JPH01113207A - セラミック成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、特に表面
に複雑な凹凸模様を有するセラミック基盤等の製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

機械材料としてのセラミックの適用範囲は多岐に亘って
おり、単純形状品から複雑形状品、小型品から大型品ま
で多様である。セラミック原料粉末を用いて機械材料用
セラミックを成形する方法として、機械プレス成形、静
水圧成形、鋳込成形、押出成形、射出成形などがある。

各々の成形方法が多種類の形状品に対応できるのではな
く、それぞれの成形法に適した形状がある。

例えば、大型品には静水圧成形、鋳込成形、単純形状品
には機械プレス成形、複雑形状品には射出成形、複雑な
断面形状品には押出し成形が適する。

セラミック成形体の表面に複雑な凹凸模様を施すには、
焼ＩＡ後のセラミック成形体の表面を機械的に切削する
方法が用いられているが、焼成後のセラミック成形体の
表面は硬質なため、溝切り刃や加工機械の選定が難しい
うえに、加工工数が大きくなるので、グリーン成形体（
焼成前の成形体）の成形時に模様を施し、これを焼成す
る方法の開発が望まれている。

機械プレス成形は比較的単純形状で薄肉品の成形に適し
ており、バインダ等の添加剤が少量で良く、高密度で寸
法精度の高い焼結体を得ることができるので、複雑な凹
凸模様を表面に有する成形体の作成が試みられた。凹凸
模様は金型の上パンチあるいは下パンチに彫ることが通
常行われるが、その場合、成形中に原料粉末がパンチの
模様の溝に詰まってしまい、＃型が悪く十分な転写がで
きなくなるという問題がある。その対策として、例えば
パンチの材質の変化やパンチにコーティングを行って、
原料粉末との離型性を良くする方法も試みられたが、十
分な効果は得られなかった。

セラミック成形体の表面に複雑な凹凸模様を形成するに
は、射出成形や押出成形が適しているが、これ等の成形
方法を実施するには原料粉末に有機結合剤（バインダ）
や可・■剤等の添加剤を多量に必要とし、これ等の添加
剤は焼成時に除去されるので、焼成時の収縮が大きく、
複雑な形状の寸法精度を確保するのが困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、セラミック成形体を高密度かつ高寸法精度と
なし得る機械プレス法を改良し、複雑な凹凸模様をセラ
ミック成形体の表面に形成し得る方法を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決するために、原料粉末に層状
構造を有する物質の粉末を含有させ、この原料粉末を、
プレス成形して上面が平面をなす予備成形体とし、予＠
成形体の上面に、下面に凹凸模様を有する合成樹脂板を
載置し、予備成形時に用いた圧力より大きい圧力を合成
樹脂板の上より加えて原料粉末をグリーン成形体とする
と共に、合成樹脂板と一体化させたのち、グリーン成形
体を合成樹脂板と共にプレスの金型より取出し１合成樹
脂板をグリーン成形体より除去し、グリーン成形体を焼
成する方法を提供するものである。

〔作用〕

本発明はグリーン成形体の成形機として、上パンチを用
いる金型を有する機械プレスを使用するので、高密度で
寸法精度の高いセラミック焼結成形体を得ることができ
る。

本発明は、セラミック原料粉末として層状構造を有する
物質の粉末を含有すると共に、予備成形を行い、かつ凹
凸模様の転写に合成樹脂板を用いている。

層状構造を有する物質としては窒化硼素（ＢＮ）、グラ
ファイト、滑石１葉ろう石等が用いられ、これ等の粉末
は鱗片形状をなし、プレス成形の際に充填層内の粒子は
滑りを起こして配向し、予＠戊形体の内部の密度が平均
化されると共に、予備成形体の上面は、次工程で複雑な
凹凸模様を付与されるのに十分な平面となる。

予備成形体の上面が平面となっていても、下面に凹凸模
様を有する上パンチを予備成形体の上面に直接当接して
圧下すると、上パンチの引上時に原料粉末がパンチの凹
凸模様内に残り、グリーン成形体上の模様に欠損部を生
ずるが、予備成形体の上面に、下面に凹凸模様を有する
合成樹脂板を載置し、合成樹脂板を介して、予備成形体
に予備成形時よりも大なる圧力を加えると、原料粉末の
滑りによる配向の効果と合成樹脂板の原料粉末に対する
滑り易さとの相乗効果により、原料粉末は合成樹脂板の
凹模様の内に容易に侵入し、従って合成樹脂板のグリー
ン成形体よりの除去も容易になり、得られた凹凸模様に
欠損部を生ずることはない。

原料粉末にはバインダ等の添加剤を少量混入してもよく
、合成樹脂板はポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂等を
材料とし、射出成形法等により作成回部で、予備成形体
およびグリーン成形体成形時に用いられる圧力は、原料
粉末の種類、焼結体に必要とする密度等により決定され
る。

合成樹脂板のグリーン成形体からの除去は、合成樹脂板
が柔軟で薄い場合には、その一端より剥がすごとができ
、その後グリーン成形体は焼成される０合成樹脂板が硬
くて厚いか、あるいは凹凸模様が深い場合には１合成樹
脂板をグリーン成形体と共に加熱して分解乃至燃焼させ
て除去し、グリーン成形体を焼成する０合成樹脂板を分
解乃至燃焼させる温度、およびグリーン成形体を焼成す
る温度は、用いられた材料により適宜選択される。

〔実施例〕

実施例１ 窒化１１ｇ素（ＢＮ）粉末に対してアクリル系バインダ
を５玉量％添加し、さらにイオン交換水を加えて湿式混
練後スプレードライヤーにて顆粒化した。

合成樹脂板として、ポリプロピレン樹脂を用い射出成形
法にて作成し１表面に溝幅１００ルｍ、山幅１０１００
ｐピツチ２００ｐｍ）、深さ１１００ＩＬの溝入れを行
った０合成樹脂板は厚さ０、８　ｍ　ｍ　、幅２０ｍｍ
、長さ５０ｍｍである。

機械プレス機に金型をセットし、前記顆粒を充填し、０
．２ｔ／ｃｒｒｒ’の圧力にて圧縮して予備成形し、次
に樹脂板を乗せて、２ｔ／Ｃｍ’の圧力にて圧縮した。

ｍ械プレス機からグリーン成形体（３ｍｍ厚）と樹脂板
との一体物を取り出し、その後、樹脂板の一端をピンセ
ットで挟み、剥ぎ取って分離した。グリーン成形体表面
の溝形は十分に形成されており、溝欠けはなかった。

焼成は１７５０℃、３ｈｒ、Ｎ２雰囲気中で行い、焼成
後の焼結体に変形、反りはなかった。

実施例２ 滑石６０重量％、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）２０重量
％、カオリン２０重量％を混合し、実施例工と同様に顆
粒化した０合成樹脂板はナイロン樹脂を射出成形法にて
成形し、表面に溝幅６０４ｍ、山幅１０１００ｐピツチ
１６０ｇｍ）、深さ７０ｐｍの溝入れを行った０合成樹
脂板は厚さ０、８　ｍ　ｍ、幅２０　ｍｍ、長さ７０ｍ
ｍである。

機械プレス機に金型をセットし、前記顆粒を充填し、Ｑ
−２ｔ／ｃｒｎ’にて圧縮して予備成形を行い、次に樹
脂板を乗せて１．５ｔ／ｃｍ’にて圧縮した６機械プレ
ス機からグリーン成形体（３ｍｍ厚）と樹脂板との一体
物を取り出した。

グリーン成形体と樹脂板との一体物を１２３０℃、３ｈ
ｒ、大気中で焼成し、樹脂板を燃焼除去した。焼結体の
溝欠けはなく、変形、反りもなかった。

〔発明の効果〕

セラミック成形体の表面に＃ｉ雑な凹凸模様を付与する
際に、焼成後の焼結体に加工する場合に比し、本発明は
グリーン成形体に模様を付与することができるので、加
工費が安く、大量生産が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　層状構造を有する物質の粉末を含有する原料粉末を
   金型に充填したのち、該原料粉末 に、下面が平面をなす上パンチを圧下して該原料粉末を
   予備成形体とし、該予備成形体の上面に、下面に凹凸模
   様を有する合成樹脂板を載置し、該合成樹脂板上に前記
   パンチを、前記予備成形における圧力より大なる圧力で
   圧下して該原料粉末をグリーン成形体とな し、該グリーン成形体を該合成樹脂板と共に前記金型よ
   り脱型したのち、該合成樹脂板を該グリーン成形体より
   除去し、該グリーン成形体を焼成することを特徴とする
   セラミック成形体の製造方法。