JPH072327B2 - セラミックグリーンシートの積層方法 - Google Patents

セラミックグリーンシートの積層方法

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JPH072327B2
JPH072327B2 JP1042624A JP4262489A JPH072327B2 JP H072327 B2 JPH072327 B2 JP H072327B2 JP 1042624 A JP1042624 A JP 1042624A JP 4262489 A JP4262489 A JP 4262489A JP H072327 B2 JPH072327 B2 JP H072327B2
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green sheet
ceramic green
ceramic
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laminating
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和伸 小川
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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グリーンシートの積層方法に関す
る。更に詳しくは熱可塑性の乏しいグリーンシートに適
する積層方法に関するものである。
[従来の技術] 従来、複数枚のセラミックグリーンシートを積層する方
法として、熱可塑性の有機バインダを含むグリーンシー
トを複数枚重ね合わせた後、室温或いは必要に応じて加
熱し、200〜500kg/cm2程度の高圧で熱圧着している。
[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の方法はプレス機のプレス面に応じてグリ
ーンシートを切断し、その切断されたシートを重ね合わ
せる必要があるため、積層の作業効率に劣る不具合があ
る。また従来の方法は高圧のため重ね合わせたグリーン
シートが圧着時にずれ易い問題点があり、またグリーン
シートに含まれる有機バインダに熱可塑性が無いか或い
は非常に少ない場合には、セラミックグリーンシートを
加熱しながら加圧してもグリーンシート同士の接着力が
十分でなく、従来の熱圧着の積層方法では積層できない
欠点があった。
本発明の目的は、積層の作業効率が高く、積層したとき
の位置ずれが生じにくく、また熱可塑性が無いか或いは
非常に少ない有機バインダを含むグリーンシートを積層
するに適しセラミックグリーンシートの積層方法を提供
することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明のセラミックグリー
ンシートの積層方法は、一種又は二種以上のアルコキシ
ドを加水分解した後解膠して得られたセラミックス粒子
の分散液に有機バインダを添加混合してセラミックスリ
ップを調製し、 このスリップを別々に成膜乾燥して第1及び第2セラミ
ックグリーンシートをそれぞれ成形し、前記第1セラミ
ックグリーンシートの片面に接着剤を塗工し、前記第2
セラミックグリーンシートを前記接着剤を塗工した前記
第1セラミックグリーンシートとともにプレス圧を5〜
20kg/cm2に設定した一対のラミネートロールに通すこと
により前記第1セラミックグリーンシートに前記第2セ
ラミックグリーンシートを積層し、この積層前又は積層
後に前記第1セラミックグリーンシートに塗工した接着
剤を乾燥するセラミックグリーンシートの積層方法であ
って、 前記セラミックスリップの分散媒が水であるとき前記接
着剤がアクリル系樹脂、ブチラール系樹脂及びビニール
系樹脂からなる群より選ばれた一種又は二種以上の非水
系の接着剤であるか、又は 前記セラミックスリップの分散媒が水酸基を有するアル
コールであるとき前記接着剤がセルロース誘導体、アク
リル系エマルジョン及び酢酸ビニルエマルジョンからな
る群より選ばれた一種又は二種以上の水系の接着剤であ
ることを特徴とする。
<セラミックグリーンシート> 本発明のグリーンシートは、一種又は二種以上のアルコ
キシドを加水分解して得られたコロイドに有機バインダ
を添加混合してセラミックスリップを調製し、このスリ
ップを成膜乾燥して成形されたものである。このスリッ
プを構成するコロイド粒子は数100〜数1000Åの範囲の
極めて微小な粒径を有するため、有機バインダはこれら
の微粒子を結合させるため、結合力に富んだものが用い
られ、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルブチラ
ール、メチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリメタク
リル酸等が挙げられる。
グリーンシートは水を分散媒とするセラミックスリップ
から作られた水系のもの以外に、水酸基を有するアルコ
ール等を分散媒とするセラミックスリップから作られた
非水系のものを含む。
<積層> 本発明の積層は、プレス圧を5〜20kg/cm2に設定した一
対のラミネートロールの間を複数枚のセラミックグリー
ンシートを通すことにより行われる。プレス圧を5kg/cm
2未満にすると、接着が十分でなく、20kg/cm2を越える
と、グリーンシートに歪みを与える恐れがあるため、こ
の範囲に設定される。
積層は、単一のグリーンシート同士を積層する以外に二
層以上のグリーンシートに単一もしくは二層以上のグリ
ーンシートを積層することもできる。これらのグリーン
シートは、焼成後の変形を防止するため、互いに焼成収
縮に大きな差異のないものであることが必要である。
また本発明は接着剤を塗工した後、積層する前に乾燥す
るドライラミネート法以外に、接着剤を塗工して積層し
た後に乾燥するウェットラミネート法を採用することが
できる。
<接着剤> 本発明の接着剤は、その溶剤がグリーンシートに吸収さ
れると、グリーンシートの引張強度が極端に低下し、シ
ートが破断したり、しわやうねりが発生するので、溶剤
がグリーンシートに吸収されるような接着剤は使用でき
ない。すなわち、水系のグリーンシートには非水系の接
着剤、例えばアクリル系樹脂、ブチラール系樹脂、ビニ
ール系樹脂等が用いられる、非水系のグリーンシートに
はセルロース誘導体、アクリル系エマルジョン、酢酸ビ
ニルエマルジョン等が用いられる。
またドライラミネート法には乾燥後接着するタイプのも
のが用いられ、ウエットラミネート法には接着後乾燥す
るタイプのものが用いられる。この接着剤は塗工厚がド
ライラミネート法では30〜100μmの範囲に、またウエ
ットラミネート法ではこれにより少ない5〜30μmの範
囲になるように塗工される。これらの下限値より薄いと
塗膜の欠陥が発生しやすく、上限値を越えるとグリーン
シート同士の間隔が大きくなりすぎて、焼成後に積層し
たグリーンシートが剥離する恐れがある。
<乾燥> 本発明の乾燥は、グリーンシートの走行速度が1〜3m/
分程度の遅い速度である場合には、特別に加熱する必要
はなく室温乾燥で足りるが、これにより高速にする場合
には40〜50℃程度の温風乾燥することが望ましい。
<積層後の工程> 積層されたグリーンシートは、必要に応じてカッティン
グ、巻き取りが行われ、更に所定の形状に打ち抜かれ、
或いはカッティングされた後、焼成されて所望の製品と
なる。
[発明の効果] 以上述べたように、従来のセラミックグリーンシートの
積層方法はプレス加工によるバッチ操作であったもの
が、本発明によればシートの状態で積層できるため、連
続生産が可能となり、積層の作業効率が高い。特に、熱
圧着によらないため、積層したときの位置ずれが生じに
くく、また熱可塑性が無いか或いは非常に少ない有機バ
インダを含むグリーンシートを積層することができる。
また従来のセラミックグリーンシートでは数1000Å以上
の粒径のセラミックス粉体を含有するため、一対のラミ
ネートロールによる積層では、接合界面におけるセラミ
ックス粒子同士の接触率が低く、焼結が不十分で積層し
たシートが剥離する恐れがあったものが、本発明ではグ
リーンシートを構成する粒子の径が極めて小さいため、
焼結が良好で剥離しにくい利点がある。
更に従来のセラミックグリーンシートはバインダの粒子
結合力が十分に高くないため、シート状で引張ると伸び
やすく、本発明の方法を用いることができないが、本発
明のグリーンシートは粒径の微小の程度に応じて強度の
ある有機バインダを使用しているため、シート状に張設
して巻き取っても、伸びが小さく焼結後の変形を十分に
小さく押えることができる。
更に本発明では、セラミックスリップの分散媒が水であ
るとき接着剤としてアクリル系樹脂、ブチラール系樹脂
及びビニール系樹脂からなる群より分散媒が水酸基を有
するアルコールであるとき接着剤としてセルロース誘導
体、アクリル系エマルジョン及び酢酸ビニルエマルジョ
ンからなる群より選ばれた一種又は二種以上の水系の接
着剤を使することにより、接着剤が非水系または水系の
いずれの場合であっても、接着剤を構成する溶剤はグリ
ーンシートに吸収されない。従って、グリーンシートの
引張強度が極端に低下し、グリーンシートが破断した
り、しわやうねりが発生する不都合を防止することがで
きる。
[実施例] 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明した。
<実施例1> 第1図に示すように、この例はドライラミネート法であ
る。第1ロール11には第1セラミックグリーンシート10
が巻取られ、第2ロール21には第2セラミックグリーン
シート20が巻取られる。一対のコーティングロール12及
び13と一対のラミネートロール14及び15の間には乾燥機
16が配置される。17はグラビアロールであって、接着剤
槽18の接着剤Aをドクタブレード19によりコーティング
ロール12に均一に塗布する。接着剤Aは酢酸エチルを溶
剤とするアクリル系樹脂からなる。
この例ではセラミックグリーンシート10及び20はともに
次の製法によって得られたグリーンシートである。すな
わち、アルミニウムイソプロポキシド[A1(C3H7O)3
を加水分解してベーマイト[A1OOH]を生成させ、これ
にpH2〜4に調整した水を加えて解膠することによっ
て、安定な擬ベーマイトゾルを得る。また一方、マグネ
シウムメトキシドを加水分解してブルーサイトゾルを得
る。この両者をモル比で、 A12O3:MgO=98:2 の割合で混合して原料コロイドを調製する。
この原料コロイドに、親水性有機バインダとしてポリビ
ニルアルコールとポリ酢酸ビニルとの共重合体をコロイ
ドの分散相100重量%に対して40重量%添加混合した
後、この原料コロイドを分散相15重量%、有機バインダ
6重量%及び分散媒である水79重量%になるまで濃縮し
てセラミックスリップを得る。
このセラミックスリップを移動担体である高密度ポリエ
チレンテープ上にドクターブレードキャスティングによ
り厚さ1.2mmになるようにコーティングし、このポリエ
チレンテープを乾燥してセラミックスリップの分散媒で
ある水を脱離させて厚さ0.1mmのグリーンシートを得
る。
上記製法で作られた第1セラミックグリーンシート10を
第1ロール11から巻き戻して一対のコーティングロール
12及び13の間を通し、更に30℃に温度設定された乾燥機
16に2m/分の速度で通す。一対のコーティングロール12
及び13で接着剤Aをグリーンシート10の片面に均一に塗
工厚60μmで塗工する。
上記製法で作られた第2セラミックグリーンシート20を
第2ロール21から巻き戻し、接着剤Aを塗工した第1セ
ラミックグリーンシート10とともにプレス圧を10kg/cm2
に設定した一対のラミネートロール14及び15に通して第
1セラミックグリーンシート10に第セラミック2グリー
ンシート20を積層する。積層したグリーンシート30はロ
ール31に巻き取られる。
なお、三層以上の積層グリーンシートを作る場合には、
ロール31に巻き取ったグリーンシートを第1ロール11又
は第2ロール21のいずれか一方、又は双方にセットし、
上記積層操作を必要回数繰り返せばよい。
<実施例2> 第2図に示すように、この例はウエットラミネート法で
ある。第1図と同一符号は同一の構成部品を示す。この
例では一対のラミネートロール32及び33のうちロール32
がコーティングロールの機能を兼ねる。
接着剤Aはエタノールを溶剤とするブチラール系樹脂か
らなり、セラミックグリーンシート10及び20はともに次
の製法によって得られたグリーンシートである。すなわ
ち実施例1で得られた擬ベーマイトゾルを原料コロイド
として、この擬ベーマイトゾルにポリビニルアルコール
をコロイドの分散相100重量%に対して40重量%添加混
合した後、固形分が15重量%になるように濃縮してセラ
ミックスリップを得る。このセラミックスリップを実施
例1と同一方法で成膜乾燥し、厚さ0.1mmのグリーンシ
ートを得る。
上記製法で作られた第1セラミックグリーンシート10を
第1ロール11から巻き戻し、同時に第2ロール21から第
2セラミックグリーンシート20を巻き戻してそれぞれ一
対のラミネートロール32及び33の間を通し、更にガイド
ロール34を介して30℃に温度設定された乾燥機16に2m/
分の速度で通す。ロール17がコーティングロール32上の
グリーンシート10の片面に接着剤Aを均一に塗工厚10μ
mで塗工し、一対のロール32及び33が同時にグリーンシ
ート10にグリーンシート20を積層する。
接着剤が乾燥された積層グリーンシート30はロール35及
び36で引き取られ、ロール31に巻き取られる。
実施例1及び実施例2で得られた積層グリーンシート30
は、積層前のグリーンシート10及び20が粒径数100〜数1
000Åの原料コロイドから作られているため、プレス圧
が低くても接合界面における粒子同士の接触率が高く、
後工程の焼成工程で十分に接着し、焼結状態が良好で両
シートは剥離しない。また上記有機バインダはセラミッ
クスリップを構成する微粒子の粒径に対応して強い粒子
結合力を有しているため、積層中にグリーンシート10及
び20に無用の伸びを与えず、焼成後の予期しない変形を
防止する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例のセラミックグリーンシート積層
装置の構成図。 第2図は本発明の別の実施例のセラミックグリーンシー
ト積層装置の構成図。 A:接着剤 10:第1セラミックグリーンシート、14,15,32,33:ラミ
ネートロール、16:乾燥機、20:第2セラミックグリーン
シート、30:積層セラミックグリーンシート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 修 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱鉱業セメント株式会社セラミックス研究 所内 (56)参考文献 特開 昭62−44405(JP,A) 特開 昭50−75204(JP,A) 特開 昭63−183840(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一種又は二種以上のアルコキシドを加水分
    解した後解膠して得られたセラミックス粒子の分散液に
    有機バインダを添加混合してセラミックスリップを調製
    し、 このスリップを別々に成膜乾燥して第1及び第2セラミ
    ックグリーンシートをそれぞれ成形し、 前記第1セラミックグリーンシートの片面に接着剤を塗
    工し、 前記第2セラミックグリーンシートを前記接着剤を塗工
    した前記第1セラミックグリーンシートとともにプレス
    圧を5〜20kg/cm2に設定した一対のラミネートロールに
    通すことにより前記第1セラミックグリーンシートに前
    記第2セラミックグリーンシートを積層し、 この積層前又は積層後に前記第1セラミックグリーンシ
    ートに塗工した接着剤を乾燥するセラミックグリーンシ
    ートの積層方法であって、 前記セラミックスリップの分散媒が水であるとき前記接
    着剤がアクリル系樹脂、ブチラール系樹脂及びビニール
    系樹脂からなる群より選ばれた一種又は二種以上の非水
    系の接着剤である ことを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方
    法。
  2. 【請求項2】一種又は二種以上のアルコキシドを加水分
    解した後解膠して得られたセラミックス粒子の分散液に
    有機バインダを添加混合してセラミックスリップを調製
    し、 このスリップを別々に成膜乾燥して第1及び第2セラミ
    ックグリーンシートをそれぞれ成形し、 前記第1セラミックグリーンシートの片面に接着剤を塗
    工し、 前記第2セラミックグリーンシートを前記接着剤を塗工
    した前記第1セラミックグリーンシートとともにプレス
    圧を5〜20kg/cm2に設定した一対のラミネートロールに
    通すことにより前記第1セラミックグリーンシートに前
    記第2セラミックグリーンシートを積層し、 この積層前又は積層後に前記第1セラミックグリーンシ
    ートに塗工した接着剤を乾燥するセラミックグリーンシ
    ートの積層方法であって、 前記セラミックスリップの分散媒が水酸基を有するアル
    コールであるとき前記接着剤がセルロース誘導体、アク
    リル系エマルジョン及び酢酸ビニルエマルジョンからな
    る群より選ばれた一種又は二種以上の水系の接着剤であ
    る ことを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方
    法。
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