JPH0848583A - 多孔質セラミックスの製造方法及び該方法に用いる圧粉体 - Google Patents
多孔質セラミックスの製造方法及び該方法に用いる圧粉体Info
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- JPH0848583A JPH0848583A JP18862694A JP18862694A JPH0848583A JP H0848583 A JPH0848583 A JP H0848583A JP 18862694 A JP18862694 A JP 18862694A JP 18862694 A JP18862694 A JP 18862694A JP H0848583 A JPH0848583 A JP H0848583A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
- C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B38/0635—Compounding ingredients
- C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
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- Materials Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度が高く、切削加工可能で、脱脂炉を必要
としない圧粉体及び広い範囲の気孔径及び気孔率の制御
が可能で、しかも強度の高い多孔質セラミックスを製造
しうる方法を提供すること。 【構成】 セルロース系化合物、キチン系化合物などの
多糖類粒子をセラミックス粉体と混合した後、圧粉体に
成形し、焼成することを特徴とする多孔質セラミックス
の製造方法及び多糖類粒子を８０重量％以下の量で含む
ことを特徴とするセラミックス圧粉体である。
としない圧粉体及び広い範囲の気孔径及び気孔率の制御
が可能で、しかも強度の高い多孔質セラミックスを製造
しうる方法を提供すること。 【構成】 セルロース系化合物、キチン系化合物などの
多糖類粒子をセラミックス粉体と混合した後、圧粉体に
成形し、焼成することを特徴とする多孔質セラミックス
の製造方法及び多糖類粒子を８０重量％以下の量で含む
ことを特徴とするセラミックス圧粉体である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質セラミックスの
乾式製造方法及びこの方法に用いる圧粉体に関する。
乾式製造方法及びこの方法に用いる圧粉体に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】多孔質セラミックスを乾式
法で製造する方法としては、セラミックス粉末に熱消失
性物質を混合し、圧粉体を製造し、これを脱脂、焼成す
る方法が知られており、熱消失性物質としてはアクリル
樹脂、スチレン樹脂などの有機高分子が用いられている
が、これらを用いた場合には熱消失性物質の熱分解によ
り有毒ガスや悪臭ガスが発生する。そのため、特別の脱
脂炉を利用して予め有機高分子を除去する必要があっ
た。また、気孔率を高めるために有機高分子物質を多量
に添加したり、粒径の大きい有機高分子物質を加えて静
水圧プレスをかけると、ひび割れを生じるという欠点が
あった。さらに、熱消失性物質としてナフタリンを混入
する方法も知られているが、ナフタリンを混入した圧粉
体は、脆くて切削加工できないばかりでなく、脱脂が困
難であるという問題点があった。また、ナフタリンには
毒性があるので、作業衛生の点で不都合である。
法で製造する方法としては、セラミックス粉末に熱消失
性物質を混合し、圧粉体を製造し、これを脱脂、焼成す
る方法が知られており、熱消失性物質としてはアクリル
樹脂、スチレン樹脂などの有機高分子が用いられている
が、これらを用いた場合には熱消失性物質の熱分解によ
り有毒ガスや悪臭ガスが発生する。そのため、特別の脱
脂炉を利用して予め有機高分子を除去する必要があっ
た。また、気孔率を高めるために有機高分子物質を多量
に添加したり、粒径の大きい有機高分子物質を加えて静
水圧プレスをかけると、ひび割れを生じるという欠点が
あった。さらに、熱消失性物質としてナフタリンを混入
する方法も知られているが、ナフタリンを混入した圧粉
体は、脆くて切削加工できないばかりでなく、脱脂が困
難であるという問題点があった。また、ナフタリンには
毒性があるので、作業衛生の点で不都合である。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、強度が高く、切削加工可能
で、脱脂炉を必要としない圧粉体及び広い範囲の気孔径
及び気孔率の制御が可能で、しかも強度の高い多孔質セ
ラミックスを製造しうる方法を提供することを目的とす
る。
で、脱脂炉を必要としない圧粉体及び広い範囲の気孔径
及び気孔率の制御が可能で、しかも強度の高い多孔質セ
ラミックスを製造しうる方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、熱消失性物質として多糖類粒
子を用いることによって上記目的を達成したものであ
る。すなわち、本発明による多孔質セラミックスの製造
方法は、多糖類粒子をセラミックス粉体と混合した後、
圧粉体に成形し、焼成することを特徴とする。
子を用いることによって上記目的を達成したものであ
る。すなわち、本発明による多孔質セラミックスの製造
方法は、多糖類粒子をセラミックス粉体と混合した後、
圧粉体に成形し、焼成することを特徴とする。
【０００５】本発明において、セラミックス粉末として
は、特に制限はなく、様々なものを使用することがで
き、例えば、リン酸カルシウム系化合物、アルミナ、ジ
ルコニア及びこれらの混合物を使用することができる。
生体材料として有用な多孔質セラミックスを製造する場
合には、生体親和性を有する点でリン酸カルシウム系化
合物、例えばハイドロキシアパタイトなどの各種のアパ
タイト、リン酸三カルシウムあるいはこれらの混合物が
好ましい。また、セラミックス原料粉末の粒子径には、
特に制限はないが、約１〜１００μｍであるのが好まし
い。
は、特に制限はなく、様々なものを使用することがで
き、例えば、リン酸カルシウム系化合物、アルミナ、ジ
ルコニア及びこれらの混合物を使用することができる。
生体材料として有用な多孔質セラミックスを製造する場
合には、生体親和性を有する点でリン酸カルシウム系化
合物、例えばハイドロキシアパタイトなどの各種のアパ
タイト、リン酸三カルシウムあるいはこれらの混合物が
好ましい。また、セラミックス原料粉末の粒子径には、
特に制限はないが、約１〜１００μｍであるのが好まし
い。
【０００６】本発明方法においては、気孔形成成分とし
て多糖類粒子を用いる。多糖類は、圧粉体製造時にはバ
インダー効果を発揮し、強度の高い圧粉体を生じ、加熱
により消失し、気孔を形成するが、その際有毒ガスの発
生がなく、悪臭も少なく、作業環境を良好に保つことが
できる。このため、脱脂炉などの特別な設備を必要とす
ることなく、焼成を行うことができる。
て多糖類粒子を用いる。多糖類は、圧粉体製造時にはバ
インダー効果を発揮し、強度の高い圧粉体を生じ、加熱
により消失し、気孔を形成するが、その際有毒ガスの発
生がなく、悪臭も少なく、作業環境を良好に保つことが
できる。このため、脱脂炉などの特別な設備を必要とす
ることなく、焼成を行うことができる。
【０００７】多糖類としては、セルロース系化合物、例
えば、セルロース、メチルセルロース、又はキチン系化
合物、例えば、キチン、メチルキチンなどを用いること
ができる。
えば、セルロース、メチルセルロース、又はキチン系化
合物、例えば、キチン、メチルキチンなどを用いること
ができる。
【０００８】本発明においては、目的物である多孔質セ
ラミックスの所望の気孔率に応じて、多糖類粒子とセラ
ミックス粉末との混合比を広範囲に変動することがで
き、一般には、多糖類粒子を混合粉体全体の８０重量％
以下の量で添加する。このように、本発明方法において
は、多糖類粒子とセラミックス粉末との混合比を変える
ことによりセラミックス材料の気孔率を容易に制御する
ことができる。多糖類粒子の量が８０重量％を越える
と、気孔率が高くなりすぎ、使用に耐え得る強度がでな
い。多糖類粒子の添加量は、好ましくは３〜７０重量
％、より好ましくは５〜５０重量％とする。
ラミックスの所望の気孔率に応じて、多糖類粒子とセラ
ミックス粉末との混合比を広範囲に変動することがで
き、一般には、多糖類粒子を混合粉体全体の８０重量％
以下の量で添加する。このように、本発明方法において
は、多糖類粒子とセラミックス粉末との混合比を変える
ことによりセラミックス材料の気孔率を容易に制御する
ことができる。多糖類粒子の量が８０重量％を越える
と、気孔率が高くなりすぎ、使用に耐え得る強度がでな
い。多糖類粒子の添加量は、好ましくは３〜７０重量
％、より好ましくは５〜５０重量％とする。
【０００９】上記のような割合で多糖類粒子とセラミッ
クス原料粉末とを混合した後、得られた粉体混合物を圧
縮成形により圧粉体とする。本発明は、上記のように成
形を乾式で行う。乾式法は、湿式法に比べて操作が簡単
であり、しかも静水圧プレスも利用できることから、セ
ラミックス粉体間の密着性が強固となり、高強度化を図
ることができる。
クス原料粉末とを混合した後、得られた粉体混合物を圧
縮成形により圧粉体とする。本発明は、上記のように成
形を乾式で行う。乾式法は、湿式法に比べて操作が簡単
であり、しかも静水圧プレスも利用できることから、セ
ラミックス粉体間の密着性が強固となり、高強度化を図
ることができる。
【００１０】さらに、本発明においては、多糖類粒子を
予め所望の粒径範囲に造粒・分級して用いることにより
気孔径を容易に調節することができる。また、必要に応
じて異なる粒径範囲の多糖類粒子を混合して用いること
もでき、この場合には複数のピークを有する気孔径分布
の多孔体が得られる。また、多糖類粒子を球形に造粒し
て使用すると、球状の気孔を有する多孔体を得ることが
できる。この球状気孔を有する多孔体は、強度に方向性
がない点で優れている。その理由としては、球状の粒子
は、棒状の粒子に比較して一軸成形圧力による配向を起
こさないこと及び球状の気孔は、不定形気孔とは異な
り、応力に対してどの方向でも同じ強度を示すことが考
えられる。上記のように、本発明による圧粉体は、高い
強度を有するので、切削加工などを施すことができる。
予め所望の粒径範囲に造粒・分級して用いることにより
気孔径を容易に調節することができる。また、必要に応
じて異なる粒径範囲の多糖類粒子を混合して用いること
もでき、この場合には複数のピークを有する気孔径分布
の多孔体が得られる。また、多糖類粒子を球形に造粒し
て使用すると、球状の気孔を有する多孔体を得ることが
できる。この球状気孔を有する多孔体は、強度に方向性
がない点で優れている。その理由としては、球状の粒子
は、棒状の粒子に比較して一軸成形圧力による配向を起
こさないこと及び球状の気孔は、不定形気孔とは異な
り、応力に対してどの方向でも同じ強度を示すことが考
えられる。上記のように、本発明による圧粉体は、高い
強度を有するので、切削加工などを施すことができる。
【００１１】上記のようにして製造した圧粉体を加熱
し、焼成すると、多糖類粒子は熱分解し、消失し、気孔
を形成して多孔質セラミックスを生じる。焼成温度は、
使用したセラミックス材料に応じて異なり、一義的には
決定できないが、例えばアパタイトを用いた場合には、
一般に９００〜１４００℃、好ましくは１０００〜１３
００℃の温度で焼成を行う。切削加工などの加工を、焼
成の前又は後に行うことができる。
し、焼成すると、多糖類粒子は熱分解し、消失し、気孔
を形成して多孔質セラミックスを生じる。焼成温度は、
使用したセラミックス材料に応じて異なり、一義的には
決定できないが、例えばアパタイトを用いた場合には、
一般に９００〜１４００℃、好ましくは１０００〜１３
００℃の温度で焼成を行う。切削加工などの加工を、焼
成の前又は後に行うことができる。
【００１２】本発明方法によって得られる多孔質セラミ
ックスは、高い強度を有し、様々な用途に利用され、例
えば生体材料として人工骨、人工歯根、経皮素子などに
好適に利用されるものである。
ックスは、高い強度を有し、様々な用途に利用され、例
えば生体材料として人工骨、人工歯根、経皮素子などに
好適に利用されるものである。
【００１３】
【発明の実施例】次に、実施例により本発明を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】実施例１ 平均粒径約２０μｍのハイドロキシアパタイト９０ｇと
平均粒径２００μｍのメチルセルロース１０ｇを混合
し、デルリン製の型で一軸加圧成形した。さらに、静水
圧１ｔで加圧し、圧粉体を作製した。この圧粉体から１
０×１０×３０ｍｍの角柱を切出し、１０５０℃で４時
間焼成し、多孔質焼結体を得た。この焼結体の気孔率
は、１３．７８％であり、三点曲げ強度は４７０ｋｇ／
ｃｍ2 であった。
平均粒径２００μｍのメチルセルロース１０ｇを混合
し、デルリン製の型で一軸加圧成形した。さらに、静水
圧１ｔで加圧し、圧粉体を作製した。この圧粉体から１
０×１０×３０ｍｍの角柱を切出し、１０５０℃で４時
間焼成し、多孔質焼結体を得た。この焼結体の気孔率
は、１３．７８％であり、三点曲げ強度は４７０ｋｇ／
ｃｍ2 であった。
【００１５】実施例２ 平均粒径５０μｍのジルコニア粉体と、予め分級した１
〜１００μｍ及び１００〜２００μｍの２種の粒径のメ
チルセルロース粉体を用意し、ジルコニア粉体と、各メ
チルセルロース粉体を、それぞれ２：１の重量比で混合
し、圧粉体成形用ゴム型（１５０×１００×３０ｍｍ）
に３００ｇ入れ、ラバープレス圧１ｔで加圧した。得ら
れた圧粉体を１００×６０×２０ｍｍの大きさに切り出
し、１４５０℃で２時間焼成し、フィルタ用ジルコニア
多孔体を得た。気孔率は、いずれも５０％であった。焼
成後の平均気孔径はそれぞれ８０μｍ、１５０μｍであ
った。
〜１００μｍ及び１００〜２００μｍの２種の粒径のメ
チルセルロース粉体を用意し、ジルコニア粉体と、各メ
チルセルロース粉体を、それぞれ２：１の重量比で混合
し、圧粉体成形用ゴム型（１５０×１００×３０ｍｍ）
に３００ｇ入れ、ラバープレス圧１ｔで加圧した。得ら
れた圧粉体を１００×６０×２０ｍｍの大きさに切り出
し、１４５０℃で２時間焼成し、フィルタ用ジルコニア
多孔体を得た。気孔率は、いずれも５０％であった。焼
成後の平均気孔径はそれぞれ８０μｍ、１５０μｍであ
った。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、熱消失性物質として多
糖類を用いているため、焼成時の有毒ガスの発生がほと
んどなく、悪臭も少なく、作業者に対する安全性が高
く、脱脂炉などの特別な設備を必要としない。すなわ
ち、本発明によれば、作業環境を汚染することなく安価
に効率よく多孔質セラミックスを製造することができ
る。また、圧粉体の製造時に多糖類がバインダー効果を
奏するため、加工性が良く、強度の高い圧粉体が得られ
る。
糖類を用いているため、焼成時の有毒ガスの発生がほと
んどなく、悪臭も少なく、作業者に対する安全性が高
く、脱脂炉などの特別な設備を必要としない。すなわ
ち、本発明によれば、作業環境を汚染することなく安価
に効率よく多孔質セラミックスを製造することができ
る。また、圧粉体の製造時に多糖類がバインダー効果を
奏するため、加工性が良く、強度の高い圧粉体が得られ
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 多糖類粒子をセラミックス粉体と混合し
た後、圧粉体に成形し、焼成することを特徴とする多孔
質セラミックスの製造方法。 - 【請求項２】 多糖類がセルロース系化合物又はキチン
系化合物である請求項１記載の多孔質セラミックスの製
造方法。 - 【請求項３】 多糖類粒子を混合粉体全体の８０重量％
以下の量で混合する請求項１又は２記載の多孔質セラミ
ックスの製造方法。 - 【請求項４】 多糖類粒子を予め所望の粒径範囲に造粒
・分級してセラミックス粉末と混合する請求項１、２又
は３記載の多孔質セラミックスの製造方法。 - 【請求項５】 異なる粒径範囲の多糖類粒子を混合して
用いる請求項４記載の多孔質セラミックスの製造方法。 - 【請求項６】 多糖類粒子を８０重量％以下の量で含む
ことを特徴とするセラミックス圧粉体。 - 【請求項７】 多糖類がセルロース系化合物又はキチン
系化合物である請求項６記載のセラミックス圧粉体。 - 【請求項８】 多糖類粒子が予め所望の粒径範囲に造粒
・分級されたものである請求項６記載のセラミックス圧
粉体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18862694A JPH0848583A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 多孔質セラミックスの製造方法及び該方法に用いる圧粉体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18862694A JPH0848583A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 多孔質セラミックスの製造方法及び該方法に用いる圧粉体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0848583A true JPH0848583A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16226989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18862694A Pending JPH0848583A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 多孔質セラミックスの製造方法及び該方法に用いる圧粉体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0848583A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004103422A1 (ja) | 2003-05-26 | 2004-12-02 | Pentax Corporation | リン酸カルシウム含有複合多孔体及びその製造方法 |
| US7056968B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Calcium phosphate-synthetic resin composite body containing calcium phosphate block and method for production thereof |
| US7128967B2 (en) | 2002-07-19 | 2006-10-31 | Pentax Corporation | Calcium phosphate-synthetic resin-metal composite body and method for production thereof |
| DE102013100821A1 (de) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Schott Ag | Polykristalline Keramiken, deren Herstellung und Verwendungen |
| JP2015506861A (ja) * | 2012-02-10 | 2015-03-05 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 特定の中央粒子長のセルロース誘導体を含む、押出し成型セラミック体のための組成物 |
-
1994
- 1994-08-10 JP JP18862694A patent/JPH0848583A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7056968B2 (en) | 2002-07-09 | 2006-06-06 | Pentax Corporation | Calcium phosphate-synthetic resin composite body containing calcium phosphate block and method for production thereof |
| US7128967B2 (en) | 2002-07-19 | 2006-10-31 | Pentax Corporation | Calcium phosphate-synthetic resin-metal composite body and method for production thereof |
| WO2004103422A1 (ja) | 2003-05-26 | 2004-12-02 | Pentax Corporation | リン酸カルシウム含有複合多孔体及びその製造方法 |
| US8039090B2 (en) | 2003-05-26 | 2011-10-18 | Hoya Corporation | Porous composite containing calcium phosphate and process for producing the same |
| JP2015506861A (ja) * | 2012-02-10 | 2015-03-05 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 特定の中央粒子長のセルロース誘導体を含む、押出し成型セラミック体のための組成物 |
| DE102013100821A1 (de) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Schott Ag | Polykristalline Keramiken, deren Herstellung und Verwendungen |
| DE102013100821B4 (de) * | 2013-01-28 | 2017-05-04 | Schott Ag | Polykristalline Keramiken, deren Herstellung und Verwendungen |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040729 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040921 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |