DE3005057A1 - Verfahren zur herstellung von keramikband - Google Patents

Verfahren zur herstellung von keramikband

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DE3005057A1 DE19803005057 DE3005057A DE3005057A1 DE 3005057 A1 DE3005057 A1 DE 3005057A1 DE 19803005057 DE19803005057 DE 19803005057 DE 3005057 A DE3005057 A DE 3005057A DE 3005057 A1 DE3005057 A1 DE 3005057A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Keramikgrünband, wobei bei dem Verfahren kein organisches Lösungsmittel verwendet wird.
Bisher war es allgemein üblich, Keramikgrünbänder herzustellen, indem man ein Bindemittel, wie ein Butyralharz oder dergl., in einem organischen Lösungsmittel, wie Methylketon, auflöst, die Mischung mit einem feinen Keramikpulver vermischt und anschließend eine länger Zeit zur Herstellung eines Schlickers knetet. Der Schlicker wird nach Entfernung der Luft mit einer Rakel auf eine Trägerfolie aufgebracht. Auf diese Weise wird ein Band hergestellt, das anschließend durch Erhitzen getrocknet wird.
Im Hinblick auf die Tatsache, daß die bei dem herkömmlichen Verfahren verwendeten organischen Lösungsmittel gesundheitsschädlich sind und eine Geruchsbelästigung für die Menschen in der Nachbarschaft der Fabrik darstellen und außerdem eine Explosionsgefahr bedeuten, die durch Verdampfen des organischen Lösungsmittels auftreten kann, ist jedoch kürzlich ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein wäßriges organisches Bindemittel, vl@ Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat oder dergl. anstelle des organischen Lösungsmittels eingesetzt wird.
Obwohl das oben erwähnte neue Verfahren vom Standpunkt der Eliminierung der zuvor erwähnten Nachteile, die aus der Verwendung des organischen Lösungsmittels resultieren, wünschenswert ist, ist das Verfahren weiterhin mit Schwierigkeiten behaftet. Solche Schwierigkeiten sind beispielsweise, daß das feine Keramikpulver in dem wäßrigen Schlikker koaguliert, die Viskosität des Schlickers in extremer Weise vom Newton'sehen Fluß abweicht, die Fließfähigkeit
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des Schlickers und die Dispergierbarkeit des Keramikmaterials gering sind und daß es schwierig ist, Grünbänder zu erhalten, die eine hohe Dichte und eine glatte Oberfläche aufweisen.
Bei diesem Stand der Technik wird durch die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von Grünbändern hoher Qualität geschaffen, wobei bei dem Verfahren kein organisches Lösungsmittel, Jedoch ein wäßriges Bindemittel, verwendet wird. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein wäßriges Polyurethan, das als Bindemittel dient, einem feinen Keramikpulver zugesetzt wird und daß (z.B. entsalztes) Wasser zugegeben wird und anschließend geknetet wird, um einen wäßrigen Schlicker zu erhalten. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß das aus dem wäßrigen Schlicker gebildete Band anfangs in einer feuchten Atmosphäre getrocknet wird, und daß auf diese Weise das Grünband eine noch bessere Qualität aufweist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben wäßrige Bindemittel untersucht, welche ein Bindemittel mit organischem Lösungsmittel ersetzen können. Es wurde gefunden, daß mit wäßrigem Polyurethan ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Verteilbarkeit des feinen Keramikpulvers, Fließfähigkeit des wäßrigen Schlickers, Adhäsionsfähigkeit an das feine Keramikpulver erzielt werden können, während bei dem Grünband gleichzeitig eine ausgezeichnete Elastizität, Flexibilität, Festigkeit und Glätte bewirkt werden. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Untersuchungsergebnissen.
Beispiele für das wäßrige Polyurethan, das erfindungsgemäß verwendet wird, umfassen Polyure-thane, die in Wasser als
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Medium stabil sind, wie Polyurethanemulsionen, wasserlösliche Polyurethane, Polyurethandispersionen, Polyurethanmikroemulsionen und dergl., oder Polyurethanharnstoff. Diese wäßrigen Polyurethane können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Im folgenden werden repräsentative Herstellungsverfahren genannt.
(1) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans, bei dem in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Aceton, Methyläthylketon, Äthylacetat oder Toluol, zur Herstellung einer Polymerlösung vom Urethantyp folgende Verbindungen umgesetzt werden:
eine Po ^hydroxylverbindung, repräsentiert durch einen Polyester, ein Polyacetal, ein Polyesteramid und einen Polythioäther, die durch dehydratisierende Kondensation von mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. Polyether, Äthylenglykol, Propylenglykol, Butandiol oder Hexandiol, erhalten wurden und die ein Polymerisationsprodukt oder Copolymerisationsprodukt von Tetrahydrofuran, Propylenoxid oder Äthylenoxid mit einer polyfunktionellen Carbonsäure, wie Maleinsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure oder Phthalsäure, darstellen;
ein Polyisocyanat, repräsentiert durch ein aromatisches Polyisocyanat, wie 1,5-Naphthalindiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Phenylendiisocyanat oder Toluylendiisocyanat, oder ein aliphatisches Diisocyanat, wie Hexamethylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat oder Xylylendiisocyanat; und
mehrwertige Alkohole und ein Kettenverlängerer, repräsentiert durch ein niedermolekulares Polyamin, wie Äthylendiamin, Propylendiamin, Dläthylentriamin, Hexamethylendiamin oder Xylylendiamin.
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Die auf diese Weise erhaltene Polymerlösung vom Urethantyp wird mit Wasser vermischt, welches eine geeignete Menge eines Emulgators enthält, und das inerte organische Lösungsmittel wird abdestilliert.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Kettenverlängerung eines freie Isocyanatgruppen enthaltenden Urethanpräpolymeren, das aus einer Polyhydroxylverbindung und einem Überschuß an PoIyisocyanat in Wasser hergestellt wurde, das Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen, wie z.B. niedermolekulare Polyamine oder mehrwertige Alkohole, und einen Emulgator enthält, und durch nachfolgende Emulgierung.
(3) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans, bei dem ein freie Isocyanatgruppen enthaltendes Urethanpräpolymeres in Wasser unter Verwendung tertiärer Amine als Katalysator emulgiert wird und wobei die Kette mit Wasser verlängert wird.
(4) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans, bei dem ein Urethanpräpolymeres, welches endständige Isocyanatgruppen aufweist und eine salzbildende Verbindung, wie N,N-Dimethyläthanolamin, enthält, in Wasser dispergiert wird, das ein Neutralisationsmittel und einen Emulgator enthält, und wobei anschließend niedermolekulare1 Polyamine zugegeben werden, um die Kette zu verlängern.
(5) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans, bei dem eine Verbindung mit endständigen Amingruppen unter Verwendung eines Emulgators in Wasser emulgiert wird, gefolgt von der Addition eines Polyisocyanate. Dabei wurde die Verbindung mit endständigen AmIn-
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gruppen dadurch erhalten, daß man ein Präpolymeres mit endständigen Hydroxylgruppen, welches aus einer PoIyhydroxylverbindung gebildet wurde, mit einem Polyisocyanat umsetzt oder ein Urethanpräpolymeres mit endständigen Isocyanatgruppen mit Diaminen umsetzt.
(6) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Urethanpräpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen mit einer tertiäre Aminogruppen aufweisenden Verbindung, wie N-Alkyldi-Sthanolamin oder Triäthanolamin, Neutralisieren des Reaktionsproduktes mit einer Säure und anschließendes Emulgieren des Reaktionsproduktes in Wasser.
(7) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Urethanpräpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen mit einer tertiäre Aminogruppen aufweisenden Verbindung, wie N-Alkyldiäthanolamin, Quarternieren der tertiären Aminogruppe mit einem Alkylierungsmittel und Vermischen des Reaktionsproduktes mit Wasser.
(8) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Halogengruppen oder Sulfonsäuregruppen enthaltenden Urethanpolymeren mit einem tertiären Amin und Vermischen des Reaktionsproduktes mit Wasser.
(9) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung einer Hydroxylgruppe oder Aminogruppe eines Polyurethans, welches primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen enthält, mit einer Verbindung, welche nach Ringöffnung ein Salz bildet, wie cyclische Dicarbonsäureanhydride, Sultone oder
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Lactone, und Neutralisieren des Reaktionsproduktes mit einer Base und nachfolgendes Vermischen mit Wasser.
(10) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Kettenverlängerung eines Urethanpräpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen, welches aus einer wasserlöslichen Polyhydroxylverbindung und einem Polyisocyanat in einer wäßrigen Lösung polyfunktioneller Amine erhalten wurde.
(11) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Urethanpräpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen mit einer wäßrigen Lösung einer Verbindung, die Aminogruppen oder Hydroxylgruppen und Sulfonsäuregruppen oder Carboxylgruppen aufweist, wie Alkali- oder Ammoniumsalze von Diaminocarbonsäuren, um die Kette zu verlängern, während die Emulgierung vorgenommen wird.
(12) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung einer Polyhydroxylverbindung, einer Verbindung, welche quaternäre Ammoniumgruppen und Hydroxylgruppen im Molekül aufweist, einer Verbindung, die Epoxygruppen und Hydroxylgruppen im Molekül aufweist, und Polyisocyanat; und Vermischen des Reaktionsproduktes mit Wasser.
(13) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Urethanpräpolymeren, das endständige Isocyanatgruppen aufweist, mit einer Hydroxylverbindung, die ein quaternäres Ammoniumsalz trägt, und Vermischen des Reaktionsproduktes mit Wasser.
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(14) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines Polyoxyäthylenglykols oder Propylenoxids mit einem wasserlöslichen Glykol, welches ein ringgeöffnetes Copolymeres von Äthylenoxid darstellt, und mit einem Polyisocyanat.
(15) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans, bei dem man ein Carboxylgruppen und Isocyanatgruppen enthaltendes Urethanpräpolymeres, das aus einer Polyhydroxylverbindung mit Carboxylgruppen und einem Polyisocyanat hergestellt wurde, mit einer basischen, wäßrigen Lösung vermischt, um sowohl die Neutralisation als auch die Kettenverlängerung mit Wasser oder niedermolekularen Polyaminen zu bewirken.
(16) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines endständige Isocyanatgruppen aufweisenden Urethanpräpolymeren mit einem PoIyalkylenpolyamin, wie Diäthylentriamin, um ein Polyurethanharnstoff -polyamin herzustellen, nachfolgende Addition einer wäßrigen Lösung einer Säure oder nachfolgende Addition einer wäßrigen Lösung einer Säure, nachdem ein Epihalogenhydrin dem Polyurethanharnstoff-polyamin zugesetzt wurde.
(17) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung des Polyurethanharnstoffpolyamins desselben oder eines Alkyl(C12-C22)-isοcyanat-Additionsproduktes desselben oder eines Epihalogenhydrin-Additionsproduktes desselben mit einem cyclischen Dicarbonsäureanhydrid und durch Zumischen einer wäßrigen Lösung einer basischen Verbindung.
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(18) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung des Polyurethanharnstoffpolyamins oder des Epihalohydrin-Additionsproduktes desselben mit Sultonen oder Lactonen oder mit einem Natriummonohalogencarboxylat oder mit einem (Meth)Acrylsäureester oder Acrylnitril, nachfolgende Hydrolyse und anschließendes Vermischen des Reaktionsproduktes mit Wasser.
(19) Ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Polyurethans durch Umsetzung eines endständige Isocyanatgruppen aufweisenden Urethanpräpolymeren, das aus einer Po^hydroxylverbindung, umfassend Polyoxyäthylenglykol und ein Polyisocyanat, erhalten wurde, mit einem PoIyalkylenpolyamin, wie Diäthylentriamin, um ein Polyurethanharnstoff-polyamin herzustellen; nachfolgendes Vermischen mit Wasser oder nachfolgendes Vermischen mit Wasser,nachdem ein Epihalohydrin dem Polyurethanharnstoff-polyamin zugesetzt wurde.
Zusätzlich zu den mittels der oben erwähnten, repräsentativen Verfahren hergestellten, wäßrigen Polyurethanen können bei der vorliegenden Erfindung Polyurethane wirkungsvoll eingesetzt werden, die Elastizität und Flexibilität aufweisen und die in einem wäßrigen System stabil existieren. Es sind jedoch solche wäßrigen Polyurethane für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet, die ausreichende mechanische Stabilität zeigen, wenn sie einem feinen Keramikpulver bei der Herstellung eines wäßrigen Schlickers zugemischt werden, und welche dazu beitragen, daß man wäßrige Schlicker erhält, die ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweisen. Die wäßrigen Polyurethane, die nach den oben beschriebenen Verfahren (16) bis (19) erhalten wurden, sind für die vorliegende Erfindung besonders effektiv.
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Erfindungsgemäß wird das Bindemittel vom wäßrigen Polyurethantyp in einer Menge von 2 bis 15 Teilen, gerechnet als Harzkomponente, pro 100 Teile des feinen Keramikpulvers addiert. Der Grund dafür ist folgender. Falls die Menge des Bindemittels vom wäßrigen Polyurethantyp kleiner als 2 Teile ist, neigt das resultierende Grünband dazu, Risse zu bilden. Falls andererseits die Menge an Bindemittel vom wäßrigen Polyurethantyp größer als 15 Teile ist, kann das resultierende Grünband viele Hohlräume bilden. Das Bindemittel vom wäßrigen Polyurethantyp wird daher besonders bevorzugt in einer Menge von 7 Teilen zugesetzt.
Gegebenenfalls kann ein Dispersionsmittel in geringen Mengen zugesetzt werden, da es dazu beiträgt, die Dispergierbarkeit des Keramikpulvers zu verbessern. Um jedoch zu verhindern, daß das Bindemittel nicht geliert, sollte das Dispersionsmittel nichtionisch sein oder sollte die gleiche elektrische Ladung aufweisen wie das wäßrige Polyurethan, das als Bindemittel dient. Beispiele geeigneter Dispersionsmittel für diesen Zweck können Polyoxyäthylen-alkylphenylather, Polyoxyäthylen-alkyläther und dergl. sein. Durch Untersuchungen haben die Erfinder jedoch festgestellt, daß das am meisten bevorzugte Beispiel ein Polyoxyäthylennonylphenolather (HLB-Wert 17,5) ist. Gute Ergebnisse erhält man, wenn das Dispersionsmittel in einer Menge von O,1-1O, flr$e£fyfOdeTeile des Keramikpulvers zugesetzt wird. Das Wasser, das zugemischt wird, sollte entionisiert sein, um die Dispersionsfähigkeit des Keramikpulvers nicht zu beeinträchtigen. Das Wasser kann außerdem mit einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, wie Äthylalkohol, Äthylenglykol oder dergl., vermischt sein.
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Das aus dem wäßrigen Schlicker hergestellte Grünband wird folgendermaßen erhalten. Feines Keramikpulver, eine erforderliche Menge des Bindemittels vom wäßrigen Polyurethantyp, ein Dispersionsmittel und eine geeignete Menge Wasser werden zusammen vermischt. Anschließend wird in ausreichendem Maße geknetet. Das Grünband kann nach einem herkömmlichen Trocknungsverfahren, d.h. nach einem Verfahren, bei dem das Band von der Unterseite des Trägerfilms aus erhitzt wird, getrocknet werden. Es kann auch ein Verfahren angewendet werden, bei dem das Band mittels heißer Luft getrocknet wird. Mit derartigen Verfahren wird jedoch die Oberfläche des Bandes zuerst getrocknet und die inneren Bereiche, insbesondere die Bereiche, die mit dem Trägerfilm in Kontakt stehen, werden weniger getrocknet. Dadurch wird es schwierig, das Grünband einheitlich zu trocknen, wenn dessen Dicke erhöht wird. Es wird daher empfohlen, das Grünband zunächst in einer feuchten Atmosphäre mit einer Luftfeuchtigkeit von 65 bis 8096 und einer Temperatur von 30 bis 450C zu trocknen.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Vorrichtung zur Trocknung von Grünbändern, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Ausführungsform geeignet ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Bereichs A von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Inneren einer Trocknungskammer der Vorrichtung von Fig. 1 in teilweise aufgeschnittenem Zustand.
Die Bezugszeichen haben folgende Bedeutung: 1 primäre Trocknungskammer; 2 sekundäre Trocknungskammer; 3 Kammer
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zur Erzeugung feuchter und heißer Luft; 4, 8 Gebläse; 5, 9 Rohrleitungen; 6 Rektifizierer; 7 Kammer zur Erzeugung von heißer Luft; 10 Trennwand; 11 Polyeaterblatt; 12 Motor; 14 endloser Treibriemen.
Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung, die den Mechanismus einer zur praktischen Durchführung des oben erwähnten Trocknungsverfahrens geeigneten Vorrichtung illustriert. Dabei ist mit 1 eine primäre Trocknungskammer bezeichnet, in der das Trocknen unter Bedingungen einer feuchten Atmosphäre bewirkt wird, und mit 2 ist eine sekundäre Trocknungskammer bezeichnet, die das Trocknen auf herkömmliche Weise unter Verwendung von heißer Luft bewirkt. Die feuchte und heiße Luft, die der primären Trocknungskammer zugeführt werden soll, wird in einer feuchte und heiße Luft erzeugenden Kammer 3 hergestellt, durch ein Gebläse 4 der Trocknungskammer 1 zugeführt, aus dieser zurückgewonnen und durch eine Rohrleitung 5 der Kammer 3 wieder zugeführt. Die der sekundären Trocknungskammer zugeführte Heißluft wird in einer Heißlufterzeugungskammer 7 hergestellt, durch ein Gebläse 8 der Trocknungskammer 2 zugeführt, aus dem anderen Ende der Trocknungskammer 2 zurückgewonnen und durch die Rohrleitung 9 in die Heißlufterzeugungskammer eingeleitet.
Die primäre Trocknungskammer 1 und die sekundäre Trocknungskammer 2 kommunizieren miteinander unter einer Trennwand 10, so daß sich das Grünband auf diese Weise beim Trocknen von der primären Seite auf die sekundäre Seite bewegen kann. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Polyesterblatt, das sich durch die Trocknungskammer bewegt und dabei das Grünband trägt. Das Polyesterblatt 11 wird durch einen endlosen Treibriemen 14, der durch eine mittels eines Motors 12 angetriebene Rolle 13 betrieben wird, aus der Versorgungseinrichtung 11· entnommen und wird von der Aufnahmeeinrichtung 11" aufgenommen.
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Die vergrößerte Darstellung in Fig. 2 zeigt, wie der wäßrige Schlicker 16 vor der Einlaßpforte der primären Trocknungskammer 1 auf das Polyesterblatt 11 aufgebracht wird. Der wäßrige Schlicker 16 wird mittels einer Rakelschneide 15 zu einem Gürtel vorbestimmter Dicke ausgebreitet, während er auf dem Polyesterblatt vorwärtsbewegt wird, in der primären Trocknungskammer 1 der Primärtrocknung durch feuchte, heiße Luft ausgesetzt, in die sekundäre Trocknungskammer 2 weiterbewegt, wobei er unter der Trennwand 10 hindurchgeht und auf herkömmliche Weise mittels heißer Luft getrocknet. Bin einschließlich seiner inneren Bereiche einheitlich getrockneter Grüngürtel 17 wird anschließend an seinem Austritt aus der sekundären Trocknungskammer 2 aufgewickelt.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet Rektifizierbretter, die in den Trocknungskammern installiert sind, und zwar auf die Weise, wie in der teilweise aufgeschnittenen Ansicht der Fig. 3 zu sehen ist. Die feuchte und heiße Luft oder die Trocknungsheißluft, die mittels der Gebläse 4 und 8 eingeleitet wird, wird durch die Rektifizierbretter in den Trocknungskammern rektifiziert. Auf diese Weise wird das durch die unteren Bereiche der Trocknungskammer laufende Grünband 17 einheitlich getrocknet.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. In der Tabelle 1 sind die Proben 1 bis 4 solche, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurden, die Proben 5 bis 10 sind Vergleichsbeispiele, die unter Verwendung von wasserlöslichen organischen Bindemitteln, und zwar anderer als den erfindungsgemäßen, erhalten wurden, und Probe 11 ist ein Vergleichsbeispiel, das unter Verwendung eines herkömmlichen organischen Lösungsmittels erhalten wurde. In
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Tabelle 1 beziehen sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
Wäßriges Polyurethan (ReferenzbelBpiel)
Man erhält eine Lösung eines Urethanpräpolymeren, indem man 47 .Teile eines Polyoxytetramethylenglykols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000, 23,5 Teile eines Polyoxyäthylenglykols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 und 15,4 Teile Toluylendiisocyanat 3 h bei 700C in 37 Teilen Methyläthylketon als Lösungsmittel umsetzt. Die Urethanpräpolymerlösung wird anschließend mit einer Überschüssigen Menge Diäthylentriamin unter Bildung eines Polyurethanharnstoff-polyamine umgesetzt. Anschließend wird mit einem Epichlorhydrin in einer Menge von 10%, bezogen auf die Menge des Diäthylentriamins, umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird anschließend mit 7,5 Teilen einer wäßrigen Lösung, enthaltend 70# GIykolsäure und 400 Teile entionisiertes Wasser, vermischt. Daraufhin wird das Methyläthylketon unter vermindertem Druck abdestilliert und dabei die Konzentration eingestellt, um ein stabiles, wäßriges Polyurethan niedriger Viskosität zu erhalten, das einen Harzanteil von 20,0% aufweist.
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Tabelle 1
Probe Aluminiumoxid
Nr.		 Bindemittel Weichmacher dto.,35 Teile 0 Dispersionsmittel Lösungsmittel -η
1 9696 Aluminiumoxid wäßr.Poly-
100 Teile urethan ν.
Ref.Beisp.
35 Teile		 it n 0 Polyoxyäthylennonyl-
phenoläther(HLB 17,5)
1 Teil		 entionisiertes
Wasser
1,3 Teile		 0
G)
I
2 dito, 100 Teile η η 0 dito, 1 Teil dito, 2,7 Teile OHTI
3 η it PVA, 10 Teile 0 η Ii n ,6,0 Teile
4 99,596 Al-oxid
100 Teile		 " , 5 Teile Glycerin
5,3 Teile		 η ir w , 2,7 Teile
CD VJl 96 96 Al-oxid
100 Teile		 " , 1 Teil dito, 1 Teil 11 ,0,5 Teile n , 49 Teile
CD
CO		 6 dito,100 Teile Polyvinylace-
ta t(Harzgehalt
41,596), 12 Teile		 η η n ,0,1 Teile n , 45 Teile 1
cn 7 η η n ,2,4 T. η η η η n , 37 Teile I
f 0611 8 η η Polyacrylsäure-
ammoniumsalz
(Harzgeh. 4096)
20 Teile		 η η η η M , 30 Teile
9 η η Polypicol-
butyral
8 Teile		 Glycerin
5,6 Teile
Dibutylphtha-
lat, 1 Teil		 η η " , 37 Teile
10 η η Dibutylphtha-
lat, 3 Teile		 Primal 850
0,4 Teile		 n , 35 Teile reile,
9 CO
11 π π 0 Cyclohexanon, 26 '
Äthanol, 10 Teile
Toluol 14 Teile		 I0505
-
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Probe Nr. 12 3 6 000 2900 320 4 5 6 7 8 Dichte, (2) Grünband mit geringer
Glätte, Fließfähigkeit
keiner Festigkeit		 9 000
800		 10 11 I AOH3
Dichte des
Grünbandes
(g/cm2) 2		 ,15 2,29 2,32 4 700 2500 240 2,44 1,92 1,80 1,90 1,60 mit einer Temp, von erstens 30 0C, zweitens 70°( mm 300 2,05 I
2,07		 It
U
Oberflächen
grobheit Ra		 ,40 0,39 0,38 2 2 2 0,15 0,54 0,58 0,59 0,67 mit geringer Dichte und Glätte 200 0,51 0,45 } "Ij
scheinbares 3
spez.Gewicht		 ,74 3,76 3,75 3,91 3,75 3,73 3,75 3,75 - 3,68 3,75
03003 Schlicker
viskosität
10 ü/min 12 400 4600 640
20 U/min 8 800 3600 480		 8400
5400		 30 000
20 000		 40 000
24 400		 40 000
26 400		 22 800
13 000		 Z9 drittens 110° 24
16		 400C 20 000
12 800		 14 000
12 000
0/9 23+10C
50 U/min		 3200 13 000 13 300 15 500 6 400 10 Dichte,
; und		 7 900 10 00b
CD
cn		 B-Typ Visko-
meter
100 U/min		 2200 10 000 8 800 10 800 3 800 7 C 6 000 8 90Ό
Teilchen
größe d.Al-
oxids(yum)		 0,6 2 2 2 2 2 2 2
i
Trocknung		 Primärtrocknung: Heißluft mit 6596 Feuchtigkeit und einer Temp.
Sekundärtrocknung: Heißluft mit einer Temperatur von 100°C		 von (D
Bewertung Grünband mit erhöhter
Glätte und Festigkeit		 (2) (3) CjO
CD
(1) Heißluft CD
cn
(2) Grünband CD
cn
(3) Grünband mit erhöhter Dichte, Glätte und Festigkeit.
Bezüglich der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Proben 1 bis 4 ist folgendes auszuführen. Bei den Proben 1 bis 3 wird als Keramikpulver ein Aluminiumoxidpulver verwendet, das eine Reinheit von 96% und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2/um aufweist. Bei Probe Nr.4 wird als Keramikpulver ein Aluminiumoxidpulver verwendet, das eine Reinheit von 99»5% und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,6/um aufweist. Das wäßrige Polyurethan (Harzgehalt 20%) des Referenzbeispiels wird bei allen diesen Proben 1 bis 4 in einer Menge von 35 Teilen/100 Teile Aluminiumoxidpulver als Bindemittel eingesetzt. Als Dispersionsmittel wird Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLB-Wert 17,5) in einer Menge von 1 Teil auf 100 Teile Aluminiumoxidpulver zugegeben. Anschließend wird den Proben 1 bis 4 entionisiertes Wasser in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen zugesetzt.
Die Proben werden in eine Kugelmühle aus Aluminiumoxid gegeben und 16 h geknetet, wobei man Aluminiumoxidkugeln in etwa der 2fachen Menge der Proben verwendet. Man erhält wäßrige Schlicker. Luftblasen in dem Schlicker werden mittels einer Vakuumentschäumungsvorrichtung entfernt, und die Viskosität des Schlickers wird bestimmt. Der Schlicker wird anschließend in die in Fig. 1 gezeigte Trocknungsvorrichtung eingegeben, um ein Grünband zu erhalten.
Bei den Proben 5 bis 10 der Vergleichsbeispiele werden Polyvinylalkohol, Polyvinylacetatemulsion und PoIyacrylat eingesetzt, die allgemein gebräuchliche, wasserlösliche organische Bindemittel sind. Die bei den Proben 5 bis 10 verwendeten Keramikpulver sind die gleichen wie bei den Proben 1 bis 3. Als Dispersionsmittel wird bei den Proben 5 bis 9 der gleiche Polyoxyäthylennonylphenoläther (HLB-Wert 17,5) wie bei den Proben 1 bis 4 in den in Ta-
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belle 1 angegebenen Mengen eingesetzt. Bei der Probe 10 wird Primal 850 (Markenname) in der in Tabelle 1 angegebenen Menge verwendet. Die obigen Proben werden mit Glycerin oder Dibutylphthalat vermischt. Außerdem werden sie mit entionisiertem Wasser in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen vermischt. Aus den Proben werden Schlicker und anschließend Grünbänder gebildet, wobei man die gleichen Stufen und die gleichen Bedingungen anwendet wie bei den Proben 1 bis 4.
Für die Probe 11 als Vergleichsbeispiel wird das gleiche Keramikpulver wie bei den Proben 1 bis 3 mit einem Bindemittel, d.h. mit einem Polyvinylbutyralharz, vermischt. Es wird ein herkömmlicherweise verwendetes organisches Lösungsmittel, bestehend aus Cyclohexanon, Äthanol und Toluol, eingesetzt und außerdem ein Weichmacher, bestehend aus Dibutylphthalat, zugemischt. Anschließend wird auf die gleiche Weise wie bei den vorher beschriebenen Beispielen aus der Probe ein Schlicker gebildet und auf herkömmliche Weise getrocknet, um ein GrUnband zu erhalten. Das Grünband weist eine Dichte von etwa 2,07 auf. Beim Calcinieren bei 157O°C zeigt das Grünband ein scheinbares spezifisches Gewicht von 3»75 und eine Oberflächengrobheit von etwa 0,45/uRa.
Die Qualitäten der Proben 1 bis 10, bei denen keine Bindemittel verwendet werden, die organische Lösungsmittel enthalten, liegen vergleichsweise unter der Qualität der herkömmlichen Probe 11, bei der ein organisches Lösungsmittel verwendet wird. Die Proben 5 bis 10 zeigen eine extrem schlechte Schlickerfließfähigkeit, geringe Dichte des Grünbandes, schlechte Flexibilität und Elastizität, schlechte Zähigkeit und schlechte Oberflächengrobheit der gesinterten Produkte. Insbesondere das aus Probe Nr. 9 hergestellte
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Grünband war so brüchig, daß das Messen seiner Dichte und dergl. schwierig war.
Die Proben 1 bis 4, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, zeigen andererseits gute Fließfähigkeit und bleiben bei ihrer Verarbeitung in einen wäßrigen Schlicker in einem homogen dispergierten Zustand. Die Schlicker zeigen ebenfalls gute Viskosität und die resultierenden Grünbänder weisen eine gute Flexibilität, Elastizität und Festigkeit auf und können leicht gehandhabt werden. Die Grünbänder weisen außerdem glatte Oberflächen und eine ausgezeichnete Dichte auf. Wenn die Grünbänder im Freien bei 157O0C calciniert werden, ist, wie Tabelle 1 zeigt, deren scheinbares spezifisches Gewicht und die Oberflächengrobheit eher besser als bei der Probe 11.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, ausgezeichnete Produkte zu erhalten, ohne ein organisches Lösungsmittel zu verwenden. Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht zu belästigenden Gerüchen und stellt für den Menschen keine Gefahr dar. Da lediglich Wasser zur Herstellung des wäßrigen Bindemittels verwendet wird, kann außerdem die Wahrscheinlichkeit eines Explosionsunglücks eliminiert werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Schlicker oder dergl., der sich an der Maschine, der Ausrüstung oder den Wänden festsetzt, leicht mit Wasser weggewaschen werden kann. Verglichen mit den öligen Schlickern, die unter Verwendung eines Lösungsmittels weggewaschen werden müssen, stellt das hinsichtlich des Umweltschutzes und der Handhabung einen weiteren Vorteil dar.
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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Keramikband durch Mischen und Kneten eines Keramikpulvers und eines einem flüssigen Träger einverleibten Bindemittels und nachfolgendes Trocknen der zu einem Band geformten Masse, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 100 Gew.-Teile des Keramikpulvers
2 bis 15 Gew.-Teile, gerechnet als Harzanteil, eines wässrigen Polyurethans einsetzt, sowie gegebenenfalls ein Dispersionsmittel zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Dispersionsmittel einsetzt, welches die gleiche Polarität wie das als Bindemittel verwendete wässrige Polyurethan aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein mit entsalztem Wasser bereitetes Polyurethan einsetzt, sowie gegebenenfalls eine zweckentsprechende zusätzliche Menge entsalztes Wasser zusetzt.
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4. Verfahren nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Band bei einer Luftfeuchtigkeit von 65 bis 80 % und einer Temperatur von 30 bis 45°C vortrocknet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Vortrocknung eine übliche Heißlufttrocknung in einer nachgeschalteten Trocknungskammer anschließt.
030036/061 5
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