JPS6217082A - 多孔質焼結体の製造法 - 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〕 この発明は多数の連続気孔を有する多孔質焼結体の製造
法にかかわる。

〔従来の技術〕

多数の連続気孔を有する多孔質焼結体はバクテリアや触
媒の担体・保水材・吸油材・濾過材などとして用いた場
合、剛性・不燃性・耐熱性・耐久性などに優れているの
で注目されている。

連続気孔の多孔質物体を製造する方法としては非常に多
くの方法が既に開発されている。従来方法を大別すると
、■　ガラス粒子を点融着する方法、■　粘土などの可
塑性があり自己焼結する原料を用い、これに焼却ないし
熱収縮する材料を混入し焼却して空隙を設ける方法、■
　セラミック粒子を焼結材料で点融着する方法などがあ
る。従来の技術の問題点を解決する方法として■　発明
者が昭和５９年特許願第２４８３４１号「多孔性焼成物
の製造法」で提案した、天然ないし人工的に発泡したガ
ラス質鉱物の細粒を非可塑状態のままで焼成容器に充填
して、細粒相互間に空隙が残存する程度に焼結する方法
がある。

〔発明が解決しようとした、問題点 〕上記の従来方法はそれぞれ次のような問題点を有して
いる。

■の方法は、ガラス粒子の表面が平滑であり複雑な内部
機構ができない。■の方法は焼却材料が無駄でコストが
高い、コストの安いおが屑などでは微細な空隙が形成出
来ない。■の方法は一度焼成したセラミックを用いるの
で材料コストが高い。

■の方法は、コストは安く・微細な空隙が形成できる点
で従来方法の問題点を解決したものであるが、造形が難
しいという新たな問題点がある。

この発明は、このような新たな技術の持つ問題点を解決
することを目的としている。

更に、この発明は上記の昭和５９年特許願第２４８３４
１号の方法と同様、焼結体の中に異材料の混入が可能で
あるので、活性素材を混入することにより活性のある多
孔質焼結体を提供することをもその目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的のために、この発明は天然で発泡したガラス質
鉱物である抗火石を２５メツシユ以下、望ましくは５０
〜３２５メソシユバスに粉砕した微粒を主原料として用
いる。

吸着性能などを向上するためには、比表面積が１００　
ｒｒｒ／ｇ以上の表面活性を有する活性炭・活性アルミ
ナ・シリカゲル・ゼオライト・クリストバライトなどの
５０〜３２５メソシユパスの微粒を添加する。

抗火石と表面活性素材との比率は容積比で５０〜９０　
：　５０〜１０が一般的である。抗火石は焼結材として
最低５０容積％は必要である。一方、活性素材は効果を
Ｔすには１０％は必要である。

この素材の合計１００重量部に対し、０．３〜５％重量
部のセルローズ質・澱粉質・粘土質などのバインダーを
添加して可塑化して造形する。焼成しり時にバインダー
が残らない方が望ましいので、その観点から有機質のバ
インダーが望ましい。

抗火石と表面活性素材が共に水を加えても可塑性を持た
ないので、バインダー０．３％は可塑性を持たす最低必
要量であり、５％以上はコスト負担が多く経済的にも無
駄である。

造形手段は、プレス・押出し・鋳型など特に規定しない
。担体・保水材等は粒状が一般的であるが、この場合粒
形は球状・角状・短筒状など何れでもよい。大きさは一
辺ないし径が３〜３０龍程度が一般的である。造粒の方
法は粒子の上に水滴を落とし、回転させて水滴を核とし
て造粒する方法・押出した棒状ないし筒状のものを短く
切断する方法・プレスで成形する方法などあるが特に規
定しない。

このように造形・乾燥したものを焼成炉に入れて焼成す
る。焼成は微粒が点融着した段階で終了する。抗火石は
１０００℃前後で表面溶融を始め、１１００℃以上で急
速に収縮・熔融するので、焼成温度は１０００〜１１０
０℃とした、。

又、抗火石は組成中に結晶水を含まないから粘土のよう
に加熱の際収縮しないので、急に温度を上げてもひび割
れを生じない。抗火石の微粒の表面の複雑さを保つため
にも、又、表面活性材の活性を損なわないためにも、焼
成時間をできるだけ短くすることが望ましり、１０時間
以下が好ましい。

〔作用〕

抗火石はミクロン単位の微細な独立気泡のガラス質鉱物
の集合であり、これを粉砕すると独立気泡を構成してい
る薄膜が破壊され、５０〜３２５メツシュパス程度に粉
砕した場合には、その粒子の表面はミクロン−オングス
トローム単位の微細な突起が何本も突出したような、俗
な表現を用いると金平糖のような形状をしている。

このような複雑な形状の微粒をバインダーを用いて可塑
化し、所望の形に造形し、乾燥して焼成すると、微粒の
突起の先端が比較的低温で溶融を始め、接触していると
ころで融着する。従って、１０００〜１１００℃、望ま
しくは１０３０〜１０７０℃で焼成すると全体が熔融す
ることなく、微粒が複雑な形状を残したまま点融着をし
た焼結体が得られる。これはセラミック焼結のタンマン
温度の原理にもかなっている。

この発明の多孔質焼結体は、微細で多くの凹凸を持った
微粒が点融着した貫通孔で構成されている。

又、抗火石は上記のように溶融接着がし易い形状である
ため、等量以下であれば異質微粒を融着することが可能
である。

抗火石の焼結物自身が非常な複雑な内部構成を持ってい
る上、表面活性素材を混入すれば、内部は非常に活性に
富んだ構造となり、吸着材・触媒担体としては理想的で
ある。活性素材として効果の大きいのは、ダラム当たり
の比表面積が１００Ｍ以上のものであり、この発明もそ
れらの材料を用いる。

使用する活性素材はいずれも耐熱性の高い材料であるか
ら、焼成しても活性が残る。又、基材として粘土類を用
いないで焼結できるので、表面活性素材の表面が粘土の
微粒で覆われてしまうことなく、活性がそのまま残され
る。

この発明の活性化した多孔質焼結体は使用後、そのまま
加熱して再生するのにも都合がよい。

尚、焼結物の空隙率・比重を調整するために、従来の方
法のようにおが屑・発泡樹脂粉末などの可燃性粉末を添
加して焼却してしまうことも勿論可能である。

〔実施例１〕 抗火石（新島コーガ石）の屑石を１００メツシユパスに
粉砕し、これに重量比３％の粘土系バインダー（ヘント
ナイト）と少量の水を添加して可塑化し、直径１０龍の
丸棒に押出し、半乾燥した処を１０ｍｍ長に切断し、乾
燥後、さやに入れて電気炉で３時間１０７０°Ｃで焼成
し、連続気孔の多孔質粒体を得た。この多孔質粒体はバ
クテリア担体・乾燥地の保水材などとして使用されるも
のである。

〔実施例２〕 抗火石（新島コーガ石）の屑石を１００メツシユパスに
粉砕したものを５０容積％、天然産出のクリストバライ
トを１００メツシユパスに粉砕したものを５０容積％、
この混合物１００重量部に対して２重量部のセルローズ
系バインダー（ＣＭＣ）と水を適量添加して可塑化・加
圧成形し、乾燥後電気炉で５時間１０５０°Ｃで焼成し
、吸着性のよい焼結体を得た。

〔効果〕

この発明はこのように構成されているので次のような特
長を有している。

■　基材粒子である抗火石微粉は複雑な形状をし、ミク
ロン−オングストローム単位の微細な凹凸を有するので
、連続気孔は極めて複雑で、バクテリア担持・濾過・吸
着効果が大きい。

■　比表面積の大きな活性素材が、その表面活性を損な
われずに混入・焼結され所望の形に形成できるので、粒
状のままでは使用し難い活性素材の用途が拡げられる。

■　天然に産する抗火石の屑石を原料とし、それを５０
〜３２５メソシュ程度に粉砕する丈でよいので、原料コ
ストが極めて安い。

■　少量のバインダーを添加することにより可塑性を持
たせるので、造形が容易である。バインダーは少量であ
るから、多孔質を本質的に損なうものではない。有機質
バインダーを用いて焼却してしまえば全熱問題はない。

■　焼成も急加熱が可能であるし、比較的低温でよいか
ら、焼成コストも安い。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）天然に加熱発泡されたガラス質鉱物である抗火石
   の微粒を主体としたものに、ないしは、該抗火石の微粒
   を５０容積部以上と比表面積が１グラム当たり１００ｍ
   ＾２以上の表面活性のある材料の微粒子の混合物を主体
   にしたものに、バインダーを添加して造形し、微粒相互
   間に空隙が残存する程度に焼結することを特徴とした多
   孔質焼結体の製造法。
2. （２）表面活性のある材料が活性炭・活性アルミナ・シ
   リカゲル・ゼオライト・クリストバライトの内の一種な
   いし二種以上の混合物であることを特徴とした、特許請
   求の範囲第（１）項記載の多孔質焼結体の製造法。