｔ焼結温度だけで伝導性を確保できることによって、低温焼結を介して価格競争力を確保でき、Ｆｒｉｔ粉末の種類、含有量、粒子の大きさに応じて焼結温度の調節が可能で、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用することができるため、その使用及び適用対象が広範囲な低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体製造方法に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境問題としてディーゼルエンジンの排気ガス処理や、産業廃棄物焼却時の排気ガス処理（脱臭）等が問題になっており、その処理方法として内燃機関の排気経路上に排気ガスフィルターを設けて、排気ガス中の微粒子を捕集し、さらにその捕集された微粒子を発火して燃焼させるといった処理技術が広く研究されている。
【０００３】
また、各家庭で用いている多くの製品であるヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ等に金属で作ったヒータを用いている。
【０００４】
しかし、図１に示したような金属類で作ったアルミヒータの場合は、プレート（ｐｌａｔｅ）構造で、熱交換の効果が低調なだけでなく耐熱衝撃性に対する問題も持っている。従って、例えば、給湯器と冷温水機及びボイラに適用される場合、熱交換の効果が低調で耐熱衝撃性が弱く、ヘアドライヤーと洗濯機用乾燥器とガスレンジに適用される場合、電力消耗が多い問題点を持っている。
【０００５】
一方、反応焼結炭化ケイ素は、耐熱、耐腐食及び機械的特性が優秀なだけでなく、製造工程の経済性が高いことから高温熱交換機素材、高温構造材料及び一般耐腐食性産業用素材などに主に応用されている。
【０００６】
また、反応焼結炭化ケイ素は、焼結後成形体の本来の寸法と形状を保持できることから最小限の加工だけで望む形態の炭化ケイ素製品を製造できるため、商業的価値が高いと評価されている。
【０００７】
このような反応焼結炭化ケイ素は、炭化ケイ素と残留ケイ素で構成されており、成形体の微細構造及び密度を制御することによって、種々の機械的、電気的特性を持つ製品を製造することができる。特に、高純度反応焼結炭化ケイ素は、半導体工程に用いられる反応管、サセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）及びヒータ（ｈｅａｔｅｒ）素材として開発されて用いられており、最近では多孔質反応焼結炭化ケイ素製品が、ディーゼルエンジン用粉塵フィルターとして用いられている。
【０００８】
高温用フィルター開発のために、価格競争力が高く優秀な熱、機械的特性を持つ多孔質反応焼結炭化ケイ素素材を開発するために、炭化ケイ素及びカーボンからなる成形体に溶融ケイ素を浸潤させて製造された反応焼結炭化ケイ素を１８００℃ 以上の高温で残留ケイ素中一部を蒸発させて、多孔質反応焼結炭化ケイ素を製造する技術及び成形体に過剰グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）粒子を用いて反応焼結後、グラファイトを酸化させて取り除いて、多孔質反応焼結炭化ケイ素を製造する技術が知られている。
【０００９】
しかし、公知された多孔質反応焼結炭化ケイ素製造工程は、多孔質反応焼結炭化ケイ素内気孔の微細構造及び気孔率を制御するのに困難がある。
【００１０】
その他にも無機質素材を用いて、炭化ケイ素粒子間にネック（ｎｅｃｋ）相を形成した粘土結合多孔質炭化ケイ素素材が開発されて、ディーゼルエンジン粉塵フィルター素材として用いられている。
【００１１】
しかし、現在まで開発された多孔質炭化ケイ素素材は、破壊時脆性破壊が起きるため、高信頼性が求められる発電用高温ガスフィルター素材として適用するのに多くの問題点がある。
【００１２】
従って、炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体に１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末を添加して、スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）溶液を作って、金属粉末の大きさと添加される量に応じて抵抗を調節できて、炭化ケイ素多孔体に金属粉末と酸化物であるＦｒｉｔ粉末を利用してスラリー溶液を作った後、一般的なＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるため、ヒータの大きさとは無関係に多孔体ヒータの製造が容易で、４００℃乃至１０００℃のＦｒｉｔ焼結温度だけで伝導性を確保できて、低温焼結を介した価格競争力を確保できる低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法の開発が切に求められるのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＫＲ１０−２００７−００２０６４１（２００７．２．２８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するために着想されたものであり、炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体に１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末を添加して、スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）溶液を作ることによって、金属粉末の大きさと添加される量に応じて抵抗を調節できる低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供することにその目的がある。
【００１５】
また、本発明の他の目的は、炭化ケイ素多孔体に金属粉末と酸化物であるＦｒｉｔ粉末を利用してスラリー溶液を作った後、一般的なＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させることによって、ヒータの大きさとは無関係に多孔体ヒータの製造が容易な低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供することにある。
【００１６】
さらに本発明の他の目的は、４００℃乃至１０００℃のＦｒｉｔ焼結温度だけで伝導性を確保できることによって、低温焼結を介した価格競争力を確保できる低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供することにある。
【００１７】
さたに本発明の他の目的は、Ｆｒｉｔ粉末の種類、含有量、粒子の大きさに応じて焼結温度の調節が可能な低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供することにある。
【００１８】
さらに本発明の他の目的は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータなどに適用することができるため、その使用及び適象が広範囲な低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するための本発明の好ましい実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法は、炭化ケイ素原料粉末と結合剤を混合した混合物を圧出成形機に入れて、炭化ケイ素多孔体を圧出成形するステップ（ａ）と、１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末とＦｒｉｔ粉末を利用してＤｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するステップ（ｂ）と、前記炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液をＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるステップ（ｃ）と、前記スラリー溶液が安着した炭化ケイ素多孔体を４００℃乃至１０００℃で電気炉内で熱処理するステップ（ｄ）と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記本発明において、前記ステップ（ａ）で、前記炭化ケイ素多孔体は、ハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）担体であることを特徴とする。
【００２１】
前記本発明において、前記ステップ（ｂ）で、前記１種の金属粉末は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ中から選択されるもので、前記２種の金属粉末は、Ａｇ−Ｐｄ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ中から選択されるものであり、前記４種の金属粉末は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｏであることを特徴とする。
【００２２】
前記本発明において、前記ステップ（ｂ）で、前記金属粉末とＦｒｉｔ粉末の組成比は、各々１％乃至５％と９５％乃至９９％であることを特徴とする。
【００２３】
前記本発明において、前記ステップ（ｄ）で、熱処理された炭化ケイ素多孔体は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用できるものを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法は、下記のような効果を示す。
【００２５】
第一に、本発明は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体に１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末を添加して、スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）溶液を作ることによって、金属粉末の大きさと添加される量に応じて抵抗を調節することができる。
【００２６】
第二に、本発明は、炭化ケイ素多孔体に金属粉末と酸化物であるＦｒｉｔ粉末を利用してスラリー溶液を作った後、一般的なＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させることによって、ヒータの大きさとは無関係に多孔体ヒータの製造が容易である。
【００２７】
第三に、本発明は、４００℃乃至１０００℃のＦｒｉｔ焼結温度だけで伝導性を確保できることによって、低温焼結を介した価格競争力を確保することができる。
【００２８】
第四に、本発明は、Ｆｒｉｔ粉末の種類、含有量、粒子の大きさに応じて焼結温度の調節が可能である。
【００２９】
第五に、本発明は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用することができるため、その使用及び適用対象が広範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のアルミヒータを示した写真図。
【図２】本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造フローチャート。
【図３】本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造する過程で、Ｄｉｐｐｉｎｇ方法でコーティングして炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させる状態を示した写真図。
【図４】本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体を示した写真図。
【図５】本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用した炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体をヒータ製品に適用するために組み立てた状態を示した写真図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態を説明する。本発明を説明するに当たって、関連する公知技術又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にする虞があると判断される場合には、その詳細な説明は省き、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これは、ユーザー、運用者の意図または慣例などによって異なってくるため、その定義は、本発明に係る低温焼結法を利用した炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体ヒータの製造方法を説明する本明細書の全般に亘っての内容を踏まえて下されるべきである。
【００３２】
以下、本発明の好ましい一実施形態に係る低温焼結法を利用した炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体ヒータの製造方法を添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造フローチャートで、図３は、本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造する過程で、Ｄｉｐｐｉｎｇ方法でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させる状態を示した写真図面であり、図４は、本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体を示した写真図面で、図５は、本発明の一実施形態に係る低温焼結法を利用した炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体をヒータ製品に適用するために組み立てた状態を示した写真図面である。
【００３４】
図２乃至図５に示したように、低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法は、炭化ケイ素原料粉末と結合剤を混合した混合物を圧出成形機に入れて、炭化ケイ素多孔体を圧出成形するステップ（ａ）と、１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末とＦｒｉｔ粉末を利用して、Ｄｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するステップ（ｂ）と、前記炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液をＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるステップ（ｃ）と、前記スラリー溶液が安着した炭化ケイ素多孔体を４００℃乃至１０００℃で電気炉内で熱処理するステップ（ｄ）と、で構成される。
【００３５】
前記低温焼結法を利用した炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体ヒータの製造方法を構成する技術的ステップの機能を調べると下記のとおりである。
【００３６】
第一には、炭化ケイ素多孔体を成形するステップ（ａ）であって、炭化ケイ素原料粉末と結合剤を混合した混合物を圧出成形機に入れて、炭化ケイ素多孔体１０を圧出成形することであり。ここで、前記炭化ケイ素多孔体１０は、ハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）担体である。
【００３７】
第二には、Ｄｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するステップ（ｂ）であって、１種、２種、４種の金属粉末中から選択される粉末とＦｒｉｔ粉末を利用して、Ｄｉｐｐｉｎｇ用またはＳｐａｒｙ用スラリー溶液を製造するものである。ここで、前記１種の金属粉末は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ中から選択されるもので、前記２種の金属粉末は、Ａｇ−Ｐｄ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ａｌ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｓｎ中から選択されるものであり、前記４種の金属粉末は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｏである。また、前記金属粉末とＦｒｉｔ粉末の組成比は、各々１％乃至５％と９５％乃至９９％が最も好ましいか、その他の組成も可能である。
【００３８】
第三には、炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液を安着させるステップ（ｃ）であって、前記炭化ケイ素多孔体にスラリー溶液をＤｉｐｐｉｎｇ方法またはＳｐａｒｙ方式でコーティングして、炭化ケイ素多孔体１０にスーラリ溶液を安着させるものである。
【００３９】
第四には、熱処理するステップ（ｄ）であって、前記スラリー溶液が安着した炭化ケイ素多孔体１０を４００℃乃至１０００℃で電気炉内で熱処理することである。ここで、前記電気炉内で熱処理は、大気中の雰囲気で行われ、また、前記熱処理された炭化ケイ素多孔体１０は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用できるものである。
【００４０】
上述したような炭化ケイ素多孔体１０の両側終端部に電極部２０を形成して、通電できるようにしてヒータ３０として用いることができるようにする。
【００４１】
従って、炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体を利用したヒータは、ハニカム（Ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）構造で熱効率を最大化させることができて、種々のサイズで取り付けやすく、優秀な耐熱衝撃性と耐電圧性を持つ。また、ヒータの大きさとヒータを構成する材料の成分量の調節によって抵抗の範囲を多様にすることができ、直流と交流を区分することなく用いられるものである。
【００４２】
上述したような、低温焼結法を利用したヒータ用炭化ケイ素（ＳｉＣ）多孔体の製造方法は、ヘアドライヤー、給湯器、冷温水機、洗濯機用乾燥器、ガスレンジ、ボイラ、排気ガス低減装置用ヒータに適用して用いられるため、その使用及び適用対象が広範囲である。
【００４３】
図面と明細書で最適の実施形態が開示され、ここで使われた用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。従って、本技術分野の通常の知識を有する者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であり、従って、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求範囲の技術的思想によって定められなければならないであろう。
【符号の説明】
【００４４】
１０      炭化ケイ素多孔体
２０      電極部
３０      ヒータ
【図１】
2015117178.tif 000003
【図２】
2015117178.tif 000004
【図３】
2015117178.tif 000005
【図４】
2015117178.tif 000006
【図５】
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