JPH06227873A - セラミックス多孔体の製造方法 - Google Patents

セラミックス多孔体の製造方法

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JPH06227873A
JPH06227873A JP3934193A JP3934193A JPH06227873A JP H06227873 A JPH06227873 A JP H06227873A JP 3934193 A JP3934193 A JP 3934193A JP 3934193 A JP3934193 A JP 3934193A JP H06227873 A JPH06227873 A JP H06227873A
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slurry
synthetic resin
resin foam
ceramics
mold
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Toshimasa Mano
稔正 真野
Ryochi Shintani
良智 新谷
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Kanebo Ltd
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Kanebo Ltd
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635Compounding ingredients
    • C04B38/0645Burnable, meltable, sublimable materials
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 セラミックス原料並びに水からなるスラリー
を予め注入した型枠に所定の粒径に発泡させた合成樹脂
発泡体を充填する工程と、型枠を圧縮して固定すること
により合成樹脂発泡体の間隙にスラリーを十分に充填さ
せる工程と、その後スラリー状のセラミックスを硬化さ
せる工程と、ついで該合成樹脂発泡体を除去する工程
と、得られた硬化成形体を焼成する工程とからなること
を特徴とするセラミック ス多孔体の製造方法。 【効果】 本発明の製造方法によれば、高強度且つばら
つきの少ない安定したセラミックス多孔体を大量に安価
に提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス多孔体の
製造方法に係り、更に詳細には、高強度で且つばらつき
の少ない安定したセラミックス多孔体の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】連通気孔を有するセラミックス多孔体
は、溶融金属用フィルター,排ガスフィルター,液体フ
ィルター,触媒担体,バイオリアクター及び軽量耐火物
等に有用であり、既に数多く実用化されている。これら
のセラミックス多孔体は透過する気体または液体の通過
抵抗即ち圧力損失を低くするためにその気孔は連続して
おり、且つ気孔率が60%以上であることが必要であ
る。さらにセラミックス多孔体をこれらの用途に使用す
るに当たり取り付け時または使用時に破損などの事故を
起こさないためにその曲げ強度が10kg/cm2 以上
が望まれている。
【0003】既存のセラミックス多孔体の製造方法とし
ては、一つに、ウレタンフォームの表面にセラミックス
原料を分散させたスラリーを付着せしめた後焼成する方
法が知られている。更に、合成樹脂球を容器に入れて圧
縮する方法,容器に入れた後有機溶剤処理もしくは加熱
処理により樹脂球の表面を可塑状態に変え相互に接着さ
せる方法(特開昭50−75608,特開平1−153
580),予め合成樹脂球の表面に接着剤を塗布した後
容器に入れ相互に接着する方法(特開昭60−2511
82)、これらいずれかの方法によって得られた合成樹
脂球の集合体の間隙にスラリー状のセラミックスを充填
し乾燥固化させた後、合成樹脂球を除去し焼成する方法
が提案されており、特に後者の方法が高強度のセラミッ
クス多孔体を得るのに有利とされている。
【0004】しかしながら、後者の方法においては、工
程が複雑であり、工業的に大量に尚且つ安定に製造する
ことが難しく、更には製造コストを高める要因となって
いる。また、容器内あるいは合成樹脂球の集合体中のス
ラリーが侵入しなかった部分に気泡が残存し、その結
果、セラミックス多孔体の強度が低下する場合もあり、
歩留り低下の要因にもなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】本発明者らは、上記
既存の方法の問題点に鑑み鋭意研究を続けた結果、本発
明を完成したものであって、その目的とするところは、
安定したセラミックス多孔体を大量にしかも安価に製造
し得る方法を提供するにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】上述の目的は、下記
(A)〜(E)の工程を順次施すことを特徴とするセラ
ミックス多孔体の製造方法により達成される。 (A)セラミックス原料と水とを含むスラリーを予め注
入した型枠に合成樹脂発泡体を充填する工程 (B)型枠を圧縮して固定し、合成樹脂発泡体の間隙に
スラリーを充分に充填せしめる工程 (C)スラリー状のセラミックスを硬化せしめる工程 (D)合成樹脂発泡体を除去する工程 (E)硬化成形体を焼成する工程
【0007】本発明におけるセラミックス原料として
は、アルミナ,ジルコニア,ジルコン,コージライト,
ムライト,シリカ,チタン酸アルミニウム,チタニア等
の酸化物や窒化珪素,炭化珪素,サイアロン等の非酸化
物の無機粉体が挙げられる。更に、反応焼結による窒化
珪素や炭化珪素の製造を目的として、金属珪素粉や炭素
粉等が挙げられる。本発明においてスラリー作製時に配
合する水の量は粉体100に対して、好ましくは10〜
40重量%、更に好ましくは15〜30重量%である。
配合する水の量が10重量%未満の場合、スラリー自体
の粘度が著しく高くなりスラリーの調合および充填が困
難になる。また、配合する水の量が40重量%を超える
場合、乾燥固化の際のスラリーの収縮が著しくクラック
が発生しやすくなる。本発明において硬化成形体の強度
を向上させるために、バインダーをスラリーに添加して
もよい。尚、バインダーとしては、有機バインダー,無
機バインダーいずれを用いてもよい。有機バインダーと
しては、例えば、アクリル,酢酸ビニル等のビニル系樹
脂やエポキシ,フェノール,尿素,メラミン,ウレタン
等の水可溶型または水分散型の樹脂等が挙げられる。無
機バインダーとしては、アルミナセメント,ポルトラン
ドセメント,アルミナゾル,シリカゾル等が挙げられ
る。
【0008】本発明において使用される球状の合成樹脂
発泡体としては、ポリスチロール発泡体,ポリエチレン
発泡体等が挙げられる。合成樹脂発泡体の粒径は必要と
されるセラミックス多孔体の気孔径により適宜選択され
る。本発明におけるスラリーの調製工程は、常法にした
がって実施される。例えば、セラミックス原料粉末をミ
キサー,ディスパー,ボールミルなどにより水に分散
し、スラリーを作製する。
【0009】本発明における成形工程(B)は、スラリ
ーを予め注入した型枠に球状の合成樹脂発泡体を充填し
た後に蓋をし、油圧プレスやジャッキ等で圧縮し固定す
ることにより合成樹脂発泡体の間隙にスラリーを十分に
充填させる方法をとる。従って、合成樹脂発泡体の集合
体を作製する工程とその合成樹脂発泡体の集合体の間隙
にスラリーを充填する工程とを一度に且つ簡便に行うこ
とができ、生産性の向上が図れるのみならず大量に安定
してセラミックス多孔体を製造することができる。ま
た、スラリーを予め注入した型枠に合成樹脂発泡体を充
填するため気泡が残存することも無い。
【0010】本発明の硬化の工程(C)には、固定した
型枠ごと水の沸点である100℃以下の温度で段階的に
長時間加熱することによりスラリー中の水を徐々に除去
しながら乾燥固化させる方法、添加したバインダーによ
り硬化させた硬化成形体を型より取り出した後に同様に
100℃以下の温度で段階的に長時間加熱することによ
り硬化成形体中の水を徐々に除去する方法がとられる。
本発明の合成樹脂発泡体を除去する工程(D)には、用
いた合成樹脂球を有機溶剤で溶解除去する方法や、合成
樹脂球の熱分解点以上の温度に加熱し除去する方法がと
られる。
【0011】本発明の焼成工程(E)は、通常、120
0〜1800℃で高温処理することにより実施される。
雰囲気は、使用したセラミックス原料により大気雰囲
気,真空あるいは不活性ガス雰囲気などが適宜選択され
る。
【0012】
【発明の効果】本発明の製造方法により、既存の方法に
比較し高強度で尚且つばらつきの少ない安定したセラミ
ックス多孔体を大量にしかも安価に提供することができ
る。以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【0013】実施例1 アルミナ粉末100に対して水溶性エポキシ10重量
部,トリエチルテトラミン2重量部及び水20重量部を
加え、スラリーを調製した。そして、100×100×
50mmの7個のそれぞれの容器に、上記スラリーを1
00cc注入し、直径2mmに発泡させたポリスチロー
ル球を400cc充填し、油圧ジャッキを使用し高さ方
向に20%圧縮し固定した後、60℃で2時間処理し硬
化させた。その後、脱型し、得られた成形体を65℃で
24時間、80℃で24時間、95℃で24時間と段階
的に乾燥した後、切断し、100×30×10mmの試
験片を作製した。合成樹脂発泡体を除去するために5℃
/hrで400℃まで昇温した後、続いて100℃/h
rで昇温し、1600℃で焼成してセラミックス多孔体
を得た。こうして得られたセラミックス多孔体について
曲げ強度を測定した。曲げ強度はスパン40mm,クロ
スヘッドスピード0.5mm/minで三点曲げ強度試
験により行った。得られた結果を表1に示す。
【0014】比較例1 直径2mmに発泡したポリスチロール球を7個のそれぞ
れの100×100×50mmの容器に充填した後パン
チングプレートを上方から押し付け、この状態で実施例
1と同配合量のスラリーを含浸させた。その後、実施例
1と同様にしてセラミックス多孔体を作製し、曲げ強度
を測定した。得られた結果を表1に示す。
【表1】
【0015】実施例2 アルミナ粉末100に対してポルトランドセメント30
重量部及び水20重量部を加え、スラリーを調製した。
そして、100×100×50mmの7個のそれぞれの
容器に、上記スラリーを100cc注入し、直径1mm
に発泡させたポリスチロール球を400cc充填し、油
圧ジャッキを使用し高さ方向に20%圧縮し固定した
後、室温で2日間硬化させた。その後、脱型、切断を行
い、100×30×10mmの試験片を作製した。合成
樹脂発泡体を除去するために5℃/hrで400℃まで
昇温した後、引き続いて、100℃/hrで昇温し、1
300℃で焼成してセラミックス多孔体を得た。こうし
て得られたセラミックス多孔体について曲げ強度を測定
した。曲げ強度はスパン40mm,クロスヘッドスピー
ド0.5mm/minで三点曲げ強度試験により行っ
た。得られた結果を表2に示す。
【0016】比較例2 直径1mmに発泡したポリスチロール球を7個のそれぞ
れの100×100×50mmの容器に充填した後パン
チングプレートを上方から押し付け、この状態で実施例
2と同配合量のスラリーを含浸させた。その後、実施例
2と同様にしてセラミックス多孔体を作製し、曲げ強度
を測定した。得られた結果を併せ表2に示す。
【表2】
【0017】実施例3 窒化珪素粉末93重量部に対して焼結助剤としてアルミ
ナ粉末5重量部,イットリア粉末2重量部を加え、さら
に、これら粉末100重量部に対して水溶性エポキシ1
0重量部,トリエチルテトラミン2重量部及び水20重
量部を加え、スラリーを調製した。そして、100×1
00×50mmの7個のそれぞれの容器に上記スラリー
を100cc注入し、直径5mmに発泡させたポリスチ
ロール球を400cc充填し、油圧ジャッキを使用し高
さ方向に20%圧縮し固定した後、60℃で2時間処理
し硬化させた。その後、脱型し得られた成形体を70℃
で24時間、90℃で24時間、105℃で24時間と
段階的に乾燥した後、切断し、100×30×10mm
の試験片を作製した。合成樹脂発泡体を完全に除去する
ために酢酸エチルによる溶剤処理を行った。その後空気
雰囲気で5℃/hrで400℃まで昇温して脱脂を行
い、ついで窒素雰囲気中で100℃/hrで1800℃
まで焼成してセラミックス多孔体を得た。こうして得ら
れたセラミックス多孔体について曲げ強度を測定した。
曲げ強度はスパン40mm,クロスヘッドスピード0.
5mm/minで三点曲げ強度試験により行った。得ら
れた結果を表3に示す。
【0018】比較例3 直径5mmに発泡したポリスチロール球を7個のそれぞ
れの100×100×50mmの容器に充填した後パン
チングプレートを上方から押し付け、この状態で実施例
3と同配合量のスラリーを含浸させた。その後、実施例
3と同様にしてセラミックス多孔体を作製し、曲げ強度
を測定した。得られた結果を併せ表3に示す。
【表3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A)〜(E)の工程を順次施すこ
    とを特徴とするセラミックス多孔体の製造方法。 (A)セラミックス原料と水とを含むスラリーを予め注
    入した型枠に合成樹脂発泡体を充填する工程 (B)型枠を圧縮して固定し、合成樹脂発泡体の間隙に
    スラリーを充分に充填せしめる工程 (C)スラリー状のセラミックスを硬化せしめる工程 (D)合成樹脂発泡体を除去する工程 (E)硬化成形体を焼成する工程
JP3934193A 1993-02-02 1993-02-02 セラミックス多孔体の製造方法 Pending JPH06227873A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014177363A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Gifu Prefecture 揮発性有機ガス分解用フィルタの製造方法および揮発性有機ガス分解用フィルタ
CN114671702A (zh) * 2022-04-02 2022-06-28 郑州大学 多孔赛隆陶瓷过滤器及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04170375A (ja) * 1990-10-30 1992-06-18 Kanebo Ltd セラミックス多孔体

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