JPS6144781A - セラミツクフオ−ムの製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 一本発明は、溶融金属の清浄化のための濾過材３吸着剤
等に使用する三次元網状構造を有するセラミックフオー
ムの製造方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来からセラミックフオームは、例えば米国特許第３，
０９７，９３０号明細書に記載されているようにアルミ
ナのような水系セラミックスラリをウレタンフオーム等
の有機質多孔質の基体に被覆した後、基体を消去して製
造している。しかしながら、かかる水系のスラリは界面
張力が高いため、有機質多孔体との濡れが悪く目詰まり
を生じ、均一なフオームが得られないという欠点がある
。

また、用途の面からいうと、溶融金属中の非金属介在物
、特にアルミナを除去する目的でセラミックフオームを
使用する一場合には、アルミナと容易に反応し吸着能が
高い点で、マグネシア−カルシア系或いはカルシア系セ
ラミックフオームが優れている。しかしながら、従来の
マグネシアーカルシア系やカルシア系の水系スラリを使
用してセラミックフオームを製造することは、マグネシ
ア−カルシアやカルシアが消化性を有するために不可能
である。また、カルシアの場合、消石灰や炭酸カルシウ
ムを原料として水系でカルシア系セラミックフオームを
製造することも考えられるが、焼成収縮が大きく、亀裂
が生し、焼成後の強度が非常に弱いものしか得られない
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、かかる従来の水系スラリを使用するた
めの問題を解決して、焼成後の強度に優れ、しかも、特
に溶融金属中の非金属介在物の吸着性の良いセラミック
フオームを製造することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、セラミックスラリとして非水系セラミック
スラリを使用すること、特に溶媒として特定組成の有機
溶媒、有機分散剤、有機結合剤を用い、特定条件で処理
することによって達成される。

本発明においては、セラミック粉末としてカルシア、マ
グネシア、ドロマイト　スピネル、アルミナ、ムライト
、コージェライト、ジルコニア。

ジルコン等の一種又は二種以上が使用できる。

本発明で使用する有機溶媒は、−価若しくは多価アルコ
ール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、ハロゲン
化炭化水素類、芳香族炭化水素類。

脂肪族炭化水素類等の一般的な有８３１溶媒が使用でき
るが、トルエン、キシレン、炭素数６〜２０の脂肪族炭
化水素類等の一種又は二種からなるものが作業の面から
使い易い。

有機溶媒の添加量は、重量比でセラミック粉末１００％
に対し１７〜４０％、好ましくは２０〜３５％である。

１７％以下ではスリップ濃度が濃くなり、流動性が悪化
し、フオーム中に目詰まりを生じ易い。

また、４０％以上では、スラリ濃度が薄くなり、−回の
浸漬による付着量が少なくなり、フオーム状のものが得
られない。

有機分散剤は、溶媒添加率が少ない範囲で低活性、高流
動性スリップとなるので、ウレタンフオーム等の有機質
多孔体から余剰スラリを除去することが容易となるため
と、−回浸漬の付着量が多く、組織を緻密化するために
添加される。

本発明に使用する有機分散剤は、ポリアクリル酸塩類、
ポリアクリル酸エステル類、アクリル酸−マレイン酸共
重合体の塩類またはエステル類。

ソルビタンエステル類、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルのフォスフェート頚の一種若しくは二種以上から
なる。有機分散剤の添加率範囲は重量比でセラミック粉
末１００％に対して０．１〜５％、好ましは０．２〜２
％である。０，１％以下では有機分散剤の効果が見られ
ず、５％以上ではその効果はあるが、経済的な面で無意
味である。

また、本発明で有機結合剤を使用する理由は、うレタン
フオーム等の有機質多孔体にセラミックスラリを付着さ
せた後、乾燥中及び焼成中に粉化しないように粒子間を
強固に接着することと、一度乾燥したものを再びスラリ
に浸漬した際に、最初に付着していた粉体が再度熔解し
ないようにするためである。

この目的のための有機結合剤としては、フェノール樹脂
類、ウレタン樹脂類、メラミン樹脂類。

エポキシ樹脂類、アクリル樹脂類、酢酸ビニル樹脂類、
塩化ビニル樹脂類１石油樹脂類、ゴム類。

セルロースエステル類等、例えばポリアクリル酸エステ
ル、クロロプレンゴム、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、エチルセルローズ。

ニトロセルローズ等が使用できる。

有機結合剤は、重量比でセラミック粉末１００％に対し
０．１％以下では乾燥後剥離を生じ、５％以上ではスリ
ップが粘くなり作業性が悪化するので０．１〜５％、好
ましくは０．５〜４％添加される。

かかるスラリを有機質多孔体に付着したのちの乾燥、焼
成は常法により行なうが、カルシアを含有したスラリ材
料の場合には、特別の注意が必要である。即ち、乾燥及
び焼成時に炉内の雰囲気中に水分が含まれているとカル
シアが消化するため、水酸化カルシウムの分解反応 Ｃａ　（ＯＨ）　２−＝ＣａＯ＋　Ｈ２０が終了する５
８０℃までは、窒素ガス等の乾燥気流中で行う必要があ
る。これは焼成後の降温過程においても同様である。

製造したセラミンクフオームを構造的に補強するために
骨格を強度の強い材質で補強し、表面層を活性のある比
較的強度の弱い材質でコーティングすることも可能であ
る。例えばマグネシア被覆を有する焼成物を異なる材質
のセラミックスラリ、例えばカルシア質スラリに再び浸
漬し、乾燥、焼成することにより、表層に第１層と異な
るカルシア質セラミックフオームの表層を形成すること
が可能である。

〔実施例〕

実施例１ 電融石灰粉末（０，２０ｔｍ）　　１００重量％ソルビ
タンセスキオレート　０．５重量％クロロプレンゴム　
　　　　１．０重量％キシレン　　　　　　　　　　２
２重量％上記混合物をボールミルで２４時間粉砕しカル
シアスラリとした。窒素気流中のこのスリップ中に１０
０顛×１００鰭×５０ｆｉに切断したセルサイズ６ＰＰ
■のポリウレタンフォームを浸漬して余剰スリップを除
去した後、炉内温度１００℃で２時間乾燥することから
なる一連の工程を３回繰り返した。この工程を経た被覆
フオームを、窒素気流中で炉内温度６００°Ｃまで昇温
した後、大気雰囲気下で昇温し、１５００℃で３時間保
持して焼成し、次いで炉内温度が６００℃以下では窒素
気流中で冷却した。この焼成物を再びカルシアスラリに
浸漬し余剰スラリを除去した後、前記乾燥、焼成の要領
で１７００℃で焼成した。

このようにして、亀裂の発生もなく表１に示す物性を有
する非常に強度の強いカルシア質セラミックフオームを
得た。

実施例２ マグネシア粉末（０，１０ｍ）　　１００重量％ジポリ
オキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル　　　
　　　　　　０．５重量％ポリアクリル酸エステル　　
　１．５重量％トルエン　　　　　　　　　　２２重量
％上記混合物をボールミルで２４時間粉砕し、マグネシ
アスラリとした。このスラリ中へ　１００ｗｘ１００ｓ
ｕＸ５０ｍに切断したセルサイズ６ＰＰＩのポリウレタ
ンフォームを浸漬し、余剰スラリを除去した後、１００
℃で３時間乾燥することからなる一連の工程を３回繰り
返し、１５００”ｃで焼成した。

焼成物を再びマグネシアスラリに浸漬し、余剰スラリを
除去した後、Ｉｏｏ”Ｃで３時間乾燥し、１７００°Ｃ
で焼成した。焼成物の物性値を表１に示す。

実施例３ カルシア粉末（０，１−Ｏｍ）　　　　１００重量％ソ
ルビタンジオレート　　　　　　０．５重量％石油レジ
ン　　　　　　　　　　１．５重量％ポリブテン（重合
度３〜５）　　　２４重量％上記混合物をボールミルで
２４時間粉砕し、カルシアスラリとした。このスラリ中
へ実施例２に示す１５００℃で焼成して得たマグネシア
セラミックフオーム焼成物を浸漬し、余剰スリップを除
去した後、窒素気流中２００　’Ｃで５時間乾燥し、実
施例１と同様の要領で１７００℃で焼成し、骨格がマグ
ネシア質、表層カルシア質の複合層からなるセラミック
フオームを製造した。これによって、カルシア質単体の
ものより高強度のセラミックフオームを得ることができ
た。

表１ 〔発明の効果〕 本発明は被覆材として非水系被覆スラリを使用するので
、水系スラリを使用する従来の製造方法におけるような
亀裂の発生がなく、焼成後の強度も非常に優れたものが
得られるという効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、三次元網状構造を有する有機質多孔体の表面に、セ
   ラミック粉末に対して、有機分散剤０．１〜５重量％、
   有機結合剤０．１〜５重量％及び有機溶媒１７〜４０重
   量％からなるセラミックスラリを付着した後、乾燥し、
   焼成することを特徴とするセラミックフォームの製造方
   法。 ２、セラミック粉末がカルシア含有セラミック粉末であ
   って、付着後の乾燥及び焼成が常温から６００℃の温度
   域の乾燥気流中で行われることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のセラミックフォームの製造方法。 ３、セラミックスラリの付着が２種のセラミックスラリ
   を２層に被覆する工程からなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のセラミックフォームの製造方法
   。