JPH0244059A - セラミック射出成形用バインダー及び脱バインダー方法 - 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の射出成形に適用されるバインダー
及びそのバインダーの除去方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にセラミックの射出成形はセラミック粉末を熱可塑
性バインダーにてスラリー化し、これを金型内へ射出し
て同化、成形する方法が採用されている。しかし、セラ
ミック粉末をスラリー化するためには、一般に４０〜５
０　ｖｏ１％程度の多才のバインダーを必要とするので
、セラミックを焼結する以１寵にバインダー金除去する
工程が必要である。また、一般に熱可ｆ１１　ｍバイン
ダーとしては主に低分子化合物系のパラフィンワックス
あるいは高分子化合物系の樹脂等がそれぞれ単独あるい
は適当な割合で混合されて使用している。これらのバイ
ンダー類は高温に加熱されると気化する性質？有するた
め、般に４５０へ６００℃丑で徐々に加熱しながらバイ
ンダーを気化して除去する脱バインダー（脱脂）工程を
行い、しかる後に焼結を行うという工程を採用している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

セラミックを射出成形するためには、射出成形時にスラ
リー化する必要があシ、一般に４０〜５０　Ｖｏｌ　％
の多量のバインダーを必要とする。

また一般にバインダーとしては前述したように低分子化
合物（ワックス系）あるいは高分子化合物（樹脂系）の
単独あるいは組合せが使用されている。セラミックを焼
結するためには、それ以前にバインダーを除去しなけれ
ばならず（脱バインダー工程）上記バインダーを使用す
る限υ以下のような問題がある。

（１１バインダーを含有したセラミック成形体を加熱し
てバインダーを液化あるいは気化して除去する必要があ
る。

（２）　　上記バインダーは気化し易いために、気化に
伴うバインダーの体積膨張によシ成形体が変形したり、
割れが発生し易い。

（３）上記変形及び割れを防止するためにはバインダー
の急激な気化を防止する必要がるシ、そのためには昇温
速度を非常に小さくしなければならず、従って脱バイン
ダーに長時間を要す（２４〜１５０時間）。

そこで本発明は上述の技術水準に濫み、従来技術におけ
るような不具合を生じないセラミック射出成形用バイン
ダー及びそのバインダーの脱バインダー法金提供しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は上記課題を解決すべく、鋭意研究の結果、バ
インダーを液化あるいは気化して除去するのではなく、
水浴性のバインダーを便用して水あるいは水蒸気に溶解
して除去（溶出）することが、上記味：）ｍを解決する
ことにつながることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は （１）　　非水溶性熱可塑性化合物を体積割合で５〜２
０％含有し、残部が尿素樹脂からなることを％徴とする
セラミック射出成形用バインダー及び （２）非水溶性熱可塑性化合物を体積割合で５〜２０％
含有し、残部が尿素樹脂からなる混合物全バインダーと
して射出成形したセラミック成形体を水中に浸漬するか
あるいはオートクレーブ中にて水蒸気によシバインダー
中の主Ｊ戊分である尿素樹脂を溶出除去することを！Ｖ
ｊ徽とするセラミック射出成形体の脱バインダー方法。

である。

〔作用〕

バインダーとして尿素樹脂ヲ匣用すると、尿素樹脂は水
Ｇ住であるために、尿素樹脂をバインダーとしたセラミ
ック成形体を水中に浸漬するかあるいはオートクレーブ
中で高温の水蒸気を作用させると尿素樹脂が水あるいは
水蒸気中へ溶出するために脱バインダーが可能になる。

この脱バインダー方法ではバインダーが気化しないため
にバインダーの体積膨張によるセラミック成形体の割れ
、変形が防止される。

〔実収例及び実施９１１〕 本発明の一実施例全実験レリと共に以下説明する。

平均粒径５μｍのアルミナ粒子に対して尿素樹脂の配合
割合を種々変化させたときのフローテスターによるスラ
リーのみかけの粘度全第１図に示す。バインダー配合割
合が４０　ｖｏ１％以上ではスラリーの粘度測定は可能
であったが、４０　ｖｏ１％以下ではスラリーの流動性
が著しく悪くなり、粘度測定が不可能であった。これよ
り射出成形するためのバインダーとしての尿素樹脂配合
割合は約４０　ｖｏ１％以上が必要である。

次に、上記アルミナ粒子に対して尿累樹１１Ｉｊ′を４
５　ｖｏ１％添加した材料を１ＯＸ８０Ｘ５１１１の形
状に射出成形した後に、オートクレーブ中で温度１３０
℃、圧力５にり／Ｃｓ２で水蒸気を作用させた場合の脱
バインダー率を第２図に示す。約５時間で９０％のバイ
ンダーが除去され、従来の脱バインダー時間２４〜１５
０時間に比較すると大幅に時間短縮される。しかし、セ
ラミック成形体の表面近傍では残存バインダーが非常に
少なくなるので、焼結工程に移るときのハンドリフタに
耐えられず、形くずれ（崩壊）することがある。従って
この対策として非水溶性の熱ｏＴ塑性化合物全添加する
必要がある。本発明では非水溶性の熱可塑性バインダー
として低分子化合物のワックスあるいは高分子化合物の
アクリル樹脂全尿素樹脂へ混合する方法を採用した。両
者どちらでもハンドリングに耐え得るだけの強度は得ら
れたが、バンダー全体量（尿素樹脂＋非水溶性熱可塑性
化合物）のうち最低５ｖｏ１％が必要である。しかし、
これらの非水溶性バインダーを会費以上に多量に添加す
ると、後の焼結工程でこれらのバインダーが気化して前
記の割れ、変形を発生するために、尿素樹脂中へのその
添加量の上限は約２０　ｖｏｌえである。

非水溶性の熱可塑性バインダーの添加’Ｍ　ｋ　５〜２
０　ｖｏ１％にすれば、ハンドリング時の必要強度を満
足しておシ、かつ、焼結時の上昇速度を１００℃／ｈと
しても、セラミック成形体に割れ、変形等の欠陥は発生
しなかった。

本発明では．非水溶性熱可塑性バインダーの尿素樹脂中
への添加量の上限全２０　ｖｏ１％としたが、これは前
記の如く、添加量が２０ｖ０１％以上であると、焼結時
の昇温速度が速かった夛、あるいは、製品のサイズが大
きい場合に、割れ、変形等の欠陥が発生するためである
。ただし、逆に非水溶性熱可塑性バインダーの添加量が
２０　ｖｏ１％以上でも焼結時の昇温速度を非常に小さ
くすれば、割れ、変形等の問題はなくなるが、焼結工程
で多大の時間を要することになシ、水溶性の尿素樹脂全
バインダーの主成分として採用したメリットがなくなる
。

なお第３図は第２図と同様に平均粒径５μｍのアルミナ
粒子に対して、尿素樹脂９０　ｖｏ１％、非水溶性熱可
塑性化合物であるアクリル樹脂１０　ｖｏ１％からなる
バインダーを４５ｖｏｌ’％添加した場合の１０Ｘ８０
Ｘ５膓の大きさのセラミック成形体を、オートクレーブ
中で温度１３０℃、圧力５ｋｌ／ａｒｔ’にて水蒸気に
よシ脱バインダーした場合の脱バインダー率の経時変化
であり、処理時間３時間で約８５％のバインダーが除去
されることを示すものである。

〔発明の効果〕

（１）　　バインダーを水あるいは水蒸気に溶出するた
めに、バインダーの気化、膨張がなく、従ってセラεツ
ク成形体に割れ、変形が発生しない。

（２）　　脱パインター時間が大幅に短縮する。

（３）　　尿素樹脂中に少量（５〜２０　ｖｏ１％）の
非水溶性熱可塑性化合物全添加することによシ、脱バイ
ンダー後（焼結前）でもハンドリングに耐えるだけの強
度全方している。

【図面の簡単な説明】

第１図はバインダーの配合割合とスラリーのみかけの粘
度の関係を示す図表、第２図は射出成形後オートクレー
ブ中で水蒸気を作用させた時間と脱バインダー率の関係
を示す図表、第５図は第２図と異なるバインダーで射出
成形後オートクレーブ中で水蒸気を作用させた時間と脱
バインター率の関係を示す図表である。 第１図 バイレタ゛−西己合害’Ｉ”　　（Ｊす日子〒 開 （哨つ 哨 間 （哨）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．非水溶性熱可塑性化合物を体積割合で５〜２０％含
   有し、残部が尿素樹脂からなることを特徴とするセラミ
   ック射出成形用バインダー。
2. ２．非水溶性熱可塑性化合物を体積割合で５〜２０％含
   有し、残部が尿素樹脂からなる混合物をバインダーとし
   て射出成形したセラミック成形体を水中に浸漬するかあ
   るいはオートクレーブ中にて水蒸気によりバインダー中
   の主成分である尿素樹脂を溶出除去することを特徴とす
   るセラミック射出成形体の脱バインダー方法。