| 第1章 アドバンストセラミックスと多孔性 1 |
| 1.1 セラミックス産業の動向 1 |
| 1.1.1 セラミックスの範囲と種類 1 |
| 1.1.2 セラミックスの市場動向 3 |
| 1.2 多孔性セラミックスの概説 5 |
| 1.2.1 多孔性セラミックスの分類 5 |
| (1)孔の径による分類 5 |
| (2)孔の種類による分類 5 |
| (3)構造による分類 6 |
| A.バルーン 6 |
| B.フォーム・ハニカム 6 |
| C.層間化合物 7 |
| D.、繊維状物質 8 |
| (4)使用素材による分類 8 |
| A.アルミナ(A1,0,) 8 |
| B.シリカ(Sio2) 8 |
| C.ジルコニア (ZrO2) 8 |
| D.チタニア (酸化チタン:Tio2) 9 |
| E.コーディエライト (2Mg0・2AliO。・5SiO2) 9 |
| F.ムライト 10 |
| G.ゼオライト 10 |
| H.チタン酸カリウム 12 |
| I.アパタイト 12 |
| J.炭化ケイ素(Sic),窒化ケイ素(Si・N・) 13 |
| K.その他 13 |
| (5)結晶構造による分類 13 |
| A.多孔質ガラスの概説 13 |
| B.多孔質ガラスの合成 13 |
| C.多孔質ガラスの性質 14 |
| D.多孔質ガラスの応用 15 |
| 1.2.2 多孔性セラミックスの機能 16 |
| (1)低比重・軽量 16 |
| (2)断熟 16 |
| (3)吸音・消音 16 |
| (4)物質保持・吸着 16 |
| (5)比表面積の増加 17 |
| (6)孔による物質の選択性 17 |
| (7)物質の通過調整性能 17 |
| 1.2.3 多孔性セラミックスの特性と評価方法 17 |
| (1)密度と気孔率 17 |
| (2)吸着と比表面積 19 |
| A.気体の吸着特性 19 |
| B.標準吸着等温線 21 |
| C.毛細管凝縮 21 |
| D.ガス吸着法による細孔分布の測定 22 |
| E.比表面積(一点法)24 |
| G.比表面積の計算方法 24 |
| (3)細孔径とその分布 27 |
| A.水銀圧入法 27 |
| B.X線小角散乱法 28 |
| C.ガス透過拡散法 29 |
| D.各種顕微鏡での観察 30 |
| ①透過型電子顕微鏡(Transmission・Electron Microscope) 30 |
| ②走査電子顕微鏡 (Scanning Electron Mi6roscoPe) 31 |
| ③走査トンネル顕微鏡 31 |
| E.測定の実際と計測機器 31 |
| ①「フローソープH2300」流動式比表面積測定装置 31 |
| ②自動比表面積測定装置「GEMINI 2360/2375」31 |
| ③高速比表面積・細孔分布測定装置「アサップ2010/2405」31 |
| ④水銀圧入法を適用したポロシメーター「オートボアM9420/ボアサイザ9320」31 |
| (4)超音波センサーによる気孔率、気孔形状係数、弾性率の測定 33 |
| (5)強度 33 |
| (6)実際の破壊のメカニズムと要因 35 |
| (7)熱伝導 37 |
| (8)吸音のメカニズム 39 |
| A.抵抗減衰体 39 |
| B.共鳴吸収系 39 |
| 1.2.4 多孔性セラミックスの製造方法 40 |
| (1)泥漿鋳込み成形法 40 |
| (2)焼結法 40 |
| (3)分相法 40 |
| (4)ゾル・ゲル法 42 |
| A.ゾル・ゲル法の概要 43 |
| B.ゾル・ゲル法による金属酸化物の構造制御 44 |
| C.細孔の髄御 44 |
| (5)HIP法 45 |
| (6)フォーム・ハニカム成形 46 |
| (7)溶射プラズマ法 47 |
| (8)凍結乾燥法 47 |
| (9)その他 49 |
| 1.3 多孔性セラミックスのメーカー動向 50 |
| 1.3.1 セラミックスメーカー 50 |
| (1)株式会社INAX 50 |
| A,透水タイル「サンドロック」 50 |
| B.音響タイル 50 |
| C.浄化用フィルター 50 |
| D.マシナブルセラミックス「マシナックス」 51 |
| E.断熱タイル「カロムース」 51 |
| (2)株式会社ノリタケカンパニー 51 |
| A.不定型炭素含有吸着・濾過材 51 |
| B.精密濾過用フィルター 51 |
| C.部分酸化用触媒担体 51 |
| D.通気栓・散気板 51 |
| E.セラミックボール 51 |
| (3)日本ガイシ株式会社 51 |
| (4)東芝セラミックス株式会社 52 |
| (5)日本特殊陶業株式会社 52 |
| 壬.3.2 ガラス・耐火物メーカー 52 |
| (1)旭光学(株)52 |
| (2)黒崎窯業株式会社 53 |
| (3)品川白煉瓦(株) 53 |
| (4)イソライト工業(株) 53 |
| 1.3.3 鉄鋼、機械・プラントメーカー 53 |
| (1)神戸製鋼所 53 |
| (2)(株)クボタ 53 |
| 1.3.4 化学・触媒メーカー 53 |
| (1)鐘紡(株) 53 |
| (2)キャタラー工業(株) 54 |
| 1.3.5 住宅・セメントメーカー 住友大坂セメント 54 |
| 1.3.6 自動車・部品メーカー 54 |
| (1)デンソー(株)54 |
| (2)(株)ブリヂストン 54 |
| 1.3.7 その他消費財 (株)ライオン 54 |
| 引用文献 55 |
| 第2章 多孔性セラミックスの研究開発動向 57 |
| 2,1 多孔性セラミックスの研究開発の現状 57 |
| 2.1.1 企業の研究開発動向 57 |
| (1)高機能多孔性セラミックス研究会 57 |
| (2)松下電器産業(株) 59 |
| (3)三菱重工株式会社 59 |
| (4)(株)INAX 59 |
| (5)(株)リケン 60 |
| 2.1.2 政府関連プロジェクトの研究開発動向 60 |
| (1)工業技術院のプロジェクト 60 |
| A.シナジーセラミックス 60 |
| B.エネルギー・環境領域総合技術開発推進計画(ニューサンシャイン計画) 60 |
| ①二酸化炭素高温分離・回収再利用技術開発 60 |
| ②セラミックスガスタービン 60 |
| ③超電導電力応用技術 60 |
| (2)工業技術院の研究所における研究 61 |
| A.物質工学工業技術研究所 61 |
| B.名古屋工業技術研究所 61 |
| C.大阪工業技術研究所 61 |
| D.九州工業技術研究所 61 |
| (3)各産業局での研究 61 |
| (4)民間企業に対する技術開発支援 61 |
| A.石油代替エネルギー関係技術実用化開発補助金 61 |
| B.中小企業技術高度化対策費 62 |
| C.知的基盤整備事業(テクノインフラ整備事業) 62 |
| (5)科学技術庁のセラミックスに関するプロジェクト 62 |
| A.超高圧 62 |
| B.スーパーダイヤモンド 62 |
| C.超微細構造解析技術研究 62 |
| 2.1.3 材料面からみた多孔性セラミックス研究開発の将来動向 62 |
| 2.1.4 機能材料分野における研究開発上の課題 65 |
| (1)軽量構造体 65 |
| (2)断熱材 65 |
| (3)フィルター・分離膜 65 |
| (4)吸着保持材 65 |
| (5)触媒担体 65 |
| (6)生体材料 65 |
| 2.2 最近の文献にみる多孔性セラミックスの研究テーマリスト 0.66 |
| 2.2.1 参考文献リスト 66 |
| (1)成書 66 |
| (2)レポート・調査資料 66 |
| (3)雑誌(特集) 66 |
| 2.2.2 分野別文献リスト 67 |
| (1)化学分野(フィルター、分離膜、吸着材、白動車以外の工業触媒等) 67 |
| (2)医療・生体材料 69 |
| (3)バイオ・食品分野 71 |
| (4)白動車(排ガス触媒・フィルター・センサー類など)73 |
| (5)エレクトロニクス・電気分野 77 |
| (6)建設分野(建築材料等) 78 |
| (7)耐火・断熱物(半導体製造装置の治具などを含む)82 |
| (8)製造法・改質法とそれらのプロセス 84 |
| (9)多孔性セラミックス全般 87 |
| 引用文献 87 |
| 第3章 多孔性セラミックスの用途開発動向 88 |
| 3.1 機能別用途開発動向 88 |
| 3.1.1 軽量構造材 (株)カルシード 88 |
| 3.1.2 断熱材 89 |
| (1)気孔の構造と熱伝達メカニズム gO |
| A.独立気孔 90 |
| B.連続気孔型 90 |
| C.積層気孔型 90 |
| (2)熱伝導のメカニズムと対策 gO |
| A.気体による熱伝導 90 |
| B.個体の熱伝導 90 |
| (3)形状で分類した各種断熱材 90 |
| A.繊維状断熱材 90 |
| B.粉末質断熱材 91 |
| C.シリカゲル断熱材 91 |
| D.発泡質断熱材 91 |
| E.キャスタブル断熱材 91 |
| (4)電子部品焼成用治具 91 |
| (5)高性能断熱材「マイクロサーム」 92 |
| 3.1.3 消音・吸音材 94 |
| (1)セントラル硝子の吸音材料 94 |
| (2)(株)INAXの音響タイルシステム 94 |
| 3.1.4 フィルター、分離膜 97 |
| (1)多孔質膜の分離メカニズム 97 |
| A.Knudsen(クヌーセン)拡散 98 |
| B.表面拡散 98 |
| C.毛管凝縮を伴う透過 98 |
| D.分子ふるい作用 98 |
| (2)応用展開 98 |
| (3)分離膜のバイオ分野への応用 99 |
| (4)多孔質ガラス製の分離膜 100 |
| A.多孔質ガラスの分離膜の性質 100 |
| B.気体の分離 101 |
| C.液体の分離 101 |
| D.膜乳化法によるエマルジョンの形成 102 |
| E.多孔質ガラス膜の研究、製品例 102 |
| (5)セラミックスフィルターの製品例 103 |
| A.東芝セラミックス (株)のMEMBRALOXセラミックフィルター 103 |
| B.(株)神戸製鋼所のセラミックス多孔体「アクトサーミック」 104 |
| C.(株)日本ガイシ(株)のセラミック膜フィルター「セフィルト」 105 |
| D.(株)ノリタケカンパニーリミテッドの精密濾過用セラミックフィルター 107 |
| E.(株)ブリヂストンのセラミックフォーム 108 |
| 3.1.5 物質吸着・保持 109 |
| (1)(株)ライオンの制汗剤用消臭材料 109 |
| (2)多孔質ガラスの吸着性能の展開 110 |
| (3)ドラッグデリバリーシステム (DDS)ぺの適用 111 |
| (4)(株)ノリタケカンパニーリミテッドの不定型炭素含有吸着・濾過材 111 |
| A.用途 112 |
| B.洗剤用ビルダー 112 |
| 3.1.6 触媒・担体 113 |
| (1)触媒反応の概要 113 |
| (2)触媒の性能 114 |
| A.反応因子 114 |
| B.構造因子 115 |
| (3)触媒の製造法 115 |
| (4)触媒担体 117 |
| (5)担体形状 117 |
| (6)担体の作用 118 |
| A.活性成分の分散化 118 |
| B.熱的劣化抑制 118 |
| C.耐被毒性の向上 118 |
| D.触媒・坦体の相互作用 118 |
| E.二元機能化 118 |
| F.選択性の向上 118 |
| G.圧力損失の低減 119 |
| (7)坦体の種類、性質および用途 119 |
| (8)担体の製造法 120 |
| A.アルミナ 120 |
| B.ゼオライト 120 |
| C.コーディエライト質ハニカム 120 |
| D.脱硝用ハニカム触媒(選択的接触還元法) 120 |
| E.多孔質ガラスの触媒担体への適用 121 |
| (9)最近の触媒とセラミックスのトピックス 122 |
| A.高温耐熱性担体 122 |
| B.水素処理用アルミナ担体 123 |
| (10)将来展望 123 |
| A.アルミナを異種セラミックスで被覆した高温用触媒 123 |
| B.脱臭セラミックス触媒「マンガンチッド」124 |
| C.バイオリアクター 125 |
| D.固定化酵素担体 125 |
| E.多孔質ガラスの固定化酵素への適応 126 |
| F.生体材料 127 |
| G.医用材料 127 |
| H.医用セラミックスの変遷 128 |
| L歯や骨の組成 129 |
| J.歯や骨におけるアパタイトの生成機構 130 |
| K.生体材料と生体組織界面 131 |
| L.生体材料にもとめられる条件 132 |
| ①人工材料のインプラント時の課題 132 |
| ②骨格代替材料に要求される特性 133 |
| M.骨治療用多孔性セラミックス 135 |
| ①多孔性不活性セラミックス 135 |
| ②多孔質同化吸収セラミックス 135 |
| ③骨誘導と骨伝導 135 |
| N.市販材料の性能の検討 136 |
| 3.1.7 耐火材、その他 137 |
| (1)ミクロボア耐火物 イソライト工業(株) 137 |
| (2)マシナブルセラミック 石原薬品(株) 137 |
| (3)連続鋳造用耐火物 品川白煉瓦(株) 137 |
| A.スライドバルブ 138 |
| B.ガス吹き込み用レンガ 140 |
| (4)ガス等のセンサー類 140 |
| A.チタニア(TIO2)を使用したセラミックスセンサー 141 |
| B.ガスセンサー 142 |
| C.におい・香りセンサー 142 |
| D.環境汚染ガスセンサー 143 |
| E.湿度センサー (株)サイマレック 143 |
| F.セラミック湿度センサー 日本特殊陶業(株) 143 |
| 3.2 分野別用途開発動向 144 |
| 3.2.1 白動車関連分野 144 |
| (1)排ガス触媒 144 |
| (2)3元触媒の特性 145 |
| (3)白動車用排ガス触媒担体への要求性能 145 |
| (4)ゼオライトの適用 146 |
| (5)各社の商晶開発状況 147 |
| A.住友金属鉱山(株) リーンバーンエンジン及びリーンバーン用脱硝触媒 147 |
| B.デンソー(株) 早期に活性化するコーディエライトハニカム構造体 148 |
| C.日本ガイシ(株) セラミックハニカム触媒 148 |
| D.マツダ(株) PdのSによる被毒を抑制し、低温HC活性に優れた排ガス浄化用触媒 148 |
| E.松下電器産業(株) 排ガス浄化触媒、ディーゼルエンジン用フィルター 148 |
| F.(株)リケン リ一ンバーン排ガスから窒素酸化物を高効率で除去する触媒 149 |
| G.(財)日本白動車研究所 天然ガス白動車用排ガス触媒 149 |
| H.出光興産(株)、目産白動車(株) リーンバーンエンジン用排ガス触媒 149 |
| 1.トヨタ自動車(株)、キャタラr工業(株) ディーゼルエンジン用排気ガス触媒 149 |
| J.(株)いすずセラミックス研究所 耐高温排気ガスフィルター 149 |
| K.デンソー(株) O2センサー、モノリシックキャリア 149 |
| L.日本ガイシ(株) ハニカムセラミックス「ハニセラム」150 |
| M.東海カーボン(株) ポーラスSiC l 51 |
| 3.2.2 機械・エンジニアリング分野 153 |
| (1)鐘紡株式会社 電子部品用セッター 153 |
| (2)(株)品川白煉瓦 セラミック電子材料焼成用軽量耐火物 153 |
| (3)(株)クボタ セラミック分離膜 154 |
| 3.2.3 化学工業分野 156 |
| (1)東燃(株)と(財)石油産業活性化センター 水素化触媒 156 |
| (2)β本重化学工業(株) オゾン分解用触媒 156 |
| (3)目本触媒化学工業(株) チタヒア・シリカ成形体 156 |
| (4)燃料電池用材料 157 |
| A.固体電解質型燃料電池 157 |
| B.溶融炭酸塩型燃料電池 158 |
| 3.2.4 医療分野 158 |
| (1)医療分野における溶射技術の応用状況 159 |
| (2)臨床に使用されている溶嚇技術を適用したインプラント 160 |
| A.ITIインプラント 160 |
| B.IMZインプラント 160 |
| C.APIインプラント 160 |
| D.スミシコンインプラント 160 |
| (3)多孔質ヒドロキシアパタイトの用途開発 161 |
| A.旭光学工業(株) ハイドロキシアパタイト 161 |
| ①高速液体クロマトグラフィー 161 |
| ②細胞分離 162 |
| ③ウイルス吸着 162 |
| B.住友大坂セメント(株) ボーンセラムP 162 |
| (4)膜乳化法によるDDS材料の製造 164 |
| (5)多孔性セラミックスを使用した抗菌剤 165 |
| (6)今後の展望 165 |
| 3.2.5 食品バイオ分野 165 |
| (1)中央設備エンジニアリング(株) 多孔性セラミック膜バイオリアクタ 165 |
| (2)(株)トライテック 「セラフロー」 166 |
| A.特徴 166 |
| B.使用例 167 |
| ①抗生物質の濾過 167 |
| ②クランベリージュース・コンソメス一プの清澄化 167 |
| ③触媒の回収 167 |
| 3.2.6 住宅・建築分野 167 |
| (1)吸水による容積変化 167 |
| (2)凍害とその要因 168 |
| (3)雨水の透過性 168 |
| (4)排水性 168 |
| (5)住宅用セラミックス部材 168 |
| (6)松下電工(株)シリカアロエゲル 169 |
| A.高耐久性 169 |
| B.高光学特性 170 |
| C.高断熱性 170 |
| (7)(株)INAX サンドロックとソイルセラミックス 170 |
| A.サンドロック 171 |
| B.ソイルセラミックス 172 |
| 引用文献 174 |
| 第4章 多孔性セラミックスの課題と展望 178 |
| 4.1 特性の計測技術 178 |
| 4.2 製造方法 178 |
| 4.3 軽量構造材 179 |
| 4.4 断熱材 179 |
| 4.5 フィルター・分離膜 179 |
| 4.6 物質吸着・保持材料 180 |
| 4.7 触媒、担体用材料 180 |
| 4.8 生体材料 180 |
| 4.9 センサー用材料 181 |
| 第5章 多孔性セラミックス関連重要特許リスト 182 |
| 5.1 材料、用途分野 182 |
| 5.1.1 化学分野(フィルター、分離膜、吸着材、(白動車以外の工業用触媒等) 182 |
| 5.1.2 医療・生体材料 186 |
| 5.1.3 バイオ・食品 186 |
| 5.1.4 白動車(排ガス触媒・フィルター・センサー) 186 |
| 5.1.5 エレクトロニクス・電気 197 |
| 5.1.6 建設(建築材料) 198 |
| 5.1.7 耐火・断熱物(半導体製造装置の治具などを含む) 201 |
| 5.2 特性、機能の試験法 204 |
| 5.3 多孔性セラミックスの製造法 208 |
| 5.3.1 ゾル・ゲル法 208 |
| 5.3.2 ガラス等の発泡法 209 |
| 5.3.3 その他の製法(機能の付与・強化を含む) 212 |
| 5.3.4 リサイクル関連(廃棄物などを原料にしたものなど) 216 |
