JPH01133989A - 多孔質セラミックスの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本発明は熔融金属濾過等に用いられるセラミックスフィ
ルター等に用いる多孔質セラミックスの製造方法に係り
、製造プロセスの合理化とともにフィルター等規格の製
造制御を高めた多孔管セラミックスの製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

多孔質セラミックスの従来製法は、予め発泡させたウレ
タン等のスポンジ様プラスチックス発泡体の空孔に、ア
ルミナ、マグネシア、ジルコニア等のセラミックス粉末
を含浸させる。

この含浸工程でスラリー状セラミックスを用いる場合は
スラリー化媒体が余分成分として加えられたことになり
、また粉末含浸の場合では吸引ないし圧入処理のコスト
増が大きい。

プラスチックス・スポンジ体部分を仮焼飛散する工程で
はスラリー化媒体の処理を必要とする。

残留し成形固化したセラミックス多孔体の品笹の良いフ
ィルター等規格を満たすには前工程の含浸＃制御を厳密
にするための付随コストを削減できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来方法による多孔管セラミックス製造法に於いて
は空孔部成形型枠としてのスポンジを構成するプラスチ
ックスは、加熱による気化飛散により廃棄しているが、
当該廃棄発泡プラスチックスに要したコストが無視し得
す、少なくとも製造コストの２０％を占めるので製品コ
スト合理化の対象となる。

ま元、セラ゛ミックスフィルターの外形がスポンジ外形
に規制されるためにスポンジ・プラスチックス成形工程
とフィルター等用途成形体製造工程とが統合されていな
い現状では製品の外形構造選択の自由度が少ないだけで
なく、内部構造もスポンジの空孔分布と相似関係を為す
ために、セラミックス成形プロセスの前段階としてのス
ポンジ製造の技術比貫が高まり、このコストも無視し得
ない。

加えて、スポンジ体へのセラミックス粒子含浸は精確な
定量含浸のために高度な工程管理を要し、フィルター透
過孔を決めるプラスチックス・スポンジ体成形とは別に
その空間に含浸されてフィルター強度を決めるセラミッ
クス多孔体の形成は、含浸制御の精度の影響を直接受け
る。

スポンジの気孔率が高いことに起因して、定量含浸の精
度と空孔内セラミックス粒子の密度状態は多孔質セラミ
ックスの肉厚の強度、耐久性に影響し、その解決は重要
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を克服するために、本発明では従来法では発
泡プロセスとセラミックス含浸成形プロセスの分離によ
り発生したコスト増の原因となった処理および制御を合
理化する製法を開発した。

即ち、従来の含浸によりスポンジ空孔にセラミックス粉
末を注入していた方法を改め、液状、ビーズ状ないし液
・ビーズ混合状の発泡性プラスチックスとセラミックス
粉末との混合組成均一化工程を構成して、セラミックス
粒子の定量と製品密度との相関を完全に制御し、組成中
の発泡剤の機能により、前記混合組成物中の発泡と同時
に応用規格に即する密度と空孔ををする多孔質セラミッ
クス体を形成したのちに低温焼成により気泡を含むセラ
ミックス体からプラスチックス成分を仮焼除去して多孔
質セラミックスを得る。

本方法では成形化したプラスチックス・スポンジを使用
する従来法と異なり、不定形原料の発泡性プラスチック
スを使用するのでスポンジ成形工程コストが省略でき、
除去廃棄されるプラスチックスのコストを差し引いても
、従来法の発泡・成形プロセスに相当する経費の製品コ
ストに占める割合で高々１０％あった不合理コストを解
消し、従来法と同等品質の多孔質セラミックスが低度な
コストで生産可能となる。

プラスチックスの配合量及び発泡剤の強弱を設定するこ
とにより、応用製品の品質管理に必要な制御条件を決定
でき、応用製品の成形型内での気泡の総数量、総容積を
制御し得るので、製品としての多孔質セラミックスの肉
厚と孔径を任意に規格に即して選択することが可能であ
って、この選択のためのコスト変動はない。

更に、従来法に於いては多孔質セラミックスの外形と種
類が型枠としてのスポンジにより決められたのに対し、
本方法では仕込み型枠を選択することにより使用目的に
応じてあらゆる外形の多種の多孔質セラミックスを必要
に応じて自在に得ることができる。

〔作用および実施例〕

以下に本発明の多孔質セラミックスの製造方法の実施例
について詳述するが使用プラスチックスおよび発泡剤の
種類、充填量、相状態、ビーズの粒子径、使用セラミッ
クスの種、類、粒子径、配合比、多孔質セラミックスの
気孔率、外形等は本実施例に限定されないのは当然のこ
とである。

発泡性プラスチックスとしての発泡性ポリスチレンには
容積比で２〜３倍の低発泡から１０〜２０倍の中発泡、
３０〜５０倍の高発泡までのものがあるが、本実施例で
は中発泡性ポリスチレンを用い、’Ｍ１図は液状発泡性
材料（２）、第２図はビーズ状発泡性材料（３）、第３
図は液・ビーズ混合状発泡性材料の実施し得る混合組成
物を例示する。

第２図はビーズ状（３）に成形した発泡性ポリスチレン
を使用し、Ａｌ２Ｏ３アルミナ質セラミックス粉末（１
）と定量混合し、略均−分布組成物とする場合を示す。

この場合セラミックス粒子の組成的密度と製品孔径が一
意的に決定される。

発泡性ポリスチレンビーズ（３）の粒子径は０゜４〜０
．５ｍｍ、高々２ｍｍまでのものが好ましい。

当Ｊ亥発泡性ポリスチレンビーズ（３）とアルミナ管セ
ラミックス粉末（１）を定量混合して全体を均一化して
得た発泡性混合組成物を製品型枠に仕込んでポリスチレ
ンビーズ（３）を発泡させる。

定量のセラミックス粒子（１）は泡表層に担持されて礼
状網組織を構成し、そのセラミックスの密度は、発泡容
量に対応した規格どおりに定まる。

生成物を型枠から抜き去り低温焼成によりセラミックス
以外の構成要素を仮焼飛散して後に高温焼結により強度
を高めて得た目的多孔質セラミックスは高度な含浸、密
度制御によらずに簡潔で精確な工程管理により高品質の
規格製品とすることができる。

上記方法により得られた多孔質セラミックスは最高使用
温度２０００℃、気孔率８０〜９０％、かさ比重０、４
〜１．２、圧縮強さ３０−１００　ｋｇｆ／ａｄ、曲げ
強さ１０〜３５ｋｒｆ／ｃ＋Ｊという高品質の性能を示
し、また製品規格のばらつきを良く収束しており、本発
明の多孔管セラミックスの製造方法は良好な溶融金属源
適用セラミックスフィルターを製造し得る。

史に、プラスチックスの種類と発泡剤の種類によっては
、プラスチックス、発泡剤、セラミックス粉末とを混合
した発泡性組成物を作って実施することも可能で、改良
効果は、同等の水準を達成できる。

第１図では、発泡剤と有機性プラスチックスとの混合液
（２）に対してセラミックス粉末（１）を定量加えた発
泡性組成物を示し、第３図では上記同様の混合液（２）
と、発泡剤を含浸させた発泡性プラスチックスビーズ（
３）との混合物にセラミックス粉末（１）を加えて分散
させた混合発泡性組成物を示す。

いずれも、多孔質セラミックスの孔径、密度に対応して
選択的に利用する。

〔発明の効果〕

本発明の多孔質セラミックスの製造法により、従来法と
比較して１０％程度の低コストで従来品と同等或いはそ
れを凌駕する品質の多孔質セラミックスが得られるばか
りでなく、発泡と成形が同時に行われるため工程がワン
ステッププロセスに簡略化されると同時に、肉厚の制御
や規格精度の高い多様な形、気孔率を有する製品の製造
が可能となり、多孔質セラミックスが従来より低度な価
格で供給されるとともに、製品仕様も多岐にわたるので
、ニーズに対してより広く対応し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の多孔質セラミックス
の製造法の発泡体とセラミックス粉末の混合状態を示し
、第１図は液状発泡体とセラミックス粉末、第２図はビ
ーズ状発泡体とセラミックス粉末、第３図は液−ビーズ
混合状発泡体とセラミックス粉末の混合状態を示す。 （１）セラミックス粉末 （２）液状発泡性材料 （３）ビーズ状発泡性材料 出願人　東芝セラミックス株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液状、ビーズ状、ないし液体とビーズ混合状の有機系発
   泡性プラスチックス材料とセラミックス粉末を混合後、
   上記混合組成物を発泡させて発泡体を形成し、然る後に
   低温焼成により前記有機系発泡体を仮焼して多孔質セラ
   ミックスとし、当該生成物を再度高温焼結してセラミッ
   クス多孔体を得ることを特徴とする多孔質セラミックス
   の製造方法。