JPS593066A - セラミツク薄肉チユ−ブの製造法 - Google Patents

セラミツク薄肉チユ−ブの製造法

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JPS593066A
JPS593066A JP57110737A JP11073782A JPS593066A JP S593066 A JPS593066 A JP S593066A JP 57110737 A JP57110737 A JP 57110737A JP 11073782 A JP11073782 A JP 11073782A JP S593066 A JPS593066 A JP S593066A
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ceramic
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clay
molding
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和夫 小林
守 古田
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック製品の製造法に閃するもので、特に
寸法（精度に優れた薄肉チューブの製造法を提供するも
のである。
セラミック製品の成形方法として大別すると、プレス、
流し込み及び押出し成形に分けられ、製品の形状および
要求される製品特性によって、これ等の成形法が使いわ
けられている。
チューブ形状の成形に闘しては、主として押出し成形が
用いられているが、特に薄肉で寸法精度の高い製品は、
プレス成形の一種であるアイジス１タテイツク・プレス
で成形し、機械加工によって薄肉化および寸法仕上が行
なわれている。
薄肉および高寸法精度が要求される製品の代表例として
、近年第８の光源として脚光をあびている高圧ナトリウ
ム・ランプ用の透光性アルミナ・チューブがある。この
透光性アルミナ・チューブは、ランプの発光管として用
いられているため、光透過率が重要であり、このため薄
肉であることが要求される。さらに金属電極が気密シー
ルされ１．。
保持する必要およびランプ特性（ランプ電圧、ランプ出
力１包調の安定性）を一定に保つ目的から寸法精度の高
いことが要求される。
例えは、４００Ｗ用高圧ナトリウム・ランプの発光管の
寸法仕様として、 外　　　径　　φ９．ｒ）±０．１酵 長　　　　さ　　　１１１３　　±　１　闘肉　　　厚
　　０．８５　±０．１訃 具　直　度　　１００門当り０．０５酩以下のちのが要
求されている。このような寸法仕様が・必要なチューブ
形状の製品に通常の押出し成形法を適用すると成形直後
、成形体が塑性変形し易く、チューブの軸方向にたわみ
が生じ、真直度および真円度が要求される寸法仕様のも
のを得ることが四輪であった。従って透光性アルミナ・
チューブの製造法としては、乾式プレスの一部であるア
イソスタティックプレスによって寸法仕様より肉厚のや
や大きいチューブを成形し、この生素材を外周研削加工
して所定の肉厚および外径寸法に仕上げた後焼成する貌
’ＷＥ’！１−％方法が採られている。しかしこの方法
では成形後機械加工を必要とするため、工数もかかり、
また外周加工によって削られた原料粉末の書使用は不純
物の混入等の理由によって四輪であり、高価な高純度ア
ルミナ粉氷が無駄にすてられることとなり経済的な方法
ではない。
更にプレス成形は１個１個高圧プレスを行なうため生産
性も息＜、使用される成形用のゴム型およびアイソスタ
ティックプレス機の高圧にさらされる個所の部品（バル
ブ）の消耗も大きく非経済的であった。
本発明は以上のような欠点をなくすためなされたもので
、従来四輪と考えられていた押出し成形によって薄肉の
セラミック・チューブを経済的に得る方法を提供するも
のである。すなわち本発明は、押出し成形用坏土をｉ４
１！４整し押出し成形後焼成するセラミック・チューブ
の製造法において、セラミック原料粉末、加熱映化型有
機物および水を主成分とする成形用坏土を調整し、押出
し成形後ただちに成形物を加熱硬化するセラミック薄肉
チューブの製造法に関するものである。
本発明の透光性アルミナ・セラミック・チュー−プの製
造工程を図１１］１について師細に説明する。
最終焼成によって透光性アルミナ・セラミックとなるア
ルミナ微粉末と、焼結助剤、加熱によってゲル化あるい
は嫂化し、かつ予備焼成によって分解もしくは押敗する
親水性有機物および水を加えて十分に九合し水分１５〜
２５京量％の押出し成形用坏土を調整する。ここで用い
る有機物の選定は本発明の実施において重要であり、水
溶性であること、加熱硬化（ゲル化）することおよび熱
°分解してセラミックのがｔ成後に残渣を残さないこと
等の特性を有することが必要である。このような性質を
もつ６柿の有機物が使用ｉＪ能で特定されるものではな
いが、入手し易いものとしてはメチルセルローズ糸の有
機物がある。有機物の添加量として２〜６恵ｊｔ％が過
当であるが、原料アルミナ粉末の性状によっても左右さ
れる。水および親水性の有機物をセラミック原料に添加
する理由は、安１ｄｈでかつセラミック原料と親和性が
高いためである。
つぎに１９１ｇ整された押出し用坏土は真空土練機を用
いて坏土中の気泡を除くとともに押出し成形に過当な寸
法の円柱状の坏土素材に成形される。円柱状坏土素材は
プランジャ一式又はオーカ一式の押出し機により薄肉チ
ューブ素材に押出し成形される。押出されたチューブ状
素材を直ちに加熱された雰囲気にさらして急速に加熱し
て含まれている有機物を硬くすることによって、チュー
ブ素材全体を硬くシ、変形例えはへタリ１曲り等の防止
および水分除去を行なう。このためには押出し機゛の型
式によるが押出しの口金１に隣接して加熱炉°６を設置
し、一定の湿度に保持された雰囲気の中を連続的にチュ
ーブ素材を通過させる方法が工業的には好ましい。この
場合雰囲気湿度としては８００〜８００°Ｃか通してい
る。
この理由は８００°Ｃ以−上では有機物のゲル化（硬化
）が進む以前に生チューブ素材が自重で塑性変形するた
めである。−万８００°Ｃ以上の雰囲気になると、有機
物の硬化は促進されるか、化チューブ素材中の水分が急
激な加熱で蒸発現象を起し、製品に気泡を残し易く、さ
らには有機物の一部が炭化してしまい、後工程で焼成除
去し暖くなるためｓ　ｏ　ｏ　’ｃ以上の湿度を用いる
ことか必要である。
また、生チューブ素材が加熱硬化時＆と、生チューブ素
材の内径側への収縮変形の防止と加熱によって発生する
水蒸気を除去するために、押出し成形口金１の生チュー
ブ素材の内径側を形成するための口金部品２中に通気孔
４を設け、その通気孔４より空気圧０．２〜１．ＯｋＶ
′ｃ−の空気を生チューブ素材の内径側へ通すことは極
めて有効な手段である。
この空気圧の限定理由は０．２に９／′ｃ−以下では、
水蒸気の除去が不十分となり、過飽和な水蒸気が水滴と
なり素材に付着し、素材を軟化変形させたり表面状態を
粗面にし透光率を減少させる原因となるからであり、１
．０１ｃ９／−以上では生チューブ素材が変形あるいは
破壊に至ることがあるからである。
このようにして得られた生チューブ素材は押出し口金通
りの形状を保ちかつ取扱いによって変形しない強度を有
しているため過当な長さに切断した後、８００”Ｃ−１
２００°Ｃの加熱炉で１徐々に加熱して残留する水分、
有機物を飛散除去する。ついで水素炉、真空炉等で１７
００°Ｃ〜１９００”ＣＱ）、、高温まで加熱して６明
なセラミックを得る。
以上の処理によって押出し成形により成形され、高い寸
法精度を有する薄肉の透光性アルミナ・セラミック・チ
ューブが得られる。
・実施例　ｌ 酸化マグネシウム　　　　　８ジ メチルセルローズ　　　　９０９ ポリエチレンオキサイド　　　　　８０９水　　　　　
　　　　６００９ をニーダ−に投入し、約８０分間撹拌調合し完全に混合
した後、オーガ一式具空土練機を用いて土練を行ない、
押出し成形用の円柱状の坏土外径５０ｆｉｍ、長さ２５
０ｍ＊を作った。ついでこの円柱状の坏土をプランジャ
一式押出し機先端の口金よ？）外＆ｔ２．ａ５馴、内径
１０．１４市のチューブ素材を１５闘／秒のスピードで
押出し成形し、直ちに口金直下に設置されている電気炉
中をｉ＋ｕ　Ｌ、生累材の硬化を行なった。この際空気
圧を一定に保ち電気炉の温度を２００”０〜１０００°
Ｃまで変化させ、硬化条件の影響を確認した。
次に第１図に示すように押出し機先端の口金１のチュー
ブ素材８の内径側を形成するｕ全部品２、中に空気孔４
および口金１の外周部にも空気の吹込口５を設け、その
空気圧力を０〜１．２に９／ＣＩ、１９の範囲で変化さ
せかつその口金１に隣接する電気炉６の温度を６００°
Ｃに設定して生チューブ素材の硬化を行なって、その空
気圧の影響を確認した。
硬化したチューブ累月をそれぞれ約１５０　Ｒｌｎの長
さに切断し１５０°Ｃで１２時間乾燥後電気炉で９００
°Ｃ迄加熱して有機物を除去した。ついで、横型プッシ
ャ一式水素雰囲気炉を通して１８５０’Ｃで約６時間焼
成しく９．５−８．０）φｘ１１５　　の透光性チュー
ブを製作した。得られた製品の特性は表１゜表２に示す
通りで各々硬化条件、空気圧条件の影鼻外径のＭａｘ＋
−Ｍｉｎ、 表　　２ これらの表から明らかなように押出し直後の硬化温度が
２００“Ｃの場合には有機物の硬化が小十分で、その後
の処理中に変形し楕円となり曲りも大きい。これに対し
８００〜８００°Ｃ間では與円度。
曲りとも十分実用に供し得る寸法精度内に人っており、
透光性も優れていることが踊詔できた。
１０００℃の場合には寸法精度は満足できるが、有機物
の炭化残存か原因と考えられるチューブの黒化が生じ透
光性が低かった。また、チューブ素材内に送入する空気
圧は０．２〜１．（１９／、−がすぐれ、ていることが
確認された。
実施例　２ ９９％アルミナ粉末　　　５０００９ ＳｉＯ□　　粉　　末　　　　　］、ＯＯ９Ｍｇ’Ｏ粉
　　末　　　　　　２５９ メチルセルローズ　　　１５０り 水　　　　　　　　１５００　９ を実施例１と同様にニーダに投入し約８０分混練した。
この調合混練した坏土を真空土練機で土練し、押出し成
形用の円柱状坏土（外ｍ　５０　ａｍ、長さａ　ｏ　ｏ
　ａｍ　）を製作した。ついでプランジャ一式押出し機
により外径１０．０闘、内径８．（ＩＫＷＩのチューブ
素材全線３　Ｑ　鵬／４．のスピードで押出し成形し、
直ちに５００°Ｃに加熱された電気炉中を通し、有機物
源硬化させ、手で取扱い可能な生素材を得た。長さ８０
０酷に切断した後、タテ型のガス炉にて最高温度１６８
０°Ｃ迄昇濡して約１時間保持焼成し、外径８．８１＋
１ｔ、内径７．２藺の薄肉アルミナ・チューブを製作し
た。このチューブの真円度は平均０．１酎、曲りは１０
（ｉｔｓ当り０．４龍で優れた寸・法精度を有している
ことをＭｉｔｔした。
以上本発明の実施例を透光性アルミナ薄肉チューブの製
造法について説明したが、透光性セラミック・チューブ
に限られることなく、機械部品。
光学部品、剛熱剛蝕性部品に用いられるセラミック・チ
ューブの製漬法にも個用されるものである。
以上の説明で明らかなように、本発明はセラミック薄肉
チューブを寸法精度がよく、効率よく製造する方法であ
って産業の発展に寄与するものである。
４、図ｉｊｌ＋−ｉ　Ｉ７）簡単な説明第１図は本発明
の実施例を説明するための模式図である。
ｌ・・・口金、２・・・口金部品、３・・・チューブ集
材、４・・・通気孔、５・・・空気吹込口、６・・・電
気炉。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ｌ　押出し成形用坏土を調整し、押出し成形後、焼成す
    るセラミックチューブの製造法において、セラミック原
    料粉末、加熱硬化型有機物及び水を主成分とする成形用
    坏土を１！整し、押出し成形後ただちに成形物を加熱硬
    化することを特徴とするセラミック薄肉チューブの製造
    法。
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