JP2002255655A

JP2002255655A - セラミック成形体およびセラミック電子部品

Info

Publication number: JP2002255655A
Application number: JP2001219964A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hirano; 篤平野; Tomoya Yokoyama; 智哉横山
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】有機バインダの含有量が少なく、有機バイン
ダの加熱除去が短時間で済むセラミック成形体、および
これを用いたセラミック電子部品を提供する。【解決手段】セラミック粉末と、ポリウレタン樹脂か
らなる有機バインダと溶媒とからなるエマルジョンであ
る有機ビヒクルと、を含有してなるセラミックスラリー
を用いてセラミック成形体を作製する。水を含有する溶
媒を用いてセラミックスラリーを作製する場合、有機バ
インダとして、アニオン性のポリウレタン樹脂、また
は、ノニオン性のポリウレタン樹脂、あるいは、アニオ
ン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック粉末
と、有機バインダと溶媒とからなる有機ビヒクルと、を
含有してなるセラミックスラリーを用いて成形されたセ
ラミック成形体、およびこれを用いたセラミック電子部
品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック成形体、特にセラミッ
クグリーンシートは、例えばセラミック粉末と、有機バ
インダと溶媒とからなる有機ビヒクルと、の混合物から
なるセラミックスラリーを、ドクターブレード法等の手
法を用いてキャリアテープ上に所定の厚さで塗布し、こ
れを乾燥させることで溶媒を揮発除去させて成形されて
いた。従来のセラミック成形体に用いられる有機バイン
ダとしては、例えば熱可塑性樹脂が挙げられ、代表的な
ものとしてアクリル樹脂やポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）が挙げられる。セラミック成形体の製造方法として
は、シート成形のほか、鋳込み成形、射出成形、押出し
成形、厚膜印刷成形等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セラミックスラリー中
の有機バインダは、セラミック粉末の表面に吸着し、シ
ート成形された後の乾燥時に凝集して保形性を与えるも
のであるが、目標とする強度や伸びを有するセラミック
成形体を得るため、すなわち十分な吸着ならびに凝集を
生じさせるために、一般にセラミック粉末１００重量部
に対して１０〜１５重量部の有機バインダを必要とす
る。そのため、有機バインダを加熱除去するのに時間を
要するとともに、セラミック成形体の焼結に伴う収縮が
大きいため変形や反りが生じ易いという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、有機バインダの含有量が少なく、有
機バインダの加熱除去が短時間で済むセラミック成形
体、ならびにこれを用いたセラミック電子部品を提供す
ることにある。

【０００５】

【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成形体は、セラミック粉末と、
ポリウレタン樹脂からなる有機バインダと溶媒とからな
るエマルジョンである有機ビヒクルと、を含有してなる
セラミックスラリーを用いて成形されたことを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明のセラミック成形体は、上述
したセラミック成形体であって、有機バインダの平均粒
径は３００ｎｍ以下であることを特徴とする。

【０００７】また、本発明のセラミック成形体は、上述
したセラミック成形体であって、セラミックスラリー中
における有機バインダの含有量は、セラミック粉末１０
０重量部に対して８重量部以下であることを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明のセラミック成形体は、上述
したセラミック成形体であって、セラミックスラリー
は、さらに架橋剤を含有することを特徴とする。

【０００９】また、本発明のセラミック成形体は、上述
したセラミック成形体であって、セラミックスラリー中
における溶媒は水を含有することを特徴とする。

【００１０】さらに、水を含有する溶媒を用いる場合、
有機バインダは、アニオン性のポリウレタン樹脂、また
は、ノニオン性のポリウレタン樹脂、あるいは、アニオ
ン／ノニオン性のポリウレタン樹脂の何れかからなるこ
とを特徴とする。

【００１１】また、本発明のセラミック成形体は、上述
したセラミック成形体であって、セラミックスラリーを
用いてシート成形されたセラミックグリーンシートであ
ることを特徴とする。

【００１２】本発明のセラミック電子部品は、セラミッ
ク素体と、セラミック素体に接するように形成された外
部電極と、を備え、セラミック素体は、上述した本発明
のセラミック成形体が焼成されてなることを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明のセラミック電子部品は、複
数のセラミック層が積層されてなるセラミック素体と、
前記セラミック素体に接するように形成された外部電極
と、を備え、セラミック層は、上述した本発明のセラミ
ック成形体が焼成されてなることを特徴とする。

【００１４】本発明のセラミック成形体は、セラミック
粉末と、ポリウレタン樹脂からなる有機バインダと溶媒
とからなるエマルジョンである有機ビヒクルと、を含有
してなるセラミックスラリーを用いて成形されたもので
あり、セラミックスラリー中の有機バインダの含有量を
少量化することができ、余剰の有機バインダが凝集した
塊状物が少なく、なおかつ優れた引張り強度および伸び
を備えている。このセラミック成形体を焼成してセラミ
ック電子部品を製造する場合に、有機バインダの加熱除
去が短時間で済む。また、セラミック成形体の焼結に伴
う収縮が小さくなり、変形や反りの少ないセラミック電
子部品を提供することができる。

【００１５】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリー中における有機バインダの平均粒
径が、３００ｎｍ以下であることにより、従来より優れ
た引張り強度ならびに伸びを備え、なおかつ有機バイン
ダ含有量をより少量化することができる。

【００１６】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリー中における有機バインダの含有量
が、セラミック粉末１００重量部に対して８重量部以下
であることにより、従来より少ない有機バインダ含有量
でありながら、優れた引張り強度ならびに伸びを備え
る。

【００１７】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリーがさらに架橋剤を含有することに
より、従来より少ない有機バインダ含有量でありなが
ら、さらに優れた引張り強度ならびに伸びを備える。

【００１８】また、上述のセラミックスラリー中におけ
る溶媒として、水を含有するものを用いる場合、有機バ
インダとして、アニオン性のポリウレタン樹脂、また
は、ノニオン性のポリウレタン樹脂、あるいは、アニオ
ン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いることができ
る。

【００１９】このうち、アニオン性のポリウレタン樹脂
は、ノニオン性またはアニオン／ノニオン性のポリウレ
タン樹脂に比べて、多数の種類があるので、バインダと
して採用するポリウレタン樹脂を選定する際の自由度が
高い。そして、作製するセラミック成形体の伸び、引張
り強度等の特性を所望の値にするため、最適なポリウレ
タン樹脂を選定することができる。

【００２０】また、ノニオン性のポリウレタン樹脂を用
いた場合、セラミックスラリー中のセラミック粉末から
溶出する金属イオンと親水基とが反応することはない。
また、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用い
た場合、溶出する金属イオンと親水基との反応の程度は
低い。したがって、ノニオン性のポリウレタン樹脂、ま
たは、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用い
た場合には、溶出する金属イオンと親水基との反応を防
ぐための添加剤を加える必要がない。また、強度を得る
ために有機バインダを過剰に添加する必要がない。これ
により、セラミック成形体の密度低下を防止することが
できる。さらに、セラミック成形体を焼成して得られる
セラミック素体のポアの増加，ポア径の拡大を防止する
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のセラミック成形体は、ポ
リウレタン樹脂からなる有機バインダと溶媒とからなる
エマルジョンである有機ビヒクルを用いることを要す
る。なお、本発明において、「エマルジョン」とは、
「液体の中に、それに溶けない別の液体が細かい滴にな
って分散したもの」全般をさすものと定義し、いわゆる
コロイダルディスパーションを含むものとする。

【００２２】本発明のセラミック成形体における有機ビ
ヒクルとしてポリウレタン樹脂エマルジョンを選択した
理由は、大別して以下の３点が挙げられる。第１に、ポ
リウレタン樹脂はウレタン結合を有し、ウレタン結合部
のＮ−ＨとＣ＝Ｏとの間、ならびにウレタン結合部のＮ
−Ｈとポリオール部のＯの間で水素結合するため、分子
凝集力が優れる。

【００２３】第２に、ポリウレタン樹脂はセグメント構
造を有し、ハードセグメント部で強度を発現し、ソフト
セグメント部で柔軟性を発現しており、これらの組み合
わせにより、目的とする強度と伸びを満足するセラミッ
ク成形体が得られる。

【００２４】第３に、エマルジョンは分子量が大きく、
溶液型の有機バインダよりも造膜性に優れ、粘度も低く
分散性に優れる。このようなポリウレタン樹脂エマルジ
ョンが備える特徴により、セラミックスラリー中の含有
量が少量であっても、加工性に富む強度ならびに伸びを
備えるセラミック成形体が得られる。

【００２５】また、有機バインダとして、アニオン性の
ポリウレタン樹脂、または、ノニオン性のポリウレタン
樹脂、あるいは、アニオン／ノニオン性のポリウレタン
樹脂を用いることができる。ここで、本発明において、
「アニオン／ノニオン性」のポリウレタン樹脂とは、ア
ニオン性の親水基およびノニオン性の親水基の双方が付
与されたポリウレタン樹脂である。

【００２６】アニオン性のポリウレタン樹脂を用いた場
合、この樹脂と溶媒とからなるポリウレタン樹脂エマル
ジョンが凝集し、セラミックスラリーのゲル化または高
粘度化が生じる場合がある。これは、セラミックスラリ
ー中のセラミック粉末から溶出する金属イオンとアニオ
ン性のポリウレタン樹脂中のアニオン性基が反応するた
めと考えられる。このような反応を防ぐには、セラミッ
クスラリー中に３級アミン，炭酸アルカリ，炭酸水素ア
ルカリ等の添加剤を添加すればよい。

【００２７】また、ノニオン性のポリウレタン樹脂を用
いた場合は、ノニオン性の親水基が付与されており、セ
ラミック粉末から溶出する金属イオンと反応しない。さ
らに、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用い
た場合は、アニオン性の親水基とノニオン性の親水基の
双方が付与されており、アニオン性のポリウレタン樹脂
と比べて反応の程度が低い。

【００２８】また、本発明のセラミック成形体における
有機バインダ、すなわちポリウレタン樹脂の平均粒径は
３００ｎｍ以下であることが好ましい。有機バインダの
平均粒径が小さいほど、同じ重量含有してなるセラミッ
ク成形体の相対密度，引張り強度，伸びは高くなるが、
有機バインダの平均粒径が３００ｎｍ以下である場合、
同じ含有量あたりの引張り強度ならびに伸びの改善効果
が顕著となる。なお、より好ましくは、有機バインダの
平均粒径は２００ｎｍ以下であり、特に好ましくは１０
０ｎｍ以下である。

【００２９】また、従来の有機バインダであるアクリル
樹脂等を用いた場合に１０〜１５重量部必要であるのに
対して、本発明のセラミック成形体の場合は、有機バイ
ンダの含有量を減らしても同等あるいはそれ以上の相対
密度，引張り強度，伸びが得られることから、本発明の
セラミック成形体のセラミックスラリー中における有機
バインダの含有量は、セラミック粉末１００重量部に対
して８重量部以下であることが好ましい。ここで、有機
バインダの含有量とセラミック成形体の引張り強度，伸
びは略比例関係にある。

【００３０】また、上述したように有機バインダの平均
粒径が小さいほど、セラミック成形体の相対密度，引張
り強度，伸びが高くなる。例えば、セラミック成形体の
厚みが０．２ｍｍ前後と比較的厚い単板型のセラミック
電子部品の場合、有機バインダの平均粒径が３００ｎｍ
前後であれば有機バインダの含有量は５〜７重量部が好
ましく、平均粒径が２００ｎｍ前後であれば含有量は４
〜６重量部が好ましく、平均粒径が１００ｎｍ前後であ
れば含有量は３〜５重量部が好ましく、平均粒径が１０
０ｎｍを下回る場合であれば含有量は、１〜３重量部が
好ましい。

【００３１】また、本発明のセラミック成形体の製造方
法において、セラミックスラリー中の有機バインダ含有
量を増加させずにセラミック成形体の強度を向上させる
ために、セラミックスラリー中にさらに架橋剤を含有さ
せることが好ましい。ポリウレタン樹脂からなる有機バ
インダと溶媒とからなるエマルジョンである有機ビヒク
ルを用いる本発明の場合、ポリウレタン樹脂エマルジョ
ン中の官能基間で架橋構造が形成されるため、セラミッ
ク成形体の強度が向上する。架橋剤としては、特に限定
はしないが、ポリイソシアネートが好ましく、特に溶媒
として水溶液を用いる場合、水分散性ポリイソシアネー
トが好ましい。

【００３２】また、本発明のセラミック成形体として
は、セラミックスラリーを用いてシート成形したセラミ
ックグリーンシートが挙げられるが、本発明はこれに限
定されることなく、例えば、鋳込み成形、射出成形、押
出し成形、厚膜印刷成形などによって成形されたセラミ
ック成形体であっても構わない。

【００３３】本発明のセラミック電子部品の実施形態に
ついて、図１に基づいて詳細に説明する。すなわち、セ
ラミック電子部品１は、セラミック素体２と、電極３，
３と、はんだ４，４と、リード端子５，５と、外装樹脂
６とから構成される。

【００３４】セラミック素体２は、セラミックスラリー
をシート成形した本発明のセラミック成形体を焼成した
円板型の焼結体からなる。電極３，３は、セラミック素
体２の両主面に形成された一対の電極膜からなる。はん
だ４，４は、電極３，３とリード端子５，５をそれぞれ
電気的かつ機械的に接合するように電極３，３上に形成
されている。外装樹脂６は、セラミック素体２と電極
３，３とはんだ４，４を覆うように形成されている。

【００３５】セラミック素体２は、例えば誘電体、絶縁
体、半導体、圧電体、磁性体として機能する材料からな
るものを適宜用いることができる。なお、図１に示した
セラミック素体２の形状は円板型であるが、セラミック
素体２の形状は特に円板型に限定されることなく、電極
３，３を形成するのに十分な面を備えるのであれば、例
えば角板型等を適宜用いることができる。

【００３６】電極３，３は、セラミック素体２の両主面
に形成された電極膜であり、例えば、無電解Ｎｉメッキ
により形成される場合、メッキ浴中の還元剤成分の種類
によりＮｉ／Ｐ，Ｎｉ／ＢあるいはＮｉ／Ａｇ合金等の
層として膜形成されている。なお、外部電極の形状なら
びに大きさは、本発明の実施形態に限定されることな
く、例えば、セラミック素体２の両主面の全体に形成、
あるいは任意の形状のギャップ幅を取って形成すること
ができ、何れの場合においても本発明の効果が得られ
る。また、外部電極の層数は、本発明の実施形態に限定
されることなく、例えば、第１層の外部電極上にさらに
第２層の外部電極を形成してもよく、さらには、その上
に電極を適宜形成しても構わない。

【００３７】はんだ４，４の材質、形状ならびに大きさ
は、本発明の実施形態に限定されることなく、例えば、
電極３，３の全体に形成、または電極３，３上の任意の
一部分であってもよく、何れの場合であっても構わな
い。

【００３８】リード端子５，５の材質、形状ならびに大
きさは、本発明の実施形態に限定されることなく、例え
ば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｕ等からなる金属線を芯材と
して、必要に応じて金属線の表面にＳｎ、Ｃｕ、Ｐｄ、
Ａｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕメッ
キを施したリード端子等を適宜用いることができる。

【００３９】外装樹脂６は、例えば、エポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定される
ことなく、絶縁性、耐湿性、耐衝撃性、耐熱性等に優れ
るものであれば代表的な樹脂を適宜用いることができ
る。なお、外装樹脂６は必ずしも備えている必要はな
く、また何層形成されていても構わない。

【００４０】本発明のセラミック電子部品の他の実施形
態について、図２に基づいて詳細に説明する。すなわ
ち、セラミック電子部品１１は、セラミック素体１２
と、内部電極１３，１３と、外部電極１４，１４と、め
っき膜１５，１５とから構成される。

【００４１】セラミック素体１２は、ＢａＴｉＯ₃を主
成分とする誘電体材料からなるセラミックスラリーをシ
ート成形した本発明のセラミック成形体を所定のサイズ
にカットした生のセラミック層が複数積層された生のセ
ラミック素体が焼成されてなる。

【００４２】内部電極１３，１３は、セラミック素体１
２内のセラミック層１２ａ間にあって、複数の生のセラ
ミック層上に導電性ペーストが印刷され、生のセラミッ
ク層とともに積層されてなる生のセラミック素体と同時
焼成されてなり、内部電極１３，１３のそれぞれの端縁
は、セラミック素体１２の何れかの端面に露出するよう
に形成されている。

【００４３】外部電極１４，１４は、セラミック素体１
２の端面に露出した内部電極１３，１３の一端と電気的
かつ機械的に接合されるように、導電性ペーストがセラ
ミック素体１２の端面に塗布され焼付けられてなる。

【００４４】めっき膜１５，１５は、例えば、ＳｎやＮ
ｉ等の無電解めっきや、はんだめっき等からなり、外部
電極１４，１４上に少なくとも１層形成されてなる。

【００４５】なお、本発明のセラミック電子部品のセラ
ミック素体１２の材料は、上述の実施形態に限定される
ことなく、例えばＣａＴｉＯ₃，ＭｇＴｉＯ₃等、その他
の誘電体材料や、絶縁体、磁性体、圧電体、半導体材料
でも構わない。また、本発明のセラミック素体１２にお
けるセラミック層の積層数は、上述の実施形態に限定さ
れることなく、何層積層されても構わない。また、本発
明のセラミック電子部品の内部電極１３の枚数は、上述
の実施形態に限定されない。

【００４６】

【実施例】〔アニオン性のポリウレタン樹脂を用いた実
施例〕セラミック材料としてチタン酸バリウム粉末を用
い、有機バインダとしてアニオン性のポリウレタン樹脂
を用いてセラミック成形体を作製した実施例を説明す
る。

【００４７】ここで、チタン酸バリウム粉末からなるセ
ラミック材料に、アニオン性のポリウレタン樹脂からな
る有機バインダを組み合わせたのは、次のような背景に
よる。すなわち、一般に、チタン酸バリウム粉末を用い
て作製したセラミックスラリーから溶出する金属イオン
は比較的少量である。このため、アニオン性のポリウレ
タン樹脂中のアニオン性基と、溶出した金属イオンとが
反応し、セラミックスラリーがゲル化または高粘度化す
る恐れがない。したがって、チタン酸バリウム粉末を用
いたセラミックスラリーの作製において、有機バインダ
としてポリウレタン樹脂を用いる場合、通常、アニオン
性のポリウレタン樹脂が採用される。

【００４８】セラミック材料としてチタン酸バリウム粉
末と、実施例１〜５の有機ビヒクルとして平均粒径が１
００〜５００ｎｍであるアニオン性のポリウレタン樹脂
３０重量％と水溶媒７０重量％とからなるアニオン性の
ポリウレタン樹脂エマルジョンと、比較例１の有機ビヒ
クルとして平均粒径が１０００ｎｍである酢酸ビニル樹
脂５０重量％と水溶媒５０重量％とからなる酢酸ビニル
樹脂エマルジョンと、比較例２の有機ビヒクルとして平
均粒径が１００ｎｍであるアクリル樹脂３０重量％と水
溶媒７０重量％とからなるアクリル樹脂エマルジョン
と、原料を均一に分散させるための分散剤と、脱泡性を
向上させるための消泡剤とを準備した。

【００４９】次いで、チタン酸バリウム粉末１００重量
部と、表１に示す含有量の実施例１〜５ならびに比較例
１，２の各種樹脂エマルジョンと、水溶媒２０重量部
と、分散剤１重量部と、消泡剤０．５重量部とを配合し
た後、ボールミルを用いて２時間混合・解砕してセラミ
ックスラリーを得、これを脱泡した後、ドクターブレー
ドを用いてシート成形しこれを乾燥させて、厚み０．２
ｍｍの実施例１〜５ならびに比較例１，２のセラミック
成形体を作製した。

【００５０】そこで、実施例１〜５ならびに比較例１，
２のセラミック成形体について、相対密度（％），引張
り強度（ＭＰａ），伸び（％）を測定し、これらを表１
〜３にそれぞれ示した。また、表１〜３に基づいて、有
機バインダの含有量とセラミック成形体の相対密度との
関係を図３にグラフで示した。また、有機バインダの含
有量とセラミック成形体の引張り強度との関係を図４に
グラフで示した。さらに、有機バインダの含有量とセラ
ミック成形体の伸びとの関係を図５にグラフで示した。

【００５１】なお、相対密度は、セラミック成形体をシ
ート打ち抜き機を用いて７６．０×５８．４ｍｍに打ち
抜き、金型寸法ならびに厚み寸法および脱脂体重量から
相対密度（％）を求めた。なお、理論密度は、粉末真比
重５．８３ｇ／ｃｍ³とした。

【００５２】また、引張り強度ならびに伸びは、セラミ
ック成形体をシート打ち抜き機を用いて４０．０×１
２．０ｍｍの「Ｉ」型形状（中央部幅２ｍｍ，凹部長さ
３０ｍｍ，凹部Ｒ５ｍｍ）に打ち抜き、この試験片をオ
リエンテック社製の引張り強度試験機テンシロンＵＣＴ
−１Ｔを用いて測定した。なお、試験時のクロスヘッド
速度は５．０ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度は室温２５℃とし
た。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１ならびに図３から明らかなように、セ
ラミックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミッ
ク成形体の相対密度は、略反比例することが分かる。ま
た、有機バインダの平均粒径が異なる実施例１〜５を比
較すると、平均粒径の小さい有機バインダを用いたセラ
ミック成形体であるほど、相対密度が高くなることが分
かる。

【００５５】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例１〜５のセラミック成形体の相対密度は、
同じ粒径の比較例２のセラミック成形体の相対密度と比
べて若干高く、比較例１のセラミック成形体の相対密度
と比較すると、約２０％程度高いことが分かる。したが
って、有機バインダとして、アニオン性のポリウレタン
樹脂やアクリル樹脂を用いた場合の方が、酢酸ビニル樹
脂を用いた場合より、高密度のセラミック成形体が得ら
れると言える。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２ならびに図４から明らかなように、セ
ラミックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミッ
ク成形体の引張り強度は、略比例することが分かる。ま
た、有機バインダの平均粒径が異なる実施例１〜５を比
較すると、平均粒径の小さい有機バインダを用いたセラ
ミック成形体であるほど、引張り強度が高くなることが
分かる。

【００５８】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例１〜５のセラミック成形体の引張り強度
は、比較例１，２のセラミック成形体の引張り強度と比
べて高く優れることが分かる。したがって、同じ引張り
強度を得るためには、有機バインダとしてアニオン性の
ポリウレタン樹脂を用いた場合の方が、有機バインダの
酢酸ビニル樹脂やアクリル樹脂を用いた場合より、含有
量が少なくて済むと言える。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３ならびに図５から明らかなように、セ
ラミックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミッ
ク成形体の伸びは、略比例することが分かる。また、有
機バインダの平均粒径が異なる実施例１〜５を比較する
と、平均粒径の小さい有機バインダを用いたセラミック
成形体であるほど、伸びが高くなることが分かる。

【００６１】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例１〜５のセラミック成形体の伸びは、比較
例１，２のセラミック成形体の伸びと比べて高いことが
分かる。したがって、同じ伸びを得るためには、有機バ
インダとしてアニオン性のポリウレタン樹脂を用いた場
合の方が、有機バインダの酢酸ビニル樹脂やアクリル樹
脂を用いた場合より、含有量が少なくて済むと言える。

【００６２】ここで、引張り強度が２．３０ＭＰａであ
る実施例１のセラミック成形体を研磨したものの顕微鏡
写真を図６に示す。また、引張り強度が同じ２．３０Ｍ
Ｐａである比較例１のセラミック成形体を研磨したもの
の顕微鏡写真を図７に示す。図６、図７に、それぞれ矢
印で示した部分が有機バインダである。なお、実施例１
および比較例１のセラミック成形体で、有機バインダの
含有量は、それぞれ４重量部、１３重量部であり、有機
バインダの平均粒径は、それぞれ１００ｎｍ，１０００
ｎｍである。

【００６３】図６と図７を比較すると、図７（比較例
１）より図６（実施例１）の方が、セラミック成形体を
構成するセラミック材料が緻密である。これは、有機ビ
ヒクルとして凝集性に優れたポリウレタン樹脂エマルジ
ョンを用いたこと、および、微粒の有機バインダを用い
たことによるものと考えられる。

【００６４】次いで、実施例１のセラミック成形体を８
０．０×６０．０ｍｍにカットした試料を、表４に示し
た昇温速度で５０〜６００℃まで昇温することにより脱
脂し、セラミック脱脂体を得た。このセラミック脱脂体
中に残存する残留炭素量を測定し、これを表４に示し
た。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４から明らかなように、セラミックスラ
リー中における有機バインダであるアニオン性のポリウ
レタン樹脂の含有量が、セラミック粉末１００重量部に
対して８重量部以下であれば、昇温速度が２．２９℃／
ｍｉｎであっても残留炭素量は０．０１重量％以下であ
り、十分に脱脂されていることが分かる。これに対し
て、含有量が８重量部を上回ると、脱脂性の改善効果が
小さくなることが分かる。

【００６７】次いで、架橋剤を含有させたセラミックス
ラリーを用いてセラミック成形体を作製した。すなわ
ち、上述した実施例１〜５のセラミックスラリーを用
い、さらに架橋剤として水分散性ポリイソシアネートを
準備し、これをアニオン性のポリウレタン樹脂１００重
量％に対して１０重量％添加した、実施例６〜１０のセ
ラミックスラリーを準備し、これを上述した実施例１〜
５と同様にシート成形して、実施例６〜１０のセラミッ
ク成形体を作製した。

【００６８】そこで、実施例６〜１０のセラミック成形
体について、相対密度（％），引張り強度（ＭＰａ），
伸び（％）を測定し、表５〜７にそれぞれ示した。ま
た、表５〜７に基づいて、有機バインダの含有量とセラ
ミック成形体の相対密度との関係を図８に示した。ま
た、有機バインダの含有量とセラミック成形体の引張り
強度との関係を図９に示した。さらに、有機バインダの
含有量とセラミック成形体の伸びとの関係を図１０に示
した。なお、相対密度，引張り強度，伸びの測定は、上
述した実施例１〜５ならびに比較例１，２と同様の方法
により実施した。

【００６９】また、比較例１，２のセラミック成形体に
ついても同様に、上述した測定結果に基づいて、有機バ
インダの含有量とセラミック成形体の相対密度との関係
を図８に併せて示した。また、有機バインダの含有量と
セラミック成形体の引張り強度との関係を図９に併せて
示した。さらに、有機バインダの含有量とセラミック成
形体の伸びとの関係を図１０に併せて示した。

【００７０】

【表５】

【００７１】表５ならびに図８から明らかなように、架
橋剤を含有する場合であっても、セラミックスラリー中
の有機バインダの含有量とセラミック成形体の相対密度
は、略反比例することが分かる。また、有機バインダの
平均粒径が異なる実施例６〜１０を比較すると、平均粒
径の小さい有機バインダを用いたセラミック成形体であ
るほど、相対密度が高くなることが分かる。

【００７２】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例６〜１０のセラミック成形体の相対密度
は、比較例２のセラミック成形体の相対密度と略同等で
あり、比較例１のセラミック成形体の相対密度と比較す
ると、約２０％程度高いことが分かる。したがって、有
機バインダとしてアニオン性のポリウレタン樹脂やアク
リル樹脂を用いた場合の方が、酢酸ビニル樹脂を用いた
場合より、高密度のセラミック成形体が得られると言え
る。

【００７３】また、表１ならびに図３に示したように、
実施例１〜５の架橋剤を含有しないセラミック成形体の
相対密度は、表５ならびに図８に示した実施例６〜１０
の架橋剤を含有するセラミック成形体の相対密度と比べ
て、若干ながら密度が高いことが分かる。これは、架橋
剤を含むと架橋により乾燥収縮が阻害される分だけ密度
が若干低下するからである。

【００７４】

【表６】

【００７５】表６ならびに図９から明らかなように、架
橋剤を含有する場合であっても、セラミックスラリー中
の有機バインダの含有量とセラミック成形体の引張り強
度は、略比例することが分かる。また、有機バインダの
平均粒径が異なる実施例６〜１０を比較すると、平均粒
径の小さい有機バインダを用いたセラミック成形体であ
るほど、引張り強度が高くなることが分かる。

【００７６】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例６〜１０のセラミック成形体の引張り強度
は、比較例１，２のセラミック成形体の引張り強度と比
べて高く優れることが分かる。したがって、同じ引張り
強度を得るためには、有機バインダとしてアニオン性の
ポリウレタン樹脂を用いた場合の方が、有機バインダの
酢酸ビニル樹脂やアクリル樹脂を用いた場合より、含有
量が少なくて済むと言える。

【００７７】また、表２ならびに図４に示した実施例１
〜５の架橋剤を含有しないセラミック成形体の引張り強
度と、表６ならびに図９に示した実施例６〜１０の架橋
剤を含有するセラミック成形体の引張り強度を比較する
と、有機バインダの含有量が５重量部前後で、２０〜５
０％程度の強度向上が見られる。これは、有機ビヒクル
であるアニオン性のポリウレタン樹脂エマルジョンの官
能基間で架橋構造が形成されるためである。

【００７８】

【表７】

【００７９】表７ならびに図１０から明らかなように、
架橋剤を含有する場合であっても、セラミックスラリー
中の有機バインダの含有量とセラミック成形体の伸び
は、略比例することが分かる。また、有機バインダの平
均粒径が異なる実施例６〜１０を比較すると、平均粒径
の小さい有機バインダを用いたセラミック成形体である
ほど、伸びが高くなることが分かる。

【００８０】また、有機バインダの含有量が同じである
場合、実施例６〜１０のセラミック成形体の伸びは、比
較例１，２のセラミック成形体の伸びと比較して高く優
れることが分かる。したがって、同じ伸びを得るために
は、有機バインダとしてアニオン性のポリウレタン樹脂
を用いた場合の方が、有機バインダとして酢酸ビニル樹
脂やアクリル樹脂を用いた場合より、含有量が少なくて
済むと言える。

【００８１】また、表３ならびに図５に示した実施例１
〜５の架橋剤を含有しないセラミック成形体の伸びと、
表７ならびに図１０に示した実施例６〜１０の架橋剤を
含有するセラミック成形体の伸びを比較すると、有機バ
インダの含有量が５重量部前後で、１０〜２５％程度の
伸び向上が見られる。〔ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いた実施例〕セラ
ミック材料としてチタン酸ジルコン酸鉛粉末を用い、有
機バインダとしてノニオン性のポリウレタン樹脂を用い
てセラミック成形体を作製した実施例を説明する。

【００８２】ここで、チタン酸ジルコン酸鉛粉末からな
るセラミック材料に、ノニオン性のポリウレタン樹脂か
らなる有機バインダを組み合わせたのは、次のような背
景による。すなわち、一般に、チタン酸ジルコン酸鉛粉
末を用いて作製したセラミックスラリーからは比較的多
量の金属イオンが溶出する。そこで、有機バインダとし
てポリウレタン樹脂を用いる場合、通常、セラミックス
ラリーから溶出する金属イオンと反応することのないノ
ニオン性の親水基が付与されてなるノニオン性のポリウ
レタン樹脂が採用される。

【００８３】セラミック材料としてチタン酸ジルコン酸
鉛粉末と、有機ビヒクルとして実施例１１〜１５ならび
に比較例３の各種樹脂エマルジョンと、分散剤と、消泡
剤とを準備した。上記の各種ポリウレタン樹脂エマルジ
ョンは、具体的には次のとおりである。すなわち、実施
例１１〜１５においては、平均粒径が１００〜５００ｎ
ｍであるノニオン性のポリウレタン樹脂３０重量％と水
溶媒７０重量％とからなるノニオン性のポリウレタン樹
脂エマルジョンである。また、比較例３においては、平
均粒径が１００ｎｍであるアクリル樹脂３０重量％と水
溶媒７０重量％とからなるアクリル樹脂エマルジョンで
ある。

【００８４】次いで、チタン酸ジルコン酸鉛粉末１００
重量部と、表８に示す含有量の実施例１１〜１５ならび
に比較例３の各種樹脂エマルジョンと、水溶媒２０重量
部と、分散剤１重量部と、消泡剤０．５重量部とを配合
した後、ボールミルを用いて２４時間、混合・解砕して
セラミックスラリーを得た。これらのセラミックスラリ
ーを脱泡した後、ドクターブレードを用いてシート成形
し、乾燥させて、厚み０．２ｍｍの実施例１１〜１５な
らびに比較例３のセラミック成形体を作製した。ここ
で、セラミック成形体について、相対密度（％），引張
り強度（ＭＰａ），伸び（％）を測定し、表８〜１０に
それぞれ示した。また、セラミック成形体を焼成してセ
ラミック素体を得た。このセラミック素体について、ポ
ア面積率（％），最大ポア径（μｍ）を測定し、表１
１，１２にそれぞれ示した。

【００８５】ここで、相対密度，引張り強度ならびに伸
びは、上述の実施例１〜１０ならびに比較例１，２と同
様の方法により実施した。なお、相対密度の算出に用い
た理論密度は、粉末真比重８．０ｇ／ｃｍ³とした。

【００８６】また、ポア面積率ならびに最大ポア径は、
ムサシノ電子製の精密試料研磨装置ＭＡ−３００を用い
て鏡面加工を施した焼結体表面をニコン社製のメジャー
スコープＵＭ−２に接続したＮＩＲＥＣＯ社製のリアル
タイムイメージアナライザを用い、倍率を５０倍にして
測定した。なお、本実施例において、ポア面積率とは、
視野内においてポアの占める比率であり、最大ポア径は
視野内における最も大きなポアの直径である。

【００８７】

【表８】

【００８８】表８はセラミック成形体の相対密度を示し
たものである。この表８から明らかなように、セラミッ
クスラリー中の有機バインダの含有量とセラミック成形
体の相対密度は、略反比例することが分かる。また、有
機バインダの平均粒径が異なる実施例１１〜１５を相互
に比較すると、平均粒径の小さい有機バインダを用いる
ほど、相対密度が高くなることが分かる。また、有機バ
インダの含有量が同じである場合、実施例１１のセラミ
ック成形体の相対密度は、平均粒径の値が同じである比
較例３のセラミック成形体の相対密度と比べると高くな
ることが分かる。したがって、有機バインダとしてノニ
オン性のポリウレタン樹脂エマルジョンを用いた場合の
方が、アクリル樹脂エマルジョンを用いた場合より、高
密度なセラミック成形体が得られると言える。

【００８９】

【表９】

【００９０】表９はセラミック成形体の引張り強度を示
したものである。この表９から明らかなように、セラミ
ックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミック成
形体の引張り強度は、略比例する。また、有機バインダ
の平均粒径が異なる実施例１１〜１５を相互に比較する
と、平均粒径の小さい有機バインダを用いるほど、引張
り強度が高くなることが分かる。また、有機バインダの
含有量が同じである場合、実施例１１のセラミック成形
体の引張り強度は、平均粒径の値が同じである比較例３
のセラミック成形体の引張り強度と比べると高くなるこ
とが分かる。したがって、同じ引張り強度を得るために
は、有機バインダとしてノニオン性のポリウレタン樹脂
エマルジョンを用いた場合の方が、アクリル樹脂エマル
ジョンを用いた場合より、有機バインダの含有量は少な
くて済むと言える。

【００９１】

【表１０】

【００９２】表１０はセラミック成形体の伸びを示した
ものである。この表１０から明らかなように、セラミッ
クスラリー中の有機バインダの含有量とセラミック成形
体の伸びは、略比例する。また、有機バインダの平均粒
径が異なる実施例１１〜１５を相互に比較すると、平均
粒径の小さい有機バインダを用いるほど、伸びが高くな
ることが分かる。また、有機バインダの含有量が同じで
ある場合、実施例１１のセラミック成形体の伸びは、平
均粒径の値が同じである比較例３のセラミック成形体の
伸びと比べると高くなることが分かる。したがって、同
じ伸びを得るためには、有機バインダとしてノニオン性
のポリウレタン樹脂エマルジョンを用いた場合の方が、
アクリル樹脂エマルジョンを用いた場合と比べて、有機
バインダの含有量は少なくて済むと言える。

【００９３】

【表１１】

【００９４】表１１はセラミック素体のポア面積率を示
したものである。この表１１から明らかなように、セラ
ミックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミック
素体のポア面積率は、略比例する。また、有機バインダ
の平均粒径が異なる実施例１１〜１５を相互に比較する
と、平均粒径の小さい有機バインダを用いるほど、ポア
面積率は小さくなることが分かる。また、有機バインダ
の含有量が同じである場合、実施例１１のセラミック素
体のポア面積率は、平均粒径の値が同じである比較例３
のセラミック素体のポア面積率と比べると小さいことが
分かる。したがって、有機バインダとしてノニオン性の
ポリウレタン樹脂エマルジョンを用いた場合の方が、ア
クリル樹脂エマルジョンを用いた場合よりポア面積率が
小さくなると言える。

【００９５】

【表１２】

【００９６】表１２はセラミック素体の最大ポア径を示
したものである。この表１２から明らかなように、セラ
ミックスラリー中の有機バインダの含有量とセラミック
素体の最大ポア径は、略比例する。また、有機バインダ
の平均粒径が異なる実施例１１〜１５を相互に比較する
と、平均粒径の小さい有機バインダを用いるほど、最大
ポア径は小さくなることが分かる。また、有機バインダ
の含有量が同じである場合、実施例１１のセラミック素
体の最大ポア径は、平均粒径の値が同じである比較例３
のセラミック素体の最大ポア径と比べると小さいことが
分かる。したがって、有機バインダーとしてノニオン性
のポリウレタン樹脂エマルジョンを用いた場合の方が、
アクリル樹脂エマルジョンを用いた場合より、最大ポア
径が小さくなると言える。

【００９７】次いで、実施例１１ならびに比較例３のセ
ラミック成形体を８０．０×６０．０ｍｍにカットした
試料を、表１３に示した昇温速度で５０〜６００℃まで
昇温することにより脱脂し、セラミック脱脂体を得た。
このセラミック脱脂体中に残存する残留炭素量を測定
し、表１３にそれぞれ示した。

【００９８】

【表１３】

【００９９】表１３から明らかなように、セラミックス
ラリー中の有機バインダの含有量が、セラミック粉末１
００重量部に対して８重量部以下であれば、昇温速度が
２．２９℃／ｍｉｎと比較的低いものであっても、十分
に脱脂され、０．０１重量％以下の残留炭素量となる。
これに対して、有機バインダの含有量が、セラミック粉
末１００重量部に対して８重量部を上回ると、脱脂性の
改善効果が小さくなることが分かる。なお、有機バイン
ダとしてノニオン性のポリウレタン樹脂エマルジョンを
用いた実施例１１と、アクリル樹脂エマルジョンを用い
た比較例３では脱脂性に大差はなく、脱脂性は有機バイ
ンダの含有量により略決定されることが分かる。

【０１００】次いで、上述の実施例１１〜１５のセラミ
ックスラリーに、さらに架橋剤を添加し、実施例１６〜
２０のセラミックスラリーを作製した。架橋剤として水
分散性ポリイソシアネートを用い、ノニオン性のポリウ
レタン樹脂エマルジョンの固形分１００重量％に対して
１０重量％添加した。これらのセラミックスラリーを上
述の実施例１１〜１５と同様にシ−ト成形し、セラミッ
ク成形体を作製した。ここで、実施例１６〜２０のセラ
ミック成形体について、相対密度（％），引張り強度
（ＭＰａ），伸び（％）を測定し、表１４〜１６にそれ
ぞれ示した。さらに、セラミック素体について、ポア面
積率（％），最大ポア径（μｍ）を測定し、表１７，１
８にそれぞれ示した。なお、成形体の相対密度，引張り
強度，伸びならびに焼結体のポア面積率，最大ポア径の
測定は、上述の実施例１１〜１５ならびに比較例３と同
様の方法により実施した。また、比較例３のセラミック
成形体ならびに焼結体の相対密度（％），引張り強度
（ＭＰａ），伸び（％），ポア面積率（％），最大ポア
径（μｍ）について、前掲の表８〜１２の値を表１４〜
１８に併記した。

【０１０１】

【表１４】

【０１０２】表１４から明らかなように、架橋剤を含有
する場合であっても、セラミックスラリー中の有機バイ
ンダの含有量とセラミック成形体の相対密度は、略反比
例する。また、表８に示した架橋剤を含有しない実施例
１１〜１５のセラミック成形体の相対密度に比べて、表
１４に示した架橋剤を含有する実施例１６〜２０のセラ
ミック成形体の相対密度の方が、若干ながら低いことが
分かる。これは、架橋剤を含有する場合、架橋により乾
燥収縮が阻害される分だけ密度が低下するからである。

【０１０３】

【表１５】

【０１０４】表１５から明らかなように、架橋剤を含有
する場合であっても、セラミックスラリー中の有機バイ
ンダの含有量とセラミック成形体の引張り強度は、略比
例する。また、表９に示した架橋剤を含有しない実施例
１１〜１５のセラミック成形体の引張り強度と、表１５
に示した架橋剤を含有する実施例１６〜２０のセラミッ
ク成形体の引張り強度を比較すると、架橋剤を含有する
方が高いことが分かる。これは、ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンの官能基間で架橋構造が形成されるためであ
る。

【０１０５】

【表１６】

【０１０６】表１６から明らかなように、架橋剤を含有
する場合であっても、セラミックスラリー中の有機バイ
ンダの含有量とセラミック成形体の伸びは、略比例す
る。また、表１０に示した架橋剤を含有しない実施例１
１〜１５のセラミック成形体の伸びと、表１６に示した
架橋剤を含有する実施例１６〜２０のセラミック成形体
の伸びを比較すると、架橋剤を含有する方が大きいこと
が分かる。これは、上述のようにポリウレタン樹脂エマ
ルジョンの官能基間で架橋構造が形成されるためであ
る。

【０１０７】

【表１７】

【０１０８】表１７はセラミック素体のポア面積率を示
したものである。この表１７から明らかなように、架橋
剤を含有する場合であっても、セラミックスラリー中の
有機バインダの含有量とセラミック素体のポア面積率
は、略比例する。また、表１１に示した架橋剤を含有し
ない実施例１１〜１５のセラミック素体のポア面積率に
比べて、表１７に示した架橋剤を含有する実施例１６〜
２０のセラミック素体のポア面積率の方が、若干ながら
大きいことが分かる。これは、架橋剤を含むと架橋によ
りセラミック粒子間の距離が大きくなるからである。

【０１０９】

【表１８】

【０１１０】表１８はセラミック素体の最大ポア径を示
したものである。この表１８から明らかなように、架橋
剤を含有する場合であっても、セラミックスラリー中の
有機バインダの含有量とセラミック素体の最大ポア径
は、略比例する。また、表１２に示した架橋剤を含有し
ない実施例１１〜１５のセラミック素体の最大ポア径に
比べて、表１８に示した架橋剤を含有する実施例１６〜
２０のセラミック素体の最大ポア径の方が、若干ながら
大きいことが分かる。これは、架橋剤を含むと架橋によ
りセラミック粒子間の距離が大きくなるからである。〔アニオン性、ノニオン性、アニオン／ノニオン性の各
ポリウレタン樹脂のそれぞれを用いた実施例〕セラミッ
ク材料としてチタン酸ジルコン酸鉛粉末と、有機ビヒク
ルとして実施例２１〜２６の各種ポリウレタン樹脂エマ
ルジョンと、分散剤と、消泡剤とを準備した。上記の各
種ポリウレタン樹脂エマルジョンは、具体的には次のと
おりである。すなわち、実施例２１，２２では、平均粒
径が１００ｎｍであるノニオン性のポリウレタン樹脂３
０重量％と水溶媒７０重量％とからなるノニオン性のポ
リウレタン樹脂エマルジョンを用いた。また、実施例２
３，２４では、平均粒径が１００ｎｍであるアニオン／
ノニオン性のポリウレタン樹脂３０重量％と水溶媒７０
重量％とからなるアニオン／ノニオン性のポリウレタン
樹脂エマルジョンを用いた。また、実施例２５，２６で
は、平均粒径が１００ｎｍであるアニオン性のポリウレ
タン樹脂３０重量％と水溶媒７０重量％とからなるアニ
オン性のポリウレタン樹脂エマルジョンを用いた。

【０１１１】ここで、本実施例において、「アニオン／
ノニオン性」のポリウレタン樹脂エマルジョンとは、ア
ニオン性のカルボキシル基およびノニオン性のエーテル
基の双方が、ポリウレタン樹脂に付与されて自己乳化し
たものである。なお、自己乳化したものに限らず、例え
ば、カルボキシル基が付与されたポリウレタン樹脂に、
さらに界面活性剤が付与され、強制乳化されたものを用
いてもよい。

【０１１２】次いで、チタン酸ジルコン酸鉛粉末１００
重量部と、実施例２１〜２６のポリウレタン樹脂エマル
ジョン５重量部と、水溶媒２０重量部と、分散剤１重量
部と、消泡剤０．５重量部とを配合した後、ボールミル
を用いて２時間および２４時間混合・解砕して、セラミ
ックスラリーをそれぞれ得た。これらのセラミックスラ
リーを脱泡した後、ドクターブレードを用いてシート成
形し、乾燥させて、厚み０．２ｍｍの実施例２１〜２６
のセラミック成形体をそれぞれ作製した。

【０１１３】次いで、実施例２１〜２６のセラミック成
形体を８０．０×６０．０ｍｍにカットして生のセラミ
ック素体を作製し、焼成して、実施例２１〜２６のセラ
ミック素体をそれぞれ得た。

【０１１４】そして、実施例２１〜２６の各セラミック
スラリーについて、原料平均粒径と金属イオン溶出量を
測定した。また、各セラミック成形体について相対密
度，引張り強度，伸びを測定した。さらに、各セラミッ
ク素体についてポア面積と最大ポア径を測定して、表１
９にそれぞれ示した。

【０１１５】ここで、原料平均粒径は、堀場製作所製の
レーザー回析／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定し
た。また、金属イオン溶出量の測定においては、遠心分
離機を用いて分離させたセラミックスラリーの上澄み液
を採取し、誘導結合プラズマ発光分光装置にて、特に溶
出量が多いと思われるＰｂイオン量を測定した。また、
相対密度，引張り強度，伸び，ポア面積ならびに最大ポ
ア径の測定は、上述の実施例１１〜１５と同様の方法に
より実施した。

【０１１６】

【表１９】

【０１１７】表１９から明らかなように、原料平均粒径
が同じ８００ｎｍである実施例２１，２３，２５のセラ
ミックスラリーは、金属溶出量が何れも２００ｐｐｍで
一致している。また、原料平均粒径が同じ５００ｎｍで
ある実施例２２，２４，２６のセラミックスラリーは、
金属溶出量が何れも１５００ｐｐｍで一致している。ま
た、有機バインダとしてノニオン性のポリウレタン樹脂
を用いた実施例２１，２２のセラミック成形体は、相対
密度がそれぞれ６４．３％，６４．５％である。また、
アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いた実施
例２３，２４のセラミック成形体は、相対密度がそれぞ
れ６４．２％，６４．０％である。これに対して、アニ
オン性のポリウレタン樹脂を用いた実施例２５，２６の
セラミック成形体は、相対密度がそれぞれ６４．０％，
６１．０％である。したがって、実施例２５，２６のセ
ラミック成形体は、実施例２１〜２４のセラミック成形
体と比べて、相対密度について僅かながら低いことが分
かる。

【０１１８】また、引張り強度および伸びについては、
実施例２１〜２４のセラミック成形体がそれぞれ２．６
〜３．４ＭＰａ，１９．８〜２２．５％であるのに対し
て、実施例２５，２６のセラミック成形体は、それぞれ
２．８ＭＰａ，１．８ＭＰａ，２０．０％，１４．０％
である。したがって、実施例２５，２６のセラミック成
形体は、実施例２１〜２４のセラミック成形体に比べ
て、引張り強度および伸びが低いことが分かる。

【０１１９】また、セラミック素体のポア面積率ならび
に最大ポア径については、実施例２１〜２４のセラミッ
ク素体がそれぞれ０．２３〜０．３０％，２．４〜３．
３μｍであるのに対して、実施例２５，２６のセラミッ
ク素体は、それぞれ０．３０％，０．９５％，３．２μ
ｍ，４．４μｍである。したがって、実施例２５，２６
のセラミック素体は、実施例２１〜２４のセラミック素
体に比べて、ポア面積率ならびに最大ポア径の双方が大
きいことが分かる。

【０１２０】なお、特筆すべきは、有機バインダとして
ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いた実施例２２（金
属溶出量は１５００ｐｐｍ）は、同じ有機バインダを用
いた金属溶出量の比較的少ない実施例２１（金属溶出量
は２００ｐｐｍ）に比べて、セラミック成形体の相対密
度，引張り強度，伸び，セラミック素体のポア面積率，
および最大ポア径の何れにおいても向上していることで
ある。すなわち、実施例２２は実施例２１と比べて、相
対密度が０．２ポイント、引張り強度が０．２ポイン
ト、伸びが０．５ポイント、ポア面積率が０．０４ポイ
ント、最大ポア径が０．４ポイント向上している。これ
らの数値を実施例２１に対する実施例２２の向上率に換
算すると、それぞれ０．３％，６．３％，２．３％，１
４．８％，１４．３％向上していることとなる。これ
は、実施例２２の原料平均粒径が実施例２１と比較して
小さいことによる効果が現れたものであり、金属の溶出
に起因するセラミック成形体の相対密度，引張り強度，
伸びの低下ならびにセラミック素体のポアの増加，ポア
径の拡大が生じていないことを示している。

【０１２１】これに対して、有機バインダとしてアニオ
ン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用いた実施例２４
（金属溶出量は１５００ｐｐｍ）は、同じ有機バインダ
を用いた金属溶出量の比較的少ない実施例２３（金属溶
出量は２００ｐｐｍ）と比べて、セラミック成形体の相
対密度，引張り強度，伸び、およびセラミック素体のポ
ア面積率，最大ポア径の何れにおいても低下している。
すなわち、実施例２４は実施例２３と比べて、相対密度
が０．２ポイント、引張り強度が０．４ポイント、伸び
が１．７ポイント、ポア面積率が０．０２ポイント、最
大ポア径が０．２ポイント低下している。これらの数値
を実施例２３に対する実施例２４の低下率に換算する
と、それぞれ０．３％，１３．３％，７．９％，７．１
％，６．５％低下していることとなる。

【０１２２】また、有機バインダとしてアニオン性のポ
リウレタン樹脂を用いた実施例２６（金属溶出量は１５
００ｐｐｍ）は、同じ有機バインダを用いた金属溶出量
の比較的少ない実施例２５（金属溶出量は２００ｐｐ
ｍ）に比べて、セラミック成形体の相対密度，引張り強
度，伸び，セラミック素体のポア面積率，および最大ポ
ア径の何れにおいても低下している。すなわち、実施例
２６は実施例２５と比べて、相対密度が３．０ポイン
ト、引張り強度が１．０ポイント、伸びが６．０ポイン
ト、ポア面積率が０．６５ポイント、最大ポア径が１．
２ポイント低下している。これらの数値を実施例２５に
対する実施例２６の低下率に換算すると、それぞれ４．
７％，３５．７％，３０．０％，２１６．７％，３７．
５％低下していることとなる。

【０１２３】上述のとおり、実施例２５に対する実施例
２６の低下率は、実施例２３に対する実施例２４の低下
率と比べて明らかに大きい。これは、実施例２６の原料
平均粒径が実施例２５と比べて小さいことによる効果以
上に、金属の溶出による影響が大きいことを示してい
る。

【０１２４】

【発明の効果】以上のように本発明のセラミック成形体
は、セラミック粉末と、ポリウレタン樹脂からなる有機
バインダと溶媒とからなるエマルジョンである有機ビヒ
クルと、を含有してなるセラミックスラリーを用いて成
形されたことを特徴とすることで、セラミックスラリー
中の有機バインダ含有量を少量化することができ、余剰
の有機バインダが凝集した塊状物が少なく、なおかつ優
れた引張り強度ならびに伸びを備え、これを焼成してセ
ラミック電子部品を製造する場合に、有機バインダの加
熱除去が短時間で済み、セラミック成形体の焼結に伴う
収縮が小さく、変形や反りの少ないセラミック電子部品
を提供することができる。

【０１２５】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリー中における有機バインダの平均粒
径が、３００ｎｍ以下であることにより、従来より優れ
た引張り強度ならびに伸びを備え、なおかつ有機バイン
ダ含有量をより少量化することができる。

【０１２６】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリー中における有機バインダの含有量
が、セラミック粉末１００重量部に対して８重量部以下
であることにより、従来より少ない有機バインダ含有量
でありながら、優れた引張り強度ならびに伸びを備え
る。

【０１２７】また、本発明のセラミック成形体は、上述
のセラミックスラリーがさらに架橋剤を含有することに
より、従来より少ない有機バインダ含有量でありなが
ら、さらに優れた引張り強度ならびに伸びを備える。

【０１２８】また、本発明のセラミック成形体において
は、アニオン性のポリウレタン樹脂、または、ノニオン
性のポリウレタン樹脂、あるいは、アニオン／ノニオン
性のポリウレタン樹脂の何れかからなる有機バインダを
用いることができる。

【０１２９】このうち、アニオン性のポリウレタン樹脂
は、ノニオン性またはアニオン／ノニオン性のポリウレ
タン樹脂に比べて、多数の種類があるので、バインダと
して採用するポリウレタン樹脂を選定する際の自由度が
高い。そして、作製するセラミック成形体の伸び、引張
り強度等の特性を所望の値にするため、最適なポリウレ
タン樹脂を選定することができる。

【０１３０】また、ノニオン性のポリウレタン樹脂を用
いた場合、セラミックスラリー中のセラミック粉末から
溶出する金属イオンと親水基とが反応することはない。
また、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用い
た場合、溶出する金属イオンと親水基とが反応する程度
は低い。したがって、ノニオン性のポリウレタン樹脂、
または、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹脂を用
いた場合には、溶出する金属イオンと親水基との反応を
防ぐための添加剤を加える必要がない。また、強度を得
るために有機バインダを過剰に添加する必要がない。こ
れにより、セラミック成形体の密度低下を防止すること
ができる。さらに、セラミック成形体を焼成して得られ
るセラミック素体のポアの増加，ポアの径の拡大を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施形態のセラミック電子
部品の概略図である。

【図２】本発明に係る他の実施形態のセラミック電子部
品の断面図である。

【図３】本発明の実施例１〜５ならびに比較例１，２に
ついて、有機バインダの含有量とセラミック成形体の相
対密度との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の実施例１〜５ならびに比較例１，２に
ついて、有機バインダの含有量とセラミック成形体の引
張り強度との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施例１〜５ならびに比較例１，２に
ついて、有機バインダの含有量とセラミック成形体の伸
びとの関係を示すグラフである。

【図６】有機バインダとしてポリウレタン樹脂エマルジ
ョンを用いた、本発明に係る一つの実施形態のセラミッ
ク成形体における有機バインダの存在状態を示した顕微
鏡写真である。

【図７】有機バインダとして酢酸ビニル樹脂を用いた、
従来のセラミック成形体における有機バインダの存在状
態を示した顕微鏡写真である。

【図８】本発明の実施例６〜１０ならびに比較例１，２
について、有機バインダの含有量とセラミック成形体の
相対密度との関係を示すグラフである。

【図９】本発明の実施例６〜１０ならびに比較例１，２
について、有機バインダの含有量とセラミック成形体の
引張り強度との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明の実施例６〜１０ならびに比較例１，
２について、有機バインダの含有量とセラミック成形体
の伸びとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１セラミック電子部品２セラミック素体３電極４はんだ１１セラミック電子部品１２セラミック素体１２ａセラミック層１４外部電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック粉末と、ポリウレタン樹脂か
らなる有機バインダと溶媒とからなるエマルジョンであ
る有機ビヒクルと、を含有してなるセラミックスラリー
を用いて成形されたことを特徴とする、セラミック成形
体。
【請求項２】前記有機バインダの平均粒径は、３００
ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のセ
ラミック成形体。
【請求項３】前記セラミックスラリー中における有機
バインダの含有量は、セラミック粉末１００重量部に対
して８重量部以下であることを特徴とする、請求項１ま
たは２に記載のセラミック成形体。
【請求項４】前記セラミックスラリーは、さらに架橋
剤を含有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか
に記載のセラミック成形体。
【請求項５】前記セラミックスラリー中における溶媒
は、水を含有することを特徴とする、請求項１〜４の何
れかに記載のセラミック成形体。
【請求項６】前記有機バインダは、アニオン性のポリ
ウレタン樹脂、または、ノニオン性のポリウレタン樹
脂、あるいは、アニオン／ノニオン性のポリウレタン樹
脂の何れかからなることを特徴とする、請求項５に記載
のセラミック成形体。
【請求項７】前記セラミック成形体は、前記セラミッ
クスラリーを用いてシート成形されたセラミックグリー
ンシートであることを特徴とする、請求項１〜６の何れ
かに記載のセラミック成形体。
【請求項８】セラミック素体と、前記セラミック素体
に接するように形成された外部電極と、を備えるセラミ
ック電子部品であって、前記セラミック素体は、請求項１〜７の何れかに記載の
セラミック成形体が焼成されてなることを特徴とする、
セラミック電子部品。
【請求項９】複数のセラミック層が積層されてなるセ
ラミック素体と、前記セラミック素体に接するように形
成された外部電極と、を備えるセラミック電子部品であ
って、前記セラミック層は、請求項１〜７の何れかに記載のセ
ラミック成形体が焼成されてなることを特徴とする、セ
ラミック電子部品。