JPH08734B2 - セラミック成形体の製造方法 - Google Patents

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成形体の製造方法に関し、詳しく
は、焼結或いは融結処理前の成形体の成形に際して用い
るスラリーの性状を改良し、得られる成形物の性質を向
上し、しかも比較的低温で完全に脱脂できるセラミック
成形体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

複雑な形状や高寸法精度が要求されるセラミック製品
の製造法としては、予め成形した成形体を焼成するいわ
ゆる常圧焼結法、反応焼結法などの技術を利用すること
が工業的に行なわれている。ここで成形体を成形する手
段としては、例えばアルミナやフェライトなどのセラミ
ック粉末に、必要に応じてバインダーの他に焼結促進剤
を加えた組成物を湿式プレス法、ドクターブレード法、
押出成形法、射出成形法などの乾式あるいは湿式法で所
望の形状に成形することが行われている。

比較的低温で脱脂が可能な方法として本発明者らは、
既にポリα−メチルスチレンを使用する方法（特開昭60
−51657号公報）を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、脱脂前の成形物を湿式法、特にスラリ
ー状の樹脂とセラミック粉末と溶媒の混合物を用いて製
造する際のスラリーの流れ性が不良であり、成形物の成
形が困難であるとか、ペースト状にしてセラミック板の
上にペーストをのせ多層状の成形物を製造する際にペー
ストの流動性が不良でうまく塗布できない等の問題があ
った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題を解決する方法について鋭意検
討し、本発明を完成した。

即ち、本発明はセラミック粉末に熱可塑性樹脂をバイ
ンダーとして混合し、成形したのち脱脂し、焼結或いは
融結するセラミック成形体の製造方法において、熱可塑
性樹脂がポリα−メチルスチレンであり、セラミック粉
末とポリα−メチルスチレンを少なくともグリコールモ
ノエーテル類を含有する溶媒中で混合してスラリー状と
して成形することを特徴とするセラミック成形体の製造
方法である。

本発明において、バインダーとして用いるポリα−メ
チルスチレンとしては、α−メチルスチレンの単独重合
体の他に、ポリα−メチルスチレンの分解特性を失わな
い程度他の共重合性の単量体との共重合体も使用でき
る。例えば、他の共重合性の単量体として、スチレン及
びその誘導体、メタクリル酸エステル、アクリル酸エス
テル等を数％〜数十％含有する共重合体が挙げられ、さ
らに特開昭60−65762号公報に示されているようなポリ
α−メチルスチレンも使用できる。

使用する重合体の分子量としては特に制限はないが、
通常数千〜数百万のものが適当であり、上述の特開昭60
−51657号公報に示されているような２〜８量体との混
合物であっても良い。

本発明において、重要なのはバインダーであるポリα
−メチルスチレンとセラミック粉末を混合する際に溶媒
として少なくともグリコールモノエーテル類を含有する
溶媒を使用することにあり、グリコールモノエーテル類
としてはグリコールのモノ或いはそれ以上のポリグリコ
ール類のモノエーテル類でありグリコール類とエーテル
を形成する炭化水素残基としては、アルキル基、アリー
ル基、アラルキル基など特に制限はなく、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等のアルキ
ル基、フェニル基、ナフチル基、ジフェニル基等のアリ
ール基、ベンジル基等のアラルキル基等があげられ、グ
リコールとしては特にエチレングリコール、プロピレン
グリコール類が好ましい。具体的には、エチレングリコ
ールの上記エーテル、ジエチレングリコールの上記エー
テル、トリエチレングリコールの上記エーテルの他にプ
ロピレングリコールのエーテル、ジプロピレングリコー
ルのエーテル、トリプロピレングリコールの上記エーテ
ル等が例示できる。

本発明においては、上記グリコールのモノエーテルに
加えてポリα−メチルスチレンの良溶媒であるベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭
化水素化合物、シクロヘキサン、デカリン等の脂環族炭
化水素化合物、テトラヒドロフラン等のエーテルを併用
するのが好ましい。

グリコールエーテル類の使用量としては、グリコール
エーテル類の種類およびセラミックの種類により異なる
が、好ましくはグリコールエーテル類の体積を使用する
セラミック粉末の0.01〜10倍程度とするのが適当であ
り、良溶媒を使用する場合はその量比は使用する溶剤の
種類によって異なるが、良溶剤である上述の溶剤をポリ
α−メチルスチレンが均一に溶解する程度に用いるとよ
い。また、必要ならば、先ずポリα−メチルスチレンを
良溶媒に溶解し、セラミック粉末をグリコールエーテル
類に分散し、次いで両者を混合することもできる。

混合は、ボールミル、ホモジナイザー等の比較的強く
混合できる装置を用いるのが好ましく、混合の際の温度
としては特に制限は無く、常温で行えば充分である。

本発明においては、上記ポリα−メチルスチレンの他
に、必要に応じて可塑剤、例えば、フタル酸ジエステ
ル、流動パラフィン、スチレン或いはα−メチルスチレ
ンのオリゴマー等に併用できる。これらの使用割合とし
ては、セラミック粉100重量部に対してポリα−メチル
スチレンを５〜50重量部、可塑剤を０〜50重量部使用す
るのが一般的である。

本発明の方法はどのような成形法にも適用可能である
が、特にセラミック粉とバインダーとを適当な溶媒中で
混合して流動化し、ドクターブレード法などでシート化
する方法、混合流動化したペーストを基板に塗布し脱脂
した後、焼結或いは融解する方法などの種々の湿式法に
適用することができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示し本発明をさらに説明する。

実施例１ ポリα−メチルスチレン（数平均分子量15万）35wt
％、α−メチルスチレンオリゴマー（三井東圧化学
（株）製、MS−730）15wt％を含むトルエン溶液60gに、
予めジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル5
g、トルエン40gとセラミック成型用超微粒アルミナ100g
を良く混合したスラリーを加え混合し、さらにボールミ
ルで３時間混合した。

ペースト状のスラリーは容器を傾斜することで容易に
取り出せ、このスラリーをテフロンシート上に流し厚さ
1mmのシートとした。

乾燥後シートを切断して切断面を観察したところアル
ミナは均一に分散していた。

また、シートを10×10cmに切断し、直径5mmの穴をパ
ッキンカッターであけたものを400℃で脱脂したが、シ
ート及び穴の形状に欠陥は生じなかった。

この脱脂シートを1400℃で焼結して欠陥のないアルミ
ナの焼結体を得た。

比較例１ ジエチレングリコールモノジイソブチルエーテルを同
じ重さのトルエンに代え、実施例１と同様にしたとこ
ろ、ボールミルで混合したスラリーは容器を傾斜するだ
けでは取り出せず、流動性が不良であり、これから製造
したシートは明らかに不均一であった。また、得られた
シートの切断面も不均一であり、穴をあける際にシート
の一部が破壊し、脱脂後は全部で５ヶ所が破壊してい
た。

実施例２ ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテルおよ
びトルエンをそれぞれトリエチレングリコールモノｎ−
ブチルエーテルおよびデカリンに代え、実施例１と同様
にした。得られたシートの断面は均一であり、脱脂後の
成型体は形状に問題はなく、焼結後の欠陥もなかった。

実施例３ ポリα−メチルスチレンに代えて、α−メチルスチレ
ンとスチレンの共重合体（分子量25万、スチレン含量52
wt％）を用いた他は実施例１と同様にした。得られたシ
ートは脱脂後の成型体の形状に異常はなく、更に1400℃
で焼結して均一な焼結体を得た。

〔発明の効果〕

本発明の方法を実施することにより、セラミックとバ
インダーとの混合物スラリーの流れ性が良好であるため
成型が容易であり、脱脂前の成型物が均一であり、比較
的低温で脱脂が可能であり、加工、脱脂、焼結或いは融
結の際に破壊することなくセラミック成形体が製造で
き、工業的に極めて価値がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック粉末に熱可塑性樹脂をバインダ
   ーとして混合し、成形したのち脱脂し、焼結或いは融結
   するセラミック成形体の製造方法において、熱可塑性樹
   脂がポリα−メチルスチレンであり、セラミック粉末と
   ポリα−メチルスチレンを少なくともグリコールモノエ
   ーテル類を含有する溶媒中で混合してスラリー状として
   成形することを特徴とするセラミック成形体の製造方
   法。