JPH07171370A - セラミック材料のためのポリマー分散剤 - Google Patents

セラミック材料のためのポリマー分散剤

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JPH07171370A
JPH07171370A JP6263310A JP26331094A JPH07171370A JP H07171370 A JPH07171370 A JP H07171370A JP 6263310 A JP6263310 A JP 6263310A JP 26331094 A JP26331094 A JP 26331094A JP H07171370 A JPH07171370 A JP H07171370A
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acid
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JP6263310A
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Jr Leonard E Bogan
レオナルド・エドワード・ボーガン，ジュニア
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Rohm and Haas Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック材料の水性分散液及び前記分散液
を調製する方法を提供する。 【構成】 本発明方法は、１種以上のポリマー分散剤を
用いて、セラミックを分散させる工程を含む。ポリマー
分散剤は、１種以上のカルボン酸モノマー又はそれらの
塩を約２０ − 約９５重量％、１種以上のスルホン酸モ
ノマー又はホスホン酸モノマー又はそれらの塩を約５
− 約８０重量％、及び１種以上のモノエチレン性不飽
和酸非含有モノマーを約３ − 約２０重量％含むモノマ
ー組成物を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、セラミック材料のためのポリマ
ー分散剤に関するものである。更に詳しくは、本発明
は、セラミック材料のための、スルホン化された部分を
有するポリマー分散剤に関するものである。これらのポ
リマー分散剤を用いると、セラミック材料の分散が向上
する。
【０００２】軽量で、強度があって、耐熱性及び耐薬品
性の製品を製造するために、セラミック材料は、しばし
ば用いられる。固体材料の取扱いに関する難しさ故に、
セラミック材料の水性分散液としてそれらを取り扱うこ
とができることが望ましい。セラミック材料の分散液
は、静置したときに沈殿物が生成することが示している
ようにかなり不安定であり、それによって、分散液は不
均質となって、利用し難くなり、且つパイプ、ポンプ及
び他の分散液を取り扱う機械装置に対して損傷を与える
可能性がある。Hirschらによる米国特許第４，４５０，
０１３号は、顔料のための練磨剤（ｇｒｉｎｄｉｎｇ
ａｇｅｎｔ）又は分散剤として、アクリル酸又はメタク
リル酸と、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸とのコポリマーを用いる、ことを開示してい
る。顔料としては、チョーク、クレー、ホワイト、二酸
化チタン、カオリン、及びドロマイトを挙げている。
【０００３】本発明の第一の態様においては： （ａ）水、 （ｂ）１種以上のセラミック材料の分散液を約０．１
− 約９９重量％、及び（ｃ）１種以上のセラミック材
料の重量を基準として、１種以上のポリマー分散剤を約
０．０１ − 約１０重量％含むセラミック材料の水性分
散液であって、該ポリマー分散剤が重合単位として （ｉ）Ｃ3 − Ｃ6モノエチレン性不飽和モノカルボン
酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、Ｃ
4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和シスジカルボン酸の無水
物、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩
から成る群より選択される１種以上のカルボン酸モノマ
ーを約２０ − 約９５重量％； （ｉｉ）スルホン酸モノマー、ホスホン酸、及びそれら
の塩から成る群より選択される１種以上のモノマーを約
５ − 約８０重量％；及び （ｉｉｉ）１種以上のモノエチレン性不飽和酸非含有モ
ノマーを０ − 約８０重量％含む、前記セラミック材料
の水性分散液を提供する。
【０００４】本発明の第二の態様においては： （１）（ａ）水、 （ｂ）１種以上のセラミック材料の分散液を約０．１
− 約９９重量％、 （ｃ）１種以上のセラミック材料の重量を基準として、
約０．０１ − 約１０重量％の１種以上のポリマー分散
剤であって、該ポリマー分散剤は重合単位として （ｉ）Ｃ3 − Ｃ6モノエチレン性不飽和モノカルボン
酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、Ｃ
4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和シスジカルボン酸の無水
物、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩
から成る群より選択される１種以上のカルボン酸モノマ
ーを約２０ − 約９５重量％； （ｉｉ）スルホン酸モノマー、ホスホン酸モノマー、及
びそれらの塩から成る群より選択される１種以上のモノ
マーを約５ − 約８０重量％；及び （ｉｉｉ）１種以上のモノエチレン性不飽和酸非含有モ
ノマーを０ − 約８０重量％含む混合物を作る工程、及
び （２）前記混合物を攪拌して、セラミック材料の水性分
散液を作る工程を含む、セラミック材料の水性分散液を
調製する方法を提供する。
【０００５】本発明に適するセラミック材料は、１種以
上のポリマー分散剤の存在下で水性分散液を作ることが
できるものである。好ましくは、セラミック材料は、シ
リコン、炭化珪素、シリカ、窒化珪素、サイアロン（si
alon）、窒化アルミニウム、窒化硼素、炭化硼素、イッ
トリア、ジルコニア、アルミナ、又はそれらの混合物で
ある。最も好ましくは、セラミック材料は、炭化珪素で
ある。セラミック材料は、幾つもの形態のうちの任意の
形態であってよい。例えば：シリカの適当な形態として
は、シリカ粉末及びヒュームドシリカがあり；炭化珪素
の適当な形態としては、炭化珪素粉末及び炭化珪素ウィ
スカーがある。
【０００６】本発明において有用なポリマー分散剤は、
重合単位として、Ｃ3 − Ｃ6モノエチレン性不飽和モノ
カルボン酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和ジカルボ
ン酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和シスジカルボン
酸の無水物、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモ
ニウム塩から成る群より選択される１種以上のカルボン
酸モノマーを、約２０ − 約９５重量％、好ましくは約
３０ − 約９０重量％、最も好ましくは約４０ − 約８
５重量％含む。前記カルボン酸モノマーの適当な例とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマ
ル酸、シトラコン酸、ビニル酢酸、アクリロキシプロピ
オン酸、１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水
物、３，６−エポキシ−１，２，３，６−テトラヒドロ
フタル酸無水物、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボ
ン酸無水物、ビシクロ［２．２．２］−５−オクテン−
２，３−ジカルボン酸無水物、３−メチル−１，２，６
−テトラヒドロフタル酸無水物、２−メチル−１，３，
６−テトラヒドロフタル酸無水物、並びにそれらのアル
カリ金属塩及びアンモニウム塩がある。前記カルボン酸
モノマーのうちの好ましい例は、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、並びにそれらのナトリウム塩及びア
ンモニウム塩である。
【０００７】又、本発明において有用なポリマー分散剤
は、重合単位として、スルホン酸モノマー、ホスホン酸
モノマー、及びそれらの塩から成る群より選択される１
種以上のモノマーを、約５ − 約８０重量％、好ましく
は約１０ − 約７０重量％、最も好ましくは約１５ −
約６０重量％含む。前記スルホン酸モノマーおよびホス
ホン酸モノマーの適当な例としては、ビニルスルホン
酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、アリルオ
キシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−（２−
プロペニルオキシ）プロパンスルホン酸、イソプロペニ
ルホスホン酸、アリルホスホン酸、ビニルホスホン酸、
並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩があ
る。前記スルホン酸モノマー及びホスホン酸モノマーの
好ましい例は、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン
酸、並びにそれらのナトリウム塩及びアンモニウム塩で
ある。
【０００８】又、本発明において有用なポリマー分散剤
は、重合単位として、１種以上のモノエチレン性不飽和
酸非含有モノマーを、約８０重量％以下、好ましくは約
１−約５０重量％、最も好ましくは約３ − 約２０重量
％含むことができる。適当なモノエチレン性不飽和酸非
含有モノマーとしては、例えばメチルアクリレート、エ
チルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタク
リレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレー
ト、及びイソブチルメタクリレートのようなアクリル酸
又はメタクリル酸のＣ1 − Ｃ4アルキルエステル；例え
ばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル
アクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、及び
ヒドロキシプロピルメタクリレートのようなアクリル酸
又はメタクリル酸のヒドロキシアルキルエステル；アク
リルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−第三ブチルアクリ
ルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、及びＮ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミドをはじめとするアクリルアミド及
びアルキル置換アクリルアミド；ジメチルアミノエチル
アクリレート；ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、；アクリロニトリル；メタクリロニトリル；アリル
アルコール；メタリルアルコール；ホスホエチルメタク
リレート；２−ビニルピリジン；４−ビニルピリジン；
Ｎ−ビニルピロリドン；Ｎ−ビニルホルムアミド；Ｎ−
ビニルイミダゾール；酢酸ビニル；及びスチレンがあ
る。モノエチレン性不飽和酸非含有モノマーの好ましい
例は、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブ
チルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、Ｎ−第三ブチルアクリルアミド、及び
スチレンが挙げられる。
【０００９】所望であれば、ポリエチレン性不飽和化合
物を重合に組込むことができる。ポリエチレン性不飽和
化合物は、架橋剤として機能し、その結果として、高分
子量のポリマーが生成する。好ましくは、本発明におい
て有用なポリマー分散剤は、水性ゲル透過クロマトグラ
フィー（ＧＰＣ）によって測定した場合に、重量平均分
子量（Ｍｗ）約５０，０００未満、好ましくは約１，０
００ − 約１５，０００を有する水溶性分散剤である。
Ｍｗとは、Ｍｗ４，５００を有するポリ（アクリル酸）
標準を使用して測定された水性ＧＰＣによるＭｗを意味
している。ポリマー分散剤は、酸の形態で用いることが
できるか、又は部分的に又は完全に中和された形態で用
いることができる。ポリマー分散剤は、例えばアルカリ
金属の水酸化物又は水酸化アンモニウムのような任意の
適当な塩基で中和させることができる。好ましくは、ア
ニオン性ポリマー分散剤は、水酸化アンモニウム又は水
酸化ナトリウムで完全に中和させることができる。
【００１０】本発明において有用なポリマーを調製する
方法は、重合技術に精通した者には公知の方法である。
米国特許第４，３１４，００４号は、１つのそのような
適当なポリマー合成方法に関するものであり、その開示
は本明細書中で参照され、その一部とされる。この方法
は、本発明において有用な望ましいポリマーを得るため
に、特定濃度範囲の重合開始剤、開始剤濃度及びある種
の金属塩の濃度とが特定モル比範囲内であることを必要
とする。好ましい重合開始剤は、例えば過硫酸アンモニ
ウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、及び第三ブチルヒ
ドロペルオキシドのような過酸化化合物である。開始剤
の好ましい濃度範囲は、モノマーの重量を基準として、
約１ − 約２０重量％である。分子量を調節するために
用いられる金属塩としては、好ましくは、塩化第一銅及
び塩化第二銅、又は臭化第一銅及び臭化第二銅、硫酸第
二銅、酢酸第二銅、塩化第一鉄及び塩化第二鉄、硫酸第
一鉄、燐酸第一鉄及び燐酸第二鉄が挙げられる。重合開
始剤対金属塩のモル比は、好ましくは約４０：１ − 約
８０：１である。本発明において有用なポリマーは、好
ましくは、溶液の総重量を基準として約４０ − 約５０
％のポリマー濃度において水中で調製する。
【００１１】本発明において有用なポリマーを調製する
のに有用な別の方法は、米国特許第４，３０１，２６６
号において説明されており、その開示は本明細書中で参
照され、その一部とされる。この方法では、イソプロパ
ノールを、反応溶媒としてだけではなく、分子量調節剤
としても用いている。又、反応溶媒は、イソプロパノー
ルを少なくとも４５重量％含むイソプロパノールの水性
混合物であってもよい。重合開始剤は、例えば過酸化水
素、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、又はベンゾイ
ルペルオキシドのようなラジカル開始剤である。重合
は、加圧下、温度１２０ − ２００℃で行う。溶媒中に
おけるポリマーの濃度は、全溶液の重量を基準として、
好ましくは２５ − ４５％である。重合が完了したら、
反応器からイソプロパノールを蒸留し、ポリマーを塩基
で中和することができる。
【００１２】本発明において有用なポリマーを調製する
のためのもう１つ別の方法は、米国特許第３，６４６，
０９９号において説明されており、その開示は本明細書
中で参照され、その一部とされる。この方法は、シアノ
含有オリゴマーの調製に関するものである；しかしなが
ら、前記方法は、本発明において有用な低分子量ポリマ
ーを調製するのにも適用できる。この方法は、分子量調
節剤として亜硫酸水素塩を用いており、それによって調
製されるポリマーは、スルホネートを末端基とするポリ
マーである。好ましい亜硫酸水素塩は、モノマーの重量
を基準として、濃度３ − ２０重量％の亜硫酸水素ナト
リウムである。ラジカル重合開始剤は、過硫酸アンモニ
ウム、過硫酸ナトリウム、又は過硫酸カリウム、過酸化
水素、又は第三ブチルヒドロペルオキシドである。開始
剤の濃度は、モノマーの重量を基準として、約０．２
− 約１０重量％である。重合温度は好ましくは２０ −
６５℃であり、水性溶媒中におけるポリマーの濃度
は、全容液重量を基準として、２５ − ５５重量％であ
る。
【００１３】１種以上のポリマー分散剤は、セラミック
材料の重量を基準として、好ましくは約０．０１ − 約
１０重量％、最も好ましくは約０．０５ − 約８重量％
のレベルで分散液中に存在している。いくつもの因子
が、分散液中における分散剤の好ましいレベルに影響を
与える。例えば、１種以上のセラミック材料のモルホロ
ジー（morphology）は、分散剤の最適レベルに影響を与
え、より球状の粒子を用いると、一般的に、分散剤はよ
り少ない量で済む。又、高いｐＨを有する分散液は、一
般的に、低いｐＨの分散液に比べて、分散剤はより少な
い量で済む。セラミック材料の表面積も又、分散剤の最
適レベルに影響を与え、より大きな表面積を有するセラ
ミック材料は、一般的に、より多くの分散剤を必要とす
る。分散液のイオン強度（又は水の硬度）は、分散剤の
最適レベルに影響を与え、より高いイオン強度を有する
分散液は、一般的に、より多くの分散剤を必要とする。
分散液のイオン強度は、例えば、蒸留水、脱イオン水、
部分的に蒸留された水、又は部分的に脱イオンされた水
を用いることによって、分散液の種々の成分により分散
液中に導入される異物のレベルを調節することによっ
て、又は分散液中に１種以上の公知のキレート化剤を添
加することによって、調節することができる。好ましく
は、多価カチオンに起因する分散液の水の硬度は、Ｃa
2+ の濃度として示すと、約６００パーツ・パー・ミリ
オン（「ppm」）未満であり、最も好ましくは約５００p
pm未満である。
【００１４】好ましくは、１種以上のセラミック材料
が、約０．０１ − 約９９重量％のレベルで、分散液中
に存在している。分散液の最終用途を含むいくつもの因
子が、セラミック材料が分散液中に存在する量に影響を
及ぼす。例えば、１種以上のセラミック材料のモルホロ
ジーが、１種以上のセラミック材料の分散液中に存在す
ることができる量に影響を与える。一般的に、より球状
の粒子は、より多い量で用いることができる。１種以上
のセラミック材料の粒子サイズ及び粒子サイズ分布は、
１種以上のセラミック材料の分散液中に存在することが
できる量に影響を与える。一般的には、密な充填配置を
許す双峰（ｂｉｍｏｄａｌ）分布のものは、より多い量
で用いることができる。又、より稠密なセラミック材料
では、等しい体積条件下において分散液はより大きな重
量％を有することができる。炭化珪素ウィスカー分散液
は、分散液の総重量を基準として、炭化珪素ウィスカー
を、好ましくは約０．１ − 約６．０重量％、最も好ま
しくは約０．５ − 約４．０重量％含む。ジルコニアの
分散液は、前記分散液の総重量を基準として、ジルコニ
アを、最大約９９重量％まで含むことができる。
【００１５】水、１種以上のセラミック材料、及び１種
以上のポリマー分散剤に加えて、本発明の分散液は、任
意に、１種以上の他の公知の添加剤を含むことができ
る。水性セラミック材料分散液に対する添加剤として
は、例えばセラミックバインダー、離型剤、焼結助剤、
レオロジー改質剤（rheology modifier ）、滑剤、及び
可塑剤が挙げられる。用いる場合、公知の添加剤のそれ
ぞれは、分散液中に存在しているセラミック材料の重量
を基準として、約２０重量％以下のレベルで、好ましく
は約０．１ − 約１０重量％のレベルで存在していても
よい。
【００１６】以下、実施例を掲げて、本発明を詳述する
が、それらは本発明を限定するものではない。表Ｉに示
したポリマーを、セラミック材料のための分散剤として
評価した。表Ｉにおいて、モノマー成分（ｉ）の値は、
カルボン酸モノマーとしてのアクリル酸の重量％であ
り；モノマー（ｉｉ）の値は、スルホン酸モノマーとし
ての２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸の重量％であり；モノマー成分（ｉｉｉ）は、モノエ
チレン性不飽和酸非含有モノマーとしてのＮ−第三ブチ
ルアクリルアミドの重量％である。比較ポリマーは、セ
ラミック体のためのアンモニウム分散剤として、 R.T.
Vanderbilt から市販されている Darvan 821A である。
ポリマーは、全て、水性ポリマー溶液として用いてい
る。これらの水性ポリマー溶液におけるポリマーの重量
％は、「固体重量％」として表Ｉに示した。
【００１７】
【表１】 表Ｉ モノマー成分サンプル (i) (ii) (iii) 塩形態 Ｍｗ 固体重量％ ポリマーＡ 62 23 15 塩なし 5000 45 ポリマーＢ 65 27 8 塩なし 4500 44 ポリマーＣ 60 40 塩なし 11000 37 ポリマーＤ 77 23 塩なし 4500 44 比較ポリマー 100 NH4 塩 6000 40
【００１８】ポリマー分散剤の評価 特に断りがなければ、以下の手順を用いて、炭化珪素ウ
ィスカーのための分散剤として、ポリマー分散剤を評価
した：Waring 配合機容器の中に、所定の硬度レベルを
達成するために、脱イオン水２００ｇ及び十分な量の塩
化カルシウムを入れた。その水に対して、ポリマー分散
剤溶液０．０８ｇを加えた。この混合物を、Waring 配
合機において、１５秒間、低速で攪拌した。次に、その
混合物に、炭化珪素ウィスカー２．０ｇを加えた。更に
又、その混合物を、Waring 配合機において、１５秒
間、低速で攪拌した。混合物のｐＨを、水酸化アンモニ
ウム水溶液を用いて、９．５ − １０．０の範囲内に調
節した。次に又、その混合物を、Waring 配合機におい
て、２分間、低速で攪拌した。配合機を停止したら直ぐ
に、混合物を５００ｍｌビーカー中に注ぎ、そのビーカ
ーから、混合物２５ｍｌを、２５ｍｌメスシリンダーの
中に注いだ。次に、メスシリンダーに栓をして、静置し
た。メスシリンダーの底に生じた沈殿物の量を、一定の
間隔を置いて記録した。以下の表ＩＩのデータは、「Ｒ
グレード」炭化珪素ウィスカーの前駆物質である炭化珪
素ウィスカーサンプルに関して行った評価の結果であ
る。「Ｒグレード」炭化珪素ウィスカーは、ニューヨー
ク州バッファローにある Advanced Refractory Technol
ogies から市販されている。表ＩＩに示した分散液を調
製するのに用いた水のイオン強度は、Ｃa2+として４０p
pmであった。表ＩＩに示したデータは、分又は時間で示
した時間経過後に観察された沈殿物のｍｌ単位の量であ
る。
【００１９】
【表２】 表ＩＩ ５分 １５分 １時間 ２時間 ポリマーＡ <1 <1 1 1 比較ポリマー 20 13.5 10 10
【００２０】以下の表ＩＩＩに示したデータは、用いた
ポリマー分散剤溶液の量（単位はｇ）が表ＩＩＩの「グ
ラム」の欄に示した量であった以外は、上記と同じ方法
で調製された分散液に関する結果である。表ＩＩＩのデ
ータは、「Ｒグレード」炭化珪素ウィスカーの前駆物質
である炭化珪素ウィスカーサンプルに関して行った評価
の結果である。分散液を調製するのに用いた水のイオン
強度は、「硬度」として表ＩＩＩに示し、Ｃa2+とした
時のppmで示してある。表ＩＩＩに示したデータは、示
した時間経過後に観察された沈殿物の量（ｍｌ）であ
る。
【００２１】
【表３】 表ＩＩＩ グラム 硬度 ｐＨ ５分 １５分 １時間 ２時間 ２４時間 比較ポリマー 0.14 160 9.6 3 2.8 2.6 3 3 ポリマーＡ 0.08 40 9.6 <1 <1 1 <2 <2 ポリマーＡ 0.08 320 9.5 <1 <1 1 2 2.2 ポリマーＢ 0.08 320 9.5 <1 <1 2 2 2 ポリマーＣ 0.10 320 9.6 <1 <2 <2 2 2 ポリマーＤ 0.08 320 9.6 <1 <2 <2 2.6 2.8
【００２２】以下の表ＩＶに示したデータは、用いたポ
リマー分散剤溶液の量（単位はｇ）が表ＩＶの「グラ
ム」の欄に示した量であった以外は、上記と同じ方法で
調製された分散液に関する結果である。表ＩＶのデータ
は、「Ｍグレード」炭化珪素ウィスカーの前駆物質であ
る炭化珪素ウィスカーサンプルに関して行った評価の結
果である。「Ｍグレード」炭化珪素ウィスカーは、ニュ
ーヨーク州バッファローにある Advanced Refractory T
echnologies から市販されている。分散液を調製するの
に用いた水のイオン強度は、「硬度」として表ＩＶに示
し、Ｃa2+ とした時のppm で示してある。表ＩＶに示し
たデータは、示した時間経過後に観察された沈殿物の量
（ｍｌ）である。
【００２３】
【表４】 表ＩＶ グラム 硬度 ５分 １５分 １時間 ２時間 ２４時間 比較ポリマー 0.14 400 2.2 2.2 2.6 2.7 2.7 ポリマーＡ 0.08 400 <1 <2 <2 <2 <2 ポリマーＢ 0.08 400 * 2.3 2.2 2.2 2.2 ポリマーＣ 0.10 400 <1 1 <2 <2 <2 ポリマーＤ 0.08 400 3.8 2.8 2.6 2.6 2.6 ＊ ５分後、分散液は沈殿物の明瞭なレベルを示さなか
った。
【００２４】以下の表Ｖに示したデータは：（ａ）用い
たポリマー分散剤溶液の量（単位はｇ）が表Ｖの「グラ
ム」の欄に示した量である；用いた炭化珪素ウィスカー
のレベルが、「ファクター」として表Ｖに示したよう
に、それぞれ２，３，４及び６倍に増やした；（ｃ）蒸
留水を用いた、ことを除いて、上記と同じ方法で調製さ
れた分散液に関する結果である。表Ｖに見られるデータ
は、「Ｒグレード」炭化珪素ウィスカーの前駆物質であ
る炭化珪素ウィスカーサンプルに関して行った評価の結
果である。表Ｖに示したデータは、示した時間経過後に
観察された沈殿物の量（ｍｌ）である。表Ｖに示した全
ての実施例において、ポリマーＡを分散剤として用い
た。
【００２５】
【表５】 表Ｖ ファクター グラム ５分 １５分 １時間 ２時間 ２４時間 ２ 0.08 <1 1 <2 <2 2.2 ３ 0.12 <2 2 2.6 2.5 2.9 ４ 0.16 2.9 3 3.4 3.5 4.1 ６ 0.24 4.7 4.4 4.4 4.2 5.8
【００２６】以下の手順を用いて、様々なセラミック材
料のための分散剤としてポリマーＡを評価した。 ００−ボールミルジャーの中に、脱イオン水（その量は
「水」として表ＶＩに示したｇ単位の量）、ポリマー分
散剤溶液（その量は「ポリマー」として表ＶＩに示した
ｇ単位の量）セラミック材料（セラミック材料のタイプ
は「セラミック」として表ＶＩに示しており、セラミッ
ク材料の量は「量」として表ＶＩにｇ単位で示してあ
る）及びアルミナ粉砕媒体（約 １／２インチ ｘ １／
２インチ のシリンダー）７００ｇを入れた。ボールミ
ルジャーを密封して、その内容物を、８４回転／分で６
０分間、微粉砕した。セラミック材料の分散液を粉砕媒
体から分離して、その分散液の粘度を、＃１スピンドル
又は＃３スピンドルのいずれかを用いて６０回転／分で
Brookfield 粘度計によって測定した。以下の表ＶＩ
に、センチポアズ（「ｃｐｓ」）単位で粘度が示してあ
る。より低いｃｐｓで示されるより低い粘度は、より良
い分散を示す。用いた珪素は、ウィスコンシン州ミルウ
ォーキーにあるＣＥＲＡＣから購入したＳ−２０２１で
あった。用いた窒化珪素は、日本国の会社であるデンカ
から購入したＳＮ−Ｆ１であった。ジルコニアは、ニュ
ージャージー州フレミントン（Flemington）にある Mag
nesium Elektron, Inc. から購入したＳＣＣＡ４であっ
た。イットリアは、ウィスコンシン州ミルウォーキーに
あるＣＥＲＡＣから購入したＹ−１０３７であった。炭
化珪素は、ウィスコンシン州ミルウォーキーにある Fer
ro Corporation から購入したＢＳＣ−２１であった。
二酸化珪素は、ニュージャージー州フェアローン（Fair
lawn）にある Fischer から購入したＳ−７４３であっ
た。
【００２７】
【表６】 表ＶＩ セラミック 量 水 ポリマー 粘度 珪素 91 91 0.09 10.5 1) 窒化珪素 101 101 0.10 7.0 1) ジルコニア 111 111 0.11 5.5 1) イットリア 83 83 0.08 385 2) 炭化珪素 99 99 0.99 1120 2) 二酸化珪素 94 188 0.94 310 2) １） ＃１スピンドルを用いた ２） ＃３スピンドルを用いた
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 35/00 ＬＨＳ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）水、 （ｂ）１種以上のセラミック材料の分散液を約０．１
    − 約９９重量％、 （ｃ）１種以上のセラミック材料の重量を基準として、
    １種以上のポリマー分散剤を約０．０１ − 約１０重量
    ％を含むセラミック材料の水性分散液であって、該ポリ
    マー分散剤が重合単位として （ｉ）Ｃ3 − Ｃ6モノエチレン性不飽和モノカルボン
    酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、Ｃ
    4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和シスジカルボン酸の無水
    物、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩
    から成る群より選択される１種以上のカルボン酸モノマ
    ーを約２０ − 約９５重量％； （ｉｉ）スルホン酸モノマー、ホスホン酸、及びそれら
    の塩から成る群より選択される１種以上のモノマーを約
    ５ − 約８０重量％；及び （ｉｉｉ）１種以上のモノエチレン性不飽和酸非含有モ
    ノマーを０ − 約８０重量％含む、前記セラミック材料
    の水性分散液。
  2. 【請求項２】 １種以上のセラミック材料を、珪素、炭
    化珪素、シリカ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニ
    ウム、窒化硼素、炭化硼素、イットリア、ジルコニア、
    及びアルミナから成る群より選択する請求項１記載の水
    性分散液。
  3. 【請求項３】 １種以上のセラミック材料が、炭化珪素
    である請求項１記載の水性分散液。
  4. 【請求項４】 １種以上のカルボン酸モノマーを、アク
    リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水
    マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シト
    ラコン酸、ビニル酢酸、アクリロキシプロピオン酸、
    １，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物、３，６
    −エポキシ−１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無
    水物、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水
    物、ビシクロ［２．２．２］−５−オクテン−２，３−
    ジカルボン酸無水物、３−メチル−１，２，６−テトラ
    ヒドロフタル酸無水物、２−メチル−１，３，６−テト
    ラヒドロフタル酸無水物、並びにそれらのアルカリ金属
    塩及びアンモニウム塩から成る群より選択する請求項１
    記載の水性分散液。
  5. 【請求項５】 １つ又は並びにそれ以上のカルボン酸モ
    ノマーを、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、並
    びにそれらのナトリウム塩及びアンモニウム塩から成る
    群より選択する請求項１記載の水性分散液。
  6. 【請求項６】 スルホン酸モノマーを、ビニルスルホン
    酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メ
    チルプロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、アリルオ
    キシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−（２−
    プロペニルオキシ）プロパンスルホン酸、イソプロペニ
    ルホスホン酸、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアン
    モニウム塩から成る群より選択する請求項１記載の水性
    分散液。
  7. 【請求項７】 スルホン酸モノマーを、２−アクリルア
    ミド−２−メチルプロパンスルホン酸、並びにそのナト
    リウム塩及びアンモニウム塩から成る群より選択する請
    求項１記載の水性分散液。
  8. 【請求項８】 ホスホン酸モノマーを、アリルホスホン
    酸、ビニルホスホン酸、並びにそれらのナトリウム塩及
    びアンモニウム塩から成る群より選択する請求項１記載
    の水性分散液。
  9. 【請求項９】 １種以上のモノエチレン性不飽和酸非含
    有モノマーを、アクリル酸のＣ1 − Ｃ4アルキルエステ
    ル、メタクリル酸のＣ1 − Ｃ4アルキルエステル、アク
    リル酸のヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸の
    ヒドロキシアルキルエステル、アクリルアミド、メタク
    リルアミド、Ｎ−第三ブチルアクリルアミド、Ｎ−メチ
    ルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、
    ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエ
    チルメタクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニ
    トリル、アリルアルコール、メタリルアルコール、ホス
    ホエチルメタクリレート、２−ビニルピリジン、４−ビ
    ニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホル
    ムアミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、酢酸ビニル、及び
    スチレンから成る群より選択する請求項１記載の水性分
    散液。
  10. 【請求項１０】 １種以上のモノエチレン性不飽和酸非
    含有モノマーを、ブチルアクリレート、メチルメタクリ
    レート、ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアク
    リレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル
    アミド、メタクリルアミド、Ｎ−第三ブチルアクリルア
    ミド、及びスチレンから成る群より選択する請求項１記
    載の水性分散液。
  11. 【請求項１１】 １種以上のポリマー分散剤が、重合単
    位として （ｉ）１種以上のカルボン酸モノマーを約３０ − 約９
    ０重量％； （ｉｉ）スルホン酸モノマー、ホスホン酸、及びそれら
    の塩から成る群より選択される１種以上のモノマーを約
    １０ − 約７０重量％；及び （ｉｉｉ）１種以上のモノエチレン性不飽和酸非含有モ
    ノマーを０ − 約８０重量％含む請求項１記載の水性分
    散液。
  12. 【請求項１２】 （ａ）水、 （ｂ）炭化珪素の分散液を約０．１ − 約６重量％ （ｃ）１種以上のセラミック材料の重量を基準として、
    １種以上のポリマー分散剤を約０．０１ − 約１０重量
    ％を含む炭化珪素材料の水性分散液であって、該ポリマ
    ー分散剤が重合単位として （ｉ）アクリル酸、メタクリル酸、並びにそれらのアル
    カリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択され
    る１種以上のカルボン酸モノマーを約４０− 約８５重
    量％； （ｉｉ）２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
    ホン酸、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウ
    ム塩から成る群より選択される１種以上のモノマーを約
    １５ − 約６０重量％；及び （ｉｉｉ）Ｎ−第三ブチルアクリルアミドを約３ − 約
    ２０重量％含む、前記炭化珪素の水性分散液。
  13. 【請求項１３】 （１）（ａ）水、 （ｂ）１種以上のセラミック材料の分散液を約０．１
    − 約９９重量％、 （ｃ）１種以上のセラミック材料の重量を基準として約
    ０．０１ − 約１０重量％の１種以上のポリマー分散剤
    であって、該ポリマー分散剤は重合単位として （ｉ）Ｃ3 − Ｃ6モノエチレン性不飽和モノカルボン
    酸、Ｃ4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、Ｃ
    4 − Ｃ8モノエチレン性不飽和シスジカルボン酸の無水
    物、並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩
    から成る群より選択される１種以上のカルボン酸モノマ
    ーを約２０ − 約９５重量％； （ｉｉ）スルホン酸モノマー、ホスホン酸モノマー、及
    びそれらの塩から成る群より選択される１種以上のモノ
    マーを約５ − 約８０重量％；及び （ｉｉｉ）１種以上のモノエチレン性不飽和酸非含有モ
    ノマーを０ − 約８０重量％含む、混合物を作る工程、
    及び （２）前記混合物を攪拌して、セラミック材料の水性分
    散液を作る工程を含む、セラミック材料の水性分散液を
    調製する方法。
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