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JP3316634B2 - Manufacturing method of porous ceramics - Google Patents
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JP3316634B2 - Manufacturing method of porous ceramics - Google Patents

Manufacturing method of porous ceramics

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JP3316634B2 JP27957892A JP27957892A JP3316634B2 JP 3316634 B2 JP3316634 B2 JP 3316634B2 JP 27957892 A JP27957892 A JP 27957892A JP 27957892 A JP27957892 A JP 27957892A JP 3316634 B2 JP3316634 B2 JP 3316634B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィルター、各種吸着
剤、自動車排気ガス用触媒担体、バイオリアクター用担
体、吸音材、建材などとして有用なセラミックス多孔体
の新規な製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel method for producing a porous ceramic material useful as a filter, various adsorbents, a catalyst carrier for automobile exhaust gas, a carrier for a bioreactor, a sound absorbing material, a building material and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックス多孔体の特性は、セラミッ
クス自体が保有している特性のみならず、気孔の形状、
気孔率、気孔径等にも起因している。そのため、用途に
適したセラミックス多孔体を得るための種々の製造方法
が提案されている。
2. Description of the Related Art The properties of porous ceramics are not only those possessed by the ceramic itself, but also the shape of the pores,
It is also caused by porosity, pore diameter, and the like. Therefore, various manufacturing methods for obtaining a ceramic porous body suitable for the use have been proposed.

【0003】連続気孔を有するセラミックス多孔体の代
表的な製法として、セラミックス原料粉末を低密度に加
圧成形し、その成形体を常圧で焼成して原料粉末同士の
空隙を気孔として残存させる方法が知られている。この
方法では、気孔の形状はくさび形であり、気孔率につい
ても一般的には30〜50%と低く、気孔率を大きくす
ることができない欠点を有している。さらには、気孔を
大きくするには原料粉末の大きさを大きくしなければな
らないが、そうすると焼結が困難になるためバインダー
を使用しなければならないなどの問題点がある。
[0003] As a typical method for producing a porous ceramic body having continuous pores, a method of press-forming ceramic raw material powder at a low density and firing the formed body at normal pressure to leave voids between the raw material powders as pores. It has been known. In this method, the porosity is wedge-shaped, the porosity is generally as low as 30 to 50%, and the porosity cannot be increased. Furthermore, in order to increase the pore size, the size of the raw material powder must be increased. However, this makes sintering difficult, so that there is a problem that a binder must be used.

【0004】また、セラミックス粉末に、澱粉、小麦
粉、カーボンブラック、木粉等の固体の可燃物を添加剤
として混合し、成形した後焼成し、添加剤を燃焼により
除去した後に残された空隙を気孔として利用する方法も
知られている。この方法では、可燃物の添加量が少ない
と焼成体内部には閉鎖された空隙が形成され易く、連続
気孔となり難い。また、連続気孔を形成するために可燃
物の添加量をふやすと、クラックの発生の原因となるた
め気孔率の大きいものが得られ難いという欠点を有して
いる。さらに、気孔の大きさは可燃物の粒度により決定
されるが、可燃物が固体であるためその粒度を変えるこ
とは比較的困難であり、したがって気孔の大きさを任意
に調整することは困難である。
In addition, a solid combustible such as starch, wheat flour, carbon black, and wood flour is mixed with ceramic powder as an additive, molded, fired, and the voids left after the additive is removed by combustion are removed. A method of utilizing as pores is also known. In this method, if the amount of the combustibles is small, a closed void is easily formed inside the fired body, and it is difficult to form continuous pores. In addition, when the amount of the combustible added is increased to form continuous pores, cracks are generated, so that it is difficult to obtain one having a high porosity. Furthermore, although the size of the pores is determined by the particle size of the combustible, it is relatively difficult to change the particle size because the combustible is solid, and thus it is difficult to arbitrarily adjust the size of the pores. is there.

【0005】一方、球表面が相互に接触した球状有機物
の充填体の空隙にセラミックス粉末のスラリーを充填
し、乾燥後有機物を除き、焼成する方法(特開昭60−
^251182号)も知られている。この方法では、球
状有機物の粒子径を適宜選択することにより、所望の気
孔径を有する多孔体を得ることができるが、セラミック
ス粉末のスラリーを充填し乾燥する工程、さらには有機
物を有機溶剤にて溶解除去する工程や加熱により有機物
を熱分解する工程等においてその骨格にクラックが発生
する欠点を有している。
On the other hand, a method of filling a ceramic powder slurry into the voids of a packing of spherical organic substances whose sphere surfaces are in contact with each other, removing the organic substances after drying, and firing (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1985).
No. 251822) is also known. In this method, a porous body having a desired pore diameter can be obtained by appropriately selecting the particle diameter of the spherical organic substance.However, a step of filling and drying a slurry of ceramic powder and further drying the organic substance with an organic solvent In the process of dissolving and removing, or the process of thermally decomposing an organic substance by heating, there is a defect that cracks are generated in the skeleton.

【0006】更には、発泡ウレタンフォーム等に無機粉
末のスラリーを含浸し、有機質三次元網状構造物の表面
に無機粉末のスラリーを被覆した後、焼成する方法(特
開昭55−24585号)も知られている。この方法で
は、気孔率は90%と高いセラミックス多孔体を得るこ
とができるが、気孔率の調節が困難であること、気孔径
が1〜4mm程度のかなり大きなものしか得られないこ
と、焼結体の骨格の中心部には有機質骨格に基づく空胴
部が存在し強度の高い多孔体を得ることができないこと
などの欠点を有している。
Further, a method of impregnating a slurry of an inorganic powder into a foamed urethane foam or the like, coating the surface of the organic three-dimensional network structure with the slurry of the inorganic powder, and firing the same (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-24585). Are known. According to this method, a ceramic porous body having a high porosity of 90% can be obtained. However, it is difficult to adjust the porosity, and only a very large pore having a pore diameter of about 1 to 4 mm can be obtained. At the center of the body skeleton, there is a cavity based on an organic skeleton, which has the disadvantage that a porous body with high strength cannot be obtained.

【0007】本発明者らは先に、新規なセラミックス多
孔体の製造方法として、セラミックス粉末、重合性不飽
和化合物、乳化剤、水を混合して油中水型エマルジョン
となし、ついで該エマルジョン中の重合性不飽和化合物
を重合硬化後、乾燥した後焼成することにより、気孔径
が小さく、連続気孔を有する多孔体が得られ、しかも気
孔率を容易に広い範囲で調節できるセラミックス多孔体
の方法(特開昭63−270368号、特開平2−12
0285号)を提案した。これらの方法では、気孔径は
ほとんどが1〜10μmの大きさで、それ以上に気孔径
の大きいものを安定に得ることは困難であった。
The present inventors have previously described a novel method for producing a ceramic porous body by mixing a ceramic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, and water to form a water-in-oil emulsion, and then forming the emulsion in the emulsion. After polymerizing and curing the polymerizable unsaturated compound, drying and firing are performed to obtain a porous body having a small pore size and continuous pores, and a method of producing a ceramic porous body capable of easily adjusting the porosity in a wide range ( JP-A-63-270368, JP-A-2-12
No. 0285). In these methods, the pore diameter is almost 1 to 10 μm, and it is difficult to stably obtain a pore having a larger pore diameter.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述のごとき
問題点のない新規なセラミックス多孔体の製造方法に係
り、その目的は、セラミックス多孔体の気孔径が比較的
大きく、その気孔が連続気孔であってしかも、気孔の大
きさ及び気孔率を容易に広い範囲で調節できるセラミッ
クス多孔体の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a novel method for producing a porous ceramic body having no problems as described above, and an object of the present invention is to provide a porous ceramic body having a relatively large pore diameter and a continuous pore. Another object of the present invention is to provide a method for producing a porous ceramic body, in which the size and porosity of pores can be easily adjusted in a wide range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、セラミ
ックス粉末、重合性不飽和化合物、乳化剤、ラジカル重
合開始剤またはレドックス重合開始剤、水溶液高分子化
合物の水溶液を混合して油中水型エマルジョンとなし、
該油中水型エマルジョン中の重合性不飽和化合物を重合
させた後乾燥し、焼成することを特徴とするセラミック
ス多孔体の製造方法にが提供される。
According to the present invention, an aqueous solution of a ceramic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, a radical polymerization initiator or a redox polymerization initiator, and an aqueous solution of a high molecular compound are mixed to form a water-in-oil type. Emulsion and none,
The present invention provides a method for producing a ceramic porous body, which comprises polymerizing a polymerizable unsaturated compound in the water-in-oil emulsion, followed by drying and firing.

【0011】また、前記水溶性高分子化合物がセルロー
スエーテル、またはポリビニルアルコールであること、
殊に該セルロースエーテルがヒドロキシプロピルメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
エチルメチルセルロース、メチルセルロースから選ばれ
た少なくとも一種であることを特徴とする前記セラミッ
クス多孔体の製造方法が提供される。
The water-soluble polymer compound is cellulose ether or polyvinyl alcohol;
In particular, the present invention provides the method for producing a ceramic porous body, wherein the cellulose ether is at least one selected from hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, and methylcellulose.

【0012】更に前記乳化剤が、ソルビタンセスキオレ
ート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノステア
レートから選ばれた少なくとも一種の界面活性剤と、
H.L.B.が6.5〜11.5のポリオキシエチレン
アルキルエーテルまたはポリオキシエチレンアルキルア
リールエーテルの、リン酸エステルから選ばれた少なく
とも一種の界面活性剤を混合して、H.L.B.を3.
5〜6.0に調製したものであることを特徴とする前記
セラミックス多孔体の製造方法が提供される。
The emulsifier further comprises at least one surfactant selected from sorbitan sesquiolate, sorbitan monooleate and sorbitan monostearate;
H. L. B. Is mixed with at least one surfactant selected from phosphate esters of polyoxyethylene alkyl ethers or polyoxyethylene alkyl aryl ethers having a pH of 6.5 to 11.5. L. B. 3.
A method for producing the porous ceramic body, characterized in that the ceramic porous body is prepared to have a thickness of 5 to 6.0.

【0013】本発明者らは、かかる現状に鑑み鋭意検討
を重ねた結果、油中水型エマルジョンを利用したセラミ
ックス多孔体の製造方法において、分散相として水溶性
高分子化合物の水溶液を用いることにより本発明の目的
を達成できるという知見を得、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明において、重合性不飽和化合物は、油
中水型エマルジョンの油相として作用し、水溶性高分子
化合物の水溶液は分散相として水滴となって油相中に均
一に分散している。重合後、この分散相中の水を蒸発さ
せるとその部分が気孔となり、従って重合物は多孔質と
なる。この多孔質重合物を通常の方法で焼成すると、主
として分散相中の水が蒸発して形成された気孔がセラミ
ックス中に残存して多孔質のセラミックスとなる。本発
明は、水溶性高分子化合物の水溶液を用いることによっ
て、より好ましくは特殊な界面活性剤と組み合わせるこ
とにより、油中水型エマルジョン重合物の水滴を大きく
することができるという知見に基づくものである。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the current situation. As a result, in a method for producing a porous ceramic body using a water-in-oil emulsion, an aqueous solution of a water-soluble polymer compound was used as a dispersion phase. The inventors have found that the object of the present invention can be achieved, and have completed the present invention. That is, in the present invention, the polymerizable unsaturated compound acts as an oil phase of the water-in-oil emulsion, and the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is dispersed uniformly in the oil phase as water droplets as a dispersed phase. . After the polymerization, when the water in the dispersed phase is evaporated, the portion becomes pores, and thus the polymer becomes porous. When this porous polymer is fired by a usual method, pores formed by evaporating water mainly in the dispersed phase remain in the ceramic to become a porous ceramic. The present invention is based on the finding that water droplets of a water-in-oil emulsion polymer can be enlarged by using an aqueous solution of a water-soluble polymer compound, more preferably in combination with a special surfactant. is there.

【0014】本発明において用いられるセラミックス粉
末としては、焼結性があって油中水型エマルジョンの著
しい相分離を起さないものが使用でき、例えば、アルミ
ナ、ジルコニア、マグネシア、スピネル、酸化亜鉛、酸
化鉄、酸化チタン、酸化錫などの金属酸化物、水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムな
どの金属水酸化物、さらには、炭化珪素、窒化珪素、窒
化アルミニウムなどがあげられるが、これらに限定され
るものではない。これらを単独または、二種以上混合し
て用いることが可能である。また、これらの粉末に、酸
化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、
酸化セリウム、酸化リチウム、硼酸塩、珪酸塩などの焼
結助剤、ガラス質フラックスなどの結合剤、その他着色
剤などを適宜少量添加させてもよい。
As the ceramic powder used in the present invention, those which are sinterable and do not cause remarkable phase separation of a water-in-oil emulsion can be used. For example, alumina, zirconia, magnesia, spinel, zinc oxide, Metal oxides such as iron oxide, titanium oxide, and tin oxide; metal hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide; and silicon carbide, silicon nitride, and aluminum nitride. However, the present invention is not limited to this. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, calcium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide,
Sintering aids such as cerium oxide, lithium oxide, borates and silicates, binders such as vitreous flux, and other coloring agents may be appropriately added in small amounts.

【0015】本発明において用いられる重合性不飽和化
合物としては、ラジカル重合またはレドックス重合しう
るものであって、しかも油中水型エマルジョンを生成し
うるものが使用でき、例えば、スチレン、α−メチルス
チレン、ジビニルベンゼン等のスチレン類、メチルメタ
クリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレ
ート、2−エチルヘキシルメタクリレート、エチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレートなどのメタクリル酸エステル類やメタ
クリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、
ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレー
ト、エチレングリコールジアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレートなどのアクリル酸エステル
類やアクリル酸、さらには、酢酸ビニルエステル、ジア
リルフタレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、不飽和ポリエステル類などがあげられるが、これら
に限定されるものではない。また、これらを単独または
二種以上を混合して用いることが可能である。特に、重
合性の多官能不飽和化合物、例えば、ジビニルベンゼ
ン、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート、エチレングリコール
ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル
(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレー
ト、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステル類などを
重合性の単官能性不飽和化合物に混合して共重合するこ
とにより、重合体が架橋構造となるのでより好ましい。
As the polymerizable unsaturated compound used in the present invention, those capable of undergoing radical polymerization or redox polymerization and capable of forming a water-in-oil emulsion can be used. For example, styrene, α-methyl Styrene, styrenes such as divinylbenzene, methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate,
Acrylic esters and acrylic acids such as butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, and trimethylolpropane triacrylate, as well as vinyl acetate, diallyl phthalate, acrylonitrile, methacrylonitrile, and unsaturated polyesters. But not limited thereto. These can be used alone or in combination of two or more. Particularly, polymerizable polyfunctional unsaturated compounds such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, It is more preferable that urethane (meth) acrylate, diallyl phthalate, unsaturated polyesters and the like be mixed with a polymerizable monofunctional unsaturated compound and copolymerized, since the polymer has a crosslinked structure.

【0016】本発明における水溶性高分子化合物として
は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロー
ス、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナ
トリウムなどのセルロースエーテル、ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドンな
どの合成高分子化合物、でんぷん、アラビアゴム、ゼラ
チンなどの天然高分子化合物などがあげられる。
Examples of the water-soluble polymer compound in the present invention include cellulose ethers such as hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, methylcellulose and sodium carboxymethylcellulose; synthetic polymer compounds such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide and polyvinylpyrrolidone; Examples include natural polymer compounds such as starch, gum arabic, and gelatin.

【0017】これら水溶性高分子化合物は、油中水型エ
マルジョンの生成において主に分散相への増粘作用、界
面活性作用により、分散相である水滴の大きさに変化を
及ぼしているものと考えられる。水溶性高分子化合物の
種類及びその水溶液の濃度は、油中水型エマルジョン中
の水滴の大きさと極めて関係が深く、水溶性高分子化合
物の水溶液の濃度が高くなると水滴の大きさが大きくな
り、得られるセラミックス多孔体の気孔の大きさも大き
くなる。よって、水溶液高分子化合物の種類及びその水
溶液の濃度を適宜選定することにより、所望の気孔の大
きさをもった油中水型エマルジョン重合物を得ることが
でき、それから得られる多孔質重合物を焼成することに
より、所望の気孔の大きさを持ったセラミックス多孔体
が得られる。
These water-soluble polymer compounds change the size of water droplets as a dispersed phase mainly due to a thickening action and a surfactant action on the dispersed phase in the formation of a water-in-oil emulsion. Conceivable. The type of the water-soluble polymer compound and the concentration of the aqueous solution are very closely related to the size of the water droplet in the water-in-oil emulsion, and as the concentration of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound increases, the size of the water droplet increases. The pore size of the obtained porous ceramic body also increases. Therefore, by appropriately selecting the type of the aqueous polymer compound and the concentration of the aqueous solution, a water-in-oil emulsion polymer having a desired pore size can be obtained, and a porous polymer obtained therefrom can be obtained. By firing, a ceramic porous body having a desired pore size is obtained.

【0018】水溶性高分子化合物の水溶液の濃度は、大
きな水滴をもった油中水型エマルジョンを生成するのに
充分な増粘作用、界面活性作用を得るため、また、適度
の油中水型エマルジョン重合物の強度を得るために、
0.05〜20重量%濃度であることが望ましい。ま
た、本発明において用いられる水溶性高分子化合物のな
かで、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロー
ス、メチルセルロースなどのセルロースエーテル、ポリ
ビニルアルコールは、低濃度でも分散相である水滴を大
きくする作用を有しているので特に好ましい。
The concentration of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is selected so as to obtain a thickening action and a surface-active action sufficient to form a water-in-oil emulsion having large water droplets. In order to obtain the strength of the emulsion polymer,
The concentration is desirably 0.05 to 20% by weight. In addition, among the water-soluble polymer compounds used in the present invention, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, cellulose ethers such as methylcellulose, and polyvinyl alcohol have an effect of increasing water droplets that are a dispersed phase even at a low concentration. It is particularly preferred because it has

【0019】本発明において用いられる乳化剤として
は、油中水型エマルジョンの生成する作用を有するもの
であれば特に限定されないが、なかでもH.L.B.が
3.5〜6.0程度の界面活性剤が適切で、例えば、ソ
ルビタンセスキオレート、ソルビタンモノオレート、ソ
ルビタンモノステアレートなどのソルビタンの高級脂肪
酸エステル、グリセロールステアレート、ポリグリセロ
ールオレートなどグリセロールあるいはポリグリセロー
ルの高級脂肪酸エステルなどがあげられる。また、これ
らの乳化剤は望ましい作用効果を得るために二種以上混
合して用いてもよい。さらに、これらの界面活性剤と、
H.L.B.の高い界面活性剤、例えば、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンド
デシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチル
フェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオ
レイン酸エステルなどのポリオキシエチレンの脂肪酸エ
ステルなどの非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレ
ンラウリルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエ
ーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルのリ
ン酸エステル、ポリエキシエチレンノニルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンジノニルフェニルエーテルな
どのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのリ
ン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤などとを混合
してH.L.B.を3.5〜6.0程度に調整したもの
を用いることもできる。
The emulsifier used in the present invention is not particularly limited as long as it has an action of producing a water-in-oil emulsion. L. B. Are suitable, for example, higher fatty acid esters of sorbitan such as sorbitan sesquiolate, sorbitan monooleate, sorbitan monostearate, glycerol stearate, and polyglycerol oleate. And higher fatty acid esters of glycerol. These emulsifiers may be used as a mixture of two or more kinds in order to obtain a desired effect. In addition, these surfactants,
H. L. B. Surfactants, such as polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether such as polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether and the like Nonionic surfactants such as fatty acid esters of polyoxyethylene such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene oleate, and phosphorus of polyoxyethylene alkyl ether such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene tridecyl ether Acid esters, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dinonyl phenyl ether, and other polyoxyethylene alkyls Mixing the like anionic surfactants such as phosphoric acid ester of phenyl ether with H. L. B. Adjusted to about 3.5 to 6.0 can also be used.

【0020】本発明において、乳化剤は分散相中の水溶
性高分子化合物と相互に作用し合っているので、乳化剤
の種類、H.L.B.の値を適宜選択することにより、
気孔の大きさを変えることもできる。特に、ソルビタン
セスキオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタン
モノステアレートから選ばれた少なくとも一種の界面活
性剤と、H.L.B.が6.5〜11.5のポリオキシ
エチレンアルキルエーテルまたはポリオキシエチレンア
ルキルアリールエーテルの、リン酸エステルから選ばれ
た少なくとも一種の界面活性剤を混合して、H.L.
B.を3.5〜6.0程度に調整したものは、容易に広
い範囲で気孔の大きさを変えることができるので特に好
ましい。乳化剤の重合性不飽和化合物に対する割合は、
重合性不飽和化合物100重量部に対し、5〜50重量
部が望ましく、より好ましくは10〜20重量部であ
る。
In the present invention, since the emulsifier interacts with the water-soluble polymer compound in the dispersed phase, the type of emulsifier and H.I. L. B. By appropriately selecting the value of
The size of the pores can also be varied. In particular, at least one surfactant selected from sorbitan sesquiolate, sorbitan monooleate, and sorbitan monostearate; L. B. Is mixed with at least one surfactant selected from phosphate esters of polyoxyethylene alkyl ethers or polyoxyethylene alkyl aryl ethers having a pH of 6.5 to 11.5. L.
B. Is preferably adjusted to about 3.5 to 6.0 because the pore size can be easily changed in a wide range. The ratio of the emulsifier to the polymerizable unsaturated compound is
The amount is preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable unsaturated compound.

【0021】ラジカル重合開始剤またはレドックス重合
開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤、レドック
ス重合開始剤を用いて行なうことができるが、油中水型
エマルジョンの著しい相分離、水分の蒸発を避けるため
100℃以下で重合開始剤としての機能をはたすものか
ら選定される。例としては、過酸化水素、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリウム、過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイル、t−ブチルパーオキシオクトエート、p−メ
ンタンヒドロパーオキサイド、ジーミリスチルパーオキ
シジカーボネート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)シクロヘキサンなどの過酸化物系重合開始剤、アゾ
ビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチル
バレロニトリルなどのアゾ系重合開始剤、クメンヒドロ
パーオキサイド/ポリアミン・Fe(II)塩、過酸化水
素/エチルアミン・Fe(II)塩、過硫酸アンモニウム
・過硫酸カリウム/亜硫酸ナトリウム・亜硫酸水素ナト
リウム・トリエタノールアミン・Fe(II)塩、過酸化
ベンゾイル・過酸化ラウロイル・メチルエチルケトンパ
ーオキサイド・t−ブチルヒドロパーオキサイド/ジメ
チルアニリン・ナフテン酸コバルト・スルフィン酸など
の組み合わせによるレドックス系重合開始剤を用いるこ
とができる。重合開始剤の添加量は、重合性不飽和化合
物100重量部に対して、0.05〜5重量部が望まし
い。
As a radical polymerization initiator or a redox polymerization initiator, a conventional radical polymerization initiator or a redox polymerization initiator can be used, but remarkable phase separation of a water-in-oil emulsion and evaporation of water are avoided. Therefore, it is selected from those having a function as a polymerization initiator at 100 ° C. or lower. Examples include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxyoctoate, p-menthane hydroperoxide, simiristil peroxydicarbonate, 1,1-bis Peroxide-based polymerization initiators such as (t-butylperoxy) cyclohexane, azo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile and azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, cumene hydroperoxide / polyamine.Fe (II) salt, hydrogen peroxide / ethylamine / Fe (II) salt, ammonium persulfate / potassium persulfate / sodium sulfite / sodium bisulfite / triethanolamine / Fe (II) salt, benzoyl peroxide / lauroyl peroxide / methyl ethyl ketone Peroxide / t-butyl hydropa It can be used redox polymerization initiator by combination of such oxide / dimethyl aniline naphthenate cobalt sulfinic acid. The addition amount of the polymerization initiator is preferably 0.05 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable unsaturated compound.

【0022】油中水型エマルジョン中の組成について
は、セラミックス粉末、重合性不飽和化合物、水溶性高
分子化合物の水溶液が重量比で、100:10〜50:
10〜300が望まい。この組成比で得られた油中水型
エマルジョンは安定で、その重合物は適度な強度を有し
ており、その焼成物の変形も小さい。より好ましくは、
100:20〜40:30〜200である。水溶性高分
子化合物の水溶液の添加量は、油中水型エマルジョン多
孔質重合物や、それを焼成して得られるセラミックス多
孔体の気孔率や気孔の大きさと極めて関係が深い。すな
わち、水溶性高分子化合物の水溶液の比率が大きくなる
と気孔率は大きくなり、逆に比率が小さくなると気孔率
も小さくなる。また、水溶性高分子化合物の水溶液の比
率が大きくなると多孔質重合物や、それを焼成して得ら
れるセラミックス多孔体の気孔の大きさが大きくなり、
逆に比率が小さくなると気孔の大きさが小さくなる。
With respect to the composition in the water-in-oil emulsion, the weight ratio of the ceramic powder, the polymerizable unsaturated compound, and the water-soluble polymer compound is 100: 10 to 50:
10 to 300 is desirable. The water-in-oil emulsion obtained at this composition ratio is stable, the polymer has an appropriate strength, and the deformation of the fired product is small. More preferably,
100: 20 to 40:30 to 200. The amount of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is extremely closely related to the porosity and pore size of the water-in-oil emulsion porous polymer and the ceramic porous body obtained by firing the polymer. That is, the porosity increases as the ratio of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound increases, and conversely, the porosity decreases as the ratio decreases. Also, when the ratio of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound is increased, the size of the pores of the porous polymer or the ceramic porous body obtained by baking it is increased,
Conversely, as the ratio decreases, the size of the pores decreases.

【0023】重合性不飽和化合物の組成比は小さい方が
焼成しやすいが、小さすぎると油中水型エマルジョンの
生成が困難になったり、重合物の強度が小さくなる。一
方、重合性不飽和化合物の組成比が大きすぎると焼成時
に変形などが起こり好ましくない。
The smaller the composition ratio of the polymerizable unsaturated compound is, the easier the baking is. However, if the composition ratio is too small, it becomes difficult to form a water-in-oil emulsion or the strength of the polymer is reduced. On the other hand, if the composition ratio of the polymerizable unsaturated compound is too large, deformation or the like occurs during firing, which is not preferable.

【0024】次に製造方法について説明する。本発明で
は先ず、セラミックス粉末、重合不飽和化合物、乳化
剤、ラジカル重合開始剤またはレドックス重合開始剤、
水溶性高分子化合物の水溶液を混合して油中水型エマル
ジョンを生成するのであるが、その方法としては、例え
ば、 予め重合性不飽和化合物にセラミックス粉末と乳化剤
を混合し、次いで水溶性高分子化合物の水溶液を添加し
ながら撹拌するかあるいは添加した後撹拌する方法。 予め重合性不飽和化合物、乳化剤、水溶性高分子化合
物の水溶液を混合し油中水型エマルジョンを生成し、次
いでセラミックス粉末を添加しながら撹拌するかあるい
は添加した後撹拌する方法。 セラミックス粉末、重合性不飽和化合物、乳化剤、水
溶性高分子化合物の水溶液を同時に加えて混合撹拌する
方法。 などがあるが、油中水型エマルジョンが生成するのであ
ればこれらに限定されない。重合開始剤はあらかじめ重
合性不飽和化合物あるいは水溶液に溶解させておくか、
油相に溶解するものであれば後から加えて溶解させても
よい。
Next, the manufacturing method will be described. In the present invention, first, ceramic powder, polymerized unsaturated compound, emulsifier, radical polymerization initiator or redox polymerization initiator,
An aqueous solution of a water-soluble polymer compound is mixed to form a water-in-oil emulsion. For example, the method is as follows: a ceramic powder and an emulsifier are mixed in advance with a polymerizable unsaturated compound, and then the water-soluble polymer is mixed. A method of stirring while adding an aqueous solution of a compound or stirring after addition. A method in which an aqueous solution of a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, and a water-soluble polymer compound is mixed in advance to form a water-in-oil emulsion, and then the mixture is stirred while ceramic powder is added, or stirred after addition. A method in which a ceramic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, and an aqueous solution of a water-soluble polymer compound are simultaneously added, followed by mixing and stirring. However, as long as a water-in-oil emulsion is formed, the present invention is not limited thereto. The polymerization initiator is previously dissolved in a polymerizable unsaturated compound or an aqueous solution,
If it dissolves in the oil phase, it may be added and dissolved later.

【0025】混合・撹拌には、かい十字形・プロペラ形
・タービン形などの翼を持った撹拌機、ボールミル・コ
ロイドミルなどの混合機、ニーダー・ポニーミキサー・
スクリュー押出機などの混練機を用いることができる
が、油中水型エマルジョンが生成するのであればこれら
に限定されない。重合温度、重合時間は、油中水型エマ
ルジョンの著しい相分離、水の蒸発を避けるため、10
0℃以下で1〜48時間とするのが好ましい。これらの
過程において、重合性不飽和化合物は油中水型エマルジ
ョンの油相として作用しているが、セラミックス粉末は
油相中にあるので、重合後はセラミックス粉末のバイン
ダーとしても作用するという特徴を有している。水溶性
高分子化合物の水溶液は、小滴となって油相中に均一に
分散している。重合後、該重合物を乾燥し、水分を蒸発
させるとその部分が気孔となり従って重合物は多孔質と
なる。その際、水溶性高分子化合物はその気孔内に残存
している。乾燥方法としては、熱風乾燥・内部加熱乾燥
・真空乾燥・凍結乾燥などがある。乾燥して得られた重
合物は適度な強度を有し、切削加工を行なうことができ
る。
For mixing and stirring, a stirrer having blades such as a paddle cross, a propeller, and a turbine, a mixer such as a ball mill and a colloid mill, a kneader, a pony mixer,
A kneader such as a screw extruder can be used, but is not limited thereto as long as a water-in-oil emulsion is formed. The polymerization temperature and polymerization time are set at 10 to avoid remarkable phase separation of the water-in-oil emulsion and evaporation of water.
It is preferable to set the temperature at 0 ° C. or lower for 1 to 48 hours. In these processes, the polymerizable unsaturated compound acts as the oil phase of the water-in-oil emulsion, but since the ceramic powder is in the oil phase, it also acts as a binder for the ceramic powder after polymerization. Have. The aqueous solution of the water-soluble polymer compound is uniformly dispersed in the oil phase as small droplets. After the polymerization, when the polymer is dried and water is evaporated, the portion becomes a pore and the polymer becomes porous. At that time, the water-soluble polymer compound remains in the pores. Examples of the drying method include hot air drying, internal heating drying, vacuum drying, and freeze drying. The polymer obtained by drying has an appropriate strength and can be cut.

【0026】該多孔質重合物を通常の方法で焼成する
と、まず有機物である重合性不飽和化合物の重合物、水
溶性高分子化合物、乳化剤等が熱分解あるいは酸化分解
により除去される。油相中に存在していたセラミックス
粉末は多孔質骨格を保ったまま残存し、次いでセラミッ
クス粉末の焼結あるいは結合が起こりセラミックス多孔
体が得られる。焼成は昇温速度1〜200℃/hrの条
件で1000℃以上であるのが好ましい。焼成条件は、
セラミックス粉末の種類、粒度、重合物を構成している
重合性不飽和化合物、水溶性高分子化合物、乳化剤の種
類及びそれらの組成比、重合物の大きさや形状、炉内雰
囲気などにより最適になるように適宜選定すればよい。
特に、有機物の熱分解あるいは酸化分解が起こる温度領
域では、多孔質骨格の変形やクラックの発生を防ぐた
め、昇湿速度を小さくして焼成するのが好ましい。その
際、重合物が重合性の多官能性不飽和化合物により架橋
された構造となっていると、この温度領域での昇温速度
を大きくしても多孔質骨格の変形やクラックの発生がお
こり難いので、それだけ焼成のためのエネルギーが少な
く経済的であるので好ましい。
When the porous polymer is calcined by an ordinary method, first, a polymer of an organic polymerizable unsaturated compound, a water-soluble polymer compound, an emulsifier and the like are removed by thermal decomposition or oxidative decomposition. The ceramic powder existing in the oil phase remains while maintaining the porous skeleton, and then the ceramic powder is sintered or bonded to obtain a ceramic porous body. The firing is preferably performed at a temperature rising rate of 1 to 200 ° C./hr and at a temperature of 1000 ° C. or higher. The firing conditions are
Optimum depending on the type and particle size of the ceramic powder, polymerizable unsaturated compound, water-soluble polymer compound, and the type of emulsifier and their composition ratio, polymer size and shape, furnace atmosphere, etc. May be appropriately selected as described above.
In particular, in a temperature range in which thermal decomposition or oxidative decomposition of organic substances occurs, it is preferable to perform calcination at a low humidification rate in order to prevent deformation and cracks of the porous skeleton. At that time, if the polymer has a structure cross-linked by a polymerizable polyfunctional unsaturated compound, the porous skeleton may be deformed or cracked even if the heating rate in this temperature range is increased. Since it is difficult, the energy for firing is small and the cost is low, so that it is preferable.

【0027】本発明において、重合物中の気孔は分散相
である水溶液の水滴に基づくものであるので、ほぼ球状
で、均一に分布している。重合物中の気孔の大きさは、
気孔径が大きいもので十数μmから約500μmで、重
合物中にはそれらより小さいものも混在している。これ
らを焼成すると、セラミックス粉末は油相中に存在して
いるので、セラミックス中に形成される気孔もほぼ球状
に近いものとなっている。しかし、重合物中の気孔が接
近し、気孔のセル壁が薄い部分や、セラミックス粉末が
大きい場合などは、焼成により気孔の融合が起こること
もある。セラミックス中の気孔の大きさも、気孔径が大
きいもので十数μmから約500μmで、セラミックス
中にはそれらより小さいものも混在している。また、こ
れらの気孔は連続気孔となっているが、それは主として
油相中の有機物が除去されることによりセラミックス粉
末間に生じた空隙や、気孔が融合することによって連続
化したものである。
In the present invention, since the pores in the polymer are based on water droplets of an aqueous solution which is a dispersed phase, they are substantially spherical and uniformly distributed. The size of the pores in the polymer is
It has a large pore diameter of about 10 μm to about 500 μm, and some smaller ones are mixed in the polymer. When these are fired, the ceramic powder is present in the oil phase, so that the pores formed in the ceramic are almost spherical. However, when the pores in the polymer are close to each other and the cell walls of the pores are thin or the ceramic powder is large, the fusion of the pores may occur by firing. The size of the pores in the ceramics is also large with a large pore diameter of about 10 μm to about 500 μm, and smaller ones are mixed in the ceramics. In addition, these pores are continuous pores, which are formed mainly by voids generated between the ceramic powders due to removal of organic substances in the oil phase and fusion of the pores.

【0028】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明する。なお、実施例及び比較例において得られた連続
気孔を有するセラミックス多孔体については、次に示す
方法によりその気孔径、見掛気孔率、カサ比重の測定を
行なった。 気孔径:焼成体破断面の走査型電子顕微鏡写真から、大
きい気孔の平均的大きさを測定。 1:試験片の乾燥重量(g) 乾燥温度105℃ W2:試験片の飽水重量(g) 3時間煮沸後、冷却し
た後水中から取り出し、表面の水滴を除去した状態での
重量 W3:飽水試料の水中重量(g)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
I will tell. In addition, the continuous obtained in the Example and the Comparative Example
For porous ceramics with pores,
Measurement of pore diameter, apparent porosity and bulk specific gravity
Done. Pore size: Large from the scanning electron micrograph of the fractured surface of the fired body
Measure the average size of the pores. W1: Dry weight of test piece (g) Drying temperature 105 ° C WTwo: Saturated weight of test piece (g) After boiling for 3 hours, cool
After taking out from the water, remove the water droplets on the surface
Weight WThree: Water weight of saturated water sample (g)

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

【0030】実施例1 アルミナ(AES−11、住友化学工業社製)100重
量部、スチレン21.6重量部、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート(以下TMPTと略す)2.4重
量部、ソルビタンセスキオレート(H.L.B.=3.
7、レオドールAO−15、花王社製)6重量部をボー
ルミルに投入し、24時間混合して混合物130重量部
を得た。得られた混合物130重量部をポリエチレン製
の容器に移し、過硫酸アンモニウム0.12重量部を溶
かした2重量パーセントのヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース(メトローズ90SH−4000、信越化学工
業社製)水溶液60重量部を徐々に加えながら、かい十
字型撹拌翼で激しく撹拌し安定な油中水型エマルジョン
を得た。次いで得られた油中水型エマルジョンを型枠に
流し込み、60℃で24時間重合させた後脱型し、60
℃で乾燥して多孔質重合物を得た。この多孔質重量物を
空気中で、昇温速度50℃/hr、1350℃で焼成し
て連続気孔を有するセラミックス多孔体を得た。得られ
たセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 1 100 parts by weight of alumina (AES-11, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 21.6 parts by weight of styrene, 2.4 parts by weight of trimethylolpropane trimethacrylate (hereinafter abbreviated as TMPT), sorbitan sesquiolate ( H.L.B. = 3.
7, Rheodol AO-15, manufactured by Kao Corporation) was charged into a ball mill and mixed for 24 hours to obtain 130 parts by weight of a mixture. 130 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and 60 parts by weight of a 2% by weight aqueous solution of hydroxypropyl methylcellulose (Metroze 90SH-4000, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in which 0.12 part by weight of ammonium persulfate was dissolved was gradually added. The mixture was vigorously stirred with a paddle-shaped stirring blade to obtain a stable water-in-oil emulsion. Next, the obtained water-in-oil emulsion was poured into a mold, polymerized at 60 ° C. for 24 hours, and then demolded.
It dried at ℃ and obtained the porous polymer. This porous weight was fired in air at a temperature rising rate of 50 ° C./hr and 1350 ° C. to obtain a porous ceramic body having continuous pores. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0031】比較例1 分散相として水溶性高分子化合物の水溶液のかわりに水
を用いる以外は、実施例1と同様にして連続気孔を有す
るセラミックス多孔体を得た。得られた多孔体の気孔径
は5μmであり、分散相としてヒドロキシプロピルメチ
ルセルロース水溶液を用いたもの(実施例1)に比べて
小さかった。その他の特性を表1に示す。
Comparative Example 1 A porous ceramic body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1 except that water was used instead of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound as the dispersed phase. The pore size of the obtained porous body was 5 μm, which was smaller than that using a hydroxypropylmethylcellulose aqueous solution as the dispersed phase (Example 1). Table 1 shows other characteristics.

【0032】実施例2,3では、水溶性高分子化合物の
種類をかえて連続気孔を有するセラミックス多孔体を作
成した。
In Examples 2 and 3, ceramic porous bodies having continuous pores were prepared by changing the type of the water-soluble polymer compound.

【0033】実施例2 アルミナ(AES−11)100重量部、スチレン2
6.7重量部、ジビニルベンゼン3重量部、ソルビタン
セスキオレート5.3重量部をボールミルに投入し、2
4時間混合して混合物135重量部を得た。得られた混
合物135重量部をポリエチレン製の容器に移し、過硫
酸アンモニウム0.15重量部を溶かした2重量パーセ
ントのヒドロキシエチルセルロース(HECダイセルS
P600、ダイセル化学工業社製)水溶液100重量部
を徐々に加えながら、かい十字撹拌翼で激しく撹拌し安
定な油中水型エマルジョンを得た。以下、実施例1と同
様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得た。
得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 2 100 parts by weight of alumina (AES-11), styrene 2
6.7 parts by weight, 3 parts by weight of divinylbenzene, 5.3 parts by weight of sorbitan sesquiolate were charged into a ball mill,
After mixing for 4 hours, 135 parts by weight of the mixture was obtained. 135 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and 0.15 parts by weight of ammonium persulfate was dissolved in 2% by weight of hydroxyethyl cellulose (HEC Daicel S).
While slowly adding 100 parts by weight of an aqueous solution (P600, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), the mixture was vigorously stirred with a paddle cross stirrer to obtain a stable water-in-oil emulsion. Thereafter, a porous ceramic body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1.
Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0034】実施例3 アルミナ(AES−22S、住友化学工業社製)100
重量部、スチレン26.5重量部、TMPT3重量部、
ソルビタンセスキオレート4.5重量部とポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテルのリン酸エステル(H.
L.B.=10.3)1重量部を混合してH.L.B.
を4.9に調整した混合物5.5重量部をボールミルに
投入し、24時間混合して混合物135重量部を得た。
得られた混合物135重量部をポリエチレン製の容器に
移し、過硫酸アンモニウム0.15重量部を溶かした3
重量パーセントのポリビニルアルコール(信越ボバール
PA−18、信越化学工業社製)水溶液60重量部を徐
々に加えながらかい十字型撹拌翼で激しく撹拌し安定な
油中水型エマルジョンを得た。以下、焼成条件を昇温速
度20℃/hr、1450℃に代える以外は実施例1と
同様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得
た。得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 3 Alumina (AES-22S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 100
Parts by weight, 26.5 parts by weight of styrene, 3 parts by weight of TMPT,
Phosphoric acid ester of 4.5 parts by weight of sorbitan sesquiolate and polyoxyethylene nonyl phenyl ether (H.
L. B. = 10.3) 1 part by weight and mixing L. B.
Was added to a ball mill, and the mixture was mixed for 24 hours to obtain 135 parts by weight of the mixture.
135 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and 0.15 parts by weight of ammonium persulfate was dissolved therein.
While slowly adding 60 parts by weight of a weight percent aqueous solution of polyvinyl alcohol (Shin-Etsu Bovar PA-18, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), the mixture was vigorously stirred with a paddle-shaped stirring blade to obtain a stable water-in-oil emulsion. Hereinafter, a ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing conditions were changed to a heating rate of 20 ° C./hr and 1450 ° C. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0035】比較例2 分散相として水溶性高分子化合物の水溶液のかわりに水
を用いる以外は、実施例3と同様にして連続気孔を有す
るセラミックス多孔体を得た。得られた多孔体の気孔体
は4μmであり、乳化剤との相互作用はみられず実施例
3に比べ気孔径は小さかった。その他の特性を表1に示
す。
Comparative Example 2 A porous ceramic body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 3 except that water was used as the dispersed phase instead of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound. The obtained porous body had a pore size of 4 μm, and showed no interaction with the emulsifier, and the pore size was smaller than that of Example 3. Table 1 shows other characteristics.

【0036】実施例4,5では、水溶性高分子化合物の
水溶液の添加量をかえて、気孔径の異なる連続気孔を有
するセラミックス多孔体を作成した。
In Examples 4 and 5, ceramic porous bodies having continuous pores having different pore diameters were prepared by changing the amount of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound.

【0037】実施例4 アルミナ(ALM−25、住友化学工業社製)100重
量部、スチレン23.4重量部、TMPT2.6重量
部、ソルビタンセスキオレート3重量部とポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテルのリン酸エステル1重量
部を混合してH.L.B.を5.4に調整した混合物4
重量部をボールミルに投入し、24時間混合して混合物
130重量部を得た。得られた混合物130重量部をポ
リエチレン製の容器に移し、過硫酸アンモニウム0.1
3重量部を溶かした0.5重量パ陛ーセントのヒドロキ
シプロピルメチルセルロース水溶液100重量部を徐々
に加えながら、かい十字型撹拌翼で激しく撹拌し安定な
油中水型エマルジョンを得た。以下、焼成条件を昇温速
度30℃/hr、1550℃に代える以外は実施例1と
同様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得
た。得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 4 100 parts by weight of alumina (ALM-25, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 23.4 parts by weight of styrene, 2.6 parts by weight of TMPT, 3 parts by weight of sorbitan sesquiolate and phosphorus of polyoxyethylene nonylphenyl ether 1 part by weight of the acid ester was mixed and mixed. L. B. Mixture 4 adjusted to 5.4
Parts by weight were put into a ball mill and mixed for 24 hours to obtain 130 parts by weight of the mixture. 130 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and 0.1% of ammonium persulfate was added.
While gradually adding 100 parts by weight of a 0.5 part by weight aqueous solution of hydroxypropylmethyl cellulose in which 3 parts by weight was dissolved, the mixture was vigorously stirred with a paddle-shaped stirring blade to obtain a stable water-in-oil emulsion. Hereinafter, a ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing conditions were changed to a heating rate of 30 ° C./hr and 1550 ° C. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0038】実施例5 0.5重量パーセントのヒドロキシプロピルメチルセル
ロース水溶液を150重量部にした以外は実施例4と同
様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得た。
得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 5 A ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 4, except that the aqueous solution of 0.5% by weight of hydroxypropylmethylcellulose was changed to 150 parts by weight.
Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0039】実施例6 アルミナ(AES−11)100重量部、スチレン16
重量部、ソルビタンモノオレート(H.L.B.=4.
3 レオドールSP−O10、花王社製)3.4重量部
とポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのリン酸
エステル0.6重量部を混合してH.L.B.を5.2
に調整した混合物4重量部をボールミルに投入し、24
時間混合して混合物120重量部を得た。得られた混合
物120重量部をポリエチレン製の容器に移し、過硫酸
アンモニウム0.16重量部を溶かした0.5重量パー
セントのヒドロキシプロピルメチルセルロース水溶液5
0重量部を徐々に加えながら、かい十字型撹拌翼で激し
く撹拌し安定な油中水型エマルジョンを得た。以下、焼
成条件を昇温速度5℃/hrに代える以外は実施例1と
同様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得
た。得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 6 100 parts by weight of alumina (AES-11), styrene 16
Parts by weight, sorbitan monooleate (HLB = 4.
3.4 Reodol SP-O10, manufactured by Kao Corporation) and 0.6 part by weight of a phosphoric acid ester of polyoxyethylene nonylphenyl ether. L. B. 5.2
4 parts by weight of the mixture adjusted to
The mixture was mixed for 120 hours to obtain 120 parts by weight of the mixture. 120 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and 0.5% by weight of an aqueous solution of hydroxypropylmethylcellulose 5 containing 0.16 parts by weight of ammonium persulfate was dissolved.
The mixture was vigorously stirred with a paddle-shaped stirring blade while gradually adding 0 parts by weight to obtain a stable water-in-oil emulsion. Hereinafter, a ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing conditions were changed to a heating rate of 5 ° C./hr. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0040】実施例7 乳化剤をソルビタンモノステアレート(H.L.B.=
4.7 ソルゲン50、第一工業製薬社製)3.4重量
部とポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのリン
酸エステル0.6重量部を混合してH.L.B.を5.
5に調整した混合物4重量部に代える以外は、実施例6
と同様にして連続気孔を有するセラミックス多孔体を得
た。得られたセラミックス多孔体の特性を表1に示す。
Example 7 The emulsifier was sorbitan monostearate (HLB =
4.7 Sorgen 50 (Daiichi Kogyo Seiyaku) 3.4 parts by weight and 0.6 parts by weight of a polyoxyethylene nonylphenyl ether phosphate ester were mixed. L. B. To 5.
Example 6 except that 4 parts by weight of the mixture adjusted to 5 were used.
In the same manner as in the above, a ceramic porous body having continuous pores was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0041】実施例8〜10では、乳化剤のH.L.
B.をかえて、気孔径の異なる連続気孔を有するセラミ
ックス多孔体を作成した。
In Examples 8 to 10, the emulsifier H.I. L.
B. Instead, a ceramic porous body having continuous pores having different pore diameters was prepared.

【0042】実施例8 アルミナ(AMS−5、住友化学工業社製))100重
量部、スチレン24.3重量部、TMPT2.7重量
部、ソルビタンセスキオレート2.3重量部とポリオキ
シエチレントリデシルエーテルのリン酸エステル(H.
L.B.=11.5)0.7重量部を混合してH.L.
B.を5.5に調整した混合物3重量部をボールミルに
投入し、24時間混合して混合物130重量部を得た。
得られた混合物130重量部をポリエチレン製の容器に
移し、過硫酸アンモニウム0.14重量部を溶かした
0.4重量パーセントのヒドロキシプロピルメチルセル
ロース水溶液100重量部を徐々に加えながら、かい十
字型撹拌翼で激しく撹拌し安定な油中水型エマルジョン
を得た。以下、焼成条件を昇温速度30℃/hr、15
50℃に代える以外は実施例1と同様にして連続気孔を
有するセラミックス多孔体を得た。得られたセラミック
ス多孔体の特性を表1に示す。
Example 8 100 parts by weight of alumina (AMS-5, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 24.3 parts by weight of styrene, 2.7 parts by weight of TMPT, 2.3 parts by weight of sorbitan sesquiolate and polyoxyethylene tridecyl Phosphates of ethers (H.
L. B. = 11.5) 0.7 parts by weight, and L.
B. Was added to a ball mill and mixed for 24 hours to obtain 130 parts by weight of the mixture.
130 parts by weight of the obtained mixture was transferred to a polyethylene container, and while gradually adding 100 parts by weight of a 0.4% by weight aqueous solution of hydroxypropylmethylcellulose in which 0.14 parts by weight of ammonium persulfate was dissolved, a paddle-shaped stirring blade was used. The mixture was vigorously stirred to obtain a stable water-in-oil emulsion. Hereinafter, the sintering conditions were as follows: heating rate 30 ° C./hr,
A ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 50 ° C. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0043】実施例9 乳化剤をソルビタンセスキオレート2.3重量部とポリ
オキシエチレントリデシルエーテルのリン酸エステル
(H.L.B.=9.4)0.7重量部を混合してH.
L.B.を5.0に調整した混合物3重量部に代える以
外は実施例8と同様にして連続気孔を有するセラミック
ス多孔体を得た。得られたセラミックス多孔体の特性を
表1に示す。
Example 9 2.3 parts by weight of sorbitan sesquiolate and 0.7 part by weight of a phosphoric acid ester of polyoxyethylene tridecyl ether (HLB = 9.4) were mixed as an emulsifier, and
L. B. Was changed to 5.0, and a ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 8, except that 3 parts by weight of the mixture was adjusted to 5.0. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0044】実施例10 乳化剤をソルビタンセスキオレート2.3重量部とポリ
オキシエチレンラウリルエーテルのリン酸エステル
(H.L.B.=6.6)0.7重量部を混合してH.
L.B.を4.4に調整した混合物3重量部に代える以
外は実施例9と同様にして連続気孔を有するセラミック
ス多孔体を得た。得られたセラミックス多孔体の特性を
表1に示す。
Example 10 As an emulsifier, 2.3 parts by weight of sorbitan sesquiolate and 0.7 part by weight of a phosphoric acid ester of polyoxyethylene lauryl ether (HLB = 6.6) were mixed.
L. B. Was changed to 4.4, and a ceramic porous body having continuous pores was obtained in the same manner as in Example 9 except that the mixture was changed to 4.4 parts by weight. Table 1 shows the properties of the obtained ceramic porous body.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明は、油中水型エマルジョンを利用
したセラミックス多孔体の製造方法において、該エマル
ジョン中の分散相として水溶性高分子化合物の水溶液を
用いることに特徴がある。本発明の製造方法によって得
られるセラミックス多孔体においては、気孔は均一に分
布し、その形状はほぼ球状である。気孔の大きさは、気
孔径の大きいもので十数μmから約500μmで、それ
らより小さいものも混在し、これらの気孔の大きさ、及
び気孔率は、前記水溶性高分子化合物の水溶液の濃度、
添加量により任意の大きさに容易に調整することができ
る。また、これらの気孔は、セラミックス粉末間の空隙
や、気孔の融合により連続気孔となっている。本発明に
よって得られたセラミックス多孔体はその特徴を生か
し、フィルター、各種吸着剤、触媒担体、バイオリアク
ター用担体、吸音材、建材などに有用である。
According to the present invention, a method for producing a porous ceramic body using a water-in-oil emulsion is characterized in that an aqueous solution of a water-soluble polymer compound is used as a dispersion phase in the emulsion. In the porous ceramic body obtained by the production method of the present invention, pores are uniformly distributed, and the shape thereof is substantially spherical. The size of the pores is from a few tens of μm to about 500 μm with a large pore size, and smaller ones are also mixed, and the size and porosity of these pores are determined by the concentration of the aqueous solution of the water-soluble polymer compound. ,
It can be easily adjusted to an arbitrary size depending on the amount added. Further, these pores are continuous pores due to voids between the ceramic powders and fusion of the pores. The ceramic porous body obtained by the present invention is useful for filters, various adsorbents, catalyst carriers, carriers for bioreactors, sound-absorbing materials, building materials, etc. by making use of its features.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例4において製造されたセラミックス多孔
体の電子顕微鏡写真。
FIG. 1 is an electron micrograph of a ceramic porous body manufactured in Example 4.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 セラミックス粉末、重合性不飽和化合
物、乳化剤、ラジカル重合開始剤またはレドックス重合
開始剤、水溶性高分子化合物の水溶液を混合して油中水
型エマルジョンとなし、該油中水型エマルジョン中の重
合性不飽和化合物を重合させた後乾燥し、焼成すること
を特徴とするセラミックス多孔体の製造方法。
An aqueous solution of a ceramic powder, a polymerizable unsaturated compound, an emulsifier, a radical polymerization initiator or a redox polymerization initiator, and a water-soluble polymer compound is mixed to form a water-in-oil emulsion. A method for producing a ceramic porous body, comprising: polymerizing a polymerizable unsaturated compound in an emulsion, followed by drying and firing.
【請求項2】 前記水溶性高分子化合物がヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロース、メチルセルロ
ース及びポリビニルアルコールから選ばれた少なくとも
一種であることを特徴とする請求項1記載のセラミック
ス多孔体の製造方法。
2. The production of a porous ceramic body according to claim 1, wherein said water-soluble polymer compound is at least one selected from hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, methylcellulose and polyvinyl alcohol. Method.
【請求項3】 前記乳化剤が、ソルビタンセスキオレー
ト、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノステアレ
ートから選ばれた少なくとも一種の界面活性剤と、H.
L.Bが6.5〜11.5のポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルまたはポリオキシエチレンアルキルアリール
エーテルの、リン酸エステルから選ばれた少なくとも一
種の界面活性剤を混合して、H.L.Bを3.5〜6.
0に調整したものであることを特徴とする請求項1記載
のセラミックス多孔体の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the emulsifier comprises at least one surfactant selected from sorbitan sesquiolate, sorbitan monooleate and sorbitan monostearate.
L. B. at least one surfactant selected from phosphate esters of polyoxyethylene alkyl ether or polyoxyethylene alkyl aryl ether having 6.5 to 11.5, L. B to 3.5-6.
The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, wherein the ceramic porous body is adjusted to 0.
【請求項4】 重合性不飽和化合物が重合性の単官能不
飽和化合物と重合性の多官能不飽和化合物との混合物で
あることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載のセ
ラミックス多孔体の製造方法。
4. The ceramic porous body according to claim 1, wherein the polymerizable unsaturated compound is a mixture of a polymerizable monofunctional unsaturated compound and a polymerizable polyfunctional unsaturated compound. Manufacturing method.
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