JPH03183670A - 多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法 - Google Patents
多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法Info
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- JPH03183670A JPH03183670A JP32200589A JP32200589A JPH03183670A JP H03183670 A JPH03183670 A JP H03183670A JP 32200589 A JP32200589 A JP 32200589A JP 32200589 A JP32200589 A JP 32200589A JP H03183670 A JPH03183670 A JP H03183670A
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Landscapes
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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。
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〕
この発明は多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法に
関する。
関する。
ジルコニアセラ旦ツクス材料は硬さ、機械的強度、耐熱
性、化学的安定性等に優れており、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ４
等の他のセラミックス材料と比較しても耐熱性に遜色が
なく、しかもとりわけ靭性に優れることから、工業用セ
ラミックス材料として広く用いられている。
性、化学的安定性等に優れており、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ４
等の他のセラミックス材料と比較しても耐熱性に遜色が
なく、しかもとりわけ靭性に優れることから、工業用セ
ラミックス材料として広く用いられている。
上記ジルコニアセラミックスは単結晶ファイバーを除き
、粉体を所定形状に成形したのち、焼成するかあるいは
、成形と焼成を同時に行うことによって製造していた。
、粉体を所定形状に成形したのち、焼成するかあるいは
、成形と焼成を同時に行うことによって製造していた。
化学的に安定な特性を生かして、セラミックス製品は様
々な分野に応用され、とりわけ医療分野、すなわち各種
医療機器や人工骨などの生体材料に不可欠のものとなっ
ている。
々な分野に応用され、とりわけ医療分野、すなわち各種
医療機器や人工骨などの生体材料に不可欠のものとなっ
ている。
そこで、生体材料として、上記セラミックス製品の中で
も特に靭性に優れるジルコニアセラミックスの利用が考
えられるが、上記ジルコニアセラミックスには人工骨な
どの生体材料として使用するに必要な気孔をほとんど有
しないことから、その応用が遅れている。
も特に靭性に優れるジルコニアセラミックスの利用が考
えられるが、上記ジルコニアセラミックスには人工骨な
どの生体材料として使用するに必要な気孔をほとんど有
しないことから、その応用が遅れている。
本発明は上記の事情を勘案して生体材料に好適な気孔を
有する多孔質ジルコニアセラミックスを提供することを
目的としている。
有する多孔質ジルコニアセラミックスを提供することを
目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の手段を
とる。すなわち、ジルコニア粉末原料９０〜９９重量％
と、ポリアクリルスチレンポリマー１−１０重量％とを
配合し、混練・成形後、焼成する多孔質ジルコニアセラ
ミックスの製造方法である。
とる。すなわち、ジルコニア粉末原料９０〜９９重量％
と、ポリアクリルスチレンポリマー１−１０重量％とを
配合し、混練・成形後、焼成する多孔質ジルコニアセラ
ミックスの製造方法である。
一般に、３００℃〜５００ ”ｃで気化する性質がある
ポリアクリルスチレンポリマー（以下ＰＡＳＰと称する
）を気孔形成剤として、ジルコニア粉末原料とともに混
練・成形した後、脱脂を行うことによってＰＡＳＰを飛
散させ、焼結時には組織内に気孔を形成した多孔質ジル
コニアセラミックスが得られる。
ポリアクリルスチレンポリマー（以下ＰＡＳＰと称する
）を気孔形成剤として、ジルコニア粉末原料とともに混
練・成形した後、脱脂を行うことによってＰＡＳＰを飛
散させ、焼結時には組織内に気孔を形成した多孔質ジル
コニアセラミックスが得られる。
上記ＰＡＳＰの配合量が１重量％未満であると充分な気
孔を有するセラミックスの完成品が得られず、１０重量
％を超えた配合量であると、焼成工程における昇温途中
の３００〜４００ ”Ｃ付近で、多量に組織内に存在す
るＰＡＳＰの気化が急速にすすみ、破壊がおこる。また
成形時において脱型が困難となる等の事態を生じ、好ま
しくない。
孔を有するセラミックスの完成品が得られず、１０重量
％を超えた配合量であると、焼成工程における昇温途中
の３００〜４００ ”Ｃ付近で、多量に組織内に存在す
るＰＡＳＰの気化が急速にすすみ、破壊がおこる。また
成形時において脱型が困難となる等の事態を生じ、好ま
しくない。
また、気孔形成剤としての上記ＰＡＳＰは、具体的には
例えば、スチレン系樹脂としてのスチレン、ならびにα
−メチルスチレンの如きα−置換スチレン、ビニルトル
エン、０−クロロスチレンの如き核置換スチレン等、ス
チレン誘導体の重合体、これら単量体を主とし、これに
共重合可能な単量体、例えばアクリロニトリル、ならび
にメタアクリル酸、それらのメチルあるいはエチルエス
テルの如きビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルカル
バゾールの如きビニル複素環化合物、ブタジェン、イソ
プレンの如き共役ジエン化合物の１種または２種以上を
混合した単量体混合物から得られる相互重合体、および
上記重合体を実質的に主成分とする熱可塑性樹脂組成物
が使用できる。
例えば、スチレン系樹脂としてのスチレン、ならびにα
−メチルスチレンの如きα−置換スチレン、ビニルトル
エン、０−クロロスチレンの如き核置換スチレン等、ス
チレン誘導体の重合体、これら単量体を主とし、これに
共重合可能な単量体、例えばアクリロニトリル、ならび
にメタアクリル酸、それらのメチルあるいはエチルエス
テルの如きビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルカル
バゾールの如きビニル複素環化合物、ブタジェン、イソ
プレンの如き共役ジエン化合物の１種または２種以上を
混合した単量体混合物から得られる相互重合体、および
上記重合体を実質的に主成分とする熱可塑性樹脂組成物
が使用できる。
粉末状のＰＡＳＰを得るためには、上記樹脂の成形体を
粉砕するか、或いは液状の上記樹脂重合体ラスプレート
ライヤーで噴霧・乾燥するなどの手段を用いることがで
きる。
粉砕するか、或いは液状の上記樹脂重合体ラスプレート
ライヤーで噴霧・乾燥するなどの手段を用いることがで
きる。
以下、実施例をもとにさらに説明を加える。
ジルコニア粉末原料としての市販のイツトリアを添加し
た部分安定化ジルコニア粉末原料とＰＡｓｐとを第１表
に示す割合で比較例１〜３および実施例１．２のように
混合した。
た部分安定化ジルコニア粉末原料とＰＡｓｐとを第１表
に示す割合で比較例１〜３および実施例１．２のように
混合した。
上記のそれぞれの配合物をアムスラー成形機で成形圧２
００ｋｇｆ／ａ＋！で一軸成形を行い、さらに上記−軸
成形体をＣＩＰ装置を用いて成形圧９゜Ｏｋｇ ｆ ／
ｃａｌで成形した。上記成形段階においては、比較例
２．３では成形後の脱型が極めて困難であった。
００ｋｇｆ／ａ＋！で一軸成形を行い、さらに上記−軸
成形体をＣＩＰ装置を用いて成形圧９゜Ｏｋｇ ｆ ／
ｃａｌで成形した。上記成形段階においては、比較例
２．３では成形後の脱型が極めて困難であった。
前述の成形体を炭化珪素炉を用いて大気雰囲気中で焼成
した。昇温速度は２℃／ｍｉｎであり、１４５０℃で２
時間保持した。この段階において昇温途中の３００〜４
００℃付近でＰＡＳＰの気化により、組織内周辺に悪影
響を及ぼすわけであるが、３００〜４００℃及びＳＯＯ
℃付近の２点あるＰＡＳＰの昇華点に数時間保持するか
、あるいは脱脂炉を用いることによりこの問題点を解決
することができる。
した。昇温速度は２℃／ｍｉｎであり、１４５０℃で２
時間保持した。この段階において昇温途中の３００〜４
００℃付近でＰＡＳＰの気化により、組織内周辺に悪影
響を及ぼすわけであるが、３００〜４００℃及びＳＯＯ
℃付近の２点あるＰＡＳＰの昇華点に数時間保持するか
、あるいは脱脂炉を用いることによりこの問題点を解決
することができる。
上記焼成工程中、比較例２．３は、昇温途中に破壊がお
こり焼結体が得られなかった。
こり焼結体が得られなかった。
得られた成形体及び焼結体のかさ比重及び気孔率を第２
表に示す。また、ＰＡＳＰの配合量と気孔率との関係を
第１図に、ＰＡＳＰの配合量と焼結体密度との関係を第
２図に示す。それによれば、ＰＡＳＰの配合量が多くな
るに従い、気孔率が増大し、密度が低下する傾向がみら
れ、実施例１．２の気孔率は生体材料として使用するの
に満足する値で、ＰＡＳＰの配合量が適量であることを
示している。
表に示す。また、ＰＡＳＰの配合量と気孔率との関係を
第１図に、ＰＡＳＰの配合量と焼結体密度との関係を第
２図に示す。それによれば、ＰＡＳＰの配合量が多くな
るに従い、気孔率が増大し、密度が低下する傾向がみら
れ、実施例１．２の気孔率は生体材料として使用するの
に満足する値で、ＰＡＳＰの配合量が適量であることを
示している。
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、混
練・成形手段や焼成条件など本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で適宜応用して実施すればよいことはいうまでもな
い。
練・成形手段や焼成条件など本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で適宜応用して実施すればよいことはいうまでもな
い。
また、本発明による多孔質ジルコニアセラミックスを複
雑形状の人工骨として用いるには、−旦１０００〜１２
００℃で仮焼し、仮焼体加工を行って必要な機械的強度
を得た後に、本焼成を実施するのが好ましい。
雑形状の人工骨として用いるには、−旦１０００〜１２
００℃で仮焼し、仮焼体加工を行って必要な機械的強度
を得た後に、本焼成を実施するのが好ましい。
〈以下余白〉
第
表
ＰＡＳＰ配合表唾量χ）
〔本発明の効果〕
本発明による多孔質ジルコニアセラミックスは、製造方
法が簡易であるばかりでなく、ジルコニアセラミックス
本来のもつ性質である機械的強度、耐摩耗性が高いとい
う特長をも有し、種々の分野に応用可能で、特に人工骨
などの生体材料の分野に最適な多孔質ジルコニアセラミ
ックスが得られる。
法が簡易であるばかりでなく、ジルコニアセラミックス
本来のもつ性質である機械的強度、耐摩耗性が高いとい
う特長をも有し、種々の分野に応用可能で、特に人工骨
などの生体材料の分野に最適な多孔質ジルコニアセラミ
ックスが得られる。
第１図はこの発明によってできた多孔質セラミックスの
ＰＡＳＰ配合量と気孔率の関係を示す図である。第２図
は同じ＜ＰＡＳＰ配合量と焼結体密度の関係を示す図で
ある。 ！ ＰＡＳＰ配合量（重量８） ＰＡＳＰ配合量と気孔率の関係図 第１図 ＰＡＳＰ配含量（重量％） ＰＡＳＰ配合Ｉと焼結体密度との関係間第 ２ 図
ＰＡＳＰ配合量と気孔率の関係を示す図である。第２図
は同じ＜ＰＡＳＰ配合量と焼結体密度の関係を示す図で
ある。 ！ ＰＡＳＰ配合量（重量８） ＰＡＳＰ配合量と気孔率の関係図 第１図 ＰＡＳＰ配含量（重量％） ＰＡＳＰ配合Ｉと焼結体密度との関係間第 ２ 図
Claims (1)
- （１）ジルコニア粉末原料９０〜９９重量％と、ポリア
クリルスチレンポリマー１〜１０重量％とを配合し、混
練・成形後、焼成することを特徴とする多孔質ジルコニ
アセラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32200589A JPH03183670A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32200589A JPH03183670A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183670A true JPH03183670A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18138859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32200589A Pending JPH03183670A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 多孔質ジルコニアセラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03183670A (ja) |
-
1989
- 1989-12-11 JP JP32200589A patent/JPH03183670A/ja active Pending
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