(57)【要約】【課題】本発明は、気孔径分布や気孔形態の制御が容易でかつ制御範囲も広く、強度低下を回避できるとともに、特別な排ガス処理設備を不要とすることを課題とする。【解決手段】微生物をセラミックス製母材に混入させた後、焼結することを特徴とする多孔質焼結体の製造方法。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物をセラミックス製母材に混入させた後、焼結することを特徴とする多孔質焼結体の製造方法。
【請求項２】
前記母材はαアルミナ製であることを特徴とする請求項１記載の多孔質焼結体の製造方法。
【請求項３】
請求項１若しくは請求項２いずれか１項記載の製造方法により製造されることを特徴とする多孔質焼結体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質焼結体の製造方法及びその多孔質焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多孔質セラミックスは、その孔が閉じて孔同士が独立して存在する閉気孔の部分が多い場合には、耐熱性、断熱性、耐スポーリング性を利用した断熱材としての利用が知られている。一方、孔が開いて互に孔同士が連結して存在する開気孔の部分が多い場合には、ガスや液体などの流体透過性を利用したろ過材、比表面積が高いことを利用した触媒担体への利用があり、近年では、ごみ焼却炉用及び排ガス処理用フィルタなどへの適用も考えられている。このように、多孔質セラミックスの用途は近年広がる傾向にあり、強度を持たせるバルク材としての多孔質セラミックスの製造プロセスとしてはいくつかの方法が存在する。
【０００３】
ところで、上述したような閉気孔が多い多孔質セラミックスでは、焼結を完了せずに途中で停止させる方法や、高温下で徐々に分解する合成樹脂の粉末を添加する製造方法が代表的である。しかし、前者の焼結を途中で停止させる方法では、気孔径分布や気孔形態の制御が一般に困難で、その制御範囲も狭く、また気孔率がそれほど高くならなくとも強度が著しく低くなる傾向が強い。
【０００４】
一方、後者の合成樹脂粉末添加法では、制御性は高いが、有毒ガスが多量に発生する傾向がある。従って、そのまま放出すると環境に与える悪影響は多大であるので、高度な排ガス処理設備等が必須となる。
【０００５】
また、上述したような開気孔が多い多孔質セラミックスでは、前記合成樹脂粉末添加法に加えて、この合成樹脂が３次元的に網目状の形態を保持した発泡体を鋳型にし、これをセラミックスで置換する製造方法が代表的である（特開平８−２０６４２４号公報）。この製造方法は、具体的には、内部に連通空間を有するセラミックフォームからなる高温用セラミックフィルターに関する。
【０００６】
このセラミックフィルターは、具体的には、内部連通空間を有する三次元網状骨格構造の合成樹脂発泡体にセラミックスラリーを付着させ、乾燥、焼成して得られる三次元網状骨格構造のセラミックフィルターにおいて、前記スラリーとして、チタン酸アルミニウム２０〜４０重量部、ムライト４０〜６０重量部及びアルミナ２〜２０重量部にろう石を配合したものを用いることを特徴とする。しかし、この場合も、上述した合成樹脂粉末添加法の場合と同様、排ガス処理の問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２０６４２４号公報（第３頁左欄）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした問題点を解決するためになされたもので、微生物をセラミックス製母材に混入させた後、焼結することにより、従来の焼結を途中で停止させる方法と比べ気孔径分布や気孔形態の制御が容易でかつ制御範囲も広く、強度低下を回避できるとともに、合成樹脂粉末添加法等と比べ特別な排ガス処理設備を必要としない多孔質焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記製造方法により得られた、気孔径分布や気孔形態が適宜に制御され、かつ強度低下を回避しえる多孔質焼結体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明は、微生物をセラミックス製母材に混入させた後、焼結することを特徴とする多孔質焼結体の製造方法である。
本願第２の発明は、前記製造方法により製造されることを特徴とする多孔質焼結体である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多孔質焼結体について、更に詳しく説明する。
本発明において、セラミック製母材としては、例えばαアルミナが挙げられるが、これに限らない。
本発明において、前記母材に混入する微生物としては、例えばラン藻、緑藻が挙げられるが、これに限らない。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例に係る多孔質焼結体の製造方法について説明する。
（ａ）微生物材料としては、下記の（１），（２）を用いた。
（１）ラン藻、ＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓＰＣＣ６７１４、直径３〜４μｍの球状
（２）緑藻、Ｃｈｌａｍｙｄｏｍｏｎａｓ　ｒｅｉｎｈａｒｄｔｉｉ１３７Ｃ＋、直径１０〜１５μｍの球状
上記２種類の微生物を直線増殖期にて遠心回収した後、−８０℃のフリーザーにて冷凍保存した。また、使用時に室温にて融解した。
【００１３】
（ｂ）微生物体積の測定
・微生物の体積は、Ｐａｃｋｅｄ　Ｃｅｌｌ　Ｖｏｌｕｍｅ（ＰＣＶ）で測定した。
・また、卓上遠心分離を利用した。但し、回転数は３０００ｒｐｍ（〜２０００ｇ）、時間は１０ｍｉｎとした。
【００１４】
（ｃ）微生物とセラミックスの混合
・セラミックスとしてはαアルミナを使用した。
・５％Ｄ１３４でαアルミナを分散した後、微生物懸濁液を投入した。但し、微生物混入後の分散剤混入割合は４％になるように調節した。なお、前記Ｄ１３４は、第一工業製薬社のポリカルボン酸アンモニウム塩（分散剤）の商品名で、分子量は約１万である。
【００１５】
１）αアルミナ：１５ｇ、５％Ｄ１３４：１２ｍｌ、微生物：３ｍｌ
２）αアルミナ：１５ｇ、６．６％Ｄ１３４：９ｍｌ、微生物：６ｍｌ
３）αアルミナ：１５ｇ、１０％Ｄ１３４：６ｍｌ、微生物：９ｍｌ
４）αアルミナ：１５ｇ、２０％Ｄ１３４：３ｍｌ、水１０ｍｌ、微生物：１２ｍｌ
（ｄ）焼結体の空隙率測定
アルキメデス法で測定した。
（ｅ）焼結温度、時間
焼結温度は１５００℃とし、焼結時間は２時間とした。
【００１６】
（ｆ）多結晶焼結体の作製方法
まず、水系、上記分散剤（Ｄ１３４）及びセラミックス懸濁液に、微生物を混合した後、エバポレータ−で乾燥し、焼結用乾燥粉を得た。つづいて、乾燥粉を回収した後、乳鉢で乾燥粉を粉砕した。次に、粉砕した乾燥粉を篩いにかけ、粉体を調整した。最後に、この粉体を成形し、焼結して所定の空隙率を有した多孔質焼結体を製造した。
【００１７】
上記実施例によれば、微生物をαアルミナに混入させた後、焼結することにより、気孔径分布や気孔形態の制御が容易でかつ制御範囲も広くなる。従来の方法の一例として焼結を不完全なまま途中で停止して気孔を作る方法がある。しかし、この場合には３次元的に充填されている粒子と粒子との間隙が気孔になり、気孔の大きさやその形状は不特定で先端が鋭利になる場合も多く、このような鋭利な形状の気孔は亀裂の発生源となることがあるので、強度低下を引き起こしがちである。
【００１８】
これに比べて本発明では焼結を完全に行わせるので、上記のように粒子間間隙が気孔になることはなく、添加した微生物が分解することにより気孔となるので、その形状は丸くなり、亀裂の発生源となりにくいばかりか、別の要因により発生した亀裂の進展を抑制することも可能となり、強度低下を回避することができる。また、合成樹脂粉末添加法等と比べ、合成樹脂を用いないので、特別な排ガス処理設備を必要とすることなく多孔質焼結体を得ることができる。
【００１９】
事実、上記実施例に係る多結質焼結体の製造方法により、微生物混入量と空隙率との関係を調べたところ、図１に示す特性図が得られた。なお、図１において、空隙率をｙ、微生物混入量をＲとしたとき、ｙとＲの関係は、ｙ＝５．７０５＋１８．６７３×Ｒで表わされる。また、図１において、微生物の混入量の単位はαアルミナに添加した微生物量（ＰＣＶ、ｍｌ）で表示した。
【００２０】
図１より、微生物量を増やすことにより、多孔質焼結体の空隙率が向上していくことが確認できた。従って、本発明によれば、微生物量の増減より空隙率を制御した多孔質焼結体が作製できることが明らかである。
【００２１】
また、図２は、今回の実験で一番空隙率が高い場合の多孔質焼結体の表面の電子顕微鏡写真で、エバポレーターに入れ乾燥する前のαアルミナ：１５ｇ、２０％Ｄ１３４：３ｍｌ、水：１０ｍｌ、微生物：１２ｍｌ、微生物混入量：０．６ｍｇ／ｇの場合を示す。なお、図２中の符番１は多孔質焼結体、符番２は空隙を示す。
【００２２】
なお、上記実施例では、微生物材料としラン藻、緑藻を用い、セラミックスとしてαアルミナを用いた場合について述べたが、これに限らず、他の微生物材料、セラミックスを用いてもよい。また、上述した焼結温度や焼結時間は一例を示すもので、これに限定されない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、微生物をセラミックス製母材に混入させた後、焼結することにより、従来の焼結を途中で停止させる方法と比べ気孔径分布や気孔形態の制御が容易でかつ制御範囲も広く、強度低下を回避できるとともに、合成樹脂粉末添加法等と比べ特別な排ガス処理設備を必要としない多孔質焼結体の製造方法を提供できる。
【００２４】
また、本発明によれば、上記製造方法により得られた、気孔径分布や気孔形態が適宜に制御され、かつ強度低下を回避しえる多孔質焼結体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法による微生物混入量と空隙率との関係を示す特性図。
【図２】本発明方法による、今回の実験で一番空隙率が高い場合の多孔質焼結体の表面の電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
１…多孔質焼結体、
２…空隙。
【図１】
2004143021.tif 000002
【図２】
2004143021.tif 000003