JPS5841758A

JPS5841758A - セラミツク成型体の製造方法

Info

Publication number: JPS5841758A
Application number: JP56137250A
Authority: JP
Inventors: 坂戸　直行; 北垣　哲郎
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1983-03-11
Also published as: US4496506A; JPS6138141B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はセラミック成型体の製造方法に関するものであ
り、特には成型時のバインダーに関する。

いわゆるセラミックと総称されるものは、その材質、用
途とも極めて多岐にわたっているが、原料として各種フ
ェライト、テタシ酸塩類、アルミナ、コージエライト、
チタニア、カーボランダム、窒化けい素等を用いた場合
は、成型作業性、未焼成成型体の強度、保形性等が不十
分であるため、成形時にバインダーを添加してそれら特
性を向上せしめるのが普通である。

これらセラミックの成型方法は、その材質と用途により
、いくつかの方法があるが、大別すれば湿式法と乾式法
に分類される。この湿式法ではメチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、でん粉などが、また乾式法で
はポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース、アルギン酸などがバインダーとし
て用いられているが、特に前者Φ湿式法ではメチルセル
ロースが、また後者の乾式法ではポリビニルアルコール
がその主流を占めている。

湿式法においては、押出成形の場合、押出し後の未乾燥
成型体の保形性の点から、バインダーとして高粘度のメ
チルセルロースやカルボキシメチルセルロースが用いら
れるが、これらには乾燥後の未乾成型体の強度が不十分
である欠点がある。

でん粉を使用するとさらにこの傾向がはなはだしい。ま
たポリビニルアルコールを用いると、乾燥後の強度は良
好であるが、粘度が低いため、未乾燥体の保形性に劣り
、また押出し物の表面状態が不良である。

この他、非水溶媒を使用した押出し方法もあるが、安全
衛生上の問題とコスト、省資源等の面から不利であり、
一般的ではない。なお、湿式法のうち、テープ成型法で
は粘結力の大きなポリビニルブチラールなどが非水溶媒
系で用いられているが、この場合も非水溶媒であること
による前記不利は免れない。

乾式法では、原料粉末な噴霧乾燥して顆粒状とするに当
ってポリビニルアルコールをバインダーとして添加する
のが普通であるが、霧化性の点で必ずしも満足すべきも
のではなく、このため低重合度物を使用してこの難点を
避けているが、一方で結合力が低くなるという不都合が
ある。メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース
等では粘度が高くなり過ぎて噴霧が困難であり、結合力
も十分ではない。

このように、セラミックの成型に用いられるバインダー
には一長一短があって、完全なものはなく、性能の良好
なバインダーの出現が待望されていた。

本発明者らはかかる技術的課題にかんがみ、鋭意研喚を
重ねた結果、新しいタイプのバインダーを開発し、本発
明を完成した。すなわち、本発明はセラミック成型体の
製造に当り、原料セラミック粉末１００重量部に対し、
バインダーとして炭素数４以上の疎水基を０．０１〜１
０モル％有する変性ポリビニルアルコールを０．１Ａ−
１０富量部使用することを特徴とするセラミック成型体
の製造方法に関するものである。

これを説明すると、前記したように、湿式成型法におい
ては押出し後の未乾燥成型体の保型性が重要であるが、
本発明に用いられる質性ポリビニルアルコールは高粘度
で保型性が大きく、かつ疎水基による滑剤的効果もある
ため、押出しは円滑で成型物の表面も滑らかで良好であ
る。また、乾燥後の成型品の強度は、この変性ポリビニ
ルアルコールが普通のポリビニルアルコールと同様の接
着性、結合力を有しているために極めてすぐれている。

テープ成型法においても変性ボリビ′エルアルコールの
けん化険、重合度を適宜選択することにより、粘結力を
大きくできるので、水溶媒系での成型が可能となる。

乾式成型では、同−粘質とした２きの変性ポリビニルア
ルコールの曳糸性が普通のポリビニルアルコールより小
さいため、霧化性にすぐれており、結合力も強く、添加
量を低鍼することができる。

本発明に使用される変性ポリビニルアルコールは、炭素
数４以上の疎水基を０．０１〜１０モル％含有するもの
とされ、この疎水基が炭素数３以下のものであったり、
またこの含有量が０．０１モル％未満であると、バイン
ダーとして利用するととは可能であっても、普通のポリ
ビニルアルコールを使用した場合とほぼ同様の効果が得
られるにすぎず、前記した著効を得ることができない。

また疎水基の導入量が１０モル％以上になると水に対す
る溶解性が不良となって水溶媒系での使用が困難となる
。

炭素数４以上の疎水基を有する変性ポリビニルアルコー
ルトシては、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニル
エーテル、ラウリルビニルエーテル、セチルビニルエー
テル、ステアリルビニルエーテルなどのアルキルビニル
エーテル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなど
の直鎖脂肪酸ビニルや炭素数′９〜１１の第３級カルボ
ン酸ビニル（商品名ペオバなど）などの高級脂肪酸ビニ
ル、α−ヘキセン、α−オクテン、α−デセン、α−ド
デセン、α−へキサデセン、α−オクタデセンなどの不
飽和炭化水素などの疎水基含有単量体単位を分子中に有
するものが例示されるが、これらは上記単量体と酢酸ビ
ニルとの共重合体なけん化することにより得られる。こ
れらのうちでも特に炭素数８以上の疎水基を有するもの
が望ましく、その場合の疎水基含有量は０．０１〜５モ
ル％の範囲であることが好ましい。

本発明に使用される変性ポリビニルアルコールは前記し
た疎水基のほか、その特性を損わない範囲で他の置換基
を含有していてもよい。特にこれはアセチル基を含むも
のすなわち部分けん化物であってもよく、溶解性の点や
用途によってはむしろ部分けん他愛性ポリビニルアルコ
ールの方が好ましい場合がある。

上記変性ポリビニルアルコールをバインダーとして使用
してセラミック成型体を製造する場合の原料セラミック
粉末としては、例え―アルミナ、シリカ、チタニア、ジ
ルコニア、コージエライト、フォルステライト、チタン
酸塩類、フェライト等の酸化物系のもの、あるいは炭化
けい素、窒化けい素郷の非酸化物系のものなど、あらゆ
るセラミック原料が使用でき、その種類に制限はない。

バインダーとしてのＩ１１″件ポリビニルアルコールの
使用量は、これが少なすぎると添加効果が得られないの
で、セラミック粉末１００１量部当り変性ポリビニルア
ルコールを０．１重量部以上使用することが必要である
。なお、これはバインダーとしての効果が十分に得られ
る程度に止めるべきであり、あまりに多量に加えると得
られるセラミック製品の品質に悪影響が現われるように
なるので、通常は１０１量部以下とされる。

なお、本発明の方法を実施するに当って、原料配合に可
塑剤、溶剤、消泡剤、滑剤等の添加剤を加えることは任
意である。

原料配合物の成型方法および成型物の乾燥、焼成等につ
いては従来と同様にして行えばよく、それらの条件に特
別な制限はない。例えば成型方法としては目的成型体の
種類に応じ押出成型、射出成型、テープ成型、圧縮成型
、鋳込成型、その他公知の各種成型手段が採用される。

また本発明の方法により得られるセラミック成型品は、
誘電体、磁性体、圧電素子、工０基板、ＩＯパッケージ
、絶縁体、触体、断熱材、耐食材、耐摩耗材等従来公知
の用途に何ら制限なく利用することができる。

つぎに具体的実施例をあげる。

実施例　ｌフェライト（Ｃ００−Ｆ＠、Ｏ，）原料粉末１００重置
部に対して、バインダー２０重量％、グリセリン５重量
％および水７５重量％より成る溶液２５重量部を加えて
ニーダで混練後、１６−押出機により直径５−の丸棒状
に混線物を押出した。この丸棒の折り曲げ時の弾性回復
を定性的に測定し保形性を評価した。また、丸棒を１５
０℃１時間乾燥後、適当に切断し、５個間隔の支点で支
持し、中央部に荷重をかけて曲げ破断強度を求めた。そ
の結果を第１表に示す。

〔使用したバインダー〕

０変性ポリビニルアルコールＡ：ステアリルビニルエー
テル０．５モル％含有、けん化度９９．１モル％、重合度１７１０゜０変性ポリビニ
ルアルコールＢ：ステアリルビニルエーテル０．５モル
％含有、けん化度８８．２モル％、重合度１７１Ｏ０ｏ肇性ｄｅ９ビ
ニルアルコールＣ：ベオパ３モル％、イタコン酸２モル
％含有、けん化度９７．４モル％、重合度１５４０゜０変性ポリビニルアルコールＢ：ラウリン酸ビニル１モ
ル％含有、けん化度９０．３モル％、重合度１３７０゜Ｏ変性ポリビニルアルコールＥ：α−ドデセン１モル％
含有、けん化度９９，０モル％、重合度１４３０゜０メトローズ６５８Ｈ−４０００：信越化学工業（株）
製商名、メトキシ基量２９．０重量％、ヒドロキシプロポキシ基量５．９重量％。

０ポバール０−２５：　　信越化学工業ｃ株）製商品名
、重合度２４６０、けん化度９９．３モル％。

第　　　１　　　表実施例　２チタン酸バリウム原料粉末１００重量部に対して、バイ
ンダー１２１１量％、可塑剤５重量％および溶削８３重
量％より成る溶液５０重量部を加えてかくはんし、ベル
ト上に厚さ１．２−に流延して乾燥した。緒特性を調べ
た結果を第２表に示した。

〔使用したバインダー〕

０変性ポリビニルアルコールＰ：ラウツルビニル□　　
　エーテル２モル％含有、けん化度８９．０モル％、重
合度２４２０゜ｏ変性ポリビニルアルコールＧ：ペオパ４モル％□　　
　含有、けん化度９２．０モル％、重合度２０３００第　　　２　　　表実施例　３アルミナ原料粉末１００重量部に対して、バインダー２
．５重量％および水９７．５重量％（ただし実験４１５
とＡ１７についてはバインダー５重量％と水９５１ｉ量
％の水溶液として添加）からなる溶液６０重量部を加え
てかくはんし、こうして得たスラリーを噴霧乾燥機によ
り顆粒状とし、これを用いて１ＯＸ３０Ｘ２閣にプレス
成型した。緒特性を調べた結果を第３表に示した。

〔使用したバインダー〕

ｏ　ｔ’　Ｉｌｐ　ｄｃリビニルアルコールＨ：ステア
リルビニルエーテル０．５モル％含有、けん化度８７．７モル％、重合度（７４０゜０変性ポリビニルアルコールＩニステアツルビニルエー
テル０．５モル％含有、けん化度９８．４モル％、重合度７４０゜０貸性ポリビニルアルコールＪ：ラフリン酸ビニル０．
８モル％含有、けん化度８８．２モＪｌ／％、重合度１０１０゜０ポパールＣ＋
−１７：　　信越化学工業ｃ株）製陶品名、重合度１７
００．けん化度９８．６モル％。

ＯポパールＰＡ、−０５：信越化学工業（株）製陶品名
、重合度５３０、けん化度８８．１干ル％。

０メトローズ６０８１（−５０：信越化学工１（株）製
陶品名、メトキシ基量３０．１重量％、ヒドロキシプσボキシ基量８．４重量％。

第３表 ※１：バインダー５重量％の水溶液として添加秦黛：曳
糸性あり ※Ｓ：成型品表面にはん点あり手続補正書昭和５６年１１月４　日特許庁長官　島田春樹　殿１、事件の表示昭和５６年特許願第１３７２！＄０号２、発明の名称セラミックｇ型体の製造方法３、補正をする者事件との関係特許出願人名称　（２０６）信越化学工業株式会社４、代　理　人明細書

Claims

【特許請求の範囲】１、　セラミック成型体の製造に壽り、原料セラミック
粉＊Ｘ　ＯＯ重量部に対し、バインダーとして炭素数４
以上の疎水基を０．０１〜１０モル％有する変性ポリビ
ニルアルコールｔ’ｏ、Ｉ　Ａ−１０重量部使用するこ
とを特徴とするセラミック成型体の製造方法２、前記変性ポリビニルアルコールの疎水基が炭素数８
以上のものである特許請求の範囲第１項記載の製造方法３、　前記変性ポリビニルアルコールが、酢酸ビニルと
アルキルビニルエーテルとの共重合体のけん化物である
特許請求の範囲１１Ｈ項記載の製造方法４、前記変性ポリビニルアルコールが、酢酸ビニルと高
級脂肪酸ビニルエステルとの共重合体のけん化物である
特許請求の範囲第１項記載の製造方法けん化物である特許請求の範囲第１項記載の製造方法