JPH01130904A - セラミック製収納容器の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも一方が開放され、少なくとも一つ
の側面が載置面と略直交するセラミック製の収納容器を
製造する方法及び装置に関するものである。

（従来の技術） セラミック製の収納容器としては、その優れた耐熱性、
軽量性等の長所を利用するものとして種々なものが形成
され、種々なところで使用されている。この種のセラミ
ック製の収納容器は、例えば、コンデンサー、センサー
、ＩＣ基板等の電子機能部品を焼成して形成する場合の
治具として使用されており、具体的には、これらの電子
機能部品の焼成時に材料等を収納支持する棚板や鉢等と
して形成され使用されている。

このようなセラミック材料によって形成された従来の棚
板や鉢としては、一般には、第３図に示すような断面形
状のものである。すなわち、従来の棚板や鉢は、その側
面が底面に対して所定角度量いた状態で形成されており
、その少なくとも一方が開放されたものである。従来の
この種の棚板や鉢か、その側面を底面に対して所定角度
量いた状態で形成する必要があるのは、セラミック材料
を型により加圧成形した後にこの型を抜く場合、型抜き
の抜は勾配が必要だからである。換言すれば、生成形体
の型抜きを容易に行なうために、第３図に示したように
、この種の収納容器の側面が底面に対して所定角度θだ
け開いた状態のものとする必要があるのである。

ところか、セラミック製収納容器は、その側面が底面に
対して所定角度θだけ開いた形状のものであると、この
形状の生成形体の焼成及びこの容器内にコンデンサー、
センサー、ＩＣ基板等の電子ｍｓ部品を入れて焼成する
場合に、次のような難点が発生する。

つまり、生成形体の状態のセラミック製収納容器は、そ
の焼成を行うときには、炉における熱効率を考慮すると
、これらを積み上げて搬送することがよいものである。

ところが、生成形体を第３図に示したように積み上げて
炉内を搬送しながら焼成すると、焼成後の収納容器の側
面部に変形が生じたり、底面部に亀裂が生じたりするこ
とがある。また、側面が底面に対して所定角度量いた状
態の収納容器内に電子機能部品を入れて焼成する場合に
、互いに隣接する収納容器間にデッドスペースが生しる
ことになる。一般に、電子機能部品を入れて焼成する炉
は、それ程大きなスペースを有するものではないから、
このようなデッドスペースが炉内にできることは電子機
能部品の焼成効率を悪くするのである。

これらを解消するためには、セラミック製収納容器を５
ｆＪｚ図に示すような形状のもの、すなわち少なくとも
一つの側面が載置面と略直交するものとして形成すると
よいのであるが、このような形状にした場合には、上記
型抜きの門閥が発生するのである。

そこて、本発明者等は、この種のセラミック製収納容器
を製造する上での上記実状に鑑み、これを如何に解決す
べきかを鋭意研究してきた結果、製造方法を工夫するこ
とにより側面が底面と略直交するセラミック製収納容器
を製造することができることを新規に知見し、本発明を
完成したのである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は以上のような経緯に基づいてなされたもので、
その解決しようとする問題点は、少なくとも一つの側面
が載置面と略直交するセラミック製収納容器の製造上の
困難性である。

そして、本発明の目的とするところは、少なくとも一つ
の側面が蔵置面と略直交するセラミック性収納容器を簡
単かつ確実に製造することのできる製造方法及び製造装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段及び作用）以上の問題点
を解決するために本発明が採った手段の内の製造方法は
、実施例に対応する第４図及び第５図を参照して説明す
ると、 「少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側面（
１１）が蔵置面（１２）と略直交するセラミック製の収
納容器（１０）を、次の各工程により製造する方法。

（イ）成形面の内外両側に連通ずる孔（２３）を有する
少なくとも一つの主型（２１）と、その他の型（２２）
の成形面側に、微細な通孔な有する濾過層（２４）を配
置する工程； （ロ）セラミック材料を主型（２１）及び他の型（２２
）とにより加圧成形する工程： （ハ）主型（２１）及び他の型（２２）によるセラミッ
ク材料の加圧成形完了後、主型（２１）の孔（２３）か
ら気体を導入しながら主型（２Ｉ）を後退させる工程： （ニ）その後、他の型（２２）の後退等を行なって、濾
過層（２４）が貼付されたままの状態の生成形体（１３
）を取り出す工程： （ホ）この生成形体（１３）を焼成することによりセラ
ミック製収納容器（１０）を形成する工程。」 である。

すなわち、この製造方法は、第１図、第２図及び第５図
に示すような、少なくとも一方が開放され、少なくとも
一つの側面（１１）が、底部（１２ａ）が載置されるべ
き載置面（１２）と略直交するセラミック製の収納容器
（１０）を製造するものであるが、まず（イ）主型（２
Ｉ）の成形面側に微細な通孔を有する濾過層（２４）を
配置する必要がある。その理由は、この主型（２１）の
成形面側に、この通孔を有する濾過層（２４）を配置す
るによって、主型（２１）等によるセラミック材料の加
圧成形時にはこれを外部に通過させず、しかもこのセラ
ミック材料を乾燥させる場合には、セラミック材料中の
溶剤等の蒸気等の気体を濾過層（２４）の外部に通過さ
せるようにするためである。このため、この濾過層（２
４）の各通孔はセラミック材料は通さないが、気体は通
すように、２０ＩＬｍ程度のものであることが好ましい
。

この場合に使用される主型（２１）としては、第４図に
示すようなものであり、その成形面の内外両側に連通ず
る孔（２３）を有するものである。この主型（２１）は
、他の型（２２）とともにセラミック材料の成形空間を
形成するものであるが、この成形空間を形成するものと
してはその分割された型の全てがこの主型（２１）によ
って構成されていてもよいが、分割型の内の一番最初に
後退される少なくとも一つがこの主型（２１）によって
構成されていてもよい。つまり、この方法及び後述の製
造装置（２０）にあっては、生成形体（１３）を脱型す
る際に成形空間が完全な密閉空間とならないようにでき
れば十分なものであり、そのためにはこの主型（２１）
及びこれに付随される濾過層（２４）は必要箇所の少な
くとも一個所にのみ採用して実施してもよいものである
。

また、濾過層（２４）としては種々なものを採用するこ
とができるが、この濾過層（２４）はセラミック材料は
通過させず、このセラミック材料中の溶剤等の蒸気及び
空気等の気体を通過させることができるものである必要
があり、この濾過層（２４）としては、２０１Ｌｍ以下
の通孔を有する和紙、布あるいはガラスクロス、または
多孔性の樹脂被膜等の無機材料あるいは有機材料によっ
て形成したシート状物を採用することが好ましい。この
濾過層（２４）の形状は、主型（２１）の成形面と同じ
形状のものとするとよいものである。この濾過層（２４
）を、以−トのような作用を呈するような通孔な有する
ものとするために、上記の無機あるいは有機材料中に樹
脂を含浸させて実施してもよい。

次に、（ロ）主型（２１）を他の型（２２）とともに移
動させて、これら型（２１）（２２）間に供給された収
納容器（１０）となるセラミック材料を加圧成形して、
所定の生成形体（１３）を形成するのである。

上記の濾過層（２４）内あるいはセラミック材料中には
余剰の空気等の気体が存在しているが、この（ロ）の工
程においては、この空気等は主型（２１）の合孔（２３
）を通して外部に排出されるのである。

この場合、この気体の排出を良好に行なうため、気体を
主型（２１）の外部から後述の吸引装置（２５）等によ
って吸引するように実施してもよいのであるが、単に各
主型（２１）の孔（２３）から自然に排出するように実
施してもよいものである。

以上のように、主型（２１）及び他の型（２２）による
セラミック材料の加圧成形完了後、（ハ）主型（２１）
の孔（２３）から気体を導入しながら主型（２１）を後
退させる必要がある。この主型（２１）を後退させる場
合に主型（２１）の孔（２３）から気体を導入する必要
があるのは、そのようにしないと主型（２１）及び他の
型（２２）によって形成されている成形空間が言わば密
閉状態となっており、そのまま主型（２１）を後退させ
ることは非常に困難であるたけでなく、無理に主型（２
１）を後退させれば折角形成した生成形体（１３）が変
形してしまうからである。すなわち、主型（２１）と濾
過層（２４）間、あるいは濾過層（２４）内に空気等の
気体を導入して、濾過層（２４）が主型（２１）から容
易に離れるようにするためである。なお、この気体の導
入方法としては、主型（２１）の孔（２３）を外部に単
に開放しておいて自然状態て行なうことも可能ではある
が、生成形体（１３）を機械的に効率良く形成するため
には、例えば後述の気体供給装Ｍ　（２６）等によって
強制的に行なうことがよいものである。

（ニ）その後、他の型（２２）の後退等を行なって濾過
層（２４）が貼付されたままの状態の生成形体（１３）
を取り出すのである。このように、濾過層（２４）を積
極的に貼付した状態で生成形体（１３）を取り出すのは
、濾過層（２４）の生成形体（１３）からの剥離が困難
であるということもあるが、むしろこの濾過層（２４）
によって軟質状態にある生成形体（１３）を保護するた
めである。

そして、（ホ）この、生成形体（１３）を従来の方法に
よって焼成することにより、セラミック製収納容器（１
０）として形成するのである。この生成形体（１３）の
乾燥から焼成までには次の３通りの方法が考えられる。

まず、■生成形体（１３）を濾過層（２４）とともに乾
燥した後、この濾過層（２４）を剥離して、乾燥された
生成形体（１３）のみを焼成する方法がそれである。ま
た、■生成形体（１３）に貼付されている濾過層（２４
）を剥離してから、生成形体（１３）のみを乾燥させ、
これを焼成する方法がある。さらに、■濾過層（２４）
が生成形体（１３）を焼成する際に気化若しくは燃焼し
て消失するものであれば、濾過層（２４）が貼付された
状態の生成形体（１３）をそのままの状態で乾燥してか
ら、両者を焼成炉に入れて１成する方法である。

これらの内で■の方法がより優れている。その理由は、
各型から取り出され生成形体（１３）をその表面に貼付
されている濾過層（２４）とともに乾燥すると、一般に
乾燥によって生成形体（１３）は収縮するが濾過層（２
４）は収縮しないので、乾燥が完了すれば濾過層（２４
）は生成形体（１３）から簡単に剥離できるようになる
からである。このことを利用した上記■の方法は、生成
形体（１３）をこれに貼付された濾過層（２４）ととも
にそのまま乾燥すればよいから、簡単で優れているので
ある。

このように乾燥された生成形体（１３）を焼成すれば、
セラミック製収納容器（１０）が完成するのであるが、
このセラミック製収納容器（１０）は少なくとも一方が
開放され、少なくとも一つの側面（１１）が底部（１２
ａ）が載置されるべき台等の載置面（１２）と略直交す
るものとすることが十分可衡であるから、変形や亀裂の
発生等は生じないものである。

従って、本発明に係る製造方法によれば、設計通りの完
全な形状のセラミック製収納容器（１０）を形成するこ
とができるのであり、またたとえば第５図に示すような
底の深い形状のセラミック製収納容器（１０）は勿論、
第６図に示すような底部（１２ａ）の下面が湾曲した形
状のセラミック製収納容器（１０）も、第７図に示すよ
うな−っの側面（１１）の内側に傾斜面を有するセラミ
ック製収納容器（１０）をも容易に形成できることにな
るのである。

そして、以上のような製造方法を適用した本発明に係る
製造装置（２０）は、図面に示した具体例に従って説明
すると、 「少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側面（
１１）が載置面（１２）と略直交するセラミック製の収
納容器（１０）を製造する装置であって、収納容器（１
０）に対応する成形空間を、成形面の内外両側に連通ず
る孔（２３）を有する少なくとも一つの主型（２１）と
、この主型（２１）の成形面側に配置されて通孔を有す
る濾過層（２４）と、その他の型（２２）とにより構成
し得るようにするとともに、 主型（２１）の外側に孔（２３）から成形空間側に気体
を供給する気体供給装置（２６）を設けて、主型（２１
）の後退詩には気体供給装置（２６）を作動させるよう
にしたことを特徴とするセラミック製収納容器（１０）
の製造装置（２０）。」である。

この製造装置（２０）を、第４図及び第５図に示した具
体例に従って、以下に詳細に説明する。

すなわち、本発明に係る製造装置（２０）にあっては、
その主型（２１）が成形面の内外両側に連通ずる孔（２
３）を有するとともに、この主型（２１）の成形面側に
セラミック材料は通さないが気体は通す微細な通孔を有
する濾過層（２４）を配置したものである必要がある。

勿論、本発明に係る製造装置（２０）にあっては、これ
を構成する分割型の全てを主型（２１）によって構成し
てもよいが、必要な箇所、すなわち少なくとも一個の分
割型をこの主型（２１）によって構成すれば十分である
。また、主型（２１）が孔（２３）を有する必要がある
のは、この孔（２３）から成形空間内の余剰の気体を排
出できるものとする必要があるからであり、またこの孔
（２３）を通して主型（２１）の外部から気体を成形空
間内に導入する必要があるからである。第４図に示した
実施例にあっては、主型（２１）内にその成形面にて開
口する多数の孔（２３）を形成しておき、これら番孔（
２３）を主型（２１）の背面部にてまとめて最終的に一
個の孔として外部に開口するようにしである。

また、この主型（２１）の成形面側に濾過層（２４）を
配置する必要があるのは、この濾過層（２４）を配置に
よりセラミック材料を外部に通さないようにするととも
に余剰の空気等を外部に排出するようにする必要がある
からであり、また外部から圧縮空間内にこの濾過層（２
４）を通して気体を導入する必要があるからである。さ
らに、この主型（２１）の成形面側に濾過層（２４）を
配置する必要かあるのは、主型（２１）を脱型する際に
、生成形体（１３）側にこの濾過層（２４）を貼付させ
ることにより、この脱型を容易にするためである。

なお、図面に示した具体例にあっては、これらの主型（
２１）及び濾過層（２４）としては、これらを−対のも
のとして１組配置した例を示したが、これらの対を複数
組設けるようにして実施してもよいことは勿論である。

また、本発明に係る製造装置（２０）にあっては、その
主型（２Ｊ）の外側に、第４図に示したように、孔（２
３）を通してセラミック材料中の余剰の溶剤等を吸引す
る吸引装置（２５）と、孔（２３）から成形空間側に気
体を供給する気体供給装置（２６）とが設けである。こ
れらの吸引装置（２５）及び気体供給装置（２５）は、
セラミック材料の成形時には吸引装置（２５）を作動さ
せ、主型（２１）の後退時には気体供給装置（２６）を
積極的に作動させるようにして、セラミック材料中の余
剰の空気等の排出及び成形空間内の気密状態を積極的に
解除するための気体の導入を行なうものである。なお、
空気の外部への排出は、自然状態、すなわち単に開口し
た主型（２１）の番孔（２３）からそのまま排出するよ
うにしてもよく、この場合には吸引装置１１（２５）は
当然必要がないものである。

これらの吸引装置（２５）及び気体供給装置（２６）は
、主型（２１）の番孔（２３）に対して別個独立した状
態で設けてもよいが、本具体例にあっては、第４図に示
したように、１個の孔に三方弁を介して共に接続するよ
うにした。

（実施例） 次に、本発明によって収納容器（１０）を具体的に製造
する工程を、実施例によって説明する。

まず、主型（２１）の成形面側に濾過層（２４）を配置
しておき、セラミック材料を供給てきるようにセットし
た。

そして、アルミナ８０ｇと、酸化珪素２０重稜部の結晶
質ムライト繊！ａ３００　ｇと、シリカゾル（酸化珪素
２０重量部）１５０ｇと、塩基性塩化アルミニウム水溶
液（アルミナ２３．４％）２２５ｇと、有機成形助剤（
ワックスエマルジョン）４５０ｇとを１０分間万能ミキ
サにより混練してセラミック材料を形成した。

この混練物を脱気後、成形面側に濾過層（２４）を配置
した主型（２１）とその他の型（２２）とにより構成し
た成形空間内に挿入し、これを２０Ｋｇｆ／ｃｒｎ’の
圧力でプレスした。

その後、各型によるプレスを停止すると同時に気体供給
装置（２６）により、番孔（２３）を通して所定圧の空
気を主型（２１）と濾過層（２４）間に供給した。

そして、他の型（２２）も後退させてこれらの型内から
濾過層（２４）か貼付された状態の生成形体（１３）を
取り出した。

この生成形体（１３）を乾燥した後、表面の各濾過層（
２４）を剥離して、この生成形体（１３）のみを１６０
０℃の温度で約１時間焼成して、目的とする収納容器（
１０）を得た。

（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明に係る収納容器（１０）の製
造方法にあっては、 ［少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側面（
１１）が載置面（１２）と略直交するセラミック製の収
納容器（１０）を１次の各工程により製造する方法。

「（イ）成形面の内外両側に連通ずる孔（２３）を有す
る少なくとも一つの主型（２１）と、その他の型（２２
）の成形面側に通孔を有する濾過層（２４）を配置する
工程： （ロ）セラミック材料を主型（２１）及び他の型（２２
）とにより加圧成形する工程： （ハ）主型（２１）及び他の型（２２）によるセラミッ
ク材料の加圧成形完了後、主型（２１）の孔（２３）か
ら気体を導入しながら主型（２１）を後退させる工程： （ニ）その後、他の型（２２）の後退等を行なって、濾
過層（２４）が貼付されたままの状態の生成形体（１３
）を取り出す王程； （ホ）この生成形体（１３）を焼成することによりセラ
ミック製収納容器（１０）を形成する工程。」 であることにその特徴があり、これにより、少なくとも
一方が開放され、少なくとも一つの側面（１１）が載置
面（１２）と略直交するセラミック製の収納容器（１０
）を、簡単かつ確実に製造することができるのである。

また、以上のような方法を具体的に行なうための本発明
に係る製造装置（２０）が、 ［少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側面（
１１）が載置面（１２）と略直交するセラミック製の収
納容器（１０）を製造する装置であって、収納容器（１
０）に対応する成形空間を、成形面の内外両側に連通ず
る孔（２３）を有する少なくとも一つの主型（２１）と
、この主型（２１）の成形面側に配置されて通孔を有す
る濾過層（２４）と、その他の型（２２）とにより構成
し得るようにするとともに、 主型（２（）の外側に孔（２３）から成形空間側に気体
を供給する気体供給装置（２６）を設けて、主型（２１
）の後退時には気体供給装Ｍ、（２６）を作動させるよ
うにした」 ものであるから、この製造装Ｍ（２０）により、目的と
するセラミック製収納容器（１０）を確実に製造するこ
とができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって製造されたセラミック製収納容
器の一例を示す斜視図、第２図は第１図に示したセラミ
ック製収納容器またはその生成形体を積み上げた状態の
断面図、第３図は従来のセラミック製収納容器の形状を
示す第２図に対応した断面図である。 また、第４図は本発明に係る製造装置の断面図、第５図
〜第７図のそれぞれは本発明によって形成された他のセ
ラミック製収納容器の斜視図あるいは断面図である。 符　　　号　　　の　　　説　　　明 １０−・・セラミック製収納容器、１１−・側面、１２
・・・底面、１３−・・生成形体、２０・・・製造装置
、２１・・・主型、２２・・・他の型、２３−・・孔、
２４−・・濾過層、２５・・・吸引装置、２６・・・気
体供給装置。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側
   面が載置面と略直交するセラミック製の収納容器を、次
   の各工程により製造する方法。 （イ）成形面の内外両側に連通する孔を有する少なくと
   も一つの主型と、その他の型とにより構成される成形面
   側に、微細な通孔を有する濾過層を配置する工程； （ロ）前記セラミック材料を前記主型及び他の型とによ
   り加圧成形する工程； （ハ）前記主型及び他の型によるセラミック材料の加圧
   成形完了後、前記主型の孔から気体を導入しながら前記
   主型を後退させる工程； （ニ）その後、他の型の後退等を行なって前記濾過層が
   貼付されたままの状態の生成形体を取り出す工程； （ホ）この生成形体を焼成することにより前記セラミッ
   ク製収納容器を形成する工程。 ２）、前記濾過層として、２０μｍ以下の通孔を有する
   和紙、布あるいはガラスクロス、または多孔性の樹脂被
   膜等の無機材料あるいは有機材料からなるシート状物を
   採用することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のセラミック製収納容器の製造方法。 ３）、少なくとも一方が開放され、少なくとも一つの側
   面が載置面と略直交するセラミック製の収納容器を製造
   する装置であって、 前記収納容器に対応する成形空間を、成形面の内外両側
   に連通する孔を有する少なくとも一つの主型と、この主
   型の成形面側に配置されて微細な通孔を有する濾過層と
   、その他の型とにより構成し得るようにするとともに、 前記主型の外側に前記孔から前記成形空間側に気体を供
   給する気体供給装置を設けて、前記主型の後退時にはこ
   の気体供給装置を作動させるようにしたことを特徴とす
   るセラミック製収納容器の製造装置。 ４）、前記濾過層を、２０μｍ以下の通孔を有する和紙
   、布あるいはガラスクロス、または多孔性の樹脂被膜等
   の無機材料あるいは有機材料からなるシート状物によっ
   て形成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載のセラミック製収納容器の製造装置。