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

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】 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。

［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。

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。

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。

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。

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　　。

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。

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。

［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。

［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。

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。

（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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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　　。

Ａｃａｄａｍｊｃ　Ｐｒｅｓｓ、　　ニューヨーク、　
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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■。

９．３ｇの寒天、及び５１１ｇの脱イオン水を含むもの
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。

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。

［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
。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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）。

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。

表６ ３．７Ｇ　　　　　　１．４Ｂ７±９１破壊靭性　　　
曲げ強さ

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

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。