JPS63210089A - セラミツク積層体及びその製造方法 - 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〕 本発明は、表面に導電性の層を有するセラミック積層体
に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

近年、半導体工業の発展忙伴ない、半導体を取扱う工場
、或いはコンピューター室に於ける静電気障害又は＃１
こり付着の防止のために帯電防止の技術が重要視されて
いる。

従来、静電気障害やほこり付着の防止のために室内の壁
材或いは床材に使用される帯電防止材料としてはタイル
等の基材の表面に導電性粉末と涌々の合成樹脂との混合
物を塗布する方法、或いは、導電性粉末と釉薬との混合
物を用いて施釉する方法（特開昭６０−２４６２８２号
）が知られている。

しかし、前者の方法では導電性粉末と合成樹脂との混合
物が基材から剥離したり、表面の耐摩耗性或いは耐熱性
に乏しいという問題点があった。また、後者の方法では
、表面の耐久性や平滑性を良好にするために釉薬の量を
増やせば相対的に導電性粉末の量が減少するため忙十分
な導電性が得られず、他方、導−電性を重視して導電性
粉末の量を増やせば釉薬の量が減少するために満足でき
る耐久性や平滑性が得られないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記し念従来の帯電防止材料の欠点を改
良して、耐摩耗性、耐熱性、耐腐食性等の耐久性や平滑
性に優れた表面を有し、且つ充分な導電性を有する帯電
防止材料を開発するぺ〈鋭意研究を重ねてきた。その結
果、タイル等の基材と導電性釉薬層との間に該導電性釉
薬層よりも導電性の高い導電層を設けることによって上
記した目的が達成されることを見い出し１本発明を完成
するに至った。

即ち、本発明は、セラミック基材と導電性釉薬層とが、
該導電性釉薬層よりも高い導電性を有する導電層を介し
て積層されてなるセラミック積層体である。

本発明で使用されるセラミック基材としては、導電性釉
薬層に使用される釉薬の焼付は温度に耐えられる材料で
あれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ、
アルミナ等の無機酸化物の焼結体；窒化ケイ素、窒化ア
ルミ等の無機窒化物の焼結体；炭化ケイ素等の無機炭化
物の焼結体；タイル等の陶磁器；セメントの水和硬化体
或いはセメントの加圧成形体等のセメント成形体が用い
られる。

次に、導電性釉薬層は、従来公知の釉薬からなる層に導
電性を付与した層である。釉薬としては、低融点のもの
から１５００℃付近の高融点のものに至るまで公知の釉
薬が特に制限なく用いることができる。具体的には、例
えば酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、
酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸
化ケイ素等を主成分とするものを挙げることができる。

これらの各成分を前記し九セラミツ久基材及び後述する
導電層の熱膨張係数と一致するように、また、焼付温度
が８００〜１３００℃の範囲になるように配合した釉薬
を用いることが、優れた耐久性を示す導電性釉薬層が得
られるた。

めに好ましい。

このような釉薬からなる層には、導電性付与のために導
電性粉末が含まれている。導電性粉末としては、導電性
を有するものであれば特に制限されず用い得る。導電性
粉末の導電性の程度を表わす指標である抵抗率は、得ら
れるセラミック積層体の帯電防止効果に直接影響を及ぼ
す。このため抵抗率は低いほど好ましい。また、導電性
粉末は、導電性釉薬層の焼付工程を経た後本導電性を損
わなｈものであることが好まし一〇本発明に於いて好適
に用い得る導電性粉末を具体的に例示すると１例えば、
銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属又は仁れらの
金属の酸化物よりなる粉末；ケイ化モリブデン、ホウ化
チタン等の金属化合物の粉末；酸化スズに酸化アンチセ
フ６０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％の
範囲で混合された混合扮末、或いは、酸化スズに酸化イ
ンジウムが３〜３０重量％。

好ましくは５〜１５重量％の範囲で混合された混合粉末
等を挙げることができる。これらの混合粉末は焼成によ
る固溶体形成で導電性を発現する。焼成工種は、別途設
けても良いが、導電性釉薬層の焼付工程と兼ねることが
好ましい。

上記した導電性粉末の中で亀、良好な導電性及び光沢が
金属色でないという理由から、酸化スズと酸化アンチモ
ン又は酸化インジウムとの混合粉末が好適に採用される
。これらの導電性粉末は、上記した釉薬からなる層に良
好な導電性を付与するために平均粒子径が０．０１〜２
０μｍ、さらに０．０１〜０．５μｍの範囲のものであ
ることが好まいへ 導電性釉薬層に含まれる上記の導電性粉末の量は、導電
性粉末の抵抗率、導電性釉薬層に要求される抵抗率、さ
らに得られる導電性釉薬層の耐久性や平滑性を勘案して
決定すれば良いが１通常は４〜２７容量％、さらに１０
〜２２容量％の範囲から選択することが好ましい。この
ような導電性粉末の量とすることによって、導電性釉薬
層の抵抗率を１０３〜１０　Ω’ｃＩｎ、さらに１０〜
１０　Ω・傷とすることができる。

導電性釉薬層の厚みは、帯電防止効果及び導電性釉薬層
の耐久性を勘案すると１〜５０μｍ、さらに４〜２０μ
ｍの範囲とすることｈ′−好ましい。

本発明に於いては、前記したセラミック基材と導電性釉
薬層とが導電層を介して積層されている。そして該導電
層の導電性は、該導電性釉薬層のそれよりも高くなけれ
ばならない。このような導電層を設けることにより、良
好な帯電防止効果と優れた平滑性及び耐久−性の表面を
有するセラミック積層体を得ることができる。

導電層は、導電性釉薬層よりも高い導電性を有するもの
であれば、その材質には特に制限されないが、得られる
セラミック積層体の帯電防止効果を良好なものとするた
めには、前記した導電性粉末で形成されていることが好
ましい。導電性粉末を使用する場合には。

後述する導電性釉薬層の焼付工程で該導電性粉末を溶融
或いは固溶させて充分な機械的強度と耐久性を有する導
電層を形成することが好ましい。導電性粉末が溶融或い
は固溶し難い場合には、導電性粉末に加えて結合材を併
用すれば良い。結合材としては、セラミック基材の製造
に使用される原料粉末と同じもの。

例えば、前述のシリカ、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素等が好ましく、その使用量は導電性粉末１００重量
部に対して１〜７０重量部の範囲であることが好ましい
。

導電層の抵抗率は、前記した導電性釉薬層のそれより４
低く、通常１０−４〜１０２Ω・α、さらに１０−１〜
１０Ω・−の範囲とすることが好ましい。また、導電層
の厚みは、帯電防止効果を良好にするために５〜１００
μｍ、好ましくは１０〜２０μｍとすることが好適であ
る。

本発明のセラミック積層体の製造方法は、ａ：制限され
るものではないが１次の方法により容易に製造すること
ができる。

即ち、表面に導電層を積層してなるセラミック基材の該
導電層の上に導電性粉末と釉薬とを分散させた懸濁液を
塗布し、該懸濁液の液媒体を揮散させ１次いで焼成する
ことによって導電性釉薬層を積層する方法である。

表面に導電層を積層してなるセラミック基材は、いかな
る方法で製造して本良いが１例えば、次の方法が好適に
採用される。

導電性粉末或いはこれに結合材を加えた混合粉末をメタ
ノールやエタノール等の易揮発性の有機溶媒に分散させ
て懸濁液を得る。この懸濁液をセラミック基材の表面に
塗布した後、懸濁液の液媒体を揮散させ、所定の厚さを
有する導電層を積層させることができる。

導電層のセラミック基材への接着性を向上させるために
、金型ブレス成形機等を用いて１００〜４００　Ｋｑ／
ｃｖ／ｌの圧力で導電層とセラミック基材とを圧着させ
ることが好ましい。

次に、導電層の上への導電性釉薬層の積層　“は、上記
の導電層の積層と同様に有機溶媒を用いる方法が採用さ
れる。即ち、釉薬と導電性粉末とを所定量混合した混合
粉末を有機溶媒に懸濁させる。そして、導電層が積層さ
れたセラミック基材の上ｋ、懸濁液を塗布し、液媒体を
揮散させる。この場合も、金型プレス成形機等を用いて
５００〜３０００Ｋｔ／ｃＩＩＩの圧力で導電性釉薬層
を導電層の上に圧着させることが好ましい。その後１通
常の釉薬の焼付と同様の方法によって１例えば５５０〜
１５００℃の温度で焼成を行なって導電性釉薬層を積層
し、本発明のセラミック積層体を得ることができる。

〔効果〕

以上の説明より理解されるように１本発明のセラミック
積層体は、セラミック基材と導電性釉薬層との間に導電
層を設けることによって、このような導電層のないもの
に比べてセラミック積層体の表面で高い導電性が得られ
る。即ち、本発明のセラミック積層体は、優れた帯電防
止効果を有してｈる。しかも、セラミック積層体の表面
に位置する導電性釉薬層を構成する導電性粉末の量を増
加させることなく、上記した優れな導電性が得られるこ
とから、導電性釉薬層中の釉薬の量を減少させる必要は
ない。このため、セラミック積層体の表面の平滑性及び
耐久性を良好に維持することができる。

以上のように、本発明のセラミック積層体は、表面の平
滑性及び耐久性を保ったまま、表面の導電性を向上させ
ることができたものである。

本発明のセラミック積層体の用途は特に制限されるもの
ではなく、前述の帯電防止材料などの建築分野を始めと
して１例えば、表面発熱抵抗体、電磁波シールド材料な
ど、その表面の導電性及び耐久性によって幅広い用途を
挙げることができる。

〔実施例〕

以下に実施例及び比較例を掲げて本発明なより詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

実施例　１ 第１表に示す割合で、普通ポルトランドセメントＣ以下
ＮＰＣと略す）と、粉末成形助剤としてケイ酸カルシウ
ム粉末（商品名：フローライ）Ｒ１徳山曹達■製）を混
合した後、金型プレス成形機により、３００Ｋｆ／−の
圧力で成形を行い、５（１ｍφＸ１０＋ｍの成形体を得
た。次いで第１表に示す割合で酸化スズに酸化アンチモ
ンを混合した導電性粉末をエタノールに懸濁させた後、
上記成形体の１面に塗布して液媒体を揮散させ、５００
Ｋｆ／ｄの圧力で圧着させて導電層を得た。次いで、第
１表に示す割合でホウケイ酸塩系の釉薬と酸化スズ及び
酸化アンチモンを混合した導電性粉末をエタノールに懸
濁させた後、上記導電層の上に塗布して液媒体を揮散さ
せ、８００ＫＩＦ／−の圧力で圧着させて導電性釉薬層
を得た。次いで１０００℃の温度で１５分間焼成を行い
除冷をした後、水を十分に含浸させて１８０℃及び１０
気圧の条件で６時間オートクレーブ養生をして本発明の
セラミック積層体を得た。

得られたセラミック積層体の施釉面の表面抵抗値及び表
面平滑性を第１表に示した。

尚、表面平滑性は、平面粗さ測定機（■東京精密製：ハ
ンディサーフｇ−１ＯＡ）により測定した中心線平均粗
さで示した。

比較例　１ セラミック基材、導電層、導電性釉薬層の３層よりなる
本発明のセラミック積層体に対して導電層の積層を省略
した以外は実施例１と同様にしてセラミック積層体を得
た。　　を得られたセラミック積層体の施釉面の表面抵
抗値及び表面平滑性を第１表に併せて示した。

実施例　２ 実施例１に於いて導電性粉末として使用した酸化スズと
酸化アンチモンｋかえて酸化チタン粉末の表面に酸化ア
ンチモン１０重量％を含有する酸化スズの被覆層を０．
００７μｍの均一な層厚で形成してなる白色導電性被覆
粉末（以下白色導電性粉末と称する。かかる白色導電性
粉末は、特開昭６１−２５６６１２によって製造するこ
とができる。）を使用し、さらに焼成温度を６００℃に
変更した以外は実施例１と同様にして本発明のセラミッ
ク積層体を得た。

得られたセラミック積層体の表面抵抗値および表面平滑
性を第２表に示した。

比較例　２ 導Ｕの積層を省略した以外は、実施例２と同様にしてセ
ラミック積層体を得た。

得られたセラミック積層体の施釉面の表面抵抗値および
表面平滑性を第２表に示した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック基材と導電性釉薬層とが、該導電性釉
   薬層よりも高い導電性を有する導電層を介して積層され
   てなるセラミック積層体。
2. （２）表面に導電層を積層してなるセラミック基材の該
   導電層の上に導電性粉末と釉薬とを分散させた懸濁液を
   塗布し、該懸濁液の液媒体を揮散させ、次いで焼成する
   ことによって導電性釉薬層を積層することを特徴とする
   セラミック積層体の製造方法。