JPS63107826A - セラミックまたはガラスから成形物体を製造する方法 - 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】 本発明は、微細分散した固体粒子と、分散液としての水
と、所要に応じて配合される結合剤とより成る可塑性素
材の形態の成形物体用出発物質から新しい物体を形成し
、しかる後この物体を乾燥し、焼結することから成るセ
ラミックまたはガラスから成形物体を製造する方法に関
するものである。

セラミックまたはガラスの成形物体は、可塑性のむしろ
粘稠性素材をまず変形し、次いで乾燥し、焼結すること
により製造することができる。

かかる素材から製造される新しい物体の乾燥は、かかる
物体が乾燥処理中に収縮しやす（これにより機械的応力
を受け、この結果成形体に亀裂が形成されるので、常に
問題になる。最終的に乾燥処理中断しい物体である未処
理物体の個々の固体粒子間に形成される液体薄層から生
ずる界面張力により、未処理物体の機械的変形が生ずる
。機械的応力の絶対値は、乾燥処理中形成される液相の
濃度勾配および界面−（表面）−張力の値により決定さ
れる。従って乾燥処理中亀裂の形成されるのを回避する
ため、一般にこの処理をできるだけ緩徐に行うことが必
要であり、即ち液相の濃度勾配をできるだけ小さくする
必要がある。

セラミック技術において、乾燥亀裂を回避するための要
求は一般に満足することはむずかしい。

例えば緩徐な乾燥処理は著しく費用がかかる。

本発明の目的は、分散液体として水を含有する未処理物
体を迅速に乾燥することができ、乾燥処理中亀裂形成の
危険を著しく低減し得る、セラミックまたはガラスから
成形物体を製造する方法を提供することにある。

この目的は、本発明において尚湿潤状態にある未処理物
体を、水より蒸発エンタルピーが小さく且つ低い表面張
力を有する水と混和性の有機液中に、未処理物体中に存
在する水が拡散により有機液と少なくとも大部分置換さ
れるまで、浸漬することで達成される。

本発明方法の好適例においては可塑性素材中の分散液と
して使用される水と置換される有機液としてエタナール
またはジメチルケトン（アセトン）と使用する。この方
法で浸漬した未処理物体中の水性相は、表面張力による
亀裂の形成を生ぜしめる力を発生することなく、拡散に
より有機相と置換される。この理由はこの液置換過程中
、例えば空気中での乾燥過程の場合の如く、気相と液相
との間の界面がないからである。未処理物体の次の乾燥
工程は、未処理物体中の水と置換される有機液の蒸発エ
ンタルピーが一層小さく、この工程中米処理物体中に生
ずる有害な機械的応力もまた未処理物体中の水と置換す
る有機液の表面張力低減するため小さいので、含水未処
理物体の場合より一層迅速に進む。

本発明方法の他の好適例においては、水溶性有機重合体
、特にメチルセルロースまたはポリビニルアルコールを
、可塑性素材の結合剤として使用する。かかる結合剤は
本発明における未処理物体中の液相、即ち水よりも蒸発
のエンタルピーが小さく表面張力の小さい有機液の形態
である液相に溶解しにくい。この場合拡散による水の置
換中に結合剤の沈澱がおこり、この結果未処理物体の凝
固および硬化が、尚浸漬した湿潤条件下で既におこる。

沈澱した結合剤により、未処理物体は、一般に次の乾燥
工程で亀裂の形成がおこらないような範囲まで、既に安
定化されている。ここに記載した結果は、膨張針により
収縮を評価することにより、検討することができる。

本発明の方法は、微細分散した水性懸濁液からの未処理
物体を有機液中に導入する場合に、物体は収縮せず、更
に結合剤を含有する場合には僅かな膨張を示すことさえ
あるという利点を有する。

固体濃度の低い未処理物体は、有機液による水の置換中
に収縮を示すが、これは乾燥工程中の全収縮のほんの一
部分である。

本発明を次の実施例により説明する。本発明の方法はま
た分散液として水を含み、所要に応じて結合剤をも含む
可塑性セラミック素材から製造し、しかる後乾燥し、焼
結する成形物体の製造にも使用するのに、適することは
勿論である。

実施例１ ４０ｎｍの平均粒径を有する微細分散したＳｉＯ□粒子
６３重量％と、結合剤この場合はポリビニルアルコール
４．６重量％と、分散液として水３２．８重量％とより
成る均質な押出素材を押出機から１６０バールの圧力、
１．５ｍ／分の速度で未処理物体中の水と置換する有機
液の入った円筒状容器に押出した。

本例においては、押出した物体は３０ｍｍの外径および
５　ｍｍの壁厚を有する管で水と置換する有機液はエタ
ノールであった。上記管寸法の場合、アルコール−水置
換に必要な保圧時間は約２時間であった。次いで成形物
体を更に空気中で乾燥したが、亀裂を形成する危険は無
かった。乾燥時間は温度と空気の移動度に左右された。

代表的には、水がエタノールにより置換された場合、乾
燥時間は、未処理試料が含んでいる水が置換されていな
い試料の僅かに１７４にすぎなかった。

極めて純粋な石英ガラス物体を得るため、乾燥した未処
理物体を８００℃の温度で１００分加熱し、すべての不
純物を除去するため５ｏｃｚ２で飽和された０□ガス流
で１．５時間処理した。次の焼結工程を、２容量％の塩
素ガスを添加したヘリウム雲囲気中１５００℃の温度で
実施し、この際未処理物体をオーブンに１０ｍｍ／分の
速度で通した。この方法で２４ｍｍの外径および４ｍｌ
１１の壁厚を有する真っ直ぐな透明ガラス管を得た。こ
のガラス管は不純物、特に水および遷移金属を＜　５ｏ
ｐｐｂの分量で含有した。

ガラス物体は２．２０ｇ／ｃｍ’の密度および屈折率ｎ
ｏ　＝１．４５９１を有し、気泡および透しむらがなか
った。また結合剤として例えばメチルセルロースを使用
することもできる。

実施例２ 実施例１に記載したように製造した押出素材を圧縮して
実施例１に記載したような管を形成した。

未処理物体中の水と置換される有機液としてジメチルケ
トン（アセトン）を使用した。この場合未処理物体の乾
燥時間は、未処理物体中に含まれた水が水より蒸発のエ
ンタルピーが小さく且つ表面張力の小さい有機液により
置換されなかった試験と比較して、ファクターｚ８だけ
減じた。他の処理工程は実施例１と同様にして気泡がな
く且つ透してむらのない極めて純粋なガラス管を得た。

本発明の方法により製造することができるガラス物体は
、石英ガラスの光導波管用プレフォームの製造に特に適
する。光導波管は広範囲の用途を有し、例えば光伝送装
置または光通信系の如き光伝送系に使用され、主として
高二酸化珪素分を有する（所要に応じてガラスの屈折率
を調整するためのドーパントを含有する）はぼ無水の型
のガラスから成る。

先導波管の製造に使用するのに適する型のガラスはまた
ハロゲンランプまたはガス放電灯用のランプ外筒の製造
に有利に用いることができる。この理由はこれ等の型の
ガラスは、先導波管に用いられるガラスと同様にほぼ無
水であり、高二酸化珪素含量を有する必要があるからで
ある。

本発明は、かかるガラス物体の製造に使用される出発素
材の製造用分散液として必要である水をプロセスの所期
段階で（既に未処理物体において）殆どすべて置換する
（即ち除去する）ことを可能とするので、上記用途に用
いる極めて純粋な型のガラスを極めて有利に製造するこ
とができる。

特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微細分散した固体粒子と分散液としての水と所要に
   応じて配合される結合剤とより成る可塑性素材の形態の
   成形物体用出発物質から新しい物体を形成し、しかる後
   この新しい未処理物体を乾燥し、焼結することから成る
   セラミックまたはガラスから成形物体を製造する方法に
   おいて、尚湿潤状態にある未処理物体を、水より蒸発の
   エンタルピーが小さく且つ低い表面張力を有する水と混
   和性の有機液中に、未処理物体中の水が拡散により有機
   液と少なくとも大部分置換されるまで、浸漬することを
   特徴とするセラミックまたはガラスから成形物物体を製
   造する方法。 ２、有機液としてエタノールを使用する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、有機液としてジメチルケトンを使用する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ４、１０〜５００ｎｍ、好ましくは１５〜２００ｎｍの
   範囲の直径を有し、４０ｎｍの平均粒径を有するＳｉＯ
   ＿２粒子を可塑性素材の製造に使用する特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項記載の方法。 ５、固体対分散液／結合在の重量比が１：０．５〜１：
   ０．７である押出素材を可塑性素材として用いる特許請
   求の範囲第１〜４項のいずれか一つの項に記載の方法。 ６、水溶性有機重合体を可塑性素材用結合剤として使用
   する特許請求の範囲第１〜５項のいずれか一つの項に記
   載の方法。 ７、メチルセルロースを可塑性素材用結合剤として使用
   する特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８、ポリビニルアルコールを可塑性素材用結合剤として
   使用する特許請求の範囲第６項記載の方法。