2024年3月27日

2024年3月8日、株式会社KRI様にご協力いただき、「粒子積層技術におけるナノ界面制御～脱バインダー・脱脂技術について～」をテーマに微粒子ナノテクノロジー分科会との合同分科会を開催しました。まず初めに、事務局より11/27~29に開催される“国際粉体工業展東京2024（POWTEX2024）”の案内を行った後に、微粒子ナノテクノロジー分科会・副コーディネータの横浜国立大・飯島先生より開会挨拶を行いました。その後、中部大学教授・坂本藤先生から電子部品材料の製造時におけるバインダーの除去に関する講演、続いて長岡技術科学大学教授・田中先生からセラミックス構造体の脱脂前後の可視化および後工程に及ぼす影響に関する講演、さらに株式会社KRI・スマートマテリアルセンター長の荘所様から会社紹介【講演③写真】および、主席研究員・在間様からKRIで取り組んでいる粒子の分散や表面改質技術および粒子積層への応用の可能性に関する講演をして頂きました。最後に参加者を6班に分けて、(株)KRIの研究所の見学を行った。講演概要を以下に示します。
 
1) 「電子セラミックスと脱バインダー技術」　中部大学教授　坂本 渉 先生
(【講演①写真】参照)
セラミックコンデンサや圧電素子など金属粒子層と誘電体セラミックス粒子層を多数積層する積層型電子部品において、各層を形成する際にバインダーと粒子を混合・分散させたスラリーを作製し、塗布・乾燥した後に、脱バインダーという過程を経る。講演では、まずバインダーの除去の良否が製品の品質に影響することが述べられ、続いてバインダーに求められる要求性能の説明があった。その後、実際に熱分析法で脱バインダー過程を解析した結果や、不純物の残留が製品特性に及ぼす影響、積層型素子成形体におけるバインダー除去過程で起こるガスの発生や移動、新しいバインダー剤の報告例や過熱水蒸気を用いた脱バインダー方法の紹介があり、最後にバインダーを用いないプロセスの説明があった。脱バインダー工程は製造工程の中では比較的下流にあたるため、従来のプロセスの改善に力が入れられる傾向があるが、バインダーを用いないプロセスなどの製造法の開発・実用化も今後期待される。
 
2) 「セラミックスの脱脂体構造可視化と後工程への影響」　長岡技術科学大学教授 田中 諭　先生
(【講演②写真】参照)
多くのセラミックスは粉体から所望の形状に成形、加工、焼結を経て製造されるが、その過程での操作性や加工性を向上させるために、有機バインダーが用いられる。バインダーに望ましい役割や条件は様々あるが、今回の講演ではおもに成形体および脱脂体構造の可視化方法や、バインダーを利用した構造均質化に関して述べられた。まず、プレス成形を例にバインダーの役割の説明があり、続いて成形体および脱脂後の構造体の様々な可視化方法(薄片化試料の光学顕微鏡観察、共焦点走査型レーザー顕微鏡観察、X線コンピュータトモグラフィー)について、浸液による屈折率の調整によってバインダーの分布や気孔を明瞭にした具体例を示して述べた。最後にバインダー分布の観察結果を交え、その分布制御による構造均質化の取り組みが紹介された。バインダーは焼結段階では不要なものであるが、上手に利用すると成形体の構造均一化などの特性向上にも活用できる可能性が示された。
 
3) 「粒子の分散・表面改質技術およびその応用」
株式会社KRI スマートマテリアル研究センター　主席研究員　在間 弘朗 様
(【講演④写真】参照)
無機微粒子をポリマーなどの有機物質に混ぜる場合に、凝集させずに分散させることが重要である。㈱KRIでも様々な方法で分散性を向上させる検討を行っているが、今回の講演では初めに、独自の技術で側鎖を改良したポリマーを用いて様々な無機粒子表面を被覆し、分散性を向上させた例が紹介された。続いて酸化グラフェン(GO)の水分散液に無機粒子を混合するだけで、無機粒子表面にGOが付着する特異な現象を見出し、その特徴を活用して、これまで異方性の高熱伝導性粒子(h-BN)に直接被覆できなかった磁性体(酸化鉄)を、間にGOを介することによって被覆することが可能になり、磁場配向させることによって高熱伝導材料を開発した例が報告された。
 
閉会挨拶
粒子積層技術分科会・中尾代表幹事より閉会の挨拶を行い、閉会いたしました。
 

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