JPH038451A

JPH038451A - 粉砕・分散加工用のビーズ

Info

Publication number: JPH038451A
Application number: JP1143266A
Authority: JP
Inventors: Chikamitsu Nakayama; 中山　親光; Tetsuo Shimomura; 哲夫下村; Yoneo Kanamori; 金森　米男; Shigekatsu Ono; 大野　重勝
Original assignee: TOYAMA CERAMIC KK
Current assignee: TOYAMA CERAMIC KK
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-01-16
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JP2519101B2

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−例えば、ＰＺＴ等、電子セラミックスの粉
砕・分散、磁性粉等の分散、インク・顔料等の粉砕・分
散に使用するビーズに関する。

〔従来の技術〕

この種のビーズは、−船釣に０．５〜１０ｍｍ径の球体
であって、これを媒体撹拌型ミルの中に投入し、前記の
ような被加工物と共に撹拌することによってそれを粉砕
・分散するために使用される。

この使用目的から、物性として耐摩耗性、耐圧強度、耐
薬品性が要求され、また、消耗品であるために安価であ
ることが要求される。

従来のこの種のビーズとしては、ジルコニア製、ガラス
製、アルミナ環等があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のビーズのうち、ｐｓｚ　（部分安定
化ジルコニア）（１００％）の場合であると、耐摩耗性
等の物性には優れているけれども、−当りの単価が１０
，０００円〜１５，０００円と非常に高価であり、また
、アルミナ（１００％）の場合であると、−当りの単価
が１　、０００円程度と非常に安価であるけれども、耐
摩耗性に劣るという問題があった。

この発明は、上記のような実情に鑑みて、耐摩耗性等の
物性に優れ且つ安価である粉砕・分散用のビーズを提供
することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕上記の目的を
達成するために、この発明者等において種々実験を重ね
るうちに、従来から白色無機顔料として広く用いられて
いるチタニア（ＴｉＯ□）に着目した。

このチタニアを原料とする場合は、その粉末にバインダ
ーを混入し粒状化し、それを焼結させるのであるが、こ
のようなチタニア単独のビーズでは、所定の耐圧強度が
得られなく、粒状化の保持は不可能であった。

そこで、さらに実験を重ねてゆくうちに、チタニアに粘
土分を加えて粘りを持たせたところ、耐圧強度が２倍以
上に増加したので、粘土の成分４二着眼し、ここにこの
発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は１重量比で、チタニア：６０〜９
０％と、アルミナ：１０〜４０％及び／又はシリカ：０
〜１０％とを原料として微量の不純物を含み、混合して
粒状化し焼結して粉砕・分散加工用のビーズを構成した
。

また、前記アルミナとシリカとの代りにアルミナとシリ
カを含む粘土又はカオリンを使用でき、その粘土又はカ
オリンに対する割合については、アルミナが３０〜４０
％、シリカが４０〜５０％である。

チタニアは、化学的および物理的に最も安定なため、前
記のように白色顔料として広範囲に用いられており、結
晶系によりアナターゼ（正方晶形）、ルチル（正方晶形
）およびブルーカイト（斜方晶形）に分類されるが、前
二者が使用に適している。

次に、種々の原料の配合割合による実験結果を１表」に
示す。

なお、この明細書において、「％」は、特に明記しない
限り重量％を示すものとする。

表７表５上記実験結果と、第１図ないし第４図から次のような事
実が判明した。

耐摩耗性については、チタニアが６０％において最高値
を示す（第４図）。また、見掛密度ないし強度、かさ密
度ないし強度については、チタニアの量に比例的に増大
する（表１ないし表７、第１図、第２図）。しかし、圧
縮強度については、チタニアが６０％よりも少い場合と
、９５％よりも多い場合に、必要強度が得られない。

このような事実からチタニアの量については、６０〜９
０％程度が適当である。

また、アルミナとシリカの量は粘土の量によって左右さ
れる。前記表の粘土にはアルミナが３５％、シリカが４
５％づつ含まれているので、有効に圧縮強度を得るため
には、アルミナについては１０〜４０％、シリカについ
ては０〜１０％であれば、耐摩耗性等について最も適当
であることが分かった。

バインダーについては、例えば、メチルセルローズ、Ｃ
ＭＣ（カルボキシルメチルセルローズ）、ＰＶＡ　（ポ
リビニールアルコール）等のバインダーが使用される。

焼結については、１２００〜１３５０℃程度の温度で、
冷却時間を含めて２０〜３０時間焼成する。

〔実施例１〕原　　　料チ９　＝７　（Ｔｉｅ、）　　　　　７０％アルミナ（
ＡＩ、０３）　　　　２５％シリカ　（Ｓｉｎ、）　　
　　　　５％上記原料にバインダーとしてメチルセルロ
ーズを加えて混合し粒状化する。

これを乾燥した後、炉に入れ１３００℃の温度で２４時
間焼き、その後自然冷却し、２．０Ｑｍの径のビーズを
得た。

第５図ないし第７図は、本実施例のビーズを従来の他の
ビーズと比較した物性テスト結果を示したものであって
、それぞれテスト条件を表にして付しである。

第゛５図には、耐摩耗性について、本実施例のビーズを
従来の他のビーズと比較した場合が示されている。テス
ト条件については、０．２Ｑのミルにビーズを２５容積
％で充填し、被粉砕物のＺｒフラワを３０容積％、水を
３０容積％づつ充填し、ピン回転数が２，３４８ｒｐｍ
、ピン周速が４．４＋ｎ／ｓにおいて、本実施例のビー
ズでは、−時間当たり０．０５％程度の摩耗率であるの
に対して、ジルコニアのビーズでは、その１０倍の０．
５％である。また、ガラスＡのビーズでは、約１４倍の
０．７％、ガラスＢのビーズでは約２０倍の１．０％の
摩耗率であるし、アルミナのビーズでは約８倍の０．４
％の摩耗率である。

なお、これは被粉砕物を充填した実装の場合であるが、
被粉砕物を充填しないで水を５０容積％充填した空摺り
の場合であると、０．２％と高い摩耗率であるが、ジル
コニアのビーズやアルミナのビーズに比較して非常にそ
の摩耗率が少いことが分かる。

第６図には、溶媒粘度と摩耗量の関係を示したが、これ
においても、ジルコニアのビーズに比較して、本実施例
のビーズの摩耗量が少いことが分かる。

第７図は、圧縮強度の比較を示したもので、本実施例の
ビーズであると、ジルコニアのビーズの約１．２３倍の
圧縮強度を有する。また、ガラスＡの約１．１３倍、ガ
ラスＢの約１．２５倍、アルミナビーズの約１．２０倍
の圧縮強度を有する。

これにより、原料配合、成形方法により従来のビーズよ
り少くとも１０〜２０％の強度の増加が図られたことが
分かる。

〔実施例２〕原料チタニア　　　　　７５％アルミナ　　　　　２０％シリカ　　　　５％実施例１と同様の製法により１．５ｍの径のビーズを製
造した。

これをインキ製造時の分散テストに用いたところ、テス
ト方法がビーズ充填量８０容積％において２４１時間で
ある場合、摩耗率では、本実施例のビーズでは１５．９
％、硬質ガラスのビーズでは２５．０％であった。

また、本実施例のビーズではインキの吐出量が２０％近
く増加したし、インキ自体がサラサラしており１分散効
率が良いことが分かった。また、割れはほとんどなく、
他のビーズの１０分の１の割れで済んだ。

〔実施例３〕原　　　料チタニア　　　　　８０％アルミナ　　　　　２０％上記原料にバインダーとしてＰＶＡ　（ポリビニールア
ルコール）を加えて混合し粒状化する。

これを乾燥した後、炉に入れ１２５０°Ｃの温度で２４
時間焼き、その後自然冷却して０．８ｍｎの径のビーズ
を得た。

これを電子部品原料の分散テストに用いたところ、テス
ト方法が周速１０ｍ／ｓ、ビーズ充填量５ｋｇである場
合に、時間当りの摩耗率は次の通りであった。

本実施例のビーズ　　　　　　　０．０７％ＰＳｚジル
コニアのビーズ　　　０．０３％アルミナのビーズ　　
　　　　　２．００％また１分散効率はＰＳＺジルコニ
アの場合と大差はなかった。

耐記各実施例のビーズの価格については、−当り３　、
０００〜３　、５００円位であり、これはｐｓｚジルコ
ニア（１００％）の−当りｔｏ、ｏｏｏ〜１５，０００
円よりも可成り安価である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、耐摩耗性や圧
縮強度に非常に優れ、しかも安価に製造できる粉砕・分
散加工用のビーズを提供することに成功したものであっ
て、これを例えば電子部品原料の粉砕・分散や、インキ
の分散、塗料の分散等に用いた場合、効率的にその加工
をなし得ることは勿論、ビーズの摩耗による被加工物の
汚染を防止でき、また、使用中に割れることがなく、安
定して使用できるという優れた効果がある。

また、摩耗量が少いだけでなく、摩耗しても、電子セラ
ミック材料（例えばチタン酸系材料）の分散においては
、ジルコニアやアルミナのビーズでは摩耗により遊離し
たジルコニアやアルミナが異物となり被分散物を汚染す
ることになるが、チタニアの場合は同物質のために実質
的に汚染されないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、この発明の詳細な説明するため
のグラフである。第５図ないし第７図は、第１の実施例のビーズを他のビ
ーズと物性を比較して示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１）重量比で、チタニア：６０〜９０％と、アルミナ：
１０〜４０％及び／又はシリカ：０〜１０％とを原料と
して微量の不純物を含み、混合して粒状化し焼結して成
る粉砕・分散加工用のビーズ。２）重量比で、チタニア：６０〜９０％と、アルミナが
３０〜４０％及びシリカが４０〜５０％を含む粘土とを
原料とし、混合して粒状化し焼結して成る粉砕・分散加
工用のビーズ。