JPH02283660A - Production of sintered non-oxide ceramics - Google Patents

Production of sintered non-oxide ceramics

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JPH02283660A
JPH02283660A JP1306978A JP30697889A JPH02283660A JP H02283660 A JPH02283660 A JP H02283660A JP 1306978 A JP1306978 A JP 1306978A JP 30697889 A JP30697889 A JP 30697889A JP H02283660 A JPH02283660 A JP H02283660A
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JP
Japan
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weight
thermoplastic resin
parts
oxide ceramic
temperature
Prior art date
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Application number
JP1306978A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Saito
斎藤 和美
Teruo Komori
照夫 小森
Kazuhisa Hara
和久 原
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP1306978A priority Critical patent/JPH02283660A/en
Publication of JPH02283660A publication Critical patent/JPH02283660A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To readily obtain the title sintered product of high accuracy by mixing a non-oxide ceramic powder, a sintering aid. a specific thermoplastic resin, a lubricant, and a plasticizer, the mixture is injection-molded to give a green product, defatting the green with heat, and firing the green product. CONSTITUTION:(A) A non-oxide ceramic powder such as silicon nitride powder, (B) a sintering aid, (C) a thermoplastic resin selected from the polymers of acrylic acid, methacrylic acid and their derivatives, (D) a lubricant which decomposes at a lower temperature than the vaporization and decomposition point of component (C) such as stearic acid or wax and (E) a plasticizer which decomposes at a lower temperature than the vaporization and decomposition point of component (D) such as diethyl phthalate are homogeneously mixed with heat so that the amount of component (C) becomes 10 to 45wt.% based on 100 pts.wt. of the total amount of components (A) and (B). The resultant mixture is injection molded into a desired shape, the molded products are heated to vaporize and decompose components (D) and (E), then fired to give the subject sintered non-oxide ceramic products.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形に適し、極めて複雑な形状を有する
焼結体を、容易かつ高精度に製造することができる非酸
化物セラミックス焼結体の製造方法に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a non-oxide ceramic sintered body that is suitable for injection molding and can easily and accurately produce a sintered body having an extremely complicated shape. The present invention relates to a method of manufacturing a body.

最近、電子工業、原子カニ業、高温工業などの分野にお
いては、工業技術の発展に伴って材料に対する要求が益
々高くなっている。このような要請に対しセラミックス
の分野においても、酸化物以外の、機械的、熱的、電気
的、化学的性質等に優れた非酸化物セラミックスへの関
心が高まってきた。
Recently, in fields such as electronic industry, atomic crab industry, and high temperature industry, demands for materials are becoming higher and higher with the development of industrial technology. In response to such demands, interest in non-oxide ceramics, which are other than oxides and have excellent mechanical, thermal, electrical, chemical properties, etc., has increased in the ceramics field.

このような非酸化物セラミックスに期待される主な用途
は、ガスタービン部品、高温熱交換器のような苛酷な条
件下で使用される高温構造材あるいはケミカルポンプ部
品、エンジン部品、メカニカルシール等の著しい腐食や
摩耗を受ける条件下で使用される耐食耐摩耗性材料等が
挙げられるが、いずれも複雑な形状でかつ寸法精度に優
れたものが要求されている。
The main applications expected for such non-oxide ceramics are high-temperature structural materials used under harsh conditions such as gas turbine parts and high-temperature heat exchangers, chemical pump parts, engine parts, and mechanical seals. Examples include corrosion-resistant and wear-resistant materials that are used under conditions of severe corrosion and wear, but all of them are required to have complex shapes and excellent dimensional accuracy.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

前述の如き複雑な形状でかつ寸法精度に優れた非酸化物
セラミック焼結体の製造方法としては、あらかじめ成形
した生成形体を焼結する方法、すなわち常圧焼結法ある
いは反応焼結法が有利である。前記生成形体を成形する
手段としては、射出成形法、トランスファー成形法、ス
リップキャスティング法(鋳込み成形法)、乾式または
湿式加圧プレス法、ラバープレス法および押し出し成形
法等が知られている。
As a method for manufacturing a non-oxide ceramic sintered body with a complex shape and excellent dimensional accuracy as described above, it is advantageous to sinter a preformed green body, that is, an atmospheric pressure sintering method or a reaction sintering method. It is. Known methods for molding the formed body include injection molding, transfer molding, slip casting, dry or wet pressure pressing, rubber pressing, extrusion molding, and the like.

このうち、射出成形法は極めて複雑で、寸法精度の優れ
た生成形体を大量にかつ迅速に繰返し製造することがで
き、しかも仕上げ工程としての機械加工を殆ど必要とし
ない点で極めて有利な方法であり、従来、射出成形法に
よるセラミックス焼結体の製造方法が種々報告されてい
る。
Among these methods, the injection molding method is extremely complex, and is extremely advantageous in that it can rapidly and repeatedly manufacture products with excellent dimensional accuracy in large quantities, and it hardly requires machining as a finishing process. Various methods for producing ceramic sintered bodies using injection molding have been reported.

例えば、特公昭51−29170号公報では、窯業原料
100部に対して有機添加物として熱可塑性樹脂である
アタックチックポリプロピレン5〜20部と潤滑剤およ
び可塑剤をそれぞれ5部以下添加して射出成形用材料と
する射出成形用組成物を開示している。
For example, in Japanese Patent Publication No. 51-29170, 5 to 20 parts of attack polypropylene, which is a thermoplastic resin, and 5 parts or less of each of a lubricant and a plasticizer are added as organic additives to 100 parts of ceramic raw materials, and injection molding is carried out. Discloses an injection molding composition that is used as a material for use.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、この公知発明で使用されている熱可塑性
樹脂(アタックチックポリプロピレン)は、揮発分解温
度が比較的高いものである。従って、これを酸化性雰囲
気中で脱脂処理を行うことが不適当な非酸化物セラミッ
クスに適用する場合には、比較的高温で脱脂処理をしな
ければならず、しかも脱脂に要する時間が著しく長くな
る欠点があった。
However, the thermoplastic resin (attack polypropylene) used in this known invention has a relatively high volatile decomposition temperature. Therefore, when applying this to non-oxide ceramics for which it is inappropriate to perform degreasing in an oxidizing atmosphere, degreasing must be performed at a relatively high temperature, and the time required for degreasing is extremely long. There was a drawback.

例えば、米国特許第4 、233 、256号公報には
、炭化物セラミックス粉末を射出成形法によって成形し
焼結体を製造する方法が開示されているが、この方法は
、熱可塑性樹脂としてスチレン、ポリスチレン、スチレ
ン誘導体を使用する方法である。
For example, U.S. Pat. No. 4,233,256 discloses a method of manufacturing a sintered body by molding carbide ceramic powder by injection molding. , a method using styrene derivatives.

しかも、成形時における射出圧力は約4500〜900
0psi(約697.5〜1395 kg/c+a”)
と比較的高い圧力を必要とする方法である。ところが、
このように高い圧力でもって生成形体を成形すると、射
出成形機や金型の摩耗が著しく、寿命が短くなるばかり
でなく、焼結体に不純物が混入する等の欠点がある。
Moreover, the injection pressure during molding is approximately 4,500 to 900
0psi (approximately 697.5 to 1395 kg/c+a”)
This method requires relatively high pressure. However,
Molding the formed body under such high pressure not only causes significant wear of the injection molding machine and the mold, shortens its life, but also has drawbacks such as the contamination of the sintered body with impurities.

前述の如き欠点を除去する方法としては熱可塑性樹脂、
潤滑剤あるいは可塑剤等の有機質材料の添加量を増加す
ることによってセラミックス組成物の成形性を向上させ
る方法が考えられる。しかし、前記有機質材料の添加量
を増加すると、有機質材料に要する費用が増大するばか
りでな(、脱脂処理に要する時間が著しく長くなり、さ
らに脱脂処理後の生成形体密度が低くなるため高密度の
焼結体を得ることが困難となり実用的ではない。
As a method to eliminate the above-mentioned defects, thermoplastic resin,
One possible method is to increase the amount of organic materials such as lubricants or plasticizers to improve the moldability of ceramic compositions. However, increasing the amount of the organic material added not only increases the cost required for the organic material (but also significantly increases the time required for degreasing, and furthermore, the density of the formed bodies after degreasing decreases, resulting in a high-density product). It is difficult to obtain a sintered body and is not practical.

本発明は、非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤および
熱可塑性樹脂から主としてなる組成物を、射出成形手段
によって成形して生成形体とする従来方法が抱えている
上述した課題を、主として前記熱可塑性樹脂を改良する
ことにより、上述した欠点を克服して非酸化物セラミッ
クス焼結体を有利に製造するための方法を開発すること
を目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional method of molding a composition mainly consisting of a non-oxide ceramic powder, a sintering aid, and a thermoplastic resin into a formed body by injection molding. The object of the present invention is to develop a method for advantageously producing a non-oxide ceramic sintered body by improving the plastic resin to overcome the above-mentioned drawbacks.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上指の目的に対し本発明は、以下の事項を要旨とする発
明、すなわち、 非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹脂、
この熱可塑性樹脂の揮発分解温度よりも低い温度で分解
する潤滑剤、およびこの潤滑剤の揮発分解温度よりも低
い温度で分解する可塑剤を、加熱しながら混合して均一
な組成物とし、この組成物を成形して所望の形状の生成
形体を作成し、この生成形体を加熱して前記潤滑剤およ
び前記可塑剤を揮発分解させて脱脂することにより脱脂
生成形体を得、ついでこの脱脂生成形体を焼成して焼結
体を製造する際、前記熱可塑性樹脂として、アクリル酸
、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから選ば
れる少なくとも1種の重合体からなるものを、非酸化物
セラミックス粉末と焼結助剤との合計100重量部に対
して、10〜45重量部配合し、かつ前記組成物を使っ
て生成形体を成形するに当たって射出成形手段を用いる
ことを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法、を提
案する。
For the purpose of the upper finger, the present invention consists of the following matters: non-oxide ceramic powder, sintering aid, thermoplastic resin,
A lubricant that decomposes at a temperature lower than the volatile decomposition temperature of this thermoplastic resin and a plasticizer that decomposes at a temperature lower than the volatile decomposition temperature of this lubricant are mixed while heating to form a uniform composition. The composition is molded to create a green body with a desired shape, the green body is heated to volatilize and decompose the lubricant and the plasticizer, and degreased to obtain a defatted green body. When producing a sintered body by firing, the thermoplastic resin is made of at least one polymer selected from acrylic acid, methacrylic acid, and their derivatives, and is combined with non-oxide ceramic powder. A ceramic sintered body characterized in that 10 to 45 parts by weight are blended with respect to 100 parts by weight in total with a sintering aid, and injection molding means is used to mold the formed body using the composition. We propose a manufacturing method.

なお、前記熱可塑性樹脂としては、アクリル酸、メタク
リル酸のいずれか少なくとも1種を1〜5重量部、アク
リル酸エステルを30〜85重量部およびメタクリル酸
エステルを10〜69重量部の割合で共重合させたもの
を主体とするものを用いる。
The thermoplastic resin includes at least one of acrylic acid and methacrylic acid in a proportion of 1 to 5 parts by weight, 30 to 85 parts by weight of acrylic ester, and 10 to 69 parts by weight of methacrylic ester. A material mainly composed of polymerized material is used.

〔作 用〕[For production]

本発明者らは、射出成形に適した非酸化物セラミックス
焼結体を製造する際に用いる非酸化物セラミックス組成
物について、種々研究を行った結果、次に述べるような
事実が存在していることをつきとめた。
The present inventors have conducted various studies on non-oxide ceramic compositions used in manufacturing non-oxide ceramic sintered bodies suitable for injection molding, and have found the following facts. I found out.

さて、上述した射出成形に当たっては、■射出成形され
た生成形体中のセラミックス粉末粒子を相互に結合させ
て生成形体の形状を厳密に保持すること、■セラミック
ス粉末の表面を被覆して射出成形の際の成形機と金型の
表面をセラミックス粉末による摩耗から保護することを
目的として、主として熱可塑性樹脂を使用している。
Now, in the above-mentioned injection molding, 1) the ceramic powder particles in the injection-molded body are bonded to each other to maintain the shape of the body strictly; 2) the surface of the ceramic powder is coated and the injection-molded body is Thermoplastic resin is mainly used to protect the surfaces of the molding machine and mold from wear caused by ceramic powder.

ところで、本発明において使用される非酸化物セラミッ
クス粉末は、一般に難焼結性のものが多い。そのため、
焼結用粉末は焼結特性を向上させることを目的として、
−C的な射出成形法で使用されているものよりも微細で
比表面積の大きなものが要求される。
Incidentally, many of the non-oxide ceramic powders used in the present invention are generally difficult to sinter. Therefore,
Sintering powder is used to improve sintering properties.
-A material that is finer and has a larger specific surface area than that used in the C-type injection molding method is required.

ところが、従来の熱可塑性樹脂の場合、比較的少量の添
加量でもって微細な非酸化物セラミックスの表面を十分
に被覆することは困難であった。
However, in the case of conventional thermoplastic resins, it has been difficult to sufficiently coat the surface of fine non-oxide ceramics with a relatively small amount added.

従って、一部に該熱可塑性樹脂によって被覆されていな
い粉末を生ずるために、射出成形時の流動性をそれ程向
上させる効果がなかったのである。
Therefore, some of the powder was not coated with the thermoplastic resin, so that it was not effective in improving fluidity during injection molding.

本発明者らは、このような知見をもとに、射出成形に適
した組成物を得るための研究をさらに進めた結果、前記
非酸化物セラミックス粉末に対する被覆性が極めて良好
で比較的少量の配合量でも、従来想像だにされなかった
程の極めて良好な成形性を得ることのできる熱可塑性樹
脂を新規に知見し、さらにこのような熱可塑性樹脂を使
用することによって従来得ることが極めて困難であった
高密度の焼結体を容易に得ることのできることを知見し
、本発明を完成した。
Based on this knowledge, the present inventors further conducted research to obtain a composition suitable for injection molding. As a result, the present inventors found that the coating property for the non-oxide ceramic powder was extremely good, and a relatively small amount of the composition was found to be suitable for injection molding. We have discovered a new thermoplastic resin that can achieve extremely good moldability that was previously unimaginable, regardless of the amount of compounding. Furthermore, by using such a thermoplastic resin, we have discovered a thermoplastic resin that is extremely difficult to obtain in the past. They found that it was possible to easily obtain a high-density sintered body, and completed the present invention.

本発明によれば、かかる熱可塑性樹脂としては、主とし
てアクリル酸、メタクリル酸、およびそれらの誘導体の
なかから選ばれる少なくとも1種の重合体を用いる。
According to the present invention, as the thermoplastic resin, at least one polymer mainly selected from acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof is used.

とくに、前記アクリル酸の誘導体としては、アクリル酸
エステルが好ましく、例えばアクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸−n−プロピル、アクリル酸−
1so−プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル
酸−1so−ブチル、アクリル酸−5ec−ブチル、ア
クリル酸−tert−ブチル、アクリル酸−n−アミル
、アクリル酸−1so−アミル、アクリル酸−3eC−
アミル、アクリル酸−tert−7ミル、アクリル酸ヘ
キシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸グリシジ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシルを使用することが有
利であり、なかでもアクリル酸エチル、アクリル酸n−
プロピル、アクリル酸−1so−プロピル、アクリル酸
−n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルが最適で
ある。
In particular, the acrylic acid derivatives are preferably acrylic esters, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, and acrylic acid.
1so-propyl, n-butyl acrylate, 1so-butyl acrylate, 5ec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-amyl acrylate, 1so-amyl acrylate, 3eC acrylate −
Using amyl, tert-7 mil acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, octyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, furfuryl acrylate, glycidyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate Among them, ethyl acrylate, n-acrylate
Propyl, 1so-propyl acrylate, n-butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate are most suitable.

また、前記メタクリル酸のHFs 4体としては、メタ
クリル酸エステルが好ましく、例えばメタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、
メタクリル酸−1so−プロピル、メタクリル酸−n−
ブチル、メタクリル酸−is。
Furthermore, the four HFs of methacrylic acid are preferably methacrylic esters, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate,
1so-propyl methacrylate, n-methacrylate
Butyl, methacrylic acid-is.

ブチル、メタクリル酸−5ec−ブチル、メタクリル酸
−tert−ブチル、メタクリル酸−n−アミル、メタ
クリル酸−1so−アミル、メタクリル酸ヘキシル、メ
タクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸ドデシル、メタクリル酸フルフリル、メタク
リル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
、エチレングリコール・ジメタクリレート、メタクリル
酸βメトキシエチルを使用することが有利であり、なか
でもメタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸−1so
−ブチルが最適である。
Butyl, 5ec-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, 1so-amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, furfuryl methacrylate, Preference is given to using glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, β-methoxyethyl methacrylate, in particular -n-butyl methacrylate, -1so methacrylate.
-Butyl is most suitable.

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタ
クリル酸のいずれか少なくとも1種を1〜5重量部、ア
クリル酸エステルを30〜85重量部およびメタクリル
酸エステルを10〜69重量部の割合で共重合させたも
のを主体とするものであることが最も望ましい。
According to the present invention, the thermoplastic resin contains 1 to 5 parts by weight of at least one of acrylic acid and methacrylic acid, 30 to 85 parts by weight of acrylic ester, and 10 to 69 parts by weight of methacrylic ester. It is most desirable that the main component is a copolymerized one.

ところで、上記アクリル酸、メタクリル酸、およびそれ
らの誘導体よりなる共重合体と、従来から広く使用され
ている他の有機樹脂、例えばポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等とガラス転移温度ならびに分解温
度について比較すると、下記の第1表のとおりである。
By the way, when the copolymers made of acrylic acid, methacrylic acid, and their derivatives are compared with other conventionally widely used organic resins, such as polystyrene, polypropylene, polyethylene, etc., in terms of glass transition temperature and decomposition temperature, It is as shown in Table 1 below.

第  1  表 上表かられかるように、ポリスチレンを除〈従来の樹脂
ならびに本発明の共重合体は、ガラス転。
As shown in Table 1 above, except for polystyrene, conventional resins and the copolymer of the present invention are glass-based.

移温度が低く流動性が良好である。一方、ポリスチレン
は本発明の共重合体と熱分解温度が近似しているが、他
の2種は格段に揮発分解温度が高く、脱脂に要する時間
が長くかかる欠点を有している。
Low temperature transition and good fluidity. On the other hand, although polystyrene has a thermal decomposition temperature similar to that of the copolymer of the present invention, the other two types have a disadvantage that their volatile decomposition temperatures are significantly higher and that degreasing takes a long time.

したがって、本発明に用いる共重合体だけが、非酸化物
セラミックス粉末と混合する場合、ガラス転移温度およ
び揮発分解温度の点において、最も好適な熱可塑性樹脂
であることが判る。
Therefore, it can be seen that the copolymer used in the present invention is the most suitable thermoplastic resin in terms of glass transition temperature and volatile decomposition temperature when mixed with non-oxide ceramic powder.

以下に、前記重合体が非酸化物セラミックス粉末を射出
成形する際に使用する熱可塑性樹脂として極めて好適で
ある理由をさらに詳しく説明する。
Below, the reason why the above polymer is extremely suitable as a thermoplastic resin used when injection molding non-oxide ceramic powder will be explained in more detail.

かかる重合体は、−船釣に使用されている他の従来熱可
塑性樹脂に比較すると、非酸化物セラミックス粉末との
なじみが極めて良好で、しかも粉末の凝集を十分はぐし
た状態の組成物となすことができること、および比較的
低温域の非酸化性雰囲気中で速やかに揮発分解させるこ
とができるため、非酸化物セラミックス粉末を酸化させ
ることなく容易に脱脂することができる効果を有する。
Such a polymer has extremely good compatibility with non-oxide ceramic powder compared to other conventional thermoplastic resins used in fishing boats, and forms a composition in which the powder is sufficiently free from agglomeration. Since it can be rapidly volatile and decomposed in a non-oxidizing atmosphere at a relatively low temperature, it has the effect of easily degreasing the non-oxide ceramic powder without oxidizing it.

本発明において、熱可塑性樹脂には、前記重合体の他に
補助的にポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重
合体を添加することができる。しかしながら、前記添加
量を50重量%より多くすると、比較的少蓋の熱可塑性
樹脂でもって非酸化物セラミックス粉末を十分に被覆す
ることが困難になり、前記重合体の特性が損なわれるた
め、その添加量は50重量%より少ないことが有利であ
る。また、前記熱可塑性樹脂は200〜400℃の範囲
内で揮発分解するものを使用することが有利である。
In the present invention, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, and ethylene/vinyl acetate copolymer can be added to the thermoplastic resin as an auxiliary addition to the above polymers. However, if the amount added exceeds 50% by weight, it becomes difficult to sufficiently cover the non-oxide ceramic powder with a relatively small amount of thermoplastic resin, and the properties of the polymer are impaired. Advantageously, the amount added is less than 50% by weight. Furthermore, it is advantageous to use a thermoplastic resin that evaporates and decomposes within the range of 200 to 400°C.

本発明において、前記熱可塑性樹脂の配合量は非酸化物
セラミックス粉末と焼結助剤との合計100重量部に対
して10〜45重量部とする。このような配合量とする
理由は、前記配合量が10重量部より少ないと生成形体
に、割れ、ふくれ、変形等が生じ易いからであり、一方
45重量部より多いと脱脂後の生成形体密度が低くなる
ため高密度の焼結体を得ることが困難になるからである
。なかでも15〜40重量部の範囲内がより好適である
In the present invention, the blending amount of the thermoplastic resin is 10 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-oxide ceramic powder and the sintering aid. The reason for such a blending amount is that if the blending amount is less than 10 parts by weight, cracking, blistering, deformation, etc. will easily occur in the formed body, whereas if it is more than 45 parts by weight, the density of the formed body after degreasing will decrease. This is because it becomes difficult to obtain a high-density sintered body because the Among these, a range of 15 to 40 parts by weight is more suitable.

本発明において、前記組成物には潤滑剤を含有させる。In the present invention, the composition contains a lubricant.

この潤滑剤は、射出成形時における組成物の流動性を良
好にするとともに金型から成形品を容易に離型させる効
果を有するものである。その配合量は非酸化物セラミッ
クス粉末と焼結助剤との合計100重量部に対して2〜
12重量部とすることが好ましい。この潤滑剤としては
、通常射出成形の際に使用されるもの、例えばステアリ
ン酸、ステアリン酸塩、脱脂酸、脂肪酸−1ルコール、
脂肪酸エステルあるいは炭化水素系ワックスより選択さ
れるいずれか少なくとも1種を使用することが有利であ
る。また前記潤滑剤は前記熱可塑性樹脂の揮発分解温度
よりも低い温度で揮発分解するものであることが好まし
く、特に160〜180℃の温度範囲内で揮発分解する
ものが有利である。
This lubricant has the effect of improving the fluidity of the composition during injection molding and of easily releasing the molded product from the mold. The blending amount is 2 to 2 to 100 parts by weight of the non-oxide ceramic powder and sintering aid.
The amount is preferably 12 parts by weight. Examples of the lubricant include those commonly used during injection molding, such as stearic acid, stearate, defatted acid, fatty acid-1 alcohol,
It is advantageous to use at least one selected from fatty acid esters and hydrocarbon waxes. Further, the lubricant is preferably one that volatilizes and decomposes at a temperature lower than the volatilization and decomposition temperature of the thermoplastic resin, and it is particularly advantageous to use one that volatilizes and decomposes within a temperature range of 160 to 180°C.

本発明において、前記組成物は可塑剤を含有する。この
可塑剤は、前記熱可塑性樹脂と相溶性が良く樹脂を軟ら
かくする効果を有するとともに組成物に流動性を与え成
形性を向上させる効果を有するものである。その配合量
は、非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計10
0重量部に対して1〜8重量部とすることが好ましい。
In the present invention, the composition contains a plasticizer. This plasticizer has good compatibility with the thermoplastic resin, has the effect of softening the resin, and has the effect of imparting fluidity to the composition and improving moldability. The total amount of the non-oxide ceramic powder and sintering aid is 10
It is preferable to use 1 to 8 parts by weight relative to 0 parts by weight.

そしてこの可塑剤は、通常射出成形の際に使用されるも
の、例えばフタール酸エステル、アジピン酸エステル、
高級脂肪酸エステル、鉱物油、植物油あるいは動物油よ
り選択されるいずれか少なくとも1種を使用することが
有利である。なお、この可塑剤は、前記潤滑剤の揮発分
解温度よりも低い温度で揮発分解するものであることが
好ましく、特に80〜160℃の温度範囲内で揮発分解
するものが有利である。
This plasticizer is one that is normally used during injection molding, such as phthalate ester, adipate ester,
It is advantageous to use at least one selected from higher fatty acid esters, mineral oils, vegetable oils, and animal oils. The plasticizer is preferably one that volatilizes and decomposes at a temperature lower than the volatilization and decomposition temperature of the lubricant, and it is particularly advantageous to use one that volatilizes and decomposes within a temperature range of 80 to 160°C.

本発明において、前記熱可塑性樹脂と潤滑剤と可塑剤と
の配合量の合計は、非酸化物セラミックス粉末と焼結助
剤との合計100重量部に対して15〜50重量部の範
囲内であることが好ましい。この理由は、配合量の合計
が15重量部より少ないと組成物の成形性が著しく劣化
し、生成形体に割れ、ふくれ、変形等の欠陥が生じ易く
なるし、一方50重量部より多いと脱脂後の生成形体密
度が著しく低くなるため、高密度の焼結体を製造するこ
とが極めて困難になるからである。なお、前記配合量は
25〜40重量部で最も良好な結果が得られる。
In the present invention, the total amount of the thermoplastic resin, lubricant, and plasticizer is within the range of 15 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-oxide ceramic powder and sintering aid. It is preferable that there be. The reason for this is that if the total amount is less than 15 parts by weight, the moldability of the composition will be markedly deteriorated, and defects such as cracking, blistering, deformation, etc. This is because the subsequent density of the formed body becomes extremely low, making it extremely difficult to produce a high-density sintered body. The best results can be obtained when the amount is 25 to 40 parts by weight.

本発明において用いる前記非酸化物セラミックスとして
は、例えば炭化珪素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、
炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ジ
ルコニウムより選ばれる少なくとも1種の炭化物である
ことが好ましく、例えば炭化珪素粉末を使用する場合に
は8〜50m”/gの比表面積を有するものであること
が好ましい。
Examples of the non-oxide ceramics used in the present invention include silicon carbide, boron carbide, aluminum carbide,
It is preferably at least one type of carbide selected from tungsten carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and zirconium carbide, and for example, when using silicon carbide powder, it should have a specific surface area of 8 to 50 m''/g. is preferred.

とくに、前記炭化珪素粉末としては、α型結晶、β型結
晶、非晶質のなかから選ばれるいずれか1種あるいは2
種以上からなる炭化珪素粉末を使用することができる。
In particular, the silicon carbide powder may be one or two selected from α-type crystal, β-type crystal, and amorphous.
Silicon carbide powder consisting of more than one species can be used.

特に高強度の炭化珪素常圧焼結体を射出成形手段を用い
て製造するためには、β型結晶を主体とする炭化珪素粉
末を使用することが有利であり、なかでもβ結晶を80
重四%以上含有する炭化珪素粉末がより好適である。
In order to produce particularly high-strength silicon carbide pressureless sintered bodies using injection molding means, it is advantageous to use silicon carbide powder containing mainly β-type crystals, and in particular, β-type crystals are
Silicon carbide powder containing 4% or more by weight is more suitable.

本発明において用いる前記非酸化物セラミックスとして
は、例えば窒化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、
窒化チタン、窒化タンタル、窒化ジルコニウムより選ば
れる少なくとも1種の窒化物であることが好ましく、例
えば窒化珪素粉末を使用する場合には1〜50m”/g
の比表面積を有するものであることが好ましい。
Examples of the non-oxide ceramics used in the present invention include silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride,
It is preferable to use at least one kind of nitride selected from titanium nitride, tantalum nitride, and zirconium nitride. For example, when using silicon nitride powder, it is 1 to 50 m"/g.
It is preferable that it has a specific surface area of .

なお、かかる非酸化物セラミックスとしては、前記炭化
物および窒化物の群のうちから選ばれる少なくとも2種
以上の混合物粉末を使用することもできる。
Note that as the non-oxide ceramic, a powder mixture of at least two or more selected from the group of carbides and nitrides can also be used.

なお、本発明の熱可塑性樹脂は、前記非酸化物セラミッ
クスである前記炭化物および窒化物の他にサイアロン粉
末あるいは金属珪素粉末の射出成形に通用することもで
きる。
The thermoplastic resin of the present invention can also be used for injection molding of sialon powder or metal silicon powder in addition to the carbides and nitrides that are the non-oxide ceramics.

本発明において用いる焼結助剤は、非酸化物セラミック
スの種類および焼結方法に応じたものを選んで使用する
。例えば、前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラ
ミックス粉末を使用して常圧焼結する場合に添加される
該焼結助剤は、通常高密化助剤あるいは炭素質添加剤の
うちいずれか少な(とも1種である。また、前記高密化
助剤は炭化物セラミックス粉末として、例えば炭化珪素
粉末を使用する場合には、主としてホウ素含有添加剤を
使用することが有利である。その他、ベリリウム、アル
ミニウム等を含有する添加剤も高密度化助剤として使用
することができる。とくにホウ素含有添加剤としては、
例えばホウ素あるいは炭化ホウ素から選ばれる少なくと
も1種をホウ素含有量に換算して炭化珪素粉末100重
量部に対して0.1〜3.0重量部添加することが有利
である。
The sintering aid used in the present invention is selected depending on the type of non-oxide ceramic and the sintering method. For example, when carbide ceramic powder is used as the non-oxide ceramic and is sintered under pressure, the sintering aid added is usually a densification aid or a carbonaceous additive, whichever is smaller (both are less). In addition, when using silicon carbide powder as the densification aid as a carbide ceramic powder, it is advantageous to mainly use a boron-containing additive.In addition, it is advantageous to use a boron-containing additive as a carbide ceramic powder. Additives can also be used as densification aids, especially boron-containing additives.
For example, it is advantageous to add at least one selected from boron and boron carbide in an amount of 0.1 to 3.0 parts by weight in terms of boron content per 100 parts by weight of silicon carbide powder.

前記炭素質添加剤としては、焼結開始時に炭素の状態で
存在するものであれば使用することができ、例えばフェ
ノール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコ
ール、コンスターチ、糖蜜、コールタールピッチ、アル
ギン酸塩、ポリフェニレン、ポリメチルフェニレンのよ
うな各種有機物質あるいはカーボンブラック、アセチレ
ンブラックのような熱分解炭素を有利に使用することが
できる。特に炭化珪素粉末を焼結する場合には、固定炭
素含有量に換算して炭化珪素粉末100重量部に対して
0.3〜4.0重量部添加することが有利である。
The carbonaceous additive can be used as long as it exists in a carbon state at the start of sintering, such as phenol resin, lignin sulfonate, polyvinyl alcohol, corn starch, molasses, coal tar pitch, and alginate. , polyphenylene, polymethylphenylene, or pyrolytic carbon such as carbon black or acetylene black. Particularly when sintering silicon carbide powder, it is advantageous to add 0.3 to 4.0 parts by weight in terms of fixed carbon content per 100 parts by weight of silicon carbide powder.

前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
、目的とする炭化物の未炭化元素あるいは炭素質添加剤
のうちいずれか少な(とも1種である。前記炭素質添加
剤としては、前述の常圧焼結の際に使用されるものと同
様の物質および各種炭材を使用することができる。
The sintering aid added when reaction sintering is performed using carbide ceramic powder as the non-oxide ceramic is the uncarburized element of the target carbide or the carbonaceous additive, whichever is smaller (both are 1 type). As the carbonaceous additive, the same substances as those used in the above-mentioned pressureless sintering and various carbon materials can be used.

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して常圧焼結する場合は通常高密化助剤が焼結
助剤として使用される。
When nitride ceramic powder is used as the non-oxide ceramic and is sintered under pressure, a densification aid is usually used as the sintering aid.

窒化物セラミックス粉末として、例えば窒化珪素粉末を
、使用する場合には、主として酸化マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化イツトリウムあるいは酸化アルミニウ
ムより選ばれる少なくとも1種を、また窒化アルミニウ
ム粉末を使用する場合には、種として酸化インドリウム
あるいは二酸化珪素より選ばれる少なくとも1種を高密
化助剤として使用することが有利である。
For example, when silicon nitride powder is used as the nitride ceramic powder, at least one selected from magnesium oxide, calcium oxide, yttrium oxide, or aluminum oxide is used, and when aluminum nitride powder is used, a seed It is advantageous to use at least one selected from indium oxide and silicon dioxide as the densification aid.

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
、目的とする窒化物の未窒化元素であり、例えば窒化物
セラミックスとして窒化珪素を使用する場合には金属珪
素を焼結助剤として用いる。
The sintering aid added when reaction sintering is performed using nitride ceramic powder as the non-oxide ceramic is a non-nitrided element of the target nitride, for example, when silicon nitride is used as the nitride ceramic. In this case, metallic silicon is used as a sintering aid.

次に、前述の如き射出成形に適したセラミックス組成物
を使用するセラミックス焼結体の製造方法について述べ
る。
Next, a method for manufacturing a ceramic sintered body using a ceramic composition suitable for injection molding as described above will be described.

非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹脂、
潤滑剤、可望材を、容器内を加熱することのできる混合
機中で約150〜200. ’Cの温度に加熱しながら
十分に混合して均一な混合物となし、次いで冷却固化し
た後破砕し整粒してセラミックス組成物が調製される。
Non-oxide ceramic powder, sintering aid, thermoplastic resin,
The lubricant and desiccant material are mixed in a mixer capable of heating the inside of the container at a temperature of about 150 to 200. A ceramic composition is prepared by thoroughly mixing the mixture while heating it to a temperature of 0.5C to form a homogeneous mixture, and then cooling and solidifying the mixture, followed by crushing and sizing.

前記容器内を加熱することのできる混合機としては、例
えばラボプラストミル混合機を有利に使用することがで
きる。
As a mixer capable of heating the inside of the container, for example, a Labo Plastomill mixer can be advantageously used.

なお、前記非酸化物セラミックス粉末と必要により添加
される焼結助剤はあらかじめ均一に混合しておくことが
有利である。
Note that it is advantageous to uniformly mix the non-oxide ceramic powder and a sintering aid added if necessary in advance.

次いで、前記組成物は所望の形状の生成形体に成形され
る。この生成形体の成形は、従来公知の射出成形法を適
用して行うことができる。この射出成形法によれば、通
常約160〜210℃に加熱された組成物が、油圧プラ
ンジャーあるいは往復スクリュー装置によりスプルー、
ランナー、ゲートを通して約20〜30℃の温度に維持
された金型の中へ約700〜1400 kg/cm”の
圧力で注入される。しかしながら、本発明においては、
前記金型の温度は約20〜70℃の範囲内に維持するこ
とが有利であり、なかでも25〜35℃の範囲内で最も
好適な結果が得られる。また、本発明によれば、前記金
型の中へ注入するための圧力は約500〜700kg/
c+a”と前記通常使用されている圧力よりも低い範囲
内とすることができる。
The composition is then formed into a product shape of the desired shape. This formed body can be molded using a conventionally known injection molding method. According to this injection molding method, a composition heated to about 160 to 210°C is sprued by a hydraulic plunger or a reciprocating screw device.
It is injected through a runner and a gate into a mold maintained at a temperature of about 20-30°C at a pressure of about 700-1400 kg/cm.However, in the present invention,
Advantageously, the temperature of the mold is maintained within the range of about 20-70°C, with the most favorable results being obtained within the range of 25-35°C. Further, according to the present invention, the pressure for injecting into the mold is about 500 to 700 kg/
c+a'', which is lower than the normally used pressure.

なお、前記組成物の成形方法としては、上述した射出成
形法の他に、射出成形手段が含まれるトランスファー成
形法を使用することもできる。
As a method for molding the composition, in addition to the injection molding method described above, a transfer molding method that includes injection molding means can also be used.

前述の如くして金型中に注入された組成物は金型中で約
1〜60秒間放置され、硬化した生成形体となり、取り
出される。
The composition injected into the mold as described above is left in the mold for about 1 to 60 seconds to form a hardened product, which is then removed.

次いで、前記生成形体は加熱され、生成形体中の熱可塑
性樹脂、潤滑剤および可塑剤は揮発分解によって除去さ
れ、脱脂生成形体となる。前記脱脂処理は通常非酸化性
雰囲気中で行なうことが有利であり、例えばアルゴン、
ヘリウム、窒素等のガス雰囲気で行なう場合良い結果が
得られる。
The green body is then heated, and the thermoplastic resin, lubricant, and plasticizer in the green body are removed by volatile decomposition, resulting in a defatted green body. The degreasing treatment is usually advantageously carried out in a non-oxidizing atmosphere, for example argon,
Good results can be obtained when carried out in a gas atmosphere such as helium or nitrogen.

本発明によれば、前記生成形体の脱脂処理時における昇
温スケジュールは生成形体の大きさと容積に依存し、特
に生成形体の厚みに左右されるが、常温から成形温度ま
では約30℃/hrあるいは僅かにそれ以上の割合で昇
温し、成形温度以上では約5〜20℃/ h rの速度
で昇温し、最終的に約400〜600℃まで昇温しで脱
脂することが有利である。
According to the present invention, the temperature increase schedule during the degreasing treatment of the green body depends on the size and volume of the green body, and particularly on the thickness of the green body, but from room temperature to molding temperature it is approximately 30°C/hr. Alternatively, it is advantageous to raise the temperature at a rate slightly higher than the molding temperature, at a rate of about 5 to 20°C/hr above the molding temperature, and finally to about 400 to 600°C for degreasing. be.

前記脱脂処理における昇温速度は余り速くすると生成形
体に亀裂、割れ、ふくれ、陥没などが生ずるため、なる
べく長時間かけてゆっくり行うことが有利であり、必要
に応じて前述の昇温スケジュールよりもゆっくり行うこ
ともできる。
If the temperature increase rate in the degreasing treatment is too high, cracks, cracks, blisters, cave-ins, etc. may occur in the formed body, so it is advantageous to carry out the temperature increase slowly over as long as possible, and if necessary, the temperature increase schedule may be changed from the above-mentioned temperature increase schedule. You can also do it slowly.

本発明によれば、前記脱脂生成形体は焼結炉内へ装入さ
れ、焼結される。前記焼結方法としては、種々の方法を
適用することができるが、なかでも常圧焼結法あるいは
反応焼結法のいずれをも有利に適用することができる。
According to the present invention, the degreased shaped body is charged into a sintering furnace and sintered. As the sintering method, various methods can be applied, and among them, either the pressureless sintering method or the reaction sintering method can be advantageously applied.

なお、前記脱脂処理工程の焼結工程は共通の炉を使用し
て行うことも可能であるが、前者の脱脂処理工程におけ
る昇温速度は穫めて遅く、しかも使用される最高温度も
約400〜600℃と比較的低い温度領域であるのに対
して、後者の焼結工程における昇温速度は前者の脱脂処
理工程のように遅くする必要はなく、また焼結温度は焼
結方法によってそれぞれ異なるが、通常1500℃以上
と極めて高い温度領域であり、しかも雰囲気制御が極め
て重要で高い密閉性が要求される。したがって、前記脱
脂処理工程と焼結工程はそれぞれの用途に通した別々の
炉を使用することが有利である。
Note that the sintering step in the degreasing step can be carried out using a common furnace, but the rate of temperature increase in the former degreasing step is quite slow, and the maximum temperature used is also around 400°C. Although the temperature range is relatively low at ~600℃, the temperature increase rate in the latter sintering process does not need to be as slow as in the former degreasing process, and the sintering temperature varies depending on the sintering method. Although it is different, the temperature range is usually extremely high, 1500° C. or higher, and atmosphere control is extremely important and high airtightness is required. Therefore, it is advantageous for the degreasing process and the sintering process to use separate furnaces for each purpose.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明を実施例について説明する。 The present invention will be described below with reference to Examples.

失止炭上 非酸化物セラミックス粉末としては、特公昭55−40
527号公報に記載の主としてβ型結晶よりなる炭化珪
素の製造方法により製造し、さらに精製粒度分級した炭
化珪素微粉を使用した。この炭化珪素微粉は96.2重
量%がβ型結晶よりなり、0.38重量%の遊離炭素、
0.18重量%の酸素を含有し、14.2m”7gの比
表面積を有するものである。
As a non-oxide ceramic powder on dead coal,
A silicon carbide fine powder produced by the method for producing silicon carbide mainly composed of β-type crystals described in Japanese Patent No. 527 and further refined and classified for particle size was used. This silicon carbide fine powder consists of 96.2% by weight of β-type crystals, 0.38% by weight of free carbon,
It contains 0.18% by weight of oxygen and has a specific surface area of 14.2m"7g.

焼結助剤としては、市販の200メソシュ炭化ホウ素粒
を粉砕し粒度分級して比表面積を21.4m”7gに調
製した炭化ホウ素粉末、および平均粒径210人、比表
面積125 m”7gのオイルファーネスブラックを使
用した。
As the sintering aid, boron carbide powder prepared by crushing and classifying commercially available 200 mesh boron carbide grains to have a specific surface area of 21.4 m"7 g, and a boron carbide powder with an average particle size of 210 m and a specific surface area of 125 m"7 g. I used oil furnace black.

そして、前記炭化珪素粉末500gと前記炭化ホウ素粉
末6.5gと前記オイルファーネスブラック10gとの
混合物に対し、アセトン800−を添加して2時間ボー
ルミル処理を行なった。前記ボールミル処理を行なった
混合物スラリーを乾燥し均一混合物を得た。
Then, 800 g of acetone was added to a mixture of 500 g of the silicon carbide powder, 6.5 g of the boron carbide powder, and 10 g of the oil furnace black, and ball milling was performed for 2 hours. The ball milled mixture slurry was dried to obtain a homogeneous mixture.

前記均一混合物に対し、メタクリル酸−1so−ブチル
48重量部とアクリル酸−n−ブチル50重量部とアク
リル酸2重量部との共重合体で、分子量が約2万の樹脂
50.0gとポリスチレン33.3gとエチレン・酢酸
ビニル共重合体(酢酸ビニル含有量が28重量%) 1
6.7gとステアリン酸24.0gジエチルフタレート
12.0 gとを添加し、180℃に維持されたラボプ
ラストミル中で約30分間加熱混合した。
To the homogeneous mixture, 50.0 g of a resin having a molecular weight of about 20,000, which is a copolymer of 48 parts by weight of 1so-butyl methacrylate, 50 parts by weight of n-butyl acrylate, and 2 parts by weight of acrylic acid, and polystyrene were added. 33.3g and ethylene/vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 28% by weight) 1
6.7 g of stearic acid, 24.0 g of diethyl phthalate, and 12.0 g of diethyl phthalate were added thereto, and the mixture was heated and mixed for about 30 minutes in a laboplasto mill maintained at 180°C.

ついで前記混合物を冷却し破砕して粒状化し、6メツシ
ユの篩を通して射出成形用セラミックス組成物を得た。
The mixture was then cooled, crushed, granulated, and passed through a 6-mesh sieve to obtain a ceramic composition for injection molding.

成形は、プランジャー式の射出成形機を使用して行なっ
た。加熱筒の温度が約180℃、金型の温度が30℃、
射出所要時間が2秒、射出圧力が620kg/cm”の
条件で射出成形した。生成形体は金型中で約3〜5秒間
保持した後取り出した。なお、生成形体の総重量は15
.2gであった。
Molding was performed using a plunger type injection molding machine. The temperature of the heating cylinder is approximately 180℃, the temperature of the mold is 30℃,
Injection molding was carried out under the conditions that the injection time was 2 seconds and the injection pressure was 620 kg/cm''.The formed body was held in the mold for about 3 to 5 seconds and then taken out.The total weight of the formed body was 15
.. It was 2g.

生成形体は第1図に示す如き形状で4段差を有する板状
製品であって、各段における充填性も均一であって、巣
、割れ、亀裂等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れてい
た。
The resulting product is a plate-like product with four steps as shown in Figure 1, with uniform filling properties at each step, no defects such as cavities, cracks, and cracks, and excellent surface quality. Ta.

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温から400℃まで15℃/ h rの割合で昇温し
、脱脂処理を行ない、脱脂生成形体を得た。
The green body was placed in a degreasing furnace, and the temperature was raised from room temperature to 400° C. at a rate of 15° C./hr in an argon gas stream to perform a degreasing treatment to obtain a defatted green body.

次いで、前記脱脂生成形体をタンマン型焼結炉に装入し
、アルゴンガス気流中で焼結した。焼結。
Next, the degreased green body was placed in a Tammann type sintering furnace and sintered in an argon gas stream. Sintered.

は最高温度2100℃で30分間保持した。was maintained at a maximum temperature of 2100°C for 30 minutes.

得られた焼結体は3.10 g/am3の密度を有して
いた。
The obtained sintered body had a density of 3.10 g/am3.

2、  +11 実施例1と同様の配合であるが、第2表に示した如(熱
可望性樹脂、潤滑剤および可望剤の配合量を変えて射出
成形用セラミックス組成物を得た。
2, +11 Ceramic compositions for injection molding were obtained using the same formulation as in Example 1, but varying the blending amounts of the thermoplastic resin, lubricant, and stabilizer as shown in Table 2.

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例1
と同様の操作で生成形体を作製し、脱脂処理を行なった
Using this ceramic composition for injection molding, Example 1
A green body was prepared in the same manner as above and degreased.

次いで、実施例1と同様の方法で焼結体を得た。Next, a sintered body was obtained in the same manner as in Example 1.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

第2表に示した結果よりわかるように、比較例1−10
熱可塑性樹脂の配合量が多い場合には、脱脂生成形体の
密度が低く、焼結時の収縮性に劣り、高密度の焼結体を
得ることができなかった。
As can be seen from the results shown in Table 2, Comparative Example 1-10
When the blending amount of the thermoplastic resin is large, the density of the degreased formed body is low and the shrinkability during sintering is poor, making it impossible to obtain a high-density sintered body.

また、比較例1−2の熱可塑性樹脂の配合量が少ない場
合には、射出性が著しく悪く、金型内に流れむらが生じ
、組成物の充填されていない箇所が段差のもっとも薄い
段に生じた。さらに比較例1−3の比較例1−2に比較
して潤滑剤および可塑剤の添加量を多くして射出性を向
上させた場合には、脱脂処理時に生成形体が変形し、歪
を生じた。
In addition, when the blending amount of the thermoplastic resin in Comparative Example 1-2 is small, the injection properties are extremely poor, uneven flow occurs in the mold, and the part where the composition is not filled becomes the thinnest step of the step. occured. Furthermore, when comparing Comparative Example 1-3 with Comparative Example 1-2, the injection properties were improved by increasing the amount of lubricant and plasticizer added, and the resulting shape was deformed during degreasing, causing distortion. Ta.

ス五〇肌1 実施例1に示したと同様の配合であるが、熱可塑性樹脂
として、メタクリル酸−1so−ブチル69重量部とア
クリル酸エチル26重量部とメタクリル酸5重量部との
共重合体で、分子量が約3万の樹脂52.0gとポリス
チレン33.Ogとエチレン・酢酸ビニル共重合体(酢
酸ビニル含有量が40重量%)14.0gとを使用し1
.潤滑剤としてステアリン酸17.1gとワックス(融
点66〜68℃)3.1gとを使用し、さらに可塑剤と
してジメチルフタレート5.8gとを。
50 skin 1 The same formulation as shown in Example 1, but as a thermoplastic resin, a copolymer of 69 parts by weight of 1so-butyl methacrylate, 26 parts by weight of ethyl acrylate, and 5 parts by weight of methacrylic acid. So, 52.0 g of resin with a molecular weight of about 30,000 and 33.0 g of polystyrene were added. Using Og and 14.0 g of ethylene/vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content: 40% by weight), 1
.. 17.1 g of stearic acid and 3.1 g of wax (melting point 66-68 DEG C.) were used as lubricants, and further 5.8 g of dimethyl phthalate was used as a plasticizer.

使用し、実施例1と同様の操作で生成形体を作製した。A green body was produced in the same manner as in Example 1.

生成形体は第2図に示す如き糸巻き型の形状で、巣、割
れ、亀裂等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた。
The resulting product had a pincushion shape as shown in FIG. 2, had no defects such as cavities, cracks, and cracks, and had excellent surface properties.

なお、生成形体の総重量は12.3 gであった。The total weight of the formed body was 12.3 g.

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温から160℃までは約70℃/hrの割合で昇温し
、さらに160℃から450℃までは約15℃/ h 
rの割合で昇温しで脱脂処理を行ない、脱脂生成形体を
得た。
The formed body was charged into a degreasing furnace, and the temperature was increased at a rate of about 70°C/hr from room temperature to 160°C in an argon gas flow, and further at a rate of about 15°C/hr from 160°C to 450°C.
Degreasing treatment was carried out by raising the temperature at a rate of r to obtain a defatted product.

次いで、前記脱脂生成形体を実施例1と同様に焼結し、
焼結体を得た。
Next, the degreased formed body was sintered in the same manner as in Example 1,
A sintered body was obtained.

得られた焼結体は3.11 g/cm’の密度を有して
おり、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった
The obtained sintered body had a density of 3.11 g/cm', and no defects such as cracks, cracks, or blisters were observed.

ス11生( 実施例1に示したと同様の配合であるが、非酸化物セラ
ミックス粉末として、市販のα型炭化珪素粉末(G C
# 6000)をさらに粉砕し、精製、粒度分級した炭
化珪素粉末であって、0.42重重量の遊離炭素、0.
14重量%の酸素を含有し、15.4が7gの比表面積
を有する炭化珪素粉末を使用し、メタクリル酸−n−ブ
チル60重量部とアクリル酸エチル36重量部とメタク
リル酸4重量部との共重合体で分子量が約2万5千の樹
脂130gとステアリン酸26.0gとアジピン酸ジメ
チル10.0 gとを使用して射出成形用セラミックス
組成物を得た。
Raw material 11 (same formulation as shown in Example 1, but commercially available α-type silicon carbide powder (G C
#6000) is further ground, refined, and classified for particle size, and contains 0.42 wt. free carbon, 0.42 wt.
Using silicon carbide powder containing 14% by weight of oxygen and having a specific surface area of 7g of 15.4, 60 parts by weight of n-butyl methacrylate, 36 parts by weight of ethyl acrylate and 4 parts by weight of methacrylic acid were used. A ceramic composition for injection molding was obtained using 130 g of a copolymer resin having a molecular weight of about 25,000, 26.0 g of stearic acid, and 10.0 g of dimethyl adipate.

次いで、実施例1と同様の操作で生成形体を作製した。Next, a green body was produced in the same manner as in Example 1.

生成形体は第2図に示す如き形状で、巣、割れ、亀裂等
の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた。
The formed body had the shape shown in FIG. 2, had no defects such as cavities, cracks, and cracks, and had excellent surface properties.

なお、生成形体の総重量は12.5 gであった。The total weight of the formed body was 12.5 g.

次いで、前記生成形体を実施例3と同様の操作で脱脂し
、さらに実施例1と同様の操作であるが最高温度を23
00℃に変更して焼結体を得た。
Next, the formed body was degreased in the same manner as in Example 3, and further in the same manner as in Example 1, but at a maximum temperature of 23.
The temperature was changed to 00°C to obtain a sintered body.

得られた焼結体は3.09 g/cm3の密度を有して
おり、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった
The obtained sintered body had a density of 3.09 g/cm3, and no defects such as cracks, cracks, or blisters were observed.

去財11足 純度が98.2重量%で比表面積が7.3 m”/gの
窒化珪素粉末200gと平均粒径が0.8μmの酸化イ
ツトリウム6.0gとの均一混合物に対し、メタクリル
酸−1so−ブチル50重量部とアクリル酸−〇−フチ
ル48重量部とメタクリル酸2重量部との共重合体で、
分子量が約2万の樹脂20.0gとポリスチレン12.
0gとエチレン・酢酸ビニル共重合体く酢酸ビニル含有
量が28重量%)6.0gとパラフィンワックス(融点
66〜68℃) 6.0 gとステアリン酸6.0gと
ジエチルフタレート4.0gとを添加し、実施例1と同
様にして射出成形用セラミックス組成物を得た。
methacrylic acid was added to a homogeneous mixture of 200 g of silicon nitride powder with a purity of 98.2% by weight and a specific surface area of 7.3 m''/g and 6.0 g of yttrium oxide with an average particle size of 0.8 μm. A copolymer of 50 parts by weight of -1so-butyl, 48 parts by weight of -phthyl acrylate, and 2 parts by weight of methacrylic acid,
20.0 g of resin with a molecular weight of approximately 20,000 and 12.0 g of polystyrene.
0 g, 6.0 g of ethylene/vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content: 28% by weight), 6.0 g of paraffin wax (melting point 66-68°C), 6.0 g of stearic acid, and 4.0 g of diethyl phthalate. A ceramic composition for injection molding was obtained in the same manner as in Example 1.

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例1
と同様の操作で生成形体を作製し、脱脂処理を行なった
Using this ceramic composition for injection molding, Example 1
A green body was prepared in the same manner as above and degreased.

次いで、前記脱脂生成形体を焼結炉に装入し、窒素ガス
気流中で焼結した。焼結は最高温度1650℃で4時間
保持した。
Next, the degreased shaped body was placed in a sintering furnace and sintered in a nitrogen gas stream. Sintering was maintained at a maximum temperature of 1650° C. for 4 hours.

得られた焼結体は3.10g/cm’の密度を有してお
り、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥は観察されなかった。
The obtained sintered body had a density of 3.10 g/cm', and no defects such as cracks, cracks, or blisters were observed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、従来用いられたこ
とのない熱可塑性樹脂を使用することから、非酸化物セ
ラミックス組成物を射出成形したものとすることができ
、それ故に優れた特性を有する非酸化物セラミックス焼
結体を容易に製造−1−ることができる。
As explained above, according to the present invention, since a thermoplastic resin, which has not been used conventionally, is used, a non-oxide ceramic composition can be injection molded, and therefore, excellent properties can be obtained. A non-oxide ceramic sintered body having the following structure can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図はそれぞれ、本発明ならびに比較例によ
り製造した生成形体の4段差の形状を有する製品および
糸巻き型形状を有する製品の斜視図である。
FIG. 1 and FIG. 2 are perspective views of a product having a four-step shape and a product having a pincushion shape, respectively, manufactured according to the present invention and a comparative example.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹
脂、この熱可塑性樹脂の揮発分解温度よりも低い温度で
分解する潤滑剤、およびこの潤滑剤の揮発分解温度より
も低い温度で分解する可塑剤を、加熱しながら混合して
均一な組成物とし、この組成物を成形して所望の形状の
生成形体を作成し、この生成形体を加熱して前記潤滑剤
および前記可塑剤を揮発分解させて脱脂することにより
脱脂生成形体を得、ついでこの脱脂生成形体を焼成して
焼結体を製造する際、前記熱可塑性樹脂として、アクリ
ル酸、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから
選ばれる少なくとも1種の重合体からなるものを、非酸
化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計100重量部
に対して、10〜45重量部配合し、かつ前記組成物を
使って生成形体を成形するに当たって射出成形手段を用
いることを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。
1. Non-oxide ceramic powder, sintering aid, thermoplastic resin, lubricant that decomposes at a temperature lower than the volatile decomposition temperature of this thermoplastic resin, and plasticizer that decomposes at a temperature lower than the volatile decomposition temperature of this lubricant. are mixed while heating to form a uniform composition, this composition is molded to create a formed body of a desired shape, and this formed body is heated to volatilize and decompose the lubricant and the plasticizer. When a defatted shaped body is obtained by degreasing and then the defatted shaped body is fired to produce a sintered body, the thermoplastic resin is at least one selected from acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof. When blending 10 to 45 parts by weight of a seed polymer with respect to a total of 100 parts by weight of non-oxide ceramic powder and sintering aid, and molding a formed body using the composition, A method for manufacturing a ceramic sintered body, characterized by using injection molding means.
2.前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタクリルル酸の
いずれか少なくとも1種を1〜5重量部、アクリル酸エ
ステルを30〜85重量部およびメタクリル酸エステル
が10〜69重量部の割合で共重合しさせたものを主体
とするものである特許請求の範囲第1項記載の製造方法
2. The thermoplastic resin is copolymerized with at least one of acrylic acid and methacrylic acid in a proportion of 1 to 5 parts by weight, 30 to 85 parts by weight of acrylic ester, and 10 to 69 parts by weight of methacrylic ester. The manufacturing method according to claim 1, which mainly comprises:
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52117909A (en) * 1976-03-31 1977-10-03 Tokyo Shibaura Electric Co Manufacture of ceramic products
JPS5495616A (en) * 1977-12-27 1979-07-28 Carborundum Co Ceramic composition for injection molding and method thereof

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