JPS59468B2 - 高膨脹磁器組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属、金属酸化物およびガラスなどの高膨張
性物体との適合性が良好な高膨張磁器組成物に関する。

従来、真空外囲管等多くの電子管にセラミックスを利用
することは知られている（特開昭５２−１１５１６４号
公報等参照）が、その形状は円筒または平板状などの単
純な形状のものに制限されている。

これはセラミックスの焼縮み要因が部品の仕上り寸法精
度を低下させるためであり、仕上り寸法精度を向上させ
るためには焼結によっである程度の焼縮みを生じさせて
から所定寸法に削りざらに焼結するという複雑な製造法
をとらざるを得ない。

したがってテレビのブラウン管のファンネル部のような
複雑な形状を有してしかも大量生産を要求させるもので
は、そのセラミックス化は困難とされていた。

しかし、セラミックスはガラスに比べて機械的強度、電
気絶縁性に優れ、吸着ガスも少ないので、安全性や信頼
性の面から良好なセラミックファンネルの採用が提案さ
れている。

（例えば特開昭５２−９９０６４号、同一１１５１６４
号、同一１１５６５７号、同一１１５６５９号、同一１
２４８５４号、同一１２４８５５号、同一１２６１６３
号、同一１５２１５５号等参照）とりわけ、フォルステ
ライト、ステアタイト、チタニア、アルミナの１種また
は２種を主体とした熱膨張係数がパネルのガラスと同一
または近似の例えば８４〜９９（ＸＩＯ−７）であるセ
ラミックスをもってファンネル部を形成することが知ら
れている。

（特開昭５２−１１５１６４号公報参照）本発明はかか
る公知技術と同様に、例えばファンネル部として有用な
高膨張性の磁器組成物を提供することを目的とするもの
である。

すなわち、本第１発明は、原料組成が重量％でピロリン
酸カルシウム３５〜５５％、炭酸カルシウム１４〜３７
％、長石およびセリサイト粘土５〜３５％、カオリン質
粘土５〜４０％よりなり、該成分中ＣａＯ，／Ｐ２Ｏ５
の重量比は１２〜１５であり、必須成分が５ＩＯ２，Ａ
ｇ２Ｏ３，Ｐ２Ｏ５，ＣａＯ２ＭｇＯ，に２０およびＮ
ａ２Ｏからなり、磁器の膨張係数が８５〜１２０（Ｘ１
０−７）（４０〜４００°Ｃ〕であることを特徴とする
高膨張磁器組成物である。

そして、第２発明は上記ピロリン酸カルシウムは、Ｃａ
ＨＰＯ４，が１２未満であるカルシウムリン酸塩たとえ
ばリン酸水素カルシウム三水塩（ＣａＨＰＯ，・２Ｈ２
０〕リン酸水素カルシウム（ＣａＨＰＯ４〕、〕〕リン
酸カルシウムー水塩ＣａＨ２ＰＯ４） ２・Ｈ２０〕、
メタリン酸カルシウム（Ｃａ （ＰＯ３）２，１、リン
酸カルシウムＣＣａ３（ＰＯ，）２）、水酸アパタイト
ＣＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ））、骨燐、骨灰等によっ
て置き換えたものである。

また、炭酸カルシウムは石灰石またはドロマイトなどの
カルシウム、マグネシウム含有鉱物で置き換えてもよい
。

本発明組成物の特徴は、第１にＣａＯ／Ｐ２Ｏ５の重量
比を一定にすることにより、カルシウムリン酸塩の配合
量と磁器の膨張係数が一定の直線関係を示すことにある
。

第１図はその１例であって、ＣａＨＰＯ４，〜１．４の
場合のピロリン酸カルシウムの量と磁器の膨張係数との
関係が直線関係にあることを示す。

したがって、例えばファンネル部として好適な膨張係数
が８５〜１２０（ＸＩＯ−７）〔４０〜４００°Ｃ〕の
範囲の材料を製造しようとすれば、ピロリン酸カルシウ
ムの量を適宜に選定すればよい。

第２に、上記第１の特徴により任意の膨張係数を有する
磁器を製作した場合に、後記する実施例に示すように膨
張係数を除く諸物性値が大きく変化しないことにある。

第３に、本組成物による磁器は一般の珪酸アルミナ質磁
器と比較した場合に諸物性値が優れている点にある。

つぎに、本発明における各材料の配合組成の詳細につい
て説明するが、磁器の膨張係数を８５〜１２０ （Ｘ
１０−７）（４０〜４０００Ｃ）としたのは、８５以下
では高膨張と言い難いことにより、また１２０以上は本
方法によって得られる素地の安定に得られるための上限
値であるからである。

ピロリン酸カルシウムはＣａＯ成分と反応して、磁器の
主体をなすリン酸三カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ，）２）
の生成に関与するものである。

そして第１図に示した関係から、磁器の膨張係数が８５
〜１２０（Ｘ １０’−７） ［： ４０〜４００’Ｃ
）の条件に必要な配合量は３５〜５５％となる。

また、第２発明におけるピロリン酸カルシウム以外のカ
ルシウムリン酸塩でＣａＯ／Ｐ２Ｏ５が１．２未満のも
のは以下に記すＣａＯ成分およびカオリン質粘土との反
応によって磁器中で容易にリン酸三カルシウムＣＣａ３
（ＰＯ４）２〕を生成する。

したがって、リン酸水素カルシウム三水塩〔ＣａＨＰＯ
４・２Ｈ２０〕、リン酸水素カルシウムＣＣａＨＰＯ４
）、リン酸カルシウム−水塩ＣＣａ（Ｈ２ＰＯ４）２
・Ｈ２Ｏ）、メタリン酸カルシウム〔Ｃａ（ＰＯ３）２
〕、リン酸三カルシウム（Ｃａ３ （ＰＯ４） ２ ）
水酸アパタイト（Ｃａ５（ｐｏ、）３（ｏＨ））骨燐、
骨灰等は、上記ピロリン酸カルシウムのリン酸成分相当
量に該当する配合量範囲での置換使用が可能である。

炭酸カルシウムはＣａｂ／ Ｐ２０５＝ １．２〜１．
５の条件の範囲が基準にすると必然的に１４〜３７％の
範囲を必要となる。

この炭酸カルシウムはカルシウムリン酸塩と反応してリ
ン酸三カルシウム（Ｃａ３ （ＰＯ４） ２ ：）の生
成に関与すると同時に、カオリン質粘土と反応して組成
物の焼結に関与する。

焼結磁器を得るために上記ＣａＯ／ Ｐ２０５ ＝ １
．２〜１５の条件が適用される。

ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５が１２以下の場合は焼結磁器のガラス
成分が過剰となり磁器構造物が安定して得られなくなり
、１５以上になるとＣａＯ成分が過剰となり焼結性が悪
くなると同時に膨張係数が安定して得られない。

酸化マグネシウム成分はリン酸三カルシウムをつくるの
に支障を来したり安定した関係を示さなくなる惧れはあ
るが、焼結助剤としてはＣａＯ成分と同様の効果が得ら
れるのでＣａＯ成分の配合量の１０％以内の範囲でＣａ
Ｏと置要が可能である。

長石およびセリサイト粘土は必須成分のうらに２０＆よ
びＮａ２Ｏ成分を供給し、組成物の磁器化に必須な成分
である。

その配合量は５％以下では所期の効果が得られず、３５
％以上では過剰効果となり実用性がなくなる。

長石とセリサイトとの関係は、焼成時の温度を任意に選
択できる点で相互交換が可能である。

カオリン質粘土は組成物の成形能を律する成分＊＊であ
り、５％以下ではプレス成形の場合でも有効性がなく、
さらに上記カルシウムリン酸塩およびＣａＯ成分との反
応においても効果が得られない。

また４０％以上では泥漿鋳込み成形の場合でも成形性が
悪くなり過剰となる。

本発明組成物は１，２００〜１，３５０℃によって磁器
とされている。

その磁器の鉱物組成はＣａ３（ＰＯ４） ２の結晶相と
珪酸アルミナ質ガラス相とが主体であり、時に微量のア
ノーサイトとムライトを含む場合がある。

つぎに実施例並びに試験結果を示す。

上記表から明らかなとおり本発明によれば、高膨張性で
、しかも物性値の変化が少なく、一般の珪酸アルミナ質
磁器に比較して諸物性値の優れた磁器が得られるもので
、ファンネル部用材料などに有用である。

なお、上記実施例はピロリン酸カルシウムを用３５
いた例であるが、これを第２発明における前述のカルシ
ウムリン酸塩に置き換えても、略同様の結果が得られた
。

【図面の簡単な説明】

第１図はピロリン酸カルシウムの量と磁器の膨辺 張係
数との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料組成が重量％でピロリン酸カルシウム３５〜５
   ５％、炭酸カルシウム１４〜３７％、長石およびセリサ
   イト粘土５〜３５％、カオリン質粘土５〜４０％からな
   り、該成分中ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５の重量比は１．２〜１５
   であり、必須成分がＳ １０２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５
   、Ｃａｂ、 ＭｇＯ１に２０およびＮａ２０からなり、
   磁器の膨張係数が８５〜１２０（Ｘ１０−７）ｌ’−４
   ０〜４００℃」であることを特徴とする高膨張磁器組成
   物。 ２ 原料組成が重量％で、ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５が１２未満
   であるリン酸水素カルシウム三水塩、リン酸水素カルシ
   ウム、リン酸カルシウム−水塩、メタリン酸カルシウム
   、リン酸三カルシウム、水酸アパタイト、骨燐、骨灰の
   如きカルシウムリン酸塩３５〜５５％、炭酸カルシウム
   １４〜３７％、長石およびセリサイト粘土５〜３５％、
   カオリン質粘土５〜４０％からなり、該成分中ＣａＯ／
   Ｐ２Ｏ５の重量比は１．２〜１５であり、必須成分がＳ
   ｉ Ｏ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｃａｂ、 ＭｇＯ
   ，に２ＯおよびＮａ２０からなり、磁器の膨張係数が８
   ５〜１２０（Ｘ１０−７）「４０〜４００℃」であるこ
   とを特徴とする高膨張磁器組成物。