JPH0465348A - セラミツクス成形用バインダー - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はセラミックス成形用の水溶性バインダーに関す
る。

Ｂ　従来の技術 従来、セラミックスグリーン成形体の製造には種々の方
法、例えプレス成形、泥漿鋳込成形、ソート成形、押出
成形、射出成形等が行われている。

これらの成形方法のなかで、水を媒体とするプレス成形
等の種々の成形方法において、ポリビニルアルコール（
以下ＰＶＡと略記する）系重合体は水溶性で、無機扮拉
体に対するバインダー力かすぐれており、得られるグリ
ーン成形体の強度９＼高く、切削なとの焼結ｈイｊの加
工を倉ので取扱し１か容易なため、好んで用いられてき
に。

しかし、Ｐ　Ｖへをバインダーとする場合、成形後、乾
燥工程で成形体中の・・・イングーか成形体表面に移行
するし）わゆる移行現象う・生し、成形体の表面近くと
内部て強度むらか生Ｃる欠点かあった。

また比較的多量のバインダーを必要とする成形体では、
焼結後の成形体の気孔率か大きくなり密度の高い成形物
か得られない等の欠点かあつに。

Ｃ発明か解決しようとする課題 本発明はセラミックス成形用バインダーとして水系で用
いることができ、かつバインダー力が非常に高く、少量
で大きなグリーン成形強度を与え、バインダーの移行現
象がきわめて少ないセラミックス成形用バインダーを提
供しようとするものである。

Ｄ　課題を解決するための手段 本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭き検討しｆ二
結果、平均重合度か４０００以上のボリビニルアルコー
ル系重合体からなるセラミックス成形体バインダーを見
シ）にし、不発明を完成５せるに到つた。

従来セラミックス成形用バイングーとしてＰＶＡか多く
提案されすてに公知であるか、本発明の平均重合度が４
０００以上の非常に高い分子量のＰ〜Ａをセラミックス
成形用バインダーとして使用す思 る１想はまつｆコ＜知られてＬ）すい。これは超高分子
量Ｐ″Ｖ　Ａが工業的に製造することか困難であったり
、水、Ｓ液の粘度か高く取扱いか難しい等のｆコめにが
かるＰＶＡを工業的にセラミックス成形用バインダーと
して使用することは考えられなかったためと推定される
。

平均重合度か４０００以上のＰＶＡを用いる本発明のセ
ラミックス成形用バインダーとしての大きな特徴はセラ
ミックス粉粒体との接着力が高くセラミックスのグリー
ン成形強度か従来の市販ＰＶＡに比へて格段に大きく、
タフネスや衝撃強度が高い１こめ、掘削、穴開は等の後
加工性かすぐれている。さらにいわゆる移動現象か見ら
れなＬ）ことも犬きζ特徴である。これは重合度か非常
に太きいために被膜物性か飛躍的に向上し１こためと、
セラミックス粉粒体表面に接着しｊ：　Ｐ　Ｖ　Ａの分
子運動か従来のＰ　Ｖ　Ａに比へて非常に小さいにめに
移動現象か見られないものと思われる。

また平均重合度４０００以上のＰＶＡを用し・ることに
より従来の市販Ｐ　Ｖ　Ａを用いる場合よりも低乙で′ 度・処理しても、同等またはそれ以上のセラミックス成
形用バインダーとしての性能が得られるにめ取り扱いは
それほとの困難はなく、ま１ニ平均重合度４０００以上
のＰＶＡの水溶液では高シェアー時に溶液粘度が減少す
るいわゆるノエアーノンニング現象が見られセラミック
スの成形作業性も大きな支障にならない。

本発明で使用するＰＶＡは平均重合度か４０００以上、
好ましくは７０００以上である。本発明のＰＶＡはポリ
ビニルエステルの加水分解あるいはアルコリンスにより
製造される。

ここでビニルエステルとしてはギ酸ビニル、酢酸ビニル
、ブロビオノ酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ピバ
リン酸ビニル等か使用できるか、ｔがてら工業的に製造
され安価な酢酸ビニルか一般的に用（１られる。ここて
Ｐ　Ｖ　Ａの平均重合度とよ、該Ｐ　ＶＡ系重合体を再
酢化しポリ酢酸ビニルについてアセトノ中、３０°Ｃて
測定しｒ二極限粘度から次式により求め１こ粘度平均重
合度て表し１こらのである。

ｐ　＝　ＣＣｒｒ　Ｉｘ　１０００／　７．９４）””
２平均重合度か４０００未満ては上記の本発明のセラミ
ックス成形用バインダーとしてのすくれ１こ効果か発現
しない。

平均重合度４０００以上のＰＶＡの製造方法は従来のメ
タノール溶液中６０°Ｃての重合では製造しにくく、酢
酸ビニルの塊状に近い状態で低重合速度、低重合率で重
合を行う必要がある。また平均重合度７０００以上のＰ
ＶＡは２０〜５０℃の低温で重合を行う必要かある。さ
らに平均重合度１００００以上のＰＶＡは一３０〜５℃
で塊状、＠濁、エマルジョン等による重合方法か提案８
ｈでいるが重合速度か速く、高重合率まで重合できるエ
マルノヨノ重合法か特にｔくれている（特開昭６３−３
７１０６号）。

ここらの重合方法で得られ１ニポリ酢酸ビニルは未反応
のモノマーを留去しに後、公知の方法てけん化して得ら
れる。

ナん化度は通常５０〜１００モル％の範囲が好ましく、
さらに好ましくは６０〜９０モル％である。

また本発明の主旨を損わないかぎり酢酸ビニルと共重合
可能な他のエチレン性モノマーと共重合してもよい。に
とえばこれらのモノマーとしてはα−オレフイノ類、カ
ルホノ酸含有単量体、ノ＼ロゲノ含打単量体、不飽和エ
ステル類、ビニルエーテル類、スルホン酸含有単量体、
アミド基含有単量体、第４級アンモニウム塩含存単量体
、ンリル基含有単量体、水酸基含有単量体、アセチル基
含有単量体等かあげられる。とくに水溶性の点てイオン
性の単量体を少量共重合することは好ましい。

本発明は平均重合度４０００以上のＰＶＡ系重合体をセ
ラミックス成形用バインダーとして用いることに特徴が
あるが、解膠剤、潤滑剤などを併用してもよい。解膠剤
としては通常用いられるものか使用てきる。にとえば無
機解膠剤としては燐酸ソーダ、苛性ソーダ、クエン酸ソ
ーダ等か、また有機解膠剤としてはアミン類、ピリノン
、ピペリジン、ポリアクリル酸の金属塩あるいはアンモ
ニウム塩、スチレンあるいはイソブチ／と無水マレイ〉
′酸の共重合体の金嘱塩ある（ｌｌよアンモニウム塩、
ポリオキンエチレンノニルフェニルエーテル等があげら
れる。一方、潤滑剤としては通常用いられるしので、た
とえば、みつろう、木ろう等の天然ワックス、パラフィ
ンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子ポ
リエチレンおよびその誘導体等合成ワックス、ステアリ
ン酸、ラウリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸マグネンウ
ム、ステアリン酸カルノウム等の脂肪酸の金属塩、オレ
イン酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド、
ポリエチレングリコール等があげられ、これらか水分散
体になっていてもよい。

また本発明のＰＶＡ系重合体に他の有機バインダーまた
は可塑剤を本発明の効果を損わない範囲内で併用しても
よい。該有機バインダーとしては通常セラミックス成形
に使用される水溶性高分子および疎水性高分子の水系エ
マルノヨノか併用可能である。

まｆ二可塑剤としては通常用いられるものであれｆ使用
でさる。、ｆ二とえば、エチレンｈし）コール、プロピ
レノクリコール、クリセリノ、マンニット、ツルヒツト
等の多価アルコールＭおよびそこらの誘導体、フタル酸
ノエチル等のエステル類なとか使用できる。

本発明の高重合ｌｔｍ　Ｐ　Ｖ　Ａ系重合体か適用でき
ろセラミックス粉末としては、セラミックス製造に使用
されうる金属または非金属の酸化物の粉末があげられる
。またこれらの粉末の組成は単一組成、化合物の状態の
ものを単独または混合して使用してもさしつかえない。

なお金属の酸化物または非酸化物の構成元素はカチオン
またはアニオンとも二重元素でもあるいは複数の元素か
ら成り立っていてもよく、さらに酸化物または非酸化物
の特性を改良するために加えられる添加物を含む系につ
いてら本発明に使用できる。

具体的には、リチウム、カリウム、ヘリリウム、マクネ
ノウム、硼素、アルミニウム、珪素、カル７ウム、銅、
亜鉛、カドミウム、ガリウム、バリウム、ランク二Ｆ、
アクチニド、チタン、ツルコニウム、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル等の酸化物、炭化物、窒素物、ホウ化
物、硫化物なとがあぼられる。

これらのセラミックス粉末のうち、とりわけ酸化物粉末
か、電子材料、磁性材料、光学材料、高温材料等を製造
するための金属酸化物粉末として好適に使用される。

本発明の平均重合度４０００以上のＰＶＡ系重合体はセ
ラミックス粉末１００重量部に対し固形分で０１〜２０
重量部、好ましくはｆｌ、５〜１０重量部の範囲で用い
ることができる。

また本発明のＰＶＡ系重合体は通常水溶液として取り扱
われるが、セラミックスのスラリーに粉末添加するよう
な粉末として取り扱うこともできる。

本発明のＰ　Ｖ　Ａ系重合体（よブレス夜形１．尼漿鋳
込成形、ノート成形、押出成形等水を媒体とするでラミ
ックスの種々の成形方法によって好適に使用される。

Ｅ　実施例 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するか
、本発明；はこれらの実施例によりｔんら制限されるも
のではない。なお実施ρｊ中の１一部一あるいは「％−
・はとくに表示のない限り、それぞれ、１重量部」およ
び１−重量％−１を示す。

実施例１ 酢酸ビニルの塊状重合を、重合温１１１１Ｌ’６Ｄ’Ｃ
１重合速度５％／ｈｒ、重合率２２〜２５％で行い、未
反応の酢酸ビニルを留去した後、水酸化ナトリウムのメ
タノール溶液てけん化反応を行い、重合度４２５ｏ、け
ん化度７２５モル％のＰＶＡを得た。

アルミナ（９９８％純度）１００部、水５０部、イソフ
チレンー無水マレイン酸共重合体のアンモニウム塩０２
部を解膠剤として、ホールミルに入れ９０時間分散した
後、バインダーとして上記ＰＶＡ水溶液を固形分て２部
添加し均一に混合した。このスラリーから顆＃ｉ（粒径
１００±２０μ）を調製し、幅２０ＩＩ１ｍ、長さ１０
０ｍｍ、厚さ］、ｆｌｍｍの直方体を金型で加圧（１０
００ｋｇ／　ａｍ’）　して成形した。評価結果を第１
表に示す。

実施例２ 酢酸ビニルとアリルスルホノ酸ナトリウムの塊状共重合
を底点アゾ系重合開始剤を用いて、重合温度３５°Ｃ１
重合速度３％／分、重合率１４〜１６％で行い、得られ
たポリ酢酸ビニルをけん化することによって、アリルス
ルホン酸テトリウムの変性率０４モル％、平均重合度７
０６０、けん化度６１７モル％のＰＶＡを得た。

実施例１のＰＶＡの代わりに上記ＰＶＡを用いる以外は
実施例１と同様にして成形物を得１コ。評価結果を第１
表に示す。

実施例３ 酢酸ビニルを水−メタノール系溶媒中、−２０°Ｃてエ
マルション重合を行った。重合開始剤として過酸化水素
−ロンガリットー第２鉄塩を用い、重合速度１２％／ｈ
ｒ、重合率６０〜６３％の条件下で重合し、得られたエ
マルションを大過剰のメタノールへ移し溶解後、未反応
モノマーを留去してけん化を行った。得られｒ：　ｐ　
Ｖ　Ａは、平均重合度１８３００、けん化度８２８モル
％てめつｆこ。

実施例１のＰＶＡの代わりに上記ＰｖＡを用し）る以外
は実施例１と同様にして成形物を得た。評価結果を第１
表に示す。

比較例１ 実施例１のＰＶＡの代わりに、重合度１７５０、けん化
度７２．０モル％のＰＶＡを用いる以外は実施例１と同
様にして成形物を得ｆコ。評価結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１のＰＶＡの代わりにポリ酢酸ビニルエマルジョ
ンを用いる以外は実施例１と同様にして成形物を得た。

評価結果を第１表に示す。

第　　　　　　　　１　　　　　　　　表１）成形体強
度は３点曲げ試験（スバノ長さ５ｃｍ、ヘットスピード
０．１ｍｍ／ｍ１ｎ）にて行い、成形体か折れるに必要
なエネルギー（タフネス）をＳＳカーブの面積から求め
、比較例１の値を１０とし１こときの相対値で求めた。

２）加工性はトリルによる穴開けを行い、その難易度を
評価した。

○、加工が容易である。

△　加工か困難である。

Ｅ　発明の効果 本発明は、セラミックス成形用バインダーとして平均重
合度４０００以上、好ましくは７０００以上の超高重合
度ＰＶＡ系重合体を用いることにより、セラミックス粉
粒体との接着力、被膜物性が非常に大きいため、セラミ
ックスのクリーン成形強度が従来の市販Ｐ〜ｒＡに比へ
て格段に大きく、さらにタフネスや衝撃強度か高いため
、掘削、穴開は等の後加工性にすくれている。さらにこ
のｒこめ従来のバインダー量より少ない添加量で従来の
バインダーの性能並みまたはそれ以上の物性を与えるｒ
こめ気孔率の小さい高密度の成形物が得らゎる。

また、ＰＶＡが高分子であるため乾燥工程や取り扱い時
にいわゆるバインダーの移動現象が見られないことも大
きな特徴である。まｆ二本発明のバインダーはＰ　Ｖ　
Ａ系重合体からなるために水溶液で使用でき、腐敗や溶
液の安定性もよい。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均重合度が４０００以上であるポリビニルアル
   コール系重合体からなるセラミツクス成形用バインダー
   。
2. （２）平均重合度が７０００以上である請求項１記載の
   セラミツクス成形用バインダー。