JPH01100050A - 押出し成形用セラミック材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、押出し成形用セラミック材料の製造方法、と
くには押出し成形焼結体における孔欠陥の発生を防止し
た押出し成形用セラミック材料の製造方法に関するもの
である。

（従来技術とその問題点） 従来のセラミック押出し成形体の製造方法は、セラミッ
ク主剤を混合、仮焼、粉砕して非可塑性のセラミック粉
体とし、この粉体に可塑性を持たせるためのバインダー
、バインダーを溶解するための水、および必要に応じ可
塑剤、潤滑剤を添加し、混練して（ロールミル、連続混
線機等でちぎりながら混合する）はい土となし、これを
押出し成形後焼成して素体とするものであるが、とくに
高品質が要求される電子材料用セラミックシートなどの
素体を製造する場合には、はい土の保水性、保形性を高
め、少量で押出し成形に適度な可塑性を付与するために
、バインダーとしてメトキシ基を有するメチルセルロー
スなどの水溶性セルロース誘導体が広く用いられている
。しかしながら−、このようなセルロース誘導体はもと
もと水不溶性の天然のセルロース材料を水可溶性にすべ
くエーテルもしくはエステル置換したものであり、この
置換反応がセルロース固体とエーテル化もしくはエステ
ル化剤との固体／液体間反応であるため、とくに工業生
産においては反応が不均一となりやすく、その結果とし
て生ずる低置換部分が水に溶けにくくなり、これをセラ
ミック押出し成形用に使用した場合、水不溶部分がセラ
ミック押出し成形素体に残り、これを焼結すると５−程
度の空孔となり、数−程度の厚みの導電体層および絶縁
層を焼結基板上に印刷して回路を形成するＩＣ基板の調
製には不適なものとなるため、このような空孔のない基
板の開発が望まれていた。

従来、これらの水不溶部分の混入に対しては。

セラミック／バインダー／水／可塑剤／その他。

の配合されたはい土を、押出し成形機中に設けた１５０
ＩＩｍ程度の目の金網に通して口過した後、ダイスより
押出し成形することによって、ある程度取り除く方法が
採られてきたが、１５０．以下の細かい未溶解部分まで
も取り除くという訳には行かなかった。

一方、１５０−以下の細かい目のフィルターではい土中
の未溶解部分を取り除こうとすると、セラミック基材粉
が混入されている、はい土は剛直性が強く、押出し吐出
速度が低下したり、フィルターが破れてしまうなどの問
題があり、実用上充分な効果を得ることができなかった
。

これらの問題の解決手段の一つとして、かかるバインダ
ー粉末を一度２％以下の水溶液として溶解し、５−程度
のフィルターで口過した後、溶液を乾燥、粉砕し、セラ
ミック押出し成形用のバインダー粉体とすることが考え
られているが、工業的規模で使用される量のバインダー
粉体をこの方法で得るには多くの手間と時間を要するだ
けでなく、バインダーの製造にかかるコストが大幅に増
えることから実用的な手段ではなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、これらの問題点を解決するため鋭意検討した
結果、添加するセルロース誘導体中の水不溶解部分を取
り除くのに、従来のようにセラミック粉体とバインダー
水溶液を混練した剛直なはい土をセラミック押出し成形
機内のフィルターで口過するのでなく、あらかじめバイ
ンダーを水、または水とセラミック材料以外の添加物の
混合溶液に溶解したものを、極めて目の細かい（自開き
１００ＩＩａ以下の）フィルターで口過することによっ
て未溶解分を取り除いておけば、セラミック粉体を口過
しなくても、はい土中に未溶解部分が残存する心配無し
に押出し成形が可能であることを見出し本発明に到達し
たものである。

本発明による押出し成形用セラミック材料の製造方法は
、押出し成形用バインダーの水溶液を孔径５ｕａ以上Ｌ
ｏｏｌＩａ以下のフィルターにより口過して未溶解物を
除去した後、これを押出し成形用セラミックと混合する
ことを特徴とするものである。

以下１本発明の詳細な説明すると１本発明において押出
し成形用のバインダーとして使用されるセルロース誘導
体には、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、ヒドロキシ
エチルエチルセルロース、エチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体が挙
げられ、これらは適用されるセラミックの種類や粒度に
よって異なるが、概ね１０〜４０％の濃度の水溶液とし
て使用される。

本発明による押出し成形用材料は、このバインダー水溶
液を単独で口過した後、セラミック材料を始めとする各
種添加物を混合するか、またはこのバインダー水溶液に
押出し成形に用いられるセラミック材料以外の各種添加
物を混合した後に、口過し、ついでセラミック材料を混
合する方法によって調製される。

バインダー水溶液に必要に応じてあらかじめ加えられる
セラミック材料以外の各種添加物としては、ポリエチレ
ングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、エ
チレングリコール、１，４−ブタンジオールなどの可塑
剤、およびワックス、ワックスエマルジョンなどの潤滑
助剤が挙げられ、これらはバインダー水溶液の濃度の１
．５倍以下の濃度とするのが好ましい。

これらの水溶液の口過は孔径５ｔｍ以上１００１ｍ以下
のフィルターにより行なわれるが、このフィルターの材
質としてはステンレスなどの金属、各種プラスチックな
ど、この水溶液が濃厚にして極めて粘稠であることから
口過中に破損しない範囲の、任意の材料が選択、使用さ
れる。　　　　。

口過の方法はこれらの水溶液をピストンもしくはスクリ
ュウ押出し機を用いてフィルターに押し出すことにより
達成される。

本発明の目的である孔径数−程度のセラミック空孔欠陥
を無くすためには、できるだけ細かい目開き孔のフィル
ターで口過するのが望ましいが、余りにも目開きの小さ
い孔のフィルターでは高濃度のバインダー水溶液を工業
生産レベルで連続的に口過するのが極めて困難となるた
め、孔径５ｔｍ以上とすることが必要である。一方、フ
ィルターの孔径が１００−を超えると、本発明の効果を
発揮することができない。

口演は上述したように、これにセラミック材料、または
必要に応じて各種添加物を共に加えて、押出し成形用材
料の調製を行なうが、これに用いられるセラミック材料
としてはアルミナ、チタン酸バリウム、ＰＺＴ、ジルコ
ニア、酸化亜鉛、窒化ケイ素、炭化ケイ素など、およそ
すべてのセラミック材料を挙げることができ、これらは
粒径０゜１〜２０−程度の任意の形状の粉末として利用
することができる。

これらの材料は双腕型ニーダ−、ヘンシェルミキサーな
どで混合した後、真空土練り機および／または３本ロー
ルミルなどで混練し、押出し成形に供される。成形物は
常法により乾燥、焼結されて、とくに電子材料用セラミ
ック基材として有用なセラミック焼結体が得られる。

以下、本発明の具体的態様を実施例により説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（実施例） 実験Ｎｏ、１〜８（本発明） 第１表に示す性状の各セルロース誘導体バインダー６重
量部を、水２４重量部に溶解し、この水溶液を、第２表
に示す目開きのフィルターを先端に取付けたＥＰ１２型
押出し成形機（＠石川時鉄工所製）に通水して口過し、
この０液３０重量部を、グリセリン（可塑剤）３重量部
、アルミナＬＳ−２００（日経化工■製）１００重量部
、タルク（松材産業■製、ハイフィラー）４重量部と共
に、ヘンシェルミキサーで混合後、３本ロールミルを５
回パスし、ＴＫＶＳ−５０型押出し成形機（■梶原製作
所製）により厚みＩＩｌ■のシートに押出し成形を行な
った。

成形シートを乾燥した後、１６００℃にて成形体を焼結
し、成形体の表面および断面を２０個所１００倍顕微鏡
によりｗ１察し、ＩＩＩＩＩｍ径当りに存在する１０．
ｃａ以上の大きさのボア（空穴）を数え、その平均値を
第２表に併記した。

なお、第２表のフィルターの種類におい゛て、Ａは工業
用金網、Ｂは野村マイクロサイエンス■製フィルターを
１００メツシユの金網で挟んだもので、両者共５１１１
１径の孔を５０個１５０ｄの割合で開けた厚み５ｍ＋ｍ
の鉄板で挟んで押出し成形機の先端に装着し、試験を行
なった。

実験Ｎｏ、９〜１６（対照例） 実験Ｎｏ、１〜８と同様に、第１表に示す性状の各セル
ロース誘導体バインダーを用いた水溶液について、第３
表に示す目開きのフィルターを先端に取付けたＥＰ１２
型押出し成形機に通水して口過し、この口演を用いた同
様の組成の材料について同様に混合、成形、乾燥、焼結
を行ない、得られた成形物について同様の測定を行なっ
た結果を第３表に併記した。

（発明の効果） 本発明によれば、押出し成形用材料中に１００−以下の
未溶解部分を含まないため、焼結体に数−前後の空孔が
形成されることが無く、電子材料用に適したセラミック
焼結成形体を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．セルロース誘導体バインダーの水溶液を孔径５μｍ
   以上１００μｍ以下のフィルターによりロ過して未溶解
   物を除去した後、これをセラミック材料と混合すること
   を特徴とする押出し成形用セラミック材料の製造方法。
2. ２．セルロース誘導体バインダーの水溶液が、セルロー
   ス誘導体とセラミック材料以外の添加物とを溶解した水
   溶液である特許請求の範囲第１項記載の押出し成形用セ
   ラミック材料の製造方法。