JPS608992B2 - セラミツク成形体の前処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック成形体の前処理方法、具体的には、
電子部品用セラミック材料を有機質バィンダを用いて所
定形状に成形してなるセラミック成形体を焼成するに先
立って該成形体中の有機質／くィンダを燃焼させ除去す
る前処理方法に関する。

通常、この種のセラミック成形体を焼成する場合、成形
体の強度を高めるために加えた有機質バィンダの燃焼と
セラミック自体を焼結させるための一つの熱処理を同時
に行なう方法が汎用されている。

しかしながら、有機質バィンダの分解、酸化反応による
燃焼を急激に行なうと、成形体内部からもバィンダの分
解、燃焼が生じ、成形体に割れやフクレ等が発生するな
どの問題があることから、成形体の形をくずごずにバィ
ンダを燃焼させるためには昇温スケジュールを十分に遅
くしなければならず、必然的に焼成時間が長くなる（通
常約１糊時間）とともに焼成炉のバィンダ燃焼帯を長く
しなければならないという問題があった。しかも、従来
法にあっては、セラミック成形体を陸鉢に整列させ、こ
れを合板上に多段に重ねて戦層してトンネル式焼成炉に
般入させなければならないため厘鉢や合板による熱損失
が大きく、多段に積重された屋鉢の上段、中段、下段で
焼成温度にバラッキを生じ、これを防止するためには焼
成帯の灼熱長も長くしなければならないという問題もあ
つた。他方、積層コンデンサ用セラミック成形体のよう
に特にバィンダの添加量が多い場合、バィンダ燃焼とセ
ラミックの暁給を別々の炉で行う方法が採用されている
が、この場合にも上述の問題をさげることは困難であっ
た。

本発明は、上記問題を解決することを目的としてなされ
たものであって、その要旨は、セラミック材料を有機質
／ゞィンダを用いて所定形状に成形してなる成形体を化
学的不活性材料粉末と共に、３００〜６００００に加熱
された回転式炉本体内に供給し、該炉本体を回転させる
ことによりその一端から池端側へ前記成形体および化学
的不活性材料粉末を移動させつつ加熱して前記成形体中
の有機質バィンダを燃焼除去することを特徴とするセラ
ミック成形体の前処理方法にある。

好ましい実施例においては、化学的不活性材料粉末とし
て、融点が高くセラミック材料と反応することのない材
料、例えば、酸化ジルコニウム、シリカ、アルミナ、ス
ピネル、マグネシア、窒化珪素、炭化珪素、窒化ほう素
などの金属酸化物の粉末が使用される。

セラミック成形体と粉末の割合は特に限定されないが、
一態様として重量比１：３にする。また、炉本体は熱間
で軟化、変形が少なく熱衝撃に強い材料、例えばムラィ
ト「アルミナ〜石英、ステンレススチールで形成するの
が好ましい。

また、炉本体を多孔質としてもよい。以下、本発明方法
の実施に使用する炉の一例を示す添付の図面を参照して
説明する。

図示の炉は、一端側にセラミック成形体および化学的不
活性材料粉末を供給する供給口１を有し、他端側に排出
口２を有する円筒状炉本体３と、本体３を加熱するヒー
タ４と「本体３を回転駆動する駆動機構５とから構成さ
れている。

炉本体３はその両端近傍に外設されたスリーブ６を介し
て水平線に対して０．５〜５度の傾斜角８をもって三対
のローラ８上に敦層され、これらのローフ８はそれぞれ
ベース７上に配設されている。炉本体の供給ロー側の端
部に外設された二つのスリーブ６と係合する二対のロー
ラ８はモータ９に取り付けられたギア１５と噛合うギア
１６を取り付けたシャフト１７により駆動され、モータ
９を作動させることにより炉本体３が回転する。ベース
７には本体３の中央部を包囲する断熱材製保温器１０が
取り付けられ、その内部にＳＩＣ質発熱体、金属発熱体
、またはガスバーナなどのヒータ４が収容されている。
図中１１はセラミック成形体を前進させるためのラセン
状羽根である。運転時、炉本体３はモータ９により駆動
されて回転すると共にヒータ４により加熱されて３００
〜６００００に昇温し、その供給口１に成形体および化
学的不活性材料粉末が、ホッパーフィーダ、振動フィー
ダその他の適当な供給装置からシュート１２を介して供
給される。

成形体は低速回転する炉本体３内で化学的不活性材料粉
末と混合燈拝されながら加熱され、炉本体の排出口２方
へ移動する。成形体は炉内を通過する過程で３００〜６
００００に加熱され、その中に含まれる有機質バィンダ
が燃焼して除去される。この場合、バィンダの分解は温
度に大きく影響されるが、バィンダの燃焼は雰囲気中の
酸素および温度に大きく影響される。しかし、本発明方
法で燃焼させると、成形体がバィンダの発火点以上に加
熱されても成形体と共存する化学的不活性材料粉末によ
り覆われているため、たとえバィンダが燃焼してもすぐ
にその炎が消され、従ってバィンダは不完全燃焼する。
このため成形体では急激な燃焼反応は起こらず、割れ「
ヒビなど形状に変化を生じることがない。なお、この前
処理は空気中で行なう必要はなく窒素ガス雰囲気中で行
なうこともできる。このようにして得られた成形体は、
図示の装置の加熱温度を１１００〜１３５０００にあげ
て、上記前処理と同様の方法で焼成してもよく、公知方
法により焼成してもよい。

なお、図示の装置を用いて焼成する場合、炉本体の材料
としてはムラィトまたはアルミナを用いるのが好ましい
。上記本発明方法によれば、厚鉢や合板を使用しないの
で熱損失を少なくし熱効率を高めることができ、従来の
約１０分の１に省エネルギー化を計ることができる。

また、成形品が化学的不活性材料粉末と共に加熱される
ためあたかも砂俗で加熱したようになり均一加熱するこ
とが可能となり製品のバラッキを少なくすることができ
る他、前処理時間の短縮、炉の小型化を計ることができ
る。さらに、焼成工程も上記装置を用いて行なえば、厘
鉢詰めや取り出し工程が不要となり、成形工程、前処理
工程および焼成工程を連続化でき、作業能率を著しく向
上させることができる。実施例 チタン酸バリウム系セラミック材料を用い、常法により
長さ３側、幅３側、厚さ１柳の積層コンデンサ用角板ユ
ニットを成形し、このユニットを図示の装置（煩斜角８
＝１０、炉本体回転数０．５ｒｐｍ、電気ヒータ付ムラ
ィト製炉）を用いて下記の条件で前処理し、次いで同じ
装置を用いて下記条件で焼成した。

〔前処理条件〕

化学的不活性材料粉末： Ｚｒ０２ ユニットと粉末との重量比：１：３ 炉内温度 ：３５０００ ユニットの炉内通適時間 ：１時間 〔焼成条件〕 化学的不活性材料粉末 ：Ｚｒ０２ ユニットと粉末との重量比：１：３ 炉内温度 ：１２９０００ユニットの炉
内通過時間 ：３時間 このようにして得られた前処理済のユニットおよび焼成
されたユニットはその外観にコーナ部の欠損や丸み付つ
などの異常は認められなかった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の実施に使用する焼成炉の一例を示す略
断面図である。 １・・・・・・供給口、２・・・…排出口、３…・・・
炉本体、４……ヒータ、５・・・・・・駆動機構、６・
・・・・・スリーブ、８……ローフ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク材料を有機質バインダを用いて所定形状
   に成形してなる成形体を化学的不活性材料粉末と共に３
   ００〜６００℃に加熱された回転式炉本体内に供給し、
   該炉本体を回転させることによりその一端から他端側へ
   前記成形体および化学的不活性材料粉末を移動させつつ
   加熱して前記成形体中の有機質バインダを燃焼除去する
   ことを特徴とするセラミツク成形体の前処理方法。 ２ 化学的不活性材料粉末が酸化ジルコニウム、アルミ
   ナ、シリカ、スピネル、マグネシア、窒化硅素、炭化硅
   素、窒化ほう素からなる群から選ばれた金属酸化物の粉
   末である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 炉本体がムライト、アルミナまたはステンレススチ
   ールで形成されている特許請求の範囲第１項記載の方法
   。