JPH09328367A

JPH09328367A - セラミックグリーンシートの製造方法および装置

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Publication number: JPH09328367A
Application number: JP8166779A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashiguchi; 隆志橋口; Hiroki Yokoi; 宏樹横井
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-22
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3707574B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水系スラリーを用いたセラミックグリーンシ
ートの新規な製造方法および装置を提供する。【解決手段】セラミック粉末、溶剤及び有機結合剤を
混練してスラリーを調製し、このスラリーをキャリアテ
ープ上に塗布して均一な厚さのシート状に展延し、これ
を乾燥した後、キャリアテープから剥離することからな
るセラミックグリーンシートの製造方法において、前記
スラリーは水系スラリーであり、水系界面活性剤液を前
記キャリアテープの一方の表面に向かって噴霧し、得ら
れた霧滴を空中で加熱して該霧滴中の水分を除去した
後、前記キャリアテープの該表面に前記界面活性剤を塗
布し、その後、前記スラリーを前記界面活性剤が塗布さ
れたキャリアテープ表面に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックグリーン
シートの製造方法および装置に関する。更に詳細には、
本発明は水系スラリーを用いるセラミックグリーンシー
トの製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のセラミックグリーンシート
の製造装置の一例を示す模式図である。図示されている
ように、巻出機１１４からキャリアテープ１００が巻出
され、キャリアテープ１００の進行方向の適当な箇所
に、ドクターブレード１０２を有する容器１０４を配置
する。容器１０４内にはセラミックスラリー１０６が充
填されている。キャリアテープ１００が移動するにつれ
て、スラリー１０６はドクターブレード１０２によりテ
ープ表面に一定の厚さに展延され、乾燥機１０８で乾燥
され、その後、セラミックグリーンシート１１０はキャ
リアテープ１００と共に巻取機１１２により巻取られ
る。符号１１６は支持用裏板である。

【０００３】従来のセラミックスラリーは例えば、セラ
ミック粉末、有機溶剤、可塑剤、バインダーを均一に混
合した泥状の非水系スラリーである。従来のセラミック
スラリーは有機溶剤を使用しているため、作業性の点で
は非常に良好であるが、乾燥機による乾燥に際して、防
爆などの設備を配設しなければならなかった。

【０００４】有機溶剤の代わりに水を溶剤として使用す
れば乾燥工程における防爆設備は不要となる。しかし、
水系スラリーは従来のキャリアテープに均一の厚さに展
延することが困難である。従来のキャリアテープは紙又
はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの基体に
離型剤を塗布したものである。このような構造のテープ
は非水系スラリーに対しては濡れ性が良好なため、スラ
リーを均一に展延することができる。しかし、紙、ＰＥ
Ｔなどの基体に離型剤が先塗りされていると水系スラリ
ーは濡れ性が悪く付着できない。このため、水系スラリ
ーをキャリアテープ表面に均一に展延することができな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は水系スラリーを用いたセラミックグリーンシートの新
規な製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題は、セラミック
粉末、溶剤及び有機結合剤を混練してスラリーを調製
し、このスラリーをキャリアテープ上に塗布して均一な
厚さのシート状に展延し、これを乾燥した後、キャリア
テープから剥離することからなるセラミックグリーンシ
ートの製造方法において、前記スラリーは水系スラリー
であり、水系界面活性剤液を前記キャリアテープの一方
の表面に向かって噴霧し、出来た霧を空中で加熱して水
分を除去した後、前記キャリアテープの該表面に前記界
面活性剤を塗布し、その後、前記スラリーを前記界面活
性剤が塗布されたキャリアテープ表面に塗布することに
より解決される。

【０００７】

【発明の実施の形態】キャリアテープとしては、シリコ
ンオイルを表面に塗布したＰＥＴフィルムが使用される
ことが多い。このＰＥＴフィルムは水をはじく性質があ
る。このため、ＰＥＴフィルム表面上に水性スラリーを
均質に塗布するためには、ＰＥＴフィルム表面の親水化
処理が必要である。ＰＥＴフィルム表面の親水化処理を
行う方法の一つに、界面活性剤の塗布があるが、界面活
性剤の塗布を行うには、有機溶剤などのようにＰＥＴフ
ィルム表面でもはじかない溶媒を使用する必要がある。
しかし、界面活性剤の塗布のために有機溶剤を使用する
限り、環境汚染、人体（例えば、作業者）への悪影響、
爆発の危険性などの問題を避けることができない。しか
も、スラリー調製においても、有機溶剤の使用に起因す
る諸問題を避けるために従来の非水系スラリーを水系ス
ラリーに変更したのであるから、この水系スラリーをＰ
ＥＴフィルム表面に塗布するために有機溶剤を使用する
ことは絶対に避けなければならない。

【０００８】そこで、本発明では、水を溶媒とする界面
活性剤を使用することにより有機溶剤に起因する種々の
問題を解決することに成功した。すなわち、界面活性剤
を水に溶解、乳化又は懸濁させた水系界面活性剤液を噴
霧して霧化させ、水の蒸発速度を高め、ＰＥＴフィルム
に到達する前に大部分の水を除去する。ＰＥＴフィルム
に到達した時点で、霧は界面活性剤が主成分となってい
るので、到達点付近にそのまま固着するだけではじくこ
とはない。また、水系界面活性剤液を霧化することによ
り、界面活性剤をＰＥＴフィルム表面に均一に塗布する
ことができる。

【０００９】図１は本発明のセラミックグリーンシート
の製造方法を実施するのに使用される装置の一例の模式
的概要図である。装置の基本的構成は概ね従来のセラミ
ックグリーンシート製造装置（図４参照）と同一であ
る。しかし、図１に示された本発明の装置では、水系ス
ラリー１０をキャリアテープ１００の表面にシート状に
展延する前に、該キャリアテープ１００の表面に界面活
性剤を塗布するための塗布装置２０が配設されている。

【００１０】図２は塗布装置２０の一例の模式的構成図
である。この塗布装置２０は、ファン２３と、このファ
ンの前方方向に配置された、ニクロム線のような発熱体
２５を有する。発熱体２５がニクロム線の場合、図示さ
れていないが、このニクロム線は電源に接続されてい
る。ニクロム線発熱体２５に通電させて発熱させながら
ファン２３を駆動させると、発熱体２５の前方に熱風が
発生される。熱風の温度は発熱体２５の発熱温度により
変化させることができる。ファン２３及び発熱体２５は
筒体２７内に収納されている。

【００１１】熱風の進行方向前方で、この筒体２７の適
当な箇所に水系界面活性剤液噴射ノズル２９が配設され
ている。噴射ノズル２９は常用のネブライザーと同じ
く、水系界面活性剤液供給管３１と高圧空気供給管３３
とからなる。水系界面活性剤液の霧化手段は図示された
空気式噴霧機構に限定されない。例えば、超音波振動式
霧化機構なども同様に使用できる。噴射ノズル２９の先
端から噴射される霧滴の粒径は必ずしも一定ではない。
しかし、一般的に、１μｍ〜１００μｍの範囲内の粒径
を有する霧滴を発生できることが好ましい。この範囲内
の粒径を有する霧滴から水分を蒸発させると、最終的に
０．１μｍ〜０．５μｍの範囲内の粒径を有する界面活
性剤粒子がキャリアテープ１００の表面に層状に堆積付
着される。霧滴の粒径が１００μｍ超になるとテープ１
００に到達するまでの間に霧滴中の水分を蒸発させるこ
とができない可能性がある。そのため、熱風で搬送され
ないほど大きな粒径を有する飛沫状の霧滴３５を除くた
めの液溜まり３７を設けることが好ましい。別法とし
て、筒体２７の長さを延長して霧の飛程を長くすること
によっても飛沫状霧滴３５を除くことができる。

【００１２】ノズル２９の先端から噴射された粒径の小
さな微細霧は筒体２７内を熱風により搬送される途中で
水分が蒸発され界面活性剤の微細粒子となる。従って、
筒体２７の出口付近にキャリアテープ１００を配置する
ことにより、テープ１００の表面に界面活性剤の微細粒
子を均一に塗布し、固着させることができる。斯くし
て、キャリアテープ１００の表面に界面活性剤層３９が
形成される。

【００１３】図３は図１のＡ部の拡大断面図である。噴
霧装置２０により形成された界面活性剤層３９の上面に
水系スラリー１０が塗布されてセラミックグリーンシー
ト１３が積層されている。界面活性剤層３９は、水系ス
ラリーの濡れ性改善ばかりか、離型剤としても機能する
のでキャリアテープ１００からセラミックグリーンシー
ト１３を容易に剥離することができる。

【００１４】水系界面活性剤液の霧化粒子中の水分除去
の制御は、熱風の温度、熱風の流速、及び熱風搬送部の
長さ（すなわち、噴射ノズルから筒体出口までの長さ）
などの要因により左右される。これらの要因は相互に作
用しあうので、適宜組み合わせることにより最適な水分
除去条件を設定することができる。これらについて以
下、更に具体的に説明する。

【００１５】水分除去に使用される熱風の温度は特に限
定されない。一般的に、８０℃〜２００℃の範囲内の温
度が好適に使用できる。８０℃未満の熱風温度では水系
界面活性剤液の霧化粒子中の水分を効果的に蒸発させる
ことができない。一方、２００℃以上の熱風温度では水
分が除去された後の界面活性剤粒子自体に“焼け”など
が生じる恐れがある。

【００１６】熱風の流速も特に限定されない。一般的
に、０．１ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内の流速が好適に
使用できる。０．１ｍ／ｓ未満の流速では霧化粒子の搬
送速度が低下し、セラミックグリーンシートの製造工程
全体のスループットも低下される。一方、１０ｍ／ｓ超
の流速では、熱風温度を高く設定したとしても、霧滴の
水分が十分に除去されないうちに霧滴がキャリアテープ
表面に到達してしまい、キャリアテープ表面で水系界面
活性剤液の“はじき”が生じる恐れがある。すなわち、
水系界面活性剤液の霧滴自体をキャリアテープ表面に噴
霧しても霧滴はキャリアテープ表面にはじかれてしま
い、キャリアテープ表面を均一に被覆することができな
い。

【００１７】熱風搬送部の長さ（すなわち、噴射ノズル
から筒体出口までの長さ）も特に限定されない。一般的
に、０．２ｍ〜１．０ｍの範囲内の長さが好適に使用で
きる。熱風搬送部の長さが０．２ｍ未満では、熱風の流
速を下げ、温度を上げたとしても霧化粒子の水分が十分
に除去されないうちに霧化粒子がキャリアテープ表面に
到達してしまい、キャリアテープ表面で水系界面活性剤
液の“はじき”が生じる恐れがある。一方、熱風搬送部
の長さが１．０ｍ超の場合、噴霧装置全体が大型化する
ばかりか、噴霧装置内壁に界面活性剤成分が堆積し、汚
染源となるなどの不都合が生じる。

【００１８】キャリアテープ１００の表面に堆積付着さ
れる界面活性剤層の膜厚は特に限定されないが一般的
に、０．１μｍ〜０．５μｍの範囲内であることが好ま
しい。膜厚が０．１μｍ未満では、キャリアテープ表面
を均一に覆うことができない。一方、０．５μｍ超では
界面活性剤層使用効果が飽和し、単に不経済となるだけ
である。

【００１９】キャリアテープ１００の移動速度も界面活
性剤層の形成に寄与する一因子である。すなわち、キャ
リアテープ１００の移動速度が速すぎると、テープ表面
に均一な厚さの界面活性剤層を形成することができな
い。一方、キャリアテープ１００の移動速度が遅すぎる
と、界面活性剤層の膜厚が不必要に厚くなり過ぎるばか
りか、セラミックグリーンシートの製造工程全体のスル
ープットも低下される。従って、セラミックグリーンシ
ートの製造工程全体のスループットを中心に考慮すれ
ば、キャリアテープ１００の移動速度は常用の作業速度
（例えば、０．５ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓ）を使用し、この速
度に合わせて、所望の膜厚の界面活性剤層を形成するた
めの、熱風の流速、温度、熱風搬送部の長さなどの因子
を最適化調整することが好ましい。

【００２０】本発明の方法で使用される界面活性剤自体
は特に限定されない。例えば、アニオン系、カチオン
系、ノニオン系、両性系界面活性剤を使用できる。これ
らの界面活性剤は水に溶解、乳濁又は懸濁させて使用さ
れる。具体的には、例えば、レシチンなどの界面活性剤
を使用することが好ましい。

【００２１】水系界面活性剤液の濃度は特に限定されな
いが、一般的に、０．１wt％〜２．０wt％の範囲内であ
ることが好ましい。濃度が０．１wt％未満の場合、キャ
リアテープの表面から界面活性剤粒子を剥離させること
ができなくなる。一方、濃度が２．０wt％超の場合、セ
ラミックシートの積層において接着が阻害され、デラミ
ネーションが発生する恐れがある。

【００２２】親水化処理すべきキャリアテープの材質と
してＰＥＴフィルムを例示したが、本発明の方法はＰＥ
Ｔフィルムからなるキャリアテープに限定されるわけで
はない。テフロンなどの合成樹脂、アルミニウムなどの
金属、硬質ガラスなどの各種ガラスなどの材質について
も同様に適用できる。また、形状としては、シート、無
端ベルト、矩形板状など、用途に応じて種々の組合わせ
を適宜選択して使用することができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明の方法を具体的に
例証する。

【００２４】実施例１移動速度２．０ｍ／ｓで移動される、シリコンオイルが
塗布されたＰＥＴフィルムからなるキャリアテープの表
面に、レシチンの水系エマルジョン（濃度０．２wt％）
を、図２に示される装置を用いて、噴霧し、０．１ｇ／
ｍ²の密度で塗布した。噴霧装置における、熱風の温度
は１５０℃であり、流速は２．０ｍ／ｓであり、熱風搬
送部の長さは０．５ｍであった。得られた界面活性剤層
の表面に、Ａｌ₂Ｏ₃１００ｇ、ポリビニルアセタール１
０ｇ、ジエチレングリコール２ｇ、水２００ｇからなる
水系セラミックスラリーをドクターブレード法により塗
布した。十分に乾燥させた後、セラミックグリーンシー
トを剥離し、厚さ２０μｍのセラミックグリーンシート
を得た。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水系界面活性剤液を噴霧し、霧滴中の水分を蒸発させな
がらキャリアテープの表面に界面活性剤層を形成するこ
とにより、水系界面活性剤液によるキャリアテープ表面
の親水化処理に成功した。そして、この水系界面活性剤
液によるキャリアテープ表面の親水化によりキャリアテ
ープ表面の濡れ性が改善され、水系スラリーをキャリア
テープ表面に均一に塗布することが可能となった。斯く
して、有機溶剤を使用する必要が全くなく、有機溶剤の
使用に伴う環境汚染、作業者に対する悪影響、爆発の危
険性などの諸問題が全て解決される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックグリーンシート製造方法を
実施するのに使用される装置の一例の模式的構成図であ
る。

【図２】図１に示された装置で使用される、水系界面活
性剤液噴霧装置の一例の模式的構成図である。

【図３】図１に示されたＡ部の部分拡大断面図である。

【図４】従来のセラミックグリーンシート製造装置の一
例の模式的構成図である。

【符号の説明】

１０水系スラリー１３セラミックグリーンシート２０水系界面活性剤液噴霧器２３ファン２５発熱体２７筒体２９噴射ノズル３９飛沫溜まり１００キャリアテープ１０２ドクターブレード１０４容器１０８乾燥機１１２巻取機１１４巻出機１１６支持用裏板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック粉末、溶剤及び有機結合剤を
混練してスラリーを調製し、このスラリーをキャリアテ
ープ上に塗布して均一な厚さのシート状に展延し、これ
を乾燥した後、キャリアテープから剥離することからな
るセラミックグリーンシートの製造方法において、前記スラリーは水系スラリーであり、水系界面活性剤液
を前記キャリアテープの一方の表面に向かって噴霧し、
得られた霧滴を空中で加熱して霧滴中の水分を除去した
後、前記キャリアテープの該表面に前記界面活性剤を塗
布し、その後、前記スラリーを前記界面活性剤が塗布さ
れたキャリアテープ表面に塗布することを特徴とするセ
ラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項２】霧滴を熱風でキャリアテープに向かって
移送させながら霧滴中の水分を除去する請求項１の方
法。
【請求項３】キャリアテープの巻出機と、該巻出機か
ら一定方向に向けて進行するキャリアテープ上に配置さ
れたセラミックスラリー充填容器と、該セラミックスラ
リー充填容器よりもテープ進行方向前方に配置されたセ
ラミックグリーンシート乾燥手段と、該乾燥手段よりも
キャリアテープ進行方向前方に配置されたセラミックグ
リーンシート巻取機とを有するセラミックグリーンシー
ト製造装置において、前記セラミックスラリー充填容器よりもテープ進行方向
手前に、水系界面活性剤液噴霧装置が配置され、該噴霧
装置は少なくとも、水系界面活性剤液霧化手段と、熱風
発生手段を有することを特徴とするセラミックグリーン
シートの製造装置。
【請求項４】霧化手段はネブライザーであり、熱風発
生手段はファンと発熱体との組み合わせからなる請求項
３の装置。
【請求項５】界面活性剤の水溶液、水性乳濁液又は水
性懸濁液を霧化し、得られた霧滴を加熱することにより
該霧滴中の水分を蒸発させながら、霧滴中の界面活性剤
粒子をキャリアテープ表面に付着させることを特徴とす
るキャリアテープ表面の親水化処理方法。