JPH1199510A - グリーン体の製造方法 - Google Patents

グリーン体の製造方法

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JPH1199510A
JPH1199510A JP10178706A JP17870698A JPH1199510A JP H1199510 A JPH1199510 A JP H1199510A JP 10178706 A JP10178706 A JP 10178706A JP 17870698 A JP17870698 A JP 17870698A JP H1199510 A JPH1199510 A JP H1199510A
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acid
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JP10178706A
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David William Whitman
デービッド・ウイリアム・ホイットマン
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Rohm and Haas Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された湿潤強度を有する半湿潤グリーン
体の製造方法の提供。 【解決手段】 (a)(i)セラミック材料、冶金材
料、及びそれらの混合物から選ばれた粒状材料と、(i
i)重合単位として少なくとも10重量%の一つ又はそ
れ以上のモノエチレン性不飽和酸、その塩又は酸無水物
を含み、更に少なくともCの飽和又は不飽和アルキル
鎖を有する疎水部分を重合鎖当り平均で1個より多く含
む、少なくとも50,000の分子量を有する少なくと
も一つのポリマーバインダーとを混合して半湿潤粉末を
生成し、そして(b)前記半湿潤粉末をプレスしてグリ
ーン体を生成することを含む、改良された湿潤強度を有
するプレスされた半湿潤グリーン体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は粒状材料からグリーン体(gre
en body)を製造する方法に関する。より詳しく
は、本発明は選ばれたバインダーを使用してグリーン体
を製造する半湿式プレス法に関する。これら選ばれたバ
インダーを使用して製造されたグリーン体は改良された
湿潤強度を有する。
【0002】ここで使用されるとき、用語「粒状材料
(particulate material)」はセ
ラミック材料、冶金材料、及びそれらの組合せを意味す
る。
【0003】セラミック製品及び冶金製品の製造におい
ては、粉末又はペーストの形態の粒状材料を加圧して
「グリーン体」として知られるものを生成し、それか
ら、グリーン体を焼結して最終製品にする。粒状材料を
圧縮して又は高圧に曝してグリーン体を生成する方法に
はプレス、押出、ロール圧縮及び射出成形が包含され
る。プレス法には乾式プレス、アイソスタティックプレ
ス(isostatic pressing)、及び半
湿式プレス(semi−wet pressing)が
包含される。これら方法を使用して、グリーン体を多様
な形状及びサイズで製造できる。
【0004】セラミック材料はしばしば、クロマトグラ
フ用媒体、研削用助剤、研磨剤、触媒、吸着剤、電子部
品、建築部材、耐火性部材、及び機械部品として有効
な、軽量で、強く、耐熱性かつ耐薬品性の製品を製造す
るのに使用される。冶金材料はしばしば、機械部品、電
気部品、及び工具を製造するのに使用される。セラミッ
ク材料を冶金材料と組み合わせて「サーメット(cer
met)」として知られるものを生成し、同様の製品を
製造できる。
【0005】グリーン体の性質は一般に最終製品の性質
に影響する。例えば、グリーン体の密度(「グリーン密
度(green density)」) が低すぎる
と、最終製品の機械的性質、例えば、硬度は減少するで
あう。グリーン体の強度(「グリーン強度(green
strength)」)が低すぎると、グリーン体の
加工及び取扱が困難又は不可能になる。更に、グリーン
体が非乾燥前駆体材料から (例えば、半湿式プレスによ
って)生成される場合には、グリーン体は焼結が行われ
る前に様々な乾燥ステージを通過する。初期ステージ中
のグリーン体の強度(「湿潤強度(wet stren
gth)」)も、最終製品の加工に影響する。グリーン
体の湿潤強度が低すぎると、グリーン体が焼結前にその
形状を維持すること及びグリーン体を取り扱うことが難
しくなる。従って、改良された湿潤強度を有するグリー
ン体を提供することが望ましい。
【0006】加工助剤としてバインダーを使用してセラ
ミックグリーン体のグリーン強度を増加させる方法は公
知である。例えば、ポリビニルアルコール(「PV
A」)及びポリエチレングリコール(「PEG」)はセ
ラミックグリーン体のグリーン強度を増加させることが
知られている。これらバインダーはセラミックグリーン
体のグリーン強度を増加させことにおいて幾らかは有効
である。しかしながら、PEG及びPVAは幾つかの欠
点をかかえている。PEGは特別に良好なグリーン強度
をもたらすわけではなく、かつ劣った湿潤強度を有す
る。PVAは許容できるグリーン強度をもたらすが、グ
リーン密度を低下させ、かつ劣った湿潤強度を有する。
【0007】もう一つの慣用されているバインダーはリ
グノスルホネートである。リグニンスルホネート及びス
ルフィットリグニンとしても知られるリグノスルホネー
トは一般に、グリーン体の取扱を可能にするのに十分な
グリーン強度を与える。しかしながら、リグノスルホネ
ートは他の欠点をかかえている。例えば、セラミック製
品がリグノスルホネートを使用して製造された場合に
は、セラミックを焼いたときに高レベルの硫黄副生物を
放出する。有害な硫黄副生物を減少させ、またはこれを
なくしながら性能を維持又は改良するバインダーによっ
てリグノスルホネートを置き換えることが望ましい。更
に、リグノスルホネートは加工中の通常の取扱に耐える
のに十分な湿潤強度を常に与えるわけではない。
【0008】ウー(Wu)の米国特許第5,401,695
号には、上記欠点を克服して乾式プレス法により生成さ
れるセラミック製品のグリーン強度を改良するためのポ
リマーバインダーの使用が開示されている。ウーは重合
単位として少なくとも20重量%の一つ又はそれ以上の
モノエチレン性不飽和酸又はその塩を含む低分子量ポリ
マーの使用を教示している。ウーによって開示された発
明は改良されたグリーン強度をもたらすが、ウーはグリ
ーン体の湿潤強度を改良するという課題を解決するには
至っていない。
【0009】本発明は上記の公知の方法における課題を
解決しようとするものである。本発明は、(1)プレス
ステージ中での良好な型離型性を与え、(2)グリーン
体に改良された湿潤強度を付与し、(3)グリーン体に
高いグリーン密度を与え、(4)空気中で清浄に燃焼
し、かつ(5)窒素中での燃焼残留物の放出が少ない、
ポリマーの添加剤を使用するセラミックグリーン体の製
造方法を提供するものである。
【0010】本発明の第一の態様においては、(a)
(i)セラミック材料、冶金材料、及びそれらの混合物
から選ばれた粒状材料と、(ii)重合単位として少な
くとも10重量%の一つ又はそれ以上のモノエチレン性
不飽和酸、その塩又は酸無水物を含み、更に少なくとも
の飽和又は不飽和アルキル鎖を有する疎水部分を重
合鎖当り平均で1個より多く含む、少なくとも50,0
00の分子量を有する少なくとも一つのポリマーバイン
ダーとを混合して半湿潤粉末を生成し、そして(b)前
記半湿潤粉末をプレスしてグリーン体を生成することを
含む、改良された湿潤強度を有するプレスされた半湿潤
グリーン体の製造方法が提供される。
【0011】本発明の第二の態様においては、上記方法
によって製造された改良された湿潤強度を有するプレス
された半湿潤グリーン体が提供される。
【0012】本発明に適する粒状材料は(1)酸化物、
窒化物及び炭化物セラミックス(例えば、アルミナ、窒
化アルミニウム、シリカ、珪素、炭化珪素、窒化珪素、
サイアロン(sialon)、ジルコニア、窒化ジルコニウム、
炭化ジルコニウム、ホウ化ジルコニウム、チタニア、窒
化チタン、炭化チタン、チタン酸バリウム、ホウ化チタ
ン、窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、ホウ
化タングステン、酸化錫、酸化ルテニウム、酸化イット
リウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、セラミッ
ク超伝導体) 及びそれらの組合せ; (2)金属、及びそ
の混合物又は合金(例えば、鉄、ニッケル、銅、タング
ステン、チタン、ステンレス鋼、ブロンズ、及び金属超
伝導体); 及び(3)セラミック材料と冶金材料の組合
せ; を包含する。粒状材料のモルホロジーはクリティカ
ルではないが、好ましくはほぼ球形である。
【0013】本発明に適するポリマーバインダーは重合
単位として少なくとも10重量%の一つ又はそれ以上の
モノエチレン性不飽和酸、その塩又は酸無水物を含むポ
リマーである。モノエチレン性不飽和酸はモノ酸、ジ酸
又はポリ酸であることができ、そして酸はカルボン酸、
スルホン酸、ホスホン酸、それらの塩又は組合せであっ
てもよい。適するモノエチレン性不飽和酸は例えば、ア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、及
びそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩である。
適するモノエチレン性不飽和ジカルボン酸及びシス‐ジ
カルボン酸の酸無水物は例えば、マレイン酸、無水マレ
イン酸、1,2,3,6‐テトラヒドロフタル酸無水
物、3,6‐エポキシ‐1,2,3,6‐テトラヒドロ
フタル酸無水物、5‐ノルボルネン‐2,3‐ジカルボ
ン酸無水物、ビシクロ [2.2.2] ‐5‐オクテン‐
2,3‐ジカルボン酸無水物、3‐メチル‐1,2,6
‐テトラヒドロフタル酸無水物、2‐メチル‐1,3,
6‐テトラヒドロフタル酸無水物、イタコン酸、メサコ
ン酸、フマル酸、シトラコン酸、2‐アシルアミド‐2
‐メチルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、アリ
ルホスホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、2‐
ヒドロキシ‐3‐(2‐プロペニルオキシ)プロパンス
ルホン酸、イソプロペニルホスホン酸、ビニルホスホン
酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、及びそれ
らのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩である。最も好
ましくは、一つ又はそれ以上のモノエチレン性不飽和酸
はアクリル酸、メタクリル酸又はそれらのアルカリ金属
塩である。一つ又はそれ以上のモノエチレン性不飽和酸
は全モノマー重量の少なくとも約10重量%、好ましく
は全モノマー重量の少なくとも約40重量%の量で存在
する。
【0014】本発明のポリマーはさらに平均で鎖当り少
なくとも1個の疎水部分を含む。用語「疎水部分(hy
drophobe)」は、本明細書においては、少なく
ともCの飽和又は不飽和アルキル鎖を意味する。本発
明の記述のためには、疎水部分は(1)少なくともC
の飽和又は不飽和アルキル鎖を含有するモノマー、及び
(2)少なくともCの飽和又は不飽和アルキル鎖を含
有するモノマーのブロックを包含する。好ましい疎水部
分は少なくともC12である。鎖当りの疎水部分の平均
数は、ポリマーの分子量にポリマー中の疎水部分の%を
掛け、それからこの結果を疎水部分の分子量で割ること
によって算出できる。例えば、分子量1234の疎水性
モノマーを10%含有する分子量750,000のポリ
マーは鎖当り平均61個の疎水部分を有するはずであ
る。
【0015】適する疎水部分は、例えば、次のものであ
る: (1)Z‐R 但し、RはC〜C30の範囲の中で選ばれた飽和又は
不飽和アルキルであり、そしてZは(メタ)アクリレー
ト、スチリル又はビニルのような重合可能な基である; (2)R‐(EO)x‐Z 但し、RはC〜C30の範囲の中で選ばれた飽和又は
不飽和アルキルであり、Zは(メタ)アクリレート、ス
チリル又はビニルのような重合可能な基であり、そして
EOはCHCH‐Oである; (3)R‐(PO)x‐Z 但し、RはC〜C30の範囲の中で選ばれた飽和又は
不飽和アルキルであり、Zは(メタ)アクリレート、ス
チリル又はビニルのような重合可能な基であり、そして
POはCHCHCH‐Oである;及び (4)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン
オキシド又はポリマー鎖中の疎水性セグメントを形成す
る類似物質のような、疎水性モノマーのブロック。
【0016】加えて、本発明のポリマーは重合単位とし
て、一つ又はそれ以上のモノエチレン性不飽和酸非含有
モノマーを含有してもよい。適するモノエチレン性不飽
和酸非含有モノマーはアクリル酸又はメタクリル酸のC
〜Cアルキルエステル、例えば、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル及
びメタクリル酸イソブチル; アクリル酸又はメタクリル
酸のヒドロキシアルキルエステル、例えば、アクリル酸
ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、メ
タクリル酸ヒドロキシエチル及びメタクリル酸ヒドロキ
シプロピルを包含する。その他のモノエチレン性不飽和
酸非含有モノマーはアクリルアミド及びアルキル置換ア
クリルアミドであり、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N‐tert‐ブチルアクリルアミド、N‐メチル
アクリルアミド、及びN,N‐ジメチルアクリルアミド
を包含する。モノエチレン性不飽和酸非含有モノマーの
その他の例はアクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アリルアルコール、ホスホエチルメタクリレート、2‐
ビニルピリジン、4‐ビニルピリジン、N‐ビニルピロ
リドン、N‐ビニルホルムアミド、N‐ビニルイミダゾ
ール、酢酸ビニル、及びスチレンを包含する。使用され
る場合、一つ又はそれ以上のモノエチレン性不飽和酸非
含有モノマーは全モノマー重量の約80重量%未満、好
ましくは全モノマー重量の約70重量%未満の量で存在
する。
【0017】所望ならば、多エチレン性不飽和化合物を
重合中に組み入れることが可能である。多エチレン性不
飽和化合物は架橋剤として作用し、そしてより高い分子
量のポリマーの生成をもたらす。
【0018】本発明に有効なポリマーは重量平均分子量
(「Mw」)が好ましくは少なくとも50,000、よ
り好ましくは約100,000以上、そして最も好まし
くは150,000以上である。約50,000未満の
分子量では、ポリマーは一般に湿潤強度を向上させるバ
インダーとして十分に機能しない。ここで言及する分子
量はゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される。
【0019】約50,000より上のMwを有するポリ
マーは一般に高分子量ポリマーとされている。高分子量
ポリマーを製造する幾つかの手法が当業者に知られてい
る。ポリマーはたとえば、乳化重合、溶液重合、塊状重
合、及び懸濁重合によって生成される。開始剤の選択及
び量、プロセス条件(温度、圧力、供給量、攪拌)、p
Hなどのような重合条件は当業者には既知である。
【0020】重合単位として2%〜50%の一つ又はそ
れ以上のモノエチレン性不飽和酸を含有するポリマーを
得るには、乳化重合が好ましい方法である。エマルジョ
ン中には、例えば潤滑剤や焼結助剤のような任意的な添
加物が存在してもよい。
【0021】本発明に有効なポリマーは一般に、エマル
ジョンの全重量を基準にして重量で約20%〜約70
%、好ましくは約25%〜約65%のポリマー固形分量
で製造される。ポリマーは固体で使用されてもよいが、
好ましくは水性エマルジョン又は溶液で使用される。
【0022】本発明の一つ又はそれ以上の粒状材料と一
つ又はそれ以上のポリマーバインダーはボールミル又は
機械的攪拌のような任意の公知手段によって混合されて
混合物を生成する。代表的な配合は約0.1〜約10%
のバインダー、約1〜約15%の水(又はその他の溶
剤)、及び約90%の粒状材料である。より好ましく
は、典型的な半湿潤配合物は、約0.25〜約5%のバ
インダー、約2〜約10%の水(又はその他の溶剤)及
び約90%の粒状材料を含有する。最も好ましくは、典
型的な半湿潤配合物は、約0.5〜約3%のバインダ
ー、約3〜約7%の水(又はその他の溶剤)及び約90
%の粒状材料を含有する。
【0023】加えて、混合物は一つ又はそれ以上の公知
の加工助剤又はその他の公知の添加物を含有してもよ
い。公知の加工助剤及び添加物は、例えば、他のバイン
ダー、可塑剤、分散剤、潤滑剤、焼結助剤、及び泡抑制
剤を包含する。例えば、水、ポリエチレングリコール及
びアルキルアルコールは既知の可塑剤である。使用され
る場合には、一つ又はそれ以上の公知の加工助剤又はそ
の他の公知の添加物は一つ又はそれ以上のセラミック粒
子の重量を基準にして重量で約15%以下の量で、好ま
しくは約0.1%〜約10%の量で存在することができ
る。
【0024】セラミックグリーン体を生成するために
は、セラミック前駆体混合物が配合され、そして圧縮さ
れる。圧縮して又はセラミック材料を加圧してセラミッ
クグリーン体を生成する方法は、プレス、押出、ロール
圧縮、及び射出成形を包含する。プレス法は乾式プレ
ス、アイソスタティックプレス、及び半湿式プレスを包
含する。好ましくは、セラミックグリーン体はセラミッ
ク混合物から室温で平方センチメートル当り少なくとも
約0.3メートルトンの圧力でプレスすることによって
形成される。
【0025】グリーン体にミル処理、ドリル処理、粉
砕、切断又はその他の公知の機械的加工をする前に、グ
リーン体をコンディショニングすることが望ましい。グ
リーン体のコンディショニングは微量の水、可塑剤又は
その他添加物の除去をもたらすであろう。グリーン体は
それらを室温に放置することによってコンディショニン
グされてもよいが、好ましくは、約30℃〜約300℃
の、より好ましくは約40℃〜約200℃の高温に曝す
ことによってコンディショニングされる。温度に応じ
て、グリーン体は一般に約5分〜約5日又はそれ以上の
間コンディショニングされる。
【0026】最終セラミック製品を生成するためには、
グリーン体は焼かれるか又は焼結される。セラミックグ
リーン体を焼結して最終セラミック製品にするのに必要
な好ましい温度及び時間はセラミックグリーン体を製造
するのに使用されるセラミックのタイプに一部依存す
る。一般に好ましいのはセラミックグリーン体を少なく
とも約800℃の温度に、最も好ましくは約1,000
℃〜約2,000℃の温度に、好ましくは約5分〜約5
時間の間、最も好ましくは約10分〜約60分の間の加
熱することによってセラミックグリーン体を焼結して最
終セラミック製品を造ることである。
【0027】本発明のポリマーバインダーを使用するに
は、一般に、半湿潤粉末のpHが少なくとも8.5であ
ることが好ましい。pHが8.5未満である場合には、
ポリマーバインダーが溶解又は膨潤せず、そしてグリー
ン強度及び可塑性が或る種の用途には許容されないもの
となるであろう。生成されたときの半湿潤粉末のpHが
8.5未満である場合には、有機又は無機の塩基の添加
によってpHを高くしてもよい。例えば、有効な有機塩
基は2‐アミノ‐2‐メチル‐1‐プロパノール及びそ
の他のアミンを包含する。本発明のために所望のpHレ
ベルを得るのに有効な無機塩基は水酸化アンモニウム、
水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ム、及びその他のアルカリ金属の水酸化物を包含する。
【0028】半湿潤粉末の製造 表1に分析されているグリーン体を生成するのに使用さ
れた半湿潤粉末は次のように製造した:
【0029】10mm以下の粒子サイズの炭化珪素10
0gをビーカーの中に秤量した。炭化珪素に、所定の重
量割合のバインダーをもたらすのに十分な量のバインダ
ー材料を加え、そして1分間スパチュラで混ぜた。それ
から、炭化珪素/バインダーの混合物に所定の重量割合
の水をもたらすのに十分な量の水を加え、そしてスパチ
ュラで3分間混ぜた。本発明のバインダーを使用して半
湿潤粉末が製造されたら、半湿潤粉末のpHを調節して
バインダーの性能を最適化した。そのようになされるp
H調節は通常、得られる粉末のpHが8.5を越えるよ
うに十分な水酸化アンモニウム又は2‐アミノ‐2‐メ
チル‐1‐プロパノールの添加を必要とした。それか
ら、上記混合物を密封プラスチックバッグに入れて平衡
化させた(通常、一晩)。
【0030】グリーン強度及びグリーン密度の評価 各々の半湿潤粉末につき30gのサンプルを3つ秤量し
た。30gの各サンプルを直径2.86cmの円筒ダイ
の中に入れた。それから、ダイをカルバー(Carve
r)プレス機に設置し、そして0.4メートルトン/平
方cmで1秒間圧縮した。ダイから圧力を開放し、そし
て1.0メートルトン/平方cmで3秒間再圧縮してグ
リーン体を生成した。
【0031】セラミックグリーン体の湿潤強度は直径方
向圧縮試験(diametal compressio
n test)を使用して湿潤引張強さを測定すること
によって評価した。湿潤引張強さは次の式によって算出
される:
【0032】
【数1】
【0033】式中、σF は引張強さであり、pは適用さ
れた破壊点荷重であり、Dはサンプルの直径であり、そ
してLはサンプルの厚さである。直径方向圧縮試験はサ
ンプルが破壊される迄0.013cm/分の荷重速度で
操作される50ポンド電子フォースゲージ(elect
ronic force gauge)(アメテック
(Ametek)から入手可能)を備えつけたソイルテ
スト(Soiltest)(登録商標)G‐900バー
サ‐ローダー(Versa−loader)を使用して
破壊点荷重を測定するように行われた。下記の表に報告
されている湿潤強度は少なくとも3つの測定の平均であ
り、kPaで報告された。
【0034】下記の表に報告されているセラミックグリ
ーン体の密度は4つの測定の平均に基づく密度である。
グリーン密度は次のようにして算出された:
【0035】密度(測定値)=質量/体積
【0036】式中、密度(測定値)は湿潤密度であり、
そして下記表には立方センチメートル当りのg数(「g
/cm3 」)の単位で報告されている。
【0037】下記表に現れる次のポリマーは上記手順に
従って製造された炭化珪素の半湿潤粉末のためのバイン
ダーとして評価された。ポリマーは次の組成及び性質を
有していた:
【0038】ポリマーA 重量平均分子量3,500のポリアクリル酸 ポリマーB 重量平均分子量10,000のポリアクリル酸 ポリマーC 重量平均分子量50,000のポリアクリル酸 ポリマーD 重量平均分子量200,000のポリアクリル酸
【0039】ポリマーE 78,000の重量平均分子量を有する、34.5重量
%のアクリル酸エチルヘキシルと55重量%のメタクリ
ル酸メチルと2.5重量%のスチレンと8重量%のメタ
クリル酸の共重合体
【0040】ポリマーF 1,000,000より高い重量平均分子量を有する、
60重量%のアクリル酸エチルと40重量%のメタクリ
ル酸と0.22重量%のフタル酸ジアリルの共重合体
【0041】ポリマーG 1,000,000より高い重量平均分子量を有する、
35重量%のアクリル酸エチルと65重量%のメタクリ
ル酸の共重合体
【0042】ポリマーH 1,000,000より高い重量平均分子量を有する、
50重量%のアクリル酸エチルと17重量%のメタクリ
ル酸メチルと33重量%のメタクリル酸の共重合体
【0043】ポリマーI 600,000の重量平均分子量を有する、50重量%
のアクリル酸エチルと45重量%のメタクリル酸と3.
75重量%の下記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
20−R (但し、RはC16〜C18の線状疎水部分である)と
1.25重量%の下記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
23−R (但し、RはC12〜C14の線状疎水部分である)の
共重合体
【0044】ポリマーJ 750,000の重量平均分子量を有する、50重量%
のアクリル酸エチルと40重量%のメタクリル酸と10
重量%の下記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
20−R (但し、RはC16〜C18の線状疎水部分である)の
共重合体
【0045】ポリマーK 61,300の分子量を有する、45重量%のアクリル
酸エチルと40重量%のメタクリル酸と15重量%の下
記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
23−R (但し、RはC12〜C14の線状疎水部分である)と
0.8重量%のn‐ドデシルメルカプタンの共重合体
【0046】ポリマーL 168,500の分子量を有する、58重量%のアクリ
ル酸エチルと40重量%のメタクリル酸と2重量%の下
記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
23−R (但し、RはC12〜C14の線状疎水部分である)と
0.4重量%のn‐ドデシルメルカプタンの共重合体
【0047】ポリマーM 1,000,000より高い分子量を有する、58重量
%のアクリル酸エチルと40重量%のメタクリル酸と2
重量%の下記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
20−R (但し、RはC16〜C18の線状疎水部分である)の
共重合体
【0048】ポリマーN 249,000の分子量を有する、50重量%のアクリ
ル酸エチルと40重量%のメタクリル酸と10重量%の
下記構造の疎水部分 CH=C(CH)(CO)−(CHCHO)
20−R (但し、RはC16〜C18の線状疎水部分である)と
0.2重量%のn‐ドデシルメルカプタンの共重合体
【0049】
【表1】
【0050】サンプル1〜3は、ウーによって米国特許
第5,401,695号明細書第6欄37〜66行に開
示された通りのバインダーを同第4欄1〜7行に記載さ
れた通りの好ましい分子量範囲で使用して製造されたグ
リーン体の性能を示す。得られたグリーン体の密度は良
好であるが、湿潤強度は許容できないほど低い。
【0051】サンプル4〜6は、サンプル1〜3の分子
量より高いがそれでもなおウーの好ましい範囲内の分子
量を有する、ウーによって開示された通りのバインダー
を使用して製造されたグリーン体の性能を示す。得られ
たグリーン体の密度は良好であるが、湿潤強度はサンプ
ル1〜3のそれより低い。
【0052】サンプル7〜9は、ウーによって開示され
た通りの組成を有するがウーの好ましい範囲より高い分
子量を有するバインダーの性能を示す。密度は良好であ
るが、湿潤強度はサンプル1〜3より低い。
【0053】サンプル10〜12は、ウーによって開示
された通りの、しかしサンプル7〜9のそれより高い分
子量を有するバインダーの性能を示す。これらサンプル
の密度は良好であるが、湿潤強度はやはりサンプル1〜
3より低い。
【0054】サンプル4〜12は、ウーによって開示さ
れた通りのバインダーの分子量を増加させることは半湿
潤混合物からプレスされたグリーン体の湿潤強度を増加
させるという目標を満足させるには不十分であることを
示している。
【0055】サンプル16〜18は、ウーによって開示
された通りの組成を有するが極めて高い分子量を有する
バインダーの性能を示している。これら3種のポリマー
の分子量は高過ぎて正確に測定できないが、それらの分
子量は相対的にI<H<Gの順序で増加すると考えられ
る。これらサンプルの湿潤強度は同じ順序で増加し、十
分に高い分子量でも分子量の更なる増加が湿潤強度を改
良できることを示唆する。しかしながら、これらバイン
ダーは半湿潤混合物からプレスされたグリーン体の湿潤
強度を増加させるという目標をやはり満足させない。
【0056】サンプル13〜15は、本発明の範囲の分
子量を有し且つ鎖当り少なくとも1個の疎水部分を包含
するが、モノエチレン性不飽和酸が10%未満であるバ
インダーの性能を示す。得られたプレスされたグリーン
体の密度は良好であるが、湿潤強度が劣る。
【0057】サンプル19〜28は、本発明にかかるバ
インダーの性能を示す。これらサンプルでは、湿潤強度
がほとんどの場合に劇的に増加しながら、密度の値が望
ましい範囲にとどまっている。
【0058】サンプル29〜32は、グリーン体におけ
る湿潤強度及び密度に対する分子量及び疎水部分含量の
関係を示す。呈示されたサンプルはそれぞれのバインダ
ー組成にとっての最適化された配合を代表するわけでは
ないが、それらグリーン体の相対性能は最適化されたも
のと同様であると思われる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)(i)セラミック材料、冶金材
    料、及びそれらの混合物から選ばれた粒状材料と、 (ii)重合単位として少なくとも10重量%の一つ又
    はそれ以上のモノエチレン性不飽和酸、その塩又は酸無
    水物を含み、更に少なくともCの飽和又は不飽和アル
    キル鎖を有する疎水部分を重合鎖当り平均で1個より多
    く含む、少なくとも50,000の分子量を有する少な
    くとも一つのポリマーバインダーとを混合して半湿潤粉
    末を生成し、そして(b)前記半湿潤粉末をプレスして
    グリーン体を生成することを含む、改良された湿潤強度
    を有するプレスされた半湿潤グリーン体の製造方法。
  2. 【請求項2】 一つ又はそれ以上の有機又は無機の塩基
    を粒状材料及びポリマーバインダーと混合して半湿潤粉
    末を生成することをさらに含む、請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 粒状材料がアルミナ、窒化アルミニウ
    ム、シリカ、珪素、炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、
    ジルコニア、窒化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、ホ
    ウ化ジルコニウム、チタニア、窒化チタン、炭化チタ
    ン、チタン酸バリウム、ホウ化チタン、窒化ホウ素、炭
    化ホウ素、炭化タングステン、ホウ化タングステン、酸
    化錫、酸化ルテニウム、酸化イットリウム、酸化マグネ
    シウム、酸化カルシウム、セラミック超伝導体、カーボ
    ン、鉄、ニッケル、銅、タングステン、チタン、金属超
    伝導体、又はそれらの組合せから選ばれる、請求項1の
    方法。
  4. 【請求項4】 一つ又はそれ以上のモノエチレン性不飽
    和酸、その塩又は酸無水物がモノエチレン性不飽和カル
    ボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、それらの塩又は酸無
    水物から選ばれる、請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 ポリマーバインダーが少なくとも10
    0,000の分子量を有する、請求項1の方法。
  6. 【請求項6】 ポリマーバインダーが少なくとも50
    0,000の分子量を有する、請求項1の方法。
  7. 【請求項7】 疎水部分が少なくともC12の飽和又は
    不飽和アルキル鎖から選ばれる、請求項1の方法。
  8. 【請求項8】 請求項1の方法によって製造されたプレ
    スされた半湿潤グリーン体。
  9. 【請求項9】 請求項6の方法によって製造されたプレ
    スされた半湿潤グリーン体。
  10. 【請求項10】 請求項7の方法によって製造されたプ
    レスされた半湿潤グリーン体。
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