JPH0967157A - 粘土素地結合剤 - Google Patents

粘土素地結合剤

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JPH0967157A
JPH0967157A JP24369995A JP24369995A JPH0967157A JP H0967157 A JPH0967157 A JP H0967157A JP 24369995 A JP24369995 A JP 24369995A JP 24369995 A JP24369995 A JP 24369995A JP H0967157 A JPH0967157 A JP H0967157A
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JP
Japan
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clay
water
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binder
molecular weight
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JP24369995A
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English (en)
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Satoshi Tanaka
智 田中
Fumihiko Yoshimoto
文彦 吉本
Yoshifumi Okamoto
好史 岡本
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の結合剤を用いることで、粘土含有量の
少ない粘土素地の成形を容易にし、また、成形後、水分
を除去する乾燥工程において、特に大型成形物について
乾燥収縮によるひび割れを防止する。 【解決手段】 水溶性ポリオキシアルキレンポリオール
と有機ポリイソシアネートとを反応させて誘導され、オ
キシエチレン単位の含有量が少なくとも60重量%であ
る水溶性ポリウレタン化合物からなる粘土素地結合剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は粘土素地結合剤に関
する。さらに詳しくは粘土を必須成分とする陶磁器坏土
や、各種工芸用粘土などの粘土素地に可塑性を与え、か
つ、乾燥後のひび割れ発生を低減させることを目的とし
た粘土素地結合剤に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、一般的に陶磁器用坏土や工芸用粘
土などの粘土素地粉末に、水及び結合剤を加え混練した
のち、各種成形法により成形を行い、さらに乾燥させる
ことで様々な形態の粘土素地成形物が得られている。従
来、粘土とともに可塑性を付与し、成形性を向上させる
目的で使用される結合剤として、カルボキシメチルセル
ロースやポリビニルアルコールなどの水溶性高分子を使
用することが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルボ
キシメチルセルロースやポリビニルアルコールを結合剤
として使用した場合、粘土含有量の少ない粘土素地に対
して成形が困難であったり、また、成形後、水分を除去
する乾燥工程において、特に大型成形物について乾燥収
縮によるひび割れが発生し易いという問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、水とともに結合剤とし
て特定の水溶性ウレタン化合物を粘土素地粉末の水混練
物中に含有させることにより、従来の欠点を解消する粘
土素地成形物が得られることを見いだし、本発明に到達
した。すなわち本発明は、水溶性ポリオキシアルキレン
ポリオール(A)と有機ポリイソシアネート(B)とを
反応させて誘導され、オキシエチレン単位の含有量が少
なくとも60重量%である水溶性ポリウレタン化合物
(C)からなることを特徴とする粘土素地結合剤であ
る。
【0005】本発明において、水溶性ポリオキシアルキ
レン化合物(A)としては、例えばエチレンオキサイド
(以下、EOと略記)単独重合体;EO/プロピレンオ
キサイド(以下、POと略記)共重合体;ヒドロキシル
基を有する化合物(a)にEO単独、またはEOと他の
アルキレンオキサイド[PO、1,2−ブチレンオキサ
イド、テトラヒドロフラン、α−オレフィンオキサイ
ド、アルキレンオキサイド置換体(エピクロロヒドリ
ン、スチレンオキサイド等)等]とを共付加して得られ
る化合物;およびこれらの2種以上の混合物が挙げられ
る。
【0006】上記(a)としては、例えば多価アルコー
ル類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
チレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコー
ル、ポリブタジエングリコール、ポリカプロラクトンポ
リオール、ジメチロールプロピオン酸(塩)、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、
ペンタエリスリトール、ソルビトール、ショ糖など);
多価フェノール類(ヒドロキノン、カテコールなど);
ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノール
S、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビス
フェノールSなど);水;およびこれらの2種以上の混
合物が挙げられる。これらのうち好ましいものはエチレ
ングリコール、プロピレングリコールおよび水である。
【0007】EOとともに他のアルキレンオキサイドを
用いる場合の付加様式は、ランダム付加でもブロック付
加でもよいが、(A)を構成するポリオキシアルキレン
鎖の末端部分は、有機ポリイソシアネートとの反応性の
点からヒドロキシエチル基となっているものが好まし
い。EOとEO以外のアルキレンオキサイドとを併用す
る場合の(A)中の平均オキシエチレン単位含有量は、
通常65重量%以上、好ましくは70重量%以上であ
る。
【0008】以上(A)として例示したもののうち特に
好ましいものは、ポリエチレングリコールおよびEO/
PO共重合物である。
【0009】(A)の数平均分子量は通常1,000〜
30,000、好ましくは2,000〜25,000で
ある。(A)の数平均分子量が1,000未満ではポリ
イソシアネート残基の含有量が増加しポリウレタン化合
物が水に難溶性となり、30,000を超えると有機ポ
リイソシアネート(B)との反応性が乏しくなり目的と
する性能を有するポリウレタン化合物(C)を得ること
が困難となる。
【0010】また、(C)を構成するポリオール成分と
して上記の(A)とともに、必要に応じて(C)の水溶
性を阻害しない範囲で他のヒドロキシル基を有する化合
物(但し、水を除く。)を併用することができる。該他
のヒドロキシル基を有する化合物としては、前記(a)
として例示したヒドロキシル基を有する化合物(但し、
水を除く。)などが挙げられる。該化合物の使用量は
(A)に対して通常10重量%以下である。
【0011】有機ポリイソシアネート(B)としては、
例えば、4,4’−もしくは2,4’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)、2,4−もしくは2,
6−トリレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチ
レンジイソシアネート(HDI)、イソフォロンジイソ
シアネート(IPDI)、エチレンジイソシアネート、
1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジベ
ンジルジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシ
アネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネートなどのジイソシアネート類;ト
リレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの
反応物;アニリンを塩酸の存在下でホルムアルデヒドを
反応させて得たポリアミンをホスゲン化して得られるポ
リフェニルメタンポリイソシアネート;これらの製造工
程で得られる粗製ポリイソシアネート;およびこれらの
2種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち
好ましいものはジイソシアネート類および粗製ジフェニ
ルメタンジイソシアネートであり、特に好ましいものは
MDI、TDI、IPDIおよびHDIである。
【0012】本発明において、(A)の水酸基と(B)
のイソシアネート基(以下、NCO基という。)の当量
比は、通常1:(0.8〜1.0)、好ましくは1:
(0.9〜0.98)である。NCO基が0.8当量未
満では(C)の分子量が低くなり充分な可塑性が得られ
ず、1.0当量を超えると残存NCO基が水と反応して
架橋し水溶性が低下するので好ましくない。
【0013】本発明における水溶性ポリウレタン化合物
(C)の重量平均分子量は、通常20,000〜50
0,000、好ましくは30,000〜400,000
である。重量平均分子量が20,000未満では可塑性
付与効果が不十分となり、500,000を超えるとス
ラリー粘度が増大し、成形が困難となる。
【0014】また、(C)中のオキシエチレン単位の含
有量は通常60重量%以上、好ましくは80重量%以上
である。(C)中のオキシエチレン単位の含有量が60
重量%未満では水溶性が不十分となる。
【0015】(C)の製法は特に限定されず、通常のポ
リウレタン樹脂を製造する方法(ワンショット法または
多段法)で(A)および有機ポリイソシアネートを反応
させることにより得られる。ウレタン化の反応温度は通
常30〜200℃、好ましくは50〜180℃である。
反応時間は通常0.1〜30時間、好ましくは0.1〜
8時間である。該ウレタン化反応は通常無溶剤系で行わ
れるが、必要によりイソシアネートに不活性な有機溶剤
中で行ってもよい。該有機溶剤としてはアセトン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキサイド、トルエン、ジオキサン等が挙げられる。溶
剤を用いる場合は、通常、反応後に溶剤を溜去して水溶
性ポリウレタン化合物(C)を得る。
【0016】本発明の結合剤が使用される粘土素地と
は、粘土を必須成分とするものであればよく、例えば、
粘土とともに珪石、ロウ石、長石、陶石などが用いられ
る陶磁器素地の他、ガラス粉が使用される釉、および粘
土単独あるいは粘土にパルプやパン粉、香料などを併用
した各種工芸用粘土を挙げることができる。
【0017】本発明の結合剤には必要に応じて種々の添
加剤を併用することも可能である。これらの添加剤とし
て、例えば、公知の結合剤(メチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、リグニンスルホン酸塩、ポリビ
ニルアルコール、デンプン、デキストリン、ポリエチレ
ングリコールなど)、解膠剤(珪酸ソーダ、炭酸ソー
ダ、燐酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、ポリアクリル酸塩
など)、凝膠剤(硫酸マグネシウム、塩化カルシウムな
ど)保護コロイド剤(フミン酸(塩)、タンニン酸
(塩)など)潤滑剤(ステアリン酸(塩)、パラフィン
エマルジョン、ワックスエマルジョンなど)および乾燥
促進剤(炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムなど)
が挙げられる。
【0018】本発明の結合剤の配合割合は、使用する粘
土素地の種類により異なり、特に限定されないが、粘土
素地粉末に対し、通常0.01〜20重量%、好ましく
は0.1〜10重量%である。0.01重量%未満では
粘結効果に乏しく、成形が困難であったり、十分な成形
品の生強度が得られず、20重量%を超えると、スラリ
ー粘度が高くなり、成形性が低下する。
【0019】本発明の粘土素地結合剤の使用法の一例を
示せば以下の通りである。例えば、陶磁器素地の場合、
陶磁器素地粉末に水および結合剤を添加し、土練り機や
真空土練り機あるいは手練りにより混練を行った後、成
形し、乾燥工程を経て生素地成形物を得る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。以下において「部」は重量部、「%」は重量%
を示す。
【0021】
【実施例】
実施例1 ポリエチレングリコール(数平均分子量8,000)1
00部およびHDI2.05部を170℃で5時間反応
させ、水溶性ポリウレタン樹脂からなる本発明の結合剤
[1]を得た。該[1]のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーによる(以下同様)重量平均分子量は8
5,000であった。
【0022】実施例2 ポリエチレングリコール(数平均分子量20,000)
100部、ポリエチレングリコール(数平均分子量8,
000)100部、プロピレングリコール2部およびM
DI8.7部を180℃で3時間反応させ、水溶性ポリ
ウレタン樹脂からなる本発明の結合剤[2]を得た。該
[2]の重量平均分子量は72,000であった。
【0023】実施例3 ポリエチレングリコール(数平均分子量20,000)
90部、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコー
ル[ポリプロピレングリコール(数平均分子量3,50
0)にEOを付加したもの;数平均分子量15,00
0]10部、ポリテトラメチレンエーテルグリコール
(数平均分子量1,000)3部およびTDI1.4部
を160℃で5時間反応させ、水溶性ポリウレタン樹脂
からなる本発明の結合剤[3]を得た。該[3]の重量
平均分子量は89,000であった。
【0024】実施例4 ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール[ポリ
プロピレングリコール(数平均分子量1,700)にE
Oを付加したもの;数平均分子量8,500]100部
およびIPDI2.5部を170℃で5時間反応させ、
水溶性ポリウレタン樹脂からなる本発明の結合剤[4]
を得た。該[4]の重量平均分子量は69,000であ
った。
【0025】実施例5 ポリオキシアルキレンポリオール[ヘキシレングリコー
ルにEOとPOをランダム付加したもの;数平均分子量
15,000、EO=75重量%]200部およびTD
I2.2部を150℃で8時間反応させ、水溶性ポリウ
レタン樹脂からなる本発明の結合剤[5]を得た。該
[5]の重量平均分子量は75,000であった。
【0026】実施例6 ポリオキシアルキレンポリオール[グリセリンにEOと
POをランダム付加したもの;数平均分子量30,00
0、EO含量=80%]200部およびMDI1.7部
を150℃で8時間反応させ、水溶性ポリウレタン樹脂
からなる本発明の結合剤[6]を得た。該[6]の重量
平均分子量は62,000であった。
【0027】性能試験例1 実施例1〜6で得た結合剤[1]〜[6]各5部、粘土
55部、長石15部、および陶石5部に水20部を加
え、土練り機で十分混練した後、口径100mm×5m
mの口金を通して押出成形により板状の陶磁器生素地成
形物を作成した。成形性の評価は、口金から排出される
板状成形物の表面状態について目視により判定を行っ
た。次いで、得られた成形物について風乾による乾燥を
行い、乾燥収縮によるひび割れ発生の有無を観察した。
それらの結果を表1に示した。また、比較試験例とし
て、本発明の結合剤の代わりにカルボキシメチルセルロ
ース(CMC;「サンローズH−750」日本製紙製)
(比較例1)及びポリビニルアルコール(PVA;「ゴ
ーセノールGH−17」日本合成化学製)(比較例2)
を使用した場合の結果についても併せて表1に示した。
【0028】
【表1】 (注)成形性評価基準 ○:表面状態平滑で良好 △:膨らみ発生 ×:犬歯状クラック発生
【0029】
【発明の効果】本発明の粘土素地結合剤は、従来の結合
剤に比べ、可塑効果に優れるため、成形性が大幅に改良
されるのみならず、乾燥時に問題となる乾燥収縮による
ひび割れの発生が抑制されるので、特に粘土質材料の少
ない粘土素地に対しても好適に用いることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性ポリオキシアルキレンポリオール
    (A)と有機ポリイソシアネート(B)とを反応させて
    誘導され、オキシエチレン単位の含有量が少なくとも6
    0重量%である水溶性ポリウレタン化合物(C)からな
    ることを特徴とする粘土素地結合剤。
  2. 【請求項2】 (A)が、エチレンオキサイド単独重合
    体および/またはエチレンオキサイドとプロピレンオキ
    サイドとのランダムもしくはブロック共重合体である請
    求項1記載の結合剤。
  3. 【請求項3】 (B)が、ジフェニルメタンジイソシア
    ネート、トリレンジイソシアネート、イソフォロンジイ
    ソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネートか
    らなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1ま
    たは2記載の粘土素地結合剤。
JP24369995A 1995-08-28 1995-08-28 粘土素地結合剤 Pending JPH0967157A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009760B1 (ko) * 2009-11-20 2011-01-19 한국지질자원연구원 해쇄 및 재분산 기능이 우수한 점토 케익 제조방법
KR101034402B1 (ko) * 2010-10-29 2011-05-16 한국지질자원연구원 해쇄 및 재분산 기능이 우수한 도자기 제조용 점토의 제조방법

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