(57)【要約】  本発明は、連続複合表面、バーナー表面、バーナー組立体、連続複合体の製造方法、バーナー表面の製造方法、バーナー表面の使用、及びバーナー組立体の使用に関する。【選択図】【図3】
2021525321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む方法で得られる連続複合表面。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【請求項２】
前記工程(iii)が、前記不織布を炭素層で蒸着してコーティングし、炭素がコーティングされた不織布を得ることをさらに含む、請求項1に記載の連続複合表面。
【請求項３】
前記工程(iii)の加熱が、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を熱分解することによって行われる、請求項1または2のいずれか１項に記載の連続複合表面。
【請求項４】
工程(i)の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤が、ビーズの形態ではなく、工程(ii)の前記不織布層が、1〜60重量%の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む、請求項1〜3のいずれか１項に記載の連続複合表面。
【請求項５】
工程(iv)の前記第2結合剤が、セラミック結合剤であり、好ましくは炭化ケイ素(SiC)である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の連続複合表面。
【請求項６】
セラミック繊維を主要な充填剤として含み、好ましくは唯一の充填剤として含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の連続複合表面。
【請求項７】
少なくとも50重量%のセラミック繊維を含む、請求項6に記載の連続複合表面。
【請求項８】
80〜98%の多孔度を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の連続複合表面。
【請求項９】
撥水性コーティング、洗浄コーティング、触媒コーティング、及びこれらの組合せから選択される1つまたは複数の追加のコーティング層をさらに含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の連続複合表面。
【請求項１０】
以下の工程を含む方法で得られるバーナー表面。
(i)請求項1〜9のいずれか１項で定義した連続複合表面を提供する工程、及び
(ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【請求項１１】
前記工程(ii)の穿孔が、レーザー穿孔技術によって行われる、請求項10に記載のバーナー表面。
【請求項１２】
プレナム室を有するハウジング、
前記ハウジングに接続されたガス入口ポート、及び
請求項10または11のいずれか１項で定義されたバーナー表面
を含む、バーナー組立体。
【請求項１３】
以下の工程を含む、連続複合表面の製造方法。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【請求項１４】
以下の工程を含む、バーナー表面の製造方法。
(i)請求項1〜9のいずれか1項で定義した連続複合表面を提供する工程、及び
ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【請求項１５】
ボイラ、給湯器及び/または調理用バーナーにおける、請求項10または11のいずれか１項で定義されたバーナー表面または請求項12で定義されたバーナー組立体の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、バーナー表面の分野に関する。より具体的には、本発明は、連続複合表面、バーナー表面、バーナー組立体、及びそれらの製造方法と使用に関する。
【背景】
【０００２】
セラミック材料は、熱特性が良好で、高温に対する抵抗が必要とされるいくつかの用途に有用であり、金属と共にバーナー表面の組成物の中で一般的な材料である。しかし、セラミック及び/または金属バーナープレートを含むバーナー表面は、バーナーの効率を低下させる高い圧力降下または高い熱質量、望ましくないN0x等の排出、及び脆弱に関する欠点がある。セラミック繊維を用いて多孔質のバーナー表面を形成することでこれらの問題の一部は克服される。従って、セラミック繊維から形成されたバーナー表面のための多孔板は、多数の文献に開示されている。例えば、特許出願WO2006/071481A1号、米国特許第5,595,816号、及び特許出願JPH0914615A1号。
【０００３】
特許出願WO2006/071481A1号には、穿孔を有し、セラミック繊維からなる自立基板、及び無機酸化物小板の無機酸化物被膜を備えるバーナープレートが記載されている。しかし、小板を含む無機のコーティングは、該バーナー表面の多孔度を低下させ、その脆弱性を増大させる。
【０００４】
米国特許第5,595,816号には、ピンを有する金型を用いた加圧濾過により細断されたセラミック繊維及びコロイド性シリカまたはアルミナから形成された多孔質のバーナープレートが記載されている。また、特許出願JPH0914615A1号には、炭化ケイ素繊維及び炭化ケイ素層を含むバーナーに用いる多孔質の燃焼プレートの製造方法が記載されている。該方法は、突起を有するオス型を用いて炭化ケイ素繊維の分散液を圧縮することを含む。しかし、米国特許第5,595,816号及び特許出願JPH0914615A1号に開示されているような繊維堆積中に開口が生成されるバーナー表面の製造方法では、脱型がバーナー表面に損傷を与える可能性があるので、いくつかの問題点がある。さらに、突起を含む金型は高価であり、該プロセスの全体的コストを増加させる。
【０００５】
従って、品質、性能、強度及び耐久性の特性が高く、かつ製造コストが低い新規な材料及びバーナー表面に対する明確な需要はある。
【発明の簡単な説明】
【０００６】
本発明者らは、連続複合体、バーナー表面、バーナー組立体、連続複合体とバーナー表面の製造方法、及びバーナー表面とバーナー組立体の使用を開発した。
【０００７】
特に、本発明の連続複合表面及び穿孔を含むバーナー表面の構造的一体性は、以前の設計より驚くべき程に著しく改善されたことが観察された。
【０００８】
また、本発明の連続複合表面の製造方法は、簡便で、かつ安価な手順であり、連続複合表面及びバーナー表面の大規模な製造に適用できる。
【０００９】
従って、本発明の第1の態様は、以下の工程を含む方法で得られる連続複合表面に関する。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維と前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤とを含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【００１０】
第2の態様では、本発明は、以下の工程を含む方法で得られるバーナー表面に関する。
(i)上記で定義した連続複合表面を提供する工程、及び
(ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【００１１】
第3の態様では、本発明は、以下を含むバーナー組立体に関する。
-プレナム室を有するハウジング、
-前記ハウジングに接続されたガス入口ポート、及び
-上記で定義されたバーナー表面。
【００１２】
さらなる態様では、本発明は、以下の工程を含む連続複合表面の製造方法に関する。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【００１３】
別の態様では、本発明は、以下の工程を含むバーナー表面の製造方法に関する。
(i)上記で定義した連続複合表面を提供する工程、及び 
(ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【００１４】
さらなる態様では、本発明は、ボイラ、給湯器及び/または調理用バーナーにおける上記で定義されたバーナー表面の使用に関する。
【００１５】
さらに別の態様では、本発明は、ボイラ、給湯器及び/または調理用バーナーにおける上記で定義されたバーナー組立体の使用に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】：繊維を含む分散液を吸引し、不織布層を得ることができるフレームの図
【００１７】
【図２】：バーナー表面の光学顕微鏡写真
【００１８】
【図３】：シリカ(SiO2)のセラミック繊維(白色)及びSiC繊維(黒色)を含む、異なる形状のバーナー表面を示す写真
【００１９】
【図４】：燃焼を行うバーナー表面を含むバーナー組立体を示す写真
【００２０】
【図５】：異なる表面の走査型電子顕微鏡写真
【００２１】
【図６】：異なる条件で燃焼反応を行うバーナー組立体
【発明の詳細な説明】
【００２２】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的及び科学的用語は、本開示が属する技術分野の当業者に一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用する場合、単数形“一つ”及び“該”は文脈でそうでないことを明確に示されない限り、複数の指示物を含む。
【００２３】
連続複合表面 
上記で定義したように、第1の態様では、本発明は、以下の工程を含む方法で得られる連続複合表面に関する。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【００２４】
本発明の文脈において、“複合表面”という表現は、セラミック繊維及び結合剤のような、物理的または化学的特性が著しく異なる少なくとも2つの構成材料から作られた表面を指す。それらの組合せで、その個々の構成要素とは異なる特性を有する材料を作ることができる。本発明において、該複合材料は、セラミック繊維及び結合剤を含む。特定の実施形態では、該セラミック繊維は、充填剤である。さらに、本発明の文脈において、“連続複合表面”という表現における用語“連続”は、例えば、レーザー、ピン、鋳型、パンチ、ハイドロジェット穿孔技術及びそれらの組合せのいずれかによって作製された隙間、孔、穴、開口、隙間及び/または割れ目を含まない表面を指す。前記連続複合表面は多孔質であってもよい。
【００２５】
本発明の文脈において、“セラミック繊維”という表現は、セラミック酸化物、非酸化物セラミックまたはそれらの組合せのようなセラミック材料の繊維を指す。“セラミック酸化物”の非限定的な例は、アルミナ、アルミナ-シリカ、アルミナ-ボリア-シリカ、ホウケイ酸アルミニウム、アルミナ-ムライト、シリカ、ジルコニア、ジルコニア-シリカ、チタニア、チタニア-シリカ、希土類酸化物またはそれらの組合せである。“非酸化物セラミック”の非限定的な例は、炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、オキシ炭化ケイ素チタン、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ケイ素チタン、窒化ケイ素アルミニウムまたはそれらの組合せである。
【００２６】
本発明では、前記連続複合表面は、上記方法によって得ることができる。該方法は、以下を含む分散液を提供する工程(i)を含む。
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
【００２７】
特定の実施形態では、工程(i)のセラミック繊維は、市販のセラミック繊維から選択される。市販のセラミック繊維の非限定的な例には、ガラス繊維、石英繊維、アルミニウムホウケイ酸塩繊維、シリカ繊維、非酸化物繊維(例えば、炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、オキシ炭化ケイ素チタン)、並びに3M社(Saint Paul, MN)により販売の商品名“NEXTEL”(例えば、“NEXTEL 312”、“NEXTEL 440”、“NEXTEL 550”、“NEXTEL 610”、“NEXTEL 650”、及び“NEXTEL 720”)、BelChem Fber Materials GmbH社(Freiberg, ドイツ)により販売の商品名“BELCOTEX”、COI Ceramics Campany社により販売の商品名“NICALON FIBER”(例えば、“NICALON”、“HI-NICALON”、及び“HI-NICALON TYPE S”)、UBE Industries社により販売の商品名“Tyranno fiber”、またはHitco Carbon Composites, Inc.社(Gardena, CA)により販売の商品名“REFRASIL”のセラミック酸化物繊維が含まれる。
【００２８】
より特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、炭化ケイ素(SiC)繊維、炭窒化ケイ素(SiCN)繊維、アルミナ(Al2O3)繊維、アルミナ-ムライト繊維、アルミニウムホウケイ酸塩繊維、及びシリカ(Si02)繊維から選択され、好ましくは炭化ケイ素(SiC)繊維、炭窒化ケイ素(SiCN)繊維、アルミニウムホウケイ酸塩繊維、及びシリカ(Si02)繊維から選択され、より好ましくは炭化ケイ素(SiC)繊維である。
【００２９】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、細断された繊維である。
【００３０】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、個々の繊維、束、糸または織物の形態であり、好ましくは、個々の繊維の形態である。
【００３１】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、分散される。
【００３２】
本発明の文脈において、用語“分散された”は、凝集されたことまたは塊になったことの反対を意味する。
【００３３】
本発明に適した個々の繊維の非限定的な例には、直線の、捲縮の、またはロビング繊維が含まれる。本発明に適した織物の非限定的な例には、織布、編物または不織布が含まれる。
【００３４】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維の直径は、1〜50ミクロン、好ましくは5〜40ミクロン、より好ましくは10〜30ミクロン、さらにより好ましくは6〜26ミクロンである。
【００３５】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維の長さは、0.1〜50 mm、好ましくは0.5〜30 mm、より好ましくは1〜25 mmである。
【００３６】
本発明の文脈において、“繊維の厚さ”または“繊維の直径”という表現は同義語である。本発明の文脈において、“繊維の直径”という表現は、繊維のより短い寸法に関する。本発明の文脈において、“繊維の長さ”という表現は、繊維のより長い寸法に関する。
【００３７】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維のアスペクト比は、200〜1000、好ましくは300〜800、より好ましくは400〜600である。
【００３８】
本発明の文脈において、“アスペクト比”という表現は、異なる寸法における繊維サイズの比率に関する。非限定的な例として、繊維のアスペクト比は、その長辺またはその長さとその短辺またはその直径または厚さとの比である。即ち、繊維が40000ミクロンの長さと20ミクロンの直径を有する場合、そのアスペクト比は2000である。
【００３９】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、コーティングされていない。
【００４０】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、コーティングされている。
【００４１】
より特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、有機または無機フィルムでコーティングされている。
【００４２】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維の濃度は、0.01〜10 g/dm3、好ましくは0.1〜5 g/dm3、より好ましくは0.2〜2 g/dm3、さらにより好ましくは0.1〜1 g/dm3である。
【００４３】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、セラミック繊維を第1充填剤及び第2充填剤として、好ましくは第2セラミック充填剤を含み、好ましくは、該第1充填剤は、第2充填剤よりも多い量であり、より好ましくは、該第1充填剤及び第2充填剤は、少なくとも2：1の比率である。より特定の実施形態では、前記第2充填剤は、セラミック繊維またはセラミック粒子から選択され、好ましくは、セラミック粒子である。
【００４４】
別の特定の実施形態では、本発明のセラミック繊維またはセラミック粒子は中空である。
【００４５】
特定の実施形態では、前記工程(i)のセラミック繊維は、主要な充填剤であり、好ましくは唯一の充填剤である。
【００４６】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、セラミック繊維及び少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を少なくとも2：1、好ましくは少なくとも3：1、より好ましくは少なくとも5：1、さらにより好ましくは少なくとも10：1の比で含む。
【００４７】
より特定の実施形態では、前記工程(i)の第2セラミック充填剤の材料は、炭化ケイ素(SiC)、炭窒化ケイ素(SiCN)、アルミナ(Al2O3)、アルミナ-ムライト、アルミニウムホウケイ酸塩、及びシリカ(SiO2)から選択され、好ましくは炭化ケイ素(SiC)、炭窒化ケイ素(SiCN)、アルミニウムホウケイ酸塩、及びシリカ(Si02)から選択され、より好ましくは炭化ケイ素(SiC)である。
【００４８】
本発明者らは、セラミック繊維を使用すると、本発明の連続複合表面の高温に対する耐久性及び抵抗性を改善し、他の材料を使用した場合より熱質量を減少させると考えている。加えて、セラミック繊維は高温で著しい酸化を被らず、従って、その体積は著しく変化しないと考えられる。
【００４９】
本発明の文脈において、用語“結合剤”は、セラミック繊維が接着または凝集によって互いに粘り付くのを助ける物質を指す。本発明の文脈において、“第１結合剤”という表現は、工程(i)の分散液中の結合剤を指し、“第2結合剤”という表現は、工程(iv)で添加された結合剤を指す。
【００５０】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、炭水化物であり、好ましくはモノマーまたはポリマー炭水化物であり、より好ましくはセルロースまたはデキストリンであり、さらにより好ましくはセルロースである。
【００５１】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリマーである。前記ポリマーは、好ましくはポリマー炭水化物、熱可塑性ポリマー、ポリアクリレート、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、ポリエステル樹脂、及び/またはそれらの組合せから選択される。
【００５２】
別の特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリマー炭水化物、熱可塑性ポリマー、ポリアクリレート、ポリウレタン、フェノール樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂、ポリエステル樹脂、及び/またはそれらの組合せから選択されるポリマーであり、好ましくは、モノマー炭水化物、ポリマー炭水化物、及び熱可塑性ポリマーから選択される。
【００５３】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリグリコリド(PGA)、ポリ(プロピレンフマレート)(PPF)、ポリシアノアクリレート(PCA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ(グリセロールセバケート)(PGS)、ポリ(グリセロールセバケートアクリレート)(PGSA)、ポリビニリデンフロライド(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、セルロースアセテート(CA)、環状オレフィンコポリマー(COC)、エチレンビニルアセテート(EVA)、エチレンビニルアルコール(EVOH)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、パーフルオロアルコキシ(PEA)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリエーテルスルホン(PES)、塩素化ポリエチレン(CPE)、ポリ乳酸(PLA)、ポリ3-ヒドロキシブチレート（P3HB）、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリスルホン(PSU)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリウレタン(PU)、ポリ酢酸ビニル(PVA)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、スチレンアクリロニトリル(SAN)、ポリエーテルケトン(PEEK)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリヒドロキシエチルメタクリレートポリビニルアルコール(PVA)、ポリヒドロキシエチルメタクリレート(PHEMA)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)、及びそれらの混合物から選択される熱可塑性ポリマーである。
【００５４】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ(酢酸ビニル)、及びポリビニルアルコール(PVA)から選択されるビニルポリマーであり、好ましくはポリビニルアルコール(PVA)である。
【００５５】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリイミド(PI)、デキストリン、及びセルロースから選択され、好ましくはポリビニルアルコール(PVA)、ポリイミド(PI)、及びデキストリンから選択され、より好ましくはポリビニルアルコール(PVA)である。
【００５６】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ビーズの形態ではない。
【００５７】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリマー繊維である。
【００５８】
特定の実施形態では、前記工程(i)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤の濃度は、0.001〜2 g/dm3、好ましくは0.005〜1.5 g/dm3である。
【００５９】
本発明者らが観察したように、セラミック繊維、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び溶媒を含む分散液を提供する工程(i)を含む方法が、均一な、欠陥の少ない連続複合表面につながる。
【００６０】
本発明の文脈において、“分散”という表現は、セラミック繊維のような溶媒中に分散された少なくとも1つの固体要素の混合物または泥漿を指す。
【００６１】
本発明に適した溶媒の非限定的な例は、メタノール、2-プロパノール、クロロホルム、トルエン、アニソール、シクロヘキサン、ジメチルホルムアミド、メタノール、ジクロロメタン、トリクロロエタン、水、アセトン、酢酸エチル、N-メチル-2-ピロリドン、及びこれらの混合物である。
【００６２】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、メタノール、エタノール及び水から選択される溶媒を含み、好ましくは水である。
【００６３】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液の粘度は、1〜10000 Cps、好ましくは10〜5000 Cps、より好ましくは50〜2000 Cps、さらにより好ましくは50〜1000 Cpsである。
【００６４】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は安定である。
【００６５】
工程(i)で提供される分散液は、セラミック繊維及び少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、また必要に応じて他の添加剤を適切な溶媒中に、当該技術分野で公知の機械的方法を介して、例えば、分散機、攪拌機または超音波浴またはプローブでエネルギーを付与することによって分散させることによって調製することができる。本発明に適した安定な分散液を調製するための当該技術分野で公知の他の代替方法として、分散液への表面張力制御添加剤(界面活性剤)の添加、または結合または未結合のリガンド分子によるセラミック繊維表面の改質が含まれる。分散液の品質は、凝集または沈殿が生じない一定の時間における分散液の安定性によって評価することができる。特に、製造工程の時間枠、即ち数分から数時間の間にセラミック繊維は凝集してはならず、また塊になってはならない。分散液の安定性を観測するために、濁度測定または比濁測定及び/または動的光散乱を用いることができる。
【００６６】
本発明者らが観察したように、前記分散液中に少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を使用することにより、前記分散液の安定性が改善され、即ち、セラミック繊維の沈殿及び/または凝集が低減される。
【００６７】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、少なくとも1種の添加剤、好ましくは少なくとも1種のコロイド性添加剤、より好ましくはコロイド性シリカ、コロイド性アルミナ、及びこれらの組合せから選択される少なくとも1種のコロイド性添加剤をさらに含む。
【００６８】
いくつかの実施形態では、前記分散液は、1種または複数種の添加剤混合物をさらに含む。いくつかの実施形態では、該1種または複数種の添加剤混合物は、増粘剤、界面活性剤、及び/またはセラミック前駆体から選択される。
【００６９】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、少なくとも1種の増粘剤をさらに含む。本発明の文脈において、用語“増粘剤”は、前記工程(i)の分散液の密度を増加させる化合物を指す。本発明による好適な増粘剤には、コロイド性シリカ、コロイド性アルミナ、アルギン酸ナトリウム(E-401)、アルギン酸カリウム(E-402)、アルギン酸アンモニウム(E-403)、アルギン酸カルシウム(E-404)、及びそれらの混合物が含まれる。
【００７０】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、少なくとも1種の界面活性剤をさらに含む。好適な界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、またはそれらの組合せが含まれる。陰イオン性界面活性剤の例は、カルボン酸、硫酸エステル、スルホン酸、及びリン酸エステル系の界面活性剤である。陽イオン性界面活性剤の例は、アミン塩、一級アミン塩、二級アミン塩、三級アミン塩、及び四級アミン塩系の界面活性剤である。非イオン性界面活性剤の例は、エステル、エステル-エーテル、エーテル系の界面活性剤である。両性界面活性剤の例は、アミノ酸及びスルホ-ベタイン系の界面活性剤である。
【００７１】
特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、金属繊維をさらに含む。
【００７２】
より特定の実施形態では、前記工程(i)の分散液は、鉄系及びニッケル系の合金繊維から選択される金属繊維をさらに含む。
【００７３】
より特定の実施形態では、前記工程(i)及び(ii)の分散液は、室温である。
【００７４】
本発明の文脈において、“室温”という表現は、15度(℃)〜25℃の温度を指す。
【００７５】
より特定の実施形態では、前記工程(i)及び(ii)の分散液は、50〜100℃の温度である。
【００７６】
いずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らの観察によると、添加剤の使用が不織布層中の繊維の分散を改善する。いずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らの観察によると、第１結合剤の使用が、自己支持層を形成する不織布層の安定性を改善する。
【００７７】
本発明では、連続複合表面は、上記方法で得ることができる。該方法は、フレームを通して前記分散液を吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程(ii)を含む。ここで、前記フレームは突起を有しない。
【００７８】
本発明の文脈において、用語”フレーム”は、パルプ成形金型、特に当該技術分野で知られている“パルプ成形技術”に関連するパルプ成形金型のオス半部を指す。本発明に適したパルプ成形金型は、オス半部(凸部)及びメス半部(凹部)の2つの半部から構成されている。前記適切なパルプ成形金型の半部のうちの1つは、穿孔を含み、セラミック繊維、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤及び溶剤を含む分散液を吸引し、前記半部パルプ成形金型（好ましくは前記オス半部）の外面上に前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を形成することに適している。前記パルプ成形金型は、フィルターと共に用いてもよく、フィルターと共に用いなくてもよい。前記フィルターは、具体的に金属メッシュフィルターである。本発明では、オス半部もメス半部も、その表面に突起またはピンを有していない。さらに、使用されるパルプ成形金型は、異なる形状の平坦なまたは3D形状の不織布層を形成するように適合され得る。
【００７９】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームは、突起を有しない。好ましくは、前記工程(ii)のフレームは、その外面に突起を有しない。
【００８０】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームは、穿孔を含む。前記穿孔の直径は、好ましくは5ミクロン以上である。
【００８１】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームは、パルプ成形金型であり、好ましくはパルプ成形金型の半部であり、より好ましくはパルプ成形金型のオス半部である。
【００８２】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームは、パルプ成形金型の半部であり、好ましくはパルプ成形金型のオス半部である。ここで、前記パルプ成形金型の半部は、好ましくはその外面上に突起を含まない。
【００８３】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームを通しての分散液の吸引は、1〜300秒、好ましくは5〜120秒、より好ましくは5〜30秒、さらにより好ましくは2〜30秒の時間にわたって行われる。
【００８４】
特定の実施形態では、前記工程(ii)のフレームを通しての分散液の吸引は、1 mbar〜10 bar、好ましくは2 mbar〜1 bar、より好ましくは5 mbar〜200 mbarの圧力差で行われる。
【００８５】
本発明の文脈において、“不織布層”という表現は、物理的に交絡するセラミック繊維、及び前記セラミック繊維が接着または凝集によって互いに粘り付くのを助ける第１結合剤を含む層を指す。
【００８６】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層の厚さは、0.1〜50 mm、好ましくは0.5〜40 mm、より好ましくは1〜10 mmである。
【００８７】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層は、1〜70重量%、好ましくは10〜60重量%、より好ましくは約50重量%の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００８８】
特定の実施形態では、該少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリマー炭水化物、好ましくはセルロースである。前記工程(ii)の不織布層は、1〜70重量%、好ましくは10〜60重量%、より好ましくは20〜55重量%、さらにより好ましくは約50重量%の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００８９】
特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、ポリマー炭水化物であり、好ましくはセルロースである。前記工程(ii)の不織布層は、3D形状を有し、1〜70重量%、好ましくは10〜60重量%、より好ましくは20〜55重量%、さらにより好ましくは約50重量%の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００９０】
ポリマー炭水化物をポリマー性第1結合剤として使用することにより、前記不織布層中の繊維の分散及びその均一性が改善され、従って、本発明の連続複合表面の高温に対する耐久性及び抵抗性が改善されると考えられる。また、これは前記不織布層の脱型による損傷を低減または完全に解消する。
【００９１】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層は、1〜20重量%、好ましくは2〜15重量%、より好ましくは2〜8重量%、さらにより好ましくは3〜6重量%の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００９２】
特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、熱可塑性ポリマーまたはモノマー炭水化物であり、好ましくは、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリイミド(PI)またはデキストリンである。前記工程(ii)の不織布層は、1〜20重量%、好ましくは2〜15重量%、より好ましくは2〜8重量%、さらにより好ましくは3〜6重量%の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００９３】
特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、熱可塑性ポリマーまたはモノマー炭水化物であり、好ましくは、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリイミド(PI)またはデキストリンである。前記工程(ii)の不織布層は平坦であり、1〜20重量%、好ましくは2〜15重量%、より好ましくは2〜8重量%、さらにより好ましくは3〜6重量%の前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む。
【００９４】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、前記工程(i)の分散液をフレームを通して吸引することにより、本発明の不織布層における繊維の堆積の均一性を改善すると考えている。また、突起を含まないフレームを使用することにより、該不織布層中の繊維の分散及びその均一性が改善され、従って、本発明の連続複合表面の高温に対する耐久性や抵抗性、及び該表面の品質が改善されると考えられる。さらに、本発明者らが観察したように、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤が熱可塑性ポリマーまたはモノマー炭水化物である場合、前記工程(ii)の不織布層の品質が、特に前記不織布層が平坦である場合に改善される。さらに、本発明者らが観察したように、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤がポリマー炭水化物である場合、前記工程(ii)の不織布層の品質が、特に前記不織布層が3D形状を有する場合に改善される。
【００９５】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層は、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤よりも多くの重量百分率のセラミック繊維を含む。
【００９６】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層は、セラミック繊維及び少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を少なくとも2：1、好ましくは少なくとも3：1、より好ましくは2：1〜4：1の比で含む。
【００９７】
特定の実施形態では、本発明の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤は、1種のポリマー性第1結合剤である。
【００９８】
特定の実施形態では、本法で得られる連続複合表面は、以下の工程を含む。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得て、（ここで、前記フレームは突起を有しない）吸引して得られた前記不織布層を安定化させ、乾燥させ、脱型する工程、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【００９９】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層の安定化及び乾燥は、40〜200℃、好ましくは50〜100℃の加熱下で行われる。
【０１００】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の不織布層の脱型は、加圧空気を加えることによって行われる。
【０１０１】
さらに、本発明者らは、工程(ii)において突起物を有しないフレームを使用することにより、不織布層の脱型によって引き起こされる損傷を低減または完全に排除すると考えている。また、突起を有しない連続フレームは、ピンまたは突起を有するものよりも安価でより強壮であり、従って、本発明の連続複合表面の価格を低減する。
【０１０２】
本発明では、前記連続複合表面は、次の工程(iii)を含む上記方法によって得ることができる。即ち、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で、前記工程(ii)で得られた不織布層を加熱し、不織布を得るする工程。
【０１０３】
本発明の文脈において、前記不織布層からの前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤に関連する“分解する”という表現は、熱分解を指す。前記熱分解の非限定的な例は、前記不織布層からの前記少なくとも１種のポリマー性第1結合剤を燃焼させるか、または前記不織布層からの前記少なくとも１種のポリマー性第1結合剤を熱分解することであり、好ましくは熱分解することである。
【０１０４】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を燃焼させることによって行われる。
【０１０５】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を熱分解することにより、好ましくは、不活性雰囲気下で前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を熱分解することにより、より好ましくはN2ガス下で行われる。
【０１０６】
より特定の実施形態では、前記工程(iii)の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を熱分解することにより行われる加熱は、前記不織布上に炭素質残渣を、好ましくは熱分解炭素残渣を、より好ましくは初期のポリマー性第1結合剤の1〜60重量%、好ましくは2〜20重量%の熱分解炭素残渣を残す。
【０１０７】
特定の実施形態では、前記少なくともポリマー性第1結合剤が、ポリ(ビニルアルコール)(PVA)またはデキストリンである場合、残された前記炭素質残渣は、初期の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤の20重量%未満、好ましくは10重量%未満、より好ましくは5重量%未満である。
【０１０８】
特定の実施形態では、前記少なくともポリマー性第1結合剤が、ポリイミドである場合、残された前記炭素質残渣は、初期の少なくとも1種のポリマー性第1結合剤の70重量%未満、好ましくは20〜70重量%、より好ましくは30〜60重量%である。
【０１０９】
本発明の文脈において、用語“熱分解”は、不活性雰囲気中において通常は熱分解炭素を残渣として残す有機材料の熱分解を指す。
【０１１０】
いずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らが観察したように、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を熱分解することによって、前記工程(iii)の不織布の特性が改善される。さらに、著者らが観察したように、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を選択することにより、前記不織布の多孔度を制御できる。
【０１１１】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、100〜1200℃、好ましくは150〜1100℃、より好ましくは200〜1090℃の温度で行われる。
【０１１２】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、1〜100時間、好ましくは5〜50時間、より好ましくは10〜20時間行われる。
【０１１３】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、100 mbar未満、好ましくは2〜50 mbar、より好ましくは5〜30 mbarの真空レベルで行われる。
【０１１４】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、炉内で、好ましくは真空炉内で、より好ましくはホットウォール真空炉内で、さらにより好ましくは化学蒸着炉内で行われる。
【０１１５】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、150℃〜1100℃の温度、100 mbar未満の圧力、及びホットウォール真空炉内で5〜50時間行われる。
【０１１６】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の加熱は、前記不織布層が前記適切なパルプ成形金型のメス半部上に配置されている間に行われる。
【０１１７】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らが観察したように、工程(iii)の加熱において、100℃〜1200℃の温度を使用することにより、本発明の連続複合表面に含まれるセラミック繊維の欠陥を減少させる。さらに、本発明者らが観察したように、前記加熱工程(iii)の間に、前記パルプ成形金型のメス半部上に不織布層を配置することは、本発明の連続複合表面の高品質な表面をもたらす。
【０１１８】
本発明の文脈において、“不織布”という表現は、物理的交絡セラミック繊維を含む層を指す。ここで、該不織布が第１結合剤を有しない。前記層は、多孔質であってもよい。ここで、前記細孔は、前記セラミック繊維の隙間によって残されたものである。少なくとも1種のポリマー性第1結合剤によって残された炭素質残渣は、セラミック繊維に結合し、不織布の多孔度に影響を与えることがあり、特に、該細孔の形状及び/または直径に影響を及ぼすことがある。
【０１１９】
特定の実施形態では、前記工程(iii)及び(iv)の不織布及び前記工程(iv)の連続複合表面は、少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含まない。
【０１２０】
特定の実施形態では、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布、または前記工程(iv)の連続複合表面は、炭素質残渣、好ましくは熱分解炭素を含み；好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.5〜15重量%、さらにより好ましくは1〜10重量%、さらにより好ましくは1〜5重量%の熱分解炭素を含む。
【０１２１】
より特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤はPVAであり、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布及び前記工程(iv)の連続複合表面は、0.1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の熱分解炭素を含む。
【０１２２】
より特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤はデキストリンであり、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布または前記工程(iv)の連続複合表面は、0.1〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の熱分解炭素を含む。
【０１２３】
より特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤はポリイミドであり、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布または前記工程(iv)の連続複合表面は、0.1〜20重量%、好ましくは5〜20重量%の熱分解炭素を含む。
【０１２４】
より特定の実施形態では、前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤はセルロースであり、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布または前記工程(iv)の連続複合表面は、1〜60重量%、好ましくは10〜40重量%、より好ましくは約30重量%の熱分解炭素を含む。
【０１２５】
特定の実施形態では、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布の厚さは、0.1〜50 mm、好ましくは1〜40 mm、より好ましくは2〜10 mmである。
【０１２６】
特定の実施形態では、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布または前記工程(iv)の連続複合表面は多孔質であり、好ましくは細孔を含む。該細孔が、前記セラミック繊維の間の間隙によって生成される欠けた断片である。
【０１２７】
特定の実施形態では、前記工程(iii)及び(iv)のいずれかの不織布または前記工程(iv)の連続複合表面の多孔度値は、70〜99%、好ましくは80〜98%、より好ましくは90〜95%である。
【０１２８】
本発明の文脈において、前記不織布層、不織布、連続複合表面及びバーナー表面のいずれかと関連する“多孔度”という表現は、セラミック繊維の間の細孔または間隙によって生成される欠けた断面を指し、0%〜100%の百分率として表される全体積に対する空隙体積の一部である。さらに、前記不織布層、不織布、連続複合表面及び/またはバーナー表面の多孔度は、当該技術分野で公知の水変位法のような液体変位法によって計算することができる。従って、本発明の文脈において、単数または複数の用語“細孔”は、前記不織布層、不織布、連続複合表面及びバーナー表面のいずれかにおけるセラミック繊維間の隙間を指す。該細孔は、一般に、吸引工程の間に生成される。好ましくは、該細孔の平均直径は、1〜100ミクロン、好ましくは5〜50ミクロン、より好ましくは10〜40ミクロンである。
【０１２９】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、以下の工程を含む方法で得られる。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得て、（ここで、前記フレームは突起を有しない）吸引して得られた前記不織布層を安定化させ、乾燥させ、脱型する工程、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得て、前記不織布を炭素層で蒸着してコーティングし、炭素層がコーティングされた不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた炭素層がコーティングされた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【０１３０】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、以下の工程を含む方法で得られる。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得て、前記不織布を炭素層で蒸着してコーティングし、炭素層がコーティングされた不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた炭素層がコーティングされた不織布を第2セラミックコーティングで蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【０１３１】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の炭素層は、熱分解炭素層である。
【０１３２】
本発明の文脈において、用語“蒸着”は、従来の気相蒸着技術を指す。例えば、当該技術分野で知られている化学的蒸着または物理的蒸着の技術である。これらは、炭素の層または第2結合剤の層で不織布の表面をコーティング、堆積及び/または含浸させることができる。前記第2結合剤は、前記セラミック繊維間に架橋を形成することができる。
【０１３３】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、1200℃未満、好ましくは800〜1100℃、より好ましくは900〜1090℃の温度で行われる。
【０１３４】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、1〜100時間、好ましくは5〜50時間、より好ましくは1〜5時間行われる。
【０１３５】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、100 mbar未満、好ましくは2 mbar〜50 mbar、より好ましくは5 mbar〜30 mbarの圧力で行われる。
【０１３６】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、炉内で行われ、好ましくは真空炉内で、より好ましくはホットウォール真空炉内で、さらにより好ましくは化学蒸着炉内で行われる。
【０１３７】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、1200℃未満の温度、100 mbar未満の圧力、かつホットウォール真空炉内で1〜5時間行われる。
【０１３８】
特定の実施形態では、前記工程(iii)のコーティングは、前駆体ガスとしてメタンを使用する。
【０１３９】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の蒸着は、化学的蒸着である。
【０１４０】
特定の実施形態では、前記工程(iii)の不織布は、炭素層でコーティングされた不織布であり、好ましくは熱分解炭素層でコーティングされた不織布である。
【０１４１】
より特定の実施形態では、前記工程(iii)の炭素層の厚さは、0.01〜30ミクロン、好ましくは0.01〜10ミクロン、より好ましくは0.01〜1ミクロン、さらにより好ましくは0.01〜0.1ミクロンである。
【０１４２】
特にいずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らが観察したように、不織布を炭素層でコーティングすることにより、前記第2結合剤付着の均一性が改善され、従って、前記連続複合表面の品質が改善される。
【０１４３】
本発明では、前記連続複合体表面は、工程(iv)を含む上記方法で得られる。即ち、前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合体を得ることである。
【０１４４】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、1200℃未満、好ましくは800〜1100℃、より好ましくは900〜1090℃の温度で行われる。
【０１４５】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、1〜100時間、好ましくは5〜50時間、より好ましくは5〜15時間行われる。
【０１４６】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、100 mbar未満、好ましくは2 mbar〜50 mbar、より好ましくは5 mbar〜30 mbarの圧力で行われる。
【０１４７】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、炉内で、好ましくは真空炉内で、より好ましくはホットウォール真空炉内で、さらにより好ましくは化学蒸着炉内で行われる。
【０１４８】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、1200℃未満の温度、100 mbar未満の圧力、かつホットウォール真空炉内で1〜48時間行われる。
【０１４９】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、化学的蒸着である。
【０１５０】
特定の実施形態では、工程(iii)及び工程(iv)は、連続的に同じ炉内で、好ましくは管炉内で、より好ましくはガス管炉内で、さらにより好ましくは化学蒸着炉内で行われる。
【０１５１】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、前記工程(iii)の不織布の表面上に第2結合剤の層を形成する。好ましくは、前記第2結合剤の層の厚さは、0.01〜30ミクロン、好ましくは0.01〜20ミクロン、より好ましくは0.01〜10ミクロン、さらにより好ましくは0.01〜1ミクロンである。
【０１５２】
特定の実施形態では、前記工程(iv)の第2結合剤は、セラミック結合剤である。
【０１５３】
好ましくは、工程(iv)の第2結合剤は、セラミック酸化物、非酸化物セラミックス、及びそれらの組合せから選択されるセラミック結合剤であり、好ましくは、アルミナ、アルミナ-シリカ、アルミナ-ボリア-シリカ、シリカ、ジルコニア、ジルコニア-シリカ、チタニア、チタニア-シリカ、希土類酸化物、炭化ケイ素、炭窒化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ケイ素チタン、窒化ケイ素アルミナ、及びこれらの組合せから選択される。
【０１５４】
より特定の実施形態では、前記工程(iv)の第2結合剤は、炭化ケイ素である。
【０１５５】
より特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、トリメチルシランガスとN2との比1：20〜1：5、好ましくは1：15〜1：8を用いて行われる。
【０１５６】
より特定の実施形態では、前記工程(iv)の蒸着は、1200℃未満の温度、100 mbar未満の圧力、かつトリメチルシランガスを使用する管炉内で2〜15時間行われる。ここで、前記第2結合剤は、炭化ケイ素である。
【０１５７】
特にいずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らは、第2結合剤の使用が、本発明の連続複合表面の高温に対する強度、耐久性及び抵抗性を増加させると考えている。また、蒸着によるコーティングは、浸漬コーティングのような当技術分野で知られている他のコーティング技術を使用するよりも、より抵抗性がありかつ均質な連続複合体をもたらすことが観察されている。
【０１５８】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面の厚さは、0.1〜50 mm、好ましくは0.5〜40 mm、より好ましくは1〜20 mm、さらにより好ましくは2〜10 mmである。
【０１５９】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、平面または三次元のものであり、好ましくは三次元のものである。
【０１６０】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、平面の形状を有する。
【０１６１】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、三次元の形状を有し、好ましくは、曲面形状、円筒形状、円錐形状、半円筒形状、半球形状、及び鐘形から選択される三次元の形状を有する。
【０１６２】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面には、セラミック繊維の分布が均一である。
【０１６３】
より特定の実施形態では、前記連続複合表面は、第1充填剤としてのセラミック繊維、及び第2充填剤を含む。好ましくは、前記セラミック繊維は、第2充填剤よりも多くの量があり、より好ましくは、前記セラミック繊維は、第2充填剤よりも大きい重量百分率がある。
【０１６４】
より特定の実施形態では、前記連続複合表面は、セラミック繊維を主要な充填剤として含み、好ましくは唯一の充填剤として含む。
【０１６５】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面におけるセラミック繊維の密度は、50〜400 g/m2、好ましくは50〜300 g/m2、より好ましくは100〜200 g/m2である。
【０１６６】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも95重量%、より好ましくは少なくとも96重量%、さらにより好ましくは少なくとも98重量%の前記連続複合表面のセラミック繊維を含む。
【０１６７】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、前記連続複合表面における均質なセラミック繊維の分布が、本発明の連続複合表面の高温に対する強度、耐久性及び抵抗性を増加させると考えている。第2結合剤が、セラミック繊維が接着及び/または凝集によって互いに粘り付くのを助けることが観察されている。
【０１６８】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、セラミック繊維及び第2結合剤を含み、特に、物理的に交絡するセラミック繊維及び炭化ケイ素結合剤を含む。
【０１６９】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、第2結合剤層がコーティングされたセラミック繊維を含有する不織布を含む。
【０１７０】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、熱分解炭素層及び第2結合剤層、好ましくはSiCの第2結合剤層がコーティングされたセラミック繊維を含有する不織布を含む。
【０１７１】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、多孔質である。
【０１７２】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面は、その表面で均一な多孔度を有する。前記多孔度は、好ましくは40〜99%、好ましくは70〜99%、より好ましくは80〜98%、さらにより好ましくは90〜98%である。
【０１７３】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面の表面積は、0.01〜0.5 m2、好ましくは0.01〜0.2 m2、より好ましくは0.01〜0.05 m2である。
【０１７４】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、追加のコーティングの1つまたは複数の層をさらに含む。前記追加のコーティングの1つまたは複数の層は、撥水性コーティング、洗浄コーティング、触媒コーティング、及びそれらの組合せから選択される。
【０１７５】
より特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、1つまたは複数の追加のコーティング工程で適用される1つまたは複数の追加のコーティング層をさらに含む。好ましくは、前記追加のコーティングの層は、浸漬コーティング、スプレーコーティング、蒸着及びブラシコーティングの技術によって適用される。
【０１７６】
本発明の文脈において、“撥水性コーティング”という表現は、撥水性材料を用いるコーティングを指す。撥水性材料の非限定的な例は、Dyneon LLC（Aston, P A）社から入手可能なポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。
【０１７７】
本発明の文脈において、“洗浄コーティング”という表現は、粒子状またはゾル状の金属酸化物及び/または金属非酸化物の材料を用いるコーティングを指す。洗浄コーティングは、水性または有機溶媒泥漿の分散液の形態であってもよく、または粘度及び配合物の範囲にわたって水性または有機溶媒ベースの溶液としてもよい。有用な洗浄コーティングの非限定的な例としては、ONDEO-NALCO Company社（Naperville、IL）から入手可能な“ONDEO-25 NALCO 1050”、“ONDEO-NALCO 1042”または“ONDEO-NALCO 2329”シリカ(酸化ケイ素)ゾルの水性溶液が含まれる。洗浄コーティングの他の非限定的な例は、例えば、(i)金属酸化物または金属非酸化物の粉末、または(ii)金属酸化物または金属非酸化物の前駆体ゾル、または(iii)金属酸化物または金属非酸化物の分散液を含む“NALCO 1 050”シリカゾルのようなゾルの混合物である。溶液または均一な分散液を提供するために、このような混合物を攪拌、混合、または激しく攪拌することができる。金属酸化物及び金属非酸化物の非限定的な例としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、酸化ケイ素、二酸化チタン、及びこれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【０１７８】
さらに特定の実施形態では、上記方法で得られる連続複合表面は、触媒コーティングの1つまたは複数の層をさらに含む。
【０１７９】
本発明の文脈において、“触媒コーティング”という表現は、燃焼からの排気中のNOxまたはCOのような汚染物質の減少を助けるための触媒のコーティングを指す。触媒コーティングの非限定的な例は、触媒前駆体、触媒材料、またはそれらの組合せである。
【０１８０】
本発明に適した触媒材料の非限定的な例には、金属を含む材料、例えば、白金、パラジウム、ロジウム、鉄、ニッケル、銀、ルテニウム、銅、金、ジルコニウム及びこれらの金属の組合せ、及び合金、これらの金属の化合物、並びに金属酸化物、例えば、酸化鉄、酸化銅、アルカリ土類酸化物、及びアルカリ土類アルミン酸塩、希土類酸化物、希土類アルミン酸塩、酸化セリウム、酸化バナジウム、酸化マンガン、及び酸化コバルト、ジルコニア、第1列遷移金属-希土類酸化物化合物及び混合物、ペロブスカイト及びペロブスカイト関連の結晶構造を有する酸化物、金属リン酸塩、及びリン酸塩-酸化物混合物、並びにNOx還元触媒(例えば、アルミナ、セリア、セリア-ジルコニアまたはアルミナ-セリアに担持されたロジウム)及びこれらの組合せが含まれる。前記触媒は、前記連続複合表面の表面に吸着されている担体粒子上の触媒材料の粒子または触媒材料として存在することができる。
【０１８１】
一実施形態では、前記触媒コーティングの1つまたは複数の層の触媒金属または金属化合物を金属塩溶液として適用することができる。次いで、該金属塩は、例えば、活性金属の形態に化学変化(例えば、化学的に還元)され、または活性金属の形態に熱分解され、前記連続複合表面に吸着される。別の実施形態では、触媒コーティングの1つまたは複数の層の触媒金属または金属化合物は、コロイド性分散液の形態で連続複合表面に適用されてもよく、または浸漬または他の含浸技術によってコロイド性担体上に吸着されてもよい。触媒金属または金属化合物は、従来の気相堆積技術によって前記連続複合表面に適用することもできる。
【０１８２】
バーナー表面 
別の態様では、本発明は、以下の工程を含む方法で得られるバーナー表面に関する。
i)上記実施形態のいずれかで定義した連続複合表面を提供する工程、及び
ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【０１８３】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、セラミック繊維を含有する連続複合表面を含むバーナー表面の使用が、本発明のバーナー表面の強度、高温に対する耐久性及び抵抗性を増加させると考えている。本発明者らが観察したように、均一に分散されたセラミック繊維を含む連続複合表面の使用は、均一な多孔度を有するバーナー表面をもたらす。本発明者らが観察したように、セラミック繊維及び第2結合剤を含む連続複合表面の使用は、耐久性及び抵抗性のあるバーナー表面をもたらす。
【０１８４】
本発明の文脈において、“連続複合表面に穿孔する”という表現は、前記連続複合表面における穿孔、穴、開口、孔及び/または割れ目を形成することを指す。
【０１８５】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、バーナー表面を得るため、前記連続複合表面に穿孔が形成されたとき、該穿孔は前記セラミック繊維の分布及び前記バーナー表面の多孔度を妨げないと考えている。
【０１８６】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面は、ガスボイラーバーナー表面である。
【０１８７】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面は、多孔質であり、その多孔度値は、好ましくは70〜99%、好ましくは80〜98%、より好ましくは90〜95%である。
【０１８８】
特にいずれの理論にも拘束されることなく、本発明者らは、前記バーナー表面の多孔度が70%を超えると、該バーナー表面における圧力損失が低減されると考えている。
【０１８９】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面は、開口をさらに含み、好ましくは少なくとも100個、好ましくは少なくとも300個、より好ましくは少なくとも800個の開口を含む。
【０１９０】
本発明のバーナー表面における開口の数またはパターンは、その用途に応じた所望の効率を提供するように調整することができる。
【０１９１】
より特定の実施形態では、本発明のバーナー表面の開口は、その長さ全体にわたって連続的な直径を有する。
【０１９２】
より特定の実施形態では、本発明のバーナー表面の開口は、バーナー表面の体積の60%未満、好ましくは50%未満、より好ましくは40%未満、さらにより好ましくは30%未満である。
【０１９３】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面の開口は、あるパターンまたはロゴがある。
【０１９４】
例えば、パターンまたはロゴを使用して効率を調整し、圧力低下を変化させ、及び/またはバーナープレートの全体的な大きさを変えることなくバーナー表面を強化することができる。
【０１９５】
本発明では、前記バーナー表面は、以下の工程(ii)を含む上記方法で得ることができる。即ち、前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【０１９６】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の穿孔は、レーザー、ピン、鋳型、パンチ、ハイドロジェット、及びそれらの組合せから選択される穿孔技術によって、好ましくはレーザー穿孔技術によって行われる。
【０１９７】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の穿孔は、レーザー装置を用いて、好ましくはパンチレーザー加工機を用いて、より好ましくはCO2パンチレーザー加工機を用いて行われる。
【０１９８】
特定の実施形態では、前記工程(ii)の穿孔は、ソフトウェアを用いて行われる。本発明に適したソフトウェアの非限定的な例は、コンピュータ支援設計(Computer Aid Design, CAD)である。
【０１９９】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面は、レーザー開口をさらに含み、好ましくは直径2 mm未満のレーザー開口を含む。
【０２００】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面のレーザー開口は、それらの長さにわたって連続的な直径を有する。
【０２０１】
特定の実施形態では、本発明のバーナー表面のレーザー開口は、バーナー表面の上面の近くにより大きな直径または開口を有し、その底面の近くにより小さい直径または開口を有する。
【０２０２】
特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、前記レーザー開口が、バーナー表面の上面の近くにより大きい直径または開口を有し、その底面の近くにより小さい直径または開口を有すると、燃焼中に火炎がバーナー表面の上面に接近して保持され、燃焼時に発生する発散物を減少させると考えている。特にいかなる理論にも拘束されることなく、本発明者らは、開口の存在が火炎を保持し、異なる燃焼条件でのバーナー燃焼を調節するのに役立つと考えている。
【０２０３】
バーナー組立体 
別の態様では、本発明は、以下を含むバーナー組立体に関する。
-プレナム室を有するハウジング、
-前記ハウジングに接続されたガス入口ポート、及び
-上記実施形態のいずれかで定義されたバーナー表面。
【０２０４】
本発明の文脈において、“プレナム室”、“ガス入口ポート”という表現は、当該技術分野で一般的に知られている意味を有する。
【０２０５】
特定の実施形態では、本発明のバーナー組立体は、放射のバーナー組立体である。
【０２０６】
特定の実施形態では、本発明のバーナー組立体は、青色火炎のバーナー組立体である。
【０２０７】
方法
別の態様では、本発明は、以下の工程を含む本発明の連続複合表面の製造方法に関する。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【０２０８】
特定の実施形態では、本発明の連続複合表面の製造方法は、以下の工程を含む。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維及び前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を含む不織布層を得る工程（ここで、前記フレームは突起を有しない）、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得て、前記不織布を炭素層で蒸着してコーティングし、炭素層がコーティングされた不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた炭素層がコーティングされた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【０２０９】
より特定の実施形態では、本発明の連続複合表面の製造方法は、以下の工程を含む。
(i)以下を含む分散液を提供する工程、
a.セラミック繊維、
b.少なくとも1種のポリマー性第1結合剤、及び
c.溶媒。
(ii)前記分散液をフレームを通して吸引し、前記セラミック繊維と前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤とを含む不織布層を得て、（ここで、前記フレームは突起を有しない）吸引して得られた不織布層を安定化させ、乾燥させ、脱型する工程、
(iii)前記工程(ii)で得られた不織布層を、前記不織布層から前記少なくとも1種のポリマー性第1結合剤を分解するのに十分な高い温度で加熱し、不織布を得て、前記不織布を炭素層で蒸着してコーティングし、炭素層がコーティングされた不織布を得る工程、及び
(iv)前記工程(iii)で得られた炭素層がコーティングされた不織布を第2結合剤で蒸着してコーティングし、連続複合表面を得る工程。
【０２１０】
別の態様では、本発明は、以下の工程を含むバーナー表面の製造方法に関する。
(i)上記の実施形態のいずれかで定義した連続複合表面を提供する工程、及び
(ii)前記連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得る工程。
【０２１１】
使用
別の態様では、本発明は、ボイラ、給湯器及び/または調理用バーナーにおける上記の実施形態のいずれかで定義されたバーナー表面の使用に関する。
【０２１２】
別の態様では、本発明は、ボイラ、給湯器及び/または調理用バーナーにおける上記の実施形態のいずれかで定義されたバーナー組立体の使用に関する。
【０２１３】
上記で定義したような本発明の連続複合表面に関する全ての利点及び特徴は、前記バーナー表面、バーナー組立体、連続複合表面の製造方法、バーナー表面の製造方法、バーナー表面の使用、及びバーナー組立体の使用によって、そのいずれかの実施形態において示される。
【実施例】
【０２１４】
以下の実施例で本発明を例示するが、該実施例は、いかなる場合においても本発明の範囲を限定するものではない。
【０２１５】
実施例1：炭化ケイ素(SiC)繊維及びSiC結合剤を含む連続複合表面の製造 
以下のように、製紙産業に採用された従来技術に基づく“パルプ成形”技術に従って連続複合表面を製造した。COI Ceramics Company社から商標名“NICALON SIC FIBER”での炭化ケイ素(SiC)セラミック繊維を使用した。開放式の容器内で分散器を用いて機械的エネルギーを加え、該SiC繊維を0.2 g/dm3〜2 g/dm3の濃度で水中に分散した。第１結合剤としてポリ(ビニルアルコール)(PVA)を不織布層の最終重量の5重量%で該分散液に加えた。また、該分散液の粘度を50 cps〜1000 cpsの値に調整した。
【０２１６】
オス半部(凸部)及びメス半部(凹部)の2つの半部からなるパルプ成形金型を用いて不織布層を形成した。該オス半部は吸引可能なミシン目を備えており(図1)、任意にステンレス鋼メッシュフィルターをその外面に取り付け固定することができる。使用されるオス半部及びメス半部はいずれも、突起及び/またはピンを含んでいない。さらに、使用されるパルプ成形金型は、異なる形状の平坦なまたは3D形状の不織布層を形成するように適合され得る。
【０２１７】
そして、該分散液を吸引脱水することにより、セラミック繊維及び厚みが1〜10 mmのPVAからなる不織布層を形成した。真空ポンプを用いて5 mbar〜200 mbarの圧力差で20秒間吸引し、外部金型枠表面上に不織布層を形成した。該不織布層を安定化させ、50〜100℃の温度で加熱して乾燥させた。次いで、該不織布層に加圧空気を加え、脱型した。
【０２１８】
化学蒸着(CVD)炉内で該不織布層を200℃〜1090℃の温度に12時間加熱し、N2雰囲気中で熱分解することによりPVA(第１結合剤)を分解した。該工程で製造された不織布の上に炭素質残渣が残された。
【０２１９】
次いで、トリメチルシラン(MTS)とN2ガスとの1:10の混合物を前駆体として用いた化学蒸着法により、1075℃で、100 mbar未満の圧力下で、SiC層を不織布層の表面に15時間堆積させ、SiC繊維、第1の熱分解炭素層、及び第2のSiC結合剤層を含み、多孔度の値が80〜98%の連続複合表面を形成した。
【０２２０】
実施例2：SiC繊維、熱分解炭素層及びSiC結合剤層を含む連続複合表面の製造
実施例1に記載の手順に従って、ただし、第2結合剤(SiC)を堆積させる前に900〜1100℃でメタンを前駆体ガスとして使用して不織布の表面に化学蒸着により堆積された熱分解炭素層を添加し、連続複合表面を製造した。結果として、熱分解炭素層が該連続複合表面に添加されたときに、SiCの堆積が改良されたことが示された。
【０２２１】
実施例3：SiC繊維を含む連続複合表面の製造
実施例1及び2に記載の手順に従って、ただし、PVAの代わりにKuraray Company社から商標名“Kuralon”の有機PVA繊維を使用し、また、前記不織布層を形成しながら該分散液を100〜300℃の温度で加熱し、連続複合表面を製造した。
【０２２２】
実施例4：炭化ケイ素(SiC)繊維を含む連続複合表面の製造
実施例1及び2に記載の手順に従って、ただし、SiC繊維の代わりに、UBE Industries, Ltd. Company社から商標名“Tyranno Fiber”の炭化ケイ素(SiC)繊維を使用し、連続複合表面を製造した。
【０２２３】
実施例5：ホウケイ酸アルミニウム繊維を含む連続複合表面の製造
実施例1及び2に記載の手順に従って、ただし、SiC繊維の代わりに、3M Company社から商標名“3M NEXTEL 312”の直径10〜26ミクロンのホウケイ酸アルミニウム繊維を使用し、連続複合表面を製造した。
【０２２４】
実施例6：シリカ繊維を含む連続複合表面の製造
実施例1及び2に記載の手順に従って、ただし、SiC繊維の代わりに、Belchem Company社から商標名“Belcotex”の直径5〜15ミクロンのシリカ(SiO2)繊維を使用し、連続複合表面を製造した。
【０２２５】
実施例7：バーナー表面の製造
鋳型機械を用いて実施例1〜6に記載の手順に従って製造された連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得た。鋳型穿孔によって異なるパターンのものを製造することができる。
【０２２６】
実施例8：バーナー表面の製造
レーザーパンチ機械(Trumpf Company社のTruMatic model)を用いて実施例1〜5に記載の手順に従って製造された連続複合表面を穿孔し、バーナー表面を得た。レーザー穿孔によって異なる開口形状と直径、及び複雑なパターンのものを製造することができる。
【０２２７】
図2は、バーナー表面の光学顕微鏡写真を示す。図2に見られるように、該バーナー表面におけるセラミック繊維の均一な分布は、均一な細孔分布を形成する。さらに、レーザーで作られた直径1 mm未満の清浄な開口が図2に示されている。該表面における繊維の分布は、開口によって乱されないため、多孔度は変更されない。図3は、シリカのセラミック繊維(白色のバーナー表面)またはSiC繊維(黒色の表面)を含む形状の異なるバーナー表面を示す。図4は、燃焼反応を行うバーナー表面を備えるバーナー組立体を示す。
【０２２８】
実施例9：比較例 
実施例1に記載の手順に従って連続複合表面Aを製造した。また、類似の方法で、ただし、SiC層を適用せず、ゾル-ゲル無機結合剤及びコロイド性シリカ結合剤をそれぞれ用いて繊維を接合し、連続複合表面B及びCを製造した。次に、これらの異なる表面の特性を走査型電子顕微鏡で調べた。
【０２２９】
図5は、表面A、B及びCの走査型電子顕微鏡写真を示す。図5aは、繊維上の均一で連続的なSiCコーティング、及び表面Aの繊維隙間に形成された清潔な細孔を示す。図5bは、ゾル-ゲル結合剤の使用が、表面Bにおける繊維の非均一かつ断片化されたコーティングをもたらすことを示す。同様に、図5cは、表面Cにおける繊維の非均一かつ断片化されたコーティングを示す。さらに、図5b及び5cは、表面B及びCにおける一部の細孔が目詰まりしていることを示す。
【０２３０】
図6a及び6bは、表面A(図5a)及びC(図5b)を用いて、異なる条件(空気過剰率％で表された空気過剰率及び熱流束密度(kW/m2))で燃焼反応を行うバーナー組立体(それぞれバーナー表面A及びCを含む)を示す。観察されるように、表面Aの燃焼マトリックス(図6a)は、全ての条件下で均一な火炎を示しているが、表面Bの燃焼マトリックス(図6b)は、燃焼火炎における高温と低温の箇所及び不均一性を示している。
【０２３１】
実施例10：異なる第１結合剤を用いた表面の製造
実施例1に記載の方法に従って、ただし、異なる第1結合剤：ポリ(ビニルアルコール)(PVA)、ポリイミド(PI)及びデキストリンを用いて、3つの平坦なバーナー表面を製造した。
【０２３２】
化学蒸着(CVD)炉内で不織布層を200℃〜1090℃の温度に12時間加熱し、N2雰囲気中で熱分解により第１結合剤を分解した後、不織布の上に残された炭素質残渣の量を調べた。
【０２３３】
ポリ(ビニルアルコール)(PVA)またはデキストリンを用いる場合、残された炭素質残渣は、使用した結合剤の初期量の10重量%未満である。しかし、ポリイミドによって残された炭素質残渣は、結合剤の初期量の40重量%〜60重量%である。
【０２３４】
発明者らが観察したように、不織布層及びバーナー表面における多孔度及び/または細孔の種類が使用した結合剤の種類によって変化する。
【０２３５】
実施例11：3D表面の製造
実施例1に記載の方法に従って、ただし、セルロースを第1結合剤として用いて、3Dバーナー表面を製造した。不織布層の最終重量の50重量%までの異なる百分率でセルロースを添加した。セルロースを使用する際に、不織布に残された炭素質残渣の量は約30重量%であることが観察された。
【０２３６】
また、発明者らが観察されたように、セルロースを第1結合剤として使用することにより、セラミック繊維の初期分散が強化され、3D形状の不織布層の脱型及び抽出が促進される。さらに、熱分解工程の後に不織布層の微細構造は維持されることが観察された。
【図１】
2021525321.tif 000003
【図２】
2021525321.tif 000004
【図３】
2021525321.tif 000005
【図４】
2021525321.tif 000006
【図５】
2021525321.tif 000007
【図６】
2021525321.tif 000008
【国際調査報告】
2021525321.tif 000009
2021525321.tif 000010
2021525321.tif 000011