JP2005104070A - スラリーの製造方法、セラミックグリーンシート、および導電性ペースト - Google Patents
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Abstract
【課題】 キャビテーション、あるいはバブリングを発生させることなく、微粒の原料粉体を効率良く分散させる、高圧ホモジナイザーを用いたスラリーの製造方法を提供する。
【解決手段】 原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、分散部に背圧を負荷すると共に、該分散部の下流側で、段階的に背圧を負荷して、スラリー圧力を降圧することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、分散部に背圧を負荷すると共に、該分散部の下流側で、段階的に背圧を負荷して、スラリー圧力を降圧することを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
この発明は、高圧ホモジナイザーを用いたスラリーの製造方法、ならびにこのスラリーの製造方法によって得られた、セラミックスラリーの成形体であるセラミックグリーンシート、および導電性スラリーに有機ビヒクルを添加した導電性ペーストに関する。
セラミック電子部品の小型化、高機能化を進めるためには、薄層でありながら強度が高く、かつ平滑性に優れたセラミックグリーンシートや導電性ペースト塗膜の成形が重要となっている。
このような用途に向けられるセラミックスラリーや導電性ペーストは、セラミック原料粉体や、金属粉体等からなる導電性粉体を、溶剤、分散剤、および結合剤等からなる分散媒中に分散させたものである。上述のような特性を有するセラミックグリーンシートや導電性ペースト塗膜を得るためには、原料粉体がサブミクロンオーダー、またはそれ以下の粒径に微粒子化され、かつセラミックスラリーや導電性ペースト中で、それら微粒子が一次粒子、あるいはそれに近い粒度まで解砕分散されていて、塗工後のセラミックグリーンシートや導電性ペースト塗膜中での充填性が高くなっていることが求められる。
しかしながら、原料粉体の微粒子化を進めると、一方で凝集性も高くなり、粒径の大きな二次粒子を形成しやすくなるため、分散性の高いセラミックスラリーや導電性ペーストを作製することが困難となる。
従来、この凝集構造を十分に解砕するため、セラミックスラリーであればボールミルやサンドミル等、また導電性ペーストであれば３本ロール等により、原料粉体をメディアまたはロールの衝撃力で機械的に解砕し、分散媒中に分散させる方法が用いられてきた。
しかしながら、上述の方法により原料粉体を分散させる場合、セラミック原料粉体では過粉砕による微粉の発生、また金属粉体では延性による扁平粉の発生という問題があり、従来の方法では、原料粉体を一次粒子、あるいはそれに近い粒度まで解砕させると共に、分散媒中に良好に分散させることは困難であった。
ところで、医薬品、化粧品、化学薬品、および食料品製造の分野において、微粒の各種原料を効率良く乳化、微粒化、または高分散化させることができる装置として、高圧ホモジナイザー（特許文献１、２参照）が有用な手段として使用されている。
高圧ホモジナイザーは、原料と分散媒が予備混合された粗分散液に高圧を負荷し、加圧された粗分散液を、狭い間隙や小径のオリフィスを通過させることにより急激に圧力降下させ、それに伴う液の加速によって、高速の流体ジェットとすることで、流体ジェットの剪断力、衝突力、および圧力差に起因するキャビテーションに伴う衝撃波等のメカニズムにより乳化、分散処理を行なう装置である。
特開２０００−３３２４９号公報
特許第２９７６５２６号公報 それで、セラミック電子部品の作製においても、微粒の原料粉体を用いて分散性の高いセラミックスラリーや導電性ペーストを作製するために、前記の高圧ホモジナイザーの適用が検討されてきた。
上述した高圧ホモジナイザーによる分散の場合、その運動エネルギーが極めて大きく、大きなキャビテーション、あるいはバブリングが容易に発生することで負荷圧力の損失となっていたため、それを補う大きな負荷圧力、および多数回の分散処理を必要としていた。
また、原料粉体の分散は、粉体表面の気相が分散媒により置換され、さらに界面活性剤等の分散剤やバインダー樹脂等の結合剤により吸着置換されることで生じる、いわゆる立体障害効果に基づき行なわれる。しかしながら、キャビテーションにより分散媒中に多くの気相が存在していると、粉体表面の気相が分散媒により置換されにくくなり、かつ分散剤や結合剤の樹脂成分が気液界面に吸着されやすくなるため、前記の逐次置換が困難となり、分散効率が悪くなる。
従って、このキャビテーションによる気相の発生を抑制することが必要であるが、一方で前記特許文献１に示されるように、高圧ホモジナイザーは、一般的には分散部に発生したキャビテーションに伴う衝撃波も、乳化および分散に利用している。しかしながら、粒子径が１μｍ以下の微粒子を分散させる場合には、前述の立体障害効果が不可欠であり、キャビテーションの発生は不都合である。
また、負荷圧力および分散処理回数の低減を目的として、特許文献２では処理圧に対して０．２〜５％という小さな背圧を負荷することが提案されている。しかしながら、このような背圧を負荷したとしても、背圧負荷装置の上流と下流の圧力差は依然として大きく、流路設計次第では背圧負荷装置の下流側でキャビテーション、あるいはバブリングを発生させる可能性が高く、粒子径が１μｍ以下の微粒子を分散させる場合には、前述の立体障害効果が得られないため不都合である。
この発明は、原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、分散部に背圧を負荷すると共に、該分散部の下流側で、段階的に背圧を負荷し、スラリー圧力を降圧することを特徴としている。
また、前記分散部で、スラリーを冷却することを特徴としている。
また、前記分散部の下流側で、スラリー圧力を降圧するまでに、スラリーを冷却することを特徴としている。
また、前記分散部、および前記分散部の下流側で、スラリー圧力を降圧するまでに、スラリーを冷却することを特徴としている。
さらに、原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、前記分散部で、スラリーを冷却することを特徴としている。
この発明によれば、分散部と分散部の下流側でスラリー圧力を段階的に降圧させ、またスラリーを冷却することで、圧力差によって発生するキャビテーション、あるいはバブリングによる気相の発生が抑制できるため、微粒のセラミック原料粉体や金属粉体表面への気相の吸着による、分散媒へのぬれ性の低下が抑制される。また、分散剤や結合剤等の樹脂成分が気液界面に吸着することなく、微粒のセラミック原料粉体や金属粉体の表面に吸着するため、前述の逐次置換による立体障害効果に基づく、原料粉体の分散効率を高くすることができる。
また、気相への分散媒の揮発に伴う局所的な乾燥固化を抑制し、気液界面に吸着したままの樹脂成分が、セラミックグリーンシート中や導電性ペースト塗膜中に塊状物として存在することを抑制する。
上述の効果により、薄層でありながら強度が高く、かつ平滑性に優れたセラミックグリーンシートや導電性ペースト塗膜を得ることができるため、特性の良好な積層セラミックコンデンサを得ることができる。
以下、この発明のスラリーの製造方法を図面に従って説明する。
図１はこの発明によるスラリーの製造方法を示す製造装置の概念図である。すなわち、予め予備混合システムにより混合された粗分散液は、投入タンク１から投入ライン７を通り、加圧部２へ供給される。粗分散液は加圧部２を通過することで高圧を負荷され、分散部供給ライン８を通り、分散部３に供給される。分散部３については図２の記載で説明する。加圧された粗分散液は分散部３で高速の流体ジェットとなり、流体ジェットの運動エネルギーが剪断エネルギーに変換される際に、粗分散液中の原料粉体は分散され、スラリーとなる。分散後のスラリーは冷却部供給ライン９を通り、分散部３で上昇したスラリー温度を常温以下まで冷却する、分散部３直後に設けられたスラリー冷却器６に供給される。スラリー冷却器６で冷却されたスラリーは、段階的にスラリー圧力を降圧させるための背圧負荷部４が設けられた排出ライン１０を通り、排出タンク５に排出される。背圧負荷部については図３の記載で説明する。また、排出タンク５から投入タンク１へ、上述の処理を行なった後のスラリーを再供給できるような再投入ライン１１を設けることにより、分散性をより高めるための連続処理を行なうことができる。
加圧部２のポンプ能力は、所望のスラリーを得るために必要とする流体ジェットの流速、生産量に合わせて設定される。この発明において、粗分散液に負荷する圧力は１０〜４００ＭＰａが適当であり、特に１００〜３００ＭＰａが好ましい。
分散部３は、マイクロフルイダイザー社、マントン−ゴーリン社、ナノマイザー社、スギノマシン社、およびジーナス社等の高圧ホモジナイザー分散工法とされる従来機種のものでもよいが、特に好ましい分散部としては、図２の断面図に示す構造が挙げられる。
加圧部２にて高圧を負荷された粗分散液は、分散部オリフィス１２を通過することで、急激な圧力降下に伴う液の加速により、高速の流体ジェットとなる。この流体ジェットをジェット空間部１３に噴出させる。分散部オリフィス１２中の流速は１００〜１５００ｍ／ｓが適当であり、特に２００〜１０００ｍ／ｓで、より分散効率を高くすることができるため好ましい。
分散部オリフィス１２の材質は、例えば粗分散液に負荷される圧力が１００ＭＰａ以上と高く、かつ磨耗性の高いセラミック原料粉体を含有するスラリーを作製する場合、ダイヤモンド等、耐磨耗性に優れる材質を用いる必要がある。
この発明において、分散部オリフィス１２から噴出した流体ジェットは、スラリーで満たされたジェット空間部１３中を高速で流動する。その際に発生する剪断応力により、流体ジェットは減速される。この剪断応力がジェット空間部１３内のスラリーに作用することにより、スラリー中に含まれる二次粒子が解砕され、一次粒子へと分散される。
減速の度合いはジェット空間部１３の内径、長さにより決められ、ジェット空間の終端部では運動エネルギーを持たないように設定することが好ましい。また、ジェット空間部１３の構造は円筒状であることが好ましい。
分散部オリフィス１２の直径は、必要とされる流体ジェットの速度、およびスラリーの生産量に合わせて設定されるが、０．００５〜１．０ｍｍが適当であり、特に０．０５〜０．５ｍｍが好ましい。
ジェット空間部１３の内径は分散部オリフィス１２の直径より大きくする必要があるが、大きすぎるとジェット空間内部によどみ域とよばれる流速が０の領域が発生し、分散性の低下を引き起こすので好ましくない。一方、小さ過ぎると高速の流体ジェットがジェット空間部１３の内壁を磨耗させるため好ましくない。
具体的には、分散部オリフィス１２の構造、および分散部オリフィス中の流速にもよるが、ジェット空間部１３の内径は、分散部オリフィス１２の直径の２〜２００倍が適当であり、特に４〜１００倍が好ましい。
また、ジェット空間部１３の長さは、流体ジェットの流速、ジェット空間部の内径、およびスラリー粘度にもよるが、１０〜５００ｍｍが好ましい。
さらに、ジェット空間の終端部では、分散部オリフィス内径＜終端部内径＜ジェット空間内径の関係を持つように設計することが好ましい。
背圧は、スラリーの流動に対して、負荷をかけることによって得ることができる。背圧負荷部４の構造は、所望する背圧を得ることができるならば、特に構造に制限はない。例えば、背圧が３０ＭＰａ以上と高く、かつ磨耗性の高いセラミック原料粉体を含有するスラリーを作製する場合、図３の断面図に示すように、ダイヤモンド等、耐磨耗性に優れる材質からなる背圧負荷部オリフィス１４で流量を絞るような構造とする必要がある。
一方、所望する背圧が低い、あるいは樹脂成分の分散や乳化など磨耗の懸念が少ない場合は、図４の断面図に示すように、ステンレスやジルコニア等からなる、円筒状の長い背圧負荷部流路１５で背圧を負荷することができる。
上述の流路設計は、所望する背圧、スラリーの磨耗性、ランニングコスト、および材料の加工性等を加味して最適化される。
また、図７はこの発明の別の実施形態によるスラリーの製造方法、および製造装置を説明する概念図である。
図７では直接冷媒を分散部３に注入することで、高圧分散処理にて高温となったスラリーを冷却し、キャビテーションの発生を抑制して原料粉体の分散効率を高くしている。また、図８にその分散部３の断面図を示す。
図８において、分散部オリフィス１２により噴出した流体ジェットは、スラリーで満たされたジェット空間部１３中を高速で流動するため、それに伴いジェット空間部１３に接続された冷媒注入部１９は自然と負圧になる。従って冷媒投入部１６から冷媒冷却器１８を通過して冷却された冷媒は、冷媒注入部１９を通過して分散部３内に容易に流入する。ただし、冷媒加圧部１７により多少の背圧を負荷する方が、さらに容易に注入でき、また注入量を制御しやすいので、スラリーの冷却を効果的に行なうことができる。
この発明を用いて実際にスラリーの製造を行ない、その効果を確認した結果について以下に例示する。
平均粒子径０．２μｍのチタン酸バリウム系の誘電体セラミック原料粉体１００重量部に対して、アニオン系の分散剤を２重量部、アクリル樹脂系のバインダーを１０重量部、およびトルエン１００重量部をミキサーにて予備混合し、粗分散液とした。
次に、前述の図１の概念図に示したスラリー製造装置を用い、加圧部で圧力２００ＭＰａを負荷して、ダイヤモンド製の直径０．１ｍｍの分散部オリフィスからなる分散部を通過させることで高速の流体ジェットとし、スラリー化した。
また、分散部と上流側より１番目の背圧負荷部との間に配置してあるスラリー冷却器により、高圧分散処理にて８０℃程度まで温度上昇したスラリーを１０℃程度になるまで冷却した。
なお、背圧負荷部は、上流側より１番目で２０ＭＰａ、２番目で５ＭＰａ、３番目で１．５ＭＰａ、４番目で０．５ＭＰａ、５番目で０．２ＭＰａ、および６番目で０．１ＭＰａとなるように設定した。
これにより分散部には１０％の背圧が負荷され、排出ライン中をスラリーが流動する際に、段階的にスラリー圧力は降圧されていく。
分散性を向上させるため、この高圧分散処理を１０回繰り返し、この発明に係る製造方法によるスラリーを得た。
一方、分散部から排出された高温のスラリーに対して、スラリー冷却器による冷却のみ行ない、背圧を負荷せずに高圧分散処理を１０回繰り返して製造したスラリーを比較例として得た。
これらのようにして得られたスラリーの分散性を、粒度分布の積算５０％粒子径（Ｄ５０）を指標として、マイクロトラック社製の粒度分布測定装置を用いて測定したところ、表１に示すような結果が得られた。
表１に示すように、背圧を負荷することにより、圧力差によって発生するキャビテーション、あるいはバブリングによる気相の発生が抑制できるため、背圧を負荷しない場合に比べて、Ｄ５０をより小さくすることができる。すなわち、分散性をより向上させることができる。
次に、この発明に係る製造方法によるスラリーを、ドクターブレード法によりシート状に成形して、セラミックグリーンシートを得た。得られたセラミックグリーンシートの厚みは１０μｍであった。
そして、得られたセラミックグリーンシートの表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１記載の粗さ曲線から求めた算術平均粗さ）を原子間力顕微鏡により測定し、さらに、セラミックグリーンシートの理論密度に対する実測密度の比率（密度比）を求めたところ、Ｒａは６０ｎｍ、密度比は１．００であった。
密度比は、１．００に近いほど実測密度が理論密度に近い、すなわち空隙がなく、かつ充填性のよいセラミックグリーンシートであることを表わしている。スラリー中に一次粒子の凝集により発生した粗大な二次粒子が多く含まれていると、シート成形時に原料粉体の充填性が悪化するため、乾燥後のセラミックグリーンシート中に微細な空隙部が存在し、密度比は低下することになる。
すなわち、この発明に係る製造方法による、分散性が良好なスラリーをシート成形することにより、平滑性、および充填性の優れたセラミックグリーンシートが得られていることが分かった。
また、このセラミックグリーンシートを用いて、図５に示すような積層セラミックコンデンサ２１を得た。
積層セラミックコンデンサ２１は、誘電体セラミックからなる素子本体２２を備え、素子本体２２の内部には、複数の静電容量を構成するように、誘電体セラミック層を介して互いに対向する、複数組の内部電極２３、２４が形成されている。また、素子本体２２の一方端面には、内部電極２３に電気的に接続されるように、外部電極２５が形成されている。一方、素子本体２２の他方端面には、内部電極２４に電気的に接続されるように、外部電極２６が形成されている。
この積層セラミックコンデンサ２１の製造方法を、図６を参照して説明する。
まず、前記セラミックグリーンシート２８に内部電極パターン２７をＮｉを主成分とする導電性ペーストを用いて印刷した後、積層図３１に示すように、互いに対向して複数の静電容量を構成するように１００層積み重ね、さらにその上下面に内部電極パターン２７を印刷していないダミーの前記セラミックグリーンシート２９、および３０をそれぞれ１０層積み重ねて熱圧着し、圧着体を得た。得られた圧着体の厚さは１．２ｍｍであった。この圧着体から内部電極パターン２７に合わせて、長さ４ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの成形体を切り出した。
この成形体を大気中で２４０℃、３時間保持して脱バインダし、その後、Ｎ2−Ｈ2−Ｈ2Ｏの混合ガスを用いて、Ｎｉ内部電極が酸化しない還元雰囲気中で１２５０℃、２時間保持して焼成し、素子本体２２を得た。焼結後の誘電体厚さは７μｍであった。
得られた素子本体２２の両端面に、Ｃｕを主成分とする導電性ペーストを塗布し、１２０℃で１０分間乾燥させた後、酸素濃度１０ｐｐｍの雰囲気中において９００℃で焼き付けることにより外部電極２５、２６を形成し、図５に示すような積層セラミックコンデンサを得た。
得られた積層セラミックコンデンサに１ｋＨｚ、０．５Ｖｒｍｓの信号電圧を印加し、ショート発生率を測定した結果、０．３％と低く、グリーンシートの平滑性、および強度が良好であることを反映した、優れた特性の積層セラミックコンデンサが得られていることが分かった。
なお、高圧分散処理前の粗分散液を予め冷却しておくことにより、さらに解砕、および分散の効率を上げることができる。
この発明は前記の実施例の原材料に限定されるものではなく、通常セラミックスラリーを製造する際に用いられるセラミック原料粉体、有機溶剤、バインダー、および分散剤であれば、この発明を問題なく適用することができる。
図１のスラリー製造装置において、スラリー冷却器を除き、代わりに背圧負荷部の個数を増やして、上流側より１番目で２０ＭＰａ、２番目で１０ＭＰａ、３番目で５ＭＰａ、４番目で２ＭＰａ、５番目で１ＭＰａ、６番目で０．５ＭＰａ、７番目で０．２ＭＰａ、および８番目で０．１ＭＰａとなるように設定して、キャビテーション、あるいはバブリングによる気相の発生を抑制し、その他は前述の実施例１と同様にして製造したスラリー、セラミックグリーンシート、および積層セラミックコンデンサの特性測定を行なったところ、実施例１と同等の効果が得られることが確認された。
図７のスラリー製造装置を用い、冷却されたトルエンを直接分散部内に注入することにより、高圧分散処理後のスラリーを２０℃程度まで冷却し、さらに分散部と上流側より１番目の背圧負荷部との間に配置してあるスラリー冷却器により、分散部より排出されたスラリーを１０℃程度まで冷却した。その他は前述の実施例１と同様にして製造したスラリー、セラミックグリーンシート、および積層セラミックコンデンサの特性測定を行なったところ、実施例１と同等の効果が得られることが確認された。
なお、高圧分散処理前の粗分散液を予め冷却しておくことにより、さらに解砕、および分散の効率を上げることができる。
図７のスラリー製造装置において、スラリー冷却器を除き、代わりに背圧負荷部の個数を増やして、上流側より１番目で２０ＭＰａ、２番目で８ＭＰａ、３番目で３ＭＰａ、４番目で１．５ＭＰａ、５番目で０．５ＭＰａ、６番目で０．２ＭＰａ、および７番目で０．１ＭＰａとなるように設定して、その他は前述の実施例１と同様にして製造したスラリー、セラミックグリーンシート、および積層セラミックコンデンサの特性測定を行なったところ、実施例１と同等の効果が得られることが確認された。
図７のスラリー製造装置において、スラリー冷却器、および背圧負荷部を除き、冷却されたトルエンを直接分散部内に注入することにより、高圧分散処理後のスラリーを０℃程度になるまで冷却して、キャビテーション、あるいはバブリングによる気相の発生を抑制し、その他は前述の実施例１と同様にして製造したスラリー、セラミックグリーンシート、および積層セラミックコンデンサの特性測定を行なったところ、実施例１と同等の効果が得られることが確認された。
導電性粉体としての平均粒径０．３μｍの金属Ｎｉ粉末５０重量部に対し、α−テルピネオール４５重量部をミキサーにて予備混合し、粗分散液とした。
次に、前述の図１の概念図に示したスラリー製造装置を用い、加圧部で圧力２００ＭＰａを負荷して、ダイヤモンド製の直径０．１ｍｍの分散部オリフィスからなる分散部を通過させることで高速の流体ジェットとし、スラリー化した。
また、分散部と上流側より１番目の背圧負荷部との間に配置してあるスラリー冷却器により、高圧分散処理にて８０℃程度まで温度上昇したスラリーを、１０℃程度になるまで冷却した。
なお、背圧負荷部は、上流側より１番目で２０ＭＰａ、２番目で５ＭＰａ、３番目で１．５ＭＰａ、４番目で０．５ＭＰａ、５番目で０．２ＭＰａ、および６番目で０．１ＭＰａとなるように設定した。その際、１〜３番目は図３に示す形状の背圧負荷部を、４〜６番目は図４に示す形状の背圧負荷部を用いた。
また、処理回数による分散性向上の変化を調べるため、この高圧分散処理をそれぞれ１、３、５回行なった、処理回数の異なる３種類の金属スラリーを得た。
このようにして得られた金属スラリーの分散性を、粒度分布の積算５０％粒子径（Ｄ５０）を指標として、マイクロトラック社製の粒度分布測定装置を用いて測定したところ、表２に示すような結果が得られた。
表２に示すように、１回の高圧分散処理であっても、金属粉体の凝集構造が解砕され、分散性を向上させることができる。また、処理回数を増やすほど、Ｄ５０の値は小さくなり、解砕および分散がより進んでいることが分かる。
次に、それぞれの処理回数の金属スラリーに、α−テルピネオールと、バインダー成分であるエチルセルロースとを５対１の割合で予め混合した有機ビヒクルを３０重量部添加し、高速撹拌機にて撹拌することにより、この発明に係る製造方法による、顔料コンテント４０％の導電性ペーストを得た。
また、平均粒径０．３μｍの金属Ｎｉ粉末５０重量部に対し、α−テルピネオール４５重量部と上述の有機ビヒクル３０重量部を添加し、ミキサーにて予備混合した後、３本ロールにて分散させ、導電性ペーストとしたものを比較例として得た。
これらのようにして得られた導電性ペーストを、それぞれガラス板上にスクリーン印刷し、得られた導電性ペースト塗膜の表面粗さＲzＪＩＳ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１記載の１０点平均粗さ）を接触式表面粗さ計により測定したところ、表３に示すような結果が得られた。
表３に示すように、高圧分散処理により導電性ペーストを製造することで、従来の製造方法に比べて、表面粗さを改善することができる。また、処理回数を増やすほど、表面粗さはより改善されていることが分かる。
次に、上述したこの発明の実施例において、高圧分散処理回数３回の導電性ペーストを用い、前述の実施例１と同様にして製造した積層セラミックコンデンサを得た。また、上述の３本ロールにより製造した導電性ペーストを用いた積層セラミックコンデンサも比較例として得た。なお、それぞれの導電性ペーストを用いて印刷した内部電極パターンの塗布厚は２．０μｍであった。
得られた積層セラミックコンデンサに１ｋＨｚ、０．５Ｖｒｍｓの信号電圧を印加して静電容量を測定した。なお、測定個数は１００個であった。その測定結果から静電容量のばらつき３ＣＶ（％）を算出したところ、表４に示すような結果が得られた。
表４に示すように、高圧分散処理により導電性ペーストを製造することで、従来の製造方法に比べて、静電容量のばらつきを改善することができる。
この実施例において、予備混合のための溶剤としては、テルペン系の溶剤であるα−テルピネオールを用いたが、導電性ペーストの主溶剤となる他の溶剤、例えばグリコール系の溶剤を用いてもよい。なお、粘度調整のためにケトン系溶剤、アルコール系溶剤、および芳香族系溶剤等の溶剤を添加してもよい。
また、この実施例においては、金属粉体と主溶剤のみを混合した粗分散液に対して高圧分散処理を行なったが、予め有機ビヒクルを添加して高圧分散処理を行なってもよい。なお、有機ビヒクルのバインダー成分としては、メチルセルロース、エチルセルロース、およびニトロセルロース等のセルロース系樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド系樹脂、およびフェノール系樹脂等を用いることができる。
また、高圧分散処理の効率を上げるための分散剤、または界面活性剤等の添加成分を予め粗分散液に添加してもよい。なお、分散剤、または界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、および高分子量界面活性剤を用いることができる。
また、上述の有機成分において、高圧分散処理の効率を上げるためには有効であるが、一方印刷時にセラミックグリーンシート中に含まれるバインダーを溶解する等、導電性ペースト中に含有させることは不適当であると考えられる有機成分は、高圧分散処理を行なった後に除去するようすればよい。
同様に、粗分散液中の溶剤量が多い場合も、高圧分散処理を行なった後に適当な量まで除去するようすればよい。
また、導電性粉体の種類は特に限定されるものではなく、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕ等、一般的に導電性ペーストにおいて用いられている金属または合金粉末、あるいはＣｕＯ等の酸化物を用いることができる。なお、導電性粉体の粒径については、通常導電性ペーストにおいて用いられる導電性粉体が有する範囲内であれば、この発明を問題なく適用することができるが、特に３本ロール等の従来の分散方法では解砕が困難とされている、電子顕微鏡観察で求めた平均粒径が１μｍ以下の導電性粉体に適用される場合、この発明の効果が最も期待される。
前記のような導電性粉体に対する溶剤、バインダー、分散剤、および界面活性剤等の種類、混合比率は、解砕、および分散の効率等を考慮しつつ、通常経験的に求めることができる。
１ 投入タンク
２ 加圧部
３ 分散部
４ 背圧負荷部
５ 排出タンク
６ スラリー冷却器
７ 投入ライン
８ 分散部供給ライン
９ 冷却部供給ライン
１０ 排出ライン
１１ 再投入ライン
１２ 分散部オリフィス
１３ ジェット空間部
１４ 背圧負荷部オリフィス
１５ 背圧負荷部流路
１６ 冷媒投入部
１７ 冷媒加圧部
１８ 冷媒冷却器
１９ 冷媒注入部
２ 加圧部
３ 分散部
４ 背圧負荷部
５ 排出タンク
６ スラリー冷却器
７ 投入ライン
８ 分散部供給ライン
９ 冷却部供給ライン
１０ 排出ライン
１１ 再投入ライン
１２ 分散部オリフィス
１３ ジェット空間部
１４ 背圧負荷部オリフィス
１５ 背圧負荷部流路
１６ 冷媒投入部
１７ 冷媒加圧部
１８ 冷媒冷却器
１９ 冷媒注入部
Claims (6)
- 原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、
分散部に背圧を負荷すると共に、該分散部の下流側で、段階的に背圧を負荷し、スラリー圧力を降圧することを特徴とする、スラリーの製造方法。 - 前記分散部で、スラリーを冷却することを特徴とする、請求項１に記載のスラリーの製造方法。
- 前記分散部の下流側で、スラリー圧力を降圧するまでに、スラリーを冷却することを特徴とする、請求項１または２に記載のスラリーの製造方法。
- 原料粉体と分散媒を予備混合した粗分散液に高圧を負荷し、高速流動させることにより分散処理を行なうスラリーの製造方法において、
前記分散部で、スラリーを冷却することを特徴とする、スラリーの製造方法。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載のスラリー製造方法によって得られたスラリーの成形体であって、原料粉体として平均粒子径が０．０１〜１μｍのセラミック原料粉体を含有し、シート厚みが０．１〜１０μｍであることを特徴とする、セラミックグリーンシート。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のスラリー製造方法によって得られたスラリーであって、原料粉体として平均粒子径が０．０１〜１μｍの導電性粉体を含有している導電性スラリーに、有機ビヒクルを添加していることを特徴とする、導電性ペースト。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7396425B2 (en) * | 2004-08-20 | 2008-07-08 | Tdk Corporation | Method of production of peeling layer paste and method of production of multilayer type electronic device |
| JP2011161390A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Murata Mfg Co Ltd | ノズル及び分散装置 |
| KR101313930B1 (ko) * | 2010-04-19 | 2013-10-01 | 스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤 | 도전성 페이스트의 제조 방법 |
| CN111937058A (zh) * | 2018-04-10 | 2020-11-13 | 夏普株式会社 | 显示设备 |
-
2003
- 2003-10-01 JP JP2003343349A patent/JP2005104070A/ja active Pending
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