JPS62297257A

JPS62297257A - セラミツクス射出成形用ポリアミド系バインダ−

Info

Publication number: JPS62297257A
Application number: JP61141180A
Authority: JP
Inventors: 裕小野; 斎藤　勝義; 斎木　武雄; 八神　春雄
Original assignee: SANWA KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: SANWA KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1987-12-24

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】く本発明の概要〉本発明はセラミックスの射出成形に用いるバインダーの
改良に関するものである。

〈従来技術の説明〉一般にセラミックス製品は、セラミックス材料とバイン
ダーとを混合し、成形、脱脂、焼成することによって製
造される。この場合バインダーの選択は、特に成形及び
脱脂工程の成否を左右するので等閑に付すことはできな
い。

すなわち、バインダーの選択を誤まると、脱脂不十分と
なり、一部炭化部分を生じたり、あるいは成形体にひび
割れを生ずるなどの悪影響を引き起す。これは特に樹脂
量を多く使用する射出成形あるいは押出成形等の手段を
用いて成形した場合とか、成形体が比較的大きい場合と
かあるいはその構造が複雑な形状のもの等について特に
か５る欠点が見られた。

く本発明の目的〉本発明の目的は、バインダーの主成分にポリアミド樹脂
等のアミド化合物を用い、従来のバインダーに比較し、
成形性、脱脂性の、改善又は改良ならびに得ちれる焼結
晶の歩留りの改善をはかることにある。

く本発明の詳細な説明〉本発明のセラミック射出成形用バインダーは、（イ）２
種のアミド化合物と、（２））補助的物質とから成る。

（Ｉ）　　アミド結合を有する前記２種類の樹脂のうち
の一方その樹脂５０ｍｇを５℃／分の昇温下、熱天秤で空気中
での重量変化を調べた場合、５０重量％減量する温度が
３８０℃〜４８０℃であるようなポリアミド樹脂である
。

さらに具体的に述べると、脂肪族カルボン酸やその酸塩
化物の如き反応性塩とポリアミンとのポリ縮合、あるい
は環状ラクタムの自己重合によって得られるポリアミド
樹脂等である。

前記酸原料としては０２〜Ｃ５４カルボン酸又はその酸
塩化物の如き反応性塩等が挙げられ、好ましくはＣ２゜
〜Ｃ２□カルボン酸、又はダイマー酸等である。これら
の酸は必要により混合して用いることができる。

前記ポリアミン原料としては、Ｃ２〜ＣＩ２のジアミン
、ポリエーテルジアミン等が挙げられ好ましくはエチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジア
ミン、ポリエーテルジアミン等である。これらは必要に
より混合して用いることができる。

以上のようなポリアミド樹脂を、以下便宜上、樹脂囚と
呼ぶ。

この「樹脂囚」は、全バインダー量の約２０〜°６０重
量％の割合で使用する。

（ＩＩ）　　アミド結合を有する前記２種類の樹脂のう
ちの他方その樹脂５０ｍｇを５℃／分の昇温下熱天秤で空気中で
の重量変化を調べた場合５０重量％減量する温度が１８
０〜３５０℃で分子量が１７０〜５６０であるようなア
ミド化合物である。

さらに具体的に述べると、脂肪酸又はその酸塩化物の如
き反応性塩と、アンモニア、脂肪酸アミン又は脂環式ア
ミンとから誘導されるアミド化合物等である。

前記脂肪酸としては、Ｃｌ−Ｃ２２モノカルボン酸が挙
げられる。それらは必要により混合して用いることがで
きる。またアミン成分としては０８〜Ｃ２□のモノアミ
ン、ピペラジンの如き複素環化合物が挙げられ、それら
は必要により混合して用いることができる。両者は縮合
反応させて分子量が約１７０〜５６０のアミド化合物と
する。

本発明に於て、ポリアミド樹脂などのアミド結合は（特
に理論に拘泥する意図はないが）積極的な親和力を与え
るものと考えられる。特に成形体のセラミック粒子間に
存在させ乞と、それが強い接着力を発揮し、静的状態に
至るとセラミック粒子の位置的関係を保持するように働
らいていると考えられる。

このことは、後で詳述する補助的物質が、セラミック粒
子に対し特に強い接着力を持っていなくとも十分に高い
保形性を保持できることから、予測又は支持される。こ
のような機能に着目すれば、補助的物質の種類、量とも
に、比較的大きな範囲で選択できることが理解できよう
。

要するに、本発明の特長の一つはアミド結合を有する化
合物の使用にあり、それは、セラミックス材料とバイン
ダーとの間の「ぬれ性」又は「なじみ」と呼ばれる表面
相互作用に良好な影響をもたらし、例えば窒化珪素など
をセラミック原料の一つとして選んだ時、水累結合を生
じ、ぬれ性と保形性をよくするのである。

（Ｉ［Ｉ）補助的物質本発明のバインダーに於ては、（イ）アミド結合を有す
る２種類の樹脂に、更に（ロ）補助的物質を加える。

該補助的物質としては、分子量３２０〜１０００のビスフェノール型エポキシ樹
脂、モノアルキルアミン、モノエタノールアミン、ピペ
ラジンの中から選んだ１つ又は２つ以上のアミンを反応
させて得られる樹脂、ならびにジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアル
キルフタレート、ベンジルアルコール、ベンジルアセテ
ート、カプロン酸、カプリン酸、カプリル酸、ラウリル
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸より選
ばれた１つ又は２つ以上の化合物等が用いられる。

本発明に於て補助的物質は急激な脱脂を防ぎ、前記樹脂
（Ａ）及び（Ｂ）の脱脂を補助する役割をする。

該補助物質はバインダーの昇温下熱天秤による加熱減量
曲線をゆるやかにする。それ故、その適否は主に加熱減
量曲線をもとに選択することができる（第１図参照）。

補助的物質の使用量は、全バインダー量の６重量％以上
でなければならない。これは６重量％未満では十分な補
助的役目を果さず、従って例えば脱脂体にクラックを生
じるためである。

以下補助的物質を、便宜上（Ｃ）と略称する。

以上述べた樹脂内、（Ｂ）及び（Ｃ）は、加熱、溶融、
混合し、更に必要によりシート状又はペレット状にした
ものをバインダーとして用いる。

又、別法として、セラミックス扮と各成分を直接混練し
てもよい。

なおセラミックスの成形方法としては、公知の射出成形
法のすべてを採用しうる。

本発明の効果本発明のバインダーは従来のバインダーに比較して良好
なぬれ性を示す。従って少量の添加によって、より有効
に働き、その結果成形性、脱脂性及び焼結晶の歩留りが
著しく改善される。

実施例１下記配合例に示す化合物を夫々ポリ縮合して、樹脂内（
ポリアミド樹脂）を製造した。

ダイマー酸　　　　　　　　５８０重量部エチレ゛ンジ
アミン　　　　　　　４　〃ポリエーテルジアミン　　
　２１６　〃この生成樹脂を以下＜Ａ、）　−１という
。

Ｃ２２ジカルボン酸　　　　　３７０重量部インフォロ
ンジアミン　　　　３４　〃キシリレンジアミン　　　
　１０９　〃この生成樹脂を以下（Ａ）−２という。

次に、常法によりステアリルアミンと酢酸及びステアリ
ルアミンとラウリン酸とを夫々綜合反応せしめ、樹脂の
）（アミド化合物）を１等だ。以下便宜上前者の生成物
を（Ｂ）−１、後者の生成物を田）−２と呼ぶことにす
る。

更にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３８０重Ｉｍｓステア
リルアミン　　　　　　　　２８０〃を常法により反応
させて樹脂を得た。

以下、便宜上（Ｃ）という。

次に、このようにして得られた各種原料（Ａ）〜（Ｃ）
を下記の如き割合で混合した。

（」）バインダー組成１（Ａ）−１１００重量部田）−１５０“ ω）−２７５〃（ｃ）　　　　　　　　　　　　　　　　７５　　　〃
ジブチルフタレート　　　　１５　〃ジメチルフタレート　　　　１５　〃（ｉｉ）バインダー組成２（Ａ）−２１５０重量都田）−２１５０〃ジブチルフタレート　　　２５重量部ステアリン酸　　　　　　　８　〃実施例２易焼結アルミナ〔加圧嵩密度２．３０　ｇ　／　ａｍ　
（圧力１０００　ｋｇ／ｃｉ）比表面積５．５ｍ’／ｇ
ｌ）１００重量部に対して前記バインダー組成１のポリ
アミド系バインダー１６重量部を、１２０℃で加熱混練
し、冷却して粉砕し、成形用材料を得た。これを成形温
度１４０℃、圧力６６０ｋｇｆ／ｃｄという条件でコマ
型に成形し、次いで常温から８０℃まで２時間、８０℃
から４２０℃までを１時間５．６℃で昇温し、脱脂後１
６２０℃で８時間で焼成した。収率８５％以上。かさ密
度３．９５以上のものが得られた。

比較例１従来のバインダー中良好な結果を示すものを比較のため
作った。

まず実施例２のアルミナ１００重量部にエチレン酢酸ビ
ニル共重合体（以下ＥＶＡ樹脂という）３．５重量部、
アクリル樹脂４，５重量部、変性ワックス８．０重量部
、ジブチルフタレート１．５重量部を、１２０℃で加熱
混練し、冷却後、粉砕した。

この成形材料は圧力６６０ｋｇｆ／ｃ＋＋ｆで射出温度
１６５℃以上で成形可能であった。

脱脂焼成は実施例２と同じにした。かくて収率は約７５
％、かさ密度３．９４以上のものが得られた。

実施例３窒化ケイ素（φ２μｍ以下６３．５重量％、比表面積７
．０ｍ’／ｇ）１００重量部と高純度アルミナ（純度９
９．９９％）５重量部とＹ２Ｏ３５重量部とをアルコー
ル中で４８時間混合し調整した。

この調整した粉体１００重量部に対して前記バインダー
組成２のポリアミド系バインダー２２重量部を加えて、
１２０℃で加熱混練し、冷却後粉砕し成形材料を得た。

これを成形温度１５０℃、圧力６６０ｋｇｆ／ａｎｔで
コマ型に成形し、Ｎ２　雰囲気中で毎時５〜１０℃で、
５００℃まで昇温させて脱脂し、１８００℃で８時間で
焼成した。

収率７５％以上。かさ密度３．１０以上のものが得られ
た。

比較例２比較のため従来のバインダー中良好な結果を示すものを
作った。

まず実施例３に用いた窒化ケイ素粉体１００重量部に対
して、ＥＶＡ樹脂６．４重量部、アクリル樹脂９．５重
量部、ステアリン酸４．３重量部、ジブチルフタレート２．２重量部、変性
ワックス３．８重量部を加えて、実施例３と同様な処理
、すなわち成形、脱脂、焼成を行なった。

収率約５０％、かさ密度３．１０以上のものが得られた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のバインダーの加熱減量曲線を示す。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）アミド結合を有する２種類の樹脂と（ロ）
分子量３２０〜１０００のビスフェノール型エポキシ樹
脂に、モノアルキルアミン、モノエタノールアミン、ピ
ペラジンの中から選んだ１つ又は２つ以上のアミンを反
応させて得られる樹脂、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、ジアルキルフタレート、ベンジルアル
コール、ベンジルアセテート、カプロン酸、カプリン酸
、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸より選ばれた１つ又は２つ以上の化合
物から成ることを特徴とするセラミックス射出成形用ポリ
アミド系バインダー。
（２）アミド結合を有する２種類の樹脂のうちの一方は
、樹脂量５０ｍｇを５℃／分の昇温下熱天秤で空気中で
の重量変化を調べた場合５０重量％減量する温度が３８
０℃〜４８０℃であるようなポリアミド樹脂であること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のセラミック
ス射出成形用ポリアミド系バインダー。
（３）アミド結合を有する２種類の樹脂のうちの一方は
、全バインダー量の２０〜６０重量％である、特許請求
の範囲第１項記載のセラミックス射出成形用ポリアミド
系バインダー。
（４）アミド結合を有する樹脂のうちの他方は、樹脂量
５０ｍｇを５℃／分の昇温下熱天秤で空気中での重量変
化を調べた場合５０重量％減量する温度が１８０〜３５
０℃で分子量が１７０〜５６０であるようなアミド化合
物であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
のセラミックス射出成形用ポリアミド系バインダー。
（５）アミド結合を有する樹脂のうちの他方は、全バイ
ンダー量の２０〜６０重量％である特許請求の範囲第１
項記載のセラミックス射出成形用ポリアミド系バインダ
ー。
（６）（ロ）の化合物は、全バインダー量の６重量％以
上である特許請求の範囲第１項記載のセラミックス射出
成形用ポリアミド系バインダー。