JP3058174B2 - 多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法 - Google Patents
多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「利用分野」 本発明は、多孔質セラミックス及び該多孔質セラミッ
クスの製造用乾燥体並びにそれらの製造方法に関する。
クスの製造用乾燥体並びにそれらの製造方法に関する。
「従来技術及びその問題点」 湿式法で多孔質セラミックスを製造する方法として
は、従来、発泡法及び熱分解性ビーズを添加する方法が
知られている。これらのうち、発泡法は、セラミックス
原料粉体のスラリーに過酸化水素水等の発泡剤を加えて
乾燥・発泡させて多孔質化する方法であるが、気孔径及
び気孔率の制御が困難であるという問題点があった。他
方、熱分解性ビーズを添加する方法は、スラリーと有機
高分子物質のビーズを混練し、成形した後、加熱により
高分子物質を焼失させ、多孔質化させる方法である。し
かしながら、乾燥の際、ビーズは収縮しないため、歪み
が発生する他、多量にビーズを使用するため、脱脂が困
難であるという問題点があった。
は、従来、発泡法及び熱分解性ビーズを添加する方法が
知られている。これらのうち、発泡法は、セラミックス
原料粉体のスラリーに過酸化水素水等の発泡剤を加えて
乾燥・発泡させて多孔質化する方法であるが、気孔径及
び気孔率の制御が困難であるという問題点があった。他
方、熱分解性ビーズを添加する方法は、スラリーと有機
高分子物質のビーズを混練し、成形した後、加熱により
高分子物質を焼失させ、多孔質化させる方法である。し
かしながら、乾燥の際、ビーズは収縮しないため、歪み
が発生する他、多量にビーズを使用するため、脱脂が困
難であるという問題点があった。
「発明の目的」 本発明は、マクロポアと３次元に連通したマイクロポ
アとがともに均一に分布し、優れた強度及び切削性を有
する多孔質セラミックス及びこのような多孔質セラミッ
クスを乾燥工程において割れ等を生じることなく製造し
うる方法を提供することを目的とする。
アとがともに均一に分布し、優れた強度及び切削性を有
する多孔質セラミックス及びこのような多孔質セラミッ
クスを乾燥工程において割れ等を生じることなく製造し
うる方法を提供することを目的とする。
「発明の構成」 本発明に係る多孔質セラミックスは、気泡に由来する
孔径20〜2000μｍの球形のマクロポアと、セラミックス
原料一次粒子の凝集体からなる球状二次粒子粉体の間隙
によって形成される３次元連通孔とを有するものであ
る。マイクロポアは、この３次元連通孔によって形成さ
れる。
孔径20〜2000μｍの球形のマクロポアと、セラミックス
原料一次粒子の凝集体からなる球状二次粒子粉体の間隙
によって形成される３次元連通孔とを有するものであ
る。マイクロポアは、この３次元連通孔によって形成さ
れる。
本発明による多孔質セラミックスの製造用乾燥体は、
一次粒子を凝集して形成した球状二次粒子から成るセラ
ミックス原料粉体と、セルロース誘導体、多糖類及び合
成重合体から成る群から選択された高分子物質と、攪拌
により形成した気泡とを含むスラリー又は流動性ゲルを
注型し、増粘又はゲル化して気泡を保持させ、乾燥させ
て得られたことを特徴とする。
一次粒子を凝集して形成した球状二次粒子から成るセラ
ミックス原料粉体と、セルロース誘導体、多糖類及び合
成重合体から成る群から選択された高分子物質と、攪拌
により形成した気泡とを含むスラリー又は流動性ゲルを
注型し、増粘又はゲル化して気泡を保持させ、乾燥させ
て得られたことを特徴とする。
また、本発明による乾燥体の製造方法は、一次粒子を
凝集して形成した球状二次粒子から成るセラミックス原
料粉体と、セルロース誘導体、多糖類及び合成重合体か
ら成る群から選択された高分子物質と、攪拌により形成
した気泡とを含むスラリー又は流動性ゲルを注型し、増
粘又はゲル化して気泡を保持させ、乾燥させることを特
徴とする。
凝集して形成した球状二次粒子から成るセラミックス原
料粉体と、セルロース誘導体、多糖類及び合成重合体か
ら成る群から選択された高分子物質と、攪拌により形成
した気泡とを含むスラリー又は流動性ゲルを注型し、増
粘又はゲル化して気泡を保持させ、乾燥させることを特
徴とする。
本発明によれば、上記の乾燥体を、必要に応じて成形
加工した後、焼成することによって本発明の多孔質セラ
ミックスを製造することができる。
加工した後、焼成することによって本発明の多孔質セラ
ミックスを製造することができる。
本発明の方法において、球状二次粒子は、例えば、微
細な一次粒子を含むスラリーを噴霧熱乾燥することによ
り、該一次粒子を凝集して得られるものである。この平
均粒径約10〜100μｍの球状二次粒子をさらにジェット
ミル等、適当な手段により表面を削る程度、すなわち、
粒径0.1〜２μｍ程度の不定形微粉体が１〜10重量％、
好ましくは３〜７重量％発生する程度に粉砕して用いる
か又は微粉体状態の原料粉体を添加して用いることが好
ましい。この場合には、微粉体が球状二次粒子同士の結
合剤として作用するため、より強度の高いセラミックス
が得られる。微粉体を添加する場合には、その添加量
は、一般に１〜10重量％で充分であり、好ましくは３〜
７重量％とする。
細な一次粒子を含むスラリーを噴霧熱乾燥することによ
り、該一次粒子を凝集して得られるものである。この平
均粒径約10〜100μｍの球状二次粒子をさらにジェット
ミル等、適当な手段により表面を削る程度、すなわち、
粒径0.1〜２μｍ程度の不定形微粉体が１〜10重量％、
好ましくは３〜７重量％発生する程度に粉砕して用いる
か又は微粉体状態の原料粉体を添加して用いることが好
ましい。この場合には、微粉体が球状二次粒子同士の結
合剤として作用するため、より強度の高いセラミックス
が得られる。微粉体を添加する場合には、その添加量
は、一般に１〜10重量％で充分であり、好ましくは３〜
７重量％とする。
本発明の方法においては、このようにして調製したセ
ラミックス原料の粒状粉体を高分子物質の分散液又は流
動性ゲルと混合する。
ラミックス原料の粒状粉体を高分子物質の分散液又は流
動性ゲルと混合する。
本明細書において、高分子物質と「分散液」とは、高
分子物質の真の溶液、コロイド溶液及び懸濁液を包括し
て意味するものとする。
分子物質の真の溶液、コロイド溶液及び懸濁液を包括し
て意味するものとする。
メチルセルロースのようなある種の高分子物質の分散
液を加熱すると、温度上昇に伴って増粘し、ある温度で
可逆的にゲル化する。また、ポリビニルアルコールのよ
うに、硼酸あるいは硼砂を添加するなど、何らかの添加
物を加えたときに、可逆的にゲル化するものもある。い
ずれにしても、本発明の方法においては、ゲル化する前
の分散液又は完全にゲル化して固定する前の流動性を保
有する流動性ゲルの状態でセラミックス原料の粒状粉体
との混合を行う。
液を加熱すると、温度上昇に伴って増粘し、ある温度で
可逆的にゲル化する。また、ポリビニルアルコールのよ
うに、硼酸あるいは硼砂を添加するなど、何らかの添加
物を加えたときに、可逆的にゲル化するものもある。い
ずれにしても、本発明の方法においては、ゲル化する前
の分散液又は完全にゲル化して固定する前の流動性を保
有する流動性ゲルの状態でセラミックス原料の粒状粉体
との混合を行う。
このような高分子物質の分散液又は流動性ゲルにセラ
ミックス原料の粒状粉体を混合し、攪拌して空気を抱き
込ませると、球状の気泡を含んだスラリーとなる。これ
を型に流し込み、ゲル化して気泡を保持させ、乾燥させ
ると、ほぼ等方的に収縮するため、割れ等を生ずること
なく、球形のマクロポアを有する強度の高い乾燥体とな
る。
ミックス原料の粒状粉体を混合し、攪拌して空気を抱き
込ませると、球状の気泡を含んだスラリーとなる。これ
を型に流し込み、ゲル化して気泡を保持させ、乾燥させ
ると、ほぼ等方的に収縮するため、割れ等を生ずること
なく、球形のマクロポアを有する強度の高い乾燥体とな
る。
また、ゲルを生じない高分子物質の場合は、その分散
液とセラミックス原料の粒状粉体とを混合し、攪拌によ
ってその分散液内に気泡を抱き込ませ、これを型に流し
込み、増粘した後、乾燥すると、上記と同様の乾燥体を
得ることができる。
液とセラミックス原料の粒状粉体とを混合し、攪拌によ
ってその分散液内に気泡を抱き込ませ、これを型に流し
込み、増粘した後、乾燥すると、上記と同様の乾燥体を
得ることができる。
さらに、本発明の方法においては、高分子物質の分散
液又は流動性ゲルを予め攪拌して、空気を抱き込ませた
後に、セラミックス原料の粒状粉体と混合してもよく、
また、粉状の高分子物質とセラミックス原料の粒状粉体
とを混合した後に分散媒を加えてスラリーとし、攪拌し
て空気を抱き込ませてもよい。
液又は流動性ゲルを予め攪拌して、空気を抱き込ませた
後に、セラミックス原料の粒状粉体と混合してもよく、
また、粉状の高分子物質とセラミックス原料の粒状粉体
とを混合した後に分散媒を加えてスラリーとし、攪拌し
て空気を抱き込ませてもよい。
本発明の方法に使用する高分子物質は、一般には、セ
ラミックス原料の粒状粉体の分散媒として、水が使用さ
れるので、水溶性であることが好ましいが、他の分散媒
を用いる場合には、その分散媒に溶解するものであって
もよい。使用しうる高分子物質としては、例えばメチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロー
ス誘導体、カードラン等の多糖類、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドン等の合成重合体などが挙げられる。
ラミックス原料の粒状粉体の分散媒として、水が使用さ
れるので、水溶性であることが好ましいが、他の分散媒
を用いる場合には、その分散媒に溶解するものであって
もよい。使用しうる高分子物質としては、例えばメチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロー
ス誘導体、カードラン等の多糖類、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニル
ピロリドン等の合成重合体などが挙げられる。
高分子物質の配合量は、使用する高分子物質の種類に
よって変動するが、通常、スラリー又は流動性ゲル中に
0.1〜10重量％含むように配合するのが好ましい。さら
に具体的には、メチルセルロースの場合には、0.2〜２
重量％、好ましくは0.5〜１重量％とし、ポリビニルア
ルコールの場合には、５〜10重量％が好ましい。高分子
物質が多すぎると、焼成の前に脱脂工程が必要となる
し、焼結性も低下する。また、少なすぎると、スラリー
中の気泡が保持されない。
よって変動するが、通常、スラリー又は流動性ゲル中に
0.1〜10重量％含むように配合するのが好ましい。さら
に具体的には、メチルセルロースの場合には、0.2〜２
重量％、好ましくは0.5〜１重量％とし、ポリビニルア
ルコールの場合には、５〜10重量％が好ましい。高分子
物質が多すぎると、焼成の前に脱脂工程が必要となる
し、焼結性も低下する。また、少なすぎると、スラリー
中の気泡が保持されない。
本発明の方法によって作成された多孔質の乾燥体は、
セラミックスの粒子同士を高分子物質が糊付けした状態
であるため、切削加工に耐える強度を有する。したがっ
て、本発明の方法においては、仮焼成を行うことなく、
乾燥体のまま切削加工することができる。
セラミックスの粒子同士を高分子物質が糊付けした状態
であるため、切削加工に耐える強度を有する。したがっ
て、本発明の方法においては、仮焼成を行うことなく、
乾燥体のまま切削加工することができる。
本発明の方法を実施する場合に、殊に、内壁に可撓性
耐水性膜を張った型を用いて注型を行うと、乾燥時のセ
ラミックスの収縮に伴って膜が型から剥離するので、型
と接する面でのセラミックスの崩れや内部での割れを起
こさず、優れた乾燥体が得られる。
耐水性膜を張った型を用いて注型を行うと、乾燥時のセ
ラミックスの収縮に伴って膜が型から剥離するので、型
と接する面でのセラミックスの崩れや内部での割れを起
こさず、優れた乾燥体が得られる。
また、流動性ゲル又はスラリー中に包含される気泡の
大きさ及び量は、攪拌によってコントロールすることが
でき、容易に3mm以下の気孔径のものに揃えることもで
きる。
大きさ及び量は、攪拌によってコントロールすることが
でき、容易に3mm以下の気孔径のものに揃えることもで
きる。
乾燥体を加工した成形体は、そのまま焼成することが
できる。焼結体は、上記の気泡による球形のマクロポア
の他に、球状二次粒子体の間隙によって形成されるに３
次元連通孔（マイクロポア）を含むものとなる。また、
気泡（封入空気）によるマクロポアは40％未満の気孔率
では独立気孔であり、連通性を有しないが、マイクロポ
アは３次元連通孔であるから、粘性の低い液体はゆっく
りと通過することができる。
できる。焼結体は、上記の気泡による球形のマクロポア
の他に、球状二次粒子体の間隙によって形成されるに３
次元連通孔（マイクロポア）を含むものとなる。また、
気泡（封入空気）によるマクロポアは40％未満の気孔率
では独立気孔であり、連通性を有しないが、マイクロポ
アは３次元連通孔であるから、粘性の低い液体はゆっく
りと通過することができる。
本発明の方法は、リン酸カルシウム系、アルミナ系、
シリカ系、ジルコニア系など、各種のセラミックスに適
用することができ、人工生体材料、液体クロマトグラフ
ィー用充填剤、触媒担体、各種の電気・電子材料、原子
炉材料、セラミック発熱体など様々な商品の製造に適用
することができる。
シリカ系、ジルコニア系など、各種のセラミックスに適
用することができ、人工生体材料、液体クロマトグラフ
ィー用充填剤、触媒担体、各種の電気・電子材料、原子
炉材料、セラミック発熱体など様々な商品の製造に適用
することができる。
「発明の実施例」 次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
実施例１ 500mlのビーカーに水150gを入れ、メチルセルロース
（以下MCと記す、和光純薬工業（株）製、分子量:2％水
溶液として20℃で測定した粘度4000cps）2.7gを添加
し、ハンドミキサーで３分間攪拌してメチルセルロース
の水溶液を調製した。このビーカーを60℃の恒温槽に入
れて攪拌しながら、40℃まで昇温し、さらに30秒間攪拌
し、気泡を含む流動性ゲルとした。
（以下MCと記す、和光純薬工業（株）製、分子量:2％水
溶液として20℃で測定した粘度4000cps）2.7gを添加
し、ハンドミキサーで３分間攪拌してメチルセルロース
の水溶液を調製した。このビーカーを60℃の恒温槽に入
れて攪拌しながら、40℃まで昇温し、さらに30秒間攪拌
し、気泡を含む流動性ゲルとした。
他方、公知の湿式合成法により製造したハイドロキシ
アパタイトスラリーを噴霧乾燥することにより、平均流
径12μｍに造粒し、さらにジェットミルで粉砕して、平
均粒径10μｍの球状粉体と平均粒径１μｍの微粉体とか
らなるハイドロキシアパタイト粉体を調製した。
アパタイトスラリーを噴霧乾燥することにより、平均流
径12μｍに造粒し、さらにジェットミルで粉砕して、平
均粒径10μｍの球状粉体と平均粒径１μｍの微粉体とか
らなるハイドロキシアパタイト粉体を調製した。
上記ビーカーを恒温槽の外に取り出し、調製した粒状
ハイドロキシアパタイト50gを少量ずつ徐々に混合し、
粘度を測定した後、200mlのガラスビーカーに流し入れ
た。このビーカーを90℃の乾燥機に24時間入れてゲル化
及び乾燥させ、ハンドソーで41.9×30×10.4mmの直方体
に切り出し、これを下記の焼成パターンで焼成した。
ハイドロキシアパタイト50gを少量ずつ徐々に混合し、
粘度を測定した後、200mlのガラスビーカーに流し入れ
た。このビーカーを90℃の乾燥機に24時間入れてゲル化
及び乾燥させ、ハンドソーで41.9×30×10.4mmの直方体
に切り出し、これを下記の焼成パターンで焼成した。
室温から50℃／時の昇温速度で600℃まで昇温し、次
に100℃／時の昇温速度で1200℃まで昇温し、この温度
で４時間焼成した後、50℃／時の降温速度で600℃まで
冷まし、この温度に４時間保持した後、100℃／時の降
温速度で室温まで冷ました。得られた焼結体の寸法は2
8.5×20.5×7.1mmであった。
に100℃／時の昇温速度で1200℃まで昇温し、この温度
で４時間焼成した後、50℃／時の降温速度で600℃まで
冷まし、この温度に４時間保持した後、100℃／時の降
温速度で室温まで冷ました。得られた焼結体の寸法は2
8.5×20.5×7.1mmであった。
この実験で、別途、メチルセルロース水溶液を45℃ま
で昇温したもの及び50℃まで昇温したものを用いて、他
は全く同様にして乾燥及び焼成を行い、それぞれ焼結体
を製造した。メチルセルロース水溶液を45℃まで昇温し
て用いた場合に得られた乾燥直方体の寸法は、44.7×2
9.3×10.7mm、焼結体の寸法は30.5×20.5×7.2mmであっ
た。メチルセルロース水溶液を50℃まで昇温して用いた
場合に得られた乾燥直方体の寸法は、44.7×30.3×10.4
mm、焼結体の寸法は30.1×20.9×7.2mmであった。
で昇温したもの及び50℃まで昇温したものを用いて、他
は全く同様にして乾燥及び焼成を行い、それぞれ焼結体
を製造した。メチルセルロース水溶液を45℃まで昇温し
て用いた場合に得られた乾燥直方体の寸法は、44.7×2
9.3×10.7mm、焼結体の寸法は30.5×20.5×7.2mmであっ
た。メチルセルロース水溶液を50℃まで昇温して用いた
場合に得られた乾燥直方体の寸法は、44.7×30.3×10.4
mm、焼結体の寸法は30.1×20.9×7.2mmであった。
得られた焼結体の気孔率及び３点曲げ強度を測定し、
結果を下記の第１表に示す。
結果を下記の第１表に示す。
実施例２ 1000mlのビーカーに水450gと実施例１に使用したのと
同じMC8.1gを入れ、ハンドミキサーで攪拌してMCを充分
に溶解させると共に起泡させた。メレンゲ状になったと
ころで、実施例１で調製したハイドロキシアパタイト粉
体を50g加えてよく混合し、均一なスラリーとして、200
mlのビーカー４個に流し入れ、90℃の乾燥機に３時間入
れてスラリーをゲル化させた。さらに、乾燥機に48時間
入れて乾燥した。乾燥後、実施例１と同様の操作を加え
て、44.6×29.8×10.3mmの乾燥直方体から30.1×20.1×
7.2mmの焼結体が得られた。この焼結体の気孔率と３点
曲げ強度を測定した。
同じMC8.1gを入れ、ハンドミキサーで攪拌してMCを充分
に溶解させると共に起泡させた。メレンゲ状になったと
ころで、実施例１で調製したハイドロキシアパタイト粉
体を50g加えてよく混合し、均一なスラリーとして、200
mlのビーカー４個に流し入れ、90℃の乾燥機に３時間入
れてスラリーをゲル化させた。さらに、乾燥機に48時間
入れて乾燥した。乾燥後、実施例１と同様の操作を加え
て、44.6×29.8×10.3mmの乾燥直方体から30.1×20.1×
7.2mmの焼結体が得られた。この焼結体の気孔率と３点
曲げ強度を測定した。
平均気孔率は57.2％、平均曲げ強度は44.2kg/cm2であ
った。
った。
実施例３ カルボキシメチルセルロース（Serva Feinbio−chemi
ca GmbH＆Co.製、以下CMCと記す）2gとイットリア３モ
ル％固溶部分安定化ジルコニアの球状粉末100gをよく混
ぜ合わせ、水100gを加えてハンドミキサーで良く攪拌し
て気泡を含んだジルコニアセラミックスのスラリーを作
り、300mlのビーカーに流し込み、90℃の乾燥機に24時
間入れて増粘・乾燥した。乾燥体をハンドソーを用いて
44.6×30.6×8.7mmの直方体に切り出し、昇温速度300℃
／分で1550℃まで温度を上げ、２時間保持した後、200
℃／分の速度で室温まで下げる方法で焼成し、気孔率と
３点曲げ強度を測定した。
ca GmbH＆Co.製、以下CMCと記す）2gとイットリア３モ
ル％固溶部分安定化ジルコニアの球状粉末100gをよく混
ぜ合わせ、水100gを加えてハンドミキサーで良く攪拌し
て気泡を含んだジルコニアセラミックスのスラリーを作
り、300mlのビーカーに流し込み、90℃の乾燥機に24時
間入れて増粘・乾燥した。乾燥体をハンドソーを用いて
44.6×30.6×8.7mmの直方体に切り出し、昇温速度300℃
／分で1550℃まで温度を上げ、２時間保持した後、200
℃／分の速度で室温まで下げる方法で焼成し、気孔率と
３点曲げ強度を測定した。
得られたセラミックスは連通性のある多孔体であり、
その平均気孔率は43.8％、平均曲げ強度は688kg/cm2で
あった。焼結体の寸法は30.6×21×6.1mmであった。
その平均気孔率は43.8％、平均曲げ強度は688kg/cm2で
あった。焼結体の寸法は30.6×21×6.1mmであった。
実施例４ ポリビニルアルコール（和光純薬工業（株）製、重合
度2000、以下、PVAと記す）の７％水溶液150gと硼酸の
５％水溶液100gを別々の容器に入れて80℃の水浴で加熱
し、両者が70℃以上の温度に達したら、攪拌しながら混
合し、攪拌しながら冷ました。溶液が気泡を含んだ流動
性ゲルとなり、やや白濁した時点で攪拌をやめて実施例
１で調製したハイドロキシアパタイト粉体120gと混合し
た後、300mlのビーカーに入れ、50℃の乾燥機に24時間
入れて乾燥してゲル化した後、90℃の乾燥機にさらに24
時間入れて乾燥し、46.1×31.5×11.7mmの乾燥直方体を
作製し、加工・脱脂・焼成を実施例１と同様に行い、平
均気孔率54.1％、平均曲げ強度41kg/cm2の球形気孔を有
する多孔体を得た。この焼結体の寸法は32.2×22.7×7.
8であった。
度2000、以下、PVAと記す）の７％水溶液150gと硼酸の
５％水溶液100gを別々の容器に入れて80℃の水浴で加熱
し、両者が70℃以上の温度に達したら、攪拌しながら混
合し、攪拌しながら冷ました。溶液が気泡を含んだ流動
性ゲルとなり、やや白濁した時点で攪拌をやめて実施例
１で調製したハイドロキシアパタイト粉体120gと混合し
た後、300mlのビーカーに入れ、50℃の乾燥機に24時間
入れて乾燥してゲル化した後、90℃の乾燥機にさらに24
時間入れて乾燥し、46.1×31.5×11.7mmの乾燥直方体を
作製し、加工・脱脂・焼成を実施例１と同様に行い、平
均気孔率54.1％、平均曲げ強度41kg/cm2の球形気孔を有
する多孔体を得た。この焼結体の寸法は32.2×22.7×7.
8であった。
実施例５ 湿式法によって合成されたハイドロキシアパタイトス
ラリーを噴霧乾燥することにより平均粒径12μｍに造粒
した。このようにして得た球状のハイドロキシアパタイ
ト粉末の一部をボールミルで粉砕して平均粒径１μｍの
微粉体を作った。
ラリーを噴霧乾燥することにより平均粒径12μｍに造粒
した。このようにして得た球状のハイドロキシアパタイ
ト粉末の一部をボールミルで粉砕して平均粒径１μｍの
微粉体を作った。
水150gに対してMC2gを加えて攪拌し、溶解させると共
に気泡を含んだ水溶液とした。これに上記の平均粒径12
μｍの粉末45gと微粉5gを加えてよく混合した。
に気泡を含んだ水溶液とした。これに上記の平均粒径12
μｍの粉末45gと微粉5gを加えてよく混合した。
300mlのビーカーに流し込んでゲル化させ、さらに80
℃の乾燥機に36時間入れてゲル化・乾燥した。得られた
44.8×29.9×10.3mmの乾燥直方体から実施例１と同様に
操作して30.5×20.4×7.3mmの焼結体を得た。
℃の乾燥機に36時間入れてゲル化・乾燥した。得られた
44.8×29.9×10.3mmの乾燥直方体から実施例１と同様に
操作して30.5×20.4×7.3mmの焼結体を得た。
この焼結体の平均気孔率は57.2％、平均曲げ強度は4
8.2kg/cm2であった。
8.2kg/cm2であった。
実施例６ メチルセルロース1.5gを水100g中に溶解させ、ハンド
ミキサーで泡立て、共沈法により作製したイットリア３
モル％固溶部分安定化ジルコニアを口別し、乾燥して得
た粉体を50g加えてさらに攪拌し、200mlのガラスビーカ
ーに流し入れ、80℃の乾燥機に24時間入れてゲル化・乾
燥後、実施例３と同じ条件で加工、焼成し、気孔率58.2
％、平均曲げ強度321.7kg/cm2の多孔質ジルコニアセラ
ミックスを得た。
ミキサーで泡立て、共沈法により作製したイットリア３
モル％固溶部分安定化ジルコニアを口別し、乾燥して得
た粉体を50g加えてさらに攪拌し、200mlのガラスビーカ
ーに流し入れ、80℃の乾燥機に24時間入れてゲル化・乾
燥後、実施例３と同じ条件で加工、焼成し、気孔率58.2
％、平均曲げ強度321.7kg/cm2の多孔質ジルコニアセラ
ミックスを得た。
「発明の効果」 本発明による多孔質セラミックスは、気泡に由来する
マクロポアと、球状二次粒子粉体の間隙によって形成さ
れる３次元連通孔（マイクロポア）がともに均一に分布
し、優れた強度及び切削性を有し、人工生体材料、液体
クロマトグラフィー用充填剤、触媒担体、各種の電気・
電子材料、原子炉材料、セラミック発熱体など様々な製
品の材料として有用である。
マクロポアと、球状二次粒子粉体の間隙によって形成さ
れる３次元連通孔（マイクロポア）がともに均一に分布
し、優れた強度及び切削性を有し、人工生体材料、液体
クロマトグラフィー用充填剤、触媒担体、各種の電気・
電子材料、原子炉材料、セラミック発熱体など様々な製
品の材料として有用である。
本発明の方法によれば、乾燥の際の収縮がほぼ等方的
に進行するため、乾燥工程で割れ等を生じることなく、
容易に多孔質セラミックスを製造することができる。
に進行するため、乾燥工程で割れ等を生じることなく、
容易に多孔質セラミックスを製造することができる。
また、本発明の方法において、流動性ゲル又はスラリ
ー中に包含される気泡の大きさ及び量は、攪拌によって
コントロールすることができ、容易に3mm以下の気孔径
のマクロポアに揃えることができ、例えば1mm以下の気
孔径のマクロポアを有する比較的複雑な形状のものを作
成することができる。
ー中に包含される気泡の大きさ及び量は、攪拌によって
コントロールすることができ、容易に3mm以下の気孔径
のマクロポアに揃えることができ、例えば1mm以下の気
孔径のマクロポアを有する比較的複雑な形状のものを作
成することができる。
さらに、乾燥体は、セラミックスの粒子同士を高分子
物質が糊付けした状態であるため、切削加工に耐える強
度を有し、仮焼成を行うことなく、乾燥体のまま切削加
工することができる。本発明において、セラミックス原
料粉体の球状二次粒子とともにその微粉体を存在させる
ことによって、強度の一層高いセラミックスが得られ
る。
物質が糊付けした状態であるため、切削加工に耐える強
度を有し、仮焼成を行うことなく、乾燥体のまま切削加
工することができる。本発明において、セラミックス原
料粉体の球状二次粒子とともにその微粉体を存在させる
ことによって、強度の一層高いセラミックスが得られ
る。
Claims (11)
- 【請求項１】気泡に由来する孔径20〜2000μｍの球形の
マクロポアと、セラミックス原料一次粒子の凝集体から
なる球状二次粒子粉体の間隙によって形成される３次元
連通孔とを有する多孔質セラミックス。 - 【請求項２】球状二次粒子粉体が10〜100μｍの平均粒
径を有する請求項１記載の多孔質セラミックス。 - 【請求項３】球状二次粒子粉体が粒径0.1〜２μｍの不
定形微粉体を含む請求項１又は２記載の多孔質セラミッ
クス。 - 【請求項４】一次粒子を凝集して形成した球状二次粒子
から成るセラミックス原料粉体と、セルロース誘導体、
多糖類及び合成重合体から成る群から選択された高分子
物質と、攪拌により形成した気泡とを含むスラリー又は
流動性ゲルを注型し、増粘又はゲル化して気泡を保持さ
せ、乾燥させて得られたことを特徴とする多孔質セラミ
ックス製造用乾燥体。 - 【請求項５】球状二次粒子から成るセラミックス原料粉
体が10〜100μｍの平均粒径を有する請求項４記載の多
孔質セラミックス製造用乾燥体。 - 【請求項６】球状二次粒子から成るセラミックス原料粉
体が粒径0.1〜２μｍの不定形微粉体を含む請求項４又
は５記載の多孔質セラミックス製造用乾燥体。 - 【請求項７】高分子物質がスラリー又は流動性ゲル中に
0.1〜10重量％含むように配合された請求項４記載の多
孔質セラミックス製造用乾燥体。 - 【請求項８】一次粒子を凝集して形成した球状二次粒子
から成るセラミックス原料粉体と、セルロース誘導体、
多糖類及び合成重合体から成る群から選択された高分子
物質と、攪拌により形成した気泡とを含むスラリー又は
流動性ゲルを注型し、増粘又はゲル化して気泡を保持さ
せ、乾燥させることを特徴とする多孔質セラミックス製
造用乾燥体の製造方法。 - 【請求項９】球状二次粒子から成るセラミックス原料粉
体が10〜100μｍの平均粒径を有する請求項８記載の多
孔質セラミックス製造用乾燥体の製造方法。 - 【請求項１０】球状二次粒子から成るセラミックス原料
粉体が粒径0.1〜２μｍの不定形微粉体を含む請求項８
又は９記載の多孔質セラミックス製造用乾燥体の製造方
法。 - 【請求項１１】請求項４から７のいずれか１項に記載の
多孔質セラミックス製造用乾燥体を、必要に応じて成形
加工した後、焼成することを特徴とする多孔質セラミッ
クスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1243105A JP3058174B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | 多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-235520 | 1988-09-20 | ||
| JP23552088 | 1988-09-20 | ||
| JP1243105A JP3058174B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | 多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167868A JPH02167868A (ja) | 1990-06-28 |
| JP3058174B2 true JP3058174B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=26532178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1243105A Expired - Fee Related JP3058174B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | 多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058174B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7514024B2 (en) | 2000-12-07 | 2009-04-07 | Hoya Corporation | Method for producing a porous sintered body of calcium phosphate-based ceramic |
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| KR100430478B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 집진용 다공성 세라믹 여과재의 제조방법 |
| KR100430477B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 이중 에멀전법을 이용한 다공성 세라믹 펠렛의 제조방법 |
| US6949251B2 (en) * | 2001-03-02 | 2005-09-27 | Stryker Corporation | Porous β-tricalcium phosphate granules for regeneration of bone tissue |
| JP2004041313A (ja) | 2002-07-09 | 2004-02-12 | Pentax Corp | リン酸カルシウムブロックを含むリン酸カルシウム−合成樹脂複合体及びその製造方法 |
| JP2004097794A (ja) | 2002-07-19 | 2004-04-02 | Pentax Corp | リン酸カルシウム−合成樹脂−金属複合体及びその製造方法 |
| KR100460452B1 (ko) * | 2002-08-23 | 2004-12-08 | 한국화학연구원 | 순간 겔화법을 이용한 다공성 유·무기 복합체의 제조방법 |
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| JP4540969B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2010-09-08 | Ｈｏｙａ株式会社 | リン酸カルシウムセラミックス多孔体及びその製造方法 |
| KR100785652B1 (ko) * | 2007-04-04 | 2007-12-14 | 박민화 | 단열 및 방음효과가 우수한 발포세라믹의 제조방법 |
| JP5939529B2 (ja) * | 2011-03-22 | 2016-06-22 | 学校法人明治大学 | リン酸カルシウム多孔体およびその製造方法 |
| AU2013278347C1 (en) | 2012-06-20 | 2017-09-28 | Jnc Corporation | Method for producing porous calcium phosphate body, and porous calcium phosphate body produced thereby |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP1243105A patent/JP3058174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7514024B2 (en) | 2000-12-07 | 2009-04-07 | Hoya Corporation | Method for producing a porous sintered body of calcium phosphate-based ceramic |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02167868A (ja) | 1990-06-28 |
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