(57)【要約】【課題】単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とすることを課題とする。【解決手段】少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材Ｍ１と、当該充てん材Ｍ１と等重量以下の溶融状態の樹脂Ｍ２と、を含む素材を押出機構Ａ１にて混合して不定形の状態で押し出し、押出機構Ａ１から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部Ａ２に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材Ｍ５を同導入部Ａ２に導入された不定形の素材Ｍ４から生成し、生成した成形用素材Ｍ６を成形機構Ａ４にて成形して焼成用成形体Ｍ７を形成し、形成した焼成用成形体Ｍ７を焼成して焼成体Ｍ８を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、
上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材を同導入部に導入された不定形の素材から生成する成形用素材生成工程と、
生成した成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造する成形工程とを備えることを特徴とする焼成用成形体の製造方法。
【請求項２】
上記成形用素材生成工程では、上記導入部に導入された不定形の素材をペレット形状に成形して上記成形用素材とし、
上記成形工程では、上記ペレット形状の成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項１に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項３】
上記成形用素材生成工程では、上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて粉砕し、粉砕後の素材をペレット形状に成形して上記成形用素材とすることを特徴とする請求項２に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項４】
上記成形機構は、上記成形用素材を押出成形または射出成形により成形する機構とされ、
上記成形工程では、上記ペレット形状の成形用素材を上記成形機構にて押出成形または射出成形により成形して焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項５】
上記成形用素材生成工程では、上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて粉砕して上記成形用素材とし、
上記成形工程では、上記粉砕された状態の成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項１に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項６】
上記成形機構は、上記成形用素材をプレス成形により成形する機構とされ、
上記成形工程では、上記粉砕された状態の成形用素材を上記成形機構にてプレス成形により成形して焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項５に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項７】
上記樹脂は、熱可塑性樹脂とされ、
上記押出工程は、第一の加熱機構にて上記充てん材および上記熱可塑性樹脂を少なくとも含む素材を加熱して当該熱可塑性樹脂を溶融状態にさせる第一加熱工程を有し、この第一加熱工程にて加熱された素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、
上記成形機構は、上記成形用素材を混合して所定のダイから押し出して上記焼成用成形体の形状に成形する機構とされ、
上記成形工程は、第二の加熱機構にて上記成形用素材を加熱して軟化させる第二加熱工程を有し、この第二加熱工程にて軟化された成形用素材を上記成形機構にて混合して上記ダイから押し出して成形することにより上記焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項４に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項８】
上記樹脂が液状の合成樹脂である、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項９】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、当該樹脂と相溶性があるとともに親水基を有する相溶化剤と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１０】
上記相溶化剤は、上記素材に含まれる樹脂と相溶性のある合成樹脂の原料に所定の有機酸を添加して合成して得られる合成樹脂とされていることを特徴とする請求項９に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１１】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、樹脂成形用の滑剤と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１２】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、繊維状素材と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１３】
微粒状の無機素材または金属素材にシランカップリング剤を反応させて上記充てん材を得るシランカップリング工程をさらに備え、
上記押出工程では、少なくとも、上記シランカップリング工程で得られた充てん材と、上記流動状態の樹脂と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１４】
上記成形用素材生成工程では、上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて少なくとも粉砕し、粉砕された素材と、上記流動状態の樹脂とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合して上記成形用素材とし、
上記成形工程では、上記粉砕された素材と上記第二の素材とが少なくとも配合された成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項１に記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１５】
上記成形工程では、上記成形用素材を上記成形機構にて成形して表面処理前成形体を形成し、上記充てん材を残して当該表面処理前成形体の表面に存在する樹脂を少なくとも除去して表面処理済成形体を形成した後、上記充てん材の平均粒径よりも小さい平均粒径の無機、金属または木質系材料からなる微粒子を含む懸濁液を当該表面処理済成形体の表面にコーティングして上記焼成用成形体を製造することを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の焼成用成形体の製造方法。
【請求項１６】
少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、
上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材を同導入部に導入された不定形の素材から生成する成形用素材生成工程と、
生成した成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を形成する成形工程と、
形成した焼成用成形体を焼成して焼成体を製造する焼成工程とを備えることを特徴とする焼成体の製造方法。
【請求項１７】
少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、
上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材を同導入部に導入された不定形の素材から生成し、
生成した成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を形成し、
形成した焼成用成形体を焼成して得られる焼成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の製造方法、焼成体の製造方法および焼成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微粒状の無機素材からセラミックの焼成体を製造している。微粒状の無機素材に何も添加しないで焼成体を製造する場合、微粒状の無機素材をそのままプレス成形して焼成用成形体とし、この焼成用成形体を８００〜２０００℃で焼成している。また、所定の混練押出機に微粒状の無機素材と水とを投入して混合して素材を粘土状にし、粘土状とされた素材を所定のダイから押し出して焼成用成形体の形状に成形し、得られる焼成用成形体を８００〜２０００℃で焼成している。ここで、粘土状の素材を押出成形するため、素材中の水の重量比を微粒状の無機素材の重量比より多くしている。
【０００３】
さらに、特許文献１記載の技術では、オルガノシラン処理用反応剤ＳｉＸ1Ｘ2Ｘ3Ｘ4を用いて約０．０１ミクロン乃至約１０００ミクロンの範囲の粒径を有する無機の充填材を表面処理した後に、この充填材と結合用の有機マトリックス樹脂とを混合して、セラミックの素地の形性に対して好適な射出成形可能な組成物を得ることが記載されている。
【特許文献１】特開平８−２５２８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
微粒状の無機素材に何も添加しないで焼成体を製造する場合、焼成用成形体を形成した後、焼成中や焼成前に焼成用成形体が崩れてしまうことがあり、焼成用成形体の保形性が十分でないことがあった。また、微粒状の無機素材をプレス成形するため、バッチ毎にプレス成形する必要があり、ランニングコストが高く、焼成用成形体の量産に不向きであった。
微粒状の無機素材に水を添加して押出成形により焼成用成形体を形成し、焼成体を製造する場合、素材中の水の配合量が多いため、焼成用成形体が焼成中に大きく収縮し、所望の形状の焼成体が得られなかったり、焼成中に焼成用成形体が崩れて焼成用成形体の保形性が十分でなかったりしていた。なお、素材中における微粒状の無機素材の配合量を多くすると、素材をダイから押し出すことができず、焼成用成形体を成形することができない。また、焼成用成形体の形状の自由度が小さいため、焼成体の形状の自由度が小さかった。
特許文献１記載の技術では、オルガノシラン処理用反応剤で充填材を表面処理するのに時間がかかり、ランニングコストが高く、焼成用成形体の量産に不向きであった。また、オルガノシラン処理用反応剤のシリカ成分は焼成体にとって不要成分であるが、焼成体中にオルガノシラン処理用反応剤のシリカ成分が残留してしまい、高純度の無機素材からなるセラミックを得ることができなかった。さらに、素材中の充填材の配合量が多い場合、焼成用成形体の形状に射出成形することができないことがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる焼成用成形体の製造方法の発明は、少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材を同導入部に導入された不定形の素材から生成する成形用素材生成工程と、生成した成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造する成形工程とを備えることを特徴とする。
すなわち、押出工程では、少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材（フィラー）と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材が押出機構にて混合されて不定形の状態で押し出される。成形用素材生成工程では、押出機構から押し出された素材が不定形のまま所定の導入部に導入され、導入部に導入された不定形の素材から一旦、成形用素材が生成される。成形工程では、生成した成形用素材が成形機構にて成形されて焼成用成形体が製造される。
【０００７】
押出工程では素材を不定形の状態で押し出し、成形用素材生成工程では不定形のまま素材を導入部に導入すればよいので、素材の押出流量は制限されない。すると、流動状態の樹脂が充てん材と等重量以下のような流動性の小さい素材であっても、単位時間当たりに成形用素材を大量に生成することが可能となり、この成形用素材を用いて焼成用成形体を大量生産することが可能となる。ここで、焼成用成形体には樹脂が含まれているので、焼成中や焼成前に焼成用成形体は崩れず、保形性の良好な焼成用成形体が得られる。また、樹脂が充てん材の重量以下の重量とされているので、焼成用成形体から焼成体への収縮度合が小さい。従って、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造することが可能となる。
【０００８】
ここで、微粒状は、粉末状ないしペレットよりも細かい粒状をいい、粉末状や微細な繊維状を含む。以下、同じである。
上記押出機構は、様々な構成が考えられ、汎用的な一軸スクリュー混練押出機や多軸スクリュー混練押出機などを適用して軟化した素材を不定形の状態で押し出すことができる。
流動状態の樹脂は、例えば、加熱軟化した熱可塑性樹脂、液状の熱硬化性樹脂、等が考えられる。
【０００９】
上記導入部に導入された不定形の素材をペレット形状に成形して上記成形用素材とする場合、上記成形工程では、ペレット形状の成形用素材が上記成形機構にて成形されて焼成用成形体が製造される。成形用素材がペレットとされているので、当該ペレットを原料として成形機構により容易に焼成用成形体の形状に成形することができる。
【００１０】
上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて粉砕し、粉砕後の素材をペレット形状に成形して上記成形用素材とする場合、不定形の素材が一旦粉砕されてペレットとされるので、成形用素材をより均質にさせ、焼成用成形体をより均質にさせて、より均質で良質の焼成体を得ることが可能となる。また、当該ペレットを原料として焼成用成形体の形状に成形する時に、原料段階ではペレット形状が維持される一方、混練段階でペレットがより崩れやすくなって分散性が向上するので、より容易に焼成用成形体の形状に成形することが可能となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレット形状の成形用素材を成形する際に成形用の穴や隙間等に入りやすくなるので、単位時間当たりの成形用素材の生成量がさらに増え、焼成用成形体の生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００１１】
成形用素材をペレット形状にする場合、成形用素材を成形機構にて押出成形または射出成形により成形して焼成用成形体を製造すると、焼成用成形体の量産に好適である。
【００１２】
上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて粉砕して上記成形用素材とする場合、上記成形工程では、粉砕された状態の成形用素材が上記成形機構にて成形されて焼成用成形体が製造される。成形用素材が粉砕されているので、成形用素材をより均質にさせ、焼成用成形体をより均質にさせて、より均質で良質の焼成体を得ることが可能となる。
【００１３】
成形用素材を粉砕された状態にする場合、成形用素材を成形機構にてプレス成形によりプレス成形して焼成用成形体を製造すると、焼成用成形体の生産に好適である。
【００１４】
上記樹脂が熱可塑性樹脂であり、上記成形機構が上記成形用素材を混合して所定のダイから押し出して上記焼成用成形体の形状に成形する場合、熱可塑性樹脂を溶融状態にさせる第一加熱工程と、成形用素材を加熱して軟化させる第二加熱工程とを設けてもよい。すなわち、押出工程では、第一加熱工程にて加熱された素材が上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出される。成形工程では、第二加熱工程にて軟化された成形用素材が上記成形機構にて混合されて上記ダイから押し出されて成形することにより上記焼成用成形体が製造される。これにより、充てん材に熱可塑性樹脂を混合する場合に焼成用成形体を量産することができる。
ここで、充てん材と熱可塑性樹脂の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）、熱可塑性樹脂１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）である。
【００１５】
また、第一の冷却機構にて成形用素材を冷却する第一冷却工程をさらに備え、上記第二加熱工程では、冷却された成形用素材を加熱して軟化させる構成にしてもよい。すると、成形用素材を速やかに固化させることができる。また、成形用素材をペレット形状にするときには、ペレット形状の成形用素材が相互に接着してしまうことを防止することができる。さらに、成形用素材を冷却することにより容易に成形用素材を適宜保管することができ、保管した成形用素材を用いて焼成用成形体を製造することも可能となるので、焼成用成形体の生産の自由度を向上させることができる。
さらに、第二の冷却機構にて焼成用成形体を冷却する第二冷却工程をさらに備える構成にしてもよい。すると、焼成用成形体を速やかに固化させることができる。また、焼成用成形体が相互に接着してしまうことを防止することができる。さらに、焼成用成形体を冷却することにより容易に焼成用成形体を適宜保管することができ、保管した焼成用成形体を用いて焼成体を製造することも可能となるので、焼成体の生産の自由度を向上させることができる。
上記熱可塑性樹脂は、上記第二加熱工程にて加熱された成形用素材の温度におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ７２１０に規定されるメルトマスフローレイト）が１０g/10min以上（好ましくは１００g/10min以上）とされている構成としてもよい。すると、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に良好な流動性が得られ、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させることができる。
【００１６】
上記樹脂が液状の合成樹脂であると、樹脂を溶融させる必要が無くなり、成形用素材を軟化させる必要が無くなる。ここで、液状は、低粘度の液状から高粘度の液状まで含む。合成樹脂は、熱可塑性樹脂でも、熱硬化性樹脂でもよい。充てん材と合成樹脂の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）、合成樹脂１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）である。成形用素材の温度におけるＭＦＲが１０g/10min以上（好ましくは１００g/10min以上）とされていると、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に良好な流動性が得られ、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させることができる。
上記合成樹脂が熱硬化性樹脂であると、従来できなかった熱硬化性樹脂を原料とした焼成用成形体を製造することができる。
上述してきた樹脂が無機成分や金属成分を含まない物質とされていると、焼成しても残留しないので、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることができる。
【００１７】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、当該樹脂と相溶性があるとともに親水基を有する相溶化剤と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す構成としてもよい。すると、充てん材と樹脂とのなじみを向上させることができる。上記押出工程にて混合する素材中の充てん材の好ましい配合割合は５１〜９９重量％であり、同素材中の樹脂と相溶化剤の合計の好ましい配合割合は１〜４９重量％であり、同素材中の相溶化剤の好ましい配合割合は０．１〜５重量％である。
【００１８】
上記相溶化剤は、上記素材に含まれる樹脂と相溶性のある合成樹脂の原料に所定の有機酸を添加して合成して得られる合成樹脂とされている構成としてもよい。有機酸は焼成しても残留しないので、高品質の焼成体を得ることができる。
【００１９】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、樹脂成形用の滑剤と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す構成としてもよい。すると、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に充てん材間のすべりが良好となる。上記押出工程にて混合する素材中の充てん材の好ましい配合割合は５１〜９９重量％であり、同素材中の樹脂と滑剤の合計の好ましい配合割合は１〜４９重量％であり、同素材中の滑剤の好ましい配合割合は０．１〜５重量％である。
【００２０】
上記押出工程では、少なくとも、上記充てん材と、上記流動状態の樹脂と、繊維状素材と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す構成としてもよい。すると、繊維状素材が焼成用成形体を崩れにくくさせる。上記押出工程にて混合する素材中の充てん材の好ましい配合割合は５１〜９９重量％であり、同素材中の樹脂と繊維状素材の合計の好ましい配合割合は１〜４９重量％であり、同素材中の繊維状素材の好ましい配合割合は０．１〜３０重量％である。
ここで、上記相溶化剤や滑剤や繊維状素材は、炭素原子と水素原子と酸素原子のみからなる化合物とされていてもよい。さらに、ハロゲン原子、窒素原子、硫黄原子を含む化合物とされてもよい。このような相溶化剤は焼成しても残留しないので、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることができる。
【００２１】
微粒状の無機素材または金属素材にシランカップリング剤を反応させて上記充てん材を得るシランカップリング工程をさらに備え、上記押出工程では、少なくとも、上記シランカップリング工程で得られた充てん材と、上記流動状態の樹脂と、を含む素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す構成としてもよい。すると、充てん材と樹脂とのなじみが向上する。上記押出工程にて混合する素材中のシランカップリング工程で得られた充てん材の好ましい配合割合は５１〜９９重量％であり、同素材中の樹脂の好ましい配合割合は１〜４９重量％である。
【００２２】
なお、充てん材と樹脂のみを上記押出工程にて混合する場合の素材中の充てん材の好ましい配合割合は５１〜９９重量％であり、同素材中の樹脂の好ましい配合割合は１〜４９重量％である。
【００２３】
上記成形用素材生成工程では、上記導入部に導入された不定形の素材を所定の粉砕機構にて少なくとも粉砕し、粉砕された素材と、上記流動状態の樹脂とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合して上記成形用素材とし、上記成形工程では、上記粉砕された素材と上記第二の素材とが少なくとも配合された成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を製造する構成としてもよい。押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質化された状態で成形用素材を生成することができる。これにより、焼成用成形体をより均質にさせることができ、良質の焼成用成形体を大量生産することができる。また、互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質の成形用素材を生成することが可能となり、各樹脂を十分になじませた良質の焼成用成形体を製造することが可能となる。
上記第二の素材は、一部が第二の樹脂とされた素材でもよいし、全て第二の樹脂とされた素材でもよい。上記混合物を生成する際には、第一・第二の素材とは異なる素材を配合した混合物を生成してもよい。
上記粉砕混合工程では、第一の素材を少なくとも粉砕すればよく、第一の素材のみを粉砕して混合物を生成してもよいし、第一・第二の素材を一緒に粉砕して混合物を生成してもよいし、各素材を別々に粉砕して混合物を生成してもよく、いずれの場合も請求項１４記載の発明に含まれる。
【００２４】
ところで、請求項１６にかかる焼成体の製造方法は、押出工程と、成形用素材生成工程と、成形工程と、形成した焼成用成形体を焼成して焼成体を製造する焼成工程とを備えることを特徴とする。また、請求項１７にかかる焼成体は、少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂と、を含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、焼成して焼成体を形成するための焼成用成形体の形状に所定の成形機構にて成形可能とする成形用素材を同導入部に導入された不定形の素材から生成し、生成した成形用素材を上記成形機構にて成形して焼成用成形体を形成し、形成した焼成用成形体を焼成して得られる。むろん、請求項２〜請求項１５に記載された構成を焼成体の製造方法や焼成体に対応させることも可能である。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、請求項１にかかる発明によれば、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して良質の焼成体を製造することが可能となる。
請求項２にかかる発明では、容易に焼成用成形体の形状に成形することが可能となる。
【００２６】
請求項３にかかる発明では、焼成用成形体をより均質にさせて焼成体をより均質にさせ、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時にペレット形状とされた成形用素材をより崩れやすくさせてより容易に成形させ、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量をさらに向上させることが可能となる。
請求項４にかかる発明では、成形用素材をペレット形状にする場合に、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とする好適な構成を提供することができる。
【００２７】
請求項５にかかる発明では、焼成用成形体をより均質にさせて焼成体をより均質にさせることが可能となる。
請求項６にかかる発明では、成形用素材を粉砕された状態にする場合に、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とする好適な構成を提供することができる。
請求項７にかかる発明では、充てん材に熱可塑性樹脂を混合する場合に、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とする好適な構成を提供することができる。
請求項８にかかる発明では、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とする好適な構成を提供することができる。
【００２８】
請求項９にかかる発明では、充てん材と樹脂とのなじみが良好になり、より均質な焼成用成形体を製造することができ、より均質な焼成体を得ることが可能となる。
請求項１０にかかる発明では、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることが可能な焼成用成形体を製造することができる。
請求項１１にかかる発明では、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する際、充てん材間のすべりが良好となるので、成形しやすくさせることができる。
請求項１２にかかる発明では、焼成用成形体が崩れにくくなるので、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造することが可能となる。
【００２９】
請求項１３にかかる発明では、充てん材と樹脂とのなじみが良好になり、より均質な焼成用成形体を製造することができ、より均質な焼成体を得ることが可能となる。
請求項１４にかかる発明では、各樹脂を十分になじませた良質の焼成用成形体を製造することができ、さらに良質の焼成体を得ることが可能となる。
請求項１５にかかる発明では、比較的小さい微粒子が比較的大きい充てん材どうしの間に入り込むので、多数の微粒子によって充てん材どうしがつなぎ止められる。従って、充てん材を含む層から微粒子を含む表層が剥がれにくく、有用な機能を発揮するために重要な表面を小さい微粒子で緻密に覆った有用な焼成用成形体を大量生産することができ、有用な焼成体を製造することが可能となる。
請求項１６にかかる発明では、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して良質の焼成体を製造することが可能となる。
請求項１７にかかる発明では、良質の焼成体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）焼成用成形体および焼成体の製造方法の説明：
（２）本製造方法に用いられる製造装置の構成：
（３）焼成用成形体および焼成体の製造方法の作用、効果：
（４）各種変形例：
【００３１】
（１）焼成用成形体および焼成体の製造方法の説明：
図１は、本発明の一実施形態にかかる焼成用成形体および焼成体の製造方法の概略を流れ図により示している。本焼成体の製造方法は、少なくとも、微粒状の無機、金属または木質系材料からなる充てん材Ｍ１と、当該充てん材と等重量以下の溶融状態（流動状態）の樹脂Ｍ２と、を含む素材を押出機構Ａ１にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程Ｓ１と、押出機構Ａ１から押し出された不定形の素材Ｍ４を不定形のまま所定の導入部Ａ２に導入し、導入した不定形の素材Ｍ４から成形用素材Ｍ６を生成する成形用素材生成工程Ｓ２と、生成した成形用素材Ｍ６を所定の成形機構Ａ４にて成形して焼成用成形体Ｍ７を形成する成形工程Ｓ３と、形成した焼成用成形体Ｍ７を焼成して焼成体Ｍ８を製造する焼成工程Ｓ４とを備える。ここで、焼成用成形体Ｍ７は焼成して焼成体Ｍ８を形成するための成形体であり、成形用素材Ｍ６は成形機構Ａ４にて焼成用成形体の形状に成形可能とする素材である。
【００３２】
充てん材Ｍ１には、アルミナ、窒化アルミニウム、アルミナシリカやジルコニアシリカやフライアッシュ等のシリカ、ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、チタニア、ジルコニア、ガラス、スラグ、これらの混合物、等の微粒状（粉末状ないしペレットよりも細かい粒状）の無機素材、金、銀、鉄、ステンレス鋼、クロム合金、ニッケル合金、青銅、等の微粒状の金属素材、木粉、木毛、木片、木質繊維、木質パルプ、木質繊維束、等の微粒状の木質系材料、等を用いることができる。無機素材は、結晶質の素材でも、非晶質ガラスのように非晶質の素材でもよい。木質系材料を用いて焼成用成形体を形成する場合、窒素ガスや炭酸ガスやアルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気下で焼成用成形体を焼成することにより、木質系材料を燃焼させることなく炭化させて焼成体を形成することができる。微粒状の充てん材Ｍ１の粒径は、０．００１〜１０００μｍが好ましく、粒径をより揃えるために０．０２〜５００μｍ、０．１〜１００μｍとしてもよい。充てん材Ｍ１の粒度を調整すると、焼成用成形体や焼成体の強度を調整することができる。
【００３３】
樹脂Ｍ２には、ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン，ポリスチレン，ポリブデン，ポリメチルメタアクリレート，塩化ビニル，ポリアミド（ナイロン），ポリカーボネート，ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート、これらの混合物、等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂、これらの混合物、等の熱硬化性樹脂、等を用いることができる。ＰＰやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂は、成形用素材を生成して容易に焼成用成形体の形状に成形することができる点で好適な樹脂であるとともに、焼成時に焼却されて除去される点でも好適な樹脂である。
樹脂Ｍ２が溶融状態であれば、そのまま充てん材Ｍ１と混合して軟化した素材とすることができる。樹脂Ｍ２が熱可塑性樹脂である場合、加熱機付き混練押出機に対して固形の原反として樹脂Ｍ２を投入可能である。ここで、熱可塑性樹脂を図２や図３の第二の加熱機構Ａ２４，Ａ３１，Ａ４１にて加熱された成形用素材の温度におけるＭＦＲが１０g/10min以上（好ましくは１００g/10min以上）の樹脂とすると、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に良好な流動性が得られ、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させることができる。ＰＰのような熱可塑性樹脂では、一般に分子量が小さくなるほど流動性が大きくなる（ＭＦＲが大きくなる）ため、比較的低分子量の熱可塑性樹脂を用いると良好な流動性が得られる。樹脂としてＰＰを用いる場合、２００〜２３０℃程度で成形用素材から焼成用成形体への成形を行うため、この温度範囲内のＭＦＲが１０以上（１００以上）のＰＰを使用すればよい。なお、ＪＩＳ Ｋ７２１０に関連するＩＳＯ規格に規定されているＰＰの試験条件はＪＩＳ Ｋ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｍ（試験温度２３０℃）であるため、この条件でのＭＦＲが１０以上（１００以上）のＰＰを用いてもよい。なお、同じ条件下でＭＦＲが大きい樹脂であるほど成形用素材から焼成用成形体への成形が容易となるため、素材中の樹脂の配合割合をより少なくさせることができる。
樹脂Ｍ２が無機成分や金属成分を含まない化合物とされていると、焼成用成形体を焼成したときに残留しないので、不要成分の無い良質の焼成体を製造することができる。焼成時に残留しない樹脂Ｍ２としては、Ｃ（炭素）原子とＨ（水素）原子とＯ（酸素）原子のみからなる高分子化合物が非常に好ましいが、さらにハロゲン原子、窒素原子、硫黄原子を含む高分子化合物でもよい。
【００３４】
充てん材Ｍ１と樹脂Ｍ２のみから不定形の素材Ｍ４を生成してもよいが、第三の素材Ｍ３も一緒に混合して不定形の素材を生成してもよい。第四の素材、第五の素材、…、があれば、これらも一緒に混合してもよい。このような場合において、第三の素材Ｍ３、第四の素材、…、が微粒状であると、充てん材と樹脂を少なくとも含む素材と混合されやすいので、焼成用成形体および焼成体をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
本実施形態では、素材中の樹脂Ｍ２の重量比を充てん材Ｍ１の重量比以下として、フィラー高充填としている。充てん材Ｍ１と樹脂Ｍ２の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）に対し、樹脂１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）である。充てん材を５１重量％（７０重量％）以上とするのは焼成用成形体を焼成したときに収縮度合を小さくして焼成体を十分に所望の形状にさせるためであり、樹脂を１重量％（５重量％）以上とするのは焼成用成形体の保形性を十分に良好にさせるためである。
【００３５】
第三の素材Ｍ３として、例えば、樹脂Ｍ２と相溶性があり、かつ、親水基を有する相溶化剤を用いると、充てん材と樹脂とのなじみを向上させることができ、焼成用成形体をより均質にさせ、焼成体をより均質にさせる。親水基としては、水酸基（ヒドロキシル基）、カルボキシル基、アルデヒド基、スルホ基、等の官能基がある。相溶化剤をＣ原子とＨ原子とＯ原子のみからなる高分子化合物とすると、あるいは、さらにハロゲン原子、窒素原子、硫黄原子を含む高分子化合物とすると、焼成用成形体を焼成したときに相溶化剤が残留しないので、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることができる。
素材中の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）に対し、樹脂と相溶化剤の合計が１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）であり、相溶化剤のみが０．１〜５重量％である。充てん材を５１重量％（７０重量％）以上とするのは焼成用成形体を焼成したときに収縮度合を小さくして焼成体を十分に所望の形状にさせるためであり、樹脂と相溶化剤の合計を１重量％（５重量％）以上とするのは焼成用成形体の保形性を十分に良好にさせるためである。また、樹脂と相溶化剤との好ましい配合比は、樹脂５０〜９９重量％に対し、相溶化剤１〜５０重量％である。
【００３６】
相溶化剤として、素材に含まれる樹脂Ｍ２と相溶性のある合成樹脂の原料に所定の有機酸を添加して合成して得られる酸変性合成樹脂を用いると、焼成用成形体を焼成したときに有機酸が残留しないので、高品質の焼成体を得ることができる。樹脂Ｍ２と相溶性のある合成樹脂としては、合成樹脂とされた樹脂Ｍ２そのもののでもよいし、樹脂Ｍ２とは異なる合成樹脂でもよい。上記有機酸としては、樹脂に親水基を付与するマレイン酸を用いることができるが、フマル酸等のカルボキシル基を有する有機酸でもよい。合成樹脂を有機酸により変性した酸変性合成樹脂も通常変性していない合成樹脂に似た性質を有するため、酸変性合成樹脂のみを樹脂Ｍ２として使用してもよい。
熱可塑性樹脂をマレイン酸で変性した酸変性合成樹脂を製造するには、付加重合前の熱可塑性樹脂の原料にマレイン酸を添加して付加重合を行えばよい。すると、付加重合後の高分子には、親水基の一つであるカルボキシル基が付加される。従って、酸変性合成樹脂は、充てん材Ｍ１とのなじみが良くなっている。
一般に、合成樹脂を有機酸で変性した酸変性合成樹脂を製造するには、重合前の合成樹脂の原料に有機酸を添加して重合を行えばよい。すると、重合後の高分子には、カルボキシル基が付加され、充てん材Ｍ１とのなじみが良くなる。
【００３７】
第三の素材Ｍ３として、樹脂成形用の滑剤を用いてもよい。すると、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に充てん材間のすべりが良好となるので、成形しやすくさせることができる。滑剤としては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド、ラウリン酸メチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸オクチル、ラウリル酸ラウリル、長ステアリン酸ステアリル、長脂肪酸高級アルコールエステル、ベヘニン酸ベヘニン、ミリスチン酸セチル、等の脂肪酸エステル、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸塩、等を用いることができる。滑剤をＣ原子とＨ原子とＯ原子のみからなる高分子化合物とすると、あるいは、さらにハロゲン原子、窒素原子、硫黄原子を含む高分子化合物とすると、焼成用成形体を焼成したときに滑剤が残留しないので、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることができる。
素材中の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）に対し、樹脂と滑剤の合計が１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）であり、滑剤のみが０．１〜５重量％である。充てん材を５１重量％（７０重量％）以上とするのは焼成用成形体を焼成したときに収縮度合を小さくして焼成体を十分に所望の形状にさせるためであり、樹脂と滑剤の合計を１重量％（５重量％）以上とするのは焼成用成形体の保形性を十分に良好にさせるためである。また、樹脂と滑剤との好ましい配合比は、樹脂２０〜９９重量％に対し、滑剤１〜２０重量％である。
【００３８】
第三の素材Ｍ３として、繊維状素材を用いてもよい。すると、繊維状素材が焼成用成形体を崩れにくくさせるので、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造することが可能となる。繊維状素材としては、樹脂Ｍ２として使用可能な合成樹脂の繊維の他、ガラス繊維、セピオライト（Si12Mg8O30(OH)4(H2O)4・8H2O）、ワラストナイト（CaSiO3）、アスベスト（石綿）、マグネシウムウイスカ、等の鉱物繊維、等を用いることができる。繊維状素材をＣ原子とＨ原子とＯ原子のみからなる高分子化合物とすると、あるいは、さらにハロゲン原子、窒素原子、硫黄原子を含む高分子化合物とすると、焼成用成形体を焼成したときに繊維状素材が残留しないので、不要成分の無い高品質の焼成体を得ることができる。
素材中の好ましい配合割合は、充てん材５１〜９８．９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）に対し、樹脂と繊維状素材の合計が１．１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）であり、繊維状素材のみが０．１〜３０重量％である。充てん材を５１重量％（７０重量％）以上とするのは焼成用成形体を焼成したときに収縮度合を小さくして焼成体を十分に所望の形状にさせるためであり、樹脂と繊維状素材の合計を１．１重量％（５重量％）以上とするのは焼成用成形体の保形性を十分に良好にさせるためである。この条件で、素材中の樹脂の好ましい配合割合は１重量％以上（より好ましくは５重量％以上）である。
【００３９】
なお、微粒状の無機素材または金属素材にシランカップリング剤を反応させて充てん材Ｍ１を得るシランカップリング工程をさらに設けてもよい。すると、充てん材と樹脂とのなじみが向上し、焼成用成形体をより均質にさせ、焼成体をより均質にさせることができる。ここで、微粒状の無機素材または金属素材としては、そのまま充てん材Ｍ１となりうる素材を用いることができる。シランカップリング剤は、分子の一端に加水分解でシラノール基（Ｓｉ-ＯＨ）を与えるエトキシ基やメトキシ基を有し、他端に有機官能基を有する。シランカップリング剤としては、特開平８−２５２８１３号公報に記載されたオルガノシラン処理用反応剤ＳｉＸ1Ｘ2Ｘ3Ｘ4（Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4の少なくとも一つは約１０乃至３５個の炭素原子を有する非官能化されたアルキルまたはアルケニル基、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4の少なくとも一つはアルコキシ基またはハロゲン化物）等を用いることができる。微粒状の無機素材または金属素材に対してシランカップリング剤を用いてシランカップリング処理を行うと、微粒状の無機素材または金属素材に疎水性の有機官能基が付加され、疎水性が付与される。従って、微粒状の無機素材または金属素材は、樹脂Ｍ２とのなじみが良くなる。
シランカップリング処理は、例えば特開平８−２５２８１３号公報に記載された方法で行うことができる。すなわち、イソプロピルアルコールまたは約５〜５０体積％のイソプロピルアルコールを含む水の中に微粒状の無機素材または金属素材を高速ミキサで一様となるように十分に分散させ、生成したスラリーにオクタデシルトリエトキシシランを徐々に加え、６０℃付近の維持して約１５〜６０分間撹拌し、その後遠心分離機でcake状の表面変性した無機素材または金属素材を分離し、約１２０℃で約５〜１０時間乾燥すればよい。
【００４０】
微粒状の無機素材または金属素材にシランカップリング剤を反応させるときのシランカップリング剤の配合量は、微粒状の無機素材または金属素材を基準として０．１〜１５重量％が好ましい。
素材中の好ましい配合割合は、シランカップリング処理を行った充てん材５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）に対し、樹脂が１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）である。シランカップリング工程で得られた充てん材を５１重量％（７０重量％）以上とするのは焼成用成形体を焼成したときに収縮度合を小さくして焼成体を十分に所望の形状にさせるためであり、樹脂を１重量％（５重量％）以上とするのは焼成用成形体の保形性を十分に良好にさせるためである。
【００４１】
押出機構Ａ１は、充てん材Ｍ１と溶融状態の樹脂Ｍ２とを少なくとも含む素材を混合して不定形の状態で押し出す。押出機構には、一軸スクリュー混練押出機や二軸スクリュー混練押出機など、種々の押出機を用いることができる。押し出された不定形の素材Ｍ４は、所定の導入部Ａ２に導入される。
図２と図３は、樹脂Ｍ２として熱可塑性樹脂Ｍ１１を用い、第三の素材Ｍ３として相溶化剤Ｍ１２を用いた焼成用成形体の製造方法の例を示している。熱可塑性樹脂を用いる場合、第一の加熱機構Ａ１１にて充てん材Ｍ１と熱可塑性樹脂Ｍ１１を少なくとも含む素材を加熱すると、熱可塑性樹脂Ｍ１１を溶融状態にさせることができるので好適である。この場合、押出工程Ｓ１は、第一の加熱機構にて充てん材と熱可塑性樹脂を少なくとも含む素材を加熱して当該熱可塑性樹脂を溶融状態にさせる第一加熱工程を有することになり、この第一加熱工程にて加熱された素材を押出機構Ａ１にて混合して成形することなく不定形の状態で押し出す。なお、相溶化材Ｍ１２等の第三の素材Ｍ３が加熱により溶融する素材であれば、第三の素材Ｍ３を固形の原反として押出機構Ａ１に供給することができる。
【００４２】
不定形の素材Ｍ４を導入する導入部Ａ２には、不定形の素材Ｍ４のみを導入してもよいし、樹脂とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材Ｍ５を導入してもよい。第四の素材、第五の素材、…、があれば、これらも一緒に混合してもよい。このような場合において、第二の素材Ｍ５、第四の素材、第五の素材、…、が微粒状であると、不定形の素材と混合されやすいので、焼成用成形体および焼成体をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
第二の樹脂としては、上記樹脂Ｍ２に使用可能な樹脂を用いることができる。
【００４３】
成形用素材生成機構Ａ３は、導入部Ａ２に導入された不定形の素材Ｍ４から成形用素材Ｍ６を生成する。図２の例では、導入部に導入された不定形の素材Ｍ４を所定の粉砕機構Ａ１２にて粉砕し（粉砕工程Ｓ５）、粉砕後の素材（粉砕物Ｍ１３）をペレット成形機構Ａ１３にてペレット形状に成形して（ペレット成形工程Ｓ６）、ペレットＭ１４（成形用素材）としている。この場合、工程Ｓ５，Ｓ６が成形用素材生成工程Ｓ２となり、機構Ａ１２，Ａ１３が成形用素材生成機構Ａ３となる。さらに、ペレット形状の成形用素材を第一の冷却機構にて冷却する第一冷却工程を設けてもよい。粉砕工程を省略し、導入部に導入された不定形の素材Ｍ４を直接ペレット成形機構Ａ１３にてペレット形状に成形してもよい。粉砕工程Ｓ５を設けると、焼成用成形体をより均質にさせて焼成体をより均質にさせ、ペレットＭ１４から焼成用成形体Ｍ７の形状に成形する時にペレットＭ１４をより崩れやすくさせてより容易に成形させ、単位時間当たりの焼成用成形体の製造量をさらに向上させることが可能となる。
ペレット成形機構は、例えば、直径３〜５ｍｍ程度の押出口を多数有するダイの各押出口から軟化状態の素材を略棒状に押し出してカッターにより長さ３〜７ｍｍ程度に切断してペレット形状に成形する成形機を用いることができる。
図３の例では、導入部に導入された不定形の素材Ｍ４を所定の粉砕機構Ａ１２にて粉砕して（粉砕工程Ｓ５）、粉砕した素材（粉砕物Ｍ１３）を成形用素材Ｍ６としている。この場合、粉砕工程Ｓ５が成形用素材生成工程Ｓ２となり、粉砕機構Ａ１２が成形用素材生成機構Ａ３となる。
【００４４】
成形機構Ａ４は、成形用素材Ｍ６を焼成用成形体Ｍ７の形状に成形する。図２の例では、素材中に熱可塑性樹脂が含まれており、ペレット形状とされた成形用素材Ｍ６を用いて加熱機（第二の加熱機構）Ａ２４付き押出成形装置Ａ２０（成形機構Ａ４を有する）にて押出成形により素材を成形する。ペレットＭ１４を押出成形装置Ａ２０のホッパＡ２１に投入すると、同装置Ａ２０は、加熱機Ａ２４にてペレットＭ１４を加熱して軟化させ（第二加熱工程）、軟化したペレットＭ１４を押出機Ａ２２にて混合して所定のダイから押し出し、切断機Ａ２３にて所定の長さに切断して成形する。成形品を第二の冷却機構にて冷却して焼成用成形体Ｍ７とする第二冷却工程を設けてもよい。このようにして、焼成用成形体Ｍ７が製造される。
押出成形装置Ａ２０の代わりに、加熱機（第二の加熱機構）Ａ３１付き射出成形装置Ａ３０（成形機構Ａ４を有する）にて射出成形により素材を成形してもよい。ペレットＭ１４を射出成形装置Ａ３０に投入すると、同装置Ａ２０は、加熱機Ａ３１にてペレットＭ１４を加熱して軟化させ（第二加熱工程）、軟化したペレットＭ１４を混合して所定のダイから所定形状の金型内に射出し（押し出し）、所定の形状に成形する。この場合も、成形品を第二の冷却機構にて冷却して焼成用成形体Ｍ７とする第二冷却工程を設けてもよい。
【００４５】
樹脂Ｍ２として熱可塑性樹脂を用いる場合、第二の加熱機構Ａ２４，Ａ３１にてペレットＭ１４を加熱すると、ペレットＭ１４を軟化させることができるので好適である。
図２の例において、成形工程Ｓ３は、第二の加熱機構にてペレットＭ１４を加熱して軟化させる第二加熱工程を有し、この第二加熱工程にて軟化されたペレットＭ１４を成形機構Ａ４にて混合してダイから押し出して成形することにより焼成用成形体Ｍ７を製造する。
【００４６】
焼成用成形体を製造する際に押出成形や射出成形を行う場合、素材が粉体状であると、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。そこで、押出成形や射出成形により成形する成形機構にて焼成用成形体の形状に成形可能とするため、成形用素材Ｍ６をペレット形状としている。むろん、ペレット形状の成形用素材を用いてプレス成形により焼成用成形体の形状に成形可能である。
【００４７】
図３の例では、粉砕された状態の成形用素材Ｍ６を用いて加熱機（第二の加熱機構）Ａ４１付きプレス成形装置Ａ４０（成形機構Ａ４を有する）にてプレス成形により粉砕物Ｍ１３を成形する。粉砕物Ｍ１３をプレス成形装置Ａ４０に投入すると、同装置Ａ４０は、粉砕物Ｍ１３を所定形状の金型内に押し込み、加圧しながら加熱機Ａ４１にて熱可塑性樹脂が溶融状態となる温度まで加熱する。金型を開くと、焼成用成形体Ｍ７が得られる。成形品を第二の冷却機構にて冷却して焼成用成形体Ｍ７とする第二冷却工程を設けてもよい。図３の例において、成形工程Ｓ３は、粉砕物Ｍ１３を成形機構にてプレス成形により成形して焼成用成形体Ｍ７を製造する。
【００４８】
成形用素材が粉体状であると、押出成形や射出成形を行うのが容易でないが、プレス成形により成形する成形機構にて容易に焼成用成形体の形状に成形することができる。
【００４９】
樹脂Ｍ２として常温（例えば２０℃）で液状（流動状態）の合成樹脂を用いる場合、樹脂を溶融させて成形用素材を軟化させる必要が無くなるので、第一の加熱機構Ａ１１（第一加熱工程）や第二の加熱機構Ａ２４，Ａ３１，Ａ４１（第二加熱工程）が不要になる。液状の合成樹脂として熱硬化性樹脂を用いると、従来できなかった熱硬化性樹脂を原料とした焼成用成形体を製造することができる。
以上の各工程により、焼成用成形体が製造される。
【００５０】
焼成機構Ａ５は、焼成用成形体Ｍ７を焼成して焼成体Ｍ８を製造する。焼成機構は、バッチ式の焼成炉に焼成用成形体を入れて焼成する焼成装置、トンネル式の焼成炉に焼成用成形体を通過させて焼成する焼成装置など、種々の焼成装置を用いることができる。焼成炉を高温にさせる熱源としては、電気ヒータ、ガスバーナ、等、種々の熱源を用いることができる。焼成時の温度としては、充てん材Ｍ１に無機または金属の素材を用いる場合、５５０〜２０００℃が好ましく、８００〜１６００℃がさらに好ましい。５５０℃（８００℃）以上にすると樹脂Ｍ２を確実に焼却して除去できる点で好ましい。なお、焼成温度を８００℃程度と比較的低温にするとアモルファス（非晶質）の焼成体が得られやすく、焼成温度を１４００℃程度と比較的高温にすると結晶化された焼成体が得られやすい。
以上の各工程により、焼成体が製造される。
【００５１】
（２）本製造方法に用いられる製造装置の構成：
図４は本焼成用成形体の製造方法の実施に用いるペレット製造装置１０の一実施形態の外観側面図であり、図５は当該ペレット製造装置の外観上面図である。同装置１０は、概略、各装置１１，１２，１３，２０，１４、制御盤１５を備えている。制御盤１５は、複数の操作ボタンと、本装置１０の運転条件の設定や運転状態をモニタリングする操作ディスプレイとが前面に配置されている。本装置１０の操作者は、この制御盤１５を使用して各種操作を行う。なお、樹脂Ｍ２として熱可塑性樹脂を用いるものとして説明する。
材料供給装置１１は、中空の略円筒形状に形成され、上面に開口部１１ａ１を備えたホッパ装置１１ａを有している。ホッパ装置１１ａの内部には、撹拌翼１１ａ２と、この撹拌翼１１ａ２が接続されている撹拌翼接続円板１１ａ３とが配置されており、この撹拌翼接続円板１１ａ３はベルト１１ａ４を介して撹拌翼駆動モータ１１ａ５に接続されている。このモータ１１ａ５の駆動がベルト１１ａ４を介して円板１１ａ３に伝達され、円板１１ａ３と撹拌翼１１ａ２が回転駆動する。微粒状の充てん材と断片形状の熱可塑性樹脂原反とを少なくともホッパ装置１１ａに投入すると、装置１１ａ内に収容された素材は粒状のまま撹拌されつつ混合され、混合材料供給口１１ａ６から素材搬送装置１２に供給される。
【００５２】
素材搬送装置１２は、混合材料供給口１１ａ６に接続された混合材料流入口１２ａから、混合された素材の供給を受ける。略円筒形状の中空管１２ｂの内部には、一部（図４、図５の右側）がペレット成形装置２０内に挿入されたスクリュー軸１２ｃが配設されている。このスクリュー軸１２ｃは、軸方向に沿って複数フライトの螺旋状ネジ山が形成され、スクリューとされている。流入口１２ａから流入した素材は、中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容される。このスクリュー軸１２ｃは、ギア部１２ｄを介してスクリュー軸駆動モータ１２ｅに接続されている。このモータ１２ｅを駆動してスクリューを回転動作させると、上記中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容された素材は、この回転動作によって形成される所定の押出速度に基づいて、混合されながら流動体流出口１２ｆに向かって押し出される。このとき、素材は、素材搬送装置１２に併設されている素材加熱装置（加熱機構）１３によって加熱され、熱可塑性樹脂が溶融することにより軟化する。従って、押し出される素材は、軟化状態とされる。同装置１３は、概略、発熱体を有するヒータ部１３ａを複数備えるとともに、各ヒータ部１３ａに対応した複数のブロア部１３ｂを備えている。ヒータ部１３ａの発熱体により高温とされた空気をブロア部１３ｂにて中空管１２ｂに吹き付けることにより、中空管１２ｂ内の素材を加熱する。
【００５３】
ここで、ヒータ部は熱可塑性樹脂を溶融させる温度に上昇させることができればよく、熱可塑性樹脂の種類に応じてヒータの加熱能力を決定すればよい。例えば、熱可塑性樹脂としてＰＰを用いる場合には２００〜２３０℃程度とし、ポリアミドを用いる場合には２７０〜２９０℃程度とする。素材搬送装置１２が素材を搬送する能力は、軟化された素材の粘度等の性質に応じて決定すればよい。
【００５４】
図６はペレット成形装置２０の要部の斜視図であり、図７と図８は図５のＢ方向から見て示した垂直断面図である。なお、図７においてスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山については側面視して示している。以下、図７と図８を基準とした上下左右の関係により各部材の配置を説明する。
ペレット成形装置２０は、軟化状態の素材の押出方向を軸とした円筒形状の金属製外筒部２１、同外筒部２１の素材出口側（図の右側）の端部に取り付けられた金属製部材とされた出口部２２、同出口部２２の下側において開口３１ａを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材ｍ１を導入する導入部３１が設けられた粉砕機（粉砕機構）３０、同粉砕機３０にて粉砕された素材ｍ２を導入する粉砕素材導入部２４が形成された成形機用容器２３、同容器２３内に設けられた二つの押し込みローラ２５，２５、成形機用容器２３の下側にて回転可能に取り付けられた金属製ダイフェースカッタ部２６、同ダイフェースカッタ部２６を回転駆動する電動モータ２７、等を備えている。
外筒部２１の左側には、素材流入口２１ａが設けられており、軟化状態の素材は素材搬送装置１２から素材流入口２１ａに流入するようになっている。外筒部２１内にスクリュー１２ｇの先端部（左端部）が挿入されており、外筒部２１内に搬送された軟化状態の素材は同スクリュー１２ｇの回転動作により混合されながら右方向に押され、出口部２２から右側に押し出され、不定形の素材ｍ１として金属製の粉砕機用ホッパ３２内に落下する。なお、素材搬送装置１２と外筒部２１と出口部２２が押出機構を構成する。
出口部２２には、成形用のダイではなく、製造されるペレットよりもはるかに径の大きい単一の開口２２ａが形成されており、軟化して混合された素材は同開口２２ａを貫通して成形されることなく不定形の状態で押し出される。
【００５５】
従来は上記出口部２２の代わりにペレットと略同じ径とされた貫通穴が多数形成されたダイを外筒部２１の右端部に取り付けていた。しかし、熱可塑性樹脂の配合割合が小さい素材では熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいため、ダイの部分で大きな抵抗が生じて素材の押出流量は少なく、単位時間当たりに大量のペレットを形成することができなかった。本実施形態ではこのようなダイを外筒部２１に取り付けておらず、出口部２２では大きな抵抗が生じないため、素材の押出流量は大きくなる。
なお、素材の流動性は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に規定されたＭＦＲ（メルトマスフローレイト。単にメルトフローレイトともいう）に準拠して単位時間当たりにメルトフローレイト測定装置から押し出される素材の質量を測定することにより求められる流量（単位：ｇ／１０ｍｉｎ）で表すことができる。この流量がＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して求められるＭＦＲであり、以下、この流量を単にＭＦＲとも呼ぶことにする。
通常、微粒状の充てん材と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０と充てん材の多い素材は、当該素材を試料として、押出機構内で不定形の素材が押し出される出口の位置（図７のＰ１）における素材の温度を試験温度θ（℃）とし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとして、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠したＭＦＲを測定すると、求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる。ＭＦＲが小さいほど試料の流動性が小さいため、充てん材の多い素材は流動性が小さいことになる。例えば、ＭＦＲが５０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（熱可塑性樹脂）を８０重量％、粒径１ｍｍ以下の微粒状の木粉を２０重量％配合した素材では、押出機構の出口の素材温度１８０℃を試験温度θとし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとしてＭＦＲを測定すると、ＭＦＲは０．０ｇ／１０ｍｉｎとなるか、或いは測定することができなくなってしまう。
流動性の小さい素材については、ペレット成形用のダイ（押出口が直径１〜８ｍｍ）を外筒部の端部に取り付けた押出成形機における素材の排出圧力Ｐｅ（上記出口の位置Ｐ１に相当する位置における素材の圧力）が大きくなりすぎ、押し出すことが困難となって、ペレットを大量生産することができない。なお、排出圧力Ｐｅは、押出成形機内において上記出口の位置Ｐ１に相当する位置に圧力計の検出部を挿入して測定することができる。特に、排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となる流動性の低い素材では、ペレット成形用のダイを装着した押出成形機では機械の耐久性の観点からペレットの成形を行っていない。通常、微粒状の充てん材と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０である素材は樹脂が加熱軟化した状態で排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となってしまうが、このような流動性の小さい素材であっても本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながら素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
【００５６】
本実施形態では、出口部の開口２２ａの断面積Ｓ１を外筒部２１の出口部２２側の端部における開口部分の断面積Ｓ０（外筒部の内側面で囲まれた部分の断面積）以上として、素材の排出圧力Ｐｅを確実に５．０ＭＰａ以下と小さくし、出口部から素材が円滑に押し出されるようにしている。図７ではＳ１＝Ｓ０の場合を示しているが、Ｓ１＞Ｓ０としてもよい。外筒部の出口部側の端部における断面積を比較対象とする限り、斜軸のスクリューを有する押出機でも同様のことが言える。むろん、Ｓ１＜Ｓ０の場合であっても、成形するペレットよりもはるかに大きい径の開口を出口部に形成しておけば、素材を円滑に押し出すことが可能である。素材の排出圧力の観点から、出口部の開口は、素材の排出圧力Ｐｅを５．０ＭＰａ以下、より好ましくは３．０ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下にさせる形状とすればよい。すると、単位時間あたり不定形の素材を大量に押し出すことができるので、ペレットを大量生産することができる。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１を大きくすれば排出圧力が小さくなり、Ｓ１を小さくすれば排出圧力が大きくなるので、同断面積Ｓ１を調節することによって排出圧力Ｐｅを調整することができる。
粉砕機用ホッパ３２は、出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材ｍ１を一旦収容し、下部開口３２ｂから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室３３内へ供給することができる。ホッパの開口３２ａは出口部２２から離されて同出口部２２の下側に位置しているので、押し出した素材ｍ１が後続の素材ｍ１の押し出しを阻害することなく、ホッパ３２は出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材ｍ１を収容することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する所定の導入部３１が、ホッパ３２と粉砕室３３に形成されていることになる。むろん、導入部は、押出機構から離されておらず一部が押出機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
また、図９に示すように、押出機構の出口部２２の下側からホッパ３２の上側まで不定形の素材ｍ１を載置して移送するコンベア（例えばベルトコンベア）５１を設けてもよい。すなわち、押出機構から押し出された不定形の素材ｍ１は、コンベア５１上に載置され、ホッパ３２方向に移送されて、当該ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。この場合、コンベア５１とホッパ３２と粉砕室３３とから導入部５０が構成される。
【００５７】
粉砕機（粉砕機構）３０は、上記ホッパ３２、同ホッパ３２の下側において同ホッパの下部開口３２ｂに連通する上部開口が形成された粉砕室３３、同粉砕室３３内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされて不定形の素材を載置する金属製載置テーブル３４、左右方向に向けられた円柱状の軸部材３５ａ，３５ａを回転軸として載置テーブル３４に外周下部が当接して当該テーブル３４上を転動可能な複数の金属製粉砕ローラ３５，３５、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸３６ａを介して載置テーブル３４を回転駆動する電動モータ３６、成形機用容器２３の上部において下方に向けて開口した図示しない粉体吐出口まで粉砕後の素材を移送する粉体輸送機３７、等を備えている。軸部材３５ａ，３５ａは、粉砕室３３の側壁に固定されている。粉砕室３３の下側（載置テーブル３４の下面から下側）には、当該粉砕室３３と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室３３ａが設けられており、当該収容室３３ａに粉砕後の素材が粉体輸送機３７へ吸い込まれる粉体吸引口３７ｂが形成されている。
粉砕機３０では、常時モータ３６に通電してあり、回転駆動軸３６ａを介して載置テーブル３４が回転駆動される。すると、載置テーブル３４の上面で当該テーブル３４の上下方向を軸とする回転動に従動して粉砕ローラが左右方向を軸として回転動し、粉砕室３３内に導入された不定形の素材は、載置テーブル３４上と粉砕ローラ３５，３５周面との間で粉砕される。ここで、導入された素材は微粒状の充てん材に熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだ充てん材を有する軟化状態の素材が粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機３７の送風機にも常時通電してあり、粉砕されて粉砕室３３の内周面と載置テーブル３４の外周面との間３３ｂから収容室３３ａ内に落下した素材が粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口よりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口３７ａから下方に向けて吐出される。そして、粉砕後の素材は、落下して成形機用容器２３内に収容される。
なお、粉砕機構としては、公知の種々の粉砕機を使用可能である。
【００５８】
成形機用容器２３は、略上下方向を中心軸とする筒形状の容器用外筒部２３ａと、同容器用外筒部２３ａの下側開口を塞ぐように取り付けられた底部円板２３ｂとから構成されている。本実施形態では、成形機用容器２３の底部となる底部円板２３ｂに、粉砕された素材の粒子よりも大きい範囲で直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下、例えば直径３〜５ｍｍ程度の多数の貫通穴２３ｄが略上下方向に向けて形成されている。容器用外筒部２３ａの上側の開口２３ｃは粉砕機の粉体吐出口３７ａから離されて同吐出口３７ａの下側に位置しているので、成形機用容器２３は吐出口３７ａから下方に向けて吐出された粉砕後の素材Ｍ２を収容することができる。そして、粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部２４が、成形機用容器２３に形成されていることになる。むろん、粉砕素材導入部は、粉砕機構から離されておらず一部が粉砕機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
【００５９】
図１０に示すように、底部円板２３ｂは、略円形の貫通穴２３ｄが多数（図では、同心円状に１６個×２列）形成されている。なお、ダイフェースカッタ部２６の取付位置を点線により示している。各貫通穴２３ｄから押し出される粉砕後の素材は、略棒状とされる。
成形機用容器２３内に設けられた押し込みローラ２５，２５は、略水平に設置された略円柱状の棒状部材２５ａの両端にて回転可能に取り付けられている。同棒状部材２５ａは、両端からの中間部にて略上下方向に設けられた回転軸材２５ｂに固定され、同回転軸材２５ｂを中心軸として回転動可能に設けられている。同回転軸材２５ｂは、ローラ駆動用電動モータ２５ｃに取り付けられている。同モータ２５ｃに対して通電を行って動作させ、回転軸材２５ｂを回転させると、棒状部材２５ａの両端にあるローラ２５，２５が自ら回転しながら底部円板２３ｂ上を周回する（図６では左回り）。このとき、底部円板２３ｂの上面とローラ２５，２５との間の摩擦力により、ローラ２５，２５は自ら回転しながら（図７に示されたローラ２５では左回り）成形機用容器２３内の粉砕後の素材を多数の貫通穴２３ｄの一方の開口（上側開口）から押し込み、他方の開口（下側開口）から略棒状に押し出す。なお、押し込みローラは、一つでも、三つ以上でもよい。
【００６０】
図８、図１０に示すように、ダイフェースカッタ部２６は、カッタ駆動用電動モータ２７への取付部となるカッタテーブル２６ａと、同カッタテーブル２６ａに取り付けられて固定される複数（本実施形態では２枚）のカッタ２６ｂとを備えている。本実施形態では、各カッタ２６ｂが底部円板２３ｂの下面を摺動し、回転動作することによって貫通穴２３ｄの下側開口から下方へ押し出される略棒状の素材を粉砕後の素材の粒子よりも大きい範囲で長さ１ｍｍ以上３０ｍｍ以下、例えば長さ３〜７ｍｍ程度に切断する。これにより、軟化した素材がペレット形状に成形される。なお、複数の貫通穴２３ｄを有する成形機用容器２３と、押し込みローラ２５，２５および同押し込みローラを駆動する機構２５ａ〜ｃと、カッタ２６ｂを有するダイフェースカッタ部２６と、モータ２７とが、ペレット成形機構を構成する。
【００６１】
ペレット形状に成形された素材は、冷却槽４０内に落下し、冷却されて固化し、ペレットｍ３として冷却槽４０から回収される。冷却槽４０は、図示しない冷却機にて冷却された冷水が入れられており、ペレット成形装置２０から落下する成形後の素材を冷水にて固化させる。冷却槽４０と冷却機とは、第一の冷却機構を構成する。成形後の素材を即座に固化させることにより、成形された素材どうしが相互に接着してしまうことを防止することができる。
固化されたペレットは、ペレット流入口１４ａから選別搬送装置１４に流入する。選別搬送装置１４は、所定径の略円形状の小穴が多数形成された選別搬送網、搬送網振動モータ、ペレット収容部を有している。ペレットは、順次選別搬送網に投入され、搬送網振動モータによって選別搬送網が振動することにより同選別搬送網の小穴にて大きさが選別される。選別搬送網上に残存するペレットは、同選別搬送網上をペレット回収部に向かって移動していき、図示しないサイクロンによってペレット収容部に収容される。また、選別搬送網から落下したペレットは、回収されて再利用される。
【００６２】
生成したペレットは、汎用的な樹脂成形用の押出成形機や射出成形機を用いて焼成用成形体の形状に成形することができる。押出成形機としては、一軸スクリュー混練押出成形機や二軸スクリュー混練押出成形機など、種々の装置を用いることができる。例えば、図１１に示すように、ホッパ６１、軟化状態の素材の押出方向を軸とした円筒形状の金属製外筒部６２、同外筒部６２の素材出口側（図の右側）の端部に取り付けられた金属製ダイ６３、外筒部６２内に挿入されたスクリュー６４、同スクリューを回転駆動するスクリュー軸駆動モータ６５、外筒部６２に併設されて当該外筒部内を所定温度に加熱する加熱機（第二の加熱機構）６６、ダイ６３の外側（右側）に設けられたカッタ６７、を備える加熱機付き一軸スクリュー混練押出成形機６０を用いることができる。同押出成形機６０は、ダイ６３の押出口６３ａから軟化状態の素材を押し出して焼成用成形体の形状に成形する。焼成用成形体の形状に成形された素材は、図示しない冷却槽にて冷却されて固化し、焼成用成形体Ｍ７として冷却槽から回収される。冷却槽には冷却機にて冷却された冷水が供給されるようになっており、これら冷却槽と冷却機とが第二の冷却機構を構成する。成形後の素材を即座に固化させることにより、焼成用成形体どうしが相互に接着してしまうことを防止することができる。
また、射出成形機としては、例えば、上記押出成形機６０の各部６１〜６６と同様の構成を備えるとともに、図１２に示すように、基部７１、この基部７１上に上下動可能に支持された下金型７２、この下金型７２を上下動させる図示しないシリンダ、下金型７２の上面に対向して開閉可能に配置された上金型７３、基部７１上であって下金型７２の左側に設けられて上金型７３を回動可能に支持する支持部７４、上金型７３を回動させる図示しないモータ、下金型７２と上金型７３とで挟まれる空間に押出口６３ａから押し出された軟化状態の素材を注入するため図１２において上金型７３の上面に設けられた注入口７５、を備える射出成形機７０を用いることができる。同射出成形機は、両金型７２，７３に挟まれた空間内に軟化状態の素材を射出して焼成用成形体の形状に成形する。そして、図示しない冷却機構にて金型７２，７３を冷却すると、射出された素材が固化し、焼成用成形体Ｍ７が形成される。
【００６３】
製造された焼成用成形体Ｍ７は、汎用的な焼成装置を用いて焼成体Ｍ８にすることができる。例えば、図１３に示すように、炉内に複数の棚８１ａが設けられた焼成炉８１、炉内に熱を供給して所定温度に上昇させる熱供給装置８２、を備えるバッチ式の焼成装置８０を用いることができる。熱供給装置８２は、設定温度に対応する電流量の電流を電気ヒータに通電する構成とすることができるが、ガスバーナを併用したり、ガスバーナのみで構成することもできる。同焼成装置は、棚８１ａの上に載置された焼成用成形体Ｍ７を所定温度で焼成して、焼成体を製造する。
【００６４】
なお、ペレット形状の成形用素材を生成する際に粉砕機構を省略する場合には、図６において、粉砕機３０を省略し、不定形の素材が押し出される出口部２２の下方に成形機用容器２３を配置して、出口部２２から不定形の状態で押し出される素材を不定形のまま成形機用容器２３内に導入すればよい。この場合のペレット製造装置の構成は、特開２００４−１７５０２号公報に開示されたペレット製造装置の構成と同じになる。
また、粉砕された状態の成形用素材を生成する際には、図６において、ペレット成形機構２３〜２５を省略し、粉砕機の粉体吐出口３７ａから吐出される粉砕物を成形用素材とすればよい。この場合、粉砕された状態の成形用素材を加熱機付きプレス成形装置に投入し、プレス成形装置にて、成形用素材を所定形状の金型内に押し込み、加熱して成形用素材を軟化させながら加圧すると、焼成用成形体の形状に成形される。そして、金型を開くと、焼成用成形体を取り出すことができる。
【００６５】
（３）焼成用成形体および焼成体の製造方法の作用、効果：
材料供給装置１１に微粒状の充てん材と当該充てん材と等重量以下の熱可塑性樹脂を少なくとも投入すると、素材搬送装置１２は投入された素材を混合しながらペレット成形装置２０方向に搬送する。このとき、素材加熱装置１３が素材を加熱するので、熱可塑性樹脂は溶融し、素材が軟化する。樹脂としてＰＰを用いる場合、成形用素材から焼成用成形体への成形時の加熱溶融の温度と同じ２００〜２３０℃程度となるように素材を加熱する。ここで、素材は、フィラー高充填であるので、樹脂が溶融しても固形分が多いことによって流動性は大きくなりすぎず、粉砕可能な程度に軟化する。素材搬送装置１２は、軟化した素材をスクリュー１２ｇにより混合しながらペレット成形装置の外筒部２１内に押し込む。素材が混合されるので、充てん材に樹脂がなじんだ（相溶化した）不定形の素材が形成される。素材に相溶化剤が添加されている場合には、充てん材に樹脂がさらによくなじんだ不定形の素材が形成される。また、シランカップリング剤を反応させた充てん材を用いた場合にも、充てん材に樹脂がさらによくなじんだ不定形の素材が形成される。軟化した素材は、成形されることなく不定形の状態で押し出される。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１が外筒部の出口部側端部における開口部分の断面積Ｓ０以上とされているので、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と低流動性の素材であっても、素材の排出圧力Ｐｅは５．０ＭＰａ以下、通常は１．０ＭＰａ以下となる。すると、軟化しているが流動性の低い素材は、成形されることなく不定形の状態で容易に押し出される。このときの状態が、図６の不定形の素材ｍ１として示されている。なお、素材中の充てん材の配合割合が多いと素材ｍ１は粉っぽい感じで押し出され、素材中の樹脂の配合割合が多いと素材ｍ１は太いうどん状となって押し出される。以上が、押出工程である。
押し出された不定形の素材ｍ１は、落下して粉砕機用ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。すなわち、同素材ｍ１は、不定形のまま導入部３１に導入される。
【００６６】
導入部３１に導入された不定形の素材ｍ１は、充てん材に樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだ充てん材を少なくとも有する素材が粉砕機３０にて粉砕され、均質にされる。粉砕された素材ｍ２は、粉体吐出口３７ａから落下して成形機用容器２３内に収容される。粉砕素材導入部２４に導入された粉砕後の素材は、押し込みローラ２５，２５により多数の貫通穴２３ｄの上側開口から押し込まれる。なお、素材が粉砕されているので、貫通穴２３ｄ内に入り込みやすく、単位時間当たりのペレット成形量が多い。また、貫通穴２３ｄに入った状態で、素材の粒子間に適度な空隙（成形用素材から焼成用成形体への成形時の熱を加える混練工程で崩れる程度の空隙）が生じる。貫通穴２３ｄに押し込まれた粉砕後の素材は、貫通穴２３ｄの下側開口から略棒状に押し出される。そして、カッタ２６ｂがさらに回転すると、略棒状の素材Ｍ４は、同カッタ２６ｂにより断面方向に切断されて１〜３０ｍｍの長さとされ、粉砕後の素材の粒子よりも大きいペレット形状に成形される。
ペレット形状の成形された素材は、冷却槽４０内に落下し、冷却されて固化する。生成したペレットは、冷却槽４０から回収される。
以上が、成形用素材生成工程である。
【００６７】
生成したペレットｍ３を図１１に示す押出成形機６０のホッパ６１に原料として投入すると、モータ６５に回転駆動されたスクリュー６４の回転動作により混合されながらダイ方向に押される。このとき、加熱機６６がペレットを加熱するので、熱可塑性樹脂が溶融し、ペレットが軟化する。軟化した素材は、ダイ６３から押し出され、カッタ６７にて所定の長さに切断される。これにより、ペレットから焼成用成形体の形状に成形され、成形物が冷却されることにより焼成用成形体が製造される。また、図１２に示す射出成形機７０を用いる場合、軟化した素材がダイ６３から押し出されて金型７２，７３で挟まれた空間内に射出される。これにより、ペレットから焼成用成形体の形状に成形され、成形物が冷却されることにより焼成用成形体が製造される。
素材に滑剤を添加していた場合、成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する時に充てん材間のすべりが良好となるので、成形しやすくさせることができる。
以上が、成形工程である。
【００６８】
形成した焼成用成形体Ｍ７を図１３に示す焼成装置８０の炉内に入れると、熱供給装置８２が炉内の温度を焼成温度まで上昇させるので、焼成用成形体は焼成される。焼成用成形体に含まれる樹脂は、焼成時に焼却されて除去される。ここで、樹脂の重量が充てん材の重量以下とされているので、焼成用成形体から焼成体への収縮度合は小さい。そして、炉内が冷却されると、焼成体を炉内から取り出すことができる。これにより、焼成用成形体から焼成体を製造することができる。
素材に繊維状素材を添加していた場合、焼成用成形体が崩れにくくなるので、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造することが可能となる。
以上が、焼成工程である。
製造された焼成体は、充てん材が無機材料であれば種々のセラミック製品、充てん材が金属材料であれば種々の金属製品、充てん材が木質系材料であれば種々の炭製品として使用可能である。
【００６９】
以上説明したように、充てん材と樹脂を少なくとも含む素材を不定形の状態で押し出し、押し出された素材を不定形のまま素材を導入部に導入すればよいので、素材の押出流量は制限されない。従って、溶融状態の樹脂が充てん材の重量以下の重量とされた流動性の小さいフィラー高充填の素材であっても、単位時間当たりに成形用素材を大量に生成することが可能であり、この成形用素材を用いて焼成用成形体を大量生産することが可能となる。また、焼成用成形体には樹脂が含まれているので、焼成中や焼成前に焼成用成形体は崩れず、保形性の良好な焼成用成形体が得られる。さらに、フィラー高充填の素材から焼成用成形体を形成しているので、焼成用成形体から焼成体への収縮度合が小さくて済む。
【００７０】
微粒状の無機素材に何も添加しないでプレス成形により焼成用成形体を形成して焼成体を製造していた従来と本発明の製造方法とを比較すると、本発明の製造方法は、焼成中や焼成前に焼成用成形体の崩れが無く、焼成用成形体の保形性が十分であるという有用な効果が得られる。なお、ペレット形状の成形用素材を生成して押出成形や射出成形により焼成用成形体の形状に成形すると、バッチ毎の成形ではなくなり、ランニングコストを低減させ、単位時間当たりの焼成用成形体の製造量を向上させるという有用な効果が得られる。
微粒状の無機素材に水を添加して押出成形により焼成用成形体を形成して焼成体を製造していた従来と本発明の製造方法とを比較すると、本発明の製造方法は、素材を不定形の状態で押し出してから成形用素材を生成して焼成用成形体の形状に成形することにより樹脂の重量を充てん材の重量以下とフィラー高充填の素材を成形することが可能になるので、焼成用成形体が焼成中に大きく収縮することが無くなり、焼成用成形体について良好な保形性を得ることができるとともに所望の形状の焼成体を得ることができるという、有用な効果が得られる。また、素材をフィラー高充填とすることによって、焼成用成形体の形状の自由度が向上し、焼成体の形状の自由度が向上するという、有用な効果も得られる。
【００７１】
オルガノシラン処理用反応剤で充てん材の表面処理を行っていた従来と本発明の製造方法とを比較すると、本発明の製造方法は、表面処理を行う必要が無くなり、ランニングコストを低減させ、単位時間当たりの焼成用成形体の製造量を向上させるという有用な効果が得られる。また、オルガノシラン処理用反応剤のシリカ成分が焼成体中に残存せず、高純度の焼成体を得ることができるという有用な効果も得られる。さらに、素材を不定形の状態で押し出してから成形用素材を生成して焼成用成形体の形状に成形することにより樹脂の配合割合が充てん材の配合割合と比べて非常に少ない素材であっても成形することが可能になるので、より充てん材の配合割合の多い素材を焼成用成形体の形状に成形することができ、このような非常にフィラー高充填の素材から焼成体を製造することができるという、有用な効果も得られる。
以上より、本発明の製造方法によると、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して良質の焼成体を製造することが可能となる有用な効果が得られる。
【００７２】
なお、押出機構で押し出された不定形の素材を一旦粉砕してペレット形状に成形すると、より均質にされた状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、ペレットをより均質化させることができ、焼成用成形体や焼成体をより均質化させることが可能となる。また、充てん材に樹脂が良くなじんだ（相溶化した）後にペレット化されるので、当該ペレットを原料として押出成形や射出成形により焼成用成形体の形状に成形する時に原料段階ではペレット形状を維持させることができる一方、熱が加わる混練段階でペレットをより崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、ペレットから焼成用成形体の形状に成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形する際に成形用の穴や隙間等に入りやすくなるので、単位時間当たりのペレット生成量をさらに増やすことができ、焼成用成形体や焼成体の生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００７３】
特に、高充填量の充てん材と加熱軟化した熱可塑性樹脂とを含む素材を混合して押し出す（混練する）ことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂がなじまずにペレット化されるため、充てん材と樹脂とがばらばらに崩れて粉体状になりやすいペレットが形成される。むろん、熱可塑性樹脂を軟化させていなければ、なおさら粉体状に崩れやすいペレットが形成される。すると、当該ペレットを原料として焼成用成形体の形状に成形しようとしたときに原料段階からペレットが粉体状に崩れてしまうため、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。本発明の製造方法では、溶融した樹脂と充てん材とを軟化した素材として混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形するので、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、粉体状となるほどには崩れないペレットが形成される。従って、当該ペレットから焼成用成形体への成形時に原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加える混練段階で崩れて分散するため、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。
【００７４】
さらに、素材中の樹脂の配合割合が多くて従来の押出成形機では成形後のペレットどうしがくっついてしまう素材であっても、成形後のペレットどうしがくっつかず分離した状態となる。これは、軟化した素材を不定形の状態で押し出した後、即座にはペレット形状に成形しないため、熱可塑性樹脂を配合した素材では温度低下により、熱硬化性樹脂や接着剤を配合した素材では時間経過により、素材軟化度合が低下すると推察されるためである。ペレットどうしがくっついていると焼成用成形体を製造する時にペレットがスムーズに成形工程に送り込まれないが、ペレットどうしが分離しているため、スムーズに焼成用成形体を製造することができる。
【００７５】
なお、樹脂Ｍ２を液状の合成樹脂とすると、樹脂を加熱溶融させる第一加熱工程や、成形用素材を加熱軟化させる第二加熱工程を省略することができるので、これらの加熱工程にかかる時間を無くすことができる。これにより、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を増やすことができ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して焼成体を製造可能とする好適な構成を提供することができる。
【００７６】
また、充てん材Ｍ１に微粒状の木質系材料を用いる場合、酸素ガスを含まない不活性ガスの中で焼成用成形体を焼成することにより、酸素との反応を防いで木質系材料を炭化させ、カーボン素材の焼成体を製造することができる。この場合、焼成時の温度としては、５５０〜２０００℃が好ましく、８００〜１６００℃がさらに好ましい。５５０℃（８００℃）以上にすると樹脂Ｍ２を確実に焼却して除去できる点で好ましく、２０００℃（１６００）℃以下にすると燃焼効率の点で好ましいからである。充てん材に木質系材料を用い、不活性ガス雰囲気下で焼成用成形体を焼成することにより、樹脂を用いてカーボン素材の焼成体を得ることができ、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた焼成用成形体を形成して良質のカーボン質焼成体を製造することが可能になる。
【００７７】
実際に、粒径０．１〜１００μｍのシリカ（ＳｉＯ2）と、ＪＩＳ Ｋ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｍ（試験温度２３０℃）におけるＭＦＲが１０００（g/10min）の粒状ポリプロピレン（ＰＰ）とを用い、図２と図３で示した製造方法により、平板形状に成形し、焼成用成形体の成形品を試作した。
【００７８】
［試験例１］
素材中のシリカの配合比を８０，８５，９０，９５重量％、ＰＰの配合比を２０，１５，１０，５重量％として、図２の製造方法に従ってペレットＭ１４（成形用素材）を形成し、図１１で示した加熱機付き押出成形機６０で焼成用成形体の形状に成形する試験を行ったところ、シリカ８０，８５，９０重量％（ＰＰ２０，１５，１０重量％）の試験区では問題なく焼成用成形体の形状に成形することができた。シリカ９５重量％（ＰＰ５重量％）の試験区では、シリカ８０，８５，９０重量％と比べて単位時間当たりの押出流量が低下したものの、焼成用成形体の形状に成形することができた。
【００７９】
［試験例２］
素材中のシリカの配合比を８０，８５，９０重量％、ＰＰの配合比を２０，１５，１０重量％として、図２の製造方法に従ってペレットＭ１４（成形用素材）を形成し、図１２で示した加熱機付き射出成形機７０で焼成用成形体の形状に成形する試験を行ったところ、シリカ８０，８５重量％（ＰＰ２０，１５重量％）の試験区では問題なく焼成用成形体の形状に成形することができた。シリカ９０重量％（ＰＰ１０重量％）の試験区では、シリカ８０，８５重量％と比べて単位時間当たりの押出流量が低下したものの、焼成用成形体の形状に成形することができた。
【００８０】
［試験例３］
素材中のシリカの配合比を８０，８５，９０，９５重量％、ＰＰの配合比を２０，１５，１０，５重量％として、図３の製造方法に従って粉砕物Ｍ１３（成形用素材）を形成し、加熱機付きプレス成形機Ａ４０で焼成用成形体の形状に成形する試験を行ったところ、シリカ８０，８５，９０，９５重量％（ＰＰ２０，１５，１０．５重量％）の全試験区で問題なく焼成用成形体の形状に成形することができた。
【００８１】
（４）各種変形例：
上記成形機用容器を加熱する容器加熱手段を設けてもよい。上記成形機用容器２３内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、成形機用容器２３を加熱することができる。すると、成形機用容器２３内に収容された不定形の素材の冷却による固化を防ぐことができ、ペレットの生成効率をより向上させることができる。
上記カッタを加熱するカッタ加熱手段を設けてもよい。例えば、上記カッタテーブル２６ａ内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、カッタを加熱することができる。すると、熱可塑性樹脂を含む素材をカッタの近傍にて軟化させて容易に切断することができ、ペレットの生成効率をさらに向上させることができる。
ペレット形状の成形用素材を形成する際、特開２００４−１７５０２号公報に開示されたように、一対の圧延ロールで不定形の素材を略平板状に圧延し、シュレッダ（樹脂細断機）で細断することによりペレット形状に成形してもよい。
【００８２】
図１４に示すように、樹脂Ｍ２として常温で液状（流動状態）の熱硬化性樹脂Ｍ１５を用いる場合、押出工程Ｓ１では素材を加熱することなく押出機構Ａ１にて不定形の状態で押し出すことができる。そして、成形用素材生成工程Ｓ２で例えばペレットＭ１４を形成し、成形工程Ｓ３では、成形機構Ａ４にて焼成用成形体の形状に成形した後、成形後の素材を第三の加熱機構Ａ６にて加熱すると、素材中の熱硬化性樹脂が硬化して強固な焼成用成形体Ｍ７を形成することができる。すると、焼成用成形体が焼成中や焼成前に崩れることがなく、保形性の非常に良好な焼成用成形体が得られる。
また、ペレットＭ１４のような成形用素材から焼成用成形体の形状に成形する際に熱硬化性樹脂用の硬化剤や硬化促進剤を添加してもよい。すると、成形用素材を加熱することなく素材中の熱硬化性樹脂を硬化させることができるので、強固な焼成用成形体Ｍ７を形成することができる。すると、焼成用成形体が焼成中や焼成前に崩れることがなく、保形性の非常に良好な焼成用成形体が得られる。
【００８３】
さらに、成形用素材生成工程Ｓ２では、導入部Ａ２に導入された不定形の素材Ｍ４を粉砕機構にて少なくとも粉砕し、粉砕された素材と、溶融状態の樹脂Ｍ２とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合して成形用素材Ｍ６としてもよい。図１では、第二の素材Ｍ５を不定形の素材Ｍ４とともに導入部Ａ２に導入してもよいことを示してある。
成形用素材Ｍ６を生成する際には、図１５の上段に示すように少なくとも不定形の第一の素材Ｍ４と不定形の第二の素材Ｍ２１とを粉砕機構Ａ１２にて一緒に粉砕して混合物Ｍ２３を生成してペレットＭ１４等の成形用素材Ｍ６を生成してもよいし、図１６の上段に示すように素材Ｍ４，Ｍ２１を別々に粉砕機構Ａ１７，Ａ１８にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材（粉砕物Ｍ２４）と、粉砕された第二の素材（粉砕物Ｍ２５）と、を例えばペレット成形機構Ａ１３内で混ぜて混合物Ｍ２３を生成してもよい。
なお、焼成用成形体を形成するために用いる全ての充てん材と樹脂の好ましい配合割合は、充てん材の合計が５１〜９９重量％（より好ましくは７０〜９５重量％）、樹脂の合計が１〜４９重量％（より好ましくは５〜３０重量％）である。
【００８４】
両素材を粉砕前に混ぜる場合、不定形の素材Ｍ４，Ｍ２１を一緒に粉砕することによって混合されるので、両素材の混合を簡素化させることが可能となる点で好適である。むろん、図１５の下段に示すように、不定形の素材Ｍ４，Ｍ２１を所定の混合機構Ａ１６にて混合した（混合工程Ｓ７）後に、当該混合物を所定の粉砕機構Ａ１２にて粉砕する（粉砕工程Ｓ５）ようにしてもよい。すると、不定形の第一・第二の素材が確実に混合されるので、生成される成形用素材をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
なお、不定形の素材Ｍ４，Ｍ２１を一緒に粉砕する際に、第四の素材Ｍ２２も一緒に粉砕してもよい。第五の素材、第六の素材、…、があれば、これらも一緒に粉砕してもよい。このような場合において、第四の素材Ｍ２２、第五の素材、…、が微粒状（粉末状ないしペレットよりも細かい粒状）であると、不定形の第一・第二の素材と混合されやすいので、生成される成形用素材をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
成形用素材を粉砕された状態にするには、図１５のペレット成形工程Ｓ６を省略し、粉砕された状態の混合物Ｍ２３を成形用素材Ｍ６とすればよい。
【００８５】
第一・第二の素材を粉砕後に混ぜる場合、不定形の素材Ｍ４，Ｍ２１を別々に粉砕することによって両素材のなじみを少なくさせることができるので、より確実に互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる点で好適である。なお、図１６の下段に示すように、所定の粉砕機構Ａ１７にて粉砕物Ｍ２４を生成し（第一粉砕工程Ｓ８）、所定の粉砕機構Ａ１８にて粉砕物Ｍ２５を生成し（第二粉砕工程Ｓ９）、所定の混合機構Ａ１９にて混合して混合物Ｍ２３を生成した（混合工程Ｓ１０）後に、混合物Ｍ２３を例えばペレット形状に成形する（ペレット成形工程Ｓ６）ようにしてもよい。すると、粉砕された第一・第二の素材が確実に混合されるので、生成される成形用素材をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
なお、粉砕物Ｍ２４，Ｍ２５を混ぜる際に、第四の素材Ｍ２２も一緒に混ぜてもよい。第五の素材、第六の素材、…、があれば、これらも一緒に混ぜてもよい。このような場合において、第四の素材Ｍ２２、第五の素材、…、が微粒状または低粘度（高流動性）の液状（例えば混ぜるときの温度におけるＭＦＲが１００以上）とされていると、粉砕された第一・第二の素材と混合されやすいので、生成される成形用素材をより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
また、粉砕機構Ａ１７，Ａ１８には、単一の粉砕機構を共用してもよい。
成形用素材を粉砕された状態にするには、図１６のペレット成形工程Ｓ６を省略し、粉砕された状態の混合物Ｍ２３を成形用素材Ｍ６とすればよい。
【００８６】
以上の構成により、成形用素材生成工程Ｓ２では、導入部Ａ２に導入された不定形の素材Ｍ４を所定の粉砕機構にて少なくとも粉砕し、粉砕された素材と、溶融状態の樹脂Ｍ２とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合して成形用素材Ｍ６とし、成形工程Ｓ３では、粉砕された素材と第二の素材とが少なくとも配合された成形用素材Ｍ６を成形機構Ａ４にて成形して焼成用成形体Ｍ７を製造する。これにより、成形用素材を生成する際に複数の樹脂のなじみを少なくさせることができるので、各樹脂のそれぞれの物性が残された成形用素材を生成することができる。この成形用素材を原料として焼成用成形体の形状に成形すると、成形の際に各樹脂が加熱溶融され、この段階で樹脂どうしがなじんで良質のポリマーブレンドを有する焼成用成形体を製造し、焼成体を製造することができる。ペレット形状の成形用素材を生成する場合、第一の樹脂を含むペレットと第二の樹脂を含むペレットと（それ以上の樹脂がある場合には対応する各ペレット）を混合させる必要が無くなるので、樹脂どうしを十分になじませた良質の焼成用成形体を得ることが可能となり、良質の焼成体を得ることが可能となる。また、高流動性の樹脂を用いることによって、成形用素材から焼成用成形体への成形時に流動性を非常に良好にさせることができる。
また、上述の手法を用いることによって、成形用素材から焼成用成形体への成形の成形性に寄与するが、コンパウンド時（混合時）の温度条件により変性したり樹脂等と反応したりしてしまう添加剤（例えば、２００℃で変性するオイル）も利用することが可能となる。
【００８７】
また、複数種類の樹脂のうち少なくとも一部の種類の樹脂に熱硬化性樹脂を用いることができる。樹脂として熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の双方を用いる場合、成形用素材から焼成用成形体への成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する焼成用成形体を製造することができ、新規の焼成体を製造することができる。
【００８８】
図１７に示すように、成形工程Ｓ３において、成形用素材Ｍ６を成形機構Ａ４にて成形して表面処理前成形体Ｍ３１を形成し、充てん材Ｍ３１ａを残して当該表面処理前成形体Ｍ３１の表面に存在する樹脂を少なくとも除去して表面処理済成形体Ｍ３２を形成した後、充てん材Ｍ３１ａの平均粒径ＡＲ１よりも小さい平均粒径ＡＲ２の無機、金属または木質系材料からなる微粒子Ｍ３４ａを含む懸濁液Ｍ３４を表面処理済成形体Ｍ３２の表面にコーティングして焼成用成形体Ｍ３３を製造してもよい。樹脂を除去する際には、樹脂Ｍ２のみを除去してもよいし、酸変性合成樹脂等の相溶化剤、滑剤、樹脂繊維等の繊維状素材、等も除去してもよい。
表面処理済成形体Ｍ３２を形成するための充てん材Ｍ３１ａとしては、上述した各種充てん材Ｍ１を用いることができる。
表面処理済成形体Ｍ３２を形成するための樹脂Ｍ２としては、表面処理前成形体Ｍ３１の表面を加熱して樹脂を除去する場合には、上述した各種樹脂を用いることができる。また、酸、アルカリ、有機溶剤により劣化して除去される樹脂を用いると、表面処理前成形体Ｍ３１の表面に酸、アルカリ、有機溶剤を接触させることにより、表面処理前成形体Ｍ３１の表面に存在する樹脂を劣化により除去して表面処理済成形体Ｍ３２を形成することができる。さらに、紫外線により劣化して除去される樹脂を用いると、表面処理前成形体Ｍ３１の表面に紫外線を照射することにより、表面処理前成形体Ｍ３１の表面に存在する樹脂を劣化により除去して表面処理済成形体Ｍ３２を形成することができる。
【００８９】
懸濁液Ｍ３４に含まれる微粒子Ｍ３４ａには、上述した充てん材Ｍ１と同じ素材を用いることができる。微粒子Ｍ３４ａの平均粒径ＡＲ２は、充てん材Ｍ３１ａの平均粒径ＡＲ１よりも小さくしてある。充てん材の平均粒径に対する微粒子の平均粒径ＡＲ２／ＡＲ１は０＜ＡＲ２／ＡＲ１＜１であればよく、例えば０．００１＜ＡＲ２／ＡＲ１＜０．５となる平均粒径ＡＲ２の微粒子を用いることができる。
懸濁液Ｍ３４を構成する液成分Ｍ３４ｂは、微粒子Ｍ３４ａを懸濁させて表面処理済成形体Ｍ３２の表面にコーティングすることを可能にさせる液状物質であればよく、有機溶剤、溶融状態の熱可塑性樹脂、液状の熱硬化性樹脂、等を用いることができる。
懸濁液Ｍ３４を構成する微粒子Ｍ３４ａと液成分Ｍ３４ｂとの配合比は、懸濁液Ｍ３４に流動性を付与する配合比であればよく、例えば、微粒子の配合比を２０〜８０重量％、液成分の配合比を２０〜８０重量％にすることができる。
【００９０】
本変形例において焼成用成形体Ｍ３３を製造する前提として、まず、充てん材Ｍ３３ａと液状成分Ｍ３３ｂとを含む素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、押出機構から押し出された素材を不定形のまま所定の導入部に導入し、導入された不定形の素材からペレット形状の成形用素材Ｍ６を生成する。液状成分Ｍ３３ｂとしては、溶融状態の樹脂のみでもよいし、溶融状態の樹脂に酸変性合成樹脂等の相溶化剤、滑剤、等が添加されたものでもよい。充てん材Ｍ３３ａと液状成分Ｍ３３ｂとを含む素材には、樹脂繊維等の繊維状素材等が含まれていてもよい。充てん材Ｍ３３ａは、微粒状の無機素材または金属素材にシランカップリング剤を反応させて得られたものでもよい。
【００９１】
成形用素材Ｍ６を生成すると、成形用素材Ｍ６を成形機構Ａ４にて焼成用成形体Ｍ３３と概略同形に成形して表面処理前成形体Ｍ３１を形成する（図１７の上段）。次に、充てん材Ｍ３１ａを残して表面処理前成形体Ｍ３１の表面に存在する樹脂を少なくとも除去して表面処理済成形体Ｍ３２を形成する（図１７の中段）。図１７の例では表面の液状成分Ｍ３１ｂが除去された様子が示されており、表面にある充てん材Ｍ３１ａがむき出しになっている様子が示されている。樹脂を除去する面は、表面処理前成形体のある一面でもよいし、表面処理前成形体の全面など複数の面でもよい。
以上の状態で、懸濁液Ｍ３４を表面処理済成形体Ｍ３２の表面にコーティング（塗布）して焼成用成形体Ｍ３３を形成する（図１７の下段）。少なくとも表面から樹脂を除去した厚み分、微粒子Ｍ３４ａで覆われるように懸濁液Ｍ３４をコーティングすると、表面が微粒子Ｍ３４ａによって滑らかになる。また、充てん材Ｍ３１ａの平均粒径ＡＲ１の厚み分、微粒子Ｍ３４ａで覆われるように懸濁液Ｍ３４をコーティングすると、充てん材Ｍ３３ａどうしの間を微粒子Ｍ３４ａで埋めることができる。
【００９２】
以上のようにして、焼成用成形体Ｍ３３を製造することができる。
その後、焼成用成形体Ｍ３３を焼成すると、焼成体を製造することができる。形成される焼成体は、内部に粒径の大きい充てん材Ｍ３３ａが存在する一方、表面には粒径の小さい微粒子Ｍ３４ａが充てん材Ｍ３３ａどうしの間を埋めて緻密に存在する。従って、微粒子Ｍ３４ａに触媒など有用な機能を発揮する機能性素材を用いると、充てん材Ｍ３１ａに機能性素材を用いなくても、有用な機能を発揮する焼成体を得ることができる。そこで、充てん材にフライアッシュやスラグのような安価な素材を用い、微粒子にジルコニアやジルコニアシリカや貴金属のような機能性素材を用いると、機能性を有する焼成体を安価に製造することができる。
【００９３】
微粒状の充てん材と溶融状態の樹脂とを含む素材を混合して不定形の状態で押し出し、成形用素材を形成し、成形用素材を成形して焼成用成形体を製造する場合、充てん材の粒子が細かくなるほど素材の流動性が低下するため、小さい粒子の充てん材を用いるときには大きい粒子の充てん材を用いるときと比べて単位時間当たりの焼成用成形体製造量が少なくなってしまう。本実施形態では、大きい粒子の充てん材を用いて単位時間当たり大量の表面処理前成形体Ｍ３１を形成し、その後、表面処理済成形体Ｍ３２を形成して小さい微粒子を含む懸濁液をコーティングして焼成用成形体Ｍ３３を形成するので、有用な機能を発揮するために重要な表面を小さい微粒子で緻密に覆った有用な焼成用成形体を大量生産することができる。また、比較的小さい微粒子が比較的大きい充てん材どうしの間に入り込むので、多数の微粒子が充てん材どうしをつなぎ止め、焼成用成形体において充てん材を含む層から微粒子を含む表層が剥がれにくく、良質の焼成用成形体を製造することができ、有用な焼成体を製造することが可能となる。さらに、表層において微粒子および充てん材がほぼ最密充填の状態となるので、焼成用成形体を焼成したときの収縮が少なくて済み、良質の焼成体を得ることができる。
【００９４】
［試験例４］
充てん材として、１０〜１００μｍ（平均粒径５０μｍ）のフライアッシュを用いた。表面処理前成形体の液状成分として、ＪＩＳ Ｋ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｍ（試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）におけるＭＦＲが３０（g/10min）の粒状ポリプロピレン（ＰＰと記載）と、マレイン酸を用いてポリプロピレンを変性したマレイン酸変性樹脂（三洋化成社製ユーメックス）とを用いた。
懸濁液を構成する微粒子として、０．１〜０．００１μｍ（平均粒径０．０１μｍ）のシリカを用いた。懸濁液を構成する液成分として、ＭＥＫ（日産化学社製）を用いた。
【００９５】
加熱機付き混練押出機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、押出機構の出口部にダイを取り付けず、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
粉砕機として、井上電設社製のウッドグラインダーとファインシュレッダーとを用いた。
フライアッシュの配合量を９０重量％、ＰＰの配合量を８重量％、マレイン酸変性樹脂の配合量を２重量％として、フライアッシュとＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
【００９６】
作製されたペレットを断面１１０ｍｍ×９ｍｍ角の押出成形品を形成する加熱機付き混練押出成形機に投入し、混練押出成形機に供給した原料を２３０℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、表面処理前成形体を試作した。
次に、表面処理前成形体の表面を加熱によりサンディングして表面に存在する樹脂（マレイン酸変性樹脂を含む）を約１〜１０μｍ除去して表面処理済成形体を試作した。
また、液状のＭＥＫにシリカを投入して混合して懸濁液を調製した。この懸濁液を表面処理済成形体の表面に塗布し、ＭＥＫを揮発させて、焼成用成形体のサンプルを試作した。
【００９７】
一方、上記表面処理前成形体の表面に上記懸濁液を塗布し、ＭＥＫを揮発させて、焼成用成形体のサンプルを試作した。
【００９８】
試験例のサンプルと比較試験例のサンプルとについて、それぞれ、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６に規定されるクロスカット法による塗膜の付着性試験（基盤目剥離試験）を行い、透明感圧付着テープに付着しなかった面積の割合を求めた。結果を、表１に示す。
【表１】
2006103317.tif 000003
【００９９】
表１に示すように、表面に存在する樹脂を除去しなかった比較試験例のサンプルでは塗膜残存率が５４％であったのに対し、表面に存在する樹脂を除去した試験例のサンプルでは塗膜残存率が２８％と少なくなった。このことから、充てん材を残して表面処理前成形体の表面に存在する樹脂を除去した後、懸濁液を表面処理済成形体の表面にコーティングすると、多数の微粒子が充てん材どうしをつなぎ止め、焼成用成形体において充てん材を含む層から微粒子を含む表層が剥がれにくくなると推察される。従って、本変形例により、有用な機能を発揮するために重要な表面を小さい微粒子で緻密に覆った有用な焼成用成形体を大量生産することができ、有用な焼成体を製造することが可能になる効果が得られると言える。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、単位時間当たりの焼成用成形体の生産量を向上させ、保形性に優れた良質の焼成用成形体を形成して良質の焼成体を製造することが可能となる。むろん、本製造方法により得られる焼成体にも発明が存在し、良質の焼成体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】焼成用成形体を製造し、さらに焼成体を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図２】熱可塑性樹脂を用いて焼成用成形体を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図３】熱可塑性樹脂を用いて焼成用成形体を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図４】ペレット製造装置の外観側面図。
【図５】ペレット製造装置の外観上面図。
【図６】ペレット成形装置の要部を示す斜視図。
【図７】ペレット成形装置の要部を図５のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図８】ペレット成形装置の要部を図５のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図９】粉砕機構の変形例を示す斜視図。
【図１０】成形機構の底部円板を上面から見て示す上面図。
【図１１】加熱機付き押出成形機の構造を一部断面視して示す要部側面図。
【図１２】加熱機付き射出成形機の構造を示す要部断面図。
【図１３】焼成装置の構造を一部断面視して示す要部正面図。
【図１４】変形例において熱硬化性樹脂を用いて焼成用成形体を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図１５】変形例において不定形の素材を一緒に粉砕して混合物を生成する過程を示す概略の流れ図。
【図１６】変形例において不定形の素材を別々に粉砕して混合物を生成する過程を示す概略の流れ図。
【図１７】変形例において焼成用成形体を製造する過程を示す概略の流れ図。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…ペレット製造装置（成形用素材生成機構）
１２…素材搬送装置
１３…素材加熱装置（第一の加熱機構）
２０…ペレット成形装置（ペレット成形機構）
３０…粉砕機（粉砕機構）
３１，５０…所定の導入部
６０…押出成形機（成形機構を有する）
７０…射出成形機（成形機構を有する）
８０…焼成装置（焼成機構）
Ａ１…押出機構
Ａ２…所定の導入部
Ａ３…成形用素材生成機構
Ａ４…成形機構
Ａ５…焼成機構
Ａ６…第三の加熱機構
Ａ１１…第一の加熱機構
Ａ１２…粉砕機構
Ａ１３…ペレット成形機構
Ａ１６，Ａ１９…混合機構
Ａ１７，Ａ１８…粉砕機構
Ａ２０…押出成形装置
Ａ２１…ホッパ
Ａ２２…押出機
Ａ２３…切断機
Ａ２４，Ａ３１，Ａ４１…加熱機（第二の加熱機構）
Ａ３０…射出成形装置
Ａ４０…プレス成形装置
Ｍ１…微粒状の充てん材
Ｍ２…溶融状態の樹脂
Ｍ３…第三の素材
Ｍ４…不定形の素材
Ｍ５…第二の素材
Ｍ６…成形用素材
Ｍ７，Ｍ３３…焼成用成形体
Ｍ８…焼成体
Ｍ１１…熱可塑性樹脂
Ｍ１２…相溶化剤
Ｍ１３，Ｍ２４，Ｍ２５…粉砕物
Ｍ１４…ペレット
Ｍ１５…液状の熱硬化性樹脂
Ｍ２１…不定形の第二の素材
Ｍ２２…第四の素材
Ｍ２３…混合物
Ｍ３１…表面処理前成形体
Ｍ３２…表面処理済成形体
Ｍ３４…懸濁液
Ｓ１…押出工程
Ｓ２…成形用素材生成工程
Ｓ３…成形工程
Ｓ４…焼成工程
Ｓ５…粉砕工程
Ｓ６…ペレット成形工程
Ｓ７…混合工程
Ｓ８…第一粉砕工程
Ｓ９…第二粉砕工程
Ｓ１０…混合工程
【図１】
2006103317.tif 000004
【図２】
2006103317.tif 000005
【図３】
2006103317.tif 000006
【図４】
2006103317.tif 000007
【図５】
2006103317.tif 000008
【図６】
2006103317.tif 000009
【図７】
2006103317.tif 000010
【図８】
2006103317.tif 000011
【図９】
2006103317.tif 000012
【図１０】
2006103317.tif 000013
【図１１】
2006103317.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2006103317.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2006103317.tif 000018
【図１６】
2006103317.tif 000019
【図１７】
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