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セラミックスの固化方法、セラミックス固化体、及び活性化セラミックス粉体 実績あり

国内特許コード P110001835
掲載日 2011年3月17日
出願番号 特願2007-084460
公開番号 特開2008-239433
登録番号 特許第5055550号
出願日 平成19年3月28日(2007.3.28)
公開日 平成20年10月9日(2008.10.9)
登録日 平成24年8月10日(2012.8.10)
発明者
  • 藤 正督
  • 山川 智弘
  • 高橋 実
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 セラミックスの固化方法、セラミックス固化体、及び活性化セラミックス粉体 実績あり
発明の概要

【課題】高温焼成が不要であり、固化の制御が容易であり、機械的な強度及び寸法精度の優れており、見栄えも良く、製造時のエネルギーの消費が少なくて、幅広い資源を原料とすることができるセラミックス粉体の固化方法、セラミックス固化体及びそれに用いることのできる活性化セラミックス粉体を提供する。
【解決手段】少なくとも表面がケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスを摩砕することによって表面がメカノケミカル的に非晶質化された活性化セラミックス粉体とする(摩砕工程)。こうして得られた活性化セラミックス粉体をアルカリ金属水酸化物及び/又はアルカリ土類金属水酸化物を含むアルカリ水溶液で処理することにより、活性化セラミックス粉体の表面を溶解及び再析出させてセラミックス固化体を得る(アルカリ処理工程)

【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


セメントクリンカーは、石灰岩が粘土と混合されて焼成されるため、石灰岩の焼成による炭酸ガスの放出と、重油燃料の燃焼による炭酸ガスの放出とがある。このため、1トンのセメントクリンカーを焼成するのに1トンの二酸化炭素が発生するといわれている。近年、地球温暖化現象が世界的に問題となり、炭酸ガス放出の規制が重要な課題となっていることから、セメントに代わる新たな代替技術の開発が求められている。



こうした状況下、石灰石に依存せず、焼成する必要のない、省エネタイプの材料として、水ガラスを結合剤としてセラミックス粉末を結合した、常温固化型のセラミックス固化体が注目を浴びている。このセラミックス固化体では、水ガラスとメタカオリン等のフィラーとを混合し、フィラーからアルミ等の金属イオンを溶出させて水ガラスと反応させる。これにより、水ガラスの成分であるケイ酸ナトリウムが架橋して無機ポリマーとなる。そして水分の蒸発とともに脱水縮合が起こり、セラミックス固化体となる。



以上のように、水ガラスを利用してフィラーを固化するセラミックス固化体によれば、石灰石を用いることなく、常温で容易にブロック等の建築材料を得ることができる(フィラーの活性化のために、750 °C程度で焼成することが望ましいが、それでもセメントクリンカーの焼成温度と比較してはるかに低温である)。このため、製造時の炭酸ガスの発生量は、セメントに比べてはるかに発生量が少ない。

【特許文献1】特開平8-301638号公報

【特許文献2】特開平8-301639号公報

【特許文献3】特開平7-133147号公報

【特許文献4】特開2003-226569号公報

産業上の利用分野


本発明は、セラミックスの粉体をセメントや水ガラス等のバインダーを用いることなく、高温焼結することもなく固化する方法、その方法によって製造されたセラミックス固化体、及びそれらに用いられる活性化セラミックス粉体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも表面がケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスを乾式で摩砕することによって表面がメカノケミカル的に非晶質化された活性化セラミックス粉体とする摩砕工程と、
該活性化セラミックス粉体をアルカリ金属水酸化物を含むアルカリ水溶液で処理することにより、該活性化セラミックス粉体の表面を溶解及び再析出させて曲げ強度が10MPa以上のセラミックス固化体を得るアルカリ処理工程と、
を備えることを特徴とするセラミックス粉体の固化方法。

【請求項2】
少なくとも表面がケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスの該表面を乾式でメカノケミカル的に非晶質化させた活性化セラミックス粉体を用意し、該活性化セラミックス粉体をアルカリ金属水酸化物を含むアルカリ水溶液で処理して固化させて曲げ強度が10MPa以上のセラミックス固化体を得ることを特徴とするセラミックス粉体の固化方法。

【請求項3】
原料となるセラミックスは、粘土鉱物及び/又は石英を主たる成分とすることを特徴とする請求項1又は2記載のセラミックス粉体の固化方法。

【請求項4】
粘土鉱物はメタカオリンであることを特徴とする請求項3記載のセラミックス粉体の固化方法。

【請求項5】
原料となるセラミックスは、表面のみがケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスであることを特徴とする請求項1又は2記載のセラミックス粉体の固化方法。

【請求項6】
少なくとも表面がケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスの該表面を乾式でメカノケミカル的に非晶質化させた活性化セラミックス粉体をアルカリ金属水酸化物を含むアルカリ水溶液で処理して固化させたものであり、
前記非晶質化させた部分が溶解及び再析出して生成した析出層を介して、セラミックス粉体が固化させられており、曲げ強度が10MPa以上であることを特徴とするセラミックス固化体。

【請求項7】
原料となるセラミックスは、表面のみがケイ酸及び/又はケイ酸塩からなるセラミックスであることを特徴とする請求項6記載のセラミックス固化体。
産業区分
  • 窯業
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007084460thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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