JPH0338084B2 - - Google Patents

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JPH0338084B2
JPH0338084B2 JP60163722A JP16372285A JPH0338084B2 JP H0338084 B2 JPH0338084 B2 JP H0338084B2 JP 60163722 A JP60163722 A JP 60163722A JP 16372285 A JP16372285 A JP 16372285A JP H0338084 B2 JPH0338084 B2 JP H0338084B2
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JP
Japan
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ceramic
slurry
solidified
mold
layer
Prior art date
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JP60163722A
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Japanese (ja)
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Yoshihiro Nakagawa
Yoshito Seto
Takashi Hashimoto
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はフイルター、熱交換器部材、金属、樹
脂などの含浸部材として有用な多孔質部分を有す
る円筒状セラミツクス成型体の製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing a cylindrical ceramic molded body having a porous portion useful as a filter, a heat exchanger member, a member for impregnating metal, resin, etc.

(従来の技術) 空隙率50〜90%の多孔質のセラミツクス成型体
の製造法として、網目状骨格の発泡ウレタン(ポ
リウレタンフオーム)に、セラミツクス材のスラ
リーを含浸させた後、余分のスラリーを除去し、
ウレタンの骨格にセラミツクスのスラリーを均一
に堆積(付着)させた後、これを乾燥後、焼成す
る方法がある。このセラミツクス成型体は、網目
状骨格を有し、空隙率は50〜90%(普通は70〜90
%)であり、この空隙は完全に外部と連結したも
ので、独立空孔が非常に少ないのが特徴である。
(Prior technology) As a method for producing porous ceramic molded bodies with a porosity of 50 to 90%, a polyurethane foam with a mesh structure is impregnated with ceramic material slurry, and then the excess slurry is removed. death,
There is a method of uniformly depositing (adhering) a ceramic slurry on a urethane skeleton, drying it, and then firing it. This ceramic molded body has a mesh-like skeleton with a porosity of 50 to 90% (usually 70 to 90%).
%), and this void is completely connected to the outside, and is characterized by very few independent voids.

(発明が解決しようとする問題点) この製法に於ては、厚さ10〜50mmの板状のも
の、円柱状のもの、又、第9図のような厚さ25〜
50mmの厚肉の円筒状のセラミツクス成型体11を
得ることは容易である。しかし、円筒状のもの
で、厚さが均一で、しかも、円筒度、真円度の精
度のよいものや、第1図の如き薄肉(厚さ25mm以
下)の円筒状セラミツクス成型体1、長さの長い
もの(例えば500〜2000mm)の製造には、不向き
である。すなわち、ウレタンフオームをスラリー
に浸積し、とり出して余分のスラリーを除去する
段階、乾燥する段階で変形し、正確な円筒が得ら
れない欠点がある。特に、第2図及び第3図のよ
うな外側が空隙のないセラミツクス層3で形成さ
れ、内側が空隙率50〜90%の多孔質セラミツクス
層4で形成された複層円筒状セラミツクス成型体
2の製造には不向きである。
(Problems to be Solved by the Invention) This manufacturing method can produce plate-like products with a thickness of 10 to 50 mm, cylindrical products, and products with a thickness of 25 to 50 mm as shown in Figure 9.
It is easy to obtain a cylindrical ceramic molded body 11 with a thickness of 50 mm. However, cylindrical ceramics with uniform thickness and good cylindricity and roundness accuracy, thin-walled (thickness 25 mm or less) cylindrical ceramic molded body 1 as shown in Fig. 1, long It is not suitable for manufacturing long objects (for example, 500 to 2000 mm). That is, the urethane foam is deformed during the steps of immersing it in the slurry, removing the excess slurry, and drying it, making it impossible to obtain an accurate cylinder. Particularly, as shown in FIGS. 2 and 3, the multilayer cylindrical ceramic molded body 2 is formed of a ceramic layer 3 without voids on the outside and a porous ceramic layer 4 with a porosity of 50 to 90% on the inside. It is not suitable for manufacturing.

本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであ
つて、円筒形状の複層セラミツクス成型体の製造
において、正確な円筒形状が得られ、また薄肉、
長尺のものを容易に得ることができる。複層円筒
状セラミツクス成型体の製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention was made in view of the above problems, and it is possible to obtain an accurate cylindrical shape, thin wall, and
Long pieces can be easily obtained. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer cylindrical ceramic molded body.

(問題点を解決するための手段) 叙上の目的を達成するための本考案の手段は、
回転可能な円筒状金型の内面にセラミツクスのス
ラリーを塗着し乾燥させてスラリー固化層を形成
し、該スラリー固化層の内面に網目状骨格のウレ
タンフオームのシートを装入内張りし、金型を回
転させながらセラミツクスのスラリーを金型の内
面に貼着された円筒状の内張りシートの内面に流
し込み又はスプレーで吹き付けて内張りシートの
網目状骨格にセラミツクスのスラリーを付着さ
せ、金型の回転下で内張りシートに付着したセラ
ミツクスのスラリーを乾燥固化した後、スラリー
固化層及びこれと一体的に固化した内張りシート
を金型から取り出してセラミツクス材に適した焼
成温度で焼成する点にある。
(Means for solving the problems) The means of the present invention to achieve the stated purpose are:
A ceramic slurry is applied to the inner surface of a rotatable cylindrical mold and dried to form a solidified slurry layer.The inner surface of the solidified slurry layer is charged with a sheet of urethane foam having a mesh skeleton and lined with the mold. While rotating the mold, the ceramic slurry is poured or sprayed onto the inner surface of the cylindrical lining sheet attached to the inner surface of the mold to adhere the ceramic slurry to the mesh skeleton of the lining sheet. After drying and solidifying the ceramic slurry adhering to the lining sheet, the solidified slurry layer and the lining sheet integrally solidified therewith are removed from the mold and fired at a firing temperature suitable for the ceramic material.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第4図は本発明方法を実施するための製造装置
の一例を示し、円筒状の金型5が回転ローラー7
上に回転自在に支持されている。該金型5の両端
部にはスラリー流出止め用のバンド6が着脱自在
に装着され、該バンド6の中央孔を介してスラリ
ー供給用の樋8が出入自在とされている。
FIG. 4 shows an example of a manufacturing apparatus for carrying out the method of the present invention, in which a cylindrical mold 5 is connected to a rotating roller 7.
It is rotatably supported at the top. A band 6 for preventing slurry from flowing out is detachably attached to both ends of the mold 5, and a gutter 8 for supplying slurry can be moved in and out through a central hole of the band 6.

本発明を実施するには、まず回転する金型5の
内面に、セラミツクスのスラリーを必要な厚さ、
例えば2〜5mmになるように、樋8を介して注入
するかスプレー等で塗着し、乾燥させてスラリー
固化層を形成した後、該スラリー固化層(第4図
では図示省略されている。)の内面に目的の厚さ
のウレタンフオームのシートをその内面を完全に
覆うように装入内張りする。前記シートは、製造
目的である円筒状セラミツクス成型体の肉厚が25
mm以下の薄肉の場合でも、スラリー固化層を介し
て金型5によりバツクアツプされているので、任
意の厚さのものを適用することができる。金型5
の内面に貼着された円筒状の内張りシート9の形
成に際し、ウレタンフオームのシート10は第8
図の如く、両端を斜めに切断し、第5図及び第6
図の如く、丁度その先端が重なつて、金型内面に
密着するようにするか、又は第7図の如く両端を
直角に切断し、合せ面で密着するようにしてもよ
い。
To carry out the present invention, first, a ceramic slurry is applied to the inner surface of the rotating mold 5 to a required thickness.
After forming a slurry solidified layer by injecting it through the gutter 8 or applying it by spraying to a thickness of, for example, 2 to 5 mm and drying, the slurry solidified layer (not shown in FIG. 4) is formed. ) is charged and lined with a sheet of urethane foam of the desired thickness so as to completely cover the inner surface. The sheet has a wall thickness of 25 mm for the cylindrical ceramic molded body to be manufactured.
Even if the thickness is as thin as mm or less, it is backed up by the mold 5 through the solidified slurry layer, so any thickness can be applied. Mold 5
When forming the cylindrical lining sheet 9 that is adhered to the inner surface of the 8th urethane foam sheet 10,
Cut both ends diagonally as shown in Figures 5 and 6.
As shown in the figure, the ends may be overlapped so that they are in close contact with the inner surface of the mold, or, as shown in FIG. 7, both ends may be cut at right angles and the mating surfaces may be in close contact.

その後、セラミツクスのスラリーを金型5を回
転させながら樋8で内面に均一に添加するか、ス
プレーで噴きつけて内張りシート9を形成するウ
レタンフオームの網目状骨格に、セラミツクスの
スラリーを均一に付着させる。スラリーの付着量
は目的とする空隙率によつて適当な量とする。当
然空隙率が50%の時は、ウレタンフオーム骨格に
厚く付着させ、空隙率90%の時は薄く付着させ
る。
Then, while rotating the mold 5, the ceramic slurry is uniformly added to the inner surface using the gutter 8, or sprayed onto the mesh skeleton of the urethane foam that forms the lining sheet 9. let The amount of slurry deposited is appropriate depending on the desired porosity. Naturally, when the porosity is 50%, it is attached thickly to the urethane foam skeleton, and when the porosity is 90%, it is attached thinly.

次に、金型5を回転させつつ、金型の外面及び
内面にバーナー等で熱を与えて、スラリーを乾
燥・固化させる。完全に固化し、変形しない状態
になつた時、スラリー固化層およびこれに一体的
に固化した内張りシート9を金型5から取り出
す。その後、スラリー固化層およびこれに一体的
に固化した内張りシート9を100〜1300℃で焼成
して、目的の多孔質の複層円筒状セラミツクス成
型体を得る。この場合、緻密なセラミツクス層3
と多孔質セラミツクス層4とのセラミツクス材質
を異なつたものにすることは自由であり、例え
ば、セラミツクス層3を耐摩耗性のあるセラミツ
クス材で形成し、一方、多孔質セラミツクス層4
を含浸特性のよいセラミツクス材で形成すること
等種々の組み合わせが考えられる。
Next, while rotating the mold 5, heat is applied to the outer and inner surfaces of the mold using a burner or the like to dry and solidify the slurry. When the solidified slurry layer and the lining sheet 9 integrally solidified therewith are completely solidified and in a state where no deformation occurs, the solidified slurry layer and the lining sheet 9 solidified integrally therewith are taken out from the mold 5. Thereafter, the slurry solidified layer and the lining sheet 9 integrally solidified therewith are fired at 100 to 1300°C to obtain the desired porous multilayer cylindrical ceramic molded body. In this case, the dense ceramic layer 3
It is free to use different ceramic materials for the ceramic layer 4 and the porous ceramic layer 4. For example, the ceramic layer 3 is made of a wear-resistant ceramic material, while the porous ceramic layer 4 is made of a wear-resistant ceramic material.
Various combinations can be considered, such as forming the material from a ceramic material with good impregnating properties.

このようにして得られたものは、第3図の如
く、外表面は空隙のないセラミツクス体で、内面
は空隙の多いセラミツクス体で形成され、両者は
強固に結合したものとなる。
As shown in FIG. 3, the product thus obtained has an outer surface of a ceramic body with no voids, an inner surface of a ceramic body with many voids, and the two are firmly bonded.

かかるセラミツクス成型体2の内面に金属や樹
脂などの含浸材を注入すると、外表面が緻密なセ
ラミツクス層で、中間が多孔質セラミツクス層に
金属等が含浸した含浸層で、内面が含浸材のみか
らなる複合材を容易に得ることができ、この複合
材は、外面のセラミツクスと内面の含浸材の境界
が中間的な材料で結合したものとなり、例えば熱
膨張係数に差があつても急激な材料変化部がない
ので、強度的に優れ、耐剥離性の良好なものとな
る。
When an impregnating material such as metal or resin is injected into the inner surface of the ceramic molded body 2, the outer surface is a dense ceramic layer, the middle is a porous ceramic layer impregnated with metal, etc., and the inner surface is made only of the impregnating material. In this composite material, the boundary between the ceramic on the outer surface and the impregnated material on the inner surface is bonded with an intermediate material. Since there are no changed parts, it has excellent strength and good peeling resistance.

また、このセラミツクス成型体2を熱交換器部
材としてそのまま用いる場合、外面が空隙のない
セラミツクス層であるから、外部への気体のもれ
がなく、一方、内面が表面積の大きい部分となつ
ているので、熱交換特性が優れ、この種の部材と
して優れる。
Furthermore, when this ceramic molded body 2 is used as it is as a heat exchanger member, since the outer surface is a ceramic layer with no voids, there is no leakage of gas to the outside, while the inner surface has a large surface area. Therefore, it has excellent heat exchange characteristics and is excellent for this type of member.

本発明に用いるセラミツクスのスラリーは、必
要に応じて、Al2O3,SiO2等の酸化物、又は窒化
物、ホウ化物、等を用い、ウレタンの骨格に均一
に付着するように十分な微粉体であり、コージラ
イト、アルミナ、ムライト、SiC等の無機粘結剤
を添加して、適当な粘度のものとする必要があ
る。
The ceramic slurry used in the present invention uses oxides such as Al 2 O 3 and SiO 2 , or nitrides, borides, etc., as necessary, and is made of sufficient fine powder to uniformly adhere to the urethane skeleton. It is necessary to add an inorganic binder such as cordierite, alumina, mullite, or SiC to obtain an appropriate viscosity.

次に、ウレタン骨格への付着量は、空隙率を決
定するもので、50%以下の空隙率にすると、独立
空孔が多くなり、外部との連絡が不可能となり、
目的により、他物質を含浸させたり、フイルター
等の使用に適さない。また空隙率90%以上にする
と、骨格への付着が薄いものとなり、強度不足と
なる。
Next, the amount of adhesion to the urethane skeleton determines the porosity; if the porosity is less than 50%, there will be many independent pores, making it impossible to communicate with the outside.
Depending on the purpose, it may be impregnated with other substances or may not be suitable for use as a filter. Furthermore, if the porosity is 90% or more, the adhesion to the skeleton will be thin, resulting in insufficient strength.

一方、製造工程で金型からスラリーの固化によ
り変形しない状態となつた内張りシートをスラリ
ー固化層と共に取り出しやすくするために、金型
は長さ方向あるいは径方向に分割したものを用い
てもよい。又、金型の内面に、乾燥時の温度で焼
失して隙間をつくる高分子材を先に塗型する方
法、セラミツクスと反応、固化結合しない黒鉛等
の塗型をしておき、スラリー固化層および内張り
シート引抜きを容易にする方法を採用してもよ
い。
On the other hand, in order to make it easier to take out the lining sheet, which has become undeformed due to the solidification of the slurry, from the mold together with the solidified slurry layer during the manufacturing process, the mold may be divided in the length direction or the radial direction. Another method is to first coat the inner surface of the mold with a polymeric material that burns out at drying temperatures to create gaps, or to coat the inner surface of the mold with a material such as graphite that does not react or solidify with ceramics. Also, a method may be adopted that facilitates the pulling out of the lining sheet.

次に具体的実施例を掲げる。 Next, specific examples are listed.

外径300mm、肉厚12mm、長さ800mmの複層円筒状
セラミツクス成型体の製造実施例。
Example of manufacturing a multilayer cylindrical ceramic molded body with an outer diameter of 300 mm, wall thickness of 12 mm, and length of 800 mm.

金型の内面に、アルミナ(50%)とコージライ
ト(50%)のスラリーを厚さ7mmになるように、
樋で流し込み、適当に固化した時に、そのスラリ
ー固化層の内面にウレタンフオームのシート(厚
さ7mm)を装入内張りし、同じ材料のスラリーを
スプレーで骨格に付着させた。
Spread a slurry of alumina (50%) and cordierite (50%) on the inside of the mold to a thickness of 7 mm.
When the slurry was poured into a gutter and solidified appropriately, a urethane foam sheet (thickness 7 mm) was charged and lined on the inner surface of the solidified slurry layer, and a slurry of the same material was sprayed onto the skeleton.

その後、乾燥、焼成を行い、外側が空隙のない
セラミツクス層、内層が空隙率85〜90%の多孔質
セラミツクス層から成る複層円筒状セラミツクス
成型体を得た。
Thereafter, drying and firing were performed to obtain a multilayer cylindrical ceramic molded body consisting of an outer ceramic layer with no voids and an inner layer of porous ceramic layer with a porosity of 85 to 90%.

(発明の効果) 以上説明した通り、本発明によれば、回転金型
の内面にセラミツクスのスラリーを塗着し乾燥さ
せてスラリー固化層を形成し、その内面に網目状
骨格のウレタンフオームのシートを装入内張りし
た後、セラミツクスのスラリーを遠心力を利用し
てスラリー固化層の内面に貼着された円筒状の内
張りシートのウレタンフオームの網目状骨格に付
着させ、その後金型の回転下で乾燥固化するの
で、内張りシートが薄肉であつても、また長尺で
あつても、スラリー固化層を介して金型により内
張りシートがバツクアツプされているので、真円
度、円筒度の高精度な正確な円筒形状を有するセ
ラミツクスのスラリーが固化した内張りシートが
得られる。それ故、スラリー固化層およびこれに
一体的に固化した内張りシートを焼成することに
より正確な円筒形状を有し、また長尺薄肉のセラ
ミツクス成型体であつて、外側が空隙のないセラ
ミツクス層で形成され、内側が多孔質セラミツク
ス層で形成された複層円筒状セラミツクス成型体
を容易に得ることができる。この複層セラミツク
ス成型体は、内側に強靭性のある金属等所望の物
質を含浸させることができ、外面が緻密なセラミ
ツクスで、内面が多孔質セラミツクスの空隙に所
望の特性の物質を含浸したセラミツクス複合材を
容易に得ることができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a ceramic slurry is applied to the inner surface of a rotary mold and dried to form a solidified slurry layer, and a sheet of urethane foam with a mesh skeleton is coated on the inner surface of the slurry. After charging and lining, the ceramic slurry is attached to the urethane foam mesh skeleton of the cylindrical lining sheet attached to the inner surface of the solidified slurry layer using centrifugal force, and then the ceramic slurry is attached to the urethane foam mesh skeleton of the cylindrical lining sheet that is attached to the inner surface of the solidified slurry layer. Because it dries and solidifies, even if the lining sheet is thin or long, the lining sheet is backed up by the mold through the slurry solidification layer, so it can achieve highly accurate roundness and cylindricity. A lining sheet of solidified ceramic slurry having a precise cylindrical shape is obtained. Therefore, by firing the slurry solidified layer and the lining sheet solidified integrally with it, it has an accurate cylindrical shape, and is a long thin ceramic molded body, with the outside made of a ceramic layer with no voids. A multilayer cylindrical ceramic molded body having a porous ceramic layer on the inside can be easily obtained. This multilayer ceramic molded body can be impregnated with a desired substance such as a strong metal on the inside, and has a dense ceramic on the outside and a porous ceramic on the inside with the voids impregnated with a substance with desired properties. Composite materials can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は単層円筒状セラミツクス成型体の縦断
面図、第2図は本発明により製造された複層円筒
状セラミツクス成型体の縦断面図、第3図は第2
図のセラミツクス成型体の部分拡大断面図、第4
図は本発明を実施するための製造装置の断面説明
図、第5図は内張りシートの断面図、第6図は第
5図の内張りシートの合せ面における部分拡大断
面図、第7図は他の実施例における内張りシート
の合せ面における部分拡大断面図、第8図はウレ
タンフオームのシートの断面図、第9図は従来の
セラミツクス成型体の縦断面図である。 2…複層円筒状セラミツクス成型体、5…金
型、9…内張りシート。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a single-layer cylindrical ceramic molded body, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a multi-layer cylindrical ceramic molded body produced according to the present invention, and FIG.
Partially enlarged sectional view of the ceramic molded body shown in Figure 4.
The figure is a cross-sectional explanatory diagram of a manufacturing apparatus for carrying out the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the lining sheet, FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of the mating surface of the lining sheet in FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a urethane foam sheet, and FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a conventional ceramic molded body. 2... Multilayer cylindrical ceramic molded body, 5... Mold, 9... Lining sheet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 回転可能な円筒状金型の内面にセラミツクス
のスラリーを塗着し乾燥させてスラリー固化層を
形成し、該スラリー固化層の内面に網目状骨格の
ウレタンフオームのシートを装入内張りし、金型
を回転させながらセラミツクスのスラリーをスラ
リー固化層の内面に貼着された円筒状の内張りシ
ートの内面に流し込み又はスプレーで吹き付けて
内張りシートの網目状骨格にセラミツクスのスラ
リーを付着させ、金型の回転下で内張りシートに
付着したセラミツクスのスラリーを乾燥固化した
後、スラリー固化層及びこれと一体的に固化した
内張りシートを金型から取り出してセラミツクス
材に適した焼成温度で焼成することを特徴とする
複層円筒状セラミツクス成形体の製造方法。
1. A ceramic slurry is applied to the inner surface of a rotatable cylindrical mold and dried to form a solidified slurry layer. A sheet of urethane foam with a mesh skeleton is charged and lined on the inner surface of the solidified slurry layer, and then a metal While rotating the mold, the ceramic slurry is poured or sprayed onto the inner surface of the cylindrical lining sheet attached to the inner surface of the solidified slurry layer to adhere to the mesh skeleton of the lining sheet. After drying and solidifying the ceramic slurry adhering to the lining sheet under rotation, the solidified slurry layer and the lining sheet integrally solidified therewith are removed from the mold and fired at a firing temperature suitable for the ceramic material. A method for producing a multilayer cylindrical ceramic molded body.
JP16372285A 1985-07-23 1985-07-23 Manufacture of cylindrical ceramic molded shape Granted JPS6223714A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5324024A (en) * 1976-08-17 1978-03-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Herbicide

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5324024A (en) * 1976-08-17 1978-03-06 Asahi Chem Ind Co Ltd Herbicide

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JPS6223714A (en) 1987-01-31

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