JPH0148233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チタン酸金属塩多孔体の製造方法に
関し、詳しくは、強固な物性を有するチタン酸金
属塩多孔体の製造方法に関し、さらに詳しくは、
繊維状チタン酸金属塩と発泡性樹脂の性質を利用
して、強固なチタン酸金属塩多孔体を簡便に製造
する方法に関する。

〔技術の背景および従来技術の説明〕

これまでに、セラミツクスの多孔体を製造する
ために、連続気泡のポリウレタン発泡体に、セラ
ミツクスを泥漿にして含浸させ、得られたセラミ
ツク含浸発泡体の水分を除去した後、セラミツク
スを含浸したポリウレタン発泡体を高温で焼成す
る方法が知られているが、この製造方法では、工
程が複雑になり、また水分の除去に長時間を要す
るなどの工業生産上の不利を免れることができな
い。

また、ポリウレタンプレポリマーに、耐火性粉
粒状無機充填剤を混合し、さらに発泡性混合物を
加えた後、混合した原料を発泡し、得られた発泡
体を加熱して、樹脂分を燃焼させ、それによつて
耐火性のフオームを製造する方法が知られてい
る。（特公昭42−22043号公報）しかしながら、こ
の方法では、強度の大きい耐火性のフオーム（多
孔体）をつくることができない。

また繊維状のセラミツクス、たとえば、石綿、
ロツクウール、ガラス繊維、炭素繊維、スチール
フアイバー、アルミナウイスカー、炭化ケイ素ウ
イスカー、炭化ホウ素ウイスカー、窒化アルミニ
ウムウイスカー、チタン酸カリウムウイスカー、
またはチタン酸ナトリウムウイスカーなどを塩化
ビニル重合体または塩化ビニル共重合体および熱
可塑性ポリウレタン樹脂からなる樹脂組成物に加
えて均一微細な連続気泡を有する樹脂気泡体を製
造する方法（特開昭56−81345号公報）が知られ
ているが、この方法は、チタン酸金属塩の多孔質
体を製造するものではない。

本発明者らは、強度の大きいチタン酸金属塩の
多孔質体を製造すべく、種々研究を重ね、発泡性
樹脂原料に、繊維状のチタン酸金属塩を加え、よ
く混合した後、発泡して発泡体をつくり、この発
泡体を焼成して樹脂分を焼却除去するとともに、
繊維状のチタン酸金属塩を焼成すると、強度の大
きいチタン酸金属塩が得られるという知見を得
て、この知見にもとずいて本発明に到達した。

〔発明の目的および発明の要約〕

本発明の目的は、強度の大きいチタン酸金属塩
の多孔体を製造する方法を提供することにある。

本発明は、液状の発泡性樹脂原料に、繊維状チ
タン酸金属塩を混合して得られた原料混合物を発
泡して発泡体をつくること、この発泡体から樹脂
分を除去すること、および樹脂分を除去した発泡
体を高温に加熱して繊維状チタン酸金属塩を焼成
することからなるチタン酸金属塩の多孔体の製造
方法である。

〔発明の具体的な説明〕

本発明によると、繊維状チタン酸金属塩を発泡
性樹脂原料に加え、混合物をよく撹拌して混合す
るが、混合によつて繊維状のチタン酸金属塩が互
にからみ合い、これによつて最終製品のチタン酸
金属塩の多孔体を大きい強度のものとすることが
できる。繊維状チタン酸金属塩を加える発泡性樹
脂原料としては、発泡プラスチツクスを形成しう
るプラスチツク配合物であれば、いかなるもので
あつてもこれを使用することができるが、繊維状
チタン酸金属塩とよくなじむものであるのが好ま
しい。一般的に、発泡ポリウレタン樹脂配合物、
発泡ポリスチレン樹脂配合物、発泡塩化ビニル樹
脂配合物、発泡エポキシ樹脂配合物、発泡不溶和
ポリエステル樹脂配合物または発泡フエノール樹
脂配合物などを使用するのが好ましい。これらの
樹脂を発泡させるのに発泡剤を使用する必要のあ
る樹脂配合物が多い。発泡剤としては、易揮発性
発泡剤、たとえば、フレオン、ブタンまたはペン
タンなど、分解型発泡剤、たとえば、アゾジカル
ボンアミド、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウ
ムまたは亜硝酸アンモニウムなどの公知の発泡剤
のいかなるものでも、これを使用することができ
るが、ポリウレタン樹脂のように自己反応によつ
て発泡しうるものを使用することが好ましい。本
発明で使用するチタン酸金属塩は繊維状のもので
ある。一般的には、直径が0.1〜10μmおよび長さ
が10μm〜５mmの範囲で、長さと直径の比が10：
１よりも大きいものを使用するのが好ましい。こ
の程度の繊維状のチタン酸金属塩を使用すると、
繊維状のチタン酸金属塩を混入した発泡性樹脂配
合物を撹拌混合したときに、繊維状のチタン酸金
属塩相互のからみ合いが充分に行なわれ、それに
よつて強度の大きい最終製品を得ることができ
る。チタン酸金属塩としては、チタン酸カリウ
ム、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、チ
タン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チ
タン酸マグネシウム、チタン酸コバルト、チタン
酸ニツケル、チタン酸鉛、チタン酸亜鉛、チタン
酸ベリリウムまたはチタン酸カドミウムなどの金
属塩を使用することができる。これらのチタン酸
金属塩は、水熱合成法、融剤法、焼成法、溶融法
またはKDC法の公知の方法によつてチタン酸カ
リウムまたはチタン酸ナトリウムを調製し、これ
らを母体として、イオン交換法によつて、チタン
酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸
カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸コ
バルト、チタン酸ニツケル、チタン酸鉛、チタン
酸亜鉛、チタン酸ベリリウムまたはチタン酸カド
ミウムを調製することができる。これらの繊維状
のチタン酸金属塩を発泡性樹脂原料に加える割合
は、チタン酸金属塩の多孔体を製造することがで
きる限りにおいて、特に制限されないが、通常、
発泡性樹脂原料100重量部当り５〜100重量部（特
に好ましいのは10〜50重量部）の繊維状チタン酸
金属塩を使用するのが好ましい。

繊維状チタン酸金属塩を混入した発泡性樹脂原
料混合物は、発泡されて発泡体を形成する。発泡
剤を使用した場合は、一般に、繊維状チタン酸金
属塩を混入した発泡性樹脂混合物を加熱する。易
揮発性発泡剤の場合は発泡剤が加熱によつて気化
し、さらにそれに続く加熱によつて気化物（気
体）が膨脹して気泡を形成する。また分解型発泡
剤の場合は、加熱によつて発泡剤が分解して気体
を生成し、それに続く加熱によつて気体が膨脹し
て気泡を形成する。さらに発泡ポリウレタン樹脂
のような自己反応型発泡を行なう発泡性樹脂原料
の場合は、繊維状チタン酸金属塩を混入した発泡
性樹脂原料に、イソシアネートなどの発泡を伴う
樹脂原料を、よく撹拌しながら加えると、直ちに
気体を生じて、それによつて気泡を形成する。さ
らになお、繊維状チタン酸金属塩を混入した液状
樹脂原料混合物を激しく混合する機械的泡立て法
によつて発泡させ、それによつて気泡を形成する
こともできる。本発明では、このようにして繊維
状チタン酸金属塩を混入した発泡性樹脂の発泡体
が形成される。繊維状チタン酸金属塩を加えた発
泡性樹脂原料混合物の撹拌によつて、繊維状チタ
ン酸金属塩は発泡性樹脂原料の中で互にからみ合
つて、網に近い状態になつているが、それに続く
発泡において、互にからみ合つた状態の繊維状チ
タン酸金属塩は、気泡の形成と生長による発泡性
樹脂原料の延伸とともに延伸された状態になり、
第１図に示すように、繊維状チタン酸金属塩は互
にからみ合つたままで、気泡の生成と生長による
発泡性樹脂の延伸方向に配向し、強固な発泡体を
形成する。この発泡体の形成における発泡倍率
は、２〜100倍（より好ましくは20倍以上）であ
ることが好ましい。発泡倍率が大きくなると、繊
維状のチタン酸金属塩は、より均質に配向し、そ
れによつて最終製品の強度も向上する。

本発明では、このようにして形成された発泡体
から樹脂分が除去される。発泡体から樹脂分を除
去するには、溶剤による樹脂分の溶出または加熱
による樹脂分の分解などのように発泡体から樹脂
分が除かれるのであれば、いかなる手段によるこ
ともできるが、発泡体を加熱して樹脂分を分解除
去し、第２図に示すとおりの互にからみ合つた状
態の繊維状チタン酸金属塩の骨格からなる多孔体
を残すようにするのが好ましい。

本発明では、このようにして得られた繊維状チ
タン酸金属塩の多孔体を、チタン酸金属塩が焼結
されるのに適当な温度（たとえば、1000〜1600
℃）に加熱し、それによつて多孔体の骨格を形成
する繊維状のチタン酸金属塩を焼結し、強固なチ
タン酸金属塩の多孔体を形成する。

第１図において、１は発泡体の気泡、２は発泡
性樹脂原料および３は繊維状チタン酸金属塩であ
つて、発泡体における気泡１の形成と生長に伴つ
て、発泡性樹脂原料の延伸された方に配向される
ようになる。第２図は、第１図の発泡体から発泡
性樹脂原料が除去されて、互にからみ合つた繊維
状チタン酸金属塩が残つて多孔体を形成した状態
を示す。第３図は、第２図の多孔体を焼結して得
られた本発明の最終製品のチタン酸金属塩の多孔
体の組織を示す。

前記の焼結によつて、チタン酸金属塩の第２図
に示すとおりの骨格は幾分縮んだ状態になるが、
それだけ強固な多孔体を形成している。

実施例 １ 樹脂化触媒を含む３官能体、４官能体および５
官能体の混合物からなるエーテル型ポリオール
100重量部をミキサーに入れ、繊維状チタン酸カ
リウム〔繊維径0.001mm（＝1μ）、繊維長さ0.1mm
（＝100μ）〕20重量部を加え、ミキサーを運転し
てよく混合した。さらにトリレンジイソシアネー
ト37重量部を加え、すぐにミキサーを運転してよ
く混合し、それによつて発泡させた。得られた発
泡体の発泡倍率は25倍であつた。

このようにして得られた繊維状チタン酸カリウ
ムを含むポリウレタン発泡体を加熱し、最初は
200℃に３時間保持してポリウレタン発泡体の揮
発分を除去した。これによつて体積が約1/2にな
つた。次にポリウレタン発泡体を徐々に加熱し、
600℃の温度に２時間保持した。これによつてポ
リウレタン発泡体が分離して除去され、その後に
繊維状チタン酸カリウムが互にからみ合つてでき
ている骨格が第２図に示される状態で残つてい
た。

次に、このようにして得られた繊維状チタン酸
カリウムの骨格を電気炉に入れ、1350℃の温度で
１時間焼成した後、10℃／分の降温速度で冷却し
た。

以上のようにして、チタン酸カリウムの多孔体
が得られた。

実施例 ２ 樹脂化触媒を含むポリエチレングリコール100
重量部をミキサーに入れ、繊維状チタン酸カリウ
ム〔繊維径0.001mm（＝1μ）、繊維長さ0.1mm（＝
100μ）〕20重量部を加え、ミキサーを運転して混
合物をよく混合した。これにアミン系水溶液3.8
重量部およびシリコン系界面活性剤2.6重量部を
加え、再び撹拌してよく混合した。次にトリレン
ジイソシアネート51重量部を加え、すぐに撹拌し
て発泡させた。得られた発泡体の発泡倍率は25倍
であつた。

このようにして得られた繊維状チタン酸カリウ
ムを含むポリウレタン発泡体を、実施例１と同様
に加熱し、最初は200℃の温度に３時間保持して
ポリウレタン発泡体の揮発分を除去した後、徐々
に加熱し、600℃の温度に２時間保持した。得ら
れた繊維状チタン酸カリウムのからみ合つた骨格
を1350℃の温度で１時間焼成した後、10℃／分の
降温速度で冷却した。

以上のようにしてチタン酸カリウムの多孔体が
得られた。

実施例 ３ フエノール樹脂原料100重量部をミキサーに入
れ、これに界面活性剤６重量部および繊維状チタ
ン酸バリウム〔繊維径0.001mm（＝1μ）、繊維長さ
0.05mm（＝50μ）〕20重量部を加え、ミキサーを運
転してよく混合した。これに、発泡剤としてフロ
ン113 1.5重量部およびフロン11 8.0重量部を、
硬化剤１重量部とともに加え、よく撹拌して発泡
し、ここで得られたフエノール樹脂発泡体を80℃
の温度の雰囲気に１時間放置し、それによつて発
泡倍率30倍の発泡体を得た。

このようにして得られた繊維状チタン酸バリウ
ムを含むフエノール樹脂発泡体にブンゼンバーナ
ーの炎を当てて炭化した。この時発泡体の体積は
少し収縮した。このようにして得られたフエノー
ル樹脂発泡体の炭化物を加熱し、1350℃の温度で
１時間焼成した後、10℃／分の降温速度で冷却し
た。

以上のようにしてチタン酸バリウムの多孔体を
得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液状の発泡性樹脂に繊維状チタン酸
金属塩を加えて得た混合物を発泡させて得られた
発泡体の一部拡大断面図、第２図は、第１図の発
泡体から樹脂分を除去して得られた繊維状チタン
酸金属塩の発泡体の一部拡大断面図、および第３
図は、第２図の発泡体を焼成して得られたチタン
酸金属塩の多孔体の一部拡大断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液状の発泡性樹脂原料に、繊維状チタン酸金
   属塩を混合して得られた原料混合物を発泡して発
   泡体をつくること、この発泡体から樹脂分を除去
   すること、および樹脂分を除去した発泡体を高温
   に加熱して繊維状チタン酸金属塩を焼成すること
   を特徴とするチタン酸金属塩の多孔体の製造方
   法。 ２ 繊維状チタン酸金属塩が、少なくとも0.1μm
   の繊維径および10μmの繊維長さを有するもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のチタン酸金属塩の多孔体の製造方法。 ３ 原料混合物を発泡してつくられた発泡体が、
   少なくとも20倍の発泡倍率を有するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載のチタン酸金属塩の多孔体の製造方法。