TW201617153A - 生胚成形體之製造方法及無機系燒結體之製造方法 - Google Patents

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Abstract

於配置步驟中，於構成成形模之一對模部(2A)、(2B)之間形成之空腔(20)內配置含有無機系微粒子(61)及黏合劑(62)之組成物(6)。接著，於壓縮步驟中，加熱組成物(6)使黏合劑(62)熔融，同時使一對模部(2A)、(2B)之空腔(20)之容積縮小而壓縮組成物(6)。隨後，於冷卻步驟中，使組成物(6)冷卻，使黏合劑(62)固化而獲得生胚成形體。

Description

生胚成形體之製造方法及無機系燒結體之製造方法
本發明係關於可使複雜形狀之生胚成形體或無機系燒結體成形之製造方法。
過去之陶瓷成形體、金屬成形體等係以切削法、射出成形法(包含金屬粉體射出成形法)、光造形法、真空注模法等成形。
作為將陶瓷或金屬等之粒子與黏合劑樹脂之混合物射出成形之方法有例如專利文獻1、2所揭示者。專利文獻1之不鏽鋼燒結體之製造方法中，係記載關於將黏合劑添加於金屬之原料粉末中而成之組成物予以射出成形之方法。且，專利文獻2之藉由粉末之零件之製造方法中，記載將有機黏合劑添加於陶瓷或金屬之粉末後，藉射出成形使成形體成形，再利用振動成形機將該成形體振動成形。
此外，作為使陶瓷等之粒子與黏合劑樹脂之混合物進行光造形之方法，有例如專利文獻3所揭示者。專利文獻3之陶瓷之光學成形方法中，係如以下般成形陶瓷立體形狀體。首先，自包含陶瓷粉末、結合劑及溶劑之 漿料形成特定厚度之陶瓷漿料層，並對其照射光而使陶瓷漿料層硬化，成為陶瓷硬化層。接著，於陶瓷硬化層上依序積層與上述同樣形成之陶瓷硬化層，而成形陶瓷立體形狀體。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-181541號公報
[專利文獻2]日本特開平6-145715號公報
[專利文獻3]日本特開平6-329460號公報
對陶瓷或金屬等之粒子與黏合劑樹脂之混合物進行射出成形或光造形時，為確保混合物之流動性，須於混合物中含有大量之黏合劑。該黏合劑在陶瓷或金屬等之燒結體成形時予以去除。然而，因自混合物之成形體去除黏合劑時形成之空洞之分佈等，起因於燒結時成形體體積收縮時產生之變形，而有成形之燒結體產生破損之虞。且，可成形之燒結體之形狀、尺寸精度等亦有界限。此外，射出成形時，難以使大型、厚壁等之燒結體之製品成形，可成形之燒結體之製品限於小型者。
本發明係鑑於該背景而發展者，故本發明之目的係提供一種可使黏合劑之含量儘可能少，可精度良好 地獲得微細且複雜形狀之無機系燒結體之生胚成形體之製造方法或無機系燒結體之製造方法。
本發明之一樣態係一種生胚成形體之製造方法，其特徵係包含下列步驟：於成形模之空腔內配置含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物之配置步驟，加熱上述組成物使上述(B)成分熔融，同時使上述空腔之容積縮小而壓縮上述組成物之壓縮步驟，與使上述組成物冷卻，使上述(B)成分固化而獲得生胚成形體之冷卻步驟。
本發明之另一樣態係一種無機系燒結體之製造方法，其特徵係包含下列步驟：對藉由上述之生胚成形體之製造方法所得之生胚成形體加熱，去除上述(B)成分之去除步驟，使上述生胚成形體中之上述(A)成分燒結而獲得無機系燒結體之燒結步驟。
本發明之又另一樣態係一種陶瓷成形體之製造方法，其特徵為包含下列步驟：使用配置有含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物的內部具有容積可變地構成之空腔之成形模，將上述空腔內所配置之上述組成物加熱使上述(B)成分熔融後冷卻，而獲得含有陶瓷之成形體之步驟，與 燒結該含有陶瓷之成形體中之上述(A)成分獲得陶瓷成刑體之步驟。
上述生胚成形體之製造方法之壓縮步驟中，加熱組成物使成形模之空腔內之黏合劑熔融，同時藉由使空腔之容積縮小而壓縮組成物。此時，黏合劑只要具有作為利用成形模壓縮無機系微粒子時之潤滑劑之功能即可。因此，組成物中之黏合劑之含量只要是可確保組成物之潤滑性之量即可，不需要設為確保組成物之流動性之量。因此，可使組成物中之黏合劑之含量儘可能減少。
而且，亦使成形之生胚成形體中之黏合劑含量儘可能減少。因此，無機系燒結體燒結時，可減少由無機系微粒子構成之生胚成形體於體積收縮時之變形量，可使無機系燒結體不易產生破損。且，可提高成形之無機系燒結體之形狀、尺寸精度，可使微細且複雜形狀之無機系燒結體成形。又，尤其不限於小型之無機系燒結體，可使大型、厚壁等之無機系燒結體成形。
因此，依據上述生胚成形體之製造方法，可使黏合劑之含量儘可能減少，且可精度良好地獲得微細且複雜形狀之無機系燒結體之立體造形物。
又，依據上述無機系燒結體之製造方法，與上述生胚成形體之製造方法之情況相同，可精度良好地獲得微細且複雜形狀之無機系燒結體之立體造形物。
又，依據上述陶瓷成形體之製造方法，可獲得以過去之陶瓷成形法無法成形之微細且複雜形狀之陶瓷成形體。
又，依據上述陶瓷成形體之製造方法，可有效地防止過去之因陶瓷燒成時產生之體積收縮產生之變形造成之成形體破損。
又，所謂生胚成形體係包含使用含有陶瓷之微粒子作為(A)成分時所成形之含有陶瓷成形體之概念。此外，所謂無機燒結體係包含使用含陶瓷之微粒子作為(A)成分時所成形之陶瓷成形體之概念。
1‧‧‧成形裝置
2A‧‧‧模部
2B‧‧‧模部
3‧‧‧背襯板
4‧‧‧電磁波照射手段
5‧‧‧真空手段
6‧‧‧組成物
7‧‧‧生胚成形體
20‧‧‧空腔
21‧‧‧空腔形成凸部
22‧‧‧環狀嵌入凹部
23‧‧‧環狀外周凸部
25‧‧‧空腔形成凹部
26‧‧‧環狀內周凸部
27‧‧‧吸引口
28‧‧‧吸引閘門
61‧‧‧無機系微粒子
62‧‧‧黏合劑
205‧‧‧分割面
701‧‧‧設計面
702‧‧‧裏面
F‧‧‧吸引力(緊固模之力)
圖1係自正面觀看實施形態中將組成物配置於位於原位置之一對模部之間之空腔中之狀態之以剖面顯示之說明圖。
圖2係自側面觀看實施形態中將組成物配置於位於原位置之一對模部之間之空腔中之狀態之以剖面顯示之說明圖。
圖3為自上方觀看實施形態之一側模部中之吸入口及複數個抽吸閘門之形成狀態之狀態以剖面顯示之說明圖。
圖4為自正面觀看實施形態之使接受電磁波照射之黏合劑熔融，使一對模部相互接近而使空腔容積縮小之狀態之以剖面顯示之說明圖。
圖5為自正面觀看實施形態之維持相互接近之一對模部之狀態之以剖面所示之說明圖。
圖6為示意性顯示實施形態之組成物之說明圖。
圖7為顯示實施形態之矽橡膠之光之透過率之圖。
針對上述之生胚成形體之製造方法及無機系燒結體之製造方法中之較佳實施形態加以說明。
〈組成物〉
上述組成物含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)。進而組成物中可含有分散劑(C)及其他添加劑(D)等作為任意成分。組成物可藉由充分攪拌無機系微粒子、黏合劑、視需要之分散劑及其他添加劑等並混合而製造。又，該混合較好在乾燥空氣氣流下於遮蔽紫外線之容器中進行。
組成物可設為在混練無機系微粒子、黏合劑等之後，可造粒成特定大小之固體狀者。
含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物可使用固體狀者。此處，所謂固體狀有顆粒等之粒子狀或固形狀。粒子狀亦包含粉末狀，固形狀包含薄片狀、塊狀。所謂粒子狀係指球狀、圓筒狀、其他粉碎品所見之無定形狀等之狀態。所謂固形狀係指板狀、棒狀、線狀等之狀態。
依據目的之生胚成形體之形狀，可適當選擇粒子狀、 固形狀之組成物。且，固體狀之組成物可混合2種以上形態者使用。
組成物為粒子狀時，可使用之組成物之粒徑與成形之成形品之厚度，亦即空腔之寬度有關，但組成物之粒徑可設為1~3000μm之範圍內。組成物之粒徑較好可設為10~300μm之範圍內。
且，組成物之平均粒徑係在該等範圍內，進而含有1~100μm之範圍內之組成物之小形粒子時，對空腔填充組成物時有較佳之情況。粒子狀組成物之容積比重(組成物之每單位體積(1cm3)之質量(g))大為受組成物中所含之(A)成分及(B)成分之材質及調配量之影響。粒子狀之組成物之容積比重較好為0.4以上10以下，更好為0.45以上8以下，又更好為0.5以上6以下。
〈無機系微粒子(A)〉
上述無機系微粒子並無特別限制。無機系微粒子之較佳具體例可列舉出含金屬單體或合金之微粒子(以下亦稱為「金屬單體等之微粒子」)、含金屬化合物之微粒子(以下亦稱為「金屬化合物之微粒子」)、含石墨之微粒子(以下亦稱為「石墨之微粒子」)等。此外，由使用金屬化合物之微粒子獲得之生胚成形體獲得陶瓷的無機系燒結體時，即使其金屬化合物之微粒子本身並非陶瓷，為方便起見亦將其金屬化合物之微粒子稱為「陶瓷之微粒子」。
無機系微粒子為金屬化合物之微粒子或陶瓷之微粒子 時，可列舉出以無機氧化物、無機碳化物及無機氮化物等作為主成分之微粒子，該等可單獨使用1種或可組合2種以上使用。
無機氧化物可列舉為例如二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、氧化鍺、氧化銦、氧化錫、銦錫氧化物(ITO)、氧化銻及氧化鈰。
無機碳化物可列舉為例如碳化鋯、碳化矽等。
無機氮化物可列舉為例如氮化鋁、氮化矽等。
無機系微粒子較好使用氧化鋁、二氧化矽、碳化矽、氧化鋯或氧化釔、或該等之混合物等。
無機系微粒子之形狀並無特別限制，但可為例如球狀、中空狀、多孔質狀、棒狀、板狀、纖維狀或無定形狀，較好為無定形狀或球狀。
藉由使用氮之BET比表面積測定法獲得之無機系微粒子之比表面積較好為10~1000m2/g，更好為100~500m2/g。
無機系微粒子之平均粒徑通常在5~500nm之範圍內，較好為5~70nm之範圍內，更好為10~50nm之範圍內。無機系微粒子之平均粒徑未達5nm時，難以製造無機系微粒子，且，燒成時之體積收縮變大，使燒結之無機系燒結體容易破裂。另一方面，平均粒徑超過500nm時，會有燒結之無機系燒結體之成形精度變差之虞。
所謂該無機系微粒子之粒徑，即使無機系粒子為任何形狀，均指其最長部之長度。具體而言，無機系 微粒子為球狀時為其直徑，為板狀時為其長邊之長度，為棒狀、纖維狀時為其長度。該等粒徑可使用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察而求得。且，所謂平均粒徑係指隨意測定100個無機系微粒子之粒徑時之數平均粒徑。
上述壓縮步驟中，加熱組成物時使用微波時，組成物中含金屬微粒子時，認為該金屬微粒子有產生火花之虞。推定產生火花之部位將成為局部之異常高溫，而對生胚成形體造成不良影響。該情況下，藉由使金屬之微粒子之平均粒徑設為較小而為20μm以下，可降低產生火花之可能性，且可防止局部之異常高溫之發生。
上述無機氧化物的二氧化矽微粒子之市售商品，例如作為膠體二氧化矽可列舉出日產化學工業(股)製之商品名：甲醇二氧化矽溶膠、IPA-ST、MEK-ST、NBA-ST、XBA-ST、DMAC-ST、ST-UP、ST-OUP、ST-20、ST-40、ST-C、ST-N、ST-O、ST-50、ST-OL等。此外，粉體二氧化矽可列舉為日本AEROSIL(股)製之商品名：Aerosil 130、Aerosil 300、Aerosil 380、Aerosil TT600、Aerosil OX50，旭硝子(股)製之商品名：SILDEX H31、H32、H51、H52、H121、H122，日本二氧化矽工業(股)製之商品名：E220A、E220，富士SYLYSIA(股)製之商品名SYLYSIA 470，日本板硝子(股)製之商品名：SG FLAKE等。
且，氧化鋁(alumina)之市售商品名可列舉為日產化學工業(股)製之商品名：AluminaSol-100、-200、 -520。
銻酸辛粉末列舉為日產化學工業(股)製之商品名：CELNAX。
氧化鋁、氧化鈦、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等可列舉為CI化成(股)製之商品名：Nanotek。
摻雜銻之氧化錫可列舉為石原產業(股)製之商品名：SN-100D，ITO粉末可列舉為三菱材料(股)製之製品。
氧化鈰可列舉為多木化學(股)製之商品名：NEEDRAL等。
以無機系微粒子作為金屬單體等之微粒子時，金屬單體列舉為例如鈦、鋯、鋁、鋅、鎳、鎢、鍺、銦、錫、銻、鈰、鐵、鉑、金、銀、銅等。
且，無機系微粒子為金屬單體等之微粒子時，作為合金雖無特別限制，但可列舉為例如以鐵為主成分之合金(稱為「鐵合金」)、以銅為主成分之合金(稱為「銅合金」)、以鋁為主成分之合金(稱為「鋁合金」)、以鎳為主成分之合金(稱為「鎳合金」)、以及以鎂為主成分之合金(稱為「鎂合金」)等。
鐵合金列舉為例如鑄鐵、高張力鋼、不鏽鋼(亦稱為「stainless」)、電磁鋼、矽鋼、KS鋼、MK鋼、馬氏體鋼(marageing steel)、克魯伯鋼(Krupp steel)、鉻鋼、鎳鉻鋼、釩鋼、鉻鉬鋼、錳鋼、錳鉬鋼、安來鋼、42號合金、因瓦合金(invar)、鐵鎳鈷合金(Kovar)、鐵矽鋁合 金(Sendust)、鐵鈷合金(permendur)、鏡鐵(spiegeleisen)等。
銅合金列舉為例如黃銅、青銅、白銅、紅銅、丹銅、洋白銅、頓巴黃銅(Tombac)、鎳銅合金(constantan)、北歐金(nordic gold)、銅鎳鐵合金(cunife)、鎘銅、鉻銅、鈹銅、鋁青銅、磷青銅等。
鋁合金列舉為例如杜拉鋁(Duralumin)、超杜拉鋁、超超杜拉鋁、鋁矽合金(Silumin)等。
鎳合金列舉為例如哈氏合金(Hastelloy)、蒙乃爾合金(Monel)、銦科鎳合金(Inconel)、鎳鉻合金(Nichrome)、Sun Platinum、坡莫合金(permalloy)等。
鎂合金列舉為例如以鎂作為主成分且添加鋁與鋅之合金等。
無機系微粒子為石墨之微粒子時，所謂石墨係包含石墨、石墨烯、金剛石等碳之同位素之概念。
無機系微粒子相對於上述組成物總量較好調配90~99質量%。無機系微粒子之調配量未達90質量%時，因減少黏合劑故而效果變差。另一方面，無機系微粒子之調配量超過99質量%時，有生胚成形體之機械強度不足之情況。
〈黏合劑(B)〉
上述黏合劑可為熱可素性樹脂。該情況下，可提高生胚成形體之強度。
此外，上述黏合劑只要具有加熱時熔融，冷卻時固化之性質者即可，熱可塑性樹脂以外亦可為蠟、蠟(wax)、含水凝膠等。含水凝膠之具體例列舉為寒天(瓊脂膠或瓊脂果膠)等之多糖類之含水凝膠、明膠(膠原蛋白之水解物)等多肽之含水凝膠等。
使用作為黏合劑(B)之熱可塑性樹脂可使用具有吸收電磁波而被加熱之性質者。
該熱可塑性樹脂只要包含具有熱可塑性之聚合物則無特別限制，列舉為ABS樹脂(丙烯腈‧丁二烯‧苯乙烯樹脂)、ASA樹脂(丙烯酸酯‧苯乙烯‧丙烯腈樹脂)、AES樹脂(丙烯精‧乙烯-丙烯-二烯‧苯乙烯樹脂)等之橡膠強化苯乙烯系樹脂、聚苯乙烯、苯乙烯‧丙烯腈共聚物、苯乙烯‧馬來酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸酯‧苯乙烯共聚物等之苯乙烯系樹脂、聚乙烯、聚丙烯等之烯烴系樹脂、環狀烯烴樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚縮醛樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、氟樹脂、醯亞胺系樹脂、酮系樹脂、碸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚乙酸乙烯酯、聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯丁縮醛、苯氧樹脂、感光性樹脂、液晶聚合物、生分解性塑膠等。該等可單獨使用1種或組合2種以上使用。
上述熱可塑性樹脂中，作為電磁波照射成形所用之熱可塑性樹脂之較佳者列舉為橡膠強化苯乙烯系樹脂、烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系 樹脂、聚酯系樹脂及聚碳酸酯樹脂之合金、橡膠強化苯乙烯系樹脂及聚碳酸酯樹脂之合金、橡膠強化苯乙烯系樹脂及聚酯系樹脂之合金等。
再者，上述熱可塑性樹脂較好為非晶性熱可塑性樹脂。
由橡膠材料形成成形模時，熱可塑性樹脂之冷卻速度比金屬模具之情況更慢。因此，使用結晶性高之熱可塑性樹脂時，冷卻中結晶成長進展，使成形品之尺寸精度下降，會有成形品之耐衝擊強度下降之情況。相對於此，藉由將熱可塑性樹脂設為非晶性熱可塑性樹脂，有時可防止上述成形品之尺寸精度降低及耐衝擊性降低等。
又，上述(B)成分的黏合劑之含量相對於上述組成物總量較好為0.1質量%以上10質量%以下。黏合劑之含量相對於組成物總量較好為3質量%以上8質量%以下。
組成物中之黏合劑之含量在可確保壓縮步驟中加熱時組成物之潤滑性，且可確保生胚成形體之強度之範圍內較好儘可能少。
〈分散劑(C)〉
上述組成物中較好含有用以使無機系微粒子(A)均勻分散於組成物中之分散劑(C)。藉由少量添加分散劑，可抑制組成物之觸黏性。
分散劑(C)較好為側鏈中具有極性基之梳形有 機聚合物。分散劑更好為側鏈上具有聚氧伸烷基，且主鏈上具有離子性基之有機聚合物。分散劑又更好為側鏈上具有環氧烷構造單位，且主鏈骨架中具有羧酸酐構造之有機聚合物。
使用作為分散劑(C)之具有極性基之梳形有機聚合物之具體例列舉為具有以下述式(1)表示之重複構造之聚合物等。
式(1)中，R6為具有由環氧乙烷、環氧丙烷等烷二醇基所成之重複構造之1價有機基。
具有極性基之梳形有機聚合物之市售品列舉為MALIALIM AKM-0531、AAS-0851、AAB-0851、AFB-1512(以上為日本油脂(股)製)等。
〈其他任意添加成分(D)〉
上述組成物中可視需要依目的調配其他添加劑等(D)。以下，列舉其例。
(D)成分可列舉出例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、光安定劑、矽烷偶合劑、抗老化劑、熱聚合抑制劑、著色劑、調平劑、界面活性劑、保存安定劑、可塑劑、滑劑、無機系或有機系之填充材(惟，(A)成分及(B)成分除 外)、潤濕性改良劑、塗面改良劑等。
作為(D)成分亦可調配(B)成分以外之樹脂、彈性體、寡聚物等。(B)成分以外之樹脂可列舉為環氧樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚醚、聚酯等之不具有熱可塑性之樹脂。彈性體列舉為聚丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物等。寡聚物可列舉為氟系寡聚物、聚矽氧系寡聚物、聚硫醚系寡聚物等。
〈生胚成形體之製造方法〉
本發明之生胚成形體之製造方法包含下列步驟：於成形模之空腔內配置含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物之配置步驟，加熱上述組成物使上述(B)成分熔融，同時使上述空腔之容積縮小而壓縮上述組成物之壓縮步驟，與使上述組成物冷卻而使上述(B)成分固化而獲得生胚成形體之冷卻步驟。
〈配置步驟〉
上述配置步驟為在成形模之空腔內配置含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物之步驟。空腔內配置組成物之方法為任意。但，成形模由一對之模部所構成時或分割成複數之模部而構成時，較好採用於將成形模分解成各模部而可成為空腔之部位中配置組成物後，再次組合模部成 為成形模之方法。
〈壓縮步驟〉
上述壓縮步驟係加熱上述組成物使上述(B)成分熔融，同時使上述空腔之容積縮小而壓縮上述組成物之步驟。
壓縮步驟中，較好使用使配置於空腔內之組成物加熱且熔融之加熱手段、與以使空腔之容積縮小之方式對成形模施加壓力之壓力施加手段。加熱手段可使用在上述配置步驟及上述壓縮步驟中，壓力施加手段可使用於上述壓縮步驟及上述冷卻步驟中。
壓力施加手段在上述配置步驟及上述壓縮步驟中，在至少黏合劑(B)開始熔融前至黏合劑之溫度開始下降之間，可以對成形模持續施加壓力之方式構成。
該情況下，可精度良好地使生胚成形體成形。
且，黏合劑(B)之溫度是否開始下降可藉由實際之材料溫度加以判定。但，大部分情況下難以正確掌握成形模內之溫度變化。因此，亦可以上述加熱手段之加熱結束之時點作為黏合劑之溫度開始下降者。且，亦可以藉由後述之冷卻手段之冷卻開始之時點作為黏合劑之溫度開始下降者。
又，上述壓力施加手段可構成為在上述壓縮步驟及上述冷卻步驟中，於熔融之黏合劑(B)固化前之期間，可以對成形模持續施加壓力。
該情況下，於黏合劑固化前之期間，可維持容積縮小後之空腔之形狀。因此，可精度良好地使沿著容積縮小後之空腔形狀之形狀的生胚成形體成形。
且，上述成形模形成為可使上述空腔之容積縮小之構造，上述壓力施加手段除了自外部對上述成形模機械加壓之裝置以外，亦可為使上述空腔內減壓之裝置。
該情況下，藉由使空腔內減壓，利用成形模之外部與空腔之內部之壓力差可使空腔之容積縮小。此外，該情況下，藉由使空腔內減壓，利用成形模之外部與空腔之內部之壓力差，可使空腔之容積縮小。
成形模分割成複數之模部，且使複數之模部彼此接近時，可形成使結合複數之模部而成之面所形成之空腔之容積縮小之構造。
上述成形模可由具有使電磁波透過之性質之橡膠材料構成。且，成形模可由一對之模部構成，空腔可在一對之模部彼此結合之對向側形成。藉由使用一對模部，可容易地實現使成形模之空腔之容積縮小之構成。
上述成形模可藉由作為可彈性變形之彈性構件之橡膠形成其全體。該情況下，使用以使空腔打開之分割面將成形模分割成複數較為容易，成形模之製造較容易。此外，利用橡膠之彈性變形亦可使空腔之容積縮小。
且，成形模亦可其全體由陶瓷等形成。該情況下，採用使分割成複數之模部相互接近之構造，可使空腔之容積縮小。另外，成形模亦可為將由可彈性變形之彈 性構件所成之內模部分配置於硬質之外模部分之內部而形成。
且，藉由使上述空腔內之壓力低於上述成形模之外部壓力，同時對上述成形模照射電磁波而加熱上述組成物，可使空腔之容積縮小。
藉由對成形模照射電磁波，可使組成物中之黏合劑有效地熔融。且，藉由使空腔內之壓力低於成形模之外部壓力，而於一對模部之間，作用使組成物壓縮之力。而且，黏合劑熔融時藉由成形模之外部與空腔內之壓力差，使無機系微粒子間之間隙縮小之方式，使一對模部相互接近。藉此，可以簡單的構成容易地縮小空腔之容積。
上述施加壓力手段亦可為自外部加壓上述成形模之裝置。
該情況下，藉由自成形模之外部施加之壓力，可使空腔之容積縮小。
又，上述加熱手段可為照射能被組成物(無機系微粒子及黏合劑之至少一者)與成形模中之空腔形成面之至少一者吸收之電磁波之裝置。
該情況下，由組成物及空腔形成面之至少一者吸收電磁波，可使黏合劑加熱‧熔融，可令用以使生胚成形體成形之裝置之構成變簡單。照射該電磁波之裝置可使用能照射包含0.78~2μm之波長區域(近紅外線區域)之電磁波(以下，亦稱為「近紅外線等電磁波」)或包含0.0001~100m 之波長區域(微波區域、高頻區域)之電磁波(以下，亦稱為「微波等電磁波」)之電磁波照射手段。又，所謂電磁波係包含光之廣義概念。
此外，對成形模照射電磁波時，可直接加熱組成物，亦可透過成形模間接加熱組成物。具體而言，組成物可使電磁波被組成物中之無機系微粒子及黏合劑之至少一者所吸收並加熱。又，亦可由成形模吸收電磁波，藉由來自成形模之熱傳導而加熱組成物。
上述加熱手段可自一對模部之表面對配置於空腔內之組成物照射電磁波之電磁波照射手段。
上述壓力施加手段可藉由來自電磁波照射手段照射之電磁波使配置於空腔內之黏合劑(B)熔融時，使一對模部相互接近使空腔之容積縮小之構成。
由上述電磁波照射手段照射之電磁波可使用廣泛波長區域之電磁波。
該電磁波可使用包含0.78~2μm之波長區域之電磁波(近紅外線)。該情況下，包含0.78~2μm之波長區域之電磁波相較於被成形模吸收之比例，透過成形模而被黏合劑(B)吸收之比例較多，相較於成形模，容易更強地加熱黏合劑。該情況下，成形模可藉由透明之橡膠材料構成。且，成形模亦可依具有使電磁波透過之性質之程度由半透明之橡膠材料構成。
又，自電磁波照射手段照射之電磁波亦可包含上述近紅外線以外之電磁波。
且，作為上述電磁波亦可使用包含0.0001~100m之波長區域之電磁波(微波、高頻)。該情況下，藉由包含0.001~100m之波長區域之電磁波，使成形模及組成物(無機系微粒子及黏合劑之至少一者)之至少一者進行介電加熱。
成形模以吸收微波等電磁波之材料形成時，成形模藉由微波等電磁波加熱，再藉由來自成形模之熱傳導而加熱空腔內之組成物。
組成物中之無機系微粒子及黏合劑之至少一者以吸收微波等電磁波之材料形成時，無機系微粒子及黏合劑之至少一者中之介電體損失比成形模中之介電體損失大，藉此相較於成形模，容易更強地加熱無機系微粒子及黏合劑之至少一者。該情況下，成形模只要為具有使上述波長區域之電磁波之至少一部分透過之性質者即可，除了由透明或半透明之橡膠材料構成以外，亦可由各種配色之橡膠材料構成。
此外，藉由微波等電磁波，亦可加熱無機系微粒子，且藉由來自無機系微粒子之熱傳導而加熱黏合劑並熔融。
又，自電磁波照射手段照射之電磁波亦包含上述微波或高頻以外之電磁波。
另外，上述電磁波照射手段可為照射近紅外線(0.78~2μm之波長)、微波(0.0001~1m之波長)或高頻(1~100m之波長)之裝置。
又，上述成形模可由聚矽氧橡膠或氟橡膠形 成。
該情況下，可使成形模之製作容易，同時藉由上述包含0.78~2μm波長區域之電磁波，可在幾乎不使成形模下加熱強力加熱熱可塑性材料。
且，聚矽氧橡膠之硬度以JIS A彈性硬度試驗機測定時較好為25~80。
聚矽氧橡膠或氟橡膠(以下總稱該等為「橡膠材料」)實質上不吸收微波等電磁波。因此，使用橡膠材料形成吸收微波等電磁波之成形模時，對於橡膠材料較好添加具有吸收微波等電磁波之性質之賦予介電性之物質。賦予介電性之物質之具體例列舉為碳化矽、鐵氧體、鈦酸鋇、碳黑、石墨等。該等賦予介電性之物質可單獨使用1種，或亦可併用2種以上。賦予介電性之物質之添加量相對於形成成形模之全部材料之體積可為5~90體積%。
賦予介電性之物質亦可添加於成形模整體中，亦可對成形模部分添加。將賦予介電性之物質添加於成形模之一部分時，其添加部分為任意，但亦可將添加有賦予介電性之物質之表面層設於與空腔鄰接之部分。
表面層中之賦予介電性之物質之含量相對於表面層整體未達5體積%時，會有表面層無法充分發揮吸收微波等電磁波之性質之虞。另一方面，表面層中之賦予介電性之物質之含量相對於表面層整體超過90體積%時，與構成表面層之賦予介電性之物質以外之材料之混合變難，且有表面層之機械強度降低之虞。
表面層之賦予介電性之物質之含量相對於表面層整體較好為10~70體積%，更好為13~50體積%，最好為15~35體積%。該情況下，表面層可更有效地吸收微波等電磁波，可藉由空腔內之組成物之熱傳導而加熱、熔融。
賦予介電性之物質並不限於上述列舉之物質，可使用無機化合物、有機化合物、該等之混合物等，亦可使用介電功率因素(dielectric power factor)高之樹脂。賦予介電性之物質亦可為無機化合物之燒結體，該燒結體可藉習知方法製造。賦予介電性之物質為燒結體時，例如碳化矽較好相對於表面層整體含有50體積%以上。
〈冷卻步驟〉
冷卻步驟係使上述組成物冷卻，使上述(B)成分固化獲得生胚成形體之步驟。生胚成形體之製造方法之上述冷卻步驟中，可使用使黏合劑(B)冷卻之冷卻手段。
該情況下，藉由冷卻手段，可使加熱‧熔融後之黏合劑迅速冷卻，可縮短生胚成形體之成形時間。
上述冷卻手段除了使內部可流通冷媒之金屬板等與冷卻對象物接觸之接觸型熱交換體以外，亦可使用對成形模吹拂空氣之送風風扇、利用氣化熱使成形模冷卻之熱交換器．熱交換元件、冷卻至特定溫度以下之冷卻室等。
〈各種手段〉
此外，生胚成形體之製造方法之上述配置步驟、上述壓縮步驟及上述冷卻步驟中，可使用例如以下之手段。
生胚成形體之製造方法之上述配置步驟及上述壓縮步驟中，使用進行成形模之空腔內抽真空之真空手段，藉由真空手段使空腔內之壓力低於構成成形模之一對模部之外部壓力，對一對模部產生吸引力，藉此於黏合劑(B)熔融時使一對模部相互接近。
該情況下，藉由以真空手段產生之吸引力(緊固模之力)容易使一對模部相互接近。且，藉由利用吸引力使一對模部相互接近，可使黏合劑(B)容易遍及空腔之整體中。
又，一對模部除了利用以真空手段產生之吸引力以外，亦可對一對模部施加外力而強制相互接近。
另外，可構成為一對模部在相互接近前之各模部之位置(原位置)中，將設於任一者之被嵌入凹部內嵌入設於另一者之嵌入凸部，利用嵌入凸部與被嵌入凹部，封閉一對模部之間形成之分割面之全周。
該情況下，於用以使一對模部相互接近時，可容易防止熔融之黏合劑(B)自分割面中所形成之間隙漏出。
且，亦可構成為一對模部在相互接近前之原位置，於設於任一者之空腔形成凹部內配置設於另一者之空腔形成凸部，且藉由貼附於一對模部之間形成之分割面之全周之樹脂帶，而封閉分割面之全周。
該情況下，於用以使一對模相互接近時，可容易地防 止熔融之黏合劑(B)自分割面中所形成之間隙漏出。
此外，亦可一對模部之一者具有形成生胚成形體之裏面之空腔形成凸部、形成於空腔形成凸部之外緣部全周之環狀嵌入凹部、與於環狀嵌入凸部之外緣部全周突出形成之環狀外周凸部，一對模部之另一者具有使將空腔形成凸部配置於內側而成形生胚成形體之設計面之空腔形成凹部、與嵌入於空腔形成凹部之外緣部全周所突出之環狀外周凸部內之環狀內周凸部。
該情況下，藉由對於一對模部之一者之環狀外周凸部內嵌入一對模部之另一者之環狀內周凸部，於用以使一對模部相互接近時，可容易地防止熔融之黏合劑(B)自分割面中形成之間隙漏出。
且，上述配置步驟及上述壓縮步驟中，透過吸引口及吸引閘門進行空腔內之抽真空，可在一對模部之間容易地產生吸引力，可使熔融之黏合劑(B)容易地遍及空腔整體中。且，吸引口在配置於空腔內之黏合劑熔融時，亦可使該空腔內剩餘之熔融狀態之黏合劑溢出。
上述吸引口亦可兼作為將上述組成物投入於空腔內之投入口。
該情況下，於空腔內配置組成物時，可在使一對模部閉合之狀態下自吸引口投入組成物。
且，亦可自一對模部之另一者之外側面之一側朝另一側部分地依序移動邊照射電磁波照射手段之電磁波，且自空腔中之一側朝向另一側依序填充組成物。
該情況下，藉由使空腔內之黏合劑(B)部分熔融，可使組成物安定地遍及空腔整體。
〈無機系燒結體之製造方法〉
本發明之無機系燒結體之製造方法包含對藉由上述生胚成形體之製造方法獲得之生胚成形體加熱，去除上述(B)成分之去除步驟，與燒結上述生胚成形體中之上述(A)成分而獲得無機系燒結體之燒結步驟。
無機系燒結體之製造方法中，較好包含在使有機成分熱分解但無機系微粒子(A)不燒結之溫度下，加熱硬化物，使黏合劑(B)等有機成分分解去除(本發明所屬之技術領域中，有時稱為「脫脂」)，獲得實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物之步驟(以下稱為「去除步驟」)，與在使無機系微粒子(A)燒結之溫度下加熱無機系前驅物而成為無機系燒結體之步驟(以下稱為「燒結步驟」)。藉由該等步驟，可有效防止燒結體之龜裂或破損等。
此外，無機系燒結體之製造方法中，較好包含將藉由燒成而形成無機系燒結體之流動性無機材料含浸於實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物中，獲得含浸流動性無機材料之無機系前驅物之步驟(以下稱為「含浸流動性無機材料之步驟」)，在使無機系微粒子(A)及流動性無機材料燒結之溫度下加熱含浸流動性無機材料之無機系前驅物而成為無機系燒結體之步驟(以下稱 為「無機系微粒子及流動性無機材料燒結步驟」)。藉由該等步驟，可防止燒結步驟中之龜裂發生，且可抑制尺寸變化，獲得更緻密且高硬度之無機系燒結體。
〈去除步驟〉
使生胚成形體之製造方法中獲得之生胚成形體在氮氣氛圍下，且在有機成分熱分解但組成物中之無機系微粒子(A)不燒結之溫度下加熱，使有機成分分解去除(一次加熱)，獲得實質上僅由無機系微粒子所成之無機系前驅物。「有機成分熱分解但無機系微粒子不燒結之溫度」係根據無機系微粒子之材料種類、無機系前驅物之尺寸、聚合性黏合劑之種類等之條件適當選擇。該溫度一般為300~800℃之範圍內，較好為350~600℃之範圍內。
另外，「實質上僅由無機系微粒子所成」並非指必須使有機成分完全分解去除，而是意指在下述步驟燒結無機系前驅物時，亦可殘留幾乎不會造成不良影響之程度之有機成分。該步驟之加熱條件具體而言較好為以每分鐘2℃左右之升溫速度，自常溫開始使溫度上升至300~800℃左右。藉由該一次加熱，僅使硬化物中之有機成分先分解去除，而可獲得實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物。
去除步驟所得之實質上僅由無機系微粒子所成之無機系前驅物由於去除了使無機系微粒子(A)間結合之有機成分，故內部具有空隙。以燒結步驟將其燒結時， 成為止密且高硬度之無機系燒結體。
〈燒結步驟〉
接著，使有機成分被分解去除後之實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物，使用馬弗爐等高溫加熱手段，在使無機系微粒子燒結之溫度下加熱(二次加熱)。「使無機系微粒子燒結之溫度」係根據無機系微粒子之種類、無機系前驅物之尺寸、無機系微粒子之粒徑等條件適當選擇。該溫度一般係在1000~3000℃之範圍內，較好在1200~2500℃之範圍內。
該步驟之加熱條件具體而言更好係以每分鐘5℃左右之升溫速度，自常溫開始使溫度上升至1000~3000℃左右，且在該溫度下保持0.1~10小時左右，使無機系微粒子(A)燒結而獲得無機系燒結體。隨後，使無機系燒結體緩慢冷卻至室溫。
〈含浸流動性無機材料之步驟〉
將上述去除步驟所得之實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物二次加熱前，將藉燒成而形成無機系燒結體之流動性無機材料含浸於無機系前驅物中，獲得含浸流動性無機材料之無機系前驅物。藉由該步驟，使流動性無機材料進入到該實質上僅由於機系微粒子(A)所成之無機系前驅物中之空隙，填滿空隙。使之進行二次加熱(燒結)時，流動性無機材料縮合及燒結而與無機系微粒子 (A)一起均勻化，獲得極緻密之無機系燒結體。
至於藉由燒成而形成無機系燒結體之流動性無機材料列舉為例如水玻璃、四甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷(HMDS)等。
將流動性無機材料含浸於實質上僅由無機系微粒子(A)所成之無機系前驅物時，只要例如將無機系前驅物放入流動性無機材料之溶液(例如甲醇溶液)中，在常溫放置0.1~5小時左右，或將流動性無機材料塗佈於無機系前驅物上即可。含浸之順序可為1次，亦可重複複數次。
〈無機系微粒子及流動性無機材料燒結步驟〉
如上述將流動性無機材料含浸於無機系前驅物中，經乾燥後，在使無機系微粒子(A)及流動性無機材料燒結之溫度下進行二次加熱，獲得無機系燒結體。「使無機系微粒子及流動性無機材料燒結之溫度」係根據無機系微粒子及流動性無機材料之種類、無機系前驅物之尺寸、無機系微粒子之粒徑等條件適當選擇。該溫度較好在1000~3000℃之範圍內，更好在1200~2500℃之範圍內。具體之加熱條件與上述燒結步驟相同。
依據上述燒結體之製造方法，獲得具有微細且複雜形狀之無機系燒結體，且所得無機系燒結體可有效地防止因硬化收縮造成之龜裂或破損。
〈無機系前驅物〉
上述無機系燒結體之製造方法中說明之具有期望形狀之無機系前驅物及含浸流動性無機材料之無機系前驅物具有新穎構成。藉由使該等無機系前驅物在使無機系微粒子(A)、或無機系微粒子(A)及上述流動性無機材料燒結之溫度下加熱，可獲得微細且複雜形狀之無機系燒結體。
以下，針對生胚成形體之製造方法及無機系燒結體之製造方法之實施形態參照圖式加以說明。
(實施形態)
本實施形態之生胚成形體7之製造方法係進行配置步驟、壓縮步驟及冷卻步驟而成形生胚成形體7。配置步驟中，如圖1、圖2所示，將含無機系微粒子61及黏合劑62之組成物6配置於構成成形模之一對模部2A、2B之間所形成之空腔20內。接著，於壓縮步驟中，如圖4所示，加熱組成物6使黏合劑62熔融，同時使一對模部2A、2B之空腔20之容積縮小而壓縮組成物6。隨後，於冷卻步驟中，如圖5所示，使組成物6冷卻，使黏合劑62固化，獲得生胚成形體7。
又，無機系燒結體之製造方法中，進行去除步驟及燒結步驟而獲得無機系燒結體。去除步驟中，加熱以生胚成形體7之製造方法獲得之生胚成形體7，去除生胚成形體7中之黏合劑62。隨後，於燒結步驟中燒結生胚成形體7中之無機系微粒子61獲得無機系燒結體。
〈成形裝置〉
接著，針對本實施形態之生胚成形體7之製造方法及無機系燒結體所用之成形裝置1加以詳細說明。
圖6示意性顯示造粒所得之粒子狀之組成物6。如圖6所示，本實施形態之組成物6係混練作為無機系微粒子61之陶瓷微粒子，與作為黏合劑62之熱可塑性樹脂，造粒成特定大小而形成粒子狀者。組成物6之各粒子成為微細無機系微粒子61與黏合劑62混合之狀態。組成物6之各粒子中之無機系微粒子61之粒徑在10~50nm之範圍內，組成物6之粒徑在100~200μm之範圍內。黏合劑62之含量相對於組成物6之總量為10質量%以下。接著，使組成物6中之黏合劑62之含量極力減少而成形生胚成形體7。
如圖1、圖4所示，配置步驟、壓縮步驟及冷卻步驟中，使用成形裝置1，其除了一對模部2A、2B以外，亦具備使配置於一對模部2A、2B之空腔20內之組成物6加熱而使黏合劑62熔融之加熱手段，與以使空腔20之容積縮小之方式對一對模部2A、2B施加壓力之壓力施加手段。一對模部2A、2B可根據加熱所用之電磁波種類及黏合劑62之種類加以選擇。
本實施形態之加熱手段係自一對模部2A、2B之表面，對配置於空腔20內之組成物6照射電磁波X之電磁波照射手段4。壓力施加手段為使空腔20內減壓之 真空手段5。
本實施形態中，由於使用照射近紅外線等電磁波之電磁波照射手段4，故一對模部2A、2B係由橡膠形成。又，使用照射微波等電磁波之電磁波照射手段4時，使用不怎麼吸收微波等電磁波之組成物6時，一對模部2A、2B係由對橡膠材料中添加介電性賦予物質之材料所形成。且，使用照射微波等電磁波之電磁波照射手段4時，使用可吸收微波等電磁波之組成物6時，一對模部2A、2B係由未於橡膠材料中添加介電性賦予物質之橡膠材料形成。
本實施形態之一對模部2A、2B係由作為橡膠材料之透明或半透明之聚矽氧橡膠形成。該一對模部2A、2B可將成形之生胚成形體7之母模(手之現物等)配置於液狀之聚矽氧橡膠內，使該聚矽氧橡膠硬化，由硬化後之聚矽氧橡膠取出母模而製作。此外，一對模部2A、2B由於為橡膠製，故可簡單且任意形成取出成形後之生胚成形體7時之進行開模用之分割面(分隔介面)205(參照圖1、圖2)。
如圖4所示，電磁波照射手段4係構成為產生近紅外線等電磁波之電磁波X。電磁波照射手段4係使用產生包含0.78~2μm之波長區域(相當於約近紅外線之波長區域)之電磁波X之鹵素燈而構成。該鹵素燈係使用在0.78~2μm之波長區域內(本實施形態中約為0.9μm)具有電磁波強度波峰者。
圖7係針對透明之聚矽氧橡膠與半透明之聚矽氧橡膠，以橫軸為波長，縱軸為電磁波X之透過率(%)，顯示各聚矽氧橡膠之電磁波X透過率之圖表。圖7中可知，各聚矽氧橡膠可使200~2200(nm)間之波長之電磁波X之大部分透過。因此，對聚矽氧橡膠製之模部2A、2B之表面照射該波長區域之近紅外線時，可使該近紅外線之大部分透過模部2A、2B而被空腔20內之黏合劑62吸收。
如圖1所示，真空手段5係設置於一對模部2A、2B之抽真空路徑，構成為於抽真空路徑連接外部之真空泵，進行配置有組成物6之空腔20內之抽真空，使該空腔20內成為真空狀態。如圖4所示，透過真空手段5使空腔20內之壓力低於一對模部2A、2B之外部壓力，藉由對一對模部2A、2B產生吸引力(緊固模之力)F，而在組成物6中之黏合劑62熔融時，使一對模部2A、2B相互接近。
如圖1、圖2所示，一對模部2A、2B之一者之一側模部2A具有成形生胚成形體7之裏面702之空腔形成凸部21、與形成於空腔形成凸部21之外緣全周之環狀嵌入凹部22、及突出於環狀嵌入凹部22之外緣部全周而形成之環狀外周凸部23。一對模部2A、2B之另一者的另一側模部2B具有內側配置空腔形成凸部21且成形生胚成形體7之設計面701之空腔形成凹部25、與突出於空腔形成凹部25之外緣部全周，且嵌入環狀外周凸部23內 之環狀內周凸部26。
另一側模部2B之環狀內周凸部26在一對模部2A、2B相互接近前之原位置嵌入於環狀外周凸部23內。一對模部2A、2B於相互接近之前後，利用環狀內周凸部26與環狀外周凸部23而封閉一對模部2A、2B之間形成之分割面205之全周。
如圖1~圖3所示，一側模部2A貫穿形成有於空腔形成凸部21開口之吸引口27、與於環狀嵌入凹部22開口之吸引閘門28。吸引口27亦兼作將組成物6投入於空腔20內之投入口之功能。一側模部2A之與分割面205相反側之面上重疊配置背襯板3。而且，抽真空路徑的真空手段5形成於一側模部2A與背襯板3之間。真空手段5與吸引口27及複數個吸引閘門28連通。
如圖4所示，電磁波照射手段4係在另一側模部2B中，於與分割面205相反側之面對向配置。配置於空腔20內之組成物6中之黏合劑62由接近電磁波照射手段4之部分先熔融。接著，於接近吸引口27及複數個吸引閘門28之位置之組成物6中之黏合劑62隨後熔融，而不使吸引口27及吸引閘門28阻塞。
雖省略圖式，但使用產生微波等電磁波之電磁波照射手段4時，一對模部2A、2B之至少一者可由利用橡膠材料所成之一般部，與添加有比橡膠材料更易吸收微波等電磁波之吸收性之物質(介電性賦予物質)之改良部所形成。添加有介電性賦予物質之改良部可成為形成空腔 20之空腔形成部分等。且，介電性賦予物質亦可添加於一對模部2A、2B之至少一者之整體中。
另外，例如一對模部2A、2B中，於與空腔20鄰接之部分形成微波等電磁波之吸收性良好之表面層，該表面層可吸收自電磁波照射手段4照射之微波等電磁波。該情況下，藉由自表面層之熱傳導可使空腔20內之組成物6中之黏合劑62加熱‧熔融。
接著，針對生胚成形體7之製造方法及無機系燒結體之製造方法，以及其等之作用效果加以詳細說明。
首先，配置步驟係在一對模部2A、2B間形成之空腔20內配置混合無機系微粒子(陶瓷微粒子)61及黏合劑(熱可塑性樹脂粒子)62所成之組成物6。此時，組成物6可投入於自形成於一模部2A之吸引口(投入口)27相互組合之狀態之一對模部2A、2B之間之空腔20內。且，組成物6亦可配置於開啟狀態之另一側模部2B中之空腔形成凹部25內。該情況下，對配置有組成物6之另一側模部2B組合一側模部2A。
且將組成物6配置於空腔20內時，形成空腔20之面與組成物6之間，或組成物6彼此之間形成空隙。
接著，壓縮步驟係如圖1所示，自真空手段5透過吸引口27及複數個吸引閘門28開始空腔20內之抽真空。此時，自空腔20內之空隙吸引空氣，對一對模部2A、2B作用使其相互接近之吸引力F，且對組成物6之 粒子彼此之間施加壓力。又，一對模部2A、2B係配置在大氣壓下。
接著，如圖4所示，在持續以真空手段5抽真空之狀態下，以電磁波照射手段4朝另一側模部2B之外側面照射電磁波X。此時，電磁波X之大部分透過另一側模部2B，且被空腔20內之組成物6吸收。接著，配置於空腔20內之組成物6中之黏合劑62自接近電磁波照射手段4之部分先熔融。藉此，防止熔融之黏合劑62及無機系微粒子61阻塞吸引口27及複數個吸引閘門28。
又，使用微波等電磁波作為電磁波X時，另一側模部2B可藉由添加有介電性賦予物質之橡膠材料形成。該情況下，電磁波X之大部分被另一側模部2B吸收。且，該情況下，配置於空腔20內之組成物6中之黏合劑62藉由電磁波X加熱且以自另一側模部2B所傳導之熱加熱而熔融。
此時，承受作用於一對模部2A、2B之吸引力F，使黏合劑62擴展至組成物6彼此間之空隙中，使組成物6間之距離縮小，結果，使空腔20之容積減少。藉此，以空腔20容積減少之程度使一對模部2A、2B相互接近。且，空腔20內之組成物6中之黏合劑62開始熔融後，亦以真空手段5持續對空腔20內抽真空。
據此，使黏合劑62熔融而使組成物6壓縮，使空腔20內形成之空隙幾乎消失。此時，黏合劑62只要扮演無機系微粒子61以一對模部2A、2B壓縮時之潤滑 劑之功能即可。因此，組成物6中之黏合劑62含量只要可確保組成物6之潤滑性之量即可，不需要為確保組成物6之流動性之量。據此，組成物6中之黏合劑62之含量可極力減少。
接著，如圖5所示，作為冷卻步驟，係使在一對模部2A、2B中之空腔20內配置使黏合劑6熔融而壓縮之組成物6之狀態維持特定時間。接著，使熔融之黏合劑62冷卻固化，可於容積縮小之空腔20內獲得生胚成形體7。
此外，冷卻步驟中，持續以真空手段5進行空腔20內之抽真空直到生胚成形體7之冷卻烷成為止。接著，使一對模部2A、2B中之空腔20之容積縮小之狀態維持至熔融之黏合劑62固化為止之期間，維持容積經縮小之空腔20之形狀。而且，使熔融之黏合劑62之漏出、或黏合劑62固化時之組成物6之變形抑制在最小限度，可精度良好地獲得延著容積縮小後之空腔20之形狀的形狀之生胚成形體7。
又，本實施形態中，顯示於冷卻步驟中亦以真空手段5持續空腔20內之抽真空之情況。除此之外，封閉真空手段5後，使外部之真空泵與真空手段(抽真空路徑)5分離，亦可維持使空腔20內減壓之狀態。且，藉由對一對模部2A、2B施加機械外力，亦可維持容積經縮小之空腔20之形狀。
此外，本實施形態中，由於使用橡膠製之一 對模部2A、2B，故相較於過去之金屬模具，組成物6之溫度下降趨緩。因此，可防止急遽冷卻，而不會於生胚成形體7產生翹曲或凹痕。另外，藉由在空腔20之容積縮小之狀態下緩慢冷卻組成物6，可獲得如下效果。
亦即，組成物6之溫度降低時，其容積減少。此時，隨著組成物6之容積減少，一對模部2A、2B稍微相互接近，可使空腔20之容積縮小。藉此，可精度更好地成形沿著容積縮小後之空腔20之形狀的形狀之生胚成形體7。
隨後，使一對模部2A、2B脫模，可取出成形之生胚成形體7。
且，可使組成物6中之黏合劑62比一對模部2A、2B更強烈地被加熱熔融，可抑制一對模部2A、2B之溫度上升，可有效加熱黏合劑62。因此，使生胚成形體7成形時，可有效防止一對模部2A、2B之熱劣化。
接著，作為去除步驟，係加熱生胚成形體7，去除生胚成形體7中之黏合劑62。加熱生胚成形體7之溫度為黏合劑62之熔點以上，無機系微粒子61之燒結溫度以下。接著，使黏合劑62熱分解而自生胚成形體7去除，生胚成形體7中留下無機系微粒子61。
隨後，作為燒結步驟係燒結無機系微粒子61獲得無機系燒結體。
如上述，組成物6中之黏合劑62之含量相對於組成物6總量極力減少至10質量%以下，成形之生胚 成形體7中之黏合劑62之含量亦極力減少。因此，無機系燒結體燒結時，可減少以無機系微粒子61構成之生胚成形體7在體積收縮時之變形量，可使無機系燒結體不易產生破損。
且，可提高成形之無機系燒結體之形狀、尺寸精度，可成形微細且複雜形狀之無機系燒結體之立體造形物。又，尤其藉由無機系燒結體，可不限於小型之立體造形物，而可成形大型、厚壁等之立體造形物。
因此，依據本實施形態之生胚成形體7之製造方法及無機系燒結體之製造方法，可極力減少黏合劑62之含量，可經度良好地獲得微細且複雜形狀之無機系燒結體之立體造形物。
[實施例]
本實施例係由混合作為無機系微粒子61之金屬微粒子、與作為黏合劑62之熱可塑性樹脂粒子而成之組成物6，成形生胚成形體7及無機系燒結體，並確認彼等之成形性。
金屬微粒子為平均徑係7μm之SUS316L，組成物6中之熱可塑性樹脂粒子(黏合劑)62之含量相對於組成物6總量為8質量%或5質量%。組成物6係使金屬微粒子與熱可塑性樹脂粒子混練而成形之顆粒經粉碎而微細化，且通過180μm之網目者。
針對上述實施形態所示之生胚成形體7及無 機系燒結體之製造方法的以微波成形而成形之生胚成形體7及無機系燒結體(試驗品1、2)、上述實施形態所示之生胚成形體7及無機系燒結體之製造方法的以近紅外線成形而成形之生胚成形體7及無機系燒結體(試驗品3、4)、與以射出成形法成形之生胚成形體7及無機系燒結體(比較品1、2)，比較評價成形性。
試驗品1、2由於在生胚成形體7成形時進行微波成形，故使用具有照射微波之加熱手段之DMEC(股)製之Amolsys M150。試驗品3、4由於在生胚成形體7成形時進行近紅外線成形，故使用具有照射近紅外線之加熱手段之DMEC(股)製之Amolsys H-500。比較品1、2由於在生胚成形體成形時進行射出成形，故使用東芝機械(股)製之IS80A作為射出成形機。試驗品1~4及比較品1、2中，成形之生胚成形體7形狀均為50mm×50mm×2mm之正方形之板。且，試驗品1~4及比較品1、2在自生胚成形體7去除黏合劑62後，均在1350℃下進行2小時燒結，獲得無機系燒結體。
表1顯示針對試驗品及比較品比較評價成形性之結果。
試驗品1、3及比較品1中，組成物6中之黏合劑62之含量相對於組成物6總量為8質量%，試驗品2、4及比較品2中，組成物6中之黏合劑62之含量相對於組成物6總量為5質量%。
試驗品1~4中，可使生胚成形體7成形，於使無機系燒結體成形時之長尺寸與寬尺寸之差較小，無機系燒結體幾乎無變形，可知等向性優異。另一方面，比較品1中，雖可使生胚成形體7成形，但無機系燒結體成形時之長尺寸與寬尺寸之差較大，使無機系燒結體之形狀產生變形，可知等向性差。且，比較品2中，黏合劑62之含量較少，無法使生胚成形體7成形。
且，試驗品1~4中，無機系燒結體之形狀幾乎不發生翹曲，相對地，比較品1、2中，無機系燒結體之形狀發生翹曲。該翹曲之有無係將無機系燒結體載置在作為基準之平板上，以無機系燒結體對平板有無起伏加以判斷。
又，針對總長182mm，厚度3.2mm之亞鈴狀之生胚成形體7，亦與上述試驗品1~4及比較品1、2同樣成形且進行評價。情況下，試驗品1~4中，可成形變形少之無機系燒結體，另一方面，比較品1、2中，無法使生胚成形體7成形。
由以上之結果，可知依據上述實施形態所示之生胚成形體7及無機系燒結體之製造方法，可成形形狀、尺寸精度優異之無機系燒結體。
1‧‧‧成形裝置
2A‧‧‧模部
2B‧‧‧模部
3‧‧‧背襯板
5‧‧‧真空手段
6‧‧‧組成物
20‧‧‧空腔
21‧‧‧空腔形成凸部
22‧‧‧環狀嵌入凹部
23‧‧‧環狀外周凸部
25‧‧‧空腔形成凹部
26‧‧‧環狀內周凸部
27‧‧‧吸引口
28‧‧‧吸引閘門
205‧‧‧分割面
701‧‧‧設計面
702‧‧‧裏面
F‧‧‧吸引力(鎖模力)

Claims (6)

  1. 一種生胚成形體之製造方法，其特徵係包含下列步驟：於成形模之空腔內配置含有無機系微粒子(A)及黏合劑(B)之組成物之配置步驟，加熱上述組成物使上述(B)成分熔融，同時使上述空腔之容積縮小而壓縮上述組成物之壓縮步驟，與使上述組成物冷卻，使上述(B)成分固化而獲得生胚成形體之冷卻步驟。
  2. 如請求項1之生胚成形體之製造方法，其中上述(A)成分係由含有金屬單體、合金、金屬化合物或石墨之微粒子構成。
  3. 如請求項2之生胚成形體之製造方法，其中上述(A)成分之平均粒徑為10nm以上且20μm以下。
  4. 如請求項1~3中任一項之生胚成形體之製造方法，其中上述(B)成分之含量相對於上述組成物總量為0.1質量%以上且10質量%以下。
  5. 如請求項1~4中任一項之生胚成形體之製造方法，其中上述成形模係構成為在一對模部之間形成上述空腔，上述壓縮步驟中，藉由使上述空腔內之壓力低於上述成形模之外部壓力，同時對上述成形模照射電磁波而加熱上述組成物，而使上述空腔之容積縮小。
  6. 一種無機系燒結體之製造方法，其特徵係包含下列 步驟：對藉由如請求項1~5中任一項之生胚成形體之製造方法所得之生胚成形體加熱，去除上述(B)成分之去除步驟，使上述生胚成形體中之上述(A)成分燒結而獲得無機系燒結體之燒結步驟。
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