JPH0948672A - Preparation of ceramic slurry - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain ceramic slurry capable of blocking a metal ion eluted into water and keeping good slurry properties over a long period by adding a specific substance thereto in preparing aqueous slurry of ceramics containing an alkaline earth metal. SOLUTION: In preparing an aqueous slurry of ceramics containing an alkaline earth metal, e.g. magnesia, calcia, alumina-magnesiaspinel, cordierite, frostbite, or talc, a cheating agent is used. Ethylenediamine tetraacetate, triethylene tetramine, etc., are exemplified as the chelavting agent and citric acid is most preferably used as the cheleting agent. The chelating agent is used in an amount of preferably 0.1-20 pts.wt., further preferably 1-5 pts.wt. based on 100 pts.wt. ceramic powder.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水系セラミックス
ラリーの調製法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing an aqueous ceramic slurry.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般にセラミック粉体を水中に分散させ
る場合、セラミックス粉体の表面電荷を調整し、互いの
粉体粒子が電気的に反発し、凝集しないように分散剤を
加えてセラミックスラリーを調製している。分散剤とし
ては、アクリル酸系ポリマーが主に用いられており、ポ
リアクリル酸、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリア
クリル酸金属塩、アクリル酸−アクリル酸エステル共重
合体、アクリル酸メチル−アクリル酸共重合体の有機金
属塩及びアンモニウム塩が使用されている。2. Description of the Related Art Generally, when a ceramic powder is dispersed in water, the surface charge of the ceramic powder is adjusted, and a dispersant is added to prevent the powder particles from electrically repulsing and agglomerating to form a ceramic slurry. I am preparing. As the dispersant, acrylic acid-based polymers are mainly used, and polyacrylic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid metal salt, acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, methyl acrylate-acrylic acid copolymer is used. Polymeric organometallic and ammonium salts have been used.

【０００３】しかしながら、マグネシア、カルシア、ア
ルミナ−マグネシアスピネル、コージライト、フォルス
テライト、タルク等のアルカリ土類金属含有するセラミ
ックに対しては、上記分散剤はほとんど効力を発揮しな
い。これは、アルカリ土類金属含有のセラミックスは、
他の酸化物セラミックスに比べ水に対する溶解度が高い
ため、金属イオンが水中に溶出し、通常使用される前記
の分散剤を阻害するためだと推測される。However, the above dispersant exhibits little effect on ceramics containing an alkaline earth metal such as magnesia, calcia, alumina-magnesia spinel, cordierite, forsterite and talc. This is a ceramic containing alkaline earth metal,
It is presumed that this is because the solubility in water is higher than that of other oxide ceramics, so that metal ions are eluted in water and inhibit the above-mentioned dispersant which is usually used.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、既存の
上記問題点を解決する為鋭意研究を続けた結果、本発明
を完成したものであって、その目的とするところは、ア
ルカリ土類金属を含有するセラミックスの水系スラリー
を調整する方法を提供することある。The present inventors have completed the present invention as a result of continuing diligent research in order to solve the above-mentioned existing problems, and the purpose thereof is alkaline earth. A method for preparing an aqueous slurry of ceramics containing a group metal.

【０００５】[0005]

【課題を解決する為の手段】上述の目的は、アルカリ土
類金属を含有するセラミックスの水系スラリーを調製す
るに際し、キレート剤を添加することを特徴とするセラ
ミックスラリーの調製法によって達成される。更にキレ
ート剤としてクエン酸を用いることによりその効果は一
層顕著なものとなる。The above-mentioned object can be achieved by a method for preparing a ceramic slurry, which comprises adding a chelating agent when preparing an aqueous slurry of a ceramic containing an alkaline earth metal. Further, the effect becomes more remarkable by using citric acid as the chelating agent.

【０００６】本発明において重要な点は、アルカリ土類
金属を含有するセラミックスを水に分散させた際、水中
に溶出した２価イオンを、添加したキレート剤が分散剤
に優先してブロックしたことにある。An important point in the present invention is that when the ceramic containing an alkaline earth metal is dispersed in water, the added chelating agent blocks the divalent ions eluted in the water in preference to the dispersant. It is in.

【０００７】本発明においてキレート剤は、水中に溶出
しイオン化したアルカリ土類金属イオンをブロックする
ことにより、スラリーのｐＨ、分散粒子のゼータ電位を
調整するものと推定される。その結果、良好なスラリー
性状が実現できる。特にアルカリ土類金属を含むセラミ
ックスは、水に対する溶解度が他のセラミックスに比べ
高いため、キレート剤の添加がより効果的である。In the present invention, the chelating agent is presumed to adjust the pH of the slurry and the zeta potential of the dispersed particles by blocking the ionized alkaline earth metal ions eluted in water. As a result, good slurry properties can be realized. In particular, ceramics containing an alkaline earth metal have a higher solubility in water than other ceramics, and therefore the addition of a chelating agent is more effective.

【０００８】キレート剤としては、アセチルアセトン、
アデニン、２−アミノエタノール、２−アミノエタンチ
オール、イミダゾール、エチルアミン、エチレンジアミ
ン、エチレンジアミンテトラアセテート、カテコール、
クエン酸、グリシルグリシン、グリシン、Ｌ−グルタミ
ン酸、酢酸、２・４ジアミノ酪酸、ジエチレントリアミ
ン、Ｌ−システイン、シュウ酸、トリエチレンテトラミ
ン、ピコリン酸、ヒスチジン、２・２’ビピリジル、ピ
リジン、１・１０フェナントロリン、Ｌ−フェニルアラ
ニン、フェノール、マロン酸等が挙げられる。As the chelating agent, acetylacetone,
Adenine, 2-aminoethanol, 2-aminoethanethiol, imidazole, ethylamine, ethylenediamine, ethylenediaminetetraacetate, catechol,
Citric acid, glycylglycine, glycine, L-glutamic acid, acetic acid, 2.4 diaminobutyric acid, diethylenetriamine, L-cysteine, oxalic acid, triethylenetetramine, picolinic acid, histidine, 2.2'bipyridyl, pyridine, 1/10 Phenanthroline, L-phenylalanine, phenol, malonic acid and the like can be mentioned.

【０００９】これらキレート剤の中で本発明の特許請求
項第２項に記載したクエン酸が最も好ましい。尚、以下
本発明においてクエン酸とは、クエン酸及びクエン酸
塩、クエン酸誘導体を指す。クエン酸は、水中に遊離し
た２価イオンを最も長時間に亘ってブロックでき、有臭
を放たずしかも人体に対し無害である。Of these chelating agents, the citric acid described in claim 2 of the present invention is most preferable. In the present invention, citric acid refers to citric acid, citric acid salts, and citric acid derivatives. Citric acid can block divalent ions released in water for the longest time, does not emit an odor, and is harmless to the human body.

【００１０】本発明のスラリー調製法によれば、数時間
から数日に亘って安定したスラリー性状を示すが、その
後徐々にキレート効果が減少しスラリーの粘性は増大す
る。しかしながら、更にキレート剤を順次添加すること
によりその効果は復活し、その結果長期に亘りスラリー
を保存できる。According to the slurry preparation method of the present invention, stable slurry properties are exhibited for several hours to several days, but thereafter the chelating effect gradually decreases and the viscosity of the slurry increases. However, by further adding the chelating agent in sequence, the effect is restored, and as a result, the slurry can be stored for a long period of time.

【００１１】添加するキレート剤の量は、セラミック粉
末１００重量部に対し、好ましくは０．１乃至２０重量
部の範囲内であり、更に好ましくは、１乃至５重量部の
範囲内である。添加量が０．１重量部未満では効果的に
遊離した金属をブロックできないので好ましくない。一
方、２０重量部を越えた場合、キレート効果に変わりは
ないが、大部分のキレート剤は遊離している金属のブロ
ックには関与しない。又、過度の添加は、次に続く脱脂
時に問題を残す可能性もある。The amount of the chelating agent added is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ceramic powder. If the addition amount is less than 0.1 part by weight, the released metal cannot be effectively blocked, which is not preferable. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, the chelating effect remains unchanged, but most of the chelating agents do not participate in the block of the free metal. Also, excessive addition can leave problems during subsequent degreasing.

【００１２】本発明のセラミックスラリー調製法に該当
するセラミックスとしては、マグネシア、カルシア、バ
リア、コージェライト、タルク、フォルステライト、炭
酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等のア
ルカリ土類金属を含む酸化物あるいは炭酸化物、及び、
これらを混合した原料が挙げられる。更にアルカリ土類
金属と同じように比較的水に対する溶解度が高く、２価
イオンの形で溶出しやすい酸化亜鉛、酸化鉛等にも効果
を発揮する。Ceramics applicable to the method for preparing a ceramic slurry of the present invention include oxides containing alkaline earth metals such as magnesia, calcia, barrier, cordierite, talc, forsterite, magnesium carbonate, calcium carbonate and barium carbonate. Carbonate and
The raw material which mixed these is mentioned. Further, it has a relatively high solubility in water like alkaline earth metals and is effective for zinc oxide, lead oxide and the like, which are easily eluted in the form of divalent ions.

【００１３】本発明において使用できる他の添加剤とし
ては、水中に分散するタイプの添加剤を使用するのが好
ましい。分散タイプの添加剤として、例えば、ワックス
系エマルジョン、エポキシ系エマルジョンのバインダー
が挙げられる。水溶タイプの添加剤、例えば、通常使用
されている高分子系分散剤、アルコール系バインダー等
は、キレート剤の遊離イオンをブロックする効果を阻害
する恐れもあるため、その使用は避けるのが好ましい。As the other additives that can be used in the present invention, it is preferable to use an additive that is dispersed in water. Examples of dispersion-type additives include binders of wax-based emulsions and epoxy-based emulsions. Water-soluble additives such as commonly used polymer dispersants and alcohol binders may impede the effect of blocking free ions of the chelating agent, and therefore their use is preferably avoided.

【００１４】本発明のセラミックスラリーは、スラリー
調製後、鋳込み成形、テープ成形、スプレー成膜、噴霧
乾燥後プレス成形等の通常のセラミックス製造技術を用
いることができる。次いで、乾燥、脱脂、焼成工程を経
て各種セラミックス製品として利用できる。この脱脂工
程でキレート剤などの有機物は焼却除去される。With respect to the ceramic slurry of the present invention, it is possible to use ordinary ceramics manufacturing techniques such as cast molding, tape molding, spray film formation, spray drying and press molding after slurry preparation. Then, it can be used as various ceramic products through drying, degreasing and firing steps. In this degreasing process, organic substances such as chelating agents are incinerated and removed.

【００１５】[0015]

【実施例】【Example】

実施例１ マグネシア粉末１００重量部に対し、表１に示す各種キ
レート剤３重量部、イオン交換水２５重量部を秤量し、
ホモディスパーにて１分間撹拌し、スラリーを作製し
た。作製したスラリー性状の経時変化をＢ型粘度計にて
測定した。Example 1 3 parts by weight of various chelating agents shown in Table 1 and 25 parts by weight of ion-exchanged water were weighed with respect to 100 parts by weight of magnesia powder,
The mixture was stirred with a homodisper for 1 minute to prepare a slurry. The change with time in the properties of the prepared slurry was measured with a B-type viscometer.

【表１】 ※は比較例 単位はセンチポイズ ここで、EDTAー2NH4は、エチレンジアミンテトラアセテ
ートのアンモニウム塩，EDTA-2Naは、エチレンジアミン
テトラアセテートのナトリウム塩，TETAは、トリエチレ
ンテトラミン単体，クエン酸は、クエン酸単体，ホ゜リアクリ
ル酸NH4は、ポリアクリル酸のアンモニウム塩を示す。N
o. ５は、６時間以上経過すると粘度が高くなりすぎ測
定できなかった。７２時間経過後更に各種キレート剤を
３重量部添加したところ、No. １〜No.４の何れのスラ
リーも初期の性状に回復した。[Table 1] * Is a comparative example Unit is centipoise Here, EDTA-2NH4 is ammonium salt of ethylenediaminetetraacetate, EDTA-2Na is sodium salt of ethylenediaminetetraacetate, TETA is triethylenetetramine simple substance, citric acid is citric acid simple substance, Polyacrylic acid NH4 represents an ammonium salt of polyacrylic acid. N
In the case of o.5, the viscosity became too high after 6 hours or more and could not be measured. After the lapse of 72 hours, 3 parts by weight of various chelating agents were further added, and all the slurries No. 1 to No. 4 were restored to their initial properties.

【００１６】実施例２ マグネシア粉末１００重量部、イオン交換水２５重量部
に対し、クエン酸を表２に示す重量部を秤量し、実施例
１と同様にスラリーを作製し、１時間後の性状を評価し
た。Example 2 100 parts by weight of magnesia powder and 25 parts by weight of ion-exchanged water were weighed out by weight of citric acid shown in Table 2 to prepare a slurry in the same manner as in Example 1, and the properties after 1 hour were measured. Was evaluated.

【表２】 [Table 2]

【００１７】実施例３ 表３に示す各種セラミックス粉末に対し、実施例１のN
o. ４と同様にスラリーを作製し、１時間後の性状を評
価した。Example 3 For various ceramic powders shown in Table 3, N of Example 1
A slurry was prepared in the same manner as in o.4, and the properties after 1 hour were evaluated.

【表３】 [Table 3]

【００１８】実施例４ マグネシア１００重量部、水２５重量部、クエン酸３重
量部、ワックス系エマルジョンのバインダー１重量部を
ボールミルを用い３時間混合し、その後のスラリー性状
を観察したところ、良好なスラリーであった。その後鋳
込み成形し、次いで、乾燥、脱脂、焼成し、マグネシア
焼結体が作製できた。Example 4 100 parts by weight of magnesia, 25 parts by weight of water, 3 parts by weight of citric acid, and 1 part by weight of a binder of a wax-based emulsion were mixed for 3 hours with a ball mill, and the slurry properties were observed. It was a slurry. After that, it was cast-molded, and then dried, degreased and fired, and a magnesia sintered body could be produced.

【００１９】[0019]

【発明の効果】以上のように本発明のセラミックスラリ
ーの調製法によれば、アルカリ土類金属を含有するセラ
ミックスの水系スラリーに対して、水中に溶出した金属
イオンをブロックし、良好なスラリー性状を長期に亘っ
て維持できる。As described above, according to the method for preparing a ceramic slurry of the present invention, metal ions eluted in water are blocked in an aqueous slurry of a ceramic containing an alkaline earth metal to obtain good slurry properties. Can be maintained for a long time.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 アルカリ土類金属を含有するセラミック
スの水系スラリーを調製するに際し、キレート剤を添加
することを特徴とするセラミックスラリーの調製法。1. A method for preparing a ceramic slurry, which comprises adding a chelating agent when preparing an aqueous slurry of a ceramic containing an alkaline earth metal. 【請求項２】 キレート剤としてクエン酸を用いること
を特徴とする特許請求項１記載のセラミックスラリーの
調製法。2. The method for preparing a ceramic slurry according to claim 1, wherein citric acid is used as the chelating agent.