(57)【要約】  製造ラインは、素地材料のテープを含み、これは炉を通るように配向され、これにより上記炉は、セッタボードを用いずに、有機バインダ材料をバーンオフしてから上記テープを部分的に焼結する。この製造ラインから得られる焼結済み物品は、薄く、かつ比較的大きな表面積を有してよく、また略未研磨である場合、焼結によって誘発される表面欠陥をわずかしか有しない。部分的に焼結済みのテープが、上記製造ラインの第２の炉を通過する際に、上記部分的に焼結済みのテープに張力を印加することにより、結果として得られる焼結済み物品を成形してよい。炉は、好ましくは垂直に配向され、好ましくは連続的に稼働される。好ましくは、テープを形成するためにセラミック材料を使用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープであって、有機バインダによって結合した無機材料の粒子を含む素地セクションと、まだ焼結されていないものの、炭化されたバインダを有するか又は前記バインダを有しない、前記テープの未結合セクションと、前記テープの少なくとも部分的に焼結済みのセクションとを有する、テープ；並びに
炉であって：
バインダバーンオフ位置及び焼結位置を含む通路を画定する、ガイド；及び
前記通路の前記焼結位置において少なくとも３００℃の温度を達成する、ヒータ
を備える、炉
を備える、製造ラインであって、
前記バインダバーンオフ位置は、前記素地セクションから前記有機バインダを炭化又は燃焼させることによって、まだ焼結されていないものの炭化された前記バインダを有するか又は前記バインダを有しない、前記テープの前記未結合セクションを形成し；
前記焼結位置は、前記無機材料を少なくとも部分的に焼結することによって、前記テープの、前記少なくとも部分的に焼結済みのセクションを形成し；
前記未結合セクションは、前記未結合セクションに物理的に接続されて隣接する前記テープの重量を支持する、製造ライン。
【請求項２】
前記炉は第１の炉であり、
前記製造ラインは更に：
前記少なくとも部分的に焼結済みのテープの前記無機材料を更に焼結することによって、完全に焼結された物品を形成する、第２の炉；及び
前記テープの張力に影響を及ぼすことによって、前記第２の炉における更なる焼結中に、前記少なくとも部分的に焼結済みのセクションの成形を促進する、張力調節器
を備える、請求項１に記載の製造ライン。
【請求項３】
テープを焼結するプロセスであって、
前記プロセスは：
（ａ）前記テープの素地セクションを、炉の第１の炉位置を通して移動させるステップであって、前記素地セクションは、有機バインダに支持された無機粒子を含む、ステップ；
（ｂ）前記素地セクションが前記第１の炉位置を通過する際に、前記素地セクションから前記有機バインダをバーンオフ又は炭化して、前記テープの未結合セクションを形成するステップ；
（ｃ）前記未結合セクションを、第２の炉位置を通して移動させるステップ；及び
（ｄ）前記未結合セクションが前記第２の炉位置を通過する際に、前記無機粒子を少なくとも部分的に焼結して、前記テープの少なくとも部分的に焼結済みのセクションを形成するステップ
を含み、
前記未結合セクションを、前記第２の炉位置を通して移動させる前記ステップは、前記テープの前記未結合セクションを支持するセッタボードを用いずに行われる、プロセス。
【請求項４】
前記テープの前記素地セクションは、前記素地セクションから前記有機バインダをバーンオフ又は炭化するステップ中に、前記素地セクションが前記第１の炉位置を通過する際、前記炉の表面と接触しない、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記テープの前記未結合セクションは、前記無機粒子を少なくとも部分的に焼結する前記ステップ中に、前記未結合セクションが前記第２の炉位置を通過する際、前記炉の表面と接触しない、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記無機粒子は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択される材料の粒子である、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記テープは、前記素地セクション、前記未結合セクション及び前記少なくとも部分的に焼結済みのセクションが前記プロセスの前記ステップ（ａ）〜（ｄ）中に互いに連続するように、単一構造である、請求項５に記載のプロセス。
【請求項８】
前記未結合セクションは、前記無機粒子を少なくとも部分的に焼結する前記ステップ中に、前記未結合セクションが前記第２の炉位置を通過する際、自立している、請求項３に記載のプロセス。
【請求項９】
焼結済み物品であって、
前記焼結済み物品は、第１の表面、第２の表面、及び前記第１の表面と前記第２の表面との間に延在する材料の本体を備える、シートであり、
前記第２の表面は、前記シートの、前記第１の表面とは反対側にあり、従って前記シートの厚さは、前記第１の表面と前記第２の表面との間の距離として定義され、前記シートの幅は、前記第１の表面又は前記第２の表面のうちの一方の、前記厚さに対して垂直な第１の寸法として定義され、前記シートの長さは、前記第１の表面又は前記第２の表面のうちの一方の、前記シートの前記厚さ及び前記幅の両方に対して垂直な第２の寸法として定義され、
前記材料の本体は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択された無機材料製であり、前記材料は焼結済み形態であるため、前記材料の粒子は互いに融着しており；
前記シートの前記第１の表面及び前記第２の表面は、略未研磨であり、従って前記第１の表面及び前記第２の表面はそれぞれ、粒子を含む顆粒状プロファイルを有し、前記粒子は、各前記粒子間の境界線において、各前記表面の凹状部分に対して２５ナノメートル〜１５０マイクロメートルの範囲の高さを有する粒子を含み；
前記シートは、前記シートの前記長さが前記シートの前記幅の５倍超となり、かつ前記シートの幅が前記シートの厚さの５倍超となるように、薄くかつ細長く、また前記シートの前記厚さは１ミリメートル以下であり、前記第１の表面及び前記第２の表面それぞれの面積は１０平方センチメートル超であり；
前記シートは、前記第１の表面及び前記第２の表面の両方が、接着又は擦過に由来する５マイクロメートル超の寸法の表面欠陥を１００個未満しか有しない、少なくとも１０平方センチメートルの面積を有するような、高い表面品質を有し；
前記シートは、前記第１の表面又は前記第２の表面に沿った長さ方向において、１センチメートルの距離に亘って、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平坦度を有する、焼結済み物品。
【請求項１０】
前記材料の本体の前記材料は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる前記群から選択される材料であるのに加えて、アルミナ、ジルコニア、スピネル及びガーネットからなる群から選択される材料でもある、請求項９に記載の焼結済み物品。
【請求項１１】
略未研磨である場合に、前記第１の表面及び前記第２の表面のうちの少なくとも一方は、前記第１の表面又は前記第２の表面に沿った長さ方向において、１センチメートルの距離に亘って、１ナノメートル〜１０マイクロメートルの範囲の粗度を有する、請求項９に記載の焼結済み物品。
【請求項１２】
スプール；
前記スプール上に巻きつけられたテープ
を備えるロールであって、
前記セラミックテープは、請求項９から１１のいずれか１項に記載の焼結済み物品であり、
前記セラミックテープは、少なくとも１メートルの長さを有する、ロール。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１５年６月２９日出願の米国仮特許出願第６２／１８５，９５０号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示の態様は、有機バインダ中で結合した多結晶質セラミック粒子を含む素地テープ等の素地テープを焼結するためのプロセス、及びこのようなプロセスによって作製されたセラミックシート又はテープ等の焼結済み物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
セラミックの薄型シート、テープ又はリボンといった物品は、このセラミックが光に対して透過性である場合には導波路としての利用、コーティング若しくは積層してバッテリ及び他のコンポーネントに統合してよい基板としての利用、又は他の用途といった、多くの潜在的な使用法を有する。このような物品は、焼結済み材料の大型インゴットを形成するステップ、上記材料の小片又はプレートの切断ステップ、並びに対応する物品を所望の形状及び表面品質まで研磨するステップによって製造できる。研磨は、物品の表面のきず又は欠陥の除去に役立つが、時間及びリソースを消費する。
【０００４】
このような物品は、テープキャスト、ゲルキャスト、又は有機バインダ中で結合した無機粒子のストリップ等の素地テープの焼結を含む他のプロセスによっても、製造できる。典型的には、素地テープをセッタボードと呼ばれる表面上に起き、炉内に入れ、この炉が有機バインダをバーンオフし、無機粒子を焼結する。セッタボードは典型的には、焼結プロセスに耐えられる耐火性材料から形成される。セッタボードは、バインダを除去する際に上記テープを支持する。
【０００５】
出願人らは、焼結によって素地テープが収縮し、収縮中に素地テープがそれ自体の一部を、セッタボードを横切って引きずることを観察した。これにより、結果として得られる焼結済み物品の被支持側は、セッタボードの耐火性材料から焼結済み物品に転移した、引きずり溝（ｄｒａｇ  ｇｒｏｏｖｅ）、焼結済みデブリ、不純物パッチ等といった表面欠陥を有する。図１及び２は、焼結中にセッタボードによって引き起こされた欠陥等の、焼結済みセラミック物品１１０、２１０上の表面欠陥１１２、２１２の例を示す。出願人らは、これらの欠陥が、応力集中及び割れ開始部位をもたらすことによって、各物品の強度を低下させると考えている。
【０００６】
更に、極めて薄い焼結済み物品（例えばシート、テープ、リボン）を製造する際、出願人は、上記焼結済み物品がある時点で、研磨が不可能ではないにしても困難となるほど薄くなり得ると仮定している。従ってこのような物品に関して、当業者は、焼結中にセッタボードによって誘発される表面欠陥、又は切断によって引き起こされる欠陥を除去できなくなる場合がある。同様に、依然として薄いものの比較的厚い物品に関して、出願人は、上記物品がある時点で、研磨するには大きすぎる表面を有すると仮定している。表面積が大きい脆性及び／又は薄型シートを用いる場合の従来の研磨設備の制御は、厄介な及び／又は不可能なものであり得る。従って、薄型物品、特に、平坦性、平滑性及び／若しくは無欠陥表面といった一般的に研磨に関連する品質を有する、表面積が比較的大きい薄型物品は、従来の製造方法を用いて得ることができない場合があり、並びに／又は当業者は、製造の困難さ及び関連する物品あたりのコストの克服が強く妨げられるため、このような物品の製造の試みを回避する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
焼結されていてよい多結晶質セラミック、金属又は他の材料のテープ及びシート等の物品を作製するための設備及び製造プロセスに対して、需要が存在し、上記物品を効率的に、例えば過剰な研磨を行わずに製造できる一方で、表面欠陥の数が少ないこと等により、良好な機械的特性も有する。このような物品は：バッテリ内、プリント回路基板上等の基板として；ハンドヘルドデバイス用等の、ディスプレイ用のカバーシートとして、有用となり得、又は上記物品はその他の様式で有用となり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
出願人は、素地テープを焼結するプロセスからセッタボードを取り除く技術を発見した。この場合、結果として得られる焼結済み物品は研磨しなくてよく、それでも良好な機械的特性を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書において開示される技術は連続製造ラインに関し、ここで連続テープは、有機バインダによって保持された無機粒子を含む素地セクションを含む。この製造ラインにおいて、素地セクションは、バインダをバーンオフ又は炭化して同一のテープの未結合セクションを形成するための、第１の高温位置に向けられる。次に上記製造ラインに沿って、未結合セクションは、無機粒子の少なくとも部分的な焼結のための第２の高温位置を通過する。上記第１及び第２の高温位置は、製造ライン上の同一の又は異なる炉によって加熱してよい。テープが第２の高温位置において部分的にしか焼結されていない場合にテープの焼結を完了するための第３の高温位置等といった、テープを更に加工するための追加の高温位置が、製造ライン上に存在してよい。第２の高温位置における部分的な焼結により、テープは、第３の高温位置において更に焼結を行うために、テープに張力を印加でき、ここで上記張力は、テープを平坦に保持し、これにより、特定の平坦な焼結済みシート、及び／又は焼結誘発型表面欠陥が少ないシートが容易に得られる。
【０００９】
以上のことは、第２の高温位置を通過した後に素地テープを、セッタボードによる素地テープの支持が必要ないように配向すること、例えばテープを垂直に配向することによって、部分的に達成される。驚くべきことに、出願人は、テープのバインダをバーンオフ又は炭化しているにもかかわらず、未結合セクションの下方のテープの重量は、少なくとも部分的な焼結が発生する前に、未結合セクションにおいてテープを必ずしも切断する又は引き裂くことはないことを発見した。出願人は、テープは、セッタボードを用いずに、少なくとも部分的な焼結のために十分な時間、それ自体を一体に保持できることを発見した。その結果、焼結済み物品は、典型的にはセッタボードによって引き起こされる、焼結中に生成される、接触誘発型表面欠陥を有しない。焼結済み物品の両側の表面は、欠陥の数が一致しており、この数は、結果として得られる焼結済み物品が、より多くの表面欠陥を有する物品に対して改善された機械的特性、例えば増大した引張強度を有することができるよう、十分に小さい。
【００１０】
追加の特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、当業者には「発明を実施するための形態」から容易に明らかとなるか、又は本記載及び特許請求の範囲並びに添付の図面に記載された実施形態を実施することによって認識されるだろう。以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」はいずれも単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。
【００１１】
添付の図面は更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は１つ以上の実施形態を図示し、「発明を実施するための形態」と併せて、様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。従って本開示は、以下の「発明を実施するための形態」を添付の図面と併せて解釈することにより、更に完全に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表面欠陥を有するセラミック材料のデジタル画像
【図２】表面欠陥を有するセラミック材料のデジタル画像
【図３Ａ】例示的な実施形態による製造ラインの概略図
【図３Ｂ】図３Ａの製造ラインに沿った位置に対する温度を概念的に示すプロット
【図４】例示的な実施形態による炉の断面図
【図５】例示的な実施形態による製造ラインの、テープを加工している際のデジタル画像
【図６Ａ】焼結済みセラミックの未研磨表面のデジタル画像
【図６Ｂ】未研磨の焼結済みセラミックの概念的な側部プロファイル
【図７Ａ】焼結済みセラミックの研磨済み表面のデジタル画像
【図７Ｂ】研磨された焼結済みセラミックの概念的な側部プロファイル
【図８】例示的な実施形態による、材料の薄型焼結済みテープの形態の焼結済み物品の斜視図
【図９】別の例示的な実施形態による製造ラインの概略側面図
【図１０】他の例示的な実施形態による製造ラインの斜視図
【図１１】他の例示的な実施形態による製造ラインの斜視図
【図１２】例示的な実施形態による製造ライン又はその一部分の概略図
【図１３】別の例示的な実施形態による製造ライン又はその一部分の概略図
【図１４】更に別の例示的な実施形態による製造ライン又はその一部分の概略図
【図１５】セッタボード上で焼結された薄型セラミックシートの、１００倍の倍率での顕微鏡写真
【図１６】概ね図１５に示す点線の枠内からの、図１５と同一のシートの５００倍の倍率での顕微鏡写真
【図１７】本明細書において開示されている本発明のプロセスを用いて作製された、部分的に焼結されたテープと完全に焼結されたテープとの比較（白色の紙の上に暗色の文字を重ねている）
【図１８】本明細書において開示されている本発明のプロセスを用いて作製された、部分的に焼結されたテープと完全に焼結されたテープとの比較（白色の紙の上に暗色の文字を重ねている）
【図１９】本明細書において開示されている本発明のプロセスを用いて焼結された薄型セラミックシートの、１００倍の倍率での顕微鏡写真
【図２０】図１９と同一のシートの、５００倍の倍率での顕微鏡写真
【図２１】幅方向（図２１）及び長さ方向（図２２）の高さプロファイルを伴う、例示的な実施形態によるテープの表面スキャン
【図２２】幅方向（図２１）及び長さ方向（図２２）の高さプロファイルを伴う、例示的な実施形態によるテープの表面スキャン
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の「発明を実施するための形態」、及び例示的な実施形態を詳細に図示する図面に移る前に、本発明の技術は、「発明を実施するための形態」に記載された、又は図面に図示された詳細又は方法論に限定されないことを理解されたい。例えば、当業者には理解されるように、図面のうちの１つに図示された実施形態に関連する、又はこれらの実施形態のうちの１つに関連する本文に記載されている、特徴及び属性は、図面のうちの別の１つに図示されている実施形態又は本文の他の箇所に記載されている実施形態にも良好に適用できる。
【００１４】
図３Ａ〜３Ｂを参照すると、製造ライン３１０は、炉システム３１２と、炉システム３１２内へと延在する、側面図で示されたテープ３１４等の被加工物（例えばリボン、テープ、ウェブ、ライン、材料）とを含む。テープ３１４を、カーブ又はローラ３１６の周りにルーティングして、炉システム３１２に向かって配向してよい。例示的な実施形態によると、炉システム３１２は通路３１８を含み、これは、バインダバーンオフ位置Ｂ、及び／又は上記テープがバインダバーンオフ位置Ｂを通過した後にテープ３１４を少なくとも部分的に焼結するための焼結位置Ｃを含む。いくつかの実施形態では、バインダバーンオフ位置Ｂは焼結位置Ｃに隣接し、例えば製造ライン３１０に沿って焼結位置Ｃのすぐ上又は下、例えば１メートル以内、５０センチメートル以内、１０センチメートル以内にある。以下で議論するように、バインダバーンオフ位置Ｂと焼結位置Ｃとの近接配置により、焼結前にテープ３１４をバインダによって結合されていない状態とする時間／長さが削減される。
【００１５】
例示的な実施形態によると、炉システム３１２の通路３１８は、テープ３１４が、炉システム３１２の、少なくともバインダのバーンオフを目的とするセクション（例えばバインダバーンオフ位置Ｂ）の表面３２２及び／又はテープ３１４の少なくとも部分的な焼結を目的とするセクション（例えば焼結位置Ｃ）の表面３２０と接触することなく、通路３１８を通って概ね垂直に延在できるように配向される。例えば通路３１８は、テープ３１４が概ね垂直に延在でき、また水平方向に対して４５〜１３５°、例えば６０〜１２０°、例えば９０°±１０°に配向された経路に沿って上方及び／又は下方に移動できるように、配向してよい。テープ３１４が焼結位置Ｃの表面３２０及び／又はバインダバーンオフ位置Ｂの表面３２２に接触することなく、テープ３１４がバインダバーンオフ位置Ｂ及び／又は焼結位置Ｃを通過すると、接触による材料の転移及び／又はテープ３１４のスコーリング若しくはその他の形状変化が低減されることにより、テープ３１４を炉システム３１２で加工する際のテープ３１４の表面品質が改善されると考えられる。
【００１６】
例示的な実施形態によると、テープ３１４の第１のセクションは素地テープセクション３１４Ａであり、これは製造ライン３１０に沿った位置Ａに位置決めしてよい。例示的な実施形態によると、素地テープセクション３１４Ａは、有機バインダ（例えばポリビニルブチラール、ジブチルフタレート、ポリアルキルカーボネート、アクリルポリマー、ポリエステル、シリコーン等）によって結合された多結晶質セラミック及び／又は鉱物（例えばアルミナ、ジルコニア、リチウムガーネット、スピネル）を含む。考えられる実施形態では、素地テープセクション３１４Ａは、有機バインダ中で結合した金属粒子を含んでよい。他の考えられる実施形態では、素地テープセクション３１４Ａは、有機バインダによって結合された、ガラス粒子（例えば高純度シリカ粒子、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス）又は他の無機粒子を含んでよい。考えられる実施形態では、素地テープセクション３１４Ａは、有機バインダ中で結合したガラスセラミック粒子（例えばコーディエライト、ＬＡＳ（リチウム‐アルミノシリケート）、ナシコン構造リン酸リチウム金属、セルシアン）を含んでよい。例示的な実施形態によると、素地テープセクション３１４Ａは、約０．０１〜約２５体積％の多孔率を有し、及び／又は上記無機粒子は、５０〜１０００ナノメートルの中央粒径と、２〜３０ｍ２／ｇのブルナウアー・エメット・テラー（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，  Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｔｅｌｌｅｒ：ＢＥＴ）表面積とを有する。他の考えられる実施形態では、上記材料は、無機バインダ若しくは他のバインダによって結合してよく、及び／又は上記材料は他のサイズ若しくは他の多孔率を有してよい。
【００１７】
素地テープセクション３１４Ａがバインダバーンオフ位置Ｂを通過する際、炉システム３１２は、酸化、揮発及び／又は架橋によって、素地テープセクション３１４Ａからバインダ材料を、例えばバインダの少なくとも９０％等、バインダの大半を、バーンオフする及び／又は炭化させるよう構成される。例示的な実施形態によると、素地テープセクション３１４Ａは、バーンオフ位置Ｂを通して自立しており、バーンオフ位置Ｂの表面３２２に接触する必要がなく及び／又は接触しない。
【００１８】
バインダバーンオフ位置Ｂを越えると、テープ３１４はもはや「素地（ｇｒｅｅｎ）」ではなく、テープ３１４の第２のセクションは、未結合テープセクション３１４Ｂ（例えばバーンオフ済みテープセクション、炭化済みバインダテープセクション）となり、これは焼結されていなくてもよく、更にバインダを含まないか又は炭化したバインダを含んでよい。未結合テープセクション３１４Ｂは、有効な及び／又は未炭化のバインダを含まないため、当業者は、この未結合テープセクション３１４Ｂが、例えばバインダの不足によって、それ自体の重量、又は未結合テープセクション３１４Ｂの下方のテープ３１４の部分の重量により、簡単に崩壊するか又は落下すると予想できる。しかしながら出願人は、テープ３１４を適切に扱えば、例えばテープ３１４に対する張力を制御すれば、並びに／又はテープ３１４が、テープ３１４の無機材料（例えばセラミック粒子）の少なくとも部分的な焼結の前に屈曲及び／若しくは再配向されなければ、未結合テープセクション３１４Ｂが、バインダをバーンオフ及び／又は炭化しているにもかかわらず、無傷のままとなり得ることを発見した。
【００１９】
引き続き図３Ａを参照すると、テープ３１４の未結合テープセクション３１４Ｂ部分は、焼結位置Ｃ内を及び／又は焼結位置Ｃの側を通過し、炉システム３１２は、未結合テープセクション３１４Ｂの多結晶質セラミック又は他の無機材料を少なくとも部分的に焼結するよう構成される。例えば、多結晶質セラミック粒子は、テープ３１４が依然として高い多孔率（例えば少なくとも１０体積％、少なくとも３０体積％）を有したまま、粒子が互いに結合又は融着するように、焼結でき、ここで「多孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）」は、多結晶質セラミック等の無機材料が占有していないテープの体積の部分を指す。
【００２０】
少なくとも部分的に焼結すると、テープ３１４の対応するセクションは、少なくとも部分的に焼結済みのテープセクション３１４Ｃとなる。少なくとも部分的に焼結済みのテープセクション３１４Ｃを部分的かつ不完全に焼結することにより、テープ３１４の強度を、後続のテープ３１４の成形が容易になるようにテープ３１４に張力を印加できる程度にまで、増大させることができる。例示的な実施形態によると、張力下において、テープ３１４の更なる焼結を行うことにより、特に平坦な、又は他の形状の焼結済み物品を製造する（概して図５を参照）。
【００２１】
例示的な実施形態によると、製造ライン３１０は張力調節器３２４を更に含み、これは、少なくとも部分的に焼結済みのテープセクション３１４Ｃと直接相互作用すること等によって、テープ３１４の張力に影響を及ぼす。張力調節器３２４は、テープ３１４の張力を制御して、張力調節器３２４の上方と下方とで分離させることができ、これにより、張力調節器３２４の両側においてテープ３１４の一部分の張力を異なるものとすることができる。いくつかの実施形態では、張力調節器３２４は空気軸受を含み、この空気軸受では、テープ３１４が製造ライン３１０を通って移動する方向に、又はその反対方向に空気を配向することによって、例えばテープ３１４の張力を調整できる。他の実施形態では、張力調節器３２４は、テープ３１４を押し引きしてテープ３１４の張力に影響を及ぼす、ニップローラを含む。更に他の実施形態では、張力調節器３２４はホイールであってよく（例えば図１２参照）、ここでは、上記ホイールの表面上の摩擦及び上記ホイールの回転が、テープ３１４の張力に影響を及ぼす。上述のように、テープ３１４の張力を用いて、例えば焼結位置Ｃ又は製造ライン３１０に沿った他の位置において、テープ３１４を焼結する際にテープ３１４を成形できる。更に、張力調節器３２４がテープ３１４に印加する張力（正又は負の量）により、テープセクション３１４Ｂの張力に影響を及ぼすことによって、該セクションを一体に保持するのを支援できる。
【００２２】
ここで図３Ｂを参照すると、テープ３１４の温度は、製造ライン３１０に沿ったテープ３１４の特定の部分の位置の関数として、テープ３１４の長さに沿って変動し得る。バインダバーンオフ位置Ｂに入る前の素地テープセクション３１４Ａは、室温（例えば約２５℃）等の第１の温度であってよい。バインダバーンオフ位置Ｂ付近では、テープ３１４の未結合テープセクション３１４Ｂの温度は、素地テープセクション３１４Ａより高くてよく、例えば少なくとも２００℃、少なくとも４００℃であってよい。焼結位置Ｃ付近及び焼結位置Ｃでは、テープ３１４の温度は、バインダバーンオフ位置Ｂ付近のテープ３１４の温度より更に高くてよく、例えば焼結位置Ｃにおいて少なくとも８００℃、少なくとも１０００℃である。そして、製造ライン３１０に沿った焼結位置Ｃより後ろの位置にあるテープ３１４の部分は、焼結位置Ｃにあるテープ３１４の部分より、及び／又はバインダバーンオフ位置Ｂにあるテープ３１４の部分より低い温度であってよく、例えば室温である。
【００２３】
図４を参照すると、炉システム４１０は、炉システム４１０を少なくとも部分的に通って、例えば炉システム４１０の深さＬ１を完全に通って延在する通路４１４を画定するガイド４１２を含む。いくつかの実施形態では、ガイド４１２は、耐火性材料から形成してよいチューブ又はシャフトであってよい。例示的な実施形態によると、通路４１４は一般に、略垂直に配向され、これにより、通路４１４を通って延在する細長い被加工物（例えば可撓性素地テープ、リボン、ライン；概して図３Ａのテープ３１４を参照）を、重力が真っ直ぐ引っ張ることができる、又は重力が上記細長い被加工物の長さに沿ってその他の様式で作用できる。炉システム４１０のいくつかの適用例において、上記被加工物は通路４１４より幅狭であってよく、またガイド４１２の表面に接触しないよう、通路４１４内に位置決めされてよい。炉システム４１０は、製造ライン３１０等の製造ライン内で使用できる。
【００２４】
例示的な実施形態によると、炉システム４１０の通路４１４は、炉システム４１０を通って延在する深さ寸法Ｌ１と、深さ寸法Ｌ１に対して垂直な（図４内へ、そして図４から外へと延在する）幅寸法と、深さ寸法Ｌ１及び上記幅寸法の両方に対して垂直なギャップ寸法Ｌ２とを有する。例示的な実施形態によると、通路４１４の深さ寸法Ｌ１は上記幅寸法より大きく、上記幅寸法はギャップ寸法Ｌ２より大きい。例示的な実施形態によると、ギャップ寸法Ｌ２は、少なくとも１ミリメートル、例えば少なくとも２ミリメートル、少なくとも５ミリメートル、及び／又は５００センチメートル以下である。いくつかの実施形態では、上記幅寸法及び上記ギャップ寸法は互いに等しく、従って通路４１４は円筒形である。
【００２５】
図４を参照すると、炉システム４１０は、バインダバーンオフ位置Ｂ’及び焼結位置Ｃ’を含む。バーンオフ位置Ｂ’は、バインダ材料を被加工物から燃焼させるよう構成され、焼結位置Ｃ’は、被加工物を少なくとも部分的に焼結するよう構成される。例示的な実施形態によると、炉システム４１０は、電気抵抗加熱素子、ガス若しくはオイルバーナ、又は他の熱源といった熱源４１６を含む。いくつかの実施形態では、熱源４１６は、焼結位置Ｃ’の少なくとも１つの部分を取り囲み、及び／又は耐火性材料から形成してよいバリア若しくは壁４１８等によって、バーンオフ位置Ｂ’から隔離される。例示的な実施形態によると、炉システム４１０の熱源４１６は、バーンオフ位置Ｂ’の上方又は下方に位置決めされる。従って熱は、焼結位置Ｃ’からバインダバーンオフ位置Ｂ’へと相乗的に通過できる。他の実施形態では、バーンオフ位置Ｂは、焼結位置Ｃ’から隔離された熱源を有してよい。
【００２６】
バインダバーンオフ位置Ｂ’に入る前の被加工物は、室温（例えば２５℃）等の第１の温度であってよい。バインダバーンオフ位置Ｂ’付近では、被加工物の温度は室温より高くてよく、例えば少なくとも２００℃、少なくとも４００℃であってよい。被加工物が焼結位置Ｃ’に近づき、焼結位置Ｃ’を通過する際、被加工物の温度は、バインダバーンオフ位置Ｂ’付近の被加工物の温度より更に高くてよく、例えば少なくとも８００℃、少なくとも１０００℃である。被加工物の、焼結位置Ｃ’を超えて、焼結位置Ｃ’のバインダバーンオフ位置Ｂ'とは反対側にある部分は、更に低い温度であってよく、例えば室温であってよい。
【００２７】
ここで図５を参照すると、３モル％イットリア安定化ジルコニア（３ＹＳＺ）素地セラミックの成形物を、米国特許第８，８９４，９２０号明細書に記載されているように製造できる。一例では、この成形物から、幅２．５ｃｍ×長さ５ｍの材料の素地テープ５１２を切り出した。素地テープ５１２を円筒形ローラ５１４上に巻きつけた後、図５に示すような炉システム５１６（図４に示す炉システム４１０も参照）内へと、２インチ／分（５．０８ｃｍ／分）という制御された速度で供給した。炉システム５１６の焼結位置Ｃ’’は、１２００℃に保持された。バインダバーンオフ位置Ｂ’’は、バインダのバーンオフのための領域を提供するために、断熱され、アルミナ繊維ボードから構築された。バインダバーンオフ位置Ｂ’を、炉システム５１６の焼結位置Ｃ’’を出る高温ガスによって加熱した。
【００２８】
図示されている構成５１０において出願人は、長さ１０インチ（２５．４ｃｍ）のバインダバーンオフ位置Ｂ’’（長さが垂直方向であるものとして図示されている）によって、テープ５１２を、最高約３インチ／分（７．６２ｃｍ／分）で良好に供給できることを発見した。図示されている炉システム５１６の焼結位置Ｃ’’は１２インチ（３０．４８ｃｍ）であり、これにより、焼結位置Ｃ’’にある合計時間は約４〜６分であった。炉システム５１６の出口において、３ＹＳＺテープ５１２’は部分的に焼結され、相対密度約０．６５を有していた。３ＹＳＺテープ５１２’は、取り扱いに十分な強度を有し、可撓性であり、厚さ約４０マイクロメートルである。図５に示すように、数メートルの焼結済みテープ５１２’を、支持用プラスチックキャリアフィルム５１８上へと再配向した。
【００２９】
出願人は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）バインダに関してバインダバーンオフ位置Ｂ’’の温度を約２００〜６００℃とするべきであることを発見した。出願人は、このバインダバーンオフ位置Ｂ’’が十分な長さを有することにより、炉システム５１６を通過するテープ速度を速くすることもできることを発見した。というのは、バインダバーンオフ位置Ｂ’’が短すぎる場合、バインダが過剰な速度で除去される場合があり、これは制御されないバインダ除去及びテープ５１２の破損を引き起こし得るためである。更に出願人は、バインダバーンオフ位置Ｂ’’の長さが、テープ５１２を良好に焼結できる速度に関連することを発見した。例示的な実施形態によると、バインダバーンオフ位置Ｂ’’の長さは、少なくとも２インチ（５．０８ｃｍ）及び／又は５０インチ（１２７ｃｍ）以下、例えば少なくとも４インチ（１０．１６ｃｍ）及び／又は２０インチ（５０．８ｃｍ）以下である。他の考えられる実施形態では、バインダバーンオフ位置Ｂ’’は、上述の範囲外の長さを有してもよい。
【００３０】
引き続き図５を参照すると、別の例では、この場合はアルミナ素地セラミックであるテープ５１２を、構成５１０を用いて製造及び焼成した。テープ５１２を成形するプロセスは、バッチ形成ステップ、粉砕ステップ、脱ガス（又は脱気）ステップ、濾過ステップ、及びテープ製造ステップを含んでいた。バッチ形成のために、アルミナ粉末を、バインダ、分散剤、可塑化剤及び消泡剤を含む水系テープ成形成分と混合した。使用される成分はＰｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ製であり、水溶性のアクリル系バインダを含んでいた。
【００３１】
粉砕に関しては、例えば：ボールミル粉砕、高せん断混合、摩擦粉砕、振動粉砕、ローラ粉砕及び同様の方法によって、バッチ形成済みの材料をミル内で粉砕及び混合した。この粉砕ステップにより、粒子の凝集を解き、均一で良好に分散したスラリーを生成する。いくつかの実施形態では、出願人は、Ｕｎｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ製の摩擦ミル（撹拌ボールミルと呼ばれる場合もある）が、アルミナ粉末の凝集物又はナノ凝集物を解体することによって、脱凝集を促進できることを発見した。出願人は、摩擦ミルが、粉砕プロセス中の材料への高いエネルギ入力（これにより、他の技法に比べてバッチをより短い時間で、例えばボールミルを用いた場合の５０〜１００時間に対して１〜３時間で、より小さな粒子へと粉砕できる）により、他の粉砕プロセス及び設備を上回る便益を有すると考える。
【００３２】
使用されたあるＵｎｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ製摩擦ミルは、合計容積７５０ミリリットル（ｍＬ）、実効容積／収容量２５０ｍＬであった。タンクに１３０ｍＬのスラリーと、７４０グラムの２ｍｍ９９．９％純度アルミナ媒体（即ち摩砕媒体）とを装填した。粉砕プロセス中にタンクを１５℃まで水冷することによって、過熱を回避し、１つ以上の溶媒の蒸発を低減した。スラリーを、初めは５００回転／分（ｒｐｍ）で５分間粉砕して、大きな凝集物を破壊し、その後速度を１３００ｒｐｍまで上昇させて、１時間粉砕を行った。粉砕終了時、タンクを１７０ｒｐｍまで減速し、消泡剤を添加して、捕捉された空気を除去した。次にスラリーを、８０〜１２０メッシュのスクリーンを通して注ぎ出し、脱ガス前にスラリーから粉砕媒体を除去した。
【００３３】
粉砕の後等の脱ガスに関しては、出願人は、粉砕された媒体をスラリーから濾し取ることができ、また真空を用いてスラリーを脱気／脱ガス処理して、これを行わなければ混合物中に気泡を含む場合がある粉砕済み産物から、捕捉された空気を除去できることを発見した。脱ガスは、乾燥機チャンバ、及びこれに続いてＭａｚｅｒｕｓｔａｒ真空遊星型ミキサを用いて達成できる。スラリーを乾燥機チャンバに装填し、最大１０分間脱ガス処理してよい。初期脱ガス処理後、スラリーを遊星型ミキサに装填して、真空下で５分間動作させてよい。出願人は、Ｍａｚｅｒｕｓｔａｒミキサを削除した代替的な脱ガス手順では、乾燥機チャンバ内で更に高い真空を用いることになることを発見した。
【００３４】
濾過に関しては、スラリーを濾過することによって、混合物からいずれの大型の汚染物質を除去した。これを行わなければ、このような汚染物質は、例えば焼結済み材料の光学的特性に悪影響を及ぼし得る。濾過は、５０マイクロメートル、２５マイクロメートル、１０マイクロメートル又は１マイクロメートルフィルタを用いて達成できる。このようなフィルタは、例えばナイロン、繊維又は他の好適な材料製であってよい。
【００３５】
テープ製造ステップに関しては、厚さおよそ５０〜１５０マイクロメートルのシリコーン被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルム上で試料を成形した。出願人は、このシリコーンコーティングにより、乾燥後のテープ材料を容易に取り外すことができることを発見した。テープ５１２に関して好適な他のフィルムは例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、ガラス、金属ベルト、及び同様の代替材料であってよい。テープの製造を促進するために、スラリーに、約４〜２０ミル（約１００〜５００マイクロメートル）の間隔を有するドクターブレード下を通過させることにより、セラミックテープの薄型シートを形成した。典型的には、８ミル（約２００マイクロメートル）のブレード高さを使用した。成形用ブレードを、Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルムを横断するように、１０ｍｍ／秒の速度で移動させた。この速度は、プロセス速度を上昇させるため、及びテープ５１２の厚さを修正するために、必要に応じて変化させてよい。乾燥後、上記テープの厚さは、１００〜１５０マイクロメートルであった。この状態のテープ５１２を、「素地テープ（ｇｒｅｅｎ  ｔａｐｅ）」と呼ぶ。
【００３６】
引き続き図５を参照すると、長さ１．２メートル×厚さ１２０マイクロメートル及び幅１．２センチメートルのテープ５１２を、上述の素地成形物から切り出して取り外した。テープ５１２を円筒形ローラ５１４上に巻きつけた。次にテープ５１２を、１インチ（２．５４ｃｍ）／分という制御された速度で、図５に示すような炉システム５１６内へと供給した。テープ５１２は、バインダバーンオフ中にその自重によって一体に保持されるような十分な強度を有していた。炉システム５１６の焼結位置Ｃ’’を、１１００℃の温度に維持した。炉システム５１６の出口において、アルミナテープ５１２’は部分的に焼結され、およそ０．７の相対密度を有していた。テープ５１２’の焼成後厚さは、約１００マイクロメートルであった。
【００３７】
図６Ａ〜６Ｂを参照すると、本明細書に開示されている本発明のプロセスに従って、本明細書に開示されている本発明の設備を用いて製造された材料は、従来のプロセスに従って製造された材料と区別できる。例示的な実施形態によると、焼結済み物品６１０（例えばシート、箔）は、第１の表面６１２（例えば上部、側部）と、第１の表面６１２と対向していてよい第２の表面６１４（例えば底部）とを含む。上記焼結済み物品は更に、第１の表面６１２と第２の表面６１４との間に延在する、材料の本体６１６を含む。
【００３８】
物品６１０の厚さＴは、第１の表面６１２と第２の表面６１４との間の距離として定義してよい。物品６１０の幅（概して図８の焼結済みシート８１０の幅Ｗを参照）は、第１の表面６１２又は第２の表面６１４のうちの一方の、厚さＴに対して垂直な第１の寸法として定義してよい。物品６１０の長さ（概して図８の焼結済みシート８１０の長さＬを参照）は、第１の表面６１２又は第２の表面６１４のうちの一方の、厚さＴ及び幅の両方に対して垂直な第２の寸法として定義してよい。例示的な実施形態によると、焼結済み物品６１０は、焼結済み材料の細長く薄いテープである。ジオメトリを少なくとも部分的な原因として、このような実施形態の一部は可撓性であり、これにより物品６１０は、マンドレル又はスプール（例えば直径１メートル以下、０．７メートル以下）の周りで屈曲でき、これは、製造、保管等に関して有益となり得る。他の実施形態では、焼結済み物品６１０は、例えば丸みを帯びた形状、環状、スリーブ又はチューブ状等の他の形状に成形でき、一定の厚さ等を有しなくてよい。
【００３９】
例示的な実施形態によると、物品６１０の長さは、物品６１０の幅の２倍超であり、例えば少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍大きい。いくつかの実施形態では、物品６１０の幅は、上記本体の厚さＴの２倍超であり、例えば少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも１００倍大きい。いくつかの実施形態では、物品６１０の幅は、少なくとも５ミリメートル、例えば少なくとも１０ｍｍ、例えば少なくとも５０ｍｍである。いくつかの実施形態では、物品６１０の厚さＴは、２センチメートル以下、例えば５ミリメートル以下、例えば２ミリメートル以下、例えば１ミリメートル以下、例えば５００マイクロメートル以下、例えば２００マイクロメートル以下である。例示的な実施形態によると、素地テープを炉内へと移動させて焼結する際、焼結は略均一に行われ、シートの長さ、幅及び厚さは、およそ３０％減少し得る。従って、本明細書に開示される素地テープの寸法は、上述の焼結済み物品の寸法より３０％大きくなり得る。薄型テープにより、製造ラインは迅速に動作できる。というのは、炉からの熱がこのようなテープに迅速に入り込み、テープを焼結できるためである。更に、薄型テープは可撓性であってよく、これにより製造ラインに沿った、屈曲及び方向の変更が促進される（概して例えば図１１を参照）。
【００４０】
例示的な実施形態によると、焼結済み物品６１０は、略未研磨であり、従って図６Ａのデジタル画像に示されているように、及び図６Ｂの側面図に概念的に示されているように、例えば顕微鏡で観察した場合に、第１の表面６１２及び第２の表面６１４のうちの一方又は両方が顆粒状プロファイルを有する。この顆粒状プロファイルは、本体６１６から概ね外向きに突出する粒子６１８を含み、この粒子６１８は、粒子６１８間の境界線６２０にある上記表面の凹状部分に対して、少なくとも２５ナノメートル及び／又は１００マイクロメートル以下の高さＨ（例えば平均高さ）、例えば少なくとも５０ナノメートル及び／又は８０マイクロメートル以下の高さＨを有する。他の実施形態では、高さＨはこれ以外の様式でサイズ設定されていてよい。
【００４１】
この顆粒状プロファイルは、物品６１０がブールから切り出されたのではなく薄型テープとして焼結されたこと、及び各表面６１２、６１４が略未研磨であったことについて、焼結済み物品６１０の製造プロセスのインジケータとなる。更に、研磨済み表面と比較して、この顆粒状プロファイルは、ディスプレイのバックライトユニットのために光を散乱させる用途、コーティングの更に良好な接着のため又は培養物の成長のために表面積を増大させる用途といったいくつかの用途において、焼結済み物品６１０に便益を提供できる。考えられる実施形態では、未研磨表面６１２、６１４は、上記物品の長さに沿った１つの寸法における１０ミリメートルの距離に亘って、約１０〜約１０００ナノメートル、例えば約１５〜約８００ナノメートルの粗度を有する。考えられる実施形態では、表面６１２、６１４のうちの一方又は両方は、単一の軸に沿った１ｃｍの距離に亘って、約１ｎｍ〜約１０ｍｍの粗度を有する。
【００４２】
対照的に、焼結済み物品６１０と同一の材料の焼結済み物品７１０は、研磨済み表面７１２、７１４を含み、ここで、粒子の境界線は研磨によって概ね除去されている。考えられる実施形態では、本明細書に開示されているプロセスに従って製造された焼結済み物品６１０は、例えば目的とされる上記物品の特定の用途に応じて、図７Ａ〜７Ｂに示すように研磨してよい。例えば、物品６１０を基板として使用する場合には、極度に平滑な表面は必要ない場合が多く、図６Ａ〜６Ｂの未研磨表面で十分となり得るが、上記物品を鏡又はレンズとして使用する場合には、図７Ａ〜７Ｂに示すような研磨が必要となり得る。しかしながら、本明細書に開示されているように、研磨は、特定の薄型物品、又は表面積が大きく薄い物品に関しては困難となり得る。
【００４３】
出願人は、ブールから切り出された焼結済みセラミック又は他の材料のシートは、図６Ａ〜６Ｂをの物品とは対照的に、その表面上に存在する、容易に識別可能な粒子境界線を有しない場合があると考えている。出願人は更に、ブールから切り出された物品は典型的には、切り出しによる粗い表面を補正するために研磨してよいと考えている。しかしながら出願人は、表面研磨は、焼結済みセラミック又は他の材料の極めて薄い物品に関して、特に困難又は厄介となり得、その困難の程度は、上記物品が薄くなるほど、及び上記物品の表面積が大きくなるほど、高くなると考えている。しかしながら、本開示の技術に従って製造される焼結済み物品は、このような制限によって受ける制約が比較的少なくなり得る。というのは本技術に従って製造される物品は、長さが長いテープとして連続的に製造できるためである。更に、本明細書に開示されているような炉システムの寸法は、より幅広の物品、例えば少なくとも２センチメートル、少なくとも５センチメートル、少なくとも１０センチメートル、少なくとも５０センチメートルの幅を有する物品を収容及び焼結できるように規模拡張できる。
【００４４】
例示的な実施形態によると、焼結済み物品６１０は、顆粒状プロファイルを有し、またその表面６１２、６１４上で一貫した表面品質を有し、これは、「背景技術」において議論した、セッタボードを用いて製造された物品（典型的には片側がセッタボードとの接触（例えば接着及び／又は擦過）によって印を付けられ、もう片側はセッタボードに曝露されなくてよい）とは大きく異なり得る。焼結済み物品６１０がシート又はテープ（概して図８に示すシート８１０を参照）の形状である実施形態のようないくつかの実施形態では、表面の一貫性とは、第１の表面１平方センチメートルあたりの表面欠陥の平均面積が、第２の表面１平方センチメートルあたりの表面欠陥の平均面積±５０％以内、例えば第２の表面１平方センチメートルあたりの表面欠陥の平均面積±３０％以内、例えば第２の表面１平方センチメートルあたりの表面欠陥の平均面積±２０％以内となることであり、ここで「表面欠陥（ｓｕｒｆａｃｅ  ｄｅｆｅｃｔ）」は、図１〜２に示すように、各表面に沿った寸法が少なくとも１５、１０、及び／又は５マイクロメートルである擦過及び／又は接着である。
【００４５】
例示的な実施形態によると、焼結済み物品６１０は高い表面品質を有し、これもまた、背景技術」において議論した、セッタボードを用いて製造された物品（セッタボードによる接着及び／又は擦過によって表面品質が低下し得る）とは大きく異なり得る。焼結済み物品６１０がシート又はテープ（概して図８に示すシート８１０を参照）のいくつかの実施形態では、この表面品質とは、１平方センチメートルあたりの平均で、第１及び第２の表面の両方が、１５、１０、及び／又は５マイクロメートル超の寸法を有する表面欠陥を１５、１０、及び／又は５個未満、例えば１平方センチメートルあたりの平均でこのような表面欠陥を３個未満、例えば１平方センチメートルあたりの平均でこのような表面欠陥を１個未満しか有しないことである。従って、本明細書に開示されている技術に従って製造された焼結済み物品は、比較的高く一貫した表面品質を有し得る。出願人は、焼結済み物品６１０の比較的高く一貫した表面品質が、応力集中及び／又は割れ開始部位を減少させることにより、物品６１０の強度の増大を促進すると考えている。
【００４６】
例示的な実施形態によると、物品６１０、及び素地テープの粒子の対応する材料は、多結晶質セラミックを含む。例示的な実施形態によると、物品６１０は、ジルコニア、アルミナ、スピネル（例えばＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＭｇＦｅ２Ｏ４、ＦｅＣｒ２Ｏ４）、ガーネット、コーディエライト、ムライト、ペロブスカイト、パイロクロア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、二ホウ化チタン、窒化ケイ素アルミナ、及び／又は酸窒化アルミニウムを含む（例えば、これらである、これらから本質的になる、少なくとも５０重量％がこれらからなる）。いくつかの実施形態では、物品６１０は金属である。他の実施形態では、物品６１０は、粉末粒子から焼結したガラスである。いくつかの実施形態では、物品６１０は、ＩＸガラス及び／又はガラスセラミックである。本明細書に開示されている材料は、合成物であってよい。
【００４７】
ここで図８を参照すると、いくつかの実施形態では、焼結済み物品は、本明細書に開示されている材料のシート８１０（例えば焼結済みテープ）の形態である。シート８１０は、表面８１４（例えば上部又は底部）及びこれに対向する別の表面、並びにこれら２つの表面８１４の間に延在する本体を含む（概して図６Ａ〜６Ｂの物品６１０の側部６１２、６１４及び本体６１６を参照）。例示的な実施形態によると、シート８１０の幅Ｗは、表面８１４のうちの一方の、厚さＴ’に対して垂直な第１の寸法として定義される。例示的な実施形態によると、シート８１０は、少なくとも２つの、概ね垂直な長さ方向側縁部８１２を有する。シート８１０の長さＬは、上部又は底部表面８１４のうちの一方の、厚さＴ’及び幅Ｗの両方に対して垂直な第２の寸法として定義される。長さＬは、幅Ｗ以上であってよい。幅Ｗは、厚さＴ’以上であってよい。
【００４８】
例示的な実施形態によると、厚さＴ’は、５００マイクロメートル以下、例えば２５０マイクロメートル以下、例えば１００マイクロメートル以下、及び／又は少なくとも２０ナノメートルである。例示的な実施形態によると、シート８１０は、少なくとも１０平方センチメートル、例えば少なくとも３０平方センチメートル、例えば少なくとも１００平方センチメートル、及び更には１０００、５０００、若しくはいくつかの実施形態では１０，０００平方センチメートルを超える表面積を有し；又は物品６１０の実施形態に関するもの等の、本明細書に開示されているジオメトリに従って、その他の様式でサイズ設定される。いくつかの実施形態では、シート８１０は、その長さＬの１／４、１／５、１／６、１／７、１／８、１／９、１／１０及び／又は１／２０未満の幅Ｗを有する。このようなジオメトリは、直方体バッテリの基板としてのシート８１０の使用のため、及び／又はオーブン内でカーボンナノチューブを成長させるための表面としてのシート８１０の使用（この場合、シート８１０はオーブンの表面を埋めるものの、オーブンの実質的な容積を埋めることはない）のためといった特定の用途に関して、特に有用となり得る。
【００４９】
例示的な実施形態によると、シート８１０は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択される材料を含む（例えば上記材料から形成される、上記材料からなる、上記材料から本質的になる、５０体積％超が上記材料からなる）。他の実施形態では、シート８１０は、本明細書に開示されているように、ガラス、金属又は他の材料を含む。更に、例示的な実施形態によると、シート８１０の材料は焼結済み形態であり、従って材料の粒子は互いに融着している（概して図６Ａを参照）。シート８１０は、顆粒状プロファイル（概して図６Ａ〜６Ｂを参照）を有してよく、又は研磨されていてよい（概して図７Ａ〜７Ｂを参照）。
【００５０】
例えば、いくつかの実施形態では、シート８１０は、５０〜１０００ナノメートルの中央粒径と、２〜３０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積とを有する、アルミナ粉末から作製される。シート８１０は、９９．５〜９９．９９５重量％のアルミナのテープ成形アルミナ粉末と、約１００〜約１０００百万分率の焼結用添加剤、例えば酸化マグネシウムとから作製される。いくつかの実施形態では、シート８１０は半透明である。シート８１０は、シート８１０の厚さが５００ｍｍ以下である場合、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長において少なくとも３０％の全透過率を有してよい。いくつかの実施形態では、シート８１０を通した全透過率は、シート８１０の厚さが５００μｍ以下である場合、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長において約５０％〜約８５％である。いくつかの実施形態では、シート８１０を通る拡散透過は、シート８１０の厚さが５００μｍ以下である場合、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長において約１０％〜約６０％である。考えられる実施形態では、シート８１０は、上で開示した範囲の波長において、ただし他の厚さ、例えば本明細書に開示されている他の厚さを有する場合に、上で開示した透過率のパーセンテージを有してよい。本明細書に開示されているアルミナ以外の材料もまた、このような半透明の焼結済み物品をもたらし得る。
【００５１】
図９を参照すると、製造ライン９１０は、素地テープ９２２のソース９１２、炉システム９１４、張力調節器９１６、９１８、及び焼結済みテープ９２４のレシーバ９２０を含む。例示的な実施形態によると、素地テープ９２２のソース９１２は、個別に製造できるような、素地テープ９２２のロールの形態であってよい。ソース９１２から素地テープ９２２を、案内通路９２８等によって、炉システム９１４の第１の部分９２６内へと配向する。図９に示すように、いくつかの実施形態では、素地テープ９２２は、素地テープ９２２が炉システム９１４のセッタボード及び／又は表面に接触しないよう、炉システム９１４を通る垂直軸に沿って配向される。
【００５２】
炉システム９１４の第１の部分９２６は、バインダバーンオフ位置（概して図３の製造ラインの位置Ｂを参照）と、テープ９１２を部分的に焼結するための位置（概して図３の製造ラインの位置Ｃを参照）とを含んでよい。従って、第１のシステム９１４の第１の部分９２６を出るテープは、部分的に焼結済みであってよい。炉システム９１４の第１の部分９２６を通るテープ９２２の張力に、張力調節器９１６が影響を及ぼすことができ、この張力調節器９１６は、製造ライン９１０に沿った張力調節器９１６の両側のテープ９２２、９３２、９２４の張力を異なるものとすることができる。図９に示すように、張力調節器９１６の下方に、炉システム９１４は第２の部分９３０を含む。
【００５３】
例示的な実施形態によると、張力調節器９１６と張力調節器９１８との間のテープ９３２、９２４の張力は、張力調節器９１６と張力調節器９１８との間にないテープ９２２、９３２、９２４の張力より大きくてよい。いくつかの実施形態では、張力調節器９１６、９１８間の上昇した張力を用いて、テープ９３２を炉システム９１４の第２の部分９３０において焼結する際にテープ９３２を平坦に保持できる。例えば部分的に焼結済みのテープ９３２は、張力調節器９１６と張力調節器９１８との間のテープ９３２の張力によって屈曲又は平坦化するために十分な可撓性を有してよく、その一方で、部分的に焼結済みのテープ９３２は、部分的な焼結の結合により、破損を起こさずに上記張力を支持できる程度に十分に強靭であってよい。換言すれば、炉システム９１４の第２の部分９３０において、部分的に焼結済みのテープ９３２を最終密度まで焼結し、シート、テープ又はリボンを平坦化するために十分な張力下に保持して、無制約の焼結を行った場合に現れる場合がある縮れ、褶曲、反り等を排除する。例えば出願人は、幅１センチメートルのジルコニア又はアルミナの部分的に焼結済みのリボンが、１キログラム超、約２０メガパスカルの張力を、破損することなく支持できることを発見した。
【００５４】
従って、再び図８を参照すると、考えられる実施形態では、シート８１０の未修飾表面は、単一の軸に沿った、例えばシート８１０の長さに沿った、１ｃｍの距離に亘って、約０．１μｍ〜約５０μｍの平坦度を有する。このような平坦度と、本明細書に開示されている材料の表面品質、表面の一貫性、大きな面積、薄い厚さ及び／又は材料特性とを併せることにより、シート、基板、焼結済みテープ、物品等を、ディスプレイ用の丈夫なカバーシート、高温基板、可撓性セパレータ及び他の用途といった様々な用途に関して特に有用なものとすることができる。
【００５５】
ガーネットの、圧力荷重下でクリープ又は弛緩する能力は限られているため、ガーネットを、ガーネットの製造後に再成形するのは、困難となり得る。従ってガーネットは、従来のプロセスに従って薄く平坦なものとして製造するのが困難となり得る。これを実行するために、当業者は典型的には、素地本体を平坦な耐火性表面の間に挟んでいたが、これは典型的には、焼結済み物品の両側に多数の表面欠陥をもたらす。従って本開示の技術は、合成ガーネットの薄型シートを本明細書に開示されているように製造する際に特に有用であると考えられる。
【００５６】
図１０を参照すると、図９の製造ライン９１０と同様の製造ライン１０１０は：素地テープ１０２２のソース１０１２；２つの別個の部分１０２６、１０３０を有する炉システム１０１４；張力調節器１０１６、１０１８；及び焼結済みテープ１０２４のレシーバ１０２０を含む。しかしながら、製造ライン１０１０を用いる場合、素地テープはライン１０１０上で連続的に製造される。更に、焼結済みテープ１０２４が炉システム１０１４の第２の部分１０３０から現れるときに、焼結済みテープ１０２４をストリップ１０３２（例えば長さ少なくとも５センチメートル、長さ少なくとも１０センチメートル、及び／又は長さ５メートル以下、長さ３メートル以下）に切断する。続いてストリップ１０３２を積層、梱包、及び出荷できる。
【００５７】
図１１を参照すると、製造ライン１１１０は、テープ１１１２（例えば素地テープ）のソースを含む。このソースは、テープ１１１２のスプール１１１４の形態であり、ここでテープ１１１２は初め、例えばＭｙｌａｒ等のポリマー性裏張り１１１６上にある。テープ１１１２が概ね水平に（例えば水平から３０°以内、水平から１０°以内で）スプール１１１４から出ると、分離位置１１１８においてポリマー性裏張り１１１６がテープ１１１２から剥がされ、分離スプール１１２０に巻きつけられる。続いてテープ１１１２は空気軸受１１２２を通り過ぎ、制御された量のサグを伴って、第１のガイド１１２４へと漸進的に再配向され、この第１のガイド１１２４はテープ１１１２を概ね垂直に（例えば垂直から３０°以内、垂直から１０°以内に）配向する。
【００５８】
第１のガイド１１２４の後、素地の形態のテープ１１１２は、第１の炉１１２６内へと上向きに移動する（概して図４に示す炉４１０を参照）。いくつかの実施形態では、第１の炉１１２６は、テープ１１１２の有機バインダを炭化又はバーンオフして、テープ１１１２の未結合セクションを形成する、低温炉である。第１の炉１１２６はまた、結果として得られたテープ１１１２の未結合セクションを部分的に焼結して、テープ１１１２の部分的に焼結済みのセクション１１２８を形成できる。上記第１の炉を通過した後、テープ１１１２を第２のガイド１１３０によって配向してよい。第１のガイド１１２４及び第２のガイド１１３０は、テープ１１１２が第１の炉１１２６の表面と接触しないように、テープ１１１２を、第１の炉１１２６を通る通路と整列させ、これにより、接着及び擦過に関連する表面欠陥の数が削減される。このようなテープ１１１２は依然として、不規則な粒子等との接触等を原因とする、多少の欠陥を有し得る。
【００５９】
例示的な実施形態によると、第２のガイド１１３０の後、上記テープの部分的に焼結済みのセクション１１２８を、ホイール１１３２を覆うようにルーティングする。いくつかの実施形態では、ホイール１１３２は低摩擦表面１１３４を有し、部分的に焼結済みのセクション１１２８はこの低摩擦表面１１３４上を摺動する。ホイール１１３２と部分的に焼結済みのセクション１１２８との間の温度差により、ホイール１１３２と部分的に焼結済みのセクション１１２８との間のくっつき又は接着の阻止を支援できる。例示的な実施形態によると、ホイール１１３２は回転して、ホイール１１３２の両側のテープ１１１２に異なる張力を提供すること等によって、テープ１１１２の張力を制御する。
【００６０】
例えばいくつかの例では、ホイール１１３２は、テープ１１１２がホイール１１３２上を摺動する方向（例えば反時計回り方向）に対向して（例えば時計回り方向に）回転して、ホイール１１３２のテープ１１１２が出て来る側においてテープ１１１２の張力を減少させ、またホイール１１３２のテープ１１１２が入って行く側においてテープ１１１２の張力を増大させ、この増大した張力は、テープ１１１２を受承するスプール等の張力調節器（概して図３及び９を参照）、テープ１１１２を引っ張るロボットアーム（概して図１０を参照）、ローラ等によって、テープ１１１２の遠位端において維持される。テープ１１１２が第２の、比較的高温である場合がある炉１１３６を通過する際の、テープ１１１２の張力は、テープ１１１２が完全に焼結される際に、テープ１１１２を平坦に保持する。
【００６１】
様々な例示的実施形態において示されている製造ライン、設備及び結果として得られる焼結済み物品の構造及び構成は、単なる例示である。本開示ではいくつかの実施形態についてしか詳細に記載されていないが、本明細書に記載の主題の新規の教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正が可能である（例えばサイズ、寸法、構造、形状及び様々な要素の比率、パラメータの値、設置構成、材料の使用、色、配向）。一体として形成されるものとして図示されているいくつかの要素は、複数の部品又は要素で構成されていてよく、これらの要素の位置は、反転又はその他の様式で変更でき、個々の要素の性質若しくは数、又は位置を変化させる又は変更することができる。いずれのプロセス、論理アルゴリズム又は方法ステップの順序又はシーケンスは、代替実施形態に従って変更又は再配列してよい。本発明の技術の範囲から逸脱することなく、様々な例示的実施形態の設計、動作条件及び配置の他の置換、修正、変更及び省略も実施してよい。
【００６２】
一時的に再び図６を参照すると、顆粒状プロファイルは、本体６１６から概ね外向きに突出する粒子６１８を含み、この粒子６１８は、境界線６２０と粒子６１８との間の上記表面の凹状部分に対して、少なくとも５ナノメートル、例えば少なくとも１０ナノメートル、例えば少なくとも２０ナノメートル、例えば少なくとも２５ナノメートル及び／又は２００マイクロメートル以下、例えば１００マイクロメートル以下、８０マイクロメートル以下、５０マイクロメートル以下の高さＨを有する。
【００６３】
図１２を参照すると、部分的な焼結のための製造ライン１２１０は、テープ１２１２（例えば素地テープ）のソースを含む。上記ソースは、テープ１２１２のスプール１２１４の形態であり、ここでテープ１２１２は初め、例えばＭｙｌａｒ等のポリマー性裏張り１２１６上にある。いくつかのこのような実施形態では、テープ１２１２はスプール１２１４から出てローラ１２４４及び真空ハグドラム１２４２を通り過ぎ、その後、分離位置１２１８においてポリマー性裏張り１２１６がテープ１２１２から引き剥がされ、張力デバイス１２４０によって張力を印加され、ローラ１２４６を通り過ぎて分離スプール１２２０に巻きつけられる。続いて、（裏張り１２１６を有しない）テープ１２１２は、炉１２２６のバインダバーンオフセクションＢ’’’へと移動する。いくつかのこのような実施形態では、テープ１２１２は、概ね垂直に配向されて、及び／又は炉１２２６に接触せずに、入ってゆく。
【００６４】
分離位置１２１８の後、素地の形態のテープ１２１２は、炉１２２６内へと下向きに移動する（概して図４に示す炉４１０を参照）。いくつかの実施形態では、炉１２２６のバインダバーンオフセクションＢ’’’は、テープ１２１２の有機バインダを炭化又はバーンオフして、テープ１２１２の未結合セクションを形成する、低温炉である。炉１２２６の高温部分Ｃ’’’はまた、結果として得られたテープ１２１２の未結合セクションを部分的に焼結して、テープ１２１２の部分的に焼結済みのセクション１２２８（炉１２２６を通って出る様子が図１２に示されている）を形成できる。
【００６５】
炉１２２６を通過した後、テープ１２１２を、第２のガイドとして作用するローラ１２５２を横断して引っ張られるように配向してよい。分離位置１２１８及び出口ローラ１２５２は、テープ１２１２と、炉１２２６を通る通路とを整列させるテープ１２１２が炉１２２６の表面と接触しないように、テープ１２１２を、炉１２２６を通る通路と整列させ、これにより、接着及び擦過に関連する表面欠陥の数が削減される。例示的な実施形態によると、分離位置１２１８と、炉１２２６の出口又は出口付近にあるローラ１２５２又は他のガイドとは、互いに略垂直に、例えば垂直から１５°以内、例えば１０°以内の直線に沿って、整列される。
【００６６】
このようなテープ１２１２は依然として、不規則な粒子、空気中の粒子等との接触等を原因とする、多少の欠陥を有し得ることを、出願人は注記する。出口ローラ１２５２は、低摩擦ポリマー材料で作製してよい。出口ローラ１２５２を通り過ぎた後、部分的に焼結済みのテープを、受承用スプール１２５０に巻きつけることができる。
【実施例】
【００６７】
実施例１
部分的に焼結済みのジルコニアテープの、長さ９０フィート（２７．４３２ｍ）のテープを、図１２に概ね示されている装置を用いて作製した。この素地テープは、株式会社トーショー（日本）製ジルコニア粉末３ＹＥを用いて、米国審査済登録特許第８，８９４，９２０号明細書に記載されているものと同様の様式で作製された。この素地テープを、幅約２０ｃｍ超に成形し、またこの素地テープの厚さは約２５マイクロメートルであった。続いてこのテープを、円形のカミソリの刃を用いて、幅約１５ｍｍに手動で切断した。この素地テープは、繰り出しスプール（概して図１２のスプール１２１４を参照）から分離位置（図１２の分離位置１２１８を参照）を越え、バインダバーンオフチムニー（図１２の炉１２２６のバーンオフセクションＢ’’’を参照）を通り、遷移ゾーン（図１２のゾーン「Ｘ’’’」を参照）を通り、そして高温炉（例えば図１２の炉１２２６のセクションＣ’’’）内へと移動した。
【００６８】
図１２の文脈において実施例１を参照すると、分離位置１２１８において、セラミックテープ１２１２をキャリアフィルム１２１６から取り外した。キャリアフィルム１２１６を、張力印加デバイス１２４０を越えて取り上げスプール１２２０上へと流した。バインダバーンオフセクションＢ’’’を、炉セクションＣ’’’からの高温空気によって受動的に加熱した。実施例１のために使用した炉及びバインダバーンオフチムニー内のチャネルは、プレート間に０．１２５〜０．５インチ（３．１７５ｍｍ〜１．２７ｃｍ）のギャップ（概して図４のギャップ４１４及びＬ２を参照）を有する平行なプレート状の、セラミック繊維ボードから作製された。上記チャネルの、上記ギャップに対して垂直な幅は、約３．５インチ（８．８９ｃｍ）であった。上記バインダバーンオフセクションの長さは約１７インチ（４３．１８ｃｍ）であり、上記バインダバーンオフセクションの下方の上記炉の長さは２４インチ（６０．９６ｃｍ）であった。
【００６９】
上記素地テープは、低温又は高温のいずれで炉を通過させることもできることを、出願人は注記する。高温で通過させる場合、出願人は、炉に関して１０００℃付近の温度を設定し、また、３ＹＳＺ即ち３モル％イットリア安定化ジルコニア、正方相ジルコニア多結晶「ＴＺＰ」、及び／又はアルミナ若しくは他のセラミックを同様の焼結温度で焼結又は部分的に焼結する場合、１インチ（２．５４ｃｍ）／分のテープ速度を設定する。高温で通過させた後、テープが炉の底部から出た後で、温度を上昇させてテープ速度を増大させることができる。低温で通過させる場合、出願人は、炉を通した加熱中に、テープを０．２５〜１インチ（０．６３５〜２．５４ｃｍ）／分という低速で移動させる（即ち輸送する、搬送する）ことを推奨する。
【００７０】
この実施例１では、テープは高温で通過させ、通過後、炉を加熱して１２００℃に設定し、次にテープを、炉を通して８インチ（２０．３２ｃｍ）／分の速度で移動させた。バインダバーンオフチムニーは、約１００〜４００℃の温度であった。上記素地テープを、２．２５時間超に亘って炉を通して輸送し、連続した長さが約９０フィート（２７．４３２ｍ）の、部分的に焼結済みのテープを得た。
【００７１】
幅の焼結収縮は、約９．５〜１０．５％であった。この部分的に焼結済みのテープを、直径３．２５インチ（８．２５５ｃｍ）のスプールに、割れを生じさせずに巻き取った。
【００７２】
実施例２
長さ６５フィート（１９．８１２ｍ）の部分的に焼結済みのジルコニアテープを、図１２に示した装置と同様の装置を用いて作製し、ここでも素地テープは、株式会社トーショー（日本）製ジルコニア粉末３ＹＥを用いて、米国審査済登録特許第８，８９４，９２０号明細書に記載されているものと同様の様式で作製された。この素地テープを、幅約２０ｃｍ超に成形した。この素地テープの厚さは約２５マイクロメートルであった。続いてこの素地テープを、円形のカミソリの刃を用いて、幅約５２ｍｍに手動で切断した。
【００７３】
次にこの素地テープを、繰り出しスプールから分離位置を越え、バインダバーンオフチムニーを通り、遷移ゾーンを通り、そして高温の、積極的に加熱された炉（例えば炉１２２６）内へと移動させた。バインダバーンオフセクションを、炉からの高温空気によって受動的に加熱した。炉及びバインダバーンオフチムニー内のチャネルは（ここでも）、プレート間に１／８〜１／２インチ（３．１７５ｍｍ〜１．２７ｃｍ）のギャップを有する平行なプレート状の、セラミック繊維ボードから作製された。上記チャネルの幅は、約３  １／２インチ（８．８９ｃｍ）であった。上記バインダバーンオフセクションの長さは約１７インチ（４３．１８ｃｍ）であり、上記炉の長さは２４インチ（６０．９６ｃｍ）であった。
【００７４】
この実施例２では、通過後、テープを２インチ（５．０８ｃｍ）／分の速度で炉を通して移動させながら、炉を１０００℃、１０２５℃、１０５０℃、１０７５℃及び１１００℃まで加熱した。バインダバーンオフチムニーは、約１００〜４００℃の温度であった。テープを、個々の炉温度において、各温度に関して約１時間に亘って通過させた。炉を６．５時間超に亘って動作させ、連続した６５フィート（１９．８１２ｍ）超（素地）の部分的に焼結済みのテープを炉に通過させた。
【００７５】
テープの幅を横断する方向の焼結収縮は、炉の温度に依存し、以下の表１に列挙するようなものであった。平面から外れる多少の変形が発生し、表中の焼結収縮の変動は、部分的には、テープの平面から外れる変形によるものである。
【００７６】
【表１】
2018526308.tif 000002
【００７７】
本明細書に開示されている材料及びシステム等に関する、本明細書に開示されている様々な実施形態において、高温炉の温度は少なくとも８００℃、例えば少なくとも１０００℃である。素地テープは高温炉を、少なくとも１インチ（２．５４ｃｍ）／分、例えば少なくとも２インチ（５．０８ｃｍ）／分の速度で通過する。速度は、例えば炉の長さを増大させることによって増大し得る。高温炉を通過する素地テープの収縮は、少なくとも１．５％、例えばいくつかの実施形態では少なくとも２％、及び／又は２０％以下、例えば１５％以下であった。
【００７８】
実施例３
長さ約６０フィート（１８．２８８ｍ）の部分的に焼結済みのジルコニアテープを、図１２に示した装置と同様の装置を用いて作製し、ここでも素地テープは、株式会社トーショー（日本）製ジルコニア粉末３ＹＥを用いて、米国審査済登録特許第８，８９４，９２０号明細書に記載されているものと同様の様式で作製された。この素地テープを、幅約２０ｃｍ超に成形した。この素地テープの厚さは約２５マイクロメートルであった。続いてこのテープを、円形のカミソリの刃を用いて、幅約３５ｍｍに手動で切断した。
【００７９】
この素地テープを、繰り出しスプールから分離位置を越え、バインダバーンオフチムニーを通り、遷移ゾーンを通り、炉内へと移動させた。バインダバーンオフセクションを、炉からの高温空気によって受動的に加熱した。炉及びバインダバーンオフチムニー内のチャネルは、プレート間に１／８〜１／２インチ（３．１７５ｍｍ〜１．２７ｃｍ）のギャップを有する平行なプレート状の、セラミック繊維ボードから作製された。上記チャネルの幅は、約３  １／２インチ（８．８９ｃｍ）であった。上記バインダバーンオフセクションの長さは約１７インチ（４３．１８ｃｍ）であり、上記炉の長さは２４インチ（６０．９６ｃｍ）であった。
【００８０】
この実施例３では、通過後、テープを４及び６インチ（１０．１６ｃｍ及び１５．２４ｃｍ）／分の速度で移動させながら、炉を１１００℃、１１５０℃及び１２００℃まで加熱した。バインダバーンオフチムニーは、約１００℃〜４００℃の温度であった。各温度及び各テープ速度条件の約１０フィートのテープを、部分的な焼結後に、破損しないように、直径３．２５インチ（８．２５５ｃｍ）のスプール上に巻きつけた。
【００８１】
焼結収縮を測定し、これを以下の表２に列挙する。ここでは平面から外れる多少の変形が発生し、表中の焼結収縮の変動は、部分的には、テープの平面から外れる変形によるものである。
【００８２】
【表２】
2018526308.tif 000003
【００８３】
実施例４
長さ１７５フィート（５３．３４ｍ）の部分的に焼結済みのジルコニアテープを、図１２に示した装置を用いて作製した。ジルコニア素地テープは上述のように作製したが、このテープを、円形のカミソリの刃を用いて、幅約１５ｍｍに手動で切断した。このテープを、繰り出しスプールから分離位置を越え、バインダバーンオフチムニーを通り、遷移ゾーンを通り、炉内へと移動させた。１１００℃〜１２００℃の温度及び４、６又は８インチ（１０．１６ｃｍ、１５．２４ｃｍ又は２０．３２ｃｍ）／分の速度を適用した。バインダバーンオフチムニーは、約１００〜４００℃の温度であり、合計１７５フィート（５３．３４ｍ）（素地）の部分的に焼結済みのテープを作製した。ギャップ
焼結収縮を測定し、これを以下の表３に列挙する。ここでは平面から外れる多少の変形が発生し、表中の焼結収縮の変動は、部分的には、テープの平面から外れる変形によるものである。１２００℃及び８インチ（２０．３２ｃｍ）／分で作製したテープは、テープの長さに沿って１２００ｍｍに亘って測定した場合に、テープの長さ及び幅に亘って、全体として約０．６ｍｍの、平面から外れる変形を有していた。
【００８４】
【表３】
2018526308.tif 000004
【００８５】
実施例５
長さ１４７フィート（４４．８０５６ｍ）の部分的に焼結済みのジルコニアテープを、図１２に示した装置と同様の装置を用いて作製した。ジルコニア素地テープを上述のように作製し、円形のカミソリの刃を用いて、約１５ｍｍに切断した。通過後に炉を加熱して１２００℃に設定し、テープを８インチ（２０．３２ｃｍ）／分の速度で移動させたことを除いて、上記テープを上述のように処理した。バインダバーンオフチムニーは、約１００℃〜４００℃の温度であった。素地テープを、３時間超に亘って炉を通して移動させ、連続した長さが１４７フィート（４４．８０５６ｍ）超（素地）の、部分的に焼結済みのテープを得た。
【００８６】
ここで図１３を参照すると、部分的な焼結のための製造ライン１３１０は、部分的に焼結済みのテープ１３１２のソースを含む。このソースは、部分的に焼結済みのテープ１３１２のスプール１３１４の形態であり、ここでテープ１３１２は、間紙材料を有してよい。テープ１３１２はスプール１３１４からローラ１３４２に入り、ローラ１３４２を通り過ぎる。高温材料のプレート１３４６は、炉１３２６内に狭いチャネルを形成する。
【００８７】
次にテープ１２１２は炉１３２６内へと移動し、テープ１３１２は概ね垂直であり、並びに／又は炉に接触せず、及び／若しくは炉の中央部分に沿って炉に接触しない。考えられる実施形態では、テープの縁部はガイド又は炉の表面に接触してよいが、本明細書に開示されているように、欠陥が少ないテープの中央部分を提供するために、後に除去してよい。いくつかのこのような実施形態では、テープの長さ方向縁部は、レーザによる又は機械的な痕跡といった、切断の跡を含む。
【００８８】
炉１３２６を通過した後、最終的な焼結済みテープ１３２９を、張力デバイス１３４０を横断するように引っ張ってよい。入力ローラ１３４２及び張力デバイス１３４０は、テープ１３１２が炉１３２６の表面と接触しないよう、炉１３２６を通るチャネルと概ね直線状に整列され、いくつかのこのような実施形態ではこれによって、本明細書に記載されているように、接着及び擦過に関連する表面欠陥の数が削減される。張力デバイス１３４０を通り過ぎた後、最終的な焼結済みテープは２つのローラ１３４４を越えて、搬送デバイス１３６０（例えばローラ、軸受、トレッド）を通って移動する。搬送デバイス１３６０の後、最終的な焼結済みテープを、間紙材料を伴って又は伴わずに、巻き取ることができる。
【００８９】
図１４を参照すると、部分的な焼結のための製造ラインは、部分的に焼結済みのテープ１４１２のソースを含む。このソースは、部分的に焼結済みのテープ１４１２のスプール１４１４の形態であり、ここでテープ１４１２は、間紙材料を有してよい。テープ１４１２がスプール１４１４から入って来ると、テープ１４１２は炉１４２６内へと移動し、テープ１４１２は概ね垂直に配向される。テンショナー（例えばおもり１４６０、ローラ）を、部分的に焼結済みのテープに取り付けることによって、テープを引っ張り、及び／又は焼結中にテープを平坦に保持する。考えられる実施形態では、おもり１４６０は、テープ自体の長さであってよい。
【００９０】
驚くべきことに、既に開示されているように、出願人は、バインダをバーンオフした短い長さの素地テープは、テープを落下させることなく、ある程度の張力を支持できることを発見した。バインダがバーンオフされているものの高温炉に入る前の、セクションの引張強度は、同一材料の、かつ同一寸法及び組成の素地テープから形成された、理想的な完全に焼結されたテープの引張強度のわずかな分数値であり、例えば２０％未満、１０％未満、５％未満であるが、それでもなお正の値、例えば少なくとも０．０５％である。
【００９１】
実施例６
幅１５ｍｍ（素地）の部分的に焼結済みのテープを、実施例１に記載されているように作製した。この幅１５ｍｍ（素地）、厚さ約２５マイクロメートル（素地）の、部分的に焼結済みのテープのロールを、図１３に示すシステム１３１０と同様の装置（例えば第２の炉、第２の焼結位置）上に配置した。セラミックプレート１３４６は、炭化ケイ素製であった。プレート間のギャップは２〜８ｍｍであり、プレートの幅は４インチ（１０．１６ｃｍ）であった。炉の外寸は、長さ２１インチ（５３．３４ｃｍ）であった。炉を１４００℃（例えば実施例１の炉より少なくとも１００℃高い、例えば少なくとも２００℃高い、４００℃高い温度）まで加熱した。
【００９２】
実施例６では、（実施例１による）部分的に焼結済みのテープを、１４００℃の炉に、１フィート（３０．４８ｃｍ）／分超で、手で迅速に通過させた。テープ１３１２を張力印加デバイス１３４０の周りに巻きつけるために十分なテープを、２つのローラ１３４４を通し、そして搬送デバイス１３６０を通して、スプール１３１４から供給した。
【００９３】
通過後、テープを２インチ（５．０８ｃｍ）／分で移動させた。張力デバイス１３４０によって、５０グラム未満の張力を焼結テープに印加した。約９インチ（２２．８６ｃｍ）の密な最終焼結済みテープを製造した（例えば図１７〜２２の完全に焼結されたテープ２０１０を参照）。テープは半透明であり、このテープに接触するようにテキストを配置した場合に、このテープを通してテキストを読むことができる（図１７〜１８の完全に焼結されたテープ２０１０を参照；また図１７〜１８の部分的に焼結済みのテープ２０１２と比較）。このテープは、光の散乱による、場合によってはわずかな多孔率（例えば１％未満、例えば０．５％未満及び／又は少なくとも０．１％の多孔率）による、ある程度の白色のヘイズを有していた。
【００９４】
横断方向のテープ収縮は、約２４％であった。同一のタイプのテープ成形物の、バッチ焼成した材料は、約２３％±約０．５％の焼結収縮を有していた。この実験のために使用される、部分的に焼結済みのテープは、ある程度の平面から外れる変形を有していたが、最終的な焼結後、テープは、テープの運動方向において平坦であった。ウェブ（テープ）横断方向において、ある程度の「Ｃ字型（Ｃ‐ｓｈａｐｅｄ）」の縮れが存在していた。完全に焼結されたテープの１ｃｍ×１ｃｍの領域を、１００倍の倍率の光学顕微鏡で検査した。最終焼結済みテープの両側を検査した。セッタボードには典型的な接着又は擦過による欠陥は、見つからなかった。
【００９５】
図１５に示すように、最終焼結済みテープは、約２．５ｃｍ未満の半径で屈曲させることができる。
【００９６】
実施例７
図１４に示されているものと同様の、２段階焼結装置を使用した。炉は高さ４インチ（１０．１６ｃｍ）しかなく、高温ゾーンは２インチ（５．０８ｃｍ）であった。実施例３に関して記載されているものと同様の様式で作製された、幅３０ｍｍ（素地）の部分的に焼結済みのテープを使用した。部分的な焼結の前、テープは厚さ約２５マイクロメートルであった。部分的に焼結済みのテープのスプールを、炉の上方に配置し、ここで炉は、３／１６インチ（０．４７６２５ｃｍ）の狭いギャップを有し、また上部及び底部の炉の断熱部において幅３．５インチ（８．８９ｃｍ）を有し、これによりテープを通過させることができる。テープを低温でギャップに通過させ、７．５グラムのおもりを取り付けた（概して図１４を参照）。炉を１４５０℃まで加熱し、炉が１４５０℃に到達したときに、テープの運動を開始した。テープを、上部から底部まで、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の速度で移動させた。約１８インチ（４５．７２ｃｍ）の、完全に焼結された焼結済みジルコニアテープを作製した。このジルコニアテープは半透明であった。４インチ（１０．１６ｃｍ）の炉を用いる実施例７では、テープ、及びその完全に焼結された部分は、炉より長くなった。
【００９７】
図１５〜１６を参照すると、文脈及び比較のために、素地テープ（３モル％イットリア安定化ジルコニア）を、以上の実施例に記載されているように作製し、焼結中に素地テープを支持するためのアルミナセッタボードの使用を含む従来の焼結プロセスを用いて焼結して、セラミックテープ３０１０を形成した。図１５に示すように、セッタボードに起因する接着及び擦過による表面欠陥を、１００倍の倍率で観察できる。シートは２５マイクロメートル程度と極めて薄いため、接着又は擦過によって引き起こされる欠陥の多くは、焼結済みシートにピンホールを形成する。図１５に示すように、セッタボードに起因する接着及び擦過による欠陥は一般に、互いに共通の方向の楕円である。
【００９８】
既に議論したように、セッタが誘発する欠陥は典型的には、セッタボードと接触した素地テープの焼結収縮によって引き起こされる表面特徴であり、セラミックは焼結収縮中に、それ自体の一部を、セッタボードを横切って引きずる。これにより、結果として得られる焼結済み物品の被支持側は、セッタボードの耐火性材料から焼結済み物品に転移した、引きずり溝、焼結済みデブリ、不純物パッチ、そしてセッタボードが材料を焼結済み物品から引き出す場合には表面のくぼみ等といった、表面欠陥を有する。このようなセッタボードによる欠陥を最小化することは、セラミック物品がその上に堆積される薄膜を有する場合に重要である。１つ以上の薄膜の層厚さがセッタボードによる欠陥の寸法と同様である場合、この薄膜はピンホールを有することになり得、又はセッタボードによる欠陥が１つ以上の薄膜層を横断することになり得る。
【００９９】
図１５〜１６のセラミックテープ３０１０を、本開示の、特に図１９〜２０に示す技術を用いて製造された図１７〜２２のセラミックテープ２０１０と比較するが、図１９〜２０はそれぞれ図１５〜１６と同一の倍率、１００倍及び５００倍であり、また図１５〜１６に関して使用したテープと同一の方法で作製された素地テープからのものである。より具体的には、セラミックテープ２０１０は、本明細書に開示されているように連続的に焼結され、炭化ケイ素中央チャネルを有する、実施例に記載されているような二次炉を、１４００℃において２インチ（５．０８ｃｍ）／分の速度で通過した。セラミックテープ３０１０をセラミックテープ２０１０と比較すると、両方のテープは表面に、例えば細長い起伏した線条及び傾斜（山／谷）のような、様々な成形の跡を示す。セラミックテープ３０１０は、本明細書において議論されているように、セッタボードの引きずりが、収縮するテープがセッタボード表面を横切って引きずられる際の表面のガウジングにより、複数の領域に特徴的な損傷パターンを生成する場合等に、セッタボードに関連する欠陥：結合した粒子、引き出し及びセッタボードの引きずりによる欠陥を、多数示す。
【０１００】
図１５〜１６及び図１９〜２０を参照すると、断面寸法が５μｍ超である結合した粒子が、表面の１００倍での光学検査において容易に観察された（図１５及び１９を参照）。より具体的には、約８ｃｍ２の面積に亘って、１つのこのような粒子が、本明細書に開示されている技術を用いて焼結されたセラミックテープ２０１０の表面において観察されたが、同一の約８ｃｍ２の面積に亘って、セラミックテープ３０１０の表面においては、８個のこのような粒子が観察された。出願人は、セラミックテープ３０１０はセッタボードとの接触によって比較的多くの結合した粒子を有し、その一方でセラミックテープ２０１０は、結合した表面粒子の数が比較的少なく、この粒子は炉の雰囲気中の粒子の接着によって存在するものであり得ると考えている。このように少ない、セラミックテープ２０１０上の結合した表面粒子の数は、炉の雰囲気中の粒子を除去又は低減するためのフィルタ又は他のプロセスを使用する将来のプロセスの実施形態において、更に減少させることができる。
【０１０１】
例示的な実施形態によると、本開示に従って製造されたテープは、その表面に亘る平均として、８ｃｍ２あたり５つ未満の、断面寸法が５μｍ超の結合した粒子を、例えば３つ未満のこのような粒子、例えば２つ未満のこのような粒子を有する。
【０１０２】
例示的な実施形態によると、本明細書に開示されている焼結済みセラミックのシートは、５０マイクロメートル未満の厚さ、及び全表面に亘る平均として表面１平方ミリメートルあたり１０個未満の、少なくとも１平方ミリメートルの断面積を有するピンホール（又は表面積が１平方ミリメートル未満である場合は全表面に亘って１０個未満のピンホール）、例えば全表面に亘る平均として表面１平方ミリメートルあたり５つ未満のピンホール、２つ未満のピンホール、更には１個未満のピンホールを有する。
【０１０３】
図１９〜２０を参照すると、セラミックテープ２０１０は、膨らみ（ｂｕｌｇｅ）２０１４を有する顆粒状表面を有する。この膨らみは、１００マイクロメートル程度以上の最長寸法を有する。この膨らみは一般に楕円であり、例えば互いに概ね同一の方向に配向された長軸を有する（例えば９０％が方向Ｄの１５°以内、例えば１０°以内となる）楕円である。上記膨らみは、擦過及び接着といった、セッタボードによって誘発される表面欠陥とは区別できる。というのは、接着した粒子又はセッタボードによって引き起こされる擦過に特徴的であるように、表面上のばらばらの若しくは不連続な境界によって画定されるか又はこれらを含むのではなく、上記膨らみは一般に、隣接する表面から滑らかに起伏して連続的に湾曲するためである。上記膨らみは、本明細書に開示されている少なくともいくつかのプロセスの跡であり得、例えば制約が比較的少ない焼結プロセスによるものであり得る。焼結中にテープに軸方向及び幅方向の張力を印加する（これはテンショナー（例えばローラ、トレッド、ホイール、機械式テンショナー又は他のこのような要素）によって実施できる）場合等の他の実施形態は、このような膨らみを含まない場合がある。
【０１０４】
ここで図２１〜２２を参照すると、セラミックテープ４０１０は、セッタボードを用いずに、本明細書に開示されているプロセスに従って製造した。テープ４０１０の材料は、３モル％イットリア安定化ジルコニア、正方相ジルコニア多結晶「ＴＺＰ」である。テープの幅は、１２．８〜１２．９ｍｍである。図示されている部分は、テープの、長さ２２インチ（５５．８８ｃｍ）の片である。テープの厚さは約２２マイクロメートルである。なお、白点は、スキャナが認識しなかった、テープ上のマーカの痕跡である。
【０１０５】
比較のために、破線Ｌの下方ではテープを完全に焼結し、破線Ｌの上方では部分的にのみ焼結した。ＳＥＣ１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３、ＳＥＣ４は、セラミックテープ４０１０の上面のプロファイルである。これらのプロファイルは、このテープが、長さ方向軸（図２１にＸ軸として示されている）に関して、ある程度の「Ｃ字型」の曲率を有することを示している。テープの反りは、本明細書に開示されているように、張力下での完全な焼結によって低減される。確認できるように、テープの最大高さは、約１．６８ｍｍから０．８９〜０．６３ｍｍまで約１００％だけ減少した。出願人は、本プロセス及び／又は更なるプロセスの洗練（例えば張力の増大若しくはプロセス速度の変更）により、平坦表面上に平坦に載置された、完全に焼結されたテープの最大高さが、例えば約１０〜１５ｍｍの幅を有するテープに関して、１．５ｍｍ未満、例えば１ｍｍ未満、例えば０．７ｍｍ未満、例えば理想的には約１００マイクロメートル未満となると考えている。
【０１０６】
考えられる実施形態では、本明細書に記載のテープを、複数の図面に示されているようにスプール上に巻きつけて、テープのロールを形成してよい。このスプールは、テープの長さが少なくとも１ｍ、例えば少なくとも１０ｍである場合に、少なくとも約０．５ｃｍ、例えば少なくとも約２．５ｃｍ及び／又は１ｍ以下の直径を有してよく、また本明細書に記載の幅及び厚さ、並びに／又は少なくとも１０ｍｍ及び／若しくは２０ｃｍ以下の幅と、少なくとも１０マイクロメートル及び／若しくは５００マイクロメートル以下、例えば２５０マイクロメートル以下、例えば１００マイクロメートル以下、例えば５０マイクロメートル以下の厚さとを有する。
【０１０７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０８】
実施形態１
有機バインダによって結合した無機材料の粒子を含む素地セクションを含む、テープ；並びに
炉であって：
バインダバーンオフ位置及び焼結位置を含む通路を画定する、ガイド；及び
上記通路の上記焼結位置において少なくとも３００℃の温度を達成する、ヒータ
を備える、炉
を備える、製造ラインであって、
上記バインダバーンオフ位置は、上記素地セクションから上記有機バインダを炭化又は燃焼させることによって、まだ焼結されていないものの炭化された上記バインダを上記有するか又は上記バインダを有しない、上記テープの未結合セクションを形成し；
上記焼結位置は、上記無機材料を少なくとも部分的に焼結することによって、上記テープの、少なくとも部分的に焼結済みのセクションを形成し；
上記未結合セクションは、上記未結合セクションに物理的に接続されて隣接する上記テープの重量を支持する、製造ライン。
【０１０９】
実施形態２
上記炉は第１の炉であり、
上記製造ラインは更に：
上記少なくとも部分的に焼結済みのテープの上記無機材料を更に焼結することによって、完全に焼結された物品を形成する、第２の炉；及び
上記テープの張力に影響を及ぼすことによって、上記第２の炉における更なる焼結中に、上記少なくとも部分的に焼結済みのセクションの成形を促進する、張力調節器
を備える、実施形態１に記載の製造ライン。
【０１１０】
実施形態３
上記炉の上記通路は、上記テープが上記炉を概ね垂直に通過するよう配向される、実施形態１に記載の製造ライン。
【０１１１】
実施形態４
上記通路は、直線状の通路として延在する、実施形態１に記載の製造ライン。
【０１１２】
実施形態５
上記通路は、上記炉を通って延在する深さ寸法、上記深さ寸法に対して垂直な幅寸法、及び上記深さ寸法及び上記幅寸法の両方に対して垂直なギャップ寸法を有し、
上記深さ寸法は上記幅寸法より大きく、
上記幅寸法は上記ギャップ寸法より大きい、実施形態４に記載の製造ライン。
【０１１３】
実施形態６
上記ギャップ寸法は、少なくとも１ミリメートルである、実施形態５に記載の製造ライン。
【０１１４】
実施形態７
上記ヒータは、上記炉の上記バインダバーンオフ位置及び上記焼結位置の両方を加熱する、実施形態１に記載の製造ライン。
【０１１５】
実施形態８
上記ヒータは、上記焼結位置に隣接し、かつ上記焼結位置を少なくとも部分的に取り囲むものの、上記バインダバーンオフ位置から垂直に離間している、実施形態７に記載の製造ライン。
【０１１６】
実施形態９
上記ガイドは耐火性材料で構成される、実施形態１に記載の製造ライン。
【０１１７】
実施形態１０
テープを焼結するプロセスであって、
上記プロセスは：
（ａ）上記テープの素地セクションを、炉の第１の炉位置を通して移動させるステップであって、上記素地セクションは、有機バインダに支持された無機粒子を含む、ステップ；
（ｂ）上記素地セクションが上記第１の炉位置を通過する際に、上記素地セクションから上記有機バインダをバーンオフ又は炭化して、上記テープの未結合セクションを形成するステップ；
（ｃ）上記未結合セクションを、第２の炉位置を通して移動させるステップ；及び
（ｄ）上記未結合セクションが上記第２の炉位置を通過する際に、上記無機粒子を少なくとも部分的に焼結して、上記テープの少なくとも部分的に焼結済みのセクションを形成するステップ
を含み、
上記未結合セクションを、上記第２の炉位置を通して移動させる上記ステップは、上記テープの上記未結合セクションを支持するセッタボードを用いずに行われる、プロセス。
【０１１８】
実施形態１１
上記テープの上記素地セクションは、上記素地セクションから上記有機バインダをバーンオフ又は炭化するステップ中に、上記素地セクションが上記第１の炉位置を通過する際、上記炉の表面と接触しない、実施形態１０に記載のプロセス。
【０１１９】
実施形態１２
上記テープの上記未結合セクションは、上記無機粒子を少なくとも部分的に焼結する上記ステップ中に、上記未結合セクションが上記第２の炉位置を通過する際、上記炉の表面と接触しない、実施形態１１に記載のプロセス。
【０１２０】
実施形態１３
上記無機粒子は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択される材料の粒子である、実施形態１２に記載のプロセス。
【０１２１】
実施形態１４
上記テープは、上記素地セクション、上記未結合セクション及び上記少なくとも部分的に焼結済みのセクションが上記プロセスの上記ステップ（ａ）〜（ｄ）中に互いに連続するように、単一構造である、実施形態１２に記載のプロセス。
【０１２２】
実施形態１５
上記未結合セクションは、上記無機粒子を少なくとも部分的に焼結する上記ステップ中に、上記未結合セクションが上記第２の炉位置を通過する際、自立している、実施形態１０に記載のプロセス。
【０１２３】
実施形態１６
上記素地セクションは、上記素地セクションが上記第１の炉位置を通過する際、概ね垂直に配向され、これにより上記未結合セクションは、上記未結合セクションに物理的に接続された、上記未結合セクションに垂直に隣接する上記テープの重量を支持する、実施形態１０に記載のプロセス。
【０１２４】
実施形態１７
第１の表面、第２の表面、及び上記第１の表面と上記第２の表面との間に延在する材料の本体を備える、焼結済み物品であって、
上記第２の表面は、上記焼結済み物品の、上記第１の表面とは反対側にあり、従って上記焼結済み物品の厚さは、上記第１の表面と上記第２の表面との間の距離として定義され、上記焼結済み物品の幅は、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記厚さに対して垂直な第１の寸法として定義され、上記焼結済み物品の長さは、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記焼結済み物品の上記厚さ及び上記幅の両方に対して垂直な第２の寸法として定義され、
上記材料の本体は、無機材料を含み；
上記焼結済み物品の上記長さは、上記焼結済み物品の上記幅以上であり、上記焼結済み物品は、上記焼結済み物品の上記幅が上記焼結済み物品の上記厚さの５倍超となるような薄さであり、上記焼結済み物品の上記厚さは、１ミリメートル以下であり；
上記焼結済み物品は略未研磨であり、従って上記第１の表面及び上記第２の表面はそれぞれ、顆粒状プロファイルを有し；
上記焼結済み物品は、上記第１の表面及び上記第２の表面の両方が、接着又は擦過に由来する５マイクロメートル超の寸法の表面欠陥を１０個未満しか有しない、少なくとも１平方センチメートルの面積を有するような、高い表面品質を有し、上記高い表面品質は、上記焼結済み物品の強度を増強し；
上記焼結済み物品は、接着又は擦過に由来する５マイクロメートル超の寸法の表面欠陥の、上記第１の表面の１平方センチメートルあたりの平均面積が、接着又は擦過に由来する５マイクロメートル超の寸法の表面欠陥の、上記第２の表面の１平方センチメートルあたりの平均面積の、±５０％以内となるよう、上記第１の表面及び上記第２の表面両方において一貫した表面品質を有する、焼結済み物品。
【０１２５】
実施形態１８
上記顆粒状プロファイルは、粒子を含み、上記粒子は、各上記粒子間の境界線において、上記第１の表面及び上記第２の表面の凹状部分に対して２５ナノメートル〜１５０マイクロメートルの範囲の高さを有する粒子を含む、実施形態１７に記載の焼結済み物品。
【０１２６】
実施形態１９
上記物品は、上記第１の表面又は上記第２の表面に沿った長さ方向において、１センチメートルの距離に亘って、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平坦度を有する、実施形態１７に記載の焼結済み物品。
【０１２７】
実施形態２０
略未研磨である場合に、上記第１の表面及び上記第２の表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の表面又は上記第２の表面に沿った長さ方向のプロファイルに沿って測定された１センチメートルの距離に亘って、１ナノメートル〜１０マイクロメートルの範囲の粗度を有する、実施形態１７に記載の焼結済み物品。
【０１２８】
実施形態２１
上記物品は、上記物品の上記長さが上記物品の上記幅の５倍超となり、かつ上記物品の幅が上記物品の厚さの１０倍超となるよう、特に薄くかつ細長い、実施形態１７に記載の焼結済み物品。
【０１２９】
実施形態２２
上記本体の上記厚さは、０．５ミリメートル未満であり、上記第１の表面及び上記第２の表面のうちの一方の面積は、３０平方センチメートル超である、実施形態２１に記載の焼結済み物品。
【０１３０】
実施形態２３
上記第１の表面及び上記第２の表面のうちの一方の面積は、１００平方センチメートル超である、実施形態２２に記載の焼結済み物品。
【０１３１】
実施形態２４
上記無機材料は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択された無機材料である、実施形態１７に記載の焼結済み物品。
【０１３２】
実施形態２５
焼結済み物品であって、
上記焼結済み物品は、第１の表面、第２の表面、及び上記第１の表面と上記第２の表面との間に延在する材料の本体を備える、シートであり、
上記第２の表面は、上記シートの、上記第１の表面とは反対側にあり、従って上記シートの厚さは、上記第１の表面と上記第２の表面との間の距離として定義され、上記シートの幅は、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記厚さに対して垂直な第１の寸法として定義され、上記シートの長さは、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記シートの上記厚さ及び上記幅の両方に対して垂直な第２の寸法として定義され、
上記材料の本体は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる群から選択された無機材料製であり、上記材料は焼結済み形態であるため、上記材料の粒子は互いに融着しており；
上記シートの上記第１の表面及び上記第２の表面は、略未研磨であり、従って上記第１の表面及び上記第２の表面はそれぞれ、粒子を含む顆粒状プロファイルを有し、上記粒子は、各上記粒子間の境界線において、各上記上記表面の凹状部分に対して２５ナノメートル〜１５０マイクロメートルの範囲の高さを有する粒子を含み；
上記シートは、上記シートの上記長さが上記シートの上記幅の５倍超となり、かつ上記シートの幅が上記シートの厚さの５倍超となるように、薄くかつ細長く、また上記シートの上記厚さは１ミリメートル以下であり、上記第１の表面及び上記第２の表面それぞれの面積は１０平方センチメートル超であり；
上記シートは、上記第１の表面及び上記第２の表面の両方が、接着又は擦過に由来する５マイクロメートル超の寸法の表面欠陥を１００個未満しか有しない、少なくとも１０平方センチメートルの面積を有するような、高い表面品質を有し；
上記シートは、上記第１の表面又は上記第２の表面に沿った長さ方向において、１センチメートルの距離に亘って、１００ナノメートル〜５０マイクロメートルの範囲の平坦度を有する、焼結済み物品。
【０１３３】
実施形態２６
上記材料の本体の上記材料は、多結晶質セラミック及び合成鉱物からなる上記群から選択される材料であるのに加えて、アルミナ、ジルコニア、スピネル及びガーネットからなる群から選択される材料でもある、実施形態２５に記載の焼結済み物品。
【０１３４】
実施形態２７
上記シートの上記厚さは、５００マイクロメートル超である、実施形態２６に記載の焼結済み物品。
【０１３５】
実施形態２８
上記シートは、少なくとも部分的に透明であり、約３００ナノメートル〜約８００ナノメートルの波長において少なくとも３０％の全透過率を有する、実施形態２７に記載の焼結済み物品。
【０１３６】
実施形態２９
上記第１の表面及び上記第２の表面のうちの一方の面積は、１００平方センチメートル超である、実施形態２６に記載の焼結済み物品。
【０１３７】
実施形態３０
略未研磨である場合に、上記第１の表面及び上記第２の表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の表面又は上記第２の表面に沿った長さ方向において、１センチメートルの距離に亘って、１ナノメートル〜１０マイクロメートルの範囲の粗度を有する、実施形態２５に記載の焼結済み物品。
【０１３８】
実施形態３１
焼結済み物品であって、
上記焼結済み物品は、セラミックテープであり；
上記セラミックテープは、第１の表面、第２の表面、及び上記第１の表面と上記第２の表面との間に延在する材料の本体を備え、
上記第２の表面は、上記セラミックテープの、上記第１の表面とは反対側にあり、従って上記セラミックテープの厚さは、上記第１の表面と上記第２の表面との間の距離として定義され、上記セラミックテープの幅は、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記厚さに対して垂直な第１の寸法として定義され、上記セラミックテープの長さは、上記第１の表面又は上記第２の表面のうちの一方の、上記セラミックテープの上記厚さ及び上記幅の両方に対して垂直な第２の寸法として定義され、
上記材料の本体は、アルミナ、ジルコニアからなる群から選択されたセラミックであり、上記材料は焼結済み形態であるため、上記材料の粒子は互いに融着しており；
上記セラミックテープの上記第１の表面及び上記第２の表面は、略未研磨であり、従って上記第１の表面及び上記第２の表面はそれぞれ、粒子を含む顆粒状プロファイルを有し、上記粒子は、各上記粒子間の境界線において、各上記表面の凹状部分に対して１０ナノメートル〜１５０マイクロメートルの範囲の高さを有する粒子を含み；
上記セラミックテープは、上記セラミックテープの上記長さが上記セラミックテープの上記幅の５倍超となり、かつ上記セラミックテープの幅が上記セラミックテープの厚さの５倍超となるように、薄くかつ細長く、また上記セラミックテープの上記厚さは１５０マイクロメートル以下であり、上記第１の表面及び上記第２の表面それぞれの面積は２平方センチメートル超であり；
上記セラミックテープは膨らみを有し、上記膨らみのうちの少なくともいくつかは、１００マイクロメートル〜約１ｍｍの最大表面寸法を有し、上記膨らみは、周りを取り囲む隣接した表面に対して滑らかに連続した曲率を有し、これにより上記膨らみの境界線は概ね接着又は擦過を特徴とせず；
平坦な表面上に、無制約状態で静置されている場合、上記セラミックテープは、上記セラミックテープの上記長さに沿った軸の周りに反りを有する、焼結済み物品。
【０１３９】
実施形態３２
上記反りは、上記テープの厚さより少なくとも１０マイクロメートルかつ１ミリメートル以下だけ大きい、上記平坦な表面より上方の上記セラミックテープの高さをもたらす、静置３１に記載の焼結済み物品。
【０１４０】
実施形態３３
上記  スプール；
上記スプール上に巻きつけられたテープ
を備えるロールであって、
上記セラミックテープは、実施形態１７〜３２のいずれか１つに記載の焼結済み物品であり、
上記セラミックテープは、少なくとも１メートルの長さを有する、ロール。
【符号の説明】
【０１４１】
１１０、２１０    焼結済みセラミック物品
１１２、２１２    表面欠陥
３１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０    製造ライン
３１２、４１０、５１６、９１４、１０１４    炉システム
３１４、１２１２    テープ
３１４Ａ  素地テープセクション
３１４Ｂ  未結合テープセクション
３１４Ｃ  少なくとも部分的に焼結済みのテープセクション
３１６    カーブ又はローラ
３１８    通路
３２０、３２２    表面
３２４、１０１６、１０１８    張力調節器
４１２    ガイド
４１４    通路
４１６    熱源
４１８    バリア又は壁
５１０    構成
５１２    テープ、素地テープ
５１２’  ３ＹＳＺテープ
５１２’  焼結済みテープ
５１４    円筒形ローラ
５１８    支持用プラスチックキャリアフィルム
６１０    焼結済み物品
６１２    第１の表面
６１４    第２の表面
６１６    材料の本体
６１８    粒子
６２０    境界線
７１０    焼結済み物品
７１２、７１４    研磨済み表面
８１０    焼結済みシート
８１２    長さ方向側縁部
８１４    表面
９１２    素地テープ９２２のソース
９１６、９１８    張力調節器
９２０    焼結済みテープ９２４のレシーバ
９２２、１０２２    素地テープ
９２４、１０２４    焼結済みテープ
９２６    炉システム９１４の第１の部分
９２８    案内通路
９３０    炉システム９１４の第２の部分
９３２    部分的に焼結済みのテープ
１０１２  素地テープ１０２２のソース
１０２０  焼結済みテープ１０２４のレシーバ
１０２６  炉システム１０１４の第１の部分
１０３０  炉システム１０１４の第２の部分
１０３２  ストリップ
１１１２  テープ
１１１４  スプール
１１１６  ポリマー性裏張り
１１１８  分離位置
１１２０  分離スプール
１１２２  空気軸受
１１２４  第１のガイド
１１２６  第１の炉
１１２８  部分的に焼結済みのセクション
１１３０  第２のガイド
１１３２  ホイール
１１３４  低摩擦表面
１１３６  炉
１２１４、１３１４  スプール
１２１６  ポリマー性裏張り
１２１８  分離位置
１２２０  分離スプール、取り上げスプール
１２２６  炉
１２２８  部分的に焼結済みのセクション
１２４０  張力デバイス、張力印加デバイス
１２４２  真空ハグドラム
１２４４、１２４６、１３４４  ローラ
１２５０  受承用スプール
１２５２  ローラ、出口ローラ
１３１０  製造ライン、システム
１３１２  部分的に焼結済みのテープ
１３２６  炉
１３２９  最終的な焼結済みテープ
１３４０  張力デバイス、張力印加デバイス
１３４２  ローラ、入力ローラ
１３４６  高温材料のプレート、セラミックプレート
１３６０  搬送デバイス
１４１２  部分的に焼結済みのテープ
１４１４  スプール
１４２６  炉
１４６０  おもり
２０１０  完全に焼結されたテープ、セラミックテープ
２０１２  部分的に焼結済みのテープ
２０１４  膨らみ
３０１０、４０１０  セラミックテープ
【図１】
2018526308.tif 000005
【図２】
2018526308.tif 000006
【図３Ａ】
2018526308.tif 000007
【図３Ｂ】
2018526308.tif 000008
【図４】
2018526308.tif 000009
【図５】
2018526308.tif 000010
【図６Ａ−６Ｂ】
2018526308.tif 000011
【図７Ａ−７Ｂ】
2018526308.tif 000012
【図８】
2018526308.tif 000013
【図９】
2018526308.tif 000014
【図１０】
2018526308.tif 000015
【図１１】
2018526308.tif 000016
【図１２】
2018526308.tif 000017
【図１３】
2018526308.tif 000018
【図１４】
2018526308.tif 000019
【図１５】
2018526308.tif 000020
【図１６】
2018526308.tif 000021
【図１７】
2018526308.tif 000022
【図１８】
2018526308.tif 000023
【図１９】
2018526308.tif 000024
【図２０】
2018526308.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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