JPH02275744A - セラミックス泥漿の製造方法 - 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） 本発明は泥漿鋳込、ドクターブレード、コーティング等
によりセラミックス成形物を得るためのセラミックス泥
漿の製造方法に関する。

（従来技術） 一般にセラミックス泥漿を製造するには、泥漿用セラミ
ックス原料を解膠剤、保形剤、消泡剤とともに泥漿用媒
体中にて混合する方法が採られている。解膠剤はセラミ
ックス原料を均一に分散させるために、粘結剤および可
塑剤等の保形剤は泥漿成形により形成されたセラミック
ス成形物の保形のために、消泡剤はセラミックス成形物
の内部欠陥を防止すべく泥漿中の気泡を除去するために
それぞれ用いられる。

これらの解膠剤、保形剤、消泡剤等の相互の関連につい
ては定かではなく、泥漿中のセラミックス原料の解膠状
態が鋳込成形物における原料充填状態に大きく関連する
ことが知られている程度である。従って、上記した各添
加剤は媒体中に同時に或いは適宜の順序で添加されてる
のが一般である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、泥漿成形においては成形物の種類に応じた最
適なセラミックス泥漿を使用することが最も重要であり
、またかかるセラミックス泥漿は長時間安定でかつ製造
毎に品質が変化するものであってはならない。しかしな
がら、従来の製造方法によってはこのような特性のセラ
ミックス泥漿が常に製造し得るとはかぎらず、泥漿成形
に支障をきなすことがある。

本発明者等はかかる問題に対処すべく検討した結果、上
記した良好な特性のセラミックス泥漿を得るには解膠剤
の添加順序、添加量が大きく関与していることを知得し
た。従って、本発明の目的は解膠剤との関連で上記特性
のセラミックス泥漿を得ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、泥漿用セラミックス原料を解膠剤、保形剤、
消泡剤とともに泥漿用媒体中にて混合して泥漿成形用の
セラミックス泥漿を製造するセラミックス泥漿の製造方
法において、 （１）前記媒体中に先づセラミックス原料および解膠剤
を添加して混合した後前記保形剤および消泡剤を添加し
て混合することを特徴とするセラミックス泥漿の製造方
法 （２）前記解膠剤の添加量によりセラミックス泥漿の粘
度を制御することを特徴とするセラミックス泥漿の製造
方法 にある。

本発明で採用する解膠剤には有機系、無機系のものがあ
り、下記の物質を挙げることができる。

有機系解膠剤ニ アクリル酸またはメタクリル酸のオリゴマーまたは旧１
４塩、ポリカルボン酸型アニオン系界面活性剤、ギ酸、
酢酸、クエン酸、酒石酸等。

無機系解膠剤： Ｎ　ａ　ＯＩＩ　、　Ｎ　Ｈ４０Ｈ、ピロリン酸本発明
で採用する保形剤には粘結剤、可塑剤等を包含し、下記
の物質を挙げることができる。

ＣＭＣ−Ｎａ塩、ＣＭＣ−ＮＨ４塩、ポリアクリル酸ま
たはアルギン酸のオリゴマー、Ｎａ塩または旧１４塩、
ＰＶＡ等 なお、解膠剤および保形剤においても物質の種類により
場合によっては解膠剤として機能しかつ保形剤として機
能するもので、上記した有機系物質中ポリカルボン酸型
アニオン系界面活性剤、ＣＭＣ−Ｎａ塩、ＣＭＣ−ＮＨ
４塩、ポリアクリル酸またはアルギン酸のオリゴマー、
Ｎａ塩またはＮ　１１４塩、ＰＶＡ等は重合度の相違に
より遭択的に両割のいずれか一方になる。通常は重合度
の大きいもの程保形剤として機能し、かつ重合度の小さ
いもの程解膠剤として機能する。また、セラミックス原
料の粒径、比重等の相違により同一物質が保形剤として
機能し、また解膠剤として機能する。

本発明で採用する消泡剤としてはノルマルオクチルアル
コール等、商品名としては「トーレシリコーン」　（東
し株式会社製）、「消泡剤ＰＪ　　（東亜合成化学工業
株式会社製）等を挙げることができる。

本発明における媒体は一般には水であるが、原料が水と
反応する場合には以下の媒体が使用される。

石油エーテル、イソブチルアセテート、イソオクタン、
グリセリン、グリコール類、トリハロメタン。

（発明の作用・効果） セラミックス泥漿を製造する場合、泥漿媒体中への解膠
剤、保形剤、消泡剤の添加を同時にまたは添加順序を誤
ると、媒体中の原料が凝集して解膠、分散が不十分とな
ることがある。このため、長期間安定でかつ常に品質が
一定の泥漿を得ることができないが、本発明の製造方法
のごとく解膠剤を保形剤および消泡剤に先立って媒体中
に添加しセラミックス原料と共に十分に混合する方法を
採れば、長期間安定でかつ常に一定品買の泥漿を得るこ
とができる。

また、かかる泥漿の製造方法において、媒体の条件を一
定として解膠剤の添加量を変更するとこの添加量に対応
して泥漿の粘度が第３図の実線（Ｉ）で示す変化の傾向
が認められ、また泥漿の粘度変化に対応して泥漿成形物
の充填密度が同図の１点鎖線（ＩＩ）で示す変化の傾向
が認められる。

すなわち、泥漿の粘度が最も低い領域では原料が最も充
填された緻密な成形物が、またこれよりわずかに高い粘
度の領域では原料が中程度に充填された成形物が、さら
にまたこれよりわずかに高い粘度の領域では粗に充填さ
れた成形物がそれぞれ得られ、これらのことは解膠剤の
添加量により泥漿の粘度を制御することにより、所望の
充填密度の成形物を得るのに最適な泥漿を製造すること
ができることを示している。

なお、上記した３種類の泥漿のうち中間の粘度の泥漿に
よれば構成部品の肉厚比の大きな成形物を成形すること
ができ、かつ必要により同成形物にラバープレスを施せ
ば緻密な成形物を得ることができる。

（実施例） 本実施例においては、セラミックス原料としてジルコニ
アおよびアルミナを用いて各種のセラミックス泥漿を製
造し、これらの泥漿の成形性、安定性を試験した。

（１）泥漿用原料 ○セラミックス原料 ジルコニア（ａｘ）：Ｙ２Ｏ５を３ｍｏ　１％含有する
平均粒径０．４μｎのＺｒＯ２゜但し、ＣａＯｌＭｇＯ
、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ等の不純物を１ｗｔ％以下含有
。

アルミナ（ａ２）：平均粒径０．４μｎのＡｌ２Ｏ３，
但し、不純物はジルコニアと同様。

○解膠剤 ポリカルボン酸Ｎ１１４　（ｂｌ）、アクリル酸ＮＨ４
（ｂ２）Ｎｌ（４０１１（ｂ３）　　・・・上記ｂ！ま
たはｂ２と併用Ｏ消泡剤 「消泡剤Ｐ：東亜合成化学工業株式会社製」　（ｃｌ）
、ノルマルオクチルアルコール（ｃ２）○保形剤 ポリアクリル酸ＮＨ４（ｄｔ）、カルボキシメチルセル
ロースＮａ（ｄ２） ○媒体：水 （２泥漿の製造 媒体である水（４０ｗｔ％）、原料（６０ｗｔ％）、消
泡剤（０，０５ｗｔ％）の使用量を一定とし、下記のＥ
１〜Ｅ５法に基づいて泥漿を製造した。但し、（）内の
物質は同時に混合することを意味し、かつ矢印は各物質
の混合順序を意味する。泥漿の製造には混練機を使用し
、各物質の添加ｆ＆　５〜６０分混合した。

（３）成形性 各種泥漿を用いて石膏型にてエアーを圧力媒体として２
　ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３時間鋳込成形し成形の可否、
成形物の密度、成形体の形状の評価を行った。

○石膏型；第１図に示ず上型１および下型２からなる石
膏型 ○成形の可否：鋳込成形後離型できたものを○、飛型で
きなかったものを×とする。

○成形体の密度：第２図に示す鋳込成形体を乾燥後、同
成形体から一辺１５ｍｍの正 方形で厚み５ｍｍの角板（ｆ）を切 出し、アリキメデス法にて密度 を測定する。

○成形体の形状：３時間の鋳込成形後泥漿が中実の成形
体形状に着肉したものを 中実、成形体の中央部分が泥漿 の状態にあって泥漿を排泥した 後離型が可能で中空状態のもの を中空とする。

Ｉ４）考察 得られた結果を第１表に示す。同表から明らかなように
、本実施例に係る泥漿製造法を採用した泥漿については
成形性がよく、密度が大、中、小でかつ中実、中空の成
形体が得られる。これに対して、比較例（実験Ｎｏ、７
．　Ｎｏ、１０．Ｎｏ、１１．Ｎｏ、２５．Ｎｏ。

２８、Ｎｏ、２９）においては調製された泥漿が不安定
または凝集し、実験Ｎｏ、１１．Ｎｏ、２９を除き成形
が不可能である。

また、実験Ｎｏ、１〜Ｎｏ、４の泥漿について解膠剤の
添加量と泥漿粘度との関係、同添加量と成形体の密度と
の関係を検討したところ第２表および第３図に示す関係
を得た。同図においてグラフ■は実験Ｎｏ、Ｉ〜Ｎｏ、
４の泥漿の粘度に、高粘度の泥漿を得べく解膠剤を０．
１ｗｔ％（Ｎｏｊ７）　、０．８ｗｔ％（Ｎｏｊ８）添
加した泥漿の粘度を付加したものである。グラフ■は添
加剤として解膠剤のみを採用した場合の粘度を示し、グ
ラフ■はグラフＩに対応する成形体の密度を示している
。これらのグラフから明らかなように、泥漿の粘度を解
膠剤の添加量により制御することによって、大、中、小
密度の成形体の鋳込成形に適した泥漿を得ることができ
る。

なお、泥漿の粘度の測定にはりオン株式会社製粘度計を
使用した。

（実施例２） セラミックス原料として上記したジルコニア（ａｌ）を
用い上記した泥漿の製造方法Ｅｔ　、　Ｅ５により繰返
し日を変えて調合を行い、それぞれ調合した各泥漿を用
いて上記した鋳込成形の可否により品質安定性を判定し
た。成形可能な場合を○、不可能な場合を×としてその
結果を第３表に示す。

なお、この場合使用した各物質の量はジルコニア（ａ　
１）７０ｗｔ％、解膠剤（ｂ＋＞０．５ｗｔ％、消泡剤
（ｃｔ）０゜０５ｗｔ％、保形剤（ｄｌＨｗｔ％、媒体
（水）３０ｗｔ％である。

第３表から明らかなように、本実施例である実＠Ｎｏ、
３９においては日を異にするそれぞれの調合間の泥漿粘
度にはほとんど差が認められず、いずれの泥漿を用いて
も成形性が良好であるのに対し、添加剤を同時に添加し
た比較例である実験Ｎｏ、４０においては、調合間の泥
漿粘度に大きな差が認められ、半分の泥漿が成形不可能
であった。

この理由は、保形剤がセラミックス原料の結合剤、凝集
剤としての機能を備えており、保形剤が解膠剤に優先し
て作用するとセラミックス原料が凝集して沈降し鋳込不
能になるからである。また、消泡剤についてもこれが優
先して作用した場合にもセラミックス原料の分散が不充
分となる。実験Ｎｏ、４０のごとく解膠剤、保形剤、消
泡剤を同時に添加した場合には、調合雰囲気により各剤
の作用が異なり、第３表のごとく結果となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳込成形用の石膏型の縦断面図、第２図は同型
にて得られた成形体の側面図、第３図は解膠剤の添加量
と泥漿粘度、成形体密度との関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）泥漿用セラミックス原料を解膠剤、保形剤、消泡
   剤とともに泥漿用媒体中にて混合して泥漿成形用のセラ
   ミックス泥漿を製造するセラミックス泥漿の製造方法に
   おいて、前記媒体中に先づセラミックス原料および解膠
   剤を添加して混合した後前記保形剤および消泡剤を添加
   して混合することを特徴とするセラミックス泥漿の製造
   方法。
2. （２）第１項に記載の製造方法において、前記解膠剤の
   添加量によりセラミックス泥漿の粘度を制御することを
   特徴するセラミックス泥漿の製造方法。