JPH04338155A - 射出成形用セラミック組成物 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は例えば４ＧＨｚ帯用の誘
電体共振器などに用いられ、複雑な形状を有する生成形
体を容易に製造することのできる射出成形用セラミック
組成物に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年　　セラミックは構造用のみならず
、誘電体、圧電体、磁性体などの電子部品用セラミック
スとしての応用に用途が拡大している。このような用途
の場合、その形状は従来にない複雑なものが要求される
。 従来の主たる成形方法である乾式プレスでは、粉体に加
わる圧縮応力の不均一や粉体間の摩擦による圧力損失な
どにより、均一な成形密度の成形体を得ることが困難で
、その結果、所望の寸法精度を有しかつ均一な焼結密度
を有する焼成体を得ることができなかった。また成形可
能な形状も単純な形状に限定されている。それ故に、焼
成後研削などの後加工が必要である場合が多く、コスト
アップの要因となっている。この粉体プレス成形法以外
にも押し出し成形，鋳込み成形などの方法もあるが、形
状が限定されたり寸法精度が悪いなど問題が多い。 【０００３】これらの成形法に対し、射出成形法はそれ
自体プラスチック成形では周知の技術であり、複雑な形
状のものを寸法精度よく製作できるため、市場の要求に
応えることが可能である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、射出成形法
では成形時の流動性を得るため、３５〜５０ｖｏｌ％程
度の熱可塑性樹脂、つまりバインダーを使用する必要が
あった。その結果、成形品にクラック、ブクなどの欠陥
が生じやすく、これを防止するには通常５００℃までを
２℃／ｈｒの昇温速度でゆっくり脱脂する必要があった
。そのため、脱脂工程に１００〜２００時間もの長時間
を要し、コスト的に非常に不利であるという問題があっ
た。 【０００５】そこで、本発明の目的は、成形時の流動性
を維持したままでバインダーを削減する事により、脱脂
時間を短縮できる射出成形用セラミック組成物を提供す
ることにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、主としてセラ
ミック材料と熱可塑性樹脂とを含む射出成形用組成物で
ある。前記熱可塑性樹脂はバインダーとして機能させる
ため、ポリエチレン，ワックス，アクリル酸およびそれ
らの誘導体の中から選ばれる少なくとも一種の重合体を
用いる。この組成物には解膠剤として不飽和カルボン酸
が添加されている。 【０００７】このような組成物を用いたセラミックスの
製造は次のようにして行われる。まず、セラミック原料
とバインダー（熱可塑性樹脂）と解膠剤（不飽和カルボ
ン酸）とを混練トルクが一定になるまで十分混練する。 次に、混練物をペレタイザーなどの押出造粒機により押
し出し後、カットし、射出成形用原料とする。この原料
を射出成形機により通常の成形条件で成形し、生成形体
を得る。この生成形体はゆるやかな昇温速度によりバイ
ンダーが完全に飛散する温度、すなわち５００℃まで昇
温する。次に所定の焼成温度で焼成し、完成品を得る。 【０００８】本発明では解膠剤を予めセラミック原料に
加える事により、セラミック原料と熱可塑性樹脂との親
和性を増し、少ない熱可塑性樹脂量で射出成形可能な流
動性の良いセラミック粉体と熱可塑性樹脂との混合物を
得た。この技術により、熱可塑性樹脂を従来に比べて大
幅に削減でき、脱脂時間を短縮すると共に脱脂時の欠陥
を大幅に低下させる事ができた。 【０００９】セラミック材料としては、粒子径０．５〜
１０μｍのセラミック粉体を使用するのが望ましい。こ
れは、射出成形用の混練物を得る際に粒子径が大きすぎ
ると、バインダーと十分に混練しにくいからである。 【００１０】また、熱可塑性樹脂および不飽和カルボン
酸の配合量はセラミック６５〜７５容量部に対して２５
〜３５容量部の範囲内とするのが、脱脂時間を短縮し、
脱脂時の欠陥を低下させるのに効果的である。 【００１１】さらに、不飽和カルボン酸の添加量は０．
５〜２．０重量％の範囲にするのが望ましい。その理由
は、０．５重量％未満では流動性の向上に効果がなく、
２．０重量％を越えると、脱脂時にフクレ等の欠陥が生
じるからである。 【００１２】熱可塑性樹脂としては、具体的にはワック
ス，低密度ポリエチレン，高密度ポリエチレン，ポリメ
タクリル酸メチル，ポリメタクリル酸エチル，ポリメタ
クリル酸ブチル，エチレン酢酸ビニール，ポリエチレン
，ポリスチレンなどの単体またはそれらの共重合体が使
用可能である。 【００１３】また、前記不飽和カルボン酸としては、パ
ルミチン酸，ステアリン酸，オレイン酸，リノール酸，
リノレン酸，カプリン酸，ラウリン酸，ミリスチン酸な
どの炭素数１０〜１８の不飽和カルボン酸のうち少なく
とも一種が使用可能である。 【００１４】 【実施例】平均粒径０．６μｍのチタン酸バリウムを原
料とし、ワックスバインダーを用い加圧ニーダーで不飽
和カルボン酸と共に混練する。この不飽和カルボン酸の
効果を加圧ニーダーの混練トルクにより評価したところ
、表１のようになった。なお、加圧ニーダーの混練トル
クは、混練用回転羽根の駆動軸に直結されたトルクセン
サーからの電気信号から知ることができる。ここでは、
解膠剤として不飽和カンボン酸およびそれと比較するた
めにアミン系化合物、チタンカップリング剤を使用し、
これらの評価結果を示す。 【００１５】 【表１】 　　　　　　【００１６】ここで、各々の解膠剤は　　
不飽和カンボン酸としてリノレン酸を、アミン系化合物
として二級アルキルアミンを、チタンカップリング剤と
してイソプロポキシチタントリイソステアレートを用い
た。この様に解膠剤として不飽和カンボン酸を添加する
と、大幅に混練トルクが低下し、成形時の流動性が改善
される事が分かる。なお、チタンカップリング剤もトル
ク低下に効果があるが、吸湿性があるため、原料に微量
水分が含まれていると、その効果が安定しないという欠
点がある。また、解膠剤は０．５％未満ではトルクの低
下に効果がなく、また２．０％以上加えた場合は脱脂時
にフクレが生じると言う問題が出る。そのため、解膠剤
の添加量は０．５〜２．０ｗｔ％の範囲が望ましい。 【００１７】つぎに、解膠剤の中で最も効果のある不飽
和カンボン酸を用いて、バインダーを削減した時の加圧
ニーダーによる混練トルクは表２のようになった。 【表２】 　　ここで、成形性とは金型内に原料が充填した割合を
示し、×，△は未充填、○は充填したがウエルドライン
などの欠陥があるもの、◎は完全に充填し良品であるも
のをそれぞれ示す。 【００１８】前記のように解膠剤を使用しない場合は、
成形可能なコンパウンドを得るために必要なバインダー
量は４５ｖｏｌ％であったが、解膠剤を添加する事によ
り２９ｖｏｌ％まで削減する事ができる。その結果、昇
温速度を１０℃／ｈｒと速くし脱脂時間を短縮した条件
において、表３に示す様に高い良品率となった。 【表３】 　　　　　　【００１９】この結果から明らかなように
、解膠剤として不飽和カンボン酸を用いる事により、バ
インダー量を削減でき、従来より短時間の脱脂で高い良
品率を得ることができたことがわかる。 【００２０】なお、この解膠剤はワックスバインダーを
使用した場合のみならず、他の熱可塑性樹脂に対しても
混練トルクを低下させる効果が大きく、その例を表４に
示す。 【表４】 　　　　　　【００２１】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、不飽和カルボン酸をセラミック原料に添加する
ことにより、セラミック原料と熱可塑性樹脂との親和性
が増し、少ない熱可塑性樹脂量で射出成形可能な流動性
の良いセラミック粉体と熱可塑性樹脂との混合物を得る
ことができる。その結果、脱脂時間を従来に比べて大幅
に短縮できるとともに、脱脂時の欠陥を低下させる事が
できた。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主としてセラミック材料と熱可塑性樹
   脂とを含む射出成形用組成物であって、前記熱可塑性樹
   脂はポリエチレン，ワックス，アクリル酸およびそれら
   の誘導体の中から選ばれる少なくとも一種の重合体より
   なり、これらセラミック材料および熱可塑性樹脂に対し
   て不飽和カルボン酸が添加されていることを特徴とする
   射出成形用セラミック組成物。
2. 【請求項２】　　前記セラミック材料は粒子径０．５〜
   １０μｍのセラミック粉体であることを特徴とする請求
   項１に記載の射出成形用セラミック組成物。
3. 【請求項３】　　前記熱可塑性樹脂および不飽和カルボ
   ン酸の配合量はセラミック材料６５〜７５容量部に対し
   て２５〜３５容量部の範囲内である請求項１または２に
   記載の射出成形用セラミック組成物。
4. 【請求項４】　　前記不飽和カルボン酸の添加量は０．
   ５〜２．０重量％の範囲である請求項１〜３のいずれか
   に記載の射出成形用セラミック組成物。
5. 【請求項５】　　前記熱可塑性樹脂はワックス，低密度
   ポリエチレン，高密度ポリエチレン，ポリメタクリル酸
   メチル，ポリメタクリル酸エチル，ポリメタクリル酸ブ
   チル，エチレン酢酸ビニール，ポリエチレン，ポリスチ
   レンなどの単体またはそれらの共重合体である請求項１
   〜４のいずれかに記載の射出成形用セラミック組成物。
6. 【請求項６】　　前記不飽和カルボン酸はパルミチン酸
   ，ステアリン酸，オレイン酸，リノール酸，リノレン酸
   ，カプリン酸，ラウリン酸，ミリスチン酸などの炭素数
   １０〜１８の不飽和カルボン酸のうち少なくとも一種で
   ある請求項１〜５のいずれかに記載の射出成形用セラミ
   ック組成物。