JPH02225359A - Production of ceramics or ceramic material using oxide-based raw material - Google Patents

Production of ceramics or ceramic material using oxide-based raw material

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JPH02225359A
JPH02225359A JP63322200A JP32220088A JPH02225359A JP H02225359 A JPH02225359 A JP H02225359A JP 63322200 A JP63322200 A JP 63322200A JP 32220088 A JP32220088 A JP 32220088A JP H02225359 A JPH02225359 A JP H02225359A
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slurry
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alumina
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Yasuo Shibazaki
靖雄 芝崎
Hiroyuki Mizuta
水田 博之
Kuniharu Kitagawa
北川 邦晴
Shinichi Maruyama
真一 丸山
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Nikken Chemical and Synthetic Industry Co Ltd
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Agency of Industrial Science and Technology
Nikken Chemical and Synthetic Industry Co Ltd
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide plasticity required for molding process by adding a sugaralcohol to an oxide-based raw material of ceramics. CONSTITUTION:In production of ceramics or ceramic material using an oxide- based raw material, a sugaralcohol is added to the oxide-based raw material. A monosaccharide alcohol and/or oligosaccharide alcohol comprising a hexose as a constituent saccharide is preferable as the sugaralcohol. Sorbitol, mannitol, lactitol, etc., are preferable as the sugaralcohol. The amount of the sugaralcohol added is <= about 10% based on the oxide-based raw material and preferably 0.2-5%. For example, feldspar, silica rock, silicate, clay minerals, synthetic kaolinite, spinel, mullite, alumina, zirconia or ferrite may be cited as the oxide- based raw material.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化物系原料を用いるセラミックスおよび/
またはセラミックス材料の製造方法に関し、更に詳しく
は酸化物系原料に糖アルコールを添加することにより酸
化物系原料を用い調製した泥漿の粘度を減少せしめ、ま
たは酸化物系原料を用い調製した坏土、練土の可塑性を
増大または附与することにより成形性を向上せしめるこ
とを塑性成形するセラミックスおよび/またはセラミッ
クス材料の製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to ceramics and/or ceramics using oxide-based raw materials.
Or, regarding a method for producing a ceramic material, more specifically, reducing the viscosity of a slurry prepared using an oxide-based raw material by adding a sugar alcohol to the oxide-based raw material, or a clay prepared using an oxide-based raw material, The present invention relates to a method for producing plastically formed ceramics and/or ceramic materials that improves formability by increasing or imparting plasticity to kneaded clay.

(従来の技術〕 セラミックス用の原料としては、非可塑性原料の珪石、
長石、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、スピネル、
フェライト等の酸化物と、可塑性原料であるカオリナイ
トに代表される含水系酸化物の粘土鉱物が使用されてい
る。従来、セラミ・ノクスは、これらの原料粉末に水と
少量の添加物を加えて混合した後、成形、乾燥、焼成す
ることにより作られて来た。
(Conventional technology) As raw materials for ceramics, silica stone, which is a non-plastic raw material,
Feldspar, alumina, magnesia, zirconia, spinel,
Oxides such as ferrite and clay minerals such as hydrous oxides such as kaolinite, which is a plastic raw material, are used. Conventionally, Cerami Nox has been made by adding water and small amounts of additives to these raw material powders, mixing them, then molding, drying, and firing.

すなわち、珪石、長石等の非可塑性原料に、成形性(作
業性、可塑性、保形性等)を良くするために可塑性の高
い粘土(主に粘土鉱物より構成さる)を加えた坏土が用
いられるのが陶磁器であり、アルミナ等の純度の高い非
可塑性原料に、少量の粘土や有機系可塑剤を加えて成形
されたものが、いわゆるニューセラミックスである。さ
らにセラミックスの純度を上げるために合成のを機系可
塑剤のみが添加されて焼成されたものがファインセラミ
ックスである。
In other words, clay is used, which is made by adding highly plastic clay (mainly composed of clay minerals) to non-plastic raw materials such as silica and feldspar to improve moldability (workability, plasticity, shape retention, etc.). New ceramics are made by adding a small amount of clay or organic plasticizer to highly pure non-plastic raw materials such as alumina. Furthermore, in order to increase the purity of the ceramics, fine ceramics are made by adding only a mechanical plasticizer to the synthesized ceramics and firing them.

例えば、アルミナ(α−Ah(h)は、資源的に極めて
豊富であり、又機械的強度、化学的耐久性、耐熱衝撃性
及び電気絶縁性等の緒特性に優れており、他のセラミッ
クス素材に比べて、その生産量が多く、用途が極めて広
い。更に焼結性や均質性を考慮した微粒子化(1us以
下の粒子)、高純度化(純度99.9%)されたアルミ
ナ粉末原料が開発されるに至って素材の高機能化が進展
し、電子材料、生体材料及び光学材料の分野に広く利用
されている。
For example, alumina (α-Ah(h)) is extremely abundant as a resource and has excellent properties such as mechanical strength, chemical durability, thermal shock resistance, and electrical insulation properties, and it Compared to other products, its production volume is large and its uses are extremely wide.Furthermore, the alumina powder raw material is finely divided (particles of 1 us or less) and highly purified (99.9% purity) in consideration of sinterability and homogeneity. Since its development, materials have become highly functional and are widely used in the fields of electronic materials, biological materials, and optical materials.

最近は、この可塑性を与える良質な粘土資源の枯渇が我
国のセラミックス業界の深刻な問題となりつつあり、こ
れに代る原料の期待を荷担って合成カオリナイトの製造
方法が2.速に進歩しているが、合成カオリナイトには
天然粘土に見られるような高い可塑性が見られないのが
現状である。
Recently, the depletion of high-quality clay resources that provide plasticity has become a serious problem in Japan's ceramics industry, and with the expectation of an alternative raw material, a method for producing synthetic kaolinite has been developed. Despite rapid progress, synthetic kaolinite currently lacks the high plasticity found in natural clay.

ニューセラミックスまたはファインセラミックスの成形
工程においては、成形性を向上させるために多重の合成
有機材料(可塑剤・結合剤等)が使用されているために
、焼成工程において新らたに脱脂&作が必要となり、ま
た同時に焼成に伴う収縮が陶磁::晶に比較して著しく
大きくなり、形状の歪みも大きくなる等の問題を生じて
いる。このため所望のセラミックス形状を完全に作る技
術がないのが現状であり、これらの問題を解決出来る可
塑剤等の添加剤の開発が切望されている。
In the forming process of new ceramics or fine ceramics, multiple synthetic organic materials (plasticizers, binders, etc.) are used to improve formability, so new degreasing and forming processes are required in the firing process. At the same time, the shrinkage caused by firing becomes significantly larger than that of ceramic crystals, causing problems such as large distortions in shape. For this reason, there is currently no technology to completely form a desired ceramic shape, and there is a strong desire to develop additives such as plasticizers that can solve these problems.

ところでセラミックスの製造は、粉末原料の調製−成形
−焼成のプロセスからなり、これらの各プロセスは相互
に密接な関係を持っている。特に粉末原料とその調製に
おいて、原料と成形助剤の選定及び泥漿物性の制御はセ
ラミックス材料の評価に大きな影響を与える。セラミッ
クスの成形法には、加圧、押出し、鋳込み及び射出成形
等があり、成形法は材料の形状、使用目的などによって
選定され、最終的には製造プロセスにおける歩留及び経
済性が特に重要視される。
By the way, the production of ceramics consists of the processes of preparing powder raw materials, molding, and firing, and each of these processes is closely related to each other. Especially in powder raw materials and their preparation, the selection of raw materials and forming aids and control of slurry properties have a great impact on the evaluation of ceramic materials. Ceramic molding methods include pressurization, extrusion, casting, and injection molding, and the molding method is selected depending on the shape of the material, purpose of use, etc. In the end, yield and economic efficiency in the manufacturing process are particularly important. be done.

前記成形法の中でも、泥漿鋳込成形法(排泥、固形法)
は、設備としては、多孔質型材のみで、高価な設備機器
を必要とせず、しかも複雑な形状品の製造や多品種少量
を規模とするセラミックスの製造に適合する等の多くの
利点を有しており、また近年、自動車用のセラミンクタ
ーボチャージャーの開発と相まって泥漿鋳込成形法はさ
らに認識され、注目されている。
Among the above molding methods, the slurry casting method (sludge removal, solid method)
As for the equipment, it only requires porous mold material, does not require expensive equipment, and has many advantages such as being suitable for manufacturing products with complex shapes and manufacturing ceramics in small quantities of a wide variety of products. In addition, in recent years, coupled with the development of ceramic turbochargers for automobiles, the slurry casting method has gained further recognition and attention.

前記鋳込成形法の基本要件は、粉末原料と成形助剤とを
混合して泥漿を調製する過程で如何にして凝集粒子(2
次粒子)の形成を起こさせずに1次粒子が解膠した状態
の泥漿を得るかということである。更に鋳込用泥漿の場
合には、石膏型のような多孔質型材に吸収される水分量
が極めて少量のために、泥漿中の水分量を減らして高濃
度にすること、その粘度を低くすること、適正な流動性
をもたせることなどが不可欠である。一般に高濃度泥漿
の基準は成形体の粒子の充填密度(かさ密度)が理論密
度の60%以上が好ましいとされている。これ未満では
空隙率が高いため焼結が充分に達成されず、その成形体
の収縮が大きくなるなど実用上の価値がなくなってくる
The basic requirements of the cast molding method are how to form agglomerated particles (2
The question is whether to obtain a slurry in which the primary particles are peptized without causing the formation of secondary particles. Furthermore, in the case of slurry for casting, since the amount of water absorbed by porous mold materials such as plaster molds is extremely small, it is necessary to reduce the amount of water in the slurry to make it highly concentrated, and to lower its viscosity. In addition, it is essential to maintain appropriate liquidity. In general, it is said that the standard for high-concentration slurry is that the packing density (bulk density) of the particles of the molded body is preferably 60% or more of the theoretical density. If the porosity is less than this, sintering will not be achieved sufficiently due to the high porosity, and the molded product will shrink significantly, rendering it of no practical value.

従って、粉末を分散媒中において安定に保持して分散さ
せることが不可欠であり、そのために無機系電解質(塩
酸、水酸化テトラメチルアンモニウム、水ガラス)又は
有機系電解質(イオン性界面活性剤)等が分散剤として
用いられる。しかし前者の酸、アルカリでpH調整した
泥漿は石膏型を著しく損傷させるために、近年では、後
者の固液間の界面エネルギー低下をもたらす、ポリカル
ボン酸型のアンモニウム塩(アニオン系)が一般に酸化
物系原料粉末の分散剤として用いられている。
Therefore, it is essential to stably hold and disperse the powder in a dispersion medium, and for this purpose, inorganic electrolytes (hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide, water glass) or organic electrolytes (ionic surfactants), etc. is used as a dispersant. However, since the former slurry whose pH has been adjusted with acids and alkalis significantly damages the plaster mold, in recent years polycarboxylic acid type ammonium salts (anionic), which cause a decrease in the interfacial energy between solid and liquid, have generally been oxidized. It is used as a dispersant for physical raw material powders.

また泥漿中には、分散剤(又は解膠剤)の他に、成形体
に強度を付与させるための結合剤(ポリビニルアルコー
ル、セルローズ系、ワックス系エマルジョン、アクリル
系エマルジョンなど)、可塑剤(グリセリン、ポリエチ
レングリコールなど)、湿潤剤(n−ブタノール、イソ
プロパツールなど)及び消泡剤等の有機系材料を成形助
剤として添加する場合がある。
In addition to the dispersant (or peptizer), the slurry contains binders (polyvinyl alcohol, cellulose, wax emulsion, acrylic emulsion, etc.) and plasticizers (glycerin, etc.) to impart strength to the molded product. , polyethylene glycol, etc.), wetting agents (n-butanol, isopropanol, etc.), and antifoaming agents may be added as molding aids.

この泥漿の調製に際して解膠剤と結合剤とを併用添加す
ると、泥漿の粘度は著しく高くなり、例えば高濃度泥漿
の場合には鋳込成形が不能になるなど、解膠状態が低下
するという問題がある。
When a peptizer and a binder are added in combination when preparing this slurry, the viscosity of the slurry becomes extremely high, and for example, in the case of a highly concentrated slurry, casting becomes impossible, resulting in a decrease in the peptization state. There is.

この原因は有機材料間の相容性の良否にあると思れる。This seems to be caused by the compatibility between the organic materials.

即ち、例えば緻密性を目的としたアルミナセラミックス
を製造する際に用いる原料アルミナは、その平均粒子径
が約0.5 !na前後の微粒子であり、しかも表面活
性が高いためにこれらの微粒子が強く凝集する傾向を示
す。このため泥漿を調製するのに多量の水分や成形助剤
を使用することが必要になる。一方、成形助剤のうちの
分散剤及び結合剤に関しては、これらは相互にその作用
が同一のアニオン系材料であるにも拘らず、これらを併
用部JJII した場合には、泥漿の粘度が増大し、高
い泥漿濃度の場合又は結合剤の量が多い場合には、鋳込
成形が著しく困難になる。即ち泥漿の調製においてアル
ミナ粉末原料の特性又は成形助剤の相容性によっては泥
漿の解膠状態が不良になることもある。
That is, for example, the raw material alumina used when manufacturing alumina ceramics for the purpose of compactness has an average particle diameter of about 0.5! Since they are fine particles around na and have high surface activity, these fine particles tend to strongly aggregate. For this reason, it is necessary to use large amounts of water and molding aids to prepare the slurry. On the other hand, regarding dispersants and binders among forming aids, although they are anionic materials with the same effect, when they are used in combination, the viscosity of the slurry increases. However, at high slurry concentrations or large amounts of binder, casting becomes extremely difficult. That is, in preparing the slurry, the peptization state of the slurry may be poor depending on the characteristics of the alumina powder raw material or the compatibility of the forming aid.

しかしながら、これらの有機系材料(分散剤、結合剤)
の相容性は、その組成が複雑なためその効果や作用が科
学的に充分解明されていない。
However, these organic materials (dispersants, binders)
Due to the complexity of their composition, their effects and actions have not been fully elucidated scientifically.

アルミナ泥漿の安定性については、原料アルミナに含ま
れる少量成分によって経時的にゲル化することがあり、
泥漿の可使時間が著しく短くなると云う問題もある。ま
たセラミックス業界ではノウハウの障壁が大きく介在し
ているため、これらの問題について充分な解決策が得ら
れていないのが現状である。
Regarding the stability of alumina slurry, it may gel over time due to small amounts of components contained in the raw material alumina.
Another problem is that the pot life of the slurry is significantly shortened. Furthermore, in the ceramics industry, there are significant barriers in terms of know-how, and as a result, sufficient solutions to these problems have not yet been obtained.

〔発明が解決しようとしている課題〕[Problem that the invention is trying to solve]

前記したように、酸化物系原料を用いるセラミックスの
製造においては、伝統的な陶磁器においても、あるいは
新しい素材であるファインセラミックスの分野にあって
も、成形時に少量の添加で良好な成形性を与える添加剤
が必要であって、その添加剤の良し悪しが、製品セラミ
ックスの品質を左右するばかりでなく製造そのものの可
否を決定すると云うことが出来る。
As mentioned above, in the production of ceramics using oxide-based raw materials, whether in the field of traditional ceramics or new materials such as fine ceramics, a small amount of addition during molding provides good moldability. Additives are necessary, and it can be said that the quality of the additives not only affects the quality of the ceramic product but also determines whether or not it can be manufactured.

しかるに、天然資源である良質粘土は我国では枯渇の危
機にさらされており、これを補うべき合成カオリナイト
にはまだ充分な可塑性が与えられていない。さらに新素
材として期待されるファインセラミックスにあっては、
その原料粉末は高純度で微粒子であるため天然原料以上
に可塑性に乏しく、しかもこれに可塑性を与える添加剤
には原料の高純度性を損ってはならないことが要求され
ている。
However, high-quality clay, which is a natural resource, is in danger of being depleted in Japan, and synthetic kaolinite, which should compensate for this, has not yet been given sufficient plasticity. Furthermore, regarding fine ceramics, which is expected to be a new material,
Since the raw material powder is highly pure and has fine particles, it has poorer plasticity than natural raw materials, and additives that impart plasticity to it are required not to impair the high purity of the raw material.

本発明の目的は、これら酸化物系原料を用いるセラミッ
クスの製造における共通の課題である成形性をこれら酸
化物系原料に与えることにより、伝統的セラミックスの
可塑性原料の枯渇や、新素材となる酸化物系原料を用い
るファインセラミックスの製造上の問題を解決すること
にある。
The purpose of the present invention is to provide these oxide raw materials with formability, which is a common issue in the production of ceramics using these oxide raw materials, thereby eliminating the depletion of plastic raw materials for traditional ceramics and oxidation to create new materials. The aim is to solve problems in manufacturing fine ceramics using physical raw materials.

本発明の別の目的は、アルミナ泥漿を調製する際に、従
来公知の泥漿用有機系結合剤(例えば、ポリビニルアル
コール系、セルローズ系、ワックス系エマルジョン、ア
クリル酸系エマルジョン等)のように、泥漿の粘度を高
める作用がなく、更に原料アルミナに基因して生ずるゲ
ル化の現象を防止することができ、またアニオン系(例
えばポリカルボン酸型のアンモニウム塩)又はカチオン
系(例えば第4級化アンモニウム塩)の分散剤に対して
も、泥漿の解膠状態を高めてその安定性を保持すること
ができる有機系成形助剤、即ち糖アルコールによって、
粒子間強度の高いセラミックス又はセラミックス材料を
製造することにある。本発明は、かかる目的を達成する
ことによって、泥漿の可使時間を長くすることができ、
また成形に必要な高濃度で低粘度の泥漿を容易に調製す
ることができるため泥漿の調製の制御が容易になり、作
業性の問題に苦慮する必要がなくなる。更に成形体の粒
子充填の均質化が図られ、しかも成形助剤は安全かつ無
灰分であるために焼結体H1織に悪影響をおよぼすこと
な(、セラミックスの緻密性を向上させんとするもので
ある。
Another object of the present invention is that when preparing an alumina slurry, the slurry can be prepared using conventionally known organic binders for slurries (for example, polyvinyl alcohol-based, cellulose-based, wax-based emulsions, acrylic acid-based emulsions, etc.). It does not have the effect of increasing the viscosity of the alumina, and can prevent the gelation phenomenon caused by the raw material alumina. Even for dispersants (salts), organic molding aids, sugar alcohols, can improve the peptization of slurry and maintain its stability.
The objective is to produce ceramics or ceramic materials with high interparticle strength. The present invention can extend the pot life of slurry by achieving the above object,
Furthermore, since the high concentration and low viscosity slurry required for molding can be easily prepared, the preparation of the slurry can be easily controlled, and there is no need to worry about workability problems. Furthermore, the particle filling of the molded body is made homogeneous, and since the molding aid is safe and ash-free, it does not have a negative effect on the sintered body H1 weave (and is intended to improve the density of ceramics). It is.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、セラミックスの酸化物系原料に糖アルコール
を添加することにより、成形工程に必要な高い可塑性を
与える手段を提供するものである。
The present invention provides a means for imparting high plasticity necessary for the molding process by adding sugar alcohol to an oxide-based raw material for ceramics.

本発明に用いられる糖アルコールは、炭水化物であるt
I!nの還元基(アルデヒド基、ケトン基)がアルコー
ル性水酸基に置きかえられたものであり、天然にも存在
し、微生物によって産生される場合もあるが、工業的に
は通常は還元性糖類を触媒の存在下で水素により還元し
て製造される。
The sugar alcohol used in the present invention is a carbohydrate t
I! The reducing group (aldehyde group, ketone group) of n is replaced with an alcoholic hydroxyl group, and although it exists in nature and may be produced by microorganisms, industrially it is usually used as a catalyst for reducing sugars. It is produced by reduction with hydrogen in the presence of.

糖アルコールであれば、殆どのものが用いることが出来
るが、原料糖としては6炭糖を構成糖とする単tinま
たは/およびオリゴ糖類の還元基がアルコール性水酸基
に置き換えられた単糖アルコールまたは/およびオリゴ
糖アルコールが工業原料として有用である。単糖アルコ
ールとしてはソルビトール、マンニトールが好ましく、
オリゴ糖アルコールとしては、マルチトールやラクチト
ールのような2糖アルコールから3tl!アルコ一ル以
上10I!アルコール位までのオリゴ糖アルコールを単
独または混合して用いることが出来る。市販の糖アルコ
ールとして、例えば0研化学製品(ニスイー)の如く、
構成糖がグルコースでその結合型がα−1,4または/
およびα−1,6結合であるオリゴ糖アルコールも用い
ることが出来る。
Most sugar alcohols can be used, but raw sugars include monotin and/or monosaccharide alcohols in which the reducing group of oligosaccharides is replaced with alcoholic hydroxyl groups, or / and oligosaccharide alcohols are useful as industrial raw materials. As the monosaccharide alcohol, sorbitol and mannitol are preferable.
As an oligosaccharide alcohol, 3 tl from disaccharide alcohols such as maltitol and lactitol! More than 10 alcoholic beverages! Oligosaccharide alcohols up to the alcohol level can be used alone or in combination. Commercially available sugar alcohols, such as Oken Chemical Products (Nisii),
The constituent sugar is glucose and its bond type is α-1,4 or /
Oligosaccharide alcohols having α-1,6 bonds can also be used.

本発明に用いられる酸化物系原料としては、陶磁器の原
料鉱物となるあらゆる酸化物系原料、例えば長石、準長
石、珪石、珪酸塩類、各種の粘土鉱物を用いることが出
来、また合成または加工酸化物系原料としては、合成カ
オリナイト、スピネル、ムライト、アルミナ、ジルコニ
ア、フェライト等、セラミックス用のあらゆる合成酸化
物系原料を用いることが出来る。
As the oxide-based raw material used in the present invention, any oxide-based raw material that is a raw material mineral for ceramics, such as feldspar, semi-feldspar, silica, silicates, and various clay minerals, can be used, and synthetic or processed oxidation As the physical raw material, any synthetic oxide raw material for ceramics can be used, such as synthetic kaolinite, spinel, mullite, alumina, zirconia, and ferrite.

本発明において使用するアルミナ材料の純度は好ましく
は90%以上、特に好ましくは99%以上であり、更に
純度が99.9%以上の高純度微粒アルミナから高純度
のセラミックスを製造することができる。
The purity of the alumina material used in the present invention is preferably 90% or more, particularly preferably 99% or more, and high-purity ceramics can be manufactured from high-purity fine alumina particles with a purity of 99.9% or more.

本発明に用いられる糖アルコールの量は、重量比率で酸
化物系原料に対して10%以下の量が用いられるが、好
ましくは0.1%以上、更に好ましくは0.2%から5
%である。
The amount of sugar alcohol used in the present invention is 10% or less by weight based on the oxide raw material, preferably 0.1% or more, more preferably 0.2% to 5%.
%.

酸化物系原料に対する糖アルコールの添加は、酸化物系
原料の粉末または/および水に予め添加するか、或いは
成形前の泥漿または練土を調製する際に同時に添加する
ことが出来る。またセラミックス材料として酸化物系原
料を造粒する際に予め水または/および酸化物系原料粉
末または/および他の添加剤に添加して用いることも出
来る。
The sugar alcohol can be added to the oxide raw material in advance to the powder of the oxide raw material and/or water, or can be added at the same time when preparing the slurry or kneaded clay before molding. Further, when granulating an oxide-based raw material as a ceramic material, it can be used by adding it to water and/or oxide-based raw material powder and/or other additives in advance.

成形方法としては、鋳込成形、加圧成形あるいはロクロ
を用いる成形等、水分を有する状態での成形であれば、
如何なる成形方法にも用いることが出来る。
The molding method is cast molding, pressure molding, molding using a potter's wheel, etc., as long as it is molded with moisture.
It can be used in any molding method.

未発明昔らは糖アルコールの作用について、酸化物系原
料の微粒粉体あるいはこれを構成する結晶体が成形時に
水を介して互いに接触し、摩擦を起しながら滑り合う際
に、糖アルコールがこれらの粉体、結晶体の表面および
水に作用してこれら粉体、結晶体の表面同志の滑りを良
くしているものと考えて、種々検討を行って本発明を完
成した。
In the old days, when the fine powder of oxide-based raw materials or the crystals constituting them came into contact with each other through water during molding and slid together while causing friction, the sugar alcohol The present invention was completed based on the assumption that the surfaces of these powders and crystals act on the surfaces of these powders and crystals, as well as water, to improve the slippage between the surfaces of these powders and crystals, and after conducting various studies.

例えば、鋳込成形に用いられる泥漿にソルビトールを0
.5%から5%程度加えると、泥漿粘度が顕著に低下す
る、この性質を利用して泥漿の水分を減少させて密度の
高い鋳込成形を行うことが出来る。この減水効果はロク
ロ成形の際の坏土についても認められる。すなわち、酸
化物微粒子同志のすべり効果をもたらすと考えられてい
る水の作用を糖アルコールが更に高めていることが明ら
かとなった。
For example, zero sorbitol is added to the slurry used for casting.
.. When about 5% to 5% is added, the viscosity of the slurry decreases significantly. Taking advantage of this property, it is possible to reduce the water content of the slurry and perform high-density casting. This water-reducing effect is also observed for clay used in potter's wheel molding. In other words, it has been revealed that sugar alcohol further enhances the action of water, which is thought to bring about a sliding effect between oxide fine particles.

更に、粘土特有の可塑性もこれと同様水と粘土粒子の表
面の滑り特性によってもたらされる性質と考え、非可塑
性または可塑性の低い酸化物系原料に流動性や減水性を
付与する物質を検討した結果、酸化物系原料に糖アルコ
ールを添加することにより、これらに流動性、可塑性を
与え、または増大させる結果、成形性の向上をもたらす
ことを見出した。
Furthermore, considering that the unique plasticity of clay is also a property brought about by the sliding properties of water and the surface of clay particles, we investigated substances that would impart fluidity and water-reducing properties to non-plastic or low-plastic oxide materials. have found that adding sugar alcohol to oxide-based raw materials imparts or increases fluidity and plasticity, resulting in improved moldability.

これらの作用は、天然鉱物、合成カオリナイトおよび高
純度の酸化物等すべての酸化物系原料について同様の現
象が認められることから、すべての酸化物系原料と水の
混合物である泥漿または練土の物性に対して誠アルコー
ルが有する共通の作用と考えられる。
These effects are similar for all oxide-based raw materials such as natural minerals, synthetic kaolinite, and high-purity oxides. It is thought that this is a common effect that true alcohol has on the physical properties of .

なお糖アルコールの重合度による作用としては重合度が
高くなると、セラミックス成形体の乾燥強度の向上から
バインダー作用も認められるようになる。
As for the effect of the degree of polymerization of sugar alcohol, as the degree of polymerization increases, the dry strength of the ceramic molded body improves, so that a binder effect is also observed.

更に、以下の実施例において具体的に説明するように、
本発明に従って、アルミナ泥漿に糖アルコールを添加す
ると、泥漿の粘度が低下し、流動性が上昇するので、泥
漿の水分量を減らすことが出来る。原料アルミナによっ
てゲル化する場合でも糖アルコールの添加によりゲル化
を抑制することができる。さらに糖アルコールは非イオ
ン性であるためイオン性の他の添加物に悪影響を与えず
にその特性を発揮することができる。
Furthermore, as specifically explained in the examples below,
According to the present invention, when sugar alcohol is added to the alumina slurry, the viscosity of the slurry decreases and the fluidity increases, so that the water content of the slurry can be reduced. Even when raw material alumina causes gelation, gelation can be suppressed by adding sugar alcohol. Furthermore, since sugar alcohols are nonionic, they can exhibit their properties without adversely affecting other ionic additives.

このように糖アルコールのアルミナ泥漿に与える好まし
い作用が、セラミックス泥漿として望ましい物性をアル
ミナ泥漿に付与し、セラミックスの成形過程によりよい
条件を提供する結果、乾燥体の強度及びセラミックスの
強度等の物性の向上に寄与することとなる等の作用があ
る。
In this way, the favorable effects of sugar alcohol on alumina slurry impart desirable physical properties to the alumina slurry as a ceramic slurry, and provide better conditions for the ceramic forming process, resulting in improvements in physical properties such as the strength of the dry body and the strength of the ceramics. There are effects such as contributing to improvement.

さらに、加圧成形用の材料としてのアルミナ粉末の噴霧
造粒においても、泥漿粘度の低下が、噴霧液の流動性を
向上し、高濃度の泥漿を噴霧することが出来、また液滴
の切れを良くする作用が認められる。
Furthermore, in the spray granulation of alumina powder as a material for pressure molding, the reduction in slurry viscosity improves the fluidity of the spray liquid, making it possible to spray a highly concentrated slurry, and also to break up the droplets. It has been observed that it has an effect on improving the

このように糖アルコールの作用は、アルミナ泥漿の粘度
を低下させるばかりでなく、その安定性を向上し他剤に
悪影響を与えることなく、セラミックス泥漿として好ま
しい物性を、アルミナ泥漿に与えるところにある。
As described above, the action of the sugar alcohol is to not only reduce the viscosity of the alumina slurry, but also to improve its stability and give the alumina slurry desirable physical properties as a ceramic slurry without adversely affecting other agents.

(実施例〕 以下、実施例に従って、本発明を具体的に説明するが、
本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するもので
ないことはいうまでもない。なお、以下の例において「
%」及び「部Jは特にことわらない限り重量基準である
(Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically explained according to Examples.
It goes without saying that the technical scope of the present invention is not limited to these examples. In addition, in the following example, "
%" and "Part J" are based on weight unless otherwise specified.

実崖別土 サバ(長石と石英から成る)30部、ロウ石20部、陶
石20部および粘土30部より成る坏±(水分15.5
%)を、真空土練機で混練しながら、市販のオリゴ糖ア
ルコール(日研化学:エスイー57、水分30%)を0
.2%、0.5%または1.0%および水を加えて、水
分20.0%の練±3種を調製した。
Jitugabetsudosaba (consisting of feldspar and quartz) 30 parts, waxite 20 parts, pottery stone 20 parts, and clay 30 parts (moisture 15.5 parts)
%) in a vacuum clay kneader, add 0% of commercially available oligosaccharide alcohol (Nikken Chemical: SE 57, moisture 30%).
.. By adding 2%, 0.5% or 1.0% and water, three types of kneading with a moisture content of 20.0% were prepared.

次に押出し成形機にて、幅60胴、長さ100n+m、
厚さ20InI11の成形体3種を作成した。
Next, in an extrusion molding machine, the width of the body is 60, the length is 100n+m,
Three types of molded bodies each having a thickness of 20 InI11 were created.

この成形体を30゛C〜40“Cにて48時間乾燥して
乾燥体とした後、最高温度1280“Cにて33時間焼
成して焼成体3種を調製した。
This molded body was dried at 30°C to 40"C for 48 hours to obtain a dry body, and then fired at a maximum temperature of 1280"C for 33 hours to prepare three types of fired bodies.

比較例として、オリゴ糖アルコールを加えずに同様の方
法で、成形体、乾燥体および焼成体を調製した。
As comparative examples, molded bodies, dried bodies, and fired bodies were prepared in the same manner without adding oligosaccharide alcohol.

乾燥体については曲げ強度を、焼成体についてば摩耗域
■をJIS A3209の陶磁器質タイル試験方法に従
って測定した。検体数は各区10検体で表1にその平均
値を示した。
The bending strength of the dried product and the wear area (■) of the fired product were measured according to the ceramic tile testing method of JIS A3209. The number of samples was 10 for each section, and the average values are shown in Table 1.

表1に示されるように、乾燥体の曲げ強度は比較例(7
)20.52kgf/cli1ニ較へT−21,08〜
22.78kgf/dと増加し、焼成体の摩耗滅巳は比
較例の10.3mgから9.1〜8.0 mgに減少し
た。何れの数値も成形時に緻密な充填が行われ、中間工
程品および製品セラミックスの強度の増加を示している
As shown in Table 1, the bending strength of the dry body was the same as that of the comparative example (7
)20.52kgf/cli1 comparison T-21,08~
The amount increased to 22.78 kgf/d, and the wear loss of the fired body decreased from 10.3 mg in the comparative example to 9.1 to 8.0 mg. Both values indicate that dense filling is performed during molding, and the strength of intermediate process products and finished ceramics is increased.

表−1 糖アルコールの添加量 0.2%″l O,5%”  1.0%″10%″焼成
体の 摩耗減量  9.1    B、7    8.0  
 10.3■ *l;実施例、*2:比較例 災1使l 実施例1の方法にて、糖アルコールとしてソルビトール
(0研化学:水分30%)を、坏土に対して0.2%、
0.5%、1.0%または2.0%添加し、同様にして
練土、成形体、乾燥体および焼成体を調製した。乾燥体
の曲げ強度および焼成体の摩耗減量を測定し表2に示し
た。
Table-1 Addition amount of sugar alcohol 0.2%"l O,5%"1.0%"10%" Abrasion loss of fired body 9.1 B, 7 8.0
10.3 ■ *l; Example, *2: Comparative Example 1 Using the method of Example 1, add sorbitol (Oken Kagaku: water 30%) as a sugar alcohol to 0.2% of the clay. %,
By adding 0.5%, 1.0% or 2.0%, clay, molded bodies, dried bodies and fired bodies were prepared in the same manner. The bending strength of the dried body and the abrasion loss of the fired body were measured and shown in Table 2.

本実施例では、ソルビトール(水分30%)の添加量が
坏土(水分15.5%)に対し0.5〜2.0%で著し
い効果を示した。すなわち乾燥体の曲げ強度は比較例の
20.48kgf / cJに対し22.85〜25.
91kgf/c+jとなり、焼成体の摩耗減量は比較例
の10.4mgに対し9.4〜8.9■となった。
In this example, a remarkable effect was shown when the amount of sorbitol (30% moisture) added was 0.5 to 2.0% to the clay (15.5% moisture). That is, the bending strength of the dry body was 22.85 to 25.2 kgf/cJ compared to the comparative example of 20.48 kgf/cJ.
The result was 91 kgf/c+j, and the abrasion loss of the fired body was 9.4 to 8.9 cm, compared to 10.4 mg in the comparative example.

表=1 糖アルコールの添加量 0.2%” 0.5%″11.0%” 2.0%111
曇桓■l カオリン30%、サバ30%、骨灰30%および粘土l
O%より成るボーンチャイナ坏土に、水分25%となる
ように水を添加し、ラクチトール(水分30%)を坏土
に対して、それぞれ1%、2%、3%および5%添加し
て撹拌、混合した後、石膏型を用いて手おこしにより、
厚さ6〜7IIII11、幅18酎、長さ70闘の短柵
型テストピースに成形した。
Table = 1 Amount of sugar alcohol added 0.2%"0.5%"11.0%" 2.0%111
30% kaolin, 30% mackerel, 30% bone ash and clay
Water was added to bone china clay consisting of O% to give a moisture content of 25%, and 1%, 2%, 3%, and 5% of lactitol (30% moisture) were added to the clay, respectively. After stirring and mixing, it is made by hand using a plaster mold.
It was molded into a short fence type test piece with a thickness of 6 to 7 mm, a width of 18 mm, and a length of 70 mm.

0%1 テトスビースを110°Cにて12時間乾燥して乾燥体
を調製した後、さらに1280″Cにて6時間焼成して
焼成体とした。
0%1 Tetos beads were dried at 110° C. for 12 hours to prepare a dried body, and then further fired at 1280″C for 6 hours to obtain a fired body.

比較例として、ラクチトールを添加せずに実施例3と同
様の方法で乾燥体を調製後焼成して焼成体を調製した。
As a comparative example, a dried product was prepared in the same manner as in Example 3 without adding lactitol, and then fired to prepare a fired product.

乾燥体の曲げ強度を品性製作所製オートグラフにより測
定した結果は表3の通りであった。表に示す通りラクチ
トールの添加により曲げ強度が大巾に増加して、比較例
の11’、Okgf / ciに対し実施例では20.
7〜51.Okgf / cJの値が得られた。焼成体
の白皮も極めて良好であった。
The bending strength of the dried product was measured using an autograph manufactured by Konsei Seisakusho, and the results are shown in Table 3. As shown in the table, the bending strength increased significantly with the addition of lactitol, and the bending strength in the example was 20.
7-51. The value of Okgf/cJ was obtained. The white skin of the fired product was also extremely good.

表−ユ ラクチトール添加量 成形性41 1%       0 2%       0 3%       ◎ 5%       ◎ 0%(比較例3) △ 乾燥曲げ強度 20.7 29.6 30.9 51.0 11.0 kgf/cod *1 ◎:非常に良い、○:良い、△:劣る実11[1 カオリン40%、サバ45%および粘土15%より成る
白磁器坏土に水分が23%になるように水を添加し、こ
れに市販のオリゴ糖アルコール(日研化学:エスイー5
7、水分30%)をそれぞれ1,2.3および5%の4
段階にわけて添加した後、実施例3と同様の方法にて成
形体、乾燥体および焼成体を調製し、乾燥体の曲げ強度
を測定した。
Table - Yulactitol addition amount Formability 41 1% 0 2% 0 3% ◎ 5% ◎ 0% (Comparative example 3) △ Dry bending strength 20.7 29.6 30.9 51.0 11.0 kgf/cod *1 ◎: Very good, ○: Good, △: Poor fruit 11 [1] Water was added to white porcelain clay consisting of 40% kaolin, 45% mackerel, and 15% clay so that the moisture content was 23%, To this, commercially available oligosaccharide alcohol (Nikken Chemical: SE 5
7, moisture 30%) respectively 1, 2.3 and 5% 4
After adding in stages, molded bodies, dried bodies and fired bodies were prepared in the same manner as in Example 3, and the bending strength of the dried bodies was measured.

乾燥体の曲げ強度は、実施例3と同様著しい向上が見ら
れ、比較例の18.0kgf / C[11に対し29
.4〜54.4kgf / cJとなった。
The bending strength of the dry body was significantly improved as in Example 3, and was 18.0 kgf/C [29 compared to 11 in the comparative example].
.. It became 4 to 54.4 kgf/cJ.

麦−1 1%          0 2%          0 3%          ◎ 、5%          ◎ 0%(比較例4) △ 29.0 45.8 40.2 54.4 力缶贋五 アルミナとシリカを原料として水熱合成して調製された
合成カオリナイトに対し、ソルビトール(1研化学:ソ
ルビトールS、水分30%)を12.4.6%添加し、
さらに合成カオリナイトと同量の水を加えて練合した後
、40°Cにて1週間放置し熟成した。熟成後の試料に
ついて可塑含水率(pr)をペッファーコルン法により
測定し、さらに試料中の不凍結水量を示差走査熱量計で
測定した結果を、ソルビトールを加えない比較例5と共
に表5に示す。
Wheat-1 1% 0 2% 0 3% ◎ , 5% ◎ 0% (Comparative Example 4) △ 29.0 45.8 40.2 54.4 Hydrothermally synthesized using alumina and silica as raw materials To the synthetic kaolinite prepared by adding 12.4.6% of sorbitol (Ikken Kagaku: Sorbitol S, water 30%),
Furthermore, the same amount of water as the synthetic kaolinite was added and kneaded, and then left to mature at 40°C for one week. The plastic water content (pr) of the aged sample was measured by the Pefferkorn method, and the amount of unfrozen water in the sample was measured by a differential scanning calorimeter. The results are shown in Table 5 together with Comparative Example 5 in which sorbitol was not added. .

表5のPI値で明らかな様に、可塑性を与えるに必要な
水量はソルビトールの添加量に反比例して減少して、可
塑性粘土として使用可能となることを示している。この
効果は可塑性附勢の作用を有すると考えられる不凍結水
量の増加によって裏付けられ、この値は天然のカオリナ
イトのそれに匹敵するところから合成カオリナイトが可
塑性粘土の役割を果すことが期待出来る。
As is clear from the PI values in Table 5, the amount of water required to impart plasticity decreases in inverse proportion to the amount of sorbitol added, indicating that the clay can be used as a plastic clay. This effect is supported by an increase in the amount of unfrozen water, which is thought to have a plasticity-enhancing effect, and since this value is comparable to that of natural kaolinite, it can be expected that synthetic kaolinite will play the role of plastic clay.

、表−J− 2% 4% 6% 41.4    0.0493 39.8    0..0709 39.4    0.0642 実差例」− ZrO□94%、Y2O25%を含有するジルコニアに
、分散剤としてカヤデイスパーC−72(日本化薬製)
0.3%とオリゴ糖アルコール(日研化学二ニスイー2
0 ) 0.45%を添加し泥漿濃度を74%として、
ボールミルでIO時間混合した後、石膏型にて鋳込成形
を行い、径8nm、長さ100mの円柱状の成形体を調
製した。
, Table J- 2% 4% 6% 41.4 0.0493 39.8 0. .. 0709 39.4 0.0642 Actual difference example - Kayadesper C-72 (manufactured by Nippon Kayaku) as a dispersant in zirconia containing 94% ZrO and 25% Y2O
0.3% and oligosaccharide alcohol (Nikken Chemical Nini E 2
0) 0.45% was added to make the slurry concentration 74%,
After mixing in a ball mill for IO hours, casting was performed in a plaster mold to prepare a cylindrical molded body with a diameter of 8 nm and a length of 100 m.

成形体を110°Cにて16時間乾燥し乾燥体とした後
、電気炉にて徐々に昇温し最高温度1soo’cにて3
時間焼成して焼成体とした。
After drying the molded body at 110°C for 16 hours to obtain a dry body, the temperature was gradually raised in an electric furnace and the temperature was increased to a maximum temperature of 1 soo'c for 3 hours.
A fired product was obtained by firing for a period of time.

比較例として、オリゴ糖アルコール無添加にて同様の方
法で泥漿調製から鋳込成形、乾燥体、焼成体を調製した
6泥漿の粘度および乾燥体の曲げ強度を測定したところ
、表6の通りであった。
As a comparative example, the viscosity and bending strength of the dry body of 6 slurries prepared by casting, drying, and firing in the same manner without the addition of oligosaccharide alcohol were measured, and the results are as shown in Table 6. there were.

泥漿の見掛は粘度は比較例の約75%となり、乾燥体の
曲げ強度は比較例の145%となり、糖アルコールの泥
漿に対する減粘効果および乾燥強度の向上から糖アルコ
ールのバインダー効果が、ジルコニアにおいてもit 
+73された。
The apparent viscosity of the slurry was approximately 75% of that of the comparative example, and the bending strength of the dried product was 145% of that of the comparative example. Even in it
It was +73.

実施例6   296 cps     34.9 K
gf/ct&セラミックス製造の実施例は、泥漿の物性
が最も良く反映される鋳込成形法により成形し、すべて
焼結まで行つた。なお、実施例1〜7に共通ずる調製方
法、緒特性の測定方法については下記方法によった。
Example 6 296 cps 34.9 K
The examples of gf/ct & ceramic production were molded by a casting method that best reflects the physical properties of the slurry, and all steps were performed up to sintering. In addition, the preparation method and the method of measuring the properties common to Examples 1 to 7 were as follows.

1、   r勝のgo  1   ′ −泥漿は、所定
量の添加剤(分散剤、糖アルコール等)をアルミナ固形
分量に対して坪量し、これを任意量の蒸留水(泥漿の水
分量)に溶解したものと、原料アルミナ(純度99%の
低ソーダ微粒アルミナ又は純度99.99%の高純度易
焼結性アルミナをアルミナ製ポットミル(SSA型、日
本化学陶業■製〕に入れて分散処理(約6時間部合撹拌
)して調製した。得られた泥漿はポリ四弗化エチレン製
容器(500zl)に移し、水分の揮発防止にシーロン
フィルム(富士フィルム■製)で[IL、約16時間静
置した。
1. For the slurry, add a predetermined amount of additives (dispersant, sugar alcohol, etc.) to the solid content of alumina, and add this to an arbitrary amount of distilled water (water content of the slurry). The melted material and raw material alumina (99% pure low-soda fine alumina or 99.99% pure high-purity easily sinterable alumina) were placed in an alumina pot mill (SSA type, manufactured by Nihon Kagaku Togyo ■) for dispersion treatment ( The resulting slurry was transferred to a polytetrafluoroethylene container (500 zl) and stirred for approximately 16 hours with a sealon film (manufactured by Fuji Film ■) to prevent water volatilization. I left it still.

l且 鋳込成形は、石膏型(JIS R−9111)を用いて
中実丸棒試料(8IIIfflΦX 100mmL)を
0.5時間で成形した。
In the cast molding, a solid round bar sample (8IIIfflΦX 100 mmL) was molded in 0.5 hours using a plaster mold (JIS R-9111).

3、       び    の 得られた成形試料は、室温で充分に風乾した後、更に4
0゛Cと115℃で各24時間の乾燥処理を行った。成
形体は700〜900°Cで仮焼した後、1600゛C
で焼成した。
3. After thoroughly air-drying the obtained molded sample at room temperature, it was further dried for 4 times.
Drying treatments were performed at 0°C and 115°C for 24 hours each. The molded body is calcined at 700-900°C and then heated to 1600°C.
It was fired in

玉−J配lの1団u1定 泥漿の粘度測定は、回転粘度計〔E型東京計器■製〕に
より泥漿温度20゛C一定で、すり流動曲線を測定した
。この時のロータ回転数が5 rpmのすり応力から見
掛粘度を求めた。
The viscosity of the 1 group U1 constant slurry of Ball-J was measured by measuring the shear flow curve using a rotational viscometer (Model E manufactured by Tokyo Keiki) at a constant slurry temperature of 20°C. The apparent viscosity was determined from the friction stress at a rotor rotation speed of 5 rpm.

5、     び   の゛   の 成形体及び焼成体のかさ密度は水中重量法により求め、
曲げ強度は、2点曲げ法でJISR160に準じてオー
トグラフ(AG 500型島津製作所■製]により測定
した。
5. The bulk density of the molded and fired products was determined by the underwater gravimetric method.
The bending strength was measured by an autograph (AG 500 model manufactured by Shimadzu Corporation) using a two-point bending method according to JISR160.

豆−Ml」≦レシリ1α址戊 以下の実施例で用いた塘アルコール類の製品名と組成を
表7に示した。
Table 7 shows the product names and compositions of the tang alcohols used in the following examples.

アルコール の 注)*ニスイー500は、α−1,6結合で、他はα−
1,4結合である。なお「ニスイー」及び「ソルビトー
ルF」は何れも1研化学の製品である。
Alcohol Note) *Nisui 500 has an α-1,6 bond, and the others have an α-bond.
It is a 1,4 bond. Note that both "Nisii" and "Sorbitol F" are products of Ikken Kagaku.

実画11工 使用した原料アルミナ微粉末はバイヤー法による低ソー
ダアルミナ(AI−160sG−1)で、分散剤はポリ
カルボン酸型のアンモニウム塩(カヤデイスパーC−7
27アニオン系)で、表7に示した糖アルコール類を添
加し、水を加えて、濃度80%の泥漿を調製した。
Actual drawing 11 The raw material alumina fine powder used was low soda alumina (AI-160sG-1) produced by the Bayer method, and the dispersant was polycarboxylic acid type ammonium salt (Kaya Disper C-7).
27 anionic), the sugar alcohols shown in Table 7 were added, and water was added to prepare a slurry with a concentration of 80%.

得られた泥漿は調製後約16時間静置し、その後の泥漿
の粘度を測定した結果は表8に示す。
The obtained slurry was left to stand for about 16 hours after preparation, and the viscosity of the slurry was measured after that, and the results are shown in Table 8.

表8の結果から明らかなように単糖アルコール(ソルビ
トールF)及び各オリゴ糖アルコールのいずれの場合に
も、その添加量の増大により泥漿の粘度は低下しており
、特に単糖アルコール(ソルビトールF)の場合には、
泥漿の減粘効果が顕著に示されている。
As is clear from the results in Table 8, in both cases of monosaccharide alcohol (Sorbitol F) and each oligosaccharide alcohol, the viscosity of the slurry decreases as the amount added increases, and especially the monosaccharide alcohol (Sorbitol F) )In Case of,
The thinning effect of the slurry is clearly shown.

実施例」一 実施例7の方法において、塘アルコールとしてニスイー
20を0.6%添加し分散剤として日本化薬Ql製カヤ
デイスパー〇−72を0.3%とし、水分量はそれぞれ
16%、17%、18%または20%として泥漿調製、
鋳込成形、乾燥、仮焼成及び焼成を行ってアルミナ製セ
ラミックス円柱を製作した。泥漿について20°Cの見
掛は粘度を測定した結果を、糖アルコール無添加の比較
例とともに、表9に示した。
Example 1 In the method of Example 7, 0.6% of Nisui 20 was added as the alcohol, 0.3% of Kaya Disper 0-72 manufactured by Nippon Kayaku Ql was used as the dispersant, and the water content was 16% and 17%, respectively. %, 18% or 20% slurry preparation,
An alumina ceramic cylinder was produced by casting, drying, pre-firing, and firing. The results of measuring the apparent viscosity of the slurry at 20°C are shown in Table 9, along with a comparative example in which no sugar alcohol was added.

011LL この例においては、原料アルミナとして、アンモニウム
明パンに炭酸水素アンモニウムを反応させて得られるア
ンモニウムドーソナイト(N11.^l (OH) z
C(h )を熱分解して合成される高純度易焼結性アル
ミナ(純度99.99%)を用いた。
011LL In this example, as the raw material alumina, ammonium dawsonite (N11.^l (OH) z
High-purity easily sinterable alumina (purity 99.99%) synthesized by thermally decomposing C(h 2 ) was used.

この原料の分散特性は、アルミナの純度が極めて高いた
めカチオン系(第4級アンモニウム塩)の1差形 実施例7で示した原料アルミナ微粉末を用いた泥漿につ
いて、ソルビトール又はニスイー20を添加した場合と
しない場合において、泥漿粘度の経時変化を観察し、泥
漿粘度の安定性を試験した。
The dispersion characteristics of this raw material are such that the purity of the alumina is extremely high, so sorbitol or Nisii 20 is added to the slurry using the raw material alumina fine powder shown in Example 7. The stability of the slurry viscosity was tested by observing the change in slurry viscosity over time in both cases.

得られた結果は表10に示す。The results obtained are shown in Table 10.

使用した原料アルミナは、原料に含まれる微量成分のた
め泥漿の静置期間中に表10の比較例8に示すようにゲ
ル化現象を起こし、粘度が測定不能となった。これに対
して、単糖アルコール又はオリゴ糖アルコールを添加し
た場合には、表10の実施例9に示すように泥漿のゲル
化現象を完全に防止制御することができた。なおイソプ
ロビールアルコール等が湿潤剤として使用されることが
ある。しかしながら、表10の比較例8に示すように、
経時変化により解膠状態を安定に維持することが不可能
である。
The raw material alumina used caused a gelation phenomenon as shown in Comparative Example 8 in Table 10 during the standing period of the slurry due to trace components contained in the raw material, and the viscosity became unmeasurable. On the other hand, when monosaccharide alcohol or oligosaccharide alcohol was added, as shown in Example 9 in Table 10, the gelation phenomenon of the slurry could be completely prevented and controlled. Note that isoprobil alcohol or the like may be used as a wetting agent. However, as shown in Comparative Example 8 in Table 10,
It is impossible to stably maintain the peptized state due to changes over time.

分散剤が適合している。然るに、分散剤と共用する従来
公知の有機系結合剤はアニオン系分散剤を主体としてお
り、カチオン系に適合した結合剤は存在しなかった。
Dispersant is compatible. However, conventionally known organic binders used together with dispersants are mainly anionic dispersants, and there has been no binder compatible with cationic dispersants.

本発明に従ってオリゴ糖アルコール(ニスイー30)を
添加した場合と添加しない場合とについて、アニオン系
またカチオン系分散剤を用いた場合のアルミナ泥漿の特
性を表1】に示す。表11の泥漿の特性から明らかなよ
うに、本発明に従ってオリゴ糖アルコールを添加した場
合にはカチオン系分散剤に対しても泥漿の減粘効果が認
められる。
Table 1 shows the properties of alumina slurry when an anionic or cationic dispersant is used, with and without the addition of oligosaccharide alcohol (Nisui 30) according to the present invention. As is clear from the characteristics of the slurry in Table 11, when oligosaccharide alcohols are added according to the present invention, the viscosity-reducing effect of the slurry is observed even for cationic dispersants.

;ii   −’1゜ 低ソーダ微粒アルミナ(Al2S33G−1)原料に分
散剤(カヤデイスパーC−72)とオリゴ糖アルコール
を0.6%添加して濃度82%の泥漿を調製し、この泥
漿を鋳込成形した。この鋳込成形体の特性は、表12の
実施例11に示した通りであった。
;ii -'1° A dispersant (Kaya Disper C-72) and 0.6% oligosaccharide alcohol were added to the raw material of low soda fine alumina (Al2S33G-1) to prepare a slurry with a concentration of 82%, and this slurry was cast. Molded. The properties of this cast body were as shown in Example 11 in Table 12.

この泥漿は高濃度であるために、成形体のかさ密12 
:  ノ       ルミ  9実施例IOと同じ高
純度易焼結性アルミナを用い、更に表13に示したアニ
オン系分散剤及びカチオン系分散剤を用い、これにニス
イー30を表13に示した量になるよう添加して定法に
より泥漿調製・鋳込成形を行ったあと、この例では成形
体を1350°Cで焼成した。鋳込成形体及び焼成体の
度は理論密度(4,0)に対して64%の粒子充填率を
示し、また高い乾燥強度の値を示している。
Since this slurry is highly concentrated, the bulk density of the molded product is 12
: Norumi 9 Use the same high-purity easily sinterable alumina as in Example IO, use the anionic dispersant and cationic dispersant shown in Table 13, and add Nisii 30 in the amount shown in Table 13. In this example, the molded body was fired at 1350°C after slurry preparation and casting molding were carried out according to a conventional method. The cast molded body and the fired body exhibited a particle filling rate of 64% with respect to the theoretical density (4,0), and also exhibited a high dry strength value.

実茄■土1 低ソーダ微粒アルミナ(LS−23)に分散剤(カヤデ
イスパーc−72)とオリゴ糖アルコール(ニスイー3
0)を0.3%又は0.6%添加して泥漿濃度82%の
泥漿を調製し、この泥漿を鋳込成形した。
Fruit Eggplant Soil 1 Low soda fine alumina (LS-23), dispersant (Kaya Disper C-72) and oligosaccharide alcohol (Nisui 3)
0) was added in an amount of 0.3% or 0.6% to prepare a slurry having a slurry concentration of 82%, and this slurry was cast.

この鋳込成形体の特性は、表12の実施例12に示した
通りであった。表12の比較例IOの値からも明らかな
ように、本発明に従ってオリゴ糖アルコールを添加する
ことにより乾燥強度値が顕著に増大する。
The properties of this cast body were as shown in Example 12 in Table 12. As is clear from the values of Comparative Example IO in Table 12, the addition of oligosaccharide alcohols according to the invention significantly increases the dry strength values.

特性は表13の実施例13に示す通りであった。The properties were as shown in Example 13 in Table 13.

表13の結果から明らかなように、オリゴ糖アルコール
の添加は、カチオン系及びアニオン系の何れの分散剤に
対しても、表13の比較例11と較べて、乾燥強度を高
めることができた。更に、成形体を焼成した後にも、ア
ルミナの易焼結性を低下させることなく、所望の特性値
を有し、また、焼結体組繊を観察した場合にも異常粒成
長は全く認められなかった。従って、この結果からもア
ルミナ微粒子が均質に充填されていることが明らかであ
る。
As is clear from the results in Table 13, the addition of oligosaccharide alcohol was able to increase the dry strength of both cationic and anionic dispersants compared to Comparative Example 11 in Table 13. . Furthermore, even after the compact is fired, it maintains the desired characteristic values without reducing the ease of sintering of alumina, and no abnormal grain growth is observed when the fibers of the sintered compact are observed. There wasn't. Therefore, it is clear from this result that the alumina fine particles are uniformly filled.

13 ;1 アルミ による トールFを2%加え、これに水分量が35%になるよう
に水を加えてボールミルにて常法により泥漿を調製した
。この泥漿を牧野鉄工所■製噴霧乾燥機MSD−3型を
用いて造粒乾燥した。造粒乾燥の条件はディスク回転数
20.0OOr、pom、熱風温度に入ロ190°C出
ロア5°C1泥漿供給速度は21!/時間であった。得
られたアルミナ造粒粉末の物性を表14に示す。
2% of Thor F made from 13;1 aluminum was added, and water was added thereto so that the water content was 35%, and a slurry was prepared in a conventional manner using a ball mill. This slurry was granulated and dried using a spray dryer model MSD-3 manufactured by Makino Iron Works. The conditions for granulation drying are: disk rotation speed 20.0OOr, pom, hot air temperature 190°C, input temperature 190°C, output lower temperature 5°C, slurry supply rate 21! / It was time. Table 14 shows the physical properties of the obtained alumina granulated powder.

昭和電工■製のアルミナ粉末Al−160SGに対し分
散剤として日本化薬■カヤデイスパー〇−72を0.5
%およびIJ!アルコールとして日研化学■製ソルビ[
発明の効果〕 本発明の効果は、直接的には酸化物系原料を用いるセラ
ミックスおよび/またはセラミックス材料の製造工程に
おいて、水と酸化物系原料粉末より成る混合物(泥漿、
練土)の流動性を向上し、可塑性を与えることである。
0.5 of Nippon Kayaku ■Kaya Disper 〇-72 as a dispersant for alumina powder Al-160SG manufactured by Showa Denko ■
% and IJ! As alcohol, Solbi [made by Nikken Kagaku ■]
[Effects of the Invention] The effects of the present invention are directly obtained when a mixture (sludge,
The goal is to improve the fluidity of the clay (mixed soil) and give it plasticity.

これら効果はセラミックスの製造にあっては、成形体の
減水および密度向上効果となり、この効果からもたらさ
れる成形体の強度向上、精度向上効果となる。これらの
効果により工程の歩留りの向上と複雑な成形性の向上の
効果となり、さらに乾燥体の収縮率を減少させ、その結
果優良な焼結体が得られることになる。
In the production of ceramics, these effects result in water reduction and density improvement of the molded body, and these effects result in improved strength and accuracy of the molded body. These effects improve the yield of the process and the complex formability, and further reduce the shrinkage rate of the dried body, resulting in an excellent sintered body.

またセラミックス材料の製造にあっても、例えば泥漿の
噴霧造粒にあっては、泥漿の流動性を向上せしめ、減水
効果、作業性向上の効果等が認められ、物性の良好な造
粒粉末が得られ易くなる。
In addition, in the production of ceramic materials, for example, in spray granulation of slurry, granulated powder with good physical properties has been found to improve the fluidity of slurry, reduce water, and improve workability. It becomes easier to obtain.

本発明をアルミナからセラミックス又はセラミックス材
料に適用する場合の効果は直接的には、泥漿の粘度を低
下及び安定化することによりセラミックスの製造工程、
特に成形工程の作業性を向上することである。即ち実施
例7に見るように泥漿の粘度は糖アルコールの添加鼠の
増加に伴って著しく低下する。
The effect of applying the present invention from alumina to ceramics or ceramic materials is that the viscosity of the slurry is reduced and stabilized, thereby improving the manufacturing process of ceramics.
In particular, it is important to improve the workability of the molding process. That is, as seen in Example 7, the viscosity of the slurry decreases significantly as the amount of sugar alcohol added increases.

この泥漿粘度低減の効果は、セラミックスの強度向上に
重要な影響を与える水分量の減少を可能にすることが実
施例に示される。このような粘度低減効果による高濃度
泥漿を用いて成形密度を向上させることにより成形体及
び焼成体の強度を向上させる。この効果は実施例11、
実施例I2に比較例と共に示される通りである。成形体
の強度向上は工程歩留の向上を招来し焼成体の強度向上
はセラミックスの最も重要な物性向上に他ならない。セ
ラミックス材料としての加圧成形用造粒粉末の噴霧造粒
に於いても泥漿物性向上により液滴の切れが極めて良好
で噴霧造粒上障害となりやすいディスク面への泥漿固着
も見られず乾燥状態が良好となる等作業性及び粉末物性
向上の著しい効果が認められ、又高濃度泥漿を用いるこ
とによる乾燥費用低減の効果が認められた。
Examples show that this effect of reducing the viscosity of the slurry makes it possible to reduce the water content, which has an important effect on improving the strength of ceramics. The strength of the molded body and fired body is improved by improving the molding density by using a highly concentrated slurry with such a viscosity-reducing effect. This effect was demonstrated in Example 11,
As shown in Example I2 along with a comparative example. Improving the strength of the molded body leads to an improvement in process yield, and improving the strength of the fired body is the most important improvement in the physical properties of ceramics. Even in the spray granulation of granulated powder for pressure molding as a ceramic material, droplet breakage is extremely good due to the improved properties of the slurry, and no slurry adhesion to the disk surface, which tends to be a problem in spray granulation, is observed, making it dry. A remarkable effect of improving workability and powder physical properties, such as improved drying properties, was observed, and the effect of reducing drying costs by using a high concentration slurry was also observed.

泥漿粘度の安定性についてはアルミナ粉末の品位によっ
ては著しい経時変化がありゲル化による粘度上昇から成
形不能となることもある。たとえば表10の比較例8の
場合がそれである。このようなアルミナ粉末を用いた泥
漿でも実施例9のように糊アルコールを添加した泥漿は
安定で粘度上昇が殆ど認められず、調製16時間後に於
いても、調製直後と同様の成形性が保持された。アルミ
ナ泥漿の解膠にアニオン系分散剤を用いると泥漿粘度が
高くなるので成形性の良い高濃度泥漿が得られないこと
は比較例9の通りであるが、糖アルコール添加の粘度低
減効果はアニオン系分散剤の場合だけでなくカチオン系
分散剤にも充分に発揮されることは実施例10に示す通
りである。
The stability of the slurry viscosity may change significantly over time depending on the quality of the alumina powder, and may become impossible to mold due to the increase in viscosity due to gelation. For example, this is the case with Comparative Example 8 in Table 10. Even the slurry using such alumina powder and the slurry to which glue alcohol was added as in Example 9 were stable, with almost no increase in viscosity observed, and even after 16 hours of preparation, the same formability as immediately after preparation was maintained. It was done. As shown in Comparative Example 9, when an anionic dispersant is used to peptize alumina slurry, the viscosity of the slurry increases and a high-concentration slurry with good formability cannot be obtained. However, the viscosity reducing effect of adding sugar alcohol is As shown in Example 10, this effect is fully exhibited not only in the case of a system dispersant but also in a cationic dispersant.

上記のように本発明の効果は、アルミナ泥漿の流動性、
安定性を向上させ、しかも他に加える添加剤の欠点を補
うことができ、セラミックス泥漿として望ましい処方、
物性の調製範囲を拡大することによりセラミックスおよ
び/またはセラミックス材料の製造工程の作業性の改善
、製造歩留の向上をもたらし、さらにはセラミックス製
造の物性にとってもっとも重要な強度の増大をももたら
すものである。
As mentioned above, the effects of the present invention include the fluidity of alumina slurry,
A desirable formulation for ceramic slurry, as it improves stability and can compensate for the shortcomings of other additives.
By expanding the adjustment range of physical properties, it improves the workability of the manufacturing process of ceramics and/or ceramic materials, increases the manufacturing yield, and also increases the strength, which is most important for the physical properties of ceramic manufacturing. be.

本発明に用いられる糖アルコールは、純度の高い炭水化
物であって、炭素、酸素および水素以外の元素をもつ不
純物を殆ど含んでいないため、焼成工程で、ずべてガス
化するため焼結にも悪影響を及ぼすことがなく、脱脂工
程も殆んど不要であることも、本発明の効果である。
The sugar alcohol used in the present invention is a highly pure carbohydrate and contains almost no impurities containing elements other than carbon, oxygen, and hydrogen, so it is gasified during the sintering process, which has a negative impact on sintering. Another advantage of the present invention is that no degreasing process is caused and almost no degreasing step is required.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.酸化物系原料を用いるセラミックスまたはセラミッ
クス材料の製造において、糖アルコールを添加すること
を特徴とするセラミックスまたはセラミックス材料の製
造方法。
1. A method for producing ceramics or ceramic materials, which comprises adding a sugar alcohol in the production of ceramics or ceramic materials using oxide-based raw materials.
2.酸化物系原料として純度が90%以上の酸化物系原
料を用いる請求項1記載の製造方法。
2. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein an oxide-based raw material having a purity of 90% or more is used as the oxide-based raw material.
3.酸化物系原料としてアルミナおよび/またはシリカ
を主成分とする天然酸化物を用いる請求項1記載の製造
方法。
3. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein a natural oxide containing alumina and/or silica as a main component is used as the oxide raw material.
4.酸化物系原料として合成カオリナイトを用いる請求
項1記載の製造方法。
4. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein synthetic kaolinite is used as the oxide raw material.
5.酸化物原料として純度が90%以上のアルミナを用
いる請求項1記載の製造方法。
5. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein alumina having a purity of 90% or more is used as the oxide raw material.
6.酸化物原料として純度が99%以上のアルミナを用
いる請求項1記載の製造方法。
6. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein alumina having a purity of 99% or more is used as the oxide raw material.
7.糖アルコールとして重合度が2〜5のオリゴ糖アル
コールを25重量%以上含有する請求項1記載の製造方
法。
7. The manufacturing method according to claim 1, wherein the sugar alcohol contains 25% by weight or more of an oligosaccharide alcohol having a degree of polymerization of 2 to 5.
8.糖アルコールが単糖アルコールおよび/またはオリ
ゴ糖アルコールである請求項1〜7のいずれか1項に記
載の製造方法。
8. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the sugar alcohol is a monosaccharide alcohol and/or an oligosaccharide alcohol.
9.単糖アルコールがソルビトールおよび/またはマン
ニトールおよび/またはガラクチトールである請求項8
記載の製造方法。
9. Claim 8 wherein the monosaccharide alcohol is sorbitol and/or mannitol and/or galactitol.
Manufacturing method described.
10.オリゴ糖アルコールの成分としてマルチトールお
よび/またはラクチトールを含む請求項8記載の製造方
法。
10. The manufacturing method according to claim 8, wherein the oligosaccharide alcohol contains maltitol and/or lactitol as a component.
11.オリゴ糖アルコールの成分として構成糖がグルコ
ース残基であり、かつその結合がα−1,4結合および
/またはα−1,6結合である糖アルコールを含む請求
項8記載の製造方法。
11. 9. The production method according to claim 8, wherein the oligosaccharide alcohol contains a sugar alcohol whose constituent sugars are glucose residues and whose bonds are α-1,4 bonds and/or α-1,6 bonds.
12.酸化物系原料に水を添加し泥漿を調製し、これを
型内で鋳込成形する請求項1記載の製造方法。
12. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein water is added to the oxide-based raw material to prepare a slurry, and the slurry is cast in a mold.
13.酸化物系原料に水を添加して練土を調製し、これ
を塑性成形する請求項1記載の製造方法。
13. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein water is added to the oxide-based raw material to prepare clay, and the clay is plastically formed.
14.泥漿に添加する糖アルコールの量が酸化物系原料
に対して5重量%以下の範囲である請求項1記載の製造
方法。
14. 2. The production method according to claim 1, wherein the amount of sugar alcohol added to the slurry is within a range of 5% by weight or less based on the oxide-based raw material.
15.糖アルコールをアルミナ解膠時期に添加する請求
項5記載の製造方法。
15. 6. The manufacturing method according to claim 5, wherein the sugar alcohol is added during the alumina peptization stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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