JPH02267175A - Preparation of ceramic sintered product - Google Patents
Preparation of ceramic sintered productInfo
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- JPH02267175A JPH02267175A JP8660289A JP8660289A JPH02267175A JP H02267175 A JPH02267175 A JP H02267175A JP 8660289 A JP8660289 A JP 8660289A JP 8660289 A JP8660289 A JP 8660289A JP H02267175 A JPH02267175 A JP H02267175A
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic sintered body, and in particular,
The present invention relates to a method for manufacturing a porous ceramic 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
63−99956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ため、線幅10μ
m程度、線間隔が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 ceramic sintered body,
For example, a method is known in which a photosensitive resin pattern is embedded between green sheets, the photosensitive resin pattern is decomposed and disappeared by heating, the binder is removed from the green sheet, and the green sheet is fired (JP-A No. 63-99955). , No. 63-99956, No. 63-99957,
Publication No. 63-99958). In this method, a pattern is formed by exposing and developing a photosensitive resin, so the line width is 10 μm.
A large number of thin line patterns with a line spacing of about 20 μm (
It has the advantage of being able to form fine patterns) and has the potential to form minute through-holes.
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。The green sheet used in the above manufacturing method is made by bonding ceramic powder with a general organic binder.
これに対し、水溶性ポリウレタン樹脂をパインターとし
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
)。On the other hand, a method for manufacturing a green sheet in which ceramic powder is bonded using a water-soluble polyurethane resin as a pinter has also been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 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639995
6号公報、同63−99957号公報、同63−999
58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150〜200℃)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) The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-99955, No. 639995
Publication No. 6, Publication No. 63-99957, Publication No. 63-999
The manufacturing method disclosed in Publication No. 58 has the advantage of being able to form a fine line pattern as described above, but since the binder in the green sheet used is a general organic binder, it is difficult to form a fine line pattern. At the temperature at which the photosensitive resin starts to soften and decompose (usually 150 to 200°C), the organic binder in the green sheet also starts to soften and decompose at the same time. Therefore, as the photosensitive resin softens and changes in volume during decomposition (heat shrinkage), the green sheet binder that is in contact with the thin line pattern of the photosensitive resin flows together with the ceramic powder, and the thin line pattern disappears and is formed. There is a problem in that the pore walls collapse and the ceramic powder enters the pores, resulting in only a ceramic sintered body having incomplete pores containing sintering residue in the pores.
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 No. 61-286261 is produced using a water-soluble polyurethane resin instead of a normal organic binder, but the polyurethane resin used as the binder is a general thermoplastic resin. Since it is a polyurethane resin and is used alone, even if such a green sheet is used, the polyurethane resin flows during binder removal as described above, causing the pore walls to collapse, resulting in undesirable results. There was a problem in that only a ceramic sintered body having complete pores could 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-mentioned problems, and its purpose is to embed the organic pattern well in the green sheet when laminating the green sheet and the organic pattern, and to remove the binder from the green sheet. The object of the present invention is to provide a method for producing a ceramic sintered body that can form almost complete through-holes without sintering residue without causing collapse of the pore walls at times.
(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
に有機物パターン形成設し、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) The method for manufacturing a ceramic sintered body of the present invention involves providing a pattern formed of an organic substance on the surface of a ceramic green sheet made of a resin binder and ceramic powder, and laminating a plurality of sheets. A method for producing a ceramic sintered body having pores by forming an organic pattern in a ceramic green sheet, heating the laminate to eliminate the organic pattern, and firing the laminate, the method comprising: The resin binder is characterized in that it contains 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.
以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained 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
ーブレード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 additives such as a coloring agent, a solvent, etc., as necessary. The blending ratio of ceramic powder and resin binder is usually 200 to 2000 parts by weight of ceramic powder to 100 parts by weight of the total amount of resin binder. Green sheets can be prepared by conventional methods. For example, a predetermined amount of a resin binder is added to a mixture of ceramic powder and an organic solvent, and the mixture is kneaded uniformly. 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、望まし一
くは150〜250°Cで軟化、分解するものが使用さ
れる。Various pattern forming methods can be used to form the organic pattern on the surface of the green sheet. If a fine line pattern is not required, the desired pattern can be formed by dissolving a resin with good thermal decomposition in a solvent and using a screen printing method, etc. If a fine line pattern is required, a photosensitive resin film can be printed in green. A predetermined pattern may be formed by laminating the sheet onto a sheet, exposing it to light, and developing it. Any organic material may be selected as the organic material used for pattern formation, but it is preferable to use one that softens and decomposes at 150 to 250°C.
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°Cの範囲である。Layering multiple green sheets with patterns formed on them,
It is preferable to carry out thermocompression bonding after that. A conventional method such as hot pressing may be used for thermocompression bonding, 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 is preferably 50°C to 150°C. °C range.
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過程では、25°C/
hr以下の昇温速度で緩やかに昇温し、最終的には50
0〜600℃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°C/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°C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・ソ
900〜1650°Cで1〜5時間焼成する方法が好ま
しい。Next, the obtained laminate is heated to eliminate the organic pattern, and the laminate is fired to remove the binder. Here, in the debinding process of the laminate, the temperature is 25°C/
The temperature is gradually raised at a heating rate of less than 50 hr, and eventually the temperature reaches 50
It is preferable to hold the temperature at 0 to 600°C for a long time. In this case, 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 rate of 10°C/hr or less, and the temperature range is 120 to 200°C. It is desirable that The firing method after removing the binder is preferably a method in which the ceramic used is fired at 900 to 1650°C for 1 to 5 hours.
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。In this way, the portions of the pattern where the organic material pattern disappears become pores, and a ceramic sintered body having a large number of pores 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 explained 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。活性インシアネト基の再生温度は、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°C以上に設定するのが好ましい。60°C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。A blocked isocyanate compound is produced by blocking the isocyanate groups of a polyisocyanate having two or more active isocyanate groups in the molecule with a blocking agent.
The active isocyanate group is temporarily deactivated. The regeneration temperature of the active incyaneto group can be adjusted by changing the type of blocking agent, and is arbitrarily set in a higher temperature range than the thermocompression bonding temperature of the green sheet, and is preferably set to, for example, 60° C. or higher. At temperatures 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 its molecule, with the isocyanate groups 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
チルへキサメチレンジイソシアネト、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°C)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 triresin diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, modified substances thereof, etc. are preferably used, and as the blocking agent to temporarily inactivate the active isocyanate group, For example, phenols such as phenol and nitrophenol, alcohols such as methanol and ethanol, and oximes such as acetaldoxime and methyl ethyl ketoxime are preferably used. The blocking agent is an active hydrogen compound and reacts with the isocyanate group to lower the thermocompression bonding temperature of the green sheet (
The compound is not limited to the above compounds as long as it produces a stable addition compound with low reactivity at temperatures below 60°C.
上記ポリウレタン樹脂は、ブロックイソシアネト化合物
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
して使用されるのであり、フ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0.0
2〜0.5mmol/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
可能なボ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 above-mentioned polyurethane resin is used as a resin binder for the green sheet together with the blocked isocyanate compound and polyol, and it is preferable that the polyurethane resin has the ability to form a green sheet even if the flocked isocyanate compound and polyol are in an unreacted state. Also, it is preferable to have softening fluidity during thermocompression bonding. In particular, the number average molecular weight of the polyurethane resin is preferably 104 to 106, and the number average molecular weight of the polyurethane resin is preferably 0.01 to 1.0 mmol.
/g, more preferably 0.0
It is 2 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 will be reduced. That is, when forming a green sheet, the sheet contains a large amount of ceramic powder relative to the resin binder, so if the number average molecular weight of the polyurethane resin is small, the mechanical strength of the sheet tends to decrease. Furthermore, if the number average molecular weight of the polyurethane resin is too large, the solvent solubility will decrease. Note that the above number average molecular weight is a value determined by GPC analysis. Further, the polyurethane resin that can be used is not limited to a number average molecular weight within the above range, and may be outside this range as long as the mechanical strength of the sheet is acceptable. In addition, if the amount of active hydroxyl groups contained in the polyurethane resin is too small, the reactivity with isocyanate compounds will be poor, crosslinking will not proceed sufficiently during heating, resulting in lack of heat resistance, collapse of pore walls, and If the amount is too large, the crosslinking reaction will proceed excessively, resulting in extremely brittle pore walls that are likely to collapse. Examples of the components constituting the main chain of the polyurethane resin include polyester, polyether, epoxy, acrylic, etc., but 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0.1〜20m
mol/g含有するのが好ましく、さらに好ましくは0
.5〜lommol/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、ポリへキサ
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 0.1 to 20 m of active hydroxyl groups in the molecule.
It is preferable to contain mol/g, more preferably 0
.. 5~lommol/g. Examples of such polyols include polyester polyols such as polyethylene adipate, polyhexamethylene adipate, and polycaprolactone, polyether polyols such as polyoxypropylene diol, polytetramethylene glycol ether, and polyoxyethylene diol, epoxy polyols, and acrylic polyols. etc. can be mentioned. Among these, polyester polyols are particularly preferably used in terms 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
、耐熱性が不充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,
When heated, the crosslinking density with isocyanate groups decreases, heat resistance becomes insufficient, and the pore walls tend to collapse.On the other hand, when the amount increases, the pore walls become brittle and collapse easily.
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
圧着時のバインダ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プロソクイソシ
ア不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、脱バイングー時にイ
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 blending ratio of each of the above components is preferably 3 to 40 parts by weight of the polyol and 3 to 60 parts by weight of the blocked isocyanate compound to 100 parts by weight of the polyurethane resin, and within this range, the blending ratio can be changed arbitrarily. It is possible to adjust the fluidity of the binder when pressing the green sheet. If the amount of the polyol and proxisocyano compound in the polyurethane resin is less than the above range,
There is a risk that residue may remain in the pores. That is, if the amount of polyol blended is too small, crosslinking with isocyanate will not be sufficiently performed during debinding, and the effect of binding and holding the ceramic powder will be reduced. Furthermore, 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 sintering residues 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。When a pattern of an organic material is formed on the surface of a green sheet prepared using a resin binder having the above composition, and a plurality of green sheets are laminated and thermocompression bonded, at this thermocompression bonding stage, the isocyanate of the block isocyanate compound of the binder is Since the groups remain inactivated and do not undergo a crosslinking reaction, the green sheets have favorable fluidity, and a pattern of organic material can be satisfactorily embedded between the green sheets. The fluidity of this binder can be freely adjusted by changing the composition of the resin binder, that is, the type and/or mixing ratio of the polyurethane resin, polyol, and blocked isocyanate compound. You can choose freely compared to binders.
また、熱圧着された積層体を加熱炉に供給し、10℃/
h r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
シアネート基と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、さらに昇温しで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。In addition, the thermocompression-bonded laminate was supplied to a heating furnace at 10℃/
When the temperature is gradually raised to the debinding treatment temperature at a heating rate of hr or less, the active hydroxyl groups of the polyol and polyurethane resin and the isocyanate groups of the blocked isocyanate compound react, and the binder forms a three-dimensional network structure, The resin has excellent heat resistance. Therefore, at the point when the organic material of the pattern starts to soften and decompose, the binder does not cause softening and flow and holds the ceramic powder together, so the pore walls do not collapse as the pattern volume decreases. . Therefore, by further firing at elevated temperature after removing the binder, a ceramic sintered body containing no sintering residue and having complete through-holes can be obtained.
(実施例) 本発明を実施例について以下に説明する。(Example) The invention will now be described with reference to examples.
アルミナ粉末(平均粒径2μm) 230ガラ
スフリツト粉末(MgO−3102−CaO系、平均粒
径0.8μm)12
黒色着色剤(Solvent Black 7)
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
X 100m mのグリーンシトを作製した。Alumina powder (average particle size 2 μm) 230 Glass frit powder (MgO-3102-CaO system, average particle size 0.8 μm) 12 Black colorant (Solvent Black 7)
1.5 methyl ethyl ketone
140 The above mixture and a predetermined amount of 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 and dried on a polyethylene terephthalate film, and then
A green sheet with a size of 100 mm was prepared.
得られたグリーンシートと感光性樹脂フィルム(漬水化
学工業■製のドライフィルムレジスト「フォトウェル」
、厚さ25μm1支持フイ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の支持
フィルムに細線パタ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40mJ/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°C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 obtained green sheet and photosensitive resin film (dry film resist "Photowell" manufactured by Tsukisui Kagaku Kogyo ■)
A 25 μm thick support film (polyethylene terephthalate) was thermally laminated, a negative photomask with a fine line pattern was adhered to the support film of a photosensitive resin film, and a 40 mJ/cm2 ultraviolet ray was exposed at a distance of 50 cm from a 3 kW high-pressure mercury lamp. . Next, the supporting film of the photosensitive resin film was peeled off, and development was performed by spraying 1 kg/cm2 of 1 wt% aqueous solution of sodium carbonate at 30°C to form a fine line pattern with a line width of 25 μm and a line spacing 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枚積層上、80°C,3
0kg/cm2の条件で1分間プレスして、120X
120x 20 mm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厚さ3mmのスライス体を
得た。The support film was peeled off from the green sheet on which the thin line pattern was formed, and 500 sheets were laminated at 80°C for 30 minutes.
Press for 1 minute at 0 kg/cm2, 120X
A 120 x 20 mm laminate was prepared, and this laminate was sliced perpendicular to the laminated surface to obtain a 3 mm thick slice.
得られたスライス体を加熱炉に入れて5°C/hrの昇
温速度で昇温し、180°C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°C/ h r
の昇温速度で昇温し、500°C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°C/hrの昇温速度で昇温しで1
650’Cで2時間焼成することにより、−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 was placed in a heating furnace and heated at a heating rate of 5°C/hr, held at 180°C for 5 hours to harden the green sheet binder, and then heated at 10°C/hr.
The temperature was raised at a heating rate of 200°C/hr, and held at 500°C for 5 hours to eliminate the fine line pattern of the photosensitive resin and remove the binder.
By firing at 650'C for 2 hours, a porous ceramic sintered body having a large number of independent pores on the face opposite to the - face was obtained.
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 cross section of the pores in this porous ceramic sintered body using a scanning electron microscope.
ル嘉」tL−」一
実施例1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。The mixture used in Example 1 and a predetermined amount of the green sheet binder shown in Table 1 below were mixed in an alumina ball mill for 30 minutes.
A slurry was obtained by kneading for a period of time, and thereafter a porous ceramic sintered body was obtained in the same manner as in Example 1. The results of observing the pore cross section of this ceramic sintered body with a scanning electron microscope are also shown in Table 1 below.
(以下余白)
\
実
施
例
比
較
例
(注1)P−Uは分子量5万、固形分40%のポリウレ
タン樹脂(日本ポリウレタン工業圏製、商品名「ニラポ
ラン2301J )である。(Margins below) \ Examples and Comparative Examples (Note 1) P-U is a polyurethane resin (manufactured by Japan Polyurethane Industry Co., Ltd., trade name "Niraporan 2301J") with a molecular weight of 50,000 and a solid content of 40%.
(注2)P−0)1は水酸基f13.8 mm o l
/固形分1g、固形分100%のポリオール樹脂(商
品名「ニラポランl100J )である。(Note 2) P-0)1 is hydroxyl group f13.8 mm o l
/ solid content 1g, solid content 100% polyol resin (trade name "Niraporan 1100J").
(注3)B−1cは有効イソシアネート基量3.5mm
。(Note 3) B-1c has an effective isocyanate group amount of 3.5 mm
.
l/固形分1g、固形分80%のブロックイソシアネー
ト化合物(商品名「コロネート2507J )である。It is a blocked isocyanate compound (trade name: "Coronate 2507J") with a solid content of 1 g and a solid content of 80%.
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口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 containing no sintering residue and having completely through holes of 25 μm 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, part of the pore walls collapsed during binder removal and firing, and through holes were not formed.
塩蚊匠主
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。Polyvinyl butyral resin was used as a binder instead of the green sheet binder shown in Table 1 used in Takumi Shiomoji 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 ceramic sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except for this.
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, no through pores were formed due to the collapse of the pore walls during binder removal and 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 the pore walls and removes sintering residues when removing the binder by heating a laminate in which green sheets on which patterns of organic materials are formed are removed. It has the effect of efficiently manufacturing ceramic sintered bodies with through-holes of various sizes and shapes, and is useful for manufacturing parts and devices made of ceramic sintered bodies that require through-holes, such as inkjet nozzles and ceramic filters. It is extremely suitable for
以上that's all
Claims (1)
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 pattern formed of an organic substance is provided on the surface of a ceramic green sheet made of a resin binder and ceramic powder, a plurality of these sheets are stacked, the organic pattern is embedded in the ceramic green sheet, and the laminate is heated to form the organic pattern. A method for manufacturing a ceramic sintered body having pores by burning the laminate and eliminating the pores, wherein the resin binder is a blocked isocyanate compound having an active isocyanate group that is regenerated when the laminate is heated. , a polyurethane resin, and a polyol.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8660289A JPH0791128B2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method for manufacturing ceramics sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8660289A JPH0791128B2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method for manufacturing ceramics sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267175A true JPH02267175A (en) | 1990-10-31 |
| JPH0791128B2 JPH0791128B2 (en) | 1995-10-04 |
Family
ID=13891562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8660289A Expired - Lifetime JPH0791128B2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method for manufacturing ceramics sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791128B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434417B1 (en) * | 2000-07-28 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Ceramic slurry composition, ceramic molding and ceramic electronic component |
| US8197055B2 (en) | 2006-11-29 | 2012-06-12 | Seiko Epson Corporation | Patterning method, droplet discharging device and circuit board |
| EP2243758A4 (en) * | 2008-02-19 | 2012-10-31 | Ngk Insulators Ltd | RAW CERAMIC SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| CN119039041A (en) * | 2024-08-16 | 2024-11-29 | 四方光电股份有限公司 | Fragrance slow-release ceramic material and preparation method thereof |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP8660289A patent/JPH0791128B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434417B1 (en) * | 2000-07-28 | 2004-06-04 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Ceramic slurry composition, ceramic molding and ceramic electronic component |
| US8197055B2 (en) | 2006-11-29 | 2012-06-12 | Seiko Epson Corporation | Patterning method, droplet discharging device and circuit board |
| EP2243758A4 (en) * | 2008-02-19 | 2012-10-31 | Ngk Insulators Ltd | RAW CERAMIC SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US8962749B2 (en) | 2008-02-19 | 2015-02-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic green sheet and method for producing the same |
| CN119039041A (en) * | 2024-08-16 | 2024-11-29 | 四方光电股份有限公司 | Fragrance slow-release ceramic material and preparation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791128B2 (en) | 1995-10-04 |
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