JPH01290705A - 粉末の圧延成形法及び粉末成形用圧延ロール - 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、バインダーを混合した粉末を圧延ロールによ
りシート状に成形する方法、及びこの成形に用いる圧延
ロールに関する。

〔従来の技術〕

半導体基板などに利用されるセラミック等の薄板は粉末
冶金法に従って焼結により製造される。

例えば、セラミック粉末を圧延ロールでグリーンシート
に成形し、得られたグリーンシートを焼結してセラミッ
ク板を製造する方法がある。

しかし、セラミック粉末や高合金粉末は硬度が極めて高
いため、粉末のまま圧延して長尺のシートに成形するこ
とが不可能であり、通常は多量のバインダーを混合して
圧延成形する必要がある。

このようにして製造された粉末圧延シート　（グリーン
シート）は多量のバインダーを含むので、高密度のもの
が得られず、更に後の脱バインダー処理や焼結の際に亀
裂が発生したり密度ムラを起こしやすく、寸法精度にお
いても満足できるものが得られなかった。又、バインダ
ーを回収できないので、高価なバインダーを使用すると
コストが高くなる欠点もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来のバインダー法による粉末圧延成形で
は、粉末が多量のバインダーを含有したまま圧延される
ので、得られたシート状の成形体ないし焼結体が低密度
になる等、前記した如く種種の欠点があった。

そこで本発明は、バインダーを混合した粉末から高密度
であって且つ前記した欠点のない圧延成形体な得ること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、圧延ロー
ルの粉末と接触する表面の少なくとも一部に連通気孔を
有する多孔質体を設け、複数の圧延ロールの間にバイン
ダーを混合した粉末を通してシート状に圧延成形し、圧
延と同時に粉末に含まれるバインダーの一部を多孔質体
を通して外部に排出除去する方法を採るものである。

バインダーの一部を圧延ロールの外部に排出する経路は
種々考えられるが、例えば多孔質体の裏面からロールの
内部を通りロール外部に開口する連通孔を設けることが
好ましく、必要ならば外部から連通孔を吸引することも
可能である。

多孔質体としては鉄又は銅などの剛性材料が好ましく、
例えば粉末冶金法で作成した焼結金属、三次元網状金属
多孔体、所定の内径の金属パイプの集合体など分用いる
ことができる。

合金粉末のような金属粉末のほか、アルミナ粉末、ジル
フニア粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミ
ニウム粉末などのセラミック粉末にも有効である。

これらの粉末に混合されるバインダーはワックス系バイ
ンダーが好ましく、特にパラフィン系の軟化点の低い低
分子量のバインダーが好ましい。

しかし、成形時に金型温度を上げて粘度を低下させれば
、通常のバインダーは使用可能である。

〔作用０ 本発明においては、粉末を圧延ロールで圧延成形する際
に粉末に混合されているバインダーの一部が圧延ロール
に設けた多孔質体を通して圧延ロールの外部に排出除去
される。従って、従来同様成形前の粉末が成形性を確保
するために多量のバインダーを含んでいても、得られる
成形体中のバインダー含有量は少なくなつ、しかも成形
性が低下することなく良好な成形体が得られる。

即ち、バインダーの含有量が少ないので、高密度な成形
体が得られるほか、後の脱バイ１ンダー処理や焼結の際
に亀裂や密度ムラが発生しにくく、寸法精度が向上する
等、従来バインダー含有量が多い故に起こっていた問題
が殆ど解消される。又、バインダーの一部を回収して再
利用できるので、コスト的にも有利である。

多孔質体は圧延成形すべき粉末と接触する圧延ロール表
面の少なくとも一部に設ければバインダーを排出除去で
きるが、一般的には粉末と接触する圧延ロール表面の５
０％以上（各ロール当り）に多孔質体を設けることがバ
インダーの充分な排出のために好ましい。

又、多孔質体の孔はバインダーを排出するために連通気
孔である必要があり、その孔径は平均で０．０１〜０．
５１１ｆｉが好ましい。平均孔径がＯ，Ｏ１＋１．ｌ１
１未満ではバインダーの除去が難しく、０．５ｍｓを超
えると圧延ロールの強度が低下すると共に粉末が孔内に
入りやすくなるからである。更に、多孔質体の密度比は
３０〜８０％が好ましく、３０％未満では圧延ロールと
して強度不足となり、８０％を超えるとバインダーが低
粘度であっても圧力損失が大きく充分なバインダー除去
が難しくなる。又、多孔質体は成形圧に耐える必要から
、圧縮強度が１００φ惰以上であることが好ましい。

〔実施例〕

図示するように、二本の圧延ロール２の粉末１と接触す
る表面全体に、平均孔径が０．０５ｆｆｌｆｉの連通気
孔を有し密度比が８５％である工具漠からなる多孔質体
３　（圧縮強度１２０臀物）を夫々設け、各多孔質体３
の裏面から圧延ロール２の軸中心に至る複数の細い連通
孔４を、及びこれら複数の連通孔４をまとめてロール外
部まで薄く太い連通孔４′を夫々穿設しである。

この二本の圧延ロール２を用いて、バインダーとして体
積比で５０％のパラフィン系ワックスを混合した平均粒
径３０μｍのＡｔ　Ｏ粉末、及び同様にバインダーを混
合したＮ１基合金粉末を成形圧１ｔ／′ＦＭで夫々圧延
成形し、厚さ２鴎のシート状成形体を得た。圧延成形と
同時に粉末１中に含まれるバインダーの一部が多孔質体
３及び連通孔４．４′を通して外部に排出され、回収し
たバインダーは再利用が可能であった。

得られたシート状成形体の密度及びこの成形体から得ら
れた焼結体の寸法精度を測定し、バインダー排出量が粉
末に混合したバインダーの量の何％に相当するか調べ、
夫々下表に示した。尚、比較のために、多孔質体を有し
ない通常の圧延ロールを用いて上記と同じ粉末の圧縮成
形を行ない、本発明により、従来例に比較して高密度で
寸法精度にも優れたシート状成形体が得られることが判
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧延ロールを用いる圧延成形と同時に
粉末中のバインダーの一部を除去できるので、高密度で
均一なシート状成形体を簡単且つ安価に製造できる。し
かも、得られる成形体中のバインダー量が少ないので、
圧延成形の後の脱バインダー処理又は焼結の際の亀裂や
寸法精度の低下など、従来バインダー量が多いことに起
因する問題の殆どを解消できる。

又、成形と同時に除去したバインダーは回収して再利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧延ロールを用いて粉末を成形してい
る状態を示す圧延ロールの軸方向の概略断面図であり、
第２図は第１図の軸方向と直交する方向の概略断面図で
ある。 １・・粉末　２・・圧延ロール　３・・多孔質体４．４
′・・連通孔 出願人　　　住友電気工業株式会社 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延ロールの粉末と接触する表面の少なくとも一
   部に連通気孔を有する多孔質体を設け、複数の圧延ロー
   ルの間にバインダーを混合した粉末を通してシート状に
   圧延成形し、圧延と同時に粉末に含まれるバインダーの
   一部を多孔質体を通して外部に排出除去することを特徴
   とする粉末の圧延成形法。
2. （２）圧延成形すべき粉末と接触するロール表面の少な
   くとも一部に連通気孔を有する多孔質体を具え、多孔質
   体の裏面からロールの内部を通りロール外部に開口する
   連通孔を設けたことを特徴とする粉末成形用圧延ロール
   。