(57)【要約】【課題】連結孔を有する金属系乃至セラミックス多孔質成形体、焼結体及びその製品を提供する。【解決手段】少なくとも金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための助剤、該網目状骨格に金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させるための助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有する多孔質成形体並びにその焼結体、その製造方法、及びその構造部材。【効果】金属あるいはセラミックス粉体を使用して、連結孔を持つ多孔体を作製する簡便な方法、その製品及び構造部材を提供することができる。【選択図】図１
2009107862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための気泡導入助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と該網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体であって、
上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であり、熱変性したグルテン系成分の網目状骨格と、糊化した澱粉系成分により固化した水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体のスラリー構成成分と、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有することを特徴とする多孔質成形体。
【請求項２】
金属系が、金、銅、又はステンレス鋼、セラミックスが、酸化物系セラミックス、又は非酸化物系セラミックスである、請求項１に記載の多孔質成形体。
【請求項３】
上記グルテン系成分が、グルテン又はグルテン含有成分であり、上記澱粉系成分が、ベータ澱粉である、請求項１に記載の多孔質成形体。
【請求項４】
金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有する金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体を製造する方法であって、
上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であることを特徴とする多孔質成形体の製造方法。
【請求項５】
上記グルテン系成分が、グルテン又はグルテン含有成分であり、上記澱粉系成分が、ベータ澱粉である、請求項４に記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項６】
グルテンを網目状骨格を形成するための助剤、ベータ澱粉を網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体を付着させるための助剤とし、６０℃以上に加熱し、グルテンの熱変性及びベータ澱粉のアルファ化を利用する、請求項４に記載の多孔質成形体の製造方法。
【請求項７】
請求項１から３のいずれかに記載の金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体の焼結体であることを特徴とする多孔質焼結体。
【請求項８】
請求項１から３のいずれかに記載の多孔質成形体又は請求項７に記載の多孔質焼結体からなることを特徴とする多孔質金属系乃至セラミックス構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属系乃至セラミックス多孔質成形体、その製造方法及びその応用製品に関するものであり、更に詳しくは、金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための助剤、該網目状骨格に金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させるための助剤を添加し、気泡導入と網目状骨格形成と網目状骨格へ金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させることにより成形された、連結孔を有する金属系乃至セラミックス多孔質成形体並びにその焼結体、それらの製造方法及び多孔質金属系及び／又はセラミックス構造部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多孔質部材は、例えば、軽量構造材、断熱材、防音材、防震材、フィルター、センサ、触媒担体、生体材などの広汎な用途に使用されている（非特許文献１参照）。この多孔質部材は、材料組成、気孔率、孔形状などが、その機能や性能に大きな影響を示す。そのため、多孔質部材は、材料組成ごとに、孔形状、気孔率、全体形状などを制御することが可能な製造法が求められている。フィルター、触媒担体などの用途では、液体や気体などが内部通過する必要があり、気孔が入口から出口へと連結しなければならない。
【０００３】
金属あるいはセラミックス粉体を使用して、連結孔を持つ多孔体を作製する簡単な方法は、粉体を充填した成形体を完全に緻密化するまで焼結を行わず、粉体間の隙間を連結孔として残す方法である。この方法では、気孔のサイズは、使用する粉体のサイズを反映したものとなり、また、気孔率も、粉体の充填状態で決定されてしまうため、気孔を制御できる範囲が限られる。更に、この方法では、焼結が不完全であるため、強度が上がらないという問題がある。
【０００４】
粉体と気孔形成剤（焼失する物体）を充填した成形体から、気孔形成剤を焼失して、多孔体を製造する方法もある。気孔形成剤が独立して存在すると、気孔も独立してしまうため、連結孔を形成するには、気孔形成剤同士が接しなければならない。ある方向のみの流体の通過性を高めるため、高アスペクト比の気孔形成剤を一方向に配向させた例もある（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、気孔率を高くする場合には、気孔形成剤の使用量が増えるため、気孔形成剤が焼失する場合に、多量のガスが発生し、ガス圧が成形体の割れの原因になることがある。スラリー中で起泡し、気泡を維持したまま固化する方法もある（特許文献２参照）。この方法では、大きい気泡は、浮力でスラリー外に抜けやすく、気孔サイズは限定される。更に、この方法では、気泡同士の接点でのみ連結ができるため、流体の通過性を高めるために、気孔径を大きくすることは難しい。
【０００６】
気孔サイズや気孔率が制御し易く、連結孔を持つ多孔体を作製する方法として、ポリウレタンフォームなどの高分子系の多孔体を利用した多孔体の製造方法がある（特許文献３参照）。ポリウレタンフォームなどは、既に様々な気孔を有するものが市販されており、この方法では、その形状を利用できるため、気孔の制御が行いやすい。具体的には、フォームの気孔部を塞がないように、フォームの柱部にスラリーを含浸させ、乾燥後にフォームの焼失及び焼結を行えば、使用したフォームの気孔形状を写した多孔体が得られる。
【０００７】
この方法では、フォームの気孔を利用するため、気孔形成剤を必要としない。スラリー含浸の工程では、フォームにスラリーを吸収させ、余剰スラリーを排出するが、気孔を塞がずにフォーム内に均質にスラリーを残すには、高度の技術が必要とされる。また、スラリー内の粉体がフォーム内部まで行き届くためには、粉体の良く分散しているスラリーが必要とされ、分散性の良くない材料粉体では、利用が困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２６３５３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６１４６３号公報
【特許文献３】特開昭６１−５８８７３号公報
【非特許文献１】（株）東レリサーチセンター発行「多孔質セラミックスの新展開」、ｐ５−７、１９９８年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、連結した気孔（連結孔）を有する金属やセラミックスの多孔質成形体について、スラリー化が困難な材料粉体へも適用ができ、簡便及び低コストでそれらの要件を満たす多孔質成形体の製造方法を確立することを可能とする新しい多孔質成形体及びその焼結体の製造技術を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、発泡剤又は起泡剤、網目状骨格形成剤、網目状骨格への成分付着剤を加えた液状又は練り土状の混合物を用いて多孔質構造を形成することにより所期の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、金属やセラミックスなどの粉体を使用する連結孔を有する多孔質成形体等の製造方法において、適用可能な材料種類を増やすとともに、簡便、及び低コストの要件を全て満たすことを可能とする多孔質成形体の製造方法、多孔質成形体、並びにその焼結体、及びそれらの部材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される
（１）少なくとも金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための気泡導入助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と該網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体であって、
上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であり、熱変性したグルテン系成分の網目状骨格と、糊化した澱粉系成分により固化した水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体のスラリー構成成分と、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有することを特徴とする多孔質成形体。
（２）金属系が、金、銅、又はステンレス鋼、セラミックスが、酸化物系セラミックス、又は非酸化物系セラミックスである、前記（１）に記載の多孔質成形体。
（３）上記グルテン系成分が、グルテン又はグルテン含有成分であり、上記澱粉系成分が、ベータ澱粉である、前記（１）に記載の多孔質成形体。
（４）金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有する金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体を製造する方法であって、
上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であることを特徴とする多孔質成形体の製造方法。
（５）上記グルテン系成分が、グルテン又はグルテン含有成分であり、上記澱粉系成分が、ベータ澱粉である、前記（４）に記載の多孔質成形体の製造方法。
（６）グルテンを網目状骨格を形成するための助剤、ベータ澱粉を網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体を付着させるための助剤とし、６０℃以上に加熱し、グルテンの熱変性及びベータ澱粉のアルファ化を利用する、前記（４）に記載の多孔質成形体の製造方法。
（７）前記（１）から（３）のいずれかに記載の金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体の焼結体であることを特徴とする多孔質焼結体。
（８）前記（１）から（３）のいずれかに記載の多孔質成形体又は請求項７に記載の多孔質焼結体からなることを特徴とする多孔質金属系乃至セラミックス構造部材。
【００１２】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、少なくとも金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための気泡導入助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と該網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体であって、上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であり、熱変性したグルテン系成分の網目状骨格と、糊化した澱粉系成分により固化した水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体のスラリー構成成分と、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための網目状骨格形成助剤、該網目状骨格に水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体の成分を付着させるための成分付着助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と網目状骨格への成分付着を起こすことにより成形された、連結した気孔を含む気孔から構成される多孔構造を有する金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体を製造する方法であって、上記網目状骨格形成助剤が、グルテン系成分であり、上記成分付着助剤が、澱粉系成分であることを特徴とするものである。
【００１４】
即ち、本発明は、金属系及び／又はセラミックス多孔質成形体及びその製造方法であって、金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための助剤、該網目状骨格に金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させるための助剤を添加し、気泡発生と網目状骨格形成と網目状骨格への成分付着を起こすことにより多孔質成形体を作製すること、流体の吸収・通過が可能な連結した開気孔を持つ多孔質成形体を作製すること、該多孔質成形体を簡単、及び低コストで製造すること、の各要件を全て満たす多孔質成形体の製造方法及びその多孔質成形体又は焼結体の点、を主要な特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、少なくとも、金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水の混合物が原材料として用いられる。本発明において、金属系の素材としては、例えば、金、銅、ステンレス鋼などが例示され、これらの素材のうち、ステンレス鋼が好適に使用される。しかし、これらに制限されるものではなく、これらと同等ないし類似の素材であれば同様に使用することができる。
【００１６】
また、セラミックスの素材としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、コージエライト、ムライト、シリカ、マグネシア、カルシアなどの酸化物系セラミックス及びそれらの混合物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、サイアロンなどの非酸化物系セラミックス及びそれらの混合物が例示され、これらの素材のうち、酸化物系セラミックス、特に、アルミナが好適に使用される。しかし、これらに制限されるものではなく、これらと同等ないし類似の素材であれば同様に使用することができる。
【００１７】
本発明では、少なくとも上記金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、気泡を導入するための助剤、網目状骨格を形成するための助剤、該網目状骨格に金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させるための助剤を添加した液状又は練り土状の混合物が原料として使用される。この場合、上記原料中の粉体の粒径、粒度分布、配合割合、該原料に使用する助剤の種類、添加量などについては、材料組成に応じて、任意に設計することができる。
【００１８】
本発明の主な特徴について更に詳しく説明すると、本発明では、金属系粉体及び／又はセラミックス粉体と水に、網目状骨格を形成する助剤と、その網目状骨格に金属系粉体及び／又はセラミックス粉体などの成分を付着させるための助剤を添加し、網目状骨格の形成と成分付着をほぼ同時に作用させる。この時、気泡が導入されていれば、気孔が連結した連結孔を有する多孔体を作製することができる。
【００１９】
この網目状骨格を形成する助剤と成分付着の助剤の組み合わせとしては、グルテン又はグルテン含有成分のグルテン系成分とベータ澱粉などの澱粉系成分がある。例えば、グルテンは、水に溶解しないが、水の存在下でお互いが結びつき粘り（伸縮性や粘着性）を発生する。これを加熱すると、約６０℃〜８０℃において熱変性し、粘りがなくなり、固化する。また、例えば、ベータ澱粉は、水に溶解しないが、約６０℃〜９０℃でアルファ化（糊化・吸水膨潤）する。
【００２０】
そして、グルテン及びベータ澱粉などによる多孔構造の形成は、次のように説明される。グルテン・ベータ澱粉・水を混合すると、グルテン同士の結合でできた伸縮性のある網目構造内にベータ澱粉・水が含まれた混合物ができる。この時、グルテンの粘りがグルテン以外の成分の分離を抑える。これを加熱すると、グルテンは熱変性して、網目状骨格を形成するが、粘りをなくすため、他の成分の保持が困難になる。
【００２１】
しかし、同時にベータ澱粉が糊化を開始するため、糊化した澱粉が水を吸収し、グルテン骨格に付着する。この時、発泡剤などによる気体が内部に存在すれば、成形体内部は密にはならず、グルテンの網目状骨格を基本とした多孔構造の成形体になる。これを利用し、水をスラリー（水＋金属系粉体及び／又はセラミックス粉体）や水溶液（水＋溶媒）に変えれば、粉体や溶媒を含む多孔構造の成形体を作製することができる。
【００２２】
気体の導入に関しては、予め気体を導入する方法と、加熱発泡する助剤を利用する方法がある。予め気体を導入する方法として、イースト菌の発酵のような微生物などの作用で生じるガスを利用する方法、メレンゲ（卵白）の気泡のように、起泡性のある物質（タンパク質や界面活性剤など）を利用する方法、ベーキングパウダーのように、化学反応でガスを発生する方法、などがある。
【００２３】
一方、加熱発泡する助剤を利用する方法では、発泡は、グルテンの熱変性や澱粉の糊化が終了する前に発泡する必要があり、重曹や炭酸水素アンモニウムのような、分解で気体が発生する物質、難水溶性で、沸点が室温から７０℃の間程度で、加熱により気化する物質などが助剤として使用できる。上述の予め気体を導入する方法と加熱発泡剤を併用すると、より大きい空隙を生じさせることも可能である。
【００２４】
加熱前の原料は、グルテンの粘りで高粘性流体、もしくは練り土状態（グルテンが可塑剤として作用して、可塑成形ができる状態）になり、どちらの状態でも、多孔体の作製は可能である。グルテンの網目構造や粘りは、気泡が原料内部から抜けるのを抑制するが、流体状態の原料においては、径の大きい気泡は浮力が大きく作用し、浮上して外部に抜けることがある。そのため、流体状態の原料に対して、予め気泡を導入する場合、気泡の径を大きくすることは難しい。
【００２５】
一方、練り土状態の場合は、加熱前に大きい気泡を導入しても容易に外部に抜けることはない。しかし、練り土状態の原料は、混練中に気体を巻き込みやすく、この除去も困難であるため、製造できる多孔体の気孔径のばらつきが発生しやすい。
【００２６】
グルテンの伸縮性のある網目構造は、水や粉体の移動を拘束する。水への分散が難しい粉体、例えば、最適な分散剤がない場合や、複数種類の粉体で同時に分散することができない場合など、に対して、グルテンの効果で、粉体の沈殿などを抑えることができるため、スラリー化が困難な粉体に対しても、本発明の多孔体成形法は、適用することができる。また、完全に熱変性する前であれば、グルテンは、伸縮可能であり、気泡の導入や気泡の加熱膨張の際に、網目構造を破壊せず、膨張することができる。逆に、熱変性後のグルテン骨格は、伸縮性が低下しているため、乾燥時の収縮を低減する効果がある。
【００２７】
グルテン及びベータ澱粉の役割をまとめれば、次のようになる。グルテンは、水の存在下で粘りのある網目構造となり、粉体を分離・沈殿させない、気泡の浮上を抑える、可塑成形においては可塑剤となる、加熱により熱変性して網目状骨格を形成する、乾燥収縮を低減する、などの役割がある。ベータ澱粉は、グルテンが熱変性して保持できなくなった水を、糊化により吸収するとともに、熱変性したグルテン骨格に、粉体を接着する役割を果たす。
【００２８】
以上のような役割を果たすものであれば、助剤は、グルテンとベータ澱粉のグルテン系成分と澱粉系成分の組み合わせに限定するものではないが、同じ温度域で熱変性と糊化を起こし、入手も容易であるグルテンとベータ澱粉の組み合わせは、本発明において好適な助剤である。
【００２９】
グルテンとベータ澱粉を含むものとしては、小麦粉がある。しかし、小麦粉では、グルテンとベータ澱粉の比率を大きく変えることができず、適用できる範囲が小さい。そのため、グルテン、ベータ澱粉を単一成分として分離したもの、あるいはそれを含む成分を利用すれば、他の成分との混合比を調整することができる。ベータ澱粉は、由来となる植物（小麦、馬鈴薯、コーン、キャッサバなど）により、糊化の特性に差はあるが、グルテンの熱変性と連動して糊化できるものであれば、特定の植物由来のものである必要はない。
【００３０】
本発明で製造できる多孔体は、連結孔を有するため、液体、気体などの吸収や通過が可能であり、更に、グルテンは、非水溶性であるため、乾燥収縮をほとんど起こさず、それを焼失させた後は、その空間が気孔となり、比表面積を高くするなどの効果があり、例えば、フィルター、触媒担体、電極材料などの用途に使用することができる。
【００３１】
ポリウレタンフォームなどを使用する多孔体の作製法（特開昭６１−５８８７３号公報）では、フォーム内部までスラリーを含浸させる必要があり、粉体を分散させスラリー化する必要があったが、本発明では、分散性の低い粉体でも、多孔体の製造が可能である。また、主たる助剤が、グルテン、ベータ澱粉などのグルテン系成分及び澱粉系成分であり、これらは、入手が容易で、再生可能な資源である。
【００３２】
本発明者らによる、加熱発泡剤（炭酸水素アンモニウム）と加熱固化剤（ベータ澱粉）をスラリーに添加し、加熱で発泡と固化を同時に行う多孔体の作製法（特願２００６−３０８５７４号）では、独立した気孔や垂直に長い気孔を有した多孔体が得られたが、本発明では、グルテンの網目状骨格を基本に気孔が形成されるため、直線的でなく、入り組んだ連結孔を有する多孔体が得られる。
【００３３】
従来、フィルターなどに用いられる、流体の通過しやすい多孔体は、入口から出口まで連結した開気孔が必要とされ、この種の多孔体は、スラリーをポリウレタンフォームなどの高分子多孔体に含浸させ、乾燥、フォームの焼失、粉体の焼結、をすることにより製造されていた。
【００３４】
この方法で、スラリーをフォームへ含浸させる工程では、フォームにスラリーを吸収させ、余剰スラリーを除去するが、フォーム内にスラリーを均質に残すには、高度の熟練技術が必要であり、また、フォーム内部までスラリー中の粉体を届かせるには、粉体が良く分散している必要があり、分散性の良くない粉体などには適用が難しい。
【００３５】
また、先行技術（特願２００６−３０８５７４号）では、スラリー中の加熱発泡剤と加熱固化剤（ベータ澱粉）を同時に作用させることで、簡単に多孔体を成形できる方法が提案されたが、これは、スラリー中に発生した独立した気泡を固化により固定させるため、多孔体中の気孔は、球状や直線状になり、気孔同士の連結が十分でないため、流体の吸収や通過の特性を高めるには問題があった。
【００３６】
本発明では、前述のスラリーに新たにグルテン系成分と澱粉系成分を加える方法を確立した。グルテンは、非水溶性であるが、水中では連結して、網目構造や粘り（伸縮性・粘着性）などの特長を示し、加熱による熱変性で、粘りがなくなり、固化する。スラリーにグルテンを加えたことで、小麦粉（グルテン＋ベータ澱粉＋その他）的な効果が生まれ、グルテンの網目構造を基本に多孔構造が形成されるため、セラミックスなどで、パンやスポンジケーキにみられるような多孔構造の形成が可能になる。この多孔構造は、前述の独立した気孔とは異なり、気孔の連結性が高く、流体の吸収や通過がし易い利点を有する。
【００３７】
従来技術の、フォームにスラリーを含浸する方法に対し、本発明では、グルテンを利用することで、フォームの代わりになるグルテンの網目状骨格をスラリー内で形成させている。その結果、従来技術のフォームへのスラリーの含浸工程が不要となり、含浸工程における問題点を回避することが可能である。そのため、本発明は、従来技術では使用が困難であった材質（の粉体）への適用も可能である。また、主要な助剤であるグルテン、ベータ澱粉等のグルテン系成分及び澱粉系成分は、植物由来であるため、入手が容易で、かつ再生が可能である。
【００３８】
金属系粉体及び／又はセラミックス粉体を水とともに、グルテン系成分及び澱粉系成分で固めてそれらの多孔質成形体及び焼結体を作製した事例はこれまで見当らない。本発明の多孔質成形体は、熱変性して固化したグルテン系成分の網目状骨格（多孔構造）と、該網目状骨格に付着、接着しているとともに、糊化した澱粉形成分により固化、吸収した水及び金属系粉体及び／又はセラミックス粉体のスラリー構成成分と、気孔の導入により形成された連結した気孔を含む気孔とから構成される多孔構造を有することで特徴付けられる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明により、次のような効果が奏される。
（１）金属系乃至セラミックス多孔質成形体、その製造方法及びその構造部材を提供することができる。
（２）本発明の多孔質成形体は、連結孔を有するため、液体、気体などの吸収や通過が可能であり、更に、グルテンは、非水溶性であるため、乾燥収縮をほとんど起こさない。
（３）上記多孔質成形体の焼結体は、グルテンなどを焼失された後は、その空間が気孔となり、比表面を高くするなどの効果があり、例えば、フィルター、触媒担体、電極材料などの用途に使用される。
（４）本発明の多孔質成形体の多孔構造は、独立した気孔とは異なり、気孔の連結性が高く、流体の吸収や通過がし易い利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００４１】
アルミナ、グルテン、馬鈴薯澱粉、発泡剤（炭酸水素アンモニウム）、アルミナ用分散剤（東亞合成（株）製Ａ６１１４）、水を混合したものを加熱して、多孔体を作製した。重量比は、アルミナ：グルテン：馬鈴薯澱粉：発泡剤：アルミナ用分散剤：水＝４０：３：８：１：０．８５：２０である。発泡剤に使用した炭酸水素アンモニウムは、水溶性で、６０℃程度で分解して、ガスを発生する。
【００４２】
アルミナ、グルテン、馬鈴薯澱粉は、粉末状であり、予め乾式混合した。この混合粉末に、発泡剤及び分散剤の水溶液を混合した。得られた混合物は、流動性を有するもので、離型剤（シリコンスプレー）を塗布したポリプロピレン容器に鋳込んだ。家庭用電子レンジで加熱を行い、発泡、グルテンの熱変性、澱粉の糊化を起こした。電子レンジの出力は、２００Ｗと５００Ｗで行い、原料以外に５００ｍｌほどの水を電子レンジ内に一緒に入れ、加熱速度を遅くした。
【００４３】
図２は、加熱前、加熱後、焼結後の内部写真である。液状であった原料は、加熱により膨張し、ドーム状に固化した。１６００℃まで加熱し、助剤の焼失及び焼結を行った。ダイヤモンドソーで切断した焼結体内部は、連結孔が形成されていた。しかし、開放されている上面は、目視できるサイズの気孔はなく、型に接する側面・下面は大きな凹凸が形成され、内部とは異なる気孔形状であり、均質な気孔を必要とするのであれば、内部を切り出した方が良い。
【００４４】
目視できる内部の気孔サイズは、２００Ｗの方が大きく、密度は１．１ｇ／ｃｍ３（２００Ｗ）、１．０ｇ／ｃｍ３（５００Ｗ）であった。内部の切断面の連結孔の部分に水滴を滴下すると、急速に吸い込み、気孔が連結し、流体の浸透（通過）に対しての抵抗が小さいことが確認できた。
【実施例２】
【００４５】
アルミナ、グルテン、馬鈴薯澱粉、発泡剤（炭酸水素アンモニウム）、水を混合した練り土状態の混合物から、多孔体の作製を行った。重量比は、アルミナ：グルテン：馬鈴薯澱粉：発泡剤：水＝２０：３：３：０．４：２０である。混合物は、こねることでグルテン同士の結合が進行し、練り土状態になる（図３）。練り土をコピー用紙に挟み、薄く広げた。更に、グルテンの伸縮を緩和するため、３０分放置し、その後に、電子レンジ（出力２００Ｗ）で加熱し、発泡、熱変性、糊化を起こした。
【００４６】
乾燥後、１４００℃まで加熱し、助剤焼失と焼結を行った。焼結体をダイアモンドソーでカットした断面は、連結孔が観察できた。混練時に入った気泡の影響で、気泡サイズはばらつきがある。また、気泡断面が左右に長く、これは、薄く広げた際の変形によるものと考えられる。このように、練り土状態からの多孔体作製も可能であり、また、分散性が低い（分散剤を使用しない）状態の粉体にも適用可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上詳述したように、本発明は、多孔質成形体と、その製造方法及び製品に係るものであり、本発明により作製できる多孔質部材は、入り組んだ連結孔を有するため、フィルター、触媒担体、電極部材などへの応用が可能である。また、本発明は、既存の方法の適用が難しかったスラリー化（分散化）の難しい材料粉体へも適用が可能であり、材料選択の幅を広げることが可能である。更に、本発明の多孔質成形体の製造方法は、成形の原理が非常に単純であり、イニシャルコストや製造コストも安価である。更に、主たる助剤であるグルテン、ベータ澱粉などのグルテン系成分及び澱粉系成分は、入手が容易で、再生可能な資源である、などの利点を有する。本発明は、特定の連結孔を有する金属系乃至セラミックス多孔質成形体並びにその焼結体、それらの製造方法及びそれらの構造部材を提供することを実現可能にするものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】連結孔を有する多孔構造が形成される原理の説明図を示す。
【図２】液状原料から多孔体を作製した例を示す。
【図３】練り土状原料から多孔体を作製した例を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１  グルテン
２  ベータ澱粉粉末
３  発泡（起泡）剤の入ったスラリー
４  熱変性したグルテン
５  糊化した澱粉により固化したスラリー
６  気孔
７  気孔の連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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