JPH01164770A

JPH01164770A - セラミック焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH01164770A
Application number: JP62322238A
Authority: JP
Inventors: Jisuke Tanaka; 田中　治助; Yukiyasu Uchida; 幸泰打田
Original assignee: TANAKA SEISHI KOGYO KK
Current assignee: TANAKA SEISHI KOGYO KK
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-28

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】発明の目的（産業上の利用分野）本発明は化粧板、陶磁器、電子材料等として利用される
セラミック焼結体の製造方法に関するものである。

（従来の技術）従来、原料として無機又は有機の繊維を使用したセラミ
ック焼結体としては、例えば紙又は合成樹脂の繊維シー
トに無機物を含浸させるか、表面に塗布して無機物の被
膜を形成し、又は無機粉末と有機繊維を抄紙法によって
シート化し、しかる後に焼成する方法が知られている。

また、有機繊維の代わりに無機バインダーを使用する方
法も知られている。

（発明が解決しようとする問題点）上記従来の有機繊維を使用する方法においては、有機繊
維に対する無機粉末の含有率が低いので、有機繊維を焼
失させ、無機粉末を焼結するためには極めて長時間の焼
成が必要であり、しかも得られた焼結体が多孔質になり
、強度が弱いという問題点があった。

また、無機バインダーを使用する方法は、無機繊維がベ
ースになっているので、非常に気孔率の高い焼結体とな
って強度が弱いという問題点があった。

本発明の目的は、上記問題点を解消し簡易な操作により
、短時間で強度の優れたセラミック焼結体を得ることに
ある。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決するために、無機粉末と無機
繊維の混合物を抄紙法により成形し、乾燥した後、１０
００〜１６００℃で焼成するという構成を採用している
。

（作用）上記構成を採用したことにより、無機粉末が無機繊維に
均一に分散された混合物が、抄紙法によって成形に付さ
れ、乾燥することにより紙のような可撓性のある性質を
有する未焼成品が得られ、これを１０００〜１６００°
Ｃに加熱、焼成することによって気孔率が押さえられ強
度の優れたセラミック焼結体が得られる。

〔実施例〕

以下に本発明を具体化した実施例を第１図及び第２図に
基ついて説明する。

まず、本発明のセラミック焼結体の製造方法に使用され
る無機粉末と無機繊維について説明する。

無機粉末としては、ケイ石、ゲイ砂、陶石、Ｆロマイト
、マグネザイト、滑石等の天然物、アルミナ、マグネシ
ア、ジルコニア、酸化チタン、ムライト（３Ａｆｆ２０
３　・２Ｓｉ０２）等の酸化物、炭化物、窒化物等の合
成物があげられる。この無機粉末の粒径は５０μｍ以下
が適当である。同粒径が５０μｍを超えると抄紙法にお
いてシート化が難しくなりやすい。

無機繊維としては、ガラス繊維、結晶化ガラス繊維、石
綿、ロックウール、アルミナ繊維、その他のセラミック
繊維等があげられ、前記無機粉末の担体として使用され
る。この無機繊維は、無機粉末に対し４〜５０重量％配
合するのが好適である。同配合割合が４重量％未満では
得られるセラミック焼結体の強度が弱くなって担体とし
て不適当となりやす（，５０重量％を超えるとセラミッ
ク焼結体が多孔質となって強度が弱くなり好ましくない
。

次に、」二記無機粉末と無機繊維を混合して抄紙法によ
りシート又は立体物を製造する方法について説明する。

抄紙法は、製紙における通常の湿式の抄紙法と同様の方
法が採用される。即ち、シート又は立体物を形成する抄
網部、同シート又は立体物を脱水する脱水部及び乾燥部
からなる紙抄機と同様の装置によって行われる方法であ
る。このようにして得られるシートは、紙状の薄いもの
から比較的厚いシート又は立体状のものまで任意の形状
、厚さに成形することが可能である。

この抄紙法においては、無機繊維に無機粉末を定着させ
るために、排水処理用の凝集剤が使用される。同凝集剤
としては、天然物凝集剤としてカチオン変性澱粉、酸化
澱粉、ジアルデヒド澱粉等の澱粉誘導体、アラビアゴム
、グアガム等の植物ガム、アルギン酸ソーダ等があげら
れ、合成高分子凝集剤としてアニオン性ポリアクリルア
ミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリ
ルアミド、ポリエチレンイミン、ポリアミド、エポキシ
樹脂、アクリル系樹脂等、その他硫酸アルミニウム等の
無機系凝集剤等があげられる。

また、乾燥後のシー１〜や立体物等の成形品の強度を増
強させるために、紙力増強剤として用いられているグア
ガム、デンプン等の天然物、ポリアクリルアミド系化合
物、尿素・メラミン・ホルマリン系縮金物、エピクロル
ヒドリン系ポリアミド樹脂等の合成物が使用される。

次に、シート状又は立体状の成形品を１００℃前後の温
度で１０分程度乾燥し、１０００〜１６００°Ｃで数時
間焼成することによって、目的とするセラミック焼結体
が得られる。

上記焼成温度が１０００℃未満では目的とするセラミッ
ク焼結体が得られず、１６００°Ｃを超えるとセラミッ
ク焼結体の製造コストが高くなって不適当である。

上記シートの乾燥後に、エンボスロール等でシートの表
面又は全体に凹凸模様を付することができる。

本発明の製造方法により得られるセラミック焼結体の嵩
密度は、前記無機粉末と無機繊維の配合割合を変えるこ
とにより調整される。即ち、無機粉末の配合割合が多く
なるに従って、嵩密度が大きくなり、逆に無機繊維の配
合割合が多くなるに従って嵩密度が小さくなる。

（実施例１）無機粉末として陶石１００重量部と無機繊維としてアル
ミナ５０重量％、シリカ５０重量％からなるセラミック
繊維を１０重量部配合し、水５３９０重量部（水分散液
中無機粉末と無機繊維の合計量が２重量％となる量）を
加え、これをミキサーにてン昆合し、スラリーとした。

これに、アクリル系有機バインダー２重量部及びカチオ
ン系凝集剤としてのポリエチレンイミン０．０１重量部
を添加してフロック化し、セラミック繊維に陶石を定着
させた。

このスラリーを第１図に示すような底面に金網１ａを備
えた角筒容器２内に注入して下方から吸引することによ
り金ｍｌａ上にスラリー中の固形分が堆積し、さらに吸
引を続けることにより湿ったシートＳ１が得られた。こ
の操作は数十秒から数分で行われる。このシー１−３１
を重ねて厚さ５ｍｍのシートを得た。

このシートの表面にエンホスロールで凹凸模様を形成し
た。次いで、これを１００°Ｃで１０分間乾燥した後、
１２００℃で２時間焼成し、表面に凹凸模様が形成され
たセラミック焼結体を得た。

（実施例２）無機粉末としてムライトの３２５メソシユパスの微粉末
１００重量部に対し、無機繊維としてアルミナ繊維２０
重量部を配合し、水５８８０重量部（水分散液中無機粉
末と無機繊維の合計量が２重量％となる量）を加え、ミ
キサーで混合してスラリーとした。

これに、アクリル系有機バインダー２重量部及びカチオ
ン系凝集剤としてのポリエチレンイミン０．０１重量部
を添加してフロック化し、アルミナ繊維にムライトの微
粉末を定着させた。

このスラリーを、第２図に示すような装置、即ち金網１
ｂの上側には中央部に円錐体３が設けられた円筒容器４
が配設され、金Ｈ１ｂの下側には吸引機構を有する排液
筒５が配設された装置における前記円筒容器４内に注入
し、排液筒５から吸引することにより、円筒容器４内に
スラリー中の固形分が堆積し、湿った略円筒状の立体成
形品Ｓ２が得られた。

次いで、これを１００°Ｃで１０分間乾燥した後、１６
００°Ｃで２時間焼成し、セラミック焼結体を得た。こ
のセラミック焼結体は、陶磁器を焼（バーナータイルと
して好適なものであ、った。

上記各実施例にみられるように、本発明によれば、セラ
ミック焼結体としてのシート状成形品や立体状成形品が
製紙におりる常法の抄紙法によって容易に得られ、得ら
れた成形品は優れた強度を有している。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次のよ
うに構成することもできる。

（１）セラミック焼結体の形状は、シートの場合前記実
施例１のような平板状以外に鉤状、その他規則的な形状
、不規則的な形状のいずれも可能である。また、立体形
状についても前記実施例２のような略円筒状以外に角筒
状、円錐状、その他の任意の立体形状が可能である。

（２）本発明においては第３図に示すように、嵩密度の
大きいシートＳ３と嵩密度の小さいシートＳ１を積層し
た成形品を得ることもできる。

即ち、前記実施例１で使用した装置において、まず無機
粉末の配合割合の多い密度の大きいスラリーを角筒容器
２内に注入し、金網１ａの下方から吸引してシートＳ３
を形成した後、無機繊維の配合割合の多い密度の小さい
スラリーを角筒容器２内に注入し、金）Ｍｌａの下方か
ら吸引して上記シー）Ｓ３上にシートＳ１を形成し、さ
らに前記と同様の密度の大きいスラリーを同様に操作し
て同シートＳｌ上にシートＳ３を形成し積層品を得るこ
ともできる。

（３）前記実施例１及び実施例２のいずれにおいても、
無機粉末と無機繊維とからなるスラリーを金網１ａ又は
１ｂの下方から吸引したが、金網１ａ又は１ｂをスラリ
ーの上部に配設した装置を用いて上方から吸引すること
もできる。

（４）本発明のセラミック焼結体の製造方法により得ら
れるセラミック製品は、化粧板、陶器、磁器、煉瓦、大
型タイル、セラミック焼成用セッター、化学材料、電子
材料、構造材料、機械材料、バイオリアクター等のバイ
オ材料等の幅広い用途に利用される。

発明の効果本発明のセラミック焼結体の製造方法によれば、簡易な
抄紙法による操作によって、短時間で強度の優れたセラ
ミック焼結体が得られるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１のセラミック焼結体の製造装置を示す
断面図、第２図は実施例２のセラミック焼結体の製造装
置を示す断面図、第３図は本発明の別個としてのセラミ
ック積層体を示す断面図である。ｓｌ、ｓ３・・・シート、Ｓ２・・・立体成形品特許出
願人　田中製紙工業株式会社代理人　　弁理士　　恩１）博宣

Claims

【特許請求の範囲】

１．無機粉末と無機繊維の混合物を抄紙法により成形し
、乾燥した後、１０００〜１６００℃で焼成することを
特徴とするセラミツク焼結体の製造方法。
２．無機繊維の配合割合が、無機粉末に対し４〜５０重
量％である特許請求の範囲第１項に記載のセラミツク焼
結体の製造方法。
３．抄紙法による成形が、立体成形品（Ｓ＿２）を形成
するものである特許請求の範囲第１項に記載のセラミッ
ク焼結体の製造方法。
４．無機粉末と無機繊維の配合割合を変えることにより
、セラミツク焼結体の嵩密度を調整することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のセラミツク焼結体の製
造方法。
５．抄紙時に密度が異なるシートを一体化して多層構造
としたことを特徴する特許請求の範囲第１項に記載のセ
ラミック焼結体の製造方法。