JPH11291217A

JPH11291217A - セラミックス粉末の成形方法

Info

Publication number: JPH11291217A
Application number: JP10114339A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Suzuki; 大喜鈴木; Naomi Odano; 直水小田野; Eiji Fukuda; 英二福田; Keizo Tsukamoto; 恵三塚本
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高水分を含有する成形体では、チャンバー内
の乾燥であっても、クラックや変形が生じるという問題
があった。【解決手段】セラミックス粉末に溶媒、分散剤それに
結合剤を添加し、混合して調製したスラリーを成形型に
注入して成形した後、その成形体を脱型して乾燥するセ
ラミックス粉末の成形方法において、該乾燥方法が、通
気性のある素材で囲った箱内に前記脱型した成形体を入
れ、その箱を温度・湿度が制御されたチャンバー内に置
くことにより乾燥する方法であることとしたセラミック
ス粉末の成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス粉末
の成形方法に関し、特に乾燥に重点を置いたセラミック
ス粉末の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゲル鋳込み（自硬化）などにより成形さ
れた成形体は、高水分を含有すると、乾燥に伴う収縮が
大きいため、乾燥によるクラックや変形が起こり易い。
それを防ぐためには、乾燥速度を抑える必要があり、通
常、温度・湿度が制御可能なチャンバー内で雰囲気を高
湿度に保ちながら乾燥を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この乾
燥は、図１に示す如くチャンバー内の空気を常に攪拌し
ていなければならないため、空気が気流となって常にか
なり速い速度で動いており、そのために、図２に示す如
く成形体への気流の当たりが部分的に違いが生じ、気流
の当たりの強いところがより速く乾燥されて乾燥にむら
が生じ、温度・湿度を制御したチャンバー内であって
も、乾燥した成形体にクラックや変形が生じるという問
題があった。

【０００４】本発明は、上述したセラミックス粉末の成
形方法が有する課題に鑑みなされたものであって、その
目的は、乾燥した成形体にクラックや変形が生じること
のないセラミックス粉末の成形方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、型から脱型した成形
体を通気性のある素材で囲った箱内に入れ、その箱をチ
ャンバー内に置いて乾燥すれば、乾燥した成形体にクラ
ックや変形が生じないとの知見を得て本発明を完成する
に至った。

【０００６】即ち本発明は、（１）セラミックス粉末に
溶媒、分散剤それに結合剤を添加し、混合して調製した
スラリーを成形型に注入して成形した後、その成形体を
脱型して乾燥するセラミックス粉末の成形方法におい
て、該乾燥方法が、通気性のある素材で囲った箱内に前
記脱型した成形体を入れ、その箱を温度・湿度が制御さ
れたチャンバー内に置くことにより乾燥する方法である
ことを特徴とするセラミックス粉末の成形方法（請求項
１）とし、また、（２）結合剤が、熱硬化性樹脂であ
り、成形型が、水を吸収しない型であり、成形体が、３
０ｖｏｌ％以上の水分を含む成形体であることを特徴と
する請求項１記載のセラミックス粉末の成形方法（請求
項２）とし、さらに、（３）通気性のある素材が、木綿
布またはポリエステル布であることを特徴とする請求項
１または２記載のセラミックス粉末の成形方法（請求項
３）とすることを要旨とする。以下さらに詳細に説明す
る。

【０００７】上記で述べたように、セラミックス粉末の
成形方法としては、成形体の乾燥方法を通気性のある素
材で囲った箱内に脱型した成形体を入れ、その箱を温度
・湿度が制御されたチャンバー内に置ことにより乾燥す
る方法とするセラミックス粉末の成形方法とした（請求
項１）。成形体の乾燥を、図３に示す如く通気性のある
素材から成る箱内に入れ、それを箱ごとチャンバー内で
乾燥することにより、乾燥によるクラックや変形が起こ
らない。

【０００８】その理由は、チャンバー内の気流はかなり
高速で動いているが、箱を囲んでいる素材がその気流に
対し防風の役割を果たすため、箱内部の空間は無風状態
に保たれ、成形体には直接風が当たることがなく、その
結果、湿度が一定となって成形体の各部分には乾燥速度
の違いがなくなり、クラックや変形が抑えられるものと
思われる。そして、成形体から蒸発した水蒸気で箱内の
空気の湿度が高まるが、その湿度の高い空気と箱外部の
低い湿度の空気とが通気性のある素材を通して交換され
て乾燥され、乾燥が進行する。

【０００９】その乾燥する成形体としては、用いる結合
剤を熱硬化性樹脂とし、成形型を水を吸収しない型とし
て成形した３０ｖｏｌ％以上の水分を含む成形体とした
（請求項２）。先に述べた乾燥は、セラミックス粉末か
ら成る成形体であれば、どのような成形体であっても、
同様の効果があるが、この自硬化により形成される成形
体は、高含水であるので特に効果があり、その水分の含
有率が３０ｖｏｌ％以上であれば、さらに効果がある。

【００１０】その成形体を囲う素材としては、木綿布ま
たはポリエステル布とした（請求項３）。通気性のある
素材であれば何でも構わないが、木綿布またはポリエス
テル布としたのは、これら素材が安価で容易に入手し易
いのでより好ましいことによる。これら素材の通気性の
度合いについては、その度合いが選んだ材料によって異
なっても、チャンバー内の温度・湿度を調節すること
で、乾燥速度を調節することが可能であるので、特に限
定する必要はない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の成形方法をさらに詳しく
述べると、先ずセラミックス粉末として、アルミナ、ジ
ルコニア等の酸化物の他、窒化珪素、サイアロン、炭化
珪素等の非酸化物も構わないので、これら粉末を用意す
る。これら粉末に適宜適切な焼結助剤を添加することは
差し支えない。

【００１２】用意した粉末に、溶媒、分散剤を加え、そ
れに結合剤としてアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を加え
て混合し、スラリーを調製する。溶媒は、熱硬化性樹脂
を溶解するものであれば特に限定するものではないが、
環境安全上及び健康上の配慮を必要とせず、また、有機
溶剤回収装置などの装置を必要としない水が望ましい。
そのスラリーを真空脱泡した後、溶媒を吸収しない成形
体が得られる成形型に注入する。その型を型ごと樹脂が
硬化する温度以上に加熱してスラリーを自硬化させ、そ
の硬化体を脱型し、その成形体を通気性のある素材で囲
った箱内に入れ、その箱を温度・湿度を調節したチャン
バー内に置き、乾燥する。得られた成形体を慣用の方法
で脱脂し、所定の雰囲気、焼成温度、焼成時間で焼結す
る。

【００１３】以上述べた方法でセラミックス粉末を成形
すれば、高水分を含有する成形体であっても乾燥に問題
なく成形することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。

【００１５】（実施例１〜５）（１）セラミックス粉末の成形純度が９９．９９％で平均粒径が０．２μｍのアルミナ
粉末に、結合剤としてアクリル酸エステルを１０ｖｏｌ
％、分散剤としてポリカルボン酸を２ｖｏｌ％、水を３
８ｖｏｌ％添加し、ポットミルで２０時間混合した後、
真空脱泡してスラリーを調製した。得られたスラリーを
表１に示す大きさの成形体が得られるアクリル樹脂型に
注入した後、型ごと７０℃で３時間加熱しスラリーを自
硬化させた。得られた成形体を脱型した後、それを図１
に示す箱内（但し、布は木綿布）に入れ、その箱を表１
に示す温度・湿度に調節したチャンバー内に置き、表１
に示す日数で乾燥した。

【００１６】（２）評価得られた成形体を目視観察し、クラックの有無を調べ
た。また、成形体を図４に示す定盤上に載せ、成形体の
下面端部の浮き上がった高さを測り、反りの大きさを求
めた。それらの結果を表１に示す。

【００１７】（実施例６〜９）純度が９９．５％で平均
粒径が０．６μｍのアルミナ粉末を用いることと、成形
体のアルミナ分、水分、サイズ及び成形体の乾燥条件を
表１の値にした他は実施例１と同様にセラミックス粉末
を成形し、評価した。その結果を表１に示す。

【００１８】（比較例１〜５）比較のために、比較例１
〜５では、脱型した成形体を箱内に入れずにそのままチ
ャンバー内に置き、乾燥した他は実施例１と同様にセラ
ミックス粉末を成形し、評価した。それらの結果を表１
に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかなように、実施例において
は、いずれもクラックは生じておらず、変形も１．５ｍ
ｍ以下であった。このことは、高水分の成形体であっ
て、しかもその成形体のサイズが大型であっても、チャ
ンバー内で問題なく乾燥できることを示している。

【００２１】これに対して比較例１〜４では、クラック
が発生しており、比較例５では、クラックが発生しなか
ったものの、反りが大きく、乾燥に問題があった。

【００２２】

【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる成形方法に
よれば、高水分を含有する成形体であって、しかもその
成形体のサイズが大型であっても、乾燥に問題なく成形
することができるようになった。このことにより、生産
効率を大幅に向上させることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図面１】乾燥用チャンバーを示す図である。

【図面２】成形体への気流の当たりを示す図である。

【図面３】通気性のある素材で囲った箱を示す図であ
る。

【図面４】反りの大きさを測る図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス粉末に溶媒、分散剤それに
結合剤を添加し、混合して調製したスラリーを成形型に
注入して成形した後、その成形体を脱型して乾燥するセ
ラミックス粉末の成形方法において、該乾燥方法が、通
気性のある素材で囲った箱内に前記脱型した成形体を入
れ、その箱を温度・湿度が制御されたチャンバー内に置
くことにより乾燥する方法であることを特徴とするセラ
ミックス粉末の成形方法。
【請求項２】結合剤が、熱硬化性樹脂であり、成形型
が、水を吸収しない型であり、成形体が、３０ｖｏｌ％
以上の水分を含む成形体であることを特徴とする請求項
１記載のセラミックス粉末の成形方法。
【請求項３】通気性のある素材が、木綿布またはポリ
エステル布であることを特徴とする請求項１または２記
載のセラミックス粉末の成形方法。