JPS6217082A

JPS6217082A - 多孔質焼結体の製造法

Info

Publication number: JPS6217082A
Application number: JP15414185A
Authority: JP
Inventors: 清山本
Original assignee: Oyo Kikaku KK
Current assignee: Oyo Kikaku KK
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-26

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〕この発明は多数の連続気孔を有する多孔質焼結体の製造
法にかかわる。

〔従来の技術〕

多数の連続気孔を有する多孔質焼結体はバクテリアや触
媒の担体・保水材・吸油材・濾過材などとして用いた場
合、剛性・不燃性・耐熱性・耐久性などに優れているの
で注目されている。

連続気孔の多孔質物体を製造する方法としては非常に多
くの方法が既に開発されている。従来方法を大別すると
、■　ガラス粒子を点融着する方法、■　粘土などの可
塑性があり自己焼結する原料を用い、これに焼却ないし
熱収縮する材料を混入し焼却して空隙を設ける方法、■
　セラミック粒子を焼結材料で点融着する方法などがあ
る。従来の技術の問題点を解決する方法として■　発明
者が昭和５９年特許願第２４８３４１号「多孔性焼成物
の製造法」で提案した、天然ないし人工的に発泡したガ
ラス質鉱物の細粒を非可塑状態のままで焼成容器に充填
して、細粒相互間に空隙が残存する程度に焼結する方法
がある。

〔発明が解決しようとした、問題点〕上記の従来方法はそれぞれ次のような問題点を有して
いる。

■の方法は、ガラス粒子の表面が平滑であり複雑な内部
機構ができない。■の方法は焼却材料が無駄でコストが
高い、コストの安いおが屑などでは微細な空隙が形成出
来ない。■の方法は一度焼成したセラミックを用いるの
で材料コストが高い。

■の方法は、コストは安く・微細な空隙が形成できる点
で従来方法の問題点を解決したものであるが、造形が難
しいという新たな問題点がある。

この発明は、このような新たな技術の持つ問題点を解決
することを目的としている。

更に、この発明は上記の昭和５９年特許願第２４８３４
１号の方法と同様、焼結体の中に異材料の混入が可能で
あるので、活性素材を混入することにより活性のある多
孔質焼結体を提供することをもその目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的のために、この発明は天然で発泡したガラス質
鉱物である抗火石を２５メツシユ以下、望ましくは５０
〜３２５メソシユバスに粉砕した微粒を主原料として用
いる。

吸着性能などを向上するためには、比表面積が１００　
ｒｒｒ／ｇ以上の表面活性を有する活性炭・活性アルミ
ナ・シリカゲル・ゼオライト・クリストバライトなどの
５０〜３２５メソシユパスの微粒を添加する。

抗火石と表面活性素材との比率は容積比で５０〜９０　
：　５０〜１０が一般的である。抗火石は焼結材として
最低５０容積％は必要である。一方、活性素材は効果を
Ｔすには１０％は必要である。

この素材の合計１００重量部に対し、０．３〜５％重量
部のセルローズ質・澱粉質・粘土質などのバインダーを
添加して可塑化して造形する。焼成しり時にバインダー
が残らない方が望ましいので、その観点から有機質のバ
インダーが望ましい。

抗火石と表面活性素材が共に水を加えても可塑性を持た
ないので、バインダー０．３％は可塑性を持たす最低必
要量であり、５％以上はコスト負担が多く経済的にも無
駄である。

造形手段は、プレス・押出し・鋳型など特に規定しない
。担体・保水材等は粒状が一般的であるが、この場合粒
形は球状・角状・短筒状など何れでもよい。大きさは一
辺ないし径が３〜３０龍程度が一般的である。造粒の方
法は粒子の上に水滴を落とし、回転させて水滴を核とし
て造粒する方法・押出した棒状ないし筒状のものを短く
切断する方法・プレスで成形する方法などあるが特に規
定しない。

このように造形・乾燥したものを焼成炉に入れて焼成す
る。焼成は微粒が点融着した段階で終了する。抗火石は
１０００℃前後で表面溶融を始め、１１００℃以上で急
速に収縮・熔融するので、焼成温度は１０００〜１１０
０℃とした、。

又、抗火石は組成中に結晶水を含まないから粘土のよう
に加熱の際収縮しないので、急に温度を上げてもひび割
れを生じない。抗火石の微粒の表面の複雑さを保つため
にも、又、表面活性材の活性を損なわないためにも、焼
成時間をできるだけ短くすることが望ましり、１０時間
以下が好ましい。

〔作用〕

抗火石はミクロン単位の微細な独立気泡のガラス質鉱物
の集合であり、これを粉砕すると独立気泡を構成してい
る薄膜が破壊され、５０〜３２５メツシュパス程度に粉
砕した場合には、その粒子の表面はミクロン−オングス
トローム単位の微細な突起が何本も突出したような、俗
な表現を用いると金平糖のような形状をしている。

このような複雑な形状の微粒をバインダーを用いて可塑
化し、所望の形に造形し、乾燥して焼成すると、微粒の
突起の先端が比較的低温で溶融を始め、接触していると
ころで融着する。従って、１０００〜１１００℃、望ま
しくは１０３０〜１０７０℃で焼成すると全体が熔融す
ることなく、微粒が複雑な形状を残したまま点融着をし
た焼結体が得られる。これはセラミック焼結のタンマン
温度の原理にもかなっている。

この発明の多孔質焼結体は、微細で多くの凹凸を持った
微粒が点融着した貫通孔で構成されている。

又、抗火石は上記のように溶融接着がし易い形状である
ため、等量以下であれば異質微粒を融着することが可能
である。

抗火石の焼結物自身が非常な複雑な内部構成を持ってい
る上、表面活性素材を混入すれば、内部は非常に活性に
富んだ構造となり、吸着材・触媒担体としては理想的で
ある。活性素材として効果の大きいのは、ダラム当たり
の比表面積が１００Ｍ以上のものであり、この発明もそ
れらの材料を用いる。

使用する活性素材はいずれも耐熱性の高い材料であるか
ら、焼成しても活性が残る。又、基材として粘土類を用
いないで焼結できるので、表面活性素材の表面が粘土の
微粒で覆われてしまうことなく、活性がそのまま残され
る。

この発明の活性化した多孔質焼結体は使用後、そのまま
加熱して再生するのにも都合がよい。

尚、焼結物の空隙率・比重を調整するために、従来の方
法のようにおが屑・発泡樹脂粉末などの可燃性粉末を添
加して焼却してしまうことも勿論可能である。

〔実施例１〕抗火石（新島コーガ石）の屑石を１００メツシユパスに
粉砕し、これに重量比３％の粘土系バインダー（ヘント
ナイト）と少量の水を添加して可塑化し、直径１０龍の
丸棒に押出し、半乾燥した処を１０ｍｍ長に切断し、乾
燥後、さやに入れて電気炉で３時間１０７０°Ｃで焼成
し、連続気孔の多孔質粒体を得た。この多孔質粒体はバ
クテリア担体・乾燥地の保水材などとして使用されるも
のである。

〔実施例２〕抗火石（新島コーガ石）の屑石を１００メツシユパスに
粉砕したものを５０容積％、天然産出のクリストバライ
トを１００メツシユパスに粉砕したものを５０容積％、
この混合物１００重量部に対して２重量部のセルローズ
系バインダー（ＣＭＣ）と水を適量添加して可塑化・加
圧成形し、乾燥後電気炉で５時間１０５０°Ｃで焼成し
、吸着性のよい焼結体を得た。

〔効果〕

この発明はこのように構成されているので次のような特
長を有している。

■　基材粒子である抗火石微粉は複雑な形状をし、ミク
ロン−オングストローム単位の微細な凹凸を有するので
、連続気孔は極めて複雑で、バクテリア担持・濾過・吸
着効果が大きい。

■　比表面積の大きな活性素材が、その表面活性を損な
われずに混入・焼結され所望の形に形成できるので、粒
状のままでは使用し難い活性素材の用途が拡げられる。

■　天然に産する抗火石の屑石を原料とし、それを５０
〜３２５メソシュ程度に粉砕する丈でよいので、原料コ
ストが極めて安い。

■　少量のバインダーを添加することにより可塑性を持
たせるので、造形が容易である。バインダーは少量であ
るから、多孔質を本質的に損なうものではない。有機質
バインダーを用いて焼却してしまえば全熱問題はない。

■　焼成も急加熱が可能であるし、比較的低温でよいか
ら、焼成コストも安い。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）天然に加熱発泡されたガラス質鉱物である抗火石
の微粒を主体としたものに、ないしは、該抗火石の微粒
を５０容積部以上と比表面積が１グラム当たり１００ｍ
＾２以上の表面活性のある材料の微粒子の混合物を主体
にしたものに、バインダーを添加して造形し、微粒相互
間に空隙が残存する程度に焼結することを特徴とした多
孔質焼結体の製造法。
（２）表面活性のある材料が活性炭・活性アルミナ・シ
リカゲル・ゼオライト・クリストバライトの内の一種な
いし二種以上の混合物であることを特徴とした、特許請
求の範囲第（１）項記載の多孔質焼結体の製造法。