JPS6153149A - セラミツクス射出成形用組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形に適したセラミックスの組成に係り
、主骨格が５１とＣからなる有機珪素ポリマーを主バイ
ンダーとし、脱脂が非常に容易なセラミックス射出成形
用組成物に関する。

（従来の技術とその問題点〕 セラミック材の成形法としては、ラバープレス。

押出成形１ホットプレス、ｑ・１出成形等が知られてい
るが、この中、射出成形は他の成形方法と比較して複雑
な形状が得易いという長所がある。また、射出成形以外
の方法で成形したものは、焼成後、ダイヤモンド工具を
用いての後加工を要し、その加工能率や加工費用の面で
問題がある。これに対し、射出成形においては精度の良
い成形体を得ることができ、焼成後の後加工を必要とせ
ずに、複雑形状のセラミックス焼結体が得られるので非
常にを用である。

その反面、セラミックスの射出成形に当たっては、射出
の条件に適した性質をセラミックス材に付与するために
樹脂類を加える必要がある。このために、成形後添加し
た樹脂を除去するための脱脂工程が必要となる。

通常、平均粒径１μｍ以下のセラミックス粉体を射出成
形するには５０〜４０容量％の樹脂が必要であり、これ
以上樹脂を少なくすると射出成形が不可能になってしま
う、この５０〜４０容量％もの（１（脂を分解除去させ
るためには、通常３〜１０℃／ｈのゆっくりとした昇温
スピードで脱脂する、−とが必要となり、１回の脱脂に
は３〜４目を必要とするのが現状であり、この脱脂工程
は射出成形の弱点とされている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、セラミックス材の射出成形における上
記の従来の脱脂工程を大幅に短縮することができる組成
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記本発明の目的は、射出成形用セラミックス材の主バ
インダーとして主骨格がＳｉとＣから成る有機珪素ポリ
マーを用いることによって達成される。この主骨格がＳ
ｔとＣから成る有機珪素ポリマーは加熱によって縮重合
してＳｉＣを形成する。このため、焼結体中にＳｉＣを
含むことを許さないセラミックス焼結体の射出成形には
用いることができないが、ＳｉＣ焼結体やＳｉＣ分散型
セラミックス焼結体の射出成形には有用である。またこ
の有殿珪素ポリマーの２００〜１７００℃での縮重合に
おける重量減少は２０〜３０％であるにすぎず、分解ガ
スの発生も少なく、またその分解が広範囲な温度領域で
おこるため、急速な昇温を行っても成形体にダメージを
残さない。加えて、ｈｄ市合の際、ガス通路が成形体内
部に形成されて、脱脂が容易に行われることになる。

射出成形用バインダーに必要とされる性質は、混練、射
出温度において充分低活性であること、金型内で冷却し
た際に固化して充分な保型性を持つこと、金型との離型
性の良いこと、また、脱脂性の良いことである。この点
、前記の主バインダーとして用いる有機珪素ポリマー単
味では、射出温度領域１００〜２００℃では充分な粘性
低下を示さない場合があり、またこれ以上の温度では、
有機珪素ポリマーの劣化や縮合を招（ため、あまり高温
にはできないという問題もある。

この問題は、セラミックスに熱可塑性樹脂を添加するこ
とによって解決できる。この熱可塑性樹脂は、射出のた
めの粘性低下や、離型性向上、また保型性向上を助ける
ものであるが、有機珪素ポリマーが併存しているために
、従来のセラミックスの射ｔ１１成形に用いる場合と比
較して非；５；、に少量ででよい。

また、この樹脂は混練、射出成形時にイｌ槻珪累ポリマ
ーを相客、または溶解し、冷却時には固化して十分な保
型性を持つものが望ましい。

このように有機珪素ポリマーと同有機珪素ポリマーを溶
解して粘性を十分低下させる樹脂を組合せることによっ
て、添加する樹脂の量は２０容量％前後まで減少させる
ことができる。

上記、有機珪素ポリマーを補助する樹脂としては、ポリ
アクリル系樹脂、エチレン−酢ビ共重合体、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリプロピレン等が使用できる。と
くに、パラフィンワックス。

マイクロクリスタリンワックス、ロジン、ポリエチレン
グリコール等のワックス系の樹脂は、有機珪素ポリマー
を熔解または相客させて粘性を低下させ易く非常に有用
である。また、ジブチルフタレート、ジエチルフタレー
ト、高沸点のソルベント類も可塑剤としては有ｍ珪素ポ
リマーに対して有効に作用する。

実際に射出成形を行う場合には、粘性、保型性。

離型性、脱脂性を考慮して上記樹脂類を、数種組合せて
使用するのがをリノである。

また、本発明のセラミックス組成物にステアリン酸、ス
テアリン酸亜鉛、脂肪酸エステル等も少量添加すると離
型性や流れ性を向上させるので有効である。

〔実施例〕

実施例１ 平均粒径０．４μｍ“のα−型炭化珪素３００ｇに炭化
硼素１．５ｇ、カーボンブランク９Ｌポリカルボシラン
３０ｇを加えて５ヘキサン中で１０時間ボールミル混合
し、スプレードライヤーで乾燥造粒した。

得られたセラミックスの造粒粉体１００容量部に、１０
容量部のエチレン−酢ビ共重合体、２０容量部のワック
ス、５容量部の脂肪酸エステル、５容量部のジブチルフ
タレートを加えて、加熱加圧ニーグー中で、１７０℃で
１時間混練して５１φのペレットとした。

このペレットをスクリューインライン式の射出成ノ１ｊ
ｌｌを用い（、ンリンダー内ぬ度１１１１１’＋；、金
型温度６０１：、　ＩＩＪ出圧力１２ｔｌ（１ｋｇ／ぐ
４．二次１！、力１ｉ　ＩＩ　（ｌ　ｋｇ／ｄでＧ　Ｘ
２５×１０（ｌｅａの射出成形体をｆニー１な。

この射出成形体を窒素気流中で５０゛Ｃから４５０℃ま
で、２０℃／ｈで昇温しで、２０時間で脱脂を行った。

この脱脂した成形体をＸ線透過法により欠陥検査を行っ
た結果、亀裂や巣のない良好な脱脂体であることが確か
められた。

実施例２ 平均粒径０．４μｍのα−型炭化珪素３００ｇと炭化硼
素１．５ｇ、カーボンブラック９ｇと、表１記載の量の
ポリカルボシランを加えて、ヘキサン中で１０時間ボー
ルミル混合し、スプレードライヤーで乾燥造粒した。

得られたセラミックス造粒粉体１００容量部に、表１に
記載した、射出成形用バインダーをそれぞれの量加え、
加熱加圧ニーグーによってそれぞれ同表に示す温度で１
時間混練して５１■φのペレットとした。

ごのベレノ１をスクリューイノノ「７式の射出成形機を
用い゛乙同イζ；のソリンダー内ｔ１１↓度１、ｉＩ型
温度６０°Ｃ１射出１カ１２００　ｋｇ　／　ｃ、ｒシ
、二次用力Ｇ（１（ｌｋｒ／ｄで６　Ｘ２５Ｘ　１００
ｍ１の射出成形体を得た。

この射出成形体を窒素気流中で５０℃から４５０℃まで
２０℃／ｈで昇温して、２０時間脱脂を行った。

脱脂体はＸ線透過法により欠陥検査を行った。

結果を同表に示す。

実施例３ 平均粒径０．２μ蒙のアルミナ粉末３００ｇにポリカル
ボシラン４０ｇを加えて、ヘキサン中２時間アトライタ
ー中で混合し、スプレードライヤーで乾燥造粒した。

得られたセラミックス造粒粉体１００容量部に対して、
３０容量部のワックスと１０容量部の八ＰＰを加熱加圧
ニーグーにて、１１０℃で１時間混練して５１１φのペ
レットとした。

このペレットをスクリューインライン式の射出成形機を
用いて、ンリンダー内温度り２０℃、金型　　　　　　
　　　　　　。

温度４０℃、射出圧力１０００ｋｒ／ｃｄ、二次圧力５
００ｋ。

／ｅｌｌＩで６　Ｘ２５Ｘ　１００＋ｕの射出成形体を
ＨＪた。

この射出成形体を窒素気流中で５０℃から４５０°Ｃま
で２５℃／ｈで昇温して、１６時間脱脂を行った。

脱脂体はＸ線透過法により欠陥検査を行った結果、亀裂
や巣のない良好な脱脂体であることが確かめられた。

表１ ＷＡＸ　：ワックス 〔発明のすＪ果〕 本ジご明によるセラミックス組成物は、ＩＨ１１１添加
毎が従来の組成物と比較して、略半分の添加上でありな
がら、射出成形に充分適用でき、亀裂や巣のない良好な
脱脂体を得ることができる。しかも、従来の射出成形に
よる成形セラミックスの製造工程において、時間的に大
きい比重を占めていた成形後の脱脂に要する時間は半分
以下で済むために、成形セラミックスの製造工程の全体
の効率を大幅に向上できるという効果を奏する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均粒径１０μｍ以下のセラミツクス粉体１００容
   量部に対して、主骨格がＳｉとＣからなる有機珪素ポリ
   マー１５〜１００容量部を含むことを特徴とするセラミ
   ツクス射出成形用組成物。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のセラミツクス粉体と
   有機珪素ポリマーの合量１００容量部に対して、熱可塑
   性樹脂１種または数種の合量を５０容量部以下含むこと
   を特徴とするセラミツクス射出成形用組成物。