JPH0345549A - セラミクスシート用組成物およびセラミクスシートの製造方法 - 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〕 この発明は、セラミクスシート用組成物およびセラミク
スシートの製造方法に関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］従来
、セラミクスシート用原料組成物としては、高分子化合
物をバインダとして用い、セラミクス原料を有機溶剤ま
たは水で混練したものが使用されている。このような組
成物は、一般にドクターブレード法、押出法またはロー
ル法によって薄膜とし、この薄膜を加熱乾燥して溶媒ま
たは水を揮発させてシート状に形成し、その後このシー
トを焼成することによってセラミクスシートとしている
。

しかしながら、このような従来の方性では、加熱乾燥を
急激に行なうとひび割れ等の発生を生じるので、徐々に
乾燥しなければならず、製造速度が遅いという問題があ
った。また、バインダの溶剤として有機系の溶剤を用い
ると、乾燥の際の防爆対策が必要であり、製造設備等が
複雑なものとなった。

このような問題を解消するため、特開昭６３６４９５３
号公報では、紫外線映化型の液状樹脂をバインダとして
用いる方法が堤案されている。

この方法によれば、溶剤を使用していないため、溶剤を
押売させる必要がない。このため、薄膜の作製速度を高
めることができ、また乾燥の際の防爆対策が不要となる
。しかしながら、セラミクス原料１００重量部に対して
たとえば４０重量部のバインダが必要となり、薄膜作製
後これを焼成してバインダを分解する時間が長くなる。

また、焼成後の体積収縮が大きくなるという問題を生じ
る。

さらに、無溶剤であるので、低粘度のスラリか作製でき
ず、ドクターブレード法やシート引上げ法によるシート
の作製が困難である。

この発明の目的は、このような従来の問題を解消し、ド
クターブレード法やシート引上げ法によるシート作製が
可能であり、グリーンシートの強度が大きく、かつ焼結
後の体積収縮率の小さなセラミクスシート用組成物なら
びにセラミクスシートの製造方法を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明は、セラミクス原料と、水溶性の活性エ
ネルギ線硬化性樹脂と、水とを含むことを特徴とするセ
ラミクスシート用組成物である。

この発明においてセラミクス原料は、特に限定されるも
のではなく、通常のセラミクスシートと同様に、各種の
酸化物、炭化物、窒化物、および水酸化物等の微粉末を
使用することができる。また、有機金属化合物も使用す
ることができる。

この発明において、水溶性の活性エネルギ線硬化性樹脂
とは、紫外線、電子線および放射線などの活性エネルギ
線の照射により重合可能な水溶性の樹脂をいう。具体的
な例としては、たとえばポリエチレングリコールジアク
リレート（商標名９ＥＧ−Ａまたは１４ＥＧ−Ａ；共栄
社油脂化学工業株式会社製）が挙げられる。

この発明において用いられる水は、特に限定されるもの
ではないが、不純物含有量の少ない水をイオン交換樹脂
等に通しイオン的に中性にした水が好ましい。

また、この発明のセラミクスシート用組成物においては
、水溶性の活性エネルギ線重合開始剤を含むことが好ま
しい。活性エネルギ線として電子線を用いる場合には、
重合開始剤を添加せずとも重合を開始する場合があるが
、多くの場合は重合開維剤を添加することが好ましい。

この発明に用いる活性エネルギ線重合開始剤としては、
２５℃の水に５０重ユ％以上溶解するものが好ましい。

具体例としては、たとえば商標名Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ
　　ＡＢＱ、Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ　　ＢＴＣ。

およびＱｕａｎｔａｃｕｒｅ　　ＢＰＱ　（ＷＡＲＤＢ
ＬＥＮＫＩＮＳＯＰ製）が挙げられる。

請求項２の発明は、セラミクスシートの製造方法の発明
であり、セラミクス原料と、水溶性の活性エネルギ線硬
化性樹脂と、水とを含むセラミクスシート用組成物から
なる薄膜を形成し、この薄膜に活性エネルギ線を照射し
て硬化させ、硬化させた薄膜を焼成させる各ステップを
備えている。

この発明の方法において薄膜を形成させる方法は、ドク
ターブレード法、シート引上げ法、押出法およびロール
法などの通常のセラミクスシートの薄膜形成方法を使用
することができる。セラミクス原料、水溶性の活性エネ
ルギ線硬化性樹脂、水、および必要な場合には水溶性の
活性エネルギ線重合開始剤を混練して所定の粘度をＨす
るセラミクスシート用組成物を作製する。

この組成物をドクターブレード法などにより薄膜状に成
形し、場合によっては短時間の加熱乾燥を行なう。また
、加熱乾燥が不要な場合もある。

次に、形成した薄膜に、紫外線、電子線または放射線な
どの活性エネルギ線を照射し硬化させる。

電子線照射により硬化させる場合には、重合開始剤が不
要な場合もある。なお、電子線による硬化は、一般に紫
外線による硬化よりも短時間で硬化することができる。

また、照射工程においてフォトマスクを用いて所定部分
にのみ活性エネルギ線を照射し現像処理を行なうことに
より、バターニングしたグリーンシートを製造すること
ができる。

硬化させた薄膜は焼成により脱バインダを行なう。この
脱パインダニ程において、昇温速度は、グリーンシート
の厚みや密度等に応じて適宜調整する。通常１０〜ｂ ３００〜６００℃程度に１０分〜１０時間程度保持する
。その後、さらに高温に加熱し、セラミクス原料の焼結
を行なう。

［発明の作用効果］ 請求項１の発明では、セラミクス原料のバインダとして
水溶性の活性エネルギ線硬化性樹脂を用い、溶媒として
水を用いているため、低粘度のスラリとしてセラミクス
シート用組成物を作製することができ、ドクターブレー
ド法やシート引上げ法によりシートを作製することがで
きる。また、溶剤として水を用いているため、シート乾
燥の際における防爆対策等が不要である。また、溶剤で
希釈するものであるため、薄い膜厚のセラミクスシート
を作製することができ、またグリーンシートの強度を大
きくすることができる。また、グリーンシートに含まれ
ているバインダが活性エネルギ線を照射して硬化されて
いるため、電極ペーストとして有機系のバインダのもの
を用いても、いわゆるアタックがなく、耐溶剤性に優れ
ている。

請求項２の製造方法の発明では、活性エネルギ線を照射
して硬化させるものであるため、セラミクスシートの生
産速度を速めることができる。またシート乾燥の際の防
爆対策等が不要になり、製造設備等を簡易化することが
できる。

［実施例］ 実施例１ 重合度１４のポリエチレングリコールの末端にアクリレ
ート基が結合した活性エネルギ線硬化型化合物（商標名
１４ＥＧ−Ａ、共栄社油脂化学工業株式会社製）１００
重量部に、活性エネルギ線重合開始剤としての（２−ア
クリロイルオキシエチル）（４−ベンゾイルベンジル）
ジメチルアンモニウムプロミド（商標名Ｑｕａｎｔａｃ
ｕｒｅＡＢＱ、ＷＡＲＤＢＬＥＮＫＩＮＳＯＰ製）１０
重量部、イオン交換水４００重量部を加えて、バインダ
を作製した。このバインダ７０重量部に、平均粒径０．
４μｍのアルミナ１００重量部を添加して混練し、ポリ
イミドフィルム上にドクターブレード法で４０μｍの厚
みの薄膜を形成させた。

次に、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯で５００ｍＪ／ｃｍ２
照射し、バインダを硬化させてグリーンシートを作製し
た。

このグリーンシートを毎時２００℃で５００℃まで昇温
し、５００℃に１５分間保持して脱バインダを行なった
。その後、毎時６００℃の速度で１０００℃まで昇温し
、１０００℃で２０分間保持して仮焼成を行ない、続い
て毎ｎ、＋！２００℃で１５００℃まで昇温し、１５０
０℃で３０分間保持して焼結を行ない、セラミクスシー
トを得た。

表１には、グリーンシート作製時間、グリーンシートの
強度、セラミクス原料１００重ユ部に対して使用したパ
インダニ、および焼結後の体積収縮率を示した。また、
引上げ広による薄膜形成が可能であるか否かについても
表１に示した。

従来例１ 実施例１で用いたのと同じアルミナのセラミクス原料１
００重量部に対し、バインダ樹脂としてのポリビニール
アルコールを２０重量部、イオン交換水を４０重量部添
加して、セラミクスシート用組成物を作製し、これをド
クターブレード法で実施例１と同様に薄膜状に成形し、
次に加熱乾燥により水を揮発させてグリーンシートを作
製した。

このグリーンシートを焼成してセラミクスシートを得た
。表１に、グリーンシート作製時間、グリーンシート強
度、バインダ量、焼結後の体積収縮率、および引上げ法
によるシート調整が可能か否かを示した。

従来例２ 重合度４のポリエチレングリコールの末端にアクリレー
ト基が結合した紫外線硬化型化合物（商標名４ＥＧ−Ａ
、共栄社油脂化学工業株式会社製）１００重量部に、非
水溶性の光重合開始剤ペンジルメチルケクール（商標名
イルガキュア６５１；チバガイキ社製）１５重量部を混
合し、バインダを作製した。このバインダの樹脂として
４０重量部相当分に実施例１と同様の平均粒径０．４μ
ｍのアルミナ１００重量部を加えて混練し、ドクターブ
レード法によりポリイミドフィルム上に４０μｍの厚み
の薄膜を形成させた。この薄膜に紫外線を照射して硬化
させグリーンシートを臀た。このグリーンシートを焼成
して脱バインダを行ない、セラミクスシートを得た。

表１に、グリーンシートの作製時間、グリーンシートの
強度、バインダ樹脂量、焼結後の体積収縮早、および引
上げ法による薄膜作製法が可能か否かを示した。

なお、上記実施例１ならびに比較例１および２では、ポ
リイミドフィルム上に薄膜を形成したが、ポリプロピレ
ンやポリエチレンテレフタレートなどの上に薄膜を形成
させてもよい。

（以下余白） 表 表１の結果から明らかなように、この発明に従う実施例
のものは、従来例１のものに比ベグリーンシートの作製
時間が短縮され、かつシート強度が高められている。さ
らに、バインダ樹脂量が少ないため、脱バインダの時間
が短縮化される。また、焼結後の体積収縮率は溶剤を使
用していない従来例２のものよりも小さく、 また引上げ注によ る薄膜形成も可能であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　セラミクス原料と、水溶性の活性エネルギ線硬
   化性樹脂と、水とを含むことを特徴とする、セラミクス
   シート用組成物。
2. （２）　セラミクス原料と、水溶性の活性エネルギ線硬
   化性樹脂と、水とを含むセラミクスシート用組成物から
   なる薄膜を形成し、 前記薄膜に活性エネルギ線を照射して硬化し、前記硬化
   させた薄膜を焼成させる各ステップを備える、セラミク
   スシートの製造方法。