JPS6259074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種セラミツクス製品を製造するため
のセラミツクス押出成形用組成物に関するもので
あり、特には該組成物に使用される新規バインダ
ーに関する。 従来、セラミツク素体の製造方法としては、セ
ラミツク主成分を混合、仮焼、粉砕してセラミツ
クス材料である非可塑性粉体を生成し、次にこの
非可塑性粉体に可塑性を持たせるためのバインダ
ーおよび水を加え、混練して原料坏土とし、これ
を押出成形し、乾燥し、焼成してセラミツク素体
とする方法が公知とされている。 上記公知方法において、バインダーとしてはメ
チルセルロースが広く用いられているが、これは
メチルセルロースを用いることによつて坏土の保
水性がよくなり、少量で適度な粘度を得ることが
でき、またさらには押出後の成形体の保水性が良
好になるという理由からである。 しかし、こうしたメチルセルロースの使用にも
次の不利欠点がある。すなわち、メチルセルロー
スは水への溶解性が低温でのみ良好であり、完全
に溶解させるためには０℃〜10℃での熟成が必要
である。また、メチルセルロースは熱ゲル化温度
が比較的低温であるので、ニーダーなどでの混練
の際や、押出成形時に摩擦力によりゲル化を起こ
しやすく、それを避けるための冷却操作が必要と
なる。完全に溶解されなかつたり、また混練中に
ゲル化した場合には、セラミツク押出成形体中に
バインダーを均一に分散させることができなくな
り、この結果焼成して得られるセラミツク素体の
特性が悪化するし、また押出成形前あるいは押出
成形中にゲル化した場合には、坏土の流動性が低
下し、押出操作が困難となるばかりか、均一な押
出が不可能となり所望の成形体を得ることができ
ない。 本発明者らは押出成形用セラミツク組成物のバ
インダーに関し鋭意検討を重ねた結果、ヒドロキ
シアルキル基モル置換度（MS）が0.02〜0.13、
メトキシ基置換度（DS）が1.75以上である水溶
性ヒドロキシアルキルメチルセルロース（以下適
宜HAMCと略記する）がきわめてすぐれた性能
を発揮することを確認し、本発明を完成した。 これを説明すると、本発明で使用される
HAMCは水への溶解性が良好であり、メチルセ
ルロースがほとんど溶解しない30℃においても比
較的短時間で均一に溶解する特長を有する。添付
図面（第１図）はこの溶解性を調べた結果を示し
たものであり、図のよこ軸は溶解時間（分）、た
て軸は下記定義にしたがう粘度発現率（％）であ
る。 粘度発現率（％）＝測定粘度／完全溶解状態における各温度での粘度×100 図中のはヒドロキシエチルメチルセルロース
（MS＝0.05、DS＝1.83）の30℃での、は同40℃
での、さらにははメチルセルロース（DS＝
1.82）の30℃でのそれぞれ粘度発現率（％）曲線
を示したものであり、ヒドロキシエチルメチルセ
ルロースはメチルセルロースに比べて加温水への
溶解性にきわめてすぐれている。 また、メチルセルロース水溶液が45℃〜50℃以
上の温度ではゲル化し流動性がそこなわれるのに
対し、HAMCは60℃〜65℃以下の温度ではゲル
化せず、流動性は良好である。 以上のような特性により、前記特定の置換度の
HAMCをバインダー成分として含有する押出成
形用セラミツクス組成物においては、バインダ
ーを均一に溶解するための低温（０℃〜10℃）で
の熟成工程が短時間となるか、あるいは全く不要
となり、工程の簡略化が達成される、ニーダー
などでの混練時や押出装置での押出時における摩
擦熱によるバインダーのゲル化およびそれによる
流動性の悪化を回避するための冷却制御が容易に
なり、混練、押出操作が容易になる、さらに押
出後の成形体の保形性は良好である、また乾
燥、焼成工程におけるヒビ割れ、焼結割れの発生
が少なくなる、という効果が与えられる。 本発明に使用される前記HAMCとしてはヒド
ロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースが例示されるが、これらは
特定の置換度すなわち、ヒドロキシアルキル基モ
ル置換度0.02〜0.13、好ましくは0.03〜0.10、メ
トキシ基置換度1.75以上、好ましくは1.80〜2.2で
あるものに限定される。これはヒドロキシアルキ
ル基モル置換度（MS）が0.02以下であると、水
に対する溶解性が改善されず、このバインダーを
均一に分散、溶解させることができず、またゲル
化温度が依然として低いために混練時や押出時に
おいてゲル化による流動性の悪化が問題となり、
また乾燥、焼結時においてヒビ割れ、焼結割れが
発生しやすくなり、本発明の効果が充分発揮され
ない。一方このMSが0.13以上では水に対する溶
解性は良好となり、ゲル化温度はより高温になる
が、成形体の保形性が不足するという重大な問題
が生じるので好ましくない。他方メトキシ基置換
度（DS）が1.75以下であると、成形体の保形性
が充分でなく好ましくない。 セラミツクスの原料粉末としては、従来使用さ
れているものでよく、これにはアルミナ、チタン
酸バリウム、酸化ジルコニウム、フエライト、酸
化チタン、炭化チタン、酸化けい素、窒化けい素
等の酸化物、炭化物、窒化物が例示される。セラ
ミツクス押出成形用組成物には、通常、ポリエチ
レングリコール、グリセリン、プロピレングリコ
ール、エチレングリコール、１，４−ブタンジオ
ールなどで代表される可塑剤が使用されるが、こ
れらは本発明においても使用して差支えない。 セラミツクス押出成形用組成物は、前記した原
料粉末に、水、HAMCおよび必要に応じ可塑剤
を配合し混練することにより得られる。この際
HAMCはこのもの自体の重合度、原料セラミツ
クス粉末の種類等に応じ最適量が決定されるが、
これは原料セラミツクス粉末100重量部当りおお
むね0.5〜20重量部好ましくは１〜10重量部とす
ることが望ましい。この量が少なすぎるとバイン
ダーとしての効果が得られず、また多すぎるとバ
インダーの粘結力が大きくなりすぎるためかえつ
て押出し成形性が悪くなり、また押出成形された
成形物は表面が粘着性を帯びるようになるため不
利である。 つぎに、具体的実施例をあげるが、本発明はこ
れにより限定されるものではない。 実施例 配合されるべきすべての成分の温度を最初20℃
に調整した状態で、SiO₂，Al₂O₃を主成分とする
無機質セラミツクス乾燥材料100重量部に、バイ
ンダー粉末４重量部、グリセリン３重量部および
水30重量部を加え、混練時の坏土温度を65℃以下
になるように冷却しながら混練し、直径90mm、長
さ120mmのハニカム構造体20個を押出成形し、つ
いで乾燥したのち約1000℃で４時間焼結を行つ
た。 各実験例に関し、混練時、押出時の可塑性、成
形性、成形体の保形性、乾燥時のヒビ割れ発生の
程度および焼結時の焼結割れ発生の程度について
調べたところ、結果は表に示すとおりであつた。
ただし、実験No.１〜３は本発明、No.４〜９は比較
例をそれぞれ示したものである。 なお、同表においてバインダー（種類）の欄で
のMS、およびDSは下記のとおりである。 MS： 無水グルコース単位１個当りのヒドロキ
シアルキル基のモル置換度 DS： 無水グルコール単位１個当りのメトキシ
基の置換度 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図はヒドロキシエチルメチルセルロースお
よびメチルセルロースについての溶解性を調べた
結果をグラフにしたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バインダーとして、ヒドロキシアルキル基モ
   ル置換度が0.02〜0.13、メトキシ基置換度が1.75
   以上である水溶性ヒドロキシアルキルメチルセル
   ロースを含有させてなる押出成形用セラミツクス
   組成物。 ２ 前記ヒドロキシアルキル基がヒドロキシエチ
   ル基である特許請求の範囲第１項記載の押出成形
   用セラミツクス組成物。 ３ 前記ヒドロキシアルキル基がヒドロキシプロ
   ピル基である特許請求の範囲第１項記載の押出成
   形用セラミツクス組成物。