TWI660934B - Ceramic lattice - Google Patents

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TWI660934B
TWI660934B TW104138102A TW104138102A TWI660934B TW I660934 B TWI660934 B TW I660934B TW 104138102 A TW104138102 A TW 104138102A TW 104138102 A TW104138102 A TW 104138102A TW I660934 B TWI660934 B TW I660934B
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TW104138102A
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Tetsumune KUROMURA
黒村哲宗
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Mitsui Mining & Smelting Company, Ltd.
日商三井金屬鑛業股份有限公司
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D3/12—Travelling or movable supports or containers for the charge
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Abstract

本發明之陶瓷格子體(1)具有朝向一方向延伸之陶瓷製之複數個第1線條部(10)、及朝向與該一方向交叉之方向延伸之陶瓷製之複數個第2線條部(20)。第1線條部(10)與第2線條部(20)之交點(2)於任一該交點(2)處均為於第1線條部(10)上配置有第2線條部(20)。交點(2)處之厚度(Tc)大於交點(2)以外之部位之第1線條部(10)之厚度(T1)及第2線條部(20)之厚度(T2)之任一者。

Description

陶瓷格子體
本發明係關於一種陶瓷製之格子體。
一般而言，於燒成陶瓷製之電子零件或玻璃時，將被燒成物載置於亦稱為擱板或敷板等之托架上而進行燒成。為了縮短被燒成物之脫脂˙燒成時間使每單位時間之製造個數增加，而必須對燒成步驟進行急速加熱及急速冷卻，但是，關於先前之陶瓷製托架，若對其進行急速加熱及/或急速冷卻，則容易產生破裂等缺陷。又，因重複使用亦容易產生破裂等缺陷。又，於使用金屬製托架之情形時，指出有如下問題：於氧化環境中無法使用，或於1200℃以上之高溫區域，若重複使用則會大幅地變形。
為了解決上述課題，提出有各種二維之網狀或三維之網狀之托架。例如，於專利文獻1中記載有一種加熱成型加工用托架，其包含由以氮化鋁為主成分之陶瓷製作且具有貫通正面及背面之多個孔之多孔板。該托架例如係具有井字狀之網眼者或具有蜂巢狀之網眼者。
於專利文獻2中記載有一種電子零件燒成用陶瓷網格治具，其包含陶瓷長纖維之織物、及固定該織物之外周緣部之殼體，且該殼體主要包含燒成陶瓷纖維及陶瓷粒子而獲得之陶瓷纖維成形體。於專利文獻3中記載有一種脫脂˙燒成用托架，其包含多孔質陶瓷，該多孔質陶瓷具有氣孔率為超過70體積%~98體積%、氣孔徑為100μm~2000μm、且開口面積率為20%~90%之連續氣孔，且具有三維網眼構造。
於專利文獻4中記載有一種燒成用托架，其具有外壁、零件載置面、及爐內設置面，且係於零件載置面與爐內設置面之間貫通以0.05mm~1.0mm之厚度之間隔壁且彼此以0.5mm~5.0mm之間距間隔之複數個通氣單元而成、且於外壁面亦設置1個以上貫通外壁與外壁之間之通氣孔而成之蜂巢構造體。於專利文獻5中記載有一種燒成用護套，其具備：護套本體，其包含鎳網，且具有底板及設置於其全周之上升部；複數個陶瓷製之棒，其等與該護套本體之底面相互平行地配置；及鎳網，其覆蓋該棒並且焊接於該護套本體之底面而使該棒支持於護套本體。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平6-207785號公報
專利文獻2：日本專利特開2000-304459號公報
專利文獻3：日本專利特開2002-293651號公報
專利文獻4：日本專利特開2004-150661號公報
專利文獻5：日本專利特開2011-117669號公報
然而，即便使用上述各專利文獻中記載之技術，亦不易使被燒成物之急速之加熱及冷卻達到可滿足之程度。又，無法充分地提高托架之強度。
本發明之課題在於提供一種可消除上述先前技術具有之各種缺點之陶瓷格子體。
本發明提供一種陶瓷格子體，其係具有朝一方向延伸之陶瓷製之複數個第1線條部、及朝向與該第1線條部交叉之方向延伸之陶瓷製 之複數個第2線條部者，且第1線條部與第2線條部之交點於任一該交點處均係於第1線條部上配置有第2線條部，上述交點處之厚度大於該交點以外之部位中之第1線條部之厚度及第2線條部之厚度之任一者。
本發明之陶瓷格子體係可於高溫區域重複使用且使厚度較薄而降低熱容量，且即便提高透氣性亦具有充分之強度者。
1‧‧‧格子體
1a‧‧‧第1面
1b‧‧‧第2面
2‧‧‧交點
3‧‧‧貫通孔
3a‧‧‧第1邊
3b‧‧‧第2邊
10‧‧‧第1線條部
10a‧‧‧第1面
10b‧‧‧第2面
20‧‧‧第2線條部
20a‧‧‧第1面
20b‧‧‧第2面
M‧‧‧中點
P1‧‧‧間距
P2‧‧‧間距
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
Tc‧‧‧厚度
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
圖1係表示本發明之陶瓷格子體之一實施形態之立體圖。
圖2係圖1中之II-II線剖視圖。
圖3係圖1中之III-III線剖視圖。
圖4係圖1中之IV-IV線剖視圖。
圖5係圖1中之V-V線剖視圖。
圖6係圖1所示之陶瓷格子體之俯視圖。
圖7係自第1面側觀察實施例1中獲得之陶瓷格子體之SEM照片。
圖8係自第2面側觀察實施例1中獲得之陶瓷格子體之SEM照片。
以下，基於本發明之較佳之實施形態，一面參照圖式一面對本發明進行說明。於圖1中表示有本發明之陶瓷格子體之一實施形態。該圖所示之陶瓷格子體(以下亦簡稱為「格子體」)1具有朝向一方向X延伸之陶瓷製之複數個第1線條部10。各個第1線條部10相互平行地延伸。又，陶瓷格子體1具有朝向作為與X方向不同之方向之Y方向延伸之陶瓷製之複數個第2線條部20。各個第2線條部20相互平行地延伸。由於X方向與Y方向係不同之方向，故而第1線條部10與第2線條部20交叉。兩線條部10、20之交叉角度可根據陶瓷格子體10之具體之用途 設定。例如，可相對於第1線條部10將第2線條部20之交叉角度設為90度。或者，亦可使第2線條部20相對於第1線條部10之交叉角度於90度±10度之範圍內變更。藉由複數個第1線條部10與複數個第2線條部20交叉而形成格子體1。
陶瓷格子體1藉由第1線條部10與第2線條部20交叉而形成格子，且為具有由該格子區劃形成之複數個貫通孔3之板狀之形狀。如圖2至圖5所示，陶瓷格子體1具有第1面1a、及與其對向之第2面1b。
第1線條部10於兩線條部10、20之交點2以外之位置，於俯視下具有固定之寬度W1(參照圖2)。如圖2及圖3所示，第1線條部10之厚度方向上之剖面形狀係由位於陶瓷格子體1之第1面1a側之第1面10a、及位於陶瓷格子體1之第2面1b側之第2面10b區劃形成。第1線條部10之第1面10a之該線條部10之厚度方向上之剖面成為平坦面。該平坦面與陶瓷格子體1之面內方向大致平行。另一方面，第1線條部10之第2面10b之該線條部10之厚度方向上之剖面為自陶瓷格子體1之第1面1a朝向第2面1b之凸曲線形狀。
與第1線條部10同樣，第2線條部20亦於兩線條部10、20之交點2以外之位置於俯視下具有固定之寬度W2(參照圖5)，但根據情況不同，寬度W2亦可沿著第2線條部20之延伸方向變化。寬度W2可與第1線條部10之寬度W1相同，或者亦可不同。如圖4及圖5所示，第2線條部20之厚度方向上之剖面形狀由位於陶瓷格子體1之第1面1a側之第1面20a、及位於陶瓷格子體1之第2面1b側之第2面20b區劃形成。第2線條部20之第1面20a之該線條部20之厚度方向上之剖面成為平坦面。該平坦面與陶瓷格子體1之面內方向大致平行。另一方面，第2線條部20之第2面20b之該線條部20之厚度方向上之剖面為自陶瓷格子體1之第1面1a朝向第2面1b之凸曲線形狀。該曲線形狀可與第1線條部10中之曲線形狀相同，或者亦可不同。
如圖3及圖4所示，第1線條部10之第1面10a與第2線條部20之第1面20a成為同一平面，於兩面10a、20a間未產生階差。兩面10a、20a係構成陶瓷格子體1中之第1面1a者，因此，兩面10a、20a成為同一平面係指該格子體1中之第1面1a成為平坦面。因此，於以陶瓷格子體1之第1面1a與平坦之載置面抵接之方式載置陶瓷格子體1之情形時，該第1面1a之整個區域與載置面接觸。
另一方面，陶瓷格子體1中之第2面1b包括成為凸曲面形狀之第1線條部10之第2面10b、及同樣成為凸曲面形狀之第2線條部20之第2面20b，因此，並非平坦面而成為凹凸面。
於陶瓷格子體1中之第1線條部10與第2線條部20之交點2處，兩線條部10、20一體化。所謂「一體化」係指於觀察交點2之剖面時，成為兩線條部10、20間作為陶瓷連續之構造體。藉由兩線條部10、20之交叉而形成於陶瓷格子體1之各貫通孔3為相同尺寸且為相同形狀。各貫通孔3為大致矩形。貫通孔3規則地配置。
如圖1、圖3及圖4所示，第1線條部10與第2線條部20之交點2於任一交點2處均係於第1線條部10上配置有第2線條部20。而且，交點2處之厚度大於該交點以外之部位中之第1線條部之厚度及第2線條部之厚度之任一者。亦即，於將兩線條部10、20之交點2以外之位置中之第1線條部10之厚度設為T1(參照圖2)、將兩線條部10、20之交點2以外之位置中之第2線條部20之厚度設為T2(參照圖5)、進而將交點處之厚度設為Tc時(參照圖4)，Tc>T1且Tc>T2。因此，於陶瓷格子體1之第2面1b中，兩線條部10、20之交點之位置最高。
於第1線條部10與第2線條部20之交點2處，於格子體1之2個面1a、1b中，於相對位於第1面側1a之第1線條部10上配置有相對位於第2面1b側之第2線條部20。於格子體1中之交點2以外之部位，於觀察第1及第2線條部10、20之厚度方向剖面時，該等線條部10、20之第1面 10a、20a側如上述般成為與格子體1之第1面1a平行之平坦形狀。並且，其等之第2面10b、20b側成為自格子體1之第1面1a朝向第2面1b之凸曲面形狀。
如圖4所示，第1線條部10中之第2面10b之最高位置、即頂部之位置沿著第1線條部10之延伸方向成為相同。與此對照，如圖3所示，第2線條部20中之第2面20b之最高位置、即頂部之位置沿著第1線條部10之延伸方向週期性地變化。詳細而言，頂部之位置於交點2處最高，於相鄰之交點之中點之位置最低，頂部之位置自交點2朝向中點M逐漸降低。而且，頂部之位置自中點M朝向交點2逐漸升高。
關於具有以上之構成之陶瓷格子體1，於將其例如用作被燒成體之燒成用托架之情形時，若於該格子體1之第2面1b載置被燒成體，則被燒成體僅於該格子體1之第2面1b中之上述交點2與該格子體1接觸。其結果，格子體1與被燒成體之接觸面積大幅地減少，因此，容易進行被燒成體之急遽之加熱及冷卻。又，格子體1藉由第1及第2線條部10、20之交叉而形成且形成有複數個貫通孔3，因此，熱容量較小，就該方面而言亦易於進行被燒成體之急遽之加熱及冷卻。進而，由於格子體1存在複數個貫通孔3故而透氣性良好，因此，藉此亦容易進行被燒成體之急遽之冷卻。並且，於格子體1中，第1及第2線條部10、20於交點2處一體化，因此，具有充分之強度。
就使上述各種有利之效果更顯著之觀點而言，較佳為於交點以外之部位，使第2線條部20之厚度T2大於第1線條部10之厚度T1。亦即，較佳為滿足Tc>T2>T1之關係。再者，如上所述，第2線條部20中之第2面20b之位置於相鄰之2個交點2、2間各種各樣，但是，所謂第2線條部20之厚度T2係設為第2線條部20中之第2面20b之位置中之最低之位置處之值。於圖3所示之例中，將2個交點2、2間之中點M之位置中之第2線條部20之厚度設為T2。
如上所述，較佳為T2大於T1，但是，T2相對於T1之比率即T2/T1之值較佳為1.1以上且10以下，進而較佳為1.5以上且3以下。關於T1之值本身，較佳為50μm以上且1mm以下，進而較佳為75μm以上且500μm以下。另一方面，關於T2之值本身，以大於T1之值為條件，較佳為75μm以上且10mm以下，進而較佳為80μm以上且5mm以下。
又，如上所述，交點2處之厚度Tc大於T1及T2，但是，Tc相對於T1之比率即Tc/T1之值較佳為1.1以上且3以下，進而較佳為1.2以上且2.5以下。又，Tc相對於T2之比率即Tc/T2之值較佳為1以上且2以下，進而較佳為1.1以上且1.5以下。關於Tc之值本身，較佳為0.1mm以上且2mm以下，進而較佳為0.3mm以上且1.5mm以下。再者，交點2處之厚度Tc小於T1及T2之總和即T1+T2。
第1線條部10及第2線條部20較佳為其等之表面中之第1面10a、20a較平滑。藉由該等線條部10、20之第1面10a、20a較平滑，而具有如下優勢：於在陶瓷格子體1上載置被燒成體時，不易對該被燒成體造成損傷。又，亦具有如下優勢：藉由被燒成體之燒成而獲得之燒成體不易鉤在陶瓷格子體1上，取出性變得良好。進而，若被燒成體係基板等薄壁之帶式成形體，則托架表面狀態被轉印至被燒成體之底面，因此，亦具有被燒成體底面易於加工得更平滑之優點。另一方面，若表面粗糙度較大，則於載置被燒成體時，被燒成體下之氣流變得較佳，因此，具有脫脂容易順利地進展之優勢。又，通常，若凹凸較大，則因表面之銳利之凸部，容易對該被燒成體造成損傷，但於10b、20b中，凹凸之頂點成為圓弧，因此，具有不易對該被燒成體造成損傷之優勢。就該等觀點而言，第1線條部10之第1面10a及第2線條部20之第1面20a之表面粗糙度Ra較佳為0.01μm以上且20μm以下，進而較佳為0.01μm以上且10μm以下。另一方面，第1線條部10之第2面 10b及第2線條部20之第2面20b之表面粗糙度Ra較佳為10μm以上且300μm以下，進而較佳為20μm以上且100μm以下。具體而言，表面粗糙度Ra係利用以下方法測定。使用彩色3D雷射顯微鏡((股)KEYENCE製造、VK-8710)將攝影倍率設為200倍而進行測定。關於第1面，沿著第1面10a或20a之中線測定表面粗糙度，且自20個測定值算出平均值，設為Ra。另一方面，於第2面10b、20b中，沿著該第2面10b、20b之中線跨及第2線條部20，沿著再次返回第2面10b、20b之中線之方向(圖1中X方向)測定表面粗糙度，且自20個測定值算出平均值，設為Ra。
為了使線條部之第1面10a、20a之表面粗糙度Ra之值減小，例如，只要使用表面粗糙度較小者作為塗佈用於該線條部之形成之糊劑之基板或使用低黏度者作為該糊劑即可。另一方面，為了使線條部之第2面之10b、20b之表面粗糙度Ra之值增大，例如使用高黏度者作為該糊劑或增大噴出該糊劑之噴嘴徑即可。根據情況不同，亦能以研磨陶瓷格子體1之第1面1a及/或第2面1b而成為特定之表面粗糙度之方式進行加工。再者，如下述般，陶瓷格子體1亦可使用複數個該格子體1，將其等積層而使用，但該情形時之線條部10之第1面10a、20a係所積層之格子體中之位於最靠1a面側之該線條部10之第1面10a、20a，所謂其粗糙度係該線條部10之第1面10a、20a之粗糙度。同樣地，所謂線條部10之第2面10b、20b係所積層之格子體中之位於最靠1b面側之該線條部10之第1面10b、20b，且所謂其粗糙度係該線條部10之第1面10b、20b之粗糙度。
於圖6中表示有陶瓷格子體1之俯視圖。如該圖所示，於格子體1中，藉由複數個第1線條部10與複數個第2線條部20大致正交，而形成於該格子體之俯視下大致矩形狀之複數個貫通孔3。呈大致矩形形狀之貫通孔3具有作為對向之一組邊之第1邊3a、3a。並且，貫通孔3具 有作為對向之另一組邊之第2邊3b、3b。第1邊3a、3a係與第1線條部10之兩側緣對應之邊。另一方面，第2邊3b、3b係與第2線條部20之兩側緣對應之邊。貫通孔3由該等四邊劃定。而且，如圖6所示，對向之第2邊3b、3b以相互近接之方式向內彎曲。藉由第2邊3b、3b以此方式向內彎曲，而有陶瓷格子體1之強度進一步提高之優勢。再者，關於第1邊3a、3a，該邊3a、3a成為直線，但該邊3a、3a亦可與第2邊3b同樣地，以相互近接之方式向內彎曲。藉此，陶瓷格子體1之強度更進一步提高。為了使第2邊3b向內彎曲，例如只要利用下述方法製造格子體1即可。
第1邊3b之向內之程度以曲率表示較佳為50μm以上且5000μm以下，進而較佳為100μm以上且1500μm以下。對向之2個第2邊3b之曲率可相同，或者亦可不同。
又，第1邊3a較佳為直線。或者以曲率表示亦可為50μm以上且5000μm以下、尤其是100μm以上且1500μm以下之向內之曲線。於對向之2個第2邊3a為向內之曲線之情形時，其等之曲率可相同或者亦可不同。
再者，任一曲率均利用以下所述之方法測定。自陶瓷格子體1之第2面側對其外觀進行SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)觀察而拍攝SEM照片。基於該SEM照片對彎曲部之弧畫切線，將測定之邊之兩端部與切點相互以線連結，於將兩端部彼此之距離設為正弦L、將兩端部間之中點與切點之距離設為正弦d時，利用{(L/2)2+d2/2d}算出曲率半徑。
就降低格子體1之熱容量之方面、或提高透氣性之方面、及格子體1之強度維持之方面而言，較佳為形成於陶瓷格子體1之貫通孔3之面積為100μm2以上且100mm2以下、尤其為2500μm2以上且1mm2以下。又，貫通孔3之面積之總和相對於俯視下之陶瓷格子體1之表觀之 面積之比率較佳為1%以上且80%以下，進而較佳為3%以上且70%以下，最佳為10%以上且70%以下。該比率係俯視陶瓷格子體1，且切取為任意大小之矩形，算出該矩形內所包含之貫通孔3之面積之總和，將該總和除以矩形之面積且乘以100而算出。又，各貫通孔3之面積可藉由對格子體1之顯微鏡觀察圖像進行圖像解析而測定。
與貫通孔3之面積相關，第1線條部10之寬度W1較佳為50μm以上且10mm以下，進而較佳為75μm以上且1mm以下。另一方面，第2線條部20之寬度W2較佳為50μm以上且10mm以下，進而較佳為75μm以上且1mm以下。再者，寬度W1、W2於沿著線條部10、20之延伸方向觀察時不均一之情形時，以最窄部之寬度定義為寬度W1、W2。
於與第1及第2線條部10、20之寬度W1、W2之關聯中，相鄰之第1線條部10間之間距P1較佳為100μm以上且10mm以下，進而較佳為150μm以上且5mm以下。另一方面，相鄰之第2線條部20間之間距P2較佳為100μm以上且10mm以下，進而較佳為150μm以上且5mm以下。
作為構成陶瓷格子體1之陶瓷素材，可使用各種素材。例如，可列舉氧化鋁、碳化矽、氮化矽、氧化鋯、富鋁紅柱石、鋯英石、堇青石、鈦酸鋁、鈦酸鎂、氧化鎂、二硼化鈦、氮化硼等。該等陶瓷素材可單獨使用1種或組合2種以上而使用。尤佳為包含含有氧化鋁、富鋁紅柱石、堇青石、氧化鋯或碳化矽之陶瓷。於對陶瓷格子體1進行急遽之加熱及冷卻之情形時，尤佳為使用碳化矽作為陶瓷素材。再者，由於碳化矽具有與被燒成體反應之顧慮，因此，於使用碳化矽作為陶瓷素材之情形時，較佳為利用氧化鋯等反應性較低之陶瓷素材塗佈表面。構成第1線條部10之陶瓷素材與構成第2線條部20之陶瓷素材可相同，或者亦可不同。就提高交點2處之第1及第2線條部10、20之一體性之觀點而言，較佳為構成兩線條部10、20之陶瓷素材相同。
其次，對本實施形態之陶瓷格子體1之較佳之製造方法進行說明。於本製造方法中，首先準備陶瓷素材之原料粉，將該原料粉與水等介質及結合劑混合而製備線條部製造用之糊劑。糊劑中之陶瓷素材之原料粉之比率較佳為30質量%以上且75質量%以下，進而較佳為40質量%以上且60質量%以下。糊劑中之介質之比率較佳為15質量%以上且60質量%以下，進而較佳為20質量%以上且55質量%以下。糊劑中之結合劑之比率較佳為1質量%以上且40質量%以下，進而較佳為5質量%以上且25質量%以下。
作為結合劑，可於此種糊劑中使用與先前使用之結合劑相同者。作為其示例可列舉聚乙烯醇、聚乙二醇、聚環氧乙烷、糊精、木質素磺酸鈉及銨、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素、海藻酸鈉及銨、環氧樹脂、酚樹脂、阿拉伯膠、聚乙烯丁醛、聚丙烯酸及聚丙烯醯胺等丙烯酸系聚合物、三仙膠及瓜爾膠等增黏多糖體類、明膠、瓊脂及果膠等膠化劑、乙酸乙烯酯樹脂乳膠、蠟乳液、以及氧化鋁溶膠及矽溶膠等無機黏合劑等。亦可混合使用該等中之2種以上。糊劑之黏度於塗佈時之溫度下較佳為1Pa˙s以上且10000Pa˙s以下，進而較佳為50Pa˙s以上且5000Pa˙s以下。糊劑之黏度係使用錐板型旋轉式黏度計或流變計而測定。此時，作為黏性調整劑可使用增黏劑、凝集劑、觸變劑等。作為增黏劑之示例可列舉聚乙二醇脂肪酸酯、烷芳磺酸、烷基銨鹽、乙基乙烯醚˙順丁烯二酸酐共聚物、薰製二氧化矽、白蛋白等蛋白質等。於多數情況下，結合劑具有增黏效果，因此，有時被分類為增黏劑，但於必需更嚴密之黏性調整之情形時，可另行使用未分類為結合劑之增黏劑。作為凝集劑之示例，可列舉聚丙烯醯胺、聚丙烯酸酯、硫酸鋁、聚氯化鋁等。作為觸變劑之示例可列舉脂肪酸醯胺、氧化聚烯烴、聚醚酯型界面活性劑等。作為糊劑製備用溶劑，除水以 外亦使用醇、丙酮及乙酸乙酯等，亦可將其等混合2種以上。又，為了使噴出量穩定，亦可添加塑化劑、潤滑劑、分散劑、沈澱抑制劑、PH值調整劑等。塑化劑可列舉1,3-丙二醇、1,4-丁二醇等二醇系、甘油、丁二醇、苯二甲酸系、己二酸系、磷酸系等。潤滑劑可列舉液態石蠟、微晶蠟、合成石蠟等烴系、高級脂肪酸、脂肪酸醯胺等。分散劑可列舉聚羧酸鈉或銨鹽、丙烯酸系、聚乙亞胺、磷酸系等。沈澱抑制劑可列舉聚醯胺胺鹽、膨潤土、硬酯酸鋁等。PH值調整劑可列舉氫氧化鈉、氨水、草酸、醋酸、鹽酸等。
使用所獲得之糊劑，於平坦之基板上相互平行地形成複數條線條第1塗佈體。線條第1塗佈體係與目標之格子體1中之第1線條部10對應者。於線條第1塗佈體之形成中可使用各種塗佈裝置。例如，可使用分配器。
若形成線條第1塗佈體，則繼而以與該線條第1塗佈體交叉之方式相互平行地形成複數條線條第2塗佈體。線條第2塗佈體係與目標之格子體1中之第2線條部20對應者。於線條第2塗佈體之形成中可使用與線條第1塗佈體同樣之塗佈裝置。藉由以此方式依序形成線條第1塗佈體及線條第2塗佈體，可順利地獲得第2線條部20位於第1線條部10上之格子體1。又，可使格子體1中之貫通孔3之第2邊3b向內彎曲。
如此，獲得由2種線條塗佈體形成之格子狀前驅物。使該格子狀前驅物乾燥，而使其表現保形性。乾燥例如係藉由於大氣下以40℃以上且80℃以下之溫度加熱格子狀前驅物而進行。加熱時間例如可設為0.5小時以上且12小時以下。
將乾燥後之格子狀前驅物自基板剝離而於脫脂爐內進行脫脂之後，載置於燒成爐內進行燒成。藉由該脫脂及燒成而獲得目標之陶瓷格子體1。脫脂及燒成一般可於大氣下進行，但就不產生破裂而順利地進行脫脂之觀點而言，作為加熱裝置較佳為使用使大氣循環之脫脂 爐或微波爐。又，托架較佳為透氣性較高之多孔質形狀。進而，作為其他之脫脂方法，就促進脫脂之觀點而言亦較理想為應用使之與過熱水蒸氣接觸而加熱之方法、或超臨界二氧化碳脫脂方法。燒成溫度根據陶瓷素材之原料粉之種類選擇適當之溫度即可。關於燒成溫度亦同樣。
利用以上方法獲得目標之陶瓷格子體1。該陶瓷格子體1除可較佳地用作擱板或敷板等陶瓷製品之脫脂或燒成用托架以外，亦可用作托架以外之窯具、例如匣或樑。進而，亦可用作窯具以外之用途、例如過濾器、觸媒載體等各種治具或各種構造材料。於此情形時，一般而言係於格子體1中之為凹凸面之第2面1b上載置被燒成體，但根據被燒成體之種類不同，亦可於為平坦面之第1面1a上載置被燒成體。例如，於進行積層陶瓷電容器(MLCC)之製造過程中之燒成步驟之情形時，較佳為將被燒成體載置於為平坦面之第1面1a上。
以上，基於本發明之較佳之實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限制於上述實施形態。例如，上述實施形態之陶瓷格子體1係第1線條部10與第2線條部20以大致正交之方式交叉，但兩線條部10、20之交叉角度並不限定於90度。
又，上述實施形態之陶瓷格子體1係使用第1線條部10及第2線條部20之2種線條部，但除此以外亦可使用第3線條部(未圖示)。
又，為了提高上述實施形態之陶瓷格子體1之強度，亦可於該格子體1之外周設置外框。詳細而言，複數個第1線狀部10之2個端部中之至少一者、及/或複數個第2線狀部20之2個端部中之至少一者亦可與外框連設。較佳為複數個第1線狀部10之兩端部與第1外框連設或複數個第2線狀部20之兩端部與第2外框連設。進而較佳為複數個第1線狀部10之兩端部與2個第1外框分別連設，且複數個第2線狀部20之兩端部與2個第2外框分別連設。於此情形時，較佳為各第1外框之各端 部與各第2外框之各端部連設。
外框可包含與第1線條部10及或第2線條部20相同之材料。亦可與第1線條部10及或第2線條部20一體地形成。即，外框可由與格子體1相同之材料一體地形成，或者亦可與格子體1分別製造，且以特定之接合手段接合。藉由設為此種形態，如下述般格子體1之強度增加，尤其是耐剝落性或耐熱衝擊性提高。其結果，格子體1成為尤其適合於被燒成物之迅速燒成等用途者。
外框與第1線條部10或第2線條部20之俯視下之寬度相同，或者大於或小於該寬度。尤佳為外框之寬度大於第1線條部10及第2線條部20之寬度。尤其是，為了有效地提高耐剝落性，外框之寬度較佳為3mm以上，進而較佳為6mm以上。外框之寬度越大則越有助於格子體1之強度提高或耐剝落性之提高。但是，若外框之寬度變得過大，則格子體1占整體之比率降低，因此削減格子體1之透氣效果。就該觀點而言，外框之寬度較佳為設為70mm以下，進而較佳為設為50mm以下。於複數個第1線狀部10之兩端部與2個第1外框分別連設且複數個第2線狀部20之兩端部與2個第2外框分別連設之形態之情形時，2個第1外框之寬度可相同，或者亦可不同。同樣地，2個第2外框之寬度可相同，或者亦可不同。又，第1外框之寬度與第2外框之寬度可相同或者亦可不同。
外框之厚度與第1線條部10或第2線條部20之厚度相同，或者大於或小於該厚度。尤其是，就耐剝落性之提高之觀點而言，外框之厚度較佳為0.3mm以上，進而較佳為0.5mm以上。外框之厚度越大，則越有助於格子體1之強度之提高或耐剝落性之提高。但是，若外框之厚度變得過大，則有格子體1之透氣效果降低之傾向。就該觀點而言，較佳為將外框之厚度設為10mm以下，進而較佳為設為2mm以下。即便於外框之厚度小於格子體1之厚度之情形時，外框之厚度中 亦不包含格子體1之厚度。
又，上述實施形態之陶瓷格子體1為單層構造、即複數個第1線條部10與複數個第2線條部20僅大致正交者，但亦可代之以使用複數個該格子體1，且將其等積層而使用。於如此積層之情形時，格子體1各自之Tc、T1及T2等之尺寸或組成可相同或者亦可不同。但是，為了進一步提高所積層之格子體之接合強度或耐熱衝擊強度，積層之各格子體1中使用之陶瓷之組成較理想為設為彼此相同者。
進而，於上述實施形態中，第2線條部20之厚度T2大於第1線條部10之厚度T1，但亦可代之以使厚度T1大於厚度T2。
實施例
以下，利用實施例進而詳細地說明本發明。然而，本發明之範圍並不限制於該實施例。只要未特別說明，則「份」指「質量份」。
〔實施例1〕
(1)線條塗佈體形成用之糊劑之製備
將平均粒徑0.5μm之氧化鋁粉55.6份、作為水系結合劑之聚乙烯醇(平均聚合度500)11.1份、聚乙二醇(平均分子量200)11.1份、及水22.2份混合進行消泡而製備糊劑。
(2)線條塗佈體之形成
將上述糊劑作為原料，使用分配器於樹脂基板上形成線條第1塗佈體，繼而形成與其交叉之線條第2塗佈體。兩線條塗佈體之交叉角度設為90度。如此，獲得格子狀前驅物。使該格子狀前驅物於50℃下乾燥1小時。
(3)脫脂步驟
將乾燥後之格子狀前驅物自樹脂基板剝離之後，載置於脫脂爐內。脫脂溫度設為600℃，升溫速度係自室溫至300℃為5℃/小時、自300℃至600℃為2.5℃/小時，於600℃下保持3小時。
(4)燒成步驟
將脫脂後之格子狀前驅物載置於大氣燒成爐內。於該燒成爐內進行燒成，而獲得圖1至圖6所示之形狀之陶瓷格子體。燒成溫度設為1600℃，燒成時間設為3小時。將所獲得之格子體中之規格示於以下之表1。於所獲得之格子體中，如圖6所示，對向之第2邊3b、3b以相互近接之方式向內彎曲。彎曲之曲率半徑於任一邊中均為650μm。將所獲得之格子體之SEM照片示於圖7及圖8。
〔實施例2〕
除了將格子體之尺寸等設定為表1所示之值以外，與實施例1同樣地獲得圖1至圖6所示之形狀之格子體。於所獲得之格子體中，如圖6所示，對向之第2邊3b、3b以相互近接之方式向內彎曲。彎曲之曲率半徑於任一邊中均為330μm。
〔比較例1〕
本比較例係使用鎳網作為格子體之例。該鎳網係對平織315μm粗之鎳線材而形成之32目數進行氧化鋯熔射塗佈而成者，厚度為0.6mm。
〔比較例2〕
本比較例係使用氧化鋁十字(NITIVY製造之NITIVY ALF 1111-P)作為格子體之例。該氧化鋁十字係平織7μm粗之氧化鋁纖維而形成網格構造者，且厚度為0.7mm。
〔比較例3〕
準備使明膠溶解於熱水中而獲得之溶液(明膠之濃度相對於水為3%)，將該溶液與預先製備之氧化鋁漿料混合。混合係以混合液中之氧化鋁與水之質量比成為10：90之方式進行。將該混合液靜置於冰箱內使之凝膠化。藉由乙醇冷凍機使該凝膠冷凍。使冷凍後之凝膠乾燥(冷凍乾燥)之後，對所獲得之乾燥體進行脫脂，且於1600℃下燒成3 小時。以此方式獲得之格子體係氣孔率為80%、氣孔徑為50μm且形成有於厚度方向配向有氣孔之構造者。
〔比較例4〕
本比較例係使用泡沫陶瓷過濾器(以下稱為「CFF」)代替格子體之例。該CFF係SELEE製造之CS-X GRADE 30，且氣孔徑為815-1010μm、空孔率為75%者。由於強度相對較低且氣孔徑較大，故而難以加工為厚度2mm，因此，設為厚度5mm。
〔比較例5〕
本比較例係使用氧化鋁製之正六邊形蜂巢構造體代替格子體之例。該蜂巢構造體之厚度為2mm、開口率為72%、孔密度為820CPSI、孔壁厚度為135μm。
〔評價〕
對於實施例及比較例中獲得之格子體，利用以下方法進行高溫重複試驗、彎曲強度、透氣性及耐剝落性之評價以及綜合評價。將其等之結果示於以下表2。
〔高溫重複試驗之評價〕
首先，準備縱100mm×橫100mm×厚度2mm~5mm之樣品。於在4邊中之對向之2邊上以20mm跨距刻有V型槽之磚質框架設10氧化鋁棒，於其上設置樣品。於氬氣環境下，以200℃/小時升溫，於1300℃下保持3小時，且實施5次爐內冷卻之燒成試驗，藉由外觀觀察而按照以下基準對樣品之狀態進行評價。
A：無較大之外觀變化，可進而繼續使用之狀態。
B：形狀或顏色存在一部分變化，對繼續使用造成障礙之狀態。
C：形狀或顏色存在較大變化，難以繼續使用之狀態。
〔彎曲強度之評價〕
以10mm寬度對各樣品進行加工，以跨距30mm實施3點彎曲試 驗，使用10點之平均值作為彎曲強度，且按以下之基準進行評價。於彎曲強度之運算中，使用藉由斷裂部之剖面觀察而進行測長所得之厚度之值。
A：10MPa以上，於操作中產生破裂之概率較低。
B：5-10Mpa，於操作中產生破裂之概率稍高。
C：5MPa以下，於操作中產生破裂之概率極高。
〔透氣性之評價〕
使用西華產業製Perm-Porometer對格子體之透氣性進行評價。準備直徑30mm之樣品，測定差壓0.1kPa(空氣透過試驗、dry模式)下之空氣之透氣量(L/秒)，設為透氣性之指標。然後，按以下基準對透氣性進行評價。
A：50L/秒以上：可期待脫脂性改善。
B：10-50L/秒：脫脂性改善稍可期待。
C：10L/秒以下：無法期待脫脂性改善。
〔耐剝落性之評價〕
準備縱100mm×橫100mm×厚度2mm~5mm之樣品。於基座上放置4點支柱，於其上安放樣品，且將氧化鋁質板(鬆比重3.16、縱65mm×橫65mm×厚度2mm)載於其上，於大氣燒成爐中進行高溫加熱並保持為所需之溫度1小時以上後，自電爐取出並暴露於室溫中，利用肉眼評價樣品之破裂之有無。於如氧化鋁十字般，材質無剛性而無法安放樣品之情形時，於4點端放置秤砣，使之可保持。使設定溫度一面自250℃至600℃每次升溫50℃一面進行變更，將未產生破裂之溫度之上限設為「耐剝落性(1)」，按以下之基準進行評價。
A：600℃以上，無論製品之堆載量如何，產生剝落破裂之可能性相對較低。
B：400-550℃，根據製品之堆載量，產生剝落破裂之可能性較 高。
C：350℃以下，與製品之堆載量無關，產生剝落破裂之可能性較高。
〔綜合評價〕
基於各種評價，按以下基準對作為迅速燒成用治具之適合性綜合進行評價。
A：於各種評價中，全部為A之情形。
B：於各種評價中，有一個B之情形。
C：於各種評價中，有一個C之情形。
如由表2所示之結果可明確般，可知於各實施例中獲得之格子體與各比較例相比強度較高，並且急速冷卻˙急速加熱之特性良好。進而，可知透氣性亦充分。
〔實施例3〕
本實施例係使用氧化鋯代替氧化鋁且於格子體之外周設置有外框之例。而且，除了將格子體之尺寸等設定為表3所示之值以外係與實施例1同樣。於該格子體之外周設置有寬度10mm、厚度1.8mm之矩形之外框。準備2個該格子體，以其等中之各線條部之方向一致之方式進行積層而製成2層構造。如此獲得具有2層構造之附有外框之格子體。
〔實施例4〕
於實施例3中，將外框之寬度設為10mm，將厚度設為1.2mm。除此以外係與實施例3同樣地獲得具有2層構造之附有外框之格子體。
〔實施例5〕
於本實施例中，於實施例3中未設置外框。除此以外係與實施例3同樣地獲得具有2層構造之格子體。
〔評價〕
對於實施例及比較例中獲得之格子體按以下方法進行耐剝落性之評價、及中央區域及周緣區域最高溫度之測定。將其等之結果示於以下表3。
〔耐剝落性之評價〕
準備於縱150mm×橫150mm×厚度1.4mm之格子體設置有外框之樣品，放置4點之支柱，於其上安放樣品。預先對藉由網眼1000μm及500μm之篩子而經粒度調整之Al2O3骨材以密度成為0.35g/cm2之方式進行稱量，且以將外框設於其上之狀態於樣品上於自周圍去除5mm之中央部140mm×140mm均質地鋪設並安放於大氣燒成爐內。該 Al2O3骨材係設想MLCC等小型電子零件者。其次，藉由大氣燒成爐進行高溫加熱並保持為所需之溫度1小時以上。其後，自電爐取出樣品並暴露於室溫。然後，藉由肉眼評價樣品之破裂之有無。使樣品之加熱之設定溫度一面自250℃至600℃每次升溫50℃一面進行變更，將樣品中未產生破裂之溫度之上限設為「耐剝落性(2)」。
〔中央區域及周緣區域最高溫度之測定〕
對於實施例及比較例中獲得之格子體進行加熱。加熱係以爐內溫度成為500℃之方式進行。於確認爐內溫度充分穩定之後，將經加熱之格子體自加熱爐取出至大氣中且進行急速冷卻。測定格子體之俯視下之中央部之溫度被冷卻至約400℃之前之時間。又，測定格子體之俯視下之中央部之溫度成為約400℃時之該格子體之俯視下之周緣部中之最低溫度。溫度之測定係利用測溫法(CHINO製CPA-640A)進行。將其結果示於以下之表3。再者，於具有2層之格子體之情形時，於表3中，Tc、T1及T2係自底面側、即1a面側數第1層、第2層而測定並記載各層中之值。
如由表3所示之結果可明確般，可知於實施例3及4中獲得之格子體與實施例5相比成為耐剝落性之標準之加熱溫度較高且急速冷卻‧急速加熱之特性良好。推定其原因在於：如表3所示，於具有外框之實施例3及4中，與不具有外框之實施例5相比，周邊區域最高溫度較高，且與中央區域最高溫度之溫度差較小。
又，如由實施例3與實施例4之對比可明確般，可知外框之厚度較大之實施例3與外框之厚度較該實施例小之實施例4相比，中央區域最高溫度與周邊區域最高溫度之溫度差較小。

Claims (10)

  1. 一種陶瓷格子體，其係具有朝一方向延伸之陶瓷製之複數個第1線條部、及朝與該第1線條部交叉之方向延伸之陶瓷製之複數個第2線條部者，且第1線條部與第2線條部之交點於任一該交點處均為於第1線條部上配置有第2線條部，上述交點處之厚度大於該交點以外之部位中之第1線條部之厚度及第2線條部之厚度之任一者，複數個第1線條部與複數個第2線條部大致正交，藉此，於上述格子體中形成有於該格子體之俯視下為大致矩形狀之複數個貫通孔，且於上述矩形狀中，對向之兩邊於其長邊方向中央區域以相互近接之方式向內彎曲。
  2. 如請求項1之陶瓷格子體，其中上述格子體具有第1面、及位於其相反側之第2面，且於第1線條部與第2線條部之交點處，於相對位於第1面側之第1線條部上配置有相對位於第2面側之第2線條部，於上述交點以外之部位，於觀察第1及第2線條部之厚度方向剖面時，第1線條部其等之第1面側成為與該第1面平行之平坦形狀，並且其等之第2面側成為自第1面朝向第2面凸起之曲面形狀。
  3. 如請求項2之陶瓷格子體，其中第1及第2線條部之第1面側之表面粗糙度Ra為0.01μm以上且20μm以下，第2面側之表面粗糙度Ra為10μm以上且300μm以下。
  4. 如請求項1之陶瓷格子體，其中於上述交點以外之部位，第2線條部之厚度大於第1線條部之厚度。
  5. 如請求項1之陶瓷格子體，其包含含有氧化鋁、富鋁紅柱石、堇青石、氧化鋯、氮化矽或碳化矽之陶瓷。
  6. 如請求項5之陶瓷格子體，其表面塗佈有氧化鋯。
  7. 如請求項1之陶瓷格子體，其用作陶瓷製品之燒成用托架。
  8. 如請求項1之陶瓷格子體，其外周設置有外框。
  9. 如請求項8之陶瓷格子體，其中上述外框包含與第1線條部及或第2線條部相同之材料，且與第1線條部及或第2線條部一體地形成。
  10. 如請求項1之陶瓷格子體，其中使用複數個上述格子體，將其等積層而製成2層以上之複層構造。
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