JPS61141662A - セラミツクス製造用組成物 - Google Patents

セラミツクス製造用組成物

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JPS61141662A
JPS61141662A JP59260914A JP26091484A JPS61141662A JP S61141662 A JPS61141662 A JP S61141662A JP 59260914 A JP59260914 A JP 59260914A JP 26091484 A JP26091484 A JP 26091484A JP S61141662 A JPS61141662 A JP S61141662A
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molding
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安仲 正好
平井 伸樹
日中 正昭
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高性能のセラミックスを製造するための原料
組成物に関し、とくには射出成形や押出成形といった可
塑成形に好適なセラミックス製造用組成物に関する。
〔従来の技術〕
セラミックスの製造に関する技術は、従来より種々提案
されている。とくに近年になり、複雑形状の成形体を高
精度で多量に生産することのできる射出成形法が注目を
浴びている。射出成形法を具体的にいうと、まずセラミ
ックス製造用原料を射出成形機で所望形状に成形し、次
に得られた成形体を加熱して、原料中のセラミック粉末
あるいは金属粉末以外の成分を分解揮発させ(脱脂)、
更に焼結することによってセラミックスを得るのである
。このとき使用されるセラミックス製造用原料は、セラ
ミック粉末及び/又は金属粉末に結合剤(以下バインダ
ーと略称)、必要に応じて滑剤や可塑剤等を混合したも
のである。ここでとくに重要なものはバインダーであっ
て、これは射出成形によって得られた成形体に強度を付
与するものであり、一般的に水溶性バインダーと合成樹
脂バインダーとに分けられる。
水溶性バインダーすなわちポリビニルアルコール、ポリ
ビニルブチラール、ポリエチレングリコール、メチルセ
ルロース、カルボキシメチルセルロース、工チルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース等は、合成樹脂バ
インダーと比較して粘度が小さく、セラミック粉末粒子
間によく浸透してゆくが、滑性が劣るので実際には水で
希釈して滑性を付与(−ている。しかし、水溶性バイン
ダーを使用したものを射出成形すると、成形体の強度は
水分の蒸発によって除々に発揮するのであ見成形直後の
強度は非常に弱くて変形し易いという問題がある。勿論
希釈水の量を減らし、強度の向上を計る手段も考えられ
るが、流動性が低下すること、その結果射出成形機の吐
出圧力が上昇したシ、セラミック粉末による成形機の摩
耗やそれに伴う汚染の問題があシ、現実には行われ難い
一方合成樹脂バインダーは、強度の付与の面では水溶性
バインダーよシ遥かに優れているが、セラミック粉末な
どと混合すると溶融粘度が高くなシ、その結果成形機の
圧力を高めたり、成形温度を上昇させたシして成形性を
カバーしなくてはならない。
しかし圧力にしても温度にしても成形機には限度がある
。また滑剤を添加して流動性を上げることも考えられる
が、これらの手法では完全に満足する効果が得られるわ
けではない。しかも脱脂に長時間を要するので、可能な
限りバインダーの配合量を少なくしたいのであるが、少
なくすれば尚亜流動性が低下するという問題がある。こ
のような流動性の不良は、前述の如き問題のほかに、射
出成形された成形体の外観が不良となったり、クラック
が生じる原因にもなり、また仮に外観上の問題がなくて
も成形体内部に成形歪が残り、脱脂後にクラックが生じ
ることもある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、かかる現状に鑑み、セラミック粉末など
と混合してバインダーとして用いることができると共に
、溶融流動性も良好で、射出成形性を向上させることの
できる新しい合成樹脂バインダーについて鋭意検討を重
ねた結果、本発明のセラミックス製造用組成物を完成す
るに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明は、セラミック粉末及び/又は金属粉末
と、エチレン・酢酸ビニル・一酸化炭素3元共重合体と
からなることを特徴とするセラミック製造用組成物であ
る。
〔作 用〕
本発明の組成物における3元共重合体は、バインダーと
して作用するものであり、セラミック粉末などと混合す
ると得られる組成物の流動性が大幅に向上する。その結
果、低い圧力場合によっては低い温度でも良好な成形体
が得られ、複雑形状の物品も外観がよくクランクのない
(内部残留歪も少なくなるので、脱脂後にクラックが発
生することもなくなる)ものが成形可能である。また、
後述するようにその成分は炭化水素及び含酸素炭化水素
であるため、熱分解・揮発によって発生するガスは毒性
がなく、脱脂時の安全性が高い。
6元共重合体は、エチレン及び酢酸ビニル及び一酸化炭
素とから構成されている。その組成割合は、エチレン:
40〜80重量%、酢酸ビニル:5〜60重量%、一酸
化炭素:3〜30重量%であυ、とくに好ましくは各5
3〜76重量%、10〜34]i量%、3〜15重量%
の組成割合である。若し、エチレンの割合が上記の範囲
を越え、その結果他のモノマー成分の割合が低下すると
、溶融流動性が低下し、バインダーとして使用した際の
加工性が悪くなる。
また、エチレンの割合が上記の範囲未満となって他成分
の割合が多くなると、バインダーとしての主たる効果す
なわち成形体への強度、剛性の付与が低下して変形し易
くなシ、更に金型との離型性も悪くなる0 3元共重合体のメルトフローレー)(MFR)は、AS
TM D 1238Eの方法、条件によって測定して約
0.1〜3000.!i’/I Q+m+、とくに10
〜2500.V/1 Qmm、更に好ましくは20〜2
000.9/10mの範囲である。
まだ、3元共重合体は必要に応じて不飽和カルボン酸な
どで変性されていてもよいことは当業者にとり自明であ
ろう。
本発明で使用できるセラミック粉末あるいは金属粉末は
、公知の種々のものが使用でき、とくに制限されるもの
ではないが、具体的には以下の如きものが例示できる。
(1)金属粉末    ・ 具体的にはアルミニウム、シリコン、スカンジウム、イ
ツトリウム、ランタニド、アクチニド、チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、トリウム、バナジウム、ニオブ、
タンタル、クロム、モリブテン、タングステン、鉄、マ
ンガン、テクネチウム、レニウム、コバルト、ニッケル
、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イ
リジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、タリ
ウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、ヒ素、アンチモン、ビ
スマス、テルル、ポロニウム、あるいはこれらの合金な
ど、 (2)金属酸化物 具体的には上記の金属の酸化物あるいはそれ以外のもの
として、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化カル
シウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化ラン
タン、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化セレンなど
、更には複数の金属元素を含む酸化物すなわちNaNb
0’、 、5rZr○5、PbZr0. 、BrTiO
3,BaZrO3,PbTi0. 、 AgTaO3゜
BaTiO2,LaAlO3ft トのペロプスカイト
構造ノモノ、MgAl、04、ZnAl、04. Co
A1.O,、NiAl、04. NiCr、04、Fe
、Cr、O,、MgFe、04、Fe、04. ZnF
e、O,fzど(7)Xビネル構造ノモノ、MgTi0
. 、MnTiO3、FeTiO3、CoTi0. 、
NiTi0.、ZnTiO3,LiNbO3,LiTa
08fxどノイルメナイト構造のもの、Ga、G+aO
,、、Y、Fe、O,すどツカ−ネット構造のものなど
、 (8)金属炭化物 具体的には炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タングステン
、炭化夕/タル、炭化クロム、炭化モリブテン、炭化ハ
フニウム、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素など、 (4)金属窒化物 具体的には窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素
、窒化チタンなど、 (5)金属ホウ化物 具体的にはホウ化チタン、ホウ化ジ化コニウム、ホウ化
ランタンなど、 (6)上記(1)〜(5)の表面変性物具体的にはカッ
プリング剤、界面活性剤、重合性モノマーなどで表面処
理したもの、 (7)上記(1)〜(6)の混合物 本発明においては、セラミック粉末、金属粉末の粒径に
よらず効果を発揮するが、100μ以下の平均粒径を有
する粉末にとくに有効である。更に、成形体の均質性の
面から10μ以下の平均粒径を有するものに適用すると
尚更好ましい。
本発明の組成物における割合は、3元共重合体が30体
積%以上とくに35〜60体猜%、セラミック粉末及び
/又は金属粉末が70体積%未満とくに40〜65体積
%が好ましい。尚、ここで体積量は1重量を密度で除し
て求めたものである。
また本発明においては、その目的を損わない範囲で通常
セラミック組成物に配合される各種添加剤、すなわち可
塑剤、滑剤、湿潤剤、解こう剤、静電気防止剤、キレー
ト剤、発泡剤、界面活性剤、等を配合してもよい。更に
本発明の3元共重合体以外のバインダーを併用してもよ
く、場合によっては水を併用してもかまわない。かかる
添加剤の例としては、ジエチルフタレート、ジオクチル
フタレートなどの可塑剤、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸などの脂肪酸、あるいはこ
れらのエステル、金属塩、炭化水素系ワックスなどの滑
剤があり、また併用可能なバインダーとしてはたとえば
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ(メ
タ)アクリル酸メチル、ポリスチレン、あるいはこれら
の低分子量体、各種天然ワックスなどがある。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を好適な例でもって示すが、本発
明はとくに断わりのない限シ何らこれらの例に限定され
るものではなく、本発明の目的を損わない範囲でいかな
る態様も採り得る。
実施例1 酸化アルミニウム粉末(平均粒径0.6μ):50体積
%、及びMFR40g/lo=の3元共重合体(エチレ
ン66重量%、酢酸ビニル24重量%、一酸化炭素10
重量%):50体積%とを加圧型ニーダ−により140
℃で30分間混練した。得られた組成物の流動特性を見
るため、組成物を160℃に加熱し、すり速度と粘度の
関係をキャピラリーレオメータで測定した。結果を第1
表及び第1図に示す。
続いて組成物を160°C11000kg/crllで
射出成形し、5mmx 10mmx 4μ3mmの成形
体を得た。この成形体は、外観的にはクラックが全くな
かった。また成形体を数ケ所分割して内部を調べたとこ
ろ、内部クラックも全くなかった。
次に成形体を0〜150°Cまで5℃/h、150〜5
00℃まで6℃/hで昇温し、脱脂を行った。重量を測
定することにより完全に脱脂していることを確認後、脱
脂体を観察したところクラックあるいは空隙などの欠陥
は全くなかった。次に脱脂体を1600°Cで2時間焼
結したところ良好なアルミナ焼結体が得られた。
比較例1 実施例1における3元共重合体の代わりに、同じMFR
値を示すエチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル=
28重景%、以下EVAと略称する)を用い実施例1と
同様に行った。結果を第1表及び第1図に示す。
また、射出成形された成形体のうち2割はゲート附近に
クランクが発生した。更にクラックの見られなかった成
形体を脱脂したところ、殆んどのものにクラックが発生
した。
比較例2 実施例1の3元共重合体の代わりにMFR=50ji/
1o=oEvA(酢酸ビ=ル:33重量%)を用い、実
施例1と同様に行った。
結果を第1表及び第1図に示す。
まだ、射出成形された成形体には外観上クラックが全く
なかったが、脱脂後の脱脂体のうち5割にはクラックが
発生した。
第  1  表 実施例1及び比較例1,2を見ても判るとおり、本発明
の組成物は流動性が極めてよく、たとえばバインダーと
して用いている6元共重合体よりも約1.5倍も樹脂と
しての流動性のよい比較例2と比べても遥かに流動性が
よく、また成形体(脱脂後も含む)の状態も良好でちる
実施例2 炭化ホウ素を1重量%配合したβ型炭化ケイ素粉末(平
均粒径0.6μ)=50体積%、及びMFR=20g/
10#Iの6元共重合体(エチレン71重量%、酢酸ビ
ニル26重量%、一酸化炭素6重量%):50体積%と
を加圧型ニーダ−により160°Cで30分間混練した
。結果を第2表に示す。
続いて組成物を160℃、1400kg/cJで射出成
形し、5 Qmmx 5 Qnix IQmiの成形体
を得た。この成形体は外観上クラックが全くなく、また
内部クラックも見られなかった。
次に成形体を1気圧の窒素雰囲下で、0〜170℃まで
10℃/h、170〜250℃までを5℃/h1250
〜600℃までを6℃/hで昇温し、脱脂を行った。脱
脂体にはクラックや空隙などの欠陥が全くなかった。
次に脱脂体をアルゴン雰囲気中2100°Cで1時間焼
結したところ良好な炭化ケイ素焼結体が得られた。
比較例6 実施例2における3元共重合体の代わりに、MFR=2
0.!i’/10mのEVA (fft!ビニル:28
重量%)を用いるほかは実施例2と同様に行った。結果
を第2表に示す。
また、射出成形された成形体の約2割が、ゲ−ト部及び
反ゲート部にクラックが発生しており、脱脂後は殆んど
のものにクラックが発生した。
実施例3 金属ケイ素粉末(平均粒径1μ):52体積%、及び実
施例1の3元共重合体:48体積%とを加圧型ニーダ−
により140℃で30分間混練した。結果を第2表に示
す。
次に組成物を40闘グ押出機により140℃でQ、 5
7717 Mの速度で5mm$の丸棒に成形した。成形
体の外観は滑らかであり、クラックは全くなかった。
比較例4 実施例6の6元共重合体の代わりに、MFFt =40
g/10rnInの低密度ポIJエチレンを用いるほか
は実施例3と同様に行った。結果を第2表に示す0また
、成形体はクラックの発生は見られなかったが、表面に
肌荒れが生じ製品としては採用するに敗らなかった。
第  2 表 〔発明の効果〕 以上述べてきたように、本発明の組成物は流動性が良い
ので成形加工性が優れており、また得られる成形体ある
いは脱脂体の歩留もよく、工業生産性に優れている。
また本発明のものは、セラミックス製造技術であればい
かなる方法にも適用し得るが、とくに射出成形、押出成
形などの可塑成形とくには射出成形に好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明及び比較品の流動性を示す図である0

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セラミック粉末及び/又は金属粉末と、エチレン
    ・酢酸ビニル・一酸化炭素3元共重合体とからなること
    を特徴とするセラミックス製造用組成物。
  2. (2)3元共重合体の組成割合がエチレン:40〜80
    重量%、酢酸ビニル:5〜60重量%、一酸化炭素:3
    〜30重量%である特許請求の範囲第1項記載のセラミ
    ックス製造用組成物。
JP59260914A 1984-12-12 1984-12-12 セラミツクス製造用組成物 Granted JPS61141662A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988005426A1 (en) * 1985-07-17 1988-07-28 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Composition for producing ceramics
CN107716917A (zh) * 2017-09-20 2018-02-23 西安理工大学 一种气相碳化法原位反应制备w/wc复合粉末的方法
JP2019099401A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 昭和電工株式会社 アルミナ質焼結体用組成物及びその製造方法、並びにアルミナ質焼結体の製造方法
CN112062562A (zh) * 2020-09-17 2020-12-11 广西大学 一种knn基超高击穿电场单晶薄膜材料的制备方法

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WO1988005426A1 (en) * 1985-07-17 1988-07-28 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Composition for producing ceramics
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