JP2001145909A - セラミックスの成形方法 - Google Patents

セラミックスの成形方法

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JP2001145909A JP2000263833A JP2000263833A JP2001145909A JP 2001145909 A JP2001145909 A JP 2001145909A JP 2000263833 A JP2000263833 A JP 2000263833A JP 2000263833 A JP2000263833 A JP 2000263833A JP 2001145909 A JP2001145909 A JP 2001145909A
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ceramic
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節夫 東海林
Masahiko Tsunemi
雅彦 恒見
Shigeru Watanabe
茂 渡辺
Yasuhiro Komine
康寛 小峰
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度が高くクラック・ポアなどが発生しない
セラミックス成形体を短サイクルタイムで製造すること
ができるセラミックスの成形方法を提供する。 【解決手段】 セラミックス粉体を所定の形状に成形す
る方法において、セラミックス粉体とバインダー樹脂と
を混合して顆粒状の混合物とする工程と、この混合物を
金型１１に供給する工程と、この金型１１を加熱して所
定の温度にてプレス成形する工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスを高
精度で任意形状に成形する成形方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】従来、セラミックスの成形は、目的に応じ
て粉末プレス、泥しょう鋳込み、押し出し、射出などか
ら選択された方法により行われる。ここで、粉末プレス
は、セラミックス粉末に必要に応じて２重量％以下のバ
インダーを添加して顆粒状にし、この顆粒状原料を金型
に充填して室温でプレス成形し、その後、焼結する方法
である。また、泥しょう鋳込みは、セラミックス粉末に
必要に応じて２重量％のバインダーを添加し、水或いは
有機溶媒でスラリー状にし、これを石膏で作った型に流
し込んで乾燥させて成形し、石膏を壊して取り出した成
形体を焼結する方法である。
【０００３】一方、押し出し成形又は射出成形は、セラ
ミックス粉末に１７重量％程度のバインダーを添加して
常温で押し出し又は加熱しながら射出により成形するも
ので、その後、脱脂し、さらに焼結する必要がある。
【０００４】ジルコニアなどのセラミックス製の光ファ
イバフェルール用筒状体は、例えば、３．５ｍｍ程度の
外径と、０．１３５ｍｍの内径を有する成形体を焼結し
た後、機械加工して仕上げているため、精度の高い成形
が求められるので、一般的には上述した方法の中で射出
成形が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高精度
で成形する方式として用いられる射出成形でも、以下の
ような課題を有している。
【０００６】１．成形時に発生するウエルドラインが、
例えば、端面の開口の周縁部等にできるので、これに起
因する焼結体のクラックが発生しやすい。
【０００７】２．金型内空気の巻き込みにより、焼結体
内部にポア（気泡）が発生し易い。
【０００８】３．ゲートバランスによる寸法のばらつき
及びゲートから製品先端に向けた寸法の細り等が発生し
やすい。
【０００９】４．スプルー・ランナーが必要であり、そ
の内部に貯まった原料の再生に伴うコンタミネーション
を取り込み易い。
【００１０】５．金型冷却時間を確保するためにサイク
ルタイムが長くなる。一方、サイクルタイム短縮の方法
として多数個取りが考えられるが、キャビティー毎の成
形条件を均一にすることが困難であり、寸法ばらつき
や、クラックなどの品質問題発生の要因となっている。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑み、精度が高
くクラック・ポアなどが発生しないセラミックス成形体
を短サイクルタイムで製造することができるセラミック
スの成形方法及び成形原料及び成形用バインダーを提供
することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、セラミックス粉体を所定の形状に成
形する方法において、セラミックス粉体とバインダー樹
脂とを混合して顆粒状の混合物とする工程と、この混合
物を金型に供給する工程と、この金型を加熱して所定の
温度にてプレス成形する工程とを具備することを特徴と
するセラミックスの成形方法にある。
【００１３】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記プレス成形の後、前記金型を冷却することを特
徴とするセラミックスの成形方法にある。
【００１４】本発明の第３の態様は、第1又は２の態様
において、前記バインダー樹脂が、セラミックス粉体に
対して、５〜１８重量％であることを特徴とするセラミ
ックスの成形方法にある。
【００１５】本発明の第４の態様は、第1〜３の何れか
の態様において、前記顆粒状の混合物は、前記バインダ
ー樹脂とセラミックス粉末とをスラリー状に混合された
後顆粒状に造粒されたものであることを特徴とするセラ
ミックスの成形方法にある。
【００１６】本発明の第５の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記顆粒状の混合物は、前記バインダ
ー樹脂とセラミックスとが熱により混合均一化された後
スラリー状或いは微粉状にされ、その後顆粒状に造粒さ
れたものであることを特徴とするセラミックスの成形方
法にある。
【００１７】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記金型の加熱に熱電素子を用いるこ
とを特徴とするセラミックスの成形方法にある。
【００１８】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記金型の冷却に熱電素子を用いるこ
とを特徴とするセラミックスの成形方法にある。
【００１９】本発明の第８の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、所定温度までの加熱時間を３０秒以内
とすることを特徴とするセラミックスの成形方法にあ
る。
【００２０】本発明の第９の態様は、第２〜７の何れか
の態様において、所定温度からの冷却時間を３０秒以内
とすることを特徴とするセラミックスの成形方法にあ
る。
【００２１】本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、光ファイバフェルール用筒状体を成
形することを特徴とするセラミックスの成形方法にあ
る。
【００２２】本発明の第１１の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、光接合スリーブ用筒状体を成形する
ことを特徴とするセラミックスの成形方法にある。
【００２３】本発明の第１２の態様は、第１〜１１の何
れかの態様において、前記金型をターンテーブルに載置
してサイクルタイムを短縮することを特徴とするセラミ
ックスの成形方法にある。
【００２４】本発明の第１３の態様は、エチレン酢酸ビ
ニル樹脂とアクリル樹脂とポリスチレンと界面活性剤と
パラフィンとからなるセラミックス形成用バインダーに
ある。
【００２５】本発明の第１４の態様は、エチレン酢酸ビ
ニル樹脂とアクリル樹脂とポリスチレンと界面活性剤と
パラフィンからなるバインダーとセラミックス粉体の混
合物の顆粒からなるセラミックス成形用原料にある。
【００２６】本発明で用いることができるセラミックス
粉末は特に限定されないが、例えば、光ファイバフェル
ール用筒状体の成形には、例えばイットリア添加部分安
定化ジルコニア（ＺｒＯ2・Ｙ2Ｏ3（Ｙ2Ｏ3：３モル％
含有））が用いられる。また、イットリア部分安定化ジ
ルコニアは、表面が平滑で光沢があり強度が高く、靭性
が大きく、摺動特性が優れているため、工業用刃物、ハ
サミ、包丁、ポンプ部品、精密ノズルの成形が可能であ
る。さらに、ジルコニアに着色を行ったセラミックス
は、腕時計ケース、時計バンド、ネクタイピンなどの装
飾用部品やドアノブ、光ファイバー接合治具に用いるこ
とができる。
【００２７】また、純度９９．９９％のＡｌ2Ｏ3からな
る高純度アルミナは、耐摩耗性と耐摺動特性に優れ、透
光性を有するため、糸道、発光管、時計用サファイアガ
ラスに用いられる。同じく純度９９．６％のＡｌ2Ｏ3か
らなるアルミナは、成形性が良く、後加工も容易である
ことから、噴射ノズル、糸道、精密碍子、機械用大型構
造物に用いることができる。さらに純度の低い、純度９
６％のＡｌ2Ｏ3は、表面が平滑で印刷が容易であること
から、ポンプシャフト、メタライズ用基板に用いること
ができる。
【００２８】この他に、ジルコニアとアルミナを混合し
たセラミックスは、耐摩耗性と強度が高いことから、ス
リッター用丸刃、線引きダイス、電動工具部品に用いる
ことができる。
【００２９】また、高純度のムライト３Ａｌ2Ｏ3／２Ｓ
ｉＯ2は高温強度が高く、基板や高温炉材部品に用いら
れる。また、フォルスライト２ＭｇＯ・ＳｉＯ2は高温
や高周波の電気絶縁性が良く、熱膨張係数が大きいこと
から、回路用部品や電子管部品の製造に用いることがで
きる。最後に、コージライト２ＭｇＯ／２Ａｌ2Ｏ3・５
ＳｉＯ2は耐熱衝撃性に優れるため、断熱板、耐熱衝撃
部品に用いることができる。
【００３０】また、バインダーは、加熱されることによ
り溶融してセラミックス粉末を流動させる作用を有する
ものであれば特に限定されないが、各種高分子樹脂、各
種界面活性剤、パラフィンなどから一種又は二種以上混
合して用いることができる。
【００３１】ここで、高分子樹脂としては、エチレン酢
酸ビニル共重合体（ＥＶＡｃ）、ポリブチルメタクリレ
ート（ＰＢＭＡ）やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）などのアクリル樹脂、、ポリスチレン（ＰＳ）及
び、これらの混合物が好ましい。この他に、ポリエチレ
ン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンエチル
アクレーレート（ＥＥＡ）、アタクティックポリプロピ
レン（ＡＰＰ）、ポリエチレンワックスの１種または２
種以上を混合して使用することもできる。
【００３２】そして、界面活性剤としてはノニオン性界
面活性剤が好ましい。この他に、ステアリン酸、金属石
鹸、アマイドの１種または２種以上の使用も可能であ
る。
【００３３】また、パラフィンとしてはＣnＨ2n+2で示
される、ノルマルパラフィンで、特に融点４８から５０
℃のものが好ましく、パラフィンワックス、マイクロク
リスタルワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワ
ックス、ポロプロピレンワクス、パラフィンろうの1種
または２種以上の使用も可能である。
【００３４】この他に、ジエチルフタレート、ジブチル
フタレート、ジオクチルフタレートから選ばれる１種ま
たは２種以上の可塑剤の添加も可能である。さらに、有
機チタネート、シランカップリング剤などの表面処理剤
の添加も可能である。
【００３５】バインダーの添加量は、セラミックス粉末
に流動性を与える量であれば特に限定されないが、セラ
ミックス粉末に対して５〜１８重量％、好ましくは、１
０〜１８重量％とする。これらの原料は、平均粒径が
０．１μｍ以下とするのが好ましい。５重量％以上添加
すると加熱により混合体に流動性が添加され、１８重量
％を越えて添加してもそれ以上流動性の向上が認められ
ないからである。また、バインダーに含まれるワックス
の量は、セラミックス粉末に対して1重量％から１０重
量％、好ましくは、１〜３重量％とする。
【００３６】さらに、バインダーに添加可能な可塑剤の
量は、セラミックス粉末に対して５重量％以下、好まし
くは、０．１〜２．０重量％である。
【００３７】さらに、バインダーに含まれる界面活性剤
の量は、セラミックス粉末に対して０．１重量％から５
重量％の添加が可能で、特に２〜４重量％が好ましい。
【００３８】また、バインダーに含まれる表面処理剤の
量は、セラミックス粉末に対して０．０１重量％から
０．５重量％添加することが可能である。
【００３９】本発明では、このようなセラミックス粉末
とバインダー粉末との混合物を顆粒状にする。顆粒状に
する方法は特に限定されないが、原料粉末の混合物を、
水又は有機溶媒等を用いてスラリー状にし、これをスプ
レードライ法等により顆粒状とする。この顆粒は、平均
粒径で、２５〜２５０μｍ、好ましくは１５０μｍ程度
とするのが好ましい。
【００４０】本発明では、このようにして得た顆粒状原
料を金型に充填し、加熱した状態で、プレス成形する。
本発明ではウエルドライン発生を防止するために、金型
にセラミックスとバインダー樹脂との混合体を常温で供
給する。このようにあらかじめ金型内に材料を充填する
ことにより、以下の利点がある。
【００４１】１．成形体への空気巻き込みの防止する。
【００４２】２．粉体の均一供給による方向性をキャン
セルする。
【００４３】３．セラミックスとバインダー樹脂との混
合体の再生使用をなくし、コンタミネーションの取り込
みの防止する。
【００４４】また、本発明では、プレス成形後、冷却し
た後、脱型するが、製造サイクルを短くするために、金
型を急冷するのが好ましい。
【００４５】このように急加熱・冷却するための装置と
しては、熱電素子を金型に直接設けるのが好ましい。ま
た、熱電素子には急冷を効率的に行うために放熱板を用
いるのが好ましい。
【００４６】さらに、本発明方法ではキャビティー部分
だけの急速加熱・冷却及びターンテーブルの採用により
サイクルタイムを短縮することができる。
【００４７】加熱温度が１００℃以下の場合は、加熱冷
却の方法としては、温水と冷水による方法でも同様の効
果が得られる。
【００４８】なお、以上説明した成形体は、常法に基づ
き脱脂され、さらに、焼結される。ここで、脱脂の条件
は、例えば、大気中で、１０℃／ｈｒの昇温速度で４５
０℃まで加熱し、２００℃の冷却速度で冷却することに
より行う。また、焼結の条件は、１３００℃〜１４００
℃で１〜４時間程度である。
【００４９】本発明では、顆粒状混合物をあらかじめ粉
体プレス成形した成形体を金型に供給し、この金型を加
熱して所定の温度でプレス成形することもできる。ここ
で粉末プレス成形は、室温または加熱条件下で成形する
ことができる。また、粉末プレス成形した成形体は、金
型の寸法より１％から１０％小さくすることが好まし
い。さらに、粉体プレスを行った成形体の内径部は、そ
の内径部に対応する金型の外形より２％から１５％大き
くすることが好ましい。
【００５０】同様に、顆粒状混合物を押し出し成形した
成形体を金型に供給し、この金型を加熱して所定の温度
でプレス成形することもできる。
【００５１】上述の二つの方法のように、顆粒状混合物
を金型より小さく予備成形した成形体をプレス成形する
ことにより、内部応力の緩和ができ、その結果特に筒状
の成形体の内径の曲がりを減少することができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
いて説明する。
【００５３】(実施例１）図１は本実施例に用いた形態
における成形機及び金型・加熱機構を示すものであり、
光ファイバフェルール用の筒状体を成形するものであ
る。なお、この図は、金型の中心線Ａ−Ａを境として左
右の断面が９０°回転した断面を示してある。
【００５４】金型１１は上下方向に貫通する貫通孔１１
ａを有し、金型受け台２５に固定されており、この金型
１１の一方の相対向する二面側には加熱機構１３が取り
付けてある。ここで、加熱機構１３は、金型１１側の熱
電素子１４と、この熱電素子１４の外側に設けられた放
熱板１５とからなる。一方、金型１１の他方の相対向す
る二面側の上部にはフランジ１１ｂが設けられ、フラン
ジ１１ｂにはガイド孔１１ｃが設けられている。
【００５５】金型１１の貫通孔１１ａ内には、下方から
コア１６が挿入されている。コア１６は、上部に細径の
ピン部１６ａを有し、ピン部１６ａの下端部はテーパ部
１６ｂとなっている。また、コア１６の下端部はコアホ
ルダ２４に固定されている。なお、金型受け台２５は、
コアホルダ２４と共にターンテーブル１２に固定されて
いる。
【００５６】下パンチ１７は、移動支持体１８に固定さ
れ、移動支持体１８は、図示する位置を下端として金型
受け台２５に対して上下方向に移動自在に設けられてい
る。下パンチ１７の貫通孔１７ａには、コア１６が挿通
されている。
【００５７】一方、金型１１の上方には上パンチ２１が
配置されている。上パンチ２１は、金型１１の貫通孔１
１ａに挿通可能な外径を有すると共にコア１６のピン部
１６ａが挿通可能な孔２１ａを有する。上パンチ２１
は、上下方向移動可能な上パンチ支持部２２に固定され
ている。また、この上パンチ支持部２２の上下方向の移
動は、ガイドバー２３により案内されるようになってい
る。
【００５８】ガイドバー２３は、上端が上パンチ支持部
２２に固定されると共に下端が移動支持体１８のガイド
孔１８ａを貫通した状態で支持され、中央部が金型１１
のガイド孔１１ｃを貫通している。従って、移動支持体
１８の上昇は、金型１１のガイド孔１１ｃに案内された
ガイドバー２３の下端に設けたナット２３ａにより、上
パンチ支持部２２の上昇により上方に移動させる。移動
支持体１８の下降は、ターンテーブル１２に取り付けた
カム式外部機構により行われる。
【００５９】なお、ターンテーブル１２は、図２に示す
ように、ステージ１〜１０に対応する貫通孔Ｓ１〜Ｓ１
０を有し、各貫通孔Ｓ１〜Ｓ１０のそれぞれに、金型受
け台２５を介して金型１１が、放熱板１５を径方向に向
けた状態で保持されており、その他、上述したパンチプ
レス機構などの各機構が設けられている。
【００６０】このような装置を用いて光ファイバフェル
ール用棒状体を製造する工程を次に説明する。
【００６１】まず、３ｍｏｌ％Ｙ2Ｏ3含有ＺｒＯ2８
２．６重量％と、バインダー１７．４重量％とを混合
し、この混合体に有機溶剤を添加してスラリー状にし、
スプレードライ方式により平均粒径が１５０μｍの顆粒
とした。
【００６２】ここで、バインダーとしては、エチレン酢
酸ビニル３、ポリブチルメタクリレート７、ポリスチレ
ン３５、ポリメチルメタクリレート２９、ノニオン系界
面活性剤１３、融点４８℃から５０℃のパラフィン１３
各重量％で調製した。
【００６３】また、スラリー濃度は５０％、スラリー比
重は約１．５である。スプレードライ装置としては回転
円盤式のものを用い、円盤式アトマイザーの回転数を１
２０００ｒｐｍ、スラリー供給量を２．５リットル／ｈ
ｒとし、入口温度８０℃、排風温度４０℃とし、顆粒状
混合体を得た。
【００６４】この顆粒状原料を用いてターンテーブル状
のステージ１〜１０のサイクルにより成形が終了する。
【００６５】ステージ１において顆粒状混合体を金型１
１に供給した。このときの供給量は約０．４ｇである。
【００６６】次に、ステージ２では、上パンチ２１を先
端が金型１１内に１〜５ｍｍ程度入るまで降下した。同
時に金型１１に取り付けられた加熱機構１３が作動し金
型１１及び顆粒状混合体を加熱し始める。
【００６７】ステージ３，４，５では８５℃という同一
状態で加熱が続けられる。この加熱のステージの数は、
成形のサイクルタイムと所定温度までの加熱時間により
任意に設定される。
【００６８】ステージ６では上パンチ２１を、１５〜４
０ｍｍ／ｓｅｃで下降し、２０ｋｇの圧力で顆粒状混合
体を成形する。ここでの降下速度が成形のサイクルタイ
ムを決める。
【００６９】ステージ７では金型１１に取り付けた加熱
機構１３の電流を反転させることにより冷却を開始す
る。
【００７０】ステージ８，９は同一状態で冷却が続けら
れ、３０℃以下まで冷却する。このときのステージの数
は、冷却能力と目的温度により任意に設定される。
【００７１】ステージ１０で上パンチ２１が上昇を開始
し、同時に下パンチ１７が上昇を開始し、成形体を排出
する。
【００７２】次にステージ1へ移動する時に外部に取り
付けた図示しないカム機構により移動支持体１８及びこ
の移動支持体１８に固定された下パンチ１７だけが強制
的に下げられ、ステージ1の状態（粉末の供給）へ戻
る。この繰り返しにより成形が進む。
【００７３】このような成形方式を取ると、加熱により
流動性が付与され、加熱しない場合におきる筒状体外径
の中央部の窪みが著しく改善された。
【００７４】ここで、N=５００の成形体に対して、中央
部の窪み（１−（中央部外径／両端部外径））、１００
倍の光学顕微鏡での視野内での１０μｍ以上のピンホー
ルの数、クラックの発生率を測定した結果を表１に示
す。
【００７５】なお、比較のため、熱をかけない従来の粉
末プレス（比較例１）、及び射出成形（比較例２）によ
り成形した場合についても同様に測定した。結果を併せ
て表１に示す。
【００７６】
【表１】 （実施例２、３）バインダーの量を１０重量％、５重量
％とした以外は実施例１と同様にして不良品の数を測定
した。この結果を表２に示す。なお、比較のため、バイ
ンダーの量を２重量％とした結果も示す（比較例３）。
【００７７】
【表２】 （実施例４）図３には、光ファイバフェルールの光接続
に用いる割スリーブ用円筒体の製造装置を示す。この装
置は、金型１１内にコア１１６が配置され、円筒体の内
径を形成するピン１１６ａを有し、また、上パンチ１２
１には、ピン１１６ａが挿入される孔１２１ａを有する
以外は、上述したものと同様であるので、同一符号を付
して説明は省略する。
【００７８】かかる装置を用いると、上述した実施例の
顆粒状混合体を用いてジルコニア製の割スリーブ用の素
材成形体が製造できる。
【００７９】（実施例５）図４に、本願発明の成形方法
による腕時計ケースを示す。ケース２００は、ジルコニ
ア粉と樹脂バインダーを混合し、顆粒を成形し、プレス
と加熱、冷却により上下にバンドを接続するための、か
ん先２１０とかん穴２２０を形成する。図５は、ケース
２００の側面図で、両端にかん穴２２０ａ、２２０ｂと
中央部に巻真穴２３０が形成されている。
【００８０】このように形成したケース２００は、従来
の射出成形法によるセラミックスケースの製造方法で
は、困難であった巻真穴２３０や、かん穴２２０周辺の
ウエルドラインの生成を防止することができ、ケース２
００の強度を均一にすることができる。その結果、腕時
計ケースを落下させた時の衝撃に対して、ケースの破損
を防止することができ、ケースの肉厚の少ない高級時計
に対しても適応でき、デザイン上の自由度を拡大するこ
とができる。
【００８１】さらに、図示しないが、ケース２００上面
のガラス挿入のための複雑な凹部の形成や、表面の模様
の形成も出来る。ここで、ケース内面のムーブメント挿
入のための複数の凸部や凹部の同時形成も可能であるこ
とは、いうまでもない。
【００８２】（実施例６）図６に、本願発明の成形方法
によるサーマルヘッド用基板を示す。基板３００は、実
施例１と同様にアルミナ粉と樹脂バインダーを混合し
た。そして、混合比は、アルミナ８４．０、アクリル樹
脂８．０、ポリスチレン３．５、ステアリン酸３．０、
ジブチルフタレート１．５各重量％であった。次に顆粒
を形成し、プレスと加熱、冷却により基板３００の外周
の一辺の近傍に、一辺と平行に凸部３１０を形成した
後、焼結して形成する。次に、基板３００の表面に、グ
レーズ層３２０を焼成し形成する。
【００８３】このように成形した基板３００は、従来の
製造方法による基板と比較して、基板表面のポアの発生
が少なく、結果として、基板の強度が高い利点を有す
る。さらに、基板表面のセラミック粒子の欠落による、
凹部へのフォトレジストの侵入がなく、その結果グレー
ス層を有しない、基板表面部に形成する発熱体に通電す
るための電極配線のパターン形成時のレジストの均一塗
布が可能となり、電極配線間のパターンショートや電極
配線の切断が無くなる。
【００８４】さらに、サーマツヘッドの記録紙への加圧
を高め、入力電力に対する発色効率を向上するための凸
グレーズ層が、従来の平坦な基板上に形成されたもので
はなく、凸状の基板に形成されることから、グレーズ層
の厚みが少なくなる。その結果、印字のむらの原因とな
るグレーズ頂点の高さのバラツキが減少し、印字紙表面
の発色のむらがなくなりサーマルヘッドの印字品位が向
上する。
【００８５】また、グレーズ層の厚みが減少することか
ら、グレーズ形成時の焼結によるグレーズの流動による
凸グレースの幅のバラツキが減少する。その結果、凸グ
レーズ近傍のフォトレジストの塗布厚みが均一となり、
その結果、発熱抵抗体に接続する電極配線の幅のバラツ
キが減少し、配線抵抗のばらつきがなくなり、ファクシ
ミリで画像を形成する際、記録紙の幅方向の濃度むらが
減少し、品位の高い画像形成が可能となった。また、複
数のインクシートを使用したカラー画像の形成におい
て、各インクの色調の濃度が正確に得られ、極めて高い
色再現率を示した。
【００８６】（実施例７）また、本願発明の他の実施例
として、図７に示すように、アルミナ製の基板３００の
外周方向の端部に凸部３１０を形成し、さらにグレース
層３２０を形成したサーマルヘッド基板を形成すること
ができた。本実施例においては、基板３００の端面のう
ねりが少なく、印字紙上に紙送り方向と直交する方向の
濃度むらが少ない印字が可能となり、特に溶融型のイン
クに対する、発色特性が優れたサーマルヘッド基板が得
られた。
【００８７】（実施例８）本願発明によれば、９６％ア
ルミナ粉をセラミックスの原料としバインダーを使用
し、平坦な電子部品基板の成形ができた。そして、従来
の射出成形法では他の方法に比べてコスト高となる複雑
形状を有しない電子部品基板についても低価格で製造す
ることができる。
【００８８】（実施例９）また、アルミナ粉をセラミッ
クスの原料としバインダーを使用し、ボルト、ナット、
溶接用ノズルの成形もでき、従来の方法と比較して、溝
や凸部の先端にセラミックスが充填され、ウエルドライ
ンの発生がなく、粉体の供給の方向性もないことから、
部品の方向に依存しない、均一な強度が得られた。他の
ネジ部品も成形可能である。
【００８９】（実施例１０）さらに、アルミナ粉とジル
コニア粉の混合物をセラミックスの原料としバインダー
を使用し、回転刃、ハサミ刃、ペーパーカッターが製造
出来た。同様にカッター部品の製造が可能で、空気の巻
き込みによる焼結体内のポアの発生がないことから、従
来法に比較して、刃先の強度が高い製品が得られた。
【００９０】（実施例１１）また本願発明によれば、ア
ルミナ粉をセラミックスの原料としバインダーを使用
し、ヤーンガイド、ボンプシャフト、ダイスが製造出来
た。そして、他の摺動部品の成形が可能で、寸法精度の
要求される摺動部の形成において、射出成形のゲートバ
ランスの問題が解決できるため、寸法の先細り等の寸法
精度の低下の要因のない、精度の高い摺動部品が得られ
る。
【００９１】（実施例１２）本願発明によれば、９９．
６％アルミナ粉をセラミックスの原料としバインダーを
使用し、コイルボビン、精密碍子、噴射ノズル、ギヤも
成形できた。
【００９２】（実施例１３）さらに、本願発明によれば
高純度ムライトをセラミックスの原料としバインダーを
使用し、ヒーター部品も成形できた。同様にコージライ
トをセラミックスの原料とし、他の耐熱部品も成形可能
である。
【００９３】（実施例１４）実施例１で得られた顆粒混
合体を粉末プレス成形し光ファイバフェルールの筒状体
の予備成形体を製造した。ここで、成形体重量は約０．
４ｇで外形を図１の金型１１の内径より７５μｍ小さ
く、内径をピン部１６ａの外形より１５０μｍ大きく成
形し、図１の成形器の金型１１に供給した。以下、実施
例１のステージ２以降の工程で成形を行った。表３は、
顆粒混合体を直接成形した筒状体と、本実施例で成形し
た筒状体の結果を示す。表３から明らかなように、本実
施例により筒状体の内径の曲がりが大きく改善できた。
【００９４】
【表３】 （実施例１５）実施例１で得られた顆粒混合体を押し出
し成形し光ファイバフェルールの筒状体の予備成形体を
製造した。ここで、成形体重量は約０．４ｇで外形を図
１の金型１１の内径より７５μｍ小さく、内径をピン部
１６ａの外形より１５０μｍ大きく成形し、図１の成形
器の金型１１に供給した。以下、実施例１のステージ２
以降の工程で成形を行った。本実施例により筒状体の内
径の曲がりが大きく改善できた。
【００９５】
【発明の効果】本願発明によればセラミックス粉体とバ
インダー樹脂からなる顆粒を金型に充填するので、金型
内に均一にセラミックス粉体を供給することができるた
め、焼結体内部の欠損がない。さらに、顆粒充填後、金
型を加熱するのでバインダー樹脂の流動特性により、部
品の表面にもセラミックスが充分供給されるため、焼結
部品表面のクラック等の発生がない形成体を得る事がで
きる。その結果、成形体の内部に破壊の原因となる欠損
がないため、機械的強度の高いセラミックス部品が得ら
れる。さらに、表面にクラック等のない、刃先の強度の
高い、刃先の寿命の長い切削用工具が得られる。
【００９６】また、セラミックスの混合物の顆粒を金型
内に充填した後、樹脂を溶融し、ごく短い距離をセラミ
ックスが流動するために、ウエルドラインの発生がな
く、成形部品表面に凹部を形成しても、凹部周辺のセラ
ミックスの密度が均一となり、焼結時の収縮率が一定
で、金型の設計が容易となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いた製造装置の一部断面図
である。
【図２】本発明の実施例で用いた製造装置のターンテー
ブルの外観を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例で用いた製造装置の一部断
面図である。
【図４】本発明による時計ケースの上面図である。
【図５】本発明による時計ケースの側面図である。
【図６】本発明によるサーマルヘッド基板の側面図であ
る。
【図７】本発明によるサーマルヘッド基板の側面図であ
る。
【符号の説明】
１１ 金型 １３ 加熱機構 １４ 熱電素子 １５ 放熱板 １７ 下パンチ ２１ 上パンチ ２２ 上パンチ支持部 ２３ ガイドバー ２５ 金型受け台 ２００ ケース ２１０ かん先 ２２０ かん穴 ２３０ 巻真穴 ３００ 基板 ３１０ 凸部 ３２０ クレーズ層
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２２日（２００１．２．２
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９３】（実施例１４）実施例１で得られた顆粒混
合体を粉末プレス成形し光ファイバフェルールの筒状体
の予備成形体を製造した。ここで、成形体重量は約０．
４ｇで外径を図１の金型１１の内径より７５μｍ小さ
く、内径をピン部１６ａの外形より１５０μｍ大きく成
形し、図１の成形器の金型１１に供給した。以下、実施
例１のステージ２以降の工程で成形を行った。表３は、
顆粒混合体を直接成形した筒状体と、本実施例で成形し
た筒状体の結果を示す。表３から明らかなように、本実
施例により筒状体の内径の曲がりが大きく改善できた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００９４】
【表３】 （実施例１５）実施例１で得られた顆粒混合体を押し出
し成形し光ファイバフェルールの筒状体の予備成形体を
製造した。ここで、成形体重量は約０．４ｇで外径を図
１の金型１１の内径より７５μｍ小さく、内径をピン部
１６ａの外径より１５０μｍ大きく成形し、図１の成形
器の金型１１に供給した。以下、実施例１のステージ２
以降の工程で成形を行った。本実施例により筒状体の内
径の曲がりが大きく改善できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/36 Ｃ０４Ｂ 35/00 １０８ (72)発明者 渡辺 茂 東京都江東区亀戸６丁目41番６号 ナステ ック工業株式会社内 (72)発明者 小峰 康寛 東京都江東区亀戸６丁目41番６号 ナステ ック工業株式会社内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックス粉体を所定の形状に成形す
    る方法において、セラミックス粉体とバインダー樹脂と
    を混合して顆粒状の混合物とする工程と、この混合物を
    金型に供給する工程と、この金型を加熱して所定の温度
    にてプレス成形する工程とを具備することを特徴とする
    セラミックスの成形方法。
  2. 【請求項２】 請求項1において、前記プレス成形の
    後、前記金型を冷却することを特徴とするセラミックス
    の成形方法。
  3. 【請求項３】 請求項1又は２において、前記バインダ
    ー樹脂が、セラミックス粉体に対して、５〜１８重量％
    であることを特徴とするセラミックスの成形方法。
  4. 【請求項４】 請求項1〜３の何れかにおいて、前記顆
    粒状の混合物は、前記バインダー樹脂とセラミックス粉
    末とをスラリー状に混合された後顆粒状に造粒されたも
    のであることを特徴とするセラミックスの成形方法。
  5. 【請求項５】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記顆
    粒状の混合物は、前記バインダー樹脂とセラミックスと
    が熱により混合均一化された後スラリー状或いは微粉状
    にされ、その後顆粒状に造粒されたものであることを特
    徴とするセラミックスの成形方法。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記金
    型の加熱に熱電素子を用いることを特徴とするセラミッ
    クスの成形方法。
  7. 【請求項７】 請求項２〜６の何れかにおいて、前記金
    型の冷却に熱電素子を用いることを特徴とするセラミッ
    クスの成形方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６の何れかにおいて、所定温
    度までの加熱時間を３０秒以内とすることを特徴とする
    セラミックスの成形方法。
  9. 【請求項９】 請求項２〜７の何れかにおいて、所定温
    度からの冷却時間を３０秒以内とすることを特徴とする
    セラミックスの成形方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９の何れかにおいて、光フ
    ァイバフェルール用筒状体を成形することを特徴とする
    セラミックスの成形方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜９の何れかにおいて、光接
    合スリーブ用筒状体を成形することを特徴とするセラミ
    ックスの成形方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１の何れかにおいて、前
    記金型をターンテーブルに載置してサイクルタイムを短
    縮することを特徴とするセラミックスの成形方法。
  13. 【請求項１３】 エチレン酢酸ビニル樹脂とアクリル樹
    脂とポリスチレンと界面活性剤とパラフィンとからなる
    セラミックス形成用バインダー。
  14. 【請求項１４】 エチレン酢酸ビニル樹脂とアクリル樹
    脂とポリスチレンと界面活性剤とパラフィンからなるバ
    インダーとセラミックス粉体の混合物の顆粒からなるセ
    ラミックス成形用原料。
  15. 【請求項１５】 セラミック粉体を所定の形状に成形す
    る方法において、前記セラミック粉体とバインダー樹脂
    を混合し顆粒状の混合物を形成する工程と、 前記混合物を第１の金型で第１のプレス成形する工程
    と、 前記プレス成形で得られた成形体を第２の金型に供給す
    る工程と、 前記第２の金型を加熱し前記成形体を第２のプレス成形
    する工程からなるセラミックの成形方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１のプレス成形を室温で行う請
    求項１５記載のセラミックの成形方法。
  17. 【請求項１７】 前記第１のプレス成形を前記第１の金
    型を加熱して行う請求項１５記載のセラミックの成形方
    法。
  18. 【請求項１８】 セラミック粉体を所定の形状に成形す
    る方法において、 前記セラミック粉体とバインダー樹脂を混合し混合物を
    形成する工程と、 前記混合物を押し出し成形し筒状成形体を形成する工程
    と、 前記筒状成形体を金型に供給する工程と、 前記金型を加熱し前記成形体を第２のプレス成形する工
    程からなるセラミックの成形方法。
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