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JPH0610101B2 - 着色セラミツクス装飾部材 - Google Patents
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JPH0610101B2 - 着色セラミツクス装飾部材 - Google Patents

着色セラミツクス装飾部材

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JPH0610101B2
JPH0610101B2 JP60261302A JP26130285A JPH0610101B2 JP H0610101 B2 JPH0610101 B2 JP H0610101B2 JP 60261302 A JP60261302 A JP 60261302A JP 26130285 A JP26130285 A JP 26130285A JP H0610101 B2 JPH0610101 B2 JP H0610101B2
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JP
Japan
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powder
sintering
colored
particle size
mixed powder
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孝行 竹永
義彦 村上
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Sumitomo Cement Co Ltd
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Sumitomo Cement Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は着色セラミックス装飾部材に関するものであ
る。
「従来の技術」 従来、例えば時計用ケース、ライターケース、ネクタイ
ピン等に賞用されている着色セラミックス装飾部材は、
多結晶アルミナ焼結体や多結晶ジルコニア焼結体のマト
リックス中にCr23、MnO2、Co34等の無機顔
料を導入した組織のものである。
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、装飾部材は長期に渡り外観が優雅であるこ
と、バラエティーに富んだ各種の色調を呈しているこ
と、耐食性に富むこと及び耐摩耗性に富む等の力学的諸
特性に優れていることが必須条件である。しかしなが
ら、従来の着色セラミックス装飾部材にあっては、素地
に各種の色を呈色せしめることが困難であると共に必ら
ずしも抗析強度、耐摩耗性(硬度)、破壊靱性等の力学
的諸特性に優れているものではなく、賞用価値及び実用
強度に乏しいものであった。即ち、従来の着色セラミッ
クス装飾部材にあっては、前述の如くアルミナ、ジルコ
ニア等の焼結体のマトリックス中にCr23、Mn
2、Co34等の耐熱性に富む無機顔料を導入した組
織であるため、色の種類におのずと限度が生じ、更に装
飾部材として賞用に耐えうる程度に呈色せしめるために
は耐熱性に富む無機顔料の添加量が多くなり、そのため
に素地マトリックスの力学的諸特性が時として大巾に低
下してしまうという欠点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来にない
新規な色調を呈すると共に抗析強度、耐摩耗性(硬
度)、破壊靱性等の力学的諸特性の低下が防止された着
色セラミックス装飾部材を提供することを目的とするも
のである。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、本発明者らが上記目的を達成するために鋭意
研究した結果、次の知見を得るに至り、本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、A23、TiO2、S
iO2からなる群より選ばれた少なくとも1種及びPr6
11、V25、MnO2、Co34等の無機顔料からな
る群から選ばれた少なくとも1種からなる混合粉を焼
結、粉砕して得られた着色能を有する化合物を、A2
3、ZrO2等のセラミックス粉末、不可避不純物、及
び必要に応じて添加される焼結助剤粉末からなる素地原
料粉末を焼結して得られる素地マトリックス中に導入す
ることにより、本発明の目的を達成することができると
う知見を得たものである。ここに、A23、Ti
2、SiO2は、これら単味では着色能を有するもので
はなく、いわば着色助剤とも言うべきものである(以
下、これらの化合物を本明細書中に於て着色助剤と称す
る)。しかしながら、これらの化合物のうちの少なくと
も1種とPr611、V25、MnO2、Co34等の無
機顔料の少なくとも1種からなる混合物に高温で固相化
学反応、例えば固溶化反応、スピネル化反応等を生起せ
しめると、本発明に於て有意に使用されうる着色能を有
する化合物となる(以下、この着色能を有する化合物を
本明細書中に於て着色成分と称する)。例えばA23
−Fe23系の場合はA23にFe23が固溶した固
溶体であり、A23−Co34系の場合はA23
CoOのスピネルが大部分である。
以下、本発明に係る着色セラミックス装飾部材の製作条
件について記述する。
(1)着色成分について 着色助剤から選ばれた少なくとも1種の化合物及び無機
顔料の少なくとも1種を、それぞれ適宜手段により粒径
1〜10μm程度に粉砕し、適宜手段により均一に混合
し、更に、通常、温度1000〜1400℃で、酸化雰囲気中、
0.1〜2時間固相化学反応を生起せしめる。このように
して得られた化合物を適宜手段にて通常1μm程度に粉
砕する。
(2)その他の原料粉末について アルミナ、ジルコニア等のセラミックス粉末については
特記することはなく、高純度であること及び適宜粒径、
通常1μm程度又はそれ以下のものであればよい。な
お、セラミックス粉末としてジルコニアを使用する場合
は、周知の酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マ
グネシウム等の安定化剤ですでに部分安定化又は安定化
されているジルコニア粉末を使用するか、又は、ジルコ
ニア粉末に、通常1.0μm以下の粒径の安定化剤粉末を
部分安定化又は安定化可能な量だけ添加すればよい。
又、必要に応じて焼結助剤を本発明の効果を損なわない
範囲、通常、セラミックス粉末に対して0.3〜3重量%
添加してもよい。焼結助剤としては、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム等を列挙することができる。
(3)原料混合粉末について 上記した各種粉末を特定の割合で混合すれば原料混合粉
末となる。
(4)成形、焼結について 上記原料混合粉末を所望の形状に適宜の方法にて成形
し、続いて焼結させる。この焼結条件としては、各原料
混合粉末の性状にもよるが、通常、焼結温度1400〜1700
℃、好ましくはアルミナ系のときは1500〜1650℃、ジル
コニア系のときは1400〜1500℃で、焼結時間0.5〜6時
間、好ましくは2〜4時間で、常圧焼結又加圧焼結す
る。雰囲気については、特に制限はない。
(5)鏡面研摩について 上記のようにして得られた焼結体は、着色成分により着
色されているが、この焼結体の表面を適宜の方法にて鏡
面研摩することにより滑らかで深みのある艶を有する鏡
面となり、好適な装飾部材となる。
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。
「実施例」 先ず、着色成分1として、高純度のTiO2粉末(平均
粒径10μm)及び高純度のV25粉末(平均粒径10μ
m)をモル比で100:1の割合で均一に混合して混合粉を
得、該混合粉に酸化雰囲気中、温度1100℃の条件下にて
0.5時間固相化学反応を生起せしめて反応生成物を得、
該反応生成物を先ずボールミルで粗粉砕し、更に遊星ミ
ルにて24時間湿式粉砕し、これを乾燥し、更に遊星ミル
にて平均粒径1μm程度となるまで解砕して着色成分1
を得た。
次に、着色成分2として、高純度のSiO2粉末(平均
粒径10μm)、高純度のPr611(平均粒径10μm)
及び高純度のV25(平均粒径10μm)をモル比で8:
1:1の割合に均一に混合して混合粉を得、該混合粉に
酸化雰囲気中、温度1400℃の条件下にて0.5時間固相化
学反応を生起せしめて反応生成物を得、該反応生成物を
前記方法と同様の方法により粉砕、解砕して着色成分2
を得た。
更に、着色成分3として、高純度のA23粉末(平均
粒径10μm)、高純度のMnO2粉末(平均粒径10μ
m)をモル比で4:1の割合に均一に混合して混合粉を
得、該混合粉に酸化雰囲気中、温度1200℃の条件下にて
0.5時間固相化学反応を生起せしめて反応生成物を得、
該反応生成物を前記方法と同様の方法により粉砕解砕し
て着色成分3を得た。
更に、着色成分4として、高純度のA23(平均粒径
10μm)、高純度のCo34(平均粒径10μm)をモル
比で4:1の割合に均一に混合して混合粉を得、該混合
粉に酸化雰囲気中、温度1200℃の条件下にて0.5時間固
相化学反応を生起せしめて反応生成物を得、該反応生成
物を前記方法と同様の方法により粉砕解砕して着色成分
4を得た。
このようにして得られた各種着色成分、Y23で部分安
定化された高純度のジルコニア粉末(平均粒径0.1μ
m)又は高純度のアルミナ粉末(平均粒径0.4μm)、
更に必要に応じて焼結助剤を表に示す割合で混合し、つ
づいて遊星ミルにて24時間湿式混合粉砕し、これを乾
燥、解砕した。これを0.3mm目のふるいにより粗粒分を
除去し、原料混合粉末とした。この原料混合粉末をプレ
ス成形圧300kg/cm2で55mmX20mmX5mmの立法体形状
に一次成形し、さらに4000kg/cm2の冷間静水圧加圧成形
で二次成形して成形体を得、この成形体を表に示す雰囲
気、焼結温度で4時間常圧焼結し、焼結体を得た。
このようにして得た焼結体をラッピングにより表面粗さ
で1μm以下まで鏡面研摩したところ、いずれも滑らか
で深みがあり、鮮かな艶を有する鏡面となり、好適な装
飾部材となることが判明した。なお、色調は着色成分に
応じて呈色し、素地の相違により色調の差が認められ
た。
次に、得られた焼結体の抗析強度、破壊靱性、硬度を測
定した。抗析強度の測定方法はJIS−R1601の3
点曲げ試験法に従い、破壊靱性の測定は焼結体がマイク
ロクラックの成長により破壊する際の臨界応力拡大係数
を焼結体の靱性特性としてS.E.N.B(Single
Edge Notched Beam)法に従って測定し、さらに硬
度の測定はビッカス硬度計にて測定した。その測定結果
は同表に示す通りであった。
さて、表より明らかなように、本発明に係る着色セラミ
ックス装飾部材の力学的諸特性は、ジルコニア系で抗析
強度60〜90kg/mm2、破壊靱性7〜8MN/m32、硬度(耐
摩耗性)1240〜1310であり、アルミナ系で抗析強度26〜
39kg/mm2、破壊靱性5〜6MN/mm32、硬度(耐摩耗
性)1530〜1830である。かかる力学的諸特性は、従来の
黄色、緑色、赤色、ピンク色、青色系に近い色調に着色
されたセラミックス装飾部材の力学的諸特性を上まわる
ものである。
更に、本発明に係る着色セラミックス装飾部材は、従来
にない新規な色調を呈すると共に美れいな外観を有する
ことも明らかになった。
「発明の効果」 以上、説明したように、本発明に係る着色セラミックス
装飾部材は、A23、TiO2、SiO2からなる群か
ら選ばれた少なくとも1種及びPr611、V25、M
nO2、Co34等の無機顔料からなる群から選ばれた
少なくとも1種からなる混合粉を焼結、粉砕して得られ
た着色能を有する化合物が、アルミナ、ジルコニア等の
セラミックス粉末、不可避不純物及び必要に応じて添加
される焼結助剤粉末からなる素地原料粉末を焼結して得
られる素地マトリックス中に導入されていることを特徴
とするものであり、新規な色調を呈すると共に美れいな
外観を有し、着色成分の添加が少量でよいために力学的
諸特性の低下を有効に防止することができる。
よって賞用価値及び実用強度に富んだ着色セラミックス
装飾部材を提供することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A23、TiO2、SiO2からなる群よ
    り選ばれた少なくとも1種及びPr611、V25、M
    nO2、Co34等の無機顔料からなる群から選ばれた
    少なくとも1種からなる混合粉を焼結、粉砕して得られ
    た着色能を有する化合物が、A23、ZrO2等のセ
    ラミックス粉末、不可避不純物及び必要に応じて添加さ
    れる焼結助剤粉末からなる素地原料粉末を焼結して得ら
    れる素地マトリックス中に導入されていることを特徴と
    する着色セラミックス装飾部材。
JP60261302A 1985-11-22 1985-11-22 着色セラミツクス装飾部材 Expired - Lifetime JPH0610101B2 (ja)

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