(57)【要約】【課題】有機質結合材剤等の添加剤を使わずに、成形体強度に優れ、更に、可燃性気孔形成剤等の添加剤を使わずに、焼成後の気孔率を広範囲に調節できる、環境に対する負荷が小さく、製造工程が簡便、かつ低コストであるヘキサアルミネート多孔質セラミックス及びその製造方法を提供する。【解決手段】水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練して成形、乾燥、焼成して、開気孔率が５％以上の多孔質セラミックスを製造することを特徴とするヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法、及び該方法により製造された水の添加量により開気孔率を５％以上の所定の範囲に制御したヘキサアルミネート多孔質セラミックス。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練して成形、乾燥、焼成して、開気孔率が５％以上の多孔質セラミックスを製造することを特徴とするヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項２】
水硬性アルミナが、水和反応により水和物を形成するアルミナである請求項１記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項３】
アルカリ土類元素の炭酸塩が、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうちの少なくとも１種の炭酸塩である請求項１記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項４】
酸化アルミニウム水和物が、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト及び非晶質アルミナ水和物のうちの少なくとも１種である請求項１記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項５】
上記混合粉末１００重量部を５〜２００重量部の水と混練する請求項１記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項６】
水の添加量により開気孔率を５％以上の所定の範囲に制御する請求項１記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
【請求項７】
水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、所定量の水と混練して成形、乾燥、焼成して製造された、水の添加量により開気孔率を５％以上の所定の範囲に制御したことを特徴とするヘキサアルミネート多孔質セラミックス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘキサアルミネート多孔質セラミックス及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは、水の添加により、気孔率を所定の範囲に調節したことを特徴とするヘキサアルネート多孔質セラミックス、及びその製造方法に関するものである。本発明によって得られるヘキサアルミネート多孔質セラミックスは、ヘキサアルミネートの特徴である高耐熱性と高耐食性、及び開気孔率５％以上の所定の範囲に制御された気孔率を有しており、例えば、高温燃焼ガス排気フィルター、触媒担体、断熱材、吸音材等の構造材として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、セラミックスの製造においては、セラミックス原料粉末を任意の形状に成形し、その形状を保持するために、結合剤が使用されている。例えば、ヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造においても、原料粉末から任意の形状を成形する工程で、結合剤が必要である。この結合材としては、例えば、ポリビニルアルコール、澱粉、メチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリエチレン等の有機質結合剤が使用されている。
【０００３】
ヘキサアルミネートは、ＣａＡｌ12Ｏ19、ＳｒＡｌ12Ｏ19、Ｂａ0.79Ａｌ10.9Ｏ17.14 などの組成式を持ち（非特許文献１参照）、耐熱性と耐食性に優れた特徴を持っている。これらのことから、ヘキサアルミネート原料粉末に、気孔形成材を添加し、混練後、成形、焼成して製造されるヘキサアルミネート多孔質セラミックスは、例えば、高温燃焼ガス排気フィルター、触媒担体、断熱材、吸音材等の高温及び腐食雰囲気下等の過酷な環境下で使用できる構造材として注目されている。
【０００４】
このように、従来、ヘキサアルミネート多孔質セラミクスの製造では、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの炭酸塩粉末と、酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末からなるヘキサアルミネート原料粉末に、澱粉、アクリル樹脂、カーボン粉末等の可燃性物質を、気孔形成剤として、添加、混練して、成形、焼成し、可燃性物質が燃焼、除去された空隙により、ヘキサアルミネートセラミックスの気孔を形成することが行われていた。従って、気孔形成剤の添加量を調整して、ヘキサアルミネート多孔質セラミックスの気孔率を調節することが行われていた。更に、酸化アルミニウム粉末とＢａ又はＳｒの硫酸塩粉末を、成形、焼成し、その後、可溶性塩を溶脱して多孔体を製造する方法（非特許文献２参照）、も知られていた。
【０００５】
しかしながら、従来の方法には、それぞれ、次のような問題点があった。有機質結合剤が燃焼するときに発生するガスは、環境を汚染する恐れがある。また、環境汚染を防止するための工程を加えると、製造工程が複雑化するため、製造コストが増大し、経済的に不利である。更に、焼成後の多孔質セラミックス中に有機質結合材が残炭又は灰分として残留すると、品質上の問題を生じるため、完全に燃焼除去する必要があり、そのコストは無視できないという問題がある。
【０００６】
可燃性物質からなる気孔形成剤を用いる方法では、気孔形成剤の添加する量を調節することにより気孔率を容易に調節することができる。しかし、気孔形成剤が燃焼するときに発生するガスは、環境を汚染する恐れがある。また、環境汚染を防止するための工程を加えると、製造工程が複雑化するため、製造コストが増大し、経済的に不利である。更に、焼成後の多孔質セラミックス中に気孔形成剤が残炭又は灰分として残留すると、品質上の問題を生じるため、完全に燃焼除去する必要があり、そのコストは無視できないという問題がある。
【０００７】
酸化アルミニウム粉末と、Ｂａ又はＳｒの硫酸塩粉末を、成形、焼成し、その後、可溶性塩を溶脱して多孔体を製造する方法では、１１００℃以上でＢａ又はＳｒの硫酸塩の分解にともなうガス（ＳＯ、ＳＯ2 、及びＯ2 ）が、気孔形成に寄与する。更に、分解後のＢａ又はＳｒの酸化物が酸化アルミニウムと１４００℃以上で反応して生成するバリウムモノアルミネート／バリウムヘキサアルミネート混合セラミックス、又はストロンチウムモノアルミネート／ストロンチウムヘキサアルミネート混合セラミックス中のバリウム又はストロンチウムモノアルミネートを、塩酸で溶脱して形成された空隙が、気孔になる。
【０００８】
しかし、Ｂａ又はＳｒの硫酸塩の分解にともなうガス（ＳＯ、ＳＯ2 ）は、有毒であり、特に、ＳＯ2 は、空気中０．００３％以上では、植物は枯死し、０．０１２％以上では、人体に害があるといわれるが（非特許文献３参照）、これらの害を防止するための工程を加えると、製造工程が複雑化するため、製造コストが増大し、経済的に不利である。また、バリウム又はストロンチウムモノアルミネートの溶脱のために、７０℃の熱塩酸に焼結体を２０時間浸けることを５回繰り返すことから、熱塩酸に対する作業安全を図るためのコスト、及び溶脱に長時間を要するため、製造コストが増大し、経済的に不利である。更に、溶脱した毒性の強いバリウム塩を無害化するための工程を加えると、製造工程が複雑化するため、製造コストが増大し、経済的に不利である。
【０００９】
【非特許文献１】
N. Iyi，Z. Inoue，S. Takekawa, Y. Bando and   S. Kimura ，"Electron Microscopic Study of Barium Hexaaluminates，Journal of Solid State Chemistry, ４７，３４−４０（１９８３）
【非特許文献２】
別府義久、マテリアルインテグレーション、Ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．４、２３−２７（２００１）
【非特許文献３】
久保亮五、長倉三郎、井口洋夫、江沢  洋編集  岩波理化学事典  第４版、ｐ４９１、岩波書店（１９８７）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記従来技術の各種の問題を解消することが可能な新しいヘキサアルミネート多孔質セラミックス及びその製造方法を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練して成形、乾燥、焼成することにより、所期の目的を全て達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、水の添加により、気孔率を５％以上の所定の範囲に制御することが可能なヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法、及びそのヘキサアルミネート多孔質セラミックスを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練して成形、乾燥、焼成して、開気孔率が５％以上の多孔質セラミックスを製造することを特徴とするヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（２）水硬性アルミナが、水和反応により水和物を形成するアルミナである前記（１）記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（３）アルカリ土類元素の炭酸塩が、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうちの少なくとも１種の炭酸塩である前記（１）記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（４）酸化アルミニウム水和物が、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト及び非晶質アルミナ水和物のうちの少なくとも１種である前記（１）記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（５）上記混合粉末１００重量部を５〜２００重量部の水と混練する前記（１）記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（６）水の添加量により開気孔率を５％以上の所定の範囲に制御する前記（１）記載のヘキサアルミネート多孔質セラミックスの製造方法。
（７）水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、所定量の水と混練して成形、乾燥、焼成して製造された、水の添加量により開気孔率を５％以上の所定の範囲に制御したことを特徴とするヘキサアルミネート多孔質セラミックス。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練して成形、乾燥、焼成して、所望の気孔率を持つヘキサアルミネート多孔質セラミックスを製造し、提供することを特徴とするものである。なお、水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、以下、混合粉末と記載することがある。
【００１３】
本発明において、水硬性アルミナは、水和反応により水和物を形成するアルミナであることを特徴とする粉末であり、その製造方法は制限されない。また、アルカリ土類元素の炭酸塩粉末は、ＣａＣＯ3 、ＳｒＣＯ3 、ＢａＣＯ3 の組成式で表記される炭酸塩粉末であり、これらの製造方法は制限されない。更に、酸化アルミニウム水和物粉末は、いわゆる水酸化アルミニウム粉末と呼ばれるものであり、ギブサイト、バイヤライト、ベーマイト及びアルミナゲル等の非晶質アルミナ水和物の少なくとも１種が用いられる。
【００１４】
水硬性アルミナ粉末、アルカリ土類元素の炭酸塩粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム水和物粉末の平均粒子径は、約０．０１〜１００μｍ、好ましくは約０．０１〜１０μｍ、更に好ましくは約０．０１〜５μｍである。水硬性アルミネート粉末、アルカリ土類元素の炭酸塩粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム水和物粉末、アルカリ土類元素の炭酸塩粉末のそれぞれの混合前の粒度は、細かい方が好ましいが、混合過程で上記範囲に粉砕処理をする場合には、粗粒であっても差し支えない。
【００１５】
水硬性アルミナとアルカリ土類元素の炭酸塩粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末と、アルカリ土類元素の炭酸塩粉末は、モル比で６：１〜３０：１、好ましくは６．５：１〜８：１、更に好ましくは６．９：１〜７：１になるように秤量する。６：１未満であると、最終製造物には、ヘキサアルミネート以外に水和反応を起こすアルミネートが含まれるため、水及び水蒸気に対する耐食性が悪化し、使用に適さない。３０：１以上では、焼結性の良いα―アルミナの生成量が増加し、気孔の無い緻密なヘキサアルミネート／α―アルミナ複合セラミックスが製造されるため、実際の使用に適さない。
【００１６】
水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末の混合、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末の混合は、通常の方法で行う。ただし、水を媒体とした湿式法で混合を行う場合は、後述する水量で、しかも、水添加後、硬化開始前に、混合と、後述する成形体の製造を終わらせる。更に、好ましくは、水添加後、凝結開始前に、混合と、後述する成形体の製造を終わらせる。ここで、硬化とは、水を含む混合粉末の流動性が無くなることを意味し、凝結とは、水を含む混合粉末がこわばることを意味する。
【００１７】
混練に使用する水量は、混合粉末１００重量部に対して、５〜２５０重量部であり、好ましくは１０〜２００重量部であり、更に好ましくは２０〜１４０重量部である。５重量部よりも使用する水量が少ないと、混合粉末は可塑性に乏しいため、任意の形状を容易に付与できない。また、水硬性アルミナの水和反応が不十分であるため、任意の形状を十分保持できない。更に、２５０重量部よりも使用する水量が多くなると、混合粉末は、凝結・硬化しないため、任意の形状を保持できず、強度特性に優れた成形体が得られないため、適当ではない。
【００１８】
なお、水を含む混合粉末の流動性を保ちながら水の使用量を調整する目的で、例えば、リグニンスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩等の減水剤を使用しても構わない。成形は、水を含む混合粉末が成形できればどの方法でも構わないが、好適には、例えば、加圧成形、可塑成形、鋳込み成形が例示される。本発明では、水を含んだ混合粉末は、流動性があるため、成形型に流し込むことも可能である。成形した水を含む混合粉末は、室温で乾燥させない雰囲気下で硬化させる。必要に応じて、脱型して含水成形物を得る。
【００１９】
得られた含水成形物は、乾燥、焼成して、添加した水を脱水して、空隙を形成するとともに、混合粉末の反応によって、ヘキサアルミネートを生成し、最終製造物であるヘキサアルミネート多孔質セラミックスを製造する。これらの方法は、好適には、電気加熱式焼成炉、マイクロ波加熱装置を使用して実施する方法が例示されるが、これらに制限されない。含水成形物の乾燥、焼成は、ひび割れやそりが生じなければどの方法で行っても、また、乾燥工程と焼成工程を独立に行っても、また、一連で行っても構わない。
【００２０】
焼成温度は、１３００〜１７００℃が好ましい。更に好ましくは１４００〜１６００℃である。１３００℃未満では、ヘキサアルミネートが完全に生成しない。また、１７００℃以上では、エネルギーコスト及び製造コストが上昇し、好ましくない。更に、過焼結により気孔率が低下する。焼成時間は、加熱温度により相違するが、０．２５〜１０時間、好ましくは０．５〜６時間、更に好ましくは、１〜４時間である。０．２５時間未満では、ヘキサアルミネートの未反応部分が残存し、１０時間以上は、エネルギーコスト及び製造コストが上昇し、好ましくない。更に、過焼結により気孔率が低下する。
【００２１】
このようにして製造された本発明のヘキサアルミネート多孔質セラミックスは、有機質結合材剤等の添加剤を使わなくても、成形体強度に優れており、更に、可燃性気孔形成剤等の添加剤を使わずに、混練する水量を調整するという極めて簡単な方法で、開気孔率を５％以上、好適には１０〜８０％と広範囲に調節できるため、有機質結合材と可燃性気孔形成剤による環境汚染の問題を解消することができる。本発明の方法により、製造プロセスを簡略化し、製造コストを大幅に低減することができる。そのため、本発明のヘキサアルミネート多孔質セラミックスは、例えば、高温燃焼ガス排気フィルター、触媒担体、断熱材、吸音材等の構造材として広く利用することができる。
【００２２】
【実施例】
次に、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらによって何ら限定されるものではない。
以下の実施例及び比較例において、熱分析には、熱重量変化（ＴＧ）を用いた。成形体の密度は、寸法と質量から計算した。成形体の圧縮強度は、８ｍｍ×２０ｍｍの金型で成形し、２５℃、湿度８０％以上の密封容器に２４時間静置した後に脱型した試料について、０．５ｍｍ／ｍｉｎのクロスヘッド速度の条件で測定した。加熱過程に発生する気体の分析は、発生気体−質量分析法を用いて行った。物質の同定には、粉末Ｘ線回折を用いた。焼結体の密度と開気孔率の測定は、アルキメデス法によって行った。また、焼結体の組織観察は、金コーティングした破面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて行った。
【００２３】
参考例
本参考例では、水硬性アルミナ／炭酸バリウム混合粉末（以下、混合粉末）を製造する方法を示す。
水硬性アルミナ（商品名：ＢＫ−１０５、住友化学（株）製）の１４００℃までの熱分析を行い、水硬性アルミナの脱水による重量減少率を測定したところ、８．４重量％であった。その結果を図１のＴＧ曲線に示す。内径７５ｍｍ、内容積３００ｃｍ3 のアルミナ製容器に、水硬性アルミナと試薬特級の炭酸バリウムバリウムをモル比で６．９（２６．８９ｇ）：１（６．９１ｇ）となるように調整し、充填した。この時、水硬性アルミナは、図１より明らかな、加熱に伴う脱水分を加味して秤量した。更に、上記アルミナ製容器にＡｌ2 Ｏ3 が９９．９重量％のα−アルミナ製ボール３００ｇとメチルアルコールを充填し、２５０ｒｐｍで０．５時間湿式混合を行った。得られたスラリーを、減圧下、６０℃で乾燥した後に、全量を１００メッシュのふるい通しをして混合粉末を製造した。
【００２４】
実施例１
上記参考例で製造した混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水４０重量部（０．８ｇ）を加えて、混練後、８ｍｍ×２０ｍｍの金型に充填した。その後、２５℃、湿度８０％以上の密封容器に静置したところ、水硬性アルミナの水和反応によって全体が硬化した。静置して２４時間後、脱型した。その結果、密度が２．１０ｇ／ｃｍ3 、圧縮強度が４２．６ＭＰａで、そり、欠け、ひび割れがない硬い含水成形体が得られた。この成形体を１６００℃で２時間焼成した。その結果、密度が１．７９ｇ／ｃｍ3 、開気孔率が５０．１％で、そり、欠け、ひび割れがない良好な多孔質セラミックスが得られた。なお、焼成は、成形体の乾燥も兼ね、２０時間以内に室温〜１５０℃、７時間以内に１５０〜８５０℃、１時間以内に８５０〜１０００℃、３時間以内に１０００〜１６００℃、１６００℃に２時間保持して行った後、炉冷した。各種成分の割合を表１に、成形体及び焼結体の性状を表２に示す。
【００２５】
【表１】
2004203663.tif 000002
【００２６】
【表２】
2004203663.tif 000003
【００２７】
実施例２
上記参考例で製造した混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水８０重量部（１．６ｇ）を加えて、実施例１と同様の操作を行った。その結果、密度が１．５２ｇ／ｃｍ3 、圧縮強度が３．２ＭＰａで、そり、欠け、ひび割れがない硬い含水成形体が得られた（表１、２）。更に、この成形体を、１６００℃で２時間焼成した。その結果、密度が１．１４ｇ／ｃｍ3 、開気孔率が６８．０％で、そり、欠け、ひび割れがない良好なバリウムヘキサアルミネート多孔質セラミックスが得られた（表２）。製造したバリウムヘキサアルミネート多孔質セラミックスの粉末Ｘ線回折結果を図２に示す。更に、その破面のＳＥＭ写真を図３に示す。
【００２８】
実施例３
上記参考例で製造した混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水１２０重量部（２．４ｇ）を加えて、実施例１と同様の操作を行った。その結果、密度が１．４１ｇ／ｃｍ3 、圧縮強度が０．７ＭＰａで、そり、欠け、ひび割れがない含水成形体が得られた（表１、２）。更に、この成形体を、１６００℃で２時間焼成した。その結果、密度が０．９７ｇ／ｃｍ3 、開気孔率が７２．７％で、そり、欠け、ひび割れがない良好なバリウムヘキサアルミネート多孔質セラミックスが得られた。
【００２９】
実施例４
実施例３で製造した成形体の一部（０．０１５ｇ）について、１０００℃までの加熱過程に発生する気体の分析を行った。最も気体発生量の多かった２７０℃での発生気体種とその発生強度を測定した。その結果、質量数１８の水が主として検出された。更に、質量数１８の水以外の質量数の大きい炭化水素系と考えられる気体の発生強度は低かった。これらの結果を図４に示す。
【００３０】
比較例１
上記参考例で製造した混合粉末１００重量部（２ｇ）を、８ｍｍ×２０ｍｍの金型に充填し、１００ｋｇ／ｃｍ2 で一軸加圧成形を行った。実施例１と同様に、２５℃、湿度８０％以上の密封容器に静置したが、硬化しなかった。静置して２４時間後、脱型した。その結果、密度が１．２９ｇ／ｃｍ3 、圧縮強度が０．４ＭＰａで、一部に欠けとひび割れのある成形体が得られた。更に、この成形体を、１６００℃で２時間焼成した。その結果、密度が１．４２ｇ／ｃｍ3 、開気孔率が６０．２％で、一部に、欠けとひび割れがあるバリウムアルミート多孔質セラミックスが得られた。各種成分の割合を表１に、成形体及び焼結体の性状を表２に示した。
【００３１】
比較例２
αーアルミナ（商品名：ＴＭ−ＤＡＲ、大明化学（（株）製）と試薬特級の炭酸バリウムをモル比で６．９（２４．６３ｇ）：１（６．９１ｇ）となるように調整し、参考例と同様の操作で製造したαーアルミナ／炭酸バリウム混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水４０重量部（０．８ｇ）を加えて、実施例１と同様の操作を行った。その結果、いずれも硬化せず、軟弱な状態のままであり、脱型することができなかった。無理に脱型したところ成形体が破壊した。
【００３２】
比較例３
比較例２で製造したαーアルミナ／炭酸バリウム混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水８０重量部（１．６ｇ）を加えて、実施例１と同様の操作を行った。その結果、いずれも硬化せず、軟弱な状態のままであり、脱型することができなかった。無理に脱型したところ成形体が破壊した。
【００３３】
比較例４
比較例２で製造したαーアルミナ／炭酸バリウム混合粉末１００重量部（２ｇ）に、蒸留水１２０重量部（２．４ｇ）を加えて、実施例１と同様の操作を行った。その結果、いずれも硬化せず、軟弱な状態のままであり、脱型することができなかった。無理に脱型したところ成形体が破壊した。
【００３４】
比較例５
比較例２で製造したαーアルミナ／炭酸バリウム混合粉末混合粉末８３．５重量部（３．３３７ｇ）に、可燃性気孔形成剤として、直径１．８ミクロンの真球アクリル樹脂１６．５重量部（０．６５９ｇ）、有機質結合材として、ポリビニルアルコール１．８重量部（０．０７ｇ）、蒸留水６０重量部（２．４ｇ）を加えて、アルミナ乳鉢中で十分混練して調製した混練物の一部（０．０１４ｇ）について、実施例４と同様の測定を行った。その結果、最も気体発生量の多い３８５℃において、質量数１８の水以外に質量数の大きい炭化水素系と考えられる気体が高い発生強度で検出された。これらの結果を図５に示す。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、ヘキサアルミネート多孔質セラミックス及びその製造方法に係るものであり、本発明の方法により、１）水硬性アルミナ粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末、又は、水硬性アルミナ粉末と酸化アルミニウム粉末及び／又は酸化アルミニウム水和物粉末とアルカリ土類元素の炭酸塩粉末からなる混合粉末を、水と混練するという極めて簡単な方法で、任意の形状を持つ成形体を製造でき、かつその形状を保持することができる、２）そのため、有機質結合材の燃焼による環境汚染の問題を解消することができるとともに、製造プロセスを簡略化することができるため、製造コストを大幅に低減することができる、３）また、混練する水量を調整するという極めて簡単な方法で、気孔率を所定の範囲で調節することができる、４）そのため、気孔形成剤の燃焼による環境汚染の問題を解消することができるとともに、製造プロセスを更に簡略化することができるため、更に、製造コストを大幅に低減することができる、５）更に、本発明の方法によって製造されたヘキサアルミネート多孔質セラミックスは、ヘキサアルミネートの特徴である高耐熱性と高耐食性、及び所定の範囲に制御された気孔率を有しており、例えば、高温燃焼ガス排気フィルター、触媒担体、断熱材、吸音材等の構造材等として広く利用することができ、その産業上の価値は頗る大である、という格別の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】水硬性アルミナのＴＧ曲線を示す。
【図２】実施例２の生成物のＸ線粉末回折図〔（ａ）は、水硬性アルミナ／炭酸バリウム混合粉末のＸ線回折図、（ｂ）は、同混合粉末に水を添加、混練後、２４時間後のＸ線粉末回折図、（ｃ）は、同混合粉末に水を添加、混練後２４時間後、更に１６００℃、２時間焼成後の粉末Ｘ線回折図である。〕を示す。
【図３】実施例２の生成物のＳＥＭ写真を示す。
【図４】実施例４の生成物の２６９℃における発生気体−質量分析結果を示す。
【図５】比較例５の生成物の３８５℃における発生気体−質量分析結果を示す。
【図１】
2004203663.tif 000004
【図２】
2004203663.tif 000005
【図３】
2004203663.tif 000006
【図４】
2004203663.tif 000007
【図５】
2004203663.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月16日(2004.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
得られた含水成形物は、乾燥、焼成して、添加した水を脱水して、空隙を形成するとともに、混合粉末の反応によって、ヘキサアルミネートを生成し、最終製造物であるヘキサアルミネート多孔質セラミックスを製造する。これらの方法は、通常の方法で行われる。含水成形物の乾燥、焼成は、ひび割れやそりが生じなければどの方法で行っても、また、それぞれ独立に行っても、また、一連で行っても構わない。