(57)【要約】【課題】  無機物が溶解乃至分散している汚水を浄化するためなどに有用な多孔性セラミックス焼結体の簡易かつ低コストな製造方法を提供すること。【解決手段】  ２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物を焼成することで、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物を焼成することで、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とする多孔性セラミックス焼結体の製造方法。
【請求項２】
前記シート状物を、セラミックス粉末と有機バインダを少なくとも含む混練物を２枚のプラスチックシートの間に挟み込んで全体をホットプレスする工程によって得ることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記シート状物の焼成を３００℃〜８５０℃で行うことを特徴とする請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
前記セラミックス粉末がシリカとチタン酸バリウムを少なくとも含んでなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法で製造されてなることを特徴とする多孔性セラミックス焼結体。
【請求項６】
請求項５記載の多孔性セラミックス焼結体に無機物が溶解乃至分散している汚水を接触させることで無機物を吸着除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とする汚水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機物が溶解乃至分散している汚水を浄化するためなどに有用な多孔性セラミックス焼結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリカ（ＳｉＯ2）やチタン酸バリウム（ＴｉＢａＯ3）などからなる多孔性セラミックス焼結体は、水中のリン（Ｐ）、アンモニア（ＮＨ3）、鉛（Ｐｂ）や砒素（Ａｓ）やカドミウム（Ｃｄ）をはじめとする重金属などの無機物を吸着する特性を有することで、汚水浄化などの用途に用いることができることは公知の事実である（例えば下記の特許文献１を参照）。
しかしながら、優れた特性を有する多孔性セラミックス焼結体の簡易かつ低コストな製造方法は、今なお満足し得るものが存在せず、切望されている状況にある。
【特許文献１】特開２００３−４８７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明は、無機物が溶解乃至分散している汚水を浄化するためなどに有用な多孔性セラミックス焼結体の簡易かつ低コストな製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の点に鑑みて本発明者が鋭意検討を重ねた結果なされた本発明の多孔性セラミックス焼結体の製造方法は、請求項１記載の通り、２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物を焼成することで、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とする。
また、請求項２記載の製造方法は、請求項１記載の製造方法において、前記シート状物を、セラミックス粉末と有機バインダを少なくとも含む混練物を２枚のプラスチックシートの間に挟み込んで全体をホットプレスする工程によって得ることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
また、請求項３記載の製造方法は、請求項１または２記載の製造方法において、前記シート状物の焼成を３００℃〜８５０℃で行うことを特徴とする。
また、請求項４記載の製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法において、前記セラミックス粉末がシリカとチタン酸バリウムを少なくとも含んでなることを特徴とする。
また、本発明の多孔性セラミックス焼結体は、請求項５記載の通り、請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法で製造されてなることを特徴とする。
また、本発明の汚水浄化方法は、請求項６記載の通り、請求項５記載の多孔性セラミックス焼結体に無機物が溶解乃至分散している汚水を接触させることで無機物を吸着除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、無機物が溶解乃至分散している汚水を浄化するためなどに有用な多孔性セラミックス焼結体の簡易かつ低コストな製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の多孔性セラミックス焼結体の製造方法は、２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物を焼成することで、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去する工程を少なくとも含んでなることを特徴とするものである。本発明の多孔性セラミックス焼結体の製造方法における製造原料として好適なセラミックス粉末としては、無機物に対する優れた吸着特性を有するシリカとチタン酸バリウムを任意の組成比で少なくとも含んでなるものが挙げられる。
【０００７】
本発明における焼成対象となる２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物は、例えば、セラミックス粉末と有機バインダを少なくとも含む混練物を２枚のプラスチックシートの間に挟み込んで全体をホットプレスする工程によって得ることができる。プラスチックシートの素材としては、ポリカーボネートなどが挙げられる。有機バインダとしては、セラミックス体を作製する際に所謂成形剤として用いることができるものであれば特段限定されるものではなく、ポリビニルアルコールやデンプンなどが挙げられる。シート状物を得るための具体的な方法としては、製造原料としてシリカとチタン酸バリウムからなるセラミックス粉末を用いる場合、例えば、シリカとチタン酸バリウムの組成比が重量比で５：９５〜９５：５であるセラミックス粉末と、有機バインダと、水を、よく混合することで得られるスラリー状の混練物（セラミックス粉末と有機バインダの組成比は重量比で例えば９５：５〜８０：２０とすればよい）を、第１のプラスチックシートに適度な厚みでもって塗布した後、塗布した混練物の表面に第２のプラスチックシートを載置してからロールプレスなどを行うことで、混練物を２枚のプラスチックシートの間に挟み込み、これを十分に乾燥させてから、全体をホットプレスする方法が挙げられる。有機バインダとしてポリビニルアルコールを用いる場合、ホットプレスは、２４０℃〜２６０℃で行うことが望ましい。
【０００８】
なお、混練物を第１のプラスチックシートと第２のプラスチックシートの間に挟み込み、これを十分に乾燥させてから、第２のプラスチックシートの外側の面（混練物の表面に載置した面と反対側の面）に混練物を適度な厚みでもって塗布した後、塗布した混練物の表面に第３のプラスチックシートを載置してからロールプレスなどを行うことで、混練物を第２のプラスチックシートと第３のプラスチックシートの間に挟み込み、これを十分に乾燥させ、さらに必要に応じてこの操作を繰り返し、３枚以上のプラスチックシートのそれぞれのプラスチックシートの間に混練物を挟み込み、全体をホットプレスすることで得られる多層シート状物を本発明における焼成対象としてもよい。こうすれば、厚みのある多孔性セラミックス焼結体を得ることができる。
【０００９】
また、各種の電気製品に用いられるプリント基板の基材は、上記の２枚のプラスチックシートの間にセラミックス粉末が有機バインダによって固着されたシート状物に相当するので、プリント基板の基材を本発明における焼成対象としてもよい。プリント基板の作製時に発生する端材を焼成対象とすれば、その有効利用を図ることができる。
【００１０】
上記のようにして得たシート状物を焼成することで、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去する。シート状物を焼成することにより、粉末粒子と粉末粒子が焼き固まり、粉末粒子と粉末粒子の間に存在していた有機バインダは消失し、有機バインダが存在していた部分が空隙（微細孔）となって、目的とする多孔性セラミックス焼結体となる。シート状物の焼成は、電気炉などを用いて焼成の進行具合を調節しながら３００℃〜８５０℃で行うことが望ましい。焼成温度が３００℃を下回ると、有機バインダとプラスチックシートが十分に分解除去されない恐れがあるからである。一方、焼成温度が８５０℃を上回ると、セラミックス粉末の焼結が進行しすぎた場合には、大きな自結晶が生成してしまうことで、化学的に無機物を吸着する能力が低下する恐れがあるからである。また、自結晶と自結晶の間などにミクロン単位の空間が形成され、微細な多孔性が失われる恐れがあるからである。シート状物の焼成時間は、例えば、１０分〜１０時間である。なお、シート状物の焼成は、複数のシート状物を積層した状態で行ってもよい。こうすれば、厚みのある多孔性セラミックス焼結体を得ることができる。
【００１１】
本発明の製造方法で製造されてなる多孔性セラミックス焼結体は、水中のリン、アンモニア、鉛や砒素やカドミウムをはじめとする重金属などの無機物を吸着する特性に優れたものであるので、汚水浄化などの用途に用いることができる他、水中の有機物の分解作用を有する微生物の担持体などとしても用いることができる。また、この多孔性セラミックス焼結体を粉砕して得られる粉砕物は、多孔性ペレットをはじめとする各種の多孔性成形体を製造するための原料として有用である。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の多孔性セラミックス焼結体の製造方法を、実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
実施例１：
シリカとチタン酸バリウムからなるセラミックス粉末（組成比は重量比で１：１）と、ポリビニルアルコールと、水を、よく混合することでスラリー状の混練物を得た（セラミックス粉末とポリビニルアルコールの組成比は重量比で９：１）。この混練物を第１のポリカーボネートシートに適度な厚みでもって塗布した後、塗布した混練物の表面に第２のポリカーボネートシートを載置してからロールプレスを行うことで、混練物を２枚のポリカーボネートシートの間に挟み込み、これを大気中で十分に乾燥させてから、全体をホットプレス機を用いて２５０℃でホットプレスしてシート状物を得た。こうして得たシート状物を電気炉を用いて８００℃で焼成することで（焼成時間は３時間）、セラミックス粉末を焼結させるとともに、有機バインダとプラスチックシートを分解除去して平板状の多孔性セラミックス焼結体を製造した。
こうして製造した多孔性セラミックス焼結体の表面を電子顕微鏡で観察したところ、ほぼ均一な１μｍ以下の微細孔が表面全体に存在していた。
こうして製造した多孔性セラミックス焼結体（質量１．１１ｇ）を、リン酸濃度が１００ｍｌ中０．１ｇであるリン酸水溶液１００ｍｌに浸漬し、室温で静置した。２４時間経過後にリン酸水溶液の吸光度（波長５００ｎｍ）を測定し、予め作成しておいた検量線からリン酸水溶液のリン酸濃度を算出することで、多孔性セラミックス焼結体のリンの吸着特性を調べた結果、約９５％のリンを吸着できたことがわかった。
【００１４】
実施例２：
実施例１におけるシート状物の焼成温度８００℃を９５０℃とすること以外は、実施例１と同様にして多孔性セラミックス焼結体を製造した。
こうして製造した多孔性セラミックス焼結体の表面を電子顕微鏡で観察したところ、数μｍの空間が表面に点在していた。
こうして製造した多孔性セラミックス焼結体のリンの吸着特性を実施例１と同様にして調べた結果、優れた効果が認められるものの、その効果は実施例１の多孔性セラミックス焼結体の効果に比べて劣るものであった。この結果から、本発明の製造方法で製造される多孔性セラミックス焼結体が優れたリンの吸着特性を示すためには、当該焼結体が好適な孔径の微細孔を有することが重要であること、孔径の制御にはシート状物の焼成温度の制御が重要であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、無機物が溶解乃至分散している汚水を浄化するためなどに有用な多孔性セラミックス焼結体の簡易かつ低コストな製造方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。