JPH0826729A - ジルコニア微小成形球体及びジルコニア微小球体の製造方法 - Google Patents

ジルコニア微小成形球体及びジルコニア微小球体の製造方法

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JPH0826729A JP16795794A JP16795794A JPH0826729A JP H0826729 A JPH0826729 A JP H0826729A JP 16795794 A JP16795794 A JP 16795794A JP 16795794 A JP16795794 A JP 16795794A JP H0826729 A JPH0826729 A JP H0826729A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】液中造粒方法によってジルコニア粉末を成形し
てジルコニア微小成形球体を製造するにあたり、噴霧乾
燥方法によって得られたジルコニア粉末の顆粒を核とし
て、該核を水中に撹拌分散させて、該分散液のpHを8
〜11に維持しながらジルコニア粉末スラリーを添加す
ることにより、該分散液中の核を成長させ、50〜40
0μmの微小成形球体を製造することを特徴とする、ジ
ルコニア微小成形球体の製造方法、及び、得られた微小
成形球体を1300〜1500℃で焼結するジルコニア
微小球体の製造方法。 【効果】簡便な造粒設備で容易に真球度の良いジルコニ
ア微小球体を製造することができ、ジルコニア微小球体
の多量生産に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液中造粒方法によるジ
ルコニア微小成形球体において、噴霧乾燥方法によって
得られたジルコニア粉末の顆粒を核として、該核を成長
させ、50〜400μmの微小成形球体を製造するジル
コニア微小成形球体の製造方法及び当該ジルコニア微小
成形球体を焼結するジルコニア微小球体の製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種産業分野で原料粉末の微粉化
への傾向が高まりつつあり、攪拌ミル等の粉砕機に使用
されるジルコニア球体も粉砕効率を良くするために小粒
径化傾向にあり、従来は、以下の2方法によってジルコ
ニア微小球体が製造されていた。
【0003】すなわち、ジルコニア粉末を粒径10mm
以下の小粒径球体に成形するには、もっぱら回転皿型造
粒機を用いる転動造粒方法が採用されていた。しかし、
この転動造粒方法で得られる成形体の最小粒径は400
μm程度(焼結すると300μm程度となる)であり、
粒径400μm以下の形状の良いジルコニア球体を、従
来の転動造粒方法で成形するには高度の熟練が必要であ
り、しかも真球度のよい製品が要求される場合は生産性
が非常に劣るので、事実上、工業規模での採用は不可能
である。
【0004】粒径100μm以下のジルコニア微小球体
に成形するには、一般的に噴霧乾燥造粒方法で行われて
いた。しかしながら、この方法では、粒径100μm以
下の球体顆粒は粒度分布が広いため目的とする粒径の球
体収率が悪く、生産性が非常に劣る。
【0005】上記のように、これら2方法では、粒径1
00〜400μmの範囲の形状の良い微小球体を成形す
ることが困難であるが、近年この範囲を埋める方法とし
て、ファインセラミックスの粉末を有機液体中に懸濁さ
せて撹拌して、粒径200〜600μmのセラミックス
微小球体を製造する液中造粒法が提案されている(特開
平2−239145号公報)。
【0006】しかしながら、前記液中造粒方法は、有機
液体中で造粒する方法であるため、有機液体の界面張
力、水分量、誘電率、密度、粘性などの造粒時の造粒条
件を厳しく管理する必要があり、操作が困難であるばか
りでなく、労務費も高くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液中
造粒方法によるジルコニア微小成形球体において、噴霧
乾燥方法によって得られたジルコニア粉末の顆粒を核と
して、該核を成長させ、50〜400μmの微小成形球
体を製造するジルコニア微小成形球体の製造方法及び当
該ジルコニア微小成形球体を焼結するジルコニア微小球
体の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、水
中での液中造粒方法によってジルコニア粉末を成形して
ジルコニア微小成形球体を製造するにあたり、噴霧乾燥
方法によって得られたジルコニア粉末の顆粒を核とし
て、該核を水中に撹拌分散させて、その分散液のpHを
8〜11に維持しながらジルコニア粉末スラリーを添加
して、該分散液中の核を成長させることによるジルコニ
ア微小成形球体の製造方法を要旨とするものである。
【0009】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0010】
【作用】本発明は、液中造粒方法によってジルコニア粉
末を成形してジルコニア微小成形球体を製造するにあた
り、噴霧乾燥方法によって得られたジルコニア粉末の顆
粒を核として、該核を水中に撹拌分散させて、その分散
液のpHを8〜11に維持しながらジルコニア粉末スラ
リーを添加することにより、該分散液中の核を成長させ
て50〜400μmのジルコニア微小成形球体を製造す
ることを特徴とするジルコニア微小成形球体の製造方法
に関する。
【0011】又、本発明は、上記方法で得られたジルコ
ニア微小成形球体を1300〜1500℃で焼結して得
られ、粒径35〜300μmであり、真球度が1.05
以下であるジルコニア微小球体の製造方法も含む。
【0012】本発明は、粒径が50〜400μm程度で
あるジルコニアの微小成形球体を得る場合に特に有効で
ある。
【0013】本発明の液中造粒に使用する設備は、スラ
リーを撹拌することのできる通常のパドル型撹拌羽根を
備えた容器で特に限定されるものではない。
【0014】液中造粒に使用するジルコニア粉末のスラ
リー調整は、市販のジルコニア粉末を水中に懸濁させる
方法で容易に得られる。
【0015】又、中和法や加水分解法でジルコニア粉末
を製造する際の工程で、ジルコニア仮焼粉末を平均粒子
径で1.0μm程度に微粉砕して得られる、ジルコニア
スラリーをそのまま使用することも可能である。
【0016】つぎに、本発明に使用する、核としての噴
霧乾燥方法によって得られるジルコニア粉末の顆粒は、
噴霧乾燥方法によって製造された市販のジルコニア粉末
顆粒を好適に使用することができる。
【0017】しかしながら、噴霧乾燥方法によって製造
されたジルコニア粉末顆粒は、一般的に10〜150μ
m程度の粒度分布があり、そのままの状態で本発明の核
として使用すると、得られるジルコニア微小成形球体の
粒度分布も広くなり目的とする粒径の球体収率が悪くな
るため好ましくない。
【0018】このようなことから、本発明に使用する核
としては、例えば30〜80μmや50〜100μmの
ように50μm程度の範囲に分級した噴霧乾燥ジルコニ
ア粉末顆粒が好ましく、更に分布巾を狭くすると、より
好ましい。
【0019】液中造粒の操作は、まず核としての噴霧乾
燥ジルコニア粉末顆粒を水中に分散させるが、分散操作
中及び分散後の核成長操作中のpHは8〜11に調整す
ることが必須である。
【0020】pHが8〜11の範囲では、水中でのジル
コニア粉末の粒子同士の凝集力が強く、噴霧乾燥ジルコ
ニア粉末顆粒が水中で崩壊することはなく、又、成長操
作時のジルコニア粉末の球体への凝集付着性が良い。一
方、pHが8未満であれば、水中でのジルコニア粉末の
粒子同士の凝集力が弱く、噴霧乾燥ジルコニア粉末顆粒
が水中で崩壊したり、成長操作時のジルコニア粉末の球
体への凝集付着性が悪く、逆に、pHが11を越える状
態になると、球体として凝集しているジルコニア粉末の
粒子同士が再分散し球体が崩壊する。
【0021】以上のように、pHを8〜11に調整する
ことにより、撹拌下の噴霧乾燥ジルコニア粉末顆粒は水
中で崩壊することなく分散した状態が保たれる。
【0022】この分散状態の液中に新たなジルコニア粉
末スラリーを添加することにより、核顆粒を成長させる
ことができる。
【0023】この成長操作を行う場合も、前記した理由
によりジルコニア粉末スラリーを添加すると同時にpH
調整剤も添加してジルコニア微小成形球体のスラリーp
Hを8〜11に維持する必要がある。
【0024】又、以上の操作を行う場合のジルコニア微
小成形球体のスラリー及び球体成長のための新たなジル
コニア粉末スラリーのスラリー濃度は特に限定されるも
のではないが、スラリー濃度としては30〜60wt%
程度が操作性や生産性の面で好ましい。
【0025】使用するpH調整剤としては、アンモニア
水等のアルカリ物質や塩化アンモニウム等の無機塩類や
アルカリ性のアクリル共重合樹脂等のセラミックス用バ
インダーなどが上げられる。
【0026】これらのpH調整剤を単独で使用してもよ
いが、微小成形球体の後工程での取扱いを容易にするた
めに球体強度を強くする目的で、例えばアルカリ物質と
前記のセラミックス用バインダーとの併用等がより好ま
しい。
【0027】このような成長操作により、粒径が400
μm程度の大きさまで成長させることが可能であるが、
粒径が400μm程度を越える大きさの球体は得られな
い。これは、粒径が400μm程度を越える大きさにな
ると、球体のジルコニア粉末粒子同士の凝集力より、撹
拌による剪断力や遠心力のほうが大きくなるため、球体
の崩壊が起こることが原因と考えられる。
【0028】以上の操作を行う上で、ジルコニア微小成
形球体スラリーの温度は常温でも可能であるが、スラリ
ー温度が高い程ジルコニア粉末の凝集力が強くなり、得
られる成形球体の機械的強度は強くなる。
【0029】このようなことから、粒径が200μm程
度を越える大きさの球体を得ようとする場合は、ジルコ
ニア微小成形球体スラリーの温度は50〜80℃が成形
球体の強度の面から好ましい。
【0030】以上のような操作で、50〜400μmの
目的とする大きさの微小成形球体が得られ、この微小成
形球体のスラリーをデカンテーションによって水洗した
後、50〜110℃で乾燥すると乾燥微小成形球体が得
られる。
【0031】つぎに、得られた乾燥微小成形球体を13
00〜1500℃で2時間焼結することにより、35〜
300μm程度の、密度が5.90g/cm3以上であ
るジルコニア微小球体が得られる。この焼結球体の真球
度(各球体における最大直径と最小直径との比)は、
1.05以下である。
【0032】以下の実施例により本発明を具体的に説明
するが、これらの実施例により、本発明は何等限定され
るものでない。
【0033】
【実施例】
実施例1 市販の東ソー(株)製ジルコニア粉末TZ−3Y(噴霧
乾燥品)を水と混合した後、ジルコニア製ボールを使用
した通常のボールミルで8時間分散させて、スラリー濃
度が45wt%であるジルコニア粉末スラリー600g
を調整した。
【0034】つぎに、市販の東ソー(株)製ジルコニア
粉末TZ−3Yをフルイで分級して粒径63〜106μ
mのジルコニア粉末顆粒270gを得た。
【0035】市販の容量が1000cm3であるポリエ
チレン製のビーカーに水を330g採取し、通常の4枚
羽根のパドル型攪拌機で撹拌を行い、この水中に前記の
ジルコニア粉末顆粒270gとNH3として0.29%
のアンモニア水を添加して、pHが9.0のジルコニア
粉末顆粒のスラリーを調整した。
【0036】つぎに、撹拌下のジルコニア粉末顆粒のス
ラリーに前記のジルコニア粉末スラリー600gを1時
間で連続的に添加した。
【0037】この1時間のスラリー添加操作中は、ジル
コニア粉末顆粒のスラリーのpHが9.0〜9.5を維
持するようにNH3として0.29%のアンモニア水を
添加した。
【0038】ジルコニア粉末スラリー600gの添加が
終了した時点で、中央理化工業(株)製のセラミックス
用バインダーSA−260をジルコニア粉末量に対して
0.5wt%添加して成形操作を終了し、微小成形球体
のスラリーを得た。
【0039】得られた微小成形球体のスラリーをデカン
テーションにより水洗した後、微小成形球体を静定分離
して80℃で乾燥した。
【0040】得られた乾燥微小成形球体の粒径は80〜
135μmであった。
【0041】つぎに、得られた乾燥微小成形球体を14
50℃で2時間焼結して、粒径55〜100μmのジル
コニア微小球体を得た。
【0042】得られたジルコニア微小成形球体の、顕微
鏡で拡大した写真によって測定した約50個の真級度
は、1.00〜1.03の範囲にあり、平均値1.01
であった。
【0043】また、ピクノメーター法によるジルコニア
微小球体の密度は、6.03g/cm3であった。
【0044】実施例2 実施例1で得た80〜135μmのジルコニア微小成形
球体のスラリー600gを採取して、成長操作以降を実
施例1と全く同様に行った。
【0045】得られた乾燥微小成形球体の粒径は100
〜170μmであった。
【0046】又、得られたジルコニア微小球体の粒径は
70〜130μmであり、真球度は1.00〜1.03
の範囲にあり平均値1.02で、密度は6.03g/c
3であった。
【0047】実施例3 実施例2で得た100〜170μmのジルコニア微小成
形球体のスラリー600gを採取して60℃に昇温し、
60℃で成長操作を行ったこと以外は実施例1と全く同
様に行った。
【0048】得られた乾燥微小成形球体の粒径は130
〜220μmであった。
【0049】又、得られたジルコニア微小球体の粒径は
90〜170μmであり、真球度は1.00〜1.04
の範囲にあり平均値1.03で、密度は6.03g/c
3であった。
【0050】実施例4 実施例3で得た130〜220μmのジルコニア微小成
形球体のスラリー600gを採取して60℃に昇温し、
成長操作以降は実施例3と全く同様に行った。得られた
乾燥微小成形球体の粒径は160〜280μmであっ
た。
【0051】又、得られたジルコニア微小球体の粒径は
110〜210μmであり、真球度は1.00〜1.0
4の範囲にあり平均値1.03で、密度は6.03g/
cm3であった。
【0052】実施例5 実施例4で得た160〜280μmのジルコニア微小成
形球体のスラリー600gを採取して60℃に昇温し、
成長操作以降は実施例3と全く同様に行った。得られた
乾燥微小成形球体の粒径は200〜350μmであっ
た。
【0053】又、得られたジルコニア微小球体の粒径は
140〜260μmであり、真球度は1.00〜1.0
4の範囲にあり平均値1.03で、密度は6.03g/
cm3であった。
【0054】比較例1 実施例1のスラリーpHを7.5とした以外は実施例1
と全く同様な操作を行った。
【0055】この場合は、核としてのジルコニア粉末顆
粒が水中で崩壊し、又、微小球体の成形もできなかっ
た。
【0056】比較例2 実施例1のスラリーpHを12.0とした以外は実施例
1と全く同様な操作を行った。
【0057】この場合は、核としてのジルコニア粉末顆
粒の大半が水中で崩壊し、又、微小球体の成形もほとん
どできなかった。
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、簡便な設備で容易に真
球度の良いジルコニア微小成形球体及びこの微小成形球
体を1300〜1500℃で焼結してジルコニア微小球
体を製造することができ、ジルコニア微小球体の多量生
産に好適である。
【0059】粒径50〜400μm程度のジルコニア微
小成形球体を得るのに特に有効である。
【0060】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液中造粒方法によってジルコニア粉末を成
    形してジルコニア微小成形球体を製造するにあたり、噴
    霧乾燥方法によって得られたジルコニア粉末の顆粒を核
    として、該核を水中に撹拌分散させ、その分散液のpH
    を8〜11に維持しながらジルコニア粉末スラリーを添
    加することにより、該分散液中の核を成長させ、50〜
    400μmの微小成形球体を製造することを特徴とする
    ジルコニア微小成形球体の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のジルコニア微小成形球体
    を1300〜1500℃で焼結して、35〜300μm
    のジルコニア微小球体を製造することを特徴とするジル
    コニア微小球体の製造方法。
  3. 【請求項3】ジルコニア微小球体の真球度が1.05以
    下、密度が5.90g/cm3以上であり、且つ請求項
    2に記載された製造方法により得られるジルコニア微小
    球体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002104875A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Tosoh Corp ジルコニア微小球およびその製造方法
JP2006193345A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Tosoh Corp セラミックス微小球およびその製造方法
JP2007191391A (ja) * 2007-02-02 2007-08-02 Niimi Sangyo Kk ジルコニアビーズの製造方法
JP2007246395A (ja) * 2007-05-02 2007-09-27 Niimi Sangyo Kk ジルコニアビーズ及びその製造方法

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