【事件の表示】
　特許第３１１１６５６号「窒化ケイ素焼結体の製造方法及び製造装置」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１１１６５６号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３１１１６５６号は、平成４年６月１８日に特許出願され、平成１２年９月２２日に特許の設定登録がなされ、平成１２年１１月２７日に特許掲載公報が発行された。
　これに対し、平成１３年５月２４日に内野光平より特許異議の申立てがなされ、平成１３年９月２８日付けで取消理由通知（発送日:平成１３年１０月１２日）がなされ、その指定期間内の平成１３年１２月３日に訂正請求がなされ、その後、平成１４年９月１７日付けで２回目の取消理由通知（発送日:平成１４年９月２６日）がなされ、その指定期間内の平成１４年９月２６日に訂正請求がなされると共に、平成１３年１２月３日付け訂正請求が取り下げられたものである。
２．訂正の適否について
２−１．訂正の内容
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１において、
（ａ１）「少なくとも内面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成された」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された」に訂正し、
（ａ２）「炭素系材料以外の耐熱材料からなる治具」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具」に訂正し、
（ａ３）「前記雰囲気ガス」とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガス」に訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項４において、
（ｂ１）「Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」に訂正し、
（ｂ２）「前記隔壁の少なくとも炉芯室内側の面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成され」とあるのを「前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され」に訂正し、
（ｂ３）「炭素系材料以外の耐熱性材料からなる治具」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具」に訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　明細書の段落【０００８】中に「少なくとも内面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成された隔壁」（特許掲載公報第２頁第４欄第４行〜第５行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁」に訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　明細書の段落【０００８】中に「炭素系材料以外の耐熱材料からなる治具」（特許掲載公報第２頁第４欄第７行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具」に訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　明細書の段落【０００８】中に「前記雰囲気ガス」（特許掲載公報第２頁第４欄第８行）とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガス」に訂正する。
（６）訂正事項ｆ
　明細書の段落【０００９】中に「Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」（特許掲載公報第２頁第４欄第１３行〜第１４行）とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」に訂正する。
（７）訂正事項ｇ
　明細書の段落【０００９】中に「前記隔壁の少なくとも炉芯室内側の面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成され」（特許掲載公報第２頁第４欄第１５行〜第１６行）とあるのを「前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され」に訂正する。
（８）訂正事項ｈ
　明細書の段落【０００９】中に「炭素系材料以外の耐熱性材料からなる治具」（特許掲載公報第２頁第４欄第１７行〜第１８行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具」に訂正する。
（９）訂正事項ｉ
　明細書の段落【００２１】中に「炭素系材料以外の耐熱性材料で構成する」（特許掲載公報第３頁第６欄第１８行及び第２１行〜第２２行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成する」に訂正する。
（１０）訂正事項ｊ
　明細書の段落【００２１】中に「炭素系材料以外の耐熱性材料としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等が好ましい。」（特許掲載公報第３頁第６欄第１８行〜第２０行）とあるのを削除する。
（１１）訂正事項ｋ
　明細書の段落【００１６】中に「皿に」（特許掲載公報第３頁第５欄第１９行）とあるのを「更に」に訂正する。
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無、拡張・変更の存否
（１）訂正事項ａについて
（１）−１．　訂正事項ａのうち、上記（ａ１）の部分は、隔壁の構成を「少なくとも内面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成された」から、「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された」へと、隔壁の構成を減縮して訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。また、「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁」は、特許明細書の段落【００２１】に「図１に示すように、焼結されるべき成形体１と焼成炉の外壁３の内側に設けた断熱材４等の炉材及び加熱ヒーター５等の加熱源との間に隔壁９を設置し、隔壁９全体・・・を炭素系材料以外の耐熱性材料で構成する。炭素系材料以外の耐熱性材料としては、炭化ケイ素、・・・、窒化ホウ素等が好ましい。」と記載されているから、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものにも該当しない。
（１）−２．　訂正事項ａのうち、上記（ａ２）の部分は、治具の構成材料の「炭素系材料以外の耐熱材料」を更に減縮して、「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料」に訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。そして、この訂正は、特許明細書の段落【００２１】に、「図１に示すように、焼結されるべき成形体１と焼成炉の外壁３の内側に設けた断熱材４等の炉材及び加熱ヒーター５等の加熱源との間に隔壁９を設置し、隔壁９全体・・・を炭素系材料以外の耐熱性材料で構成する。炭素系材料以外の耐熱性材料としては、炭化ケイ素、・・・、窒化ホウ素等が好ましい。尚、成形体１の保持に治具２を用いる場合、この治具も炭素系材料以外の耐熱性材料で構成する。」と記載され、又特許明細書の段落【００２６】において、実施例１の結果を示す表１中に、焼成する成形体試料ａ〜ｅについて治具の材質はいずれも「ＢＮ」（窒化ホウ素）であると記載されているから、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（１）−３．　訂正事項ａのうち、上記（ａ３）の部分は、炉芯室内に直接導入する「前記雰囲気ガス」をその初期ＣＯ濃度の点で「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガス」に減縮して訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。そして、この訂正は、願書に添付した明細書の段落【００２６】において、実施例１の結果を示す表１中に、炉芯室中に直接導入する雰囲気ガス（Ｎ２ガス）の初期ＣＯ濃度（ｐｐｍ）が０〜２０であることが記載されていること及び願書に添付した明細書の段落【００２５】に、「尚、本発明におけるＣＯ濃度の単位はモルｐｐｍであるが、以下実施例においては表を含め単にｐｐｍと表示する。」」と記載されていることから、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（２）訂正事項ｂについて
（２）−１．  訂正事項ｂのうち、上記（ｂ１）の部分は、雰囲気ガス導入管が炉芯室内に直接導入する「Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」をその初期ＣＯ濃度の点で「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」に減縮して訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。そして、この訂正は、願書に添付した明細書の段落【００２６】において、実施例１の結果を示す表１中に、炉芯室中に直接導入する雰囲気ガス（Ｎ２ガス）の初期ＣＯ濃度（ｐｐｍ）が０〜２０ｐｐｍであることが記載されていること及び及び願書に添付した明細書の段落【００２５】に、「尚、本発明におけるＣＯ濃度の単位はモルｐｐｍであるが、以下実施例においては表を含め単にｐｐｍと表示する。」と記載されていることから、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（２）−２．　訂正事項ｂのうち、上記（ｂ２）の部分は、隔壁の構成を、「隔壁の少なくとも炉芯室内側の面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成され」から、「隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され」に、減縮するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。そして、この補正は、上記２−２．（１）−１．の項で、記述したと同様の理由で、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（２）−３．　訂正事項ｂのうち、上記（ｂ３）の部分は、上記２−２．（１）−２．の項で記述したと同様の理由で、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当すると共に、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加には該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（３）訂正事項ｃ〜ｊについて
　訂正事項ｃ〜ｊは、請求項１及び請求項４の訂正に伴い、特許請求の範囲と発明の詳細な説明との整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。そして、訂正事項ｃ〜ｊは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、新規事項の追加に該当せず、また実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
（４）訂正事項ｋについて
  訂正事項ｋは、明細書の段落【００１６】における「ＣＯ濃度が皿に増加するに従って、」という語句中の「皿に」という記載を「更に」に訂正するものであるから、誤記の訂正を目的とする訂正に該当するものである。また、この訂正事項ｋは新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張したり、変更したりするものではない。
２−３．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立について
３−１．本件訂正発明
　特許権者が請求した上記訂正は、上述したとおり、容認することができるから、特許異議申立の対象である本件請求項１乃至４に係る発明（以下、「本件訂正発明１乃至４」と云う。）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１乃至４に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
　「【請求項１】窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスの雰囲気中で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造方法において、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁を設け、この隔壁で形成された炉芯室内に前記成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具に保持して配置し、該炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とすることを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項２】上記雰囲気の圧力を大気圧若しくは１．０〜１．１気圧の範囲とし、１３００〜１８００℃の温度で焼結することを特徴とする、請求項１記載の窒化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２の方法により得られた焼結体を、１０気圧以上のＮ２ガス雰囲気中において１３００〜１８００℃の温度で２次焼結することを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造方法。
【請求項４】窒化ケイ素粉末と焼結助剤の混合粉末からなる成形体を焼結するための焼成炉を有する窒化ケイ素焼結体の製造装置において、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に隔壁を設けて構成した炉芯室と、炉芯室内に直接初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを導入する雰囲気ガス導入管とを備え、前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され、炉芯室内に成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具に保持して配置するようにしたことを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造装置。」
３−２．特許異議の申立ての理由の概要
　特許異議申立人内野光平は、証拠方法として甲第１号証（特公平２−２８２６号公報）、甲第２号証（特開平２−１４１４７４号公報）及び甲第３号証（特開昭６２−２７５０６８号公報）を提示して、本件の請求項１乃至４に係る特許は、次の（Ａ）乃至（Ｄ）の理由により取り消されるべきである旨主張している。
（Ａ）本件請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証又は甲第１号証及び甲第３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第１項第３号又は第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
（Ｂ）本件請求項２に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証又は甲第１〜２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第１項第３号又は第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
（Ｃ）本件請求項３に係る発明は、甲第１〜２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
（Ｄ）本件請求項４に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証又は第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第１項第３号又は第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
３−３．証拠の記載内容
（１）甲第１号証（特公平２−２８２６号公報）
（ア）「窒化ケイ素を主成分とする成形体を、該成形体を収納する第１の焼結体容器及び該第１の焼結体容器を収納できる第２の焼結体容器をその外郭に１つ以上備え、該第１及び第２の焼結体容器がアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素、ジルコニア及びムライトから成る群より選ばれた１種もしくは２種以上のものから成り、かつ、該第１の焼結体容器と第２の焼結体容器との間に焼結反応緩衝領域を設け、非酸化性雰囲気中において焼結することを特徴とするセラミツクス焼結体の製造方法。」（特許請求の範囲第１項）
（イ）「窒化ケイ素を主成分とする成形体を収納する第１の焼結体容器及び該第１の焼結体容器を収納できる第２の焼結体容器をその外郭に１つ以上備え、該第１及び第２の焼結体容器がアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素、ジルコニア及びムライトから成る群より選ばれた１種もしくは２種以上のものから成りかつ、該第１の焼結体容器と第２の焼結体容器との間に焼結反応緩衝領域を設け、非酸化性雰囲気で焼結することを特徴とするセラミツクス焼結体の製造装置。」（特許請求の範囲第３項）
（ウ）「〔発明の技術的背景とその問題点〕　窒化ケイ素を主成分として成るセラミツクス焼結体は、・・・優れた耐熱性を有すると共に、・・・優れた耐熱衝撃性をも有している。・・・。このようなセラミツクス焼結体は、従来、成形体をカーボン容器等に収納して非酸化性雰囲気中において焼結することにより製造されている。しかしながら、このような、炭素から成る容器を用いた場合には、焼結時に容器を形成している炭素が成形体の主成分である窒化ケイ素等と反応して炭化ケイ素を生成し、焼結体を変質させてしまい、得られる焼結体の機械的強度を低下せしめるという問題点を有している。又、かかる反応や成形体からの窒化ケイ素等の蒸発飛散に伴ない、所望の焼結反応雰囲気が得られない為焼結体表面に大きな空孔が生じて表面肌が非常に荒くなり、そのため焼結上り（・・・）のままの焼結体表面の機械的強度が、表面に研削加工した場合に比べて大きく劣るという問題点をも有している。」（第１頁右欄第１３行〜第２頁左欄１３行）
（エ）「本発明の目的は、上記した問題点を解消し、緻密で焼結上り面が均質で優れた機械的強度を有するセラミツクス焼結体を極めて簡便な方法で得ることができるセラミツクス焼結体の製造方法及び製造装置を提供することにある。」（第２頁左欄第１５行〜第１９行）
（オ）「以下において、本発明を更に詳しく説明する。本発明において使用する焼結体容器は、第１図に模式的に示した如く、成形体１を焼結反応領域５を介して収納する第１の焼結体容器及び該容器２を焼結反応緩衝領域６を介して収納できる第２の焼結体容器３を備えてなるものであり、更にこれらの容器を収納する第２の焼結体容器４を外郭に、１つ以上備えて成るものであつてもよい。そして、これらの焼結体容器の材質は、少なくとも第１の焼結体容器２及び第２の焼結体容器３が、成形体と反応しないものでなければならない。かかる容器の材質としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素、ジルコニア、ムライトが挙げられ、これらから成る群より選ばれた１種もしくは２種以上のものを使用する。又、上記した二重式焼結体容器よりも外郭に位置する容器の材質は、通常セラミツクス焼結体の製造に使用されている材質であれば、特に制限はなく、これらとしては、例えば、炭素等が挙げられる。これらの焼結体容器の構造は、一般に、セラミツクス焼結体の製造に使用されている構造であれば、いかなるものでも使用することができる。」（第２頁右欄第５行〜第２６行）
（カ）「本発明に云う非酸化性雰囲気としては、例えば、Ｎ２、ＣＯ、Ａｒ、ＮＨ３、Ｈ２等が挙げられ、目的に応じて適宜選択することが好ましい。」（第３頁左欄第３行〜第５行）
（キ）「本発明において、容器を二重式以上の焼結体容器にした理由は、多重構造にすることにより、成形体１と第１の焼結体容器２との間に焼結反応領域５を、又第１の焼結体容器２と第２の焼結体容器３との間に焼結反応緩衝領域６を設ける事ができ、成形体の焼結反応領域５の雰囲気を均一に保持するというものである。つまり窒化ケイ素を主成分とする成形体を焼結する際には窒化ケイ素自体が分解を生じる。この分解を抑制するためには焼結反応の雰囲気を高濃度でかつ安定したＳｉＯ２＋Ｎ２の雰囲気に保つ必要があるが、通常成形体を焼結する際に用いられる焼結体容器では完全な気密状態を得る事は不可能である。そこで本発明は、焼結体容器を用いる場合でも焼結反応領域の外側に、さらに焼結反応緩衝領域を設ける事により、焼結反応領域の雰囲気を極めて安定でかつ高濃度のＳｉＯ２＋Ｎ２とする事ができるものである。この結果、本発明では第１の焼結体容器と第２の焼結体容器との間に設けられた焼結反応緩衝領域によりａ）外囲気等からの侵入による炭素等の焼結反応に対する有害成分が成形体と第１の焼結体容器との間に設けられた焼結反応領域に侵入する事、ｂ）焼結反応領域の焼結反応雰囲気が第１の焼結体容器を介して拡散等により変化する事、を防止でき成形体を緻密でかつ、焼結上り面が均質な機械的強度の優れた焼結体とする事ができる。」（第３頁左欄第９行〜第３５行）
（ク）「実施例１　窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）８７．５重量％、酸化イツトリウム（Ｙ２Ｏ３）５重量％、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）３．５重量％、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）３．５重量％及び酸化チタン（ＴｉＯ２）０．５重量％から成るそれぞれの粉末を混合し、ｎ−ブチルアルコールを加え、ボールミルを用いて２４時間粉砕混合した。かかる混合粉末に、粘結剤としてパラフインを・・・添加し、７００ｋｇ／ｃｍ２の成形圧を印加して、・・・板状成形体を作製した。かかる成形体を、先ず、７００℃で粘結剤を揮散除去した後、共にＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ及びＳｉ３Ｎ４から成る二重式焼結体容器に収納し、窒素ガス雰囲気中において、１７５０℃で２時間焼結を行ない、焼結体を得た。」（第３頁左欄第３８行〜右欄第９行）
（ケ）「〔発明の効果〕　本発明によれば・・・成形体の蒸発飛散が防止され、緻密で、且つ・・・焼結上り面が均質で優れた機械的強度を有する焼結体が簡便な方法で得られるものである。」（第４頁右欄第９行〜第１５行）
（コ）本発明の焼結体容器の概念図が示されている第１図（第４頁）
（２）甲第２号証（特開平２−１４１４７４号公報）
（サ）「窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）７０重量％以上と、焼結助剤３０重量％以下とからなる窒化珪素基焼結体であって、相対密度９５％以上で、焼結体中のＳｉ３Ｎ４粒子の短径が１μｍ以下のもの９０％以上、長径が５μｍ以下のもの９０％以上であることを特徴とするベアリング用窒化珪素基焼結体。」（特許請求の範囲）
（シ）「又焼結助剤としてはＹ２Ｏ３等の稀土類酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等が用いられる・・・」（第２頁右上欄第２行〜第３行）
（ス）「実施例１（試料Ｎｏ．１〜７）　平均粒径０．６μｍの窒化珪素粉末８８重量％に焼結助剤としてＹ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を各６重量％を加えて、・・・混合した後、有機バインダー・・・を加えて・・・乾燥造粒した。この粉末を・・・球形に成形した後、圧力２ｔｏｎ／ｃｍ２でＣＩＰを行ない、直径１１ｍｍの球状成形体を得た。成形体を脱脂後、１気圧の窒素ガス雰囲気下で１６００℃×２時間の条件で予備焼結を行ない、相対密度９３％の予備焼結体を得た。これを第１表に示す条件で二次焼結を行ない緻密な焼結体とした。」（第２頁左下欄第４行〜第１５行）
（セ）二次焼成条件（雰囲気ガス:窒素）は、試料Ｎｏ．１については１０００ａｔｍ−１６００℃−２ｈｒ、試料Ｎｏ．２については１００ａｔｍ−１６００℃−２ｈｒ、試料Ｎｏ．４については１０００ａｔｍ−１７００℃−２ｈｒ（いずれも、組成は８８％Ｓｉ３Ｎ４、６％Ｙ２Ｏ３、６％Ａｌ２Ｏ３）であること等が示されている第１表（第３頁右上欄）
（３）甲第３号証（特開昭６２−２７５０６８号公報）
（ソ）「１．窒化珪素原料粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、該成形体を焼成するに際し、ＳｉＯ２の蒸発、ＳｉＯ２の窒化を抑制する目的でＯ２分圧を高めるためにＮ２雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合雰囲気にＣＯ２またはＣＯ２とＣＯの混合ガスを混合した雰囲気下で焼成することを特徴とする窒化珪素焼結体の製造方法。
２．前記ＣＯ２の混合量を０．００１％以上とするＮ２雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合雰囲気下で焼成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化珪素焼結体の製造方法。」（特許請求の範囲第１項及び第２項）
（タ）「従来、窒化珪素焼結体の製造方法としては、窒化珪素原料粉末にＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の粒界に液相を形成する焼結助剤を添加し、Ｎ２雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合雰囲気あるいはこれらの加圧雰囲気下で焼成される。例えば特公昭５８−４９５０９号公報においてＮ２加圧雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合加圧雰囲気下で焼成する方法が開示されている。これらの場合通常炭素質系のヒーターや焼成治具を用いるもので、Ｎ２ガスに不純物として含まれるＯ２も還元され低Ｏ２分圧のＮ２雰囲気である。」（第１頁右下欄第１２行〜第２頁左上欄３行）
（チ）「ところで、酸化物添加物や窒化珪素原料に元来含まれ焼結助剤として働くＳｉＯ２は、反応して粒界相にガラスを形成して組織の緻密化や微構造の形成に有効に作用する。しかしながら上述した従来法においては、低Ｏ２分圧のＮ２雰囲気あるいはＮ２加圧雰囲気で窒化珪素成形体を焼成した場合、下記の（１）および（２）式に示すようにガラス相から酸化物添加物やＳｉＯ２が蒸発したりあるいは窒化されガラス相のＯとＮの比が変化して、その結果粒界ガラス相の組成が変化していた。」（第２頁左上欄第５行〜第１５行）
（ツ）「ＳｉＯ２の蒸発反応」としての、ＳｉＯ２がＳｉＯと１/２Ｏ２とに平衡的に分解することを表す（１）式及び「ＳｉＯ２の窒化反応」としての「３ＳｉＯ２＋２Ｎ２→Ｓｉ３Ｎ４＋２Ｏ２」である（２）式　（第２頁左上欄１６行〜第２０行）
（テ）「このため、従来の方法においては、充分緻密な窒化珪素が得られなかったり、蒸発の起こり易い表面と蒸発の起こりにくい内部とで微構造に違いが生じ、焼成面の特性が劣化する欠点があった。本発明の目的は上述した不具合を解消して、ＳｉＯ２の蒸発および窒化反応に起因する焼成面の劣化等がほとんどない窒化珪素焼結体の製造方法を提供しようとするものである。」（第２頁右上欄第１行〜第８行）
（ト）「このＯ２分圧を高くするための手段として、Ｎ２雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合雰囲気にＣＯ２またはＣＯ２とＣＯの混合ガスをさらに混合することにより、下記（３）、（４）式に示すＣＯ２の分離反応による平衡Ｏ２分圧を利用してＯ２分圧を高くしている。」（第２頁左下欄第７行〜第１２行）
（ナ）「ＣＯ２の平衡反応」として、ＣＯ２がＣＯとＯ２とに平衡的に分解することを表す（３）式及びＣＯ２がＣとＯ２とに平衡的に分解することを表す（４）式　（第２頁左下欄第１３行〜第１５行）
（ニ）「また、０．００１％以上のＣＯ２をＮ２雰囲気あるいはＮ２と不活性ガスの混合雰囲気へ混合するのが好適なのは、０．００１％以下ではＮ２ガスに通常含まれる不純物を下回り効果が認められないからである。」（第２頁右下欄第３行〜第７行）
（ヌ）「さらにＣＯをＣＯ２とともに混合することにより（５）式に示すＣＯ生成反応を起こりにくくし、炭素（Ｃ）の消費を減らし窒化珪素焼結体の焼成に多く用いられる炭素系のヒーターや治具等の損傷が少なくなる。
　ＣＯの生成反応　ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯ・・・（５）」（第３頁左上欄第１行〜第７行）
（ネ）「本発明の窒化珪素焼結体の製造方法を詳しく説明する。・・・、焼結助剤としては、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等をそのままあるいは水溶液として添加する。」（第３頁右上欄第１７行〜左下欄第２行）
（ノ）「実施例　純度９７．１重量％の酸素含有量１．５重量％窒化珪素原料粉末に、第１表記載の割合で各焼結助剤を添加し調合粉末とした。この調合粉末を水湿式ボールミルにて混合粉末した後、乾燥造粒し成形用粉末を得た。次に、この成形用粉末を予備成形後、圧力３ｔｏｎ／ｃｍ２の静水圧プレスで成形し・・・角板成形体を作成し第１表記載の雰囲気および温度で焼成して本発明の製造方法による窒化珪素焼結体Ｎｏ．１〜１２を得た。・・・。第１表記載の焼成雰囲気はＮ２、ＣＯ２、ＣＯの各原料ガスを第１表記載の割合で焼成炉に供給することにより制御した。」（第３頁左下欄最下行〜右下欄第１４行）
（ハ）本発明の製造方法により得られた各窒化珪素焼結体Ｎｏ．１〜１２についてのデーターが一覧表示されている第１表であって、そこには窒化珪素原料粉末にＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３の１種又は２種が添加されたこと及び成形体焼成条件の雰囲気は、ＣＯの含有割合が一番少ない場合の実例として、ＣＯ２　０．００１％、０．０１％、０．１％又は５０％、ＣＯ　０％、残部はＮ２又は「Ｎ２　５０％とＡｒ　５０％」、　ＣＯの含有割合が二番目に少ない場合の実例として、ＣＯ２　０．１％、ＣＯ　０．０１％、残部がＮ２であることが読みとれる第１表（第４頁）
３−４．当審の判断
（ａ）上記（Ａ）の主張に対して
　前記摘記事項（ア）、（ウ）〜（コ）の記載から、甲第１号証（特公平２−２８２６号公報）には、窒化ケイ素焼結体の製造方法に関し、「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、該成形体を、窒化硼素から成る焼結体容器に収納し、Ｎ２ガスの雰囲気中において焼結する窒化珪素焼結体の製造方法」の発明が事実上記載されていると云える。そして、この成形体を収納する窒化硼素から成る焼結体容器の躯体は、それ自体、隔壁にほかならない。そこで、甲第１号証に記載されていると云える上記した発明を本件訂正発明１の記載ぶりに則って表現してみると、甲第１号証には「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガスの雰囲気中で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造方法において、窒化ホウ素の耐熱材料で構成された隔壁を設け、この隔壁で形成された室内に前記成形体を配置する窒化ケイ素焼結体の製造方法」（以下、「甲第１号証方法発明」という。）が記載されていると云える。
　本件訂正発明１と甲第１号証方法発明とを対比すると、甲第１号証方法発明の「隔壁で形成された室」は本件訂正発明１の「隔壁で形成された炉芯室」に相当するから、両者は、「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガス雰囲気中で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造方法において、窒化ホウ素の耐熱性材料で構成された隔壁を設け、この隔壁で形成された炉芯室内に前記成形体を配置する窒化ケイ素焼結体の製造方法」という点で一致し、次の点で相違していると云える。
　相違点１　本件訂正発明１は、隔壁を設ける位置について、「焼成炉の炉材及び加熱源より内側に」と規定しているのに対して、甲第１号証方法発明では隔壁を設ける位置について、甲第１号証にはそのような記載がない点。
　相違点２　本件訂正発明１は、「隔壁で構成された炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下のＮ２ガスの雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とする」のに対して、甲第１号証方法発明ではこのような事項が、甲第１号証には記載されていない点。
　相違点３　本件訂正発明１は、隔壁で形成された炉芯室内への成形体の配置の仕方について、「直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具に保持して配置し」と規定しているのに対して、甲第１号証方法発明では隔壁で形成された炉芯室内への成形体の配置の仕方が、甲第１号証に記載されていない点。
　上記相違点１〜３について、更に甲第３号証の記載事項を検討する。
　まず、相違点２について、甲第３号証の記載事項を検討すると、前記摘記事項（ソ）、（ネ）、（ノ）、（ハ）から、甲第３号証には窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガスまたはＮ２ガスを含む不活性ガスの雰囲気中で焼結して窒化ケイ素焼結体を製造する方法、並びにこの方法の実施例で成形体の焼成雰囲気中に占めるＣＯは０％や０．０１％（１００ｐｐｍ）の場合があることは記載されているものの、「隔壁で構成された炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下のＮ２ガスの雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とする」こと、又はこのことを示唆する記載は見当たらない。
　そして、本件明細書の記載（段落【００１５】、同【００１６】、同【００３５】、実施例の箇所等）によれば、上記相違点２に関する構成を具備することにより、その余の構成と相俟って、窒化ケイ素成形体の焼成雰囲気中のＣＯ濃度を常に低いものとするすることができ、これにより、窒化ケイ素焼結体につき、その表面の変質を抑制できるだけでなく、緻密（高密度）で、曲げ強度の高いものを得ることができたものである。
　したがって、上記相違点１及び３について判断するまでもなく、本件訂正発明１は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証又は甲第１号証及び甲第３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとは云えない。
（ｂ）上記（Ｂ）の主張に対して
（ｂ）−１　甲第１号証のみを証拠方法とする主張に対して
  本件訂正発明２は、本件訂正発明１を引用してなるものであるから、上記（ａ）の項で述べたように、本件訂正発明１が、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとは云えない以上、本件訂正発明２は、甲第１号証に記載された発明であるか、甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるとすることはできない。
（ｂ）−２　甲第１号証及び甲第２号証を証拠方法とする主張に対して
　本件訂正発明２は、本件訂正発明１を引用してなるものであるから、本件訂正発明２と甲第１号証発明との間には、少なくとも上記（ａ）の項で本件訂正発明１と甲第１号証方法発明とを対比した場合に述べたのと同一の「一致点、相違点」を有することは明らかである。そこで、上記（ａ）の項で述べた相違点１〜３について、更に甲第２号証の記載事項を検討する。
  まず、該相違点２について、更に甲第２号証の記載事項を検討すると、前記摘記事項（サ）〜（セ）より、甲第２号証にはベアリング用窒化ケイ素焼結体について、窒化ケイ素粉末に焼結助剤のＹ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とをおのおの６重量％加えて、混合後造粒した粉末を球形に成形した後、冷間静水圧プレス（２ｔｏｎ／ｃｍ２）を行い、球状成形体（直径１１ｍｍ）を得、成形体を１気圧のＮ２ガス雰囲気下、１６００℃×２時間予備焼結し、予備焼結体（相対密度９３％）をＮ２雰囲気で２次焼結（焼結条件の一例:１０００気圧、１６００℃、２時間）してベアリング用窒化ケイ素焼結体を得た旨の記載はあるが、該相違点２に係る「隔壁で構成された炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下のＮ２ガスの雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とする」こと及びこのことを示唆する記載はない。
　そして、本件訂正発明２は、上記するとおり、かかる構成を具備することにより、有用な効果を奏したものである。
　したがって、他の２つの相違点について判断するまでもなく、本件訂正発明２は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるとは云えない。
（ｃ）上記（Ｃ）の主張に対して
　本件訂正発明３は、本件訂正発明１を引用してなるものであるから、上記「（ｂ）−２」の項で本件訂正発明２について述べたのと同様の理由で、本件訂正発明３は、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるとは云えない。
（ｄ）上記（Ｄ）の主張に対して
  前記摘記事項（イ）〜（コ）の記載から、甲第１号証（特公平２−２８２６号公報）には窒化ケイ素焼結体の製造装置に関し、「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末からなる成形体を収納する窒化硼素からなる焼結体容器を備え、Ｎ２雰囲気で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造装置」が事実上記載されていると云える。そして、この成形体を収納する窒化硼素から成る焼結体容器の躯体はそれ自体、隔壁にほかならない。そこで、甲第１号証に記載されていると云える上記した窒化ケイ素焼結体の製造装置の発明を本件訂正発明４の記載ぶりに則って表現してみると、甲第１号証には「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末からなる成形体を焼結するための窒化ケイ素焼結体の製造装置において、隔壁を設けて構成した室を備え、前記隔壁が窒化ホウ素の耐熱性材料で構成され、この隔壁を設けて構成した室内に成形体を配置するようにした窒化ケイ素焼結体の製造装置」（以下、「甲第１号証装置発明」という。）が記載されていると云える。
　本件訂正発明４と甲第１号証装置発明を対比すると、甲第１号証装置発明の「隔壁を設けて構成した室」は本件訂正発明の「隔壁で構成された炉芯室」に相当するから、両者は、「窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末からなる成形体を焼結するための窒化ケイ素焼結体の製造装置において、隔壁を設けて構成した炉芯室を備え、前記隔壁が窒化ホウ素の耐熱性材料で構成され、炉芯室内に成形体を配置するようにした窒化ケイ素焼結体の製造装置」という点で一致し、次の点で相違している。
　相違点１′　本件訂正発明４は、窒化ケイ素焼結体の製造装置が焼成炉を有することを規定しているのに対して、甲第１号証装置発明では、甲第１号証において窒化ケイ素焼結体の製造装置が焼成炉を有することの明記がない点。
  相違点２′  本件訂正発明４は、隔壁を設ける位置について、「焼成炉の炉材及び加熱源より内側に」と規定しているのに対して、甲第１号証装置発明では隔壁を設ける位置について、甲第１号証に明記がない点。
  相違点３′  本件訂正発明４は、「窒化ケイ素焼結体の製造装置が炉芯室に直接初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを導入する雰囲気ガス導入管を備える」旨規定しているのに対して、甲第１号証装置発明ではこのような事項について、甲第１号証に明記がない点。
  相違点４′  本件訂正発明４は、隔壁で形成された炉芯室内への成形体の配置の仕方について、「直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具に保持して配置するようにした」と規定しているのに対して、甲第１号証装置発明ではこのような事項について、甲第１号証に明記がない点。
  まず、相違点３′について、甲第２〜３号証の記載事項を検討する。
　上記「（ｂ）−２」の項及び（ａ）の項で述べたように、甲第２号証には、「ベアリング用窒化ケイ素焼結体について、窒化ケイ素粉末に焼結助剤のＹ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とをおのおの６重量％加えて、混合後造粒した粉末を球形に成形した後、冷間静水圧プレス（２ｔｏｎ／ｃｍ２）を行い、球状成形体（直径１１ｍｍ）を得、成形体を１気圧のＮ２ガス雰囲気下、１６００℃×２時間予備焼結し、予備焼結体（相対密度９３％）をＮ２雰囲気で２次焼結（焼結条件の一例:１０００気圧、１６００℃、２時間）してベアリング用窒化ケイ素焼結体を得たこと」（前記摘記事項（サ）〜（セ）参照）が、甲第３号証には窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガスまたはＮ２ガスを含む不活性ガスの雰囲気中で焼結して窒化ケイ素焼結体を製造する方法、並びにこの方法の実施例で成形体の焼成雰囲気中に占めるＣＯは０％や０．０１％（１００ｐｐｍ）の場合があること）が、それぞれ、記載されているけれども、甲第２〜３号証には本件訂正発明４で規定している事項である「窒化ケイ素焼結体の製造装置が炉芯室に直接初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを導入する雰囲気ガス導入管を備えること」の記載は見当たらない。
　そして、本件訂正発明４は、当該相違点３′の構成を採択することにより、その余の構成と相俟って、窒化ケイ素焼結体につき、その表面の変質を抑制し、緻密（高密度）で、曲げ強度の高いものを製造することができるものである。
　したがって、相違点１′〜２′及び ４′について判断するまでもなく、本件訂正発明４は、甲第１号証に記載された発明であるとは云えないし、甲第１号証又は甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとも云えない。
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては本件訂正発明１〜４についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件訂正発明１〜４についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
  よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年１１月１２日（２００２．１１．１２）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　（１）特許請求の範囲の請求項１において、「少なくとも内面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成された」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された」に訂正し、同じく「炭素系材料以外の耐熱材料からなる治具」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具」に訂正し、同じく「前記雰囲気ガス」とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガス」に訂正する。
　（２）特許請求の範囲の請求項４において、「Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」に訂正し、同じく「前記隔壁の少なくとも炉芯室内側の面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成され」とあるのを「前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され」に訂正し、同じく「炭素系材料以外の耐熱性材料からなる治具」とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具」に訂正する。
　（３）明細書の段落【０００８】において、「少なくとも内面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成された隔壁」（特許掲載公報第２頁第４欄第４行〜第５行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁」に訂正し、同じく「炭素系材料以外の耐熱材料からなる治具」（特許掲載公報第２頁第４欄第７行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具」に訂正し、同じく、「前記雰囲気ガス」（特許掲載公報第２頁第４欄第８行）とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガス」に訂正する。
　（４）明細書の段落【０００９】において、「Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」（特許掲載公報第２頁第４欄第１３行〜第１４行）とあるのを「初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス」に訂正し、同じく「前記隔壁の少なくとも炉芯室内側の面が炭素系材料以外の耐熱性材料で構成され」（特許掲載公報第２頁第４欄第１５行〜第１６行）とあるのを「前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され」に訂正し、同じく「炭素系材料以外の耐熱性材料からなる治具」（特許掲載公報第２頁第４欄第１７行〜第１８行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具」に訂正する。
　（５）明細書の段落【００１６】において、「皿に」（特許掲載公報第３頁第５欄第１９行）とあるのを「更に」に訂正する。
　（６）明細書の段落【００２１】において、「炭素系材料以外の耐熱性材料で構成する」（特許掲載公報第３頁第６欄第１８行及び第２１行〜第２２行）とあるのを「炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成する」に訂正し、同じく「炭素系材料以外の耐熱性材料としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等が好ましい。」（特許掲載公報第３頁第６欄第１８行〜第２０行）とあるのを削除する。
（５４）【発明の名称】
窒化ケイ素焼結体の製造方法及び製造装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスの雰囲気中で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造方法において、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁を設け、この隔壁で形成された炉芯室内に前記成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具に保持して配置し、該炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とすることを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造方法。
　【請求項２】　上記雰囲気の圧力を大気圧若しくは１．０〜１．１気圧の範囲とし、１３００〜１８００℃の温度で焼結することを特徴とする、請求項１記載の窒化ケイ素焼結体の製造方法。
　【請求項３】　請求項１又は２の方法により得られた焼結体を、１０気圧以上のＮ２ガス雰囲気中において１３００〜１８００℃の温度で２次焼結することを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造方法。
　【請求項４】　窒化ケイ素粉末と焼結助剤の混合粉末からなる成形体を焼結するための焼成炉を有する窒化ケイ素焼結体の製造装置において、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に隔壁を設けて構成した炉芯室と、炉芯室内に直接初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを導入する雰囲気ガス導入管とを備え、前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され、炉芯室内に成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具に保持して配置するようにしたことを特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）焼結体の製造方法、並びにその製造装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　窒化ケイ素焼結体の製造においては、原料の窒化ケイ素粉末にＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の焼結助剤を添加混合し、混合粉末を成形した後、その成形体をＮ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス雰囲気中において、１８００℃程度の高温で焼結している。又、上記のごとく高温で焼結が行われるため、焼結に用いる焼成炉は図２に例示する焼結炉のごとく、断熱材４等の炉材、加熱ヒーター５等の加熱源、並びに成形体を保持する治具２等は、炭素系材料で構成するのが通常である。
　【０００３】
　最近では、緻密で且つ強度等の特性に優れた窒化ケイ素焼結体を得るため、原料粉末や焼結条件等について各種の検討がなされている。その中で焼成雰囲気に関しては、例えば特公昭５８−４９５０９号公報において、高温での窒化ケイ素の熱分解を抑制するために、Ｎ２ガス雰囲気を加圧して窒素圧１．５〜５０ｋｇ／ｃｍ２で焼結する方法が開示されている。
　【０００４】
　又、特公平３−１２７０号公報には、原料である窒化ケイ素粉末の表面に含まれるＳｉＯ２の蒸発や窒化を防ぎ焼結体の表面特性を改善するため、Ｎ２ガス雰囲気にＣＯ２ガス又はＣＯ２ガスとＣＯガスを混合し、このＣＯ２ガスの分離反応によりＯ２を発生させて酸素分圧を高めることにより、窒化ケイ素粉末に含まれるＳｉＯ２の蒸発や窒化を抑制する方法が開示されている。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記した従来の方法により製造される窒化ケイ素焼結体は、いずれの場合にも焼成ガス雰囲気に接している焼結体の表面が少なからず変質し、機械的特性を劣化させていると言う問題があった。
　【０００６】
　そこで従来は、この変質層を研削加工等により除去していたが、窒化ケイ素焼結体は難加工性であるため変質層の除去が容易ではなかった。又、変質状態や変質層の厚さが焼結バッチにより異なる上、変質層が厚い程又変質層の厚さのバラツキが大きい程加工取り代を多くしなければならないため、コストの上昇及び生産性の大幅な低下を招いていた。
　【０００７】
　本発明はかかる従来の事情に鑑み、表面の変質層が殆どなく高密度で機械的特性に優れた窒化ケイ素焼結体を安定して製造する方法、並びにそのために使用する簡単な製造装置を提供することを目的とする。
　【０００８】
　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するため、本発明の窒化ケイ素焼結体の製造方法においては、窒化ケイ素粉末と焼結助剤との混合粉末を成形し、成形体をＮ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスの雰囲気中で焼結する窒化ケイ素焼結体の製造方法において、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成された隔壁を設け、この隔壁で形成された炉芯室内に前記成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱材料からなる治具に保持して配置し、該炉芯室内に初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の前記雰囲気ガスを直接導入することにより、焼結中の成形体と接する前記雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下とすることを特徴とする。
　【０００９】
　又、本発明の焼成炉を有する窒化ケイ素焼結体の製造装置は、焼成炉の炉材及び加熱源より内側に隔壁を設けて構成した炉芯室と、炉芯室内に直接初期ＣＯ濃度が２０モルｐｐｍ以下の、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを導入する雰囲気ガス導入管とを備え、前記隔壁が炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成され、炉芯室内に成形体を直接配置するか又は炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料からなる治具に保持して配置するようにしたことを特徴とする。
　【００１０】
　【作用】
　本発明者らは、従来の製造方法により得られる窒化ケイ素焼結体の表面が変質する原因について研究を重ねた結果、焼結中の焼成ガス雰囲気成分の分析、炉内の析出物の分析、焼結体の減量率等の検討から、焼成ガス雰囲気に含まれるＣＯが表面変質層の形成に大きくかかわっていることを突き止めた。
　【００１１】
　即ち、従来の焼成炉は通常ヒーターや炉材として黒鉛や炭素繊維等の炭素系材料を使用しているので、吸着等により炉内に残存している水分や空気中の酸素とこれら炭素系材料とが高温で反応してＣＯが生成する。更にこのＣＯが、Ｙ２Ｏ３やＡｌ２Ｏ３等の酸化物である焼結助剤及び窒化ケイ素粉末に含まれ焼結助剤として作用するＳｉＯ２を還元し、ガス化させる。その結果、雰囲気ガスと接触している成形体の表面で焼結助剤やＳｉＯ２の量や組成が変化し、得られる焼結体の表面に変質層が形成されるのである。
　【００１２】
　例えばＳｉ３Ｎ４粉末中のＳｉＯ２の場合、下記化１に示す反応より雰囲気中のＣＯと反応してＳｉＯとなって気化し、これが化２の反応により炉内の炭素系材料により還元されて再びＣＯを生成する：
　【化１】
　　ＳｉＯ２＋ＣＯ→ＳｉＯ↑＋ＣＯ２↑
　【化２】
　　ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ↑
　【００１３】
　又、上記化１で生成されたＣＯ２も下記化３のごとく炭素系材料により還元されて再びＣＯを生成する。更に成形体を炭素系材料の治具に接触させて焼結した場合も、下記化４によりＳｉＯ２が炭素により直接還元されてＳｉＯとＣＯを生成する：
　【化３】
　　ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯ↑
　【化４】
　　ＳｉＯ２＋Ｃ→ＳｉＯ↑＋ＣＯ↑
　【００１４】
　この様に一旦焼結助剤やＳｉＯ２の揮散が生じると、連鎖的に雰囲気中のＣＯ量が増加して行くため、ＣＯと焼結助剤等との反応が成形体の内部にまで進行し易い。又、焼成炉中の水分や残留空気の量、雰囲気ガスの流量、成形体の量等により、焼成炉中に生成するＣＯ濃度が変化するため、焼成ロット毎に表面変質層の厚さや状態が変わり、機械的特性が変動する結果となる。
　【００１５】
　そこで本発明者らは、上記化１ないし化４に示すような反応の連鎖を断ち切るため、焼成中に成形体と接する雰囲気中のＣＯ濃度を低減させることを検討し、焼成雰囲気として用いるＮ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガス中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下にすることによって、成形体からのＳｉＯ２や焼結助剤の揮散をなくすことができ、得られる焼結体表面における変質層の生成が大幅に抑制されることを見いだし、本発明に至ったものである。
　【００１６】
　尚、焼成ガス雰囲気中のＣＯ濃度が３０モルｐｐｍを越えると、焼結体表面の変質が急激に進行し、変質層の厚さが層化する。ＣＯ濃度が更に増加するに従って、表面ばかりでなく内部からも焼結助剤やＳｉＯ２の揮散が激しくなり、これらにより形成される液相が変化するため焼結性が低下し、全体的に緻密な焼結体が得られなくなる。
　【００１７】
　又、本発明方法によれば、焼結助剤やＳｉ３Ｎ４粉末中のＳｉＯ２の揮散がないので、従来方法に比べて低温での焼結が可能である。即ち、従来は焼結性の低下を補うため１７００〜１９００℃程度の高い焼結温度が一般的であったが、本発明方法での焼結温度は１３００〜１８００℃が適当であり、更には１４００〜１７５０℃が好ましく、この温度範囲内で焼結体の相対密度が９６％以上となるように焼結助剤の種類や添加量に応じて焼結温度を設定すればよい。尚、焼結温度が１３００℃未満では、焼結助剤による液相の形成がなく焼結が進行しない。
　【００１８】
　更に、本発明方法では窒化ケイ素の熱分解が始まる１８００℃以下の温度で焼結を行うので、Ｎ２ガスやＮ２ガスを含む焼成雰囲気の圧力は大気圧で良く、若しくは１．０〜１．１気圧の範囲であって良い。このため、従来一般的であった加圧Ｎ２ガス雰囲気を使用する場合に比べ、雰囲気を加圧するための設備や操作が不要となり、コスト及び生産性の点で非常に有利である。
　【００１９】
　上記方法により得られた窒化ケイ素焼結体は、更に１０気圧以上のＮ２ガス雰囲気中において１３００〜１８００℃の温度で２次焼結することにより、一層緻密化を図り機械的特性を向上させることができる。この２次焼結において、温度が１３００℃未満あるいはＮ２ガス雰囲気が１０気圧未満の場合は緻密化の効果が得られず、温度が１８００℃を越えると緻密化と同時に結晶粒の不均一成長が生じ、微細組織が変化するので好ましくない。尚、２次焼結における雰囲気中のＣＯ濃度は、特に制御する必要はない。
　【００２０】
　次に、本発明の窒化ケイ素焼結体の製造装置について説明する。従来の焼成炉は図２に示すごとく断熱材４等の炉材、加熱ヒーター５、及び必要に応じて成形体１を保持するため使用する治具２等は全て炭素系材料で構成されていた。これに対し、本発明の焼成炉では、これらを全て炭素系材料以外の耐熱性材料で構成するか、若しくは炭素系材料で構成する場合には、残留している水分や空気と炭素系材料との反応により生成したＣＯが成形体に接触するのを防止することにより、成形体と接する雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下に抑えることができる。
　【００２１】
　例えば、図１に示すように、焼結されるべき成形体１と焼成炉の外壁３の内側に設けた断熱材４等の炉材及び加熱ヒーター５等の加熱源との間に隔壁９を設置し、隔壁９全体又は隔壁９のうち炉芯室１０の内側の面を炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成する。尚、成形体１の保持に治具２を用いる場合、この治具２も炭化ケイ素か窒化ホウ素のいずれか１種類の耐熱性材料で構成する。
　【００２２】
　更に、図１の焼成炉では、Ｎ２ガス又はＮ２ガスを含む不活性ガスを雰囲気ガス導入管６から炉芯室１０内へ直接導入する。雰囲気ガスは隔壁９の隙間を通して雰囲気ガス排出管７から排出させるが、炉芯室１０内の圧力を炉内圧力より高めに設定することにより、炉芯室１０の外で炭素系材料と空気等との反応により生成したＣＯガスが炉芯室１０内に混入するのを防止することが望ましい。炉芯室１０内の成形体１に接している雰囲気中のＣＯ濃度は、雰囲気ガス測定孔８から雰囲気ガスを常時サンプリングし、連続的に分析測定する。
　【００２３】
　又、隔壁９により炉芯室１０を形成しない場合には、断熱材等の炉材、加熱ヒーター等の加熱源、治具等を全て炭素系材料以外の耐熱性材料で構成することにより、ＣＯの生成を抑え、成形体に接する雰囲気中のＣＯ濃度を３０ｐｐｍ以下にすることが可能である。例えば、高アルミナ質の断熱材や、ＳｉＣ又はタングステン等の加熱ヒーターを用いるが、この場合は焼成ガス雰囲気中での加熱ヒーターの耐久性ないし寿命の問題から、１５００℃以下の焼結温度を採用することが好ましい。
　【００２４】
　【実施例】
　
実施例１
　平均粒径０．４μｍのＳｉ３Ｎ４粉末（α結晶化率９６％）９１重量％に、焼結助剤として平均粒径０．８μｍのＹ２Ｏ３粉末４．５重量％、平均粒径０．４μｍのＡｌ２Ｏ３粉末２．５重量％、平均粒径０．５μｍのＡｌＮ粉末１．０重量％及び平均粒径０．５μｍのＭｇＯ粉末１．０重量％を添加し、ナイロン製ボールミルによりエタノール中で１００時間の湿式混合を行い、乾燥して混合粉末とした。得られた混合粉末を３０００ｋｇ／ｃｍ２でＣＩＰ成形し、縦横が共に６５ｍｍで厚さが６．２ｍｍの成形体を作製した。
　【００２５】
　この成形体を図１又は図２に示す２種類の焼成炉を用い、且つ下記表１に示す材質の治具を使用し、雰囲気ガス導入管から下記表１に示す初期ＣＯ濃度のＮ２ガスを導入しながら、１．０気圧の雰囲気圧力にて１４５０℃で４時間、引き続き１５８０℃で２時間の焼結を実施した。尚、いずれの焼成炉も黒鉛ヒーター及び炭素系断熱材を使用し、図１の焼成炉の隔壁９にはＳｉＣを使用した。焼成中の炉芯室内の雰囲気ガスを、雰囲気ガス測定孔８から採取してＣＯ濃度を連続的に測定し、結果を表１に併せて示した。尚、本発明におけるＣＯ濃度の単位はモルｐｐｍであるが、以下実施例においては表を含め単にｐｐｍと表示する。
　【００２６】
　【表１】
　【００２７】
　得られた各焼結体の相対密度、焼結後の減量率、及び室温での３点曲げ強度を測定し、結果を表２に示した。尚、相対密度はアルキメデス法により求めた嵩密度を理論密度で除した値であり、３点曲げ強度はＪＩＳ　Ｒ１６０１に準じて、引張面が焼結したままの焼結面である場合と、表面から０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ及び１．０ｍｍの深さまでダイヤモンド砥粒（＃８００）で研削加工した研削面である場合について測定した。
　【００２８】
　【表２】
　【００２９】
　表２から明らかなように、焼結中における雰囲気中のＣＯ濃度を３０ｐｐｍ以下に制御した本発明の試料ａ〜ｅでは、取り代０．１ｍｍの研削加工により強度が焼結体内部とほぼ同等になり、表面の変質が極めて軽微であることが判る。これに対して、ＣＯ濃度が３０ｐｐｍを越える比較例の試料ｆ〜ｉでは表面の変質層が厚く、特に焼結体の減量率の大きい試料ｇとｉでは変質による強度低下が内部にまで及び、しかも緻密化も不十分で焼結性の低下が認められる。特に典型的な本発明例である試料ａと従来の焼成炉を用いた試料ｉを比較すれば、本発明によるＣＯ濃度の低減作用並びに焼結体表面の変質防止効果が明瞭である。
　【００３０】
　
実施例２
　実施例１で得た試料ａ〜ｅの焼結体を、更に１００気圧のＮ２ガス雰囲気中において１６５０℃で２時間の２次焼結を行い、それぞれ試料ａ’〜ｅ’の焼結体を得た。各焼結体を実施例１と同様の測定に供し、求めた相対密度及び３点曲げ強度を表３において示した。下記表３の結果から、２次焼結により更に焼結体の強度を向上させ得ること、及び２次焼結による表面変質は極めて少なく、取り代０．１ｍｍの研削加工で内部と変わらない強度が得られることが判る。
　【００３１】
　【表３】
　【００３２】
　
実施例３
　実施例１と同様に作製した成形体を、前記表１の試料ａ及びｉと同じ条件で繰り返し５回焼結を行い、それぞれロットの異なる５つの試料ａ−１〜ａ−５及びｉ−１〜ｉ−５を得た。各ロット毎に焼結中に測定した雰囲気中のＣＯ濃度と共に、得られた各焼結体について実施例１と同様の測定を行って求めた結果を表４に示した。
　【００３３】
　【表４】
　【００３４】
　上記表４から、図２に示す焼成炉を用いた従来の方法では、焼結毎に雰囲気中のＣＯ濃度が変動し、それに伴って得られる焼結体の表面変質層の厚さに相当大きなバラツキが生じるのに対し、本発明の方法ではＣＯ濃度の変動が少なく、従ってロット間のバラツキが極めて少なく安定した品質の焼結体が得られることが判る。
　【００３５】
　【発明の効果】
　本発明によれば、焼結中に焼結体と接する雰囲気中のＣＯ濃度を３０モルｐｐｍ以下に低減させることにより、機械的強度を低下させる原因となる表面変質層が極めて少なく、高密度で機械的特性に優れた窒化ケイ素焼結体を安定して得ることができる。
　【００３６】
　得られる焼結体は表面変質層が極めて少ないので、これを除去するための研削加工に要する負荷が大幅に低減され、しかも従来に比べて低温且つ低圧での焼結が可能となるので、コストの削減及び生産性の向上に多大な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明による窒化ケイ素焼結体の製造装置の一例を示す概略断面図である。
　【図２】
　従来の窒化ケイ素焼結体の製造装置を示す概略断面図である。
　【符号の説明】
　　１　成形体
　　２　治具
　　３　外壁
　　４　断熱材
　　５　加熱ヒーター
　　６　雰囲気ガス導入管
　　７　雰囲気ガス排出管
　　８　雰囲気ガス測定孔
　　９　隔壁
　１０　炉芯室