JP2620319B2 - セラミックスの成形方法 - Google Patents
セラミックスの成形方法Info
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- JP2620319B2 JP2620319B2 JP63176997A JP17699788A JP2620319B2 JP 2620319 B2 JP2620319 B2 JP 2620319B2 JP 63176997 A JP63176997 A JP 63176997A JP 17699788 A JP17699788 A JP 17699788A JP 2620319 B2 JP2620319 B2 JP 2620319B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非酸化物セラミックスの成形に水溶媒系バ
インダーを用いた押し出し成形手段を用いて安価に複雑
形状のセラミックスを得る方法に関する。
インダーを用いた押し出し成形手段を用いて安価に複雑
形状のセラミックスを得る方法に関する。
［従来の技術］ 酸化物系セラミックスあるいは耐酸化性の高いセラミ
ックスを成形する場合、低濃度水溶液で高粘性を示すPV
Aやメチルセルロースをバインダーとして使用している
が、耐酸化性の低い非酸化物セラミックスはバインダー
として水溶液を使用できないため、ワックス、ポリエチ
レン、酢酸ビニル樹脂に可塑剤と滑剤を用いてセラミッ
クス粉体を加熱混合して、熱間で押し出すという方法が
用いられていた。
ックスを成形する場合、低濃度水溶液で高粘性を示すPV
Aやメチルセルロースをバインダーとして使用している
が、耐酸化性の低い非酸化物セラミックスはバインダー
として水溶液を使用できないため、ワックス、ポリエチ
レン、酢酸ビニル樹脂に可塑剤と滑剤を用いてセラミッ
クス粉体を加熱混合して、熱間で押し出すという方法が
用いられていた。
［発明が解決しようとする課題］ 上述の如く従来の方法では耐酸化性の低いセラミック
スの押し出しに水溶媒系バインダーが使用できないた
め、ワックス、ポリエチレン、酢酸ビニル等の熱可塑性
樹脂をバインダーとして用いており、押し出しを熱間で
行う必要があるばかりでなく、装置も均一加熱の必要か
ら、大型で複雑で高価なものになってしまう。又、上記
熱可塑性バインダーを使用すると、粉体に対するバイン
ダー類の比率が10％以上混入しないと、押し出しに適し
た粘度のコンパウンドが得られないことから、脱バイン
ダー時の多量の発生ガスにより、成形体に亀裂や割れ等
を生じ不良率が高かった。
スの押し出しに水溶媒系バインダーが使用できないた
め、ワックス、ポリエチレン、酢酸ビニル等の熱可塑性
樹脂をバインダーとして用いており、押し出しを熱間で
行う必要があるばかりでなく、装置も均一加熱の必要か
ら、大型で複雑で高価なものになってしまう。又、上記
熱可塑性バインダーを使用すると、粉体に対するバイン
ダー類の比率が10％以上混入しないと、押し出しに適し
た粘度のコンパウンドが得られないことから、脱バイン
ダー時の多量の発生ガスにより、成形体に亀裂や割れ等
を生じ不良率が高かった。
［課題を解決するための手段］ そこで、本発明は、耐酸化性の低い非酸化物セラミッ
クスを水溶媒系バインダーを用いることによって、室温
で押し出すことができ、しかも少量のバインダーで、脱
バインダー時の発生ガスを極力抑えることができるよう
にしたものである。
クスを水溶媒系バインダーを用いることによって、室温
で押し出すことができ、しかも少量のバインダーで、脱
バインダー時の発生ガスを極力抑えることができるよう
にしたものである。
すなわち、本発明は非酸化物系セラミックス粉末の表
面を親油性処理したのち、さらに親水性処理し、水溶媒
系バインダーを用いて押し出し成形することを特徴とす
るセラミックスの成形方法である。
面を親油性処理したのち、さらに親水性処理し、水溶媒
系バインダーを用いて押し出し成形することを特徴とす
るセラミックスの成形方法である。
バインダーとして水溶媒系バインダーを用いることに
よって、非酸化物セラミックスが酸化されてしまうた
め、この酸化を防ぐ目的で、該非酸化物セラミックス粉
末の表面をまず、親油性処理してから、親水性処理する
ことによって、容易に水溶媒を用いることができるよう
にしたものである。
よって、非酸化物セラミックスが酸化されてしまうた
め、この酸化を防ぐ目的で、該非酸化物セラミックス粉
末の表面をまず、親油性処理してから、親水性処理する
ことによって、容易に水溶媒を用いることができるよう
にしたものである。
本発明で対象となる非酸化物系セラミックスは、Al
N、Si3N4、SiC、TiC、TiN、WC、B4Cのいずれかを主成分
とするものである。
N、Si3N4、SiC、TiC、TiN、WC、B4Cのいずれかを主成分
とするものである。
これらのものは、比表面積が7.0m2/g以下で、酸素含
有雰囲気で800℃以下で加熱し、表面に酸化物層を形成
したものであるとよい。このような処理をすることによ
って、粉体表面に生成した薄くて緻密な酸化膜が耐酸化
膜の役目を果たし、酸化の大幅な進行を阻止することが
できる。
有雰囲気で800℃以下で加熱し、表面に酸化物層を形成
したものであるとよい。このような処理をすることによ
って、粉体表面に生成した薄くて緻密な酸化膜が耐酸化
膜の役目を果たし、酸化の大幅な進行を阻止することが
できる。
非酸化物セラミックス粉末の表面の親油性処理の手段
としては、例えば高級脂肪酸のようなセラミック粉末表
面に対する吸着能を有する基を１ケ又は２ケ以上含む有
機物と粉末を有機溶剤中で攪拌混合することにより表面
に親油性コーティングを施す方法が挙げられる。又、さ
らに親水性処理をする手段としては、一分子中に−COO-
Na+、−COO-NH4 +、−SO3 -Na+のような強親水基と親油基
を有する界面活性剤と親油性処理した粉末を水溶媒中で
攪拌混合することにより、親油基が粉末表面の親油性膜
に吸着し、強親水基が水溶媒と親和した構造をとり親水
化を達成する方法が挙げられる。
としては、例えば高級脂肪酸のようなセラミック粉末表
面に対する吸着能を有する基を１ケ又は２ケ以上含む有
機物と粉末を有機溶剤中で攪拌混合することにより表面
に親油性コーティングを施す方法が挙げられる。又、さ
らに親水性処理をする手段としては、一分子中に−COO-
Na+、−COO-NH4 +、−SO3 -Na+のような強親水基と親油基
を有する界面活性剤と親油性処理した粉末を水溶媒中で
攪拌混合することにより、親油基が粉末表面の親油性膜
に吸着し、強親水基が水溶媒と親和した構造をとり親水
化を達成する方法が挙げられる。
［作 用］ 水溶媒系バインダー（PVA、メチルセルロース等）を
使用すると、室温でかつ少量で高粘性のコンパウンドが
得られる。したがって、従来のように押出機に加熱装置
を取りつける必要がなく、装置が安価でかつ取扱も簡略
化される。また、バインダー量が少量で押し出しが可能
になるため、脱バインダー時の発生ガス量も少なく、成
形体に亀裂や割れの生じる率も減少する。
使用すると、室温でかつ少量で高粘性のコンパウンドが
得られる。したがって、従来のように押出機に加熱装置
を取りつける必要がなく、装置が安価でかつ取扱も簡略
化される。また、バインダー量が少量で押し出しが可能
になるため、脱バインダー時の発生ガス量も少なく、成
形体に亀裂や割れの生じる率も減少する。
耐酸化性の低い非酸化物系セラミックス粉末を水溶媒
系バインダー中で押し出し成形すると、粉体表面が酸化
され、特性が劣化するので、粉末表面を親油性処理して
水による酸化を防止する。しかしこのままでは水溶媒系
バインダー中に粉末が均一に分散できず凝集してしまう
ので、さらに親水性処理する。
系バインダー中で押し出し成形すると、粉体表面が酸化
され、特性が劣化するので、粉末表面を親油性処理して
水による酸化を防止する。しかしこのままでは水溶媒系
バインダー中に粉末が均一に分散できず凝集してしまう
ので、さらに親水性処理する。
このように耐酸化性の低い非酸化物セラミックス粉末
の表面に親油性膜、その上に親水性膜のついた２重構造
膜をつけることにより、粉末が酸化することなく、水溶
媒系バインダーを用いて押し出し成形しうるコンパウン
ドが得られるようになる。
の表面に親油性膜、その上に親水性膜のついた２重構造
膜をつけることにより、粉末が酸化することなく、水溶
媒系バインダーを用いて押し出し成形しうるコンパウン
ドが得られるようになる。
［実施例］ AlN粉末（平均粒径1.0μｍ、比表面積3.3m2/g）を大
気中750℃で加熱処理を施したものと、同じAlN粉末で熱
処理をしなかったものそれぞれについて、焼結助剤とし
て5wt％のY2O3（信越化学製、平均粒径0.3μｍ）をトリ
クロロエタン中、20時間ボールミルで混合した。さらに
これらの混合粉末に対し、5wt％のラウリル酸を混入
し、20時間混合し乾燥した。乾燥粉末に対し、親水性膜
生成用に4wt％のポリカルボン酸塩（商品名Ｄ−735、中
京油脂製）を攪拌後、水中で５時間ボールミル混合し乾
燥した。乾燥粉末に対し、水系バインダーとしてメチル
セルロース＋ポリエチレングリコール（商品名セルナー
WD−601、中京油脂製）を混練し、水を追加して粘度の
調整を行い、押し出し成形用コンパウンドを作製した。
気中750℃で加熱処理を施したものと、同じAlN粉末で熱
処理をしなかったものそれぞれについて、焼結助剤とし
て5wt％のY2O3（信越化学製、平均粒径0.3μｍ）をトリ
クロロエタン中、20時間ボールミルで混合した。さらに
これらの混合粉末に対し、5wt％のラウリル酸を混入
し、20時間混合し乾燥した。乾燥粉末に対し、親水性膜
生成用に4wt％のポリカルボン酸塩（商品名Ｄ−735、中
京油脂製）を攪拌後、水中で５時間ボールミル混合し乾
燥した。乾燥粉末に対し、水系バインダーとしてメチル
セルロース＋ポリエチレングリコール（商品名セルナー
WD−601、中京油脂製）を混練し、水を追加して粘度の
調整を行い、押し出し成形用コンパウンドを作製した。
上記２種のコンパウンドを２軸押し出し成形機にて、
20mmφ×100mmの棒状成形体を押し出した。これら棒状
成形体を室温デシケーター中72時間乾燥後、600℃で３
時間、N2中で脱バインダーを行った。脱バインダー後両
者に含まれる酸素量と原料粉末に含まれる酸素量を分析
した結果、酸化処理を行ったものは1.55重量％、酸化処
理を行わなかったものは3.88重量％、原料粉末は1.51重
量％であった。この結果酸化処理を行った粉末のほう
が、表面処理中に酸素量が増加しないことが分かる。
20mmφ×100mmの棒状成形体を押し出した。これら棒状
成形体を室温デシケーター中72時間乾燥後、600℃で３
時間、N2中で脱バインダーを行った。脱バインダー後両
者に含まれる酸素量と原料粉末に含まれる酸素量を分析
した結果、酸化処理を行ったものは1.55重量％、酸化処
理を行わなかったものは3.88重量％、原料粉末は1.51重
量％であった。この結果酸化処理を行った粉末のほう
が、表面処理中に酸素量が増加しないことが分かる。
これらを1900℃で５時間、N2中で焼結した。
焼結体は両者について表面、内部とも非破壊検査及び
内部切断観察によってクラックのような欠陥は検出され
なかった。
内部切断観察によってクラックのような欠陥は検出され
なかった。
またAlN粉末の比表面積が8.0m2/g（平均粒径0.4μ
ｍ）のものを上記と同様の工程で酸化処理したものと、
しないもの２種類について押し出し成形体を作製した。
この成形体を上記と同様の方法で脱バインダーし、原料
粉末とともに酸素量を比較した。その結果、酸化処理し
たものは3.20重量％、酸化処理しなかったものは5.86重
量％、原料粉末は2.19重量％であった。このことから比
表面積が3.3m2/gの粉末に比較して酸化処理を行っても
粉末の酸化が進行しやすいことが分かる。
ｍ）のものを上記と同様の工程で酸化処理したものと、
しないもの２種類について押し出し成形体を作製した。
この成形体を上記と同様の方法で脱バインダーし、原料
粉末とともに酸素量を比較した。その結果、酸化処理し
たものは3.20重量％、酸化処理しなかったものは5.86重
量％、原料粉末は2.19重量％であった。このことから比
表面積が3.3m2/gの粉末に比較して酸化処理を行っても
粉末の酸化が進行しやすいことが分かる。
［発明の効果］ 本発明では、耐酸化性の低い非酸化物セラミックス粉
末の表面を親油性処理と親水性処理とを施すことによっ
て、粉末表面に２層の膜をつける。このことによって、
水溶媒系バインダーを用いても酸化することなく押し出
し成形ができる。このことにより、室温で低バインダー
による押し出し成形が可能となり、低コスト、短時間で
高品質の非酸化物系セラミックスの焼結体を得ることが
できる。
末の表面を親油性処理と親水性処理とを施すことによっ
て、粉末表面に２層の膜をつける。このことによって、
水溶媒系バインダーを用いても酸化することなく押し出
し成形ができる。このことにより、室温で低バインダー
による押し出し成形が可能となり、低コスト、短時間で
高品質の非酸化物系セラミックスの焼結体を得ることが
できる。
Claims (3)
- 【請求項１】非酸化物系セラミックス粉末の表面を親油
性処理したのち、さらに親水性処理し、水溶媒系バイン
ダーを用いて押し出し成形することを特徴とするセラミ
ックスの成形方法。 - 【請求項２】非酸化物系セラミックスが、窒化アルミニ
ウム（AlN）、窒化ケイ素（Si3N4）、炭化ケイ素（Si
C）、炭化チタン（TiC）、窒化チタン（TiN）、炭化タ
ングステン（WC）、炭化ホウ素（B4C）を主成分とする
ものである請求項（１）記載のセラミックスの成形方
法。 - 【請求項３】非酸化物系セラミックスが、比表面積が7.
0m2/g以下で、酸素含有雰囲気で800℃以下で加熱し、表
面に酸化物層を形成した粉末である請求項（１）又は
（２）記載のセラミックスの成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176997A JP2620319B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | セラミックスの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176997A JP2620319B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | セラミックスの成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226708A JPH0226708A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2620319B2 true JP2620319B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=16023373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176997A Expired - Fee Related JP2620319B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | セラミックスの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2620319B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5616681A (en) * | 1994-11-01 | 1997-04-01 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Process for producing aliphatic polyester |
| JP4969372B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2012-07-04 | 京セラ株式会社 | 炭化硼素粉末とその製造方法及びこれを用いた炭化硼素質成形体、炭化硼素質焼結体 |
| JP4737643B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2011-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン用マウント装置 |
| DE102009013943A1 (de) | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Frank Will | Ölschmiersystem |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63176997A patent/JP2620319B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226708A (ja) | 1990-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |