JPH01320104A - セラミックス成形体の製造方法 - 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］ 本発明は、セラミックス成形体のｗＪ造方法に関Ｊる。

［従来の技術］ 従来セラミックス成形体の製造方法として、紡込成形法
が知られている。この紡込成形法は、セラミックス粉末
と、水と、添加剤とで形成したスラリー状のスリップを
右前でつくられた石ｐ４型にｔ−を人しスリップ中に含
まれる水を吸収させ、得られた第１成形体を加熱して水
、添加物を除去し、ついで焼成してセラミックス成形体
をえている。

この紡込成形法は複雑な形状の製品が成形できること、
設備費が安価で少量生産に適していることなどの優れた
特徴をもつ°Ｃいるが、成形時開が長いこと、成形に使
用する石膏型の寿命が短いことまた右ｆ！　’Ｖ＋の１
法精１文が１！１られないことなどの欠点を有する。そ
こでその改良方法が提案されている。例えば特開昭６１
−１０１４４７号公報には、セラミックス粉末と水、お
よび加熱によってゲル化１ノるゲル化成分を含む可塑化
剤とからなる成形原料スラリーを型に紡込み、その型を
加熱することにＪ：リゲル化成分をゲル化して第１成形
体をＩｆｆる方法の開示がある。

［発明が解決しようとするｖＲｆｆｌｌ上記の方法にお
いては、セラミックスのスラリーを型に紡込んだ後に型
をゲル化温度以上に加熱することが必要である。この加
熱には誘雷加熱等によっておこなはれるため読電損失係
数の低い材料の樹脂を型材として使用する。このため型
の摩耗による損傷が大きくなる。またその形状により加
熱時の伝熱の不均一等により成形体に歪みが発生しやす
い等の問題点を有する。

本発明は上記の紡込成形法の問題点を解決してセラミッ
クス成形体のｌｙＪ造時の型の耐久性を向トさせる方法
を確立することを技術的ａ＋題とづる。

［課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックス成形体の製造′／ｉ払は、セラミ
ックス粉末と、溶媒、分散剤および低温でゲル化するゲ
ル化成分とからなる添加剤とを混合、加熱して原料のス
ラリーを形成する原料調整工程と、 前記加熱スラリーをヤに紡込み、前記ゲル化成分がゲル
化する温度以下まで類型を冷却してスラリーを固化させ
て第１成形体を形成する成形工程と、 前記第１成形体を脱ヤし加熱して焼成しセラミックス成
形体を形成する焼成工程とからなる。

ｌｉｔ利：ａ整工程では、セラミックス粉末と、溶媒、
添加剤を混合し加熱してスラリーを形成する。

セラミックス粉末としては、従来の耐化物系セラミック
ス粉末、その他室化物、炭化物、ホウ化物等のヒラミッ
クス粉末が使用できる。このセラミックス粉末は粒度も
直径がミクロン単位のものからサブミクロン１１１位と
広い範囲の粒径を有する乙のが使用できる。この際この
セラミックス粉末に焼結助剤を添加してムＪ：い。この
溶媒は水または有機溶媒とが使用できる。有機溶媒とし
てはトルエン、ベンゼン、エタノールなどが使用できる
。

添加剤は分散剤と低温でゲル化するゲル化成分どからな
る。分散剤は通常セラミックス粉末のスラリーを形成す
るときに用いるものが適用出来る。

例えばポリアクリル酎ナトリウム、ポリアクリル酸アン
〔ニウム、ポリカルボン酸アンモニウムなどの解膠剤等
が挙げられる。

ゲル化成分は、高温では水に溶解分散し流動性を示し低
温ではゲル化するものである。なお、室温でゲル化する
ものが好ましい。−４なわち、スラリーを加熱している
問は水に溶解し【分散されてＪ３り室温等の低温冷却さ
れるとゲル化してセラミックス粉末の成形体としての形
状保持性を付与づ。

る−ｂのである。このゲル化成分としては、例えばゼラ
チン、寒天等が挙げられる。

ＩＮ料の配合割合は、セラミックス粉末を１００ｍｆｆ
１部としたとき、水を１０〜１００重吊部と、分散剤を
Ｏ〜１０ｆＰｆ！１部と、ゲル化成分を０．１〜３０重
石部である。

セラミックス粉末の配合割合が少なくなると１！？られ
るセラミックス成形体の収縮が大きくなり寸法精度の＾
いセラミックス成形体が１ｇられにくい、。

逆に配合割合が多すぎると成形原料の粘度が大きくなり
すぎ成形性が悪くなる。ゲル化成分の配合割合が多すぎ
るとセラミックス粉末との混練性が悪くなり均質な成形
原料の調整ができにくい。逆に少ないとゲル化した後も
、成形体の硬度が低く取り扱いに不便である。水の配合
割合に関しては、多づぎるとセラミックス成形体の乾燥
時にクラックが入りやすく、少なすぎると成形原料の粘
度が高くなり成形性が悪くなる。分散剤はセラミックス
粉末の分散性を良くするもので、多ずぎるとゲル化しに
くくなり、少なすぎると成形体の均一性が悪くなる。

成形工程は、前記で形成した加熱スラリーを型に紡込み
、そして型を冷却してスラリーをゲル化させ固化して第
１成形体を形成する工Ｃ；１である。

成形型としては石膏型でなく伝熱性の良い金属製の型を
用いるのが好ましい。この型を室温に冷７Ｊｌすること
によりゲル化成分がゲル化して適度の硬度をもつ第１成
形体が形成される。冷ＩＪｊは室温にほうらするのみで
もよい。また、強制的に冷風を吹付番）たり、金型を冷
媒で冷ｆＪＩ　する等で冷７ＪＪ　して６よい。

焼成工程は、前記第１成形体を型にり取出し乾燥した後
、加熱して添加？’ｌｌ＋成分を除去−するために徐々
にゲ？瀧させることができる。そして焼成渇１σで保持
し通常の焼成をＪ３こなってセラミックス成形体を得る
。なお添加剤の吊が少ないときは、乾燥模そのまま昇温
して焼成Ｊることもでき°る。

［発明の作用Ｊ３よび効果１ 本発明のセラミックス成形体の製造方法は、セラミック
ス粉末と、水と、分散剤Ｊ３よび低温でゲル化するゲル
化成分とからなる添加物とを混合、加熱して原料のスラ
リーを調整づ°る原料調整工程と、前記加熱スラリーを
型に紡込み、イの型を前記ゲル化成分がゲル化する温度
以下まで咳型を冷ＩＪ１シてスラリーを固化させ第１成
形体を形成づる成形工程と、前記第１成形体を脱型し加
熱して焼成してセラミックス成形体を形成する焼成工程
とからなる。

本発明の方法において使用される加熱スラリーを紡込む
型は、従来の紡込成形で用いる石膏型を使用しなくても
よい。すなわち、寸法粘度が高くかつ耐摩耗性にすぐれ
た金型を使用できる。そしてこの型の冷却によりゲル化
成分がゲル化してスラリーが固化して第１成形体が形成
される。ゲル化による固化のため、ゲル化後の第１成形
体は比較的硬度が＾く取り扱いやすい。

しかも、この第１成形体は型にり取り出した後、空気中
で乾燥したのも徐々に昇［ることにより添加物と水が除
去でき、続いて焼成温度まであげ焼成することがでさる
。また金型が使用できるので石膏型の場合のように水に
溶解して型が摩耗することがなく、また成形体の寸法精
度の不良も発生しにくい。

［実施例］ ｌス下実施例により本発明を説明する。

（原料調整工程） 焼結助剤を含む粒子径約１μｍのセラミックス粉末（窒
化珪素、アルミナ、炭化珪素、ジルコニアなどに焼結助
剤１〜１０ｗｔ％添加したもの）７０〜８５１品部と、
１５〜３０重吊部の水および分散剤の（ポリｈルボン酸
アンモニウム）をセラミックス粉末１００重量部に対し
て０．２重台部、ゲル化成分（ゼラチン）を水に対し″
Ｃ１〜１０小吊部とを混合して、９０℃で２０時間撹拌
してゲル化成分を溶解するとともにセラミックス粉末を
充分分散させて原料のスラリーを調整した。

なお、必要に応じてスラリーの脱泡をおこなった。

（成形工程） 前記で１りられた加熱スラリーを所定の形状の金型に紡
込みゲル化成分がゲル化する温度（５℃）まで金型を冷
却してスラリーを固化させ第１成形体とした。

（焼成工程） 得られた第１成形体を金型よりＩＢ２型し、この第１成
形体を６０℃で５時間加熱して乾燥させた後、５００℃
で３時間空気中で加熱して添加剤を除去した。なお、添
加剤が少量の場合は直接焼成温度にまで徐々に昇温させ
てもよい。その間に添加物は除去される。

焼成温度は通常１６００〜１８００℃でおこなう。前記
の添加物を除去した第１成形体を１７５０℃で４時間窒
素雰囲気中で加熱してセラミックス成形体を得た。得ら
れたセラミックス成形体はクラック等の欠陥はまったく
みられなかった。

−１″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉末と、溶媒、分散剤および低温で
   ゲル化するゲル化成分とからなる添加剤とを混合、加熱
   して原料のスラリーを形成する原料調整工程と、 前記加熱スラリーを型に紡込み、前記ゲル化成分がゲル
   化する温度以下まで該型を冷却してスラリーを固化させ
   て第１成形体を形成する成形工程と、 前記成形工程で得られた第１成形体を脱型し加熱して焼
   成しセラミックス成形体を形成する焼成工程と、からな
   るセラミックス成形体の製造方法。