JPH06340466A - 着色セラミックスの製造方法 - Google Patents
着色セラミックスの製造方法Info
- Publication number
- JPH06340466A JPH06340466A JP5151257A JP15125793A JPH06340466A JP H06340466 A JPH06340466 A JP H06340466A JP 5151257 A JP5151257 A JP 5151257A JP 15125793 A JP15125793 A JP 15125793A JP H06340466 A JPH06340466 A JP H06340466A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- colored
- powder
- metal oxide
- mixture
- thermoplastic organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】均質で着色ムラのないセラミックスを容易に得
られる着色セラミックスの製造方法を提供する。 【構成】非着色セラミックス粉末に着色金属酸化物粉末
を加えた混合物に熱可塑性有機物を加えて加熱しつつ混
練して着色金属酸化物を均一に分散せしめたものを成形
して焼成する。
られる着色セラミックスの製造方法を提供する。 【構成】非着色セラミックス粉末に着色金属酸化物粉末
を加えた混合物に熱可塑性有機物を加えて加熱しつつ混
練して着色金属酸化物を均一に分散せしめたものを成形
して焼成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、着色セラミックスの製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年さまざまな産業分野でセラミックス
部品が使用されているが、セラミックスに着色すれば類
似のセラミックス部品を使用する際に色でセラミックス
部品を識別することができる他、ファッション性を付与
できるなど、セラミックスに着色することはセラミック
ス部品の付加価値を高めるのに有効である。従来例えば
特開平２−９２８６７号などにおいてアルミナ、ジルコ
ニアなどの非着色セラミックスに着色金属酸化物を数％
添加混合してプレス成形法により成形し、これを焼成し
て着色セラミックスを製造することが行われている。
部品が使用されているが、セラミックスに着色すれば類
似のセラミックス部品を使用する際に色でセラミックス
部品を識別することができる他、ファッション性を付与
できるなど、セラミックスに着色することはセラミック
ス部品の付加価値を高めるのに有効である。従来例えば
特開平２−９２８６７号などにおいてアルミナ、ジルコ
ニアなどの非着色セラミックスに着色金属酸化物を数％
添加混合してプレス成形法により成形し、これを焼成し
て着色セラミックスを製造することが行われている。
【０００３】しかしながら、従来技術に開示されている
製造方法では、例えば混合粉末をスラリー状にしてから
乾燥したものを成形しているため着色金属酸化物粉末の
分散が不充分となって着色ムラが生し、焼成後に斑模様
になったり色ムラが生じるなどの問題点があった。
製造方法では、例えば混合粉末をスラリー状にしてから
乾燥したものを成形しているため着色金属酸化物粉末の
分散が不充分となって着色ムラが生し、焼成後に斑模様
になったり色ムラが生じるなどの問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は材料特
性においても均質で着色ムラのない着色セラミックスが
容易に得られる着色セラミックスの製造方法を提供する
ことにある。
性においても均質で着色ムラのない着色セラミックスが
容易に得られる着色セラミックスの製造方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
達成すべくなされたものであり、本発明の着色セラミッ
クスの製造方法は、非着色セラミックス粉末に着色金属
酸化物粉末を加えた混合物に熱可塑性有機物を加えて加
熱しつつ混練して着色金属酸化物粉末を均一に分散せし
めたものを成形して焼成することを特徴とする。
達成すべくなされたものであり、本発明の着色セラミッ
クスの製造方法は、非着色セラミックス粉末に着色金属
酸化物粉末を加えた混合物に熱可塑性有機物を加えて加
熱しつつ混練して着色金属酸化物粉末を均一に分散せし
めたものを成形して焼成することを特徴とする。
【０００６】すなわち、熱可塑性有機物を添加し加熱混
練することで、軟化した高粘度の有機物と共存している
ことにより着色金属酸化物粉末と非着色セラミックス粉
末が凝集をおこすことなく、均一に分散された混合物が
得られ、さらにこの混合物を成形した後に焼成するの
で、混合物の均一分散が保持された状態の焼結体が得ら
れる。
練することで、軟化した高粘度の有機物と共存している
ことにより着色金属酸化物粉末と非着色セラミックス粉
末が凝集をおこすことなく、均一に分散された混合物が
得られ、さらにこの混合物を成形した後に焼成するの
で、混合物の均一分散が保持された状態の焼結体が得ら
れる。
【０００７】非着色セラミックス粉末としては、その用
途が多いことから、アルミナ粉末やジルコニア粉末を用
いるのが好ましく、着色金属酸化物粉末には、入手が比
較的容易な酸化クロムや酸化コバルト等の遷移元素酸化
物や酸化ネオジム等の稀土類元素酸化物の粉末等を用い
るのが好ましい。非着色セラミックス粉末と着色金属酸
化物粉末の混合のタイミングには特に制限がなく、混練
前に予め混合しておいてもよいし混練時に着色金属酸化
物粉末の一部または全部を添加してもよい。
途が多いことから、アルミナ粉末やジルコニア粉末を用
いるのが好ましく、着色金属酸化物粉末には、入手が比
較的容易な酸化クロムや酸化コバルト等の遷移元素酸化
物や酸化ネオジム等の稀土類元素酸化物の粉末等を用い
るのが好ましい。非着色セラミックス粉末と着色金属酸
化物粉末の混合のタイミングには特に制限がなく、混練
前に予め混合しておいてもよいし混練時に着色金属酸化
物粉末の一部または全部を添加してもよい。
【０００８】熱可塑性有機物としては、生産性の良い射
出成形法が採用できるポリスチレン、ポリエチレン、ア
クリル樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート等の熱
可塑性樹脂を使用するのが好ましく、さらに少量の樹脂
の添加で混練を可能とし、分散性を良くするように各種
ワックス類、可塑剤、滑剤、分散剤、安定剤等を加えた
ものを使用する。
出成形法が採用できるポリスチレン、ポリエチレン、ア
クリル樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート等の熱
可塑性樹脂を使用するのが好ましく、さらに少量の樹脂
の添加で混練を可能とし、分散性を良くするように各種
ワックス類、可塑剤、滑剤、分散剤、安定剤等を加えた
ものを使用する。
【０００９】添加する熱可塑性有機物の添加量は、セラ
ミックス粉末の体積の０．６〜１倍の範囲内とすること
が好ましい。熱可塑性有機物の添加量が少ないと混練が
不可能となり、逆に熱可塑性有機物の量が多すぎると脱
脂が不完全となったり焼結密度が充分に上がらない等の
問題が起きる。混練方法としては、ニーダー、ロール、
単軸または二軸混練機等の通常の混練設備が使用可能で
ある。
ミックス粉末の体積の０．６〜１倍の範囲内とすること
が好ましい。熱可塑性有機物の添加量が少ないと混練が
不可能となり、逆に熱可塑性有機物の量が多すぎると脱
脂が不完全となったり焼結密度が充分に上がらない等の
問題が起きる。混練方法としては、ニーダー、ロール、
単軸または二軸混練機等の通常の混練設備が使用可能で
ある。
【００１０】良好な分散がなされる混練条件の目安は、
混練物の粘度が剪断速度１０2 〜１０3 ｓｅｃ-1におい
て１０5 ポイズ以下１０2 ポイズ以上とするのが好まし
く、１０5 ポイズより粘度が高いときは、混練が不充分
となりやすく、分散状態も不完全となりやすい。また粘
度が１０2 ポイズより低いときは、混練後に分離が起こ
りやすく、粉末の分散状態も不充分となりやすい。
混練物の粘度が剪断速度１０2 〜１０3 ｓｅｃ-1におい
て１０5 ポイズ以下１０2 ポイズ以上とするのが好まし
く、１０5 ポイズより粘度が高いときは、混練が不充分
となりやすく、分散状態も不完全となりやすい。また粘
度が１０2 ポイズより低いときは、混練後に分離が起こ
りやすく、粉末の分散状態も不充分となりやすい。
【００１１】熱可塑性有機物を含む混合物を加熱しなが
ら行う成形方法としては、射出成形、圧縮成形、トラン
スファー成形、押出成形等のプラスチックスで行われて
いる成形方法、特に射出成形が好ましく採用される。ま
た、熱可塑性有機物を除去する脱脂方法としては加熱分
解、溶媒脱脂など通常の脱脂方法が採用できる。
ら行う成形方法としては、射出成形、圧縮成形、トラン
スファー成形、押出成形等のプラスチックスで行われて
いる成形方法、特に射出成形が好ましく採用される。ま
た、熱可塑性有機物を除去する脱脂方法としては加熱分
解、溶媒脱脂など通常の脱脂方法が採用できる。
【００１２】本発明の方法において、熱可塑性有機物と
非着色セラミックス粉末及び着色金属酸化物粉末の混練
の作用機構は必ずしも明確でないが、加熱により熱可塑
性有機物中のセラミックス粉末と金属酸化物粉末は、軟
化した有機物の高粘度により各粒子が比重の大小に関係
なく有機物中で均一な浮遊分散状態になるものと考えら
れる。
非着色セラミックス粉末及び着色金属酸化物粉末の混練
の作用機構は必ずしも明確でないが、加熱により熱可塑
性有機物中のセラミックス粉末と金属酸化物粉末は、軟
化した有機物の高粘度により各粒子が比重の大小に関係
なく有機物中で均一な浮遊分散状態になるものと考えら
れる。
【００１３】したがってスラリー液中の分散物のように
比重差による不均一化が起こりにくい。しかもこの有機
物の適度な粘性により混練混合の要素である剪断が各粒
子間に充分に働くため凝集していた粉末から強制的に分
散せしめられ、白色セラミックス粉末と着色金属酸化物
粉末との均一な分散が実現されるものと思われる。
比重差による不均一化が起こりにくい。しかもこの有機
物の適度な粘性により混練混合の要素である剪断が各粒
子間に充分に働くため凝集していた粉末から強制的に分
散せしめられ、白色セラミックス粉末と着色金属酸化物
粉末との均一な分散が実現されるものと思われる。
【００１４】
実施例１、比較例１ 実施例１としてアルミナ粉末（平均粒径０．６μｍ、焼
結助剤として０．１重量％のＭｇＯを含む）に着色金属
酸化物として酸化クロム粉末（平均粒径１．０μｍ）を
０．８重量％添加し、アルコールを粉砕媒体としてボー
ルミルで１０時間湿式粉砕後、減圧乾燥して媒体を除き
乾いた混合原料粉末を得た。次に１５０℃に保持した加
圧ニーダー中に該原料粉末とポリスチレン、ポリエチレ
ン、ワックス、可塑剤、分散剤、滑剤等からなる熱可塑
性有機物をセラミックス粉末と同一体積分投入し、５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で加圧しながら２時間加熱混練し、５×１０
2ｓｅｃ-1の剪断速度において約１０4 ポイズの混練物
を得た。
結助剤として０．１重量％のＭｇＯを含む）に着色金属
酸化物として酸化クロム粉末（平均粒径１．０μｍ）を
０．８重量％添加し、アルコールを粉砕媒体としてボー
ルミルで１０時間湿式粉砕後、減圧乾燥して媒体を除き
乾いた混合原料粉末を得た。次に１５０℃に保持した加
圧ニーダー中に該原料粉末とポリスチレン、ポリエチレ
ン、ワックス、可塑剤、分散剤、滑剤等からなる熱可塑
性有機物をセラミックス粉末と同一体積分投入し、５ｋ
ｇ／ｃｍ2 で加圧しながら２時間加熱混練し、５×１０
2ｓｅｃ-1の剪断速度において約１０4 ポイズの混練物
を得た。
【００１５】次いで得られた混練物をペレタイザーに入
れ粒径が数ｍｍ程度のペレットとする。このペレットを
射出成形機に投入し、温度１５０℃、射出圧力８００ｋ
ｇ／ｃｍ2 で成形型内に射出し、直径６ｍｍ、長さ４０
ｍｍの丸棒状成形体を得た。この丸棒状成形体を塩化メ
チレン中に浸漬して脱脂（溶媒脱脂法）したのち、１６
００℃で２時間焼成した。
れ粒径が数ｍｍ程度のペレットとする。このペレットを
射出成形機に投入し、温度１５０℃、射出圧力８００ｋ
ｇ／ｃｍ2 で成形型内に射出し、直径６ｍｍ、長さ４０
ｍｍの丸棒状成形体を得た。この丸棒状成形体を塩化メ
チレン中に浸漬して脱脂（溶媒脱脂法）したのち、１６
００℃で２時間焼成した。
【００１６】比較例１として、上記と同様に湿式粉砕し
た混合原料粉末に水とポリビニルアルコールと分散剤を
加えてスラリーとし、スプレードライヤにより１８０℃
で噴霧乾燥して混合原料の顆粒を得た。得られた顆粒を
金型プレスで２００ｋｇ／ｃｍ2 で予備成形した後、ラ
バープレスにより１５００ｋｇ／ｃｍ2 で成形して約４
０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍのプレス成形体を得た。そし
てさらに、この成形体を１６００℃において２時間焼成
して焼結体とした。
た混合原料粉末に水とポリビニルアルコールと分散剤を
加えてスラリーとし、スプレードライヤにより１８０℃
で噴霧乾燥して混合原料の顆粒を得た。得られた顆粒を
金型プレスで２００ｋｇ／ｃｍ2 で予備成形した後、ラ
バープレスにより１５００ｋｇ／ｃｍ2 で成形して約４
０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍのプレス成形体を得た。そし
てさらに、この成形体を１６００℃において２時間焼成
して焼結体とした。
【００１７】次にこれらの焼結体を薄く切断した断面に
ついて、外観状態及び微細組織を光学顕微鏡及び走査型
顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＳ）により観察し、着色元素の分
布状態を調べた。その結果、熱可塑性有機物を使用して
射出成形した焼結体の方がプレス成形した焼結体に比べ
て元素の分布状態が均一であることが分かった。両者の
均一性の違いは、プレス成形された焼結体では噴霧乾燥
された顆粒の大きさの痕跡が着色ムラとして残ってお
り、射出成形された焼結体ではこのような痕跡が全く認
められないことで見分けることができた。このことは、
粘度が大きい状態で混練された原料では均一な分散状態
をその後も維持しているのに対し、スラリー状態で混練
された原料では、原料の乾燥時に細い粒子の移動が起き
て均一な分散状態が損なわれることによると考えられ
る。
ついて、外観状態及び微細組織を光学顕微鏡及び走査型
顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＤＳ）により観察し、着色元素の分
布状態を調べた。その結果、熱可塑性有機物を使用して
射出成形した焼結体の方がプレス成形した焼結体に比べ
て元素の分布状態が均一であることが分かった。両者の
均一性の違いは、プレス成形された焼結体では噴霧乾燥
された顆粒の大きさの痕跡が着色ムラとして残ってお
り、射出成形された焼結体ではこのような痕跡が全く認
められないことで見分けることができた。このことは、
粘度が大きい状態で混練された原料では均一な分散状態
をその後も維持しているのに対し、スラリー状態で混練
された原料では、原料の乾燥時に細い粒子の移動が起き
て均一な分散状態が損なわれることによると考えられ
る。
【００１８】実施例２、比較例２ 非着色セラミックス粉末として３ｍｏｌ％のＹ2 ０3 が
添加された部分安定化ジルコニア粉末（平均粒径０．６
μｍ）を選び、これに酸化コバルト粉末（平均粒径０．
９μｍ）を０．８重量％加えて実施例１及び比較例１に
準じた工程により１５０℃で５×１０2 ｓｅｃ-1の剪断
速度において約１０3 ポイズの混練物を得た。これをペ
レット化し、射出成形により成形し焼結体としたとこ
ろ、プレス成形による焼結体（比較例２）では顆粒サイ
ズの色ムラが認められたのに対し、熱可塑性有機物を使
用して射出成形した焼結体（実施例２）の方がプレス成
形して得られた焼結体に比べて着色ムラが認められず均
一であった。
添加された部分安定化ジルコニア粉末（平均粒径０．６
μｍ）を選び、これに酸化コバルト粉末（平均粒径０．
９μｍ）を０．８重量％加えて実施例１及び比較例１に
準じた工程により１５０℃で５×１０2 ｓｅｃ-1の剪断
速度において約１０3 ポイズの混練物を得た。これをペ
レット化し、射出成形により成形し焼結体としたとこ
ろ、プレス成形による焼結体（比較例２）では顆粒サイ
ズの色ムラが認められたのに対し、熱可塑性有機物を使
用して射出成形した焼結体（実施例２）の方がプレス成
形して得られた焼結体に比べて着色ムラが認められず均
一であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明の製造方法により、均質で着色ム
ラのない着色セラミックスが容易に製造できる。本発明
の製造方法により得られた焼結体では、例えば高い曲げ
強度を有しているとともにそのバラツキが小さいので、
設計強度を顕著に高く見積ることができ、着色ムラの程
度を焼結体の品質を保証する指標としても利用できる。
ラのない着色セラミックスが容易に製造できる。本発明
の製造方法により得られた焼結体では、例えば高い曲げ
強度を有しているとともにそのバラツキが小さいので、
設計強度を顕著に高く見積ることができ、着色ムラの程
度を焼結体の品質を保証する指標としても利用できる。
Claims (3)
- 【請求項１】非着色セラミックス粉末に着色金属酸化物
粉末を加えた混合物に熱可塑性有機物を加えて加熱しつ
つ混練して着色金属酸化物粉末を均一に分散せしめたも
のを成形して焼成することを特徴とする着色セラミック
スの製造方法。 - 【請求項２】熱可塑性有機物を加えて行う混練を、１０
2 〜１０3 ｓｅｃ-1の剪断速度において１０2 ポイズ以
上１０5 ポイズ以下の粘度で行う請求項１に記載の着色
セラミックスの製造方法。 - 【請求項３】非着色セラミックス粉末がアルミナ粉末ま
たはジルコニア粉末であり、成形を射出成形で行う請求
項１または２に記載の着色セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151257A JPH06340466A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 着色セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151257A JPH06340466A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 着色セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340466A true JPH06340466A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15514715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151257A Pending JPH06340466A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 着色セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06340466A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08177276A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Miyagawa Kasei Ind Co Ltd | ドアハンドル用グリップおよびその製造方法 |
| CN111825432A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-27 | 中南大学湘雅医院 | 一种细晶粒粉色zta陶瓷及其制备方法 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5151257A patent/JPH06340466A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08177276A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Miyagawa Kasei Ind Co Ltd | ドアハンドル用グリップおよびその製造方法 |
| CN111825432A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-27 | 中南大学湘雅医院 | 一种细晶粒粉色zta陶瓷及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002517375A (ja) | ハニカムセラミック体用の結合剤系およびそのハニカム体の製造方法 | |
| CN102674822B (zh) | 一种铁氧体磁芯注射成型用的粒料及其制备方法 | |
| CN110204334B (zh) | 一种高致密度氧化锆粉末注射成型专用料及其制备方法 | |
| CN110143817B (zh) | 一种硬脂酸铋包覆锆钛酸铅镧的粉末注射成型专用料及制备方法 | |
| CN101412867B (zh) | 一种彩色铅笔笔芯的制备方法 | |
| CN100430337C (zh) | 注射成型工艺制造氧化锆结构陶瓷制品的方法 | |
| CA1217209A (en) | Polyacetal binders for injection molding of ceramics | |
| EP0301408A1 (de) | Verfahren zur Herstellung keramischer Formteile | |
| DE69006153T3 (de) | Herstellung eines Sinterkörpers aus Zirkoniumoxid. | |
| Allaire et al. | Injection molding of submicrometer zirconia: blend formulation and rheology | |
| US5922272A (en) | Manufacture of ceramic articles | |
| JPH04349130A (ja) | 石英系ガラス成形体の製造方法 | |
| JP2001302356A (ja) | セラミックス成形体の製造方法 | |
| JPH04367578A (ja) | 多孔質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3427100B2 (ja) | 着色セラミックス焼結体の製造方法 | |
| KR101420110B1 (ko) | 샤모트를 포함하지 않는 대형기물 제조용 소지 조성물, 그 제조방법, 상기 소지 조성물을 이용한 대형기물 제조방법 및 그에 의해 제조된 대형기물 | |
| JPH04338178A (ja) | 多孔質マグネシア焼結体及びその製造方法 | |
| JP3444383B2 (ja) | 熱可塑性樹脂用帯電防止マスターバッチカラーおよびその製造法 | |
| CN108558396A (zh) | 火焰喷涂用高纯细晶氧化锆陶瓷条棒的制备方法 | |
| JP2001303103A (ja) | 焼結粉末成形体の製造方法 | |
| KR100760447B1 (ko) | 소성 연필심의 제조방법 | |
| JPH0818298B2 (ja) | 射出成形用原料の調製方法 | |
| JPS62286716A (ja) | 樹脂成形品 | |
| JPS6354301B2 (ja) | ||
| JPS6174803A (ja) | 射出成形セラミツク部材の製造方法 |