JPH0891940A

JPH0891940A - セラミックスの光学的成形法

Info

Publication number: JPH0891940A
Application number: JP6254376A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nakamura; 好男中村; Hideyasu Matsuo; 秀逸松尾
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】所定の成形型を要することなく所望形状で成
形が可能であり、また、成形後の後加工も最小限に抑え
ることができるセラミックス成形法の提供。【構成】（ａ）セラミックス粉末１００重量部、光硬
化性を有する結合剤０．５〜５０重量部及び溶媒０〜１
０重量部を含有してなるスラリーを調製する工程、
（ｂ）前記スラリーを用い所定厚さのセラミックスラリ
ー層を形成し、光照射して、該スラリー層を硬化させて
セラミック硬化層とする工程、及び（ｃ）前記（ｂ）工
程で得られたセラミック硬化層上に、前記（ｂ）工程と
同様の操作を連続的に所定回数繰返して行う工程により
所定形状にセラミック硬化層を順次積層してセラミック
ス立体形状体を形成することを特徴とするセラミックス
の光学的成形法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐薬品性、耐酸
化性等の優れた特性を示すセラミックスの成形方法に関
し、更に詳しくは、光重合または光架橋反応を行う光硬
化性のセラミックス粉末スラリーを用いて光照射し光硬
化を活用して所定形状のセラミックス体を得るセラミッ
クスの光学的成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスの製造工程には、焼結体の
特性に重要な影響を与えるセラミックス粉末の成形工程
が含まれている。従来、セラミックス粉末を用いる立体
的なセラミックス形状体の成形方法としては、所定形状
の成形型を用いて行う方法が一般的である。例えば、金
型を用いる乾燥粉末の乾式加圧成形、石膏型のような吸
水性の型を用いる粉末を含むスラリーのスリップキャス
ト成形、ゲル成形方法等反応性スラリーを特定の型に充
填し、重合、架橋、凝集等の反応により固化成形する方
法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記したように、従来の立体的セラミックス体の成形方法
は、いずれも特定型を用いるため成形し得る形状に、自
ずと限界があった。即ち、複雑な特別な形状を有する成
形体等は成形が難しい上、成形したとしても均質性に問
題があったり、ひび、割れ等の欠陥が生じ易いため成形
歩留りが低い等の問題点があった。また、一般に金型等
成形型は高価であり、また長期使用により摩耗するため
定期的な型交換が必要となる等のため、セラミックス製
品のコストアップの一因ともなっている。発明者らは、
上記従来法によるセラミックスの成形の問題に鑑み、高
価な成形型を用いることなく、立体的セラミックス成形
体、特に複雑形状または特殊形状の成形体が容易に歩留
りよく成形でき、得られる成形体が均質である成形方法
の提供を目的として、成形方法の全体的な再検討とセラ
ミックス成形材料等各種セラミックス技術、更に、異な
る技術分野での各種成形技術について鋭意検討した。特
に、成形技術での進展の著しいプラスチック分野につい
て再検討した。例えば、特開昭５６−１４４４７８号公
報、特公昭６３−４０６５０号公報及び特開平３−１０
４６２６号公報等で提案されている技術は、いずれも感
光性等光学的な反応性を有するプラスチック組成物を用
いて光造形により立体成形するものである。

【０００４】しかし、これらはいずれもプラスチックの
成形に関するものであり、各種機械装置等の構造部材等
に使用可能な優れた機械的特性を有する実用的な成形体
を得ることはできない。また、特公昭６３−４０６５０
号公報には改質用材料としてセラミックス粉末の混入が
開示されているのみであり、セラミックス粉末を主成分
として光学的手法を用いるセラミックスの成形方法につ
いては未だ検討もされていない。特に、セラミックス製
品は最終的には通常、約８００℃以上の高温にて焼結す
るため、添加する光学的反応成分の影響等も未知であ
る。そのため、発明者らは、更に上記プラスチック成形
技術を、セラミックス成形へ応用するために種々の検討
をした結果、本発明を完成した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（ａ）
セラミックス粉末１００重量部、光硬化性を有する結合
剤０．５〜５０重量部及び溶媒０〜１０重量部を含有し
てなるスラリーを調製する工程、（ｂ）前記スラリーを
用い所定厚さのセラミックスラリー層を形成し、光照射
して、該スラリー層を硬化させてセラミック硬化層とす
る工程、及び（ｃ）前記（ｂ）工程で得られたセラミッ
ク硬化層上に、前記（ｂ）工程と同様の操作を連続的に
所定回数繰返して行う工程を有して構成され、前記セラ
ミック硬化層を所定形状に順次積層してセラミックス立
体形状体を成形することを特徴とするセラミックスの光
学的成形法が提供される。

【０００６】また、（１）セラミックス粉末１００重量
部、光硬化性を有する結合剤０．５〜５０重量部及び溶
媒０〜１０重量部を含有してなるセラミックスラリーを
容器内に保持する工程、（２）セラミックスラリー中
に、支持台をセラミックスラリー表面から所定の深さの
位置に設定する工程、（３）該容器内のセラミックスラ
リー表面に所定形状に光照射を行い、該スラリー表面の
一部を所定の深さまで硬化させる工程、（４）工程
（３）で形成されたセラミック硬化層を、該支持台を降
下させることによりセラミックスラリー表面から所定の
深さまで降下させて該硬化層表面上にセラミックスラリ
ーを導入する工程を有して構成され、前記工程（３）及
び（４）を繰り返して所定形状にセラミック硬化層を順
次積層してセラミックス立体形状体を成形することを特
徴とするセラミックスの光学的成形法が提供される。

【０００７】

【作用】本発明は上記のように構成され、セラミックス
粉末に光反応性の結合剤を所定量、また要すれば溶媒を
添加して比較的流動性のよいスラリーを調製し、そのセ
ラミックス粉末スラリーを用いることにより、金型等の
成形型を用いることなく、セラミックスラリー層を所望
形状に光照射しスラリー層を硬化させて、セラミック硬
化層を形成することができる。また、光硬化により得ら
れたセラミック硬化層上に、再びセラミックスラリー層
の形成、光照射、硬化、セラミック硬化層の形成を繰返
し順次セラミック硬化層を積層することができ、成形型
を用いることなく所望の立体形状のセラミック成形体を
得ることができる。従って、従来の型を用いる成形法で
は成形不可能であった複雑形状等の成形体の成形も可能
となる。また、成形体が乾燥等において収縮する場合、
従来法と異なり型による収縮障害がなく自由に収縮でき
るため、クラックの発生等を抑えることができる。ま
た、成形体全体が均質となると同時に、予め設計した所
望の成形体を得ることができ、ニアネット成形が可能で
ある。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明で用いるセラミックス粉末は、スラリー調製に使用
する溶媒に対して安定であればよく、特に制限されるも
のでない。例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の
酸化物、炭化ジルコニウム等の炭化物、窒化アルミニウ
ム、窒化ケイ素等の窒化物、またはこれらの混合物等の
各種セラミックスを用いることができる。また、上記セ
ラミックス粉末は、アルコキシシラ化合物、クロロシラ
ン、シラザン等のシラン化合物で表面処理して用いるこ
ともできる。シラン化合物により表面処理したセラミッ
クス粉末は、分散性が高く好ましい。また、セラミック
スラリー層を１回の光照射で硬化させることができるセ
ラミックスラリー層の厚さは、スラリー中のセラミック
ス粉末の照射波長に対する透光性により影響を受ける。
そのため、用いられるセラミックスは、照射波長に対し
て実質的に透光性であるセラミックスが好ましい。例え
ば、紫外線を照射光源に用いる場合には、結晶セラミッ
クスのエネルギーギャップが３．８ｅＶ以上のセラミッ
クスが好ましい。通常、アルミナ、ジルコニア、シリ
カ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、またはこれらの混
合物等が用いられる。本発明のセラミックス粉末の粒径
は、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。
セラミックスラリーの分散安定性のためである。

【０００９】本発明で用いる光硬化性、即ち光重合性及
び／または光架橋性を有する結合剤としては、例えば、
エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポ
リエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系樹脂
等のラジカル重合型光硬化性樹脂、エポキシ樹脂等のカ
チオン重合系光硬化樹脂を挙げることができる。光硬化
性結合剤の添加量は、セラミックス１００重量部に対し
て０．５〜５０重量部、好ましくは３〜３０重量部であ
る。結合剤の添加量が０．５重量部より少ないと、硬化
後、成形体の形態維持力が弱く成形体が壊れ易い。一
方、結合剤が５０重量部を超えて多いと、成形後の脱脂
工程での時間が長くなる。また、脱脂後、脱脂体におけ
る空隙の占める割合が多くなり、結果として焼結時に収
縮率が大きくなり緻密化が困難となる、寸法設定が難し
いなどの問題が生じる。本発明においては、光硬化性結
合剤のみでも成形体の形態を維持するための強度は十分
であるが、必要であれば通常のセラミックスの成形に用
いられている結合剤を添加併用することもできる。

【００１０】上記光重合性結合剤を機能させるための光
重合開始剤としては、通常の光重合に使用する開始剤、
例えば、ラジカル重合系ではアセトフェノン系、ベンゾ
インエーテル系、ベンジルケタール系、ケトン系、ま
た、カチオン系では芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スル
ホニウム塩等の開始剤が挙げられる。開始剤の光重合性
樹脂に対する添加量は、結合剤１００重量部に対して
０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部であ
る。

【００１１】本発明のセラミックスラリーを構成する溶
媒は、スラリーの他の構成成分及びセラミックス粒子と
反応することなく、使用する光硬化性の結合剤、重合開
始剤及び分散剤等の添加物が可溶であるか、または、分
散可能であり、また揮発性が低く、且つ粘性の低い溶媒
が好ましい。例えば、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノー
ル、ｎ−ヘキサノール等のアルコール類、シュウ酸ジエ
チル、シュウ酸ジブチル、酢酸２−（２−エトキシエト
キシ）エチルなどのエステル類である。また揮発性が低
く、且つ低粘性であれば重合性化合物、すなわち重合性
希釈剤も用いることができる。例えば、エトキシジエレ
ングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリ
コールアクリレート、メトキシジプロピレングリコール
アクリレート、重合度の低いポリエチレングリコールの
ジアクリレート、３−アクリロイルオキシグリセリンモ
ノメタクリレートなどを用いることができる。本発明に
おいて、セラミックスラリーにおける上記溶媒の含有量
は、０〜１０重量％の範囲で用いるセラミックス粒子及
び光硬化性結合剤の特性により適宜選択することができ
る。一般に光硬化性結合剤の粘性は高く、一方、光造形
用スラリ−の粘性は低い方が好ましいため、溶媒を添加
しスラリ−の粘性を下げることは作業性の向上のため好
ましく、発明者らは、先に、特願平５−１４４３１８号
にてセラミックス粉末（場合により焼結助剤も含む）１
００重量部に対して１０〜２００重量部を添加して流動
性のよいセラミックスラリーを調製しその光学的成形法
を提案した。その後、更に、セラミックスラリーの光学
的成形について研究を続けた結果、低粘性の光硬化性結
合剤を選択することにより、溶媒無添加もしくは溶媒添
加量がセラミックス粉末１００重量部に対して１０重量
部以下でもセラミックスラリーの粘性を低く、例えば１
０００ｃｐ以下にすることができ、比較的流動性のよい
スラリーを形成できることが知見された。即ち、本発明
は、溶媒含有量が少量のセラミックスラリーでも、先に
提案した方法と同様に光造形が可能であることを知見し
たものである。本発明において、分散剤はセラミックス
ラリーに使用する結合剤の種類により添加の要否を選択
することができる。通常、スラリー中にセラミック粒子
を長時間安定的に分散させるため添加する。分散剤の種
類は、使用する結合剤との相溶性の良いもので、通常の
分散剤を用いることができる。例えば、界面活性剤等を
用いることができる。

【００１２】本発明は、上記の各構成成分を撹拌混合し
て調製した光硬化性セラミックスラリーを用い、所定形
状に光照射してセラミック硬化層を形成し、この硬化層
を積層して、所望の立体形状のセラミック成形体を得る
ことができる。成形は、各光照射操作毎にスラリー層を
形成して硬化して得たセラミック硬化層を積層してもよ
いし、また、セラミックスラリーを所定容器内に所定量
保持して、適宜板状体上に所定の厚さにスラリーを導入
して所望形状に板状体上のスラリーを光照射して硬化し
てセラミック硬化層を形成し、板状体を降下して順次ス
ラリーをその上に導入させ、照射する操作を繰り返して
セラミック硬化層を積層することもできる。上記光硬化
性セラミックスラリーの光照射、硬化、セラミック硬化
層の積層形成と所定形状に成形する種々の手法は、それ
ぞれの成形条件に応じて適宜選択することができる。

【００１３】スラリーを硬化させセラミック硬化層を形
成するのため照射する光としては、使用する結合剤の光
特性に応じて可視光、紫外光等種々の光を用いることが
できる。照射方法としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀
ランプ等を光源として用い、所定形状のマスクを通して
照射する方法、紫外線レーザ光等を用いて、所定の表面
を照射する方法が適用できる。また、照射光の強度や照
射時間もしくは走査速度、走査間隔はセラミックス粉末
の種類、粒径分布、光硬化性結合剤の種類、セラミック
スラリーの濃度、及び１回の照射で硬化形成するセラミ
ック硬化層の厚さ等により適宜選択することができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき、更に詳細に
説明する。但し、本発明は、下記の実施例に制限される
ものでない。図１は、本発明のセラミックスラリーの硬
化積層によるセラミック成形のための一装置の概念的説
明図である。図１において、スラリー容器６に所定のセ
ラミックスラリー４を供給して保持し、所定形状のマス
ク２を通して、水銀ランプ等の光源１からの照射光をセ
ラミックスラリー４の表面に照射する。セラミックスラ
リー４内には予め支持台３を所定位置に設置し、支持台
３上に光照射によりセラミックスラリーを硬化させてセ
ラミック硬化層５を形成させる。セラミックスラリー４
の表面からの支持台３の上面までの深さは、前記したよ
うに形成するセラミック硬化層厚さ、セラミックスラリ
ー４の光硬化性と照射時間により予め設定する。次い
で、ｚ軸精密位置制御装置（図示せず）を用い支持台３
を降下させて、支持台３上に形成されたセラミック硬化
層５をセラミックスラリー４中を所定距離降下させ、セ
ラミック硬化層５の上に周囲のセラミックスラリー４を
導入する。また、必要があれば、マスク２の形状を変え
光照射することもできる。図２は、２回目の光照射によ
り第２のセラミック硬化層が第１のセラミック硬化層上
に形成される状態を示した説明図である。即ち、図２に
おいて第２のセラミック硬化層７が第１のセラミック硬
化層５上に形成される以外は図１と同様である。上記の
ような操作を繰り返して行い、セラミックスラリー層を
光硬化して、セラミック硬化層を形成積層し立体形状の
セラミックス成形体を得ることができる。また、上記の
例において、マスク形状を変化させてセラミック硬化層
を積層することにより、異なる断面を有する複雑立体形
状のセラミックス成形体を得ることができる。また、市
販されているヘリウム−カドミウム系などの紫外線レー
ザを有する光造形装置を用いて成形することもできる。

【００１５】実施例１（光硬化性結合剤を含む溶液の調製）光重合開始剤を含
む市販の脂肪族及び芳香族多官能アクリレート類から成
る光硬化性結合剤（サンノプコ社製、商品名ＳＮ−５Ｘ
−１６４１）１９４ｇに分散剤としてポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート６ｇを添加して混合し
た。

【００１６】（セラミックスラリーの調製）平均粒径
１．０μｍのγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランで処理したシリカ（ＳｉＯ₂ ）粉末３００ｇを、
上記のように調製した分散剤を含む光硬化性結合剤に添
加し、ナイロン製ボール及び光遮蔽したポリエチレン製
ポットを用い室温下２４時間撹拌混合した。得られたセ
ラミックスラリーを容器に移し、減圧下脱泡した。得ら
れたスラリーの粘度は、Ｂ型粘度計で測定した結果９０
４ｃｐであった。

【００１７】（セラミックスラリ−の光硬化積層成形）
図１に示したものと同様な装置のスラリー容器６に、上
記で得た脱泡後のセラミックスラリーを１５０ｇ加え、
支持台３をセラミックスラリー表面下５００μｍの位置
にセットし、１００Ｗの高圧水銀ランプ１をスラリー面
より１５０ｍｍの位置に設定し、厚さ１ｍｍの石英板に
設けた内径１０ｍｍ、外径２０ｍｍの環状透過面を有す
るマスク２を通して、紫外線照射を行った。照射は３０
秒間行い、照射光をカットした後、移動手段で支持台３
を下げて、支持台３上に形成されたセラミック硬化層５
を５００μｍ下げ、同時に硬化層上にスラリーを導入
し、同様に再び３０秒紫外線を照射し、セラミック硬化
層５上にセラミック硬化層７を形成積層して光をカット
した。その後、更に、支持台３を同様に５００μｍ下
げ、セラミック硬化層７を５００μｍ下げ、紫外線を再
照射した。上記の操作を連続的に４０回繰り返した。セ
ラミックスラリーより円筒状の成形体を取出し、得られ
た成形体をエタノールで洗浄し未硬化のスラリーを除去
した後、２日間空気雰囲気下で乾燥した。その後、減圧
下、３０℃にて５時間乾燥し、内径約９ｍｍ、外径約１
６ｍｍ、長さ約１９ｍｍの円筒状のシリカ成形体を得
た。得られたシリカ成形体の嵩密度を測定した結果、
１．４ｇ／ｃｍ³ であった。

【００１８】（焼結）上記のようにして得たシリカ成形
体を、空気雰囲気下、６００℃まで２０時間を要して昇
温脱脂し、以後昇温速度３００〜４００℃／時で加熱昇
温し１４００℃で３時間保持して焼結した。得られた焼
結体の嵩密度は２．２ｇ／ｃｍ³ であった。

【００１９】実施例２（光硬化性結合剤を含む溶液の調製）光重合開始剤を含
む市販の脂肪族及び芳香族多官能アクリレート類から成
る光硬化性結合剤（サンノプコ社製、商品名ＳＮ−５Ｘ
−１６４１）１９４ｇに分散剤としてポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート２ｇ、及び溶媒としてエ
トキシジエチレングリコ−ルアクリレート２０ｇ（添加
シリカ１００重量部に対して５重量部）を添加して混合
した。

【００２０】（セラミックスラリーの調製）実施例１と
同様なシリカ（ＳｉＯ₂ ）粉末４００ｇを、上記のよう
に調製した光硬化性結合剤を含む溶液に添加し、ナイロ
ン製ボール及び光遮蔽したポリエチレン製ポットを用い
室温下２４時間撹拌混合した。得られたセラミックスラ
リーを容器に移し、減圧下脱泡した。得られたスラリー
の粘度は、実施例１と同様に測定した結果８０４ｃｐで
あった。

【００２１】（セラミックスラリーの光硬化積層成形）
上記のようにして得たセラミックスラリー１５０ｇを実
施例１と同様に光造形装置に加え、実施例１と同様なマ
スクを用い、積層間隔５００μｍ、照射時間３０秒の条
件下にて光硬化し４０回積層した。セラミックスラリー
より円筒状の成形体を取出し、得られた成形体をエタノ
ールで洗浄し未硬化のスラリーを除去した後、２日間空
気雰囲気下で乾燥した。その後、減圧下、３０℃にて５
時間乾燥し、内径約９ｍｍ、外径約１６ｍｍ、長さ約１
９ｍｍの円柱棒状のシリカ成形体を得た。得られたシリ
カ成形体の嵩密度を測定した結果、１．５ｇ／ｃｍ³ で
あった。

【００２２】（焼結）上記のようにして得たシリカ成形
体を、実施例１と同様にして焼結し、嵩密度２．２ｇ／
ｃｍ³ の焼結体を得た。

【００２３】実施例３実施例１と同様な光硬化性結合剤１９４ｇ及び分散剤８
ｇに、溶媒として酢酸２−（２−エトキシエトキシ）エ
チル３２ｇ（シリカ粉末１００重量部に対して８重量
部）を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例１と同様なシリカ粉末４００ｇを加え、実
施例１と同様にポットミルを用いて２４時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例１と同様に測定した結果７８０ｃｐであっ
た。このスラリーより１５０ｇ採取し、実施例１と同様
に光硬化積層し内径約９ｍｍ、外径約１６ｍｍ、長さ約
１９ｍｍの円筒状のシリカ成形体を得た。得られたシリ
カ成形体の嵩密度を測定した結果、１．５ｇ／ｃｍ³ で
あった。さらに成形体を実施例１と同様にして焼結し、
嵩密度２．１ｇ／ｃｍ³ の焼結体を得た。

【００２４】実施例４実施例１と同様な光硬化性結合剤１９４ｇ及び分散剤６
ｇに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート２０ｇ（シリカ粉末１００重量部に対して５重量
部）を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例１と同様なシリカ粉末３００ｇを加え、実
施例１と同様にポットミルを用いて２４時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例１と同様に測定した結果４４０ｃｐであっ
た。このようにして得たスラリーよりヘリウム−カドミ
ウム系レーザ光源（レーザパワー：６ｍＷ）を備えた光
造形装置を用いて縦及び横１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの角
柱を造形した。光造形条件は走査速度３ｍｍ／分、積層
間隔０．２ｍｍで単位面積当たりの露光量は１３．３ｍ
Ｗ・ｓ／ｍｍ² であった。得た成形体の嵩密度を測定し
た結果、１．４ｇ／ｃｍ³ であった。更に成形体を実施
例１と同様にして焼結し、嵩密度２．１ｇ／ｃｍ³ の焼
結体を得た。

【００２５】実施例５実施例１と同様な光硬化性結合剤１９４ｇ及び分散剤８
ｇに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート３２ｇ（シリカ粉末１００重量部に対して８重量
部）を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例１と同様なシリカ粉末４００ｇを加え、実
施例１と同様にポットミルを用いて２４時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例１と同様に測定した結果５１０ｃｐであっ
た。上記で調製したスラリーを用いた以外は実施例４と
同様にして、縦及び横１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの角柱を
造形した。得られた成形体の嵩密度を測定した結果、
１．５ｇ／ｃｍ³ であった。更に、成形体を実施例１と
同様にして焼結し、嵩密度２．２ｇ／ｃｍ³ の焼結体を
得た。

【００２６】実施例６実施例１と同様な光硬化性結合剤１９４ｇ及び分散剤８
ｇに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート３２ｇ（アルミナ粉末１００重量部に対して８重
量部）を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。こ
の溶液に実施例１と同様にγ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシランで処理した平均粒径１．５μｍのα
- アルミナ粉末４００ｇを加え、実施例１と同様にポッ
トミルを用いて２４時間撹拌しセラミックスラリーを調
製した。得られたスラリーの粘度は、実施例１と同様に
測定した結果９００ｃｐであった。このスラリーより１
５０ｇ採取し、実施例１で用いた同様の装置で、厚さ１
ｍｍの石英板の上に作製した内径１５ｍｍの円形に透過
面を有するマスク（２）を通して、紫外線照射を行なっ
た。照射時間４０秒、積層間隔２５０μｍの条件にて４
０回積層し、直径約１６ｍｍ、高さ約１０ｍｍの円柱状
の成形体を得た。得られたアルミナ成形体の嵩密度を測
定した結果、１．９ｇ／ｃｍ³ であった。乾燥成形体を
空気雰囲気下、６００℃まで２０時間を要して昇温脱脂
し、以後毎時１００℃の昇温速度で昇温し、１６００℃
にて２時間保持して焼結した。得られた焼結体の嵩密度
を測定した結果３．５ｇ／ｃｍ³ （相対密度８７．７０
％）であった。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、セラミックス粉末及び光硬化
性を有する結合剤、または、セラミックス粉末、光硬化
性を有する結合剤及び溶媒を含有してなるセラミックス
ラリーを所定の粘性に調製し、そのセラミックスラリー
の特定表面に光照射を行い、スラリーを硬化させセラミ
ック硬化層を形成する操作を連続的に行い、光照射によ
り硬化した特定形状の断面を有する硬化層を積層し連続
体を形成させ所定の立体形状にセラミックス粒子を成形
する方法である。従って、研磨、研削等の後加工が不要
となり、作業上簡便化される。更に、当然ながら型を必
要としないため、特定の成形体毎に型を作製する必要も
ないため、型作製に要する時間、費用を軽減でき、工業
上極めて有用である。本発明の効果は、下記のようにま
とめることができる。（１）石膏型のような吸水、吸溶媒用の型を用いる必要
がないため、成形時において型の制約がなく自由に、容
易に複雑な形状の成形が可能である。（２）予め設計通りの成形が可能であり、ニアネット成
形ができる。（３）成形後の後加工の必要がないため、原料セラミッ
ク粉末等が低減できる。（４）金型、石膏等の型を必要としないため、型作製時
間が不要となり、短時間での所定形状の成形が可能であ
り、型作製費用を軽減できる。その上、大型の金型、石
膏型等の取扱いにおける過度な作業を要しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックスラリーの硬化積層による
セラミック成形のための一装置の概念的説明図である。

【図２】第２のセラミック硬化層が第１のセラミック硬
化層上に形成される状態を示した説明図である。

【符号の説明】

１光源２照射用マスク３支持台４スラリー５セラミック硬化層（第１）６スラリー容器７セラミック硬化層（第２）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）セラミックス粉末１００重量部、
光硬化性を有する結合剤０．５〜５０重量部及び溶媒０
〜１０重量部を含有してなるスラリーを調製する工程、
（ｂ）前記スラリーを用い所定厚さのセラミックスラリ
ー層を形成し、光照射して、該スラリー層を硬化させて
セラミック硬化層とする工程、及び（ｃ）前記（ｂ）工
程で得られたセラミック硬化層上に、前記（ｂ）工程と
同様の操作を連続的に所定回数繰返して行う工程を有し
て構成され、前記セラミック硬化層を所定形状に順次積
層してセラミックス立体形状体を成形することを特徴と
するセラミックスの光学的成形法。
【請求項２】前記セラミック粉末が、光照射波長に対
して実質的に透光性である請求項１記載のセラミックス
の光学的成形法。
【請求項３】（１）セラミックス粉末１００重量部、
光硬化性を有する結合剤０．５〜５０重量部及び溶媒０
〜１０重量部を含有してなるセラミックスラリーを容器
内に保持する工程、（２）セラミックスラリー中に、支
持台をセラミックスラリー表面から所定の深さの位置に
設定する工程、（３）該容器内のセラミックスラリー表
面に所定形状に光照射を行い、該スラリー表面の一部を
所定の深さまで硬化させる工程、（４）工程（３）で形
成されたセラミック硬化層を、該支持台を降下させるこ
とによりセラミックスラリー表面から所定の深さまで降
下させて該硬化層表面上にセラミックスラリーを導入す
る工程を有し構成され、前記工程（３）及び（４）を繰
り返して所定形状にセラミック硬化層を順次積層してセ
ラミックス立体形状体を成形することを特徴とするセラ
ミックスの光学的成形法。