JP2008222535A - 成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた特性（寸法精度、機械的特性、外観等）を有する焼結体を製造可能な脱脂体および成形体を、安全、容易かつ安価に製造するのに用いられる成形体形成用組成物、およびかかる成形体形成用組成物を用いて製造され、優れた特性を有する脱脂体および焼結体を提供すること。
【解決手段】成形体形成用組成物１０は、主に無機材料で構成された粉末１と、アルカリ性ガスの作用により分解可能な第１の樹脂３と、この第１の樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４と、分散剤（添加剤）５とを含有する結合材２とを含むものであって、この組成物１０を成形してなる成形体を、アルカリ性ガス含有雰囲気に曝すことにより、第１の樹脂３を分解・除去した後、前記アルカリ性ガス含有雰囲気よりアルカリ性ガス濃度が低い低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝し、その後、加熱することにより第２の樹脂４を分解・除去して、脱脂体を得るのに用いられることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体に関するものである。

無機材料の焼結体は、一般に、無機材料粉末と結合材を混合した原料粉末（混合粉末）を、射出成形法等の各種成形方法を用いて成形体とし、この成形体に対して、結合材の融解温度より高く、無機材料の焼結温度より低い温度で脱脂処理を施して脱脂体を得、得られた脱脂体を焼結させることにより得ることができる。
ところが、例えば、射出成形法に供される原料粉末は、その射出成形時の流動性を向上させる目的等で結合材を比較的多く含有している。この結合材を除去するためには、長時間の加熱が必要となり、生産効率が低下したり、加熱処理中に成形体が変形する等の問題がある。
また、加熱処理で成形体中の結合材を十分に除去することができず、焼結工程において残留した結合材が気化した際に、焼結体に割れが発生する等の問題もある。

かかる問題点を解決するために、無機材料粉末とポリアセタールを含有する結合材とを混合した原料粉末で構成された成形体を、気体状の酸含有雰囲気中または三フッ化ホウ素含有雰囲気中で加熱処理して脱脂体を得た後、この脱脂体を焼結させて焼結体を得る焼結体の製造方法と、これに用いられる無機材料粉末と結合材との混合物（組成物）について開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、一般に、酸は劇物、三フッ化ホウ素は毒物であるため、人体にとって有害であり、その取り扱いに際しては、厳重な保護具を必要とするなど大変な手間がかかる。
また、酸および三フッ化ホウ素は、金属溶解性が高く、設備に耐食性の高い材料を用いる必要があるため、コスト高となる。

さらに、酸含有雰囲気は、加熱処理後に大気中に放出されると、大気汚染の原因となり、これを防ぐためのコストがかかる。
これに加え、ポリアセタールと酸含有雰囲気との反応により、ホルムアルデヒドが発生する。ホルムアルデヒドは、可燃性・引火性が高く、また、発ガン性・毒性も高いことから、火災・爆発等の危険や、作業従事者への健康被害をもたらすおそれがある。

一方、無機材料粉末と脂肪族炭酸エステル系樹脂を含有する結合材とを混合した原料粉末で構成された成形体を、オゾンを含有する雰囲気に曝すことにより脱脂を行い、得られた脱脂体を焼結させることにより、焼結体を製造する方法が知られている。
しかしながら、オゾン含有雰囲気中で脱脂処理を行っても、処理条件によっては、成形体を十分に脱脂することができないことがわかってきた。
また、オゾンは酸化力が極めて強いため、無機材料粉末として金属粉末を用いた場合、金属粉末が酸化されるという問題もある。
さらに、脱脂処理の際にオゾンを大量に消費するが、オゾンが非常に高価なガスであるため、脱脂工程の高コスト化が課題となっている。

特開平３−１７０６２４号公報

本発明の目的は、優れた特性（寸法精度、機械的特性、外観等）を有する焼結体を製造可能な脱脂体および成形体を、安全、容易かつ安価に製造するのに用いられる成形体形成用組成物、およびかかる成形体形成用組成物を用いて製造され、優れた特性を有する脱脂体および焼結体を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成形体形成用組成物は、主として無機材料で構成された粉末と、アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂を含有する結合材とを含む成形体形成用組成物であって、
当該成形体形成用組成物を成形してなる成形体を、アルカリ性ガス含有雰囲気に曝すことにより、前記樹脂を分解・除去して脱脂体を得るのに用いられることを特徴とする。
これにより、優れた特性（寸法精度、機械的特性、外観等）を有する焼結体を製造可能な脱脂体および成形体を、安全、容易かつ安価に製造するのに用いられる成形体形成用組成物が得られる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂は、前記アルカリ性ガス含有雰囲気中において、２０〜１９０℃の温度で分解するものであることが好ましい。
これにより、成形体の脱脂を短時間で効率よく行うことができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂は、脂肪族ポリエステル系樹脂を主成分とするものであることが好ましい。
脂肪族ポリエステル系樹脂は、アルカリ性ガスとの接触により容易に分解するとともに、分解後に生じる分解物が固化物として残留し難いことから、第１の樹脂として好適に用いられる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂およびポリヒドロキシカルボン酸系樹脂のうちの少なくとも一方を含むものであることが好ましい。
これらの樹脂は、アルカリ性ガスとの接触により、特に容易かつ速やかに分解する。また、分解物が主に気化物であるため、脱脂体中に分解物が残留するのを確実に防止することができる。さらに、これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が高いため、短時間の混練であっても、十分に均一な混練物を得ることができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数が２〜１１のものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、より容易かつ速やかに分解し得るものとなる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、炭酸エステル基以外の部分において、不飽和結合を有しないものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂がアルカリ性ガスと接触することで分解する際の効率が向上し、前記結合材の分解・除去をより効率よく行うことができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂は、ポリ乳酸系樹脂およびポリグリコール酸系樹脂のうちの少なくとも一方を含むものであることが好ましい。
これらの樹脂は、ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂の中でも特に分解性が高い。このため、比較的低温下でも容易かつ速やかに分解する。

本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、その重量平均分子量が１〜３０万のものであることが好ましい。
これにより、前記脂肪族ポリエステル系樹脂の融点および粘度が最適なものとなり、前記成形体の形状の安定性（保形性）向上を図ることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材中の前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上であることが好ましい。
これにより、前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂が、分解・除去される効果がより確実に得られ、前記結合材全体の脱脂をより促進させることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、当該成形体形成用組成物中の前記結合材の含有率は、２〜４０ｗｔ％であることが好ましい。
これにより、成形性よく成形体を形成することができるとともに、成形体の密度をより高いものとし、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材は、さらに、前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含むことが好ましい。
これにより、例えば、前記成形体中の前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂と前記第２の樹脂とは、前記脱脂の際に、それぞれ異なる温度領域で分解される。すなわち、前記成形体中の前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂と前記第２の樹脂とをそれぞれ選択的に分解・除去（脱脂）することができる。その結果、前記成形体の脱脂の進度を制御することができ、保形性、すなわち寸法精度に優れた前記脱脂体を容易かつ確実に得ることができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記第２の樹脂は、１８０〜６００℃の温度で分解するものであることが好ましい。
これにより、効率よく確実に前記第２の樹脂の分解・除去を行うことができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記第２の樹脂は、ポリスチレンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これらの材料は、前記脱脂体中での結合強度が高く、前記脱脂体が変形するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、流動性が高く、加熱により分解し易いことから、容易に脱脂することができる。その結果、寸法精度に優れた前記脱脂体をより確実に得ることができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガス濃度は、２０〜１００ｖｏｌ％であることが好ましい。
これにより、効率よく確実に第１の樹脂の分解・除去を行うことができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記成形体を、前記アルカリ性ガス含有雰囲気に曝した後、少なくとも１回、前記アルカリ性ガス含有雰囲気よりもアルカリ性ガス濃度の低い低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝し、脱脂体を得るのに用いられることが好ましい。
これにより、前記脱脂体中に残存したアルカリ性ガス含有雰囲気ガスが、前記低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスに置換される。そして、前記脱脂体中の無機材料とアルカリ性ガスとの接触頻度が低下して、無機材料の窒化が抑制される。その結果、特に各種特性に優れた焼結体が得られる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に前記成形体を曝す工程において、最終段階で用いられる前記低アルカリ性ガス含有雰囲気は、実質的にアルカリ性ガスを含有しないことが好ましい。
これにより、前記脱脂体中からアルカリ性ガスをほぼ排除することができるので、前記脱脂体中の無機材料の窒化をより確実に防止することができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記低アルカリ性ガス含有雰囲気の温度は、前記アルカリ性ガス含有雰囲気の温度より低いことが好ましい。
これにより、前記脱脂体中に存在する前記低アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガスの還元作用をより低下させ、前記脱脂体中の無機材料の窒化をさらに確実に抑制することができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記低アルカリ性ガス含有雰囲気は、アルカリ性ガス以外に、非酸化性ガスを主成分とするものであることが好ましい。
これにより、無機材料の窒化を防止するとともに、無機材料、特に金属材料の酸化を防止することができる。

本発明の成形体形成用組成物では、連続炉内において、前記成形体を前記アルカリ性ガス含有雰囲気および前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝すことが好ましい。
これにより、複数の前記脱脂体を同時かつ連続的に処理して前記焼結体を製造することができるので、前記焼結体の製造効率を高めることができる。また、連続炉によれば、製造途中で、前記脱脂体が大気に曝されることが防止される。このため、前記脱脂体と大気との接触によって、前記脱脂体中に含まれる特に金属材料が酸化するのを確実に防止することができる。

本発明の成形体形成用組成物では、前記連続炉は、内部のアルカリ性ガス濃度が、前記成形体の進行方向の途中で低下するように設定された空間を有しており、
該空間中を前記成形体を通過させることにより、前記成形体を前記アルカリ性ガス含有雰囲気と前記低アルカリ性ガス含有雰囲気とに順次曝すことが好ましい。
これにより、これらの工程をより短時間で行うことができる。

本発明の脱脂体は、本発明の成形体形成用組成物を成形して成形体を得た後、該成形体を前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝して脱脂処理を施してなることを特徴とする。
これにより、優れた特性（寸法精度、機械的特性等）を有する脱脂体が得られる。
本発明の脱脂体では、前記成形は、射出成形法または押出成形法により行われることが好ましい。
前記射出成形法は、成形型の選択により、複雑で微細な形状の前記成形体を容易に形成することができる。また、前記押出成形法は、成形型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の前記成形体を、特に容易かつ安価に形成することができる。
本発明の焼結体は、本発明の脱脂体を焼結してなることを特徴とする。
これにより、優れた特性（寸法精度、機械的特性、外観等）を有する焼結体が得られる。

当該成形体形成用組成物は、さらに、添加剤を含むのが好ましい。
これにより、前記結合材に、前記添加剤が有する機能を発揮させるとともに、脱脂の際に、前記脱脂体の保形性や寸法精度に悪影響を与えることなく前記添加剤を分解・除去することができる。
前記添加剤は、前記粉末の当該成形体形成用組成物中での分散性を向上させるための分散剤を含むのが好ましい。
これにより、前記組成物中において、前記粉末と、前記第１の樹脂および前記第２の樹脂とがより均一に分散し、得られる前記脱脂体および前記焼結体は、その特性にバラツキが少なく、より均一なものとなる。

前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものであるのが好ましい。
これにより、前記組成物中において、前記粉末の分散性を特に高めることができる。
前記高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０のものであるのが好ましい。
これにより、前記組成物は、成形時の成形性の低下を防止しつつ、保形性に優れたものとなる。また、前記高級脂肪酸は、比較的低温でも容易に分解し得るものとなる。

以下、本発明の成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体について、図示の好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の実施形態を示す工程図、図２は、本発明の成形体形成用組成物の実施形態を模式的に示す図である。

＜成形体形成用組成物＞
まず、脱脂体の形成、または、脱脂体の前段階である成形体の形成に用いる組成物（本発明の成形体形成用組成物）１０について説明する。
組成物１０は、主として無機材料で構成された粉末１と、結合材２とを含むものである。また、本実施形態では、結合材２は、第１の樹脂３および第２の樹脂４を含んでなるものである。

［１］粉末
粉末１は、主として無機材料で構成されたものである。
この無機材料としては、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍのような金属材料、アルミナ、マグネシア、ベリリア、ジルコニア、イットリア、フォルステライト、ステアタイト、ワラステナイト、ムライト、コージライト、フェライト、サイアロン、酸化セリウムのような酸化物系セラミックス材料、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのような非酸化物系セラミックス材料、グラファイト、ナノカーボン（カーボンナノチューブ、フラーレン等）の炭素系材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
後述するように、組成物１０は、成形性に優れることから、本発明は、焼結体を構成する材料として、比較的高硬度または難加工性となるような材料を用いる場合に好適に適用される。

また、金属材料の具体例としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０、ＳＵＳ６３０のようなステンレス鋼、ダイス鋼、高速度工具鋼等に代表されるＦｅ系合金、ＴｉまたはＴｉ系合金、ＷまたはＷ系合金、Ｃｏ系超硬合金、Ｎｉ系サーメット等が挙げられる。
また、組成の異なる２種以上の材料を組み合わせて用いることにより、従来、鋳造では製造できなかった組成の焼結体を得ること可能となる。また、新規の機能や多機能を有する焼結体が容易に製造でき、焼結体の機能・用途の拡大を図ることができる。

粉末１の平均粒径は、特に限定されないが、０．３〜１００μｍ程度であるのが好ましく、０．５〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。粉末１の平均粒径が前記範囲内の値であることにより、優れた成形性（成形のし易さ）で成形体、およびかかる成形体を脱脂・焼結してなる焼結体を製造することができる。また、得られる焼結体の密度をより高いものとすることができ、焼結体の機械的強度、寸法精度等の特性をより優れたものとすることができる。これに対し、粉末１の平均粒径が前記下限値未満であると、成形体の成形性が低下する。また、粉末１の平均粒径が前記上限値を超えると、焼結体の密度を十分に高めるのが困難となり、焼結体の特性が低下するおそれがある。
なお、本発明において、「平均粒径」とは、対象となる粉末の粒度分布において、体積の累積で５０％の部分に分布する粉末の粒径を指す。

このような粉末１としては、いかなる方法で製造されたものでもよいが、例えば、粉末１が金属材料で構成されている場合、水アトマイズ法等の液体アトマイズ法（例えば、高速回転水流アトマイズ法、回転液アトマイズ法等）、ガスアトマイズ法等の各種アトマイズ法や、粉砕法、カルボニル法、還元法等の化学的方法等で得られたものを用いることができる。

［２］結合材
結合材２は、後述する成形体を得る工程における、組成物１０の成形性（成形のし易さ）、成形体および脱脂体の形状の安定性（保形性）に大きく寄与する成分である。組成物１０が、このような成分を含むことにより、寸法精度に優れた焼結体を容易かつ確実に製造することができる。
本発明では、結合材２は、アルカリ性ガスの作用により分解可能な第１の樹脂３を含有する。なお、本実施形態では、この結合材２として、第１の樹脂３と、この第１の樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４とを含有してなるものを挙げて説明する。

第１の樹脂３は、アルカリ性ガスと接触することにより、分解する性質を有するものである。このような性質を有する第１の樹脂３を含む成形体は、後述する第１の脱脂工程において、アルカリ性ガスと接触することにより、比較的低温であっても、成形体の表面側から内部に向かって第１の樹脂３の分解が進行する。このような過程で脱脂が行われるので、従来のように、脱脂工程において、成形体中の結合材が高温により急激に軟化して成形体が変形したり、成形体の内部で気化した結合材が、突発的に外部に放出されて、成形体に変形や亀裂等が生じるのを確実に防止することができる。
すなわち、本発明では、第１の樹脂３を、容易かつ速やかに除去（脱脂）することができる。これにより、脱脂体の保形性を維持しつつ、脱脂工程トータルに要する時間を短縮して、脱脂体の生産効率、すなわち焼結体の生産効率を向上させることができる。

このような第１の樹脂３は、アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂であれば、特に限定されないが、アルカリ性ガス含有雰囲気中において、２０〜１９０℃の温度で分解するものが好ましく、７０〜１７０℃の温度で分解するものがより好ましい。このように比較的低温下で分解する樹脂を結合材２が含んでいることにより、成形体の脱脂を短時間で効率よく行うことができる。

また、結合材２が第２の樹脂４を含んでいる場合には、第１の樹脂３の分解温度と第２の樹脂４の分解温度との差がより大きくなる。このため、第１の樹脂３と第２の樹脂４とが個別の温度域で分解することができるので、結合材２全体として、分解が徐々に進むこととなる。その結果、成形体の変形や亀裂等の発生を、より確実に防止することができる。

第１の樹脂３の結合材２における含有率は、２０ｗｔ％以上であるのが好ましく、３０ｗｔ％以上であるのがより好ましく、４０ｗｔ％以上であるのがさらに好ましい。第１の樹脂３の結合材２における含有率が前記範囲内であることにより、第１の樹脂３が分解・除去される効果がより確実に得られ、結合材２全体の脱脂をより低温かつ高速に行うことができる。

このような第１の樹脂３としては、アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂、例えば、エステル結合を有する樹脂（ポリエステル系樹脂）等が挙げられる。
さらに具体的には、例えば、脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの樹脂の中でも、第１の樹脂３としては、特に脂肪族ポリエステル系樹脂を主成分とするものが好ましい。脂肪族ポリエステル系樹脂は、アルカリ性ガスとの接触により容易に分解するとともに、分解後に生じる分解物が固化物として残留し難いことから、第１の樹脂３として好適に用いられる。

さらに、脂肪族ポリエステル系樹脂としては、例えば、アルカンジオールポリカーボネート、ポリアルキレンカーボネート等の脂肪族炭酸エステル系樹脂、ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートのようなポリヒドロキシポリカルボン酸系樹脂、乳酸−ジカルボン酸−ジオール共重合体のようなヒドロキシカルボン酸−ポリカルボン酸−ポリオール共重合体系樹脂等、またはこれらの各樹脂の誘導体が挙げられる。また、これらの各樹脂の１種または２種以上を組み合わせたものでもよい。

これらの中でも、脂肪族ポリエステル系樹脂としては、特に、脂肪族炭酸エステル系樹脂およびポリヒドロキシカルボン酸系樹脂のうちの少なくとも一方を主成分とするものが好ましい。これらの樹脂は、アルカリ性ガスとの接触により、特に容易かつ速やかに分解する。また、分解物が主に気化物であるため、脱脂体中に分解物が残留するのを確実に防止することができる。さらに、これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が高いため、短時間の混練であっても、十分に均一な混練物を得ることができる。

以下、脂肪族炭酸エステル系樹脂について詳述する。
脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数、すなわち、樹脂中の炭酸エステル基同士の間に存在する炭素の数が、２〜１１であるものが好ましく、３〜９であるものがより好ましく、４〜７であるものがさらに好ましい。前記炭素の数とは、例えば、一般式が−（（ＣＨ_２）_ｍ−Ｏ−ＣＯ−Ｏ）_ｎ−で表される脂肪族炭酸エステル系樹脂の場合は、ｍの数のことを言う。この炭素の数が前記範囲内であることにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂はより容易かつ速やかに分解し得るものとなる。

具体的には、上記のような脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリトリメチレンカーボネート、ポリ１，４−ブチレンカーボネート、ポリ１，２−ブチレンカーボネート、ポリ１，２−イソブチレンカーボネート、ポリ１，５−ヘプチレンカーボネート、１，２−ヘプチレンカーボネート、ポリ１，６−ヘキシレンカーボネート、ポリ１，２−ヘキシレンカーボネート、ポリフェニルエチレンカーボネート、ポリシクロヘキシレンカーボネート、ポリメトキシエチレンカーボネート、ポリフェノキシエチレンカーボネートのようなポリアルキレンカーボネート、またはこれらの共重合体、エタンジオールポリカーボネート、プロパンジオールポリカーボネート、ブタンジオールポリカーボネート、ヘキサンジオールポリカーボネート、デカンジオールポリカーボネートのようなアルカンジオールポリカーボネート、またはこれらの脂肪族炭酸エステル系樹脂の誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、上記の脂肪族炭酸エステル系樹脂の中でも、特に、ポリプロピレンカーボネートが好ましい。
このような脂肪族炭酸エステル系樹脂は、例えば、ホスゲンまたはその誘導体と脂肪族ジオールとを塩基存在下で反応させるホスゲン法、エポキシ系化合物と二酸化炭素との亜鉛系触媒による共重合法、ジオールと有機炭酸エステルとのエステル交換法等により合成することができる。

ここで、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、アルカリ性ガスと接触することにより分解し、その分解物が気化して成形体の外部にガスとして放出される。なお、この分解物としては、例えば、酸化アルキレン（例えば、酸化エチレン、酸化プロピレン等）やその分解物、炭酸アルキレン（アルキレンカーボネート）、水、二酸化炭素等が挙げられる。上述した脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その分解性が特に高く、第１の脱脂工程において、より確実に脱脂を行うことができる。したがって、脱脂工程トータルに要する時間をより短縮することができる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、炭酸エステル基以外の部分において、不飽和結合を有しないものが好ましい。これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂がアルカリ性ガスと接触することで分解する際の効率が向上し、結合材２の分解・除去をより効率よく行うことができる。

次に、ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂について詳述する。
ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂としては、例えば、ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｌ／Ｄ−乳酸のようなポリ乳酸系樹脂、ポリグリコール酸系樹脂、ポリグリコリド系樹脂、ポリラクチド系樹脂、ラクチド共重合体系樹脂、ポリε−カプロラクトン系樹脂、またはこれらの共重合体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、上記のポリヒドロキシカルボン酸系樹脂の中でも、特に、ポリ乳酸系樹脂およびポリグリコール酸系樹脂のうちの少なくとも一方を主成分とするものが好ましい。これらの樹脂は、ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂の中でも特に分解性が高い。このため、比較的低温下でも容易かつ速やかに分解する。さらに、これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が高く、短時間の混練であっても、十分に均一な混練物を得ることができる。
このようなポリヒドロキシカルボン酸系樹脂は、アルカリ性ガスと接触することにより分解し、その分解物が気化して成形体の外部にガスとして放出される。なお、この分解物としては、例えば、乳酸分子やその分解物、水、二酸化炭素等が挙げられる。

このような脂肪族炭酸エステル系樹脂やポリヒドロキシカルボン酸系樹脂に代表される脂肪族ポリエステル系樹脂は、その重量平均分子量が、１〜３０万程度のものが好ましく、２〜２０万程度のものがより好ましい。これにより、脂肪族ポリエステル系樹脂の融点および粘度が最適なものとなり、成形体の形状の安定性（保形性）向上を図ることができる。

また、本実施形態では、結合材２が、さらに、第１の樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４を含有する。
この第２の樹脂４は、第１の樹脂３を分解・除去する脱脂条件では実質的に分解せず、前記脱脂条件とは異なる脱脂条件で分解・除去されるものである。そして、本実施形態では、第２の樹脂４は、後述する第１の脱脂工程では分解せず、第１の脱脂工程より高温の処理がなされる第２の脱脂工程で分解・除去されるものである。

このような第１の樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４の具体例としては、例えば、第２の樹脂４の熱分解温度が、第１の樹脂３の融点より高いようなものが挙げられる。結合材２がこのような第２の樹脂４を含有することにより、成形体中の第１の樹脂３と第２の樹脂４は、脱脂工程のそれぞれ異なる温度領域で分解される。すなわち、本実施形態にかかる脱脂工程は、第１の脱脂工程と、その後に行われる第２の脱脂工程とに分かれているので、成形体中の第１の樹脂３と第２の樹脂４とをそれぞれ選択的に分解・除去（脱脂）することができる。その結果、成形体の脱脂の進度を制御することができ、保形性、すなわち寸法精度に優れた脱脂体を容易かつ確実に得ることができる。
また、後に詳述するが、第１の脱脂工程で第１の樹脂３のみを分解・除去した脱脂体（以下、「第１の脱脂体」と言う。）は、この第１の脱脂体中の粒子同士が第２の樹脂４により結合されていることから、全体に靭性を有しつつも、硬度は焼結体ほど高くない。したがって、この第１の脱脂体には、各種機械加工を容易に施すことができる。

第２の樹脂４としては、特に限定されないが、その重量平均分子量が０．１〜４０万程度のものが好ましく、０．４〜３０万程度のものがより好ましい。これにより、第２の樹脂４の融点および粘性が最適なものとなり、成形体の形状の安定性（保形性）のさらなる向上を図ることができる。
このような第２の樹脂４としては、結合材２が含有する第１の樹脂３の融点より熱分解温度が高いものであればよく、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を混合して用いることができる。

これらの中でも、第２の樹脂４としては、ポリスチレンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの材料は、脱脂体中での結合強度が高く、脱脂体が変形するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、流動性が高く、加熱により分解し易いことから、容易に脱脂することができる。その結果、寸法精度に優れた脱脂体および焼結体をより確実に得ることができる。
このような結合材２の形態は、特に限定されず、いかなる形態であってもよいが、例えば、粉末状、液状、ゲル状等が挙げられる。

また、組成物１０中における結合材２の含有率は、特に限定されないが、２〜４０ｗｔ％程度であるのが好ましく、５〜３０ｗｔ％程度であるのがより好ましい。結合材２の含有率が前記範囲内であることにより、成形性よく成形体を形成することができるとともに、成形体の密度をより高いものとし、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。

なお、その他の第１の樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４の具体例としては、第２の樹脂４が紫外線により分解可能なものであり、後述する第２の脱脂工程において、紫外線照射処理を施すことにより分解するものや、第２の樹脂４が酸により分解可能なものであり、第２の脱脂工程において、酸含有雰囲気に接触させることにより分解するもの等が挙げられる。

さらに、組成物１０は、添加剤を含有していてもよい。
この添加剤は、後述の第２の脱脂工程において、第２の樹脂４とともに分解・除去されるものが好ましい。これにより、結合材に、添加剤が有する機能を発揮させるとともに、脱脂体の保形性や寸法精度に悪影響を与えることなく添加剤を分解・除去することができる。

ここで、添加剤としては、例えば、分散剤（滑剤）、可塑剤、酸化防止剤等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを添加することにより、添加剤が有する種々の機能を組成物１０に発揮させることができる。
このうち、分散剤５は、図２に示すように、粉末１の周囲に付着し、組成物１０中における粉末１の分散性を向上させる機能を有するものである。すなわち、組成物１０が分散剤を含有することにより、粉末１と、第１の樹脂３および第２の樹脂４とがより均一に分散し、得られる脱脂体および焼結体は、その特性にバラツキが少なく、より均一なものとなる。
また、分散剤５は、滑剤としての機能、すなわち、後述する成形体形成工程において、組成物１０の流動性を高める機能を有していてもよい。これにより、成形型内への充填性を高め、均一な密度の成形体を得ることが可能となる。

分散剤５としては、例えば、ステアリン酸、ジステアリン酸、トリステアリン酸、リノレン酸、オクタン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ナフテン酸のような高級脂肪酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸等のアニオン性有機分散剤、４級アンモニウム塩等のカチオン性有機分散剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール等の非イオン性有機分散剤、燐酸三カルシウム等の無機系分散剤等が挙げられる。

これらの中でも、分散剤５としては、高級脂肪酸を主成分とするものが好ましい。高級脂肪酸は、粉末１の分散性に特に優れるものである。
また、高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０であるのが好ましく、１６〜２４であるのがより好ましい。高級脂肪酸の炭素数が前記範囲内であることにより、組成物１０は、成形性の低下を防止しつつ、保形性に優れたものとなる。また、炭素数が前記範囲内であることにより、高級脂肪酸は、比較的低温でも容易に分解し得るものとなる。

また、可塑剤は、組成物１０に柔軟性を与え、後述する成形体形成工程における成形を容易にする機能を有するものである。
可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられる。
また、酸化防止剤は、結合材を構成する樹脂の酸化を防止する機能を有するものである。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられる。

上記のような各成分を含む組成物１０は、例えば、各成分に対応する粉末を混合することにより調製することができる。各成分の混合は、いかなる雰囲気中で行ってもよいが、真空または減圧状態下（例えば、３ｋＰａ以下）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、組成物１０中に含まれる、特に金属材料の酸化を防止することができる。
また、必要に応じて、混合の後に、混練等を行ってもよい。これにより、例えば、組成物１０の嵩密度が高くなり、組成の均一性も向上するため、成形体をより高密度で均一性の高いものとして得ることができ、脱脂体および焼結体の寸法精度も向上する。

組成物１０の混練は、加圧または双腕ニーダー式混練機、ロール式混練機、バンバリー型混練機、１軸または２軸押出機等の各種混練機を用いて行うことができるが、特に加圧ニーダー式混練機を用いるのが好ましい。加圧ニーダー式混練機は、組成物１０に高い圧力を付与することができるため、高硬度の粉末１を含む組成物１０や粘度の高い組成物１０をより確実に混練することができる。

混練条件は、用いる粉末１の組成や粒径、結合材２の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、混練温度：５０〜２００℃程度、混練時間：１５〜２１０分程度とすることができる。また、混練の際の雰囲気は、前記混合と同様に、いかなる雰囲気中で行ってもよいが、真空または減圧下（例えば、３ｋＰａ以下）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、前述と同様に、組成物１０中に含まれる特に金属材料の酸化を防止することができる。
また、得られた混練物（コンパウンド）は、必要に応じ、粉砕されてペレット（小塊）化される。ペレットの粒径は、例えば、１〜１０ｍｍ程度とされる。
混練物のペレット化には、ペレタイザ等の粉砕装置を用いて行うことができる。

＜脱脂体および焼結体の製造＞
次に、組成物（本発明の成形体形成用組成物）１０を用いて本発明の脱脂体および本発明の焼結体を製造する方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の脱脂体および本発明の焼結体を製造する方法の第１実施形態について説明する。
図３は、第１実施形態で得られた成形体を模式的に示す縦断面図、図４は、第１実施形態で得られた第１の脱脂体を模式的に示す縦断面図、図５は、第１実施形態で得られた第２の脱脂体を模式的に示す縦断面図、図６は、本発明の焼結体を模式的に示す縦断面図、図７は、第１実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。

図１に示す焼結体の製造方法は、組成物１０を所定の形状に成形し、成形体を得る成形体形成工程［Ａ］と、得られた成形体を、後述する中間工程よりもアルカリ性ガスの濃度が相対的に高い高アルカリ性ガス含有雰囲気に曝すことにより、成形体中から第１の樹脂３を分解・除去し、第１の脱脂体を得る第１の脱脂工程［Ｂ］と、得られた第１の脱脂体を、前記第１の脱脂工程よりもアルカリ性ガスの濃度が相対的に低い低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝してなる中間脱脂体を得る中間工程［Ｃ］と、得られた中間脱脂体を加熱することにより、中間脱脂体中から第２の樹脂４を分解・除去し、第２の脱脂体を得る第２の脱脂工程［Ｄ］と、得られた第２の脱脂体を焼結させることにより、焼結体を得る焼結工程［Ｅ］とを有する。

ここで、焼結体の製造方法を説明するのに先立って、成形体に脱脂・焼結を施すのに用いられる、図７に示す炉について説明する。
本発明の焼結体の製造方法は、いかなる炉を用いて行ってもよく、例えば、連続脱脂焼結炉、バッチ式脱脂炉・焼結炉等を用いることができるが、本実施形態では、連続脱脂焼結炉（以下、省略して「連続炉」と言う。）１００を用いて行う場合を例に説明する。

図７に示す連続炉１００は、内部に、互いに連通してなる４つのゾーン（空間）１１０、１２０、１３０、１４０を備えた炉である。
これらの各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０内には、成形体、第１の脱脂体、中間脱脂体、第２の脱脂体、焼結体等のワーク９０を搬送するコンベア１５０が連続して配設されている。すなわち、連続炉１００によれば、各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０内を、それぞれワーク９０を通過させることにより、第１の脱脂工程［Ｂ］、中間工程［Ｃ］、第２の脱脂工程［Ｄ］、および焼結工程［Ｅ］を連続して行うことができる。そして、このコンベア１５０により、入炉口１０１からワーク９０を炉内に入れるとともに、ゾーン１１０、ゾーン１２０、ゾーン１３０およびゾーン１４０を順次通過させて、出炉口１０２からワーク９０を炉外に取り出すことができる。これにより、複数のワーク９０を同時に処理して焼結体を製造することができるので、焼結体の製造効率を高めることができる。また、連続炉１００によれば、焼結体の製造途中で、ワーク９０が大気に曝されることが防止される。このため、特に、金属粉末を含むワーク９０が大気と接触することによって、金属粉末が酸化するのを確実に防止することができる。

各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０には、それぞれ独立して、各ゾーン内のワーク９０を所定の温度に加熱可能なヒーター１６０が設けられている。また、この各ヒーター１６０は、それぞれ、ヒーター１６０の出力を調整可能な出力調整器１６５に接続されている。そして、出力調整器１６５により、各ヒーター１６０の出力を協調制御し、各ゾーンにおいて所定パターンの温度勾配を形成し得るようになっている。

さらに、各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０には、各ゾーン内に所定のガスを供給するノズル１７０が設けられている。この各ノズル１７０は、連続炉１００の長手方向に沿って設けられており、それぞれ、ガス供給源１７５と配管により接続されている。そして、ガス供給源１７５から発生させたそれぞれ異なる種類のガスを、各ノズル１７０を介して各ゾーン内に所定の流量で供給可能になっている。
なお、本実施形態では、ゾーン１１０のアルカリ性ガス濃度が、図７のグラフに示すように、ゾーン１１０内でほぼ一定になっている。

また、ゾーン１１０とゾーン１２０との間隙、および、ゾーン１２０とゾーン１３０との間隙には、それぞれ前記各間隙中のガスを炉外に排出する排気手段１１５、１２５が設けられている。この排気手段１１５、１２５の作動により、ゾーン１１０とゾーン１２０との間、および、ゾーン１２０とゾーン１３０との間で、それぞれのガスが混在するのを防止することができる。すなわち、各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０において、それぞれガスの成分が不本意に変化するのを防止することができる。
なお、図７に示す連続炉１００は、平面視で直線状をなしているが、途中で屈折していてもよい。

以下、図１に示す各工程について順次説明する。
［Ａ］ 成形体形成工程
まず、組成物１０を混練してなる混練物または該混練物より造粒されたペレットを、所定の形状に成形して、図３に示すような成形体２０を得る。
成形体２０の形成は、例えば、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法（プレス成形法）、カレンダ成形法等の各種成形法により行うことができる。例えば、圧縮成形法の場合の成形圧力は、５〜１００ＭＰａ程度であるのが好ましい。
このような各種成形法の中でも、成形体２０は、射出成形法または押出成形法により形成されるのが好ましい。

射出成形法は、混練物またはペレットを用いて、射出成形機により射出成形し、所望の形状、寸法の成形体２０を形成する。この場合、成形型の選択により、複雑で微細な形状の成形体２０をも容易に形成することができる。
射出成形の成形条件としては、用いる粉末１の組成や粒径、結合材２の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、材料温度は、好ましくは８０〜２１０℃程度、射出圧力は、好ましくは２〜１５ＭＰａ（２０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度とされる。

また、押出成形法は、混練物またはペレットを用いて、押出成形機により押出成形し、所望の長さに切断して、成形体２０を形成する。この場合、成形型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の成形体２０を、特に容易かつ安価に形成することができる。
押出成形の成形条件としては、用いる粉末１の組成や粒径、結合材２の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、材料温度は、好ましくは８０〜２１０℃程度、押出圧力は、好ましくは１〜１０ＭＰａ（１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度とされる。
なお、形成される成形体２０の形状寸法は、以後の各脱脂工程、中間工程および焼結工程における成形体２０の収縮分等を見込んで決定される。

［Ｂ］ 第１の脱脂工程
次に、成形体形成工程で得られた成形体２０を、連続炉１００のコンベア１５０に載せ、ゾーン１１０に搬送する。そして、ゾーン１１０を通過させつつ、成形体２０を後述する中間工程における雰囲気より相対的にアルカリ性ガス濃度が高い高アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。これにより、成形体２０中から第１の樹脂３を分解・除去し、図４に示すような第１の脱脂体３０を得る。

前述したように、第１の樹脂３は、アルカリ性ガスと接触することにより、比較的低温で分解され、その分解物がガスとなって、容易かつ速やかに成形体２０中から除去（脱脂）される。一方、第２の樹脂４および添加剤は、本工程では、一部が分解される場合があるものの、ほとんど分解されることなく、成形体２０中に残存する。これにより、得られる第１の脱脂体３０の保形性を維持しつつ、脱脂工程トータルに要する時間を短縮することができる。

また、このとき、第１の樹脂３の分解物が成形体２０の内部から外部へ放出されるが、これに伴い、第１の脱脂体３０中に前記分解物が通過した跡に、図４に示すような極めて小さな流路３１が形成される。この流路３１は、後述する第２の脱脂工程において、第２の樹脂４および添加剤の各分解物が、成形体２０の外部に放出される際の流路となり得るものである。したがって、この流路３１により、後述する第２の脱脂工程における脱脂が促進される。

さらに、この流路３１は、第１の樹脂３がアルカリ性ガスに接触して分解することによって形成されるため、成形体２０の外表面から内部に向かって順次形成されるものである。このため、流路３１は、必然的に外部空間と連通したものとなり、後述する第２の脱脂工程において、第２の樹脂４および添加剤の各分解物を確実に外部に放出し得るものとなる。
これらの各効果に加え、特に成形体２０が金属粉末を含んでいる場合には、アルカリ性ガスが金属粉末を酸化させるおそれがないことから、第１の脱脂体３０の酸素含有率の上昇を防止することができる。

本工程において用いる高アルカリ性ガス含有雰囲気は、前述したように、後述する中間工程において用いる低アルカリ性ガス含有雰囲気よりも、相対的にアルカリ性ガス濃度が高い雰囲気である。
アルカリ性ガスとしては、例えば、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、トリメチルアミン（ＣＨ_３）_３Ｎのようなアミン系ガス等が挙げられる。
また、これらのアルカリ性ガスの中でも、特にアンモニアガスを主成分とするものが好ましい。アンモニアガスは、第１の樹脂３を分解させる作用が特に強いため、本発明に用いるアルカリ性ガスとして好適である。

また、この高アルカリ性ガス含有雰囲気は、アルカリ性ガス以外に、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガス、水素のような還元性ガス、またはこれらの１種または２種以上を含有する混合ガス等のいわゆる非酸化性ガスを含有していてもよい。このうち、高アルカリ性ガス含有雰囲気は、アルカリ性ガス以外に不活性ガスを含有するのが好ましく、窒素を主成分とする不活性ガスを含有するのがより好ましい。不活性ガスは、粉末１を構成する材料との反応性が乏しいため、粉末１が不本意な化学反応等により変質・劣化するのを防止する。また、窒素は、比較的安価であるため、第１の脱脂工程の低コスト化を図ることができる。

また、高アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガス濃度は、２０〜１００ｖｏｌ％程度であるのが好ましく、３０〜１００ｖｏｌ％程度であるのがより好ましく、５０〜１００ｖｏｌ％程度であるのがさらに好ましい。アルカリ性ガス濃度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に第１の樹脂３の分解・除去を行うことができる。なお、アルカリ性ガス濃度が前記上限値を超えても、アルカリ性ガスによる第１の樹脂３の分解の効率のそれ以上の増大は期待できない。

また、このような第１の脱脂工程は、成形体２０の周囲に新たな高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスを供給し、第１の樹脂３の分解物を排出しつつ脱脂を行うのが好ましい。これにより、成形体２０の周囲において、脱脂の進行に伴って成形体２０から放出される分解ガスの濃度が上昇し、アルカリ性ガスによる第１の樹脂３の分解の効率が低下するのを防止することができる。
このとき、供給する高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスの流量は、ゾーン１１０の容積に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜３０ｍ^３／ｈ程度であるのが好ましく、３〜２０ｍ^３／ｈ程度であるのがより好ましい。

また、高アルカリ性ガス含有雰囲気の温度は、第１の樹脂３の組成等に応じて若干異なるが、２０〜１９０℃程度であるのが好ましく、７０〜１７０℃程度であるのがより好ましい。高アルカリ性ガス含有雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、より容易かつ速やかに第１の樹脂３の分解・除去を行うことができる。また、第２の樹脂４の著しい軟化が避けられるため、第１の脱脂体３０の保形性が低下するのを防止することができる。その結果、最終的に得られる焼結体の寸法精度が低下するのをより確実に防止することができる。
なお、特に、第１の樹脂３が脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものである場合、高オゾン含有雰囲気の温度は、５０〜１９０℃程度であるのが好ましく、７０〜１７０℃程度であるのがより好ましい。

また、特に、第１の樹脂３がポリヒドロキシカルボン酸系樹脂を主成分とするものである場合、高オゾン含有雰囲気の温度は、５０〜１８０℃程度であるのが好ましく、７０〜１７０℃程度であるのがより好ましい。
また、第１の脱脂の時間は、第１の樹脂３の含有率や高アルカリ性ガス含有雰囲気の温度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜３０時間程度であるのが好ましく、３〜２０時間程度であるのがより好ましい。これにより、効率よく確実に第１の樹脂３の分解・除去を行うことができる。

［Ｃ］中間工程
次に、第１の脱脂工程で得られた第１の脱脂体３０を、コンベア１５０でゾーン１２０に搬送する。そして、ゾーン１２０を通過させつつ、第１の脱脂体３０を前記高アルカリ性ガス含有雰囲気よりアルカリ性ガス濃度が低い低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。
ここで、第１の脱脂工程を経た第１の脱脂体３０においては、形成された流路３１中に、アルカリ性ガス濃度の高い高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスが残存している。アルカリ性ガスは、その還元作用により、第１の樹脂３の結合を切断して分解するが、アルカリ性ガスとして窒素原子を含むガス（アンモニア等）を用いた場合、第１の脱脂体３０が含む無機材料粉末の組成によっては、無機材料の窒化を招くおそれがある。特に、流路３１に高濃度のアルカリ性ガスが残存した状態で、第１の脱脂体３０を第２の脱脂工程や焼結工程に移行させた場合には、熱が加わることで、かかる無機材料の窒化の進行がより顕著になる。

無機材料が窒化すると、最終的に得られる焼結体の特性（例えば、機械的特性、電気的特性、化学的特性等）を低下させることが懸念され、特に、窒化物の影響に伴って機械的特性が低下するおそれがある。
そこで、本実施形態では、第１の脱脂体３０を低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す中間工程を設けることとした。
この中間工程では、流路３１に残存した高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスが低アルカリ性ガス含有雰囲気ガス（またはアルカリ性ガスを含有しないガス）に置換される。これにより、第１の脱脂体３０中の無機材料とアルカリ性ガスとの接触頻度が減少して、無機材料の窒化が抑制される。その結果、特に各種特性に優れた焼結体が得られる。

ここで、低アルカリ性ガス含有雰囲気のアルカリ性ガス濃度は、高アルカリ性ガス含有雰囲気より低ければよいが、できるだけ低いのが好ましい。
具体的には、低アルカリ性ガス含有雰囲気のアルカリ性ガス濃度は、高アルカリ性ガス含有雰囲気のアルカリ性ガス濃度に応じて異なるが、２０ｖｏｌ％未満であるのが好ましく、１０ｖｏｌ％未満であるのがより好ましい。
また、低アルカリ性ガス含有雰囲気は、実質的にアルカリ性ガスを含有しないのがさらに好ましい。これにより、流路３１からアルカリ性ガスをほぼ排除することができるので、無機材料の窒化をより確実に防止することができる。

なお、低アルカリ性ガス含有雰囲気は、アルカリ性ガス以外に、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガス、水素のような還元性ガス、またはこれらの１種または２種以上を含有する混合ガス等のいわゆる非酸化性ガスを含有していてもよいが、特に非酸化性ガスを主成分とするのが好ましい。これにより、無機材料の窒化を防止するとともに、無機材料、特に金属材料の酸化を防止することができる。
このとき、供給する低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスの流量は、ゾーン１２０の容積に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．５〜３０ｍ^３／ｈ程度であるのが好ましく、１〜２０ｍ^３／ｈ程度であるのがより好ましい。

また、低アルカリ性ガス含有雰囲気の温度は、第１の脱脂工程における高アルカリ性ガス含有雰囲気の温度より低いのが好ましい。これにより、流路３１中に存在する低アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガスの還元作用をより低下させ、第１の脱脂体３０中の無機材料の窒化をさらに確実に抑制することができる。
具体的には、低アルカリ性ガス含有雰囲気の温度は、高アルカリ性ガス含有雰囲気の温度に応じて異なるが、１０〜１８０℃程度であるのが好ましく、３０〜１２０℃程度であるのがより好ましい。これにより、低アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガスの還元作用をより確実に抑制しつつ、第１の脱脂体３０に急激な温度変化が加わるのを防止することができる。

また、第１の脱脂体３０を本工程に供する時間は、できるだけ長い方がよいが、０．１〜５時間程度であるのが好ましく、０．５〜３時間程度であるのがより好ましい。これにより、流路３１に残存した高濃度のアルカリ性ガスを、低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスで必要かつ十分に置換することができる。
以上のようにして、第１の脱脂体３０の流路３１中の高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスを低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスで置換してなる中間脱脂体を得る。
なお、本工程は、必要に応じて行えばよく、省略することもできる。この場合、第１の脱脂工程および後述する第２の脱脂工程を経て、脱脂体を得ることができる。

［Ｄ］ 第２の脱脂工程
次に、中間工程で得られた中間脱脂体を、コンベア１５０でゾーン１３０に搬送する。そして、ゾーン１３０を通過させつつ、中間脱脂体を加熱する。これにより、中間脱脂体中から第２の樹脂４および添加剤（例えば、分散剤５）を分解・除去し、図５に示すような第２の脱脂体４０を得る。

加熱により分解された第２の樹脂４（および添加剤）は、第１の脱脂工程において形成された流路３１を介して、中間脱脂体の外部に放出され、容易かつ速やかに脱脂が行われる。これにより、第２の脱脂体４０の内部に多量の第２の樹脂４や添加剤が残留するのを防止することができる。すなわち、流路３１を介して脱脂が行われるため、第２の樹脂４や添加剤の分解物が中間脱脂体の内部に閉じ込められることが抑制される。このため、得られる第２の脱脂体４０における変形や割れ等の発生を確実に防止するとともに、脱脂の効率が高くなるため、脱脂工程トータルに要する時間を短縮することができる。その結果、寸法精度や機械的強度等の特性に優れる第２の脱脂体４０および焼結体を効率よく得ることができる。
なお、中間脱脂体中の流路３１は、後述する焼結工程において消滅するか、または残存したとしても極めて微小な空孔（ポア）として残存する。このため、得られる焼結体は、密度が特に高いものとなる。また、得られる焼結体には、その美的外観が低い、または、機械的強度が低い等の問題は、ほとんど生じない。

本工程（第２の脱脂工程）を行う雰囲気には、特に限定されないが、水素のような還元性雰囲気、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性雰囲気、減圧雰囲気（真空）等が挙げられる。
特に、本工程を行う雰囲気は、還元性ガスを主成分とするものであるのが好ましい。本工程は比較的高温下で行われるものの、還元性ガスを主成分とする雰囲気下であれば、中間脱脂体中の特に金属材料の酸化を確実に防止することができる。

また、雰囲気の温度は、第１の脱脂工程における雰囲気の温度より高ければよく、また、第２の樹脂４や添加剤の組成に応じて若干異なるが、１９０〜６００℃程度であるのが好ましく、２５０〜５５０℃程度であるのがより好ましい。雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に第２の樹脂４および添加剤の分解・除去を行うことができる。これに対し、雰囲気の温度が前記下限値未満であると、第２の樹脂４および添加剤の分解・除去の効率が低下するおそれがある。また、雰囲気の温度が前記上限値を超えても、第２の樹脂４および添加剤の分解の速度はほとんど向上しないため、効率的でない。

また、第２の脱脂の時間は、第２の樹脂４および添加剤の組成や含有率、雰囲気の温度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、０．５〜１０時間程度であるのが好ましく、１〜５時間程度であるのがより好ましい。これにより、効率よく確実に第２の樹脂４および添加剤の分解・除去（脱脂）を行うことができる。
なお、本工程は、必要に応じて行えばよく、例えば、組成物１０中に第２の樹脂４および添加物を含有しない場合は、省略することもできる。この場合、第１の脱脂工程および中間工程を経て、脱脂体を得ることができる。また、中間工程も省略されている場合には、第１の脱脂工程を経て脱脂体を得ることができる。

［Ｅ］ 焼結工程
次に、第２の脱脂工程で得られた第２の脱脂体４０を、コンベア１５０でゾーン１４０に搬送する。そして、ゾーン１４０を通過させつつ、第２の脱脂体４０を加熱する。
第２の脱脂体４０を加熱すると、内部の粉末１は、接しているもの同士の界面において、相互に拡散が生じ、粒成長して、結晶粒となる。その結果、全体として緻密な、すなわち高密度、低空孔率である図６に示すような焼結体５０が得られる。

焼結工程における焼結温度は、粉末１を構成する材料の組成等により若干異なるが、例えば、９００〜１８００℃程度であるのが好ましく、１０００〜１７００℃程度であるのがより好ましい。焼結温度が前記範囲内の値であることにより、粉末１の拡散、粒成長が最適化され、優れた特性（機械的強度、寸法精度、外観等）を有する焼結体５０を得ることができる。
なお、焼結工程における焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。

焼結時間は、０．５〜７時間程度であるのが好ましく、１〜４時間程度であるのがより好ましい。
また、焼結工程を行う雰囲気は、粉末１を構成する無機材料の組成に応じても適宜選択され、特に限定されないが、水素のような還元性雰囲気、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性雰囲気、これら各雰囲気を減圧した減圧雰囲気、または加圧した加圧雰囲気等が挙げられる。

このうち、焼結工程を行う雰囲気は、還元性雰囲気であるのが好ましい。還元性雰囲気によれば、第２の脱脂体４０中の特に金属材料を酸化させることなく焼結させることができる。また、減圧雰囲気を形成するための排気ポンプ等も不要であることから、焼結工程にかかるランニングコストの低減を図ることもできる。
なお、減圧雰囲気の場合、その圧力は特に限定されないが、３ｋＰａ（２２．５Ｔｏｒｒ）以下であるのが好ましく、２ｋＰａ（１５Ｔｏｒｒ）以下であるのがより好ましい。

一方、加圧雰囲気の場合も、その圧力は特に限定されないが、１１０〜１５００ｋＰａ程度であるのが好ましく、２００〜１０００ｋＰａ程度であるのがより好ましい。
なお、焼結工程を行う雰囲気は、工程の途中で変化してもよい。例えば、最初に３ｋＰａ程度の減圧雰囲気とし、途中で前記のような不活性雰囲気に切り替えることができる。
また、焼結工程は、２段階またはそれ以上に分けて行ってもよい。これにより、粉末１の焼結の効率が向上し、より短い焼結時間で焼結を行うことができる。

また、焼結工程は、前述の第２の脱脂工程と連続して行うのが好ましい。これにより、第２の脱脂工程は、焼結前工程を兼ねることができ、脱脂体４０に予熱を与えて、粉末１をより確実に焼結させることができる。
以上のようにして、優れた特性（寸法精度、機械的特性、外観等）を有する焼結体を、安全、容易かつ安価に製造することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の脱脂体および本発明の焼結体を製造する方法の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる焼結体の製造方法は、使用する連続炉の雰囲気の設定が異なる以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、図８に示す連続炉２００では、ゾーン１１０の内部において、ワーク９０の進行方向に沿ってアルカリ性ガス濃度が連続的に変化している。

図８には、ゾーン１１０内のアルカリ性ガス濃度の分布を示すグラフを示す。このグラフに示すように、ゾーン１１０では、ワーク９０の進行方向前方に向かって、途中からアルカリ性ガス濃度が低くなっている。すなわち、ゾーン１１０内は、入炉口側に設けられ、相対的にアルカリ性ガス濃度が高い高アルカリ性ガス含有雰囲気の領域Ｈと、ゾーン１２０側に設けられ、高アルカリ性ガス含有雰囲気よりアルカリ性ガス濃度が低い低アルカリ性ガス含有雰囲気の領域Ｌとに分けられている。
なお、このようにゾーン１１０内でアルカリ性ガス濃度に勾配を設ける場合、例えば、ゾーン１１０に設けられた複数のノズル１７０のうち、領域Ｈに対応するノズル１７０から供給するガスの種類と流量を、領域Ｌに対応するノズル１７０から供給するガスと異ならせるようにすればよい。

次に、上記のような連続炉２００を用いて行う、本実施形態にかかる焼結体の製造方法について、各工程を順次説明する。
［Ａ］ 成形体形成工程
まず、前記第１実施形態と同様にして、図３に示すような成形体２０を得る。
［Ｂ］ 第１の脱脂工程
次に、成形体形成工程で得られた成形体２０を、連続炉２００のコンベア１５０に載せ、ゾーン１１０に搬送する。そして、ゾーン１１０内の領域Ｈを通過させつつ、成形体２０を高アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。これにより、前記第１実施形態と同様にして、成形体２０中から第１の樹脂３を分解・除去し、図４に示すような第１の脱脂体３０を得る。

［Ｃ１］ 中間工程（１回目）
次に、第１の脱脂工程で得られた第１の脱脂体３０を、コンベア１５０でゾーン１１０内の領域Ｌに搬送する。そして、領域Ｌを通過させつつ、第１の脱脂体３０を低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。これにより、前記第１実施形態と同様にして、第１の脱脂体３０の流路３１中に残存した高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスを低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスで置換する。

［Ｃ２］ 中間工程（２回目）
次に、１回目の中間工程を経た第１の脱脂体３０を、コンベア１５０でゾーン１２０内に搬送する。そして、ゾーン１２０内を通過させつつ、前記第１の脱脂体３０を実質的にアルカリ性ガスを含有しない雰囲気に曝す。これにより、第１の脱脂体３０の流路３１中に残存したアルカリ性ガスをほぼ全て除去してなる中間脱脂体を得る。

［Ｄ］ 第２の脱脂工程
次に、中間工程で得られた中間脱脂体を、コンベア１５０でゾーン１２０内に搬送する。そして、ゾーン１２０内を通過させつつ、中間脱脂体を加熱する。これにより、前記第１実施形態と同様にして、中間脱脂体中から第２の樹脂４および添加剤（例えば、分散剤５）を分解・除去し、図５に示すような第２の脱脂体４０を得る。

［Ｅ］ 焼結工程
次に、第２の脱脂工程で得られた第２の脱脂体４０を、コンベア１５０でゾーン１３０内に搬送する。そして、ゾーン１３０内を通過させつつ、第２の脱脂体４０を加熱する。これにより、前記第１実施形態と同様にして、第２の脱脂体４０を焼結させ、図６に示すような焼結体５０が得られる。

なお、本実施形態では、１つのゾーン１１０内で第１の脱脂工程と中間工程とを連続して行う。これにより、ゾーン１１０内の雰囲気は、高アルカリ性ガス含有雰囲気から低アルカリ性ガス含有雰囲気へと連続的に変化する。この際、成形体２０では、高アルカリ性ガス含有雰囲気に曝された第１の樹脂３が分解して除去されるにつれて、第１の樹脂３で覆われていた無機材料の粉末１が徐々に露出する。そして、この露出に伴って粉末１が徐々にアルカリ性ガスに曝されることとなる。
これに対し、本実施形態では、ゾーン１１０内の雰囲気を、高アルカリ性ガス含有雰囲気から低アルカリ性ガス含有雰囲気へと変化するように設定しているため、露出した粉末１がアルカリ性ガスに曝される頻度が抑制されることとなる。これにより、粉末１を構成する金属材料の酸化を特に抑制することができる。

また、１つのゾーン１１０内で第１の脱脂工程と中間工程とを連続して行うことにより、これらの工程をより短時間で行うことができる。
さらに、中間工程を２回に分けて行うことにより、第１の脱脂体３０の流路３１中に残存したアルカリ性ガスをより確実に除去することができる。
以上のような第２実施形態にかかる焼結体の製造方法においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。

［第３実施形態］
次に、本発明の脱脂体および本発明の焼結体を製造する方法の第３実施形態について説明する。
図９は、第３実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。
以下、第３実施形態について説明するが、前記第１実施形態および前記第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる焼結体の製造方法は、使用する連続炉の構成が異なる以外は、前記第２実施形態と同様である。

図９に示す連続炉３００は、内部に、互いに連通してなる３つのゾーン（空間）１１０、１３０、１４０を備えた炉である。すなわち、図９に示す連続炉３００は、図８に示す連続炉２００の各ゾーン１１０、１２０、１３０、１４０のうち、ゾーン１２０を省略してなる炉である。
これらの各ゾーン１１０、１３０、１４０内には、前記第１実施形態と同様に、コンベア１５０が配設されている。

また、各ゾーン１１０、１３０、１４０内には、それぞれ独立して、図７および図８に示す連続炉と同様に、複数のヒーター１６０と複数のノズル１７０とが設けられている。さらに、各ヒーター１６０は、それぞれ出力調整器１６５に接続され、各ノズル１７０は、それぞれガス供給源１７５に接続されている。
ここで、本実施形態では、ゾーン１１０の内部において、図８のゾーン１１０と同様に、ワーク９０の進行方向に沿ってアルカリ性ガス濃度が変化している。

図９には、ゾーン１１０内のアルカリ性ガス濃度の分布を示すグラフを示す。このグラフに示すように、ゾーン１１０では、図８のゾーン１１０と同様に、ワーク９０の進行方向前方に向かって、途中からアルカリ性ガス濃度が低くなっている。すなわち、ゾーン１１０内は、高アルカリ性ガス含有雰囲気の領域Ｈと、低アルカリ性ガス含有雰囲気の領域Ｌとに分けられている。

次に、上記のような連続炉３００を用いて行う、本実施形態にかかる焼結体の製造方法について、各工程を順次説明する。
［Ａ］ 成形体形成工程
まず、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様にして、図３に示すような成形体２０を得る。
［Ｂ］ 第１の脱脂工程
次に、成形体形成工程で得られた成形体２０を、連続炉３００のコンベア１５０に載せ、ゾーン１１０に搬送する。そして、ゾーン１１０内の領域Ｈを通過させつつ、成形体２０を高アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。これにより、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様にして、成形体２０中から第１の樹脂３を分解・除去し、図４に示すような第１の脱脂体３０を得る。

［Ｃ］ 中間工程
次に、第１の脱脂工程で得られた第１の脱脂体３０を、コンベア１５０でゾーン１１０内の領域Ｌに搬送する。そして、領域Ｌを通過させつつ、第１の脱脂体３０を低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す。これにより、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様にして、第１の脱脂体３０の流路３１中に残存した高アルカリ性ガス含有雰囲気ガスを低アルカリ性ガス含有雰囲気ガスで置換し、中間脱脂体を得る。

［Ｄ］ 第２の脱脂工程
次に、中間工程で得られた中間脱脂体を、コンベア１５０でゾーン１３０内に搬送する。そして、ゾーン１３０内を通過させつつ、中間脱脂体を加熱する。これにより、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様にして、中間脱脂体中から第２の樹脂４および添加剤（例えば、分散剤５）を分解・除去し、図５に示すような第２の脱脂体４０を得る。

［Ｅ］ 焼結工程
次に、第２の脱脂工程で得られた第２の脱脂体４０を、コンベア１５０でゾーン１４０内に搬送する。そして、ゾーン１４０内を通過させつつ、第２の脱脂体４０を加熱する。これにより、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様にして、第２の脱脂体４０を焼結させ、図６に示すような焼結体５０が得られる。

以上のような第３実施形態にかかる焼結体の製造方法においても、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上、本発明の焼結体の製造方法および焼結体の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、焼結体の製造方法では、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．成形体の作製
以下では、各サンプルＮｏ．の成形体をそれぞれ所定数量ずつ作製した。
（サンプルＮｏ．１）
水アトマイズ法により製造されたＳＵＳ３１６Ｌ粉末と、ポリプロピレンカーボネート（重量平均分子量：５万）とを混合し、以下に示す混練条件で、加圧ニーダー（混練機）を用いて混練した。
なお、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末の平均粒径は１０μｍであった。
また、粉末とそれ以外の成分（結合材と添加物）との混合比は、重量比で９３：７とした。

＜混練条件＞
・混練温度：２００℃
・混練時間：０．７５時間
・雰囲気 ：窒素ガス
次に、この混練物を粉砕して、平均粒径３ｍｍのペレットとし、該ペレットを用い、以下に示す成形条件で、射出成形機にて射出成形を繰り返し行い、所定数量のサンプルＮｏ．１の成形体を作製した。
なお、成形体は、１５×１５×１５ｍｍの立方体形状とした。また、この成形体は、その対向する２面の中央部に内径５ｍｍの貫通孔を有している。
＜成形条件＞
・材料温度：２１０℃
・射出圧力：１０．８ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）

（サンプルＮｏ．２〜１２）
粉末以外の成分の混合比および結合材の組成を、表１に示すように変更した以外は、前記サンプルＮｏ．１と同様にして、サンプルＮｏ．２〜１２の各成形体をそれぞれ作製した。
（サンプルＮｏ．１３〜１４）
無機材料粉末の組成をジルコニアに変更するとともに、結合材の組成を表１に示すように設定した以外は、前記サンプルＮｏ．１と同様にして、サンプルＮｏ．１３〜１４の各成形体をそれぞれ作製した。

（サンプルＮｏ．１５〜１６）
無機材料粉末の組成を窒化ケイ素に変更するとともに、結合材の組成を表１に示すように設定した以外は、前記サンプルＮｏ．１と同様にして、サンプルＮｏ．１５〜１６の各成形体をそれぞれ作製した。
（サンプルＮｏ．１７〜１８）
結合材に第１の樹脂を添加せず、第２の樹脂および添加剤の組成を表１に示すように設定した以外は、前記サンプルＮｏ．１と同様にして、サンプルＮｏ．１７〜１８の各成形体をそれぞれ作製した。

２．焼結体の製造
（実施例１）
次に、サンプルＮｏ．１の成形体に対し、図７に示すような連続炉を用いて、以下に示す条件で第１の脱脂工程を行い、脱脂体を得た。
＜第１の脱脂工程の条件＞
・温度 ：１５０℃
・時間 ：６時間
・雰囲気 ：アンモニアガス（アルカリ性ガス）含有窒素ガス（アンモニアガス濃度：７５ｖｏｌ％）
次いで、得られた脱脂体を、連続炉を用いて、以下に示す条件で焼結工程を行い、焼結体を得た。
＜焼結工程の条件＞
・温度 ：１３５０℃
・時間 ：３時間
・雰囲気 ：水素ガス（大気圧）

（実施例２〜１６）
用いる成形体のサンプルＮｏ．と、第１の脱脂工程の条件と、焼成工程の条件とを、表２に示すように設定するとともに、第１の脱脂工程と焼結工程との間に、以下に示す条件で中間工程を行った以外は、それぞれ、前記実施例１と同様にして焼結体を得た。
＜中間工程の条件＞
・温度 ：１００℃（実施例１１では３０℃）
・時間 ：１時間
・雰囲気 ：窒素ガス（実施例９、１０では、アンモニアガス含有窒素ガス）

（実施例１７〜２７）
用いる成形体のサンプルＮｏ．と焼成工程の条件とを、表２に示すように設定するとともに、中間工程と焼結工程との間に、以下に示す条件で第２の脱脂工程を行った以外は、それぞれ、前記実施例５と同様にして焼結体を得た。
＜第２の脱脂工程の条件＞
・温度 ：５００℃
・時間 ：１時間（実施例２２、２３では２時間）
・雰囲気 ：水素ガス

（実施例２８）
中間工程を省略した以外は、前記実施例１７と同様にして焼結体を得た。
（実施例２９）
図８に示すような連続炉を用い、この連続炉の第１の脱脂工程を行うゾーン中のアンモニアガス含有窒素ガスを、アンモニアガス濃度が７５ｖｏｌ％から５ｖｏｌ％に連続的に減少するよう設定した以外は、前記実施例１７と同様にして、焼結体を得た。

（実施例３０）
図９に示すような連続炉を用い、この連続炉の第１の脱脂工程および中間工程を行うゾーン中のアンモニアガス含有窒素ガスを、アンモニアガス濃度が７５ｖｏｌ％から０ｖｏｌ％に連続的に減少するよう設定し、このゾーン中を成形体を通過させることにより、第１の脱脂工程と中間工程とを連続して行うようにした以外は、前記実施例１７と同様にして、焼結体を得た。

（比較例１）
アンモニアガス濃度を０ｖｏｌ％に変更するとともに、第１の脱脂工程の時間を２０時間に変更した以外は、前記実施例１と同様にして、焼結体を得た。
（比較例２）
アンモニアガス濃度を０ｖｏｌ％に変更するとともに、第１の脱脂工程の時間を８０時間に変更した以外は、前記実施例１と同様にして、焼結体を得た。

（比較例３〜４）
第１の脱脂工程と焼結工程との間に、以下に示す条件で中間工程を行った以外は、それぞれ、前記比較例１〜２と同様にして、焼結体を得た。
＜中間工程の条件＞
・温度 ：１００℃
・時間 ：１時間
・雰囲気 ：窒素ガス

（比較例５）
第１の脱脂工程における雰囲気を、オゾン濃度１０００ｐｐｍのオゾン含有窒素ガスに変更した以外は、前記実施例１と同様にして、焼結体を得た。
（比較例６〜７）
用いる成形体のサンプルＮｏ．および第２の脱脂工程の条件を、それぞれ表２に示すように変更した以外は、前記実施例１７と同様にして、焼結体を得た。

３．評価
３−１．重量減少率の評価
実施例１〜３０および比較例１〜７について、第１の脱脂工程後における重量減少率をそれぞれ測定した。
また、実施例１７〜３０および比較例６〜７については、第２の脱脂工程後における重量減少率もそれぞれ測定した。

これらの重量減少率の測定は、各ワークの重量を、各工程の前後で電子天秤を用いて測定し、減少した重量の割合を算出する方法で行った。
そして、各実施例および各比較例に算出した脱脂工程トータルにおける重量減少率と、この重量減少率から算出される、無機材料粉末以外の成分（結合材および添加剤）の除去率と、脱脂工程トータルに要した時間とを表２に示す。

表２から明らかなように、各実施例の脱脂工程（第１の脱脂工程および第２の脱脂工程）では、９５％以上の結合材および添加剤が除去された。このことは、脱脂が確実に行われていることを示している。
また、各実施例の脱脂工程では、結合材の組成や、第１の脱脂工程の雰囲気中のアンモニアガス濃度、雰囲気の温度等によって若干異なるが、短時間であっても十分な脱脂がなされており、脱脂工程トータルに要する時間を短縮することができたと言える。これは、第１の脱脂工程において、第１の樹脂が速やかに分解・除去され、これにより、第２の樹脂の分解・除去も速やかに行われたためである。
さらに、結合材中の第１の樹脂の比率が高い成形体では、結合材の分解効率が高いため、処理時間の大幅な短縮がなされていた。

一方、各比較例のうち、比較例１〜４では、長時間の脱脂を行っても半分以上の結合材が残留し、脱脂が不十分であった。これは、第１の脱脂工程の雰囲気中にアンモニアガスが含まれていないため、第１の樹脂の分解・除去が進まず、多量に残留したためである。
また、比較例５では、オゾンの作用により、第１の樹脂の分解が進んだが、その効果は十分ではなかった。
また、比較例６、７で用いた成形体は、第１の樹脂を含有していないため、第１の脱脂工程において、１５０℃という低温下で結合材が十分に分解せず、これにより、第２の脱脂工程を長時間行っても十分な脱脂がなされなかった。

３−２．焼結体の密度の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ密度を測定した。なお、密度の測定は、アルキメデス法（ＪＩＳ Ｚ ２５０５に規定）により、１００個のサンプルについて行い、その平均値を測定値とした。
次いで、各測定値から焼結体の相対密度を算出した。なお、この相対密度は、ＳＵＳ３１６Ｌの密度の相対基準を７．９８ｇ／ｃｍ^３（理論密度）、ジルコニアの密度の相対基準を６．０７ｇ／ｃｍ^３（理論密度）、窒化ケイ素の密度の相対基準を３．３０ｇ／ｃｍ^３（理論密度）とし、これらの相対基準に基づいて算出した。

３−３．焼結体の寸法の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ幅方向の寸法を測定し、その寸法のバラツキを評価した。寸法の測定は、マイクロメータにより、１００個のサンプルについて行い、そのバラツキを算出した。
次いで、各焼結体について、それぞれ中心穴の真円度を測定した。真円度の測定では、三次元測定器を用いて行い、平均値を求めた。
なお、比較例１、３の各焼結体は、ほぼ全数に割れが発生していたため、密度・寸法の測定を省略した。

３−４．焼結体の引張強度の評価
まず、各実施例および各比較例と同様にして、ＩＳＯ ２７４０の規定の試験片となる焼結体を作製した。
次いで、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に規定の試験方法にしたがって、試験片の引張強度を測定した。

そして、得られた測定結果を、以下の基準にしたがって相対的に評価した。
◎：引張強度が非常に大きい
○：引張強度がやや大きい
△：引張強度がやや小さい
×：引張強度が非常に小さい

３−５．焼結体の美的外観の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ美的外観を評価した。なお、評価は、以下の基準にしたがって行った。
◎：キズ、割れ（マイクロクラック含む）のあるものが全くない
○：キズ、割れ（マイクロクラック含む）のあるものが若干ある
△：キズ、割れ（マイクロクラック含む）のあるものが多数ある
×：ほぼ全数に割れがある
以上、３−２〜３−５の各評価結果を表３に示す。

表３から明らかなように、各実施例で得られた焼結体は、その相対密度がいずれも９６％以上であり、高密度の緻密体となっていた。また、各実施例で得られた焼結体は、いずれもその寸法精度も比較的良好であった。
また、各実施例で得られた焼結体は、いずれもその機械的特性（引張強度）も優れていた。特に、中間工程を経て作製された焼結体は、その傾向が顕著であった。
さらに、各実施例で得られた焼結体は、いずれも美的外観に優れていた。

これに対し、各比較例で得られた焼結体には、その相対密度が９５％未満と低いものがあった。これは、前述したような理由で脱脂が十分ではなかったためであると推察される。また、脱脂が不十分なため、除去し切れなかった結合材や添加剤が、焼結工程において急速に分解し、脱脂体から放出された際に、脱脂体（焼結体）の形状が損なわれたり、割れが生じたりする。このため、各比較例で得られた焼結体には、寸法精度が著しく低いものや、機械的特性および美的外観に劣るものが認められた。

本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第１実施形態を示す工程図である。 本発明の成形体形成用組成物の第１実施形態を模式的に示す図である。 本発明の成形体形成用組成物を成形してなる成形体を模式的に示す縦断面図である。 本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第１実施形態で得られた第１の脱脂体を模式的に示す縦断面図である。 本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第１実施形態で得られた第２の脱脂体を模式的に示す縦断面図である。 本発明の焼結体を模式的に示す縦断面図である。 本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第１実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。 本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第２実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。 本発明の成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の第３実施形態で用いる連続炉を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１……粉末 ２……結合材 ３……第１の樹脂 ４……第２の樹脂 ５……分散剤（添加剤） １０……組成物 ２０……成形体 ３０……第１の脱脂体 ３１……流路 ４０……第２の脱脂体 ５０……焼結体 ９０……ワーク １００、２００、３００……連続炉 １０１……入炉口 １０２……出炉口 １１０、１２０、１３０、１４０……ゾーン １１５、１２５……排気手段 １５０……コンベア １６０……ヒーター １６５……出力調整器 １７０……ノズル １７５……ガス供給源 Ａ〜Ｅ……工程 Ｈ、Ｌ……領域

Claims (23)

1. 主として無機材料で構成された粉末と、アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂を含有する結合材とを含む成形体形成用組成物であって、
   当該成形体形成用組成物を成形してなる成形体を、アルカリ性ガス含有雰囲気に曝すことにより、前記樹脂を分解・除去して脱脂体を得るのに用いられることを特徴とする成形体形成用組成物。
2. 前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂は、前記アルカリ性ガス含有雰囲気中において、２０〜１９０℃の温度で分解するものである請求項１に記載の成形体形成用組成物。
3. 前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂は、脂肪族ポリエステル系樹脂を主成分とするものである請求項１または２に記載の成形体形成用組成物。
4. 前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂およびポリヒドロキシカルボン酸系樹脂のうちの少なくとも一方を含むものである請求項３に記載の成形体形成用組成物。
5. 前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数が２〜１１のものである請求項４に記載の成形体形成用組成物。
6. 前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、炭酸エステル基以外の部分において、不飽和結合を有しないものである請求項４または５に記載の成形体形成用組成物。
7. 前記ポリヒドロキシカルボン酸系樹脂は、ポリ乳酸系樹脂およびポリグリコール酸系樹脂のうちの少なくとも一方を含むものである請求項４ないし６のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
8. 前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、その重量平均分子量が１〜３０万のものである請求項３ないし７のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
9. 前記結合材中の前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上である請求項１ないし８のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
10. 当該成形体形成用組成物中の前記結合材の含有率は、２〜４０ｗｔ％である請求項１ないし９のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
11. 前記結合材は、さらに、前記アルカリ性ガスの作用により分解可能な樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
12. 前記第２の樹脂は、１８０〜６００℃の温度で分解するものである請求項１１に記載の成形体形成用組成物。
13. 前記第２の樹脂は、ポリスチレンおよびポリオレフィンのうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項１１または１２に記載の成形体形成用組成物。
14. 前記アルカリ性ガス含有雰囲気中のアルカリ性ガス濃度は、２０〜１００ｖｏｌ％である請求項１ないし１３のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
15. 前記成形体を、前記アルカリ性ガス含有雰囲気に曝した後、少なくとも１回、前記アルカリ性ガス含有雰囲気よりもアルカリ性ガス濃度の低い低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝し、脱脂体を得るのに用いられる請求項１ないし１４のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
16. 前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に前記成形体を曝す工程において、最終段階で用いられる前記低アルカリ性ガス含有雰囲気は、実質的にアルカリ性ガスを含有しない請求項１５に記載の成形体形成用組成物。
17. 前記低アルカリ性ガス含有雰囲気の温度は、前記アルカリ性ガス含有雰囲気の温度より低い請求項１５または１６に記載の成形体形成用組成物。
18. 前記低アルカリ性ガス含有雰囲気は、アルカリ性ガス以外に、非酸化性ガスを主成分とするものである請求項１５ないし１７のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
19. 連続炉内において、前記成形体を前記アルカリ性ガス含有雰囲気および前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝す請求項１５ないし１８のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
20. 前記連続炉は、内部のアルカリ性ガス濃度が、前記成形体の進行方向の途中で低下するように設定された空間を有しており、
    該空間中を前記成形体を通過させることにより、前記成形体を前記アルカリ性ガス含有雰囲気と前記低アルカリ性ガス含有雰囲気とに順次曝す請求項１９に記載の成形体形成用組成物。
21. 請求項１ないし２０のいずれかに記載の成形体形成用組成物を成形して成形体を得た後、該成形体を前記低アルカリ性ガス含有雰囲気に曝して脱脂処理を施してなることを特徴とする脱脂体。
22. 前記成形は、射出成形法または押出成形法により行われる請求項２１に記載の脱脂体。
23. 請求項２１または２２に記載の脱脂体を焼結してなることを特徴とする焼結体。

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