JPH0477351A - セラミックス成形用バインダー組成物 - 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、セラミックス粉末より成形体を形成する際に
使用されるバインダー組成物に関する。

［従来の技術］ 従来、複雑形状のセラミックス製品を成形する場合は、
セラミックス粉末に高分子またはワックスなどの熱可塑
性物質および溶媒をバインダーとして混合して型内に注
入する方法があり実用化されている。ところで、この型
内で成形され脱型された成形体は溶媒を含んでおり乾燥
により除去される。この乾燥、脱脂時の加熱により有機
バインダーは、熱可塑性であるので軟化して結合力が低
下しやすい。このため成形体は、結合力が不十分となり
脆くなり、溶媒の除去、脱脂の際に成形体が変形したり
、割れが発生したりする。

そこで、この成形体の結合力を増すために、添加する結
合剤の邑を多くすることが考えられるが、この方法では
結合剤によりスラリーの粘度が上昇し、型内への注入が
困難となる。さらに成形体中のセラミックス粉末の体積
率が減少し、加熱により結合剤が軟化して変形したり、
脱脂に時間がかかることになり生産性が低下して好まし
くない。

これらの点を解消するバインダーとして特開昭５５−２
７８８７号公報には、高級アルコール類にひまし油を添
加したバインダーでセラミックス粉末を成形する旨の開
示がある。しかしこれらのバインダーはまだ結合力など
が不十分で乾燥、脱脂時に成形体が変形したり、割れ、
かけが発生したりする問題を有している。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、型内で形
成され溶媒を含んだ成形体が、脱型後の乾燥、脱脂時に
バインダーの結合力が不足して成形体が変形するのを防
ぐことが可能な、セラミックス成形用バインダーを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックス成形用バインダー組成物は、セラ
ミックス粉末に混合され型内に注入後固化して成形体の
形状を保持するバインダー組成物であって、有機バイン
ダおよび溶媒として乾性油またはボイル油とを含むこと
を特徴とする。

有機バインダとしては、ワックス、脂肪酸、硬化油（牛
脂硬化油、ひまし脂肪酸、ステアリン酸）等が使用でき
る。これらは２種類以上混合して用いることもできる。

乾性油としては、アマニ油、桐油、大豆油などのリノー
ル酸、オレイン酸を主成分とするものであり、ボイル油
としては、前記の乾性油に１％以下の金属化合物粉末を
加えて一旦加熱したものが用いられる。

この成形法に使用できるセラミックス粉末としては、通
常セラミックス粉末の成形体として成形に使用されてい
るものであればいずれも適用でき、さらに焼結助剤など
を含んでいてもよい。

このセラミックス粉末とバインダー組成物との混合物に
は、必要とあれば他の成形用の有機系バインダーを配合
して脱型時の成形体の強度を高めてもよい。ざらに他の
添加物を配合することもできる。

バインダー組成物中の乾性油またはボイル油の含有量は
、５０〜７０容量％とするのが好ましい。

乾性油またはボイル油の量が５０容量％未満である乾燥
時の成形体の変形を抑制することが困難となり好ましく
ない。また添加量か７０容量％を超えるとセラミックス
粉末と有機バインダの濃度が低下し成形体強度が低くな
る。

このバインダー組成物は、全配合系（バインダ士セラミ
ック粉末）に対して４０〜５５容量％の範囲で配合する
のか好ましい。バインダー組成物の配合量が４０容量％
未満ではセラミックス粉末をスラリー化して成形するこ
とができず好ましくない。また配合量が５５容量％を超
えると成形体中でのセラミックス粉末の体積率が小さく
なり脱脂（時間がかかり生産性が低下するので好ましく
ない。

このバインダー組成物は、その構成成分の乾性油または
ボイル油の二重結合が空気中の酸素と結合して硬化重合
する。この油の硬化によりセラミックス粉末の結合力を
高めるため、型内あるいは脱型後で硬化を促進する処理
をするのが望ましい。

形成されたスラリーは、型内に注入され冷却されて成形
体形状に同化させる。多孔質の型を用い型内で硬化反応
をおこなった場合は、成形体の型面は充分同化されてい
るので、セラミックス粉末が型に張付いて剥離すること
ないため、脱型性が向上する利点がある。

このため成形体は強固に結合されているので、脱脂時の
加熱により成形体が変形したり、割れたりするのが防止
できる。

この脱脂体は、常法により焼結されるか、乾燥、脱脂工
程で変形や破損がないため、焼結後も所定の形状を保持
した焼結体とすることができる。

したかって、従来の有機バインダーのように乾燥、脱脂
工程での加熱によりバインダーが軟化して結合力が低下
して成形体が変形したり、割れたりすることがない。ま
た結合力の不足による破損も抑制できる。

［作用］ 本発明のバインダー組成物は、有機バインダと乾性油ま
たはボイル油とからなる。このバインダー組成物とセラ
ミックス粉末とて形成されたスラリーは、流動性をもっ
ているので容易に型内への注入が可能である。この成形
体形状に固化された成形体を、乾燥させる時空気中の酸
素と乾性油またはボイル油が反応硬化して、粘度を高め
てセラミックス粉末の結合力を高めて固化する。またこ
の硬化物は熱可塑性を示さないので、軟化して成形体を
変形させることなく加熱脱脂がおこなえる。

そのためこのバインダー組成物は、乾燥、脱脂によって
も変形や破損することなく、成形体の形状を保持するこ
とができる。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例） 窒化珪素粉末に焼結助剤のイツトリアとアルミナとをそ
れぞれ４重量％添加して湿式混合法で充分混合した後、
乾燥してセラミックス粉末とした。

このセラミックス粉末６０容量％を第１図に示す混合槽
１に入れ、有機バインダとしてヒマシ硬化脂肪酸１０容
量％にボイル油（アマニ油に酸化鉛を０．２重量％添加
したもの）３０容量％を加えたバインダー組成物を添加
し、減圧下１００Ｔｏｒｒ８０℃の温度に保って攪拌機
５で混合してスラリーを作成した。

このスラリーを混合槽１の底部のバルブ６を開き、金型
２のキャビティー３の周囲を冷却水を導入口８より導入
循環させて３０℃以下に冷却して、混合槽１に配備し加
圧管７を介してエアでスラリを加圧してタービンホイー
ル形状のキャビティ３内に圧入した成形体形状に固化さ
せた。同化後圧力を抜き、金型２を開いてこの成形体を
脱型し５０℃で８時間乾燥しボイル油を硬化した。

乾燥後１０’Ｃ／Ｈｒの昇温速度で５００℃まで昇温さ
せ脱脂をおこなった。

次に窒素雰囲気中で１８００℃まで加熱して焼結した。

得られた焼結体はクラックや変形のない良好なものであ
った。

（比較例） 比較例では実施例のバインダーのボイル油の代りに不乾
性油であるオリーブ油を用いた。このスラリーで成形し
た成形体は、乾燥後も硬化せず成形体は脆くかけが多く
発生した。

すなわち、バインダーの結合力が不十分で加熱応力によ
り成形体が変形したり、破損が生じたものと思われる。

［効果］ 本発明のバインダー組成物は、溶媒として乾性油または
ボイル油を用いる。この乾性油およびボイル油は空気中
の酸素と反応して硬化し熱硬化性の固化物を形成して成
形体の結合力を高める。したがって、乾燥、脱脂時の加
熱によっても成形体は形状を維持し変形したり破損した
りするのか抑制できる。このため、焼結して得られる焼
結体も所定の形状が保持でき不良品の発生が抑制できる
。

したかつて、複雑な形状のセラミックス成形体の成形を
効率良くおこなうことができ生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の成形に用いた成形機（混合槽と金型
）の概略説明図である。 １・・・混合槽　　　　２・・・金型 ３・・・タービンホイール形状のキャビティ第１図 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉末に混合され型内に注入後固化し
   て成形体の形状を保持するバインダー組成物であつて、
   有機バインダと溶媒として乾性油またはボイル油とを含
   むことを特徴とするセラミックス成形用バインダー組成
   物。