JPH0212901B2 - - Google Patents

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JPH0212901B2
JPH0212901B2 JP6262686A JP6262686A JPH0212901B2 JP H0212901 B2 JPH0212901 B2 JP H0212901B2 JP 6262686 A JP6262686 A JP 6262686A JP 6262686 A JP6262686 A JP 6262686A JP H0212901 B2 JPH0212901 B2 JP H0212901B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
particle size
range
flow value
porous body
Prior art date
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Expired
Application number
JP6262686A
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English (en)
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JPS62223072A (ja
Inventor
Hideaki Suzuki
Fumio Abe
Junichi Suzuki
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は例えば下水処理場の曝気槽において泡
を噴出するために使用される散気板や、セラミツ
クフイルター、吸音材、セラミツクバーナのよう
な高強度と均一な通気性が要求されるセラミツク
多孔体を安定して製造することができるセラミツ
ク多孔体の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、散気板のような高強度と均一な通気性が
要求されるセラミツク多孔体を製造するには、骨
材となるセラミツク粒子と各種結合剤とを一定の
条件で撹拌混合し、調合物の手触り等の触感で調
合物の特性を判断しながら水分調節を行つたう
え、成形を行つていた。ところがこのような人の
感覚に頼る方法では調合物の諸特性のばらつきが
大きく、得られた散気板の発泡特性が不均一とな
るなど歩留りが極めて悪かつた。このため、調合
物の水分、グリーン強度等の定量的に把握できる
値により調合物の諸特性のばらつきを少なくしよ
うとする試みがなされているが、これまでのとこ
ろは失敗に終わつていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記のような従来の問題点を解決し
て、従来は不可能とされていた調合物の特性を科
学的な手法により管理することにより、発泡特性
のような製品の特性値のばらつきを極めて小さく
抑えることができ、かつ高強度のセラミツク多孔
体の製造方法を目的として完成されたものであ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明は予め粒径を10μm〜3000μmの範囲内
の特定領域に揃えたセラミツク質の粒子に少なく
とも無機質の結合剤を添加し、得られた調合物の
フロー値を160〜220の範囲に調整したうえ圧縮成
形し、その後焼成することを特徴とするものであ
る。
ここでフロー値とはJIS R5201「セメントの物
理試験方法」において未硬化のモルタル、セメン
トペースト、コンクリート等の流動性を測定する
尺度として規定されている値であつて、第1図に
示すように調合物をテーブル1上に型枠2により
円錐形の成形し、テーブル1を所定回数だけ上下
振動させたうえ円錐体3の拡がつた裾部の直径を
第2図に示すように最大径の方向とこれに直角な
方向とについて測定し、その平均値をmmを単位と
する無名数の整数で表わしたものである。このフ
ロー値はモルタル等の軟度に差異があつても常に
均質な組織が得られるようにセメント成形時の突
き数を決定するために土木及び建築の産業分野に
おいて用いられているが、セラミツクスの成形分
野においてはこれまで用いられた例は知られてい
ない。本発明者は均質な調合物を得るために研究
課程においてこのフロー値がセラミツク質の粒子
と結合材との均一な分散を示す尺度として利用で
きるのではないかと考え、更に研究を重ねた結
果、散気板のような高強度と均一な通気性が要求
されるセラミツク多孔体の製造のためには、フロ
ー値の範囲を160〜220の範囲とすることが必要で
あることを究明し、本発明を完成したものであ
る。
ここでフロー値を制御するにはセラミツク質の
粒子及び無機質結合剤の粒径、混合比、混練方
法、水分の添加量等の多くのフアクターがある
が、有機結合剤のような水溶性結合剤を20%を超
えない範囲で添加することが有効である。有機結
合剤は、セラミツク粒子の表面を被覆して、無機
結合剤とセラミツク粒子を高分散の状態で接着さ
せる効果を有するが20%を超えると、セラミツク
粒子表面の有機結合剤のコート厚が厚くなりす
ぎ、良好なる接着効果は得られない。またセラミ
ツク質の粒子の粒径を予め10μm〜3000μmの範
囲内のあまりばらつきの大きくない特定領域に揃
えることも有効である。もつとも粒径の絶対値は
目的とするセラミツク多孔体の通気性の大小によ
つて上記の範囲内で自由に設定することができ
る。本発明においてフロー値を160〜220の範囲に
調整するようにしたのは、160未満では流動性が
不十分でセラミツク質の粒子と結合剤との分散が
不足し、高強度かつ均質な通気性を持つセラミツ
ク多孔体が得られないためであり、また220を越
えるセラミツク質の粒子と結合剤の粒子との相互
間の結合が不十分となり、成形後のグリーン強度
が低下して後工程の乾燥や焼成工程において粒子
の脱落が起こり、良好なセラミツク多孔体が得ら
れないためである。なお、フロー値を180〜200の
範囲にすることがより均一な発泡性を得るのにさ
らに好ましい。また本発明においてセラミツク質
の粒径を10μm〜3000μmの範囲としたのは、10μ
m未満では組織がとなりすぎて散気板等に用いる
ことができるほどの通気性が得られず、逆に
3000μmを超えるとフロー値を制御しても、組織
が粗となりすぎてやはり散気板として用いること
ができるような均一な通気性を得ることが困難化
するためである。また、本発明において用いられ
る調合物は、50〜95重量%のセラミツク質の粒子
と、5〜50%の無機質の結合剤と、0〜20%の有
機結合剤とを固形分として含むものである。無機
質の結合剤は、5%未満ではセラミツク粒子間の
結合力が不足する為、セラミツク多孔体の強度が
低下し50%を超えると組織が密となりすぎる為、
所望の通気性が得られない。さらに、無機質の結
合剤としては、粒径100μm以下の釉薬を用いる
こと好ましいが粒径100μmを超えるとセラミツ
ク粒子と結合剤の分散が不十分となり、セラミツ
ク多孔体の変形、強度のばらつき等を招くので好
ましくない。本発明においてはこのような範囲と
なるようフロー値の調整を行つた調合物を圧縮成
形により所望の形状に成形する。通常の板状物を
成形するには一般的なプレス成形法を用いれば良
いが、後の実施例にも示すようにピン型を用いて
規則的な貫通孔付きのセラミツク多孔体を製造す
る場合には、ピンとピンとの間隙に調合物を均一
に充填することができるように加振機を用いて上
下方向さらには左右方向の振動を加えたうえで、
あるいは振動を加えつつ加圧して圧縮成形するこ
とが好ましい。なお、この場合にもフロー値が
160〜220の範囲を外れると、充填むらを生じたり
粒子がピンとピンとの間隙にうまらなく入らない
等の問題を生じ易い。次に本発明の実施例を示
す。
(実施例) 実施例 1 平均粒径が50μmであり90%以上が40〜60μm
の範囲に入るよう粒度調整されたアルミナ粒子80
%(重量%、以下同じ)と、平均粒径が8μmで
ある釉薬15%と、有機結合剤であるカルボキシメ
チルセルローズの10%水溶液5%とを100Kgにな
るよう調合し、混練機で5分間混合したうえでフ
ロー値を測定したところ145であつた。そこで更
に外配合で2%のカルボキシメチルセルローズ粉
末を添加して5分間混練し、フロー値を195とし
た。この調合物を第3図に示すように下パンチ6
と、上パンチ7と、枠8とによつて構成される成
形キヤビテイの内部に振動を加えながら充填した
うえ、下パンチ6に向つて上パンチ7を下降させ
ることにより圧縮成形し、第4図のように下パン
チ6を上昇させて取り出した。その後得られた成
形体10を常法により乾燥及び焼成してセラミツ
ク多孔体を得た。得られた多孔体の外寸法は300
mm×300mmであり、厚さは30mmである。またこれ
と比較のためにフロー値を145のままとした調合
物を用いて同様にセラミツク多孔体を得た。
次にこのようにして得られたセラミツク多孔体
の通気性を測定するため、製品表面を均一な断面
積を有する9個のブロツクに区画し、下面から吹
込んだ空気が上面から気泡となつて表わされる装
置に組込んで各ブロツクから出る気泡の量を夫々
流量計で測定した。各測定値をV1〜V9とし、平
均値をM、標準偏差をσとし、σ/Mを均一発泡
度を表わす値としたところ、本実施例のものは
σ/Mが0.3となつたのに対し比較例のものは
σ/Mが0.9となり、従来市販されている一般の
散気板についてはσ/Mの値が0.6〜1.0程度であ
るのに対し本実施例の方法によつて製造されたセ
ラミツク多孔体の通気性はσ/Mの値が0.3であ
り、極めて優れた均一性を示した。
さらに、三点曲げ試験による抗析強度を測定し
たところ本実施例のものは300Kg/cm2となつたの
に対し比較例のものは45Kg/cm2であり、本実施例
の方法によつて製造されたセラミツク多孔体の強
度は向上した。
実施例 2 平均粒径が800μmでその80%以上が600〜
1200μmの範囲に入るよう粒度調整された磁器質
粒子75%と、平均粒径が5μmの釉薬15%と、ポ
リビニルアルコールの10%水溶液10%とを100Kg
となるように調合し、混練機で4分間混合したう
えフロー値を測定したところ210であつた。この
調合物を実施例1と同一の方法で成形し、得られ
たセラミツク多孔体のσ/Mの値を測定したとこ
ろ0.15であり、抗折強度は100Kg/cm2であつた。
実施例 3 平均粒径が100μmであり、その95%以上が50
〜150μmの範囲に入るよう粒度調整されたシヤ
モツト質粒子85%と、平均粒径10μmの釉薬10%
と、5%の水ガラス(1号)を100Kgとなるよう
に調合し、混練機で6分間混合してフロー値を計
測したところ170であつた。この調合物を実施例
1と同一方法で成形し得られたセラミツク多孔体
のσ/Mの値を測定したところ0.45であり、また
抗析強度は210Kg/cm2であつた。
実施例 4 平均粒径が50μmでありその90%以上が40〜
660μmの範囲に入るような粒度調整されたアル
ミナ粒子80%(重量%、以下同じ)と、平均粒径
が8μmである釉薬15%と、有機結合剤であるカ
ルボキシメチルセルローズの10%水溶液5%とを
100Kgとなるよう調合し、混練機で5分間混合し
たうえでフロー値を測定したところ145であつた。
そこで更に外配合で2%のカルボキシメチルセル
ローズ粉末を添加して5分間混練し、フロー値を
195とした。この調合物を第5図に示すように多
数のピン4を備えたピン型5と、ピン貫通孔を備
えた下パンチ6と、上パンチ7と、枠8とによつ
て構成される成形キヤビテイの内部に振動を加え
ながら充填したうえ、下パンチ6に向つて上パン
チ7を下降させることにより圧縮成形し、第6図
のように下パンチ6を上昇させて取出した。その
後この貫通孔9付きの成形体10を常法により乾
燥及び焼成して6mmピツチの貫通孔9を持つセラ
ミツク多孔体を得た。得られた多孔体の外寸法は
100mm×100mmであり、厚さは15mmである。またこ
れと比較のためにフロー値を145のままとした調
合物を用いて同様にセラミツク多孔体を得た。こ
れらのセラミツク多孔体の抗折強度を測定したと
ころ実施例のものは180Kg/cm2、比較例のものは
20Kg/cm2であつた。
(発明の効果) 本発明は以上の説明からも明らかなように、セ
メントの分野で用いられていたフロー値をセラミ
ツク多孔体の製造技術に取入れ、このフロー値が
160〜220の範囲となるように調合物の特性を調整
することによつて発泡特性に代表される製品の通
気性のばらつきを従来品よりも小さく抑えること
に成功し、かつ飛躍的な強度の向上が認められた
ものである。そして本発明は従来適当な管理手段
がなかつたために高々70%の歩留りしかあげるこ
とができなかつたセラミツク多孔体の製造工程
を、一挙に歩留り95%以上のレベルにまで向上さ
せることができたもので、産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はフロー値の測定方法を示す側
面図、第3図、第4図は実施例1のセラミツク多
孔体の成形工程を示す断面図、第5図、第6図は
実施例4の貫通孔付きのセラミツク多孔体の成形
工程を示す断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 予め粒径を10μm〜3000μmの範囲内の特定
    領域に揃えたセラミツク質の粒子に少なくとも無
    機質の結合剤を添加し、得られた調合物のフロー
    値を160〜220の範囲に調整したうえ圧縮成形し、
    その後焼成することを特徴とするセラミツク多孔
    体の製造方法。 2 調合物が50〜95重量%のセラミツク質の粒子
    と、5〜50重量%の無機質の結合剤と、0〜20重
    量%の有機結合剤とを固形分として含むものであ
    る特許請求の範囲第1項記載のセラミツク多孔体
    の製造方法。 3 無機質の結合剤が粒径100μm以下の釉薬で
    ある特許請求の範囲第1項または第2項記載のセ
    ラミツク多孔体の製造方法。 4 圧縮成形が振動を伴う圧縮成形であり、セラ
    ミツク多孔体が貫通孔付きのものである特許請求
    の範囲第1項または第2項または第3項記載のセ
    ラミツク多孔体の製造方法。
JP6262686A 1986-03-19 1986-03-19 セラミツク多孔体の製造方法 Granted JPS62223072A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0655990U (ja) * 1991-04-24 1994-08-02 国立環境研究所長 太陽電池付き自転車

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JPS63201073A (ja) * 1987-02-16 1988-08-19 三菱重工業株式会社 多孔質セラミツクス体の製造方法
JPH0780714B2 (ja) * 1987-10-07 1995-08-30 三菱重工業株式会社 セラミックス吸音板及びその製造方法
JP3986001B2 (ja) * 2002-03-14 2007-10-03 日本碍子株式会社 再生可能な散気板

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