JPH05262558A - 低圧成形用セラミックス組成物 - Google Patents
低圧成形用セラミックス組成物Info
- Publication number
- JPH05262558A JPH05262558A JP4092270A JP9227092A JPH05262558A JP H05262558 A JPH05262558 A JP H05262558A JP 4092270 A JP4092270 A JP 4092270A JP 9227092 A JP9227092 A JP 9227092A JP H05262558 A JPH05262558 A JP H05262558A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatty acid
- ceramic
- ceramic composition
- pressure molding
- acid ester
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細なセラミック粉末を用いてスラリーの粉体
濃度を高濃度化し、かつ低圧成形可能とする。 【構成】セラミック粉末と、有機溶剤と、分散剤と、ゲ
ル化剤とからなるスラリーに、多価アルコールの脂肪酸
エステル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポ
リアルキレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液
状のポリオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質
剤を添加した低圧成形用セラミックス組成物。改質剤に
よりゲルが球状となるので、見掛け上粗いセラミックス
粒子の挙動を示す。
濃度を高濃度化し、かつ低圧成形可能とする。 【構成】セラミック粉末と、有機溶剤と、分散剤と、ゲ
ル化剤とからなるスラリーに、多価アルコールの脂肪酸
エステル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポ
リアルキレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液
状のポリオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質
剤を添加した低圧成形用セラミックス組成物。改質剤に
よりゲルが球状となるので、見掛け上粗いセラミックス
粒子の挙動を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として低圧成形法に
用いられるセラミックス組成物に関する。
用いられるセラミックス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスの成形方法として、セラミ
ック混練物を金型内に高圧で射出する射出成形法が広く
利用されている。しかしこの射出成形法では、硬質のセ
ラミック粉末による金型の磨耗や、成形体の内部応力に
よる歪みの発生更には脱脂時間が長いなどの問題があ
る。
ック混練物を金型内に高圧で射出する射出成形法が広く
利用されている。しかしこの射出成形法では、硬質のセ
ラミック粉末による金型の磨耗や、成形体の内部応力に
よる歪みの発生更には脱脂時間が長いなどの問題があ
る。
【０００３】これらの不具合を解決する方法として、特
開平２−１８８４６０号公報には、有機溶媒を用いセラ
ミックススラリーの粘度を低くして流動性を向上させ、
このスラリーを金型内に２〜８ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力
で注入し固化させる新しい成形法が開示されている。
開平２−１８８４６０号公報には、有機溶媒を用いセラ
ミックススラリーの粘度を低くして流動性を向上させ、
このスラリーを金型内に２〜８ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力
で注入し固化させる新しい成形法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
焼成体の高精度化を図るには、成形時に粉末濃度を高め
ることが有効であることが知られている。また、焼結体
の強度を高めるには粒径の小さい原料粉末を用いること
が有効であることも知られている。ところがセラミック
粉末の粒径が小さくなるほど、高濃度なスラリーを得る
ことが困難になったり、スラリー粘度が高くなったりし
て、金型内における加圧下での充填密度が低下し、低圧
成形が困難となっていた。そして低圧成形を可能とする
実用的な粘度とするためには、溶剤を多くしてセラミッ
ク粉末の粉体濃度を４５体積％以下とせざるを得ない。
このようにすると成形体中のセラミック粉末が減少し、
焼成体に欠陥が生じたり、焼成体の寸法にばらつきが生
じたり、焼成体の強度面で不具合が生じやすかった。
焼成体の高精度化を図るには、成形時に粉末濃度を高め
ることが有効であることが知られている。また、焼結体
の強度を高めるには粒径の小さい原料粉末を用いること
が有効であることも知られている。ところがセラミック
粉末の粒径が小さくなるほど、高濃度なスラリーを得る
ことが困難になったり、スラリー粘度が高くなったりし
て、金型内における加圧下での充填密度が低下し、低圧
成形が困難となっていた。そして低圧成形を可能とする
実用的な粘度とするためには、溶剤を多くしてセラミッ
ク粉末の粉体濃度を４５体積％以下とせざるを得ない。
このようにすると成形体中のセラミック粉末が減少し、
焼成体に欠陥が生じたり、焼成体の寸法にばらつきが生
じたり、焼成体の強度面で不具合が生じやすかった。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、微細なセラミック粉末を用いてスラリーの
粉体濃度を高濃度化し、かつ低圧成形可能とすることを
目的とする。
ものであり、微細なセラミック粉末を用いてスラリーの
粉体濃度を高濃度化し、かつ低圧成形可能とすることを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の低圧成形用セラ
ミックス組成物は、セラミック粉末と、有機溶剤と、分
散剤と、ゲル化剤と、多価アルコールの脂肪酸エステ
ル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポリアル
キレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液状のポ
リオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質剤と、
からなることを特徴とする。
ミックス組成物は、セラミック粉末と、有機溶剤と、分
散剤と、ゲル化剤と、多価アルコールの脂肪酸エステ
ル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポリアル
キレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液状のポ
リオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質剤と、
からなることを特徴とする。
【０００７】セラミック粉末としては、窒化ケイ素、炭
化ケイ素、アルミナ、シリカ、スピネルなど、各種のセ
ラミックスを単独であるいは複数種類混合して利用する
ことができる。有機溶剤としては各種有機溶剤を用いる
ことができるが、ゲル化剤のゲル化作用が得られるもの
を選ぶ必要があり、極性の低いもの例えば石油系炭化水
素溶剤などを利用することが好ましい。
化ケイ素、アルミナ、シリカ、スピネルなど、各種のセ
ラミックスを単独であるいは複数種類混合して利用する
ことができる。有機溶剤としては各種有機溶剤を用いる
ことができるが、ゲル化剤のゲル化作用が得られるもの
を選ぶ必要があり、極性の低いもの例えば石油系炭化水
素溶剤などを利用することが好ましい。
【０００８】分散剤は、有機溶剤中へのセラミック粉末
の分散を助長し高粉末濃度を可能にすると共に減粘効果
を示すものである。石油系炭化水素溶媒ではポリオキシ
エチレンアルキルエーテル系フォスフェート、ポリエチ
レングリコールアルキルエーテルなど従来から知られて
いるものを利用できる。ゲル化剤は上記有機溶剤をゲル
化させるものであり、１２ヒドロキシステアリン酸など
のヒドロキシル基含有脂肪酸、あるいはＮ−ラウロイル
−Ｌ−グルタミン酸−α1 γ−ジ−ｎ−ブチルアミドな
どのアミノ酸誘導体などが利用できる。
の分散を助長し高粉末濃度を可能にすると共に減粘効果
を示すものである。石油系炭化水素溶媒ではポリオキシ
エチレンアルキルエーテル系フォスフェート、ポリエチ
レングリコールアルキルエーテルなど従来から知られて
いるものを利用できる。ゲル化剤は上記有機溶剤をゲル
化させるものであり、１２ヒドロキシステアリン酸など
のヒドロキシル基含有脂肪酸、あるいはＮ−ラウロイル
−Ｌ−グルタミン酸−α1 γ−ジ−ｎ−ブチルアミドな
どのアミノ酸誘導体などが利用できる。
【０００９】本発明の最大の特徴は、さらに改質剤を含
有するところにある。この改質剤は上記ゲル化剤による
有機溶剤のゲルを略球状化するものであり、多価アルコ
ールの脂肪酸エステル，アルキレングリコールの脂肪酸
エステル，ポリアルキレングリコールの脂肪酸エステル
及び室温で液状のポリオレフィンの中から選ばれる。多
価アルコールの脂肪酸エステルとしては、例えばグリセ
リン脂肪酸エステル、ソルビタンモノオレエートなどが
あり、ポリアルキレングリコールの脂肪酸エステルとし
てはポリエチレングリコールジステアレートなどがあ
り、残存水酸基の当量数は特に制限されない。またポリ
オレフィンとしてはモノオレフィンのポリマ及びジオレ
フィンのポリマを含み、室温で液状とは溶媒中に分散あ
るいは懸濁状態のものも含む概念である。例えばポリブ
タジエンなどを用いることができる。
有するところにある。この改質剤は上記ゲル化剤による
有機溶剤のゲルを略球状化するものであり、多価アルコ
ールの脂肪酸エステル，アルキレングリコールの脂肪酸
エステル，ポリアルキレングリコールの脂肪酸エステル
及び室温で液状のポリオレフィンの中から選ばれる。多
価アルコールの脂肪酸エステルとしては、例えばグリセ
リン脂肪酸エステル、ソルビタンモノオレエートなどが
あり、ポリアルキレングリコールの脂肪酸エステルとし
てはポリエチレングリコールジステアレートなどがあ
り、残存水酸基の当量数は特に制限されない。またポリ
オレフィンとしてはモノオレフィンのポリマ及びジオレ
フィンのポリマを含み、室温で液状とは溶媒中に分散あ
るいは懸濁状態のものも含む概念である。例えばポリブ
タジエンなどを用いることができる。
【００１０】この改質剤の添加量は、ゲル化剤に対して
１０〜５０容量％程度である。
１０〜５０容量％程度である。
【００１１】
【作用】例えばセラミック粉末からプレス成形により成
形体を形成する場合、セラミック粉末の粒径が小さくな
るほど成形体の密度が小さくなるという現象がみられ
る。これは粒径が小さくなるほどセラミック粉末どうし
の接触面積が増大し、摩擦抵抗が大きくなるためにプレ
ス圧力が充分伝達されないことに起因すると考えられて
いる。そこでプレス成形においては微細なセラミック粉
末を先ずスプレー法などで顆粒状とし、その後プレス成
形する方法が知られている。このようにすれば、見掛け
上粗い粉末としての挙動を示すため、プレス圧力が充分
伝達され成形体の密度を増大させることができる。
形体を形成する場合、セラミック粉末の粒径が小さくな
るほど成形体の密度が小さくなるという現象がみられ
る。これは粒径が小さくなるほどセラミック粉末どうし
の接触面積が増大し、摩擦抵抗が大きくなるためにプレ
ス圧力が充分伝達されないことに起因すると考えられて
いる。そこでプレス成形においては微細なセラミック粉
末を先ずスプレー法などで顆粒状とし、その後プレス成
形する方法が知られている。このようにすれば、見掛け
上粗い粉末としての挙動を示すため、プレス圧力が充分
伝達され成形体の密度を増大させることができる。
【００１２】低圧成形の場合にも同様の現象が生じ、セ
ラミック粉末の粒径を小さくするほど摩擦抵抗が大きく
なるため、高粉体濃度での低圧成形は困難となる。しか
しセラミックスラリーの場合には、スプレー法などで顆
粒状とすることはできない。そこで本発明の低圧成形用
セラミックス組成物には、多価アルコールの脂肪酸エス
テル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポリア
ルキレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液状の
ポリオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質剤が
含まれている。この改質剤はゲル化剤によるゲルを球状
化する機能を有し、直径５０μｍ前後の球状のゲルが形
成される。したがってセラミック粉末はこの球状のゲル
中に取り込まれ、見掛け上粗い粒子としての挙動を示す
ため、高粉体濃度で低圧成形が可能となる。
ラミック粉末の粒径を小さくするほど摩擦抵抗が大きく
なるため、高粉体濃度での低圧成形は困難となる。しか
しセラミックスラリーの場合には、スプレー法などで顆
粒状とすることはできない。そこで本発明の低圧成形用
セラミックス組成物には、多価アルコールの脂肪酸エス
テル，アルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポリア
ルキレングリコールの脂肪酸エステル及び室温で液状の
ポリオレフィンから選ばれる少なくとも１種の改質剤が
含まれている。この改質剤はゲル化剤によるゲルを球状
化する機能を有し、直径５０μｍ前後の球状のゲルが形
成される。したがってセラミック粉末はこの球状のゲル
中に取り込まれ、見掛け上粗い粒子としての挙動を示す
ため、高粉体濃度で低圧成形が可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例１）窒化ケイ素９２重量％，イットリア４重量
％，アルミナ４重量％からなるセラミック粉末が４０ｖ
ｏｌ％と、分散剤としてのポリオキシエチレンアルキル
エーテル系フォスフェートが７．９ｖｏｌ％と、有機溶
剤としてのミネラルスピリットが５２．１ｖｏｌ％とを
ボールミル中に投入し、２４時間以上湿式混合してスラ
リーを調整した。
％，アルミナ４重量％からなるセラミック粉末が４０ｖ
ｏｌ％と、分散剤としてのポリオキシエチレンアルキル
エーテル系フォスフェートが７．９ｖｏｌ％と、有機溶
剤としてのミネラルスピリットが５２．１ｖｏｌ％とを
ボールミル中に投入し、２４時間以上湿式混合してスラ
リーを調整した。
【００１４】このスラリーを８０℃に加熱し、ゲル化剤
としての１２ヒドロキシステアリン酸と、改質剤として
のポリエチレングリコールジステアレートとを添加して
溶解した。そして有機溶剤の一部を蒸発させて粉体濃度
が４５ｖｏｌ％となるように調整し、本実施例のセラミ
ックス組成物とした。各成分の組成割合は以下のとおり
である。
としての１２ヒドロキシステアリン酸と、改質剤として
のポリエチレングリコールジステアレートとを添加して
溶解した。そして有機溶剤の一部を蒸発させて粉体濃度
が４５ｖｏｌ％となるように調整し、本実施例のセラミ
ックス組成物とした。各成分の組成割合は以下のとおり
である。
【００１５】 セラミック粉末 ４５ ｖｏｌ％ ポリオキシメチレンアルキルエーテル系フォスフェート ８．９ｖｏｌ％ ミネラルスピリット ３６．１ｖｏｌ％ １２ヒドロキシステアリン酸 ７ ｖｏｌ％ ポリエチレングリコールジステアレート ３ ｖｏｌ％ このセラミックス組成物の８０℃における粘度をＢ型粘
度計で測定し、表１に示す。また、８０℃における粘度
が５０００ｍＰａ・Ｓとなる粉体濃度を別に求め、表１
に示す。
度計で測定し、表１に示す。また、８０℃における粘度
が５０００ｍＰａ・Ｓとなる粉体濃度を別に求め、表１
に示す。
【００１６】次に上記セラミックス組成物を冷却された
金型内に５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で注入し、５分後に脱型
した。得られた成形体を５０℃で７２時間乾燥した後、
５０℃／ｈｒの昇温速度で６００℃まで昇温して脱脂
し、窒素ガス雰囲気中１７００℃で焼結した。得られた
焼結体には欠陥はみられなかった。またＪＩＳＲ１６０
４に従ってこの焼結体の室温での曲げ強度を測定し、結
果を表１に示す。 （実施例２）改質剤をソルビタンモノオレエートに代え
たこと以外は実施例１と全く同様である。同様に測定さ
れたそれぞれの測定値を表１に示す。 （実施例３）改質剤を室温で液状のポリブタジエン（平
均分子量：７００、粘度：２５℃で３０００ｍＰａ・
Ｓ）に代えたこと以外は実施例１と全く同様である。同
様に測定されたそれぞれの測定値を表１に示す。
金型内に５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で注入し、５分後に脱型
した。得られた成形体を５０℃で７２時間乾燥した後、
５０℃／ｈｒの昇温速度で６００℃まで昇温して脱脂
し、窒素ガス雰囲気中１７００℃で焼結した。得られた
焼結体には欠陥はみられなかった。またＪＩＳＲ１６０
４に従ってこの焼結体の室温での曲げ強度を測定し、結
果を表１に示す。 （実施例２）改質剤をソルビタンモノオレエートに代え
たこと以外は実施例１と全く同様である。同様に測定さ
れたそれぞれの測定値を表１に示す。 （実施例３）改質剤を室温で液状のポリブタジエン（平
均分子量：７００、粘度：２５℃で３０００ｍＰａ・
Ｓ）に代えたこと以外は実施例１と全く同様である。同
様に測定されたそれぞれの測定値を表１に示す。
【００１７】なお本実施例において、セラミックス組成
物からセラミックス粉末だけを除いたものの顕微鏡写真
を図１に示す。 （比較例）改質剤を添加しなかったこと以外は実施例１
と全く同様である。同様に測定されたそれぞれの測定値
を表１に示す。
物からセラミックス粉末だけを除いたものの顕微鏡写真
を図１に示す。 （比較例）改質剤を添加しなかったこと以外は実施例１
と全く同様である。同様に測定されたそれぞれの測定値
を表１に示す。
【００１８】なお本比較例において、セラミックス組成
物からセラミックス粉末だけを除いたものの顕微鏡写真
を図２に示す。
物からセラミックス粉末だけを除いたものの顕微鏡写真
を図２に示す。
【００１９】
【表１】 （評価）図１及び図２の比較より、改質剤を添加したも
のはゲルが５０μｍ前後の径の球状となっていることが
わかる。
のはゲルが５０μｍ前後の径の球状となっていることが
わかる。
【００２０】そして表１の結果より、実施例のセラミッ
クス組成物は比較例に比べて低粘度であり、同一粘度と
した場合には高い粉体濃度となることがわかる。また実
施例のセラミックス組成物から得られた焼結体の強度
は、比較例のセラミックス組成物から得られたものより
優れている。これらは改質剤を添加したことによる効果
であることが明らかである。
クス組成物は比較例に比べて低粘度であり、同一粘度と
した場合には高い粉体濃度となることがわかる。また実
施例のセラミックス組成物から得られた焼結体の強度
は、比較例のセラミックス組成物から得られたものより
優れている。これらは改質剤を添加したことによる効果
であることが明らかである。
【００２１】
【発明の効果】すなわち本発明の低圧成形用セラミック
ス組成物によれば、高粉体濃度で低圧成形が可能とな
る。したがって本発明の低圧成形用セラミックス組成物
を用いれば、緻密で寸法ばらつきが少なく、強度などの
性能に優れた焼結体を製造することができる。
ス組成物によれば、高粉体濃度で低圧成形が可能とな
る。したがって本発明の低圧成形用セラミックス組成物
を用いれば、緻密で寸法ばらつきが少なく、強度などの
性能に優れた焼結体を製造することができる。
【図１】実施例３のセラミックス組成物からセラミック
粉末だけを除いたものの粒子構造の顕微鏡写真である。
粉末だけを除いたものの粒子構造の顕微鏡写真である。
【図２】比較例のセラミックス組成物からセラミック粉
末だけを除いたものの粒子構造の顕微鏡写真である。
末だけを除いたものの粒子構造の顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック粉末と、有機溶剤と、分散剤
と、ゲル化剤と、多価アルコールの脂肪酸エステル，ア
ルキレングリコールの脂肪酸エステル，ポリアルキレン
グリコールの脂肪酸エステル及び室温で液状のポリオレ
フィンから選ばれる少なくとも１種の改質剤と、からな
ることを特徴とする低圧成形用セラミックス組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092270A JPH05262558A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 低圧成形用セラミックス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092270A JPH05262558A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 低圧成形用セラミックス組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05262558A true JPH05262558A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=14049705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4092270A Pending JPH05262558A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 低圧成形用セラミックス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05262558A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008142781A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | General Electric Co <Ge> | 使い捨て薄壁コアダイ、その製造方法並びに該コアダイを用いて製造した物品 |
| US9863254B2 (en) | 2012-04-23 | 2018-01-09 | General Electric Company | Turbine airfoil with local wall thickness control |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4092270A patent/JPH05262558A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008142781A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | General Electric Co <Ge> | 使い捨て薄壁コアダイ、その製造方法並びに該コアダイを用いて製造した物品 |
| US9863254B2 (en) | 2012-04-23 | 2018-01-09 | General Electric Company | Turbine airfoil with local wall thickness control |
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