JP4898093B2 - Ceramic molding binder, green body, ceramic molded body, and ceramic bonding method - Google Patents

Ceramic molding binder, green body, ceramic molded body, and ceramic bonding method Download PDF

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Description

本発明はセラミックス成形用バインダー、該バインダーを含む水系セラミックスラリー及び水系混練り物、該水系セラミックスラリー又は水系混練り物から得られるグリーン体及びセラミックス成形体、並びに前記セラミックスラリー又は水系混練り物を接着剤として用いるセラミックス接着法に関する。   The present invention provides a ceramic molding binder, an aqueous ceramic slurry containing the binder and an aqueous kneaded material, a green body and a ceramic molded body obtained from the aqueous ceramic slurry or an aqueous kneaded material, and the ceramic slurry or the aqueous kneaded material as an adhesive. The present invention relates to a ceramic bonding method to be used.

セラミックス成形体は、一般に、セラミック粉末と成形用バインダーとを溶媒中で混合してセラミックスラリーを調製し、これを乾燥して得られた成形用粉体をプレスして成形体(グリーン体)とし、次いで該グリーン体を焼成することにより製造される。従来、前記成形用バインダーとして、ポリビニルブチラールやアクリル系樹脂等が用いられ、溶媒として、アルコールや芳香族系溶媒等の有機溶媒が用いられていた。このため、爆発や火災に対する防爆、防火設備を設置したり、臭気や毒性等に対する作業者の安全衛生を確保する必要があった。   In general, a ceramic molded body is prepared by mixing ceramic powder and a molding binder in a solvent to prepare a ceramic slurry, and drying the resulting powder to form a green body. The green body is then fired. Conventionally, polyvinyl butyral, an acrylic resin, or the like has been used as the molding binder, and an organic solvent such as alcohol or an aromatic solvent has been used as the solvent. For this reason, it was necessary to install explosion-proof and fire-proof equipment against explosions and fires, and to ensure the safety and health of workers against odors and toxicity.

このような問題を解決するため、有機溶媒を使用しない水系バインダーが提案されている。例えば、特公平6−6504号公報には、ビニルエステルと該ビニルエステルとラジカル共重合可能な(メタ)アリル基を有する非イオン性単量体との共重合体をケン化して得られるビニルアルコール単位が20〜90モル%であるポリビニルアルコール系水溶性共重合体からなるセラミックス成形用バインダーが開示されている。しかし、成形用バインダーとしてこのような水溶性ポリマーを用いた場合には成形体の強度が低く、強度を上げるためにはバインダーの添加量を多くする必要があるという問題がある。また、このような水溶性ポリマーはポリマー含有量を数%と低くしないと水溶液の粘度が高く取り扱いにくいので、大量の水が必要となる。従って、乾燥に多大なエネルギーを要し、非効率的である。また、得られたグリーンシートのタフネスは必ずしも十分とは言い難い。   In order to solve such a problem, an aqueous binder that does not use an organic solvent has been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 6-6504 discloses a vinyl alcohol obtained by saponifying a copolymer of a vinyl ester and a nonionic monomer having a (meth) allyl group capable of radical copolymerization with the vinyl ester. A ceramic molding binder comprising a polyvinyl alcohol-based water-soluble copolymer having a unit of 20 to 90 mol% is disclosed. However, when such a water-soluble polymer is used as a molding binder, there is a problem that the strength of the molded product is low, and in order to increase the strength, it is necessary to increase the amount of binder added. In addition, such a water-soluble polymer requires a large amount of water because the viscosity of the aqueous solution is high and difficult to handle unless the polymer content is reduced to several percent. Therefore, much energy is required for drying, which is inefficient. In addition, the toughness of the obtained green sheet is not necessarily sufficient.

そこで、粘度の低い水分散系のポリマー、すなわちラテックスを用いることが提案された。例えば、特開2000−63181号公報には、特殊なアクリルエマルジョンと水溶性アクリル樹脂とを含むバインダーが開示されている。しかし、このバインダーを用いると、粘性は改善されるものの、得られるグリーンシートのタフネスは依然として十分とは言えない。   Therefore, it has been proposed to use an aqueous dispersion polymer having a low viscosity, that is, a latex. For example, JP 2000-63181 A discloses a binder containing a special acrylic emulsion and a water-soluble acrylic resin. However, when this binder is used, although the viscosity is improved, the toughness of the obtained green sheet is still not sufficient.

特開平10−120468号公報には、水溶性のポリビニルアセタール樹脂をシラン変性することで、セラミック粉末との親和性を高め、得られるグリーンシートのタフネスを向上させた例が開示されている。しかしながら、このバインダーでは、前述の水溶性ポリマーの問題である粘度上昇は解決できない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-120468 discloses an example in which a water-soluble polyvinyl acetal resin is modified with silane to increase the affinity with ceramic powder and to improve the toughness of the resulting green sheet. However, this binder cannot solve the increase in viscosity, which is a problem of the water-soluble polymer described above.

一方、陶器や磁器は製造過程や流通過程において、衝撃により割れや欠けが生じることが多い。このような割れや欠けが生じた陶器等は、一旦焼成されているため完全な復元が困難であることから、従来は産業廃棄物として処分されていた。しかしながら、近年、資源の有効利用等の観点から、これらの破損した陶器等の再利用が望まれている。   On the other hand, ceramics and porcelain are often cracked or chipped by impact during the manufacturing process or distribution process. Ceramics and the like having such cracks and chips have been disposed of as industrial waste in the past because they are once baked and thus cannot be completely restored. However, in recent years, from the viewpoint of effective use of resources, it is desired to reuse these damaged ceramics.

特公平6−6504号公報Japanese Patent Publication No. 6-6504 特開2000−63181号公報JP 2000-63181 A 特開平10−120468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-120468

本発明の目的は、成形時に有機溶媒を使用する必要がなく、粘度が低く成形時のハンドリング性に優れ、且つ柔軟性に富み、十分なタフネスを有するグリーン体を製造でき、しかも高い強度を持つ焼成物を得ることのできるセラミックス成形用バインダー、水系セラミックスラリー及び水系混練り物を提供することにある。   The object of the present invention is that it is not necessary to use an organic solvent at the time of molding, it is possible to produce a green body having a low viscosity, excellent handling properties at the time of molding, high flexibility, sufficient toughness, and high strength. An object of the present invention is to provide a ceramic molding binder, an aqueous ceramic slurry and an aqueous kneaded material from which a fired product can be obtained.

本発明の他の目的は、上記のような優れた特性を有する水系セラミックスラリー又は水系混練り物から得られる十分なタフネスを有するグリーン体及びセラミックス成形体を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a green body and a ceramic molded body having sufficient toughness obtained from an aqueous ceramic slurry or an aqueous kneaded product having excellent characteristics as described above.

本発明のさらに他の目的は、破損した陶器や磁器等を再利用する上で有用なセラミックス成形用バインダー、水系セラミックスラリー、水系混練り物、グリーン体、及び該グリーン体を焼成して得られるセラミックス成形体を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a ceramic molding binder, an aqueous ceramic slurry, an aqueous kneaded product, a green body, and a ceramic obtained by firing the green body, which are useful for reusing damaged ceramics and porcelain. The object is to provide a molded body.

本発明のさらに他の目的は、操作性、作業性に優れ、しかも高い接着強度が得られるセラミックス接着法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a ceramic bonding method that is excellent in operability and workability and that provides high bonding strength.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ポリマーラテックスと珪酸塩化合物とを組み合わせたバインダーによれば、有機溶媒を使用する必要がなく、粘度が低くハンドリング性に優れ、しかも強度の高いグリーン体及びセラミックス成形体を製造できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a binder combining a polymer latex and a silicate compound does not require the use of an organic solvent and has low viscosity and excellent handling properties. In addition, the present inventors have found that a green body and a ceramic molded body having high strength can be produced, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ポリマーラテックスと、SiO 2 換算で、非揮発分全体に対して1〜50重量%のオルトケイ酸ナトリウム又は水ガラスとを主成分とするラテックス状セラミックス成形用バインダーであって、ポリマーラテックスを構成するポリマーが第4級アンモニウム塩基を有し、且つ、ポリマーラテックスを構成するポリマーがオルト珪酸ナトリウム又は水ガラスと結合しているセラミックス成形用バインダーを提供する。 That is, the present invention is a latex-like ceramic molding binder mainly composed of a polymer latex and 1 to 50% by weight of sodium orthosilicate or water glass in terms of SiO 2 with respect to the entire nonvolatile content , Provided is a ceramic molding binder in which a polymer constituting the polymer latex has a quaternary ammonium base, and the polymer constituting the polymer latex is bonded to sodium orthosilicate or water glass.

本発明は、また、前記セラミックス成形用バインダーと平均粒径0.1μm以上〜500μm未満の粉末状無機材料とを少なくとも含む水系セラミックスラリーを提供する。 The present invention also provides an aqueous ceramic slurry containing at least the ceramic molding binder and a powdered inorganic material having an average particle size of 0.1 μm to less than 500 μm .

本発明は、さらに、前記セラミックス成形用バインダーと平均粒径500〜5000μmの粒状無機材料とを少なくとも含む水系混練り物を提供する。 The present invention further provides an aqueous kneaded material containing at least the binder for forming a ceramic and a particulate inorganic material having an average particle diameter of 500 to 5000 μm .

本発明は、さらにまた、前記水系セラミックスラリー又は水系混練り物を成形したグリーン体を提供する。   The present invention further provides a green body obtained by molding the aqueous ceramic slurry or aqueous kneaded material.

本発明は、さらに、複数個のグリーン体又はセラミックス成形体を前記水系セラミックスラリー又は水系混練り物を接着剤として用いて接合し、次いで焼成することを特徴とするセラミックス接着法を提供する。   The present invention further provides a ceramic bonding method characterized in that a plurality of green bodies or ceramic molded bodies are joined using the aqueous ceramic slurry or aqueous kneaded material as an adhesive and then fired.

本発明のセラミックス成形用バインダー、水系セラミックスラリー及び水系混練り物によれば、成形時に有機溶媒を使用する必要がなく、粘度が低く成形時のハンドリング性に優れ、且つ柔軟性に富み、十分なタフネスを有するグリーン体を製造でき、しかも高い強度を持つ焼成物を得ることができる。   According to the ceramic molding binder, the aqueous ceramic slurry and the aqueous kneaded material of the present invention, it is not necessary to use an organic solvent at the time of molding, the viscosity is low, the handling property at the time of molding is excellent, the flexibility is high, and the toughness is sufficient. Can be produced, and a fired product having high strength can be obtained.

本発明のグリーン体は、上記のような優れた特性を有する水系セラミックスラリー又は水系混練り物を用いるので、柔軟でしかも十分なタフネスを有する。また、本発明のセラミックス成形体は、高い強度を有する。   The green body of the present invention uses a water-based ceramic slurry or a water-based kneaded material having the above-described excellent characteristics, and thus is flexible and has sufficient toughness. Moreover, the ceramic molded body of the present invention has high strength.

また、本発明によれば、破損した陶器や磁器等を簡易な操作で再利用することができる。   Moreover, according to this invention, the broken ceramics, porcelain, etc. can be reused by simple operation.

本発明のセラミックス接着法によれば、操作性、作業性に優れるとともに、複数個のグリーン体又はセラミックス成形体から、高い接着強度で接着した1つのセラミックス成形体を得ることができる。   According to the ceramic bonding method of the present invention, it is excellent in operability and workability, and one ceramic molded body bonded with high adhesive strength can be obtained from a plurality of green bodies or ceramic molded bodies.

なお、本明細書において、「セラミックスラリー」とは、セラミック原料粉末に限らず広く粉末状無機材料を含有するスラリーを意味し、「グリーン体」とは、セラミック原料粉末を含有するセラミックスラリーの未焼成成形体に限らず、広く粉末状又は粒状の無機材料(一度焼成されたものを含む)を含有するスラリー又は混練り物の焼成前の無機成形体を意味する。また、「セラミックス成形体」とは前記「グリーン体」の焼成物を意味する。   In the present specification, “ceramic slurry” means a slurry containing not only ceramic raw material powder but also a powdered inorganic material, and “green body” means an unsatisfactory ceramic slurry containing ceramic raw material powder. It means not only a fired molded body but also an inorganic molded body before firing a slurry or kneaded material containing a wide variety of powdered or granular inorganic materials (including those fired once). The “ceramic molded body” means a fired product of the “green body”.

[セラミックス成形用バインダー]
本発明のセラミック成形用バインダーは、ポリマーラテックス(ポリマーの水性分散液)と珪酸塩化合物とを主成分とし、ラテックス状を呈している。該バインダーは、ポリマーラテックスと珪酸塩化合物又はその水溶液とを混合することにより製造できる。このようなバインダーでは、これにセラミック原料粉末などの無機材料を添加して水系セラミックスラリーや水系混練り物とした場合に、珪酸塩化合物を媒介として前記ポリマーと無機材料との親和性が向上する。そのため、上記水系セラミックスラリー又は水系混練り物を成形することにより、柔軟で且つ機械的強度の高いグリーン体を得ることができる。また、該グリーン体は比較的低温で焼結できると共に、焼成の際に珪酸塩の縮合により形成されるガラス質が無機粒子間を強く結合するため、高い強度を有するセラミックス成形体が得られる。また、前記水系セラミックスラリーや水系混練り物は、焼成により高い強度が発現するため、セラミックス成形体の強力な接着剤として利用できる。
[Ceramics binder]
The binder for ceramic molding of the present invention is mainly composed of a polymer latex (aqueous dispersion of polymer) and a silicate compound, and has a latex form. The binder can be produced by mixing a polymer latex and a silicate compound or an aqueous solution thereof. In such a binder, when an inorganic material such as ceramic raw material powder is added to the binder to form a water-based ceramic slurry or a water-based kneaded product, the affinity between the polymer and the inorganic material is improved through the silicate compound. Therefore, a green body that is flexible and has high mechanical strength can be obtained by molding the aqueous ceramic slurry or aqueous kneaded material. Further, the green body can be sintered at a relatively low temperature, and the vitreous formed by the condensation of silicate during firing strongly bonds the inorganic particles, so that a ceramic molded body having high strength can be obtained. Moreover, since the said aqueous ceramic slurry and aqueous | water-based kneaded material express high intensity | strength by baking, they can be utilized as a strong adhesive agent of a ceramic molded object.

ポリマーラテックスを構成するポリマーとしては、エラストマーを含む広義のゴムが挙げられる。ゴムとして、例えば、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(ニトリルゴム)、BR(ブタジエンゴム)、IR(イソプレンゴム)、EPM(エチレン−プロピレンゴム)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、IIR(ブチルゴム)、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム等の合成ゴム;NR(天然ゴム);及びこれらの変性体(変性ゴム)などが利用できる。これらのゴムは単独で又は2種以上混合して使用できる。   Examples of the polymer constituting the polymer latex include rubber in a broad sense including an elastomer. Examples of rubber include SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (nitrile rubber), BR (butadiene rubber), IR (isoprene rubber), EPM (ethylene-propylene rubber), EPDM (ethylene-propylene-diene rubber), CR ( Chloroprene rubber), IIR (butyl rubber), halogenated butyl rubber, acrylic rubber, urethane rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, epichlorohydrin rubber and other synthetic rubbers; NR (natural rubber); and modified products thereof (modified) Rubber) can be used. These rubbers can be used alone or in admixture of two or more.

これらのゴムの中でも、窒素原子含有基、酸素原子含有基、硫黄原子含有基などの極性基を含むゴムが好ましい。このようなゴムでは、無機材料と親和性の高い珪酸塩化合物がゴム分子に接近しやすくなるため、或いはゴム分子と結合できるため、結果としてバインダー機能を有するゴムと無機材料との親和性が向上し、グリーン体の柔軟性及び強度、並びにセラミックス成形体の強度がより一層向上する。極性基を含むゴムは、例えば、極性基を含む単量体をゴムを構成する主単量体と共重合させたり、極性基を含む単量体をゴム分子にグラフト化させることにより、またさらに、前記極性基がイオン化可能な場合には適当な手段で該極性基をイオン化することにより製造できる。   Among these rubbers, rubbers containing polar groups such as nitrogen atom-containing groups, oxygen atom-containing groups and sulfur atom-containing groups are preferred. In such a rubber, since a silicate compound having a high affinity with an inorganic material is easily accessible to the rubber molecule or can be bonded to the rubber molecule, the affinity between the rubber having a binder function and the inorganic material is improved as a result. In addition, the flexibility and strength of the green body and the strength of the ceramic molded body are further improved. A rubber containing a polar group is obtained by, for example, copolymerizing a monomer containing a polar group with a main monomer constituting the rubber, or grafting a monomer containing a polar group onto a rubber molecule. When the polar group can be ionized, it can be produced by ionizing the polar group by an appropriate means.

前記極性基としては、特に、アミノ基(第1級、第2級又は第3級アミノ基)等の窒素原子含有基;前記アミノ基の塩、第4級アンモニウム塩基等のオニウム塩基などのカチオン性基が好ましい。前記カチオン性基のゴムへの導入法としては、アミノ基を有する単量体を共重合又はグラフト化に付した後に酸で中和する方法、アミノ基を有する単量体を酸で中和した後に共重合又はグラフト化に付す方法、第4級アンモニウム塩基を有する単量体を共重合又はグラフト化に付す方法、第3級アミノ基(−N=を含む)を有する単量体を共重合又はグラフト化に付した後、アルキル化剤を反応させて該第3級アミノ基を4級塩化する方法などが挙げられる。アルキル化剤として、例えば、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化プロピル、臭化プロピル、ヨウ化プロピル、塩化ブチル、臭化ブチル、ヨウ化ブチル、塩化ベンジル、臭化ベンジル、エピクロルヒドリンなどのハロゲン化炭化水素又はその誘導体(特にハロゲン化アルキル、ハロゲン化アラルキル等)などが挙げられる。アルキル化剤による4級塩化は水中で行うことができるので、反応にはポリマーラテックスを使用できる。   Examples of the polar group include nitrogen atom-containing groups such as amino groups (primary, secondary, or tertiary amino groups); cations such as salts of the amino groups and onium bases such as quaternary ammonium bases. Sexual groups are preferred. As a method of introducing the cationic group into the rubber, a monomer having an amino group is subjected to copolymerization or grafting and then neutralized with an acid, and a monomer having an amino group is neutralized with an acid. A method of later subjecting to copolymerization or grafting, a method of subjecting a monomer having a quaternary ammonium base to copolymerization or grafting, and a monomer having a tertiary amino group (including -N =) Alternatively, after the grafting, a method in which an alkylating agent is reacted to quaternize the tertiary amino group can be mentioned. Examples of alkylating agents include methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl iodide, propyl chloride, propyl bromide, propyl iodide, butyl chloride, butyl bromide, butyl iodide. , Halogenated hydrocarbons such as benzyl chloride, benzyl bromide, epichlorohydrin or derivatives thereof (particularly alkyl halides, halogenated aralkyls, etc.). Since quaternary chlorination with an alkylating agent can be carried out in water, a polymer latex can be used for the reaction.

窒素原子含有基或いはカチオン性基を有する単量体の代表的な例として、例えば、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ビニルピロリドン又はこれらの塩等の窒素原子含有複素環式ビニル化合物又はその塩;4−(2−ジメチルアミノエチル)スチレン又はその塩等のアルキルアミノアルキル基置換芳香族ビニル化合物又はその塩;N−(ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド又はその塩等のN−(ジアルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド又はその塩;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート又はその塩等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート又はその塩などが挙げられる。   As a typical example of a monomer having a nitrogen atom-containing group or a cationic group, for example, a nitrogen atom-containing heterocyclic vinyl compound such as vinylpyridine, vinylimidazole, vinylpyrrolidone or a salt thereof or a salt thereof; (2-dimethylaminoethyl) alkylaminoalkyl group-substituted aromatic vinyl compound or salt thereof such as styrene or a salt thereof; N- (dialkylaminoalkyl) such as N- (dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide or a salt thereof ( (Meth) acrylamide or a salt thereof; and dialkylaminoalkyl (meth) acrylate or a salt thereof such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate or a salt thereof.

珪酸塩化合物としては、水溶性の珪酸塩が好ましく、その代表的な例として、オルト珪酸ナトリウム、水ガラスなどが挙げられる。   As the silicate compound, a water-soluble silicate is preferable, and typical examples thereof include sodium orthosilicate and water glass.

本発明においては、グリーン体の柔軟性及び強度並びにセラミックス成形体の強度向上の観点から、ポリマーラテックスを構成するポリマー(ゴム)と珪酸塩化合物とが均一に分散しているか又は結合しているのが好ましい。ポリマーラテックスを構成するポリマー(ゴム)と珪酸塩化合物とが均一に分散しているバインダーは、ポリマーラテックスと珪酸塩化合物の水溶液とを混合し、十分に撹拌することにより得ることができる。   In the present invention, the polymer (rubber) constituting the polymer latex and the silicate compound are uniformly dispersed or bonded from the viewpoint of improving the flexibility and strength of the green body and the strength of the ceramic molded body. Is preferred. The binder in which the polymer (rubber) constituting the polymer latex and the silicate compound are uniformly dispersed can be obtained by mixing the polymer latex and the aqueous solution of the silicate compound and sufficiently stirring them.

前記ポリマーと珪酸塩化合物とが結合したポリマーは、例えば、第4級アンモニウム塩基を有するポリマーと珪酸塩化合物とを反応させる(塩交換する)ことにより得ることができる。反応は該第4級アンモニウム塩基を有するポリマーの水分散液(ラテックス)と珪酸塩化合物の水溶液とを混合、撹拌することにより行うことができる。より具体的には、例えば、ピリジニウムハライド基を有するポリマーと水ガラスとを反応させることにより、ピリジニウムシリケート基を有するポリマーが得られる。なお、第4級アンモニウム塩基を有するポリマーは、前記のように、第4級アンモニウム塩基を有する単量体を共重合又はグラフト化に付す方法、第3級アミノ基を有する単量体を共重合又はグラフト化に付した後、アルキル化剤を反応させて第3級アミノ基を4級塩化する方法などにより得ることができる。また、前記ポリマーと珪酸塩化合物とが結合したポリマーは、アミノ基(特に第3級アミノ基)を有するポリマーと珪酸塩化合物を強酸により遊離化して得られる珪酸化合物とを反応させること(塩形成反応)により得ることもできる。   The polymer in which the polymer and the silicate compound are bonded can be obtained, for example, by reacting (salt exchange) a polymer having a quaternary ammonium base and the silicate compound. The reaction can be carried out by mixing and stirring an aqueous dispersion (latex) of the polymer having the quaternary ammonium base and an aqueous solution of a silicate compound. More specifically, for example, a polymer having a pyridinium silicate group is obtained by reacting a polymer having a pyridinium halide group with water glass. In addition, as described above, the polymer having a quaternary ammonium base is a method in which a monomer having a quaternary ammonium base is copolymerized or grafted, and a monomer having a tertiary amino group is copolymerized. Alternatively, it can be obtained by grafting and then reacting an alkylating agent to quaternize the tertiary amino group. The polymer in which the polymer and the silicate compound are bonded is a reaction between a polymer having an amino group (particularly a tertiary amino group) and a silicate compound obtained by liberating the silicate compound with a strong acid (salt formation). Reaction).

バインダー中の珪酸塩化合物の量は、SiO2換算で、非揮発分全体に対して、例えば1〜50重量%、好ましくは5〜20重量%程度である。珪酸塩化合物の量がSiO2換算で1重量%未満では、セラミック原料等の無機材料との親和性が低く、補強効果が小さくなりやすい。また、50重量%を超えると、可塑性が低下し、成形体のタフネスが低下しやすくなる。 The amount of the silicate compound in the binder is, for example, about 1 to 50% by weight, preferably about 5 to 20% by weight, based on the entire non-volatile content, in terms of SiO 2 . When the amount of the silicate compound is less than 1% by weight in terms of SiO 2 , the affinity with an inorganic material such as a ceramic raw material is low, and the reinforcing effect tends to be small. Moreover, when it exceeds 50 weight%, plasticity will fall and the toughness of a molded object will fall easily.

バインダー中には、必要に応じて、各種添加剤が配合されていてもよい。   Various additives may be blended in the binder as necessary.

[水系セラミックスラリー]
本発明の水系セラミックスラリーは、前記セラミックス成形用バインダーと粉末状無機材料とを少なくとも含んでいる。この水系セラミックスラリーは、前記セラミックス成形用バインダーと、粉末状無機材料と、必要に応じて水とを混合機(ボールミル等)により混合することにより製造できる。
[Water-based ceramic slurry]
The aqueous ceramic slurry of the present invention contains at least the binder for forming a ceramic and a powdered inorganic material. This aqueous ceramic slurry can be produced by mixing the ceramic-forming binder, the powdered inorganic material, and water as necessary using a mixer (such as a ball mill).

粉末状無機材料としては、セラミックスの製造に使用されうる金属若しくは非金属の酸化物又は非酸化物の粉末(セラミック原料粉末;例えば、磁器坏土等)が挙げられる。前記酸化物には複数の金属若しくは非金属を含む複合酸化物も含まれる。粉末状無機材料は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of the powdery inorganic material include metal or non-metal oxide or non-oxide powder (ceramic raw material powder; for example, porcelain clay) that can be used in the production of ceramics. The oxide includes a complex oxide containing a plurality of metals or non-metals. The powdery inorganic materials can be used alone or in combination of two or more.

粉末状無機材料の代表的な例として、シリカ、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、炭酸バリウム、珪酸アルミニウム、サイアロン、スピネルムライト、結晶化ガラス、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどの粉末が挙げられるが、これらに限定されるものではない。粉末状無機材料の平均粒径は、用途に応じて適宜設定できるが、薄層のグリーンシートを得る場合には、1μm以下であるのが好ましい。   Typical examples of powdered inorganic materials include silica, alumina, zirconia, magnesia, calcium oxide, sodium oxide, potassium oxide, boron oxide, titanium oxide, zinc oxide, barium titanate, barium carbonate, aluminum silicate, sialon, spinel Examples thereof include, but are not limited to, powders such as mullite, crystallized glass, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. The average particle size of the powdered inorganic material can be appropriately set according to the application, but when obtaining a thin green sheet, it is preferably 1 μm or less.

粉末状無機材料の量は、取扱性や分散性を考慮して適宜選択できるが、一般には、水系セラミックスラリー全体の5〜99重量%、好ましくは10〜95重量%、さらに好ましくは30〜90重量%程度である。粉末状無機材料の量が少なすぎるとスラリーの粘度が低くなりすぎてグリーン体を成形する際のハンドリング性が低下しやすくなり、多すぎるとスラリーの粘度が高くなり、分散性が低下しやすくなる。   The amount of the powdered inorganic material can be appropriately selected in consideration of handleability and dispersibility, but generally 5 to 99% by weight, preferably 10 to 95% by weight, more preferably 30 to 90% by weight of the entire aqueous ceramic slurry. It is about wt%. If the amount of the inorganic powder material is too small, the viscosity of the slurry becomes too low and the handling property when forming a green body tends to decrease, and if too large, the viscosity of the slurry increases and the dispersibility tends to decrease. .

水系セラミックスラリーには、必要に応じて、ガラスフリット、可塑剤、分散剤、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止剤、消泡剤、乾燥促進剤などの添加剤を添加してもよい。   If necessary, additives such as glass frit, plasticizer, dispersant, lubricant, wetting agent, antistatic agent, antifoaming agent, and drying accelerator may be added to the aqueous ceramic slurry.

本発明の水系セラミックスラリーによれば、上記のバインダーを用いるため、成形時に有機溶媒を使用する必要がなく、粘度が低く成形時のハンドリング性に優れる。また、柔軟性に富み、十分なタフネスを有するグリーン体を製造できるとともに、高い強度を持つ焼成物を得ることができる。   According to the aqueous ceramic slurry of the present invention, since the binder is used, it is not necessary to use an organic solvent at the time of molding, and the viscosity is low and the handling property at the time of molding is excellent. In addition, a green body having high flexibility and sufficient toughness can be produced, and a fired product having high strength can be obtained.

[水系混練り物]
本発明の水系混練り物は、前記セラミックス成形用バインダーと粉末状又は粒状無機材料とを少なくとも含んでいる。この水系混練り物は、前記セラミックス成形用バインダーと、粉末状又は粒状無機材料と、必要に応じて水とを、混練り機等で混練りすることにより製造できる。
[Water-based kneaded product]
The aqueous kneaded product of the present invention contains at least the ceramic molding binder and a powdery or granular inorganic material. This water-based kneaded product can be produced by kneading the ceramic molding binder, a powdered or granular inorganic material, and, if necessary, water with a kneader or the like.

粉末状又は粒状無機材料としては、前記セラミック原料粉末等の粉末状無機材料のほか、例えば、シリカや一度焼成したセラミックス廃棄物などの結合力や可塑性のない材料の粉砕物(陶器や磁器の粉砕物など)などが挙げられる。粉末状又は粒状無機材料の平均粒径は、用途に応じて適宜設定できるが、一般には0.1〜5000μm程度である。   As the powdered or granular inorganic material, in addition to the powdered inorganic material such as the ceramic raw material powder, for example, a pulverized product of a material having no binding force or plasticity such as silica or ceramic waste once fired (crushing of ceramics or porcelain) Etc.). The average particle size of the powdered or granular inorganic material can be appropriately set according to the use, but is generally about 0.1 to 5000 μm.

粉末状又は粒状無機材料の量は、取扱性や分散性を考慮して適宜選択できるが、一般には、水系混練り物全体の50〜99重量%、好ましくは60〜90重量%程度である。粉末状又は粒状無機材料の量が少なすぎると、乾燥に要するエネルギーが増大し、コストアップになりやすく、多すぎると、結合力が低くなり、グリーン体及び焼成物の強度が低下しやすくなる。   The amount of the powdery or granular inorganic material can be appropriately selected in consideration of handleability and dispersibility, but is generally about 50 to 99% by weight, preferably about 60 to 90% by weight, based on the entire aqueous kneaded material. If the amount of the powdery or granular inorganic material is too small, the energy required for drying increases and the cost is likely to increase, and if it is too large, the bonding strength is lowered and the strength of the green body and the fired product is likely to be reduced.

水系混練り物には、必要に応じて、ガラスフリット、可塑剤、分散剤、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止剤、消泡剤、乾燥促進剤などの添加剤を添加してもよい。   If necessary, additives such as glass frit, plasticizer, dispersant, lubricant, wetting agent, antistatic agent, antifoaming agent, and drying accelerator may be added to the aqueous kneaded product.

本発明の水系混練り物によれば、上記のバインダーを用いるため、成形時に有機溶媒を使用する必要がなく、粘度が低く成形時のハンドリング性に優れる。また、柔軟性に富み、十分なタフネスを有するグリーン体を製造できる。   According to the aqueous kneaded material of the present invention, since the binder is used, it is not necessary to use an organic solvent at the time of molding, and the viscosity is low and the handling property at the time of molding is excellent. In addition, a green body having high flexibility and sufficient toughness can be produced.

また、粉末状又は粒状無機材料として、破損した陶器や磁器等のセラミックス成形体の粉砕物を使用することにより、資源の有効利用を図ることができる。この場合、径の比較的大きな粒状物(例えば、平均粒径が500〜5000μm程度のもの)を使用する場合には、成形してグリーン体とし、さらにこれを焼成することにより、多孔質成形体を得ることができる。この多孔質成形体は、公園の歩道等に敷設される透水ブロックなどとして使用できる。また、前記セラミックス成形体の粉砕物のうち径の大きな粒状物と、セラミック原料粉末等の未焼成の粉末状無機材料(例えば、平均粒径が0.1μm以上〜500μm未満程度のもの)を併用する場合には、成形してグリーン体とし、さらにこれを焼成することにより、表面が粗で、しかも強度の高いセラミックス成形体を得ることができる。このようなセラミックス成形体は、例えば、表面に凹凸のある意匠性に優れたタイルなどとして使用できる。   Moreover, resources can be effectively used by using a pulverized product of a ceramic molded body such as damaged ceramic or porcelain as a powdery or granular inorganic material. In this case, when a granular material having a relatively large diameter (for example, one having an average particle size of about 500 to 5000 μm) is used, it is molded into a green body, and further fired to form a porous molded body. Can be obtained. This porous molded body can be used as a water permeable block laid on a sidewalk or the like in a park. In addition, a large-diameter granular material among the pulverized material of the ceramic molded body and an unfired powdered inorganic material such as a ceramic raw material powder (for example, those having an average particle diameter of about 0.1 μm to less than 500 μm) are used in combination. In this case, a green body is formed and then fired to obtain a ceramic body having a rough surface and high strength. Such a ceramic molded body can be used as, for example, a tile having an uneven surface and an excellent design.

[グリーン体]
本発明のグリーン体は前記水系セラミックスラリー又は前記水系混練り物を成形することにより得られる。グリーン体の形状は、特に限定されず、シート状(グリーンシート)のほか、顆粒状、塊状、柱状(角柱状、円柱状等)など最終的な焼成物(セラミックス成形体)の用途に応じて適宜選択できる。成形法としては、グリーン体の形状に応じて、成形品を作製するための一般的な成形法[シート成形(ディップ成形、リバースロールコータ成形、ドクターブレード成形等)、プレス成形、押出成形、泥漿鋳込成形、造粒、これらの組み合わせ等]を採用できる。成形後、必要に応じて乾燥に供される。
[Green body]
The green body of the present invention can be obtained by molding the aqueous ceramic slurry or the aqueous kneaded material. The shape of the green body is not particularly limited, and in addition to the sheet shape (green sheet), depending on the use of the final fired product (ceramic shaped body) such as a granule shape, a lump shape, a column shape (a prismatic shape, a cylindrical shape, etc.) It can be selected as appropriate. As the molding method, a general molding method (sheet molding (dip molding, reverse roll coater molding, doctor blade molding, etc.), press molding, extrusion molding, mud slurry for producing a molded product according to the shape of the green body. Cast molding, granulation, a combination of these, etc.] can be employed. After molding, it is subjected to drying as necessary.

本発明のグリーン体は、上記の水系セラミックスラリー又は水系混練り物を成形用原料として用いるので、柔軟でしかも十分なタフネスを有する。そのため、強度の高い焼成物(セラミックス成形体)を得ることができる。   The green body of the present invention uses the above-mentioned water-based ceramic slurry or water-based kneaded material as a forming raw material, and is flexible and has sufficient toughness. Therefore, a high-strength fired product (ceramic compact) can be obtained.

[セラミックス成形体]
本発明のセラミックス成形体は前記グリーン体を焼成することにより得られる。焼成温度は、目的物の用途等に応じて適宜選択できるが、一般には700〜1500℃、好ましくは800〜1400℃程度である。
[Ceramic compacts]
The ceramic molded body of the present invention can be obtained by firing the green body. Although a calcination temperature can be suitably selected according to the use etc. of a target object, generally it is 700-1500 degreeC, Preferably it is about 800-1400 degreeC.

本発明のセラミックス成形体は、上記のような優れた特性を有するグリーン体を用いるため、高い強度を有する。   Since the ceramic molded body of the present invention uses the green body having the excellent characteristics as described above, it has high strength.

[セラミックス接着法]
本発明のセラミックス接着法では、前記本発明のセラミックスラリー又は水系混練り物を接着剤として用いて、複数個のグリーン体又はセラミックス成形体を接合し、次いで焼成する。この方法では、グリーン体同士、セラミックス成形体同士を接合してもよく、グリーン体とセラミックス成形体を接合してもよい。
[Ceramic bonding method]
In the ceramic bonding method of the present invention, a plurality of green bodies or ceramic molded bodies are bonded using the ceramic slurry or aqueous kneaded material of the present invention as an adhesive, and then fired. In this method, the green bodies and the ceramic molded bodies may be joined, or the green body and the ceramic molded bodies may be joined.

被接合体であるグリーン体及びセラミックス成形体としては、特に限定されず、公知の方法により製造したグリーン体、セラミックス成形体、上記本発明のグリーン体、セラミックス成形体等の何れであってもよい。また、被接合体であるグリーン体、セラミックス成形体の形状も特に限定されず、粒状、不定形状、塊状、板状、柱状(角柱状、円柱状等)等の何れであってもよい。   There are no particular limitations on the green body and the ceramic molded body that are the joined bodies, and any of a green body, a ceramic molded body, a green body of the present invention, and a ceramic molded body manufactured by a known method may be used. . Further, the shapes of the green body and the ceramic molded body, which are the joined bodies, are not particularly limited, and may be any of a granular shape, an indeterminate shape, a lump shape, a plate shape, a column shape (a prismatic shape, a cylindrical shape, etc.)

接着剤として用いるセラミックスラリー又は水系混練り物の量は、被接合体同士を接合するのに十分な量であれば特に限定されない。また、接着剤として用いるセラミックスラリー又は水系混練り物の適用方法も特に制限されるものではなく、注入法やコテを用いる方法など、通常用いられる方法を採用できる。   The amount of the ceramic slurry or water-based kneaded material used as the adhesive is not particularly limited as long as it is an amount sufficient to join the objects to be joined. Moreover, the application method of the ceramic slurry or aqueous kneaded material used as the adhesive is not particularly limited, and a commonly used method such as an injection method or a method using a trowel can be employed.

被接合体同士の接合の後、必要に応じて乾燥し、次いで焼成する。焼成温度は、被接合物の構成材料の種類や目的物の用途等に応じて適宜選択できるが、一般には500〜1500℃、好ましくは700〜1400℃程度である。   After joining to-be-joined bodies, it dries as needed and then bakes. The firing temperature can be appropriately selected according to the type of constituent material of the object to be bonded, the intended use of the object, etc., but is generally about 500 to 1500 ° C., preferably about 700 to 1400 ° C.

本発明のセラミックス接着法によれば、上記のセラミックスラリー又は水系混練り物を用いるため、操作性、作業性に優れるとともに、複数個のグリーン体又はセラミックス成形体から、高い接着強度で接着した1つのセラミックス成形体を得ることができる。   According to the ceramic bonding method of the present invention, since the above ceramic slurry or water-based kneaded material is used, it is excellent in operability and workability, and is bonded from a plurality of green bodies or ceramic molded bodies with high adhesive strength. A ceramic molded body can be obtained.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1
スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン3元共重合体(VpSBR)のラテックス[日本ゼオン(株)製、商品名「Lx605」、固形分40重量%、モノマー比(重量比):スチレン/ブタジエン/ビニルピリジン=15/60/25]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%のポリマーラテックスを調製した。上記のポリマーラテックス600gに、臭化プロピル1.2gをテトラヒドロフラン(THF)15gに溶解させた溶液を、撹拌しながら少量ずつ添加し、そのまま室温で2時間撹拌して、ポリマーラテックスのポリマー中のピリジン環の3級アミノ基を4級塩化し、4級塩化VpSBRラテックスを得た。
一方、3号水ガラス[富士化学(株)製、固形分30重量%]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%の水ガラス溶液を調製した。
前記4級塩化VpSBRラテックスに、この固形分20重量%の水ガラス溶液120gを、撹拌しながら少量ずつ添加し、そのまま室温で1時間撹拌してバインダーを調製した。バインダー中の珪酸塩の量は、SiO2換算で、非揮発分全体(ポリマー+珪酸塩)に対して約16重量%である。
上記のバインダー20重量部と、セラミック粉末[磁器坏土、平均粒径(一次粒子)25μm、組成:SiO2(約73重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%)]100重量部とを乳鉢に入れ、乳棒で擦りながら混合し、セラミックスラリーを得た。このスラリーを透水板(素焼き陶板)上に広げ、室温で放置して水分を除去した後、12メッシュの篩に通して粉粒状のグリーン体を得た。この粉粒状のグリーン体を60mm×60mm×5mmの金型に充填し、300kgf/cm2(29.4MPa)の圧力でプレス成形し、120℃のオーブン中で24時間乾燥してグリーンシートを作製した。このグリーンシートを1200℃の温度で焼成しセラミックス成形体(焼成物)を得た。
Example 1
Latex of styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VpSBR) [manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name “Lx605”, solid content 40 wt%, monomer ratio (weight ratio): styrene / butadiene / vinylpyridine = 15/60/25] was diluted with distilled water to prepare a polymer latex having a solid content of 20% by weight. A solution of 1.2 g of propyl bromide in 15 g of tetrahydrofuran (THF) was added to 600 g of the above polymer latex in small portions while stirring, and the mixture was stirred for 2 hours at room temperature. The tertiary amino group of the ring was quaternized and a quaternary chloride VpSBR latex was obtained.
On the other hand, No. 3 water glass [manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., solid content 30 wt%] was diluted with distilled water to prepare a water glass solution having a solid content of 20 wt%.
To the quaternary chloride VpSBR latex, 120 g of a water glass solution having a solid content of 20% by weight was added little by little with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare a binder. The amount of silicate in the binder is about 16% by weight based on the entire non-volatile content (polymer + silicate) in terms of SiO 2 .
20 parts by weight of the above binder and ceramic powder [porcelain clay, average particle size (primary particles) 25 μm, composition: SiO 2 (about 73 wt%), Al 2 O 3 (about 16 wt%), CaO (about 2 % By weight), MgO (about 1% by weight), Na 2 O + K 2 O (about 6% by weight)] in a mortar and mixed with rubbing with a pestle to obtain a ceramic slurry. This slurry was spread on a water-permeable plate (unglazed ceramic plate), left at room temperature to remove moisture, and then passed through a 12-mesh sieve to obtain a powdery green body. The powdery green body is filled into a 60 mm × 60 mm × 5 mm mold, press-molded at a pressure of 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa), and dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours to produce a green sheet. did. This green sheet was fired at a temperature of 1200 ° C. to obtain a ceramic molded body (fired product).

参考例1
スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン3元共重合体(VpSBR)のラテックス[日本ゼオン(株)製、商品名「Lx605」、固形分40重量%、モノマー比(重量比):スチレン/ブタジエン/ビニルピリジン=15/60/25]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%のポリマーラテックスを調製した。
一方、3号水ガラス[富士化学(株)製、固形分30重量%]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%の水ガラス溶液を調製した。
前記固形分20重量%のポリマーラテックス10重量部に、上記固形分20重量%の水ガラス溶液4重量部及び蒸留水6重量部を撹拌しながら少量ずつ添加し、そのまま室温で1時間撹拌してバインダーを調製した。バインダー中の珪酸塩の量は、SiO2換算で、非揮発分全体(ポリマー+珪酸塩)に対して約16重量%である。
上記のバインダー20重量部と、セラミック粉末[磁器坏土、平均粒径(一次粒子)20〜30μm、組成:SiO2(約73重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%)]100重量部とを乳鉢に入れ、乳棒で擦りながら混合し、セラミックスラリーを得た。このスラリーを透水板(素焼き陶板)上に広げ、室温で放置して水分を除去した後、12メッシュの篩に通して粉粒状のグリーン体を得た。この粉粒状のグリーン体を60mm×60mm×5mmの金型に充填し、300kgf/cm2(29.4MPa)の圧力でプレス成形し、120℃のオーブン中で24時間乾燥してグリーンシートを作製した。このグリーンシートを1200℃の温度で焼成しセラミックス成形体(焼成物)を得た。
Reference example 1
Latex of styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VpSBR) [manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name “Lx605”, solid content 40 wt%, monomer ratio (weight ratio): styrene / butadiene / vinylpyridine = 15/60/25] was diluted with distilled water to prepare a polymer latex having a solid content of 20% by weight.
On the other hand, No. 3 water glass [manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., solid content 30 wt%] was diluted with distilled water to prepare a water glass solution having a solid content of 20 wt%.
To 10 parts by weight of the polymer latex having a solid content of 20% by weight, 4 parts by weight of the water glass solution having a solid content of 20% by weight and 6 parts by weight of distilled water are added little by little while stirring, and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. A binder was prepared. The amount of silicate in the binder is about 16% by weight based on the entire non-volatile content (polymer + silicate) in terms of SiO 2 .
20 parts by weight of the above binder and ceramic powder [porcelain clay, average particle size (primary particles) 20-30 μm, composition: SiO 2 (about 73% by weight), Al 2 O 3 (about 16% by weight), CaO ( About 2 wt%), MgO (about 1 wt%), Na 2 O + K 2 O (about 6 wt%)] in a mortar and mixed with rubbing with a pestle to obtain a ceramic slurry. This slurry was spread on a water-permeable plate (unglazed ceramic plate), left at room temperature to remove moisture, and then passed through a 12-mesh sieve to obtain a powdery green body. The powdery green body is filled into a 60 mm × 60 mm × 5 mm mold, press-molded at a pressure of 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa), and dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours to produce a green sheet. did. This green sheet was fired at a temperature of 1200 ° C. to obtain a ceramic molded body (fired product).

比較例1
3号水ガラス[富士化学(株)製、固形分30重量%]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%の水ガラス溶液を調製した。上記固形分20重量%の水ガラス溶液4重量部に、蒸留水16重量部を撹拌しながら少量ずつ添加し、そのまま室温で1時間撹拌してバインダーを調製した。
上記のバインダー20重量部と、セラミック粉末[磁器坏土、平均粒径(一次粒子)20〜30μm、組成:SiO2(約73重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%)]100重量部とを乳鉢に入れ、乳棒で擦りながら混合し、セラミックスラリーを得た。このスラリーを透水板(素焼き陶板)上に広げ、室温で放置して水分を除去した後、12メッシュの篩に通して粉粒状のグリーン体を得た。この粉粒状のグリーン体を60mm×60mm×5mmの金型に充填し、300kgf/cm2(29.4MPa)の圧力でプレス成形し、120℃のオーブン中で24時間乾燥してグリーンシートを作製した。このグリーンシートを1200℃の温度で焼成しセラミックス成形体(焼成物)を得た。
Comparative Example 1
No. 3 water glass [manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., solid content 30 wt%] was diluted with distilled water to prepare a water glass solution having a solid content of 20 wt%. To 4 parts by weight of the water glass solution having a solid content of 20% by weight, 16 parts by weight of distilled water was added little by little with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare a binder.
20 parts by weight of the above binder and ceramic powder [porcelain clay, average particle size (primary particles) 20-30 μm, composition: SiO 2 (about 73% by weight), Al 2 O 3 (about 16% by weight), CaO ( About 2 wt%), MgO (about 1 wt%), Na 2 O + K 2 O (about 6 wt%)] in a mortar and mixed with rubbing with a pestle to obtain a ceramic slurry. This slurry was spread on a water-permeable plate (unglazed ceramic plate), left at room temperature to remove moisture, and then passed through a 12-mesh sieve to obtain a powdery green body. The powdery green body is filled into a 60 mm × 60 mm × 5 mm mold, press-molded at a pressure of 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa), and dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours to produce a green sheet. did. This green sheet was fired at a temperature of 1200 ° C. to obtain a ceramic molded body (fired product).

比較例2
スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン3元共重合体(VpSBR)のラテックス[日本ゼオン(株)製、商品名「Lx605」、固形分40重量%、モノマー比(重量比):スチレン/ブタジエン/ビニルピリジン=15/60/25]を蒸留水で希釈して、固形分20重量%のポリマーラテックスを調製した。
前記固形分20重量%のポリマーラテックス10重量部に、蒸留水10重量部を撹拌しながら少量ずつ添加し、そのまま室温で1時間撹拌してバインダーを調製した。
上記のバインダー20重量部と、セラミック粉末[磁器坏土、平均粒径(一次粒子)20〜30μm、組成:SiO2(約73重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%)]100重量部とを乳鉢に入れ、乳棒で擦りながら混合し、セラミックスラリーを得た。このスラリーを透水板(素焼き陶板)上に広げ、室温で放置して水分を除去した後、12メッシュの篩に通して粉粒状のグリーン体を得た。この粉粒状のグリーン体を60mm×60mm×5mmの金型に充填し、300kgf/cm2(29.4MPa)の圧力でプレス成形し、120℃のオーブン中で24時間乾燥してグリーンシートを作製した。このグリーンシートを1200℃の温度で焼成しセラミックス成形体(焼成物)を得た。
Comparative Example 2
Latex of styrene-butadiene-vinylpyridine terpolymer (VpSBR) [manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name “Lx605”, solid content 40 wt%, monomer ratio (weight ratio): styrene / butadiene / vinylpyridine = 15/60/25] was diluted with distilled water to prepare a polymer latex having a solid content of 20% by weight.
To 10 parts by weight of the polymer latex having a solid content of 20% by weight, 10 parts by weight of distilled water was added little by little with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare a binder.
20 parts by weight of the above binder and ceramic powder [porcelain clay, average particle size (primary particles) 20-30 μm, composition: SiO 2 (about 73% by weight), Al 2 O 3 (about 16% by weight), CaO ( About 2 wt%), MgO (about 1 wt%), Na 2 O + K 2 O (about 6 wt%)] in a mortar and mixed with rubbing with a pestle to obtain a ceramic slurry. This slurry was spread on a water-permeable plate (unglazed ceramic plate), left at room temperature to remove moisture, and then passed through a 12-mesh sieve to obtain a powdery green body. The powdery green body is filled into a 60 mm × 60 mm × 5 mm mold, press-molded at a pressure of 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa), and dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours to produce a green sheet. did. This green sheet was fired at a temperature of 1200 ° C. to obtain a ceramic molded body (fired product).

比較例3
蒸留水20重量部と、セラミック粉末[磁器坏土、平均粒径(一次粒子)20〜30μm、組成:SiO2(約73重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%)]100重量部とを乳鉢に入れ、乳棒で擦りながら混合し、セラミックスラリーを得た。このスラリーを透水板(素焼き陶板)上に広げ、室温で放置して水分を除去した後、12メッシュの篩に通して粉粒状のグリーン体を得た。この粉粒状のグリーン体を60mm×60mm×5mmの金型に充填し、300kgf/cm2(29.4MPa)の圧力でプレス成形し、120℃のオーブン中で24時間乾燥してグリーンシートを作製した。このグリーンシートを1200℃の温度で焼成しセラミックス成形体(焼成物)を得た。
Comparative Example 3
20 parts by weight of distilled water and ceramic powder [porcelain clay, average particle size (primary particles) 20-30 μm, composition: SiO 2 (about 73% by weight), Al 2 O 3 (about 16% by weight), CaO (about 2 wt%), MgO (about 1 wt%), Na 2 O + K 2 O (about 6 wt%)] in a mortar and mixed while rubbing with a pestle to obtain a ceramic slurry. This slurry was spread on a water-permeable plate (unglazed ceramic plate), left at room temperature to remove moisture, and then passed through a 12-mesh sieve to obtain a powdery green body. The powdery green body is filled into a 60 mm × 60 mm × 5 mm mold, press-molded at a pressure of 300 kgf / cm 2 (29.4 MPa), and dried in an oven at 120 ° C. for 24 hours to produce a green sheet. did. This green sheet was fired at a temperature of 1200 ° C. to obtain a ceramic molded body (fired product).

評価試験
実施例及び比較例において得られたセラミックスラリーの粘度とハンドリング性、グリーンシートの柔軟性と強度、及び焼成物の強度を下記の方法で評価した。結果を表1に示す。
Evaluation Test The viscosity and handling properties of the ceramic slurries obtained in the examples and comparative examples, the flexibility and strength of the green sheet, and the strength of the fired product were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

(セラミックスラリーの粘度)
セラミックスラリーの調製の際、乳鉢中で混合する時の粘性の度合いを、比較例3を標準として相対比較した。
○:粘性の度合いが比較例3と同程度か、それより低い。
×:粘性の度合いが比較例3と比較して高い。
(Viscosity of ceramic slurry)
When the ceramic slurry was prepared, the degree of viscosity when mixing in a mortar was relatively compared using Comparative Example 3 as a standard.
○: The degree of viscosity is the same as or lower than that of Comparative Example 3.
X: The degree of viscosity is higher than that of Comparative Example 3.

(セラミックスラリーのハンドリング性)
セラミックスラリーの調製の際のハンドリング性を下記の基準で評価した。
○:だま(塊)ができることが無く、均一である。
△:だまが少量できる。
×:だまが多量にでき、均一になりにくい。
(Ceramic slurry handling properties)
The handling property in preparing the ceramic slurry was evaluated according to the following criteria.
○: No debris (lumps) are formed and uniform.
Δ: A small amount of dama can be produced.
X: A large amount of balls can be formed, and it is difficult to make uniform.

(グリーンシートの柔軟性)
乾燥前のグリーンシートを手で曲げた時の状況を観察し、下記の基準で柔軟性を評価した。
◎:手で曲げても、ゴムのように柔軟で割れない。
○:柔軟性を有するものの、手で曲げると、割れる場合がある。
△:手で曲げると、容易に割れる。
×:手で曲げると、極めて容易に割れる。
(Green sheet flexibility)
The condition when the green sheet before drying was bent by hand was observed, and the flexibility was evaluated according to the following criteria.
A: Even if bent by hand, it is flexible and not cracked like rubber.
○: Although it has flexibility, it may crack when bent by hand.
(Triangle | delta): If it bends by hand, it will crack easily.
X: Cracked very easily when bent by hand.

(グリーンシートの強度)
乾燥後のグリーンシートを80cmの高さから床に落とした時の状態を観察し、下記の基準で強度を評価した。
◎:全く損傷がない。
○:ひび割れが生じる。
△:一部に欠けが生じる。
×:バラバラに割れる。
(Green sheet strength)
The state when the dried green sheet was dropped from a height of 80 cm onto the floor was observed, and the strength was evaluated according to the following criteria.
A: There is no damage at all.
○: Cracking occurs.
Δ: Some chipping occurs.
X: It breaks apart.

(焼成物の強度)
焼成物(セラミックス成形体)をスチールハンマーで叩いて、破壊するのに要した力を、比較例3を標準にして相対比較した。
◎:破壊するのに、比較例3よりも大きな力を要する。
○:破壊するのに、比較例3と同程度の力を要する。
△:比較例3よりやや小さい力で破壊する。
×:比較例3よりかなり小さな力でも破壊してしまう。
(Strength of fired product)
The force required to break the fired product (ceramic molded body) with a steel hammer was relatively compared using Comparative Example 3 as a standard.
A: A greater force than that of Comparative Example 3 is required to break.
○: The same level of force as in Comparative Example 3 is required to break.
Δ: Breaking with a slightly smaller force than Comparative Example 3.
X: It is destroyed even with a considerably smaller force than Comparative Example 3.

Figure 0004898093
Figure 0004898093

実施例3
実施例1と同様にして調製したバインダー20重量部と、陶器粉砕物(セルベン、平均粒径約1.5mm、組成:SiO2(約75重量%)、Al23(約16重量%)、CaO(約2重量%)、MgO(約1重量%)、Na2O+K2O(約6重量%))100重量部とをビーカーに入れ、掻き混ぜ棒又はスパチュラで均一になるように混合し、水系混練り物を得た。この混練り物を厚紙製円筒(内径30mm、長さ120mm)に充填し、そのまま1200℃で焼成した。得られた焼成物は多孔質であり、透水ブロック用として実用的に十分な強度を有していた。また、混練り物を厚紙製円筒に充填する際の操作性も良好であった。
Example 3
20 parts by weight of a binder prepared in the same manner as in Example 1 and a ground ceramic (Serbene, average particle size of about 1.5 mm, composition: SiO 2 (about 75% by weight), Al 2 O 3 (about 16% by weight) , 100 parts by weight of CaO (about 2% by weight), MgO (about 1% by weight), Na 2 O + K 2 O (about 6% by weight) in a beaker, and mix evenly with a stir bar or spatula Thus, an aqueous kneaded product was obtained. This kneaded material was filled into a cardboard cylinder (inner diameter 30 mm, length 120 mm) and fired at 1200 ° C. as it was. The obtained fired product was porous and had a practically sufficient strength for a water-permeable block. The operability when filling the kneaded material into a cardboard cylinder was also good.

実施例4
実施例1と同様にして調製したバインダー100gと、ガラス粉末(Na2O−CaO−B23−SiO2系、平均粒径約90μm)20gとを混合、撹拌して、セラミックスラリーを得た。このスラリーを、25mm角タイルの1側面に塗布し、もう1枚の同じ大きさの角タイルの1側面を押しつけ、しばらく静置した後、120℃で乾燥した。この時点で2枚のタイルは強固に接着していた。次に、これを700℃で焼成したところ、2枚のタイルは完全に接着した。得られた複合体の曲げ強さを、JIS A 5209に準じて測定した結果、194N/cmであった。なお、この時用いたタイルの曲げ強さ(JIS A 5209)は200N/cmである。
Example 4
100 g of the binder prepared in the same manner as in Example 1 and 20 g of glass powder (Na 2 O—CaO—B 2 O 3 —SiO 2 system, average particle size of about 90 μm) were mixed and stirred to obtain a ceramic slurry. It was. This slurry was applied to one side of a 25 mm square tile, pressed against one side of another square tile of the same size, allowed to stand for a while, and then dried at 120 ° C. At this point, the two tiles were firmly bonded. Next, when this was baked at 700 ° C., the two tiles were completely bonded. The bending strength of the obtained composite was measured according to JIS A 5209, and as a result, it was 194 N / cm. In addition, the bending strength (JIS A 5209) of the tile used at this time is 200 N / cm.

実施例5
実施例4において、焼成温度を800℃としたこと以外は実施例4と同様の操作を行ったところ、2枚のタイルは完全に接着した。得られた複合体の曲げ強さを、JIS A 5209に準じて測定した結果、186N/cmであった。
Example 5
In Example 4, the same operation as in Example 4 was performed except that the firing temperature was 800 ° C., and the two tiles were completely bonded. The bending strength of the obtained composite was measured in accordance with JIS A 5209. As a result, it was 186 N / cm.

Claims (5)

ポリマーラテックスと、SiO 2 換算で、非揮発分全体に対して1〜50重量%のオルトケイ酸ナトリウム又は水ガラスとを主成分とするラテックス状セラミックス成形用バインダーであって、ポリマーラテックスを構成するポリマーが第4級アンモニウム塩基を有し、且つ、ポリマーラテックスを構成するポリマーがオルト珪酸ナトリウム又は水ガラスと結合しているセラミックス成形用バインダー。 A latex-forming ceramic binder comprising, as a main component, a polymer latex and 1 to 50% by weight of sodium orthosilicate or water glass in terms of SiO 2 with respect to the entire non-volatile content , the polymer constituting the polymer latex A binder for forming ceramics, wherein quaternary ammonium base is contained and the polymer constituting the polymer latex is bonded to sodium orthosilicate or water glass. 請求項1記載のセラミックス成形用バインダーと平均粒径0.1μm以上〜500μm未満の粉末状無機材料とを少なくとも含む水系セラミックスラリー。   A water-based ceramic slurry comprising at least the ceramic molding binder according to claim 1 and a powdered inorganic material having an average particle size of 0.1 µm to less than 500 µm. 請求項1記載のセラミックス成形用バインダーと平均粒径500〜5000μmの粒状無機材料とを少なくとも含む水系混練り物。   A water-based kneaded product comprising at least the ceramic molding binder according to claim 1 and a particulate inorganic material having an average particle size of 500 to 5000 µm. 請求項2記載の水系セラミックスラリー又は請求項3記載の水系混練り物を成形したグリーン体。   A green body obtained by molding the aqueous ceramic slurry according to claim 2 or the aqueous kneaded material according to claim 3. 複数個のグリーン体又はセラミックス成形体を請求項2記載の水系セラミックスラリー又は請求項3記載の水系混練り物を接着剤として用いて接合し、次いで焼成することを特徴とするセラミックス接着法。   A ceramic bonding method comprising bonding a plurality of green bodies or ceramic molded bodies using the aqueous ceramic slurry according to claim 2 or the aqueous kneaded material according to claim 3 as an adhesive, followed by firing.
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