(57)【要約】【課題】生産性、及び、信頼性を向上し、セラミック粉末成形体の割れ、欠け、さらに、一面同士の付着を防止するとともに、雰囲気のばらつき、及び、有機物の抜けに起因する不良発生を防止することができるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供する。【解決手段】平板状のセラミック粉末成形体１０の複数を、一面１０１を上にして支持体上に整列し、整列して得られたセラミック粉末成形体１０の列１１の上に、別のセラミック粉末成形体列１２を、整列方向Ｌ２にずらして積み重ね、次に、積み重ねられた複数のセラミック粉末成形体列１１−１２を焼成する工程を含むセラミック粉末成形体の焼成方法。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック粉末成形体の焼成方法であって、
平板状の前記セラミック粉末成形体の複数を、一面を上にして支持体上に整列し、
前記整列して得られたセラミック粉末成形体の列の上に、別のセラミック粉末成形体列を、前記整列方向にずらして積み重ね、
次に、前記積み重ねられた複数の前記セラミック粉末成形体の列を焼成する、
工程を含むセラミック粉末成形体の焼成方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたセラミック粉末成形体の焼成方法であって、
前記セラミック粉末成形体は、円板状、又は、角板状のフェライトコアである、
セラミック粉末成形体の焼成方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたセラミック粉末成形体の焼成方法であって、
前記セラミック粉末成形体は、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアである、
セラミック粉末成形体の焼成方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載されたセラミック粉末成形体の焼成方法であって、
前記セラミック粉末成形体は、バキュームチャック方式を用いて積み重ねられる、
工程を含むセラミック粉末成形体の焼成方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載されたセラミック粉末成形体の焼成方法であって、前記焼成は、雰囲気焼成である、
工程を含むセラミック粉末成形体の焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック粉末成形体の焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板状のセラミック成形体を焼成する場合、例えば、特許文献１に示すように、匣鉢に複数のセラミック成形体をまとめて投入し、これらを匣鉢の内部にバラ積みした状態で焼成用炉に搬送し、焼成する方法がとられている。
【０００３】
このようなバラ積み方式では、匣鉢へ投入されるセラミック成形体の数量を正確に把握することができず、数量管理が困難である。
【０００４】
また、匣鉢への投入時に生じる衝突や衝撃、及び、焼成用炉への搬送路上における積み崩れなどにより、セラミック成形体に割れ、欠けなどの不具合が生じる危険が極めて高い。
【０００５】
さらに、匣鉢に投入されたセラミック成形体は、バラ積みされた状態において、平坦面が相互に接触した状態になることが多い。このように平坦面が接触した状態で、セラミック成形体を焼成すると、接触状態にある平坦面が焼成により付着し、剥離困難となる。また仮に、付着した平坦面を無理に剥離した場合、剥離後のセラミック成形体に割れ、欠けなどの不具合が生じる。
【０００６】
加えて、バラ積み方式では、匣鉢にセラミック成形体を投入する工程、及び、焼成後に匣鉢からセラミック成形体を取り出す工程の自動化が困難であって、製造コスト高となる。
【０００７】
上述した不具合の解決を狙った従来技術として、例えば、特許文献２は、複数のセラミック成形体を縦方向に積み重ねるとともに、積み重ね方向に隣接するセラミック成形体の平坦面間に、付着防止用の敷粉を介在させている。
【０００８】
しかし、特許文献２によると、積み重ね方向に隣接するセラミック成形体は、上側の成形体の平坦面が、下側の成形体の平坦面を完全に被覆するから、焼成工程において、セラミック成形体に含まれる有機物の抜け面積を確保することができず、セラミック成形体に、有機物の抜け不足に起因する品質不良が生じる。
【０００９】
また、上側の成形体の平坦面が、下側の成形体の平坦面を完全に被覆するから、例えば、セラミック成形体を雰囲気焼成した場合に、積み重ね位置に応じて、雰囲気ガスとの接触面積にバラツキが生じることとなり、焼成により得られるセラミック成形体の特性にバラツキが生じる。
【００１０】
さらに、積み重ねを自動化する場合、例えば、バキュームチャック方式を採用すると、積み重ね時に敷粉が吸い取られてしまい、焼成による平坦面相互の付着を回避することができなくなる。焼成前に敷粉が吸い取られてしまう不都合を回避するため、マグネットチャック方式を採用することも考えられるが、新規設備の導入は設備コスト高を招く。
【００１１】
しかも、マグネットチャック方式では、積み重ね時に下側に配置したセラミック成形体がマグネットの影響で再着磁するから、マグネットチャック方式を用いて、複数のセラミック成型体を、順次、積み重ねることはできない。
【特許文献１】特開平９−１５９３７４号公報
【特許文献２】特開平７−２６２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、生産性、及び、信頼性を向上することができるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供することである。
【００１３】
本発明のもう一つの課題は、セラミック粉末成形体の割れ、欠け、さらに、一面同士の付着を防止することができる焼成方法を提供することである。
【００１４】
本発明の更にもう一つの課題は、雰囲気のばらつき、及び、有機物の抜けに起因する不良発生を防止することができるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明に係るセラミック粉末成形体の焼成方法は、平板状のセラミック粉末成形体の複数を、一面を上にして支持体上に整列し、別のセラミック粉末成形体の列を、前記整列方向にずらして積み重ね、次に、積み重ねられたセラミック粉末成形体の列を焼成する工程を含む。
【００１６】
上述のように、本発明に係るセラミック粉末成形体の焼成方法では、平板状のセラミック粉末成形体の複数を、一面を上にして支持体上に整列する。即ち、従来のバラ積み方式とは異なって、匣鉢に大量のセラミック粉末成形体をまとめて投入することはないから、セラミック粉末成形体に衝突や衝撃は生じない。従って、割れ、欠けの発生を回避することができる。
【００１７】
しかも、整列して得られたセラミック粉末成形体列の上に、さらに別のセラミック粉末成形体列を、整列方向にずらして積み重ねるから、積み重ねられた複数のセラミック粉末成形体列は安定した積み重ね状態にある。従って、従来のバラ積み方式とは異なって、焼成用炉への搬送路上において積崩れなどにより、セラミック粉末成形体に割れ、欠けなどの不具合は生じないから、信頼性を向上することができる。
【００１８】
さらに、セラミック粉末成形体の積み重ね工程、及び、複数のセラミック粉末成形体列を順次積み重ねる工程は、自動化が可能である。従って、生産性を向上することができる。
【００１９】
本発明に係るセラミック粉末成形体の焼成方法において、積み重ねられた複数のセラミック粉末成形体列は、例えば焼成炉で焼成される。ここで、積み重ねられた複数のセラミック粉末成形体列は、上側のセラミック粉末成形体列が、下側のセラミック粉末成形体列に対して、その整列方向にずれて積み重ねられているから、積み重ねずれの分だけ下側のセラミック粉末成形体の一面が、上側のセラミック粉末成形体との接触面から露出することができる。従って、積み重ね方向に隣接するセラミック粉末成形体は、焼成により上下に接触する面同士が付着したとしても容易に剥離することができる。
【００２０】
また、下側のセラミック粉末成形体の一面は、積み重ねずれの分だけ、上側のセラミック粉末成形体の接触面から露出するから、この露出部分により、焼成時に、セラミック粉末成形体に含まれる有機物の抜ける面積（抜け経路）を確保することができる。従って、信頼性を向上しうるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供することができる。
【００２１】
さらに、下側のセラミック粉末成形体の一面は、積み重ねずれの分だけ、上側のセラミック粉末成形体の接触面から露出するから、この露出部分により、例えば、セラミック粉末成形体を雰囲気焼成した場合に、雰囲気ガスとの接触面積を確保し、信頼性を向上することができる。具体例として、セラミック粉末成形体が、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアとして用いられる場合、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアは、表面を低抵抗にする必要がある。そこで、還元雰囲気あるいは中性雰囲気で焼成する工程において、少しでも多くの表面が雰囲気ガスに曝されることが望ましい。本発明に係るセラミック粉末成形体の焼成方法によると、下側のセラミック粉末成形体の一面は、積み重ねずれの分だけ、上側のセラミック粉末成形体の接触面から露出するから、この露出部分により、雰囲気ガスに曝される面積を確保し、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアの表面を低抵抗にすることができる。
【００２２】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）生産性、及び、信頼性を向上することができるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供することができる。
（２）セラミック粉末成形体の割れ、欠け、さらに、一面同士の付着を防止することができる焼成方法を提供することができる。
（３）雰囲気のばらつき、有機物の抜けに起因する不良発生を防止することができるセラミック粉末成形体の焼成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１乃至図６は、本発明の一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法を示す図である。図７は、図６に示した工程により得られたセラミック粉末成形体の積み重ね状態を示す側面図である。
【００２５】
まず、図１乃至図７を参照すると、本発明の一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法は、セラミック粉末成形体１０と、搬送路２０と、整列装置３０と、支持体４０とを用いて実施される。
【００２６】
セラミック粉末成形体１０は、平板状であって、相対向する一面１０１と、他面１０２とを有する。より具体的に、セラミック粉末成形体１０は、セラミック粉末と、有機バインダーとを含み、それらを混合した材料を用いて、例えば、直径１４．０ｍｍ、厚み寸法２．２５ｍｍ程度の円板状に成形したものでなる。さらに、本実施形態に係るセラミック粉末成形体１０は、好ましくはＮｉ系フェライトコアであって、例えば、心電図測定時などにおいて生体電極として用いられる。
【００２７】
搬送路２０は、所謂ベルトコンベアであって、成形装置（図示しない）から供給されるセラミック粉末成形体１０を、一面１０１上にした状態で整列装置３０に供給する。搬送路２０は、好ましくは、載置面にサンドペーパ部を有し、自動受取機（図示しない）から供給されるセラミック粉末成形体１０の他面１０２に対して、サンドペーパ部により微細な凹凸表面加工を施す。この構成によると、後述する焼成工程において、積み重ね状態にある上側のセラミック粉末成形体１０の他面１０２と、下側のセラミック粉末成形体１０の一面１０１とが、相互に密着し、且、付着することを防止しうる。
【００２８】
整列装置３０は、所謂プッシャーであって、搬送路２０上を搬送されてきたセラミック粉末成形体列を、支持体４０上に整列する。整列装置３０には、バキュームチャック(真空吸着）方式のものを用いることもできる。支持体４０は、所謂ストックコンベアであって、好ましくは、匣鉢４１の内に配置されている。
【００２９】
次に、上述したセラミック粉末成形体１０の焼成方法について、各ステップを具体的に説明する。まず、図１乃至図３に示す工程の前において、成形装置（図示しない）にて所望の形状に成形されたセラミック粉末成形体１０は、自動受取機（図示しない）により、１５個が、矢印Ｌ１で示す方向に列状に整列されるとともに、それぞれ一面１０１を上にして、搬送路２０に供給される。
【００３０】
次に、図１を参照すると、搬送路２０に供給された１列１５個のセラミック粉末成形体１０の列は、搬送路２０を、矢印Ｆ１で示す搬送方向に従って、整列装置３０まで搬送される。このセラミック粉末成形体１０の列について、明確に図示するため、便宜上、斜線を付す。
【００３１】
次に、図２を参照すると、斜線で表したセラミック粉末成形体１０の列は、図１に示す工程により、搬送路２０を、搬送方向Ｆ１に従って、整列装置３０まで搬送された後、整列装置３０に備えられているプッシュアーム３１により、好ましくは列方向Ｌ1を保った状態で、支持体４０上に押し出され、予め、矢印Ｌ２で示す方向に整列されているセラミック粉末成形体１０の列に加えられる。
【００３２】
次に、図３を参照すると、斜線で表したセラミック粉末成形体１０の列は、図２に示す工程により、搬送路２０から整列方向Ｌ２に押し出され、支持体４０の上に整列されることにより、支持体４０上に、１列１５個、全１９列のセラミック粉末成形体１０が、長方形形状に整列される。図３に示す一群のセラミック粉末成形体列１１は、積み重ねた場合に基礎となる一層目部分である。
【００３３】
次に、図４を参照すると、図１乃至図３に示した工程により得られたセラミック粉末成形体列１１の上に、斜線で表した別のセラミック粉末成形体列１２を、整列方向Ｌ２にずらして積み重ねる。より詳細に説明すると、図４において２層目部分となるセラミック粉末成形体列１２は、セラミック粉末成形体列１１より一列分少ない１８列で構成されており、且、整列方向Ｌ２に対して、セラミック粉末成形体１０の直径１／２のｄ１分ずらして、積み重ねられる。セラミック粉末成形体列１２は、整列方向Ｌ２に直径１／２のｄ１分ずらして配置されることにより、セラミック粉末成形体列１１の範囲内に載置され、両端に段状部分が形成される。
【００３４】
次に、図５に示す積み重ね工程は、図４を参照して説明した積み重ね工程と、ほぼ同じ手順で行われる。即ち、図５において３層目部分となるセラミック粉末成形体列１３は、セラミック粉末成形体列１２より一列分少ない１７列で構成されており、且、整列方向Ｌ２に対して、セラミック粉末成形体１０の直径１／２のｄ１分ずらして、セラミック粉末成形体列１２上に積み重ねられる。
【００３５】
次に、図６に示す積み重ね工程は、図５を参照して説明した積み重ね工程と、ほぼ同じ手順で行われる。即ち、図６において４層目部分となるセラミック粉末成形体列１４は、セラミック粉末成形体列１３より一列分少ない１６列で構成されており、且、整列方向Ｌ２に対して、セラミック粉末成形体１０の直径１／２のｄ１分ずらして、セラミック粉末成形体列１３上に積み重ねられる。
【００３６】
図７を参照すると、図１乃至図６に示した工程により得られる複数のセラミック粉末成形体列１１〜１４は、順次、一列ずつ少なくされたことにより、４層のピラミッド状に積み重ねられている。このピラミッド状に積み重ねられたセラミック粉末成形体列１１〜１４は、１０５０個のセラミック粉末成形体１０でなる。
【００３７】
図６及び図７に示した工程の後、積み重ねられた複数のセラミック粉末成形体列１１〜１４は、例えば、匣鉢４１ごと一括して焼成炉に搬送され、好ましくは、窒素ガスなどを含む中性雰囲気あるいは還元雰囲気にて、１３４０℃程度の焼成温度で、４時間程度かけて焼成される。焼成工程を経て得られるセラミック粉末成形体１０は、直径１２．０ｍｍ、厚み寸法１．９０ｍｍ程度になる。
【００３８】
図１乃至図６、図７を参照して説明したように、本発明に係るセラミック粉末成形体１０の焼成方法では、平板状のセラミック粉末成形体１０の複数を、一面１０１を上にして支持体４０上に整列する。即ち、従来のバラ積み方式とは異なって、匣鉢４１に大量のセラミック粉末成形体１０をまとめて投入することはないから、セラミック粉末成形体１０に衝突や衝撃は生じない。従って、割れ、欠けの発生を回避することができる。
【００３９】
しかも、複数のセラミック粉末成形体１０は、これらを整列したセラミック粉末成形体列１１の上に、順次、別のセラミック粉末成形体列１２〜１４が、直径１／２のｄ１分だけ整列方向Ｌ２にずらして積み重ねられるから、セラミック粉末成形体列１１〜１４は、両端に段部が現れるピラミッド状となり、安定した積み重ね状態にある。従って、従来のバラ積み方式とは異なって、焼成用炉への搬送路上において積み崩れなどは発生せず、セラミック粉末成形体１０に割れ、欠けなどの不具合は生じない。従って、信頼性を向上することができる。
【００４０】
また、本発明に係るセラミック粉末成形体１０の焼成方法では、従来のバラ積み方式とは異なって、順次、セラミック粉末成形体列１１〜１４を積み重ねるから、支持体４０上、又は、匣鉢４１の内部に積み重ねられるセラミック粉末成形体１０の数量管理を正確に実行することができる。
【００４１】
さらに、セラミック粉末成形体１０の整列工程、及び、複数のセラミック粉末成形体列１１〜１４を順次積み重ねる工程は、自動化が可能である。従って、従来のバラ積み方式とは異なり、匣鉢４１へのセラミック粉末成形体１０の投入工程を監視する作業員が不要となるから、生産性を向上することができる。
【００４２】
本発明に係るセラミック粉末成形体１０の焼成方法において、積み重ねられたセラミック粉末成形体列１１〜１４は、例えば焼成炉で焼成される。ここで、セラミック粉末成形体列１１〜１４は、それぞれ、上側の列が、下側の列に対して、セラミック粉末成形体１０の直径１／２のｄ１分だけ整列方向Ｌ２にずれて積み重ねられ、相対向する一面１０１、及び、他面１０２に、積み重ねずれｄ１による段差が形成されている。（図８及び図９参照）。従って、積み重ね方向Ｔ１に隣接するセラミック粉末成形体１０は、焼成により上下に接触する面同士が付着したとしても、段差部分で容易に剥離することができるとともに、剥離後のセラミック粉末成形体１０のそれぞれに割れ、欠けなどの不具合は生じない。
【００４３】
また、下側のセラミック粉末成形体１０の一面１０１には、積み重ねずれｄ１の分だけ、上側のセラミック粉末成形体１０との接触部分１０３から露出する部分１０４が形成される。この露出部分１０４により、焼成時に、セラミック粉末成形体１０に含まれる有機物の抜ける面積（抜け経路）を確保することができる（図８及び図９参照）。従って、バインダークラックが生じる危険を回避し、信頼性を向上しうるセラミック粉末成形体１０の焼成方法を提供することができる。
【００４４】
さらに、下側のセラミック粉末成形体１０の一面１０１には、積み重ねずれｄ１の分だけ、上側のセラミック粉末成形体１０との接触部分１０３から露出する部分１０４が形成されるから、この露出部分１０４により、例えば、セラミック粉末成形体１０を雰囲気焼成した場合に、雰囲気ガスの接触面積を確保することができる（図８及び図９参照）。従って、歩留まりがよく、信頼性の高いセラミック粉末成形体を提供することができる。
【００４５】
具体例として、セラミック粉末成形体１０が、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアとして用いられる場合、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアは、可能な限り焼成中に表面をガスにさらして、表面、及び、内部の抵抗を下げる必要がある。そこで、還元雰囲気あるいは中性雰囲気で焼成する工程において、少しでも多くの表面が雰囲気ガスに曝されることが望ましい。本発明に係るセラミック粉末成形体１０の焼成方法によると、露出部分１０４により、雰囲気ガスに曝される面積を、一枚の全面積あたり２０％程度確保し、生体電極用Ｎｉ系フェライトコアの表面を低抵抗にすることができる。
【００４６】
すでに述べたように、本発明の一実施形態に係る焼成方法は、セラミック粉末成形体１０の整列積み重ね工程において、あえて積み重ねずれｄ１を生じさせるという工夫を加えることにより、上下に隣接するセラミック粉末成形体１０の接触部分１０３を減少し、剥離容易性を構造的に向上した。従って、従来技術において、積み重ね方向Ｔ１に隣接するセラミック粉末成形体１０の一面１０１間に、付着防止用の敷粉を介在させる必要がなくなり、生産性が向上する。
【００４７】
しかも、付着防止用の敷粉が不要となるから、従来技術とは異なり、積み重ね工程において、バキュームチャック方式を用いた場合に、敷粉が吸い取られるといった不具合は生じない。従って、本発明の一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法によると、セラミック粉末成形体１０の整列装置３０として、バキュームチャック装置を用いることもできる。
【００４８】
図１０は本発明のもう１つの一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法について、積み重ね状態を簡略化して示す図、図１１は図１０に示したセラミック粉末成形体の積み重ね状態を示す側面図である。
【００４９】
図１０及び図１１に示す実施形態において、セラミック粉末成形体１０は、正方形形状であり、幅寸法の１／２分だけの積み重ねずれｄ１を有している。
【００５０】
即ち、図１０及び図１１に係る実施形態の構成によっても、上側のセラミック粉末成形体列１０が、下側のセラミック粉末成形体列１０に対して、整列方向Ｌ２に積み重ねずれｄ１を有する。従って、積み重ね方向Ｔ１に隣接するセラミック粉末成形体１０において、焼成により生じる面同士の付着を容易に剥離することができる。
【００５１】
図１２は本発明の更にもう１つの一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法について、積み重ね状態を簡略化して示す図である。
【００５２】
図１２に示す実施形態において、上側のセラミック粉末成形体列１０は、下側のセラミック粉末成形体列１０に対して、セラミック粉末成形体１０の直径１／２の分だけ、列方向Ｌ１、及び、整列方向Ｌ２の２つの方向に積み重ねずれｄ１を有する。従って、図１２に示す工程によっても、積み重ね方向Ｔ１に隣接するセラミック粉末成形体１０は、焼成により生じる面同士の付着を容易に剥離することができる。
【００５３】
また、焼成における有機物の抜け面積１０４、又は、雰囲気ガスとの接触面積１０４を確保することができる。
【００５４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法を示す図である。
【図２】図１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３】図２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４】図３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５】図４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６】図５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７】図６に示した工程により得られたセラミック粉末成形体の積み重ね状態を示す側面図である。
【図８】図１乃至図７を参照して説明したセラミック粉末成形体の焼成方法について、積み重ね状態を簡略化して示す図である。
【図９】図８に示したセラミック粉末成形体の積み重ね状態を示す側面図である。
【図１０】本発明のもう１つの一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法について、積み重ね状態を簡略化して示す図である。
【図１１】図１０に示したセラミック粉末成形体の積み重ね状態を示す側面図である。
【図１２】本発明の更にもう１つの一実施形態に係るセラミック粉末成形体の焼成方法について、積み重ね状態を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０        セラミック粉末成形体
１０１      一面
１１〜１４  １層目〜４層目部分のセラミック粉末成形体列
ｄ１        積み重ねずれ
Ｌ２        整列方向
Ｔ１        積み重ね方向
【図１】
2007091536.tif 000003
【図２】
2007091536.tif 000004
【図３】
2007091536.tif 000005
【図４】
2007091536.tif 000006
【図５】
2007091536.tif 000007
【図６】
2007091536.tif 000008
【図７】
2007091536.tif 000009
【図８】
2007091536.tif 000010
【図９】
2007091536.tif 000011
【図１０】
2007091536.tif 000012
【図１１】
2007091536.tif 000013
【図１２】
2007091536.tif 000014