産総研、マイクロ波利用によるバインダー不要の
セラミックス成形技術を開発

　産業技術総合研究所は、マイクロ波照射によりセラミックス粒子の水和反応を促進し、有機バインダーを用いることなく保形性に優れたセラミックス成形を可能にする製造プロセスを開発した。セラミックス成形では原料粉末を成形するために、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、アクリル樹脂などの有機高分子をバインダー(結合材)として添加していた。バインダーは焼成過程で多量のエネルギーで熱分解され、二酸化炭素や有害ガスとして排出されていた。バインダーレスの成形技術が開発されれば、有機物の焼成・脱脂などのプロセスを簡略化でき、環境負荷を軽減し省エネ・省資源を実現することができる。
　産総研の先進製造プロセス研究部門先進焼結技術研究グループは、2.45GHzのマイクロ波を15分ほど試料に照射することにより、湿式成形体の水分と粒子表面の水和反応を促進できることに着目し、粒子間の接触面に水和物あるいは水酸化物を生成させ、粒子同士を強固に結合させることに成功した。この技術によって作成されたアルミナ成形体は、水中に常温で30日間放置しても結合力を保持し、この成形体を焼成すると有機物に起因するクラックなどの欠陥が少なく機械的強度が強いセラミックス焼結体になることが確認された。産総研では今後、技術の汎用性と取り扱いの簡便性を向上させ、成形から焼成までの単一製造プロセスの確立を目指す。

図　本成形技術の概念図