JPH028772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エマルジヨン状態の安定性に優れた
エマルジヨン型スラリーの調整方法に関するもの
である。

近年、金属、セラミツクス及びガラスのうちか
ら選ばれる二種以上の物質を含むスラリーから出
発して複合焼結体を作る技術において、該スラリ
ーをエマルジヨン型に調整することによつて、ス
ラリーに含まれる各物質の有する特性のうち必要
なもののみを複合焼結体に引き継がせる技術が注
目されている。熱伝導性の良い金属粒子が、高絶
縁性セラミツクスの層を介して結合している金
属・セラミツクス複合焼結体はその一例であり、
このような焼結体は各物質単独又は均一化合物で
は達成できなかつた特徴すなわち高熱伝導性及び
高絶縁性の併有性を具備したものである。しかし
ながら従来上記のようなエマルジヨン型スラリー
は主として次の理由によつてそのエマルジヨン状
態の安定性を欠いていた。すなわち、水系スラリ
ーと乳化剤を含む油系スラリーとを混合し撹拌す
ることによつて、水系スラリーが油系スラリー中
に乳化分散した構成を有するエマルジヨン型スラ
リーが生成されるが、撹拌時に機械的に加わる力
によつて乳化剤の分子膜が破れ、水系スラリー中
の無機質粉末粒子が油系スラリー中へ浸入する場
合が少なくなかつたからである。またスラリー中
成分の組み合わせが不適当であるために、本質的
にエマルジヨン状態が不安定となり、時間の経過
に伴い分散していた水系スラリー粒子が合体し始
め最終的には水相スラリーと油相スラリーとの二
層に分離してしまうこともあつた。以上の様にエ
マルジヨン状態の破壊されたスラリーから出発し
て得られた焼結体は、前記エマルジヨン型スラリ
ーから出発して得られた複合焼結体の具備する諸
特性の併有性を失つているだけでなく、機械的強
度均一性等焼結体としての基本的特性においても
劣つたものとなる。従つて従来のエマルジヨン型
スラリー調整方法によれば、スラリー中成分の比
重やお互いの濡れ性を考慮してその組み合わせを
選定し、注意して撹拌する必要があつた。

発明者はポリビニルアルコール水溶性が微量の
硼酸と接触することによつて瞬時にゲル化する現
象を利用し、微量の硼酸を含有した油系スラリー
とポリビニルアルコールを含有した水系スラリー
とを混合し撹拌することによつて安定なエマルジ
ヨン型スラリーが得られることを見い出したので
ある。

本発明は上記の知見にもとづいて得られたもの
で、その要旨とするところは (a) 無機質粉末、ポリビニルアルコール（以下
「PVA」と略称）及び水を混合して分散液Ｗを
作る工程。

(b) 無機質粉末、乳化剤及び硼酸を非水溶性液体
アルコールに添加し混合して分散液Ｏを作る工
程。

(c) 前記ＷをＯに注ぎ、撹拌する工程。

からなるエマルジヨン型スラリーの調整方法に存
する。

本発明方法によつて得られたスラリーのエマル
ジヨン状態が安定である理由を以下に詳述する。

すなわち、上記(c)工程の段階でＷはＯ中を粒子
状に分散すると同時にＯ中の乳化剤と硼酸とに囲
まれるので、仮に機械的な力によつてＷ粒子中の
無機質粒子が乳化剤分子膜を破つてＯ中へ浸出し
ようとしてもその瞬時にPVA分子と硼酸との反
応が生じPVAのゲル化膜が生成し、このゲル化
膜が無機質粒子のＯ中への浸出を防止している間
に乳化剤分子膜が再生修復されるが故に、Ｗ粒子
の安定分散が長時間維持されるのである。

本発明方法によつて調整されたエマルジヨン型
スラリーは、上記の理由によりそのエマルジヨン
状態が極めて安定であるので、このスラリーから
出発して得られる複合焼結体は均一性が良く、各
成分の優れた特性を併有したものとなるのであ
る。

従つてこのような複合焼結体のうち、モリブテ
ン、タングステン、鉄、白金、珪素等の金属又は
窒化硼素、ベリリア、窒化アルミニウム、炭化硼
素、マグネシア等の高熱伝導性セラミツクスを含
む分散液Ｗとアルミナ、ムライト、フオルステラ
イト、ジルコン、ワラストナイト、ガラスセラミ
ツクス等の高絶縁性セラミツクスを含む分散液Ｏ
とからなるエマルジヨン型スラリーから出発した
ものはIC基板やヒートシンク等の電子部品に好
適である。また、フオルステライト、ムライト、
ジルコン、ジルコニア、ガラスセラミツクス等の
断熱性、耐摩耗性に優れたセラミツクスを含む分
散液Ｗと上記金属を含む分散液Ｏとからなるエマ
ルジヨン型スラリーから出発したものはガスケツ
トやシールリング等の機械部品に好適である。

以下実施例を示す。

実施例 １ (a) 蒸留水 82c.c. PVA（デンカＢ−17） ３ｇ 平均粒径0.3μｍの酸化第二鉄 53ｇ 平均粒径0.5μｍの二酸化マンガン ３ｇ を内容積300mlのポリエチレン製ボールミルで15
時間混合し、これを分散液W₁とした。

(b) 試薬一級硼酸 0.5ｇ ｎ―ブチルアルコール 180c.c. 平均粒径0.5μｍのフオルステライト（シランカ
ツプリング処理品） 17ｇ 乳化剤（日本油脂(株)製ノニオンOP−80R）
2.4ｇ エチルセルロース ２ｇ 可塑剤（ジオクチルフタレート） ６ｇ を内容積500mlのポリエチレン製ボールミルで15
時間混合し、これを分散液O₁とした。ここで乳
化剤として用いられている日本油脂(株)製ノニオン
OP−80Rとは （Ｒはオレイン酸のアルキル基−（CH₂）₇CH＝
CH（CH₂）₇CH₃）なる構造式で示されるソルビタ
ンモノ・オレユートである。分散液O₁を500mlの
ビーカーに移し、これをプロペラ撹拌機で撹拌し
ながら分散液W₁を注ぎ込むことによつてエマル
ジヨン型スラリーS₁を得た。スラリーS₁のエマル
ジヨン状態は１日放置後も安定に維持されてい
た。このS₁をポリエステル製キヤリアーフイルム
上に流し、ドクターブレード法によつてシート成
形した後、15時間自然乾燥させることによつて厚
さ0.8mmのグリーンシートを製造した、シートの
断面を電子顕微鏡を用いて観察すると、図に示す
如く酸化第二鉄及び二酸化マンガンからなる集合
球１がフオルステライト磁器２によつて囲まれた
構造を呈していた。このグリーンシートと水素ガ
ス雰囲気中露点15℃、温度1350℃、保持時間１時
間の条件で焼成することによつて、焼結フオルス
テライト磁器を基幹とし、その中に酸化第二鉄の
還元によつて生じた焼結鉄球が均一に分散した構
造を有する金属・セラミツクス複合焼結体を製造
した。

尚、本実施例では、シート成形を容易にするた
めに、結合剤及び可塑性を分散液O₁に添加した
が、これらは本発明方法に必須の成分ではなく、
次の実施例２に示す鋳込み成形の場合は無論のこ
と、噴霧乾燥や凍結乾燥を利用する場合にもこれ
らを添加することなく本発明の効果を奏するこが
可能である。

実施例 ２ (a) 蒸留水 82c.c. PVA（デンカＢ−17） ３ｇ 平均粒径0.3μｍの酸化第二鉄 22ｇ 平均粒径0.5μｍの三酸化モリブテン 40ｇ 平均粒径0.2μｍの酸化アルミニウム １ｇ を内容積300mlのポリエチレン製ボールミルで15
時間混合し、これを分散液Ｗとした。

(b) 試薬一級硼酸 0.5ｇ ｎ―ブチルアルコール 180c.c. 平均粒径0.2μｍの酸化アルミニウム（シランカ
ツプリング処理品） 17ｇ 試薬特級水酸化アルミニウム（シランカツプリ
ング処理品） ５ｇ 試薬一級珪酸化マグネシウムカルシウム １ｇ 乳化剤（日本油脂(株)製ノニオンOP−80R）
2.4ｇ を内容積500mlのポリエチレン製ボールミルで15
時間混合し、これを分散液O₂とした。

実施例１と同様に分散液W₂を分散液O₂に注ぎ
込むことによつてエマルジヨン製スラリーS₂を得
た。このS₂を石膏型に流み込み、20分間放置後、
型から取り出し、水素雰囲気中温度1520℃、露点
５℃、保持時間１時間の条件で焼成することによ
つて、50Φ×２mmの焼結体を得た。得られた焼結
体は、アルミナ磁器を基幹とし、その中に鉄及び
モリブテンからなる粒径10〜20μｍの焼結粒子が
均一に分散した構造を有する金属・セラミツクス
複合焼結体であつた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のエマルジヨン型スラリーの調整方
法の一実施例に従つて得られたグリーンシートの
一部断面図である。 １……集合球、２……フオルステライト磁器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 無機質粉末、ポリビニルアルコール及び
   水を混合して分散液Ｗを作る工程。 (b) 無機質粉末、乳化剤及び硼酸を非水溶性液体
   アルコールに添加し混合して分散液Ｏを作る工
   程。 (c) 前記ＷをＯに注ぎ、撹拌する工程。 からなるエマルジヨン型スラリーの調整方法。