JPH11310482A - 多孔質セラミックス焼結体の製造方法および多孔質セラミックス成形用組成物 - Google Patents

多孔質セラミックス焼結体の製造方法および多孔質セラミックス成形用組成物

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JPH11310482A
JPH11310482A JP12017198A JP12017198A JPH11310482A JP H11310482 A JPH11310482 A JP H11310482A JP 12017198 A JP12017198 A JP 12017198A JP 12017198 A JP12017198 A JP 12017198A JP H11310482 A JPH11310482 A JP H11310482A
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JP
Japan
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molding
composition
porous ceramic
porous ceramics
nonionic surfactant
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JP12017198A
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Daisuke Otsuka
大輔 大塚
Takeyuki Ueno
健之 上野
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形および成形時の取り扱いが容易で、しか
も、ひび、割れなどの欠陥のない良好な多孔質セラミッ
クス焼結体を得ることができる、多孔質セラミックス焼
結体の製造方法、およびその方法に使用する多孔質セラ
ミックス成形用組成物を提供すること。 【解決手段】 無機粉末と疎水性樹脂バインダと非イオ
ン界面活性剤と水とを配合して、多孔質セラミックス成
形用組成物を調製し、これを機械的に発泡させて気泡を
導入する。次いで、所定の形状とした後で非イオン界面
活性剤の曇点以上に加熱する。これによって気泡を有す
る成形体を得て、これを焼結する。これによって、粘度
が低い状態で所定の型に流し込むことができ、成形体を
容易に成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質セラミック
ス焼結体の製造方法およびその方法に使用する多孔質セ
ラミックス成形用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】現在まで、多孔質セラミックス製品の製
造方法に関しては、種々の方法が提案されている。たと
えば、特開平5−270939号公報には、セラミック
ス粉末および熱分解性樹脂ビーズを含むスラリーに、ウ
レタン発泡材料を添加して混合することにより、このス
ラリーを発泡および硬化させて成形体を得て、この成形
体を脱脂および焼成することにより計量セッターを製造
する方法が記載されている。また、特公平6−4243
号公報では、石膏および高炉スラグを含むスラリーに、
気泡剤を添加した上で機械発泡させて、さらにウレタン
プレポリマーを添加混合することにより、発泡モルタル
層を有する積層体を製造する方法が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平5−2
70939号公報および特公平6−4243号公報に記
載される方法では、ウレタン発泡材料またはウレタンプ
レポリマーを添加した時から硬化が始まるため、たとえ
ば、粘度が低い状態で型に流し込んで成形することが困
難であるなど、成形および成形時の取り扱いが容易でな
い。
【0004】本発明は、上記した不具合に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、成形および成形時の
取り扱いが容易で、しかも、ひび、割れなどの欠陥のな
い良好な多孔質セラミックス焼結体を得ることができ
る、多孔質セラミックス焼結体の製造方法、およびその
方法に使用する多孔質セラミックス成形用組成物を提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多孔質セラミックス焼結体の製造方法は、
無機粉末と疎水性樹脂バインダと非イオン界面活性剤と
水とを配合して、多孔質セラミックス成形用組成物を調
製する第1工程と、前記多孔質セラミックス成形用組成
物を機械的に発泡させて、前記多孔質セラミックス成形
用組成物中に気泡を導入する第2工程と、気泡が導入さ
れた前記多孔質セラミックス成形用組成物を所定の形状
とする第3工程と、所定の形状とされた前記多孔質セラ
ミックス成形用組成物を、前記非イオン界面活性剤の曇
点以上に加熱して気泡を有する成形体を得る第4工程
と、成形された前記成形体を焼結させて多孔質セラミッ
クス焼結体を得る第5工程とを含んでいることを特徴と
している。
【0006】また、この発明の多孔質セラミックス焼結
体の製造方法では、前記第2工程において、前記多孔質
セラミックス成形用組成物に起泡剤を配合することが好
ましい。また、この発明は、無機粉末と疎水性樹脂バイ
ンダと非イオン界面活性剤と水とを含んでいる、多孔質
セラミックス成形用組成物にも向けられている。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の多孔質セラミックス焼結
体の製造方法の第1工程は、無機粉末と疎水性樹脂バイ
ンダと非イオン界面活性剤と水とを配合して、多孔質セ
ラミックス成形用組成物を調製する工程である。無機粉
末としては、たとえば、酸化物系、窒化物系、炭化物系
などの各種セラミックス原材料およびそれらの固溶体の
粉末などが挙げられる。これらは単独または2種以上併
用してもよく、さらに、金属材料の粉末などを用いるこ
とも可能である。これらの無機粉末は、その平均粒径
が、0.1〜10μmであることが好ましい。
【0008】疎水性樹脂バインダとしては、たとえば、
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニ
ル、ポリビニルブチラールなどが挙げられる。これらは
単独または2種以上併用してもよく、好ましくは、ウレ
タン樹脂が挙げられる。非イオン界面活性剤としては、
たとえば、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレン系
界面活性剤などが挙げられる。この非イオン界面活性剤
によって、疎水性樹脂バインダを水中に乳化分散させ
る。
【0009】無機粉末と疎水性樹脂バインダと非イオン
界面活性剤と水とを配合する割合は、たとえば、無機粉
末100重量部に対して、疎水性樹脂バインダが3〜3
0重量部、非イオン界面活性剤が0.2〜2重量部、水
が5〜50重量部となる割合であることが好ましい。ま
た、多孔質セラミックス成形用組成物の調製は、たとえ
ば、上記の各成分、すなわち、無機粉末、疎水性樹脂バ
インダ、非イオン界面活性剤および水を配合した上でボ
ールミルなどを用いて混合すればよい。これによって、
スラリー状の多孔質セラミックス成形用組成物を調製す
ることができる。
【0010】本発明の第2工程は、第1工程で調製され
た多孔質セラミックス成形用組成物を機械的に発泡させ
て、多孔質セラミックス成形用組成物中に気泡を導入す
る工程である。機械的に発泡させて気泡を導入するに
は、たとえば、ミキサーなどを用いて多孔質セラミック
ス成形用組成物を攪拌すればよい。また、この工程にお
いては、多孔質セラミックス成形用組成物に起泡剤を配
合することが好ましい。起泡剤を配合することによっ
て、多孔質セラミックス成形用組成物中に気泡を導入す
ることが容易となる。この起泡剤は、公知の起泡剤であ
ってよく、たとえば、前記した非イオン界面活性剤など
も使用することができる。この起泡剤は、多孔質セラミ
ックス成形用組成物100重量部に対し、0.2〜2重
量部配合される。起泡剤の配合量を増やすに従って、後
の焼成によって得られる多孔質セラミックス焼結体の気
孔率が増加する。したがって、起泡剤の配合割合によっ
て、得られる多孔質セラミックス焼結体の気孔率を制御
することができる。
【0011】本発明の第3工程は、第2工程で気泡が導
入された多孔質セラミックス成形用組成物を所定の形状
にする工程である。多孔質セラミックス成形用組成物を
所定の形状にするには、特に限定されず、公知の方法を
用いることができる。たとえば、多孔質セラミックス成
形用組成物を所定形状の型内に流し込む方法が好まし
い。多孔質セラミックス成形用組成物は、その温度が非
イオン界面活性剤の曇点以下では粘度が低いため、型へ
の流し込みが容易であり、任意の形状の型に容易に流し
込むことができる。
【0012】本発明の第4工程は、第3工程において所
定の形状とされた多孔質セラミックス成形用組成物を、
非イオン界面活性剤の曇点以上に加熱して気泡を有する
成形体を得る工程である。曇点とは、非イオン界面活性
剤が加熱されていくときに、初めて曇りを生ずる温度を
いい、使用される個々の非イオン界面活性剤のエチレン
オキサイドの付加モル数などによって異なる。非イオン
界面活性剤の曇点以上に加熱すると、非イオン界面活性
剤が分散能力を失ない、その結果、疎水性樹脂バインダ
ーが結合(ゲル化)して、含水状態において所定の形状
を保持する、気泡を有する成形体を得ることができる。
なお、加熱の方法は特に制限されない。
【0013】本発明の第5工程は、第4工程において成
形された成形体を焼結させて多孔質セラミックス焼結体
を得る工程である。成形体を焼結させるには、適宜、成
形体が焼結可能な温度で焼成すればよい。焼成の方法は
特に限定されず公知の方法を用いればよい。このよう
に、気泡を有する成形体を焼成することによって、多孔
質セラミックス焼結体を得ることができる。
【0014】このような本発明の多孔質セラミックス焼
結体の製造方法によれば、第1工程において調製された
多孔質セラミックス成形用組成物は、第4工程において
非イオン界面活性剤の曇点以上に加熱されるまでは粘度
が低いため、第3工程において所定の形状にするとき
に、たとえば、型へ流し込むときには容易に流し込むこ
とができ、成形および成形時の取り扱いを容易に行なう
ことができる。また、第4工程において、非イオン界面
活性剤の曇点以上に加熱しさえすれば、気泡を有する成
形体を得ることができるので、過度に加熱する必要もな
く気泡の膨張により成形体にひび、割れなどが生じるこ
とも少ない。そのため、良好な多孔質セラミックス焼結
体を得ることができる。
【0015】このような本発明の多孔質セラミックス焼
結体の製造方法は、たとえば、フィルタ、計量セッター
など各種の多孔質セラミックス製品を製造するために好
適に用いることができる。
【0016】
【実施例】易焼結アルミナ(D50=0.5μm)100
重量部に、疎水性樹脂バインダとしてポリエステル系ウ
レタン樹脂バインダ10重量部、非イオン界面活性剤と
してポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(エチ
レンオキサイド10モル付加物、曇点50℃)1重量部
および水30重量部を配合して、ボールミルを用いて混
合し、スラリー状の多孔質セラミックス成形用組成物
(200cps)を調製した。
【0017】得られた多孔質セラミックス成形用組成物
に、起泡剤としてスルホン酸ナトリウムを表1に示す割
合でそれぞれ加え起泡剤の配合量の異なる多孔質セラミ
ックス成形用組成物をそれぞれ得た。これら各多孔質セ
ラミックス成形用組成物を、ミキサーを用いて1分間攪
拌し発泡させて、各多孔質セラミックス成形用組成物中
に気泡を導入した。次いで、気泡を含んだ各多孔質セラ
ミックス成形用組成物を、所定の型に流し込み、恒温槽
を用いて50℃で30分間熱処理することにより、含水
状態で気泡を有する成形体をそれぞれ得た。所定の型に
流し込むときには、各多孔質セラミックス成形用組成物
の粘度が低かったので、容易に型に流し込むことができ
た。また、50℃で成形できたため、気泡の膨張により
成形体にひび、割れなどを生じることもなかった。得ら
れた各成形体を1600℃で焼成することによって、表
1に示す気孔率を有する多孔質セラミックス焼結体をそ
れぞれ得た。
【0018】
【表1】
【0019】得られた多孔質セラミックス焼結体には、
ひび、割れなどの欠陥はなく、良好であった。また、表
1より明らかなように、起泡剤の配合量を増やすに従っ
て得られた多孔質セラミックス焼結体の気孔率が増加し
ていることがわかる。したがって、起泡剤の配合割合に
よって、得られる多孔質セラミックス焼結体の気孔率を
制御できることがわかった。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の多孔質セラ
ミックスの製造方法によれば、第1工程において調製さ
れた多孔質セラミックス成形用組成物は、第4工程にお
いて非イオン界面活性剤の曇点以上に加熱するまでは粘
度が低いため、第3工程において所定の形状にするとき
に、たとえば、型へ流し込むときには容易に流し込むこ
とができ、成形および成形時の取り扱いを容易に行なう
ことができる。また、第4工程において、非イオン界面
活性剤の曇点以上に加熱しさえすれば、気泡を有する成
形体を得ることができるので、過度に加熱する必要もな
く気泡の膨張により成形体にひび、割れなどが生じるこ
とも少ない。そのため、良好な多孔質セラミックス焼結
体を得ることができる。
【0021】また、起泡剤を配合することで、多孔質セ
ラミックス成形用組成物中に気泡を導入することが容易
となり、また、起泡剤の配合量を増やすに従って多孔質
セラミックス焼結体の気孔率が増加するため、起泡剤の
配合割合によって、得られる多孔質セラミックス焼結体
の気孔率を制御することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機粉末と疎水性樹脂バインダと非イオ
    ン界面活性剤と水とを配合して、多孔質セラミックス成
    形用組成物を調製する第1工程と、 前記多孔質セラミックス成形用組成物を機械的に発泡さ
    せて、前記多孔質セラミックス成形用組成物中に気泡を
    導入する第2工程と、 気泡が導入された前記多孔質セラミックス成形用組成物
    を所定の形状とする第3工程と、 所定の形状とされた前記多孔質セラミックス成形用組成
    物を、前記非イオン界面活性剤の曇点以上に加熱して気
    泡を有する成形体を得る第4工程と、 成形された前記成形体を焼結させて多孔質セラミックス
    焼結体を得る第5工程とを含むことを特徴とする、多孔
    質セラミックス焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2工程において、前記多孔質セラ
    ミックス成形用組成物に起泡剤を配合することを特徴と
    する、請求項1に記載の多孔質セラミックス焼結体の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 無機粉末と疎水性樹脂バインダと非イオ
    ン界面活性剤と水とを含んでいることを特徴とする、多
    孔質セラミックス成形用組成物。
JP12017198A 1998-04-30 1998-04-30 多孔質セラミックス焼結体の製造方法および多孔質セラミックス成形用組成物 Pending JPH11310482A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100353162B1 (ko) * 1999-12-16 2002-09-18 박재구 포말법에 의한 다공질 세라믹스의 제조방법
WO2014092436A1 (ko) * 2012-12-11 2014-06-19 한서대학교 산학협력단 다이렉트 발포방식을 이용한 기능성 다공체 세라믹 재료의 제조방법 및 기능성 다공성 세라믹 재료

Cited By (3)

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