JPS5899171A - 射出成形に適したセラミックス組成物 - Google Patents

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、極めて複雑な形状を有する生成形体を容易に
かつ高精度に製造することのできる射出成形に適した非
酸化物セラえツクス組成物およびその組成物を使用して
なる非酸化物セラミックス焼結体の製造方法に関するも
のである。

最近、電子工業、原子力、工業、高温工業などの各種の
分野における工業技術の発展に伴って材料に要求される
性能は益々苛酷になっている。そのためセラミックスの
分野においても従来知られた酸化物以外の、機械的、熱
的、電気的、化学的性質等に優れた非酸化物セラミック
スへの関心が高まっている〇 前記非酸化物上うえツクスに期待される主な用達はガス
タービン部品、高温熱交換器のような苛酷な条件下で使
用される高温構造材あるいはケミカルポンプ部品、エン
ジン部品、メカニカルシール等の着しい腐食や摩耗を受
ける条件下で使用される耐食耐摩耗性材料等が挙げられ
るが、いずれも複雑な形状でかつ寸法精度に優れたもの
が要求されている、。

前述の如き複雑な形状でかつ寸法精度に優れた非鹸化物
セラミックスの製造方法としては、あらかじめ成形した
生成形体を焼結する方法、すなわち常圧焼結法あるいは
反応焼結法が有利である。

前記生成形体を成形する手段としては、射出成形法、ト
ランスファー成形法、スリップキャスティング法（鋳込
み成形法）、乾式または湿式加圧プレス法、ラバープレ
ス法および押し出し成形法等が一般に知られている。

このうち、射出成形法は極めて複雑で、寸法精度の優れ
た生成形体を大量にかつ迅速に繰り返し製造することが
でき、しかも仕上げ工程としての機械加工を殆ど必要と
しない極めて有利な方法であり、従来、射出成形法によ
るセラミックス焼結体の製造方法が種々報告されている
。

例えば、特公昭５／−１９１７０号公報に、廟栗原料ｉ
ｏｏ部に対して有機添加物として熱可塑性樹脂であるア
タックチックポリプロピレンｊ−Ｊ部と滑剤および可塑
剤をそれぞれ５部以下添加して射出成形用材料とする射
出成形用組成物が開示されている。

しかしながら、前記発明で使用”されるアタックチック
ポリプロピレンは揮発分−解温度が比較的高！く、酸化
性雰囲気中で脱脂処理を行なうことが不適当な非酸化物
セラミックスに適用する場合には比較的高温で脱脂処理
しなければならず、しかも脱脂に要する時間が著しく長
くなる欠点を有している。

例えば、米国特許＃！り、コ、？Ｊ　、　Ｊｊ４号公報
に炭化物セラミックス粉末を射出成形法によって成形し
、焼結体を製造する方法が開示されている。前記公報記
載の方法は熱可塑性樹脂としてスチレン、ポリスチレン
、スチレン誘導体を使用する方法であり、また成形時に
おける射出圧力の好適範囲は約＊ｚｏｏ　　〜　ヂｏｏ
ｏ　　ｐｓｉ　　（約　４９７．１　〜　／、、７デｊ
　　Ｊ９／ｃｄ　）　　と比較的高い圧力を必要とする
方法である。

しかしながら、上述の如き高い圧力でもって生成形体を
成形すると、射出成形機や金型の摩耗が着しく、寿命が
短かくなるばかりでなく、焼結体に不純物が混入する等
の欠点がある。

前述の如き欠点を除去する方法としては熱可塑性１１脂
、潤滑剤あるいは可塑剤等の有機質材料の添加量を増加
することによってセラミックス組成物の成形性を向上さ
せる方法が一般的に考えられるが、前記有機質材料の添
加量を増加すると、有機質材料に要する費用が増大する
ばかりでなく、脱脂処理に要する時間が着しく長くなり
、さらに説脂処塙後の生成形体密度が低くなるため高密
度の焼結体を得ることが困難となり実用的ではない。

本発明は、非酸化物セラミックス粉末を射出成形手段に
よって成形し、焼結体を製造する従来方法において、前
述の如き欠点を解決することを目的とするものであり、
本発明によれば、比較的少菫でも成形性を着しく２向上
させることのできる驚くべき効果を発揮する熱可塑性樹
脂を使用し射出成形に遺した非酸化物セラミックス組成
物およびその組成物を使用してなる非酸化物セラミック
ス焼結体の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

本発明によれば、主として非酸化物セラミックス粉末と
必要により添加される焼結助剤と熱可塑性樹脂と潤滑剤
と必要により添加される可塑剤とからなる組成物におい
て、前記潤滑剤と可塑剤は通常射出成形において使用さ
れるものであり、熱゛回層性樹脂は主としてアクリル酸
、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから選ば
れる少なくともｌｉｍの重合体であることを特徴とする
射出成形に適したセラミックス組成物およびその組成物
を使用してなる非酸化物セラミックス焼結体の製造方法
によって前記目的を達成することができる。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、射出成形に適した非酸化物セラミックス
組成物を得るための研究を種々性なった結果、次に述べ
るような機構が存在しているという結論に到達した。

すなわち、前記射出成形法においては、射出成層された
生成形体中のセラミックス粉末粒子を相互に固着し、生
成形体の形状を厳密に保持すること、およびセラミック
ス粉末の表面を被覆して射；出成形の際の成形機と金型
の表面な（、？之ツクス粉＊による摩耗から保躾するこ
とを目的をして、主に熱可塑性樹脂がセラミックス粉末
に混合され使用されている。

ところで、本発明において使用される非酸化物セラミッ
クス粉末は一般に畷焼結性のものが多く、焼結用の粉末
は焼結特性を向上させることを目的として、従来より射
出成形法において使用されているセラミックス粉末に比
較して微細で比表面積の大きなものが要求され使用され
る。

したがって、従来射出成形法において一般的に使用され
ている如き熱可塑性樹脂では、比較的少量の添加量でも
って微細な非酸化物セラミックスの表面を十分に被覆す
ることが困難であり、一部樹脂によって被覆されていな
い粉末を生ずるために、射出成形時の流動性をそれ程向
上させる効果がなかったものと推察される。

本発明者らは前述の如き知見を基に射出成形に適した非
酸化物セラミックス組成物を得るための研究をさらに進
めた結果、前記非酸化物セラミックス粉末に対する被覆
性が呻めて良好で比較的少量の配合量でもって従来想像
だにされなかった梅の極めて良好な成形性を得ることの
できる驚くべき効果を発揮する熱可塑性樹脂−を新規に
知見し、さらに前記熱可塑性樹脂を使用することによっ
て従来得ること、の困難であった極めて高密度の焼結体
を容易に得ることのできることを知見し、本発明を完成
した。

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂は主としてアクリル
酸、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから選
ばれる少なくとも１種の重合体であることが必要である
。

前記アクリル酸の誘導体としてはアクリル酸エステルが
好ましく、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル
、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリルｌ１ｌ−１＠Ｏ
−プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−１
ｓｏ−ブチル、アクリ／’＋１！−ｍ＊ａ−ブチル、ア
クリル酸−ｔ＠ｒｔ−ブチル、アクリル１ｌ−ｎ−アミ
ル、アクリルｌｌ！ｌ−１ｏ−アミル、アクリル酸−１
・Ｏ−アミル、アクリル酸−ｔ＠ｒｔ−アミル、アクリ
ル酸デシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸オ
クチル、アクリル鏝ノニル、アクリル酸デシル、アクリ
ル酸ドデシル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸グリ
シジル、アクリル酸２−エチルヘキシルを使用すること
が有利であり、なかでもアクリル酸エチル、アクリル酸
−ｎ−プロピル、□アクリル酸−１ｓｏ−プロピル、ア
クリルｇｌｌ−ｎ−ブチル、アクリル＃２−エチルヘキ
シルが最適であることを知見した。

前記メタクリル酸の誘導体としてはメタクリル酸エステ
ルが好ましく、例えはメタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸−トプロピル、メタクリル酸−
１１０−プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタク
リル！−１１０−ブチル、メタクリル酸−１＠０−ブチ
ル、メタクリル酸−ｔ＠ｒｔ−ブチル、メタクリル酸−
ｎ−アミル、メタクリル酸−１ｓｏ−アミル、メタクリ
ル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸フ
ルフリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２−
ヒドロキシエチル、エチレングリコールｅジメタクリレ
ート、メタクリル酸βメトキシエチルを使用す之ことが
有利であり、なかでもメタクリル酸−ｎ−ブチル、メタ
クリル酸−１ｓｏ−７チルが最適であることを知見した
。

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタ
クリル酸のいずれか少なくとも１種をｌ〜ｊ重置部、ア
クリル酸エステルを３ＯＮｔｉ重置部およびメタクリル
酸エステルを１０−６９重量部の割合で共重合させたも
のを主体とするものであることが最も好ましい。

ところで、上記アクリル酸、メタクリル酸、およびそれ
らの餉導体よりなる共重合体と、従来広く使用されてい
る他の有機樹脂、例えばポリスチレン、ポリプロピレン
、ポリエチレン等とガラス転移温度ならびに分解湿度に
ついて比較すると、下記の第１表のようである。

第１表 上表かられかるように、ポリスチレンを除〈従来の樹脂
ならびに本発明の共重合体はガラス転移温度が低く流動
性が良好である。一方、ポリスチレンは本発明の共重合
体と熱分解温度が近似しているが、他の一種は格段に揮
発分解温度が烏く、脱脂に要する時間が長くかかる欠点
を有している。

したがって１本発明に用いる共重合体だけがガラス転移
温度および揮発分解温度の点において本発明において用
いる非酸化物セラミックス粉末に添加する場合最も好適
な熱可塑性樹脂であることに想到して本発明を完成した
。

前記重合体が非酸化物セラミックス粉末を射出成形する
際に使用する熱可塑性樹脂として極めて好適である理由
をさらに詳しく説明すると前記重合体は従来一般的に使
用されている他の熱可塑性樹脂に比較して非酸化物セラ
ミックス粉末とのなじみが極めて良好で、しかも粉末の
凝集を十分ぼぐした状態の組成物となすことができるこ
と、および比較的、低温域の非酸化性雰囲気中で運やか
に揮発分解させることができるため、非酸化物セラミッ
クス粉末を酸化させることなく容品に脱脂することがで
きる効果を有するからである。

本発明によれば、熱可塑性樹脂は前記重合体の他に補助
的暢ポリスチレン、ｌリメタクリ緩メチル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体を
添加することもできる。しかしながら前記添加量をＳＯ
型重量外り多くすると比較的少量の熱可塑性樹脂でもっ
て非酸化物セラミックス粉末を十分に被覆することが困
難になり、前記重合体の特性が損なわれるため、その添
加量はＳＯ重量囁より少ないことが有利である。また前
記熱可塑性樹脂はコｏｏ　−ＩＩｏｏ　’ｃの範囲内で
揮発分解するものを使用することが有利である。

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂の配合量は非酸化物
セラミックス粉末と焼結助剤との合計ｉｏｏ重量部に対
して１０−４’ｊ重量部であることが好ましい。その理
由は削紀配合臘が７０重量部より少ないと生成形体に割
れ、ふくれ、変形等が生じ易いからであり、一方轄恵敏
部より多いと脱脂後の生成形体密度が低くなるため高密
度の焼結体を得ることが困難になるからであり、なかで
も／ｊ　−４Ｊ重量部の範囲内がより好適である。

本発明によれば、前記組成・物は潤滑剤を含有する。前
記潤滑剤は射出成形時における組成物の流゛動性を良好
にするとともに金型から成形品を容易に離型させる効果
を有するものであり、その配合量は非酸化物セラミック
ス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対して２〜７
２重量部とすることが好ましい。前記潤滑剤は通常射出
成形の−に使用されるもの、例えばステアリン酸、ステ
アリン酸塩、脂肪酸、脂肪酸アルコール、脂肪酸エステ
ルあるいは炭化水素系ワックスより選択されるいずれか
少なくとも１種を使用することが有利である。

また前記潤滑剤は前記熱可塑性樹脂の揮発分解温度より
も低い温度で揮発分解するものであることが好ましく、
特に／４０−１１０℃の温度範囲内で揮発分解するもの
が有利である。

本発明によれば、前記組成物は必要により可塑剤を含有
する。繭紀可朧剤は前記熱可塑性ｗ脂と相溶性が良く樹
脂を軟かくする効果を有すると共に組成物に流動性を与
え成形性を同上させる効果を有するものであり、その配
合量は非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計１
００重量部に対して／−４重量部とすることが好ましい
。前記可塑剤は通常射出成形の際に使用されるもの、例
えばフタール酸エステル、アジピン酸エステル、高級脂
肪酸エステル、鉱物油、植物油あるいは動物油より選択
されるいずれか少なくともｌ稙を使用することが有利で
ある。また前記可塑剤は前記潤滑剤の揮発分解温度より
も低い温度で揮発分解するものであることが好ましく、
特にｔｏ　−ｔｂｏ　’ｃの温度範匪内で揮発分解する
ものが有利である。

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂と潤滑剤と可塑剤と
の配合量の合計は非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤
との合計１００重鰍部に対して７５〜３０重量部の範囲
内であることが好ましい。その理由は配合量の合計がｌ
ｊ重皺部より少ないと組成物の成形性が着しく劣化し、
生成形体に割れ、ふくれ、変形等の欠陥が生じ易くなる
し、一方ｇｏ重量部より多いと脱脂後の生成形体密度が
着しく低くなるため、高密度の焼結体を製造す゛ること
か極めて困■になるからである。なお前記配合量はｊ〜
り重量部で鰻も良好な結果が得られる。

本発明によれば、前記非酸化物セラミックスと′しては
例えば炭化珪素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化
タングステン、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ジルコ
ニウムより選ばれる少なくとも１種の炭化物、であるこ
とが好ましく、例えば炭化珪素粉末を使用する場合には
ｔ−５ｏＷ？／９の比表面積を有するものであることが
好ましい。

前記炭化珪素粉末とし、てはα型結晶、β型結晶、非晶
質のなかから選ばれるいずれかｌ檀あるいは一種以上か
らなる炭化珪素粉末を使用することができる。特に高強
度の炭化珪素常圧焼結体を射出成形手段を用いて製造す
るためにはβ型結晶を主体とする炭化珪素粉末を使用す
ることが有利であり、なかでもβ型結晶を１０重論％以
上含有する。

炭化珪素粉末がより好適である。

本発明によれば、前記非酸化物セラミックスとしては例
えば窒化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チ
タン、窒化タンタル、窒化ジルコニウム上り遣ばれる少
なくとも１棟の窒化物であることが好ましく、例えば窒
化珪素粉末を使用する場合には／　−３Ｏｎ？／　９の
比表面積を有するものであることが好ましい。

本発明によれば、前記非酸化物セラミックスとしては前
記炭化物および窒化物の群のうちから選ばれる少なくと
も一種以上の混合物粉末を使用することもできる。

なお、本発明の熱可塑性樹脂は、前記非酸化物セラミッ
クスとして挙示した前記炭化物および窒化瞼の信にサイ
アロン粉末あるいは金属珪素粉末の射出成形に適用する
こともできる。

本発明によれば、必要により添加される焼結助剤は非酸
化物セラミックスの種類および焼結方法の違いによって
檀々異なるものが使用される。

前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラミックス粉
末を使用して常圧焼結する場合に添加される焼結助剤は
通常高密化助剤あるいは炭素質添加剤のうちいずれか少
なくともｌ檀である。

前記高密化助剤は炭化物セラミックス粉末として例えば
炭化珪素粉末を使用する場合には、主としてホウ素含有
絵加剤を使用することが有利であり、その他ベリリウム
、アルミニウム等を含有する添加剤も高密化助剤として
使用することができる。前記ホウ素含有添加剤としては
、例えばホウ素あるいは炭化ホウ素から選ばれる少なく
とも７種をホウ素含有量に換算して炭化珪素粉末１００
重量部に対して０．１〜３．０重量部添加することが有
利である。

前記炭素質添加剤としては焼結開始時に炭素の状態で存
在するものであれば使用することができ、例えばフェノ
ール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコー
ル、コンスターチ、１１？Ｉｆｆ、コールｌ　−＃　ピ
ッチ、アルギン酸塩、ポリフェニレン、ポリメチルフェ
ニレンのような各檎有機物質あるいはカーボンブラック
、アーセチレンブラックのような熱分解炭素を有利に使
用することができ、特に炭化珪素粉末を焼結する場合に
は固定炭素含有量に換算して炭化珪素粉末１００重量部
に対して０．３〜４ｔ、Ｏ重量部添加することが有利で
ある。

前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
通常目的とする炭化物の未脚化元素あるいは炭素質添加
剤のうちいずれか少なくともｌ櫃である。前記炭素ＩＮ
添加剤としては前述の常圧焼結の際に使用されるものと
同様の物質および各種脚材を使用することができる。

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して常圧焼結す゛る場合は通常高密化助剤が焼
結助剤として使用される。

窒化物セラミックス粉末として例えば窒化珪素粉末を使
用する場合には、Ｅとして酸化マグネシウム、酸化カル
シウム、酸化イツトリウムあるい□は窒化アルミニウム
より選ばれる少なくとも７種を、また璽化アルミニウム
粉末を使用する場合には一主として酸化イツトリウムあ
るいは二酸化珪素より趨ばれる少なくともｌ檀を高密化
助剤として使用することが有利である。

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
通常目的とする窒化物の未窒化元素であり、例えば電化
物セラミックスとして窒化珪素を使用する場合には金属
珪素を焼結助剤として用いることは有利である。

次に、前述の如き射出成形に適したセラミックス組成物
を使用するセラミックス焼結体の製造方法について述べ
る。

本発明によれば、非酸化物セラミックス粉末と必要によ
り添加される焼結助剤と熱可塑性樹脂と潤滑剤と必要に
より添加される可塑剤とを、＊＊内を加熱することので
きる混合機中で約／１０〜コＯＯ℃の温度に加熱しなが
ら十分に混合して均一な混合物となし、次いで冷却固化
した後破砕し１粒してセラミックス組成物が調製される
。前記容器内を加熱することのできる混合機としては例
えばラボプラストミル混合機を有利に使用することがで
きる。

なお、前記非酸化物セラミックス粉末と必要により添加
される焼結助剤はあらかじめ均一に混合しておくことが
有利である。

次いで、前記組成物は所望の形状の生成形体に成形され
る。前記生成形体の成形は、従来公知の射出成形法を適
用して行なうことができる。前記射出成形法によれば通
常約／４０−コｉｏ℃に加熱された組成物が油圧プラン
ジャーあるいは往復ス、クリユー装置によりスプルー、
ランナー、ゲートを通して約ｒ−３０℃の温度に維持さ
れた金型の中へ約ｔｏｏ　−ｔｑｏｏ　ｌａｐ／ｃｄの
圧力で注入される。

しかしながら、本発明によれば、前記金型の温度は約Ｊ
〜り０　’Ｃの範囲内に維持することが有利であり、な
かでもコ〜３！°Ｃの範囲内で最も好適な結果が得られ
る。また、本発明によれば、前記金型の中へ注入するた
めの圧力は約２００〜ｔｏｏｋｇ／ｃｄと前記通常使用
されている圧力よりも低い範囲内とすることができる。

なお、別記組成物の成形方法としては、通常の射出成形
法の他に同じく射出成形手段が含まれるトランスファー
成形法を使用することもできる。

前述の如くして金型中に注入された組成物は金蓋中で約
／　−４０秒間放置され、硬化した生成形体となり、取
り出される。

次いで、前記生成形体は加熱され、生成形体中の熱可塑
性樹脂、潤滑剤および可塑剤は揮発分解によって除去さ
れ、脱脂生成形体となる。前記脱脂処理は通常非酸化性
雰囲気中で行なうことが有利であり、例えばアルゴン、
ヘリウム、窒素等のガス雰囲気で行なう場合良い結果が
得られる。本発明によれば、前記生成形体の脱脂処理時
における昇温スケジュールは生成形体の大きさと容積に
依存し、特に生成形体の厚みに左右されるが、常温から
成形温度までは約３０℃／　ｈｒあるいは僅かにそれ以
上の割合で昇温し、成形温度以上では約！ｒ　−Ｘ　’
Ｃ／　ｈｒの速度で昇温し、最終的に約ｔｉｏ。

〜４００’Ｃまで昇温して脱脂することが有利である。

前記脱脂処理における昇温速度は余り速くすると生成形
体に電装、割れ、ふく−れ、陥没などが牝するためなる
べく長時間かけてゆっくり行なうことが有利であり、必
要に応じて前述の昇温スケジュールよりもゆっくり行な
うこともできる。

本発明によれば、前記脱脂生成形体は焼結炉内へ装入さ
れ、焼結される。前記焼結方法としては種々の方法を適
用することができるが、なかでも常圧焼結法あるいは反
応焼結法のいずれをも有利に適用することができる。

なお、前記脱脂処理工程と焼結工程は共通の炉を使用し
て行なうことも可能であるが、前者の脱脂処理工程にお
ける昇温温度速度は極めて遅く、しかも使用される最高
温度も約１Ｉｏｏ〜６θＯ″Ｃと比較的低い湿度領域で
あるのに対して、後者の焼結工程における昇温速度は前
者の脱脂処理工程のように遅くする必要はなく、また焼
結温度は焼結方法によってそれぞれ異なるが、通常ｔｓ
ｏｏ″Ｃ以上と極めて高い湿度領域であり、しかも雰囲
気制御が極めて重要で高い密閉性が要求される。したが
って、前記脱脂処理工程と焼結工程はそれぞれの用途に
適した別々の炉を使用することが有利である。

以下に、本発明を実施例について説明する。

Ａ１旦ユ 非酸化物セラミックス粉末は特公昭ｚｚ−１Ｉｏｓコア
号公報に記載の主としてβ型結晶よりなる炭化珪素の製
造方法により゛製造し、さらに精−１粒度分級した炭化
珪素微粉を使用した。４前記炭化珪素微粉は９６．２重
ＩＩｋ％がβ型結晶よりなり、０．３Ｋｇｇ％の遊離炭
素、ｏ、ｔｔｔ＊ｍ％の酸素を含有し、／４１１．２ｆ
ｆ１″／Ｖの比表面積を有していた。

焼結助剤は市販の一〇〇メツシュ炭化ホウ素粒を粉砕し
粒度分級して比表面積をコバ４Ｉｗｌ／９に調製した炭
化ホウ素粉末および平均粒径コｉｏム、比表面積ｔｓｒ
　ｎ？／９のオイルファーネスブラックを使用した。

前記炭化珪素粉末ｇｏｏ　１１と前記炭化ホウ素粉末Ａ
、ｊｇと前記オイルファーネスブラック１０９との混合
物に対し、ア七トン１００−を添加い３時間ボールミル
処理を行なった。前記ボールミル処理を行なった混合物
スラリーを乾燥し均一混合物を得た。

１１ｔｌ記均−混合物に対し、メタクリル１Ｉｌｌ−１
ｓｏ　−ブチル４１ｇ重量とアクリル酸−ｎ−ブチル３
０重量部とアクリル酸コ重量部との共重合体で分子量が
約−万の樹脂ｚｏ、ｏ　ｇとポリスチレン３３．Ｊ（ｌ
とエチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量が
コ重量％）　／４．７９とステアリン酸コ＋、ｏｇとジ
エチルフタレートノコ、０９とを添加し、１１０℃に維
持されたうｌプラス）ミル中で約３０分間加熱混合した
。

ついで前記混合物を冷却し破砕して粒状化し、６メツシ
ユの齢を通して射出成形用セラミックス組成物を得たう 成形はプランジャ一式の射出成形機を使用して行なった
。加熱箇の温度が約／ｌｔＯ℃、金型の温度が３０℃、
射出所要時間が２秒、射出圧力が４２０＆Ｉｐ／ｃｊの
条件で射出成形した。生成形体は金型中で約３〜Ｓ秒関
保持した後取り出した。なお、生成形体の総重量はｉｓ
、コクであった。

割れ、電装等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた
。

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温から４Ｉｏｏ’ｃまでｎ′Ｃ／ｈｒの割合で昇温し
、脱脂処理を行ない、脱脂生成形体を得た。

次いで、前記脱脂生成形体をタンマン型焼結炉に装入し
、アルゴンガス気流中で焼結した。焼結は喰高温度コ１
００’Ｃで３０分間保持した。

得られた焼結体は３．ｔｏ　９／ｃＩｊの密度を有して
いたＯ 実施例２．比較例１ 実施例１と同様の配合であるが、第−表に示した如く熱
可塑性樹脂、潤滑剤および可塑剤の配合量を変えて射出
成形用セラミックス組成物を得た。

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例１
と同様の操作で生成形体を作成し、脱脂処理を行なった
。

次いで、実施例Ｉと同様の方法で焼結体を得た。

結果を第−表に示す。

第−表に示した結果よりわたるように１．比較例・／−
／の熱可塑性樹脂の配合量が多い場合には、脱脂生成形
体の密度が低く、焼結時の収縮性に劣り１高密度の焼結
体を得ることができなかった。

また比較例Ｉ−コの熱可塑性樹脂の配合量が少ない場合
には、射出性が着しく悪く、金型内に流れむらが生じ、
組成−の充填されていない箇所が段差のもつとも薄い段
に生じた。さらに比較例１−Ｊの比較例１−コに比較し
て潤滑剤および可塑剤の添加量を多くして射出性を向上
させた場合には、脱脂処理時に生成形体が変形し、歪を
生じた。

実施例３ 実施例１に示したと同様の配合であるが、熱可塑性樹脂
として、メタクリル酸−１８０−ブチル６デ重量部とア
クリル酸エチルム重置部とメタクリル酸５重量部との共
重合体で分子量が約３万の樹脂Ｓコ、Ｏｇとポリスチレ
ン３３．０９とエチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビ
ニル含有量が１１０重量％）＃、０９とを使用し、潤滑
剤としてステアリン酸ｌり、／　９とワックス（融点６
６〜ｌ、ｔ　’Ｃ）　３．／りとを使用し、さらに可塑
剤としてジメチルフタレー□トｚ、ｔ　ｇとを使用し、
実施例１と同様の操作で生成形体を作成した。− 生成形体は第２図に示す如き糸巻き型の形状で、巣、割
れ、亀裂等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた。

なお、生成形体の総重鰍は７１．３ｇであった。

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温からｔｂｏｏＣまでは約７０”Ｃ／ｈｒの割合で昇
温し、さらに１００℃から≠ｊＯ°Ｃまでは約ｌｊ”（
／ｈｒの割合で昇温して脱脂処理を行ない、脱脂°生成
形体を得た。

次いで、前記脱脂生成形体を実施例１と同様に焼結し、
焼結体を得た。

得られた焼結体は３．／ｌζ／ｄの密度を有しており、
亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった。

実施側番 実施例１に示したと同様の配合であるが、非酸化物セラ
ミックス粉末として、市販のα型炭化珪素粉末（Ｇ　Ｏ
＋　Ａｏｏｏ　）をさらに粉砕し、精製、粒度分級した
炭化珪素粉末であって、Ｏ，ａコ２重量部遊離炭素、０
．／ｌＩ重量重量酸素を含有し、／ｊ、４１イ／２の比
表面積を有する炭化−珪素粉末を使用しヘメタクリル酸
−ｎ−ブチル６０重量部とアクリル酸エチル３６重量部
とメタクリル酸ダ重量部との共重合体で分子量が約二号
Ｓ千の’！ｊｉ’ｍ／３０９とステアリン＃に−６，θ
９とアジピン鍍ジメチル１０．θＩとを使用して射出成
形用上う之ツクス組成物を得た。

次いで、実施例１と同様の操作で生成形体を作成した。

生成形体は第１図に示す如き形状で、巣、割れ、亀裂等
の欠陥もなく、かつ表面性状も優、れていた。

なお、生成形体の総重量は／２．！ｒ　（ｌであった。

次いで、前記生成形体を実施例３と同様の操作で脱脂し
、さらに実施例／と同様の操作であるが最高温度をコＪ
ｏｏ’ｃに変更して焼結体を得た。

得られた焼結体は３．０９９７ｃａｌの密度を有してお
り、亀−１割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった。

実施例６ 純度がｔｇ、２重量外で比表面接がｑ、ｙｒｔ／９の窒
化珪素粉末コｏｏ　ｇと平均粒径がｏ、ｇμｍの酸化イ
ットリウ！　４．０９との均一混合物に対し、メタクリ
ルａｌ　−ｔｌＯ−２チル！ＩＯ重量部とアクリル酸−
ｎ−ブチル何重量部とメタクリル酸コ重量部との共重合
体で分子量が約２万の樹脂２０．０１とポリスチレンｌ
−，Ｏりとエチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル
含有量３重量％＞４．０ｇとパラフィンワックス（融点
４４〜４８″Ｃ）　Ａ、Ｏｇとステアリン酸す、ｏ　ｇ
　２−ジエチルフタレートダ、Ｏｇとを添加し、実施例
１と同様にして射出成形用セラミックス組成物を得た。

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例１
と同様の操作で生成形体を作成し、脱脂処理を行なった
。

次いで、前記脱脂生成形体を焼結炉に装入し、窒素ガス
気流中で焼結した。焼結は最高温度／４！１０°Ｃでダ
時間保持した。

得られた焼結体は１．１０　ｇ／ｒｄの密度を有−して
おり、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥は観察されなかった
。

以上、本発明によれば、従来用いられたことのない熱可
塑性樹脂を使用し、町田成形に適した非酸化物セラミッ
クス組成物を提供することができ、さらにその組成物を
使用して優れた特性を有する非酸化物セラミックス焼結
体をｍｅすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．−図はそれぞれ本発明ならびに比較例により製造
した生成形体の参段差の形状を有する一品および糸巻き
型形状を有する製品の斜視図である。 特許出願人　揖斐川電気工業株式会社 代理人弁珊士　　村　　１）　　政　　油筒１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主として非酸化物セラミックス粉末と必要により添
   加される焼結助剤と熱可塑性樹脂と潤滑剤と必要により
   添加される可塑剤とからなる組成物において、 前記潤滑剤と可塑剤は通常射出成形において使用される
   ものであり、熱可塑性樹脂は主としてアクリル酸、メタ
   クリル酸、およびそれらの誘導体のなかから選ばれる少
   なくとも１種の重合体であることを特徴とする射出成形
   に遥したセラミックス組成物。 ２、前記熱可塑性樹脂と＃滑剤と可塑剤との配合量の合
   計は非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計１０
   Ｏｊ１量部に対してｌｊ〜ｇｏ重量部の範囲内である特
   許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３、前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタクリル酸のい
   ずれか少なくとも７４ｍ１が／−！１ｊ１皺部、アクリ
   ル酸エステルがＪＯ−１！！重量部およびメタクリル酸
   エステルが１０−４？重緻部の割合で共重合したものを
   主体とするものである特許請求の範囲第１あるいは２項
   記載の組成物。 ４、前記熱可塑性樹脂の配合量は非酸化物セラミックス
   粉末と焼結助剤との合計１００ｍｍ部に対して１０’−
   ’Ｉ！重量部である特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
   かに記載の組成物。 ５、前記非酸化物セラミックス粉末は炭化珪素、炭化ホ
   ウ素、炭化アルミニウム、炭化タングステン、炭化チタ
   ン、炭化タンタル、炭化ジルコニウムより選ばれる少な
   くともｌ槙である特許請求の範囲第１〜４項のいずれか
   に記載の組成物。 ６、前記非酸化物セラミックス粉末はｌ−！Ｏｔｒ？／
   ９の比表面積を有する炭化珪素粉末である特許請求の範
   囲第１〜４項のいずれかに記載の組成物。 ？、　　＠配弁酸化物セラミックス粉末は窒化珪素、窒
   化ホウ素、窒化アルミニウム、雪化チタン、窒化タンタ
   ル、窒化ジルコニウムより選ばれる少なくとも／＠であ
   る特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の組成物
   。 ８、前記非酸化物セラミックス粉末は／　−！Ｏｄ／ｆ
   ！の比表面積を有する窒化珪素粉末である特許請求の範
   囲第１４項のいずれかに記載の組成物。 ９、前記非酸化物セラミックス粉末は炭化珪素、炭化ホ
   ウ素、炭化アルミニウム、炭化タングステン−炭化チタ
   ン、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、窒化珪素、電化
   ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化タンタル
   、窒化ジルコニウムの群のうちから選ばれる少なくとも
   ２権以上の混合物である特許請求の範囲第１〜４項のい
   ずれかに記載の組成物。 １０、前記潤滑剤はステアリン酸、ステアリン酸塩、脂
   肪酸、脂肪酸アルコール、脂肪酸エステルあるいは炭化
   水素系ワックスより選ばれる少なくとも／檀であり゛、
   かつ前記熱可塑性樹脂の揮発分解温度よりも低い温度で
   揮発分解するものであって、その配合量は非酸化物セラ
   ミックス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対して
   １〜７１重量部である特許請求の範囲第１〜９項のいず
   れかに記載の組成物。 １１、前記可塑剤はフタール酸エステル、アジピン酸エ
   ステル、高級脂肪酸エステル、鉱物油、植物油あるいは
   動物油より選°ばれる少なくとも１種であり、かつ前記
   潤滑剤の揮発分解温度よりも低い温度で揮発分−解する
   ものであって、その配合量は非酸化物セラミックス粉末
   と焼結助剤との合計１００重量“部に対してｌ〜を重量
   部である特許請求の範囲第１〜ｌＯ項のいずれかに記載
   の組成物。 １２、　　非酸化物セラミックス粉末と必要により添加
   される焼結助剤と熱可塑性樹脂と潤滑剤と必要により添
   加される可塑剤を加熱しながら混合して均一な組成物と
   なし、ついで前記組成物を成形して新値の形状の生成形
   体を作成した後、前記生成形体を加熱し、前記熱可塑性
   樹脂と潤滑剤と可塑剤とを揮発分解して脱脂し、脱脂生
   成形体となし、ついで前記脱脂生成形体を焼成し、焼結
   体を製造する方法において、 前記熱可塑性樹脂は主としてアクリル酸、メタクリル酸
   、およびそれらのｔｓｓ体のなかから逓ばれる少なくと
   も１種の重合体からなり−かつ前記組成物の成形には、
   射出成形手段を用いることを特徴とするセラミックス焼
   結体の製造方法。 １３、　　前記熱可塑性樹脂と潤滑剤と可塑剤との合計
   は非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計ｉｏｏ
   重鰍部に対して／ｊ　−１０重量部の範Ｈ内である特許
   請求の範囲第１２項記載のｍ＊方法。 １４、前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタクリル酸の
   いずれか少なくともｌ檀が／−３重量部、アクリル酸エ
   ステルが３０〜ｌｊ重量部およびメタクリル酸エステル
   が１０〜１，９ｆｌ麓部の割合で共重合したものを主体
   とするものである特許請求の範囲第１２あるいは１３項
   記載の製造方法。 １５、　　前記熱可塑性樹脂の配合蓋は非酸化セラ文ツ
   クス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対して７０
   〜４’ｊ重量部である特許請求の範囲第１２〜１４項の
   いずれかに記載の製造方法。