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公開番号2025080613
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-26
出願番号2023193879
出願日2023-11-14
発明の名称コーティング付きセラミックスの製造方法及びその製造方法を実施するための焼成炉
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C04B 41/87 20060101AFI20250519BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】クラックの発生を抑制しながら、コーティング材を省エネルギーで焼成することを可能とするコーティング付きセラミックスの製造方法を提供する。
【解決手段】第一底面及び第二底面の一方又は両方の少なくとも一部にコーティング材が塗布されているセラミックスを用意する工程Aと、第一底面及び第二底面のうちコーティング材が塗布されている一方又は両方に対向させて少なくとも一つの発熱性部材が配置されると共に断熱材がセラミックスの側面に接触しながら前記側面を周回することを条件に、前記セラミックス及び前記発熱性部材の全体が前記断熱材で覆われた組立体を用意する工程Bと、前記組立体の前記少なくとも一つの発熱性部材を発熱させることにより、前記少なくとも一つの発熱性部材に対向する第一底面及び第二底面の一方又は両方の少なくとも一部に塗布されているコーティング材を焼成する工程Cと、を含むコーティング付きセラミックスの製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第一底面、第二底面及び側面を有する柱体状のセラミックスであって、第一底面及び第二底面の一方又は両方の少なくとも一部にコーティング材が塗布されているセラミックスを用意する工程Ａと、
第一底面及び第二底面のうちコーティング材が塗布されている一方又は両方に対向させて少なくとも一つの発熱性部材が配置されると共に断熱材が前記側面に接触しながら前記側面を周回することを条件に、前記セラミックス及び前記発熱性部材の全体が前記断熱材で覆われた組立体を用意する工程Ｂと、
前記組立体の前記少なくとも一つの発熱性部材を発熱させることにより、前記少なくとも一つの発熱性部材に対向する第一底面及び第二底面の一方又は両方の少なくとも一部に塗布されているコーティング材を焼成する工程Ｃと、
を含むコーティング付きセラミックスの製造方法。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
工程Ａで用意するセラミックスは、前記側面の第一底面近傍部分及び前記側面の第二底面近傍部分の一方又は両方の少なくとも一部にコーティング材が更に塗布されている請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
工程Ｂで用意する前記組立体における前記断熱材は、前記側面の第一底面近傍部分及び前記側面の第二底面近傍部分のうちコーティング材が塗布されている部分には接触しない請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
工程Ｂで用意する前記組立体における前記断熱材は、前記側面の全面積の６０％以上の部分に接触する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項５】
工程Ｂで用意する前記組立体における前記少なくとも一つの発熱性部材は、第一底面及び第二底面のうちコーティング材が塗布されている一方又は両方に対向し、且つ、平行な面を有する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項６】
工程Ｂで用意する前記組立体における前記少なくとも一つの発熱性部材は、第一底面及び第二底面のうちコーティング材が塗布されている一方又は両方の全面に対向する面を有する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項７】
工程Ｂで用意する前記組立体における前記少なくとも一つの発熱性部材は、第一底面及び第二底面のうちコーティング材が塗布されている一方又は両方の全面に対向する面を有すると共に、前記側面の第一底面近傍部分及び第二底面近傍部分のうちコーティング材が塗布されている部分に対向する面を有する請求項２又は３に記載の製造方法。
【請求項８】
前記発熱性部材はマイクロ波を吸収する材料を含有しており、工程Ｃは前記発熱性部材にマイクロ波を照射することを含む請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項９】
第一底面から第二底面までの長さをＨとし、第一底面及び第二底面の円相当径をＤとすると、１．０≦Ｈ／Ｄが成立する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記セラミックスは、第一底面から第二底面まで延びる複数の流路を有する請求項１又は２に記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はコーティング付きセラミックスの製造方法に関する。また、本発明はコーティング付きセラミックスの製造方法を実施するための焼成炉に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電磁波を利用した加熱技術に関して、以下のような先行技術文献が存在する。
【０００３】
特許文献１（特開２０２０－０５３１１８号公報）には、マイクロ波を吸収して発熱するカーボンを含む発熱材と、マイクロ波を透過して発熱材を収容する容器とを備えた発熱体に対し、マイクロ波を照射する加熱方法であって、発熱体の温度を測定し、３０（℃／ｓｅｃ）以上の昇温速度で発熱体を昇温させ、発熱体の温度を目標温度に合わせ、そして発熱体の温度を目標温度で維持するように、測定された温度に基づいてマイクロ波を発熱体へ照射することを特徴とする加熱方法が記載されている。当該加熱方法によれば、短時間で発熱体を所望する温度まで昇温させ、被加熱物を加熱することができる。
【０００４】
特許文献２（特開２００６－０２４５０２号公報）には、高温において使用可能なマイクロ波発熱体を提供することを目的として、黒鉛、カーボンブラック、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、ＣａＯ・６Ａｌ
2
Ｏ
3
、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ
2
）、ホウ化チタン（ＴｉＢ
2
）、ホウ化モリブデン（ＭｏＢ）およびフッ化カルシウム（ＣａＦ
2
）からなる群より選択される１種以上のセラミック粉末と、ＳｉＯ
2
ゾル、水ガラスおよび金属アルコキシドからなる群より選択される１種以上とを混練して得られた塗液をセラミック製の基材に塗布して、前記基材上に発熱層を形成することを特徴とする、マイクロ波発熱体の製造方法が記載されている。
【０００５】
特許文献３（特開２０１１－０２５３１３号公報）には、同一種類あるいは異種の材料を電磁波照射によって接合面近傍を加熱して接合する材料の接合方法において、接合面近傍に被接合材料よりも電磁波吸収特性の大きな自己発熱材料を配置し、接合面近傍を自己発熱材料により加熱する方法であって、自己発熱材料が、その配置において固相の粉粒体あるいは塊状体の集合状態にあり、集合状態全体としては流動性を有していることを特徴とする接合方法が記載されている。当該接合方法によれば、電磁波吸収効率が高くかつ流動性を持つ自己発熱体を用い、自己発熱体を接合面近傍に配設することにより、被接合材料の接合面を局部的に加熱することが可能で、省エネルギー、高効率で短時間に信頼性の高い接合を行うことができるとされる。
【０００６】
特許文献４（国際公開第２０１６／０２１１７３号）には、マイクロ波とバーナーなどの外部加熱を併用して被加熱物を加熱するためのマイクロ波複合加熱炉に関する発明が記載されている。このマイクロ波複合加熱炉は、断熱材からなる筐体と、前記筐体の内部に配置され、被加熱物を収容し、加熱するための加熱容器と、マイクロ波発生装置によりマイクロ波を発生させ、当該マイクロ波を伝送するマイクロ波伝送手段により前記加熱容器に収容された被加熱物に、前記加熱容器の外壁を介さずにマイクロ波を照射するためマイクロ波照射装置と、前記加熱容器を外部から加熱するための加熱手段とを備え、前記加熱容器は導電性を有する炭素系材料を主成分として形成されており、マイクロ波を内部で反射可能に形成されており、被加熱物をマイクロ波と前記加熱手段とにより加熱可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
特許文献５（特開２０２３－０９５９２３号公報）には、処理対象物を、マイクロ波を用いて適切に処理することができるマイクロ波処理装置等を提供することを目的とする発明が記載されている。具体的には、内部を処理対象物が移動する容器と、当該容器内にマイクロ波を照射する照射部を備えたマイクロ波照射手段と、前記容器内に前記処理対象物の移動経路に沿って該処理対象物を覆うように部分的に設けられており、移動経路に沿った他の部分には設けられておらず、前記マイクロ波照射手段から照射されるマイクロ波を吸収して発熱する発熱部材と、を備えたマイクロ波処理装置であって、前記マイクロ波照射手段は、前記移動経路の前記発熱部材が設けられている部分に対してマイクロ波を照射して前記発熱部材を加熱し、前記移動経路の発熱部材が設けられていない部分に対してマイクロ波を照射して前記処理対象物を加熱するマイクロ波処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０２０－０５３１１８号公報
特開２００６－０２４５０２号公報
特開２０１１－０２５３１３号公報
国際公開第２０１６／０２１１７３号
特開２０２３－０９５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
セラミックス製品の中には部分的にコーティングが施されているものが存在する。コーティングの形成方法としては、例えばセラミックスの所定表面にコーティング材を塗布した後に焼成する方法が挙げられる。この場合、コーティング材を塗布したセラミックスを加熱炉内に入れてセラミックスを全体的に加熱することでコーティング材を焼成するのが一般的であった。しかしながら、この方法では焼成が必要な箇所はコーティング材のみにも拘わらず、セラミックス全体を加熱するため、長時間焼成が必要であり、しかも消費電力量が多くなるという問題があった。また、生産効率を上げるためにセラミックス全体を急速昇温すると、セラミックスの内部と表面近傍の間で温度差が大きくなり熱膨張差による応力が生じ、割れが発生しやすいという問題があった。特許文献１～５にはセラミックスの表面に部分的にコーティングを設ける際の加熱方法について記載されておらず、当該問題を解決する方法を提供できない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、一実施形態において、クラックの発生を抑制しながら、コーティング材を省エネルギーで焼成することを可能とするコーティング付きセラミックスの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は別の一実施形態において、そのような製造方法を実施するのに適した焼成炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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