(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベータアルミナ管成形体を焼成容器に収納して焼成するに当り、
前記焼成容器が、水平方向に分割され、垂直方向に多段に構成されているとともに、ＭｇＯ純度９９．０〜９９．９％、気孔率１％以下のＭｇＯ製焼成容器であり、
前記焼成容器を構成する隣接する段どうしの重ね部の、平面度が２〜１０μｍ、表面粗さＲａが２〜２０μｍであり、
前記焼成容器内の容積に対する、前記ベータアルミナ管成形体の占有率を２０〜３０％とし、
前記焼成容器底部にガス放出口を設け、同一の前記焼成容器内にて、複数本の前記ベータアルミナ管成形体の焼成を行うことを特徴とするベータアルミナ管の焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベータアルミナ管の焼成方法に係り、更に詳しくは、ベータアルミナの組成を変化させること無く、且つ、寸法特性、焼結体特性の優れたベータアルミナ管を得ることができる焼成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナトリウム−硫黄電池は、一方に陰極活物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質である溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対して選択的な透過性を有する有底円筒状ベータアルミナ固体電解質で隔離し、３００〜３５０℃で作動させる高温二次電池であり、このようなナトリウム−硫黄電池において、ベータアルミナ管は極めて重要な役割を果たしているものである。
【０００３】
ベータアルミナ管成形体の焼成においては、主成分であるナトリウムの蒸発飛散を防止するために、耐アルカリ性の焼成容器内で密封して焼成を行う方法が知られており、この方法では特許第２６８５７３６号公報において開示されているように、ベータアルミナ管成形体の外部に近接したＭｇＯからなる容器で覆って焼成する。
【０００４】
しかしながら、特許第２６８５７３６号公報にて開示されている方法によるベータアルミナ管成形体の焼成中には、ベータアルミナ管成形体中の水分や結晶水、バインダー分解ガス、原料分解ガスなどが発生する。これらのガスが密封容器内に充満するとセラミック製品の焼結に悪影響を及ぼし、収縮が阻害されて所定寸法にならない、焼成体の強度や密度が低下する、といった問題を生ずることが知られている。
【０００５】
一方、ベータアルミナ管成形体の、管底部を上側にして立設して焼成する従来の方法においては、ベータアルミナ管成形体１本ずつを焼成容器に入れて焼成を行っていた。しかしながらこの方法の場合、焼き台（セッター）上の、ベータアルミナ管成形体の単位本数当りの占有面積が大きくなり、即ち製造効率の良い方法とは言えず、また１本ずつ焼成容器にセットする手間もあり、結果として製造コストが嵩むといった問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベータアルミナの組成を変化させること無く、寸法特性、焼結体特性に優れ、且つ複数本同時に焼成が可能であるベータアルミナ管の焼成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ベータアルミナ管成形体を焼成容器に収納して焼成するに当り、該焼成容器底部にガス放出口を設けて焼成を行うことを特徴とするベータアルミナ管の焼成方法が提供される。
【０００８】
本発明においては、同一焼成容器内にて、複数本のベータアルミナ管成形体を焼成する。
【０００９】
また、本発明においては、該焼成容器内の容積に対するベータアルミナ管成形体の占有率を、２０〜３０％とする。
【００１０】
また、本発明においては、焼成容器が水平方向に分割され、垂直方向に多段に構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき詳しく説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の焼成方法の一実施例を示すもので、（ａ）は概略図、（ｂ）は焼成容器の分割様式を説明する概略図である。また、図２は焼成容器底部を上方から見た平面図、図３は図１（ａ）におけるガス放出口周辺の拡大断面図である。
【００１３】
図１（ａ）及び図２に示すように、アルミナ板からなる底板８の上に、４分割されたＭｇＯ分割敷板６、さらにＭｇＯ敷板５を設け、焼成容器１の底部にはガス放出口２を周壁部に計４箇所設けている。ＭｇＯ敷板５の上にはセッター１１を設け、このセッター１１上にベータアルミナ管成形体を立設し、焼成容器１内で焼成を行う。なお、図１（ａ）において４が重ね部、９が再結晶ＳｉＣビーム（上段）、１０が再結晶ＳｉＣビーム（下段）、１２が支柱、１３が台板を示す。
【００１４】
焼成容器１の底部に設けられたガス放出口２は、空気より比重の軽いナトリウム蒸気の物理特性を利用し、ナトリウム蒸気以外のガスを系外に排出するためのものである。焼成に際してベータアルミナ管成形体中の水分、結晶水、バインダー分解ガス、原料分解ガス等が発生し、これらのガスが密封容器内に充満するとベータアルミナ管の焼結に悪影響を及ぼし、収縮が阻害されて所定寸法にならなかったり、また焼成体の強度や密度低下を生じたりする。そこで、これらの空気より比重の重い発生ガスを焼成容器１の底部に設けられたガス放出口２より焼成容器１の系外へ排出する。即ち、ベータアルミナ管成形体の焼結に悪影響を及ぼす発生ガスが焼成容器１内に充満せず、同時にナトリウム蒸気の飛散を防止するため、ベータアルミナの組成を変化させること無く、寸法特性、焼結体特性の優れたベータアルミナ管を得ることが可能である。
【００１５】
また、図１（ａ）に示す焼成容器１を大型にして、複数本のベータアルミナ管成形体を収容し、同時に焼成することができる。即ち、ベータアルミナ管成形体を１本ずつ個別に焼成容器１に入れて焼成を行う方法に比べて、製造工程が簡便になると同時に、ベータアルミナ管成形体の単位本数当りのセッター１１を占有する面積が少なくなるために、燃料コストの削減も図ることができ、ひいては大幅な製造コストの低減が可能である。
【００１６】
このとき、該焼成容器内の容積に対するベータアルミナ管成形体の占有率を、２０〜３０％とする。その理由は、占有率３％未満では、焼成するベータアルミナ管の本数が少なく経済的でないためであり、また、占有率が５０％を超えると焼成品の特性、特に見掛け密度が低下するためである。
【００１７】
焼成容器１は、ベータアルミナ管成形体を複数本収容可能な大型のものであり、水平方向に、複数に分割されている。これは、複数本同時に焼成可能な大容量の焼成容器であるために、焼成容器１の総重量が約２５〜３５ｋｇになり、一体型では容器の取り扱い、及び製品の出し入れが困難である場合が生ずるからである。
【００１８】
図１（ｂ）において、焼成容器１は上方から、蓋部２０、上段部２１、中段部２２、下段部２３、底部２４から形成されている。焼成容器１は、再結晶ＳｉＣビーム（上段）９、および再結晶ＳｉＣビーム（下段）１０からなる棚組の上に設置する。このとき、棚組の断熱効果によって焼成後の冷却過程において、熱衝撃で焼成容器１の底部２４から亀裂が入ることがある。その防止対策として底部２４の高さを４０〜７０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００１９】
さらに、図１（ｂ）において示される、蓋部２０の重量は４ｋｇ以上のものが好ましい。これは、容器底部にガス放出口２を設置しているが、ガスが瞬時に発生する場合、容器内の圧力が急上昇し、蓋部２０が２〜３ｋｇでは重量が足りずに浮上して焼成容器１からずれることになり、また５ｋｇ以上では手作業あるいはロボットアームでの吸着による、蓋部２０の脱着作業が困難となるからである。
【００２０】
通常、焼成容器等を分割し、重ねてセットする場合、図１（ａ）に示す重ね部４にインローをつけることがある。しかし、本発明においては、焼成容器１の厚さが１０ｍｍ程度と薄いこと、また、分割して製作するために焼成容器１の肉厚寸法精度が一般に８±２ｍｍであること等の理由により、インローの設置が困難であり、且つ、焼成容器１の総重量が２５〜３５ｋｇ程度と十分にあることから、重ね部４にインローを設置しなくても、振動等により重ね部４にずれが発生することはない。
【００２１】
尚、重ね部４は平面度２〜１０μｍ、表面粗さＲａ２〜２０μｍである。これにより、ナトリウムの蒸発飛散を防止するための、焼成容器１の密閉性を確保することが可能である。
【００２２】
また、焼成容器１としては、ＭｇＯ純度９９．０〜９９．９％、気孔率１％以下のＭｇＯ製焼成容器を用いる。この材質の焼成容器を用いることにより、Ｎａ２Ｏの揮散防止が図れ、ベータアルミナ管の品質が安定するからである。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施結果を説明する。
（実施例）
図１（ａ）に示すように、ＭｇＯ純度９９．９％、一辺の長さ３００ｍｍ、高さ６５０ｍｍ、厚さ７ｍｍの直方体の焼成容器に、内径６０ｍｍφ、全長６００ｍｍ、厚さ２ｍｍの有底円筒状ベータアルミナ管成形体６本を入れ、１６００℃で焼成した。その結果、焼成品の密度は３．２３０〜３．２３４ｇ／ｃｃ、焼成品を輪切りにして測定した圧環強度は、３００〜３５０ＭＰａであり、品質不良のものは１本も発生しなかった。以上の結果により、本発明の焼成方法の優れた効果を確認することができた。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のベータアルミナ管の焼成方法によれば、焼成容器底部にガス放出口を設けて焼成を行っているため、ベータアルミナの焼結に悪影響を及ぼす成形体中の水分や原料分解ガスなどを系外へ放出すると共に、ベータアルミナの主成分であるナトリウムの蒸発飛散を抑制することができる。即ち、ベータアルミナの組成を変化させること無く、寸法特性、焼結体特性の優れたベータアルミナ焼成体を製造することが可能である。また、ベータアルミナ管成形体を同時に複数本焼成することが可能な大容量分割型焼成容器を用いることにより、一度に大量且つ高品質なベータアルミナ管を得ると共に、製造コストの大幅な低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の焼成方法の一実施例を示すもので、（ａ）は概略図、（ｂ）は焼成容器の分割様式を説明する概略図である。
【図２】  焼成容器底部を上方からみた平面図である。
【図３】  ガス放出口周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…焼成容器、２…ガス放出口、４…重ね部、５…ＭｇＯ敷板、６…４分割されたＭｇＯ分割敷板、７…再結晶ＳｉＣバット、８…底板、９…再結晶ＳｉＣビーム（上段）、１０…再結晶ＳｉＣビーム（下段）、１１…セッター、１２…支柱、１３…台板、２０…蓋部、２１…上段部、２２…中段部、２３…下段部、２４…底部。
【図１】
0004394241.tif 000002
【図２】
0004394241.tif 000003
【図３】
0004394241.tif 000004