JPH03174355A - 混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いるチタン酸塩系セラミック原料の混合・粉砕方法 - 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〕 本発明は混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いる混合・
粉砕方法に関する。更に言えば、電子磁器材料、特に半
導体磁器・誘電体磁器材料であるチタン酸塩系セラミッ
ク粉体製造において、該セラミック原料の混合・粉砕用
球状磁器およびこれを用いた該セラミック原料の混合・
粉砕方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ＰＴＣサーミスター磁器やコンデンサー磁器等の
材料であるチタン酸バリウム系粉体を製造する際、その
原料混合あるいは粉砕には、ボールミル、チューブミル
、コニカルミル、振動ボールミル、ハイスイングボール
ミル、タワーミル、サンドミル、アトライター、セント
リミル及びダイノ壽ルといったボール・ビーズ等の球状
粉砕媒体をもつ【ルが用いられている。これら各種のミ
ルに用いる粉砕媒体は、例えば、鋼球、特殊ナイロン樹
脂で被覆された鋼球、馬璃といった珪石質天然玉石、あ
るいは窒化珪素、炭化珪素、アルξす、ジルコニア、チ
タニア等の磁器球である。

〔発明が解決しようとするＩＮ） 近年、エレクトロニクスの分野における技術の急速な進
歩にともない、これに追従できるチタン酸バリウムの如
きチタン酸塩のセラミック原料は粒度が細かく且つ純度
の高い粉体が要望されている。

しかしながら、これら従来の粉砕媒体を用いると次のよ
うな問題点がある。

■比重が軽く混合・粉砕効率に劣る。

■粉砕媒体の摩耗による不純分の混入が多い。

従来用いられている粉砕媒体において、ジルコニア磁器
法はこれらの点で比較的良い結果が得られるが、やはり
ある程度の不純分の混入は避けられない。

本発明は、これらの問題点を改善し、つまり混合・粉砕
の効率を良くし且つ混合・粉砕による不純物の混入がな
いチタン酸バリウムなどのチタン酸塩系粉体の製造を可
能にする混合・粉砕用球状磁器及びこれを用いた混合・
粉砕方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段、作用〕

すなわち、本発明は、チタン酸塩を主＆ＩＩ威として５
．５〜５　、　　Ｏｇ／ｃ＋ｓ’の密度を有する混合・
粉砕用球状磁器に係るものである。

更に、本発明は、チタン酸塩系セラミック原料を粉砕機
にて混合・粉砕する方法において、被処理物たる当該原
料と同じ主組成の球状磁器を混合粉砕媒体として用いる
ことを特徴とするチタン酸塩系セラミック原料の混合粉
砕方法に係るものである。

本発明において、チタン酸塩又はそのセラミック原料と
しては、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチ
ウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム又は
チタン酸鉛等が挙げられるが、特にチタン酸バリウムが
工業的に好ましい。

ここで、チタン酸塩の主組成というのは、チタン酸塩そ
のものの他、磁器化したときの様々な電気特性あるいは
機械特性を得るための添加剤、例えばシリコン、アルミ
ニウム、ニオブ、アンチモン、タンタル、ビスマス、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジウム、サマ
リウム、ジスプロシウム、イツトリウム、カルシウム、
バリウム、ストロンチウム、鉛、鉄、クロム、マンガン
、マグネシウム、コバルト、スズ、ジルコン、チタンか
ら選らばれた金属の酸化物、炭酸塩、有機金属化合物あ
るいはそれらの元素からなるペロブスカイト化合物の１
種、または２種以上添加したチタン酸塩を主成分とする
ものである。

本発明に係るチタン酸塩を主＆［Ｉ戒とする球状磁器は
、磁器のなかでも５．５〜６　、　　Ｏｇ／ｃｓｈ”と
いう大きな密度を保有するため粉砕・混合効率に優れて
おり、しかも粉砕・混合時には若干の摩耗があっても被
粉砕物の収骨と実質的に同一の収骨であるため、粉砕物
を磁器化したときに結果的に電気特性あるいは機械特性
を損なう不純分の混入がほとんどない。

また、本発明でいう混合・粉砕用球状磁器とは例えば直
径０．５〜５−程度でビーズと呼ばれる比較的小さいも
の、それ以上のボールと呼ばれるものなどで特に大きさ
を限定するものではない。

係る球状磁器は代表的なチタン酸バリウムについて言え
ば、次のようにして製造することができる。

まず、主原料としては、次のようなものが挙げられる。

■炭酸バリウムと二酸化チタン粉末を混合し、この混合
物を高温に加熱して固相反応により得られるもの。

■バリウムイオンおよびチタニウムイオンを含む水溶液
中に蓚酸を滴下して蓚酸塩として共沈させ、この蓚酸塩
を熱分解し得られるもの。

■バリウムとチタンのアルコキシドの混合物を加水分解
して共沈させ、この加水分解物を熱分解して得られるも
の。

■バリウムイオンおよびチタニウムイオンを含む水溶液
中にアルカリを滴下して加水分解し、加圧加熱後水洗し
得られたもの。

更に、補助原料として、上記のチタン酸バリウムに必要
に応じて鉱化剤として例えば微量の粘土、前記添加剤及
び例えばでん粉、ＰＶＡデキシトリン、ワックスエマル
ジッンなどの如きバインダーが挙げられる。

次いで、これらの原料をよく混合した後、所望の手段に
より球状に底型する。成型法としては、例えばＣＩＰ（
静水圧加圧成型法）、転勤造粒、攪拌造粒、機械プレス
、ＨＩＰ　（熱間静水圧成型法）等、この分野で用いら
れているいずれの方法でも可能である。

かくして、本発明に係る球状磁器は、上記で得られた球
状成型物を高温で焼結して磁器化することにより得るこ
とができる。

かかる磁器は、前記のように高密度のもので比重が大き
いので、チタン酸塩セラミック原料の混合や粉砕用の媒
体として特に有効なものである。

なお、本発明に係る球状磁器を用いて、チタン酸塩セラ
ミック原料を粉砕するに当り、方法自体は特に従来法と
異なるところはなく、前記したようなボールミル、チュ
ーブ藁ル、振動ボールミル等、所望の粉砕機を用いて行
うことにより、効率よく、かつ不純物の混入が実質的に
ない粉砕物を得ることができる。

〔実施例〕

実施例１゜ 蓚酸塩法から得られたチタン酸バリウム２０重量部をで
ん粉０．２ｗｔ％水溶液ｌＯＯ重量部にホモジナイザー
にて分散させた後、回転円盤型スプレードライヤーで噴
霧乾燥し２０〜８０メツシユの団粒を得る。この団粒を
球のゴム型に充填し、脱気後、圧力媒体の水によってゴ
ム型を介して２０００　ｋｇ／ｃｍ”の圧力で加圧し球
状成型物を得、次いで、１３８０°Ｃで焼成し直径１５
＋ｕ＋の球状の磁器を得た。この球状磁器の密度は５．
９５ｇ／ｃｍ３であった。

こうして得られた球状磁器を粉砕媒体としてナイロン製
ボール逅ルに入れＰＴＣサー逅スダスター磁器くるべく
所定量の脱塩水とともに、次の調合で混合を行なった。

ＢａＴｉＯｓ　　　　１００部 Ｎｂｓ　Ｏｓ　　　　Ｏ，１２部 この混合物を加熱焼成して磁器化し、常温における体積
抵抗率を測定したところ１０８ΩＣ−を有しており、半
導体化した。

比較例１ 実施例１と同様な調合で直径１５ｍ５、密度３゜６２ｇ
／ｃｍ”のアルミナ製球状磁器を粉砕媒体として混合を
行ない同様な熱処理を施して磁器化したところ、この磁
器は常温における体積抵抗率が１０９ΩＣ口と高く、ま
た、このときのＡｎの含量は０．２５ｗｔ％となり混合
粉砕により増加していた。

なお、実施例１と同程度の混合度を得るのに２倍の混合
時間を要した。

実施例２ 固相反応法から得られたチタン酸バリウム１００重量部
に二酸化チタン１０重量部を混合し、定量供給機で回転
する皿型造粒機に連続投入する。

同時に皿上面よりＰＶＡ０，２ｗｔ％水溶液を噴霧し、
得られた造粒物を１３５０°Ｃで焼威して、直径１５ｍ
−の球状磁器とした。なお、この磁器の密度は５．　８
８ｇ／ｃｍ’であった。この球状磁器を粉砕媒体として
ナイロン製ボールξルに入れチタン酸バリウムをつくる
べく高純度炭酸バリウムと高純度二酸化チタンを等モル
所定量の脱塩水とともに投入し混合した。その後、仮焼
し、混合と同一のボールミルで粉砕を行なったが、粉砕
媒体からの不純分の混入は認められず高純度のチタン酸
バリウム粉体が得られた。

比較例２ 直径１５−鵠、密度６．０１１／ｃｍ３のジルコニア製
球状磁器を粉砕媒体として実施例２と同様な操作でチタ
ン酸バリウム原料を混合粉砕したところ、同程度の混合
度を得るのに要する時間は同等であったが、最終的にチ
タン酸バリウム中のＺｒ含量は０．０２ｗｔ％と混合粉
砕により増加していた。

実施例３ 固相反応法から得られたチタン酸バリウム１゜０重量部
と酸化コバル）０．４重量部とをヘンシェル逅キサ−に
入れ、高速攪拌混合しながらＰＶＡ０．２ｗｔ％水溶液
を添加して凝集造粒し、１３８０℃で焼威し直径５■の
球状磁器とした。なお密度は５．　９０ｇ／ｃ＋ｓ”で
あった、この球状磁器を粉砕媒体としてアトライターに
入れ粒度１．　５〜３．０−のチタン酸バリウムを粉砕
したところ、３　Ｈｒｓで平均粒子径が１．０ｐ−以下
となった。

比較例３ 密度３．９１’ｇ／ｃｍ’　、直径５■―のチタニア球
状磁器を粉砕媒体として実施例３と同様な粉砕を行なっ
たところ、平均粒子径が１．　０−以下となるのに９　
Ｈｒｓを要した。

〔発明の効果〕

チタン酸バリウム系粉体の製造において本発明のチタン
酸バリウムを主成分とする混合・粉砕用球状磁器は砕料
と同一の成分が主であるため不純分の混入をほぼなくす
ことができ、同時に磁器の中でも大きな比重を保有する
ため、混合・粉砕効率を高めることを可能にした。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．チタン酸塩を主組成として５．５〜６．０ｇ／ｃｍ
   ＾３の密度を有する混合・粉砕用球状磁器。
2. ２．チタン酸塩が、チタン酸バリウムである請求項１記
   載の混合・粉砕用球状磁器。
3. ３．チタン酸塩系セラミック原料を粉砕機にて混合粉砕
   する方法において、被処理原料と同じ主組成の球状磁器
   を混合・粉砕媒体として用いることを特徴とするチタン
   酸塩系セラミック原料の混合・粉砕方法。