JP2000086992A - セラミックス用バインダー - Google Patents

セラミックス用バインダー

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JP2000086992A
JP2000086992A JP10270474A JP27047498A JP2000086992A JP 2000086992 A JP2000086992 A JP 2000086992A JP 10270474 A JP10270474 A JP 10270474A JP 27047498 A JP27047498 A JP 27047498A JP 2000086992 A JP2000086992 A JP 2000086992A
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Japan
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pva
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low
water
degree
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JP10270474A
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English (en)
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Toshifumi Matsuoka
敏文 松岡
Hiroshi Noguchi
博司 野口
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Unitika Chemical Co Ltd
Original Assignee
Unitika Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の低重合度のPVAを工業的に安価に製
造することができることにより、良好なセラミックス用
バインダーを安価に提供するとともに、しかもセラミッ
クス粉体の造粒・成形に用いることにより、均一で流動
性が良い造粒物が得られ、成形の際に造粒粒子のつぶれ
性が良く、低いプレス圧で良好な充填密度の成形物を得
ることができるセラミックス用バインダーを提供する。 【解決手段】 酸化剤で主鎖開裂して低重合度化したポ
リビニルアルコールに可塑剤と水溶性または水分散性ワ
ックスとを配合してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスの成
形に用いられるバインダーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、非水溶液の粉体、例えばセラミッ
クス原料、活性汚泥焼却灰、高炉スラグ等をポリビニル
アルコール(以下、PVAと略記する)やメチルセルロ
ース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CM
C)、デンプン類、アクリル系樹脂エマルジョンや酢酸
ビニル系樹脂エマルジョンをバインダーとして用いて成
形することは広く行われてきた。
【0003】特に、電子材料に用いられるような精密部
品を成形する際には、セラミックス等の原料粉体の造粒
用バインダーとして、低重合度、低鹸化度のPVAが多
く用いられてきた。この理由としては、低重合度、低鹸
化度のPVAを用いることにより、造粒物の粒子径を均
一にすることができ、しかも成形の際に粒子がつぶれや
すく、成形物の充填密度が高くなるからである。
【0004】しかしながら、近年、セラミックス原料粉
体の粒子径が従来のものの半分またはそれ以下のものが
出てきており、これら粒子径の小さいセラミックス原料
を従来の方法で造粒すると、得られた造粒物の流動性に
問題があったり、プレス成形した際に目標とする充填密
度に達しないという問題が生じてきた。
【0005】これを解決するする1つの手段としては、
PVAの重合度を下げることが考えられる。しかしなが
ら、PVAの製法としては工業的にはメタノールを溶媒
とする溶液重合で得たポリ酢酸ビニルをアルカリ触媒を
用いてケン化して得る方法が採用されており、この方法
で工業的に得られる汎用PVAは、経済性、品質面から
重合度が300以上であることが知られている。これ以
下の重合度のPVAを製造する方法としては、酢酸ビニ
ルの重合の際にメタノールの代わりに連鎖移動定数の高
いエタノールやイソプロパノールを用いる方法(特公昭
52−17874号公報)やアルデヒドやメルカプタン
類等の連鎖移動剤を併用する方法(特公平1−4004
3号公報)が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で重合度の低いポリ酢酸ビニルを重合することは
できても、従来の脱モノマー設備やケン化設備をそのま
ま流用することができず、新たに付帯設備を設ける必要
があり、セラミックス原料粉体のバインダーとして用い
るにはPVAが非常に高価なものになるという問題があ
った。
【0007】また、粒子径が小さいセラミックス原料粉
体の造粒バインダーとして低重合度のPVAを用いて
も、得られた造粒物の流動性やつぶれ性に問題があり、
複雑な形状の成形物ができなかったり、充填密度が低く
て必要な電気特性が発揮されなかったりという問題があ
った。
【0008】本発明は、かかる現状に鑑み、所望の低重
合度のPVAを工業的に安価に製造することができるこ
とにより、良好なセラミックス用バインダーを安価に提
供するとともに、しかもセラミックス粉体の造粒・成形
に用いることにより、均一で流動性が良い造粒物が得ら
れ、成形の際に造粒粒子のつぶれ性が良く、低いプレス
圧で良好な充填密度の成形物を得ることができるセラミ
ックス用バインダーを提供することを目的とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものであって、酸化剤でPVAの主鎖を開裂して
低重合度化したPVAに可塑剤と水溶性または水分散性
のワックスとを配合してなることを特徴とするものであ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用されるPVAは、酸化剤で主鎖開裂して低
重合度化したPVAであるが、この原料として用いられ
るPVAとしては、一般に工業的に製造され、市販され
ている重合度が300以上のものが使用される。また、
ここで使用されるPVAは、本発明を損なわない範囲
で、例えば、アクリル酸等の不飽和一塩基酸またはその
塩、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和二塩
基酸またはその塩、あるいはマレイン酸モノメチル、イ
タコン酸モノメチル等の不飽和二塩基酸モノアルキルエ
ステル類、(メタ)アクリル酸エステル類、アクリルア
ミド、ジメチルアクリルアミド、N−メチロ−ルアクリ
ルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン等のアミド基含
有単量体、ラウリルビニルエーテル、ステアリルビニル
エーテル等のアルキルビニルエーテル、エチレン、スチ
レン等の酢酸ビニルと共重合可能な公知のモノマーと共
重合したり、また、PVAをエポキシ基含有化合物、イ
ソシアネート基含有化合物等の反応性基を含有する化合
物を公知の方法で後反応して得たPVAを用いても良
い。PVAのケン化度は特に制限はないが、通常ケン化
度が60モル%以上のものが使用される。
【0011】PVA主鎖を開裂して低重合度化するのに
使用される酸化剤は、たとえば過酸化水素、オゾン、過
ヨウ素酸またはその塩類、過マンガン酸またはその塩等
があげられる。中でも、金属を含まない過ヨウ素酸、過
酸化水素等の酸化剤が好ましい。特に、過ヨウ素酸は、
PVAの主鎖中に2モル%程度存在する1,2−グリコ
ール結合を選択的に開裂するので、低重合度化には特に
有効である。
【0012】本発明に使用される酸化剤の添加量は所望
の重合度の得られるような添加量でよく、特に制限はな
いが、低重合度化したPVAの重合度が、50〜38
0、好ましくは60〜250程度になるような量が好ま
しい。
【0013】本発明で使用される酸化剤により主鎖を開
裂したPVAは、末端がアルデヒド基となるため、化学
的に不安定であり、水溶液の粘度が高くなったり、ゲル
化したりする場合がある。
【0014】このような現象を避けるには、末端のアル
デヒドを例えば水素化アルミニウムリチウム、水素化硼
酸ナトリウム等の金属水素化物、亜硫酸水素ナトリウム
等の亜硫酸塩等の還元剤により処理する方法や、水酸化
ナトリウム、アンモニア、モノエタノールアミン等の塩
基性物質で中性付近にpHを調整する方法がある。中で
も、アンモニア、モノエタノールアミン等の揮発性のp
H調製剤でpHを中性付近に調整する方法が好ましい。
【0015】本発明で使用する可塑剤としては、グリセ
リン、ジグリセリン、また、エチレングリコール、トリ
エチレングリコール等のグリコール類、ソルビトール、
エタノールアミン、エタノールアセトアミド、尿素等を
挙げることができ、PVAに対して可塑効果があるもの
であれば良いが、なかでもグリセリンが好ましい。
【0016】本発明で使用される可塑剤の添加量として
は、PVA100重量部に対して2〜60重量部、好ま
しくは5〜50重量部であることが望ましい。
【0017】本発明で使用する水溶性または水分散性ワ
ックスとしては、平均分子量1000以上のポリエチレ
ングリコール、ステアリン酸またはその塩等が挙げられ
る。水溶性または水分散性ワックスの添加量はPVA1
00重量部に対して0.05〜20重量部、好ましくは
0.1〜15重量部であることが望ましい。
【0018】本発明のセラミックス用バインダーの調製
方法について説明する。PVAの水への溶解方法は通常
のPVAと同様で良く、PVAを溶解する際に酸化剤を
所定量添加して加温・溶解することにより所望の重合度
のPVA水溶液が得られる。また、可塑剤、水溶性また
は水分散性ワックスは、それぞれ水に溶解・分散したも
のをPVA水溶液に混合しても、PVAの水溶液に可塑
剤、水溶性または水分散性ワックスを直接添加してかま
わない。
【0019】本発明のセラミックス用バインダーを用い
てセラミックス原料粉体を造粒する場合、セラミックス
原料粉体と本発明のバインダーとの混合スラリーをスプ
レー造粒しても、パン型造粒機を用いて造粒しても、ニ
ーダー型造粒機等の混練機を用いて造粒してもよく、工
業的に使用される造粒機であれば使用できる。その際、
本発明のバインダーの添加量には特に制限はないが、造
粒物の堅さや、目標とする充填密度によってセラミック
ス原料粉体100重量部に対して、0.1重量部から2
0重量部の範囲で添加されるのが一般的である。
【0020】また、本発明のバインダー水溶液または原
料スラリー調製の際に、本発明の効果を損なわない範囲
で、上記以外の添加物、例えば、離型剤、防錆剤、帯電
防止剤、防かび剤、消泡剤やジアルデヒド類、エポキシ
化合物、ホウ素化合物、ジルコニウム化合物、イソシア
ネート化合物等の架橋剤類を添加しても良い。
【0021】本発明のバインダーをセラミックスの造粒
・成形等に用いた場合、造粒物の粒子径が均一となるよ
うに造粒することができ、しかもワックスの効果により
造粒物の流動性が良くなる。また、プレス成形した際
に、ワックスの滑り、可塑剤の効果及びPVAの低重合
度化により造粒粒子のつぶれ性が良く、低いプレス圧で
充填密度を向上させることができる。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 (実施例1) (A)低重合度PVAの調製 重合度500、ケン化度88モル%のPVA100g
に、過ヨウ素酸を1.3g、水を230g添加して、8
0℃で1時間加熱して溶解して主鎖を開裂した。得られ
たPVAの重合度は240であった。 (B)バインダー液の調製 (A)で得られた重合度240のPVA水溶液300g
にグリセリンを10g、平均分子量2000のポリエチ
レングリコールを10g添加して混合してバインダー液
を得た。
【0023】(C)原料スラリーの調製 平均粒子径が0.4μmのチタン酸バリウム粉末500
g、(B)で得たバインダー液を33g、解こう剤とし
て低分子量ポリアクリル酸アンモニウム塩2.5gをボ
ールミルにいれ、スラリー濃度が70%になるように水
を添加した後、12時間混練してスラリーを得た。 (D)造粒 (C)で得た原料スラリーを、スプレードライヤー(熱
風温度 入り口温度110℃、出口温度 45℃)を用
いて平均粒子径80μmの顆粒状の粒子に造粒した。 (E)プレス成形 (D)で得た造粒物を幅40mm、長さ60mm、深さ40
mmの金型に入れ、常温でプレス圧1000Kg/cm2にてプ
レスして成形物を作成した。
【0024】得られた成形物の密度及びグリーン強度を
測定した。密度は2.65 g/cm2、グリーン強度は2
5.3Kg/cm2で、目標とする成形物を得ることができ
た。
【0025】(実施例2)実施例1で使用したPVAに
換えて、重合度1600、ケン化度81モル%のPVA
を使用し、過ヨウ素酸ナトリウムを4gに増やした他は
同様にして実験を行った。密度は2.58 g/cm2、グリ
ーン強度は26.2Kg/cm2で、目標とする成形物を得る
ことができた。
【0026】(比較例1)過ヨウ素酸を添加しなかった
こと以外は実施例1と同様にして試験した。密度は2.
07 g/cm2、グリーン強度は12.2Kg/cm2で、密度、
強度とも低かった。
【0027】(比較例2)平均分子量2000のポリエ
チレングリコールを使用しなかった以外は実施例1と同
様にして、試験した。密度は2.12 g/cm2、グリーン
強度は19.7Kg/cm2で、成形密度、強度とも弱かっ
た。
【0028】(比較例3)グリセリンを使用しなかった
以外は実施例1と同様にして試験した。密度は1.98
g/cm2、グリーン強度は17.7Kg/cm2 で、成形密
度、強度とも弱かった。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、所望の
低重合度のPVAを工業的に安価に製造することができ
ることにより、良好なセラミックス用バインダーを安価
に提供するができるとともに、しかもセラミックス粉体
の造粒、成形に用いることにより、粒子径が均一な造粒
物が得られ、しかも流動性が良く、プレス成形した際
に、造粒粒子のつぶれ性が良く、低いプレス圧で充填密
度を向上させることができるセラミックス用バインダー
を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 BE021 CH022 EC046 EC056 ED026 EF037 EN106 EP016 ET016 FD026 GT00 4J040 BA182 DD021 HB10 HB11 HB15 HC09 HC11 HC19 KA31 LA01 MA04 NA19 QA01 4J100 AD02P CA01 CA04 CA31 HA51 HB08 HB33 HB34 HB38 HD01 JA05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化剤で主鎖開裂して低重合度化したポ
    リビニルアルコールに可塑剤と水溶性または水分散性ワ
    ックスとを配合してなることを特徴とするセラミックス
    用バインダー。
JP10270474A 1998-09-09 1998-09-09 セラミックス用バインダー Pending JP2000086992A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7372438B2 (en) 2003-11-19 2008-05-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Electroluminescent display
WO2019156006A1 (ja) 2018-02-08 2019-08-15 デンカ株式会社 変性ビニルアルコール系重合体及び懸濁重合用分散安定剤
JP2020070372A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 三菱ケミカル株式会社 フィルムコーティング組成物、固形製剤及び固形製剤の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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