JP2503024B2 - セラミック成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミック成形体の製造方法に関し、詳しく
は、焼結或いは融結処理前の成形体の成形に際して用い
るスラリーの性状を改良した、得られる成形物の性質を
向上し、しかも比較的低温で完全に脱脂を行なえるセラ
ミック成形体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

複雑な形状や高寸法精度が要求されるセラミック製品
の製造法としては、予め成形した成形体を焼成するいわ
ゆる常圧焼結法、反応焼結法などの技術を利用すること
が工業的に行なわれている。ここで成形体を成形する手
段としては、例えばアルミナやフェライトなどのセラミ
ック粉末に、必要に応じてバインダーの他に焼結促進剤
を加えた組成物を湿式プレス法、ドクターブレード法、
押出成形法、射出成形法などの乾式あるいは湿式法で所
望の形状に成形することが行われている。

比較的低温で脱脂が可能な方法として本発明者らは、
既にポリα−メチルスチレンを使用する方法（特開昭60
−51657号公報）を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、脱脂前の成形物を湿式法、特にスラリ
ー状の樹脂とセラミック粉末と溶媒の混合物を用いて製
造する際のスラリーの流れ性が不良であり、成形物の成
形が困難であるとか、ペースト状にしてセラミック板の
上にペーストをのせ多層状の成形物を製造する際にペー
ストの流動性が不良でうまく塗布できない等の問題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題を解決する方法について鋭意検
討し、本発明を完成した。

即ち、本発明はセラミック粉末に熱可塑性樹脂をバイ
ンダーとして混合し、成形したのち脱脂し、焼結或いは
融結するセラミック成形体の製造方法において、熱可塑
性樹脂がポリα−メチルスチレンであり、セラミック粉
末とポリα−メチルスチレンを少なくともケトン類を含
有する溶媒中に分散してスラリー状として成形すること
を特徴とするセラミック成形体の製造方法である。

本発明において、バインダーとして用いるポリα−メ
チルスチレンとしては、α−メチルスチレンの単独重合
体の他に、ポリα−メチルスチレンの分解特性を失わな
い程度他の共重合性の単量体との共重合体も使用でき
る。例えば、他の共重合性の単量体として、スチレン及
びその誘導体、メタクリル酸エステル、アクリル酸エス
テル等を数％〜数十％含有する共重合体や、特開昭60−
65762号公報に示されているようなポリα−メチルスチ
レンも使用できる。

使用する重合体の分子量としては特に制限はないが、
通常数千〜数百万のものが適当であり、上述の特開昭60
−51657号公報に示されているような２〜８量体との混
合物であっても良い。

本発明において、重要なのはバインダーであるポリα
−メチルスチレンとセラミック粉末を混合する際に溶媒
として少なくともケトン類を含有する溶媒を使用するこ
とにあり、ケトン類としては好ましくは、シクロヘキサ
ノン、アセトフェノンが使用される。

本発明においては上記シクロヘキサノン、アセトフェ
ノンは単独でも使用可能であるが、必要に応じポリα−
メチルスチレンの良溶媒であるベンゼン、トルエン、キ
シレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、シ
クロヘキサン、デカリン等の脂環族炭化水素化合物、テ
トラヒドロフラン等のエーテルを併用するのができる。

併用する場合にはケトン類は使用する溶媒の少なくと
も10容量％である必要があり、それ以下ではセラミック
粉の分散が不良となり好ましくない。

混合は、ボールミル、ホモジナイザー等の比較的強く
混合できる装置を用いるのが好ましい。又混合の際の温
度としては特に制限は無く、常温で行えば充分である。

本発明においては、上記ポリα−メチルスチレンの他
に、必要に応じ可塑剤、例えば、フタル酸ジエステル、
流動パラフィン、スチレン或いはα−メチルスチレンの
オリゴマー等を併用できる。これらの使用割合として
は、セラミック粉100重量部に対してポリα−メチルス
チレンを５〜50重量部、可塑剤を０〜50重量部使用する
のが一般的である。

本発明の方法はどのような成形法にも適用可能である
が、特にセラミック粉とバインダーとを適当な溶媒中で
混合して流動化し、ドクターブレード法などでシート化
する方法、混合流動化したペーストを基板に塗布し脱脂
した後、焼結或いは融結する方法などの種々の湿式法に
適用することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示し本発明をさらに説明する。

実施例１ ポリα−メチルスチレン（数平均分子量15万）35重量
％、α−メチルスチレンオリゴマー（三井東圧化学
（株）製、MS−730）15重量％を含むシクロヘキサノン
溶液150gとセラミック成型用超微粒アルミナ100gを良く
混合し、得られたスラリーをさらにボールミルで３時間
混合した。

ペースト状のスラリーは容器を傾斜することで容易に
取り出せた。このスラリーをテフロンシート上に流し厚
さ1mmのシートとした。

乾燥後シートを切断して切断面を観察したところアル
ミナは均一に分散していた。

また、シートを10cm×10cmに切断し、直径5mmの穴を
パッキンカッターであけたものを400℃で脱脂したが、
シート及び穴の形状に欠陥は生じなかった。

この脱脂シートを1400℃で焼結して欠陥のないアルミ
ナの焼結体を得た。

比較例１ シクロヘキサノンに代え、トルエンを用いた他は実施
例１と同様にしたところ、ボールミルで混合したスラリ
ーは容器を傾斜するだけでは取り出せず流動性が不良で
あり、これから製造したシートは明らかに不均一であっ
た。また穴をあける際にシートの一部が破壊し、脱脂後
は全部で５ヶ所も破壊していた。

実施例２ シクロヘキサノンに代え、トルエンとシクロヘキサノ
ンを3:7の容量比で用いた他は実施例１と同様にした。

得られたシートの断面は均一であり、脱脂後の成型体
の形状に問題はなく、焼結後の欠陥もなかった。

実施例３ ポリα−メチルスチレンに代えて、α−メチルスチレ
ンとスチルンの共重合体（分子量25万、スチレン含量52
％）を用い、シクロヘキサノンに代えアセトフェノンを
用いた他は実施例１と同様にした。

得られたシートは脱脂後の成型体の形状に異常はな
く、更に1400℃で焼結して均一な焼結体を得た。

〔発明の効果〕

本発明の方法を実施することにより、セラミックとバ
インダーとの混合物スラリーの流れ性が良好であるため
成形が容易であり、脱脂前の成型物が均一であり、比較
的低温で脱脂が可能であり、加工、脱脂、焼結或いは融
結の際に破壊することなくセラミック成形体が製造で
き、工業的に極めて価値がある。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック粉末に熱可塑性樹脂をバインダ
   ーとして混合し、成形したのち脱脂し、焼結或いは融結
   するセラミック成形体の製造方法において、熱可塑性樹
   脂がポリα−メチルスチレンであり、セラミック粉体と
   ポリα−メチルスチレンを少なくともケトン類を含有す
   る溶媒中に分散してスラリー状として成形することを特
   徴とするセラミック成形体の製造方法。
2. 【請求項２】ケトン類がシクロヘキサノン或いはアセト
   フェノンである特許請求の範囲第１項記載のセラミック
   成形体の製造方法。