JP2001179719A - アルミナ−ガラス複合多孔質体の作製とその多孔質型による透光性アルミナの作製方法 - Google Patents

アルミナ−ガラス複合多孔質体の作製とその多孔質型による透光性アルミナの作製方法

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裕司 堀田
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喜一 小田
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三郎 佐野
Takumi Tomono
巧 伴野
Akihiro Tsuzuki
明博 都築
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミナ−ガラス複合多孔質体の作製とその
多孔質型による透光性アルミナの作製方法を提供する。 【解決手段】 アルミナ泥漿鋳込成形によりアルミナ焼
結体を作製する方法において、鋳込型としてアルミナ−
ガラス複合多孔質型を用いることを特徴とするアルミナ
焼結体の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、泥漿鋳込成形によ
り透光性アルミナを作製する方法に関するものであり、
さらに具体的には、アルミナ−ガラス複合多孔質型を用
いた泥漿鋳込成形により不純物の混入を防ぎ、アルミナ
焼結体の透光性を向上させる方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミナ焼結体は、高圧ナトリウム発光
管として用いられている。セラミックスの成形法におい
て、泥漿鋳込成形は、乾式プレス成形、湿式プレス成
形、押出成形と比較して複雑な形状が作り易い成形法で
ある。従来、泥漿鋳込成形は、石膏型を用いることで安
価に複雑形状なセラミックスの成形体および焼結体を作
製している。しかし、この泥漿鋳込成形で用いられてい
る石膏型は安価であるが、石膏型より溶質する石膏成分
(硫酸カルシウム)による成形体の汚染により、アルミ
ナ焼結体の粒成長が異常粒成長が引き起こされるために
アルミナの透光性が落ちる欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の観点から、本発
明者らは、鋳込型として石膏型の替わりにアルミナ−ガ
ラス複合多孔質体型の作製に関して研究し、その型を用
いた透光性アルミナの作製について研究を行ったとこ
ろ、このアルミナ−ガラス複合多孔質型を用いた鋳込成
形体は石膏型を用いた場合と同様、ダルシー則に当ては
まり鋳込成形が可能であること、アルミナ焼結体の異常
粒成長を防ぐことが可能であることを見出し、本発明を
なすに至った。すなわち、本発明は、アルミナ−ガラス
複合多孔質泥漿鋳込成形型によりアルミナ焼結体を作製
する方法において、石膏型を用いたときと同様の鋳込成
形体を作り出し、アルミナ焼結体の透光性を向上させる
鋳込型の提供を目的とする。また、本発明は、この鋳込
型として、アルミナ−ガラス複合多孔質体型を使用し
て、透光性アルミナを作製する方法を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、下記の技術的手段より構成される。 (1)アルミナ泥漿鋳込成形によりアルミナ焼結体を作
製する方法において、鋳込型としてアルミナ−ガラス複
合多孔質型を用いることを特徴とするアルミナ焼結体の
作製方法。 (2)鋳込み時に汚染成分を成形体内に入れないように
して透光性を向上させたアルミナを作製する方法であっ
て、アルミナ−ガラス複合多孔質体型にアルミナ泥漿を
流し込んで成形体を作製し、焼結を行い透光性アルミナ
を得ることを特徴とする透光性アルミナの作製方法。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明は、アルミナ泥漿鋳込成形により作製
した成形体を焼結してアルミナ焼結体の透光性を向上さ
せる手法として、鋳込成形体に不純物が入らないアルミ
ナ−ガラス複合多孔質型を作製する方法、泥漿鋳込成形
法によりアルミナ成形体を作製するにあたり、石膏型を
用いたときと同様の鋳込み成形体が得られ、焼結により
透光性アルミナが得られる型の作り方を提供する。本発
明は、上記のように、泥漿鋳込成形で用いられている石
膏型の替わりに作製したアルミナ−ガラス複合多孔質型
をアルミナの泥漿鋳込成形に用いることで成形体を作製
し、アルミナ焼結体の透光性を向上させることを特徴と
している。アルミナ泥漿は、好適には、粉体濃度を重量
パーセントで80パーセントとなるようにアルミナに水
を加え、ポリカルボン酸系の分散剤を重量パーセントで
2.6パーセント加え調整後、ボールミルにより8−2
4時間粉砕して作製される。泥漿で使用するアルミナは
高純度の市販品、(例えば、大明化学社製のTMDARな
ど)を使用でき、水は蒸留水、分散剤は市販品(例え
ば、東亜合成株式会社製のアロンA 6114など)を使
用できるが、これに限らず、それと同効のものであれば
適宜のものを使用することができる。
【0006】アルミナ−ガラス複合多孔質型の作製方法
は、例えば、以下の通りである。球状アルミナ、板状ア
ルミナにガラスを1:1で混合し、可塑剤を重量パーセ
ントで10パーセントとなるようにカードランを加え、
水を重量パーセントで10パーセント加え混合し練土を
作製する。球状アルミナ、板状アルミナは、例えば、市
販品(例えば、住友化学社製の低ソーダアルミナAES
−11C、YKK社製のYFA10030など)を使用
し、ガラスは市販品(例えば、日本電気焼成機社製GA
−13/500など)を使用し、水は蒸留水、カードラ
ンは市販品(例えば、武田薬品株式会社製のビオポリー
など)を使用することができる。作製した練土は、好適
には、25kg/cm2 のプレス圧でプレス成形を行
う。乾燥後、球状アルミナ−ガラス成形体は、例えば、
500℃で5時間保持し可塑剤をとばし、さらに100
0℃で10分間焼成する。また、同様に板状アルミナ−
ガラス成形体は、例えば、500℃で5時間保持し、1
200℃で10分間焼結し型を得る。これらの条件は必
要に応じて適宜変更することができる。このようにして
得られるアルミナ−ガラス焼結体の内部構造は、後記す
る実施例に示すように、多孔質体の構造を持つようにな
る。
【0007】本発明に従えば、アルミナの泥漿鋳込成形
に上記の方法で作製したアルミナ−ガラス複合多孔質型
を用いることで、焼結時におけるアルミナ焼結体内の異
常粒成長が防止され、アルミナ焼結体の透光性を向上さ
せることができる。本発明のアルミナ−ガラス複合多孔
質型を用いる方法は、従来の石膏型を用いるときと同様
に成形体を作製でき、透光性アルミナを作製でき、比較
的安価な方法であるため、工業的に有効な方法である。
【0008】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。以下の実施例は本発明の好適な一例を示すも
のである。 実施例 (1)泥漿鋳込みのためのアルミナ−ガラス複合多孔質
型の作製 本実施例におけるアルミナ−ガラス複合多孔質型の作製
方法では、以下の通り2種類の形状のアルミナ(球状ア
ルミナ、板状アルミナ)を用いた。球状アルミナ、板状
アルミナ(住友化学社製の低ソーダアルミナAES−1
1C、YKK社製のYFA 10030)にガラス(日
本電気焼成機社製のGA−13/500)を1:1で混
合し可塑剤を10重量%となるようにカードラン(武田
薬品株式会社製のビオポリー)、水を重量パーセントで
10重量%加え、混合し、練土を作製した。作製した練
土は、25kg/cm2 のプレス圧でプレスを行った。
乾燥後、球状アルミナ−ガラス成形体は500℃で5時
間保持し可塑剤をとばし、さらに1000℃で10分間
焼成した。また、同様に板状アルミナ−ガラス成形体は
500℃で5時間保持し、1200℃で10分間焼結
し、アルミナ−ガラス複合多孔質型を得た。
【0009】(2)透光性アルミナの作製 アルミナ(大明化学社製のTMDAR)に水とポリカル
ボン酸系分散剤(東亜合成株式会社製のアロンA611
4)を加え、粉体濃度を調整後、ボールミルにより8時
間から24時間粉砕しアルミナ泥漿を作製した。本実施
例では、粉体濃度を80重量%となるようにアルミナに
水を加え、分散剤を2.6重量%加えて泥漿を調整し
た。その泥漿を上記(1)で作製したアルミナ−ガラス
複合多孔質型に流し込み、排泥後、乾燥した。乾燥後、
型より取りだし、800℃でか焼を行った。その成形体
を1350℃で真空焼結し、透光性アルミナを得た。
【0010】(3)結果 本発明のアルミナ−ガラス複合多孔質体の内部構造は、
球状アルミナを使用した場合、穴の多孔質構造が電子顕
微鏡により確認され( 図1)、板状アルミナを使用した
場合、板状アルミナ粒子の積み重なり、言い換えるなら
ば、板状粒子同士の隙間による多孔質構造が電子顕微鏡
により確認された( 図2)。比較として、石膏では、石
膏成分の針状結晶の積み重なりによる多孔質構造( 図
3)であり、板状アルミナを使用したアルミナ−ガラス
複合多孔質体の内部構造に類似していると思われる。
【0011】本発明で得たアルミナ−ガラス複合多孔質
型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形の成形体の成長厚
さと鋳込時間の関係を図4に示す。図中、(a)(b)はアル
ミナ−ガラス複合多孔質型を用いた場合で、(c) は石膏
型を用いた場合である。この図から明らかなように、石
膏型を用いた場合と同様にアルミナ−ガラス複合多孔質
型を用いた場合も鋳込時間と成形体の厚さの2乗の関係
は比例関係にありダルシー則が適用され、アルミナ−ガ
ラス複合多孔質型を用いた成形体は鋳込によって成形さ
れることがわかる。
【0012】本発明により作製したアルミナ−ガラス複
合多孔質型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形によって
得られた成形体の焼成後のアルミナ焼結体の電子顕微鏡
写真(X15000)を図5に示す。(a) は石膏型を使
用した場合、(b) はアルミナ−ガラス複合多孔質型のア
ルミナ焼結体の微構造である。(b) は(a) よりも異常粒
成長が少なく抑えられていることがわかる。また、本発
明により作製したアルミナ−ガラス複合多孔質型と石膏
型により作製したアルミナ焼結体を比較すると、明らか
に本発明に従って作製した型により作製したアルミナ焼
結体は透光性を示すことがわかった(図6)。このよう
にして得られた透光性アルミナと石膏型を用いて作製し
たアルミナ焼結体の可視領域の透過率を測定したところ
(試料厚さ1mm)、本発明により作製したアルミナ焼
結体は透過率が向上することがわかった(図7)。
【0013】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明により作製し
たアルミナ−ガラス複合多孔質型を用いることにより、
1)アルミナ焼結体の異常粒成長を防ぎ、アルミナ焼結
体の透光性を向上させる、2)泥漿鋳込成形による成形
体は、石膏型を使用した場合と同様に鋳込成形が可能で
ある、3)簡便な方法で透光性アルミナの作製を可能と
する、等の従来の方法にない格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により作製した(a) 球状アルミナを使用
した多孔質体の内部構造の電子顕微鏡写真を示す。
【図2】本発明により作製した(b) 板状アルミナを使用
した多孔質体の内部構造の電子顕微鏡写真を示す。
【図3】本発明により作製した(c) 石膏の内部構造の電
子顕微鏡写真を示す。
【図4】本発明により作製したアルミナ−ガラス複合多
孔質型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形の成形体の成
長厚さの2乗と鋳込時間の関係を示す説明図であり、
(a) は球状アルミナを使用した多孔質体、(b) は板状ア
ルミナを使用した多孔質体、(c) は石膏、を示す。
【図5】本発明により作製したアルミナ−ガラス複合多
孔質型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形によって得ら
れた成形体の焼成後のアルミナ焼結体の電子顕微鏡写真
(X15000)であり、(a) は石膏型を使用した場
合、(b) はアルミナ−ガラス複合多孔質型のアルミナ焼
結体の微構造を示す。
【図6】本発明により作製したアルミナ−ガラス複合多
孔質型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形によって得ら
れた成形体の焼成後のアルミナ焼結体写真であり、(a)
は球状アルミナを使用した多孔質体、(b) は板状アルミ
ナを使用した多孔質体、(c) は石膏型を用いて作製した
アルミナ焼結体を示す。
【図7】本発明により作製したアルミナ−ガラス複合多
孔質型および石膏型を用いた泥漿鋳込成形によって得ら
れた成形体の焼成後のアルミナ焼結体の可視領域での透
過率を示す説明図であり、(a) は球状アルミナを使用し
た多孔質体、(b) は板状アルミナを使用した多孔質体、
(c) は石膏型を用いて作製したアルミナ焼結体を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 三郎 愛知県名古屋市千種区北千種3−3−2− 302 (72)発明者 伴野 巧 愛知県名古屋市北区八代町2−109 八代 宿舎103号室 (72)発明者 都築 明博 愛知県豊田市若林西町門田51 Fターム(参考) 4G030 AA36 BA15 GA09 GA15 4G052 CA05 CC01 CC07 CC11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ泥漿鋳込成形によりアルミナ焼
    結体を作製する方法において、鋳込型としてアルミナ−
    ガラス複合多孔質型を用いることを特徴とするアルミナ
    焼結体の作製方法。
  2. 【請求項2】 鋳込み時に汚染成分を成形体内に入れな
    いようにして透光性を向上させたアルミナを作製する方
    法であって、アルミナ−ガラス複合多孔質体型にアルミ
    ナ泥漿を流し込んで成形体を作製し、焼結を行い透光性
    アルミナを得ることを特徴とする透光性アルミナの作製
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1251112A3 (en) * 2001-03-29 2003-10-08 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic polycrystal and method of manufacturing the same
JP2012106387A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 多孔質成形型

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EP1251112A3 (en) * 2001-03-29 2003-10-08 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic polycrystal and method of manufacturing the same
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