JPH01201054A - 無焼結セラミックスの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 木兄用は、無焼結セラミックスの製造方法に関し、さら
に詳しくいえば一切焼成熱および焼結炉を用いず常温下
において硬化させて製造できる無焼結セラミックスの！
ｙ！！造方法に関する。

［従来の技術］ 従来のビラミックスの製造方法としては、所定の形状に
してそれを焼結炉に入れて一定の焼結温度で焼結させて
いるいろな最終的なセラミックス焼結体を製造する方法
が知られている。さらに加ｆｆ焼結法又は高１［焼結法
も行われるようになってきた（［ｔ！ラミックス材料技
術集成ＩＰ、６７３〜６８８、（株）産業技術センター
発行）。

〔発明が解決しようとする８！題］ 前記の従来のセラミックス（セラミックス製品）の製造
方法においては、焼結炉の中で未焼結体又は′ｒ焼結体
を約１２００〜１４００℃程度の高温な焼結温度下で焼
成することが必要である。この場合には高温の熱および
焼結炉を必要とづる。

前記加圧焼結法又は高圧焼結法でも数１００℃〜１００
０℃程度の焼成温度を必要とするし、さらに人へ１！で
高１ｊｌｉ　’、に加圧装置を必要とする。

いずれにしても常温からみれば決して低い温度ではない
。これらのセラミック系物質に１℃上昇に必要なエネル
ギーは約５００ｋｃａ　ｌを一般に必要とする。しかも
一定の温度を加えても総じて熱が均等に行き渡らないの
で品質にバラツキが発生する。このバラツキは炉の種類
によってもまちまちとなり、品質の揃ったセラミックス
を製造するのは困難な場合が多い。

また、エアスプレーガン等を用いた吹付塗装が知られて
いる。この場合には一般に１信温下で乾燥させて塗膜を
形成さける方法であるが、これは、主成分としてアクリ
ル塗料等の右機高分子材料を用いて有機質塗膜を形成さ
せるものである。従ってこの塗膜は、セラミックス塗膜
と木質的に異なり、強度、耐熱性Ｊ３よび耐候性等にお
いてセラミックスと比べると十分に性能を示さない。

本発明は、上記観点に鑑みてなされたものであり、焼結
炉を不要とし使用する熱源を著しく減少させた無焼結セ
ラミックスの製造方法を提供することを目的とする。即
ち本発明は、従来の生産性の低い方法を根本から改良し
たものであり、種々の形状のヒシミックス製品を製造可
能としたものといえる。さらに、各原料化合物として廃
棄物を利用した発明は資源の有効利用を図って著しく経
溜的効果を向上させることをも目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の無焼結セラミックスの製造方法は、セラミック
系物質、リグニン、セルロース繊維、モンモリロナイト
および液媒体を含むように配合された配合液を用いて、
所定形状に成形して成形体を形成し、又は吹付けて吹付
ＧＪ層を形成覆る第１］：稈と、 前記成形体又は吹付−ノ層を乾燥させる第２工程と、を
順次実施することを特徴とする。

前記しラミック系物質としては、アルミナ、シリカ、シ
リカ−アルミナ、窒化珪素、炭化珪素等のしラミックを
用いることができる。又このレラミック系物質としては
、ボーキサイトの力性ソーダ抽出によりアルミナを製造
する際の泥状ｆＴｈＪδ物である赤泥、又は金属の融解
又は精練等で生じる鉱さいスラグを用いることができる
。これらを用いる場合は廃物利用とすることができるの
で極めて経済的であり、製造コストを著しく下げること
ができる。又この鉱さいスラグとしては、高炉スラグを
水砕して潜在水硬性をもたせたものを主成分としたピメ
ントの形状として用いることもできる。

前記リグニンおにびセルロース繊維は、液媒体例えば水
との混合液として用い、この混合液を他の配合剤と配合
してもよいし、またこの混合液状態ではなく、その固体
状配合成分として他の琴合剤とともに液媒体を用いて配
合液を調製してもよい。前記液媒体としては通常水を用
いる。又この水溶液はアルカリ性であってもよいしそう
でなくてもよいし、その他に神々の配合剤を添加しても
よい。また前記混合液としては製紙工場から生じるバル
ブ廃液を用いることができる。この場合には廃物利用と
なり経済的に右利である。このバルブ廃液の種類は問わ
ないが、硫酸塩法によるものが好ましい。これは、リグ
リンの溶解濃度が大きく、さらにセルロース繊維を傷め
ることが少ないからである。

前記モンモリロナイトは、粘土鉱物の一種であり、酸性
白土又はベントナイトの主成分を成すものである。これ
はモンモリロナイトを含んでおればよく、酸性白土又は
ベントナイトの形で配合してしよい。

この各組成成分の配合割合は、仝休を１００重δ１部と
する場合、セラミック系物質を２０〜３０重早部（以下
単に部という）、パルプ廃液等の混合液を５〜１５部（
なおリグニンは約１〜５部、しル［１−ス繊維は約０．
３〜３部）、七ンモリロナイ１−を３〜８重Ｍ部、水を
５０〜７０部を用いることができる。この場合セラミッ
クス系物質は例えば赤泥のような水分散液の場合に約８
５部（なＪｊ固彫物約２５部、水約６０部）、パルプ廃
液を約１０部〈なおリグニンは約２〜３部、けル［１−
ス繊帷は約１〜２部）およびモンモリロナイトを約５部
とするのがより好ましい。この範囲では、十分に固結強
度をもつセラミックス（製品）ができるからである。さ
らに炭ｓｔａｇを前記組成物全体を１００部とする場合
約３部程度を混入するとより好ましい。なお配合液中の
水等の吊は、目的、用途により異なり、成形又は吹付は
時に好ましい粘性と流動性を付与するように選択される
。

またこの配合液には、分散性又は乾燥性等を向上させる
目的で、有機溶媒、分散剤又は界面活性剤等を配合する
こともできる。又バルブ廃液を用いる場合にはその中に
醗酵可能な有機成分も多聞に含まれているので、この配
合物は醗酵する場合がある。従ってこの醗酵を防止する
ためにメチルエチルケトン又はアセトン等をスポイトで
数滴いれて醗酵を防止させるのが好ましい。なおパルプ
廃液を用いずにリグニンおよびセルロースＩＩＭの混合
液等を用いる場合には醗酵をしないので醗酵防止剤を添
加する必要性がない。

さらに、所望の色彩をもつ製品とするために、種々の顔
料を配合することができる。特に赤泥又はパルプ廃液の
着色成分を用いる場合であって、各成分の着色と異なる
着色を望む場合には、所望の着色顔料を配合することが
できる。この顔料としては、無機又は有機を問わない。

前記配合物を混合しこの配合液を所定形状に成形して成
形体を形成したり又は被塗物に塗布して塗布層を形成す
る。この成形方法は公知の種々の方法を用いることがで
き、型成形、射出成形等を用いることができる。又この
塗布方法も公知の種々の方法を用いることができ、は【
Ｊ塗り、吹付塗り等を用いることができる。この吹付は
方法も公知の４’Ｅ々の方法を用いることができ、スプ
レーガンを用いるのが好ましくエアスプレー式又はエア
レススプレー式とすることができる。

前記成形体又は塗布層を乾燥させる。この乾燥手段は自
然乾燥をさせるのが熱量を低減させる意味で好ましい。

又低温加熱、減圧乾燥又（ま低温加熱減圧乾燥をしてよ
り短時間で乾燥させることしできる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を説明する。

に実施例１） まず赤泥からなるセラミック物質分散液８５部、バルブ
廃液１０部、モンモリロナイト５部を調合する。この場
合、赤泥中水分は約４０％を含み他は固形分であり、そ
の粒子は数μ〜１０μｍの細かいものである。この固形
分は酸化鉄（ＦｅｔＯ３）２９〜３５、アルミナ２０〜
２４、シリカ１５〜１つ、酸化ｔトリウム８〜１０．二
酸化チタン４〜８、酸化カルシウム２〜４重量％の組成
のものである。又バルブ廃液としては、製紙工場から出
る硫酸塩パルプ廃液（一般に黒液といわれているもの）
であり、水分約６０重量％であり１（ゲニンは約２５％
、セルロース繊維は約１５重量％含まれ、邑は黒色をし
たものである。さらに炭素繊維を約３部配合した。なお
この配合液の醗酵を防止するためにメチルエチルケトン
又はアセトンをスポイトで数滴入れて醗酵を防止させた
。

これらを以下のＪ［Ｓ評価方法に適合した形状に成形し
、これを自然乾燥させて硬化させた。

以上により製造された無焼結セラミックスの物性および
性能を以下の方法により評価した。この性能および試験
方法としては比ｆｆ１（ＪＩＳ　　ＡＳ１’Ｍ　　Ｄ７
９２）、耐熱耐寒性（炉内試験）、圧縮強度（ＪＩＳ　
　ＡＳ’ｒＭ　　Ｄ９６５）、引張強度（ＪＩＳ　　Ａ
ＳＴＭ　　Ｄ６３８）、衝撃強度（ＪＩＳ　　ＡＳＴ’
Ｍ　　Ｄ２５６−５４７）、摩耗強度（ＪＩｓ　　ＡＳ
１’Ｍ　　ＴＡＩ３ＥＲ−１８Ｈ）、接η力（ＪＩｓ　
　ＡＳＴＭ　　Ｄ１００２＞、瞬間耐炎性（ブンゼンバ
ーナー法）および熱膨張係数（ＪＩｓ　　ＡＳＴＭ　　
Ｄ６９６）を求めた。この試験結果にＪ：れば、比重は
２．０、吸水率０．２％、熱膨張係数１０．８Ｃ請／ｃ
ｍ℃ｘ　１０−６、ｋ４熱寒性は一５０〜＋７００℃、
圧縮強度ｔ、ｔ　７００ｋ（Ｊ／Ｃａ１２、引張強度ハ
フ　０　ｋｇ／ａｍｚ、　！ｉ撃強度は１７、５ｍ９／
１０００ｒｐｍ　　（ＴＡＢＩＦＲ−１８１−１＞に耐
え、摩耗強度は０．０５０であり、接着力は２５〜３５
ｋＱ／ＣＭ”　Ｔ：″あり、瞬間耐炎性は難燃性であっ
た。

（実施例２） 前記実施例１と同じ組成物および組成訓合のものに、ざ
らにチクン白の白色顔料を所定量配合した。だしてこの
配合液を■アスブレーガンを用いてコンクリート外壁に
吹付は塗装をし、自然乾燥させて塗膜を形成させた。こ
の塗膜は白色であり、被塗物に強固に接着されていた。

（実施例の効果） 以上のように加熱焼成しなくても常温乾燥によりセラミ
ックスとしての種々の特性を具備する無焼結セラミック
スを製造することができた。また実施例１．２では、赤
泥およびバルブ廃液を用いるので資源の有効利用ができ
、著しくコスト低減を図ることができるとともに、海中
に投棄していた赤泥を活用でき、環境保全の−Ｆでも大
変好ましい。

また実施例２では、無機系白色顔料を用いているので、
赤泥の赤色が消去されて美しい白色感を示づとともに、
耐候性、耐熱性にも優れる。さらに所定の組成成分にお
ける所定の配合物を建物の壁の吹付ｔプ剤として既製の
吹付はガンで吹付けすることができる。この場合には石
綿を全く含まず即ち発ガン物質が全く含まれていないの
で、作業性および環境衛生上好ましい。又自然乾燥にお
いても無焼結セラミックスを製造することができ加熱し
なくてもよいので、このように建物の壁の吹イ」け剤と
しては特に有用である。

［発明のダＪ果］ 木兄呻」の無焼結ヒラミックスの製造方法においてｔま
、基材となるセラミック系物質、接着作用を示ダリグニ
ンおよび結合補強作用を示ずセルロースｗ４Ｍさらに接
着作用等を示すモンモリロナイトを配合成分として成形
体等を成形又は吹付ＧＪて乾燥ざＵることを特徴とする
。

従って本製造方法によれば、高温に焼結しなくても、リ
グニンおよびモンモリロナイトの結合作用さらにセルロ
ース繊維の結合補強作用等の作用に基づいて、ヒラミッ
ク系物質の粒子間をリグニン、モンモリロナイトさらに
セルロース繊維で結合文は補強させて、室温下において
も、硬化、固結させることができる。従って本製造方法
においＣ（ま高温や焼成炉の設備さらには加圧装置を全
く必要としないので熱りを節約でき、設備費も大巾に節
約できる。さらに本製造方法では、つくるものの形状又
は大きさに制限がなく自由な形に成形等をすることがで
きるので、その用途範囲は極めて広い。従って本製造方
法は建物の壁の吹付は被膜の製造方法として用いること
もでき、しかもセラミック被膜という無機買被膜を形成
できかつ石綿を含まないので、耐熱性、耐候性さらには
環境衛生上著しく好ましい。

又乾燥手段としては自然乾燥を用いることもできるので
この場合は特に作業が容易である。

特許出願人　　　小　林　正　博 代理人　　　　弁理士　大川　宏

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック系物質、リグニン、セルロース繊維、
   モンモリロナイトおよび液媒体を含むように配合された
   配合液を用いて、所定形状に成形して成形体を形成し、
   又は塗布して塗布層を形成する第１工程と、 前記成形体又は塗布層を乾燥させる第２工程と、を順次
   実施することを特徴とする無焼結セラミックスの製造方
   法。
2. （２）セラミック系物質は、赤泥中に含まれ又は鉱さい
   スラグであり、リグニンおよびセルロースはパルプ廃液
   中に含まれている特許請求の範囲第１項記載の無焼結セ
   ラミックスの製造方法。