專利名稱：成形體的制造方法、成形用漿狀物、型芯、型芯制造方法、中空陶瓷成形體、和發(fā)光容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體為成形原料的成形體的制造方法，作為成形原料的成形用漿狀物，構(gòu)成供成形體制造的成形模型的型芯，型芯的制造方法，用成形體制造方法制造的中空陶瓷成形體，以及以中空陶瓷成形體為前體物的發(fā)光容器。
背景技術(shù)：
以陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體為成形原料來制造各種成形體的成形部件的成形方法，包括鑄模法、壓模法、注模法等各種成形方法。這些成形方法基本上是通過使陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體以分散狀態(tài)收容于成形模型中并在同一成形模型內(nèi)硬化而形成成形體、使所形成的成形體脫模而得到成形體的制造方法。在該制造方法中，因使用的成形原料的形態(tài)、所制造的成形體的形狀、構(gòu)造的復(fù)雜程度而異，可選擇適當(dāng)?shù)某尚畏椒ā?br> 不過，所制造的成形體，從所要求的成形部件的特性來看，有形狀或構(gòu)造簡單的和復(fù)雜的、壁厚薄的和厚的、其尺寸精度高的和低的等千差萬別。當(dāng)制造這些成形部件的時候，即使在采用任何成形方法的情況下，也重要的是能在成形模型內(nèi)高尺寸精度地形成成形體，而且能使所形成的成形體從成形模型內(nèi)無任何損傷且容易地脫模。為了應(yīng)對這些事項(xiàng)，以采用精確成形方法為前提，有必要充分考慮成形原料或成形模型等。進(jìn)而，在成形部件有特殊形狀或構(gòu)造的情況下，這些考慮更加重要。
在成形部件有復(fù)雜形狀或構(gòu)造的情況下，因形狀或構(gòu)造的復(fù)雜程度而異，有使用通常的成形原料在通常的成形模型中難以形成成形體、成形體難以從成形模型內(nèi)脫模、形狀或構(gòu)造的尺寸精度下降、難以使成形體致密化、在壁厚厚的成形體的情況下有發(fā)生龜裂之虞等問題。
作為應(yīng)對這些問題的一種手段，已知有作為鑄模法的一種方式的凝膠澆鑄法。在日本國專利公開公報的特開2001-335371號公報中，公開了一種考慮到成形原料為成形用漿狀物的凝膠澆鑄法。
凝膠澆鑄法是一種使用含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體的原料粉體、分散介質(zhì)和凝膠化劑的漿狀物作為成形原料，將該漿狀物注入成形模型中之后，在交聯(lián)劑的存在下保持預(yù)定溫度使?jié){狀物固化而形成成形體的方法。凝膠澆鑄法是將硬化前流動性高的狀態(tài)下的漿狀物注入成形模型中的，因而有容易形成復(fù)雜形狀或構(gòu)造的成形體、所形成的成形體通過漿狀物的硬化而具有足以耐受操作的充分強(qiáng)度等大優(yōu)點(diǎn)。
在先有的凝膠澆鑄法中，使用的漿狀物是將原料粉末和以聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂等預(yù)聚物為主成分的凝膠化劑添加、分散于分散介質(zhì)中制備的。這樣制備的漿狀物注入金屬制等的成形模型中固化，但在注入成形模型中的漿狀物中要添加交聯(lián)劑，所添加的交聯(lián)劑與凝膠化劑的交聯(lián)反應(yīng)使?jié){狀物固化而形成成形體。
不過，在先有的凝膠澆鑄法中，構(gòu)成凝膠化劑的預(yù)聚物是以在非反應(yīng)性分散介質(zhì)中稀釋的狀態(tài)存在的，因而，為了使?jié){狀物充分固化，有必要使用大量的預(yù)聚物和交聯(lián)劑，在采用這種手段的情況下，漿狀物的粘度越高就越有損于流動性。
其結(jié)果，在該漿狀物中凝膠化劑和交聯(lián)劑兩者難以均勻分散，從而無法使?jié){狀物總體均勻固化，在所形成的成形體中，干燥或焙燒時有發(fā)生龜裂之虞。進(jìn)而，漿狀物向成形模型中的注入作業(yè)所要求的作業(yè)性也不能說是令人滿意的。此外，漿狀物難以向成形模型的型內(nèi)均勻延伸，所形成的成形體的密度無法達(dá)到意圖密度，成形體干燥時或焙燒時的收縮增大。因此，成形體干燥時或焙燒時有發(fā)生龜裂之虞。
進(jìn)而，該漿狀物大量含有非反應(yīng)性的分散介質(zhì)、預(yù)聚物、交聯(lián)劑，因而，在以該漿狀物為成形原料形成的成形體中，氣化和/或燒失的成分大量存在。因此，所形成的成形體干燥、焙燒時的收縮大，這成為成形體變形、龜裂發(fā)生、燒結(jié)不良的重大原因。
進(jìn)而，在先有的凝膠澆鑄法中，采用金屬制等成形模型作為成形模型，并使所形成的成形體從該成形模型中脫模，特別是在制造微細(xì)形狀或構(gòu)造、復(fù)雜形狀或構(gòu)造的成形體的情況下，在脫模時，有對要脫模的成形體的微細(xì)或復(fù)雜的形狀或構(gòu)造的部位造成損傷之虞。進(jìn)而，在成形模型有咬邊形狀或構(gòu)造部位的情況下，在該成形模型內(nèi)形成的成形體變得無法無損傷地脫模。
另一方面，作為以特殊形狀或構(gòu)造用于特殊用途的成形體，可以列舉有中空狀胴部和細(xì)管部的中空陶瓷成形體。該中空陶瓷成形體焙燒形成的燒結(jié)體可以作為中空陶瓷部件、作為高壓放電燈用發(fā)光容器等各種功能性部件利用。作為發(fā)光容器等中空陶瓷部件的前體物的該中空陶瓷成形體，一般是通過分別個體地形成胴部和細(xì)管部、再將這兩者互相粘接組合構(gòu)成的。
近年來，在國際專利申請PCT/JP99/02777號申請(國際公開序號WO 99/62103)中，提出了集胴部和細(xì)管部于一體的一體型中空陶瓷成形體以及以該陶瓷成形體為前體物的中空陶瓷部件，以期提高中空陶瓷部件的功能和消除中空陶瓷成形體形成時各構(gòu)成部件的麻煩組裝作業(yè)。
在該中空陶瓷部件中，在功能上，要求胴部或細(xì)管部的內(nèi)周面及其界面部要盡可能平滑，而且按設(shè)定的厚度形成胴部的壁不會導(dǎo)致容積偏差。這些要求即使在一體型的中空陶瓷部件中也是理所當(dāng)然的要求，因而需要能滿足這些要求的、胴部和細(xì)管部一體化的中空陶瓷部件以及該中空陶瓷部件的較好制備方法。
作為這樣的一體型中空陶瓷部件的前體物的中空陶瓷成形體的先有技術(shù)制造方法，有特開平10-81183號公報中公開的吹塑法、特開平7-107333號公報中公開的鑄模法、上述國際專利申請中公開的減壓成形法。然而，即使在這些當(dāng)中的任何一種制造方法中，在能滿足上述各項(xiàng)要求的一體型中空陶瓷部件以及作為其前體物的中空陶瓷成形體的制造方面也是有問題的。
即，在這些制造方法中，吹塑法是將呈管狀的可塑性成形體置于成形模型的兩模件之間、從成形體的一端開口部吹入壓縮空氣等壓力介質(zhì)、使可塑性成形體從內(nèi)部膨脹到兩模件的成形面?zhèn)鹊姆椒?。按照該吹塑法，可以成形沿成形模型的兩模件所具有的成形面的外形形狀的中空陶瓷成形體、并通過將其焙燒而得到中空陶瓷部件。然而，用吹塑法難以控制陶瓷成形體的內(nèi)部形狀、胴部的壁難以達(dá)到所設(shè)定的厚度、而且有均一性不足之虞。
進(jìn)而，鑄模法是從鑄型的開口部注入水基漿狀物、利用石膏型等鑄型的吸水性使?jié){狀物被覆到鑄型的成形面上、使剩余的漿狀物從鑄型中排出的方法。在該鑄模法，也可以形成沿鑄型成形面的外形形狀的中空陶瓷成形體，但與吹塑法一樣，難以控制陶瓷成形體的內(nèi)部形狀、胴部的壁難以達(dá)到設(shè)定的厚度，而且有均一性不足之虞。
進(jìn)而，減壓成形法是將呈管狀的可塑性成形體置于成形模型的兩模件之間、在兩模件的內(nèi)周與成形體的外周之間的間隙施加負(fù)壓、使可塑性成形體膨脹到成形側(cè)面的方法。在該減壓成形法中，也可以成形沿成形模型的兩模件所具有的成形面的外形形狀的中空陶瓷成形體，但同吹塑法或鑄模法一樣，難以控制陶瓷成形體的內(nèi)部形狀，胴部的壁難以達(dá)到設(shè)定的厚度，而且有均一性不足之虞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及成形體的制造方法、基于凝膠澆鑄法的成形體制造方法、基于凝膠澆鑄法的中空陶瓷成形體制造方法、成形用漿狀物、構(gòu)成成形模型的型芯、型芯的制造方法、中空成形體、和發(fā)光容器。
本發(fā)明的第一個目的是脫模時不伴隨損傷而且尺寸精度高地制造形狀或構(gòu)造精細(xì)的成形體或復(fù)雜的成形體。進(jìn)而，本發(fā)明的第二個目的是脫模時不伴隨損傷而且尺寸精度高地制造特殊形狀和特殊構(gòu)造的中空陶瓷成形體。本發(fā)明中，為了達(dá)到本發(fā)明的第一個目的和第二個目的，對作為成形原料的成形用漿狀物、型芯、中空成形體等進(jìn)行改良。
在本發(fā)明中，其第一個目的是通過使用至少其一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型作為成形模型、進(jìn)而著眼于凝膠澆鑄法作為成形方法、構(gòu)成作為成形原料的漿狀物的凝膠化劑不與交聯(lián)劑而與分散介質(zhì)反應(yīng)，使?jié){狀物固化來達(dá)到的。
進(jìn)而，在本發(fā)明中，其第二個目的是通過著眼于使用蠟成形體作為型芯的失蠟成形法、使用在中空陶瓷成形體成形時能精確控制成形體內(nèi)部形狀的型芯來達(dá)到的。
本發(fā)明提供旨在達(dá)到這些目的的成形體制造方法、基于凝膠澆鑄法的成形體制造方法、基于凝膠澆鑄法的中空陶瓷成形體制造方法、成形用漿狀物、型芯、型芯制造方法、中空成形體、以及發(fā)光容器。
本發(fā)明涉及的第一發(fā)明涉及成形體制造方法。本發(fā)明涉及的成形體制造方法之第一是將陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體以分散狀態(tài)收容于成形模型中并在同一成形模型內(nèi)固化形成成形體、使所形成的成形體脫模而得到所述成形體的成形體制造方法，其特征在于采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型作為所述成形模型、所述成形體脫模時使所述成形模型的至少一部分崩解或溶解。
進(jìn)而，本發(fā)明涉及的成形體制造方法之第二是以第一制造方法為基礎(chǔ)的，是采用含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、和凝膠化劑的漿狀物作為成形體的成形材料、使該漿狀物在所述成形模型內(nèi)固化而形成成形體、使所形成的成形體脫模得到所述成形體的成形體制造方法，其特征在于采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型作為所述成形模型，在該成形體脫模時，使所述成形模型的至少一部分崩解或溶解。
進(jìn)而，本發(fā)明涉及的成形體制造方法之第三是以第一制造方法為基礎(chǔ)的，是采用含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、凝膠化劑、和分散劑的漿狀物作為成形體的成形材料、使該漿狀物在所述成形模型內(nèi)固化而形成成形體、使所形成的成形體脫模而得到所述成形體的成形體制造方法，其特征在于采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型作為所述成形模型，在該成形體脫模時，使所述成形模型的至少一部分崩解或溶解。
在本發(fā)明涉及的成形體制造方法之第二、第三制造方法中，可以采取以下所示各種形態(tài)。即，在這些成形體制造方法中，可以采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的型芯和用非崩解性與非溶解性材料形成的分割型外模型組成的成形模型作為所述成形模型，將所述漿狀物注入所述外模型與所述型芯形成的空間中，使所述漿狀物在該空間中固化而形成成形體，在該成形體脫模時，使所述型芯的至少一部分崩解或溶解的形態(tài)。
進(jìn)而，在這些成形體制造方法中，可以采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的型芯和至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的外模型組成的成形模型作為所述成形模型，將所述漿狀物注入所述外模型與所述型芯形成的空間中，使所述漿狀物在該空間中固化而形成成形體，在該成形體脫模時，使所述外模型和型芯的至少一部分崩解或溶解的形態(tài)。
在這些形態(tài)的各成形體制造方法中，作為構(gòu)成所述成形模型的至少一部分的溶解性材料，可以選定蠟或蠟狀物質(zhì)。進(jìn)而，在所采用的漿狀物中，也可以添加具有漿狀物固化能力的聚合物。
本發(fā)明涉及的第二發(fā)明涉及中空陶瓷成形體的制造方法。
作為本發(fā)明涉及的第二發(fā)明的中空陶瓷成形體制造方法之第一是集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體的制造方法，其中，采用含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、和凝膠化劑的漿狀物、必要時添加作為分散劑和/或固化助劑的聚合物形成的漿狀物作為所述中空陶瓷成形體的成形材料，同時采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的型芯和用非崩解性且非熔解性材料形成的分割型外模型組成的成形模型作為成形模型。
然而，在該中空陶瓷成形體的第一制造方法中，其特征在于把所述漿狀物注入所述外模型和所述型芯形成的空間中，使所述漿狀物在該空間中固化而形成中空陶瓷成形體，在該成形體脫模時，使所述型芯的至少一部分崩解或溶解。
進(jìn)而，作為本發(fā)明涉及的第二發(fā)明的中空陶瓷成形體制造方法之第二，同該第一制造方法一樣，是集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體的制造方法，其中，采用含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、和凝膠化劑的漿狀物、必要時添加作為分散劑和/或固化助劑的聚合物形成的漿狀物作為所述中空陶瓷成形體的成形材料，同時采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的型芯和用崩解性材料或溶解性材料形成的外模型組成的成形模型作為成形模型，把所述漿狀物注入所述外模型和所述型芯形成的空間中，使所述漿狀物在該空間中固化而形成中空陶瓷成形體，在該成形體脫模時，使所述型芯和所述外模型的至少一部分崩解或溶解。
然而，在該中空陶瓷成形體的第一、二制造方法中，可以采用由具有與所述中空陶瓷成形體的所述胴部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體、和具有與所述細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀、與所述蠟狀成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體連接并從該成形體突出的實(shí)心栓或中空栓組成的型芯作為所述型芯，在所述中空陶瓷成形體脫模時把構(gòu)成所述型芯的所述栓從所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體中拔出并從所述外模型中取出，然后，使成形的中空陶瓷成形體內(nèi)的所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體以使該成形體殘存于所述外模型內(nèi)的狀態(tài)或從外模型脫模的狀態(tài)加熱熔融排出。
在該中空陶瓷成形體的這些制造方法中，可以采取使?jié){狀物注入所述成形模型的所述空間中的注入口處于與構(gòu)成所述成形模型內(nèi)的所述型芯的栓的外周相對的位置的構(gòu)成。進(jìn)而，在成形的所述中空陶瓷成形體有至少2個細(xì)管部的情況下，可以使所述型芯制成配備與這些細(xì)管部對應(yīng)的栓的構(gòu)成。
本發(fā)明涉及的第三發(fā)明涉及作為成形用原料的成形用漿狀物。
本發(fā)明涉及的成形用漿狀物之第一是在陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體以分散狀態(tài)收容于成形模型中并在該成形模型內(nèi)固化而形成成形體、在所形成的成形體從所述成形模型中脫模時使該成形模型的至少一部分崩解或溶解組成的成形體制造方法中采用的成形用漿狀物。
然而，在該成形用漿狀物中，其特征在于以陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、和凝膠化劑為主要構(gòu)成成分，所述分散介質(zhì)和所述凝膠化劑含有具有反應(yīng)性官能基的有機(jī)化合物，并通過所述分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物與所述凝膠化劑中的有機(jī)化合物的反應(yīng)固化。
進(jìn)而，作為本發(fā)明涉及的第三發(fā)明的成形用漿狀物之第二、同第一成形用漿狀物一樣，是在陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體以分散狀態(tài)收容于成形模型中并在該成形模型內(nèi)固化而形成成形體、在所形成的成形體從所述成形模型中脫模時使該成形模型的至少一部分崩解或溶解組成的成形體制造方法中采用的成形用漿狀物。
然而，在該成形用漿狀物中，其特征在于以陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、分散介質(zhì)、凝膠化劑、和分散劑為主要構(gòu)成成分，所述分散介質(zhì)、所述凝膠化劑和所述分散劑含有具有反應(yīng)性官能基的有機(jī)化合物，并通過所述分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物和/或所述分散劑中的有機(jī)化合物與凝膠化劑中的有機(jī)化合物的反應(yīng)固化。
在本發(fā)明涉及的成形用漿狀物中，可以含有作為固化助劑的聚合物，同時可以采取如下各種形態(tài)。即，在該成形用漿狀物中，可以采取原料粉末的濃度在40體積％以上、且25℃的粘度在5ps以下的構(gòu)成，以及含有Mg、Y、Zr、Sc、La、Si、B、Na、Cu、Fe、Ca和這些的氧化物中至少一種的成分并在0.02wt％～0.15wt％范圍內(nèi)含有該成分的構(gòu)成。
關(guān)于構(gòu)成該成形用漿狀物的分散介質(zhì)，可以采取含有具有至少2個反應(yīng)性官能基的有機(jī)化合物的構(gòu)成、含有所述反應(yīng)性官能基60質(zhì)量％以上的構(gòu)成、分散介質(zhì)在20℃的粘度在0.2ps以下的構(gòu)成。
關(guān)于構(gòu)成該成形用漿狀物的凝膠化劑，可以采取凝膠化劑在20℃的粘度在30ps以下的構(gòu)成、含有以下述式(1)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)系異氰酸酯的構(gòu)成、含有以下述式(2)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的六亞甲基二異氰酸酯(HDI)系異氰酸酯的構(gòu)成。
OCN-(CH2)6-NCO···(2)關(guān)于構(gòu)成該成形用漿狀物的分散介質(zhì)和凝膠化劑，可以采取分散介質(zhì)含有具有2個以上酯鍵的有機(jī)化合物、且凝膠化劑含有具有異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、或這兩種基團(tuán)的有機(jī)化合物的構(gòu)成。
關(guān)于構(gòu)成該成形用漿狀物的分散劑，可以采取含有具有反應(yīng)性官能基即具有能與所述分散介質(zhì)中或凝膠化劑中的所述有機(jī)化合物反應(yīng)的反應(yīng)性官能基的有機(jī)化合物的構(gòu)成，分散劑相對于構(gòu)成該漿狀物的原料粉體而言的含量在0.1wt％～5wt％范圍內(nèi)的構(gòu)成。
本發(fā)明涉及的第四發(fā)明涉及型芯。作為本發(fā)明涉及的第四發(fā)明的型芯之第一是構(gòu)成集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體成形時使用的成形模型的型芯，其特征在于包括具有與所述胴體內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體，和具有與所述細(xì)管部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并與所述蠟成形體或蠟狀成形體連接而從該成形體突出的栓。
進(jìn)而，作為本發(fā)明涉及的第四發(fā)明的型芯之第二，是為了同時成形多個集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的型芯，其特征在于包括具有與所述胴部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的多個蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體，和具有與所述細(xì)管部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并以串聯(lián)方式貫通連接所述各蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的細(xì)長栓，該栓是管狀中空栓，在與所述各蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟或蠟狀物質(zhì)的排出口。
在所述第一種型芯中，可以采取如下各種形態(tài)。即，關(guān)于構(gòu)成該型芯的成形體的蠟或蠟狀物質(zhì)，可以采用蠟或蠟狀物質(zhì)的熔點(diǎn)在30℃～80℃范圍內(nèi)的構(gòu)成、蠟或蠟狀物質(zhì)熔融時的粘度在10ps以下的構(gòu)成、蠟或蠟狀物質(zhì)的熔融-凝固相轉(zhuǎn)變引起的體積變化率在5％以下的構(gòu)成。
進(jìn)而，關(guān)于構(gòu)成該型芯的栓，可以采用能以貫通所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的狀態(tài)與該成形體連接的構(gòu)成、能以植附于所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體上的狀態(tài)與該成形體連接的構(gòu)成、該栓為實(shí)心栓或管狀中空栓的構(gòu)成、中空栓的一個末端或兩個末端封閉的構(gòu)成、所述中空栓有至少一端是開放的并在與蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟或蠟狀物質(zhì)排出口的構(gòu)成。
進(jìn)而，在所述第二種型芯中，可以采取如下各種形態(tài)。即，關(guān)于構(gòu)成該型芯的成形體的蠟或蠟狀物質(zhì)，可以采用蠟或蠟狀物質(zhì)的熔點(diǎn)在30℃～80℃范圍內(nèi)的構(gòu)成、蠟或蠟狀物質(zhì)熔融時的粘度在10ps以下的構(gòu)成、蠟或蠟狀物質(zhì)的熔融-凝固相轉(zhuǎn)變引起的體積變化率在5％以下的構(gòu)成。
關(guān)于構(gòu)成型芯的中空栓，可以采用一個末端或兩個末端封閉的構(gòu)成，至少一端是開放的并在與蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟或蠟狀物質(zhì)排出口的構(gòu)成，栓的表面糙度(Ra)為0.1～3.2的構(gòu)成，栓對蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的粘合強(qiáng)度為0.1kg～2kg的構(gòu)成，將栓拔出而在蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體內(nèi)形成的空隙占該成形體的體積的至少1體積％的構(gòu)成。
本發(fā)明涉及的第五發(fā)明涉及為形成集中空狀的胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的、包括具有與所述胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體、和具有與所述細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并與所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體連接而從該成形體突出的栓的型芯的制造方法。
然而，作為本發(fā)明涉及的第五發(fā)明的型芯制造方法之第一，其特征在于，采用沒有蠟或蠟狀物質(zhì)排出口的栓作為所述栓，同時采用具有與所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的外部形狀對應(yīng)的腔體和與該腔體連通并收納了栓的空間部的成形模型作為成形模型，在該成形模型中收納了所述栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟或蠟狀物質(zhì)經(jīng)由在該成形模型中設(shè)置的蠟或蠟狀物質(zhì)的注入通道供給所述腔體。
進(jìn)而，作為本發(fā)明涉及的第五發(fā)明的型芯制造方法之第二，其特征在于，采用有蠟或蠟狀物質(zhì)排出口的中空栓作為所述栓，同時采用具有與所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的外部形狀對應(yīng)的腔體和與該腔體連通并收納了栓的空間部的成形模型作為成形模型，在該成形模型中收納了所述栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟或蠟狀物質(zhì)經(jīng)由所述栓的內(nèi)孔注入并從該栓上設(shè)置的排出口供給所述腔體中。
本發(fā)明涉及的第六發(fā)明涉及為了同時形成多個集中空狀的胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的型芯的制造方法。該型芯的制造方法是所述型芯包括具有與所述胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的多個蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體、和具有與所述細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并以串聯(lián)貫通方式連接所述各蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的細(xì)長栓，該栓是管狀的中空栓，在與所述各蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟或蠟狀物質(zhì)的排出口的型芯的制造方法。
然而，其特征在于，在該型芯中，采用以串聯(lián)方式具有與所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體的外部形狀對應(yīng)的多個腔體同時具有與這些腔體連通并收納了細(xì)長中空栓的空間部的成形模型作為成形模型，在該成形模型中收納了所述栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟或蠟狀物質(zhì)經(jīng)由所述栓的內(nèi)孔注入并從該栓中設(shè)置的各排出口供給所述各腔體。
本發(fā)明涉及的第七發(fā)明涉及中空陶瓷成形體。本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體是集中空狀的胴部和細(xì)管部于一體、使用型芯成形的中空陶瓷成形體，其特征在于所述胴部具有用有所述型芯的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體控制的圓滑周面形狀，而且所述細(xì)管部具有用有所述型芯的栓控制的圓滑周面形狀。
本發(fā)明涉及的第八發(fā)明涉及以中空陶瓷成形體為前體物的發(fā)光容器。本發(fā)明涉及的發(fā)光容器是高壓放電燈用發(fā)光容器，是集中空狀胴部和細(xì)管部于一體、使用型芯成形、所述胴部有用所述型芯的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體控制的圓滑內(nèi)周面、同時所述細(xì)管部有用所述型芯的栓控制的圓滑內(nèi)周面的中空陶瓷成形體焙燒形成的透光性陶瓷質(zhì)中空陶瓷部件，其特征在于所述胴部構(gòu)成放電空間、且所述細(xì)管部構(gòu)成插入了電極部件的插入空間。
這樣，本發(fā)明包含上述第一發(fā)明～第八發(fā)明，本發(fā)明涉及的第一發(fā)明涉及成形體制造方法、第二發(fā)明涉及中空陶瓷成形體制造方法、第三發(fā)明涉及作為成形原料的成形用漿狀物、第四發(fā)明涉及構(gòu)成成形模型的型芯、第五和第六發(fā)明涉及型芯制造方法、第七發(fā)明涉及中空陶瓷成形體、第八發(fā)明涉及發(fā)光容器。
要說明的是，蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體這樣的術(shù)語、蠟或蠟狀物質(zhì)這樣的術(shù)語是繁雜的，因而，在與本發(fā)明有關(guān)的說明中，蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體簡稱為蠟成形體，進(jìn)而，蠟或蠟狀物質(zhì)簡稱為蠟。因此，在以下說明中使用的蠟成形體這樣的術(shù)語系指蠟成形體和/或蠟狀物質(zhì)組成的成形體，進(jìn)而，蠟這樣的術(shù)語系指蠟和/或蠟狀物質(zhì)。
本發(fā)明涉及的第一發(fā)明的成形體制造方法是在成形模型內(nèi)形成的成形體從該成形模型中脫模時使成形模型的至少一部分崩解或溶解的方法。因此，按照該成形體制造方法，在形狀或構(gòu)造復(fù)雜或精細(xì)的成形體的情況下或者諸如在有咬邊部位的成形體的情況下，也能通過使對脫模有妨礙的成形模型部位崩解或溶解而對成形體無任何損傷地使該成形體脫模。
進(jìn)而，對于該成形體制造方法來說，在其第二種制造方法中，采用的是使用能在成形模型內(nèi)凝膠化的漿狀物作為成形用原料的凝膠澆鑄法。因此，按照該成形體制造方法，可以容易地在成形模型內(nèi)形成形狀或構(gòu)造復(fù)雜或精細(xì)的成形體，而且在該成形體脫模時通過使對脫模有妨礙的成形模型部位崩解或溶解就能對該成形體無任何損傷地使該成形體脫模。
在本發(fā)明涉及的第二發(fā)明的中空陶瓷成形體制造方法中，在集中空狀胴部和細(xì)管部于一體、有特殊形狀、構(gòu)造的中空陶瓷成形體的制造時，采用的是使用能在成形模型內(nèi)凝膠化的漿狀物作為成形用原料的凝膠澆鑄法。因此，按照該成形體制造方法，可以容易地在成形模型內(nèi)形成形狀或構(gòu)造復(fù)雜且精細(xì)的特殊構(gòu)造成形體即集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體，而且在中空陶瓷成形體脫模時通過使對脫模有妨礙的成形模型部位崩解或溶解就能對中空陶瓷成形體無任何損傷地使該成形體脫模。
對于該中空陶瓷成形體制造方法來說，在其第二種制造方法中，作為構(gòu)成成形模型的型芯，采用的是包含具有與中空陶瓷成形體的胴部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體、和具有與細(xì)管部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并與蠟成形體連接而從該蠟成形體突出的實(shí)心栓或中空栓的型芯。
因此，若采用該型芯作為構(gòu)成成形模型的型芯，則成形模型內(nèi)的中空陶瓷成形體脫模時可以把構(gòu)成型芯的栓從蠟成形體中拔出并從外模型中取出，然后使中空陶瓷成形體內(nèi)的蠟成形體以該成形體殘存于外模型內(nèi)的狀態(tài)或脫離該外模型的狀態(tài)加熱熔融排出。
按照該中空陶瓷成形體制造方法，通過使構(gòu)成型芯的蠟成形體的形狀預(yù)先精確地對應(yīng)于陶瓷成形體的胴部內(nèi)部形狀就能精確地控制中空陶瓷成形體的胴部內(nèi)部形狀，并在中空陶瓷成形體成形后使蠟成形體以熔融狀態(tài)排出就能形成有所設(shè)定的均一厚度的壁的中空陶瓷成形體。
在這種情況下，采用含分散劑和凝膠化劑的陶瓷粉體漿狀物作為成形材料，并采用將該漿狀物注入在成形模型腔體內(nèi)由型芯外周形成的空間部中、使之凝膠化、固化的手段，因而所形成的中空陶瓷成形體中均無氣孔存在，在蠟成形體熔融排出時蠟不會因滲入陶瓷成形體內(nèi)壁而損害胴部內(nèi)周面的面糙度。
進(jìn)而，在該中空陶瓷成形體制造方法中，構(gòu)成型芯的蠟成形體排出時，采用了在蠟成形體溶解之前將栓從蠟成形體中拔出的手段。在將栓從蠟成形體中拔出之后，在陶瓷成形體內(nèi)部殘存相當(dāng)于栓的容積并與外部連通的空隙，因而減輕了蠟成形體加熱熔融時熱膨脹引起的對中空陶瓷成形體胴部產(chǎn)生的應(yīng)力，從而該胴部上局部變形或龜裂不會發(fā)生，導(dǎo)致該胴部保持圓滑的內(nèi)周面形狀。
進(jìn)而，蠟成形體熔融排出時，可以利用栓拔出形成的連通部(部件的細(xì)管部)，借此，可以使熔融的蠟迅速向外部排出。所形成連通部的數(shù)目決定于所使用的栓的形狀或根數(shù)，但在有多個連通部的情況下，從一個連通部對熔融蠟施加壓力，可以使熔融蠟從另一個連通部擠出，因而，有熔融蠟向外部排出迅速的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明涉及的第三發(fā)明的成形用漿狀物是適合于上述本發(fā)明涉及的各成形體制造方法采用的漿狀物，其第一種成形用漿狀物是以陶瓷粉體、金屬粉體或這兩種粉體的混合粉體以及分散介質(zhì)和凝膠化劑為主要構(gòu)成成分的，而其第二種成形用漿狀物是在這些構(gòu)成成分中添加了分散劑的。在這些成形用漿狀物中，分散介質(zhì)和凝膠化劑以及因情況而異的分散劑，含有具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物，并通過分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物和/或分散劑中的有機(jī)化合物與凝膠化劑中的有機(jī)物的反應(yīng)硬化。
本發(fā)明涉及的這些成形用漿狀物是凝膠化反應(yīng)的反應(yīng)效率高、有低粘度和高流動性、而且各構(gòu)成成分互相均勻分散的均一性高的。因此，若采用該成形用漿狀物作為成形原料，則可以改善成形用漿狀物向成形模型內(nèi)的注入作業(yè)，而且向成形模型內(nèi)的延伸良好，從而可以高精度地制造有復(fù)雜形狀或構(gòu)造的成形體、有精細(xì)形狀或構(gòu)造的成形體等。而且，所得到的成形體的密度和硬度是大且均一的，在該成形體干燥或焙燒的情況下可以防止或抑制龜裂的發(fā)生。
進(jìn)而，該成形用漿狀物在構(gòu)成成分上可以將氣化、燒失成分的含量抑制到較低水平，從而可以減少所得到的成形體中的干燥、焙燒時氣化或燒失的成分。因此，可以降低成形體干燥、焙燒時的收縮率，提高干燥、焙燒效率，防止干燥、焙燒時龜裂的發(fā)生。
在采用該成形用漿狀物作為成形原料的成形體制造方法中，采用的是成形模型的至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型。該成形模型，因注入漿狀物的手段而異，有不能耐受漿狀物的注入壓力之虞。然而，該成形用漿狀物是粘度低、流動性高的，因而可降低對成形模型的注入壓力，從而在向該成形模型中注入漿狀物時該成形模型沒有破損之虞。
要說明的是，在該成形用漿狀物中，可以采取與成形體制造方法對應(yīng)的如上所述各種形態(tài)。因此，各成形用漿狀物可以像后述“發(fā)明實(shí)施形態(tài)”項(xiàng)中詳述的那樣發(fā)揮各自固有的作用效果。
本發(fā)明涉及的第四發(fā)明的型芯是構(gòu)成制造所述中空陶瓷成形體的成形模型的型芯，其第一種型芯是為形成集中空狀的胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的成形用型芯。
該成形用型芯有包括具有與胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體，和具有與細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀、與蠟成形體連接而從該蠟成形體突出的栓的構(gòu)成。
在使用該成形用型芯形成中空陶瓷成形體的情況下，中空陶瓷成形體的胴部是在成形模型的腔體內(nèi)沿成形用型芯的蠟成形體外周側(cè)面形成的，而中空陶瓷成形體的細(xì)管部是在成形模型的腔體內(nèi)沿成形用型芯的外周側(cè)面形成的。
在這種情況下，中空陶瓷成形體的胴部的形成與成形用型芯的蠟成形體有關(guān)，而蠟成形體使該胴部的內(nèi)周面形狀精確控制成蠟成形體的外周面形狀。進(jìn)而，在這種情況下，中空陶瓷成形體的細(xì)管部的形成與成形用型芯的栓有關(guān)，而栓使該細(xì)管部的內(nèi)周面形狀精確控制成栓的外周面形狀。以這種方式起作用的成形用型芯可以采取栓以貫通蠟成形體的狀態(tài)與該蠟成形體連接的構(gòu)成、和栓以植附于蠟成形體上的狀態(tài)與該蠟成形體連接的構(gòu)成。
構(gòu)成該成形用型芯的栓無論是實(shí)芯栓還是管狀的中空栓均可，但在采用中空栓的情況下，會對在中空栓的外周形成的蠟成形體產(chǎn)生良好的作用效果。即，為了形成成形用型芯，向成形模型的腔體內(nèi)栓的外周側(cè)注入加熱熔融的蠟并使其冷卻凝固，但此時成形的蠟成形體逐漸收縮而夾緊栓，其結(jié)果，在蠟成形體中有收縮引起的應(yīng)力起作用，從而有發(fā)生龜裂之虞。在這種情況下，如果栓是中空的，則中空栓會因蠟成形體賦予的夾緊力而撓曲從而緩和夾緊力和緩和對蠟成形體的應(yīng)力，進(jìn)而防止蠟成形體中龜裂的發(fā)生。
進(jìn)而，在采用中空栓作為構(gòu)成該成形用型芯的栓的情況下，中空栓可以是一個末端或兩個末端封閉的栓，進(jìn)而也可以是有至少一端是開放的并在與蠟成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟排出口的栓。作為中空栓，在采用有至少一端是開放的并在與蠟成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟排出口的栓的情況下，作為向成形模型的腔體內(nèi)栓的外周側(cè)注入加熱熔融的蠟的手段，可以使熔融蠟經(jīng)由栓的內(nèi)孔從其排出口供給。
即，在蠟成形體成形時，可以使熔融蠟從要成形的蠟成形體的內(nèi)側(cè)中心部位供給。其結(jié)果，在所形成的蠟成形體的外周面上不會殘存鑿紋等蠟排出口痕跡(鑄口痕跡)，從而不必除去鑄口痕跡。因此，蠟成形體的外周面形成了沒有起因于鑄口痕跡去除的粗糙非圓滑面部位存在的高度圓滑面，同時蠟成形體的體積也不會因鑄口痕跡的去除而變動。
換言之，成形用型芯的蠟成形體具有所設(shè)定的大小和所設(shè)定的高圓滑度的外周面，通過使用有這樣的蠟成形體的成形用型芯，可以形成高度控制了胴部內(nèi)外形狀的中空陶瓷成形體。
進(jìn)而，本發(fā)明涉及的成形用型芯的第二種成形用型芯是以為了同時形成多個集中空狀胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的成形用型芯為對象的。
該成形用型芯包括具有與胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的多個蠟成形體、和具有與細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并以串聯(lián)貫通方式連接各蠟成形體的細(xì)長栓、該栓是管狀的中空栓、并在與各蠟成形體的連接部位對應(yīng)的部位配備蠟排出口。
在該成形用型芯中，理所當(dāng)然的是能夠發(fā)揮與配備有蠟排出口的中空栓的第一種成形用型芯同等的作用效果，而且使用一個成形用型芯就可以同時形成與蠟成形體的數(shù)目對應(yīng)的多個中空陶瓷成形體。
就本發(fā)明涉及的第一種成形用型芯和第二種成形用型芯而言，在中空陶瓷成形體的制造上，可以采取各種形態(tài)。
例如，關(guān)于構(gòu)成本發(fā)明涉及的各成形用型芯的栓，從后述的中空陶瓷成形體的制造上和所制造的中空陶瓷成形體的特性上來看，較好設(shè)定栓的表面糙度(Ra)為0.1～3.2，設(shè)定栓對蠟成形體的粘合強(qiáng)度為0.1kg～2kg，和設(shè)定栓拔出后在蠟成形體內(nèi)形成的空隙占該蠟成形體的體積的至少1體積％。
出于同樣的理由，關(guān)于構(gòu)成本發(fā)明涉及的各成形用型芯的蠟成形體，較好將蠟的熔點(diǎn)設(shè)定在30℃～80℃的范圍內(nèi)，將蠟熔融時的粘度設(shè)定在10ps以下，將蠟的熔融-凝固相轉(zhuǎn)變引起的體積變化率設(shè)定在5％以下。
要說明的是，就本發(fā)明涉及的各成形用型芯而言，出于其本身制造上的理由，可以采取上述各種形態(tài)，關(guān)于這一點(diǎn)，如后述“實(shí)施形態(tài)”項(xiàng)中詳細(xì)顯示的那樣，是能發(fā)揮各自固有的作用效果的。
本發(fā)明涉及的第五發(fā)明的成形用型芯制造方法，是構(gòu)成用來制造所述中空陶瓷成形體的成形模型的成形用型芯的制造方法，其第一種制造方法是以沒有蠟排出口的栓為構(gòu)成部件的成形用型芯的制造方法。在第一種制造方法中，采用具有與蠟成形體的外部形狀對應(yīng)的腔體和連通該腔體并能收納栓的空間部的成形模型，在該成形模型中收納了栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟經(jīng)由在成形模型中設(shè)置的蠟注入通道供給腔體。這樣，就可以容易地制造該成形用型芯。
進(jìn)而，制造本發(fā)明涉及的成形用型芯的第二種制造方法，是以至少一端開放并在與蠟成形體的連接部位對應(yīng)的部位有蠟排出口的栓為構(gòu)成部件的成形用型芯的制造方法。在第二種制造方法中，采用具有與蠟成形體的外部形狀對應(yīng)的腔體和連通該腔體并能收納栓的空間部的成形模型，在該成形模型中收納了栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟經(jīng)由栓的內(nèi)孔注入，從該栓上設(shè)置的排出口向腔體中供給。
若采用該制造方法，則可以使熔融蠟從要成形的蠟成形體的內(nèi)側(cè)中心部位供給，從而可以制造外周面上不殘存鑿紋等蠟排出口痕跡(鑄口痕跡)的蠟成形體組成的成形用型芯。
本發(fā)明涉及的第六發(fā)明的成形用型芯制造方法，是為同時形成多個集中空狀的胴部和細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體而使用的所述成形用型芯制造方法。該成形用型芯制造方法是包括多個蠟狀成形體，和以串聯(lián)貫通方式連接各蠟狀成形體的細(xì)長栓、栓是管狀的中空栓且在與各蠟狀成形體的連接部位對應(yīng)的部位有蠟排出口的成形用型芯制造方法。
在該制造方法中，采用串聯(lián)地具有與蠟成形體的外部形狀對應(yīng)的多個腔體同時有連通該腔體并能收納細(xì)長栓的空間部的成形模型，在該成形模型收納了栓的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟經(jīng)由栓的內(nèi)孔注入并從該栓上設(shè)置的各排出口供給各腔體中。按照該制造方法，可以容易地制造具有與用第二種制造方法制造的成形用型芯同等的特性而且可以同時制造多個中空陶瓷成形體的成形用型芯。
本發(fā)明涉及的第七發(fā)明涉及中空陶瓷成形體，即用本發(fā)明涉及的各制造方法可以制造的中空陶瓷成形體。該中空陶瓷成形體是集中空狀胴部和細(xì)管部于一體、使用成形用型芯成形的中空陶瓷成形體，胴部具有用成形用型芯的蠟成形體控制的圓滑周面形狀，且細(xì)管部具有用成形用型芯的栓控制的圓滑周面形狀。
進(jìn)而，本發(fā)明涉及的第八發(fā)明涉及發(fā)光容器，是以本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體為前體物、將其焙燒形成的透光性陶瓷質(zhì)的中空陶瓷部件。該發(fā)光容器是以具有用成形用型芯的蠟成形體控制的圓滑內(nèi)周面的胴部構(gòu)成放電空間部、而且以具有用成形用型芯的栓控制的圓滑內(nèi)周面的細(xì)管部構(gòu)成電極部件插入空間的。該發(fā)光容器由于作為胴部的放電空間部的內(nèi)外周形狀是用成形用型芯的蠟成形體精確控制的，因而有優(yōu)異的發(fā)光特性。
附圖簡單說明

圖1模式地顯示本發(fā)明中一種實(shí)施形態(tài)的工程圖。
圖2模式地顯示本發(fā)明中另一種實(shí)施形態(tài)的工程圖。
圖3模式地顯示本發(fā)明中又另一種實(shí)施形態(tài)的工程圖。
圖4模式地顯示本發(fā)明的成形模型制作中使用的原型之一例的斜視圖。
圖5模式地顯示本發(fā)明的成形模型制作中使用的原型之另一例的斜視圖。
圖6模式地顯示本發(fā)明的成形模型制作中使用的原型之又另一例的斜視圖。
圖7顯示從本發(fā)明涉及的成形用漿狀物的制備到制造本發(fā)明涉及的中空陶瓷部件的制造過程的工藝流程。
圖8顯示本發(fā)明涉及的第一成形用型芯之一例的剖視圖。
圖9顯示本發(fā)明涉及的第一成形用型芯之另一例的剖視圖。
圖10顯示本發(fā)明涉及的第二成形用型芯之一例的剖視圖。
圖11顯示本發(fā)明涉及的第二成形用型芯之另一例的剖視圖。
圖12顯示本發(fā)明涉及的第三成形用型芯的剖視圖。
圖13顯示本發(fā)明涉及的第四成形用型芯的剖視圖。
圖14顯示本發(fā)明涉及的第五成形用型芯的剖視圖。
圖15顯示本發(fā)明涉及的第六成形用型芯的剖視圖。
圖16顯示本發(fā)明涉及的第一成形用型芯制造方法說明圖。
圖17顯示本發(fā)明涉及的第三成形用型芯制造方法說明圖。
圖18顯示本發(fā)明涉及的第六成形用型芯制造方法說明圖。
圖19顯示本發(fā)明之一例涉及的中空陶瓷部件(發(fā)光容器)的剖視圖。
圖20本發(fā)明之一例涉及的中空陶瓷成形體的制造步驟的前半工程圖。
圖21該制造步驟的后半工程圖。
圖22本發(fā)明之另一例涉及的多個發(fā)光容器的剖視圖。
圖23本發(fā)明之另一例涉及的中空陶瓷成形體的制造步驟的前半工程圖。
圖24該制造步驟的后半工程圖。
圖25失蠟方式的制造方法中構(gòu)成成形用型芯的栓的表面糙度與栓對蠟成形體的粘合力的關(guān)系顯示圖。
符號說明1外模型，2型芯，3漿狀物，4成形體，5外模型，6型芯，6a第一部件，6b第二部件，7成形體，8外模型，9型芯，10a1、10a2第一成形用型芯，10b1、10b2第二成形用型芯，10c第三成形用型芯，10d第四成形用型芯，10e第五成形用型芯，10f第六成形用型芯，10g第七成形用型芯，11、17蠟成形體，11a間隙，12、13a、13b、14、15a、15b、16a、16b、18栓，14a、15c、16c、18a排出口，14b、18b一端開口部，20a、20b、20c成形模型，21、22模型，21a注入孔，23空間部，24腔體，30a、30b發(fā)光容器，31胴部，32、33細(xì)管部，40a、40b中空陶瓷成形體(前體物)，40b 1群體，41胴部，42、43細(xì)管部，50a、50b成形模型，51、52、55、56模型，51a漿狀物注入孔，53、54空間部，57注入孔，S漿狀物。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)(其一)本發(fā)明涉及成形體制造方法、成形用漿狀物、成形用型芯、成形用型芯制造方法、中空陶瓷成形體、和發(fā)光容器。本發(fā)明涉及的實(shí)施形態(tài)之一例，是采用以陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體為原料粉體的漿狀物作為成形原料(成形用漿狀物)的凝膠澆鑄法成形體制造。進(jìn)而，本發(fā)明涉及的實(shí)施形態(tài)之另一例，是采用成形用漿狀物的凝膠澆鑄法中空陶瓷成形體制造。在這些實(shí)施形態(tài)中，采用特殊組成的漿狀物作為成形用漿狀物，同時采用特殊構(gòu)造的模型和型芯作為成形模型和成形用型芯。
本發(fā)明涉及的實(shí)施形態(tài)之一例，是采用含有陶瓷粉體、金屬粉體或這兩種粉體的混合粉體以及分散介質(zhì)和凝膠化劑的漿狀物作為成形體的成形材料，使該漿狀物在成形模型內(nèi)凝膠化、固化而形成成形體，并在該成形體脫模時使成形模型的至少一部分崩解或溶解的。
在該制造方法中，考慮到作為制造對象的成形體的形狀或構(gòu)造的復(fù)雜性、精細(xì)性等，可以采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯和用非崩解性與非溶解性材料形成的分割型的外模型組成的成形模型作為成形模型，也可以采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯和至少一部分用崩解性材料和溶解性材料形成的外模型組成的成形模型作為成形模型。
成形用漿狀物成形用漿狀物(以下簡稱為漿狀物)是含有原料粉體、分散介質(zhì)、和凝膠化劑作為構(gòu)成成分的。原料粉體是陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體。具體地說，可以列舉玻璃、氧化鋁、氮化硅、碳化硅、氮化鋁、氧化鋯、SIALON等陶瓷粉體、各種金屬粉體，這些粉體可以各自單獨(dú)使用也可以2種以上粉體適當(dāng)混合使用。要說明的是，這些原料粉體的粒徑只要可以制備漿狀物就沒有特別限定，但要選定與所制造成形體相應(yīng)的、適宜、較好的粒徑。
分散介質(zhì)和凝膠化劑是含有具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物的，而且這些有機(jī)化合物是能互相反應(yīng)的。因此，漿狀物中固化效率高，而且由于高固化效率，因而少量凝膠化劑的添加就可以得到所希望的固化特性。進(jìn)而，由于凝膠化劑的少量添加，因而可以使?jié){狀物保持低粘度和高流動性。要說明的是，所述反應(yīng)性官能團(tuán)，系指能與其它成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原子團(tuán)，而作為反應(yīng)性官能團(tuán)，可以列舉羥基、羰基、羧基、氨基、通過后述的酯鍵形成的羰基、甲氧基等。
分散介質(zhì)含有的有機(jī)化合物，即使在有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物中，較好的也是20℃的粘度在20cps以下的低粘度液狀物質(zhì)的酯類等。特別好的是總碳數(shù)在20以下的酯類。進(jìn)而，酯鍵較好有CH3-O-CO-基。要說明的是，酯類是比較穩(wěn)定的，但通過使用反應(yīng)性高的凝膠化劑，可以提高作為漿狀物總體的反應(yīng)性。
構(gòu)成分散介質(zhì)的有機(jī)化合物，可以有一個反應(yīng)性官能團(tuán)，但為了發(fā)揮更高的凝膠化能力而使?jié){狀物充分固化，較好的是有2個以上反應(yīng)性官能團(tuán)的化合物。作為有2個以上反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物，可以列舉乙二醇等二醇類或甘油等三醇類等多元醇，二羧酸等多元酸，戊二酸二甲酯、丙二酸二甲酯等多元酸酯，三醋精等多元醇的酯等酯類。
在構(gòu)成分散介質(zhì)的有機(jī)化合物中，為了在達(dá)到高反應(yīng)率而使?jié){狀物充分固化的同時賦予固化前的漿狀物以高流動性從而形成高密度且精密的成形體，較好的是戊二酸二甲酯等多元酸酯、三醋精等多元醇的酸酯等有2個以上酯鍵的酯類。
在構(gòu)成分散介質(zhì)的有機(jī)化合物中，分子內(nèi)的反應(yīng)性官能團(tuán)不一定是同種官能團(tuán)，也可以是不同的官能團(tuán)。但出于上述理由，較好含有至少一個酯鍵。進(jìn)而，分散介質(zhì)也不一定必須只由具有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物構(gòu)成，也可以含有非反應(yīng)性成分。
作為允許的非反應(yīng)性成分，可以列舉例如醚、烴、甲苯等。這些非反應(yīng)性成分，可以根據(jù)構(gòu)成分散介質(zhì)的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物和與后述的分散劑的兼容性等的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行選擇。例如，在使用酯類作為構(gòu)成分散介質(zhì)的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物的情況下，從兼容性等觀點(diǎn)來看，較好含有醚類。
要說明的是，作為非反應(yīng)性成分，也可以使用廣泛用來作為分散介質(zhì)的水。然而，在用水作為分散介質(zhì)的情況下，成形體的干燥是困難的，而且在使用異氰酸酯作為后述的凝膠化劑的情況下，會通過與凝膠化劑的反應(yīng)發(fā)生二氧化碳而使氣泡混入成形體內(nèi)，從而使成形體或其燒成體的密度或強(qiáng)度下降，而且成形體或燒成體中容易發(fā)生龜裂等，因此，較好的是其使用量盡可能少。
進(jìn)而，即使在采用有機(jī)化合物作為非反應(yīng)性成分的情況下，為了確保與凝膠化劑的充分反應(yīng)效率，較好的是在總分散介質(zhì)中含有60質(zhì)量％以上的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物。更好的是85質(zhì)量％以上。
構(gòu)成成形用漿狀物的凝膠化劑，含有能與構(gòu)成分散介質(zhì)的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物反應(yīng)而使?jié){狀物固化的、有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物。構(gòu)成凝膠化劑的有機(jī)化合物只要是分子內(nèi)有能與分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)的即可。作為這樣的有機(jī)化合物，可以列舉單體、低聚物、因交聯(lián)劑的存在而三維交聯(lián)的預(yù)聚物等，例如聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂等。
然而，構(gòu)成凝膠化劑的有機(jī)化合物，從確保漿狀物的流動性的觀點(diǎn)來看，較好是粘性低的，具體地說，是20℃的粘度在30ps以下的液狀物質(zhì)。作為這樣的低粘性有機(jī)化合物，較好的是分子量比聚合物或預(yù)聚物小的。具體地說，是平均分子量(用GPC法測定)在2000MW以下的單體或低聚物。要說明的是，這里所謂粘度系指構(gòu)成凝膠化劑的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物本身的粘度，而不是指水溶液等用稀釋液稀釋了該有機(jī)化合物的狀態(tài)的粘度。
凝膠化劑也可以是用稀釋液分散或溶解了這樣的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物的，但如上所述，在對反應(yīng)有貢獻(xiàn)的有機(jī)化合物本身粘度低的情況下，為了能提高反應(yīng)效率而不要用稀釋液稀釋，或者在使用稀釋液的情況下，其使用量較好限于得到預(yù)定粘度所需的最小量。
構(gòu)成凝膠化劑的有機(jī)化合物，考慮到與分散介質(zhì)中的有機(jī)化合物的反應(yīng)性，較好選定有較好反應(yīng)性官能團(tuán)的。例如，在使用反應(yīng)性比較低的酯類作為構(gòu)成分散介質(zhì)的有機(jī)化合物的情況下，作為構(gòu)成凝膠化劑的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物，較好選擇有反應(yīng)性高的異氰酸酯基(-N＝C＝O)和/或異硫氰酸酯基(-N＝C＝S)的有機(jī)化合物。但是，異氰酸酯類雖然與二醇類或二胺類的反應(yīng)是一般的，但二醇類高粘性者居多，進(jìn)而，二胺類反應(yīng)性高，有時會在漿狀物注入成形模型中之前硬化，因而應(yīng)當(dāng)予以注意。作為有異氰酸酯基(-N＝C＝O)和/或異硫氰酸酯基(-N＝C＝S)的有機(jī)化合物，可以列舉以下列通式(1)～通式(5)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)。
OCN-(CH2)6-NCO···(2) 或 R-N＝C＝S…(5)以通式(1)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)是4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯系異氰酸酯(樹脂-MDI系異氰酸酯，以通式(2)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)是六亞甲基二異氰酸酯系異氰酸酯(樹脂)-HDI系異氰酸酯，以通式(3)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)是甲苯二異氰酸酯系異氰酸酯(樹脂)-TDI系異氰酸酯，以通式(4)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)是異佛爾酮二異氰酸酯系異氰酸酯(樹脂-IPDI系異氰酸酯，以通式(5)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的化學(xué)物質(zhì)是異硫氰酸酯(樹脂)。
進(jìn)而，作為以通式(2)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的HDI系異氰酸酯(樹脂)，可以列舉以通式(6)～通式(8)所示化學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的二聚體或三聚體。
構(gòu)成凝膠化劑的有機(jī)化合物，較好的是這些當(dāng)中的MDI系異氰酸酯(樹脂)或HDI系異氰酸酯(樹脂)，更好的是MDI系異氰酸酯(樹脂)。作為凝膠化劑，在采用這些異氰酸酯(樹脂)的情況下，可以提高所形成成形體的硬度，而且即使成形體是薄壁構(gòu)造的，也可以抑制龜裂的發(fā)生。進(jìn)而，所形成的成形體干燥時的收縮減少，因而可以抑制成形體干燥時龜裂的發(fā)生和變形。進(jìn)而，可以提高成形體形成時漿狀物的固化速度，從而使成形步驟加速。
在凝膠化劑中，考慮到與分散介質(zhì)等的兼容性等的化學(xué)特性，可以在所述基本的各化學(xué)結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入其它官能團(tuán)。例如，在以酯為主成分的分散介質(zhì)作為對象的情況下，為了提高與酯的兼容性從而提高混合時的均一性，較好將親水性官能團(tuán)導(dǎo)入基本化學(xué)結(jié)構(gòu)中。進(jìn)而，在構(gòu)成凝膠化劑的有機(jī)化合物的分子中可以含有異氰酸酯基團(tuán)或異硫氰酸酯基團(tuán)以外的反應(yīng)性官能團(tuán)。在這種情況下，既可以有異氰酸酯基或異硫氰酸酯基混合存在，也可以像多異氰酸酯基那樣有多個異氰酸酯基或異硫氰酸酯基存在。
成形用漿狀物較好是注入成形模型中時不固化，而注入后在成形模型內(nèi)迅速固化的。因此，當(dāng)漿狀物制備時，較好考慮注入前漿狀物的溫度、反應(yīng)性分散介質(zhì)的種類或含量、反應(yīng)性凝膠化劑的種類或含量、對凝膠化反應(yīng)有貢獻(xiàn)的催化劑的有無、催化劑的種類或含量等。在漿狀物制備時，既可以將原料粉體添加、分散于分散介質(zhì)中之后添加、分散凝膠化劑，而且也可以將原料粉體和凝膠化劑同時添加、分散于分散介質(zhì)中。
成形用漿狀物，若考慮到向成形模型中注入時的作業(yè)性，則較好的是20℃的漿狀物粘度在300ps以下、更好的是20℃的漿狀物粘度在200ps以下。要說明的是，在漿狀物以無加壓狀態(tài)注入用來形成本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體而具有精細(xì)形狀的模型中等情況下，較好的是25℃的漿狀物粘度在5ps以下。
然而，在漿狀物濃度(相對于漿狀物總體積而言的原料粉體的體積％)太低的情況下，所形成的成形體的密度下降、從而成形體的強(qiáng)度下降，而且成形體干燥、燒成時龜裂或變形容易發(fā)生，因而，漿狀物濃度是25體積％～75體積％、較好是35體積％～75體積％。要說明的是，漿狀物的粘度可以用漿狀物濃度、反應(yīng)性分散劑或凝膠化劑的粘度、原料粉體的種類、必要時添加的其它添加劑的數(shù)量等來調(diào)整。
在成形用漿狀物中，只要不損害本發(fā)明的意圖作用效果，就可以添加有效的添加劑。作為添加劑，可以列舉例如用來使?jié){狀物的制備變得容易的分散劑、消泡劑、表面活性劑，和用來提高成形體的燒結(jié)部件的特性的燒結(jié)助劑、特性提高劑等。
分散劑是能對分散介質(zhì)中的原料粉體起作用而有助于分散的，可以列舉多羧酸酯等。分散劑相對于原料粉體而言的含量較好是0.1重量％～5重量％。進(jìn)而，在制造作為發(fā)光容器前體物的成形體的情況下，以透光性提高為意圖，較好添加Mg、Y、Zr、Sc、La、Si、B、Na、Cu、Fe、Ca和這些金屬的氧化物中至少一種，其添加量相對于原料粉體而言較好是0.02重量％～0.15重量％。
成形用漿狀物在注入了成形模型內(nèi)的狀態(tài)下因分散介質(zhì)和凝膠化劑含有的有反應(yīng)性官能團(tuán)的有機(jī)化合物之間的凝膠化反應(yīng)而固化。因此，在成形體的制造中，采用以該成形用漿狀物為成形原料的凝膠澆鑄法。在凝膠澆鑄法中，可以采用使成形用漿狀物注入成形模型內(nèi)的手段、使注入的漿狀物在成形模型內(nèi)放置預(yù)定時間的手段、在臨注入成形模型內(nèi)之前向漿狀物中添加催化劑的手段等。
成形模型本發(fā)明涉及的成形體制造方法，是采用成形模型的至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型、并使成形模型的至少一部分崩解或溶解以使?jié){狀物在成形模型內(nèi)凝膠化、固化而形成的成形體脫模的。
成形模型既可以是用一種型材構(gòu)成的，也可以是像外模型和成形用型芯等那樣用2種或2種以上型材構(gòu)成的。進(jìn)而，成形模型既可以是其總體都用崩解性材料或溶解性材料形成的，但也可以是僅其一部用崩解性材料或溶解性材料形成的。進(jìn)而，當(dāng)是2種以上的型材組成的成形模型時，也可以是其一種型材是用崩解性材料或溶解性材料形成的，而其余型材是用非崩解性和非溶解性材料構(gòu)成的。例如，是用崩解性或溶解性材料形成成形用型芯，而用非崩解性和非溶解性材料形成外模型的形態(tài)。
圖1模式地顯示基于采用該成形模型的凝膠澆鑄法來制造成形體的制造步驟之一例。在該凝膠澆鑄法中，作為成形模型，采用的是分割型的、用非崩解性和非溶解性材料形成的外模型1和用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯2組成的成形模型。在該成形模型中，向外模型1與成形用型芯2形成的空間部中注入漿狀物3，使注入的漿狀物3凝膠化、固化而形成成形體4。所形成的成形模型內(nèi)的成形體4通過使外模型1分割而從外模型1中脫模，并通過使成形體4內(nèi)的成形用型芯2崩解或溶解而與成形用型芯脫模。
圖2模式地顯示基于采用該成形模型的凝膠澆鑄法來制造成形體的制造步驟的另一例。在該凝膠澆鑄法中，作為成形模型，采用的是分割型的用非崩解性和非溶解性材料形成的外模型5和一部用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯6組成的成形用模型。成形用型芯6是用由崩解性材料或溶解性材料組成的第1部件6a和由非崩解性與非溶解性材料組成的第2部件6b構(gòu)成的。
在該成形模型中，向外模型5與型芯6形成的空間部中注入漿狀物3，使注入的漿狀物3凝膠化、固化而形成成形體7。所形成的成形模型內(nèi)的成形體7通過分割外模型5而從外模型5中脫模，而且將構(gòu)成成形體7內(nèi)的成形用型芯6的第2部件6b取出、使第1部件6a崩解或溶解、除去而與成形用型芯6脫模。
圖3模式地顯示基于采用該成形模型的凝膠澆鑄法來制造成形體的制造步驟的又另一例。在該凝膠澆鑄法中，作為成形模型，采用的是非分割型、全部用崩解性材料或溶解性材料形成的外模型8和全部用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯9組成的成形模型。在該成形模型中，向外模型8與成形用型芯9形成的空間部中注入漿狀物3，使注入的漿狀物3凝膠化、固化而形成成形體7。所形成的在成形模型內(nèi)的成形體7通過使外模型8和成形用型芯9崩解或溶解而從外模型8和成形用型芯9中脫模。
在采用由包含外模型和成形用型芯這樣的2種以上型材構(gòu)成的成形模型作為成形模型的情況下，從何種型材中脫模的順序是任意的，可以按脫模作業(yè)容易的順序脫模。例如，在圖1所示的制造步驟中，可以在去掉外模型1之后使成形用型芯2崩解或溶解而脫模，也可以在使成形用型芯2崩解或溶解之后去掉外模型1而脫模。
作為構(gòu)成成形模型的崩解性材料，較好是強(qiáng)度比要制造的成形體小的，例如，可以列舉紙、砂、石膏等。而作為溶解性材料，可以列舉發(fā)泡苯乙烯等能通過與水或有機(jī)溶劑的反應(yīng)而溶解的材料，或在常溫下為固體而在加熱到預(yù)定溫度時熔融的蠟等。在這些崩解性材料和溶解性材料中，從可以容易地脫模的觀點(diǎn)來看，更好的是蠟。要說明的是，作為構(gòu)成成形模型的非崩解性和非溶解性材料，沒有任何限定，可以列舉例如金屬、陶瓷、橡膠等。
要說明的是，在圖1～圖3中，關(guān)于構(gòu)成成形模型的外模型和成形用型芯，采用以簡單斜線顯示同一剖面表述。其理由是，在這些例中，無法規(guī)定外模型和成形用型芯的材質(zhì)，因而無法做顯示材質(zhì)的剖面表述。進(jìn)而，圖4～圖6顯示在成形模型制作中使用的原型的多個實(shí)例。
實(shí)施例漿狀物制備漿狀物A1分別采用氧化鋁粉末AES-11C(住友化學(xué)公司制，商品名)作為原料粉體，由丙二酸二甲酯組成的分散介質(zhì)作為分散介質(zhì)，MALIALIM AKM-0531(日本油脂公司制，商品名)作為分散劑，異氰酸酯樹脂Bayhydur 3100(住友拜耳聚氨酯公司制，商品名)作為凝膠化劑，三乙胺作為反應(yīng)催化劑。
漿狀物的制備在室溫(20℃左右)下進(jìn)行，是在分散介質(zhì)24重量份中添加分散劑1重量份、混合后添加、分散氧化鋁粉末100重量份、然后添加、分散凝膠化劑2重量份、再添加反應(yīng)催化劑0.2重量份來制備漿狀物的。該漿狀物稱為漿狀物A1。漿狀物A1具體地采用分散介質(zhì)240.0g、分散劑10.0g、氧化鋁粉末1000.0g、凝膠化劑20.0g、反應(yīng)催化劑2.0g。漿狀物A1的漿狀物濃度是67.8體積％、漿狀物粘度是90ps。
漿狀物A2除采用玻璃粉作為原料粉體、分散介質(zhì)的使用量為150.0g、凝膠化劑的添加量為12.0g、反應(yīng)催化劑的添加量為1.5g、且分散劑的添加量為11.3g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A2。漿狀物A2的漿狀物濃度是67.8體積％、漿狀物粘度是90ps。
漿狀物A3除采用氮化硅粉末作為原料粉體、分散介質(zhì)的使用量為350.0g、凝膠化劑的添加量為28.0g、反應(yīng)催化劑的添加量為3.5g、且分散劑的添加量為26.3g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A3。漿狀物A3的漿狀物濃度是42.5體積％、漿狀物粘度是35ps。
漿狀物A4除采用氧化鋯粉末作為原料粉體、分散介質(zhì)的使用量為365.0g、凝膠化劑的添加量為29.2g、反應(yīng)催化劑的添加量為3.7g、且分散劑的添加量為27.4g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A4。漿狀物A4的漿狀物濃度是28.7體積％、漿狀物粘度是7.5ps。
漿狀物A5除采用氮化鋁粉末作為原料粉體、分散介質(zhì)的使用量為445.0g、凝膠化劑的添加量為35.6g、反應(yīng)催化劑的添加量為4.5g、且分散劑的添加量為33.4g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A5。漿狀物A5的漿狀物濃度是38.2體積％、漿狀物粘度是5.8ps。
漿狀物A6除采用乙二醇作為分散介質(zhì)、凝膠化劑的添加量為19.2g、反應(yīng)催化劑的添加量為2.4g、且分散劑的添加量為18.0g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A6。漿狀物A6的漿狀物濃度是47.8體積％、漿狀物粘度是200ps。
漿狀物A7除凝膠化劑的添加量為19.2g、不采用反應(yīng)催化劑、且分散劑的添加量為18.0g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A7。漿狀物A7的漿狀物濃度是47.8體積％、漿狀物粘度是7ps。
漿狀物A8除采用氧化鋯粉末作為原料粉體、采用丙二酸二甲酯與二甲醚(80∶20)的混合物作為分散介質(zhì)且其使用量為365.0g、凝膠化劑的添加量為29.2g、反應(yīng)催化劑的添加量為3.7g、且分散劑的添加量為27.4g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A8。漿狀物A8的漿狀物濃度是42.5體積％、漿狀物粘度是7ps。
漿狀物A9除采用氧化鋯粉末作為原料粉體、采用丙二酸二甲酯與二甲醚(50∶50)的混合物作為分散介質(zhì)且其使用量為365.0g、凝膠化劑的添加量為29.2g、反應(yīng)催化劑的添加量為3.7g、且分散劑的添加量為27.4g外，在與漿狀物A1相同的條件下制備。該漿狀物稱為漿狀物A9。漿狀物A9的漿狀物濃度是42.5體積％、漿狀物粘度是6ps。
成形模型的制作成形模型B1成形模型是以圖4中所示、有計(jì)算機(jī)的CPU中的受熱器形狀的模型作為原型形成的，在該原型中，使成形模型的形成原料即熔點(diǎn)60℃的石蠟(日本精蠟公司制)以熔融狀態(tài)流入，在石蠟硬化后從原型中取出，制作具有與原型相反的反轉(zhuǎn)型形狀的成形模型。該成形模型稱為成形模型B1。
成形模型B2成形模型是以圖4中所示、有計(jì)算機(jī)的CPU中的受熱器形狀的模型作為原型形成的，在該原型中，使成形模型的形成原料即熔點(diǎn)70℃的蠟A(日本弗里曼公司制，商品名)以熔融狀態(tài)流入，在蠟A硬化后從原型中取出，制作具有與原型相反的反轉(zhuǎn)型形狀的成形模型。該成形模型稱為成形模型B2。
成形模型B3成形模型是以圖4中所示、有計(jì)算機(jī)的CPU中的受熱器形狀的模型作為原型形成的，在該原型中，使成形模型的形成原料即熔點(diǎn)55℃的脫水山梨糖醇-硬脂酸酯RHEODOL AS-10(花王公司制，商品名)以熔融狀態(tài)流入，在RHEODOL AS-10硬化后從原型中取出，制作具有與原型相反的反轉(zhuǎn)型形狀的成形模型。該成形模型稱為成形模型B3。
成形模型B4成形模型是以圖4中所示、有計(jì)算機(jī)的CPU中的受熱器形狀的模型作為原型形成的，在該原型中，使成形模型的形成原料即熔點(diǎn)55℃的鯨蠟醇(片山化學(xué)公司制)以熔融狀態(tài)流入，在鯨蠟醇硬化后從原型中取出，制作具有與原型相反的反轉(zhuǎn)型形狀的成形模型。該成形模型稱為成形模型B4。
成形模型B5成形模型是以圖5所示的計(jì)算機(jī)CPU為原型形成的，將該原型壓到在熔點(diǎn)附近溫度呈半熔融狀態(tài)的熔點(diǎn)55℃的脫水山梨糖醇-硬脂酸酯RHEODOL AS-10(花王公司制，商品名)中，冷卻后取出原型，制作成形模型。該成形模型稱為成形模型B5。
成形模型B6成形模型包含圖1所示的外模型和成形用型芯，外模型是以白熾燈為原型得到的、有燈泡形狀的反轉(zhuǎn)形狀的硅橡膠KE-12(信越化學(xué)公司制，商品名)組成的2分割型外模型。而成形用型芯是呈比作為原型使用的白熾燈的形狀稍小的形狀、用熔融60℃的石蠟(日本精蠟公司制)制成的。由這些外模型和成形用型芯組成的成形模型稱為成形模型B6。
成形模型B7成形模型是由圖1所示的外模型和成形用型芯組成的，外模型是以白熾燈為原型得到的、有燈泡形狀的反轉(zhuǎn)形狀的硅橡膠組成2分割型外模型。進(jìn)而，成形用型芯是呈比作為原型使用的白熾燈的形狀稍小的形狀、用發(fā)泡苯乙烯制成的。由這些外模型和型芯組成的成形模型稱為成形模型B7。
成形模型B8成形模型是以用發(fā)泡苯乙烯形成圖6所示框架形狀的模型、有突起狀注入口的模型為原型形成的，是將該原型除其注入口末端外埋沒于呈熔融狀態(tài)的蠟A中，在蠟A冷卻、硬化之后，從由發(fā)泡苯乙烯組成的原型的注入口注入醋精使原型溶解而制成成形模型。該成形模型稱為成形模型B8。
成形模型B9成形模型是以圖4所示、有計(jì)算機(jī)CPU中的受熱器的形狀的模型為原型形成的，在該原型中，使成形模型的形成原料即硅橡膠KE-12以熔融狀態(tài)流入，在硅橡膠硬化后從原型中取出，制作了成形模型。該成形模型稱為成形模型B9。
以上所述9種漿狀物A1～漿狀物A9的組成和特性一并列于表1和表2中，同時，以上所述9種成形模型B1～成形模型B9的形狀和材質(zhì)一并列于表3中。
表1成形用漿狀物(其一)

(注)MDM丙二酸二甲酯，ICN異氰酸酯，TEA三乙胺，AKM分散介質(zhì)簡稱，漿狀物濃度vol％，漿狀物粘度cps
表2成形用漿狀物(其二)

(注)MDM丙二酸二甲酯，ICN異氰酸酯，TEA三乙胺，AKM分散介質(zhì)簡稱，EG乙二醇，DME二甲醚，(1)80∶20，(2)50∶50，漿狀物濃度vol％，漿狀物粘度cps
表3成形模型

(注)PW石蠟，WA蠟A，SM脫水山梨糖醇-硬脂酸酯SR硅橡膠，F(xiàn)S發(fā)泡苯乙烯本實(shí)施例中，以所述各漿狀物為成形用原料，使用所述各成形模型制造成形體，并進(jìn)行所制造成形體的燒成試驗(yàn)，進(jìn)行成形體的硬化狀態(tài)、脫模狀態(tài)、干燥后狀態(tài)、和燒結(jié)體密度的評價。
實(shí)施例1在實(shí)施例1中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B1，將漿狀物A1注入成形模型B1內(nèi)之后在室溫下放置6小時使?jié){狀物A1凝膠化、硬化，在成形模型B1內(nèi)形成成形體C1。然后，將成形模型B1連同成形體C1一起收容于干燥機(jī)內(nèi)，在80℃放置預(yù)定時間，使石蠟組成的成形模型B1溶解而使成形體C1脫模。然后，使脫模的成形體C1脫脂，在大氣氛圍下于1600℃焙燒4小時，得到燒結(jié)體C1′。
所得到的成形體C1和燒結(jié)體C1′呈計(jì)算機(jī)CPU中受熱器的形狀，而且未發(fā)現(xiàn)脫模時成形體C1損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C1和燒結(jié)體C1′中龜裂的發(fā)生，成形體C1和燒結(jié)體C1′的評價結(jié)果列于表4中。
實(shí)施例2在實(shí)施例2中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B2、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C2和燒結(jié)體C2′。未發(fā)現(xiàn)脫模時成形體C2損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C2和燒結(jié)體C2′中龜裂的發(fā)生。成形體C2和燒結(jié)體C2′的評價結(jié)果列于表4中。
實(shí)施例3在實(shí)施例3中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B3、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C3和燒結(jié)體C3′。未發(fā)現(xiàn)脫模時成形體C3損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C3和燒結(jié)體C3′中龜裂的發(fā)生。成形體C3和燒結(jié)體C3′的評價結(jié)果列于表4中。
實(shí)施例4在實(shí)施例4中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B4、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C4和燒結(jié)體C4′。未發(fā)現(xiàn)脫模時成形體C4損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C4和燒結(jié)體C4′中龜裂的發(fā)生。成形體C4和燒結(jié)體C4′的評價結(jié)果列于表4中。
實(shí)施例5在實(shí)施例5中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B1、在與實(shí)施例1相同的條件下形成了成形體C5、除在脫模中使用80℃的溫水外在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C5和燒結(jié)體C5′。未發(fā)現(xiàn)脫模時成形體C5損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C5和燒結(jié)體C5′中龜裂的發(fā)生。要說明的是，在成形體C5脫模時，蠟分離而漂浮在溫水上，因而使溫水冷卻、除去硬化的蠟，就可以容易地從溫水中取出成形體C5。成形體C5和燒結(jié)體C5′的評價結(jié)果列于表4中。
實(shí)施例6在實(shí)施例6中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B5、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C6和燒結(jié)體C6′。脫模時，包含原型(CPU)的套部分等有精細(xì)形狀的部位，未發(fā)現(xiàn)成形體C6損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C6和燒結(jié)體C6′中龜裂的發(fā)生。成形體C6和燒結(jié)體C6′的評價結(jié)果列于表5中。
實(shí)施例7在實(shí)施例7中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B6(外模型和成形用型芯)、將漿狀物A1注入成形模型B6內(nèi)之后在室溫下放置6小時使?jié){狀物A1凝膠化、硬化，在成形模型B6內(nèi)形成成形體C7。然后，將成形模型B6連同成形體C7一起收容于干燥機(jī)內(nèi)在80℃放置預(yù)定時間，使由石蠟組成的成形用型芯熔融、排出，然后將外模型拆開，使燈泡形狀的成形體C7脫模。進(jìn)而，在脫模中，也采用了先將外模型拆開、將成形體C7取出、然后使成形用型芯熔融、排出的手段。脫模后的成形體C7在與實(shí)施例1相同的條件下燒成，得到燒結(jié)體C7′。
在兩次脫模均未發(fā)現(xiàn)成形體C7損傷的發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C7和燒結(jié)體C7′中龜裂的發(fā)生。成形體C7和燒結(jié)體C7′的評價結(jié)果列于表5中。
實(shí)施例8在實(shí)施例8中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B7(外模型和成形用型芯)、將漿狀物A1注入成形模型B7內(nèi)之后在室溫放置6小時使?jié){狀物A1凝膠化、硬化，在成形模型B7內(nèi)形成成形體C8。然后，向成形模型B7內(nèi)注入丙酮使由發(fā)泡苯乙烯組成的成形用型芯溶解，然后拆開外模型、取出，得到燈泡形狀的成形體C8。所得到成形體C8在與實(shí)施例1相同的條件下燒成，得到燒結(jié)體C8′。
在兩次脫模時，均未發(fā)現(xiàn)成形體C8的損傷發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C8和燒結(jié)體C8′中龜裂的發(fā)生。成形體C8和燒結(jié)體C8′的評價結(jié)果列于表5中。
實(shí)施例9在實(shí)施例9中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B8、在成形體C9從成形模型B8中脫模時采用以丙酮溶解成形模型B8的手段，除此之外在與實(shí)施例1相同的條件下得到成形體C9和燒結(jié)體C9′。在脫模時，未發(fā)現(xiàn)成形體C9的損傷發(fā)生。進(jìn)而，也未發(fā)現(xiàn)成形體C9和燒結(jié)體C9′中龜裂的發(fā)生。成形體C9和燒結(jié)體C9′的評價結(jié)果列于表5中。
比較例在比較例中，采用漿狀物A1作為成形用原料、使用成形模型B9、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C10和燒結(jié)體C10′。在試圖脫模時，受熱器的散熱部(突起形狀的部位)幾乎都?xì)埩粼诔尚文Ｐ虰9內(nèi)、不能得到所希望的形狀。成形體C10和燒結(jié)體C10′的評價結(jié)果列于表5中。
實(shí)施例10～17采用各漿狀物A2～漿狀物A9作為成形用原料、使用成形模型B1、在與實(shí)施例1相同的條件下制造了成形體C11～成形體C18和燒結(jié)體C11′～C18′。脫模時未發(fā)現(xiàn)各成形體C11～C18中損傷的發(fā)生。進(jìn)而，關(guān)于龜裂的發(fā)生，僅在成形體C18和燒結(jié)體C18′(實(shí)施例17)中發(fā)現(xiàn)微細(xì)龜裂，但在其它成形體和燒結(jié)體中均未發(fā)現(xiàn)。各成形體和各燒結(jié)體的評價結(jié)果列于表6和表7中。
表4成形體和燒結(jié)體的評價(其一)

(注)燒結(jié)體密度g/cm3○符號評價良好表5成形體和燒結(jié)體的評價(其二)

(注)燒結(jié)體密度g/cm3○符號評價良好表6成形體和燒結(jié)體的評價(其三)

(注)燒結(jié)體密度g/cm3○符號評價良好表7成形體和燒結(jié)體的評價(其四)

(注)燒結(jié)體密度g/cm3○符號評價良好實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)(其二)本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體是用來形成高壓放電燈用的發(fā)光容器的前體物，而發(fā)明涉及的發(fā)光容器是將該中空陶瓷成形體燒制形成的。高壓放電燈用發(fā)光容器是功能性中空陶瓷部件的代表例，且該發(fā)光容器是集構(gòu)成放電空間的中空狀胴部和構(gòu)成電極材料插入空間的細(xì)管部于一體的。
作為一種實(shí)施形態(tài)的發(fā)光容器是透光性陶瓷質(zhì)的，包含一個中空橢圓球狀的胴部，和在胴部長徑側(cè)相對各端部一體形成的一對細(xì)管部。在該發(fā)光容器中，在向其胴部中投入發(fā)光物質(zhì)且經(jīng)由各細(xì)管部插入一對電極部件的狀態(tài)下，將各細(xì)管部密封，就形成了高壓放電燈。
在該高壓放電燈中，要求顏色溫度、燈泡效率、演色性等燈泡特性良好。這些燈泡特性尤其對發(fā)光容器的胴部內(nèi)部形狀有很大影響。因此，在發(fā)光容器中，要求其胴部內(nèi)部形狀是均一光滑的形狀。換言之，在該發(fā)光容器中，要求其胴部成形為所設(shè)定的形狀、胴部的內(nèi)部形狀是均一光滑的、無任何龜裂且面糙度良好。本發(fā)明的目的之一是提供有這樣的特性的發(fā)光容器，和作為該發(fā)光容器的前體物的中空陶瓷成形體。
在本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體的成形中，采用的是所謂失蠟成形法，在該失蠟成形法中，使用本發(fā)明涉及的成形用型芯來制造中空陶瓷成形體。發(fā)光容器是將用失蠟法制造的中空陶瓷成形體燒成制造的，將該中空陶瓷成形體燒成而制成燒結(jié)體，就成為功能更加優(yōu)異的中空陶瓷部件的高壓放電燈用發(fā)光容器。
圖7是一種工藝流程圖，顯示了從成形用原料即漿狀物的制備、中空陶瓷成形體的制造、直至以中空陶瓷成形體為前體物的發(fā)光容器的制造的制造步驟。該制造步驟顯示了本發(fā)明的一種實(shí)施形態(tài)涉及的制造步驟，包含成形用漿狀物的制備步驟、中空陶瓷成形體的成形步驟、中空陶瓷成形體的脫模步驟、中空陶瓷成形體的干燥步驟、中空陶瓷成形體的焙燒、燒成步驟，按照這些步驟的順序就可以制造發(fā)光容器。
成形用漿狀物的制備步驟是制備中空陶瓷成形體的成形用材料即成形用漿狀物的，在成形用漿狀物的制備步驟中，使原料粉體、分散介質(zhì)和分散劑互相混合以進(jìn)行漿狀物制備，使制備的漿狀物粉碎，然后添加凝膠化劑和反應(yīng)催化劑以進(jìn)行漿狀物的最終制備，并使其脫泡以注入成形模型內(nèi)。漿狀物制備步驟中的粉碎用球形磨或球磨機(jī)等進(jìn)行，使用尼龍制卵石球在溫度15℃～35℃進(jìn)行96小時、較好120小時以上。進(jìn)而，漿狀物的脫泡是使?jié){狀物在真空氣氛下攪拌進(jìn)行的，在真空度-0.095MPa以下、較好-0.090MPa以下、攪拌速度100rpm～500rpm。較好250rpm～400rpm、進(jìn)行2分鐘～30分鐘、較好15分鐘～25分鐘。
中空陶瓷成形體的成形中使用成形模型采用由金屬制的2分割型外模型和用蠟形成的成形用型芯組成的成形模型。進(jìn)而，作為成形用型芯，采用由具有與中空陶瓷成形體的胴部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體、和具有與中空陶瓷成形體的細(xì)管部內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的、與蠟成形體連接而從該蠟成形體突出的金屬制栓組成的型芯。
在中空陶瓷成形體的成形步驟中采用的是凝膠澆鑄法，其中，將所制備的漿狀物注入成形模型的外模型與成形用型芯形成的空間部中，在5℃～50℃的溫度、較好15℃～40℃的溫度放置數(shù)小時。這使成形模型內(nèi)的漿狀物凝膠化、硬化。
中空陶瓷成形體的脫模步驟是使成形模型內(nèi)的中空陶瓷成形體從外模型和成形用型芯脫模，其中，第1種手段是在構(gòu)成成形用型芯的栓從蠟成形體上拔出的狀態(tài)下將外模型拆開、把中空陶瓷成形體從外模型中取出、收容在爐內(nèi)，將爐內(nèi)的溫度設(shè)定在65℃～120℃、較好80℃～100℃，放置10分鐘以上，使蠟成形體熔融、排出。進(jìn)而，脫模的第2種手段是在構(gòu)成成形用型芯的栓從蠟成形體上拔出的狀態(tài)下，將中空陶瓷成形體連同成形模型一起收容于爐中，把爐內(nèi)的溫度設(shè)定在65℃～120℃、較好80℃～100℃，放置10分鐘以上，使蠟成形體熔融、排出。然后，把中空陶瓷成形體連同外模型一起從爐中取出，把外模型拆開，取出中空陶瓷成形體。
中空陶瓷成形體的干燥步驟是使脫模的中空陶瓷成形體干燥的，其中，把中空陶瓷成形體收容在大氣氛圍的爐內(nèi)，把爐內(nèi)的溫度設(shè)定在80℃～120℃、較好90℃～100℃，放置30分鐘以上進(jìn)行干燥。
中空陶瓷成形體的焙燒、燒成步驟是使中空陶瓷成形體轉(zhuǎn)化成燒結(jié)體來制造發(fā)光容器的，其中，焙燒是在大氣氛圍下以升溫速度200℃/小時以下、在最高溫度1100℃～1400℃燒制預(yù)定時間。進(jìn)行，燒成是在氫氣氛圍或真空氛圍下、在最高溫度1700℃～1900℃燒制預(yù)定時間。這使得能制造透光性高、透光特性優(yōu)異的發(fā)光容器。
成形用型芯本發(fā)明涉及的成形用型芯是構(gòu)成本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體的制造中使用的成形模型的。該成形模型是用分割型外模型和本發(fā)明涉及的成形用型芯構(gòu)成的。
成形用型芯包含具有與中空陶瓷成形體的構(gòu)成部位即中空狀胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體，和具有與中空陶瓷成形體的構(gòu)成部位即細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀、與蠟成形體連接而從該蠟成形體突出的栓。該成形用型芯中，栓大體上分為實(shí)心栓和中空栓，進(jìn)而，在中空栓的情況下，又大體上分為無蠟排出口的和有蠟排出口的。作為用來形成蠟成形體的蠟，可以采用熔點(diǎn)在45℃～90℃范圍內(nèi)的石蠟或脂肪酸酯類。
圖8所示的成形用型芯是由中空橢圓球狀的蠟成形體11、和在長徑方向上貫通蠟成形體11并突出的一根栓12組成的成形用型芯，即栓12為實(shí)心的第一成形用型芯10a1。進(jìn)而，圖9所示的成形用型芯是由中空橢圓球狀的蠟成形體11、和在長徑方向上貫通蠟成形體11并突出的一根栓12組成的成形用型芯，即栓12為中空的第一成形用型芯10a2。
圖10所示的成形用型芯是由中空橢圓球狀的蠟成形體11、和植設(shè)于蠟成形體11上并在長徑方向的相反方向上突出的兩根栓13a、13b組成的成形用型芯，即各栓13a、13b為實(shí)心的第二成形用型芯10b1。進(jìn)而，圖11所示的成形用型芯是由中空橢圓球狀的蠟成形體11、和植設(shè)于蠟成形體11上并在長徑方向的相反方向上突出的兩栓13a、13b組成的成形用型芯，即各栓13a、13b為中空的第二成形用型芯10b2。
圖12所示的成形用型芯是采用了中空栓的成形用型芯，即第三成形用型芯10c。在第三成形用型芯10c中，同圖9所示的第一成形用型芯10a2一樣，栓14在長徑方向上貫通蠟成形體11并突出。栓14是兩末端開口的，并在其縱向中央部配備多個排出口14a，排出口14a具有在蠟成形體11成形時作為向成形模型的腔體中供給熔融蠟的排出口的功能，作為結(jié)果，栓14處于填充了蠟的狀態(tài)。
圖13所示的成形用型芯是采用了中空栓的成形用型芯，即第四成形用型芯10d。在第四成形用型芯10d中，同圖11所示的第二成形用型芯10b2一樣，2根栓15a、15b植設(shè)于蠟成形體11上并在長徑方向的相反方向上突出。各栓15a、15b是內(nèi)端側(cè)閉塞的，而在一根栓15a中，在內(nèi)端附近配備了排出口15c。排出口15c具有在蠟成形體11成形時作為向成形模型的腔體中供給熔融蠟的排出口的功能，作為結(jié)果，栓15a處于填充了蠟的狀態(tài)。
圖14所示的成形用型芯是采用了中空栓的成形用型芯，即第五成形用型芯10e。在第五成形用型芯10e中，同第四成形用型芯10d一樣，配備了植設(shè)于蠟成形體11上并在長徑方向的相反方向上突出的兩根栓16a、16b。各栓16a、16b中，一根栓16a是兩末端開口的，另一根栓16b是內(nèi)端側(cè)閉塞的。一根栓16a的內(nèi)端開口部具有在蠟成形體11成形時作為向成形模型的腔體中供給熔融蠟的排出口16c的功能，作為結(jié)果，栓16a處于填充了蠟的狀態(tài)。
這些成形用型芯10a～10e相當(dāng)于本發(fā)明涉及的成形用型芯的第一成形用型芯，在所采用的各栓12～16a、16b中，栓的表面糙度(Ra)在0.1～3.2的范圍內(nèi)，栓12～16a、16b對蠟成形體11的粘合強(qiáng)度在0.1kg～2kg的范圍，栓12～16a、16b拔出后在蠟成形體11內(nèi)形成的空隙設(shè)定為蠟成形體11所占體積的至少1體積％。
圖15所示的成形用型芯是相當(dāng)于本發(fā)明涉及的成形用型芯的第二成形用型芯的第六成形用型芯10f。第六成形用型芯10f是在同時成形多個中空陶瓷成形體的情況下使用的，是用多個蠟成形體17、和在長徑方向上貫通各蠟成形體并突出的一根細(xì)長栓18構(gòu)成的。栓18是兩末端開口的中空栓，并在栓18中對應(yīng)于各蠟成形體17的各個部位配備排出口18a。
栓18所具有的各排出口18a具有在各蠟成形體17成形時作為向成形模型的腔體中供給熔融蠟的排出口的功能，作為結(jié)果，栓18處于填充了蠟的狀態(tài)。進(jìn)而，在栓18中，栓的表面糙度(Ra)在0.1～3.2的范圍內(nèi)，栓18對蠟成形體17的粘合強(qiáng)度在0.1kg～2kg的范圍內(nèi)，栓18拔出后在蠟成形體17內(nèi)形成的空隙設(shè)定為蠟成形體17所占體積的至少1體積％。
成形用型芯的制造本發(fā)明涉及的成形用型芯的制造方法大體上分為制造包含沒有蠟排出口的栓的成形用型芯的第一制造方法，制造包含有蠟排出口的栓的成形用型芯的第二制造方法，和制造有多個蠟成形體的成形用型芯的第三制造方法。
第一制造方法是制造，例如，圖8～圖11所示的第一成形用型芯10a1、10b2和第二成形用型芯10b1、10b2的方法。采用沒有蠟排出口的栓作為栓，同時采用具有與該蠟成形體的外部形狀對應(yīng)的腔體和連通該腔體并能收納栓的空間部的成形模型作為成形模型，在將栓收納于成形模型中的狀態(tài)下，使熔融狀態(tài)的蠟經(jīng)由在成形模型中設(shè)置的蠟注入通道供給腔體中。
圖16顯示了制造第一成形用型芯10a1的方法，其中，采用半割型的成形模型20a作為成形模型。成形模型20a由兩個模型21、22構(gòu)成，在兩個模型21、22互相配合的狀態(tài)下形成了能收容栓12的空間部23和具有蠟成形體的外部形狀的腔體24。進(jìn)而，在一個模型21中，配備了用于供給熔融蠟的注入孔21a。
為了制造成形用型芯10a1，將栓12置于成形模型20a的空間部23中并裝配兩個模型21、22，然后，使蠟以熔融狀態(tài)經(jīng)由注入孔21a供給腔體24內(nèi)(參照箭頭符號)。這樣，就可以在栓12的外周成形蠟成形體11，從而制造成形用型芯10a1。成形用型芯10a1在蠟成形體11冷卻凝固時脫模取出。在所制造的成形用型芯10a1中，蠟成形體11具有與腔體24的內(nèi)周面對應(yīng)的圓滑外周面，并以適度強(qiáng)度與栓12配合。要說明的是，第二成形用型芯10b1也可以按與此同樣的方法制造。
在制造栓為中空栓的成形用型芯10a2、10b2的情況下，中空栓對于在其外周形成的蠟成形體產(chǎn)生了良好的作用效果。即，為了形成成形用型芯，如以上所述，向成形模型20a的腔體24內(nèi)栓的外周側(cè)注入加熱熔融的蠟，并使其冷卻凝固，但此時所形成的蠟成形體11漸漸收縮而將栓抱緊，其結(jié)果，蠟成形體11中有發(fā)生龜裂之虞。然而，若栓是栓12、13a、13b這樣的中空栓，則中空栓12、13a、13b會因蠟成形體11所賦予的抱合力而撓曲從而緩和了抱合力，發(fā)揮了防止蠟成形體11中龜裂的發(fā)生的功能。
制造本發(fā)明涉及的成形用型芯的第二制造方法，是制造采用有蠟排出口的栓作為栓的成形用型芯的方法，是制造諸如圖12～圖14所示的第三成形用型芯10c、第四成形用型芯10d、第五成形用型芯10e的方法。
圖17顯示了制造第三成形用型芯10c的方法，其中，同成形模型20a一樣，采用半割型的成形模型20b作為成形模型。但在成形模型20b中不要用來向腔體24內(nèi)供給熔融蠟的注入孔，因而沒有配備注入孔。
為了制造成形用型芯10c，將栓14置于成形模型20b的空間部23中并將兩個模型21、22裝配在一起，然后，蠟以熔融狀態(tài)從栓14的一端的開口部14b注入(參照箭頭符號)。從開口部14b注入的熔融蠟經(jīng)由栓14的內(nèi)孔到達(dá)排出口14a，并從排出口14a供給成形模型20b的腔體24內(nèi)。
這樣，在栓14的外周形成蠟成形體11，從而制造了成形用型芯10c。成形用型芯10c在蠟成形體11冷卻凝固時脫模取出。在所制造的成形用型芯10c中，蠟成形體11具有與腔體24的內(nèi)周面對應(yīng)的圓滑外周面，而且以適度強(qiáng)度與栓14連接。要說明的是，第四成形用型芯10d和第五成形用型芯10e也可以按照與此相同的方法制造。
按照該制造方法，熔融蠟向成形模型20b的腔體24內(nèi)的供給是經(jīng)由栓14的內(nèi)孔并從其排出口14a進(jìn)行的，因而在所成形的蠟成形體11的外周面上不會殘留鑿紋等蠟排出口痕跡(鑄口痕跡)，從而不必除去鑄口痕跡。因此，蠟成形體11的外周面形成了沒有起因于鑄口痕跡去除的粗糙非圓滑面部位存在的高度圓滑面，同時蠟成形體11的體積也不會因鑄口痕跡的去除而變動。
換言之，成形用型芯10c的蠟成形體11具有所設(shè)定的大小和所設(shè)定的高圓滑度的外周面，通過使用有這樣的蠟成形體11的成形用型芯10c，可以形成高度控制了胴部內(nèi)外形狀的中空陶瓷成形體。
制造本發(fā)明涉及的成形用型芯的第三種制造方法是制造有多個蠟成形體的成形用型芯的方法，是制造諸如圖15所示的第六成形用型芯10f的方法。
圖18顯示了制造第六成形用型芯10f的方法，其中，采用與成形模型20a、20b一樣的半割型的成形模型20c作為成形模型。然而，成形模型20c配備了與蠟成形體17對應(yīng)的多個腔體24，但沒有配備用來向腔體24內(nèi)供給熔融蠟的注入孔。各腔體24處于由收容栓18的空間部23貫通的狀態(tài)。
為了制造第六成形用型芯10f，將栓18置于成形模型20c的空間部23中并將兩個模型21、22裝配，然后，使蠟以熔融狀態(tài)從栓18的一端的開口部18b注入(參照箭頭符號)。從開口部18b注入的熔融蠟經(jīng)由栓18的內(nèi)孔到達(dá)各排出口18a，并從各排出口18a供給成形模型20c的各腔體24內(nèi)。
這樣，在栓18的外周形成各蠟成形體17，從而制造了成形用型芯10f。成形用型芯10f在蠟成形體17冷卻凝固時脫模取出。在所制造的成形用型芯10f中，蠟成形體17具有與腔體24的內(nèi)周面對應(yīng)的圓滑外周面，并以適度強(qiáng)度與栓18連接。
發(fā)光容器本發(fā)明涉及的發(fā)光容器是高壓放電燈用的發(fā)光容器，是以本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體為前體物的燒結(jié)體。該發(fā)光容器是通過燒制該中空陶瓷成形體來制造的。
圖19所示的發(fā)光容器30a顯示了本發(fā)明涉及的發(fā)光容器之一例，其中，諸如以按照圖20和圖21所示的方法制造的中空陶瓷成形體40a作為前體物。進(jìn)而，圖22所示的發(fā)光容器30b顯示了本發(fā)明涉及的發(fā)光容器的另一例，其中，諸如以按照圖23和圖24所示的方法制造的中空陶瓷成形體的群體40b1分割形成的中空陶瓷成形體40b作為前體物。發(fā)光容器30a、30b是中空陶瓷成形體40a、40b在大氣氛圍中于1200℃焙燒3小時，然后在氫氣氛圍中于1850℃燒制3小時形成的。中空陶瓷成形體40a、40b燒制形成的發(fā)光容器30a、30b(燒結(jié)體)是包含中空狀胴部31、和與胴部31連接一體的一對管狀細(xì)管部32、33的透光性陶瓷質(zhì)的。
在該發(fā)光容器30a、30b中，向其胴部31內(nèi)投入發(fā)光物質(zhì)，并在經(jīng)由各細(xì)管部32、33插入了一對電極部件的狀態(tài)下將各細(xì)管部32、33密封，就可以形成高壓放電燈。在該高壓放電用燈中，要求顏色溫度、燈泡效率、演色性等燈泡特性良好。這些燈泡特性尤其對發(fā)光容器30a、30b的胴部31的內(nèi)部形狀有很大影響。
因此，在發(fā)光容器30a、30b中，要求其胴部31的內(nèi)部形狀是均一光滑的形狀。換言之，在該發(fā)光容器30a、30b中，要求其胴部31成形為所設(shè)定的形狀，胴部31的內(nèi)部形狀是均一光滑的，無任何龜裂，且面糙度良好。
中空陶瓷成形體發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a，如圖20和圖21所示，包含與發(fā)光容器30a的胴部31對應(yīng)的胴部41，和與發(fā)光容器30a的細(xì)管部32、33對應(yīng)的細(xì)管部42、43。在發(fā)光容器30b的前體物即中空陶瓷成形體40b中，如圖24所示，盡管形狀不同，但與中空陶瓷成形體40a一樣，也包含胴部41和細(xì)管部42、43。
中空陶瓷成形體40a、40b與發(fā)光容器30a、30b(中空陶瓷成形體40a、40b的燒結(jié)體)是密切相關(guān)的，因而也要求同發(fā)光容器30a、30b一樣的特性。即，在中空陶瓷成形體40a、40b中，要求其胴部41成形為所設(shè)定的形狀、胴部41的內(nèi)部形狀是均一光滑的、無任何龜裂且面糙度良好。
中空陶瓷成形體的制造本發(fā)明涉及的中空陶瓷成形體的制造中，采用所述第一成形用型芯10a～第六成形用型芯10f中任何一種作為成形用型芯，但采用至少含有陶瓷粉體、分散介質(zhì)和凝膠化劑、且可以凝膠化、硬化的漿狀物作為成形用漿狀物是必不可少的。在中空陶瓷成形體40a的制造中，可以采用諸如第三成形用型芯10c。進(jìn)而，在中空陶瓷成形體40b的制造中，由于要作為群體40b1成形其多個，因而可以采用第六成形用型芯10f。
中空陶瓷成形體的成形用漿狀物作為陶瓷粉體，可以列舉氧化鋁、氧化釔、氧化鋁氧化釔石榴子石、石英、氮化硅、碳化硅、氮化鋁、氧化鋯、SIALON等粉體。在發(fā)光容器的前體物即中空陶瓷成形體的制造中，可以列舉氧化鋁、氧化釔、氧化鋁氧化釔石榴子石、石英等透光性陶瓷粉體。這樣，就能制造適用于高壓放電燈用發(fā)光容器的前體物的陶瓷成形體。
作為分散介質(zhì)，可以列舉醚、烴、甲苯等不與凝膠化劑反應(yīng)的非反應(yīng)性分散介質(zhì)，有至少一個反應(yīng)性官能團(tuán)、能與凝膠化劑反應(yīng)的反應(yīng)性分散介質(zhì)，例如乙二醇等二醇類、甘油等三醇類、戊二酸二甲酯等多元酸酯、三醋精等多元醇酸酯等。
作為凝膠化劑，可以列舉聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂等的單體、低聚物、聚合物、可通過添加交聯(lián)劑發(fā)生三維交聯(lián)的預(yù)聚物。其中，較好采用那些與反應(yīng)性分散介質(zhì)的反應(yīng)性高、有異氰酸酯基和/或異硫氰酸酯基者。
關(guān)于構(gòu)成中空陶瓷成形體的成形用漿狀物的分散介質(zhì)或凝膠化劑，是與“發(fā)明實(shí)施用最佳形態(tài)(其一)”中成形用漿狀物項(xiàng)詳述的事項(xiàng)共通的，較好的是適當(dāng)使用該項(xiàng)列舉的分散介質(zhì)、凝膠化劑。進(jìn)而，為了制備該成形用漿狀物，可以像該項(xiàng)詳述的那樣追加交聯(lián)劑、反應(yīng)催化劑、分散劑等。作為該成形用漿狀物，可以從該項(xiàng)列舉的漿狀物A1～漿狀物A9中適當(dāng)選擇使用。
在成形用漿狀物的制備中，是通過將陶瓷粉體分散于分散介質(zhì)中制成漿狀物后添加凝膠化劑、或者將陶瓷粉體和凝膠化劑同時添加、分散于分散介質(zhì)中來制備漿狀物的。在這種情況下，當(dāng)采用非反應(yīng)性分散介質(zhì)作為分散介質(zhì)時，在臨注入成形模型內(nèi)之前向漿狀物中添加交聯(lián)劑以使?jié){狀物中的凝膠化劑發(fā)生三維交聯(lián)而凝膠化，從而使?jié){狀物硬化。
在成形用漿狀物中，若考慮向成形模型中的注入作業(yè)的作業(yè)性，則20℃的粘度較好在5ps以下、更好在3ps以下。漿狀物的粘度，除可以用分散介質(zhì)或凝膠化劑的粘度調(diào)整外，也可以用陶瓷粉體的種類、分散介質(zhì)的數(shù)量、漿狀物中陶瓷粉體的濃度(漿狀物濃度)等來調(diào)整。在漿狀物濃度低的情況下，中空陶瓷成形體的密度低、強(qiáng)度下降，干燥時或?yàn)樾纬砂l(fā)光容器而燒制時有發(fā)生龜裂以及因收縮率增加而發(fā)生變形等問題。因此，成形用漿狀物的漿狀物濃度較好是25～75體積％，而為了防止因干燥收縮或熱收縮而發(fā)生龜裂，更好的是35～75體積％。
要說明的是，在該成形用漿狀物中，只要沒有成形上的問題，還可以添加除分散介質(zhì)或凝膠化劑以外的添加劑，例如，用來促進(jìn)分散介質(zhì)與凝膠化劑的反應(yīng)的催化劑，用來使?jié){狀物的制備易于進(jìn)行的分散劑、消泡劑、表面活性劑，用來提高燒結(jié)體的特性的燒結(jié)助劑等。關(guān)于這些藥劑的使用，較好參照“發(fā)明實(shí)施用最佳形態(tài)(其一)”項(xiàng)記載的事項(xiàng)。
該成形用漿狀物在向成形模型中注入之前維持低粘度和高流動性，在注入成形模型中之后通過凝膠化、硬化，成為具有足以耐受操作的強(qiáng)度的中空陶瓷成形體。作為使該成形用漿狀物在成形模型內(nèi)凝膠化的手段，可以采用使成形用漿狀物以其原樣或以添加了凝膠化反應(yīng)催化劑的狀態(tài)注入成形模型中之后放置預(yù)定時間的手段、升溫到預(yù)定溫度并保持在該溫度的手段。這樣，成形用漿狀物就會因反應(yīng)性分散介質(zhì)與凝膠化劑的化學(xué)結(jié)合或者因非反應(yīng)性分散介質(zhì)和凝膠化劑經(jīng)由交聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)合而凝膠化、硬化。
中空陶瓷成形體的成形使中空陶瓷成形體成形時，將成形用型芯置于成形模型(相當(dāng)于外模型)內(nèi)，將所述成形用漿狀物注入成形模型室內(nèi)成形用型芯的外周所形成的空間部中并凝膠化、硬化，然后，將構(gòu)成成形用型芯的栓從蠟成形體中拔出、去掉，然后，使蠟成形體加熱熔融而從中空陶瓷成形體內(nèi)排出。為了使蠟成形體從中空陶瓷成形體中排出，既可以以中空陶瓷成形體殘存于成形模型內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行，也可以以中空陶瓷成形體從成形模型中脫模的狀態(tài)進(jìn)行。
圖20和圖21顯示用來制造中空陶瓷成形體40a的各制造步驟，其中，采用由一對外模型51、52組成的分割型的成形模型50a。當(dāng)制造中空陶瓷成形體40a時，將成形用型芯10c像圖20的左圖所示那樣配置于構(gòu)成成形模型50a的兩個外模型51、52內(nèi)，由兩個外模型51、52經(jīng)由圖上未顯示的各支持部件挾持構(gòu)成成形用型芯10c的栓的各端部。
這樣，成形用型芯10c就固定在成形模型50a內(nèi)，并在成形模型50a的腔體內(nèi)，在其內(nèi)周面與蠟成形體11的外周面之間形成與中空陶瓷成形體40a的胴部41的內(nèi)部形狀和外部形狀對應(yīng)的空間部53，且在腔體內(nèi)，在其內(nèi)周面與栓14的外周面之間形成與中空陶瓷成形體40a的各細(xì)管部42、43的內(nèi)部形狀和外部形狀對應(yīng)的空間部54。在空間部54中，開了在一個外模型51上形成的漿狀物注入孔51a。
圖20的中圖顯示了成形用漿狀物注入成形模型50a的各空間部53、54中的漿狀物注入步驟，其中，在漿狀物注入步驟成形用漿狀物經(jīng)由成形模型50a的漿狀物注入孔51a注入各空間部53、54中。這樣，成形用漿狀物便供給、填充了各空間部53、54。若將這種狀態(tài)放置預(yù)定時間，則成形用漿狀物就會凝膠化、硬化，從而在兩空間部53、54內(nèi)形成了中空陶瓷成形體40a。
圖20的右圖顯示在中空陶瓷成形體40a成形后將構(gòu)成成形用型芯10c的栓14拔出并從成形模型50a中取出的栓拔出步驟，其中，將栓14從蠟成形體11中拔出，并從成形模型50a中取出。這樣，在中空陶瓷成形體40a內(nèi)的蠟成形體11的內(nèi)部，就殘存相當(dāng)于栓14所占容積的容量的間隙11a。殘存的間隙11a發(fā)揮了緩和蠟成形體11加熱熔融時的熱膨脹所引起的對中空陶瓷成形體40a產(chǎn)生的應(yīng)力的功能。
圖21的左右各圖顯示中空陶瓷成形體40a的內(nèi)部殘存的蠟成形體11加熱熔融排出的蠟排出步驟。圖21的左圖所示的排出步驟是從成形模型50a的外周加熱蠟成形體11的，因此，蠟成形體11熔融并從中空陶瓷成形體40a的另一根細(xì)管部43向外部排出。在這種情況下，若從中空陶瓷成形體40a的一根細(xì)管部42賦予擠出壓力，則可以在短時間內(nèi)使熔融蠟從中空陶瓷成形體40a中排出。然后，中空陶瓷成形體40a從成形模型50a中脫模、燒制，就轉(zhuǎn)化成發(fā)光容器30a。
圖21的右圖顯示在中空陶瓷成形體40a從成形模型50a中脫模的狀態(tài)下使蠟成形體11加熱熔融排出的蠟排出步驟。在該圖顯示的排出步驟中，從成形模型50a中脫模的中空陶瓷成形體40a因從其外周加熱而使蠟成形體11熔融、并從中空陶瓷成形體40a的另一根細(xì)管部43向外部排出。在這種情況下，為防止因加熱的蠟的熱膨脹而發(fā)生中空陶瓷成形體40a的龜裂，較好利用壓力容器等在比漿狀物硬化時更高的氣壓下使蠟成形體11加熱熔融。
圖23和圖24顯示用來制造集多個中空陶瓷成形體40b于一體的群體40b1的各制造步驟，其中，采用由一對外模型55、56組成的分割型的成形模型50b。成形模型50b除具有與群體40b1對應(yīng)的多個腔體外，具有與成形模型50a實(shí)質(zhì)上同等的功能。但在圖23和圖24中顯示取下了上模型56的平面狀態(tài)。
當(dāng)制造群體40b1時，如圖23的上圖所示，把成形用型芯10f固定在成形模型50b的兩個外模型55、56內(nèi)。然后，如圖23的下圖所示，若使成形用漿狀物從注入孔57注入(參照箭頭符號)，則成形用漿狀物就會供給、填充到成形模型50b的腔體中。若將這種狀態(tài)放置預(yù)定時間，則成形用漿狀物就會凝膠化、硬化，從而在成形模型50b內(nèi)成形群體40b1。要說明的是，圖中的符號S表示成形用漿狀物。
為了使成形的群體40b1內(nèi)的成形用型芯10f排出，如圖24的上圖所示，首先從處于成形模型50b內(nèi)的群體40b1中拔出構(gòu)成成形用型芯10f的栓18。然后，如圖24的下圖所示，使群體40b1從成形模型50b中脫模并從外周加熱群體40b1。這樣，群體40b1內(nèi)的蠟成形體17就會熔融排出。
中空陶瓷成形體或中空陶瓷成形體群體的制造中使用的成形用型芯是在中空陶瓷成形體成形后殘留于該成形體內(nèi)部的，因而，就栓而言，要在中空陶瓷成形體脫模前拔出、取出，而就蠟成形體而言，可在中空陶瓷成形體脫模或脫模后加熱熔融而以熔融狀態(tài)從中空陶瓷成形體的內(nèi)部排出。
因此，在成形用型芯中，對蠟成形體要求有形態(tài)保持性和在適度溫度熔融的熔融特性，進(jìn)而，對栓要求有對蠟成形體的適度粘合保持性和適度拔出性。因此，作為形成蠟成形體的蠟，較好是熔點(diǎn)45～90℃左右的石蠟或脂肪酸酯。進(jìn)而，栓從其本身的強(qiáng)度或?qū)ο灥挠H和性等觀點(diǎn)來看較好是金屬制的，此外，栓的外周表面較好有適度的面糙度。
關(guān)于栓與蠟成形體的連接，一般地說，可推測栓的外周表面越粗糙粘合強(qiáng)度越高、越光滑粘合強(qiáng)度越低。若考慮到這一點(diǎn)，則栓的外周表面的面糙度(稱為栓表面糙度)為Ra≥0.1是不可少的。然而，在本發(fā)明涉及的制造方法所采用的成形用型芯中，在栓表面糙度Ra為3.2～12.5的范圍內(nèi)，已判明栓對蠟成形體的粘合強(qiáng)度不能令人滿意。
據(jù)推測，這是由于栓的外周表面的凹凸太小，因而在栓表面糙度Ra為3.2～12.5的范圍內(nèi)蠟在蠟成形體的成形過程中不能充分填充到栓表面的凹部的底，結(jié)果，粘合面積與栓表面糙度Ra 3.2以下的情況相比實(shí)質(zhì)上變小了。進(jìn)而，也已經(jīng)判明，若栓表面糙度Ra達(dá)到6.3以上，則栓與中空陶瓷成形體的細(xì)管部內(nèi)的摩擦增大，從而栓從中空陶瓷成形體中拔出時的負(fù)荷增大，有使中空陶瓷成形體的細(xì)管部損傷之虞。
從以上情況來看，構(gòu)成成形用型芯的栓較好是表面糙度Ra在0.1～3.2的范圍內(nèi)。若從粘合強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，較好的是粘合強(qiáng)度在0.1kg～2kg的范圍內(nèi)。關(guān)于栓的表面糙度，既可以是起因于栓的成形狀態(tài)的其本身具有的狀態(tài)下的表面糙度，也可以是對表面糙度Ra在0.1以下的栓的表面進(jìn)行凹凸加工、使粘合強(qiáng)度落入0.1kg～2kg的范圍內(nèi)的。在這種情況下，栓的表面凹凸有至少多個是凹凸的大小和深度為0.005mm～0.2mm、凹凸的斷面形狀為圓形、多角形、棱角狀、及其它形狀等任意形狀的。在圖25中，顯示了構(gòu)成成形用型芯的蠟成形體與栓的粘合強(qiáng)度的關(guān)系圖。
構(gòu)成成形用型芯的蠟成形體和栓的形狀與大小，與要制造的中空陶瓷成形體的形狀和大小有關(guān)，是預(yù)先設(shè)定的。但關(guān)于栓的大小，較好以栓從蠟成形體中拔出時中空陶瓷成形體內(nèi)部形成的間隙的大小為目標(biāo)來設(shè)定。
即，栓拔出時在中空陶瓷成形體內(nèi)部形成的間隙要達(dá)到蠟成形體所占體積的至少1體積％。若能確保中空陶瓷成形體內(nèi)部有這樣的間隙，則可大幅減輕蠟成形體加熱熔融時的熱膨脹引起的對中空陶瓷成形體的內(nèi)周側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力，從而限制了中空陶瓷成形體內(nèi)部形狀的變形。
實(shí)施例1本實(shí)施例中，采用各種方式的制造方法(實(shí)施例和比較例)制造作為前體物的中空陶瓷成形體，并將其燒制，制造了高壓放電燈用發(fā)光容器。關(guān)于以用各種方式制造的中空陶瓷成形體作為前體物的發(fā)光容器，評價了其內(nèi)部空間的內(nèi)容積偏差、和有無龜裂。
在作為前體物的中空陶瓷成形體的制造中，采用本發(fā)明之一例所涉及的失蠟方式制造方法即圖20和圖21所示方法(成形用型芯10c、中空陶瓷成形體40a)作為第一制造方法，采用先有技術(shù)上已知的減壓成形方式制造方法作為第二制造方法，采用先有技術(shù)上已知的采用水基漿狀物和石膏等組成的鑄型的吸水成形方式制造方法作為第三制造方法，和采用胴部、閉塞部和細(xì)管部相互組裝以裝配容器的先有技術(shù)上已知的裝配方式制造方法作為第四制造方法。
成形用型芯在所使用的成形用型芯10c中，采用了表面糙度Ra在0.1～3.2范圍內(nèi)的圓管狀中空栓14。進(jìn)而，作為形成蠟成形體11的蠟，采用了熔點(diǎn)在45℃～90℃范圍內(nèi)的石蠟或脂肪酸酯類。要說明的是，蠟成形體11從中空陶瓷成形體40a內(nèi)的排出是使蠟成形體11在100℃熔融、用3小時進(jìn)行的。
成形用漿狀物形成中空陶瓷成形體40a的成形用漿狀物，是在20℃的室溫下向混合了分散劑的分散介質(zhì)中添加陶瓷粉體、凝膠化劑、反應(yīng)催化劑和交聯(lián)劑來制備的。作為陶瓷粉體，采用的是氧化鋁粉末。作為分散介質(zhì)，采用的是反應(yīng)性分散介質(zhì)的酯(三醋精∶戊二酸二甲酯的質(zhì)量比＝10∶90)。該酯在20℃的粘度是0.015ps。作為凝膠化劑，采用的是六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的Uretodione改性物。該HDI改性物在20℃的粘度是1.7ps。作為反應(yīng)催化劑，采用的是三乙胺。作為交聯(lián)劑，采用的是聚酯多元醇。作為分散劑，采用的是聚馬來酸共聚物。所制備漿狀物的粘度在5ps以下。
各發(fā)光容器用本發(fā)明涉及的制造方法即第一制造方法(失蠟方式)、已知制造方法即第二制造方法(減壓方式)、已知制造方法即第三制造方法(吸水方式)、已知制造方法即第四制造方法(組裝方式)等各制造方法制造的前體物的中空陶瓷成形體在同一條件下燒制來制造發(fā)光容器。各中空陶瓷成形體燒制時，在大氣氛圍中于1200℃焙燒3小時后在氫氣氛圍中于1850℃燒制3小時。關(guān)于各中空陶瓷成形體燒制形成的各發(fā)光容器，比較了其內(nèi)容積和內(nèi)容積偏差的發(fā)生情況。所得到的結(jié)果列于表8中。
但在表8所列發(fā)光容器中，第1發(fā)光容器是用第一制造方法制造的中空陶瓷成形體燒制形成的發(fā)光容器(實(shí)施例)，第2發(fā)光容器是用第二制造方法制造的中空陶瓷成形體燒制形成的發(fā)光容器(比較例)，第3發(fā)光容器是用第三制造方法制造的中空陶瓷成形體燒制形成的發(fā)光容器(比較例)，第4發(fā)光容器是用第四制造方法制造的中空陶瓷成形體燒制形成的發(fā)光容器(比較例)。進(jìn)而，測定值是20個發(fā)光容器的平均值。
表8發(fā)光容器的評價

實(shí)施例2本實(shí)施例探討了供發(fā)光容器前體物即中空陶瓷成形體制造的成形用型芯，意圖是確認(rèn)最佳成形用型芯。在本實(shí)施例中，探討了供發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a的制造的成形用型芯10c。
成形用型芯10c由蠟成形體11和金屬制栓14組成，在作為蠟成形體11的形成材料的蠟中，采用了互異的7種蠟D1～D7。各蠟D1～D7列于以下，如表9所示，是熔點(diǎn)和熔融時的粘度各異的。
D1石蠟D2脫水山梨糖醇-硬脂酸酯AD3失蠟成形用蠟(含有填料)D4失蠟成形用蠟D5脫水山梨糖醇-硬脂酸酯BD6甘油脂肪酸酯D7丙二醇-硬脂酸酯在本實(shí)施例中，使用上述各蠟作為蠟成形體11的成形材料，基于圖17所示成形用型芯的制造方法，制造了各成形用型芯10c。所制造的各成形用型芯10c供中空陶瓷成形體的制造并基于圖20和圖21所示的中空陶瓷成形體制造方法，制造了中空陶瓷成形體40a。在此期間，評價了各成形用型芯10c的形狀，且評價了置于中空陶瓷成形體40a內(nèi)的蠟成形體11的熔出狀態(tài)。
表9構(gòu)成蠟成形體的蠟的評價

(注)○號評價為良好△號評價為可×號評價為不可關(guān)于構(gòu)成成形用型芯10c的蠟成形體11的蠟的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)是30℃～80℃、較好是40℃～79℃。在蠟的熔點(diǎn)低的情況下，蠟成形體在常溫下容易發(fā)生變形，無法重復(fù)成形形狀精度高的中空陶瓷成形體40a。進(jìn)而，在蠟的熔點(diǎn)高的情況下，使蠟成形體11從中空陶瓷成形體40a內(nèi)熔出時必須賦予高溫，而且也使中空陶瓷成形體40a暴露于高溫。因此，中空陶瓷成形體40a內(nèi)的溶劑等會膨脹、或者蠟會大大膨脹、或者因溶劑蒸發(fā)而干燥造成的收縮，從而導(dǎo)致對中空陶瓷成形體40a施加很大應(yīng)變以致發(fā)生龜裂等缺點(diǎn)。
關(guān)于構(gòu)成成形用型芯10c的蠟成形體11的蠟熔融時的粘度，粘度在10ps以下、較好在5ps以下。在集中空狀胴部41和細(xì)管部42、43于一體的中空陶瓷成形體40a的制造中，為了使中空陶瓷成形體40a的胴部41中殘存的蠟成形體11熔出，必須經(jīng)由中空陶瓷成形體40a的細(xì)管部42、43進(jìn)行。為了使這樣的熔出手段順利進(jìn)行，較好有所述粘度。
關(guān)于構(gòu)成成形用型芯10c的蠟成形體11的蠟的體積收縮率，較好的是熔融凝固的相轉(zhuǎn)變引起的體積膨脹率在5％。為了得到該體積膨脹率，蠟較好是甘油酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯等脂肪酸酯類。通過得到該體積膨脹率，蠟成形體熔出時就不會對中空陶瓷成形體40a施用無用的應(yīng)變。
實(shí)施例3本實(shí)施例探討供發(fā)光容器的前體物即中空陶瓷成形體的制造的成形用原料即成形用漿狀物，意圖是確認(rèn)最佳成形用漿狀物。本實(shí)施例中，探討了供發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a的制造的成形用漿狀物中的分散劑。
成形用漿狀物的基本組成為氧化鋁粉末(商品名Alumina AKP-20，住友化學(xué)工業(yè)公司制)100wt％、分散介質(zhì)(商品名CHEMREZ6080，Hodogaya Ashland公司制)27wt％、凝膠化劑(商品名SBUIsocyanate 0775，住友-拜耳聚氨酯公司制)4wt％、反應(yīng)催化劑(商品名Kaolizer No.25，花王公司制)0.1wt％和氧化鎂0.025wt％，并向如此組成的成形用漿狀物中適量添加分散劑(商品名Malialim AKM-0531，日本油脂公司制)制備的。
以所制備的各成形用漿狀物作為成形用原料，基于圖20和圖21所示成形方法，成形了發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a。評價了各成形用漿狀物在25℃的粘度、和中空陶瓷成形體成形1小時后的強(qiáng)度(8棒/3點(diǎn)彎曲)。所得到的結(jié)果列于表10中。
表10分散劑評價

(注)○號評價為良好△號評價為可×號評價為不可成形用漿狀物中的分散劑發(fā)揮了提高原料粉體的分散分?jǐn)?shù)從而改善漿狀物的流動特性的功能，進(jìn)而對中空陶瓷成形體的強(qiáng)度的提高作出貢獻(xiàn)。分散劑的添加量對成形用漿狀物的流動特性有很大影響。雖然也與所采用的原料粉體的種類、粒徑、比表面積等粉體特性有關(guān)，但對于一般所采用的原料粉體來說，添加量是0.1wt％～5.0wt％。
在本實(shí)施例中，從成形用漿狀物的流動特性(粘性)的觀點(diǎn)來看，相對于氧化鋁粉末而言的添加量在1.5wt％～4.0wt％范圍內(nèi)能得到良好結(jié)果，最好的范圍是在1.5wt％～2.5wt％范圍內(nèi)。進(jìn)而，從成形體的強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，相對于氧化鋁粉末而言的添加量在2.0wt％以上的范圍內(nèi)能得到良好結(jié)果，最好的范圍是在2.5wt％以上的范圍內(nèi)。綜合來看，相對于氧化鋁粉末而言的添加量在2.0wt％～4.0wt％的范圍內(nèi)。
分散劑，同分散介質(zhì)一樣，較好有反應(yīng)性官能團(tuán)。有反應(yīng)性官能團(tuán)的分散劑(反應(yīng)性分散劑)連同分散介質(zhì)一起參與凝膠化反應(yīng)，促進(jìn)了漿狀物的硬化。一般來說，與構(gòu)成成形用漿狀物的分散介質(zhì)等相比，分散劑是分子量高、一分子中具有的反應(yīng)性官能數(shù)目多的。因此，在分散劑參與凝膠化反應(yīng)的情況下，提高了成形用漿狀物的硬化速度并改善了硬化硬度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在分散劑是有氨基的分散劑、有酸酐或羧基的分散劑、有羥基的分散劑的情況下改善了硬化特性。
關(guān)于反應(yīng)性的分散劑，添加量越增加越能改善成形用漿狀物的硬化特性，越能得到良好特性的中空陶瓷成形體40a。然而，該分散劑的添加量若超過適當(dāng)量，則成形用漿狀物的流動特性下降。因此，該分散劑要以適當(dāng)量存在。該分散劑對流動特性而言的最佳添加量和對硬化特性而言的最佳添加量不一定一致。因此，該分散劑的最佳添加量需要求出所采用的每一種原料粉體的適當(dāng)值，但一般來說，應(yīng)在能使粘度達(dá)到最低值的添加量的1倍～2倍的范圍內(nèi)。即，該分散劑的添加量是原料粉體的0.1wt％～5wt％。
實(shí)施例4本實(shí)施例探討供發(fā)光容器的前體物即中空陶瓷成形體的制造的成形用原料即成形用漿狀物，意圖是確認(rèn)最佳成形用漿狀物。在本實(shí)施例中，探討了供發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a的制造的成形用漿狀物中的金屬類成分。
成形用漿狀物的基本組成為氧化鋁粉末(商品名Alumina AKP-20，住友化學(xué)工業(yè)公司制)100wt％、分散介質(zhì)(商品名CHEMREZ6080，Hodogaya Ashland公司制)27wt％、凝膠化劑(商品名SBUIsocyanate 0775，住友-拜耳聚氨酯公司制)4wt％、反應(yīng)催化劑(商品名Kaolizer No.25，花王公司制)0.1wt％、分散劑(商品名MalialimAKM-0531，日本油脂公司制)2.0wt％，向這樣的組成的成形用漿狀物中適量添加氧化鎂制備的。
以所制備的各成形用漿狀物作為成形用原料，基于圖20和圖21所示成形方法，成形了發(fā)光容器30a的前體物即中空陶瓷成形體40a。評價了各中空陶瓷成形體40a隨時間推移的強(qiáng)度8棒/3點(diǎn)彎曲)。所得到的結(jié)果列于表11中。
表11金屬成分(MgO)的評價

成形用漿狀物中某種金屬成分(金屬或金屬氧化物等)發(fā)揮了改善中空陶瓷成形體40a燒制形成的發(fā)光容器30a的透光特性的功能。因此，較好該金屬成分是成形用漿狀物的構(gòu)成成分。作為該金屬成分，可以列舉Mg、Y、Zr、Sc、La等金屬，或氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)、氧化鋯(ZrO2)等金屬氧化物。這些金屬氧化物在有助于成形用漿狀物的凝膠化、從而促進(jìn)硬化的同時，還發(fā)揮了提高成形用漿狀物的硬化硬度的功能。進(jìn)而，成形用漿狀物中含有Si、B、Na、Cu、Fe、Ca等金屬成分者居多。
本實(shí)施例中，采用氧化鎂(MgO)作為這些金屬成分的代表例，并就其對成形用漿狀物的硬化產(chǎn)生的影響、和對所得到的中空陶瓷成形體40a的強(qiáng)度產(chǎn)生的影響進(jìn)行探討。關(guān)于成形用漿狀物的硬化，在氧化鎂含量在0.02wt％以下的情況下，成形用漿狀物的硬化速度緩慢，中空陶瓷成形體40a達(dá)到可脫模的強(qiáng)度的時間長，進(jìn)而，在氧化鎂含量在0.15wt％以上的情況下，中空陶瓷成形體40a燒制時導(dǎo)致構(gòu)成中空陶瓷成形體40a的氧化鋁的異常晶粒成長，從而成為發(fā)生龜裂的原因。要說明的是，其它金屬成分也幾乎同樣。因此，這些金屬成分在成形用漿狀物中的含量在0.02wt％～0.15wt％的范圍內(nèi)、較好在0.05wt％～0.1wt％的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.成形體制造方法，該方法是將含有陶瓷粉體、金屬粉體、或這兩種粉體的混合粉體、以及分散介質(zhì)、和凝膠化劑的成形用漿狀物作為成形用材料收容于成形模型中并在該成形模型內(nèi)硬化而形成成形體、使所形成的成形體脫模而得到所述成形體的成形體制造方法，其特征在于該漿狀物的原料粉體的濃度在40體積％以上、且25℃的粘度在5ps以下；采用至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形模型作為所述成形模型，并在所述成形體脫模時使所述成形模型的至少一部分崩解或溶解。
2.權(quán)利要求1記載的成形體制造方法，其特征在于采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯、和用非崩解性與非溶解性材料形成的分割型外模型組成的成形模型作為該制造方法中使用的成形模型，并在該成形模型內(nèi)形成的成形體脫模時使所述成形用型芯的至少一部分崩解或溶解。
3.權(quán)利要求1記載的成形體制造方法，其特征在于采用由至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的成形用型芯、和至少一部分用崩解性材料或溶解性材料形成的外模型組成的成形模型作為該制造方法中使用的成形模型，并在該成形模型內(nèi)形成的成形體脫模時使所述外模型和所述成形用型芯的至少一部分崩解或溶解。
4.權(quán)利要求1中任何一項(xiàng)記載的成形體制造方法，其特征在于構(gòu)成該制造方法中使用的成形模型的至少一部分的溶解性材料是蠟或蠟狀物質(zhì)。
5.權(quán)利要求1記載的成形體制造方法，其特征在于所述成形體是集中空狀胴部與細(xì)管部于一體的中空陶瓷成形體。
6.權(quán)利要求1記載的中空陶瓷成形體制造方法，其特征在于采用具有與所述中空陶瓷成形體的所述胴部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀的蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體、和具有與所述細(xì)管部的內(nèi)部形狀對應(yīng)的外部形狀并與所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體連接而從該成形體突出的實(shí)心栓或中空栓組成的型芯作為該制造方法中使用的成形模型的成形用型芯，在所述成形模型內(nèi)形成的中空陶瓷成形體脫模時，把構(gòu)成所述成形用型芯的所述栓從所述成形體中拔出并從所述外模型中取出，然后使中空陶瓷成形體內(nèi)的所述蠟成形體或蠟狀物質(zhì)組成的成形體在所述中空陶瓷成形體殘存于所述外模型內(nèi)的狀態(tài)或從該外模型中脫模的狀態(tài)下加熱熔融排出。
7.權(quán)利要求1記載的中空陶瓷成形體制造方法，其特征在于漿狀物注入所述成形模型的所述空間部的注入口在與構(gòu)成所述成形模型內(nèi)的所述成形用型芯的栓的外周對面的位置。
8.權(quán)利要求1記載的中空陶瓷成形體制造方法，其特征在于該中空陶瓷成形體有至少2個細(xì)管部，所述成形用型芯配備與這些細(xì)管部對應(yīng)的栓。
全文摘要
通過精確控制作為發(fā)光容器的前體物的中空陶瓷成形體的胴體的內(nèi)部形狀而能顯著提高該中空陶瓷成形體焙燒形成的發(fā)光容器的功能的發(fā)光容器制造方法，包含下列步驟把成形用漿狀物注入一種使用有蠟成形體或用蠟狀物質(zhì)形成的成形體的型芯的成形模型中，使該漿狀物固化以形成在蠟成形體或用蠟狀物質(zhì)形成的成形體的外周面上控制了胴體內(nèi)部形狀的中空陶瓷成形體，和焙燒該中空陶瓷成形體。
文檔編號C04B35/632GK1827330SQ20061000468
公開日2006年9月6日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月17日
發(fā)明者宮澤杉夫, 林伸三, 土井勝 申請人:日本礙子株式會社