JPH02283660A - 非酸化物セラミックス焼結体の製造方法 - 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、射出成形に適し、極めて複雑な形状を有する
焼結体を、容易かつ高精度に製造することができる非酸
化物セラミックス焼結体の製造方法に関するものである
。

最近、電子工業、原子カニ業、高温工業などの分野にお
いては、工業技術の発展に伴って材料に対する要求が益
々高くなっている。このような要請に対しセラミックス
の分野においても、酸化物以外の、機械的、熱的、電気
的、化学的性質等に優れた非酸化物セラミックスへの関
心が高まってきた。

このような非酸化物セラミックスに期待される主な用途
は、ガスタービン部品、高温熱交換器のような苛酷な条
件下で使用される高温構造材あるいはケミカルポンプ部
品、エンジン部品、メカニカルシール等の著しい腐食や
摩耗を受ける条件下で使用される耐食耐摩耗性材料等が
挙げられるが、いずれも複雑な形状でかつ寸法精度に優
れたものが要求されている。

〔従来の技術〕

前述の如き複雑な形状でかつ寸法精度に優れた非酸化物
セラミック焼結体の製造方法としては、あらかじめ成形
した生成形体を焼結する方法、すなわち常圧焼結法ある
いは反応焼結法が有利である。前記生成形体を成形する
手段としては、射出成形法、トランスファー成形法、ス
リップキャスティング法（鋳込み成形法）、乾式または
湿式加圧プレス法、ラバープレス法および押し出し成形
法等が知られている。

このうち、射出成形法は極めて複雑で、寸法精度の優れ
た生成形体を大量にかつ迅速に繰返し製造することがで
き、しかも仕上げ工程としての機械加工を殆ど必要とし
ない点で極めて有利な方法であり、従来、射出成形法に
よるセラミックス焼結体の製造方法が種々報告されてい
る。

例えば、特公昭５１−２９１７０号公報では、窯業原料
１００部に対して有機添加物として熱可塑性樹脂である
アタックチックポリプロピレン５〜２０部と潤滑剤およ
び可塑剤をそれぞれ５部以下添加して射出成形用材料と
する射出成形用組成物を開示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この公知発明で使用されている熱可塑性
樹脂（アタックチックポリプロピレン）は、揮発分解温
度が比較的高いものである。従って、これを酸化性雰囲
気中で脱脂処理を行うことが不適当な非酸化物セラミッ
クスに適用する場合には、比較的高温で脱脂処理をしな
ければならず、しかも脱脂に要する時間が著しく長くな
る欠点があった。

例えば、米国特許第４　、２３３　、２５６号公報には
、炭化物セラミックス粉末を射出成形法によって成形し
焼結体を製造する方法が開示されているが、この方法は
、熱可塑性樹脂としてスチレン、ポリスチレン、スチレ
ン誘導体を使用する方法である。

しかも、成形時における射出圧力は約４５００〜９００
０ｐｓｉ（約６９７．５〜１３９５　ｋｇ／ｃ＋ａ”）
と比較的高い圧力を必要とする方法である。ところが、
このように高い圧力でもって生成形体を成形すると、射
出成形機や金型の摩耗が著しく、寿命が短くなるばかり
でなく、焼結体に不純物が混入する等の欠点がある。

前述の如き欠点を除去する方法としては熱可塑性樹脂、
潤滑剤あるいは可塑剤等の有機質材料の添加量を増加す
ることによってセラミックス組成物の成形性を向上させ
る方法が考えられる。しかし、前記有機質材料の添加量
を増加すると、有機質材料に要する費用が増大するばか
りでな（、脱脂処理に要する時間が著しく長くなり、さ
らに脱脂処理後の生成形体密度が低くなるため高密度の
焼結体を得ることが困難となり実用的ではない。

本発明は、非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤および
熱可塑性樹脂から主としてなる組成物を、射出成形手段
によって成形して生成形体とする従来方法が抱えている
上述した課題を、主として前記熱可塑性樹脂を改良する
ことにより、上述した欠点を克服して非酸化物セラミッ
クス焼結体を有利に製造するための方法を開発すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上指の目的に対し本発明は、以下の事項を要旨とする発
明、すなわち、 非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹脂、
この熱可塑性樹脂の揮発分解温度よりも低い温度で分解
する潤滑剤、およびこの潤滑剤の揮発分解温度よりも低
い温度で分解する可塑剤を、加熱しながら混合して均一
な組成物とし、この組成物を成形して所望の形状の生成
形体を作成し、この生成形体を加熱して前記潤滑剤およ
び前記可塑剤を揮発分解させて脱脂することにより脱脂
生成形体を得、ついでこの脱脂生成形体を焼成して焼結
体を製造する際、前記熱可塑性樹脂として、アクリル酸
、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから選ば
れる少なくとも１種の重合体からなるものを、非酸化物
セラミックス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対
して、１０〜４５重量部配合し、かつ前記組成物を使っ
て生成形体を成形するに当たって射出成形手段を用いる
ことを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法、を提
案する。

なお、前記熱可塑性樹脂としては、アクリル酸、メタク
リル酸のいずれか少なくとも１種を１〜５重量部、アク
リル酸エステルを３０〜８５重量部およびメタクリル酸
エステルを１０〜６９重量部の割合で共重合させたもの
を主体とするものを用いる。

〔作　用〕

本発明者らは、射出成形に適した非酸化物セラミックス
焼結体を製造する際に用いる非酸化物セラミックス組成
物について、種々研究を行った結果、次に述べるような
事実が存在していることをつきとめた。

さて、上述した射出成形に当たっては、■射出成形され
た生成形体中のセラミックス粉末粒子を相互に結合させ
て生成形体の形状を厳密に保持すること、■セラミック
ス粉末の表面を被覆して射出成形の際の成形機と金型の
表面をセラミックス粉末による摩耗から保護することを
目的として、主として熱可塑性樹脂を使用している。

ところで、本発明において使用される非酸化物セラミッ
クス粉末は、一般に難焼結性のものが多い。そのため、
焼結用粉末は焼結特性を向上させることを目的として、
−Ｃ的な射出成形法で使用されているものよりも微細で
比表面積の大きなものが要求される。

ところが、従来の熱可塑性樹脂の場合、比較的少量の添
加量でもって微細な非酸化物セラミックスの表面を十分
に被覆することは困難であった。

従って、一部に該熱可塑性樹脂によって被覆されていな
い粉末を生ずるために、射出成形時の流動性をそれ程向
上させる効果がなかったのである。

本発明者らは、このような知見をもとに、射出成形に適
した組成物を得るための研究をさらに進めた結果、前記
非酸化物セラミックス粉末に対する被覆性が極めて良好
で比較的少量の配合量でも、従来想像だにされなかった
程の極めて良好な成形性を得ることのできる熱可塑性樹
脂を新規に知見し、さらにこのような熱可塑性樹脂を使
用することによって従来得ることが極めて困難であった
高密度の焼結体を容易に得ることのできることを知見し
、本発明を完成した。

本発明によれば、かかる熱可塑性樹脂としては、主とし
てアクリル酸、メタクリル酸、およびそれらの誘導体の
なかから選ばれる少なくとも１種の重合体を用いる。

とくに、前記アクリル酸の誘導体としては、アクリル酸
エステルが好ましく、例えばアクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリル酸−
１ｓｏ−プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル
酸−１ｓｏ−ブチル、アクリル酸−５ｅｃ−ブチル、ア
クリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸−ｎ−アミル
、アクリル酸−１ｓｏ−アミル、アクリル酸−３ｅＣ−
アミル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−７ミル、アクリル酸ヘ
キシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸フルフリル、アクリル酸グリシジ
ル、アクリル酸２−エチルヘキシルを使用することが有
利であり、なかでもアクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−
プロピル、アクリル酸−１ｓｏ−プロピル、アクリル酸
−ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシルが最適で
ある。

また、前記メタクリル酸のＨＦｓ　４体としては、メタ
クリル酸エステルが好ましく、例えばメタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、
メタクリル酸−１ｓｏ−プロピル、メタクリル酸−ｎ−
ブチル、メタクリル酸−ｉｓ。

ブチル、メタクリル酸−５ｅｃ−ブチル、メタクリル酸
−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸−ｎ−アミル、メタ
クリル酸−１ｓｏ−アミル、メタクリル酸ヘキシル、メ
タクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸ドデシル、メタクリル酸フルフリル、メタク
リル酸グリシジル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル
、エチレングリコール・ジメタクリレート、メタクリル
酸βメトキシエチルを使用することが有利であり、なか
でもメタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸−１ｓｏ
−ブチルが最適である。

本発明によれば、前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタ
クリル酸のいずれか少なくとも１種を１〜５重量部、ア
クリル酸エステルを３０〜８５重量部およびメタクリル
酸エステルを１０〜６９重量部の割合で共重合させたも
のを主体とするものであることが最も望ましい。

ところで、上記アクリル酸、メタクリル酸、およびそれ
らの誘導体よりなる共重合体と、従来から広く使用され
ている他の有機樹脂、例えばポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等とガラス転移温度ならびに分解温
度について比較すると、下記の第１表のとおりである。

第　　１　　表 上表かられかるように、ポリスチレンを除〈従来の樹脂
ならびに本発明の共重合体は、ガラス転。

移温度が低く流動性が良好である。一方、ポリスチレン
は本発明の共重合体と熱分解温度が近似しているが、他
の２種は格段に揮発分解温度が高く、脱脂に要する時間
が長くかかる欠点を有している。

したがって、本発明に用いる共重合体だけが、非酸化物
セラミックス粉末と混合する場合、ガラス転移温度およ
び揮発分解温度の点において、最も好適な熱可塑性樹脂
であることが判る。

以下に、前記重合体が非酸化物セラミックス粉末を射出
成形する際に使用する熱可塑性樹脂として極めて好適で
ある理由をさらに詳しく説明する。

かかる重合体は、−船釣に使用されている他の従来熱可
塑性樹脂に比較すると、非酸化物セラミックス粉末との
なじみが極めて良好で、しかも粉末の凝集を十分はぐし
た状態の組成物となすことができること、および比較的
低温域の非酸化性雰囲気中で速やかに揮発分解させるこ
とができるため、非酸化物セラミックス粉末を酸化させ
ることなく容易に脱脂することができる効果を有する。

本発明において、熱可塑性樹脂には、前記重合体の他に
補助的にポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重
合体を添加することができる。しかしながら、前記添加
量を５０重量％より多くすると、比較的少蓋の熱可塑性
樹脂でもって非酸化物セラミックス粉末を十分に被覆す
ることが困難になり、前記重合体の特性が損なわれるた
め、その添加量は５０重量％より少ないことが有利であ
る。また、前記熱可塑性樹脂は２００〜４００℃の範囲
内で揮発分解するものを使用することが有利である。

本発明において、前記熱可塑性樹脂の配合量は非酸化物
セラミックス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対
して１０〜４５重量部とする。このような配合量とする
理由は、前記配合量が１０重量部より少ないと生成形体
に、割れ、ふくれ、変形等が生じ易いからであり、一方
４５重量部より多いと脱脂後の生成形体密度が低くなる
ため高密度の焼結体を得ることが困難になるからである
。なかでも１５〜４０重量部の範囲内がより好適である
。

本発明において、前記組成物には潤滑剤を含有させる。

この潤滑剤は、射出成形時における組成物の流動性を良
好にするとともに金型から成形品を容易に離型させる効
果を有するものである。その配合量は非酸化物セラミッ
クス粉末と焼結助剤との合計１００重量部に対して２〜
１２重量部とすることが好ましい。この潤滑剤としては
、通常射出成形の際に使用されるもの、例えばステアリ
ン酸、ステアリン酸塩、脱脂酸、脂肪酸−１ルコール、
脂肪酸エステルあるいは炭化水素系ワックスより選択さ
れるいずれか少なくとも１種を使用することが有利であ
る。また前記潤滑剤は前記熱可塑性樹脂の揮発分解温度
よりも低い温度で揮発分解するものであることが好まし
く、特に１６０〜１８０℃の温度範囲内で揮発分解する
ものが有利である。

本発明において、前記組成物は可塑剤を含有する。この
可塑剤は、前記熱可塑性樹脂と相溶性が良く樹脂を軟ら
かくする効果を有するとともに組成物に流動性を与え成
形性を向上させる効果を有するものである。その配合量
は、非酸化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計１０
０重量部に対して１〜８重量部とすることが好ましい。

そしてこの可塑剤は、通常射出成形の際に使用されるも
の、例えばフタール酸エステル、アジピン酸エステル、
高級脂肪酸エステル、鉱物油、植物油あるいは動物油よ
り選択されるいずれか少なくとも１種を使用することが
有利である。なお、この可塑剤は、前記潤滑剤の揮発分
解温度よりも低い温度で揮発分解するものであることが
好ましく、特に８０〜１６０℃の温度範囲内で揮発分解
するものが有利である。

本発明において、前記熱可塑性樹脂と潤滑剤と可塑剤と
の配合量の合計は、非酸化物セラミックス粉末と焼結助
剤との合計１００重量部に対して１５〜５０重量部の範
囲内であることが好ましい。この理由は、配合量の合計
が１５重量部より少ないと組成物の成形性が著しく劣化
し、生成形体に割れ、ふくれ、変形等の欠陥が生じ易く
なるし、一方５０重量部より多いと脱脂後の生成形体密
度が著しく低くなるため、高密度の焼結体を製造するこ
とが極めて困難になるからである。なお、前記配合量は
２５〜４０重量部で最も良好な結果が得られる。

本発明において用いる前記非酸化物セラミックスとして
は、例えば炭化珪素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、
炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ジ
ルコニウムより選ばれる少なくとも１種の炭化物である
ことが好ましく、例えば炭化珪素粉末を使用する場合に
は８〜５０ｍ”／ｇの比表面積を有するものであること
が好ましい。

とくに、前記炭化珪素粉末としては、α型結晶、β型結
晶、非晶質のなかから選ばれるいずれか１種あるいは２
種以上からなる炭化珪素粉末を使用することができる。

特に高強度の炭化珪素常圧焼結体を射出成形手段を用い
て製造するためには、β型結晶を主体とする炭化珪素粉
末を使用することが有利であり、なかでもβ結晶を８０
重四％以上含有する炭化珪素粉末がより好適である。

本発明において用いる前記非酸化物セラミックスとして
は、例えば窒化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、
窒化チタン、窒化タンタル、窒化ジルコニウムより選ば
れる少なくとも１種の窒化物であることが好ましく、例
えば窒化珪素粉末を使用する場合には１〜５０ｍ”／ｇ
の比表面積を有するものであることが好ましい。

なお、かかる非酸化物セラミックスとしては、前記炭化
物および窒化物の群のうちから選ばれる少なくとも２種
以上の混合物粉末を使用することもできる。

なお、本発明の熱可塑性樹脂は、前記非酸化物セラミッ
クスである前記炭化物および窒化物の他にサイアロン粉
末あるいは金属珪素粉末の射出成形に通用することもで
きる。

本発明において用いる焼結助剤は、非酸化物セラミック
スの種類および焼結方法に応じたものを選んで使用する
。例えば、前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラ
ミックス粉末を使用して常圧焼結する場合に添加される
該焼結助剤は、通常高密化助剤あるいは炭素質添加剤の
うちいずれか少な（とも１種である。また、前記高密化
助剤は炭化物セラミックス粉末として、例えば炭化珪素
粉末を使用する場合には、主としてホウ素含有添加剤を
使用することが有利である。その他、ベリリウム、アル
ミニウム等を含有する添加剤も高密度化助剤として使用
することができる。とくにホウ素含有添加剤としては、
例えばホウ素あるいは炭化ホウ素から選ばれる少なくと
も１種をホウ素含有量に換算して炭化珪素粉末１００重
量部に対して０．１〜３．０重量部添加することが有利
である。

前記炭素質添加剤としては、焼結開始時に炭素の状態で
存在するものであれば使用することができ、例えばフェ
ノール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコ
ール、コンスターチ、糖蜜、コールタールピッチ、アル
ギン酸塩、ポリフェニレン、ポリメチルフェニレンのよ
うな各種有機物質あるいはカーボンブラック、アセチレ
ンブラックのような熱分解炭素を有利に使用することが
できる。特に炭化珪素粉末を焼結する場合には、固定炭
素含有量に換算して炭化珪素粉末１００重量部に対して
０．３〜４．０重量部添加することが有利である。

前記非酸化物セラミックスとして炭化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
、目的とする炭化物の未炭化元素あるいは炭素質添加剤
のうちいずれか少な（とも１種である。前記炭素質添加
剤としては、前述の常圧焼結の際に使用されるものと同
様の物質および各種炭材を使用することができる。

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して常圧焼結する場合は通常高密化助剤が焼結
助剤として使用される。

窒化物セラミックス粉末として、例えば窒化珪素粉末を
、使用する場合には、主として酸化マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化イツトリウムあるいは酸化アルミニウ
ムより選ばれる少なくとも１種を、また窒化アルミニウ
ム粉末を使用する場合には、種として酸化インドリウム
あるいは二酸化珪素より選ばれる少なくとも１種を高密
化助剤として使用することが有利である。

前記非酸化物セラミックスとして窒化物セラミックス粉
末を使用して反応焼結する場合に添加される焼結助剤は
、目的とする窒化物の未窒化元素であり、例えば窒化物
セラミックスとして窒化珪素を使用する場合には金属珪
素を焼結助剤として用いる。

次に、前述の如き射出成形に適したセラミックス組成物
を使用するセラミックス焼結体の製造方法について述べ
る。

非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹脂、
潤滑剤、可望材を、容器内を加熱することのできる混合
機中で約１５０〜２００．　’Ｃの温度に加熱しながら
十分に混合して均一な混合物となし、次いで冷却固化し
た後破砕し整粒してセラミックス組成物が調製される。

前記容器内を加熱することのできる混合機としては、例
えばラボプラストミル混合機を有利に使用することがで
きる。

なお、前記非酸化物セラミックス粉末と必要により添加
される焼結助剤はあらかじめ均一に混合しておくことが
有利である。

次いで、前記組成物は所望の形状の生成形体に成形され
る。この生成形体の成形は、従来公知の射出成形法を適
用して行うことができる。この射出成形法によれば、通
常約１６０〜２１０℃に加熱された組成物が、油圧プラ
ンジャーあるいは往復スクリュー装置によりスプルー、
ランナー、ゲートを通して約２０〜３０℃の温度に維持
された金型の中へ約７００〜１４００　ｋｇ／ｃｍ”の
圧力で注入される。しかしながら、本発明においては、
前記金型の温度は約２０〜７０℃の範囲内に維持するこ
とが有利であり、なかでも２５〜３５℃の範囲内で最も
好適な結果が得られる。また、本発明によれば、前記金
型の中へ注入するための圧力は約５００〜７００ｋｇ／
ｃ＋ａ”と前記通常使用されている圧力よりも低い範囲
内とすることができる。

なお、前記組成物の成形方法としては、上述した射出成
形法の他に、射出成形手段が含まれるトランスファー成
形法を使用することもできる。

前述の如くして金型中に注入された組成物は金型中で約
１〜６０秒間放置され、硬化した生成形体となり、取り
出される。

次いで、前記生成形体は加熱され、生成形体中の熱可塑
性樹脂、潤滑剤および可塑剤は揮発分解によって除去さ
れ、脱脂生成形体となる。前記脱脂処理は通常非酸化性
雰囲気中で行なうことが有利であり、例えばアルゴン、
ヘリウム、窒素等のガス雰囲気で行なう場合良い結果が
得られる。

本発明によれば、前記生成形体の脱脂処理時における昇
温スケジュールは生成形体の大きさと容積に依存し、特
に生成形体の厚みに左右されるが、常温から成形温度ま
では約３０℃／ｈｒあるいは僅かにそれ以上の割合で昇
温し、成形温度以上では約５〜２０℃／　ｈ　ｒの速度
で昇温し、最終的に約４００〜６００℃まで昇温しで脱
脂することが有利である。

前記脱脂処理における昇温速度は余り速くすると生成形
体に亀裂、割れ、ふくれ、陥没などが生ずるため、なる
べく長時間かけてゆっくり行うことが有利であり、必要
に応じて前述の昇温スケジュールよりもゆっくり行うこ
ともできる。

本発明によれば、前記脱脂生成形体は焼結炉内へ装入さ
れ、焼結される。前記焼結方法としては、種々の方法を
適用することができるが、なかでも常圧焼結法あるいは
反応焼結法のいずれをも有利に適用することができる。

なお、前記脱脂処理工程の焼結工程は共通の炉を使用し
て行うことも可能であるが、前者の脱脂処理工程におけ
る昇温速度は穫めて遅く、しかも使用される最高温度も
約４００〜６００℃と比較的低い温度領域であるのに対
して、後者の焼結工程における昇温速度は前者の脱脂処
理工程のように遅くする必要はなく、また焼結温度は焼
結方法によってそれぞれ異なるが、通常１５００℃以上
と極めて高い温度領域であり、しかも雰囲気制御が極め
て重要で高い密閉性が要求される。したがって、前記脱
脂処理工程と焼結工程はそれぞれの用途に通した別々の
炉を使用することが有利である。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例について説明する。

失止炭上 非酸化物セラミックス粉末としては、特公昭５５−４０
５２７号公報に記載の主としてβ型結晶よりなる炭化珪
素の製造方法により製造し、さらに精製粒度分級した炭
化珪素微粉を使用した。この炭化珪素微粉は９６．２重
量％がβ型結晶よりなり、０．３８重量％の遊離炭素、
０．１８重量％の酸素を含有し、１４．２ｍ”７ｇの比
表面積を有するものである。

焼結助剤としては、市販の２００メソシュ炭化ホウ素粒
を粉砕し粒度分級して比表面積を２１．４ｍ”７ｇに調
製した炭化ホウ素粉末、および平均粒径２１０人、比表
面積１２５　ｍ”７ｇのオイルファーネスブラックを使
用した。

そして、前記炭化珪素粉末５００ｇと前記炭化ホウ素粉
末６．５ｇと前記オイルファーネスブラック１０ｇとの
混合物に対し、アセトン８００−を添加して２時間ボー
ルミル処理を行なった。前記ボールミル処理を行なった
混合物スラリーを乾燥し均一混合物を得た。

前記均一混合物に対し、メタクリル酸−１ｓｏ−ブチル
４８重量部とアクリル酸−ｎ−ブチル５０重量部とアク
リル酸２重量部との共重合体で、分子量が約２万の樹脂
５０．０ｇとポリスチレン３３．３ｇとエチレン・酢酸
ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量が２８重量％）　１
６．７ｇとステアリン酸２４．０ｇジエチルフタレート
１２．０　ｇとを添加し、１８０℃に維持されたラボプ
ラストミル中で約３０分間加熱混合した。

ついで前記混合物を冷却し破砕して粒状化し、６メツシ
ユの篩を通して射出成形用セラミックス組成物を得た。

成形は、プランジャー式の射出成形機を使用して行なっ
た。加熱筒の温度が約１８０℃、金型の温度が３０℃、
射出所要時間が２秒、射出圧力が６２０ｋｇ／ｃｍ”の
条件で射出成形した。生成形体は金型中で約３〜５秒間
保持した後取り出した。なお、生成形体の総重量は１５
．２ｇであった。

生成形体は第１図に示す如き形状で４段差を有する板状
製品であって、各段における充填性も均一であって、巣
、割れ、亀裂等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れてい
た。

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温から４００℃まで１５℃／　ｈ　ｒの割合で昇温し
、脱脂処理を行ない、脱脂生成形体を得た。

次いで、前記脱脂生成形体をタンマン型焼結炉に装入し
、アルゴンガス気流中で焼結した。焼結。

は最高温度２１００℃で３０分間保持した。

得られた焼結体は３．１０　ｇ／ａｍ３の密度を有して
いた。

２、　　＋１１ 実施例１と同様の配合であるが、第２表に示した如（熱
可望性樹脂、潤滑剤および可望剤の配合量を変えて射出
成形用セラミックス組成物を得た。

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例１
と同様の操作で生成形体を作製し、脱脂処理を行なった
。

次いで、実施例１と同様の方法で焼結体を得た。

結果を第２表に示す。

第２表に示した結果よりわかるように、比較例１−１０
熱可塑性樹脂の配合量が多い場合には、脱脂生成形体の
密度が低く、焼結時の収縮性に劣り、高密度の焼結体を
得ることができなかった。

また、比較例１−２の熱可塑性樹脂の配合量が少ない場
合には、射出性が著しく悪く、金型内に流れむらが生じ
、組成物の充填されていない箇所が段差のもっとも薄い
段に生じた。さらに比較例１−３の比較例１−２に比較
して潤滑剤および可塑剤の添加量を多くして射出性を向
上させた場合には、脱脂処理時に生成形体が変形し、歪
を生じた。

ス五〇肌１ 実施例１に示したと同様の配合であるが、熱可塑性樹脂
として、メタクリル酸−１ｓｏ−ブチル６９重量部とア
クリル酸エチル２６重量部とメタクリル酸５重量部との
共重合体で、分子量が約３万の樹脂５２．０ｇとポリス
チレン３３．Ｏｇとエチレン・酢酸ビニル共重合体（酢
酸ビニル含有量が４０重量％）１４．０ｇとを使用し１
．潤滑剤としてステアリン酸１７．１ｇとワックス（融
点６６〜６８℃）３．１ｇとを使用し、さらに可塑剤と
してジメチルフタレート５．８ｇとを。

使用し、実施例１と同様の操作で生成形体を作製した。

生成形体は第２図に示す如き糸巻き型の形状で、巣、割
れ、亀裂等の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた。

なお、生成形体の総重量は１２．３　ｇであった。

前記生成形体を脱脂炉に装入し、アルゴンガス気流中で
常温から１６０℃までは約７０℃／ｈｒの割合で昇温し
、さらに１６０℃から４５０℃までは約１５℃／　ｈ　
ｒの割合で昇温しで脱脂処理を行ない、脱脂生成形体を
得た。

次いで、前記脱脂生成形体を実施例１と同様に焼結し、
焼結体を得た。

得られた焼結体は３．１１　ｇ／ｃｍ’の密度を有して
おり、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった
。

ス１１生（ 実施例１に示したと同様の配合であるが、非酸化物セラ
ミックス粉末として、市販のα型炭化珪素粉末（Ｇ　Ｃ
＃　６０００）をさらに粉砕し、精製、粒度分級した炭
化珪素粉末であって、０．４２重重量の遊離炭素、０．
１４重量％の酸素を含有し、１５．４が７ｇの比表面積
を有する炭化珪素粉末を使用し、メタクリル酸−ｎ−ブ
チル６０重量部とアクリル酸エチル３６重量部とメタク
リル酸４重量部との共重合体で分子量が約２万５千の樹
脂１３０ｇとステアリン酸２６．０ｇとアジピン酸ジメ
チル１０．０　ｇとを使用して射出成形用セラミックス
組成物を得た。

次いで、実施例１と同様の操作で生成形体を作製した。

生成形体は第２図に示す如き形状で、巣、割れ、亀裂等
の欠陥もなく、かつ表面性状も優れていた。

なお、生成形体の総重量は１２．５　ｇであった。

次いで、前記生成形体を実施例３と同様の操作で脱脂し
、さらに実施例１と同様の操作であるが最高温度を２３
００℃に変更して焼結体を得た。

得られた焼結体は３．０９　ｇ／ｃｍ３の密度を有して
おり、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥も観察されなかった
。

去財１１足 純度が９８．２重量％で比表面積が７．３　ｍ”／ｇの
窒化珪素粉末２００ｇと平均粒径が０．８μｍの酸化イ
ツトリウム６．０ｇとの均一混合物に対し、メタクリル
酸−１ｓｏ−ブチル５０重量部とアクリル酸−〇−フチ
ル４８重量部とメタクリル酸２重量部との共重合体で、
分子量が約２万の樹脂２０．０ｇとポリスチレン１２．
０ｇとエチレン・酢酸ビニル共重合体く酢酸ビニル含有
量が２８重量％）６．０ｇとパラフィンワックス（融点
６６〜６８℃）　６．０　ｇとステアリン酸６．０ｇと
ジエチルフタレート４．０ｇとを添加し、実施例１と同
様にして射出成形用セラミックス組成物を得た。

この射出成形用セラミックス組成物を使用し、実施例１
と同様の操作で生成形体を作製し、脱脂処理を行なった
。

次いで、前記脱脂生成形体を焼結炉に装入し、窒素ガス
気流中で焼結した。焼結は最高温度１６５０℃で４時間
保持した。

得られた焼結体は３．１０ｇ／ｃｍ’の密度を有してお
り、亀裂、割れ、ふくれ等の欠陥は観察されなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、従来用いられたこ
とのない熱可塑性樹脂を使用することから、非酸化物セ
ラミックス組成物を射出成形したものとすることができ
、それ故に優れた特性を有する非酸化物セラミックス焼
結体を容易に製造−１−ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ、本発明ならびに比較例によ
り製造した生成形体の４段差の形状を有する製品および
糸巻き型形状を有する製品の斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．非酸化物セラミックス粉末、焼結助剤、熱可塑性樹
   脂、この熱可塑性樹脂の揮発分解温度よりも低い温度で
   分解する潤滑剤、およびこの潤滑剤の揮発分解温度より
   も低い温度で分解する可塑剤を、加熱しながら混合して
   均一な組成物とし、この組成物を成形して所望の形状の
   生成形体を作成し、この生成形体を加熱して前記潤滑剤
   および前記可塑剤を揮発分解させて脱脂することにより
   脱脂生成形体を得、ついでこの脱脂生成形体を焼成して
   焼結体を製造する際、前記熱可塑性樹脂として、アクリ
   ル酸、メタクリル酸、およびそれらの誘導体のなかから
   選ばれる少なくとも１種の重合体からなるものを、非酸
   化物セラミックス粉末と焼結助剤との合計１００重量部
   に対して、１０〜４５重量部配合し、かつ前記組成物を
   使って生成形体を成形するに当たって射出成形手段を用
   いることを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。
2. ２．前記熱可塑性樹脂はアクリル酸、メタクリルル酸の
   いずれか少なくとも１種を１〜５重量部、アクリル酸エ
   ステルを３０〜８５重量部およびメタクリル酸エステル
   が１０〜６９重量部の割合で共重合しさせたものを主体
   とするものである特許請求の範囲第１項記載の製造方法
   。