JPH11171651A - セラミック成形体の製造方法 - Google Patents
セラミック成形体の製造方法Info
- Publication number
- JPH11171651A JPH11171651A JP9356216A JP35621697A JPH11171651A JP H11171651 A JPH11171651 A JP H11171651A JP 9356216 A JP9356216 A JP 9356216A JP 35621697 A JP35621697 A JP 35621697A JP H11171651 A JPH11171651 A JP H11171651A
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- JP
- Japan
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- slurry
- water
- urethane
- ceramic
- ceramic powder
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミック成形体、特に複雑形状の成形体
を、環境上及び安全上の面で問題のない材料によって、
安全且つ簡単に成形するために好適なセラミック成形体
の製造方法について提供する。 【解決手段】 セラミック粉末と水を含むスラリ−の
中に、ゲル化成分を入れ、型内に鋳込み、型内でゲル化
させて成形体を得るゲルキャスト成形において、ゲル化
成分に毒性のない水硬性ウレタンを使うことにより、セ
ラミック成形体を安全且つ簡単に成形することができる
ようになる。
を、環境上及び安全上の面で問題のない材料によって、
安全且つ簡単に成形するために好適なセラミック成形体
の製造方法について提供する。 【解決手段】 セラミック粉末と水を含むスラリ−の
中に、ゲル化成分を入れ、型内に鋳込み、型内でゲル化
させて成形体を得るゲルキャスト成形において、ゲル化
成分に毒性のない水硬性ウレタンを使うことにより、セ
ラミック成形体を安全且つ簡単に成形することができる
ようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック成形
体、特に複雑形状の成形体を、安全且つ簡単に成形する
ために好適なセラミック成形体の製造方法に関するもの
である。
体、特に複雑形状の成形体を、安全且つ簡単に成形する
ために好適なセラミック成形体の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスのコスト低減のために、ニ
アネットシェ−ピング技術の確立は最も重要な課題の１
つである。セラミックスのニアネットシェ−ピングとし
ては、鋳込成形と射出成形がよく知られている。
アネットシェ−ピング技術の確立は最も重要な課題の１
つである。セラミックスのニアネットシェ−ピングとし
ては、鋳込成形と射出成形がよく知られている。
【０００３】しかし、鋳込成形，射出成形共に、固化過
程が流動過程と原理的に分離できないため、成形体内の
粒子体積率（成形体単位体積当りの粒子の量）が不均一
になるという欠点があった。このため、乾燥あるいは焼
成時の収縮率が不均等となり、収縮率差による応力から
クラックが発生するという問題があった。
程が流動過程と原理的に分離できないため、成形体内の
粒子体積率（成形体単位体積当りの粒子の量）が不均一
になるという欠点があった。このため、乾燥あるいは焼
成時の収縮率が不均等となり、収縮率差による応力から
クラックが発生するという問題があった。
【０００４】特に可塑性のない素地では応力が緩和でき
ず、亀裂に至り易かった。また、特に大型の成形体では
応力が大きくなり、亀裂に至り易かった。
ず、亀裂に至り易かった。また、特に大型の成形体では
応力が大きくなり、亀裂に至り易かった。
【０００５】そこで、固化過程と流動過程を分離する狙
いで開発されたのが、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．
５，０２８，３２６のゲルキャスト成形である。これ
は、セラミック粉末と水溶性モノマ−及び水を混ぜたス
ラリ−に重合開始剤などを加えた後、流動性のある状態
でスラリ−を型内に鋳込み、型内に十分充填した後、モ
ノマ−の重合反応を利用して一様に固化させるものであ
る。従って、ゲルキャスト成形は、固化過程が流動過程
と完全に分離された成形方法であり、複雑形状部材を安
価に且つ簡単に製造できる成形方法として期待されてい
る。
いで開発されたのが、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．
５，０２８，３２６のゲルキャスト成形である。これ
は、セラミック粉末と水溶性モノマ−及び水を混ぜたス
ラリ−に重合開始剤などを加えた後、流動性のある状態
でスラリ−を型内に鋳込み、型内に十分充填した後、モ
ノマ−の重合反応を利用して一様に固化させるものであ
る。従って、ゲルキャスト成形は、固化過程が流動過程
と完全に分離された成形方法であり、複雑形状部材を安
価に且つ簡単に製造できる成形方法として期待されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，０２８，３２６で使用さ
れる水溶性モノマ−のアクリルアミドは、毒性が強く、
環境上及び安全上の面から工業生産には使いづらいとい
う問題がある。
Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．５，０２８，３２６で使用さ
れる水溶性モノマ−のアクリルアミドは、毒性が強く、
環境上及び安全上の面から工業生産には使いづらいとい
う問題がある。
【０００７】本発明は、セラミック成形体、特に複雑形
状の成形体を、環境上及び安全上の面で問題のない材料
によって、安全且つ簡単に成形するために好適なセラミ
ック成形体の製造方法に関するものである。
状の成形体を、環境上及び安全上の面で問題のない材料
によって、安全且つ簡単に成形するために好適なセラミ
ック成形体の製造方法に関するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明は、セラミック粉末と水を含むスラリ
−の中に、水硬性ウレタンを添加した後、上記スラリ−
を型内に鋳込み、ゲル化させて成形体を得ることを特徴
とする。
になされた本発明は、セラミック粉末と水を含むスラリ
−の中に、水硬性ウレタンを添加した後、上記スラリ−
を型内に鋳込み、ゲル化させて成形体を得ることを特徴
とする。
【０００９】水硬性ウレタンは、毒性がないため、環境
上及び安全上の面で問題なく、工業生産にも安心して使
用することができるようになる。
上及び安全上の面で問題なく、工業生産にも安心して使
用することができるようになる。
【００１０】本発明の好ましい方法としては、スラリ−
中のセラミック粉末と水の混合割合を、体積比で６０／
４０〜３０／７０とし、水硬性ウレタンの水に対する添
加量を、５〜５０重量％になるようにしたことである。
中のセラミック粉末と水の混合割合を、体積比で６０／
４０〜３０／７０とし、水硬性ウレタンの水に対する添
加量を、５〜５０重量％になるようにしたことである。
【００１１】セラミック粉末と水の混合割合及び水硬性
ウレタンの水に対する添加量を上記範囲内に入れたゲル
成形体は、適度の可撓性及び保形性を有しているので、
脱型時の衝撃などにも強く、複雑形状のセラミックスで
も、クラックや反りなどの欠陥のない良好な焼成体を簡
単に得ることができる。
ウレタンの水に対する添加量を上記範囲内に入れたゲル
成形体は、適度の可撓性及び保形性を有しているので、
脱型時の衝撃などにも強く、複雑形状のセラミックスで
も、クラックや反りなどの欠陥のない良好な焼成体を簡
単に得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明で使用されるセラミック粉
末は、特にその種類を限定されるものではない。例え
ば、アルミナ，ジルコニア，窒化珪素，炭化珪素，サイ
アロンなどの粉末が使用できる。
末は、特にその種類を限定されるものではない。例え
ば、アルミナ，ジルコニア，窒化珪素，炭化珪素，サイ
アロンなどの粉末が使用できる。
【００１３】本発明における水硬性ウレタンは、特開昭
５６−１１０７１７に示されているような、分子内に２
個以上の−ＮＣＯ基を有する親水性ポリイソシアネ−ト
と、分子内に−ＯＨ基を有するイソシアネ−トマスク剤
とを、ＯＨ／ＮＣＯの比が０．０５〜２の範囲で配合し
て得られたものを使用している。
５６−１１０７１７に示されているような、分子内に２
個以上の−ＮＣＯ基を有する親水性ポリイソシアネ−ト
と、分子内に−ＯＨ基を有するイソシアネ−トマスク剤
とを、ＯＨ／ＮＣＯの比が０．０５〜２の範囲で配合し
て得られたものを使用している。
【００１４】上記セラミック粉末と水及び必要に応じて
解膠剤などを混ぜ、また必要に応じて粉砕や脱泡処理な
どをして、スラリ−を作製する。
解膠剤などを混ぜ、また必要に応じて粉砕や脱泡処理な
どをして、スラリ−を作製する。
【００１５】ここで、スラリ−は高濃度で且つ低粘度の
ものが良く、スラリ−中のセラミック粉末と水の混合割
合は、体積比で６０／４０〜３０／７０とする。スラリ
−の水分が、４０体積％以下では低粘度スラリ−ができ
ず、また、７０体積％以上では、収縮率が大きく、良好
な焼成体を得るのが難しくなる。さらに好ましくは、ス
ラリ−水分を、４０〜６０体積％にするのが良い。
ものが良く、スラリ−中のセラミック粉末と水の混合割
合は、体積比で６０／４０〜３０／７０とする。スラリ
−の水分が、４０体積％以下では低粘度スラリ−ができ
ず、また、７０体積％以上では、収縮率が大きく、良好
な焼成体を得るのが難しくなる。さらに好ましくは、ス
ラリ−水分を、４０〜６０体積％にするのが良い。
【００１６】次に、上記スラリ−に水硬性ウレタンを添
加し、型に鋳込む。ここで、水硬性ウレタンの水に対す
る添加量は、５〜５０重量％が良い。５重量％以下では
成形体の保形性が劣り、また、５０重量％以上では、粘
度が高く、良好な焼成体を得るのが難しくなる。さらに
好ましくは、水硬性ウレタンの添加量を、１０〜４０重
量％にするのが良い。
加し、型に鋳込む。ここで、水硬性ウレタンの水に対す
る添加量は、５〜５０重量％が良い。５重量％以下では
成形体の保形性が劣り、また、５０重量％以上では、粘
度が高く、良好な焼成体を得るのが難しくなる。さらに
好ましくは、水硬性ウレタンの添加量を、１０〜４０重
量％にするのが良い。
【００１７】スラリ−に水硬性ウレタンを添加してから
ゲル化するまでの時間は、通常、数十分〜数時間になる
ように、マスク剤の配合比，スラリ−の温度などによっ
て調節している。なお、型の材質については、金属、プ
ラスチック、ガラスなど吸水性のないものであれば、ほ
とんどのものが使用できる。
ゲル化するまでの時間は、通常、数十分〜数時間になる
ように、マスク剤の配合比，スラリ−の温度などによっ
て調節している。なお、型の材質については、金属、プ
ラスチック、ガラスなど吸水性のないものであれば、ほ
とんどのものが使用できる。
【００１８】以上の方法で成形されたゲル成形体は、こ
れに使用したセラミック粉末や成形体の形状などに合っ
た条件で、脱型・乾燥・脱脂・焼成することにより、ク
ラックや反りなどの欠陥のない良好な焼成体を、簡単に
得ることができる。
れに使用したセラミック粉末や成形体の形状などに合っ
た条件で、脱型・乾燥・脱脂・焼成することにより、ク
ラックや反りなどの欠陥のない良好な焼成体を、簡単に
得ることができる。
【００１９】以下、本発明の実施例を説明する。平均粒
径１．５μｍのアルミナ粉末が５０体積％と、水が５０
体積％、及び解膠剤を加え、ボ−ルミル内で粉砕混合し
てスラリ−を作製した。上記スラリ−に、水硬性ウレタ
ンを、水に対して２５重量％加えた後、φ１５０（外
径）×φ１００（内径）×１００ｈで、底面の厚みが２
５ｍｍの円筒容器状の成形体になるような、プラスチッ
ク製の型の中に鋳込んだ。
径１．５μｍのアルミナ粉末が５０体積％と、水が５０
体積％、及び解膠剤を加え、ボ−ルミル内で粉砕混合し
てスラリ−を作製した。上記スラリ−に、水硬性ウレタ
ンを、水に対して２５重量％加えた後、φ１５０（外
径）×φ１００（内径）×１００ｈで、底面の厚みが２
５ｍｍの円筒容器状の成形体になるような、プラスチッ
ク製の型の中に鋳込んだ。
【００２０】室温で２〜３時間程度放置することによ
り、適度な可撓性及び保形性を有するゲル成形体が得ら
れた。脱型後、乾燥・焼成を行い、クラックや反りなど
の欠陥のない良好な焼成体が得られた。
り、適度な可撓性及び保形性を有するゲル成形体が得ら
れた。脱型後、乾燥・焼成を行い、クラックや反りなど
の欠陥のない良好な焼成体が得られた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、セラミック成形体、特
に複雑形状の成形体を、安全且つ簡単に製造できるよう
になる。
に複雑形状の成形体を、安全且つ簡単に製造できるよう
になる。
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック粉末と水を含むスラリ−の中
に、水硬性ウレタンを添加した後、上記スラリ−を型内
に鋳込み、ゲル化させて成形体を得ることを特徴とした
セラミック成形体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のセラミック成形体の製造
方法において、スラリ−中のセラミック粉末と水の混合
割合を、体積比で６０／４０〜３０／７０とし、水硬性
ウレタンの水に対する添加量を、５〜５０重量％になる
ことを特徴としたセラミック成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9356216A JPH11171651A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | セラミック成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9356216A JPH11171651A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | セラミック成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11171651A true JPH11171651A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18447923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9356216A Pending JPH11171651A (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | セラミック成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11171651A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403001B1 (en) | 2000-03-22 | 2002-06-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Production of powder-molded body |
| JP2008516820A (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | ロールス−ロイス・コーポレーション | 焼結セラミック物品の異方性収縮と関連づけられた方法及び装置 |
| US20090209700A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic green sheet and method for producing the same |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP9356216A patent/JPH11171651A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403001B1 (en) | 2000-03-22 | 2002-06-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Production of powder-molded body |
| JP2008516820A (ja) * | 2004-10-19 | 2008-05-22 | ロールス−ロイス・コーポレーション | 焼結セラミック物品の異方性収縮と関連づけられた方法及び装置 |
| US20090209700A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic green sheet and method for producing the same |
| US8962749B2 (en) | 2008-02-19 | 2015-02-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic green sheet and method for producing the same |
| JP5735745B2 (ja) * | 2008-02-19 | 2015-06-17 | 日本碍子株式会社 | セラミックグリーンシート、及びその製造方法 |
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