JPS5846471B2 - セラミツク製品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック製品の製造方法の改良に関するもの
である。

従来のセラミック成形法には、セラミック泥漿を石膏型
に流し込んで成形するスリップキャスト法や、セラミッ
ク粉末に粘土などの可塑性のある無機鉱物またはポリビ
ニルアルコールやデンプン等の有機物質を添加し、セラ
ミックに可塑性を持たせてからプレス成形したり、ある
いは押出し成形したりする方法がある。

さらに円筒状のセラミックを成形するにはラバープレス
成形法も適している。

また近年高精度のセラミック部品を大量生産する方法の
一つとして、プラスチックの成形にすでに多く採用され
ている射出成形法やトランスファー成形法あるいはプレ
ス成形法が検討されはじめた。

これらの成形法は、セラミック粉末にプラスチック等の
有機物を添加し混練することによりセラミックに可塑性
を与え、このものを通常プラスチックで行われているの
と同様の方法で射出成形あるいはトランスファー成形し
、得られた射出成形品を加熱してプラスチックを分解除
去（この工程を一般に脱脂工程という。

）せしめた後、高温で焼成または焼結してセラミック製
品を製造するものである。

これらの成形法を用いるとほとんどのセラミック製品は
製造可能となるが、しかしながらきわめて気孔の大きい
セラミック製品を製造する場合や、粒度がそろっていて
成形性の悪いセラミック粉末を用いる場合には該方法で
は不適当である。

なぜなら、脱脂工程においてプラスチックを完全に除去
してしまうと成形体はセラミックのみで形を保持するこ
とができず崩壊してしまい結局成形できないからである
。

ここにおいて本発明者等は種々研究した結果、上記成形
性の悪いセラミックでも崩壊することなく射出成形し焼
結し得る方法を見出し、ここに提供するものである。

すなわち、本発明によるセラミック製品の製造方法は、
セラミック粉末にプラスチックを主成分とする有機バイ
ンダーを添加して成形し、得られた成形品をプラスチッ
クの一部が残留するように脱脂処理し、これに無機バイ
ンダーを含浸させた後焼成または焼結することを特徴と
するものである。

さらに詳しく説明すると、セラミック粉末にプラスチッ
クを添加して混練してから通常の手段で成形をし、次に
得られた成形品を加熱して脱脂するが、この時若干のプ
ラスチック分が残留している状態で脱脂炉から取り出し
、次にこの成形品に無機バインダーを含浸させ、そして
焼成する方法である。

脱脂時に残留させるプラスチック量は初期成形品の０．
１〜５重量多が良いが、もし焼成後のセラミック製品の
強度を大きくすることを考えるならば、できるだけ少な
い方が好ましい。

このように成形品中のプラスチックを完全に除去せずに
若干残留せしめた状態として無機バインダーを含浸させ
た成形品を焼成または焼結すると、焼成時にプラスチッ
クが完全に除去されても含浸した無機バインダーが成形
体の崩壊を防ぎ、従って良好なセラミック製品が得られ
る。

無機バインダーとしては、例えばコロイダルシリカ液、
水ガラス液、リチウムシリケート、アルミナゾル等が用
いられる。

本発明による方法を用いると、かなり多くの気孔率を有
するセラミック製品や、成形性の悪いセラミック粉末で
も焼結体とすることができる。

本発明を更に詳しく説明するために、実施例を以下に示
すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

また各実施例中の残留プラスチック量は次のように計算
される。

実施例 １ 粒径５００μ〜２０００μのアルミナ粉末に第１表に示
すような組成の樹脂を１５重量饅（以下饅は重量型とす
る）添加し、高温ニーダ−にて１８０℃で６０分間混練
する。

混練後、１５０℃の高温ロールで板状にして、厚さ５間
で２〜１０ｍｍのペレットを作製した。

このペレットを次の第２表に示す射出成形条件で成形品
を得た。

その後、第１図に示すような温度パターンで脱脂を行な
い、プラスチックが約１．５係残存している脱脂品を得
た。

この脱脂品を第３表に示すようなコロイダルシリカ液に
浸漬して含浸させ、１５０℃で１時間乾燥後、１７５０
℃で３時間大気中で焼成し製品を得た。

なおここで製造した製品の形状（寸法Ｄ＝４０ｍｍ、
ｄ ＝ １５ｍｍ、 ｔ ＝２ｍｍ、 Ｌ＝５０ｍｍ）
を第２図に示す。

得られた製品の気孔率は４３係であった。

参考例 ｌ 実施例１において得られた射出成形品を、脱脂温度を４
００℃まで昇温しでプラスチックを完全に除去したとこ
ろ、成型品は崩壊してしまった。

実施例 ２ 粒径１ ａｍ以下のムライト粉末に上記第１表に示す組
成のプラスチックを１６％添加し、実施例１と同様の条
件で成形後、約１．１係のプラスチックが残留している
状態に脱脂した。

その後下記第４表に示すＪＩＳ ３号水ガラス液に浸
漬して含浸させ、１２０℃で１時間乾燥した。

それから１２００℃の大気中で１時間焼成したところ気
孔率５１係のムライト焼結体が得られた。

製品の形状は第２図に示したのと同じである。

参考例 ２ 実施例２と同様の条件下で完全に脱脂したところ、参考
例１と同じく崩壊した。

参考例 ３ 実施例２と同様の条件下で、第２図に示すような形に成
形品を置いて完全に脱脂したところやはり崩壊してしま
った。

参考例 ４ 実施例１において、約０．７ ％のプラスチックを残し
て脱脂を中止し、第２図に示すような形に置いて焼成炉
に入れて１７５０℃で３時間焼成したところ、やはり崩
壊してしまった。

実施例 ３ 粒径１０００μ〜５００μのβ−スポジューメンガラス
ピーズ（Ｌｉ２０− Ａ１２０２− ＪＳ １０２）に
、上記第１表に示したプラスチックを１５％添加し、射
出成形後実施例１と同様にして第１図に示す温度パター
ンに沿って加熱し残留プラスチック量が約０．８俤にな
るように焼成した。

この脱脂面を第５表に示すコロイド状のリチウムシリケ
ートに浸漬して含浸させ、１０５０℃で１時間大気中で
焼成しセラミック焼結体を作った。

製品の気孔率は４５％であった。

又抗折強度は３５Ｋｙｃｍ２であった。

但し、抗折残寒測定用試験片は巾１５間、長さ５０ ｍ
ｍ１厚さ１０間で、上記製法と同じ条件で製造した。

参考例 ５ 実施例３において約ｏ、 ｓ ％のプラスチックを残し
て脱脂を中止し、第２図のように置いて焼成炉中に入れ
、１０５０℃で１時間焼成したところ崩壊していた。

実施例 ４ 粒径１０００μ〜５００μのβ−スポジューメンがラス
ビーズにフェノール樹脂を１５饅添加し、１８０℃で２
分間ホットプレス底形（圧力２００Ｋｖ／ｃｆＩＬ”
） Ｌ、、第２図に示すような成形体（寸法Ｄ＝５０ｍ
ｍ、 ｄ＝＝１０ｍｍ、 ｔ ＝４ｍｍ、 Ｌ＝５０ｍ
ｍ）を製造した。

該成形体を空気中室温から５５０℃まで５時間かけて昇
温し取り出したところ残留プラスチック量は１３俤であ
った。

次にこの脱脂面を第５表に示すコロイド状リチウムシリ
ケートに浸漬して含浸し、１０５０℃にて１時間大気中
で焼成した。

この製品の気孔率は４６饅で、変形や崩壊はなかった。

参考例 ６ 実施例４において約１．３％のプラスチックを残して脱
脂を中止し、第２図のように置いて焼成炉中に入れ、１
０５０℃で１時間焼成したところ崩壊していた。

以上の各実施例の結果からも明らかなように、本発明の
製造方法を用いれば、従来の製造方法では不可能と考え
られていた気孔率の大きいセラミック製品が製造でき、
しかも焼成時に温度が低くても含浸バインダーの効果に
より所定の強度を得ることができる。

またバインダーを含浸すると、焼成温度が高いと結晶相
（又はガラス相）が転移を起こす材質（例えば安定化ジ
ルコニア、溶融珪石等）で、しかもある程度以上の強度
を必要とする場合に特に有効である。

本発明の製造方法によって得られたセラミック焼成品は
、気孔率の大きい形状の場合でも強度が優れており、し
たがって精密鋳造用中止や各種セラミック製品、例えば
パイプ、ルツボ、板等に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脱脂工程における温度パターンを表わすグラ
フであり、第２図は、本発明の成形に用いた試作品の斜
視図を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミック粉末にプラスチックを主成分とする有機
   バインダーを添加して成形し、得られた成形品を加熱し
   て該成形品の重量に対して０．１〜５重量俤のプラスチ
   ックが残留するように脱脂処理し、これに無機バインダ
   ーを含浸させた後焼成することを特徴とするセラミック
   製品の製造方法。