(57)【要約】【課題】  健全な板状成形体を容易に得ることができる泥漿鋳込み成形体の製造方法および泥漿鋳込み装置を提供する。【解決手段】  本発明は、壁面部材と底板と上蓋とで板状の成形室が形成され、前記壁面部材は液体吸収性を有し、且つ対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型に、前記底板に連通するスラリー導入路からスラリー導入し、前記成形室をスラリーで満たし、次いで前記上蓋に連通するスラリー導出路からスラリーを導出させ、上蓋の上方に設けたスラリー溜によりスラリーを保持しつつ、前記壁面部材にスラリーの液体を吸収させて成形する泥漿鋳込み成形体の製造方法と泥漿鋳込み装置である。特に板状セラミックスターゲットの製造に好適である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面部材と底板と上蓋とで板状の成形室が形成され、前記壁面部材は液体吸収性を有し、且つ対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型に、前記底板に連通するスラリー導入路からスラリー導入し、前記成形室をスラリーで満たし、次いで前記上蓋に連通するスラリー導出路からスラリーを導出させ、上蓋の上方に設けたスラリー溜によりスラリーを保持しつつ、前記壁面部材にスラリーの液体を吸収させて成形することを特徴とする泥漿鋳込み成形体の製造方法。
【請求項２】
底板と上蓋はスラリーの液体吸収性を有しないことを特徴とする請求項１に記載の泥漿鋳込み成形体の製造方法。
【請求項３】
セラミックスターゲットの焼結用成形体の製造に用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の泥漿鋳込み成形体の製造方法。
【請求項４】
壁面部材と底板と上蓋とで板状の成形室が形成され、前記壁面部材は液体吸収性を有し、且つ対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型と、前記底板に連通するスラリー導入路と、前記上蓋に連通するスラリー導出路と、該スラリー導出路から導出されたスラリーを保持する上蓋の上方に設けたスラリー溜とを具備することを特徴とする泥漿鋳込み装置。
【請求項５】
底板と上蓋はスラリーの液体吸収性を有しないことを特徴とする請求項４に記載の泥漿鋳込み装置。
【請求項６】
セラミックスターゲットの焼結用成形体の製造に用いることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の泥漿鋳込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の成形体を得るための泥漿鋳込み成形体の製造方法および泥漿鋳込み装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、陶器（セラミックス）の製造技術の一つとして、泥漿鋳込み成形法（スリップキャスト法）が知られている。この技術はセラミックスを焼結する前の成形体を効率的に得る方法であり、原料となるスラリーを液体吸収性のある型に入れ、スラリーの水分を抜くことで成形する技術である。
一方、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ、太陽電池、タッチパネルなどに利用される透明導電膜を製造するために、錫が添加されたインジウム酸化物（ＩＴＯ）や亜鉛酸化物を焼結して得た板状のターゲットが用いられている。
このようなターゲットは、冷間プレス後に焼結を行う方法や、ホットプレスなどの加圧焼結法が一般的である。
最近、成形体を得る上で大がかりなプレス装置が不要であるという利点から、上述したターゲットの製造に泥漿鋳込み成形法を適用する提案がある。
【０００３】
たとえば特許文献１および特許文献２には、インジウム酸化物の成形に関し、板状の成形室の板厚方向を重力方向として、かつ板厚相当の間隙を形成する上下部材の一方を非液体吸収性（非吸液性）として、他方を液体吸収性（吸液性）を有する成形型とした技術が提供されている。この技術は、上下部材ともに液体吸収性を有する成形型の場合、着肉層が成長して中央で低密度の合わせ面が形成されてクラックの原因となるという問題を防止できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７２１０９号公報
【特許文献２】特開平１１−１９９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、接合面を形成しないという点では有効な技術手段であるが、大面積を有する一方の面からの液体吸収性を利用できないため生産効率が高くないという問題がある。また本発明者の検討によれば、クラックの発生防止という点から改善される余地があった。
本発明は、上記課題に鑑み、板状成形体の製造に泥漿鋳込み成形法を適用するにあたり、健全な成形体を容易に得ることができる泥漿鋳込み成形体の製造方法および泥漿鋳込み装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、板状という特定形状に鑑み、成形室の形状とスラリーの導入形態を検討し、本発明に到達した。
すなわち本発明の製造方法は、壁面部材と底板と上蓋とで板状の成形室が形成され、前記壁面部材は液体吸収性を有し、且つ対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型に、前記底板に連通するスラリー導入路からスラリー導入し、前記成形室をスラリーで満たし、次いで前記上蓋に連通するスラリー導出路からスラリーを導出させ、上蓋の上方に設けたスラリー溜によりスラリーを保持しつつ、前記壁面部材にスラリーの液体を吸収させて成形する泥漿鋳込み成形体の製造方法である。
【０００７】
また、本発明の泥漿鋳込み装置は、壁面部材と底板と上蓋とで板状の成形室が形成され、前記壁面部材は液体吸収性を有し、且つ対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型と、前記底板に連通するスラリー導入路と、前記上蓋に連通するスラリー導出路と、該スラリー導出路から導出されたスラリーを保持する上蓋の上方に設けたスラリー溜とを具備する泥漿鋳込み装置である。
【０００８】
また、本発明の製造方法及び装置において、底板と上蓋はスラリーの液体吸収性を有しないことが好ましい。
また、本発明の製造方法及び装置は、セラミックスターゲットの焼結用成形体の製造に用いることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の泥漿鋳込み成形体の製造方法および泥漿鋳込み装置によれば、クラックが発生しにくく健全な板状成形体を得ることができるため、セラミックスターゲット、特にはインジウム酸化物ターゲットや亜鉛酸化物ターゲットの製造工程における、焼結前の成形体を得る上で重要な技術となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に適用する泥漿鋳込み装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す泥漿鋳込み装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述したように、本発明の重要な特徴は、成形室の形状とスラリーの導入形態にあり、具体的には、まず、壁面部材と底板と上蓋とで、基本的な成形空間を形成し、板状の成形室としている。そして、前記壁面部材は液体吸収性を有するものとして、対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される成形型としている。
この対向する一対の壁面部材により板厚相当の間隙が確保される構成を単純に言い換えれば、成形室形状を、板を伏せた如き従来の成形室形状ではなく、板を立てた如き成形室形状としたということである。
板を伏せた如き従来の成形室形状では、特許文献１等で指摘される如く中央に合わせ面が発生する。これは、板状という形状により、大面積を有する上下の成形型の上下方向から着肉が進み中央を圧密化する作用がほとんど期待できないためである。
【００１２】
一方、本発明のように、板を立てた如き成形室形状とした場合、重力方向の間隔を、板厚よりも大きくでき、スラリーの堆積による圧力を作用させて成形体を圧密化することができる。これにより、大面積を有する成形型の一方を非液体吸収性にしなくても中央の合わせ面発生によるクラックの発生を防止することができ、生産効率をあげることが可能となる。
【００１３】
また、本発明では、前記底板に連通するスラリー導入路からスラリー導入し、成形室をスラリーで満たすこととしている。これは、本発明が板厚相当の間隙に対して、下方からスラリーを導入すること、すなわち下注ぎによるスラリーの充填を行うということである。
これは、狭い間隙にスラリーを導入する際に、スラリー落下による空気の巻き込みにより成形体の空隙が発生するのを防止するためである。
【００１４】
また、本発明では、上蓋に連通するスラリー導出路からスラリーを導出させ、上蓋の上方に設けたスラリー溜によりスラリーを保持するものとしている。これは、成形室の気体を排出する目的の他に、単純にスラリーを充填するだけでは、上蓋付近は圧力が掛からず圧密化しにくいが、上蓋の上方に設けたスラリー溜で保持することにより、重力の作用（ヘッド）を保持するものである。加えて壁面部材への液体吸収による体積収縮分の補給の作用を兼ねることもできる。
【００１５】
また、本発明では、底板と上蓋はスラリーの液体吸収性を有しないことが好ましい。これは、底板に大きな液体吸収性があると、底板から導入したスラリ−の底板への着肉により、スラリー導入路の閉塞が起こる場合があるためである。また、上蓋に大きな液体吸収性があると、スラリー導出路の閉塞が起こる場合があるためである。
【００１６】
以下、上記製造方法を実現する本発明の泥漿鋳込み装置について、図１及び図２を使用して説明する。図１は、本発明に適用する泥漿鋳込み装置の一例を示す断面図であり、図２は、その斜視図である。
ここに示す装置は、壁面部材１と底板２と上蓋３とで板状の成形室４が形成されており、  対向する一対の壁面部材１ａ，１ｂにより板厚相当の間隙が確保される成形型５を構成している。
【００１７】
また、底板２には、連通するスラリー導入路６が設けられ、上蓋３には、連通するスラリー導出路７が設けられている。
また、該スラリー導出路７には、導出されたスラリーを保持する上蓋３の上方に設けたスラリー溜８とを具備するものである。
この構成により、スラリーをスラリー導入路６から底板２を通って成形室４に導入し、成形室４を満たし、その後スラリー導出路７から導出させ、スラリー溜８に保持することができる。
【００１８】
ここで、壁面部材１ａ，１ｂは一対ものであっても別体でもかまわない。壁面部材１が一つの部材であってもかまわない。  
壁面部材としては、スラリーの液体吸収性を確保するために、多孔質の材質を持いるのが一般的であり、典型的な材質として石膏が利用できる。
また、底板と上蓋としての好ましい材質としては、液体吸収性を有しない材質であり、金属や緻密なセラミックスなどを利用することができる。
【００１９】
また、底板と上蓋の形状は必ずしも平板である必要はなく、スラリーの流動性や気体の排出性を考慮し、底板と上蓋の形状にテーパを形成するなどしても良い。この様な成形室形状は成形体としての許容範囲により適宜定めることができる。
また、スラリー溜８も図示するような漏斗型である必要はなく、導出路と一体の単純なチューブ状であっても良い。なお、漏斗型とすることで、成形室からの気体の排出と体積収縮分の補給のための容量の確保が容易となる。
【００２０】
実際に、図１および図２に示す泥漿鋳込み装置を用いて、セラミックスターゲットである酸化亜鉛ターゲット用の成形体製造に適用した実施例を以下に示す。
泥漿鋳込み装置における成形室の寸法は、底面と上面寸法  １２×２００ｍｍ 板厚を形成する壁面部材１ａ，１ｂによる正面と背面寸法２００×５００ｍｍ、左右側面寸法１２×５００ｍｍである。
壁面部材の材質としては液体吸収性のある５０ｍｍ厚の石膏とした。また、底板と上蓋の材質として１０ｍｍ厚のＳＵＳ３０４ステンレスとした。またスラリーの導入路６及び導出路７の径は９ｍｍΦで底板２と上蓋３のそれぞれ中央部に連通させた。
【００２１】
使用するスラリーはＢＥＴ４．２ｍ２／ｇの酸化亜鉛粉末８５重量％と溶媒として純水１５重量％、また、粉末重量に対して５％の分散剤（ポリカルボン酸型高分子界面活性剤）を添加しボールミルで２０時間混合した後、減圧脱泡を行い、更に粉末重量に対してバインダー(アクリル酸エステル共重合物エマルジョン)を５％添加したものとした。
【００２２】
このスラリーを導入路６の漏斗状の入り口へ供給し、入り口の液面レベルを上げることで成形室内へのスラリーの導入速度を４００ｍｌ／ｍｉｎとなるように調整し、成形室の底面から徐々にスラリーを満たしていった。そして、導入路６の漏斗状の入り口を成形室上面から１００ｍｍ高さのスラリー溜８まで上昇させ保持した。これによって成形室上方に維持する初期のスラリー量として、２００ｍｌを確保した。
２０時間保持後、成形室を解体し、成形体を取り出し、観察と密度測定を行った。
この実験を５回行なった結果、成形密度は相対密度として平均６６．３％で、いずれの成形体にもクラックの発生は確認されず、また切断試験において内部空孔も確認されず、健全な成形体が得られていた。
【００２３】
比較例として、実施例に使用した図１に示す装置を壁面部材１ｂが底面となるように伏せて成形体を製造した。この時の成形室の寸法は、左右スラリー導出入側  １２×２００ｍｍ、 板厚を形成する上面と底面寸法２００×５００ｍｍ、前後面寸法１２×５００ｍｍとなる。
実施例と同様に調整したスラリーを導入路６から供給速度４００ｍｌ／ｍｉｎに調整して成形室に導入し、次いで導出路の上方に設けたスラリー溜８までスラリーを満たした。そして、成形室上方に維持する初期のスラリー量として、２００ｍｌを確保した。
２０時間保持後、成形室を解体し、成形体を取り出し、観察を行った。
結果、成形体表面にはクラックが確認され、板厚方向中央には未接合の空洞が形成されており、従来から指摘されている問題が再現されていた。
【符号の説明】
【００２４】
１  壁面部材
２  底板
３  上蓋
４  成形室
５  成形型
６  スラリー導入路
７  スラリー導出路
８  スラリー溜
【図１】
2011121228.tif 000003
【図２】
2011121228.tif 000004