JPH06316708A - 粉末から押出用ダイを製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄壁セルラー構造物を押し出すための幾何学
的に複雑なダイを製造する、比較的安価で容易な方法を
提供する。 【構成】 金属およびセラミックから選択される固体状
態の焼結性粉末を分散剤および溶剤と共に予備混練して
混合物を形成することにより前記粉末を混ぜ合わせる。
高分子熱可塑性ポリマーをワックス成分中に、ワックス
の溶融温度より高い温度で溶解せしめて結合剤を調製す
る。予備混練粉末混合物および結合剤を混合するのに十
分な温度で粉末混合物を結合剤に加え、溶剤を揮発せし
めて熱可塑性ペーストを調整する。ペーストを造型して
入口部分と出口部分を有する焼結性未加工のプレフォー
ムを形成する。入口部分に縦に間隔の開いた複数の供給
孔、および出口部分に交差し横に十字形の複数の吐出ス
ロットを、吐出スロットが供給孔と連通するように形成
して、未加工のプレフォームを機械加工する。機械加工
したプレフォームを焼結してダイを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼結する前にプレフォ
ーム（preform)にスロットと孔を形成することにより、
粉末から、ダイのような、狭い交差スロットを有する物
品を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】典型的に、セルラー押出し(cellular ex
trusion)のためのダイは、孔がスロットと交わるよう
に、ダイの入口部分に供給孔を開け、このダイの出口部
分にスロットを切りこむことによりソリッドのスチール
ブロックから形成している。また、積み重ねたときに供
給孔とスロットが交わるように、適切な供給孔とスロッ
トを有する板を積み重ねることにより、ダイを作ること
もできる。

【０００３】セルラー構造物(cellular structure)を押
し出すためのモノリシックダイは、通常、ダイの入口側
からダイの出口面のスロットに連通するまっすぐな丸い
供給孔を有するように作成される。これは、まっすぐな
丸い供給孔は、製造するのがしばしば容易でしかも高価
ではないからである。しかしながら、孔がスロットと交
差する場所において、肩（shoulder）が形成されるの
で、まっすぐで丸い孔を形成すると問題が生じることが
ある。高摩耗という問題に加え、この肩の形成により押
出し中に高い背圧の問題が生じる。従来のダイの形成方
法の有する問題点は他にもある。例えば、薄いスロット
を必要とする極薄壁セルラー押出しに関して言えば、上
述した方法により製造されたダイは、有用なダイを製造
するために余分な処理工程がしばしば必要となるため
に、製造が困難かつ高価であることが分かっている。例
えば、狭いスロットを形成するために、例えば、ホウ化
鉄、炭化クロム、酸化アルミニウム、炭化チタン等によ
り、特定のダイのスロットを被覆することが提案されて
いる。

【０００４】吐出スロットとの接合部で供給孔の断面積
が急に変化するようなことがないように、流れ断面積ま
たは流れ断面形状が、その入口部分（すなわち入口端）
から出口部分（すなわち出口端）にかけて漸心的または
連続的に変化する供給孔を形成することが米国特許第5,
066,215 号（ピーター等）において、提案されている。
前記出口端で、吐出スロットを通る縦と横の流れが生ま
れる。この例のダイにおいては、どの供給孔の長さに沿
ったどの位置の断面積も、その上流の位置よりも小さ
い。提案されているダイは、ダイにかかる高い曲げ力を
除去し、その上実質的に摩耗量も減少させる一方で、各
孔とスロットの組合せは個々に切断しなければならない
ので、このダイの製造は比較的高価である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて、本発明
の目的は、薄壁セルラー構造物押出用の幾何学的に複雑
なダイを製造するための、比較的安価で容易な方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一言で言うと、本発明は
粉末から押出ダイのような構造物を製造する方法を提供
する。特にハニカム構造物を押し出すための押出ダイの
ような、狭くて交差し、横に十字形をなす吐出スロット
を有し、縦方向に離間された凹んだ複数のチャネルまた
は供給孔を有する構造物を粉末から製造する方法に関す
るものである。本発明は、狭くて交差するスロットを有
するいかなる構造物を製造するのにも用いられるが、以
下説明するために、その構造物を、押出ダイ、特にハニ
カム押出ダイにより例示する。

【０００７】本発明によれば、押出ダイは、ソリッドス
テートの焼結性粉末を結合させて焼結性未加工のボディ
またはプレフォーム（green body or preform ）を形成
し、その未加工のボディを機械加工し、この機械加工し
たボディを焼結してダイを形成することにより作られ
る。この未加工のボディは、最初に一部に機械加工し、
続いて一部稠密化して白亜硬度（chalk-hard）ボディを
形成してもよい。次いで、この白亜硬度ボディを完全に
機械加工して焼結し、押出ダイを形成してもよい。

【０００８】本発明のさらなる特徴および実施態様を請
求の範囲に示す。

【０００９】この明細書において、「プレフォーム（pr
e-form）」とは、焼結前または完全な高密度化の前の造
型された粉末を意味する。

【００１０】「白亜硬度状態（chalk hard state）」と
は、プレフォームを焼結稠密化がまさに始まろうとする
温度まで焼成したときに達成される一部焼成状態を意味
する。この状態において、プレフォームは、孔形成ピン
を支持できる程に十分強く、容易に機械加工できる程に
十分柔軟である。

【００１１】「ハニカム押出ダイ」とは、相互連通した
吐出スロットのグリッドワーク（gridwork）が施された
出口面およびこの吐出スロットと連通し、ダイを部分的
に通って延在する複数の供給孔または開口部を備えた入
口面を有するダイを意味する。

【００１２】「コントラダイ（contra die）」とは、供
給孔の入口部分（すなわち入口端）から供給孔の出口部
分（すなわち出口端）にかけて流れ断面積および流れ断
面形状が漸進的または連続的に変化する供給孔を有する
ダイを意味する。前記出口端で吐出スロットを通る縦と
横の流れが生じる。

【００１３】本発明のダイは、未加工または白亜硬度粉
末のプレフォームに供給孔とスロットを形成し、続いて
このプレフォームを焼結して稠密で強い構造物を製造す
ることにより作られる。このプレフォームは、通常少量
の結合剤を添加した粉末の乾燥圧縮により作ることもで
きる。あるいは、プレフォームは、金属またはセラミッ
ク粉末に大量の結合剤と可塑剤を添加して、例えば射出
成形等によりダイの形状に可塑的に成形できるバッチを
形成することにより作成することもできる。このプレフ
ォームを成形した後、これを機械加工して、ハニカム形
成ダイを製造するように配列された、離間された凹んだ
一連のチャネルまたは供給孔およびスロットを形成せし
める。乾式または湿式処理、均衡圧縮、スリップ注型
（slip casting）、押出成形、射出成形、ドクターブレ
ーディング（doctor blading）等のような適切な粉末成
形法により、未加工ボディの予備成形を行なうこともで
きる。拡散性の気体中または真空中で密閉多孔度(close
d porosity) まで焼成し、次いでこの製造物に熱均衡圧
縮を行なって残存する実質的に全ての多孔性を除去して
理論密度に近い密度を達成することにより、稠密製造物
が得られる。非常に稠密な製造物を得るには、熱均衡圧
縮が好ましい。

【００１４】造型コアピンを未加工のプレフォーム中に
挿入することにより、またはそのようなピンの周りに成
形を行うことにより、供給孔はいかなる形状にも作るこ
とができる。米国特許第5,066,215 号に開示されている
ような「コントラ（contra）」供給孔を形成するため
に、未加工または白亜硬度のプレフォームに孔を開け切
り出すことにより供給孔を形成できる。このプレフォー
ムは比較的柔らかいので、この供給孔はダイヤモンドワ
イヤ鋸を用いて切り出せる。

【００１５】あるいは、図１に示したようなコアまたは
造型ピンにより形成された供給孔の逆模様の周りに粉末
を造型せしめることにより、金型40中において供給孔を
形成できる。コアピン20は、変形せずに成形圧に耐える
のに十分な剛性を有する、金属、ワックス、プラスチッ
ク、セラミック、または他の材料から作られる。ピン材
料はまた、バッチ材料の性質と種類、すなわち、バッチ
材料がセラミックであるか金属であるかによって決ま
り、さらにピン材料はバッチを形成するのに用いる結合
剤の量にも依存する。ピンの周りに成形物を形成した
後、ピンは、製造した未加工のバッチまたはプレフォー
ムから引き抜くことによって簡単に取り出させる。引抜
きを容易にするために、成形工程の前に、ピンに潤滑剤
を塗布することが望ましいであろう。コアピン20はま
た、供給孔を現出させるべくピン20の取出しを容易にす
るように、焼き取るとピンとダイ材料の間にわずかな隙
間を形成するような材料で被覆することもできる。

【００１６】上述した方法に加えて、冷却するとピンが
収縮してプレフォームから離れ、その結果隙間が形成さ
れてピンがこのプレフォームから容易に引き抜けるよう
に、プレフォームより高い熱膨脹係数を有する加熱材料
からピンを構成することもできる。

【００１７】図２に示したような複雑な供給孔形状を得
るに際しては、コアピン20を、加熱により溶融するダイ
材料30を用いて作ることもできる。成形工程または形成
工程中、溶融性のピンが剛さを保持してピン20のゆがみ
が防げるならば低融点の金属または合金、高溶融ワック
スおよび／またはプラスチック、もしくは金属、合金、
プラスチックおよび／またはワックスの混合物から溶融
性のピンを作ることができる。成形されたプレフォーム
が十分にゲル化されるかまたは硬化される後、ピン（プ
レフォームではない）を溶融するのに十分に高い温度ま
でこのアッセンブリを加熱し、この加熱によりピンを溶
融して供給孔を形成することもできる。この方法を用い
て複雑な幾何学形状とデザインの供給孔を有する押出ダ
イを製造することができる。この実施態様の溶融性のピ
ンは引き抜かれず、むしろプレフォーム内で溶融される
ので、非常に複雑な幾何学的形状の供給孔を有するダイ
を形成することができる。ピンはまた、溶解するかまた
は燃き取れる材料から形成することもできる。適切なピ
ン材料は、供給孔の幾何学の複雑度、バッチ組成物等の
ような変更できる要因に依存する。あるいは、非円形ま
たは他の複雑な形状の供給孔は、プログラムして案内孔
（pilot hole）を通じてワイヤ鋸（例えば、ダイヤモン
ド鋸）を用いることにより形成できる。コアピンを除去
または溶融して、供給孔を現出した後、スロット10をダ
イ材料30中で切り出し、供給孔と連結または連通させ
る。

【００１８】コントラダイのようなダイのデザインにつ
いて言えば、供給孔と吐出スロットは同時に形成でき
る。ピンがゆがむ傾向にある場合には、ダイのスロット
の部分は典型的に、結合剤の燃焼中に供給孔部分よりも
ゆがみやすい傾向にあるので、プレフォームを少なくと
も白亜硬度状態まで焼成した後にスロットを開ける操作
を行なうことができる。あるいは、プレフォームを完全
に稠密化した（すなわち、完全に焼結された）後に、ス
ロットを開けられる。

【００１９】電気的吐出機械加工（electrical dischar
ge machinig ；ＥＤＭ）または電気化学的機械加工（el
ectrochemical machining ；ＥＣＭ）を用いてスロット
を開けられる電気伝導性材料について言えば、孔は未加
工または白亜硬度状態に形成でき、完全な稠密化まで焼
結した後、ＥＤＭ技術またはＥＣＭ技術を用いて孔を形
成できる。研磨による従来のスロット切削方法とは違っ
て、ＥＤＭおよびＥＣＭ法は放電加工または化学溶解に
よるものであるので、これらの方法を用いるスロット開
けは、稠密状態または焼結状態においてさえも比較的容
易である。

【００２０】本発明のダイを製造するのに望ましい粉末
は、押出し中にダイが通常遭遇する、一般的に2.84−4.
27ｋｇ／ｍ² （2000から3000ｐｓｉ）の範囲の圧力に耐
える程十分な焼結後の強度を有さなければならない。特
に、適切な粉末材料は焼成中に歪んでは（くずれるまた
はたわむ）ならない。

【００２１】好ましくは、この粉末はセラミック粉末で
あり、より好ましくは、アルミナ、ジルコニア、および
その前駆体、並びにホウ化物および炭化物のような他の
耐摩耗性組成物である。特に有用な実施態様において、
マグネシウムが添加されたアルミナ粉末が、本発明のダ
イを製造するのに特に効果的であることが分かった。Ｍ
ｇＯは、粒径をコントロールし、焼結中にアルミナの強
度を低減する傾向にある大きすぎる粒子の成長を防ぐこ
とが知られている。ジルコニアおよび高強度繊維のよう
な添加剤をアルミナに添加して、焼結後にボディの靭性
を増加せしめることもできる。

【００２２】粉末の密度が収縮に影響するので、粉末の
密度は所望の収縮量により示される。ガンマアルミナ粒
子は実質的に、ガンマアルミナ粒子とは異なる結晶構造
を有するアルファ粒子より小さい密度を有する。所望の
収縮量に依存して、焼結されたときにアルファ粒子に変
化するガンマ粒子から本発明のダイは製造できる。少な
い収縮について言えば、ダイはガンマとアルファ粒子の
混合物から作られるが、アルファ粒子は最少量の収縮が
求められるときに用いることができる。

【００２３】粒径については、粗い粉末は細かい粒子よ
りうまく充填されるので、充填の水準は粒径に依存す
る。密度と同様に、粒径の異なる粉末を混合して、充填
をコントロールすることもできる。収縮はまた、バッチ
中の結合剤の量、すなわち、結合剤に対する粉末の比率
を変化させることによりコントロールできる。射出成形
の操作については、比率が低いければ低い程、すなわ
ち、結合剤が多ければ多い程、プレフォームの収縮は大
きい。結合剤の使用を望まない他の用途においては、圧
縮圧、粒径、およびアルミナの場合には粒子の密度を変
更することにより、収縮をコントロールしてもよい。あ
る粉末は結合剤を必要とせず、圧力のみによりダイの形
状にプレフォームまたは団結せしめられる。

【００２４】液相焼結またはガラス相焼結よりもソリッ
ドステートの拡散により焼結および圧縮される粉末が好
ましい。ソリッドステートの焼結とは異なって、液体状
態の焼結においては、液相が存在し、粘性流動および／
または溶液と材料の溶解の結果として焼結が生じる。こ
の結果として、全体のボディが粘性移動を経ることもあ
る。このことはガラス粉末にとってはとりわけ真実であ
る。さらに、液体は、共結合（co-bonded ）炭化タング
ステンの場合と同様に、粒子の境界に集積することもあ
る。ソリッドステートの焼結においては、結晶格子を通
じての元素またはイオンの移動により、材料が移動す
る。液体状態の機構により焼結される材料とは異なっ
て、気体状態で焼結される材料は、安定であり、容易に
は歪んだり、撓んだり、崩れたりしない。結果として、
スロットの幅と長さが好ましくコントロールできるよう
にソリッドステートで焼結される材料はダイの断面の辺
りで釣り合って焼結される傾向にあるので、この材料は
本発明のダイに好ましい。

【００２５】粉末出発材料、例えば粒状セラミック材料
から製品を製造するのに有用な結合剤は、多くの必要条
件を満たさなければならない。例えば、この結合剤中に
おいて比較的高装填のセラミック材料からなる流動性分
散体を調製できるように、結合剤はセラミック材料と相
溶性でなければならない。さらに、結合剤中のセラミッ
ク粉末の分散体を造型することにより製造された「未加
工」のプレフォームは、機械加工等で取り扱えるよう
に、ほどよい強度を有するべきである。

【００２６】特にセラミック部品成形（ceramic part f
orming）のほとんどのバッチの場合においては、バッチ
材料から結合剤を除去した後に残った残留炭素は、最終
製品における所望のセラミックミクロ構造の成長に対し
て有害であると考えられている。それゆえ、結合剤を除
去する際中に炭素を形成する可能性が最小であるか、ま
たは可能性がまったくないように、結合剤の全ての有機
成分が優れた燃切特性（burn-out properties ）を有す
ることが重要である。炭化物のようなある化合物につい
て、残留炭素は問題ではなく、それどころか焼結工程中
に残留炭素が望ましいこともある。

【００２７】また、造型したセラミック部品を歪めた
り、または破損させたりすることなく、結合剤はその部
品から除去できるべきである。結合剤を除去したプレフ
ォームは、少なくとも最低限の強度を有するべきである
が、欠陥のない団結が容易に得られるように結合剤残留
物が十分に除外されていなければならない。有用な結合
剤は、好ましくは有機物であるが、特定の無機結合剤も
同様に用いることができる。有用な結合剤の実施例とし
ては、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、水溶
性接着剤およびポリエチレングリコールが挙げられる。
使用する粉末と製品を製造する形成機構によって、ステ
アリン酸塩（例えば、ステアリン酸亜鉛およびステアリ
ン酸アルミニウム）のような潤滑剤、並びに油も結合剤
に加えて用いてもよい。別の実施例においては、結合剤
は潤滑剤としても作用することがある。

【００２８】ある特定の有用な実施態様において、結合
剤中の溶媒またはマトリックス相として機能するワック
ス成分、および結合剤中のゲル形成種として機能する有
機ポリマーから実質的になる熱可塑性有機結合剤を用い
て、高粉末充填(high pouderloading) が達成される。
これらの成分は化学的および物理的に相溶性であり、ポ
リマーが溶融ワックス中で溶解または分散される場合に
は均質ワックス／ポリマー溶融物を形成する。しかしな
がら、溶融物を冷却すると、液体中の伸長したポリマー
鎖の間に可逆ゲル結合が形成され、結合剤が架橋ゲルの
挙動を示す。

【００２９】ある実施態様において、焼結性セラミック
粉末または他の無機粉末を、最初に粉末分散剤およびこ
の分散剤のための溶剤と結合させて粉末スラリーを調製
する。別の容器および別の混合工程において、溶融ワッ
クス中のポリマーの均質な溶液または分散物からなるワ
ックス／ポリマー混合物（結合剤）を調製するために、
熱可塑性プラスチックを、あらかじめ選択した低融解ワ
ックス成分とワックスの溶融温度より高い温度で結合さ
せる。次に粉末スラリーをワックス／ポリマー混合物と
結合させ、この結合物をワックスの溶融温度より高い温
度でともに混合する。結合剤混合物において粉末が均質
な分散となるのに、そしてスラリーからできるだけ多く
の溶剤成分を蒸発させるのに少なくとも十分な時間に亘
って、混合を続ける。乾燥ミル添加物としてよりもむし
ろスラリーとして粉末成分を含有することにより、結合
剤中の粉末について高い充填を達成できる。

【００３０】溶剤除去により混合工程を完了すると、加
熱されたときの、成形工程または他の形成工程のための
良好な流動性または可塑性、および冷却されたときの十
分な強度を示す熱可塑性ペーストが得られ、そのペース
トから得られるプレフォームの扱いが容易になる。

【００３１】ある好ましい実施態様において、結合剤配
合物は、重量パーセントで、約30−80％の少なくとも１
つの低融解揮発性ワックス、例えば、脂肪アルコールワ
ックス、１−40％の少なくとも１つの高分子量有機ポリ
マー、合計で０−20％のカルナバワックスのような改質
ワックス、および合計で０−15％の分散剤、潤滑剤、離
型剤および成形または押出しのためのセラミックバッチ
において使用することが知られている他の機能的な添加
物から実質的になる。

【００３２】プレフォームが十分な結合剤と可塑剤を含
有する場合には、高速スチール鋸または炭化タングステ
ン鋸およびドリルを用いてプレフォームを加工できる。
また、プレフォームは柔らかいので、特に４−６ミル
（0.0102−0.01524 ｃｍ）の範囲の鋸を用いることによ
り、金属に対してよりも容易にスロット開けが行なえ
る。高含有量の結合剤を有するバッチにおいて、標準ツ
イストドリルにより供給孔も容易に切削できる。炭化タ
ングステン鋸およびドリルはまた、低含有量の結合剤を
有する堅いセラミック粉末から作られたプレフォームを
機械加工するのに用いられる。柔らかい焼成セラミック
については、ダイヤモンド工具を用いることができる。

【００３３】適切な粉末、添加剤および焼結雰囲気を与
えると、粉末プレフォームは、焼結中に理論密度に近く
収縮する傾向にあり、それゆえ、プレフォームに切除し
たスロットは焼結中に狭くなる。結果として、プレフォ
ームの線収縮が典型的に10−25％またはそれより高い範
囲にあるので、本発明の方法を用いて非常に狭いスロッ
トを有するダイが得られる。

【００３４】特定の粉末粒子を選択することにより、極
薄スロットが形成できることが分かった。例えば、ガン
マアルミナの結晶は軽くふわふわしており、アルファア
ルミナ結晶よりも細かく密度が小さい。高圧縮圧力でさ
えも、ガンマアルミナ粒子は充填（pack）され軽い（す
なわち、密度が低い）部品を形成する。このようにし
て、ボディがガンマアルミナから作られた場合には、
（ガンマからアルファへの）結晶転移、および低い未加
工密度により収縮が生じる。特に本発明の有用な実施態
様を以下に説明する。

【００３５】ガンマ粒子の密度は約3.6 ｇ／ｃｍ³ であ
る。約1050℃以上での焼結により、ガンマ粒子は不可逆
的に、実質的に密度が高い、約４ｇ／ｃｍ³ の密度を有
するアルファ粒子に転化し、収縮が生じる。さらに、ガ
ンマ粒子、並びに他の前駆体アルミナは、200 ｍ² ／ｇ
を超える表面積の非常に細かい粒径を有し得る。プレフ
ォームを作成するのに粒子を用いる場合、それら粒子は
稠密となるまでは集結（pack）しないので、低密度のプ
レフォームを形成する。しかしながら、焼結により、ガ
ンマ粒子プレフォームまたはアルミナ前駆体誘導プレフ
ォームは、理論密度近くまで焼結し、30％を超える線収
縮となり得る。このようにして、プレフォームから0.01
27ｃｍ（５ミル）のスロットを切除することにより、0.
0089ｃｍ（3.5 ミル）のスロットを有するダイを作成で
きる。これにより、壊れやすくもろい傾向にある非常に
細かい鋸の刃が必要なくなるので、ダイの製造工程にお
いて著しい利点となる。

【００３６】また、プレフォームの異なる部分で粉末粒
子の密度と充填を変更することにより先細（tapered ）
スロットを有するダイを作ることができる。プレフォー
ムの密度は、例えば、様々なプレフォーム部品を異なる
圧力で圧縮することにより変更できる。あるいは、粉末
を押出すかまたはテープ注型（tape cast ）して層を形
成し、次いでこれらの層を積重してともに圧縮し、機械
加工前にモノリシック構造物に結合させることもでき
る。水をベースとするプレフォームについて言えば、層
をともに圧縮することにより、それらの層を結合するこ
とができる。熱可塑性プレフォームについて言えば、溶
融により層を結合するのに十分に加熱することにより、
それらの層を結合することができる。各層の収縮量は、
異なる収縮の粉末を用いることにより、そして結合剤の
量を変更することによりコントロールできる。

【００３７】特に有用な実施態様の１つにおいて、図３
−５に示したような収縮の異なる粉末の層を用いて極薄
スロットを有するダイを作成する。ここで図４を参照す
る。低収縮材料の層の厚さは、スロットの深さより少な
いかまたは等しくてもよく、好ましくは少ない。ここで
図４および図５の点線で示した単位収縮セルを参照す
る。セルの幅はスロットに垂直な方向にあるピンの中心
間の距離である。ピンの先端は、水平方向に高収縮のベ
ース材料から構造的に離れているので、焼結中にボディ
が収縮するときに、スロット壁がともに動き、ピンの中
心線もともに動く。また、ピンは根元よりも上側部分で
は収縮が小さい。さらに、ピンの中心線が共に動く距離
は、中心線間の距離に比例する。元のスロット幅（焼結
前）と最終的なスロット幅（焼結後）を決定する式を以
下に示す： （１） Ｗ_O ＝Ｄ−Ｐ （２） Ｗ_F ＝Ｄ（１−Ｓ_H ／１００）−Ｐ（１−Ｓ_L
／１００） ここでＷ_F は焼結後のスロット幅であり、Ｄは焼結前の
スロットの間隔であり（Ｄはまたピンの中心間の距離で
ある）、Ｐは焼結前のピンの幅であり、Ｓ_H は高収縮材
料の焼成したときの収縮パーセントであり、Ｓ_L は低収
縮材料の焼成収縮パーセントである。これらの変数の関
係を図５に示す。したがって、最終スロット幅は、ピン
のサイズ、およびセル密度、すなわち、ＤとＰにより示
したセル／ｉｎ² （ｃｐｓｉ）の数による。最終スロッ
ト幅（Ｗ_F ）を０に設定することにより、所定のダイに
ついてスロットが閉じるときのＰ、Ｄ、Ｓ_H 、およびＳ
_L の値を決定できる。これを図６に示す。図６は、焼成
したスロット幅がピン中心間（スロット中心間）の距離
Ｄによりどのように変化するかをプロットしたものであ
る。６ミル（0.01524 ｃｍ）の元のスロット幅の試料に
ついては、スロット部分には10％の収縮材料を、孔部分
には16％の収縮材料を用いている。図示したように、
Ｄ、ピンの中心間の距離（またはスロットの中心間の距
離）が約90ミル（0.2286ｃｍ）のときに、スロット幅は
０となる。それゆえ、このダイについては、ピン中心ま
たはスロット中心の間の最大距離は、スロットが閉じる
のを避けるために90ミル（0.2286ｃｍ）未満でなければ
ならない。さらに、ピンの低収縮部分の厚さはまた、ス
ロットの幅に影響し得る。積層ダイにおけるスロットの
最終サイズを予期するこのような計算により、焼結後の
スロットの最終幅を好ましく評価するが、ダイのデザイ
ンと粉末変数の所定の組に関する正確な幅は、実験によ
り最も好ましく決定される。

【００３８】スロットの狭くなる効果は、高いまたは細
かいセル密度のセルダイ（高いｃｐｓｉ）よりも低密度
のセルダイ（低いｃｐｓｉ）によるほうが著しい。それ
ゆえ、200 セル／ｉｎ² （31セル／ｃｍ² ）の未焼結プ
レフォームに作られたスロットは、400 セル／ｉｎ
² （62セル／ｃｍ² ）のプレフォームのにスロットより
も、焼結後には狭くなる。例えば、ピンの上側部分（す
なわち、スロット部分）にある材料が焼結中に10％収縮
し、ピン区域の下側部分（すなわち、孔部分）およびプ
レフォームの残りの部分にある材料が焼結中に16％収縮
する場合、６ミル（0.01524 ｃｍ）の最初のスロット幅
および200 セル／ｉｎ² （31セル／ｃｍ² ）のプレフォ
ームを考えたときに、ピンのサイズ（すなわち、ピンの
一方の端から他方の端までの距離）は平面を横切って6
4.71 ミル（0.164 ｃｍ）である。図４を参照すると、
ピンの中心間の距離Ａは70.71 ミル（0.18ｃｍ）であ
る。焼結後、ピンの中心間の距離（また「単位収縮セ
ル」の幅）は59.40 ミルであり、先端でのピンサイズは
58.24 ミル（0.148 ｃｍ）である。２つのピンの半分は
「単位収縮セル」に含まれるので、焼結後のスロットの
最終幅は59.40 ミル（0.151 ｃｍ）引く58.24 ミル（0.
148 ｃｍ）または1.16ミル（0.0029ｃｍ）である（すな
わち、一枚の紙の厚さの３分の１である）。比較してみ
ると、ダイ全体を10％の収縮材料から作成した場合、プ
レフォームにおける６ミル（0.01542 ｃｍ）のスロット
について、収縮後の最終スロット幅は、5.4 ミル（0.01
37ｃｍ）である。同様に、ダイ全体を16％の収縮の材料
から製造した場合には、最終スロット幅は5.04ミル（0.
0128ｃｍ）である。したがって、プレフォームのスロッ
トではない部品の材料よりも収縮しないピンの端部の材
料の層を用いることにより、焼結後にスロット幅が著し
く減少することとなる。６ミル（0.01524 ｃｍ）の初期
または未焼結スロット幅（上述した200 ｃｐｓｉ（31セ
ル／ｃｍ² ）のダイに用いたのと同一材料、すなわち、
10％と16％の収縮材料を用いた）により、最終スロット
幅は2.4 ミル（0.0061ｃｍ）となることが示される。こ
れは、最終スロット幅がセル密度に関連することを説明
している。セル密度が高ければ高いほど、低セル密度の
プレフォームと比較して焼結後のスロットは幅広くな
る。

【００３９】例えば、ある例において、ダイを細かい粉
末と粗い粉末の両方で製造した場合、上記式および図５
からは閉塞か示されたり予期されないが、スロットが閉
塞するかもしれない。このことの説明の１つは、典型的
に、細かい粉末は粗い粉末よりも急速に、収縮し圧縮さ
れる傾向にあることにある。これについて、それぞれ約
15％と10％の焼成収縮を有する、細かい粉末と粗い粉末
（それぞれ線（ａ）および（ｂ））の収縮曲線の概略を
示す図７により説明する。細かい粉末がその最大収縮と
圧縮に近付いたときに、粗い粉末は約５％（すなわち、
最大収縮の50％）しか収縮していない。初期のスロット
が十分に広くない場合には、このときにスロットが閉塞
し得、スロットの壁同志が接した状態で焼結し得る。粗
い粉末をさらに焼結せしめると、壁が接した状態の焼結
の程度が最小であるスロットの壁のいくつかは離れ得る
が、このダイは、閉じたまま焼結されたスロットと、予
期したより大きく開いたスロットとを有するものとな
る。いくつかの技術を用いることにより、この種のスロ
ットの閉塞を防ぐことができる。例えば、粗い低収縮の
粉末に、ＴｉＯ₂ のような収縮促進剤を添加して、粗い
材料の初期の収縮を促進することができる。別の技術
は、１種類の粉末による粉末プレフォームブランクを形
成し、次いでブランクの一端（スロット部分）を、クロ
ロヒドラル（Chlorohydral；レハイスケミカル社から得
られる、23−24％のアルミナを含有し得る水ベースの溶
液）のようなアルミナ含有溶液中に浸漬するものであ
る。好ましくは、軟質焼成（soft-fired）（白亜硬度）
プレフォームをピンの深さ未満の深さまでこの溶液に浸
漬する。（アルミナは、各浸漬の間に分解焼成(decompo
sitionfiring)をしながら、複数回の溶液中への浸漬で
塗布することができる）プレフォームを機械加工して焼
成したときに、クロロヒドラルに含浸した区域の収縮
は、ボディの残りの部分より少ないが、ボディの残りの
部分とほぼ同一またはそれより速い速度でその区域は収
縮すべきである。

【００４０】あるいは、細かい粉末と粗い粉末の混合物
を低収縮部分に用いて、その結果、混合物中の細かいほ
うの粉末が初期の収縮を促進させることができる。

【００４１】

【実施例】以下、実施例を参照しながら本発明を詳細に
説明する。

【００４２】１． 流体バッチ 以下の実施例において、セラミックバッチの最終混合は
典型的に、約120 −180 ℃の範囲の温度で行ない、続い
てバッチの成形は、80−180 ℃の範囲のバッチ温度で行
なった。表ＩからIII のバッチ組成は重量部で記載す
る。使用したバッチ成分は、別記しない限り、表Ｉの後
の成分のキーセクションに記載した市販材料である。

【００４３】表Ｉは、射出成形法による形成に特に適し
た熱可塑性可逆ゲル結合剤からなるセラミックバッチの
実施例を列挙している。表Ｉにおいて加工のために選択
したセラミック粉末はジルコニア（ＺｒＯ₂ ）粉末であ
り、含有する粉末比率をバッチの重量部で記載してい
る。また表Ｉに、バッチ中に含有された熱可塑性結合剤
の配合に用いる成分を記載しており、結合剤成分の比率
も重量部で記載している。最後に、特定の結合剤成分の
身元と市販源を示す。

【００４４】 表Ｉ １ ２ ３ ４ セラミック粉末（ｐｂｗ） ジルコア５０７２ジルコニア 1037 1037 - ジルコアＡ粒子ジルコニア - - 1066 1237 固体の合計（ｐｂｗ） 1037 1037 1066 １２３７ 結合剤成分（ｐｂｗ）^ａ スチレン−エチレン／ブチレン− 28.9 - - 35 スチレン トリ−ブロック共重合体^b 酸官能ブチル - - 40 - メタクリレート共重合体^c 超高分子量ポリエチレン - 3.9 - -^d 脂肪アルコールワックス１ 33.6 46.2 29 32^e 脂肪アルコールワックス２ 22.1 30.0 19 21^f カルバナワックス 11.9 16.4 - -^g 酸化ポリエチレンワックス１ - - 12 -^h 酸化ポリエチレンワックス２ - - - 12ⁱ 分散剤 3.5 3.5 2.28 2.47 結合剤の合計（ｐｂｗ） 104 80 102.28 102.47 固体の容量％ 67% 67% 68% 66% 成分キー ａ＝クラトン^R Ｇ１６５０エラストマー シェルケミカル社 ｂ＝ネオクリル^R Ｂ７２３コポリマー ＩＣＩアメリカ社 ｃ＝ハイファックス^R １９００ポリエチレン ハイモント ｄ＝オクタデカノールワックス コノコ社 ｅ＝ヘキサデカノールワックス コノコ社 ｆ＝カルバナワックス ロスケミカル社 ｇ＝ＡＣ−６７０２／ＡＣ−３３０ アライド社 ワックスブレンド ｈ＝ＡＣ−６５６ワックス アライド社 ｉ＝ハイパーマー^R ＫＤ−３分散剤 ＩＣＩアメリカ社 表Ｉの組成３および４は、本発明のセラミックダイの射
出成形に特に好ましい結合剤の配合を示す。これらの配
合は、良好な射出成形性能を得るために必要な10,000ポ
アズより十分に低い粘度を示し、金型離型助剤としての
酸化ポリエチレンワックスを必要に応じて含有すること
により、優れた金型離型挙動を示す。

【００４５】以下の表IIおよびIII の結合剤配合物は、
押出加工に特に適したレオロジーを示す。さらに、表II
の組成は、押出し後の熱成形に特に適した押出しまたは
他の方法により処理した未加工のセラミックシートを提
供できるように、バッチ再形成領域において例外的に良
好な伸長流動（extensional flow）を有する。表IIの配
合物に用いられる粉末ガラスは、コード０３１７ガラス
として市販されているアルミノケイ酸ナトリウムガラス
（コーニング社）である。

【００４６】 表II セラミック／ガラス粉末（ｐｂｗ） １ ２ ３ ジルコア５０２７ジルコニア 1359 1178 - ケイ酸塩ガラス - - 612 固体の合計（ｂｐｗ） 1359 1178 612 結合剤成分（ｐｂｗ） クラトン^R Ｇ１６５０エラストマー 30 - 30 ネオクリル^R Ｂ７２３ポリマー - 30 - オクタデカノールワックス 35 32 35 ヘキサデカノールワックス 22.65 20 22.65 カルバナワックス 12.35 18 12.35 ハイパーマー^R ＫＤ−３分散剤 8.75 7.66 -^j 分散剤２ - - 2.0 結合剤の合計（ｐｂｗ） 108.75 107.66 102 固体の容量％ 68% 66% 68% ｊ＝エンフォス^TM ＰＳ−２１Ａ界面活性剤、ウィッコケミカル社 表III セラミック粉末（ｐｂｗ） １ ２ ジルコア５０２７ジルコニア 1005 1037 固体の合計（ｐｂｗ） 1005 1037 結合剤成分（ｐｂｗ）^k エチレン／アクリル酸共重合体 20 - クラトン^R Ｇ１６５０エラストマー - 35 オクタデカノールワックス 40.01 32 ヘキサデカノールワックス 25.88 21 カルバナワックス 14.11 12 ハイパーマー^R ＫＤ−３分散剤 7.65 3.5 結合剤の合計（ｐｂｗ） 107.65 104 固体の容量％ 61% 67% ｋ＝プリマコア^R ３３４０アクリル酸共重合体、ダウケミカル社 上記バッチから製造したダイのプレフォームは、未加工
状態または白亜硬度状態のいずれかで機械加工して、本
発明のダイを形成できる。同様に、孔およびスロット
を、以下に記載する脱ワックス工程の前または後のいず
れで形成してもよい。

【００４７】上述した表Ｉ−III のバッチ配合物から形
成したセラミック部品のための好ましい脱ワックス方法
は一般的に、少なくとも以下の３つの段階からなる：
（ａ）低融解ワックス揮発範囲の低限（約110 ℃）まで
ゆっくりと加熱し（例えば、１時間当たり15℃またはそ
れ未満）、（ｂ）ゆっくりと加熱するか、または比較的
速く低融解ワックス揮発の温度範囲に長期間保持し（例
えば、約110 −165 ℃の範囲の温度で４−20時間）、
（ｃ）比較的ゆっくりと加熱するか、または脱ワックス
のための上限温度範囲の温度で長期間保持する（例え
ば、約165 −230 ℃の範囲の温度で10−40時間）。

【００４８】２． 低結合剤バッチ（圧縮用） 以下の実施例において、粒径をコントロールし、粒子が
成長して大きくなりすぎるのを防ぐために、ＭｇＯを添
加した焼結性アルミナ粒子を用いてダイを形成した。こ
の組成を以下の表IVに示す。

【００４９】 表IV ^* Ａ−１６アルミナ（アルコア） 2841.08 ｇ ＭｇＯ（マリンクロッドＡＲ） 3.01 ＸＵＳ４０３０３．００結合剤（ダウケミカル） 98.02 カーボワックス４００ 58.81 ダーバンＣ 14.80 脱イオン水 3693.00 ＊Ａ−１６アルミナは、容易に得られ、比較的安く、比
較的大きな収縮（16−19％）を有し、高密度まで焼結で
きるアルファアルミナである。

【００５０】噴霧乾燥後、バッチを矩形ゴム型中に注ぎ
入れ、20,000ｐｓｉ（28.4ｋｇ・ｍ² ）の圧力を加えて
均衡に圧縮し、ブロックを形成した。小さなブロック
（プレフォーム）を、ダイヤモンド鋸またはバンド鋸を
用いてこのブロックから切り出した。プレフォームを約
1050℃の空気中で柔軟焼成（soft fired）し、その温度
で２時間保持した。その後、容易に孔開けまたはスロッ
トの形成ができるほど十分な柔らかいが、容易に取り扱
え機械加工できるほどプレフォームは強度のあるもので
あった。

【００５１】柔軟焼成（白亜硬度）状態において、直径
0.0052インチ（0.132 ｃｍ）の、ダイヤモンドのチップ
を有する炭化タングステンツイストドリルを用いてプレ
フォームの１面に孔を開けた。フラッシング媒質として
蒸留水を用いて衝撃動作を与えながら1400ｒｐｍの速度
で孔開けを行なった。

【００５２】0.006 ”（0.01524 ｃｍ）の厚さと６”
（15.24 ｃｍ）の直径の半導体スライシング鋸を用い、
フラッシング媒質として蒸留水を用いて、0.15”（0.38
ｃｍ）の深さと0.075 ”（0.19ｃｍ）の中心を有するス
ロットを、切除して、他の孔全てと交差させた。鋸の速
度は2875ｒｐｍであり、プレフォームに対する鋸の軸の
動作は２インチ／分（5.08ｃｍ／分）であった。

【００５３】機械加工したプレフォームを乾燥させて、
水素中において２時間に亘り1650℃で焼成した。焼結
後、スロットサイズをニコンメジャースコープ２０で測
定した。平均スロット幅は、焼結前の約0.0093”（0.02
36ｃｍ）から、焼結後の約0.0078”（0.0198ｃｍ）まで
減少し、平均収縮または減少は約16％であった。

【００５４】上述した方法により形成したダイにダイを
用いた実際の使用条件を施して、以下の組成のセラミッ
クバッチを押し出した： カオパク１０粘土 1020.0ｇ メトセルＡ４Ｍ（ダウケミカル） 30.6 ステアリン酸ナトリウム 10.2 脱イオン水 357.0 標準混合ヘッドを用いてブラベンダープラスチコーダー
（Brabender Plasticorder）中でバッチを混合し、約80
0 ｐｓｉから押出機の最大圧である2400ｐｓｉまで押出
圧を変化させながら上述したダイを用いて押し出した。

【００５５】ハニカム構造物を形成するために、押出可
能材料がダイの入口面の供給孔を通じて縦に流動し、連
結して横に十字に交差した出口面と連絡している吐出ス
ロットに向かうように、バッチ材料を圧力下でダイに装
填した。ここで材料の一部はスロット内で横に流動し、
出口面から縦に吐き出される前には連続塊を形成し、そ
の塊に亘って延びる複数のセルまたは開いた通路を有す
る薄壁ハニカム構造物を形成する。

【００５６】全ての場合において、良好に形成されたセ
ルラー押出物が得られ、ダイは全ての押出圧で満足にプ
レフォームされた。

【００５７】３． 差収縮（differential shrinkage）
を用いた極薄スロット 図３ａおよび３ｂは、極薄また狭いスロットを製造する
差収縮法を説明するものである。表IVに記載した結合剤
を用いて、Ａ−１５およびＡ−１６アルミナの粉末を用
いたバッチを調製した。図３ａにおいて、上側層33は、
Ａ−１５粉末を用いて形成したものであり、これは、焼
結中に約12−13％の焼成収縮を有するアルファアルミナ
である。特定の粉末の収縮量は、使用する結合剤と焼結
助剤、圧縮圧、焼成時間、温度、焼成雰囲気等により変
化し得る。下側層35は、Ａ−１６粉末を用いて調製した
ものであり、これは、16−19％の収縮を有するアルファ
アルミナである。Ａ−１５粉末の200 ｇのバッチを、Ａ
−１６と同一の結合剤組成物を用いて調製し、100 ℃で
湿っているが粘着状態ではない状態まで乾燥した後、20
メッシュのナイロンスクリーンを通過させて手で粗砕し
た。

【００５８】１−インプランジャー（1-in plunger）型
のダイ中に低収縮Ａ−１５バッチの滑らかな３ｇの層を
最初に配して、7800ｐｓｉ（11.1ｋｇ／ｍ² ）まで圧縮
することにより、積層試料を作成した。次いでダイ中に
高収縮のＡ−１６バッチの13.4ｇの層を配し、7800ｐｓ
ｉ（11.1ｋｇ／ｍ² ）で団結せしめた。この積層プレフ
ォームを、薄壁ゴムバッグ中に配し、等圧プレス中にお
いて30,000ｐｓｉ（427 ｋｇ／ｍ² ）で圧縮した。次い
でこの試料を1250℃の温度で２時間に亘り焼成して、結
合剤を燃えきらせ、スロット開けおよび／または孔形成
のための柔軟焼成（白亜硬度）試料（またはスラッグ）
を作成した。この実験について言えば、目的はスロット
の収縮を決定することにあるので、ダイには孔を開けな
かった。通常、結合剤を燃えきらせる前か、または柔軟
焼成後のスロットを開ける前に孔開けを行ない、ピンの
破損を最小限にする。

【００５９】100 粒度（grid）のダイヤモンドホイール
を用いて、表面粉砕機上で試料（スラッグ）を機械加工
し、約0.6 ”×0.6 ”（1.524 ×1.524 ｃｍ）で約0.5
”（1.27ｃｍ）の高さの寸法を有するプレフォームの
ブロックを作成した。側面の寸法を計算し、上側全体に
亘り同一サイズのピンを製造した。そのため、正確な寸
法は、各セル密度についてわずかに異なる。スリッチン
グには、６ミル（0.01524 ｃｍ）のダイヤモンド鋸を用
いた。２方向に100 ミル（0.254 ｃｍ）深さのスロット
を作成して、ピンを形成した。機械加工した状態で、そ
れぞれ400 、178、および100 ｐｓｉ（62、27.6、およ
び15.5セル／ｃｍ² ）のセル密度に対応する、50、75、
および100 ミル（それぞれ0.127 、0.19、および0.254
ｃｍ）のスロット中心線を有する３つのダイ（Ａ、Ｂ、
およびＣ）を、表IVのセラミックバッチを用いて製造し
た。歪みを防ぐために、ピンサイズを全て等しくなるよ
うに、スロットは、表面全体に亘って均一に間隔を開け
た。スロットのためのスリッチング後、水素炉中で、ダ
イを75℃／時間の速度で1650℃まで焼成し、２時間に亘
り1650℃で保持し、通常の炉が冷却する速度で冷却し
た。焼結後、ダイの平方インチ当たりのセル数を測定し
て求めたセル密度は、収縮により、焼結前の密度より増
加した。

【００６０】焼成の前後にニコンメジャースコープ20を
用いてスロットの幅を測定した。３つの試料ダイについ
て焼結の前後に測定した平均スロット幅を以下に示す： 表Ｖ スロット幅（ミル） 試料 白亜硬度 完全焼結 Ａ 7.7 −7.9 3.7 −3.8 Ｂ 8.7 −9.2 3.4 −4.0 Ｃ 7.8 −8.1 ＊ ＊ 多くのスロットが閉じた状態で焼結された。この理
由は、前述したように、ダイの細かいアルミナ孔部分
が、ピンに用いた粗いアルミナより速く焼結されること
にある。

【００６１】焼成後、ダイの低収縮部分と高収縮部分の
間の界面に、先が細くなる移行(tapered transtion) 先
細移行が観察され、これはピンの根元から出口端まで徐
々に狭くなった。

【００６２】積層法に加えて、他の方法により、異なる
収縮帯を有するボディもまた作ることができる。例え
ば、前述したように、柔軟焼成したプレフォームまたは
ブランクの１表面を、アルミナ含有溶液で飽和させて、
プレフォームの孔を満たすことができる。焼成による分
解により、残留アルミナは、未加工密度を増加させ、焼
成収縮を低減させる。より著しい効果を得るために、複
数回の浸漬を用いてもよい。あるいは、異なる収縮を有
する材料のテープを注型し、積重し、結合させて、モノ
リシックダイを形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コアピンおよびスロットを示すプレフォームの
断面図

【図２】複雑なコアピンおよびスロットを示すプレフォ
ームの断面図

【図３】先細スロットを形成する収縮が異なる粉末の層
並びにそれにより製造されたダイを示す断面図

【図４】ダイのスロットおよび孔部分の収縮が異なる場
合に、スロット収縮を決定するための「単位収縮セル」
を表すビレット部分を示す図

【図５】全体的に圧縮されたかまたは焼結されたダイの
最終スロット幅を決定する技術を説明する図

【図６】所定の初めのスロット幅と材料の収縮に関し
て、ピン中心間の距離により焼成スロット幅がいかに変
化するかを示したグラフ

【図７】細かい粉末と粗い粉末の収縮曲線を示すグラフ

【符号の説明】

10 スロット 20 コアピン 30 ダイ材料 33 上側層 35 下側層 40 金型

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末から押出用ダイを製造する方法であ
   って、該方法が、 金属およびセラミックから選択される固体状態の焼結性
   粉末を分散剤および溶剤と共に予備混練して混合物を形
   成することにより前記粉末を混ぜ合せ、 高分子熱可塑性ポリマーをワックス成分中に、該ワック
   スの溶融温度より高い温度で溶解または分散せしめて溶
   融ワックス／ポリマー結合剤を調製し、 前記予備混練粉末混合物および前記溶融ワックス／ポリ
   マー結合剤を混合するのに十分な温度で該粉末混合物を
   該溶融ワックス／ポリマー結合剤に加え、 前記溶剤を揮発せしめて熱可塑性ペーストを調製し、 該ペーストを造型して入口部分と出口部分を有する焼結
   性未加工プレフォームを形成し、 前記入口部分に縦に離間した複数の供給孔、および前記
   出口部分に交差し横に十字形の複数の吐出スロットを、
   吐出スロットが供給孔と連通するように、形成すること
   により、前記未加工プレフォームを機械加工し、 前記吐出スロットの形成前に、必要に応じて前記造型プ
   レフォームを理論密度の近くまで焼結し、 前記機械加工したプレフォームを焼結してダイを形成す
   る、各工程からなることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記焼結性粉末が、アルミナ、ジルコニ
   ア、およびこれら酸化物の前駆体からなることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記焼結性粉末が、ガンマアルミナ、ア
   ルファアルミナ、およびそれらの前駆体からなることを
   特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記焼結性粉末が、マグネシウムが添加
   されたアルミナからなることを特徴とする請求項２記載
   の方法。
5. 【請求項５】 前記焼結性粉末を混ぜ合わせ互いに乾燥
   圧縮して前記プレフォームを形成することを特徴とする
   請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記焼結性粉末に結合剤を添加して前記
   焼結性粉末を混ぜ合せることを特徴とする請求項１記載
   の方法。
7. 【請求項７】 前記方法が、さらに脱ワックス工程を含
   むことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 前記プレフォームが多孔性構造物であ
   り、前記供給孔の形成後で前記吐出スロットの形成前
   に、前記未加工の多孔性プレフォームを白亜硬度状態ま
   で部分的に稠密化することを特徴とする請求項１記載の
   方法。
9. 【請求項９】 前記多孔性プレフォームの一部を、焼結
   の前にアルミナ含有溶液と接触せしめることを特徴とす
   る請求項８記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記機械加工工程の前に、前記プレフ
    ォームを白亜硬度状態まで焼成することを特徴とする請
    求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記プレフォームを、 Ａ） 低収縮の焼結性粉末を混ぜ合せて第１のスラリー
    を形成し、該第１のスラリーを形成する混合せを行う前
    に、必要に応じて前記低収縮の粉末にＴｉＯ₂を添加
    し、 高収縮の焼結性粉末を混ぜ合せて第２のスラリーを形成
    し、 前記第１および第２のスラリーを造型して、該第２のス
    ラリーの第２の層と、その上に形成された該第１のスラ
    リーの第１の層と、該第１および第２の層の間の接合部
    とからなる未加工の積層プレフォームを形成する各工
    程、または Ｂ） 前記焼結性粉末を結合剤と共に混ぜ合せて混合物
    を形成し、 該混合物を噴霧乾燥し、 該混合物を均衡に圧縮および造型して、入口部分と出口
    部分を有する未加工の焼結性プレフォームを形成する各
    工程、または Ｃ） 前記供給孔の逆または反対の模様を定める一連の
    コアピンを有する金型を用意し、 前記コアピンの長さがプレフォームの厚さ未満となるよ
    うに、前記焼結性粉末を前記金型中で造型して該プレフ
    ォームを形成し、 前記コアピンを除去して前記プレフォームの一部に供給
    孔を現出させる各工程により造型することを特徴とする
    請求項１記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記コアピンが、低溶融金属、セラミ
    ック、ワックスおよびプラスチックからなる材料から作
    られることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記吐出スロットが、0.38ｃｍ（0.1
    5”）の深さ、0.0236ｃｍ（0.0093”）の幅、および0.1
    9ｃｍ（0.075 ”）の中心間距離であることを特徴とす
    る請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記供給孔の形成後で前記吐出スロッ
    トの形成前に、前記未加工のプレフォームを白亜硬度状
    態まで部分的に稠密化することを特徴とする請求項１記
    載の方法。
15. 【請求項１５】 前記供給孔の形成後で前記吐出スロッ
    トの形成前に、前記未加工のプレフォームを完全な稠密
    化状態まで焼結することを特徴とする請求項１記載の方
    法。