JPH01224257A - セラミック焼結体の着色方法 - Google Patents
セラミック焼結体の着色方法Info
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- JPH01224257A JPH01224257A JP63050103A JP5010388A JPH01224257A JP H01224257 A JPH01224257 A JP H01224257A JP 63050103 A JP63050103 A JP 63050103A JP 5010388 A JP5010388 A JP 5010388A JP H01224257 A JPH01224257 A JP H01224257A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
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、酸化物系のセラミック焼結体を着色する方法
に関するものである。
に関するものである。
セラミック焼結体は、耐熱性、耐摩耗性等の特性が優れ
ているため、切削工具を初めとして各種の加工工具、切
断用部材、摺動部材等として近年次第に適用範囲が拡大
しつつある。この場合において、上記工具若しくは部材
に要求される特性に応じてセラミックの種類１強度、靭
性、耐摩耗性その他を選定する必要があり、同一形状１
寸法のものであっても保有する特性を異にする場合があ
る。このような判別を便にするためには、当該工具若し
くは部材に刻印、印刷その他の手段によって特性を表示
してお（ことが好ましいが、これらの表示ができない場
合には上記工具若しくは部材の全部若しくは一部を着色
する手段が有効である。
ているため、切削工具を初めとして各種の加工工具、切
断用部材、摺動部材等として近年次第に適用範囲が拡大
しつつある。この場合において、上記工具若しくは部材
に要求される特性に応じてセラミックの種類１強度、靭
性、耐摩耗性その他を選定する必要があり、同一形状１
寸法のものであっても保有する特性を異にする場合があ
る。このような判別を便にするためには、当該工具若し
くは部材に刻印、印刷その他の手段によって特性を表示
してお（ことが好ましいが、これらの表示ができない場
合には上記工具若しくは部材の全部若しくは一部を着色
する手段が有効である。
一方セラミック焼結体の特性に着眼して、近年において
は例えば鋏、小力等の文房具類を初めとして、ゴルフ靴
用のスパイク等の日常生活に直結する器材、器具、物品
にまで適用範囲が拡大している。このような用途におい
ては、Ｊ！！味、ファツション性を考慮すると、当然に
全部若しくは部分的着色が要求され、しかもこの要求は
前記工業的用途におけるもの以上に多種、多様、多彩で
ある。
は例えば鋏、小力等の文房具類を初めとして、ゴルフ靴
用のスパイク等の日常生活に直結する器材、器具、物品
にまで適用範囲が拡大している。このような用途におい
ては、Ｊ！！味、ファツション性を考慮すると、当然に
全部若しくは部分的着色が要求され、しかもこの要求は
前記工業的用途におけるもの以上に多種、多様、多彩で
ある。
上記の要請に応えるべき着色手段としては１例えば着色
剤の塗布その他によってセラミック焼結体の外表面を着
色する方法が考えられるが、セラミック焼結体の用途が
摺動部材を主としていることを勘案すると、寿命、摺動
性の点で好ましくない、従って着色剤を組成内に含有さ
せることによって発色させる手段が有効である。
剤の塗布その他によってセラミック焼結体の外表面を着
色する方法が考えられるが、セラミック焼結体の用途が
摺動部材を主としていることを勘案すると、寿命、摺動
性の点で好ましくない、従って着色剤を組成内に含有さ
せることによって発色させる手段が有効である。
まず着色剤を組成内に直接的に含有させて発色させる手
段として、原料粉末の作製段階において粉末状の着色剤
を混合させてお（方法がある。しかしながらこのような
手段によるときには、所要の色彩の種類は勿論のこと、
多種類の色調、明度。
段として、原料粉末の作製段階において粉末状の着色剤
を混合させてお（方法がある。しかしながらこのような
手段によるときには、所要の色彩の種類は勿論のこと、
多種類の色調、明度。
彩度等に対応する原料粉末を予め準備しておくことが必
要であり、異なった種類の原料粉末作製前後の清掃を考
慮すると、生産コストが異常に高騰するのみならず１通
常の生産形態においては不可能である。なお粉末状態に
おける着色剤の原料粉末への添加混合の場合には、均一
性を確保することも困難であると共に１両者の混合には
多大の時間と工数とを要するという問題点も併存する。
要であり、異なった種類の原料粉末作製前後の清掃を考
慮すると、生産コストが異常に高騰するのみならず１通
常の生産形態においては不可能である。なお粉末状態に
おける着色剤の原料粉末への添加混合の場合には、均一
性を確保することも困難であると共に１両者の混合には
多大の時間と工数とを要するという問題点も併存する。
次に着色剤を溶かした溶液中に、焼結前若しくは焼結後
に成形体若しくは焼結体を浸漬する手段がある。しかし
ながらこの手段によるときには。
に成形体若しくは焼結体を浸漬する手段がある。しかし
ながらこの手段によるときには。
浸漬後において乾燥その他の脱溶媒処理を必要とすると
共に９着色剤が以後の焼結処理若しくは脱溶媒処理にお
いて変質し易（、希望とする色彩。
共に９着色剤が以後の焼結処理若しくは脱溶媒処理にお
いて変質し易（、希望とする色彩。
色調、明度等を得ることが困難であるという問題点があ
る。また変質し難い着色剤は、前記の溶媒に溶解し難い
場合が多く９着色が不均一となり易いという問題点が併
存する。
る。また変質し難い着色剤は、前記の溶媒に溶解し難い
場合が多く９着色が不均一となり易いという問題点が併
存する。
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、焼
結体に必要とされる特性を阻害することなく、容易かつ
均一確実に着色することができるセラミック焼結体の着
色方法を提供することを目的とする。
結体に必要とされる特性を阻害することなく、容易かつ
均一確実に着色することができるセラミック焼結体の着
色方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために１本発明においては、まず
請求項１記載の発明においては、酸化物系のセラミック
原料粉末を主成分とする原料を成形して得た成形体を１
着色用金属を溶解してなる酸溶液中に浸漬し１次に大気
中において焼結する。
請求項１記載の発明においては、酸化物系のセラミック
原料粉末を主成分とする原料を成形して得た成形体を１
着色用金属を溶解してなる酸溶液中に浸漬し１次に大気
中において焼結する。
という技術的手段を採用した。
また請求項２記載の発明においては、前記請求項１記載
方法によって得た焼結体を、この焼結体の焼結温度より
低い温度および非酸化雰囲気中において熱間静水圧成形
を行い２次に前記静水圧成形温度より低い温度および非
酸化雰囲気中若しくは大気中において焼鈍処理を行う、
という技術的手段を採用したのである。
方法によって得た焼結体を、この焼結体の焼結温度より
低い温度および非酸化雰囲気中において熱間静水圧成形
を行い２次に前記静水圧成形温度より低い温度および非
酸化雰囲気中若しくは大気中において焼鈍処理を行う、
という技術的手段を採用したのである。
上記の構成により、原料粉末から成形した成形体を着色
剤を溶解させてなる酸溶液中に浸漬するのみにて所望の
色彩をセラミンク焼結体に着色することができる。
剤を溶解させてなる酸溶液中に浸漬するのみにて所望の
色彩をセラミンク焼結体に着色することができる。
また請求項２記載の発明においては、セラミック焼結体
の密度を略理論値の近傍にまで向上させ得るという作用
を期待することができる。
の密度を略理論値の近傍にまで向上させ得るという作用
を期待することができる。
まず原料粉末として、ＹｔＯｓを５．４重量％含有する
Ｚ、０１粉末と、このＺ −０１粉末に対して４重量％
のＡｌｔｏｓ、２重量％のステアリン酸カルシウムおよ
び３重量％のポリビニルアルコールとを添加混合して作
製した。なおＺ −Ｏを粉末の粒径は３００人程度のも
のを使用した０次に上記の原料粉末を成形用金型内に充
填して、３ｔ／ｃｄで加圧成形し、大径部および小径部
の直径が各々８■および４ｉｕ＋、軸方向長さが１８ｍ
ｍ（但し、大径部の軸方向長さは８ ａｍ）の疑似円錐
状の成形体（ゴルフ靴のスパイク用）を得た。
Ｚ、０１粉末と、このＺ −０１粉末に対して４重量％
のＡｌｔｏｓ、２重量％のステアリン酸カルシウムおよ
び３重量％のポリビニルアルコールとを添加混合して作
製した。なおＺ −Ｏを粉末の粒径は３００人程度のも
のを使用した０次に上記の原料粉末を成形用金型内に充
填して、３ｔ／ｃｄで加圧成形し、大径部および小径部
の直径が各々８■および４ｉｕ＋、軸方向長さが１８ｍ
ｍ（但し、大径部の軸方向長さは８ ａｍ）の疑似円錐
状の成形体（ゴルフ靴のスパイク用）を得た。
次に着色用の酸溶液の作製について記述する。
例えば粉粒状の金属Ｃｏ（平均粒径ｌ〜２μ鴎。
純度９９．９％）を１０ｇ秤量してビーカー内に投入し
た後、濃硝酸（関東化学型 グレードＵＧＲ）５ Ｑｍ
ｊ！と純水５０ｍ１とを徐々に添加して前記金属Ｃｏを
溶解する。溶解完了後、純水を１００ｍ１添加混合して
、Ｃｏを略５重量％の原液とした。上記原液中における
金属Ｃｏは１表面に極めて薄い酸化物層が生成した不動
態の状態を呈しており、熱力学的に安定な状態である。
た後、濃硝酸（関東化学型 グレードＵＧＲ）５ Ｑｍ
ｊ！と純水５０ｍ１とを徐々に添加して前記金属Ｃｏを
溶解する。溶解完了後、純水を１００ｍ１添加混合して
、Ｃｏを略５重量％の原液とした。上記原液中における
金属Ｃｏは１表面に極めて薄い酸化物層が生成した不動
態の状態を呈しており、熱力学的に安定な状態である。
なお成形体の着色には、この原液を更に純水によって希
釈して使用するのであるが１例えばＣＯが０．２５重景
％含有する希釈液とする。
釈して使用するのであるが１例えばＣＯが０．２５重景
％含有する希釈液とする。
次に前記成形体を上記希釈液中に浸漬して１着色用金属
ＣＯを成形体中に浸透させる。この場合浸透を促進させ
るため、減圧下で実施するのが好ましく２例えば１０−
”Ｔｏｒｒで５〜１０分間浸漬する。なお前記成形体中
に含有する水分を除去するために、上記浸漬処理前に例
えば常圧および１００℃で３０分間乾燥させると、金属
Ｃｏの濃度に変動を与えず１色調を調えるためにも好ま
しい。
ＣＯを成形体中に浸透させる。この場合浸透を促進させ
るため、減圧下で実施するのが好ましく２例えば１０−
”Ｔｏｒｒで５〜１０分間浸漬する。なお前記成形体中
に含有する水分を除去するために、上記浸漬処理前に例
えば常圧および１００℃で３０分間乾燥させると、金属
Ｃｏの濃度に変動を与えず１色調を調えるためにも好ま
しい。
上記の浸漬処理後、成形体を大気中において。
１５００℃、２時間加熱して焼結後、徐冷して焼結体を
得た。この焼結により、前記成形体の各寸法は約２３％
収縮した寸法の焼結体となると共に、淡青色の色彩が全
体に亘って均一に着色された。
得た。この焼結により、前記成形体の各寸法は約２３％
収縮した寸法の焼結体となると共に、淡青色の色彩が全
体に亘って均一に着色された。
図は上記成形体若しくは焼結体の焼結温度と抗折力との
関係を示す図であり２曲線Ａに示すように従来の原色す
なわち白色の焼結体と同等の値を示し、充分に使用に耐
え得るものであることを確認した。なお焼結温度をあま
り高くすると、成形体を構成する２、０□粒子の成長を
促進して抗折力を低下させるため好ましくない。
関係を示す図であり２曲線Ａに示すように従来の原色す
なわち白色の焼結体と同等の値を示し、充分に使用に耐
え得るものであることを確認した。なお焼結温度をあま
り高くすると、成形体を構成する２、０□粒子の成長を
促進して抗折力を低下させるため好ましくない。
次に上記のようにしたセラミック焼結体の抗折力を更に
向上させる必要がある場合には１通常行われるような高
温ガス圧成形、高温静水圧成形若しくは熱間静水圧成形
（）ｌｏｔ ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ。
向上させる必要がある場合には１通常行われるような高
温ガス圧成形、高温静水圧成形若しくは熱間静水圧成形
（）ｌｏｔ ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ。
以下ＨＩＰと記す）を行うのが好ましい、すなわち前記
のようにして得た焼結体をカーボンるつぼに入れ、これ
を高温ガス圧成形容器に入れ、 １４５０℃、 １５０
０ｋｇｆ／−のＡｒガス中で１時間ＨＩＰ１．．た。
のようにして得た焼結体をカーボンるつぼに入れ、これ
を高温ガス圧成形容器に入れ、 １４５０℃、 １５０
０ｋｇｆ／−のＡｒガス中で１時間ＨＩＰ１．．た。
この結果空孔率が９．５％以下となり、理論密度に近い
焼結体を得ることができる。上記のＨＩＰ処理により、
焼結体は黒色に変色するから、その後１１００℃、１時
間の焼鈍処理を施し、ＨＩＰ処理時の残留応力を除去す
ると共に、変色した色彩をＨ［Ｐ処理前の状態に戻す０
図における曲＆ＩＢは上記焼結体の焼結温度と抗折力と
の関係を示しており、焼結温度の上昇につれて抗折力が
増大することを示す。
焼結体を得ることができる。上記のＨＩＰ処理により、
焼結体は黒色に変色するから、その後１１００℃、１時
間の焼鈍処理を施し、ＨＩＰ処理時の残留応力を除去す
ると共に、変色した色彩をＨ［Ｐ処理前の状態に戻す０
図における曲＆ＩＢは上記焼結体の焼結温度と抗折力と
の関係を示しており、焼結温度の上昇につれて抗折力が
増大することを示す。
表は夫々に着色した焼結体（ゴルフ靴のスパイク用）に
ついての特性を測定した結果を示すものである０表から
明らかなように焼結体の着色の差による特性値の差は特
に認められず、何れもこの種の焼結体に必要な特性を満
足していることがわかる。なお比較例として前記常圧焼
結のみによるものと、成形手段を冷間静水圧成形（Ｃｏ
ｌｄｌｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、 ＣＩ
Ｐ）後常圧焼結したものとを併記した。ＨＩＰ処理に
より、空孔率が上記比較例より格段に向上し、抗折力の
増大が認められる。なお表に示すイエロー、ピンク、グ
リーン、ブルーの色彩に対応する着色用金属は、夫々Ｖ
、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏである。またホワイトおよびブラッ
クは各々着色用金属を添加しないものであり、かつブラ
ックはＨＩＰ後の焼鈍処理を省略したものである。
ついての特性を測定した結果を示すものである０表から
明らかなように焼結体の着色の差による特性値の差は特
に認められず、何れもこの種の焼結体に必要な特性を満
足していることがわかる。なお比較例として前記常圧焼
結のみによるものと、成形手段を冷間静水圧成形（Ｃｏ
ｌｄｌｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、 ＣＩ
Ｐ）後常圧焼結したものとを併記した。ＨＩＰ処理に
より、空孔率が上記比較例より格段に向上し、抗折力の
増大が認められる。なお表に示すイエロー、ピンク、グ
リーン、ブルーの色彩に対応する着色用金属は、夫々Ｖ
、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏである。またホワイトおよびブラッ
クは各々着色用金属を添加しないものであり、かつブラ
ックはＨＩＰ後の焼鈍処理を省略したものである。
以下余白。
本実施例においては、Ｚ−Ｏｘ粉末を主成分とするセラ
ミックスを焼結１着色する例について記述したが１本発
明方法はＺＰＯｘ以外にＢｅｄ。
ミックスを焼結１着色する例について記述したが１本発
明方法はＺＰＯｘ以外にＢｅｄ。
ＭｇＯ，Ａ１８０ｓ、 Ｓ ｉ Ｏｘ、 ＴｈＯ＊、
ＵＯｚ等の他の酸化物系のセラミックス若しくはこれら
の混合物に対しても適用可能であると共に、成形時の潤
滑剤、焼結助剤として本実施例に記載以外のものを使用
することができる。また成形体の成形手段としては９通
常のプレス成形、ＣＩＰの他に射出成形、ドクターブレ
ード法等の公知の成形手段を使用することができる。更
に着色用金属を溶解すべき酸としては１本実施例に示す
硝酸の他に塩酸２ｇ酸等の他の酸若しくはこれらの混合
酸を使用することができ９着色用金属と対応して適宜選
定すると共に２着色用金属の濃度は、焼結体に必要な色
調、彩度、明度その他を勘案して適宜選定すべきである
。また本発明の対象であるセラミック焼結体の用途、形
状１寸法等は２本実施例のもののみに限定されず、任意
のものを対象とし得ることは当然である。
ＵＯｚ等の他の酸化物系のセラミックス若しくはこれら
の混合物に対しても適用可能であると共に、成形時の潤
滑剤、焼結助剤として本実施例に記載以外のものを使用
することができる。また成形体の成形手段としては９通
常のプレス成形、ＣＩＰの他に射出成形、ドクターブレ
ード法等の公知の成形手段を使用することができる。更
に着色用金属を溶解すべき酸としては１本実施例に示す
硝酸の他に塩酸２ｇ酸等の他の酸若しくはこれらの混合
酸を使用することができ９着色用金属と対応して適宜選
定すると共に２着色用金属の濃度は、焼結体に必要な色
調、彩度、明度その他を勘案して適宜選定すべきである
。また本発明の対象であるセラミック焼結体の用途、形
状１寸法等は２本実施例のもののみに限定されず、任意
のものを対象とし得ることは当然である。
本発明は１以上記述のような構成および作用であるから
、セラミック焼結体に本来的に必要とされる機械的特性
および物理的特性を全く低下させることな（、セラミッ
ク焼結体を容易、かつ均一確実に、しかも低コストで確
実に着色できるという効果を期待できる。従って工業用
の工具１部材等においてはその色彩によって機能、特性
等を明瞭に顕示することができると共に、生活用品にお
いては、全部若しくは一部の色彩化により、趣味性、フ
ァツシヨン性を増大させ得るのである。
、セラミック焼結体に本来的に必要とされる機械的特性
および物理的特性を全く低下させることな（、セラミッ
ク焼結体を容易、かつ均一確実に、しかも低コストで確
実に着色できるという効果を期待できる。従って工業用
の工具１部材等においてはその色彩によって機能、特性
等を明瞭に顕示することができると共に、生活用品にお
いては、全部若しくは一部の色彩化により、趣味性、フ
ァツシヨン性を増大させ得るのである。
図は本発明の実施例における焼結体の焼結温度と抗折力
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
Claims (2)
- （１）酸化物系のセラミック原料粉末を主成分とする原
料を成形して得た成形体を，着色用金属を溶解してなる
酸溶液中に浸漬し，次に大気中において焼結することを
特徴とするセラミック焼結体の着色方法。 - （２）請求項１記載の方法によって得た焼結体を，この
焼結体の焼結温度より低い温度および非酸化雰囲気中に
おいて熱間静水圧成形を行い，次に前記静水圧成形温度
より低い温度および非酸化雰囲気中若しくは大気中にお
いて焼鈍処理を行うことを特徴とするセラミック焼結体
の着色方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050103A JPH01224257A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | セラミック焼結体の着色方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050103A JPH01224257A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | セラミック焼結体の着色方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224257A true JPH01224257A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=12849742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63050103A Pending JPH01224257A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | セラミック焼結体の着色方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01224257A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103232268A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-07 | 景德镇市宁封窑陶瓷文化发展有限公司 | 五彩玲珑釉及五彩玲珑瓷 |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP63050103A patent/JPH01224257A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103232268A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-07 | 景德镇市宁封窑陶瓷文化发展有限公司 | 五彩玲珑釉及五彩玲珑瓷 |
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