JP2913495B2 - ジルコニア質充填材 - Google Patents
ジルコニア質充填材Info
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂、ガラスなど
を強化するためのセラミックス製充填材に関するもので
ある。
を強化するためのセラミックス製充填材に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】マトリックスの機械的強度、耐クリープ
性などの向上を目的とした充填材としては、ガラス、炭
素、金属、セラミックスなどの繊維が多く使用されてお
り、これらの繊維を各種の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂
に配合し、プレス、インジェクション、ハンドレイアッ
プ成形などの成形法によって成形して、自動車部品など
が製造されている。近年、これらの樹脂の中でエンジニ
アリングプラスチックと呼ばれている樹脂にシリカやア
ルミナの粉末を代表とするセラミックス粉末を上記の繊
維と同様に強化充填材として５〜５０ｗｔ％配合した分
散強化型のセラミックス系複合材料が開発され、摺動部
材、配管材料、床材などとして用いられている。また、
ガラスの機械的強度アップのために、ガラス単体にセラ
ミックス粉末を分散強化充填材として２０〜６０ｗｔ％
配合したものがセラミックス強化複合ガラスとして用い
られる。
性などの向上を目的とした充填材としては、ガラス、炭
素、金属、セラミックスなどの繊維が多く使用されてお
り、これらの繊維を各種の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂
に配合し、プレス、インジェクション、ハンドレイアッ
プ成形などの成形法によって成形して、自動車部品など
が製造されている。近年、これらの樹脂の中でエンジニ
アリングプラスチックと呼ばれている樹脂にシリカやア
ルミナの粉末を代表とするセラミックス粉末を上記の繊
維と同様に強化充填材として５〜５０ｗｔ％配合した分
散強化型のセラミックス系複合材料が開発され、摺動部
材、配管材料、床材などとして用いられている。また、
ガラスの機械的強度アップのために、ガラス単体にセラ
ミックス粉末を分散強化充填材として２０〜６０ｗｔ％
配合したものがセラミックス強化複合ガラスとして用い
られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにセラミッ
クス材料を粉末状態で樹脂やガラスに適用すると、セラ
ミックス粉末は流動性が悪く、凝集部分があれば色むら
など色調面で問題が発生していた。この問題を解消する
ために粉末を顆粒状に造粒し、分級した粉末が開発され
た。しかし、顆粒状に造粒し、分級しただけの粉末は軟
らかいので、樹脂やガラスなどのマトリックス中に配合
分散し、混練する際に顆粒が壊れ、微粉が生成し、マト
リックスとの均一な混合ができなくなる。その結果、均
質にセラミックスが分散した成形体が得られない。これ
が起因して機械的強度にばらつきが生じたり、色調が不
均一になったり、斑点や色むらが生じたりする。このよ
うな現象が生じると、製品の耐摩耗性、機械的強度など
に悪影響がでてくる。
クス材料を粉末状態で樹脂やガラスに適用すると、セラ
ミックス粉末は流動性が悪く、凝集部分があれば色むら
など色調面で問題が発生していた。この問題を解消する
ために粉末を顆粒状に造粒し、分級した粉末が開発され
た。しかし、顆粒状に造粒し、分級しただけの粉末は軟
らかいので、樹脂やガラスなどのマトリックス中に配合
分散し、混練する際に顆粒が壊れ、微粉が生成し、マト
リックスとの均一な混合ができなくなる。その結果、均
質にセラミックスが分散した成形体が得られない。これ
が起因して機械的強度にばらつきが生じたり、色調が不
均一になったり、斑点や色むらが生じたりする。このよ
うな現象が生じると、製品の耐摩耗性、機械的強度など
に悪影響がでてくる。
【０００４】これらの問題は、微粒子であって純度がよ
い粉末を用いて、従来のように粉末を造粒し、分級調整
しただけでは解決されない。つまり、マトリックスの耐
摩耗性、機械的強度、靭性値などやマトリックスとの配
合分散後の色調などの面で優れたジルコニア質充填材を
得ることは難しい。
い粉末を用いて、従来のように粉末を造粒し、分級調整
しただけでは解決されない。つまり、マトリックスの耐
摩耗性、機械的強度、靭性値などやマトリックスとの配
合分散後の色調などの面で優れたジルコニア質充填材を
得ることは難しい。
【０００５】本発明は、これらの問題の解決された、す
なわち、樹脂、ガラスなどのマトリックスに配合し、混
練する際、顆粒が壊されにくく、流動性がよくしたがっ
て均一に混練しやすく、マトリックスとの配合分散後の
色調もよく、かつ、耐摩耗性、機械的強度などに優れた
製品をつくることができる、セラミックス顆粒からなる
充填材の提供を目的とするものである。
なわち、樹脂、ガラスなどのマトリックスに配合し、混
練する際、顆粒が壊されにくく、流動性がよくしたがっ
て均一に混練しやすく、マトリックスとの配合分散後の
色調もよく、かつ、耐摩耗性、機械的強度などに優れた
製品をつくることができる、セラミックス顆粒からなる
充填材の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均径が１０
０μｍ以下であり、かつ、圧壊強度が１０ｋｇｆ／ｍｍ
2以上である、酸化ジルコニウムを主成分とする顆粒か
らなるジルコニア質充填材、を要旨とするものである。
０μｍ以下であり、かつ、圧壊強度が１０ｋｇｆ／ｍｍ
2以上である、酸化ジルコニウムを主成分とする顆粒か
らなるジルコニア質充填材、を要旨とするものである。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】ジルコニア質充填材中の酸化ジルコニウム
の比率は、ジルコニア本来の特質を失わない程度の７０
ｗｔ％以上が好ましい。例えば、耐摩耗用途としては部
分安定化領域のジルコニアを用いることが好ましい。
の比率は、ジルコニア本来の特質を失わない程度の７０
ｗｔ％以上が好ましい。例えば、耐摩耗用途としては部
分安定化領域のジルコニアを用いることが好ましい。
【０００９】樹脂やガラス単体などのマトリックスとの
混練時の流動性や配合後のマトリックスの色調の関係
で、ジルコニア質充填材の顆粒の平均径は１００μｍ以
下でなければならないが、最大径は１８０μｍ以下であ
るのが望ましい。特に、最大径１００μｍ以下、平均径
５０μｍ以下であればマトリックスとの複合体の耐摩耗
性をさらに上げることができる。
混練時の流動性や配合後のマトリックスの色調の関係
で、ジルコニア質充填材の顆粒の平均径は１００μｍ以
下でなければならないが、最大径は１８０μｍ以下であ
るのが望ましい。特に、最大径１００μｍ以下、平均径
５０μｍ以下であればマトリックスとの複合体の耐摩耗
性をさらに上げることができる。
【００１０】ジルコニア質充填材の粒の圧壊強度は、１
０ｋｇｆ／ｍｍ2以上でなければならない。それが１０
ｋｇｆ／ｍｍ2に満たないと、マトリックスと混練する
際に顆粒が壊れ、機械的強度にばらつきが生じたり、マ
トリックスの色調が不均一になったり、斑点や色むらな
どの障害を起こすからである。
０ｋｇｆ／ｍｍ2以上でなければならない。それが１０
ｋｇｆ／ｍｍ2に満たないと、マトリックスと混練する
際に顆粒が壊れ、機械的強度にばらつきが生じたり、マ
トリックスの色調が不均一になったり、斑点や色むらな
どの障害を起こすからである。
【００１１】このような条件を満足するジルコニア質充
填材は、中和共沈法、加水分解法、アルコキシド法など
により得られたジルコニア水和ゾルまたはジルコニアと
噴霧乾燥法、転動造粒法、流動造粒法、攪拌造粒法など
の造粒法との組み合わせによって顆粒をえ、それを焼成
することによって製造することができる。例えば、焼成
によって安定化剤となるＭｇ、Ｃａなどのアルカリ土類
金属、Ｙ、Ｃｅなどの希土類元素などの化合物を含むジ
ルコニア水和ゾルを乾燥して顆粒状のゲルをえ、１２０
０〜１５５０℃で焼成するか；またはジルコニア水和ゾ
ルを乾燥してゲルをえ、６００〜１２００℃で仮焼し、
ジルコニア粉末をえ、この粉末を湿式で粉砕してスラリ
ーをえ、大気中で造粒したのち乾燥するか、もしくは該
スラリーを乾燥したのち造粒し、 １２００〜１５５０
℃で焼成することによって製造することができる。
填材は、中和共沈法、加水分解法、アルコキシド法など
により得られたジルコニア水和ゾルまたはジルコニアと
噴霧乾燥法、転動造粒法、流動造粒法、攪拌造粒法など
の造粒法との組み合わせによって顆粒をえ、それを焼成
することによって製造することができる。例えば、焼成
によって安定化剤となるＭｇ、Ｃａなどのアルカリ土類
金属、Ｙ、Ｃｅなどの希土類元素などの化合物を含むジ
ルコニア水和ゾルを乾燥して顆粒状のゲルをえ、１２０
０〜１５５０℃で焼成するか；またはジルコニア水和ゾ
ルを乾燥してゲルをえ、６００〜１２００℃で仮焼し、
ジルコニア粉末をえ、この粉末を湿式で粉砕してスラリ
ーをえ、大気中で造粒したのち乾燥するか、もしくは該
スラリーを乾燥したのち造粒し、 １２００〜１５５０
℃で焼成することによって製造することができる。
【００１２】上記のジルコニウム塩は、水溶性であれば
いかなるものでもよく、例えば、オキシ塩化ジルコニウ
ム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコ
ニウムなどをあげることができる。ジルコニウム塩の水
溶液にＹ2Ｏ3などの安定化剤または焼成によって安定化
剤となる化合物を添加する時期は、中和法の場合は中和
前がよく、加水分解法の場合もどちらかといえば加水分
解の前のほうがよい。添加する形態としては、酸化物、
焼成によって酸化物となる塩、水和酸化物もしくは水酸
化物またはそれらの混合物をあげることができる。ま
た、安定化剤や焼成によって安定化剤となる化合物以外
に添加できるものとしては、ジルコニアより融点の低い
Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2などまたは焼成によりこれ
らの酸化物となる化合物を焼成助剤としてあげることが
できる。これら焼成助剤の添加量は、酸化物換算で２０
ｗｔ％以下が好ましく、これらを添加することにより、
焼成温度を下げることができる。１１００℃まで下げて
も、それらを含まないものを１２００℃で焼成したもの
と同程度の圧壊強度を持つものを得ることができる。添
加形態としては、安定化剤と同様である。酸化物として
添加する場合は、粉末粒子径５μｍ以下のものが好まし
く、ジルコニア粉末に添加し、湿式粉砕混合する場合
は、ボ−ルミル、振動ボ−ルミル、アトリッションミル
などの湿式粉砕機が好ましく、その際の粉砕媒体として
は、ジルコニアあるいはアルミナ製が好ましい。
いかなるものでもよく、例えば、オキシ塩化ジルコニウ
ム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸ジルコ
ニウムなどをあげることができる。ジルコニウム塩の水
溶液にＹ2Ｏ3などの安定化剤または焼成によって安定化
剤となる化合物を添加する時期は、中和法の場合は中和
前がよく、加水分解法の場合もどちらかといえば加水分
解の前のほうがよい。添加する形態としては、酸化物、
焼成によって酸化物となる塩、水和酸化物もしくは水酸
化物またはそれらの混合物をあげることができる。ま
た、安定化剤や焼成によって安定化剤となる化合物以外
に添加できるものとしては、ジルコニアより融点の低い
Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2などまたは焼成によりこれ
らの酸化物となる化合物を焼成助剤としてあげることが
できる。これら焼成助剤の添加量は、酸化物換算で２０
ｗｔ％以下が好ましく、これらを添加することにより、
焼成温度を下げることができる。１１００℃まで下げて
も、それらを含まないものを１２００℃で焼成したもの
と同程度の圧壊強度を持つものを得ることができる。添
加形態としては、安定化剤と同様である。酸化物として
添加する場合は、粉末粒子径５μｍ以下のものが好まし
く、ジルコニア粉末に添加し、湿式粉砕混合する場合
は、ボ−ルミル、振動ボ−ルミル、アトリッションミル
などの湿式粉砕機が好ましく、その際の粉砕媒体として
は、ジルコニアあるいはアルミナ製が好ましい。
【００１３】また、加水分解を行う前に、該水溶性ジル
コニウム塩水溶液に水和ジルコニア、酸化ジルコニウム
粒子などを添加すれば、加水分解時間を短縮することが
できる。また、加水分解終了後に、後工程の生産性を向
上させるために加水分解終了液を濃縮してもよい。
コニウム塩水溶液に水和ジルコニア、酸化ジルコニウム
粒子などを添加すれば、加水分解時間を短縮することが
できる。また、加水分解終了後に、後工程の生産性を向
上させるために加水分解終了液を濃縮してもよい。
【００１４】上記の水和ジルコニアゾルを乾燥し、ゲル
粉末を得る場合は、加水分解終了後直ちに乾燥しても濃
縮後に乾燥してもよく、更に加水分解終了後や濃縮後に
ｐＨ調整した後に乾燥してもよい。水和ジルコニアゾル
を乾燥し、造粒ゲル粉末を得る方法としては、回転ディ
スク方式や加圧ノズル方式の噴霧乾燥方法を用いること
が好ましい。噴霧乾燥時の熱風温度は、５０〜３００℃
がよく、９５〜２００℃がより好ましい。また、噴霧乾
燥によって得られるゲル粉末の平均顆粒径としては、１
００μｍ以下が好ましい。
粉末を得る場合は、加水分解終了後直ちに乾燥しても濃
縮後に乾燥してもよく、更に加水分解終了後や濃縮後に
ｐＨ調整した後に乾燥してもよい。水和ジルコニアゾル
を乾燥し、造粒ゲル粉末を得る方法としては、回転ディ
スク方式や加圧ノズル方式の噴霧乾燥方法を用いること
が好ましい。噴霧乾燥時の熱風温度は、５０〜３００℃
がよく、９５〜２００℃がより好ましい。また、噴霧乾
燥によって得られるゲル粉末の平均顆粒径としては、１
００μｍ以下が好ましい。
【００１５】混練時の流動性や顆粒の圧壊強度（硬さ）
をよくするために平均顆粒径として１００μｍ以下の大
きさに造粒したゲル粉末を焼成する方法としては、連
続、バッチ方式を問わず、一般的には、電気炉やガス炉
を用いることが多いが、回転ディスクにより、水和ジル
コニアゾルを噴霧しながら、乾燥−焼成を同時に行う方
式を用いることもできる。
をよくするために平均顆粒径として１００μｍ以下の大
きさに造粒したゲル粉末を焼成する方法としては、連
続、バッチ方式を問わず、一般的には、電気炉やガス炉
を用いることが多いが、回転ディスクにより、水和ジル
コニアゾルを噴霧しながら、乾燥−焼成を同時に行う方
式を用いることもできる。
【００１６】造粒ゲル粉末の焼成は、中和法、加水分解
法いずれによるものも、そのままジルコニア質充填材と
して使用する場合は、１２００〜１５５０℃、保持時間
１５分〜１０時間程度の条件で行うのが好ましい。１６
００℃を超えると、造粒粒子同士が焼結を起こし、塊が
形成され、マトリックス中に部分的に斑点ができ、色調
が悪くなる。
法いずれによるものも、そのままジルコニア質充填材と
して使用する場合は、１２００〜１５５０℃、保持時間
１５分〜１０時間程度の条件で行うのが好ましい。１６
００℃を超えると、造粒粒子同士が焼結を起こし、塊が
形成され、マトリックス中に部分的に斑点ができ、色調
が悪くなる。
【００１７】ジルコニア水和ゾルを乾燥してゲルをえ、
６００〜１２００℃で仮焼し、ジルコニア粉末をえ、こ
の粉末を湿式で粉砕してスラリーをえ、大気中で造粒し
たのち乾燥するか、または該スラリーを乾燥したのち造
粒し、１２００〜１５５０℃で焼成することによって製
造することができる。
６００〜１２００℃で仮焼し、ジルコニア粉末をえ、こ
の粉末を湿式で粉砕してスラリーをえ、大気中で造粒し
たのち乾燥するか、または該スラリーを乾燥したのち造
粒し、１２００〜１５５０℃で焼成することによって製
造することができる。
【００１８】ジルコニア水和ゾルを乾燥してゲルとし、
これを仮焼して得られたジルコニア粉末を粉砕して再ス
ラリー化する工程を経由する方法においては、このゲル
の仮焼を６００〜１２００℃で行うのがよく、１０００
℃以下がより好ましい。保持時間は、１５分〜１０時間
程度とするのが好ましい。温度が１２００℃を超えると
粒の圧壊強度が１０ｋｇｆ／ｍｍ2以上になり、粉砕し
て再スラリー化するのに長時間を要する。
これを仮焼して得られたジルコニア粉末を粉砕して再ス
ラリー化する工程を経由する方法においては、このゲル
の仮焼を６００〜１２００℃で行うのがよく、１０００
℃以下がより好ましい。保持時間は、１５分〜１０時間
程度とするのが好ましい。温度が１２００℃を超えると
粒の圧壊強度が１０ｋｇｆ／ｍｍ2以上になり、粉砕し
て再スラリー化するのに長時間を要する。
【００１９】このようにして得られたジルコニアスラリ
−をそのままの粘度であるいは増粘剤を用いて粘度５０
０〜３０００ｃｐの範囲に粘度調整してから、造粒およ
び乾燥に供する。この造粒および乾燥は、この両者を噴
霧乾燥方法によって一挙に行うのが好ましく、中でも流
動性の向上のために、回転ディスク方式がとくに好まし
い。噴霧乾燥時の熱風温度は、１００〜２５０℃がよ
く、１５０〜２３０℃がより好ましい。また、噴霧乾燥
によって得られるジルコニア粉末の平均顆粒径として
は、スラリー濃度およびディスク回転数などを制御し
て、１００μｍ以下にすることが好ましく、とくに耐磨
耗性の高いものを目的とした場合は、５０μｍ以下にす
ることが好ましい。
−をそのままの粘度であるいは増粘剤を用いて粘度５０
０〜３０００ｃｐの範囲に粘度調整してから、造粒およ
び乾燥に供する。この造粒および乾燥は、この両者を噴
霧乾燥方法によって一挙に行うのが好ましく、中でも流
動性の向上のために、回転ディスク方式がとくに好まし
い。噴霧乾燥時の熱風温度は、１００〜２５０℃がよ
く、１５０〜２３０℃がより好ましい。また、噴霧乾燥
によって得られるジルコニア粉末の平均顆粒径として
は、スラリー濃度およびディスク回転数などを制御し
て、１００μｍ以下にすることが好ましく、とくに耐磨
耗性の高いものを目的とした場合は、５０μｍ以下にす
ることが好ましい。
【００２０】上記のジルコニア造粒乾燥粉末を、電気、
ガスなどを熱源にして１２００〜１５５０℃の範囲で焼
成する方法によっても粒の圧壊強度の高いジルコニア質
充填材を製造することができる。この熱処理温度が１２
００℃未満では、得られる粉末の粒の圧壊強度が不十分
であり、１６００℃を超えると、圧壊強度は十分である
が、造粒粒子同士が焼結を起こし、塊が形成され、マト
リックス中に部分的に斑点ができ、色調が悪くなる。
ガスなどを熱源にして１２００〜１５５０℃の範囲で焼
成する方法によっても粒の圧壊強度の高いジルコニア質
充填材を製造することができる。この熱処理温度が１２
００℃未満では、得られる粉末の粒の圧壊強度が不十分
であり、１６００℃を超えると、圧壊強度は十分である
が、造粒粒子同士が焼結を起こし、塊が形成され、マト
リックス中に部分的に斑点ができ、色調が悪くなる。
【００２１】本発明のジルコニア質充填材は、先にあげ
た熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびガラスのほか、合
成ゴム、コンクリートなどにも適用することができる。
熱可塑性樹脂としては、アイオノマー、ＡＥＳ樹脂、Ａ
Ｓ樹脂、ＡＢＳ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩
化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリ
アセタール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルホン、
ＰＰＳ、ポリプロピレン、メタクリル樹脂など；熱硬化
性樹脂としてはポリビニルエステル、フェノール樹脂、
不飽和ポリエステル、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウ
レタン、メラミン樹脂、ユリア樹脂など；合成ゴムとし
ては、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＥＰＭ・ＥＰＤＭ、ＮＢ
Ｒ、ＣＲ、ＩＩＲなど；およびガラスとしては、ほうけ
い酸塩、アルミノけい酸塩、石英、高けい酸塩、シリカ
チタニアガラスなどをあげることができる。
た熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびガラスのほか、合
成ゴム、コンクリートなどにも適用することができる。
熱可塑性樹脂としては、アイオノマー、ＡＥＳ樹脂、Ａ
Ｓ樹脂、ＡＢＳ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩
化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリ
アセタール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルホン、
ＰＰＳ、ポリプロピレン、メタクリル樹脂など；熱硬化
性樹脂としてはポリビニルエステル、フェノール樹脂、
不飽和ポリエステル、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウ
レタン、メラミン樹脂、ユリア樹脂など；合成ゴムとし
ては、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ、ＥＰＭ・ＥＰＤＭ、ＮＢ
Ｒ、ＣＲ、ＩＩＲなど；およびガラスとしては、ほうけ
い酸塩、アルミノけい酸塩、石英、高けい酸塩、シリカ
チタニアガラスなどをあげることができる。
【００２２】これらマトリックスとなる材料中のジルコ
ニア質充填材の充填量は、通常は、該材料本来の特質を
失わない程度がよい。用途および要求される性能により
添加量は一概に定めることはできないが、通常は５〜６
０ｗｔ％が好ましい。
ニア質充填材の充填量は、通常は、該材料本来の特質を
失わない程度がよい。用途および要求される性能により
添加量は一概に定めることはできないが、通常は５〜６
０ｗｔ％が好ましい。
【００２３】本発明のジルコニア質充填材によって強化
された材料の用途としては、メカニカルシール、ガスケ
ット、パッキン、ピストンリングなどシールを目的とす
るもの；すべり軸受、ベアリングパット、ロール、ガイ
ドなどの摺動部材；内部に磨耗性の強いスラリーや粉末
が流動するパイプ、バルブなどの配管材料；ボルト、ナ
ット、ギアなどの機械部品；サイロ、ホッパー、シュー
ト、サイクロンなどの粉体を取り扱う箇所の内部ライニ
ングなど；タイヤやバンパー、ミラーハウジングなどの
自動車・車両部品；床材や建具などの建築資材；その他
靴底、電線被覆など各種のものをあげることができる。
された材料の用途としては、メカニカルシール、ガスケ
ット、パッキン、ピストンリングなどシールを目的とす
るもの；すべり軸受、ベアリングパット、ロール、ガイ
ドなどの摺動部材；内部に磨耗性の強いスラリーや粉末
が流動するパイプ、バルブなどの配管材料；ボルト、ナ
ット、ギアなどの機械部品；サイロ、ホッパー、シュー
ト、サイクロンなどの粉体を取り扱う箇所の内部ライニ
ングなど；タイヤやバンパー、ミラーハウジングなどの
自動車・車両部品；床材や建具などの建築資材；その他
靴底、電線被覆など各種のものをあげることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の如く、本発明のジルコニア質充填
材は、従来のものと比較して顆粒自体に強度があるた
め、ゴム、樹脂、ガラスなどに配合する際顆粒が壊され
にくく、流動性がよいため均一に分散されやすく、色調
のよい複合材料を得ることができる。
材は、従来のものと比較して顆粒自体に強度があるた
め、ゴム、樹脂、ガラスなどに配合する際顆粒が壊され
にくく、流動性がよいため均一に分散されやすく、色調
のよい複合材料を得ることができる。
【００２５】この充填材を耐摩耗性、機械的強度などを
必要とするゴムや樹脂あるいはガラスなどに配合するこ
とによって、従来のものよりも寿命が長く、機械的強度
の高い分散強化型の複合材料を得ることが期待される。
必要とするゴムや樹脂あるいはガラスなどに配合するこ
とによって、従来のものよりも寿命が長く、機械的強度
の高い分散強化型の複合材料を得ることが期待される。
【００２６】
実施例１ ＺｒＯ2換算濃度５０ｇ／ｌのオキシ塩化ジルコニウム
水溶液にＹ2Ｏ3を ＺｒＯ2とＹ2Ｏ3との合計に対する
Ｙ2Ｏ3換算５．１ｗｔ％となるように添加し、還流下に
加水分解率が９０％になるまで加水分解し、更に該水溶
液を ＺｒＯ2換算濃度が３１０ｇ／ｌになるまで濃
縮して水和ジルコニアゾルを得た。このゾルを加圧ノズ
ル方式の噴霧乾燥装置を用いて熱風温度１７０℃で噴霧
乾燥を行い、平均顆粒径１００μｍの球状造粒ゲル粉末
を得た。このゲル粉末を更に大気雰囲気下で１３００
℃、保持時間４時間の条件によりプロパンを熱源とする
ガス炉による熱処理によってジルコニア質充填材を得
た。
水溶液にＹ2Ｏ3を ＺｒＯ2とＹ2Ｏ3との合計に対する
Ｙ2Ｏ3換算５．１ｗｔ％となるように添加し、還流下に
加水分解率が９０％になるまで加水分解し、更に該水溶
液を ＺｒＯ2換算濃度が３１０ｇ／ｌになるまで濃
縮して水和ジルコニアゾルを得た。このゾルを加圧ノズ
ル方式の噴霧乾燥装置を用いて熱風温度１７０℃で噴霧
乾燥を行い、平均顆粒径１００μｍの球状造粒ゲル粉末
を得た。このゲル粉末を更に大気雰囲気下で１３００
℃、保持時間４時間の条件によりプロパンを熱源とする
ガス炉による熱処理によってジルコニア質充填材を得
た。
【００２７】実施例２ 実施例１で得た水和ジルコニアゾルを回転ディスク方式
の乾燥装置を用いて熱風温度１６０℃で噴霧乾燥を行
い、平均顆粒径５１μｍの球状造粒ゲル粉末をえ、大気
雰囲気下でガス炉により８５０℃、保持時間２時間の条
件で焼成してジルコニア粉末を得た。この粉末を更に大
気雰囲気下で１２００℃、保持時間２時間の条件により
電気炉による熱処理によって、ジルコニア質充填材を得
た。
の乾燥装置を用いて熱風温度１６０℃で噴霧乾燥を行
い、平均顆粒径５１μｍの球状造粒ゲル粉末をえ、大気
雰囲気下でガス炉により８５０℃、保持時間２時間の条
件で焼成してジルコニア粉末を得た。この粉末を更に大
気雰囲気下で１２００℃、保持時間２時間の条件により
電気炉による熱処理によって、ジルコニア質充填材を得
た。
【００２８】実施例３ 実施例１で得た水和ジルコニアゾルを実施例１と同じ条
件で噴霧乾燥を行い、球状造粒ゲル粉末をえ、大気雰囲
気下でガス炉により８５０℃、保持時間２時間の条件で
焼成してジルコニア粉末を得た。この粉末を振動ボ−ル
ミルにより１０時間湿式粉砕し、スラリー濃度４５ｗｔ
％、粘度１５ｃｐのジルコニアスラリーにし、回転ディ
スク方式の噴霧乾燥装置を用いて１９０℃の熱風中に噴
霧乾燥して平均顆粒径２５μｍの球状造粒ジルコニア粉
末を得た。この粉末を更に大気雰囲気下で１３００℃、
保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理によっ
て、ジルコニア質充填材を得た。
件で噴霧乾燥を行い、球状造粒ゲル粉末をえ、大気雰囲
気下でガス炉により８５０℃、保持時間２時間の条件で
焼成してジルコニア粉末を得た。この粉末を振動ボ−ル
ミルにより１０時間湿式粉砕し、スラリー濃度４５ｗｔ
％、粘度１５ｃｐのジルコニアスラリーにし、回転ディ
スク方式の噴霧乾燥装置を用いて１９０℃の熱風中に噴
霧乾燥して平均顆粒径２５μｍの球状造粒ジルコニア粉
末を得た。この粉末を更に大気雰囲気下で１３００℃、
保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理によっ
て、ジルコニア質充填材を得た。
【００２９】実施例４ 焼成温度８５０℃で得られた部分安定化ジルコニア粉末
（東ソー社製 ＴＺ−３Ｙ、Ｙ2Ｏ3含有量５．１ｗｔ
％、平均顆粒径５８μｍ）を大気雰囲気下で １５００
℃、保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理に
よって、ジルコニア質充填材を得た。
（東ソー社製 ＴＺ−３Ｙ、Ｙ2Ｏ3含有量５．１ｗｔ
％、平均顆粒径５８μｍ）を大気雰囲気下で １５００
℃、保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理に
よって、ジルコニア質充填材を得た。
【００３０】実施例５ 実施例３で得たジルコニア粉末にＡｌ2Ｏ3（住友化学工
業社製 ＡＫＰ− ３０）を該ジルコニア粉末に対して
２０．０ｗｔ％添加した後、振動ボ−ルミルにより２４
時間湿式粉砕混合し、増粘剤としてアニオン界面活性剤
（サンノプコ社製 ノプコサントＲＦＡ）によって１５
００ｃｐに粘度調整し、実施例３と同じ条件で噴霧乾燥
して平均顆粒径５０μｍの球状造粒ジルコニア粉末を得
た。この粉末を更に大気雰囲気下で１１００℃、保持時
間２時間の条件により電気炉による熱処理によって、ジ
ルコニア質充填材を得た。
業社製 ＡＫＰ− ３０）を該ジルコニア粉末に対して
２０．０ｗｔ％添加した後、振動ボ−ルミルにより２４
時間湿式粉砕混合し、増粘剤としてアニオン界面活性剤
（サンノプコ社製 ノプコサントＲＦＡ）によって１５
００ｃｐに粘度調整し、実施例３と同じ条件で噴霧乾燥
して平均顆粒径５０μｍの球状造粒ジルコニア粉末を得
た。この粉末を更に大気雰囲気下で１１００℃、保持時
間２時間の条件により電気炉による熱処理によって、ジ
ルコニア質充填材を得た。
【００３１】実施例６ 焼成温度８５０℃で得られた安定化ジルコニア粉末（東
ソー社製 ＴＺ−８Ｙ、Ｙ2Ｏ3含有量１３．４ｗｔ％、
平均顆粒径５８μｍ）を大気雰囲気下で １４００
℃、保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理に
よって、ジルコニア質充填材を得た。
ソー社製 ＴＺ−８Ｙ、Ｙ2Ｏ3含有量１３．４ｗｔ％、
平均顆粒径５８μｍ）を大気雰囲気下で １４００
℃、保持時間２時間の条件により電気炉による熱処理に
よって、ジルコニア質充填材を得た。
【００３２】比較例１ 電気炉による熱処理温度を１０００℃とする以外は実施
例３と同じ条件にしてジルコニア質充填材を得た。
例３と同じ条件にしてジルコニア質充填材を得た。
【００３３】比較例２ 実施例３で用いたジルコニアスラリーをノプコサントＲ
ＦＡによって１５００ｃｐに粘度調整し、実施例３と同
じ噴霧乾燥装置で平均顆粒径１２０μｍの球状造粒ジル
コニア粉末を得た。この粉末を実施例３と同じ条件によ
る熱処理によって、ジルコニア質充填材を得た。
ＦＡによって１５００ｃｐに粘度調整し、実施例３と同
じ噴霧乾燥装置で平均顆粒径１２０μｍの球状造粒ジル
コニア粉末を得た。この粉末を実施例３と同じ条件によ
る熱処理によって、ジルコニア質充填材を得た。
【００３４】以上の各例で得られたジルコニア質充填材
の特性を表１〜４に示す。
の特性を表１〜４に示す。
【００３５】粒の圧壊強度は、微小圧縮試験機（島津制
作所製 ＭＣＴＭ−２００）によって平均粒径に近い顆
粒あるいは粒径２５μｍ以下の顆粒１０個について測定
し、次式（平松、岡、木山；日本鉱業会誌、８１．１
０．２４（１９６５））を用いて算出したものの平均値
である。
作所製 ＭＣＴＭ−２００）によって平均粒径に近い顆
粒あるいは粒径２５μｍ以下の顆粒１０個について測定
し、次式（平松、岡、木山；日本鉱業会誌、８１．１
０．２４（１９６５））を用いて算出したものの平均値
である。
【００３６】 圧壊強度（ｋｇｆ／ｍｍ2）＝２．８ｐ／πｄ2 （ここで、Ｐ：荷重（ｋｇｆ）、ｄ：粒子径（ｍｍ）） 耐磨耗性試験は、ポリエチレン樹脂に充填材を３０ｗｔ
％配合混練し、射出成形機により、５０ｍｍ×４０ｍｍ
×３ｍｍの成形体をつくり、色調を確認し、更に、この
成形体を試料研磨装置（ムサシノ電子社製 ＭＡ−２０
０）の試料ホルダーに両面テープで張り付け、ＣＢＮ焼
付ホイール（＃１０００）を用いて、荷重２５０ｇ、回
転数１００ｒｐｍの条件で１５分間研磨を行い、その重
量減少により行った。
％配合混練し、射出成形機により、５０ｍｍ×４０ｍｍ
×３ｍｍの成形体をつくり、色調を確認し、更に、この
成形体を試料研磨装置（ムサシノ電子社製 ＭＡ−２０
０）の試料ホルダーに両面テープで張り付け、ＣＢＮ焼
付ホイール（＃１０００）を用いて、荷重２５０ｇ、回
転数１００ｒｐｍの条件で１５分間研磨を行い、その重
量減少により行った。
【００３７】セラミックス強化複合ガラスの機械的強度
試験は、ＳｉＯ2を主成分とした酸化物ガラス粉末に充
填材を５０ｗｔ％配合し、大気中で９００℃、保持時間
１時間の条件により電気炉による熱処理によって５０ｍ
ｍ×４０ｍｍ×３ｍｍの焼成体をつくり、色調を確認
し、更に、ＪＩＳ Ｒ １６０１による３点曲げ強度を
測定した。
試験は、ＳｉＯ2を主成分とした酸化物ガラス粉末に充
填材を５０ｗｔ％配合し、大気中で９００℃、保持時間
１時間の条件により電気炉による熱処理によって５０ｍ
ｍ×４０ｍｍ×３ｍｍの焼成体をつくり、色調を確認
し、更に、ＪＩＳ Ｒ １６０１による３点曲げ強度を
測定した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
Claims (1)
- 【請求項１】平均径が１００μｍ以下であり、かつ、圧
壊強度が１０ｋｇｆ／ｍｍ2以上である、酸化ジルコニ
ウムを主成分とする顆粒からなることを特徴とする、ジ
ルコニア質充填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293196A JP2913495B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ジルコニア質充填材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293196A JP2913495B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ジルコニア質充填材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06144836A JPH06144836A (ja) | 1994-05-24 |
| JP2913495B2 true JP2913495B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=17791666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4293196A Expired - Fee Related JP2913495B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ジルコニア質充填材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913495B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW562786B (en) * | 1998-03-24 | 2003-11-21 | Asulab Sa | Manufacturing method for a coloured zirconia based article, in particular an orange/red article, and a coloured zirconia based decorative article obtained in accordance with such method |
| JP4945729B2 (ja) * | 2007-02-02 | 2012-06-06 | ニイミ産業株式会社 | ジルコニアビーズの製造方法 |
| JP2007246395A (ja) * | 2007-05-02 | 2007-09-27 | Niimi Sangyo Kk | ジルコニアビーズ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4293196A patent/JP2913495B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06144836A (ja) | 1994-05-24 |
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