JPH0513099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、セラミツク部品を製造するにあた
つて用いられるセラミツク原料混合方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、非酸化物系の窒化珪素や炭化珪素等のセ
ラミツクを構造用材料として適用することが研究
されている。実際にそれ等のセラミツクを用いて
所要の形状の製品を得るには、それ等のセラミツ
ク粉末を樹脂と共に混練し、流動性のある混練物
となして射出成形する場合が多い。そのようにセ
ラミツク粉末と樹脂とを混練し射出成形する場合
には、原料粉末と樹脂との混練物性が問題とな
り、その混練物性が射出成形の作業性が成形品の
機械的特性等に大きく影響する。したがつて射出
成形する混練物の混練性を適切に調整する必要が
ある。その際混練物の混練性を左右する要因とし
ては、原料粉末の粒径、凝集状態、表面活性等が
問題となる。

ところで、セラミツク粉末と樹脂との混練物を
得るにあたり、非酸化物系主原料に焼結助剤を添
加し混合する必要がある。

従来、その非酸化物系主原料と焼結助剤との混
合は、例えば次のようにして行なわれていた。

第１の例としては、非酸化物系主原料と焼結助
剤とを同時に混合装置に入れ、解砕する方法があ
つた。また、第２の例としては、小型（７）ポ
ールミルで焼結助剤のみを解砕し、乾燥した後に
大型（100）ボールミルに非酸化物系主原料と
共に投入し、混合する方法があつた。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、非酸化物系主原料と焼結助剤と
を混合する際には、焼結助剤の一次粒子が凝集す
ることなく均一に分散している単分散状態が理想
的な混合状態とされる。しかし、一般に酸化物か
らなる焼結助剤は、空気中に存在する水分等の影
響で凝集し易く、その凝集の度合いもロツト毎に
異なり、また経済的にも変化する。そのように凝
集した焼結助剤を主原料と混合し混練すると、得
られる混練物の混練性が一定せず、射出成形が不
安定となり、得られる製品の品質にバラツキが大
きくなる。しかも、得られる混練物に焼結助剤が
均一に分散してはいないため、焼結体の特性、特
に機械的強度を低下させるおそれがある。

具体的には、前記した第１例の方法では、非酸
化物系主原料と焼結助剤とを同時に混合装置に入
れるため、全体に対する焼結助剤の比率が小さ
く、焼結助剤の解砕効率が小さいという不都合が
あつた。そのため得られる混練物に焼結助剤が均
一に分散せず、焼結助剤の製造ロツトが異なる毎
に得られる混練物の混練性に変化が生じ、焼成体
の強度も高くないという問題があつた。また前記
した第２例では、得られる混練物の混練性は安定
しているが、しかし焼結助剤を予備解砕した後の
乾燥工程で解砕された焼結助剤が再度凝集するた
め、結果として予備解砕の効果は少なく得られる
焼成体の強度が低いという問題があつた。

この発明は以上の従来の事情に鑑みてなされた
ものであつて、非酸化物系セラミツク原料粉末に
凝集のない焼結助剤を均一に混合し、混練性の安
定した混練物を得ると共に、機械的強度の向上を
図ることができる射出成形用セラミツク原料の混
合方法を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明の射出成形用セラミツク原料
の混合方法は、焼結助剤と非水系溶媒とを混合し
てスラリーとなして焼結助剤を解砕し、その後そ
のスラリーの中にセラミツク粉末原料を入れると
共に非水系溶媒を追加して混合し、次にそのスラ
リーから非水系溶媒を除去することを特徴とする
ものである。

発明の具体的説明 以下この発明をさらに具体的に説明する。

焼結助剤と非水系溶媒と混合してスラリーとな
して焼結助剤を解砕する。

焼結助剤と非水系溶媒との混合には周知のポー
ルミル等を用いることができる。非水系溶媒とし
てはエチルアルコール等を用いることができる。
焼結助剤と非水系溶媒との重量比率は、60／40〜
30／70とするのが望ましい。その範囲外では解砕
効率が低いからである。

次にこの発明では、以上のスラリーの中に非酸
化物系主原料を入れると共に非水系溶媒を追加し
て混合する。すなわち、焼結助剤と非水系溶媒と
を混合・解砕して得られるスラリーを乾燥するこ
となく、そのスラリーに非酸化物系主原料および
必要な量の非水系溶媒を追加して混合する。な
お、焼結助剤と非水系溶媒とを混合・解砕する段
階で、非酸化物系主原料を一部混合するようにし
ても良い。そのようにする場合、焼結助剤が混合
機の容器内壁に付着する不都合を防止することが
できる。一部混合された非酸化物系主原料が焼結
助剤の解砕を妨げない程度追加されたことによ
り、混合されることによつて焼結助剤のみの付着
による混合比率の変化を防ぐことができるからで
ある。

最後にこの発明では、以上の過程で得られたス
ラリーから非水系溶媒を除去して、セラミツク原
料粉末を得る。非水系溶媒の除去は、加熱して蒸
発する等の手段で行うことができる。

実施例 以下にこの発明の実施例を記す。

実施例 １ 容積100のボールミルに径15mmのナイロンコ
ーテイングポールを容積比で60％投入し、そのボ
ールミルに焼結助剤を１Kg、エチルアルコールを
５投入し、29r.p.mで24Hr回転させた。その
後、そのボールミルの中に主原料として窒化けい
素を20Kg、エタノールを30追加し、29r.p.mで
24Hr混合した。その後、そのスラリーからアル
コールを蒸発させて除去し、セラミツク乾燥粉末
を得た。

以上を異なる種類の焼結助剤ロツトについて行
なつた。

実施例 ２ 実施例１と同様に径15mmのナイロンコーテイン
グボールを容積積比で60％投入した容積100の
ボールミルに焼結助剤を１Kg、エチルアルコール
を10、窒化けい素を１Kg投入し、29r.p.mで
24Hr回転させた。その後、そのボールミルの中
に主原料として窒化けい素を19Kg、エタノールを
25追加し、29r.p.mで24Hr混合した。その後、
そのスラリーからアルコールを蒸発させて除去
し、セラミツク乾燥粉末を得た。

比較例（従来法） １ 径15mmのナイロンコーテイングボールを容積率
で60％投入した100のボールミルに窒化けい素
20Kgと焼結助剤１Kgとを同時に投入し、エタノー
ルを35投入して29r.p.mで24Hr混合した。その
後、スラリーからアルコールを蒸発させて除去
し、セラミツク乾燥粉末を得た。

比較例（従来法） ２ 径15mmのナイロンコーテイングボールを容積率
で60％投入した７のボールミルに焼結助剤を
1.5Kg投入し、解砕して乾燥した。その後、その
焼結助剤１Kgを100ボールミルに20Kgの窒化け
い素とエタノール35と共に投入し、29r.p.mで
24Hr混合した。その後、スラリーからアルコー
ルを蒸発させて除去し、セラミツク乾燥粉末を得
た。

以上の実施例１および比較例１，２によつて得
られたセラミツク乾燥粉末について、同一方法で
ワツクス系又はポリスチレン系バインダーと混練
して、得られた混練物の粘度を測定した。また、
それ等の各混練物を用いて射出成形法により得ら
れた焼成体の抗折強度を調べた。そのようにして
測定された溶融粘度および抗折強度をそれぞれ第
１図および第２図に示す。

第１図から明らかであるように、実施例１によ
つて得られたセラミツク粉末は、特に比較例１と
比べて、焼結助剤のロツトが異なつても一定の混
練性を示す。また、第２図をみると、実施例１に
よつて得られたセラミツク粉末が比較例のものに
比べて抗折強度が15〜25％高いことがわかる。

発明の効果 以上のようにこの発明の射出成形用セラミツク
原料の混合方法によれば、予め焼結助剤と非水系
溶媒とを混合して、焼結助剤を解砕して得たスラ
リーに非酸化物系主原料を加えて混合して、焼結
助剤が混合されたセラミツク原料粉末を得るよう
にしたことによつて、非酸化物系セラミツク原料
粉末に、焼結助剤を粒子オーダーで均一に分散さ
せて混合させることができ、セラミツク原料粉末
と樹脂との混練性を安定させ、混練物から得られ
る焼成体の強度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例と従来法とによつ
て得られる各セラミツク粉末の溶融粘度を比較し
て示す図、第２図は同じくこの発明の実施例と従
来法とによつて得られるセラミツク粉末の抗折強
度を比較して示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 焼結助剤と非水系溶媒とを混合してスラリー
   となして焼結助剤を解砕し、その後そのスラリー
   の中に非酸化物系主原料を加えると共に非水系溶
   媒を追加して混合し、次にそのスラリーから非水
   系溶媒を除去することを特徴とする射出成形用セ
   ラミツク原料の混合方法。