JPH0465372A - 高強度多孔質セラミックスの製造方法 - Google Patents
高強度多孔質セラミックスの製造方法Info
- Publication number
- JPH0465372A JPH0465372A JP2173285A JP17328590A JPH0465372A JP H0465372 A JPH0465372 A JP H0465372A JP 2173285 A JP2173285 A JP 2173285A JP 17328590 A JP17328590 A JP 17328590A JP H0465372 A JPH0465372 A JP H0465372A
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- powder
- porous ceramics
- acicular mullite
- fired
- mullite powder
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtering Materials (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、１０００〜１７００°Ｃの酸化雰囲気［従来
の技術］ 従来の多孔質セラミックスの製造方法は、（１）粒度を
調整したセラミックス粉末を無機質あるいは有機質バイ
ンダーを用いて成形後、焼成して製造する方法 （２）セラミックス粉末に気孔形成材として高分子粉末
、有機質繊維、炭素粉末などを混合、成形し焼成により
可燃性物質を完全に消失させてセラミックス内に気孔を
残存させて製造する方法（３）高分子発泡体材料にセラ
ミックス泥漿を含浸したのち、この高分子発泡体材料を
熱処理により消失させて製造させる方法などがある。
の技術］ 従来の多孔質セラミックスの製造方法は、（１）粒度を
調整したセラミックス粉末を無機質あるいは有機質バイ
ンダーを用いて成形後、焼成して製造する方法 （２）セラミックス粉末に気孔形成材として高分子粉末
、有機質繊維、炭素粉末などを混合、成形し焼成により
可燃性物質を完全に消失させてセラミックス内に気孔を
残存させて製造する方法（３）高分子発泡体材料にセラ
ミックス泥漿を含浸したのち、この高分子発泡体材料を
熱処理により消失させて製造させる方法などがある。
［発明か解決しようとする問題点］
従来の技術で製造されたセラミックス多孔体においては
、個々のセラミックス粒子を結合させる場合、ガラス質
フラックスあるいは粘土質物質が結合剤として用いられ
ているのて多孔体の耐熱性、耐薬品性が低下しやすい、
多孔体は一般的に強度（曲は強度）が低く、これまで
に報告されている値は２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下のもの
か多い。
、個々のセラミックス粒子を結合させる場合、ガラス質
フラックスあるいは粘土質物質が結合剤として用いられ
ているのて多孔体の耐熱性、耐薬品性が低下しやすい、
多孔体は一般的に強度（曲は強度）が低く、これまで
に報告されている値は２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下のもの
か多い。
また高温下では結合剤の軟化により、気孔率、気孔径が
変化しやすく、さらに粒子間の結合が弱い場合には強度
が著しく低下しやすくなる等の問題かあった。
変化しやすく、さらに粒子間の結合が弱い場合には強度
が著しく低下しやすくなる等の問題かあった。
［問題点を解決するための手段］
本発明者らは、粘土鉱物から焼成、抽出した針状あるい
はウィスカー状ムライトが、１）ガラス相を形成しやす
いアルカリ不純物の含有量か少ないこと、２）空気中て
は約１７００℃まで耐熱性かあり形状か変化しにくいこ
と、３）また比較的低熱膨張性であることをこれまでに
明らかにしている（日本セラミ・ノクス協会学術論文誌
、第９７号（１９８９）。 この結晶か焼結により３次
元的に密に絡み合うと、内部に連続した空間か生じるこ
とに着目し、針状ムライトのみで所望の形に成形後、焼
成するといった簡単なプロセスにより高強度でしかも高
温での多孔体特性く例えば気孔率や気孔径など）に優れ
たセラミックスを製造する糸口を見出した。 すなわち
、長さ１〜２０μｍ、太さ（１１３μｍの針状ムライト
のみを金型プレス成形、鋳込成形あるいは押出し成形な
どにより板状あるいはパイプ状あるいはハニカム状に成
形した後、１５００〜１７００°Ｃで１〜５時間空気中
で焼成したり、あるいは針状ムライトに可燃性物質、例
えはアクリル樹脂、ポリエチレンなどの高分子粉末また
活性炭、炭素繊維粉末を混合、成形して空気中で可燃性
物質を消失させることにより多孔体特性（気孔率、気孔
分布）が自由に制御され、しかも高強度な多孔質セラミ
ックスを得る方法である。 １５００〜１７００°Ｃ
ではムライト中のＡ１あるいは８１成分か個々の結晶表
面で相互拡散するため、結晶間での焼結か起こりやすく
なる。 したがって、従来の多孔体の製造ては構成粒子
の結合のために結合助剤あるいは焼結助剤が必要であっ
たが、本発明の方法てはその様な助剤がまったく不要と
なる。 またムライトは共有結合性が強い酸化物である
ので、ひとたび結晶間に結合が形成されると界面の結合
か強くなるので針状ムライトで構成された多孔体の強度
は増加するようになる。 また混合した可燃性物質のサ
イズ、添加量により気孔率や気孔径が自由に制御できる
。
はウィスカー状ムライトが、１）ガラス相を形成しやす
いアルカリ不純物の含有量か少ないこと、２）空気中て
は約１７００℃まで耐熱性かあり形状か変化しにくいこ
と、３）また比較的低熱膨張性であることをこれまでに
明らかにしている（日本セラミ・ノクス協会学術論文誌
、第９７号（１９８９）。 この結晶か焼結により３次
元的に密に絡み合うと、内部に連続した空間か生じるこ
とに着目し、針状ムライトのみで所望の形に成形後、焼
成するといった簡単なプロセスにより高強度でしかも高
温での多孔体特性く例えば気孔率や気孔径など）に優れ
たセラミックスを製造する糸口を見出した。 すなわち
、長さ１〜２０μｍ、太さ（１１３μｍの針状ムライト
のみを金型プレス成形、鋳込成形あるいは押出し成形な
どにより板状あるいはパイプ状あるいはハニカム状に成
形した後、１５００〜１７００°Ｃで１〜５時間空気中
で焼成したり、あるいは針状ムライトに可燃性物質、例
えはアクリル樹脂、ポリエチレンなどの高分子粉末また
活性炭、炭素繊維粉末を混合、成形して空気中で可燃性
物質を消失させることにより多孔体特性（気孔率、気孔
分布）が自由に制御され、しかも高強度な多孔質セラミ
ックスを得る方法である。 １５００〜１７００°Ｃ
ではムライト中のＡ１あるいは８１成分か個々の結晶表
面で相互拡散するため、結晶間での焼結か起こりやすく
なる。 したがって、従来の多孔体の製造ては構成粒子
の結合のために結合助剤あるいは焼結助剤が必要であっ
たが、本発明の方法てはその様な助剤がまったく不要と
なる。 またムライトは共有結合性が強い酸化物である
ので、ひとたび結晶間に結合が形成されると界面の結合
か強くなるので針状ムライトで構成された多孔体の強度
は増加するようになる。 また混合した可燃性物質のサ
イズ、添加量により気孔率や気孔径が自由に制御できる
。
［実施例］
以下に本発明の実施例について説明する。
実施例１
針状ムライト粉末的３０ｇを直径６０ｍｍの金型に入れ
２００ｋｇｆ／ｃｍ２で１次成形する。
２００ｋｇｆ／ｃｍ２で１次成形する。
あるいはそのｆ＆ｌ〜４ｔｏｎ／ｃｍ２で静水圧成形し
て空気中１５００〜１７００°Ｃで１〜５時間焼成させ
る。 各条件で得られた多孔体の平均３点曲は強度、気
孔率、気孔径および室温から１４００°Ｃまての平均熱
膨張率を表１に示す。
て空気中１５００〜１７００°Ｃで１〜５時間焼成させ
る。 各条件で得られた多孔体の平均３点曲は強度、気
孔率、気孔径および室温から１４００°Ｃまての平均熱
膨張率を表１に示す。
特に１６５０°Ｃ以上て焼成した多孔体は、空気中１０
００〜１６５０°Ｃで数１０時間再加熱しても多孔体の
特性にほとんど変化かない。
００〜１６５０°Ｃで数１０時間再加熱しても多孔体の
特性にほとんど変化かない。
実施例２
針状ムライト５０ｇに、バインダー１〜２ｇ、解膠剤３
〜４ｇ、純水１２〜１３ｇを添加後、十分混合する。
このスラリーを石膏型へ鋳込み成形し、長さ５０ｍｍ、
厚さ約５ｍｍ、幅３０ｍｍの板状成形体を得た。 乾燥
後空気中１５００〜１６５０°Ｃで１−５時間焼成させ
た。 各条件で得られた多孔体の平均３点曲は強度、気
孔率、気孔径および室温から１４００°Ｃまての平均熱
膨張率を表２に示す、 針状ムライトか石膏面に対して
幾分配向しやすくなるので、金型成形で得た多孔体に比
へて強度は増した。
〜４ｇ、純水１２〜１３ｇを添加後、十分混合する。
このスラリーを石膏型へ鋳込み成形し、長さ５０ｍｍ、
厚さ約５ｍｍ、幅３０ｍｍの板状成形体を得た。 乾燥
後空気中１５００〜１６５０°Ｃで１−５時間焼成させ
た。 各条件で得られた多孔体の平均３点曲は強度、気
孔率、気孔径および室温から１４００°Ｃまての平均熱
膨張率を表２に示す、 針状ムライトか石膏面に対して
幾分配向しやすくなるので、金型成形で得た多孔体に比
へて強度は増した。
実施例３
針状ムライト２０ｇに対して直径１０μｍ、長さ１００
〜２００μｍの炭素繊維粉末１０ｇ、メチルセルロース
２ｇ、純水４０ｇ添加して十分混合後、板状（５ｘ２０
ｘ５０ｍｍ）に鋳込成形する。 乾燥後１６００〜］７
００°Ｃで２時間焼成する。 １６００°Ｃては平均
３点曲げ強度３５０〜４．ＯＯｋｇｆ／ｃｍ” 、気孔
率４９〜５２％の多孔体が得られるが、気孔径は図１の
ように０．７〜０．８μｍと６〜７μｍに鋭く分布して
いる。 これは針状ムライトで形成される空孔と炭素繊
維の燃焼と消失により形成される空孔の分布を意味して
いる。 また１７００°Ｃでは平均３点曲は強度４８０
−５３０ｋｇｆ／ｃｍ２．気孔率３６〜４１％の多孔体
が得られるか、気孔径は０．４〜０，６μｍと４〜５μ
ｍに分布している。
〜２００μｍの炭素繊維粉末１０ｇ、メチルセルロース
２ｇ、純水４０ｇ添加して十分混合後、板状（５ｘ２０
ｘ５０ｍｍ）に鋳込成形する。 乾燥後１６００〜］７
００°Ｃで２時間焼成する。 １６００°Ｃては平均
３点曲げ強度３５０〜４．ＯＯｋｇｆ／ｃｍ” 、気孔
率４９〜５２％の多孔体が得られるが、気孔径は図１の
ように０．７〜０．８μｍと６〜７μｍに鋭く分布して
いる。 これは針状ムライトで形成される空孔と炭素繊
維の燃焼と消失により形成される空孔の分布を意味して
いる。 また１７００°Ｃでは平均３点曲は強度４８０
−５３０ｋｇｆ／ｃｍ２．気孔率３６〜４１％の多孔体
が得られるか、気孔径は０．４〜０，６μｍと４〜５μ
ｍに分布している。
以上のように可燃性物質の添加（サイス、添加量）によ
り針状ムライトからなる多孔体の気孔特性を制御できる
。
り針状ムライトからなる多孔体の気孔特性を制御できる
。
［表、図の簡単な説明］
表１は金型成形、あるいはその後１〜４ｔｏｎ／ｃｍ２
て静水圧成形して１５００〜１７００°Ｃて焼成した針
状ムライトの多孔体の平均３点曲げ強度、気孔率、気孔
径および熱膨張率の結果である。 表２は鋳込み成形後
、１５００〜１６５０°Ｃて焼成して得た多孔体の諸特
性の結果である。
て静水圧成形して１５００〜１７００°Ｃて焼成した針
状ムライトの多孔体の平均３点曲げ強度、気孔率、気孔
径および熱膨張率の結果である。 表２は鋳込み成形後
、１５００〜１６５０°Ｃて焼成して得た多孔体の諸特
性の結果である。
図１は針状ムライトに炭素繊維粉末を添加、混合後、鋳
込成形して１６５０°Ｃで焼成した多孔体の細孔分布を
示す。
込成形して１６５０°Ｃで焼成した多孔体の細孔分布を
示す。
各種多孔体の諸１キ性
表２ 鋳込成形−焼成により得た多孔体の詫特性０．７
５ ４．４ ０．６６ ４．８ ０．６２ ４．５ 手続 補 正 書 （方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許願第１７３２８５号 ２、発明の名称 高強度多孔質セラミックスの製造方法 Ｐｏｒｅ ｄｉａｎ＋ｅｔｅｒ （Ａ）図１ 針状ムラ
イトの細孔分布特性 ３、補正をする者 事件との関係 住 所 名 称
５ ４．４ ０．６６ ４．８ ０．６２ ４．５ 手続 補 正 書 （方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許願第１７３２８５号 ２、発明の名称 高強度多孔質セラミックスの製造方法 Ｐｏｒｅ ｄｉａｎ＋ｅｔｅｒ （Ａ）図１ 針状ムラ
イトの細孔分布特性 ３、補正をする者 事件との関係 住 所 名 称
Claims (2)
- （１）二酸化ケイ素と酸化アルミニウムを主成分とする
粘土鉱物を焼成後、共存するガラス質成分を酸あるいは
アルカリで溶出することにより得られる針状ムライト粉
末を用い、各種成形後、焼成により針状ムライトのみで
構成されることを特徴とする高強度多孔質セラミックス
の製造方法。 - （２）前記の針状ムライト粉末と燃焼により焼失する有
機質物質を混合後、成形、焼成により、気孔特性を自由
に制御出来ることを特徴とする高強度多孔質セラミック
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173285A JPH0465372A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 高強度多孔質セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2173285A JPH0465372A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 高強度多孔質セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465372A true JPH0465372A (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=15957617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2173285A Pending JPH0465372A (ja) | 1990-07-02 | 1990-07-02 | 高強度多孔質セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0465372A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981415A (en) * | 1996-07-01 | 1999-11-09 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite material and porous ceramic material |
| US6306335B1 (en) | 1999-08-27 | 2001-10-23 | The Dow Chemical Company | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
| US6953554B2 (en) | 1999-12-23 | 2005-10-11 | Dow Global Technologies Inc. | Catalytic devices and method of making said devices |
| JP2007268463A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Zosen Corp | フィルター材の製造方法 |
| US7425297B2 (en) | 2002-03-25 | 2008-09-16 | Dow Global Technologies Inc. | Method of forming mullite bodies |
| US8571444B2 (en) | 2009-11-26 | 2013-10-29 | Oki Data Corporation | Neutralization device, developing device and image forming apparatus |
| CN107001149A (zh) * | 2014-05-15 | 2017-08-01 | 博韦尔公开有限公司 | 无硼铝合金陶瓷泡沫过滤器 |
-
1990
- 1990-07-02 JP JP2173285A patent/JPH0465372A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981415A (en) * | 1996-07-01 | 1999-11-09 | Ube Industries, Ltd. | Ceramic composite material and porous ceramic material |
| US6306335B1 (en) | 1999-08-27 | 2001-10-23 | The Dow Chemical Company | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
| JP2003508329A (ja) * | 1999-08-27 | 2003-03-04 | ザ ダウ ケミカル カンパニー | ムライト素地およびムライト素地の形成方法 |
| US6596665B2 (en) | 1999-08-27 | 2003-07-22 | Dow Global Technologies Inc. | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
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| US7947620B2 (en) | 2002-03-25 | 2011-05-24 | Dow Global Technologies Llc | Mullite bodies and methods of forming mullite bodies |
| JP2014031317A (ja) * | 2002-03-25 | 2014-02-20 | Dow Global Technologies Llc | ムライト体及びムライト体の形成方法 |
| JP2007268463A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Zosen Corp | フィルター材の製造方法 |
| US8571444B2 (en) | 2009-11-26 | 2013-10-29 | Oki Data Corporation | Neutralization device, developing device and image forming apparatus |
| CN107001149A (zh) * | 2014-05-15 | 2017-08-01 | 博韦尔公开有限公司 | 无硼铝合金陶瓷泡沫过滤器 |
| CN107001149B (zh) * | 2014-05-15 | 2021-07-13 | 博韦尔公开有限公司 | 无硼铝合金陶瓷泡沫过滤器 |
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