成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体
【課題】安価かつ安全に脱脂体を得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】本発明の成形体形成用組成物（組成物１０）は、主として無機材料で構成された粉末１と、オゾンにより分解可能な樹脂３を含有する結合材２とを含むものである。オゾンにより分解可能な樹脂３としては、５０〜１９０℃程度の温度で分解するものが好ましく、具体的には、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものが好ましい。また、結合材２には、さらに、樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４を含むものが好ましく、その分解温度は１９０〜６００℃程度であるのが好ましい。
【解決手段】本発明の成形体形成用組成物（組成物１０）は、主として無機材料で構成された粉末１と、オゾンにより分解可能な樹脂３を含有する結合材２とを含むものである。オゾンにより分解可能な樹脂３としては、５０〜１９０℃程度の温度で分解するものが好ましく、具体的には、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものが好ましい。また、結合材２には、さらに、樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４を含むものが好ましく、その分解温度は１９０〜６００℃程度であるのが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
無機材料の脱脂体は、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加熱処理を施すことにより得ることができる。
ところで、例えば、射出成形法に供される原料粉末には、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、加熱処理中に脱脂体が変形する等の問題がある。
【０００３】
また、加熱処理で脱脂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て、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、金属材料粉末と、酸含有雰囲気下での処理によって除去されるポリオキシメチレン樹脂を含有する結合材とを含む金属脱脂体（成形体）を製造するための組成物が開示されている（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、酸は、金属溶解性が高いため設備を劣化させる上、大気中に放出されると大気汚染の原因になるため、これらを防止するために多大なコストが必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１９０３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、安価かつ安全に脱脂体を得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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、オゾン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にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・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、安価かつ安全に脱脂体を得ることができる。
【０００７】
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における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（成形し易さ）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。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。
【０００８】
本発明の成形体形成用組成物では、前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、５０〜１９０℃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、効率よく確実に樹脂の分解・除去を行うことができる。また、成形体の保形性が低下するの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、前記樹脂は、脂肪族炭酸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。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、速やかな脱脂が可能となるものである。
【０００９】
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がより容易かつ速やかに分解し得るものとなる。
【００１０】
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、不飽和結合を有さ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オゾンと接触した際に、より分解され易くなり、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、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、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、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点（軟化点）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。
【００１１】
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材中の前記樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上であることが好ましい。
これにより、樹脂が分解・除去される効果がより確実に得られ、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、前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含むものであることが好ましい。
これにより、成形体中の樹脂と第２の樹脂は、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、脱脂工程を第１の脱脂工程と、その後に行われる第２の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂と第２の樹脂とを選択的に分解・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。
【００１２】
本発明の成形体形成用組成物では、前記第２の樹脂は、１９０〜６００℃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、効率よく確実に結合材の分解・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、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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、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をより確実に得ることができる。
【００１３】
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材は、添加剤を含むものであることが好ましい。
これにより、結合材に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤であることが好ましい。
これにより、粉末と、樹脂および第２の樹脂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。
【００１４】
本発明の成形体形成用組成物では、前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものであることが好ましい。
高級脂肪酸は、粉末の分散性および潤滑性に特に優れるものである。
本発明の成形体形成用組成物では、前記高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０のものであることが好ましい。
これにより、成形体形成用組成物は、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、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。
【００１５】
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、該成形体に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。
射出成形法は、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の脱脂体を形成し得る成形体を容易に形成することができる。
また、押出成形法は、成形金型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の脱脂体を形成し得る成形体を、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、優れた特性を有する焼結体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図、図２は、図１に示す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である。
【００１７】
＜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。さらに、本実施形態では、結合材２は、第２の樹脂４および分散剤（添加剤）５を含んでなるものである。
【００１８】
（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。
【００１９】
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、最終的に得られる焼結体が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。
その具体例としては、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。
【００２０】
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）で脱脂体（成形体）を製造することができる。また、脱脂体の密度をより高いものとすることができ、脱脂体の機械的強度、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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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）、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。
本発明では、結合材２は、オゾンにより分解可能な樹脂３を含有し、さらに、本実施形態では、樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４を含有してなるものである。
【００２３】
樹脂３は、オゾンと接触することにより、分解する性質を有する。このような性質を有する樹脂３を含む成形体は、後述する第１の脱脂工程において、オゾン含有雰囲気中でオゾン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樹脂３の分解が進行する。したがって、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。その結果、樹脂３を、容易かつ速やかに除去、すなわち、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、脱脂体の生産効率を向上させることができる。
【００２４】
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。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、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全体の脱脂をより促進させることができる。
このような樹脂３としては、オゾンにより分解可能なものであればよく、特に限定されないが、例えば、脂肪族炭酸エステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリ乳酸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。これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が比較的高く、短時間の混練でも無機材料粉末と十分に分散することから、結合材２を構成する樹脂３として好適に用いられる。
【００２５】
これらの中でも樹脂３としては、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものが好ましく用いられる。脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、その分解物が気化して脱脂体（成形体）の外部にガスとして放出され、速やかな脱脂が可能となるためである。なお、この分解物としては、例えば、酸化アルケン（例えば、酸化エチレン、酸化プロペン等）やその分解物、水、二酸化炭素等が挙げられる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が特に高いため、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。
【００２６】
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こと等により合成することができるものである。
樹脂３として用い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、２〜９であるのがより好ましく、２〜６であるのがさらに好ましい。前記炭素の数とは、例えば、一般式が−（（ＣＨ２）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。前記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。
【００２７】
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、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その誘導体を主成分とするもの等が好ましい。アルカンジオールポリカーボネートは、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。
【００２８】
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、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オゾンと接触した際に、より分解され易くなり、結合材２の分解・除去をより効率よく行うことができる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、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、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点（軟化点）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。
【００２９】
第２の樹脂４は、樹脂３に遅れて分解するもの、すなわち、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２の脱脂工程で分解・除去されるものである。このような樹脂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、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、脱脂工程を第１の脱脂工程と、その後に行われる第２の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂３と第２の樹脂４とを選択的に分解・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。
【００３０】
また、後に詳述するが、第１の脱脂工程で樹脂３のみを分解・除去した脱脂体（以下、中間脱脂体と言う。）は、この中間脱脂体中の粉末１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、中間脱脂体には、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０．１〜４０万程度であるのが好ましく、０．４〜３０万程度であるのがより好ましい。これにより、前記効果がより顕著なものとなる。
【００３１】
このような第２の樹脂４としては、結合材２が含有する樹脂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、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニルのようなポリビニル系樹脂、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、ナイロン等のポリアミド系樹脂、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１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３２】
これらの中でも、第２の樹脂４としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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をより確実に得ることができる。
【００３３】
なお、その他の樹脂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。
【００３４】
分散剤（添加剤）５は、図１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、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る。これにより、成形金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。
【００３５】
また、分散剤５は、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、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、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、結合材２に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
【００３６】
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またはその金属塩、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。なお、これらは滑剤としても用いることができる。
【００３７】
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の分散性および潤滑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、添加剤として可塑剤を添加することにより、結合材２は、組成物１０に柔軟性を与えることができ、後述する成形体形成工程における成形を容易にすることができる。
【００３８】
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、添加剤として酸化防止剤を添加することにより、結合材２が含有する樹脂３の酸化を防止することができる。
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。
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。
【００３９】
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。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。
【００４０】
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、焼結体の寸法精度も向上する。
【００４１】
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。
【００４２】
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：７０〜２００℃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。
【００４３】
＜脱脂体および焼結体の製造＞
［Ａ］ 成形体形成工程
次に、前記で得られた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。
【００４４】
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、成形金型の選択により、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。
【００４５】
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８０〜２００℃程度、射出圧力は、好ましくは２〜１５ＭＰａ（２０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２）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、成形金型の選択により、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。
【００４６】
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
８０〜２００℃程度、押出圧力は、好ましくは１〜１０ＭＰａ（１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２）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。
【００４７】
［Ｂ］ 第１の脱脂工程
前記成形体形成工程で得られた成形体２０を、オゾンを含有する雰囲気に曝すことにより、前記成形体２０中から樹脂３を分解・除去し、図４に示すような成形体３０を得る。
樹脂３は、オゾンに接触することにより、その分解物がガスとなり、容易かつ速やかに成形体２０中から除去（脱脂）される。これにより、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、オゾンは腐食性を有しないため、第１の脱脂工程を行う設備の腐食等を生じるおそれがなく、設備の維持・管理が容易であるという利点も有する。
【００４８】
また、このとき、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、成形体３０中に前記分解物が通過した跡に極めて小さな流路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および添加剤で構成される結合材２の分解物が、放出される際の流路となり得るものである。したがって、これにより第２の樹脂４および添加剤は、より効率よく分解・除去することができる。
【００４９】
なお、この流路３１は、後述する焼結工程において消滅するかあるいは微小ポアとして残るだけであるため、得られる焼結体の美的外観が低下したり、機械的強度が低下する等の問題が生じるおそれは極めて少ない。
第１の脱脂工程を行う雰囲気には、オゾンを含有していればよく、オゾン以外の組成として、例えば、大気、酸素のような酸化性ガス、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガス、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を含有していてもよい。このうち、前記雰囲気は、オゾン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の構成材料との反応性が乏しいため、粉末１がその不本意な化学反応等により変質・劣化するのを防止する。
【００５０】
雰囲気中のオゾン濃度は、５０〜１００００ｐｐｍ程度であるのが好ましく、８０〜８０００ｐｐｍ程度であるのがより好ましく、１００〜５０００ｐｐｍ程度であるのがさらに好ましい。オゾン濃度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。なお、オゾン濃度が前記上限値を超えても、オゾンによる樹脂３の分解の効率のそれ以上の増大は期待できない。
【００５１】
また、このようなオゾンを含有する雰囲気は、成形体２０の周囲に新たなガスを供給し、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、オゾンによる樹脂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、供給するガスの流量は、脱脂を行う設備の容積に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜３０ｍ３／ｈ程度であるのが好ましく、３〜２０ｍ３／ｈ程度であるのがより好ましい。
【００５２】
また、このような雰囲気の温度は、オゾン含有雰囲気中において、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。雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。また、これにより、樹脂３が軟化するのを避けられるため、成形体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、脱脂体および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。
【００５３】
また、第１の脱脂の時間は、樹脂３の含有率や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、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。
なお、必要に応じて、第１の脱脂工程の後に、加工工程を行ってもよい。
前述したように、第１の脱脂工程で樹脂３のみを分解・除去して得られる中間脱脂体には、各種機械加工を容易に施すことができる。この中間脱脂体に対する加工工程は、ＷやＭｏのような高硬度金属材料、セラミックスのような脆性材料等の、焼結体での加工が困難な材料で構成されたものに対して好適に適用される。
【００５４】
［Ｃ］ 第２の脱脂工程
前記第１の脱脂工程で樹脂３を脱脂した成形体３０を、加熱することにより、成形体３０中から第２の樹脂４および添加剤（例えば、分散剤５）で構成される結合材２’を分解・除去し、図５に示すような脱脂体４０を得る。
加熱により分解された結合材２’は、第１の脱脂工程において形成された小さな流路３１を介して、成形体３０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、成形体３０の内部に多量の結合材２’が残留するのを防止することができるため、得られる脱脂体４０の変形や割れ等の発生を確実に防止しつつ、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。その結果、寸法精度、機械的強度等に優れる脱脂体４０および焼結体を得ることができる。
【００５５】
第２の脱脂工程を行う雰囲気には、特に限定されないが、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭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。
また、雰囲気の温度は、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、効率よく確実に結合材２’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、結合材２’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、結合材２’の分解の速度はほとんど向上しないため、効率的でない。
【００５６】
また、第２の脱脂の時間は、結合材２’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、効率よく確実に結合材２’の分解・除去（脱脂）を行うことができる。
なお、前記第１の脱脂工程と前記第２の脱脂工程は、それぞれ単独で行ってもよいが、連続に行われるのが好ましい。これにより、成形体３０の昇温および降温に伴って成形体３０内部に生じる残留応力をより低減することができる。
また、第２の脱脂工程は、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の脱脂工程のみを経て、脱脂体４０を得ることができる。
【００５７】
［Ｄ］ 焼結工程
前記第２の脱脂工程で得られた脱脂体４０を焼結する。これにより、脱脂体４０中の粉末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。
【００５８】
焼結工程における焼結温度は、粉末１の組成等により若干異なるが、例えば、１０００〜１８００℃程度であるのが好ましく、１１００〜１７００℃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。
【００５９】
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、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭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。
【００６０】
具体例としては、粉末１を構成する無機材料が金属材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、減圧不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、金属材料の酸化に伴う焼結体５０の特性の劣化をより確実に防止することができる。
この場合、減圧不活性雰囲気の圧力としては、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。
【００６１】
無機材料が酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、酸化性雰囲気であるのが好ましい。これにより、酸化物系セラミックス材料の特性が変化することなく、焼結体５０を得ることができる。
また、無機材料が非酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、非酸化物系セラミックス材料の酸化に伴う焼結体５０の特性の劣化を容易かつ確実に防止することができる。さらに、加圧された不活性雰囲気で焼結を行うことにより、より短時間で前記効果を得ることができる。
【００６２】
この場合、加圧不活性雰囲気の圧力としては、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。
【００６３】
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、本発明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、本実施形態では、結合材２が第２の樹脂４および分散剤５を含有しているが、これらは必要に応じて添加すればよく、省略することもできる。
【実施例】
【００６４】
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、各実施例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、ブタンジオールポリカーボネート（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）で混練した。
なお、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末の平均粒径は１０μｍであった。
また、粉末と結合材との混合比は、重量比で９３：７とした。
【００６５】
＜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、サンプルＮｏ．１の成形体を作製した。
なお、成形体は、１５×１５×１５ｍｍの立方体形状に成形した。また、この成形体は、その対向する２面の中央部に内径５ｍｍの貫通穴を有している。
【００６６】
＜成形条件＞
・材料温度：２１０℃
・射出圧力：１０．８ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）
（サンプルＮｏ．２〜１１、２０）
結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．２〜１１、２０の各成形体を作製した。
【００６７】
（サンプルＮｏ．１２〜１５）
粉末を、ジルコニア粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．１２〜１５の成形体を作製した。
なお、ジルコニア粉末には、その平均粒径が０．６μｍで、イットリアを５．３ｗｔ％含有するものを用いた。
【００６８】
（サンプルＮｏ．１６〜１９）
粉末を、窒化ケイ素粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．１６〜１９の成形体を作製した。
なお、窒化ケイ素粉末には、その平均粒径が０．６μｍで、イットリアを４ｗｔ％、酸化セリウム４ｗｔ％を含有するものを用いた。
【００６９】
２．脱脂体および焼結体の作製
（実施例１）
次に、サンプルＮｏ．１の成形体に対し、脱脂炉にて、以下に示す脱脂条件で第１の脱脂を行い、脱脂体を得た。
＜脱脂条件＞
・脱脂温度 ：１５０℃
・脱脂時間 ：２０時間
・雰囲気 ：窒素ガス
・オゾン濃度：２０ｐｐｍ
次いで、得られた脱脂体に対し、焼成炉にて、以下に示す焼結条件で焼結を行い、焼結体を得た。
【００７０】
＜焼結条件＞
・焼結温度 ：１３６０℃
・焼結時間 ：３時間
・雰囲気の組成：アルゴン（減圧雰囲気）
・雰囲気の圧力：１．３ｋＰａ
（実施例２〜２５、比較例１、２）
用いる成形体のサンプルＮｏ．、脱脂条件を、それぞれ表２に示すように、また、焼結条件を、それぞれ表３に示すようにした以外は、前記実施例１と同様にして脱脂体を得て、さらに焼結体を得た。
【００７１】
３．評価
３−１．混練物の流動性の評価
サンプルＮｏ．１〜２０の各混練物について、混練物の流動性を評価した。
混練物の流動性の評価は、各混練物について、それぞれ、成形条件の材料温度における混練物の粘度を測定する方法（ＪＩＳ Ｋ ７１９９に規定）により行った。以下に粘度測定の条件を示す。
【００７２】
＜粘度測定条件＞
・粘度計 ：キャピログラフ（東洋精機製作所製、型番：Ｄ−１）
・測定温度 ：２１０［℃］
・せん断速度：１０００［／ｓｅｃ］
次に、測定された粘度を、以下の基準にしたがって評価した。
○：５００Ｐａ・ｓ（５０００ポイズ）未満
×：５００Ｐａ・ｓ（５０００ポイズ）以上
【００７３】
３−２．成形体の美的外観の評価
サンプルＮｏ．１〜２０の各成形体について、成形体の美的外観を評価した。
成形体の美的外観の評価は、各成形体を目視にて観察する方法により行った。なお、評価は、以下の基準にしたがって行った。
◎：全数成形欠陥なし
○：１％未満に欠陥がある
△：１％以上５％未満に欠陥がある
×：５％以上に欠陥がある
３−１、３−２の各評価結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１から明らかなように、本発明に相当する成形体形成用組成物であるサンプルＮｏ．１〜１９の各混練物は、比較的短時間の混練にもかかわらず流動性が高かった。また、このような混練物が、射出成形金型に均一に充填されため、得られた各成形体は、いずれも欠陥率（不良率）が１％未満と低く、良好な美的外観であった。
中でも、ブタンジオールポリカーボネート（脂肪族炭酸エステル系樹脂）を含有する成形体は、特に短時間の混練であったにもかかわらず、とりわけ優れた美的外観を示した。
また、ブタンジオールポリカーボネートの含有率が高いほど、より短時間の混練であっても、混練物は十分な流動性を示し、成形体は優れた美的外観を示した。
これに対し、比較例に相当する成形体形成用組成物であるサンプルＮｏ．２０の混練物は、流動性が低く、得られた成形体の外観には、数％程度のものに欠陥が認められた。
【００７６】
３−３．重量減少率の評価
実施例１〜１３および比較例１について、第１の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。また、実施例１４〜２５および比較例２について、第１の脱脂および第２の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。
重量減少率の測定は、成形体の重量を、各脱脂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。
また、各実施例および各比較例について、第１の脱脂と第２の脱脂の各重量減少率のトータルを算出した。
この結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
【００７８】
表２から明らかなように、各実施例の第１の脱脂および第２の脱脂では、無機材料の組成による違いはあるが、重量減少率が大きくなり、脱脂工程トータルで９７％以上の結合材が除去された。このことは、第１の脱脂の脱脂温度が１５０℃と比較的低温であったにもかかわらず、脱脂が確実に行われていることを示している。
また、各実施例の第１の脱脂工程および第２の脱脂工程では、結合材の組成によって若干異なるが、オゾン分解性を有する樹脂が比較的短い脱脂時間で分解・除去されたため、脱脂に要するトータルの時間も短縮することができた。
【００７９】
特に、結合材中のオゾン分解性樹脂および第１の脱脂雰囲気中のオゾン濃度の比率がそれぞれ高いと、結合材全体としての分解効率が向上するため、処理時間の大幅な短縮が可能であった。
一方、各比較例では、長時間の加熱を行ったが、十分に脱脂することができず、脱脂工程トータルの結合材の除去率は、９０％未満であった。これは、第１の脱脂工程が比較的低温で行われたため、オゾン分解性を有しない樹脂では、その分解が十分に進行しなかったためと推測される。
【００８０】
３−４．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。相対密度の算出に際しては、各無機材料の組成ごとに相対基準（理論密度）を設け、ＳＵＳ３１６Ｌは７．９８ｇ／ｃｍ３、ジルコニアは６．０７ｇ／ｃｍ３、窒化ケイ素は３．３０ｇ／ｃｍ３とした。
【００８１】
３−５．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算出した。寸法の測定は、マイクロメータを用いて１００個について行い、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。真円度の測定は、三次元測定器（ミツトヨ社製、型番：ＦＴ８０５）を用いて行い、平均値を真円度とした。
なお、比較例１の焼結体は、ほぼ全数に割れが発生していたため、密度・寸法の測定が行えなかった。
【００８２】
３−６．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。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
３−４、３−５、３−６の各評価結果を表３に示す。
【００８３】
【表３】
【００８４】
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９０％以上であり、焼結が確実に行われて低空孔率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、いずれも第１の脱脂工程を比較的低温で行い、結合材の軟化による脱脂体の保形性低下を防止したため、その寸法精度は比較的良好であった。
さらに、各実施例で得られた焼結体は、いずれも、キズ、割れ等の欠陥が全く認められず、美的外観に優れていた。
これに対して、各比較例で得られた焼結体は、その相対密度が９０％未満と低く、また、その寸法精度も低いものであった。
また、比較例１で得られた焼結体には、ほぼ全数に割れが確認された。これは、脱脂工程で除去しきれなかった結合材が、焼結において急速に分解した際に生じたものと推測される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す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である。
【図３】本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態の脱脂体の縦断面を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態の焼結体の縦断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１……粉末 ２、２’……結合材 ３……樹脂 ４……第２の樹脂 ５……分散剤 １０……組成物 ２０、３０……成形体 ３１……流路 ４０……脱脂体 ５０……焼結体 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ……工程
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
無機材料の脱脂体は、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加熱処理を施すことにより得ることができる。
ところで、例えば、射出成形法に供される原料粉末には、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、加熱処理中に脱脂体が変形する等の問題がある。
【０００３】
また、加熱処理で脱脂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て、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、金属材料粉末と、酸含有雰囲気下での処理によって除去されるポリオキシメチレン樹脂を含有する結合材とを含む金属脱脂体（成形体）を製造するための組成物が開示されている（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、酸は、金属溶解性が高いため設備を劣化させる上、大気中に放出されると大気汚染の原因になるため、これらを防止するために多大なコストが必要となる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１９０３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、安価かつ安全に脱脂体を得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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、オゾン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にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・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、安価かつ安全に脱脂体を得ることができる。
【０００７】
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における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（成形し易さ）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。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。
【０００８】
本発明の成形体形成用組成物では、前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、５０〜１９０℃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、効率よく確実に樹脂の分解・除去を行うことができる。また、成形体の保形性が低下するの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、前記樹脂は、脂肪族炭酸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。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、速やかな脱脂が可能となるものである。
【０００９】
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がより容易かつ速やかに分解し得るものとなる。
【００１０】
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、不飽和結合を有さ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オゾンと接触した際に、より分解され易くなり、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、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、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、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点（軟化点）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。
【００１１】
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材中の前記樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上であることが好ましい。
これにより、樹脂が分解・除去される効果がより確実に得られ、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、前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含むものであることが好ましい。
これにより、成形体中の樹脂と第２の樹脂は、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、脱脂工程を第１の脱脂工程と、その後に行われる第２の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂と第２の樹脂とを選択的に分解・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。
【００１２】
本発明の成形体形成用組成物では、前記第２の樹脂は、１９０〜６００℃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、効率よく確実に結合材の分解・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、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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、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をより確実に得ることができる。
【００１３】
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材は、添加剤を含むものであることが好ましい。
これにより、結合材に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤であることが好ましい。
これにより、粉末と、樹脂および第２の樹脂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。
【００１４】
本発明の成形体形成用組成物では、前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものであることが好ましい。
高級脂肪酸は、粉末の分散性および潤滑性に特に優れるものである。
本発明の成形体形成用組成物では、前記高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０のものであることが好ましい。
これにより、成形体形成用組成物は、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、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。
【００１５】
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、該成形体に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。
射出成形法は、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の脱脂体を形成し得る成形体を容易に形成することができる。
また、押出成形法は、成形金型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の脱脂体を形成し得る成形体を、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、優れた特性を有する焼結体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図、図２は、図１に示す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である。
【００１７】
＜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。さらに、本実施形態では、結合材２は、第２の樹脂４および分散剤（添加剤）５を含んでなるものである。
【００１８】
（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。
【００１９】
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、最終的に得られる焼結体が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。
その具体例としては、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。
【００２０】
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）で脱脂体（成形体）を製造することができる。また、脱脂体の密度をより高いものとすることができ、脱脂体の機械的強度、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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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）、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。
本発明では、結合材２は、オゾンにより分解可能な樹脂３を含有し、さらに、本実施形態では、樹脂３に遅れて分解する第２の樹脂４を含有してなるものである。
【００２３】
樹脂３は、オゾンと接触することにより、分解する性質を有する。このような性質を有する樹脂３を含む成形体は、後述する第１の脱脂工程において、オゾン含有雰囲気中でオゾン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樹脂３の分解が進行する。したがって、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。その結果、樹脂３を、容易かつ速やかに除去、すなわち、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、脱脂体の生産効率を向上させることができる。
【００２４】
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。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、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全体の脱脂をより促進させることができる。
このような樹脂３としては、オゾンにより分解可能なものであればよく、特に限定されないが、例えば、脂肪族炭酸エステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリ乳酸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。これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が比較的高く、短時間の混練でも無機材料粉末と十分に分散することから、結合材２を構成する樹脂３として好適に用いられる。
【００２５】
これらの中でも樹脂３としては、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものが好ましく用いられる。脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、その分解物が気化して脱脂体（成形体）の外部にガスとして放出され、速やかな脱脂が可能となるためである。なお、この分解物としては、例えば、酸化アルケン（例えば、酸化エチレン、酸化プロペン等）やその分解物、水、二酸化炭素等が挙げられる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が特に高いため、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。
【００２６】
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こと等により合成することができるものである。
樹脂３として用い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、２〜９であるのがより好ましく、２〜６であるのがさらに好ましい。前記炭素の数とは、例えば、一般式が−（（ＣＨ２）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。前記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。
【００２７】
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、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その誘導体を主成分とするもの等が好ましい。アルカンジオールポリカーボネートは、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。
【００２８】
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、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オゾンと接触した際に、より分解され易くなり、結合材２の分解・除去をより効率よく行うことができる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、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、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点（軟化点）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。
【００２９】
第２の樹脂４は、樹脂３に遅れて分解するもの、すなわち、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２の脱脂工程で分解・除去されるものである。このような樹脂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、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、脱脂工程を第１の脱脂工程と、その後に行われる第２の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂３と第２の樹脂４とを選択的に分解・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。
【００３０】
また、後に詳述するが、第１の脱脂工程で樹脂３のみを分解・除去した脱脂体（以下、中間脱脂体と言う。）は、この中間脱脂体中の粉末１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、中間脱脂体には、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０．１〜４０万程度であるのが好ましく、０．４〜３０万程度であるのがより好ましい。これにより、前記効果がより顕著なものとなる。
【００３１】
このような第２の樹脂４としては、結合材２が含有する樹脂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、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニルのようなポリビニル系樹脂、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、ナイロン等のポリアミド系樹脂、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１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３２】
これらの中でも、第２の樹脂４としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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をより確実に得ることができる。
【００３３】
なお、その他の樹脂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。
【００３４】
分散剤（添加剤）５は、図１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、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る。これにより、成形金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。
【００３５】
また、分散剤５は、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、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、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、結合材２に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
【００３６】
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またはその金属塩、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。なお、これらは滑剤としても用いることができる。
【００３７】
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の分散性および潤滑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、添加剤として可塑剤を添加することにより、結合材２は、組成物１０に柔軟性を与えることができ、後述する成形体形成工程における成形を容易にすることができる。
【００３８】
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、添加剤として酸化防止剤を添加することにより、結合材２が含有する樹脂３の酸化を防止することができる。
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。
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。
【００３９】
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。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。
【００４０】
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、焼結体の寸法精度も向上する。
【００４１】
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。
【００４２】
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：７０〜２００℃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。
【００４３】
＜脱脂体および焼結体の製造＞
［Ａ］ 成形体形成工程
次に、前記で得られた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。
【００４４】
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、成形金型の選択により、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。
【００４５】
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８０〜２００℃程度、射出圧力は、好ましくは２〜１５ＭＰａ（２０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２）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、成形金型の選択により、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。
【００４６】
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
８０〜２００℃程度、押出圧力は、好ましくは１〜１０ＭＰａ（１０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２）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。
【００４７】
［Ｂ］ 第１の脱脂工程
前記成形体形成工程で得られた成形体２０を、オゾンを含有する雰囲気に曝すことにより、前記成形体２０中から樹脂３を分解・除去し、図４に示すような成形体３０を得る。
樹脂３は、オゾンに接触することにより、その分解物がガスとなり、容易かつ速やかに成形体２０中から除去（脱脂）される。これにより、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、オゾンは腐食性を有しないため、第１の脱脂工程を行う設備の腐食等を生じるおそれがなく、設備の維持・管理が容易であるという利点も有する。
【００４８】
また、このとき、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、成形体３０中に前記分解物が通過した跡に極めて小さな流路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および添加剤で構成される結合材２の分解物が、放出される際の流路となり得るものである。したがって、これにより第２の樹脂４および添加剤は、より効率よく分解・除去することができる。
【００４９】
なお、この流路３１は、後述する焼結工程において消滅するかあるいは微小ポアとして残るだけであるため、得られる焼結体の美的外観が低下したり、機械的強度が低下する等の問題が生じるおそれは極めて少ない。
第１の脱脂工程を行う雰囲気には、オゾンを含有していればよく、オゾン以外の組成として、例えば、大気、酸素のような酸化性ガス、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガス、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を含有していてもよい。このうち、前記雰囲気は、オゾン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の構成材料との反応性が乏しいため、粉末１がその不本意な化学反応等により変質・劣化するのを防止する。
【００５０】
雰囲気中のオゾン濃度は、５０〜１００００ｐｐｍ程度であるのが好ましく、８０〜８０００ｐｐｍ程度であるのがより好ましく、１００〜５０００ｐｐｍ程度であるのがさらに好ましい。オゾン濃度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。なお、オゾン濃度が前記上限値を超えても、オゾンによる樹脂３の分解の効率のそれ以上の増大は期待できない。
【００５１】
また、このようなオゾンを含有する雰囲気は、成形体２０の周囲に新たなガスを供給し、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、オゾンによる樹脂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、供給するガスの流量は、脱脂を行う設備の容積に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜３０ｍ３／ｈ程度であるのが好ましく、３〜２０ｍ３／ｈ程度であるのがより好ましい。
【００５２】
また、このような雰囲気の温度は、オゾン含有雰囲気中において、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。雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。また、これにより、樹脂３が軟化するのを避けられるため、成形体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、脱脂体および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。
【００５３】
また、第１の脱脂の時間は、樹脂３の含有率や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、効率よく確実に樹脂３の分解・除去を行うことができる。
なお、必要に応じて、第１の脱脂工程の後に、加工工程を行ってもよい。
前述したように、第１の脱脂工程で樹脂３のみを分解・除去して得られる中間脱脂体には、各種機械加工を容易に施すことができる。この中間脱脂体に対する加工工程は、ＷやＭｏのような高硬度金属材料、セラミックスのような脆性材料等の、焼結体での加工が困難な材料で構成されたものに対して好適に適用される。
【００５４】
［Ｃ］ 第２の脱脂工程
前記第１の脱脂工程で樹脂３を脱脂した成形体３０を、加熱することにより、成形体３０中から第２の樹脂４および添加剤（例えば、分散剤５）で構成される結合材２’を分解・除去し、図５に示すような脱脂体４０を得る。
加熱により分解された結合材２’は、第１の脱脂工程において形成された小さな流路３１を介して、成形体３０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、成形体３０の内部に多量の結合材２’が残留するのを防止することができるため、得られる脱脂体４０の変形や割れ等の発生を確実に防止しつつ、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。その結果、寸法精度、機械的強度等に優れる脱脂体４０および焼結体を得ることができる。
【００５５】
第２の脱脂工程を行う雰囲気には、特に限定されないが、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭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。
また、雰囲気の温度は、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、効率よく確実に結合材２’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、結合材２’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、結合材２’の分解の速度はほとんど向上しないため、効率的でない。
【００５６】
また、第２の脱脂の時間は、結合材２’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、効率よく確実に結合材２’の分解・除去（脱脂）を行うことができる。
なお、前記第１の脱脂工程と前記第２の脱脂工程は、それぞれ単独で行ってもよいが、連続に行われるのが好ましい。これにより、成形体３０の昇温および降温に伴って成形体３０内部に生じる残留応力をより低減することができる。
また、第２の脱脂工程は、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の脱脂工程のみを経て、脱脂体４０を得ることができる。
【００５７】
［Ｄ］ 焼結工程
前記第２の脱脂工程で得られた脱脂体４０を焼結する。これにより、脱脂体４０中の粉末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。
【００５８】
焼結工程における焼結温度は、粉末１の組成等により若干異なるが、例えば、１０００〜１８００℃程度であるのが好ましく、１１００〜１７００℃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。
【００５９】
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、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭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。
【００６０】
具体例としては、粉末１を構成する無機材料が金属材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、減圧不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、金属材料の酸化に伴う焼結体５０の特性の劣化をより確実に防止することができる。
この場合、減圧不活性雰囲気の圧力としては、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。
【００６１】
無機材料が酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、酸化性雰囲気であるのが好ましい。これにより、酸化物系セラミックス材料の特性が変化することなく、焼結体５０を得ることができる。
また、無機材料が非酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、非酸化物系セラミックス材料の酸化に伴う焼結体５０の特性の劣化を容易かつ確実に防止することができる。さらに、加圧された不活性雰囲気で焼結を行うことにより、より短時間で前記効果を得ることができる。
【００６２】
この場合、加圧不活性雰囲気の圧力としては、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。
【００６３】
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、本発明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、本実施形態では、結合材２が第２の樹脂４および分散剤５を含有しているが、これらは必要に応じて添加すればよく、省略することもできる。
【実施例】
【００６４】
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、各実施例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、ブタンジオールポリカーボネート（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）で混練した。
なお、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末の平均粒径は１０μｍであった。
また、粉末と結合材との混合比は、重量比で９３：７とした。
【００６５】
＜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、サンプルＮｏ．１の成形体を作製した。
なお、成形体は、１５×１５×１５ｍｍの立方体形状に成形した。また、この成形体は、その対向する２面の中央部に内径５ｍｍの貫通穴を有している。
【００６６】
＜成形条件＞
・材料温度：２１０℃
・射出圧力：１０．８ＭＰａ（１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）
（サンプルＮｏ．２〜１１、２０）
結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．２〜１１、２０の各成形体を作製した。
【００６７】
（サンプルＮｏ．１２〜１５）
粉末を、ジルコニア粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．１２〜１５の成形体を作製した。
なお、ジルコニア粉末には、その平均粒径が０．６μｍで、イットリアを５．３ｗｔ％含有するものを用いた。
【００６８】
（サンプルＮｏ．１６〜１９）
粉末を、窒化ケイ素粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、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．１６〜１９の成形体を作製した。
なお、窒化ケイ素粉末には、その平均粒径が０．６μｍで、イットリアを４ｗｔ％、酸化セリウム４ｗｔ％を含有するものを用いた。
【００６９】
２．脱脂体および焼結体の作製
（実施例１）
次に、サンプルＮｏ．１の成形体に対し、脱脂炉にて、以下に示す脱脂条件で第１の脱脂を行い、脱脂体を得た。
＜脱脂条件＞
・脱脂温度 ：１５０℃
・脱脂時間 ：２０時間
・雰囲気 ：窒素ガス
・オゾン濃度：２０ｐｐｍ
次いで、得られた脱脂体に対し、焼成炉にて、以下に示す焼結条件で焼結を行い、焼結体を得た。
【００７０】
＜焼結条件＞
・焼結温度 ：１３６０℃
・焼結時間 ：３時間
・雰囲気の組成：アルゴン（減圧雰囲気）
・雰囲気の圧力：１．３ｋＰａ
（実施例２〜２５、比較例１、２）
用いる成形体のサンプルＮｏ．、脱脂条件を、それぞれ表２に示すように、また、焼結条件を、それぞれ表３に示すようにした以外は、前記実施例１と同様にして脱脂体を得て、さらに焼結体を得た。
【００７１】
３．評価
３−１．混練物の流動性の評価
サンプルＮｏ．１〜２０の各混練物について、混練物の流動性を評価した。
混練物の流動性の評価は、各混練物について、それぞれ、成形条件の材料温度における混練物の粘度を測定する方法（ＪＩＳ Ｋ ７１９９に規定）により行った。以下に粘度測定の条件を示す。
【００７２】
＜粘度測定条件＞
・粘度計 ：キャピログラフ（東洋精機製作所製、型番：Ｄ−１）
・測定温度 ：２１０［℃］
・せん断速度：１０００［／ｓｅｃ］
次に、測定された粘度を、以下の基準にしたがって評価した。
○：５００Ｐａ・ｓ（５０００ポイズ）未満
×：５００Ｐａ・ｓ（５０００ポイズ）以上
【００７３】
３−２．成形体の美的外観の評価
サンプルＮｏ．１〜２０の各成形体について、成形体の美的外観を評価した。
成形体の美的外観の評価は、各成形体を目視にて観察する方法により行った。なお、評価は、以下の基準にしたがって行った。
◎：全数成形欠陥なし
○：１％未満に欠陥がある
△：１％以上５％未満に欠陥がある
×：５％以上に欠陥がある
３−１、３−２の各評価結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
表１から明らかなように、本発明に相当する成形体形成用組成物であるサンプルＮｏ．１〜１９の各混練物は、比較的短時間の混練にもかかわらず流動性が高かった。また、このような混練物が、射出成形金型に均一に充填されため、得られた各成形体は、いずれも欠陥率（不良率）が１％未満と低く、良好な美的外観であった。
中でも、ブタンジオールポリカーボネート（脂肪族炭酸エステル系樹脂）を含有する成形体は、特に短時間の混練であったにもかかわらず、とりわけ優れた美的外観を示した。
また、ブタンジオールポリカーボネートの含有率が高いほど、より短時間の混練であっても、混練物は十分な流動性を示し、成形体は優れた美的外観を示した。
これに対し、比較例に相当する成形体形成用組成物であるサンプルＮｏ．２０の混練物は、流動性が低く、得られた成形体の外観には、数％程度のものに欠陥が認められた。
【００７６】
３−３．重量減少率の評価
実施例１〜１３および比較例１について、第１の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。また、実施例１４〜２５および比較例２について、第１の脱脂および第２の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。
重量減少率の測定は、成形体の重量を、各脱脂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。
また、各実施例および各比較例について、第１の脱脂と第２の脱脂の各重量減少率のトータルを算出した。
この結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
【００７８】
表２から明らかなように、各実施例の第１の脱脂および第２の脱脂では、無機材料の組成による違いはあるが、重量減少率が大きくなり、脱脂工程トータルで９７％以上の結合材が除去された。このことは、第１の脱脂の脱脂温度が１５０℃と比較的低温であったにもかかわらず、脱脂が確実に行われていることを示している。
また、各実施例の第１の脱脂工程および第２の脱脂工程では、結合材の組成によって若干異なるが、オゾン分解性を有する樹脂が比較的短い脱脂時間で分解・除去されたため、脱脂に要するトータルの時間も短縮することができた。
【００７９】
特に、結合材中のオゾン分解性樹脂および第１の脱脂雰囲気中のオゾン濃度の比率がそれぞれ高いと、結合材全体としての分解効率が向上するため、処理時間の大幅な短縮が可能であった。
一方、各比較例では、長時間の加熱を行ったが、十分に脱脂することができず、脱脂工程トータルの結合材の除去率は、９０％未満であった。これは、第１の脱脂工程が比較的低温で行われたため、オゾン分解性を有しない樹脂では、その分解が十分に進行しなかったためと推測される。
【００８０】
３−４．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。相対密度の算出に際しては、各無機材料の組成ごとに相対基準（理論密度）を設け、ＳＵＳ３１６Ｌは７．９８ｇ／ｃｍ３、ジルコニアは６．０７ｇ／ｃｍ３、窒化ケイ素は３．３０ｇ／ｃｍ３とした。
【００８１】
３−５．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算出した。寸法の測定は、マイクロメータを用いて１００個について行い、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。真円度の測定は、三次元測定器（ミツトヨ社製、型番：ＦＴ８０５）を用いて行い、平均値を真円度とした。
なお、比較例１の焼結体は、ほぼ全数に割れが発生していたため、密度・寸法の測定が行えなかった。
【００８２】
３−６．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。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
３−４、３−５、３−６の各評価結果を表３に示す。
【００８３】
【表３】
【００８４】
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９０％以上であり、焼結が確実に行われて低空孔率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、いずれも第１の脱脂工程を比較的低温で行い、結合材の軟化による脱脂体の保形性低下を防止したため、その寸法精度は比較的良好であった。
さらに、各実施例で得られた焼結体は、いずれも、キズ、割れ等の欠陥が全く認められず、美的外観に優れていた。
これに対して、各比較例で得られた焼結体は、その相対密度が９０％未満と低く、また、その寸法精度も低いものであった。
また、比較例１で得られた焼結体には、ほぼ全数に割れが確認された。これは、脱脂工程で除去しきれなかった結合材が、焼結において急速に分解した際に生じたものと推測される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す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である。
【図３】本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態の脱脂体の縦断面を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態の焼結体の縦断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１……粉末 ２、２’……結合材 ３……樹脂 ４……第２の樹脂 ５……分散剤 １０……組成物 ２０、３０……成形体 ３１……流路 ４０……脱脂体 ５０……焼結体 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ……工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として無機材料で構成された粉末と、オゾン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にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・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。
【請求項２】
当該成形体形成用組成物中における前記結合材の含有率は、２〜４０ｗｔ％である請求項１に記載の成形体形成用組成物。
【請求項３】
前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、５０〜１９０℃の温度で分解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。
【請求項４】
前記樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものである請求項１ないし３のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項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。
【請求項６】
前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、不飽和結合を有さ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。
【請求項７】
前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その重量平均分子量が１〜３０万のものである請求項４ないし６のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項８】
前記結合材中の前記樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上である請求項１ないし７のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項９】
前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含むものである請求項１ないし８のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項１０】
前記第２の樹脂は、１９０〜６００℃の温度で分解するものである請求項９に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１１】
前記第２の樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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９または１０に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１２】
前記結合材は、添加剤を含むものである請求項１ないし１１のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項１３】
前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤である請求項１２に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１４】
前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものである請求項１３に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１５】
前記高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０のものである請求項１４に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１６】
請求項１ないし１５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、該成形体に脱脂処理を施してなることを特徴とする脱脂体。
【請求項１７】
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１６に記載の脱脂体。
【請求項１８】
請求項１６または１７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。
【請求項１】
主として無機材料で構成された粉末と、オゾン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にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・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。
【請求項２】
当該成形体形成用組成物中における前記結合材の含有率は、２〜４０ｗｔ％である請求項１に記載の成形体形成用組成物。
【請求項３】
前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、５０〜１９０℃の温度で分解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。
【請求項４】
前記樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものである請求項１ないし３のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項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。
【請求項６】
前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、不飽和結合を有さ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。
【請求項７】
前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その重量平均分子量が１〜３０万のものである請求項４ないし６のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項８】
前記結合材中の前記樹脂の含有率は、２０ｗｔ％以上である請求項１ないし７のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項９】
前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第２の樹脂を含むものである請求項１ないし８のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項１０】
前記第２の樹脂は、１９０〜６００℃の温度で分解するものである請求項９に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１１】
前記第２の樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂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９または１０に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１２】
前記結合材は、添加剤を含むものである請求項１ないし１１のいずれかに記載の成形体形成用組成物。
【請求項１３】
前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤である請求項１２に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１４】
前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものである請求項１３に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１５】
前記高級脂肪酸は、その炭素数が１６〜３０のものである請求項１４に記載の成形体形成用組成物。
【請求項１６】
請求項１ないし１５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、該成形体に脱脂処理を施してなることを特徴とする脱脂体。
【請求項１７】
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１６に記載の脱脂体。
【請求項１８】
請求項１６または１７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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２８２４７５（Ｐ２００６−２８２４７５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０６８７５（Ｐ２００５−１０６８７５）
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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