JPH0238360A - 乾式成形用セラミックス原料及びこれを用いたセラミックス成形体の製造方法 - Google Patents
乾式成形用セラミックス原料及びこれを用いたセラミックス成形体の製造方法Info
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は乾式成形用セラミックス原料及びこの原料粉末
を用いて乾式成形することを特徴とするセラミックス成
形体の製造方法に関するものであり、更に詳細には無機
粉末にアクリル樹脂と水を特定量存在せしめることによ
り、これを用い乾式成形によって得られる成形体がその
成形体内部において密度のバラツキが少な（、しいでは
焼結時の収縮異方性の少ない高寸法精度を有するセラミ
ックス焼結体の提供を可能とする乾式成形用セラミック
ス原料およびこの原料粉末を用いて乾式成形することを
特徴とするセラミックス成形体の製造方法に関するもの
である。
を用いて乾式成形することを特徴とするセラミックス成
形体の製造方法に関するものであり、更に詳細には無機
粉末にアクリル樹脂と水を特定量存在せしめることによ
り、これを用い乾式成形によって得られる成形体がその
成形体内部において密度のバラツキが少な（、しいでは
焼結時の収縮異方性の少ない高寸法精度を有するセラミ
ックス焼結体の提供を可能とする乾式成形用セラミック
ス原料およびこの原料粉末を用いて乾式成形することを
特徴とするセラミックス成形体の製造方法に関するもの
である。
（従来の技術）
セラミックスの製造方法はその成形方法によって大別す
れば、顆粒原料を用いる乾式成形方法（静水圧プレス成
形法、−軸油圧成形法、メカニカルプレス成形法等）と
ペーストを原料とする湿式成形方法（押出成形、ドクタ
ーブレード成形法、射出成形方法、スリップ成形法等）
に区分される。この中で、乾式成形方法は自動化しやす
く、高成形圧力下で高密度に成形できるので最も普及し
ている成形技術である。
れば、顆粒原料を用いる乾式成形方法（静水圧プレス成
形法、−軸油圧成形法、メカニカルプレス成形法等）と
ペーストを原料とする湿式成形方法（押出成形、ドクタ
ーブレード成形法、射出成形方法、スリップ成形法等）
に区分される。この中で、乾式成形方法は自動化しやす
く、高成形圧力下で高密度に成形できるので最も普及し
ている成形技術である。
最近乾式成形法にて得たセラミックスを従来の金属材料
が適用されていた精密機械部品等の精密寸法を要求され
る分野へ適用しようとする試みが行われている。
が適用されていた精密機械部品等の精密寸法を要求され
る分野へ適用しようとする試みが行われている。
しかしながら・これら乾式成形、例えば静水圧成形法に
おいては、芯金とゴム型の空間に原料顆粒を充填して加
圧すると不可避的に生成形体内部に成形圧力の分布を生
じる。 またメカニカルプレス成形においては原料顆粒
と金型との摩擦によって金型内部で成形圧力の分布を生
じることを避けることは極めて困難であり、これらの方
法で得られた成形体は成形体内部の密度不均一に寄因し
焼結時に収縮異方性を生じ、得られたセラミックスの寸
法が予想からずれるとか、機械的強度にバラツキがある
等の致命的欠点を有する。
おいては、芯金とゴム型の空間に原料顆粒を充填して加
圧すると不可避的に生成形体内部に成形圧力の分布を生
じる。 またメカニカルプレス成形においては原料顆粒
と金型との摩擦によって金型内部で成形圧力の分布を生
じることを避けることは極めて困難であり、これらの方
法で得られた成形体は成形体内部の密度不均一に寄因し
焼結時に収縮異方性を生じ、得られたセラミックスの寸
法が予想からずれるとか、機械的強度にバラツキがある
等の致命的欠点を有する。
（発明が解決しようとする課題）
かかる事情下に鑑み本発明者らは成形体内部の密度分布
が均一で、焼結時の収縮の異方性の少ない、高寸法精度
のセラミックス成形体を乾式プレス成形によって得る方
法について鋭意検討した結果、特定のセラミックス成形
原料を用いることによって上記問題が解決し得ることを
見出し、本発明を完成するに至った。
が均一で、焼結時の収縮の異方性の少ない、高寸法精度
のセラミックス成形体を乾式プレス成形によって得る方
法について鋭意検討した結果、特定のセラミックス成形
原料を用いることによって上記問題が解決し得ることを
見出し、本発明を完成するに至った。
（課題を解決するための手段）
すなわち、本発明は、＋１） アクリル樹脂４〜２０
容量％、水２０〜４５容量％、残部が無機粉末からなる
乾式成形用セラミックス原料 及び （２）アクリル樹
脂４〜２０容量％、水２０〜４５容量％で残部が無機粉
末からなるセラミックス成形用原料を乾式成形すること
を特徴とするセラミックス成形体の製造方法を提供する
にある。
容量％、水２０〜４５容量％、残部が無機粉末からなる
乾式成形用セラミックス原料 及び （２）アクリル樹
脂４〜２０容量％、水２０〜４５容量％で残部が無機粉
末からなるセラミックス成形用原料を乾式成形すること
を特徴とするセラミックス成形体の製造方法を提供する
にある。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の実施に際し使用するアクリル系樹脂としては当
該分野に於いて公知のアクリル系バインダー、例えばア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル
、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸プロピル等の
アクリル酸エステル、メタアクリル酸メチル、メタアク
リル酸エチル、メタアクリル酸シクロヘキシル、メタア
クリル酸プロピル等のメタアクリル酸エステル単独、或
いはこれらの混合物、共重合物さらにはこれらエステル
と酢酸ビニル樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂の少
なくとも１種との共重合物であればよく、就中、水溶性
アクリル系樹脂、特にエマルジジン型やヒドロゲルが好
的に用いられる。
該分野に於いて公知のアクリル系バインダー、例えばア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル
、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸プロピル等の
アクリル酸エステル、メタアクリル酸メチル、メタアク
リル酸エチル、メタアクリル酸シクロヘキシル、メタア
クリル酸プロピル等のメタアクリル酸エステル単独、或
いはこれらの混合物、共重合物さらにはこれらエステル
と酢酸ビニル樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂の少
なくとも１種との共重合物であればよく、就中、水溶性
アクリル系樹脂、特にエマルジジン型やヒドロゲルが好
的に用いられる。
本発明においてアクリル系樹脂の使用量は用いられるア
クリル系樹脂の種類、分子量、水溶性か否等により一義
的ではないが、一般に樹脂分として原料組成（無機粉末
＋アクリル系樹脂＋水）の約４〜約２０容量％、好適に
は約１０〜約１５容量％の範囲で用いられる。 アクリ
ル系樹脂が約４容量％より少ない場合は生成形体内部の
密度の均質化（成形体密度の成形圧力依存性の低下）が
不十分であり、他方２０容量％以上では成形体焼結時に
セラミックスの膨れやクラック生成が生じやすく所望と
する高寸法精度のセラミックスは得られない。
クリル系樹脂の種類、分子量、水溶性か否等により一義
的ではないが、一般に樹脂分として原料組成（無機粉末
＋アクリル系樹脂＋水）の約４〜約２０容量％、好適に
は約１０〜約１５容量％の範囲で用いられる。 アクリ
ル系樹脂が約４容量％より少ない場合は生成形体内部の
密度の均質化（成形体密度の成形圧力依存性の低下）が
不十分であり、他方２０容量％以上では成形体焼結時に
セラミックスの膨れやクラック生成が生じやすく所望と
する高寸法精度のセラミックスは得られない。
また、本発明において無機粉末およびアクリル系樹脂と
一緒に使用される水量は、原料組成に対し約２０〜約４
５容量％、特には約３０〜約４０容量％が好的に用いら
れる。
一緒に使用される水量は、原料組成に対し約２０〜約４
５容量％、特には約３０〜約４０容量％が好的に用いら
れる。
水量が２０容量％未溝の場合は本発明の効果が小、さく
、４５容量％を超える場合には乾式プレス成形用原料と
しては流動性が低下し、成形時に水が分離するなどの不
具合を生じるので好ましくない。
、４５容量％を超える場合には乾式プレス成形用原料と
しては流動性が低下し、成形時に水が分離するなどの不
具合を生じるので好ましくない。
本発明が対象とする無機粉末としては、ファインセラミ
ックスとして使用されている公知の無機粉末であれば特
に制限されるものではないが、例えば、アルミナ、炭化
珪素、窒化珪素、ジルコニア、ムライトなどの構造材料
の他、チタン酸バリウム、フェライト、窒化アルミニウ
ムの各々単独、或いはこれらの混合物等が使用される。
ックスとして使用されている公知の無機粉末であれば特
に制限されるものではないが、例えば、アルミナ、炭化
珪素、窒化珪素、ジルコニア、ムライトなどの構造材料
の他、チタン酸バリウム、フェライト、窒化アルミニウ
ムの各々単独、或いはこれらの混合物等が使用される。
本発明の実施に際し、無機粉末とアクリル系樹脂及び水
との混合方法は、これらが均一に混合、分散しているこ
とが好ましく、かかる目的が達成しえる方法であれば特
に限定されるものではないが、通常無機粉末とアクリル
系樹脂及び水を湿式ボールミル混合した後、混合後のス
ラリーを所望の含水量となるように噴霧乾燥する方法が
適用される。
との混合方法は、これらが均一に混合、分散しているこ
とが好ましく、かかる目的が達成しえる方法であれば特
に限定されるものではないが、通常無機粉末とアクリル
系樹脂及び水を湿式ボールミル混合した後、混合後のス
ラリーを所望の含水量となるように噴霧乾燥する方法が
適用される。
勿論、これら無機粉末とアクリル系樹脂及び水トの混合
に際し、本発明の効果を損なわない範囲に於いて当該分
野で使用されているメチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンク
リコール等の結合剤、ソルビタンエステル、ポリカルボ
ン酸のアンモニウム塩、ポリカルボン酸のナトリウム塩
等の分散剤、グリセリン、低分子量ポリエチレングリコ
ール、フタル酸エステル等の可塑剤等の使用を制限する
ものではない。
に際し、本発明の効果を損なわない範囲に於いて当該分
野で使用されているメチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンク
リコール等の結合剤、ソルビタンエステル、ポリカルボ
ン酸のアンモニウム塩、ポリカルボン酸のナトリウム塩
等の分散剤、グリセリン、低分子量ポリエチレングリコ
ール、フタル酸エステル等の可塑剤等の使用を制限する
ものではない。
このようにして調整したセラミックス成形用原料は、次
いで公知の乾式成形方法により成形し、必要におおじで
脱脂操作をした後、焼結する。
いで公知の乾式成形方法により成形し、必要におおじで
脱脂操作をした後、焼結する。
本発明において乾式成形とは顆粒原料を用いる公知の乾
式加圧成形法であればよく、例えば静水圧プレス成形法
、−軸油圧成形法、メカニカルプレス成形法が挙げられ
る。
式加圧成形法であればよく、例えば静水圧プレス成形法
、−軸油圧成形法、メカニカルプレス成形法が挙げられ
る。
該成形において本発明のセラミックス成形用原料は、従
来乾式成形に用いられていたセラミックス成形用原料に
比較し、含水量が著しく多いにもかかわらず、良好な流
動性を有する顆粒状を呈しているので、従来の乾式成形
に用いるセラミックス成形用原料の取扱となんら変わる
ことなく使用し得る。
来乾式成形に用いられていたセラミックス成形用原料に
比較し、含水量が著しく多いにもかかわらず、良好な流
動性を有する顆粒状を呈しているので、従来の乾式成形
に用いるセラミックス成形用原料の取扱となんら変わる
ことなく使用し得る。
（発明の効果）
以上詳述した本発明のセラミックス成形用原料を乾式成
形法に用いる場合には、従来の乾式成形用原料が有して
いた、成形速度も速く自動化も容易であるとか、必要分
だけ金型へ原料供給でき原料に無駄がない等の原料の流
動性に寄因する特性を失うことなく、従来乾式成形方法
において特に問題とされていた、長さと直径との比率の
大きい成形体や、肉厚の大きい成形体は、粉体同士の摩
擦、金型壁と粉体との摩擦により応力が不均一にかかる
ため成形体嵩密度が不均一になりやすく、焼結時、収縮
異方性を生じるという精密機械部品等の用途においては
致命的とも言われる欠点を、無機粉末にアクリル系樹脂
と水を特定割合で添加混合し存在せしめたセラミックス
成形用原料を用いるのみで解消し得たもので、該セラミ
ックス成形用原料を用いて得られた成形体は生成形体内
部の成形密度が均一で・焼結後の成形体は高寸法精度を
有する機械的強度のバラツキの少ない焼結体であり、そ
の工業的価値は頗る大なるものである。
形法に用いる場合には、従来の乾式成形用原料が有して
いた、成形速度も速く自動化も容易であるとか、必要分
だけ金型へ原料供給でき原料に無駄がない等の原料の流
動性に寄因する特性を失うことなく、従来乾式成形方法
において特に問題とされていた、長さと直径との比率の
大きい成形体や、肉厚の大きい成形体は、粉体同士の摩
擦、金型壁と粉体との摩擦により応力が不均一にかかる
ため成形体嵩密度が不均一になりやすく、焼結時、収縮
異方性を生じるという精密機械部品等の用途においては
致命的とも言われる欠点を、無機粉末にアクリル系樹脂
と水を特定割合で添加混合し存在せしめたセラミックス
成形用原料を用いるのみで解消し得たもので、該セラミ
ックス成形用原料を用いて得られた成形体は生成形体内
部の成形密度が均一で・焼結後の成形体は高寸法精度を
有する機械的強度のバラツキの少ない焼結体であり、そ
の工業的価値は頗る大なるものである。
（発明の実施例）
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例によって制限されるものではない
。
発明はこれらの実施例によって制限されるものではない
。
実施例１
ジルコニア粉末（住人化学工業■製、３モル％Ｙ、０．
添加、平均粒径０．５ｕｍ）１００容量部と水３００容
量部及び分散剤（ｔシ／ブコ■製、ＳＮツィスバーザン
ト）４．３容量部を湿式ボールミルで十分混合した後さ
らにアクリル樹脂（大日本インキ工業■製、ボンコート
）を２１．０容量部添加し混合し、得られた泥漿をジル
コニア粉末に対し水分量が３０容量％になるまで乾燥を
行っついで、この様にして得られた乾燥物をラバープレ
スを用い０．２ ｔ ／ｃ＋ａ”と’−２ｔ ／ ｃＩ
ｌｚのプレス圧で２０ｍ＋＋φペレット状に成形した。
添加、平均粒径０．５ｕｍ）１００容量部と水３００容
量部及び分散剤（ｔシ／ブコ■製、ＳＮツィスバーザン
ト）４．３容量部を湿式ボールミルで十分混合した後さ
らにアクリル樹脂（大日本インキ工業■製、ボンコート
）を２１．０容量部添加し混合し、得られた泥漿をジル
コニア粉末に対し水分量が３０容量％になるまで乾燥を
行っついで、この様にして得られた乾燥物をラバープレ
スを用い０．２ ｔ ／ｃ＋ａ”と’−２ｔ ／ ｃＩ
ｌｚのプレス圧で２０ｍ＋＋φペレット状に成形した。
このようにして得た成形体を次いで２ｏｏ℃で乾燥し、
成形体密度を測定した後、空気中１５５０℃で２時間焼
結した。得られた焼結体の焼結体密度を水中アルキメデ
ス法にて測定した。
成形体密度を測定した後、空気中１５５０℃で２時間焼
結した。得られた焼結体の焼結体密度を水中アルキメデ
ス法にて測定した。
この結果を以下の方法で算出した収縮率と共に第１表に
示す。
示す。
収縮率−１−（Ｇ、Ｄ／Ｆ、Ｄ）”’
Ｇ、Ｄ：成形体密度
Ｆ、Ｄ：焼結体密度
実施例２
実施例１で用いたアクリル樹脂１７容量％に代え、アク
リル樹脂１２容量％とアクリルヒドロゲル（住人化学工
業■製、スミカゲル）４容量％を用いた以外は実施例１
と同様な方法で原料粉末を調製し、さらに実施例１と同
様な方法で成形、焼結を行った。その結果を第１表に示
す。
リル樹脂１２容量％とアクリルヒドロゲル（住人化学工
業■製、スミカゲル）４容量％を用いた以外は実施例１
と同様な方法で原料粉末を調製し、さらに実施例１と同
様な方法で成形、焼結を行った。その結果を第１表に示
す。
比較例１
アクリル樹脂に代えメチルセルロース（信越化学工業製
、５Ｍ−４０００）を６．５容量％添加した以外は実施
例１と同様な方法で原料粉末を鋼製した。しかし本例の
場合、水分量が３０容量％でも粉末はペースト状となり
乾式成形は不可能であった。
、５Ｍ−４０００）を６．５容量％添加した以外は実施
例１と同様な方法で原料粉末を鋼製した。しかし本例の
場合、水分量が３０容量％でも粉末はペースト状となり
乾式成形は不可能であった。
比較例２〜６
アクリル樹脂の添加量及び成形体の水分量を第１表に変
えた以外は実施例１と同様にして原料粉末を調製した。
えた以外は実施例１と同様にして原料粉末を調製した。
（但し比較例５では、原料粉末の水分量が５０容量％の
場合、プレスの際水がしみだし乾式プレスは不可能であ
った。）これらの原料粉末の成形、焼結は実施例１と同
様に行った。その結果を第１表に示す。
場合、プレスの際水がしみだし乾式プレスは不可能であ
った。）これらの原料粉末の成形、焼結は実施例１と同
様に行った。その結果を第１表に示す。
第１表から、本発明のものは焼結体密度が高く、且つ０
．２ｔ／−と１．２ｔ／−の成形圧で得られた生成形体
密度と焼結体密度より算出した収縮率の間に、差が著し
く少ないことがわかる。 このことは前述した如く大型
成形品や複雑な形状を有する成形体を乾式プレスを用い
て成形する場合には成形体各部に均一な成形圧がかかり
難＜、同一成形体の各部位において成形体密度が異なる
のであるが、上記収縮率の差が大なる場合は同−成形体
各部位において収縮の程度が異なることとなり、結果と
して高寸法精度の焼結体が得られない、しかしながら、
本発明の実施例に見られる如く成形圧の相違が成形体密
度に与える影響の少ない場合には、即ち低い成形圧で容
易に高い成形圧と同程度の高密度化が可能な原料の場合
には、成形時の加圧バラツキを相殺することが可能とな
り、結果として高寸法精度の焼結体が得られることが理
解し得る。
．２ｔ／−と１．２ｔ／−の成形圧で得られた生成形体
密度と焼結体密度より算出した収縮率の間に、差が著し
く少ないことがわかる。 このことは前述した如く大型
成形品や複雑な形状を有する成形体を乾式プレスを用い
て成形する場合には成形体各部に均一な成形圧がかかり
難＜、同一成形体の各部位において成形体密度が異なる
のであるが、上記収縮率の差が大なる場合は同−成形体
各部位において収縮の程度が異なることとなり、結果と
して高寸法精度の焼結体が得られない、しかしながら、
本発明の実施例に見られる如く成形圧の相違が成形体密
度に与える影響の少ない場合には、即ち低い成形圧で容
易に高い成形圧と同程度の高密度化が可能な原料の場合
には、成形時の加圧バラツキを相殺することが可能とな
り、結果として高寸法精度の焼結体が得られることが理
解し得る。
Claims (2)
- （１）アクリル樹脂４〜２０容量％、水２０〜４５容量
％で残部が無機粉末からなる乾式成形用セラミックス原
料。 - （２）アクリル樹脂４〜２０容量％、水２０〜４５容量
％で残部が無機粉末からなるセラミックス成形用原料を
乾式成形することを特徴とするセラミックス成形体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189342A JP2596080B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 乾式成形用セラミックス原料及びこれを用いたセラミックス成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63189342A JP2596080B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 乾式成形用セラミックス原料及びこれを用いたセラミックス成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0238360A true JPH0238360A (ja) | 1990-02-07 |
| JP2596080B2 JP2596080B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=16239731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63189342A Expired - Fee Related JP2596080B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 乾式成形用セラミックス原料及びこれを用いたセラミックス成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596080B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR910100494A (el) * | 1991-12-03 | 1993-08-31 | V E A K Ae | Μεθοδος κατεργασιας και εμπλουτισμου πρωτων υλων με υψηλη περιεκτικοτητα σε ελευθερο πυριτικο και αλλα μη πλαστικα υλλικα για την παρασκευη κεραμικων προιοντων με τη βοηθεια πρεσσας εξωθησης (extruder). |
| US5462305A (en) * | 1992-06-11 | 1995-10-31 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Airbag restraint unit |
| US5513876A (en) * | 1994-02-18 | 1996-05-07 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Airbag restraint unit |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP63189342A patent/JP2596080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR910100494A (el) * | 1991-12-03 | 1993-08-31 | V E A K Ae | Μεθοδος κατεργασιας και εμπλουτισμου πρωτων υλων με υψηλη περιεκτικοτητα σε ελευθερο πυριτικο και αλλα μη πλαστικα υλλικα για την παρασκευη κεραμικων προιοντων με τη βοηθεια πρεσσας εξωθησης (extruder). |
| US5462305A (en) * | 1992-06-11 | 1995-10-31 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Airbag restraint unit |
| US5513876A (en) * | 1994-02-18 | 1996-05-07 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Airbag restraint unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2596080B2 (ja) | 1997-04-02 |
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