JPS6114181A - セラミック多孔体の製造方法 - Google Patents

セラミック多孔体の製造方法

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JPS6114181A
JPS6114181A JP13202184A JP13202184A JPS6114181A JP S6114181 A JPS6114181 A JP S6114181A JP 13202184 A JP13202184 A JP 13202184A JP 13202184 A JP13202184 A JP 13202184A JP S6114181 A JPS6114181 A JP S6114181A
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JP
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inorganic powder
ceramic
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ceramic raw
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大庭 誠一郎
博之 河野
長谷 和雄
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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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】 本発明はセラミック多孔体の製造方法に関し、詳しくは
セラミック原料に特定した無機質粉体を混合することに
より、晟形後、焼成して細孔を均一に有する良好なセラ
ミッ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、セラミック多孔体は多数の細孔を有し軽櫃である
特徴が利用され、例えば謔過、拡散などのフィルター素
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ック多孔体を得るためには、一般に
セラミック原料の材質、粒子径および結合剤などの混合
材の挿類、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。従って、特に工業的に
良好なセラミック多孔体をsl造する場合には、複雑な
条件、工程を要するためLこ、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、良好なセラミック多孔体の簡
便な製造方法について鋭意研究キ重ねた結果、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ッ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
状態を示すという知見に基づき、本発明を完成するに至
ったものである。即ち、本発明によればセラミック原料
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、
〜7 cc/ gかつ細孔半径0.2Bm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
とによって、所望の細孔を均一に有する良好なセラミッ
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2
cc/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、例えば長平方向の平均直径が0.1〜
30I1m、厚みが0.0Of5〜0.11zm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、シリカの粉体が好適であ
る。かかる花弁状の珪酸カルシウムは一般式 %式% (式中、n及びmは正の整数) と表され、5j02/CaOのモル比が1.6〜4゜2
である。また、この花弁状の珪酸カルシウムを    
  へ“塩酸、硝酸、リン酸などの鉱酸と反応処理する
ことによって、カルシウム成分を離脱した同形状のシリ
カが得られる。因みに、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/Hに急速に収
縮し、さらに1100℃の温度では約1〜1Oにまで収
縮する。一方、花弁状のシリカの場合には約3400’
C以りで同稈度の収縮を生じる。従って、本発明におい
tはセラミック原料に花弁状珪酸カルシウムまたはシリ
カを混合した成形体を焼成することにより、該珪酸カル
シウムまたはシリカ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、該珪酸カルシウムまたはシリカ
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
セラミッ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1n質粉体を用いるほど、セラミック原料に
対する混合量を少なくできて経済的に有利である。これ
に対してセラミック原料に空気混入や発泡性プラスチッ
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、太きな、空孔
をヰし易く、従っ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、本発明のセラミック原料としては一般に焼結して
製造される多孔質セラミックの原料が好適に用いられ、
例えば1#1@、陶土、カオリン、マグネシア、ジルコ
ニア、シャモット、石英、アルミナ、炭化ケイ素、炭素
など公知の骨材粒吠物が特に制限なく用いられる。また
、かかるセラミッ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
がセラミック原料の粉末粒子より大きい場合には、該セ
ラミッ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ック多孔体
におζする細孔の生成効率の低下を招く。従フて、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およびシリカは、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ック原料に対する無機質粉体の混
合割合は、目的とするセラミッ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って、得られるセラミック多孔体の
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、目的とするセラミック多孔体の空孔率は−i
に50%以下、実用的には30%以下に調整し、本発明
におけるセラミッ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ッ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、セラミック原
料と均一な混合が達成されるため、該4!!機質粉体が
均一に分布されたセラミック成形体、ひいては細孔を均
一に有する目的のセラミック多孔体を製造することがで
きる。
即ち、本発明のセラミッ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と連通形であるた
め、水をよく吸収し、水中でセラミック原料と均質なス
ラj)−を容易に調整することができる。従って、無機
質粉体が均一に分布されたセラミック成形体が得られ、
該成形体を焼成することによって、細孔を均一に有し、
他の物性的な弱点を生じないセラミック多孔体を得るこ
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、セラミッ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、均質なセラミック成形体が得
られず、焼成しても均一な細孔を有するセラミック多孔
体を得ることが困難である。また、本発明のセラミック
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。例えばセラミック原料としてカオ
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
換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
ック多孔体の製造が可能である。
本発明においてセラミック成形体を焼成する温度は、セ
ラミッ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。従フて、混
合して用いるセラミック原料および@@質粕粉体の種類
によって異なり、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用いる場合には少なくとも75
0℃以上、無水ケイ酸を用いる場合には1400℃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、次の測定法によった。゛(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 力ロルエルバ(CARLOERFIA)社製の1520
型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。
実施例1゜ 陶土に嵩容積1 ’2 、4cc/ g、吸油量5.8
cc/gおよび中心細孔径0.10571m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j、5g/c11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280 kg/c
aであった。また、陶板の破、断簡を観、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Ca02
4.9%、5jO2B5.8%および灼熱減:m:9.
3%、電子顕微鏡の10000倍で観察することにより
、長平方向の平均直径が約211m、厚みが11tm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て用いたと同一の花弁状珪酸カルシ
ウムを6重量%混合し、800 kg/ cm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5mである陶板の
密度は1.77cc/g、圧壊強度は1〜4kg/ c
mであった。
用いたカオリンのみでは、1100 kg/ cMでj
下線成形()ても非常に脆い成形体しか得られなかった
実施例3゜ アルミナに実施例】と同一の花弁状珪酸カルシウム1重
量%を混合し、300 kg/ cmで圧縮成形した。
ついで、1500℃4時間焼成し、直径が約15mm、
厚さが約41の焼成体を得た。この焼結体の密度は3.
02g/cjで、ブランクのそれの81%であった。焼
結体の破断面には空孔が観察され、圧壊強度は2360
kg/cmであフた。
実施例4゜ アルミナに嵩容積9.0cc/gr、吸油f14.8c
c/gr$5よび中心細孔径0.927Lmの花弁状シ
リカを2重量%混合し、300kg/cjで圧縮成形し
、1600℃でlhr焼成した。得られた焼結体の密度
は2−95 g / C1+で、ブランクのそれの78
%であった。また、焼結体の破断面に空孔が観察された

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)セラミッ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ック多孔体の製造方法 2)無機質粉体が、長平方向の平均直径が0.1〜30
    μm、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
    カルシウムまたはシリカ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・3SiO_2・nSiO_2・mH_2O(
    式中、nおよびmは正の数) で表され、SiO_2/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)セラミック原料がアルミナ、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)セラミック原料に無機
    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)セラミッ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)セラミッ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
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JPH0460952B2 JPH0460952B2 (ja) 1992-09-29

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US5045400A (en) * 1989-02-06 1991-09-03 Nippon Hybrid Technologies Co., Ltd. Composition for and method of metallizing ceramic surface, and surface-metallized ceramic article

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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
US5045400A (en) * 1989-02-06 1991-09-03 Nippon Hybrid Technologies Co., Ltd. Composition for and method of metallizing ceramic surface, and surface-metallized ceramic article

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