JPH072568A - アルミナ質可塑材料 - Google Patents

アルミナ質可塑材料

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JPH072568A
JPH072568A JP3282015A JP28201591A JPH072568A JP H072568 A JPH072568 A JP H072568A JP 3282015 A JP3282015 A JP 3282015A JP 28201591 A JP28201591 A JP 28201591A JP H072568 A JPH072568 A JP H072568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alumina
plasticity
plastic material
water
particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP3282015A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Shibazaki
靖雄 芝崎
Kiichi Oda
喜一 小田
Yushi Fukuda
雄史 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
YKK Corp
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
YKK Corp
Yoshida Kogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, YKK Corp, Yoshida Kogyo KK filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP3282015A priority Critical patent/JPH072568A/ja
Priority to CA002073471A priority patent/CA2073471C/en
Priority to EP92111532A priority patent/EP0522519B1/en
Priority to DE69208753T priority patent/DE69208753T2/de
Priority to DE199292111532T priority patent/DE522519T1/de
Priority to US08/301,734 priority patent/US6080380A/en
Publication of JPH072568A publication Critical patent/JPH072568A/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可塑性に優れたアルミナ材料を提供するもの
である。 【構成】 粒子形状が板状で、粒子の大きさが1.0μ
m以下、厚さが0.1μm以下であるアルミナ粉体を、
有機系保水材と水とで混練してなるアルミナ質可塑材料
である。有機系保水剤としては、メチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポ
リエチレングリコールなどが好ましく用いられる。 【効果】 本発明品は可塑性が高いので、その成形に当
っては多量の結合剤を用いる必要がない。したがって、
緻密で特性の安定した成形体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可塑性を保有するアル
ミナ粉体に関するもので、さらに詳しくは粒径の整った
微細な板状粒子で、特に水と練ると可塑性が発現するア
ルミナ質可塑材料に関する。
【0002】
【従来の技術】ファインセラミックスの代表的原料であ
るアルミナ粉体は、構造用部品、電子部品その他の分野
において、耐熱性、電気絶縁性、機械的強度等の優れた
材料として広く用いられている。しかし、アルミナ粉体
の成形において、可塑性を利用する成形を行うにあたっ
ては、これをただ水で練るだけでは粘土のような可塑性
は発現されない。そこで、成形に必要な可塑性を得るた
めには各種の成形助剤、例えば可塑性粘度や、多量の有
機バインダーを配合することによって、可塑成形が行わ
れている。しかし、これらの成形助剤を多量に使用する
場合、後工程における脱脂処理の必要性や成形密度の低
下ひいては焼結体の不均一という問題が発生する。
【0003】一方、従来より普通陶磁器用原料として用
いられているカオリナイト質粘土は、それ自体で大きな
可塑性を有している。そこでこの可塑性発現の要因であ
るが、素木氏や奥田氏らの解説(窯業原料第4集、99
−106,1952、粘土科学,8,14−23,19
68)によると、a.粒子は細かくコロイド領域に近い
こと、b.その形が偏平であること、c.水に対して粒
子表面の水膜(水素結合による)が厚いこと、等が挙げ
られている。しかし、この可塑性発現の原因の本質は未
だ未解決な問題が多いとも指摘している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術に鑑
み、ファインセラミックスの製造に用いるアルミナ粒子
に、カオリナイト粘土に匹敵する大きな可塑性をもた
せ、すぐれた成形性とともに成形密度を向上せしめよう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子形状が板
状で、粒子の大きさが1.0μm以下、厚さが0.1μ
m以下であるアルミナ粉体を、有機系保水材と水とで混
練してなることを特徴とするアルミナ質可塑材料であ
る。
【0006】いずれも基本となるアルミナ粒子の形状は
板状のものがよく、大きさが1.0μm以下、厚さが
0.1μm以下という微細さが必要である。形状が板状
でない、またはこれらの数値より大きな粒子では可塑性
の低下を招く。特に、粒子形状は六角板状であること
が、粒子を最密充填する上で好ましい。
【0007】有機系保水剤としては、混練材料に保水性
と流動性を与えるものならば特に制限はない。例えばト
ラガカントゴムのような天然物から合成高分子まで多岐
に渡っている。主要なものを挙げれば、ポリビニルアル
コール、ポリビニルブチラート、ポリエチレングリコー
ル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
エチレンセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースの
少なくとも1種である。特にメチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエ
チレングリコールが保水性または流動性の点で好まし
い。
【0008】これらの有機系保水剤を少量有することに
よって、前記形状のアルミナ粒子が、水の存在によって
粘土のような可塑成形が可能となる。本発明の基本をな
すアルミナの板状粒子を得る方法としては、例えば、仮
焼工程で弗化アルミニウム等の鉱化剤を添加して製造す
る方法、アルミン酸ソーダ液に水酸化アルミニウムを加
えて加水分解して微細板状水酸化アルミを得て、これを
仮焼して製造する方法、水熱合成法などがあるが、本発
明においては、板状粒子を得る方法については、特には
限定しない。本発明は、得られた粒子が微細な板状であ
ればよい。こうして得られたアルミナ粒子は微細な板状
粒子で、この粉体は水で練ると従来のアルミナ粒子には
ない可塑性を発現するが、その表面に有機系保水剤を保
持せしめることにより、アルミナ系粘土に匹敵する可塑
性を発現するようになる。
【0009】
【実施例】バイヤー法による水酸化アルミニウムをボー
ルミルにて中心径0.7μmに粒度調整を行ったものを
10g所定量の純水でスラリーを作成し、これを小型オ
ートクレーブ100ccに充填し、温度600℃、圧力
200kg/cm2にて2時間水熱処理を行った。処理
後の生成物は水洗、濾過、乾燥して試料とする。得られ
たアルミナ粉体は粒度のそろった中心径1.0μmの六
角板状粒子であった。同試料の電子顕微鏡写真を図1に
示す。かかるアルミナ粉体100gにポリエチレングリ
コール3g部と水とを添加して混練し、本発明可塑材料
とした。
【0010】この本発明可塑材料と市販のカオリナイト
質粘土について可塑性を評価した。可塑性評価法として
は、混練材料中の含水量と塑性変形量を表示するPfe
fferKorn法により、変形比3.3における試料
の100℃乾燥時の含水率を可塑含水率PI、又、40
℃から100℃の乾燥で逃げる水分(束縛水に相当する
と考えられる水分)を保水率WR、そして下記式に示す
保水率と可塑含水率の比を可塑特性値CVにおいて評価
する。(窯業協会誌,92,77−82,1984) CV=(WR/PI)×100
【0011】結果は下記のとおりであった。 PI WR CV 市販カオリナイト 38.64 0.589 1.523 本発明可塑材料 33.08 0.623 1.884 上記評価結果から明らかなように、本発明の可塑材料は
市販カオリナイト質粘土に匹敵する可塑特性値を有する
ものであることが確認された。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、市販のカオリナイト質
粘土に匹敵する可塑性を有するアルミナ質可塑材料が得
られ、従来の可塑成形法のように、多量の結合剤(成形
助剤)を必要としないため、緻密で密度の高い成形体を
得ることができる。したがって、構造用部品、電子部品
その他の分野に耐熱性、電気絶縁性、機械的強度等の優
れた材料として広く応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本のアルミナ粒子の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 アルミナ質可塑材料
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可塑性を保有するアル
ミナ粉体に関するもので、さらに詳しくは粒径の整った
微細な板状粒子で、特に水と練ると可塑性が発現するア
ルミナ質可塑材料に関する。
【0002】
【従来の技術】ファインセラミックスの代表的原料であ
るアルミナ粉体は、構造用部品、電子部品その他の分野
において、耐熱性、電気絶縁性、機械的強度等の優れた
材料として広く用いられている。しかし、アルミナ粉体
の成形において、可塑性を利用する成形を行うにあたっ
ては、これをただ水で練るだけでは粘土のような可塑性
は発現されない。そこで、成形に必要な可塑性を得るた
めには各種の成形助剤、例えば可塑性粘度や、多量の有
機バインダーを配合することによって、可塑成形が行わ
れている。しかし、これらの成形助剤を多量に使用する
場合、後工程における脱脂処理の必要性や成形密度の低
下ひいては焼結体の不均一という問題が発生する。
【0003】一方、従来より普通陶磁器用原料として用
いられているカオリナイト質粘土は、それ自体で大きな
可塑性を有している。そこでこの可塑性発現の要因であ
るが、素木氏や奥田氏らの解説(窯業原料第4集、99
−106,1952、粘土科学,8,14−23,19
68)によると、a.粒子は細かくコロイド領域に近い
こと、b.その形が偏平であること、c.水に対して粒
子表面の水膜(水素結合による)が厚いこと、等が挙げ
られている。しかし、この可塑性発現の原因の本質は未
だ未解決な問題が多いとも指摘している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術に鑑
み、ファインセラミックスの製造に用いるアルミナ粒子
に、カオリナイト粘土に匹敵する大きな可塑性をもた
せ、すぐれた成形性とともに成形密度を向上せしめよう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子形状が板
状で、粒子の大きさが1.0μm以下、厚さが0.1μ
m以下であるアルミナ粉体を、有機系保水材と水とで混
練してなることを特徴とするアルミナ質可塑材料であ
る。
【0006】いずれも基本となるアルミナ粒子の形状は
板状のものがよく、大きさが1.0μm以下、厚さが
0.1μm以下という微細さが必要である。形状が板状
でない、またはこれらの数値より大きな粒子では可塑性
の低下を招く。特に、粒子形状は六角板状であること
が、粒子を最密充填する上で好ましい。
【0007】有機系保水剤としては、混練材料に保水性
と流動性を与えるものならば特に制限はない。例えばト
ラガカントゴムのような天然物から合成高分子まで多岐
に渡っている。主要なものを挙げれば、ポリビニルアル
コール、ポリビニルブチラート、ポリエチレングリコー
ル、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
エチレンセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースの
少なくとも1種である。特にメチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエ
チレングリコールが保水性または流動性の点で好まし
い。
【0008】これらの有機系保水剤を少量有することに
よって、前記形状のアルミナ粒子が、水の存在によって
粘土のような可塑成形が可能となる。本発明の基本をな
すアルミナの板状粒子を得る方法としては、例えば、仮
焼工程で弗化アルミニウム等の鉱化剤を添加して製造す
る方法、アルミン酸ソーダ液に水酸化アルミニウムを加
えて加水分解して微細板状水酸化アルミを得て、これを
仮焼して製造する方法、水熱合成法などがあるが、本発
明においては、板状粒子を得る方法については、特には
限定しない。本発明は、得られた粒子が微細な板状であ
ればよい。こうして得られたアルミナ粒子は微細な板状
粒子で、この粉体は水で練ると従来のアルミナ粒子には
ない可塑性を発現するが、その表面に有機系保水剤を保
持せしめることにより、アルミナ系粘土に匹敵する可塑
性を発現するようになる。
【0009】
【実施例】バイヤー法による水酸化アルミニウムをボー
ルミルにて中心径0.7μmに粒度調整を行ったものを
10g所定量の純水でスラリーを作成し、これを小型オ
ートクレーブ100ccに充填し、温度600℃、圧力
200kg/cm2にて2時間水熱処理を行った。処理
後の生成物は水洗、濾過、乾燥して試料とする。得られ
たアルミナ粉体は粒度のそろった中心径1.0μmの六
角板状粒子であった。同試料の電子顕微鏡写真を図1に
示す。かかるアルミナ粉体100gにポリエチレングリ
コール3g部と水とを添加して混練し、本発明可塑材料
とした。
【0010】この本発明可塑材料と市販のカオリナイト
質粘土について可塑性を評価した。可塑性評価法として
は、混練材料中の含水量と塑性変形量を表示するPfe
fferKorn法により、変形比3.3における試料
の100℃乾燥時の含水率を可塑含水率PI、又、40
℃から100℃の乾燥で逃げる水分(束縛水に相当する
と考えられる水分)を保水率WR、そして下記式に示す
保水率と可塑含水率の比を可塑特性値CVにおいて評価
する。(窯業協会誌,92,77−82,1984) CV=(WR/PI)×100 結果は下記のとおりであった。
【0011】 PI WR CV 市販カオリナイト 38.64 0.589 1.523 本発明可塑材料 33.08 0.623 1.884 上記評価結果から明らかなように、本発明の可塑材料は
市販カオリナイト質粘土に匹敵する可塑特性値を有する
ものであることが確認された。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、市販のカオリナイト質
粘土に匹敵する可塑性を有するアルミナ質可塑材料が得
られ、従来の可塑成形法のように、多量の結合剤(成形
助剤)を必要としないため、緻密で密度の高い成形体を
得ることができる。したがって、構造用部品、電子部品
その他の分野に耐熱性、電気絶縁性、機械的強度等の優
れた材料として広く応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本のアルミナ粒子の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 喜一 愛知県名古屋市名東区平和が丘1−70 (72)発明者 福田 雄史 富山県黒部市中新403−3

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子形状が板状で、粒子の大きさが1.
    0μm以下、厚さが0.1μm以下であるアルミナ粉体
    を、有機系保水材と水とで混練してなることを特徴とす
    るアルミナ質可塑材料。
  2. 【請求項2】 粒子形状が六角板状粒子である請求項1
    記載のアルミナ質可塑材料。
  3. 【請求項3】 有機系保水材がポリビニルアルコール、
    ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール、メチ
    ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチレン
    セルロース、ヒドロキシプロピルセルロースの少なくと
    も1種である請求項1記載のアルミナ質可塑材料。
  4. 【請求項4】 有機系保水材がメチルセルロース、ポリ
    ビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリ
    エチレングリコールの少なくとも1種である請求項3記
    載のアルミナ質可塑材料。
JP3282015A 1991-07-09 1991-10-03 アルミナ質可塑材料 Pending JPH072568A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3282015A JPH072568A (ja) 1991-10-03 1991-10-03 アルミナ質可塑材料
CA002073471A CA2073471C (en) 1991-07-09 1992-07-08 Process for producing fine flaky alumina particles and alumina-based plastic material
EP92111532A EP0522519B1 (en) 1991-07-09 1992-07-08 Process for producing fine flaky alumina particles and alumina-based plastic material
DE69208753T DE69208753T2 (de) 1991-07-09 1992-07-08 Verfahren zur Herstellung feiner plättchenförmiger Partikel sowie plastische Werkstoffe basierend auf Aluminiumoxid
DE199292111532T DE522519T1 (de) 1991-07-09 1992-07-08 Verfahren zur herstellung feiner plaettchenfoermiger partikel sowie kunststoffe basierend auf aluminiumoxid.
US08/301,734 US6080380A (en) 1991-07-09 1994-09-07 Process for producing fine flaky alumina particles and alumina-based plastic material
US08/491,114 US5587010A (en) 1991-07-09 1995-06-16 Process for producing fine flaky alumina particles and alumina-based plastic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3282015A JPH072568A (ja) 1991-10-03 1991-10-03 アルミナ質可塑材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH072568A true JPH072568A (ja) 1995-01-06

Family

ID=17647048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3282015A Pending JPH072568A (ja) 1991-07-09 1991-10-03 アルミナ質可塑材料

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JP (1) JPH072568A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5363408A (en) * 1976-11-17 1978-06-06 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Device for manufacturing ceramic raw sheets of oriented property
JPS6433055A (en) * 1987-07-27 1989-02-02 Sumitomo Cement Co Sintered body of alumina having high strength and its production

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5363408A (en) * 1976-11-17 1978-06-06 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Device for manufacturing ceramic raw sheets of oriented property
JPS6433055A (en) * 1987-07-27 1989-02-02 Sumitomo Cement Co Sintered body of alumina having high strength and its production

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