KR20190043629A

KR20190043629A - 소성용 세터

Info

Publication number: KR20190043629A
Application number: KR1020197010290A
Authority: KR
Inventors: 게이이치로 와타나베; 히로오미 마츠바
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디; 엔지케이 어드렉 가부시키가이샤
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-04-26
Also published as: TWI719252B; TW201826877A; JP6364570B1; WO2018047784A1; CN109716049A; JPWO2018047784A1

Abstract

소성용 세터는, 세라믹스제이고, 표면층과 중간층과 이면층을 구비하고 있다. 중간층은, 허니컴 구조를 갖고 있고, 표면층 및 이면층보다 저밀도이다. 또한, 표면층은, 평판형이고, 두께가 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하이다. 또한, 표면층은, 개기공률(開氣孔率)이 5% 이상 50% 이하이다.

Description

소성용 세터

본 명세서는 소성용 세터에 관한 기술을 개시한다. 특히, 세라믹스제의 소성용 세터에 관한 기술을 개시한다.

피소성물을 소성할 때, 피소성물을 세라믹스제의 세터 상에 배치하고, 세터를 소성로 내에 배치한다. 세터는, 피소성물과 함께 소성로 내에서 가열된다. 노 내 온도의 변화에 양호하게 추종하기 위해서, 열용량이 작은 세터가 필요해진다. 일본 실용신안 공개 평성 제1-167600호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 칭함)는, 세터를 허니컴 구조로 하여, 세터의 열용량을 작게 하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 1은, 허니컴 구조의 세터를 이용함으로써, 피소성물의 상면(세터와 접촉하지 않는 면)과 하면(세터와 접촉하는 면)의 가열 불균일을 억제하고 있다.

상기한 바와 같이, 세터를 허니컴 구조로 하면, 세터의 밀도가 작아져, 세터의 열용량을 작게 할 수 있다. 그러나, 전형적으로, 밀도가 작아지면, 강도가 저하된다. 그 때문에, 세터를 반복해서 사용함으로써, 세터가 변형되거나, 파손되는 일이 발생할 수 있다. 단순히 세터를 허니컴 구조로 한 것만으로는, 세터의 내구성이 저하된다. 열용량의 저감과 내구성의 향상은 트레이드-오프의 관계에 있다고 할 수 있다. 열용량이 작고 내구성이 높은 세터가 필요해지고 있다. 본 명세서는 열용량을 작게 유지하면서, 내구성이 높은 세터를 실현하는 기술을 제공한다.

본 명세서에서 개시하는 소성용 세터는, 세라믹스제이고, 표면층과 중간층과 이면층을 구비하고 있다. 중간층은, 허니컴 구조를 갖고 있고, 표면층 및 이면층보다 저밀도이다. 또한, 상기 소성용 세터에서는, 표면층은, 평판형이고, 두께가 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하이며 개기공률(開氣孔率)이 5% 이상 50% 이하이다.

먼저, 본 명세서에서 말하는 「표면층」 및 「이면층」에 대해 설명한다. 「표면층」이란, 피소성물이 배치되는 면을 포함하고, 중간층에 인접하며, 중간층보다 고밀도로 형성되어 있는 층형 부분을 말한다. 「이면층」이란, 중간층에 대해 표면층과는 반대측에서 중간층에 인접하고, 중간층보다 고밀도로 형성되어 있는 층형 부분을 말한다. 한편, 소성용 세터의 표리면을 피소성물의 배치면으로서 이용하는 경우, 「표면층」, 「이면층」이라고 하는 표현은, 소성 시의 상대적 위치를 나타내는 것에 불과하다. 이 경우, 「표면층」과 「이면층」의 양방이, 상기 「표면층」과 동일한 구조적 특징을 갖는다.

상기 소성용 세터에서는, 중간층이, 표면층 및 이면층보다 저밀도이다. 환언하면, 표면층 및 이면층은, 중간층보다 고밀도이다. 저밀도의 중간층을 형성함으로써, 소성용 세터 전체의 열용량은 저하된다. 고밀도의 표면층 및 이면층을 형성함으로써, 소성용 세터 전체의 강도를 유지할 수 있다.

또한, 표면층의 두께를 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하로 조정함으로써, 표면층의 강도가 확보되어, 피소성물의 중량을 지지하는 것이 가능해진다. 또한, 표면층의 강도를 확보함으로써, 피소성물을 적재하거나 취출하거나 할 때의 충격에 의한 표면층의 균열이나 이지러짐을 억제할 수 있고, 소성 공정에 있어서 세터가 변형하는 것이 억제된다. 그 결과, 피소성물이 세터 표면에 확실히 유지된다. 예컨대, 비교적 작은 사이즈의 피소성물을 소성하는 경우, 표면층의 균열이나 이지러짐이 억제됨으로써, 피소성물이 유실되는 것이 방지된다. 또한, 비교적 큰 사이즈의 피소성물을 소성하는 경우, 세터의 변형이 억제됨으로써, 피소성물이 변형하는 것이 방지된다. 또한, 표면층을 상기 두께로 조정함으로써, 표면층의 열용량이 과대해지는 것이 억제되고, 승강온(昇降溫) 시의 세터와 피소성물의 온도차를 작게 할 수 있다.

한편, 일반적으로, 표면층의 밀도를 높게 하면, 표면층의 기공률이 저하된다. 표면층의 기공(특히 개기공률)이 감소하면, 피소성물과 표면층의 접촉 부분에 있어서 피소성물로부터 발생하는 가스가 빠져나오기 어려워지거나, 노 내 분위기 가스가 표면층에 침투하기 어려워져 피소성물과 세터의 온도차가 커지거나 한다. 상기 소성용 세터에서는, 표면층의 개기공률을 5% 이상으로 함으로써, 피소성물로부터 발생하는 가스가 빠져나가기 어려워지는 것을 방지하고, 노 내 분위기 가스가 표면층에 침투하기 쉬워짐으로써 노 내 온도와 세터의 온도차를 작게 할 수 있다. 또한, 개기공률을 50% 이하로 함으로써, 표면층의 강도가 저하되는 것도 방지할 수 있다. 한편, 「개기공률」이란, 다공질체가 갖는 기공 중, 다공질체의 외부 공간으로 통하고 있는 기공(개공)을 다공질체의 체적으로 나눈 것이다.

도 1은 제1 실시예의 소성용 세터의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면의 부분 확대도를 도시한다.
도 3은 제1 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 4는 제1 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 5는 제1 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 6은 제1 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 7은 제1 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 8은 제2 실시예의 소성용 세터의 사시도를 도시한다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따른 단면의 부분 확대도를 도시한다.
도 10은 제2 실시예의 소성용 세터의 제조 공정을 설명하는 도면을 도시한다.
도 11은 제2 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 12는 제2 실시예의 소성용 세터의 변형예를 도시한다.
도 13은 제3 실시예의 소성용 세터의 사시도를 도시한다.
도 14는 제4 실시예의 소성용 세터의 사시도를 도시한다.
도 15는 제5 실시예의 소성용 세터의 단면의 부분 확대도를 도시한다.
도 16은 제5 실시예의 소성용 세터의 부분 평면도를 도시한다.
도 17은 코팅층의 두께와 각 특성의 관계를 도시한다.

이하, 본 명세서에서 개시되는 기술의 특징을 정리한다. 한편, 이하에 기재하는 사항은, 각각 단독으로 기술적인 유용성을 갖고 있다.

본 명세서에서 개시하는 세터는, 피소성물을 소성할 때에, 피소성물을 배치하기 위해서 이용된다. 본 명세서에서 개시하는 세터는, 세라믹스제이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 세터의 재료는, 코디어라이트질, 멀라이트질, 알루미나질, 지르코니아질, 질화규소질, 탄화규소질을 이용할 수 있다. 재료 자체가 비교적 저밀도이고, 열팽창 계수가 낮다고 하는 관점에서, 세터의 재료는 코디어라이트질인 것이 바람직하다.

세터는, 표면층과 중간층과 이면층을 구비하고 있다. 표면층에는, 피소성물이 배치된다. 표면층은, 평판형이다. 구체적으로는, 표면층은, 메시 구조, 허니컴 구조 등과 같은 개구를 구비하고 있지 않고, 솔리드이며, 표층 부분이 평면이다. 표면층을 평판형으로 함으로써, 비교적 작은 피소성물(예컨대 전자 부품 등)을 확실히 세터 상에 배치할 수 있다.

표면층의 두께는, 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하이다. 표면층의 두께를 50 ㎛ 이상으로 함으로써, 표면층의 강도가 확보되어, 피소성물의 중량을 지지하는 것이 가능해진다. 표면층의 강도를 확보함으로써, 피소성물을 적재하거나 취출하거나 할 때의 충격에 의한 표면층의 균열이나 이지러짐을 억제할 수 있다. 또한, 표면층의 강도를 확보함으로써, 소성 공정에 있어서 세터가 변형하는 것이 억제된다. 그 결과, 피소성물이 세터 표면에 확실히 유지된다. 예컨대, 비교적 작은 사이즈의 피소성물을 소성하는 경우, 표면층의 균열이나 이지러짐이 억제됨으로써, 피소성물이 유실되는 것이 방지된다. 비교적 큰 사이즈의 피소성물을 소성하는 경우, 세터의 변형이 억제됨으로써, 피소성물이 변형하는 것이 방지된다. 또한, 표면층의 두께를 2000 ㎛ 이하로 함으로써, 표면층의 열용량이 과대해지는 것이 억제되고, 중간층을 흐르는 노 내 분위기 가스의 열이 표면층을 통해 피소성물에 전해지기 쉬워진다. 그 결과, 승강온 시의 세터와 피소성물의 온도차를 작게 할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 표면층의 두께는, 바람직하게는 100 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이상이다. 또한, 표면층의 두께는, 바람직하게는 1000 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 500 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 250 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 200 ㎛ 이하이다.

표면층의 개기공률은, 5% 이상 50% 이하이다. 표면층의 개기공률을 5% 이상으로 함으로써, 피소성물로부터 발생하는 가스가 빠져나가기 어려워지는 것이 방지된다. 또한, 노 내 분위기 가스가 표면층에 침투하기 쉬워져, 노 내 온도와 세터의 온도차가 작아진다. 피소성물의 세터와의 접촉면의 온도가 노 내 온도에 잘 추종하여, 피소성물 전체를 균일하게 가열할 수 있다. 또한, 개기공률을 50% 이하로 함으로써, 표면층의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 표면층의 개기공률은, 바람직하게는 10% 이상이고, 보다 바람직하게는 20% 이상이며, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 또한, 표면층의 개기공률은, 바람직하게는 45% 이하이고, 보다 바람직하게는 40% 이하이며, 특히 바람직하게는 35% 이하이다.

이면층은, 표면층과 마찬가지로, 평판형이어도 좋다. 그에 의해, 이면층의 표면도 피소성물을 배치하는 면으로서 이용할 수 있다. 이 경우, 이면층의 두께는, 표면층의 두께와 동일해도 좋다. 또한, 이면층의 두께를 표면층의 두께보다 두껍게 하여, 이면층을 세터의 강도를 확보하는 층으로서 이용할 수도 있다. 이 경우, 이면층의 두께는, 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다. 두께를 100 ㎛ 이상으로 함으로써, 피소성물 및 세터 자신의 하중으로 세터에 휘어짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 내구성이 높은 세터가 얻어진다. 표면층 및 이면층의 두께를 100 ㎛ 이상으로 하면, 표면층 및 이면층을 피소성물의 배치면으로서 이용할 수 있고, 내구성이 높은 세터를 실현할 수 있다. 높은 내구성을 실현한다고 하는 관점에서, 이면층의 두께는, 바람직하게는 200 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 300 ㎛ 이상이다. 또한, 이면층의 두께는, 바람직하게는 1000 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 500 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 400 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 350 ㎛ 이하이다.

이면층의 개기공률은, 표면층과 마찬가지로, 5% 이상 50% 이하여도 좋다. 표면층과 이면층은, 동일한 재료로 구성되어 있어도 좋다. 이면층의 개기공률을 5% 이상으로 함으로써, 이면층을 피소성물의 배치면으로서 이용할 때, 피소성물로부터 발생하는 가스가 빠져나가기 어려워지는 것이 방지된다. 또한, 개기공률을 50% 이하로 함으로써, 이면층의 강도를 확보할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이면층의 개기공률은, 바람직하게는 10% 이상이고, 보다 바람직하게는 20% 이상이며, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 또한, 이면층의 개기공률은, 바람직하게는 45% 이하이고, 보다 바람직하게는 40% 이하이며, 특히 바람직하게는 35% 이하이다.

또한, 이면층을 세터의 강도를 확보하는 층으로서 이용하는 경우, 이면층에 미분쇄한 코디어라이트 세르벤(scherben), 미립 멀라이트, 미립 알루미나, 미립 지르코니아, 미립 질화규소, 미립 탄화규소 등을 함침시켜 소성함으로써, 이면층의 강도를 향상시켜도 좋다. 이면층의 두께를 증가시키지 않고 이면층의 강도를 확보할 수 있어, 경량이며 고강도의 세터가 얻어진다.

중간층은, 표면층 및 이면층보다 저밀도이다. 한편, 표면층 및 이면층은, 동일한 밀도여도 좋고, 상이한 밀도여도 좋다. 중간층은, 허니컴 구조를 갖고 있다. 중간층을 구성하고 있는 허니컴 구조의 개구율은, 50% 이상 95% 이하여도 좋다. 즉, 개구가 연장되는 방향에 직교하는 단면에 있어서, 개구를 획정하고 있는 격벽의 면적이 5% 이상 50% 이하이고, 격벽 이외의 부분(공극)이 50% 이상 95% 이하여도 좋다. 한편, 격벽의 개기공률은, 표면층 및/또는 이면층과 마찬가지로, 5% 이상 50% 이하여도 좋다. 표면층 및/또는 이면층과 동일한 이유에 의해, 격벽의 개기공률은, 바람직하게는 10% 이상이고, 보다 바람직하게는 20% 이상이며, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 또한, 이면층의 개기공률은, 바람직하게는 45% 이하이고, 보다 바람직하게는 40% 이하이며, 특히 바람직하게는 35% 이하이다.

허니컴 구조의 개구를 획정하고 있는 격벽의 두께가, 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하여도 좋다. 격벽의 두께를 50 ㎛ 이상으로 함으로써, 격벽의 강도가 확보되어, 허니컴 구조체로서의 강도를 확보하는 것이 가능해진다. 격벽의 두께를 2000 ㎛ 이하로 함으로써, 세터의 열용량이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 허니컴 구조체의 강도를 확보하면서 열용량의 증가를 억제한다고 하는 관점에서, 격벽의 두께는, 바람직하게는 60 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ㎛ 이상이다. 또한, 격벽의 두께는, 바람직하게는 1000 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 500 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 200 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 한편, 격벽의 두께는, 표면층 및/또는 이면층의 두께와 동일해도 좋다. 격벽의 두께가 표면층 및 이면층과 동일하면, 세터를 구성하는 부위 모두가 동일 두께가 되어, 제조를 용이하게 할 수 있다.

격벽에 의해 획정되어 있는 개구의 수력(水力) 직경은, 0.3 ㎜ 이상 7 ㎜ 이하여도 좋다. 수력 직경을 0.3 ㎜ 이상으로 함으로써, 중간층의 내부를 분위기 가스가 통과하기 쉬워진다. 분위기 가스에 의해, 세터가 내부로부터 가열 또는 냉각되기 때문에, 세터의 온도 변화가 노 내 분위기의 온도 변화에 추종하기 쉬워지고, 소성 시의 승강온 속도를 빠르게 설정할 수 있다. 수력 직경을 7 ㎜ 이하로 함으로써 중간층의 구조체로서의 강도를 높게 유지할 수 있다. 수력 직경은, 바람직하게는 0.4 ㎜ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상이며, 특히 바람직하게는 0.6 ㎜ 이상이다. 또한, 수력 직경은, 바람직하게는 3 ㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 2 ㎜ 이하이며, 특히 바람직하게는 1.5 ㎜ 이하이다.

중간층은, 표면층과 이면층 사이에 형성되어 있다. 환언하면, 중간층을 통해, 표면층과 이면층이 접합되어 있다. 표면층, 중간층 및 이면층은, 일체로 성형된 것이어도 좋다. 구체적으로는, 표면층과 중간층의 격벽이 연속되어 있고, 이면층과 중간층의 격벽이 연속되어 있으며, 표면층과 중간층과 이면층이 일체여도 좋다. 이 경우, 표면층과 중간층과 이면층은, 동일한 재료로 구성된다. 이러한 구조의 세터는, 예컨대 압출 성형에 의해 제조할 수 있다.

중간층의 개구는, 표면층과 이면층을 연결하는 방향(즉, 두께 방향)으로 연장되어 있어도 좋다. 혹은, 개구는, 표면층과 이면층을 연결하는 방향에 직교하는 방향(즉, 표면 또는 이면에 평행한 방향)으로 연장되어 있어도 좋다. 이하, 두께 방향을 제1 방향이라고 칭하고, 제1 방향에 직교하는 방향을 제2 방향이라고 칭하는 경우가 있다.

개구가 제1 방향으로 연장되는 형태는, 두께 방향의 강도(압축 강도)를 높게 할 수 있어, 중량이 무거운 피소성물을 소성하기 위한 세터로서 적합하다. 또한, 개구가 제2 방향으로 연장되는 형태는, 압출 성형에 있어서 표면층 및 이면층의 두께를 용이하게 제어할 수 있기 때문에, 일체 성형이 용이하다고 하는 점에서 유리하다. 한편, 개구가 제2 방향으로 연장되는 형태에 있어서, 제1 방향에 있어서, 개구가 1회만 나타나도 좋고, 복수 회 나타나도 좋다. 즉, 표면층과 이면층 사이에, 허니컴 셀(격벽으로 둘러싸인 개구)이 1셀 이상 나타나도 좋다. 이 경우, 허니컴 셀은, 1셀 이상 6셀 이하여도 좋다. 허니컴 셀의 수는, 소망하는 세터의 두께, 수력 직경 등에 기초하여 적절히 조정할 수 있다.

본 명세서가 개시하는 세터는, 열팽창 계수가 2.0 ppm/℃ 이하여도 좋고, 바람직하게는 1.5 ppm/℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 1.0 ppm/℃ 이하이다. 한편, 「세터의 열팽창 계수」란, 표면층, 중간층(허니컴 구조층), 이면층을 포함하고, 중간층이 허니컴 셀을 1셀 이상 포함하는 시료에 대해, 실온으로부터 800℃까지 측정했을 때의 값이다. 한편, 프레스 성형 등으로 형성한 벌크품의 열팽창 계수가 2.0 ppm/℃를 초과하는 재료를 이용한 경우라도, 압출 성형에 의해 허니컴 구조층(중간층)을 구비한 세터를 형성함으로써, 열팽창 계수가 2.0 ppm/℃ 이하의 세터를 얻을 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 세터는, 전체로서 평판형이어도 좋고, 면내 단부에 리브가 형성되어 있어도 좋다. 평판형의 세터는, 제조를 용이하게 할 수 있다. 세터에 리브를 형성함으로써, 세터의 강도를 보충할 수 있다. 또한, 리브를 형성함으로써, 소성로 내에 복수의 세터를 적재할 때에, 각 세터 사이에 간극을 확보하기 위한 스페이서를 불필요하게 할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 개시하는 세터는, 표면 및/또는 이면에, 코팅층이 형성되어 있어도 좋다. 코팅층에 의해, 피소성물과 세터 사이에서 화학 반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 코팅을 실시함으로써, 세터의 재질, 혹은, 피소성물의 종류의 선택지를 증가시킬 수 있다. 또한, 코팅을 실시함으로써, 세터 표면의 평활성을 향상시킬 수도 있다(표면 거칠기를 작게 할 수 있다).

한편, 코팅층은, 개기공을 갖고 있는 것이 바람직하다. 피소성물로부터 발생하는 가스가 빠져나가기 어려워지는 것이 방지된다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기한 표면층 및 이면층과 동일한 이유에 의해, 코팅층의 개기공률은, 5% 이상 70% 이하여도 좋고, 바람직하게는 20% 이상이며, 보다 바람직하게는 30% 이상이고, 특히 바람직하게는 40% 이상이다. 또한, 코팅층의 개기공률은, 바람직하게는 50% 이하이고, 보다 바람직하게는 45% 이하이며, 더욱 바람직하게는 40% 이하이고, 특히 바람직하게는 35% 이하이다.

코팅층을 형성하는 경우, 코팅층의 두께는, 500 ㎛ 이하여도 좋다. 코팅층이 지나치게 두꺼우면, 반복해서 소성함으로써, 코팅층이 박리되는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 코팅층이 지나치게 두꺼우면, 세터의 비용이 증대한다. 박리의 억제, 고비용화의 억제라고 하는 관점에서, 코팅층의 두께는, 500 ㎛ 이하여도 좋고, 400 ㎛ 이하여도 좋으며, 300 ㎛ 이하여도 좋고, 250 ㎛ 이하여도 좋으며, 200 ㎛ 이하여도 좋고, 150 ㎛ 이하여도 좋으며, 100 ㎛ 이하여도 좋고, 50 ㎛ 이하여도 좋다.

또한, 코팅층을 형성하는 경우, 피소성물과 세터 사이의 화학 반응을 효과적으로 방지한다고 하는 관점에서, 코팅층의 두께는, 5 ㎛ 이상이어도 좋다. 한편, 피소성물과 세터 사이의 화학 반응을 장기간에 걸쳐 방지한다고 하는 관점에서, 코팅층의 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상이며, 특히 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다.

코팅층은, 예컨대, 가스 플라즈마 용사(溶射), 물 플라즈마 용사, 스프레이 코트, 유입 등에 의해 형성할 수 있다. 양호한 개기공률이 얻어진다고 하는 관점에서, 코팅층은, 스프레이 코트 또는 유입에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 코팅층은, 세터의 재료, 코팅층의 형성 방법에 의해, 여러 가지 재료를 선택할 수 있다. 일례로서, 코팅층의 재료는, 멀라이트질, 알루미나질, 알루미나-지르코니아질, Y₂O₃ 안정화 지르코니아질, CaO 안정화 지르코니아질, CaO/Y₂O₃ 안정화 지르코니아질, 스피넬질이다. 양호한 개기공률이 얻어지고, 피소성물과의 화학 반응을 억제한다고 하는 관점에서, 코팅층의 재료는, 알루미나질, 또는, 알루미나-지르코니아질인 것이 바람직하다.

본 명세서에서 개시하는 세터의 일례로서, 전자 부품을 소성하기 위한 세라믹스 세터를 들 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 세터는, 세터와 접하는 면이 0.1 ㎜×0.2 ㎜ 정도의 사이즈의 전자 부품의 소성에 적합하게 이용할 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 명세서에서 개시하는 기술은, 일례로서, 폭 50 ㎜~500 ㎜, 길이 50 ㎜~250 ㎜, 두께 0.5 ㎜~10 ㎜의 세라믹스 세터에 적합하게 적용할 수 있다.

[실시예]

(제1 실시예)

도 1 및 도 2를 참조하여, 세터(10)에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 세터(10)는, 표면층(2)과 중간층(4)과 이면층(6)을 구비하고 있다. 중간층(4)은, 표면층(2)과 이면층(6) 사이에 형성되어 있다. 표면층(2)과 중간층(4)과 이면층(6)의 재료는, 코디어라이트이다. 표면층(2)의 표면 및 이면층(6)의 표면(이면)은 평탄하다. 즉, 표면층(2) 및 이면층(6)은 평판형이다. 그 때문에, 세터(10) 자신이 평판형이다.

중간층(4)은 허니컴 구조를 갖고 있고, 표면층(2) 및 이면층(6)보다 저밀도이다. 상세한 것은 후술하겠지만, 중간층(4)의 개구는, 두께 방향에 직교하는 방향[도 1의 화살표(20) 방향]으로 연장되어 있다. 중간층(4)의 개구는, 화살표(20) 방향으로, 세터(10)의 일단으로부터 타단까지 연통(連通)되어 연장되어 있다. 세터(10)의 측면에는, 측벽(8)이 설치되어 있다. 측벽(8)은, 중간층(4)의 개구가 연장되는 방향으로는 설치되어 있지 않다. 즉, 측벽(8)은, 세터(10)의 측면 중, 화살표(20) 방향에 직교하는 2면에 설치되어 있다. 측벽(8)은, 세터(10)의 두께 방향으로 연장되어 있다[표면층(2) 및 이면층(6)에 직교하고 있다].

도 2에 도시된 바와 같이, 중간층(4)은, 격벽(14)과, 격벽(14)에 의해 둘러싸인 공간(개구부)(12)을 구비하고 있다. 그 때문에, 중간층(4)은, 표면층(2) 및 이면층(6)보다 저밀도이다. 표면층(2)의 두께(t2)는 100 ㎛이고, 중간층(4)의 두께(t4)는 800 ㎛이며, 이면층(6)의 두께(t6)는 100 ㎛이다. 세터(10)의 두께(t10)는 1 ㎜이다.

중간층(4)에는, 격벽(14)에 의해, 트러스 구조(16)가 구성되어 있다. 트러스 구조(16)는, 허니컴 구조의 일례이다. 세터(10)에서는, 표면층(2)과 이면층(6) 사이에 1단의 허니컴 셀이 형성되어 있다. 트러스 구조(16)의 개구(12)의 한 변의 길이(D16)는 0.92 ㎜이다. 격벽(14)의 두께(t14)는 100 ㎛이다. 즉, 세터(10)에서는, 표면층(2)의 두께(t2), 이면층(6)의 두께(t6) 및 격벽(14)의 두께(t14)가 동일하다. 세터(10)는, 개구율이 70%이고, 수력 직경이 0.53 ㎜이다. 한편, 중간층(4)의 단부[개구(12)의 일부가 측벽(8)에 의해 획정되어 있는 부분]에서는, 개구(12)의 면적이 다른 개구(12)의 면적의 대략 절반이다.

격벽(14)은, 표면층(2), 이면층(6) 및 측벽(8)과 연속되어 있다. 세터(10)에서는, 표면층(2), 중간층(4), 이면층(6) 및 측벽(8)은, 동일한 재료(코디어라이트)로, 일체로 형성되어 있다. 표면층(2), 중간층(4), 이면층(6) 및 측벽(8)은, 개기공을 갖고 있고, 개기공률은 35%이다. 또한, 세터(10)의 열팽창 계수는, 0.9 ppm/℃이다. 한편, 벌크(조직이 배향성을 갖고 있지 않은 상태)의 코디어라이트의 열팽창 계수는, 2.2 ppm/℃~2.8 ppm/℃이다. 세터(10)는, 중간층(4)이 압출 성형에 의한 허니컴 구조를 갖고 있기 때문에, 솔리드한 세터와 비교하여, 열팽창 계수를 대폭 작게 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 세터(10)는, 평면형의 표면층(2) 및 이면층(6)과, 표면층(2) 및 이면층(6) 사이에 형성된 허니컴형의 중간층(4)을 구비하고 있다. 세터(10)는, 허니컴형의 중간층(4)을 가짐으로써, 솔리드한 세터와 비교하여 중량을 저감할 수 있다. 세터(10)는, 열용량을 저감할 수 있고, 노 내 온도의 변화에 양호하게 추종할 수 있다. 또한, 중간층(4)의 개구(12)의 수력 직경이 0.53 ㎜이고, 중간층(4) 내를 노 내 가스가 양호하게 이동할 수 있다. 세터(10)는, 외부 및 내부[중간층(4) 내]로부터 가열되고, 또한 노 내 온도의 변화에 양호하게 추종할 수 있다.

또한, 표면층(2) 및 이면층(6)의 두께가 충분히 확보되어 있어(100 ㎛), 허니컴 구조를 갖고 있음에도 불구하고, 충분한 강도를 발휘할 수 있다. 전형적으로, 표면층의 두께를 두껍게 하면, 피소성물과 표면층이 접촉하는 부분에 있어서, 피소성물로부터 발생하는 가스의 이동이 방해된다. 그러나, 세터(10)에서는, 표면층(2)이 개기공을 갖고 있고, 개기공률이 35%로 조정되어 있다. 그 때문에, 피소성물과 세터(10)가 접촉하는 부분에 있어서도, 피소성물로부터 발생하는 가스가 피소성물의 외부로 확실히 이동하여, 피소성물을 양호하게 소성할 수 있다. 또한, 노 내 가스가, 세터(10)의 외부 및 개구(12)[중간층(4)]로부터 표면층(2)에 침투하여, 표면층(2)의 온도가 노 내 온도에 양호하게 추종한다. 또한, 측벽(8)이 표면층(2) 및 이면층(6)에 직교하고 있기 때문에, 세터(10)의 단부에 있어서 충분한 압축 강도를 확보할 수 있다.

세터(10)는, 본 명세서에서 개시하는 기술을 구현화한 일례이고, 여러 가지 변형예를 취할 수 있다. 이하, 세터(10)의 변형예의 몇 가지를 설명한다.

도 3에 도시된 세터(10a)는, 이면층(6a)의 두께(t6a)가 세터(10)와 상이하다. 대략적인 외관은, 도 1을 참조하기 바란다. 세터(10a)에 대해, 세터(10)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(10)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다.

세터(10a)에서는, 이면층(6a)의 두께(t6a)가 300 ㎛이다. 세터(10a)는, 세터(10)보다 강도를 높게 할 수 있다. 한편, 세터(10)에 있어서, 이면층(6)에 더하여, 표면층(2) 또는 중간층(4)의 두께를 증가시켜도 강도를 높게 할 수 있다. 혹은, 이면층(6)의 두께는 증가시키지 않고, 표면층(2) 또는 중간층(4)의 두께를 증가시켜도 강도를 높게 할 수 있다. 그러나, 각 층(2, 4 및 6)의 두께를 증가시키면, 세터의 중량이 증가한다. 세터(10a)는, 강도의 향상에 가장 기여하는 이면층의 두께만을 증가시킴으로써, 중량의 증가를 억제하면서, 강도를 높게 할 수 있다.

세터(10a)는, 피소성물에 접촉하는 표면층(2), 및 격벽(14)의 구조가 세터(10)와 동일하다. 세터(10a)는, 표면층(2) 및 표면층(2) 근방의 중간층(4)의 열용량이, 세터(10)에 대해 증가하지 않는다. 그 때문에, 세터(10a)는, 강도를 향상시키면서, 세터(10)와 동일하게 열용량을 작게 할 수 있다.

도 4에 도시된 세터(10b)는, 격벽(14a)의 두께(t14a)가 세터(10)와 상이하다. 대략적인 외관은, 도 1을 참조하기 바란다. 세터(10b)에 대해, 세터(10)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(10)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다.

세터(10b)에서는, 격벽(14a)의 두께(t14a)가 60 ㎛이다. 세터(10b)는, 세터(10)보다 경량으로 할 수 있다. 또한, 격벽(14)의 두께를 세터(10)보다 얇게 함으로써, 중간층(4)의 개구율이 증가하여[중간층(4)의 밀도가 저하되어], 열용량이 더욱 저감한다. 상기한 바와 같이, 세터의 강도에 가장 기여하는 것은 이면층이다. 그 때문에, 격벽의 두께를 얇게 해도, 세터의 강도 저하에는 크게 기여하지 않는다. 세터(10b)는, 강도 저하를 억제하면서, 경량이며, 열용량을 저감시킬 수 있다.

한편, 세터(10b)에 있어서, 이면층(6)의 두께를 세터(10a)(도 2)와 동일하게 해도 좋다. 환언하면, 세터(10)에 있어서, 이면층(6)의 두께를 표면층(2)의 두께보다 두껍게 하고, 격벽(14)의 두께를 표면층(2)보다 얇게 해도 좋다.

도 5에 도시된 세터(10c)는, 측벽(8a)의 형상이 세터(10)와 상이하다. 대략적인 외관은, 도 1을 참조하기 바란다. 세터(10c)에 대해, 세터(10)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(10)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다. 세터(10c)에서는, 측벽(8a)이, 두께 방향에 대해 경사져 있다. 구체적으로는, 개구(12)의 사이즈가, 중간층(4)의 중앙부와 단부에서 동일하다. 그 결과, 중간층(4) 전체를, 노 내 가스가 균등하게 통과할 수 있다. 세터(10c)는, 면내에 온도 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

한편, 측벽을 경사시켜 개구(12) 사이즈를 중간층(4)의 중앙부와 단부에서 동일하게 한다고 하는 특징은, 상기한 세터(10a 및 10b)에 적용할 수도 있다.

도 6에 도시된 세터(10d)는, 중간층(4)의 구조가 세터(10)와 상이하다. 세터(10d)에 대해, 세터(10)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(10)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다. 세터(10d)는, 중간층(4)이 2단의 트러스 구조(허니컴 셀)(16a, 16b)를 구비하고 있다. 즉, 표면층(2)과 이면층(6)을 연결하는 방향(두께 방향)에 있어서, 개구(12)가 2회 나타나 있다. 한편, 측벽(8)은, 세터(10d)의 두께 방향으로 연장되어 있다[표면층(2) 및 이면층(6)에 직교하고 있다].

세터(10d)는, 각각의 트러스 구조의 사이즈를 크게 하지 않고, 세터의 두께를 두껍게 할 수 있다. 트러스 구조의 사이즈가 지나치게 증대하면, 세터의 강도가 저하되는 경우가 있다. 2단의 트러스 구조로 함으로써, 강도 저하를 억제하면서, 세터의 두께를 확보할 수 있다. 혹은, 세터(10d)는, 표면층(2) 및 이면층(6)의 두께를 두껍게 하지 않고, 세터의 두께를 확보하고 있다고 표현할 수도 있다. 즉, 세터(10d)는, 중량 증가를 억제하면서, 두께를 확보할 수 있다.

한편, 도 6은 2단의 트러스 구조(16a, 16b)를 구비하는 세터(10d)를 도시하고 있으나, 트러스 구조의 단수는, 2단 이상이어도 좋다. 트러스 구조의 단수는, 2단 이상 6단 이하여도 좋다. 또한, 세터(10d)에 있어서, 이면층(6)의 두께를 표면층(2)의 두께보다 두껍게 하고, 및/또는 격벽(14)의 두께를 표면층(2)보다 얇게 해도 좋다.

도 7에 도시된 세터(10e)는, 세터(10d)의 변형예라고 할 수 있다. 세터(10e)에 대해, 세터(10d)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(10d)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다. 세터(10e)는, 측벽(8b)의 구조가 세터(10d)와 상이하다. 측벽(8b)의 외면은, 곡선을 갖고 있다. 측벽(8b)을 가짐으로써, 세터(10e)의 단부를 이지러지기 어렵게 할 수 있다.

(제2 실시예)

도 8 및 도 9를 참조하여, 세터(210)에 대해 설명한다. 세터(210)는, 세터(10)의 변형예이고, 세터(10)와 공통되는 사항에 대해서는, 세터(10)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써 설명을 생략하는 경우가 있다.

세터(210)는, 표면층(2)측의 단부(34)에, 리브(30)가 형성되어 있다. 환언하면, 세터(210)의 중앙부(32)는, 단부(34)보다 두께가 얇다. 리브(30)는, 개구(12)가 연장되는 화살표(20)를 따라[개구(12)가 연장되는 방향과 평행하게] 연장되어 있다. 리브(30)는, 개구(12)가 연장되는 방향에 직교하는 방향에 있어서, 표면층(2)의 양단에 형성되어 있다. 리브(30)를 형성함으로써, 피소성물을 소성할 때, 복수의 세터(210)를 겹쳐 소성할 수 있다. 피소성물은, 리브(30)에 의해 형성된 공간[적재된 세터(210, 210) 사이에 형성되는 공간]에 배치된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 세터(210)의 단부(34)는, 4단의 트러스 구조(16a, 16b, 16c 및 16d)를 구비하고 있다. 그에 대해, 중앙부(32)는, 2단의 트러스 구조(16c 및 16d)를 구비하고 있다. 이와 같이, 트러스 구조에 의해 리브(30)를 구성함으로써, 세터(210)의 중량이 증가하는 것이 억제된다. 또한, 단부(34)와 중앙부(32)를 연결하는 벽면(30a)은, 두께 방향에 대해 경사져 있다. 리브(30) 전체를, 노 내 가스가 균등하게 통과할 수 있다.

한편, 세터(210)는, 도 10에 도시된 4단의 트러스 구조(16a, 16b, 16c 및 16d)를 구비하는 평판을 준비하고, 파선(36)을 따라, 중앙부(32)가 형성되는 부분의 트러스 구조(16a, 16b)를 제거함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 세터(210)는, 피소성물을 배치하는 중앙부(32)와 리브(30)가 일체 구조이다.

도 11은 세터(210a)를 도시하고 있다. 세터(210a)는, 세터(210)의 변형예이다. 세터(210a)에 대해, 세터(210)와 동일한 구조에 대해서는, 세터(210)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써, 설명을 생략한다. 세터(210a)의 중앙부(32)에는, 코팅층(40)이 형성되어 있다. 코팅층(40)은, 알루미나질이고, 스프레이 코트에 의해 표면층(2)의 표면에 형성되어 있다. 코팅층(40)의 개기공률은 30%이고, 두께는 50 ㎛이다.

한편, 도 12에 도시된 세터(210b)와 같이, 코팅층(40a)을 세터(210b)의 중앙부(32) 및 벽면(30a)에 형성해도 좋다. 또한, 코팅층(40)은, 평판형의 세터의 표층에 형성해도 좋다. 즉, 상기한 세터(10, 10a, 10b, 10c, 10d 및 10e)의 표면층(2)의 표면에 코팅층(40)을 형성해도 좋다.

(제3 실시예)

도 13을 참조하여, 세터(310)에 대해 설명한다. 세터(310)는, 세터(10 및 210)의 변형예이고, 세터(10 및 210)와 공통되는 사항에 대해서는, 세터(10 및 210)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써 설명을 생략하는 경우가 있다.

세터(310)는, 세터(210)와 마찬가지로, 개구(12)가 연장되는 방향[화살표(20) 방향]에 직교하는 방향에 있어서, 표면층(2)의 양단에 리브(330a)가 형성되어 있다. 또한, 세터(310)는, 개구(12)가 연장되는 방향의 일단에, 리브(330b)가 형성되어 있다. 리브(330a)와 리브(330b)는 일체이다. 그 때문에, 세터(310)는, 리브(330)[리브(330a, 330b)]가, 표면층(2)의 단부의 3방면에 형성되어 있다고 할 수 있다. 세터(310)는, 세터(210)와 비교하여, 복수의 세터(310)를 겹칠 때에, 세터(310, 310)끼리가 3방면에서 접촉한다. 그 때문에, 세터(310, 310)끼리를 안정적으로 적재할 수 있다. 또한, 피소성물이, 세터(310)의 표면이 낙하하는 것도 억제할 수 있다.

한편, 세터(310)에 있어서, 표면층(2), 및/또는 리브(330)의 벽면에, 코팅층을 형성해도 좋다(도 11 및 도 12도 참조). 리브(330)에 코팅층을 형성하는 경우, 리브(330a)의 벽면에 코팅층을 형성하고, 리브(330b)의 벽면에 코팅층을 형성하지 않아도 좋다. 혹은, 리브(330a)의 벽면과 리브(330b)의 벽면의 양방에 코팅층을 형성해도 좋다. 리브(330b)의 벽면에 코팅층을 형성하는 경우, 개구(12)를 확보하면서, 격벽(14)의 단부면에 코팅층을 형성한다. 이렇게 함으로써, 피소성물과 세터 표면의 반응을 방지하면서, 노 내 가스가 리브(330b)의 개구(14)를 통과하기 때문에 표면층(2)의 온도를 노 내 분위기에 잘 추종시킬 수 있다.

(제4 실시예)

도 14를 참조하여, 세터(410)에 대해 설명한다. 세터(410)는, 세터(10, 210 및 310)의 변형예이고, 세터(10, 210 및 310)와 공통되는 사항에 대해서는, 세터(10, 210 및 310)와 동일한 참조 번호를 붙임으로써 설명을 생략하는 경우가 있다.

세터(410)에서는, 표면층(2)의 단부의 전체 둘레를 리브(430)가 둘러싸고 있다. 환언하면, 세터(410)는, 중앙부(32)가 움푹 들어가 있다. 상세하게는, 개구(12)가 연장되는 방향[화살표(20) 방향]에 직교하는 방향에 있어서, 표면층(2)의 양단에 리브(430a)가 형성되어 있다. 또한, 개구(12)가 연장되는 방향의 양단에, 리브(430b)가 형성되어 있다. 리브(430a)와 리브(430b)는 일체이다. 세터(410)에 있어서도, 표면층(2), 및/또는 리브(430)의 벽면에, 코팅층을 형성해도 좋다. 리브(430)에 코팅층을 형성하는 경우, 리브(430a)의 벽면에만 코팅층을 형성하고, 리브(430b)의 벽면에는 코팅층을 형성하지 않아도 좋다. 혹은, 리브(430a)의 벽면과 리브(430b)의 벽면의 양방에 코팅층을 형성해도 좋다. 리브(430b)의 벽면에 코팅층을 형성하는 경우, 개구(12)를 확보하면서, 격벽(14)의 단부면에 코팅층을 형성한다. 이렇게 함으로써 피소성물과 세터 표면의 반응을 방지하면서, 노 내 가스가 리브(430b)의 개구(14)를 통과하기 때문에 표면층(2)의 온도를 노 내 분위기에 잘 추종시킬 수 있다.

(제5 실시예)

도 15 및 도 16을 참조하여, 세터(510)에 대해 설명한다. 도 15는 세터(310)의 단면의 일부를 도시하고 있고, 세터(10)에 있어서 도 2에 도시된 부분에 상당한다. 또한, 도 16은 세터(310)를 표면층(2)측으로부터 관찰한 도면을, 중간층의 형상을 파선으로 나타내고 있다.

세터(510)는, 중간층(4)(트러스 구조)의 개구(12)가, 표면층(2)과 이면층(6)을 연결하는 방향[화살표(50) 방향]으로 연장되어 있다. 즉, 세터(510)에서는, 격벽(14)이, 화살표(50) 방향으로 평행하게 연장되어 있다. 그 때문에, 세터(510)는, 두께 방향의 압축 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 세터(10, 210) 등과 같이 개구(12)가 화살표(20) 방향으로 연장되는 경우(도 1 및 도 8을 참조), 개구(12)가 큰 수력 직경을 확보하기 위해서는, 중간층(4)의 두께를 두껍게 하는 것이 필요하다. 그러나, 세터(510)의 경우, 중간층(4)의 두께를 얇게[즉, 세터(510)의 두께를 얇게] 하면서, 개구(12)의 수력 직경을 크게 할 수 있다.

세터(510)는, 표면층(2)과 중간층(4)과 이면층(6)을 각각 별개로 형성하고, 각 층(2, 4, 6)을 세라믹 페이스트로 접합시키며, 소정 온도에서 소성함으로써 제조할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 압출 성형에 의해, 허니컴 구조를 구비하고, 표리면에 개구(12)가 나타나는 중간층(4)을 형성한다. 또한, 중간층(4)과는 별도로, 예컨대 압출 성형에 의해, 시트형의 표면층(2), 이면층(6)을 형성한다. 그 후, 표면층(2) 및 이면층(6)을, 중간층(4)에 접합시키고, 소성함으로써 세터(510)를 형성할 수 있다. 표면층(2)과 중간층(4)과 이면층(6)을 각각 별개로 형성함으로써, 각 층(2, 4, 6)의 재료, 및/또는 개기공률을 상이하게 할 수 있다. 예컨대, 중간층(4)의 격벽(14)의 개기공률을, 표면층(2)의 개기공률보다 작게 할 수 있다. 표면층(2)의 개기공률을 확보한 채, 중간층(4)의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 세터(510)에 있어서도, 표면층(2)의 표면에 코팅층을 형성해도 좋다.

(코팅층의 두께의 검토)

세터(10)(도 1을 참조)의 표면에 코팅층을 형성하고, 세터(10) 자체의 가열 시험, 및 피소성물과의 반응성 시험을 행하였다. 한편, 세터(10)의 재료로서, 코디어라이트를 이용하였다. 코팅 재료는, 평균 입경 20 ㎛-100 ㎛의 입자형 세라믹스 100부에 친수성의 유기 바인더를 0.5부 첨가하고, 또한 이온 교환수를 60부 첨가한 혼합물을, 세라믹 옥석(玉石)을 넣은 용기 내에 도입하며, 포트 밀을 이용하여 분쇄, 혼합하여, 슬러리를 제작하였다. 한편, 이온 교환수는, 코팅 재료(슬러리)를 도포하기 쉬운 점도로 조정하기 위한 것이다. 또한, 세라믹 옥석으로서, 예컨대, 알루미나 옥석을 이용할 수 있다. 포트 밀을 대신하여, 트로멜을 이용할 수도 있다. 스프레이 건을 이용하여 제작한 코팅 재료(원료 슬러리)를 세터(10)의 표면에 도포하여, 코팅층을 형성하였다. 한편, 코팅 시간을 조정하여, 세터(10)의 표면에 5 ㎛~600 ㎛의 코팅층을 형성하였다(시료 1-12). 또한, 플라즈마 용사기를 이용하여 평균 입경 20 ㎛-100 ㎛의 입자형 세라믹스를 세터(10)의 표면에 용사하여, 세터(10)의 표면에 100 ㎛의 코팅층을 형성하였다(시료 13). 또한, 상기 코팅 재료(원료 슬러리)를 세터(10)의 표면에 유입시켜, 세터(10)의 표면에 100 ㎛의 코팅층을 형성하였다(시료 14). 상기한 입자형 세라믹스로서, 예컨대 지르코니아, 멀라이트, 알루미나 등을 이용할 수 있다. 한편, 코팅층이 형성되어 있지 않은 세터(10)에 대해서도, 가열 시험, 및 반응성 시험을 행하였다(시료 15). 시험 조건 및 결과를 도 17에 도시한다.

가열 시험은, 대기압하, 질소 분위기에서, 세터(10)에 피가열 부재를 배치하지 않고[세터(10) 자체에 대해] 행하였다. 가열 시험은, 승온 속도 100℃/hr로 1350℃까지 가열하고, 1350℃에서 2시간 유지하며, 그 후 실온까지 자연 냉각하는 사이클을 1사이클로 하여, 5사이클 실시하였다. 도 17에, 각 사이클 후에 코팅층에 전혀 이상이 확인되지 않은 시료에 「A」, 박리는 발생하고 있지 않으나 변질(부풀음 등)이 확인된 시료에 「B」, 박리가 확인된 시료에 「C」를 붙이고 있다.

반응성 시험은, 대기압하, 질소 분위기에서, 세터(10)에 피가열 부재(세라믹스제 콘덴서)를 100개 배치하고, 승온 속도 100℃/hr로 1200℃까지 가열하며, 1200℃에서 10분간 유지하고, 그 후 실온까지 자연 냉각하는 사이클을 1사이클로 하여, 5사이클 실시하였다. 도 17에, 각 사이클 후에, 소성 불균일이 발생한 피가열 부재가 0개-2개인 시료에 「A」, 소성 불균일이 발생한 피가열 부재가 3개-4개인 시료에 「B」, 소성 불균일이 발생한 피가열 부재가 5개 이상인 시료에 「C」를 붙이고 있다.

도 17에 도시된 바와 같이, 가열 시험에 있어서는, 코팅층의 두께가 500 ㎛ 이하이면, 코팅층의 이상(박리, 부풀음)을 억제할 수 있는 것이 확인되었다. 단, 코팅층의 두께가 250 ㎛를 초과하면, 가열 시험의 사이클수가 증가함에 따라, 코팅층에 이상이 발생하는 시료가 확인되었다. 그러나, 코팅층의 두께가 250 ㎛ 이하이면, 반복해서 가열 시험을 실시해도 코팅층에 이상이 발생하지 않는 것이 확인되었다. 또한, 반응성 시험에 있어서는, 코팅층을 형성함으로써, 세터와 피가열 부재의 반응에 따르는 소성 불균일의 발생이 개선되는 것이 확인되었다(시료 1, 15). 특히, 코팅층의 두께가 20 ㎛ 이상이면, 사이클수를 증가시켜도, 피가열 부재에 소성 불균일이 발생하지 않는 것이 확인되었다(전부 평가 「A」였다). 한편, 이번 시험에서는, 반응성 시험을 5사이클 실시해도, 평가가 「C」가 되는 시료는 확인되지 않았다. 이상의 결과로부터, 코팅층의 두께는 5 ㎛~500 ㎛로 조정하는 것이 바람직하고, 특히, 20 ㎛~250 ㎛로 조정함으로써, 코팅층에 이상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 피가열 부재에 소성 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이 확인되었다. 한편, 이번 시험에서는, 코팅층의 형성 방법에 의한 차이는 확인되지 않았다(시료 5, 13 및 14).

상기 실시예에서는, 허니컴 구조로서, 트러스 형상(삼각형 형상)을 구비하는 세터에 대해 설명하였다. 그러나, 허니컴 구조의 형상은, 사각형(정사각형, 직사각형), 육각형 등이어도 좋다.

이상, 본 발명의 구체예를 상세히 설명하였으나, 이들은 예시에 불과하며, 특허청구의 범위를 한정하는 것이 아니다. 특허청구의 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종의 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원 시 청구항 기재의 조합에 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

Claims

세라믹스제의 소성용 세터로서,
표면층과 중간층과 이면층을 구비하고 있고,
중간층은 허니컴 구조를 갖고 있고, 표면층 및 이면층보다 저밀도이며,
표면층은 평판형이고, 두께가 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하이며 개기공률(開氣孔率)이 5% 이상 50% 이하인 것인 소성용 세터.
제1항에 있어서, 이면층은 평판형이고, 두께가 100 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하인 것인 소성용 세터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중간층의 허니컴 구조의 개구를 획정하고 있는 격벽의 두께가, 50 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하인 것인 소성용 세터.
제3항에 있어서, 상기 개구의 수력(水力) 직경이 0.3 ㎜ 이상 7 ㎜ 이하인 것인 소성용 세터.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 개구의 개구율이 50% 이상 95% 이하인 것인 소성용 세터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구가, 표면층과 이면층을 연결하는 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 향해 개구되어 있는 것인 소성용 세터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 이면층의 강도가 표면층 및 중간층보다 높은 것인 소성용 세터.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 열팽창 계수가 2.0 ppm/℃ 이하인 것인 소성용 세터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 표면층과 중간층의 격벽이 연속되어 있고,
이면층과 중간층의 격벽이 연속되어 있으며,
표면층과 중간층과 이면층이 일체인 것인 소성용 세터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 표면층에 코팅층이 형성되어 있는 것인 소성용 세터.
제10항에 있어서, 코팅층의 두께가 5 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하인 것인 소성용 세터.