JPH0222165A - セラミックスバインダー - 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］ この発明はセラミックスバインダーに関し、詳しくはセ
ラミックス原料にバインダーを混合して坏土を調製する
際に、ブロッキング（凝集塊状化）を惹起することなく
、しかも坏土成形時に形くずれのない成形体を得ること
のできるセラミックスバインダーに関するものである。

［従来の技術および 発明が解決しようとする課題〕 従来、セラミックス製品の一製法として、粉状セラミッ
クス原料とバインダーとを混合して可塑性を有する坏土
にし、この坏土を成形してからこれを焼成する方法が挙
げられる。

従来のバインダーは、アタクチックポリプロピレン、エ
チレンと酢酸ビニルとの共重合体等の熱可塑性樹脂より
なる主剤と、ナフタレン、アントラセン、しょうのう、
フェナントレン等の有機化合物よりなる助剤との混合物
からなるものが広く用いられていた。

しかしながら、このようなバインダーは、坏土の調製時
にブロッキングを生じ、坏土の成形体は形くずれを起し
、坏土を脱脂処理してもかなりの量でバインダーが残存
し、また成形物の表面にクラック、亀裂、ボイド等が発
生して表面外観の不良なセラミックス成形品となってし
まうことがあった。またこのようなバインダーは、これ
を配合してなる坏土を例えば射出成形する場合、比較的
温和な条件での成形が困難であり、即ち坏土な射出する
成形圧力が高く、成形圧力を低めるために成形温度を高
くするとバインダーの分解等を生じ不良成形品となり、
また脱脂時間に長時間を要して製造工率が悪かった。

このような従来のバインダーの欠点を改良しようとする
試みがある。

例えば特開昭６２−３０６４号公報に開示された試みは
、セラミックスバインダーの助剤としてアダマンタン、
トリメチレンノルポナン等を用いる方法である。この方
法は、例えば射出成形法によってセラミックス製品を製
造するに当り、比較的温和な条件下で成形肩ス近であり
、脱脂時間の短縮および残存パイングー賃の低減を図る
ことができるので、セラミックスバインダーとして優れ
たものであった。

しかし、本発明者がさらに検討を重ねたところ、セラミ
ックス原料に前記セラミックスバインダーを混合して坏
土を、Ｗ製する際にブロッキングが起き易く、坏土が凝
集塊状化するという欠点があり、また成形時に形くずれ
し易いという問題を有していた。従って上記したような
欠点のないセラミックスバインダーが要望されていた。

この発明は、前記問題点を解決すべく研究を重ねた結果
、完成したものである。

この本発明の目的は、坏土の調製時のブロー２キングの
発生や成形時の形くずれを無くシ、更に脱脂処理でバイ
ンダーの残存量を低減し、成形体のクラック、ボイド、
亀裂、膨張を抑え、かつ、容易に射出成形して製造能率
を向上させ得るセラミックスバインダーを提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 前記問題点を解決するための請求項１に記載の発明は、
シクロドデカンを含有することを特徴とするセラミック
スバインダーであり、 請求項２に記載の発明は、前記セラミックスバインダー
が、主剤としての有機質バインダーおよび助剤としての
シクロドデカンを含有するバインダーである前記請求項
１に記載のセラミックスバインダーであり、 請求項３に記載の発明は、前記セラミックスバインダー
が、射出成形用の坏土に配合されるバインダーである前
記請求項１または請求項２に記載のセラミックスバイン
ダーである。

以下、この発明を詳述する。

この発明におけるセラミックスバインダーは、主剤とし
ての有機質バインダーと助剤とで形成することができる
。

主剤として用いられる前記有機質バインダーは一般に使
用されているものを特に制限なく使用することができる
。

前記有機質バインダーとして、例えば、ポリエチレン、
アタクチックポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタク
リレート、酢酸セルロース、アクリル樹脂、ポリビニル
アルコール、カルボキシメチルセルロース、グルコース
、メチルセルロース、澱粉、デキストリン、ゼラチン、
糖蜜、パルプ廃液、ペプトン、ポリビニルエーテル、エ
チルセルロース、アセチルセルロース、ワックス、流動
パラフィン、重油、機械油、フェノール樹脂、エチルシ
リケート等が挙げられる。

この発明のセラミックスバインダーを射出成形用坏土に
使用するときは、前記有機質バインダーの中では、ポリ
エチレン、アタクチックポリプロピレン、ポリスチレン
、エチレン−酢酸ヒニル共重合体、ポリブチルメタクリ
レート、酢酸セルロース、ワックス等が好ましい。

また、この発明は前記セラミックスバインダーの助剤と
してシクロドデカンを含有するバインダーを使用するも
のであり、これがこの発明の特色である。

そのシクロドデカンについては特に制限がない、また、
シクロドデカンはどのようにして製造されたものである
かについても特に制限がない。

もっとも、シクロドデカンは、たとえば、ブタジェンを
三量化してシクロドデカ−１，５，９−トリエンにし、
その後に水素添加することにより得ることができる。

ブタジェンの三量化の触媒は、チグラー触媒のＴｉＣ見
４とＥｈ　Ａ立Ｃ１の触媒、またはＮ　ｉ　（０）錯体
たとえばビス（π−アリル）ニッケルあるいはクロム錯
体等を使用することができる。なお工業的には、たとえ
ばＡ文（Ｃ２Ｈ５）　Ｇ立２−Ａｎ　ＣＣ２Ｈ３）Ｃ１
等を始めとする触媒系等が用いられている。

シクロドデカ−１，５，９−トリエンの水素添加触媒と
しては、Ｎｉ触媒等が挙げられる。

シクロドデカンは融点６１’Ｃ１沸点２４０℃、ｄ　ｓ
　　Ｏ，８６１の性状を有するとされている。

前記主剤と前記助剤との配合割合は、セラミックス原料
の種類により相違するが、一般に、セラミックス原料１
００１量部に対して、前記主剤が０．５〜５０重量部好
ましくは５〜３０重量部であり。

前記助剤が０．５〜１５重量部であり、好ましくは２〜
８重量部である。

この発明に係るセラミックスバインダーは、前記主剤と
前記助剤との外に可塑剤、滑剤等の添加剤をさらに含ん
でいても良い。

前記可塑剤としては、たとえばジエチルフタレート、ジ
ブチルフタレート、ジオクチルフタレート、脂肪酸エス
テル等が挙げられ、また、前記滑剤としては、たとえば
ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム
、ステアリン酸ジグリコール、パン粉、鉱油等が挙げら
れる。

次にセラミックス製品の製造について述べる。

前記主剤と前記助剤とから得られるセラミックスバイン
ダーと前記セラミックス原料と配合して坏土とする。

このセラミックス原料としては、たとえばシリカ、長石
、陶石、リチウム鉱石、シリマナイト、アルミナ、ジル
コニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の非可塑性原料およ
びカオリン、可塑性粘土、蛙目粘土、ファイア−・クレ
ー等の可塑性原料等が挙げられる。

これらのセラミックス原料は、この発明に係るセラミッ
クスバインダーと配合するに先立ち、通常のセラミック
ス成形品製造の場合と同様に、粉砕、湿式混合、篩分け
、不純物除去等の処理をしておくのは言うまでもない。

前記セラミックス原料とこの発明に係るセラミックスバ
インダーとの配合は、混練により行なうことができる。

混線条件としては、たとえば、８０〜１５０℃、好まし
くは１００〜１２０℃で０．５〜３時間、好ましくは０
．５〜１時間である。

混練は、たとえばボールミル、ブラストミル、加熱ニー
グー、コニーグー等の加熱と同時に剪断力を与える混練
機等を使用して行なうことができる。

配合手順としては、主剤と助剤とを十分に混合してセラ
ミックスバインダーを得てから、このセラミックスバイ
ンダーとセラミックス原料とを配合しても良く、またセ
ラミックス原料と主剤と助剤とを同時にあるいは順次に
配合しても良い。

もっとも、坏土中でのセラミックスバインダーの良好な
分散状態の実現を達成するなら、前者のセラミックス原
料とセラミックスバインダーとを配合する配合手順が好
ましい、好ましい配合手順によると、この坏土の調製時
にブロッキングすることなく、セラミックス原料とバイ
ンダーとをより一層均−に混練することができる。

得られる坏土は、通常のセラミックス成形法たとえば射
出成形法、軟泥法、半軟泥法、塑性加圧成形法、機械ろ
くろ法、ローラーマシン法、押出し成形法、砂泥法、静
水圧成形法／ラバープレス法、突き固め法、高温加圧成
形法等により所定形状に成形することがきる。

このような各種の成形法の中でも、特に射出成形法が好
ましい。

と言うのは、この発明に係るセラミックスバインダーを
配合した坏土は、射出成形圧力が低くても射出成形を良
好かつ円滑に行なうことができ、また、射出成形後の脱
脂性の向上を図ることができるからである。

射出成形による製品化についてさらに説明すると１通常
、前記セラミックス原料とこの発明に係るセラミックス
バインダーとを加、８混練して坏土を得、この坏土をた
とえばロールによる造粒、ペレタイザーによるペレット
化、混練機で冷間粉砕することによる粉末化、あるいは
ロールでシート状冷間押出しすることによる粉末化等に
より、成形材料としてのペレットあるいは粉末を得る。

そして、この成形材料を、プランジャ式、プリプラ式あ
るいはスクリュウライン式の射出成形機に供して一次成
形体を得る。

射出成形は、たとえば、８０〜１７０℃で３００〜１．
５００Ｋｇ／ｃｍ２の条件で行なうことができる。

−火成形体は、脱脂処理によりセラミックスバインダー
を除去する。

脱脂処理は、通常、２０〜４５０℃で、１５〜４０時間
加熱することにより行なうことができる。この脱脂処理
において、この発明に係るセラミックスバインダーは、
従来のセラミックスバインダーよりもはるかに短時間で
除去され、しかもその残存μがきわめて少ないことは、
注目すべきことである。

前記脱脂処理後、−火成形体を焼成することによりセラ
ミックス成形品を得ることができる。このとき、この発
明のバインダー、特に助剤としてシクロドデカンを用い
ているので、坏土成形時に形くずれが起らず、正確なデ
ィメンションの成形品を容易に得ることができる。

［実施例］ 次にこの発明の実施例および比較例を示し、この発明を
具体的に説明する。

（実施例１〜６） セラミックス原料としてアルミナ、ジルコニア、炭化ケ
イ素および窒化ケイ素を用い、各原料の性状を第２表に
示す、また主剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合体［
ＥＶＡ］　　（東洋曹達■製、ＵＥ６３３）、ポリブチ
ルメタアクリレート　［ＰＢＡ］　　（三洋化成工業■
製、ＣＢ−１）　、ポリスチレン［ＰＳ］　　（大日本
インキ■製、０Ｒ−３５００）、ポリエチレン［ＰＨ１
（住人化学工業■製、スミ力セン０８０８）およびワッ
クス（中東油脂■製、ＮＢ−７９３）を用い、助剤とし
てシクロドデカンを用いた。

実施例１〜６において、第１表に示すようにセラミック
ス原料に主剤と助剤を配合し、配合量（重量部）を変え
、ラボプラストミルを使用して、温度１００±１０℃で
３０分間混練した。このとき混練のトルクは１５０Ｋｇ
−ｃ■であった。この混線により坏土を調製し、そのと
きのブロッキング（塊状化）の有無を検査した。

その結果を第１表に示した。

第１表に示すように、実施例においてはブロッキングが
全く発生せず、均一な分散状態に混練することができた
。

この得られた坏土を粉末化し、これを射出成形した。

すなわち、縦型プランジャー式の射出成形機［山域精機
■製］により、第１表に示す成形条件で坏土を射出して
、第１図に示すコマ型成形体を得た。

コマ型成形体は鼓状形状で、上面および下面を有し、上
面に突出小径軸を有し、そのディメンションは第１図に
示すとおりである。そして上面突出小径部縁部Ａ、コマ
上面縁部Ｂ、コマ下面縁部Ｃの各部について形〈づれを
目視検査したところ、第１表に示すように形くずれは全
く起こっていなかった。

このコマ型成形体を第１表に示す脂脂条件で脱脂処理し
た。その後、焼成炉でコマ型成形体を昇温速度ｉｏｏ℃
／時間で１６２０℃に昇温し、焼成処理し、容易にセラ
ミ−、クス製品を得た。

各実施例１〜６は、第１表から明らかなようにセラミッ
クス原料にバインダーを混練して坏土を調製するとき、
ブロッキングが発生せず、コマ型成形体は形くずれが無
く、脱脂処理時間が短く、得られたセラミックス製品は
クラック、ボイド、膨張が無く、良好な製品であった。

（比較例１〜４） セラミックス原料として実施例１〜６と同じものを用い
、主剤としてはアタクチックポリプロピレン［ＡＰＰ］
　　（三菱油化■製、ポリワン）以外は実施例１〜６と
同じものを用い、助剤としてはアダマンタン（ＡＤ）　
、エントートリメチレンノルボルナン（エンド−ＴＭＮ
）を用いた。そして実施例１〜６と同様な装置で第１表
に示す条件でセラミックス原料に主剤と助剤を配合し、
混練して坏土を調製し、コマ型成形体を成形し、脱脂処
理、焼成処理し、セラミックス製品を得た。

第１表に示すように比較例１〜４は坏土調製時にブロッ
キングが発生し、コマ型成形体のＡ部、Ｂ部、０部に形
くずれが起り、得られたセラミックス製品は何れも実施
１〜６に比べ劣ることが明らかである。

［発明の効果］ この発明のセラミックスバインダーは、助剤としてシク
ロドデカンを含有し、特に主剤として有機質バインダー
と助剤としてのシクロドデカンとを含有するので、セラ
ミックス原料にこの発明のバインダーを混練して坏土を
調製する際にブロッキング（凝集塊状化）を惹起するこ
とがなく、均一な状ｊ５に混練することができ、また、
その成形体には形くずれが無く、脱脂時間を短くするこ
ともでき、焼成したセラミックス製品はクラック、亀裂
、ボイド等がなく、機械的強度を大きくすることができ
、形状のディメンションを高精度に仕上げることができ
、その結果として表面の美麗な製品にし上げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例において成形したコマ形成形
体を示す斜視図である。 第１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シクロドデカンを含有することを特徴とするセラ
   ミックスバインダー。
2. （２）前記セラミックスバインダーが、主剤としての有
   機質バインダーおよび助剤としてのシクロドデカンを含
   有するバインダーである前記請求項１に記載のセラミッ
   クスバインダー。
3. （３）前記セラミックスバインダーが、射出成形用の坏
   土に配合されるバインダーである前記請求項１または請
   求項２に記載のセラミックスバインダー。