JPS63100052A - 射出成形用セラミツクス組成物 - 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、セラミックス製品製造用の組成物に係り、特
に射出成形法に用いられるバインダーの改良に関する。

［従来の技術］ 周知のように、セラミックス製品は金属酸化物、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素等の非酸化物を材料とし、必要に応じ
て熱可塑性樹脂等の有機バインダーを配合し、この混合
物をプレス法、押出し法、鋳込み法、ドクターブレード
法等により成形し、脱脂、焼成して製造されている。

しかしながら、近年のセラミックス製品の利用分野の拡
大に伴い、形状の複雑な製品例えばガスタービン部材、
タープチャーシャローター等の利用への要求が高まって
いる。ところが、上記のような成形法は比較的簡単な形
状の製品には有用であるが、複雑な形状になるとその成
形が技術的に困難であったυ、精度よくかつ能率的な製
品の製造が難しかった。

このようなことから、より複雑な形状を有する製品の成
形法として射出成形が行なわれている。

この射出成形法に於て、用いる組成物の流動性や充填密
度等による成形条件が製品の品質に大きく影響すること
は周知の通りである。

そこで、最近はセラミックス材料及び有機バインダーの
開発が行なわれ、有機バインダーとして、ポリエチレン
、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ
メタクリル酸エステル、アタクチックポリプロピレン等
の熱可塑性樹脂、ステアリン酸、ポリオレフィン、ノぐ
ラフイン、ワックス等をベースどする種々のバインダー
を射出成形に用い、複雑形状の製品の製造に試みている
が必ずしも満足するものは得られていなｈｏ［発明が解
決しようとする問題点コ 即ち、これら従来のバインダーを添加した組成物にあっ
ては、成形性、潤滑性、加熱流動性等（て劣っているた
め、成形温度が高かったり、射出圧力の上昇及びセラミ
ックス材料による成形機の摩耗や成形体の汚染、グリー
ン成形体内へのゲイトの発生、更には成形歪が生じやす
いために煉成体にクラックが発生しやすい等、充分に高
品質の製品を製造することが難しかった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、セラミックス材料の成形加工時における混線
性及び加熱流動性等の成形性と離型性を改善し、しかも
脱脂がよく、焼成後の成形体にクラックの発生がない射
出成形用セラミックス組成物を提供しようとするもので
ある。

本発明者らは、上記の実情に鑑み、アミノ酸の各種誘導
体を研究する中で射出成形用セラミックス組成物につい
て鋭意研究した結果、下記−紋穴（１）で表わされる化
合物の少なくとも一種全含有する射出成形用セラミック
ス組成物を用いることによりて、セラミックス材料の濡
れ性及び分散性が改善されて流動性が向上し、しかも均
一な熱分解を有していることから成形体へのクラック発
生が防止できる等、種々の問題が解決されることを見い
出し本発明を完成するに至２７ｔ。

Ｘ　（ＣＨ２）ｉｎ　ＣＨ−ＣＯＯＨ−（１）嘉 （但し、上記−紋穴（１）に於て、Ｘは下記−紋穴（２
）から（６）で示され、またＹｔ′ｉ下記−紋穴（７）
から（９）で示される。また、ｍＦ′ｉ１から４の整数
、ｎは５から２２の整数を示す。） Ｘ：ＣｒＩＨ２ｎ＋、Ｃ０ＮＨ（２） ：　ＣｎＨ２ｎ、ＮＨＣＯ（３） 二〇ｎＨ２ｎ＋、０ＣＯ（４） ”ｎＨ２ｎ＋１　　　　　　　　　　　　（５）：　Ｃ
０ＯＨ（６） Ｙ　：　Ｈ（７） ”　ＣｎＨ２ｎ＋１　　　　　　　　　　　　（８）：
Ｃ！ＩＨ２ｎ＋１ＣＯ（９） 本発明に於ける上記の化合物はそれぞれ公知の反応によ
って容易に得ることができる。その方法を例示するなら
ば、特公昭５ｌ−２８６１０Ｓ％開昭５９−１７６３７
７、特願昭６０−１４２０８３、特願昭６０−２９６２
６４、特願昭６１−１４７７０７に記載の−ざ。

方法挙げられるが、本発明は上記−紋穴（１）で示され
る化合物の合成法については特に規定するものではなく
、他の方法で合成されたものであってもなんら差し支え
ない。

これらの方法によって得られる化合物を具体的に例示す
るならば、Ｎω−長鎖アシル塩基性アミノ酸、α−アミ
ノ長鎖脂肪酸、酸性アミノ酸−ω−長鎖アミド、Ｎ−ア
ルキル酸性アミノ酸−ω−長鎖アミド、Ｎ−アルキル酸
性アミノ酸−ω−長鎖エステルＮ−アシル酸性アミノ酸
などが挙げられる。これら全より具体的に例示すると、
Ｎω−長鎖アシル塩基性アミノ酸を構成する塩基性アミ
ノ酸としては、リジン、オルニチン、α、βジアミノ酪
酸々どが光学活性体及びラセミ体の区別なく用いられ、
また、アシルとしては、カプリロイル、カプリノイル、
ラウロイル、ミリストイル、ノ母ルミトイル、ステアロ
イル、ココイル、硬化牛脂アシル、ペヘノイルなどが挙
げられる。また、α−アミノ長鎖脂肪酸をより具体的に
例示すると、α−アミノカプリル酸、α−アミノカプリ
ン酸、α−アミノラウリン酸、α−アミノミリスチン酸
、α−アミノステアリン酸、α−アミノイコサン酸、α
−アミノトコサン酸などが挙げられる。また、酸性アミ
ノ酸−ω−長鎖アミド、Ｎ−アルキル酸性アミノ酸−ω
−長鎖アミド、およびＮ−アルキル酸性アミノ酸−ω−
長鎖エステルを構成する酸性アミノ酸としては、アスノ
セラギン酸、グルタミン酸、α−アミノアゾピン酸など
が光学活性体及びラセミ体の区別なく用いられ、また、
アミド化あるいｆｌＮ−アルキル化に用いられる長鎖ア
ミンとしては、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリ
ルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミンなどが
、また、エステル化に用いられる長鎖アルコールとして
は、オクタツール、デカノール、ラウリルアルコール、
ミリスチルアルコール、ステアリルアルコールなどをは
じめとする炭素数８から２２の長鎖アミンあるいは長鎖
アルコールが用いられる。

また、Ｎ−アシル酸性アミノ酸を構成する酸性アミノ酸
としては、アス／母うイン酸、グルタミン酸、α−アミ
ノアジピン酸などが光学活性体及びラセミ体の区別なく
用いられ、またアシルとしてはカプリロイル、カブリノ
イル、ラウロイル、ミリストイル、ノやルミトイル、ス
テアロイル、イソステアロイル、ココイル、硬化牛脂ア
シル、ペヘノイルなどが挙げられる。尚、前記−紋穴（
１）で示される化合物として例示した以上の化合物にお
ける長鎖アルキル基は、直鎖あるいは分岐のアルキル基
の何れでもよい。

また、本発明におけるバインダーの添加量は成形するセ
ラミックス材料の物性によってその値は異なるが、セラ
ミックス材料１００重量部に対して０．１〜２０重量部
、好ましくは０．２〜ｌＯ重量部であることが望ましい
。本発明のバインダーの添加量がこの範囲より少ないと
成形時の流動性が不足したり、また多い場合はバインダ
ーの熱分解による脱脂性が減少することになる。

一方、本発明によるバインダーが適用されるセラミック
ス材料として、例えば酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化イツトリウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ
素、酸化チタン等の酸化物、コーディエライト、フォル
ステライト、ステアタイト等の粘土鉱物、炭化ケイ素、
炭化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ
素等の非酸化物など周知の種々の材料が挙げられる。

また、本発明に用いられる熱可塑性樹脂及び可塑剤を例
示するならばポリエチレン、ポリスチレン、アタクチッ
クポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジェン共
重合体などの熱可塑性樹脂、ノエチルフタレート等のフ
タル酸エステル、ノー２−エチルへキシルアノベート等
のアノピン酸エステルなど塩化ビニール樹脂に用いられ
る可塑剤が適用できる。

また、本発明によるバインダーの効果を損わないかぎり
合成ワックス、天然ワックス、脂肪酸、脂肪酸エステル
などの潤滑剤及び界面活性剤、離形剤など、セラミック
ス成形に用いられる添加剤を併用しても何等差し支えな
い。

［発明の効果］ 本発明による射出成形用セラミックス組成物はセラミッ
クス材料の濡れ性及び分散性を高め、混線性をよくし成
形加工時の流動性を大巾に向上させることができる。従
って、成形温度や射出圧力の低下及び成形機の摩耗等が
減少できる。また、なだらかな熱分解性を有することか
ら成形体のクラックの発生がなく、高品質製品の製造が
容易てなる。

以下に、本発明の実施例を示し、更に具体的に明らかに
するが、本発明がこれら実施例の記載によって何等の制
限を受けるものでないことは言うまでもないところであ
る。

実施例１〜１２ 本発明の一般式（１）で宍わされるバインダーの効果を
調べるため、下記に示した配合物全１６０℃に加熱した
ラゲプラストミルで５０ｒｐｍｓ２０分間混練し、トル
クを測定した。結果を表１に示した。比較のために本発
明品を添加しない系についても行ない、併せてＰｉに示
した。

配合 酸化アルミニウム（ＡＬ−１６０８Ｇ−４）　　１００
重量部（ＣＢ−１）　　　　　　　　　　　　　５．０
７　　＃ＤＢＰ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１．２９　　　＃本発明品及び市
販ワックス （ＮＤ−７９３＞との混合物　　　　　　５．０７１表
　　ト サンプルｌ：Ｎ−ラウリルアスノＪ？ライン酸β−ラウ
リルエステル ・サンプル２：Ｎ−２−エチルへキシルアス／臂うギン
酸β−）９ルミチルエステル ・サンプル３：Ｎ−２−エチルへキシルアスｐ４　ライ
ン酸β−２−エチルヘキシルエ ステル ・サンプル４：Ｎ６−ラウロイルリジン・サンプル５：
α−アミノラウリン酸 ・サンプル６：Ｎ−インステアロイルグルタミン酸 ・サンプル７：グルタミン酸ｒ−ラウリルアミド・サン
プル８：Ｎ−ラウリルアスノ４ライン酸β−ラウリルア
ミド 表１から明らかなように、本発明品を添加することによ
り大巾に定常トルクが低下し、流動性の改善されている
ことが判る。

実施例１３〜１４ 下記に示す配合物を実施例１〜１２と同様の条件で混練
し、トルクを測定した。結果を表２に示した。

配合 酸化７Ａ／ミニウＡ　（ＡＬ−１６０８Ｇ−４）　　　
１００重量部ポリブチルメタクリレート（ＣＢ−１）　
　４．１８　　＃ＤＢＰ　　　　　　　　　　　　　　
　　１．２９　　＃本発明晶子市販ワックス（ＮＤ−７
９３）　　４．１８　　ｐ表　２ 我２から明らかなように熱可塑性樹脂の配合量を多くし
ても、本発明品を添加することにより定常トルクは低下
し、流動性が改善されていることが判る。

実施例１５ 下記に示す配合物を実施例１〜１２と同様の条件で混練
し、トルクを測定した。結果を表３に示した。

配合 酸化アルミニウム（ＡＬ−１６０８Ｇ−４）　　　１０
０重量部ポリエチレン（ＰＥ−１６１）　　　　　　　
５．０７　１？リプチルメタクリレート（ＣＢ−１）　
　５．０７　　＃ＤＢＰ　　　　　　　　　　　　　　
　　　１．２９　　＃本発明晶子市販ワックス（ＮＤ−
７９３）　　５．０７　　＃表　　３ 表３から明らかなように、熱可塑性樹脂を変えても本発
明品の添加は定常トルクを低下させ、流動性を改善して
いる。

実施例１６ 下記に示す配合物を実施例１〜１２と同様の条件で混練
し、トルクを測定した。結果を表４に示した。

配合 ポリブチルメタクリレ−）（ＣＢ−１）　　５．５　　
＃ＤＢＰ　　　　　　　　　　　　　　　　１．４　　
＃本発明晶子市販ワックス（ＮＤ−７９３）　　５．５
　１表　　４ 表４から明らかなように、酸化ジルコニウム系でも本発
明品の添加は定常トルクを低下させ、流動性を改善して
いる。

実施例１７ 下記に示す配合物を実施例１〜１２と同様の条件で混練
し、トルクを測定した。結果を表５に示し念。

配合 炭化ケイ素　　　　　　　　　　　　１００重量部Ｉリ
ポリルメタクリレート（ＣＢ−１）　　　７．０７　　
＃ＤＢＰ　　　　　　　　　　　　　　　　　１．７９
　　＃本発明品十市販ワックス（ＮＤ−７９３）　　７
．０７　　＃表　　５ 表５から明らかなように炭化ケイ素系でも本発明品の添
加は定常トルクを低下させ、流動性全改善している。

実施例１８ 実施例３〜１０で調製した混合物を射出成形機を用い、
下記に示した条件でコマ形グリーン成形体を作成する場
合の成形温度を調べた。結果を表６に示した。

成形条件 射出圧力　　　　６６０に９／ｃ！ｎ２射出時間　　　
　３〜５秒 冷却時間　　　　３０秒 金型温度　　　　３０〜３５℃ 表　　６ 表６から明らかなように、本発明品の添加により、成形
温度の大巾な低下が認められ、成形加工性が向上してい
ることが判る。また、比較例に比し実施例３〜１０のグ
リーン成形体は金型からの剥離性が良好であった。

実施例１９ 実施例１４で調製した混合物を用いてコマ型グリーン成
形体を作成した。次に、グリーン成形体７コを下記に示
す脱脂条件と焼成条件にて成形体とし、成形体内のクラ
ック発生率及びＪＩＳ　Ｃ−２１４１に従って成形体の
吸水率、見掛は気孔率、かさ比重を測定して平均値を表
７に示した。

脱脂条件 脱脂時間合計　５９時間 焼成条件 焼成時間合計　２４時間 表７ 表７から明らかなように、本発明品の添加により成形体
内へのクラック発生はなく品質良好な製品の得られるこ
とが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）下記一般式（１）で表わされる化合物の少なくとも
   一種を含有してなる射出成形用セラミックス組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…（１） （但し、上記一般式（１）に於て、Ｘは下記一般式（２
   ）から（６）で示され、またＹは一般式（７）から（９
   ）で示される。また、ｍは１から４の整数、ｎは５から
   ２２の整数を示す。） Ｘ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１ＣＯＮＨ…（２）：Ｃ＿
   ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１ＮＨＣＯ（３）：Ｃ＿ｎＨ＿２＿
   ｎ＿＋＿１ＯＣＯ（４） ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１（５） ：ＣＯＯＨ（６） Ｙ：Ｈ（７） Ｙ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１（８） ：Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１ＣＯ（９） ２）セラミックス材料１００重量部に対し、上記一般式
   （１）で表わされる化合物の添加量が０．１〜２０重量
   部である特許請求の範囲第１項記載の射出成形用セラミ
   ックス組成物。