JPS59116171A - セラミツクスの成形方法 - 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】 本発明はセラミックスの製造工程において澱粉誘導体、
植物性４１Ｔｉ子粘質物、植物性種子粘質物誘選 導体からなるＪｔｒより土ばれる１種または２種以上を
結合剤として使用１する成形性の優れたセラミックスの
成形方法１こＩＫ＋するものである。

従来、セラミックスの勅造工稈において成形可能な程度
の０Ｔ塑塑性度を有していない素地や乾燥強度が十分で
ない素地には、結合剤が添加されている。

結合剤は成形ＩＢ７、ＩＩＪ塑性を付与し成形後の形を
保持するために用いられる。

成形過程においては乾燥強度、均一性、漏れ等が良好で
、混合か短時間でよく、収鼎、気泡の発生が起こらない
等の性質か要求される。

焼結過程においては４００〜５００′ｃで燃え切り、熱
否、発泡等か起こらない等の性′αが要求される。

従来使用されている結合剤は、素地の種類や採用される
成形方法によってその種類は多種多様であり、それぞれ
使い分けられているか通常、澱粉、セルロース誘導体、
ポリビニルアルコール等が用いられている。

澱粉としては未加工の原料澱粉、酸加水分解処理により
冷水可溶性としたデキストリン、あるいは、熱処理によ
り冷水膨潤性としたアルファー化澱粉等が用いられてい
るか、これらは流動特性、型枠への付着または沈積、成
形体の強度、均一性、成形体の乾燥性状等か好ましくな
く満足すべきものでない。

セルロース誘導体トシてはカルボキンメチルセルロース
あるいはメチルセルロース等が用いられているが、これ
らはセラミックス素地との混合の際、気孔率が高くピン
ホールか生じ易い、脱型枠後の成形体が変形し易く反り
等か生じる、乾燥速度が遅い、沈積が早く焼結後表面が
滑らかでなく緻密さに欠ける、価格が高い等の欠点を有
し滴定すべきものではない。

ポリビニルアルコールはセラミックス素地との（３） 混合の際気孔率が高くピンホールか生じ易い、成形体の
乾燥強度が弱い、燃焼軸回か狭く爆発的に燃焼するため
熱市か生じる、適切な流動性か得かたい等の欠点をｒ丁
シ満足すべきものでない。

本発明者らｌ；ｌ　＋’＋ｉｌ記の欠点を解決すべく鋭
意研究を重ねた結果、ｌ殿粉誘０プ休、植物性種子粘質
物、植物性種子粘′ｅ１物誘桿休からなる群より選ばれ
る１神または２神以上を結合剤として成形可能な程度の
可塑性粘度を有していないセラミックス素地や乾燥強度
か十分でないようなセラミックス素地に添加して成形す
ると、＋ｉｊｌ記の欠点を解決されるという事実を見出
し本発明を完成するに至った。

本発明における澱扮誘尋体とはエーテル化澱粉〜エステ
ル化澱粉、架構澱粉、ゲラフト共Φ゛合化澱粉およびこ
れらをホ１１み合せたもの、デキスｌ−ＩＩン化したも
の、アルファー化したものを云う。

エーテル化澱扮は小麦澱粉、馬鈴１ＩＩｉ＃粉、甘藷澱
粉、タピオカ澱粉、米澱粉、サゴ数校、コーンスターチ
、ハイアミロースコーンスターチ等の天然澱粉やこれら
の分解物、アミロースやアミロペ（４） クチン分１ｌｕｉ物、小麦粉、米粉、トウモロコシ粉、
切干ｔｔ　、４ｍ粉末、切干タピオカ粉末等の澱粉當有
物宵を原料として、エチレンオキシド、プロピレンオキ
７ド、モノクロル酢酸、ジメチル硫酸、ヨウク 化メチル、塩化アリル、アクリロニトリル、アルル リルアミド、塩化ベンジ≠、ジエチルアミノエチルクロ
リド、３−クロロ、２−ヒドロキシプロピルトリメチル
アンモニウムクロリド等のエーテル化剤を作用させて得
られる。

エステル化澱粉はＮ１１記澱粉類に濃硫酸、無水酢酸、
酢酸ビニル、無水マレイン酸、１！に水コハク酸、プロ
ピオン酸、酪酸、オルトリン酸塩、ポリリン酸塩、メタ
リン酸基等のエステル化剤を作用させて得られる。

架構澱粉は前記澱粉類にホルムアルデヒド、エピクロル
ヒドリン、オキシ層化リン、ポリリン酸塩、メタリン酸
塩、ジインシアネート、ビスエチレン尿素、アジピン酸
、アクロレイン等の架橋剤を作用させて得られる。

グラフト共重合化澱粉は前記澱粉類にアクリル酸、メタ
アクリル酸、アクリルアミド、メタアクリルアミド、酢
酸ビニル、アクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、
アクリル酸工千ル、メタアクリル酸エチル等の単頂体を
単独重合あるいは共重合させて得られる。

また、前記澱粉類にエーテル化剤丈たはエステル化剤を
昨月１させる前後あるいは同時に架橋剤を作用させて、
々１橋エーテル化澱粉または架橋エステル化澱粉が１１
トられる。

同様にエーテル化またはエステル化のｍＪ後にグラフト
共重合化させることによってグラフト共市合化エーテル
化澱粉またはグラフト共重合化エステル化澱粉か得られ
る。

更に、これらをｆ＋　７１ａで酸加水分解処理しデキス
トリン化することによって冷水町ｔｄ性、あるいは熱処
理しアルファー化することによって冷水膨潤性にしても
良い。

本発明における植物性種子粘質物としては、グアーガム
、ローカストビーンガム、タマリンド等が挙げられる。

本発明における植物性神子粘Ｎ′８碕Ｓ体としてはり１
１記植物性種子粘質物に１ｔｊｔ記エーテル化剤を作用
させて得られるもの、ＩＩｊＩ記エステル化剤を作用さ
せて得られるもの、所■記架橋剤を作１ｆＪさせて得ら
れるもの、ｎｉｌ記を丑量体をグラフト共１１ｆ合化さ
せて得られるもの、これらを組み合わせて得られるもの
が挙けられる。

呑ここで、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、架橋エー
テル化澱粉、架橋エステル化澱粉、グラフト共重合化エ
ーテル化澱粉、グラフト共車合化エステル化澱粉、エー
テル化植物性棟十粘簀物、エステル化植物性種子粘買物
、架橋エステル化植物性柚子粘質物、架橋エステル化植
物性柚子粘質物、グラフト共重合化エーテル化植物性柚
子粘質物、グラフト共ｌ」合化エステル化植物性種子帖
？（物におけるエーテル化、エステル化の程度は１４換
度（無水グルコース残基１モル当りのｌ＋￥候基り、Ｓ
、モル）で表わし、Ｉ−換度０．０１〜１．０好ましく
は０゜０５〜０．３のものか好適に用いられる。

また、架橋澱粉、架橋エーテル化澱粉、架橋工（７） ステル化澱粉、架橋植物性神子粘質物、架橋エーテル化
植物性伸子粘質物、架橋エステル化植物性柚子粘質物に
Ｊｆ　１する架橋程度は１１征測度で表わし、膨潤度１
〜８ｍ／好ましくは２〜５ｍｌのものが好適に用いられ
る。

尚、膨潤庶とは澱粉試料１００ｍｇを採取し、′市解液
（＃、留水１１ｔ、塩化＋１１！鉛１０％および塩化ア
ンモニウム２６・Ａを含有する溶液）１０＋＋＋／中に
懸濁させ湯浴中（９５’Ｃ以上）で５分間加熱後、２０
℃に冷却し十分振とうし、これを１０ｍ！！％メスシリ
ンダーに移し、２０℃で１２時間ｎ透したときの試料膨
潤容積をｍｌで表わした数値を意味し、この値が小さい
程架橋の程ＩＷが犬である。

グラフト共１１（白化澱粉、グラフト共車台化エーテル
化澱粉、グラフト共車台化エステル化澱粉、グラフト共
重合化架橋澱粉、グラフト共重合化植物性神子粘質物等
におけるグラフト率は１〜１００％好ましく　＋、Ｉ　
３〜４０％のものが好適に用いられる。

これらの結合剤は通常１１独で用いられるが、成（８） 形方法や目的とする性質に応じて２種以上併）ｔｌする
ことがより効果的となる。

すなわちその組み合わせの例としては、架橋澱粉を結合
剤としてセラミックス素地に添加して成形した際に適切
な水分保持性や１丁塑性が得られない場合に、エーテル
化値物性種子粘′ｄ物を適量添加すると水分保持性、町
ン１１性の良好な成形体か、４Ｓられる。

本発明で）１１いられる結合剤の添加晴は成形Ｉｉｆ能
な程度の６ｒ塑性帖度をイイしないセラミ・ンクス索地
や乾燥強度が十分でないセラミックス素地１　（１０市
Ｉけ部に対し０．２〜３５市＋４部好ましくは０．５〜
２０　ｉｌｆ　１４を部が好虐に串加される。

その１１■の成形助剤小加勿としては、ＩＪ塑剤（アビ
エチン酸誘尋体、ジエチル蓚酸、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、フタール酸エステル、
フタール酸ジブチル、サクロース、アセテート、イソブ
千レート、クリセリン等）解１廖剤（グリセリン、オク
タデシルアミン、トリクロロ酢酸、オレイン酸、オクタ
ジエン、オレイン酸グリセリン、トリオレイン酸グリセ
リン、トリステアリン−波グリセリン、メンヘーデン浦
等）溶剤（トルエン、メチルエチルケトン等）か挙ケら
れる。

これら成形助剤の添加ｈｔはセラミックス素地、成形方
〃ξによって適宜、乾燥性、分解性、結合性、呵りシ性
、解１＃　・ｔ／Ｉ−等を検討し適切な性へを得るべく
適１−を添１１１１する。

本発明の結合剤を用いると従来より低い水分率で適性な
ｎＪ　ｖｐｉ性、流１助性が得らｉｌ、混合の際の気率 孔羊か低いためピンホールか出がたく、水分保持安定性
か良好で経時変化に対し安定である。また粒子の沈降速
１（°Ｌ、水の移動速度か良好であり、面が滑らかで拘
着であり、脱型か容易で乾燥強度か優れている。更に燃
焼温度軸回が広く成形後の収縮が少なく成形できる。

本発明の結合剤を用いる成形方法としては、種々公知の
方法か用いられ、成形方法の種類を問わす、従来よりも
低コストでかつ優れた性質を得ることができる。

特に泥漿鋳込み成形、塑性成形、乾式および半乾式加圧
成形に適しているがこれらに限定されるな もので材い。

成形に際しては、セラミックス素地と本発明の結合剤お
よび前記成形助剤各棟を乾燥性、分解性、結合性、ｏＪ
！！ｌ性、解膠性等を検討し１内切な性質を得るべく適
晴を添加される。

以下実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。

実施例　１ アルミナ（平均粒子径５Ｊ）９９％以上を含む以 セラミックス素地１００部（車ｔ　ｔ！ＡＨ同じ）に対
して本発明の結合剤１０部（エーテル化澱粉３５煽水溶
液、架橋エーテル化澱粉３５％水溶液、架橋エーテル化
澱粉６部の２５％水溶液とエーテル化グアガム４部の９
％水溶液の混合溶液）、可塑剤としてポリエチレングリ
コール（混合１ｆ　１０００　）０．１部、フタル酸ジ
ブチル０．６部、解１廖剤としてグリセリン０．１部、
分散剤として界面活性剤０．１部をバッグミルに供給し
て混合を行ない粘土状の混合ｊＶＡを塑性成形により良
好な成形物を得た比較例　１ 実施例ＩＩこおいて本発明の結合剤の代りに、コーンス
ターチ１０部の２０％水溶液、メチルセルロース（重合
度４０００　）　１０部の１０％水溶液、ポリビニルア
ルコール（部分ケン化？ｌｆ　合ＩＭ：　３　。

０）１０部の３５％水溶液を結合剤として用いる以外は
実施例１と同様にしてソ２ノ性成形を行った。

実施例　２ 実施例１、比較例１でイ１１た成形物の物理強度（曲げ
強度、曲げ伸度）を測定した。

試験方法は塑性成形により得た７　０　ｔｒａ　Ｘ　２
０　ｊｍ×１１劇の成形板を試験片とし、その横の中心
線に４下による外力（圧力）を与え破壊するときの曲げ
強度、曲げ伸度を測定した。ここで曲は強度とは成形板
崩壊に要する最大外力（圧力）を表わし、曲げ伸度とは
成形板崩壊の際の最大変形値を成形板の縦長に対する割
合で表わす。

テンシロン型試験機にて降下速度５　ｍｍ　／ｍｉｎで
２０　’Ｃ、６５％ＲＨ下で測定。

結果を第１表に示す。

第１表 ≠１置換度０．０８ せ２直換度０．０８．膨潤度３．Ｑ　ｍ／＋３ｍｍ１３
ｃＯ，０５ 実施例　３ アルミナ（平均収子径５μ）９９％以上を含むセラミッ
クス素地１００部に対して本発明の結合剤５部（エーテ
ル化グアガム２気水溶液、エーテル化澱粉６％水溶液、
架橋エーテル化数校５＜水溶液、架橋エーテル化澱粉３
部の５％水溶液とエーテル化グアガム２部の２％水溶液
の混合溶液）、可塑剤としてポリエチレングリコール（
重合度） １０００の０．１部、フタル酸ジブ千ル０．６部、解膠
剤としてグリセリン０．１部、分散剤として界面活性剤
０．１部をボールミルに供給して混合を行なって泥奨状
の混合物を得る。この泥四状の混合物を泥癩鋳込み成形
により良好な成形物として得た比較例　２ 実施例３において本発明の結合剤の代りに、コーンスタ
ーチ５部の６％水溶欣、メチルセルロース（重合度４　
ｆ）　ＯＯ）　５部の１．５％水溶液、ポリビニルアル
コール（部分ケン化車台ＩＬ　３００　）　５部の２５
％水溶液を結合剤として用いる以外は実施例３と同様に
して泥漿鋳込み成形を行った。

実施例　４ 実施例３、比較例２で得た成形物の物理強ｌｆ（硬さ、
塑性比）を測定した。ここで硬さ、塑性比は次式で表わ
される。

液化の割合 五部限界所伏値 良好な泥漿鋳込みというものは硬さが小さく、は 塑性比の大きいものが良く、塑性比に鋳込み性状（流動
性、成形体の同化状態、反り、亀裂、乾燥素地の収猫率
や強度）を支配する。

結果を第２表に示す。

第２表 ≠１　ｊｊ’ｊ換度　０．１０２ ≠２１４２１４部、０８３ 外３置換塵　０　、０８３　、膨潤度　３．０ｍｌ実施
例　５ アルミナ（平均粒子径５μ）９９％以Ｆを含むセラミッ
クス素地１００部に対して本発明の結合剤（アルファー
化耀１槁エーテル化澱粉、アルファー化エーテル化澱粉
、アルファー化ポリアクリル酸ナトリウムグラフト共市
合化澱粉、タマリンド）１０部、可塑剤としてグリセリ
ン０．１部、分散剤として界面活性？１ｌＩＯ，１部を
ボールミルシと供結し、混合を行ない粉状の混合物を得
た。次いでこの粉状の混合物を０．５％、１．ｏ＜に水
分調整を行な成 い乾式加町ソにより良好な成形物を得た。

比較例　３ 実施例５において本発明の結合剤の代りに、焙焼デキス
トリン、プルラン（分子量３０万）をそれぞれ１０部を
結合剤として用いる以外は実施例５と同様にして乾式加
圧成形を行なった。

実施例　６ 実施例５、比較例３で得た成形物の物理強度（崩壊強Ｉ
ｆ　）を測定した。

試験方法は０．５％および１．０％に水分調整し、２５
に９／ｄの圧力でＦＩ′４径１０扁高さ２０酎の円柱形
に乾式成形された試験片の縦方向に降下による外力（圧
力）を与え崩懐強度をＩｌｌ！ｌ定した。

テンシロン型試験機にて降下速度５０　ＴｎＭ／ｍｉｎ
で２０で、６５％ＲＨ’ＦでＭり定。

結果を第３表に示す。

第　３　表 ＊ＩＭ侯度０．０６３．膨ＩＩ￥ｌｉ１４　、２ｍｌ只
２置換度０．０６７ Ｘ３　グラフト率１３％ 特許出願人　日澱化雫株式会社 丁続補正書（□。

昭和５８年１２月１日 惑 セラミックスの成形方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 自　　発 ５　補正の対象 （１）明細書第１３頁第１表の曲げ強度（ｆ／＋＋ｄ）
の欄における数値を、上からＩｌｌ　ｔこ、次の通り補
正する。

ｒ　１．４２　Ｊとあるを［２８，４Ｊに、ｒ　２．５
　、Ｉ　Ｊとあるをｒ　５０．２　Ｊに、ｒ　２．４０
　Ｊとあるな［４８，ＯＪに、１”　１．３７　Ｊとあ
るな「２７．４　Ｊに、ｒ　Ｏ，８１Ｊとあるを［１６
，２Ｊに、「２．３０　Ｊとあるをｒ　４６．ＯＪに補
正する。

明 （２）＃細蕾第１７頁第３表の崩壊強度（！７／＋ｄ）
の欄において次の通り補正する。

■水分０．５％の欄において、上から順に、［５，２Ｊ
とあるをｒ１０４Ｊに、 ｒ　４．Ｉ　Ｊとあるをｒ８２Ｊｔこ、ｒ　４．ＯＪと
あるを「８０」に、 ｒ　３．８　Ｊとあるな「７６」に、 ｒ　２．ＯＪとあるな「４ｏ」に、 ｒ　２．５　Ｊとあるを「５０」に補正する。

■水分１．０％の欄において、上から順に、ｒ　５．２
　Ｊとあるをｒｘｏ４Ｊに、（２） 「８．７　ｊとあるな「１７４」に、 「５．８４とあるな「１１６」に、 ［４，７４とあるを「９４」に、 ［２，３Ｊとあるな「４６」νこ、 「２．９　Ｊとあるな「５８」に補正する。

以　　上 （３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物 （１）澱粉誘導体、植物性種子粘質性、植物性種子粘質
   物誘導体からなる群より選はれる１種または２種以上を
   結合剤として使用することを特徴とするセラミックスの
   成形方法。 （２）該澱粉誘導体がエーテル化澱粉、エステル化澱粉
   、架橋澱粉、グラフト共重合化澱粉およびこれらを組み
   合せたもの、デキストリン化したもの、アルファー化し
   たものである特許請求の範囲第（１）項記載のセラミッ
   クスの成形方法。 （３）該植物性種子粘質物かグアーガム、ローカストビ
   ーンガム、タマリンドである特許請求の範囲第（１）項
   記載のセラミックスの成ノロ方法。 （４）該植物性種子粘質物誘導体か植物性種子粘質性の
   エーテル化、エステル化、グラフト共重合化およびこれ
   らを組み合わしたものである特許請求の範囲第（１）項
   記載のセラミックスの成形方法。