JPH0297461A

JPH0297461A - チタン酸バリウム系半導体セラミックス成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH0297461A
Application number: JP63250391A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nishimura; 威夫西村
Original assignee: NISHIMURA TOGYO KK
Current assignee: NISHIMURA TOGYO KK
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-04-10
Also published as: JPH0529624B2

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、チタン酸バリウム系半五体セラミックス成形
体の製造方法に関する。

従来技術いわゆる原子価制御の原理によってｙ、ｏ、等の希土類
金属酸化物を添加して半導体化したチタン酸バリウム（
ＢａＴｉ０３）系セラミックスはＰＴＣ（Ｐ。

５ｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉ
ｃｉｅｎｔ）セラミックスとも称され、その特性を活か
して、電気回路の過熱防止、電子回路の温度補償、ポテ
ンショメーターの無接点リレー、定温発熱体素子、モー
ター起動素子、カラーＴＶの自動消磁素子、温度検出、
その他の機器に広く利用されることが知られている。

特に、最近、これ等の実用化技術の進歩は目ざましく、
様々な形状で利用されるようになってきた。軽薄短小、
小型複雑化への要望は益々強くなってくるが、チタン酸
バリウム系セラミックス（以下、ＰＴＣセラミックスと
称する）の素子の従来の製造技術では下記の通り限界が
あった。

即ち、比較的形状の大きなものについては、プレス成形
で成形され、物によっては古来から継承される伝統的な
鋳込成形等が実施される。また、フィルムシートを用い
たドグダーブレード法では薄い基板の成形が可能である
。更に、パイプやノ＼ニカムといった形状のものは、押
出成形が適用される。しかし、このような方法では、次
のようなものの成形は不可能であった。

ａ、複雑な形状あるいは加工工程を必要とするもの。

ｂ、製品各部の最大肉厚が５１以下のもの。

Ｃ１製品各部の最小肉厚が１ｍｍ以下のもの。

ｄ、製品各部にφＱ、５鰭以下の貫通穴を有するもの。

ｅ、製品重量が１ｇ以下のもの。

ｆ、高密度な製品が要求されるもの。

ｇ、高度な寸法精度が製品に要求されるもの。

ｈ、数量、ロフトの大きいもの。

ｉ、粉末の平均粒径が０．５　μｌ以下のもの。

ｊ、粉末価格の高いもの。

発明の解決しようとする課題本発明は、このようなＰＣＴセラミックスの成形におい
て、前記ａ　−ｊのように、小型で複雑な物品をも精度
良く、容易に製造できる方法を提供することを課題とす
る。

課題を解決するための手段本発明は、ＰＣＴセラミックスを射出成形で成形可能と
することによって、上記課題を解決した。

即ち、本発明では、チタン酸バリウム系半導体の原料粉
末１００重量部に、ワックス類１０〜３０重量部、熱可
塑性樹脂２〜２５重量部、及び粉末表面処理剤２〜５重
量部を添加混合した配合物を射出成形し、焼成すること
を特徴とする。

射出成形では、ＰＴＣセラミックス原料粉末に添加する
バインダーの選定が最大の要点となる。

ＰＴＣセラミックス原料粉末に流動性を与え、成形を可
能にするのがバインダー類の役割であるが、その後の焼
成工程ではこれが妨げとなる。従って、バインダーに要
求される特性としては、少量の添加で良好な流動性が得
られるもの、ＰＴＣセラミックス原料粉末との親和性が
良いこと、焼成時の脱バインダー性が良いことなどが選
択の要点となる。逆に、ＰＴＣセラミックス原料粉末側
からすれば、バインダー量を減らすためには、例えば平
均粒子径（１μｍ前後）、粒度分布（ブロード）、比面
積（１ｍ”７ｇ＞　、粒子形状（球状）のような粉体が
理想となる。バインダーとして添加する有機材料はそれ
ぞれ次の役割を有している。

・ＰＴＣセラミックス原料粉末に加熱流動性をそして成
形体に保形性を与える結合剤・離型性とＰＴＣセラミックス原料粉末の粒子の間の滑
りを良好にする滑剤・レオロジー性の付与と可塑性、柔軟性を与える可塑剤・ＰＴＣセラミックス原料粉末の表面活性化させ結合剤
との親和性を高める粉末表面処理剤の以上である。

ＰＴＣセラミックス原料粉末１００重量部に対する有機
材料の添加量は次のようなものが好ましい。

熱可塑性樹脂（有機結合剤）　、２〜２５重量部アクリ
ル　　　　　　　　　　　（０〜１０重量部）ポリエチ
レン　　　　　　　　（０〜５重量部）ポリスチレン　
　　　　　　　（０〜５重量部）エチレン酢酸ビニル共
重合体　（０〜５重量部）ワックス類　（滑剤）　　　
　　　　１０〜３０重量部可塑剤（ジブチルフタレート
）０〜５重量部置部）末表面処理剤　　　　　　　２〜
５重量部本発明において、ワックス類の添加量が、ＰＴ
Ｃセラミックス原料粉末に対して１０重量％より少なく
なると、ワックス類より熱分解性の悪い熱可塑性樹脂を
多（必要とし、成形体の脱脂が国難となる。また、ワッ
クス類が３０重量％を越えると、ワックス類よりバイン
ダー力の良好な熱可塑性樹脂の使用量が少な（なるため
、成形体の強度が低下するので好ましくない。

ワックスとしては、合成ワックス系のもので、融点が６
０〜２００℃の範囲のものを用いるのが好ましい。融点
が６０℃未満では成形加工中ワックスの一部が蒸発し、
組成変化を起こす可能性があり、また２００　℃を越え
ると成形加工が困難となる。

最に使用されるワックス類としては、パラフィンワック
ス、マイクロクリスタルワックス、変形ワックス等が挙
げられる。

また、熱可塑性樹脂としては、アクリル、ポリスチレン
、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール共重合体、ポリ
プロピレン、ポリブチルメタクリレート、ポリエチレン
オキサイド等が使用される。

これらは一種のみ使用されてもよいが、数種を併用する
のが好ましい。熱可塑性樹脂は、ＰＴＣセラミックス原
料粉末に対して２〜２５重量％の範囲で添加するが、２
５重量％を越えると樹脂量が多くなり、成形体の密度が
低下するため好ましくなく、また、２重量％未満となる
と、成形体の強度が十分に保てない。

わ）末表面処理剤としては、アミノ酸類などが使用され
るが、この添加量は、ＰＴＣセラミックス原料粉末に対
して２重量％に満たないと結合剤との親和性が劣り、ま
た５重量％を越えると焼結体密度が低下するため好まし
くなくなる。

なお、可塑剤は、必要に応じて使用されるが、−ｉにプ
ラスチックの加工に使用されているがいずれも使用でき
るが、ジブチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオ
クチルフタレート等の化合物の中から選択して使用する
のが好ましい。可塑剤の添加量が、ＰＴＣセラミックス
原料粉末に対して５重量％を越えると成形体の強度が低
下するので好ましくない。

次に、実施例に従って、本発明を更に詳しく説明する。

実施例において部又は％とあるのは特に断らない限り重
量部又は重量％を示す。

実施例ＩＰＴＣセラミックス原料粉末１００部に対し、ワックス
２９部、アクリル７．７部、ポリスチレン３゜１部、ポ
リエチレン３，１部、エチレン酢酸ビニル共重合体１．
５部、ジブチルフタレート４．６部、粉末表面処理剤４
．６部を加え、これを加圧ニーダにて１００〜２００℃
の温度で２〜５時間混練する。

そして、この混練物を粉砕し、射出成形用コンパウンド
を作成する。次に、これを射出成形機に投入し、成形温
度１００〜２００℃、成形圧力５００〜１００１００Ｏ
／ａｎ２の条件にて、φ０．２ｍｍの貫通穴を有する外
径φ２．４ｍｍ、長さ１３ｍの成形体に成形し、この成
形体を４５０℃×２時間で脱脂し、１３２０℃で１時間
焼成してＰＴＣセラミックスとした。製品は、精度ある
品質のよいセラミックス成形体となった。

実施例２実施例１と同様の方法で、射出成形してＰＴＣセラミッ
クス成形体を製造し、その密度を成形で得られＰＴＣセ
ラミックス成形体の密度を測定した。これを通常のプレ
ス成形で得たＰＴＣセラミックス成形体の密度と比較し
て次表に示す。

ミノクツ、成形体の製造が可能となり、ＰＣＴセラミッ
クスの特性を有する小型で複雑な製品をも、非常に高密
度で精度よく安定して製造できる。

Claims

【特許請求の範囲】

　チタン酸バリウム系半導体の原料粉末１００重量部に
、ワックス類１０〜３０重量部、熱可塑性樹脂２〜２５
重量部、及び粉末表面処理剤２〜５重量部を添加混合し
た配合物を射出成形し、焼成することを特徴とするチタ
ン酸バリウム系半導体セラミックス成形体の製造方法。