JPH01239071A

JPH01239071A - セラミック多孔体の製造方法

Info

Publication number: JPH01239071A
Application number: JP6528988A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Mano; 稔正真野; Takuji Yoshimura; 卓二吉村
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-25

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ｉ、７耐熱衝撃性に優れ且つ高強度のセラミック
多孔体の製造方法に関する。

（従来の技術）従来、セラミック材料の耐熱衝撃性を改良する方法の１
つとして、セラミック材料に気孔を形成した、所謂セラ
ミック多孔体として使用する方法が採られている。この
セラミック多孔体の製造方法として、セラミック原料に
気孔形成材、例えば鋸屑、藁屑、炭扮、有機質繊維、コ
ルク扮、くるみ殻等を混合し、これを成型した後引き続
いて焼成し気孔形成材を焼却除去すると同時にセラミッ
ク原料を焼結する方法が広く用いられている。しかし、
これらの気孔形成材を用いたセラミック多孔体を製造す
るに際してはその成型時にクラックが発生することがあ
る。そしてクラックの発生を防止するため低い圧力で成
型すると、その焼結性が劣り、結果として強度の高いセ
ラミック多孔体が得られない欠点がある。央に得られた
セラミッり多孔体の耐熱衝撃性は不充分である。この様
に耐熱衝撃性及び強度の両物性に優れたセラミック多孔
体の製造力７１ヨは未だ未確立の状態にある。

（発明が）ｈ決しようとする問題点）本発明の目的は、耐熱衝撃性に優れ、且つ高強度で耐火
度の高いセラミック多孔体の経済的且つ工業的な製造方
法を提供するにある。

（問題を解決する為の手段）上述の目的は気孔形成材を含有するセラミック原料を成
型して成型体となし、該成型体中から気孔形成材を除去
すると共に焼結せしめセラミック多孔体を製造するに際
し、気孔形成材として圧縮率が６０％以下の粒状樹脂を
使用することを特徴とするセラミック多孔体の製造方法
により達成される。

上記において、本発明の重要な要件である気孔形成材の
圧縮率とは次の様にして測定され算出された値である。

即ち＠１５０ｍｍ、横５　Ｑ　ｍｍ、深さ５Ｑｍｍの内
寸法を有するメス型金型に気孔形成材を約３３ｍｍの厚
さに振動充填しつつ、オス型金型を軽く押さえつける。

ここで気孔形成材層のｊｖ、みｒ。を正確に測定する。

次いで、１０００ｋｇ／Ｃｍ　　の圧力でオス型を６０
秒間圧縮した後、圧力を解放し、６０秒間静置した後の
気孔形成材層の厚みｌを正確に測定する。圧縮率は次式
により算出した。

圧縮率が６０％を越えると、得られるグリーン体及びセ
ラミック多孔体の強度が低いものとなりそのハンドリン
グ性が低下する。又気孔形成材の種類によっては、成型
直後のグリーン体に亀裂が発生する場合がある。更に得
られたセラミック多孔体の熱衝撃性が劣る。

本発明に用いる気孔形成材の粒径は２ｍｍ以下が好まし
く、更に好ましくは１ｍｍ以下、最も好ましくはＱ、　
５　ｍｍ以下である。ここで粒径は、日本工業規格標準
フルイ（ＪＩＳ　　Ｚ　８８０１−１９６６）に準拠し
、その粒径に相当する目開きのフルイを通過したものを
意味する。気孔形成材の粒径が極端に大きくなると、成
型性が低下し、グリーン体に亀裂が発生する傾向にあり
従ってその強度も低下する傾向にある。

本発明に適用可能な気孔形成材の種類としては例えばポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ポリメチルメタクリレート等のビニル系モノマ
ーの重合物及びそれらの共重合物のうち圧縮率が６０％
以下のものがあげられる。そして実際の使用に際しては
これら重合物及び共重合物に０．１％以上のジビニルベ
ンゼン。

ジアリルフタレート等の架橋剤を添加したものが好適で
ある。更に本発明に係る気孔形成材としては例えばポリ
エステル、ポリアミド、ポリウレタン、フェノール、エ
ポキシ等の樹脂類を挙げることが出来る。これらは緻密
な粒子であっても、多孔質な粒子であっても良い。

気孔形成材の形状は特に限定されるものではないが、球
状が有利である。

本発明において気孔率は目的とするセラミック多孔体の
強度及び耐熱衝撃性を勘案して、気孔形成材の添加量に
よって調整される。一般に気孔率が高くなると、耐熱衝
撃性は向上し、強度は低下する。逆に気孔率が低くなる
と耐熱衝撃性は低下し、強度は向上する。気孔率が約６
０％以下であると気孔は独立気孔であるが６０％を越え
ると、一部連続気孔が形成される。

本発明に於いて用いられるセラミック原料として、アル
ミナ、ジルコニア、チタニア部分安定化ジルコニア、ジ
ルコン、コージライト、ムライト。

シリカ、マグネシア、カルシア等の酸化物及びそれらの
混合物や窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム、サイ
アロン等の非酸化物及びそれらの混合物の粉体があげら
れる。その粒子径は焼結性より１０μ以下、好ましくは
１μ以下が好適である。

原料形、熊は、泥状、顆粒状、微粉状等、成型方法によ
り適宜選択される。

本発明において、グリーン体の成型方法は生産性の高い
方法が採用される。その方法として、押出成型法及び加
圧成型法が挙げられるが、特に生産性が高く、工業的に
有利な加圧成型法が好ましい。

本発明において、上記グリーン体は乾燥後、脱脂及び焼
成工程を経てセラミック多孔体となる。

脱脂及び焼成は常温に従って実施される。一般に脱脂工
程は５００〜６００°Ｃの酸化雰囲気にて有機質成分を
焼却する。焼成は通常１２００〜１８００°Ｃにて数時
間乃至数十時間熱処理する事により実施される。焼成工
程の雰囲気は酸化物セラミックスの場合は通常大気雰囲
気、非酸化物セラミックスの場合は真空又は非酸化雰囲
気が用いられる。

本発明に於いて、得られるセラミック多孔体の形態は、
板状、柱状２円柱状２円筒状等、その用途に応じ、適宜
選択して、製造される。また、その用途に応じて、本発
明の目的の範囲内で得られたセラミック多孔体の表面を
同種又は異種のセラミックスの多孔質体又は緻密体でコ
ーティングしても良い。

（発明の効果）本発明の製造方法により、耐熱衝撃性に優れ、且つ高強
度で耐火度の高いセラミック多孔体を経済的に得ること
が出来る。

以下本発明を実施例を挙げて具体的に説明する実施例１粒径が０．４２　ｍｍの異なった圧縮率を有する各種気
孔形成材、酸化アルミニウム粉末（０，５μ径）及びバ
インダーとを均一に混合し、１００　Ｘ３０　Ｘ５ｍｍ
寸法の板状に８００　ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧成型し
た。得られたグリーン体を、炭化珪素質発熱体を有する
電気炉を用いて、空気雰囲気で脱脂及び焼成を行なった
。脱脂は５００°Ｃにて１時間、焼成は１５５０℃にて
４時間熱処理することにより実施した。気孔形成材と酸
化アルミニウム粉末との混合比は、その焼成体の気孔率
が７０％となる様ここで第１表記載の各項目は以下の方
法で評価した。

（１）成型性焼成前のグリーン体のハンドリング性を定性的に評価し
た。評価基準は次の通りである。

×：ハンドリングにて成型体が壊れ易い。

△：ハンドリング可能だが、衝撃にて壊れ易い。

Ｏ：ハンドリング良好。

（２）曲げ強度無処理の焼成体の３点曲げ強度を以下の条件で測定した
。

温度　　　　２５℃ スパン　　　５０　ｍｍヘッド速度　Ｑ、　５　ｍｍ／ｍ１ｎ（３）強度保持率無処理の焼成体をｒ１２００°Ｃで８０分間保持した後
、空気中で１０分間急冷処理」という温冷繰返し処理を
１０回実施した後、その曲げ強度を測定した。以下に示
す強度保持率を耐熱衝撃性の指標とした。

実施例２各種粒径を有するアクリル樹脂ビーズを気孔形成材とし
て、気孔率７０％の部分安定化ジルコニア質多孔体を実
施例１に準じて作成した。但し、焼成は１５００　’Ｃ
にて１０時間熱処理することにより実施した。結果を第
２表に示す。

尚ここでグリーン体の外観は評価基準は以下の通りであ
る。

○：ヒビ割れ、変形が無い。

△：ヒビ割れ、変形が僅に認められる。

×：ヒビ割れ、変形が著しい。

実施例３第８表に示す各種気孔形成材を用いて、実施例１に準じ
て、セラミック多孔体を作成した。ここで気孔率は気孔
形成材の添加量を変化させる事により調整した。

第　　８　　表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気孔形成材を含有するセラミック原料を成型して
成型体となし、該成型体中から気孔形成材を除去すると
共に焼結せしめセラミック多孔体を製造するに際し、気
孔形成材として圧縮率が６０％以下の粒状樹脂を使用す
ることを特徴とするセラミック多孔体の製造方法。