JP2007204297A - Method of preparing ceramic raw material and method of manufacturing ceramic formed body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックス粒子と樹脂成分とを含有するセラミックス原料の製造方法、及びそのセラミックス原料を成形してなるセラミックス成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a ceramic raw material containing ceramic particles and a resin component, and a method for producing a ceramic molded body formed by molding the ceramic raw material.
従来から、セラミックコンデンサ、圧電素子、ハニカム構造体、ガスセンサ素子等の各種センサ素子等には、各種セラミックス材料の焼結体が用いられている。
このようなセラミックスの焼結体は、セラミックス粒子とバインダー(樹脂成分)とを含有するセラミックス原料に水等を加えて混練し、その後成形することにより作製されたセラミックス成形体を焼成することにより得られる。
Conventionally, sintered bodies of various ceramic materials have been used for various sensor elements such as ceramic capacitors, piezoelectric elements, honeycomb structures, and gas sensor elements.
Such a sintered body of ceramics is obtained by firing a ceramic formed body prepared by adding water and the like to a ceramic raw material containing ceramic particles and a binder (resin component) and then kneading and then forming. It is done.
セラミックス成形体の原料となるセラミックス原料を製造する方法としては、セラミックス粒子に、樹脂成分、分散剤、焼結助剤等を添加混合してなるスラリーを噴霧乾燥してセラミックス原料を作製する方法が開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記の製造方法では、上記スラリー中においてセラミックス粒子と樹脂成分とを均一に分散することができないおそれがある。その結果、得られるセラミックス原料は、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散したものにならないおそれがある。
そして、このようなセラミックス原料を用いて成形したセラミックス成形体は、樹脂成分の分布に偏りが生じるといった問題があり、上記セラミックス成形体を焼結させると、焼結体にボイドやポア等の空洞部が生じ、焼結体の強度が低下したり、各種セラミックスの特性が焼結体の部位によってばらついたりしてしまうおそれがある。
As a method for producing a ceramic raw material to be a raw material of a ceramic molded body, there is a method of producing a ceramic raw material by spray drying a slurry obtained by adding and mixing a resin component, a dispersant, a sintering aid and the like to ceramic particles. It is disclosed (see Patent Document 1).
However, in the above manufacturing method, there is a possibility that the ceramic particles and the resin component cannot be uniformly dispersed in the slurry. As a result, there is a possibility that the obtained ceramic raw material does not become a material in which ceramic particles and a resin component are uniformly dispersed.
A ceramic molded body formed using such a ceramic raw material has a problem that the distribution of the resin component is uneven. When the ceramic molded body is sintered, voids such as voids and pores are formed in the sintered body. Therefore, the strength of the sintered body may be reduced, and the characteristics of various ceramics may vary depending on the portion of the sintered body.
また、セラミックス原料を製造する方法としては、乾燥前の組成を維持したまま乾燥することができる凍結乾燥を用いる方法が開示されている(非特許文献1)。この製造方法は、セラミックス粒子及び樹脂成分を含有するスラリーを液体窒素等の液体冷媒に噴霧または滴下することで、顆粒状のスラリー凍結体を液体冷媒中に作製する。その後、液体冷媒とスラリー凍結体とを分離する工程(分離工程)を行い、スラリー凍結体を回収する。そして、スラリー凍結体を乾燥させ、セラミックス原料を得る。 Moreover, as a method for producing a ceramic raw material, a method using freeze-drying that can be dried while maintaining the composition before drying is disclosed (Non-Patent Document 1). In this manufacturing method, a granular slurry frozen body is produced in a liquid refrigerant by spraying or dropping a slurry containing ceramic particles and a resin component onto a liquid refrigerant such as liquid nitrogen. Then, the process (separation process) which isolate | separates a liquid refrigerant and a slurry frozen body is performed, and a slurry frozen body is collect | recovered. Then, the frozen slurry is dried to obtain a ceramic raw material.
しかしながら、上記の製造方法においても、上記スラリー中においてセラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散しなければ、得られるセラミックス原料もセラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散したものにならない。
さらに、上記の製造方法では、冷媒を用いてスラリーの凍結を行い、その冷媒中にスラリー凍結体を作製するため、上述した分離工程が必要となる。分離工程では、篩による物理的分離方法を用いているが、篩とスラリー凍結体との寸法関係等により、回収できないスラリー凍結体が生じる。そのため、スラリー凍結体のロスが多くなり、回収歩留が上がらないのが現状である。そしてこれは、作製するセラミックス原料の歩留が上がらないことにも繋がる。
However, even in the above manufacturing method, if the ceramic particles and the resin component are not uniformly dispersed in the slurry, the obtained ceramic raw material is not evenly dispersed of the ceramic particles and the resin component.
Furthermore, in the manufacturing method described above, the slurry is frozen using a refrigerant, and the frozen slurry is produced in the refrigerant, so that the separation step described above is required. In the separation step, a physical separation method using a sieve is used, but due to the dimensional relationship between the sieve and the frozen slurry, a frozen slurry that cannot be recovered is generated. For this reason, the loss of the frozen slurry increases, and the recovery yield does not increase. This also leads to an increase in the yield of the ceramic raw material to be produced.
このようなことから、歩留がよく、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散したセラミックス原料の製造方法が望まれていた。 For these reasons, there has been a demand for a method for producing a ceramic material in which the yield is good and the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、歩留の向上を図ることができ、かつ、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散したセラミックス原料の製造方法、及びそのセラミックス原料を用いたセラミックス成形体の製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and can improve the yield, and a method for producing a ceramic raw material in which ceramic particles and a resin component are uniformly dispersed, and the ceramic. An object of the present invention is to provide a method for producing a ceramic molded body using raw materials.
第1の発明は、少なくともセラミックス粒子と樹脂成分とを含有するセラミックス原料の製造方法において、
上記セラミックス粒子を水に混合することにより、セラミックス粒子分散液を作製するセラミックス粒子分散工程と、
上記樹脂成分を水に混合することにより、樹脂成分分散液を作製する樹脂成分分散工程と、
上記セラミックス粒子分散液と上記樹脂成分分散液とを混合することにより、混合スラリーを作製する混合工程と、
上記混合スラリーに圧力を加え、加圧状態の上記混合スラリーを常圧下または減圧下の雰囲気中に噴霧して急速に凍結させることにより、スラリー凍結体を作製する凍結工程と、
上記スラリー凍結体を減圧下で乾燥させることにより、上記セラミックス原料を作製する乾燥工程とを有することを特徴とするセラミックス原料の製造方法にある(請求項1)。
1st invention is a manufacturing method of the ceramic raw material containing a ceramic particle and a resin component at least,
A ceramic particle dispersion step of preparing a ceramic particle dispersion by mixing the ceramic particles with water;
A resin component dispersion step of preparing a resin component dispersion by mixing the resin component with water;
A mixing step of preparing a mixed slurry by mixing the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion;
Applying pressure to the mixed slurry, a freezing step for producing a frozen slurry by rapidly freezing the mixed slurry in a pressurized state by spraying it in an atmosphere under normal pressure or reduced pressure;
A method for producing a ceramic raw material comprising the step of producing the ceramic raw material by drying the frozen slurry under reduced pressure (claim 1).
本発明の製造方法は、上記凍結工程においては、上記混合スラリーに圧力を加え、加圧状態の上記混合スラリーを常圧下または減圧下の雰囲気中に噴霧して急速に凍結させることにより、スラリー凍結体を作製する。すなわち、圧力を加えて高圧状態となった上記混合スラリーを、該混合スラリーよりも低圧状態の雰囲気中に噴霧する。噴霧された上記混合スラリーは、高圧状態から低圧状態への急激な圧力変化により、断熱膨張原理に基づく断熱冷却によって急速に冷却され、凍結する。これにより、顆粒状の上記スラリー凍結体が得られる。 In the production method of the present invention, in the freezing step, slurry freezing is performed by applying pressure to the mixed slurry and spraying the mixed slurry in a pressurized state into an atmosphere under normal pressure or reduced pressure to rapidly freeze it. Create a body. That is, the mixed slurry that has been brought into a high pressure state by applying pressure is sprayed into an atmosphere in a lower pressure state than the mixed slurry. The sprayed mixed slurry is rapidly cooled and frozen by adiabatic cooling based on the adiabatic expansion principle due to a rapid pressure change from a high pressure state to a low pressure state. Thereby, the granular slurry frozen body is obtained.
つまり、本発明では、従来のように液体窒素等の冷媒を用いることなく、上記混合スラリーを凍結させ、上記スラリー凍結体を作製する。そのため、スラリー凍結体の回収歩留ロスの大きな原因となっていた、冷媒中からスラリー凍結体を分離する分離工程を行う必要がなく、得られた顆粒状の上記スラリー凍結体をそのまま回収することができる。また、上記混合スラリーを噴霧すると同時に急速に凍結させるため、上記混合スラリーの飛散による上記スラリー凍結体の回収歩留ロスも抑制することができる。
以上により、上記スラリー凍結体の回収歩留を従来よりも向上させることができる。そして、その結果、作製する上記セラミックス原料の歩留を向上させることができる。
That is, in the present invention, the mixed slurry is frozen without using a refrigerant such as liquid nitrogen as in the prior art, and the frozen slurry is produced. Therefore, there is no need to perform a separation step of separating the frozen slurry from the refrigerant, which has been a major cause of the yield loss of the frozen slurry, and the obtained granular frozen slurry is recovered as it is. Can do. Further, since the mixed slurry is sprayed and rapidly frozen at the same time, the recovery yield loss of the frozen slurry due to scattering of the mixed slurry can be suppressed.
As described above, the recovery yield of the slurry frozen body can be improved as compared with the related art. As a result, the yield of the ceramic raw material to be produced can be improved.
また、上記製造方法は、上記セラミックス粒子分散工程においては、上記セラミックス粒子を水に混合することにより、セラミックス粒子分散液を作製する。また、上記樹脂成分分散工程においては、上記樹脂成分を水に混合することにより、樹脂成分分散液を作製する。このように、上記セラミックス粒子分散工程及び上記樹脂成分分散工程においては、大きな水素結合力を有する水を溶媒として用い、さらに該溶媒中に上記セラミックス粒子及び上記樹脂成分を別々に分散させている。そのため、上記セラミックス粒子分散液及び上記樹脂成分分散液においては、それぞれ上記セラミックス粒子及び上記樹脂成分を充分均一に分散させることができる。 Moreover, the said manufacturing method produces a ceramic particle dispersion by mixing the said ceramic particle with water in the said ceramic particle dispersion | distribution process. In the resin component dispersion step, the resin component dispersion is prepared by mixing the resin component with water. Thus, in the ceramic particle dispersion step and the resin component dispersion step, water having a large hydrogen bonding force is used as a solvent, and the ceramic particles and the resin component are separately dispersed in the solvent. Therefore, in the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion, the ceramic particles and the resin component can be sufficiently uniformly dispersed, respectively.
次いで、上記混合工程においては、上記セラミックス粒子分散液と上記樹脂成分分散液とを混合することにより、上記混合スラリーを作製する。すなわち、上記溶媒中に上記セラミックス粒子及び上記樹脂成分をそれぞれ別々に分散させることにより、上記セラミックス粒子分散液及び上記樹脂成分分散液を作製した後、これらを混合することにより、上記混合スラリーを作製している。そのため、上記セラミックス粒子及び上記樹脂成分を一度に同じ溶媒に分散させる場合に比べて、上記セラミックス粒子及び上記樹脂成分を上記混合スラリー中に充分均一に分散させることができる。 Next, in the mixing step, the mixed slurry is prepared by mixing the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion. That is, the ceramic particles and the resin component dispersion are separately dispersed in the solvent to prepare the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion, and then mixed to prepare the mixed slurry. is doing. Therefore, compared with the case where the ceramic particles and the resin component are dispersed in the same solvent at a time, the ceramic particles and the resin component can be dispersed sufficiently uniformly in the mixed slurry.
次いで、上記凍結工程においては、上述のごとく、上記混合スラリーを噴霧し、断熱冷却によって急速に凍結させ、上記スラリー凍結体を作製する。このように、上記混合スラリーを噴霧すると同時に急速に冷却して凍結させ、該混合スラリーの凍結開始を早くすることにより、得られる上記スラリー凍結体の組成の偏析を抑制することができる。すなわち、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記混合スラリーの組成を保った状態で、上記スラリー凍結体を作製することができる。そのため、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記スラリー凍結体を得ることができる。 Next, in the freezing step, as described above, the mixed slurry is sprayed and rapidly frozen by adiabatic cooling to produce the frozen slurry. As described above, by spraying the mixed slurry at the same time as it is rapidly cooled and frozen to accelerate the start of freezing of the mixed slurry, segregation of the composition of the obtained frozen slurry can be suppressed. That is, the frozen slurry can be produced while maintaining the composition of the mixed slurry in which the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed. Therefore, the frozen slurry body in which the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed can be obtained.
その後、上記乾燥工程において上記スラリー凍結体を減圧下で乾燥させる。すなわち、上記スラリー凍結体中の水分を昇華により除去する。そのため、上記スラリー凍結体の組成を保った状態、つまり上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された状態で、上記スラリー凍結体をほとんど変形させずに乾燥することができる。この凍結工程及び乾燥工程における凍結乾燥により、上記混合スラリーを直接加熱して乾燥させた場合に生じる上記樹脂成分の凝集を防止することができる。
その結果、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記セラミックス原料を得ることができる。また、このセラミックス原料は、水分が除去された部分に空隙が形成された、容易に解砕可能な多孔質状のものとなる。
Thereafter, in the drying step, the frozen slurry is dried under reduced pressure. That is, the water in the frozen slurry is removed by sublimation. Therefore, the slurry frozen body can be dried with almost no deformation while maintaining the composition of the slurry frozen body, that is, with the ceramic particles and the resin component uniformly dispersed. The freeze-drying in the freezing step and the drying step can prevent aggregation of the resin component that occurs when the mixed slurry is directly heated and dried.
As a result, the ceramic raw material in which the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed can be obtained. Moreover, this ceramic raw material becomes a porous material that can be easily crushed, with voids formed in the portion from which moisture has been removed.
なお、上記製造方法においては、上記混合スラリーを凍結する際に、該混合スラリーに含まれる上記セラミックス粒子が凍結に必要な核となる物質としての働きをする。そのため、上記混合スラリーの凍結開始をさらに早くすることができ、上記スラリー凍結体の組成の偏析をより一層抑制することができる。
また、上述したとおり、冷媒を用いることなく上記スラリー凍結体を作製するため、冷媒中からスラリー凍結体を分離する分離工程を行う必要がない。これにより、製造工程を短縮することができ、製造効率を向上させることができる。
In the above manufacturing method, when the mixed slurry is frozen, the ceramic particles contained in the mixed slurry serve as a core substance necessary for freezing. Therefore, the start of freezing of the mixed slurry can be further accelerated, and segregation of the composition of the frozen slurry can be further suppressed.
Further, as described above, since the frozen slurry is produced without using a refrigerant, it is not necessary to perform a separation step of separating the frozen slurry from the refrigerant. Thereby, a manufacturing process can be shortened and manufacturing efficiency can be improved.
このように、本発明の製造方法によれば、セラミックス原料の歩留を向上させることができる。また、得られるセラミックス原料は、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散されたものとなる。 Thus, according to the manufacturing method of the present invention, the yield of ceramic raw materials can be improved. In addition, the obtained ceramic raw material is obtained by uniformly dispersing ceramic particles and a resin component.
第2の発明は、少なくともセラミックス粒子と樹脂成分とを含有するセラミックス原料を成形してなるセラミックス成形体の製造方法において、
上記第1の発明の製造方法によって得られる上記セラミックス原料を含む混練物を作製し、該混練物に1〜50MPaの圧力を加えた状態で成形することにより上記セラミック成形体を作製することを特徴とするセラミックス成形体の製造方法にある(請求項12)。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a ceramic molded body obtained by molding a ceramic raw material containing at least ceramic particles and a resin component.
A kneaded material containing the ceramic raw material obtained by the production method of the first invention is produced, and the ceramic molded body is produced by molding the kneaded material under a pressure of 1 to 50 MPa. In the method for producing a ceramic molded body according to claim 12 (claim 12).
本発明の製造方法においては、歩留のよい上記第1の発明のセラミックス原料を用いて成形を行う。そのため、上記セラミックス成形体の製造効率の向上を図ることができる。
また、上記製造方法においては、高解砕性を有し、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記第1の発明のセラミックス原料を用いて成形を行う。そのため、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記セラミックス成形体を得ることができる。
In the manufacturing method of the present invention, molding is performed using the ceramic raw material of the first invention having a good yield. Therefore, the manufacturing efficiency of the ceramic molded body can be improved.
Moreover, in the said manufacturing method, it shape | molds using the ceramic raw material of the said 1st invention which has high crushability, and the said ceramic particle and the said resin component were disperse | distributed uniformly. Therefore, the ceramic molded body in which the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed can be obtained.
また、上記セラミックス原料を含む上記混練物を作製し、該混練物に1〜50MPaの圧力を加えた状態で上記混練物を成形する。具体的には、例えば上記混練物を薄いスリットから押し出して押出成形を行うこと等により、上記混練物に1〜50MPaの圧力を加えた状態で成形することができる。そのため、成形時に、上記混練物中における上記樹脂成分の高濃度部分を潰すことができ、上記セラミックス成形体中における上記樹脂成分の偏りを小さくすることができる。その結果、上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とが均一に分散された上記セラミックス成形体を得ることができる。 Moreover, the said kneaded material containing the said ceramic raw material is produced, and the said kneaded material is shape | molded in the state which applied the pressure of 1-50 Mpa to this kneaded material. Specifically, the kneaded product can be molded in a state where a pressure of 1 to 50 MPa is applied to the kneaded product, for example, by extruding the kneaded product through a thin slit and performing extrusion molding. Therefore, at the time of shaping | molding, the high concentration part of the said resin component in the said kneaded material can be crushed, and the bias | inclination of the said resin component in the said ceramic molded object can be made small. As a result, the ceramic molded body in which the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed can be obtained.
なお、上記混練物の作製は、上記セラミックス原料に水を加えて混練することにより作製することができる。また、上記第1の発明の乾燥工程において、上記スラリー凍結体を完全に乾燥させずに水分を残した状態で上記セラミックス原料を作製し、必要な水分量を含んだ上記セラミックス原料をそのまま混練することによって上記混練物を作製することもできる。 The kneaded product can be produced by adding water to the ceramic raw material and kneading. Further, in the drying step of the first invention, the ceramic raw material is produced in a state where moisture is left without completely drying the slurry frozen body, and the ceramic raw material containing a necessary amount of water is kneaded as it is. Thus, the kneaded product can be produced.
また、上記セラミックス成形体は、焼成させることにより焼結体として用いることができる。上記のごとく、上記セラミックス成形体においては、上記樹脂成分が均一に分散されているため、焼成後の焼結体の表面や内部に、ボイドやポア等の空洞部が発生することを抑制することができる。そのため、焼結体の部位による強度や各種セラミックス特性についてのばらつきがほとんどない、品質の高い焼結体を得ることができる。 Moreover, the said ceramic molded object can be used as a sintered compact by baking. As described above, in the ceramic molded body, since the resin component is uniformly dispersed, the generation of voids such as voids and pores on the surface and inside of the sintered body after firing is suppressed. Can do. Therefore, it is possible to obtain a high-quality sintered body with little variation in strength and various ceramic characteristics depending on the portion of the sintered body.
上記第1の発明において、上記セラミックス粒子分散工程においては、上記セラミックス粒子と水との合計量100重量部に対して、水の含有量が20〜80重量部となるように、上記セラミックス粒子と水とを混合することが好ましい。
水の含有量が20重量部未満の場合には、溶媒としての水中に上記セラミックス粒子を充分に分散させることが困難となるおそれがある。一方、80重量部を超える場合には、上記スラリー凍結体の乾燥を行う上記乾燥工程に長時間を要してしまうおそれがある。したがって、より好ましくは、水の含有量は35〜65重量部がよく、さらにより好ましくは、45〜55重量部がよい。
In the first invention, in the ceramic particle dispersion step, the ceramic particles and the ceramic particles are dispersed so that the content of water is 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the ceramic particles and water. It is preferable to mix with water.
If the water content is less than 20 parts by weight, it may be difficult to sufficiently disperse the ceramic particles in water as a solvent. On the other hand, when it exceeds 80 weight part, there exists a possibility that the said drying process which drys the said slurry frozen body may require a long time. Therefore, more preferably, the water content is 35 to 65 parts by weight, and even more preferably 45 to 55 parts by weight.
また、上記樹脂成分分散工程においては、上記樹脂成分と水との合計量100重量部に対して、水の含有量が50〜99重量部となるように、上記樹脂成分と水とを混合することが好ましい。
水の含有量が50重量部未満の場合には、溶媒としての水中に上記樹脂成分を充分に分散させることが困難となるおそれがある。一方、99重量部を超える場合には、上記スラリー凍結体の乾燥を行う上記乾燥工程に長時間を要してしまうおそれがある。そのため、より好ましくは、水の含有量は85〜99重量部がよく、さらにより好ましくは、97〜99重量部がよい。
In the resin component dispersion step, the resin component and water are mixed so that the water content is 50 to 99 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the resin component and water. It is preferable.
If the water content is less than 50 parts by weight, it may be difficult to sufficiently disperse the resin component in water as a solvent. On the other hand, when it exceeds 99 weight part, there exists a possibility that the said drying process which drys the said slurry frozen body may require a long time. Therefore, more preferably, the water content is 85 to 99 parts by weight, and even more preferably 97 to 99 parts by weight.
また、上記混合工程においては、上記混合スラリーの固形成分比率を70〜99wt%とすることが好ましい。
固形成分比率が70wt%未満の場合には、上記スラリー凍結体の乾燥を行う上記乾燥工程に長時間を要してしまうおそれがある。一方、99wt%を超える場合には、上記混合スラリー中に上記セラミックス粒子と上記樹脂成分とを充分に分散させることが困難となるおそれがある。したがって、より好ましくは、固形成分比率は75〜95wt%がよく、さらにより好ましくは、80〜90wt%がよい。
なお、固形成分比率は、上記混合スラリー中に含まれる固体成分の重量比を百分率で表したものである。
Moreover, in the said mixing process, it is preferable that the solid component ratio of the said mixing slurry shall be 70-99 wt%.
When the solid component ratio is less than 70 wt%, the drying process for drying the frozen slurry may take a long time. On the other hand, if it exceeds 99 wt%, it may be difficult to sufficiently disperse the ceramic particles and the resin component in the mixed slurry. Therefore, more preferably, the solid component ratio is 75 to 95 wt%, and even more preferably 80 to 90 wt%.
In addition, a solid component ratio represents the weight ratio of the solid component contained in the said mixed slurry in percentage.
また、上記凍結工程においては、上記混合スラリーに0.2〜1MPaの圧力を加え、かつ、加圧状態の上記混合スラリーに0.2〜1MPaの圧力を加えたエアーを供給して噴霧することが好ましい(請求項2)。
上記混合スラリー及び上記エアーに加える圧力が0.2MPa未満の場合には、断熱膨張原理を作用させるために必要な上記混合スラリー及び上記エアーと上記雰囲気との圧力差を充分に確保することができないおそれがある。一方、1MPaを超える場合には、高圧状態の上記混合スラリー及び上記エアーを実現するための設備の導入コストやその運転コストが高価となり、その結果製造コストが増大するおそれがある。また、コストに見合った効果を得ることができないおそれがある。したがって、より好ましくは、上記圧力は0.3〜0.7MPaがよい。
Moreover, in the freezing step, a pressure of 0.2 to 1 MPa is applied to the mixed slurry, and air is applied and sprayed with a pressure of 0.2 to 1 MPa applied to the pressurized mixed slurry. (Claim 2).
When the pressure applied to the mixed slurry and the air is less than 0.2 MPa, the pressure difference between the mixed slurry and the air and the atmosphere necessary for operating the adiabatic expansion principle cannot be sufficiently secured. There is a fear. On the other hand, when it exceeds 1 MPa, the introduction cost of the equipment for realizing the high-pressure mixed slurry and the air and the operation cost thereof become expensive, and as a result, the production cost may increase. Moreover, there exists a possibility that the effect corresponding to cost cannot be acquired. Therefore, more preferably, the pressure is 0.3 to 0.7 MPa.
また、上記凍結工程においては、上記雰囲気中の気圧は、5〜760Torrであることが好ましい(請求項3)。
上記気圧が5Torr未満の場合には、上記雰囲気の低圧状態を実現するための設備の導入コストやその運転コストが高価となり、その結果製造コストが増大するおそれがある。また、コストに見合った効果を得ることができないおそれがある。一方、760Torr(常圧)を超える場合には、断熱膨張原理を作用させるために必要な上記混合スラリー及び上記エアーと上記雰囲気との圧力差を充分に確保することができないおそれがある。したがって、より好ましくは、上記雰囲気中は50〜760Torrがよい。
In the freezing step, the atmospheric pressure in the atmosphere is preferably 5 to 760 Torr.
When the atmospheric pressure is less than 5 Torr, the installation cost and the operation cost of equipment for realizing the low pressure state of the atmosphere become expensive, and as a result, the manufacturing cost may increase. Moreover, there exists a possibility that the effect corresponding to cost cannot be acquired. On the other hand, when it exceeds 760 Torr (normal pressure), there is a possibility that a sufficient pressure difference between the mixed slurry and the air and the atmosphere necessary for operating the adiabatic expansion principle cannot be secured. Therefore, more preferably, 50 to 760 Torr is good in the atmosphere.
また、上記凍結工程においては、上記雰囲気中の温度は、0℃以下であることが好ましい(請求項4)。
上記温度が0℃を超える場合には、噴霧した上記混合スラリーを充分に凍結することが困難となるおそれがある。
In the freezing step, the temperature in the atmosphere is preferably 0 ° C. or lower (claim 4).
If the temperature exceeds 0 ° C., it may be difficult to sufficiently freeze the sprayed mixed slurry.
また、上記凍結工程においては、上記雰囲気中の温度は、−50〜−5℃であることがより好ましい(請求項5)。
上記温度が−50℃未満の場合には、上記雰囲気中の温度を連続して維持するための設備自体の導入コストやその運転コストが高価となり、その結果上記セラミックス原料の製造コストが増大するおそれがある。一方、−5℃を超える場合には、噴霧した上記混合スラリーを急速に凍結することが困難となるおそれがある。したがって、さらにより好ましくは、上記温度は−30〜−10℃がよい。
In the freezing step, the temperature in the atmosphere is more preferably −50 to −5 ° C. (Claim 5).
When the temperature is lower than −50 ° C., the introduction cost of the equipment itself and the operation cost for continuously maintaining the temperature in the atmosphere become expensive, and as a result, the production cost of the ceramic raw material may increase. There is. On the other hand, when it exceeds -5 degreeC, there exists a possibility that it may become difficult to freeze the sprayed said mixed slurry rapidly. Therefore, more preferably, the temperature is -30 to -10 ° C.
また、上記乾燥工程においては、上記スラリー凍結体の乾燥は、真空度5〜50Torrの真空中で行うことが好ましい(請求項6)。
上記真空度が5Torr未満の場合には、真空状態を実現するための乾燥設備自体の導入コストやその運転コストが高価となり、その結果上記セラミックス原料の製造コストが増大するおそれがある。一方、50Torrを超える場合には、上記スラリー凍結体中の水分が充分に昇華することができず、乾燥中に上記スラリー凍結体が溶融するおそれがある。したがって、より好ましくは、上記真空度は5〜20Torrがよい。
In the drying step, the frozen slurry is preferably dried in a vacuum with a degree of vacuum of 5 to 50 Torr.
When the degree of vacuum is less than 5 Torr, the introduction cost of the drying equipment itself for realizing the vacuum state and the operation cost thereof become expensive, and as a result, the production cost of the ceramic raw material may increase. On the other hand, if it exceeds 50 Torr, the water in the slurry frozen body cannot be sufficiently sublimated, and the slurry frozen body may melt during drying. Therefore, more preferably, the degree of vacuum is 5 to 20 Torr.
また、上記乾燥工程においては、上記スラリー凍結体の乾燥は、加熱温度20〜70℃、加熱時間1〜6時間の条件で行うことが好ましい(請求項7)。
上記の加熱温度が20℃未満の場合、または加熱時間が1時間未満の場合には、上記スラリー凍結体から充分に水分を除去して乾燥させることが困難となるおそれがある。一方、70℃を超える場合には、上記樹脂成分の凝集が生じるおそれがある。また、6時間を超えて加熱しても、これに見合った効果はほとんど得られなくなる一方で、製造時間が長くなり、コストが増大するおそれがある。したがって、より好ましくは、加熱温度は30〜60℃、加熱時間は1.5〜5時間がよい
In the drying step, the frozen slurry is preferably dried under the conditions of a heating temperature of 20 to 70 ° C. and a heating time of 1 to 6 hours.
When the heating temperature is less than 20 ° C. or when the heating time is less than 1 hour, it may be difficult to sufficiently remove moisture from the frozen slurry and dry it. On the other hand, when it exceeds 70 degreeC, there exists a possibility that aggregation of the said resin component may arise. Moreover, even if it heats over 6 hours, while the effect commensurate with this will hardly be acquired, there exists a possibility that manufacturing time may become long and cost may increase. Therefore, more preferably, the heating temperature is 30 to 60 ° C. and the heating time is 1.5 to 5 hours.
また、上記スラリー凍結体の平均粒径は、5〜500μmであることが好ましい(請求項8)。
上記平均粒径が5μm未満の場合には、複数の上記スラリー凍結体が凝集してしまうおそれがある。そのため、上記スラリー凍結体の乾燥効率が低下すると共に、上記乾燥工程に時間を要してしまうおそれがある。一方、500μmを超える場合には、上記スラリー凍結体中の水分が抜け難くなるおそれがある。そのため、上記スラリー凍結体の乾燥効率が低下すると共に。上記乾燥工程に時間を要してしまうおそれがある。したがって、より好ましくは、上記平均粒径は50〜150μmがよい。
なお、上記スラリー凍結体の粒径とは、顆粒状の上記スラリー凍結体の粒径のことである。
The average particle size of the frozen slurry is preferably 5 to 500 μm.
When the average particle size is less than 5 μm, there is a possibility that a plurality of the frozen slurry bodies are aggregated. For this reason, the drying efficiency of the frozen slurry may be reduced, and the drying process may take time. On the other hand, when it exceeds 500 μm, there is a possibility that moisture in the frozen slurry is difficult to escape. Therefore, the drying efficiency of the slurry frozen body is lowered. The drying process may take time. Therefore, more preferably, the average particle size is 50 to 150 μm.
The particle diameter of the slurry frozen body is the particle diameter of the granular slurry frozen body.
また、上記セラミックス粒子の平均粒径は、0.3〜1μmであることが好ましい(請求項9)。
上記平均粒径が0.3μm未満の場合には、上記セラミックス粒子は、上記混合スラリーの凍結における核としての効果が小さくなり、上記混合スラリーの凍結を効率よく進めることができないおそれがある。一方、1μmを超える場合には、上記セラミックス粒子を含む上記混合スラリーを噴霧する噴霧器等の設備が短期間で摩耗してしまうおそれがある。したがって、より好ましくは、上記平均粒径は0.3〜0.5μmがよい。
The ceramic particles preferably have an average particle size of 0.3 to 1 μm.
When the average particle size is less than 0.3 μm, the ceramic particles have a small effect as a nucleus in freezing the mixed slurry, and there is a possibility that the mixed slurry cannot be efficiently frozen. On the other hand, when the thickness exceeds 1 μm, equipment such as a sprayer for spraying the mixed slurry containing the ceramic particles may be worn in a short period of time. Therefore, more preferably, the average particle size is 0.3 to 0.5 μm.
また、上記セラミックス粒子としては、チタン酸アルミニウム、ムライト、チタン酸カリウム、リチウムアルミノシリケート、コージェライト、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化チタン、酸化スズ、ガリウム砒素、炭化ケイ素、酸化クロム、ジルコニア、アルミナ、イットリア、窒化ケイ素、炭化繊維、ケイ酸カルシウム、結晶化ガラス(FRC)、無定形炭素、炭化タングステン、炭化チタン、ケイ化鉄、黒鉛、チタニア、炭素繊維、シリカ、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、ガリウム燐、酸化タングステン、硫化カドミニウム、及びインジウム・スズ酸化物(ITO)等から選ばれる1種以上からなるセラミックス粒子を用いることができる(請求項10)。 The ceramic particles include aluminum titanate, mullite, potassium titanate, lithium aluminosilicate, cordierite, lead zirconate titanate (PZT), titanium oxide, tin oxide, gallium arsenide, silicon carbide, chromium oxide, zirconia. , Alumina, yttria, silicon nitride, carbonized fiber, calcium silicate, crystallized glass (FRC), amorphous carbon, tungsten carbide, titanium carbide, iron silicide, graphite, titania, carbon fiber, silica, aluminum nitride, titanic acid Ceramic particles comprising at least one selected from barium, zinc oxide, zinc sulfide, gallium phosphide, tungsten oxide, cadmium sulfide, indium tin oxide (ITO), and the like can be used.
上記セラミックス粒子におけるセラミックス成分の種類は、用途に応じて適宜選択することができる。
例えば、ガスセンサ用のセラミックス原料を作製する場合には、ジルコニア、アルミナ、及びイットリア等から選ばれる1種以上のセラミックス成分からなるセラミックス粒子を用いることができる。
The kind of ceramic component in the ceramic particles can be appropriately selected according to the application.
For example, when producing a ceramic raw material for a gas sensor, ceramic particles composed of one or more ceramic components selected from zirconia, alumina, yttria and the like can be used.
また、上記樹脂成分としては、例えば親水性の樹脂を用いることができる。
具体的には、メチルセルロース、ヒドロキシルプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸ソーダ、及びポリアクリルアミド等から選ばれる1種以上からなる樹脂成分を用いることができる(請求項11)。
As the resin component, for example, a hydrophilic resin can be used.
Specifically, a resin component composed of one or more selected from methyl cellulose, hydroxylpropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, starch, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, sodium polyacrylate, polyacrylamide and the like can be used ( Claim 11).
上記第2の発明においては、上記セラミックス原料と水との合計量100重量部に対する水の含有量が1〜20重量部となるように水を添加することが好ましい。
水の含有量が1重量部未満の場合には、水が少なすぎて充分な混練を行うことができないおそれがある。一方、20重量部を超える場合には、水が多すぎて上記樹脂成分が再度溶解してしまうおそれがある。したがって、より好ましくは、水の含有量は2〜8重量部がよく、さらに好ましくは、4〜6重量部がよい。
In the second aspect of the invention, it is preferable to add water so that the content of water is 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the ceramic raw material and water.
When the water content is less than 1 part by weight, there is a possibility that water is too little to perform sufficient kneading. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, there is a possibility that the resin component is dissolved again due to too much water. Therefore, the content of water is more preferably 2 to 8 parts by weight, and still more preferably 4 to 6 parts by weight.
また、成形時に上記混練物に加える圧力は、1〜50MPaであることが好ましい。
この場合には、上記混練物に上記樹脂成分の偏りが残存していたとしても、上記樹脂成分の偏っている部分を潰すことができるため、上記セラミック成形体中における上記樹脂成分の偏りをより一層小さくすることができる。
また、上記圧力が1MPa未満の場合には、上記セラミックス原料中に残存していた上記樹脂成分の偏りを充分に解消することができないおそれがある。一方、50MPaを超える圧力を加えても、上記樹脂成分の偏りを小さくする効果が飽和することが確認されている。したがって、より好ましくは、上記圧力は5〜30MPaがよく、さらに好ましくは、5〜20MPaがよい。
Moreover, it is preferable that the pressure added to the said kneaded material at the time of shaping | molding is 1-50 Mpa.
In this case, even if the resin component bias remains in the kneaded product, the biased portion of the resin component can be crushed. Therefore, the resin component bias in the ceramic molded body is further reduced. It can be made even smaller.
Moreover, when the said pressure is less than 1 MPa, there exists a possibility that the bias | inclination of the said resin component which remained in the said ceramic raw material cannot fully be eliminated. On the other hand, it has been confirmed that the effect of reducing the bias of the resin component is saturated even when a pressure exceeding 50 MPa is applied. Therefore, more preferably, the pressure is 5 to 30 MPa, and more preferably 5 to 20 MPa.
また、上記セラミックス成形体は、ガスセンサに用いられることが好ましい(請求項13)。
この場合には、上記樹脂成分の偏りが少なく、空洞(ポア、ボイド)等が少ないという上記セラミック成形体の優れた特性をより顕著に発揮することができる。
すなわち、ガスセンサにおいては、近年ますます小型化が進み、より高温の環境下で使用される。そのため、より高い強度や耐熱性が要求される。一方、樹脂成分の偏りが大きなセラミックス成形体を焼結させてガスセンサ素子(焼結体)を作製すると、ガスセンサ素子の表面や内部にポア、ボイド等の空洞が生じ、強度や耐熱性が低下するおそれがある。これに対し、本発明において、上記セラミックス成形体は、上記のごとく、樹脂成分の偏りが少ないため、焼結してもポアやボイド等の空洞がほとんどない焼結体を得ることができる。したがって、ガスセンサ素子に適用すれば、強度や耐熱性に優れたガスセンサを得ることができ、上記セラミック成形体の優れた特性をより顕著に発揮することができる。
The ceramic molded body is preferably used for a gas sensor.
In this case, it is possible to more remarkably exhibit the excellent characteristics of the ceramic molded body such that the resin component is less biased and there are few cavities (pores, voids).
That is, gas sensors are increasingly miniaturized in recent years and are used in higher temperature environments. Therefore, higher strength and heat resistance are required. On the other hand, when a gas sensor element (sintered body) is produced by sintering a ceramic molded body having a large resin component bias, voids such as pores and voids are generated on the surface and inside of the gas sensor element, and the strength and heat resistance are reduced. There is a fear. On the other hand, in the present invention, since the ceramic molded body is less biased in the resin component as described above, a sintered body having almost no voids such as pores and voids can be obtained even when sintered. Therefore, when applied to a gas sensor element, a gas sensor excellent in strength and heat resistance can be obtained, and the excellent characteristics of the ceramic molded body can be exhibited more remarkably.
(実施例1)
本発明の実施例にかかるセラミックス原料の製造方法について説明する。
本例は、セラミックス粒子分散工程、樹脂成分分散工程、混合工程、凍結工程、及び乾燥工程を行い、セラミックス粒子と樹脂成分とを含有するセラミックス原料を作製する例である。
Example 1
The manufacturing method of the ceramic raw material concerning the Example of this invention is demonstrated.
In this example, a ceramic raw material containing ceramic particles and a resin component is manufactured by performing a ceramic particle dispersion step, a resin component dispersion step, a mixing step, a freezing step, and a drying step.
セラミックス粒子分散工程は、セラミックス粒子を水に混合することにより、セラミックス粒子分散液を作製する工程である。
樹脂成分分散工程は、樹脂成分を水に混合することにより、樹脂成分分散液を作製する工程である。
混合工程は、セラミックス分散液と樹脂成分分散液とを混合することにより、混合スラリーを作製する工程である。
凍結工程は、混合スラリーに圧力を加え、加圧状態の混合スラリーを常圧下または減圧下の雰囲気中に噴霧して急速に凍結させることにより、スラリー凍結体を作製する工程である。
乾燥工程は、スラリー凍結体を減圧下で乾燥させることにより、セラミックス原料を作製する工程である。
以下、これを詳説する。
The ceramic particle dispersion step is a step of preparing a ceramic particle dispersion by mixing ceramic particles with water.
The resin component dispersion step is a step of preparing a resin component dispersion by mixing the resin component with water.
The mixing step is a step of preparing a mixed slurry by mixing the ceramic dispersion and the resin component dispersion.
The freezing step is a step of producing a frozen slurry by applying pressure to the mixed slurry and spraying the pressurized mixed slurry into an atmosphere under normal pressure or reduced pressure to rapidly freeze it.
A drying process is a process of producing a ceramic raw material by drying a frozen slurry under reduced pressure.
This will be described in detail below.
まず、セラミックス粒子分散工程及び樹脂成分分散工程では、セラミックス粒子としてジルコニア粒子を準備し、このジルコニア粒子50重量部に対して水50重量部を添加して混合することにより、セラミックス粒子分散液を作製した。その一方で、樹脂成分としてメチルセルロースを準備し、このメチルセルロース5重量部に対して水95重量部を添加して混合することにより、樹脂成分分散液を作製した。 First, in the ceramic particle dispersion step and the resin component dispersion step, zirconia particles are prepared as ceramic particles, and 50 parts by weight of water is added to and mixed with 50 parts by weight of the zirconia particles, thereby producing a ceramic particle dispersion. did. On the other hand, methylcellulose was prepared as a resin component, and 95 parts by weight of water was added to and mixed with 5 parts by weight of this methylcellulose to prepare a resin component dispersion.
次いで、混合工程では、セラミックス粒子分散液と樹脂成分分散液とを混合することにより、混合スラリー(試験サンプルX)を作製した。この混合スラリーにおける固形分比率は約80wt%であった。 Next, in the mixing step, a mixed slurry (test sample X) was prepared by mixing the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion. The solid content ratio in this mixed slurry was about 80 wt%.
次いで、凍結工程では、図1及び図2に示す噴霧装置1を用いて混合スラリーを噴霧し、スラリー凍結体を作製した。
噴霧装置1は、図1に示すごとく、噴霧室11と流体ノズル12とスラリータンク14とを有し、スラリータンク14内の混合スラリー81を流体ノズル12から噴霧室11内に噴霧する装置である。
Next, in the freezing step, the slurry mixture was sprayed using the spray device 1 shown in FIGS. 1 and 2 to produce a frozen slurry.
As shown in FIG. 1, the spray device 1 includes a
さらに詳説すると、噴霧装置1は、図1に示すごとく、噴霧室11と噴霧室11内に配設された流体ノズル12と噴霧室11の外部に配設されたスラリータンク14とを有する。
噴霧室11は、噴霧室11内の気圧、温度等の条件を調整することができるように構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 1, the spray device 1 has a
The
また、図2に示すごとく、流体ノズル12は、ノズル先端部129に配設された混合スラリー81を噴射するスラリーノズル121と、スラリーノズル121の両側に配設されたエアー89を噴射する2本のエアーノズル122とを有する2流体ノズルタイプのものである。この流体ノズル12は、スラリー噴射口123から噴射した混合スラリー81に、エアー噴射口124から噴射したエアー89を接触位置125で接触させ、混合スラリー81を圧搾して顆粒状に噴霧することができるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、図1に示すごとく、流体ノズル12のスラリーノズル121は、スラリー供給管141を介して混合スラリー81を貯蔵するスラリータンク14に接続されている。スラリー供給管141の途中には、混合スラリー81に加える圧力を調整するスラリーレギュレータ149が配設されている。また、スラリータンク14は、第1エアー供給管131を介してエアー89を供給するエアー供給装置13に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
また、同図に示すごとく、流体ノズル12のエアーノズル122は、第2エアー供給管132を介して第1エアー供給管131の途中に接続されている。また、第2エアー供給管132の途中には、エアー89に加える圧力を調整するエアーレギュレータ139が配設されている。
As shown in the figure, the
また、同図に示すごとく、エアー供給装置13は、第1エアー供給管131を介してスラリータンク14にエアー89を供給することができると共に、第1エアー供給管131及び第2エアー供給管132を介して直接流体ノズル12にエアー89を供給することができるように構成されている。
As shown in the figure, the
次に、上記噴霧装置1を用いて混合スラリー81を噴霧し、スラリー凍結体を作製する工程について説明する。
混合スラリー81の噴霧に当たっては、まず、噴霧室11の気圧を760Torr(常圧)、温度を20℃に調整しておく。次いで、エアー供給装置13からスラリータンク14に加圧されたエアー89を供給する。これにより、混合スラリー81は、加圧された状態でスラリータンク14からスラリー供給管141を通って流体ノズル12に供給される。一方、エアー供給装置13から供給したエアー89は、直接流体ノズル12にも供給される。このとき、スラリーレギュレータ149及びエアーレギュレータ139を調整し、流体ノズル12に供給される混合スラリー81及びエアー89を適切な加圧状態にしておく。なお、混合スラリー81に対する加圧力は0.5MPa、エアー89に対する加圧力は0.5MPaとした。
Next, the process of spraying the
In spraying the
流体ノズル12に供給されたスラリーノズル121内の混合スラリー81は、スラリー噴射口123から噴射される。これと同時に、流体ノズル12に供給されたエアーノズル122内のエアー89は、エアー噴射口124から噴射される。噴射された混合スラリー81は、接触位置125でエアー89に接触して圧搾され、顆粒状となって噴霧室11に噴霧される。噴霧された混合スラリー81は、高圧状態から低圧状態への急激な圧力変化により、断熱膨張原理に基づく断熱冷却によって急速に冷却されて凍結する。
The
これにより、顆粒状のスラリー凍結体を作製した。スラリー凍結体は、均一に分散したセラミックス粒子の周りを樹脂成分と氷(凍結した水分)とが覆っている状態となっている。その後、噴霧室11からスラリー凍結体を回収した。回収したスラリー凍結体を試験サンプルAとする。
また、本例のスラリー凍結体の平均粒径は、10μmであった。なお、スラリー凍結体の粒径は、顆粒状のスラリー凍結体の粒径である。
Thereby, the granular slurry frozen body was produced. The frozen slurry is in a state where the resin particles and ice (frozen water) are covered around the uniformly dispersed ceramic particles. Thereafter, the frozen slurry was collected from the
The average particle size of the frozen slurry of this example was 10 μm. The particle size of the frozen slurry is the particle size of the granular frozen slurry.
次いで、乾燥工程では、スラリー凍結体を真空乾燥機に入れ、真空度10Torrまで減圧させ、温度60℃で4時間加熱することにより乾燥した。すなわち、スラリー凍結体中の水分を昇華により除去した。
このようにして、セラミックス原料を作製した。これを試料E1とする。セラミックス原料は、均一に分散したセラミックス粒子の周りを樹脂成分が覆っており、水分が除去された部分に空隙が形成された、容易に解砕可能な多孔質の状態となっている。
Next, in the drying step, the frozen slurry was put in a vacuum dryer, depressurized to a vacuum degree of 10 Torr, and dried by heating at a temperature of 60 ° C. for 4 hours. That is, the water in the frozen slurry was removed by sublimation.
Thus, the ceramic raw material was produced. This is designated as Sample E1. The ceramic raw material is in a readily pulverizable porous state in which resin components cover the uniformly dispersed ceramic particles, and voids are formed in portions where moisture has been removed.
本例においては、スラリー凍結体の回収歩留を調べるため、上記試料E1の比較用として、冷媒を用いてスラリー凍結体を作製し、それを回収してセラミックス原料を作製した(試料C1)。
具体的には、凍結工程において、噴霧室内で混合スラリーを液体冷媒としての液体窒素中に噴霧滴下して凍結させ、スラリー凍結体を作製した。次いで、液体窒素を篩(#400)に通し、液体窒素中からスラリー凍結体を回収した。回収したスラリー凍結体を試験サンプルBとする。その他の工程は、試料E1の場合と同様の工程を行い、セラミックス原料を作製した。これを試料C1とする。
In this example, in order to examine the recovery yield of the frozen slurry, a frozen slurry was prepared using a refrigerant for comparison with the sample E1, and was collected to prepare a ceramic raw material (sample C1).
Specifically, in the freezing step, the mixed slurry was sprayed and dropped in liquid nitrogen as a liquid refrigerant in the spray chamber to freeze the slurry. Next, liquid nitrogen was passed through a sieve (# 400), and the frozen slurry was recovered from the liquid nitrogen. The recovered frozen slurry is designated as test sample B. The other steps were the same as in the case of sample E1, and a ceramic raw material was produced. This is designated as Sample C1.
次に、試料E1及び試料C1の作製におけるスラリー凍結体の回収歩留を調べるために、試験サンプルA及び試験サンプルBの回収歩留ロスを調べた。
ここで、回収歩留ロスとは、作製したスラリー凍結体に対して回収できなかったスラリー凍結体の割合のことであり、噴霧した混合スラリーの重量と回収したスラリー凍結体の重量の差分を噴霧した混合スラリーの重量で除算することで求めた。その結果を図3に示す。図3において、縦軸は回収歩留ロス(%)を示す。
Next, in order to investigate the recovery yield of the frozen slurry in the preparation of Sample E1 and Sample C1, the recovery yield loss of Test Sample A and Test Sample B was examined.
Here, the recovery yield loss is the ratio of the slurry frozen body that could not be recovered to the prepared slurry frozen body, and the difference between the weight of the sprayed mixed slurry and the weight of the recovered slurry frozen body was sprayed. It was obtained by dividing by the weight of the mixed slurry. The result is shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis represents the recovery yield loss (%).
なお、図3の回収歩留ロスの内訳を説明すると、篩(#400)通過とは、篩(#400)を通過して回収されなかったスラリー凍結体のことであり、篩を通過した液体窒素を乾燥させて残ったセラミックス粒子及び樹脂成分の重量から回収できなかったスラリー凍結体の重量を推定し、その重量を噴霧した混合スラリーの重量で除算することにより求めた。また、壁面付着とは、噴霧室の壁面に付着して回収されなかったスラリー凍結体のことであり、壁面に付着したスラリー凍結体を回収し、その重量を噴霧した混合スラリーの重量で除算することにより求めた。また、その他とは、不明分のことである。 The breakdown of the recovery yield loss in FIG. 3 will be described. The passage through the sieve (# 400) is a frozen slurry that has not been collected through the sieve (# 400), and the liquid that has passed through the sieve. The weight of the frozen slurry that could not be recovered was estimated from the weight of the ceramic particles and resin components remaining after drying nitrogen, and the weight was determined by dividing the weight by the weight of the sprayed mixed slurry. Further, the wall surface adhesion is a frozen slurry body that has adhered to the wall surface of the spray chamber and has not been recovered, and the slurry frozen body that has adhered to the wall surface is recovered and its weight is divided by the weight of the sprayed mixed slurry. Was determined by In addition, “others” refers to unknown matters.
図3から知られるように、試験サンプルAは、試験サンプルBに比べて回収歩留ロスが小さいことがわかる。すなわち、試験サンプルBは、篩(#400)を通過したり、噴霧室の壁面に付着したりして回収できないものが多いのに対して、試験サンプルAは、ほとんどロスなく回収することができ、回収歩留が高いことがわかる。
また、その結果、試験サンプルAを乾燥してなるセラミックス原料(試料E1)は、試験サンプルBを乾燥してなるセラミックス原料(試料C1)に比べて歩留が高くなる。
以上のように、本例によれば、スラリー凍結体の回収歩留を大幅に向上させ、作製するセラミックス原料の歩留を向上させることができる。
As can be seen from FIG. 3, the test sample A has a smaller recovery yield loss than the test sample B. That is, many test samples B cannot be recovered by passing through the sieve (# 400) or adhering to the wall surface of the spray chamber, whereas test sample A can be recovered with almost no loss. It can be seen that the recovery yield is high.
As a result, the yield of the ceramic raw material (sample E1) obtained by drying the test sample A is higher than that of the ceramic raw material (sample C1) obtained by drying the test sample B.
As described above, according to this example, the recovery yield of the frozen slurry can be greatly improved, and the yield of the ceramic raw material to be produced can be improved.
さらに、本例においては、セラミックス粒子及び樹脂成分の分散状態を調べるため、上記試料E1の比較用として、セラミックス粒子と樹脂成分とを一つの溶媒(水)に一度に分散させて作製したスラリーを用いて、セラミックス原料(試料C2)を作製した。
具体的には、まず、セラミックス粒子としてジルコニア粒子を準備し、また、樹脂成分としてメチルセルロースを準備し、これらのセラミックス粒子14.5重量部と樹脂成分
0.5重量部との混合物に対して水85重量部を添加して混合することにより、セラミックス粒子と樹脂成分とを含有するスラリー(試験サンプルY2)を作製した。次いで、このスラリーを用いて、上記試料E1の場合と同様にして凍結工程及び乾燥工程を行うことにより、セラミックス原料を作製した。これを試料C2とする。
Furthermore, in this example, in order to investigate the dispersion state of the ceramic particles and the resin component, a slurry prepared by dispersing the ceramic particles and the resin component in one solvent (water) at a time as a comparison for the sample E1. A ceramic raw material (sample C2) was prepared.
Specifically, first, zirconia particles are prepared as ceramic particles, methyl cellulose is prepared as a resin component, and water is added to a mixture of 14.5 parts by weight of these ceramic particles and 0.5 part by weight of a resin component. A slurry (test sample Y2) containing ceramic particles and a resin component was prepared by adding and mixing 85 parts by weight. Next, using this slurry, a ceramic raw material was produced by performing a freezing step and a drying step in the same manner as in the case of the sample E1. This is designated as Sample C2.
次に、試料E1及び試料C2におけるセラミックス粒子及び樹脂成分の分散状態を調べるために、試験サンプルX及び試験サンプルY2について粒度分布を調べた。
粒度分布は粒度分布測定装置(日機装株式会社製の「マイクロトラック」)を用いて測定した。その結果を図4及び図5に示す。図4は、試験サンプルXについての粒度分布の測定結果を示し、図5は、試験サンプルY2についての粒度分布の測定結果を示す。図4及び図5においては、粒度分布を棒グラフで示してあり、ある一定範囲の粒径を有する粒子を一つのグループとし、同一グループに属する粒子の頻度(%)を同一のバー(棒グラフ)で示してある。
Next, in order to investigate the dispersion state of the ceramic particles and the resin component in Sample E1 and Sample C2, the particle size distribution was examined for Test Sample X and Test Sample Y2.
The particle size distribution was measured using a particle size distribution measuring device (“Microtrack” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The results are shown in FIGS. FIG. 4 shows the measurement result of the particle size distribution for the test sample X, and FIG. 5 shows the measurement result of the particle size distribution for the test sample Y2. 4 and 5, the particle size distribution is shown as a bar graph, particles having a certain range of particle diameters are grouped together, and the frequency (%) of particles belonging to the same group is represented by the same bar (bar graph). It is shown.
さらに、本例においては、試験サンプルXにおけるセラミックス粒子及び樹脂成分の分散状態と、セラミックス粒子だけを水に分散させた比較用のスラリー(試験サンプルY3)におけるセラミックス粒子の分散状態との比較を行った。
試験サンプルY3は、ジルコニア粒子50重量部に対して水50重量部を添加して混合することにより作製した。次いで、試験サンプルXと試験サンプルY3の粒度分布を上述の粒度分布測定装置を用いて測定した。その結果を図6に示す。図6においては、試験サンプルXについての粒度分布の測定結果を実線で示し、試験サンプルY3についての粒度分布の測定結果を点線で示してある。図6において、横軸は粒径(μm)を示し、縦軸は頻度(%)を示す。
Further, in this example, the dispersion state of the ceramic particles and the resin component in the test sample X is compared with the dispersion state of the ceramic particles in the comparative slurry (test sample Y3) in which only the ceramic particles are dispersed in water. It was.
Test sample Y3 was prepared by adding 50 parts by weight of water to 50 parts by weight of zirconia particles and mixing them. Subsequently, the particle size distribution of the test sample X and the test sample Y3 was measured using the above-mentioned particle size distribution measuring apparatus. The result is shown in FIG. In FIG. 6, the measurement result of the particle size distribution for the test sample X is indicated by a solid line, and the measurement result of the particle size distribution for the test sample Y3 is indicated by a dotted line. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the particle size (μm), and the vertical axis indicates the frequency (%).
図4及び図5より知られるごとく、試験サンプルXは、試験サンプルY2に比べて粒度分布のばらつきが小さいことがわかる。即ち、セラミックス粒子と樹脂成分とをそれぞれ別々の溶媒(水)に分散させ、その後両者を混合することにより作製した混合スラリー(試験サンプルX)においては、セラミックス粒子と樹脂成分とを溶媒に一度に分散させることにより作製したスラリー(試験サンプルY2)に比べて、より均一にセラミクス粒子と樹脂成分とが分散されていることがわかる。したがって、試験サンプルXを凍結乾燥させてなる上記試料E1においては、試験サンプルY2を凍結乾燥させてなる上記試料C2に比べて、セラミックス粒子と樹脂成分とがより均一に高分散状態で分散されている。 As can be seen from FIGS. 4 and 5, the test sample X has a smaller variation in particle size distribution than the test sample Y2. That is, in the mixed slurry (test sample X) prepared by dispersing the ceramic particles and the resin component in separate solvents (water) and then mixing both, the ceramic particles and the resin component are used as a solvent at a time. It can be seen that the ceramic particles and the resin component are more uniformly dispersed as compared with the slurry (test sample Y2) prepared by dispersing. Therefore, in the sample E1 obtained by freeze-drying the test sample X, the ceramic particles and the resin component are more uniformly dispersed in a highly dispersed state than the sample C2 obtained by freeze-drying the test sample Y2. Yes.
また、図6より知られるごとく、試験サンプルXは、セラミックス粒子だけを水に分散させたスラリー(試験サンプルY3)とほぼ同程度の粒度分布を示した。よって、試験サンプルXにおいては、セラミックス粒子だけを分散させた場合と同程度の高分散状態で、セラミックス粒子と樹脂成分とが分散されていることがわかる。
試験サンプルXを凍結乾燥してなるセラミックス原料(試料E1)においては、混合スラリー(試験サンプルX)における高分散状態を維持しながら乾燥させることができるため、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散されている。
以上のように、本例によれば、セラミックス粒子と樹脂成分とが均一に分散したセラミックス原料を製造することができる。
Further, as can be seen from FIG. 6, the test sample X showed a particle size distribution almost the same as that of a slurry (test sample Y3) in which only ceramic particles were dispersed in water. Therefore, it can be seen that in the test sample X, the ceramic particles and the resin component are dispersed in a highly dispersed state similar to the case where only the ceramic particles are dispersed.
The ceramic raw material (sample E1) obtained by freeze-drying the test sample X can be dried while maintaining a highly dispersed state in the mixed slurry (test sample X), so that the ceramic particles and the resin component are uniformly dispersed. Has been.
As described above, according to this example, a ceramic raw material in which ceramic particles and a resin component are uniformly dispersed can be manufactured.
(実施例2)
本例は、実施例1において作製したセラミックス原料(試料E1)を用いてセラミックス成形体を作製し、さらに該セラミックス成形体を焼成して焼結体を作製する例である。
まず、セラミックス原料に水を加えて混練物を作製し、この混練物を押出成形法により成形し、シート状のセラミックス成形体を作製する。
(Example 2)
This example is an example in which a ceramic compact is produced using the ceramic raw material (sample E1) produced in Example 1, and the ceramic compact is fired to produce a sintered compact.
First, a kneaded material is prepared by adding water to a ceramic raw material, and the kneaded material is molded by an extrusion molding method to produce a sheet-shaped ceramic molded body.
本例の成形においては、図7〜図10に示す押出成形装置10を用いて成形を行う。
押出成形装置10は、図7に示すごとく、スクリュー式の押出機2、3と、押出機2の先端に配設された成形型41とを有し、押出機2に導入した混練物80を成形型41からシート形状に押出成形してシート状のセラミックス成形体8に成形する装置である。
上記成形型41には、該成形型41内を通過する混練物80を、その幅方向に複数に分割してなる各領域においてそれぞれ温度調整するための温度調整手段5を有している。
以下、これを詳説する。
In the molding of this example, molding is performed using the
As shown in FIG. 7, the
The molding die 41 has temperature adjusting means 5 for adjusting the temperature of each of the regions obtained by dividing the kneaded
This will be described in detail below.
本例の押出成形装置10は、図7に示すごとく、2段のスクリュー式押出機2、3を連ねてなると共に、下段の押出機2の先端に上記成形型41を配設してある。
成形型41は、図7及び図8に示すごとく、円管の一方を押しつぶしたような形状を有し、先端に行くにつれて上下方向の寸法を狭め、かつ、幅方向の寸法を広くしてある。そして、図7に示すごとく、その先端には押出成形するセラミックス成形体8の厚みを規制するための一対の口金421、422を配設してある。上方の口金421は、調整ねじ125のねじ込み量を調整することにより進退可能に配設されており、下方の口金422との間とのギャップを調整することができる。
As shown in FIG. 7, the
As shown in FIGS. 7 and 8, the molding die 41 has a shape in which one of the circular tubes is crushed, and the size in the vertical direction is narrowed toward the tip, and the size in the width direction is widened. . As shown in FIG. 7, a pair of
そして、成形型41は、図7〜図9に示すごとく、上記温度調整手段5として、成形型41を幅方向に分割してなる各領域ごとにそれぞれ設けたチャンバー51と、該チャンバー51にそれぞれ冷却用の熱媒体6を循環させる熱媒体循環手段60とを有する。
本例のチャンバー51は、図8、図9に示すごとく、上下それぞれに幅方向に3分割してなる領域にそれぞれ設けた。そして、各チャンバーには、熱媒体の流入口511と排出口512とを設け、これらに熱媒体循環手段6の循環パイプ621、622をそれぞれ接続した。
As shown in FIGS. 7 to 9, the molding die 41 has, as the temperature adjusting means 5, a
As shown in FIGS. 8 and 9, the
熱媒体循環手段60は、ポンプ、電磁弁等を介して熱媒体タンクからそれぞれのチャンバー51に適宜熱媒体6を循環できるよう構成されている。この熱媒体循環手段60の制御方法および詳細構造としては種々の構成をとることができる。例えば後述する実施形態例のようにフィードバック制御により自動制御を行うこともできる。本例では、自動制御を採用せず、手動により各チャンバー51への冷却用の熱媒体6の温度および流量を調整するよう構成した。
The heat
また、図7に示すごとく、上記各スクリュー式の押出機2、3は、いずれも、軸体221、321の周囲にリード部222、322を螺旋状に巻回してなる押出スクリュー22、32をハウジング21、31の内部に内蔵してなる。本例では、上記押出スクリュー22、23として、その外径(リード部の外径)dがφ30mmのものを採用した。そして両者の間には、真空室29を配設してある。また、上段の押出機3の後端上方には、混練物80を導入するための材料導入部39を配設した。
Further, as shown in FIG. 7, each of the
材料導入部39は、同図に示すごとく、逆四角錘状に形成された開口部390と、その下方に配設された左右一対の押込みローラ392とを有する。この一対の押込みローラ392は、両者の間に投入された混練物80を噛み込んで下方の押出機3の内部に送るよう構成されている。
また、上記真空室29は、上段の押出機3から押出された混練物80を脱気処理すべく、内部をポンプ55により真空引きできるよう構成されている。さらに、真空室29には、上記材料導入部39におけるものと同様の左右一対の押込みローラ292を配設してある。
As shown in the figure, the
The
次に、本例では、上記押出成形装置10により成形された成形体8を乾燥させてコイル状に巻き上げる乾燥装置7を準備した(図10参照)。乾燥装置7は、一対のプーリー711、712とこれらにより駆動されるベルト713よりなるベルトコンベア71を有する。また、ベルトコンベア71には、ベルト713が通過するヒータ室73が配設されている。ヒータ室73は、ケース730内にヒータ731と温度センサ732とを有してなり、ヒータコントローラー735が、上記温度センサ732の測定値に基づいてヒータ731を制御し、一定の温度を維持するよう制御される。
Next, in this example, a
また、上記ベルトコンベア71の入り側には、押出成形されたセラミックス成形体8のたわみ量を測定する変位センサ741と、これの測定値に基づいて上記たわみ量が一定となるようにベルトコンベア71の速度を制御する速度制御装置74が設けられている。
また、ベルトコンベア71の出側には、乾燥後のシート状のセラミックス成形体8をコイル状に巻き取るコイラー75が設けてある。
Further, on the entrance side of the
A
次に、上記押出成形装置10を用いて実際にシート状のセラミックス成形体8を成形した。
混練物80は、実施例1において作製したセラミックス原料(試料E1)に水を加えて混練することにより作製した。具体的には、セラミックス原料95重量部に対して水を
5重量部加えて混練することにより混練物80を作製した。
成形するシート状のセラミックス成形体8のサイズは、幅W(図8)を150mm、厚みT(図7)を200μmとした。そして、このセラミックス成形体8のサイズに対応する形状に上記成形型41を構成した。したがって、上記スクリュー押出機2の押出スクリュー22の外径d(図8)とセラミックス成形体8の幅寸法Wとの関係は、W≧3dの関係にある。
Next, the sheet-shaped ceramic molded
The kneaded
The size of the sheet-like ceramic molded
セラミックス成形体8の成形に当たっては、まず上記の混練物80を材料導入部39から投入する。投入された混練物80は、一対の押込みローラ392によって下方の押出機3内に送られる。押出機3内の混練物80は、押出スクリュー32の回転によって混練されながら前進し、真空室29へと押出される。真空室29に進入した混練物80は、脱気された状態で、一対の押込みローラ292により下方の押出機2に送られる。押出機2内の混練物80は、押出スクリュー22の回転によってさらに混練されながら前進し、成形型41に進入した後、口金421、422の間からシート状に成形されて押出される。このとき、混練物80には約10MPaの圧力が加えられた状態で成形される。押出されたシート状のセラミックス成形体8は、上記の乾燥装置7によって乾燥され、コイル状に巻き取られる。
In forming the ceramic molded
そして、本例では、押出成形される上記セラミックス成形体8の形状を修正すべく、上記温度調整手段5を用いることにより、成形型41を通過中の混練物80を、その幅方向に複数に分割してなる各領域においてそれぞれ温度調整しながら押出成形を行った。
具体的には、まず、成形開始時においては、上記熱媒体循環手段60によって10℃の温度の熱媒体6を全チャンバー51に同様に循環させておく。そして、成形されるセラミックス成形体8の形状を観察し、成形速度が速くしわ状となった部分に対応する領域のチャンバー51に循環させる熱媒体6の温度を低下させるか、その他の領域のチャンバー51に循環させる熱媒体6の温度を上昇させるか、あるいはその両方を行う。これにより、成形型41内を通過する混練物80の流動性が各領域ごとに調整され、口金421、422を通過する混練物80の速度を幅方向においてほぼ一定にすることができる。
And in this example, in order to correct the shape of the ceramic molded
Specifically, first, at the start of molding, the
次に、上記のようにして作製した厚み200μmのシート状のセラミックス成形体を焼成し、焼結体を作製する。
具体的には、まず、厚み200μmのセラミックス成形体を寸法150mm×150mmに切り出した。このセラミックス成形体を温度約1500℃で50時間焼成し、焼結体を得た。これを試料E2とする。
Next, the 200-μm-thick sheet-like ceramic molded body produced as described above is fired to produce a sintered body.
Specifically, first, a ceramic molded body having a thickness of 200 μm was cut into a size of 150 mm × 150 mm. This ceramic molded body was fired at a temperature of about 1500 ° C. for 50 hours to obtain a sintered body. This is designated as Sample E2.
次いで、試料E2の焼結体について、ボイド及びポア等の空洞部の有無を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。走査型電子顕微鏡観察は、試料E2を表面から0.05mmの深さまで研磨し、その研磨面について行った。また、試料E2のSEM観察により、一定面積あたりの空洞部(有害欠陥)数を数え、単位面積あたりの有害欠陥数(個/mm2)を算出した。
その結果、試料E2においては、ボイドやポア等の空洞部はほとんど観察されなかった。また、試料E2における有害欠陥数は、0.001個/mm2未満であった。これにより、試料E2は、欠陥がほとんどない焼結体であることが分かった。
Next, the presence or absence of voids such as voids and pores in the sintered body of sample E2 was observed with a scanning electron microscope (SEM). The observation with the scanning electron microscope was performed on the polished surface by polishing the sample E2 to a depth of 0.05 mm from the surface. In addition, the number of cavities (hazardous defects) per fixed area was counted by SEM observation of sample E2, and the number of harmful defects per unit area (pieces / mm 2 ) was calculated.
As a result, in the sample E2, cavities such as voids and pores were hardly observed. Further, the number of harmful defects in the sample E2 was less than 0.001 / mm 2 . Thereby, it turned out that the sample E2 is a sintered compact with few defects.
(実施例3)
本例は、実施例2のシート状のセラミック成形体をドクターブレード法により成形する例である。
本例の成形においては、図11に示すドクターブレード成形装置9を用いて成形を行う。
ドクターブレード成形装置9は、図11に示すごとく、材料導入部91と、材料導入部91に配設されたダム92と、ダム92の下部に配設された吐出口94と、吐出口94の高さを調整するためのブレード93と、乾燥炉95とを有している。
(Example 3)
In this example, the sheet-like ceramic molded body of Example 2 is molded by the doctor blade method.
In the molding of this example, molding is performed using a doctor
As shown in FIG. 11, the doctor
次に、ドクターブレード成形装置9を用いて実際にシート状のセラミックス成形体8を成形した。
混練物80は、実施例2において作製したセラミックス原料(試料E1)に溶剤を加えて混練することにより作製した。具体的には、セラミックス原料100重量部に対して溶剤を100重量部加えて混練することにより混練物80を作製した。
成形するシート状のセラミックス成形体8のサイズは、厚み200μmとした。そして、このセラミックス成形体8のサイズに対応すべく、ブレード93の位置を調整した。
Next, the sheet-shaped ceramic molded
The kneaded
The size of the sheet-like ceramic molded
セラミックス成形体8の成形に当たっては、まず上記の混練物80を材料導入部91に投入する。ダム92にせき止められた混練物80は、ブレード93と送出ローラ961によって送出されるキャリアフィルム97との間の吐出口94から流出し、キャリアフィルム97上に連続的に塗布される。そして、塗布された混練物80を乾燥炉95内で乾燥し、巻取ローラ962に巻き取られるキャリアフィルム97から剥離させ、長尺シート状のセラミックス成形体8が得られる。これを用途にあわせて切断し、任意寸法のシート状のセラミックス成形体8が得られる。
その他は、実施例2と同様であり、同様の作用効果を有する。
In forming the ceramic molded
Others are the same as Example 2, and have the same effect.
1 噴霧装置
10 押出成形装置
11 噴霧室
12 流体ノズル
2、3 押出機
22、32 押出スクリュー
29 真空室
41 成形型
421、422 口金
5 温度調整手段
51 チャンバー
6 熱媒体
60 熱媒体循環手段
7 乾燥装置
8 セラミックス成形体
80 混練物
81 混合スラリー
9 ドクターブレード成形装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8 Ceramic molded
Claims (13)
上記セラミックス粒子を水に混合することにより、セラミックス粒子分散液を作製するセラミックス粒子分散工程と、
上記樹脂成分を水に混合することにより、樹脂成分分散液を作製する樹脂成分分散工程と、
上記セラミックス粒子分散液と上記樹脂成分分散液とを混合することにより、混合スラリーを作製する混合工程と、
上記混合スラリーに圧力を加え、加圧状態の上記混合スラリーを常圧下または減圧下の雰囲気中に噴霧して急速に凍結させることにより、スラリー凍結体を作製する凍結工程と、
上記スラリー凍結体を減圧下で乾燥させることにより、上記セラミックス原料を作製する乾燥工程とを有することを特徴とするセラミックス原料の製造方法。 In a method for producing a ceramic raw material containing at least ceramic particles and a resin component,
A ceramic particle dispersion step of preparing a ceramic particle dispersion by mixing the ceramic particles with water;
A resin component dispersion step of preparing a resin component dispersion by mixing the resin component with water;
A mixing step of preparing a mixed slurry by mixing the ceramic particle dispersion and the resin component dispersion;
Applying pressure to the mixed slurry, a freezing step for producing a frozen slurry by rapidly freezing the mixed slurry in a pressurized state by spraying it in an atmosphere under normal pressure or reduced pressure;
A method for producing a ceramic raw material, comprising: drying the slurry frozen body under reduced pressure to produce the ceramic raw material.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法によって得られる上記セラミックス原料を含む混練物を作製し、該混練物に1〜50MPaの圧力を加えた状態で成形することにより上記セラミック成形体を作製することを特徴とするセラミックス成形体の製造方法。 In a method for producing a ceramic molded body formed by molding a ceramic raw material containing at least ceramic particles and a resin component,
A ceramic kneaded material containing the ceramic raw material obtained by the production method according to any one of claims 1 to 11 is prepared, and the ceramic molding is performed by molding the kneaded material under a pressure of 1 to 50 MPa. A method for producing a ceramic molded body comprising producing a body.
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Cited By (6)
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