JPS62270457A - 金属、セラミック粉末等の成形方法及びそのための組成物 - Google Patents
金属、セラミック粉末等の成形方法及びそのための組成物Info
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- JPS62270457A JPS62270457A JP62117206A JP11720687A JPS62270457A JP S62270457 A JPS62270457 A JP S62270457A JP 62117206 A JP62117206 A JP 62117206A JP 11720687 A JP11720687 A JP 11720687A JP S62270457 A JPS62270457 A JP S62270457A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
[発明分野]
本発明は、粉末から金属及びセラミック部品を成形する
方法及びそのための成形用組成物に関し、より詳しくは
、優れた生強度を示し、従来の技術による焼結製品に共
通していた亀裂、変形及び収縮の問題なく容易に焼成す
ることのできる高品質で1夏雑な部品を作るための成形
方法及び成形組成物に関する。
方法及びそのための成形用組成物に関し、より詳しくは
、優れた生強度を示し、従来の技術による焼結製品に共
通していた亀裂、変形及び収縮の問題なく容易に焼成す
ることのできる高品質で1夏雑な部品を作るための成形
方法及び成形組成物に関する。
[従来の技術]
“生” (未焼成)成形体から焼結部品を作ることは、
技術−1′、よく知られている。一般に生成形体は、型
(ダイ)に粉末/凝集剤の混合物を充填し、圧力下で該
混合物を圧縮成形して作る。その後、自立構造を持つ生
成形体を型から取り出して焼結する。焼結過秤中に該凝
集剤は揮発され、焼失される。しかし凝集剤の除去によ
って、製品に亀裂、収縮、あるいは変形をひき起こす可
能性か゛ある。
技術−1′、よく知られている。一般に生成形体は、型
(ダイ)に粉末/凝集剤の混合物を充填し、圧力下で該
混合物を圧縮成形して作る。その後、自立構造を持つ生
成形体を型から取り出して焼結する。焼結過秤中に該凝
集剤は揮発され、焼失される。しかし凝集剤の除去によ
って、製品に亀裂、収縮、あるいは変形をひき起こす可
能性か゛ある。
金属もしくはセラミック粉末から作る部品の射出成形は
特に困難であった。適切な射出成形組成物は、高度の流
動状態(射出工程に必要)から高い生強度を持つ固体状
態(引き続く取り扱いに必要)へと変換できうるもので
なければならない。
特に困難であった。適切な射出成形組成物は、高度の流
動状態(射出工程に必要)から高い生強度を持つ固体状
態(引き続く取り扱いに必要)へと変換できうるもので
なければならない。
これらの要求をみたすため、従来技術による成形組成物
は、ワックスのような低融点凝集剤を比較的に大きなパ
ーセント分含む。しかしそのような系では2部品の成形
上、特に複雑な形状の部品を成形する際に多くの問題を
かかえている。
は、ワックスのような低融点凝集剤を比較的に大きなパ
ーセント分含む。しかしそのような系では2部品の成形
上、特に複雑な形状の部品を成形する際に多くの問題を
かかえている。
より詳しく述べると、ワックスは適度な高温下での高流
動性及び約15℃以下の温度での十分な剛性というレオ
ロジー的な要求を満たすために、凝集剤として通常使わ
れる。ワックス組成物は1通常、その約10重量パーセ
ントから約20重量パーセントの間のワックスを含む。
動性及び約15℃以下の温度での十分な剛性というレオ
ロジー的な要求を満たすために、凝集剤として通常使わ
れる。ワックス組成物は1通常、その約10重量パーセ
ントから約20重量パーセントの間のワックスを含む。
焼成過程で、ワックスは初期に成形体から液状で除去さ
れる。焼成過程のこの初期工程で、生成形体は崩解した
り変形することがある。それゆえ、生成形体を吸収性で
耐火性を持つ粉末(液状ワックスを吸収できる)に埋設
して、その形状を保つことがしばしば必要となる。生成
形体の形状を保持するための支持粉末の使用にもかかわ
らず、この方式で作られた製品は通常収縮しており、比
較的多孔性である。さらにワックスを使用する方式によ
り複雑な形状を生成することは、はとんどの場合に部分
的な亀裂の発達を防ぐための試みのために数日間にわた
る 。
れる。焼成過程のこの初期工程で、生成形体は崩解した
り変形することがある。それゆえ、生成形体を吸収性で
耐火性を持つ粉末(液状ワックスを吸収できる)に埋設
して、その形状を保つことがしばしば必要となる。生成
形体の形状を保持するための支持粉末の使用にもかかわ
らず、この方式で作られた製品は通常収縮しており、比
較的多孔性である。さらにワックスを使用する方式によ
り複雑な形状を生成することは、はとんどの場合に部分
的な亀裂の発達を防ぐための試みのために数日間にわた
る 。
詳細な焼成方式を必要とするから一層困難である。
より近年になって、金属あるいはセラミック粉末から部
品を製造する際の凝集剤としてメチルセルロース高分子
を使うことが開示されている。
品を製造する際の凝集剤としてメチルセルロース高分子
を使うことが開示されている。
サーカー(Sarkar)達は、 Ceramics
Bulletin 62巻11号の12H,−1288
頁(1983年)の“セラミックにおける多機能助剤と
してのメチルセルロース高分子”において、メチルセル
ロースを用いての/%ニカムセラミック構造の押出成形
を公表し、メチルセルロースを含む溶液の高温下での“
ゲル化”について議論している。さらに米国特許第41
13480号は射出成形された金属部品の成形でメチル
セルロースや他のプラスチック媒質(例えばポリビニル
アルコール)の使用を公表している。
Bulletin 62巻11号の12H,−1288
頁(1983年)の“セラミックにおける多機能助剤と
してのメチルセルロース高分子”において、メチルセル
ロースを用いての/%ニカムセラミック構造の押出成形
を公表し、メチルセルロースを含む溶液の高温下での“
ゲル化”について議論している。さらに米国特許第41
13480号は射出成形された金属部品の成形でメチル
セルロースや他のプラスチック媒質(例えばポリビニル
アルコール)の使用を公表している。
[発明に解決すべき問題点コ
本発明は、セラミックもしくは金属部品の成形において
、該部品の焼成回数や管理を低減するのみならず、従来
の技術による製品に見られた付随的な収縮や亀裂なしに
複雑な形状を成形するための方法及びそのための新規な
成形組成物を提供することを目的とする。
、該部品の焼成回数や管理を低減するのみならず、従来
の技術による製品に見られた付随的な収縮や亀裂なしに
複雑な形状を成形するための方法及びそのための新規な
成形組成物を提供することを目的とする。
[問題点の解決手段]
本発明による金属、セラミック粉末等の成形方法は、(
a)金属粉末1セラミック粉末、及びそれらの混合物群
から選択された粉末と9本質的に約4重量パーセントの
ゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から約22
℃の間の温度でJlll定したゲル強度が少なくとも約
100g/c♂であるゲル生成物質、及びゲル生成物質
溶媒から成る混合物を生成すること、及び (b)該混合物を、該粉末とゲル生成物質から成るゲル
とから成る自立物を作るのに充分な温度(及び圧力)で
成形すること、を特徴とする。
a)金属粉末1セラミック粉末、及びそれらの混合物群
から選択された粉末と9本質的に約4重量パーセントの
ゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から約22
℃の間の温度でJlll定したゲル強度が少なくとも約
100g/c♂であるゲル生成物質、及びゲル生成物質
溶媒から成る混合物を生成すること、及び (b)該混合物を、該粉末とゲル生成物質から成るゲル
とから成る自立物を作るのに充分な温度(及び圧力)で
成形すること、を特徴とする。
また1本発明による射出成形方法は、(a)金属粉末、
セラミック粉末、及びそれらの混合物群から選択された
粉末と9本質的に約4重量パーセントのゲル生成物質と
水から成るゲルについて0℃から約22℃の間の温度で
測定したゲル強度が少なくとも約100g/cm2であ
るゲル生成物質、ゲル生成物質溶媒、及び搬送体から成
る混合物を生成すること。
セラミック粉末、及びそれらの混合物群から選択された
粉末と9本質的に約4重量パーセントのゲル生成物質と
水から成るゲルについて0℃から約22℃の間の温度で
測定したゲル強度が少なくとも約100g/cm2であ
るゲル生成物質、ゲル生成物質溶媒、及び搬送体から成
る混合物を生成すること。
(b)射出の前にはゲル生成剤のゲル化点以上の第1の
温度に保持されている該混合物を型に射出すること、及
び (c)型中の混合物を該粉末とゲル生成物質から成るゲ
ルとから成る自立物を作るためにゲル生成剤のゲル化点
以下の第2の温度まで冷却すること、から成ることを特
徴とする。該溶媒は搬送体の役も果しうる。
温度に保持されている該混合物を型に射出すること、及
び (c)型中の混合物を該粉末とゲル生成物質から成るゲ
ルとから成る自立物を作るためにゲル生成剤のゲル化点
以下の第2の温度まで冷却すること、から成ることを特
徴とする。該溶媒は搬送体の役も果しうる。
さらに1本発明による成形用組成物は、金属粉末、セラ
ミック粉末、及びそれらの混合物群から選択された粉末
と、それと混合された1本質的に約4重量パーセントの
ゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から約22
℃の間の温度で測定したゲル強度が少なくとも約100
g/cIa’であるゲル生成物質から成ることを特徴と
する。
ミック粉末、及びそれらの混合物群から選択された粉末
と、それと混合された1本質的に約4重量パーセントの
ゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から約22
℃の間の温度で測定したゲル強度が少なくとも約100
g/cIa’であるゲル生成物質から成ることを特徴と
する。
該組成物中に、該粉末は約50〜約90重量%含まれ、
ゲル生成物質は少なくとも約0.5重量%含まれる。
ゲル生成物質は少なくとも約0.5重量%含まれる。
[好適な実施の態様]
本発明によって、金属粉末、セラミック粉末及びそれら
の混合物から、金属、セラミック及び金属/セラミック
複合部品が成形される。ここで使われる金属粉末という
言葉は純粋金属2合金、金属間化合物、及びそれらの混
合物の粉末を含む。
の混合物から、金属、セラミック及び金属/セラミック
複合部品が成形される。ここで使われる金属粉末という
言葉は純粋金属2合金、金属間化合物、及びそれらの混
合物の粉末を含む。
またセラミック粉末という言葉は、金属、非金属あるい
はそれらの混合物の酸化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化
物、及び炭化物、及びそれらの物質の混合物を制限なく
含むものとする。
はそれらの混合物の酸化物、ホウ化物、窒化物、ケイ化
物、及び炭化物、及びそれらの物質の混合物を制限なく
含むものとする。
本方法によると、金属もしくはセラミック粉末は最初に
ゲル生成物質及び該物質の溶媒と混合される。この混合
物は、各種のいずれの方法によっでも、特に射出成形に
よって、簡単に型へ供給できるように充分流動的である
搬送体(キャリア)と所定の比にされている。一般に、
混合物中の粉末量は、混合物重量の約50から約90%
の間にある。好ましくは混合物重量の約60から約80
%の間にあり、!も好ましくは混合物重量の約65から
約75%の間にある。好ましい、及び最も好ましい量は
、正味及び正味に近い形状の射出成形部品を作るのに非
常に有用である。
ゲル生成物質及び該物質の溶媒と混合される。この混合
物は、各種のいずれの方法によっでも、特に射出成形に
よって、簡単に型へ供給できるように充分流動的である
搬送体(キャリア)と所定の比にされている。一般に、
混合物中の粉末量は、混合物重量の約50から約90%
の間にある。好ましくは混合物重量の約60から約80
%の間にあり、!も好ましくは混合物重量の約65から
約75%の間にある。好ましい、及び最も好ましい量は
、正味及び正味に近い形状の射出成形部品を作るのに非
常に有用である。
混合物の中で使われるゲル生成物質は2本質的に約4重
量パーセントのゲル生成物質と水から成るゲルについて
、0°Cから約22℃の間の温度で測定したゲル強度が
少なくとも約100g/cIilであるような物質であ
る。このゲル強度の値は、気温下で特別な操作設備(例
えば自立用)の必要なく扱えるのに充分な生強度を持つ
品物を該混合物から製造するのに必要最小限の値である
。上述のように、最小ゲル強度値は0℃から約22℃の
間の少なくともある温度で達成されねばならない。0℃
から約22℃の間の範囲でのある温度におけるゲル強度
の値は、好ましくは少なくとも約500g/c+a’で
。
量パーセントのゲル生成物質と水から成るゲルについて
、0°Cから約22℃の間の温度で測定したゲル強度が
少なくとも約100g/cIilであるような物質であ
る。このゲル強度の値は、気温下で特別な操作設備(例
えば自立用)の必要なく扱えるのに充分な生強度を持つ
品物を該混合物から製造するのに必要最小限の値である
。上述のように、最小ゲル強度値は0℃から約22℃の
間の少なくともある温度で達成されねばならない。0℃
から約22℃の間の範囲でのある温度におけるゲル強度
の値は、好ましくは少なくとも約500g/c+a’で
。
もっと好ましくはゲル強度の値が少なくとも約1000
g/cIil′である。さらにゲル生成物質は、水溶性
であることが最も好ましい。複雑な形状あるいはより重
量のある部品の製造にあたっては、ゲル強度が大きな値
を持っていることが特に有用である。さらに、大きなゲ
ル強度があれば混合物中のゲル生成物質の使用は少量で
済む。
g/cIil′である。さらにゲル生成物質は、水溶性
であることが最も好ましい。複雑な形状あるいはより重
量のある部品の製造にあたっては、ゲル強度が大きな値
を持っていることが特に有用である。さらに、大きなゲ
ル強度があれば混合物中のゲル生成物質の使用は少量で
済む。
ゲル生成物質のゲル強度の測定は1通常、工業ゴムの製
造で使われる器具によって行なう。その器具は、その一
方が1c♂の円形断面積を持つ棒でできており、その棒
は三腕天秤の一つの天秤皿の上方に吊されている。最初
は大きな容器が三腕天秤の各天秤皿に置いである。その
上に棒が吊されている天秤皿上の容器には、約6重塁バ
ーセントのゲル生成物質と水から成るゲルの約2DOm
! (体積)が満たされている。それから空の容器をゲ
ルを含む容器に対して釣り合いを取る。それがら棒をゲ
ルの頂上表面にふれるように低くする。次に水を空の容
器に計りながら入れ、天秤の針の位置を連続的に記録す
る。ゲルの頂上表面に棒が突きささった時、天秤の針が
急激にスケール上を移動し、注水を直ちに停止する。そ
れから容器中の水量を計り、単位面積あたりの質量であ
るゲル強度が計算される。
造で使われる器具によって行なう。その器具は、その一
方が1c♂の円形断面積を持つ棒でできており、その棒
は三腕天秤の一つの天秤皿の上方に吊されている。最初
は大きな容器が三腕天秤の各天秤皿に置いである。その
上に棒が吊されている天秤皿上の容器には、約6重塁バ
ーセントのゲル生成物質と水から成るゲルの約2DOm
! (体積)が満たされている。それから空の容器をゲ
ルを含む容器に対して釣り合いを取る。それがら棒をゲ
ルの頂上表面にふれるように低くする。次に水を空の容
器に計りながら入れ、天秤の針の位置を連続的に記録す
る。ゲルの頂上表面に棒が突きささった時、天秤の針が
急激にスケール上を移動し、注水を直ちに停止する。そ
れから容器中の水量を計り、単位面積あたりの質量であ
るゲル強度が計算される。
さらに本発明の新規な特徴は、寒天質物質(アガロイド
)から成るゲル生成物質の使用である。
)から成るゲル生成物質の使用である。
アガロイドとは、寒天に似たゴムとして定義されるが、
その特性のすべてを持つものではない(Il、tl、5
elbyら、 ′Δgar、 ” !ndust
r1al Gums 。
その特性のすべてを持つものではない(Il、tl、5
elbyら、 ′Δgar、 ” !ndust
r1al Gums 。
Acadamjc Press、 ニューヨーク、
N、Y、、 第2版。
N、Y、、 第2版。
1973年第3章29頁を見よ)。しかし、ここで使う
アガロイドとは、寒天に似たゴムすべてのみでなく、寒
天及びアガロースのようなその誘導体をも指す。アガロ
イドは狭い温度域で急速なゲル化を起こし2本発明者た
ちの発見によると、この因子が製品製造の速さを劇的に
増大させるため使用される。もっと重要なことには、こ
のゲル生成物質を用いることにより、自立的な物質を成
形するのに必要な結合剤の量を減少できる。このように
ア一 11 − ガロイドから成るゲル生成物質を使って製造された製品
は、正味及び正味に近い形状の目的物の製造を著しく高
める。さらにアガロイド含有の混合物から複雑な製品を
製造することは、焼成製品を作るのに必要な焼成管理の
非常な軽減の結果、劇的に改善される。好ましいゲル生
成物質は水溶性であり、寒天を含む。より好ましくはア
ガロースを含むものであり1最も好ましいゲル生成物質
は寒天から成り、さらに好ましくはアガロースから成る
ものである。第1図は、好ましいゲル生成溶液(寒天2
重量バーセン!・溶液)の粘度変化をグラフに示し、ゲ
ル生成物質の基本的特徴を示す。
アガロイドとは、寒天に似たゴムすべてのみでなく、寒
天及びアガロースのようなその誘導体をも指す。アガロ
イドは狭い温度域で急速なゲル化を起こし2本発明者た
ちの発見によると、この因子が製品製造の速さを劇的に
増大させるため使用される。もっと重要なことには、こ
のゲル生成物質を用いることにより、自立的な物質を成
形するのに必要な結合剤の量を減少できる。このように
ア一 11 − ガロイドから成るゲル生成物質を使って製造された製品
は、正味及び正味に近い形状の目的物の製造を著しく高
める。さらにアガロイド含有の混合物から複雑な製品を
製造することは、焼成製品を作るのに必要な焼成管理の
非常な軽減の結果、劇的に改善される。好ましいゲル生
成物質は水溶性であり、寒天を含む。より好ましくはア
ガロースを含むものであり1最も好ましいゲル生成物質
は寒天から成り、さらに好ましくはアガロースから成る
ものである。第1図は、好ましいゲル生成溶液(寒天2
重量バーセン!・溶液)の粘度変化をグラフに示し、ゲ
ル生成物質の基本的特徴を示す。
そのグラフは本発明のゲル生成物質の特徴、すなわち、
低いゲル生成温度と狭い温度域での急速なゲル化を明瞭
に示している。
低いゲル生成温度と狭い温度域での急速なゲル化を明瞭
に示している。
ゲル生成物質は、混合物中の固形分に基づいた0、2重
量パーセントから約6重塁バーセン!・の間の間だけ加
える。6重量パーセントをこえるゲル生成物質が混合物
中に使われることもある。より多い量を使うと1本発明
の新規な組成によって得−12= られる利点、特に正味及び正味に近い形状の物体の製造
についての利点のうちの若干を減らし始めるかも知れな
いが1本方法において如何なる悪影響も与えないと信じ
られる。最も好ましくは、ゲル生成物質が混合物中の固
形重量の約1パーセントから約4パーセントの間から成
ることである。
量パーセントから約6重塁バーセン!・の間の間だけ加
える。6重量パーセントをこえるゲル生成物質が混合物
中に使われることもある。より多い量を使うと1本発明
の新規な組成によって得−12= られる利点、特に正味及び正味に近い形状の物体の製造
についての利点のうちの若干を減らし始めるかも知れな
いが1本方法において如何なる悪影響も与えないと信じ
られる。最も好ましくは、ゲル生成物質が混合物中の固
形重量の約1パーセントから約4パーセントの間から成
ることである。
混合物はさらに、ゲル生成物質を溶解させるのに充分な
蚤の溶媒を含む。ゲル生成物質の組成に応じて如何なる
種類の溶媒を用いることもできるが、特にアガロイド含
有のゲル生成物質に有用な溶媒は多面体の(polyh
edrlc)液体であり、特に水やアルコールのような
極性溶媒や炭酸塩のような液体である。しかし溶媒とし
ては混合物を容易に型(モールド)に供給できるような
混合物の搬送体(キャリア)としての二重機能を有する
ものを使うことが最も望ましい。我々は上述の二重の目
的をみたすのには水が特に適していることを発見した。
蚤の溶媒を含む。ゲル生成物質の組成に応じて如何なる
種類の溶媒を用いることもできるが、特にアガロイド含
有のゲル生成物質に有用な溶媒は多面体の(polyh
edrlc)液体であり、特に水やアルコールのような
極性溶媒や炭酸塩のような液体である。しかし溶媒とし
ては混合物を容易に型(モールド)に供給できるような
混合物の搬送体(キャリア)としての二重機能を有する
ものを使うことが最も望ましい。我々は上述の二重の目
的をみたすのには水が特に適していることを発見した。
さらに低沸点であるため、水は焼成に先たって、ないし
はその最中に自立物体中から容易に除去される。
はその最中に自立物体中から容易に除去される。
液体搬送体は通常、要求された成形方法によって混合物
が成形され易くするのに必要な粘度を有する均質混合質
を作るために混合物に加えられる。通常、液体搬送体は
、均質な混合物を作るのに必要な全以上、及び混合物の
適度な流動性を保証するのに必要な全以上を加える。そ
の後、混合物を加熱し、型への供給に適する粘度の混合
物を作るために、液体搬送体の一部を予備蒸発させる。
が成形され易くするのに必要な粘度を有する均質混合質
を作るために混合物に加えられる。通常、液体搬送体は
、均質な混合物を作るのに必要な全以上、及び混合物の
適度な流動性を保証するのに必要な全以上を加える。そ
の後、混合物を加熱し、型への供給に適する粘度の混合
物を作るために、液体搬送体の一部を予備蒸発させる。
一般に液体搬送体の量は、望ましい粘度に依存する量(
混合物重量の約10パーセントから約40パーセントの
間)であり、そのためゲル生成物質を溶解するのに用い
る溶媒量より少ない。水の場合は、それが溶媒とアガロ
イド含有混合物の搬送体の二重機能を持つので、その量
はクド純に混合物重量の約10パーセントから約40パ
ーセントの間でよく、好ましくは重量の約15パーセン
トから約30パーセントの間である。
混合物重量の約10パーセントから約40パーセントの
間)であり、そのためゲル生成物質を溶解するのに用い
る溶媒量より少ない。水の場合は、それが溶媒とアガロ
イド含有混合物の搬送体の二重機能を持つので、その量
はクド純に混合物重量の約10パーセントから約40パ
ーセントの間でよく、好ましくは重量の約15パーセン
トから約30パーセントの間である。
混合物はまた。a用な目的のいくつでもみたしうる各種
の付加物を含んでいても良い。例えば。
の付加物を含んでいても良い。例えば。
分散剤(例えばDarvanC、商標名)はより均質な
混合物を保証するために用いられうる。グリセリンのよ
うな4!I滑剤は、混合物を押出装置の内孔を通って供
給する補助のために加えて良い。またグリセリンのよう
な添加物は液体搬送体の蒸気圧を低減し、1F味に近い
形状の目的物の製造能率を高める。添加物の量は、添加
物それ自体と系の中での機能に依存して変化する。しか
し、添加物はゲル生成物質のゲル強度があまり損われな
いよう制御されなければならない。例えばDarvan
Cのような分散剤は2通常、混合物中の固形分重量の
約1パーセント量加えられ、一方グリセリンは添加物の
求められる性能水準を維持しつつ、ゲル生成物質のゲル
強度に悪影響することなく、混合物の重量に対し約1パ
ーセントから約10パーセントの範囲あるいはもっと多
く加えうる。表1は典型的ないくつかの分散剤とゲル生
成物質のゲル強度への影響(室温での測定)を示す。表
2は、ゲル強度に悪影響を与えない量での潤滑剤や蒸気
圧減圧剤のような添加物について示す。
混合物を保証するために用いられうる。グリセリンのよ
うな4!I滑剤は、混合物を押出装置の内孔を通って供
給する補助のために加えて良い。またグリセリンのよう
な添加物は液体搬送体の蒸気圧を低減し、1F味に近い
形状の目的物の製造能率を高める。添加物の量は、添加
物それ自体と系の中での機能に依存して変化する。しか
し、添加物はゲル生成物質のゲル強度があまり損われな
いよう制御されなければならない。例えばDarvan
Cのような分散剤は2通常、混合物中の固形分重量の
約1パーセント量加えられ、一方グリセリンは添加物の
求められる性能水準を維持しつつ、ゲル生成物質のゲル
強度に悪影響することなく、混合物の重量に対し約1パ
ーセントから約10パーセントの範囲あるいはもっと多
く加えうる。表1は典型的ないくつかの分散剤とゲル生
成物質のゲル強度への影響(室温での測定)を示す。表
2は、ゲル強度に悪影響を与えない量での潤滑剤や蒸気
圧減圧剤のような添加物について示す。
−15=
表1
ゾルスパース(Solsperse) 3
” 399アラビアゴム
4 1/ ゲルなしエンフォス(
Bubos) 3 //
ゲルなし表 2 (4重量%添加物−4重量%寒天) グリセリン 1900エチレ
ングリコール 1900混合物は型
に供給されるまでは、ゲル生成物質のゲル化点(温度)
以上の温度に保持される。通常ゲル生成物のゲル化点は
約10 ’Cから約80 ’Cの間にあり、最も好まし
くは約30℃から約45℃の間にある。このように混合
物はゲル生成物質のゲル化意思」−の温度に保持されね
ばならない一方2本発明におけるゲル生成物質は、従来
の技術による方法では通常必要であった型の冷却量を非
常に軽減した。通常混合物の温度は100℃より低く保
ち。
” 399アラビアゴム
4 1/ ゲルなしエンフォス(
Bubos) 3 //
ゲルなし表 2 (4重量%添加物−4重量%寒天) グリセリン 1900エチレ
ングリコール 1900混合物は型
に供給されるまでは、ゲル生成物質のゲル化点(温度)
以上の温度に保持される。通常ゲル生成物のゲル化点は
約10 ’Cから約80 ’Cの間にあり、最も好まし
くは約30℃から約45℃の間にある。このように混合
物はゲル生成物質のゲル化意思」−の温度に保持されね
ばならない一方2本発明におけるゲル生成物質は、従来
の技術による方法では通常必要であった型の冷却量を非
常に軽減した。通常混合物の温度は100℃より低く保
ち。
好ましくは約80°Cに保つのが良い。
混合物は型へ重力式供給系及びニューマチックあるいは
機械的射出系を含む既知の種々の方法によって供給され
る。射出成形は混合物の流動性及び低い操作温度性のた
めに最も好ましい。後者の特徴、すなわち低い操作温度
性は、射出設備の型がさらされる熱サイクルを低減させ
る(すなわち型の寿命が伸びる)点で特に興味深い。
機械的射出系を含む既知の種々の方法によって供給され
る。射出成形は混合物の流動性及び低い操作温度性のた
めに最も好ましい。後者の特徴、すなわち低い操作温度
性は、射出設備の型がさらされる熱サイクルを低減させ
る(すなわち型の寿命が伸びる)点で特に興味深い。
成形圧力は非常に広い範囲でとりつる。一般に成形圧力
は約20psi (140kPa)から約3500ps
i(24000kPa)の間であるが、成形法によって
もっと高圧あるいは低圧もとられうる。最も好ましくは
、約40psi (275kPa)から約700psl
(4824kPa)の間の成形圧力である。本発明の優
れた点の一つは、新規な組成物を成形するのに低圧を使
って行なえることである。
は約20psi (140kPa)から約3500ps
i(24000kPa)の間であるが、成形法によって
もっと高圧あるいは低圧もとられうる。最も好ましくは
、約40psi (275kPa)から約700psl
(4824kPa)の間の成形圧力である。本発明の優
れた点の一つは、新規な組成物を成形するのに低圧を使
って行なえることである。
成形温度は、自立成形体を作るために当然ゲル生成物質
のゲル化点あるいはそれ以下でなくてはならない。型に
混合物を供給する以前、最中あるいは以後に適切な成形
温度にすれば良い。通常。
のゲル化点あるいはそれ以下でなくてはならない。型に
混合物を供給する以前、最中あるいは以後に適切な成形
温度にすれば良い。通常。
成形温度は約40℃未満に保ち、好ましくは約15℃と
約20℃の間が良い。このように9例えば最適な製造速
度は、好ましいゲル生成物質(約30℃と約45℃との
間にゲル化点を示すもの)が約80℃以下に保持される
混合物を作るために使われており。
約20℃の間が良い。このように9例えば最適な製造速
度は、好ましいゲル生成物質(約30℃と約45℃との
間にゲル化点を示すもの)が約80℃以下に保持される
混合物を作るために使われており。
該混合物が約20℃以下に保持された型に射出されるよ
うな射出成形によって達成されよう。第2図はそのよう
な方法の実施例の一つを模式的に示す。
うな射出成形によって達成されよう。第2図はそのよう
な方法の実施例の一つを模式的に示す。
部品が成形され、ゲル生成物質のゲル化点以下の温度ま
で冷却された後、生成形体を型から取り出す。自立成形
体である生成形体は、型から取り出す間、あるいは炉の
中に配置している間には特別な処置を要さない。生成形
体は型から取り出した後、あるいは炉内に配置する前に
さらに空冷してから、直接、炉内に配置する。
で冷却された後、生成形体を型から取り出す。自立成形
体である生成形体は、型から取り出す間、あるいは炉の
中に配置している間には特別な処置を要さない。生成形
体は型から取り出した後、あるいは炉内に配置する前に
さらに空冷してから、直接、炉内に配置する。
炉内で、成形体は最終製品を作るため焼成される。焼成
回数と温度(焼成方式)は部品を作るのに使われた粉末
物質によって調節される。焼成方式は多くの物質に対し
て技術上よく知られており、ここで記述する必要はない
。本発明での新規成形組成の使用によって1焼成中の支
持物質は必要でない。ワックスを含む系では通常、吸収
性支持粉末を部品からワックスを取り除くためと、焼成
中に製品の意図した形状が保持されるように部品支持を
補助するために使う。本発明ではそのような物質を要さ
ない。
回数と温度(焼成方式)は部品を作るのに使われた粉末
物質によって調節される。焼成方式は多くの物質に対し
て技術上よく知られており、ここで記述する必要はない
。本発明での新規成形組成の使用によって1焼成中の支
持物質は必要でない。ワックスを含む系では通常、吸収
性支持粉末を部品からワックスを取り除くためと、焼成
中に製品の意図した形状が保持されるように部品支持を
補助するために使う。本発明ではそのような物質を要さ
ない。
本発明によって作られる焼成製品は非常に密で、正味も
しくは正味に近い形状の製品となる。
しくは正味に近い形状の製品となる。
第3図は、室温(約22℃)から15°C/分の昇温速
度の焼成方式で1600℃で焼成した2本発明による(
焼成前に空気乾燥)射出成形アルミナ製品が示す重量損
失である。示されているように、焼成による重量損失は
たった1、2%であった。
度の焼成方式で1600℃で焼成した2本発明による(
焼成前に空気乾燥)射出成形アルミナ製品が示す重量損
失である。示されているように、焼成による重量損失は
たった1、2%であった。
本発明を完全、明瞭かつ簡明な用語によって記述したの
で、以下に本発明の若干の実施例を示−19= す。しかしこれらの例は2本発明の範囲を特許請求の範
囲より狭く限定することを意図したものではない。
で、以下に本発明の若干の実施例を示−19= す。しかしこれらの例は2本発明の範囲を特許請求の範
囲より狭く限定することを意図したものではない。
[実施例1]
次の割合でY OとZ r O2粉末混合物から成形用
スリップを調製した:YOa(モリコープ社) 81.
0g 、Z r O2(ジルコニアA、:T−=ンググ
ラス社) 320g、 Z r O2(ジルカープロ
ダクツ社) 932g、Z r O2(ジルコニウムア
ルコキシドの加水分解によって自家調製した粉末)46
9g0射出成形機(ペルラマン旧GL−28型)の混合
タンク内で、その粉末を432gの脱イオン水と約0.
6重量%から約0.8重量%の間の寒天(メーア社、
S−100型)と共に80℃で混合し、成形用スリップ
を作つた。
スリップを調製した:YOa(モリコープ社) 81.
0g 、Z r O2(ジルコニアA、:T−=ンググ
ラス社) 320g、 Z r O2(ジルカープロ
ダクツ社) 932g、Z r O2(ジルコニウムア
ルコキシドの加水分解によって自家調製した粉末)46
9g0射出成形機(ペルラマン旧GL−28型)の混合
タンク内で、その粉末を432gの脱イオン水と約0.
6重量%から約0.8重量%の間の寒天(メーア社、
S−100型)と共に80℃で混合し、成形用スリップ
を作つた。
上述の組成を用いて、1・174インチ外径×378イ
ンチ内径X l/8インチ厚 (3,2cI11外径×
0.95cm内径X 0.32clllI厚)の環状
円板の形状部品10個を成形した。タンクは80℃に保
ち、射出圧力は80psi(413kPa)とした。成
形サイクル中の型充填時間は20秒とした。ダイは水道
水の流れで冷却した。ダイから取り出した後4部品を空
気乾燥させた。
ンチ内径X l/8インチ厚 (3,2cI11外径×
0.95cm内径X 0.32clllI厚)の環状
円板の形状部品10個を成形した。タンクは80℃に保
ち、射出圧力は80psi(413kPa)とした。成
形サイクル中の型充填時間は20秒とした。ダイは水道
水の流れで冷却した。ダイから取り出した後4部品を空
気乾燥させた。
円板の3つを次のスケジュールで焼成した:室温から2
時間で200℃へ昇温、200℃に3時間保持、10時
間で1550℃へ昇温、 1550℃に2時間保持。最
後の2時間保持の後、炉を自然放冷した。
時間で200℃へ昇温、200℃に3時間保持、10時
間で1550℃へ昇温、 1550℃に2時間保持。最
後の2時間保持の後、炉を自然放冷した。
焼成中、支持吸収粉末や如何なる特別な措置も使わなか
った。これは水が蒸気として低温で未加工片から容易に
遊離し、寒天が結合剤として働(から可能であったので
ある。密度は測定した唯一の物性である(浮遊法)。3
つの部品の平均値は4.79 ±0.19g/ am3
であった。
った。これは水が蒸気として低温で未加工片から容易に
遊離し、寒天が結合剤として働(から可能であったので
ある。密度は測定した唯一の物性である(浮遊法)。3
つの部品の平均値は4.79 ±0.19g/ am3
であった。
「実施例2]
80重量%A(203/20重量%粘土(ASBP)の
1250g、脱イオン水875g、及び分散剤のダーバ
ンC”6.25gを磁製ポット中で24時間ボールミル
粉砕した。粉砕後、スリップを250gの脱イオン水で
希釈した。
1250g、脱イオン水875g、及び分散剤のダーバ
ンC”6.25gを磁製ポット中で24時間ボールミル
粉砕した。粉砕後、スリップを250gの脱イオン水で
希釈した。
上のように調製したスリップを高剪断撹拌機を用いて7
0℃で寒天溶液と混ぜた。寒天溶液は。
0℃で寒天溶液と混ぜた。寒天溶液は。
18.75gの寒天(メーア社S−100)を400g
の脱イオン水に99±1℃で溶解させて調製した。混合
系の撹拌は70℃で10分間続けた。
の脱イオン水に99±1℃で溶解させて調製した。混合
系の撹拌は70℃で10分間続けた。
スリップの固体濃度は、射出成形機の加熱タンク(82
°C)内で、開放チャンバから水を蒸発させることによ
って70重量96に調節した。スリップ試料を定期的に
タンクから採取し2重機損失測定を行なった。
°C)内で、開放チャンバから水を蒸発させることによ
って70重量96に調節した。スリップ試料を定期的に
タンクから採取し2重機損失測定を行なった。
調節したスリップを2個の直方体ブロック(3インチ×
2インチ×5/8インチ)(7,6cm X 5.1
cmX 1.6cm)と4個の環状円板(1・]−/
4インチ外径×3/8インチ内径×118インチ厚)
(3、2cm外径X 0.95cm内径X O,3
2cm厚)を成形するのに使った。約40psi (2
76kPa)の射出圧力と約15秒の型充填時間を成形
パラメータとして使った。タンクは82℃に保ち、冷却
水(約15℃)は充填が完了した後、ダイを通じて流し
た。スリップはダイ内に開放前3分間残留させた。ダイ
から取り出した後9部品は一般に焼成前24時間大気下
で乾燥さぜた。焼成は次のスケジュールによって行なっ
た:室温から1538℃へ9時間昇温、 1538℃で
3時間保持、 1237℃へ5時間で降温、928℃へ
4時間で降温、818℃へ4時間て降温、そして307
℃へ4時間で降温。307℃へ到達後、炉を室温へ自然
放冷させた。
2インチ×5/8インチ)(7,6cm X 5.1
cmX 1.6cm)と4個の環状円板(1・]−/
4インチ外径×3/8インチ内径×118インチ厚)
(3、2cm外径X 0.95cm内径X O,3
2cm厚)を成形するのに使った。約40psi (2
76kPa)の射出圧力と約15秒の型充填時間を成形
パラメータとして使った。タンクは82℃に保ち、冷却
水(約15℃)は充填が完了した後、ダイを通じて流し
た。スリップはダイ内に開放前3分間残留させた。ダイ
から取り出した後9部品は一般に焼成前24時間大気下
で乾燥さぜた。焼成は次のスケジュールによって行なっ
た:室温から1538℃へ9時間昇温、 1538℃で
3時間保持、 1237℃へ5時間で降温、928℃へ
4時間で降温、818℃へ4時間て降温、そして307
℃へ4時間で降温。307℃へ到達後、炉を室温へ自然
放冷させた。
セラミック部品の物理的性質を下の表3に挙げる。
人−よ
(0,83X 4.72 X O,73)
(5,61X 3.G8 X O,810)ブ
ロック2 2.68 X 1..89 X O,2
882,21X 1.47 X O,241(6゜81
X 4.89 X O,73) (5,81X
3.73 X O,612)円板1 1.150
外径X O,1090,980外径X O,089(2
,92外径X O,277) (2,44外径X
O,226)円板2 1.IG外径×0.川
0.963外径X O,089(2,95外径X
O,282) (2,45外径X O,221
3)ブロック2 47.l1i9 42゜4
9 3.49円板1 3.2
4. 3.04 3.54円板2
3.24 3.04
3.52[実施例3] 成形用スリップは、実施例2で述べた一般的処方により
調製した。このうち特殊な調製部分の詳細は次の通りで
ある: 1.500gのASBP粉末(24時間ボールミル粉砕
)を25.5gノップコサントLc)分散剤(ダイアモ
ンドジャムロック社)を含む807.89gの脱イオン
水と混合した。それからこのスリップを200gの脱イ
オン水で希釈した。45gの寒天(メーアS−100)
を800gの脱イオン水に99±1°Cで溶解させ、寒
天溶液を別に作った。
(5,61X 3.G8 X O,810)ブ
ロック2 2.68 X 1..89 X O,2
882,21X 1.47 X O,241(6゜81
X 4.89 X O,73) (5,81X
3.73 X O,612)円板1 1.150
外径X O,1090,980外径X O,089(2
,92外径X O,277) (2,44外径X
O,226)円板2 1.IG外径×0.川
0.963外径X O,089(2,95外径X
O,282) (2,45外径X O,221
3)ブロック2 47.l1i9 42゜4
9 3.49円板1 3.2
4. 3.04 3.54円板2
3.24 3.04
3.52[実施例3] 成形用スリップは、実施例2で述べた一般的処方により
調製した。このうち特殊な調製部分の詳細は次の通りで
ある: 1.500gのASBP粉末(24時間ボールミル粉砕
)を25.5gノップコサントLc)分散剤(ダイアモ
ンドジャムロック社)を含む807.89gの脱イオン
水と混合した。それからこのスリップを200gの脱イ
オン水で希釈した。45gの寒天(メーアS−100)
を800gの脱イオン水に99±1°Cで溶解させ、寒
天溶液を別に作った。
この熱い寒天溶液を70℃に保ったスリップ(セラミッ
ク懸濁液)に加えて、高剪断撹拌機を用いて強く撹拌し
た。60重量%の固体含有となるように、加熱撹拌を続
行して水を充分蒸発させた。60重量%の固体含有混合
物を実施例1で用いた射出成形機の中へ供給し、70重
量%の固体含有量が得られるまで水を蒸発させた。
ク懸濁液)に加えて、高剪断撹拌機を用いて強く撹拌し
た。60重量%の固体含有となるように、加熱撹拌を続
行して水を充分蒸発させた。60重量%の固体含有混合
物を実施例1で用いた射出成形機の中へ供給し、70重
量%の固体含有量が得られるまで水を蒸発させた。
3つの直方体ブロック(寸法は実施例2に記述したもの
)に対してそれぞれ圧力を20.40及び60psl(
137,8,275,0及び41.3.5kPa)かけ
て成形した。タンク温度は77℃にし、ダイに充填する
時間は10秒とした。ダイの残留時間と冷却は、実施例
2と同じとした。生成形体において見かけ上の変化は観
測されなかった。40及び80ps+(275,8及び
413.5kPa)テ成形したブロックを実施例2で述
へた方式に従って焼成した。これらブロックの物理的性
質を下の表4に記す。
)に対してそれぞれ圧力を20.40及び60psl(
137,8,275,0及び41.3.5kPa)かけ
て成形した。タンク温度は77℃にし、ダイに充填する
時間は10秒とした。ダイの残留時間と冷却は、実施例
2と同じとした。生成形体において見かけ上の変化は観
測されなかった。40及び80ps+(275,8及び
413.5kPa)テ成形したブロックを実施例2で述
へた方式に従って焼成した。これらブロックの物理的性
質を下の表4に記す。
表4
ブロック1 2.G8 X 1.84 X O,2
822,15X 1.52 X O,224(181X
4.87 X 0.71.8) (5,411i X
3.86 X 0.5[19)ブロック2 2.
09 X 1.82 X O,29021,5X 1.
46 X O,22G(B、83 X 4.G2 X
O,737) (5,4f3 X 3.17 X O,
574)ブロック1 40.12 38.
34 3.51ブロツク2 40.
19 88.75 3.51次に
このブロックを薄片に切り、2インチ×1/4インチ×
1/4インチ(5,08c+n x O,635cm
X0.635cm)の棒に切断し、破断係数(3点)測
定に供した。3点支持測定の結果を下の表5に記す。
822,15X 1.52 X O,224(181X
4.87 X 0.71.8) (5,411i X
3.86 X 0.5[19)ブロック2 2.
09 X 1.82 X O,29021,5X 1.
46 X O,22G(B、83 X 4.G2 X
O,737) (5,4f3 X 3.17 X O,
574)ブロック1 40.12 38.
34 3.51ブロツク2 40.
19 88.75 3.51次に
このブロックを薄片に切り、2インチ×1/4インチ×
1/4インチ(5,08c+n x O,635cm
X0.635cm)の棒に切断し、破断係数(3点)測
定に供した。3点支持測定の結果を下の表5に記す。
表5
942±37 4B、8±0.8 2.7[実施
例4] 3つの成形用スリップを実施例3で述べた処方で調製し
1次のように改変した。それぞれの例において、ノップ
コサントし@bの代わりにダーバンC■を分散剤とし、
使9た。ヤうミ、7り粉末量を基本にして4重量%加え
た。
例4] 3つの成形用スリップを実施例3で述べた処方で調製し
1次のように改変した。それぞれの例において、ノップ
コサントし@bの代わりにダーバンC■を分散剤とし、
使9た。ヤうミ、7り粉末量を基本にして4重量%加え
た。
スリップA
寒天濃度をASBP粉末の1.5重量%とじた。成形前
にグリセリンを、セラミック粉末量に対して1重量%加
えた。
にグリセリンを、セラミック粉末量に対して1重量%加
えた。
長さ 0.9フインチ(2,46cm)で外径0.2フ
インチ(0,09cm)の小さい中空円筒を18個、下
に示す成形パラメータにて成形した;タンク温度82℃
、40psi、 (276kPa)でサイクル時間10
秒。部品のうち6個は実施例3で記した方式で焼成した
。焼成部品では1重さが0.625± 0.008gか
ら0.548±0.015gに、長さが0.91± 0
.01インチ(2,31± 0.02cI11)から
0.73± 0.01インチ(1,85±0.02cm
)に1 また外径が0.284± 0.002インチ(
0,071± 0.005cm)から 0 、21.5
± 0.002インチ(0,548士± 0.005c
m)になった。
インチ(0,09cm)の小さい中空円筒を18個、下
に示す成形パラメータにて成形した;タンク温度82℃
、40psi、 (276kPa)でサイクル時間10
秒。部品のうち6個は実施例3で記した方式で焼成した
。焼成部品では1重さが0.625± 0.008gか
ら0.548±0.015gに、長さが0.91± 0
.01インチ(2,31± 0.02cI11)から
0.73± 0.01インチ(1,85±0.02cm
)に1 また外径が0.284± 0.002インチ(
0,071± 0.005cm)から 0 、21.5
± 0.002インチ(0,548士± 0.005c
m)になった。
スリップB
実施例3に記した別に用意した寒天溶液の付加によって
、混合物の寒天濃度を2□5重量%に増加させた。固形
物濃度は、タンクから水を蒸発させることによって70
重量%に再調節した。この組成を用いて18個の中空円
筒(寸法は上記の通り)を成形し、6個を焼成した。焼
成による寸法変化は1長さ及び外径について、それぞれ
0.9013± 0.006インチ(2,30± 0.
015cm)が0.73±0.00フインチ(1,85
± 0.018cm)に、及び0.284± 0.00
2インチ(0,817± 0.005cm)が0.21
5±0.002インチ(0,548± 0.005cm
)になった。
、混合物の寒天濃度を2□5重量%に増加させた。固形
物濃度は、タンクから水を蒸発させることによって70
重量%に再調節した。この組成を用いて18個の中空円
筒(寸法は上記の通り)を成形し、6個を焼成した。焼
成による寸法変化は1長さ及び外径について、それぞれ
0.9013± 0.006インチ(2,30± 0.
015cm)が0.73±0.00フインチ(1,85
± 0.018cm)に、及び0.284± 0.00
2インチ(0,817± 0.005cm)が0.21
5±0.002インチ(0,548± 0.005cm
)になった。
スリップC
寒天濃度をさらに3.5重浬%(固形物基準)に増加さ
せ、全固形物濃度を」二連のように70重量%に再調節
した。11個の円筒を成形し、8個を焼成した。平均焼
成収縮は、長さについて17.82±0.42%、外径
について17.89±0.57%であった。
せ、全固形物濃度を」二連のように70重量%に再調節
した。11個の円筒を成形し、8個を焼成した。平均焼
成収縮は、長さについて17.82±0.42%、外径
について17.89±0.57%であった。
[実施例5]
比較的稀薄な組成(55重重量固体)を使用した。成形
用スリップ(実施例3に記したように調製した)は[1
19gのASBP、 3.2gのダーバンC■。
用スリップ(実施例3に記したように調製した)は[1
19gのASBP、 3.2gのダーバンC■。
9.3gの寒天、及び511gの脱イオン水を含むもの
とした。
とした。
16個の中空円筒(寸法は実施例4の通り)を成形し、
5個を焼成した(実施例3に述べた条件下で)。焼成を
行なった乾燥生成形体では、長さが0.788± 0.
042インチ(2,00± 0.11.0cm)から0
.606± 0.032インチ(1,54± 0.08
1cm)に、また外径が0.221± 0.014イン
チ(0,561±0.036cm)から 0.166±
o、oiiインチ(0,422± 0.028CI1
1)に変化した。
5個を焼成した(実施例3に述べた条件下で)。焼成を
行なった乾燥生成形体では、長さが0.788± 0.
042インチ(2,00± 0.11.0cm)から0
.606± 0.032インチ(1,54± 0.08
1cm)に、また外径が0.221± 0.014イン
チ(0,561±0.036cm)から 0.166±
o、oiiインチ(0,422± 0.028CI1
1)に変化した。
この組成から満足すべき部品が得られたが、混合物の稀
薄な性質は最終部品の重量に反映されていた。これら円
筒(焼成後)の重さは0.302±0.028gであっ
た。
薄な性質は最終部品の重量に反映されていた。これら円
筒(焼成後)の重さは0.302±0.028gであっ
た。
[実施例6]
焼成中の吸収炒粉未使用による不良効果を示すために、
中空円筒(寸法は実施例4の通り)を成形焼成した。成
形パラメータと焼成方法は実施例4に記した通りである
。
中空円筒(寸法は実施例4の通り)を成形焼成した。成
形パラメータと焼成方法は実施例4に記した通りである
。
1500 gのASBPを、 919gの脱イオン水と
70.4gのタモルSN■溶液と混合した。次に混合物
を200gの脱イオン水で希釈した。45gの寒天と8
00gの脱イオン水から作った寒天溶液をこの混合物に
添加し、最終成形用スリップが70重量%固体になるよ
う固体水準を調節した。
70.4gのタモルSN■溶液と混合した。次に混合物
を200gの脱イオン水で希釈した。45gの寒天と8
00gの脱イオン水から作った寒天溶液をこの混合物に
添加し、最終成形用スリップが70重量%固体になるよ
う固体水準を調節した。
焼成に先立ち1部品1つを吸収性粉末(アルコアA−1
6アルミナ、 1700℃で仮焼したもの)に接触させ
2部品1つは自由放置して粉末に接触しないようにした
。部品は上記実施例4に記したように焼成し、それから
走査型電子顕微鏡で調べた。
6アルミナ、 1700℃で仮焼したもの)に接触させ
2部品1つは自由放置して粉末に接触しないようにした
。部品は上記実施例4に記したように焼成し、それから
走査型電子顕微鏡で調べた。
焼成中に吸収性粉末を使用するために起こる有害な効果
は図4a、4b、5a及び5bを参照することによって
分る。図4aと4bは吸収性粉末と接触させておいた焼
成表面の顕微鏡写真である。図5aと5bは支持させな
かった同様な部分の表面を示す。固着粉末とあばた様欠
陥の存在が、セラミックと吸収性粉末の接触の結果とし
て現われていることが図4aと4bで明瞭に分る。
は図4a、4b、5a及び5bを参照することによって
分る。図4aと4bは吸収性粉末と接触させておいた焼
成表面の顕微鏡写真である。図5aと5bは支持させな
かった同様な部分の表面を示す。固着粉末とあばた様欠
陥の存在が、セラミックと吸収性粉末の接触の結果とし
て現われていることが図4aと4bで明瞭に分る。
図58と5bではそのような欠陥はない。
焼成中に生成形体を支持するために吸収性粉末を使用す
ることはワックスを用いる方式では通常行なわれている
。これは、高温でワックスが溶け、従って粉末を支持す
る働きもする物質によって浸出液を排出させなければ、
焼成中に成形体から液状ワックスが流れる際に例えばス
ランプのような変形が製品に起こる。
ることはワックスを用いる方式では通常行なわれている
。これは、高温でワックスが溶け、従って粉末を支持す
る働きもする物質によって浸出液を排出させなければ、
焼成中に成形体から液状ワックスが流れる際に例えばス
ランプのような変形が製品に起こる。
本発明による方式では、すぐれた理論的密度を持つ部品
か製造できるだけでなく、吸収性粉末のような支持物質
の必要性がなくなり、焼成部品において表面欠陥が発生
する問題を回避できる。
か製造できるだけでなく、吸収性粉末のような支持物質
の必要性がなくなり、焼成部品において表面欠陥が発生
する問題を回避できる。
[実施例7]
以下の物質から実施例3に記した処方を用いて、アルミ
ナ成形組成を調製した: A、 120315Qo gを脱イオン水8Q7.7g
とダーバンC■15gに混合した。この溶液を200g
の脱イオン水で希釈した。この混合物に45g寒天/
1000g脱イオン水から成る寒天溶液を加えた。最終
成形用混1)物は、70重量%の固体を含んだものとし
た。
ナ成形組成を調製した: A、 120315Qo gを脱イオン水8Q7.7g
とダーバンC■15gに混合した。この溶液を200g
の脱イオン水で希釈した。この混合物に45g寒天/
1000g脱イオン水から成る寒天溶液を加えた。最終
成形用混1)物は、70重量%の固体を含んだものとし
た。
2個の直方体ブロック(寸法は実施例3の通り)を次の
条件で成形した:混合タンク温度77℃;射出圧力40
psi(278kPa) ;充填時間10秒。−晩の
空気乾燥後、ブロックを焼成した(方式二室温から1、
fi 009Cまで10時間i1.[ioooCに2
時間保持;及び自然放冷)。
条件で成形した:混合タンク温度77℃;射出圧力40
psi(278kPa) ;充填時間10秒。−晩の
空気乾燥後、ブロックを焼成した(方式二室温から1、
fi 009Cまで10時間i1.[ioooCに2
時間保持;及び自然放冷)。
このブロックを薄片に切り、研磨(220メツシユダイ
ヤモンドホイール)して、実施例3のようにMOR(破
断係数テスト)用の棒にした。この処方によって作られ
た棒の3点支持テスト(実施例3に記した)の結果を下
の表6に示す。
ヤモンドホイール)して、実施例3のようにMOR(破
断係数テスト)用の棒にした。この処方によって作られ
た棒の3点支持テスト(実施例3に記した)の結果を下
の表6に示す。
表6
3.7G 1.4B7±91破壊靭性
曲げ強さ
曲げ強さ
第1図は2重量%の寒天溶液の種々の温度における見か
け粘度のグラフ表示。 第2図は本発明による方法の実施例の1つの基本工程の
模式的表現。 第3図は本発明による方法で作られた製品の示す重臣損
失のグラフ表示。 第4A図、4B図は吸収性支持粉末に接触させた(従来
の技術でワックスを用いる成形方法で通常用いられるも
の)焼成部品の表面粒子構造の顕微鏡写真。 第5A図、5B図は本発明の範囲による方法で作られた
焼成部品の表面の粒子構造の顕微鏡写真を、夫々示す 出願人 アライドφコーポレイション代理人 弁理
士 加藤 刺通(他1名)2重量%寒天溶液の見かけ粘
度 温度、℃ 第1図 射出成形過程 Fig、 5A
け粘度のグラフ表示。 第2図は本発明による方法の実施例の1つの基本工程の
模式的表現。 第3図は本発明による方法で作られた製品の示す重臣損
失のグラフ表示。 第4A図、4B図は吸収性支持粉末に接触させた(従来
の技術でワックスを用いる成形方法で通常用いられるも
の)焼成部品の表面粒子構造の顕微鏡写真。 第5A図、5B図は本発明の範囲による方法で作られた
焼成部品の表面の粒子構造の顕微鏡写真を、夫々示す 出願人 アライドφコーポレイション代理人 弁理
士 加藤 刺通(他1名)2重量%寒天溶液の見かけ粘
度 温度、℃ 第1図 射出成形過程 Fig、 5A
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)(a)金属粉末、セラミック粉末、及びそれらの混
合物群から選択された粉末と、本質的に約4重量パーセ
ントのゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から
約22℃の間の温度で測定したゲル強度が少なくとも約
100g/cm^2であるゲル生成物質、及びゲル生成
物質溶媒から成る混合物を生成すること、及び (b)該混合物を、該粉末とゲル生成物質から成るゲル
とから成る自立物を作るのに充分な温度で成形すること
、から成る金属、セラミック粉末等から成る物質の成形
方法。 2)特許請求の範囲第1項記載の方法において、ゲル生
成物質は寒天質物質(アガロイド)から成るある方法。 3)特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記粉
末が該混合物の約50%から約90%(重量)の間であ
る方法。 4)特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記ゲ
ル生成物質が混合物の約0.2%から約6%(重量)の
間である方法。 5)特許請求の範囲第1項記載の方法において、さらに
成形工程(b)の前に該ゲル生成物質のゲル化点以上の
温度に該混合物を保持する工程を含む方法。 6)特許請求の範囲第4項に記載した方法において、該
ゲル生成物質がアガロイドである方法。 7)特許請求の範囲第6項に記載した方法において、該
混合物がさらにグリコールを含む方法。 8)特許請求の範囲第7項に記載した方法において、グ
リコールが混合物中でゲル生成物質とゲル生成溶媒の約
10%以下(重量)含まれる方法。 9)(a)金属粉末、セラミック粉末、及びそれらの混
合物群から選択された粉末と、本質的に約4重量パーセ
ントのゲル生成物質と水から成るゲルについて0℃から
約22℃の間の温度で測定したゲル強度が少なくとも約
100g/cm^2であるゲル生成物質、ゲル生成物質
溶媒、及び搬送体から成る混合物を生成すること、 (b)射出の前にはゲル生成剤のゲル化点以上の第1の
温度に保持されている該混合物を型に射出すること、及
び (c)型中の混合物を該粉末とゲル生成物質から成るゲ
ルとから成る自立物を作るためにゲル生成剤のゲル化点
以下の第2の温度まで冷却すること、から成る金属、セ
ラミック粉末等の射出成形方法。 10)金属粉末、セラミック粉末、及びそれらの混合物
群から選択された粉末と、それと混合された、本質的に
約4重量パーセントのゲル生成物質と水から成るゲルに
ついて0℃から約22℃の間の温度で測定したゲル強度
が少なくとも約100g/cm^2であるゲル生成物質
から成る成形用組成物。 11)前記粉末を約50−約90重量%含み、該ゲル生
成物質を少なくとも約0.5重量%含む、特許請求の範
囲第10項記載の成形用組成物。
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