JP2007106621A

JP2007106621A - 窒化アルミニウムグリーン体の製造方法

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Publication number: JP2007106621A
Application number: JP2005297648A
Authority: JP
Inventors: Hideki Umekawa; 秀喜梅川; Shigeaki Tanaka; 茂明多中
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】窒化アルミニウムグリーン体の廃材を再生して、成形性が良好で、焼結した際に反り、熱伝導性、および機械的強度のばらつきが小さく、色むらの少ない焼結体が得られる窒化アルミニウムグリーン体を提供する。
【解決手段】窒化アルミニウムグリーン体の廃材と有機溶媒とを含む混合物を、５０ＭＰａ以上の圧力で高圧分散処理して再生窒化アルミニウムスラリーとし、上記再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーを用いて、窒化アルミニウムグリーン体を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、窒化アルミニウムグリーン体の製造方法に関する。

窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粉末、結合剤などを含む窒化アルミニウムグリーン体を焼結して製造することができる。この窒化アルミニウム焼結体を製造する際には、窒化アルミニウムグリーン体を所望の形状となるように切削等し、その後焼結することが一般的である。この窒化アルミニウムグリーン体の切削等により生ずる廃材は窒化アルミニウム焼結体の原料となる窒化アルミニウム粉末などを含んでおり、本質的には、窒化アルミニウム焼結体の原料として再利用できる。例えば、この窒化アルミニウムグリーン体の廃材と溶媒とをボールミルで混合して再生窒化アルミニウムスラリーとし、この再生窒化アルミニウムスラリーから必要に応じて脱溶媒し、成形することにより再生窒化アルミニウムグリーン体を製造することは可能である。

しかし、上述の方法により得られる再生窒化アルミニウムグリーン体は、窒化アルミニウムグリーン体廃材の、再生窒化アルミニウムスラリーに対する含有量を高めて再生窒化アルミニウムグリーン体を製造しようとすると、再生窒化アルミニウムグリーン体の成形が困難になるとともに、該再生窒化アルミニウムグリーン体を焼結しても焼結体に反りや色むらが生じやすく、また焼結体の熱伝導性、機械的強度のばらつきが大きく、いまだ問題があった。

本発明の目的は、窒化アルミニウムグリーン体の廃材を再生して、成形性が良好で、焼結した際に反り、熱伝導性、および機械的強度のばらつきが小さく、色むらの少ない焼結体が得られる窒化アルミニウムグリーン体を提供することにある。

本発明者らは、窒化アルミニウムグリーン体の廃材と溶媒とを混合し、さらにこれらを含む混合物を高圧分散処理して再生窒化アルミニウムスラリーとし、この再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーから脱溶媒をして窒化アルミニウムグリーン体を製造することにより、焼結した際に反りおよび物性のばらつきが小さく、色むらの少ない焼結体が得られる窒化アルミニウムグリーン体を製造できることを見出し、本発明を提案するに至った。

すなわち本発明は、窒化アルミニウムグリーン体の廃材と溶媒とを含む混合物を、５０ＭＰａ以上の圧力で高圧分散処理して再生窒化アルミニウムスラリーとし、この再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーを用いて窒化アルミニウムグリーン体を製造する方法である。

本発明により得られる窒化アルミニウムグリーン体はしわ・クラック等の外観不良がほとんどなく成形性が良好であり、しかもこの窒化アルミニウムグリーン体を焼結することにより、反り、熱伝導性、および機械的強度のばらつきが小さく、色むらの少ない窒化アルミニウム焼結体を得ることができる。

本発明の窒化アルミニウムグリーン体の製造には、再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーを用いる。
上記再生窒化アルミニウムスラリーは、窒化アルミニウムグリーン体の廃材および有機溶媒、さらに必要に応じて、窒化アルミニウム粉末、焼結助剤、結合剤、その他添加剤を混合して、高圧分散処理することにより得られる。

まず本発明で用いる再生窒化アルミニウムスラリーの各原料について説明する。
〔窒化アルミニウムグリーン体の廃材〕
窒化アルミニウムグリーン体の廃材は、得られる窒化アルミニウム焼結体を所望の形状とするために窒化アルミニウムグリーン体を切削等した際に発生する。窒化アルミニウムグリーン体の廃材の組成と焼結される窒化アルミニウムグリーン体の組成とは実質的に同一である。

したがって、窒化アルミニウムグリーン体の廃材は、窒化アルミニウムグリーン体が含有する物質、例えば、窒化アルミニウム粉末、結合剤、その他添加剤などを含んでいる。
上記窒化アルミニウム粉末としては、窒化アルミニウムグリーン体に一般的に含まれる窒化アルミニウム粉末である限り特に制限はない。

上記窒化アルミニウム粉末の平均粒子径は、窒化アルミニウム焼結体が得られる限り特に制限はないが、通常０．１μｍ〜５．０μｍの範囲、好ましくは０．５μｍ〜３．５μｍの範囲である。なお本発明において窒化アルミニウム粉末の平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した、窒化アルミニウムの凝集粒子の粒子個数平均で求めた平均粒子径をいう。

窒化アルミニウムグリーン体の廃材中の窒化アルミニウム粉末の含有量は、特に制限はないが、通常窒化アルミニウムグリーン体の廃材の全重量に対して、通常６０重量％〜９７重量％、好ましくは７０重量％〜９２重量％の範囲の量である。

上記結合剤としては、窒化アルミニウムグリーン体に一般的に含まれる結合剤である限り特に制限はないが、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ２−エチルヘキシルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリアクリレート、セルロースアセテートブチレート、ニトロセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンオキサイド、およびポリプロピレンオキサイド等の酸素含有有機高分子；
石油レジン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の炭化水素系有機高分子；ポリ塩化ビニル等その他の有機高分子；ワックス等；またはこれら２つ以上を混合物が挙げられる。

これら結合剤のうちでも、酸素含有有機高分子が含まれていることが好ましい。酸素含有有機高分子は窒化アルミニウム粉末と優れた化学親和性を有するので、強固に窒化アルミニウム粉末と結合できる場合があるからである。

また結合剤として有機高分子を用いている場合には、数平均分子量は特に制限されないが、ポリスチレン換算の数平均分子量で、通常３０００〜１００００００の範囲、好ましくは５０００〜３０００００の範囲である。有機高分子の数平均分子量が上記範囲にある場合には、グリーン体が高強度で柔軟性に優れる場合がある。

窒化アルミニウムグリーン体の廃材中のこれら結合剤の含有量は特に制限はないが、上述した窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、通常４重量部〜３０重量部、好ましくは５重量部〜２０重量部の範囲の量である。

上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材中には、その他成分として、焼結助剤、界面活性剤、および可塑剤等の添加剤が含まれる場合がある。
上記焼結助剤としては、使用する窒化アルミニウム粉末に応じて適宜使用できる。例えば窒化アルミニウム粉末が窒化アルミニウム粉末である場合には、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ランタン（ＬａＯ₃）、酸化セリウム（ＣｅＯ₃）、酸化ホルミウム（ＨｏＯ₃）、酸化イッテリビウム（Ｙｂ₂Ｏ₃）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ₂Ｏ₃）、酸化ネオジウ
ム（ＮｄＯ₃）、酸化サマリウム（Ｓｍ₂Ｏ₃）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ₂Ｏ₃）などの
希土類化合物；酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）などのアルカリ土類金属化合物；またはこれら化合物の混合物を使用できる。

なお得られる窒化アルミニウム焼結体を緻密にし、さらに熱伝導率を高めるためには、これら化合物の中でも酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）が好適に使用される。
窒化アルミニウムグリーン体の廃材中の焼結助剤の含有量は特に制限はないが、上述した窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、通常２重量部〜６重量部、好ましくは３重量部〜５重量部の範囲の量である。

上記界面活性剤としては特に制限無く用いることができるが、ノニオン系界面活性剤が好ましい。上記ノニオン系界面活性剤としては、カルボキシル化トリオキシエチレントリデシルエーテル、ジグリセリンモノオレート、ジグリセリンモノステアレート、カルボキシル化ヘプタオキシエチレントリデシルエーテル、テトラグリセリンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、プロピレングリコールモノステアレート、グリセリンモノステアレート、グリセリントリステアレート、グリセリンモノオレート、グリセリントリオレート、ソルビタントリオレート、およびソルビタンモノオレート、またはこれら２つ以上の混合物が挙げられる。

窒化アルミニウムグリーン体の廃材中のこれら界面活性剤の含有量は特に制限はないが、上述した窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、通常０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは０．０２重量部〜３．０重量部の範囲の量含まれている。

上記可塑剤としては特に制限無く用いることができ、例えば、ポリエチレングリコール、およびその誘導体；ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ベンジルブチルフタレート、およびジオクチルフタレートなどのフタル酸エステル類；ブチルステアレートなどのステアリン酸エステル類；トリクレゾールフォスフェート；トリ−Ｎ−ブチルフォスフェート；およびグリセリンなど、またはこれら２つ以上の混合物を挙げることができる。

窒化アルミニウムグリーン体の廃材中のこれら可塑剤の含有量は特に制限はないが、上述した窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して、通常０．１重量部〜２０重量部、好ましくは０．４重量部〜１５重量部の範囲の量である。

なお窒化アルミニウム焼結体の性能を損なわない範囲であれば、その他のセラミックス粉末を含んでいてもよい。これらセラミックス粉末としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウム、フェライト、あるいはこれら化合物の混合物の粉末が挙げられる。窒化アルミニウムグリーン体の廃材中の上記その他のセラミックス粉末の含有量は特に制限はないが、上述した窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して通常０．１重量部〜５．０重量部である。

また上述のように、窒化アルミニウムグリーン体の廃材は得られる窒化アルミニウム焼結体を所望の形状にする等のために、窒化アルミニウムグリーン体を切削等することによ
り生じたものであるが、この窒化アルミニウムグリーン体は、一般に、有機溶媒と上述した窒化アルミニウム粉末、結合剤などを混合して得られる窒化アルミニウムスラリーから、必要に応じてフィルターろ過、脱泡、脱溶剤等し、粘度調製等を行った後、シート成形機、押出成形機、射出成形機等により成形して得られる。

したがって、上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材中にも有機溶媒が含まれている場合もある。
上記有機溶媒としては、窒化アルミニウムスラリーもしくは窒化アルミニウムグリーン体に一般的に含まれるものである限り特に制限は無いが、
アセトン、メチルエチルケトン、およびメチルイソプロピルケトンなどのケトン類；
エタノール、プロパノール、およびブタノールなどのアルコール類；
ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどの芳香族炭化水素類；
トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、およびブロモクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素類；またはこれら有機溶媒の混合物が挙げられる。

〔有機溶媒〕
本発明で用いる再生窒化アルミニウムスラリーには有機溶媒が含まれている。
上記有機溶媒としては、窒化アルミニウム焼結体の原料となる窒化アルミニウムスラリー中に一般的に含まれるものであれば特に制限はないが、
アセトン、メチルエチルケトン、およびメチルイソプロピルケトンなどのケトン類；
エタノール、プロパノール、およびブタノールなどのアルコール類；
ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどの芳香族炭化水素類；
トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、およびブロモクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素類；またはこれら有機溶媒の混合物が挙げられる。

窒化アルミニウムグリーン体の廃材に対する有機溶媒の使用量は特に制限はないが、窒化アルミニウムグリーン体の廃材１００重量部に対して、通常３０重量部〜３００重量部の範囲、好ましくは５０重量部〜２００重量部の範囲である。

有機溶媒の配合量を上記範囲とすることで、窒化アルミニウムグリーン体の廃材を再生窒化アルミニウムスラリーにする際に完全に溶解させることができ、得られる再生窒化アルミニウムスラリーの脱泡も容易である。

なお、上記再生窒化アルミニウムスラリーの製造に用いる有機溶媒は、窒化アルミニウムグリーン体の廃材中に残存する溶媒、もしくは、その窒化アルミニウムグリーン体の原料となった窒化アルミニウムスラリーに含まれる有機溶媒と同一であってもよいが、異なっていてもよい。

〔その他成分〕
再生窒化アルミニウムスラリーの原料としては、さらに必要に応じて、窒化アルミニウム粉末、結合剤、焼結助剤、および表面活性剤、可塑剤、その他のセラミックス粉末等のその他成分を含んでいても良い。

これら窒化アルミニウム粉末、結合剤、焼結助剤、および表面活性剤、可塑剤、その他のセラミックス粉末としては、「窒化アルミニウムグリーン体の廃材」の項で記載した物質を例示することができる。

〔再生窒化アルミニウムスラリーの製造方法〕
本発明で用いる再生窒化アルミニウムスラリーは、上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材、上記有機溶媒、および、必要に応じて含まれるその他成分を含有する混合物を作製
し、この混合物を５０ＭＰａ以上の圧力で高圧分散処理することで得られる。

上記混合物は、上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材、上記有機溶媒、および必要に応じて含まれるその他成分を浸漬溶解あるいは、モーター攪拌機やボールミル等により溶解、混合して得ることができる。

この混合物を高圧分散処理する装置としては、５０ＭＰａ以上の圧力で高圧分散処理できる限り特に制限はないが、例えば、湿式ジェットミル、貫通型高圧分散装置、衝突型高圧分散装置、多孔型高圧分散装置、だまとり型高圧分散装置、（衝突＋貫通）型高圧分散装置、超高圧ホモジナイザー、などを挙げることができる。

本発明では、例えば、これら分散装置を用いて、５０ＭＰａ以上の圧力、好ましくは１００ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲、より好ましくは１５０ＭＰａ〜２５０ＭＰａの範囲の圧力で高圧分散処理を行なう。

混合物に上記範囲の圧力で高圧分散処理を行なうことにより、上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材、上記有機溶媒などを含む混合物を均一に分散することができ、窒化アルミニウムグリーン体の廃材の再生窒化アルミニウムスラリーに対する含有量を高め、その再生窒化アルミニウムを少なくとも一部に含む窒化アルミニウムスラリーから窒化アルミニウムグリーン体を製造する際の成形性低下の問題や、窒化アルミニウムグリーン体を焼結した場合の反りや、熱伝導性、機械的強度のばらつき等の問題を解消することができる。

上記条件を満たすように高圧分散処理ができれば、装置の形状、大きさ、処理圧力、処理回数等は特に制限はないが、例えば、衝突型高圧分散装置を用いた場合には、混合物を通常５０ＭＰａ以上の圧力、好ましくは７０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲、より好ましくは１００ＭＰａ〜２５０ＭＰａの範囲の圧力で、通常１回〜９回、好ましくは１回〜３回、より好ましくは１回〜２回、高圧分散装置内を通過させることにより、好適な窒化アルミニウムスラリーを得ることができる。

〔窒化アルミニウムグリーン体の成形方法〕
本発明の窒化アルミニウムグリーン体は、上記再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーから製造することができる。

上記窒化アルミニウムグリーン体は、例えば以下の方法により再生窒化アルミニウムスラリーから製造することができる。まず、上記再生窒化アルミニウムスラリーを、必要に応じて、フィルターろ過、脱泡、脱溶剤等して、スラリーの粘度調製等を行う。その後、粘度調整したスラリーを、シート成形機を用いて、ドクターブレード法等により成形してシート状成形物を得る。

また本発明の上記窒化アルミニウムグリーン体の製造には、上記再生窒化アルミニウムスラリーと別途準備した通常の窒化アルミニウムスラリーとを混合した窒化アルミニウムスラリーを原料として用いることもできる。

ここで通常の窒化アルミニウムスラリーとは、「窒化アルミニウムの廃材」の項で述べた、窒化アルミニウム粉末、結合剤、添加剤、有機溶媒など、通常の窒化アルミニウムスラリーを得るために用いる原料を混合し、必要に応じて高圧分散して得られる、窒化アルミニウムスラリーをいう。

このようにして得られる窒化アルミニウムグリーン体中の、廃材である上記窒化アルミ
ニウムグリーン体の含有量は、特に制限はないが、窒化アルミニウムグリーン体の全重量に対して、通常２０重量％〜１００重量％、好ましくは３０重量％〜１００重量％の範囲の量である。本発明によれば、このように窒化アルミニウムグリーン体中の、上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材の含有量が高いシートが、粘度調整した再生窒化アルミニウムスラリーから容易に得ることができる。

また、窒化アルミニウムグリーン体中の有機溶媒の含有量は、特に制限はないが、窒化アルミニウムグリーン体の全重量に対して、通常０．０１重量％〜５重量％、好ましくは０．１重量％〜２重量％の範囲の量である。

上記範囲の有機溶媒とすることで、例えば、シート状に窒化アルミニウムグリーン体を成形する場合、得られるグリーン体は支持フィルムからの離型性が良好である。
また上記範囲の有機溶媒の含有量であっても、例えば、シート状の窒化アルミニウムグリーン体をロール状に巻き取りシートを変形させても、しわ・クラック等の外観不良がほとんど見られない。

〔脱脂・焼成〕
上述のようにして得られた本発明の窒化アルミニウムグリーン体を、脱脂・焼成することにより所望の窒化アルミニウム焼結体を得ることができる。

〈脱脂〉
窒化アルミニウムグリーン体の脱脂条件は特に制限はなく、例えば、酸素や空気などの酸化性ガス、水素などの還元性ガス、アルゴンや窒素などの不活性ガス、二酸化炭素、またはこれらの混合ガス雰囲気下、あるいはこれらガスと水蒸気とを混合した加湿ガス雰囲気下で行うことができる。脱脂温度は、結合剤の種類や脱脂雰囲気によって適宜選択できるが、通常３００℃〜１２００℃、好ましくは４００℃〜１０００℃の温度範囲から選択できる。また、脱脂時間は結合剤の種類や脱脂雰囲気に応じて適宜選択できるが、通常３０分〜１０時間、好ましくは２時間〜８時間の範囲から選択することができる。上記窒化アルミニウムグリーン体から得られる窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を良好とする観点からは、脱脂雰囲気、温度、脱脂時間を調節して脱脂体の酸素濃度を３．０重量％以下の範囲とすることが好ましく、０．９重量％〜２．５重量％の範囲とすることが好ましい。

〈焼成〉
窒化アルミニウム焼結体は、上記脱脂により得られた脱脂体を焼成することによって得られる。

上記脱脂体の焼成条件は特に制限はないが、非酸化性ガス雰囲気下、真空下、または減圧下で行われる。なお、非酸化性ガスとしては例えば、水素などの還元性ガス、アルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガス、またはこれらの混合ガスが使用される。焼成温度も特に制限はないが、通常１６５０℃〜１９００℃、好ましくは１７００℃〜１８００℃、より好ましくは、１７２０℃〜１７９０℃の範囲である。

焼成温度が上記範囲にある場合には、窒化アルミニウム焼結体が緻密になるとともに、結晶の粒成長を適切な範囲とすることができる。
またこれら条件に加えて、非酸化性雰囲気中で、最適緻密化温度より１０℃〜４０℃高い温度で、窒化アルミニウム脱脂体を加熱処理してもよい。

上記最適緻密化温度とは、理論密度に対する相対密度が９９％以上の焼結体が得られる焼成温度をいう。
このような焼成条件で得られた焼結体は、破壊靭性値が高く、しかも破壊靭性値、熱伝導率、機械的強度がバランスよく向上し、しかも機械的強度のばらつきが低減している。また得られる焼結体の寸法精度が向上し、端部そりも小さくなる。

焼成時間は特に限定されないが、通常２時間〜２０時間、好ましくは５時間〜１５時間の範囲である。焼成時間が上記範囲にある場合には、窒化アルミニウム焼結体が緻密になるとともに、結晶の粒成長を適切な範囲とすることができ、得られる窒化アルミニウム焼結体の破壊靭性値、熱伝導率、および機械的強度をバランスよく向上することができる。

上述の焼成を行う際には、通常窒化アルミニウムの焼成に使用する焼成容器をなんら支障なく使用できる。例えば、窒化アルミニウム製、あるいは窒化棚素製の密閉容器を使用できる。

〔窒化アルミニウム焼結体の物性〕
このようにして得られる窒化アルミニウム焼結体は、反り、熱伝導性、および機械的強度のばらつきが小さく、色むらが少ない。

特に本発明で得られる窒化アルミニウムグリーン体から窒化アルミニウム焼結体を製造すると、窒化アルミニウムグリーン体の廃材の、再生窒化アルミニウムスラリーに対する含有量を高めても、窒化アルミニウムグリーン体の成形は容易であり、形状不良を起こし難く、得られる窒化アルミニウム焼結体の形状も良好である。

〔窒化アルミニウム焼結体の用途〕
本発明の窒化アルミニウムグリーン体から得られる窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム焼結体の通常の用途に用いることができる。
例えばそのままで、電子部品等の構造材料として使用することができる。また、パワーモジュール等の金属接合基板、ファインパターン等のメタライズ面を有する回路基板等として使用することも可能である。

上記金属接合基板の金属としては、銅、アルミニウム等を好適に使用できる。また、金属接合基板における金属層の厚みは、通常０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。これら金属層は、上記金属を活性金属ろう材法、その他公知の方法により、窒化アルミニウム焼結体表面に接合をすることができる。

〔実施例〕
本発明をさらに具体的に説明するために、以下実施例および比較例を挙げるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

以下実施例および比較例において、各種物性は次の方法により測定した。
（１）色むら
目視により焼結体の色むらを判定し、以下の基準にて評価した。
Ａ：色むらなし
Ｂ：色むらあり（面積５％未満）
Ｃ：色むらあり（面積５％以上、２０％未満）
Ｄ：色むらあり（面積２０％以上）
（２）反り
焼結体を平坦なガラス基板上に置き、株式会社ミツトヨ製デジマチックインジケータを用い、焼結体裏表両面にて中央部の高さを測定し、その最大値と最小値の差を反りとし、焼結体１００枚の平均値を求めた。

（３）破壊靭性値
ＪＩＳＲ１６０７に準拠して、（株）アカシ製ビッカース硬さ試験機ＡＶＫ−ＣＯを使用してビッカース硬さを測定した。このビッカース硬さから、Ｉ．Ｆ．法により破壊靭性値を算出した。押し込み荷重は４９Ｎ、保持時間は１５秒である。１０サンプルの平均値を測定値とした。

（４）機械的強度
ＪＩＳＲ１６０１に準拠して、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分、スパン３０ｍｍで３点曲げ強度を測定した。試験片の幅は４ｍｍで平面研削して作製した。１００サンプルの平均値および最低値を求めた。

（５）熱伝導率
理学電気（株）製の熱定数測定装置ＰＳ−７を使用して、レーザーフラッシュ法により測定した。厚み補正は検量線により行った。１０サンプルの平均値および最低値を求めた。

〔実施例１〕
内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０mmのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、平均粒子径１．５μｍの窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製Ｈグレード）１００重量部、酸化イットリウム５重量部、ソルビタントリオレート２重量部、トルエン２１重量部、エタノール１２重量部、およびブタノール２重量部を添加して、１段目のボールミル混合を１６時間行った。その後、この混合物に、ポリビニルブチラール８重量部、ジブチルフタレート３．５重量部、トルエン２７重量部、エタノール１６重量部、およびブタノール２重量部を入れて、２段目のボールミル混合を１８時間行い、窒化アルミニウムスラリーを得た。

次に、得られた窒化アルミニウムスラリーから脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により所定の大きさに打ち抜き、その際に発生する打ち抜きロスとなった窒化アルミニウムグリーン体の廃材を得た。

内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０ｍｍのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、平均粒子径１．５μｍの窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製Ｈグレード）１００重量部、５ｃｍ以下の大きさに切った上記窒化アルミニウムグリーン体の廃材１０５重量部、酸化イットリウム５重量部、ソルビタントリオレート２．７重量部、ポリビニルブチラール８重量部、ジブチルフタレート３．５重量部、トルエン１１０重量部、エタノール６５量部、およびブタノール９重量部を入れて、ボールミル混合を２０時間行い、再生窒化アルミニウム混合物を得た。

得られた再生窒化アルミニウム混合物を、衝突型高圧分散装置（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ−２５００５）により、２００ＭＰａの圧力で１回高圧分散処理し、再生窒化アルミニウムスラリーを得た。

該再生窒化アルミニウムスラリーを脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、しわ・クラック等の外観不良は全く発生しなかっ
た。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

このようにして得られた窒化アルミニウムグリーン体を、乾燥空気中５８０℃の温度で４時間脱脂処理し、酸素濃度が２．１重量％の再生窒化アルミニウム脱脂体を得た。その後、この再生窒化アルミニウム脱脂体を焼成容器に入れて、窒素雰囲気中１７５０℃（最適緻密化温度）で５時間焼成し、幅５８ｍｍ、長さ５８ｍｍ、厚さ０．６４ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた窒化アルミニウム焼結体の色むら、反り、破壊靭性値、機械的強度、熱伝導率を測定した。その結果を表１に示した。

〔実施例２〕
内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０ｍｍのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、実施例１で得られた５ｃｍ以下の大きさに切った窒化アルミニウムグリーン体の廃材１００重量部、ソルビタントリオレート０．２重量部、トルエン７０重量部、エタノール４２量部、およびブタノール６重量部を入れて、ボールミル混合を２０時間行い、再生窒化アルミニウム混合物を得た。

該再生窒化アルミニウムスラリーを脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、しわ・クラック等の外観不良は全く発生しなかった。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

このようにして得られた窒化アルミニウムグリーン体を用い実施例１と同様の条件で脱脂、焼成して、幅５９ｍｍ、長さ５９ｍｍ、厚さ０．６５ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた窒化アルミニウム焼結体の色むら、反り、破壊靭性値、機械的強度、熱伝導率を測定した。その結果を表１に示した。

〔実施例３〕
内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０ｍｍのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、平均粒子径１．５μｍの窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製Ｈグレード）１００重量部、実施例１で得られた５ｃｍ以下の大きさに切った窒化アルミニウムグリーン体の廃材６７重量部、酸化イットリウム５重量部、ソルビタントリオレート２．７重量部、ポリビニルブチラール８重量部、ジブチルフタレート３．５重量部、トルエン８８重量部、エタノール５２量部、およびブタノール７重量部を入れて、ボールミル混合を２０時間行い、再生窒化アルミニウム混合物を得た。

該再生窒化アルミニウムスラリーを脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート成形
し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、しわ・クラック等の外観不良は全く発生しなかった。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

このようにして得られた窒化アルミニウムグリーン体を用い実施例１と同様の条件で脱脂、焼成して、幅５８ｍｍ、長さ５８ｍｍ、厚さ０．６４ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた窒化アルミニウム焼結体の色むら、反り、破壊靭性値、機械的強度、熱伝導率を測定した。その結果を表１に示した。

〔実施例４〕
内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０ｍｍのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、平均粒子径１．５μｍの窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製Ｈグレード）１００重量部、実施例１で得られた５ｃｍ以下の大きさに切った窒化アルミニウムグリーン体の廃材６７重量部、酸化イットリウム５重量部、ソルビタントリオレート２．７重量部、ポリビニルブチラール８重量部、ジブチルフタレート３．５重量部、トルエン８８重量部、エタノール５２量部、およびブタノール７重量部を入れて、ボールミル混合を２０時間行い、再生窒化アルミニウム混合物を得た。

このようにして得られた窒化アルミニウムグリーン体を実施例１と同様の条件で脱脂した後、窒素雰囲気中１７８０℃（最適緻密化温度＋３０℃）で５時間焼成して、幅５８ｍｍ、長さ５８ｍｍ、厚さ０．６４ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた窒化アルミニウム焼結体の色むら、反り、破壊靭性値、機械的強度、熱伝導率を測定した。その結果を表１に示した。

〔実施例５〕
実施例３で得られた再生窒化アルミニウム混合物を用い、衝突型高圧分散装置（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ−２５００５）により、７０ＭＰａの圧力で２回高圧分散処理し、再生窒化アルミニウムスラリーを得た。

このようにして得られた窒化アルミニウムグリーン体を用い実施例１と同様の条件で脱
脂、焼成して、幅５８ｍｍ、長さ５８ｍｍ、厚さ０．６４ｍｍの窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた窒化アルミニウム焼結体の色むら、反り、破壊靭性値、機械的強度、熱伝導率を測定した。その結果を表１に示した。

〔実施例６〕
内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０ｍｍのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、実施例１で得られた５ｃｍ以下の大きさに切った窒化アルミニウムグリーン体の廃材１００重量部、ソルビタントリオレート０．２重量部、トルエン７０重量部、エタノール４２量部、およびブタノール６重量部を入れて、ボールミル混合を２０時間行い、再生窒化アルミニウム混合物を得た。

別に、内容積が５０Ｌのナイロン製ポットに、ビッカース硬さ１２００でボール径１０mmのアルミナ製ボールを、内容積に対して見掛け充填率で４０ｖｏｌ％となるように入れた。ついで、平均粒子径１．５μｍの窒化アルミニウム粉末（株式会社トクヤマ製Ｈグレード）１００重量部、酸化イットリウム５重量部、ソルビタントリオレート２重量部、トルエン２１重量部、エタノール１２重量部、およびブタノール２重量部を添加して、１段目のボールミル混合を１６時間行った。その後、この混合物に、ポリビニルブチラール８重量部、ジブチルフタレート３．５重量部、トルエン２７重量部、エタノール１６重量部、およびブタノール２重量部を入れて、２段目のボールミル混合を１８時間行い、通常の窒化アルミニウムスラリー（Ａ）を得た。

得られた窒化アルミニウムスラリー（Ａ）１００重量部と、上記再生窒化アルミニウムスラリー１００重量部とをモーター撹拌機を用いて混合し、混合窒化アルミニウムスラリー（Ｂ）を得た。

この混合窒化アルミニウムスラリー（Ｂ）を脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した窒化アルミニウムスラリーをドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、しわ・クラック等の外観不良は全く発生しなかった。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

〔比較例１〕
実施例１で得られた高圧分散処理を行う前の再生窒化アルミニウム混合物を脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した混合物をドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、面積割合にして３０％程のしわや、クラックが発生した。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

〔比較例２〕
実施例３で得られた高圧分散処理を行う前の再生窒化アルミニウム混合物を脱溶媒し、粘度を２００００ｃＰに調整した。その後、この粘度調整した混合物をドクターブレード法によりシート成形し、幅４０ｃｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーンシートを得た。得られた窒化アルミニウムグリーンシートには、面積割合にして２０％程のしわや、クラックが発生した。この窒化アルミニウムグリーンシートをプレス加工機により打ち抜き、幅６８ｍｍ、長さ６８ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの窒化アルミニウムグリーン体を得た。

Claims

窒化アルミニウムグリーン体の廃材と有機溶媒とを含む混合物を、５０ＭＰａ以上の圧力で高圧分散処理して再生窒化アルミニウムスラリーとし、上記再生窒化アルミニウムスラリーを少なくとも一部として含む窒化アルミニウムスラリーを用いて、窒化アルミニウムグリーン体を製造する方法。