JP2000264755A - Production of ceramic porous body - Google Patents

Production of ceramic porous body

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JP2000264755A
JP2000264755A JP11076372A JP7637299A JP2000264755A JP 2000264755 A JP2000264755 A JP 2000264755A JP 11076372 A JP11076372 A JP 11076372A JP 7637299 A JP7637299 A JP 7637299A JP 2000264755 A JP2000264755 A JP 2000264755A
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molded body
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牧男 内藤
Takehisa Fukui
武久 福井
Satoshi Ohara
智 大原
Hiroya Abe
浩也 阿部
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for reducing a ceramic porous body the form of pores of which can be controlled by utilizing a form for supporting pores, which has never been found. SOLUTION: The ceramic porous body is produced by allowing a ceramic slurry containing air bubbles and a ceramic powder to gel to form a gel-like porous formed body and, after demolding, successively subjecting the gel-like porous formed body to drying, degreasing and firing. Or, the ceramic porous body is produced by mechanically introducing air bubbles into a ceramic slurry containing a ceramic powder to prepare a ceramic slurry containing air bubbles, then allowing the resultant ceramic slurry to gel to form a gel-like porous formed body and, after demolding, successively subjecting the gel-like porous formed body to drying, degreasing and firing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、気孔を有するセ
ラミックス多孔体を製造する技術に属し、詳しくは、気
孔分布形態を制御することのできるセラミックス多孔体
を製造する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for producing a porous ceramic body having pores, and more particularly, to a technique for producing a porous ceramic body capable of controlling the form of pore distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、セラミックス多孔体の製造方
法が各種知られているが、大きく以下の4つの方法に分
類することができる。第1の方法は、セラミックス粉体
(μmオーダー程度)を不完全な焼成により、粉体サイ
ズ程度の気孔を有するセラミックス多孔体とする方法で
ある。この方法は、緻密体の作製を目的とした焼成プロ
セスに対して、焼成を低温・短時間に設定するものであ
る。この方法によれば、原料の粉体サイズで気孔径を制
御でき、異なる粒径の原料を用いることにより、気孔径
に分布あるいは傾斜を持たせることができる。しかしな
がら、この方法では、気孔径が大きくてもμm程度であ
ること、および不完全な焼結により低強度であるという
欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods for producing a ceramic porous body have been known, and they can be roughly classified into the following four methods. The first method is a method in which a ceramic powder (on the order of μm) is incompletely fired to form a porous ceramic body having pores of the size of the powder. In this method, the firing is set at a low temperature and in a short time in a firing process for producing a dense body. According to this method, the pore diameter can be controlled by the powder size of the raw material, and the distribution or inclination of the pore diameter can be provided by using raw materials having different particle diameters. However, this method has the drawback that the pore size is about μm even if it is large, and that the strength is low due to incomplete sintering.

【0003】第2の方法は、セラミック原料あるいはセ
ラミックススラリーに有機物を混合し、脱脂、焼成プロ
セスにおいて有機物を除去する方法である。この方法
は、含有有機物の量で気孔率を制御し、有機物のサイズ
で気孔径をある程度制御できるが、気孔径分布を制御す
ることは難しい。第3の方法は、セラミックススラリー
に起泡剤により気泡を含有させたり、あるいは、スラグ
やマグネシウム等の金属を反応させて水素や二酸化炭素
等のガスを発生させて気泡を含有させたりする方法であ
る。この方法では、気孔を集合させて、傾斜気孔を形成
する方法が提案されており、数十μmから1000μm
程度の気孔サイズの傾斜が報告されている。第4の方法
は、3次元の網目構造を有機物で形成し(一般にウレタ
ン樹脂)セラミックススラリーをその有機物に含浸させ
た後、焼成して多孔体を得る方法である。
A second method is a method of mixing an organic substance with a ceramic raw material or a ceramic slurry and removing the organic substance in a degreasing and firing process. In this method, the porosity can be controlled by the amount of the organic substance contained, and the pore diameter can be controlled to some extent by the size of the organic substance, but it is difficult to control the pore diameter distribution. The third method is a method in which bubbles are contained in a ceramic slurry by a foaming agent, or bubbles are contained by reacting a metal such as slag or magnesium to generate a gas such as hydrogen or carbon dioxide. is there. In this method, a method has been proposed in which pores are aggregated to form inclined pores, and several tens of μm to 1000 μm are formed.
A degree of pore size gradient has been reported. The fourth method is a method in which a three-dimensional network structure is formed of an organic material (generally a urethane resin), and a ceramic slurry is impregnated with the organic material and fired to obtain a porous body.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらの方法において
は、気孔存在形態の制御性、成形性、得られたセラミッ
クスの強度等において、必ずしも十分ではなかった。そ
こで、本発明は、従来にない気泡保持形態を利用して、
気孔形態を制御できるセラミックス多孔体の製造方法を
提供することを目的とする。また、本発明は、気孔分布
形態が制御されたセラミックス多孔体の製造方法を提供
することを目的とする。
However, in these methods, the controllability of the form of pores, the formability, the strength of the obtained ceramic, and the like are not always sufficient. Therefore, the present invention utilizes an unconventional bubble holding form,
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a porous ceramic body capable of controlling the pore morphology. Another object of the present invention is to provide a method for producing a porous ceramic body having a controlled pore distribution form.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
手段として、本発明者らは、以下の発明を完成した。す
なわち、本発明は、気泡を有しセラミックス粉体を含有
するセラミックススラリーをゲル化してゲル状多孔質成
形体を形成し、脱型したゲル状多孔質成形体を乾燥、脱
脂、焼成する、セラミックス多孔体の製造方法を提供す
る。また、本発明は、セラミックス粉体を含有するセラ
ミックススラリー中に、機械的に気泡を導入して含気泡
セラミックススラリーを調製し、この含気泡セラミック
ススラリーをゲル化してゲル状多孔質成形体を形成し、
脱型したゲル状多孔質成形体を乾燥、脱脂、焼成する、
セラミックス多孔体の製造方法を提供する。また、これ
らの方法において、前記含気泡スラリー中には、ゲル化
剤を含有する、セラミックス多孔体の製造方法。また、
前記含気泡スラリー中には、重合可能なモノマーと重合
開始剤とを含有する、セラミックス多孔体の製造方法を
提供する。また、これらの方法において、前記ゲル状多
孔質成形体の形成工程において、含気泡セラミックスス
ラリー中の気泡を、重力および/または遠心力によって
配向させる、セラミックス多孔体の製造方法を提供す
る。また、本発明は、前記ゲル状多孔質成形体は、気孔
が傾斜配向したゲル状多孔質成形体である、セラミック
ス多孔体の製造方法を提供する。また、本発明は、表面
から1μmの範囲に、平均孔径0.1μm以上100μ
m未満の気孔が存在し、これより内部において平均孔径
100μm以上3000μm以下の気孔が存在する、多
孔体を提供する。
Means for Solving the Problems As means for solving the above problems, the present inventors have completed the following invention. That is, the present invention provides a method for forming a gel-like porous molded body by gelling a ceramic slurry containing ceramic powder having bubbles and drying, degreasing, and firing the demolded gel-like porous molded body. Provided is a method for producing a porous body. The present invention also provides a bubble-containing ceramic slurry by mechanically introducing bubbles into a ceramic slurry containing ceramic powder, and gelling the bubble-containing ceramic slurry to form a gel-like porous molded body. And
Drying, degreasing, and firing the demolded gel-like porous molded body,
Provided is a method for manufacturing a porous ceramic body. Further, in these methods, a method for producing a ceramic porous body, wherein the bubble-containing slurry contains a gelling agent. Also,
Provided is a method for producing a ceramic porous body, wherein the bubble-containing slurry contains a polymerizable monomer and a polymerization initiator. Further, in these methods, the present invention provides a method for producing a porous ceramic body, in which, in the step of forming the gel-like porous molded body, bubbles in the bubble-containing ceramic slurry are oriented by gravity and / or centrifugal force. The present invention also provides a method for producing a porous ceramic body, wherein the porous gel body is a porous gel body having inclined pores. Further, the present invention provides an average pore size of 0.1 μm or more and 100 μm
The present invention provides a porous body having pores smaller than m and pores having an average pore diameter of 100 μm or more and 3000 μm or less inside.

【0006】本発明方法によると、含気泡セラミックス
スラリー中の気泡が、ゲル化によって、ゲル中に保持さ
れ、ゲル状多孔質成形体が得られる。気泡を保持したゲ
ル状多孔質成形体を脱型し、乾燥、脱脂、焼結すること
により、ゲル状多孔質成形体によって保持された状態で
気孔が分布したセラミックス多孔体が得られる。
According to the method of the present invention, the bubbles in the cell-containing ceramic slurry are retained in the gel by gelation, and a gel-like porous molded body is obtained. By demolding, drying, degreasing, and sintering the gel-like porous compact holding the air bubbles, a ceramic porous body in which pores are distributed while being held by the gel-like porous compact is obtained.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明のセラミックス多孔体の製造
方法は、含気泡セラミックススラリーを、固化させて保
水性多孔質成形体を得ることを特徴とする。 (含気泡セラミックススラリーの調製)含気泡セラミッ
クススラリーを調製するには、まず、気泡を有していな
い状態のスラリー(以下、単にセラミックススラリーと
いう。)を調製するのが好ましい。セラミックススラリ
ーには、セラミックス粉粒体を含有している。スラリー
を調製するためのセラミックス粉粒体のセラミックス成
分としては、特に種類を限定せず、公知の酸化物系また
は非酸化物系のセラミックスや、粘度鉱物を、1種ある
いは2種以上を組み合わせて使用することができる。好
ましくは、粉末あるいは粉末状である。酸化物系セラミ
ックスとしては、アルミナ系、ムライト系、ジルコニア
系等を挙げることができ、非酸化物系セラミックスとし
ては、炭化ケイ素系、窒化ケイ素系、窒化アルミニウム
系、窒化ホウ素系、グラファイト系等を挙げることがで
きる。好ましくは、酸化物セラミックス系であり、特
に、アルミナ系が好ましい。平均粒径は特に限定しない
が、好ましくは、0.1μm以上10μm未満である。
この範囲の平均粒径のセラミックスを用いると、焼結し
て得られる焼結体の強度として、25Mpa以上が得ら
れやすいからである。平均粒径は、より好ましくは、
0.1μm以上5μm以下である。さらに好ましくは、
0.1μm以上1μm以下であり、最も好ましくは、
0.1μm以上0.6μm以下である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The method for producing a porous ceramic body of the present invention is characterized in that a porous ceramic slurry is solidified to obtain a water-retentive porous molded body. (Preparation of Cell-Containing Ceramic Slurry) To prepare cell-containing ceramic slurry, first, it is preferable to prepare a slurry having no bubbles (hereinafter simply referred to as ceramic slurry). The ceramic slurry contains ceramic particles. The ceramic component of the ceramic powder for preparing the slurry is not particularly limited in type, and may be a known oxide-based or non-oxide-based ceramic or a combination of two or more types of viscous minerals. Can be used. Preferably, it is in the form of powder or powder. Examples of the oxide-based ceramics include alumina-based, mullite-based, and zirconia-based ceramics, and examples of the non-oxide-based ceramics include silicon carbide-based, silicon nitride-based, aluminum nitride-based, boron nitride-based, and graphite-based ceramics. Can be mentioned. An oxide ceramic is preferred, and an alumina is particularly preferred. The average particle size is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and less than 10 μm.
This is because when a ceramic having an average particle diameter in this range is used, the strength of a sintered body obtained by sintering can easily be 25 Mpa or more. The average particle size is more preferably
It is 0.1 μm or more and 5 μm or less. More preferably,
0.1 μm or more and 1 μm or less, most preferably,
It is 0.1 μm or more and 0.6 μm or less.

【0008】セラミックススラリーにおいて、セラミッ
クス粉粒体を懸濁する媒体は、特に限定しないで水、有
機溶媒、これらの混合溶媒等を使用することができる。
セラミックススラリー中に、セラミックス粉粒体を均一
に含有させるためには、適当な分散剤を使用することが
好ましい。分散剤として、従来公知の各種分散剤を、セ
ラミックス成分やその他の成分を考慮して選択して用い
ることができる。代表的には、ポリカルボン酸アンモニ
ウム系分散剤(アニオン系分散剤)を用いることができ
る。
In the ceramic slurry, the medium in which the ceramic particles are suspended is not particularly limited, and water, an organic solvent, a mixed solvent thereof or the like can be used.
It is preferable to use an appropriate dispersing agent in order to uniformly include the ceramic powder in the ceramic slurry. As the dispersant, conventionally known various dispersants can be selected and used in consideration of the ceramic component and other components. Typically, an ammonium polycarboxylate dispersant (anionic dispersant) can be used.

【0009】セラミックススラリー中には、さらに、ス
ラリーを型に注入する成形工程で、スラリーをゲル化し
て水あるいは溶媒を保持した多孔質体を形成可能な、ゲ
ル化のための材料を含有している。かかるゲル化のため
の材料としては、通常のゲル化剤や、モノマーと重合開
始剤とからなる重合性材料を挙げることができる。ゲル
化剤を使用すると、温度制御やpH制御等にりスラリー
をゲル化することになる。ゲル化剤としては、ゼラチ
ン、アガロース、寒天、アルギン酸ナトリウム等を挙げ
ることができる。
The ceramic slurry further contains a gelling material capable of gelling the slurry to form a porous body holding water or a solvent in a molding step of injecting the slurry into a mold. I have. Examples of such a material for gelation include a usual gelling agent and a polymerizable material comprising a monomer and a polymerization initiator. If a gelling agent is used, the slurry will be gelled by temperature control, pH control, or the like. Examples of the gelling agent include gelatin, agarose, agar, sodium alginate and the like.

【0010】重合性材料を用いると、モノマーの重合
(主としてラジカル重合)により、スラリーをゲル化す
る。重合性材料のモノマーとしては、1官能基性あるい
は2官能基性以上のモノマーを挙げることができる。具
体的には、1または2以上のビニル基やアリル基等を備
えたモノマーを挙げることができる。スラリーが水ある
いは水性溶媒にて構成される場合には、1または2官能
基性の重合性モノマーを用いることが好ましい。また、
スラリーが、有機溶媒にて構成される場合には、2官能
基性の重合性モノマーであることが好ましい。特に、ス
ラリーを水を溶媒として調製する場合には、好ましく
は、少なくとも1種の1官能基性のアクリル酸アミド
と、少なくとも1種の2官能基性のアクリル酸アミドと
を組み合わせて使用する。また、スラリーを有機溶媒で
調製する場合には、好ましくは、少なくとも2種の2官
能基性のアクリル酸を組み合わせて使用する。
When a polymerizable material is used, the slurry is gelled by polymerization of the monomer (mainly radical polymerization). Examples of the monomer of the polymerizable material include a monomer having one functional group or two or more functional groups. Specific examples include monomers having one or more vinyl groups, allyl groups, and the like. When the slurry is composed of water or an aqueous solvent, it is preferable to use a mono- or bifunctional polymerizable monomer. Also,
When the slurry is composed of an organic solvent, the slurry is preferably a bifunctional polymerizable monomer. In particular, when the slurry is prepared using water as a solvent, preferably, at least one monofunctional acrylamide and at least one bifunctional acrylamide are used in combination. When the slurry is prepared with an organic solvent, preferably, at least two kinds of bifunctional acrylic acid are used in combination.

【0011】なお、重合性材料を用いる場合、重合開始
剤の種類や量によって重合速度が様々である。なお、重
合開始剤は、通常は、室温では不活性である場合が多い
が、重合開始剤は、必ずしも、モノマー材料と同時に使
用してセラミックススラリーを調製する必要はない。必
要に応じて、モノマーとは別に添加される。重合開始剤
としては、従来公知の各種重合剤を使用することができ
る。いかなる重合開始剤を使用するかは、モノマーの種
類やどのようにゲル化を行うかによって選択される。1
官能基性モノマーや2官能基性モノマーを使用する場合
には、好ましくは、過硫酸アンモニウムや過硫化カリウ
ム等である。また、2以上の官能基を有する官能基性モ
ノマーを使用する場合には、好ましくは、有機過酸化物
や過酸化水素化合物や、アゾあるいはジアゾ化合物を使
用する。具体的には、過酸化ベンゾイルである。
When a polymerizable material is used, the rate of polymerization varies depending on the type and amount of the polymerization initiator. The polymerization initiator is usually inactive at room temperature in many cases, but it is not always necessary to use the polymerization initiator simultaneously with the monomer material to prepare a ceramic slurry. If necessary, it is added separately from the monomer. As the polymerization initiator, conventionally known various polymerization agents can be used. Which polymerization initiator is used is selected depending on the type of the monomer and how the gelation is performed. 1
When a functional group monomer or a bifunctional group monomer is used, it is preferably ammonium persulfate or potassium persulfide. When a functional monomer having two or more functional groups is used, preferably, an organic peroxide, a hydrogen peroxide compound, or an azo or diazo compound is used. Specifically, it is benzoyl peroxide.

【0012】このようなゲル化材料は、気泡導入前にセ
ラミックススラリーに加えるのが好ましい。一旦、気泡
をスラリーに導入した後に、さらに、ゲル化材料を加え
ると、気泡が消失・減少等する場合もあるからである。
It is preferable to add such a gelling material to the ceramic slurry before introducing the bubbles. This is because if the gelling material is further added after the bubbles are once introduced into the slurry, the bubbles may disappear or decrease.

【0013】セラミックススラリーには、公知の滑剤
や、界面活性剤等の各種添加物を加えることができる。
界面活性剤は、気泡の導入を容易にする。界面活性剤と
してはアルキルベンゼンスルホン酸や、高級アルキルア
ミノ酸等を例示できる。具体的には、ドデシルベンゼン
スルホン酸、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリ
レート、ポリオキシエチレンモノオレート、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ラウリルエーテル等である。さらに、増粘剤や糊剤等も
加えることができる。増粘剤や糊剤等としては、メチル
セルロース、ポリビニルアルコール、サッカロース、糖
蜜、キサンタンガム等を例示できる。増粘剤や糊剤等
は、導入した気泡を安定して保持するのに適している。
さらに、得られるセラミックス多孔体の強度等の特性に
付与するセラミックス製繊維材料や、金属製あるいはセ
ラミックス製のチップ材料も加えることができる。さら
に、セラミックス多孔体の焼結を促進する微量の無機化
合物を加えることができる。
Various additives such as a known lubricant and a surfactant can be added to the ceramic slurry.
Surfactants facilitate the introduction of air bubbles. Examples of the surfactant include alkylbenzenesulfonic acid and higher alkyl amino acids. Specifically, dodecylbenzene sulfonic acid, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and the like. Further, a thickener, a sizing agent and the like can be added. Examples of the thickener and the sizing agent include methylcellulose, polyvinyl alcohol, saccharose, molasses, xanthan gum and the like. Thickeners, sizing agents, and the like are suitable for stably holding the introduced bubbles.
Further, a ceramic fiber material or metal or ceramic chip material for imparting properties such as strength to the obtained ceramic porous body can be added. Further, a trace amount of an inorganic compound which promotes sintering of the porous ceramic body can be added.

【0014】なお、起泡剤を添加して気泡を導入する場
合には、起泡剤を加えておく。起泡剤としては、タンパ
ク質系起泡剤、界面活性剤系気泡剤等を使用することが
できる。
When bubbles are introduced by adding a foaming agent, the foaming agent is added. As the foaming agent, a protein-based foaming agent, a surfactant-based foaming agent, or the like can be used.

【0015】(セラミックススラリーへの気泡の導入、
含気泡セラミックススラリーの調製)セラミックススラ
リーに気泡を導入して含気泡セラミックススラリーとす
るには、各種方法を採用することができる。化学反応等
により気泡を発生させる場合は、所定の起泡剤(発泡
剤)の発泡条件を付与することもできる。また、スラリ
ーを攪拌したり、スラリーにガスを吹き込んだりするこ
と等によって、外部からスラリー中にガスを導入するこ
ともできる。外部から気泡を導入する方法が、簡便性及
び不純物をスラリー中に含まないという点において好ま
しい。導入したガスは、界面活性剤等によって気泡とし
てスラリー中に保持するようにするのが好ましい。気泡
導入工程において導入される気泡の導入量や気泡の径
は、界面活性剤の種類や添加量、あるいはスラリーの温
度や濃度で調整することが可能である。
(Introduction of air bubbles into ceramic slurry,
Preparation of Bubble-Containing Ceramic Slurry) Various methods can be adopted for introducing bubbles into the ceramic slurry to obtain a bubble-containing ceramic slurry. When bubbles are generated by a chemical reaction or the like, foaming conditions of a predetermined foaming agent (foaming agent) can be given. Also, a gas can be introduced into the slurry from the outside by stirring the slurry, blowing gas into the slurry, or the like. The method of introducing bubbles from the outside is preferable in terms of simplicity and the fact that impurities are not contained in the slurry. The introduced gas is preferably retained in the slurry as bubbles by a surfactant or the like. The amount of bubbles introduced and the diameter of bubbles introduced in the bubble introduction step can be adjusted by the type and amount of the surfactant, or the temperature and concentration of the slurry.

【0016】この気泡導入工程において、ゲル化材料と
して重合性材料を用いる場合には、重合開始剤、あるい
は重合開始剤と重合触媒とを添加することが好ましい。
一旦、導入された気泡をそのままスラリー中に保持した
状態で、スラリーを固化工程に移行させるのに都合がよ
いからである。重合触媒を添加すれば、ゲル化温度やそ
の添加量によりゲル化工程の時間を調整することができ
る。通常、重合触媒を添加すると、室温付近で速やかに
ゲル化(重合)が開始される。したがって、気泡導入方
法や気泡導入量等を考慮して、重合触媒の使用や種類が
選択される。重合触媒としては、例えば、N,N,
N’,N’−テトラメチレンジアミン等を挙げることが
できる。
When a polymerizable material is used as the gelling material in the bubble introducing step, it is preferable to add a polymerization initiator or a polymerization initiator and a polymerization catalyst.
This is because it is convenient to transfer the slurry to the solidification step once the introduced bubbles are held in the slurry as it is. If a polymerization catalyst is added, the time of the gelation step can be adjusted by the gelation temperature and the amount added. Usually, when a polymerization catalyst is added, gelation (polymerization) is started immediately at around room temperature. Therefore, the use and type of the polymerization catalyst are selected in consideration of the bubble introduction method, the bubble introduction amount, and the like. As the polymerization catalyst, for example, N, N,
N ', N'-tetramethylenediamine and the like can be mentioned.

【0017】(成形工程)このようにして調製した含気
泡セラミックススラリーを、成形型に注入して、ゲル化
させ、ゲル状多孔質成形体を形成する。成形方法として
は、各種成形法を用いることができる。押し出し成形に
も適用可能である。本工程におけるゲル化は、実質的に
脱溶媒を伴うことなく自己硬化させることを意味する。
換言すれば、スラリーの媒体として用いた水や有機溶媒
を保持させた状態で固化成形するものである。したがっ
て、成形型は、溶媒や水を透過させない型を用いる。ゲ
ル化剤を用いた場合には、温度制御及び/又はpH制御
(気泡導入工程時あるいはその前に調整しておく)によ
りゲル化させる。ゲル化のための条件(温度、pH等)
は、ゲル化剤の種類、ゲル濃度、スラリー中のイオン強
度やセラミックス含量等によって異なる。これらのパラ
メータを考慮して温度やpHが設定され、ゲル化時間も
設定される。
(Molding step) The thus prepared bubble-containing ceramic slurry is poured into a mold and gelled to form a gel-like porous molded body. Various molding methods can be used as the molding method. It is also applicable to extrusion molding. The gelation in this step means that the resin is self-cured substantially without desolvation.
In other words, solidification molding is performed in a state where water or an organic solvent used as a medium of the slurry is held. Therefore, a mold that does not allow solvent or water to permeate is used as the mold. When a gelling agent is used, gelation is performed by temperature control and / or pH control (adjusted during or before the bubble introduction step). Conditions for gelation (temperature, pH, etc.)
Depends on the type of gelling agent, gel concentration, ionic strength in slurry, ceramic content, and the like. The temperature and pH are set in consideration of these parameters, and the gel time is also set.

【0018】また、重合性材料を用いるゲル化の場合に
は、モノマーの種類や重合開始剤の種類、溶媒の種類、
さらには、重合触媒の有無を考慮して、重合のための温
度が設定される。水系スラリーの場合には、通常20℃
以上であり、好ましくは、25℃以上80℃以下であ
る。より好ましくは、25℃以上35℃以下である。有
機溶媒系スラリーの場合には、通常、100℃以上であ
り、好ましくは、100℃以上120℃以下である。ゲ
ル化のための時間も、温度と同様に各種パラメータを考
慮して設定される。水系スラリーの場合には、通常は1
0分以上であり、好ましくは、20分以上数時間以内程
度である。より好ましくは、1時間以上4時間以内であ
る。有機溶媒系スラリーの場合には、通常は5分以上で
あり、好ましくは、5〜30分程度である。
In the case of gelation using a polymerizable material, the type of monomer, the type of polymerization initiator, the type of solvent,
Further, the temperature for polymerization is set in consideration of the presence or absence of a polymerization catalyst. In the case of aqueous slurry, usually 20 ° C
Or more, preferably 25 ° C. or more and 80 ° C. or less. More preferably, it is 25 ° C. or more and 35 ° C. or less. In the case of an organic solvent-based slurry, the temperature is usually 100 ° C or higher, preferably 100 ° C or higher and 120 ° C or lower. The time for gelling is also set in consideration of various parameters as in the case of the temperature. In the case of an aqueous slurry, usually 1
The time is 0 minutes or more, and preferably about 20 minutes or more and several hours or less. More preferably, it is 1 hour or more and 4 hours or less. In the case of an organic solvent-based slurry, it is usually at least 5 minutes, preferably about 5 to 30 minutes.

【0019】(気孔径、気孔分布等の制御)スラリーが
ゲル化すると、スラリー中に存在していた気泡も、ゲル
状体中に保存される。この結果、ゲル状体が多孔質とな
り、ゲル状多孔質成形体が得られる。ゲル化が終了する
までの間、含気泡セラミックススラリーにおいては、気
泡の移動や、気泡の分解や集合が生じる。これを利用し
て、ゲル化工程において、気泡径、気孔分布を制御する
ことができる。気孔径は、第1に、前述のように、気泡
導入時において、例えば機械的エネルギーによって気泡
を導入する場合には、使用する界面活性剤の種類と添加
量によって制御される。使用する界面活性剤が、カチオ
ン系であれば、気孔径が減少するという傾向があり、界
面活性剤の量が増加すると、気孔径が増大するという傾
向がある。さらに、第2に、ゲル化工程におけるスラリ
ー温度とゲル化時間で調整される。スラリー温度が高い
ほど、気孔径が増大するという傾向があり、ゲル化時間
が長いほど、気孔径が増大するという傾向がある。
(Control of pore diameter, pore distribution, etc.) When the slurry is gelled, bubbles existing in the slurry are also stored in the gel. As a result, the gel-like body becomes porous, and a gel-like porous molded body is obtained. Until the gelation is completed, in the bubble-containing ceramic slurry, movement of bubbles, decomposition and aggregation of bubbles occur. By utilizing this, it is possible to control the bubble diameter and pore distribution in the gelation step. First, as described above, the pore diameter is controlled by the type and the amount of the surfactant used when introducing bubbles by, for example, mechanical energy at the time of introducing bubbles as described above. If the surfactant used is cationic, the pore size tends to decrease, and if the amount of the surfactant increases, the pore size tends to increase. Second, the slurry temperature and the gelation time in the gelling step are adjusted. As the slurry temperature increases, the pore size tends to increase, and as the gelation time increases, the pore size tends to increase.

【0020】また、気孔の分布は、スラリーの濃度で制
御できる。すなわち、スラリー濃度が比較的高い場合、
例えば、80重量%を越える場合は、上層部に小径の気
孔が分布する領域が形成できる傾向がある。好ましく
は、85重量%以上である。一方、スラリー濃度が比較
的低い場合、例えば、80重量%以下である場合には、
下層部に小径の気孔が分布する領域が形成できる傾向が
ある。なお、この場合、好ましくは、60重量%以上で
ある。すなわち、下層部では、スラリーの圧力による気
泡の分解と縮小により気孔径が小さくなり、上層部で
は、気泡の合体や膨張によって気孔径が大きくなる。ま
た、下層部では、気泡が浮上するために、マトリックス
部分が大きくなり緻密になり、上層部では、気孔量が大
きくなる。このような気孔径や気孔分布の制御は、含気
泡セラミックススラリーを成形型に注入して放置する場
合には、重力等の作用により生じているが、積極的に遠
心力を利用して気泡制御することも可能である。
The pore distribution can be controlled by the concentration of the slurry. That is, if the slurry concentration is relatively high,
For example, when it exceeds 80% by weight, a region where small-diameter pores are distributed tends to be formed in the upper layer portion. Preferably, it is at least 85% by weight. On the other hand, when the slurry concentration is relatively low, for example, 80% by weight or less,
There is a tendency that a region in which small diameter pores are distributed can be formed in the lower part. In this case, the content is preferably 60% by weight or more. That is, in the lower part, the pore diameter becomes smaller due to the decomposition and shrinkage of the bubbles due to the pressure of the slurry, and in the upper part, the pore diameter becomes larger due to the coalescence and expansion of the bubbles. In the lower part, the bubbles rise, so that the matrix part becomes large and dense, and in the upper part, the amount of pores becomes large. Such control of the pore diameter and pore distribution is caused by the action of gravity or the like when the bubble-containing ceramic slurry is poured into a molding die and allowed to stand. It is also possible.

【0021】ゲル化を利用した成形工程では、スリップ
キャスティング法のように、原料のセラミックス粉粒体
の配向性もなく、セラミックス粉粒体が均一に分散保持
されて均一なマトリックスが得られる。このため、原料
粉体の配向性もなく、均一なマトリックスが得られる。
また、本発明方法では、ゲル化温度やゲル化時間の制御
により、原料粉粒体を配向させることなく均一に保持し
た状態で、気泡の形成制御が可能である。また、ゲル化
時間やゲル化温度の制御は、容易に制御可能であるた
め、気泡制御の自由度も高い。また、媒体成分を保持し
たまま固化させるため、表面が滑らかで亀裂や荒れの低
減された成形体が得られる。加えて、本成形体は、ゲル
化剤あるいは重合体によってマトリックスが支持されて
いるために、従来の鋳込み成形体に比して強度が高く、
焼成に至るまで過程におけるハンドリングに都合がよ
く、破損等が生じにくい。また、本ゲル化工程を用いる
ことは、配向性がないこと、成形性が良好であること、
ゲル状成形体の強度が高いことから、大型のものや複雑
な形状を有する多孔質体を得るのに都合が良い。
In the molding step utilizing gelation, unlike the slip casting method, there is no orientation of the ceramic powder as a raw material, and the ceramic powder is uniformly dispersed and held, thereby obtaining a uniform matrix. Therefore, a uniform matrix can be obtained without the orientation of the raw material powder.
Further, in the method of the present invention, by controlling the gelling temperature and the gelling time, it is possible to control the formation of bubbles in a state where the raw material particles are uniformly held without being oriented. Further, since the gelation time and the gelation temperature can be easily controlled, the degree of freedom in controlling the bubbles is high. Further, since the solidification is performed while holding the medium component, a molded body having a smooth surface and reduced cracks and roughness can be obtained. In addition, because the matrix is supported by the gelling agent or the polymer, the molded body has higher strength than the conventional cast molded body,
It is convenient for handling in the process up to sintering, and hardly causes breakage. In addition, using the present gelation step means that there is no orientation, good moldability,
Since the strength of the gel-like molded body is high, it is convenient to obtain a large-sized or a porous body having a complicated shape.

【0022】このようにして、所望の形態にゲル状多孔
質成形体を得たら、これを脱型して、乾燥、脱脂、焼成
する。本発明方法では、不透水性の成形型を用いるた
め、離型が容易であり、しかもゲル状であるので、離型
の際に成形体が損傷されにくい。乾燥は、ゲル状多孔質
成形体中に含まれている水、溶媒を蒸発させるように行
う。乾燥条件(温度、湿度、時間等)は、スラリー調製
に用いた溶媒の種類とゲル状多孔質成形体の骨格部分を
構成する成分(ゲル化剤あるいは重合体)によって適宜
調整する。特に、本発明方法では、乾燥工程において、
乾燥によって気孔の移動や、分解・集合が発生しないよ
うにすることが好ましい。すなわち、乾燥工程において
は、気孔を成形体中に保持して行うことが好ましい。こ
のように乾燥することにより、マトリックス中に存在す
るセラミックス粉粒体の配向もゲル化時の状態が保存さ
れる。水系スラリーからの成形体の場合、通常は、20
℃以上であり、好ましくは、25℃以上80℃以下であ
り、より好ましくは、25℃以上40℃以下である。ま
た、通常、1時間以上である。好ましくは、8時間以
上、より好ましくは24時間以上である。また、特に、
湿度(相対湿度)を徐々に低下するようにコントロール
しながら、20℃以上30℃以下、好ましくは約25℃
で、24時間から200時間程度かけて乾燥するのが、
さらに好ましい。相対湿度は、95%R.H.から60%R.
H.に減少させることが好ましい。また、5%R.H./日で
減少させることが好ましい。このような乾燥は、特に、
水を媒体として用いた成形体の乾燥に適している。例え
ば、水を媒体とし、モノマーとしてメタクリルアミドと
N,N’-メチレンビスアクリルアミドを用いたスラリーか
ら調製したゲル状多孔質成形体の場合、25℃で、湿度
をR.H.95%から60%まで、5%/日で減少させて、約1
週間かけて乾燥した。有機溶媒系スラリーからの成形体
の場合、通常は、40℃以上であり、好ましくは110
℃以上である。
After obtaining the gel-like porous molded body in a desired form in this way, it is removed from the mold, dried, degreased, and fired. In the method of the present invention, since a water-impermeable mold is used, the mold is easily released and, since it is a gel, the molded body is not easily damaged during the mold release. Drying is performed so that water and a solvent contained in the gel-like porous molded body are evaporated. The drying conditions (temperature, humidity, time, etc.) are appropriately adjusted depending on the type of the solvent used for preparing the slurry and the components (gelling agent or polymer) constituting the skeleton of the gel-like porous molded article. In particular, in the method of the present invention, in the drying step,
It is preferable that the pores do not move or decompose or aggregate due to drying. That is, it is preferable that the drying step is performed while holding the pores in the molded body. By drying in this manner, the orientation of the ceramic particles present in the matrix is preserved at the time of gelation. In the case of a molded article from an aqueous slurry, usually 20
° C or higher, preferably 25 ° C or higher and 80 ° C or lower, more preferably 25 ° C or higher and 40 ° C or lower. Also, it is usually one hour or more. Preferably, it is at least 8 hours, more preferably at least 24 hours. Also, in particular,
While controlling the humidity (relative humidity) so as to gradually decrease, the temperature is 20 ° C. or more and 30 ° C. or less, preferably about 25 ° C.
Then, it takes about 24 to 200 hours to dry,
More preferred. Relative humidity, 95% RH to 60% R.
It is preferred to reduce to H. In addition, it is preferable to decrease at 5% RH / day. Such drying, in particular,
Suitable for drying molded articles using water as a medium. For example, using water as a medium and methacrylamide as a monomer
In the case of a gel-like porous molded body prepared from a slurry using N, N'-methylenebisacrylamide, at 25 ° C., the humidity was reduced from 95% to 60% RH at a rate of 5% / day to about 1%.
Dried over a week. In the case of a molded body from an organic solvent-based slurry, the temperature is usually 40 ° C. or higher, preferably 110 ° C. or more.
° C or higher.

【0023】つぎに、乾燥体から有機分を除去するため
に、さらに高温で加熱する。脱脂のための温度と時間
は、使用した有機分の量および種類によって調整する。
例えば、ゲル化のための材料としてメタクリルアミドと
N,N-メチレンビスアクリルアミドを用いたスラリーから
調製したゲル状多孔質成形体の場合、700℃で2日間
脱脂した。
Next, in order to remove organic components from the dried product, heating is performed at a higher temperature. The temperature and time for degreasing are adjusted according to the amount and type of organic components used.
For example, methacrylamide as a material for gelation
In the case of a gel-like porous molded body prepared from a slurry using N, N-methylenebisacrylamide, it was degreased at 700 ° C. for 2 days.

【0024】脱脂後には、焼成工程を実施する。焼成の
ための条件は、使用したセラミックス材料の種類等を考
慮して設定される。特に、平均粒径がサブミクロン
(0.1μm以上0.6μm以下)のセラミックス粉体
を用いると、高温での焼成による焼結により、マトリッ
クスを緻密化することができる。
After degreasing, a firing step is performed. Conditions for firing are set in consideration of the type of ceramic material used and the like. In particular, when a ceramic powder having an average particle diameter of submicron (0.1 μm to 0.6 μm) is used, the matrix can be densified by sintering at a high temperature.

【0025】このような工程により、本発明のセラミッ
クス多孔体を得ることができる。本発明のセラミックス
多孔体は、ゲル化成形工程を経ているために、均一で配
向性のないマトリックスを有しているとともに、気孔を
備えている。気孔径、気孔率、気孔の分布をゲル化工程
等の制御により調整可能であるので、均一なマトリック
スを有する一方で、不均一な気孔径や気孔分布を多孔体
とすることができる。
Through such steps, the ceramic porous body of the present invention can be obtained. Since the ceramic porous body of the present invention has undergone the gel forming step, it has a uniform and non-oriented matrix and has pores. Since the pore diameter, porosity, and pore distribution can be adjusted by controlling the gelling step and the like, the porous body can have a uniform matrix while having a non-uniform pore diameter and pore distribution.

【0026】本発明方法で得られるゲル状多孔質成形体
は、材料が配向していないので、焼成時における収縮も
等方的に生じる。この結果、寸法精度が向上し、亀裂等
の発生もない。また、成形体において原材料の配向性が
なく均一であること、成形体の離型が容易であること、
及び成形体の強度が十分であることから、成形体に破損
やひずみが発生しにくく、焼結体にも欠陥が発生しにく
い。この結果、高い強度が得られる、製造方法となって
いる。また、本法では、表面が滑らかな焼結体を得るこ
とができる。また、成形体の形状に忠実な焼結体を得る
ことができるので、大型のものや複雑な形状な焼結体を
得るのが容易である。
Since the gel-like porous molded article obtained by the method of the present invention is not oriented, the shrinkage during firing also occurs isotropically. As a result, the dimensional accuracy is improved, and there is no crack or the like. Also, the raw material in the molded body is uniform without orientation, that the molded body is easy to release,
Also, since the strength of the molded body is sufficient, the molded body is hardly damaged or distorted, and the sintered body is hardly defective. As a result, the manufacturing method is such that high strength can be obtained. Further, according to the present method, a sintered body having a smooth surface can be obtained. In addition, since a sintered body faithful to the shape of the molded body can be obtained, it is easy to obtain a large-sized or complicated shaped sintered body.

【0027】得られた多孔体においては、気孔率が50
%以上90%以下である。好ましくは、60%以上80
%以下である。また、スラリーからゲル化する工程にお
いて、気孔に移動や分解・集合等が発生している場合に
は、小径の気孔が分布する領域(小径領域)と大径の気
孔が分布する領域(大径領域)とが形成されている。特
に、一表層側に、小径領域が形成されやすく、内部側に
は大径領域が形成されやすい。小径領域は、セラミック
ス多孔体の表面から1μm〜数μmの範囲までに形成さ
れやすい。特に、1μmまでの範囲に小径領域が形成さ
れやすい。ここでいう小径の気孔とは、0.1μm以上
100μm未満、好ましくは、10μm以上50μm以
下の気孔である。そして、この小径領域から内部側に
は、数百μm以上数千μm以下の大径の気孔が分布する
ようになる。かかる大径領域は、小径領域から徐々に気
孔サイズが大きくなっていて、小径領域との境界が不明
瞭の場合もあり、小径領域の気孔径に対して、急激に気
孔径が大きくなった大径領域が形成されている場合もあ
る。大径領域における気孔の孔径は、好ましくは、20
0μm以上、より好ましくは300μm以上である。
The obtained porous body has a porosity of 50
% Or more and 90% or less. Preferably, 60% or more and 80
% Or less. In addition, in the step of gelation from the slurry, when movement, decomposition, aggregation, etc. occur in the pores, a region where small pores are distributed (small diameter region) and a region where large pores are distributed (large diameter). Region) is formed. In particular, a small diameter region is easily formed on one surface layer side, and a large diameter region is easily formed on the inner side. The small diameter region is easily formed in a range from 1 μm to several μm from the surface of the ceramic porous body. In particular, a small-diameter region is easily formed in a range up to 1 μm. The small pores referred to herein are pores having a size of 0.1 μm or more and less than 100 μm, preferably 10 μm or more and 50 μm or less. Large pores having a diameter of several hundreds μm or more and several thousand μm or less are distributed inside the small diameter region. In such a large diameter region, the pore size gradually increases from the small diameter region, and the boundary with the small diameter region may be unclear. A diameter region may be formed in some cases. The pore diameter of the pores in the large diameter region is preferably 20
It is at least 0 μm, more preferably at least 300 μm.

【0028】特に、本発明では、小径領域と大径領域と
の境界が明瞭な多孔体が得られやすい。かかる多孔体に
おいては、1表面から1μmの範囲に、0.1μm以上
100μm未満の気孔が存在し、それより内部側では、
100μm以上3000μm以下の気孔が存在してい
る。好ましくは、200μ以上、さらに好ましくは30
0μm以上の気孔が存在している。また、かかる多孔体
における気孔率は、50%以上90%以下であり、1表
面から1μmの範囲における気孔率は20%以上70%
以下である。好ましくは、40%以上60%以下であ
る。この多孔体では、小径領域側と大径領域側とでは流
体透過率が異なり、ガスフィルターや集塵フィルター、
水処理用フィルター等の各種フィルターとしての用途に
適している。また、小径領域と大径領域とを備えている
ことにより、耐熱伝導性にも優れており、高温での使用
にも適している。以上のことから、小径領域と大径領域
とを備えた本発明の多孔体は、特に、高温で使用する集
塵フィルター、ガスフィルター、水処理用フィルターに
適している。
In particular, in the present invention, a porous body having a clear boundary between the small diameter region and the large diameter region is easily obtained. In such a porous body, pores of 0.1 μm or more and less than 100 μm exist in a range of 1 μm from one surface, and on the inner side therefrom,
Pores of 100 μm or more and 3000 μm or less exist. Preferably, it is 200 μ or more, more preferably 30 μm or more.
There are pores of 0 μm or more. The porosity of such a porous body is 50% or more and 90% or less, and the porosity in a range of 1 μm from one surface is 20% or more and 70% or less.
It is as follows. Preferably, it is 40% or more and 60% or less. In this porous body, the fluid permeability differs between the small diameter region side and the large diameter region side, and a gas filter, a dust collection filter,
It is suitable for various filters such as filters for water treatment. In addition, the provision of the small-diameter region and the large-diameter region provides excellent heat resistance and conductivity, and is suitable for use at high temperatures. From the above, the porous body of the present invention having the small diameter region and the large diameter region is particularly suitable for a dust collection filter, a gas filter, and a water treatment filter used at a high temperature.

【0029】さらに、小径領域においては、気孔率が小
さく、マトリックス部分が気孔部分に対して大きい。こ
のため、大径領域より緻密化されており、小径領域側の
表層において、より強度の高い多孔体となっている。こ
のため、高温集塵で激しい応力がかかる際に亀裂の発生
を防止するのに有効である。
Further, in the small diameter region, the porosity is small, and the matrix portion is larger than the pore portion. For this reason, the porous body is denser than the large diameter region, and has a higher strength in the surface layer on the small diameter region side. For this reason, it is effective in preventing generation of cracks when severe stress is applied in high-temperature dust collection.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のセラミックス多孔体の製造方法
によれば、成形性が良好で気孔制御しやすい多孔体の製
造方法を提供できる。また、本発明のセラミックス多孔
体によれば、表層側に小径領域が存在し、その内部に大
径領域とが存在し、かつ小径領域は緻密であるセラミッ
クス多孔体を提供できる。
According to the method for producing a porous ceramic body of the present invention, it is possible to provide a method for producing a porous body having good moldability and easy pore control. Further, according to the ceramic porous body of the present invention, it is possible to provide a ceramic porous body in which a small-diameter region exists on the surface layer side, a large-diameter region exists therein, and the small-diameter region is dense.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明を実施例をあげて具体的に説明
する。本実施例では、セラミックス粉粒体として、アル
ミナ粉末(平均粒径0.6μm)を用いた。蒸留水10
0gに、1官能基性モノマーであるメタクリルアミド2
0gと、2官能基性モノマーであるN,N‘−メチレン
ビスアクリルアミド2gを溶解して、ポリカルボン酸ア
ンモニウム系分散剤であるセルナD305((株)中京
油脂製)を2.7g加え、さらに、アルミナ粉体500
gを加えて、恒温水槽中で48時間湿式ボールミル混合
した。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. In the present example, alumina powder (average particle size: 0.6 μm) was used as the ceramic powder. Distilled water 10
0 g of methacrylamide 2 which is a monofunctional monomer
0 g and 2 g of N, N'-methylenebisacrylamide as a bifunctional monomer were dissolved, and 2.7 g of Serna D305 (manufactured by Chukyo Oil & Fats Co., Ltd.) as an ammonium polycarboxylate dispersant was added. , Alumina powder 500
g was added and mixed in a wet ball mill for 48 hours in a thermostatic water bath.

【0032】以下、窒素雰囲気下において操作した。室
温下、この混合物に、重合開始剤として過硫酸アンモニ
ウムを0.2g、触媒としてN,N,N’,N’−テト
ラメチレンエチレンジアミン0.3g、界面活性剤とし
てニューレックスR((株)日本油脂製)を0.4g加
えて、セラミックススラリーを得た。このスラリーにお
いて、メタクリルアミドは、3.2wt%、N,N’−
メチレンビスメタクリルアミドは0.32wt%、分散
剤は、0.54wt%、重合開始剤は0.03wt%、
触媒は0.06wt%、界面活性剤は0.07wt%、
スラリー濃度は、50v/v%で(80wt%)あった。
The operation was carried out under a nitrogen atmosphere. At room temperature, 0.2 g of ammonium persulfate as a polymerization initiator, 0.3 g of N, N, N ', N'-tetramethyleneethylenediamine as a catalyst, and Newrex R (Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) as a surfactant were added to this mixture at room temperature. Was added to obtain a ceramic slurry. In this slurry, methacrylamide was 3.2 wt%, N, N'-
Methylenebismethacrylamide 0.32 wt%, dispersant 0.54 wt%, polymerization initiator 0.03 wt%,
0.06 wt% of catalyst, 0.07 wt% of surfactant,
The slurry concentration was 50 v / v% (80 wt%).

【0033】攪拌羽根を下端側に有した攪拌棒を容器内
のスラリー中に侵入させて、攪拌棒を3000rpmで
5分間回転させた。この攪拌により、スラリー中には気
泡が含有された。ついで、このスラリーを円柱形状の成
形型(テフロン製、直径30mm、高さ60mm)に注
入し、25℃で、2時間かけて、ゲル化させた。ゲル化
の過程において、気泡が脱泡したり、分解および集合し
て下層側に小さい気泡が多く、上層側に大きい気泡が形
成された。その後、成形型から、成形体を脱型した。脱
型した成形体は、濡れて滑らかな表面を有しており、し
かも、容易にハンドリングするのに十分な強度と柔軟性
を有していた。
A stirring rod having a stirring blade at the lower end was penetrated into the slurry in the container, and the stirring rod was rotated at 3000 rpm for 5 minutes. Due to this stirring, bubbles were contained in the slurry. Then, this slurry was poured into a cylindrical mold (made of Teflon, diameter 30 mm, height 60 mm) and gelled at 25 ° C. for 2 hours. During the gelation process, the bubbles were defoamed or decomposed and aggregated to form many small bubbles in the lower layer and large bubbles in the upper layer. Thereafter, the molded body was released from the molding die. The demolded molded article had a wet and smooth surface, and had sufficient strength and flexibility for easy handling.

【0034】以下は、通常の空気雰囲気下で操作した。
ついで、この成形体を、25℃で、95%R.H.から60
%R.H.まで1日5%R.H.づつ低下させて、8日間かけて
乾燥した。その後、700℃で2日間脱脂した後、15
50℃で2時間焼成した。
The following was operated in a normal air atmosphere.
Then, the molded body is heated at 25 ° C. from 95% RH to 60%.
% RH was reduced by 5% RH per day and dried for 8 days. Then, after degreasing at 700 ° C for 2 days, 15
It was baked at 50 ° C. for 2 hours.

【0035】得られた多孔体について気孔の分布をその
破断面から観察した。その結果、表面から1μmの範囲
において、孔径が1μm以上100μm未満の気孔が多
数存在し、それより内部から反対側の表面までは、10
0μm以上3000μm以下の気孔が多数存在してい
た。気孔は、球形であり、主として連続気孔であった。
また、気孔率を製品寸法と質量から測定したところ、5
7%であった。得られた多孔体には、表面が滑らかで欠
陥も観察されなかった。また、成形体の形態を維持した
焼結体であった。強度を3点曲げ試験により測定したと
ころ、27Mpaであった。
The pore distribution of the obtained porous body was observed from its fracture surface. As a result, a large number of pores having a pore diameter of 1 μm or more and less than 100 μm exist in a range of 1 μm from the surface, and 10 μm from the inside to the surface on the opposite side.
There were many pores of 0 μm or more and 3000 μm or less. The pores were spherical, mainly continuous pores.
When the porosity was measured from the product dimensions and mass,
7%. The obtained porous body had a smooth surface and no defects were observed. Further, it was a sintered body maintaining the form of the molded body. When the strength was measured by a three-point bending test, it was 27 Mpa.

フロントページの続き (72)発明者 福井 武久 愛知県大府市明成町1丁目172の6 (72)発明者 大原 智 愛知県大府市若草町1−10 永田マンショ ンA−204 (72)発明者 阿部 浩也 愛知県大府市東新町1−288−1 テカリ 東新102Continued on the front page (72) Inventor Takehisa Fukui 1-172-6, Akinaricho, Obu-shi, Aichi Prefecture (72) Inventor Satoshi Ohara 1-10 Wakakusacho, Obu-shi, Aichi Prefecture Nagata Mansion A-204 (72) Inventor Abe Hiroya 1-288-1 Higashishinmachi, Obu City, Aichi Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】気泡を有しセラミックス粉体を含有する含
気泡セラミックススラリーをゲル化してゲル状多孔質成
形体を形成し、脱型したゲル状多孔質成形体を乾燥、脱
脂、焼成する、セラミックス多孔体の製造方法。
1. A foamed ceramic slurry containing bubbles and ceramic powder is gelled to form a gel-like porous molded body, and the demolded gel-like porous molded body is dried, degreased, and fired. A method for manufacturing a porous ceramic body.
【請求項2】セラミックス粉体を含有するセラミックス
スラリー中に、機械的に気泡を導入して含気泡セラミッ
クススラリーを調製し、この含気泡セラミックススラリ
ーをゲル化してゲル状多孔質成形体を形成し、脱型した
ゲル状多孔質成形体を乾燥、脱脂、焼成する、セラミッ
クス多孔体の製造方法。
2. A bubble-containing ceramic slurry is prepared by mechanically introducing bubbles into a ceramic slurry containing ceramic powder, and the bubble-containing ceramic slurry is gelled to form a gel-like porous molded body. And drying, degreasing, and firing the demolded gel-like porous molded body.
【請求項3】前記含気泡セラミックススラリー中には、
ゲル化剤を含有する、請求項1または2記載のセラミッ
クス多孔体の製造方法。
3. The foamed ceramic slurry contains:
3. The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, further comprising a gelling agent.
【請求項4】前記含気泡セラミックススラリー中には、
重合可能なモノマーと重合開始剤とを含有する、請求項
1または2記載のセラミックス多孔体の製造方法。
4. The foamed ceramic slurry contains:
3. The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, wherein the method comprises a polymerizable monomer and a polymerization initiator.
【請求項5】前記ゲル状多孔質成形体の形成工程におい
て、含気泡セラミックススラリー中の気泡を、重力およ
び/または遠心力によって配向させる、請求項1または
2記載のセラミックス多孔体の製造方法。
5. The method for producing a ceramic porous body according to claim 1, wherein, in the step of forming the gel-like porous molded body, the bubbles in the bubble-containing ceramic slurry are oriented by gravity and / or centrifugal force.
【請求項6】前記ゲル状多孔質成形体は、気孔が傾斜配
向したゲル状多孔質成形体である、請求項1または2記
載のセラミックス多孔体の製造方法。
6. The method for producing a ceramic porous body according to claim 1, wherein the gel-like porous molded body is a gel-like porous molded body in which pores are inclined and oriented.
【請求項7】表面から1μmの範囲に、平均孔径0.1
μm以上100μm未満の気孔が存在し、これより内部
において平均孔径100μm以上3000μm以下の気
孔が存在する、セラミックス多孔体。
7. An average pore diameter of 0.1 μm in a range of 1 μm from the surface.
A porous ceramic body having pores having a diameter of 100 μm or more and less than 100 μm, and pores having an average pore diameter of 100 μm or more and 3000 μm or less.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002253968A (en) * 2001-03-02 2002-09-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Catalyst for purifying exhaust gas
JP2005306666A (en) * 2004-04-21 2005-11-04 Nagoya Institute Of Technology Ceramic multilayer structure and method of manufacturing the same
JP2006225211A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Dainippon Printing Co Ltd Porous body
JP2008260655A (en) * 2007-04-12 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Porous ceramic, and filter for sensor using the same
JP2009083391A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Panasonic Corp Manufacturing method for ceramic porous body, ceramic porous body manufactured by the method, and structural body
JP2009084123A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous material, ceramic porous material and structure produced by using the same
JP2009102202A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous article, ceramic porous article produced by the method, and structure
JP2009102201A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous article, ceramic porous article produced by the method, and structure
JP2016065850A (en) * 2014-03-28 2016-04-28 日本碍子株式会社 Membrane joint structure, production method of the same, and gas sensor
CN115677334B (en) * 2022-11-11 2024-04-05 广东爱车小屋电子商务科技有限公司 Ceramic chip, ceramic incense piece and preparation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07501307A (en) * 1991-08-12 1995-02-09 ダイテック コーポレイション リミテッド Porous body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07501307A (en) * 1991-08-12 1995-02-09 ダイテック コーポレイション リミテッド Porous body

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070127A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Exhaust gas purifying catalyst
JP2002253968A (en) * 2001-03-02 2002-09-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Catalyst for purifying exhaust gas
JP4654429B2 (en) * 2004-04-21 2011-03-23 国立大学法人 名古屋工業大学 Ceramic multilayer structure and manufacturing method thereof
JP2005306666A (en) * 2004-04-21 2005-11-04 Nagoya Institute Of Technology Ceramic multilayer structure and method of manufacturing the same
JP2006225211A (en) * 2005-02-18 2006-08-31 Dainippon Printing Co Ltd Porous body
JP4742607B2 (en) * 2005-02-18 2011-08-10 大日本印刷株式会社 Porous material
JP2008260655A (en) * 2007-04-12 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Porous ceramic, and filter for sensor using the same
JP2009083391A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Panasonic Corp Manufacturing method for ceramic porous body, ceramic porous body manufactured by the method, and structural body
JP2009084123A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous material, ceramic porous material and structure produced by using the same
JP2009102202A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous article, ceramic porous article produced by the method, and structure
JP2009102201A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Panasonic Corp Method for producing ceramic porous article, ceramic porous article produced by the method, and structure
JP2016065850A (en) * 2014-03-28 2016-04-28 日本碍子株式会社 Membrane joint structure, production method of the same, and gas sensor
CN115677334B (en) * 2022-11-11 2024-04-05 广东爱车小屋电子商务科技有限公司 Ceramic chip, ceramic incense piece and preparation method thereof

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