JP2563982B2 - アノーサイト系焼結体の製造方法 - Google Patents
アノーサイト系焼結体の製造方法Info
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- JP2563982B2 JP2563982B2 JP63166055A JP16605588A JP2563982B2 JP 2563982 B2 JP2563982 B2 JP 2563982B2 JP 63166055 A JP63166055 A JP 63166055A JP 16605588 A JP16605588 A JP 16605588A JP 2563982 B2 JP2563982 B2 JP 2563982B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比較的低温度の焼成によつてアノーサイト
系焼結体を製造する方法に関する。
系焼結体を製造する方法に関する。
I.Cパツケージ等の電子部品に使用される電気絶縁体
は、電気的特性；機械的特性等の点からアルミナなどの
無機粉体の焼結体が最も広く使用されている。最近、か
かる焼結体は、焼結前の無機粉体の成形体に電気伝導性
物質を用いて電子回路を印刷した後、該成形体を焼結さ
せることにより、回路を焼付けた電気絶縁材料とする所
謂コアアイアと称される技術で得られるケースが多い。
しかしながら、一般に無機粉体を焼結させるためには高
温を必要とするため、該高温の焼成温度に耐える高価な
電気伝導性物質しか使用出来ない欠陥があつた。例え
ば、アルミナ粉末は1500℃以上の焼成温度を必要とする
ため、Mo,Mn,W等の高価な電気伝導物質を使用せざるを
得ない事情があり、これらの物質は電気伝導性の点では
必ずしも満足出来るものではない欠陥があつた。そし
て、電気伝導性の良好はAg,Au,Cu等とコフアイア出来る
焼結体の研究がなされ、種々の低温焼成体が提案される
に至つた。しかしながら、安定した工業的に、しかも安
価に製造出来る低温焼結体の製造技術は未だ確立されて
いない。
は、電気的特性；機械的特性等の点からアルミナなどの
無機粉体の焼結体が最も広く使用されている。最近、か
かる焼結体は、焼結前の無機粉体の成形体に電気伝導性
物質を用いて電子回路を印刷した後、該成形体を焼結さ
せることにより、回路を焼付けた電気絶縁材料とする所
謂コアアイアと称される技術で得られるケースが多い。
しかしながら、一般に無機粉体を焼結させるためには高
温を必要とするため、該高温の焼成温度に耐える高価な
電気伝導性物質しか使用出来ない欠陥があつた。例え
ば、アルミナ粉末は1500℃以上の焼成温度を必要とする
ため、Mo,Mn,W等の高価な電気伝導物質を使用せざるを
得ない事情があり、これらの物質は電気伝導性の点では
必ずしも満足出来るものではない欠陥があつた。そし
て、電気伝導性の良好はAg,Au,Cu等とコフアイア出来る
焼結体の研究がなされ、種々の低温焼成体が提案される
に至つた。しかしながら、安定した工業的に、しかも安
価に製造出来る低温焼結体の製造技術は未だ確立されて
いない。
従つて、本発明の目的は、低温で焼成することによつ
て焼結体を製造する技術を提供することである。
て焼結体を製造する技術を提供することである。
また、本発明の目的は、電気伝導性の良好な金属材料
を使用してコフアイフ技術によつて製造出来る焼結体を
提供することである。
を使用してコフアイフ技術によつて製造出来る焼結体を
提供することである。
更に本発明の目的は、新たな製造方法を提供すること
により、低温焼結基板に好適な焼結体を提供することで
ある。
により、低温焼結基板に好適な焼結体を提供することで
ある。
上記目的を達成するために、本発明は、 （Ｉ） SiO2/Al2O3が2.5以下の組成よりなるカルシウ
ム型ゼオライト、 （II） 該カルシウム型ゼオライトとを仮焼した無定形
仮焼物、 及び （III） 該カルシウム型ゼオライト又は該無定形仮焼
物とアルカリ土類金属化合物との混合物 よりなる群から選ばれた少くとも１種の粉体を成形し、
次いで該成形物を1000℃以下の温度で焼成することを特
徴とするアノーサイト系焼結体の製造方法を提供する。
ム型ゼオライト、 （II） 該カルシウム型ゼオライトとを仮焼した無定形
仮焼物、 及び （III） 該カルシウム型ゼオライト又は該無定形仮焼
物とアルカリ土類金属化合物との混合物 よりなる群から選ばれた少くとも１種の粉体を成形し、
次いで該成形物を1000℃以下の温度で焼成することを特
徴とするアノーサイト系焼結体の製造方法を提供する。
本発明で得られるアノーサイト系焼結体は公知なもの
である。従来、アノーサイトは水酸化カリシウムとカオ
リンとの混合物を1400℃以上で焼成することによつて得
られて来た。しかし、このようにして得られたアノーサ
イトから焼結体を得ようとすれば、1400℃以上の高温を
必要とし、決して低温焼成用のセラミツク材とはならな
かつた。
である。従来、アノーサイトは水酸化カリシウムとカオ
リンとの混合物を1400℃以上で焼成することによつて得
られて来た。しかし、このようにして得られたアノーサ
イトから焼結体を得ようとすれば、1400℃以上の高温を
必要とし、決して低温焼成用のセラミツク材とはならな
かつた。
しかるに本発明で提供するアノーサイト系焼結体は、
低温、即ち1000℃以下好ましくは850〜950℃で焼結する
ことにより製造出来、電子部品用基板としても優れた材
質である。
低温、即ち1000℃以下好ましくは850〜950℃で焼結する
ことにより製造出来、電子部品用基板としても優れた材
質である。
本発明におけるアノーサイト系焼結体の原料は、下記
（Ｉ）〜（III）よりなる群から選ばれる必要がある。
（Ｉ）〜（III）よりなる群から選ばれる必要がある。
即ち、 （Ｉ） SiO2/Al2O3が2.5以下の組成よりなるカルシウ
ム型ゼオライト、 （II） 該カルシウム型ゼオライトとを仮焼した無定形
仮焼物、 及び （III） 該カルシウム型ゼオライト又は該無定形仮焼
物とアルカリ土類金属化合物との混合物 よりなる群から選ばれた少くとも１種の粉体である。
ム型ゼオライト、 （II） 該カルシウム型ゼオライトとを仮焼した無定形
仮焼物、 及び （III） 該カルシウム型ゼオライト又は該無定形仮焼
物とアルカリ土類金属化合物との混合物 よりなる群から選ばれた少くとも１種の粉体である。
本発明で最も重要な要因は、焼成に供する原料がSiO2
/Al2O3が2.5以下の組成よりなるカルシウム型ゼオライ
ト又はその仮焼物である点である。該カルシウム型ゼオ
ライトは、後述するようにイオン交換成分の90％以上が
カルシウムで交換された化合物である。該イオン交換成
分が他の陽イオン、例えば、マグネシウム，バリウム，
ナトリウム等で交換されたゼオライトを使用しても本発
明の目的を達成することは出来ない。
/Al2O3が2.5以下の組成よりなるカルシウム型ゼオライ
ト又はその仮焼物である点である。該カルシウム型ゼオ
ライトは、後述するようにイオン交換成分の90％以上が
カルシウムで交換された化合物である。該イオン交換成
分が他の陽イオン、例えば、マグネシウム，バリウム，
ナトリウム等で交換されたゼオライトを使用しても本発
明の目的を達成することは出来ない。
上記カルシウム型ゼオライトは、公知の化合物である
本発明においては、SiO2/Al2O3が2.5以下の組成よりな
るものであればこれら公知のカルシウム型ゼオライトが
特に制限されず用いうる。また一般にゼオライトがカル
シウム型ゼオライトであるか否かの判定は、Ｘ線回折に
より行うことが出来る。該カルシウム型ゼオライトのＸ
線回折は、その種類によつて特徴的回折角が多少異なる
が、これらのチヤートもすでにその種類ごとに知られて
いる。例えば、Ａ型のカルシウム型ゼオライトは、Ｘ線
回折チヤートの２θで29.8゜27.0゜,23.9゜及び21.5゜
に回折角を有し、Ｘ型のカルシウム型ゼオライトは同じ
く２θで23.2゜,26.6゜及び30,9゜に回折角を有する。
本発明においては、SiO2/Al2O3が2.5以下の組成よりな
るものであればこれら公知のカルシウム型ゼオライトが
特に制限されず用いうる。また一般にゼオライトがカル
シウム型ゼオライトであるか否かの判定は、Ｘ線回折に
より行うことが出来る。該カルシウム型ゼオライトのＸ
線回折は、その種類によつて特徴的回折角が多少異なる
が、これらのチヤートもすでにその種類ごとに知られて
いる。例えば、Ａ型のカルシウム型ゼオライトは、Ｘ線
回折チヤートの２θで29.8゜27.0゜,23.9゜及び21.5゜
に回折角を有し、Ｘ型のカルシウム型ゼオライトは同じ
く２θで23.2゜,26.6゜及び30,9゜に回折角を有する。
また、一般にゼオライトは、イオン交換体として良く
知られている化合物であり、本発明で好適に使用出来る
代表的なものは通常、下記一般式（Ｉ）で示すことも出
来る。
知られている化合物であり、本発明で好適に使用出来る
代表的なものは通常、下記一般式（Ｉ）で示すことも出
来る。
（jCaO・kM2/xＯ）・lAl2O3・mSiO2・nH2O・・・（Ｉ） 上記式からも明らかなようにカルシウム型ゼオライト
は、イオン交換成分の90％以上がCaOで占められるゼオ
ライトの総称であり、上記一般式（Ｉ）中、Ｍで表わさ
れる成分はイオン交換されうる少くとも１種の陽イオン
が許容されうる。一般に該陽イオンは、カルシウム型ゼ
オライトを製造する代表的な原料であるナトリウム型ゼ
オライトに基因するナトリウムである場合が最も多い。
は、イオン交換成分の90％以上がCaOで占められるゼオ
ライトの総称であり、上記一般式（Ｉ）中、Ｍで表わさ
れる成分はイオン交換されうる少くとも１種の陽イオン
が許容されうる。一般に該陽イオンは、カルシウム型ゼ
オライトを製造する代表的な原料であるナトリウム型ゼ
オライトに基因するナトリウムである場合が最も多い。
そして、上記ナトリウム成分の一部又は全部の他の陽
イオンで交換したものであつても同様に使用出来る。ま
た該陽イオンは、本発明の目的物であるアノーサイト系
焼結体を得るのに不利になるケースは少なく、むしろ少
量の陽イオン成分、例えば、ナトリウム成分を0.1〜2wt
％（前記一般式（Ｉ）における係数ｋが0.005〜0.1に相
当する）の範囲の含有量は、焼成温度をより低温に出来
る利点を有する場合もある。従つて、カルシウム型ゼオ
ライトのイオン交換成分は、CaO成分を90％以上含有し
ている限り、他の成分の含有については必要に応じて決
定して用いればよい。
イオンで交換したものであつても同様に使用出来る。ま
た該陽イオンは、本発明の目的物であるアノーサイト系
焼結体を得るのに不利になるケースは少なく、むしろ少
量の陽イオン成分、例えば、ナトリウム成分を0.1〜2wt
％（前記一般式（Ｉ）における係数ｋが0.005〜0.1に相
当する）の範囲の含有量は、焼成温度をより低温に出来
る利点を有する場合もある。従つて、カルシウム型ゼオ
ライトのイオン交換成分は、CaO成分を90％以上含有し
ている限り、他の成分の含有については必要に応じて決
定して用いればよい。
本発明で特に好適に使用される代表的なものを例示す
れば、ゼオライト5A,ゼオライトX,ジスモンド沸石，ダ
ク沸石等のカルシウム型ゼオライトである。しかしなが
ら、SiO2/Al2O3が2.5より大きいカルシウム型ゼオライ
ト，例えば、モルデナイト（CaOAl2O3・10SiO2・6H2O）
は本発明の原料となり得ない。
れば、ゼオライト5A,ゼオライトX,ジスモンド沸石，ダ
ク沸石等のカルシウム型ゼオライトである。しかしなが
ら、SiO2/Al2O3が2.5より大きいカルシウム型ゼオライ
ト，例えば、モルデナイト（CaOAl2O3・10SiO2・6H2O）
は本発明の原料となり得ない。
本発明で使用する原料の他の１つは、前記カルシウム
型ゼオライトを仮焼して得た無定形仮焼物である。カル
シウム型ゼオライトはそのまま成形後焼成すると、一般
のセラミツクスと同様の体積収縮が生じる。該体積収縮
性が小さくなることを望む使用目的の場合は、該カルシ
ウム型ゼオライトを低温、例えば、800〜900℃で一旦仮
焼して非晶質とした仮焼物を使用するという。好都合な
ことにカルシウム型ゼオライトは、低温で仮焼すること
により、一旦非晶質化合物に相転移し、仮焼温度を上昇
させると更にアノーサイト結晶物に相転移する。上記非
晶質への相転移は一般に800〜900℃の温度で、１〜５時
間の条件下で仮焼することによつて実施され、該非晶質
の仮焼物は安定した状態で存在する。しかも、該非晶質
の仮焼物を成形後、焼成すると低温の焼成で焼結体が得
られ、該焼結時の体積収縮はカルシウム型ゼオライトの
成形物を直接焼結するときの体積収縮より小さいという
利点を有する。しかしながら、カルシウム型ゼオライト
の非晶質物を得る際に仮焼温度を高くすると上記したよ
うにアノーサイト結晶へ相転移し、該アノーサイトが生
成するともはや1000℃以下の低温での焼結が出来ず、焼
結体を得るためには1200℃以上の高温を必要とするの
で、本発明の目的を達成出来なくなる。従つて、上記カ
ルシウム型ゼオライトの非晶質物、即ち、無定形仮焼物
を得るためにはアノーサイトが生成しない条件を予め決
定して仮焼することが必要である。また上記仮焼に際
し、前記カルシウム型ゼオライトの組成比を大きく逸脱
しない限り、アルミナ，シリカ，カルシアの粉体を混合
して仮焼することは必要に応じて選択出来る態様であ
る。更にまた後述する焼成温度を低減させる目的で添加
するアルカリ土類金属化合物と上記無定形仮焼物とを混
合する態様の１つとして、上記仮焼時に、カルシウム型
ゼオライトに該アルカリ土類金属化合物を予め混合して
仮焼する態様を選ぶことも出来る。
型ゼオライトを仮焼して得た無定形仮焼物である。カル
シウム型ゼオライトはそのまま成形後焼成すると、一般
のセラミツクスと同様の体積収縮が生じる。該体積収縮
性が小さくなることを望む使用目的の場合は、該カルシ
ウム型ゼオライトを低温、例えば、800〜900℃で一旦仮
焼して非晶質とした仮焼物を使用するという。好都合な
ことにカルシウム型ゼオライトは、低温で仮焼すること
により、一旦非晶質化合物に相転移し、仮焼温度を上昇
させると更にアノーサイト結晶物に相転移する。上記非
晶質への相転移は一般に800〜900℃の温度で、１〜５時
間の条件下で仮焼することによつて実施され、該非晶質
の仮焼物は安定した状態で存在する。しかも、該非晶質
の仮焼物を成形後、焼成すると低温の焼成で焼結体が得
られ、該焼結時の体積収縮はカルシウム型ゼオライトの
成形物を直接焼結するときの体積収縮より小さいという
利点を有する。しかしながら、カルシウム型ゼオライト
の非晶質物を得る際に仮焼温度を高くすると上記したよ
うにアノーサイト結晶へ相転移し、該アノーサイトが生
成するともはや1000℃以下の低温での焼結が出来ず、焼
結体を得るためには1200℃以上の高温を必要とするの
で、本発明の目的を達成出来なくなる。従つて、上記カ
ルシウム型ゼオライトの非晶質物、即ち、無定形仮焼物
を得るためにはアノーサイトが生成しない条件を予め決
定して仮焼することが必要である。また上記仮焼に際
し、前記カルシウム型ゼオライトの組成比を大きく逸脱
しない限り、アルミナ，シリカ，カルシアの粉体を混合
して仮焼することは必要に応じて選択出来る態様であ
る。更にまた後述する焼成温度を低減させる目的で添加
するアルカリ土類金属化合物と上記無定形仮焼物とを混
合する態様の１つとして、上記仮焼時に、カルシウム型
ゼオライトに該アルカリ土類金属化合物を予め混合して
仮焼する態様を選ぶことも出来る。
本発明の原料として使用する前記カルシウム型ゼオラ
イト又は該カルシウム型ゼオライトを仮焼して得られる
無定形仮焼物は、必要な粒度の粉体として使用すればよ
い。一般には市販の粉状製品をそのまま使用出来るが、
好ましくは平均粒子径が５μｍ以下、更に好ましくは２
μｍ以下の粉体を使用するのが好ましい。
イト又は該カルシウム型ゼオライトを仮焼して得られる
無定形仮焼物は、必要な粒度の粉体として使用すればよ
い。一般には市販の粉状製品をそのまま使用出来るが、
好ましくは平均粒子径が５μｍ以下、更に好ましくは２
μｍ以下の粉体を使用するのが好ましい。
本発明で使用する原料の他の使用態様は前記カルシウ
ム型ゼオライト又は無定形仮焼物とアルカリ土類金属化
合物との混合物である。上記アルカリ土類金属化合物
は、アノーサイト系焼結体の結晶化温度を低減させるの
に有効に作用する。また必要に応じて添加混合するシリ
カは作業性，誘電率の低下に寄与するのでしばしば好ま
しい使用態様となる。上記アルカリ土類金属化合物は特
に制限されず公知の化合物が使用出来る。一般には酸化
物又は仮焼時或いは焼結時に酸化物に分解する化合物が
好適である。一般に好適に使用される該化合物は酸化
物，水酸化物，硝酸塩，炭酸塩等であり、アルカリ土類
金属としてはベリリウム，マグネシウム，カルシウム，
ストロンチウム，バリウム等である。特にハンドリング
性，価額，効果等の面から該アルカリ土類金属化合物の
うちマグネシア，カルシアが最も好適に使用される。
ム型ゼオライト又は無定形仮焼物とアルカリ土類金属化
合物との混合物である。上記アルカリ土類金属化合物
は、アノーサイト系焼結体の結晶化温度を低減させるの
に有効に作用する。また必要に応じて添加混合するシリ
カは作業性，誘電率の低下に寄与するのでしばしば好ま
しい使用態様となる。上記アルカリ土類金属化合物は特
に制限されず公知の化合物が使用出来る。一般には酸化
物又は仮焼時或いは焼結時に酸化物に分解する化合物が
好適である。一般に好適に使用される該化合物は酸化
物，水酸化物，硝酸塩，炭酸塩等であり、アルカリ土類
金属としてはベリリウム，マグネシウム，カルシウム，
ストロンチウム，バリウム等である。特にハンドリング
性，価額，効果等の面から該アルカリ土類金属化合物の
うちマグネシア，カルシアが最も好適に使用される。
また、上記アルカリ土類金属化合物は一般に粉体とし
て混合されるが、その粒子径は小さい程好ましく、通常
平均粒子径が５μｍ以下好ましくは１μｍ以下の粉体で
使用するのが好ましい。
て混合されるが、その粒子径は小さい程好ましく、通常
平均粒子径が５μｍ以下好ましくは１μｍ以下の粉体で
使用するのが好ましい。
更にまた上記アルカリ土類金属化合物の添加量は、こ
れらの種類、粒子径の大小、ゼオライトの組成等によつ
て異なり、一概に限定出来ないが、一般にはアルカリ土
類金属化合物を酸化物に換算して原料中に最大５重量
％、好ましくは0.01〜３重量％、更に好ましくは0.1〜
1.0重量％の範囲で含まれるように選べば十分である。
れらの種類、粒子径の大小、ゼオライトの組成等によつ
て異なり、一概に限定出来ないが、一般にはアルカリ土
類金属化合物を酸化物に換算して原料中に最大５重量
％、好ましくは0.01〜３重量％、更に好ましくは0.1〜
1.0重量％の範囲で含まれるように選べば十分である。
本発明においては、前記原料の焼成に先きだち、予め
成形する必要がある。該成形の形状は、目的物の形状に
応じて予め焼成時の体積収縮を勘案して決定すればよ
く、棒状，円柱状，シート状等、特に制限されず選びう
る。また該成形方法、成形機等は公知の方法、機械が使
用出来る。最も一般的には前記原料粉末を特定の形枠に
入れ、加圧又は非加圧下に成形するか、ドクタープレー
ドによるグリーンシート成形である。これらの成形は、
また前記原料粉末をそのまま使用してもよく、必要に応
じてバインダーを使用することも出来る。該バインダー
は、公知のセラミツクスの成形焼成時に使用されること
が公知のものが特に限定されず使用出来る。一般に好適
に使用される代表的なバインダーを例示するとポリビニ
ルブチラール，ポリビニルアルコール，ポリメチルメタ
クリレート等の有機高分子化合物である。
成形する必要がある。該成形の形状は、目的物の形状に
応じて予め焼成時の体積収縮を勘案して決定すればよ
く、棒状，円柱状，シート状等、特に制限されず選びう
る。また該成形方法、成形機等は公知の方法、機械が使
用出来る。最も一般的には前記原料粉末を特定の形枠に
入れ、加圧又は非加圧下に成形するか、ドクタープレー
ドによるグリーンシート成形である。これらの成形は、
また前記原料粉末をそのまま使用してもよく、必要に応
じてバインダーを使用することも出来る。該バインダー
は、公知のセラミツクスの成形焼成時に使用されること
が公知のものが特に限定されず使用出来る。一般に好適
に使用される代表的なバインダーを例示するとポリビニ
ルブチラール，ポリビニルアルコール，ポリメチルメタ
クリレート等の有機高分子化合物である。
本発明においては、上記成形物は次いで焼成すること
によつてアノーサイト系焼結体とする。該焼成は本発明
の最も特徴の１つである低温焼成が採用される。即ち、
本発明に於ける焼成は一般に1000℃以下、好ましくは85
0〜950℃の極めて低温が使用される。また、焼成時間は
特に制限されるものではないが、通常は１〜５時間の範
囲から選べば好適である。また、上記焼成は酸素雰囲気
下、例えば、大気中で十分に進行するが、コフアイアな
どの焼成にあつてプリント材料が酸素雰囲気をきらうと
きは必要に応じて窒素，炭酸ガス等の不活性雰囲気下に
実施すればよい。
によつてアノーサイト系焼結体とする。該焼成は本発明
の最も特徴の１つである低温焼成が採用される。即ち、
本発明に於ける焼成は一般に1000℃以下、好ましくは85
0〜950℃の極めて低温が使用される。また、焼成時間は
特に制限されるものではないが、通常は１〜５時間の範
囲から選べば好適である。また、上記焼成は酸素雰囲気
下、例えば、大気中で十分に進行するが、コフアイアな
どの焼成にあつてプリント材料が酸素雰囲気をきらうと
きは必要に応じて窒素，炭酸ガス等の不活性雰囲気下に
実施すればよい。
本発明が得られる焼成体はアノーサイト系焼結体であ
る。該焼結体がアノーサイトであることはＸ線回折によ
つて確認することが出来る。即ち、Ｘ線回折チヤートに
おける２θが28.15〜27.62゜,24.18〜23.79゜,22,22〜2
1.57゜の夫々の範囲にアノーサイト特有のピークが現わ
れることによつて確認することが出来る。
る。該焼結体がアノーサイトであることはＸ線回折によ
つて確認することが出来る。即ち、Ｘ線回折チヤートに
おける２θが28.15〜27.62゜,24.18〜23.79゜,22,22〜2
1.57゜の夫々の範囲にアノーサイト特有のピークが現わ
れることによつて確認することが出来る。
本発明で得られるアノーサイト系焼結体の組成は、一
般に、下記式（II） （pCaO・qM2/xＯ）・Al2O3・2SiO2 （II） （但し、上記式中、Ｍは陽イオンで、ｘは陽イオンの原
子価、ｐ＋ｑ＝１で、ｑは０〜0.1である）で表わすこ
とができる。尚、原料の組成によつて上記のアノーサイ
ト組成を超えて１成分或いは２以上の成分が余分に存在
する。この場合、かかる成分は焼結体の粒界中にガラス
として存在することが多い。しかし、一般に焼成温度が
低くすぎたり、焼成時間が不足すると原料組成によつて
はアノーサイトと共にアルミン酸カルシウムが生成する
場合もあるが、かかるケースにおいては焼成温度を上げ
るか焼成時間を長くすることによつて完全なアノーサイ
トとすることが出来る。
般に、下記式（II） （pCaO・qM2/xＯ）・Al2O3・2SiO2 （II） （但し、上記式中、Ｍは陽イオンで、ｘは陽イオンの原
子価、ｐ＋ｑ＝１で、ｑは０〜0.1である）で表わすこ
とができる。尚、原料の組成によつて上記のアノーサイ
ト組成を超えて１成分或いは２以上の成分が余分に存在
する。この場合、かかる成分は焼結体の粒界中にガラス
として存在することが多い。しかし、一般に焼成温度が
低くすぎたり、焼成時間が不足すると原料組成によつて
はアノーサイトと共にアルミン酸カルシウムが生成する
場合もあるが、かかるケースにおいては焼成温度を上げ
るか焼成時間を長くすることによつて完全なアノーサイ
トとすることが出来る。
本発明のアノーサイト系焼結体を製造するに際し、該
焼成体の機械的強度を上昇させる目的で、従来公知の低
温焼成セラミツクスで利用されている無機充填材の添加
手段を本発明に適用することは自由に選択出来る。しか
しながら、該無機充填材の添加割合は、得られるアノー
サイト焼成体の性状を良好に保つ意味から最大30重量％
にとどめるのが好適である。また、該無機充填材として
は上記目的で公知のものが特に限定されず使用出来る。
一般に好適に使用される代表的なものを例示すればアル
ミナ，コージーライト，フオルステライト，ムライト，
石英等である。
焼成体の機械的強度を上昇させる目的で、従来公知の低
温焼成セラミツクスで利用されている無機充填材の添加
手段を本発明に適用することは自由に選択出来る。しか
しながら、該無機充填材の添加割合は、得られるアノー
サイト焼成体の性状を良好に保つ意味から最大30重量％
にとどめるのが好適である。また、該無機充填材として
は上記目的で公知のものが特に限定されず使用出来る。
一般に好適に使用される代表的なものを例示すればアル
ミナ，コージーライト，フオルステライト，ムライト，
石英等である。
本発明の方法によれば、アノーサイト系焼結体を1000
℃以下の低温焼成により得ることができる。また、原料
としてカルシウム型ゼオライトを仮焼した無定形仮焼物
を用いた場合には、焼結による体積収縮を軽減すること
ができる。さらに、原料としてアルカリ土類金属化合物
を混合して用いた場合には、アノーサイト系焼結体の結
晶化温度をさらに低下させることが可能である。
℃以下の低温焼成により得ることができる。また、原料
としてカルシウム型ゼオライトを仮焼した無定形仮焼物
を用いた場合には、焼結による体積収縮を軽減すること
ができる。さらに、原料としてアルカリ土類金属化合物
を混合して用いた場合には、アノーサイト系焼結体の結
晶化温度をさらに低下させることが可能である。
本発明で得られるアノーサイト系焼結体は、電気的特
性、機械的特性が優れており、電気絶縁体として好適に
使用できる。特に1000℃以下の低温で焼結することによ
つて、上記特性を有する焼結体が得られるという効果
は、特に回路をコフアイアで焼付ける配線基板の製造に
は、秀れた寄与をなすものである。
性、機械的特性が優れており、電気絶縁体として好適に
使用できる。特に1000℃以下の低温で焼結することによ
つて、上記特性を有する焼結体が得られるという効果
は、特に回路をコフアイアで焼付ける配線基板の製造に
は、秀れた寄与をなすものである。
本発明を更に具体的に説明するため以下実施例及び比
較例を挙げて説明するが本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。尚以下の実施例及び比較例におい
て測定した種々のデーターは下記の方法によつて得た。
較例を挙げて説明するが本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。尚以下の実施例及び比較例におい
て測定した種々のデーターは下記の方法によつて得た。
（Ｉ） 曲げ強度（kg/cm2） JIS Ｒ 1601「フアインセラミツクスの曲げ強さ試
験方法」に準じて、３点曲げ強度を測定した。
験方法」に準じて、３点曲げ強度を測定した。
（II） 焼結体密度（g/cc） アルキメデス法により測定した。
（III） アノーサイト結晶の確認 Ｘ線回折によつて、２θが28.15〜27.62゜,24.18〜2
3.79゜,22.22〜21.57゜に現われるピークよりアノーサ
イトであることを確認した。
3.79゜,22.22〜21.57゜に現われるピークよりアノーサ
イトであることを確認した。
（IIV） 線収縮率（％） 焼成前の成形体の長さ（L1）と焼成後の長さ（L2）と
を夫々測定し、下記の式より求めた。
を夫々測定し、下記の式より求めた。
実施例１ ナトリウム型ゼオライトであるゼオライト4A（東洋曹
達工業（株）製，商品名；トヨビルダー）を10％塩化カ
ルシウム水溶液でイオン交換し、水洗，乾燥して（0.03
Na2O・0.97CaO）・0.96Al2O3・1.85SiO2よりなる組成の
カルシウム型ゼオライト（ゼオライト5A）を得た。この
ゼオライトの平均粒径は1.5μｍであつた。得られたゼ
オライト5AのＸ線回折のチヤートを第１図に示す。
達工業（株）製，商品名；トヨビルダー）を10％塩化カ
ルシウム水溶液でイオン交換し、水洗，乾燥して（0.03
Na2O・0.97CaO）・0.96Al2O3・1.85SiO2よりなる組成の
カルシウム型ゼオライト（ゼオライト5A）を得た。この
ゼオライトの平均粒径は1.5μｍであつた。得られたゼ
オライト5AのＸ線回折のチヤートを第１図に示す。
このゼオライト5Aの粉末を粉砕し、型に入れて500kg/
cm2の圧力でラバープレス成形し、45m/mφ×5m/mφの成
形体を得た。
cm2の圧力でラバープレス成形し、45m/mφ×5m/mφの成
形体を得た。
この成形体を電気炉に入れ、５℃／分の昇温速度で92
0℃の焼成温度まで昇温し、この温度で３時間保持した
後、冷却して取り出した。
0℃の焼成温度まで昇温し、この温度で３時間保持した
後、冷却して取り出した。
得られた焼結体の焼結体密度は2.61g/cc,（理論密度
2.75g/cc），線収縮率は30％及び曲げ強度は16kg/cm2で
あつた。
2.75g/cc），線収縮率は30％及び曲げ強度は16kg/cm2で
あつた。
また、この焼結体は、Ｘ線回折によりアノーサイトで
あることを同定した。
あることを同定した。
得られたアノーサイトのＸ線回折のチヤートを第２図
に示す。
に示す。
実施例２ 実施例１のゼオライト5Aに代えて、ゼオライトX,日本
化学（株）社製，商品名；ゼオスターCX−100P（イオン
交換部のカルシウム濃度65％）を10％塩化カルシウム水
溶液でイオン交換し、水洗，乾燥して得られた（0.05Na
2O・0.95CaO）1.0Al2O3・2.5SiO2よりなる組成のカルシ
ウム型ゼオライトを使用した以外は実施例１と同様にし
て焼成を行つて焼結体を得た。
化学（株）社製，商品名；ゼオスターCX−100P（イオン
交換部のカルシウム濃度65％）を10％塩化カルシウム水
溶液でイオン交換し、水洗，乾燥して得られた（0.05Na
2O・0.95CaO）1.0Al2O3・2.5SiO2よりなる組成のカルシ
ウム型ゼオライトを使用した以外は実施例１と同様にし
て焼成を行つて焼結体を得た。
尚、上記のカルシウム型ゼオライトの平均粒径は４μ
ｍであり、そのＸ線回折のチヤートを第３図に示す。
ｍであり、そのＸ線回折のチヤートを第３図に示す。
得られた焼結体の焼結体密度は2.60g/cc,線収縮率は3
0％，及び曲げ強度は14kg/cm2であつた。
0％，及び曲げ強度は14kg/cm2であつた。
また、この焼結体は、Ｘ線回折によりアノーサイトで
あることを同定した。
あることを同定した。
実施例３ 実施例１において、ゼオライト5Aに第１表に示すアル
カリ土類金属化合物を第１表に示す割合で混合して焼成
した以外は同様にして焼結体を得た。得られた焼結体
は、Ｘ線回折によりアノーサイトであることを同定し
た。
カリ土類金属化合物を第１表に示す割合で混合して焼成
した以外は同様にして焼結体を得た。得られた焼結体
は、Ｘ線回折によりアノーサイトであることを同定し
た。
得られた焼結体の焼結体密度，線収縮率及び曲げ強度
を第１表に示す。
を第１表に示す。
実施例４ 実施例１において、ゼオライト5A粉末を成形する前
に、該ゼオライト5A粉末を850℃の温度で３時間仮焼し
た。得られた粉末は、Ｘ線回折により無定形を同形され
た。この粉末を破砕した後、焼成温度920℃で３時間の
焼成条件とした以外は実施例１と同様にして成形及び焼
成して焼結体を得た。得られた焼結体はＸ線回折により
アノーサイトであることを同定した。
に、該ゼオライト5A粉末を850℃の温度で３時間仮焼し
た。得られた粉末は、Ｘ線回折により無定形を同形され
た。この粉末を破砕した後、焼成温度920℃で３時間の
焼成条件とした以外は実施例１と同様にして成形及び焼
成して焼結体を得た。得られた焼結体はＸ線回折により
アノーサイトであることを同定した。
得られた焼結体の焼結体密度は2.60g/cc,線収縮率は2
0.0％及び曲げ強度は15kg/cm2であつた。
0.0％及び曲げ強度は15kg/cm2であつた。
実施例５ 実施例４において、ゼオライト5Aに第２表に示すアル
カリ土類金属化合物を第２表に示す割合で混合し、第２
表に示す仮焼条件及び焼成条件で仮焼及び焼成を行つた
以外は実施例４と同様にして焼結体を得た。
カリ土類金属化合物を第２表に示す割合で混合し、第２
表に示す仮焼条件及び焼成条件で仮焼及び焼成を行つた
以外は実施例４と同様にして焼結体を得た。
得られた焼結体は、Ｘ線回折によりアノーサイトであ
ることを同定した。
ることを同定した。
これらの焼結体の焼結体密度，線収縮率，及び曲げ強
度を第２表に示す。
度を第２表に示す。
実施例６ 実施例５のゼオライト5Aに代えて、実施例２と同様に
ゼオライトＸをイオン交換して得られた第３表に示す組
成のカルシウム型ゼオライトを使用し、第３表に示す仮
焼条件及び焼成条件で仮焼及び焼成を行つた以外は同様
にして焼結体を得た。
ゼオライトＸをイオン交換して得られた第３表に示す組
成のカルシウム型ゼオライトを使用し、第３表に示す仮
焼条件及び焼成条件で仮焼及び焼成を行つた以外は同様
にして焼結体を得た。
得られた焼結体の焼結体密度，線収縮率，及び曲げ強
度を第３表に示す。また、これらの焼結体はＸ線回折に
よりアノーサイトであることを同定した。
度を第３表に示す。また、これらの焼結体はＸ線回折に
よりアノーサイトであることを同定した。
実施例７ 実施例５に記載された方法に準じて第４表に示す仮焼
条件で得られたゼオライト5Aの仮焼粉末に第４表に示す
アルカリ土類金属化合物を該仮焼粉末の使用量に対して
第４表に示す割合となるよう添加し、ボールミルを用い
てトルエン，エタノール，ブタノール混合溶媒中に分散
混合した後、有機バインダーとしてポリビニルブチラー
ル及び可塑剤を混合した。その後、脱泡し、ドクターブ
レード法によりシート状に成形した。次いで、上記のシ
ート状物を加熱して有機バインダーを焼成除去した後
に、第４表に示す条件で焼成した後冷却してシート状焼
結体を得た。
条件で得られたゼオライト5Aの仮焼粉末に第４表に示す
アルカリ土類金属化合物を該仮焼粉末の使用量に対して
第４表に示す割合となるよう添加し、ボールミルを用い
てトルエン，エタノール，ブタノール混合溶媒中に分散
混合した後、有機バインダーとしてポリビニルブチラー
ル及び可塑剤を混合した。その後、脱泡し、ドクターブ
レード法によりシート状に成形した。次いで、上記のシ
ート状物を加熱して有機バインダーを焼成除去した後
に、第４表に示す条件で焼成した後冷却してシート状焼
結体を得た。
得られた焼結体の焼結体密度，線収縮率及び曲げ強度
を第４表に併せて示す。
を第４表に併せて示す。
また、これらの焼結体は、Ｘ線回折によりアノーサイ
トであることを同定した。
トであることを同定した。
尚、No.11はアルカリ土類金属化合物と共にシリカゾ
ル（触媒化成（株）社製，商品名；カタロイドSI−30,
平均粒径0.1μｍ以下）を3.4wt％併用した。
ル（触媒化成（株）社製，商品名；カタロイドSI−30,
平均粒径0.1μｍ以下）を3.4wt％併用した。
比較例１ 実施例１のゼオライト5Aに代えて、SiO2/Al2O3比が7.
0〜8.0のゼオライト（日本化学工業（株），商品名；モ
ルデナイトNM−100P）を使用し、焼成温度950℃で５時
間焼成した。その結果、焼結体は得られなかつた。
0〜8.0のゼオライト（日本化学工業（株），商品名；モ
ルデナイトNM−100P）を使用し、焼成温度950℃で５時
間焼成した。その結果、焼結体は得られなかつた。
比較例２ カオリン（試薬特級，和光純薬（株）製）31gと水酸
化カルシウム（試薬特級，和光純薬（株）製）10gとを
混合して実施例１と同様にして成形し、焼成した。その
結果、1000℃,5時間の焼成では、Ｘ線回折でアノーサイ
トのピークは認められず、ゲーレナイト2CaO・Al2O3・S
iO2）と偽ワラストナイト（CaO・SiO2）のピークしか存
在しなかつた。また焼結も進まず、密度が1.95の多孔質
のものしか得られなかつた。1300℃,5時間の焼成では、
Ｘ線回折によつてアノーサイトの生成が確認でき、焼結
も進み、密度が2.60の緻密な焼結体が得られた。
化カルシウム（試薬特級，和光純薬（株）製）10gとを
混合して実施例１と同様にして成形し、焼成した。その
結果、1000℃,5時間の焼成では、Ｘ線回折でアノーサイ
トのピークは認められず、ゲーレナイト2CaO・Al2O3・S
iO2）と偽ワラストナイト（CaO・SiO2）のピークしか存
在しなかつた。また焼結も進まず、密度が1.95の多孔質
のものしか得られなかつた。1300℃,5時間の焼成では、
Ｘ線回折によつてアノーサイトの生成が確認でき、焼結
も進み、密度が2.60の緻密な焼結体が得られた。
第１図及び第３図は、夫々実施例１及び実施例２で用い
たカルシウム型ゼオライトのＸ線回折チヤートである。
また、第２図は実施例１で得られたアノーサイト系焼結
体のＸ線回折チヤートである。
たカルシウム型ゼオライトのＸ線回折チヤートである。
また、第２図は実施例１で得られたアノーサイト系焼結
体のＸ線回折チヤートである。
Claims (1)
- 【請求項１】（Ｉ） SiO2/Al2O3が2.5以下の組成より
なるカルシウム型ゼオライト、 （II） 該カルシウム型ゼオライトとを仮焼した無定形
仮焼物、 及び （III） 該カルシウム型ゼオライト又は該無定形仮焼
物とアルカリ土類金属化合物との混合物 よりなる群から選ばれた少くとも１種の粉体を成形し、
次いで該成形物を1000℃以下の温度で焼成することを特
徴とするアノーサイト系焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63166055A JP2563982B2 (ja) | 1987-07-06 | 1988-07-05 | アノーサイト系焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-166877 | 1987-07-06 | ||
| JP16687687 | 1987-07-06 | ||
| JP62-166876 | 1987-07-06 | ||
| JP16687787 | 1987-07-06 | ||
| JP63-136648 | 1988-06-04 | ||
| JP13664888 | 1988-06-04 | ||
| JP63166055A JP2563982B2 (ja) | 1987-07-06 | 1988-07-05 | アノーサイト系焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100060A JPH01100060A (ja) | 1989-04-18 |
| JP2563982B2 true JP2563982B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=27472011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63166055A Expired - Lifetime JP2563982B2 (ja) | 1987-07-06 | 1988-07-05 | アノーサイト系焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563982B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03193663A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-23 | Tokuyama Soda Co Ltd | アルカリ土類金属アルミノシリケート焼結体の製造方法 |
| US6348424B1 (en) | 1998-11-11 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Low-temperature calcined glass ceramic and a manufacturing process therefor |
| JP3166850B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2001-05-14 | 日本電気株式会社 | 低温焼成ガラスセラミックスとその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP63166055A patent/JP2563982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01100060A (ja) | 1989-04-18 |
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