DE4003198A1 - Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units - Google Patents

Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units

Info

Publication number
DE4003198A1
DE4003198A1 DE4003198A DE4003198A DE4003198A1 DE 4003198 A1 DE4003198 A1 DE 4003198A1 DE 4003198 A DE4003198 A DE 4003198A DE 4003198 A DE4003198 A DE 4003198A DE 4003198 A1 DE4003198 A1 DE 4003198A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ceramic
polyvinyl butyral
vinyl
casting
casting compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4003198A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Dr Ernst
Hans-Juergen Dr Kalz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Priority to DE4003198A priority Critical patent/DE4003198A1/en
Publication of DE4003198A1 publication Critical patent/DE4003198A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/634Polymers
    • C04B35/63404Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/6342Polyvinylacetals, e.g. polyvinylbutyral [PVB]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/634Polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/12Esters; Ether-esters of cyclic polycarboxylic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Casting compsns (I) contain (A) volatile organic solvent (B) plasticiser (C) dispersant (D) ceramic powder, and (E) as binder, polyvinyl butyral (II) contg 13-18 wt% vinyl alcohol units and 0-2 wt% vinyl acetate units, of mol wt 30,000-40,000. Pref (A) is mixt of trichloroethylene and Et0H. (B) is dialkyl phthalate, partic dioctyl phthalate (III). (D) is finely divided Al oxide. (II) contains 1-2 wt% vinyl acetate units. USE/ADVANTAGE - Tape casting (I) has constant green density, and shrinkage on firing is constant, facilitating making allowance for shrinkage in shaping and minimising tedious and expensive post-treatment of sintered ceramic components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießmasse zur Herstellung keramischer Grünfolien, ein Verfahren zur Herstellung von Grünfolien mit verbesserter Brennschwindung und ein Verfahren zur Herstellung keramischer Substrate aus diesen Grünfolien.The present invention relates to a casting compound for Manufacture of ceramic green sheets, a process for Production of green foils with improved flame shrinkage and a method of manufacturing ceramic substrates these green sheets.

Grünfolien aus keramischen Pulvern, beispielsweise aus Zirkondioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumcarbid oder auch Hochtemperatursupraleiterpulvern, können durch Foliengießen von Schlickern hergestellt werden (Tape casting). Unter Schlicker wird dabei eine Dispersion keramischer Materialien in einer flüssigen Phase - meist einem organischen Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch - verstanden, welches zusätzlich noch Dispergatoren, Binder und Weichmacher enthält. Diese Schlicker mit einer üblichen Viskosität von 3000-10 000 mP×s werden in der Regel auf ein kontinuierlich laufendes Band aus Stahl, Kunststoff oder auf speziell beschichtete Unterlagen gegossen.Green foils made from ceramic powders, for example from Zirconium dioxide, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide or also high temperature superconductor powders, can by Foil casting of slip can be produced (tape casting). Under slurry, a dispersion becomes more ceramic Materials in a liquid phase - mostly an organic one Solvent or solvent mixture - understood which additionally dispersants, binders and plasticizers contains. These slurries with a usual viscosity of 3000-10 000 mP × s are usually on a continuous basis running belt made of steel, plastic or special coated documents poured.

Man kann den Schlicker aber auch in Formen gießen. Auf dem Band, bzw. in den Formen verdampft das flüchtige organische Lösemittel, wobei eine flexible keramische Grünfolie entsteht. Die Folie wird aus den Formen entnommen, bzw. von dem kontinuierlich laufenden Band abgezogen. In einem sich anschließenden Formgebungsprozeß können durch Schneiden oder Stanzen aus der Grünfolie leicht entsprechende Formteile erhalten werden. Anschließend werden aus den Formteilen durch Erhitzen (Bake out) die organischen Bestandteile ausgetrieben. Durch weiteres Aufheizen auf die Sintertemperatur erfolgt die eigentliche Verdichtung der Formteile zu den gewünschten keramischen Artikeln, beispielsweise zu keramischen Substraten.You can also pour the slip into molds. On the Tape, or in the forms, evaporates the volatile organic Solvent, whereby a flexible ceramic green film is created. The film is removed from the molds, or from the continuously running tape. In one yourself subsequent molding process can be done by cutting or Punch corresponding shaped parts out of the green sheet be preserved. Then the molded parts by heating (bake out) the organic components expelled. By further heating to the sintering temperature  the molded parts are actually compressed into the desired ceramic articles, for example ceramic substrates.

Das Foliengießen wird in allgemeiner Form abgehandelt in Keram. Zeitschr. 38 Nr. 2 (1986), S. 79-82. Dort sind auch die für das Formgebungsverfahren typischen organischen Hilfsstoffe aufgeführt.Foil casting is dealt with in general terms Keram. Journal 38 No. 2 (1986), pp. 79-82. There are also the organic typical of the molding process Excipients listed.

Bei der Temperaturbehandlung zur Überführung der Formteile von dem grünen in den gesinterten Zustand tritt eine Schwindung der Dimensionen der Teile ein, die sogenannte Brennschwindung. Bei der Herstellung keramischer Bauteile nach diesem Verfahren muß daher die Brennschwindung bei der Formgebung einkalkuliert werden. Die grünen Teile müssen daher größer sein als die geforderten Endmaße. Üblicherweise liegen die Schwindungswerte zwischen 10 und 30%. Die Nachbearbeitung von fertig gesinterten Keramikbauteilen ist sehr aufwendig und sehr teuer. Zudem werden solche Nachbearbeitungsschritte die Kenngrößen der fertigen Keramiken verschlechtert. Zum Beispiel können durch Bildung von Mikrorissen durch nachträgliche Bearbeitung die Festigkeiten negativ beeinflußt werden. Da es hierbei zu einer Veränderung des Gefüges an der Oberfläche der bearbeiteten Teile kommen kann, verringen sich die Einsatzmöglichkeiten dieser Teile.During the heat treatment to transfer the molded parts one goes from the green to the sintered state Shrinkage of the dimensions of the parts, the so-called Shrinkage. In the manufacture of ceramic components According to this method, the shrinkage at Shaping can be taken into account. The green parts must therefore larger than the required gauge blocks. Usually the shrinkage values are between 10 and 30%. The Post-processing of sintered ceramic components is very complex and very expensive. In addition, such Post-processing steps the characteristics of the finished Ceramics deteriorated. For example, through education of micro cracks through subsequent processing Strengths are adversely affected. Since this is too a change in the structure of the surface of the machined parts can come out, the Possible uses of these parts.

Ein damit zusammenhängendes Problem besteht darin, daß im Laufe der Zeit unterschiedliche Chargen von Ausgangsprodukten, insbesondere an Bindemittel oder dem anorganischen Pigment eingesetzt werden müssen und es dadurch zu einer Änderung des Schrumpfverhaltens der Grünfolie kommt.A related problem is that in Different batches of raw materials over time, especially binder or the inorganic pigment must be used and this leads to a change in the Shrinkage behavior of the green sheet comes.

Daher ist für eine kostengünstige Herstellung keramischer Bauteile unbedingt die Einhaltung der Brennschwindung notwendig. Es ist zwar möglich, die Brennschwindung einer einmal vorliegenden Foliengießmasse durch Zusatz bestimmter Stoffe zu erhöhen. Damit läßt sich jedoch das Problem der Nichtkonstanz des Schwindungsverhaltens wegen verschiedener Chargen von Ausgangsprodukten nur mildern, aber nicht lösen. Andererseits lassen sich auch die Fertigungsparameter in den Herstellungsaggregaten an die Eigenschaften einer bestimmten Gießmasse anpassen; jedoch kann dadurch das Problem einer rationellen Fertigung nicht gelöst werden.Therefore it is ceramic for an inexpensive manufacture Components must comply with the flame shrinkage  necessary. While it is possible to reduce the burning shrinkage once existing film casting compound by adding certain Increase fabrics. However, this solves the problem of Inconsistency in shrinkage behavior due to various Only soften batches of raw materials, but not solve them. On the other hand, the manufacturing parameters can also be Manufacturing aggregates to the properties of a particular Adjust casting compound; however, this can cause a problem rational manufacturing can not be solved.

Die Schwindung hängt ab von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der eingesetzten keramischen Pulver. Sie hängt ferner ab von der Dichte der keramischen Grünfolie, die durch die Eigenschaften des Pulvers und daneben vor allem durch die organischen Hilfsstoffe beeinflußt wird. Die Konstanz der Eigenschaften der keramischen Pulver kann erreicht werden durch Einhalten konstanter chemischer Zusammensetzung und konstanter Pulver-Korngrößen, wie (Primär-)Korngrößen, Kornverteilung und spezifischer Oberflächen. Auch das Mischen verschiedener Pulver zu einem Blend ist Stand der Technik.The shrinkage depends on the physical and chemical Properties of the ceramic powder used. It hangs furthermore from the density of the ceramic green sheet, which by the properties of the powder and, above all, the organic auxiliaries is affected. The constancy of the Properties of the ceramic powder can be achieved by maintaining a constant chemical composition and constant powder grain sizes, such as (primary) grain sizes, Grain distribution and specific surfaces. Mixing too different powders for a blend is state of the art.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Gießmasse zu entwickeln, die zu konstanter Gründichte und folglich unter den zuvor angegebenen Voraussetzungen zu einer konstanten Schwindung beim Sintern führt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es Polyvinylbutyral-Typen gibt, bei denen eine geringe Veränderung der Zusammensetzung zu keiner Änderung der Sinterschwindung führt. Daneben gibt es Bereiche (die nicht Bestandteil der Erfindung sind), bei denen eine geringe Änderung des Polyvinylbutyrals zu einer deutlichen Änderung der Sinterschwindung führt. Dieser Zusammenhang zwischen Zusammensetzung des Bindemittels und dem Schrumpfverhalten der Folie beim Sintern ist bisher nicht erkannt worden. The task was therefore to develop a casting compound the too constant green density and consequently among the previous ones specified conditions for a constant shrinkage leads during sintering. The invention is based on the knowledge that that there are polyvinyl butyral types with a low one Change in composition to no change in Sintering shrinkage leads. There are also areas (which are not Are part of the invention), in which a small Change of polyvinyl butyral to a significant change the sintering shrinkage. This connection between Composition of the binder and shrinkage behavior the film during sintering has not yet been recognized.  

Es wurde nun eine Gießmasse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 gefunden, bei der ein Polyvinylbutyral eingesetzt wird, das 13 bis 18 Gew.-% Vinylalkohol-Einheiten und 0 bis 2 Gew.-% Vinylacetat-Einheiten enthält und ein Molekulargewicht von 30 000 bis 40 000 aufweist.It was now a casting compound according to the generic term of Claim 1 found using a polyvinyl butyral which is 13 to 18 wt .-% vinyl alcohol units and Contains 0 to 2 wt .-% vinyl acetate units and a Molecular weight of 30,000 to 40,000.

Besonders günstig ist ein Anteil von 1 bis 2 Gew.-% Vinylacetat-Einheiten.A proportion of 1 to 2% by weight is particularly favorable. Vinyl acetate units.

Gießmassen in diesem Bereich sind hinsichtlich der Sintereigenschaften besonders "robust" gegenüber kleinen Änderungen in der Zusammensetzung.Casting compounds in this area are regarding Sintering properties particularly "robust" compared to small ones Changes in composition.

Die verwendeten Polyvinyl-butyrale lassen sich leicht in an sich bekannter Weise aus Polyvinylacetat herstellen. Das Molekulargewicht wird durch das Molekulargewicht des eingesetzten Polyvinylacetats bestimmt, da die Kettenlänge der Polymeren unverändert bleibt.The polyvinyl butyrals used can easily be added to produce themselves in a known manner from polyvinyl acetate. The Molecular weight is determined by the molecular weight of the used polyvinyl acetate determined because the chain length the polymer remains unchanged.

Aus der DE-OS 38 09 350 ist bekannt, daß als Bindemittel für Foliengießmassen üblicherweise handelsübliche Polyvinylbutyrale eingesetzt werden, die neben Vinylbutyraleinheiten ca. 0,5 bis 3 Gew.-% Vinylacetat und 12 bis 28 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten enthalten. Es findet sich dort jedoch kein Hinweis, daß gerade Typen mit 13 bis 18 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten und 0 bis 2 Gew.-% Vinylacetat-Einheiten zu einem besonders konstanten Sinterschrumpf führen.From DE-OS 38 09 350 it is known that as a binder for film casting compounds usually commercially available Polyvinyl butyrals are used in addition to Vinyl butyral units about 0.5 to 3 wt .-% vinyl acetate and Contain 12 to 28 wt .-% vinyl alcohol units. It takes place However, there is no indication that straight types with 13 to 18% by weight vinyl alcohol units and 0 to 2% by weight Vinyl acetate units at a particularly constant Cause sintering shrinkage.

Ganz ähnliche Foliengießmassen werden in der DE-PS 37 24 108 beschrieben. Dort werden für eine optimale Einstellung der Eigenschaften der Gießmasse Polyvinylbutyrale mit einem Gehalt an Vinylalkoholeinheiten zwischen 15 und 22 Gew.-% bevorzugt. Die gemäß dieser Patentschrift eingesetzten Dispergiermittel, die in ihren Molekülen tertiäre Stickstoffatome und zwei unterschiedliche Oxalkyleneinheiten enthalten, sind für Gießmassen gemäß vorliegender Erfindung nicht erforderlich.Very similar film casting compounds are described in DE-PS 37 24 108 described. There for an optimal setting of the Properties of the casting compound polyvinyl butyrale with a Content of vinyl alcohol units between 15 and 22% by weight prefers. The used according to this patent  Dispersants that are tertiary in their molecules Nitrogen atoms and two different ones Containing oxalkylene units are suitable for casting compounds The present invention is not necessary.

Geeignete erfindungsgemäße Foliengießmassen enthalten Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Zirkondioxid, Magnesium- Spinell als keramisches Pulver. Es lassen sich aber auch andere keramische Pulver, wie z. B. Siliziumnitrid, Magnesiumoxid oder Bleititanat, zu einer Foliengießmasse verarbeiten. Besonders bevorzugt ist Aluminiumoxid.Contain suitable film casting compositions according to the invention Aluminum oxide, aluminum nitride, zirconium dioxide, magnesium Spinel as a ceramic powder. But you can also other ceramic powders such as B. silicon nitride, Magnesium oxide or lead titanate, to a film casting compound to process. Aluminum oxide is particularly preferred.

Gewöhnlich enthalten Foliengießmassen auf Bindemittelbasis Polyvinylbutyral neben dem Bindemittel noch:Usually they contain binder-based film casting compounds In addition to the binder, polyvinyl butyral also contains:

  • a) ein keramisches Material, bestehend aus Matrixmaterial wie z. B. Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Berylliumoxid und Sinteradditiven, z. B. Oxiden von Silizium, Calcium, Magnesium oder Yttrium,a) a ceramic material consisting of matrix material such as As aluminum oxide, aluminum nitride, beryllium oxide and sintering additives, e.g. B. oxides of silicon, calcium, Magnesium or yttrium,
  • b) ein flüchtiges organisches Lösemittel, wie Methanol, Ethanol, Isobutylalkohol, Methylethylketon, Trichlorethylen oder Toluol, sowie Lösemittel-Gemischen,b) a volatile organic solvent, such as methanol, Ethanol, isobutyl alcohol, methyl ethyl ketone, Trichlorethylene or toluene, as well as solvent mixtures,
  • c) ein Dispergiermittel, wie z. B. Fischöl, Ester von Fettsäuren, Ester von Phosphorsäure, ethoxylierte Alkohole, ethoxylierte Amine, Polyethylenglykol oder Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymere,c) a dispersant, such as. B. fish oil, esters of Fatty acids, esters of phosphoric acid, ethoxylated Alcohols, ethoxylated amines, polyethylene glycol or ethylene oxide-propylene oxide block polymers,
  • d) einen Weichmacher, z. B. einen Ester einer Dicarbonsäure wie Phthalsäure, Adipinsäure oder Sebacinsäure mit aliphatischen und/oder aromatischen einwertigen Alkoholen wie Butanol, Hexanol und Benzylalkohol oder Ester dieser Alkohole mit Phosphorsäure oder Ester von Monocarbonsäuren mit mehrwertigen Alkoholen.d) a plasticizer, e.g. B. an ester of a dicarboxylic acid such as phthalic acid, adipic acid or sebacic acid aliphatic and / or aromatic monovalent Alcohols such as butanol, hexanol and benzyl alcohol or Esters of these alcohols with phosphoric acid or esters of Monocarboxylic acids with polyhydric alcohols.

In der PCT-Anmeldung WO 88/03 917 wird angegeben, daß zur Herstellung von keramischen Schlickern eine weite Reihe von Polyvinylbutyral-Typen eingesetzt werden kann, beispielsweise die Typen mit der Handelsbezeichnung Butvar (B-76, B-79, B-90 und B-98). Angaben zu Molekulargewicht, Viskosität, Gewichtsanteilen an Vinylalkohol- und Vinylacetat-Einheiten dieser Polymere finden sich in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Band 17 (1989), Seite 149. Es konnte dieser Literaturstelle jedoch nicht entnommen werden, daß in Gießmassen gerade ein Polyvinylbutyral sich als "robust" erweist, das die in Anspruch 1 angegebene Zusammensetzung aufweist.In PCT application WO 88/03 917 it is stated that for Manufacture of a wide range of ceramic slips Polyvinyl butyral types can be used for example the types with the trade name Butvar (B-76, B-79, B-90 and B-98). Information on molecular weight, Viscosity, parts by weight of vinyl alcohol and Vinyl acetate units of these polymers can be found in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 17 (1989), page 149. However, this reference could not be removed that just in casting compounds Polyvinyl butyral proves to be "robust", which the in Claim 1 specified composition.

Werden Polyvinylbutyrale mit einem Gehalt an Vinylalkohol- Einheiten unter 13 Gew.-% eingesetzt, so erhält man Folien mit geringen Reißfestigkeiten, die für die Produktion hochwertiger Bauteile ungeeignet sind, da sie zu Fehlern und Dimensionsabweichungen führen. Ferner hat sich gezeigt, daß Gießmassen mit solchen Polyvinylbutyralen auf den Gießunterlagen kleben. Die parallel dazu auftretende geringe Reißfestigkeit macht ein Ablösen unmöglich; die Folie wird dabei zerstört.Are polyvinyl butyrals containing vinyl alcohol Units below 13 wt .-% used, so you get films with low tensile strengths necessary for production high quality components are unsuitable because they lead to errors and lead to dimensional deviations. It has also been shown that casting compounds with such polyvinyl butyrals on the Glue pouring pads. The minor occurring in parallel Tear resistance makes detachment impossible; the slide will destroyed in the process.

Werden dagegen Polyvinylbutyrale mit einem Anteil an Vinylalkohol-Einheiten von über 18 Gew.-% eingesetzt, so wirken sich bereits geringe Änderungen in der chemischen Zusammensetzung deutlich auf die Schwindung der keramischen Substanz aus. Dies hängt möglicherweise mit der größeren Anzahl polarer Gruppen (im Polyvinylbutyral) zusammen, die zu einer stärkeren Wechselwirkung zwischen Binder und keramischem Korn führt. Daher werden wahrscheinlich die für eine vollständige Dispergierung verantwortlichen Dispergiermittel von der Oberfläche des keramischen Pigments verdrängt. Höhere Acetatgehalte als 2% erhöhen ebenfalls die Abhängigkeit der Brennschwindung von kleinen Änderungen in der chemischen Zusammensetzung. In contrast, polyvinyl butyrals with a proportion of Vinyl alcohol units of over 18 wt .-% used, so even minor changes in chemical affect Composition clearly on the shrinkage of the ceramic Substance out. This may depend on the larger one Number of polar groups (in polyvinyl butyral) together, the to a stronger interaction between binder and ceramic grain leads. Therefore, those for responsible for complete dispersion Dispersant from the surface of the ceramic pigment repressed. Acetate levels higher than 2% also increase the Dependence of the shrinkage on small changes in the chemical composition.  

Dagegen erlaubt das in Anspruch 1 angegebene Polyvinylbutyral die Herstellung einer "robusten" Foliengießmasse.In contrast, what is stated in claim 1 allows Polyvinyl butyral making a "robust" Film casting compound.

Es wurde beobachtet, daß in der Nachbarschaft des Bereiches für die angegebene Zusammensetzung des eingesetzten Polyvinylbutyrals folgende Regeln gelten: Bei konstantem Gehalt an Vinylalkohol-Einheiten führt eine Verringerung der Acetat-Einheiten zu einem geringeren Schrumpf. Bei konstantem Acetatgehalt führt eine Verringerung des Gehalts an Polyvinylalkohol-Einheiten ebenfalls zu einer Verringerung des Schrumpfs.It has been observed that in the neighborhood of the area for the specified composition of the used Polyvinylbutyrals the following rules apply: With constant The content of vinyl alcohol units leads to a reduction of the acetate units to less shrinkage. At constant acetate content leads to a reduction in the content of polyvinyl alcohol units also into one Reducing shrinkage.

Die Erfindung wird anhand der Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the examples.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)

200 kg eines keramischen Pulvers mit einer chemischen Zusammensetzung von200 kg of a ceramic powder with a chemical Composition of

96% Aluminiumoxid
2,5% Siliziumdioxid
1% Magnesiumoxid
0,3% Calciumoxid
0,2% Natriumoxid + Kaliumoxid + Eisenoxid
96% alumina
2.5% silicon dioxide
1% magnesium oxide
0.3% calcium oxide
0.2% sodium oxide + potassium oxide + iron oxide

und einer Mediankorngröße von 3 µm sowie einer engen Korngrößenverteilung werden mit einem Lösemittelgemisch von Trichlorethylen/Ethanol, Dioctylphthalat (Weichmacher) und Polyvinylbutyral zu einer Foliengießmasse aufbereitet. Der Gehalt an Polyvinylbutyral beträgt 4 Gew.-%. Das Verhältnis von Polyvinylbutyral zu Dioctylphthalat beträgt 2. Das verwendete Butyral hatte ein Molgewicht von etwa 35 000. Eine 15%ige Lösung des Butyrals in Ethanol/Toluol (4 : 6) hatte bei 20°C eine Viskosität von 200 bis 450 mPa×s. Die Gießmassen besitzen eine Viskosität von 4000-5000 mPa×s und werden zu 0,8 mm starken Folien vergossen. Das eingesetzte Polyvinylbutyral enthielt neben den Vinylbutyraleinheiten 1,7 Gew.-% Vinylacetat und 18,9 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten.and a media grain size of 3 µm and a narrow Grain size distribution are with a solvent mixture from Trichlorethylene / ethanol, dioctyl phthalate (plasticizer) and Polyvinyl butyral processed into a film casting compound. The Polyvinyl butyral content is 4% by weight. The relationship of polyvinyl butyral to dioctyl phthalate is 2. That butyral used had a molecular weight of about 35,000. A 15% solution of the butyral in ethanol / toluene (4: 6) had a viscosity of 200 to 450 mPa · s at 20 ° C. The casting compounds have a viscosity of 4000-5000 mPa × s and are cast into 0.8 mm thick foils. The used polyvinyl butyral contained in addition to the Vinyl butyral units 1.7% by weight of vinyl acetate and 18.9% by weight Ethanol units.

Die Schwindung beim Sintern der Folie betrug 17,8%. Die Rohdichte der Keramik betrug 3,77 g/cm3.The shrinkage when sintering the film was 17.8%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)

Gemäß der Angaben von Beispiel 1 wird eine keramische Folie hergestellt, wobei das eingesetzte Polyvinylbutyral 1,3 Gew.-% Vinylacetat- und 18 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten besaß. Die Sinterschwindung betrug 17,5%. Die Rohdichte der Keramik lag bei 3,77 g/cm3. A ceramic film is produced as described in Example 1, the polyvinyl butyral used having 1.3% by weight of vinyl acetate and 18% by weight of vinyl alcohol units. The sintering shrinkage was 17.5%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Beispiel 3Example 3

Gemäß der Angaben von Beispiel 1 wird eine keramische Folie hergestellt, wobei das eingesetzte Polyvinylbutyral 1,3 Gew.-% Vinylacetat- und 16,3 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten besaß.According to the information in Example 1, a ceramic film prepared, the polyvinyl butyral used 1.3% by weight vinyl acetate and 16.3% by weight Had ethanol units.

Die Sinterschwindung betrug 17,1%. Die Rohdichte der Keramik lag bei 3,77 g/cm3.The sintering shrinkage was 17.1%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Beispiel 4Example 4

Gemäß der Angaben von Beispiel 1 wird eine keramische Folie hergestellt, wobei das eingesetzte Polyvinylbutyral 1,3 Gew.-% Vinylacetat- und 16 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten besaß.According to the information from Example 1, a ceramic Produced film, the polyvinyl butyral used 1.3 wt% vinyl acetate and 16 wt% vinyl alcohol units owned.

Die Sinterschwindung betrug 17,1%. Die Rohdichte der Keramik lag bei 3,77 g/cm3.The sintering shrinkage was 17.1%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Beispiel 5Example 5

Gemäß den Angaben von Beispiel 1 wird eine keramische Folie hergestellt, wobei das eingesetzte Polyvinylbutyral 1,2 Gew.-% Vinylacetat- und 15 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten besaß.According to the information from Example 1, a ceramic film prepared, the polyvinyl butyral used 1.2% by weight vinyl acetate and 15% by weight vinyl alcohol units owned.

Die Sinterschwindung betrug 17,1%. Die Rohdichte der Keramik lag bei 3,77 g/cm3.The sintering shrinkage was 17.1%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Beispiel 6Example 6

Gemäß den Angaben von Beispiel 1 wird eine keramische Folie hergestellt, wobei das eingesetzte Polyvinylbutyral 1 Gew.-% Vinylacetat- und 13 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten besaß.According to the information from Example 1, a ceramic film prepared, the polyvinyl butyral used 1% by weight vinyl acetate and 13% by weight vinyl alcohol units owned.

Die Sinterschwindung betrug 17,1%. Die Rohdichte der Keramik lag bei 3,77 g/cm3.The sintering shrinkage was 17.1%. The bulk density of the ceramic was 3.77 g / cm 3 .

Claims (9)

1. Gießmasse zur Herstellung von keramischen Grünfolien enthaltend ein flüchtiges organisches Lösungsmittel, Polyvinylbutyral, Weichmacher, Dispergiermittel und ein keramisches Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyvinylbutyral einsetzt, das 13 bis maximal 18 Gew.-% Vinylalkohol-Einheiten und 0 bis 2 Gew.-% Vinylacetat- Einheiten enthält und ein Molekulargewicht von 30 000 bis 40 000 aufweist.1. Casting compound for the production of ceramic green sheets containing a volatile organic solvent, polyvinyl butyral, plasticizer, dispersant and a ceramic powder, characterized in that a polyvinyl butyral is used which contains 13 to a maximum of 18% by weight of vinyl alcohol units and 0 to 2% by weight .-% contains vinyl acetate units and has a molecular weight of 30,000 to 40,000. 2. Gießmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Polyvinylbutyral 1 bis 2 Gew.-% Vinylacetat-Einheiten enthält.2. Casting compound according to claim 1, characterized in that the polyvinyl butyral used 1 to 2% by weight Contains vinyl acetate units. 3. Gießmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Pulver ein feinteiliges Aluminiumoxid ist.3. Casting compound according to claim 1, characterized in that the ceramic powder is a finely divided aluminum oxide is. 4. Gießmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüchtiges organisches Lösemittel ein Gemisch aus Trichlorethylen/Ethanol eingesetzt wird.4. Casting compound according to claim 1, characterized in that a mixture of as a volatile organic solvent Trichlorethylene / ethanol is used. 5. Gießmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichmacher ein Dialkylphthalat, insbesondere Dioctylphthalat, eingesetzt wird.5. Casting compound according to claim 1, characterized in that a dialkyl phthalate as plasticizer, in particular Dioctyl phthalate is used. 6. Verfahren zur Herstellung von keramischen Grünfolien durch Vergießen und Trocknen eines Schlickers, der ein feinteiliges keramisches Pulver und organisches Lösemittel Polyvinylbutyral, Weichmacher und Dispergiermittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 verwendete Gießmasse verwendet wird. 6. Process for the production of ceramic green foils by pouring and drying a slip, the one fine-particle ceramic powder and organic Solvents polyvinyl butyral, plasticizers and Contains dispersant, characterized in that the casting compound used in claim 1 is used.   7. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Substrats durch thermische Behandlung und Sintern einer keramischen Grünfolie, dadurch gekennzeichnet, daß die Grünfolie nach dem Verfahren von Anspruch 6 hergestellt wird.7. Process for producing a ceramic substrate by thermal treatment and sintering one ceramic green sheet, characterized in that the Green film produced by the method of claim 6 becomes. 8. Keramische Grünfolie, hergestellt nach Anspruch 6.8. Ceramic green sheet, produced according to claim 6. 9. Keramisches Substrat, hergestellt nach Anspruch 7.9. Ceramic substrate produced according to claim 7.
DE4003198A 1990-02-03 1990-02-03 Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units Withdrawn DE4003198A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4003198A DE4003198A1 (en) 1990-02-03 1990-02-03 Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4003198A DE4003198A1 (en) 1990-02-03 1990-02-03 Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4003198A1 true DE4003198A1 (en) 1991-08-08

Family

ID=6399350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4003198A Withdrawn DE4003198A1 (en) 1990-02-03 1990-02-03 Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4003198A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625489A1 (en) * 1993-05-20 1994-11-23 Hoechst Aktiengesellschaft Casting mass for the production of green ceramic sheets containing polyvinyl alcohol-fatty acid ester as dispersant
SG86995A1 (en) * 1997-12-15 2002-03-19 Ceramet Composition And Proces Mouldable composition and process
EP1854772A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-14 Kuraray Europe GmbH Method of manufacturing of ceramic green sheets with acetalised Polyvinylalcohol
EP1854771A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-14 Kuraray Europe GmbH Method of manufacturing of ceramic green sheets with acetalised Polyvinylalcohol
EP4163265A1 (en) 2021-10-11 2023-04-12 Kuraray Europe GmbH Use of ethylene vinyl acetals as binder in ceramic green sheets
EP4183761A1 (en) 2021-11-18 2023-05-24 Kuraray Europe GmbH Use of compacted polyvinyl acetals as binder in ceramic green sheets

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3724108A1 (en) * 1987-07-21 1989-02-02 Hoechst Ag Process for producing ceramic green sheets

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3724108A1 (en) * 1987-07-21 1989-02-02 Hoechst Ag Process for producing ceramic green sheets

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625489A1 (en) * 1993-05-20 1994-11-23 Hoechst Aktiengesellschaft Casting mass for the production of green ceramic sheets containing polyvinyl alcohol-fatty acid ester as dispersant
US5473008A (en) * 1993-05-20 1995-12-05 Hoechst Aktiengesellschaft Casting composition for producing green ceramic sheets containing polyvinyl alcohol/fatty acid ester as dispersant
SG86995A1 (en) * 1997-12-15 2002-03-19 Ceramet Composition And Proces Mouldable composition and process
EP1854772A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-14 Kuraray Europe GmbH Method of manufacturing of ceramic green sheets with acetalised Polyvinylalcohol
EP1854771A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-14 Kuraray Europe GmbH Method of manufacturing of ceramic green sheets with acetalised Polyvinylalcohol
US7745534B2 (en) 2006-05-10 2010-06-29 Kuraray Europe Gmbh Process for the production of ceramic green films with acetalized polyvinyl alcohols
EP4163265A1 (en) 2021-10-11 2023-04-12 Kuraray Europe GmbH Use of ethylene vinyl acetals as binder in ceramic green sheets
WO2023061741A1 (en) 2021-10-11 2023-04-20 Kuraray Europe Gmbh Use of ethylene vinyl acetals as binder in ceramic green sheets
EP4183761A1 (en) 2021-11-18 2023-05-24 Kuraray Europe GmbH Use of compacted polyvinyl acetals as binder in ceramic green sheets
WO2023089044A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 Kuraray Europe Gmbh Use of compacted polyvinyl acetals as binder in ceramic green sheets
WO2023089053A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 Kuraray Europe Gmbh Polyvinyl acetals with improved residual particle size distribution
WO2023089046A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 Kuraray Europe Gmbh Use of polyvinyl acetals with certain porosity as binder in ceramic green sheets
WO2023089047A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 Kuraray Europe Gmbh Use of compacted porous polyvinyl acetals with certain porosity as binder in ceramic green sheets
WO2023089050A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 Kuraray Europe Gmbh Preparation of compacted polyvinyl acetals with low residual particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3006098A1 (en) METHOD FOR PRODUCING MOLDED BODIES FROM CERAMIC OR METAL
DE1193856B (en) Glass color decals
DE10035987B4 (en) A method of producing a ceramic slurry and using it to produce a ceramic green sheet and a ceramic multilayer electronic component
EP0625489B1 (en) Casting mass for the production of green ceramic sheets containing polyvinyl alcohol-fatty acid ester as dispersant
EP0441219B1 (en) Slip for the production of green ceramic sheets and use thereof
DE4003198A1 (en) Casting compsns. for prepn. of ceramic green films - contain ceramic powder, organic solvent, plasticiser, dispersant, and polyvinyl butyral contg. vinyl] alcohol and vinyl] acetate units
DE69206645T2 (en) Suspension composition and sintered part made therefrom
DE2309385C3 (en) Method of making an alumina substrate
EP0408906B1 (en) Water soluble cellulosic binder for ceramic tape casting
WO1994007808A1 (en) Aqueous casting compound for producing green ceramic films and ceramic mouldings produced therefrom
DE3809693A1 (en) Process for producing ceramic tape-casting compositions for thin-film circuits
DE3724108C2 (en)
DE2459176A1 (en) CERAMIC COMPOSITIONS WITH HIGH CLAY CONTENT AND A CONTENT OF MGO-AL DEEP 2 O DEEP 3 -SIO DEEP 2 OR CAO-AL DEEP 2 O DEEP 3 -SIO DEEP 2 -GLASS
DE3809350C2 (en)
DE3523048C2 (en)
EP1078900B1 (en) Method of production of a porcelain body
DE69009536T2 (en) Boron nitride layers.
DE1927019B2 (en) FIXING AGENTS AND / OR BINDING AGENTS FOR GLAZES, ENGOBES OR ENAMELS TO BE DECORATED UNFIRED
JPH0799132A (en) Manufacture of ceramic green sheet and laminated ceramic body
DE1771216B1 (en) METHOD AND EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF CERAMIC CLAY CAST LAYERS AND CLAY DECORATORS
DE19811008C1 (en) Ceramic slip useful for machine molding e.g. to screw, nut, ceramic laminate, monolith, propeller stirrers or embossed tile
DE2337141C3 (en) Method of making a composite sintered structure
DE19828168A1 (en) Applying ceramic layer onto ceramic green body for forming sliding-discharge spark plug
EP0369045A1 (en) Process for the production of ceramic green sheets
Mistler Tape casting

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal