JPS6183005A - 射出成形用セラミツク原料の混合方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、セラミック部品を製造するにあたって用い
られるセラミック原料混合方法に関するものである。

従来の技術 近年、非酸化物系の窒化珪素や炭化珪素等のセラミック
を構造用材料として適用することが研究されている。実
際にそれ等のセラミックを用いて所要の形状の製品を得
るには、それ等のセラミック粉末を樹脂と共に混練し、
ｙＬｌｌｌ性のある混練物となして射出成形する場合が
多い。そのようにセラミック粉末と樹脂とを混練し射出
成形する場合には、原料粉末と樹脂との混練性が問題と
なり、その混線性が射出成形の作業性や成形品の機械的
特性等に大きく影響する。したがって射出成形する混線
物の混練性を適切に調整する必要がある。

その際混線物の混線性を左右する要因としては、原料粉
末の粒径、凝集状態、表面活性等が問題となる。

ところで、セラミック粉末と樹脂との混線物を得るにあ
たり、非酸化物系主原料に焼結助剤を添加し混合する必
要がある。

従来、その非酸化物系主原料と焼結助剤との混合は、例
えば次のようにして行なわれていた。

第１の例としては、非酸化物系主原料と焼結助剤とを同
時に混合装置に入れ、解砕する方法があった。また、第
２の例としては、小型（７１）ボールミルで焼結助剤の
みを解砕し、乾燥した後に大型（１００１）ボールミル
に非酸化物系主原料と共に投入し、混合する方法があっ
た。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、非酸化物系主原料と焼結助剤とを混合す
る際には、焼結助剤の一次粒子が凝集することなく均一
に分散している単分散状態が理想的な混合状態とされる
。しかし、一般に酸化物からなる焼結助剤は、空気中に
存在する水分等の影響で凝集１易く、その凝集の度合い
もロフト毎に異なり、また経済的にも変化する。そのよ
うに凝集した焼結助剤を主原料と混合し混線すると、得
られる混練物の混線性が一定せず、射出成形が不安定と
なり、得られる製品の品質にバラツキが大きくなる。し
かも、得られる混線物に焼結助剤が均一に分散してはい
ないため、焼結体の特性、特に機械的強度を低下させる
おそれがある。

具体的には、前記した第１例の方法では、非酸化物系主
原料と焼結助剤とを同時に混合装置に入れるため、全体
に対する焼結助剤の比率が小さく、焼結助剤の解砕効率
が小さいという不都合があった。そのため得られる混線
物に焼結助剤が均一に分散せず、焼結助剤の製造ロフト
が異なる毎に得られる混練物の混線性に変化が生じ、焼
成体の強度も轟くないという問題があった。また前記し
た第２例では、得られる混線物の混線性は安定している
が、しかし焼結助剤を予備解砕した後の乾燥工程で解砕
された焼結助剤が再度凝集するため、結果として予備解
砕の効果は少なく得られる焼成体の強度が低いという問
題があった。

この発明は以上の従来の事情に鑑みてなされたものであ
って、非酸化物系セラミック原料粉末に凝集のない焼結
助剤を均一に混合し、混練性の安定した混線物を得ると
共に、機械的強度の向上を図ることができる射出成形用
セラミック原料の混合方法を提供することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明の射出成形用セラミック原料の混合方
法は、焼結助剤と非水系溶媒とを混合してスラリーとな
して焼結助剤を解砕し、その後そのスラリーの中にセラ
ミック粉末原料を入れると共に非水系溶媒を追加して混
合し、次にそのスラリーから非水系溶媒を除去すること
を特徴とするものである。

発明の詳細な説明 以下にこの発明をざらに具体的に説明する。

焼結助剤と非水系溶媒とを混合してスラリーとなして焼
結助剤を解砕する。

焼結助剤と非水系溶媒との混合には周知のボールミル等
を用いることができる。非水系溶媒としてはエチルアル
コール等を用いることができる。

焼結助剤と非水系溶媒との重量比率は、６０／４０〜３
０／７０とするのが望ましい。その範囲外では解砕効率
が低いからである。

次にこの発明では、以上のスラリーの中に非酸化物系主
原料を入れると共に非水系溶媒を追加して混合する。す
なわち、焼結助剤と非水系溶媒とを混合・解砕して得ら
れるスラリーを乾燥することなくくそのスラリーに非酸
化物系主原料および必要な量の非水系溶媒を追加して混
合する。なお、焼結助剤と非水系溶媒とを混合・解砕す
る段階で、非酸化物系主原料を一部混合するようにして
も良い。そのようにする場合、焼結助剤が混合機の容器
内壁に付着する不都合を防止することができる。

一部混合された非酸化物系主原料が焼結助剤の解砕を妨
げない程度追加されたことにより、混合されることによ
って焼結助剤のみの付着による混合比率の変化を防ぐこ
とができるからである。

最侵にこの発明では、以上の過程で得られたスラリーか
ら非水系溶媒を除去して、セラミック原料粉末を得る。

非水系溶媒の除去は、加熱して蒸発する等の手段で行う
ことができる。

実施例 以下にこの発明の実施例を記す。

実施例　１ 容積１００１のボールミルに径１５＋ａｍのナイロンコ
ーティングボールを容積比で６０％投入し、そのボール
ミルに焼結助剤を１ｋｇ、エチルアルコールを５１投入
し、２９　ｒ、ｐ」で２４Ｈｒ回転させた。その後、そ
のボールミルの中に主原料として窒化けい素を２０ｋｏ
、エタノールを３０１追加し、２９　ｒ、ｐ）で２４日
「混合した。その後、そのスラリーからアルコールを蒸
発させて除去し、セラミック乾燥粉末を得た。

以上を異なる２種類の焼結助剤ロットについて行なった
。

実施例　２ 実施例１と同様に径１５１ｍのナイロンコーティングボ
ールを容積比で６０％投入した容積１００１のボールミ
ルに焼結助剤を１ｋｆｆ、エチルアルコールを１０１、
窒化けい素をＩｋａ投入し、２９「。

０１票で２４日「回転させた。その後、そのボールミル
の中に主原料として窒化けい素を１９ｋｇ、エタノール
を２５１追加し、２９　ｒ、ｐ、ｍで２４Ｈ「混合した
。その後、そのスラリーからアルコールを蒸発させて除
去し、セラミック乾燥粉末を得た。

比較例（従来法）　１ 径１５ｍｍのナイロンコーティングボールを容積率で６
０％投入した１　００１のボールミルに窒化けい素２０
ｋａと焼結助剤１ｋＯとを同時に投入し、エタノールを
３５１投入して２９　ｒ、Ｌｌで２４Ｈｒ混合した。そ
の侵、スラリーからアルコールを蒸発させて除去し、セ
ラミック乾燥粉末を得た。

比較例（従来法）　２ 径１５１ｍのナイロンコーティングボールを容積率で６
０％投入した７１のボールミルに焼結助剤を１．５に９
投入し、解砕して乾燥した。その後、その焼結助剤１ｋ
ｇを１００１ボールミルに２０ｋａの窒化けい素とエタ
ノール３５１と共に投入し、２９　ｒ、ｐ４で２４８ｒ
混合した。その後、スラリーからアルコールを蒸発させ
て除去し、セラミック乾燥粉末を得た。

以上の実施例１および比較例１．２によって得られたセ
ラミック乾燥粉末について、同一方法でワックス系又は
ポリスチレン系バインダーと混練して、得られた混線物
の粘度を測定した。また、それ等の各混線物を用いて射
出成形法により得られた焼成体の抗折強度を調べた。そ
のようにして測定された溶融粘度および抗折強度をそれ
ぞれ第１図および第２図に示す。

第１図から明らかであるように、実施例１によって得ら
れたセラミック粉末は、特に比較例１と比べて、焼結助
剤のロットが異なっても一定の混線性を示す。また、第
２図をみると、実施例１によって得らたセラミック粉末
が比較例のものに比べて抗折強度が１５〜２５％高いこ
とがわかる。

発明の効果 以上のようにこの発明の射出成形用セラミック原料の混
合方法によれば、予め焼結助剤と非水系溶媒とを混合し
て、焼結助剤を解砕して得たスラリーに非酸化物系主原
料を加えて混合して、焼結助剤が混合されたセラミック
乾燥粉末を得るようにしたことによって、非酸化物系セ
ラミック原料粉末に、焼結助剤を粒子オーダーで均一に
分散させて混合させることができ、セラミック原料粉末
と樹脂との混練性を安定させ、混線物から得られる焼成
体の強度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例と従来法とによって得られ
る各セラミック粉末の溶融粘度を比較して示す図、第２
図は同じくこの発明の実施例と従来法とによって得られ
るセラミック粉末の抗折強度を比較して示す図である。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼結助剤と非水系溶媒とを混合してスラリーとなして焼
   結助剤を解砕し、その後そのスラリーの中に非酸化物系
   主原料を加えると共に非水系溶媒を追加して混合し、次
   にそのスラリーから非水系溶媒を除去することを特徴と
   する射出成形用セラミック原料の混合方法。