(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】
(24)【登録日】2022-11-18
(45)【発行日】2022-11-29
(54)【発明の名称】セラミック焼結体の製造方法、及び切断装置
(51)【国際特許分類】
B28B 11/14 20060101AFI20221121BHJP
B28B 11/24 20060101ALI20221121BHJP
B26D 1/02 20060101ALI20221121BHJP
B26D 3/16 20060101ALI20221121BHJP
B26D 1/15 20060101ALI20221121BHJP
B26D 11/00 20060101ALI20221121BHJP
C04B 35/622 20060101ALI20221121BHJP
【ＦＩ】
B28B11/14
B28B11/24
B26D1/02 C
B26D3/16 E
B26D1/15
B26D11/00
C04B35/622
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022539071
(86)(22)【出願日】2021-08-13
(86)【国際出願番号】 JP2021029841
(87)【国際公開番号】W WO2022044859
(87)【国際公開日】2022-03-03
【審査請求日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】P 2020141695
(32)【優先日】2020-08-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100185591
【弁理士】
【氏名又は名称】中塚 岳
(72)【発明者】
【氏名】山縣 利貴
(72)【発明者】
【氏名】森 和久
(72)【発明者】
【氏名】小宮 勝博
【審査官】神▲崎▼ 賢一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－０４５１６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－３０４９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－１８９９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０５０８８４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０７－０２４７２５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２８Ｂ １１／１４
Ｂ２８Ｂ １１／２４
Ｂ２６Ｄ １／０２
Ｂ２６Ｄ ３／１６
Ｂ２６Ｄ １／１５
Ｂ２６Ｄ １１／００
Ｃ０４Ｂ ３５／６２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールの外周面から前記第１ロールを回転可能に支持する軸体に向かってカッターで切り込みを入れて前記第１ロールを切断し、前記第１ロールよりも短い第２ロールを得る第１切断工程と、少なくとも一つの前記第２ロールから前記カッターで切断された第１セラミックグリーンシートを巻き出して、巻き出し方向と直交する方向に沿って切断し、第２セラミックグリーンシートを得る第２切断工程と、
前記第２セラミックグリーンシートを焼成してセラミック焼結体を得る焼成工程と、を有する、セラミック焼結体の製造方法。
【請求項2】
前記カッターは両刃状であり、前記第１切断工程では、前記第１ロールに対し前記軸体の軸方向に沿って相対的に移動する前記カッターを用いて前記第１ロールに複数の切断面を形成し、３つ以上の前記第２ロールを得る、請求項１に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項3】
前記第１切断工程では、前記カッターを回転させずに前記第１ロールを回転させながら前記第１ロールを切断する、請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項4】
前記第１切断工程では、前記カッターと前記第１ロールとをともに回転させながら前記第１ロールを切断し、側方からみたときの前記カッターと前記第１ロールの回転方向が同じである、請求項１又は２に記載のセラミック焼結体の製造方法。
【請求項5】
第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールを回転可能に支持する軸体と、前記第１ロールの外周面から前記軸体に向かって切り込みを入れて前記第１ロールを切断し、前記第１ロールよりも短い第２ロールを得るカッターと、
前記軸体と前記カッターとの間隔を調節する調節部と、を備える切断装置。
【請求項6】
前記カッターは両刃状であり、前記カッターを、前記軸体の軸方向に沿って前記第１ロールに対し相対的に移動する移動機構を備える、請求項５に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、セラミック焼結体及びその製造方法、並びに切断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂フィルム、磁気テープ、紙、金属箔、薄板等のシート材を切断する切断装置として、シート材を上刃と下刃で切断するスリッターが知られている（例えば、特許文献１，２）。このような切断装置では、上刃と下刃を相互に反対方向に回転させ、上刃と下刃の間に向かって連続的にシート材を進入させてシート材を切断する。切断されたシート材はロール状に巻き取られて、次工程で利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００９－７２９００号公報
【文献】特開２０１０－２２８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１，２のようなスリッターでセラミックグリーンシートを切断すると、切断に伴って切屑が飛散し、切断後のセラミックグリーンシートの表面に切屑が付着する場合がある。このような切屑は、セラミックグリーンシートを焼成して得られるセラミック焼結体の品質に影響を及ぼすことが懸念される。一方で、切屑が付着したセラミックグリーンシートをロール状に巻き取ると、切屑がロールの内部に巻き込まれる。このように、一旦ロールの内部に巻き込まれると、付着した切屑を取り除くのは困難である。このため、切屑が付着したセラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を検査で排除する必要があり、歩留まり低下の要因となる。
【0005】
そこで、本開示は、切屑の付着を抑制することによって、品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能なセラミック焼結体の製造方法を提供する。また、本開示は、品質のばらつきが抑制されたセラミック焼結体を提供する。また、本開示は、セラミック焼結体の品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能な切断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、一つの側面において、第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールの外周面から第１ロールを回転可能に支持する軸体に向かってカッターで切り込みを入れて第１ロールを切断し、第１ロールよりも短い第２ロールを得る第１切断工程と、少なくとも一つの第２ロールからカッターで切断された第１セラミックグリーンシートを巻き出して、巻き出し方向と直交する方向に沿って切断し、第２セラミックグリーンシートを得る第２切断工程と、第２セラミックグリーンシートを焼成してセラミック焼結体を得る焼成工程と、を有する、セラミック焼結体の製造方法を提供する。
【0007】
上記製造方法では、第１切断工程において、第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールをカッターで切断して第２ロールを得ている。このように第１セラミックグリーンシートを第１ロールの状態で切断していることから、切断に伴って生じる切屑が切断後の第２ロールの内部に巻き込まれることを防止できる。このため、第２セラミックグリーンシートへの切屑の付着が抑制できる。したがって、第２切断工程及び焼成工程を経て得られるセラミック焼結体の品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することができる。
【0008】
上記製造方法では、カッターは両刃状であってよい。また、第１切断工程では、第１ロールに対し軸体の軸方向に沿って相対的に移動するカッターを用いて第１ロールに複数の切断面を形成し、３つ以上の第２ロールを得てもよい。両刃状のカッターを用いることによって、切断によって生じる側面の形状を高い精度で揃えることができる。例えば、複数の切断面を形成して３つ以上の第２ロールを作製した場合に、少なくとも一つの第２ロールの両側面における形状を高い精度で揃えることができる。このため、一対の側面の形状が高い精度で互いに揃ったセラミック焼結体を向上することができる。
【0009】
上記第１切断工程では、カッターを回転させずに第１ロールを回転させながら第１ロールを切断してもよい。これによって、切断面の形状の均一性を一層向上することができる。
【0010】
上記第１切断工程では、カッターと第１ロールとをともに回転させながら第１ロールを切断してよい。このとき、側方からみたときのカッターと第１ロールの回転方向が同じであってよい。これによって、第１セラミックグリーンシートの切屑が飛び散ることを十分に抑制することができる。
【0011】
本開示は、互いに平行な第１側面と第２側面とを有し、第１側面と第２側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１～９μｍであり、第１側面と第２側面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差の絶対値が、５μｍ未満である、セラミック焼結体を提供する。このようなセラミック焼結体は、セラミック焼結体及びこれを用いた製品の品質のばらつきを抑制することができる。
【0012】
本開示は、一つの側面において、第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールを回転可能に支持する軸体と、第１ロールの外周面から軸体に向かって切り込みを入れて第１ロールを切断し、第１ロールよりも短い第２ロールを得るカッターと、軸体とカッターとの間隔を調節する調節部と、を備える切断装置を提供する。
【0013】
上記切断装置は、第１セラミックグリーンシートが巻かれた第１ロールを切断するカッターと、軸体とカッターとの間隔を調節する調節部と、を備える。この切断装置は、第１セラミックグリーンシートを第１ロールの状態で切断する。このため、切断に伴って生じる切屑が切断後の第２ロールの内部に巻き込まれることを防止できる。したがって、切屑の付着に伴って生じるセラミック焼結体の品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することができる。
【0014】
上記カッターは両刃状であってよい。また、上記切断装置は、カッターを、軸体の軸方向に沿って第１ロールに対し相対的に移動する移動機構を備えてよい。両刃状のカッターを用いることによって、切断によって生じる側面の形状を高い精度で揃えることができる。また、移動機構を備えることによって、切断面の形状が揃った第２ロールを効率よく得ることができる。
【発明の効果】
【0015】
本開示は、切屑の付着を抑制することによって、品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能なセラミック焼結体の製造方法を提供することができる。また、本開示は、品質のばらつきが抑制されたセラミック焼結体を提供することができる。また、本開示は、セラミック焼結体の品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能な切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、場合により図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、説明に使用される上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
【0018】
図１は、一実施形態に係る切断装置の斜視図である。図１の切断装置１００は、第１セラミックグリーンシート１２がロール状に巻かれた第１ロール１０を回転可能に支持する軸体２０と、第１ロール１０の外周面１６から軸体２０に向かって切り込みを入れて第１ロール１０を切断し、複数の第２ロールを得るカッター３０と、軸体２０とカッター３０との間隔を調節する調節部４０と、カッター３０を、軸体２０の軸方向に沿って第１ロール１０に対し相対的に移動する移動機構５０を備える。
【0019】
軸体２０の一端側は、棒状の支持体２２に回転可能に支持され、軸体２０の他端側は軸受け部２３に回転可能に支持されている。軸受け部２３は本体部２４に取り付けられている。本体部２４の内部には、図示しないモータ等の回転機が内蔵されていてよい。回転機は、軸体２０を軸心回りに回転駆動してよい。
【0020】
円筒状の外形を有する第１ロール１０は、所謂原反ロールであり、中心部に中空状の中芯１４を有している。中芯１４に巻かれている第１セラミックグリーンシート１２の巻き付け長さに特に制限はなく、例えば１～２００ｍであってよく、１０～１００ｍであってもよい。第１セラミックグリーンシート１２の幅（＝中芯１４の軸方向に沿う第１ロール１０の長さ）にも特に制限はなく、例えば０．１～５ｍであってよく、０．３～２ｍであってもよい。中芯１４の中空部には軸体２０が挿通されている。軸体２０が軸心回りに回転すると、軸体２０とともに第１ロール１０も軸心回りに回転する。このとき、第１セラミックグリーンシート１２は巻き出されないように、その先端は第１ロール１０の周面において固定されていてよい。
【0021】
図２は、カッター３０の平面図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩI線断面図である。図４は、カッター３０の刃の先端３４ａを拡大して示す断面図である。カッター３０は、中央部に回転軸が挿入される貫通孔３２を有する回転丸刃である。カッター３０は、回転軸の回転に伴って回転する。カッター３０は、回転しながら第１ロール１０の外周面１６に切り込みを入れて第１ロール１０を切断してもよい。或いは、カッター３０は、回転せずに第１ロール１０のみを回転させて第１ロール１０の外周面１６に切り込みを入れて第１ロール１０を切断してもよい。第１ロール１０の外径に対するカッター３０の外径の比は、０．５～３であってよく、１～２であってよい。当該比が大きくなり過ぎると、第１ロール１０の中心付近における切断の円滑性が損なわれる場合がある。一方、当該比が小さくなり過ぎると、カッター３０の移動距離が大きくなり、最終的に得られるセラミック焼結体の側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなる傾向がある。
【0022】
カッター３０の刃先３４は、両刃状に加工されている。このように両刃状のカッター３０を用いることによって、第１ロール１０を切断することによって生じる２つの切断面の形状を高い精度で揃えることができる。なお、両刃状のカッター３０を用いることは必須ではなく、片刃状であってもよい。カッター３０の先端における角度θ（図４，刃物角θ）は、カッター３０の耐久性を維持しつつ第１セラミックグリーンシート１２の側面（切断面）を十分に滑らかにする観点から、１０～２０°であってよい。カッター３０は、高速度鋼等の鋼製であってもよいし、炭化物（ＷＣ等）と金属（Ｃｏ，Ｎｉ等）を含む超硬合金製であってもよい。
【0023】
刃先３４、又はカッター３０の表面全体は、ダイヤモンド砥石及び研磨機等を用いて研磨する表面処理が施されていてもよい。このような表面処理を行うことによって、刃先３４又はカッター３０の表面全体における凸部を切り欠くことができる。これによって、切断時の切屑の飛散を抑制することができる。このようにカッター３０が研磨面を有することによって、表面が平滑になり、適度な回転数で第１ロール１０を円滑に切断することができる。研磨の程度は切断対象の大きさ及び材質に応じて変更してもよい。カッター３０による第１ロール１０の切断面に由来するセラミック焼結体の側面の算術平均粗さ（Ｒａ）を確認しながら研磨の程度を調整してもよい。具体的には、セラミック焼結体の側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大き過ぎる場合には、カッター３０の表面をより平滑となるように研磨すればよい。これによって、セラミック焼結体の側面の算術平均粗さ（Ｒａ）を適度な範囲に調整することができる。
【0024】
図５は、第１ロール１０と、これを切断しているカッター３０を、第１ロール１０の側方からみたときの図である。カッター３０は、図５に示すように、反時計回り（Ｃ１方向）に回転しながら調節部４０（図１）によってＣ２方向に徐々に移動する。調節部４０は例えばアクチュエータで構成されていてもよい。第１ロール１０は、カッター３０と同じように反時計回り（Ｒ１方向）に回転している。第１ロール１０とカッター３０の回転方向を同じにすることによって、第１セラミックグリーンシート１２の切屑が飛び散ることを十分に抑制することができる。
【0025】
カッター３０と第１ロール１０の軸体２０との間隔はカッター３０のＣ２方向への移動に伴って小さくなり、カッター３０、及び、カッター３０による切り込み１７が徐々に中芯１４に近づく。中芯１４は例えば紙製又は樹脂製であってよい。カッター３０は、ロール状の第１セラミックグリーンシート１２を切断した後、中芯１４を切断してもよいし、切断しなくてもよい。
【0026】
調節部４０によるカッター３０のＣ２方向への移動速度は、０．１～１０ｍｍ／秒であってよく、０．３～５ｍｍ／秒であってよく、０．６～３ｍｍ／秒であってもよい。移動速度が大きくなり過ぎると、第１ロール１０が変形し、第１セラミックグリーンシート１２に皺が発生し易くなる傾向にある。一方、移動速度が小さくなり過ぎると、第１ロール１０の切断に時間を要し、第２ロールの生産効率が低下する傾向にある。
【0027】
第１ロール１０の外径は、例えば、５０～５００ｍｍであってよい。カッター３０の回転数は、例えば３００ｒｐｍ以下であってよい。幾つかの例では、カッター３０は、回転していなくてもよい。このようにカッター３０が回転していなくても、第１ロール１０がＲ１方向に回転し、カッター３０が調節部４０によってＣ２方向に移動していることから、カッター３０の刃先３４及び切り込み１７は徐々に第１ロール１０の中心に向かって進行する。カッター３０を回転させずに第１ロール１０を切断することによって、第１セラミックグリーンシート１２の切屑が飛び散ることを十分に抑制することができる。
【0028】
第１ロール１０を切断する際の第１ロール１０の回転数は、例えば、１００～１０００ｒｐｍであってよく、３１０～７００ｒｐｍであってよい。第１ロール１０の回転数が小さくなり過ぎると、粗大な切屑及び切屑の塊が発生し易くなる傾向がある。一方、第１ロール１０の回転数が大きくなり過ぎると第１セラミックグリーンシート１２の切断面にバリが発生し易くなる傾向がある。第１ロール１０の回転数の方が、カッター３０の回転数よりも大きくてよい。これによって、カッター３０による第１ロール１０の切断をスムーズに進行することができる。
【0029】
カッター３０の先端３４ａが中芯１４まで進入したら、調節部４０によるカッター３０のＣ２方向への移動を一旦停止してよい。中芯１４はカッター３０によって切断してもよいし、切断しなくてもよい。その後、カッター３０をＣ２方向とは逆向きに移動して、カッター３０を切り込み１７から抜く。このようにして、第１ロール１０が径方向に沿って切断され、第１ロール１０よりも短い第２ロールが得られる。カッター３０が第１ロール１０から離れたら、図１に示す移動機構５０によって、カッター３０を軸体２０の軸方向に沿って移動する。図１でいうと、カッター３０を本体部２４側に移動する。
【0030】
移動機構５０は、ガイドレール５４とガイドレール５４に沿って移動する台座部５２とを有する。台座部５２にはカッター３０が固定されている。台座部５２がガイドレール５４に沿って動くことで、カッター３０が軸体２０の軸方向に沿って移動する。台座部５２は、例えばアクチュエータ等によって移動してよい。
【0031】
カッター３０を、移動機構５０によって軸体２０の軸方向に沿って本体部２４側に所定距離させた後、再び、第１ロール１０の外周面１６から軸体２０に向かって切り込みを入れる。その後、最初の切断と同様にして第１ロール１０を切断する。第１ロール１０の回転数、カッター３０の回転数、Ｃ２方向への移動速度及び回転の向き、並びに第１ロール１０の回転数及び回転の向き等の切断条件は、最初の切断時と同じであってもよいし、異なっていてもよい。切断の際の切断条件を同じにすれば、切断面の形状を揃えることができる。特に、カッター３０が両刃状であるため、最初の切断と２回目の切断で両側面が形成される第２ロールは、高い精度で両側面の互いの形状を揃えることができる。第１ロール１０の切断を複数回行うことによって、所望の数の第２ロールを得ることができる。
【0032】
図６は、第１ロールを切断して得られる複数の第２ロールを示す斜視図である。図６では、第１ロール１０を４箇所で切断することによって、５本の第２ロールが得られている。５本の第２ロールのうち、両端部にある第２ロール６０ａ，６０ｅを除く３本の第２ロール６０（第２ロール６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）の側面６２とその反対側の側面は、いずれもカッター３０による切断によって形成されている。このため、第２ロール６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのそれぞれにおける側面６２とその反対側の側面の形状は高い精度で互いに揃っている。このような第２ロール６０ｂ，６０ｃ，６０ｄから第１セラミックグリーンシート１２を帯状に巻き出して所定の長さで巻き出し方向とは直交する方向に沿って切断し、焼成すれば、一対の側面の形状が高い精度で揃ったセラミック焼結体を製造することができる。両端部にある第２ロール６０ａ，６０ｅは、第２ロール６０ｂ，６０ｃ，６０ｄと同様に、セラミック焼結体の製造に用いてもよいし、リサイクルしてもよい。
【0033】
なお、上記実施形態の切断装置１００では、カッター３０が調節部４０によって軸体２０に向かって移動するように構成されていたが、これに限定されない。幾つかの変形例では、カッター３０は軸体２０に向かって移動せず、軸体２０がカッター３０の刃先に向かって移動するように構成されていてもよいし、カッター３０及び軸体２０の双方が動くことによって両者の間隔が調節されるように構成されていてもよい。また、上記実施形態の切断装置１００では、カッター３０が移動機構５０によって軸方向に沿って移動するように構成されていたが、これに限定されない。幾つかの別の変形例では、カッター３０は軸体２０の軸方向に沿って移動せず、軸体２０及び第１ロール１０が軸方向に沿って移動するように構成されていてもよいし、カッター３０及び軸体２０（第１ロール１０）の双方が動くことによって両者の位置関係が調節されるように構成されていてもよい。
【0034】
一実施形態に係るセラミック焼結体の製造方法は、第１セラミックグリーンシート１２が巻かれた第１ロール１０の外周面から第１ロール１０を回転可能に支持する軸体２０に向かってカッター３０で切り込みを入れて第１ロール１０を切断し、第１ロール１０よりも長さが短い第２ロール６０を得る第１切断工程と、少なくとも一つの第２ロール６０からカッター３０で切断された第１セラミックグリーンシート１２を巻き出して、巻き出し方向と直交する方向に沿って切断し、個片化された第２セラミックグリーンシートを得る第２切断工程と、第２セラミックグリーンシートを焼成してセラミック焼結体を得る焼成工程と、を有する。この製造方法は、上述の切断装置１００を用いて行ってもよいし、その変形例を用いて行ってもよい。
【0035】
第１セラミックグリーンシート１２は、例えば以下の手順で作製することができる。第１セラミックグリーンシート１２の原料として、例えば、セラミック粉末、焼結助剤、及び、必要に応じて添加剤を準備する。添加剤としては、バインダ、可塑剤、分散媒、及び離型剤等が挙げられる。バインダとしては、例えば、可塑性又は界面活性効果を有するメチルセルロース系のもの、熱分解性に優れたアクリル酸エステル系のものが挙げられる。可塑剤としては、例えばグリセリンが挙げられる。分散媒としては、イオン交換水及びエタノール等が挙げられる。セラミック粉末としては、例えば、窒化アルミニウム粉末、窒化ケイ素粉末、又は酸化アルミニウム粉末等を用いることができる。セラミック粉末の平均粒径（メジアン径）は、０．１～６μｍであってよく、０．５～４μｍであってもよい。
【0036】
焼結助剤としては、希土類元素、希土類元素とは異なる遷移元素、アルカリ土類金属元素、及びアルミニウム元素からなる群より選ばれる少なくとも一種を構成元素とする酸化物を用いることができる。例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、及び酸化セリウム等が挙げられる。これらの酸化物の少なくとも２つは複合酸化物となって液相を形成して焼結を促進してもよい。これによって、セラミック焼結体を十分に緻密化することができる。複数の酸化物を用いる場合は、各酸化物の配合割合を変えて、セラミック焼結体における酸化物粒子の組成を調整してもよい。焼結助剤の平均粒径（メジアン径）は、０．０５～５μｍであってよく、０．１～３μｍであってもよい。
【0037】
セラミック粉末、焼結助剤、バインダ及び必要に応じて添加される添加剤を配合して混合し、成形原料を得る。成形原料を、ドクターブレード法、カレンダー法、又は押し出し法等によって基材フィルム上に所定の厚みで塗布して乾燥し、積層シートを得る。基材フィルムは、例えば、ポリエステル（例：ＰＥＴ）等の樹脂フィルムであってよい。その後、積層シートから基材フィルムを取り除き、第１セラミックグリーンシート１２を得る。この第１セラミックグリーンシート１２を中芯１４に巻き取って、第１ロール１０が得られる。
【0038】
第１ロール１０を、切断装置１００又はその変形例を用いて径方向に沿って複数に切断する。第１切断工程は、切断装置１００及びその変形例において説明した内容と同様にして行うことができる。第１切断工程によって第１ロール１０が複数に分割され、図６に示すような複数の第２ロール６０が得られる。
【0039】
第２切断工程では、図７に示すように、第２ロール６０から、第１セラミックグリーンシート１２を巻き出して、巻き出し方向Ｐ（第１セラミックグリーンシート１２の長手方向）に直交する切断線Ｄ１，Ｄ２に沿って切断し、所定のサイズの第２セラミックグリーンシート１２Ａを得る。切断は、例えばシャー刃を用いて行ってもよい。このとき、第２ロール６０の側面６２とその反対側の側面は、切り落とさないにする。このようにして、個片化された第２セラミックグリーンシート１２Ａが得られる。このようにして得られる第２セラミックグリーンシート１２Ａの４つの側面のうち、カッター３０で切断して得られる２つの側面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、シャー刃等の金型で切断して得られる側面の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも十分に小さい。
【0040】
焼成工程で、第２セラミックグリーンシート１２Ａを焼成する前に、第２セラミックグリーンシート１２Ａの脱脂を行ってもよい。脱脂方法は特に限定されず、例えば、第２セラミックグリーンシート１２Ａを空気中又は窒素等の非酸化雰囲気中で３００～７００℃に加熱して行ってよい。加熱時間は、例えば１～１０時間であってよい。
【0041】
セラミック焼結体は、第２セラミックグリーンシート１２Ａを焼成して得ることができる。セラミック焼結体として窒化アルミニウム焼結体を製造する場合、窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で、例えば１７６０～１８４０℃に昇温する。１７６０～１８４０℃の温度範囲における保持時間は、例えば１～１０時間であってよい。焼成は大気圧下で行ってよい。セラミック焼結体として窒化ケイ素焼結体を製造する場合、窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中、例えば１８６０～２１００℃に昇温する。１８６０～２１００℃の温度範囲における保持時間は、例えば６～２０時間であってよい。焼成は大気圧下で行ってよい。焼成時の圧力は、０．７～０．９ＭＰａであってよい。窒化アルミニウム焼結体及び窒化ケイ素以外のセラミック焼結体（例えば、酸化アルミニウム焼結体等）を製造する場合、焼結体の緻密化が十分に進行するような焼結条件を適宜設定すればよい。
【0042】
図８は、一実施形態に係るセラミック焼結体の斜視図である。セラミック焼結体は、上述の製造方法又はその変形例によって製造することができる。平板形状（直方体形状）を有するセラミック焼結体７０は、互いに平行である一対の側面１３と、互いに平行である一対の側面１５と、を有する。このうち、一対の側面１５（第１側面、第２側面）は、図６及び図７に示す第２ロール６０における側面６２とその反対側の側面に由来する。したがって、一対の側面１５の形状は高い精度で互いに揃っており、形状の均一性に優れる。
【0043】
一対の側面１５における中央線Ｌ１，Ｌ２は仮想線であり、主面と平行に延びている。中央線Ｌ１，Ｌ２は、一対の側面１５をセラミック焼結体７０の厚さ方向（主面に直交する方向）に二分している。セラミック焼結体７０の中央線Ｌ１，Ｌ２に沿って測定される算術平均粗さ（Ｒａ）が１～９μｍである。この算術平均粗さ（Ｒａ）の上限は、８μｍであってよく、７μｍであってもよい。側面の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さいセラミック焼結体７０は、第１セラミックグリーンシート１２を切断する際に発生する切屑を低減することができる。この算術平均粗さ（Ｒａ）の下限は、２μｍであってよく、３μｍであってもよい。
【0044】
中央線Ｌ１に沿って測定される算術平均粗さ（Ｒａ）と中央線Ｌ２に沿って測定される算術平均粗さ（Ｒａ）の差の絶対値は５μｍ未満である。このように、対向する側面１５の形状が高い水準で揃っているため、セラミック焼結体を部材として用いる製品の品質のばらつきを十分に低減することができる。上記差の絶対値（△Ｒａ）は、４μｍ未満であってよく、３μｍ未満であってもよい。上記差の絶対値（△Ｒａ）の下限は１μｍであってよい。
【0045】
中央線Ｌ１，Ｌ２に沿って測定される最大高さ粗さ（Ｒｚ）は、１０～３５μｍであってよく、１５～３０μｍであってもよい。中央線Ｌ１に沿って測定される算術平均粗さ（Ｒａ）と中央線Ｌ２に沿って測定される最大高さ粗さ（Ｒｚ）の差の絶対値は３０μｍ未満であってよい。これによって、セラミック焼結体を部材として用いる製品の品質のばらつきを一層低減することができる。当該差の絶対値（△Ｒｚ）は、２０μｍ未満であってよく、１５μｍ未満であってもよい。上記差の絶対値（△Ｒｚ）の下限は１０μｍであってよい。
【0046】
本開示における最大高さ粗さ（Ｒｚ）及び算術平均粗さ（Ｒａ）は、それぞれ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠して測定される値である。また、セラミック焼結体の側面に焼結後に加工された部分がある場合には、焼結後に加工されていない部分で評価するものとする。
【0047】
一対の側面１３及び一対の側面１５、すなわち四方の側面の全てにおいて、中央線Ｌ１，Ｌ２に沿って測定される算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）が上述の範囲であってよい。この場合、各側面で測定されるＲａ及びＲｚの最大値と最小値の差が上述の範囲であってもよい。このようなセラミック焼結体は、第２ロールから繰り出された帯状のセラミックグリーンシートをカッター３０で切断することによって得ることができる。
【0048】
セラミック焼結体７０は、主成分としてセラミック粒子と、副成分として主成分中に分散し、セラミック粒子とは異なる酸化物粒子と、を含む。主成分であるセラミック粒子は、窒化物、炭化物、硼化物、酸化物及び珪化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでいてよい。窒化物としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及び窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）が挙げられる。酸化物としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
【0049】
副成分として、上述の主成分中に分散する酸化物粒子は、セラミック粒子に含まれるセラミックとは異なる酸化物を含有する。酸化物粒子は、例えば、希土類元素、希土類元素とは異なる遷移元素、アルカリ土類金属元素、及びアルミニウム元素からなる群より選ばれる少なくとも一種を構成元素とする酸化物を含んでいてよい。このような酸化物は、焼結助剤として用いられたときに、セラミック粒子の焼結を促進する作用を有する。このように、酸化物粒子は、焼結助剤に由来する酸化物を含んでよい。酸化物粒子に含まれる酸化物は複合酸化物であってよい。一例として、セラミック焼結体は、主成分として窒化アルミニウム粒子又は窒化ケイ素粒子を含んでいてよい。
【0050】
本開示におけるセラミック焼結体の主成分とは、セラミック焼結体に含まれる成分のうち、最も含有量が多い成分をいう。本開示における副成分とは、セラミック焼結体に含まれる成分のうち、主成分よりも含有量が少ない成分をいう。副成分は、主成分とは異なる成分であり、主成分中に分散している。例えば、主成分である複数のセラミック粒子の粒界に含まれていてよい。セラミック焼結体における主成分の含有量は、主成分の有する特性を十分に発揮させる観点から、９０質量％以上であってよく、９３質量％以上であってよく、９５質量％以上であってもよい。セラミック焼結体における副成分（セラミック粒子とは異なる酸化物粒子）の含有量は、焼結を促進して密度を十分に高くする観点から、０．５質量％以上であってよく、１質量％以上であってよく、２質量％以上であってもよい。
【0051】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、図１に示す切断装置１００では、回転可能なカッター３０を用いていたが、回転しないカッターを用いてもよい。この場合、第１ロール１０を軸体２０の軸心回りに回転することで第１ロール１０を切断して第２ロールを得ることができる。第１ロールを切断して得られる第２ロールの個数は特に限定されない。例えば、第２ロールの個数は２つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【実施例】
【0052】
以下に実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明するが、本開示は下記の実施例に限定されるものではない。
【0053】
（実施例１）
窒化ケイ素粉末と焼結助剤（酸化マグネシウム粉末、酸化イットリウム粉末及び二酸化ケイ素粉末）を含む原料スラリーを、ＰＥＴフィルム上に塗布して乾燥し、ＰＥＴフィルム上に第１セラミックグリーンシート（厚み：０．４０ｍｍ）を成形して積層体を得た。この積層体からＰＥＴフィルムを除去した後、第１セラミックグリーンシートを塩化ビニル製の芯材（内径：８０ｍｍ、外径：１００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ）に巻き付けて第１ロールを得た。第１ロールの外径は１１７．２ｍｍであり、第１ロールの長さは１０００ｍｍであった。
窒化ケイ素粉末と焼結助剤（酸化マグネシウム粉末、酸化イットリウム粉末及び二酸化ケイ素粉末）を含む原料スラリーを、ＰＥＴフィルム上に塗布して乾燥し、ＰＥＴフィルム上に第１セラミックグリーンシート（厚み：０．４０ｍｍ）を成形して積層体を得た。この積層体からＰＥＴフィルムを除去した後、第１セラミックグリーンシートを塩化ビニル製の芯材（内径：８０ｍｍ、外径：１００ｍｍ、長さ：１０００ｍｍ）に巻き付けて第１ロールを得た。第１ロールの外径は１１７．２ｍｍであり、第１ロールの長さは１０００ｍｍであった。
【0054】
作製した第１ロールを、図１に示すような切断装置の軸体に取り付けた。カッターとしては、市販の回転丸刃（株式会社信和機刃製の丸ナイフ、高速度鋼（ＳＫＨ５１）製）の表面全体を研磨したものを用いた。このカッターは両刃状であり、外径は２５０ｍｍ、刃物角θは１４°であった。
【0055】
軸体に取り付けられた第１ロールの外周面から当該軸体に向かって、このカッターで切り込みを入れて第１ロールを切断した。切断は、第１ロールを軸体の軸心回りに４１５ｒｐｍの回転数で回転させながら、カッターを１ｍｍ／秒の速度で軸体に向かって移動させることによって行った。なお、カッターは回転させることなく切断を行った。
【0056】
第１ロールの切断を４箇所で行って、図６に示すような５本の第２ロールを得た。このうち、両端を除く３本の第２ロールから、第１セラミックグリーンシートを巻き出して金型で幅方向に沿って切断した。このようにして、直方体形状（縦×横×厚さ＝２５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．４０ｍｍ）の第２セラミックグリーンシートを得た。
【0057】
得られた第２セラミックグリーンシートを、空気中において５７０℃で５時間加熱して脱脂した。次に、脱脂した積層体を加熱炉に入れて、窒素ガス雰囲気中（大気圧）、１８００℃まで昇温した。その後、積層体を１８００℃で４時間加熱した後、加熱炉内で放冷した。このようにして、直方体形状のセラミック焼結体を得た。
【0058】
側面の表面形状の測定には、株式会社キーエンス製のワンショット３Ｄ形状測定機（装置名：ＶＲ－３０５０）を用いた。図８の中央線Ｌ１，Ｌ２のように側面を二分する中央線に沿って、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠して、セラミック焼結体の各側面（第１側面～第４側面）における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。その結果は、表１に示すとおりであった。表１中、セラミック焼結体の第１側面と第２側面は、互いに平行であり、カッターで切断して得られた切断面（図６の側面６２とその反対側の側面）に由来する。セラミック焼結体の第３側面と第４側面も互いに平行であり、金型で切断して得られた切断面に由来する。表１には、第１側面と第２側面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差の絶対値を△Ｒａとして示した。また、第１側面と第２側面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差の絶対値を、△Ｒｚとして示した。
【0059】
同様の手順で作製した第２セラミックグリーンシートを同様の条件で焼成して、合計で１００枚のセラミック焼結体を製造した。目視にてセラミック焼結体の表面検査を行い、切屑の付着の有無を調べた。切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）は、表１に示すとおりであった。
【0060】
（実施例２）
第１ロールの回転数を３５０ｒｐｍにしたこと以外は、実施例１と同様にして、第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
第１ロールの回転数を３５０ｒｐｍにしたこと以外は、実施例１と同様にして、第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
【0061】
（実施例３）
第１ロールの回転数を１２４ｒｐｍにしたこと、及び、カッターを第１ロールと同じ回転方向に３００ｒｐｍの回転数で回転しながら第１ロールを切断したこと以外は、実施例１と同様にして第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
第１ロールの回転数を１２４ｒｐｍにしたこと、及び、カッターを第１ロールと同じ回転方向に３００ｒｐｍの回転数で回転しながら第１ロールを切断したこと以外は、実施例１と同様にして第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
【0062】
（実施例４）
カッターとして、市販の回転丸刃（株式会社信和機刃製の丸ナイフ、高速度鋼（ＳＫＨ５１）製）の表面全体を研磨したものを用いた。このカッターは片刃状であり、外径は２５０ｍｍ、刃物角θは１４°であった。このカッターを用いたこと以外は、実施例２と同様にして、第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
カッターとして、市販の回転丸刃（株式会社信和機刃製の丸ナイフ、高速度鋼（ＳＫＨ５１）製）の表面全体を研磨したものを用いた。このカッターは片刃状であり、外径は２５０ｍｍ、刃物角θは１４°であった。このカッターを用いたこと以外は、実施例２と同様にして、第１セラミックグリーンシート、第２セラミックグリーンシート及びセラミック焼結体を作製した。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
【0063】
（比較例１）
実施例１と同様の第１ロールを準備した。図９に示すようなスリッター２００を用いて、この第１ロールから巻き出された第１セラミックグリーンシート１１２を、以下の要領で切断した。比較例１のスリッター２００は、ゲーベル刃と称される上刃１１０と下刃１２０を備えていた。上刃１１０と下刃１２０は、図９に示すように対をなして設けられていた。
実施例１と同様の第１ロールを準備した。図９に示すようなスリッター２００を用いて、この第１ロールから巻き出された第１セラミックグリーンシート１１２を、以下の要領で切断した。比較例１のスリッター２００は、ゲーベル刃と称される上刃１１０と下刃１２０を備えていた。上刃１１０と下刃１２０は、図９に示すように対をなして設けられていた。
【0064】
上刃１１０は、回転軸１１４を回転中心として時計回りに回転し、下刃１２０は、回転軸１２４を回転中心として反時計回りに回転するように構成されていた。このように、上刃１１０と下刃１２０は互いに逆方向（反対回り）に回転しながら、第１セラミックグリーンシート１１２を切断した。回転軸１１４，１２４は、図示しないモータ等の回転機によって回転駆動させた。
【0065】
上刃１１０と下刃１２０の重なり部分で切断して得られたセラミックグリーンシート１１２ａは、押さえローラ１３４，１３６の間を通過した後、巻き付けローラ１３７を通過して、回転軸１１６によって回転する中芯１１５に巻き取られた。このようにして、６つの第２ロール１６０を得た。中央寄りの２本の第２ロールから、セラミックグリーンシート１１２ａを巻き出して金型で幅方向に沿って切断した。このようにして、直方体形状（縦×横×厚さ＝２５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．４０ｍｍ）の第２セラミックグリーンシートを得た。
【0066】
実施例１と同様にして、第２セラミックグリーンシートの脱脂及び焼成を行って直方体形状のセラミック焼結体を得た。そして、実施例１と同じ手順でセラミック焼結体の各側面における算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）を求めた。また、実施例１と同じ手順で、切屑が付着していたセラミック焼結体の個数割合（％）を求めた。これらの結果は、表１に示すとおりであった。
【0067】
【表1】
【0068】
表１に示すとおり、同じカッターを用いて切り取られたセラミックグリーンシートを焼成して得られるセラミック焼結体では、第１側面と第２側面の算術平均粗さ（Ｒａ）及び最大高さ粗さ（Ｒｚ）の差を十分に小さくできることが確認された。
【0069】
第１ロールをロール状のまま切断した実施例１～４では、セラミック焼結体の表面における切屑の付着が十分に低減されていた。このように、実施例１～４の切断方法であれば品質のばらつきを抑制し、歩留まりを向上できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本開示によれば、切屑の付着を抑制することによって、品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能なセラミック焼結体の製造方法が提供される。また、本開示は、品質のばらつきが抑制されたセラミック焼結体が提供される。また、本開示は、セラミック焼結体の品質のばらつきを抑制し、セラミック焼結体の歩留まりを向上することが可能な切断装置が提供される。
【符号の説明】
【0071】
１０…第１ロール、１２…第１セラミックグリーンシート、１２Ａ…第２セラミックグリーンシート、１３，１５…側面、１４…中芯、１６…外周面、１７…切り込み、２０…軸体、２２…支持体、２３…軸受け部、２４…本体部、３０…カッター、３２…貫通孔、３４…刃先、３４ａ…先端、４０…調節部、５０…移動機構、５２…台座部、５４…ガイドレール、６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ、１６０…第２ロール、６２…側面、７０…セラミック焼結体、１００…切断装置、１１０…上刃、１１２…第１セラミックグリーンシート、１１２ａ…セラミックグリーンシート、１１４，１１６，１２４…回転軸、１１５…中芯、１２０…下刃、１３４，１３６…押さえローラ、１３７…巻き付けローラ、２００…スリッター。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】