JPH05305605A - Manufacture of premolded body containing whisker - Google Patents

Manufacture of premolded body containing whisker

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Publication number
JPH05305605A
JPH05305605A JP4111937A JP11193792A JPH05305605A JP H05305605 A JPH05305605 A JP H05305605A JP 4111937 A JP4111937 A JP 4111937A JP 11193792 A JP11193792 A JP 11193792A JP H05305605 A JPH05305605 A JP H05305605A
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JP
Japan
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whiskers
whisker
inorganic binder
fibers
aqueous slurry
Prior art date
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Application number
JP4111937A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadanobu Ichihara
貞伸 市原
Minoru Izawa
稔 伊沢
Hiroki Murata
宏樹 村田
Masao Matsumoto
理男 松本
Kihachiro Nishiuchi
紀八郎 西内
Kenichi Wada
憲一 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KIHOKU ENJINIA KK
Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
KIHOKU ENJINIA KK
Otsuka Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a manufacture of a premolded body containing whiskers which are scattered evenly, connected strongly with each other and possess sufficient shape retention and strength. CONSTITUTION:At the time of manufacturing of a premolded body containing whiskers for impregnation of a metal of aqueous slurry containing the whiskers and an inorganic binder, cationic starch is added to the aqueous slurry which is prior to dehydration molding and the inorganic binder is fixed to the surface of the whisker.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属を含浸させてウィ
スカー強化金属複合材料を得るための、ウィスカー含有
予成形体の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a preform containing whiskers for obtaining a whisker reinforced metal composite material by impregnating a metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、アルミニウム、マグネシウム等の
金属マトリックス中に、チタン酸カリウム系ウィスカ
ー、ホウ酸アルミニウム系ウィスカー等のウィスカーが
分散された、高強度、高弾性を有し、かつ耐摩耗性に優
れたウィスカー強化金属複合材料(WRM:Whisker Re
inforced Metal)が、種々の分野で注目されている。
2. Description of the Related Art Recently, whiskers such as potassium titanate type whiskers and aluminum borate type whiskers are dispersed in a metal matrix such as aluminum and magnesium, and have high strength, high elasticity and abrasion resistance. Excellent whisker reinforced metal composite (WRM: Whisker Re
Inforced Metal) is attracting attention in various fields.

【0003】上記ウィスカー強化金属複合材料は、主と
して、ウィスカー含有予成形体を予熱しつつ、マトリッ
クス金属の溶湯を圧入して含浸させる高圧鋳造法により
製造される。上記ウィスカー含有予成形体は、ウィスカ
ーとバインダーと無機繊維と、水とを混合して水性スラ
リーを作製し、これを脱水成形、乾燥、焼成することで
製造される(特開昭53−12446号公報、同54−
40209号公報)。
The above-mentioned whisker-reinforced metal composite material is mainly produced by a high-pressure casting method in which a whisker-containing preform is preheated and a molten metal of a matrix metal is press-fitted and impregnated. The above-mentioned whisker-containing preform is produced by mixing whiskers, a binder, inorganic fibers, and water to prepare an aqueous slurry, which is then dehydrated, dried, and fired (JP-A-53-12446). Gazette, ibid. 54-
40209).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記ウィスカー含有予
成形体は、その内部でウィスカーの分布が不均一になり
やすいため、保形性および強度が不十分かつ不均一とな
り、マトリックス金属の溶湯を含浸させる際の圧力や熱
衝撃によって型崩れや割れを生じやすい。特に、ウィス
カー含有率の低い予成形体は保形性が著しく低い。例え
ばウィスカー含有率が20%より少ない予成形体におい
ては、ウィスカーの分布が不均一になることに加えて、
ウィスカー同士の接触部分が少なくなって、ウィスカー
が強化材として殆ど機能せず、僅かな外力により、ある
いは金属含浸時の金属の侵入圧や熱衝撃により形崩れや
割れが生じるので、取り扱いが困難であり、製品の生産
性を低下させる原因にもなっている。
In the above-described preform containing whiskers, the distribution of whiskers is likely to be nonuniform in the preform, resulting in insufficient and nonuniform shape retention and strength, and impregnation with the molten matrix metal. The shape and the cracks are apt to occur due to the pressure and thermal shock at the time of making. In particular, the preform having a low whisker content has a remarkably low shape retention property. For example, in a preformed body having a whisker content of less than 20%, in addition to the non-uniform distribution of whiskers,
Since the contact area between the whiskers is reduced, the whiskers hardly function as a reinforcing material, and the shape and shape of the whiskers may be deformed or cracked by a slight external force, or by the metal intrusion pressure or thermal shock during metal impregnation, making handling difficult. There is also a cause of reducing the productivity of the product.

【0005】そこで、予成形体の保形性を改善するた
め、アルミナゾル、シリカゾル等の無機バインダーを使
用することが試みられているが、無機バインダーは、水
性スラリーを脱水成形する際に、その大部分が流出して
しまうために、最適の無機バインダーを加えるのが非常
に困難であった。そのため、流出する量を見越して多量
の無機バインダーを添加すると、予成形体中におけるウ
ィスカーの分布がさらに不均一になる他、余分の無機バ
インダーが予成形体の表面に残存する等して、却って、
予成形体の強度を低下させる原因にもなる。
Therefore, in order to improve the shape retention of the preform, it has been attempted to use an inorganic binder such as alumina sol or silica sol. However, the inorganic binder is largely used when the aqueous slurry is dehydrated and formed. It was very difficult to add the optimum inorganic binder, because part of it would flow out. Therefore, if a large amount of inorganic binder is added in anticipation of the amount that flows out, the distribution of whiskers in the preformed body becomes more uneven, and excess inorganic binder remains on the surface of the preformed body. ,
It also causes a decrease in the strength of the preformed body.

【0006】一方、ウィスカー含有予成形体の空隙率
は、高ければ高い程、マトリックス金属を含浸させる際
の効率が向上するが、現状では、空隙率60体積%以上
の予成形体は保形性、強度が著しく低下するので、現在
のところ、実用化されるに至っていない。本発明は、以
上の事情に鑑みてなされたものであって、たとえウィス
カーの含有率が20体積%より低くても、あるいは空隙
率が60体積%より高くても、十分な保形性を有するウ
ィスカー含有予成形体を製造するための製造方法を提供
することを目的としている。
On the other hand, the higher the porosity of the whisker-containing preform, the higher the efficiency in impregnating the matrix metal, but at present, the preform having a porosity of 60% by volume or more has a good shape retention property. However, since the strength is significantly reduced, it has not yet been put to practical use. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has sufficient shape retention even if the content of whiskers is lower than 20% by volume or the porosity is higher than 60% by volume. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method for manufacturing a preformed body containing whiskers.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための、本発明のウィスカー含有予成形体の製造
方法は、ウィスカーと無機バインダーとを含む水性スラ
リーを脱水成形、乾燥して金属含浸用のウィスカー含有
予成形体を製造するに際し、上記水性スラリーにカチオ
ン化澱粉を添加して、無機バインダーをウィスカーの表
面に定着させることを特徴とする。
Means and Actions for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a preformed body containing whiskers of the present invention comprises a water-based slurry containing whiskers and an inorganic binder, which is dehydrated and dried, and impregnated with a metal. In producing a whisker-containing preformed product for use in a whisker, a cationized starch is added to the above aqueous slurry to fix an inorganic binder on the surface of the whisker.

【0008】上記構成からなる本発明の製造方法によれ
ば、無機バインダーをウィスカーの表面に定着させた状
態で水性スラリーを脱水成形するので、脱水の際に余分
な無機バインダーの大部分が流出し、ほぼ最適量の無機
バインダーを添加することができる。また、ウィスカー
と無機バインダーとが均一に分散され、ウィスカー同士
の接触面積も確保することができる。したがって、本発
明の製造方法によって得られるウィスカー含有予成形体
は、たとえ、ウィスカーの含有率が20体積%より低く
ても、あるいは空隙率が60体積%より高くても、十分
な保形性を有する高強度なものとなり、保形性にもバラ
ツキが生じることがない。さらに本発明によれば、水性
スラリーの脱水性も向上させることができる。
According to the manufacturing method of the present invention having the above-mentioned structure, since the aqueous slurry is dehydrated and molded with the inorganic binder fixed on the surface of the whiskers, most of the excess inorganic binder flows out during the dehydration. However, an almost optimum amount of inorganic binder can be added. Further, the whiskers and the inorganic binder are uniformly dispersed, and the contact area between the whiskers can be secured. Therefore, the whisker-containing preform obtained by the production method of the present invention has sufficient shape retention even if the content of whiskers is lower than 20% by volume or the porosity is higher than 60% by volume. It has high strength and does not vary in shape retention. Further, according to the present invention, the dehydration property of the aqueous slurry can be improved.

【0009】したがって、本発明によって製造されたウ
ィスカー含有予成形体は、壊れにくく取り扱いが容易で
あるだけでなく、例えば前記高圧鋳造法に使用すれば、
ウィスカーが均一に分布されて、強度、弾性、耐摩耗性
等の特性に優れたウィスカー強化金属複合材料の成形体
を製造することが可能となる。また、上記のように空隙
率を高めにとって、マトリックス金属を含浸させる際の
効率を向上させることも容易である。
Therefore, the whisker-containing preform manufactured according to the present invention is not only fragile and easy to handle, but also when used in the above high pressure casting method, for example.
The whiskers are evenly distributed, and it becomes possible to manufacture a molded product of a whisker-reinforced metal composite material having excellent properties such as strength, elasticity, and wear resistance. It is also easy to improve the efficiency of impregnating the matrix metal by increasing the porosity as described above.

【0010】本発明に使用されるウィスカーの種類は特
に限定されず、例えばチタン酸カリウム系ウィスカー、
ホウ酸アルミニウム系ウィスカー、炭化けい素(SiC)
系ウィスカー、窒化けい素(SiN)系ウィスカー、亜鉛
系ウィスカー等の、従来公知の種々のウィスカーの中か
ら、ウィスカー含有予成形体の用途等に応じて、適宜選
択して使用することができ、また、それらを単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。ウィスカ
ーの繊維径、繊維長は特に限定されず、適宜選択するこ
とができるが、通常は繊維径が0.1〜20μm程度、
繊維長が5〜300μm程度であればよい。
The kind of whiskers used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include potassium titanate type whiskers,
Aluminum borate whiskers, silicon carbide (SiC)
From among various conventionally known whiskers such as a whisker, a silicon nitride (SiN) whisker, and a zinc whisker, the whisker-containing preform can be appropriately selected and used according to the application and the like, Further, they can be used alone or in admixture of two or more. The fiber diameter and fiber length of the whiskers are not particularly limited and can be appropriately selected, but usually the fiber diameter is about 0.1 to 20 μm,
The fiber length may be about 5 to 300 μm.

【0011】無機バインダーとしては、例えばシリカゾ
ル等のコロイド系バインダー、クニピア、ベンゲル等の
合成粘土系バインダー、セビオライト等の天然系バイン
ダー等の従来公知のものを使用することができ、また、
それらは単独でまたは2種以上を混合して使用すること
ができる。また、上記無機バインダーとしては、球状ま
たは表面積の大きいものが好適に使用され、球状のもの
は、特に限定されないが、水性スラリー中での分散性や
ウィスカーへの定着性、焼成物の機械的強度等の特性を
考慮すると、粒径0.1μm以下のものが好ましい。
As the inorganic binder, conventionally known ones such as colloidal binders such as silica sol, synthetic clay binders such as Kunipia and Wenger, and natural binders such as ceviolite can be used.
They can be used alone or in admixture of two or more. Further, as the inorganic binder, those having a spherical shape or a large surface area are preferably used, and the spherical shape is not particularly limited, but dispersibility in an aqueous slurry, fixability to whiskers, and mechanical strength of a fired product. Considering the characteristics such as the above, a particle diameter of 0.1 μm or less is preferable.

【0012】無機バインダーの使用量も特に限定されな
いが、ウィスカー100重量部に対して1〜20重量部
程度が好ましい。無機バインダーの使用量が1重量部未
満では、ウィスカー含有予成形体の保形性および強度が
不十分になるおそれがある。また、無機バインダーの使
用量が20重量部を大幅に超えると、脱水が困難にな
り、しかも脱水が困難になるので、当然余分な無機バイ
ンダーが残留してウィスカー含有予成形体中の気孔率が
低下するおそれがある。
Although the amount of the inorganic binder used is not particularly limited, it is preferably about 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the whiskers. When the amount of the inorganic binder used is less than 1 part by weight, the shape retention and strength of the whisker-containing preform may be insufficient. Further, if the amount of the inorganic binder used exceeds 20 parts by weight, dehydration becomes difficult, and further, dehydration becomes difficult. Therefore, excess inorganic binder naturally remains and the porosity in the whisker-containing preform is reduced. It may decrease.

【0013】本発明に使用される水性スラリーは、上記
ウィスカーと無機バインダーとを水と混合して製造され
るが、さらに、補強材として、ウィスカーとともに無機
繊維を配合してもよい。無機繊維としては、例えばアル
ミナ系繊維、アルミナ−シリカ系繊維、ジルコニア系繊
維、石英系繊維等があげられる。本発明ではそれらを単
独であるいは2種以上混合して使用できる。無機繊維の
繊維径は1〜250μm程度、繊維長は200μm〜1
0mm程度であればよい。
The aqueous slurry used in the present invention is produced by mixing the above whiskers and an inorganic binder with water, but inorganic fibers may be further added together with the whiskers as a reinforcing material. Examples of the inorganic fibers include alumina fibers, alumina-silica fibers, zirconia fibers, quartz fibers and the like. In the present invention, they may be used alone or in combination of two or more. The inorganic fiber has a fiber diameter of about 1 to 250 μm and a fiber length of 200 μm to 1
It may be about 0 mm.

【0014】上記無機繊維の使用量は、とくに限定され
ないが、ウィスカー100重量部に対して100重量部
を超えない程度が好ましい。無機繊維の使用量が100
重量部を大幅に超えると、ウィスカー含有予成形体中の
ウィスカーの含有率が低くなり過ぎて、機密性がなくな
り、単面積あたりの繊維分が少なくなる。また、本発明
における上記水性スラリーには繊維状空隙材を添加する
こともできる。繊維状空隙材は、水性スラリー中でのウ
ィスカーの分散性をより一層向上させるとともに、ウィ
スカー同士の接触面積をより一層増大させる作用を有す
る。
The amount of the above-mentioned inorganic fibers used is not particularly limited, but it is preferably not more than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of whiskers. The amount of inorganic fiber used is 100
If the amount exceeds the weight part, the content of the whiskers in the whisker-containing preform becomes too low, the airtightness is lost, and the fiber content per unit area is reduced. Further, a fibrous void material may be added to the aqueous slurry of the present invention. The fibrous void material has a function of further improving the dispersibility of the whiskers in the aqueous slurry and a function of further increasing the contact area between the whiskers.

【0015】かかる繊維状空隙材としては、有機繊維お
よび炭素繊維のうちの少なくとも一方が使用される。有
機繊維としては、従来公知の種々の天然繊維または人造
繊維を使用することができる。天然繊維としては、植物
性繊維と動物性繊維のいずれもが使用可能であり、前者
の例としては、例えば綿等の種子毛繊維;亜麻、ラミー
等の靱皮繊維;マニラ麻等の茎幹繊維;葉繊維;天然パ
ルプ等の木材繊維などがあげられ、後者の例としては、
例えば羊毛等の毛繊維;家蚕絹等の絹繊維などあげられ
る。
As the fibrous void material, at least one of organic fiber and carbon fiber is used. As the organic fiber, various conventionally known natural fibers or artificial fibers can be used. As the natural fibers, both plant fibers and animal fibers can be used. Examples of the former include seed hair fibers such as cotton; bast fibers such as flax and ramie; stem stem fibers such as Manila hemp; Leaf fiber; wood fiber such as natural pulp and the like. Examples of the latter include
Examples include wool fibers such as wool; silk fibers such as silkworm silk.

【0016】人造繊維としては、合成繊維、再生繊維、
半合成繊維のいずれもが使用可能である。合成繊維とし
ては、例えばポリアミド系、ポリエステル系、ポリ塩化
ビニリデン系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルア
ルコール系、ポリウレタン系、ポリエチレン系、ポリス
チレン系、ポリフッ化エチレン系、フェノール系等の種
々の高分子系の合成繊維があげられる。また、再生繊維
としては、例えばビスコース人絹、ビスコーススフ等の
繊維素系繊維;大豆カゼイン繊維、牛乳カゼイン繊維等
のタンパク質系繊維などがあげられる。半合成繊維とし
ては、例えば酢酸人造繊維等があげられる。
As artificial fibers, synthetic fibers, regenerated fibers,
Any of the semi-synthetic fibers can be used. Examples of synthetic fibers include polyamide-based, polyester-based, polyvinylidene chloride-based, polyacrylonitrile-based, polyvinyl alcohol-based, polyurethane-based, polyethylene-based, polystyrene-based, polyfluorinated ethylene-based, phenol-based, etc. Fiber. Examples of the recycled fibers include fibrin-based fibers such as viscose human silk and viscose staple; protein-based fibers such as soybean casein fiber and milk casein fiber. Examples of the semi-synthetic fibers include artificial fibers of acetic acid.

【0017】炭素繊維としては、PAN系、ピッチ系
(石油系)、ピッチ系(石炭系)等の、従来公知の種々
の炭素繊維を使用することができる。これらの有機繊
維、炭素繊維はそれぞれ単独であるいは2種以上混合し
て使用される。上記各種の繊維のうち、天然パルプおよ
び熱硬化性高分子系の合成繊維(例えばフェノール系の
合成繊維等)が繊維状空隙材として好適に使用される。
これらの繊維は、乾燥時や焼成時の熱によって溶融、変
形しないため、ウィスカー含有予成形体の寸法精度を狂
わせたり、その形状を歪ませたりするおそれがない上、
安価で取り扱いや入手が容易である。上記天然パルプと
しては、焼成後に灰の残存しない無灰パルプがより好ま
しいものとしてあげられる。
As the carbon fiber, various conventionally known carbon fibers such as PAN type, pitch type (petroleum type), pitch type (coal type) and the like can be used. These organic fibers and carbon fibers may be used alone or in admixture of two or more. Of the various fibers described above, natural pulp and thermosetting polymer-based synthetic fibers (for example, phenol-based synthetic fibers) are preferably used as the fibrous void material.
Since these fibers do not melt or deform due to heat during drying or firing, there is no risk of disturbing the dimensional accuracy of the whisker-containing preform or distorting its shape.
It is cheap and easy to handle and obtain. As the above-mentioned natural pulp, ashless pulp in which ash does not remain after firing is more preferable.

【0018】上記繊維状空隙材の繊維径は通常0.5〜
20μm程度、繊維長は0.05〜10mm程度が好まし
い。また、繊維状空隙材の使用量は、ウィスカー100
重量部に対して100重量部を超えない程度とすればよ
い。さらに、上記水性スラリーには、分散剤、安定剤、
凝集剤、紙力増強剤、歩留り向上剤等の従来公知の種々
の添加剤を適宜配合してもよい。これら添加剤の配合に
より無機バインダーのウィスカー等への定着がより一層
強力になる。
The fiber diameter of the fibrous void material is usually 0.5 to
It is preferable that the fiber length is about 20 μm and the fiber length is about 0.05 to 10 mm. Also, the amount of the fibrous void material used is 100
The amount may not exceed 100 parts by weight with respect to parts by weight. Further, the above aqueous slurry contains a dispersant, a stabilizer,
Various conventionally known additives such as a coagulant, a paper strength enhancer, and a yield improver may be appropriately blended. By blending these additives, the fixing of the inorganic binder to the whiskers becomes even stronger.

【0019】本発明では、水性スラリー中で、無機バイ
ンダーをウィスカーの表面に定着させるため、上記水性
スラリーにカチオン化澱粉が添加される。カチオン化澱
粉の添加量は特に限定されず、無機バインダーの種類等
に応じて適宜量を添加すればよいが、通常、無機バイン
ダー100重量部に対して5〜150重量部程度とすれ
ばよい。本発明の予成形体は、かかるカチオン化澱粉を
添加する点を除いては、同様の方法に従って製造でき、
例えば以下のようにして製造される。
In the present invention, in order to fix the inorganic binder on the surface of the whiskers in the aqueous slurry, cationized starch is added to the above aqueous slurry. The addition amount of the cationized starch is not particularly limited, and may be added in an appropriate amount according to the type of the inorganic binder and the like, but is usually about 5 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic binder. The preform of the present invention can be produced according to the same method except that the cationized starch is added,
For example, it is manufactured as follows.

【0020】まず、ウィスカー(またはウィスカーと無
機繊維)、無機バインダー、カチオン化澱粉および水を
均一に混合し、水性スラリーを得る。スラリーの調製に
際しては、常法によりウィスカー(またはウィスカーと
無機繊維)を水に分散し、カチオン化澱粉と無機バイン
ダーを添加すればよい。カチオン化澱粉の使用量は特に
制限はなく、使用する無機バインダーの種類に応じて適
宜選択すればよいが、通常無機バインダー100重量部
に対して5〜150重量部程度とすればよい。
First, whiskers (or whiskers and inorganic fibers), an inorganic binder, cationized starch and water are uniformly mixed to obtain an aqueous slurry. In preparing the slurry, whiskers (or whiskers and inorganic fibers) may be dispersed in water by a conventional method, and cationized starch and an inorganic binder may be added. The amount of the cationized starch used is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of the inorganic binder used, but it is usually about 5 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic binder.

【0021】また、上記水性スラリーには、定着をより
一層促進させるために、高分子凝集剤を添加してもよ
い。高分子凝集剤としては、例えばポリアクリロニトリ
ル、ポリアミド、ポリアミドエピクロロヒドリン、ポリ
エチレンイミン、ポリチオ尿素等の高分子凝集剤があげ
られ、特に分子量30万〜100万程度のポリアクリル
アミドが好適に使用される。
Further, a polymer flocculant may be added to the above aqueous slurry in order to further accelerate the fixing. Examples of the polymer aggregating agent include polymer aggregating agents such as polyacrylonitrile, polyamide, polyamide epichlorohydrin, polyethyleneimine, and polythiourea, and polyacrylamide having a molecular weight of about 300,000 to 1,000,000 is preferably used. It

【0022】上記高分子凝集剤の添加量は、ウィスカー
100重量部に対して0.05〜3.0重量部程度であ
ればよい。水性スラリーの固形分濃度は、特に限定され
ないが、取り扱いの容易さや、脱水成形の効率等を考慮
すると、0.5〜4重量%の範囲内が好ましい。定着処
理が終了した水性スラリーは、所定の形状の脱水成形用
型内に注入し、常法に従って脱水成形される。例えば吸
引成形によれば、水性スラリーを減圧したに予備脱水し
つつ成形すればよい。つぎに、得られた成形物を、従来
と同様の条件で、水分が完全に除去されるまで乾燥し、
さらに必要に応じて焼成すれば、抄紙状構造を有するウ
ィスカー含有予成形体が得られる。なお、ウィスカー含
有予成形体の密度並びに空隙率を調整するために、乾燥
前の成形物をプレス加工してもよい。
The polymer flocculant may be added in an amount of about 0.05 to 3.0 parts by weight per 100 parts by weight of whiskers. Although the solid content concentration of the aqueous slurry is not particularly limited, it is preferably within the range of 0.5 to 4% by weight in consideration of the ease of handling and the efficiency of dehydration molding. The aqueous slurry after the fixing process is poured into a dehydration molding die having a predetermined shape, and dehydration molding is performed according to a conventional method. For example, suction molding may be performed while preliminarily dehydrating the aqueous slurry under reduced pressure. Next, the obtained molded product is dried under the same conditions as before until the water is completely removed,
Further, if necessary, firing is performed to obtain a whisker-containing preform having a paper-like structure. The molded product before drying may be pressed to adjust the density and the porosity of the whisker-containing preformed product.

【0023】焼成の温度は、使用する無機バインダー、
ウィスカー(またはウィスカーと無機繊維)の耐熱温度
以下が好ましい。なお、ウィスカー表面に定着した無機
バインダーの結晶化は、焼成温度をそのバインダーの結
晶化温度とすることにより行われる。このようにして抄
紙状構造の予成形体を得ることができる。この予成形体
に金属を含浸させるにあたっては、例えば、溶湯鍛造法
などの通常の方法が採用できる。
The firing temperature depends on the inorganic binder used,
The heat-resistant temperature of the whiskers (or the whiskers and the inorganic fibers) is preferably below the heat-resistant temperature. The inorganic binder fixed on the surface of the whiskers is crystallized by setting the firing temperature to the crystallization temperature of the binder. In this way, a preform having a papermaking structure can be obtained. For impregnating the preformed body with a metal, a usual method such as a molten metal forging method can be adopted.

【0024】かくして本発明によれば、例えば空隙率が
65〜92体積%程度、ウィスカーの含有率が8〜35
体積%程度の予成形体が得られる。
Thus, according to the present invention, for example, the porosity is about 65 to 92% by volume and the whisker content is 8 to 35.
A preform having a volume% of about 10 can be obtained.

【0025】[0025]

【実施例】以下に、本発明を、実施例並びに比較例に基
づいて説明する。実施例1 チタン酸カリウムウィスカー(大塚化学(株)製、平均繊
維長14.3μm、平均繊維径0.39μm)70重量
部と、アルミナ短繊維(ICI社製、繊維長0.3〜3
mm、繊維径3μm)25重量部と、シリカゾル(日産化
学(株)製の商品名「スノーテックス30」)5重量部と
を、5000重量部の水中に分散させ、つぎに、カチオ
ン化澱粉(アベベ社製の商品名アシノフロック)5重量
部と、ポリアクリルニトリル0.08重量部とを添加
し、均一に攪拌混合して水性スラリーを得た。
EXAMPLES The present invention will be described below based on Examples and Comparative Examples. Example 1 70 parts by weight of potassium titanate whiskers (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd., average fiber length 14.3 μm, average fiber diameter 0.39 μm) and alumina short fibers (manufactured by ICI, fiber length 0.3 to 3)
mm, fiber diameter 3 μm) and 5 parts by weight of silica sol (trade name “Snowtex 30” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) in 5000 parts by weight of water, and then cationized starch ( 5 parts by weight of Abeno Flock (trade name, manufactured by Abebe Co.) and 0.08 parts by weight of polyacrylonitrile were added and uniformly stirred and mixed to obtain an aqueous slurry.

【0026】つぎに、内径40mm、深さ40mmの型窩の
底面に多数の吸引用小孔を設けた脱水成形用型を用い、
上記吸引用小孔から吸引しつつ、型窩内に32±1の水
性スラリーを注入して脱水成形を行い、湿潤した外径4
0mm、厚み40mmの円板形成形物を得た。この成形物
は、上記脱水成形時に型内で十分に脱水できたので、型
外に取り出してもくずれることがなかった。また、上記
脱水成形時に出た脱水廃液をろ過し、X線回折を行った
結果SiO2 は微量したみつからなかった。
Next, using a dehydration molding die in which a large number of small suction holes are provided on the bottom surface of the die cavity having an inner diameter of 40 mm and a depth of 40 mm,
While sucking from the suction small holes, 32 ± 1 aqueous slurry was injected into the mold cavity for dehydration molding, and the wet outer diameter 4
A disk-formed product having a thickness of 0 mm and a thickness of 40 mm was obtained. Since this molded product could be sufficiently dehydrated in the mold during the above dehydration molding, it did not crumble even when taken out of the mold. Further, the dehydrated waste liquid produced during the dehydration molding was filtered and subjected to X-ray diffraction, and as a result, a very small amount of SiO 2 was not found.

【0027】つぎに、上記成形物を120℃で120分
間加熱した後、800℃で6時間焼成してウィスカー含
有予成形体を製造した。完成したウィスカー含有予成形
体は、外径38mm、厚み38mm、密度0.33g/cc
で、ウィスカーの含有率が10体積%であった。また、
上記ウィスカー含有予成形体の表面の硬度、および、当
該ウィスカー含有予成形体を半分に切断した内部の硬度
を、硬度計(アスカ硬度計タイプC)を用いて測定した
ところ、表明と内部で硬度にバラツキがなく、均一な硬
度を有することが判った。
Next, the molded product was heated at 120 ° C. for 120 minutes and then fired at 800 ° C. for 6 hours to produce a whisker-containing preform. The completed preform containing whiskers has an outer diameter of 38 mm, a thickness of 38 mm, and a density of 0.33 g / cc.
The content of whiskers was 10% by volume. Also,
The hardness of the surface of the above-mentioned preform body containing whiskers and the internal hardness obtained by cutting the preform body containing whiskers in half were measured using a hardness meter (Asuka hardness meter type C). It was found that there was no variation in the hardness and the hardness was uniform.

【0028】比較例1 上記実施例1において、カチオン化澱粉と高分子凝集剤
の添加による定着処理をしなかったほかは、上記実施例
1と同様にしてウィスカー含有予成形体を製造したとこ
ろ、乾燥、焼成工程の途中で崩れてしまった。また、脱
水成形時の脱水廃液をアルミノン試薬を用いて定性分析
したところ、Al3+イオンの存在を示す鮮紅色のコロイド
状沈澱が発生し、このことから、廃液中に多量のアルミ
ナゾルが流出していることが確認された。
Comparative Example 1 A whisker-containing preform was prepared in the same manner as in Example 1 except that the fixing treatment was not performed by adding the cationized starch and the polymer flocculant in Example 1 above. It collapsed during the drying and baking process. In addition, a qualitative analysis of the dehydrated waste liquid during dehydration molding using an aluminone reagent revealed that a bright red colloidal precipitate indicating the presence of Al 3+ ions was generated, which caused a large amount of alumina sol to flow out into the waste liquid. Was confirmed.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、その内部にウィスカー
が均一に分散し、かつウィスカー同士が強固に結合され
た、抄紙状構造の予成形体が得られる。しかもこの成形
体は、無機バインダーがウィスカー表面にほぼ全て定着
しているので、残余の無機バインダーがその表面に殆ど
存在していない。したがって、本発明の製造方法によっ
て得られる予成形体は、ウィスカーの含有率がたとえ2
0体積%以下であっても高い保形性を有し、しかも保形
性にバラツキがない。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a preform having a paper-like structure, in which whiskers are uniformly dispersed and whiskers are firmly bonded to each other, can be obtained. Moreover, since almost all the inorganic binder is fixed on the surface of the whiskers in this molded product, the remaining inorganic binder is hardly present on the surface. Therefore, the preform obtained by the production method of the present invention has a whisker content of 2 or less.
Even if it is 0% by volume or less, it has a high shape retention property, and there is no variation in the shape retention property.

【0030】また、本発明によれば、優れた保形性を保
持しつつ、高空隙率(65〜92体積%程度)の予成形
体をも得ることができるので、この予成形体を用いると
金属の含浸を非常に効率よく行うことができる。本発明
の予成形体は、例えばFRM、燃料電池用の蓄熱体、高
温電池用セパレーター、IC基板の保護用具など広範な
産業分野で使用できる。
Further, according to the present invention, a preform having a high porosity (about 65 to 92% by volume) can be obtained while maintaining excellent shape-retaining property. Therefore, this preform is used. The impregnation with the metal can be performed very efficiently. The preformed body of the present invention can be used in a wide range of industrial fields such as FRM, heat storage bodies for fuel cells, high temperature battery separators, and protectors for IC substrates.

フロントページの続き (72)発明者 村田 宏樹 徳島市川内町加賀須野463 大塚化学株式 会社徳島研究所内 (72)発明者 松本 理男 大阪市中央区大手通3丁目2番27号 大塚 化学株式会社内 (72)発明者 西内 紀八郎 徳島市川内町加賀須野463 大塚化学株式 会社徳島研究所内 (72)発明者 和田 憲一 徳島市川内町加賀須野463 大塚化学株式 会社徳島研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Hiroki Murata 463 Kagasuno Kawauchi-cho, Tokushima City Otsuka Chemical Co., Ltd. Tokushima Research Laboratories (72) Inventor Rio Matsumoto 3-2 27 Otedori, Chuo-ku, Osaka Otsuka Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Kihachiro Nishiuchi 463 Kagasuno, Kawauchi-cho, Tokushima City Otsuka Chemical Co., Ltd. Tokushima Research Institute (72) Inventor Kenichi Wada 463, Kawauchi-cho, Tokushima City Kagasuno Otsuka Chemical Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ウィスカーと無機バインダーとを含む水性
スラリーを脱水成形、乾燥して金属含浸用のウィスカー
含有予成形体を製造する方法において、上記水性スラリ
ーにカチオン化澱粉を添加して、無機バインダーをウィ
スカーの表面に定着させることを特徴とするウィスカー
含有予成形体の製造方法。
1. A method for producing a whisker-containing preformed body for metal impregnation by dehydration molding and drying an aqueous slurry containing whiskers and an inorganic binder, wherein cationized starch is added to the aqueous slurry to form an inorganic binder. Is fixed on the surface of the whisker, and a method for producing a preformed body containing the whisker.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012140310A (en) * 2011-01-05 2012-07-26 Ibiden Co Ltd Method for producing heat-insulating material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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