JPH04193758A - セラミックス成形用組成物 - 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ス成形用組成物に係る。

〔従来の技術〕

セラミックス粉から射出成形、押出成形などの方法で成
形するためにバインダーとして離型性、脱脂性の点から
ワックスが利用されている。しかしながら、ワックスは
セラミックス粉との親和性に欠けるため、適正なバイン
ダー温度では溶融粘度が高く流動性が不足して特に射出
成形などに適していないという問題がある。そこで、成
形時の粘度を低下させるために分散剤として炭素数１２
以上のオキシカルボン酸の２量体以上の分子間オリゴエ
ステル、または炭素数１２以上のオキシカルボン酸また
はその２量体以上の分子間オリゴエステルのカルボキシ
ル基または水酸基をアルコールまたは酸でエステル化し
たエステルを使用することが提案されている（例、特開
昭６２−８７２３４号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ワックスをバインダーとして使用する場
合には、離型性、脱脂性に優れるとはいっても、ワック
スの熱膨張係数が大きいので肉厚成形品ではヒケが発生
するという問題があり、またワックスをバインダーとす
る成形体を急速加熱すると内部にガスが多発するので脱
脂に長時間を要するという問題がある。

そこで、本出願人は、先に、この問題を解決する手段と
して、セラミックス粉、ワックス、石油系炭化水素溶剤
および分散剤からなるセラミックス成形用組成物を提供
した。

しかしながら、この組成物では、溶剤成分の型へのぬれ
が発生するため、離型性が悪くなり、製品に肉薄部分が
あると、そこで離型しない場合があるという不都合が見
い出された。

そこで、本発明は、本願出願人の上記組成物において肉
薄部分での離型性を付与することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を、セラミックス粉、石油系炭化水
素溶剤、ワックス、分散剤およびステアリン酸からなる
ことを特徴とするセラミックス成形用組成物によって達
成する。すなわち、ステアリン酸により溶剤がゲル化し
、離型性が改良される。

セラミックス粉としては窒化珪素粉、炭化珪素粉、アル
ミナ粉など特に限定なく使用でき、その粒度は一般に０
．１〜２Ｊｒｍ程度のものが用いられる。

焼結助剤も用いられる。粉末濃度は４０〜７０体積％が
一般的で、粉末の充填性のよさに依存するが、４５〜６
５体積％が望ましい。

石油系炭化水素溶剤は脱バインダーを容易にし、かつ熱
膨張を小さくするために添加するもので、例えば、イソ
パラフィン系、ナフテン系、芳香族炭化水素などの単独
又は混合物を用いることができる。石油系炭化水素溶剤
の量は５〜１６重量％がよい。溶剤の量が少ないと脱脂
する際必要な気孔が少なくなるため脱脂後に亀裂が発生
ずる。溶剤の量が多いと、スラリーが室温で固化せず流
動性を持った状態になり成形が困難になる。

ワックスはバインダーであり、石油ワックス（パラフィ
ンワックス、マイクロクリスタリンワックスなど）、植
物系ワックス（カルナウバワックス、綿ロウ）、動物系
ワックス（ミツロウ、ラノリンなど）などが用いられる
。ワックスの量は５〜１３重量％がよい。ワックスの量
が少なくなると、室温で同化できなくなり、また離型性
が悪化し脱型時に成形体の薄肉部を破損する恐れがある
。

一方、ワックスの量が多くなるとワックス単独のときと
同様に、ヒケの量が大きくなる問題が生ずる。

分散剤はセラミックス粉をワックス（及び溶剤）中に分
散させる作用のあるものであればよいが、１２ヒドロキ
システアリン酸の２量体以上の分子間オリゴエステルは
スラリーの粘度を下げる作用があるので好ましい。これ
は粉末に吸着して立体障害による効果であるが、石油系
炭化水素溶剤に適した分散効果を有する。重合度として
は２〜６程度である。この分散剤の添加量は１〜１０重
量％がよい。この分散剤の量が少ないとスラリーの粘度
が高くなり、一方多すぎてもワックスの結合力が低下し
、またそのために離型性が悪化して成形できなくなる。

本発明では、さらに、ステアリン酸を添加する。

ステアリン酸は、組成物を加熱混練後冷却すると石油系
炭化水素溶剤とでゲル化を起こす作用がある。そこで、
組成物の型へのぬれが改善され、肉薄部分でも離型性が
向上する。ステアリン酸の量は０．２〜１重量％がよい
。０．２％未満ではゲル化の効果が少なくなるために溶
剤成分の型へのぬれが発生し、そのために離型性が悪化
し脱型出来なくなる。１％より大きいとゲル化の効果が
顕著であるためにスラリーの流動性が悪くなり、粘度増
加が著しく成形出来なくなる。

このセラミックス成形用組成物は混練して作成するが、
一般にワックスを溶融するために加熱混練する。この加
熱混練物は、金型へ注入して冷却固化させてセラミック
ス成形体を得る。この冷却時にワックスの固化のみなら
ず、溶剤がステアリン酸によりゲル化する。得られたセ
ラミックス成形体は常法により焼成される。

〔作　用〕

ステアリン酸を添加したことにより、成形後の冷却時に
石油系炭化水素溶剤とでゲル化を起こし、型へのぬれが
改善され、肉薄部分でも離型性が向上する。

また、本発明のセラミックス成形用組成物では、もとも
と、バインダーとしてワックスを使用するので成形体強
度が向上し、離型性が向上する。分散剤として１２ヒド
ロキシステアリン酸の２量体以上の分子間オリゴエステ
ルを用いることにより、粉末に吸着しその立体障害の作
用により、粘度低下を引きおこし、高濃度スラリーを得
ることができる。有機溶剤（石油系炭化水素）を添加し
て組成物の粘度を下げた分だけワックスの量を減少でき
るので、溶融から冷却固化に至る熱収縮量が減ることに
なり、ヒケが減少する。また、有機溶剤が蒸発すること
により成形体内部に均一に気孔ができ、脱脂する際にワ
ックスの分解ガスの抜は道になるので、脱脂時間を短縮
できる。

〔実施例〕

窒化珪素（平均粉径０．２ＪＲＩｌ）９６Ｉｌｌｔ％イ
ツトリア（平均粉径０．６Ｊ”ｎ）　　　２ｗｔ％スピ
ネル（平均粉径０．４用）　　　　２ｗｔ％を均一に混
合した粉末に対して、表１に示す組成物を７０℃のホッ
トボールミルにより均一混練物を得た。この時の混練物
の粘度（室温、７０℃）を表１に示す。

次に、この混練物を６０℃の温度で型温２０℃のターボ
ホイール金型内（最小翼厚０．９ｍｍ）に５気圧で注入
し冷却固化して成形体を得た。

このとき、成形体の離型が可能であったかどうかを表１
に示す。

それから、成形体を６０℃２４時間その後時間当たり７
℃で昇温し４８０℃まで加熱し脱脂した。脱脂後の成形
体の亀裂発生の有無を表１に示す。

次いで、亀裂のない脱脂体を１７００℃〜１８００℃窒
素ガス中で焼結した。

以下余白 なお、試料Ｎｏ、　３の条件において、イソパラフィン
系溶剤１０重量部に対してステアリン酸０．２重量部を
６０℃に加熱してステアリン酸を溶解した後、冷却した
所、溶剤はゲル化していた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、成形体強度が大きく、低粘度で射出成
形等に適し、かつ肉薄部分の離型性にも優れたセラミッ
クス成形用組成物が提供される。

また、ヒケの減少、脱脂時間の短縮という効果もある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．セラミックス粉、石油系炭化水素溶剤、ワックス、
   分散剤およびステアリン酸からなることを特徴とするセ
   ラミックス成形用組成物。