FR2550782A1 - PROCESS FOR PRODUCING POROUS CERAMICS - Google Patents
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- C04B38/0045—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by a process involving the formation of a sol or a gel, e.g. sol-gel or precipitation processes
Abstract
PROCEDE POUR PRODUIRE DES CERAMIQUES POREUSES DANS LEQUEL ON MELANGE UNE RESINE PULVERULENTE FORTEMENT GONFLABLE ET UN AGENT GONFLANT DANS DES MATIERES PREMIERES PULVERULENTES POUR DES CERAMIQUES AFIN DE CREER UN SOL; ON LAISSE CE SOL JUSQU'A CE QU'IL DEVIENNE UN GEL ET ON SECHE ET ON CUIT LE GEL POUR FORMER DES PORES DANS LA CERAMIQUE EN ELIMINANT PAR EVAPORATION L'AGENT GONFLANT DU CORPS GELIFIE. COMME RESINE EXPANSIBLE, ON UTILISE UNE RESINE PULVERULENTE CONSTITUEE PRINCIPALEMENT PAR UNE RESINE ABSORBANT FORTEMENT L'EAU ET, COMME AGENT GONFLANT, ON UTILISE DE L'EAU OU UNE SOLUTION AQUEUSE CONTENANT UN SOLVANT MISCIBLE DANS L'EAU, TEL QU'UN ALCOOL OU UNE CETONE. GRACE A CE PROCEDE, ON PEUT OBTENIR AISEMENT DES CERAMIQUES POREUSES AVEC UN POURCENTAGE DE VIDES ELEVE, A FAIBLE COUT, ET EN POUVANT REGLER LES DIMENSIONS, LES FORMES, ETC... DES PORES A VOLONTE.PROCESS FOR PRODUCING POROUS CERAMICS IN WHICH A HIGHLY INFLATABLE PULVERULENT RESIN AND A SWELLING AGENT ARE MIXED IN PULVERULENT RAW MATERIALS FOR CERAMICS IN ORDER TO CREATE A SOIL; WE LEAVE THIS SOIL UNTIL IT BECOMES A GEL AND THE GEL IS DRYED AND BAKED TO FORM PORES IN THE CERAMIC BY EVAPORATING THE BLOWING AGENT FROM THE GELIFIED BODY. AS EXPANDABLE RESIN, A PULVERULENT RESIN CONSTITUTED MAINLY BY A HIGHLY WATER-ABSORBING RESIN IS USED AND, AS AN INFLATABLE AGENT, WATER OR AN AQUEOUS SOLUTION CONTAINING A SOLVENT MISCIBLE IN WATER, SUCH AS AN ALCOHOL OR A WATER-BASED SOLUTION, IS USED. A CETONE. THANKS TO THIS PROCESS, WE CAN EASILY OBTAIN POROUS CERAMICS WITH A HIGH PERCENTAGE OF VACUUMS, AT LOW COST, AND BY BEING ABLE TO ADJUST THE DIMENSIONS, SHAPES, ETC ... OF THE PORES AT WILL.
Description
Procédé pour produire des céramiques poreuses.Process for producing porous ceramics.
La présente invention concerne un procédé pour produire The present invention relates to a method for producing
des céramiques poreuses.porous ceramics.
Les céramiques poreuses sont plus Légères que les produits céramiques d'usage général et par ailleurs leur résistance aux influences thermiques et chimiques est élevée En conséquence, elles sont très demandées 10 pour être utilisées, par exemple, comme matériaux de four et matériaux'isolants ou pour être utilisées comme matériaux absorbants, supportsde catalyseur, etc qui utilise des pores Pour produire de telles céramiques poreuses, on a proposé plusieurs procédés Parmi ceux15 ci,on peut citer: un procédé pour former un corps poreux en mélangeant au préalable des matériaux inorganiques, tels que du nitrure de bore en système lexagonal qui mousse lorsqu'il est évaporé aux températures de cuisson,dans des matières premières de céramiques (brevet japonais 1983- 15062); un procédé dans lequel on ajoute une poudre combustible, telle que de la sciure de bois, un composite polymère, dans des céramiques brutes pulvérulentes et on forme ensuite des vides en vaporisant la poudre combustible lors de la cuisson 25 (brevet US 4 325 846); et un procédé dans lequel on verse un produit céramique brut, qui a été transformé en boue en utilisant un liquide de dispersion, dans les trous d'une structure de résine poreuse, telle qu'une structure tri- dimensionnelle d' acétal de polyvinyleou de polyuréthanemou, on sèche la structure et on cuit ensuite la structure précédente afin d'éliminer par combustion la résine synthétique se trouvant dans la structure lors du processus de cuisson (brevet japonais Porous ceramics are lighter than general-purpose ceramic products and moreover their resistance to thermal and chemical influences is high. Consequently, they are in great demand to be used, for example, as furnace materials and insulating materials or to be used as absorbent materials, catalyst supports, etc. which uses pores To produce such porous ceramics, several processes have been proposed. Among these, we can cite: a process for forming a porous body by mixing inorganic materials beforehand, such as boron nitride in a lexagonal system which foams when evaporated at firing temperatures, in ceramic raw materials (Japanese patent 1983-15062); a method in which a combustible powder, such as sawdust, a polymer composite, is added to crude powder ceramics and voids are then formed by vaporizing the combustible powder during firing (US Patent 4,325,846) ; and a method in which a raw ceramic product, which has been transformed into mud using a dispersing liquid, is poured into the holes of a porous resin structure, such as a three-dimensional structure of polyvinyl acetal or polyurethane, the structure is dried and the previous structure is then baked in order to eliminate by combustion the synthetic resin present in the structure during the baking process (Japanese patent
1982-47756).1982-47756).
Ces procédés présentent respectivement des avantages et des inconvénients et, à ce moment, il existe encore des problèmes pour produire des produits céramiques poreux de façon économique tout en maintenant un certain niveau de qualité des produits obtenus En particulier, 15 en ce qui concerne le procédé dans lequel on ajoute un matériau qui mousse aux températures de cuisson, du fait qu'il est nécessaire d'accorder la température de cuisson à laquelle le produit céramique brut est fondu à la température provoquant la décomposition et 20 la gazéification des produits moussants en ajustant ces températures à la même valeur, il est difficile de prévoir exactement par avance la température appropriée pour la cuisson lorsque la matière première utilisée est constituée par des produits naturels Il est de ce fait 25 difficile d'ajuster le degré de spumation, les dimensions et la forme En ce qui concerne le procédé dans lequel on ajoute par avance une poudre combustible, les inconvénients suivants apparaissent lorsqu'on traite le mélange par cuisson et vaporisation Lorsque les additifs 30 sont des produits naturels, il est difficile d'obtenir économiquement une poudre uniforme en ce qui concerne la forme, la granulométrie, etc En outre, du fait que le volume des grains de la poudre combustible fixe le volume des vides, afin d'obtenir un corps poreux avec 35 un pourcentage de vides élevé, on doit mélanger - un grand volume de poudre combustible à la matière première pour le produit céramique Il en résulte qu'il est habituellement difficile de produire des céramiques poreuses dont le pourcentage de vides soit supérieur à 60 % Par ailleurs, en ce qui concerne le procédé dans lequel on forme un corps poreux réticulé et stérique, c'est-àdire une éponge, avec un polymère synthétique et dans lequel on verse ensuite la matière première de la céramique dans les pores de l'éponge, bien que ce procédé soit logiquement acceptable comme procédé industriel, il présente les inconvénients suivants Il nécessite de nombreux traitements pour préparer la structure poreuse tri-dimensionnelle En outre, du fait qu'il exige également que la quantité de produits polymères 15 corresponde au volume à occuper par-lés vides à former, on doit utiliser une grande quantité du produit polymère pour obtenir une céramique avec un pourcentage de vides élevé Il résulte de ce qui précéde que, par exemple lorsque la matière première pour la céramique, 20 dispersée dans l'eau, etc, est versée dans le corps spongieux décrit ci-dessus, la structure céramique devient faible et manque de solidité Ainsi, ce procédé These methods have advantages and disadvantages, respectively, and at this time there are still problems in producing porous ceramic products economically while maintaining a certain level of quality of the products obtained. In particular, as regards the method in which a foaming material is added to the firing temperatures, since it is necessary to adjust the firing temperature at which the raw ceramic product is melted to the temperature causing the decomposition and gasification of the foaming products by adjusting these temperatures at the same value, it is difficult to predict exactly in advance the appropriate temperature for cooking when the raw material used consists of natural products It is therefore difficult to adjust the degree of spumation, the dimensions and The form Regarding the process in which a combustible powder is added in advance, the following disadvantages ants appear when the mixture is treated by cooking and spraying When the additives are natural products, it is difficult to economically obtain a uniform powder as regards the shape, the particle size, etc. Furthermore, because the volume grains of the combustible powder fixes the void volume, in order to obtain a porous body with a high void percentage, a large volume of combustible powder must be mixed with the raw material for the ceramic product. it is usually difficult to produce porous ceramics with a void percentage greater than 60%. Furthermore, with regard to the process in which a crosslinked and steric porous body is formed, that is to say a sponge, with a polymer. synthetic and into which the ceramic raw material is then poured into the pores of the sponge, although this process is logically acceptable as an industrial process, it has the disadvantages following It requires many treatments to prepare the three-dimensional porous structure In addition, since it also requires that the quantity of polymeric products corresponds to the volume to be occupied by the empty voids to be formed, a large quantity of the polymer product for obtaining a ceramic with a high void percentage. It follows from the above that, for example when the raw material for the ceramic, dispersed in water, etc., is poured into the spongy body described above, the ceramic structure becomes weak and lacks solidity Thus, this process
n'est pas réaliste.is not realistic.
Le but de cette invention est de procurer un procédé pour produire des céramiques poreuses, dans lequel on produit des céramiques avec un nombre et une forme de pores, un pourcentage de vides, etc, déterminés, quel que soit le type de composant de la céramique. 30 Un autre but de cette invention est de procurer un procédé pour produire des céramiques poreuses, qui peut être mis en oeuvre à faible coût et qui s'applique aisément à un procédé de coulée pour produire des structures 35 céramiques avec une forme spécifique en utilisant un The object of this invention is to provide a method for producing porous ceramics, in which ceramics are produced with a determined number and shape of pores, percentage of voids, etc., regardless of the type of component of the ceramic. . Another object of this invention is to provide a process for producing porous ceramics, which can be carried out at low cost and which is readily applicable to a casting process for producing ceramic structures with a specific shape using a
procédé de moulage.molding process.
L'avantage économique est encore plus grand si on utilise principalement des résines qui sont extrêmement expansibles par application d'eau lors du procédé de production des céramiques poreuses procuré par cette invention, du fait que l'utilisation de ces résines permet d'utiliser l'eau comme agent gonflant pour former The economic advantage is even greater if mainly resins are used which are extremely expandable by application of water during the process for producing porous ceramics provided by this invention, since the use of these resins allows the use of as a blowing agent to form
les vides.the voids.
En conservant les principes de cette invention, ses buts sont atteints par un procédé unique pour produire des céramiques poreuses, dans lequel la résine pulvérulente expansible est d'abord mélangée avec le produit céramique brut pulvérulent, ce mélange est ensuite transformé en sol par addition d'un agent gonflant, le 15 sol est versé dans un moule de façon a former un corps composite contenant des gels gonflés Ensuite, le corps composite est chauffé et cuit afin de gazéifier et d'évacuer l'agent gonflant de sorte que les espaces By retaining the principles of this invention, its objects are achieved by a unique process for producing porous ceramics, in which the expandable powdery resin is first mixed with the powdery raw ceramic product, this mixture is then transformed into soil by the addition of blowing agent, the soil is poured into a mold so as to form a composite body containing swelling gels Then the composite body is heated and baked in order to gasify and evacuate the blowing agent so that the spaces
remplis par cet agent gonflant forment des vides dans 20 l céramique terminée. filled with this blowing agent form voids in 20 l finished ceramic.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description détaillée,donnée ci-après à titre d'exemple detailed description, given below as an example
seulement, d'une réalisationde l'invention, en liaison 25 avec le dessin joint sur lequel la figure 1 est un diagramme illustrant un procédé de production selon only, from an embodiment of the invention, in conjunction with the attached drawing in which FIG. 1 is a diagram illustrating a production process according to
la présente invention.the present invention.
En se rapportant maintenant plus en détails à la présente 30 invention, les matières brutes pour les céramiques auxquelles peut s'appliquer le procédé de production selon cette invention comporte les minerais suivants: minerais siliceux, tels que roches siliceuses, arqile siliceuses, terre de diatomées; minerais à base d'alumine, tels que diaspore, bauxite, alumine fondue; des minerais alumineux de silice, par exemple argile de Gaeromé et argile de Ribushi,, qui sont des kaolinithes qui sont des minerais à base 5 d'argile, ou la bentonite et I' agalmatolite qui sont des minerais à base de montmorillonite ou de sillimanite des minerais magnésienstels que magnésite et dolomite; des minerais à base de chaux tels que calcaireset wollastonite, des minerais de chrome tels que chromite et 10 spinelle; des minerais de zirconium tels que zyrcon et zyrcone; et d'autres minerais tels que des minerais de titane (oxyde de titane) et des minerais carbonés Referring now in more detail to the present invention, the raw materials for ceramics to which the production process according to this invention can be applied comprises the following ores: siliceous ores, such as siliceous rocks, siliceous clay, diatomaceous earth ; alumina-based ores, such as diaspore, bauxite, molten alumina; aluminous silica ores, for example Gaerome clay and Ribushi clay, which are kaoliniths which are clay ores, or bentonite and agalmatolite which are ores based on montmorillonite or sillimanite magnesium ores such as magnesite and dolomite; lime-based ores such as limestones and wollastonite, chromium ores such as chromite and spinel; zirconium ores such as zyrcon and zyrcone; and other ores such as titanium ores (titanium oxide) and carbon ores
contenant du graphite.containing graphite.
Outre les minerais naturels énumérés-ci-dessus, on peut utiliser comme matièrespremièrespour la céramique des minéraux artificiels, tels que zircone, nitrure de silicium, oxyde de titane, alumine électrofondue, In addition to the natural minerals listed above, artificial minerals such as zirconia, silicon nitride, titanium oxide, fused alumina,
magnésie synthétique, dolomite synthétique et 20 mullite synthétique. synthetic magnesia, synthetic dolomite and synthetic mullite.
Ces matières premières de céramique sont utilisées en tant que matériaux uniques ou mélangesde matériaux et sous la forme d'une poudre pulvérisée qui est la même 25 que dans un procédé ordinaire de fabrication de produits réfractaires La dimension des grains peut également être choisie en fonctdion de l'application prévue et ceci permet d'obtenir des produits que l'on These ceramic raw materials are used as single materials or mixtures of materials and in the form of a pulverized powder which is the same as in an ordinary method of manufacturing refractory products. The grain size can also be chosen according to the intended application and this makes it possible to obtain products which are
ne peut obtenir par le procédé de fabrication précédem30 ment décrit utilisant une éponge de polymère. cannot be obtained by the manufacturing process previously described using a polymer sponge.
Les résines gonflables utilisées dans cette invention sont des résines qui peuvent être transformées de sols en gels en absorbant un agent gonflant composé principa35 lement d'eau ou d'une solution aqueuse d'un solvant The swellable resins used in this invention are resins which can be transformed from soils to gels by absorbing a swelling agent composed mainly of water or an aqueous solution of a solvent
miscible dans l'eau, tel qu'un alcool ou une cétone. miscible in water, such as an alcohol or a ketone.
Comme résines décrites ci-dessus, les types suivants, énumérés ci-après, peuvent être utilisés et tous ceux énumérés ci-après sont capables d'augmenter leur As the resins described above, the following types, listed below, can be used and all of those listed below are capable of increasing their
volume en gonflant de plusieurs dizaines de fois à mille 5 fois au maximum, par comparaison avec leur forme sèche. volume by swelling from several tens of times to a thousand 5 times at most, by comparison with their dry form.
Comme exemples de ces résines, on peut citer: produits réticulés d'alcool polyvinylique ou de ses dérivés; produits de saponification de copolymères d'ester vinyliques et d'acides carboxyliques non saturés (ou de ses esters); 10 produits de saponificatoin de copolymères d'éthylène, d'ester vinyliques et d'acides carboxyliques non saturés (ou de ses dérivés); produits réticulés de sels alcalins de copolymères d'alpha oléfine et d'anhydride maléique; produits réticulés d'oxyde de polyéthylène; produits réticulés de polyvinyle pyrrolidone r produits d'hydrolyse de copolymères d'amidon et d'acrylonitrile ou de méthacrylonitrile; produits de saponification de polyacrylamides réticulés; acide polyacrilique réticulé; produits de saponification de copolymères d'acrylate de hydroxyakyle 20 et d'acrylamide; et produits réticulés de polyéthylène sulfonatés. Sans exception, ces résines sont des poudres, mais elles ont la propriété suivante Lorsqu'elles viennent en contact avec de l'eau servant d'agent gonflant, chaque grain individuel de poudre de ces résines forme un gel en absorbant l'eau pendant un certain temps et, lorsque la quantité d'eau absorbée augmente, le volume de gel grandit Comme on peut aisément le prévoir d'un 30 tel phénomène, la forme du gel est déterminée par la Examples of these resins include: crosslinked products of polyvinyl alcohol or its derivatives; saponification products of copolymers of vinyl ester and unsaturated carboxylic acids (or of its esters); 10 saponificatoin products of copolymers of ethylene, vinyl ester and unsaturated carboxylic acids (or its derivatives); crosslinked products of alkaline salts of copolymers of alpha olefin and maleic anhydride; crosslinked polyethylene oxide products; polyvinyl pyrrolidone crosslinked products; hydrolysis products of starch and acrylonitrile or methacrylonitrile copolymers; saponification products of crosslinked polyacrylamides; crosslinked polyacrilic acid; saponification products of copolymers of hydroxyakyl acrylate and acrylamide; and crosslinked polyethylene sulfonates. Without exception, these resins are powders, but they have the following property When they come into contact with water serving as a blowing agent, each individual grain of powder of these resins forms a gel by absorbing water during a some time and, as the amount of water absorbed increases, the gel volume increases As can easily be expected from such a phenomenon, the shape of the gel is determined by the
forme de la résine expansible qui est le corps solide. form of the expandable resin which is the solid body.
Ceci signifie que, en partant d'une résine sphérique, on obtient un gel sphérique Par ailleurs, la dimension du gel peut être déterminée par l'ajustement relatif de 35 la dimension des solides de la résine expansible et du This means that, starting from a spherical resin, a spherical gel is obtained. Furthermore, the size of the gel can be determined by the relative adjustment of the size of the solids of the expandable resin and of the
volume d'eau servant d'agent gonflant. volume of water used as a blowing agent.
En d'autres termes, pour obtenir un gel ayant un grand volume, on s'arrange pour que le pourcentage d'absorption d'eau par la résine soit élevé en augmentant la quantité d'eau à absorber par la résine; en restant à l'intérieur de la capacité d'absorption d'eau de cette résine, il est possible d'obtenir unproduit poreux en utilisant seulement une petite quantité de résine expansible En outre, pour un pourcentage de vides fixé, on peut régler le nombre de pores en faisant 10 varier le volume de chaque pore pour l'agrandir ou le r 6 duire Ceci signifie que le volume de chaque pore détermine le nombre de por E pour un pourcentage de vides fixé et ce nombre de pores peut à son tour être déterminé par le nombre de gels Par ailleurs, on peut 15 aisément déterminer le nombre de gels en choisissant la combinaison de la dimension des grains de la résine expansible et du pourcentage d'absorption d'eau (pourcentage d'expansion en volume par absorption d'eau) de la résine expansible Le pourcentage de vides qui est 20 déterminé par le volume total des pores formés et par la dimension des pores sont les facteurs importants qui affectent les caractéristiques physiques et thermiques des céramiques Par exemple, si le pourcentage de vides augmente, la résistance mécanique et la résistance à 25 la filtration diminuent, mais la perméabilité auxgaz, la perméabilité auc liquid eset la conductibilité In other words, to obtain a gel having a large volume, it is arranged that the percentage of water absorption by the resin is high by increasing the amount of water to be absorbed by the resin; by staying within the water absorption capacity of this resin, it is possible to obtain a porous product using only a small amount of expandable resin. In addition, for a fixed void percentage, the number of pores by varying 10 the volume of each pore to enlarge or reduce it This means that the volume of each pore determines the number of por E for a fixed percentage of voids and this number of pores can in turn be determined by the number of gels Furthermore, the number of gels can easily be determined by choosing the combination of the grain size of the expandable resin and the percentage of water absorption (percentage expansion by volume per absorption of expandable resin The percentage of voids which is determined by the total volume of pores formed and by the size of the pores are the important factors which affect the physical and thermal characteristics of Pa ceramics For example, if the percentage of voids increases, the mechanical resistance and the filtration resistance decrease, but the gas permeability, the liquid permeability and the conductivity
thermique sont augmentées.are increased.
La figure 1 montre un diagramme illustrant le procédé 30 de production de produits cuits, fabriqué à partir de céramiques poreuses utilisant les matières premières précédentes. Pour disperser les gels dans la matière première pour la 35 céramique, on peut utiliser l'un ou l'autre des procédés suivants. Un procédé consiste à mélanger intimement par avance la poudre de résine expansible et la matière première pulvérulente pour la céramique, puis à verser l'agent gonflant dans le mélange pour effectuer le gonflement et la gelation Un autre procédé consiste à former séparement les particules de gel à partir de la résine expansible en la faisant gonfler à un degré spécifié, puis à mélanger ces particules gélifiées avec la matière première pour la céramique On peut appliquer 10 Jpremier procédé à un procédé de coulée Iorsque la forme désirée du produit céramique est obtenue avant séchage et cuisson C'est un procédé qui contribue à faciliter les opérations et à réaliser des économies, et le procédé procuré par cette invention rend possible 15 un tel procédé pour la première fois car il y avait des difficultés lorsqu'on utilisait un procédé de coulée dans les divers types de procédés conventionnels Figure 1 shows a diagram illustrating the process for producing baked goods, made from porous ceramics using the above raw materials. To disperse the gels in the raw material for the ceramic, either of the following methods can be used. One method consists in intimately mixing in advance the foamable resin powder and the powdery raw material for the ceramic, then pouring the blowing agent into the mixture to effect swelling and freezing. Another method consists in separately forming the gel particles. from the expandable resin by swelling it to a specified degree, then mixing these gelled particles with the raw material for the ceramic. The first process can be applied to a casting process when the desired shape of the ceramic product is obtained before drying. and baking It is a process which helps to facilitate operations and to save money, and the process provided by this invention makes such a process possible for the first time since there were difficulties when using a casting process in various types of conventional processes
pour produire des céramiques poreuses. to produce porous ceramics.
Ce procédé s'applique de la manière décrite ci-après. This process is applied as described below.
Lorsqu'on ajoute un agent gonflant de pourcentage spécifié dans le mélange de matières premières pour la céramique et de la résine expansible, la gélation de When adding a blowing agent of specified percentage in the mixture of raw materials for ceramic and expandable resin, the gelation of
la résine expansible s'effectue progressivement pendant 25 une certaine période après addition de l'agent gonflant. the expandable resin takes place gradually over a period of time after addition of the blowing agent.
En conséquence, au cours de la gelation précédente, il existe une période pendant laquelle la résine expansible Consequently, during the previous freezing, there is a period during which the expandable resin
est partiellement transformée en gel et peut encore fluer. is partially transformed into gel and may still leak.
A ce stade de la gélation, le mélange peut être traité par 30 moulage: tridimensionnel ou bidimensionnel en utilisant, soit un moule métallique, soit un gabarit Le temps exigé pour que la gélation du mélange soit complète (gélation de la résine expansible avec l'agent gonflant) depuis son état fluide varie en fonction de la forme et de la 35 dimension des grains de poudre de la résine absorbant l'eau, mais ce temps peut être maîtrisé en modifiant la température de l'agent gonflant à ajouter Le matériau prêt à être cuit, c'est-à-dire stabilisé tri dimensionnellement sous forme d'une composition des gels de la résine expansible et des matières premières pour la 5 céramique avec une petite quantité d'agent gonflant libre emprisonné dans ces matières premières pour la céramique, est chauffé à une température de séchage inférieure à 110 C pendant environ une heure Pendant cette opération de chauffage, l'agent gonflant dans le gel est en grande partie évaporé sans provoquer de déplacement des corps gélifiés et de la matière première pour la céramique, et on forme ainsi un cadre structurel pratiquement plein Ensuite,le séchage continue à une At this stage of the gelation, the mixture can be processed by molding: three-dimensional or two-dimensional using either a metal mold or a template The time required for the gelation of the mixture to be complete (gelation of the expandable resin with the swelling agent) since its fluid state varies depending on the shape and size of the powder grains of the water-absorbent resin, but this time can be controlled by modifying the temperature of the blowing agent to be added The ready material to be fired, that is to say three-dimensional stabilized in the form of a composition of gels of expandable resin and raw materials for ceramics with a small amount of free blowing agent trapped in these raw materials for the ceramic, is heated to a drying temperature below 110 C for approximately one hour During this heating operation, the blowing agent in the gel is largely evaporated without causing displacement gelled bodies and raw material for ceramics, thus forming a practically full structural frame Then drying continues at a
température inférieure à 170 C jusqu'à ce que l'agent 15 gonflant dans le gel soit presque complètement parti. temperature below 170 ° C until the blowing agent in the gel is almost completely gone.
Ensuite, on obtient la céramique poreuse par cuisson pour fondre la matière premiere de la céramique Afin d'augmenter la stabilité tridimensionnelle de la poudre 20 de matière première de céramique avant séchage et cuisson si nécessaire, on peut ajouter divers types de résine polymèressynthétique, du goudron, etc, qui sont qui sont couramment connus comme agentsliant pour des poudres inorganiques Ainsi, la matière première de la 25 céramique forme une structure tridimensionnelle dans un état stable avec les grains de gel en utilisant un agent gonflant ou un agent liant Il en résulte qu'on peut obtenir une céramique cuite avec une forme stable sans provoquer de déformation par retrait, lequel pourrait causer une variation du pourcentage de vides, lors du séchage et de la cuisson Dans le cas o on utilise de l'eau comme agent gonflant, à la différence de l'eau libre, l'eau contenue dans les gels après absorption de l'eau a la propriété qu'elle prend un temps relativement long pour se déplacer à l'intérieur Then, the porous ceramic is obtained by firing to melt the raw material of the ceramic. In order to increase the three-dimensional stability of the powder of ceramic raw material before drying and firing if necessary, various types of synthetic polymer resin can be added, tar, etc. which are commonly known as binding agents for inorganic powders. Thus, the raw material of the ceramic forms a three-dimensional structure in a stable state with the gel grains using a blowing agent or a binding agent. that we can obtain a ceramic fired with a stable shape without causing deformation by shrinkage, which could cause a variation in the percentage of voids, during drying and firing In the case where water is used as a blowing agent, Unlike free water, the water contained in gels after absorption of water has the property that it takes a relatively long time to develop. acer inside
du volume lorsqu'elle est chauffée. volume when heated.
En conséquence, la vitesse d'évaporation de cette eau est lente En conséquence, il ne se produit pas de phénomène de boursouflement même si la température de séchage est trop élevée En outre, la vapeur ne se rassemble pas à l'intérieur de la structure céramique. Ainsi, par exemple, même si la température de séchage As a result, the evaporation rate of this water is slow As a result, there is no blistering phenomenon even if the drying temperature is too high In addition, the vapor does not collect inside the structure ceramic. So, for example, even if the drying temperature
monte jusqu'à 130 à 150 C, il n'apparaît dans la céramique aucune déformation ni aucun fendillement. goes up to 130 to 150 C, there is no deformation or cracking in the ceramic.
En outre, lorsque la vapeur gazéifiée se déplace en 10 passant à travers les interstices entre la matière première de la céramique, le passage de cette vapeur gazéifiéeforme un évent De cette manière, le processus de séchage de cette matière pour la céramique poreuse est terminé lorsque l'évent est formé comme décrit ci15 dessus et ensuite le produit céramique poreux est cuit tel quel De cette manière, on obtient un corps poreux In addition, when the gasified vapor moves passing through the interstices between the raw material of the ceramic, the passage of this gasified vapor forms a vent In this way, the drying process of this material for the porous ceramic is completed when the vent is formed as described above and then the porous ceramic product is fired as it is In this way, a porous body is obtained
fritté présentant une certaine perméabilité au gaz. sintered with a certain permeability to gas.
Comme matières premières pour la céramique, on utilise 20 les matériaux naturels décrits précedemment Cependant, on peut obtenir à partir de zirconium de nitrure de silicium, etc, qui sont utilisés récemment comme matières première artificielles pour les céramiques, de nouvelles céramiques poreuses présentant des pro25 priétés spécifiques en traitant ces matières premières artificielles de la même façon que l'on traite les matières premières naturelles De ce fait, le procédé de production procuré par cette invention n'est pas nécessairement limité aux minerais naturels. 30 Les caractéristiques avantageuses du procédé de production selon cette invention sont les suivantes: 1 On peut effectuer d'une manière simple et aisée la 35 combinaison de dimensions, de formes, etc qui sont 1 1 les propriétés caractéristiques du corps et la combinaison du nombre de pores dans un volume donné As the raw materials for ceramics, the natural materials described above are used. However, it is possible to obtain, from zirconium, silicon nitride, etc., which have recently been used as artificial raw materials for ceramics, new porous ceramics having pro25 specific properties by treating these artificial raw materials in the same way as treating natural raw materials. Therefore, the production process provided by this invention is not necessarily limited to natural minerals. The advantageous characteristics of the production method according to this invention are as follows: 1 The combination of dimensions, shapes, etc. which are characteristic properties of the body and the combination of number, can be carried out in a simple and easy manner. pores in a given volume
(densité apparente) et la répartition des pores, qui sont les propriétés caractéristiques du corps poreux. (apparent density) and the distribution of pores, which are the characteristic properties of the porous body.
2 Dans le procédé de gélation du mélange desmatières premières pour la céramique et de la résine expansible, qui sont à l'origine sous forme pulvérulente, durant le stade initial du gonflementle mélange doit être maintenu à l'état de sol, c'est -à-dire à un état fluide analogue à une boue En conséquence, on peut mouler des produits extrêmement poreux, avec un pourcentage de vides supérieur à 70 % et pouvant atteindre 90 % et avec une densité inférieure à 0,4 en utilisant 15 un procédé de coulée En conséquence, il n'est pas 2 In the gelation process of the mixture of raw materials for ceramics and expandable resin, which are originally in powder form, during the initial stage of swelling the mixture must be maintained in the soil state, that is - i.e. in a sludge-like fluid state As a result, extremely porous products can be molded, with a void percentage greater than 70% and up to 90% and with a density less than 0.4 using a process As a result, it is not
nécessaire de recourir au formage à la presse. necessary to use press forming.
3 En utilisant des résines expansibles absorbant fortement l'eau, dont le volume peut augmenter de plusieurs fois jusqu'à mille fois leur volume àsec par absorption d'eau, en utilisant concurremment un agent de gonflement constitué principalement par l'eau, dont becoût est faible, on obtient des corps gélifiés avec 3 By using expandable resins highly absorbing water, the volume of which can increase from several times to a thousand times their volume to dryness by absorption of water, concurrently using a blowing agent consisting mainly of water, including becout is weak, we get gelled bodies with
un grand nombre de pores De ce fait, le coût de la 25 formation des vides dans une structure est faible. a large number of pores Therefore, the cost of forming voids in a structure is low.
4 En liaison avec l'agent gonflant ou l'agent liant, la matière première pulvérulente pour la céramique forme une structure tridimensionnelle résistante grâce au procédé initial de séchage Les gels gonflés sont présents dans la structure et ces gels forment les pores 4 In association with the swelling agent or the binding agent, the powdery raw material for the ceramic forms a resistant three-dimensional structure thanks to the initial drying process. The swollen gels are present in the structure and these gels form the pores.
tout en maintenant leur volume lors du deuxième séchage. while maintaining their volume during the second drying.
Dans ce procédé, comme l'eau contenue passe à travers les espaces dans la structure, les pores ouverts commu35 niquant continuellement entre eux procurent des évents In this process, as the water contained passes through the spaces in the structure, the open pores communicating continuously between them provide vents
qui peuvent être formés aisément. that can be easily trained.
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On va maintenant donner une description concrète d'un We will now give a concrete description of a
procédé de production selon cette invention en se production method according to this invention by
reportant à des exemples réels.referring to real examples.
Exemple 1 Comme matièrespremièrespour la céramique, on mélange 100 grammes de terre de diatomées du commerce contenant 92 % de silice (i 02) comme composant principal et 4 % d'alumine, 81 % des grains ayant une dimension inférieure à 10 microns, avec 10 grammes de bentonite du commerce 10 contenant 68 % d'acide silicique et 15 % d'alumine, % de la quantité totale ayant une dimension inférieure à 45 microns Comme résine absorbant de l'eau, on ajoute au mélange ainsi préparé 2 grammes de poudre Sumicagel S 50 du commerce (produit de saponification de copolymé15 res d'acétate de vinybet d'acrylate de méthyle, fabriqué par SUMITOMO CHEMICAL Co Ltd, JAPON) Ensuite, on verse dans le mélange précédent 400 cc d'eau à la température ambiante et on agite le mélange ainsi obtenu La viscosité du mélange augmente mais il conserve sa fluabilité. 20 Après trois minutes, le mélange est versé dans-un récipient pour moulage et on le laisse au repos Cinq minues plus tard, ce mélange est durci en une combinaison de gels et de matière inorganiques et il devient un produit moulé qui conserve sa forme initiale, même s'il est sorti 25 du récipient de moulage; de ce fait, on peut le transporter aisément Ensuite, cet échantillon est séché dans un bain d'air à 80 O C pendant 12 heures Il est ensuite séché à 150 o C pendant 8 heures Après séchage, il est chauffé dans un four électrique avec un gradient 30 de température de 10 o C par minute Losque la température atteint 1050 C, il est maintenu à cette température Example 1 As raw materials for ceramics, 100 grams of commercial diatomaceous earth containing 92% silica (i 02) as the main component and 4% alumina, 81% of the grains having a size less than 10 microns, are mixed with 10 grams of commercial bentonite 10 containing 68% silicic acid and 15% alumina,% of the total quantity having a size less than 45 microns As water-absorbent resin, 2 grams of powder are added to the mixture thus prepared Sumicagel S 50 commercial (saponification product of copolymer 15 res of vinybet acetate of methyl acrylate, manufactured by SUMITOMO CHEMICAL Co Ltd, JAPAN) Then, pour into the previous mixture 400 cc of water at room temperature and the mixture thus obtained is stirred. The viscosity of the mixture increases but it retains its fluidity. After three minutes, the mixture is poured into a molding container and allowed to stand. Five minutes later, this mixture is cured into a combination of gels and inorganic material and it becomes a molded product which retains its original shape. , even if it is removed from the molding container; therefore, it can be transported easily. Then, this sample is dried in an air bath at 80 ° C. for 12 hours. It is then dried at 150 ° C. for 8 hours. After drying, it is heated in an electric oven with a temperature gradient 30 of 10 o C per minute When the temperature reaches 1050 C, it is maintained at this temperature
pendant 30 minutes, et après on le laisse refroidir. for 30 minutes, and then allowed to cool.
Ensuite, après deux heures, l'échantillon est sorti. Then, after two hours, the sample is taken out.
Le produit cuit ainsi obtenu est une céramique poreuse ayant de nombreux pores avec des diamètres allant de The cooked product thus obtained is a porous ceramic having many pores with diameters ranging from
0,3 mm au minimum à 0,9 mm au maximum, qui sont unifor- 0.3 mm minimum to 0.9 mm maximum, which are uniform
mément répartis dans les trois dimensions dans le corps céramique La mesure des propriétés physiques montre une densité spécifique de 0,15 et un pourcentage de vides evenly distributed in the three dimensions in the ceramic body The measurement of the physical properties shows a specific density of 0.15 and a percentage of voids
de 84 %.84%.
Exemple 2 On mélange de la magnésie du commerce légèrement cuite, contenant de l'oxyde de magnésium ( 90 % en pourcentage) dont la dimension de grain est inférieure à 90 microns, avec de l'argile de Kibushi et de la bento10 nite Dans ce cas, la quantité utilisée était 100 grammes de magnésie du commerce légèremet cuite, 5 grammes d'argile de Kibushi du commerce et 5 grammes de bentonite du commerce On mélange dans le mélange précédent, 2 grammes d'alcool de polyviny à dimension de grain 15 inférieure à 100 microns On prépare séparement, en suivant EXAMPLE 2 Lightly cooked commercial magnesia containing magnesium oxide (90% in percentage) whose grain size is less than 90 microns is mixed with Kibushi clay and bento10 nite. case, the quantity used was 100 grams of lightly cooked commercial magnesia, 5 grams of commercial Kibushi clay and 5 grams of commercial bentonite. In the previous mixture, 2 grams of grain size polyviny alcohol are mixed. less than 100 microns We prepare separately, following
la procédure suivante, un corps agrégé de grains de gels. the following procedure, an aggregate body of grains of gels.
On ajoute à trois grammes de K I Gel 201 (produit réticulé d'un sel alcalin de copolymèresd'alpha oléfine, et d'anhydride maléique, produit par KURARAY ISOPRENE 20 COMPANY LIMITED,JAPON) une résine absorbant fortement l'eau, dont la dimension de grainsest inférieure à microns, 300 cc d'eau à la température ambiante et cc de méthanol, et on agite le mélange On verse ensuite dans la poudre mélangée de magnésie légèrement 25 cuite, d'argile de Kibushi, de bentonite et d'alcool de polyvinyle, l'agrégat de grains de gels; on mélange le To three grams of KI Gel 201 (crosslinked product of an alkaline salt of copolymers of alpha olefin and of maleic anhydride, produced by KURARAY ISOPRENE 20 COMPANY LIMITED, JAPAN) is added a highly water-absorbent resin, the dimension of which is of grains is less than microns, 300 cc of water at room temperature and cc of methanol, and the mixture is stirred. It is then poured into the mixed powder of lightly cooked magnesia, Kibushi clay, bentonite and alcohol polyvinyl, the aggregate of gel grains; we mix it
tout de façon que le mélange devienne homogène. everything so that the mixture becomes homogeneous.
Il en résulte une boue visqueuse et dure Lorsque la boue est chargée dans un moule cylindrique de 600 cc 30 et qu'elle est légèrement pressée manuellement, on obtient un produit moulé dense cylindrique d'un volume de 345 cc Cet échantillon moulé est chauffé à 110 O C pendant 8 heures, et ensuite à 1600 C Pendant This results in a viscous and hard mud When the mud is loaded into a cylindrical mold of 600 cc 30 and it is lightly manually pressed, a dense cylindrical molded product with a volume of 345 cc is obtained This molded sample is heated to 110 OC for 8 hours, and then at 1600 C During
7 heures.7 hours.
Après chauffage, l'échantillon est chauffé dans un four électrique avec un gradient de température de 60 C par minute Lorsque la température atteint 1400 C, elle est maintenue à cette valeur pendant 30 minutes. On arrête ensuite le chauffage et 6 heures plus tard, l'échantillon est sorti du four électrique Le produit obtenu est une céramique poreuse ayant un grand nombre de pores répartis dans les trois dimensions dans le corps céramique La dimension principal de ces pores est d'environ 0,3 mm Les mesures indiquent que le pourcentage de vides est 81 % et que la densité spécifique est 0,37. After heating, the sample is heated in an electric oven with a temperature gradient of 60 C per minute. When the temperature reaches 1400 C, it is maintained at this value for 30 minutes. Heating is then stopped and 6 hours later, the sample is removed from the electric oven. The product obtained is a porous ceramic having a large number of pores distributed in three dimensions in the ceramic body. The main dimension of these pores is approximately 0.3 mm The measurements indicate that the percentage of voids is 81% and that the specific gravity is 0.37.
t 5t 5
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0479553A1 (en) * | 1990-10-01 | 1992-04-08 | Saga Prefecture | Production of porous ceramics |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2188401B (en) * | 1986-03-27 | 1989-11-15 | Thorn Emi Appliances | Improvements in or relating to ovens |
US5171720A (en) * | 1988-09-20 | 1992-12-15 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Porous ceramic sinter and process for producing same |
JP3413645B2 (en) * | 1995-03-22 | 2003-06-03 | 株式会社小松製作所 | Marking position correction device in laser marking device |
DE19630949C2 (en) * | 1996-07-31 | 2000-08-24 | Murjahn Amphibolin Werke | Acoustic plaster |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1925437A1 (en) * | 1968-05-21 | 1969-11-27 | Ibm | Process for manufacturing ceramic parts |
DE2118471A1 (en) * | 1971-04-16 | 1973-06-07 | Bayer Ag | PROCESS FOR MANUFACTURING TEMPERATURE RESISTANT, POROESE, INORGANIC SHAPED BODIES |
GB1501115A (en) * | 1975-05-06 | 1978-02-15 | Atomic Energy Authority Uk | Foams |
EP0102029A1 (en) * | 1982-08-27 | 1984-03-07 | Degussa Aktiengesellschaft | Process for the production of bodies from ceramic masses |
-
1983
- 1983-08-20 JP JP58152227A patent/JPS6046978A/en active Pending
-
1984
- 1984-08-16 GB GB08420814A patent/GB2145710B/en not_active Expired
- 1984-08-17 FR FR8412935A patent/FR2550782B1/en not_active Expired
- 1984-08-17 DE DE3430393A patent/DE3430393A1/en not_active Withdrawn
- 1984-08-20 IT IT22358/84A patent/IT1175613B/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1925437A1 (en) * | 1968-05-21 | 1969-11-27 | Ibm | Process for manufacturing ceramic parts |
DE2118471A1 (en) * | 1971-04-16 | 1973-06-07 | Bayer Ag | PROCESS FOR MANUFACTURING TEMPERATURE RESISTANT, POROESE, INORGANIC SHAPED BODIES |
GB1501115A (en) * | 1975-05-06 | 1978-02-15 | Atomic Energy Authority Uk | Foams |
EP0102029A1 (en) * | 1982-08-27 | 1984-03-07 | Degussa Aktiengesellschaft | Process for the production of bodies from ceramic masses |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0479553A1 (en) * | 1990-10-01 | 1992-04-08 | Saga Prefecture | Production of porous ceramics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2145710A (en) | 1985-04-03 |
DE3430393A1 (en) | 1985-03-07 |
FR2550782B1 (en) | 1987-08-28 |
GB8420814D0 (en) | 1984-09-19 |
GB2145710B (en) | 1987-01-21 |
IT8422358A0 (en) | 1984-08-20 |
IT1175613B (en) | 1987-07-15 |
JPS6046978A (en) | 1985-03-14 |
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