JPH0710654A

JPH0710654A - 多孔質セラミック体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0710654A
Application number: JP17747593A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 明井上; Shirohito Matsuyama; 城仁松山
Original assignee: Narumi China Corp
Current assignee: Narumi China Corp
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】製造上の安全性が確保でき，耐熱性に優れ，
細孔径の選択性に富んだ多孔質セラミック体及びその製
造方法を提供すること。【構成】酸化物セラミック原料と水酸化カルシウムと
水とからなるスラリーに粉末アルミニウムを混合し，次
いでこれらを発泡させて多孔質発泡体となし，その後焼
成する。水酸化カルシウムは，アルミニウムと接触する
と，水素ガスを発生する。このガズがスラリー中で発生
することにより，セラミック原料の成形体内に細孔が形
成された多孔質発泡体ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，サヤ，セッター等の耐
火物，軽量食器用素材や各種フィルター，触媒担体等と
して用いられる多孔質セラミック体及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来技術】多孔質セラミック製品は，サヤ，セッター
等の耐火物，軽量食器用素材等として多くの用途があ
る。この多孔質セラミック体の製造方法としては，従
来，酸化物セラミック原料に発泡スチロール，おがくず
等の有機物を混合して，これらを焼成し，セラミック焼
結体に細孔を形成したものがある。また，酸化物セラミ
ック原料に，金属粉末，水酸化ナトリウム等の発泡剤を
混合，発泡させて発泡体となし，その後これらを焼成し
て，多孔質セラミック体を製造する方法も提案されてい
る。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，水酸化ナトリ
ウムは劇薬であるため，作業の安全性に問題がある。ま
た，多孔質セラミック体中には，ナトリウムが残存する
ため，多孔質セラミック体の耐熱温度が低下し，これを
１２００℃以上の高温下で使用する場合には，軟化変形
するおそれがある。

【０００４】また，発泡スチロール，おがくず等の有機
物を使用する場合には，細孔径が１００μｍ以下の多孔
質セラミック体を作製することが困難であり，細孔径の
選択が限定される。また，焼成時に悪臭，煙，煤の発生
があり，公害のおそれがある。そこで，本発明はかかる
従来の問題点に鑑み，製造上の安全性が確保でき，耐熱
性に優れ，細孔径の選択性に富んだ多孔質セラミック体
及びその製造方法を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，多数の細孔を有する多孔
質セラミック体であって，上記細孔は，水酸化カルシウ
ム及び粉末アルミニウムを酸化物セラミック原料中にお
いて反応させて水素ガスを発生させることにより形成さ
れたものであることを特徴とする多孔質セラミック体に
ある。

【０００６】本発明において最も注目すべきことは，発
泡剤として粉末アルミニウム及び水酸化カルシウムを用
いていることである。上記水酸化カルシウムは，酸化物
セラミック原料１００重量部（以下，部という。）に対
して，０．１〜１０部添加されることが好ましい。０．
１部未満の場合には，発泡しないか，または発泡率が小
さくなるおそれがある。一方，１０部を越える場合に
は，強度が弱くなるかまたは耐熱温度が低下するおそれ
がある。

【０００７】上記粉末アルミニウムは，その粒径を変え
ることにより，多孔質セラミック体の細孔径を調整する
ことができる。即ち，粒径が大きい場合には，細孔径が
大きくなる。粒径が小さい場合には，細孔径が小さくな
る。上記粉末アルミニウムは，水酸化カルシウム１部に
対して，０．１〜１０部添加されることが好ましい。
０．１部未満の場合には，発泡しないかまたは発泡率が
小さくなるおそれがある。一方，１０部を越える場合に
は，強度が弱くなるか，または耐熱温度が低下するおそ
れがある。上記酸化物セラミック原料としては，アルミ
ナ，シリカ，ムライト，コーディエライト等を用いる。
酸化物セラミック原料の純度は，セラミックの特性を満
足することができるものであれば，特に問題はない。

【０００８】次に，上記多孔質セラミック体を製造する
方法としては，例えば酸化物セラミック原料と水酸化カ
ルシウムと水とからなるスラリーに粉末アルミニウムを
混合し，次いでこれらを発泡させて多孔質発泡体とな
し，その後焼成することを特徴とする多孔質セラミック
体の製造方法がある。上記スラリーには，界面活性剤を
添加することが好ましい。これにより，多孔質発泡体の
細孔径を小さくすることができる。上記界面活性剤とし
ては，脂肪酸せっけん，アルキルベンゼンスルホン酸
塩，長鎖アルキルアミノ酸，ポリオキシンエチレンノニ
ルフェニルエーテル等がある。

【０００９】また，上記多孔質発泡体を製造する際に
は，容器状，板状，棒状等の所望の形状に成形すること
が好ましい。成形の方法としては，上記スラリーと粉末
アルミニウムとを混合した後，これを成形型に入れて発
泡させる方法がある。この場合，通常の成形法，振動，
高圧，減圧下での鋳込み成形法等を用いる。

【００１０】また，成形型内へのスラリーの投入は，実
施例に示すごとく，ガスが発生して，発泡状態を呈し始
めた後が良い。これにより，ほぼ均一な空隙を有する多
孔質セラミック体を得ることができる。また，鋳込み成
形型からの成形品の離型を容易にするためには，成形型
の表面に離型剤を塗布しておくことが好ましい。これに
より，離型を容易に行うことができる。また，離型剤
は，焼成後に好ましい表面コートを形成する場合があ
る。上記離型剤としては，アルミナ，ムライト等のセラ
ミック粉体を用いることができる。

【００１１】

【作用及び効果】本発明においては，発泡剤として水酸
化カルシウムと粉末アルミニウムとを用いている。水酸
化カルシウムは，アルミニウムと接触すると，アルミに
よる酸化反応を生じ，これによって水素ガスを発生させ
る。そのため，このガスにより，酸化物セラミック原料
の成形体内に細孔が形成された多孔質発泡体ができる。
従って，この細孔を有する多孔質発泡体を焼成すれば，
多孔質セラミック体を得ることができる。

【００１２】また，粉末アルミニウムの粒径を変えるこ
とにより，様々な細孔径を選択することができる。その
ため，本発明の多孔質セラミック体は，多目的のセラミ
ック素材として用いることができる。例えば，細孔径が
小さい多孔質セラミック体は，フィルター，各種セラミ
ックス担体，センサー等の用途がある。細孔径が大きい
多孔質セラミック体は，サヤ，セッター，軽量食器等の
用途がある。また，多孔質セラミック体は，細孔内に芳
香剤を含浸して，含浸芳香剤として用いることもでき
る。

【００１３】また，多孔質セラミック体は，前記従来法
のごとく，発泡時に用いたナトリウムを含有していない
ので，１３００℃の高温下でも変形することがなく，耐
熱性に優れている。さらに，従来法のごとく劇薬物の水
酸化ナトリウムを用いることなく，多孔質セラミック体
を作成することができるので，製造時における作業の安
全性を確保することができる。従って，本発明によれ
ば，製造上の安全性が確保でき，耐熱性に優れ，細孔径
の選択性に富んだ多孔質セラミック体及びその製造方法
を提供することができる。

【００１４】

【実施例】実施例１本発明にかかる多孔質セラミック体の製造方法について
説明する。まず，アルミナ２５重量％，ケイ石２５重量
％，長石３５重量％，及び粘土１５重量％よりなるアル
ミナ・シリカ系の酸化物セラミック原料１００部に，水
酸化カルシウム０．８部，水１００部，及び解こう剤
０．３部を加えて，磁製ポット及び磁製玉石により１６
時間混合，粉砕し，スラリーを作製した。次いで，この
スラリー１００部に，粒径１０〜１００μｍの粉末アル
ミニウム０．４部及び界面活性剤０．１部を添加し，こ
れらを攪拌した。界面活性剤としては，脂肪酸せっけん
を用いた。

【００１５】次に，約２０〜２５分間放置すると，ガス
が発生し上記スラリーが発泡し始める。このとき，成形
型内に，上記の発泡し始めたスラリーを流し込み，乾燥
機により５０℃，１２時間乾燥させた。なお，成形型内
には，予め離型剤としての粒径１〜１０μｍのアルミナ
粉末を吹きつけておいた。その後，乾燥した成形体を成
形型内から取り出し，１２５０℃，２時間焼成し，多孔
質セラミック体を得た。

【００１６】得られた多孔質セラミック体は，表面が平
滑であり，気孔率４３．５％，かさ比重１．４４ｇ／ｃ
ｍ³，細孔径１０〜２００μｍであった。また，ほぼ均
一に分散された空隙を有していた。尚，粉末アルミニウ
ム及び水酸化カルシウムを添加しないで他は上記と同様
にして作製した比較セラミック体は，気孔率０．１％，
かさ比重２．６０ｇ／ｃｍ³，細孔径０μｍであった。

【００１７】次に，本例の作用効果について説明する。
本例においては，発泡剤として水酸化カルシウムと粉末
アルミニウムとを用いている。水酸化カルシウムは，ア
ルミニウムと接触すると，アルミの酸化反応を生じ，こ
れによって水素ガスを発生させる。そのため，このガス
により，酸化物セラミック原料の成形体内に細孔が形成
された多孔質発泡体ができる。従って，この細孔を有す
る多孔質発泡体を焼成すれば，多孔質セラミック体を得
ることができる。

【００１８】また，作成された多孔質セラミック体は，
前記従来法のごとく発泡時に用いたナトリウムを含有し
ていないので，１３００℃の高温下でも変形することが
なく，耐熱性に優れている。また，従来法のごとく，劇
薬物の水酸化ナトリウムを用いることなく，多孔質セラ
ミック体を作成することができるので，製造時における
作業の安全性を確保することができる。本例の多孔質セ
ラミック体は，サヤ，セッター，軽量食器，フィルタ
ー，各種触媒担体，含浸芳香剤の用途がある。

【００１９】実施例２本例の多孔質セラミック体は，ムライト・コーディエラ
イト系の酸化物セラミック原料を用いている。上記酸化
物セラミック原料は，ムライト４０重量％，コーディエ
ライト４０重量％，及び粘土２０重量％よりなる。この
ものを用いて，他は実施例１と同様にして多孔質セラミ
ック体を製造した。

【００２０】これにより得られた多孔質セラミック体
は，気孔率７６．３％，かさ比重０．６６ｇ／ｃｍ³，
細孔径１０〜３００μｍであった。また，ほぼ均一に分
散された空隙を有していた。その他は，実施例１と同様
である。本例においても，実施例１と同様の効果を得る
ことができる。尚，粉末アルミニウム及び水酸化カルシ
ウムを添加しないで他は上記と同様にして作製した比較
セラミック体は，気孔率４４．２％，かさ比重１．５５
ｇ／ｃｍ³，細孔径１０μｍであった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の細孔を有する多孔質セラミック体
であって，上記細孔は，水酸化カルシウム及び粉末アル
ミニウムを酸化物セラミック原料中において反応させて
水素ガスを発生させることにより形成されたものである
ことを特徴とする多孔質セラミック体。
【請求項２】酸化物セラミック原料と水酸化カルシウ
ムと水とからなるスラリーに粉末アルミニウムを混合
し，次いでこれらを発泡させて多孔質発泡体となし，そ
の後焼成することを特徴とする多孔質セラミック体の製
造方法。