JPH0555461B2 - - Google Patents

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JPH0555461B2
JPH0555461B2 JP63326929A JP32692988A JPH0555461B2 JP H0555461 B2 JPH0555461 B2 JP H0555461B2 JP 63326929 A JP63326929 A JP 63326929A JP 32692988 A JP32692988 A JP 32692988A JP H0555461 B2 JPH0555461 B2 JP H0555461B2
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    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives

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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は成形性、脱脂性を向上させ、歩留り良
く成形体を得るセラミツクス射出成形材料及びこ
れを用いた射出成形方法に関する。 [従来の技術] 従来より比較的複雑な形状を有するセラミツク
成形体の成形方法の一つとして、射出成形方法が
知られている。これは、セラミツク粉末とポリエ
チレン、ポリスチレン等の樹脂及びワツクスから
成る有機バインダーを混合し、この混合原料を金
型内に充填して成形することにより成形体を得る
ものである。そして、得られた成形体は、引続き
脱脂され、次いで焼成され、焼結体が製造されて
いる。 この射出成形方法においては、通常成形用混合
原料の温度を可塑化温度以上、例えば約120〜160
℃とし、温度30〜50℃に設定された金型内に射出
充填し、冷却固化した後金型より取り出し成形体
を得ている。 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の射出成形方法の場合、成
形時の材料温度と金型温度の温度差により、射出
された成形材料が急激に金型内で流動性を失い、
ウエルドや充填不足による成形体表面のヒケ等の
成形欠陥が発生したり、成形体に材料の充填不均
一による歪が生じ、脱脂時クラツクが発生したり
した。 本発明者は上記問題を解決するため、成形材料
温度と金型温度との差を小さくする射出成形方法
を検討するとともに、射出成形に好適に用いるこ
とができる成形材料を見出すべく検討した結果、
本発明に到達した。 [課題を解決するための手段] 即ち、本発明によれば、セラミツクス材料の組
成が、セラミツク粉末48〜60vol%、有機バイン
ダー52〜40vol%で、かつ該有機バインダーの組
成として平均分子量1万〜5万のバインダー3〜
15wt%、平均分子量200〜1000のバインダー85〜
97wt%の混合物であることを特徴とするセラミ
ツクスの射出成形材料、が提供される。 さらに、本発明では、セラミツク粉末48〜
60vol%、有機バインダー52〜40vol%で、かつ該
有機バインダーの組成として平均分子量1万〜5
万のバインダー3〜15wt%、平均分子量200〜
1000のバインダー85〜97wt%の混合物の成形材
料を用いるセラミツクスの射出成形方法におい
て、セラミツクス材料温度55〜95℃、金型温度40
〜52℃の条件で射出成形することを特徴とするセ
ラミツクスの射出成形方法、が提供される。 [作用] 本発明に用いるセラミツクス材料としては、セ
ラミツク粉末が48〜60vol%、好ましくは52〜
58vol%であり、有機バインダーはー52〜40vol
%、好ましくは48〜42vol%の組成を有するもの
であり、しかも有機バインダーの組成として平均
分子量1万〜5万のものが3〜15wt%、好まし
くは5〜13wt%、平均分子量200〜1000のものが
85〜97wt%、好ましくは87〜95wt%とする。 セラミツク粉末が48vol%未満であると有機バ
インダーの量が多くなつて脱脂性が悪化し、一方
60vol%を超えると有機バインダーの量が少なく
なり成形材料の流動性が悪くなる。 また、有機バインダー組成として、平均分子量
1万〜5万のものが3wt%未満の場合には成形体
強度が弱く離型時にクラツクが入り易くなり、
15wt%を超えると成形材料の流動性が悪くなつ
て、成形欠陥が発生し易くなる他、脱脂性も低下
する。 有機バインダーのうち、平均分子量が1万〜5
万のものとしては、例えば、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、アタクチツクポリプ
ロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体
(EVA)、エチレンアクリレート共重合体、アク
リル系樹脂等が挙げられるが、これらに限定され
るものではない。使用に際してはこれから1種あ
るいは2種以上を選択して用いる。 また、有機バインダーのうち、平均分子量が
200〜1000のものとしても特にその種類は限定さ
れず、例えば、パラフインワツクス、マイクロク
リスタリンワツクス、合成ワツクス等のワツク
ス、オレイン酸、ステアリン酸、ジエチルフタレ
ート(DEP)、オレイルアルコール、シラン化合
物等の滑剤およびカツプリング剤などが挙げら
れ、これらのうちから1種あるいは2種以上を選
択して用いる。 また、本発明のセラミツクスの射出成形方法に
おいては、セラミツクス材料温度を55〜95℃、好
ましくは60〜80℃の範囲、金型温度を40〜52℃、
好ましくは43〜50℃の範囲とする条件で射出成形
することが重要である。又、材料温度と金型温度
の差を10℃以上にすると、離型性が良好となり好
ましい。 セラミツクス材料温度が55℃より低い場合に
は、成形時材料が流動せず成形ができなくなり、
95℃より高いと成形材料中でセラミツク粉末と有
機バインダーの分離が生じ、成形体にバインダー
の分離層ができたり、成形材料の粘度が小さくな
つたり、成形時、成形体にエアーを巻き込み易く
なる等良好な成形体が得られない。 金型温度が40℃より低い場合には、成形時金型
内で成形材料が急激に流動性を失い、シヨートシ
ヨツトを起こし成形体形状を付与できない。一
方、金型温度が52℃より高いと成形体に保形性が
なく離型時、成形体にクラツクが生じる。 なお、本発明に用いるセラミツク原料として
は、窒化珪素、炭化珪素、部分安定化ジルコニ
ア、サイアロン等が挙げられ、要求される製品特
性等に応じて適宜選択して使用される。 次に、本発明に係るセラミツクスの射出成形方
法を第1図のフローチヤートに従つて説明する。 まず、セラミツク原料に所定量の焼結助剤を添
加して原料の調合を行つた後混合粉砕を行なう。
次いでこれを必要に応じスプレードライすること
によつて顆粒を得、これを必要に応じ静水圧等方
加圧により塊状にした後これを解砕して所定粒径
のセラミツク粉末を得る。このように調製された
セラミツク粉末に有機バインダーを加えて混練
し、押出機により押出してペレツト化し、次いで
これを射出成形して所定形状の成形体を得てい
る。 そして、得られた成形体は引続き脱脂処理を施
された後焼成されてセラミツクス焼結体が製造さ
れる。 [実施例] 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。 実施例 1 窒化珪素(Si3N4)粉末100重量部に対して、
焼結助剤としてSrO2重量部、MgO3重量部、
CeO23重量部を添加した後、混合粉砕して平均粒
径0.5μmとした。次いでこれをスプレードライに
より顆粒状とした後、3ton/cm2の静水圧等方加圧
によつて塊状に加圧し、次にこれを解砕して平均
粒径30μmのセラミツク粉末を得た。このように
調製されたセラミツク粉末に有機バインダーを表
1に示す如く加えて混練し、押出機により押出し
てペレツト化し、次いでこれを表1に示す条件で
射出成形し、下記(イ)、(ロ)、(ハ)の3種の成形体を得
た。 有機バインダーとしては、平均分子量1万〜5
万のものとしてエチレン酢酸ビニル共重合体を、
平均分子量200〜1000のものとしてパラフインワ
ツクス、マイクロクリスタリンワツクス、オレイ
ン酸を使用し、又、比較例として平均分子量1万
〜5万の代りに5〜10万のポリエチレン、10〜20
万のポリプロピレンを、平均分子量200〜1000の
代りに1000〜1万のポリエチレンワツクス、低分
子ポリプロピレンを使用した場合を示した。 ここで、材料温度は、金型への射出前に予めノ
ズルから射出された直後の材料温度を測定するこ
とにより求め、金型温度は成形前に予めキヤビテ
イ部の表面温度を測定することにより求めた。 (イ) 口30mmのブロツク (ロ) 口40mmのブロツク (ハ) 翼径55mmの翼軸一体型ターボチヤージヤーロ
ータ 但し、(イ)(ロ)のブロツクはともにブロツク抜き勾
配は2°である。 次に、得られた成形体を1〜3℃/hで400℃
まで昇温し、400℃にて5時間維持して脱脂し、
脱脂状況を調べた。成形体の成形結果および脱脂
結果を表1に示す。 表1から明らかなように、セラミツク粉末が48
〜60vol%、有機バインダーが52〜40vol%の組成
で成形材料を構成し、かつ有機バインダーの組成
として平均分子量1万〜5万が3〜15wt%、平
均分子量200〜1000が85〜97wt%の範囲とする
と、成形体の成形性および脱脂性が良好となつ
た。 一方、本発明の範囲外の有機バインダーを使用
した成形体は、何れも成形性または脱脂性が悪か
つた。〔表1の比較例(No.13〜20)参照〕成形体
に発生した欠陥は離型クラツク或いはウエルドで
あり、脱脂体に発生した欠陥は表面クラツクであ
つた。 なお、有機バインダーの組成が上記した本発明
の範囲のうち、平均分子量200〜1000のバインダ
ーの中ではとりわけパラフインワツクスが好まし
く、しかもその量が60〜90wt%の範囲であると、
成形性或いは脱脂性がより好ましいことがわかつ
た。 実施例 2 表2に示す成形材料組成及び射出成形条件にて
実施例1と同様の方法で、成形性、脱脂性を調べ
た。 結果を表2および第2図に示す。 表2および第2図から明らかなように、成形材
料温度が55〜95℃、金型温度が40〜52℃の条件下
において成形性が良好であつた。 一方、本発明範囲外の成形条件のものは、成形
性および脱脂性が悪かつた。(表2の比較例No.17
〜20)
【表】
【表】
【表】 ○:良品、△:欠陥のあるものとないものがある、×
:欠陥あり
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、次の効
果が奏せられる。 請求項1の射出成形材料は、その組成を特定の
範囲としたので、成形体の成形性および脱脂性が
良好となり、歩留り良く成形体を製造することが
できる。 請求項2の射出成形方法は、成形材料温度と金
型温度を特定範囲としてその差を小さくしたの
で、金型内での成形材料の流動性が長く維持で
き、成形材料の充填を十分に行うことができる。
従つて、成形時のウエルド等の欠陥が防止でき、
歩留り良く成形体を製造することができ、充填不
均一による成形体歪も解消され脱脂性が良好とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るセラミツクスの射出成形
方法の概要を示すフローチヤート、第2図はそれ
ぞれ実施例における成形体の成形結果および脱脂
結果を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 セラミツクス材料の組成が、セラミツク粉末
    48〜60vol%、有機バインダー52〜40vol%で、か
    つ該有機バインダーの組成として平均分子量1万
    〜5万のバインダー3〜15wt%、平均分子量200
    〜1000のバインダー85〜97wt%の混合物である
    ことを特徴とするセラミツクスの射出成形材料。 2 セラミツクス材料の組成が、セラミツク粉末
    48〜60vol%、有機バインダー52〜40vol%で、か
    つ該有機バインダーの組成として平均分子量1万
    〜5万のバインダー3〜15wt%、平均分子量200
    〜1000のバインダー85〜97wt%の混合物である
    成形材料を用いるセラミツクスの射出成形方法に
    おいて、セラミツクス材料温度59〜95℃、金型温
    度40〜52℃の条件で射出成形することを特徴とす
    るセラミツクスの射出成形方法。
JP63326929A 1988-12-24 1988-12-24 セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法 Granted JPH02302357A (ja)

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