JP2000313673A - セラミック成形用バインダーおよびセラミック製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミック粉体を成形するためにセラミック成
型用バインダーの添加は不可欠なことである。しかし、
セラミックを焼成する前にバインダーを加熱分解させる
脱脂工程が必要となり、この脱脂工程の短縮をいかに行
うかが大きな問題となっている。 【解決手段】セラミック粉末と加熱または加熱後の冷却
によりゲル化する薬剤と澱粉類を含有するセラミック成
型用バインダーと水とを混練したコンパウンドを型に充
填した後、加熱または加熱後の冷却を行って成形体を成
形し、得られた成形体を澱粉分解酵素を含む湯に浸漬し
てセラミック成型用バインダーのうち澱粉類のみを分解
溶出させて、成形体中に含まれるセラミック成型用バイ
ンダーの量を減らし、脱脂工程の短縮を行うことを特徴
とするセラミック製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックバイン
ダーおよびセラミックの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックの製造方法の一つに、セラミ
ック粉末とセラミック成型用バインダーと水との混練物
からなるコンパウンドを型に充填した後、バインダーを
硬化させて成形体（グリーン体）を得、加熱や溶媒浸漬
等によりグリーン体からバインダー成分を除去する脱脂
工程で脱脂体（ブラウン体）を得、その後、焼結工程で
ブラウン体を焼結してセラミックとする方法がある。

【０００３】加熱による脱脂工程は、成形体を４５０℃
以下の温度に加熱してバインダーを炭化することなく分
解させる。溶媒浸漬による脱脂工程は、バインダーの一
部を溶媒により溶解除去する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱に
よる脱脂工程では、成形体が肉厚の場合は内部の有機バ
インダーを分解除去するのに非常に時間がかかり、また
バインダーの量が多いため一部のバインダーが炭化して
しまう危険性がある。

【０００５】また、溶媒浸漬による脱脂工程では、有機
溶剤によるバインダーの除去が行なわれているが、有機
溶剤を用いるため健康や火災に対する安全管理および環
境問題に対する注意が必要である。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点を考慮し
てなされたものであり、安全で環境負荷が少なく、迅速
な脱脂工程を行うことができる方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、検討を重ね
た結果、加熱または加熱後の冷却によりゲル化する薬剤
と澱粉類を含有するセラミック成型用バインダーが、脱
脂工程の短縮に効果が有ることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、セラミ
ック粉末と加熱または加熱後の冷却によりゲル化する薬
剤と澱粉類を含有するセラミック成型用バインダーと水
とを混練したコンパウンドを型に充填した後、加熱また
は加熱後の冷却を行って成形体を成形し、得られた成形
体を澱粉分解酵素を含む湯に浸漬してセラミック成型用
バインダーのうち澱粉類のみを分解溶出させて、成形体
中に含まれるセラミック成型用バインダーの量を減ら
し、脱脂工程の短縮を行うことを特徴とするセラミック
製造方法を完成した。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における加熱によりゲル化
する薬剤は、カードラン、こんにゃく粉、大豆蛋白質、
乳蛋白質、卵白、タマリンドシードガムにβ−ガラクト
シダーゼを混合したもの等の多糖類または蛋白質であ
る。

【０００９】本発明における加熱後の冷却によりゲル化
する薬剤は、寒天、カラギーナン、ファーセレラン、キ
サンタンガムとローカストビーンガムの混合したもの、
ジェランガム等の多糖類である。

【００１０】本発明における澱粉類は、セラミック成形
体を成形できるならば、どの様な澱粉またはどの様な澱
粉加工品を用いてもよい。

【００１１】本発明のセラミック成型用バインダーにお
いて、加熱または加熱後の冷却によりゲル化する薬剤と
澱粉類の比は、２０：８０〜８０：２０の範囲が好まし
い。澱粉類の割合が８０より大きい場合は酵素分解酵素
を含む湯に浸漬した時の形状保持ができなくなり好まし
くない。２０未満であると澱粉類を分解溶出させても成
形体中に含まれるセラミック成型用バインダーの量があ
まり減少せず本発明の効果が得られず好ましくない。

【００１２】本発明のセラミック製造方法において、使
用できるセラミック粉末には特に制限はないが、具体的
には、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化ニオブ、チタン酸バリウム、窒化ケイ素などが
挙げられる。

【００１３】セラミック粉末の平均粒径は０．１〜１０
００μｍの範囲である。セラミック粉末の粒径は小さい
ほど射出成形時の流動性が良く、焼結性も良いので有利
であるが、粉砕工程に多大な時間と機械力が必要なため
コストが高くなり実用上好ましくない。実用上好ましい
平均粒径の範囲は０．５〜５０μｍである。

【００１４】本発明におけるセラミック製造方法におい
ては、必要であるならば酸化防止剤、流動剤、解膠剤、
界面活性剤、離型剤などの添加剤を適宜加えてもよい。

【００１５】本発明のセラミック成型用バインダーとセ
ラミック粉末の混練方法に特に制限はなく、ニーダー、
ロールミル、２軸スクリュー押出機など、バインダーと
セラミック粉末を混練できるものならば何でも使用でき
る。

【００１６】混練したコンパウンドを型に充填した後、
加熱または加熱後の冷却を行って成形体を成形する方法
では、成形体の強度が最も高くなるよう加熱と冷却を調
整する。一般に加熱温度が高すぎるとバインダー成分の
変質が激しくなり好ましくない。このため加熱温度は１
００℃を越えない温度が好ましい。

【００１７】成形体を澱粉分解酵素を含む湯に浸漬して
澱粉類のみを分解溶出させて成形体中に含まれるセラミ
ック成型用バインダーの量を減らす工程では、使用でき
る澱粉分解酵素の種類には特に制限がないが、アルファ
ーアミラーゼ、耐熱性アルファーアミラーゼ、ベータア
ミラーゼ、グルコアミラーゼなどが挙げられる。特に耐
熱性アルファーアミラーゼが、使用する温度を高くでき
るため澱粉の分解速度が速く、特に好ましい。

【００１８】澱粉分解酵素の使用量は、成形体を浸漬す
る湯の量に対し０．０１重量％〜１重量％が好ましい。
０．０１重量％未満の場合は澱粉の分解速度が低く分解
溶出にかかる時間が長くなり好ましくない。１重量％よ
り多い場合はコストが上昇するため実用上好ましくな
い。また、澱粉分解酵素を含む湯の温度は、澱粉分解酵
素の種類および多糖類または蛋白質の種類により変える
必要があるが、一般に温度が高い方が澱粉の分解速度が
速く好ましい。

【００１９】

【実施例】以下、実施例にて本発明を具体的に説明する
が、まず、実施例中で用いる原材料および評価方法につ
いて説明する。

【００２０】１．原料 １）セラミック粉末：平均粒径１．０μｍの酸化アルミ
ニウム粉末。 ２）薬剤：カードラン、乾燥卵白、タマリンドとβ−ガ
ラクトシダーゼ、粉末寒天、カラギーナン、キサンタン
ガムとローカストビーンガム、ジェランガム ３）澱粉類：アルファー化澱粉、デキストリン

【００２１】２．物性評価方法 成形体中のバインダー量：成形体を粉砕し、１０５℃で
４時間乾燥する。ついで、５００℃の電気炉中で空気雰
囲気中でセラミック成型用バインダーを熱分解する。熱
分解の前後の質量減少分を熱分解前の質量で除した値に
１００を乗じた値を、成形体中のバインダー量（重量
％）とする。

【００２２】（実施例１〜１２）酸化アルミニウム１０
０重量部に、表１に示す割合で薬剤、澱粉類、水をニー
ダーで混練し、成形体が２５ｍｍ角で厚さ５ｍｍになる
ように型に充填し、９０℃で２０分間加熱しついで３０
℃に冷却して成形体を作製した。成形体を耐熱性アルフ
ァーアミラーゼを０．１重量％含む７０℃の湯に４時間
浸漬して澱粉類を分解溶出させた。乾燥後、粉砕して成
形体中のバインダー量の測定に供した。

【００２３】（実施例１３〜１４）酸化アルミニウム１
００重量部に、表１に示す割合で薬剤、澱粉類、水をニ
ーダーで混練し、成形体が２５ｍｍ角で厚さ５ｍｍにな
るように型に充填し、５０℃で３時間加熱しついで３０
℃に冷却して成形体を作製した。成形体を耐熱性アルフ
ァーアミラーゼを０．１重量％含む７０℃の湯に４時間
浸漬して澱粉類を分解溶出させた。乾燥後、粉砕して成
形体中のバインダー量の測定に供した。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明は、加熱または加熱後の冷却によ
りゲル化する薬剤と澱粉類を含有するバインダーをセラ
ミック成形用バインダーとして用い、成形後に成形体を
澱粉分解酵素を含む湯に浸漬してバインダーのうち澱粉
類のみを分解溶出させたために、成形体中に含まれるバ
インダーの量を減らすことができた。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA06 AA07 AA10 AA16 AA17 AA20 AA36 AA37 AA52 GA09 GA14 PA21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱または加熱後の冷却によりゲル化する
   薬剤と澱粉類を含有することを特徴とするセラミック成
   型用バインダー。
2. 【請求項２】セラミック粉末と加熱または加熱後の冷却
   により薬剤と澱粉類を含有するセラミック成型用バイン
   ダーと水とを混練したコンパウンドを型に充填した後、
   加熱または加熱後の冷却を行って成形体を成形し、得ら
   れた成形体を澱粉分解酵素を含む湯に浸漬してセラミッ
   ク成型用バインダーのうち澱粉類のみを分解溶出させ
   て、成形体中に含まれるセラミック成型用バインダーの
   量を減らし、脱脂工程の短縮を行うことを特徴とするセ
   ラミック製造方法。