JPH0791128B2 - Method for manufacturing ceramics sintered body - Google Patents

Method for manufacturing ceramics sintered body

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JPH0791128B2
JPH0791128B2 JP8660289A JP8660289A JPH0791128B2 JP H0791128 B2 JPH0791128 B2 JP H0791128B2 JP 8660289 A JP8660289 A JP 8660289A JP 8660289 A JP8660289 A JP 8660289A JP H0791128 B2 JPH0791128 B2 JP H0791128B2
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JP
Japan
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green sheet
binder
pattern
resin
sintered body
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JP8660289A
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一夫 田中
隆政 新谷
康弘 中谷
康広 後藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635Compounding ingredients
    • C04B38/0645Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/067Macromolecular compounds

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はセラミックス焼結体の製造方法に関し、殊に、
多数の微小な貫通空孔を有する多孔性セラミックス焼結
体の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a ceramics sintered body, and in particular,
The present invention relates to a method for producing a porous ceramics sintered body having a large number of minute through holes.

(従来の技術) この種の多孔性セラミックス焼結体の製造法としては、
例えば感光性樹脂のパターンをグリーンシート間に埋設
し、加熱により感光性樹脂パターンを分解消失させると
共に、グリーンシートの脱バインダー及び焼成を行う方
法が知られている(特開昭63−99955号公報、同63−999
56号公報、同63−99957号公報、同63−99958号公報)。
この方法は、感光性樹脂を露光、現像してパターンを形
成するめ、線幅10μm程度、線間隔20μm程度の多数の
細線パターン(ファインパターン)を形成できる利点が
あり、微小な貫通空孔を形成できる可能性を有してい
る。
(Prior Art) As a method for manufacturing this type of porous ceramics sintered body,
For example, a method is known in which a pattern of a photosensitive resin is embedded between green sheets, the photosensitive resin pattern is decomposed and disappeared by heating, and the green sheet is debindered and baked (Japanese Patent Laid-Open No. 63-99955). , Ibid 63-999
56, 63-99957 and 63-99958).
This method has the advantage that a large number of fine line patterns (fine patterns) with a line width of about 10 μm and a line spacing of about 20 μm can be formed because a pattern is formed by exposing and developing a photosensitive resin, and minute through holes are formed. There is a possibility to do it.

上記製造法で使用するグリーンシートは、セラミックス
粉末を一般的な有機バインダーで結合したものである。
これに対し、水溶性ポリウレタン樹脂をバインダーとし
てセラミックス粉末を結合したグリーンシートの製造方
法も提案されている(特開昭61−286261号公報)。
The green sheet used in the above-mentioned manufacturing method is made by binding ceramic powders with a general organic binder.
On the other hand, a method for producing a green sheet in which a ceramic powder is bound using a water-soluble polyurethane resin as a binder has also been proposed (JP-A-61-286261).

(発明が解決しようとする問題点) 上記の特開昭63−99955号公報、同63−99956号公報、同
63−99957号公報、同63−99958号公報に開示されている
製造法は、前述したように細線パターンを形成できる利
点を有しているが、使用するグリーンシート中のバイン
ダーが一般的な有機バインダーであるため、細線パター
ンを形成する感光性樹脂の軟化、分解開始温度(通常15
0〜200℃)において、グリーンシート中の有機バインダ
ーも同時に軟化、分解を開始する。そのため、感光性樹
脂の軟化、分解時の体積変化(熱収縮)に伴って、感光
性樹脂の細線パターンと接触しているグリーンシートバ
インダーがセラミックス粉末と共に流動し、細線パター
ンの消失により形成されるべき空孔壁が崩壊して空孔内
にセラミックス粉末が入り込み、空孔内に焼結残渣を含
んだ不完全な空孔を有するセラミックス焼結体しか得ら
れないという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-99955 and 63-99956,
The manufacturing methods disclosed in 63-99957 and 63-99958 have the advantage that a fine line pattern can be formed as described above, but the binder in the green sheet used is generally organic. Since it is a binder, the softening and decomposition starting temperature (usually 15
At 0 to 200 ° C.), the organic binder in the green sheet also begins to soften and decompose. Therefore, the green sheet binder in contact with the fine wire pattern of the photosensitive resin flows with the ceramic powder due to the softening of the photosensitive resin and the volume change (heat shrinkage) at the time of decomposition, and the thin wire pattern is formed by disappearance. There has been a problem that the walls of the desired pores collapse and the ceramic powder enters the pores, and only a ceramic sintered body having incomplete pores containing sintering residues in the pores can be obtained.

一方、特開昭61−286261号公報に開示されたグリーンシ
ートは、通常の有機バインダーに代えて水溶性ポリウレ
タン樹脂を用いて作製されているが、このバインダーと
して用いるポリウレタン樹脂は一般的な熱可塑性ポリウ
レタン樹脂であり、しかも単独で使用しているため、こ
のようなグリーンシートを使用しても、上記と同様に脱
バインダーの際にポリウレタン樹脂の流動が起こって空
孔壁が崩壊し、やはり不完全な空孔を有するセラミック
ス焼結体しか得られないという問題があった。
On the other hand, the green sheet disclosed in JP-A-61-286261 is produced by using a water-soluble polyurethane resin in place of a normal organic binder, and the polyurethane resin used as the binder is a general thermoplastic resin. Since it is a polyurethane resin and is used alone, even when such a green sheet is used, the polyurethane resin flows during debinding as in the above case, the pore walls collapse, and it is still There is a problem that only a ceramics sintered body having complete voids can be obtained.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、グリーンシートと有機物パターンとの積
層時には有機物パターンをグリーンシート内に良好に埋
設することができると共に、グリーンシートの脱バイン
ダー時には空孔壁の崩壊を生じることがなく、焼結残渣
を含まないほぼ完全な貫通空孔を形成し得るセラミック
ス焼結体の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to be able to satisfactorily embed an organic matter pattern in the green sheet when laminating the green sheet and the organic matter pattern, and to remove the binder from the green sheet. It is an object of the present invention to provide a method for producing a ceramics sintered body capable of forming almost perfect through-holes containing no sintering residue without sometimes causing collapse of pore walls.

(課題を解決するための手段) 本発明のセラミックス焼結体の製造方法は、樹脂バイン
ダーとセラミックス粉末よりなるセラミックスグリーン
シートの表面に有機物で形成されたパターンを設け、こ
のものを複数枚積層してセラミックスグリーンシート中
に有機物パターンを埋設し、該積層体を加熱して有機物
パターンを消失させると共に、該積層体を焼成すること
により空孔を有するセラミックス焼結体を製造する方法
であって、前記樹脂バインダーが、前記積層体の加熱時
に再生する活性イソシアネート基を有するブロックイソ
シアネート化合物と、ポリウレタン樹脂と、ポリオール
とを含有することを特徴としており、そのことにより上
記目的が達成される。
(Means for Solving the Problems) A method for manufacturing a ceramic sintered body of the present invention is to provide a pattern formed of an organic substance on the surface of a ceramic green sheet made of a resin binder and ceramic powder, and stack a plurality of these patterns. A method for manufacturing a ceramic sintered body having pores by burying an organic material pattern in a ceramics green sheet, heating the laminated body to eliminate the organic material pattern, and firing the laminated body, The resin binder is characterized by containing a blocked isocyanate compound having an active isocyanate group that is regenerated when the laminate is heated, a polyurethane resin, and a polyol, thereby achieving the above object.

以下に本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

本発明で用いられるセラミックスグリーンシートは、樹
脂バインダーとセラミックス粉末とを含み、さらに必要
に応じて着色剤等の添加剤や溶剤等を含むことができ
る。セラミックス粉末と樹脂バインダーとの配合比は、
通常樹脂バインダー総量100重量部に対してセラミック
ス粉末が200〜2000重量部である。グリーンシートは常
法によって調製することができ、例えば、セラミックス
粉末と有機溶剤との混合物に樹脂バインダーを所定量配
合して均一に混練し、得られたスラリーをドクターブレ
ート型グリーンシート作製機等に供給して得られる。本
発明において、上記樹脂バインダーは、加熱によって再
生し得る活性イソシアネート基を有するブロックイソシ
アネート化合物と、ポリウレタン樹脂と、ポリオールと
を含有している。
The ceramic green sheet used in the present invention contains a resin binder and ceramic powder, and may further contain an additive such as a colorant, a solvent and the like, if necessary. The compounding ratio of ceramic powder and resin binder is
Usually, the ceramic powder is 200 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the resin binder. The green sheet can be prepared by a conventional method. For example, a predetermined amount of a resin binder is mixed in a mixture of ceramic powder and an organic solvent and uniformly kneaded, and the obtained slurry is applied to a doctor blade type green sheet making machine or the like. Obtained by supplying. In the present invention, the resin binder contains a blocked isocyanate compound having an active isocyanate group that can be regenerated by heating, a polyurethane resin, and a polyol.

上記グリーンシートの表面に有機物パターンを形成する
方法は、種々のパターン形成方法を採用することができ
る。細線パターンを必要としない場合は、熱分解性の良
い樹脂を溶剤に溶解してスクリーン印刷法等により所定
のパターンを形成すればよく、細線パターンを必要とす
る場合は、感光性樹脂フィルムをグリーンシート上にラ
ミネートして露光、現像することにより所定パターンを
形成すればよい。パターン形成に用いる有機材料として
は、任意のものが選ばれてよいが、望ましくは150〜250
℃で軟化、分解するものが使用される。
As a method of forming an organic pattern on the surface of the green sheet, various pattern forming methods can be adopted. If a fine line pattern is not required, a resin having good thermal decomposability may be dissolved in a solvent to form a predetermined pattern by a screen printing method or the like.If a fine line pattern is required, the photosensitive resin film may be green. A predetermined pattern may be formed by laminating on a sheet, exposing and developing. As the organic material used for pattern formation, any material may be selected, but it is preferably 150 to 250.
Those that soften and decompose at ℃ are used.

パターンが形成されたグリーンシートを複数枚積層し、
その後熱圧着するのが好ましい。熱圧着は熱プレス等の
通常の方法が用いられてよく、その熱圧着温度はブロッ
クイソシアネート化合物の活性イソシアネート基再生温
度より低い温度であれば任意に選ばれてよいが、望まし
くは50℃〜150℃の範囲である。
Laminate multiple green sheets with patterns,
Then, it is preferable to perform thermocompression bonding. The thermocompression bonding may be carried out by a conventional method such as hot pressing, and the thermocompression bonding temperature may be arbitrarily selected as long as it is lower than the active isocyanate group regeneration temperature of the blocked isocyanate compound, but preferably 50 ° C to 150 ° C. It is in the range of ° C.

次いで、得られた積層体を加熱して有機物パターンを消
失させると共に、積層体を焼成してバインダーを除去す
る。ここで、積層体の脱バインダー過程では、25℃/hr
以下の昇温速度で緩やかに昇温し、最終的には500〜600
℃で長時間保持することが好ましい。その際、グリーン
シートに含まれる樹脂バインダーが架橋反応を起こす温
度領域では、10℃/hr以下の昇温速度で極めて緩やかに
昇温することが特に望ましく、その温度領域は120〜200
℃であることが望ましい。この脱バインダー後の焼成方
法は、使用されるセラミックス粉末によって適宜決定さ
れればよいが、通常、900〜1650℃で1〜5時間焼成す
る方法が好ましい。このようにしてパターンの有機物パ
ターンの消失部分が空孔となり、多数の空孔を有するセ
ラミックス焼結体が得られる。
Next, the obtained laminate is heated to eliminate the organic material pattern, and the laminate is baked to remove the binder. Here, in the debinding process of the laminate, 25 ° C / hr
Gradually raise the temperature at the following rate, and finally reach 500 to 600
It is preferable to keep at 0 ° C for a long time. At that time, in the temperature range where the resin binder contained in the green sheet causes a crosslinking reaction, it is particularly desirable to raise the temperature extremely slowly at a temperature rising rate of 10 ° C./hr or less, and the temperature range is 120 to 200.
It is desirable that the temperature is ° C. The firing method after the binder removal may be appropriately determined depending on the ceramic powder used, but a firing method at 900 to 1650 ° C for 1 to 5 hours is usually preferable. In this way, the portion of the pattern where the organic material pattern disappears becomes a hole, and a ceramic sintered body having a large number of holes is obtained.

次に、上記樹脂バインダーに含有されるブロックイソシ
アネート化合物、ポリウレタン樹脂及びポリオールにつ
いてさらに詳細に説明する。
Next, the blocked isocyanate compound, polyurethane resin and polyol contained in the resin binder will be described in more detail.

ブロックイソシアネート化合物は、分子内に2個以上の
活性イソシアネート基を有するポリイソシアネートの該
イソシアネート基をブロック剤で封鎖することにより、
活性イソシアネート基を一時的に不活性化したものであ
る。活性イソシアネート基の再生温度は、ブロック剤の
種類を変えることにより調整することができ、グリーン
シートの熱圧着温度より高温域で任意に設定され、例え
ば、60℃以上設定するのが好ましい。60℃以下ではイソ
シアネート基の反応性がきわめて小さいものである。ま
た、ブロックイソシアネート化合物は、分子内に活性イ
ソシアネート基を1.0mmol/g以上含有するポリイソシア
ネートの該イソシアネート基をブロック剤で封鎖したも
のが好ましい。
The blocked isocyanate compound is obtained by blocking the isocyanate group of polyisocyanate having two or more active isocyanate groups in the molecule with a blocking agent,
The active isocyanate group is temporarily inactivated. The regeneration temperature of the active isocyanate group can be adjusted by changing the type of the blocking agent, and is arbitrarily set in a temperature range higher than the thermocompression bonding temperature of the green sheet, for example, 60 ° C. or higher is preferable. Below 60 ° C, the reactivity of the isocyanate group is extremely low. The blocked isocyanate compound is preferably a polyisocyanate containing 1.0 mmol / g or more of active isocyanate groups in the molecule, which is blocked with a blocking agent.

上記ポリイソシアネートとしては、例えばトリレジンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル
ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート及びそれらの変性物質等が好適に
使用され、その活性イソシアネート基を一時的に不活性
化するブロック剤としては、例えばフェノール、ニトロ
フェノール等のフェノール系、メタノール、エタノール
等のアルコール系、アセトアルドキシム、メチルエチル
ケトオキシム等のオキシム系等が好適に使用される。
尚、ブロック剤は、活性水素化合物であって且つイソシ
アネート基との反応によりグリーンシートの熱圧着温度
(通常60℃)以下では反応性の小さい安定な付加化合物
を生成するものであれば、上記化合物に限定されるもの
ではない。
Examples of the polyisocyanate include, for example, triresin diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate and modified substances thereof are preferably used, and examples of the blocking agent for temporarily deactivating the active isocyanate group include phenol, Phenol-based compounds such as nitrophenol, alcohol-based compounds such as methanol and ethanol, oxime-based compounds such as acetaldoxime and methylethylketoxime are preferably used.
If the blocking agent is an active hydrogen compound and produces a stable addition compound with low reactivity at the thermocompression bonding temperature of the green sheet (usually 60 ° C.) or lower by reaction with an isocyanate group, the above compound It is not limited to.

上記ポリウレタン樹脂は、ブロックイソシアネート化合
物とポリオールと共にグリーンシートの樹脂バインダー
として使用されるものであり、ブロックイソシアネート
化合物及びポリオールが未反応の状態であっても、グリ
ーンシートを形成する能力を有するものが好ましく、ま
た熱圧着時に軟化流動性を有するものが好ましい。特
に、ポリウレタン樹脂の数平均分子量は104〜106が好ま
しく、分子内に活性水酸基を0.01〜1.0mmol/g含有する
ものが好ましく、さらに好ましくは0.02〜0.5mmol/gで
ある。ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記範囲より
小さい場合にはシートを形成する能力が低下する。すな
わち、グリーンシートを形成する場合に、シート中にセ
ラミックス粉末が樹脂バインダーに対して多量に含有さ
れるため、ポリウレタン樹脂の数平均分子量が小さい場
合にはシートの機械的強度が低下し易い。また、ポリウ
レタン樹脂の数平均分子量が大き過ぎる場合には溶剤溶
解性が低下する。なお、上記数平均分子量はGPC分析に
よる値である。また、使用可能なポリウレタン樹脂は上
記範囲の数平均分子量に限られるものではなく、シート
の機械的強度の許容される部分ではこの範囲外であって
もよい。また、ポリウレタン樹脂に含まれる活性水酸基
量が少なすぎる場合にはイソシアネート化合物との反応
性に劣り、加熱時に架橋が充分に進行せず耐熱性が不足
し、空孔壁の崩壊が発生し、また多すぎる場合には架橋
反応が過度に進行し、非常に脆くなり、空孔壁の崩壊が
発生しやすくなる。ポリウレタン樹脂の主鎖を構成する
成分としては、例えばポリエステル、ポリエーテル、エ
ポキシ、アクリル等が挙げられるが、耐熱性の点でポリ
エステルが望ましい。
The polyurethane resin is used as a resin binder of a green sheet together with a blocked isocyanate compound and a polyol, and it is preferable that the polyurethane resin has the ability to form a green sheet even when the blocked isocyanate compound and the polyol are in an unreacted state. Further, those having softening fluidity at the time of thermocompression bonding are preferable. In particular, the number average molecular weight of the polyurethane resin is preferably 10 4 to 10 6 , and one having an active hydroxyl group in the molecule of 0.01 to 1.0 mmol / g is preferable, and more preferably 0.02 to 0.5 mmol / g. If the number average molecular weight of the polyurethane resin is smaller than the above range, the ability to form a sheet is reduced. That is, when forming a green sheet, since a large amount of ceramic powder is contained in the sheet with respect to the resin binder, the mechanical strength of the sheet is likely to decrease when the number average molecular weight of the polyurethane resin is small. Further, if the number average molecular weight of the polyurethane resin is too large, the solvent solubility is lowered. The above number average molecular weight is a value measured by GPC analysis. The usable polyurethane resin is not limited to the number average molecular weight in the above range, and may be out of this range in the part where the mechanical strength of the sheet is allowed. Further, when the amount of active hydroxyl groups contained in the polyurethane resin is too small, the reactivity with the isocyanate compound is poor, the crosslinking does not proceed sufficiently during heating and the heat resistance is insufficient, and collapse of the pore wall occurs, and If the amount is too large, the crosslinking reaction will proceed excessively, resulting in very brittleness, and the collapse of the pore wall will easily occur. Examples of the component constituting the main chain of the polyurethane resin include polyester, polyether, epoxy, acrylic, and the like, and polyester is preferable from the viewpoint of heat resistance.

上記ポリオールは分子内に活性水酸基を0.1〜20mmlo/g
含有するのが好ましく、さらに好ましくは0.5〜10mmol/
gである。このようなポリオールとしては、例えばポリ
エチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、
ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオール、ポリ
オキシプロピレンジオール、ポリテトラメチレングリコ
ールエーテル、ポリオキシエチレンジオール等のポリエ
ーテルポリオール、エポキシポリオール、アクリルポリ
オール等があげられる。これらのうち耐熱性の点でポリ
エステルポリオールが特に好適に使用される。
The above polyol has an active hydroxyl group in the molecule of 0.1 to 20 mmlo / g
It is preferably contained, and more preferably 0.5-10 mmol /
It is g. Examples of such a polyol include polyethylene adipate, polyhexamethylene adipate,
Examples thereof include polyester polyols such as polycaprolactone, polyoxypropylene diols, polytetramethylene glycol ethers, polyether polyols such as polyoxyethylene diols, epoxy polyols and acrylic polyols. Of these, polyester polyols are particularly preferably used from the viewpoint of heat resistance.

ポリオールに含まれる活性水酸基の量が少なくなると、
加熱された際のイソシアネート基との架橋密度が低下
し、耐熱性が不十分となって空孔壁の崩壊が起こりやす
くなり、逆に多くなると脆くなって空孔壁の崩壊が起こ
り易くなる。
When the amount of active hydroxyl groups contained in the polyol decreases,
The crosslink density with an isocyanate group when heated is lowered, heat resistance becomes insufficient and the collapse of the pore wall is likely to occur, and conversely, when it is increased, it becomes brittle and the collapse of the pore wall is likely to occur.

上記各成分の配合比は、ポリウレタン樹脂100重量部に
対してポリオールを3〜40重量部、ブロックイソシアネ
ート化合物を3〜60重量部とすることが好ましく、この
範囲内では配合比を任意に変えてグリーンシート圧着時
にバインダーの流動性を調節することができる。ポリウ
レタン樹脂に対するポリオール及びブロックイソシアネ
ート化合物の配合量が上記範囲より少ない場合には、空
孔内に残渣が残るおそれがある。すなわち、ポリオール
の配合量が少な過ぎる場合には、脱バインダー時にイソ
シアネートとの架橋が充分に行われず、セラミックス粉
末を結合保持する効果が小さくなる。また、ポリウレタ
ン樹脂の配合量が少な過ぎる場合には、グリーンシート
形成能が低下する傾向にあり、グリーンシートの取扱性
が低下すると共に、空孔内に焼結残渣が残るおそれがあ
る。
The mixing ratio of each component is preferably 3 to 40 parts by weight of polyol and 3 to 60 parts by weight of blocked isocyanate compound with respect to 100 parts by weight of polyurethane resin. Within this range, the mixing ratio may be arbitrarily changed. The fluidity of the binder can be adjusted when the green sheet is pressed. When the blending amount of the polyol and the blocked isocyanate compound with respect to the polyurethane resin is less than the above range, a residue may remain in the pores. That is, when the amount of the polyol blended is too small, the crosslinking with the isocyanate is not sufficiently performed during the binder removal, and the effect of binding and holding the ceramic powder becomes small. Further, if the blending amount of the polyurethane resin is too small, the green sheet forming ability tends to decrease, the handleability of the green sheet decreases, and the sintering residue may remain in the pores.

しかして、上記組成を有する樹脂バインダーを用いて作
製したグリーンシート表面に有機材料のパターンを形成
し、これを複数枚積層して熱圧着すると、この熱圧着の
段階ではバインダーのブロックイソシアネート化合物の
イソシアネート基が不活性化されたまま架橋反応しない
のでグリーンシートは好ましい流動性を有しており、グ
リーンシート間に有機材料のパターンを良好に埋め込む
ことができる。このバインダーの流動性は、樹脂バイン
ダーの組成、つまりポリウレタン樹脂とポリオールとブ
ロックイソシアネート化合物の種類及び/または混合比
等を変えることにより自由に調整することができ、熱圧
着条件が従来の同一種類のバインダーと比較して自由に
選べるようになる。
Then, a pattern of an organic material is formed on the surface of the green sheet prepared by using the resin binder having the above composition, and a plurality of these are laminated by thermocompression bonding, and at this thermocompression bonding, the isocyanate of the block isocyanate compound of the binder is formed. Since the groups do not undergo a crosslinking reaction while being inactivated, the green sheets have preferable fluidity, and the pattern of the organic material can be well embedded between the green sheets. The fluidity of the binder can be freely adjusted by changing the composition of the resin binder, that is, the type and / or the mixing ratio of the polyurethane resin, the polyol, and the blocked isocyanate compound. You will be able to choose freely compared to the binder.

また、熱圧着された積層体を加熱炉に供給し、10℃/hr
以下の昇温速度で脱バインダーの処理温度まで緩やかに
昇温させると、ポリオール及びポリウレタン樹脂の活性
水酸基とブロックイソシアネート化合物のイソシアネー
ト基が反応してバインダーが三次元網状構造を形成し、
耐熱性に優れた樹脂となる。そのためパターンの有機材
料が軟化・分解を開始する時点では、バインダーが軟化
流動を生じることがなくセラミックス粉末を結合保持し
ているので、パターンの体積減少に伴って空孔壁が崩壊
することはなくなる。従って、脱バインダー後、さらに
昇温して焼成することにより、焼結残渣を含まない完全
な貫通空孔を有するセラミックス焼結体を得ることがで
きる。
Also, the thermocompression-bonded laminated body is supplied to a heating furnace, and the temperature is 10 ° C / hr.
When the temperature is slowly raised to the treatment temperature of the binder removal at the following heating rate, the active hydroxyl groups of the polyol and polyurethane resin react with the isocyanate groups of the blocked isocyanate compound to form a three-dimensional network structure of the binder,
It becomes a resin with excellent heat resistance. Therefore, when the organic material of the pattern starts to soften / decompose, the binder does not cause softening flow and holds the ceramic powder in a bonded state, so that the pore wall does not collapse as the volume of the pattern decreases. . Therefore, after the binder is removed, the temperature is further increased and the firing is performed to obtain a ceramics sintered body having complete through holes containing no sintering residue.

(実施例) 本発明を実施例について以下に説明する。(Examples) The present invention will be described below with reference to Examples.

実施例1、2 (重量部) アルミナ粉末(平均粒径2μm) 230 ガラスフリット粉末(MgO−SiO2−CaO系、平均粒径0.8
μm) 12 黒色着色剤(Solvent Black7) 1.5 メチルエチルケトン 140 上記混合物と下記第1表に示した所定量の樹脂バインダ
ーをアルミナボールミルに供給し、3時間混練してスラ
リーを得た。このスラリーをドクターブレード型グリー
ンシート作製機に供給し、ポリエチレンテレフタレート
フィルム上に塗布乾燥し、厚さ50μmの100×100mmのグ
リーンシートを作製した。
Examples 1 and 2 (parts by weight) Alumina powder (average particle size 2 μm) 230 Glass frit powder (MgO—SiO 2 —CaO system, average particle size 0.8)
μm) 12 Black colorant (Solvent Black7) 1.5 Methyl ethyl ketone 140 The above mixture and a predetermined amount of the resin binder shown in Table 1 below were supplied to an alumina ball mill and kneaded for 3 hours to obtain a slurry. This slurry was supplied to a doctor blade type green sheet making machine, coated on a polyethylene terephthalate film and dried to produce a 100 μm 100 mm green sheet having a thickness of 50 μm.

得られたグリーンシートと感光性樹脂フィルム(積水化
学工業(株)製のドライフィルムレジスト「フォトウェ
ル」、暑さ25μm、支持フィルムはポリエチレンテレフ
タレート)を熱ラミネートし、感光性樹脂フィルム支持
フィルムに細線パターンを有する陰画のホトマスクを密
着させて、3kw高圧水銀灯から50cmの距離で紫外線を40m
J/cm2露光した。次いで感光性樹脂フィルムの支持フィ
ルムを剥離し、30℃の炭酸ナトリウムの1重量%水溶液
を1kg/cm2スプレーして現像を行い、線幅25μm、線間
隔25μmの細線パターンをグリーンシート表面に形成し
た。
The green sheet and photosensitive resin film (dry film resist “Photowell” manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., heat 25 μm, supporting film polyethylene terephthalate) were heat laminated to the photosensitive resin film supporting film with fine wire. Attach a negative photomask with a pattern, and irradiate 40 m of UV light at a distance of 50 cm from a 3 kw high-pressure mercury lamp.
It was exposed to J / cm 2 . Then, the support film of the photosensitive resin film is peeled off, and a 1% by weight aqueous solution of sodium carbonate at 30 ° C. is sprayed at 1 kg / cm 2 for development to form a fine line pattern having a line width of 25 μm and a line interval of 25 μm on the surface of the green sheet. did.

この細線パターンが形成されたグリーンシートからその
支持フィルムを剥離して500枚積層し、80℃、30kg/cm2
の条件で1分間プレスして、120×120×20mmの積層体を
作製し、この積層体を積層面と垂直にスライスして暑さ
3mmのスライス体を得た。
Green sheet The fine line pattern is formed by peeling off the support film is laminated 500 sheets, 80 ℃, 30kg / cm 2
By pressing for 1 minute under the conditions described above, a 120 x 120 x 20 mm laminated body is prepared, and this laminated body is sliced perpendicular to the laminating surface
A 3 mm slice was obtained.

得られたスライス体を加熱炉に入れて5℃/hrの昇温速
度で昇温し、180℃で5時間保持してグリーンシートバ
インダーを硬化させた後、10℃/hrの昇温速度で昇温
し、500℃で5時間保持して感光性樹脂の細線パターン
を消失させると共に脱バインダーを行い、更に200℃/hr
の昇温速度で昇温して1650℃で2時間焼成することによ
り、一面から相対向する面に多数の独立した空孔を有す
る多孔性セラミックス焼結体を得た。
The obtained sliced body is put in a heating furnace and heated at a temperature rising rate of 5 ° C./hr, and held at 180 ° C. for 5 hours to cure the green sheet binder, and then at a temperature rising rate of 10 ° C./hr. The temperature is raised and kept at 500 ° C for 5 hours to eliminate the fine line pattern of the photosensitive resin and to remove the binder, and further 200 ° C / hr.
By heating at 1650 ° C. for 2 hours at a heating rate of 1 to obtain a porous ceramics sintered body having a large number of independent pores on one surface to the other surface.

この多孔性セラミックス焼結体の空孔断面を走査型電子
顕微鏡で観察した結果を第1表に示す。
Table 1 shows the results of observing the pore cross section of this porous ceramics sintered body with a scanning electron microscope.

比較例1,2 実施例Iで使用した混合物と下記第1表に示した所定量
のグリーンシートバインダーをアルミナボールミルで3
時間混練してスラリーを得、以後実施例1と同様にして
多孔性セラミックス焼結体を得た。このセラミックス焼
結体の空孔断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を下
記第1表に併せて示す。
Comparative Examples 1 and 2 The mixture used in Example I and the specified amount of green sheet binder shown in Table 1 below were mixed in an alumina ball mill to prepare a mixture.
The mixture was kneaded for a time to obtain a slurry, and thereafter, a porous ceramics sintered body was obtained in the same manner as in Example 1. The results of observing the cross section of the pores of this ceramic sintered body with a scanning electron microscope are also shown in Table 1 below.

上記の第1表に示したように、実施例1,2においては焼
結残渣を含まない25μm□の完全貫通空孔を有するセラ
ミックス焼結体が得られた。
As shown in Table 1 above, in Examples 1 and 2, ceramic sintered bodies having 25 μm square complete through holes containing no sintering residue were obtained.

これに対し、比較例1,2においては、脱バインダー及び
焼成時に空孔壁の一部崩壊が起こり、貫通孔が形成され
なかった。
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the pore walls partially collapsed during debinding and firing, and through holes were not formed.

比較例3 実施例1で用いた第1表に示すグリーンシートバインダ
ーに代えてポリビニルブチラール樹脂をバインダーとし
て使用し、配合量をアルミナ粉末230重量部に対してポ
リビニルブチラール樹脂を30重量部とした以外は実施例
1と同様にして多孔性セラミックス焼結体を得た。
Comparative Example 3 Except that polyvinyl butyral resin was used as a binder instead of the green sheet binder shown in Table 1 used in Example 1 and the blending amount was 30 parts by weight of polyvinyl butyral resin to 230 parts by weight of alumina powder. A porous ceramics sintered body was obtained in the same manner as in Example 1.

このセラミックス焼結体の空孔を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、脱バインダー及び焼成時の空孔壁の崩壊
により貫通空孔が形成されていなかった。
When the pores of this ceramic sintered body were observed with a scanning electron microscope, through pores were not formed due to debinding and the collapse of the pore wall during firing.

(発明の効果) 本発明は、このように有機材料のパターンが形成された
グリーンシートを積層した積層体を加熱により脱バイン
ダーする際に空孔壁の崩壊を阻止して、焼結残渣を含ま
ない種々のサイズ、形状の貫通空孔を有するセラミック
ス焼結体を効率よく製造できるといった効果を奏し、イ
ンクジェットノズル、セラミックスフィルター等、貫通
空孔を必要とするセラミックス焼結体よりなる部品デバ
イスの製造に極めて好適である。
(Effects of the Invention) The present invention prevents the collapse of pore walls when debindering a laminate obtained by laminating green sheets on which patterns of organic materials are formed by heating as described above, and includes a sintering residue. It has the effect of efficiently manufacturing ceramics sintered bodies with through holes of various sizes and shapes, and manufactures component devices made of ceramics sintered bodies that require through holes, such as inkjet nozzles and ceramic filters. Very suitable for

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】樹脂バインダーとセラミックス粉末よりな
るセラミックスグリーンシートの表面に有機物で形成さ
れたパターンを設け、このものを複数枚積層してセラミ
ックスグリーンシート中に有機物パターンを埋設し、該
積層体を加熱して有機物パターンを消失させると共に、
該積層体を焼成することにより空孔を有するセラミック
ス焼結体を製造する方法であって、前記樹脂バインダー
が、前記積層体の加熱時に再生する活性イソシアネート
基を有するブロックイソシアネート化合物と、ポリウレ
タン樹脂と、ポリオールとを含有することを特徴とする
セラミックス焼結体の製造方法。
1. A ceramic green sheet comprising a resin binder and ceramic powder is provided with a pattern formed of an organic substance on the surface, a plurality of the patterns are laminated to embed the organic pattern in the ceramic green sheet, and the laminate is formed. While heating to eliminate the organic pattern,
A method for producing a ceramics sintered body having pores by firing the laminate, wherein the resin binder comprises a blocked isocyanate compound having an active isocyanate group regenerated when the laminate is heated, and a polyurethane resin. And a polyol.
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