JPH0474759A - セラミックス成形用バインダー組成物 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、セラミックス粉末より成形体を形成する際に
使用されるバインダー組成物に関する。

［従来の技術］ 従来、複雑形状のセラミックス製品を成形する場合は、
セラミックス粉末に高分子またはワックスなどの熱可塑
性物質をバインダーとして混合して射出成形する方法が
あり実用化されている。ところで、射出成形法では高粘
度の材料を高圧で金型内に射出注入するために、以下に
示すような問題点かある。成形品に関しては、■流動性
か不十分であることでジェツテイングか発生しやすい。

■中心部の密度か低くなりヤ゛すい。■脱脂に要する時
間か長い。成形機に関しては、■成形機、金型の摩耗か
大きい。これらはいずれも樹脂の成形の場合のようには
克服されていないのか現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、成形用セ
ラミックス粉末の流動性を高め成形して脱型後に成形体
形状を保持でき、かつ成形体からの脱脂が容易なセラミ
ックス成形用バインダーを提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段］ 本発明のセラミックス成形用バインダー組成物は、セラ
ミックス粉末に混合されて型内に注入後固化して成形体
を保持するバインダー組成物であって、有機溶媒と単糖
類のジベンジリデン誘導体を必須成分とすることを特徴
とする。

この有機溶媒としては、単糖類のジベンジリデン誘導体
を溶解でおれば利用可能である。たとえば鉱物油、動植
物油、炭化水素系溶媒、ケトン類、エステル類、アミド
類、アルコール類などの溶媒が利用できる。

この単糖類のジベンジリデン誘導体としては、グルコー
ス、ソルビトール、マニトールなどの糖類のシス位の１
．３ジオールがベンズアルデヒドと酸触媒下で縮合して
得られるものが利用できる。

なかでもジベンジリデンンルビトールが好ましい。

この成形法に使用できるセラミックス粉末としては、通
常セラミックス粉末の成形体として成形に使用されてい
るものであればいずれも適用でき、ざらに焼結助剤など
を含んでいてもよい。

このセラミックス粉末とバインダー組成物との混合物に
は、必要とあれば他の成形用の添加物を配合することも
てきる。

バインダー組成物中の単糖類のジベンジリデン誘導体の
含有量は、０．２〜５０重量％。とするのが望ましい。

ジベンジリデン誘導体の量が０゜２重量％未満であると
型内でのセラミックス粉末の固化が不十分となり好まし
くない。また添加ポが５０重量％を超えるとセラミック
ス粉末との混合物であるスラリーの流動性か悪くなり、
低圧で型への注入が困難となるので好ましくない。

このバインダー組成物はセラミックス粉末に対して１０
〜５０重量％配合するのが望ましい。バインダー組成物
の配合量が１０重量％未満てはセラミックス粉末を成形
可能なスラリーとすることができず好ましくない。また
配合量が５０重量％を超えると成形体からの除去に時間
かかかるので好ましくない。

従来の高分子の樹脂ないしは界面活性剤のような結合剤
をセラミックス粉末に添加した場合ては、通常溶媒か混
在するとスラリーは冷却されても型内で固化せず、鋳込
み型のようにスラリーの溶媒を吸収除去して始めて成形
体形状に固化する。しかし本発明のバインダー組成物で
は、スラリーの溶媒の存在下で成形体の形状に固化する
ことかできる。これは単糖類のジベンジリデン誘導体か
ゲル化する際に、セラミックス粉末を付着結合してゲル
化するため成形体としての形状を保持できるものと推測
される。

すなわち、このバインダー組成物は、有機溶媒と単糖類
のジベンジリデン誘導体とからなり、セラミックス粉末
と混合されて所定温度以上で型内に注入可能な流動性を
有するスラリーを形成する。

セラミックス粉末の濃度を高めるには最適な分散剤を添
加するのが好ましい。このスラリーは、たとえば、５０
℃以上に加温して流動性を一層高めておくことか好まし
い。スラリーは流動性か良好であるので、たとえば、１
００ＫＩ／ｃｒＡ以下の低圧で型内に注入することがで
きる。

バインダー組成物を構成する単糖類のジベンジリデン誘
導体は、室温に保持された型内において有機溶媒ととも
にゲル化してセラミックス粉末を成形体形状に固化する
。固化した成形体は形状を保持して脱型され、屹燥によ
り主として有機溶媒が容易に除去される。ざらに単糖類
のジベンジリデン誘導体は低分子であるので短時間で脱
脂される。脱脂体は、焼結されて成形体形状のセラミッ
クス焼結体か形成される。

なお、型内て同化の際には、均一な成形体とするために
低圧を負荷させることか好ましい。同化は通常室温てお
こなうことかできる。

［作用１ 本発明のバインダー組成物は、有機溶媒に単糖類のジベ
ンジリデン誘導体が含まれている。この単糖類のジベン
ジリデン誘導体と有機溶媒とセラミックス粉末とを室温
以上の温度で混合すると型内に注入可能な流動性を有す
るスラリーか形成できる。このスラリーは、型内で、例
えば、室温以下に保持されるとゲル化して成形体形状を
保持した固化物が形成される。

このスラリーは流動性か良いので低圧で型内に注入でき
る。このため流動性か不十分であることに基づく成形体
の不具合、たとえば、ジェツテイングや中心部の密度が
低くなることなどを解消することができる。また、流動
性か良いことで低圧で注入できるので成形機ヤ金型の摩
耗も抑制できる。ざらに、このバインダー組成物は比較
的低分子量の物質であるので乾燥、脱脂により短時間で
除去することができる。

形成された成形体は脱脂後にバインダーの残存がなく、
焼結して得られる焼結体の強度等の物性を低下させるこ
とはない。

［実施例１ 以下、実施例により具体的に説明する。

（実施例１） 第１表に示すＮｏ、１のスラリーは、窒化珪素粉末３１
５０ｇに焼結助剤のイツトリア１７５ｇとアルミナ１７
５ｇとからなるセラミックス粉末に、バインダー組成物
として有機溶媒にエタノール１５００ｇと、単糖類のジ
ベンジリデン誘導体としてジベンジリデンソルビトール
１５ｇとさらに分散剤セラモＤ−１８第一製薬（株）製
をセラミックス粉末に対して３ｗｔ％添加し、混合して
５０〜１５０’Ｃに加熱し、ホモジナイザーで１時間混
合したものである。

このスラリーを約１５〜２０’Ｃに保持した金型に流し
こみ１〜１ＯＮｇｆ／ｒｍに加圧しなから冷却固化させ
た。固化物を型より取出し乾燥機（５０〜１００’Ｃ）
で有機溶媒を蒸発させ、さらに５００℃で１時間加熱し
単糖類のジベンジリデン誘導体を脱脂除去して成形体を
得た。

この成形体を１７５０℃で１０気圧の窒素雰囲気下で４
Ｈｒ焼結した。得られた焼結体をＪＩＳＲ１６０１に基
づき４点曲げ強度を測定した。

結果を第１表に示す。

Ｎｏ、２はバインダー組成物の有機溶媒をｎプロパツー
ル、Ｎｏ、３はトルエン、Ｎ０１４は大豆油、Ｎｏ、５
はミネラルスピリット、Ｎｏ。

６はメチルイソブチルケトンに代替した外はＮｏ。

１と同様にして焼結体を作製して強度を調ぺた。

第１表に示すように４点曲げ強度はいずれの焼結体とも
竿部で１０００ＭＰａ前後の値を示し、良好な強度を示
した。また高温の’ｌ　０００℃における強度も９５０
Ｍｐａ前後の値であり、有機溶媒の違いにより特に差は
認められなかった。したがって、この単糖類のジベンジ
リデン誘導体がバインダー成分として有機溶媒と共に用
いることが有効であることを示している。

（比較例） 実施例Ｎ００１において単糖類のジベンジリデン誘導体
の変りに界面活性剤のポリオキシエチレンアルキルエー
テルフォスフェートを用いたスラリーは、型内に注入し
ても固化せず成形体として脱型できなかった。

また従来の粘結剤と可塑剤とを配合した例として実施例
Ｎｏ、１のセラミックス粉末にポリアクリレート１５Ｗ
１％とジブチルフタレート１５ｗｔ％とを配合したスラ
リーを型内に注入したか、このスラリーは固化せず成形
体として脱型できなかった。

（実施例２） 実施例Ｎｏ、１のセラミックス粉末と有機溶媒を用い、
第２表に示すように単糖類のジベンジリデン誘導体の量
を０．０５〜５０％の範囲で変化させてスラリーを作製
した。そして実施例１と同様の条件で型に注入してセラ
ミックススラリーの固化状態を調べた。

第２表に示すように、単糖類のジベンジリデン誘導体の
量が溶媒にたいして０．１％以下の量では充分固化しな
かったが、０．２％になると使用に耐える程度の固化物
が得られた。なあ、０．　１５％では固化したが成形体
の強度がやや不十分でおった。

したがって、単糖類のジベンジリデン誘導体の量が溶媒
に対して０．２〜５０％の範囲の量であれば使用に耐え
る固化した成形体が形成できる。

［効果］ 本発明のバインダー組成物は、セラミックス粉末と加熱
混合すると流動性が良いスラリー状となり容易に型内に
注入することができる。このスラリーは型内で室温以下
に保持されると容易に固化して短時間で成形体形状に成
形することができる。

したがって、従来の鋳込み成形法に比べて短時間で固化
した成形体を形成することができる。またこの成形体は
脱型後も成形体形状を保持し脱脂、焼結においてもその
形状を維持して成形体の形状の焼結体を形成することが
できる。

また、成形体中に含まれるバインダー組成物は、乾燥、
脱脂工程により容易に短時間で除去できる。

すなわち、有機溶媒は沸点が低いので乾燥工程により容
易に除去でき、単糖類のジベンジリデン誘導体は添加量
が比較的少なく低分子量物であるので脱脂工程で熱分解
ないしは燃焼して除去することができる。このため、こ
のバインダー組成物を用いればセラミックスの成形体の
生産性を高めることができる。

特許出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粉末に混合され型内に注入後固化し
   て成形体の形状を保持するバインダー組成物であって、
   有機溶媒と単糖類のジベンジリデン誘導体を必須成分と
   することを特徴とするセラミックス成形用バインダー組
   成物。