(57)【要約】  本発明は、焼結材料から成る部材（１５）、具体的には歯科用部材のための焼結炉（１）に関し、この焼結炉（１）は、チャンバ容積（ＶＫ）及びチャンバ内部表面積（ＯＫ）を有する炉室（２）を含み、炉室（２）内には、加熱装置（５）と、チャンバ容積（ＶＫ）内にある、加熱装置（５）によって境界されている総容積（ＶＢ）を有する収納スペース（９）と、総容積（ＶＢ）内にある使用容積（ＶＮ）を有する使用領域（１０）とが配置されており、炉室（２）は複数の壁から成る周壁（３）を有しており、周壁（３）は、物体容積（ＶＯ）を備える焼結する部材（１５）を収納スペース（９）に入れるための開口可能な壁部分（７）を備えている。加熱装置（５）は、放射場（１３）を持つ放熱装置（６）を炉室（２）内に備え、この放熱装置は収容スペース（９）の少なくとも１つの側面に配置されている。この放熱装置（６）は０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの固有抵抗を有し、チャンバ内部表面積（ＯＫ）の最大３倍である全表面積を有している。この焼結炉（１）によって、最大供給電流１．５ｋＷの場合、少なくとも１１００℃の加熱温度に５分以内で達することができる。【選択図】図１
2018512181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結材料から成る部材（１５）、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉（１）であり、前記焼結炉（１）は、チャンバ容積（ＶＫ）及びチャンバ内部表面積（ＯＫ）を有する炉室（２）を含み、前記炉室（２）内には、加熱装置（５）と、前記チャンバ容積（ＶＫ）内にある、前記加熱装置（５）によって境界されている総容積（ＶＢ）を有する収納スペース（９）と、前記総容積（ＶＢ）内にある使用容積（ＶＮ）を有する使用領域（１０）とが配置されており、前記炉室（２）は複数の壁から成る周壁（３）を有しており、前記周壁（３）は、焼結する部材（１５）を前記収納スペース（９）に入れるための開口可能な少なくとも１つの壁部分（７）を備えている、焼結炉（１）であって、前記加熱装置（５）は前記炉室（２）の中に少なくとも１つの放熱装置（６）を含み、前記放熱装置（６）は０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの固有抵抗を有し、前記チャンバ内部表面積（ＯＫ）の最大３倍、具体的には最大２．５倍の全表面積を有していることを特徴とする、焼結炉（１）。
【請求項２】
前記焼結炉（１）の前記チャンバ容積（ＶＫ）は、５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項３】
前記放熱装置（６）の最大の前記全表面積は約４００ｃｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項４】
物体容積（ＶＯ）は、最大２０×２０×４０ｍｍ３であることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項５】
前記放熱装置（６）は、抵抗又は誘導によって加熱できることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項６】
前記加熱装置（５）は、グラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成ることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項７】
前記周壁は、放射場（１３）が通過しない及び／又は前記放射場（１３）を跳ね返すチャンバ内壁を有しており、前記チャンバ内壁は、具体的には反射層を備えている、又はリフレクタとして形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項８】
前記加熱装置（５）の前記放熱装置（６）は、使用領域において２０℃で少なくとも２００Ｋ／分の加熱速度を有していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項９】
前記使用容積（ＶＮ）は最大２０×２０×４０ｍｍ３であり、前記使用容積（ＶＮ）の寸法は最大２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項１０】
前記放熱装置は、カップ（１１）として形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項１１】
前記全表面積は、前記チャンバ内部表面積（ＯＫ）の少なくとも１．０倍であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結材料から作られた部材、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉に関し、この焼結炉はチャンバ容積及びチャンバ内部表面積を有する炉室を含み、この炉室内には、加熱装置と、チャンバ容積内で加熱装置によって境界されている総容積を有する収納スペースと、この総容積内にある使用容積を有する使用領域とが配置されており、炉室は、複数の壁から成る周壁を有し、この周壁は、物体容積を備えた焼結する部材を収納スペースに入れるための開口可能な壁部分を少なくとも１つの壁に備えている。
【背景技術】
【０００２】
焼結炉の設計に重要なのは焼結する材料である。基本的に金属又はセラミックの成形物が焼結され、これらの成形物は粉末から圧縮されており、必要に応じて直接又は予備焼結処理後にルーター加工又は研削加工によって再処理されている。この材料が必要な温度分布を決定する。部材の寸法及び量により、炉の寸法及び温度分布も決まる。炉を高熱にするほど、断熱材はより厚くなる。炉の寸法、部材の寸法及び希望する加熱速度により、加熱システム及び制御特性の設計が決定される。ここでは、電源供給も重要である。最後に、特に歯科技工室の歯科用炉の寸法及び使用可能な電力供給もまた、産業用炉とは異なっている。
【０００３】
熱処理プロセス、詳細には焼結炉を用いて予備焼結したセラミック又は金属から成る歯科修復物を完全に焼結するプロセスは、通常、６０分から数時間を要する。準備工程及び後工程も必要となる歯科修復物の製造プロセスは、単一工程のこの所要時間によって持続的に中断される。従って、最低６０分のいわゆるジルコニアのスピード焼結が必要となる。
【０００４】
いわゆるジルコニアのスーパースピード焼結は、現在、さらにまだ最小１５分のプロセス経過時間を要している。しかし、このことは、焼結炉が、詳細にはその質量のために、設けられている保持温度まで予熱されることを前提としており、これには使用可能な電源電圧に応じて３０〜７５分が必要である。さらに、予熱後、炉は自動的な負荷シーケンスによって負荷がかけられ、それによって特殊な温度分布を保つことができ、炉は不必要に冷却されない。
【０００５】
国際公開第２０１２／０５７８２９号から、セラミック材料の急速焼結法が知られている。第１の実施形態では、水冷式銅管が高周波数電源ユニットに接続されているコイルを形成している。このコイルは、焼結する材料が入っているサセプタと呼ばれる放熱装置を取り囲んでいる。このとき、サセプタが加熱され、加熱されたサセプタは放熱装置として熱を焼結する材料に伝達する。
【０００６】
第２の実施形態では、コイルが高周波数と電力を十分に備える高周波数電源に接続して、プラズマを発生させ、これによって材料が加熱される。
【０００７】
しかし、予熱及びそれに続く付加の欠点は、この炉が、詳細には炉の断熱材及びヒータエレメントが大きな熱的交番荷重に晒されることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の課題は、焼結炉の予熱及び／又は特殊な負荷シーケンスの必要がなく、短い製造時間を可能にする焼結炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、焼結材料から成る部材、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉によって解決され、この焼結炉は、チャンバ容積及びチャンバ内部表面積を有する炉室を含み、この炉室内には、加熱装置、収容スペース及び使用領域が配置されている。収納スペースは、チャンバ容積内にある、加熱装置によって境界されている総容積を占めている。使用領域は使用容積を有し、収納スペース内にある。さらに、炉室は複数の壁から成る周壁を有しており、この周壁は、焼結する部材を収納スペースに入れるための開口可能な少なくとも１つの壁部分を備えている。炉室内の加熱装置は、放射場を持つ少なくとも１つの放熱装置を備え、この放熱装置は収容スペースの少なくとも１つの側面に配置されており、その放射場の中には少なくとも使用領域の使用容積が配置されている。焼結する部材から放熱装置までの最大距離は、最大でも２番目に大きい最大使用容積寸法に相当する。
【００１０】
この放熱装置は０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの固有抵抗を有し、チャンバ内部表面積の最大３倍、好ましくは最大２．５倍の全表面積を有している。
【００１１】
燃焼室とも呼ばれる炉室は、焼結する部材を収納して加熱する部分、すなわち焼結炉のコアを形成している。この炉室によって取り囲まれている全容積をチャンバ容積と呼ぶ。炉室内に配置されている加熱装置との間に残っているスペースは、焼結する部材を収納できることから、収納スペースと呼ぶ。収納スペースの容積は、大部分が加熱装置と（必要に応じて）チャンバ壁との間に残っている幅と高さから生じるため、総容積と呼ぶ。
【００１２】
焼結炉の領域は使用領域と呼び、この中は加熱装置によって焼結プロセスに必要な温度又は望ましい温度まで加熱される。従って、この使用領域は、放熱装置によって生じる放射場が焼結プロセスのために必要な強度及び／又は均質性を有する領域であり、かつ部材が焼結のために位置決めされる領域である。このとき、部材は物体容積を有している。従って、この使用領域は、大部分が放射場から、あるいは加熱装置の配置とその放射特性から生じ、そのため総容積よりも小さくなってよい。このことから、正常な焼結プロセスには、焼結する物体の物体容積が最大でも使用容積のサイズを有しているべきである。他方では、できるだけ効率的かつ迅速な焼結プロセスを行うため、使用容積のサイズは、最大でも焼結する物体容積の予測上限のサイズを有しているべきである。
【００１３】
放熱装置の全表面積は、使用容積に向かい合う面、すなわち内面、炉室の壁に向かい合う面、すなわち外面、並びに内面と外面を接続するための表面から構成されている。従って、環状の放熱装置の場合は、全表面積が内側面、外側面及び２つの正面から構成されている。閉じられた中空円筒形の放熱装置の場合、全表面積は外面と内面によって形成される。
【００１４】
チャンバ内部表面積は、炉室の壁によって決定される。円筒形の炉室の場合は底面、蓋及び側面があり、これらが一緒にチャンバ内部表面積を形成している。四角形の炉室の場合は、６つの側壁がチャンバ表面積を形成する。
【００１５】
有利な発展形態では、全表面積がチャンバ内部表面積の１．０〜３倍の範囲にある放熱装置に対して、十分なスピードで部材を加熱できる炉室が提供される。割合が１．３より大きい場合は、特に有利であることが判明した。なぜなら、放熱装置が炉室を部分的にしか覆っていなくても、十分な加熱が達成されるからである。
【００１６】
炉室を、例えば個々のクラウン及びブリッジの焼結など、さまざまなサイズの物体の焼結又は加熱に使用可能にしたい場合、加熱装置の放熱装置を移動可能に形成することが有利である。そのため、収納スペースのサイズ、すなわち総容積、並びに特に使用領域のサイズ、すなわち使用容積は、物体のサイズに合わせることが可能である。
【００１７】
しかし、使用容積は使用領域の縮小によっても小さくなるので、物体サイズに合わせることができる。例えば、断熱作用のあるドアインサートによって収納スペースの一部を遮断することができる。
【００１８】
総容積をできるだけ有利に活用することにより、すなわち総容積に対する使用容積の割合をできるだけ大きくすることにより、焼結プロセス中に加熱する容積をできる限り小さくすることができ、これにより、迅速な加熱と、特に予熱プロセスの節約が可能になる。
【００１９】
歯科用の物体は、通常、数ミリメートルから数センチメートルの大きさしかないため、それに応じて一般的には数センチメートルの範囲の使用容積でも十分である。クラウン又はキャップなどの個々の歯科修復物には、例えば２０×２０×２０ｍｍ３の使用容積で十分足りる。ブリッジなど、比較的大きな歯科用の物体には、２０×２０×４０ｍｍ３の使用容積で十分である。それに応じて、焼結する部材から歯科用焼結炉の放熱装置までの最大可能な距離は、例えば２０ｍｍに限定できる、又は２０ｍｍを確保すればよい。
【００２０】
有利には、使用容積と炉室のチャンバ容積の比が１：５０〜１：１であり、使用容積と収納スペースの総容積の比が１：２０〜１：１である。
【００２１】
有利には、焼結炉のチャンバ容積が５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にある。
【００２２】
放熱装置及び加熱装置の最大の全表面積が約４００ｃｍ２である場合は有利である。
【００２３】
加熱しなければならない容積及び質量が全体で小さくなればなるほど、炉室内又は使用領域内はより速く望ましい温度まで上昇し、焼結プロセスを正常に実施することが可能になる。例えば炉室のチャンバ容積は６０×６０×４５ｍｍ３であり、総容積は２５×３５×６０ｍｍ３であってよい。このデータは、それぞれの容積の寸法が６０ｍｍ×６０ｍｍ×４５ｍｍ又は２５ｍｍ×３５ｍｍ×６０ｍｍであることを示している。
【００２４】
有利には、物体容積が最大２０×２０×４０ｍｍ３であってよい。従って、寸法は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍである。
【００２５】
焼結する部材用の使用容積と焼結する部材の物体容積の比は、１５００：１〜１：１であってよい。
【００２６】
使用領域の使用容積と焼結する部材の物体容積との間の差が小さければ小さいほど、より効率的に、より迅速に部材の焼結プロセスを実施することができる。従って、この焼結炉では、最適に寸法決めすることにより、最大供給電流１．５ｋＷの場合、少なくとも１１００℃の加熱温度に５分以内で達することができる。
【００２７】
有利には、加熱エレメント又は放熱装置は抵抗又は誘導によって加熱することができる。
【００２８】
誘導加熱エレメント又は抵抗加熱エレメントは、放熱装置になる炉室の加熱エレメントの単純な実施バリエーションである。
【００２９】
有利には、加熱装置の放熱装置は、グラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成る。なぜなら、これらの材料は、０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの範囲にある固有抵抗を有しているからである。
【００３０】
有利には、周壁は放射場が通過しない、及び／又は放射場を跳ね返すチャンバ内壁を有しており、このチャンバ内壁は、特に反射層を備えている、又はリフレクタとして形成されている。
【００３１】
反射層により、使用領域、すなわち使用容積の範囲内における放熱装置の放射場の強度を上昇させることができる。放熱装置が収容スペースの１つの側面だけに配置されている場合、例えばその対面に反射層を取り付けることによって、又はその対面にリフレクタを配置することによって、使用領域により均質な及び／又はより高強度の放射場を実現することができる。
【００３２】
有利には、加熱装置が、使用領域において２０℃で少なくとも２００Ｋ／分の加熱速度を備える放熱装置としての加熱エレメントを有している。
【００３３】
有利には、使用容積が最大２０×２０×４０ｍｍ３であってもよく、使用容積の寸法は最大２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍである。
【００３４】
発展形態によれば、放熱装置をカップとして形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明を図に基づいて詳しく説明する。
【図１】焼結材料から成る部材、具体的には歯科用部材のための本発明に基づく焼結炉の部分図である。
【図２Ａ】カップ及びコイルから成る放熱装置を備える誘導加熱可能な加熱装置の図である。
【図２Ｂ】カップ及びコイルから成る放熱装置を備える誘導加熱可能な加熱装置の図である。
【図３】コイルを組み込んだ誘導加熱可能なプレート形放熱装置の図である。
【図４Ａ】棒形の加熱エレメントから成る放熱装置を備える抵抗加熱可能な加熱装置の図である。
【図４Ｂ】棒形の加熱エレメントから成る放熱装置を備える抵抗加熱可能な加熱装置の図である。
【図５】抵抗加熱エレメントとしてのヒータスパイラルの図である。
【図６】ヒータスパイラルとリフレクタから成る放熱装置の図である。
【図７】Ｕ字形の加熱エレメントから成る放熱装置の図である。
【図８】平坦な加熱エレメントから成る放熱装置の図である。
【図９】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１０】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１１】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１２】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１３】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１４】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１５】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１６】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、チャンバ容積ＶＫを有する焼結炉の部分図であり、この焼結炉の壁３には、周辺に対して高温の炉室２を遮蔽するための断熱材４が装備されている。このとき、チャンバ容積ＶＫは、５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にある。炉室２を加熱するため、炉室２には、２つの放熱装置６を備える加熱装置が配置されている。炉室２は、焼結する部材１５を入れる炉室２の中に入れるための開口可能な壁部分７を備えており、この図ではこの壁部分が下方の壁部分、すなわち炉室２の底面である。焼結する部材１５は、少なくとも１０×１０×１０ｍｍ３の容積を有している。部材１５の最大サイズは２０×２０×４０ｍｍ３である。
【００３７】
底面７は同様に断熱材４を有しており、その上に焼結する構成部品１５用のキャリア８と呼ばれる下敷き８が置かれている。セラミック又は高融点金属製の湾曲フレーム又はカップ又は垂直に立つピンも、部材１５を載せるキャリア８として考えられる。
【００３８】
例として図１に炉室２の２つの側面に配置されている加熱装置５又は放熱装置６により、炉室２の範囲内でチャンバ容積ＶＫよりも小さな空き容積が生じる。図１では、この容積が破線で示されており、これを総容積ＶＢと呼ぶ。この総容積ＶＢを占めているスペースは収納スペース９であり、この中に焼結する物体１５を入れることができる。このとき、加熱装置５は、最大でチャンバ内部表面積ＯＫの２．５倍となる全表面積を有している。この場合、加熱装置５の全表面積は４００ｃｍ２以下である。加熱装置５の材料は、０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの範囲にある固有抵抗を有しており、加熱装置５は、例えばグラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成っていてよい。
【００３９】
加熱装置５の放熱装置６によって、収納スペース９の加熱が行われ、収納スペース９の総容積ＶＢの少なくとも一部が十分かつ均一に加熱される。この領域を使用領域１０と呼び、その容積を使用容積ＶＮと呼ぶ。図１では、使用領域１０を短線と点による線で示しており、使用領域１０の２番目に大きな寸法をＤｙとして示している。使用領域１０のサイズと位置は、ほぼ放射特性、すなわち放射場１３、及び放熱装置６の配置によって決定され、収納スペース９の少なくとも１つの側面に放熱装置６を配置することにより、使用領域１０が収納スペース９の範囲内にあることが確保される。
【００４０】
焼結する物体１５の加熱は、例えば抵抗加熱又は誘導加熱によって行うことができる。例えば、図２Ａ及び２Ｂには、加熱装置５として誘導加熱される放熱装置６が示されている。放熱装置６は、例えばグラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成るカップ１１として形成されており、誘導加熱のために少なくとも１つの環状のコイル１２を備えている。ここではカップ１１の放射、すなわち熱放射１３が矢印で示されている。この例では、収納スペース９がカップの内部スペースによって形成される。同様に、使用領域１０もカップ１１の内部スペース内にあり、使用領域１０の使用容積ＶＮと収納スペース９の総容積ＶＢの比は１：１である。
【００４１】
図２Ａには示されていないが、カップ内に配置され、部材１５を取り囲むガラス鐘などのレトルトが設けられていてもよい。
【００４２】
焼結する部材１５は、カップ１１の内部スペースにおいて、使用領域１３と一致する収納スペース９内に配置される。物体から放熱装置６までの距離、すなわちここではカップ１１までの距離は、ｄで示されている。
【００４３】
図３は、２つのプレート形エレメントから形成された放熱装置６を示し、これは組み込まれているコイル１２によって加熱される。収納スペース９は、両方のプレート形エレメントの間にある。さらに、図３では放熱装置６の放射場１３が線で示されている。これに応じて、収納スペース９内に配置された使用領域１０が生じ、この領域はできるだけ均質な放射場１３の領域をカバーしており、高い強度を備えている。
【００４４】
図４Ａ及び４Ｂに示されている放熱装置６は、３つ又は４つの棒形の抵抗加熱エレメント１４から構成されている。
【００４５】
抵抗加熱による放熱装置６のその他のバリエーション及び配置は図５〜８に示されている。図５に示されている放熱装置６はヒータスパイラル１６として形成されており、収納スペース９及び使用領域１０は円筒形に形成され、ヒータスパイラルの範囲内に配置されている。図６は、放射ヒータ、ここではヒータスパイラル１６とリフレクタ１７を組み合わせた放熱装置６であり、収納スペース９と使用領域１０はヒータスパイラル１６とリフレクタ１７との間にある。図７は２つのＵ字形加熱エレメント１８から成る放熱装置を示し、収納スペース９は両方のＵ字形加熱エレメント１８の間に配置されている。図８には、２つの平坦な加熱エレメント１９から成る放熱装置が示されている。これらの加熱エレメントの放射は一般的に平坦であることから、使用領域は、平坦な加熱エレメント１９の間にある収納スペース９の特に大きな部分を占めている。
【００４６】
本発明に基づく焼結炉１によって、最大供給電流１．５ｋＷの場合、少なくとも１１００℃の加熱温度に５分以内で達することができる。
【００４７】
チャンバ内部表面の表面積に対する放熱装置表面積の比率は、最大２．５である。この値は、チャンバ内部表面積が使用容積の表面積にも一致していることを想定して指定された。この最大比率について考察する際には、主に、図２Ａのカップ側面によって形成されているような環状の放熱装置が基本として用いられた。
【００４８】
例えば図４ａ、４ｂ、７による実施形態である棒形の放熱装置では、そのような放熱装置の表面積は、炉室の表面積又は使用容積の表面積よりも小さくてもよい。放熱装置として棒形エレメントを用いる炉構造では、チャンバ内部表面積は使用容積よりも明らかに大きいことから、表面積の比率はほぼゼロになる。その代わり、使用容積の表面積を選択する場合、使用容積の表面積に対する放熱装置表面積の有利な最小比率は０．４が考えらえる。
【００４９】
使用容積は境界として定義され、この境界の範囲内ではより確実な燃焼プロセスが可能である。この使用容積は幾何学的寸法を有しており、例えば長さ、幅、高さ（ｌ×ｂ×ｈ）によって指定することができる。使用可能な容積のサイズが上昇すると、放熱装置の全表面積に対する指定比率は小さくなる。しかし、そのような炉は、継続的には僅かな出力でしか稼働できない。
【００５０】
例えば２．５の比率を超えるために、放熱装置の寸法が炉室の境界からはみ出すことも考えられる。この場合、比率の上限を３にすることで、技術的に追加される稼働経費と本発明の利点との間で十分なバランスが提供される。下限の１は、より小型の放熱装置に対して出力面で本発明を限定している。
【００５１】
図９〜１６は、炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置を示している。例えば図９は、炉室２２を備える炉２１の構造図を示し、この炉室は、下方が内側と外側の扉石２３、２４（上部扉石及び下部扉石とも呼ぶ）によって少なくとも部分的に境界されている。この扉石は、側面が炉室の下部壁部分によって取り囲まれており、このケースでは、下部壁部分が複数の部分、すなわち３つの層で形成されている。
【００５２】
下部壁部分２５上には、炉室２２内に配置されている環状の放熱装置２６があり、この放熱装置は、やはり環状の断熱性壁部分２７によって取り囲まれている。見やすさの理由から、さらに外側にある、放熱装置２６の誘導加熱用コイルは図示されていない。
【００５３】
環状の壁部分２７の上部では、炉室２２が上部壁部分２８によって境界され、この上部壁部分は、下部壁部分２５と同様に多層構造になっている。上部壁部分２８を通過して、熱電対２９が炉室２２の中に突き出し、同時に放熱装置２６によって囲まれている内部スペース３０の中に多少入り込み、内部スペース３０内に配置されている使用容積３１を境界しているが、これは、扉石２３の上に配置されている、図示されていない部材と熱電対３０が接触してはならないからである。
【００５４】
ここでは、炉室２２の表面積が、炉室に向かい合う壁部分２７の表面積並びに扉石２３の上面及び上部壁部分２８の下面によって形成される。熱電対周辺の環状スペース並びに第１のドアエレメントと下部壁エレメントとの間にある隙間は無視される。
【００５５】
図１０Ａは、図９の放熱装置２６に関して、使用領域３１が制限されている配置の詳細図を示している。使用容積の表面積に対する放熱装置の全表面積の比率が図１０Ａから図１０Ｂへ低下しても、放熱装置と炉室の全表面積の比率は変わらない。
【００５６】
図１１には、さらに底面３２と蓋３３を有する放熱装置２６が示されており、これによって、放熱装置２６の全表面積は、図９の放熱装置２６の全表面積に比べ増加する。使用容積３１は図１０Ｂの使用容積３１に相当する。
【００５７】
図１２では、使用容積３１が断熱性壁部分３４、３５によって縮小されるが、放熱装置自体は図９及び１０Ａ、１０Ｂと同じであり、変更されていない。これにより炉室の表面積も縮小し、放熱装置と炉室の全表面積の比率が大きくなる。
【００５８】
図１３には炉室４２を備える炉４１が示されており、この炉室は、放熱装置４３の内部スペース３１から上部と下部がはみ出し、上部と下部の壁部分２８、２５の中に続いているため、使用領域が拡大されている。これにより、放熱装置と炉室の全表面積の比率が低下する。
【００５９】
図１４では、上部と下部の壁部分２８’、２５’が放熱装置４３と同じ内径を有していないことにより、使用領域が図１３の使用領域に比べてさらに縮小される。放熱装置の全表面積は同じままであるが、炉室の表面積は図１３に比べ小さい。
【００６０】
図１５では規定の炉室５１の中に複数の円筒形放熱装置５２があり、ここでは、４つの放熱装置が対になって互いに距離を置いて配置され、図の平面の中に通っている。一対の放熱装置の間に使用領域がある。放熱装置５２の全表面積と炉室５１の表面積の比率は、図９〜１４の配置と比べて小さい。
【００６１】
このことは、図１６に示されているように、円筒形の放熱装置の代わりに長方形の平坦な加熱エレメント６２を炉室内で使用する場合も該当する。
【００６２】
図１５及び１６の放熱装置は、電流が通る際の電気抵抗によって加熱する抵抗加熱式の放熱装置であってよい。
【図１】
2018512181.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018512181.tif 000011
【図８】
2018512181.tif 000012
【図９】
2018512181.tif 000013
【図１０Ａ】
2018512181.tif 000014
【図１０Ｂ】
2018512181.tif 000015
【図１１】
2018512181.tif 000016
【図１２】
2018512181.tif 000017
【図１３】
2018512181.tif 000018
【図１４】
2018512181.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月10日(2017.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結材料から作られた部材、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉に関し、この焼結炉はチャンバ容積及びチャンバ内部表面積を有する炉室を含み、この炉室内には、加熱装置と、チャンバ容積内で加熱装置によって境界されている総容積を有する収納スペースと、この総容積内にある使用容積を有する使用領域とが配置されており、炉室は、複数の壁から成る周壁を有し、この周壁は、物体容積を備えた焼結する部材を収納スペースに入れるための開口可能な壁部分を少なくとも１つの壁に備えている。
【背景技術】
【０００２】
焼結炉の設計に重要なのは焼結する材料である。基本的に金属又はセラミックの成形物が焼結され、これらの成形物は粉末から圧縮されており、必要に応じて直接又は予備焼結処理後にルーター加工又は研削加工によって再処理されている。この材料が必要な温度分布を決定する。部材のサイズ及び量により、炉のサイズ及び温度分布も決まる。炉を高熱にするほど、断熱材はより厚くなる。炉のサイズ、部材のサイズ及び希望する加熱速度により、加熱システム及び制御特性の設計が決定される。ここでは、電源供給も重要である。最後に、特に歯科技工室の歯科用炉のサイズ及び使用可能な電力供給もまた、産業用炉とは異なっている。
【０００３】
熱処理プロセス、詳細には焼結炉を用いて予備焼結したセラミック又は金属から成る歯科修復物を完全に焼結するプロセスは、通常、６０分から数時間を要する。準備工程及び後工程も必要となる歯科修復物の製造プロセスは、単一工程のこの所要時間によって持続的に中断される。従って、最低６０分のいわゆるジルコニアのスピード焼結が必要となる。
【０００４】
いわゆるジルコニアのスーパースピード焼結は、現在、さらにまだ最小１５分のプロセス経過時間を要している。しかし、このことは、焼結炉が、詳細にはその質量のために、設けられている保持温度まで予熱されることを前提としており、これには使用可能な電源電圧に応じて３０〜７５分が必要である。さらに、予熱後、炉は自動的な負荷シーケンスによって負荷がかけられ、それによって特殊な温度分布を保つことができ、炉は不必要に冷却されない。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１２／００３７６１０（Ａ１）号は、内部スペースを備えるハウジングと、このハウジング内部にある加熱エレメントと、多数の空気供給ユニットとを含むセラミック燃焼炉を開示している。加熱エレメントは、炉室の内面に沿って断熱材に配置されていてよい。加熱エレメントは、燃焼炉内部のすべての壁面、床面又は天井面に配置されていてよい。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１３／０１４６５８０（Ａ１）号は、電源に関して直列に接続されている多数の加熱エレメントを開示しており、この電源は切換え可能であるため、個々の加熱エレメントが順に電源に接続される。
【０００７】
国際公開第２０１２／０５７８２９号から、セラミック材料の急速焼結法が知られている。第１の実施形態では、水冷式銅管が高周波数電源ユニットに接続されているコイルを形成している。このコイルは、焼結する材料が入っているサセプタと呼ばれる放熱装置を取り囲んでいる。このとき、サセプタが加熱され、加熱されたサセプタは放熱装置として熱を焼結する材料に伝達する。
【０００８】
第２の実施形態では、コイルが高周波数と電力を十分に備える高周波数電源に接続して、プラズマを発生させ、これによって材料が加熱される。
【０００９】
しかし、予熱及びそれに続く付加の欠点は、この炉が、詳細には炉の断熱材及びヒータエレメントが大きな熱的交番荷重に晒されることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の課題は、焼結炉の予熱及び／又は特殊な負荷シーケンスの必要がなく、短い製造時間を可能にする焼結炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、焼結材料から成る部材、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉によって解決され、この焼結炉は、チャンバ容積及びチャンバ内部表面積を有する炉室を含み、この炉室内には、加熱装置、収容スペース及び使用領域が配置されている。収納スペースは、チャンバ容積内にある、加熱装置によって境界されている総容積を占めている。使用領域は使用容積を有し、収納スペース内にある。さらに、炉室は複数の壁から成る周壁を有しており、この周壁は、焼結する部材を収納スペースに入れるための開口可能な少なくとも１つの壁部分を備えている。炉室内の加熱装置は、放射場を持つ少なくとも１つの放熱装置を備え、この放熱装置は収容スペースの少なくとも１つの側面に配置されており、その放射場の中には少なくとも使用領域の使用容積が配置されている。焼結する部材から放熱装置までの最大距離は、最大でも２番目に大きい最大使用容積サイズに相当する。
【００１２】
この放熱装置は０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの固有抵抗を有し、チャンバ内部表面積の最大３倍、及び少なくとも１．０倍の全表面積を有している。
【００１３】
燃焼室とも呼ばれる炉室は、焼結する部材を収納して加熱する部分、すなわち焼結炉のコアを形成している。この炉室によって取り囲まれている全容積をチャンバ容積と呼ぶ。炉室内に配置されている加熱装置との間に残っているスペースは、焼結する部材を収納できることから、収納スペースと呼ぶ。収納スペースの容積は、大部分が加熱装置と（必要に応じて）チャンバ壁との間に残っている幅と高さから生じるため、総容積と呼ぶ。
【００１４】
焼結炉の領域は使用領域と呼び、この中は加熱装置によって焼結プロセスに必要な温度又は望ましい温度まで加熱される。従って、この使用領域は、放熱装置によって生じる放射場が焼結プロセスのために必要な強度及び／又は均質性を有する領域であり、かつ部材が焼結のために位置決めされる領域である。このとき、部材は物体容積を有している。従って、この使用領域は、大部分が放射場から、あるいは加熱装置の配置とその放射特性から生じ、そのため総容積よりも小さくなってよい。このことから、正常な焼結プロセスには、焼結する物体の物体容積が最大でも使用容積のサイズを有しているべきである。他方では、できるだけ効率的かつ迅速な焼結プロセスを行うため、使用容積のサイズは、最大でも焼結する物体容積の予測上限のサイズを有しているべきである。
【００１５】
放熱装置の全表面積は、使用容積に向かい合う面、すなわち内面、炉室の壁に向かい合う面、すなわち外面、並びに内面と外面を接続するための表面から構成されている。従って、環状の放熱装置の場合は、全表面積が内側面、外側面及び２つの正面から構成されている。閉じられた中空円筒形の放熱装置の場合、全表面積は外面と内面によって形成される。
【００１６】
チャンバ内部表面積は、炉室の壁によって決定される。円筒形の炉室の場合は底面、蓋及び側面があり、これらが一緒にチャンバ内部表面積を形成している。四角形の炉室の場合は、６つの側壁がチャンバ表面積を形成する。
【００１７】
有利な発展形態では、全表面積がチャンバ内部表面積の１．０〜３倍の範囲にある放熱装置に対して、十分なスピードで部材を加熱できる炉室が提供される。割合が１．３より大きい場合は、特に有利であることが判明した。なぜなら、放熱装置が炉室を部分的にしか覆っていなくても、十分な加熱が達成されるからである。
【００１８】
炉室を、例えば個々のクラウン及びブリッジの焼結など、さまざまなサイズの物体の焼結又は加熱に使用可能にしたい場合、加熱装置の放熱装置を移動可能に形成することが有利である。そのため、収納スペースのサイズ、すなわち総容積、並びに特に使用領域のサイズ、すなわち使用容積は、物体のサイズに合わせることが可能である。
【００１９】
しかし、使用容積は使用領域の縮小によっても小さくなるので、物体サイズに合わせることができる。例えば、断熱作用のあるドアインサートによって収納スペースの一部を遮断することができる。
【００２０】
総容積をできるだけ有利に活用することにより、すなわち総容積に対する使用容積の割合をできるだけ大きくすることにより、焼結プロセス中に加熱する容積をできる限り小さくすることができ、これにより、迅速な加熱と、特に予熱プロセスの節約が可能になる。
【００２１】
歯科用の物体は、通常、数ミリメートルから数センチメートルの大きさしかないため、それに応じて一般的には数センチメートルの範囲の使用容積でも十分である。クラウン又はキャップなどの個々の歯科修復物には、例えば２０×２０×２０ｍｍ３の使用容積で十分足りる。ブリッジなど、比較的大きな歯科用の物体には、２０×２０×４０ｍｍ３の使用容積で十分である。それに応じて、焼結する部材から歯科用焼結炉の放熱装置までの最大可能な距離は、例えば２０ｍｍに限定できる、又は２０ｍｍを確保すればよい。
【００２２】
有利には、使用容積と炉室のチャンバ容積の比が１：５０〜１：１であり、使用容積と収納スペースの総容積の比が１：２０〜１：１である。
【００２３】
有利には、焼結炉のチャンバ容積が５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にある。
【００２４】
放熱装置及び加熱装置の最大の全表面積が約４００ｃｍ２である場合は有利である。
【００２５】
加熱しなければならない容積及び質量が全体で小さくなればなるほど、炉室内又は使用領域内はより速く望ましい温度まで上昇し、焼結プロセスを正常に実施することが可能になる。例えば炉室のチャンバ容積は６０×６０×４５ｍｍ３であり、総容積は２５×３５×６０ｍｍ３であってよい。このデータは、それぞれの容積のサイズが６０ｍｍ×６０ｍｍ×４５ｍｍ又は２５ｍｍ×３５ｍｍ×６０ｍｍであることを示している。
【００２６】
有利には、物体容積が最大２０×２０×４０ｍｍ３であってよい。従って、サイズは、２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍである。
【００２７】
焼結する部材用の使用容積と焼結する部材の物体容積の比は、１５００：１〜１：１であってよい。
【００２８】
使用領域の使用容積と焼結する部材の物体容積と差が小さければ小さいほど、より効率的に、より迅速に部材の焼結プロセスを実施することができる。従って、この焼結炉では、最適にサイズを決めることにより、最大供給電流１．５ｋＷの場合、少なくとも１１００℃の加熱温度に５分以内で達することができる。
【００２９】
有利には、加熱エレメント又は放熱装置は抵抗又は誘導によって加熱することができる。
【００３０】
誘導加熱エレメント又は抵抗加熱エレメントは、放熱装置になる炉室の加熱エレメントの単純な実施バリエーションである。
【００３１】
有利には、加熱装置の放熱装置は、グラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成る。なぜなら、これらの材料は、０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの範囲にある固有抵抗を有しているからである。
【００３２】
有利には、周壁は放射場が通過しない、及び／又は放射場を跳ね返すチャンバ内壁を有しており、このチャンバ内壁は、特に反射層を備えている、又はリフレクタとして形成されている。
【００３３】
反射層により、使用領域、すなわち使用容積の範囲内における放熱装置の放射場の強度を上昇させることができる。放熱装置が収容スペースの１つの側面だけに配置されている場合、例えばその対面に反射層を取り付けることによって、又はその対面にリフレクタを配置することによって、使用領域により均質な及び／又はより高強度の放射場を実現することができる。
【００３４】
有利には、加熱装置が、使用領域において２０℃で少なくとも２００Ｋ／分の加熱速度を備える放熱装置としての加熱エレメントを有している。
【００３５】
有利には、使用容積が最大２０×２０×４０ｍｍ３であってもよく、使用容積のサイズは最大２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍである。
【００３６】
発展形態によれば、放熱装置をカップとして形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本発明を図に基づいて詳しく説明する。
【図１】焼結材料から成る部材、具体的には歯科用部材のための本発明に基づく焼結炉の部分図である。
【図２Ａ】カップ及びコイルから成る放熱装置を備える誘導加熱可能な加熱装置の図である。
【図２Ｂ】カップ及びコイルから成る放熱装置を備える誘導加熱可能な加熱装置の図である。
【図３】コイルを組み込んだ誘導加熱可能なプレート形放熱装置の図である。
【図４Ａ】棒形の加熱エレメントから成る放熱装置を備える抵抗加熱可能な加熱装置の図である。
【図４Ｂ】棒形の加熱エレメントから成る放熱装置を備える抵抗加熱可能な加熱装置の図である。
【図５】抵抗加熱エレメントとしてのヒータスパイラルの図である。
【図６】ヒータスパイラルとリフレクタから成る放熱装置の図である。
【図７】Ｕ字形の加熱エレメントから成る放熱装置の図である。
【図８】平坦な加熱エレメントから成る放熱装置の図である。
【図９】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１０】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１１】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１２】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１３】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１４】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１５】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【図１６】炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、チャンバ容積ＶＫを有する焼結炉の部分図であり、この焼結炉の壁３には、周辺に対して高温の炉室２を遮蔽するための断熱材４が装備されている。このとき、チャンバ容積ＶＫは、５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にある。炉室２を加熱するため、炉室２には、２つの放熱装置６を備える加熱装置が配置されている。炉室２は、焼結する部材１５を入れる炉室２の中に入れるための開口可能な壁部分７を備えており、この図ではこの壁部分が下方の壁部分、すなわち炉室２の底面である。焼結する部材１５は、少なくとも１０×１０×１０ｍｍ３の容積を有している。部材１５の最大サイズは２０×２０×４０ｍｍ３である。
【００３９】
底面７は同様に断熱材４を有しており、その上に焼結する構成部品１５用のキャリア８と呼ばれる下敷き８が置かれている。セラミック又は高融点金属製の湾曲フレーム又はカップ又は垂直に立つピンも、部材１５を載せるキャリア８として考えられる。
【００４０】
例として図１に炉室２の２つの側面に配置されている加熱装置５又は放熱装置６により、炉室２の範囲内でチャンバ容積ＶＫよりも小さな空き容積が生じる。図１では、この容積が破線で示されており、これを総容積ＶＢと呼ぶ。この総容積ＶＢを占めているスペースは収納スペース９であり、この中に焼結する物体１５を入れることができる。このとき、加熱装置５は、最大でチャンバ内部表面積ＯＫの２．５倍となる全表面積を有している。この場合、加熱装置５の全表面積は４００ｃｍ２以下である。加熱装置５の材料は、０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの範囲にある固有抵抗を有しており、加熱装置５は、例えばグラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成っていてよい。
【００４１】
加熱装置５の放熱装置６によって、収納スペース９の加熱が行われ、収納スペース９の総容積ＶＢの少なくとも一部が十分かつ均一に加熱される。この領域を使用領域１０と呼び、その容積を使用容積ＶＮと呼ぶ。図１では、使用領域１０を短線と点による線で示しており、使用領域１０の２番目に大きなサイズをＤｙとして示している。使用領域１０のサイズと位置は、ほぼ放射特性、すなわち放射場１３、及び放熱装置６の配置によって決定され、収納スペース９の少なくとも１つの側面に放熱装置６を配置することにより、使用領域１０が収納スペース９の範囲内にあることが確保される。
【００４２】
焼結する物体１５の加熱は、例えば抵抗加熱又は誘導加熱によって行うことができる。例えば、図２Ａ及び２Ｂには、加熱装置５として誘導加熱される放熱装置６が示されている。放熱装置６は、例えばグラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成るカップ１１として形成されており、誘導加熱のために少なくとも１つの環状のコイル１２を備えている。ここではカップ１１の放射、すなわち熱放射１３が矢印で示されている。この例では、収納スペース９がカップの内部スペースによって形成される。同様に、使用領域１０もカップ１１の内部スペース内にあり、使用領域１０の使用容積ＶＮと収納スペース９の総容積ＶＢの比は１：１である。
【００４３】
図２Ａには示されていないが、カップ内に配置され、部材１５を取り囲むガラス鐘などのレトルトが設けられていてもよい。
【００４４】
焼結する部材１５は、カップ１１の内部スペースにおいて、使用領域１３と一致する収納スペース９内に配置される。物体から放熱装置６までの距離、すなわちここではカップ１１までの距離はｄで示されている。
【００４５】
図３は、２つのプレート形エレメントから形成された放熱装置６を示し、これは組み込まれているコイル１２によって加熱される。収納スペース９は、両方のプレート形エレメントの間にある。さらに、図３では放熱装置６の放射場１３が線で示されている。これに応じて、収納スペース９内に配置された使用領域１０が生じ、この領域はできるだけ均質な放射場１３の領域をカバーしており、高い強度を備えている。
【００４６】
図４Ａ及び４Ｂに示されている放熱装置６は、３つ又は４つの棒形の抵抗加熱エレメント１４から構成されている。
【００４７】
抵抗加熱による放熱装置６のその他のバリエーション及び配置は図５〜８に示されている。図５に示されている放熱装置６はヒータスパイラル１６として形成されており、収納スペース９及び使用領域１０は円筒形に形成され、ヒータスパイラルの範囲内に配置されている。図６は、放射ヒータ、ここではヒータスパイラル１６とリフレクタ１７を組み合わせた放熱装置６であり、収納スペース９と使用領域１０はヒータスパイラル１６とリフレクタ１７との間にある。図７は２つのＵ字形加熱エレメント１８から成る放熱装置を示し、収納スペース９は両方のＵ字形加熱エレメント１８の間に配置されている。図８には、２つの平坦な加熱エレメント１９から成る放熱装置が示されている。これらの加熱エレメントの放射は一般的に平坦であることから、使用領域は、平坦な加熱エレメント１９の間にある収納スペース９の特に大きな部分を占めている。
【００４８】
本発明に基づく焼結炉１によって、最大供給電流１．５ｋＷの場合、少なくとも１１００℃の加熱温度に５分以内で達することができる。
【００４９】
チャンバ内部表面の表面積に対する放熱装置表面積の比率は、最大２．５である。この値は、チャンバ内部表面積が使用容積の表面積にも一致していることを想定して指定された。この最大比率について考察する際には、主に、図２Ａのカップ側面によって形成されているような環状の放熱装置が基本として用いられた。
【００５０】
例えば図４ａ、４ｂ、７による実施形態である棒形の放熱装置では、そのような放熱装置の表面積は、炉室の表面積又は使用容積の表面積よりも小さくてもよい。放熱装置として棒形エレメントを用いる炉構造では、チャンバ内部表面積は使用容積よりも明らかに大きいことから、表面積の比率はほぼゼロになる。その代わり、使用容積の表面積を選択する場合、使用容積の表面積に対する放熱装置表面積の有利な最小比率は０．４が考えられる。
【００５１】
使用容積は境界として定義され、この境界の範囲内ではより確実な燃焼プロセスが可能である。この使用容積は幾何学的サイズを有しており、例えば長さ、幅、高さ（ｌ×ｂ×ｈ）によって指定することができる。使用可能な容積のサイズが上昇すると、放熱装置の全表面積に対する指定比率は小さくなる。しかし、そのような炉は、継続的には僅かな出力でしか稼働できない。
【００５２】
例えば２．５の比率を超えるために、放熱装置のサイズが炉室の境界からはみ出すことも考えられる。この場合、比率の上限を３にすることで、技術的に追加される稼働経費と本発明の利点との間で十分なバランスが提供される。下限の１は、より小型の放熱装置に対して出力面で本発明を限定している。
【００５３】
図９〜１６は、炉室内の放熱装置と使用容積のさまざまな配置を示している。例えば図９は、炉室２２を備える炉２１の構造図を示し、この炉室は、下方が内側と外側の扉石２３、２４（上部扉石及び下部扉石とも呼ぶ）によって少なくとも部分的に境界されている。この扉石は、側面が炉室の下部壁部分によって取り囲まれており、このケースでは、下部壁部分が複数の部分、すなわち３つの層で形成されている。
【００５４】
下部壁部分２５上には、炉室２２内に配置されている環状の放熱装置２６があり、この放熱装置は、やはり環状の断熱性壁部分２７によって取り囲まれている。見やすさの理由から、さらに外側にある、放熱装置２６の誘導加熱用コイルは図示されていない。
【００５５】
環状の壁部分２７の上部では、炉室２２が上部壁部分２８によって境界され、この上部壁部分は、下部壁部分２５と同様に多層構造になっている。上部壁部分２８を通過して、熱電対２９が炉室２２の中に突き出し、同時に放熱装置２６によって囲まれている内部スペース３０の中に多少入り込み、内部スペース３０内に配置されている使用容積３１を境界しているが、これは、扉石２３の上に配置されている、図示されていない部材と熱電対３０が接触してはならないからである。
【００５６】
ここでは、炉室２２の表面積が、炉室に向かい合う壁部分２７の表面積並びに扉石２３の上面及び上部壁部分２８の下面によって形成される。熱電対周辺の環状スペース並びに第１のドアエレメントと下部壁エレメントとの間にある隙間は無視される。
【００５７】
図１０Ａは、図９の放熱装置２６に関して、使用領域３１が制限されている配置の詳細図を示している。使用容積の表面積に対する放熱装置の全表面積の比率が図１０Ａから図１０Ｂへ低下しても、放熱装置と炉室の全表面積の比率は変わらない。
【００５８】
図１１には、さらに底面３２と蓋３３を有する放熱装置２６が示されており、これによって、放熱装置２６の全表面積は、図９の放熱装置２６の全表面積に比べ増加する。使用容積３１は図１０Ｂの使用容積３１に相当する。
【００５９】
図１２では、使用容積３１が断熱性壁部分３４、３５によって縮小されるが、放熱装置自体は図９及び１０Ａ、１０Ｂと同じであり、変更されていない。これにより炉室の表面積も縮小し、放熱装置と炉室の全表面積の比率が大きくなる。
【００６０】
図１３には炉室４２を備える炉４１が示されており、この炉室は、放熱装置４３の内部スペース３１から上部と下部がはみ出し、上部と下部の壁部分２８、２５の中に続いているため、使用領域が拡大されている。これにより、放熱装置と炉室の全表面積の比率が低下する。
【００６１】
図１４では、上部と下部の壁部分２８’、２５’が放熱装置４３と同じ内径を有していないことにより、使用領域が図１３の使用領域に比べてさらに縮小される。放熱装置の全表面積は同じままであるが、炉室の表面積は図１３に比べ小さい。
【００６２】
図１５では規定の炉室５１の中に複数の円筒形放熱装置５２があり、ここでは、４つの放熱装置が対になって互いに距離を置いて配置され、図の平面の中に通っている。一対の放熱装置の間に使用領域がある。放熱装置５２の全表面積と炉室５１の表面積の比率は、図９〜１４の配置と比べて小さい。
【００６３】
このことは、図１６に示されているように、円筒形の放熱装置の代わりに長方形の平坦な加熱エレメント６２を炉室内で使用する場合も該当する。
【００６４】
図１５及び１６の放熱装置は、電流が通る際の電気抵抗によって加熱する抵抗加熱式の放熱装置であってよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結材料から成る部材（１５）、具体的には歯科用部材、及び具体的にはセラミック製部材のための焼結炉（１）であって、前記焼結炉（１）は、チャンバ容積（ＶＫ）及びチャンバ内部表面積（ＯＫ）を有する炉室（２）を含み、前記炉室（２）内には、加熱装置（５）と、前記チャンバ容積（ＶＫ）内にある、前記加熱装置（５）によって境界されている総容積（ＶＢ）を有する収納スペース（９）と、前記総容積（ＶＢ）内にある使用容積（ＶＮ）を有する使用領域（１０）とが配置されており、前記炉室（２）は複数の壁から成る周壁（３）を有しており、前記周壁（３）は、焼結する部材（１５）を前記収納スペース（９）に入れるための開口可能な少なくとも１つの壁部分（７）を備えている、焼結炉（１）であって、前記加熱装置（５）は前記炉室（２）の中に少なくとも１つの放熱装置（６）を含み、前記放熱装置（６）は０．１Ωｍｍ２／ｍ〜１００００００Ωｍｍ２／ｍの固有抵抗を有し、前記チャンバ内部表面積（ＯＫ）の最大３倍、及び少なくとも１．０倍の全表面積を有していることを特徴とする、焼結炉（１）。
【請求項２】
前記焼結炉（１）の前記チャンバ容積（ＶＫ）は、５０ｃｍ３〜２００ｃｍ３の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項３】
前記放熱装置（６）の最大の前記全表面積は約４００ｃｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項４】
物体容積（ＶＯ）は、最大２０×２０×４０ｍｍ３であることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項５】
前記放熱装置（６）は、抵抗又は誘導によって加熱できることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項６】
前記加熱装置（５）は、グラファイト、ＭｏＳｉ２、ＳｉＣ又はガラス状炭素から成ることを特徴とする、請求項１に記載の焼結炉（１）。
【請求項７】
前記周壁は、放射場（１３）が通過しない及び／又は前記放射場（１３）を跳ね返すチャンバ内壁を有しており、前記チャンバ内壁は、具体的には反射層を備えている、又はリフレクタとして形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項８】
前記加熱装置（５）の前記放熱装置（６）は、使用領域において２０℃で少なくとも２００Ｋ／分の加熱速度を有していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項９】
前記使用容積（ＶＮ）は最大２０×２０×４０ｍｍ３であり、前記使用容積（ＶＮ）のサイズは最大２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【請求項１０】
前記放熱装置は、カップ（１１）として形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の焼結炉（１）。
【国際調査報告】
2018512181.tif 000022
2018512181.tif 000023
2018512181.tif 000024
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