JPH04275967A

JPH04275967A - 押出成形用坏土の調製方法

Info

Publication number: JPH04275967A
Application number: JP3032721A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tanaka; 謙次田中; Itaru Koshiga; 到越賀
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1992-10-01
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: JP3036094B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押出成形用坏土の調製方
法、特に、電子部品の誘電体材料、半導体材料あるいは
圧電材料として有用な磁器組成物の押出成形用坏土を調
製する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁器組成物の押出成形用坏土を調
製する方法として、原料粉末混合物にバインダー、可塑
剤および水を加えてボールミル等で混合、粉砕した後、
得られたスラリーを押出成形用坏土に必要とされる水分
量にまで乾燥させた後、解砕する方法が採用されている
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法では、原料粉末を混合、粉砕する際、原料粉末混合物
に対して５０〜７０重量％の水を加えているため、押出
成形用坏土にするためには１５〜３０％の含水率にまで
乾燥させなければならず、しかも、スラリーを乾燥させ
ると原料粉末の微粒子が凝集し、その凝集力は極めて大
きく凝集体を通常の粉砕機で完全に解砕することは不可
能であった。このため、解砕して得た坏土中に凝集体が
残留し、これを用いて押出成形した場合、成形体内に大
きな気孔が残存し、緻密な焼結体を得ることは困難であ
った。

【０００４】従って、本発明は、水の使用量を少なくし
、スラリー化した原料粉末混合物の乾燥を行うことなく
、押出成形用坏土を調製できるようにすることを課題と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、磁器組成物の原料粉末混合物
に対して５〜３０重量％の水と０．０１〜１．０重量％
の有機系分散剤とを添加して高濃度高分散のスラリーを
調製し、得られたスラリーに前記原料粉末混合物に対し
て所要量のバインダ及び可塑剤を添加して混練するよう
にしたものである。

【０００６】前記有機系分散剤としては、脱バインダ処
理によって完全に分解消失し、金属および塩素を含まな
いものであれば任意のものを使用できるが、ポリカルボ
ン酸アンモニウム塩が好適である。このポリカルボン酸
アンモニウム塩には、脂肪族飽和ジカルボン酸アンモニ
ウム塩、脂肪族不飽和ジカルボン酸および芳香族ジカル
ボン酸などのジカルボン酸アンモニウム塩、トリカルボ
ン酸アンモニウム塩、テトラカルボン酸アンモニウム塩
、ベンゼンヘキサカルボン酸アンモニウム塩などが含ま
れる。代表的なポリカルボン酸アンモニウム塩としては
、例えば、シュウ酸アンモニウム、コハク酸アンモニウ
ム、マレイン酸アンモニウム、フマル酸アンモニウム、
ベンゼントリカルボン酸アンモニウム、ベンゼンヘキサ
カルボン酸アンモニウムなどが挙げられる。

【０００７】

【作用】磁器組成物の原料粉末混合物に少量の水を添加
しただけでは、均一に分散したスラリーをできないが、
０．０１〜１．０重量％の有機系分散剤を、押出成形用
坏土に必要とされる水分量と同等以下の量、即ち、５〜
３０重量％の水と共に添加することによって、少量の水
での高濃度、高分散のスラリーの調製が可能となり、こ
のスラリーに所定量のバインダーおよび可塑剤を直接添
加して混練することによって、乾燥工程を必要とするこ
となく、押出成形用坏土を得ることを可能にしている。

【０００８】分散剤の添加量を０．０１〜１．０重量％
としたのは、その添加量が０．０１重量％未満では十分
な効果が得られず、１．０重量％を越えると、粒子が再
凝集し粘度が高くなるからである。また、水の添加量を
５〜３０重量％としたのは、５％未満では低粘度のスラ
リーが得られなくなり、３０％を越えると、水分が多過
ぎて良好な坏土が得られなくなるからである。

【０００９】

【実施例】（実施例１）原料として、ＢａＣＯ３、Ｔｉ
Ｏ２、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＺｒＯ２を用い、これ
らを生成物の組成が（ＢａＣａＭｇ）（ＴｉＺｒ）Ｏ３
となるように所定の割合で配合し、その混合粉末（平均
粒径１．２μｍ）２．５ｋｇをボールミルに入れ、これ
に原料粉末に対して１８．５重量％の純水と共に分散剤
として０．３重量％のポリカルボン酸アンモニウム塩を
添加し、３時間混合、粉砕してスラリーを得た。このス
ラリーの粘度は５〜６ｃｐｓで、固形分濃度は８４重量
％であった。

【００１０】前記スラリーに、バインダとして原料粉末
に対して４．４重量％のメチルセルロースを、また、可
塑剤として１．２重量％のグリセリンを添加し、プラネ
タリーミキサーで２０分間混練して押出成形用坏土を調
製した。この坏土を押出成形機で０．３ｍｍ厚のシート
に成形し、直径１２．４ｍｍの円板に打ち抜いた。この
円板を５℃／ｍｍの昇温速度で加熱し、３５０℃で１時
間保持して脱バインダ処理した後、１３８０℃で４時間
焼成してＢａＴｉＯ３系高誘電体磁器円板を得た。

【００１１】これに常法により電極を形成しその電気的
特性を測定したところ、比誘電率が１３８００、ｔａｎ
δが１．２％で、従来法により得たものに比べ比誘電率
は３％高く、誘電体損失は同等であった。また、前記成
形体の密度は相対密度で５２％、焼結体密度は９８％で
、従来法によるものよりそれぞれ２％高かった。

【００１２】（実施例２）原料として、ＳｒＣＯ３、Ｔ
ｉＯ２、Ｙ２Ｏ３を用い、これらを生成物の組成が（Ｓ
ｒＹ）ＴｉＯ３になるように所定の割合で配合し、その
混合粉末（平均粒径１．４μｍ）２．０ｋｇをボールミ
ルに投入し、これに原料粉末に対して２７．０重量％の
純水と共に分散剤として０．５重量％のポリカルボン酸
アンモニウム塩を添加し５時間混合、粉砕してスラリー
を得た。このスラリーの粘度は１０〜１２ｃｐｓで、固
形分濃度は７８．７重量％であった。

【００１３】前記スラリーに、バインダとして原料粉末
に対して７．０重量％のメチルセルロースを、また、可
塑剤として２．５重量％のグリセリンを添加し、プラネ
タリーミキサーで２０分間混練して押出成形用坏土を調
製した。この坏土を押出成形機で０．４５ｍｍ厚のシー
トに成形し、打ち抜き加工により直径１２．４ｍｍの円
板を得た。この円板を、窒素と水素との混合ガス（水素
１．５容量％）からなる還元性雰囲気中、１４３０℃で
４時間焼成しＳｒＴｉＯ３系半導体磁器を得た。

【００１４】この半導体磁器円板に常法により電極を設
け、その静電容量を測定したところ、従来法により得た
ものに比べて、容量が５％増加していた。なお、前記成
形体の密度は相対密度で５７．５％、焼結体密度は９８
．５％で、従来法によるものよりそれぞれ２％高かった
。

【００１５】（実施例３）原料として、ＰｂＣＯ３、Ｔ
ｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を用い、これらを生成物
の組成がＰｂ（ＴｉＺｒＮｂ）Ｏ３になるように所定の
割合で配合し、その混合粉末（平均粒径１．５μｍ）４
．０ｋｇをボールミルに投入し、これに原料粉末に対し
て１０．０重量％の純水と共に分散剤として０．５重量
％のポリカルボン酸アンモニウム塩を添加し３時間混合
、粉砕してスラリーを得た。このスラリーの粘度は８〜
１０ｃｐｓで、固形分濃度は９０．９重量％であった。

【００１６】前記スラリーに、バインダとして原料粉末
に対して４．６重量％のメチルセルロースを、また、可
塑剤として５．１重量％のヘキシレングリコールを添加
し、プラネタリーミキサーで３０分間混練して押出成形
用坏土を調製した。この坏土を押出成形機で０．４ｍｍ
厚のシートに成形し、打ち抜き加工により２０×１０ｍ
ｍの角板を得た。この角板を、昇温速度３．３３℃／ｍ
ｉｎで加熱し、１１００℃で４時間焼成してＰＺＴ系圧
電体磁器を得た。

【００１７】この圧電体磁器に常法により電極を設け、
その電気的特性を測定したところ、比誘電率は従来法の
ものに比べて５％高く、電気機械結合係数ｋｐは４％向
上していた。なお、前記成形体の密度は相対密度で６５
％で従来法のものに比べて５％高く、焼結体の密度は９
８％で、従来法によるものより２％高かった。

【００１８】（実施例４）原料として、ＴｉＯ２、Ｚｒ
Ｏ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯを用い、これらを所定の割合で
配合し、その混合粉末（平均粒径１．３μｍ）２．５ｋ
ｇをボールミルに投入し、これに原料粉末に対して１５
重量％の純水と共に、分散剤として０．３重量％のポリ
カルボン酸アンモニウム塩を添加し５時間混合、粉砕し
てスラリーを得た。このスラリーの粘度は１５〜１７ｃ
ｐｓで、固形分濃度は８７重量％であった。

【００１９】前記スラリーに、バインダとして原料粉末
に対して４．０重量％のメチルセルロースを、また、可
塑剤として１．５重量％のグリセリンを添加し、プラネ
タリーミキサーで２０分間混練して押出成形用坏土を調
製した。この坏土を押出成形機で０．３ｍｍ厚のシート
に成形し、打ち抜き加工により直径１２．４ｍｍの円板
を得た。この円板を、昇温速度５℃／ｍｉｎで加熱し、
１３５０℃で４時間焼成して、Ｔｉ０２−ＺｒＯ２−Ｓ
ｎＯ２−ＺｎＯからなる温度補償用誘電体磁器を得た。

【００２０】この温度補償用誘電体磁器に常法により電
極を設け、その電気的特性を測定したところ、機械的品
質Ｑは従来のものと同等であったが、比誘電率は従来法
のものに比べて５％向上した。なお、成形体の密度は相
対密度で５５％と従来法のものに比べて３％高く、焼結
体の密度は相対密度で９８％と従来法によるものより２
％高かった。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、通常の押出成型用坏土に必要な水量以下の水
量で、均一に分散した低粘度で高濃度のスラリーを得る
ことができるので、これにバインダおよび可塑剤を加え
て混練するだけで押出成型用坏土を調製することができ
る、また、高濃度スラリーにバインダおよび可塑剤を所
定量添加しても粒子の凝集を生じることがなく、従って
、スラリーを乾燥させる工程だけでなく、解砕する工程
も不要となり、坏土の調製工程の合理化を図ることがで
きる、さらに、製造過程で凝集体を生じることがないた
め成形体に含まれる気孔が小さく焼成中に消滅し易く、
緻密な磁器を得ることができる、など優れた効果が得ら
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　磁器組成物の原料粉末混合物に対し５
〜３０重量％の水と０．０１〜１．０重量％の有機系分
散剤を添加してスラリーを調製し、得られたスラリーに
前記原料粉末混合物に対して５重量％以下のバインダ及
び可塑剤を添加して混練することを特徴とする押出成形
用坏土の調製方法。
【請求項２】　　前記有機系分散剤がポリカルボン酸ア
ンモニウム塩である請求項１記載の押出成形用坏土の調
製方法。