JPH09157066A - 多孔質セラミック焼結体の製造方法 - Google Patents
多孔質セラミック焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPH09157066A JPH09157066A JP31563495A JP31563495A JPH09157066A JP H09157066 A JPH09157066 A JP H09157066A JP 31563495 A JP31563495 A JP 31563495A JP 31563495 A JP31563495 A JP 31563495A JP H09157066 A JPH09157066 A JP H09157066A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- sintered body
- porous ceramic
- ceramic sintered
- whipped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】微細な気孔径と高い気孔率を有し、かつ比表面
積が非常に大きい多孔質セラミック焼結体の製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミック粉末を含む起泡性スラリーを調
製するスラリー調製工程と、該起泡性スラリーを撹拌し
て泡立ててホイップ状スラリ−とする工程と、該ホイッ
プ状スラリ−を成形する工程と、成形体を乾燥する乾燥
工程と、乾燥体を焼成する焼成工程を有する多孔質セラ
ミック焼結体の製造方法で、上記起泡性スラリーが、水
溶性樹脂結合剤、および界面活性剤を含有し、必要に応
じて蒸発型発泡剤、可塑剤、および気孔形成促進剤を含
有し、その粘度が、ホイップ状スラリ−とする工程時に
５０００ｃｐｓ〜７００００ｃｐｓであることが望まし
い多孔質セラミック焼結体の製造方法からなる。
積が非常に大きい多孔質セラミック焼結体の製造方法を
提供する。 【解決手段】セラミック粉末を含む起泡性スラリーを調
製するスラリー調製工程と、該起泡性スラリーを撹拌し
て泡立ててホイップ状スラリ−とする工程と、該ホイッ
プ状スラリ−を成形する工程と、成形体を乾燥する乾燥
工程と、乾燥体を焼成する焼成工程を有する多孔質セラ
ミック焼結体の製造方法で、上記起泡性スラリーが、水
溶性樹脂結合剤、および界面活性剤を含有し、必要に応
じて蒸発型発泡剤、可塑剤、および気孔形成促進剤を含
有し、その粘度が、ホイップ状スラリ−とする工程時に
５０００ｃｐｓ〜７００００ｃｐｓであることが望まし
い多孔質セラミック焼結体の製造方法からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細な気孔と、高
い気孔率を有し、そのため大きい比表面積を持つスポン
ジ状の多孔質セラミック焼結体の製造方法に関するもの
である。
い気孔率を有し、そのため大きい比表面積を持つスポン
ジ状の多孔質セラミック焼結体の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に多孔質セラミック焼結体
が、触媒担体、鋳物用フィルタ−、断熱材、吸音材、流
体ミキサ−、各種フィルタ−、さらに二次電池電極活物
質保持材などとして、用いられていることは良く知られ
ているところであり、またこれら多孔質セラミック焼結
体を焼結手段を用いて製造する方法としては、例えば特
公平１−４８２３２、特公平１−４８２３４、特開昭６
０−１９５０７３および特開昭５６−１４５１５３公報
などに記載されているように、セラミック原料とウレタ
ンプレポリマ−の混合液を型に注入して、反応発泡さ
せ、これを乾燥、焼成して多孔質セラミック焼結体を製
造する方法が一般的に知られている。
が、触媒担体、鋳物用フィルタ−、断熱材、吸音材、流
体ミキサ−、各種フィルタ−、さらに二次電池電極活物
質保持材などとして、用いられていることは良く知られ
ているところであり、またこれら多孔質セラミック焼結
体を焼結手段を用いて製造する方法としては、例えば特
公平１−４８２３２、特公平１−４８２３４、特開昭６
０−１９５０７３および特開昭５６−１４５１５３公報
などに記載されているように、セラミック原料とウレタ
ンプレポリマ−の混合液を型に注入して、反応発泡さ
せ、これを乾燥、焼成して多孔質セラミック焼結体を製
造する方法が一般的に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、上記産業
分野においても高性能化の要請は強くなって来ている。
しかしながら、上記従来の技術であるポリウレタンプレ
ポリマ−を用いる方法で成形された成形体は、隣接する
セラミック粒子の間にポリウレタン樹脂が、不均一に入
り込んで、その部分でも発泡するので、セラミック粒子
の粒子間隔が、不均一かつ広くなるため、その成形体は
焼結しても粒子間に十分な焼結強度が得られないことか
ら、上記の方法においては、多孔質体全体の強度を保持
させるために、多孔質体の骨格を太くせざるを得ず、そ
のような制約から気孔径１００μｍ以下、８０％以上の
気孔率を有し、かつ大きい比表面積の多孔質体を製造す
ることが実質的に困難であるため、上記の要請に満足に
対応することが出来ないのが現状である。
分野においても高性能化の要請は強くなって来ている。
しかしながら、上記従来の技術であるポリウレタンプレ
ポリマ−を用いる方法で成形された成形体は、隣接する
セラミック粒子の間にポリウレタン樹脂が、不均一に入
り込んで、その部分でも発泡するので、セラミック粒子
の粒子間隔が、不均一かつ広くなるため、その成形体は
焼結しても粒子間に十分な焼結強度が得られないことか
ら、上記の方法においては、多孔質体全体の強度を保持
させるために、多孔質体の骨格を太くせざるを得ず、そ
のような制約から気孔径１００μｍ以下、８０％以上の
気孔率を有し、かつ大きい比表面積の多孔質体を製造す
ることが実質的に困難であるため、上記の要請に満足に
対応することが出来ないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
み鋭意研究されたもので、微細な気孔と高い気孔率を有
し、かつ比表面積が非常に大きい多孔質セラミック焼結
体の製造方法を提供することを目的としているが、下記
の製造方法により、その目的を達成出来るとの研究結果
を得たものである。
み鋭意研究されたもので、微細な気孔と高い気孔率を有
し、かつ比表面積が非常に大きい多孔質セラミック焼結
体の製造方法を提供することを目的としているが、下記
の製造方法により、その目的を達成出来るとの研究結果
を得たものである。
【０００５】本発明は、上記研究結果に基づいてなされ
たものであって、（１） セラミック粉末を含む起泡性
スラリーを調製するスラリー調製工程と、該起泡性スラ
リーを撹拌して泡立ててホイップ状スラリ−とする工程
と、該ホイップ状スラリ−を成形する工程と、成形体を
乾燥する乾燥工程と、乾燥体を焼成する焼成工程とを有
する多孔質セラミック焼結体の製造方法、（２） 起泡
性スラリーが、水溶性樹脂結合剤、および界面活性剤を
含有する（１）記載の多孔質セラミック焼結体の製造方
法、（３） 起泡性スラリーが、蒸発型発泡剤を含有す
る（１）および（２）記載の多孔質セラミック焼結体の
製造方法、（４） 起泡性スラリーの粘度が、ホイップ
状スラリ−とする工程時に５０００ｃｐｓ〜７００００
ｃｐｓであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かに記載の多孔質セラミック焼結体の製造方法、に特徴
を有するものである。
たものであって、（１） セラミック粉末を含む起泡性
スラリーを調製するスラリー調製工程と、該起泡性スラ
リーを撹拌して泡立ててホイップ状スラリ−とする工程
と、該ホイップ状スラリ−を成形する工程と、成形体を
乾燥する乾燥工程と、乾燥体を焼成する焼成工程とを有
する多孔質セラミック焼結体の製造方法、（２） 起泡
性スラリーが、水溶性樹脂結合剤、および界面活性剤を
含有する（１）記載の多孔質セラミック焼結体の製造方
法、（３） 起泡性スラリーが、蒸発型発泡剤を含有す
る（１）および（２）記載の多孔質セラミック焼結体の
製造方法、（４） 起泡性スラリーの粘度が、ホイップ
状スラリ−とする工程時に５０００ｃｐｓ〜７００００
ｃｐｓであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれ
かに記載の多孔質セラミック焼結体の製造方法、に特徴
を有するものである。
【０００６】本発明の多孔質セラミック焼結体の製造方
法は、従来と全く異なり、セラミック粉末を含有する起
泡性スラリーを調製し、これを撹拌して泡立てて、ホイ
ップ状とし、成形、乾燥、焼成して得るものである。セ
ラミック粉末は、ホイップ状とされた起泡性スラリー中
で、微細な気泡を構成する薄い液体壁に集まる。そし
て、これを乾燥すると、水溶性樹脂結合剤（バインダ
−）とともに気泡の形状を維持しながら固化し、これを
焼成すると、結合剤が消失すると共に、セラミック粉末
同士が焼結し、気泡形成を持った発泡状の三次元構造を
有する多孔質セラミック焼結体が得られるのである。得
られる多孔質セラミック焼結体は、隣接するセラミック
粒子の粒子間隔が狭く、緻密な骨格を形成しており、気
孔の平均粒径が５μｍ以下、気孔率が高く、その値は８
０％以上となり、結果として非常に大きい比表面積を持
ったものとなる。
法は、従来と全く異なり、セラミック粉末を含有する起
泡性スラリーを調製し、これを撹拌して泡立てて、ホイ
ップ状とし、成形、乾燥、焼成して得るものである。セ
ラミック粉末は、ホイップ状とされた起泡性スラリー中
で、微細な気泡を構成する薄い液体壁に集まる。そし
て、これを乾燥すると、水溶性樹脂結合剤（バインダ
−）とともに気泡の形状を維持しながら固化し、これを
焼成すると、結合剤が消失すると共に、セラミック粉末
同士が焼結し、気泡形成を持った発泡状の三次元構造を
有する多孔質セラミック焼結体が得られるのである。得
られる多孔質セラミック焼結体は、隣接するセラミック
粒子の粒子間隔が狭く、緻密な骨格を形成しており、気
孔の平均粒径が５μｍ以下、気孔率が高く、その値は８
０％以上となり、結果として非常に大きい比表面積を持
ったものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的に説明する。本発明の多孔質セラミック焼結
体の製造方法は、起泡性スラリー調製工程、ホイップ化
工程、成形工程、乾燥工程、脱脂工程、焼結工程により
製造することが出来る。まず、起泡性スラリーの調製
は、例えばセラミック粉末、水溶性樹脂結合剤、界面活
性剤、水等を含有するスラリーを調製する。ここで、セ
ラミック粉末の種類には限定はなく、例えば、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｍｇ
Ｏ、ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−
ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＴｉＯ
2−ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、サイアロン、ＢａＴｉＯ3、
ＢａＦｅＯ 3等が利用される。セラミック粉末の粒径
は、平均粒径が０．０５〜５μｍ、特に０．５〜３μｍ
の範囲が好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、
焼結体の高気孔率化が困難となり易く、一方、平均粒径
が５μｍを越えると、スラリ−中でのセラミック粉末の
分散性が低下し、均一な焼結体が得られ難くなる。また
セラミック粉末のスラリ−中における配合量は、５〜７
０％（重量％、以下同様）、特に３０〜７０％の範囲が
望ましい。
て、具体的に説明する。本発明の多孔質セラミック焼結
体の製造方法は、起泡性スラリー調製工程、ホイップ化
工程、成形工程、乾燥工程、脱脂工程、焼結工程により
製造することが出来る。まず、起泡性スラリーの調製
は、例えばセラミック粉末、水溶性樹脂結合剤、界面活
性剤、水等を含有するスラリーを調製する。ここで、セ
ラミック粉末の種類には限定はなく、例えば、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｍｇ
Ｏ、ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−
ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＴｉＯ
2−ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＭｇＯ−Ｃｒ2Ｏ3−ＴｉＯ2、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、サイアロン、ＢａＴｉＯ3、
ＢａＦｅＯ 3等が利用される。セラミック粉末の粒径
は、平均粒径が０．０５〜５μｍ、特に０．５〜３μｍ
の範囲が好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、
焼結体の高気孔率化が困難となり易く、一方、平均粒径
が５μｍを越えると、スラリ−中でのセラミック粉末の
分散性が低下し、均一な焼結体が得られ難くなる。また
セラミック粉末のスラリ−中における配合量は、５〜７
０％（重量％、以下同様）、特に３０〜７０％の範囲が
望ましい。
【０００８】水溶性樹脂結合剤は、スラリーに粘性を付
与すると共に、スラリーを乾燥させたときに多孔質成形
体の形状を保持させる働きを有する。水溶性樹脂結合剤
としては、メチルセルローズ、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、カルボキ
シメチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズアン
モニウム、エチルセルローズ、ポリビニルアルコール等
を例示することができる。水溶性樹脂結合剤の配合量
は、０．５〜２０％、特に２〜１０％の範囲が望まし
い。０．５％より配合量が少ないと、乾燥成形体の強度
が弱くなり易く、ハンドリングに差し支える場合があ
り、一方、２０％より多いと、粘度が高くなりすぎて成
形が困難になる場合がある。
与すると共に、スラリーを乾燥させたときに多孔質成形
体の形状を保持させる働きを有する。水溶性樹脂結合剤
としては、メチルセルローズ、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、カルボキ
シメチルセルローズ、カルボキシメチルセルローズアン
モニウム、エチルセルローズ、ポリビニルアルコール等
を例示することができる。水溶性樹脂結合剤の配合量
は、０．５〜２０％、特に２〜１０％の範囲が望まし
い。０．５％より配合量が少ないと、乾燥成形体の強度
が弱くなり易く、ハンドリングに差し支える場合があ
り、一方、２０％より多いと、粘度が高くなりすぎて成
形が困難になる場合がある。
【０００９】界面活性剤は、起泡作用並びに気泡安定化
作用があり、界面活性剤を含有するスラリ−を泡立て器
や泡立て用ミキサ−等を用いて撹拌するとスラリ−中に
微細な気泡が無数に生成し、ホイップ状となる。界面活
性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オ
レフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩等のアニ
オン系界面活性剤、ポリエチレングリコール誘導体、多
価アルコール誘導体等の非イオン系界面活性剤等を例示
することができる。界面活性剤の配合量は、０．０５〜
５％、特に０．５〜３％の範囲が好ましい。０．０５％
よりも少ないと起泡性が悪く、また微細な気泡を保つこ
とが困難になる場合があり、一方、５％より多いとそれ
以上の効果が見られない。
作用があり、界面活性剤を含有するスラリ−を泡立て器
や泡立て用ミキサ−等を用いて撹拌するとスラリ−中に
微細な気泡が無数に生成し、ホイップ状となる。界面活
性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オ
レフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩等のアニ
オン系界面活性剤、ポリエチレングリコール誘導体、多
価アルコール誘導体等の非イオン系界面活性剤等を例示
することができる。界面活性剤の配合量は、０．０５〜
５％、特に０．５〜３％の範囲が好ましい。０．０５％
よりも少ないと起泡性が悪く、また微細な気泡を保つこ
とが困難になる場合があり、一方、５％より多いとそれ
以上の効果が見られない。
【００１０】蒸発型発泡剤は、蒸発型発泡剤には揮発性
の有機溶剤などを選択することができ、ガスを発生して
気泡を形成する効果があり、起泡性スラリーに添加する
と、スラリーをホイップ状とする工程の時間を短縮する
ことができる。蒸発型発泡剤としては、ペンタン、ネオ
ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、イソヘプタン、ベ
ンゼン、オクタン、トルエン等を挙げることができる。
蒸発型発泡剤の配合量は、０．０１〜５％、特に０．０
５〜２％の範囲が望ましい。０．０１％より少ない配合
量では、上記の時間短縮の効果が小さく、一方、５％よ
り配合量を多くすると、時間経過とともに気泡が大きく
なるようになり、得られる多孔質セラミック焼結体の気
孔径が不均一になる場合がある。
の有機溶剤などを選択することができ、ガスを発生して
気泡を形成する効果があり、起泡性スラリーに添加する
と、スラリーをホイップ状とする工程の時間を短縮する
ことができる。蒸発型発泡剤としては、ペンタン、ネオ
ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、イソヘプタン、ベ
ンゼン、オクタン、トルエン等を挙げることができる。
蒸発型発泡剤の配合量は、０．０１〜５％、特に０．０
５〜２％の範囲が望ましい。０．０１％より少ない配合
量では、上記の時間短縮の効果が小さく、一方、５％よ
り配合量を多くすると、時間経過とともに気泡が大きく
なるようになり、得られる多孔質セラミック焼結体の気
孔径が不均一になる場合がある。
【００１１】本発明にかかる起泡性スラリーには、以上
の成分以外に、可塑剤、気孔形成促進剤等を配合するこ
とができる。可塑剤は、成形体に可塑性を付与するため
のもので、エチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリセリンなどの多価アルコール、鰯油、菜種油、
オリーブ油などの油脂、石油エーテル等のエーテル類、
フタル酸ジエチル、フタル酸ジＮブチル、フタル酸ジエ
チルヘキシル、フタル酸ジオクチル、ソルビタンモノオ
レート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレ
ートなどのエステル類等を例示することができる。可塑
剤の配合量は、０．１〜１５％、特に２〜１０％の範囲
が好ましい。
の成分以外に、可塑剤、気孔形成促進剤等を配合するこ
とができる。可塑剤は、成形体に可塑性を付与するため
のもので、エチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、グリセリンなどの多価アルコール、鰯油、菜種油、
オリーブ油などの油脂、石油エーテル等のエーテル類、
フタル酸ジエチル、フタル酸ジＮブチル、フタル酸ジエ
チルヘキシル、フタル酸ジオクチル、ソルビタンモノオ
レート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレ
ートなどのエステル類等を例示することができる。可塑
剤の配合量は、０．１〜１５％、特に２〜１０％の範囲
が好ましい。
【００１２】また、気孔形成促進剤は、乾燥成形体の焼
成時に、消失させることによって、気孔の形成を促進す
るためのものである。従って、粉末、繊維状などの形状
を保ち、焼成時に消失するものを選定することができ
る。具体的には、０．１〜２００μｍ程度の粉末状のも
の、長さが２００μｍ以下、好ましくは３０〜１２０μ
ｍ程度の繊維状のものがよい。材料としては、パルプ、
綿、糸くず、コーンスターチ、カルボキシメチルセルロ
ーズ、非水溶性セルロース樹脂、ポリビニルブチラル樹
脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などを例示するこ
とができる。
成時に、消失させることによって、気孔の形成を促進す
るためのものである。従って、粉末、繊維状などの形状
を保ち、焼成時に消失するものを選定することができ
る。具体的には、０．１〜２００μｍ程度の粉末状のも
の、長さが２００μｍ以下、好ましくは３０〜１２０μ
ｍ程度の繊維状のものがよい。材料としては、パルプ、
綿、糸くず、コーンスターチ、カルボキシメチルセルロ
ーズ、非水溶性セルロース樹脂、ポリビニルブチラル樹
脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などを例示するこ
とができる。
【００１３】本発明にかかる起泡性スラリーは、上記成
分を混合することによって得ることができる。起泡性ス
ラリーは、泡立て器や泡立て用ミキサ−等を用いてホイ
ップ状とするが、その際に適度な粘性が必要であり、撹
拌時の粘度が、５０００ｃｐｓよりも小さいと気泡が不
安定となって起泡性スラリ−中に十分に気泡を混入させ
ることが難しく、一方、７００００ｃｐｓよりも大きい
と撹拌が困難となり易いことから、その範囲は、５００
０〜７００００ｃｐｓで、望ましくは、２００００〜４
００００ｃｐｓである。
分を混合することによって得ることができる。起泡性ス
ラリーは、泡立て器や泡立て用ミキサ−等を用いてホイ
ップ状とするが、その際に適度な粘性が必要であり、撹
拌時の粘度が、５０００ｃｐｓよりも小さいと気泡が不
安定となって起泡性スラリ−中に十分に気泡を混入させ
ることが難しく、一方、７００００ｃｐｓよりも大きい
と撹拌が困難となり易いことから、その範囲は、５００
０〜７００００ｃｐｓで、望ましくは、２００００〜４
００００ｃｐｓである。
【００１４】次に、このように調製したホイップ状スラ
リーを成形する。成形方法は、特に制限はないが、ホイ
ップ状スラリーは、気泡を多量に含んでいるため、通常
のスラリーや粘土状組成物とは性質が異なり、それ自体
が力をほとんど伝達しないので、押し出し成形や射出成
形は困難である。しかし、型に流し込んで成形したり、
ドクターブレード法で成形することができる。
リーを成形する。成形方法は、特に制限はないが、ホイ
ップ状スラリーは、気泡を多量に含んでいるため、通常
のスラリーや粘土状組成物とは性質が異なり、それ自体
が力をほとんど伝達しないので、押し出し成形や射出成
形は困難である。しかし、型に流し込んで成形したり、
ドクターブレード法で成形することができる。
【００１５】スラリーは気泡と気泡との界面に凝集し、
骨格構造（発泡体構造）を形成する。そのままの状態で
水膜が割れると骨格を形成しているスラリーが流動し、
骨格構造が崩壊してしまう。そのような崩壊が起こらな
いように乾燥すれば、発泡体構造の成形体を得ることが
できる。できる限り水膜の崩壊を生じさせないように乾
燥するためには、速やかに乾燥させる。これには遠赤外
線乾燥が適している。また、スラリー中の水分がほんの
少し蒸発すると粘性が著しく増大するようなスラリー組
成としておくことが好ましい。
骨格構造（発泡体構造）を形成する。そのままの状態で
水膜が割れると骨格を形成しているスラリーが流動し、
骨格構造が崩壊してしまう。そのような崩壊が起こらな
いように乾燥すれば、発泡体構造の成形体を得ることが
できる。できる限り水膜の崩壊を生じさせないように乾
燥するためには、速やかに乾燥させる。これには遠赤外
線乾燥が適している。また、スラリー中の水分がほんの
少し蒸発すると粘性が著しく増大するようなスラリー組
成としておくことが好ましい。
【００１６】乾燥工程の具体的な条件は、例えば遠赤外
線を用い、ヒーター温度１２０〜１８０℃、雰囲気温度
４０〜８０℃、乾燥時間２０〜１２０分の条件を採用す
ることができる。これにより、乾燥成形体を得ることが
できる。
線を用い、ヒーター温度１２０〜１８０℃、雰囲気温度
４０〜８０℃、乾燥時間２０〜１２０分の条件を採用す
ることができる。これにより、乾燥成形体を得ることが
できる。
【００１７】次いで、乾燥成形体を焼成する。焼成工程
は、脱脂工程と焼結工程との２段階の工程とすることが
好ましい。脱脂工程は、有機物（バインダー等）を揮散
させる工程であり、焼結は、セラミック粉末を焼結させ
る工程である。また、これらの工程は連続とすることが
できる。
は、脱脂工程と焼結工程との２段階の工程とすることが
好ましい。脱脂工程は、有機物（バインダー等）を揮散
させる工程であり、焼結は、セラミック粉末を焼結させ
る工程である。また、これらの工程は連続とすることが
できる。
【００１８】脱脂工程は、例えば空気雰囲気下あるいは
水素ガスなどの還元ガス雰囲気下で、３００〜７００℃
程度の温度で１０〜６０分の時間焼成することができ
る。また、焼結工程は、セラミック粉末の種類に応じ
て、アンモニア分解ガス雰囲気、一酸化炭素ガスのよう
な還元性雰囲気下、あるいは真空中、窒素ガス、アルゴ
ンガスのような不活性雰囲気中、さらには空気中の雰囲
気で、１０００〜２２００℃程度の温度で３０〜３００
分間焼成することが好ましい。脱脂・焼結時に、体積が
約２０％収縮するので、脱脂、焼結は、グラファイト板
などの滑りのよい敷板に乗せて行うことが好ましい。
水素ガスなどの還元ガス雰囲気下で、３００〜７００℃
程度の温度で１０〜６０分の時間焼成することができ
る。また、焼結工程は、セラミック粉末の種類に応じ
て、アンモニア分解ガス雰囲気、一酸化炭素ガスのよう
な還元性雰囲気下、あるいは真空中、窒素ガス、アルゴ
ンガスのような不活性雰囲気中、さらには空気中の雰囲
気で、１０００〜２２００℃程度の温度で３０〜３００
分間焼成することが好ましい。脱脂・焼結時に、体積が
約２０％収縮するので、脱脂、焼結は、グラファイト板
などの滑りのよい敷板に乗せて行うことが好ましい。
【００１９】本発明の多孔質セラミック焼結体は、三次
元網状骨格がセラミック粉末の焼結体であるので、骨格
自体が多孔質である。このため、表面積が非常に大き
く、例えばＢＥＴ比表面積が３００〜１５００ｃｍ2 ／
ｃｍ3 の範囲の多孔質セラミック焼結体となる。また、
発泡体の孔径が非常に小さい、１００μｍ未満の孔径を
有するものから孔径の大きなものまでを容易に得ること
ができ、具体的には、平均孔径が５０μｍ〜３ｍｍの範
囲のもので、気孔率が８０〜９８容量％の範囲内のもの
を製造することができる。
元網状骨格がセラミック粉末の焼結体であるので、骨格
自体が多孔質である。このため、表面積が非常に大き
く、例えばＢＥＴ比表面積が３００〜１５００ｃｍ2 ／
ｃｍ3 の範囲の多孔質セラミック焼結体となる。また、
発泡体の孔径が非常に小さい、１００μｍ未満の孔径を
有するものから孔径の大きなものまでを容易に得ること
ができ、具体的には、平均孔径が５０μｍ〜３ｍｍの範
囲のもので、気孔率が８０〜９８容量％の範囲内のもの
を製造することができる。
【００２０】また、本発明の多孔質セラミック焼結体
は、多孔質セラミック焼結体の一般的な用途、例えば、
水電解電極、二次電池の電極、石油暖房機器の灯油噴霧
化部材、磁気シールドパッキン、爆薬を使用するエアク
ッションの気体膨張緩衝材、吸音材、浄化機の水電解フ
ィルター、空気浄化機の静電フィルター、エンジン排ガ
スのオイルミストフィルター、石油ストーブなどの燃焼
機器の脱臭触媒、高温排気集塵フィルター、アルミニウ
ムを気孔中に高圧充填した複合材（ＣＲＭ）の基材、工
業用触媒坦体等に使用可能である。
は、多孔質セラミック焼結体の一般的な用途、例えば、
水電解電極、二次電池の電極、石油暖房機器の灯油噴霧
化部材、磁気シールドパッキン、爆薬を使用するエアク
ッションの気体膨張緩衝材、吸音材、浄化機の水電解フ
ィルター、空気浄化機の静電フィルター、エンジン排ガ
スのオイルミストフィルター、石油ストーブなどの燃焼
機器の脱臭触媒、高温排気集塵フィルター、アルミニウ
ムを気孔中に高圧充填した複合材（ＣＲＭ）の基材、工
業用触媒坦体等に使用可能である。
【００２１】
【実施例】以下、具体的に本発明の実施例について説明
する。まず、セラミック粉末として表１、２に示される
平均粒径を有する各種セラミック粉末と、水溶性樹脂結
合剤としては、メチルセルローズ（以下、Ａ−１とい
う）、ヒドロキシプロピルメチルセルローズ（同じくＡ
−２という、以下同じ）、ヒドロキシエチルセルローズ
（Ａ−３）、カルボキシメチルセルローズ（Ａ−４）、
カルボキシメチルセルローズアンモニウム（Ａ−５）、
エチルセルローズ（Ａ−６）、ポリビニルアルコール
（Ａ−７）を、界面活性剤としては、アルキルベンゼン
スルホン酸塩（以下、Ｂ−１という）、α−オレフィン
スルホン酸塩（同じくＢ−２という）を、蒸発型発泡剤
としては、ペンタン（以下、Ｃ−１という）、、ネオペ
ンタン（同じくＣ−２という、以下同じ）、ヘキサン
（Ｃ−３）、イソヘキサン（Ｃ−４）、イソヘプタン
（Ｃ−５）、ベンゼン（Ｃ−６）オクタン（Ｃ−７）、
トルエン（Ｃ−８）を、可塑剤としては、エチレングリ
コール（以下、Ｄ−１という）、グリセリン（同じくＤ
−２という、以下同じ）、フタル酸ジエチル（Ｄ−
３）、ソルビタンモノオレート（Ｄ−４）をそれぞれ用
意し、これらを表１、２に示される配合組成で水に配合
し、通常の条件で混合することにより本発明多孔質セラ
ミック焼結体製造用起泡性スラリ−１〜１４（以下、本
発明用スラリ−１〜１４という）を作製した。
する。まず、セラミック粉末として表１、２に示される
平均粒径を有する各種セラミック粉末と、水溶性樹脂結
合剤としては、メチルセルローズ（以下、Ａ−１とい
う）、ヒドロキシプロピルメチルセルローズ（同じくＡ
−２という、以下同じ）、ヒドロキシエチルセルローズ
（Ａ−３）、カルボキシメチルセルローズ（Ａ−４）、
カルボキシメチルセルローズアンモニウム（Ａ−５）、
エチルセルローズ（Ａ−６）、ポリビニルアルコール
（Ａ−７）を、界面活性剤としては、アルキルベンゼン
スルホン酸塩（以下、Ｂ−１という）、α−オレフィン
スルホン酸塩（同じくＢ−２という）を、蒸発型発泡剤
としては、ペンタン（以下、Ｃ−１という）、、ネオペ
ンタン（同じくＣ−２という、以下同じ）、ヘキサン
（Ｃ−３）、イソヘキサン（Ｃ−４）、イソヘプタン
（Ｃ−５）、ベンゼン（Ｃ−６）オクタン（Ｃ−７）、
トルエン（Ｃ−８）を、可塑剤としては、エチレングリ
コール（以下、Ｄ−１という）、グリセリン（同じくＤ
−２という、以下同じ）、フタル酸ジエチル（Ｄ−
３）、ソルビタンモノオレート（Ｄ−４）をそれぞれ用
意し、これらを表１、２に示される配合組成で水に配合
し、通常の条件で混合することにより本発明多孔質セラ
ミック焼結体製造用起泡性スラリ−１〜１４（以下、本
発明用スラリ−１〜１４という）を作製した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】次いで、上記の様に調製した本発明用スラ
リーそれぞれを泡立て器で、それぞれ撹拌し、泡立てて
スラリー内部に無数の気泡を含有させ、それぞれホイッ
プ状スラリーを調製した。これらのホイップ状スラリー
を、それぞれ高さが５０ｍｍの型に流し込み成形体を得
た。次に、それぞれの成形体をヒ−タ−温度１００℃に
設定した遠赤外線乾燥器を用いて乾燥させて乾燥成形体
を得た。次いで、これら成形体をグラファイト板上に乗
せ、空気中、４５０℃で３０分間保持して脱脂した。次
いで、表３に示す条件で焼結して発泡構造を有する本発
明多孔質セラミック焼結体１〜１４（以下、本発明焼結
体１〜１４という）を作製した。最終的な焼結体寸法は
３０ｍｍ以下の物であった。また、得られた本発明焼結
体１〜１４のそれぞれの一部を樹脂埋めし、断面を研磨
し、画像解析装置を用いて気孔径および気孔率を測定す
ると共に、ＢＥＴ法で比表面積を測定した。測定結果を
同じく表３に示した。
リーそれぞれを泡立て器で、それぞれ撹拌し、泡立てて
スラリー内部に無数の気泡を含有させ、それぞれホイッ
プ状スラリーを調製した。これらのホイップ状スラリー
を、それぞれ高さが５０ｍｍの型に流し込み成形体を得
た。次に、それぞれの成形体をヒ−タ−温度１００℃に
設定した遠赤外線乾燥器を用いて乾燥させて乾燥成形体
を得た。次いで、これら成形体をグラファイト板上に乗
せ、空気中、４５０℃で３０分間保持して脱脂した。次
いで、表３に示す条件で焼結して発泡構造を有する本発
明多孔質セラミック焼結体１〜１４（以下、本発明焼結
体１〜１４という）を作製した。最終的な焼結体寸法は
３０ｍｍ以下の物であった。また、得られた本発明焼結
体１〜１４のそれぞれの一部を樹脂埋めし、断面を研磨
し、画像解析装置を用いて気孔径および気孔率を測定す
ると共に、ＢＥＴ法で比表面積を測定した。測定結果を
同じく表３に示した。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【発明の効果】表３から明らかな様に、本発明の多孔質
セラミック焼結体の製造方法によれば、微細な気孔径と
高い気孔率を有し、その結果、比表面積が非常に大きい
発泡状三次元構造の多孔質セラミック焼結体を容易に得
ることが出来る。本発明の多孔質セラミック焼結体の製
造方法を用いれば、触媒担体、鋳物用フィルタ−、断熱
材、吸音材、流体ミキサ−、各種フィルタ−、さらに二
次電池電極活物質保持材等に適したそれぞれのセラミッ
ク組成を選ぶことにより、セラミック自体の耐熱性や耐
食性を利用すると共に、その非常に大きい比表面積を持
つ構造体が得られるため、それぞれの用途に対して性能
の向上が見込まれ、好適である。
セラミック焼結体の製造方法によれば、微細な気孔径と
高い気孔率を有し、その結果、比表面積が非常に大きい
発泡状三次元構造の多孔質セラミック焼結体を容易に得
ることが出来る。本発明の多孔質セラミック焼結体の製
造方法を用いれば、触媒担体、鋳物用フィルタ−、断熱
材、吸音材、流体ミキサ−、各種フィルタ−、さらに二
次電池電極活物質保持材等に適したそれぞれのセラミッ
ク組成を選ぶことにより、セラミック自体の耐熱性や耐
食性を利用すると共に、その非常に大きい比表面積を持
つ構造体が得られるため、それぞれの用途に対して性能
の向上が見込まれ、好適である。
Claims (4)
- 【請求項１】セラミック粉末を含む起泡性スラリーを調
製するスラリー調製工程と、該起泡性スラリーを撹拌し
て泡立ててホイップ状スラリ−とする工程と、該ホイッ
プ状スラリ−を成形する工程と、成形体を乾燥する乾燥
工程と、乾燥体を焼成する焼成工程とを有することを特
徴とする多孔質セラミック焼結体の製造方法。 - 【請求項２】起泡性スラリーが、水溶性樹脂結合剤、お
よび界面活性剤を含有する請求項１記載の多孔質セラミ
ック焼結体の製造方法。 - 【請求項３】起泡性スラリーが、蒸発型発泡剤を含有す
る請求項１および２記載の多孔質セラミック焼結体の製
造方法。 - 【請求項４】起泡性スラリーの粘度が、ホイップ状スラ
リ−とする工程時に５０００ｃｐｓ〜７００００ｃｐｓ
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の多孔質セラミック焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31563495A JPH09157066A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 多孔質セラミック焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31563495A JPH09157066A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 多孔質セラミック焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157066A true JPH09157066A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18067729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31563495A Withdrawn JPH09157066A (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 多孔質セラミック焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09157066A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002265288A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-18 | Otsuka Chem Co Ltd | 誘電性セラミック発泡体 |
| JP2002275557A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス／金属複合体及びその製造方法 |
| KR100430478B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 집진용 다공성 세라믹 여과재의 제조방법 |
| KR100430477B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 이중 에멀전법을 이용한 다공성 세라믹 펠렛의 제조방법 |
| KR100472124B1 (ko) * | 2001-11-30 | 2005-03-08 | 김윤주 | 계면활성제를 이용한 다공성 세라믹스 제조방법 |
| JP2008120622A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Mitsubishi Materials Corp | 発泡速度の速い多孔質セラミックス焼結体製造用混合原料 |
| WO2012169170A1 (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | 日ノ丸窯業株式会社 | 耐火断熱レンガ |
-
1995
- 1995-12-04 JP JP31563495A patent/JPH09157066A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430478B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 집진용 다공성 세라믹 여과재의 제조방법 |
| KR100430477B1 (ko) * | 2001-02-05 | 2004-05-10 | 박재구 | 이중 에멀전법을 이용한 다공성 세라믹 펠렛의 제조방법 |
| JP2002265288A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-18 | Otsuka Chem Co Ltd | 誘電性セラミック発泡体 |
| JP2002275557A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-25 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス／金属複合体及びその製造方法 |
| KR100472124B1 (ko) * | 2001-11-30 | 2005-03-08 | 김윤주 | 계면활성제를 이용한 다공성 세라믹스 제조방법 |
| JP2008120622A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Mitsubishi Materials Corp | 発泡速度の速い多孔質セラミックス焼結体製造用混合原料 |
| WO2012169170A1 (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-13 | 日ノ丸窯業株式会社 | 耐火断熱レンガ |
| US9115029B2 (en) | 2011-06-10 | 2015-08-25 | Hinomaru Yogyo Co., Ltd. | Thermal insulating firebrick |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5171720A (en) | Porous ceramic sinter and process for producing same | |
| EP0764489B1 (en) | Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery | |
| CN102584329B (zh) | 一种高孔隙率多孔陶瓷的制备方法 | |
| JP3535282B2 (ja) | 多孔質焼結金属板の製造方法 | |
| JP5088342B2 (ja) | 多孔質焼結体の製造方法 | |
| WO2023000573A1 (zh) | 微孔陶瓷雾化芯及其制备方法 | |
| KR20080044344A (ko) | 고다공도 금속 바이포러스 발포체 | |
| JP2006299405A (ja) | 多孔質金属または多孔質セラミックスの製造方法 | |
| JPH09157066A (ja) | 多孔質セラミック焼結体の製造方法 | |
| JP3058174B2 (ja) | 多孔質セラミックス及びその製造用乾燥体並びにそれらの製造方法 | |
| JP3246233B2 (ja) | 多孔質セラミック焼結体製造用混合原料 | |
| JP5299015B2 (ja) | 多孔質焼結体の製造方法 | |
| JP3303181B2 (ja) | 大きな比表面積を有する多孔質金属体の製造方法 | |
| JPH10130076A (ja) | 多孔質セラミックスの製造方法 | |
| JP4844890B2 (ja) | 発泡速度の速い多孔質セラミックス焼結体製造用混合原料 | |
| JPH09143511A (ja) | 大きな比表面積を有する多孔質金属体 | |
| JPH09153390A (ja) | 通気性を有する二珪化モリブデン多孔質発熱体およびその製造方法 | |
| CN113979780A (zh) | 多孔氧化锆陶瓷及其制备方法 | |
| JPH09157705A (ja) | 多孔質焼結金属体の製造方法 | |
| JP3246190B2 (ja) | 多孔質金属焼結体製造用混合原料 | |
| JPH09111310A (ja) | 多孔質焼結金属板及びその製造方法 | |
| JPH09143592A (ja) | 可塑性を備えた耐熱部材およびその製造方法 | |
| JPH0383875A (ja) | 多孔質セラミックス構造体の製造方法 | |
| JPH09157707A (ja) | 可塑性を備えた制振性部材およびその製造方法 | |
| Bukhari et al. | Viscosity study to optimize a slurry of alumina mixed with hollow microspheres |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |