JPH02283657A - 射出成形用組成物 - Google Patents
射出成形用組成物Info
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- JPH02283657A JPH02283657A JP1101595A JP10159589A JPH02283657A JP H02283657 A JPH02283657 A JP H02283657A JP 1101595 A JP1101595 A JP 1101595A JP 10159589 A JP10159589 A JP 10159589A JP H02283657 A JPH02283657 A JP H02283657A
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- Japan
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- injection molding
- wax
- binder
- ceramic powder
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Links
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、セラミックス粉末を用いて、射出成形により
所望の製品形状に成形し、脱脂し、焼結するのに適した
射出成形用組成物に関する。 ［従来の技術Ｊ 従来、セラミックス粉末を射出成形するに際しては、セ
ラミックス粉末と、樹脂を主成分とする有機物とを混合
し、前記有機物の熱流動性を利用することによって、プ
ラスチック同様、所望の形状に成形している。そして、
前記射出成形によって得られた成形体の形状を保持した
まま熱分解によって有機物を除去することにより、セラ
ミックスの脱脂体を得、その後、焼成により強度の高い
最終製品を得ている。ここで用いられる有機物のバイン
ダは、セラミックス粉末を円滑に流動成形させ、且脱脂
時には、成形体を毀損せずに成形体から巧みに抜は出て
ゆき、残った成形体を焼成され易い状態に保持するとい
う重要な役割を持っており、その選択はセラミックス射
出成形のキーポイントと言われている。従って、この有
機物バインダには従来から種々の工夫がこらされ、何種
類もの成分をまぜて所望の効果を持たせる試みがなされ
ているが、必ずしも満足されるものは得られていない。 有機物バインダの基本成分として、各種熱可是性樹脂が
用いられており、保形性、熱分解性の面からポリスチレ
ンが多用されている。しかし、ポリスチレンが高分子で
あるために、溶融時に粘性が高く、且セラミックス粉末
とまじり難いことから、粉末の均一分散や、成形品の外
観に必ずしも好結果をもたらさないので、それを補完す
るためにワックスを混合することがよくおこなわれる。 本願の発明者は、このポリスチレンとワックスの混合物
をベースにしてこれに滑剤、可塑剤等を添加したバイン
ダ系において、さらに成形性脱脂性等を改良する研究を
続けており、これ迄に界面活性剤を加えて成形時に流動
性を向上させる方法（特願昭５７−１４３７００）や揮
発温度幅の広い軽質油を加えることにより、脱脂を円滑
におこなわせて、クラック発生を防止する方法（特願昭
５８−５９５３８）を開示している。 ［発明が解決しようとするＩＩＩ＃Ｉ］上記のポリスチ
レンとワックス混合物のベースに対する界面活性剤の添
加や、軽質油の添加は夫々に効果はあるが、まだ充分で
なく、成形時の流動性、成形後の形体保持性、表面外観
、脱脂時の易分解性、脱脂焼成工程での欠陥原因の抑制
性など、互いに相反する特性を同時に満足させるような
バインダ組成を見出すことは非常にむつかしい。 即ち、ポリスチレンとワックスを主体とした混合物に界
面活性剤を加えた場合は、セラミックス粉末とバインダ
の濡れ性が向上し、さらにポリスチレンとワックス等の
バインダ成分同士の相溶性が高まるので、成形時の流動
性は良くなるが、脱脂時、加熱による軟化が早く起きる
ため、保形性が低下する傾向にある。 また、ポリスチレンとワックスを主体として混合物に軽
質油を添加すると、脱脂時にこの軽質油がまず揮発して
成形体から徐々に抜けてゆき、その際ガスの脱出路を作
り、その後ワックス及びポリスチレンが分解排出される
工程を容易にして脱脂を円滑化する効果はあるが、軽質
油とセラミックス粉末及びポリスチレン、ワックスとの
相容性が悪いために、相分離が起こりやすく、成形体の
肌荒れやグリーン密度の不安定性を起し易い。 上記間層に鑑み１本発明の目的とするところはセラミッ
クス粉末を射出成形するバインダにおいて、成形時の流
動性、脱脂性、製品外観等の緒特性を満足させるバイン
ダを提供することにある。 ｃ課ｉｌす解決するための手段】 本願の発明者は、セラミックス粉末と有機化合物とを加
熱混練して射出成形するバインダの有効配合について鋭
意研究を進め、流動性、脱脂性、製品外観等の特性を満
足できる本発明に到達した。 本発明が採用する手段は、ポリスチレンとワックスを主
とする有機物バインダに、１−１０重量％のポリエチレ
ン、５〜４０重量％の界面活性剤、５〜３０重量％の軽
質油を含めたことにある。
所望の製品形状に成形し、脱脂し、焼結するのに適した
射出成形用組成物に関する。 ［従来の技術Ｊ 従来、セラミックス粉末を射出成形するに際しては、セ
ラミックス粉末と、樹脂を主成分とする有機物とを混合
し、前記有機物の熱流動性を利用することによって、プ
ラスチック同様、所望の形状に成形している。そして、
前記射出成形によって得られた成形体の形状を保持した
まま熱分解によって有機物を除去することにより、セラ
ミックスの脱脂体を得、その後、焼成により強度の高い
最終製品を得ている。ここで用いられる有機物のバイン
ダは、セラミックス粉末を円滑に流動成形させ、且脱脂
時には、成形体を毀損せずに成形体から巧みに抜は出て
ゆき、残った成形体を焼成され易い状態に保持するとい
う重要な役割を持っており、その選択はセラミックス射
出成形のキーポイントと言われている。従って、この有
機物バインダには従来から種々の工夫がこらされ、何種
類もの成分をまぜて所望の効果を持たせる試みがなされ
ているが、必ずしも満足されるものは得られていない。 有機物バインダの基本成分として、各種熱可是性樹脂が
用いられており、保形性、熱分解性の面からポリスチレ
ンが多用されている。しかし、ポリスチレンが高分子で
あるために、溶融時に粘性が高く、且セラミックス粉末
とまじり難いことから、粉末の均一分散や、成形品の外
観に必ずしも好結果をもたらさないので、それを補完す
るためにワックスを混合することがよくおこなわれる。 本願の発明者は、このポリスチレンとワックスの混合物
をベースにしてこれに滑剤、可塑剤等を添加したバイン
ダ系において、さらに成形性脱脂性等を改良する研究を
続けており、これ迄に界面活性剤を加えて成形時に流動
性を向上させる方法（特願昭５７−１４３７００）や揮
発温度幅の広い軽質油を加えることにより、脱脂を円滑
におこなわせて、クラック発生を防止する方法（特願昭
５８−５９５３８）を開示している。 ［発明が解決しようとするＩＩＩ＃Ｉ］上記のポリスチ
レンとワックス混合物のベースに対する界面活性剤の添
加や、軽質油の添加は夫々に効果はあるが、まだ充分で
なく、成形時の流動性、成形後の形体保持性、表面外観
、脱脂時の易分解性、脱脂焼成工程での欠陥原因の抑制
性など、互いに相反する特性を同時に満足させるような
バインダ組成を見出すことは非常にむつかしい。 即ち、ポリスチレンとワックスを主体とした混合物に界
面活性剤を加えた場合は、セラミックス粉末とバインダ
の濡れ性が向上し、さらにポリスチレンとワックス等の
バインダ成分同士の相溶性が高まるので、成形時の流動
性は良くなるが、脱脂時、加熱による軟化が早く起きる
ため、保形性が低下する傾向にある。 また、ポリスチレンとワックスを主体として混合物に軽
質油を添加すると、脱脂時にこの軽質油がまず揮発して
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り、その後ワックス及びポリスチレンが分解排出される
工程を容易にして脱脂を円滑化する効果はあるが、軽質
油とセラミックス粉末及びポリスチレン、ワックスとの
相容性が悪いために、相分離が起こりやすく、成形体の
肌荒れやグリーン密度の不安定性を起し易い。 上記間層に鑑み１本発明の目的とするところはセラミッ
クス粉末を射出成形するバインダにおいて、成形時の流
動性、脱脂性、製品外観等の緒特性を満足させるバイン
ダを提供することにある。 ｃ課ｉｌす解決するための手段】 本願の発明者は、セラミックス粉末と有機化合物とを加
熱混練して射出成形するバインダの有効配合について鋭
意研究を進め、流動性、脱脂性、製品外観等の特性を満
足できる本発明に到達した。 本発明が採用する手段は、ポリスチレンとワックスを主
とする有機物バインダに、１−１０重量％のポリエチレ
ン、５〜４０重量％の界面活性剤、５〜３０重量％の軽
質油を含めたことにある。
ポリスチレンとワックスの混合物にポリエチレンを添加
すると、ポリエチレンはポリスチレンと比べてワックス
と親和性の良いポリマーなので、ワックスと成程度相溶
し、またポリスチレンとポリエチレン同士は親和性は低
いが、互いに鎖状高分子なので、混練により一時的に絡
み合う状態になり、３成分が相溶状態となって、ワック
スの遊離が抑制される。 ポリエチレンの添加量がバインダ総量に対し１％以下で
あるとワックスの遊離を充分おさえることが難しく、又
、ポリエチレンを１０％以上添加すると、ポリエチレン
自体の熱分解性が良くないために、成形体の脱脂性が低
下する。したがって、１〜１０％の範囲が適当であり、
望ましくは２〜６％である。 界面活性剤の添加はセラミックス粉末とバインダの濡れ
性を高め、同時にポリスチレンとワックスとの相溶性が
改善されているので、その不充分性を補う作用をする。 また、バインダから遊離しやすい軽質油をセラミックス
粉末及びバインダ主成分に対して良く分散混合させて組
成物や成形体からの油の浸み出しを防ぐ上にこの界面活
性剤の添加は効果がある。界面活性剤の添加量は５〜４
０％、望ましくは１０〜３０％である。少なすぎれば効
果が低いし、多すぎると成形品の保形性を劣化させる。 揮発温度範囲の広い軽質油を添加すると、１００℃くら
いから揮発が始まり、成形体中に道ができ、脱脂時の有
機物分解ガスが抜は易くなって膨れ、クラック等の欠陥
発生が防止され、且、昇温スピードを速めることが可能
になる。軽質油の欠点である島分離性は、前記の如く界
面活性剤の添加によって抑制され、また、成形体の肌荒
れはポリエチレンの使用によって改善されている。軽質
油は一般に灯油として販売させれているものでよく、そ
の加える量は５〜３０％が適当である。５％以下では軽
質油を加える効果が少なく、３０％以上になると分離抑
制の効果を越えて油の浸み出しが多くなってしまう、望
ましくは１０〜２０％である。 以上述べた如く、ポリスチレンとワックスを主成分とし
た有機バインダにポリエチレン１〜１０％、界面活性剤
５〜４０％、軽質油５〜３０％の王者を加えることによ
り、各欠点が補完され相乗効果が発揮される。 この有機物バインダには、補助成分としてステアリン酸
等の滑剤や、ＤＯＰ等の可塑剤を添加することも可能で
ある。 また、有機物バインダは、セラミックスの射出成形加工
上必要であって、焼結完成品には全く無用のものなので
、混線及び成形が円滑におこなわれる範囲で、出来るだ
けセラミックス粉末に対して少量の使用ですませること
が望ましい。 ［実施例１］ 窒化硅素粉末１００重量部に対し、第１表に記載した成
分構成のバインダ３０重量部を加え、加圧ニーダで混練
して射出成形用組成物を作り、これを粉砕して、射出成
形機を用いて５０φのターボチャージャ用ロータを成形
し、脱脂焼結した。 表１にはバインダの構成成分及びその割合を変えた各バ
インダロットと、そのバインダを用いて成形・脱脂した
時の評価結果を記載したが、ロットｌが最もすぐれてい
た。 表１ に入れて２時間混練し、次にその混線物を粗粉砕した。 この射出成形用組成物を用いて時計ケースを成形し、大
気中５００℃までで脱脂し、次に１５５０℃まで加熱し
て焼結した。 本発明のバインダ構成であるロット１が成形性、脱脂性
、表面外観共にすぐれており、良好な時計ケースが得ら
れた。 表２ ［実施例２］ ジルコニア粉末１００重量部と第２表に記載した成分構
成のバインダ２０重量部とを加圧二−ダ［発明の効果］ 上記の通り、本発明による有機バインダとセラミックス
粉末とを混合混練した射出成形用組成物は、複雑な形状
品を正確に成形することが可能であり、しかも、変形や
内部欠陥等のない良好な外観の焼成体が得られるという
優れた効果を有する。
すると、ポリエチレンはポリスチレンと比べてワックス
と親和性の良いポリマーなので、ワックスと成程度相溶
し、またポリスチレンとポリエチレン同士は親和性は低
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み合う状態になり、３成分が相溶状態となって、ワック
スの遊離が抑制される。 ポリエチレンの添加量がバインダ総量に対し１％以下で
あるとワックスの遊離を充分おさえることが難しく、又
、ポリエチレンを１０％以上添加すると、ポリエチレン
自体の熱分解性が良くないために、成形体の脱脂性が低
下する。したがって、１〜１０％の範囲が適当であり、
望ましくは２〜６％である。 界面活性剤の添加はセラミックス粉末とバインダの濡れ
性を高め、同時にポリスチレンとワックスとの相溶性が
改善されているので、その不充分性を補う作用をする。 また、バインダから遊離しやすい軽質油をセラミックス
粉末及びバインダ主成分に対して良く分散混合させて組
成物や成形体からの油の浸み出しを防ぐ上にこの界面活
性剤の添加は効果がある。界面活性剤の添加量は５〜４
０％、望ましくは１０〜３０％である。少なすぎれば効
果が低いし、多すぎると成形品の保形性を劣化させる。 揮発温度範囲の広い軽質油を添加すると、１００℃くら
いから揮発が始まり、成形体中に道ができ、脱脂時の有
機物分解ガスが抜は易くなって膨れ、クラック等の欠陥
発生が防止され、且、昇温スピードを速めることが可能
になる。軽質油の欠点である島分離性は、前記の如く界
面活性剤の添加によって抑制され、また、成形体の肌荒
れはポリエチレンの使用によって改善されている。軽質
油は一般に灯油として販売させれているものでよく、そ
の加える量は５〜３０％が適当である。５％以下では軽
質油を加える効果が少なく、３０％以上になると分離抑
制の効果を越えて油の浸み出しが多くなってしまう、望
ましくは１０〜２０％である。 以上述べた如く、ポリスチレンとワックスを主成分とし
た有機バインダにポリエチレン１〜１０％、界面活性剤
５〜４０％、軽質油５〜３０％の王者を加えることによ
り、各欠点が補完され相乗効果が発揮される。 この有機物バインダには、補助成分としてステアリン酸
等の滑剤や、ＤＯＰ等の可塑剤を添加することも可能で
ある。 また、有機物バインダは、セラミックスの射出成形加工
上必要であって、焼結完成品には全く無用のものなので
、混線及び成形が円滑におこなわれる範囲で、出来るだ
けセラミックス粉末に対して少量の使用ですませること
が望ましい。 ［実施例１］ 窒化硅素粉末１００重量部に対し、第１表に記載した成
分構成のバインダ３０重量部を加え、加圧ニーダで混練
して射出成形用組成物を作り、これを粉砕して、射出成
形機を用いて５０φのターボチャージャ用ロータを成形
し、脱脂焼結した。 表１にはバインダの構成成分及びその割合を変えた各バ
インダロットと、そのバインダを用いて成形・脱脂した
時の評価結果を記載したが、ロットｌが最もすぐれてい
た。 表１ に入れて２時間混練し、次にその混線物を粗粉砕した。 この射出成形用組成物を用いて時計ケースを成形し、大
気中５００℃までで脱脂し、次に１５５０℃まで加熱し
て焼結した。 本発明のバインダ構成であるロット１が成形性、脱脂性
、表面外観共にすぐれており、良好な時計ケースが得ら
れた。 表２ ［実施例２］ ジルコニア粉末１００重量部と第２表に記載した成分構
成のバインダ２０重量部とを加圧二−ダ［発明の効果］ 上記の通り、本発明による有機バインダとセラミックス
粉末とを混合混練した射出成形用組成物は、複雑な形状
品を正確に成形することが可能であり、しかも、変形や
内部欠陥等のない良好な外観の焼成体が得られるという
優れた効果を有する。
Claims (1)
- １）セラミックス粉末と有機バインダとからなる射出成
形用組成物であって、ポリスチレンとワックスからなる
有機物バインダ主成分中に、１〜１０重量％のポリエチ
レン、５〜４０重量％の界面活性剤、５〜３０重量％の
軽質油を含むことを特徴とする射出成形用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101595A JPH02283657A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 射出成形用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1101595A JPH02283657A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 射出成形用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283657A true JPH02283657A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14304736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1101595A Pending JPH02283657A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 射出成形用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02283657A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278251A (en) * | 1989-11-04 | 1994-01-11 | Dai-Ichi Ceramo Co., Limited | Injection compacting composition for preparing sintered bodies |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1101595A patent/JPH02283657A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278251A (en) * | 1989-11-04 | 1994-01-11 | Dai-Ichi Ceramo Co., Limited | Injection compacting composition for preparing sintered bodies |
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