JPH0460952B2 - - Google Patents
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- JPH0460952B2 JPH0460952B2 JP13202184A JP13202184A JPH0460952B2 JP H0460952 B2 JPH0460952 B2 JP H0460952B2 JP 13202184 A JP13202184 A JP 13202184A JP 13202184 A JP13202184 A JP 13202184A JP H0460952 B2 JPH0460952 B2 JP H0460952B2
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミツク多孔体の製造方法に関し、
詳しくはセラミツク原料に特定した無機質粉体を
混合することにより、成形後、焼成して細孔を均
一に有する良好なセラミツク多孔体を容易に製造
する方法を提供するものである。
詳しくはセラミツク原料に特定した無機質粉体を
混合することにより、成形後、焼成して細孔を均
一に有する良好なセラミツク多孔体を容易に製造
する方法を提供するものである。
従来、セラミツク多孔体は多数の細孔を有し軽
量である特徴が利用され、例えば濾過、拡散など
のフイルター素材、触媒担体、吸着剤、断熱材、
吸音材など広範な用途がある。また、その製造方
法も多岐にわたるが、所望の細孔を有するセラミ
ツク多孔体を得るためには、一般にセラミツク原
料の材質、粒子径および結合剤などの混合材の種
類、量の選択調整、さらには焼成（焼結）条件な
どを十分に留意する必要がある。従つて、特に工
業的に良好なセラミツク多孔体を製造する場合に
は、複雑な条件、工程を要するために、より簡便
な製造方法か望まれる。
量である特徴が利用され、例えば濾過、拡散など
のフイルター素材、触媒担体、吸着剤、断熱材、
吸音材など広範な用途がある。また、その製造方
法も多岐にわたるが、所望の細孔を有するセラミ
ツク多孔体を得るためには、一般にセラミツク原
料の材質、粒子径および結合剤などの混合材の種
類、量の選択調整、さらには焼成（焼結）条件な
どを十分に留意する必要がある。従つて、特に工
業的に良好なセラミツク多孔体を製造する場合に
は、複雑な条件、工程を要するために、より簡便
な製造方法か望まれる。
本発明者らは上記に鑑み、良好なセラミツク多
孔体の簡便な製造方法について鋭意研究を重ねた
結果、特定した嵩比容積および吸油量の大きく、
かつ細孔半径が小さい無機質粉体がセラミツク原
料と均一に混合し、容易に成形し得ると共に、該
無機質粉体が加熱焼成により著しい収縮を示すと
いう知見に基づき、本発明を完成するに至つたも
のである。即ち、本発明によればセラミツク原料
に嵩比容積が5cc／ｇ以上、好ましくは７〜
15cc／ｇおよび吸油量が2cc／ｇ以上、好ましく
は３〜7cc／ｇかつ細孔半径0.2μm以下である無
機質粉体を混合して成形した後、該成形体を焼成
することによつて、所望の細孔を均一に有する良
好なセラミツク多孔体の製造方法が提供される。
孔体の簡便な製造方法について鋭意研究を重ねた
結果、特定した嵩比容積および吸油量の大きく、
かつ細孔半径が小さい無機質粉体がセラミツク原
料と均一に混合し、容易に成形し得ると共に、該
無機質粉体が加熱焼成により著しい収縮を示すと
いう知見に基づき、本発明を完成するに至つたも
のである。即ち、本発明によればセラミツク原料
に嵩比容積が5cc／ｇ以上、好ましくは７〜
15cc／ｇおよび吸油量が2cc／ｇ以上、好ましく
は３〜7cc／ｇかつ細孔半径0.2μm以下である無
機質粉体を混合して成形した後、該成形体を焼成
することによつて、所望の細孔を均一に有する良
好なセラミツク多孔体の製造方法が提供される。
本発明に用いる嵩比容積が5cc／ｇ以上、吸油
量が2cc／ｇ以上かつ細孔容積が0.2μm以下であ
る無機質粉体としては、例えば長手方向の平均直
径が0.1〜30μm、厚みが0.005〜0.1μmの円状ある
いは楕円状をした対称形の２辺を有する薄片が花
弁、特にバラの花弁に類似した集合体（以下、単
に花弁状ともいう）の珪酸カルシウムの粉体が好
適である。かかる花弁状の珪酸カルシウムは一般
式 2CaO・3SiO2・nSiO2・mH2Ｏ （式中、ｎ及びｍは正の整数） と表され、SiO2／CaOのモル比が1.6〜4.2であ
る。かかる花弁状の珪酸カルシウムは750〜770℃
の温度で容積が約1/8に急速に収縮し、さらに
1100℃の温度では約1/10にまで収縮する。従つ
て、本発明においてはセラミツク原料に花弁状珪
酸カルシウムを混合した成形体を焼成することに
より、該珪酸カルシウムの収縮に相当して空孔が
速やかに生成するものと推察され、該珪酸カルシ
ウムの粒径および混合量に応じて所望の細孔を均
一に有するセラミツク多孔体を得ることができ
る。一般に嵩比容積の大きい無機質粉体を用いる
ほど、セラミツク原料に対する混合量を少なくで
きて経済的に有利である。これに対してセラミツ
ク原料に空気混入や発泡性プラスチツクなど有機
質粉体を混合した成形体を焼成する方法では、制
御の困難さや燃焼ガスの発生のため、大きな空孔
を生じ易く、従つて均一な細孔を有する成形多孔
体の製造が困難である。
量が2cc／ｇ以上かつ細孔容積が0.2μm以下であ
る無機質粉体としては、例えば長手方向の平均直
径が0.1〜30μm、厚みが0.005〜0.1μmの円状ある
いは楕円状をした対称形の２辺を有する薄片が花
弁、特にバラの花弁に類似した集合体（以下、単
に花弁状ともいう）の珪酸カルシウムの粉体が好
適である。かかる花弁状の珪酸カルシウムは一般
式 2CaO・3SiO2・nSiO2・mH2Ｏ （式中、ｎ及びｍは正の整数） と表され、SiO2／CaOのモル比が1.6〜4.2であ
る。かかる花弁状の珪酸カルシウムは750〜770℃
の温度で容積が約1/8に急速に収縮し、さらに
1100℃の温度では約1/10にまで収縮する。従つ
て、本発明においてはセラミツク原料に花弁状珪
酸カルシウムを混合した成形体を焼成することに
より、該珪酸カルシウムの収縮に相当して空孔が
速やかに生成するものと推察され、該珪酸カルシ
ウムの粒径および混合量に応じて所望の細孔を均
一に有するセラミツク多孔体を得ることができ
る。一般に嵩比容積の大きい無機質粉体を用いる
ほど、セラミツク原料に対する混合量を少なくで
きて経済的に有利である。これに対してセラミツ
ク原料に空気混入や発泡性プラスチツクなど有機
質粉体を混合した成形体を焼成する方法では、制
御の困難さや燃焼ガスの発生のため、大きな空孔
を生じ易く、従つて均一な細孔を有する成形多孔
体の製造が困難である。
他方、本発明のセラミツク原料としては一般に
焼結して製造される多孔体セラミツクの原料が好
適に用いられ、例えば磁器、陶土、カオリン、マ
グネシア、ジルコニア、シヤモツト、石英、アル
ミナ、炭化ケイ素、炭素など公知の骨材粒状物が
特に制限なく用いられる。また、かかるセラミツ
ク原料は中心粒径が一般に0.3〜0.5μmである粒状
物が焼結特性に優れている。しかしながら、本発
明において混合する無機質粉体の開放空孔がセラ
ミツク原料の粉末粒子より大きい場合には、該セ
ラミツク原料が混合時あるいは成形時に該無機粉
体の空孔に入り込むため、焼成して得られるセラ
ミツク多孔体における細孔の生成効率の低下を招
く。従つて、本発明の特定した無機質粉体は一般
に半径0.2μm以下の細孔を主体とする粉体である
ことが好ましい。なお、前記した花弁状の珪酸カ
ルシウムは、水銀ポロシメーターによる細孔径分
布の測定によれば、その中心径は0.07〜0.1μmで
あることが確認されている。
焼結して製造される多孔体セラミツクの原料が好
適に用いられ、例えば磁器、陶土、カオリン、マ
グネシア、ジルコニア、シヤモツト、石英、アル
ミナ、炭化ケイ素、炭素など公知の骨材粒状物が
特に制限なく用いられる。また、かかるセラミツ
ク原料は中心粒径が一般に0.3〜0.5μmである粒状
物が焼結特性に優れている。しかしながら、本発
明において混合する無機質粉体の開放空孔がセラ
ミツク原料の粉末粒子より大きい場合には、該セ
ラミツク原料が混合時あるいは成形時に該無機粉
体の空孔に入り込むため、焼成して得られるセラ
ミツク多孔体における細孔の生成効率の低下を招
く。従つて、本発明の特定した無機質粉体は一般
に半径0.2μm以下の細孔を主体とする粉体である
ことが好ましい。なお、前記した花弁状の珪酸カ
ルシウムは、水銀ポロシメーターによる細孔径分
布の測定によれば、その中心径は0.07〜0.1μmで
あることが確認されている。
本発明におけるセラミツク原料に対する無機質
粉体の混合割合は、目的とするセラミツク多孔体
の空孔率により適宜選択されるが、該無機質粉体
の嵩比容積が極めて大きいために比較的少量に限
定できる。一般に無機質粉体の混合量の増加に従
つて、得られるセラミツク多孔体の空孔率を増大
できるが、同時に機械的強度の著しい低下を伴
う。そのため、目的とするセラミツク多孔体の空
孔率は一般に50％以下、実用的には30％以下に調
整し、本発明におけるセラミツク原料に対する無
機質粉体の混合量は一般に0.1〜10重量％、好ま
しくは0.5〜５重量％で十分である。
粉体の混合割合は、目的とするセラミツク多孔体
の空孔率により適宜選択されるが、該無機質粉体
の嵩比容積が極めて大きいために比較的少量に限
定できる。一般に無機質粉体の混合量の増加に従
つて、得られるセラミツク多孔体の空孔率を増大
できるが、同時に機械的強度の著しい低下を伴
う。そのため、目的とするセラミツク多孔体の空
孔率は一般に50％以下、実用的には30％以下に調
整し、本発明におけるセラミツク原料に対する無
機質粉体の混合量は一般に0.1〜10重量％、好ま
しくは0.5〜５重量％で十分である。
次に、本発明におけるセラミツク原料と無機質
粉体との混合および成形方法は特に制限されず、
公知の方法が適宜採用される。しかして、本発明
に用いる特定した嵩比容積および吸油量の大きい
無機質粉体は、セラミツク原料と均一な混合が達
成されるため、該無機質粉体が均一に分布された
セラミツク成形体、ひいては細孔体を均一に有す
る目的のセラミツク多孔体を製造することができ
る。即ち、本発明のセラミツク原料と無機質原料
とを混合して泥しよう鋳込み成形法を適用する場
合に、該無機質粉体は親水性で吸油量が大きく細
孔が殆ど連通形であるため、水をよく吸収し、水
中でセラミツク原料と均質なスラリーを容易に調
整することができる。従つて、無機質粉体が均一
に分布されたセラミツク成形体が得られ、該成形
体を焼成することによつて、細孔を均一に有し、
他の物性的な弱点を生じないセラミツク多孔体を
得ることができる。これに対して、発泡スチロー
ルビーズやシラスバルーンなどは親水性に乏し
く、吸油量も少ないために、セラミツク原料と混
合してスラリーを調整する場合に水上に浮上し易
く、均質なセラミツク成形体が得られず、焼成し
ても均一な細孔を有するセラミツク多孔体を得る
ことが困難である。また、本発明のセラミツク原
料と無機質粉体とを混合して乾式あるいは半乾式
の圧縮成形に供する場合には、該無機質粉体が成
形助剤として有効に作用する。例えばセラミツク
原料としてカオリンをそのまま乾式で圧縮成形し
ても成形体として取り扱える様な強度が得られな
いが、本発明の無機質粉体と混合して同様に圧縮
成形した場合には、該粉体中に含有されている空
気が連通した細孔から排出され易いため、適度な
強度を有する成形体が得られ、次の焼成工程への
移送などハンドリングが容易となり、目的とする
セラミツク多孔体の製造が可能である。
粉体との混合および成形方法は特に制限されず、
公知の方法が適宜採用される。しかして、本発明
に用いる特定した嵩比容積および吸油量の大きい
無機質粉体は、セラミツク原料と均一な混合が達
成されるため、該無機質粉体が均一に分布された
セラミツク成形体、ひいては細孔体を均一に有す
る目的のセラミツク多孔体を製造することができ
る。即ち、本発明のセラミツク原料と無機質原料
とを混合して泥しよう鋳込み成形法を適用する場
合に、該無機質粉体は親水性で吸油量が大きく細
孔が殆ど連通形であるため、水をよく吸収し、水
中でセラミツク原料と均質なスラリーを容易に調
整することができる。従つて、無機質粉体が均一
に分布されたセラミツク成形体が得られ、該成形
体を焼成することによつて、細孔を均一に有し、
他の物性的な弱点を生じないセラミツク多孔体を
得ることができる。これに対して、発泡スチロー
ルビーズやシラスバルーンなどは親水性に乏し
く、吸油量も少ないために、セラミツク原料と混
合してスラリーを調整する場合に水上に浮上し易
く、均質なセラミツク成形体が得られず、焼成し
ても均一な細孔を有するセラミツク多孔体を得る
ことが困難である。また、本発明のセラミツク原
料と無機質粉体とを混合して乾式あるいは半乾式
の圧縮成形に供する場合には、該無機質粉体が成
形助剤として有効に作用する。例えばセラミツク
原料としてカオリンをそのまま乾式で圧縮成形し
ても成形体として取り扱える様な強度が得られな
いが、本発明の無機質粉体と混合して同様に圧縮
成形した場合には、該粉体中に含有されている空
気が連通した細孔から排出され易いため、適度な
強度を有する成形体が得られ、次の焼成工程への
移送などハンドリングが容易となり、目的とする
セラミツク多孔体の製造が可能である。
本発明においてセラミツク成形体を焼成する温
度は、セラミツク原料の焼結温度および無機質粉
体の収縮温度を勘案してそれ以上の温度に決定す
ればよい。従つて、混合して用いるセラミツク原
料および無機質粉体との種類によつて異なり、前
記したように無機質粉体として例えば花弁状珪酸
カルシウムを用いる場合には少なくとも750℃以
上の焼成温度が必要である。
度は、セラミツク原料の焼結温度および無機質粉
体の収縮温度を勘案してそれ以上の温度に決定す
ればよい。従つて、混合して用いるセラミツク原
料および無機質粉体との種類によつて異なり、前
記したように無機質粉体として例えば花弁状珪酸
カルシウムを用いる場合には少なくとも750℃以
上の焼成温度が必要である。
以下に実施例を示すが本発明はこれらに限定さ
れるものではない。なお、実施例における嵩比容
積吸油量および細孔半径は、次の測定法によつ
た。
れるものではない。なお、実施例における嵩比容
積吸油量および細孔半径は、次の測定法によつ
た。
(1) 嵩比容積
JIS K6220の6.2項の嵩比重測定法に準じた。
(2) 吸油量
JIS K6220の6.21項に準じた。
(3) 細孔半径
カロルエルバ（CARLOERBA）社製の1520型
水銀ポロシメーターを用いた。
水銀ポロシメーターを用いた。
(4) 圧縮強度
円筒形試料をその直径方法から圧縮し、破壊時
の応力を、試料の直径と厚さの積で除して圧壊強
度を得た。
の応力を、試料の直径と厚さの積で除して圧壊強
度を得た。
実施例 １
陶土に嵩容積12.4cc／ｇ、吸油量5.6cc／ｇお
よび中心細孔径0.105μmの珪酸カルシウムを２重
量％混合してスラリーとし、石膏型に注入して板
状の成形体を得た。乾燥後、1100℃１時間焼成
し、密度1.5g／cm3の陶板を得た。この密度は、花
弁状珪酸カルシウムを加えない場合に得られる陶
板の密度の92％であり、曲げ強度は約280Kg／cm2
であつた。また、陶板の破断面を観察した結果、
多数の独立気泡を確認した。
よび中心細孔径0.105μmの珪酸カルシウムを２重
量％混合してスラリーとし、石膏型に注入して板
状の成形体を得た。乾燥後、1100℃１時間焼成
し、密度1.5g／cm3の陶板を得た。この密度は、花
弁状珪酸カルシウムを加えない場合に得られる陶
板の密度の92％であり、曲げ強度は約280Kg／cm2
であつた。また、陶板の破断面を観察した結果、
多数の独立気泡を確認した。
なお、用いた珪酸カルシウムは化学分析により
CaO24.9％、SiO265.8％および灼熱減量9.3％、電
子顕微鏡の10000倍で観察することにより、長手
方向の平均直径が約2μm、厚みが1μm以下の花弁
状の集合体で構成されていることが確認された。
CaO24.9％、SiO265.8％および灼熱減量9.3％、電
子顕微鏡の10000倍で観察することにより、長手
方向の平均直径が約2μm、厚みが1μm以下の花弁
状の集合体で構成されていることが確認された。
実施例 ２
カオリンに実施例１で用いたと同一の花弁状珪
酸カルシウムを６重量％混合し、800Kg／cm2で圧
縮成形し、ついで1180℃で１時間焼成した。
酸カルシウムを６重量％混合し、800Kg／cm2で圧
縮成形し、ついで1180℃で１時間焼成した。
得られた直径が約20mm、厚さが約５mmである陶
板の密度は1.77cc／ｇ、圧壊強度は174Kg／cm2で
あつた。
板の密度は1.77cc／ｇ、圧壊強度は174Kg／cm2で
あつた。
用いたカオリンのみでは、1100Kg／cm2で圧縮成
形しても非常に脆い成形体しか得られなかつた。
形しても非常に脆い成形体しか得られなかつた。
実施例 ３
アルミナに実施例１と同一の花弁状珪酸カルシ
ウム１重量％を混合し、300Kg／cm2で圧縮成形し
た。ついで、1500℃４時間焼成し、直径が約15
mm、厚さ４mmの焼成体を得た。この焼結体の密度
は3.02g／cm3で、ブランクのそれの81％であつた。
焼結体の破断面には空孔が観察され、圧壊強度は
2360Kg／cmであつた。
ウム１重量％を混合し、300Kg／cm2で圧縮成形し
た。ついで、1500℃４時間焼成し、直径が約15
mm、厚さ４mmの焼成体を得た。この焼結体の密度
は3.02g／cm3で、ブランクのそれの81％であつた。
焼結体の破断面には空孔が観察され、圧壊強度は
2360Kg／cmであつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツク原料に嵩比容積が5cc／ｇ以上、
吸油量が2cc／ｇ以上及び細孔半径が0.2μm以下
である無機質粉体を混合して成形した後、該成形
体を焼成することを特徴とするセラミツク多孔体
の製造方法。 ２ 無機質粉体が、長手方向の平均直径が0.1〜
30μm、厚み0.005〜0.1μmの円状あるいは楕円状
をした対称形の２辺を有する薄片の集合体である
珪酸カルシウムの粉体である特許請求の範囲第１
項記載の製造方法。 ３ 珪酸カルシウムが一般式 2CaO・3SiO2・nSiO2・mH2Ｏ （式中、ｎおよびｍは正の数） で表され、Sio2／CaOのモル比が1.6〜4.2である
特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４ セラミツク原料がアルミナ、シリカ、カオリ
ン、陶土、マグネシア、ジルコニアなどから選ば
れた特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ５ セラミツク原料に無機質粉体0.1〜10重量％
を混合する特許請求の範囲第１項記載の製造方
法。 ６ セラミツク原料と無機質粉体とをスラリーと
して混合し、湿式成形する特許請求の範囲第１項
記載の製造方法。 ７ セラミツク原料と無機質粉体との混合物を乾
式または半乾式で圧縮成形する特許請求の範囲第
１項記載の製造方法。 ８ 750℃以上の温度で焼成する特許請求の範囲
第３項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13202184A JPS6114181A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | セラミック多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13202184A JPS6114181A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | セラミック多孔体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114181A JPS6114181A (ja) | 1986-01-22 |
| JPH0460952B2 true JPH0460952B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=15071660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13202184A Granted JPS6114181A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | セラミック多孔体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114181A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01215503A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-29 | Inax Corp | 圧力鋳込み成形型 |
| JPH01234348A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Eki Daisei | 中空硅素及び半風化花崗岩パウダーを含有する陶土組成物 |
| JPH02208274A (ja) * | 1989-02-06 | 1990-08-17 | Nippon Haiburitsudo Technol Kk | セラミックス表面の金属化組成物、表面金属化方法及び表面金属化製品 |
-
1984
- 1984-06-28 JP JP13202184A patent/JPS6114181A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6114181A (ja) | 1986-01-22 |
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