JP2004216554A - Ceramics body and its manufacturing method - Google Patents

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JP2004216554A JP2003002718A JP2003002718A JP2004216554A JP 2004216554 A JP2004216554 A JP 2004216554A JP 2003002718 A JP2003002718 A JP 2003002718A JP 2003002718 A JP2003002718 A JP 2003002718A JP 2004216554 A JP2004216554 A JP 2004216554A
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Fumitake Takahashi
史武 高橋
Makoto Omori
誠 大森
Kazuyoshi Shibata
和義 柴田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramics body causing no failure in bending operation, discharge operation or the like at the time of application to various products, and a method for manufacturing the ceramics body having these characteristics simply and certainly. <P>SOLUTION: A plurality of sheets 21a-21d having a desired shape are laminated to obtain a laminate 22 which is, in turn, baked and integrated to manufacture the ceramics body. In this manufacturing method, a coating agent 12 is bonded to at least one sectional planes 23a-23d constituted of the end parts of the respective sheets 21a-21d of the laminate 22 in such a state that at least the grooves provided to the sectional planes 23a-23d are filled and the laminate 22 is then syntered and integrated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス体及びその製造方法に関する。より詳しくは、複数のセラミックスシートを積層した積層体を含むセラミックス体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種電子部品にあっては、絶縁性、耐熱性等に優れるセラミックス体が広く用いられている。当該セラミックス体は、各電子部品に応じて、所望の形状に作製する必要があるが、複雑で微細な形状のセラミックス体を作製することは、押出し成形や打ち抜き加工等で作製することは困難であり、従来より、ドクターブレード法、リバースロールコーター法等により、セラミックス原料からなる所定厚さのシートを複数成形し、次いで、ＮＣパンチャー、金型等を用いる打ち抜き加工、又はレーザー加工等で所望の大きさ及び形状とした後、積層して所望の立体形状とし、その後焼成一体化して作製されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】しかし、この従来の製造方法で得られるセラミックス体は、種々の立体形状に対応できるものの、圧電／電歪膜型素子等に用いた場合に、製品化後、屈曲動作の不良を生じたり、インクジェットプリンター用ヘッドに適用されるものでは、インク流路に泡が残留して吐出不良を生じたりする場合があった。
【０００４】他方、従来、結晶レベルのミクロな凹凸を平坦化する技術として特許文献２に記載されているような、「セラミックス体切断面上に非水溶性樹脂の溶液を塗布して平滑面を有する層を形成するセラミックス切断面の保護方法」が提案されている。
【０００５】また、特許文献３には、成形体に導通用のスルーホールを設けた後仮焼成し、得られた仮焼成体のスルーホールに、溶剤の含浸、ペーストの充填という工程を経て導電性金属を充填するセラミックス基板の製造方法が記載され、特許文献４には、スルーホールを設けたセラミックス基板に結晶ガラス分散液を含浸後金属ペーストを印刷して、スルーホールの内壁を導電性金属で覆う回路基板の製造方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３２００９９号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２６５８７号公報
【特許文献３】
特開平６−１１２６４７号公報
【特許文献４】
特開平７−１５１３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特許文献３、４に記載の製造方法は、回路基板として求められる導通確保という要請を満たすべく、セラミックス体上に導電性金属を設けるものであり、複数のセラミックスシートを積層するセラミックス体、或いは複数のシートを積層した積層体からなる部材を他の部材と接合したセラミックス体に特有の剥離等の問題を解決し、セラミックス体自体に求められる性能を向上させることについては何ら示唆を与えるものではなかった。また、特許文献２に記載の方法は、結晶レベルのミクロな凹凸を平坦化することを意図するものであり、やはり、複数のセラミックスシートを積層するセラミックス体の断層面への適用については何ら開示されていなかった。
【０００８】また、いずれの特許文献に記載の製造方法も、スキージの押圧力によるスルーホールの変形等を考慮して（特許文献３参照）焼成後にペースト等を塗布するものであり、焼成前の成形体に溶液を塗布することについては全く意図するものではなかった。更には、いずれの特許文献に記載の製造方法も、得られるセラミックス体が、セラミックと金属や樹脂という複合材料で構成されるため、▲１▼セラミックス体とその上に設けられるものとの密着性が必ずしも充分でない、▲２▼異種材料の存在により、適用できる範囲が限定されたり、セラミックス体として各製品で求められる特性が、悪影響を受ける場合がある、等の問題が指摘されていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題を解決すべくなされたものであり、以下の検討、研究に基づくものである。なお、以下では、従来の製造方法及びそれによって得られるセラミックス体を示す図１７〜２０に基づいて説明する。図１７は、従来の製造方法の一例を示す一部工程図であり、図１８は、従来の製造方法により得られたセラミックス体の各シート間で、剥がれが発生している状態を模式的に示す側面図及び一部拡大図であり、図１９は、従来の製造方法により得られたセラミックス体における各シート端部がテーパ状をなし、各シート間で溝が形成されている状態を模式的に示す一部拡大図であり、図２０は、図１８で模式的に示したセラミックス体の断層面の状態を示す微分干渉型光学顕微鏡写真である。
【００１０】まず、本発明者は、上記動作不良等の原因を調査、検討したところ、従来の製造方法で得られるセラミックス体は、図１９に示すように、各シートの端部に未接触部分６９が存在し、この未接触部分６９の付近で各シートの剥がれが生じていることを知見した。
【００１１】特に、図１７に示すように、大きなシート６０を積層した一の積層体６６における各シート界面と平行な表面７０の一部に、他の積層体６４、６５を圧着して段差を有する形状のセラミックス体を作製する場合では、圧着時に、大きなシートを積層した一の積層体６６において、他の積層体６４、６５が圧着されない部分に圧着方向と逆方向の力（図中白抜きの矢印で示す。）がかかるため、図１８及び図２０に示すように、一の積層体６６の各シート６０がその端部付近で剥がれ易かった。
【００１２】そして、このような剥がれが、各製品においてセラミックス体に求められる各特性等に悪影響を及ぼし、特に、圧電／電歪膜型素子等に用いられるセラミックス体にあっては、振動特性に与える悪影響が大きいことが判明した。また、積層体の各シート端部のずれや、剥がれによって生じる溝が、焼成後に製品切り出しのために行われる機械加工等で発生する砥粒等を噛み込み、これが、製品化後の動作不良等の原因になっていることが判明した。更には、インクジェットプリンター用ヘッドに適用される圧電／電歪膜型素子では、積層体の各シート端部のずれや、剥がれによって生じる各シート間界面の溝が、泡の貯留原因であることが判明した。
【００１３】但し、各シートの端部を精密に揃えて積層することは、従来の製造方法が、打ち抜き加工等で、シートを所望形状等とすることから、各シートの加工端部がテーパ形状となり易いこと、各シートの乾燥条件等を精密に同一とすることが困難であること、及び加工精度に起因して寸法にバラツキを生じ易いこと、から困難であり、積層体とすることに関わる基本的な問題であった。
【００１４】そこで、本発明者は、これらの現象に基づき、積層体によりセラミックス体を作製する方法の利点を生かしつつ上記問題を解決し得る方法について、更に鋭意検討したところ、まず、積層体の各シートの端部によって構成される少なくとも一の断層面をコート材で被覆するという知見に至った。また、コート材の形成方法について更に検討し、焼成前の積層体の断層面に、セラミックス原料を主成分とするコーティング剤を付着させ、その後焼成することにより、セラミックスシートからなる積層体の成分と化学的に結合して積層体と一体化したコート材により平滑な断層面が得られることを見出した。
【００１５】また、本発明者は、積層体を含む複数の部材を圧着する工程を含んでセラミックス体を作製する場合に、予め、積層体における各シートの端部によって構成される断層面に、所定のコーティング剤を付着して、各シート端部間の溝に、当該コーティング剤を充填しておき、その後、当該積層体を含む複数の所定の部材を相互に圧着したところ、各シート間の剥離をほぼ完全に防止でき、平滑な断層面が得られることを見出した。本発明は、以上のような知見に基づくものであり、以下の発明を提供する。
【００１６】即ち、本発明は、所望形状の複数のシートを積層し、得られた積層体を、焼成、一体化するセラミックス体の製造方法であって、積層体の各シートの端部によって構成される少なくとも一の断層面（以下、単に「断層面」ということがある。）に、少なくとも該断層面に存する溝が充填される状態でコーティング剤を付着した後、焼成、一体化することを特徴とするセラミックス体の製造方法（以下、「第一の製造方法」ということがある。）を提供するものである。
【００１７】また、本発明は、複数の部材を相互に圧着した後、得られた複合体を焼成して各部材を一体化するセラミックス体の製造方法であって、複数の部材のうち少なくとも１つを、所望形状の複数のシートを積層して作製し、次いで、積層体からなる部材の各シートの端部によって構成される各断層面のうち少なくとも一の断層面に、少なくとも断層面に存する溝を充填する状態でコーティング剤を付着し、次いで、積層体からなる部材における各シート界面と平行な表面の全体又は一部に、他の部材を圧着させた後、得られた複合体を焼成することを特徴とするセラミックス体の製造方法（以下、「第二の製造方法」ということがある。）を提供するものである。
【００１８】上記本発明の何れの製造方法においても、コーティング剤は、各シートの端部が打ち抜き加工により形成されている断層面に付着することが好ましい。また、複数のシートを、原料粉末及び分散媒を含有する接着剤を介して積層することが好ましい。
【００１９】また、コーティング剤としては、接着剤が含有する分散媒より、飽和蒸気圧（２０℃）の大きな分散媒を含有するものを用いることが好ましい。また、コーティング剤としては、接着剤との絶対粘度の較差が、１，０００〜１８０，０００ｃｐｓのものを用いることが好ましい。また、シートをセラミックス原料で作製した場合には、当該シートと同一のセラミックス原料を含有するコーティング剤を用いることが好ましい。
【００２０】また、本発明においては、コーティング剤を、積層体における断層面、又は当該断層面の近傍に供給した後、コーティング剤に外力を加えて、コーティング剤の余剰分を除去しながら各シート端部間に存する溝にコーティング剤を充填することが好ましく、接着剤が含有する分散媒と、飽和蒸気圧（２０℃）が実質的に同等の分散媒を含有するものを用いる場合には、このコーティング剤に外力を加えてコーティング剤の余剰分を迅速に除去することが好ましい。
【００２１】また、本発明においては、積層体を、１以上の中抜け部分を有する複数のシートを含む、複数のシートを積層して作製し、次いで、積層体の、中抜け部分を有する複数のシートで形成される空所にコーティング剤を供給した後、コーティング剤に外力を加えて、コーティング剤を、空所を取り囲んで内向する断層面を介して移動させ、コーティング剤の余剰分を空所外に放出させながら断層面へのコーティング剤の付着を行うことが好ましい。
【００２２】また、コーティング剤に対する外力は、積層体を回転することにより付与することが好ましく、積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させることにより付与することが好ましい。また、積層体からなる部材と他の部材とを、相互に圧着させる各面の少なくとも何れかの面について、その面の一部で他の面と圧着して所望の形状（以下、上記圧着により得られる形状を「段差形状」ということがある。）とする場合には、予め、圧着後に複合体の突出部分を構成する積層体の突出側の断層面に、コーティング剤を付着しておくことが好ましい。
【００２３】本発明は、更に、以上の製造方法により得られるセラミックス体、即ち、複数のセラミックスシートを積層した積層体からなるセラミックス体であって、積層体の各セラミックスシートの端部で構成される少なくとも一の断層面が、少なくとも、当該断層面に存する溝（各シートの積層界面と各シートの端面との交線に存する溝、以下、同様である。）を充填した状態でコート材で覆われ、連続面をなしていることを特徴とするセラミックス体を提供するものである。
【００２４】また、本発明は、複数の部材が、相互に接合一体化されてなるセラミックス体であって、複数の部材のうち少なくとも１つは、所望形状の複数のセラミックスシートを積層した積層体からなり、この積層体における各セラミックスシート界面と平行な表面の全体又は一部に、他の部材が接合され、積層体の各セラミックスシートの端部で構成される少なくとも一の断層面が、少なくとも、断層面に存する溝を充填された状態でコート材で覆われ、連続面をなしていることを特徴とするセラミックス体を提供するものである。
【００２５】上記本発明の何れのセラミックス体においても、断層面のうち、各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面が、コート材により覆われているものが好ましい。また、コート材が、セラミックスシートの主成分と同一のセラミックスを主成分とするものが好ましい。また、積層体からなる部材と他の部材とが接合して、複数の面が内向する空間を存する形状をなし、内向する複数の面のうち、積層体の断層面で構成される特定の面のみコート材で覆われて連続面をなしているものが好ましい。
【００２６】また、積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）が、積層体における各セラミックスシート界面と平行な表面の算術表面粗さ（Ｒａ）と、実質的に同一であるものが好ましく、より具体的には、積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）と、積層体における各セラミックスシート界面と平行な表面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、０．７μｍ以下であるものが好ましい。また、積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．８μｍであるものが好ましく、積層体のコート材で覆われている断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）が、３０μｍ以下であるものが好ましい。なお、本明細書中、算術表面粗さ（Ｒａ）及び最大高さ（Ｒｙ）は、ＡＮＳＩ（米国規格）Ｂ４６．１−１９７８の規格に準じ、接触式表面粗さ計（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製、ＡｌｆａＳｔｅｐ２００）を用いて、触針の先端曲率半径１２．５μｍ、評価長さ２．５ｍｍ、カットオフ値０．５ｍｍとして測定した値をいう。
【００２７】本発明の製造方法は、上記の如く、断層面にコーティング剤を付着して少なくとも各シート端部間に存する溝を充填するため、断層面に溝のないセラミックス体を得ることができる。また、焼成前の状態でコーティング剤を付着しその後焼成するため、得られるコート材が積層体と密接に一体化し易く、コート材の剥離が殆どないセラミックス体を得ることができる。特に、セラミックス原料を主成分とするコーティング剤を用いると、図１６に示すセラミックス体のように、積層体とコート材とが化学結合によりほぼ完全に一体化した状態となり、コート材の剥離がほぼ完全になくなるとともに、異種材料の存在による各種性能の低下といった問題をも解決できる。また、コート材の成分による制約もなくなりセラミックスの特性を生かしたより広い範囲への適用が可能となる。
【００２８】更に、複数のシートを積層した積層体からなる部材を含む、セラミックス原料からなる複数の部材を、相互に圧着する場合には、セラミックス原料を含有するコーティング剤を、予め断層面に付着するため、積層体からなる部材における各シート界面と平行な表面に他の部材を圧着した時点で、各シート間の結合が強くなっており、各シート間の剥がれを防止することができる。特に、積層体からなる部材における各シート界面と平行な表面の一部に他の部材を圧着して所望の形状とする場合には、剥がれ方向に大きな力がかかり、当該剥がれ防止効果は顕著となる。
【００２９】また、本発明の製造方法によれば、簡単に、任意の断層面のみがコート材で覆われたセラミックス体とすることができ、断層面を含む複数の面が内向する空間を有する形状等、研磨加工が困難な部位に存する任意の断層面のみをコーティング剤で被覆することができる。このため、例えば、圧電／電歪膜型素子等の素子に適用した際に、振動板として機能し肉厚化が振動特性の低下を招く部分を不可避的にコート材で被覆するといった問題を完全に解決し得る。
【００３０】また、本発明のセラミックス体は、上記の特徴を有する製造方法によって得られるものであり、任意の断層面が算術表面粗さ（Ｒａ）の低い平滑な連続面で構成され、例えば、圧電／電歪膜型素子等に用いられるセラミックス体にあっては、各セラミックスシート端部間の溝、亀裂が原因で生じる、インク流路での泡の貯留や、振動特性の劣化といった問題を解決することができる。また、寸法精度を向上させることができるため、微細な各種電子部品への適用が容易となる。なお、本発明は、積層体からなるセラミックス体、及びその製造方法に関するものであるが、本発明は、一のセラミックスシート又は一のセラミックス板からなるセラミックス体の加工端面を平滑化する際にも応用することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックス体の各製造方法について、実施の形態を工程順に具体的に説明する。但し、本発明は、以下の記載に限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００３２】
１．第一の製造方法、及びこれにより得られるセラミックス体
【００３３】図１に示すように、本発明の第一の製造方法においては、まず、所望形状の複数のシート２１ａ〜２１ｄを積層して積層体２２とする。
【００３４】本発明において、複数のシート２１ａ〜２１ｄは、例えば、セラミックス原料及び添加物を分散媒中に含有させた原料を用いて、シート状に成形することにより得ることができる。また、セラミックス原料としては、例えば、安定化酸化ジルコニウム、部分安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージェライト化原料、窒化珪素、炭化珪素、及びガラスからなる群より選ばれる少なくとも１種を主成分とするものを挙げることができる。これらは、各種用途に応じて適宜選択して用いればよい。
【００３５】また、本発明で用いられる添加物としては、例えば、バインダー、分散剤、可塑剤、又は焼成助剤等を挙げることができる。
【００３６】また、バインダーとしては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルブチラール、又はポリビニルアルコール等を挙げることができ、分散剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、又はポリアルコール等を挙げることができる。また、可塑剤としては、例えば、フタル酸ジ−２−エチルヘキシルを挙げることができる。また、焼成助剤としては、例えば、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、又はセリア（ＣｅＯ）等を挙げることができる。なお、これら各添加物は、目的に応じて１種単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３７】また、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等のバインダーは、セラミックス原料１００質量部に対して、１０〜２０質量部含有させることが好ましい。同様に、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル等の可塑剤は、セラミックス原料１００質量部に対して、２〜５質量部含有させることが好ましい。また、焼成助剤は、セラミックス原料１００質量部に対して、５〜１５質量部含有させることが好ましい。
【００３８】また、上記セラミックス原料と混合する分散媒としては、例えば、水、石油等の炭化水素系液状化合物、アルコール等を挙げることができる。
【００３９】本発明において、シート２１ａ〜２１ｄの成形方法としては、例えば、ドクターブレード法、リバースロールコーター法等を挙げることができ、中でも、ドクターブレード法が好ましい。
【００４０】また、成形されたシートを所望の形状及び大きさとする方法としては、例えば、金型加工、打ち抜き加工、レーザー加工等の方法を挙げることができ、中でも量産性の点で金型加工が好ましい。
【００４１】本発明においてシート２１ａ〜２１ｄの形状は、最終的に作製するセラミックス体の所望の形状に応じて好適なものとすればよく、例えば、三角形、矩形、円形、又は楕円等の形状で中抜きした中抜き形状、その他の複雑形状を挙げることができる。
【００４２】また、シート２１ａ〜２１ｄの厚さは、成形方法にもよるが、成形性を向上させ、かつ各シートを積層した積層体２２の断層面２３ａ〜２３ｄに存する溝の深さを小さくして、後述するコーティング剤の塗布により平坦な断層面を形成するためには、３〜２００μｍとすることが好ましく、５０〜１５０μｍとすることがより好ましい。
【００４３】また、成形されたシート２１ａ〜２１ｄを積層する方法としては、各シートの端部をできるだけ揃えて積層するためにガイドピンを設けた治具を用いることが好ましい。また、成形されたシート２１ａ〜２１ｄを、介在物を介することなく熱圧着により積層することも可能であるが、各シート２１ａ〜２１ｄ上にセラミックス原料等の原料粉末及び分散媒を含有する接着剤（図示せず）を、スクリーン印刷等を用いて塗付した後で積層することが、積層状態を強固にする上で好ましい。
【００４４】本発明において、接着剤に含有させる原料粉末及び分散媒としては、前述したシート作製用の原料と実質的に同様のものを挙げることができ、後述するコーティング剤と少なくとも添加物以外の成分については同組成のものが好ましい。
【００４５】但し、本発明における接着剤は、後述するようにコーティング剤より絶対粘度の大きなもの、又はコーティング剤の含有する分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）が小さな分散媒を含有するものが好ましい。また、接着剤は、ある程度の厚みで付着して（例えば、６μｍ以上）シート界面の接着性を確保するためには、ある程度の粘性が必要となる。従って、絶対粘度が１０，０００〜２００，０００ｃｐｓの接着剤が好ましく、絶対粘度が１５，０００〜１００，０００ｃｐｓの接着剤がより好ましく、絶対粘度が２０，０００〜３０，０００ｃｐｓの接着剤が特に好ましい。
【００４６】また、接着剤は、分散媒を多量に含有するもの程、各シート内に多量に浸透して各シートを変形させてしまうため、積層体の寸法精度が低下してしまう。従って、セラミックス原料をコーティング剤中に高濃度で含有するものが好ましく、具体的には、接着剤中、セラミックス原料を３０〜９０質量％含有するものが好ましい。但し、粘度調節などの目的で加える分散媒の量により変動が生ずるものである。
【００４７】なお、絶対粘度や濃度は、セラミックス原料に対する分散媒の質量比を変える等して調整すればよい。
【００４８】本発明の第一の製造方法においては、次に、積層体２２の各シート２１ａ〜２１ｄの端部によって構成される少なくとも一の断層面２３ａ〜２３ｄに、少なくとも断層面に存する溝を充填する状態でコーティング剤１２を付着した後、積層体２２を焼成、一体化する。
【００４９】これにより、図１及び図２に示すように、積層体２２と一体化して形成されるコート材５８により断層面５７を連続した面で構成することができる。
【００５０】本発明におけるコーティング剤１２としては、有機材料や、有機無機のハイブリッド材料、金属材料、セラミックス材料、又はサーメット材料を含有するものを挙げることができる。中でも、金属材料、セラミックス材料、又はサーメット材料を含有するものが好ましい。
【００５１】断層面に金属材料やサーメット材料を含有するコーティング剤を塗布して熱伝導性や電気伝導性の良好なコート層を形成することで、単に断層面を平滑にするのみならず、当該コート材に放熱層や電極層としての機能を兼備させることができ、ヒートシンクやコンデンサーへの応用が可能となる。一方、コーティング剤としてセラミックス材料を用いると、焼成前の積層体２２に塗布することで、焼成により焼結して積層体と強固に一体化し易く、密着性の大きなコート層を形成し得る。
【００５２】本発明においてコーティング剤１２に含有させる金属材料としては、白金、金、銀、パラジウム、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、若しくは鉛等の金属単体、又はこれら金属の少なくとも１種を含む合金を挙げることができる。
【００５３】また、コーティング剤１２に含有させるサーメット材料としては、前述したシート作製用の原料に含有させるセラミックス原料に上記各種金属材料の少なくとも１種を含有させたものを挙げることができる。また、コーティング剤１２に含有させるセラミックス原料としては、前述したシート作製用の原料に含有させるセラミックス原料と同様のものを挙げることができる。
【００５４】本発明においてコーティング剤１２は、前述したシートの主成分と化学的特性が近似する原料を主成分とするものが好ましく、シートの主成分がセラミックス原料である場合には、それと同一のセラミックス原料を主成分とするものがより好ましい。図１６に示すように、コート材と積層体が、その境界が認識できない程一体化したセラミックス体とすることができる。
【００５５】本発明におけるコーティング剤１２に含有させる分散媒としては、例えば、水、石油等の炭化水素系液状化合物、エーテル、芳香族化合物、ケトン、エステル、及びアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００５６】また、エーテルとしては、例えば、エチルエーテル、ジオキサン、又はテトラヒドロフラン等を挙げることができ、芳香族化合物としては、例えば、トルエン、又はキシレン等を挙げることができる。また、ケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、又はシクロヘキサン等を挙げることができ、エステルとしては、例えば、ブチルカルビトールアセテート等を挙げることができる。また、アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、ｎ−オクタノール、ジアセトンアルコール、ベンジンアルコール、２−エチルヘキサノール、イソプロパノール、又はテルピネオール等を挙げることができる。なお、これらの化合物は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができ、バインダー等の他の添加物への適応性を考慮して選択することが好ましい。
【００５７】本発明においてコーティング剤１２に含有させる分散媒は、粘度調整、接着剤の組成を変更することが困難な場合等にあっては、シート又は接着層（接着剤によって形成される層をいう。以下、同様である。）への分散媒の浸透を最小限に抑えるために、蒸気圧の高いものを選択することが好ましい。
【００５８】具体的には、接着剤中に存在する分散媒より、飽和蒸気圧（２０℃）の大きなものが好ましい。このような分散媒であれば、焼成前の積層体であっても、コーティング剤の分散媒が各シート間の界面及び各シートに浸透することを抑制し、各シートの剥離（各シートの端部付近での剥離の他、各シートの中央部付近で剥離して積層体の内部に空洞ができる場合を含む。）や変形がない状態で、コーティング剤を付着させることができる。なお、従来、焼成前の積層体の断層面にコーティング剤を付着してコート材を設けることがなされなかったのは、焼成前の積層体に各シートと基本的に同組成のコーティング剤を付着することは、各シートの変形や剥離を生じることはあっても何ら技術的利点はない、との認識があったためと考えられる。
【００５９】本発明においてコーティング剤中に含有させる分散媒は、接着層中に存在する分散媒に対して、飽和蒸気圧（２０℃）の比が１でもよいが、上記効果を奏するには、１．３（コーティング剤／接着剤）以上であるものが好ましく、２（コーティング剤／接着剤）以上であるものがより好ましく、１０（コーティング剤／接着剤）以上であるものが更に好ましく、５０（コーティング剤／接着剤）以上であるものが特に好ましい。
【００６０】当該飽和蒸気圧（２０℃）の比がこの範囲であれば、各シートの変形や剥離をより効果的に抑制することができる。但し、飽和蒸気圧（２０℃）が極端に大きな分散媒を用いると、コーティング剤を付着する際の作業性が低下してしまうため、分散媒の飽和蒸気圧（２０℃）が、５０ｍｍＨｇ以下のものが好ましく、３０ｍｍＨｇ以下のものがより好ましく、２０ｍｍＨｇ以下のものが特に好ましい。
【００６１】ここで、接着層中に存する分散媒とコーティング剤中に含有させる分散媒との好適な組み合わせとしては、例えば、接着層中に存する分散媒が２−エチルヘキサノール（飽和蒸気圧（２０℃）：０．０５ｍｍＨｇ）である場合に、コーティング剤の分散媒を、２−エチルヘキサノールと、ｎ−ブタノール（飽和蒸気圧（２０℃）：４．３９ｍｍＨｇ）又はイソプロパノール（飽和蒸気圧（２０℃）：３３．０ｍｍＨｇ）との混合液とすることを挙げることができる。同様に、接着層中に存在する分散媒が、ブチルカルビトールアセテートである場合に、コーティング剤の分散媒を、２−エチルヘキサノール、ｎ−ブタノール、又はイソプロパノールの何れか１種又はこれら２種以上の混合液とすることを挙げることができる。
【００６２】本発明においては、当該コーティング剤１２中に、上記セラミックス原料、及び分散媒に加え、更に他の物質を添加してもよく、例えば、前述したシート用の原料に含有し得るバインダー、分散剤、可塑剤、安定化材、又は焼結助剤等を挙げることができる。
【００６３】また、本発明におけるコーティング剤１２は、接着剤との絶対粘度の較差が、１，０００〜１８０，０００ｃｐｓのものを用いることが好ましく、５，０００〜１８０，０００ｃｐｓのものを用いることがより好ましく、１５，０００〜５０，０００ｃｐｓのものを用いることが特に好ましい。
【００６４】接着剤との絶対粘度の較差がこの範囲であれば、たとえコーティング剤１２と接着剤が基本的に同じ組成であっても、コーティング剤１２の分散媒が直ちに接着層や各シートに浸透することはなく、各シートの剥離（各シートの端部付近での剥離の他、各シートの中央部付近で剥離して積層体の内部に空洞ができる場合を含む。）を抑制することができる。従って、本発明においては、コーティング剤１２と接着剤とで、前述したように飽和蒸気圧（２０℃）に較差を設けるとともに、当該絶対粘度の点でも較差を設けることが、各シートの変形や剥離をより効果的に抑制できる点でより好ましい。
【００６５】もっとも、本発明におけるコーティング剤１２は、コーティング剤をムラなく断層面に塗布し、かつ断層面に存する溝へ容易に充填することができ、その一方で、各シート間で剥がれを生じない程度に各シートを結合するとともに、焼成時に断層面の表層部分における収縮を抑制することができる点で、絶対粘度が１，０００〜２０，０００ｃｐｓのものとすることが好ましい。
【００６６】また、本発明におけるコーティング剤１２は、焼成時に断層面の表層部分における収縮を抑制する観点から、セラミックス原料をコーティング剤中に高濃度で含有するものが好ましく、一方、セラミックス原料をコーティング剤中に均一に分散させるという観点からはある程度の有機成分が含有するものが好ましく、具体的には、コーティング剤中、セラミックス原料を３０〜９０質量％含有するものが好ましく、４０〜８０質量％含有するものが特に好ましい。但し、粘度調節などの目的で加える分散媒の量により変動が生ずるものである。
【００６７】本発明においてコーティング剤１２の調整は、積層体（焼成後）の主成分と同一のセラミックスを主成分とするコート材で断層面を被覆する場合には、簡単に所望の組成のコーティング剤１２が得られる点で、前述した接着剤をそのまま原液として、接着剤に含有する分散媒、又は当該分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）の大きなものを更に添加して調整することが好ましい。但し、コーティング剤中に含有させる分散媒の飽和蒸気圧（２０℃）を、接着剤中に存する分散媒に対してより大きくすることが可能となる点で、接着剤とは別に調整することも好ましい。
【００６８】これに対して、積層体（焼成後）の主成分と異なる材料からなるコート材で断層面を被覆する場合には、コーティング剤の主成分たる材料が異なることは勿論、当該主成分たる材料に応じてバインダー等の添加物も接着剤とは適宜異なるものを選択する必要があり、接着剤とは別に調整することが好ましい。
【００６９】本発明において、コーティング剤１２を断層面７に付着させる方法としては、上記絶対粘度のコーティング剤であれば、当該断層面に単にコーティング剤を供給するだけでもよい。
【００７０】但し、本発明においては、粘度の小さなコーティング剤１２を用いたり、飽和蒸気圧（２０℃）の大きな分散媒を含有するコーティング剤を用いたりする場合には、コーティング剤１２を断層面７、又は断層面７の近傍に供給した後、コーティング剤１２に外力を加えて、余剰のコーティング剤を除去しながら各シート端部間に存する溝にコーティング剤を充填することが好ましい。
【００７１】粘度の小さなコーティング剤は、各シートや各シート間界面に浸透し易いため、コーティング剤の過剰な存在を排除することで、各シートの変形や剥離を抑制することができる。また、飽和蒸気圧（２０℃）の大きな分散媒を含有するコーティング剤を用いるとコーティング剤の拡散範囲が制限され易いが、強制的に外力を加えて広範囲に拡散させることで各シート端部間に存する総ての溝にコーティング剤を充填することができる。
【００７２】なお、コーティング剤として、接着剤が含有する分散媒と、飽和蒸気圧（２０℃）が実質的に同等の分散媒を含有するものを用いる場合でも、コーティング剤に強制的に外力を加えて、コーティング剤の余剰分を迅速に除去しながら各シート端部間に存する溝にコーティング剤を充填することにより、上記拡散効果や上記充填効果を奏することができる。従って、各シートの変形や剥離を抑制しながら所望のコート材を形成することができ、例えば、接着剤及びコーティング剤の組成、濃度が、他の要因から固定する必要がある場合に有益である。また、当該分散媒が飽和蒸気圧（２０℃）０．０２ｍｍＨｇ以上のもの、又は絶対粘度２０，０００ｃｐｓ以下のものについて特に効果が大きい。勿論、飽和蒸気圧（２０℃）や絶対粘度に較差を設けながら、上記外力を加える塗布方法は、各シートの変形や剥離をより抑制することができる。
【００７３】本発明においてコーティング剤１２に外力を加える手段としては、遠心力、慣性力等を利用するもの何れでもよく、例えば、スピンコーター、エアースプレー、若しくは刷毛等を用いる方法、又は積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させる方法を挙げることができる。流動性の低いコーティング剤を用いた場合に、断層面の溝にコーティング剤を迅速に充填できる点では、積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させる方法が好ましく、再現性よく所望の厚さのコート材で覆うことができ、かつ量産性に優れ、更には余剰のコーティング剤を迅速に除去し得るとともに、コーティング剤を迅速に目的とする領域に拡散させ得る点で、スピンコーターを用いて積層体を回転させてコーティング剤に外力を加える方法が好ましい。
【００７４】また、スピンコーターを用いてコーティング剤を速やかに所定の塗布領域に移動させ、かつ、均一に塗布させるためには、絶対粘度が１，０００〜１０，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることが好ましく、２，０００〜８，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることが好ましく、絶対粘度が３，０００〜５，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることがより好ましい。
【００７５】また、スピンコーターを用いる場合には、最初ゆっくり回転速度を上げた後、低速回転で一定時間保持してコーティング剤を断層面になじませ、その後、更に回転速度を上げて余剰コーティング剤の除去と、コーティング剤の溝内への侵入を促進させることが好ましい。具体的には、例えば、最初５０〜７０ｒｐｍ／ｓｅｃの割合で回転速度を上げていき、２００〜４００ｒｐｍで３０〜６０秒保持した後、更に１５００〜２５００ｒｐｍまで回転速度を上げて３０〜６０秒保持して行うことが好ましい。
【００７６】また、本発明においては、図１に示すように、中抜きシート２１ａ〜２１ｄを積層した積層体２２を作製し、次いで、複数の断層面２３ａ〜２３ｄで囲まれている積層体２２の空所２５にコーティング剤を供給した後、コーティング剤１２に外力を加えてコーティング剤１２を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させ、コーティング剤１２の余剰分１２ａを空所２５外に放出させながら各断層面２３ａ〜２３ｄへのコーティング剤１２の付着を行う方法を適用することも好ましい。
【００７７】断層面２３ａ〜２３ｄで囲まれている空所２５にコーティング剤が存する状態で、コーティング剤１２を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させることにより、複数の断層面２３ａ〜２３ｄに、同時かつ確実にコーティング剤１２を付着させることができ、後で切断工程を行うことで、実質上、複数の部材への塗布を同時に行うことができる。
【００７８】また、図１に示すように、コーティング剤１２を内向する各断層面２３ａ〜２３ｄに簡単にムラなく付着させ得る、コーティング剤１２に外力を加える手段としては、積層体２２を回転してコーティング剤を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させるものを挙げることができる。
【００７９】また、本発明においてコーティング剤を空所に供給するに際しては、断層面にのみコーティング剤が付着されるように、当該積層体の上面（及び下面）を、保護膜、プラスチックシート、又は治具等の保護材で被覆しておくことが好ましい。
【００８０】また、応用例として、図３に示すように、複数の断層面で囲まれている空所２５を多数設けた積層体３０を作製し、当該積層体３０の各空所２５にコーティング剤（図示せず）を供給した後、積層体３０を回転させて、コーティング剤を各断層面（図示せず）を介して移動させ、コーティング剤の余剰分を空所外に放出させる方法を挙げることができる。
【００８１】この方法によれば、後に当該積層体３０の切断を行うことで、非常に多くの部材への塗布を、実質的に同時に行うこととなり、個々の部材としてコーティング剤の付着を行うよりも大幅に生産効率を向上させることができる。
【００８２】本発明において積層体２２を焼成する温度は、積層体２２の材料に応じて適切な温度を選択すればよく、例えば、積層体２２が部分安定化ジルコニウムを主成分とする場合であれば、１３５０〜１５５０℃が好ましく、１４００〜１４５０℃がより好ましい。
【００８３】また、本発明においては、焼成後の積層体（セラミックス体）を、必要に応じ、ダイシング、ワイヤーカット等により切削加工を施し、所望の形状とすることもできる。
【００８４】次に、以上の製造方法により得られる本発明のセラミックス体について説明する。
【００８５】図１に示すように、本発明のセラミックス体４０は、複数のセラミックスシート５３ａ〜５３ｄを積層した積層体４６からなるセラミックス体４０であって、積層体４６の各セラミックスシート５３ａ〜５３ｄの端部で構成される少なくとも１の断層面５７ａ〜５７ｄが、少なくとも、断層面５７ａ〜５７ｄに存する溝を充填した状態でコート材５８で覆われ、連続面をなしていることを特徴とするものである。
【００８６】これにより、各セラミックスシート５３ａ〜５３ｄの端部によって構成される断層面５７（５７ａ〜５７ｄ）にセラミックス粉等の粉塵が貯留することがなく、製品化後において発塵に関する問題をほぼ完全に回避することができる。また、圧電／電歪膜型素子等に用いられるセラミックス体等では、屈曲動作の不良や、インクの吐出不良等の問題を回避することができる。
【００８７】ここで、本明細書中、「連続面」とは、一部に角部を有さず１つの面として観念できる面を意味する。但し、凹凸があってもよいことは勿論、平面のみ、又は曲面のみで構成される面の如く、一定の規則性を有する面である必要はなく、平面及び曲面が混在していながら全体で１つの面として観念できるものも含まれる。
【００８８】本発明におけるセラミックス体４０は、図２に示すように、断層面のうち、少なくとも各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面５７が、コート材５８により覆われているものが好ましい。各セラミックスシートの端部は、打ち抜き加工により形成されているもの程、テーパ状になり易く、当該端部で形成される断層面で比較的深い溝が形成され易いことから、このような断層面をコート材で被覆することで、上記断層面を連続面とする利点を効果的に発揮させることができる。また、本発明においてコート材は、積層体４６上に層状に形成されているものでもよいが、コート材の剥離や、セラミックス体として求められる各種性能の低下といった問題が殆どない点で、セラミックスシートの主成分と同一のセラミックスを主成分とし、図１６に示すように、積層体４６と一体化（単に密着しているのみならず、層構造として明確に認識し得ない程度に積層体と渾然一体化しているものをいう。）したものが好ましい。
【００８９】また、本発明においては、セラミックス体の形状について特に制限はないが、例えば、図４に示すように、完全に閉鎖された内部空間３５を有するセラミックス体５１、図５に示すように、内向する複数の面１４ａ〜１４ｄで形成され、上下に開口する空間３６を有するセラミックス体５２、又は図６に示すように、内向する主要３面１４ａ〜１４ｃを有する概略コの字の断面形状を有するセラミックス体４０に好ましく適用することができる。
【００９０】このような形状のセラミックス体では、焼成後、断層面に対して研磨加工等の機械加工を施して断層面を平滑にすることは、その形状上極めて困難であり（図４に示すセラミックス体にあっては、その形状上不可能である。）、本発明の適用により初めて平滑な断層面を有するセラミックス体とすることができるからである。
【００９１】更に、本発明においては、図２等に示す積層体４６のコート材で覆われている断層面５７が、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面６１と同程度に滑らかな面、具体的にはコート材で覆われている断層面５７の算術表面粗さ（Ｒａ）が、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面６１の算術表面粗さ（Ｒａ）と、実質的に同一であるものが電子デバイス等に適用した際、セラミックス体表面全体で、水分の吸着性、光沢性、質感等の特性を同一にでき、各製品の寸法バラツキを抑えることができる点で好ましい。
【００９２】本発明においては、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面６１の算術表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．０９μｍのものが好ましく、０．０３〜０．０７μｍのものがより好ましい。これに対し、積層体４６の断層面５７の算術表面粗さ（Ｒａ）も、０．０１〜０．８μｍのものが好ましく、０．０２ 〜０．１５μｍのものがより好ましく、０．０３ 〜０．０７μｍのものがより好ましい。また、両者の算術表面粗さ（Ｒａ）の差は、０．７μｍ以下のものが好ましく、０．４μｍ以下のものがより好ましく、０．１μｍ以下のものが特に好ましい。
【００９３】また、本発明においては、同様の点で積層体４６のコート材で覆われている断層面５７が、最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）３０μｍ以下のものが好ましく、１０μｍ以下のものがより好ましく、５．０μｍ以下のものが更に好ましく、２．０μｍ以下のものが更にまた好ましく、１．０μｍ以下のものが特に好ましい。
【００９４】
２．第二の製造方法、及びこれにより得られるセラミックス体
【００９５】図７に示すように、本発明の第二の製造方法においては、まず、複数のシート１ａ〜１ｄを積層した積層体２からなる部材４を含む、複数の部材４〜６を作製する。
【００９６】本発明において、複数のシート１ａ〜１ｄは、例えば、セラミックス原料及び添加物を分散媒中に含有させた原料を用いて、シート状に成形することにより得ることができる。また、セラミックス原料としては、例えば、安定化酸化ジルコニウム、部分安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージェライト化原料、窒化珪素、炭化珪素、及びガラスからなる群より選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。これらは、各種用途に応じて適宜選択して用いればよい。
【００９７】また、本発明で用いられる添加物としては、例えば、バインダー、分散剤、可塑剤、又は焼成助剤等を挙げることができる。
【００９８】また、バインダーとしては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルブチラール又はポリビニルアルコール等を挙げることができ、分散剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、又はポリアルコール等を挙げることができる。また、可塑剤としては、例えば、フタル酸ジ−２−エチルヘキシルを挙げることができる。また、焼成助剤としては、例えば、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）、又はセリア（ＣｅＯ）等を挙げることができる。なお、これら各添加物は、目的に応じて１種単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００９９】また、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等のバインダーは、セラミックス原料１００質量部に対して、１０〜２０質量部含有させることが好ましい。同様に、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル等の可塑剤は、セラミックス原料１００質量部に対して、２〜５質量部含有させることが好ましい。また、焼成助剤は、セラミックス原料１００質量部に対して、５〜１５質量部含有させることが好ましい。
【０１００】また、上記セラミックス原料と混合する分散媒としては、例えば、水、石油等の炭化水素系液状化合物、アルコール等を挙げることができる。
【０１０１】本発明においてシート１ａ〜１ｄの形状は、最終的に作製するセラミックス体の所望の形状に応じて好適なものとすればよく、例えば、三角形、矩形、円形、又は楕円等の形状で中抜きした中抜き形状、その他の複雑形状を挙げることができる。
【０１０２】また、シート１ａ〜１ｄの厚さは、成形方法にもよるが、成形性を向上させ、かつ各シートを積層した積層体の断層面に存する溝の深さを小さくして、後述するコーティング剤の塗布により平坦な断層面を形成するためには、３〜２００μｍとすることが好ましく、５０〜１５０μｍとすることがより好ましい。
【０１０３】本発明において、シート１ａ〜１ｄの成形方法としては、例えば上記セラミックス原料及び各種添加物の混合物に、水、石油等の炭化水素系液状化合物、アルコール等の分散媒を更に混合してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法、リバースロールコーター法等の成形方法により所望のシートに成形する方法を挙げることができ、中でもドクターブレード法により成形する方法が好ましい。
【０１０４】また、成形されたシートを所望の形状及び大きさとする方法としては、例えば、金型加工、打ち抜き加工、レーザー加工等の方法を挙げることができ、中でも量産性の点で金型加工が好ましい。
【０１０５】また、成形されたシート１を積層する方法としては、介在物を介することなく各シートを熱圧着により積層することも可能であるが、各シート上にセラミックス原料等の原料粉末及び分散媒を含有する接着剤を、スクリーン印刷等を用いて塗付した後で積層することが、積層状態を強固にする上で好ましい。また、積層の際には、各シートの端部をできるだけ揃えて積層するためにガイドピンを設けた治具を用いることが好ましい。
【０１０６】本発明において、接着剤に含有させる原料粉末及び分散媒としては、前述したシート作製用のスラリーと実質的に同様のものを挙げることができ、後述するコーティング剤と少なくとも添加物以外の成分については同組成のものが好ましい。
【０１０７】但し、本発明における接着剤は、後述するようにコーティング剤より絶対粘度の大きなもの、又はコーティング剤の含有する分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）が小さな分散媒を含有するものが好ましい。また、接着剤は、ある程度の厚みで付着させて（例えば、６μｍ以上）シート界面の接着性を担保するためには、ある程度の粘性が必要となる。従って、絶対粘度が１０，０００〜２００，０００ｃｐｓの接着剤が好ましく、絶対粘度が１５，０００〜１００，０００ｃｐｓの接着剤がより好ましく、絶対粘度が２０，０００〜３０，０００ｃｐｓの接着剤が特に好ましい。なお、絶対粘度はセラミックス原料に対する分散媒の質量比を調整する等して調整すればよい。
【０１０８】但し、本発明における接着剤は、後述するようにコーティング剤より絶対粘度の大きなもの、又はコーティング剤の含有する分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）が小さな分散媒を含有するものが好ましい。なお、絶対粘度はセラミックス原料に対する分散媒の質量比を調整する等して調整すればよい。
【０１０９】本発明においては、図７に示すように、総ての部材４〜６を積層体からなる部材で構成してもよく、一部の部材について、板状部材の如く積層体以外で構成される部材を含んでもよい。また、積層体以外で構成される部材は、複数の板状体を圧着して形成されるものでもよい。
【０１１０】本発明においては、次に、図７に示すように、予め、得られた積層体２からなる部材４について、各シート１ａ〜１ｄの端部によって構成される各断層面のうち少なくとも一の断層面７に、図８に示すように、少なくとも各シート端部間に存する溝１１が充填される状態でコーティング剤１２を付着する。これにより、各シート間の結合が強くなり、後述する積層体からなる部材のシート面に他の部材を圧着した際に各シートの端部付近等で生じ易い剥がれに対して、充分な耐性を付与することができる。また、例えば、図６に示す概略コの字断面形状を有する立体形状等の如く、内向する複数の面１４ａ〜１４ｃで画される空間１５を有する形状のセラミックス体４０とする場合でも、内向する複数の面１４ａ〜１４ｃのうち、断層面で構成される所望の面１４ｃのみを、簡単かつムラなくコート材で覆うことができる。
【０１１１】本発明においては、断層面のうち、少なくとも各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面に、コーティング剤１２を付着するものが好ましい。各セラミックスシートの端部は、打ち抜き加工により形成されているもの程、テーパ状になり易く、当該端部で形成される断層面で比較的深い溝が形成され易いところ、このような断層面に、コーティング剤１２を付着することで、上記利点を効果的に発揮させることができる。
【０１１２】また、同様に、後述するように積層体からなる部材と他の部材とを、相互に圧着させる各面の少なくとも何れかの一の面における一部で他の面と接して圧着する場合には、形成される複合体の突出部分に存する断層面に、予め、コーティング剤を付着しておくことが好ましい。
【０１１３】本発明におけるコーティング剤１２としては、有機材料や、有機無機のハイブリッド材料、金属材料、セラミックス材料、又はサーメット材料を含有するものを挙げることができる。中でも、金属材料、セラミックス材料、又はサーメット材料を含有するものが好ましい。
【０１１４】断層面に金属材料やサーメット材料を含有するコーティング剤を塗布して熱伝導性や電気伝導性の良好なコート層を形成することで、単に断層面を平滑にするのみならず、当該コート材に放熱層や電極層としての機能を兼備させることができ、ヒートシンクやコンデンサーへの応用が可能となる。一方、コーティング剤としてセラミックス材料を用いると、焼成前の積層体２２に塗布することで、焼成により焼結して積層体と強固に一体化し易く、密着性の大きなコート層を形成し得る。
【０１１５】本発明においてコーティング剤１２に含有させる金属材料としては、白金、金、銀、パラジウム、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、若しくは鉛等の金属単体、又はこれら金属の少なくとも１種を含む合金を挙げることができる。また、コーティング剤１２に含有させるサーメット材料としては、前述したシート作製用の原料に含有させるセラミックス原料に上記各種金属材料の少なくとも１種を含有させたものを挙げることができる。また、コーティング剤１２に含有させるセラミックス原料としては、前述したシート作製用の原料に含有させるセラミックス原料と同様のものを挙げることができる。
【０１１６】本発明においてコーティング剤１２は、前述したシートの主成分と化学的特性が近似する原料を主成分とするものが好ましく、シートの主成分がセラミックス原料である場合には、それと同一のセラミックス原料を主成分とするものがより好ましい。図１６に示すように、コート材と積層体が、その境界が認識できない程一体化したセラミックス体とすることができる。
【０１１７】また、本発明におけるコーティング剤１２に含有させる分散媒としては、例えば、水、石油等の炭化水素系液状化合物、エーテル、芳香族化合物、ケトン、エステル、及びアルコールからなる群より選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【０１１８】また、エーテルとしては、例えば、エチルエーテル、ジオキサン、又はテトラヒドロフラン等を挙げることができ、芳香族化合物としては、例えば、トルエン、又はキシレン等を挙げることができる。また、ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン等を挙げることができ、エステル類としては、例えば、ブチルカルビトールアセテート等を挙げることができる。また、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール、ｎ−オクタノール、ジアセトンアルコール、ベンジンアルコール、２−エチルヘキサノール、イソプロパノール、又はテルピネオール等を挙げることができる。
【０１１９】なお、これら分散媒に含有させる化合物は、バインダー等の他の添加物への適応性を考慮して選択することが好ましい。
【０１２０】また、コーティング剤１２に含有させる分散媒は、シート中に残存する分散媒（シートを成形する際のスラリー中に含有する分散媒と同じである。）より、飽和蒸気圧（２０℃）の大きなものが好ましく、シート中に残存する分散媒及び接着剤中に存在する分散媒より、飽和蒸気圧（２０℃）の大きなものがより好ましい。
【０１２１】上記分散媒としたコーティング剤を用いると、焼成前の積層体であっても、コーティング剤の分散媒が各シート及び各シート間の界面に浸透することを抑制し、各シートの変形や剥離（各シートの端部付近での剥離の他、各シートの中央部付近で剥離して積層体の内部に空洞ができる場合を含む。）がない状態で、コーティング剤を付着させることができる。
【０１２２】本発明においてコーティング剤１２中に含有させる分散媒は、接着層（接着剤によって形成される層。以下、同様である。）中に存在する分散媒に対して、飽和蒸気圧（２０℃）の比が１でもよいが、上記効果を奏するには、１．３（コーティング剤／接着剤）以上であるものが好ましく、２（コーティング剤／接着剤）以上であるものがより好ましく、１０（コーティング剤／接着剤）以上であるものが更に好ましく、５０（コーティング剤／接着剤）以上であるものが特に好ましい。
当該飽和蒸気圧（２０℃）の比がこの範囲であれば、各シートの変形や剥離をより効果的に抑制することができる。
【０１２３】但し、飽和蒸気圧（２０℃）が極端に大きな分散媒を用いると、コーティング剤を付着する際の作業性が低下してしまうため、分散媒の飽和蒸気圧（２０℃）が、５０ｍｍＨｇ以下のものが好ましく、３０ｍｍＨｇ以下のものがより好ましく、２０ｍｍＨｇ以下のものが特に好ましい。
【０１２４】ここで、接着層中に存する分散媒とコーティング剤中に含有させる分散媒との好適な組み合わせとしては、例えば、接着層中に存する分散媒が２−エチルヘキサノール（飽和蒸気圧（２０℃）：０．０５ｍｍＨｇ）である場合に、コーティング剤の分散媒を、２−エチルヘキサノールと、ｎ−ブタノール（飽和蒸気圧（２０℃）：４．３９ｍｍＨｇ）又はイソプロパノール（飽和蒸気圧（２０℃）：３３．０ｍｍＨｇ）との混合液とすることを挙げることができる。同様に、接着層中に存在する分散媒が、ブチルカルビトールアセテートである場合に、コーティング剤の分散媒を、２−エチルヘキサノール、ｎ−ブタノール、又はイソプロパノールの何れか１種又はこれら２種以上の混合液とすることを挙げることができる。
【０１２５】また、本発明においては、当該コーティング剤１２中に、上記セラミックス原料、及び分散媒に加え、更に他の物質を添加してもよく、例えば、前述したシート用スラリーに含有することができるバインダー、分散剤、可塑剤、安定化材、又は焼結助剤等を挙げることができる。
【０１２６】また、本発明におけるコーティング剤１２は、接着剤との絶対粘度の較差が、１０，０００〜１８０，０００ｃｐｓのものを用いることが好ましく、１０，５００〜５０，０００ｃｐｓのものを用いることがより好ましい。
【０１２７】接着剤との絶対粘度の較差がこの範囲であれば、たとえコーティング剤１２と接着剤が基本的に同じ組成であっても、コーティング剤１２の分散媒が直ちに接着層や各シートに浸透することはなく、各シートの剥離（各シートの端部付近での剥離の他、各シートの中央部付近で剥離して積層体の内部に空洞ができる場合を含む。）を抑制することができる。
【０１２８】但し、本発明におけるコーティング剤１２は、コーティング剤を、ムラなく断層面に塗布し、かつ断層面に存する溝へ容易に充填することができ、その一方で、各シート間で剥がれを生じない程度に各シートを結合するとともに、焼成時に断層面の表層部分における収縮を抑制することができる点で、絶対粘度が１，０００〜２０，０００ｃｐｓのものとすることが好ましい。
【０１２９】また、本発明におけるコーティング剤１２は、焼成時に断層面の表層部分における収縮を抑制する観点から、セラミックス原料をコーティング剤中に高濃度で含有するものが好ましく、具体的には、コーティング剤中、セラミックス原料を５０〜８０質量％含有するものが好ましい。
【０１３０】本発明においてコーティング剤１２の調整は、積層体（焼成後）の主成分と同一のセラミックスを主成分とするコート材で断層面を被覆する場合には、簡単に所望の組成のコーティング剤１２が得られる点で、前述した接着剤をそのまま原液として、接着剤に含有する分散媒、又は当該分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）の大きなものを更に添加して調整することが好ましい。但し、コーティング剤中に含有させる分散媒の飽和蒸気圧（２０℃）を、接着剤中に存する分散媒に対してより大きくすることが可能となる点で、接着剤とは別に調整することも好ましい。
【０１３１】これに対して、積層体（焼成後）の主成分と異なる材料からなるコート材で断層面を被覆する場合には、コーティング剤の主成分たる材料が異なることは勿論、当該主成分たる材料に応じてバインダー等の添加物も接着剤とは適宜異なるものを選択する必要があり、接着剤とは別に調整することが好ましい。
【０１３２】本発明において、コーティング剤１２を断層面７に付着させる方法としては、上記絶対粘度のコーティング剤であれば、当該断層面に単にコーティング剤を供給するだけでもよい。
【０１３３】但し、コーティング剤１２をより均一に付着させるとともに、余剰のコーティング剤を迅速に除去して、コーティング剤中の分散媒が各シート及び各シート間の界面に浸透することを抑制するには、コーティング剤１２を断層面７、又は断層面７の近傍に供給した後、コーティング剤１２に外力を加えて、余剰のコーティング剤を除去しながら各シート端部間に存する溝にコーティング剤を充填することが好ましい。
【０１３４】また、コーティング剤１２に外力を加える手段としては、遠心力、慣性力等を利用するもの何れでもよく、例えば、スピンコーター、エアースプレー、若しくは刷毛等を用いる方法、又は積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させる方法を挙げることができる。流動性の低いコーティング剤を用いた場合に、断層面の溝にコーティング剤を迅速に充填できる点では、積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させる方法が好ましく、再現性よく所望の厚さのコート材で覆うことができ、かつ量産性に優れ、更には余剰のコーティング剤を迅速に除去し得るとともに、迅速に目的とする領域に拡散させ得る点で、スピンコーターを用いて積層体を回転させてコーティング剤に外力を加える方法が好ましい。
【０１３５】スピンコーターを用いる上記利点を効果的に発揮させるには、絶対粘度が１，０００〜１０，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることが好ましく、２，０００〜８，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることが好ましく、絶対粘度が３，０００〜５，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いることがより好ましい。
【０１３６】また、スピンコーターを用いる場合には、最初ゆっくり回転速度を上げた後、低速回転で一定時間保持してコーティング剤を断層面になじませ、その後、更に回転速度を上げて余剰コーティング剤の除去と、コーティング剤の溝内への侵入を促進させることが好ましい。具体的には、例えば、最初５０〜７０ｒｐｍ／秒の割合で回転速度を上げていき、２００〜４００ｒｐｍで３０〜６０秒保持した後、更に１５００〜２５００ｒｐｍまで回転速度を上げて３０〜６０秒保持して行うことが好ましい。
【０１３７】また、本発明においては、図９に示すように、中抜きシート２１ａ〜２１ｄを積層した積層体２２を作製し、次いで、複数の断層面２３ａ〜２３ｄで囲まれている積層体２２の空所２５にコーティング剤を供給した後、コーティング剤１２に外力を加えてコーティング剤１２を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させ、コーティング剤１２の余剰分１２ａを空所２５外に放出させながら各断層面２３ａ〜２３ｄへのコーティング剤１２の付着を行うを適用することも好ましい。
【０１３８】断層面２３ａ〜２３ｄで囲まれている空所２５にコーティング剤が存する状態で、コーティング剤１２を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させることにより、複数の断層面２３ａ〜２３ｄに、同時かつ確実にコーティング剤１２を付着させることができ、後述するような切断工程を行うことで、実質上、複数の部材への塗布を同時に行うことができる。
【０１３９】また、図９に示すように、コーティング剤１２を内向する各断層面２３ａ〜２３ｄに簡単にムラなく付着させ得る、コーティング剤１２に外力を加える手段としては、積層体２２を回転してコーティング剤を各断層面２３ａ〜２３ｄを介して移動させるものを挙げることができる。
【０１４０】また、本発明においてコーティング剤を空所に供給するに際しては、断層面にのみコーティング剤が付着されるように、当該積層体の上面（及び下面）を、保護膜、プラスチックシート、又は治具等の保護材で被覆しておくことが好ましい。
【０１４１】また、応用例として、図３に示すように、複数の断層面で囲まれている空所２５を多数設けた積層体３０を作製し、当該積層体３０の各空所２５にコーティング剤（図示せず）を供給した後、積層体３０を回転させて、コーティング剤を各断層面（図示せず）を介して移動させ、コーティング剤の余剰分を空所外に放出させる方法を挙げることができる。
【０１４２】この方法によれば、後に当該積層体３０の切断を行うことで、非常に多くの部材への塗布を、実質的に同時に行うこととなり、個々の部材としてコーティング剤の付着を行うよりも大幅に生産効率を向上させることができる。
【０１４３】本発明においては、次に、図７に示すように、積層体２からなる部材４の各シート界面と平行な表面１７の全体又は一部に、他の部材５、６における圧着面１８、１９の一部又は全体を圧着させる。
【０１４４】本発明においては、各部材４〜６を圧着する際に、介在物を介することなく直接各部材を圧着することも可能であるが、各部材４〜６の圧着面に接着剤を塗布しておき、当該接着剤を介して各部材を圧着することが接合状態を強固にする上で好ましい。
【０１４５】また、本発明は、積層体２からなる部材４の各シート界面と平行な表面１７の全体に、他の部材５、６における圧着面１８、１９の全体を圧着させる場合にも適用可能であるが、積層体２からなる部材４と他の部材５、６とを、相互に圧着させる各面１７、１８、１９の少なくとも何れかの面における一部で他の面と圧着させる場合により好ましく適用することができ、積層体２からなる部材４の各シート界面と平行な表面１７の一部に他の部材を圧着させる場合に特に好ましく適用することができる。相互に圧着面全体で圧着しない場合には、積層体の圧着されない部分では、圧着方向と逆方向の力がかかり、各シートがその端部付近で剥がれ易いため、断層面へのコート剤の付着による剥離防止効果が顕著となる。
【０１４６】具体的には、例えば、図１０に示すように、積層体からなる部材４における各シート界面と平行な表面１７の全体に、他の部材５における圧着面１８の一部を圧着したり、図１１に示すように、積層体からなる部材４における各シート界面と平行な表面１７の一部に、他の部材５における圧着面１８の一部を圧着したり、図１２に示すように、積層体からなる部材４における各シート界面と平行な表面１７の一部に、他の部材５における圧着面１８の全体を圧着したりして所望の形状とする場合等を挙げることができる。
【０１４７】また、例えば、図６に示す概略コの字の断面形状となる立体形状等の如く、内向する複数の面１４ａ〜１４ｃで画される空間１５を有する形状のセラミックス体（ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）のヘッドに用いられる）４０にあっては、切断工程を設けて一の複合体から所望の形状の多数の複合体を作製すること（後述する。）を前提として以下の様に所望の複合体を作製することが好ましい。即ち、図１３に示すように、中抜けのシート２１を積層した複数の断層面２３ａ〜２３ｄで囲まれる空所２５を有する積層体２２からなる部材４１に、外形の長さと幅については当該積層体２２と同様であり積層体２２の空所に対応する範囲を含んでより広い範囲で空所を設けた板状体又はシート４２ｂ、４３ｂ、及び外形の長さと幅については積層体２２と同様で空所のない板状体又はシート４２ａ、４３ａを積層した他の部材４２、４３とを、積層体２２からなる部材４１の両接合面（上面及び下面）４１ａ、４１ｂに圧着して複合体を作製することが好ましい。
【０１４８】この作製方法によれば、種々の空所２５を有する積層体２２からなる部材４１と、種々の空所２５を有する板状体又はシート、及び空所を有しない板状体又はシートからなる部材４２、４３とを様々に組み合わせることで、多様な形状のセラミックス体を製造することができ、更に後述する切断工程を組み合わせることで、その多様性を飛躍的に増大させることができる。加えて、前述した図３に示す積層体３０を用いることで生産効率を飛躍的に向上させることができる。
【０１４９】本発明においては、次に、図７等に示すように、得られた複合体２０を焼成して、複合体２０を構成する各部材４〜６を焼成一体化する。
【０１５０】本発明において複合体２０を焼成する温度は、複合体の材料に応じて適切な温度を選択すればよく、例えば、積層体２２が部分安定化ジルコニウムを主成分とする場合であれば、１３５０〜１５５０℃が好ましく、１４００〜１４５０℃がより好ましい。
【０１５１】また、本発明においては、必要に応じ、焼成後の複合体（セラミックス体）に、ダイシング、ワイヤーカット等により切削加工を施し、所望の形状とすることも好ましい。
【０１５２】例えば、図１３に示すようにして作製した複合体を焼成して得られるセラミックス体にあっては、図１４に示すように、最終製品の形状に対応する所望の切断面、又は最終製品の一部の形状に対応する所望の切断面が得られる方向（図１３に示す例では、各部材を圧着して積み重ねた方向Ｘに対して垂直の方向で、最終製品の概略コの字型の断面を一部に含む切断面が得られる方向Ｙである。）に切断（必要に応じて所定間隔で複数箇所で切断する。）後、必要に応じて更に不要部分を切り落として（図１３に示す例では、内側に突出している部分の反対側に位置する外枠部分を、方向Ｘ、Ｙに対して垂直の方向Ｚで切り落す。）、所望の形状のセラミックス体４０とすることも好ましい。
【０１５３】次に、以上の各製造方法により得られる本発明のセラミックス体について説明する。
【０１５４】図７に示すように、本発明のセラミックス体４０は、複数のセラミックスシートを積層した積層体からなる部材５３とセラミックスからなる他の部材５４、５５とが、積層体における各セラミックスシート界面と平行な表面６１の全体又は一部と、他の部材５４、５５の接合面６２、６３の一部又は全体とで接合、積層体における各セラミックスシートの端部によって構成される各断層面のうち少なくとも一の断層面５７が、セラミックスシートと同材料のコート材５８で覆われて連続面をなしていることを特徴とするものである。
【０１５５】これにより、例えば、段差形状のセラミックス体にあっても、各セラミックスシートの端部によって構成される断層面５７にセラミックス粉等の粉塵が貯留することがなく、製品化後において発塵の問題をほぼ完全に回避することができる。また、圧電／電歪膜型素子等に用いられるセラミックス体にあっては、各シート間界面の溝、亀裂が原因で生じる、インク流路での泡の貯留や、振動特性の劣化といった問題を解決することができる。更には、寸法精度を向上させることができるため、微細な各種電子部品への適用が容易となる。
【０１５６】本発明においては、積層体からなる部材５３の断層面のうち、各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面５７が、コート材により覆われていることが好ましい。本発明のような積層体からなるセラミックス体では、このような断層面で溝が形成され易く、当該断層面５７をコート材で覆うことで、効果的に上記効果が得られる。また、本発明においては、積層体からなる部材５３と他の部材５４、５５とが、相互に接合する各面の少なくとも何れかの面については、その面の一部で他の面と接合してなり、積層体がセラミックス体の突出部分を構成する場合には、同様の観点から、当該積層体の断層面５７がコート材により覆われていることが好ましい。
【０１５７】本発明においては、セラミックス体の形状について特に制限はないが、例えば、図４に示すように、完全に閉鎖された内部空間３５を有するセラミックス体５１、図５に示すように、内向する複数の面１４ａ〜１４ｄで形成され、上下に開口する空間３６を有するセラミックス体５２、又は図６に示すように、内向する主要３面１４ａ〜１４ｃを有する概略コの字の断面形状を有するセラミックス体４０に好ましく適用することができる。
【０１５８】このような形状のセラミックス体では、焼成後、断層面に対して研磨加工等の機械加工を施して断層面を平滑にすることは、その形状上極めて困難であり（図４に示すセラミックス体にあっては、その形状上不可能である。）、本発明の適用により初めて平滑な断層面を有するセラミックス体とすることができるからである。
【０１５９】本発明において、これら内向する複数の面で形成される空間を有する形状のセラミックス体とする場合には、内向する複数の面のうち、積層体の断層面で構成される面、より好ましくは、断層面で構成される面のうち特定の一部の面のみ、コート材で覆われて連続面をなすものが好ましい。
【０１６０】例えば、図１５に示すように、腕部分３１に作動部３２が設けられ、圧電／電歪膜型素子として用いられるセラミックス体４０において、振動板として機能する腕部分３１の厚さを精密に制御することができ、所望の振動特性を有する素子とすることができる。即ち、図１５に示すような振動板として機能する腕部分３１を有するセラミックス体４０にあっては、当該腕部分３１がコート材により肉厚化すると振動特性が劣化することとなるため、上記特定の面のみコート剤を設けることは素子の所望の特性を確保する上で重要な技術的意義を有する。
【０１６１】本発明において、図６等に示す内向する複数の面で形成される空間を存するセラミックス体４０にあっては、積層体のコート材で覆われている断層面１４ｃが、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面と同程度に滑らかな面であるもの、具体的にはコート材で覆われている断層面１４ｃの算術表面粗さ（Ｒａ）が、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面の算術表面粗さ（Ｒａ）と、実質的に同一であるものが電子デバイス等に適用した際、セラミックス体表面全体で、水分の吸着性、光沢性、質感等の特性を同一にでき、各製品の寸法のバラツキを抑えることができる点で好ましい。
【０１６２】更に具体的に述べると、本発明においては、積層体４６における各セラミックスシート界面と平行な表面、又は単層体のシート面の算術表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．０９μｍのものが好ましく、０．０３〜０．０７μｍのものがより好ましい。これに対し、積層体４６のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）も、０．０１〜０．８μｍのものが好ましく、０．０２ 〜０．１５μｍのものがより好ましく、０．０３ 〜０．０７μｍのものがより好ましい。また、両者の算術表面粗さ（Ｒａ）の差は、０．７μｍ以下のものが好ましく、０．４μｍ以下のものがより好ましく、０．１μｍ以下のものが特に好ましい。
【０１６３】また、本発明においては、同様の点で積層体４６のコート材で覆われている断層面５７が、最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）３０μｍ以下のものが好ましく、１０μｍ以下のものがより好ましく、５．０μｍ以下のものが更に好ましく、２．０μｍ以下のものが更にまた好ましく、１．０μｍ以下のものが特に好ましい。
【０１６４】
【実施例】以下、本発明を、圧電膜型素子による実施例により、更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例、及び比較例で得られたセラミックス体の断層面について、算術平均粗さ（Ｒａ）及び、最大高さ（Ｒｙ）を以下のようにして測定した。
【０１６５】
（算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ））
Ｒａ及びＲｙの測定はＡＮＳＩ（米国規格）Ｂ４６．１−１９７８の規格に準じ、ＫＬＡＴｅｎｃｏｒ社製接触式表面粗さ計ＡｌｆａＳｔｅｐ２００を用いて測定した。触針の先端曲率半径１２．５μｍ、評価長さ２．５ｍｍ、カットオフ値０．５ｍｍとして測定した。
【０１６６】
（実施例１）
まず、ジルコニア化原料を主成分とする複数の中抜けのシートを、同じくジルコニア化原料を主成分とし、２エチルヘキサノールからなる分散媒（飽和蒸気圧（２０℃）：０．０５ｍｍＨｇ）で、絶対粘度３０，０００ｃｐｓに調整した接着剤を介して積層し、積層体を作製した。
【０１６７】次に、得られた積層体をスピンコーターに設置し、次いで、積層体の空所に、前述した接着剤に、更にイソプロパノールを添加して絶対粘度５，０００ｃｐｓに調整したコーティング剤を供給し、その後、スピンコーターを駆動させて積層体を回転させた。
【０１６８】最後に、内向する断層面にコーティング剤を付着した積層体を、１４００℃、２時間焼成一体化してセラミックス体を製造した。
【０１６９】
（実施例２）
前述した接着剤に、更に２エチルヘキサノールからなる分散媒を加えて、絶対粘度１，０００ｃｐｓに調整したコーティング剤を用いたこと以外は実施例１と同様にしてセラミックス体を製造した。
【０１７０】
（実施例３）
前述した接着剤に、更に、ブチルカルビトールアセテートからなる分散媒（飽和蒸気圧（２０℃）：０．０１ｍｍＨｇ以下）を加えて、絶対粘度１，０００ｃｐｓに調整したこと以外は実施例１と同様にしてセラミックス体を製造した。
【０１７１】
（比較例１）
コーティング剤を断層面にしなかったこと以外は実施例１と同様にしてセラミックス体を製造した。
【０１７２】
（評価）
比較例１の工程で得られたセラミックス体は、各シート間界面の位置に溝を有する断層面（打ち抜き加工による各セラミックスシートの端部で構成される断層面）が形成され、当該断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）は、６．５μｍで、同じセラミックスシートにおけるシート面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、６．４７μｍであった。また、当該断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）は、５０μｍであった。
【０１７３】これに対して実施例１〜３の何れの工程で得られたセラミックス体は、コート材で断層面（打ち抜き加工による各セラミックスシートの端部で構成される断層面）が被覆されており、当該断層面が連続する１の面となっていた。また、当該断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）は、４．０μｍ以下で、同じセラミックスシートにおけるシート面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、３．９７μｍ以下であった。また、当該断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）は、３０μｍ以下であった。
【０１７４】但し、ブチルカルビトールアセテートからなる分散媒（飽和蒸気圧（２０℃）：０．０１ｍｍＨｇ以下）で粘度調整したコーティング剤を用い、特にコーティング剤に外力を加えないで断層面への塗布を行った実施例３の工程で得られたセラミックス体では、一部のセラミックスシート間で剥離が認められた（微分干渉型光学顕微鏡による。）。また、コート材で被覆した断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）が４．０μｍ、同じセラミックスシートにおけるシート面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、３．９７μｍと比較的粗い面であった。また、当該断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）も、３０μｍと比較的大きかった。
【０１７５】これに対して、実施例１、２の工程で得られたセラミックス体は、図１６に示すように積層体と区別がつかない状態で一体化しているコート材で断層面（打ち抜き加工による各セラミックスシートの端部で構成される断層面）が被覆されており、当該断層面が連続する１の面となっていた。また、当該断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）は、０．１５〜０．８μｍ、同じセラミックスシートにおけるシート面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、０．７７μｍ以下と、実施例３の工程で得られたセラミックス体に比べ、非常に滑らかな面が形成されていた。また、当該断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）も１０μｍ以下と、実施例３の工程で得られたセラミックス体に比べ、非常に小さかった。
【０１７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、各種製品に適用した際、屈曲動作や吐出動作等の不良といった問題がないセラミックス体、及びこのような特性を有するセラミックス体を簡易かつ確実に製造することができるセラミックス体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の製造方法における一の実施の形態を示す工程図である。
【図２】本発明の第一の製造方法で得られるセラミックス体の断層面の状態を模式的に示す一部断面図である。
【図３】本発明の第一及び第二の製造方法における他の実施の形態において用いられる積層体の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明のセラミックス体の一例を示す概略斜視図である。
【図５】本発明のセラミックス体の他の一例を示す概略斜視図である。
【図６】本発明のセラミックス体の更に他の一例を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の第二の製造方法における一の実施の形態を示す工程図である。
【図８】本発明の第二の製造方法における一の実施の形態において、積層体からなる部材の一の断層面にコーティング剤を付着した状態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第二の製造方法における他の実施の形態において、中抜けのシートを用いた積層体の作製方法、及びこの積層体からなる部材の所望の断層面にコーティング剤を付着する方法の一例を示す工程図である。
【図１０】本発明の第二の製造方法における更に他の実施の形態において、複数の部材を圧着する態様の一例を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第二の製造方法における更に他の実施の形態において、複数の部材を圧着する態様の他の例を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第二の製造方法における更に他の実施の形態において、複数の部材を圧着する態様の更に他の例を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の第二の製造方法における更に他の実施の形態において、中抜けのシートを積層した積層体を用いて複合体を作製する一例を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第二の製造方法において、セラミックス体を切断する際の一例を示す工程図である。
【図１５】本発明の一の例によるセラミックス体を圧電／電歪膜型素子に応用した例を示す概略図である。
【図１６】本発明の製造方法により得られたセラミックス体のコート材で覆われた断層面の状態を示す微分干渉型光学顕微鏡写真である。
【図１７】従来の製造方法の一例を示す一部工程図である。
【図１８】従来の製造方法により得られたセラミックス体を模式的に示す側面図及び一部拡大図である。
【図１９】従来の製造方法により得られたセラミックス体を模式的に示す一部拡大図である。
【図２０】図１８で模式的に示したセラミックス体の断層面の状態を示す微分干渉型光学顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１（１ａ〜１ｄ）…シート、２、３…積層体、４〜６…部材、７…断層面、１１…溝、１２（１２ａ）…コーティング剤、１４ａ〜１４ｄ…内向する面、１５…空間、１６…シート面、１７…各シート界面と平行な表面、１８、１９…圧着面、２０…複合体、２１（２１ａ〜２１ｄ）…（中抜け）シート、２２…積層体、２３（２３ａ〜２３ｄ）…断層面、２５…空所、２６（２６ａ、２６ｂ）、２７（２７ａ、２７ｂ）、２８（２８ａ〜２８ｅ）、３０…積層体、３１…腕部分、３２…作動部、３５、３６…空間、３９…複合体、４０…セラミックス体、４１〜４５…部材、４１ａ、４１ｂ…積層体からなる部材上面及び下面、４６…積層体、５０〜５２…セラミックス体、５３（５３ａ〜５３ｄ）…セラミックスシート、５４、５５…他の部材、５７（５７ａ〜５７ｄ）…断層面、５８…コート材、６０…シート、６１…セラミックスシート界面と平行な表面、６２、６３…接合面、６４〜６６…積層体、６７…溝、６９…未接触部分、７０…各シート界面と平行な表面。[0001]
[0001] The present invention relates to a ceramic body and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a ceramic body including a laminate in which a plurality of ceramic sheets are laminated, and a method for manufacturing the same.
[0002]
2. Description of the Related Art In various electronic parts, ceramic bodies having excellent insulating properties and heat resistance are widely used. The ceramic body needs to be manufactured in a desired shape according to each electronic component, but it is difficult to manufacture a ceramic body having a complicated and fine shape by extrusion molding or punching. Yes, conventionally, by doctor blade method, reverse roll coater method, etc., formed a plurality of sheets of a predetermined thickness made of ceramic raw material, then, punching using an NC puncher, a mold, or the like, or laser processing or the like After being formed in a size and a shape, they are laminated to form a desired three-dimensional shape, and then fired and integrated (for example, see Patent Document 1).
[0003] However, although the ceramic body obtained by the conventional manufacturing method can cope with various three-dimensional shapes, when it is used for a piezoelectric / electrostrictive film type element or the like, a bending operation failure occurs after commercialization. In addition, when applied to an ink jet printer head, bubbles may remain in the ink flow path and cause ejection failure.
On the other hand, as a conventional technique for flattening microscopic irregularities at the crystal level, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, "a solution of a water-insoluble resin is applied to a cut surface of a ceramic body to form a smooth surface. A method for protecting a cut surface of a ceramic for forming a layer having the same has been proposed.
[0005] Further, in Patent Document 3, a through hole for conduction is provided in a formed body and then pre-baked, and the through hole of the obtained pre-baked body is impregnated with a solvent and filled with a paste to form a conductive material. Patent Document 4 discloses a method for manufacturing a ceramic substrate filled with a conductive metal. Patent Document 4 discloses a method of impregnating a ceramic substrate provided with through holes with a crystal glass dispersion liquid and then printing a metal paste to form an inner wall of the through holes with a conductive metal. A method for manufacturing a circuit board covered with a cover is disclosed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-320099 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-226587
[Patent Document 3]
JP-A-6-112647
[Patent Document 4]
JP-A-7-15135
[0007]
However, the manufacturing methods described in Patent Documents 3 and 4 are to provide a conductive metal on a ceramic body in order to satisfy a demand for ensuring conduction required as a circuit board. Solves problems such as peeling, etc. peculiar to ceramic bodies where a ceramic body in which a ceramic sheet is laminated or a member composed of a laminate in which a plurality of sheets are laminated with other members, and improves the performance required of the ceramic body itself It did not give any suggestions about what to do. In addition, the method described in Patent Document 2 is intended to flatten microscopic irregularities at the crystal level, and also discloses no application to a fault plane of a ceramic body in which a plurality of ceramic sheets are laminated. Had not been.
Further, in all of the manufacturing methods described in Patent Documents, a paste or the like is applied after firing in consideration of deformation of through holes due to pressing force of a squeegee (see Patent Document 3). It was not at all intended to apply the solution to the compact. Furthermore, in the manufacturing methods described in any of the patent documents, since the obtained ceramic body is composed of a composite material of ceramic and metal or resin, (1) adhesion between the ceramic body and the one provided thereon (2) The applicable range is limited due to the presence of different types of materials, and the characteristics required for each product as a ceramic body may be adversely affected.
[0009]
Means for Solving the Problems The present inventor has been made to solve the above-mentioned problems, and is based on the following studies and studies. Hereinafter, description will be given based on FIGS. 17 to 20 showing a conventional manufacturing method and a ceramic body obtained by the method. FIG. 17 is a partial process diagram showing an example of a conventional manufacturing method, and FIG. 18 schematically shows a state in which peeling has occurred between sheets of a ceramic body obtained by the conventional manufacturing method. FIGS. 19A and 19B are a side view and a partially enlarged view, respectively, and FIG. 19 is a schematic view showing a state where each sheet end portion of a ceramic body obtained by a conventional manufacturing method has a tapered shape and a groove is formed between each sheet. 20 is a differential interference optical microscope photograph showing the state of the tomographic plane of the ceramic body schematically shown in FIG.
First, the present inventor investigated and examined the causes of the above-mentioned malfunctions and the like. As shown in FIG. 19, the ceramic body obtained by the conventional manufacturing method was not in contact with the end of each sheet. 69 was found, and it was found that the peeling of each sheet occurred near the non-contact portion 69.
In particular, as shown in FIG. 17, the other laminates 64 and 65 are pressure-bonded to a part of a surface 70 parallel to each sheet interface in one laminate 66 on which a large sheet 60 is laminated to form a step. In the case of producing a ceramic body having a shape having a shape, when a large sheet is laminated, a force in a direction opposite to the crimping direction (opening in the figure) is applied to a portion of the laminated body 66 on which a large sheet is laminated, where the other laminated bodies 64 and 65 are not crimped. 18), each sheet 60 of one laminate 66 was easily peeled off near its end, as shown in FIGS. 18 and 20.
[0012] Such peeling has an adverse effect on the characteristics required of the ceramic body in each product, and particularly, in the case of a ceramic body used for a piezoelectric / electrostrictive film element or the like, the vibration characteristics are degraded. It was found that the adverse effect was large. In addition, a groove generated due to displacement or peeling of each sheet end of the laminated body bites in abrasive grains or the like generated by machining or the like performed for cutting out the product after firing, which causes malfunctions after commercialization. Turned out to be the cause. Furthermore, in the piezoelectric / electrostrictive film type element applied to the ink jet printer head, the deviation of each sheet end of the laminate and the groove at the interface between each sheet caused by peeling may cause the accumulation of bubbles. found.
[0013] However, since the conventional manufacturing method is to form the sheet into a desired shape or the like by punching or the like when laminating the ends of each sheet precisely, the processed end of each sheet is tapered. It is difficult to make the drying conditions etc. of each sheet exactly the same, and it is easy to cause variations in dimensions due to processing accuracy. It was a fundamental problem.
Based on these phenomena, the present inventor has further diligently studied a method capable of solving the above-mentioned problem while taking advantage of a method of manufacturing a ceramic body by using a laminate. It has been found that at least one tomographic plane constituted by the end of each sheet is covered with a coating material. In addition, the method of forming the coating material was further studied, and a coating agent containing a ceramic material as a main component was adhered to the tomographic surface of the laminate before firing, and then fired, so that the components of the laminate formed of the ceramic sheet were removed. It has been found that a smooth tomographic plane can be obtained by the coating material chemically bonded to and integrated with the laminate.
Further, the inventor of the present invention prepares a ceramic body including a step of pressing a plurality of members including a laminated body by pressure bonding, in advance, on a tomographic surface formed by the end of each sheet in the laminated body. A predetermined coating agent is attached, and the groove between each sheet edge is filled with the coating agent, and then, a plurality of predetermined members including the laminate are pressed against each other. It has been found that peeling can be almost completely prevented and a smooth tomographic plane can be obtained. The present invention is based on the above findings and provides the following invention.
That is, the present invention relates to a method of manufacturing a ceramic body by laminating a plurality of sheets having a desired shape, and firing and integrating the obtained laminated body. At least one of the tomographic planes (hereinafter, may be simply referred to as “tomographic planes”) is coated with a coating agent in a state where at least grooves existing in the tomographic planes are filled, and then fired and integrated. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a characteristic ceramic body (hereinafter, sometimes referred to as a “first manufacturing method”).
The present invention also relates to a method of manufacturing a ceramic body in which a plurality of members are pressed against each other, and then the obtained composite is fired to integrate the respective members. One is produced by laminating a plurality of sheets of a desired shape, and then exists on at least one tomographic plane among at least one of the tomographic planes constituted by the ends of the respective sheets of the laminated member. After applying the coating agent in a state of filling the grooves, and then pressing other members on the whole or a part of the surface parallel to each sheet interface in the member made of the laminated body, the obtained composite is fired. It is intended to provide a method for producing a ceramic body (hereinafter, may be referred to as a “second production method”).
In any of the above-mentioned production methods of the present invention, it is preferable that the coating agent adheres to a tomographic plane formed by punching an end of each sheet. Further, it is preferable that a plurality of sheets are laminated via an adhesive containing a raw material powder and a dispersion medium.
It is preferable to use a coating agent containing a dispersion medium having a higher saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium contained in the adhesive. Further, it is preferable to use a coating agent having a difference in absolute viscosity from the adhesive of 1,000 to 180,000 cps. When the sheet is made of a ceramic material, it is preferable to use a coating agent containing the same ceramic material as the sheet.
Further, in the present invention, after the coating agent is supplied to or near the tomographic plane of the laminate, an external force is applied to the coating to remove the excess of the coating and remove each sheet. It is preferable to fill the groove between the end portions with a coating agent, and when using a dispersion medium containing a dispersion medium having substantially the same saturated vapor pressure (20 ° C.) as the dispersion medium contained in the adhesive, It is preferable to apply an external force to the coating agent to quickly remove excess coating agent.
Further, in the present invention, a laminate is produced by laminating a plurality of sheets including a plurality of sheets having one or more hollow portions, and then a plurality of sheets having a hollow portion in the laminate are produced. After the coating agent is supplied to the void formed by the sheet of the above, an external force is applied to the coating agent, and the coating agent is moved through the inwardly directed fault plane surrounding the void, and the excess of the coating agent is emptied. It is preferable that the coating agent is adhered to the tomographic plane while being released outside the place.
The external force to the coating agent is preferably applied by rotating the laminate, and is preferably applied by vibrating the laminate in a direction substantially parallel to the sheet surface. Further, at least one of the surfaces of the member made of the laminated body and the other member that is to be pressure-bonded to each other is partially pressed against another surface to obtain a desired shape (hereinafter referred to as the above-described pressure bonding). When the obtained shape is sometimes referred to as a “stepped shape”), a coating agent must be applied to the tomographic surface on the protruding side of the laminate that constitutes the protruding portion of the composite after crimping in advance. Is preferred.
The present invention further relates to a ceramic body obtained by the above manufacturing method, that is, a ceramic body composed of a laminated body obtained by laminating a plurality of ceramic sheets, wherein the ceramic body is constituted by an end portion of each ceramic sheet of the laminated body. At least one of the tomographic planes is filled with at least one groove existing in the tomographic plane (a groove existing at an intersection line between the lamination interface of each sheet and an end face of each sheet, the same applies hereinafter) with a coating material. It is intended to provide a ceramic body characterized by being covered and forming a continuous surface.
Further, the present invention provides a ceramic body in which a plurality of members are joined and integrated with each other, at least one of the plurality of members is a laminate in which a plurality of ceramic sheets of a desired shape are laminated. Consists of, a whole or a part of the surface parallel to each ceramic sheet interface in the laminate, another member is joined, at least one tomographic plane constituted by the end of each ceramic sheet of the laminate, at least Another object of the present invention is to provide a ceramic body characterized in that it is covered with a coating material in a state in which a groove existing in a fault plane is filled and forms a continuous surface.
In any of the ceramic bodies of the present invention, it is preferable that, of the tomographic surfaces, the tomographic surface formed by punching the end of each ceramic sheet is covered with a coating material. Further, it is preferable that the coating material mainly contains the same ceramic as the main component of the ceramic sheet. In addition, a member formed of the laminate and another member are joined to form a shape having a space in which a plurality of surfaces are inwardly directed, and, among the plurality of inwardly facing surfaces, a specific surface configured by a fault plane of the laminate. It is preferable that only a continuous surface is formed by being covered with the coating material.
The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface covered with the coating material of the laminate is substantially equal to the arithmetic surface roughness (Ra) of the surface parallel to each ceramic sheet interface in the laminate. More specifically, the arithmetic surface roughness (Ra) of the fault surface covered with the coating material of the laminate and the arithmetic surface of the surface parallel to each ceramic sheet interface in the laminate are preferable. It is preferable that the difference from the roughness (Ra) is 0.7 μm or less. The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface covered with the coating material of the laminate is preferably 0.01 to 0.8 μm, and the tomographic surface of the tomographic surface covered with the coating material of the laminate is preferably 0.01 to 0.8 μm. It is preferable that the maximum height (Ry, the difference between the top and bottom of the tomographic plane) be 30 μm or less. In this specification, the arithmetic surface roughness (Ra) and the maximum height (Ry) are in accordance with the standard of ANSI (U.S.A.) B46.1-1978, and are based on a contact type surface roughness meter (manufactured by KLA Tencor, Inc.). (AlfaStep 200) is a value measured with a tip radius of curvature of a stylus of 12.5 μm, an evaluation length of 2.5 mm, and a cutoff value of 0.5 mm.
According to the manufacturing method of the present invention, as described above, since the coating agent is applied to the tomographic surface to fill at least the grooves existing between the sheet edges, a ceramic body having no grooves on the tomographic surface can be obtained. . Further, since the coating agent is adhered in a state before firing and then fired, the obtained coating material is easily integrated with the laminated body easily, and a ceramic body with almost no peeling of the coating material can be obtained. In particular, when a coating agent containing a ceramic raw material as a main component is used, the laminate and the coating material are almost completely integrated by a chemical bond as shown in the ceramic body shown in FIG. In addition to completely eliminating the problem, it is possible to solve problems such as deterioration of various performances due to the presence of different kinds of materials. In addition, there is no restriction due to the components of the coating material, and application to a wider range utilizing the characteristics of ceramics is possible.
Further, when a plurality of members made of a ceramic raw material, including a member made of a laminated body of a plurality of sheets, are pressure-bonded to each other, a coating agent containing the ceramic raw material is attached to the tomographic surface in advance. Therefore, when another member is pressed on the surface of the member made of the laminate, which is parallel to the interface between the sheets, the bonding between the sheets is strengthened, and peeling between the sheets can be prevented. In particular, when another member is pressed into a desired shape by pressing a part of a surface parallel to each sheet interface in a member made of a laminate, a large force is applied in a peeling direction, and the peeling preventing effect is remarkable. Become.
According to the manufacturing method of the present invention, a ceramic body in which only an arbitrary tomographic surface is covered with a coating material can be easily formed, and a plurality of surfaces including the tomographic surface have an inward space. Only an arbitrary tomographic plane existing in a portion where polishing is difficult, such as a shape, can be coated with the coating agent. For this reason, for example, when applied to an element such as a piezoelectric / electrostrictive film element, the problem of completely functioning as a vibrating plate and inevitably covering a portion where the increase in thickness causes a decrease in vibration characteristics with a coating material is completely solved. Can be solved.
Further, the ceramic body of the present invention is obtained by the manufacturing method having the above-mentioned characteristics, and an arbitrary tomographic plane is constituted by a smooth continuous surface having a low arithmetic surface roughness (Ra). In the case of ceramic bodies used for piezoelectric / electrostrictive film type devices, problems such as the accumulation of bubbles in the ink flow path and the deterioration of vibration characteristics caused by grooves and cracks between the ends of each ceramic sheet are considered. Can be solved. In addition, since the dimensional accuracy can be improved, application to various fine electronic components becomes easy. The present invention relates to a ceramic body made of a laminate and a method for producing the same, but the present invention is also applicable to smoothing a processed end face of a ceramic body made of one ceramic sheet or one ceramic plate. Can be applied.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of each method of manufacturing a ceramic body according to the present invention will be specifically described in the order of steps. However, the present invention is not construed as being limited to the following description, and various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. is there.
[0032]
1. First manufacturing method and ceramic body obtained by the method
As shown in FIG. 1, in the first manufacturing method of the present invention, first, a plurality of sheets 21a to 21d having a desired shape are laminated to form a laminate 22.
In the present invention, the plurality of sheets 21a to 21d can be obtained, for example, by forming a ceramic material and an additive in a dispersion medium into a sheet shape using a raw material containing the additive. Examples of the ceramic raw material include, for example, stabilized zirconium oxide, partially stabilized zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, magnesium oxide, titanium oxide, spinel, mullite, aluminum nitride, silicon nitride, cordierite raw material, silicon nitride, Examples include those containing at least one selected from the group consisting of silicon carbide and glass as a main component. These may be appropriately selected and used according to various uses.
The additives used in the present invention include, for example, a binder, a dispersant, a plasticizer, and a firing aid.
Examples of the binder include hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol. Examples of the dispersant include sorbitan fatty acid ester and ethylene. Glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be mentioned. Examples of the plasticizer include di-2-ethylhexyl phthalate. Further, as the firing aid, for example, yttria (Y 2 O 3 ), Calcia (CaO), magnesia (MgO), ceria (CeO), and the like. Each of these additives can be used alone or in combination of two or more depending on the purpose.
The binder such as polyvinyl butyral and polyvinyl alcohol is preferably contained in an amount of 10 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material. Similarly, the plasticizer such as di-2-ethylhexyl phthalate is preferably contained in an amount of 2 to 5 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material. Further, the firing aid is preferably contained in an amount of 5 to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material.
Examples of the dispersion medium to be mixed with the above-mentioned ceramic raw materials include water, hydrocarbon-based liquid compounds such as petroleum, and alcohol.
In the present invention, examples of the method of forming the sheets 21a to 21d include a doctor blade method and a reverse roll coater method, and among them, the doctor blade method is preferable.
The method for forming the formed sheet into a desired shape and size includes, for example, methods such as die working, punching, and laser working. Is preferred.
In the present invention, the shape of the sheets 21a to 21d may be any suitable shape depending on the desired shape of the ceramic body to be finally produced. For example, the shape may be triangular, rectangular, circular or elliptical. Examples include a hollow shape and a complicated shape.
The thickness of the sheets 21a to 21d depends on the forming method, but improves the formability and reduces the depth of the grooves existing on the tomographic surfaces 23a to 23d of the laminated body 22 in which the sheets are stacked. In order to form a flat tomographic plane by applying a coating agent described later, the thickness is preferably 3 to 200 μm, and more preferably 50 to 150 μm.
As a method of laminating the formed sheets 21a to 21d, it is preferable to use a jig provided with guide pins for laminating the sheets so that the ends thereof are aligned as much as possible. It is also possible to laminate the formed sheets 21a to 21d by thermocompression bonding without intervening any intervening material, but an adhesive containing a raw material powder such as a ceramic raw material and a dispersion medium on each of the sheets 21a to 21d. (Not shown) is preferably applied by screen printing or the like and then laminated to strengthen the laminated state.
In the present invention, as the raw material powder and the dispersion medium to be contained in the adhesive, those substantially the same as the above-mentioned raw materials for producing a sheet can be mentioned. The components are preferably of the same composition.
However, the adhesive used in the present invention has a higher absolute viscosity than the coating agent as described later, or a bonding agent containing a dispersion medium having a smaller saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium contained in the coating agent. preferable. Further, the adhesive needs to have a certain degree of viscosity in order to adhere with a certain thickness (for example, 6 μm or more) and to secure the adhesiveness at the interface of the sheet. Therefore, an adhesive having an absolute viscosity of 10,000 to 200,000 cps is preferable, an adhesive having an absolute viscosity of 15,000 to 100,000 cps is more preferable, and an adhesive having an absolute viscosity of 20,000 to 30,000 cps is particularly preferable. preferable.
Further, as the adhesive contains a large amount of the dispersion medium, it penetrates into each sheet in a large amount and deforms each sheet, so that the dimensional accuracy of the laminate decreases. Therefore, it is preferable that the ceramic material is contained in the coating agent at a high concentration, and more specifically, the adhesive material contains 30 to 90% by mass of the ceramic material. However, the amount varies depending on the amount of the dispersion medium added for the purpose of adjusting the viscosity.
The absolute viscosity and concentration may be adjusted by changing the mass ratio of the dispersion medium to the ceramic raw material.
Next, in the first manufacturing method of the present invention, at least grooves existing in the tomographic planes are formed on at least one of the tomographic planes 23a to 23d formed by the ends of the respective sheets 21a to 21d of the laminate 22. After the coating agent 12 is adhered in the filled state, the laminate 22 is fired and integrated.
Thus, as shown in FIGS. 1 and 2, the tomographic plane 57 can be formed as a continuous surface by the coating material 58 formed integrally with the laminate 22.
Examples of the coating agent 12 in the present invention include those containing an organic material, an organic-inorganic hybrid material, a metal material, a ceramic material, or a cermet material. Among them, those containing a metal material, a ceramic material, or a cermet material are preferable.
By applying a coating material containing a metal material or a cermet material on the tomographic surface to form a coat layer having good thermal conductivity and electric conductivity, not only the tomographic surface is smoothed, but also the The coating material can also function as a heat dissipation layer and an electrode layer, and can be applied to a heat sink and a capacitor. On the other hand, when a ceramic material is used as the coating agent, by applying to the laminate 22 before firing, it is easily sintered and fired to be firmly integrated with the laminate, and a coat layer having high adhesion can be formed.
In the present invention, the metal material contained in the coating agent 12 is platinum, gold, silver, palladium, aluminum, titanium, chromium, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, tin. , Tantalum, tungsten, iridium, lead or the like, or an alloy containing at least one of these metals.
As the cermet material to be contained in the coating agent 12, there can be mentioned a material in which at least one of the above-mentioned various metal materials is contained in the above-mentioned ceramic material to be contained in the above-mentioned material for producing a sheet. Examples of the ceramic raw material contained in the coating agent 12 include the same ceramic raw material contained in the above-described raw material for producing a sheet.
In the present invention, the coating agent 12 is preferably composed mainly of a raw material having a chemical property similar to that of the above-mentioned main component of the sheet. When the main component of the sheet is a ceramic raw material, it is the same as the main component. Those containing a ceramic raw material as a main component are more preferable. As shown in FIG. 16, a ceramic body in which the coating material and the laminate are integrated so that their boundaries cannot be recognized can be obtained.
The dispersion medium to be contained in the coating agent 12 in the present invention is, for example, at least one selected from the group consisting of hydrocarbon compounds such as water and petroleum, ethers, aromatic compounds, ketones, esters and alcohols. Species can be mentioned.
Examples of the ether include ethyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran, and examples of the aromatic compound include toluene and xylene. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexane. Examples of esters include butyl carbitol acetate. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, n-butanol, n-octanol, diacetone alcohol, benzene alcohol, 2-ethylhexanol, isopropanol, and terpineol. These compounds can be used alone or in combination of two or more, and it is preferable to select them in consideration of adaptability to other additives such as a binder.
In the present invention, the dispersion medium contained in the coating agent 12 may be a sheet or an adhesive layer (a layer formed by the adhesive) when it is difficult to adjust the viscosity and change the composition of the adhesive. It is preferable to select a material having a high vapor pressure in order to minimize the penetration of the dispersion medium into the dispersion medium.
More specifically, those having a higher saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium present in the adhesive are preferred. With such a dispersion medium, even in the case of a laminate before firing, it is possible to suppress the dispersion medium of the coating agent from penetrating into the interface between each sheet and each sheet, and peeling each sheet (the end of each sheet). In addition to peeling near the center, the coating agent can be adhered without peeling near the center of each sheet to form a cavity inside the laminate.) Or without deformation. Conventionally, a coating material was not provided by attaching a coating agent to the cross-sectional surface of the laminate before firing because a coating agent having basically the same composition as each sheet was applied to the laminate before firing. The reason for this is considered to be that it was recognized that there was no technical advantage even though each sheet could be deformed or peeled.
In the present invention, the dispersion medium contained in the coating agent may have a saturated vapor pressure (20 ° C.) ratio of 1 to the dispersion medium present in the adhesive layer. It is preferably at least 1.3 (coating agent / adhesive), more preferably at least 2 (coating agent / adhesive), even more preferably at least 10 (coating agent / adhesive). (Coating agent / adhesive) What is above is especially preferable.
When the ratio of the saturated vapor pressure (20 ° C.) is within this range, deformation and peeling of each sheet can be more effectively suppressed. However, when a dispersion medium having an extremely large saturated vapor pressure (20 ° C.) is used, the workability at the time of applying the coating agent is reduced. Therefore, the saturated vapor pressure (20 ° C.) of the dispersion medium is 50 mmHg or less. It is more preferably 30 mmHg or less, particularly preferably 20 mmHg or less.
Here, as a preferred combination of the dispersion medium present in the adhesive layer and the dispersion medium contained in the coating agent, for example, the dispersion medium present in the adhesive layer is 2-ethylhexanol (saturated vapor pressure (20 C): 0.05 mmHg), the dispersion medium of the coating agent is 2-ethylhexanol and n-butanol (saturated vapor pressure (20 ° C): 4.39 mmHg) or isopropanol (saturated vapor pressure (20 ° C) ): 33.0 mmHg). Similarly, when the dispersion medium present in the adhesive layer is butyl carbitol acetate, the dispersion medium of the coating agent is any one of 2-ethylhexanol, n-butanol, or isopropanol, or two or more of these. Can be used.
In the present invention, in addition to the above-mentioned ceramic raw material and the dispersion medium, other substances may be further added to the coating agent 12, for example, a binder which can be contained in the above-mentioned raw material for a sheet, Dispersants, plasticizers, stabilizers, sintering aids and the like can be mentioned.
The coating agent 12 of the present invention preferably has an absolute viscosity difference of 1,000 to 180,000 cps, more preferably 5,000 to 180,000 cps. Is more preferable, and the use of 15,000 to 50,000 cps is particularly preferable.
When the absolute viscosity difference with the adhesive is within this range, even if the coating agent 12 and the adhesive have basically the same composition, the dispersion medium of the coating agent 12 is immediately applied to the adhesive layer or each sheet. It does not penetrate and suppresses peeling of each sheet (including peeling near the center of each sheet, as well as peeling near the center of each sheet to form a cavity inside the laminate). Can be. Therefore, in the present invention, it is possible to provide a difference in the saturated vapor pressure (20 ° C.) between the coating agent 12 and the adhesive as described above, and also to provide a difference in the absolute viscosity, as described above. It is more preferable in that peeling can be more effectively suppressed.
However, the coating agent 12 of the present invention can apply the coating agent evenly to the tomographic plane and easily fill the grooves existing in the tomographic plane, while causing peeling between the sheets. The absolute viscosity is preferably set to 1,000 to 20,000 cps from the viewpoint that the sheets can be combined to a certain extent, and that the shrinkage in the surface layer portion of the tomographic plane can be suppressed during firing.
The coating agent 12 of the present invention preferably contains a ceramic material at a high concentration in the coating agent from the viewpoint of suppressing shrinkage in the surface layer portion of the tomographic surface during firing. From the viewpoint of uniformly dispersing in the agent, those containing a certain amount of organic components are preferable, and specifically, those containing 30 to 90% by mass of the ceramic raw material in the coating agent are preferable, and 40 to 80% by mass are preferable. Those containing are particularly preferred. However, the amount varies depending on the amount of the dispersion medium added for the purpose of adjusting the viscosity.
In the present invention, the coating agent 12 can be adjusted simply by coating the tomographic surface with a coating material mainly composed of the same ceramics as the main component of the laminate (after firing). From the viewpoint that the agent 12 can be obtained, it is preferable that the above-mentioned adhesive is used as a stock solution as it is, and a dispersion medium contained in the adhesive or a dispersion medium having a higher saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium is further added and adjusted. . However, the saturation vapor pressure (20 ° C.) of the dispersion medium contained in the coating agent can be adjusted to be higher than that of the dispersion medium present in the adhesive, so that it can be adjusted separately from the adhesive. preferable.
On the other hand, when the tomographic surface is coated with a coating material made of a material different from the main component of the laminated body (after firing), the main component of the coating agent is, of course, different. It is necessary to select an additive such as a binder, which is appropriately different from the adhesive, depending on the material, and it is preferable to adjust the additive separately from the adhesive.
In the present invention, as a method of adhering the coating agent 12 to the tomographic plane 7, the coating agent having the absolute viscosity described above may be simply supplied to the tomographic plane.
However, in the present invention, when a coating agent 12 having a small viscosity or a coating agent containing a dispersion medium having a large saturated vapor pressure (20 ° C.) is used, the coating agent 12 is formed on the tomographic surface. 7 or the vicinity of the tomographic plane 7, it is preferable to apply an external force to the coating agent 12 to fill the groove existing between the sheet ends while removing excess coating agent.
Since the coating agent having a small viscosity easily penetrates into each sheet and the interface between each sheet, deformation and peeling of each sheet can be suppressed by eliminating the excessive presence of the coating agent. Further, when a coating agent containing a dispersion medium having a large saturated vapor pressure (20 ° C.) is used, the diffusion range of the coating agent is easily limited. Can be filled with a coating agent.
Even when a coating medium containing a dispersion medium having substantially the same saturated vapor pressure (20 ° C.) as a dispersion medium contained in the adhesive is used, an external force is forcibly applied to the coating agent. In addition, by filling the groove between the sheet ends with the coating agent while quickly removing the surplus of the coating agent, the above-described diffusion effect and the above-described filling effect can be obtained. Therefore, a desired coating material can be formed while suppressing deformation and peeling of each sheet. For example, it is useful when the composition and concentration of the adhesive and the coating agent need to be fixed due to other factors. . The effect is particularly large when the dispersion medium has a saturated vapor pressure (20 ° C.) of 0.02 mmHg or more or an absolute viscosity of 20,000 cps or less. Of course, the application method in which the above-described external force is applied while providing a difference in the saturated vapor pressure (20 ° C.) and the absolute viscosity can further suppress the deformation and peeling of each sheet.
In the present invention, the means for applying an external force to the coating agent 12 may be any of those utilizing centrifugal force, inertia force, etc., for example, a method using a spin coater, air spray, a brush or the like, or a laminate. And a method of vibrating in a direction substantially parallel to the sheet surface. In the case where a coating agent having low fluidity is used, a method in which the laminate is vibrated in a direction substantially parallel to the sheet surface is preferable from the viewpoint that the coating agent can be quickly filled in the grooves on the tomographic surface, and the desired method is excellent in reproducibility. A spin coater is used because it can be covered with a thick coating material, is excellent in mass productivity, and can quickly remove excess coating agent, and can quickly diffuse the coating agent to a target area. Preferably, a method is used in which the laminate is rotated to apply an external force to the coating agent.
Further, in order to quickly move the coating agent to a predetermined application region using a spin coater and to apply the coating agent uniformly, it is necessary to use a coating agent having an absolute viscosity of 1,000 to 10,000 cps. It is preferable to use a coating agent of 2,000 to 8,000 cps, and it is more preferable to use a coating agent having an absolute viscosity of 3,000 to 5,000 cps.
When a spin coater is used, the rotation speed is first increased slowly, then kept at a low speed for a certain period of time to spread the coating agent onto the tomographic plane, and then further increased to increase the excess coating agent. It is preferable to promote the removal of and the penetration of the coating agent into the groove. Specifically, for example, the rotation speed is first increased at a rate of 50 to 70 rpm / sec, and after holding at 200 to 400 rpm for 30 to 60 seconds, the rotation speed is further increased to 1500 to 2500 rpm and held for 30 to 60 seconds. It is preferable to perform it.
Further, in the present invention, as shown in FIG. 1, a laminated body 22 in which hollow sheets 21a to 21d are laminated is manufactured, and then the laminated body 22 surrounded by a plurality of tomographic planes 23a to 23d. After the coating agent is supplied to the empty space 25, an external force is applied to the coating agent 12 to move the coating agent 12 through each of the tomographic planes 23a to 23d, and discharge the surplus 12a of the coating agent 12 out of the empty space 25. It is also preferable to apply a method of adhering the coating agent 12 to each of the tomographic planes 23a to 23d.
By moving the coating agent 12 through each of the tomographic planes 23a to 23d in a state where the coating is present in the space 25 surrounded by the tomographic planes 23a to 23d, the plurality of tomographic planes 23a to 23d can be formed. In addition, the coating agent 12 can be simultaneously and reliably applied, and by performing the cutting step later, the application to a plurality of members can be performed substantially simultaneously.
As shown in FIG. 1, a means for applying an external force to the coating agent 12 that can easily and uniformly adhere the coating agent 12 to the inwardly directed tomographic planes 23a to 23d is to rotate the laminate 22. One that moves the coating agent through the respective tomographic planes 23a to 23d.
When the coating agent is supplied to the space in the present invention, the upper surface (and the lower surface) of the laminate is coated with a protective film, a plastic sheet, or a plastic sheet so that the coating agent adheres only to the tomographic surface. It is preferable to cover with a protective material such as a jig.
As an application example, as shown in FIG. 3, a laminate 30 having a large number of voids 25 surrounded by a plurality of tomographic planes is manufactured, and each void 25 of the laminate 30 is coated. After supplying the agent (not shown), a method of rotating the laminate 30 to move the coating agent through each tomographic plane (not shown) and discharge the surplus of the coating agent to the outside of the space. Can be mentioned.
According to this method, by cutting the laminate 30 later, the application to a very large number of members is performed substantially simultaneously, so that the coating agent is not applied as individual members. Also can greatly improve production efficiency.
In the present invention, the temperature at which the laminate 22 is fired may be appropriately selected according to the material of the laminate 22. For example, when the laminate 22 is mainly composed of partially stabilized zirconium. For example, 1350 to 1550 ° C is preferable, and 1400 to 1450 ° C is more preferable.
Further, in the present invention, the laminated body (ceramic body) after firing may be cut into a desired shape by dicing, wire cutting, or the like, if necessary.
Next, the ceramic body of the present invention obtained by the above manufacturing method will be described.
As shown in FIG. 1, the ceramic body 40 of the present invention is a ceramic body 40 composed of a laminated body 46 in which a plurality of ceramic sheets 53a to 53d are laminated. At least one tomographic plane 57a to 57d constituted by an end of the tomogram is covered with the coating material 58 in a state where at least grooves existing in the tomographic planes 57a to 57d are filled, and forms a continuous surface. Things.
As a result, dust such as ceramic powder does not accumulate on the tomographic plane 57 (57a to 57d) formed by the ends of the ceramic sheets 53a to 53d, and the problem of dust generation after commercialization is almost eliminated. Can be completely avoided. Further, in the case of a ceramic body or the like used for a piezoelectric / electrostrictive film type element or the like, problems such as a defective bending operation and a defective ink ejection can be avoided.
Here, in the present specification, the “continuous surface” means a surface which does not have a corner and can be conceived as one surface. However, as a matter of course, the surface may have irregularities, and need not be a surface having a certain regularity, such as a surface composed of only a plane or only a curved surface. Some aspects can be conceived.
As shown in FIG. 2, the ceramic body 40 according to the present invention has a tomographic surface 57 formed by punching at least the end of each ceramic sheet out of the tomographic surface. Are preferred. The end of each ceramic sheet is more likely to be tapered as it is formed by punching, and a relatively deep groove is easily formed on the tomographic surface formed by the end. Is coated with a coating material, the advantage of making the above-mentioned tomographic surface a continuous surface can be effectively exhibited. Further, in the present invention, the coating material may be formed in a layered form on the laminate 46. However, the ceramic material has a few problems such as peeling of the coating material and deterioration of various properties required for the ceramic body. As shown in FIG. 16, the main component is the same ceramic as the main component, and as shown in FIG. 16, it is integrated with the laminate 46 (not only in close contact with the laminate but also with the laminate to such an extent that the layer structure cannot be clearly recognized). What is integrated.) Is preferable.
In the present invention, the shape of the ceramic body is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 4, a ceramic body 51 having a completely closed internal space 35, and as shown in FIG. 6, a ceramic body 52 formed of a plurality of inwardly facing surfaces 14a to 14d and having a space 36 opening upward and downward, or, as shown in FIG. 6, a substantially U-shaped cross-sectional shape having three inwardly facing main surfaces 14a to 14c. It can be preferably applied to the ceramic body 40 having
In the ceramic body having such a shape, it is extremely difficult to smooth the tomographic surface by performing mechanical processing such as polishing on the tomographic surface after firing (see FIG. 4). This is not possible with a ceramic body due to its shape.) This is because a ceramic body having a smooth tomographic plane can be obtained only by applying the present invention.
Further, in the present invention, the tomographic surface 57 of the laminate 46 covered with the coating material shown in FIG. 2 and the like is as smooth as the surface 61 of the laminate 46 parallel to the interface between the ceramic sheets. Surface, specifically, the arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface 57 covered with the coating material is substantially the same as the arithmetic surface roughness (Ra) of the surface 61 of the laminate 46 parallel to each ceramic sheet interface. When the same material is applied to electronic devices, etc., characteristics such as moisture absorption, glossiness, texture, etc. can be made the same over the entire ceramic body surface, and the dimensional variation of each product can be suppressed. preferable.
In the present invention, the arithmetic surface roughness (Ra) of the surface 61 of the laminate 46 parallel to each ceramic sheet interface is preferably 0.01 to 0.09 μm, more preferably 0.03 to 0.07 μm. Are more preferred. On the other hand, the arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic plane 57 of the laminate 46 is also preferably 0.01 to 0.8 μm, more preferably 0.02 to 0.15 μm, and 0.03 to 0.15 μm. Those having a thickness of 0.07 μm are more preferred. The difference between the two arithmetic surface roughnesses (Ra) is preferably 0.7 μm or less, more preferably 0.4 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less.
Further, in the present invention, the tomographic surface 57 covered with the coating material of the laminate 46 at the same point has a maximum height (Ry, a difference between the uppermost and lowermost of the tomographic surface) of 30 μm or less. It is preferably 10 μm or less, more preferably 5.0 μm or less, still more preferably 2.0 μm or less, and particularly preferably 1.0 μm or less.
[0094]
2. Second manufacturing method and ceramic body obtained by the second manufacturing method
As shown in FIG. 7, in the second manufacturing method of the present invention, first, a plurality of members 4 to 6 including a member 4 composed of a laminated body 2 in which a plurality of sheets 1 a to 1 d are laminated are manufactured. I do.
In the present invention, the plurality of sheets 1a to 1d can be obtained by, for example, forming a sheet using a raw material containing a ceramic raw material and additives in a dispersion medium. Examples of the ceramic raw material include, for example, stabilized zirconium oxide, partially stabilized zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, magnesium oxide, titanium oxide, spinel, mullite, aluminum nitride, silicon nitride, cordierite raw material, silicon nitride, At least one selected from the group consisting of silicon carbide and glass can be given. These may be appropriately selected and used according to various uses.
The additives used in the present invention include, for example, a binder, a dispersant, a plasticizer, and a firing aid.
Examples of the binder include hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol. Examples of the dispersant include sorbitan fatty acid ester and ethylene glycol. , Dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like. Examples of the plasticizer include di-2-ethylhexyl phthalate. Further, as the firing aid, for example, yttria (Y 2 O 3 ), Calcia (CaO), magnesia (MgO), ceria (CeO), and the like. Each of these additives can be used alone or in combination of two or more depending on the purpose.
It is preferable that the binder such as polyvinyl butyral and polyvinyl alcohol be contained in an amount of 10 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material. Similarly, the plasticizer such as di-2-ethylhexyl phthalate is preferably contained in an amount of 2 to 5 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material. Further, the firing aid is preferably contained in an amount of 5 to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of the ceramic raw material.
Examples of the dispersion medium to be mixed with the ceramic raw material include water, hydrocarbon-based liquid compounds such as petroleum, and alcohol.
In the present invention, the shape of the sheets 1a to 1d may be suitable according to the desired shape of the ceramic body to be finally produced. For example, the shapes may be triangular, rectangular, circular or elliptical. Examples include a hollow shape and a complicated shape.
The thickness of the sheets 1a to 1d depends on the forming method. The thickness is improved by improving the formability and reducing the depth of the groove existing on the tomographic plane of the laminated body in which the sheets are laminated. In order to form a flat tomographic plane by applying a coating agent, the thickness is preferably 3 to 200 μm, and more preferably 50 to 150 μm.
In the present invention, as a method for forming the sheets 1a to 1d, for example, a mixture of the above-mentioned ceramic raw material and various additives is further mixed with a dispersion medium such as water, a hydrocarbon liquid compound such as petroleum, or an alcohol. A slurry may be formed into a desired sheet by a forming method such as a doctor blade method or a reverse roll coater method, and a method formed by a doctor blade method is preferable.
The method for forming the formed sheet into a desired shape and size includes, for example, methods such as die working, punching, and laser working. Is preferred.
As a method of laminating the formed sheets 1, it is possible to laminate each sheet by thermocompression bonding without intervening an intervening material. It is preferable to laminate after applying the adhesive containing the medium using screen printing or the like, in order to strengthen the laminated state. In stacking, it is preferable to use a jig provided with guide pins in order to stack the sheets so that the ends of the sheets are aligned as much as possible.
In the present invention, the raw material powder and the dispersion medium to be contained in the adhesive may be substantially the same as the above-mentioned slurry for producing a sheet. The components are preferably of the same composition.
However, the adhesive in the present invention may be one having an absolute viscosity higher than that of the coating agent, or one containing a dispersion medium having a smaller saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium contained in the coating agent, as described later. preferable. Further, the adhesive needs to have a certain degree of viscosity in order to adhere to the sheet at a certain thickness (for example, 6 μm or more) and secure the adhesiveness at the sheet interface. Therefore, an adhesive having an absolute viscosity of 10,000 to 200,000 cps is preferable, an adhesive having an absolute viscosity of 15,000 to 100,000 cps is more preferable, and an adhesive having an absolute viscosity of 20,000 to 30,000 cps is particularly preferable. preferable. The absolute viscosity may be adjusted by adjusting the mass ratio of the dispersion medium to the ceramic material.
However, the adhesive in the present invention may be one having an absolute viscosity greater than that of the coating agent or a dispersion medium having a saturated vapor pressure (20 ° C.) lower than that of the dispersion medium contained in the coating agent, as described later. preferable. The absolute viscosity may be adjusted by adjusting the mass ratio of the dispersion medium to the ceramic material.
In the present invention, as shown in FIG. 7, all of the members 4 to 6 may be formed of a laminated member, and some of the members are formed of a member other than the laminated member such as a plate member. It may include a configured member. Further, the member constituted by other than the laminated body may be formed by pressing a plurality of plate-like bodies.
Next, in the present invention, as shown in FIG. 7, the member 4 composed of the obtained laminated body 2 is previously formed on at least one of the tomographic planes formed by the ends of the sheets 1a to 1d. As shown in FIG. 8, the coating agent 12 is applied to one of the tomographic planes 7 at least in a state where the grooves 11 existing between the sheet ends are filled. As a result, the bonding between the sheets is strengthened, and sufficient resistance to peeling that is likely to occur near the end of each sheet when another member is pressed against the sheet surface of a member made of a laminated body described later has sufficient resistance. Can be granted. Also, for example, when the ceramic body 40 has a shape having a space 15 defined by a plurality of inwardly facing surfaces 14a to 14c, such as a three-dimensional shape having a substantially U-shaped cross-sectional shape shown in FIG. Of the plurality of surfaces 14a to 14c, only the desired surface 14c formed of a tomographic surface can be covered with the coating material easily and without unevenness.
In the present invention, it is preferable that the coating agent 12 adhere to at least one of the tomographic surfaces formed by punching out the end of each ceramic sheet. The end of each ceramic sheet is more likely to be tapered as it is formed by punching, and a relatively deep groove is easily formed on the tomographic surface formed by the end. By adhering the coating agent 12, the above advantages can be effectively exhibited.
Similarly, as will be described later, a member made of a laminate and another member are pressure-bonded by contacting the other surface with at least one of the surfaces to be pressed against each other. In this case, it is preferable that a coating agent is previously attached to a tomographic plane existing at a protruding portion of the formed complex.
Examples of the coating agent 12 in the present invention include those containing an organic material, an organic-inorganic hybrid material, a metal material, a ceramic material, or a cermet material. Among them, those containing a metal material, a ceramic material, or a cermet material are preferable.
By applying a coating material containing a metal material or a cermet material to the tomographic surface to form a coat layer having good thermal and electrical conductivity, not only the tomographic surface can be smoothed, but also The coating material can also function as a heat dissipation layer and an electrode layer, and can be applied to a heat sink and a capacitor. On the other hand, when a ceramic material is used as the coating agent, by applying to the laminate 22 before firing, it is easily sintered and fired to be firmly integrated with the laminate, and a coat layer having high adhesion can be formed.
In the present invention, the metal material contained in the coating agent 12 includes platinum, gold, silver, palladium, aluminum, titanium, chromium, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, tin , Tantalum, tungsten, iridium, lead or the like, or an alloy containing at least one of these metals. Examples of the cermet material to be contained in the coating agent 12 include a material in which at least one of the above-described various metal materials is contained in the above-mentioned ceramic material to be contained in the above-mentioned material for producing a sheet. Examples of the ceramic raw material contained in the coating agent 12 include the same ceramic raw material contained in the above-described raw material for producing a sheet.
In the present invention, the coating agent 12 is preferably composed mainly of a raw material having a chemical property similar to that of the above-mentioned main component of the sheet. When the main component of the sheet is a ceramic raw material, it is the same as the main component. Those containing a ceramic raw material as a main component are more preferable. As shown in FIG. 16, a ceramic body in which the coating material and the laminate are integrated so that their boundaries cannot be recognized can be obtained.
The dispersion medium contained in the coating agent 12 according to the present invention is selected from the group consisting of, for example, water, hydrocarbon liquid compounds such as petroleum, ethers, aromatic compounds, ketones, esters, and alcohols. At least one kind can be mentioned.
Examples of the ether include ethyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran, and examples of the aromatic compound include toluene and xylene. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexane. Examples of esters include butyl carbitol acetate. Further, methanol, ethanol, n-butanol, n-octanol, diacetone alcohol, benzene alcohol, 2-ethylhexanol, isopropanol, terpineol, and the like can be given.
The compound contained in the dispersion medium is preferably selected in consideration of adaptability to other additives such as a binder.
The dispersion medium contained in the coating agent 12 is more saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium remaining in the sheet (the same as the dispersion medium contained in the slurry when the sheet is formed). Are preferable, and those having a higher saturated vapor pressure (20 ° C.) are more preferable than the dispersion medium remaining in the sheet and the dispersion medium present in the adhesive.
The use of the coating agent as the dispersion medium suppresses the dispersion medium of the coating agent from penetrating into each sheet and the interface between the sheets, even in the case of the laminate before baking, and the deformation of each sheet. The coating agent can be adhered in a state where there is no peeling or peeling (including peeling near the edge of each sheet and peeling near the center of each sheet to form a cavity inside the laminate). it can.
In the present invention, the dispersion medium contained in the coating agent 12 is a saturated vapor pressure (20) with respect to the dispersion medium present in the adhesive layer (a layer formed by the adhesive; the same applies hereinafter). C) may be 1, but in order to achieve the above effect, the ratio is preferably 1.3 (coating agent / adhesive) or more, more preferably 2 (coating agent / adhesive) or more. Those having 10 (coating / adhesive) or more are more preferable, and those having 50 (coating / adhesive) or more are particularly preferable.
When the ratio of the saturated vapor pressure (20 ° C.) is within this range, deformation and peeling of each sheet can be more effectively suppressed.
However, if a dispersion medium having an extremely high saturated vapor pressure (20 ° C.) is used, the workability at the time of applying the coating agent is reduced, so that the saturated vapor pressure of the dispersion medium (20 ° C.) It is preferably 50 mmHg or less, more preferably 30 mmHg or less, particularly preferably 20 mmHg or less.
Here, as a suitable combination of the dispersion medium present in the adhesive layer and the dispersion medium contained in the coating agent, for example, the dispersion medium present in the adhesive layer is 2-ethylhexanol (saturated vapor pressure (20 C): 0.05 mmHg), the dispersion medium of the coating agent is 2-ethylhexanol and n-butanol (saturated vapor pressure (20 ° C): 4.39 mmHg) or isopropanol (saturated vapor pressure (20 ° C) ): 33.0 mmHg). Similarly, when the dispersion medium present in the adhesive layer is butyl carbitol acetate, the dispersion medium of the coating agent is any one of 2-ethylhexanol, n-butanol, or isopropanol, or two or more of these. Can be used.
In the present invention, the coating agent 12 may further contain other substances in addition to the ceramic raw material and the dispersion medium. For example, the coating agent 12 may be contained in the above-mentioned sheet slurry. Examples include binders, dispersants, plasticizers, stabilizers, or sintering aids that can be used.
The coating agent 12 of the present invention preferably has a difference in absolute viscosity from the adhesive of 10,000 to 180,000 cps, and preferably has a difference of 10,000 to 180,000 cps. Is more preferred.
If the absolute viscosity difference with the adhesive is within this range, even if the coating agent 12 and the adhesive have basically the same composition, the dispersion medium of the coating agent 12 will immediately be applied to the adhesive layer or each sheet. It does not penetrate and suppresses peeling of each sheet (including peeling near the center of each sheet, as well as peeling near the center of each sheet to form a cavity inside the laminate). Can be.
However, the coating agent 12 of the present invention can apply the coating agent evenly to the tomographic surface and can easily fill the grooves existing in the tomographic surface, and on the other hand, peels off between the sheets. It is preferable that the absolute viscosity is 1,000 to 20,000 cps from the viewpoint that the sheets are bonded to such an extent that they do not occur, and that the shrinkage in the surface layer portion of the tomographic plane during firing can be suppressed.
The coating agent 12 of the present invention preferably contains a ceramic material in a high concentration in the coating agent from the viewpoint of suppressing shrinkage in the surface layer portion of the fault plane during firing. The agent preferably contains 50 to 80% by mass of a ceramic raw material.
In the present invention, the coating agent 12 can be adjusted simply by coating the tomographic surface with a coating material mainly composed of the same ceramic as the main component of the laminate (after firing). From the viewpoint that the agent 12 is obtained, it is preferable that the above-mentioned adhesive is used as a stock solution as it is, and a dispersion medium contained in the adhesive or a dispersion medium having a saturated vapor pressure (20 ° C.) higher than the dispersion medium is further added and adjusted. . However, the saturation vapor pressure (20 ° C.) of the dispersion medium contained in the coating agent can be adjusted to be higher than that of the dispersion medium present in the adhesive, so that it can be adjusted separately from the adhesive. preferable.
On the other hand, when the tomographic surface is covered with a coating material made of a material different from the main component of the laminate (after firing), the main component of the coating agent is, of course, different. It is necessary to select an additive such as a binder, which is appropriately different from the adhesive, depending on the material, and it is preferable to adjust the additive separately from the adhesive.
In the present invention, as a method for adhering the coating agent 12 to the tomographic plane 7, the coating agent having the above-mentioned absolute viscosity may be simply supplied to the tomographic plane.
However, in order to make the coating agent 12 adhere more uniformly and to quickly remove excess coating agent, it is necessary to suppress the dispersion medium in the coating agent from penetrating into each sheet and the interface between each sheet. Supplies the coating agent 12 to the tomographic plane 7 or the vicinity of the tomographic plane 7, and then applies an external force to the coating agent 12 to remove the excess coating agent and to apply the coating agent to the grooves existing between the sheet ends. Filling is preferred.
The means for applying an external force to the coating agent 12 may be any of those utilizing centrifugal force, inertia force or the like. For example, a method using a spin coater, air spray, a brush, or the like, A method of vibrating in a direction substantially parallel to the sheet surface can be given. In the case where a coating agent having low fluidity is used, a method in which the laminate is vibrated in a direction substantially parallel to the sheet surface is preferable from the viewpoint that the coating agent can be quickly filled in the grooves on the tomographic surface, and the desired method is excellent in reproducibility. It can be covered with a thick coat material, is excellent in mass productivity, and can quickly remove excess coating agent, and can be quickly diffused to the target area. A method of rotating the body and applying an external force to the coating agent is preferred.
In order to effectively exhibit the above advantages of using a spin coater, it is preferable to use a coating agent having an absolute viscosity of 1,000 to 10,000 cps, and a coating agent having an absolute viscosity of 2,000 to 8,000 cps. It is more preferable to use a coating agent having an absolute viscosity of 3,000 to 5,000 cps.
In the case of using a spin coater, the rotation speed is first increased slowly, then kept at a low speed for a certain period of time to allow the coating agent to adapt to the tomographic plane, and then further increased to increase the excess coating agent. It is preferable to promote the removal of and the penetration of the coating agent into the groove. Specifically, for example, the rotation speed is first increased at a rate of 50 to 70 rpm / sec, and after holding at 200 to 400 rpm for 30 to 60 seconds, the rotation speed is further increased to 1500 to 2500 rpm and held for 30 to 60 seconds. It is preferable to perform it.
In the present invention, as shown in FIG. 9, a laminated body 22 in which the hollow sheets 21a to 21d are laminated is manufactured, and then the laminated body 22 surrounded by a plurality of tomographic planes 23a to 23d. After the coating agent is supplied to the empty space 25, an external force is applied to the coating agent 12 to move the coating agent 12 through each of the tomographic planes 23a to 23d, and discharge the surplus 12a of the coating agent 12 out of the empty space 25. It is also preferable to apply the method of attaching the coating agent 12 to each of the tomographic planes 23a to 23d.
By moving the coating agent 12 through each of the tomographic planes 23a to 23d in a state where the coating is present in the space 25 surrounded by the tomographic planes 23a to 23d, the plurality of tomographic planes 23a to 23d can be moved. In addition, the coating agent 12 can be simultaneously and surely adhered, and by performing a cutting step as described later, it is possible to substantially simultaneously apply to a plurality of members.
As a means for applying an external force to the coating agent 12, as shown in FIG. 9, the coating agent 12 can be easily and evenly attached to the inwardly directed tomographic planes 23a to 23d. One that moves the coating agent through the respective tomographic planes 23a to 23d.
When supplying the coating agent to the space in the present invention, the upper surface (and the lower surface) of the laminate is coated with a protective film, a plastic sheet, or a plastic sheet so that the coating agent adheres only to the tomographic surface. It is preferable to cover with a protective material such as a jig.
As an application example, as shown in FIG. 3, a laminate 30 having a large number of voids 25 surrounded by a plurality of tomographic planes is manufactured, and each void 25 of the laminate 30 is coated. After supplying the agent (not shown), a method of rotating the laminate 30 to move the coating agent through each tomographic plane (not shown) and discharge the surplus of the coating agent to the outside of the space. Can be mentioned.
According to this method, by cutting the laminated body 30 later, the application to a very large number of members is performed substantially simultaneously, so that the coating agent is not applied as individual members. Also can greatly improve production efficiency.
In the present invention, next, as shown in FIG. 7, the entire surface or a part of the surface 17 of the member 4 made of the laminated body 2 parallel to each sheet interface is bonded to the crimping surfaces of the other members 5 and 6. Some or all of 18, 19 are crimped.
In the present invention, when each of the members 4 to 6 is crimped, it is possible to directly crimp each member without intervening any intervening material. However, an adhesive is applied to the crimp surfaces of the members 4 to 6. It is preferable to apply them and press-bond each member via the adhesive in order to strengthen the joining state.
The present invention is also applicable to the case where the entire crimping surfaces 18 and 19 of the other members 5 and 6 are crimped to the entire surface 17 parallel to each sheet interface of the member 4 composed of the laminate 2. It is possible, but when the member 4 composed of the laminated body 2 and the other members 5 and 6 are pressure-bonded to another surface by a part of at least one of the surfaces 17, 18 and 19 to be pressed against each other. This can be applied particularly preferably to the case where another member is pressure-bonded to a part of the surface 17 parallel to each sheet interface of the member 4 made of the laminate 2. If the entire crimping surfaces are not crimped together, a force in the direction opposite to the crimping direction is applied to the part of the laminate that is not crimped, and each sheet is easily peeled off near its end, so that the coating agent adheres to the tomographic surface The effect of preventing peeling is remarkable.
More specifically, for example, as shown in FIG. 10, a part of the crimping surface 18 of the other member 5 is crimped on the entire surface 17 parallel to each sheet interface of the laminated member 4. As shown in FIG. 11, a part of the crimping surface 18 of the other member 5 is crimped to a part of the surface 17 parallel to each sheet interface in the member 4 made of the laminate, or as shown in FIG. In addition, a case where the entire crimping surface 18 of the other member 5 is crimped to a part of the surface 17 parallel to each sheet interface of the member 4 made of the laminated body to have a desired shape and the like can be cited. .
Also, for example, a ceramic body (HDD (hard disk)) having a space 15 defined by a plurality of inwardly facing surfaces 14a to 14c, such as a three-dimensional shape having a substantially U-shaped cross section shown in FIG. In the case of 40) (used for the head of the drive), a cutting step is provided to produce a large number of composites of a desired shape from one composite (described later), as described below. Preferably, a composite is made. That is, as shown in FIG. 13, a member 41 composed of a laminated body 22 having a void 25 surrounded by a plurality of tomographic planes 23a to 23d in which the hollow sheet 21 is laminated, and the length and width of the outer shape are determined by the lamination. A plate-like body or sheet 42b, 43b having the same space as the body 22 and including a space corresponding to the space of the laminate 22 and having a wider space, and the outer length and width are the same as those of the laminate 22. And the other members 42, 43 in which the plate-like bodies or sheets 42 a, 43 a having no voids are laminated are pressed against both joining surfaces (upper and lower surfaces) 41 a, 41 b of the member 41 made of the laminate 22. It is preferable to produce
According to this manufacturing method, the member 41 composed of the laminate 22 having various voids 25, the plate or sheet having various voids 25, and the plate or sheet having no voids are provided. By variously combining the members 42 and 43 made of, ceramic bodies having various shapes can be manufactured, and further by combining cutting steps described later, the diversity can be drastically increased. In addition, the use of the above-described laminated body 30 shown in FIG. 3 can dramatically improve production efficiency.
In the present invention, as shown in FIG. 7 and the like, the obtained composite 20 is fired, and the members 4 to 6 constituting the composite 20 are fired and integrated.
In the present invention, the temperature at which the composite 20 is fired may be selected appropriately according to the material of the composite. For example, if the laminate 22 is composed mainly of partially stabilized zirconium, , 1350-1550 ° C, more preferably 1400-1450 ° C.
In the present invention, if necessary, the fired composite (ceramic body) is preferably subjected to a cutting process by dicing, wire cutting, or the like to obtain a desired shape.
For example, in the case of a ceramic body obtained by firing the composite manufactured as shown in FIG. 13, as shown in FIG. 14, a desired cut surface corresponding to the shape of the final product, A direction in which a desired cut surface corresponding to a part of the shape of the product is obtained (in the example shown in FIG. 13, a direction substantially perpendicular to the direction X in which each member is pressed and stacked, and After cutting in a direction Y in which a cut surface partially including the cross section of the mold is obtained) (cutting at a plurality of locations at predetermined intervals as necessary), unnecessary portions are further cut off as necessary (FIG. In the example shown in FIG. 13, the outer frame portion located on the side opposite to the portion protruding inward is cut off in the direction Z perpendicular to the directions X and Y.) Is also preferred.
Next, the ceramic body of the present invention obtained by each of the above manufacturing methods will be described.
As shown in FIG. 7, in the ceramic body 40 of the present invention, a member 53 composed of a laminate of a plurality of ceramic sheets and other members 54 and 55 composed of ceramics are formed by each ceramic sheet in the laminate. Each tomographic plane constituted by the end of each ceramic sheet in the laminate, joined or joined by the whole or a part of the surface 61 parallel to the interface and the joining surfaces 62 and 63 of the other members 54 and 55 At least one tomographic surface 57 is covered with a coating material 58 of the same material as the ceramic sheet to form a continuous surface.
Thus, for example, even in the case of a step-shaped ceramic body, dust such as ceramic powder does not accumulate on the tomographic surface 57 formed by the end of each ceramic sheet, and dust is generated after commercialization. Problem can be almost completely avoided. In addition, the ceramic body used for the piezoelectric / electrostrictive film type element has problems such as the accumulation of bubbles in the ink flow path and the deterioration of the vibration characteristics caused by the grooves and cracks at the interface between the sheets. Can be solved. Furthermore, since the dimensional accuracy can be improved, application to various fine electronic components is facilitated.
In the present invention, it is preferable that, among the tomographic surfaces of the member 53 made of a laminate, the tomographic surface 57 formed by punching the end of each ceramic sheet is covered with a coating material. In the ceramic body composed of the laminated body as in the present invention, a groove is easily formed on such a tomographic surface, and the above effect can be obtained effectively by covering the tomographic surface 57 with a coating material. Further, in the present invention, at least one of the surfaces of the member 53 made of a laminate and the other members 54 and 55 is joined to the other surface at a part of the surfaces. When the laminate constitutes a protruding portion of the ceramic body, it is preferable from the same viewpoint that the tomographic surface 57 of the laminate is covered with the coating material.
In the present invention, the shape of the ceramic body is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 4, a ceramic body 51 having a completely closed internal space 35, and as shown in FIG. The ceramic body 52 is formed by a plurality of surfaces 14a to 14d and has a space 36 that opens vertically, or has a substantially U-shaped cross-sectional shape having three inward main surfaces 14a to 14c as shown in FIG. It can be preferably applied to the ceramic body 40.
In the ceramic body having such a shape, it is extremely difficult to smooth the tomographic surface by performing mechanical processing such as polishing on the tomographic surface after firing (see FIG. 4). This is not possible with a ceramic body due to its shape.) This is because a ceramic body having a smooth tomographic plane can be obtained only by applying the present invention.
In the present invention, when the ceramic body has a shape having a space formed by the plurality of inwardly facing surfaces, of the plurality of inwardly facing surfaces, the surface constituted by the tomographic plane of the laminate may be used. Preferably, only a specific part of the planes formed by the tomographic planes is covered with the coating material to form a continuous plane.
For example, as shown in FIG. 15, an operating portion 32 is provided on an arm portion 31. In a ceramic body 40 used as a piezoelectric / electrostrictive film type element, the thickness of the arm portion 31 functioning as a diaphragm is reduced. An element which can be precisely controlled and has desired vibration characteristics can be obtained. That is, in the ceramic body 40 having the arm portion 31 functioning as a diaphragm as shown in FIG. 15, if the arm portion 31 is thickened by the coating material, the vibration characteristic is deteriorated. Providing a coating agent only on the surface has important technical significance in securing desired characteristics of the device.
In the present invention, in the ceramic body 40 having a space formed by a plurality of inwardly facing surfaces shown in FIG. 6 and the like, the tomographic surface 14c covered with the coating material of the laminate is replaced by the laminate 46. , The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface 14c covered with the coating material is different from that of the ceramics in the laminate 46. Arithmetic surface roughness (Ra) of the surface parallel to the sheet interface is substantially the same, and when applied to an electronic device or the like, the entire ceramic body surface has properties such as water absorption, glossiness, and texture. This is preferable in that it is possible to make the same, and it is possible to suppress variations in dimensions of each product.
More specifically, in the present invention, the arithmetic surface roughness (Ra) of the surface parallel to each ceramic sheet interface in the laminate 46 or the sheet surface of the single-layer body is 0.01 to 0. 0.09 μm is preferable, and 0.03-0.07 μm is more preferable. On the other hand, the arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface covered with the coating material of the laminate 46 is preferably 0.01 to 0.8 μm, more preferably 0.02 to 0.15 μm. Preferably, the thickness is 0.03 to 0.07 μm. The difference between the two arithmetic surface roughnesses (Ra) is preferably 0.7 μm or less, more preferably 0.4 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or less.
Further, in the present invention, the tomographic plane 57 covered with the coating material of the laminate 46 at the same point has a maximum height (Ry, the difference between the top and bottom of the tomographic plane) of 30 μm or less. It is preferably 10 μm or less, more preferably 5.0 μm or less, still more preferably 2.0 μm or less, and particularly preferably 1.0 μm or less.
[0164]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples using a piezoelectric film element, but the present invention is not limited to these examples. The arithmetic mean roughness (Ra) and the maximum height (Ry) of the tomographic planes of the ceramic bodies obtained in the examples and comparative examples were measured as follows.
[0165]
(Arithmetic average roughness (Ra), maximum height (Ry))
Ra and Ry were measured according to the standard of ANSI (U.S.A.) B46.1-1978 by using a contact type surface roughness meter AlfaStep200 manufactured by KLATencor. The measurement was made with a tip curvature radius of the stylus of 12.5 μm, an evaluation length of 2.5 mm, and a cutoff value of 0.5 mm.
[0166]
(Example 1)
First, a plurality of hollow sheets mainly composed of a zirconia-forming raw material were subjected to absolute dispersion using a dispersion medium (saturated vapor pressure (20 ° C.): 0.05 mmHg) also composed of a zirconia-forming raw material and 2 ethylhexanol. Lamination was carried out via an adhesive adjusted to a viscosity of 30,000 cps to produce a laminate.
Next, the obtained laminate was set on a spin coater, and then a coating agent adjusted to an absolute viscosity of 5,000 cps by further adding isopropanol to the above-mentioned adhesive was placed in the space of the laminate. Then, the spin coater was driven to rotate the laminate.
Finally, the laminated body having the coating agent adhered to the inwardly facing tomographic surface was integrated by firing at 1400 ° C. for 2 hours to produce a ceramic body.
[0169]
(Example 2)
A ceramic body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a dispersion medium composed of 2-ethylhexanol was further added to the above-mentioned adhesive, and a coating agent adjusted to an absolute viscosity of 1,000 cps was used.
[0170]
(Example 3)
Same as Example 1 except that a dispersion medium (saturated vapor pressure (20 ° C.): 0.01 mmHg or less) composed of butyl carbitol acetate was further added to the above-mentioned adhesive to adjust the absolute viscosity to 1,000 cps. Thus, a ceramic body was manufactured.
[0171]
(Comparative Example 1)
A ceramic body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the coating agent was not used on the tomographic plane.
[0172]
(Evaluation)
In the ceramic body obtained in the process of Comparative Example 1, a tomographic surface having a groove at the position of the interface between the sheets (a tomographic surface constituted by the end of each ceramic sheet by punching) is formed. The arithmetic surface roughness (Ra) was 6.5 μm, and the difference from the arithmetic surface roughness (Ra) of the sheet surface of the same ceramic sheet was 6.47 μm. Also, the maximum height (Ry, the difference between the top and bottom of the tomographic plane) of the tomographic plane was 50 μm.
On the other hand, the ceramic body obtained in any of the steps of Examples 1 to 3 is coated with a coating material on a tomographic surface (a tomographic surface constituted by the end of each ceramic sheet by punching). Thus, the fault plane was a continuous one plane. The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface was 4.0 μm or less, and the difference from the arithmetic surface roughness (Ra) of the sheet surface of the same ceramic sheet was 3.97 μm or less. In addition, the maximum height (Ry, the difference between the top and bottom of the tomographic plane) of the tomographic plane was 30 μm or less.
However, a coating agent whose viscosity was adjusted with a dispersion medium (saturated vapor pressure (20 ° C.): 0.01 mmHg or less) composed of butyl carbitol acetate was used, and the coating agent was applied to the tomographic surface without applying external force. In the ceramic body obtained in the step of Example 3 in which the above-mentioned was performed, peeling was observed between some ceramic sheets (by a differential interference optical microscope). The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface coated with the coating material is 4.0 μm, and the difference from the arithmetic surface roughness (Ra) of the sheet surface of the same ceramic sheet is 3.97 μm, which is a relatively rough surface. there were. Further, the maximum height (Ry, the difference between the uppermost position and the lowermost position of the tomographic plane) of the tomographic plane was relatively large at 30 μm.
On the other hand, as shown in FIG. 16, the ceramic body obtained in the steps of Examples 1 and 2 was formed by a coating material which was integrated in a state indistinguishable from the laminated body. ), And the tomographic surface is a continuous one surface. The arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface was 0.15 to 0.8 μm, and the difference from the arithmetic surface roughness (Ra) of the sheet surface of the same ceramic sheet was 0.77 μm or less. A very smooth surface was formed as compared with the ceramic body obtained in the step 3. Also, the maximum height (Ry, the difference between the top and bottom of the tomographic plane) of the tomographic plane was 10 μm or less, which was extremely smaller than the ceramic body obtained in the process of Example 3.
[0176]
As described above, according to the present invention, when applied to various products, it is possible to simplify a ceramic body having no problems such as a failure in bending operation and discharge operation and a ceramic body having such characteristics. It is possible to provide a method for manufacturing a ceramic body that can be manufactured reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a first manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a state of a tomographic plane of a ceramic body obtained by a first manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a laminate used in another embodiment of the first and second manufacturing methods of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of the ceramic body of the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing another example of the ceramic body of the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing still another example of the ceramic body of the present invention.
FIG. 7 is a process chart showing one embodiment of the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a coating agent is attached to one tomographic surface of a member made of a laminate in one embodiment of the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 9 is a view showing another embodiment of the second manufacturing method of the present invention, in which a method for producing a laminate using a hollow sheet and a coating agent adhered to a desired tomographic surface of a member comprising the laminate; FIG. 4 is a process chart showing an example of a method for performing the method.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a mode of crimping a plurality of members in still another embodiment of the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing another example of a mode of crimping a plurality of members in still another embodiment of the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing still another example of a mode of crimping a plurality of members in still another embodiment of the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing an example of producing a composite using a laminate in which hollow sheets are laminated in still another embodiment of the second production method of the present invention.
FIG. 14 is a process chart showing an example of cutting a ceramic body in the second manufacturing method of the present invention.
FIG. 15 is a schematic view showing an example in which a ceramic body according to one example of the present invention is applied to a piezoelectric / electrostrictive film element.
FIG. 16 is a differential interference optical microscope photograph showing a state of a tomographic surface covered with a ceramic coating material obtained by the manufacturing method of the present invention.
FIG. 17 is a partial process diagram showing one example of a conventional manufacturing method.
FIG. 18 is a side view and a partially enlarged view schematically showing a ceramic body obtained by a conventional manufacturing method.
FIG. 19 is a partially enlarged view schematically showing a ceramic body obtained by a conventional manufacturing method.
FIG. 20 is a differential interference optical microscope photograph showing the state of the tomographic plane of the ceramic body schematically shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 (1a to 1d): sheet, 2, 3: laminated body, 4 to 6: member, 7: tomographic plane, 11: groove, 12 (12a): coating agent, 14a to 14d: inward surface, 15: space , 16: sheet surface, 17: surface parallel to each sheet interface, 18, 19: crimping surface, 20: composite, 21 (21a to 21d): (hollow out) sheet, 22: laminated body, 23 (23a to 23) 23d) ... tomographic plane, 25 ... vacant space, 26 (26a, 26b), 27 (27a, 27b), 28 (28a to 28e), 30 ... laminated body, 31 ... arm part, 32 ... working part, 35, 36 ... space, 39 ... composite, 40 ... ceramic body, 41-45 ... member, 41a, 41b ... member upper and lower surfaces composed of a laminate, 46 ... laminate, 50-52 ... ceramic body, 53 (53a-53d) ... ceramic sheets, 54, 55 ... and others Member, 57 (57a-57d): fault plane, 58: coating material, 60: sheet, 61: surface parallel to the ceramic sheet interface, 62, 63: bonding surface, 64-66: laminate, 67: groove, 69 ... non-contact portion, 70 ... surface parallel to each sheet interface.

Claims (29)

所望形状の複数のシートを積層し、得られた積層体を、焼成、一体化するセラミックス体の製造方法であって、
該積層体の各シートの端部によって構成される少なくとも一の断層面に、少なくとも該断層面に存する溝が充填される状態でコーティング剤を付着した後、焼成、一体化することを特徴とするセラミックス体の製造方法。A method of manufacturing a ceramic body by laminating a plurality of sheets of a desired shape, firing the obtained laminate, and integrating,
A coating agent is attached to at least one tomographic plane constituted by the end portion of each sheet of the laminated body in a state where at least a groove existing in the tomographic plane is filled, and then fired and integrated. Manufacturing method of ceramic body. 前記コーティング剤を、前記断層面のうち、前記各シートの端部が打ち抜き加工により形成されている断層面に付着する請求項１に記載のセラミックス体の製造方法。The method for manufacturing a ceramic body according to claim 1, wherein the coating agent adheres to a tomographic surface of the tomographic surface, where an end of each of the sheets is formed by punching. 前記複数のシートを、原料粉末及び分散媒を含有する接着剤を介して積層する請求項１又は２に記載のセラミックス体の製造方法。The method for manufacturing a ceramic body according to claim 1, wherein the plurality of sheets are laminated via an adhesive containing a raw material powder and a dispersion medium. 原料粉末を、前記接着剤が含有する分散媒より飽和蒸気圧（２０℃）の大きな分散媒に分散したコーティング剤を用いる請求項３に記載のセラミックス体の製造方法。4. The method for producing a ceramic body according to claim 3, wherein a coating agent in which the raw material powder is dispersed in a dispersion medium having a higher saturated vapor pressure (20 ° C.) than the dispersion medium contained in the adhesive is used. 前記接着剤が含有する分散媒と、飽和蒸気圧（２０℃）が実質的に同等の分散媒を含有するコーティング剤を用い、その一方で、該コーティング剤を、積層体における断層面、又は該断層面の近傍に供給した後、該コーティング剤に強制的に外力を加えて、該コーティング剤の余剰分を除去しながら前記各シート端部間に存する溝に該コーティング剤を充填する請求項３に記載のセラミックス体の製造方法。A coating agent containing a dispersion medium having substantially the same saturated vapor pressure (20 ° C.) as the dispersion medium contained in the adhesive is used. 4. A groove between the sheet ends is filled with the coating agent while removing the surplus of the coating agent by forcibly applying an external force to the coating agent after supplying the coating agent near the fault plane. 3. The method for producing a ceramic body according to claim 1. 前記接着剤との絶対粘度の較差が、１，０００〜１８０，０００ｃｐｓのコーティング剤を用いる請求項３〜５の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The method for producing a ceramic body according to any one of claims 3 to 5, wherein a coating agent having a difference in absolute viscosity from the adhesive of 1,000 to 180,000 cps is used. 前記シートをセラミックス原料を含有する原料で作製し、前記コーティング剤として、該シートと同一のセラミックス原料を含有するものを用いる請求項１〜６の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The method for producing a ceramic body according to any one of claims 1 to 6, wherein the sheet is made of a raw material containing a ceramic raw material, and a material containing the same ceramic raw material as the sheet is used as the coating agent. 前記コーティング剤を、前記積層体における前記断層面、又は該断層面の近傍に供給した後、該コーティング剤に外力を加えて、該コーティング剤の余剰分を除去しながら前記各シート端部間に存する溝に該コーティング剤を充填する請求項１〜４、６、７の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。After supplying the coating agent to the tomographic plane in the laminate, or to the vicinity of the tomographic plane, an external force is applied to the coating agent to remove an excess of the coating agent between the sheet ends. The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein the existing groove is filled with the coating agent. 前記積層体を、１以上の中抜け部分を有する複数のシートを含む、複数のシートを積層して作製し、次いで、該積層体の、該中抜け部分を有する複数のシートで形成される空所に前記コーティング剤を供給した後、該コーティング剤に外力を加えて、該コーティング剤を該空所を取り囲んで内向する断層面を介して移動させ、該コーティング剤の余剰分を該空所外に放出させながら該断層面への該コーティング剤の付着を行う請求項１〜８の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The laminate is produced by laminating a plurality of sheets including a plurality of sheets having one or more hollow portions, and then forming an empty space formed by the plurality of sheets having the hollow portions in the laminate. After the coating agent is supplied to the location, an external force is applied to the coating agent to move the coating agent through the inwardly directed fault plane surrounding the space, and to remove the surplus of the coating agent outside the space. The method for producing a ceramic body according to any one of claims 1 to 8, wherein the coating agent is attached to the tomographic plane while being discharged to the surface. 前記コーティング剤を供給した後、前記積層体を回転して該コーティング剤に外力を加える請求項５、８又は９の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The method for producing a ceramic body according to claim 5, wherein after supplying the coating agent, the laminate is rotated to apply an external force to the coating agent. 前記コーティング剤を供給した後、前記積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させることにより該塗付液に外力を加える請求項５、８又は９の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The ceramic body according to claim 5, wherein after applying the coating agent, the laminate is vibrated in a direction substantially parallel to a sheet surface to apply an external force to the coating liquid. Manufacturing method. 複数の部材を相互に圧着した後、得られた複合体を焼成して各部材を一体化するセラミックス体の製造方法であって、
該複数の部材のうち少なくとも１つを、所望形状の複数のシートを積層して作製し、
次いで、得られた積層体からなる部材の各シートの端部によって構成される各断層面のうち少なくとも一の断層面に、予め、少なくとも該断層面に存する溝を充填する状態でコーティング剤を付着し、
次いで、該積層体からなる部材における各シート界面と平行な表面の全体又は一部に、他の部材を圧着させた後、得られた複合体を焼成することを特徴とするセラミックス体の製造方法。A method for producing a ceramic body, in which a plurality of members are pressure-bonded to each other, and the obtained composite is fired to integrate each member,
At least one of the plurality of members is produced by stacking a plurality of sheets of a desired shape,
Next, a coating agent is attached to at least one of the tomographic planes formed by the ends of the respective sheets of the obtained member of the laminated body in a state where at least the grooves existing in the tomographic planes are filled. And
Then, after pressing another member on the whole or a part of the surface of the member made of the laminate parallel to each sheet interface, the obtained composite is fired, and the method for producing a ceramic body is characterized in that . 前記積層体からなる部材と前記他の部材とを、相互に圧着させる各面の少なくとも何れかの面については、その面の一部で他の面と圧着し、
該圧着後、前記複合体の突出部分を構成する該積層体の突出側の断層面に、前記コーティング剤を、予め付着しておく請求項１２に記載のセラミックス体の製造方法。The member made of the laminated body and the other member, at least any one of the surfaces to be pressure-bonded to each other, a part of the surface is pressure-bonded to another surface,
The method for manufacturing a ceramic body according to claim 12, wherein after the pressure bonding, the coating agent is previously attached to a tomographic surface on a protruding side of the laminate that forms a protruding portion of the composite. 前記コーティング剤を、前記断層面のうち、前記各シートの端部が打ち抜き加工により形成されている断層面に付着する請求項１１又は１２に記載のセラミックス体の製造方法。The method for manufacturing a ceramic body according to claim 11, wherein the coating agent is attached to a tomographic surface of the tomographic surface, in which an end of each sheet is formed by punching. 前記シートをセラミックス原料を含有する原料で作製し、前記コーティング剤として、該シートと同一のセラミックス原料を含有するものを用いる請求項１２〜１４の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The method for producing a ceramic body according to any one of claims 12 to 14, wherein the sheet is made of a raw material containing a ceramic raw material, and a material containing the same ceramic raw material as the sheet is used as the coating agent. 前記コーティング剤を、前記積層体における前記断層面、又は該断層面の近傍に供給した後、該コーティング剤に外力を加えて、該コーティング剤の余剰分を除去しながら前記各シート端部間に存する溝に該コーティング剤を充填する請求項１２〜１５の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。After supplying the coating agent to the tomographic plane in the laminate, or to the vicinity of the tomographic plane, an external force is applied to the coating agent to remove an excess of the coating agent between the sheet ends. The method for producing a ceramic body according to any one of claims 12 to 15, wherein the existing groove is filled with the coating agent. 前記積層体を、１以上の中抜け部分を有する複数のシートを含む、複数のシートを積層して作製し、次いで、該積層体の、該中抜け部分を有する複数のシートで形成される空所に前記コーティング剤を供給した後、該コーティング剤に外力を加えて、該コーティング剤を、該空所を取り囲んで内向する断層面を介して移動させ、該コーティング剤の余剰分を該空所外に放出させながら該各断層面への該コーティング剤の付着を行う請求項１２〜１５の何れか一項に記載のセラミックス体の製造方法。The laminate is produced by laminating a plurality of sheets including a plurality of sheets having one or more hollow portions, and then forming an empty space formed by the plurality of sheets having the hollow portions in the laminate. After the coating agent is supplied to the place, an external force is applied to the coating agent to move the coating agent through the inwardly directed tomographic plane surrounding the space, and remove the excess of the coating agent from the space. The method for producing a ceramic body according to any one of claims 12 to 15, wherein the coating agent is adhered to each of the tomographic planes while being discharged outside. 前記コーティング剤を供給した後、前記積層体を回転して該コーティング剤に外力を加える請求項１６又は１７に記載のセラミックス体の製造方法。18. The method for manufacturing a ceramic body according to claim 16, wherein after supplying the coating agent, the laminate is rotated to apply an external force to the coating agent. 前記コーティング剤を供給した後、前記積層体を、シート面とほぼ平行な方向に振動させることにより該塗付液に外力を加える請求項１６又は１７に記載のセラミックス体の製造方法。18. The method for manufacturing a ceramic body according to claim 16, wherein after supplying the coating agent, the laminate is vibrated in a direction substantially parallel to a sheet surface to apply an external force to the coating liquid. 複数のセラミックスシートを積層した積層体からなるセラミックス体であって、
該積層体の各セラミックスシートの端部で構成される少なくとも一の断層面が、少なくとも、該断層面に存する溝を充填した状態でコート材で覆われ、連続面をなしていることを特徴とするセラミックス体。A ceramic body comprising a laminate obtained by laminating a plurality of ceramic sheets,
At least one tomographic surface constituted by an end portion of each ceramic sheet of the laminate is at least covered with a coating material in a state of filling a groove existing in the tomographic surface, forming a continuous surface. Ceramic body. 前記断層面のうち、前記各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面が、前記コート材により覆われている請求項２０に記載のセラミックス体。21. The ceramic body according to claim 20, wherein, among the tomographic surfaces, a tomographic surface formed by punching an end of each of the ceramic sheets is covered with the coating material. 複数の部材が、相互に接合一体化されてなるセラミックス体であって、
該複数の部材のうち少なくとも１つは、所望形状の複数のセラミックスシートを積層した積層体からなり、該積層体における各セラミックスシート界面と平行な表面の全体又は一部に、該他の部材が接合され、
該積層体の各セラミックスシートの端部で構成される少なくとも一の断層面が、少なくとも、該断層面に存する溝を充填された状態でコート材で覆われ、連続面をなしていることを特徴とするセラミックス体。A plurality of members are a ceramic body joined and integrated with each other,
At least one of the plurality of members is formed of a laminate in which a plurality of ceramic sheets of a desired shape are laminated, and the other member is provided on the whole or a part of a surface of the laminate parallel to each ceramic sheet interface. Joined,
At least one tomographic surface constituted by an end portion of each ceramic sheet of the laminate is covered with a coating material in a state where at least grooves existing in the tomographic surface are filled, and forms a continuous surface. Ceramic body. 前記積層体の断層面のうち、前記各セラミックスシートの端部を打ち抜き加工により形成されている断層面が、前記コート材により覆われている請求項２２に記載のセラミックス体。23. The ceramic body according to claim 22, wherein, among the tomographic surfaces of the laminate, a tomographic surface formed by punching an end of each of the ceramic sheets is covered with the coating material. 前記積層体からなる部材と前記他の部材とが接合して、複数の面が内向する空間を存する形状をなし、該内向する複数の面のうち、該積層体の断層面で構成される特定の面のみ前記コート材で覆われて連続面をなしている２２又は２３に記載のセラミックス体。The member composed of the laminate and the other member are joined to form a shape having a space in which a plurality of surfaces are inwardly directed, and the plurality of inwardly facing surfaces are configured by a fault plane of the laminate. 24. The ceramic body according to 22 or 23, wherein only the surface is covered with the coating material to form a continuous surface. 前記コート材が、セラミックスシートの主成分と同一のセラミックスを主成分とし、該コート材が前記積層体と一体化している請求項２０〜２４の何れか一項に記載のセラミックス体。The ceramic body according to any one of claims 20 to 24, wherein the coating material has, as a main component, the same ceramic as the main component of the ceramic sheet, and the coating material is integrated with the laminate. 前記積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）が、該積層体における前記各セラミックスシート界面と平行な表面の算術表面粗さ（Ｒａ）と、実質的に同一である請求項２０〜２５の何れか一項に記載のセラミックス体。Arithmetic surface roughness (Ra) of a tomographic surface covered with the coating material of the laminate is substantially the same as arithmetic surface roughness (Ra) of a surface of the laminate parallel to each ceramic sheet interface. The ceramic body according to any one of claims 20 to 25, wherein 前記積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）と、該積層体における前記各セラミックスシート界面と平行な表面の算術表面粗さ（Ｒａ）との差が、０．７μｍ以下である請求項２６に記載のセラミックス体。The difference between the arithmetic surface roughness (Ra) of the tomographic surface covered with the coating material of the laminate and the arithmetic surface roughness (Ra) of the surface of the laminate parallel to each ceramic sheet interface is 0. 27. The ceramic body according to claim 26, which has a thickness of 0.7 μm or less. 前記積層体のコート材で覆われている断層面の算術表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１〜０．８μｍである請求項２６又は２７に記載のセラミックス体。28. The ceramic body according to claim 26, wherein an arithmetic surface roughness (Ra) of a tomographic surface covered with the coating material of the laminate is 0.01 to 0.8 [mu] m. 前記積層体のコート材で覆われている断層面の最大高さ（Ｒｙ、断層面の最上位と最下位の較差）が、３０μｍ以下である請求項２０〜２８の何れか一項に記載のセラミックス体。The maximum height (Ry, the difference between the uppermost position and the lowermost position of the tomographic plane) of the tomographic plane covered with the coating material of the laminated body is 30 μm or less, according to any one of claims 20 to 28. Ceramic body.
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