JPH0524105B2 - - Google Patents
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- JPH0524105B2 JPH0524105B2 JP62169352A JP16935287A JPH0524105B2 JP H0524105 B2 JPH0524105 B2 JP H0524105B2 JP 62169352 A JP62169352 A JP 62169352A JP 16935287 A JP16935287 A JP 16935287A JP H0524105 B2 JPH0524105 B2 JP H0524105B2
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- Japan
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- ceramic
- sheet
- powder
- slurry
- fibers
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミツクスシートの製造方法に係
り、特にシート組成の不均質性、焼成時の気孔の
残存等の問題を解消し、低焼成収縮率かつ高強度
で緻密なセラミツクス焼成品を提供することがで
きるセラミツクスシートの製造方法に関する。 〔従来の技術〕 セラミツクスの生シートは、高温焼成用セツタ
ー、ICパツケージ、肉薄大形高強度平板等の焼
成原料として極めて有用である。セラミツクスシ
ートはまた、これを回巻した状態で焼成すること
により、肉薄円筒形部材を製造することもでき
る。 このように、セラミツクスシートは多種多様な
用途に供されるものであるが、その製造技術とし
て、セラミツクス粉体を抄造法によりシート化す
る方法が挙げられる。従来の抄造法は、セラミツ
クス粉体と有機繊維、例えばパルプとの混合スラ
リーを抄造してシートとするものであるが、この
ようにして得られたシートを焼成した場合、緻密
な焼結体を得ることは極めて難しい。これは、有
機繊維とセラミツクス粉末との系では、焼成時に
繊維が消失して、その部分に空隙が生じるためで
ある。 従つて、この空隙を埋めて、より緻密な焼結体
を得るために発生する空隙の大きさを小さくする
ために、有機繊維として高度にフイブリル化した
微細セルロースを用いる方法（特開昭59−
169970）等が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、特開昭59−169970による高度に
フイブリル化した微細セルロースを用いる方法で
は、製品の吸水率をある程度低下させることはで
きるものの、吸水率0.1％以下の緻密なものとす
ることは難しく、しかも、やはり収縮率が大きい
という問題がある。 一方、セラミツクス繊維−セラミツクス粉体系
の抄造によりセラミツクスシートを製造する方法
（特開昭61−6184）もあるが、この方法は多孔質
シートの製造に関するものであつて、従来、セラ
ミツクス繊維−セラミツクス粉体系により緻密質
の焼結体を得ることができるセラミツクスシート
の製造技術は提案されていない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記従来の問題点を解決し、セラミツ
クス繊維−セラミツクス粉体系スラリーの抄造に
より、低焼成収縮率かつ高強度で緻密なセラミツ
クス焼成品を得ることができるセラミツクスシー
トを製造する方法を提供するものであつて、 表面にセラミツクス微粉体を付着させたセラミ
ツクス繊維と、セラミツクス粉体とを含むスラリ
ーを抄造した後、加圧成形することを特徴とする
セラミツクスシートの製造方法、 を要旨とするものである。 以下、本発明を図面を参照して、詳細に説明す
る。 第１図は本発明方法の１例を示す流れ図であ
る。 本発明においては、まず、セラミツクス微粉体
を均一に付着させたセラミツクス繊維を調製する
（工程１）。 セラミツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を
付着させる方法としては、例えば、セラミツクス
繊維の表面上にセラミツクス微粉体を静電気的に
付着させる方法が、付着の均一性に優れているこ
とから有利である。 セラミツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を
静電気的に均一付着させるには、例えば、セラミ
ツクス繊維分散水系スラリーに分散剤を添加して
PH、分散剤濃度を調節することにより、繊維のゼ
ータ電位をマイナスに保持する。この場合、ゼー
タ電位の絶対値は大きい程良い。また、このセラ
ミツクス繊維分散水系スラリーの濃度は１重量％
（10g／）以下とするのが好ましい。一方、セ
ラミツクス微粉体分散水系スラリーのPHを調節し
て、微粉体のゼータ電位をプラス側に保持する。
このセラミツクス微粉末分散水系スラリーの濃度
は１重量％（10g／）以下とするのが好まし
い。そして、両分散スラリーを混合して、セラミ
ツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を静電気的
に均一付着させる。（以下、セラミツクス微粉体
の付着したセラミツクス繊維を「微粉体付着繊
維」ということがある。） 例えば、アルミナ繊維にアルミナ微粉体を付着
させる場合には、第２図に示す如く、アルミナ繊
維分散水系スラリー（実線）に分散剤添加及びPH
調整を行ない、破線のようにゼータ電位を下げ、
一方、アルミナ微粉体分散水系スラリーもPH調整
を行なつてゼータ電位をプラス側とする（一点鎖
線）。従つて、この場合には、PH７〜８でゼータ
電位がプラス側となるアルミナ微粉体を調製する
こと、及び、ゼータ電位をプラス側に保持するこ
とができるアルミナ粉末分散スラリーを調製する
ことが極めて重要である。 このような分散、PH調節、混合の手順は、数回
繰り返して行なうのが良く、これによりセラミツ
クス微粉体が極めて均一に付着した微粉体付着繊
維が得られる。 なお、本発明において、用いるセラミツクス繊
維の長さはあまりに長いと、絡み易くなることか
ら、繊維長５mm以下程度であることが好ましい
が、もちろん、５mmより長いものであつても良
い。一般に繊維長の長いものであれば、シートの
強度が高くなり、繊維長の短いものであれば製造
上の取り扱い性が良いという利点がある。通常
は、長さ0.2〜２mm程度のものを用いるのが好適
である。また、このようなセラミツクス繊維に付
着させるセラミツクス微粉体は、平均粒径0.1〜
1.0μm、例えば0.5μm程度のものが好ましい。 次いで、このようにして得られた微粉体付着繊
維を、セラミツクス粉体と混合して、得られたス
ラリーを抄造する（工程）。 即ち、別に、セラミツクス粉体を分散させたス
ラリーを調製し、このスラリーと前述の微粉体付
着繊維のスラリーとを混合し、必要に応じて有機
バインダー、その他焼結助剤、分散剤、消泡剤、
粘剤、定着剤等の添加剤を添加して十分に攪拌し
て均一凝集させ、角型シートマシン等を用いて常
法に従つて抄造してシートを得る。この場合、用
いるセラミツクス粉体は、平均粒径0.5〜5.0μm、
例えば2.0μm程度のものが好ましい。 次いで、得られたシート（生シート）を脱水プ
レスし、乾燥し、必要に応じて更に圧密化処理を
行なつて、セラミツクスシート（グリーンシー
ト）を得る（工程）。脱水プレス処理としては、
例えばロールプレス、油圧プレス（一軸プレス）
等を採用することができる。また、圧密化処理と
しては、ロールプレス、油圧プレス（一軸プレ
ス）等を採用することができる。この圧密化処理
は、シートに予め加湿して湿潤状態で行なうのが
好ましい。 得られたシートは、そのまま、あるいは必要に
応じて所望形状に切断ないし造形した後焼成する
ことにより、緻密で、高強度かつ低収縮率のセラ
ミツクス製品を得ることができる。 なお、本発明においては、CIP処理により圧密
化処理を行なうこともできる。 焼成は、セラミツクスの種類によつても異なる
が、通常1350〜1650℃程度の温度で行なう。 本発明において、セラミツクス繊維又はセラミ
ツクス微粉体、セラミツクス粉体のセラミツクス
としては、アルミナ、ムライト、シリカ、シリ
カ・アルミナ、ジルコニア等を採用することがで
きる。セラミツクス繊維とセラミツクス微粉体、
セラミツクス粉体は同一材質であつても異材質で
あつても良いが、一般には同一材質を用いるのが
好ましい。 〔作用〕 本発明においては、セラミツクス繊維−セラミ
ツクス粉体の抄造により、セラミツクスシートを
製造する方法において、セラミツクス繊維とし
て、セラミツクス微粉体を付着させたものを用い
る。 従来、セラミツクス繊維−セラミツクス粉体の
抄造によりセラミツクスシートを製造する場合に
は、第３図ａに示す如く、セラミツクス繊維１と
セラミツクス粉体の凝集体２との間にできた空隙
３は、圧密処理後においても、第３図ｂに示す如
く、セラミツクス繊維１とセラミツクス粉体の凝
集体２の間に残存する。 これに対し、本発明では、セラミツクス繊維１
の表面にセラミツクス微粉体４が付着しているた
め、第４図ａに示す抄造時の空隙３は、第４図ｂ
に示す如く圧密処理後においてはこのセラミツク
ス微粉体４により埋められて空隙率は著しく低く
なる。 このため、本発明の方法によれば、圧密処理後
のセラミツクスシートの充填率が高く、また繊維
や粉体の分散性も良好となり、焼成時の収縮率が
小さく、緻密で吸水率が低く、高強度の焼結体と
することが可能なグリーンシートを製造すること
ができる。 本発明の方法で製造されたセラミツクスシート
によれば、焼成時収縮率が10％程度あるいはそれ
以下、吸水率が0.1％以下、曲げ強さも相当に高
い焼結体を得ることができる。 〔実施例〕 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超え
ない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。 実施例１：アルミナシート セラミツクス繊維へのセラミツクス微粉体の
付着（静電付着） アルミナ質繊維（以下、「繊維」と略記）とし
てサフイルバルク（ICI）社製）を用いた。この
繊維は平均直径が約3μmで、平均長さが約１〜２
mmである、また、微粒アルミナ粉体（以下、「微
粉体」と略記）として、易焼結性低ソーダアルミ
ナ（昭和軽金属(株)製、AL−160SG）を用いた。
微粉体の平均粒径は約0.6μmである。 まず、シヨツト除去した繊維100重量部を水
10000重量部に分散させ、更にアクリル酸オリゴ
マーのアンモニウム塩を固形分換算で0.2重量部
添加し、10分間攪拌した。更に、スラリーのPHを
アンモニア水と塩酸で7.0に調節した。このとき
の繊維のゼータ電位（ランクブラザース製、ゼー
タ電位計タイプにより測定）はマイナスであつ
た。（スラリー１） 次に微粉体100重量部を水10000重量部に分散さ
せ、スラリーのPHを7.0に調節した。このときの
アルミナ微粉体のゼータ電位はプラスであつた。
（スラリー２） スラリー１を攪拌しながらスラリー２を徐々に
添加してゆくと、静電気引力によつて繊維表面に
微粉体が均一に付着して、微粉体付着繊維が得ら
れた。繊維100重量部に対する微粉体の添加量は、
約10重量部である。（スラリー３） 紙料の調製・抄造 アルミナ粉体として、易焼結性低ソーダアルミ
ナ（昭和軽金属(株)製、AL−170）を用いた。アル
ミナ粉体の平均粒径は約2.0μmである。このアル
ミナ粉体95重量部とタルクーカオリン炭カル系焼
結助剤５重量部の混合粉体（以下、「粉体」と略
記）500重量部を水10000重量部に分散させ、更に
アクリル酸オリゴマーのアンモニウム塩を固形分
換算で１重量部添加して10分間攪拌した。（スラ
リー４） スラリー３とスラリー４を混合して10分間攪拌
した。（スラリー５） スラリー５を攪拌しながら、歩留向上剤（明成
化学(株)製、フアイレツクスRC−104）を固形分換
算で1.2重量部添加して10分間攪拌した。更に、
歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツクスＭ）
を固形分換算で0.6重量部添加して10分間攪拌し
て、紙料を得た。（スラリー６） 次に繊維・粉体の固形分が150g（設定坪量
3000g／m2）となるようスラリー６を分取して、
全量が18になるように水で希釈後、このスラリ
ーをTAPPIスタンダード角型シートマシン（佐
川製作所製）で抄造し、250×200mmのセラミツク
ス生シートを得た。 脱水・乾燥・圧密 生シートを湿潤状態で20Kgｆ／cm2の圧力で30分
間加圧脱水し、110℃で１時間乾燥して乾燥シー
トを得た。 次にこの乾燥シートを含水率が５％になるよう
に加湿して、一軸油圧プレスにて800Kgｆ／cm2の
圧力で圧密処理して、厚さ約1.2mmのプレスシー
トを得た。 焼成 プレスシートを120℃で１時間乾燥した後、
1600℃まで毎分５℃の速度で昇温し、1600℃で２
時間保持して焼成した。その時の焼成収縮率は
10.1％、焼結体の減圧吸水率は0.03％、曲げ強さ
は2900Kgｆ／cm2であつた。 実施例２：アルミナシート 紙料調製の際に、アクリル系バインダー（ヘキ
スト合成(株)製、モビニールDM758）をアルミナ
粉体に対し、固形分換算で７重量％添加して抄造
し、設定坪量は1500g／m2としたこと以外は、実
施例１と同様にして生シートを製造した。 得られた生シートは、柔軟性に富み、半径１cm
の円柱状に曲げ加工が可能であつた。このシート
を含水率２％に加湿後、半径１cm長さ20cmの金属
円柱に巻き付け、2000Kgｆ／cm2の圧力で静水圧プ
レス処理（日機装製、冷間等方圧プレス）を行な
い、円筒状成形体を得た。該成形体を実施例１と
同様の条件で焼成して厚さ1.0mmの肉薄円筒を得
た。このときの焼成収縮率は9.2％で、焼結体の
減圧吸水率は0.01％、曲げ強さは3500Kgｆ／cm2で
あつた。 実施例３：ムライト質シート ムライト質繊維としてフアイバーマツクス（東
芝モノフラツクス社製）を用いた。この繊維は平
均直径が約2.5μmである。これを平均長さが１〜
２mmまで切断して使用した。また微粒ムライト粉
体としては平均粒径が約0.5μmの高純度ムライト
粉体粉砕品（秩父セメント製）を用いた。この微
粉体を繊維に実施例１と同様な方法で静電気的に
付着させ、微粉体付着繊維を得た。なお、繊維の
ゼータ電位はPH７でマイナス側、微粉体のゼータ
電位はPH７でプラス側とした。 ムライト粉体原料として、カオリン（ジヨージ
アカオリン（株））と水酸アルミニウム（昭和軽
金属（株）製ハイジライトＨ−42M）をムライト
組成になるように配合した混合物（平均粒径
2.0μmを用い、得られた微粉体付着繊維とムライ
ト粉体から、実施例１と同様の方法で紙料を調製
して抄造し、乾燥、圧密してセラミツクスグリー
ンシートを得た。 該シートを1550℃まで毎分５℃の速度で昇温
し、1550℃で２時間保持して焼成した。そのとき
の焼成収縮率は10.7％で、焼結体の減圧吸水率は
0.05％、曲げ強さは1200Kgｆ／cm2であつた。 比較例 １ 実施例１で用いたアルミナ粉体90重量部を水
1000重量部に分散させ、叩解度370ml（LBKP：
NBKP＝８：２）のパルプを固形分換算で10重
量部添加し、総量3000重量部まで水で希釈して、
10分間攪拌した。このアルミナスラリーを攪拌し
ながら歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツク
スRC−104）を固形分換算で0.2重量部添加して、
５分間撹拌した。更に該アルミナスラリーを撹拌
しながら歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツ
クスＭ）を0.1重量部添加して、５分間攪拌して
紙料を調製した。この紙料スラリーを18000重量
部まで水で稀釈し、TAPPIスタンダード角型シ
ートマシンで抄造して250×200mmの生シートを得
た。設定坪量は2000g／m2とした。 得られた生シートを湿潤状態で20Kgｆ／cm2の圧
力で10分間脱水プレスして、80℃で１時間乾燥
し、乾燥シートを得た。乾燥シートを含水率５％
になるように加湿して一軸油圧プレスにて800Kg
ｆ／cm2の圧力で圧密して厚さ1.2mmのプレスシー
トを得、このプレスシートを実施例１と同様の条
件で焼成した。そのときの焼成収縮率は16.8％
で、焼結体の減圧吸水率は2.41％、曲げ強さは
1500Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ２ アルミナ繊維にアルミナ微粉体を付着させずに
用いたこと以外は、実施例１と同様にして抄造、
乾燥、圧密、焼成した。このときの焼成収縮率は
10.8％、焼結体の減圧吸水率は0.21％、曲げ強さ
は2100Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ３ ムライト繊維にムライト微粉体を付着させずに
用いたこと以外は、実施例３と同様にして抄造、
乾燥、圧密、焼成した。このときの焼成収縮率は
10.7％、焼結体の減圧吸水率は0.33％、曲げ強さ
は1000Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ４ アルミナ微粉体をアルミナ繊維に付着させない
ように、アルミナ繊維及びアルミナ粉体及びアル
ミナ微粉体を次のように混合したこと以外は、実
施例１と同様にしてシートを得た。 即ち、実施例１の紙料の調製・抄造において
調製したスラリー４に、シヨツトを除去した繊維
100重量部を加え、次にアルミナ微粉体100重量部
を加え、10分間攪拌した（スラリー７）。 得られたスラリー７をスラリー５の代りに用
い、実施例１と同様にして紙料を調製し、同様に
抄造、脱水、乾燥、圧密、焼成を行なつた。 その結果、焼成による焼成収縮率は10.8％，焼
結体の減圧吸水率は0.10％、曲げ強さは2600Kg
ｆ／cm2であつた。 比較例 ５ 比較例４と同様の紙料調製方法により、ムライ
ト微粉体をムライト繊維に付着させないように、
アルミナ繊維、アルミナ粉体及びアルミナ微粉体
の代わりにムライト繊維、ムライト粉体のムライ
ト微粉体を用いたこと以外は、実施例３と同様に
して抄造、脱水、乾燥、圧密、焼成を行なつた。 その結果、焼成による焼成収縮率は10.9％，焼
結体の減圧吸水率は0.13％、曲げ強さは1100Kg
ｆ／cm2であつた。 以上の結果を、第１表にまとめて記す。 第１表より、本発明の方法によれば、焼成によ
る収縮率が小さく、得られる焼結体は吸収率が低
い従つて緻密で、また高強度であることが認めら
れる。
り、特にシート組成の不均質性、焼成時の気孔の
残存等の問題を解消し、低焼成収縮率かつ高強度
で緻密なセラミツクス焼成品を提供することがで
きるセラミツクスシートの製造方法に関する。 〔従来の技術〕 セラミツクスの生シートは、高温焼成用セツタ
ー、ICパツケージ、肉薄大形高強度平板等の焼
成原料として極めて有用である。セラミツクスシ
ートはまた、これを回巻した状態で焼成すること
により、肉薄円筒形部材を製造することもでき
る。 このように、セラミツクスシートは多種多様な
用途に供されるものであるが、その製造技術とし
て、セラミツクス粉体を抄造法によりシート化す
る方法が挙げられる。従来の抄造法は、セラミツ
クス粉体と有機繊維、例えばパルプとの混合スラ
リーを抄造してシートとするものであるが、この
ようにして得られたシートを焼成した場合、緻密
な焼結体を得ることは極めて難しい。これは、有
機繊維とセラミツクス粉末との系では、焼成時に
繊維が消失して、その部分に空隙が生じるためで
ある。 従つて、この空隙を埋めて、より緻密な焼結体
を得るために発生する空隙の大きさを小さくする
ために、有機繊維として高度にフイブリル化した
微細セルロースを用いる方法（特開昭59−
169970）等が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、特開昭59−169970による高度に
フイブリル化した微細セルロースを用いる方法で
は、製品の吸水率をある程度低下させることはで
きるものの、吸水率0.1％以下の緻密なものとす
ることは難しく、しかも、やはり収縮率が大きい
という問題がある。 一方、セラミツクス繊維−セラミツクス粉体系
の抄造によりセラミツクスシートを製造する方法
（特開昭61−6184）もあるが、この方法は多孔質
シートの製造に関するものであつて、従来、セラ
ミツクス繊維−セラミツクス粉体系により緻密質
の焼結体を得ることができるセラミツクスシート
の製造技術は提案されていない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記従来の問題点を解決し、セラミツ
クス繊維−セラミツクス粉体系スラリーの抄造に
より、低焼成収縮率かつ高強度で緻密なセラミツ
クス焼成品を得ることができるセラミツクスシー
トを製造する方法を提供するものであつて、 表面にセラミツクス微粉体を付着させたセラミ
ツクス繊維と、セラミツクス粉体とを含むスラリ
ーを抄造した後、加圧成形することを特徴とする
セラミツクスシートの製造方法、 を要旨とするものである。 以下、本発明を図面を参照して、詳細に説明す
る。 第１図は本発明方法の１例を示す流れ図であ
る。 本発明においては、まず、セラミツクス微粉体
を均一に付着させたセラミツクス繊維を調製する
（工程１）。 セラミツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を
付着させる方法としては、例えば、セラミツクス
繊維の表面上にセラミツクス微粉体を静電気的に
付着させる方法が、付着の均一性に優れているこ
とから有利である。 セラミツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を
静電気的に均一付着させるには、例えば、セラミ
ツクス繊維分散水系スラリーに分散剤を添加して
PH、分散剤濃度を調節することにより、繊維のゼ
ータ電位をマイナスに保持する。この場合、ゼー
タ電位の絶対値は大きい程良い。また、このセラ
ミツクス繊維分散水系スラリーの濃度は１重量％
（10g／）以下とするのが好ましい。一方、セ
ラミツクス微粉体分散水系スラリーのPHを調節し
て、微粉体のゼータ電位をプラス側に保持する。
このセラミツクス微粉末分散水系スラリーの濃度
は１重量％（10g／）以下とするのが好まし
い。そして、両分散スラリーを混合して、セラミ
ツクス繊維表面にセラミツクス微粉体を静電気的
に均一付着させる。（以下、セラミツクス微粉体
の付着したセラミツクス繊維を「微粉体付着繊
維」ということがある。） 例えば、アルミナ繊維にアルミナ微粉体を付着
させる場合には、第２図に示す如く、アルミナ繊
維分散水系スラリー（実線）に分散剤添加及びPH
調整を行ない、破線のようにゼータ電位を下げ、
一方、アルミナ微粉体分散水系スラリーもPH調整
を行なつてゼータ電位をプラス側とする（一点鎖
線）。従つて、この場合には、PH７〜８でゼータ
電位がプラス側となるアルミナ微粉体を調製する
こと、及び、ゼータ電位をプラス側に保持するこ
とができるアルミナ粉末分散スラリーを調製する
ことが極めて重要である。 このような分散、PH調節、混合の手順は、数回
繰り返して行なうのが良く、これによりセラミツ
クス微粉体が極めて均一に付着した微粉体付着繊
維が得られる。 なお、本発明において、用いるセラミツクス繊
維の長さはあまりに長いと、絡み易くなることか
ら、繊維長５mm以下程度であることが好ましい
が、もちろん、５mmより長いものであつても良
い。一般に繊維長の長いものであれば、シートの
強度が高くなり、繊維長の短いものであれば製造
上の取り扱い性が良いという利点がある。通常
は、長さ0.2〜２mm程度のものを用いるのが好適
である。また、このようなセラミツクス繊維に付
着させるセラミツクス微粉体は、平均粒径0.1〜
1.0μm、例えば0.5μm程度のものが好ましい。 次いで、このようにして得られた微粉体付着繊
維を、セラミツクス粉体と混合して、得られたス
ラリーを抄造する（工程）。 即ち、別に、セラミツクス粉体を分散させたス
ラリーを調製し、このスラリーと前述の微粉体付
着繊維のスラリーとを混合し、必要に応じて有機
バインダー、その他焼結助剤、分散剤、消泡剤、
粘剤、定着剤等の添加剤を添加して十分に攪拌し
て均一凝集させ、角型シートマシン等を用いて常
法に従つて抄造してシートを得る。この場合、用
いるセラミツクス粉体は、平均粒径0.5〜5.0μm、
例えば2.0μm程度のものが好ましい。 次いで、得られたシート（生シート）を脱水プ
レスし、乾燥し、必要に応じて更に圧密化処理を
行なつて、セラミツクスシート（グリーンシー
ト）を得る（工程）。脱水プレス処理としては、
例えばロールプレス、油圧プレス（一軸プレス）
等を採用することができる。また、圧密化処理と
しては、ロールプレス、油圧プレス（一軸プレ
ス）等を採用することができる。この圧密化処理
は、シートに予め加湿して湿潤状態で行なうのが
好ましい。 得られたシートは、そのまま、あるいは必要に
応じて所望形状に切断ないし造形した後焼成する
ことにより、緻密で、高強度かつ低収縮率のセラ
ミツクス製品を得ることができる。 なお、本発明においては、CIP処理により圧密
化処理を行なうこともできる。 焼成は、セラミツクスの種類によつても異なる
が、通常1350〜1650℃程度の温度で行なう。 本発明において、セラミツクス繊維又はセラミ
ツクス微粉体、セラミツクス粉体のセラミツクス
としては、アルミナ、ムライト、シリカ、シリ
カ・アルミナ、ジルコニア等を採用することがで
きる。セラミツクス繊維とセラミツクス微粉体、
セラミツクス粉体は同一材質であつても異材質で
あつても良いが、一般には同一材質を用いるのが
好ましい。 〔作用〕 本発明においては、セラミツクス繊維−セラミ
ツクス粉体の抄造により、セラミツクスシートを
製造する方法において、セラミツクス繊維とし
て、セラミツクス微粉体を付着させたものを用い
る。 従来、セラミツクス繊維−セラミツクス粉体の
抄造によりセラミツクスシートを製造する場合に
は、第３図ａに示す如く、セラミツクス繊維１と
セラミツクス粉体の凝集体２との間にできた空隙
３は、圧密処理後においても、第３図ｂに示す如
く、セラミツクス繊維１とセラミツクス粉体の凝
集体２の間に残存する。 これに対し、本発明では、セラミツクス繊維１
の表面にセラミツクス微粉体４が付着しているた
め、第４図ａに示す抄造時の空隙３は、第４図ｂ
に示す如く圧密処理後においてはこのセラミツク
ス微粉体４により埋められて空隙率は著しく低く
なる。 このため、本発明の方法によれば、圧密処理後
のセラミツクスシートの充填率が高く、また繊維
や粉体の分散性も良好となり、焼成時の収縮率が
小さく、緻密で吸水率が低く、高強度の焼結体と
することが可能なグリーンシートを製造すること
ができる。 本発明の方法で製造されたセラミツクスシート
によれば、焼成時収縮率が10％程度あるいはそれ
以下、吸水率が0.1％以下、曲げ強さも相当に高
い焼結体を得ることができる。 〔実施例〕 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超え
ない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。 実施例１：アルミナシート セラミツクス繊維へのセラミツクス微粉体の
付着（静電付着） アルミナ質繊維（以下、「繊維」と略記）とし
てサフイルバルク（ICI）社製）を用いた。この
繊維は平均直径が約3μmで、平均長さが約１〜２
mmである、また、微粒アルミナ粉体（以下、「微
粉体」と略記）として、易焼結性低ソーダアルミ
ナ（昭和軽金属(株)製、AL−160SG）を用いた。
微粉体の平均粒径は約0.6μmである。 まず、シヨツト除去した繊維100重量部を水
10000重量部に分散させ、更にアクリル酸オリゴ
マーのアンモニウム塩を固形分換算で0.2重量部
添加し、10分間攪拌した。更に、スラリーのPHを
アンモニア水と塩酸で7.0に調節した。このとき
の繊維のゼータ電位（ランクブラザース製、ゼー
タ電位計タイプにより測定）はマイナスであつ
た。（スラリー１） 次に微粉体100重量部を水10000重量部に分散さ
せ、スラリーのPHを7.0に調節した。このときの
アルミナ微粉体のゼータ電位はプラスであつた。
（スラリー２） スラリー１を攪拌しながらスラリー２を徐々に
添加してゆくと、静電気引力によつて繊維表面に
微粉体が均一に付着して、微粉体付着繊維が得ら
れた。繊維100重量部に対する微粉体の添加量は、
約10重量部である。（スラリー３） 紙料の調製・抄造 アルミナ粉体として、易焼結性低ソーダアルミ
ナ（昭和軽金属(株)製、AL−170）を用いた。アル
ミナ粉体の平均粒径は約2.0μmである。このアル
ミナ粉体95重量部とタルクーカオリン炭カル系焼
結助剤５重量部の混合粉体（以下、「粉体」と略
記）500重量部を水10000重量部に分散させ、更に
アクリル酸オリゴマーのアンモニウム塩を固形分
換算で１重量部添加して10分間攪拌した。（スラ
リー４） スラリー３とスラリー４を混合して10分間攪拌
した。（スラリー５） スラリー５を攪拌しながら、歩留向上剤（明成
化学(株)製、フアイレツクスRC−104）を固形分換
算で1.2重量部添加して10分間攪拌した。更に、
歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツクスＭ）
を固形分換算で0.6重量部添加して10分間攪拌し
て、紙料を得た。（スラリー６） 次に繊維・粉体の固形分が150g（設定坪量
3000g／m2）となるようスラリー６を分取して、
全量が18になるように水で希釈後、このスラリ
ーをTAPPIスタンダード角型シートマシン（佐
川製作所製）で抄造し、250×200mmのセラミツク
ス生シートを得た。 脱水・乾燥・圧密 生シートを湿潤状態で20Kgｆ／cm2の圧力で30分
間加圧脱水し、110℃で１時間乾燥して乾燥シー
トを得た。 次にこの乾燥シートを含水率が５％になるよう
に加湿して、一軸油圧プレスにて800Kgｆ／cm2の
圧力で圧密処理して、厚さ約1.2mmのプレスシー
トを得た。 焼成 プレスシートを120℃で１時間乾燥した後、
1600℃まで毎分５℃の速度で昇温し、1600℃で２
時間保持して焼成した。その時の焼成収縮率は
10.1％、焼結体の減圧吸水率は0.03％、曲げ強さ
は2900Kgｆ／cm2であつた。 実施例２：アルミナシート 紙料調製の際に、アクリル系バインダー（ヘキ
スト合成(株)製、モビニールDM758）をアルミナ
粉体に対し、固形分換算で７重量％添加して抄造
し、設定坪量は1500g／m2としたこと以外は、実
施例１と同様にして生シートを製造した。 得られた生シートは、柔軟性に富み、半径１cm
の円柱状に曲げ加工が可能であつた。このシート
を含水率２％に加湿後、半径１cm長さ20cmの金属
円柱に巻き付け、2000Kgｆ／cm2の圧力で静水圧プ
レス処理（日機装製、冷間等方圧プレス）を行な
い、円筒状成形体を得た。該成形体を実施例１と
同様の条件で焼成して厚さ1.0mmの肉薄円筒を得
た。このときの焼成収縮率は9.2％で、焼結体の
減圧吸水率は0.01％、曲げ強さは3500Kgｆ／cm2で
あつた。 実施例３：ムライト質シート ムライト質繊維としてフアイバーマツクス（東
芝モノフラツクス社製）を用いた。この繊維は平
均直径が約2.5μmである。これを平均長さが１〜
２mmまで切断して使用した。また微粒ムライト粉
体としては平均粒径が約0.5μmの高純度ムライト
粉体粉砕品（秩父セメント製）を用いた。この微
粉体を繊維に実施例１と同様な方法で静電気的に
付着させ、微粉体付着繊維を得た。なお、繊維の
ゼータ電位はPH７でマイナス側、微粉体のゼータ
電位はPH７でプラス側とした。 ムライト粉体原料として、カオリン（ジヨージ
アカオリン（株））と水酸アルミニウム（昭和軽
金属（株）製ハイジライトＨ−42M）をムライト
組成になるように配合した混合物（平均粒径
2.0μmを用い、得られた微粉体付着繊維とムライ
ト粉体から、実施例１と同様の方法で紙料を調製
して抄造し、乾燥、圧密してセラミツクスグリー
ンシートを得た。 該シートを1550℃まで毎分５℃の速度で昇温
し、1550℃で２時間保持して焼成した。そのとき
の焼成収縮率は10.7％で、焼結体の減圧吸水率は
0.05％、曲げ強さは1200Kgｆ／cm2であつた。 比較例 １ 実施例１で用いたアルミナ粉体90重量部を水
1000重量部に分散させ、叩解度370ml（LBKP：
NBKP＝８：２）のパルプを固形分換算で10重
量部添加し、総量3000重量部まで水で希釈して、
10分間攪拌した。このアルミナスラリーを攪拌し
ながら歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツク
スRC−104）を固形分換算で0.2重量部添加して、
５分間撹拌した。更に該アルミナスラリーを撹拌
しながら歩留向上剤（明成化学(株)製、フアイレツ
クスＭ）を0.1重量部添加して、５分間攪拌して
紙料を調製した。この紙料スラリーを18000重量
部まで水で稀釈し、TAPPIスタンダード角型シ
ートマシンで抄造して250×200mmの生シートを得
た。設定坪量は2000g／m2とした。 得られた生シートを湿潤状態で20Kgｆ／cm2の圧
力で10分間脱水プレスして、80℃で１時間乾燥
し、乾燥シートを得た。乾燥シートを含水率５％
になるように加湿して一軸油圧プレスにて800Kg
ｆ／cm2の圧力で圧密して厚さ1.2mmのプレスシー
トを得、このプレスシートを実施例１と同様の条
件で焼成した。そのときの焼成収縮率は16.8％
で、焼結体の減圧吸水率は2.41％、曲げ強さは
1500Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ２ アルミナ繊維にアルミナ微粉体を付着させずに
用いたこと以外は、実施例１と同様にして抄造、
乾燥、圧密、焼成した。このときの焼成収縮率は
10.8％、焼結体の減圧吸水率は0.21％、曲げ強さ
は2100Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ３ ムライト繊維にムライト微粉体を付着させずに
用いたこと以外は、実施例３と同様にして抄造、
乾燥、圧密、焼成した。このときの焼成収縮率は
10.7％、焼結体の減圧吸水率は0.33％、曲げ強さ
は1000Kgｆ／cm2であつた。 比較例 ４ アルミナ微粉体をアルミナ繊維に付着させない
ように、アルミナ繊維及びアルミナ粉体及びアル
ミナ微粉体を次のように混合したこと以外は、実
施例１と同様にしてシートを得た。 即ち、実施例１の紙料の調製・抄造において
調製したスラリー４に、シヨツトを除去した繊維
100重量部を加え、次にアルミナ微粉体100重量部
を加え、10分間攪拌した（スラリー７）。 得られたスラリー７をスラリー５の代りに用
い、実施例１と同様にして紙料を調製し、同様に
抄造、脱水、乾燥、圧密、焼成を行なつた。 その結果、焼成による焼成収縮率は10.8％，焼
結体の減圧吸水率は0.10％、曲げ強さは2600Kg
ｆ／cm2であつた。 比較例 ５ 比較例４と同様の紙料調製方法により、ムライ
ト微粉体をムライト繊維に付着させないように、
アルミナ繊維、アルミナ粉体及びアルミナ微粉体
の代わりにムライト繊維、ムライト粉体のムライ
ト微粉体を用いたこと以外は、実施例３と同様に
して抄造、脱水、乾燥、圧密、焼成を行なつた。 その結果、焼成による焼成収縮率は10.9％，焼
結体の減圧吸水率は0.13％、曲げ強さは1100Kg
ｆ／cm2であつた。 以上の結果を、第１表にまとめて記す。 第１表より、本発明の方法によれば、焼成によ
る収縮率が小さく、得られる焼結体は吸収率が低
い従つて緻密で、また高強度であることが認めら
れる。
【表】
以上詳述した通り、本発明のセラミツクスシー
トの製造方法によれば、従来法におけるシート組
成の不均質性、焼成時の気孔の残存等の問題を解
消して、均質で空隙率の極めて低いセラミツクス
シートを製造することができる。従つて、このシ
ートを焼成して得られる焼結体は低焼成収縮率で
寸法安定性に優れ、極めて緻密で高強度なものと
なる。 本発明で得られるセラミツクスシートは、高温
焼成用セツター、IC基板、肉薄大形高強度平板、
その他肉薄円筒形部材等の高強度特性及び緻密性
を要求される肉薄部材用グリーンシートとして極
めて有用である。
トの製造方法によれば、従来法におけるシート組
成の不均質性、焼成時の気孔の残存等の問題を解
消して、均質で空隙率の極めて低いセラミツクス
シートを製造することができる。従つて、このシ
ートを焼成して得られる焼結体は低焼成収縮率で
寸法安定性に優れ、極めて緻密で高強度なものと
なる。 本発明で得られるセラミツクスシートは、高温
焼成用セツター、IC基板、肉薄大形高強度平板、
その他肉薄円筒形部材等の高強度特性及び緻密性
を要求される肉薄部材用グリーンシートとして極
めて有用である。
第１図は本発明のセラミツクスシートの製造方
法の一例を示す流れ図、第２図は静電付着処理に
おけるゼータ電位とPHとの関係を示すグラフ、第
３図ａ，ｂは従来法における抄造時ａ及び圧密後
ｂの状態を示すシートの模式的な断面図、第４図
ａ，ｂは本発明における抄造時ａ及び圧密後ｂの
状態を示すシートの模式的な断面図である。 １…セラミツクス繊維、２…セラミツクス粉体
の凝集体、３…空隙、４…セラミツクス微粉体。
法の一例を示す流れ図、第２図は静電付着処理に
おけるゼータ電位とPHとの関係を示すグラフ、第
３図ａ，ｂは従来法における抄造時ａ及び圧密後
ｂの状態を示すシートの模式的な断面図、第４図
ａ，ｂは本発明における抄造時ａ及び圧密後ｂの
状態を示すシートの模式的な断面図である。 １…セラミツクス繊維、２…セラミツクス粉体
の凝集体、３…空隙、４…セラミツクス微粉体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面にセラミツクス微粉体を付着させたセラ
ミツクス繊維と、セラミツクス粉体とを含むスラ
リーを抄造した後、加圧成形することを特徴とす
るセラミツクスシートの製造方法。 ２ セラミツクス微粉体をセラミツクス繊維表面
に静電気的に付着させることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169352A JPS6414143A (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Production of ceramic sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169352A JPS6414143A (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Production of ceramic sheet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414143A JPS6414143A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0524105B2 true JPH0524105B2 (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=15884976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62169352A Granted JPS6414143A (en) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | Production of ceramic sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6414143A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242738A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 発光素子収納用パッケージ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616184A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-11 | 松下電器産業株式会社 | 繊維セラミツク構造体の製造方法 |
-
1987
- 1987-07-07 JP JP62169352A patent/JPS6414143A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414143A (en) | 1989-01-18 |
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