JPS6033250A - セラミツク成形物の製造方法 - 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】 本発明はセラミック成形物の製造方法に関するものであ
シ、更に詳しくはセラミック素材の粉末および／又は繊
維状物と有機質結合成分、山皮をそれぞれ適当量混合す
ることによって未焼成セラミツク成形物を成形し、しか
る後に焼成処理を施すことを特徴とするセラミック成形
物の製造方法に関する。

従来、山皮を使用したセラミック成形物に関しては多く
のものが提案されている。例えば特公昭４７−４５６０
ｆｆｉ号、特開昭６８−２５１７０５号。

特公昭５１−４８４８５号、特開昭５６−１６５０９７
号、特公昭５７−６８４８０号などがあるが、これらは
、山皮単独かあるいは山皮と上２ミック素材、有機物質
等を適当に混合してシート状物となし、耐火、耐熱性シ
ート状物として使用しようとするものである。とれら従
来技術はそのシート状物自体に最初から耐火−耐熱性を
付与する目的のものである丸めどうしても処方に制約が
ある。

山皮はそれ単独でもシートとな〕得て、かつある程度の
強度も有するといり無機物としては特異な性質を持つも
のであるが強度面ではまだ充分とは言えないものであシ
、特にコルゲート加工の様な複雑な２次加工を施したシ
するには機械的強度不足となる。これらの強度不足を補
うために一般的にはセルロースパルプあるいは有機質ポ
リマー等を混合使用することが知られているが、とれら
は有機質が多くなれば強度は上がるが耐熱性等の無機質
の機能は低下し、有機質が少なくなれば耐熱性等の無機
質の機能は上がるが機械的強度は下がるという相反する
傾向にあ）、そのままの状態では用途が大きく制限され
るという欠点を有していた。

本発明者らは、かかる事情に鑑み上記欠点な屏消すべく
鋭意検討を行った結果未焼成状態での必要機能と焼成後
の必要機能とを分けて考え、それぞれ別々の機能を付与
すれば良い事がわがシ本発明を完成するに至った。

すなわち、未焼成状態では主として有機質結合成分によ
って機械的強度を付与する事によシ成形加工を容易にし
、成形後は焼成によシ有機質を除去して耐火、耐熱、絶
縁性等の無機質の持つ優れた機能と山皮の持つ造ｍ性、
ｍ結性等の機能を発揮する様にし九。

本発明に用いられるセラミック素材の粉末あるいは繊維
状物とは、たとえばケイ石、ケイ砂。

ケイ藻土、木節粘土、蛙目粘土、カオリン、カオリナイ
ト、ハロイサイト、モンモリヰナイト、ボーキサイト、
ベントナイト、ゼオライト、リン鉱石、ダイアスボア、
ギブサイト、粘土状雲母（セリサイト、イライト）、バ
ーミキエライト、雲母。

酸性白土、陶石、ろう石、長石１石灰石、ケイ灰石１石
膏、ドロマイト、マグネサイト、滑石、などの天然の無
機物、そして、水酸化アルミニウム。

水酸化マグネシウム、水酸化第二鉄等の金縞水酸化物、
および、トベルモライト、ゾノトツィト停のケイ酸力ル
シクム系水和物又はカルシウムアルミネート水和物、カ
ルシウムスルホアルミネート水和物等の各種酸化物の水
和物又は、アルミナ。

シリカｅマグネシア、カルシア、ジルコニア、トリア、
ベリリア、酸化チタン、スピネル、合成コージライト、
合成ムライト、合成ゼオライト、クロム質、クロムマグ
ネシア質、マグネシアクロム質−合成民酸カルシウム、
リン酸力ルシクム、その他各種炭化物（ＴｉＣｐ　Ｚｒ
Ｃ，ＨｆＣｔ　ＶＣｔ　ＴａＣ。

ＮｂＣ，ＷＣ，Ｂ４Ｃ，ＳｉＣｆｘト＞　、　ｉ！化物
（Ｔｉｅ。

ＶＮ、　ＮｂＮ、　ＴａＮ、　ＨｆＮ、　ＡｂＮ、　Ｂ
Ｎ、　Ｓ　ｉｌ　Ｎ４など）。

酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化ニラ
クル、二酸化マンガン、酸化第二銅、ｒＲ化コバルト、
炭酸バリウム、炭酸マンガン、チタン酸金属塩類（チタ
ン酸カリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシ
ウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなど
）、！％鉛、活性炭。

モリブデン、タングステン等の金属粉末、又は各種無機
顔料などの人工無機質粉体、１）るいは、ガラス繊維、
岩綿２石綿、鉱滓綿、カオリン繊維。

ホ！＆素繊維、カーボン繊維、セ２ミック７アイバー、
石英繊維、溶融シリカ繊維、高アルミナ繊維。

などがあげられる。これらのセラミック素材は焼成後に
必要とする機能によって適宜１８１又は２種以上選ばれ
る。

次に本発明による有機質結合成分としては例えば唐松、
ニジ松などの針葉樹から得られるパルプ。

ナ九ブナ等の広葉樹から得られるパルプ、みつまた、こ
うぞ、がんびなどの和厭用長碧維頽、麻。

木綿などの天然繊維あるいはこれを粉末化した本の、又
はこれらセルロースパルプをカチオン変性したカチオン
化パルプ、更にはビニロン、ナイｐン、アクリル、ポリ
エステル、ポリエチレン、ボリグｎピレン、ポリ塩化ビ
ニル、ボリクラール。

人絹、ＰＶＡ繊維などが挙げられる。更に又、必要に応
じて（曳糸性）高分子凝集剤としてアニオン系ポリマー
（例：ポリアクリル酸ナトリウＡ。

ポリアクリルアミドなどの部分加水分解物の塩。

マレイン酸共重金物の塩）、カチオン系ポリマー（例：
ポリアクリルアミドの部分加水分解物など）、ノニオン
系ポリマー（例：ポリアクリルアンドルポリビニルアル
コール、ＰＥ０）、６るｌｎａ卵白、トロロアオイ、オ
クラの実の粘液などの天然の曳糸性高分子もあげられる
。これらは水などに溶解させて液状にした場合、糸を曳
く程度に粘稠であれば良い。更に又、水溶性尿素樹脂、
メラミン樹脂、カチオン化澱粉、ＣＭＣ，ポリアミド・
ボリアミンエビク買ルヒドリン樹脂、ポリイミン樹脂、
水溶性アクリル樹脂等のｗｅｔ紙カ紙張増強剤ジン系サ
イズ剤１五油系サイズ剤、Ｙレイン酸系中性サイズ剤、
高分子樹脂エマルジ覆ン、ゴムラテックス等を加えても
良い、これらの有機質結合成分は主として焼成前に必要
な機能によって適宜ｉａｔ又は２種以上選ばれるが焼成
によル除去される。これらの有機質結合成分の合計使用
量は前記セラミック素材１００重量部に対しく１１〜６
０重量部望ましくはＱ８〜８０重量部が適当である。

更に又、他の添加物としてはフッ素系耐油剤、離型剤、
シリコン系撲水剤、離型剤シジンカツプリング剤、硫酸
パン士、アルミン酸ソーダ、リン酸ソーダ、ポリリン酸
、ポリリン酸アンモニウム。

アルミナゾル、シリカゾルなど、焼成後残ってもセンミ
ック素材と反応するか又はそれ自体がセラミック質に変
化するものを添加しても良い。

本発明に用いられる山皮とは表面に多数の活性水酸基を
有する粘土鉱愉の総称であって１通常。

マウンテンレザー、マクンテンコルク、マウンテンウッ
ドなどと呼ばれるものである。とれには含水マグネシウ
ムシリケートの１種であるセビオライト、含水マグネシ
ウムｅアルミナ・シリケートの１種であるアクパルジャ
イトが含まれる。パイプに用いられる海泡石や制酸剤と
してのマグネシウム・トリシリケートも山皮の１種であ
る。

本発明に用−られる山皮は粉末状のものでも良く、又水
（温水）に分散させた分散液又はペースト状のものでも
良い。山皮の使用量は本発明の組成物が可塑性を付与さ
れるか、又は抄紙可能な水分散液になシ得て、しかも、
焼成後においても上２ミック成形物の形状が保持できる
程度となる範囲である。これを数的に表現すれば前記セ
ラミック素材１００重量部に対して８〜２００重量部。

好ましくは１０〜１００重量部である。

本発明によるセラミック成形体は山皮と前記他の成分を
混合し、各種の成形法を適用する事によって得られる。

混合手段はどの様なものでも良いが、山皮が粉末、ペー
スト、分散液のいずれの形でも存在しうるのでそのいず
れかの形のものに他の成分の粉末。

繊維、ペースト、分散液を適宜の手段で加えればよｉ０
得られた混合物が粉末状である場合には。

辷れに４０〜８０％程度の水や湯を加えて良く練ると可
塑性になるので、鋳込み、押し出し等任意の成形手段を
用いて成形する事ができる。

又、一旦山皮の水分散液を作シ、これに他の成分を加え
て共分散させ、これに曳糸性高分子凝集剤を添加して分
散質を凝集沈澱させ、沈澱物のみを採取すると水分８０
チ以下の泥状可塑物が得られる。これを任意の成形手段
を用いて成形する事ができる。さらに紙状の組成物を得
たい場合はやはシ一旦山皮の分散液を調製し、これに他
成分を加えて共分散させ、パルプ状にした後にこれを抄
紙すれば紙状の組成物が得られる。これを任意の成形手
段を用いて成形する事ができる。

セラミック成形体の成形方法としては、鋳込み法、押し
出し法、熱間ロール法、ドクターブレード法、抄紙法、
真空吸引法等があシ、これらによって成形されたものが
シート状物である場合には更に印刷、コーティング、ラ
ミネート、等の加工の他に折った９１曲げたシ、切った
シ、貼９合わせたシ複雑な形状に２次成形する事もでき
る。これら２次成形する場合には通常のセルローズパル
プによる紙の如き機能を有していると非常にや勺易く、
従って前記の有機質物質の保有している機能が有効とな
る。

特に針葉樹パルプ、麻パルプ、木綿、和紙用長繊維等の
セルロース系長繊維あるいは湿式不織布の主体繊維やバ
インダー繊維として利用される合成繊維は少量でも、前
記のシート状物を得るのには非常に有効である。この様
にして得られた未焼成セツミック成形体は組成物配合の
１１１１節のしかたによっては耐火、耐熱性をある程度
具備しているものもあるが、セラミック成形体として機
能を発揮するためには有機質物質はむしろ書になる事が
多い。従ってこれらの有機質物質を含有したｔまで利用
できる用途はごく限られてくる。これを打開するには成
形以降はむしろ不要な有機質物質を焼去（脱脂）して無
機質のみにする事によｔ機能を向上させる方法、更には
焼結する事によって全く異ったセラミック質にする事に
よ）別の機能を発現させる方法とがある。本発明による
焼成処理とは、かかる脱脂処理あるいは焼結処理の一方
又は両方を含めたものである。焼成条件としては例えば
脱脂の場合は！５０〜ｉｇｏｏ℃でＩＮ１２０分の加熱
でよく、又焼結の場合は６５０〜１６００℃で１〜１０
時間加熱する。このようにして得られる本発明によるセ
ラミック成形物は熱交換器用素子、触媒担体、多孔質セ
ラミック、装飾・工芸用陶磁器、遠赤外線放射素子、断
熱材、保温材。

電子工業用耐熱材、絶縁材（例えばＩＣチップ。

プリント回路基板など）、耐熱フィルター、耐熱バッキ
ング材などの広範囲な用途に適用でき極めて有用なもの
である。

以下実施例をあげて本発明を具体的に説明する。

実施例１〜Ｂ 山皮水分散液にセラミックファイバー（イソライトバブ
コック耐火製カオクールバルクＳ）と麻パルプを表−１
の割合にて配合し湿式抄紙法によシ厚味０１６冨のシー
ト状物となし、更にそのシートを使いコルゲータ−によ
るツルゲート加工を施し成形した。それを更に電気炉に
入れて酸化雰囲気中にて６００℃にて１時間焼成（脱脂
）して状態を調べた。その後頁に１ａｏｏ℃にて２時間
焼結した。

表−１の如〈実施例１〜８はコルゲート加工性も良く、
更に焼成（脱脂）後、焼結後も原形を保っていたが、比
較例１〜８ではコルゲート加工性。

焼成後保形性、焼結後保形性のいづれかが悪かった。

実施例４ セラミックファイバーにチアス　ファインフレックス　
１８００バルク）５０重量部、ジ胃−ジアカオリン２０
重量部、ＰＶＡ繊維（クラレＶＰＢ　１０５　ｘ　８ｍ
）　８３ｉｉ１部Ｑ８０３５（ｉｉ部Ｏ山皮水溶液に分
散しａ２％濃度のポリエチレンオキサイド水溶液をＱ１
重量部添加した後湿式抄紙機にて厚味α８劇でシート化
した。

このシートは通常の紙の如く、複雑な形状のものでも容
易に折紙ができ又、切ったり、貼シつけたシできるため
複雑なレリーフ模様を作った。この模様の上にシリカゾ
ル（日量化学　スノーテックスＣ含有５ｉ０２量２０％
）を薄くへケ塗）して乾燥した後、７００℃にて１時間
焼成すると有機物は完全になくなシ半セラミック化した
成形物ができた。この上に更に釉薬を塗布して１ｓｏｏ
℃にて２時間焼結した所高強度かつ美麗なるレリーフメ
ｉ゛出来上った。

実施例５ 実施例１と同様の配合によるセラミックファイバー、麻
パルプ、山皮の水分散液にポリアミドポリアミンΦエピ
クロルヒドリン樹脂水溶液を３０重量部添加し、た後湿
式抄紙機にてα２調厚のシートにした。このシートを５
ｍ深さの凹凸状に機械折ルした後７タ付き魚焼き器の網
の下に全面敷ける程度の大きさにカットして敷き、ガス
コン党にかけて１分間空焼きすると有機物は燃えてしま
った。その後魚を乗せて７タをしてから焼いた断連赤外
線の放射によシ適度なこげ具合でかつ芯まで焼けていた
。し、かも流れ出た油はシートが吸い込むため煙がこの
シートを使わない時の約り位の出方であった。なお本実
施例のシートを脱脂した後５００℃に加熱した時の赤外
線放射特性を測定したところ５　ｐｍ以上の長波長域に
おいて（遠赤外線）放射率が９０−以上であまた。

実施例６ モレキュラーシープ１２Ａ８０重量部、活性炭素繊維２
０重量部、麻バルブ１０重量部を４０重量部の山皮水溶
液中に分散し湿式抄紙法にょシ厚昧０１５ａｍのシート
にした。このものを凹凸紙状物を経てハニカム成形体と
なした。なおハニカム成形体を作る際アルミナゾル系無
機接着剤を使用した。このものを４００℃にて焼成する
事により有機物を除去し、かつ、モレキュラーレーブス
１２人と活性炭素繊維を活性化した。このものは脱臭材
として使用でき、かつ、これを再生使用するために再度
２５０℃以上に加熱しても何ら形状変化なくくり返し再
生使用が可能であった。

特許出願人　株式会社　県　人 武田薬品工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック素材の粉末および／又は繊維状物の合計１０
   ０重量部、有機質結合成分α１〜８０重量部、山皮８〜
   ２００重量部を混合せしめて未焼成成形物となし、しか
   る後に焼成処理を施すことを特徴とするセラミック成形
   物の製造方法。