JPS61122152A - 射出成形用セラミツク組成物 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形用セラミック組成物に関し、より詳し
くは、セラミック粉末を焼結するに先立って、所望の形
状の製品を射出成形するのに好適な射出成形用セラミッ
ク組成物に関する。

（従来の技術） セラミック粉末を所望形状の製品に成形する方法として
、セラミック粉末と有機材料とを混合し、得られる混合
物を加熱流動化させて射出成形する方法が開発されてい
る。射出成形品は、つし）で、有機材料の分解温度以上
に加熱され、含有されている有機材料が分解除去される
。この工程は、（、Ｎわゆる脱脂と呼ばれている。脱脂
された成形品を本焼成することにより、高い強度を有す
る焼結成形品が得られる。

一般に、セラミック粉末が微粒で比表面積の大きな場合
は、高い強度の焼結晶が得られることが知られているが
、上記粉末に有機材料を配合した組成物は流動性が悪（
なる傾向がある。そのため、射出成形品にフローマーク
やウェルドラインが現れたり、内部欠陥が現れたりする
ことが多いとし）う問題がある。

一方、射出成形品を脱脂する場合、有機材料の種類や脱
脂条件によっては、成形品が変形したり膨れたり、成形
品にクラックが発生したり、さらには成形品の表面が剥
離したりすることがあり、成形品の歩留りが悪くなる。

セラミ・７り粉末の射出成形に使用される有機オ料ヒし
て、アクリル系樹脂（特開昭５８−９９１７１号公報）
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、パラフィン及び高級
脂肪酸ジエステルの組合せ（特開昭５８−１３５１７３
号公報）などが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 有機材料としてアクリル系樹脂を配合したセラミック組
成物は、成形品の親脂性は非常に優れているが、射出成
形時の流動性が充分ではない。

有機材料としてエチレン−酢酸ビニル共重合体、パラフ
ィン及び高級脂肪酸ジエステルを配合したセラミック組
成物は、射出成形時の流動性は良好であるが、脱脂時に
成形品にクランク、膨れが発生したり、成形品が変形し
たりするという問題が起こりやすく、良好な脱脂成形品
を得るためには非常に小さい昇温速度で長時間加熱する
必要がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、射出成形時の流動性及び寸法安定性が良好
であり、しかも射出成形品を脱脂する際に、成形品が膨
れたり変形したすせず、成形品にクラックが発生しない
射出成形用組成物を開発することを目的として研究した
結果、有機材料として特定の化合物を特定量使用するこ
とにより、上記目的が達成されることを見いだし、本発
明を完成した。

本発明によれば、セラミック粉末４５〜６５容量％及び
有機材料５５〜３５容量％からなり、有機材料の組成が
、エチレン−酢酸ビニル共重合体５〜５０重量％、アク
リル系樹脂２０〜７０重量％、ワックス１０〜４０重量
％及び可塑剤３〜１８重量％である射出成形用セラミッ
ク組成物が提供される。

本発明におけるセラミック粉末の具体例としては、窒化
珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、サイアロン及
び金属珪素の粉末が挙げられる。これらの粉末の粒度（
遠心沈降法）は通常１０μ以下であればよい。しかし、
本発明においては、粒度が１μ以下であるか比表面積（
ＢＥＴ法）が９ｒｒ（／ｇ以上の粉末を使用した場合に
最良の効果が達成される。セラミック粉末には、必要に
応じて、焼結助剤あるいは物性向上のための他の助剤が
予め配合されていてもよい。

エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、酢酸ビニル含
量が５〜４０重量％のものを使用することが好ましい。

酢酸ビニル含量が過度に小さいと射出成形時の成形収縮
率が大きくなり、成形品の寸法安定性が悪くなる。酢酸
ビニル含量が過度に多いと射出成形時の形状保持性が悪
（なるとともに射出成形品の強度が小さくなる。有機材
料中のエチレン−酢酸ビニル共重合体の割合は５〜５０
重量％、好ましくは１５〜４０重量％、さらに好ましく
は２５〜３５重量％である。割合が５０重量％より多い
と、射出成形品の脱脂時に成形品に膨れやクランクが発
生しやすくなる。上記割合が５重量％より少ないと、射
出成形後の成形品の取り出しのときに、成形品がゆがん
だり割れたりする。

アクリル系樹脂の具体例としては、アクリル酸エチル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチルのようなアクリ
ル酸エステル、メタアクリル酸ブチルのようなメタアク
リル酸エステルの重合体、共重合体が挙げられる。アク
リル系樹脂の数平均分子量は１万〜１７万、特に５万〜
１５万であることが好ましい。数平均分子量が５万未満
であると、射出成形品の強度が充分でなく、がっ脱脂工
程中の分解ガス発生速度が大きくなり成形品の膨れやク
ラックの原因となる。数平均分子量が１７万より大きい
と射出成形時の流動性が極端に低下する。有機材料中の
アクリル系樹脂の割合は２０〜７０重量％、好ましくは
２２〜５５重量％である。この割合が２０ｉｉｆ％未満
であると脱脂時に射出成形品に膨れやクラックが発生し
ゃすくなり、割合が７０Ｍ量％より多いと射出成形時に
成形品が割れたり金型にくっついたりする。

ワックスとしては、鉱物系のモンタンワックス、石油系
のパラフィンワックス、マイクロクリスクルワソクス、
ポリオレフィン系の合成ワックス、これらを変性したワ
ックスなどが使用され得る。

有機材料中のワックスの割合は１０〜４０重量％、好ま
しくは１５〜３５ｉ量％である。割合が１゜Ｎ量％未満
であると射出成形時の流動性を改良することができず、
その割合が４０重量％より多いと射出成形時に成形品が
金型に粘着する傾向がある。

可塑剤の例としては、ジエチルフタレート、ジブチルフ
タレート、ジオクチルフタレートのようなフタル酸エス
テルが挙げられる。有機材料中の可塑剤の割合は３〜１
８重量％、好ましくは７〜１２重量％である。可塑剤の
割合は３重量％未満であると可塑剤としての効果が現れ
ず、１８３！ｆｆｉ％より多いと射出成形品の脱脂時に
おける膨れの原因となる。

セラミック粉末と有機材料との配合割合は、セラミック
粉末４５〜６５容量％に対し有機材料３５〜５５容量％
である。有機材料の配合割合が上記下限より小さいと組
成物の流動性が悪くなり、配合割合が上記上限より大き
いとセラミック粉末への有機材料の配合が困難となり、
がっ効果にも差異は認められない。

本発明の組成物は、有機材料に加えて滑剤を含有するこ
とができる。滑剤としては、ステアリン酸、ステアリン
酸亜鉛などが使用され得る。滑剤の配合量は、セラミッ
ク粉末、有機材料との合計量に対して１５容量％以下で
あることが好ましい。

セラミック粉末に有機材料を配合する方法については特
に制限はなく、例えば、加圧ニーダ−を用いて、１３０
〜１５０℃に加熱された有機材料中にセラミック粉末を
徐々に加える方法を採用することができる。得られた配
合物は冷却後、粉砕機を用いて粉砕することにより、セ
ラミック射出成形用組成物を得ることができる。本発明
のセラミック射出成形用組成物は通常のプラスチックの
射出成形機を使用して所望形状の成形品にすることがで
きる。

射出成形品から有機材料を除去する脱脂方法についても
特に制限はなく、例えば、熱風循環式電気炉を用いて室
温から約４５０℃まで昇温する方法を採用することがで
きる。昇温速度は、室温から８０°Ｃまでは５０℃／時
間で、８０〜４５０　”Ｃの間は３〜ｂ い。脱脂する際の雰囲気については特に制限はなく、空
気雰囲気でもよく、不活性ガス雰囲気でもよい。

（発明の効果） 本発明の射出成形用セラミック組成物は、実施例の結果
かられかるように、射出成形時の流動性が良好であるた
め、低い射出圧力で寸法安定性の良い成形品を得ること
ができ、しかも射出成形品を脱脂する際に、成形品が膨
れたり変形したすせず、成形品にクラックが発生しない
という優れた特徴を有している。

（実施例） 以下に実施例を示す。

実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井ポリケミカル製、
エバフレックス２１０）３０重ｉｔ％、アクリル系樹脂
（三洋化成製、ＣＢ−１）４０重量％、配合ワックス（
中東油脂製、Ｄ７９３）２０重量％及びジブチルフタレ
ート１０重量％からなる有機材料を調製した。

イツトリア及びアルミナをそれぞれ５重Ｎシロ配合した
窒化珪素粉末（宇部興産製、平均粒子径０゜２μ、比表
面積１０ｎ？／ｇ）５４容量部を上記有機材料４６容量
部に添加し、加圧ニーダ〜で１４０℃、２気圧で３０分
間混練した。ａ練物、を５〜６朋の粒状にした。粒状物
を、シリンダ一温度１４０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｒａ、金型温度４ｏ′ｃで平板（６０龍×８０ｍｍｘ４
朋）を成形した。成形品には、クランクもなくウェルド
ライン及びフローマークも発生していなかった。この平
板を熱風１盾環式電気炉に入れ、空気雰囲気中、室温か
ら８０℃までを５０　”ｃ　／時間で、８０〜４００”
Ｃの間を４℃／時間で昇温しで脱脂した。脱脂した成形
品には膨れ、クランクおよび表面剥離は認められなかっ
た。

実施例２ エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリル系樹脂、配合
ワックス及びジブチルフタレ−１・の配合割合を、それ
ぞれ、２９重量％、５０重量％、１０重量％及び１１重
量％に変えた以外は実施例１におけると同様にして、有
機材料を調製した。

イツトリア及びアルミナをそれぞれ５重量％配合した窒
化珪素粉末（日本電工製、平均粒子１条１゜５μ）５４
容量部、上記有機材料３７容量部及びステアリン酸９容
量部を加圧ニーダ−を用い１４０℃、２気圧で３０分間
混練した。混練物を５〜６Ｈの粒状にした。混練物を５
〜６謳の粒状にした。粒状物を、ノズル温度１４０℃、
射出圧力１０００　ｋｇ／ｃｎｉ、金型温度３５℃で角
棒（１２７Ｘ１２．７Ｘ６．４ｍｍ）射出成形した。

この成形品について、実施例１におけると同様にして脱
脂した。税脂した成形品には膨れ、クラックおよび表面
剥離は認められなかった。

比較例１ 配合ワックスを使用せず、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、アクリル系樹脂及びジブチルフタレートの配合割合
を、それぞれ、２８重量％、６２重量％、及び１０重量
％に変えた以外は実施例２におけると同様にして、粒状
物を得た。この粒状物を実施例２におけると同様にして
射出成形しようとしたが、射出成形時の流動性が悪く、
射出圧力を１２００　ｋｇ／ｃｕｔにしないと所望形状
の角棒が得られなかった。

この成形品について、実施例１におけると同様にして脱
脂した。脱脂した成形品には小さなりラックが多数認め
られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック粉末４５〜６５容量％及び有機材料５５〜３
   ５容量％からなり、有機材料の組成が、エチレン−酢酸
   ビニル共重合体５〜５０重量％、アクリル系樹脂２０〜
   ７０重量％、ワックス１０〜４０重量％及び可塑剤３〜
   １８重量％である射出成形用セラミック組成物。