CN101264518B

CN101264518B - 烧结体的制造方法及烧结体

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Publication number: CN101264518B
Application number: CN2008100840719A
Authority: CN
Inventors: 坂田正昭; 滨仓信行
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2028-03-14
Also published as: CN101264518A; US7993576B2; JP4595954B2; JP2008223127A; US20080226489A1

Abstract

可安全、容易且低价制造获得具有优异特性(尺寸精度、机械特性、外观等)的烧结体的制造方法及通过该烧结体的制造方法获得的具有优异特性的烧结体。包括：成形体形成工序，将含有包含无机材料粉末、脂肪族碳酸酯类树脂、热分解温度高于该脂肪族碳酸酯类树脂的熔点的第二树脂的粘结剂的组合物成形，获得成形体；第一脱脂工序，通过将成形体暴露于含有碱性气体的环境而从所述成形体中分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂，获得第一脱脂体；中间工序，将第一脱脂体暴露于其碱性气体浓度低于所述含有碱性气体的环境的碱性气体含量低的环境而获得中间脱脂体；第二脱脂工序，加热中间脱脂体而获得第二脱脂体；烧结工序，烧结第二脱脂体而获得烧结体。

Description

烧结体的制造方法及烧结体

技术领域

本发明涉及一种烧结体的制造方法及烧结体。

背景技术

通常，利用射出成形法等各种成形方法将混合无机材料粉末和粘结剂的原料粉末(混合粉末)制成成形体，在高于粘结剂的熔点且低于无机材料的烧结温度的温度下对该成形体进行脱脂处理而获得脱脂体，烧结所获得的脱脂体，即可获得无机材料的烧结体。

但是，例如，为了提高其射出成形时的流动性等目的，射出成形法所用的原料粉末含有较多的粘结剂。为了去除该粘结剂，需要长时间加热，存在生产效率降低或成形体在加热处理中变形等问题。

此外，还存在不能通过加热处理充分去除成形体中的粘结剂，烧结体在烧结工序中在残留的粘结剂气化时产生裂纹等问题。

为了解决上述问题点，现有技术中公开有以下的烧结体的制造方法，以及用于该方法的无机材料粉末和粘结剂的混合物(组合物)，在含有气态酸的环境中或含有三氟化硼环境中加热处理由混合了无机材料粉末和含有聚缩醛的粘结剂的原料粉末构成的成形体而获得脱脂体，然后烧结该脱脂体而获得烧结体(例如，参照专利文献1)。

然而，通常，酸是腐蚀物(deleterious substance)，三氟化硼是毒性物，因此对人体有害，其取用时需要严格的保护用具等等麻烦的准备。

此外，由于酸及三氟化硼的金属溶解性高，对设备必须使用高耐蚀性的材料，所以成本高。

而且，含有酸的环境在加热处理后会将气体放出到大气中后，造成大气污染，增加防止大气污染的成本。

除此以外，通过聚缩醛与含有酸的环境的反应，产生甲醛。由于甲醛可燃性和引火性高，而且致癌性和毒性也高，所以可能具有火灾和爆炸等危险，对作业人员的健康产生危害。

另一方面，已知如下的制造烧结体的方法：通过将由混合了无机材料粉末和含有脂肪族碳酸酯类树脂的粘结剂的原料粉末构成的成形体暴露于含有臭氧的环境而进行脱脂，烧结所获得的脱脂体。

然而，已知即使在含有臭氧的环境中进行脱脂处理，也不能根据处理条件充分脱脂成形体。

此外，由于臭氧的氧化能力极强，所以当使用金属粉末作为无机材料粉末时，具有金属粉末被氧化的问题。

此外，虽然在脱脂处理时大量消耗臭氧，但是由于臭氧是非常昂贵的气体，所以造成脱脂工序高成本化的问题。

【专利文献1】日本特开平3-170624号公报

发明内容

本发明的目的在于提供用于安全、容易并且低价地制造并获得具有优异特性(尺寸精度、机械特性、外观等)的烧结体的烧结体制造方法，以及利用该烧结体的制造方法获得的、且具有优异特性的烧结体。

通过下述的本发明可以实现上述目的。

本发明的烧结体的制造方法的特征在于包括：成形体形成工序，将含有主要为无机材料构成的粉末和含脂肪族碳酸酯类树脂的粘结剂的组合物成形为规定形状，获得成形体；脱脂工序，通过将该成形体暴露于含有碱性气体的环境中而从所述成形体中分解和去除所述脂肪族碳酸酯类树脂，获得脱脂体；以及烧结工序，烧结该脱脂体而获得烧结体。

因此，可以安全、容易并且低价地制造具有优异特性(尺寸精度、机械特性、外观等)的烧结体。

本发明的烧结体的制造方法优选所述碱性气体为以氨气为主要成分的气体。

由于氨气分解脂肪族碳酸酯类树脂的作用特别强，而优选作为本发明中所使用的碱性气体。

本发明的烧结体的制造方法中，所述含有碱性气体的环境中的碱性气体浓度优选为20体积％～100体积％。

因此，可以高效率并可靠地进行脂肪族碳酸酯类树脂的分解和去除。

本发明的烧结体的制造方法中，所述含有碱性气体的环境的温度优选为50℃～190℃。

因此，可以更加容易并且迅速地进行脂肪族碳酸酯类树脂的分解和去除。此外，可以防止所述脱脂体的保形性降低。其结果是，可以更加可靠地防止最终获得的所述烧结体的尺寸精度降低。

本发明的烧结体的制造方法中，所述脂肪族碳酸酯类树脂优选在其碳酸酯基彼此之间存在的碳原子数为2～11。

因此，脂肪族碳酸酯类树脂可更加容易并且迅速分解而获得。

本发明的烧结体的制造方法中，所述脂肪族碳酸酯类树脂优选除碳酸酯基以外的部分中不具有不饱和键。

因此，由于脂肪族碳酸酯类树脂与碱性气体接触而分解时效率提高，可以更加高效率地进行所述粘结剂的分解和去除。

本发明的烧结体的制造方法中，所述脂肪族碳酸酯类树脂优选其重量平均分子量为1万～30万。

因此，可以实现熔点及粘度为最适当且所述成形体的形状稳定性(保形性)提高的所述脂肪族碳酸酯类树脂。

本发明的烧结体的制造方法中，所述粘结剂中的所述脂肪族碳酸酯类树脂的含有率优选20wt％以上。

因此，可以更加可靠地获得分解和去除所述脂肪族碳酸酯类树脂的效果，可以进一步促进所述粘结剂整体的脱脂。

本发明的烧结体的制造方法中，所述粘结剂含有热分解温度高于所述脂肪族碳酸酯类树脂的熔点的第二树脂，并且优选在所述脱脂工序之后通过加热所述成形体而从所述成形体中分解和去除所述第二树脂的第二脱脂工序。

因此，可以分别在所述脱脂工序和所述第二脱脂工序分别选择性地脱去所述成形体中的所述脂肪族碳酸酯类树脂和所述第二树脂。其结果是，可以控制所述成形体的脱脂进度，并且可以容易并且可靠地获得保形性即尺寸精度优异的所述脱脂体。

本发明的烧结体的制造方法中，所述第二脱脂工序中的加热温度优选190℃～600℃。

因此，可以高效率并可靠地进行所述第二树脂的分解和去除。

本发明的烧结体的制造方法中，所述第二脱脂工序中的环境优选以还原性气体为主要成分。

因此，可以可靠地防止暴露于所述碱性气体含量低的环境中的所述脱脂体特别是金属材料的氧化，同时可以分解和去除所述第二树脂。

本发明的烧结体的制造方法中，所述第二树脂优选以聚苯乙烯及聚烯烃中的至少一种为主要成分。

上述材料在所述脱脂体中的结合强度高，可以可靠地防止所述脱脂体变形。此外，由于上述材料的流动性高，容易通过加热分解，所以可以容易地脱脂。其结果是，可以更加可靠地获得尺寸精度优异的所述脱脂体。

本发明的烧结体的制造方法中，优选在所述脱脂工序与所述烧成工序之间还具有将所述脱脂体暴露于碱性气体含量低的环境中至少一次的中间工序，在所述中间工序中，所述碱性气体含量低的环境其碱性气体浓度低于所述含有碱性气体的环境。

因此，残存于所述脱脂体中的含有碱性气体的环境被所述碱性气体含量低的环境置换。然后，所述脱脂体中的无机材料与碱性气体的接触频率降低，可以抑制无机材料的氮化。其结果是，可以获得特别是各种特性优异的烧结体。

在本发明的烧结体的制造方法中，优选所述中间工序的至少最终阶段中的所述碱性气体含量低的环境实质上不含有碱性气体。

因此，由于实质上可以从所述脱脂体中排除碱性气体，所以可以可靠地防止所述脱脂体中的无机材料氮化。

本发明的烧结体的制造方法中，所述碱性气体含量低的环境的温度优选低于所述含有碱性气体的环境的温度。

因此，所述脱脂体中存在的所述碱性气体含量低的环境中的碱性气体的还原作用进一步降低，可以更加可靠地抑制所述脱脂体中的无机材料氮化。

本发明的烧结体的制造方法中，所述碱性气体含量低的环境除了碱性气体以外，优选以非氧化性气体为主要成分。

因此，可以防止无机材料氮化并且可以防止无机材料、特别是金属材料的氧化。

本发明的烧结体的制造方法中，优选使用连续炉连续进行从所述脱脂工序到所述烧成工序的各工序。

因此，由于可以同时并且连续的处理多个所述脱脂体而制造所述烧结体，所以可以提高所述烧结体的制造效率。此外，利用连续炉可以防止在制造中途将所述脱脂体暴露于大气。因此，所述脱脂体与大气接触，可以可靠地防止所述脱脂体中所含有的特别是金属材料的氧化。

本发明的烧结体的制造方法中，所述连续炉在其内部具有为使碱性气体浓度在所述成形体的行进方向的中途降低而设定的空间，通过使所述成形体经过该空间中而连续地进行所述脱脂工序到所述中间工序。

因此，可以更短时间地进行上述工序。

本发明的烧结体的制造方法中，优选在所述成形体形成工序中通过射出成形法或挤出成形法形成所述成形体。

所述射出成形法可以通过成形模具的选择容易地形成复杂且微细的形状的所述成形体。此外，所述挤出成形法可以通过成形模具的选择特别容易并且低价地形成具有所期望的挤出面形状的柱状或板状的所述成形体。

本发明的烧结体的特征在于可通过本发明的烧结体的制造方法制造。

因此，可以获得具有优异特性(尺寸精度、机械特性、外观等)的烧结体。

所述组合物还含有添加剂，并且优选在所述第二脱脂工序中，从所述成形体中分解和去除所述第二树脂和所述添加剂。

因此，可以对所述粘结剂发挥具有所述添加剂的功能，并且可以不对所述脱脂体的保形性和尺寸精度产生不良影响地分解和去除所述添加剂。

所述添加剂优选含有用于提高所述粉末在所述组合物中的分散性的分散剂。

因此，在所述组合物中，更加均匀地分散所述粉末、所述脂肪族碳酸酯类树脂及所述第二树脂，获得的所述脱脂体及所述烧结体的特性偏差小，且更加均匀。

所述分散剂优选以高级脂肪酸为主要成分。

因此，特别是可以提高所述粉末在所述组合物中的分散性。

所述高级脂肪酸优选其碳原子数为16～30。

因此，所述组合物可防止成形时的成形性降低，并且具有优异的保形性。此外，所述高级脂肪酸可容易地在比较低的低温下分解获得。

附图说明

图1是示出本发明的烧结体的制造方法的实施方式的流程图。

图2是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的实施方式中使用的脱脂体制造用组合物的图。

图3是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式中获得的成形体的纵截面图。

图4是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式中获得的第一脱脂体的纵截面图。

图5是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式中获得的第二脱脂体的纵截面图。

图6是模式地示出本发明的烧结体的纵截面图。

图7是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式中使用的连续炉的平面图。

图8是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第二实施方式中使用的连续炉的平面图。

图9是模式地示出本发明的烧结体的制造方法的第三实施方式中使用的连续炉的平面图。

具体实施方式

以下，利用优选的实施方式对本发明的烧结体的制造方法及烧结体进行说明。

图1是示出本发明的烧结体的制造方法的实施方式的流程图；

图2是模式地示出本实施方式所使用的烧结体制造用组合物的图。

<烧结体制造用组合物>

首先，说明用于烧结体的制造的组合物(烧结体制造用组合物)10。

组合物10含有主要由无机材料构成的粉末1以及含脂肪族碳酸酯类树脂3的粘结剂2。

[1]粉末

粉末1主要由无机材料构成。

作为该无机材料，没有特别限定，可以列举，例如，Fe、Ni、Co、Cr、Mn、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、V、Mo、Nb、Zr、Pr、Nd、Sm等金属材料、氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化锆、氧化钇、镁橄榄石、块滑石、铁菱镁矿、富铝红柱石、氧化锆、铁氧体、硅铝氧氮耐热陶瓷(sialon)、氧化铈等氧化物类陶瓷材料、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化钨等非氧化物类陶瓷材料、石墨、纳米碳(碳纳米管、富勒烯等)等碳系材料等，可以将上述物质的1种或2种以上组合使用。

如下所述，由于组合物10的成形性优异，所以本发明适合使用于将形成比较高的硬度或加工性难的材料作为构成烧结体的材料的情况。

此外，作为金属材料的具体例，可以列举SUS304、SUS316、SUS316L、SUS317、SUS329J1、SUS410、SUS430、SUS440、SUS630等不锈钢、模具钢、高速度工具钢等为代表的Fe系合金、Ti或Ti系合金、W或W系合金、Co系超硬合金、Ni系合金陶瓷等。

此外，将组成不同的2种以上的材料组合使用，可以获得通过以往的铸造不能制造的组成烧结体。此外，可以容易地制造具有新功能或多功能的烧结体，可以实现烧结体的功能和用途的扩大。

虽然粉末1的平均粒径没有特别限定，但是优选为0.3μm～100μm，更优选0.5μm～50μm。粉末1的平均粒径为上述范围内的值，因此，可以制造具有优异成形性(成形的容易度)的成形体，以及脱脂和烧结该成形体而成的烧结体。此外，可以进一步提高所获得的烧结体的密度，可以使烧结体的机械强度、尺寸精度等特性更优异。对此，当粉末1的平均粒径小于所述下限值时，成形体的成形性降低。此外，当粉末1的平均粒径超过所述上限值时，难以充分提高烧结体的密度，并可能降低烧结体的特性。

另外，本发明中，所谓“平均粒径”是指在作为对象的粉末的粒度分布中在体积累积为50％的部分中分布的粉末的粒径。

此外，组合物10中的粉末1的含有率没有特别限定，但优选60wt％～98wt％，更优选70wt％～95wt％。由于粉末1的含有率在上述范围内，所以可以制造成形性(成形的容易度)优异的成形体、以及脱脂和烧结这种成形体而成的烧结体，而且可以进一步提高烧结体的密度，进一步提高烧结体的特性。对此，当粉末1的含有率小于所述下限值时，成形体的成形性降低。此外，当粉末1的含有率超过上述上限值，难以充分提高烧结体的密度，可能降低烧结体的特性。

作为这样的粉末1，无论是用哪种方法制造的都可以，例如，当粉末1由金属材料构成时，可以使用通过水雾化法等的液体雾化法(例如，高速旋转水流雾化法、旋转液雾化法等)、气体雾化法等各种雾化法或粉碎法、羧化法、还原法等化学方法等获得。

[2]粘结剂

粘结剂2是对在获得后述的成形体的工序中的组合物10的成形性(成形的容易度)、成形体及脱脂体的形状稳定性(保形性)具有很大帮助的成分。由于组合物10含有这样的成分，所以可以容易并且可靠地制造尺寸精度优异的烧结体。

这样的粘结剂2含有脂肪族碳酸酯类树脂3。

由于该脂肪族碳酸酯类树脂3具有通过暴露于含有碱性气体的环境而分解的性质，所以可以在后述的第一脱脂工序容易并且迅速去除即脱脂。其结果是，可以保持保形性，同时可以缩短脱脂工序总共所需的时间，提高脱脂体的生产效率、即烧结体的生产效率。

作为这样的脂肪族碳酸酯类树脂3，优选其重复单元中的除碳酸酯基以外的部分的碳原子数即树脂中的碳酸酯基彼此之间存在的碳原子数为2～11，更优选3～9，还更优选4～7。例如，在用通式-((CH2)m-O-CO-O)n-表示的脂肪族碳酸酯类树脂3的情况中，所述碳原子数即为m数。由于该碳原子数在上述范围内，所以脂肪族碳酸酯类树脂3更加容易并且迅速分解获得。

具体地，作为如上所述的脂肪族碳酸酯类树脂3，可以列举，例如，聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯、聚碳酸亚丙基酯、聚碳酸1，4-丁酯、聚碳酸1，2-丁酯、聚碳酸1，2-异丁酯、聚碳酸1，5-庚酯、碳酸1，2-庚酯、聚碳酸1，6-己酯、聚碳酸1，2-己酯、聚碳酸苯亚乙酯、聚碳酸亚环己酯、聚碳酸甲氧基亚乙酯、聚碳酸苯氧基亚乙酯等聚碳酸亚烃酯、或上述共聚合物、乙烷二醇聚碳酸酯、丙烷二醇聚碳酸酯、丁烷二醇聚碳酸酯、己烷二醇聚碳酸酯、癸烷二醇聚碳酸酯等链烷二醇聚碳酸酯、或上述脂肪族碳酸酯类树脂的衍生物等，可以将上述的1种或2种以上组合使用。

此外，在上述的脂肪族碳酸酯类树脂3中，特别优选聚碳酸亚丙酯。

这样的脂肪族碳酸酯类树脂3可以通过例如，使碳酰氯或其衍生物与脂肪族二醇在碱存在下反应的碳酰氯法、环氧类化合物与二氧化碳原子通过锌系催化剂的共聚合法、二醇与有机碳酸酯的酯交换法等合成。

此处，脂肪族碳酸酯类树脂3通过与碱性气体接触而分解，其分解物气化并作为气体放出到成形体的外部。另外，作为该分解物，可以列举，例如，氧化烯烃(例如，氧化乙烯、氧化丙烯等)或其分解物、碳酸烯烃(碳酸亚烃酯)、水、二氧化碳原子等。上述的脂肪族碳酸酯类树脂的分解性特别高，可以在第一脱脂工序中更可靠地进行脱脂。因此，可以缩短脱脂工序总共所需时间。

此外，作为脂肪族碳酸酯类树脂3，优选在碳酸酯基以外的部分不具有不饱和键。因此，可以提高通过脂肪族碳酸酯类树脂3与碱性气体接触而分解时的效率，并且可以更加高效率地进行粘结剂2的分解和去除。

此外，作为脂肪族碳酸酯类树脂3，优选其重量平均分子量为1万～30万，更优选2万～20万。因此，可以实现熔点及粘度随为适当且成形体的形状稳定性(保形性)提高的脂肪族碳酸酯类树脂3。

此外，脂肪族碳酸酯类树脂3在粘结剂2中的含有率优选20wt％以上，更优选30wt％以上，还更优选40wt％以上。由于脂肪族碳酸酯类树脂3在粘结剂2中的含有率在上述范围内，所以可以更加可靠地获得分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂3的效果，促进粘结剂2整体的脱脂。

此外，本实施方式中，粘结剂2还含有热分解温度高于脂肪族碳酸酯类树脂3的熔点的第二树脂4。该第二树脂4在所述第一脱脂工序之后进行的第二脱脂工序中，通过加热成形体而分解和去除。由于粘结剂2含有这样的第二树脂4，所以可以分成第一脱脂工序和第二脱脂工序，分别将成形体中的脂肪族碳酸酯类树脂3和第二树脂4选择性地脱脂。其结果是，可以控制成形体的脱脂进度，可以容易并且可靠地获得保形性即尺寸精度优异的脱脂体。

作为第二树脂4，没有特别限定，但优选其重量平均分子量为0.1万～40万，更优选0.4万～30万。因此，可以实现熔点及粘性最适当且成形体的形状稳定性(保形性)进一步提高的第二树脂4。

作为这样的第二树脂4，只要热分解温度高于含有粘结剂2的脂肪族碳酸酯类树脂3的熔点即可，没有特别限定，可以列举，例如，聚苯乙烯等苯乙烯类树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚合物等聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸类树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚丁烯对苯二甲酸酯等聚酯、聚乙烯醇、或上述共聚合物等，可以将上述的1种或2种以上混合使用。

在上述树脂中，作为第二树脂4，优选以聚苯乙烯及聚烯烃中的至少1种为主要成分的。上述材料在脱脂体中的结合强度高，可以可靠地防止脱脂体变形。此外，由于上述材料流动性高，且容易通过加热分解，所以可以容易地脱脂。其结果是，可以可靠地获得尺寸精度优异的脱脂体及烧结体。

这样的粘结剂2的形态没有特别限定，无论是哪种状态均可，可以列举有，例如，粉末状、液状、凝胶状等。

此外，组合物10中的粘结剂2的含有率没有特别限定，但优选2wt％～40wt％，更优选5wt％～30wt％。由于粘结剂2的含有率在上述范围内，所以可以成形性较好地形成成形体，并且形成密度更高的成形体，形成形状稳定性等特别优异的成形体。

而且，组合物10也可以含有添加剂。

该添加剂优选可在后述的第二脱脂工序中与第二树脂4一起被分解和去除。因此，可以使粘结剂发挥具有添加剂的功能，并且可以不对脱脂体的保形性或尺寸精度产生不良影响地分解和去除添加剂。

此处，作为添加剂，可以列举有，例如，分散剂(增滑剂)、可塑剂、防氧化剂等，可以将上述的1种或2种以上组合使用。

其中，如图2所示，分散剂5附着在粉末1的周围，具有提高粉末1在组合物10中的分散性的功能。即，由于组合物10含有分散剂，所以粉末1、脂肪族碳酸酯类树脂3及第二树脂4更加均匀地分散，所获得的脱脂体及烧结体的特性的偏差变小，变得更加均匀。

此外，分散剂5可以获得作为增滑剂的功能，即，也可以具有在后述的成形体形成工序中提高组合物10的流动性的功能。因此，对成形模具内的填充性提高，可获得均匀的密度的成形体。

作为分散剂5，可以列举，例如，硬脂酸、二硬脂酸、三硬脂酸、亚麻酸、辛酸、油酸、棕榈酸、环烷酸等高级脂肪酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、丙烯酸-马来酸共聚合物、聚苯乙烯磺酸等阴离子性有机分散剂、季铵盐等阳离子性有机分散剂、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二醇等非离子性有机分散剂、磷酸三钙等无机类分散剂等。

在上述分散剂中，作为分散剂5，优选以高级脂肪酸为主要成分的分散剂。粉末1在高级脂肪酸中的分散性及润滑性特别优异。

此外，高级脂肪酸优选其碳原子数为16～30，更优选为16～24。由于高级脂肪酸的碳原子数在上述范围内，所以可防止组合物10的成形性降低并且获得优异的保形性。此外，由于碳原子数在上述范围内，所以高级脂肪酸可以容易地在比较低的低温下分解获得。

此外，可塑剂赋予组合物10柔软性，具有容易在后述的成形体形成工序中成形的功能。

作为可塑剂，可以列举有，例如，邻苯二甲酸酯(例：DOP、DEP、DBP)、脂肪酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯等。

此外，防氧化剂具有防止构成粘结剂的树脂氧化的功能。

作为防氧化剂，可以列举有，例如，受阻酚类防氧化剂、肼类防氧化剂等。

含有如上所述的各成分的组合物10可以通过将例如对应各成分的粉末混合而配制。各成分的混合无论在哪种环境中都可以进行，优选在真空或减压状态下(例如，3kPa以下)或氮气、氩气、氦气等惰性气体等的非氧化性环境中进行。因此，特别使可以防止组合物10中所含有的金属材料的氧化。

此外，也可以根据需要在混合后进行捏合(混炼)等。因此，例如，由于组合物10的体积密度增大，并组成的均匀性提高，所以可以获得更高密度且均匀性高的成形体，也提高了脱脂体及烧结体的尺寸精度。

组合物10的捏合(混炼)可以使用加压或双腕捏合式捏合机(double arm kneader)、辊式捏合机、班伯里型捏合机(Banburykneader，密闭式混炼机)、单轴或双轴挤出机等各种捏合机进行，特别优选加压捏合式捏合机。由于加压捏合式捏合机可以对组合物10施加高压力，所以可以更加可靠地捏合高硬度的含粉末1的组合物10或高粘度的组合物10。

捏合条件根据所用的粉末1的组成、粒径、粘结剂2的组成、及上述配合量等各种条件而不同，列举其中一例，即可以设定为：捏合温度：50℃～200℃，捏合时间：15分钟～210分钟。此外，捏合时的环境与所述混合相同，无论在哪种环境中均可进行，优选在真空或减压下(例如，3kPa以下)、或氮气、氩气、氦气等惰性气体等的非氧化性环境中进行。因此，与前述相同，可以防止组合物10中所含有的特别是金属材料的氧化。

此外，所获得的捏合物(混合物)可根据需要被粉碎形成颗粒(小块)。颗粒的粒径可以为例如1mm～10mm。

捏合物的颗粒化可以用粒化机等粉碎装置进行。

<烧结体的制造>

接着，对使用组合物10制造烧结体的方法(本发明的烧结体的制造方法)进行说明。

[第一实施方式]

首先，对本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式进行说明。

图3是模式地示出本实施方式所获得的成形体的纵截面图，图4是模式地示出本实施方式所获得的第一脱脂体的纵截面图，图5是模式地示出本实施方式所获得的第二脱脂体的纵截面图，图6是模式地示出本发明的烧结体的纵截面图，图7是模式地示出本实施方式所使用的连续炉的平面图。

如图1所示的烧结体的制造方法包括：成形体形成工序[A]，将组合物10成形为指定形状而获得成形体；第一脱脂工序[B]，通过将所获得的成形体暴露于比后述的中间工序的碱性气体浓度相对更高的碱性气体含量高的环境，从成形体中分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂3而获得第一脱脂体；中间工序[C]，获得将所获得的第一脱脂体暴露于比所述第一脱脂工序的碱性气体浓度相对更低的碱性气体含量低的环境而形成的中间脱脂体；第二脱脂工序[D]，通过加热所获得的中间脱脂体，从中间脱脂体中分解和去除第二树脂4，获得第二脱脂体；烧结工序[E]，通过烧结所获得的第二脱脂体，获得烧结体。

此处，在说明烧结体的制造方法之前，先对用于对成形体进行脱脂和烧结的如图7所示的炉进行说明。

本发明的烧结体的制造方法无论使用哪种炉均可进行，例如，可以使用连续脱脂烧结炉，间歇式脱脂炉和烧结炉等。本实施方式中以使用连续脱脂烧结炉(以下，简称为“连续炉”)100来进行的情况为例进行说明。

如图7所示的连续炉100是在内部具有相互连通而成的四个区域(空间)110、120、130、140的炉。

在上述各区域110、120、130、140内连续配设有用于输送成形体、第一脱脂体、中间脱脂体、第二脱脂体、烧结体等的加工品90的传送带150。即，利用连续炉100，将加工品90分别通过各区域110、120、130、140内，从而可以连续进行第一脱脂工序[B]、中间工序[C]、第二脱脂工序[D]、及烧结工序[E]。然后，通过该传送带150将加工品90从入炉口101送入炉内，并且依次通过区域110、区域120、区域130及区域140，从而可以将加工品90从出炉口102取出炉外。因此，由于可以将多个加工品90同时处理而制造烧结体，所以可以提高烧结体的制造效率。此外，利用连续炉100，可以在烧结体的制造过程中防止加工品90暴露于大气。因此，特别地，可以可靠地防止由于含有金属粉末的加工品90与大气接触而使金属粉末发生氧化。

各区域110、120、130、140中分别独立地设置有可将各区域内的加工品90加热到指定温度的加热器160。此外，该各加热器160分别连接于可调整加热器160的输出的输出调整器165。然后，利用输出调整器165协调控制各加热器160的输出，以在各区域中形成并获得指定模式的温度梯度。

而且，各区域110、120、130、140设置有将指定气体供给各区域内的喷嘴170。该各喷嘴170沿连续炉100的长度方向设置，通过配管分别与气体供给源175连接。而且，可通过各喷嘴170将从气体供给源175产生的不同种类的气体以规定的流量供给各区域内。

另外，本实施方式中，区域110的碱性气体浓度如图7的图形所示在区域110内为实质上一定。

此外，在区域110与区域120的间隙、以及区域120与区域130的间隙设置有分别将所述各间隙中的气体排除炉外的排气装置115、125。通过该排气装置115、125的动作，可以防止各自的气体在区域110与区域120之间、以及区域120与区域130之间发生混合。即，可以防止各气体成分在各区域110、120、130、140中发生不期望的变化。

另外，如图7所示的连续炉100在俯视图中形成直线形状，但也可以在中途发生折射。

以下，对图1所示的各工序依次进行说明。

[A]成形体形成工序

首先，将捏合组合物10而成的捏合物或用该捏合物粒化而成的颗粒成形为规定的形状，并获得如图3所示的成形体20。

成形体20的形成可以通过例如，射出成形法、挤出成形法、压缩成形法(压榨成形法)、压延成形法等各种成形法进行。例如，压缩成形法的情况的成形压力优选5MPa～100MPa。

在这样的各种成形法中，成形体20优选通过射出成形法或挤出成形法形成。

射出成形法是使用捏合物或颗粒利用射出成形机射出成形，形成所期望的形状、尺寸的成形体20。此时，也可以通过成形模具的选择而容易地形成复杂且微细的形状的成形体20。

作为射出成形的成形条件，根据所用的粉末1的组成或粒径、粘结剂2的组成、及上述配合量等各种条件而不同，可以列举如下一例：材料温度优选为80℃～210℃；射出压力优选为2MPa～15MPa(20kgF/Cm²～150kgF/Cm²)。

此外，挤出成形法使用捏合物或颗粒通过挤出成形机挤出成形，切断成所期望的长度而形成成形体20。此时，可以通过成形模具的选择而特别容易并且低价地形成具有所期望的挤出面形状的柱状或板状成形体20。

作为挤出成形的成形条件，根据所用的粉末1的组成或粒径、粘结剂2的组成、及上述配合量等各条件而不同，可以列举如下一例：材料温度优选为80℃～210℃，挤出压力优选为1MPa～10MPa(10kgF/Cm²～100kgF/Cm²)。

另外，所形成的成形体20的形状尺寸是考虑了在以后的各脱脂工序、中间工序及烧结工序中的成形体20的收缩量等而决定的。

[B]第一脱脂工序

接着，将在成形体形成工序获得的成形体20载置于连续炉100的传送带150，并输送到区域110。然后，使其通过区域110，将成形体20暴露于比后述的中间工序的环境的碱性气体浓度相对更高的碱性气体含量高的环境。从而，从成形体20中分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂3，获得如图4所示的第一脱脂体30。

如上所述，脂肪族碳酸酯类树脂3通过与碱性气体接触而在比较低的低温下分解，其分解物为气体，可容易并且迅速地从成形体20中去除(脱脂)。另一方面，第二树脂4及添加剂在本工序中可能为部分分解的情况，甚至几乎没有分解地残存在成形体20中。因此，可以保持所获得的第一脱脂体30的保形性，并且缩短脱脂工序总共所需的时间。

此外，此时，脂肪族碳酸酯类树脂3的分解物从成形体20的内部放出到外部，与此同时，第一脱脂体30中的所述分解物通过的轨迹形成如图4所示的极小的流路31。该流路31是第二树脂4及添加剂的各分解物在后述的第二脱脂工序中向成形体20的外部放出时所形成的流路。因此，利用该流路31可以促进后述的第二脱脂工序中的脱脂。

而且，由于该流路31是通过脂肪族碳酸酯类树脂3与碱性气体接触而分解从而形成的，所以是从成形体20的外表面向内部依次形成的。因此，流路31必然地与外部空间连通，在后述的第二脱脂工序中可靠地向外部放出第二树脂4及添加剂的各分解物。

除了上述各效果，特别是当成形体20含有金属粉末时，由于碱性气体可能氧化金属粉末，所以可以防止第一脱脂体30的含氧率升高。

本工序中所使用的碱性气体含量高的环境是与如上所述的在后述的中间工序中所使用的碱性气体含量低的环境相比碱性气体浓度相对较高的环境。

作为碱性气体，可以列举有，例如，氨气(NH₃)、三甲胺(CH₃)₃N等胺类气体等。

此外，在上述碱性气体中，特别优选以氨气为主要成分的气体。由于氨气分解脂肪族碳酸酯类树脂3的作用特别强，所以优选用作本发明中使用的碱性气体。

此外，该碱性气体含量高的环境除了碱性气体以外，也可以含有例如，氮气、氦气、氩气等惰性气体、氢气等还原性气体、或含有上述1种或2种以上的混合气体等所谓非氧化性气体。其中，碱性气体含量高的环境除了碱性气体以外优选含有惰性气体，更优选含有以氮气为主要成分的惰性气体。由于惰性气体很少具有与构成粉末1的材料的反应性，所以可以防止粉末1因不期望的化学反应等而变质和劣化。此外，由于氮气比较便宜，所以可以实现第一脱脂工序的低成本化。

此外，碱性气体含量高的环境中的碱性气体浓度优选为20体积％～100体积％，更优选为30体积％～100体积％，还更优选为50体积％～100体积％。由于碱性气体浓度为上述范围内的值，所以可以高效率并可靠地进行脂肪族碳酸酯类树脂3的分解和去除。另外，即使碱性气体浓度超过所述上限值，也不能进一步增大通过碱性气体分解脂肪族碳酸酯类树脂3的效率。

此外，这样的第一脱脂工序优选向成形体20的周围供给新的碱性气体含量高的环境，持续排出脂肪族碳酸酯类树脂3的分解物并进行脱脂。由此，在成形体20的周围，伴随脱脂的进行而从成形体20放出的分解气体的浓度升高，可以防止通过碱性气体分解脂肪族碳酸酯类树脂3的效率降低。

此时，供给的碱性气体含量高的环境的流量根据区域110的容积而适当设定，虽然没有特别限定，但优选1m³/h～30m³/h，更优选3m³/h～20m³/h。

此外，碱性气体含量高的环境的温度根据脂肪族碳酸酯类树脂3的组成等而稍有不同，但是优选为50℃～190℃，更优选为70℃～170℃。由于碱性气体含量高的环境的温度为上述范围内的值，所以可以更加容易并且迅速地进行脂肪族碳酸酯类树脂3的分解和去除。此外，由于可以避免第二树脂4的明显软化，所以可以防止第一脱脂体30的保形性降低。其结果是，可以更加可靠地防止最终获得的烧结体的尺寸精度降低。

此外，第一脱脂时间可根据脂肪族碳酸酯类树脂3的含有率和碱性气体含量高的环境的温度等进行适当设定，虽然没有特别限定，但优选1小时～30小时，更优选3小时～20小时。因此，可以高效率并可靠地进行脂肪族碳酸酯类树脂3的分解和去除。

[C]中间工序

接着，通过传送带150将在第一脱脂工序所获得的第一脱脂体30输送到区域120。然后，在使其通过区域120的同时，将第一脱脂体30暴露于其碱性气体浓度低于所述碱性气体含量高的环境的碱性气体含量低的环境。

此处，在经过了第一脱脂工序的第一脱脂体30中，在所形成的流路31中残留有高碱性气体浓度的碱性气体含量高的环境。当碱性气体利用其还原作用切断并分解脂肪族碳酸酯类树脂3的结合，且使用含有氮原子的气体(氨气等)作为碱性气体时，第一脱脂体30所含的无机材料粉末的组成可能引起无机材料的氮化。特别地，在流路31残留有高浓度的碱性气体的状态下，将第一脱脂体30移动到第二脱脂工序或烧结工序时，由于进行加热，该无机材料的氮化的进行变得明显。

当无机材料发生氮化时，可能降低最终获得的烧结体的特性(例如，机械特性、电特性、化学特性等)，特别地，可能由于氮化物的影响而机械特性降低。

因此，在本实施方式中，设置了将第一脱脂体30暴露于碱性气体含量低的环境的中间工序。

在该中间工序中，残留于流路31的碱性气体含量高的环境被碱性气体含量低的环境(或不含有碱性气体的气体)所置换。因此，第一脱脂体30中的无机材料与碱性气体的接触频率减小，无机材料的氮化得以抑制。其结果是，可以获得特别是各种特性优异的烧结体。

此处，碱性气体含量低的环境的碱性气体浓度只要比碱性气体含量高的环境更低即可，优选尽可能低。

具体地，碱性气体含量低的环境的碱性气体浓度根据碱性气体含量高的环境的碱性气体浓度而不同，优选小于20体积％，更优选小于10体积％。

此外，碱性气体含量低的环境还优选实质上不含有碱性气体。因此，由于可以从流路31实质上排除碱性气体，所以可以可靠地防止无机材料的氮化。

另外，碱性气体含量低的环境除了碱性气体以外，也可以含有例如，氮气、氦气、氩气等惰性气体、氢气等还原性气体、或含有上述1种或2种以上的混合气体等的所谓非氧化性气体，特别优选以非氧化性气体为主要成分。因此，可以防止无机材料的氮化并且防止无机材料特别是金属材料的氧化。

此时，供给的碱性气体含量低的环境的流量根据区域120的容积而适当设定，没有特别限定，优选为0.5m³/h～30m³/h，更优选为1m³/h～20m³/h。

此外，碱性气体含量低的环境的温度优选低于第一脱脂工序中的碱性气体含量高的环境的温度。因此，流路31中所存在的碱性气体含量低的环境中的碱性气体的还原作用进一步降低，可以更加可靠地抑制第一脱脂体30中的无机材料的氮化。

具体地，碱性气体含量低的环境的温度根据碱性气体含量高的环境的温度而不同，但优选为10℃～180℃，更优选为30℃～120℃。因此，可以更加可靠地抑制碱性气体含量低的环境中的碱性气体的还原作用，同时可以防止对第一脱脂体30产生急剧的温度变化。

此外，第一脱脂体30在本工序中的经过时间应尽可能长，优选为0.1小时～5小时，更优选0.5小时～3小时。因此，可以用碱性气体含量低的环境必要并且充分置换残留在流路31中的高浓度碱性气体。

如以上所述地，获得用碱性气体含量低的环境置换第一脱脂体30的流路31中的碱性气体含量高的环境而成的中间脱脂体。

另外，本工序可以根据需要进行，也可以省略。此时，可以经过第一脱脂工序及后述的第二脱脂工序，获得脱脂体。

[D]第二脱脂工序

接着，用传送带150将在中间工序获得的中间脱脂体输送至区域130。然后，在通过区域130的同时，加热中间脱脂体。从而，从中间脱脂体中分解和去除第二树脂4及添加剂(例如，分散剂5)，获得如图5所示的第二脱脂体40。

可通过加热分解的第二树脂4(及添加剂)通过在第一脱脂工序中形成的流路31，向中间脱脂体的外部放出，容易并且迅速地进行脱脂。因此，可以防止大量的第二树脂4或添加剂残留在第二脱脂体40的内部。即，由于通过流路31进行脱脂，所以可以抑制第二树脂4或添加剂的分解物被封入中间脱脂体的内部。因此，可以可靠地防止所获得的第二脱脂体40的变形或裂纹等的产生，并且，由于脱脂效率提高，可以缩短脱脂工序总共所需的时间。其结果是，可以高效率地获得尺寸精度、机械强度等特性优异的第二脱脂体40及烧结体。

另外，中间脱脂体中的流路31在后述的烧结工序消失，或即使残留也是作为极微小的空孔(气孔)而残留。因此，所获得的烧结体的密度特别高。此外，所获得的烧结体几乎不会产生其外观美感不良或机械强度低等问题。

进行本工序(第二脱脂工序)的环境没有特别限定，可以列举氢气等还原性环境、氮气、氦气、氩气等惰性环境、减压环境(真空)等。

特别地，进行本工序的环境优选以还原性气体为主要成分的气体。本工序可在比较高的高温下进行，只要是在以还原性气体为主要成分的环境下，就可以可靠地防止中间脱脂体中的特别是金属材料的氧化。

此外，环境的温度只要高于第一脱脂工序中的环境的温度即可，而且，根据第二树脂4或添加剂的组成稍有不同，优选190℃～600℃，更优选250℃～550℃。由于环境的温度为上述范围内的值，所以可以高效率并可靠地进行第二树脂4及添加剂的分解和去除。对此，当环境的温度小于所述下限值时，可能降低第二树脂4及添加剂的分解和去除的效率。此外，即使环境的温度超过所述上限值，也由于第二树脂4及添加剂的分解速度几乎不能提高而没有效果。

此外，第二脱脂时间根据第二树脂4及添加剂的组成、含有率、环境的温度等而适当设定，没有特别限定，但优选为0.5小时～10小时，更优选1小时～5小时。因此，可以高效率并可靠地进行第二树脂4及添加剂的分解和去除(脱脂)。

另外，本工序可以根据需要而进行，例如，当组合物10中含有第二树脂4及添加物时，可以省略。此时，可以经过第一脱脂工序及中间工序获得脱脂体。此外，当中间工序也被省略时，可以经过第一脱脂工序获得脱脂体。

[E]烧结工序

接着，用传送带150将在第二脱脂工序获得的第二脱脂体40输送至区域140。然后，在通过区域140的同时加热第二脱脂体40。

当加热第二脱脂体40时，内部的粉末1在彼此相互连接的界面上，相互发生扩散粒，成长而形成结晶粒。其结果是，获得整体上致密的即高密度、低空孔率的如图6所示的烧结体50。

烧结工序中的烧结温度根据构成粉末1的材料的组成等而稍有不同，但优选例如900℃～1800℃，更优选1000℃～1700℃。由于烧结温度为上述范围内的值，所以可以获得粉末1的扩散、粒成长被最优化的、具有优异特性(机械强度、尺寸精度、外观等)的烧结体50。

另外，烧结工序中的烧结温度也可以在前述的范围内或范围外随时间而变动(升高或下降)。

烧结时间优选0.5小时～7小时，更优选1小时～4小时。

此外，进行烧结工序的环境可根据构成粉末1的无机材料的组成而适当选择，没有特别限定，可以列举氢气等还原性环境、氮气、氦气、氩气等惰性环境、将上述各环境减压而成的减压环境、或加压而成的加压环境等。

其中，进行烧结工序的环境优选为还原性环境。利用还原性环境，可以使第二脱脂体40中的特别是金属材料不被氧化地进行烧结。此外，因为不需要用于形成减压环境的排气泵等，所以也可以实现烧结工序的运行成本的降低。

另外，当为减压环境时，其压力没有特别限定，但是优选3kPa(22.5Torr)以下，更优选2kPa(15torr、即15托)以下。

另一方面，当为加压环境时，其压力也没有特别限定，但优选110kPa～1500kPa，更优选200kPa～1000kPa。

另外，进行烧结工序的环境可以在工序的中途变化。例如，可以最初用3kPa的减压环境，在中途切换为上述的惰性环境。

此外，烧结工序也可以分为两个阶段或更多阶段。因此，可以提高粉末1的烧结效率并在更短的烧结时间内进行烧结。

此外，烧结工序优选与前述的第二脱脂工序连续进行。因此，第二脱脂工序可以兼作烧结前工序，对脱脂体40进行预热，更加可靠地烧结粉末1。

如以上所述，可以安全、容易并且低价地制造具有优异特性(尺寸精度、机械特性、外观等)的烧结体。

[第二实施方式]

接着，对本发明的烧结体的制造方法的第二实施方式进行说明。

图8是模式地示出本实施方式所使用的连续炉的平面图。

以下对第二实施方式进行说明，以与所述第一实施方式的不同点为中心进行说明，省略对相同内容的说明。

本实施方式的烧结体的制造方法除了使用的连续炉的环境的设定不同以外，其余与所述第一实施方式相同。

即，如图8所示的连续炉200中，在区域110的内部，碱性气体浓度沿着加工品90的行进方向连续变化。

图8示出区域110内的碱性气体浓度的分布的图形。如该图形所示，在区域110中，碱性气体浓度从中途向加工品90的行进方向的前方降低。即，区域110内被分成设置在入炉口侧且碱性气体浓度相对较高的碱性气体含量高的环境的区域H，以及设置在区域120侧且比碱性气体含量高的环境的碱性气体浓度更低的碱性气体含量低的环境的区域L.

另外，这样，当在区域110内对碱性气体浓度设置梯度时，例如，在设置在区域110中的多个喷嘴170之中，将从对应于区域H的喷嘴170供给的气体的种类和流量设置为不同于从对应于区域L的喷嘴170供给的气体即可。

接着，对使用如上所述的连续炉200进行的本实施方式中的烧结体的制造方法依次说明各工序。

[A]成形体形成工序

首先，与所述第一实施方式相同地，获得如图3所示的成形体20。

[B]第一脱脂工序

接着，将在成形体形成工序获得的成形体20载置于连续炉200的传送带150，输送至区域110。然后，在通过区域110内的区域H的同时，将成形体20暴露于碱性气体含量高的环境。从而，与所述第一实施方式相同地，从成形体20中分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂3，获得如图4所示的第一脱脂体30。

[C1]中间工序(第一次)

接着，用传送带150将在第一脱脂工序获得的第一脱脂体30输送至区域110内的区域L。然后，在通过区域L的同时，将第一脱脂体30暴露于碱性气体含量低的环境。因此，与所述第一实施方式相同地，用碱性气体含量低的环境置换残留于第一脱脂体30的流路31中的碱性气体含量高的环境。

[C2]中间工序(第二次)

接着，用传送带150将经过第一次的中间工序的第一脱脂体30输送至区域120内。然后，在通过区域120内的同时，将所述第一脱脂体30暴露于实质上不含有碱性气体的环境。从而，获得实质上完全去除了残留于第一脱脂体30的流路31中的碱性气体而成的中间脱脂体。

[D]第二脱脂工序

接着，用传送带150将在中间工序获得的中间脱脂体输送至区域120内。然后，在通过区域120内的同时，加热中间脱脂体。因此，与所述第一实施方式相同地，从中间脱脂体中分解和去除第二树脂4及添加剂(例如，分散剂5)，获得如图5所示的第二脱脂体40。

[E]烧结工序

接着，用传送带150将在第二脱脂工序获得的第二脱脂体40输送至区域130内。然后，在通过区域130内的同时，加热第二脱脂体40。从而，与所述第一实施方式相同地烧结第二脱脂体40，获得如图6所示的烧结体50。

另外，本实施方式中，在一个区域110内连续进行第一脱脂工序和中间工序。因此，区域110内的环境从碱性气体含量高的环境向碱性气体含量低的环境连续变化。此时，在成形体20中，随着将暴露于碱性气体含量高的环境的脂肪族碳酸酯类树脂3分解和去除，用脂肪族碳酸酯类树脂3覆盖的无机材料的粉末1缓慢地露出。然后，粉末1伴随该露出而缓慢地暴露于碱性气体。

对此，本实施方式中，由于将区域110内的环境设定为从碱性气体含量高的环境向碱性气体含量低的环境变化，所以可以抑制所露出的粉末1暴露于碱性气体的频率。从而，特别是可以构成抑制粉末1的金属材料的氧化。

此外，由于在一个区域110内连续进行第一脱脂工序和中间工序，因此可以在比上述工序更短的时间内进行。

而且，通过将中间工序分成两次进行，可以更加可靠地去除残留于第一脱脂体30的流路31中的碱性气体。

在如以上那样的第二实施方式的烧结体制造方法中，也可以获得与所述第一实施方式相同的作用和效果。

[第三实施方式]

接着，对本发明的烧结体的制造方法的第三实施方式进行说明。

图9是模式地示出第三实施方式所使用的连续炉的平面图。

以下，对第三实施方式进行说明，以所述第一实施方式及所述第二实施方式的不同点为中心进行说明，省略对相同内容的说明。

本实施方式的烧结体的制造方法除了所使用的连续炉的构成不同以外，与所述第二实施方式相同。

图9所示的连续炉300在内部具有相互连通而成的三个区域(空间)110、130、140的炉。即，如图9所示的连续炉300是省略了如图8所示的连续炉200的各区域110、120、130、140中的区域120而成的炉。

与所述第一实施方式相同地，在上述各区域110、130、140内配设有传送带150。

此外，与图7及图8所示的连续炉相同地，在各区域110、130、140内分别独立地设置有多个加热器160和多个喷嘴170。而且，各加热器160分别连接于输出调整器165，各喷嘴170分别连接于气体供给源175。

此处，本实施方式中，与图8的区域110相同地，在区域110的内部，碱性气体浓度沿着加工品90的行进方向变化。

图9示出表示区域110内的碱性气体浓度的分布的图形。如该图形所示，区域110中，与图8的区域110相同地碱性气体浓度从中途向加工品90的行进方向的前方降低。即，区域110内被分成碱性气体含量高的环境的区域H以及碱性气体含量低的环境的区域L。

接着，对使用如上所述的连续炉300进行的、本实施方式中的烧结体的制造方法依次说明各工序。

[A]成形体形成工序

首先，与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同地，获得如图3所示的成形体20。

[B]第一脱脂工序

接着，将在成形体形成工序获得的成形体20载置于连续炉300的传送带150，并输送至区域110。然后，在通过区域110内的区域H的同时，将成形体20暴露于碱性气体含量高的环境。因此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同地，从成形体20中分解和去除脂肪族碳酸酯类树脂3，获得如图4所示的第一脱脂体30。

[C]中间工序

接着，用传送带150将在第一脱脂工序获得的第一脱脂体30输送到区域110内的区域L。然后，在通过区域L的同时，将第一脱脂体30暴露于碱性气体含量低的环境。因此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同地，用碱性气体含量低的环境置换残留于第一脱脂体30的流路31中的碱性气体含量高的环境，获得中间脱脂体。

[D]第二脱脂工序

接着，用传送带150将在中间工序获得的中间脱脂体输送至区域130内。然后，在通过区域130内的同时，加热中间脱脂体。从而，与所述第1实施方式及所述第二实施方式相同地，从中间脱脂体中分解和去除第二树脂4及添加剂(例如，分散剂5)，获得如图5所示的第二脱脂体40。

[E]烧结工序

接着，用传送带150将在第二脱脂工序获得的第二脱脂体40输送至区域140内。然后，在通过区域140内的同时，加热第二脱脂体40。因此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同地，烧结第二脱脂体40，获得如图6所示的烧结体50。

在如以上那样的第三实施方式的烧结体的制造方法中，可以获得与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同的作用和效果。

以上，对本发明的烧结体的制造方法及烧结体的优选实施方式进行说明，但本发明不局限于此。

例如，烧结体的制造方法可以根据需要追加任意的工序。

【实施例】

接着，对本发明的具体实施例进行说明。

1.成形体的制成

以下，按指定数量分别制成各样品No.的成形体。

(样品No.1)

混合通过水雾化法制造的SUS316L粉末和聚碳酸亚丙酯(重量平均分子量：5万)，在以下所示的捏合条件下使用加压捏炼机(捏合机)进行捏合。

另外，SUS316L粉末的平均粒径为10μm。

此外，粉末与其它成分(粘结剂和添加物)的混合比为以重量比计93∶7。

<捏合条件>

·捏合温度：200℃

·捏合时间：0.75小时

·环境：氮气

接着，粉碎该捏合物，形成平均粒径3mm的颗粒，使用该颗粒在以下所示的成形条件下在射出成形机中反复进行射出成形，制成指定数量的样品No.1的成形体。

另外，成形体为15mm×15mm×15mm的立方体形状。此外，该成形体在其相对的两面的中央部具有内径为5mm的贯通孔。

<成形条件>

·材料温度：210℃

·射出压力：10.8MPa(110kgF/Cm²)

(样品No.2～10)

除了将粉末以外的成分的混合比及粘结剂的组成进行如表1所示地变更的以外，其余与所述样品No.1相同地，分别制成样品No.2～12的各成形体。

(样品No.11～12)

将无机材料粉末的组成变更为氧化锆，并且将无机材料粉末与其它成分的混合比及粘结剂与添加剂的组成设定为表1所示，除此以外，其余与所述样品No.1相同地，分别制成样品No.11～12的各成形体。

(样品No.13～14)

将无机材料粉末的组成变更为氮化硅，并且将无机材料粉末与其它成分的混合比及粘结剂和添加剂的组成设定为如表1所示，除此以外，与所述样品No.1相同地，分别制成样品No.13～14的各成形体。

(样品No.15～16)

不向粘结剂添加脂肪族碳酸酯类树脂，将第二树脂及添加剂的组成设定为如表1所示，除此以外，与所述样品No.1相同地，分别制成样品No.15～16的各成形体。

2.烧结体的制造

(实施例1)

接着，使用如图7所示的连续炉对样品No.1的成形体进行以下所示的条件下的第一脱脂工序，获得脱脂体。

<第一脱脂工序的条件>

·温度：150℃

·时间：6小时

·环境：含有氨气(碱性气体)的氮气(氨气浓度：75体积％)

接着，使用连续炉将所获得的脱脂体在以下所示的条件下进行烧结处理，获得烧结体。

<烧结工序的条件>

·温度：1350℃

·时间：3小时

·环境：氢气(大气压)

(实施例2～16)

如表2所示地设定所用的成形体的样品No.、第一脱脂工序的条件、烧成工序的条件，并且在第一脱脂工序与烧结工序之间，在以下所示的条件下进行中间工序，除此以外，分别与所述实施例1相同地获得烧结体。

<中间工序的条件>

·温度：100℃(实施例11中为30℃)

·时间：1小时

·环境：氮气(实施例9、10中为含有氨气的氮气)

(实施例17～25)

如表2所示地设定所用的成形体的样品No.和烧成工序的条件，并且在中间工序与烧结工序之间在以下所示的条件进行第二脱脂工序，除此以外，分别与所述实施例5相同地获得烧结体。

<第二脱脂工序的条件>

·温度：500℃

·时间：1小时(实施例22、23中为2小时)

·环境：氢气

(实施例26)

除了省略了中间工序以外，其余与所述实施例17相同地获得烧结体。

(实施例27)

使用如图8所示的连续炉，将该连续炉的进行第一脱脂工序的区域中的含有氨气的氮气设定为氨气浓度为从75体积％连续地减少到5体积％，除此以外，与所述实施例17相同地，获得烧结体。

(实施例28)

使用如图9所示的连续炉，将该连续炉的进行第一脱脂工序及中间工序的区域中的含有氨气的氮气设定为氨气浓度从75体积％连续减少到0体积％，并使成形体通过该区域中，从而连续进行第一脱脂工序和中间工序，除此以外，与所述实施例17相同地，获得烧结体。

(比较例1)

将氨气浓度变更为0体积％，并且将第一脱脂工序的时间变更为20小时，除此以外，与所述实施例1相同地获得烧结体。

(比较例2)

将氨气浓度变更为0体积％，并且将第一脱脂工序的时间变更为80小时，除此以外，与所述实施例1相同地，获得烧结体。

(比较例3～4)

在第一脱脂工序与烧结工序之间，以以下所示的条件进行中间工序，除此以外，分别与所述比较例1～2相同地获得烧结体。

<中间工序的条件>

·温度：100℃

·时间：1小时

·环境：氮气

(比较例5)

除了将第一脱脂工序中的环境变更为臭氧浓度1000ppm的含有臭氧的氮气以外，与所述实施例1相同地，获得烧结体。

(比较例6～7)

除了如表2所示地分别变更所用的成形体的样品No.及第二脱脂工序的条件以外，与所述实施例17相同地，获得烧结体。

3.评价

3-1.重量减少率的评价

分别对实施例1～28及比较例1～7测定第一脱脂工序后的重量减少率。

此外，分别对实施例17～28及比较例6～7测定第二脱脂工序后的重量减少率。

上述重量减少率的测定是通过使用电子天平在各工序的前后测定各加工品的重量，并计算减少的重量的比例的方法而进行的。

然后，在表2中示出各实施例及各比较例中算出的脱脂工序总共的重量减少率、根据该重量减少率算出的无机材料粉末以外的成分(粘结剂及添加剂)的去除率、脱脂工序总共所需时间。

从表2可以明显看出，在各实施例的脱脂工序(第一脱脂工序及第二脱脂工序)中，去除了95％以上的粘结剂及添加剂。这表明可靠地进行了脱脂。

此外，各实施例的脱脂工序根据粘结剂的组成、第一脱脂工序的环境中的氨气浓度、环境的温度等而稍有不同，但也都可以在短时间内进行充分的脱脂，可以说，能够缩短脱脂工序总共所需的时间。这是因为，脂肪族碳酸酯类树脂在第一脱脂工序被迅速分解和去除，从而第二树脂的分解和去除也迅速进行。

而且，在粘结剂中的脂肪族碳酸酯类树脂的比率较高的成形体中，由于粘结剂的分解效率较高，所以处理时间被大幅缩短。

另一方面，各比较例中，比较例1～4即使进行长时间的脱脂也残留有一半以上的粘结剂，脱脂不充分。这是因为由于第一脱脂工序的环境中不含有氨气，从而不能进行脂肪族碳酸酯类树脂的分解和去除而大量残留。

此外，比较例5由于臭氧作用而使脂肪族碳酸酯类树脂进行分解，但其效果不充分。

此外，由于比较例6、7所用的成形体不含有脂肪族碳酸酯类树脂，所以在第一脱脂工序，粘结剂在150℃的低温下不能充分分解，因此，即使长时间进行第二脱脂工序，也未能进行充分的脱脂。

3-2.烧结体的密度的评价

对各实施例及各比较例获得的烧结体测定分别密度。另外，密度的测定利用阿基米德法(JIS Z 2505中规定)对100个样品进行的，将其平均值作为测定值。

接着，根据各测定值计算烧结体的相对密度。另外，SUS316L的密度的相对标准为7.98g/cm³(理论密度)、氧化锆的密度的相对标准为6.07g/cm³(理论密度)、氮化硅的密度的相对标准为3.30g/cm³(理论密度)，根据上述相对标准而算出该相对密度。

3-3.烧结体的尺寸的评价

对在各实施例及各比较例中所获得的烧结体测定各自的宽度方向的尺寸，评价其尺寸的偏差。利用千分尺对100各样品进行尺寸的测定，并算出其偏差。

接着，对各烧结体分别测定中心孔的圆度。圆度的测定是利用三维测定器进行，并求出平均值。

另外，由于比较例1、3的各烧结体实质上全部产生裂纹，所以省略了其密度和尺寸的测定。

3-4.烧结体的拉伸强度的评价

首先，与各实施例及各比较例相同地，制成作为ISO 2740规定的试验片的烧结体。

接着，根据JIS Z 2241所规定的试验方法，测定试验片的拉伸强度。

然后，根据以下的标准对所获得的测定结果进行相对的评价。

◎：拉伸强度非常大

○：拉伸强度稍大

△：拉伸强度稍小

×：拉伸强度非常小

3-5.烧结体的外观美感的评价

分别对在各实施例及各比较例获得的烧结体评价外观美感。而且，根据以下的标准进行评价。

◎：完全没有产生了划痕、裂纹(包括微裂纹)的烧结体

○：稍有一些产生了划痕、裂纹(包括微裂纹)的烧结体

△：有大量的产生了划痕、裂纹(包括微裂纹)的烧结体

×：实质上全部都有裂纹

将以上的3-2～3-5的各评价结果在表3中示出。

从表3中明显看出，各实施例中所获得的烧结体的相对密度均在96％以上，且形成为高密度的致密体。此外，各实施例中所获得的烧结体均具有比较良好的尺寸精度。

此外，各实施例中所获得的烧结体均具有优异的机械特性(拉伸强度)。特别地，经过中间工序制成的烧结体具有显著的倾向。

而且，各实施例中获得的烧结体均具有优异的外观美感。

对此，各比较例所获得的烧结体的相对密度较低，小于95％。可以推测这是因为，由于如前所述的理由而脱脂不充分。此外，由于脱脂不充分而未去除掉的粘结剂和添加剂在烧结工序中急速分解，在从脱脂体中放出时，脱脂体(烧结体)的形状被损坏，或者产生裂纹。因此，可以辨出，各比较例中所获得的烧结体的尺寸精度明显较低，其机械特性及外观美感较差。

附图标记

1粉末 2粘结剂

3脂肪族碳酸酯类树脂 4第二树脂

5分散剂(添加剂) 10组合物

20成形体 30第一脱脂体

31流路 40第二脱脂体

50烧结体 90加工品

100、200、300连续炉 101入炉口

102出炉口 110、120、130、140区域

115、125排气手段 150传送带

160加热器 165输出调整器

170喷嘴 175气体供给源

A～E工序 H、L区域

Claims

1.一种烧结体的制造方法，其特征在于包括：

成形体形成工序，将含有主要由无机材料构成的粉末及含脂肪族碳酸酯类树脂的粘结剂的组合物成形为规定形状，获得成形体；

脱脂工序，通过将该成形体暴露于含有碱性气体的环境中而从所述成形体中分解和去除所述脂肪族碳酸酯类树脂，获得脱脂体；以及

烧结工序，使该脱脂体烧结，获得烧结体，

其中，所述含有碱性气体的环境的温度为50℃～190℃。

2.根据权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述碱性气体以氨气为主要成分。

3.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，所述含有碱性气体的环境中的碱性气体浓度为20体积％～100体积％。

4.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，所述脂肪族碳酸酯类树脂中，在其碳酸酯基彼此之间存在的碳原子数为2～11。

5.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，所述脂肪族碳酸酯类树脂的除碳酸酯基以外的部分中不具有不饱和键。

6.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，所述脂肪族碳酸酯类树脂的重量平均分子量为1万～30万。

7.根据权利要求1或2所述的烧结体的制造方法，其中，所述粘结剂中的所述脂肪族碳酸酯类树脂的含有率大于等于20wt％。

8.根据权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，

所述粘结剂含有热分解温度比所述脂肪族碳酸酯类树脂的熔点高的第二树脂，

在紧接着所述脱脂工序之后具有通过加热所述成形体而从所述成形体中分解和去除所述第二树脂的第二脱脂工序。

9.根据权利要求8所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二脱脂工序中的加热温度为190℃～600℃。

10.根据权利要求8或9所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二脱脂工序中的环境以还原性气体为主要成分。

11.根据权利要求8或9所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二树脂以聚苯乙烯及聚烯烃中的至少一种为主要成分。

12.根据权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，在所述脱脂工序与所述烧结工序之间还具有将所述脱脂体暴露于碱性气体含量低的环境中至少一次的中间工序，在所述中间工序中，所述碱性气体含量低的环境其碱性气体浓度低于所述含有碱性气体的环境。

13.根据权利要求12所述的烧结体的制造方法，其中，所述中间工序的至少最终阶段中的所述碱性气体含量低的环境实质上不含有碱性气体。

14.根据权利要求12或13所述的烧结体的制造方法，其中，所述碱性气体含量低的环境的温度低于所述含有碱性气体的环境的温度。

15.根据权利要求12或13所述的烧结体的制造方法，其中，所述碱性气体含量低的环境除了碱性气体以外，以非氧化性气体为主要成分。

16.根据权利要求12或13所述的烧结体的制造方法，其中，使用连续炉连续地进行从所述脱脂工序到所述烧结工序的各工序。

17.根据权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，所述连续炉在其内部具有为使碱性气体浓度在所述成形体的行进方向的中途降低而设定的空间，通过使所述成形体经过该空间中而连续地进行所述脱脂工序到所述中间工序。

18.根据权利要求12或13所述的烧结体的制造方法，其中，利用射出成形法或挤出成形法在所述成形体形成工序中形成所述成形体。