JPH02302357A - セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法 - Google Patents
セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法Info
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- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は成形性、脱脂性を向上させ、歩留り良く成形体
を得るセラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出
成形方法に関する。
を得るセラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出
成形方法に関する。
［従来の技術］
従来より比較的複雑な形状を有するセラミック成形体の
成形方法の一つとして、射出成形方法か知られている。
成形方法の一つとして、射出成形方法か知られている。
これは、セラミック粉末とポリエチレン、ポリスチレン
等の樹脂及びワックスから成る有機バインダーを混合し
、この混合原料を金型内に充填して成形することにより
成形体を得るものである。そして、得られた成形体は、
引続き脱脂され、次いで焼成され、焼結体が製造されて
いる。
等の樹脂及びワックスから成る有機バインダーを混合し
、この混合原料を金型内に充填して成形することにより
成形体を得るものである。そして、得られた成形体は、
引続き脱脂され、次いで焼成され、焼結体が製造されて
いる。
この射出成形方法においては、通常成形用混合原料の温
度な可塑化温度以上、例えば約１２０〜１６０℃とし、
温度３０〜５０℃に設定された金型内に射出充填し、冷
却固化した後金型より取り出し成形体を得ている。
度な可塑化温度以上、例えば約１２０〜１６０℃とし、
温度３０〜５０℃に設定された金型内に射出充填し、冷
却固化した後金型より取り出し成形体を得ている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の射出成形方法の場合、成形時の材
料温度と金型温度の温度差により、射出された成形材料
が急激に金型内で流動性を失い、ウェルドや充填不足に
よる成形体表面のヒケ等の成形欠陥が発生したり、成形
体に材料の充填不均一による歪が生じ、脱脂時クラック
が発生したりした。
料温度と金型温度の温度差により、射出された成形材料
が急激に金型内で流動性を失い、ウェルドや充填不足に
よる成形体表面のヒケ等の成形欠陥が発生したり、成形
体に材料の充填不均一による歪が生じ、脱脂時クラック
が発生したりした。
本発明者は上記問題を解決するため、成形材料温度と金
型温度との差を小さくする射出成形方法を検討するとと
もに、射出成形に好適に用いることかできる成形材料を
見出すべく検討した結果、本発明に到達した。
型温度との差を小さくする射出成形方法を検討するとと
もに、射出成形に好適に用いることかできる成形材料を
見出すべく検討した結果、本発明に到達した。
［課題を解決するための手段］
即ち、本発明によれば、セラミックス材料の組成が、セ
ラミック粉末４８〜６０ｖｏｌ％、有機バインダー５２
〜４０ｖｏｌ％で、かつ該有機バインダーの組成として
分子量１〜５万が３〜１５ｗｔ％、分子量２００〜１０
００が８５〜９７ｗｔ％であることを特徴とするセラミ
ックスの射出成形材料、が提供される。
ラミック粉末４８〜６０ｖｏｌ％、有機バインダー５２
〜４０ｖｏｌ％で、かつ該有機バインダーの組成として
分子量１〜５万が３〜１５ｗｔ％、分子量２００〜１０
００が８５〜９７ｗｔ％であることを特徴とするセラミ
ックスの射出成形材料、が提供される。
さらに、本発明では、セラミック粉末４８〜６０ｖｏｌ
％、有機バインダー５２〜４０ｖＯ１％で、かつ該有機
バインダーの組成として分子量１〜５万が３〜１５ｗｔ
％、分子量２００〜１０００が８５〜９７ｗｔ％の成形
材料を用いるセラミックスの射出成形方法において、セ
ラミックス材料温度５５〜９５℃、金型温度４０〜５２
℃の条件で射出成形することを特徴とするセラミックス
の射出成形方法、が提供される。
％、有機バインダー５２〜４０ｖＯ１％で、かつ該有機
バインダーの組成として分子量１〜５万が３〜１５ｗｔ
％、分子量２００〜１０００が８５〜９７ｗｔ％の成形
材料を用いるセラミックスの射出成形方法において、セ
ラミックス材料温度５５〜９５℃、金型温度４０〜５２
℃の条件で射出成形することを特徴とするセラミックス
の射出成形方法、が提供される。
［作用］
本発明に用いるセラミックス材料としては、セラミック
粉末が４８〜６０ｖｏｌ％、好ましくは５２〜５８ｖｏ
ｌ％であり、有機バインダーは５２〜４０ｖＯ１％、好
ましくは４８〜４２ｖＯ１％の組成を有するものであり
、しかも有機バインダーの組成として分子量１〜５万の
ものが３〜１５ｗｔ％、好ましくは５〜１３ｗｔ％、分
子量２００〜１０００のものが８５〜９７ｗｔ％、好ま
しくは°８７〜９５ｗｔ％とする。
粉末が４８〜６０ｖｏｌ％、好ましくは５２〜５８ｖｏ
ｌ％であり、有機バインダーは５２〜４０ｖＯ１％、好
ましくは４８〜４２ｖＯ１％の組成を有するものであり
、しかも有機バインダーの組成として分子量１〜５万の
ものが３〜１５ｗｔ％、好ましくは５〜１３ｗｔ％、分
子量２００〜１０００のものが８５〜９７ｗｔ％、好ま
しくは°８７〜９５ｗｔ％とする。
セラミック粉末が４８ｖｏｌ％未満であると有機バイン
ダーの量が多くなって脱脂性が悪化し、一方６０ｖｏｌ
％を超えると有機バインダーの量が少なくなり成形材料
の流動性が悪くなる。
ダーの量が多くなって脱脂性が悪化し、一方６０ｖｏｌ
％を超えると有機バインダーの量が少なくなり成形材料
の流動性が悪くなる。
また、有機バインダー組成として、分子量１〜５万のも
のが３ｗｔ％未渦の場合には成形体強度が弱く離型時に
クラックが入り易くなり、１５ｗｔ％を超えると成形材
料の流動性が悪くなって、成形欠陥が発生し易くなる他
、脱脂性も低下する。
のが３ｗｔ％未渦の場合には成形体強度が弱く離型時に
クラックが入り易くなり、１５ｗｔ％を超えると成形材
料の流動性が悪くなって、成形欠陥が発生し易くなる他
、脱脂性も低下する。
有機バインダーのうち、分子量が１万〜５万のものとし
ては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、アタクチックポリプロピレン、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンアクリレート共重合
体、アクリル系樹脂等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない、使用に際しては己れらから１種ある
いは２種以上を選択して用いる。
ては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、アタクチックポリプロピレン、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンアクリレート共重合
体、アクリル系樹脂等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない、使用に際しては己れらから１種ある
いは２種以上を選択して用いる。
また、有機バインダーのうち、分子量が２００〜１００
０のものとしても特にその種類は限定されず、例えば、
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、
合成ワックス等のワックス、オレイン酸、ステアリン酸
、ジエチルフタレー） （ＤＥＰ）、オレイルアルコー
ル、シラン化合物等の滑剤およびカップリング剤などが
挙げられ、これらのうちから１種あるいは２種以上を選
択して用いる。
０のものとしても特にその種類は限定されず、例えば、
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、
合成ワックス等のワックス、オレイン酸、ステアリン酸
、ジエチルフタレー） （ＤＥＰ）、オレイルアルコー
ル、シラン化合物等の滑剤およびカップリング剤などが
挙げられ、これらのうちから１種あるいは２種以上を選
択して用いる。
また、本発明のセラミックスの射出成形方法においては
、セラミックス材料温度を５５〜９５°Ｃ１好ましくは
６０〜８０°Ｃの範囲、金型温度を４０〜５２°Ｃ１好
ましくは４３〜５０°Ｃの範囲とする条件で射出成形す
ることが重要である。又、材料温度と金型温度の差を１
０″Ｃ以上にすると、離型性が良好となり好ましい。
、セラミックス材料温度を５５〜９５°Ｃ１好ましくは
６０〜８０°Ｃの範囲、金型温度を４０〜５２°Ｃ１好
ましくは４３〜５０°Ｃの範囲とする条件で射出成形す
ることが重要である。又、材料温度と金型温度の差を１
０″Ｃ以上にすると、離型性が良好となり好ましい。
セラミックス材料温度か５５°Ｃより低い場合には、成
形特材料が流動せず成形ができなくなり、９５℃より高
いと成形材料中でセラミック粉末と有機バインダーの分
離が生じ、成形体にバインダーの分離層ができたり、成
形材料の粘度が小さくなったり、成形時、成形体にエア
ーを巻き込み易くなる等良好な成形体が得られない。
形特材料が流動せず成形ができなくなり、９５℃より高
いと成形材料中でセラミック粉末と有機バインダーの分
離が生じ、成形体にバインダーの分離層ができたり、成
形材料の粘度が小さくなったり、成形時、成形体にエア
ーを巻き込み易くなる等良好な成形体が得られない。
金型温度が４０°Ｃより低い場合には、成形特金型内で
成形材料が急激に流動性を失い、ショートショットを起
こし成形体形状を付与できない。一方、金型温度が５２
°Ｃより高いと成形体に保形性がなく離型時、成形体に
クツラフが生じる。
成形材料が急激に流動性を失い、ショートショットを起
こし成形体形状を付与できない。一方、金型温度が５２
°Ｃより高いと成形体に保形性がなく離型時、成形体に
クツラフが生じる。
なお、本発明に用いるセラミック原料としては、窒化珪
素、炭化珪素、部分安定化ジルコニア、サイアロン等が
挙げられ、要求される製品特性等に応じて適宜選択して
使用される。
素、炭化珪素、部分安定化ジルコニア、サイアロン等が
挙げられ、要求される製品特性等に応じて適宜選択して
使用される。
次に、本発明に係るセラミックスの射出成形方法を第１
図のフローチャートに従って説明する。
図のフローチャートに従って説明する。
まず、セラミック原料に所定量の焼結助剤を添加して原
料の調合を行った後混合粉砕を行なう。
料の調合を行った後混合粉砕を行なう。
次いでこれを必要に応じスプレートライすることによっ
て顆粒を得、これを必要に応じ静水圧等方加圧により塊
状にした後これを解砕して所定粒径のセラミック粉末を
得る。このように調製されたセラミック粉末に有機バイ
ンダーを加えて混練し、押出機により押出してベレット
化し、次いでこれを射出成形して所定形状の成形体を得
ている。
て顆粒を得、これを必要に応じ静水圧等方加圧により塊
状にした後これを解砕して所定粒径のセラミック粉末を
得る。このように調製されたセラミック粉末に有機バイ
ンダーを加えて混練し、押出機により押出してベレット
化し、次いでこれを射出成形して所定形状の成形体を得
ている。
そして、得られた成形体は引続き脱脂処理を施された後
焼成されてセラミックス焼結体か製造される。
焼成されてセラミックス焼結体か製造される。
［実施例コ
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
窒化珪素（Ｓｉ３ Ｎ４ ）粉末１００重量部に対して
、焼結助剤として５ｒ０２重量部、Ｍｇ０３重量部、Ｃ
ｅＯ□３重量部を添加した後、混合粉砕して平均粒径０
．５ｇｍとした。次いでこれをスプレードライにより顆
粒状とした後、３ ｔｏｎ／ｃｍ”の静水圧等方加圧に
よって塊状に加圧し、次にこれを解砕して平均粒径３０
ｇｍのセラミック粉末を得た。このように調製されたセ
ラミック粉末に有機バインダーを表１に示す如く加えて
混練し、押出機により押出してベレット化し、次いでこ
れを表１に示す条件で射出成形し、下記（イ） （ｎ）
（ハ）の３種の成形体を得た。
、焼結助剤として５ｒ０２重量部、Ｍｇ０３重量部、Ｃ
ｅＯ□３重量部を添加した後、混合粉砕して平均粒径０
．５ｇｍとした。次いでこれをスプレードライにより顆
粒状とした後、３ ｔｏｎ／ｃｍ”の静水圧等方加圧に
よって塊状に加圧し、次にこれを解砕して平均粒径３０
ｇｍのセラミック粉末を得た。このように調製されたセ
ラミック粉末に有機バインダーを表１に示す如く加えて
混練し、押出機により押出してベレット化し、次いでこ
れを表１に示す条件で射出成形し、下記（イ） （ｎ）
（ハ）の３種の成形体を得た。
有機バインダーとしては、分子量１〜５万のものとして
エチレン酢酸ビニル共重合体を、分子量２００〜１００
０のものとしてパラフィンワックス、マイクロクリスタ
リンワックス、オレイン酸を使用し、又、比較例として
分子量１〜５万の代りに５〜１０万のポリエチレン、１
０〜２０万のポリプロピレンを１分子量２００〜１００
０の代りに１０００〜１万のポリエチレンワックス、低
分子ポリプロピレンを使用した場合を示した。
エチレン酢酸ビニル共重合体を、分子量２００〜１００
０のものとしてパラフィンワックス、マイクロクリスタ
リンワックス、オレイン酸を使用し、又、比較例として
分子量１〜５万の代りに５〜１０万のポリエチレン、１
０〜２０万のポリプロピレンを１分子量２００〜１００
０の代りに１０００〜１万のポリエチレンワックス、低
分子ポリプロピレンを使用した場合を示した。
ここで、材料温度は、金型への射出前に予めノズルから
射出された直後の材料温度を測定することにより求め、
金型温度は成形前に予めキャビティ部の表面温度を測定
することにより求めた。
射出された直後の材料温度を測定することにより求め、
金型温度は成形前に予めキャビティ部の表面温度を測定
することにより求めた。
（イ）０３０ｍｍのブロック
（０）０４０ ｍ ｍのブロック
（ハ）翼径５５ｍｍの翼軸一体型ターボチャージャーロ
ータ 但し、（イ）（０）のブロックはともにブロック抜き勾
配は２＠である。
ータ 但し、（イ）（０）のブロックはともにブロック抜き勾
配は２＠である。
次に、得られた成形体を１〜ｂ
まで昇温し、４００°Ｃにて５時間維持して脱脂し、脱
脂状況を調べた。成形体の成形結果および脱脂結果を表
１および第２図、第３図に示す。
脂状況を調べた。成形体の成形結果および脱脂結果を表
１および第２図、第３図に示す。
表１および第２図、第３図から明らかなように、セラミ
ック粉末が４８〜６０ ｖｏｌ％、有機バインダーが５
２〜４０ ｖｏｌ％の組成で成形材料を構成し、かつ有
機バインダーの組成として分子量１〜５万が３〜１５ｗ
ｔ％、分子量２００〜１０００が８５〜９７ｗｔ％の範
囲とすると、成形体の成形性および脱脂性が良好となっ
た。
ック粉末が４８〜６０ ｖｏｌ％、有機バインダーが５
２〜４０ ｖｏｌ％の組成で成形材料を構成し、かつ有
機バインダーの組成として分子量１〜５万が３〜１５ｗ
ｔ％、分子量２００〜１０００が８５〜９７ｗｔ％の範
囲とすると、成形体の成形性および脱脂性が良好となっ
た。
一方、本発明の範囲外の有機バインダーを使用した成形
体は、何れも成形性または脱脂性が悪かった。（表１の
比較例（Ｎｏ、１３〜２０）参照〕成形体に発生した欠
陥は離型クラック或いはウェルドであり、脱脂体に発生
した欠陥は表面クラックであった。
体は、何れも成形性または脱脂性が悪かった。（表１の
比較例（Ｎｏ、１３〜２０）参照〕成形体に発生した欠
陥は離型クラック或いはウェルドであり、脱脂体に発生
した欠陥は表面クラックであった。
なお、有機バインダーの組成が上記した本発明の範囲の
うち、分子量２００〜１０００のバインダーの中ではと
りわけパラフィンワックスが好ましく、しかもその量が
６０〜９０ｗｔ％の範囲であると、成形性或いは脱脂性
がより好ましいことがわかった。
うち、分子量２００〜１０００のバインダーの中ではと
りわけパラフィンワックスが好ましく、しかもその量が
６０〜９０ｗｔ％の範囲であると、成形性或いは脱脂性
がより好ましいことがわかった。
（実施例２）
表２に示す成形材料組成及び射出成形条件にて実施例１
と同様の方法で、成形性、脱脂性掻調べた。
と同様の方法で、成形性、脱脂性掻調べた。
結果を表２および第４図に示す。
表２および第４図から明らかなように、成形材料温度が
５５〜９５°Ｃ２金型温度が４０〜５２℃の条件下にお
いて成形性か良好であった。
５５〜９５°Ｃ２金型温度が４０〜５２℃の条件下にお
いて成形性か良好であった。
一方、本発明範囲外の成形条件のものは、成形性および
脱脂性が悪かった。（表２の比較例Ｎｏ。
脱脂性が悪かった。（表２の比較例Ｎｏ。
１７〜２０）
（以下、余白）
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が奏せ
られる。
られる。
請求項１の射出成形材料は、その組成を特定の範囲とし
たので、成形体の成形性および脱脂性が良好となり、歩
留り良く成形体を製造することができる。
たので、成形体の成形性および脱脂性が良好となり、歩
留り良く成形体を製造することができる。
請求項２の射出成形方法は、成形材料温度と金型温度を
特定範囲としてその差を小さくしたので、金型内での成
形材料の流動性が長く維持でき、成形材料の充填を十分
に行うことができる。従って、成形時のウェルド等の欠
陥が防止でき、歩留り良く成形体を製造することができ
、充填不均一による成形体歪も解消され脱脂性が良好と
なる。
特定範囲としてその差を小さくしたので、金型内での成
形材料の流動性が長く維持でき、成形材料の充填を十分
に行うことができる。従って、成形時のウェルド等の欠
陥が防止でき、歩留り良く成形体を製造することができ
、充填不均一による成形体歪も解消され脱脂性が良好と
なる。
第１図は本発明に係るセラミックスの射出成形方法の概
要を示すフローチャート、第２図〜第４図はそれぞれ実
施例における成形体の′成形結果および脱脂結果を示す
グラフである。
要を示すフローチャート、第２図〜第４図はそれぞれ実
施例における成形体の′成形結果および脱脂結果を示す
グラフである。
Claims (2)
- （１）セラミックス材料の組成が、セラミック粉末４８
〜６０ｖｏｌ％、有機バインダー５２〜４０ｖｏｌ％で
、かつ該有機バインダーの組成として分子量１〜５万が
３〜１５ｗｔ％、分子量２００〜１０００が８５〜９７
ｗｔ％であることを特徴とするセラミックスの射出成形
材料。 - （２）セラミックス材料の組成が、セラミック粉末４８
〜６０ｖｏｌ％、有機バインダー５２〜４０ｖｏｌ％で
、かつ該有機バインダーの組成として分子量１〜５万が
３〜１５ｗｔ％、分子量２００〜１０００が８５〜９７
ｗｔ％である成形材料を用いるセラミックスの射出成形
方法において、セラミックス材料温度５５〜９５℃、金
型温度４０〜５２℃の条件で射出成形することを特徴と
するセラミックスの射出成形方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63326929A JPH02302357A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法 |
| DE3942745A DE3942745A1 (de) | 1988-12-24 | 1989-12-22 | Keramischer werkstoff zum spritzgiessen und verfahren zum spritzgiessen unter dessen verwendung |
| US07/454,894 US5087594A (en) | 1988-12-24 | 1989-12-22 | Ceramic material for injection molding and method of injection molding using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63326929A JPH02302357A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302357A true JPH02302357A (ja) | 1990-12-14 |
| JPH0555461B2 JPH0555461B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=18193343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63326929A Granted JPH02302357A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | セラミックス射出成形材料及びこれを用いた射出成形方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5087594A (ja) |
| JP (1) | JPH02302357A (ja) |
| DE (1) | DE3942745A1 (ja) |
Cited By (2)
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| JP2011230982A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Noritake Co Ltd | 多孔質セラミックス製造用の射出成形用材料、射出成形方法及び多孔質セラミックスの製造方法 |
| JP2011256077A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Noritake Co Ltd | 多孔質セラミックス製造用のセラミックス複合物、射出成形用材料、多孔質セラミックス製造用の成形用材料の成形方法及び多孔質セラミックスの製造方法 |
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| GB2258871B (en) * | 1991-08-23 | 1994-10-05 | T & N Technology Ltd | Moulding finely divided sinterable material |
| CA2082035A1 (en) * | 1991-11-07 | 1993-05-08 | Derek Aldcroft | Silica products |
| JP3419517B2 (ja) * | 1992-11-25 | 2003-06-23 | クラリアント・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 射出成形によって無機焼結製品を製造するための方法および成形材料 |
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| CN110078497A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-08-02 | 湖北精圭锆业有限公司 | 用于陶瓷注射成型的黑色氧化锆喂料及其制备方法 |
| CN112408952B (zh) * | 2020-12-03 | 2022-07-15 | 厦门钨业股份有限公司 | 一种高热导薄壁陶瓷管及其制造方法 |
| CN114434596B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-11-21 | 萍乡市慧成精密机电有限公司 | 一种陶瓷注射成形拨叉的制造方法 |
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| DE233118C (ja) * | ||||
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1988
- 1988-12-24 JP JP63326929A patent/JPH02302357A/ja active Granted
-
1989
- 1989-12-22 DE DE3942745A patent/DE3942745A1/de active Granted
- 1989-12-22 US US07/454,894 patent/US5087594A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5087594A (en) | 1992-02-11 |
| JPH0555461B2 (ja) | 1993-08-17 |
| DE3942745A1 (de) | 1990-06-28 |
| DE3942745C2 (ja) | 1992-06-17 |
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