JPH01157803A

JPH01157803A - セラミツクス成形物前駆体の製造方法

Info

Publication number: JPH01157803A
Application number: JP31779587A
Authority: JP
Inventors: Kenji Futaki; 二木　賢治; Osamu Murayama; 修村山
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1989-06-21
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH069807B2

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〕この発明は、セラミックス成形物前駆体の製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

一般に、セラミックス成形物は、つぎのようにして製造
されている。すなわち、それ自身は粘着性を有しない酸
化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の無
機系微細粉末と、これらを粘着させるための少量の樹脂
または糊剤からなるバインダーと、水とを混合し、これ
を混練して粘結性を有するスラリーとし、このスラリー
を型枠に鋳込んだのち型枠ごと加熱乾燥することによっ
て予備固化させセラミックス成形物の所定形状に成形す
る。ついで、この予備固化体を、上記型枠から取り出し
、必要に応じてさらに乾燥することにより乾燥固化の完
結した前駆体とし、この前駆体に脱脂、焼成等の処理を
行うことにより、上記バインダーを焼尽させると同時に
無機系微細粉末を焼結させることにより製造されている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような方法において、より高品質でより高強度の
セラミックス成形物を得るためには、バインダーの添加
量を可能な限り少なくすることが好ましい。しかしなが
ら、上記バインダーの添加量を減少させると、その分だ
け、予備固化した状態での予備固化体の機械的強度が弱
く、かつ脆いものとなる。このため、予備固化体の型枠
からの取り出し時に、破損、変形等を生じやす（なり、
特に、大形や複雑な形状の予備固化体を得ることが困難
になるという問題を生じるようになる。また、上記予備
固化の際に、スラリーが固化する段階で、その外周面が
型枠の壁面に固着し、かつその状態で全体が収縮する。

このため、ひび割れ。

変形、一部剥離といった現象を生じたり、または離型時
に、外力を加えることにより破損したり変形したりする
という問題点も有している。

二の発明は、このような事情に鑑みなされたもので、離
型性に優れていて製造効率がよく、かつ高品質で、さら
に大形や複雑な形状のセラミックス成形物を得ることの
できるセラミックス成形物前駆体の製造方法の提供をそ
の目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明のセラミックス
成形物前駆体の製造方法は、無機系微細粉末に、バイン
ダーおよび水を混合し、これを均一に混練した粘稠原液
を、内面にポリビニルアセタール系多孔体からなるシー
トが展着された型枠内に充填し、これを型枠ごと加熱す
ることにより予備固化させると同時に上記シートと一体
化させ、このシートで外周面が囲われた予備固化体を、
上記シートごと上記型枠から取り出すという構成をとる
。

［作用〕すなわち、この発明の方法は、従来例のように、無機系
微細粉末に、バインダーおよび水を配合し、これを混練
して得た粘稠原液を直接型枠内に充填するのではなく、
型枠の内面にポリビニルアセタール系多孔体からなるシ
ートを展着しその状態で、上記粘稠原液を型枠内に充填
するようになっている。上記ポリビニルアセタール系多
孔体からなるシートは、極めて親水性、吸水性に冨んだ
物質であり、かつ弾力性、可撓性を有しているため、予
備固化の際に、予備固化体の外周面がシートに固着し、
かつその状態で予備固化体全体が収縮してもその収縮に
追随して伸び、予備固化体に割れ。

変形等が生じることを回避する。また、このシートは、
粘稠原液中の水分を浸透させるが、無機系微細粉末は浸
透通過させない。これにより、無機系微細粉末は直接型
枠に接触せず、シートを境界として隔離された状態にな
って分布するため型枠に固着することがない。したがっ
て、予備固化後の離型時に、予備固化体は、その型枠に
対応する周囲をシートで被覆された状態でそのシートと
一体的になっており、予備固化体に無理な外力を加える
ことなく容易に離型を行うことができる。その結果、セ
ラミックス製品の高品質化、高強度化を目的として前駆
体のバインダー量を低減させても離型時に破損、変形等
を生じな（なる。このようにして得られた予備固化体を
、必要に応じてさらに乾燥することにより固化を完結さ
せて前駆体とし、その周囲を被覆しているシートを剥離
除去するか、または、シートで被覆された状態のまま焼
成炉に入れ昇温することにより、上記前駆体の脱脂、焼
成を行い、内部に含有するバインダーとともにこのシー
トを焼尽する。その結果、セラミックス成形物が得られ
る。

上記無機系微細粉末としては、酸化アルミニウム、炭化
珪素、シリケート、コージライト２酸化チタン、酸化ジ
ルコニウム、窒化珪素、炭化硼素。

窒化硼素等のニューセラミックス原料の分級された粉体
を、単体でまたは二種以上を混合して用いることができ
、その外いわゆる粘土系のものも使用することができる
。

バインダーとして用いられる樹脂または糊剤としては、
水溶性の樹脂液、例えば酢酸ビニル、酢酸セルロース、
アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール等の希薄水溶
液等を用いることができるが、特に好ましいのは、澱粉
類を煮蒸しα化−したものまたは澱粉類を官能基で置換
し変性したものの水溶液である。この澱粉類を用いた糊
材は、低濃度でも無機系微粉末材料の微粒子に対する結
合力に優れ、効果的に予備固化体を形成する。

型内に展着するポリビニルアセタール系多孔体のシート
は、例えば下記の製法により得られるものである。すな
わち、例えば平均重合度３００〜３０００の完全ケン化
または部分ケン化したポリビニルアルコールの、一種ま
たはそれ以上を水に溶解して水溶液とし、これにアルデ
ヒド類等の架橋剤、酸類等の触媒および気孔生成剤とし
て澱粉類等を適量加えて均一分散液とする。この分散液
を型枠に充填したのち、５０〜１００　’Ｃの温度に保
持することにより１０〜２４時間反応させて固化し、こ
れから余剰のアルデヒド類、酸類、澱粉類を除去し、シ
ート状の形状に裁断する。さらに、このシート状に形成
されたものを、アルデヒドと酸の混合液中に浸漬し５０
〜１００″Ｃ程度に加温するという二次反応を行うこと
により得られる。

このようにして得られたポリビニルアセタール系多孔体
のシートは、上記の二次反応を行う前の状態では、原料
であるポリビニルアルコールの持つかなりの部分の水酸
基は、アルデヒドによって架橋封鎖されるが、その分子
鎖中に多数残存している水酸基が親水性、吸水性といっ
たポリ、ビニルアルコール特有の性質を踏襲している。

このような状態のポリビニルアセタール系多孔体のシー
トは、上記アルデヒドによって封鎖される水酸基の比率
、すなわちアセクール化度（ホルマール化度）が略６０
モル％程度であり、親水性に優れているが湿潤状態では
極めて柔軟性に富み、軟質スポンジ状の性状を有してい
る。ただし、この発明の□方法にこのような状態のシー
トを用いて、大形のセラミックス成形物を製造する場合
、場合によってはシートの強度不足（寸法安定性欠如）
のため、破れたり、変形を起こし製造されるセラミック
ス成形物に欠陥を生じるおそれがある。このため、強度
（寸法安定性）、耐水性を向上させることが重要であり
、そのためには、アセタール化度を７０モル％以上にす
ることが好適である。これは上記のようにして二次反応
をさせることにより達成できる。また、上記シートに形
成される気孔径は、使用する澱粉類の種類によって変化
させることが可能である。この平均気孔径が３０ｔＩｍ
以下になるとシートと予備固化体の接着性がやや悪くな
り一部に剥離を生じることがある。逆に５００μｍ以上
になると粘稠原液中の無機系微細粉末を型枠から遮断さ
せる能力がなくなり粘稠原液中の無機系微細粉末が型枠
に固着するという事態が生じやすくなる。このためシー
トの平均気孔径を３０〜５００　ｐｍにしておくことが
好ましい。このようにして得られたポリビニルアセター
ル系多孔体のシートは、接着剤等を用いて型枠の内面に
緊張状態で展着されるものであって、多孔体であるため
、軽量で、取り扱いが容易で、かつ水分の透過性も良好
である。また、見掛けの割りに実質重量が少ないため焼
成工程においても、環境等への弊害が少なく、製造され
るセラミックス成形物への悪影響も殆どない。

つぎに、実施例について説明する。

〔実施例〕

まず、ポリビニルアセタール系多孔体のシートとして、
気孔率９０％、平均気孔径１３０Ｉ１ｍ。

アセタール化度８０モル％、厚みＩｎｎのものを用意し
た。ついで、内径７５ｍｍ、深さ３２０ｍｍのステンレ
ス製の円筒形型枠を１０個用意し、その全部の型枠の内
面全体を覆うように上記シートを展張した。つぎに、無
機系微細粉末として、純度９９．７％の高純度酸化アル
ミニウムで平均粒径１０μｍのものを用意し、これに同
重量の割合で水を混合し、さらにバインダーとして、平
均重合度５００で完全ケン化のポリビニルアルコールの
５％水溶液を、上記の混合体に対してｔｏｍｉｔ％加え
て原液とした。この原液は極めて粘稠な半ペースト状を
している。この原液を上記シートの展張された型枠内に
充填し、７５℃の温度で２４時間乾燥固化を行ったのち
型枠から取り出し、さらに７０℃に設定された乾燥機内
に５日間保持して前駆体を得た。この段階では、割れ、
変形、ひび入り等を生じた不良品は皆無であった。

〔比較例〕

上記実施例と同様の型枠を１０個用意し、この型枠に、
シートを使用せず直接上記と同様の原液を充填し、同様
の処理を行った。その結果、１０個のうち、４個が離型
時に破損し、乾燥が完結し前駆体となった６個のうち、
２個に部分的な亀裂が入り、他の２個に層状のひびが入
っていた。このため、良品として得たセラミックス成形
物は、わずか２個だけであった。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の方法は、無機系微細粉末に、
バインダーおよび水を配合し、これを混練して得た粘稠
原液を、内面にポリビニルアセタール系多孔体からなる
シートを展着した型枠内に充填し、これを型枠ごと乾燥
して予備固化したのちシートとともに上記型枠から取り
出すようになっている。上記ポリビニルアセタール系多
孔体からなるシートは、弾力性、可撓性を有しでいるた
め予備固化の際に、予備固化体の外周面が、シートに固
着しかつその予備固化体全体が収縮してもその収縮に追
随して伸び、予備固化体に割れ、変形等が生じることを
回避する。また、このシートは、極めて親水性、吸水性
に富んだ物質であり、粘稠原液中の水分を浸透させるが
、無機系微細粉末は浸透させない。このため、無機系微
細粉末は直接型枠に接触せず、型枠に固着することがな
い。

したがって、予備固化後の離型時に、予備固化体に無理
な外力を加えることなく容易に離型を行うことができ、
このため、不良品発生率の少ない効率のよい製造ができ
、かつ高品質で、さらに大形や複雑な形状のセラミック
ス成形物の前駆体を得ることができるようになる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機系微細粉末に、バインダーおよび水を混合し
、これを均一に混練した粘稠原液を、内面にポリビニル
アセタール系多孔体からなるシートが展着された型枠内
に充填し、これを型枠ごと加熱することにより予備固化
させると同時に上記シートと一体化させ、このシートで
外周面が囲われた予備固化体を、上記シートごと上記型
枠から取り出すことを特徴とするセラミックス成形物前
駆体の製造方法。
（２）ポリビニルアセタール系多孔体からなるシートが
、ポリビニルアルコールをホルムアルデヒドで架橋反応
させて得られたものであり、かつそのホルマール化度が
７０モル％以上である特許請求の範囲第１項記載のセラ
ミックス成形物前駆体の製造方法。
（３）ポリビニルアセタール系多孔体からなるシートの
孔径が、３０〜５００μｍである特許請求の範囲第１項
または第２項記載のセラミックス成形物前駆体の製造方
法。