特許 6859120 積層体の製法及び焼結体の製法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6859120

(24)【登録日】2021年3月29日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】積層体の製法及び焼結体の製法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/129 20170101AFI20210405BHJP

   B29C 64/364 20170101ALI20210405BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20210405BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20210405BHJP

   B28B 1/30 20060101ALI20210405BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20210405BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/129

   B29C64/364

   B33Y10/00

   B33Y80/00

   B28B1/30

   B22F3/105

   B22F3/16

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-16722(P2017-16722)

(22)【出願日】2017年2月1日

(65)【公開番号】特開2018-122524(P2018-122524A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年12月19日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）／革新的設計生産技術 高付加価値セラミックス造形技術の開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】松本 遼

(72)【発明者】

【氏名】今枝 美能留

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１７２４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９６２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１５１６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／０１８５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−２４９９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３４０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６７９９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６４／００−６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００、８０／００

Ｂ２２Ｆ ３／１６

Ｂ２８Ｂ １／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属粉末及びセラミック粉末の少なくとも一方であるフィラーと光重合性化合物と光重合開始剤とを含む光硬化性液状組成物を用いてリコート層を形成したあと、前記リコート層に光を照射することにより光が照射されなかった部分は硬化されず光が照射された部分は硬化された処理済層を形成するという一連の操作を、前記処理済層が所定数積層されるまで繰り返し行い、その後前記所定数積層された前記処理済層のうち硬化した部分のみからなる立体形状の積層体を取り出す、積層体の製法であって、
前記光硬化性液状組成物は、前記リコート層を形成する際の粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように温度調整されると共に、前記リコート層に光を照射する際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように温度調整される、
積層体の製法。

【請求項2】

前記光硬化性液状組成物を温度調整する際、前記光硬化性液状組成物が熱硬化しない温度範囲で前記光硬化性液状組成物を温度調整する、
請求項１に記載の積層体の製法。

【請求項3】

前記熱硬化しない温度範囲は３５℃以上６０℃以下である、
請求項２に記載の積層体の製法。

【請求項4】

前記光硬化性液状組成物は、前記リコート層を形成する際の粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように３５〜４５℃の範囲で温度調整されると共に、前記リコート層に光を照射する際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように２０〜３０℃の範囲で温度調整される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層体の製法。

【請求項5】

前記光硬化性液状組成物は、前記フィラーの含有率が４９体積％以上５８体積％以下である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層体の製法。

【請求項6】

各リコート層の目標厚みは、１００μｍ以上４００μｍ以下の範囲に設定されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層体の製法。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層体の製法によって得られた前記積層体を焼成することにより、前記積層体を構成する各層は有機成分が燃焼して焼失し前記フィラーが焼結した焼結層となり、前記焼結層が前記所定数積層した立体形状の焼結体を得る、
焼結体の製法。

【請求項8】

前記光硬化性液状組成物は、前記リコート層を形成する際の粘度ηが６００００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように温度調整されると共に、前記リコート層に光を照射する際の粘度ηが１５００００ｃＰ≦ηとなるように温度調整される、
請求項７に記載の焼結体の製法。

【請求項9】

各焼結層の目標厚みは、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲に設定されている、
請求項７又は８に記載の焼結体の製法。

【請求項10】

各焼結層の目標厚みは、すべて同じ値に設定されており、
前記焼結体は、各焼結層の実際の厚みの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとしたときにＴｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．１５を満たす、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の焼結体の製法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層体の製法、焼結体の製法及び焼結体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、光学的に立体形状物を造形する方法が知られている。例えば、特許文献１には、セラミックス粉末と光硬化性樹脂とを含むスラリーのリコート層を形成し、そのリコート層に光を照射することにより光が照射された部分のみ硬化された処理済層を形成する操作を、処理済層が所定数積層されるまで繰り返し行うことにより積層体（立体造形物）を得る方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−６７９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、リコート層の形状を保持させようとしてスラリーの粘度を高くすると、リコート層を形成した際に部分的にかすれることがあった。また、スラリーの粘度が低すぎると、リコート層を形成した際に自重で広がってしまいリコート層の形状を保持することができないという問題があった。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、リコート層のカスレを防止すると共にリコート層の形状を保持することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の積層体の製法は、
金属粉末及びセラミック粉末の少なくとも一方であるフィラーと光重合性化合物と光重合開始剤とを含む光硬化性液状組成物を用いてリコート層を形成したあと、前記リコート層に光を照射することにより光が照射されなかった部分は硬化されず光が照射された部分は硬化された処理済層を形成するという一連の操作を、前記処理済層が所定数積層されるまで繰り返し行い、その後前記所定数積層された前記処理済層のうち硬化した部分のみからなる立体形状の積層体を取り出す、積層体の製法であって、
前記光硬化性液状組成物は、前記リコート層を形成する際の粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように温度調整されると共に、前記リコート層に光を照射する際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように温度調整される、
ものである。

【0007】

この積層体の製法では、光硬化性液状組成物の温度を調整することによって、リコート層を形成する際にカスレなどが生じない粘度に調整したり、リコート層に光を照射する際に形状が保持されるような粘度に調整したりする。その結果、リコート層を形成する際のカスレを防止すると共に、リコート層に光を照射する際のリコート層の形状を保持することができる。

【0008】

本発明の焼結体の製法は、
上述した積層体の製法によって得られた前記積層体を焼成することにより、前記積層体を構成する各層は有機成分が燃焼して焼失し前記フィラーが焼結した焼結層となり、前記焼結層が前記所定数積層した立体形状の焼結体を得る、
ものである。

【0009】

この焼結体の製法によれば、上述した積層体の製法によって得られた積層体を焼成することにより焼結体を得る。そのため、得られる焼結体の各焼結層の厚みは目標厚みによく一致したものとなる。

【0010】

本発明の焼結体は、
フィラーが焼結した焼結層が所定数積層された構造を有する焼結体であって、
各焼結層の厚みの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとしたときにＴｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．１５を満たす
ものである。

【0011】

この焼結体は、例えば上述した焼結体の製法によって好適に得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】光造形装置１０の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明の好適な実施形態について説明する。

【0014】

本実施形態の積層体の製法は、金属粉末及びセラミック粉末の少なくとも一方であるフィラーと光重合性化合物と光重合開始剤とを含む光硬化性液状組成物を用いてリコート層を形成したあと、そのリコート層に光を照射することにより光が照射されなかった部分は硬化されず光が照射された部分は硬化された処理済層を形成するという一連の操作を、処理済層が所定数積層されるまで繰り返し行い、その後所定数積層された処理済層のうち硬化した部分のみからなる立体形状の積層体を取り出す方法である。

【0015】

フィラーは、金属粉末及びセラミック粉末の少なくとも一方である。金属粉末としては、マルエージング鋼、ステンレス鋼、チタンなどが挙げられる。セラミック粉末としては、照射波長の光を実質的に吸収しない材質のものが好ましい。このようなセラミック粉末としては、例えば、アルミナ、ジルコニア及びシリカ等の酸化物、炭化ジルコニウム及び炭化ケイ素等の炭化物、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素等の窒化物のほか、これらの混合物などが挙げられる。

【0016】

光重合性化合物としては、光ラジカル重合性化合物や光カチオン重合性化合物などが挙げられる。

【0017】

光ラジカル重合性化合物としては、例えば、重合性不飽和基を１個有する単量体、重合性不飽和基を２個有する単量体、重合性不飽和基を３個以上有する単量体などが挙げられ、これら単量体のうち１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、重合性不飽和基を１個有する単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセリンモノ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、重合性不飽和基を２個有する単量体としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。更に、重合性不飽和基を３個以上有する単量体としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリ（メタ）アクリロイルオキシエトキシトリメチロールプロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ（メタ）アクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる

【0018】

光カチオン重合性化合物としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエーテル樹脂などが挙げられる。

【0019】

光重合開始剤としては、光ラジカル重合性化合物と共に用いる光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合性化合物と共に用いる光カチオン重合開始剤などが挙げられる。

【0020】

光ラジカル重合開始剤としては、例えば、光等のエネルギー線を受けることにより分解し、発生するラジカルによって、ラジカル重合反応を開始させる化合物などが挙げられる。光等のエネルギー線とは可視光、紫外光、赤外光、Ｘ線、α線、β線、γ線等を意味する。このような光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、アントラキノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、カルバゾール、キサントン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、１，１−ジメトキシデオキシベンゾイン、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、チオキサントン系化合物、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−２−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、トリフェニルアミン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、フルオレノン、フルオレン、ベンズアルデヒド、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾフェノン、３−メチルアセトフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン（ＢＴＴＢ）、及びＢＴＴＢとキサンテン、チオキサンテン、クマリン、ケトクマリンその他の色素増感剤との組み合わせ等が挙げられる。これらは単独又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

【0021】

光カチオン重合開始剤としては、例えば、ジフェニルヨードニウム塩などが挙げられる。

【0022】

本実施形態の積層体の製法では、光硬化性液状組成物を用いて積層体を製造する。図１は光造形装置１０の説明図である。まず、光硬化性液状組成物をディスペンサ１４を用いてステージ１２上又は処理済層２０上に所定方向（Ｘ方向）に沿って吐出させる。次に、吐出された液状組成物をＸ方向と交差する方向（例えばＸ方向と直交するＹ方向）にスキージ１６で引き延ばしてリコート層１８を形成する。このとき、リコート層１８の厚みが目標厚みになるようにスキージ１６で引き延ばす。続いて、図示しないフォトマスクを介してリコート層１８にレーザ光を照射する。すると、リコート層１８のうちレーザ光が照射されなかった部分は硬化されずレーザ光が照射された部分は硬化される。このようにレーザ光が照射された後のリコート層を処理済層と称する。なお、レーザ光の波長、直径及び出力は、光硬化性液状組成物の特性に応じて適宜設定すればよい。図１ではステージ１２上の複数の層のうち最表層はレーザ光照射前のリコート層１８であり、残りの層は処理済層２０である。このようにリコート層１８を形成しそのリコート層１８にレーザ光を照射して処理済層２０とする操作を、処理済層２０が所定数積層されるまで繰り返し行う。その後、処理済層２０のうち未硬化部分を除去することにより、立体形状の積層体を取り出す。未硬化部分の除去は、例えば硬化部分を溶解せず未硬化部分を溶解する有機溶剤で処理するか、エアで未硬化部分のみを吹き飛ばすことにより行う。

【0023】

光硬化性液状組成物は、リコート層を形成する際の粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように温度調整されると共に、リコート層に光を照射する際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように温度調整される。こうすることにより、リコート層を形成する際のカスレを防止すると共に、リコート層に光を照射する際のリコート層の形状を保持することができる。つまりリコート性と保形性の両方を確保することができる。光硬化性液状組成物を温度調整する際、光硬化性液状組成物が熱硬化しない温度範囲で光硬化性液状組成物を温度調整するのが好ましい。光硬化性液状組成物の熱硬化が進行すると粘度が高くなりすぎるおそれがあるからである。ここで、光硬化性液状組成物が熱硬化しない温度範囲とは、光硬化性液状組成物をある温度に維持して５時間放置したときの放置前と放置後とで実質的な粘度上昇がみられない温度範囲をいう。こうした温度範囲は、光硬化性液状組成物の成分や組成等に依存して決まる温度であるが、３５℃以上６０℃以下が好ましい。３５℃未満であると熱硬化しないとしても粘度が高くなりすぎてリコート性を確保できなくなるおそれがあるため好ましくなく、６０℃を超えると熱硬化しないとしても粘度が低くなりすぎて保形性が確保できなくなるおそれがあるため好ましくない。光硬化性液状組成物は、リコート層を形成する際の粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように３５〜４５℃の範囲で温度調整されると共に、リコート層に光を照射する際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように２０〜３０℃の範囲で温度調整されるようにしてもよい。リコート層の目標厚みは、１００μｍ以上４００μｍ以下が好ましい。目標厚みが１００μｍ未満だと、未コート部やカスレ等が発生しやすくなったり同じ積層体を製造するのに積層数が多くなりすぎて生産性が低下したりするため、好ましくない。目標厚みが４００μｍを超えると、リコート層を形成してから光を照射するまでの間に形状が十分保持できないおそれがあったり光が到達せず層深部が硬化しないおそれがあるため、好ましくない。

【0024】

光硬化性液状組成物のフィラーの含有率は、特に限定するものではないが、４９体積％以上５８体積％以下であることが好ましい。フィラーの含有率が４９体積％を下回ると、粘度が低くなりすぎて保形性が確保できなくなるおそれがあるため、好ましくない。フィラーの含有率が５８体積％を上回ると、加温しても流動性が十分確保できずリコート性が悪化するおそれがあるため、好ましくない。

【0025】

本実施形態の積層体の製法によって得られた積層体は、そのまま利用してもよい。この積層体には樹脂にフィラーが含まれているため、樹脂のみからなる立体形状物に比べて機械的強度が高い等の利点がある。

【0026】

本実施形態の積層体の製法によって得られた積層体を焼成することにより、焼結体を得るようにしてもよい。具体的には、こうした焼結体の製法では、上述した積層体の製法によって得られた積層体を焼成することにより、積層体を構成する各層は有機成分が燃焼して焼失しフィラーが焼結した焼結層となり、こうした焼結層が所定数積層した立体形状の焼結体が得られる。この焼結体は、上述した積層体の製法によって得られた積層体を焼成するため、各焼結層の厚みは目標厚みによく一致したものとなる。ここで、光硬化性液状組成物は、リコート層を形成する際の粘度ηが６００００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように温度調整されると共に、リコート層に光を照射する際の粘度ηが１５００００ｃＰ≦ηとなるように温度調整されることが好ましい。こうすれば、焼結体を構成する各焼結層の厚みは目標厚みに一層よく一致したものとなる。この焼結体の製法では、焼成を行う前に、積層体を大気脱脂炉を用いて脱脂してもよい。脱脂は、例えば５００〜７００℃で数時間行うようにしてもよい。焼成温度や焼成時間は、フィラーの成分や組成によって適宜設定すればよい。焼成雰囲気は、有機成分を燃焼させるため、通常は大気雰囲気で行う。積層体を焼成するとき、各焼結層の目標厚みは１００μｍ以上３５０μｍ以下に設定するのが好ましい。その場合、リコート層の目標厚みは１１５μｍ以上４００μｍ以下に設定するのが好ましい。各焼結層の厚みの目標値はすべて同じ値に設定され、焼結体は各焼結層の実際の厚みの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとしたときにＴｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．１５（特にＴｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．１０）を満たすことが好ましい。

【0027】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【実施例】

【0028】

本発明の好適な実施例について、以下に説明する。なお、以下の実施例は本発明を何ら限定するものではない。

【0029】

１．スラリーの調製
スラリー＃１は、フィラーとしての平均粒径４０μｍのアルミナ粉末１３０ｇに、ラジカル重合性化合物及びラジカル重合開始剤からなる混合液（ＪＳＲ製ＪＬ−２１２９）を３０ｇ投入し、自公転攪拌機（写真化学製カクハンターＳＫ−３５０Ｔ）にて１５分処理することにより調製した。このスラリー＃１の粘度を２５℃及び３５℃のそれぞれで粘弾性レオメーター（アントンパール製）を用いて測定した。また、スラリー＃２〜＃８は、アルミナ粉末の使用量と混合液の使用量を表１に示す値に設定した以外は、スラリー＃１と同様にして調製し、粘度を測定した。スラリー＃４については、４５℃の粘度も測定した。また、各スラリーのフィラー含有率も求めた。フィラー含有率は、スラリー＃６では４９体積％未満であったが、その他のスラリーでは４９体積％以上５８体積％以下であった。それらの結果を表１に示す。

【0030】

【表1】

【0031】

２．リコート性の評価（実験例１Ａ−１０Ａ）
実験例１Ａでは、予め定めた温度で、スラリー＃１を平坦な板状にブレードで１５０ｍｍ四方の範囲に厚みＴｒが１５０μｍとなるように引き延ばしてリコート層を１層形成した後、そのリコート層に未コート部やカスレがあるか否かを目視で判断した。そうしたところ、２５℃（粘度２２００００ｃＰ）では未コート部やカスレが発生したため、リコート性は不良（×）と判断した。一方、３５℃（粘度９５０００ｃＰ）では未コート部やカスレが発生しなかったため、リコート性は良好（○）と判断した。また、３５℃でリコート層を形成した後、放冷して室温（２５℃）に戻したときの厚みを測定し、リコート層の形成直後の厚みに対する放冷後の厚みの割合を保形率として算出した。そうしたところ、保形率は１００％であった。なお、室温（２５℃）はリコート層への光照射を行う際の温度である。

【0032】

実験例２Ａ〜１０Ａでは、使用したスラリー、リコート層の厚み及びリコート層形成時の温度を表２に示すように設定して、リコート性及び保形率を評価した。実験例６Ａ，１０Ａでは、スラリー＃４，＃８をそれぞれ用いて４５℃でリコート層を形成した後、放冷して室温（２５℃）に戻したときの厚みを測定し、保形率を算出した。それらの結果を表２に示す。

【0033】

【表2】

【0034】

表２から明らかなように、実験例１Ａ〜７Ａ、９Ａ、１０Ａでは、保形率が９０％以上だったのに対して、実験例８Ａでは、保形率が８５％だった。そのため、高い保形率を得るには、実験例１Ａ〜７Ａ、９Ａ、１０Ａのように、リコート層を形成する際のスラリーの粘度ηが５５０００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように、また、リコート層への光照射を行う際の粘度ηが１３００００ｃＰ≦ηとなるように、スラリーの温度を調整すればよいことがわかった。具体的には、リコート層を形成する際のスラリーの温度を３５℃以上４５℃以下の範囲になるように調整し、リコート層への光照射を行う際のスラリーの温度を室温（２５℃）に調整すればよいことがわかった。また、リコート層の目標厚みは１００μｍ以上４００μｍ以下に設定するのが好ましいことがわかった。なお、スラリーを４５℃に維持して５時間放置した場合、放置前と放置後とで実質的なスラリー粘度の上昇が見られなかったことから、４５℃以下ではスラリーは熱硬化しないと判断した。

【0035】

３．積層体及び焼結体の作成（実験例１Ｂ−１０Ｂ）
実験例１Ｂでは、光造形装置（写真化学製ＳＺ−２５００Ｃ）を用いて積層体を作製した。まず、３５℃に加温したスラリー＃１を、光造形装置のステージ上にディスペンサを用いてＸ方向に沿って吐出させ、吐出されたスラリー＃１をＹ方向にスキージで引き延ばしてリコート層を形成した。リコート層は、１５０ｍｍ四方の範囲に所定厚み（目標値Ｔｒ）になるように形成した。目標値Ｔｒは最終的に得られる焼結体の焼結層厚みの目標値Ｔｏに基づいて、焼結時の収縮等を考慮して決定した。実験例１Ｂでは、Ｔｏを１５０μｍ、Ｔｒを１６５μｍとした。続いて、リコート層を室温（２５℃）まで放冷した後、図示しないフォトマスクを介してリコート層にレーザ光を照射した。これにより、リコート層のうちレーザ光が照射されなかった部分は硬化されずレーザ光が照射された部分は硬化された。すなわち、リコート層は処理済層になった。ここでは、レーザ光の波長を３５５ｎｍ、直径を１００μｍ、出力を２００Ｗとし、１００ｍｍ四方の範囲を硬化させた。このようにリコート層を形成しそのリコート層にレーザ光を照射して処理済層とする操作を、処理済層が５０層積層されるまで繰り返し行った。その後、処理済層のうち未硬化部分をエアーで除去したあと、残った未硬化部分をエタノールによって溶解させて除去し、立体造形物である積層体を得た。得られた積層体を大気脱脂炉にて６００℃で２時間脱脂し、その後、大気焼成炉にて１６００℃で２時間焼成した。これにより、積層体を構成する各層は有機成分が燃焼して焼失しアルミナ粉末が焼結した焼結層となり、こうした焼結層が５０層積層した立体形状の焼結体を得た。得られた焼結体の断面をＳＥＭで観察し、各焼結層の厚みを計測した。各焼結層の厚みの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとし、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎを算出した。実験例１ＢではＴｍａｘ／Ｔｍｉｎは１．０５であった。

【0036】

実験例２Ｂ〜１０Ｂでは、使用したスラリー、焼結層の目標厚みＴｏ及びリコート層の目標厚みＴｒを表３に示すように設定して焼結体を作製し、その焼結体のＴｍａｘ／Ｔｍｉｎを測定した。実験例２Ｂ〜１０Ｂでは、リコート層形成時のスラリー温度を３５℃（但し実験例６Ｂ、１０Ｂでは４５℃）、レーザ光照射時のスラリー温度を室温（２５℃）に設定した。それらの結果を表３に示す。

【0037】

【表3】

【0038】

表３から明らかなように、実験例１Ｂ〜７Ｂ、９Ｂ、１０Ｂでは、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎが１．１５以下であり各焼結層の厚みの均一性に優れていたのに対して、実験例８Ｂでは、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎが１．１５を超えていた。また、実験例１Ｂ〜７Ｂ、１０Ｂでは、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎが１．１０以下であり各焼結層の厚みの均一性が一層向上した。このように各焼結層の厚みの均一性を一層向上させるには、積層体を作成するにあたり、リコート層を形成する際のスラリーの粘度ηが６００００ｃＰ≦η≦１０００００ｃＰとなるように、また、リコート層への光照射を行う際の粘度ηが１５００００ｃＰ≦ηとなるように、スラリーの温度を調整すればよいことがわかった。また、焼結層の目標厚みＴｏを１００μｍ以上３５０μｍ以下に設定し、これに見合うようにリコート層の目標厚みＴｒを１１５μｍ以上４００μｍ以下に設定するのが好ましいことがわかった。

【0039】

なお、実験例１Ａ〜７Ａ、９Ａ、１０Ａは、本発明の積層体の製法の実施例に相当し、実験例１Ｂ〜７Ｂ、９Ｂ、１０Ｂは、本発明の焼結体の製法の実施例及び本発明の焼結体の実施例に相当する。

【符号の説明】

【0040】

１０ 光造形装置、１２ ステージ、１４ ディスペンサ、１６ スキージ、１８ リコート層、２０ 処理済層。

【図1】