TWI260313B - Ceramic slurry composition and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

1260313 Λ7 五、發明說明（1 ) ' -- 發明背景 1 .發明領域 本發明有關一種用於制；生Os 稀制、”相人私 尤趣料片的陶走裝組合物和 一種製…合物的較佳方法。本發明尤其有 = 原料粉末製造漿料的黏合劑的改良。 4 ; 1 ^ 2 .相關技藝描述 爲了滿足電子零件小型化 旦丄、 他重里和南密度的要Φ ，少 層陶瓷電子零件諸如多層陶爭$ — _ ^ 夕 多，其中這些零件用包括以下牛 座里越來越 蚪片上形成内邵導體薄膜諸如、瓦— 姑β机甘r / 層®孩陶瓷坯料片， /、、、後對其進行加壓黏合，得到原料層積 料層積物，同時燒結陶资抹料;;^精由^孩原 導體薄膜中所含的導電組=片中所含的m分和内部 用於製造這些多層陶资電子突 、 充私子令件的陶瓷坯料片通常需較 )專。另一万面，也有一此，卜杳：、 _插卜主 二^况孩陶瓷坯料片需較厚。盔論 哪種情況，重要的陶瓷坯料中且 …口阳 a ^ 丁 ”百成子不變化的厚度且不 . ν ^ Τ所3的陶瓮原料粉末具有 優越之分散特性。就此言之 、’ β g Μ …、式片材成形法比使用顆粒 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如、、 佚无吏通用於形成陶瓷坯料片。 在濕式片材成形法中，製備本右 將 > 衣爾3有陶瓷原料粉末的陶瓷 永。馬此，傳統上使用聚乙埽醇 你田女^ 寺作馬黏合劑，且 使用有機溶劑諸如醇或芳族溶劑以作爲溶劑。 然而，使用有機溶劑對操作環请遂& ^ i . F衣^兄產生很大的限制。因 此’取近提出了水溶性黏合劑， 〗 头『，谷％於含水溶劑，諸 的7公釐） 衣紙張尺度it丨巾邮家鮮（CNS)A1規格⑵〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1260313 Λ 7 ---—----__ΰ； _______ 五、發明說明（2 ) 如水本身。在這些水溶性黏合劑中，含有相對大量之疏水 組分的水溶性丙烯酸類黏合劑易於吸附在含有疏水組分的 陶瓷原料粉末上，因此，可提供具有優越分散特性的理想 分散系統。此外，其具有使用含該黏合劑的漿料製得的陶 資坦料片的吸濕性較低，因此，其因環境濕度而降解程度 較低優點。另外，可以得到與使用有機黏合劑諸如聚乙晞 j 醇难丁备的陶資远料片相同的片材強度和伸長率。 然而’含有習用疏水組分的水溶性丙烯酸類黏合劑通常 具有南落液黏度。使用這種黏合劑的漿料通常也具有高黏 度。因此’這種漿料具有低流動性及較低之陶瓷原料粉末 分散特性’難以得到均勻的陶瓷坯料片。 現已出一種藉由增加含水溶劑的添加量以降低漿料黏 度’或藉由降低黏合劑分子量以降低溶液黏度的方法，以 解決前述問題。 然而’採用前述方法時，會遭遇到各式各樣的問題。例 如’當藉由增加水溶劑的加入量，以形成厚度不小於6 〇微 米的陶瓷坦料片時，其乾燥特性就會降低，而於形成的多 層陶資電子零件上產生裂缝。當採用分子量較小的黏合劑 時’陶資堪料片的機械性質諸如拉伸強度或伸長率就會降 低。 發明概述 因此，本發明的目的是提供一種能解決前述問題的陶瓷 漿組合物’也提供一種製造該組合物的較佳方法。 本發明並先針對一種陶瓷漿組合物，包含陶瓷原料粉 ^ ： 4PIP 裝--------tr-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1260313 五、發明說明（3 ) 末、水溶性丙缔酸類黏合劑的含水溶劑，其特徵爲該水溶 性缔酸類黏合劑的重量平均分子量爲1〇,〇〇〇〇〃⑻，〇〇〇，在 。水/合吳彳中的慣性平方半徑（inertial radius)不大於 1 0 0納米，以解決前述技術問題。 當使用該種陶瓷漿組合物時，可以藉由單獨降低黏合劑 的落夜黏度，而不降低含有疏水組分的水溶性丙烯酸類黏 ! 合劑的分子量，提供低黏度陶瓷漿料。另外，這種漿料對 於陶瓷原料粉末具有良好之分散特性，良好之流動特性和 形成陶瓷坯料片的優越成形性。因此，可以製得具有優越 乾燥性的高密度陶瓷驻料片。 本發明另一方面的特點是本發明陶瓷漿組合物中所含的 水落性丙烯酸類黏合劑以X表示的聚集分子數及以γ表示 的第二維里係數（second Virial c〇efficient)滿足以下關係： YS-0.0002X -0·0004Χ+〇.〇〇5ΐ(其中1，且Yg〇 〇〇〇23)。 本發明亦有關一種製造陶瓷漿組合物的較佳方法。該製 造陶瓷衆組合物的方法之特徵係包括以下步驟：藉著至少 將丙烯酸和丙烯酸酯分散到溶劑中，製得黏合劑前趨物； 藉由在不低於100且不高於1750公斤/厘米2的壓力下使該黏 合劑前趨物進行高壓分散，製得水溶性丙晞酸類黏合劑； 混合所述水溶性丙烯酸類黏合劑、陶瓷原料粉末和含水溶 劑。 參照附圖和表格，可由以下詳述可更清楚地明瞭本發明 的其它目的、優點和新穎特色。 圖式簡單説明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------J^T*------.

1260313 Λ7 —嫌一— ^ — - ,, ,Π-- I, Ϊ ί 一 - 一 _ ^〜 ⑴ 五、發明說明（4 ) 圖1是表示實施例中製得的各種水溶性丙烯酸類黏合劑 的聚集分子數（X)和第二維里係數（γ)之間關係的圖。 較佳具體實例描述 雖已爷照以下附圖、表格和實施例描述本發明，但應當 理解本發明不侷限於下述的具體實施方式，而且在不偏離 以下申清專利範圍所述的本發明精神和範圍的條件下，可 I 以對各種用法和條件作各種變化和修飾。 如前文所述，本發明的陶瓷漿組合物係藉由混合陶瓷原 料粉末、水溶性丙烯酸類黏合劑和含水溶劑而製得。該水 溶性丙烯酸類黏合劑的重量平均分子量爲1〇,〇〇〇_ 500,000，在含水溶劑中的慣性平方半徑不大於1〇〇納米。 由該重量平均分子量和含水溶劑中慣性平方半徑所界定 的水溶性丙烯酸類黏合劑亦可藉聚集分子數和第二維里係 數界定。即，本發明陶瓷漿組合物中水溶性丙烯酸類黏合 劑以X表示的聚集分子數和以γ表示的第二維里係數滿足 如下關係：丫$_0.0002乂2-0.0004：^+0.005 1(其中}<：$1，且丫$ 0.00023) 〇 其中，X界定爲X g 1，因爲認爲當χ < 1時，黏合劑的分 子鏈被縮短，陶瓷坯料片失去韌性。符號γ界定爲γ g 0.00023’這是因爲當Υ<0·〇〇〇23時，未溶解的物質會發生 匕濁和 >几氣’因此该黏合劑典法作爲合適的黏合劑。 上述的水溶性丙烯酸類黏合劑較好是一種含有93.0-99.0 重量百分比丙烯酸燒基酯及/或甲基丙烯酸坑基酯以及1 .ον. 0 重量百 分比含 羧基的 不飽和 單體的 共聚物 ，該丙 烯酸烷 木紙張尺度適用中國國家標氓\丨規格Uiu X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____ [37 __ ____ [37 __ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1260313 Λ7 五、發明說明（5 ) 基酯及/或甲基丙烯酸坑基酯無法於室溫和常壓下於均聚 物形式下溶解於水。 對於無法以均聚物形式溶解於水的上述丙烯酸燒基酯和 甲基丙晞酸燒基，該聚合物所使用的單體一般在水中的溶 解極差。然而，這些單體在室溫下大多數是液態，因此， 與均聚物相比，不太容易分辨出它們是否可溶於水中。 用於本發明的丙稀酸虎基酯和甲基丙晞酸院基酯中的燒 基各含有1-8個碳原子。 例如，使用至少一種選自包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙 酯、丙烯酸異丙酯、丙晞酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙缔 酸環己酯和丙烯酸2 -乙基己酯之群者作爲丙烯酸垸基酯較 佳。 例如，使用至少一種選自包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙 烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙缔酸正丁 g旨、甲基 丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸環己酯和曱基丙烯酸2_乙基己 酯之群者作爲甲基丙烯酸烷基酯較佳。 另外’前述含複基的不飽和單體中，以例如不飽和羧酸 諸如丙烯酸和甲基丙晞酸及其半酯較佳。可以是兩種或多 種單體的混合物。其中，使用丙烯酸或甲基丙烯酸特佳， 因爲它們具有最簡單的結構。 形成可輕易溶於水的均聚物的單體可另外與水溶性丙烯 酸類黏合劑…其係反應性單體的共聚物一共聚。該種可共 聚單體的實例有烷基中具有伸烷基的（甲基）丙烯酸酯，諸 如（甲基）丙烯酸甲氧基甲醋、及烷基中具有烷二醇的（甲 _—>—t--------tr—.— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -8 - 1260313 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 五、發明說明（6 ) 基）丙晞酸甲氧基聚乙二醇酯（其中二醇重複單元的數目爲 2、3、4、8或2 4 )和烷基中具有羥基的（甲基）丙烯酸酯， 諸如（甲基）丙烯酸2 -羥乙酯和（甲基）丙烯酸2 _羥丁酯等。 另外，（甲基）丙烯腈、丙烯醯胺、N_羥甲基丙烯醯胺、 苯乙烯、乙烯、乙酸乙烯酯、N _乙烯基吡咯烷酮、甲基丙 少市縮水甘油S旨等也可用作其它的可共聚單體。 當水溶性丙烯酸類黏合劑被中和成鹽時，其在含水溶劑 中的落解度會增加，且該黏合劑溶液顯示約略中性的pH 値。因此，更易於操作黏合劑。應當注意，較好用銨離子 中和，因爲這種黏合劑較好不含有在焚燒時留下灰分的組 分。提供銨離子最容易的方法是使用氨水。然而，也可使 用任何類型的有機銨，包括一級、二級、三級及四級胺。 其貝例有單乙醇胺（一級胺）、二乙醇胺（二級胺）、三乙醇 胺（三級胺）等。 如前文所述，水溶性丙晞酸類黏合劑的重量平均分子量 (^^)係選擇介於1〇,00〇-5〇〇,〇〇〇範圍内。當重量平均分子 f小於10,000時，黏合劑的聚集力小，且陶瓷坯料片的強 度減小。另一方面，當重量平均分子量超過5〇〇,〇〇〇時，黏 合劑的溶液黏度和漿料的黏度變大。 另外’規足水(谷性丙烯·酸類黏合劑在上述含水溶劑中的 慣性平方半徑應不大於100納米，當慣性平方半徑大於1 00 納米時，該黏合劑的溶液黏度和漿料黏度會增加。 只要滿足上述條件，本發明陶瓷漿組合物中所含的水溶 性丙晞酸類黏合劑可藉已知的聚合方法製造，較好用溶液 私纸張尺度適財關家(2Κ) x 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 聚.-------訂·-------- 1260313 五、發明說明（ :合法寺万法製造。更佳情況下，該水溶性丙烯酸類黏合 劑：使用包括以下步驟的方法製得：II著至少將兩烯酸： 丙烯酸醋^分散到溶劑中製得黏合劑前趨物；然後在不低於 100且不高於1750公；厘米2的壓力下對所述的霉占合劑前趨 物進行高壓分散。 本發明陶瓷漿組合物中可含有任意選擇量的前述水溶性 丙烯酸類黏合劑。例如，可在100重量份數陶瓷原料粉末 中加入1-25重量份數，較好5_15重量份數水溶性丙埽酸類 黏合劑的固體組分。 ' 另外，用作陶瓷原料粉末的代表性材料實例是氧化物， I I I 訂 諸如氧化鋁、二氧化錯、二氧化鈦、鈦酸鋇、錐酸鈦酸鉛 和鐵酸錳。 . 另外，如有必要，可於陶瓷漿組合物中包括例如水溶性 增塑劑，諸如聚乙二醇和甘油，以及構塑輔劑，諸如分散 劑、消泡劑和抗靜電劑。 [實施例1 ] (試樣1至6 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 先將碳酸鋇（BaC〇3)和二氧化致（丁丨〇，）稱重，使它們的莫 耳比爲1 : 1。使用球磨機進行濕式摻合，然後進行脱水和 乾燥。之後’在1，〇〇〇 C的溫度下娘燒2小時，環碎產生陶 瓷原料粉末。 另外’按如下方法製彳寸水溶性丙埽酸類黏合劑。 將200克乙醇、5 0克純水和2克偶氮雙（4 -氰基戊酸）（作 爲聚合起始劑）置入一個裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝 10- ^纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A 1規格mo X 297公爱） 1260313

發明説明 A7 B7 器、滴液漏斗和導氣管的 . 將燒瓶中的混合物力二升c可卸式燒瓶中。在氮氣流下 二的：：二基不飽和單體的丙缔酸和用作丙烯酸院基 酉日的丙烯酸甲酯，試樣人 气择9 &人 + 芡1係w 5 〇·)克前者與99.5克後者， Λ樣2係此合1 ·〇克前者盥 . ，、9.0克後者，試樣3係混合4.0克 月'j者與9 6 · 0克後者，#祥j “、符人 人 "樣4係’w & 5 ·0克前者與95.0克後者 此合，試樣5係混合6 〇香前去炮〇/1 λ 士 Q Λ , .无則者興94·0克後者，試樣ό係混合 9.0克前者與91·〇克後者 ^ 交贫刀别製備總量爲100克的混合 物，、如心中”丙晞酸含量（重量％)" 一攔中所示。 …：後通過上述的4液漏斗分別將試樣工_ 6的混合物滴加 到燒瓶中，歷時2小時。燒瓶中的混合物在該溫度下保持i 小時二該混合物隨之回流2小時，以完成聚合。 接著」用氨水中和所得的共聚物。然後在每種共聚物中 加入2笔升/分叙的純水，在2小時内藉著與水的共沸蒸餾 以除去乙醇，產生含有2〇_〇重量百分比固體组分的黏合劑前 趨物。然後在300公斤/厘米2的壓力（如表i中，，分散壓力，， 一襴所示）和300毫升/分鐘的處理速度下，使用高壓分散 機針對於所得之黏合劑前趨物處理1〇分鐘，製得水溶性丙 烯酸類黏合劑。 其次，將1 00重量份數所製得的陶瓷原料粉末、0.5重量 份數聚丙烯酸銨分散劑固體組分（Mw: 1 〇〇〇)、7重量份數各 種水溶性丙烯酸類黏合劑的固體組分、2重量份數乙二醇 (用作增塑劑）和總量爲7 〇重量份數的純水與650重量份數 直fe爲5耄米的氧化锆球一起倒入球磨機中。濕式掺合2 〇 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

Sr

-線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1260313 五、發明說明（9 ) 小時，產生陶瓷漿組合物。 她加刮塗法於此等陶瓷漿組合米 的陶瓷坯料片。並；a Q Λ γ 化成厗度约爲^ 分鐘。 /、人，在〇 c將這些陶瓷坯料片乾煉 (試樣7) 在相同條件下進行與試樣υ相同的㈣，形成陶0 ，所不同的是混合10.0克丙#酸和〇克两烯酸f 酉旨二按試樣i-6中所用的相同合成方法使其反應，形成疏 水早體爲主要組分的水溶性丙烯酸類黏合劑。然後用”’ 替上述試樣1-6中所用的水溶性丙缔酸類黏合刻。 (試樣8 ) I在相同條件下進行與試樣卜6相同的操作，形成陶瓷坯 料片，所不同的是混合1〇 〇克丙烯酸和9〇 〇克丙烯酸甲 酯，並在100%乙醇溶劑中按試樣丨_ 6中所用的相同合成方 法使其反應，形成疏水單體爲主要組分的低分子量水溶性 丙烯酸類黏合劑。然後用它代替上述試樣丨_6中所用的 溶性丙烯酸類黏合劑。 對上述製得的試樣丨_ 8中的水溶性丙烯酸類黏合劑、陶 瓷漿組合物和陶瓷坯料片進行表丨中各項所示的各種 估。 Q 砰 -12- 本纸張尺度適用中國國豕標準（C) Λ4規格（210 X 297公 釐） 1260313 五、發明說明（ 12 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 二二主 ""W章刃性的指標。因此，兩個同時處於高値較 佳。表1也列出τ益 … 精由’’片材拉伸強度，，乘以"片材伸長率，， 所仔到之”片材韌性,，。 "乾燥時間丨，佴茲 & — 货、精由加入水把試樣1 - 8中每種陶瓷漿料的 時严 R値’然後測量在130°C時乾燥漿料所需的 ^間而決定。乾燥終點係藉著含水量變化爲〇15毫克/分鐘 或更低時之時間而決定。 ^ ^ 、口’與疏水組分爲主要組分的習用水溶性丙烯 酸〜姑合劑諸如試樣7相比，試樣1 - ό综合改善了漿料黏 2和乾‘時間，該試樣的缺點在於漿料黏度高，當漿料調 節至相同黏度時，乾燥時間長。 、人刀子里低從而降低了漿料黏度的習用水溶性丙晞酸類 黏。剤诸如試樣8相比，試樣丨_ 6也顯示了更高的片材強 度、片材伸長率或片材韌性，試樣的缺點是該片材具有較 低的片材拉伸強度或較低的片材伸長率，產生20.0或更低 之較低之片材韌性。 尤其，如試樣2-5所示，藉著將丙烯酸的含量設定爲1〇_ 7.0重量百分比之値，可不降低重量平均分子量（Mw)。是 故’不降低陶瓷坯料片的機械性能，諸如成形片材的密 度、片材拉伸強度、片材拉伸率、片材韌性和乾燥時間。 另外’參照試樣2 _ 5之結果，已知該共聚物分子在水中的 溶解度較低，當溶解於水時具有聚集的結構，具有較低的 相互作用，慣性平方半徑不大於1〇〇納米。因此，黏合劑 的落液黏度較低，且漿料黏度較低。 一 —一 _ -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS.)Aj規格（2l()x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I I--I I * I I I — II. Α7 Β7

1260313 1五、發明説明（""Ό 其中應王意，當丙烯酸的含量 旦土认、7 里j於1重I百分比時，重 f平均为子量（Mw)降低，如試樣1所示。 另外’當丙烯酸的含量越高過7〇重量百分比時，黏合劑 的落液黏度和衆料黏度變得相對較大，乾燥時間變長，如 試樣6的結果所示。 [實施例2 ] (試樣1 1至1 3 ) 首先，依實施例1的方法製得陶瓷原料粉末。 然後依如下的步驟製備水溶性丙烯酸類黏合劑。 2〇〇克甲醇、50克純水和2克偶氮二（4_氰基戊酸）（作爲 聚合起始劑）置入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器、滴 液漏斗和導氣管的丨公升可卸式燒瓶中。在氮氣流下將燒 瓶中的混合物加熱至6 5 °C。 另外，對於丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯，如 表2中（甲基）丙烯酸烷基酯，，一欄所示，試樣1 1使用丙烯 酸甲醋’試樣1 2使用甲基丙烯酸乙酯，試樣丨3使用丙烯 酸正丁酯。 對於作爲含羧基不飽和單體的丙烯酸及前述的丙烯酸烷 基醋及/或前述的甲基丙烯酸烷基酯，在試樣u _丨3係混合 〕·〇克七者與95.0克後者，分別製備總量爲1〇〇克的混合 物。因此，試樣11同等於實施例丨中的試樣4。 然後通過上述的滴液漏斗分別將試樣1丨_丨3的混合物添加 到燒瓶中，歷時2小時。燒瓶中的混合物於該溫度下保持1 小時。然後該混合物進行回流2小時，完成聚合。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)

裝 η

-線 1260313 五、發明說明（14 、接著：用氨水中和所得的共聚物。然後於2毫升/分鐘之 速^下添加純水於各共聚物中之情況下，藉著在7代加熱 和蒸館2小時以卩公本@辟 、、 ‘、甲知’田下具有20.0重量百分比固體組 分的m黏合劑前趨物。然後在则公斤/厘米2的壓力 ’一搁所示）和则亳升/分鐘的操作速 又制/曰冋、刀政機針對所得之黏合劑前趨物處理10分鐘， 以衣彳于水溶性丙烯酸類黏合劑。 其次，將100重量份數製得的 數聚丙晞酸銨分散劑固體組分（分枓t、G.5重量份 批々從，、、 1刀于里· 1000)、7重量份 丄7落性丙烯酸類黏合劑的固體組分、2重旦於數 二醇（用作增塑劑）和總量爲7 〇 里刀 .v , 里切数的純水iSi 6 ^ fi舌旦 伤數直後爲5毫米的氧化結球—起倒入球 ^ ^ 2 〇小時，產生陶瓷漿組合物。 傺式摻& 用刮塗法塗覆這些陶资浆組合物， 的陶Μ料片。然後在8(TC將這 ：，30微米 鐘。 一 U尤5枓片乾燥3 0分 依與實施例1相同的方法針對所得 樣的水溶性丙烯酸類黏合劑 于:广11·13中每-種試 經 濟 部 智 慧 財 產 局 進行表2中各項所示的評估。物和m料片 費 合 社 製 +、紙張尺㈣ ~ 1 7 - (21() x 297^ t 1260313 [表2] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 __ 五、發明說明（15 ) 試樣编號 11 12 13 (甲基)丙烯酸烷基酯 丙烯酸甲酯 甲基丙晞酸乙酉旨 丙晞酸正丁酉旨 黏合劑的溶液黏度 (mPa.s) 8 8 8 重量平均分子量 200,000 200,000 200,000 絕對重量平均分子量 450,000 500,000 540,000 慣性平方半徑(nm) 30 30 30 第二維里係數(xl〇-3) 0.30 0.28 0.26 聚集分子數 2.25 2.5 2.7 分散壓力(公斤/厘米2) 300 300 300 漿料黏度(mPa.s) 12 12 11 成形片材密度(克/厘米3) 3.62 1 3.62 3.62 片材拉伸強度(MPa) 2.70 2.00 1.50 片材伸長率(％) 20.0 27.0 36.0 片材勃性 54.0 54.0 54.0 乾燥時間⑻ 90 90 90 結果 Θ Θ Θ 由表2可知，當試樣丨2中所示的甲基丙烯酸乙酯或試樣 1 3所示的丙烯酸正丁酯代替丙烯酸曱酯（用在實施例1和 減樣1 1中）作爲丙烯酸烷基酯和/或曱基丙烯酸烷基酯時， 與使用丙烯酸曱酯的情況一樣，共聚物分子具有較低的水 落解性、溶解於水時具有聚集結構，具有較低的相互作 用，慣性平方半徑不大於100納米，從而導致較低的黏合 ；— ^__-1 8- 本纸張尺度適用^國家標準格（2丨〇 X 297公釐） --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

\71260313 濟 部 智 慧 財 產 員 工 消 費 合 社 印 製 五、發明說明（16 ) 劑落液黏度和較低的漿料黏度。因此 間，且增加成形片材密度和片材韌性。 [實施例3 ] (試樣 2 1-29) 首先’依與實施例㈤所述的相同方法製得陶竟原料粉 末。 0另外’實施與實施例i中相同的操作和方法，所不同的 疋混合丙烯酸(作爲含羧基的不飽和單體)和丙烯酸甲酯 (:馬：烯酸烷基酯），使丙晞酸的含量如表3中"丙烯酸含 =重量百分比)”一欄所示，以便製得水溶性丙晞酸類黏 合劑的黏合劑前趨物。 一接著’在90公斤/厘米2、1〇〇公斤/厘米2、公斤/厘 米1,750公斤/厘米2和2,000公斤/厘米2的壓力（如表3中，， ㈣壓力"一欄所示）如3〇〇毫升/分鐘的處理速度下，使用 =壓分散機針對所得的黏合劑前趨物進行處理3〇分鐘，製 得水溶性丙烯酸類黏合劑。 然後將100重量份數製得的陶资原料粉末、0.5重量份數 聚丙烯酸銨分離劑固體組分（分子量：丨’⑻㈨、7重量份數 各種水溶性丙烯酸類黏合劑的固體組分、2重量份數乙二 醇（用作增塑劑）和總量爲7 〇重量份數的純水與重量份 數直k爲）笔米的氧化錐球一起倒入球磨機中濕式摻合Μ 小時’產生陶瓷漿組合物。 用刮塗法塗覆這些陶資聚組合物，形成厚度約爲3 〇微米 的陶是坯料片。然後在8 〇。〇將這些陶瓷坯料片乾燥3 〇分 可以縮短乾燥時 請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 . 1 I - -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A1規格7^丨〇 X 297公 釐） 1260313 _____ B7 _ 五、發明說明（17 ) 鐘。 依與實施例1相同的方法，針對所得試樣2 1 -29中每一種 試樣的水溶性丙晞酸類黏合劑、陶瓷：漿組合物和陶資;埋料 片進行表3中各項所示的評估。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·-------里 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1260313 Λ7 B7 五 、發明說明（18 ) [表3] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

試樣編號 21 22 23 24 25 26 27 28 29 丙締酸含量 (重量百分比） 20.0 20.0 1.0 20.0 1.0 20.0 30.0 20.0 30.0 黏合劑的溶液 黏度(mPa.s) 2,000 1,000 5 100 4 10 900 3 50 重量平均 分子量 200,000 200,000 200,000 200,000 200,000 200,000 200,000 6,000 (200,000) 6,000 (200,000) 絕對重量平均 分子量 520,000 480,000 300,000 300,000 200,000 200,000 200,000 6,000 6,000 慣性平方半徑 _ 110 100 13 60 10 50 100 10 10 第二維里係數 (xl〇·3) 3.00 3.00 0.25 3.00 0.25 3.00 4.50 3.00 4.50 聚集分子數 2.6 2.4 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.03 0.03 分散壓力 (公斤/厘米2) 90 100 1,3〇〇 1,3〇〇 1,750 1,750 1,750 2,000 2,000 漿料黏度 (mPa.s) 300 100 9 50 8 15 180 10 100 成形片材密度 (克/厘米3) 3.62 3.62 3.62 3.62 3.62 3.62 3.62 3.62 3,62 片材拉伸強度 (MPa) 4.90 4.90 1.50 4.90 1.50 4.90 5.50 3.80 3.90 片材伸長率 (%) 11.0 11.0 40.0 11.0 40.0 11.0 9.0 3.6 2.0 片材韌性 53.9 53.9 60.0 53.9 60.0 53.9 49.5 13.7 7.8 乾燥時間(S) 170 130 80 110 75 90 145 88 130 結果 X 〇 ® 〇 Θ 〇 〇 X X (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝--------訂----- 一紙 I本 ____-21- 中國國家標準（〇\^)Λ 1規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

百 1260313 五、發明說明（19 表3中，試樣=8和29的”重量平均分子量"一欄中括號内 的數値表不在鬲壓分散步驟之前的黏合劑重量平均分子 量。 對於表3中試樣2 1 -29，合7k、、交，祕π μ ^ ^曰水/夺性丙缔酸類黏合劑中丙烯 酸的含量爲L0重量百分比（該値在1〇_7〇重量百分比的範圍 内，如試樣23和25所示），可以得到高的重量平均分子 量，而且可改善陶◎料片的機械性能，如成形片材密 度、片材拉伸強度、片材伸長率、片材物性和乾燥 =:r平方半徑，而且也可降低黏合劑的溶液黏 與之相比’在丙締酸本量爲 分比（超過W量0比；;百分比和则重量 里白刀比的乾圍）的試樣2 1、2 2、2 4、 26、27、28和29的情況下，-般難以或甚至不可能降低 黏合劑的溶液黏度。 ^』此卩牛低 驟=法==、24::6和27所示當使用包括如下步 度和漿料黏产t = 黏合料，可以降低溶液黏 ==度，而不致將水溶性丙晞酸類黏合 降低到不合適的程度，該方 予里 紿略八典不丨、 $ ^括至少把丙烯酸和丙 ㈣刀政到溶劑中製得黏合劑前趨物丙缔 前趨物進行高壓分散，並中 +尸斤相黏合劑 1〇〇JLT 〃中用於鬲壓分散的壓力爲 100且不阿於U50公斤/厘米2。 乃4低於 大致與上述試樣2 3和2 、，可以製得機械性能 4锿23和25相似的陶瓷坯料片。 時==)高=步驟的壓力小於-公斤/厘米2 、丨水Z 1呵7F )，視組合物 ，有時無法得到高壓分

1260313 A7 B7 五、發明説明（2〇 )

政的效果。另一方面，當高壓分散步驟的壓力超過175(^4 斤v里米θ時（如試樣2 8和2 9所示），水溶性丙烯酸類黏合劑 的分子量會被降低，導致較低的性能，包括較低的片材： 性0 圖表示上述貫施1-3中製得的各種試樣的聚集分子數 (X)與第二維里係數（γ)之間的關係。 在圖1中，橫軸表示聚集分子數（x)，縱軸表示第二維里 係數（γ)。由試樣的聚集分子數（X)和第二維里係數（γ)表示 的位置係由有關的橫座標和縱座標表示，使用符號Ο、〇 和X標示。符號©、〇和χ相應於表丨_ 3中"結果"一欄的符 號Θ、〇和X。符號@、〇和χ使用對於每個符號的試樣編 號標明。應當注意，符號@表示優越，符號〇表示良好， 符號X表示不滿意。 由圖1可知，用符號©和〇標明的較佳試樣的聚集分子數 (X)和第一維里係數（Υ)滿足如下關係：丫^_〇 〇〇〇2乂2-0.00 04Χ+0 ·〇〇51(式中 X$l，且 γ$〇〇〇〇23)。 如削文所述’藉著提供本發明的陶瓷漿組合物，其中該 水溶性丙晞酸類黏合劑的重量平均分子量爲1〇,〇〇〇_ 500,000，且於含水溶劑中之慣性平方半徑不大於1〇〇納 米，或其中該水溶性丙烯酸類黏合劑以X表示的聚集分子 數和用Υ表示的第二維里係數滿足如下關係：¥^_ 〇.0002X2-0.0004Χ+0.0051(式中 x^l，且丫^〇.〇〇〇23)，可 以降低水溶性丙烯酸類黏合劑的溶液黏度和使用該黏合劑 製得的陶瓷漿組合物的黏度。因此，避免降低用這種陶瓷 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

裝 η

線 137 1260313 五、發明說明（21 ) 漿組合物製成的陶瓷坯料片的密度、拉伸強度和伸長率， 同時可以減少將該陶瓷漿組合物的黏度調節到自習用陶资 趣料片相同之値時所添加的水量。 本發明製造陶資漿組合物的方法包括如下步驟：藉著至 少把丙晞酸和丙烯酸酯分散到溶劑中製得黏合劑前趨物； 在100-1，750公斤/厘米2的壓力下，針對該的黏合劑前趨物 進行高签分散，以製得水溶性丙烯酸類黏合劑。因此，即 使在使用以習用方法難以降低溶液黏度的丙烯酸/丙烯酸 酉旨的組成比時，也一定能降低溶液黏度，且不會把水溶性 丙烯酸類黏合劑的分子量降低到不期望之程度。因此，可 輕易得到達到前述效果的陶瓷漿組合物。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) --------訂--------j 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 __本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1260^314864號專利申請案 沾 〆 辛文串請專利範圍替換本(95年1月） g ^ ______D8 ____-- 六、申請專利範圍 1· 一種陶瓷漿組合物，其包含·· 一陶瓷原料粉末； 一水溶性丙缔酸類黏合劑，其共聚物分子係溶解於水 中之狀態者；及 一含水溶劑， 其中該水溶性丙烯酸類黏合劑的重量平均分子量係由 1 0，0 0 0至5 0 0，〇 〇 〇，在含水溶劑中的慣性平方半徑不 大於100奈米。 2.如申請專利範圍第1項之陶瓷漿組合物，其中該水溶 性丙烯酸類辞合劑以乂表示的聚集分子數及以丫表示的 弟'一維里係數滿足、如下關係： Υ$-0·0002Χ2-0·0004Χ + 0.0051(式中 X^l，且¥ - 0.0 002 3 )° … 3·如申請專利範圍第1或2項之陶瓷漿組合物，其中該水溶 性丙烯酸類黏合劑是含有9 3 . 0 - 9 9.0重量百分比丙烯酸 基酯和/或甲基丙缔酸燒基酯、以及1 , 〇 _ 7.0重量百分 比含叛基的不飽和單體的共聚物，該丙稀酸虎基酯和/ 或甲基丙烯酸烷基酯無法於室溫和常壓下以均聚物形式 溶解於水。 4.如申請專利範圍第3項之陶瓷漿組合物，其中該丙烯酸 烷基酯和甲基丙晞酸烷基酯中的烷基各含有卜8個碳原 子。 5·如申請專利範圍第4項之陶瓷漿組合物，其中該丙晞酸 烷基酯是至少一種選自包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 71588-950105.DOC 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公D 1260313 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙晞酸異丁酯、丙烯酸 環己酯和丙烯酸2 -乙基己酯之群者。 6.如申請專利範圍第4項之陶變漿組合物，其中該甲基丙 婦酸烷基酯是至少一種選自包括甲基丙締酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯、甲基丙晞酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、 甲基丙婦酸異丁酯、甲基丙埽酸環己酯和甲基丙埽酸2 _ 乙基己酯之群者。 7·如申請專利範圍第3項之陶瓷漿組合物，其中該含幾基 的不飽和單體是至少一種選自包括不飽和羧酸包ς丙^ 酸和甲基丙烯酸及其半酯之群者。 8. 如申請專利範圍第丨項之陶瓷漿組合物，其中該漿料组 合物中含有中和鹽狀態之該水溶性丙缔酸類黏合劑。 9. 一種製造陶瓷漿組合物的方法，其包括如下步驟： 藉由至少把丙缔酸和丙缔酸酯分散到溶劑中，以 黏合劑前趨物； ^ 藉由不小於100且不大於1，75〇公 厘未2的壓力 下，對該黏合劑前趨物進行高壓分散， ^ I仔水溶性而 ~酸類黏合劑；及 ^内 混合該水溶性丙埽酸類黏合劑、陶资原料粉 溶劑。 々3水 其係用於形 10.如申請專利範圍第1或2項之陶瓷漿組合物 成陶瓷坯料片。 71588-950105.DOC 本紙張尺度適用家料(CNS)规格(21() χ 297公Θ~-_;—— _