JP2002241802A - 低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末およびこの銀粉末を含む銀粘土 - Google Patents
低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末およびこの銀粉末を含む銀粘土Info
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Abstract
る。 【解決手段】平均粒径:2μm以下のAg粉末:15〜
50質量%含有し、残部が平均粒径:2μmを越え10
0μm以下のAg粉末からなる混合銀粉末で構成された
低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末、並びにこの銀粘土
用銀粉末:50〜95重量%、バインダー:0.8〜8
重量%、油脂:0.1〜3重量%、界面活性剤:0.0
3〜3重量%を含有し、残りが水からなる組成を有する
銀粘土。
Description
れた銀粘土用銀粉末およびその銀粉末を含む銀粘土に関
するものである。
造または鍛造により製造されている。しかし、近年、銀
粉末を含んだ銀粘土が市販されており、この銀粘土を所
定の形状に成形し、焼結して所定の形状を有する銀の宝
飾品または美術工芸品を製造する方法が提案されてい
る。この方法によると、銀粘土を通常の粘土細工と同じ
ように自由に造形を行うことができ、造形して得られた
造形体は、乾燥したのち、焼結炉を設置した場所に運
び、そこで焼結することにより極めて簡単に銀の宝飾品
または美術工芸品を製造することができる。
量%以上の高純度からなる平均粒径:3〜20μmの銀
粉末:50〜95質量%、セルローズ系水溶性バインダ
ー:0.8〜8質量%、油脂:0.1〜3質量%、界面
活性剤:0.03〜3質量%を含有し、残りが水からな
るものであることは知られている(特開平4−2670
7号公報参照)。
は、通常、粘土細工と同じように自由に造形し、得られ
た造形体を乾燥したのち電気炉で焼結して所定の形状を
有する銀宝飾品または美術工芸品を製造するのである
が、従来の銀粘土はAgの融点以上の温度に保持して燒
結しないと十分な強度の燒結体が得られない。銀粘土の
燒結で使用する電気炉が十分に電気炉内の温度を十分高
温に保持できる能力があるものであれば、十分な強度の
燒結体を得ることができるが、個人で所有している電気
炉は小型であり比較的加熱能力の低いものが多いところ
から、Agの融点以上の温度に保持することができず、
したがって十分な密度を得ることができないことがあ
る。また、温度を十分高温に保持できる電気炉であって
も、電気炉内の温度を正確に制御することができず、高
温に上げ過ぎると、銀粘土の燒結体は変形する。
比較的低い温度で燒結可能な銀粘土は、前述の加熱能力
の低い家庭用電気炉であっても十分に燒結を行なうこと
ができ、さらに低温での電気炉内の温度制御は比較的簡
単であり、しかも、低温で銀粘土を燒結できるならば、
正確な温度制御を行なわなくても十分に燒結が可能であ
るとの認識のもとに研究を行った。その結果、 平均粒径:2μm以下のAg微細粉末(好ましくは平均
粒径:0.5〜1.5μmのAg微細粉末):15〜5
0質量%に、平均粒径:2μmを越え100μm以下の
Ag粉末(好ましくは平均粒径:3〜20μmのAg粉
末):50%越え〜85質量%未満を混合して得られた
銀粘土用銀粉末を作製し、この銀粘土用銀粉末に有機系
バインダーおよびその他を添加して作製した銀粘土は、
純銀の融点よりも250〜410℃低い温度(すなわ
ち、550〜710℃未満の温度)で燒結しても十分な
燒結がなされ、所望の引張り強度および密度が得られ
る、という知見を得たのである。
れたものであって、(1)平均粒径:2μm以下のAg
微細粉末:15〜50質量%を含有し、残部が平均粒
径:2μmを越え100μm以下のAg粉末からなる混
合粉末で構成された低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉
末、および、(2)平均粒径:0.5〜1.5μmのA
g微細粉末:15〜50質量%を含有し、残部が平均粒
径:3〜20μmのAg粉末からなる混合銀粉末で構成
された低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末、に特徴を有
するものである。
(2)記載の銀粘土用銀粉末に有機系バインダーまたは
有機系バインダーに油脂、界面活性剤などを添加して作
られた粘土であり、したがって、この発明は、(3)前
記(1)または(2)記載の銀粘土用銀粉末:50〜9
5質量%、有機系バインダ−:0.8〜8質量%を含有
し、残りが水からなる低温燒結性に優れた銀粘土、
(4)前記(1)または(2)記載の銀粘土用銀粉末:
50〜95質量%、有機系バインダー:0.8〜8質量
%、界面活性剤:0.03〜3質量%を含有し、残りが
水からなる低温燒結性に優れた銀粘土、(5)前記
(1)または(2)記載の銀粘土用銀粉末:50〜95
質量%、有機系バインダー:0.8〜8質量%、油脂:
0.1〜3質量%を含有し、残りが水からなる低温燒結
性に優れた銀粘土、(6)前記(1)または(2)記載
の銀粘土用銀粉末:50〜95質量%、有機系バインダ
ー:0.8〜8質量%、油脂:0.1〜3質量%、界面
活性剤:0.03〜3質量%を含有し、残りが水からな
る低温燒結性に優れた銀粘土、に特徴を有するものであ
る。
粒径:2μm以下のAg微細粉末は化学還元法等により
製造した球状のAg微細粉末であることが一層好まし
い。このAg微細粉末の含有量を15〜50質量%に限
定した理由は、平均粒径:2μm以下のAg微細粉末の
含有量が15質量%未満であると、得られる燒結体の機
械的強度が弱くなるので好ましくなく、一方、平均粒
径:2μm以下のAg微細粉末の含有量が50質量%を
越えると、粘土状にするための有機系バインダー量が増
加し、燒結時の収縮率が大きくなるので好ましくないこ
とによるものである。平均粒径:2μm以下を有するA
g微細粉末の含有量の一層好ましい範囲は20〜45質
量%である。さらにこの発明の銀粘土用銀粉末に含まれ
る残りのAg粉末を平均粒径:2μmを越え100μm
以下のAg粉末としたのは、2μm以下では燒結体の機
械的強度が弱くなり、100μmを越えると粘土として
の造形性が悪くなるという理由によるものである。
層理解しやすくするために、図1の説明図に基づいて説
明する。図1粒度分布曲線であり、この発明の銀粘土用
銀粉末は平均粒径:2μm以下(好ましくは0.5〜
1.5μm、一層好ましくは平均粒径:0.6〜1.2
μm)のAg微細粉末と平均粒径:2μm越え100μ
m以下(好ましくは3〜20μm、一層好ましくは平均
粒径:3〜8μm)のAg粉末とを混合した混合銀粉末
で構成されているから、この発明の銀粘土用銀粉末の粒
度分布曲線1は図1において実線で示されるように、平
均粒径:2μm以下(好ましくは0.5〜1.5μm、
一層好ましくは平均粒径:0.6〜1.2μm)のAg
微細粉末のピークAを少なくとも一つ持ち、さらに平均
粒径:2μm越え100μm以下(好ましくは3〜20
μm、一層好ましくは平均粒径:3〜8μm)のAg粉
末のピークBを少なくとも一つ持つ。したがって、この
発明の銀粘土用銀粉末の粒度は少なくとも二つのピーク
A,Bを持つ粒度分布曲線1となる。これに対して従来
の銀粘土用銀粉末は平均粒径:3〜20μmを有し、そ
の粒度分布は図2において点線で示されるように一つの
ピークXをもつ粒度分布曲線2となる。したがって、こ
の発明の銀粘土用銀粉末と従来の銀粘土用銀粉末とは粒
度分布が相違する。なお、この発明の低温燒結性に優れ
た銀粘土用銀粉末を構成するAg微細粉末およびAg粉
末の平均粒径は、凝集した粉末塊を含まないAg微細粉
末およびAg粉末の平均粒径である。
まれる前記(1)または(2)記載の銀粘土用銀粉末の
量を50〜95質量%に限定したのは、50質量%未満
では得られた焼成体の金属光沢を示すに十分な効果が得
られず、一方、95質量%を越えて含有すると粘土とし
ての伸びおよび強度が低下するようになるので好ましく
ないからである。銀粘土用銀粉末の含有量の一層好まし
い範囲は70〜95質量%である。
まれる有機系バインダーは、セルロース系バインダー、
ポリビニール系バインダー、アクリル系バインダー、ワ
ックス系バインダー、樹脂系バインダー、澱粉、ゼラチ
ン、小麦粉などいかなるバインダーを使用してもよい
が、セルロース系バインダー、特に水溶性セルロースが
最も好ましい。これらバインダーは、加熱すると速やか
にゲル化して造形体の形状保持を容易にするために添加
するが、その添加量は0.8質量%未満では効果がな
く、一方、8質量%を越えて含有すると、得られた造形
体に微細なひび割れが発生し、光沢も減少するので好ま
しくない。したがって、この発明の低温燒結性に優れた
銀粘土に含まれるバインダーは、0.8〜8質量%に定
めた。バインダー含有量の一層好ましい範囲は0.8〜
5質量%である。
加する場合の添加量は0.03〜3質量%が好ましい。
また、添加する界面活性剤の種類は特に限定されるもの
ではなく、通常の界面活性剤を使用することができる。
場合の添加量は0.1〜3質量%が好ましい。添加する
油脂は有機酸(オレイン酸、ステアリン酸、フタル酸、
パルミチン酸、セパシン酸、アセチルクエン酸、ヒドロ
キシ安息香酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、カプロン
酸、エナント酸、酪酸、カプリン酸)、有機酸エステル
(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチ
ル基、ヘキシル基、ジメチル基、ジエチル基、イソプロ
ピル基、イソブチル基を有する有機酸エステル)、高級
アルコール(オクタノール、ノナノール、デカノー
ル)、多価アルコール(グリセリン、アラビット、ソル
ビタン、)、エーテル(ジオクチルエーテル、ジデシル
エーテル)などがある。
イズAg粉末という)を用意し、さらに平均粒径:1.
0μmの化学還元法により製造した球状のAg微細粉末
を用意した。さらに、有機系バインダーとしてメチルセ
ルローズ、界面活性剤、油脂としてオリーブ油および水
を用意した。
Ag粉末に対し、平均粒径:1.0μmを有する球状の
Ag微細粉末を0質量%、10質量%、20質量%、3
0質量%、40質量%、50質量%、60質量%、80
質量%および100質量%となるように配合し混合して
得られた粒度分布の異なる9種類の銀粘土用銀粉末を作
製し、これら粒度分布の異なる9種類の銀粘土用銀粉末
に対して、メチルセルローズ、界面活性剤、オリーブ油
および水を添加し、銀粘土用銀粉末:85質量%、メチ
ルセルローズ:4.5質量%、界面活性剤:1.0質量
%、オリーブ油:0.3質量%および水:残部となる配
合組成を有する銀粘土1〜9を作製した。
形体を600℃の低温度で30分間燒結することにより
縦:3mm、横:4mm、長さ:65mmの寸法を有す
る試験片燒結体を作製し、得られた試験片燒結体の引張
り強さおよび密度を測定し、その測定結果を表1に示し
た。さらに表1の密度の測定値を縦軸に、銀粘土用銀粉
末に含まれる球状のAg微細粉末の含有量を横軸にとっ
て△印でプロットし、△印を線で結んだグラフを作製
し、これを図2に示した。
のAg微細粉末を用意し、平均粒径:5.0μmを有す
るアトマイズAg粉末に対し、前記平均粒径:1.5μ
mを有する球状のAg微細粉末を0質量%、10質量
%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量
%、60質量%、80質量%および100質量%となる
ように配合し混合して得られた粒度分布の異なる9種類
の銀粘土用銀粉末を作製し、これら粒度分布の異なる9
種類の銀粘土用銀粉末を用いて実施例1と同様にして銀
粘土10〜18を作製し、この銀粘土10〜18を造形
して得られた造形体を実施例1と同じ条件で燒結するこ
とにより試験片燒結体を作製し、得られた試験片燒結体
の引張り強さおよび密度を実施例1と同様にして測定
し、その測定値を表2に示した。さらに表2の密度の測
定値を縦軸に、銀粘土用銀粉末に含まれる球状のAg微
細粉末の含有量を横軸にとって×印でプロットし、×印
を結んだグラフを作製し、これを図2に示した。
のAg微細粉末を用意し、平均粒径:5.0μmを有す
るアトマイズAg粉末に対し、前記平均粒径:0.5μ
mを有する球状のAg微細粉末を0質量%、10質量
%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量
%、60質量%、80質量%および100質量%となる
ように配合し混合して得られた粒度分布の異なる9種類
の銀粘土用銀粉末を作製し、これら粒度分布の異なる9
種類の銀粘土用銀粉末を用いて実施例1と同様にして銀
粘土19〜27を作製し、この銀粘土19〜27を造形
して得られた造形体を実施例1と同じ条件で燒結するこ
とにより試験片燒結体を作製し、得られた試験片燒結体
の引張り強さおよび密度を実施例1と同様にして測定
し、その結果を表3に示した。さらに表3の密度の測定
値を縦軸に、銀粘土用銀粉末に含まれる球状のAg微細
粉末の含有量を横軸にとって□印でプロットし、□印を
結んだグラフを作製し、これを図2に示した。
のAg微細粉末を用意し、平均粒径:5.0μmを有す
るアトマイズAg粉末に対し、前記平均粒径:0.5μ
mを有する球状のAg微細粉末を0質量%、10質量
%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量
%、60質量%、80質量%および100質量%となる
ように配合し混合して得られた粒度分布の異なる9種類
の銀粘土用銀粉末を作製し、これら粒度分布の異なる9
種類の銀粘土用銀粉末を用いて実施例1と同様にして銀
粘土28〜36を作製し、この銀粘土28〜36を造形
して得られた造形体を実施例1と同じ条件で燒結するこ
とにより試験片燒結体を作製し、得られた試験片燒結体
の引張り強さおよび密度を実施例1と同様にして測定
し、その結果を表4に示した。さらに表4の密度の測定
値を縦軸に、銀粘土用銀粉末に含まれる球状のAg微細
粉末の含有量を横軸にとって●印でプロットし、●印を
結んだグラフを作製し、これを図2に示した。
に、平均粒径:5.0μmを有するアトマイズAg粉末
に対し、平均粒径:1.0μmの球状のAg微細粉末を
15〜50質量%配合した銀粘土用銀粉末を含む銀粘土
3〜6、平均粒径:1.5μmの球状のAg微細粉末を
15〜50質量%配合した銀粘土用銀粉末を含む銀粘土
12〜15、平均粒径:0.5μmの球状のAg微細粉
末を15〜50質量%配合した銀粘土用銀粉末を含む銀
粘土21〜24および平均粒径:0.8μmの球状のA
g微細粉末を15〜50質量%配合した銀粘土用銀粉末
を含む銀粘土30〜33は、この銀粘土を造形して得ら
れた造形体を通常より低い温度の600℃の温度で30
分間保持して燒結体を作製しても、十分な引張り強さお
よび密度が得られるところから、低温燒結性に優れてい
ることが分かる。また、球状のAg微細粉末を15〜5
0質量%の範囲から外れて含むと、十分な引張り強さお
よび密度が得られないことが分かる。このことは、図2
のグラフの曲線を見ると一層明瞭となる。
し、平均粒径:1.0μmを有する球状のAg微細粉末
を30質量%配合し混合して銀粘土用銀粉末を作製し、
得られた銀粘土用銀粉末に対して、メチルセルローズ、
界面活性剤、オリーブ油および水を表5に示される割合
で添加し、銀粘土37〜42を作製した。
℃の温度で30分間燒結することにより縦:3mm、
横:4mm、長さ:65mmの寸法を有する試験片燒結
体を作製し、得られた試験片燒結体の引張り強さおよび
密度を測定し、その測定結果を表5に示した。
リーブ油のうち何れかを含まない銀粘土であっても、十
分な低温燒結性が得られることが分かる。
来銀粘土に比べて一層低温度で燒結することができ、よ
り多くの人が銀粘土を使用して簡単に美術工芸品や宝飾
品をつくることができるなど優れた効果を奏するもので
ある。
粉末との違いを説明するための粒度分布曲線説明図であ
る。
微細粉末の含有量と銀粘土に含まれる燒結体の密度との
関係を示すグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】平均粒径:2μm以下のAg微細粉末:1
5〜50質量%を含有し、残部が平均粒径:2μmを越
え100μm以下のAg粉末からなる混合粉末で構成さ
れたことを特徴とする低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉
末。 - 【請求項2】平均粒径:0.5〜1.5μmのAg微細
粉末:15〜50質量%を含有し、残部が平均粒径:3
〜20μmのAg粉末からなる混合粉末で構成されたこ
とを特徴とする低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末。 - 【請求項3】請求項1または2記載の銀粘土用銀粉末:
50〜95質量%、有機系バインダ−:0.8〜8質量
%を含有し、残りが水からなることを特徴とする低温燒
結性に優れた銀粘土。 - 【請求項4】請求項1または2記載の銀粘土用銀粉末:
50〜95質量%、有機系バインダー:0.8〜8質量
%、界面活性剤:0.03〜3質量%を含有し、残りが
水からなることを特徴とする低温燒結性に優れた銀粘
土。 - 【請求項5】請求項1または2記載の銀粘土用銀粉末:
50〜95質量%、有機系バインダー:0.8〜8質量
%、油脂:0.1〜3質量%を含有し、残りが水からな
ることを特徴とする低温燒結性に優れた銀粘土。 - 【請求項6】請求項1または2記載の銀粘土用銀粉末:
50〜95質量%、有機系バインダー:0.8〜8質量
%、油脂:0.1〜3質量%、界面活性剤:0.03〜
3質量%を含有し、残りが水からなることを特徴とする
低温燒結性に優れた銀粘土。
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