(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面部を有する配向アルミナ焼結体であって、
前記曲面部のアルミナ粒子は、前記曲面部の法線方向に結晶配向しており、
前記配向アルミナ焼結体の断面において、前記曲面部の少なくとも３つの観測点でそれぞれ法線を引いたとき、各法線上にあるアルミナ粒子のうち配向軸が前記法線に対して±１５°以内に収まるものの割合が６０％以上であり、
前記３つの観測点を決めるにあたっては、前記曲面部を平面視したときに、前記曲面部の凸面領域又は凹面領域の極値点を１つめの観測点とし、前記極値点を通り前記曲面部の凸面領域又は凹面領域の外縁と交差するように引いた線分の長さが最長となるときのその線分の両端点のそれぞれと前記極値点との中点を残り２つの観測点とする、
配向アルミナ焼結体。
【請求項２】
前記割合が８０％以上である、
請求項１に記載の配向アルミナ焼結体。
【請求項３】
前記曲面部のアルミナ粒子は、前記曲面部の法線方向にｃ軸配向している、
請求項１又は２に記載の配向アルミナ焼結体。
【請求項４】
（ａ）板状アルミナ粉末と平均粒径が前記板状アルミナ粉末の厚みより小さい微細アルミナ粉末とを混合した混合アルミナ粉末１００質量部に対して有機バインダーを２〜３０質量部含む平板状のアルミナ成形体に、前記有機バインダーのガラス転移点プラス４５℃を下限値、前記有機バインダーの分解温度マイナス５０℃を上限値とする範囲内で設定された加工温度で曲げ加工を施して曲面部を有するアルミナ成形体を得る工程と、
（ｂ）前記曲面部を有するアルミナ成形体を焼成することにより配向アルミナ焼結体を得る工程と、
を含む配向アルミナ焼結体の製法。
【請求項５】
前記有機バインダーは、ブチラール系ポリマー、アクリル系ポリマー又はメタクリル系ポリマーである、
請求項４に記載の配向アルミナ焼結体の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向アルミナ焼結体及びその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配向アルミナ焼結体の製法としては、例えば特許文献１の方法が知られている。この方法では、板状アルミナ粉末と微細アルミナ粉末とを混合し、そこにバインダーや分散媒等を加えてスラリーを調製し、そのスラリーをテープ成形した後そのテープを積層して成形体とし、成形体を焼成して配向アルミナ焼結体を得ている。こうして得られる配向アルミナ焼結体は、平板状であり、ｃ面配向度の高いものである。【０００３】
一方、曲面部を備えるセラミックスプレートの製法としては、例えば特許文献２の方法が知られている。この方法では、まず、セラミックスグリーンシートを、そのシートに含まれるバインダーのガラス転移点の１０℃以上４０℃以下の環境下にて加熱するとともに、加熱されたセラミックスグリーンシートに対して曲げ加工を行う。次に、曲げ加工後のセラミックスグリーンシートを焼成する。こうすることにより、曲面部を備えるセラミックスプレートが得られる。この製法によれば、曲げ加工中のセラミックスグリーンシートの割れ等の発生を抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０８４７２２号パンフレット
【特許文献２】特開２０１５−３０２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、曲面部を有する配向アルミナ焼結体については、特許文献１，２のいずれにも記載も示唆もない。また、特許文献１のようにテープを積層して平板状の成形体としたあと、その成形体を特許文献２のようにバインダーのガラス転移点の１０℃以上４０℃以下の環境下にて加熱するとともに曲げ加工を行うと、曲げ加工時に割れやしわが入るという問題があった。そのため、特許文献１，２を単に組み合わせただけでは、曲面部を有する配向アルミナ焼結体を得ることはできない。【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、曲面部を有する配向アルミナ焼結体を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配向アルミナ焼結体は、
曲面部を有する配向アルミナ焼結体であって、
前記曲面部のアルミナ粒子は、前記曲面部の法線方向に結晶配向している、
ものである。【０００８】
本発明の配向アルミナ焼結体の製法は、
（ａ）板状アルミナ粉末と平均粒径が前記板状アルミナ粉末の厚みより小さい微細アルミナ粉末とを混合した混合アルミナ粉末１００質量部に対して有機バインダーを２〜３０質量部含む平板状のアルミナ成形体に、前記有機バインダーのガラス転移点プラス４５℃を下限値、前記有機バインダーの分解温度マイナス５０℃を上限値とする範囲内で設定された加工温度で曲げ加工を施して曲面部を有するアルミナ成形体を得る工程と、
（ｂ）前記曲面部を有するアルミナ成形体を焼成することにより配向アルミナ焼結体を得る工程と、
を含むものである。【０００９】
本発明の配向アルミナ焼結体の製法によれば、曲面部を備えた配向アルミナ焼結体を比較的容易に製造することができる。【００１０】
なお、「有機バインダーの分解温度」とは、バインダー単体でＴＧ−ＤＴＡ測定（昇温速度１０℃／分、大気中）を行った場合に１０％重量減少したときの温度と定義する。以下には、ガラス転移点をＴｇ、分解温度をＴｄと略して表記する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】曲面部１０の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】曲面部２０の斜視図。
【図４】配向アルミナ焼結体３０の断面図。
【図５】配向アルミナ焼結体４０の断面図。
【図６】観測点Ｐ１〜Ｐ３の説明図で、（ａ）は曲面部１０の平面図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図。
【図７】観測点Ｐ６〜Ｐ８の説明図で、（ａ）は曲面部１０の裏面図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図。
【図８】観測点での法線と配向軸とのなす角度を測定する手法の説明図。
【図９】板状アルミナ粒子の模式図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図１０】下型５０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図。
【図１１】上型６０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図。
【図１２】曲げ加工の説明図。
【図１３】実験例１で得られたアルミナ焼結体の表面を研磨にて鏡面化した後の外観写真。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好適な実施形態を以下に示す。本実施形態の配向アルミナ焼結体は、曲面部を有し、その曲面部のアルミナ粒子は、その曲面部の法線方向に結晶配向しているものである。結晶配向している軸は、特に限定するものではなく、ｃ軸、ａ軸、ｍ軸、ｒ軸などが挙げられるが、このうちｃ軸が好ましい。曲面部とは、平面でない、連続的に曲がった面の部分のことをいう。
【００１３】
曲面部の例を図１〜図３に示す。図１は曲面部１０の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は曲面部２０の斜視図である。なお、図１の点線は立体的に見えるように便宜上書き入れたものである。図２は曲面部１０の頂点を通りその頂点での法線を含む面で切断したときの断面図である。曲面部１０は、球面の一部であり、上面が凸面領域１０ａ、下面が凹面領域１０ｂとなっている。この曲面部１０の断面をみると、アルミナ粒子のｃ軸（図２の矢印）は凸面領域１０ａの法線方向に配向している。曲面部２０は、円筒面の一部である。その他に、曲面部は、図示しないが凹状の湾曲面と凸状の湾曲面とが連続していてもよい。その場合、凹状の湾曲面と凸状の湾曲面との境界がそれぞれの湾曲面の外縁になる。
【００１４】
本実施形態の配向アルミナ焼結体は、曲面部のみからなるものでもよいし、曲面部と他の部分とを有するものでもよい。図４は配向アルミナ焼結体３０の断面図、図５は配向アルミナ焼結体４０の断面図である。配向アルミナ焼結体３０は、曲面部３２と平面部３４とを有するものであり、矢印はアルミナ粒子のｃ軸を示す。曲面部３２は上面も下面もアーチ状である。アルミナ粒子のｃ軸は曲面部３２の凸面領域３２ａの法線方向に配向すると共に平面部３４の表面３４ａの法線方向に配向している。曲面部３２の凸面領域３２ａと平面部３４の表面３４ａとの境界が凸面領域３２ａの外縁になる。配向アルミナ焼結体４０は、曲面部４２と平面部４４とを有するものであり、矢印はアルミナ粒子のｃ軸を示す。曲面部４２は上面がアーチ状で下面が平面状である。アルミナ粒子のｃ軸は曲面部４２の凸面領域４２ａの法線方向に配向すると共に平面部４４の表面４４ａの法線方向に配向している。曲面部４２の凸面領域４２ａと平面部４４の表面４４ａとの境界が凸面領域４２ａの外縁になる。
【００１５】
本実施形態の配向アルミナ焼結体は、配向アルミナ焼結体の断面において、曲面部の少なくとも３つの観測点でそれぞれ法線を引いたとき、各法線上にあるアルミナ粒子のうち配向軸がその法線に対して±１５°以内に収まるものの割合が６０％以上であることが好ましい。各観測点での法線と配向軸とのなす角度は±１２°以内がより好ましく、±１０°以内が更に好ましく、±８°以内が一層好ましく、±５°以内が特に好ましい。また、上述の割合は７０％以上がより好ましく、８０％以上が更に好ましく、９０％以上が特に好ましい。また、３つの観測点を決めるにあたっては、曲面部を平面視したときに、曲面部の凸面領域又は凹面領域の極値点を１つめの観測点とし、極値点を通り曲面部の凸面領域又は凹面領域の外縁と交差するように引いた線分の長さが最長となるときのその線分の両端点のそれぞれと極値点との中点（２点）を残り２つの観測点とすることが好ましい。極値点とは、凸面領域では最上点、凹面領域では最下点をいう。
【００１６】
図６は曲面部１０の凸面領域１０ａで３つの観測点Ｐ１〜Ｐ３を決める方法の一例を示す説明図であり、図６（ａ）は曲面部１０の凸面領域１０ａを平面視したときの平面図である。この図６（ａ）において、凸面領域１０ａの極値点（最上点）を通り、凸面領域１０ａの外縁と交差する２つの交点を両端点とする線分を引く。こうした線分は無数に引くことができるが、その中から長さが最長となる線分を選び、その線分の両端点を交点Ｐ４，Ｐ５とする。図６（ａ）では、凸面領域１０ａの平面図は楕円形であるため、線分の長さが最長となるのは長径である。この場合、３つの観測点のうちの１つは、曲面部１０の凸面領域１０ａの最上点（観測点Ｐ１）である。残りの２つは、平面図において、交点Ｐ４と観測点Ｐ１とを結んだ線分の中点（観測点Ｐ２）と、交点Ｐ５と観測点Ｐ１とを結んだ線分の中点（観測点Ｐ３）である。そして、観測点Ｐ１での法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ１を通り観測点Ｐ１での法線ＮＬ１を含む面で凸面領域１０ａを切断したときの断面図（図６（ｂ）参照）を用いる。観測点Ｐ２の法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ２を通り観測点Ｐ２での法線ＮＬ２を含む面で凸面領域１０ａを切断したときの断面図（図６（ｃ）参照）を用いる。観測点Ｐ３の法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ３を通り観測点Ｐ３での法線ＮＬ３を含む面で凸面領域１０ａを切断したときの断面図（図６（ｄ）参照）を用いる。なお、観測点Ｐ２での法線ＮＬ２が図６（ｂ）に示す観測点Ｐ１の断面と同一面上にあるときには、観測点Ｐ２の断面は観測点Ｐ１の断面と一致するが、それ以外のときには、観測点Ｐ２の断面は観測点Ｐ１の断面と一致しない。観測点Ｐ３の断面についても同様である。
【００１７】
図７は曲面部１０の凹面領域１０ｂで３つの観測点Ｐ６〜Ｐ８を決める方法の一例を示す説明図であり、図７（ａ）は曲面部１０の凹面領域１０ｂを平面視したときの平面図である。この図７（ａ）において、凹面領域１０ｂの極値点（最下点）を通り、凹面領域１０ｂの外縁と交差する２つの交点を両端点とする線分を引く。こうした線分は無数に引くことができるが、その中から長さが最長となる線分を選び、その線分の両端点を交点Ｐ９，Ｐ１０とする。図７（ａ）では、凹面領域１０ｂの平面図は楕円形であるため、線分の長さが最長となるのは長径である。この場合、３つの観測点のうちの１つは、曲面部１０の凹面領域１０ｂの最下点（観測点Ｐ６）である。残りの２つは、平面図において、交点Ｐ９と観測点Ｐ６とを結んだ線分の中点（観測点Ｐ７）と、交点Ｐ１０と観測点Ｐ６とを結んだ線分の中点（観測点Ｐ８）である。そして、観測点Ｐ６の法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ６を通り観測点Ｐ６での法線ＮＬ６を含む面で凹面領域１０ｂを切断したときの断面図（図７（ｂ）参照）を用いる。観測点Ｐ７の法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ７を通り観測点Ｐ７での法線ＮＬ７を含む面で凹面領域１０ｂを切断したときの断面図（図７（ｃ）参照）を用いる。観測点Ｐ８の法線上にあるアルミナ粒子の配向性を調べるには、観測点Ｐ８を通り観測点Ｐ８での法線ＮＬ８を含む面で凹面領域１０ｂを切断したときの断面図（図７（ｄ）参照）を用いる。なお、観測点Ｐ７での法線ＮＬ７が図７（ｂ）に示す観測点Ｐ６の断面と同一面上にあるときには、観測点Ｐ７の断面は観測点Ｐ６の断面と一致するが、それ以外のときには、観測点Ｐ７の断面は観測点Ｐ６の断面と一致しない。観測点Ｐ８の断面についても同様である。
【００１８】
各観測点での法線と配向軸とのなす角度は、図８のようにして測定することができる。図８は観測点での法線と配向軸とのなす角度を測定する手法の説明図である。まず、本実施形態の配向アルミナ焼結体を切断する。例えば、配向アルミナ焼結体の曲面部が図６（ａ）の凸面領域１０ａを含む場合、３つの観測点Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれについて図６（ｂ）〜（ｄ）の断面が得られるように切断する。また、配向アルミナ焼結体の曲面部の図７（ａ）の凹面領域１０ｂを含む場合、３つの観測点Ｐ６〜Ｐ８のそれぞれについて図７（ｂ）〜（ｄ）の断面が得られるように切断する。このように切断した断面をイオンミリングによって研磨したあと、その研磨した断面を走査型電子顕微鏡を用いてＥＢＳＤ(Electron Back Scatter Diffraction Patterns)測定を行う。そして、各観測点で法線を引き、配向アルミナ焼結体の厚み方向に並んだアルミナ粒子のうちこの法線に接触するアルミナ粒子（図８でグレーで示したアルミナ粒子）を決定する。そして、観測点での法線とこの法線に接触するアルミナ粒子のｃ軸との角度を求める。
【００１９】
本実施形態の配向アルミナ焼結体は、高密度、高純度とすることで透明性を得ることができる。即ち、透明性の観点では、高密度、高純度、高配向であることが好ましい。曲面部の法線方向に配向した透明配向アルミナ焼結体は、その表面を鏡面研磨することで、曲面部を有するスマートフォン、スマートウォッチ、腕時計等のカバーガラス、各種窓材、レンズ等の光学部材などに用いることができる。曲面部の法線方向に配向した透明な配向アルミナ焼結体は、バルク状の透明配向アルミナ焼結体を加工・切削して曲面部を付与した焼結体と比較して、法線方向から見た際の透明性が高いという特徴を有する。
【００２０】
本実施形態の配向アルミナ焼結体の製法は、（ａ）板状アルミナ粉末と平均粒径が前記板状アルミナ粉末の厚みより小さい微細アルミナ粉末とを混合した混合アルミナ粉末１００質量部に対して有機バインダーを２〜３０質量部含む平板状のアルミナ成形体に、前記有機バインダーのＴｇプラス４５℃を下限値、前記有機バインダーのＴｄマイナス５０℃を上限値とする範囲内で設定された加工温度で曲げ加工を施して曲面部を有するアルミナ成形体を得る工程と、（ｂ）前記曲面部を有するアルミナ成形体を焼成することにより配向アルミナ焼結体を得る工程と、を含むものである。
【００２１】
工程（ａ）では、アルミナ成形体を作製するためのアルミナ原料として、板状アルミナ粉末と平均粒径が板状アルミナ粉末よりも小さい微細アルミナ粉末とを混合した混合粉末を用いることが好ましい。このようにすることで、板状アルミナ粉末が種結晶（テンプレート）となり、微細アルミナ粉末がマトリックスとなって、テンプレートがマトリックスを取り込みながらホモエピタキシャル成長する。こうした製法は、ＴＧＧ(Templated Grain Growth)法と呼ばれる。ＴＧＧ法では、板状アルミナ粉末と微細アルミナ粉末の粒径や混合比によって、得られるアルミナ焼結体の微細構造を制御することができ、板状アルミナ粉末単体を焼成する場合に比べて緻密化しやすく、配向度が向上しやすい。
【００２２】
混合粉末中の板状アルミナ粉末の含有量は、特に限定されるものではなく、１００質量％でもよいが、０．１〜５０質量％が好ましい。０．１質量％未満だと得られるアルミナ焼結体のｃ面配向度が高くなりにくく、５０質量％を超えるとアルミナが焼結しにくくなるおそれがあるからである。板状アルミナ粉末の含有量は、０．１〜１５質量％がより好ましく、０．５〜５質量％が更に好ましく、１．５〜５質量％が特に好ましい。こうすれば、得られるｃ面配向度が十分高くなるし、高価な板状アルミナの使用量が比較的少ないためコスト的に有利である。得られるアルミナ焼結体の配向度を上げるという観点からすると、板状アルミナ粉末を構成する粒子の厚みは微細アルミナ粉末の粒子の平均粒径より大きいことが好ましい。また、板状アルミナ粉末を構成する板状粒子の板面の粒径は高配向化の観点からは大きい方が好ましく、１．５μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上が更に好ましく、１５μｍ以上が特に好ましい。但し、緻密化の観点では板面の粒径が小さい方が好ましく、３０μｍ以下が好ましい。こうしたことから、高配向と緻密化を両立するには板面の粒径が１．５〜２０μｍであることが好ましい。板状アルミナ粉末は高純度のものを用いることが好ましい。板状アルミナ粉末の純度は９９質量％以上が好ましく、９９．９質量％以上がより好ましく、９９．９９質量％以上が更に好ましい。但し、焼成中に揮発消失する不純物元素は含んでいてもよく、例えばＦやＳなどの元素は含まれていてもよい。
【００２３】
工程（ａ）では、有機バインダーとして、ポリマーを用いることが好ましく、ブチラール系ポリマー、アクリル系ポリマー又はメタクリル系ポリマーを用いることがより好ましい。ブチラール系ポリマーとしては、例えばポリビニルブチラールが挙げられる。積水化学製のＢＭ−２はブチラール系ポリマーであり、Ｔｇが６７℃、Ｔｄが３５０℃である。アクリル系ポリマーとしては、例えばアクリル酸エステルポリマーが挙げられる。共栄社化学製のＫＣ７０２５Ｔは、アクリル系ポリマーであり、Ｔｇが５６℃、Ｔｄが２３５℃である。メタクリル系ポリマーとしては、例えばメタクリル酸エステルポリマーが挙げられる。根上工業製のＭ６００３は、メタクリル系ポリマーであり、Ｔｇが２０℃、Ｔｄが２４４℃である。
【００２４】
工程（ａ）では、アルミナ原料１００質量部に対して、有機バインダーを２〜３０質量部添加する。有機バインダーの添加量は４〜１５質量部がより好ましい。可塑剤は、アルミナ原料１００質量部に対して、０．５〜２５質量部添加するのが好ましく、２〜８質量部添加するのがより好ましい。
【００２５】
工程（ａ）では、平板状のアルミナ成形体を作製する方法は、テープ成形、押出成形、鋳込み成形、ゲルキャスト成形、射出成形、一軸プレス成形、及びそれらと磁場配向の組み合わせ等、板状アルミナ粉末が配向する方法であればどのようなものでもよい。このうち、テープ成形が好ましい。
【００２６】
工程（ａ）では、平板状のアルミナ成形体の曲げ加工は、平板状のアルミナ成形体を曲げ加工用の型に入れて加熱後、一軸プレス又は冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）処理を行うことが好ましい。加熱温度は、有機バインダーのＴｇプラス４５℃を下限値、Ｔｄマイナス５０℃を上限値とする範囲内で設定するのが好ましい。加熱温度が下限値を下回ると、平板状のアルミナ成形体の軟化が不十分であったり、曲げ加工中に割れやしわ等が生じるおそれがあるため、好ましくない。
【００２７】
工程（ｂ）では、曲面部を有するアルミナ成形体を脱脂後、焼成することにより配向アルミナ焼結体を得る。また、焼成体の形状を維持するには、アルミナ成形体の密度が高い方が好ましい。このため、成形体の密度を高めるという観点においては、アルミナ成形体や脱脂体に一軸プレス又はＣＩＰ処理を行い密度を高めておくのが好ましい。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【実施例】
【００２９】
［実験例１］
１．アルミナ焼結体の作製
（１）板状アルミナ粉末の作製
高純度γ−アルミナ粉末（ＴＭ−３００Ｄ、大明化学製）９６質量部と、高純度ＡｌＦ3粉末（関東化学製、鹿特級）４質量部と、種結晶として高純度α−アルミナ粉末（ＴＭ−ＤＡＲ、大明化学製、Ｄ５０＝１μｍ）０．１７質量部とを、溶媒をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）としてφ２ｍｍのアルミナボールを用いて５時間ポットミルで混合した。ポットミル混合した後、ＩＰＡをエバポレータにて乾燥し、混合粉末を得た。得られた混合粉末３００ｇを純度９９．５質量％の高純度アルミナ製のさや（容積７５０ｃｍ3）に入れ、純度９９．５質量％の高純度アルミナ製の蓋をして電気炉内でエアフロー中、９００℃、３時間熱処理した。エアーの流量は２５０００ｃｃ／ｍｉｎとした。熱処理後の粉末を大気中、１１５０℃で４２．５時間アニール処理した後、φ２ｍｍのアルミナボールを用いて４時間粉砕して平均粒径２μｍ、厚み０．３μｍ、アスペクト比約７の板状アルミナ粉末を得た。粒子の平均粒径、平均厚み、アスペクト比は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で板状アルミナ粉末中の任意の粒子１００個を観察して決定した。平均粒径は、粒子板面の長軸長の平均値、平均厚みは、粒子の短軸長（厚み）の平均値、アスペクト比は、平均粒径／平均厚みである。図９は、板状アルミナ粒子の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。板状アルミナ粒子は、平面視したときの形状が略六角形状であり、その粒径は図９（ａ）に示したとおりであり、厚みは図９（ｂ）に示したとおりである。【００３０】
（２）テープ成形及び曲げ加工
上記（１）で作製した板状アルミナ粉末２．０質量部と、平均粒径がこの板状アルミナ粉末の厚みより小さい微細アルミナ粉末（ＡＫＰ−２０、住友化学製）９８．０質量部とを混合した。この混合アルミナ粉末１００質量部に対し、酸化マグネシウム（５００Ａ、宇部マテリアルズ製）０．０２５質量部と、バインダーとしてポリビニルブチラール（品番ＢＭ−２、積水化学工業製）８質量部と、可塑剤としてジ（２−エチルヘキシル）フタレート（黒金化成製）４質量部と、分散剤としてトリオレイン酸ソルビタン（レオドールＳＰ−Ｏ３０、花王製）０．５質量部と、分散媒としてキシレンとブタノールの１：１混合溶液とを加えて混合した。分散媒の量は、スラリー粘度が２００００ｃＰとなるように調整した。このようにして調製されたスラリーを、ドクターブレード法によってＰＥＴフィルムの上に乾燥後の厚さが４０μｍとなるようにシート状に成形し、テープ成形体を得た。【００３１】
上述した厚さ４０μｍのテープ成形体をφ４７ｍｍに切断し、それを３０枚積層して積層体とし、その積層体に曲げ加工を施した。曲げ加工は、下型５０及び上型６０を用いて行った。図１０は下型５０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。図１１は上型６０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。下型５０は、上面に円形凹部５２を有する金型である。円形凹部５２の底面は、凹曲面５２ａとなっている。上型６０は、下面に円形凸部６２を有する金型である。円形凸部６２の表面は、凸曲面６２ａとなっている。本実験例では、円形凹部５２及び円形凸部６２はφ４７ｍｍ、凹曲面５２ａ及び凸曲面６２ａの曲率半径は１６０ｍｍとした。図１２は曲げ加工の説明図である。上述した積層体を下型５０の円形凹部５２に置いて上から上型６０で挟み、一軸プレス成形機（プレス部上下面に加熱機構を有する）にセットした。そして、一軸プレス成形機で２０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を掛けながら、１２０℃にて１０ｍｉｎ加熱した後、１６６ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力にて１ｍｉｎ、一軸プレスを行ない、曲面形状成形体を得た。【００３２】
バインダーとして用いたポリビニルブチラール（品番ＢＭ−２、積水化学工業製）のＴｇは６７℃、Ｔｄは３５０℃である。そのため、曲げ加工時の温度は（Ｔｇ＋４５）℃以上（Ｔｄ−５０）℃以下の範囲、つまり１１２℃以上３００℃以下の範囲で設定すればよく、ここでは１２０℃に設定した。【００３３】
（３）焼成
得られた曲面形状成形体を脱脂炉中に配置し、６００℃で１０時間の条件で脱脂を行った。得られた脱脂体をアルミナ製の鞘に入れ、大気中、１５５０℃で４時間の条件で常圧焼成し、焼成体を作製した。作製した焼成体をアルミナ製の鞘に入れ、熱間等方圧加圧法（ＨＩＰ）処理をＡｒガス、圧力１８５ＭＰａ、１９００℃で２時間の条件で行った。【００３４】
２．アルミナ焼結体の特性
（１）ＥＢＳＤ測定
得られたアルミナ焼結体を断面が凸面側曲面の３つの観測点Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれにおいて、法線を含むように切断し、断面をダイヤモンド砥粒を用いて予備研磨した後、クロスセクションポリッシャ（ＣＰ）（日本電子製、ＩＢ−０９０１０ＣＰ）で研磨した。ＣＰはイオンミリングの範疇に属する。観測点Ｐ１〜Ｐ３については、既述した方法によって決定した（図６参照）。その得られた断面にカーボン蒸着し、ＥＢＳＤ（オックスフォード・インストゥルメンツ株式会社製、Ｎｏｒｄｌｙｓ Ｎａｎｏ）を組み合わせた走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製、ＳＵ−５０００）を用いて、ＥＢＳＤ測定を行った。ＥＢＳＤ測定の諸条件は以下のとおりとした。【００３５】
＜ＥＢＳＤ測定条件＞
測定プログラム：ＡＺｔｅｃ（ｖｅｒｓｉｏｎ３．３）
・加速電圧：１５ｋＶ
・スポットサイズ：７０
・ワークディスタンス：２０ｍｍ
・ステップ幅：５μｍ
・試料傾斜角：７０°
・ＥＢＳＤカメラピニングモード：１×１
・フレーム平均：５フレーム
・静的バックグラウンド補正：オン
・自動バックグラウンド補正：オン
・Ｚ軸の規定：サンプル台座表面に対し法線方向をＺとする
＜結晶方位マップ作成＞
解析プログラム：ＯＸＦＯＲＤ ＨＫＬ ＣＨＡＮＮＥＬ５ (ｖｅｒｓｉｏｎ ５．１２．５７．０)
・ソフト内のアプリケーション「Ｔａｎｇｏ」を使用し、Ｔｅｘｔｕｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔマップ（結晶方位マップ）を作成
・Ｄｅｓｃｉｐｔｉｏｎ   ｍｅｔｈｏｄはＦｉｂｒｅ ｔｅｘｔｕｒｅとし、Ｚ方向を基軸として、任意の結晶面（ｃ軸配向の場合０００１面）の傾きを０〜９０°の範囲でマッピング【００３６】
（２）ｃ軸配向の割合
観測点Ｐ１での切断面において観測点Ｐ１から法線を引いた場合に、アルミナ粒子が２０〜５０個となるような視野で結晶方位マッピングを行った。このとき、法線と接触する厚み方向のすべての粒子の結晶方位が評価できるように複数の連続した視野で測定した。次に、凸面側曲面の観測点Ｐ１から引いた法線と接触する全てのアルミナ粒子の結晶方位を調べた。観測点Ｐ２，Ｐ３においても同様に測定を行い、結晶方位を調べた。得られた結果より、観測点Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれについて、法線に対して±１５°以内にｃ軸配向している粒子の割合Ｒを以下の式を用いて算出した。その結果を表１に示す。
Ｒ＝（Ｎｏ／Ｎｔ）×１００［％］
Ｎｔ：観測点での法線上（アルミナ焼結体の厚み方向）に存在する全ての粒子の数
Ｎｏ：観測点での法線に対して±１５°以内にｃ軸が配向している法線上の粒子の数【００３７】
【表１】
0006709850.tif 000002
【００３８】
［実験例２］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形において微細アルミナ粉末として、アルミナ粉末（ＡＫＰ−５０、住友化学製）を使用したこと以外は、実験例１と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００３９】
［実験例３］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）の曲げ加工において一軸プレス成形時の加熱温度を１１５℃にしたこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４０】
［実験例４］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）の曲げ加工において一軸プレス成形時の加熱温度を２９０℃にしたこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４１】
［実験例５］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを５質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４２】
［実験例６］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを１４質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４３】
［実験例７］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを３質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４４】
［実験例８］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを２５質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４５】
［実験例９］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーとして、アクリル系ポリマー（ＫＣ７０２５Ｔ、共栄社化学製）を使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４６】
［実験例１０］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーとして、メタクリル系ポリマー（Ｍ６００３、根上工業製）を使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製し、観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒを求めた。その結果を表１に示す。【００４７】
［実験例１１］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）の曲げ加工において一軸プレス成形時の加熱温度を１００℃にしたこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製しようとしたが、曲面形状成形体を得ることができなかった。【００４８】
［実験例１２］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）の曲げ加工において一軸プレス成形時の加熱温度を３１０℃にしたこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製しようとしたが、曲面形状成形体を得ることができなかった。【００４９】
［実験例１３］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを１質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製しようとしたが、テープ成形体を得ることができなかった。【００５０】
［実験例１４］
アルミナ焼結体を作製するにあたり、上記１．（２）のテープ成形においてバインダーを３５質量部使用したこと以外は、実験例２と同様にしてアルミナ焼結体を作製しようとしたが、テープ成形体を得ることができなかった。【００５１】
［評価］
実験例１〜１０のアルミナ焼結体では、曲面部のアルミナ粒子はその曲面部の法線方向にｃ軸配向していた。また、実験例１〜１０の３つの観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒはいずれも６０％以上であり、そのうち実験例１〜６，９，１０の３つの観測点Ｐ１〜Ｐ３における割合Ｒはいずれも８０％以上であった。一方、実験例１１，１２では、曲げ加工時の温度が適正でなかったため、アルミナ成形体の軟化が不十分であったり曲げ加工中に割れやしわ等が生じたりして設計通りの形状を精度よく成形することができなかった。また、実験例１３，１４では、バインダーの使用量が適正でなかったため、テープ成形が困難であり、成形できなかった。【００５２】
ここで、実験例１で得られたアルミナ焼結体の表面を研磨にて鏡面化した後の外観写真を図１３に示す。この外観写真から、鏡面化後の配向アルミナ焼結体は透明性の高いものであることがわかる。【００５３】
以上説明した実験例１〜１０が本発明の実施例に相当し、実験例１１〜１４が比較例に相当する。なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。【００５４】
本出願は、２０１６年７月８日に出願された日本国特許出願第２０１６−１３５８５２号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、例えば、スマートフォン、スマートウォッチ、腕時計等のカバーガラス、各種窓材、レンズ等の光学部材などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  曲面部、１０ａ  凸面領域、１０ｂ  凹面領域、２０  曲面部、３０  配向アルミナ焼結体、３２  曲面部、３２ａ  凸面領域、３４  平面部、３４ａ  表面、４０  配向アルミナ焼結体、４２  曲面部、４２ａ  凸面領域、４４  平面部、４４ａ  表面、５０  下型、５２  円形凹部、５２ａ  凹曲面、６０  上型、６２  円形凸部、６２ａ  凸曲面、Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ６〜Ｐ８  観測点、Ｐ４，Ｐ５，Ｐ９，Ｐ１０  交点、ＮＬ１〜ＮＬ３，ＮＬ６〜ＮＬ８  法線。
【図１】
0006709850.tif 000003
【図２】
0006709850.tif 000004
【図３】
0006709850.tif 000005
【図４】
0006709850.tif 000006
【図５】
0006709850.tif 000007
【図６】
0006709850.tif 000008
【図７】
0006709850.tif 000009
【図８】
0006709850.tif 000010
【図９】
0006709850.tif 000011
【図１０】
0006709850.tif 000012
【図１１】
0006709850.tif 000013
【図１２】
0006709850.tif 000014
【図１３】
0006709850.tif 000015