JPS58213684A - 積層セラミツク体の製造方法 - Google Patents

積層セラミツク体の製造方法

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JPS58213684A
JPS58213684A JP9443082A JP9443082A JPS58213684A JP S58213684 A JPS58213684 A JP S58213684A JP 9443082 A JP9443082 A JP 9443082A JP 9443082 A JP9443082 A JP 9443082A JP S58213684 A JPS58213684 A JP S58213684A
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悟朗 斉藤
茂 八木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 たはいずれか一方の面に低多孔性または非多孔質セラミ
ック薄層を付設してなる積層軽量セラミック体の製造方
法に関するものである。
更に詳しくは特公昭52−5528号公報に記載されて
いるように原料となる無機微粉末をパルプ等の可燃性物
質の水性分散液に懸濁させ、しかる後に該無機微粉末を
両性界面活性剤や凝集剤などを用いて該可燃性物質表面
に吸着凝集させ、通常の抄紙法によりシート状または板
状成形物を得る方法があるが、本発明はこれらのセラミ
ック用の未焼成成形物(以下単に生シートという)の無
機微粉末とパルプ、オガクズ等の可燃性物質との比率を
異ならせることにより、多孔質セラミック用生シートと
低多孔質または非多孔質セラミック用生シートとを別個
に作成し、これを積層一体化したのち焼成することによ
り、多孔質セラミノクσ)少なくとも片面に密度の高い
多孔質でないセラミック体を接合一体化して表面特性等
σ)優れた多孔質セラミック体を得んとするものである
従来、この種の高多孔質軽量セラミック発泡体を得る方
法として混練り法と称して無機微粉末と共に発泡剤を多
量に混練り成形して焼成する方法が公知であるが、この
方法では高発泡になると表裏の表皮層が凹凸のある平滑
性が失われた表面になってしまう欠点がある。
また、パルプ、おがくず等の夾雑物と樹脂バインダーを
無機微粉体と共に混練り成形して焼成物を得る方法も公
知であるが、この方法では無機物の分布状態の不均一さ
から焼成中の変形が生ずることが避けられない。従って
、これらの未焼成成形物の積層体の焼成中の変形から層
間でのノ・クリなどが生ずる。また、これらの方法では
大面積の成形物が得ることが困難である。更に、以上の
欠点を解決するために予め高発泡の多孔質セラミ・ツク
板を予め成形焼成し、この表面の平滑性を解決するため
に予め低多孔性または非多孔質セラミック薄板・を成形
焼成したものを無機質系接着斉11などを使用して積層
する方法もあるが、接着剤σ)面1熱性におのずとも問
題があり、使用範囲が限定さ才tてしまり。
本発明はこれらの問題点を解決した積層軽量セラミック
発泡体を得ることができる製造法である。
すなわち、本発明は、焼結性の無機微粉末60〜90重
量%とパルプ、オガクズ等の可燃性物質70〜10重量
%を含有する多孔質セラミック用生シートを抄紙技術を
用いて′作成する工程と、焼結性の無機微粉末90〜9
8重量%とノ(ルプ等σ)可燃性物質10〜2重量%を
含有する低多孔質または非多孔質セラミック用生シート
を抄紙技術を用いて作成する工程と、前記多孔質セラミ
ック用生シートの表裏両面もしくはいずれか片面に前記
の低多孔質または非多孔質セラミック用生シートを両者
が湿潤状態もしくは半乾燥状態で積層一体化する工程と
、乾燥させた後、酸化雰囲気中でノシルプ、オガクズ等
の可燃性物質を燃焼飛散させ、無機微粉末を焼結させる
焼成を行なう工程、を具備することを特徴とする積層セ
ラミック体の製造方法である。
以下さらに詳細に説明すると、本発明におけるセラミッ
ク用生シートは、多孔質セラミックとするものについて
は、可燃性物質の量を70〜10重量%と多く含ませる
ものであり、この範囲で用いられる可燃性物質としては
、セルロースパルプ、合成樹脂パルプ等繊維材のほか、
オガクズ、もみがら、糸屑、活性炭、フレーク状パルプ
等の薄片状、粒状または粉末状のほとんど全ての可燃性
物質を用いることができる。多孔質のセラミックとする
には可燃性物質は繊維材を使うよりも薄片状、粒状また
は粉末状のものを使用するのが、空孔率が高まり効果的
である。
一方、低多孔質または非多孔質のセラミックとするため
の生シートは、可燃性物質の量を10〜2重量%と少な
くするものである。この範囲で用イラれる可燃性物質と
しては、セルロースパルプ、合成樹脂パルプ等の繊維材
が多量の焼結性無機微粉末を大量に保持できる担体とし
て比較的好ましいと言える。可燃性物質が2重量%以下
では担体不足によりシートとしての強度が弱く、取扱い
が困難となるので2重量%を可燃性物質の下限とする。
可燃性物質は、未焼成のセラミック用生シートにあって
はシート状成形物の構造を保持するための担体であり、
それは可燃性物質の形状か繊維状、粉末状、粒状、薄片
状であっても変わりない。
このようなセラミック用生シートの作成手段としては抄
紙技術を用いるものである。すなわち、具体的には、得
ようとする生シートの焼結性無機粉末と可燃性物質の比
率と全く同じ比率かあるいは焼結性無機粉末を多い目に
した固形分材料を水中に懸濁させた水性懸濁液に対して
、無機凝集剤や高分子凝集剤を少量添加することにより
、無機微粉末をパルプ等の可燃性物質の表面に吸着凝集
せしめ、通常の湿式抄紙法−例えばろ過装置や抄紙装置
を用いて、無機微粉末を所定の比率で含有するシート状
または板状の成形物を得るものである。
本発明に使用される無機微粉末は、攪拌された水中で充
分に分散できる程度に小さいもので、通常は粒度200
メyシユ以下の粉末を選ぶのが適当である。
種類と(7ては水に不溶性で、金属、金属酸化物および
その自身焼結するケイ酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩もしく
は他の焼結材料と共存して焼結体を構成しうる金属化合
物であれば何でもよく、加えて天然に産する窯業用の無
機物であっても使用できることはもちろんである。本発
明では可燃性物質は焼成の初期段階で焼失するものであ
るから、その後の焼結のための温度条件や雰囲気は任意
に決定でき、したがってほとんど全ての窯業原料が利用
できる。
次に、凝集剤について述べると、凝集剤は大きく分けて
無機凝集剤と高分子凝集剤があげられる。
無機凝集剤としては硫酸アルミニウム(硫酸パン土)、
アルミン酸ソーダ、塩化アルミニウム、硫酸第一鉄、硫
酸第二鉄、塩化第二鉄等があり、高分子凝集剤としては
、ポリアクリルアミド系の高分子凝集剤が代表的である
が、その他にポリアミン、カチオン化デン粉、ポリエチ
レンイミン、ポリアクリル酸ソーダ等の高分子凝集剤を
用いることもできる。
高分子凝集剤は例えば無機微粉末に対して0.01〜0
2重量%程度の無視できる小量の添加で吸着凝集の効果
が上がるのが特徴といえ、高分子凝集剤の単独使用で充
分である場合が多い。しかしながら、ポリアクリルアミ
ド系の高分子凝集剤に加えて硫酸パン土の如き無機凝集
剤を同時併用すると吸着凝集の歩留まりが一段と向上す
ることがある。無機凝集剤は、高分子凝集剤に比べると
大量に添加されがちで、無機微粉体に対して05〜6重
量%にもなることがある。しかし、無機凝集剤は、焼成
中に金属酸化物に変化し、多孔質セラミックを構成する
成分となるから、特に問題はないものである。
なお、付言すれば、本発明にあっては焼成中あるいは焼
成後において多孔質セラミνり体と非多孔質セラミック
体との界面での焼結が重要である。
多孔質セラミック体に用いる無機微粉末とmミック体に
用いる無機微粉末が同組成であれば、両者間の焼結状態
に問題を生じないが、両者の無機微粉末の組成が異なる
場合には、両者の焼結後の熱膨張係数を一致させるべく
、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を含んだ一般的融
剤などを添加することにより両者の熱膨張率を調整する
ことがある。
さらに、説明が前後したが、焼結性の無機微粉末と可燃
性物質を固形分とする水性懸濁液は、固形分を充分に分
散して均一にする必要があり、前記の固形分に対して重
量比で7〜20倍程度の水とともに懸濁させるのが妥当
である。
以下、さらに本発明の積層セラミック体の製造方法を説
明する。上述したような抄紙技術により作成された多孔
質セラミック用土シ。−1・と低多孔質もしくは非多孔
質セラミック用生シートとは、これらの生シートが充分
乾燥していない湿潤状態あるいは半乾燥状態において積
層される。かかる半乾燥状態もしくは湿潤状態とは、生
シートの含水率が例えば20〜40重量%程度の時であ
り、この時成形適性や結合性に富むもσ)である。積層
の際に北必要に応じて20に9/cII1以上の圧力で
もって加圧するのが実際的である。
積層後は、乾燥して、焼成に伺される。焼成は酸化雰囲
気中で徐々に昇温するのが良(、このようにすれば無機
微粉末が焼結する温度以下の温度例えば600〜800
℃程度の温度にて可燃性物質が燃焼して飛散焼失する。
しかるのちは通常の焼成方法にて最高温度に一定時間保
って無機微粉体を焼結させるものであり、冷却して焼成
工程を終えるのが一般的である。
本発明は以上のようなものであり、本発明によれば水性
懸濁液よりシート状または板状成形物を得るのに通常の
抄紙法を用いるのでセラミ1り用生シートに必要とされ
るパルプ等の可燃性物質と無機微粉末の均一な分散分布
状態が抄紙段階においてすでに実現されており、また無
機微粉末の存在状態も抄紙されて強制的に層状状態にな
ったパルプ等の規則だった並び方に沿って並んでおり、
従ってシート状または板状成形物を焼成しても変形等を
生ずる恐れがないために、これらのシート状または板状
成形物を積層一体成形した後、焼成しても変形1.ハク
リなどの恐れがない。さらに、従来では困難とされた大
面積の多孔質セラミック板が、本発明の製造方法によっ
て作成できるものである。
しかも本発明によれば、積層により多孔質セラミック体
の補強を兼ねた緊質で平滑な表面層を有するものである
から、得られた製品の表面への絵付、施釉等の装飾が可
能であり、単なる断熱材や吸音板のほかに壁装材のよう
な建造物関係の装飾板としての用途にも適用できる。そ
の際にも、本発明による積層セラミ、ンク板は、軽量大
面積であるので取付は施工がしやすく、また積層に無機
接着剤などを用いていないため耐熱性に優れるなど本発
明により得られる積層セラミック板は、その製造方法の
特長を生かしたものとなる。
そのほか、可燃性物質を抄紙技術にて無機微粉末と一体
にした本発明では、無機、有機の発泡剤を練り込み法に
より添加した生シートに比べて焼成過程での変形が少な
く、寸法安定性が大きいという特徴がある。
以下に本発明の実施例を述べるが、もちろんこれによっ
て限定されるものではない。
積層軽量セラミック発泡体の実施例 実施例1゜ 粘土60部、長石66部、合成硅大石7部からなる組成
の微粉末95重量%と繊維長2〜6fiのパルプ5重量
%を分散させた懸濁水溶液となし、無機微粉末に対して
硫酸パン土15重量%とポリアクリルアシド系高分子凝
集剤002重量%を添加し、パルプ繊維表面に該微粉末
を吸着凝集させ、通常の湿式抄紙法により厚さ1,8w
nの非多孔質セラミック用生シート(5)を得た。
一方、上記と同一組成無機微粉末50重量%と21〜4
0メツシユに分級したオガクズ50重量%を分散させた
懸濁水溶液となし、無機微粉末に対して硫酸パン土2重
量%とポリアクリルアミド系高分子凝集剤006重量%
を添加し、オガ屑粉末表面に該微粉末を吸着凝集させ、
通常の湿式抄紙法により厚さ20丁廁の板状の多孔質セ
ラミック用生シート(13)を得た。
次いで、上記で得られた含・水率3o重量%の非多孔質
セラミック用生シート(3)の上に含水率25重量%の
多孔質セラミック相生シー) (Blを載置し、更にそ
の上に上記含水率5o重量%の非多孔質セラミック用生
シート(A)を載置し、三層となし、圧力25 Kg/
crdで加圧し、未焼成積層体を得た。
この積層体を乾燥した後、酸化雰囲気中で8時間を要し
て徐々に昇温して可燃性物質パルプおよびオガクズを焼
失さぜ、しがるのち1250℃で1時間保持焼成し、三
層からなる表面の平滑なしかも中間層の空孔セルが均一
に分布した嵩比重065の積層軽量セラミック発泡体を
得た。
実施例2 実施例1と同一の組成を有する焼結性無機微粉末67重
量%と10メツシュ篩通過のフレーク状パルプ65重量
%を分散させた懸濁水溶液となし。
無機微粉末に対し、硫酸パン土2重量%とポリアクリル
アンド系高分子凝集剤0.06重量%を添加し、フレー
ク状パルプ表面に該′衣粉末を吸着凝集させ通常の湿式
抄紙法により厚さ10咽の板状生シート(、′)を得た
次いで、実施例1で得られた含水率20%の非多孔質セ
ラミック用生シートυ℃の上に上記含水率25%の板状
生シート(Ciを載置、更にそσ)上に実施例1で得た
含水率25%の多孔質セラミック相生シート用を載置し
、以下同様に本実施例2で得られた含水率25%の板状
生シート(0、実施例1で得られた含水率20%の非多
孔質セラミック用生シート(A)を順次載置して5層と
なし、圧力25に、+ / mの加圧により未焼成積層
体を得た。
この積層体を乾燥した後、酸化雰囲気中で10時間を要
して昇温させて可燃性物質を焼失させ、最高温度128
0℃で1時間保持、焼成し5層からなる表面の平滑な然
も多孔質セラミックの空孔セルの均一に分布した。嵩比
重092の積層軽量セラミック発泡体を得た。
特許出願人 凸版印刷法式会社 代表者鈴木和夫 手続補正書(n1 昭和52餌M月23日 特許庁長官  若 杉 和 夫 殿 昭和57年6月2日付提出の特許願(2)2、発明の名
称 積層セラミック体の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 明細書第7負第16行目「利用できる。」のあと、下記
の語句を挿入する。
「更に必要に応じて、上記の無機微粉末とは別にセラミ
ック多孔体の補強効果を目的としたセラミックファイバ
ー例えばシリカ−アルミナ系セラミックファイバー、ア
ルミナ系セラミックファイバー等を可燃性物質と併用す
ることもできる。
可燃性物質が焼失してできる多孔セル及びその分布等に
何んら影響するものではなく、該セラミックファイバー
が焼成物中に繊維同志が絡み合った状態で存在する。こ
の繊維同志の絡み合いの効果によってセラミック多孔体
を補強できる。
ここで使用できるセラミックファイバーはセラミック多
孔体素地の無機微粉末の焼結湿度では融解せず線維の形
状を保持するもので、繊維長30〜250削のものが選
ばれる。
セラミックファイバーの混入量は無機微粉末に対して0
〜20重量%が望ましい。」 上り  」二 4C

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11a、焼結性の無機微粉末30〜90重量%とパル
    プ、オガクズ等の可燃性物質7o〜1o重量%を含有す
    る多孔質セラミック用生シートを抄紙技術を用いて作成
    する工程 す、焼結性の無機微粉末90〜98重量%とパルプ等の
    可燃性物質10〜2重量%を含有する低多孔質または非
    多孔質セラミック用生シートを抄紙技術を用いて作成す
    る工程 C0前記多孔質セラミック用生シートの表裏両面もしく
    はいずれか片面に前記の低多孔質または非多孔質セラミ
    ック用生シートを、両者が湿潤状態もしくは半乾燥状態
    で積層一体化する工程d、乾燥させた後、酸化雰囲気中
    でパルプ、オガクズ等の可燃性物質を燃焼飛散させ、無
    機微粉末を焼結させる焼成を行なう工程、上記a−dの
    工程を具備することを特徴とする積層セラミック体の製
    造方法。
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