JP2001146481A - セラミック組成物の調製方法 - Google Patents
セラミック組成物の調製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】グリーン体を調製するために用いられるスラリ
ーの取り扱い特性を減じることなくセラミック組成物に
配合される、望ましい添加剤を提供すること。 【解決手段】（ａ）ミネラルマトリックス物質、および
ポリマー添加剤を含む水性セラミックスラリーを生成す
ること；（ｂ）水性セラミックスラリーを脱水して、ミ
ネラルマトリックス物質−ポリマー添加剤複合体を生成
すること；（ｃ）ミネラルマトリックス物質−ポリマー
添加剤複合体を圧密することで、グリーン体を生成する
こと；ならびに（ｄ）グリーン体を焼結すること；を含
む、セラミック組成物の調製方法であり、該ポリマー添
加剤が、重合単位として、アクリル酸、メタアクリル
酸、ならびにそれらのアルカリ金属塩およびアンモニウ
ム塩の１つ以上から選択される酸含有モノマーを含むポ
リマーの１つ以上から選択され；およびポリマー添加剤
が水性セラミックスラリーに添加された後、少なくとも
２４時間、水性セラミックスラリーが、特定の範囲内の
粘度を維持する調製方法。
ーの取り扱い特性を減じることなくセラミック組成物に
配合される、望ましい添加剤を提供すること。 【解決手段】（ａ）ミネラルマトリックス物質、および
ポリマー添加剤を含む水性セラミックスラリーを生成す
ること；（ｂ）水性セラミックスラリーを脱水して、ミ
ネラルマトリックス物質−ポリマー添加剤複合体を生成
すること；（ｃ）ミネラルマトリックス物質−ポリマー
添加剤複合体を圧密することで、グリーン体を生成する
こと；ならびに（ｄ）グリーン体を焼結すること；を含
む、セラミック組成物の調製方法であり、該ポリマー添
加剤が、重合単位として、アクリル酸、メタアクリル
酸、ならびにそれらのアルカリ金属塩およびアンモニウ
ム塩の１つ以上から選択される酸含有モノマーを含むポ
リマーの１つ以上から選択され；およびポリマー添加剤
が水性セラミックスラリーに添加された後、少なくとも
２４時間、水性セラミックスラリーが、特定の範囲内の
粘度を維持する調製方法。
Description
【０００１】本発明は、セラミック製品の生成におい
て、増大した可塑性、密度、および強度を提供するポリ
マー添加剤の使用に関する。特に、本発明には、選ばれ
たポリマー添加剤をミネラルマトリックス物質（ｍｉｎ
ｅｒａｌ ｍａｔｒｉｘ ｍａｔｅｒｉａｌ）と一緒に
使用して、衛生陶器製品で使用されるような、グリーン
強度が改良され、廃棄物副生物へのロスが減じられるセ
ラミックグリーン体（ｇｒｅｅｎ ｂｏｄｙ）を提供す
ることが含まれる。加えて、選ばれたポリマー添加剤
は、ハイソリッド（ｈｉｇｈ ｓｏｌｉｄ）のセラミッ
ク粒子スラリーが選択される範囲内に制御可能な粘度を
有するように調製されることを可能にすることで、グリ
ーン体生成の前の加工工程における取り扱いを容易にす
る。
て、増大した可塑性、密度、および強度を提供するポリ
マー添加剤の使用に関する。特に、本発明には、選ばれ
たポリマー添加剤をミネラルマトリックス物質（ｍｉｎ
ｅｒａｌ ｍａｔｒｉｘ ｍａｔｅｒｉａｌ）と一緒に
使用して、衛生陶器製品で使用されるような、グリーン
強度が改良され、廃棄物副生物へのロスが減じられるセ
ラミックグリーン体（ｇｒｅｅｎ ｂｏｄｙ）を提供す
ることが含まれる。加えて、選ばれたポリマー添加剤
は、ハイソリッド（ｈｉｇｈ ｓｏｌｉｄ）のセラミッ
ク粒子スラリーが選択される範囲内に制御可能な粘度を
有するように調製されることを可能にすることで、グリ
ーン体生成の前の加工工程における取り扱いを容易にす
る。
【０００２】セラミック物質は、典型的には、粉末のセ
ラミック酸化物（ｃｅｒａｍｉｃｏｘｉｄｅ）を水性ス
ラリー中で、分散剤およびバインダーといった加工助剤
と一緒に混合することで調製される。スラリーが、セラ
ミック粒子を生成するために脱水された後、粒子は、所
望の形状を有する「グリーン体」へ凝集され（圧密さ
れ）ることができ；別法では、スラリーを、グリーン体
を生成するために成形と脱水が一緒に起こるようにされ
た型に、充填することができる。グリーン体は熱処理
（焼結）に供され、グリーン体は、様々な製品の使用に
十分な強度および耐久性を有する「焼成セラミック（ｆ
ｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）」に転換され、製品として
は、例えば、クロマトグラフィーのメディア（ｍｅｄｉ
ａ）、粉砕助剤（ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａｉｄ）、研磨
剤、触媒、吸着剤、食卓用食器具、タイル、電子部品
（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、建設
部材、機械部品、ならびに、特に、流し（ｓｉｎｋ）、
スパ（ｓｐａ）、バスルームの備品（ｆｉｘｔｕｒ
ｅ）、衛生陶器および建築物製品が挙げられる。
ラミック酸化物（ｃｅｒａｍｉｃｏｘｉｄｅ）を水性ス
ラリー中で、分散剤およびバインダーといった加工助剤
と一緒に混合することで調製される。スラリーが、セラ
ミック粒子を生成するために脱水された後、粒子は、所
望の形状を有する「グリーン体」へ凝集され（圧密さ
れ）ることができ；別法では、スラリーを、グリーン体
を生成するために成形と脱水が一緒に起こるようにされ
た型に、充填することができる。グリーン体は熱処理
（焼結）に供され、グリーン体は、様々な製品の使用に
十分な強度および耐久性を有する「焼成セラミック（ｆ
ｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃ）」に転換され、製品として
は、例えば、クロマトグラフィーのメディア（ｍｅｄｉ
ａ）、粉砕助剤（ｇｒｉｎｄｉｎｇ ａｉｄ）、研磨
剤、触媒、吸着剤、食卓用食器具、タイル、電子部品
（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、建設
部材、機械部品、ならびに、特に、流し（ｓｉｎｋ）、
スパ（ｓｐａ）、バスルームの備品（ｆｉｘｔｕｒ
ｅ）、衛生陶器および建築物製品が挙げられる。
【０００３】グリーン体の特性は、一般に、最終セラミ
ック製品の特性に影響を及ぼす。グリーン体のグリーン
密度が小さすぎるなら、硬度および靱性といった製品の
機械的性質が減じられる。グリーン強度が小さすぎるな
ら、グリーン体を生成するのが困難あるいは不可能にな
る。すなわち、十分なグリーン密度およびグリーン強度
を有するセラミックグリーン体を提供することが望まし
い。グリーン密度は、加工中に、セラミック物質がいか
によく圧密されるかによって決定される。
ック製品の特性に影響を及ぼす。グリーン体のグリーン
密度が小さすぎるなら、硬度および靱性といった製品の
機械的性質が減じられる。グリーン強度が小さすぎるな
ら、グリーン体を生成するのが困難あるいは不可能にな
る。すなわち、十分なグリーン密度およびグリーン強度
を有するセラミックグリーン体を提供することが望まし
い。グリーン密度は、加工中に、セラミック物質がいか
によく圧密されるかによって決定される。
【０００４】セラミック粒子における可塑性が欠如する
ことにより、グリーン体の硬度は増大する。増大した強
度は、グリーン体生成の間、粒子の圧密性を減じ、それ
ゆえに、圧密後のグリーン体の密度を小さくする。小さ
なグリーン密度は、焼結後の小さい密度をもたらし、最
終セラミック製品の機械的強度を減じる。
ことにより、グリーン体の硬度は増大する。増大した強
度は、グリーン体生成の間、粒子の圧密性を減じ、それ
ゆえに、圧密後のグリーン体の密度を小さくする。小さ
なグリーン密度は、焼結後の小さい密度をもたらし、最
終セラミック製品の機械的強度を減じる。
【０００５】一般的な可塑剤が、グリーン体の特性を改
良するために用いられ、これらとしては、水、エチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、
フタル酸ジブチルおよびフタル酸ジメチルが挙げられる
（Ｊａｍｅｓ Ｓ． Ｒｅｅｄ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ
ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｓｅ
ｃｏｎｄ Ｅｄ．、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓ
ｏｎｓ、ｐ２０４、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９５）。こ
れらの可塑剤は、水溶性または水不溶性のどちらかであ
る。水不溶性の可塑剤は、水ベースのセラミックスラリ
ーへ混合するのが困難である。水溶性の可塑剤は、湿度
の変化に過敏、すなわち、吸湿性であるので、あまり望
まれない。すなわち、これらの水溶性可塑剤を用いる方
法によって生成されたセラミックグリーン体は、湿度変
化により、圧密、グリーン密度、グリーン強度、収縮、
およびダイ粘着（ｄｉｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ）に、ばら
つきを生じる（Ｗｈｉｔｍａｎらによる、「Ｈｕｍｉｄ
ｉｔｙ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｄｒｙ Ｐｒ
ｅｓｓ Ｂｉｎｄｅｒｓ、」 Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．ＳＸ
ＶＩＩｂ−９２−９４、９６ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅ
ｅｔｉｎｇ ｏｆｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａ
ｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ、 Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉ
ｓ、 ＩＮ、 Ａｐｒｉｌ ２５、１９９４）。加え
て、前記の可塑剤は、小さい分子または非常に低分子量
のポリマーであるので、加工中にセラミック粉末に対
し、ほとんどまたは全く接着しない。これらのタイプの
可塑剤と共に加工されたセラミックグリーン体は、強度
が減じられる。
良するために用いられ、これらとしては、水、エチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、
フタル酸ジブチルおよびフタル酸ジメチルが挙げられる
（Ｊａｍｅｓ Ｓ． Ｒｅｅｄ、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ
ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｓｅ
ｃｏｎｄ Ｅｄ．、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓ
ｏｎｓ、ｐ２０４、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９５）。こ
れらの可塑剤は、水溶性または水不溶性のどちらかであ
る。水不溶性の可塑剤は、水ベースのセラミックスラリ
ーへ混合するのが困難である。水溶性の可塑剤は、湿度
の変化に過敏、すなわち、吸湿性であるので、あまり望
まれない。すなわち、これらの水溶性可塑剤を用いる方
法によって生成されたセラミックグリーン体は、湿度変
化により、圧密、グリーン密度、グリーン強度、収縮、
およびダイ粘着（ｄｉｅ ｓｔｉｃｋｉｎｇ）に、ばら
つきを生じる（Ｗｈｉｔｍａｎらによる、「Ｈｕｍｉｄ
ｉｔｙ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｄｒｙ Ｐｒ
ｅｓｓ Ｂｉｎｄｅｒｓ、」 Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．ＳＸ
ＶＩＩｂ−９２−９４、９６ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅ
ｅｔｉｎｇ ｏｆｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｒａ
ｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ、 Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉ
ｓ、 ＩＮ、 Ａｐｒｉｌ ２５、１９９４）。加え
て、前記の可塑剤は、小さい分子または非常に低分子量
のポリマーであるので、加工中にセラミック粉末に対
し、ほとんどまたは全く接着しない。これらのタイプの
可塑剤と共に加工されたセラミックグリーン体は、強度
が減じられる。
【０００６】圧密性を増大させ、セラミックグリーン体
のグリーン密度およびグリーン強度を増大させるための
１つの方法は、加工助剤としてバインダーを用いること
である。米国特許第５，４８７，８５５号は、セラミッ
ク物質で使用するための、エステルまたはアミド官能基
を有するモノマーから生成された、水溶性の加水分解さ
れたコポリマーをベースにしたバインダーを開示してい
る。米国特許第５，９０８，８８９号は、セラミック物
質のためのバインダーとして、縮合重合によって生成さ
れる水溶性のポリアミドの使用を開示している。それら
は水溶性であるので、これらのバインダーは、湿度の変
化に過敏であるという不利な点を有し、加工中に特性に
ばらつきを引き起こす可能性がある。
のグリーン密度およびグリーン強度を増大させるための
１つの方法は、加工助剤としてバインダーを用いること
である。米国特許第５，４８７，８５５号は、セラミッ
ク物質で使用するための、エステルまたはアミド官能基
を有するモノマーから生成された、水溶性の加水分解さ
れたコポリマーをベースにしたバインダーを開示してい
る。米国特許第５，９０８，８８９号は、セラミック物
質のためのバインダーとして、縮合重合によって生成さ
れる水溶性のポリアミドの使用を開示している。それら
は水溶性であるので、これらのバインダーは、湿度の変
化に過敏であるという不利な点を有し、加工中に特性に
ばらつきを引き起こす可能性がある。
【０００７】米国特許第４，９６８，４６０号は、アク
リレートエステルポリマーを含む、セラミック物質のた
めのバインダーとして有用なエマルションポリマーを何
種類か開示している。グリーン体が、電子ビーム照射、
Ｘ線照射、紫外線、５０℃から２００℃の熱処理、また
は熱および圧力の組み合わせといったエネルギー処理工
程に供される際に、これらのバインダーは、セラミック
グリーン体に、増大したグリーン強度およびグリーン密
度を提供するが；追加の処理は、セラミックグリーン体
の生成のための時間およびコストを増大させる。
リレートエステルポリマーを含む、セラミック物質のた
めのバインダーとして有用なエマルションポリマーを何
種類か開示している。グリーン体が、電子ビーム照射、
Ｘ線照射、紫外線、５０℃から２００℃の熱処理、また
は熱および圧力の組み合わせといったエネルギー処理工
程に供される際に、これらのバインダーは、セラミック
グリーン体に、増大したグリーン強度およびグリーン密
度を提供するが；追加の処理は、セラミックグリーン体
の生成のための時間およびコストを増大させる。
【０００８】本発明は、特に、スラリー貯蔵、スラリー
移動、噴霧乾燥、スリップキャスティング（ｓｌｉｐ
ｃａｓｔｉｎｇ）またはフィルタープレス（ｆｉｌｔｅ
ｒｐｒｅｓｓｉｎｇ）を含む加工工程において、制御さ
れた粘度を有するセラミック粒子スラリーを提供する特
定のポリマー添加物を使用することでセラミック組成物
の調製における先行技術の添加剤の使用を含む課題を解
決し、グリーン体を調製するために用いられるスラリー
の取り扱い特性（ｈａｎｄｌｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔ
ｙ）を減じることなくセラミック組成物に配合される、
望ましい添加剤を提供することを目的とする。
移動、噴霧乾燥、スリップキャスティング（ｓｌｉｐ
ｃａｓｔｉｎｇ）またはフィルタープレス（ｆｉｌｔｅ
ｒｐｒｅｓｓｉｎｇ）を含む加工工程において、制御さ
れた粘度を有するセラミック粒子スラリーを提供する特
定のポリマー添加物を使用することでセラミック組成物
の調製における先行技術の添加剤の使用を含む課題を解
決し、グリーン体を調製するために用いられるスラリー
の取り扱い特性（ｈａｎｄｌｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔ
ｙ）を減じることなくセラミック組成物に配合される、
望ましい添加剤を提供することを目的とする。
【０００９】本発明は、以下の方法を提供する。 （ａ）水性セラミックスラリーの重量を基準にして４５
から８５重量％のミネラルマトリックス物質、およびミ
ネラルマトリックス物質の重量を基準にして０．０５か
ら１０重量％のポリマー添加剤を含む水性セラミックス
ラリーを生成すること； （ｂ）噴霧乾燥、スリップキャスティングおよびフィル
タープレスの１つ以上から選択される方法によって、水
性セラミックスラリーを脱水して、ミネラルマトリック
ス物質−ポリマー添加剤複合体を生成すること； （ｃ）ミネラルマトリックス物質−ポリマー添加剤複合
体を圧密することで、グリーン体を生成すること；なら
びに （ｄ）グリーン体を焼結すること；を含む、セラミック
組成物の調製方法であり、該ポリマー添加剤が、重合単
位として、ポリマーの重量を基準にして、０．１から２
０重量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそ
れらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上
から選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１つ以
上から選択され；およびポリマー添加剤が水性セラミッ
クスラリーに添加された後、少なくとも２４時間、水性
セラミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より大き
く１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、調製
方法。
から８５重量％のミネラルマトリックス物質、およびミ
ネラルマトリックス物質の重量を基準にして０．０５か
ら１０重量％のポリマー添加剤を含む水性セラミックス
ラリーを生成すること； （ｂ）噴霧乾燥、スリップキャスティングおよびフィル
タープレスの１つ以上から選択される方法によって、水
性セラミックスラリーを脱水して、ミネラルマトリック
ス物質−ポリマー添加剤複合体を生成すること； （ｃ）ミネラルマトリックス物質−ポリマー添加剤複合
体を圧密することで、グリーン体を生成すること；なら
びに （ｄ）グリーン体を焼結すること；を含む、セラミック
組成物の調製方法であり、該ポリマー添加剤が、重合単
位として、ポリマーの重量を基準にして、０．１から２
０重量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそ
れらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上
から選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１つ以
上から選択され；およびポリマー添加剤が水性セラミッ
クスラリーに添加された後、少なくとも２４時間、水性
セラミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より大き
く１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、調製
方法。
【００１０】本発明は、さらに以下の方法を提供する。 （ａ）水性セラミックスラリーの全重量を基準にして４
５から８５重量％のミネラルマトリックス物質を含む水
性セラミックスラリーを生成すること；および、（ｂ）
ミネラルマトリックス物質の重量を基準にして０．０５
から１０重量％のポリマー添加剤を水性セラミックスラ
リーに添加すること；を含む、水性セラミックスラリー
の安定化方法であり、該ポリマー添加剤が、重合単位と
して、ポリマーの重量を基準にして、０．１から２０重
量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそれら
のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上から
選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１つ以上か
ら選択され；およびポリマー添加剤が水性セラミックス
ラリーに添加された後、少なくとも２４時間、水性セラ
ミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より大きく
１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、安定化
方法。
５から８５重量％のミネラルマトリックス物質を含む水
性セラミックスラリーを生成すること；および、（ｂ）
ミネラルマトリックス物質の重量を基準にして０．０５
から１０重量％のポリマー添加剤を水性セラミックスラ
リーに添加すること；を含む、水性セラミックスラリー
の安定化方法であり、該ポリマー添加剤が、重合単位と
して、ポリマーの重量を基準にして、０．１から２０重
量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそれら
のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上から
選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１つ以上か
ら選択され；およびポリマー添加剤が水性セラミックス
ラリーに添加された後、少なくとも２４時間、水性セラ
ミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より大きく
１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、安定化
方法。
【００１１】本発明方法は、衛生陶器ならびにバスルー
ムおよびキッチンの備品といった、製品の製造において
使用するのに適した幅広いセラミック組成物の調製に有
用である。グリーン体組成物の配合において選ばれたポ
リマー添加剤を使用することで、ハイソリッドのセラミ
ックスラリーの（粘度および混合物の均一さ（ｍｉｘｔ
ｕｒｅ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）といった）レオロジ
ー的性質の安定化および制御ができ、このようにして、
完成セラミック品に改良された強度および性能を提供す
ると同時に、セラミックスラリーが妨げられずに移動し
加工されることを見いだした。
ムおよびキッチンの備品といった、製品の製造において
使用するのに適した幅広いセラミック組成物の調製に有
用である。グリーン体組成物の配合において選ばれたポ
リマー添加剤を使用することで、ハイソリッドのセラミ
ックスラリーの（粘度および混合物の均一さ（ｍｉｘｔ
ｕｒｅ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）といった）レオロジ
ー的性質の安定化および制御ができ、このようにして、
完成セラミック品に改良された強度および性能を提供す
ると同時に、セラミックスラリーが妨げられずに移動し
加工されることを見いだした。
【００１２】本明細書では、用語「アルキル（メタ）ア
クリレート」は、相当するアクリレートまたはメタアク
リレートエステルのいずれかを意味する；同様に、用語
「（メタ）アクリル」は、アクリル酸またはメタアクリ
ル酸、およびエステルまたはアミドといった相当する誘
導体のいずれかを意味する。本明細書では、他に記載が
ない限り、すべてのパーセントは、関係するポリマーま
たは組成物の全重量を基準にした、重量パーセント
（％）で表されることを意味する。本明細書では、用語
「コポリマー」は、２つ以上の異なったモノマーの単位
を含むポリマー組成物を意味する。本明細書で用いられ
る「エマルション−形態のポリマー」は、エマルション
重合技術によって調製される水不溶性のポリマーを意味
する。本明細書で用いられる「ガラス転移温度」または
「Ｔｇ」は、該温度またはそれより上の温度においてガ
ラス状のポリマーがポリマー鎖のセグメントの運動（ｓ
ｅｇｍｅｎｔａｌ ｍｏｔｉｏｎ）を行う温度を意味す
る。
クリレート」は、相当するアクリレートまたはメタアク
リレートエステルのいずれかを意味する；同様に、用語
「（メタ）アクリル」は、アクリル酸またはメタアクリ
ル酸、およびエステルまたはアミドといった相当する誘
導体のいずれかを意味する。本明細書では、他に記載が
ない限り、すべてのパーセントは、関係するポリマーま
たは組成物の全重量を基準にした、重量パーセント
（％）で表されることを意味する。本明細書では、用語
「コポリマー」は、２つ以上の異なったモノマーの単位
を含むポリマー組成物を意味する。本明細書で用いられ
る「エマルション−形態のポリマー」は、エマルション
重合技術によって調製される水不溶性のポリマーを意味
する。本明細書で用いられる「ガラス転移温度」または
「Ｔｇ」は、該温度またはそれより上の温度においてガ
ラス状のポリマーがポリマー鎖のセグメントの運動（ｓ
ｅｇｍｅｎｔａｌ ｍｏｔｉｏｎ）を行う温度を意味す
る。
【００１３】本発明方法で用いられるのに適したポリマ
ー添加剤は、典型的には−５０℃から＋９０℃、好まし
くは−５０℃から＋５０℃の範囲内のＴｇを有する。ポ
リマーのＴｇは、例えば、示差熱量測定（ＤＳＣ）を含
む様々な手法によって測定されることができる。
ー添加剤は、典型的には−５０℃から＋９０℃、好まし
くは−５０℃から＋５０℃の範囲内のＴｇを有する。ポ
リマーのＴｇは、例えば、示差熱量測定（ＤＳＣ）を含
む様々な手法によって測定されることができる。
【００１４】本発明において有用なポリマー添加剤は、
典型的には３０，０００から２，０００，０００、好ま
しくは５０，０００から１，０００，０００、より好ま
しくは１００，０００から５００，０００の重量平均分
子量（ＭＷ）を有する。重量平均分子量は、含まれるポ
リマー組成物にとって適切な既知のポリマースタンダー
ドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）分析に基づいている。
典型的には３０，０００から２，０００，０００、好ま
しくは５０，０００から１，０００，０００、より好ま
しくは１００，０００から５００，０００の重量平均分
子量（ＭＷ）を有する。重量平均分子量は、含まれるポ
リマー組成物にとって適切な既知のポリマースタンダー
ドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）分析に基づいている。
【００１５】理論により拘束されることを望まないが、
本発明の場合に、０．１から２０％のアクリル酸または
メタアクリル酸モノマー単位を含むポリマーは、得られ
たグリーン体組成物において向上された強度を提供し、
同時に、セラミック製品生成の様々な工程を通して加工
を容易にする、制御され有利なレオロジー的性質を有す
るセラミック粒子スラリーを提供することができると信
じている。
本発明の場合に、０．１から２０％のアクリル酸または
メタアクリル酸モノマー単位を含むポリマーは、得られ
たグリーン体組成物において向上された強度を提供し、
同時に、セラミック製品生成の様々な工程を通して加工
を容易にする、制御され有利なレオロジー的性質を有す
るセラミック粒子スラリーを提供することができると信
じている。
【００１６】ポリマー添加剤は、重合のために知られて
いる任意の公知の方法：バルク、懸濁、溶液またはエマ
ルション重合技術で調製されることができる。水不溶性
ビニルポリマーが特に好ましく；中間体および得られた
グリーン体組成物の加工中の湿度に過敏でないので、エ
マルション−生成ポリマーであることが特に好ましい。
いる任意の公知の方法：バルク、懸濁、溶液またはエマ
ルション重合技術で調製されることができる。水不溶性
ビニルポリマーが特に好ましく；中間体および得られた
グリーン体組成物の加工中の湿度に過敏でないので、エ
マルション−生成ポリマーであることが特に好ましい。
【００１７】本発明方法で有用な好適なポリマー添加剤
としては、（Ｃ１−Ｃ２２）アルキル（メタ）アクリレ
ートエステルから形成されるアクリルポリマーおよびコ
ポリマーが挙げられ、（Ｃ１−Ｃ２２）アルキル（メ
タ）アクリレートエステルとしては、例えば、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、
イソブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレー
ト、ｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、
ネオペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘ
プチルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオク
チルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、
デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリ
ルアクリレート、ボルニルアクリレート、イソボルニル
アクリレート、ミリスチルアクリレート、ペンタデシル
アクリレート、ステアリルアクリレート、メチルメタア
クリレート、エチルメタアクリレート、プロピルメタア
クリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメ
タアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ヘキシ
ルメタアクリレート、オクチルメタアクリレート、イソ
オクチルメタアクリレート、デシルメタアクリレート、
イソデシルメタアクリレート、ラウリルメタアクリレー
ト、ボルニルメタアクリレート、イソボルニルメタアク
リレート、ミリスチルメタアクリレート、ペンタデシル
メタアクリレート、ステアリルメタアクリレート、エイ
コシルメタアクリレート、およびベヘニルメタアクリレ
ートが挙げられる。好ましい、（メタ）アクリレートエ
ステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、メチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレ
ート、イソデシルメタアクリレート、およびラウリルメ
タアクリレートが挙げられる。
としては、（Ｃ１−Ｃ２２）アルキル（メタ）アクリレ
ートエステルから形成されるアクリルポリマーおよびコ
ポリマーが挙げられ、（Ｃ１−Ｃ２２）アルキル（メ
タ）アクリレートエステルとしては、例えば、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレー
ト、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、
イソブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレー
ト、ｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、
ネオペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘ
プチルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオク
チルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、
デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリ
ルアクリレート、ボルニルアクリレート、イソボルニル
アクリレート、ミリスチルアクリレート、ペンタデシル
アクリレート、ステアリルアクリレート、メチルメタア
クリレート、エチルメタアクリレート、プロピルメタア
クリレート、イソプロピルメタアクリレート、ブチルメ
タアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ヘキシ
ルメタアクリレート、オクチルメタアクリレート、イソ
オクチルメタアクリレート、デシルメタアクリレート、
イソデシルメタアクリレート、ラウリルメタアクリレー
ト、ボルニルメタアクリレート、イソボルニルメタアク
リレート、ミリスチルメタアクリレート、ペンタデシル
メタアクリレート、ステアリルメタアクリレート、エイ
コシルメタアクリレート、およびベヘニルメタアクリレ
ートが挙げられる。好ましい、（メタ）アクリレートエ
ステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリ
レート、メチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレ
ート、イソデシルメタアクリレート、およびラウリルメ
タアクリレートが挙げられる。
【００１８】本発明において有用なポリマー添加剤は、
重合単位として、０．１から２０％、典型的には２０％
より少ない、好ましくは０．５から１５％、より好まし
くは１から１０％、最も好ましくは２から５％の、アク
リル酸、メタアクリル酸、ならびにそれらのアルカリ金
属塩およびアンモニウム塩の１つ以上から選択される酸
含有モノマーを１つ以上含む。アクリル酸またはメタア
クリル酸モノマー単位に加えて、１０％までの、イタコ
ン酸、マレイン酸、フマル酸、ならびにそれらの（例え
ば、ナトリウムおよびカリウムといった）アルカリ金属
塩およびアンモニウム塩といった他の酸含有モノマーが
存在することができる。好ましい酸含有モノマーは、ア
クリル酸ならびに相当するそれらのアルカリ金属塩およ
びアンモニウム塩である。
重合単位として、０．１から２０％、典型的には２０％
より少ない、好ましくは０．５から１５％、より好まし
くは１から１０％、最も好ましくは２から５％の、アク
リル酸、メタアクリル酸、ならびにそれらのアルカリ金
属塩およびアンモニウム塩の１つ以上から選択される酸
含有モノマーを１つ以上含む。アクリル酸またはメタア
クリル酸モノマー単位に加えて、１０％までの、イタコ
ン酸、マレイン酸、フマル酸、ならびにそれらの（例え
ば、ナトリウムおよびカリウムといった）アルカリ金属
塩およびアンモニウム塩といった他の酸含有モノマーが
存在することができる。好ましい酸含有モノマーは、ア
クリル酸ならびに相当するそれらのアルカリ金属塩およ
びアンモニウム塩である。
【００１９】本発明において有用なポリマー添加剤は、
任意に、重合単位として、０から７０％、好ましくは１
５から６５％の、１つ以上のビニルまたはビニリデンモ
ノ芳香族モノマーを含む。好適なビニルまたはビニリデ
ンモノ芳香族モノマーとしては、例えば、スチレン、お
よび１つ以上の（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基、ヒドロキシ
ル基、塩素原子または臭素原子で芳香環上が置換された
スチレンが挙げられる。ビニルまたはビニリデンモノ芳
香族モノマーが、スチレン、α−メチルスチレン、クロ
ロスチレン、またはビニルフェノールであることが好ま
しく、スチレンであることがより好ましい。
任意に、重合単位として、０から７０％、好ましくは１
５から６５％の、１つ以上のビニルまたはビニリデンモ
ノ芳香族モノマーを含む。好適なビニルまたはビニリデ
ンモノ芳香族モノマーとしては、例えば、スチレン、お
よび１つ以上の（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基、ヒドロキシ
ル基、塩素原子または臭素原子で芳香環上が置換された
スチレンが挙げられる。ビニルまたはビニリデンモノ芳
香族モノマーが、スチレン、α−メチルスチレン、クロ
ロスチレン、またはビニルフェノールであることが好ま
しく、スチレンであることがより好ましい。
【００２０】本発明において有用な好適なポリマー添加
剤は、重合単位として、約１０％までの１つ以上の他の
共重合可能なモノマーを含むことができる。好適な他の
共重合可能なモノマーとしては、例えば、ブタジエン、
アクリロニトリル、エチレン、ビニルアセテート、ヒド
ロキシアルキル（メタ）アクリレート、（Ｃ３−Ｃ６）
エチレン性不飽和カルボン酸のアミド、１つまたは２つ
の（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基で窒素上が置換された（Ｃ
３−Ｃ６）エチレン性不飽和カルボン酸のアミド、アク
リルアミド、メタアクリルアミド、およびＮ−メチロー
ル（メタ）アクリルアミドが挙げられる。
剤は、重合単位として、約１０％までの１つ以上の他の
共重合可能なモノマーを含むことができる。好適な他の
共重合可能なモノマーとしては、例えば、ブタジエン、
アクリロニトリル、エチレン、ビニルアセテート、ヒド
ロキシアルキル（メタ）アクリレート、（Ｃ３−Ｃ６）
エチレン性不飽和カルボン酸のアミド、１つまたは２つ
の（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基で窒素上が置換された（Ｃ
３−Ｃ６）エチレン性不飽和カルボン酸のアミド、アク
リルアミド、メタアクリルアミド、およびＮ−メチロー
ル（メタ）アクリルアミドが挙げられる。
【００２１】本発明のポリマー添加剤が、例えば、重合
単位として、（ｉ）２５から９８％の１つ以上の（Ｃ１
−Ｃ２２）アルキル（メタ）アクリレートモノマー、
（ｉｉ）０．１から２０％の、アクリル酸およびメタア
クリル酸の１つ以上から選択される酸含有モノマー、
（ｉｉｉ）０から１０％の１つ以上のメタアクリル酸以
外の（Ｃ４−Ｃ６）エチレン性不飽和カルボン酸、なら
びに（ｉｖ）０から７０％の１つ以上の不飽和ビニルま
たはビニリデンモノ芳香族モノマーを含むポリマーを含
むのが好ましい。ポリマー添加剤が、ポリマーを基準に
して、重合単位として、（ｉ）３０から８０％の１つ以
上の（Ｃ１−Ｃ８）アルキル（メタ）アクリレートモノ
マー、（ｉｉ）１から１０％の、アクリル酸およびメタ
アクリル酸の１つ以上から選択される酸含有モノマー、
ならびに（ｉｉｉ）１５から６５％の１つ以上の不飽和
ビニルまたはビニリデンモノ芳香族モノマーを含むの
が、より好ましい。酸含有モノマーがアクリル酸であ
り、不飽和ビニルまたはビニリデンモノ芳香族モノマー
がスチレンであるのが好ましい。
単位として、（ｉ）２５から９８％の１つ以上の（Ｃ１
−Ｃ２２）アルキル（メタ）アクリレートモノマー、
（ｉｉ）０．１から２０％の、アクリル酸およびメタア
クリル酸の１つ以上から選択される酸含有モノマー、
（ｉｉｉ）０から１０％の１つ以上のメタアクリル酸以
外の（Ｃ４−Ｃ６）エチレン性不飽和カルボン酸、なら
びに（ｉｖ）０から７０％の１つ以上の不飽和ビニルま
たはビニリデンモノ芳香族モノマーを含むポリマーを含
むのが好ましい。ポリマー添加剤が、ポリマーを基準に
して、重合単位として、（ｉ）３０から８０％の１つ以
上の（Ｃ１−Ｃ８）アルキル（メタ）アクリレートモノ
マー、（ｉｉ）１から１０％の、アクリル酸およびメタ
アクリル酸の１つ以上から選択される酸含有モノマー、
ならびに（ｉｉｉ）１５から６５％の１つ以上の不飽和
ビニルまたはビニリデンモノ芳香族モノマーを含むの
が、より好ましい。酸含有モノマーがアクリル酸であ
り、不飽和ビニルまたはビニリデンモノ芳香族モノマー
がスチレンであるのが好ましい。
【００２２】本発明方法で有用な原料（ｒａｗ）ミネラ
ルマトリックス物質としては、例えば、シェール、石器
クレー（ｓｔｏｎｅｗａｒｅ ｃｌａｙ）、タイルクレ
ー（ｔｉｌｅ ｃｌａｙ）、クルードボーキサイト、ク
ルード藍晶石、ナチュラルボールクレー（ｎａｔｕｒａ
ｌ ｂａｌｌ ｃｌａｙ）、ベントナイト、ボールクレ
ー、カオリン、焼成カオリン、精製（ｒｅｆｉｎｅｄ）
ベントナイト、パイロフィライト、タルク、長石、シリ
カ、あられ石閃長岩、ウォラストナイト、リチア輝石、
ガラス砂、フリント（石英）、藍晶石、ボーキサイト、
ジルコン、ルチル、クロム鉱石、ドロマイト、アルミ
ナ、ジルコニア、ジルコネート（ｚｉｒｃｏｎａｔ
ｅ）、チタニア、チタネート、コージーライト、酸化
鉄、フェライトおよびカオリナイトが挙げられる。好適
なミネラルマトリックス物質は、石器クレー、タイルク
レー、ナチュラルボールクレー、ボールクレー、長石、
シリカ、フリントおよびフェライトの１つ以上から選択
される。
ルマトリックス物質としては、例えば、シェール、石器
クレー（ｓｔｏｎｅｗａｒｅ ｃｌａｙ）、タイルクレ
ー（ｔｉｌｅ ｃｌａｙ）、クルードボーキサイト、ク
ルード藍晶石、ナチュラルボールクレー（ｎａｔｕｒａ
ｌ ｂａｌｌ ｃｌａｙ）、ベントナイト、ボールクレ
ー、カオリン、焼成カオリン、精製（ｒｅｆｉｎｅｄ）
ベントナイト、パイロフィライト、タルク、長石、シリ
カ、あられ石閃長岩、ウォラストナイト、リチア輝石、
ガラス砂、フリント（石英）、藍晶石、ボーキサイト、
ジルコン、ルチル、クロム鉱石、ドロマイト、アルミ
ナ、ジルコニア、ジルコネート（ｚｉｒｃｏｎａｔ
ｅ）、チタニア、チタネート、コージーライト、酸化
鉄、フェライトおよびカオリナイトが挙げられる。好適
なミネラルマトリックス物質は、石器クレー、タイルク
レー、ナチュラルボールクレー、ボールクレー、長石、
シリカ、フリントおよびフェライトの１つ以上から選択
される。
【００２３】任意に、原料ミネラルマトリックス物質
は、様々な目的のために公知のアジュバント、例えば、
分散剤、不活性充填剤、顔料、および（噴霧乾燥助剤、
滑剤および離型剤といった）加工助剤と混合することが
できる。
は、様々な目的のために公知のアジュバント、例えば、
分散剤、不活性充填剤、顔料、および（噴霧乾燥助剤、
滑剤および離型剤といった）加工助剤と混合することが
できる。
【００２４】典型的には、分散剤は、例えば水性スラリ
ーといった分散媒に、ミネラルマトリックス物質を、分
配するおよび懸濁するのに用いられる。分散剤が用いら
れる際に、水性スラリー混合物は、ミネラルマトリック
ス物質の重量を基準にして、０．０１から２％、好まし
くは０．１から１％のアニオン性分散剤を含む。好適な
アニオン性分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸、
アクリル酸／マレイン酸コポリマー、ラウリルスルフェ
ート、ドデシルベンゼンスルホネート、ピロホスフェー
ト（ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ならびにアンモニ
ウムおよび（カリウムおよびナトリウムといった）アル
カリ金属の塩といったそれらの水溶性の塩が挙げられ
る。
ーといった分散媒に、ミネラルマトリックス物質を、分
配するおよび懸濁するのに用いられる。分散剤が用いら
れる際に、水性スラリー混合物は、ミネラルマトリック
ス物質の重量を基準にして、０．０１から２％、好まし
くは０．１から１％のアニオン性分散剤を含む。好適な
アニオン性分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸、
アクリル酸／マレイン酸コポリマー、ラウリルスルフェ
ート、ドデシルベンゼンスルホネート、ピロホスフェー
ト（ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ならびにアンモニ
ウムおよび（カリウムおよびナトリウムといった）アル
カリ金属の塩といったそれらの水溶性の塩が挙げられ
る。
【００２５】公知の顔料（着色剤）には、（例えば、カ
ドミウム、クロム酸塩（ｃｈｒｏｍａｔｅ）、紺青、コ
バルトブルー、および群青といった）無機のミネラルが
含まれる。加えて、これらの同じ公知のアジュバント
が、セラミック組成物の生成における後の工程、例え
ば、粒状物質混合物の生成の間、脱水工程または圧密工
程の一部で、都合よく加えられることができる。
ドミウム、クロム酸塩（ｃｈｒｏｍａｔｅ）、紺青、コ
バルトブルー、および群青といった）無機のミネラルが
含まれる。加えて、これらの同じ公知のアジュバント
が、セラミック組成物の生成における後の工程、例え
ば、粒状物質混合物の生成の間、脱水工程または圧密工
程の一部で、都合よく加えられることができる。
【００２６】任意のアジュバントが存在する際に、任意
のアジュバントの量は、典型的には、ミネラルマトリッ
クス物質の重量を基準にして、０．０５から５０％、好
ましくは０．１から２０％、より好ましくは０．５から
１０％の、分散剤、不活性充填剤、顔料および加工助剤
の１つ以上から選択されるアジュバントである。
のアジュバントの量は、典型的には、ミネラルマトリッ
クス物質の重量を基準にして、０．０５から５０％、好
ましくは０．１から２０％、より好ましくは０．５から
１０％の、分散剤、不活性充填剤、顔料および加工助剤
の１つ以上から選択されるアジュバントである。
【００２７】セラミック組成物は、原料ミネラルマトリ
ックス物質を（ボールミリングまたは攪拌といった）公
知の手段で、微細な粉末の形状に転換し、典型的には、
スラリーの形態で、混合物を提供するために（ポリアク
リレートの塩またはピロリン酸ナトリウムといった）公
知の分散剤の存在下で粉末のマトリックス物質を水中に
分散させることで生成されることができ；任意に、この
混合物の調製において、無機の顔料添加剤を含むことが
できる。スラリー混合物は、典型的には、スラリー混合
物の全重量を基準にして、４５から８５％、好ましくは
５０から８０％、より好ましくは６０から７５％のミネ
ラルマトリックス物質を含む。典型的には、その後スラ
リーは、（機械的攪拌、混練、ボールミリングといっ
た）任意の公知の混合方法によって、ポリマー添加剤と
混合される。スラリー混合物は、典型的には、ミネラル
マトリックス物質の全重量を基準にして、０．０５から
１０％、好ましくは０．１から５％、より好ましくは
０．２から３％、最も好ましくは０．５から２％のポリ
マー添加剤を含む。得られたスラリー混合物を、脱水す
るために、噴霧乾燥ユニット、スリップキャスト型（ｓ
ｌｉｐｃａｓｔ ｍｏｌｄ）またはフィルタープレス装
置へ移動し、続いて、グリーン体へと圧密することがで
きる。スラリー混合物を、スリップキャスト型へ移動
し、続いて、排水させおよび剛化（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎ
ｇ）させることでグリーン体を生成するのが好ましい。
ックス物質を（ボールミリングまたは攪拌といった）公
知の手段で、微細な粉末の形状に転換し、典型的には、
スラリーの形態で、混合物を提供するために（ポリアク
リレートの塩またはピロリン酸ナトリウムといった）公
知の分散剤の存在下で粉末のマトリックス物質を水中に
分散させることで生成されることができ；任意に、この
混合物の調製において、無機の顔料添加剤を含むことが
できる。スラリー混合物は、典型的には、スラリー混合
物の全重量を基準にして、４５から８５％、好ましくは
５０から８０％、より好ましくは６０から７５％のミネ
ラルマトリックス物質を含む。典型的には、その後スラ
リーは、（機械的攪拌、混練、ボールミリングといっ
た）任意の公知の混合方法によって、ポリマー添加剤と
混合される。スラリー混合物は、典型的には、ミネラル
マトリックス物質の全重量を基準にして、０．０５から
１０％、好ましくは０．１から５％、より好ましくは
０．２から３％、最も好ましくは０．５から２％のポリ
マー添加剤を含む。得られたスラリー混合物を、脱水す
るために、噴霧乾燥ユニット、スリップキャスト型（ｓ
ｌｉｐｃａｓｔ ｍｏｌｄ）またはフィルタープレス装
置へ移動し、続いて、グリーン体へと圧密することがで
きる。スラリー混合物を、スリップキャスト型へ移動
し、続いて、排水させおよび剛化（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎ
ｇ）させることでグリーン体を生成するのが好ましい。
【００２８】スリップキャスト工程は、例えば、スパ、
カウンタートップ、バスルームの備品、キッチンの備品
および衛生陶器といった完成品としての使用に適した所
望の成形された製品形状でグリーン体を生成する。
カウンタートップ、バスルームの備品、キッチンの備品
および衛生陶器といった完成品としての使用に適した所
望の成形された製品形状でグリーン体を生成する。
【００２９】脱水されたセラミックスラリーの圧密に有
用な、追加の好適な方法には、例えば、乾式プレス、ア
イソタクティックプレス、押出、および機械ろくろ成形
（ｊｉｇｇｅｒｉｎｇ）が挙げられる。
用な、追加の好適な方法には、例えば、乾式プレス、ア
イソタクティックプレス、押出、および機械ろくろ成形
（ｊｉｇｇｅｒｉｎｇ）が挙げられる。
【００３０】グリーン体は、典型的には加圧条件下（典
型的には少なくとも３．５メガパスカル（ＭＰａ）（５
００ｐｓｉ（平方インチあたりのポンド））、より好ま
しくは１３．８ＭＰａ（２，０００ｐｓｉ）から３４５
ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉ）で成形（圧密）され、任
意に残留水分を取り除くために乾燥工程に供され、そし
て、その後、（典型的には、１１００℃から１５００℃
の）窯の中で焼成工程に供され、セラミック製品を生成
する。
型的には少なくとも３．５メガパスカル（ＭＰａ）（５
００ｐｓｉ（平方インチあたりのポンド））、より好ま
しくは１３．８ＭＰａ（２，０００ｐｓｉ）から３４５
ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉ）で成形（圧密）され、任
意に残留水分を取り除くために乾燥工程に供され、そし
て、その後、（典型的には、１１００℃から１５００℃
の）窯の中で焼成工程に供され、セラミック製品を生成
する。
【００３１】本発明のいくつかの態様は、以下の実施例
で詳細に説明される。すべての比、部およびパーセント
（％）は、他に記載がない限り、重量基準で示され、な
らびに、用いられるすべての試薬は、他に記載がない限
り、良質の市販品である。
で詳細に説明される。すべての比、部およびパーセント
（％）は、他に記載がない限り、重量基準で示され、な
らびに、用いられるすべての試薬は、他に記載がない限
り、良質の市販品である。
【００３２】実施例１−セラミック混合物スラリーの調
製の手順 ６．０のｐＨ（２０−２５℃）を有する、ミネラルマト
リックス物質（ボールクレー、フェライトおよびフリン
ト）の水性スラリー（７４％固形分）を、セラミックグ
リーン体を調製するための出発物質（スラリーＡ）とし
て用いた。スラリーＡの開始粘度を、２０−２５℃およ
び３２℃（９０°Ｆ）で測定した：それぞれ、スピンド
ル４、１分当たりの回転（ｒｐｍ）が６０で、１．４０
００パスカル・秒（Ｐａ・ｓ）または１４００センチポ
アズ（ｃＰ）；および、スピンドル３、１００ｒｐｍ
で、０．８０６Ｐａ・ｓまたは８０６ｃＰであった。粘
度は、ブルックフィールドのプログラムできるレオメー
ター（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。
製の手順 ６．０のｐＨ（２０−２５℃）を有する、ミネラルマト
リックス物質（ボールクレー、フェライトおよびフリン
ト）の水性スラリー（７４％固形分）を、セラミックグ
リーン体を調製するための出発物質（スラリーＡ）とし
て用いた。スラリーＡの開始粘度を、２０−２５℃およ
び３２℃（９０°Ｆ）で測定した：それぞれ、スピンド
ル４、１分当たりの回転（ｒｐｍ）が６０で、１．４０
００パスカル・秒（Ｐａ・ｓ）または１４００センチポ
アズ（ｃＰ）；および、スピンドル３、１００ｒｐｍ
で、０．８０６Ｐａ・ｓまたは８０６ｃＰであった。粘
度は、ブルックフィールドのプログラムできるレオメー
ター（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。
【００３３】水性スラリーの５つのサンプルを、ミネラ
ルマトリックス物質の重量を基準にして、０．１％の分
散剤（ポリアクリル酸、アンモニウム塩）で各々処理
し、ボールミリングで２４時間混合し、その後ｐＨおよ
び粘度を測定した：平均ｐＨは、６．２；２０−２５℃
（スピンドル３、６０ｒｐｍ）における平均粘度は、
０．３９６（±０．０３３）Ｐａ・ｓ；３２℃（スピン
ドル３、１００ｒｐｍ）における平均粘度は、０．２６
２（±０．０２４）Ｐａ・ｓであった。
ルマトリックス物質の重量を基準にして、０．１％の分
散剤（ポリアクリル酸、アンモニウム塩）で各々処理
し、ボールミリングで２４時間混合し、その後ｐＨおよ
び粘度を測定した：平均ｐＨは、６．２；２０−２５℃
（スピンドル３、６０ｒｐｍ）における平均粘度は、
０．３９６（±０．０３３）Ｐａ・ｓ；３２℃（スピン
ドル３、１００ｒｐｍ）における平均粘度は、０．２６
２（±０．０２４）Ｐａ・ｓであった。
【００３４】実施例２−スラリーの安定性の評価（流動
性） ５つのポリマー添加剤を、実施例１に記載されたセラミ
ック粒子スラリーの粘度の安定化および制御における効
果に関して評価した。ポリマー添加剤は、混合されたラ
ウリル硫酸ナトリウムおよびエトキシル化されたオクチ
ルフェノール界面活性剤（６％）を含むポリマー添加剤
３以外は、（ポリマー固形分を基準にして）０．１−２
％のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性剤
を含む水性エマルション（４５−５５％のポリマー固形
分）として提供された。 ポリマー１：８５％のブチルアクリレート、１２％のメ
チルメタアクリレート、１．６％のメタアクリル酸、１
％のエチレンウレアメタアクリレート（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅｕｒｅａｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）のエマルション
ポリマー（Ｔｇ＝−２６℃）。 ポリマー２：６５％のブチルアクリレート、３４％のメ
チルメタアクリレート、０．８％のメタアクリル酸のエ
マルションポリマー。 ポリマー３：９６％のエチルアクリレートおよび４％の
メチロール化アクリルアミドのエマルションポリマー。 ポリマー４：３３％のエチルヘキシルアクリレート、６
３％のスチレン、４％のアクリル酸のエマルションポリ
マー（Ｔｇ＝＋４０℃）。 ポリマー５：７６％のブチルアクリレート、１９％のス
チレン、３．５％のアクリル酸および１．５％のイタコ
ン酸のエマルションポリマー。
性） ５つのポリマー添加剤を、実施例１に記載されたセラミ
ック粒子スラリーの粘度の安定化および制御における効
果に関して評価した。ポリマー添加剤は、混合されたラ
ウリル硫酸ナトリウムおよびエトキシル化されたオクチ
ルフェノール界面活性剤（６％）を含むポリマー添加剤
３以外は、（ポリマー固形分を基準にして）０．１−２
％のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性剤
を含む水性エマルション（４５−５５％のポリマー固形
分）として提供された。 ポリマー１：８５％のブチルアクリレート、１２％のメ
チルメタアクリレート、１．６％のメタアクリル酸、１
％のエチレンウレアメタアクリレート（ｅｔｈｙｌｅｎ
ｅｕｒｅａｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）のエマルション
ポリマー（Ｔｇ＝−２６℃）。 ポリマー２：６５％のブチルアクリレート、３４％のメ
チルメタアクリレート、０．８％のメタアクリル酸のエ
マルションポリマー。 ポリマー３：９６％のエチルアクリレートおよび４％の
メチロール化アクリルアミドのエマルションポリマー。 ポリマー４：３３％のエチルヘキシルアクリレート、６
３％のスチレン、４％のアクリル酸のエマルションポリ
マー（Ｔｇ＝＋４０℃）。 ポリマー５：７６％のブチルアクリレート、１９％のス
チレン、３．５％のアクリル酸および１．５％のイタコ
ン酸のエマルションポリマー。
【００３５】実施例１に記載したように、分散剤を含む
５つの異なった水性セラミックスラリーサンプルを、ミ
ネラルマトリックス物質の重量を基準にして、０．５％
のポリマー添加剤（ポリマー１−５）で処理した。１４
７グラムのスラリーＡ（実施例１）と０．３グラムの分
散剤溶液（３５％水性溶液）を合わせ、続いてボールミ
リングすることで、セラミックスラリーサンプルを調製
した。その後、スリップ（ｓｌｉｐ）サンプルは、１．
０−１．２グラムのポリマー添加剤エマルション（４５
−５５％水性エマルション）をボールミリングされたス
ラリーに添加し、続いて、２４時間ローリング攪拌混合
（ｒｏｌｌｉｎｇ ａｇｉｔａｔｉｏｎｍｉｘｉｎｇ）
することで調製され、その後、ｐＨおよび粘度を測定し
た。平均ｐＨは、分散剤を含むオリジナルのセラミック
スラリーと変わらなかった；粘度のデータは、表Ｉにま
とめた。
５つの異なった水性セラミックスラリーサンプルを、ミ
ネラルマトリックス物質の重量を基準にして、０．５％
のポリマー添加剤（ポリマー１−５）で処理した。１４
７グラムのスラリーＡ（実施例１）と０．３グラムの分
散剤溶液（３５％水性溶液）を合わせ、続いてボールミ
リングすることで、セラミックスラリーサンプルを調製
した。その後、スリップ（ｓｌｉｐ）サンプルは、１．
０−１．２グラムのポリマー添加剤エマルション（４５
−５５％水性エマルション）をボールミリングされたス
ラリーに添加し、続いて、２４時間ローリング攪拌混合
（ｒｏｌｌｉｎｇ ａｇｉｔａｔｉｏｎｍｉｘｉｎｇ）
することで調製され、その後、ｐＨおよび粘度を測定し
た。平均ｐＨは、分散剤を含むオリジナルのセラミック
スラリーと変わらなかった；粘度のデータは、表Ｉにま
とめた。
【００３６】
【表１】
【００３７】セラミックスラリーの流動性は、典型的に
は、スラリーをオリジナルの状態から最終完成セラミッ
ク物品へ転換する間、スラリーの十分な取り扱いおよび
加工性を与えるために、周囲温度（２０−２５℃）で
０．１５パスカル・秒より大きく１．５Ｐａ・ｓより小
さい（１５０から１５００ｃＰ）粘度によって特徴づけ
られている。さまざまな量の（グリーン体の強度および
他の取り扱い特性を改良するためのバインダーといっ
た）添加剤を含むスラリーが、好ましくは０．２から
１．０Ｐａ・ｓ（２００から１０００ｃＰ）、より好ま
しくは０．３から０．６Ｐａ・ｓ（３００から６００ｃ
Ｐ）の粘度を有し；粘度が、周囲温度および高温、例え
ば３２℃（９０°Ｆ）で、上記の範囲内にあることが好
ましい。本発明の目的のため、粘度は、６０ｒｐｍの剪
断速度、スピンドル３または４、２０−２５℃；および
１００ｒｐｍ、スピンドル４、３２℃で測定された。
は、スラリーをオリジナルの状態から最終完成セラミッ
ク物品へ転換する間、スラリーの十分な取り扱いおよび
加工性を与えるために、周囲温度（２０−２５℃）で
０．１５パスカル・秒より大きく１．５Ｐａ・ｓより小
さい（１５０から１５００ｃＰ）粘度によって特徴づけ
られている。さまざまな量の（グリーン体の強度および
他の取り扱い特性を改良するためのバインダーといっ
た）添加剤を含むスラリーが、好ましくは０．２から
１．０Ｐａ・ｓ（２００から１０００ｃＰ）、より好ま
しくは０．３から０．６Ｐａ・ｓ（３００から６００ｃ
Ｐ）の粘度を有し；粘度が、周囲温度および高温、例え
ば３２℃（９０°Ｆ）で、上記の範囲内にあることが好
ましい。本発明の目的のため、粘度は、６０ｒｐｍの剪
断速度、スピンドル３または４、２０−２５℃；および
１００ｒｐｍ、スピンドル４、３２℃で測定された。
【００３８】例えば、セラミックスラリーは、典型的に
は、製造プロセスの次の工程（噴霧乾燥、スリップキャ
スト型またはフィルタープレスユニット）へ供給される
際に、混合または貯蔵ユニットで維持され；この段階で
のスラリーの粘度が長い時間（少なくとも２４時間、好
ましくは少なくとも４８時間、より好ましくは少なくと
も１週間）維持され、このようにして、スラリーのポン
プ移送および移動が容易になるのが望ましい。
は、製造プロセスの次の工程（噴霧乾燥、スリップキャ
スト型またはフィルタープレスユニット）へ供給される
際に、混合または貯蔵ユニットで維持され；この段階で
のスラリーの粘度が長い時間（少なくとも２４時間、好
ましくは少なくとも４８時間、より好ましくは少なくと
も１週間）維持され、このようにして、スラリーのポン
プ移送および移動が容易になるのが望ましい。
【００３９】グリーン体の特性を改良するためにバイン
ダーとして使用される添加剤の存在がセラミックスラリ
ーの取り扱い特性に、著しい影響を及ぼさないことが望
ましい。表Ｉから、ポリマー添加剤２、４、および５が
これらの要求を満たす（これらすべては、重合されたア
クリル酸またはメタアクリル酸モノマー単位を含む）
が、ポリマー添加剤１および３は（どちらも、重合され
たアクリル酸モノマー単位を含まない）、スラリーと相
溶性がない（スラリー３のゲル化）か、またはペースト
またはグルーの粘度と類似した非常に高い粘度を生じる
ことが分かる。
ダーとして使用される添加剤の存在がセラミックスラリ
ーの取り扱い特性に、著しい影響を及ぼさないことが望
ましい。表Ｉから、ポリマー添加剤２、４、および５が
これらの要求を満たす（これらすべては、重合されたア
クリル酸またはメタアクリル酸モノマー単位を含む）
が、ポリマー添加剤１および３は（どちらも、重合され
たアクリル酸モノマー単位を含まない）、スラリーと相
溶性がない（スラリー３のゲル化）か、またはペースト
またはグルーの粘度と類似した非常に高い粘度を生じる
ことが分かる。
【００４０】３つのポリマー添加剤を、添加剤の量を増
やして（ミネラルマトリックス物質の重量を基準にし
て、０．７５−１．０％）、さらに評価し；粘度のデー
タを表ＩＩにまとめた。ポリマー添加剤２の使用量の増
加は望ましくない粘度をもたらすが、重合されたアクリ
ル酸単位を含む２つのポリマー添加剤（４および５）
は、オリジナルスラリーの粘度（２０−２５℃で約０．
４Ｐａ・ｓ（４００ｃＰ）および３２℃で０．２６Ｐａ
・ｓ（２６０ｃＰ））を著しく増加させることなく、こ
れらの増加した量でセラミック組成物中に均質混合させ
ることができる。このことは、（グリーン体の特性を改
良するためのバインダーとして有用な）これらのポリマ
ー添加剤が、添加剤を含むセラミックスラリーの加工性
にマイナスの影響を及ぼすことなく、セラミック組成物
製造プロセスにうまく組み込まれることができることを
例示する。
やして（ミネラルマトリックス物質の重量を基準にし
て、０．７５−１．０％）、さらに評価し；粘度のデー
タを表ＩＩにまとめた。ポリマー添加剤２の使用量の増
加は望ましくない粘度をもたらすが、重合されたアクリ
ル酸単位を含む２つのポリマー添加剤（４および５）
は、オリジナルスラリーの粘度（２０−２５℃で約０．
４Ｐａ・ｓ（４００ｃＰ）および３２℃で０．２６Ｐａ
・ｓ（２６０ｃＰ））を著しく増加させることなく、こ
れらの増加した量でセラミック組成物中に均質混合させ
ることができる。このことは、（グリーン体の特性を改
良するためのバインダーとして有用な）これらのポリマ
ー添加剤が、添加剤を含むセラミックスラリーの加工性
にマイナスの影響を及ぼすことなく、セラミック組成物
製造プロセスにうまく組み込まれることができることを
例示する。
【００４１】
【表２】
【００４２】ポリマー添加剤４および５を含むセラミッ
ク粒子スラリーは、スリップキャスティングによってさ
らに加工され、ポリマー添加剤を含まないセラミック粒
子スラリーを基準にして、より増大したグリーン体の強
度および耐久性を示すことができる。ポリマー添加剤４
および５に基づくグリーン体の強度および耐久性の増大
は、完成セラミック品の生産におけるスリップキャス
ト、焼成、仕上げ工程の間、廃棄物副生物へのロスを減
じる。
ク粒子スラリーは、スリップキャスティングによってさ
らに加工され、ポリマー添加剤を含まないセラミック粒
子スラリーを基準にして、より増大したグリーン体の強
度および耐久性を示すことができる。ポリマー添加剤４
および５に基づくグリーン体の強度および耐久性の増大
は、完成セラミック品の生産におけるスリップキャス
ト、焼成、仕上げ工程の間、廃棄物副生物へのロスを減
じる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２８Ｃ 7/00 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｄ
Claims (10)
- 【請求項１】 （ａ）水性セラミックスラリーの重量を
基準にして４５から８５重量％のミネラルマトリックス
物質、およびミネラルマトリックス物質の重量を基準に
して０．０５から１０重量％のポリマー添加剤を含む水
性セラミックスラリーを生成すること； （ｂ）噴霧乾燥、スリップキャスティングおよびフィル
タープレスの１つ以上から選択される方法によって、水
性セラミックスラリーを脱水して、ミネラルマトリック
ス物質−ポリマー添加剤複合体を生成すること； （ｃ）ミネラルマトリックス物質−ポリマー添加剤複合
体を圧密することで、グリーン体を生成すること；なら
びに （ｄ）グリーン体を焼結すること；を含む、セラミック
組成物の調製方法であり、該ポリマー添加剤が、重合単
位として、ポリマーの重量を基準にして、０．１から２
０重量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそ
れらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上
から選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１つ以
上から選択され；およびポリマー添加剤が水性セラミッ
クスラリーに添加された後、少なくとも２４時間、水性
セラミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より大き
く１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、調製
方法。 - 【請求項２】工程（ｂ）および（ｃ）が、スラリーをス
リップキャスト型へ移すこと、ならびにスリップキャス
ト型中で排水させ剛化させることでグリーン体を生成す
ることを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】ミネラルマトリックス物質が、石器クレ
ー、タイルクレー、ナチュラルボールクレー、ボールク
レー、長石、シリカ、フリントおよびフェライトの１つ
以上から選択される、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】ポリマー添加剤が、重合単位として、
（ｉ）２５から９８％の１つ以上の（Ｃ１−Ｃ２２）ア
ルキル（メタ）アクリレートモノマー、（ｉｉ）０．１
から２０％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびに
それらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以
上から選択される酸含有モノマー、（ｉｉｉ）０から１
０％の１つ以上のメタアクリル酸以外の（Ｃ４−Ｃ６）
エチレン性不飽和カルボン酸、ならびに（ｉｖ）０から
７０％の１つ以上の不飽和ビニルまたはビニリデンモノ
芳香族モノマーを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】ポリマー添加剤が、重合単位として、
（ｉ）３０から８０％の１つ以上の（Ｃ１−Ｃ８）アル
キル（メタ）アクリレートモノマー、（ｉｉ）１から１
０％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならびにそれら
のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ以上から
選択される酸含有モノマー、（ｉｉｉ）１５から６５％
の１つ以上の不飽和ビニルまたはビニリデンモノ芳香族
モノマーを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】水性セラミックスラリーの粘度が、０．３
から０．６パスカル・秒である、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】ミネラルマトリックス物質の重量を基準に
して０．２から３重量％のポリマー添加剤を添加するこ
とを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項８】水性セラミックスラリーが、ミネラルマト
リックス物質の重量を基準にして０．０１から２重量％
のアニオン性分散剤をさらに含む、請求項１記載の方
法。 - 【請求項９】６０から７５重量％のミネラルマトリック
ス物質を含む水性セラミックスラリーを生成することを
含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】（ａ）水性セラミックスラリーの全重量
を基準にして４５から８５重量％のミネラルマトリック
ス物質を含む水性セラミックスラリーを生成すること；
および、 （ｂ）ミネラルマトリックス物質の重量を基準にして
０．０５から１０重量％のポリマー添加剤を水性セラミ
ックスラリーに添加すること；を含む、水性セラミック
スラリーの安定化方法であり、該ポリマー添加剤が、重
合単位として、ポリマーの重量を基準にして、０．１か
ら２０重量％の、アクリル酸、メタアクリル酸、ならび
にそれらのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩の１つ
以上から選択される酸含有モノマーを含むポリマーの１
つ以上から選択され；およびポリマー添加剤が水性セラ
ミックスラリーに添加された後、少なくとも２４時間、
水性セラミックスラリーが、０．１５パスカル・秒より
大きく１．５パスカル・秒より小さい粘度を維持する、
安定化方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15770499P | 1999-10-05 | 1999-10-05 | |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JPH05149196A (ja) * | 1991-10-04 | 1993-06-15 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクポートライナーの成形方法 |
| DE4233518C1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-08-25 | Hoechst Ag | Wäßrige Gießmasse zur Herstellung von grünen Keramikfolien und daraus hergestellte Keramikformteile |
| DE69321828T2 (de) * | 1993-07-21 | 1999-04-15 | Kao Corp | Rohstoffzusammensetzung für keramische Werkstoffe und Verfahren zu seiner Herstellung |
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