JPH03215314A - Method for producing zeolite composition - Google Patents

Method for producing zeolite composition

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JPH03215314A
JPH03215314A JP2010723A JP1072390A JPH03215314A JP H03215314 A JPH03215314 A JP H03215314A JP 2010723 A JP2010723 A JP 2010723A JP 1072390 A JP1072390 A JP 1072390A JP H03215314 A JPH03215314 A JP H03215314A
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JP
Japan
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zeolite
temperature
sintered body
firing
boron
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010723A
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Japanese (ja)
Inventor
Genji Taga
玄治 多賀
Masaki Noritake
則武 正樹
Masahiro Nakamura
正博 中村
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野〕 本発明は低込温度の焼成によって焼結可能なゼオライト
組成物を製造する方法κ関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for producing a sinterable zeolite composition by low temperature calcination.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by conventional technology and invention]

I. C.パッケージなどの電子部品K使用される電気
絶縁体は、電気的特性,機械的特性等の点からアルミナ
などの無機粉体の焼結体が最も広く使用されてーる。該
焼結体は,最近では、焼成前の無機粉体の成形体に電気
伝導性物質を用bで電気回路を印刷した後、該成形体を
焼結することにより、回路を焼付けた電気絶縁体材料と
する所謂コファイヤーと称される技術で得られることが
多い。しかしながら,一般に無機粉体な焼結させるには
高温を必要とするため該高温の焼成温度κ耐える高価な
電気伝導性物質しか使用出来ない欠陥があった。例えば
アルミナ粉末は1500℃以上の焼成温度で焼結される
ため,該アルミナ粉末を使用してコファイヤーの技術で
電気回路を焼付けた焼結体を得ようとすれば、Mo ,
 Mn , W等の高価な電気伝導性物質を使用せざる
を得ない事情がある。しかもこれらの物質は電気伝導性
の点で必ずしも満足出来るものではない欠陥があった。
I. C. As the electrical insulator used in electronic components such as packages, sintered bodies of inorganic powders such as alumina are most widely used from the viewpoint of electrical and mechanical properties. Recently, the sintered body has been produced by printing an electric circuit using an electrically conductive substance on a molded body of inorganic powder before firing, and then sintering the molded body to produce an electrical insulator with a circuit printed thereon. It is often obtained using a technique called cofire, which uses a body material. However, since sintering of inorganic powders generally requires high temperatures, only expensive electrically conductive materials that can withstand the high firing temperature κ can be used. For example, alumina powder is sintered at a sintering temperature of 1,500°C or higher, so if you try to use the alumina powder to obtain a sintered body with an electrical circuit baked in using the cofire technology, Mo,
There are circumstances that require the use of expensive electrically conductive substances such as Mn and W. Moreover, these materials have a defect in that they are not necessarily satisfactory in terms of electrical conductivity.

そのために電気伝導性の良好なAg . Au ,CU
等でコファイヤー可能な焼結体の製造が研究されて来た
。本発明者の一人も、例えば、特開平1 −1 000
<So号公報において特定のカルシウム型ゼオライト粉
体を成形し、該成形物を1000℃以下の温度で焼成し
アノーサイト系焼結体を得る方法を提案した。上記方法
で得られる焼結体は従来の焼結体に比べると安価に低温
で焼結出来る優れた焼結体である。
For this reason, Ag. Au, C.U.
The production of sintered bodies that can be cofired has been studied. One of the inventors of the present invention also published, for example, JP-A-1-1-000
In the <So publication, a method was proposed in which a specific calcium-type zeolite powder was molded and the molded product was fired at a temperature of 1000° C. or lower to obtain an anorthite-based sintered body. The sintered body obtained by the above method is an excellent sintered body that can be sintered at a lower cost and at a lower temperature than conventional sintered bodies.

しかし、上記アノーサイト系焼結体は、理論密度に極力
近b高密度の焼結体を得ようとすれば、焼成温度の温度
巾が非常にせまく、焼成時の温度管理が工業的Kむづか
しい難点を有している。例えば、上記カルシウム型ゼオ
ライトは焼成時の温度が低いと焼結しないし、逆κ高過
ぎると気泡が焼結体中に閉じ込められたり発泡や膨張が
生じ,歩留りが悪化する。そのために焼成温度は、例え
ば、880℃〜900℃とその温度巾を数恰度の極めて
せtい範囲で制御しなければならない。
However, in order to obtain a high-density sintered body as close as possible to the theoretical density, the anorthite-based sintered body has a very narrow firing temperature range, making temperature control during firing difficult for industrial purposes. It has its drawbacks. For example, the above-mentioned calcium type zeolite will not sinter if the temperature during firing is low, and if the inverse κ is too high, air bubbles will be trapped in the sintered body, foaming and expansion will occur, and the yield will deteriorate. For this purpose, the firing temperature must be controlled within an extremely narrow range of, for example, 880°C to 900°C.

上記欠点はアノーサイト系焼結体忙限られず、他のアル
カリ土類金属アルミノシリケート焼結体忙つ込ても同様
の傾向を示す。そのためアルカリ土類金属アルミノシリ
ケート焼結体の製造時の焼成温度の許容範囲を広げるこ
とは工業的製造に於ける重要な技術課題である。
The above-mentioned drawbacks are not limited to anorthite-based sintered bodies, but also exhibit the same tendency when used with other alkaline earth metal aluminosilicate sintered bodies. Therefore, expanding the allowable range of firing temperature during the production of alkaline earth metal aluminosilicate sintered bodies is an important technical issue in industrial production.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者等はゼオライトを低温度で焼成する際の焼成温
度の許容範囲を広げる研究を行って来た。その結果、特
定のゼオライトを選び、これに酸化ホウ素を水の存在下
に配合することにより,上記目的が達成されることを見
出し,本発明を完成し, 至った。
The present inventors have conducted research to widen the allowable range of firing temperature when zeolite is fired at a low temperature. As a result, the inventors found that the above object could be achieved by selecting a specific zeolite and blending boron oxide with it in the presence of water, and completed the present invention.

即ち本発明は, (+)  一般式(1) とζに提案するに (iM1O・jM22O)・AAt2OB・mSi02
・nH2O (1)(式中、M1はアルカリ土類金属イ
オンで、M2はアルカリ金属イオン又はアンモニウムイ
オンであり.i+j=1巨つj=0〜0.15であり、
t=0.9〜1−1+m−1−5〜2.5であり、nは
0以上の数である。) で示されるアルカリ土類金属型ゼオライト又は該ゼオラ
イトを仮焼した非晶質仮焼物と(I1)酸化ホウ素又は
焼成により酸化ホウ素となりうるホウ素化合物とを水の
存在下に混合するととt特黴とするゼオライト組成物の
製造方法である。
That is, the present invention proposes (+) general formula (1) and ζ as (iM1O・jM22O)・AAt2OB・mSi02
・nH2O (1) (wherein M1 is an alkaline earth metal ion, M2 is an alkali metal ion or ammonium ion, and i + j = 1 and j = 0 to 0.15,
t=0.9 to 1-1+m-1-5 to 2.5, and n is a number of 0 or more. ) When an amorphous calcined product obtained by calcining the alkaline earth metal type zeolite shown in (1) and (I1) boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination are mixed in the presence of water, a special mold is produced. This is a method for producing a zeolite composition.

本発明で最も重要な要件の1つは使用する原料が上記の
一般式(1)cよって特定されたゼオライトである点で
ある。
One of the most important requirements of the present invention is that the raw material used is a zeolite specified by the above general formula (1)c.

ゼオライトはイオン交換体として良く知られた化合物で
あり、そのイオン交換部は糧々の陽イオンで置換されう
る化合物として天然の鉱物又は合成物が知られている。
Zeolite is a well-known compound as an ion exchanger, and natural minerals or synthetic compounds are known as compounds in which the ion exchange portion can be substituted with abundant cations.

本発明が使用する原料は帥記一般式(1)で示されるゼ
オライトであることが必要である。前記一般式(1)中
、M1は焼成温度を低くする必要性からアルカリ土類金
属イオンである必要がある。該アルカリ土類金属イオン
はマグネシウム,カルシウム,ストロンチウム,バリウ
ム等のイオンが使用出来、必ずしもこれらの一種類だけ
である必要はなく、これらの2種以上のイオンが共K前
記イオン交換部のM1を構成してもよい。特にアルカリ
土類金属イオンのうち、カルシウムイオンとマグネシウ
ムイオンとが共に存在し、′且つMg/Caがモル比で
0.05〜1、好ましくは0.05〜0.5の範囲でイ
オン交換部の一部又は全部を構成したゼオライトは,焼
結時の許容温度の巾を広くすることが出来、しかも焼結
時の温度を更K低下させうるので最も好適である。また
、前記一般式(1)中、M2はアルカリ金属イオン又は
アンモニウムイオンである。前記一般式(1)で示され
るゼオライトのイオン交換部処該アルカリ金属イオン又
はアンモニウムイオンが含まれることは必ずしも必須で
はないが、その製法上又は入手容易性から,イオン交換
部が全部又は一部アルカリ金属イオンで構成されたゼオ
ライトをイオン交換によって前記一般式(1)で示され
るゼオライトとする場合が多いので,アルカリ金属イオ
ンが残存する場合が多い。しかし一該アルカリ金属イオ
ン又はアンモニウムイオンは上記だけの理由から規定さ
れるものではなく,前記M1で表示されるアルカリ土類
金属イオンと相乗的に作用し、焼結時の温度を低下させ
る役目もはたすもので,好ましくはゼオライトのイオン
交換部にアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンが
一種又は二糧以上共存するのが好適である。しかしなが
ら、前記一般式(1)中、M2の含有量が多くなると導
電性となるので,#一般式(1)中、jはOo15以下
である必要がある。
The raw material used in the present invention needs to be a zeolite represented by general formula (1). In the general formula (1), M1 needs to be an alkaline earth metal ion because of the need to lower the firing temperature. As the alkaline earth metal ion, ions such as magnesium, calcium, strontium, barium, etc. can be used, and it is not necessarily necessary to use only one type of these ions. may be configured. Particularly, among alkaline earth metal ions, calcium ions and magnesium ions are both present in the ion exchange part, and the Mg/Ca molar ratio is in the range of 0.05 to 1, preferably 0.05 to 0.5. Zeolite, which constitutes a part or all of the zeolite, is most suitable because it can widen the range of allowable temperatures during sintering and further lower the temperature during sintering by K. Moreover, in the general formula (1), M2 is an alkali metal ion or an ammonium ion. Although it is not necessarily essential that the ion exchange part of the zeolite represented by the general formula (1) contains alkali metal ions or ammonium ions, it is preferable that the ion exchange part is contained in all or part of the zeolite due to its manufacturing method or ease of availability. Since zeolite composed of alkali metal ions is often converted into the zeolite represented by the general formula (1) by ion exchange, alkali metal ions often remain. However, the alkali metal ion or ammonium ion is not specified solely for the above reason, but also acts synergistically with the alkaline earth metal ion represented by M1, and has the role of lowering the temperature during sintering. Preferably, one or more alkali metal ions or ammonium ions coexist in the ion exchange portion of the zeolite. However, as the content of M2 in the general formula (1) increases, it becomes conductive, so that #in the general formula (1), j needs to be equal to or less than Oo15.

また、前記一般式(1)中、Si02 /At2Og(
モル比)が3を越える組成からなるゼオライトはその焼
結体を得るために一般K高温,例えば、12O0℃以上
の焼成温度を必要とするので本発明の目的に合致しない
。更にまた同様忙ゼオライトのイオン交換部が実質的に
アルカリ土類金属型でないもの、例えば,イオン交換部
の80%以上がナトリウム型であるものはその焼結体の
電気絶縁性が良好ではなく一本発明の原料としては使用
出来ない。
Furthermore, in the general formula (1), Si02 /At2Og(
A zeolite having a composition with a molar ratio exceeding 3 requires a firing temperature of a general K high temperature, for example, 1200° C. or higher, in order to obtain a sintered body thereof, and therefore does not meet the purpose of the present invention. Furthermore, similarly, if the ion exchange part of the zeolite is not substantially alkaline earth metal type, for example, if 80% or more of the ion exchange part is sodium type, the electrical insulation of the sintered body is not good. It cannot be used as a raw material for the present invention.

上記説明で明らかなように,本発明の目的、即ち,ゼオ
ライトの焼結温度巾を広げ且つより低温で焼結を達成す
るために最も好適に使用されるゼオライトは下記一般式
(I1)で示されるゼオライトである。
As is clear from the above explanation, the zeolite most preferably used for the purpose of the present invention, that is, to widen the sintering temperature range of zeolite and achieve sintering at a lower temperature, is represented by the following general formula (I1). It is a zeolite.

(kCaO−pMgOqM22O)・LAt2OB・m
SiO2・nH2O  G[)上記式中一 M2はアル
カリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、k+p
+q=1,p/k=0.05〜1且つq==Q〜0.1
5であり、L=0.9 〜1.1 , m=1−5〜2
−5であり、nは0以上の数である。またM2は必らず
しも1種である必要はなく二種以上のイオンが混在して
いてもよい。
(kCaO-pMgOqM22O)・LAt2OB・m
SiO2・nH2O G[) In the above formula, M2 is an alkali metal ion or ammonium ion, k+p
+q=1, p/k=0.05~1 and q==Q~0.1
5, L=0.9~1.1, m=1-5~2
-5, and n is a number greater than or equal to 0. Moreover, M2 does not necessarily have to be one type of ion, and two or more types of ions may be mixed together.

一般にゼオライトが前記一般式(I)及びG[)で示さ
れるゼオライトであるか否かは元素分析.X@回折によ
って容易K判定出来る。特Kアルカリ土類金属系のゼオ
ライトはその種類によって特徴的回折角を有することが
その種類ごとに知られているので上記判定は極めて容易
である。代表的なアルカリ土類金属系のゼオライトのX
線チャートを例示すると、ゼオライ}A型はX線回折チ
ャートの2Oで29.8°. 2 7.0°.23.9
°及び21.5°K回折角を有し、ゼオライ}X型は2
3.2°26.6°及び30.9°K回折角を有する。
Generally, whether or not a zeolite is represented by the general formulas (I) and G[) can be determined by elemental analysis. K can be easily determined by X@ diffraction. It is known that each type of special K alkaline earth metal zeolite has a characteristic diffraction angle, so the above determination is extremely easy. Typical alkaline earth metal zeolite X
To give an example of a line chart, Zeolite Type A has an X-ray diffraction chart of 29.8° at 2O. 2 7.0°. 23.9
and 21.5° K diffraction angle, and the zeolite type
It has a diffraction angle of 3.2°26.6° and 30.9°K.

また,一般に本発明の原料として好適に使用されるのは
入手の容易さから,ゼオライトSA,ゼオライトX.ジ
スモンド沸石,ダク沸石又はこれらのイオン交換部を必
要K応じてイオン交換したゼオライトである。
In general, Zeolite SA, Zeolite X. This is a zeolite obtained by ion-exchanging dismondite, dachinite, or an ion-exchange portion of these as required.

また本発明の原料の一成分である前記ゼオライトを仮焼
して得られた非晶質仮焼物はゼオライトを焼結する場合
K比較して焼結時の体積収縮性が小さいので、しばしば
好適に採用サれる。特Kコファイヤー技術によって焼結
体を得る場合は一旦ゼオライトを非晶質仮焼物を経由す
る原料形態が好適である。
In addition, the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite, which is a component of the raw material of the present invention, has a smaller volume shrinkage during sintering than K when sintering zeolite, so it is often preferred. You can get hired. When obtaining a sintered body using the special K cofire technology, it is preferable to use a raw material form in which zeolite is first passed through an amorphous calcined product.

前記ゼオライトは好都合なととく、低温で仮焼すること
により一旦非晶質化合物に相転移し、更κ高温で焼成す
ると結晶物に相転移する。そして一旦上記結晶物Kなる
とその焼結体を得るためには12O0℃或いはそれ以上
の高温を必要とする。前記ゼオライトが非晶質仮焼物へ
相転移する条件はゼオライトの種類によっても多少異な
るが一般には750℃〜900℃の温度下に1〜5時間
仮焼することによって非晶質仮焼物を得ることが出来る
Conveniently, the zeolite once undergoes a phase transition into an amorphous compound by being calcined at a low temperature, and undergoes a phase transition into a crystalline compound by further calcination at a higher temperature. Once the crystalline substance K is formed, a high temperature of 1200°C or higher is required to obtain a sintered body thereof. The conditions for the phase transition of the zeolite to an amorphous calcined product vary somewhat depending on the type of zeolite, but in general, an amorphous calcined product is obtained by calcining at a temperature of 750°C to 900°C for 1 to 5 hours. I can do it.

前記説明から明らかなように非品質仮焼物を得るには結
晶物の晶出がない条件を選ぶことが必要である。また非
晶質仮焼物は安定した状態で存在するので、非晶質仮焼
物を得る条件を予め決定してゼオライトを仮焼すること
が必要である。また上記仮焼く際し,前記ゼオライトの
組成比を大きく逸脱しない限り、アルミナ,シリカ,カ
ルシア等の粉体を混合して仮焼することは必要に応じて
選択出来る態様である。
As is clear from the above description, in order to obtain a non-quality calcined product, it is necessary to select conditions that do not cause crystallization. Furthermore, since the amorphous calcined product exists in a stable state, it is necessary to determine the conditions for obtaining the amorphous calcined product in advance and calcinate the zeolite. Further, during the above-mentioned calcination, it is possible to mix and calcinate powders such as alumina, silica, calcia, etc., as required, as long as the composition ratio of the zeolite is not significantly exceeded.

本発明の原料の一成分であるゼオライト又は該ゼオライ
トを仮焼して得られた非晶質仮焼物は、必要な粒度の粉
体として使用すればよb0一般には市販の粒状製品をそ
のまま使用出来るが、好まし〈は平均粒子径が5μm以
下一好ましくは2μm以下の粉体な使用するのが好まし
い。
Zeolite, which is a component of the raw material of the present invention, or the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite can be used as a powder of the required particle size.In general, commercially available granular products can be used as they are. However, it is preferable to use a powder having an average particle diameter of 5 μm or less, preferably 2 μm or less.

本発明で使用する原料の他の成分は酸化ホウ素又は焼成
によって酸化ホウ素となりうるホウ素化合物である。該
酸化ホウ素又はホウ素化合物は前記ゼオライト又はその
非晶質仮焼物K配合することにより焼結温度を低下させ
うるだけでなく焼成温度巾を大巾K改善出来る利点を有
する。該酸化ホウ素又はホウ素化合物がどのような作用
によってこれらの効果をもたらすのかその機構は明らか
ではないが、特定のゼオライトの焼成温度巾が10℃前
後しか許容されないのに対して本発明により得られるゼ
オライト組成物にあっては50〜150℃或いはそれ以
上の焼成温度巾をとり得る効果は工業的に計り知れない
利点がある。
Another component of the raw material used in the present invention is boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination. The boron oxide or boron compound has the advantage of being able to not only lower the sintering temperature but also greatly improve the sintering temperature range by incorporating the zeolite or its amorphous calcined product. Although the mechanism by which the boron oxide or boron compound brings about these effects is not clear, the calcination temperature range of certain zeolites is only allowed to be around 10°C, whereas the zeolite obtained by the present invention For compositions, the effect of being able to take a firing temperature range of 50 to 150°C or more is an immeasurable industrial advantage.

本発明で使用するホウ素化合物は前記の通り,焼成Kよ
って酸化ホウ素となりうるものであれば如何なる化合物
であってもよい。
As mentioned above, the boron compound used in the present invention may be any compound as long as it can be converted into boron oxide by calcination.

般K入手が容易のため好適に使用される酸化ホウ素及び
ホウ素化合物の代表的なものをより具体的に例示すると
次の通りである。即ち、例えば、三酸化ホウ素.二酸化
ホウ素等の酸化ホウ素:オルトホウ酸.メタホウ酸,四
ホウ酸等のホウ酸;窒化ホウ素;炭化ホウ素等のホウ素
化合物が好適に使用される。
More specific examples of boron oxide and boron compounds that are preferably used because they are readily available are as follows. That is, for example, boron trioxide. Boron oxide such as boron dioxide: orthoboric acid. Boric acids such as metaboric acid and tetraboric acid; boron nitride; boron compounds such as boron carbide are preferably used.

前記酸化ホウ素又はホウ素化合物の配合割合は焼成温度
の許容範囲を拡げる度合で異なるが一般にはB2O3と
して0.1〜2Owt%、好ましくは0.5〜10wt
%の範囲から選べば好適である。
The blending ratio of the boron oxide or boron compound varies depending on the extent to which the allowable range of firing temperature is expanded, but is generally 0.1 to 2 Owt% as B2O3, preferably 0.5 to 10wt%.
It is preferable to select from the range of %.

前記ゼオライト又はゼオライトを仮焼した非晶質仮焼物
と上記した酸化ホウ素又はホウ素化合物とは,水の存在
下に混合することが必須である。上記した夫々の粉体な
乾式混合した場合には混合が十分に行なわれず、また上
記した夫々の粉体を有機溶媒中で混合した場合は,酸化
ホウ素又はホウ素化合物を添加しても焼成温度の許容範
囲が拡がらないために好ましくない。
It is essential that the zeolite or the amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite and the boron oxide or boron compound described above be mixed in the presence of water. When the above-mentioned powders are dry mixed, the mixing is not sufficient, and when the above-mentioned powders are mixed in an organic solvent, even if boron oxide or a boron compound is added, the firing temperature cannot be adjusted. This is not desirable because the tolerance range is not widened.

混合に使用する水には酸又はアルカリを添加することが
好ましく、特にアルカリとじてアンモニアを添加してp
H=8.0〜12.0−好ましくはpH = 9−0〜
11.0の範囲に調製することが、酸化ホウ素又はホウ
素化合物の添加効果が顕著であるためK好ましい。
It is preferable to add an acid or an alkali to the water used for mixing, and in particular, add ammonia to the water used for mixing.
H=8.0-12.0-preferably pH=9-0-
It is preferable to adjust K to a range of 11.0 because the effect of adding boron oxide or a boron compound is significant.

前記した夫々の粉体を水の存在下で混合する方法として
は任意の方法が採用し得る。具体的Kは、 ■ ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼
物を水中に分散させーこれに酸化ホウ素又はホウ素化合
物を加えて溶解させる。
Any method can be used to mix the above powders in the presence of water. Specifically, K is as follows: (1) Zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is dispersed in water, and boron oxide or a boron compound is added thereto and dissolved.

■ 酸化ホウ素又はホウ素化合物を水に溶解し、これK
ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼物を
添加して混合する。
■ Dissolve boron oxide or a boron compound in water, and
Zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is added and mixed.

■ ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼した非晶質仮焼
物を水中K分散させ、これと酸化ホウ素又はホウ素化合
物を溶解した水溶液を混合する。
(2) Zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite is dispersed in K in water, and this is mixed with an aqueous solution in which boron oxide or a boron compound is dissolved.

等の方法が採用される。The following methods are adopted.

このようにして、ゼオライト又は該ゼオライトを仮焼し
た非晶質仮焼物に,酸化ホウ素又はホウ素化合物が均一
に混合されたゼオライト組成物が得られる。
In this way, a zeolite composition is obtained in which boron oxide or a boron compound is uniformly mixed in zeolite or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite.

ゼオライト組成物を得る際K仮焼していないアルカリ土
類金属型ゼオライトを用いた場合には、得られたゼオラ
イト組成物を成形する前に仮焼な行なってアルカリ土類
金属型ゼオライトを非晶質仮焼物にしておくことが後述
する焼成による体積収縮性が小さくなるためK好ましい
When an uncalcined alkaline earth metal type zeolite is used to obtain a zeolite composition, the alkaline earth metal type zeolite is amorphized by calcining before shaping the obtained zeolite composition. It is preferable to use a calcined product because the volumetric shrinkage caused by firing, which will be described later, will be reduced.

この場合、酸化ホウ素又はホウ素化合物が添加されてい
るために、ゼオライト皐独の仮焼の場合に比べて非晶質
仮焼物を得る温度は一般に更に低下する。この温度は酸
化ホウ素又はホウ素化合物の種類、添加量等によって異
なるので一概に特定できないが、一般には72O℃以上
で相転位が可能である。
In this case, since boron oxide or a boron compound is added, the temperature at which an amorphous calcined product is obtained is generally lower than that in the case of calcining zeolite. Although this temperature cannot be determined unconditionally because it varies depending on the type of boron oxide or boron compound, the amount added, etc., phase transition is generally possible at 720° C. or higher.

本発明の方法により得られたゼオライト組成物は、公知
の方法によって成形され、次いで焼成される。成形及び
焼成の具体的な方法は次のとおりである。
The zeolite composition obtained by the method of the present invention is shaped by a known method and then calcined. The specific method of molding and firing is as follows.

成形の形状は,目的物の形状に応じて予め焼成時の体積
収縮を勘案して決定すればよく,棒状,円柱状,シート
状等、特に制限されず選びうる。また該成形方法、成形
機等は公知の方法,機械が使用出来る。最も一般的Kは
前記ゼオライト組成物を特定の形枠K入れ,加圧又は非
加圧下に成形するか,ドクターブレードKよるグリーン
シ一ト成形である。これらの成形は、本発明で得られた
ゼオライト組成物をその11使用してもよく,必要K応
じてバインダーを使用することも出来る。該バインダー
は,セラミックスの成形焼成時K使用されることが公知
のものが%K限定されず使用出来る。一般忙好適K使用
される代表的なバインダーを例示するとポリビニルプチ
ラール,ポリビニルアルコール.ポリメチルメタクリレ
ート等の有機高分子化合物である。
The shape of the molding may be determined in advance according to the shape of the object, taking into account the volumetric shrinkage during firing, and may be selected from rod-like, cylindrical, sheet-like, etc. without particular limitation. Further, as the molding method, molding machine, etc., known methods and machines can be used. The most common method is to put the zeolite composition into a specific frame K and mold it with or without pressure, or to mold it into a green sheet using a doctor blade. For these moldings, the zeolite composition obtained in the present invention may be used, and a binder may be used as necessary. As the binder, any binder known to be used during molding and firing of ceramics can be used without being limited to %K. Examples of typical binders that are suitable for general use include polyvinyl butyral and polyvinyl alcohol. It is an organic polymer compound such as polymethyl methacrylate.

上記成形物は焼成するととくよってアルカリ土類金属ア
ルミノシリケート焼結体となる。
When the above-mentioned molded product is fired, it becomes a sintered body of alkaline earth metal aluminosilicate.

該焼成温度は酸化ホウ素又はホウ素化合物の種類、配合
割合,不純物の含有量等によって左右されるため一概K
は特定出来ないが,般には800℃〜1000℃、好ま
しくは850〜950℃の温度範囲から選べば好適であ
る。本発明Kおいては酸化ホウ素又はホウ素化合物を配
合することによってゼオライト又は該ゼオライトの非晶
質仮焼物の焼成許容温度巾が大きく拡大するので、得ら
れる焼結体が十分K高密度になる温度を予め決定して焼
成するのが好ましい。また焼成時間は焼成温度によって
影響をうけるが一般Kは60分〜2O時間、好ましくは
1〜10時間の範囲から選べば好適である。
The firing temperature depends on the type of boron oxide or boron compound, the blending ratio, the content of impurities, etc.
cannot be specified, but it is generally suitable to select from a temperature range of 800°C to 1000°C, preferably 850°C to 950°C. In K of the present invention, by blending boron oxide or a boron compound, the allowable temperature range for firing zeolite or an amorphous calcined product of the zeolite is greatly expanded, so the temperature at which the obtained sintered body has a sufficiently high K density is obtained. It is preferable to determine the temperature in advance before firing. Although the firing time is influenced by the firing temperature, it is suitable for general K to be selected from the range of 60 minutes to 20 hours, preferably 1 to 10 hours.

上記の焼成温度が比較的低t4合には、十分く緻密化は
するが、結晶化が十分でない場合がある。得られるアル
カリ土類金属アルミノシリケート焼結体の機械的強度を
高くするためには結晶化率が高いほど良い。従って、得
られる焼結体の結晶化が不十分の場合には,焼結による
緻密化を行なった後K結晶化K十分な温度以上に昇温し
、十分く結晶化させることが好ましい。結晶化に十分な
温度は,前記のホウ素化合物の割合や不純物の量により
左右されるために、予め確認しておくと良b0また、上
記焼成は酸素雰囲気下、例えば、大気中で十分く進行す
るが、コファイアなどの焼成にあってプリント材料が酸
素雰囲気をきらうときは必要K応じて窒素,炭素ガス等
の不活性雰囲気下に実施すればよい。
When the above-mentioned firing temperature is relatively low t4, although sufficient densification is achieved, crystallization may not be sufficient. In order to increase the mechanical strength of the resulting alkaline earth metal aluminosilicate sintered body, the higher the crystallinity, the better. Therefore, if the obtained sintered body is insufficiently crystallized, it is preferable to perform densification by sintering and then raise the temperature to a temperature sufficient for K crystallization or higher to achieve sufficient crystallization. The temperature sufficient for crystallization depends on the proportion of the boron compound and the amount of impurities, so it is a good idea to check it in advance.In addition, the above-mentioned calcination should proceed sufficiently in an oxygen atmosphere, for example, in the air. However, when firing cofire or the like and the printing material does not like an oxygen atmosphere, the firing may be carried out under an inert atmosphere such as nitrogen or carbon gas depending on the required K.

得られる焼結体は原料として使用するゼオライトの種類
によって異なる。例えば、原料としてカルシウム型ゼオ
ライトを用いるときは得られる焼結体はアノーサイト系
焼結体となり、マグネシウム型ゼオライトを用いるとき
はコーデイライト系焼結体が得られ、(.Ca #Mg
)型ゼオライトを用いるときはアノーサイト+コーデイ
ライト系焼結体が得られる。
The obtained sintered body differs depending on the type of zeolite used as a raw material. For example, when calcium-type zeolite is used as a raw material, the obtained sintered body is an anorthite-based sintered body, and when magnesium-type zeolite is used, a cordierite-based sintered body is obtained, (.Ca #Mg
) type zeolite, an anorthite + cordierite sintered body is obtained.

これらの焼結体の結晶形態はアルカリ土類金属アルミノ
シリケートの種類に応じてそれぞれ公知であるので、x
1m回折によって確認することが出来る。例えば,アノ
ーサイトはX線回折チャートKおける2Oが28.2〜
27.6.24.2〜23.8°及び22.2〜21.
6に特有のピークが現われるし、コーデイライトは同じ
( 1 0.3°.21.6°.26.5°.28.3
°及び29.4°に特有のピークが現われる。
The crystal forms of these sintered bodies are known depending on the type of alkaline earth metal aluminosilicate, so x
This can be confirmed by 1m diffraction. For example, anorthite has 2O in the X-ray diffraction chart K of 28.2~
27.6.24.2-23.8° and 22.2-21.
A unique peak appears in 6, and the cordierite is the same (1 0.3°.21.6°.26.5°.28.3
Characteristic peaks appear at 29.4° and 29.4°.

本発明で得られたゼオライト組成物を原料κしてアルカ
リ土類金属アルミノシリケート焼結体を製造するκ際し
,該焼結体の機械的強度を上昇させる目的で,従来公知
の低温焼成セラミックスで利用されている無機充填材の
添加手段を本発明に適用することは自由に選択出来る。
When producing an alkaline earth metal aluminosilicate sintered body using the zeolite composition obtained in the present invention as a raw material, conventionally known low-temperature fired ceramics are used for the purpose of increasing the mechanical strength of the sintered body. Application of the inorganic filler addition means used in the present invention can be freely selected.

しかしながら一該無機充填材の添加割合は、得られる焼
成体の性状を良好に保つ意味から最大30重量%にとど
めるのが好適である。また、該無機充填材としては上記
目的で公知のものが%K限定されず使用出来る。一般に
好適に使用される代表的なものを例示すればアルミナ,
コージーライト.フオルステライト,ムライト.石英等
でアル。
However, the proportion of the inorganic filler added is preferably limited to a maximum of 30% by weight in order to maintain good properties of the resulting fired product. Further, as the inorganic filler, any known material for the above purpose can be used without being limited to %K. Examples of typical materials that are generally suitable for use are alumina,
Cozy light. Forsterite, mullite. Al in quartz etc.

〔効果〕〔effect〕

本発明の方法により得られたゼオライト組成物の焼成に
おいては、高密度のアルカリ土類金属アルミノシリケー
ト焼結体を得るための焼成温度の許容範囲が大きく広が
るため、焼成温度の管理が容易となる。従って、工業的
な実施に於いても、焼結ムラ等がなくなり、歩留りが飛
躍的K向上する。また一本発明により得られたゼオライ
ト組成物を用いれば,焼結による緻密化温度の許容範囲
の拡大の他K一緻密化が始まる温度を低くすることがで
き、さらに,結晶の晶出温度を低下させることができる
ため、より低温での焼成が可能となる。本発明により得
られたゼオライト組成物を焼成して得た焼結体は、電気
的特性及び機械的強度に優れており、電気絶縁材料とし
て好適に使用できる。従って、本発明は、回路を焼付け
た電気絶縁材料を比較的低温で寸法安定性良く焼成する
技術にも応用することが可能である。
In calcination of the zeolite composition obtained by the method of the present invention, the permissible range of calcination temperature to obtain a high-density alkaline earth metal aluminosilicate sintered body is greatly expanded, making it easy to control the calcination temperature. . Therefore, even in industrial implementation, uneven sintering etc. are eliminated and the yield is dramatically improved. Furthermore, by using the zeolite composition obtained according to the present invention, in addition to expanding the allowable range of densification temperature by sintering, it is possible to lower the temperature at which densification begins, and furthermore, it is possible to lower the temperature at which densification begins. Since the temperature can be lowered, firing at a lower temperature becomes possible. The sintered body obtained by firing the zeolite composition obtained according to the present invention has excellent electrical properties and mechanical strength, and can be suitably used as an electrical insulating material. Therefore, the present invention can also be applied to a technique for firing an electrically insulating material on which a circuit is baked at a relatively low temperature with good dimensional stability.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を更に具体的に説明するため以下実施例及び比較
例を挙げて説明するが,本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
EXAMPLES In order to explain the present invention more specifically, Examples and Comparative Examples will be described below, but the present invention is not limited to these Examples.

なお、以下の実施例及び比較例において測定した種々の
データは下記の方法Kよって得た。
In addition, various data measured in the following examples and comparative examples were obtained by the following method K.

(I)焼結体密度( g / CC )アルキメデス法
により測定した。
(I) Sintered body density (g/CC) Measured by Archimedes method.

(1)焼結体結晶の確認、 xlm回折Kよって−アルカリ土類金属アルミノシリケ
=トの公知のチャートと対比して確認した。
(1) Confirmation of sintered body crystals: Confirmation was made by xlm diffraction K and comparison with a known chart of alkaline earth metal aluminosilicate.

(III)線収縮率C%) 焼成前の成形体の長さ(L1)と焼成後の長さ(L2)
とを夫々測定し、下記の式より求めた。
(III) Linear shrinkage rate C%) Length of the compact before firing (L1) and length after firing (L2)
were measured and calculated from the following formula.

レ1 (W>焼結体の結晶化率(%) X線回折Kより結晶の主ピークの高さ(アノーサイトは
2θ= 2 8.1 5〜27.62c′.コージライ
トは2θ=28.1〜28.4である。)Kより算出し
た。
(W>Crystallinity of sintered body (%)) From X-ray diffraction K, the height of the main peak of the crystal (for anorthite, 2θ = 2 8.1 5 ~ 27.62c'; for cordierite, 2θ = 28 .1 to 28.4) Calculated from K.

(V) 曲げ強度(Iwf/j) .TIS  R−1<SO1の方法Kよって測定した。(V) Bending strength (Iwf/j) .. Measured by method K of TIS R-1<SO1.

実施例 1 ナトリウム型ゼオライトであるゼオライト4A(東洋曹
達工業■製.商品名:トヨビルダー)を10%塩化カル
シウム水溶液でイオン交換し、水洗、乾燥して第1表に
示す組成のカルシウム型ゼオライト(ゼオライト5A)
を調製した。このゼオライトの平均粒径は1.5μmで
あった。
Example 1 Zeolite 4A (manufactured by Toyo Soda Kogyo ■, trade name: Toyo Builder), which is a sodium type zeolite, was ion-exchanged with a 10% calcium chloride aqueous solution, washed with water, and dried to obtain a calcium type zeolite (with the composition shown in Table 1). Zeolite 5A)
was prepared. The average particle size of this zeolite was 1.5 μm.

このカルシウム型ゼオライトを水に懸濁させ、アンモニ
ア水を加えてpHを10.5にした。攪拌しながら,1
重量%のアンモニア性オルトホウ酸水溶液を滴下した。
This calcium type zeolite was suspended in water, and aqueous ammonia was added to adjust the pH to 10.5. While stirring, 1
% by weight aqueous ammoniacal orthoboric acid solution was added dropwise.

滴下後のpHはほとんど変化なかった。その後、水洗し
て乾燥させた。この粉末を分析したところ、B2O,と
して第1表に示す量が含まれていた。
There was almost no change in pH after dropping. Then, it was washed with water and dried. When this powder was analyzed, it was found that it contained B2O in the amount shown in Table 1.

この混合物を750℃で3時間仮焼して粉砕し非晶質粉
末を得た。これにバインダーを加えて、シートに成形し
た後、3時間焼成してアノーサイト焼結体を得た。その
結果、理論密度の98%以上のアノーサイト焼結体が得
られる焼結温度の範囲と,結晶化率が100%に達した
最低焼成温度を第1表に示した。
This mixture was calcined at 750° C. for 3 hours and pulverized to obtain an amorphous powder. A binder was added thereto, the sheet was formed into a sheet, and then fired for 3 hours to obtain an anorthite sintered body. As a result, Table 1 shows the sintering temperature range at which an anorthite sintered body having a theoretical density of 98% or more was obtained and the minimum sintering temperature at which the crystallization rate reached 100%.

焼結体の線収縮率はbずれも16.0〜18.0%の範
囲であった。但し一焼結体の理論密度は2.68である
The linear shrinkage rate of the sintered body and the deviation b were in the range of 16.0 to 18.0%. However, the theoretical density of one sintered body is 2.68.

実施例 2 実施例1と同様にして調製したホウ酸添加ゼオライト5
Aにつめて、750℃,3時間の仮焼を行わずに500
114/clAでラバープレス成形し、30■φX5■
の成形体を得た。
Example 2 Boric acid-added zeolite 5 prepared in the same manner as Example 1
Pour into A and heat to 500℃ without calcining at 750℃ for 3 hours.
Rubber press molded with 114/clA, 30■φX5■
A molded body was obtained.

この成形体を実施例1と同様K焼結させてアノーサイト
焼結体を得た。第1表中の▲2に相当する組成の試料に
つめて、理論密度の98%以上となる焼成温度は、83
0〜940℃であり,−1た結晶化率が100%となる
最低焼成温度は880℃であった。また、線収縮率は3
1%であった。
This molded body was subjected to K sintering in the same manner as in Example 1 to obtain an anorthite sintered body. The firing temperature at which the sample with the composition corresponding to ▲2 in Table 1 is packed and the theoretical density is 98% or more is 83
The temperature was 0 to 940°C, and the minimum firing temperature at which the -1 crystallization rate was 100% was 880°C. Also, the linear shrinkage rate is 3
It was 1%.

実施例 3 第2表に示す組成のゼオライトを調製し、粉末を粉砕し
た後、炉に入れ850℃で2時間仮焼した。この粉末を
水に分散させ,アンモニア水の添加によりpH=10.
OK調整した。これに82O5で6重量%となるように
アンモニア性ホウ酸水溶液(1重量%)を添加混合した
。混合後のpHはほとんど変化なかつた。その後、乾燥
して粉砕した。この粉末を金型K入れ、5 0 0 K
f/+jでラバープレス成形し、30■φX5IIII
の成形体を得た。この成形体を種々の焼成温度で焼成し
た。その結果、第2表に示す夫々のゼオライトに関し、
fa2表に示す焼成温度許容範囲と結晶化100%に達
する最低温度を得た。また各焼結体の曲げ強度も第2表
に示した。
Example 3 Zeolite having the composition shown in Table 2 was prepared, and after pulverizing the powder, it was placed in a furnace and calcined at 850°C for 2 hours. This powder was dispersed in water and the pH was adjusted to 10 by adding aqueous ammonia.
OK adjusted. To this, an ammoniacal boric acid aqueous solution (1% by weight) was added and mixed so that the amount of 82O5 was 6% by weight. There was almost no change in pH after mixing. It was then dried and ground. Put this powder into mold K and heat at 500K.
Rubber press molded with f/+j, 30■φX5III
A molded body was obtained. This molded body was fired at various firing temperatures. As a result, regarding each zeolite shown in Table 2,
The permissible firing temperature range shown in the fa2 table and the minimum temperature at which crystallization reached 100% were obtained. Table 2 also shows the bending strength of each sintered body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(i)一般式 (iM^1O・jM^2_2O)・lAl_2O_3・
mSiO_2・nH_2O(式中、M^1はアルカリ土
類金属イオンで、M^2はアルカリ金属イオン又はアン
モニウムイオンであり、i+j=1且つj=0〜0.1
5であり、l=0.9〜1.1,m=1.5〜2.5で
あり、nは0以上の数である。) で示されるアルカリ土類金属型ゼオライト又は該ゼオラ
イトを仮焼した非晶質仮焼物と (ii)酸化ホウ素又は焼成により酸化ホウ素となりう
るホウ素化合物とを水の存在下に混合することを特徴と
するゼオライト組成物の製造方法。
(1) (i) General formula (iM^1O・jM^2_2O)・lAl_2O_3・
mSiO_2・nH_2O (wherein M^1 is an alkaline earth metal ion, M^2 is an alkali metal ion or ammonium ion, i+j=1 and j=0 to 0.1
5, l=0.9 to 1.1, m=1.5 to 2.5, and n is a number of 0 or more. ) or an amorphous calcined product obtained by calcining the zeolite and (ii) boron oxide or a boron compound that can be converted to boron oxide by calcination, in the presence of water. A method for producing a zeolite composition.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006280678A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Kao Corp Disposable diapers
JP2006280679A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Kao Corp Disposable diapers
JP2025525192A (en) * 2022-08-19 2025-08-01 イーエム-テック・カンパニー・リミテッド Method for producing high-strength ceramic particles and method for producing microporous spherical particles for aerosol generators using the Benard cell phenomenon

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