JP2004035337A - Method of manufacturing formed article and formed article - Google Patents

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JP2004035337A
JP2004035337A JP2002195534A JP2002195534A JP2004035337A JP 2004035337 A JP2004035337 A JP 2004035337A JP 2002195534 A JP2002195534 A JP 2002195534A JP 2002195534 A JP2002195534 A JP 2002195534A JP 2004035337 A JP2004035337 A JP 2004035337A
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hydraulic
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Kenzo Takei
武居 健蔵
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HOUEI KK
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HOUEI KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a formed article which has excellent heat resistance and to which various kinds of functions can be added and to provide the formed article. <P>SOLUTION: A member composed of an inorganic material is manufactured by forming a hydraulic material containing cement-based hydraulic powder into an article, and then aging and hardening the formed article. The functions such as abrasion resistance or sliding properties are added to the formed article using cement as a main raw material by adding powder of a metallic compound or a metal in the hydraulic material or a forming material to be used for the forming. A thermoplastic resin or an inorganic fiber may be blended at need. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト等の締結部品、ガスケット等のシーリング材、冷却用ファンモータの部品、キーのシリンダ等の成型品の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、当該成型品の製造品に用いる材料技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ボルトやガスケット等は、従来、金属に対する研削やプレス等の機械加工、あるいは樹脂成形により製造するのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これらの部材については、無機材料による成形で製造できれば、無機材料の特徴を生かしたものを安価に製造できる。また、無機材料で射出成形、押出成形、プレス成形可能なものとしてはセメント材料があり、このような材料を用いて紙送りローラを製造する技術が特許第2999765号公報、特許第3012234号公報、特許第3054417号公報に開示されている。
【0004】
ここに本願発明者は、セメント系の水硬性組成物が有する成形性、耐熱性等の特徴を生かし、かつ、さらなる特性改良を図ることを提案するものであり、本発明の課題は、耐熱性に優れ、かつ、各種の機能を付加することのできる成形品の製造方法、および成形品を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、養生、硬化させる成形品の製造方法において、前記水硬性材料あるいは成形材料に金属化合物の粉体を添加しておくことを特徴とする。
【0006】
本発明では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料を用いるので、無機材料からなる部材を成形により製造できる。また、成形に用いる水硬性材料あるいは成形材料に金属化合物の粉体を添加しておき、それにより成形するため、セメントを主原料とした成形品に耐磨耗性や摺動性等の機能を容易に付加することができる。
【0007】
本発明において、前記金属化合物の粉体は、例えば、鉄系化合物の粉体である。
【0008】
また、本発明の別の形態では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、養生、硬化させる成形品の製造方法において、前記水硬性材料あるいは成形材料に金属粉体を添加しておくことを特徴とする。
【0009】
本発明では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料を用いるので、無機材料からなる部材を成形により製造できる。また、成形に用いる水硬性材料あるいは成形材料に金属粉体を添加しておき、それにより成形するため、セメントを主原料とした成形品に新たな機能を容易に付加することができる。
【0010】
本発明において、前記硬化の後、前記金属粉体に対して窒化処理、硫化処理、あるいは浸炭処理を行ってもよい。このような処理を行えば、セメントを主原料とした成形品に耐磨耗性や摺動性等の機能を容易に付加することができる。
【0011】
本発明において、前記水硬性材料あるいは前記成形材料に、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂を添加しておくことが好ましい。このように構成した場合には、成形機において材料を混合した際、その熱によって熱可塑性樹脂が軟化あるいは溶融するので、成形機から金型内への材料の流動性が向上する。
【0012】
本発明において、前記水硬性材料あるいは前記成形材料に、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維を添加しておくことが好ましい。このように構成すると、水硬性材料を用いた成形品の強度を向上することができる。
【0013】
本発明において、前記金属粉体は、例えば、鉄系粉体である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
[基本材料]
本発明では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、養生、硬化させて成形品を製造する。ここで、水硬性材料には、水硬性粉体の他、必要に応じて、水硬性粉体の平均粒子径より1桁以上小さい平均粒子径を有する非水硬性粉体、成形性改良剤、加工性改良剤、増粘剤、増量材等を加えておく。このような水硬性材料としては、例えば、水硬性粉体40〜80重量%、非水硬性粉体10〜50重量%、および成形性改良剤10〜30重量%からなる混合粉体と、混合粉体100重量部に対して2〜9重量部の割合で配合した加工性改良剤と、0.5〜5重量部の割合で配合した増粘剤とからなることが好ましい。
【0016】
本形態において、水硬性粉体とは、例えば、珪酸カルシウム化合物粉体、カルシウムアルミネート化合物粉体、カルシウムフルオロアルミネート化合物粉体、カルシウムサルフォアルミネート化合物、カルシウムアルミノフェライト化合物粉体、リン酸カルシウム化合物粉体、半水又は無水石膏粉体、自硬性を有する生石灰粉体、これら粉体の2種類以上の混合物粉体等といった粉体であり、水により硬化可能である。代表例な水硬性粉体としては、例えば、ポルトランドセメントがある。
【0017】
水硬性粉体の粒度分布については、成形体の強度に関する水硬性能の確保上、ブレーン比表面積が2500cm/g以上であることが好ましい。また、水硬性粉体の配合量は、水硬性粉体、非水硬性粉体および、後述する成形性改良剤からなる混合粉体の組成比率で40〜80重量%、好ましくは、45〜55重量%であることが好ましい。配合量が40重量%未満の場合には、強度及び充填率が低くなり、80重量%を越える場合には、成形体を得る場合の充填率が低くなり、いずれの場合においても機械的加工時の加工応力に耐えられない等の影響があるので、好ましくない。
【0018】
非水硬性粉体とは、単体では水と接触しても硬化することのない粉体であり、その代表例としては、水酸化カルシウム粉末、二水石膏粉末、炭酸カルシウム粉末、スラグ粉末、フライアッシュ粉末、珪石粉末、粘土粉末、シリカフューム粉末等がある。
【0019】
非水硬性粉体の配合量は、水硬性粉体、非水硬性粉体、および後述する成形性改良剤からなる水硬性材料における組成比率で10〜50重量%、好ましくは20〜30重量%とすることが好ましい。配合量が10重量%未満の場合には、充填率が低く、50重量%を越える場合には、強度及び充填率が低くなり、いずれの場合においても成形・硬化後の物性、例えば、機械加工時における欠けの発生、寸法安定性に悪影響を及ぼすため好ましくない。機械加工性等を考慮すると充填率が低くなりすぎないように非水硬性粉体の配合量を調節することが好ましい。非水硬性粉体を添加することによって、成形体の成形時の充填率を高め、得られる成形体の空隙率を減少することが可能となる。これにより成形体の寸法安定性を向上することができる。
【0020】
成形性改良剤とは、射出成形時、あるいは押出成形時に型枠と成形体との間の滑り性を向上させ、さらに成形性の異方性を低減し、品質を安定化させる材料である。成形性改良剤としては、例えばタルク(含水ケイ酸マグネシウム)、マイカ等の無機材料がある。この無機材料は配向性に優れ、成形体表面に滑り性を付与し、金型やダイスとの抵抗が低減されることにより品質の安定化が図れる。
【0021】
成形性改良剤の配合量は、水硬性粉体、非水硬性粉体および成形性改良剤からなる水硬性材料における組成比率で10〜30重量%、好ましくは、15〜25重量%とすることが好ましい。
【0022】
加工性改良剤とは、水硬性組成物から得られる成形体の成形性、脱型性、切削・研削性、研削精度の向上、特に切削・研削性、研削精度の向上に寄与する。すなわち、加工性改良剤を添加することによって得られた水硬性組成物は、加工性改良剤が加圧成形時に成形助剤としての役割を果たすので成形性が向上する。また、加工性改良剤によりセメント系硬化体のもろさが改良されるので、得られた成型体が脱型時に何ら損傷を受けることなく脱型されるので、歩留まりおよび作業性が向上する。また、加工性改良剤を添加しておけば、割れ、欠け等の発生を阻止することができる。それ故、水硬性組成物であっても、金属材料と同様、旋盤等による切削加工や研削加工を行うことができる。
【0023】
加工性改良剤の配合量は、水硬性粉体、非水硬性粉体および押出成形性改良剤からなる水硬性材料100重量部に対し乾ベースで2〜9重量部、好ましくは、3〜4重量部とすることが好ましい。配合量が2重量部未満の場合には、切削加工性が低下し、9重量部を超える場合には、研削精度の低下と研削後の寸法安定性が低下する。また、粒度は分散した単一粒子径で1μm以下のものが一般的である。
【0024】
加工性改良剤としては、酢酸ビニル樹脂、又は酢酸ビニルとの共重合樹脂、アクリル樹脂、又はアクリルとの共重合樹脂、スチレン樹脂、又はスチレンとの共重合樹脂、及びエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも1種類以上の樹脂からなる粉末もしくはエマルジョンを使用できる。酢酸ビニル共重合樹脂としては、酢酸ビニルアクリル共重合樹脂、酢酸ビニルベオバ共重合樹脂、酢酸ビニルベオバ三元共重合樹脂、酢酸ビニルマレート共重合樹脂、酢酸ビニルエチレン共重合樹脂、酢酸ビニルエチレン塩化ビニル共重合樹脂等を用いることができる。アクリル共重合樹脂としては、アクリルスチレン共重合樹脂、アクリルシリコーン共重合樹脂等を用いることができる。また、スチレン共重合樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合樹脂を用いることができる。
【0025】
増粘剤とは、水に溶解することによって粘着性を発現する材料であり、水硬性粉体、非水硬性粉体の粒子間の結合力を高め、成形後の成形体の形状維持、保水性の確保、密実な硬化体を形成するのに有効である。
【0026】
増粘剤としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
【0027】
増粘剤の配合量は、水硬性粉体、非水硬性粉体、および成形性改良剤からなる水硬性材料100重量部に対して0.5〜5重量部、好ましくは、3〜4重量部とすることが好ましい。
【0028】
増量材としては、珪砂等の骨材を水硬性粉体、非水硬性粉体、および成形性改良剤からなる水硬性材料100重量部に対し10〜50重量部、好ましくは20〜30重量部の割合で加えることができる。
【0029】
また、成形性をさらに改善するために、公知のセラミック成型助剤を上記混合粉体100重量部に対し1〜10重量部、好ましくは3〜6重量部の割合で加えることができる。さらに、材料の硬化時の収縮等による寸法変化を抑えるために、シリコーンオイル等の水の吸収を小さくする撥水剤を上記混合粉体100重量部に対し0.5〜5重量部、好ましくは1〜2重量部の割合で加えることができる。
【0030】
水硬性材料を用いて成形用材料を調製するには、上記の各成分の他に、水硬性粉体、非水硬性粉体、および成形性改良剤からなる水硬性材料100重量部に対して水が30重量部以下、好ましくは、25重量部以下の量で添加される。なお、乾燥収縮を小さくするには水を少なくするのがよい。
【0031】
混合する方法については、均一に混合するという観点からすれば、強力な剪断力を混合物に加えることができる混合方法若しくは混合機がよい。
【0032】
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1では、水硬性材料、あるいはそれに水を加えた成形材料に対して、金属あるいは金属化合物の粉体を数%〜数十%、添加しておく。
【0033】
ここで添加される金属あるいは金属化合物の粉体は、鉄粉、ステンレス粉、パーマロイ粉、センダスト粉、酸化鉄粉、磁性体粉等の鉄系および鉄系化合物の粉体である。また、金属あるいは金属化合物の粉体として、銅粉、真鍮粉、洋白粉、燐青銅粉、銅チタン粉等の銅系粉体を添加してもよい。さらに、金属あるいは金属化合物の粉体としては、上記の鉄系粉体や銅系粉体の他、アルミニウム粉、マグネシウム粉、ニッケル粉、タンタル粉、モリブデン粉、錫粉、鉛粉、亜鉛粉、チタン粉、クロム粉、ジルコニウム粉、コバルト粉等の金属粉を添加してもよい。さらにまた、シリコン粉を添加してもよい。
【0034】
このような材料を用いて各種成形品を製造するにあたって、本形態では、例えば、以下の材料
水硬性材料              100重量部
水硬性粉体(ポルトランドセメント)   40〜80重量%
非水硬性粉体(シリカフューム)     10〜50重量%
成形性改良剤(タルク)         10〜30重量%
加工性改良剤(アクリル系樹脂)     2〜9重量部
増粘剤(カルボキシメチルセルロース)  0.5〜5重量部
金属あるいは金属化合物の粉体      10重量部
水                   25重量部
を混合し、成形材料を調整する。
【0035】
次に、これらの成形材料を射出成形機あるいは押出成形機に供給して、所定の形状に成形する。
【0036】
次に、成形品を養生、硬化させる。すなわち、加圧成形後、型から取り出してから十分な強度を発現するまでに数時間から数日を要するため、養生を行う。養生の方法としては、そのまま室温に放置もしくは水中養生、あるいは蒸気養生してもよいが、水分が不足している場合には、蒸気養生、特にオートクレーブ内での蒸気養生が好ましい。このオートクレーブ養生は、例えば、飽和蒸気圧7.15kg/cm、165℃以上で行うが、飽和蒸気圧9.10kg/cm以上が好ましい。養生時間は、養生温度により変化するが175℃の条件下では5〜15時間とする。加圧成形後、オートクレーブ養生開始前までに、圧縮強度で5N/mm程度発現していることが好ましい。オートクレーブ養生までに十分な強度が発現していない場合には、成形体にクラックが発生するからである。
【0037】
このようにして養生、硬化を経て得られた成形品は、そのまま、あるいは機械加工が施されて各種部品として使用される。ここで、本形態では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料を用い、無機材料からなる部材を成形により製造している。それ故、各種部品を安価に製造することができる。
【0038】
また、成形に用いる水硬性材料あるいは成形材料に金属化合物あるいは金属の粉体を添加しておき、それにより成形するため、これらの添加物が成形品の表面に露出している。それ故、セメントを主原料とした成形品に対して耐磨耗性や摺動性等の機能を容易に付加することができる。
【0039】
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2では、水硬性材料、あるいはそれに水を加えた成形材料に対して、金属あるいは金属化合物の粉体を添加しておくとともに、水硬性材料あるいは成形材料に対して、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂を、例えば数%〜数十%、ペレット、フレーク、あるいは粉体として添加しておく。
【0040】
このような材料を用いた場合には、射出成形機において材料を温度および圧力をかけて混合した際、その熱によって熱可塑性樹脂が軟化あるいは溶融して成形材料の流動性が高まる。その結果、金型内への成形材料の注入性が高まるので、寸法精度等に優れた成形品を製造できる。また、押出成形の場合にも、成形材料の流動性が高ければ、ダイスから押し出される際の寸法精度が向上する等の効果を奏する。
【0041】
[実施の形態3]
本発明の実施の形態3では、水硬性材料、あるいはそれに水を加えた成形材料に対して、金属あるいは金属化合物の粉体を添加しておくとともに、水硬性材料あるいは成形材料に対して、所定サイズに調製したガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維を、例えば、数%〜数十%添加しておく。
【0042】
このように構成すると、水硬性材料を用いた成形品の強度を向上することができるので、割れ、欠け等を防止することができる。
【0043】
なお、実施の形態2、3を組み合わせて、水硬性材料、あるいはそれに水を加えた成形材料に対して、金属あるいは金属化合物の粉体を添加しておくとともに、水硬性材料あるいは成形材料に対して、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂、およびガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維の双方を添加してもよい。
【0044】
[実施の形態4]
本発明の実施の形態4では、水硬性材料、あるいはそれに水を加えた成形材料に対して金属粉体を添加しておき、養生、硬化を行った後、さらに必要に応じて機械加工を施した後、金属粉体に対して窒化処理、硫化処理、あるいは浸炭処理を行う。
【0045】
ここで添加される金属粉体は、例えば、鉄粉、ステンレス粉、パーマロイ粉、センダスト粉、酸化鉄粉、磁性体粉等の鉄系および鉄系化合物の粉体である。
【0046】
このような材料を用いて各種成形品を製造するにあたって、本形態では、例えば、以下の材料
水硬性材料              100重量部
水硬性粉体(ポルトランドセメント)   40〜80重量%
非水硬性粉体(シリカフューム)     10〜50重量%
成形性改良剤(タルク)         10〜30重量%
加工性改良剤(アクリル系樹脂)     2〜9重量部
増粘剤(カルボキシメチルセルロース)  0.5〜5重量部
鉄系金属の粉体             10重量部
水                   25重量部
を混合し、成形材料を調整する。
【0047】
次に、これらの成形材料を射出成形機あるいは押出成形機に供給して、所定の形状に成形する。
【0048】
次に、成形品を養生、硬化させる。
【0049】
そして、そのまま、あるいは必要に応じて機械加工を施した後、金属粉体に対して窒化処理、硫化処理、あるいは浸炭処理を行う。
【0050】
従って、成形品の表面に露出していた金属粉体は、窒化、硫化、あるいは浸炭されるので、セメントを主原料とした成形品に対して耐磨耗性や摺動性等の機能を付加することができる。
【0051】
なお、本形態に対して、実施の形態2、3で説明した熱可塑性樹脂あるいはガラス繊維を添加してもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料を用いるので、無機材料からなる部材を成形により製造できる。また、成形に用いる水硬性材料あるいは成形材料に金属化合物あるいは金属の粉体を添加しておき、それにより成形するため、セメントを主原料とした成形品に耐磨耗性や摺動性等の機能を容易に付加することができる。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a molded part such as a fastening part such as a bolt, a sealing material such as a gasket, a cooling fan motor part, a key cylinder, and the like. More specifically, it relates to a material technology used for a manufactured product of the molded product.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, bolts, gaskets, and the like are generally manufactured by machining such as grinding or pressing a metal, or by resin molding.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If these members can be manufactured by molding with an inorganic material, those utilizing characteristics of the inorganic material can be manufactured at low cost. Injection molding, extrusion molding, and press molding of an inorganic material include a cement material, and a technique of manufacturing a paper feed roller using such a material is disclosed in Japanese Patent No. 2999765, Japanese Patent No. 301234, It is disclosed in Japanese Patent No. 3054417.
[0004]
Here, the inventor of the present application proposes to make use of features such as moldability and heat resistance of a cement-based hydraulic composition, and to further improve the properties. It is an object of the present invention to provide a method for producing a molded article, which is excellent in quality and to which various functions can be added, and a molded article.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, after molding a molding material obtained by adding water to a hydraulic material including a cement-based hydraulic powder into a predetermined shape, curing, curing, a molded product manufacturing method, It is characterized in that a powder of a metal compound is added to the hydraulic material or the molding material.
[0006]
In the present invention, since a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder is used, a member made of an inorganic material can be manufactured by molding. In addition, a powder of a metal compound is added to a hydraulic material or a molding material used for molding, and molding is performed using the powder. Can be easily added.
[0007]
In the present invention, the metal compound powder is, for example, an iron-based compound powder.
[0008]
In another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a molded article in which a molding material obtained by adding water to a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder is molded into a predetermined shape, and then cured and cured. It is characterized in that metal powder is added to a hard material or a molding material.
[0009]
In the present invention, since a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder is used, a member made of an inorganic material can be manufactured by molding. In addition, since a metal powder is added to a hydraulic material or a molding material used for molding and molding is performed by using the metal powder, a new function can be easily added to a molded product using cement as a main raw material.
[0010]
In the present invention, after the curing, the metal powder may be subjected to a nitriding treatment, a sulfidation treatment, or a carburizing treatment. By performing such a treatment, it is possible to easily add functions such as wear resistance and slidability to a molded article mainly made of cement.
[0011]
In the present invention, it is preferable that a thermoplastic resin such as polyamide, polyethylene terephthalate, or polyphenylene sulfide is added to the hydraulic material or the molding material. With such a configuration, when the materials are mixed in the molding machine, the heat thereof causes the thermoplastic resin to soften or melt, thereby improving the fluidity of the material from the molding machine into the mold.
[0012]
In the present invention, it is preferable to add inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers to the hydraulic material or the molding material. With this configuration, the strength of a molded product using the hydraulic material can be improved.
[0013]
In the present invention, the metal powder is, for example, an iron-based powder.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0015]
[Basic material]
In the present invention, a molded material obtained by adding water to a hydraulic material including a cement-based hydraulic powder is molded into a predetermined shape, cured, and cured to produce a molded article. Here, in the hydraulic material, in addition to the hydraulic powder, if necessary, a non-hydraulic powder having an average particle diameter that is at least one digit smaller than the average particle diameter of the hydraulic powder, a moldability improver, Processability improvers, thickeners, extenders, etc. are added. As such a hydraulic material, for example, a mixed powder comprising 40 to 80% by weight of a hydraulic powder, 10 to 50% by weight of a non-hydraulic powder, and 10 to 30% by weight of a moldability improver is mixed. It is preferable to include a processability improver blended in a ratio of 2 to 9 parts by weight and a thickener blended in a ratio of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the powder.
[0016]
In the present embodiment, the hydraulic powder is, for example, calcium silicate compound powder, calcium aluminate compound powder, calcium fluoroaluminate compound powder, calcium sulfoaluminate compound, calcium aluminoferrite compound powder, calcium phosphate compound It is a powder such as powder, semi-hydrated or anhydrous gypsum powder, quicklime powder having self-hardening property, powder of a mixture of two or more of these powders, and can be hardened by water. A typical example of hydraulic powder is Portland cement.
[0017]
Regarding the particle size distribution of the hydraulic powder, it is preferable that the Blaine specific surface area is 2500 cm 2 / g or more from the viewpoint of securing hydraulic performance with respect to the strength of the molded body. Further, the compounding amount of the hydraulic powder is 40 to 80% by weight, preferably 45 to 55% by weight in terms of the composition ratio of the hydraulic powder, the non-hydraulic powder, and the mixed powder comprising the moldability improver described below. % By weight. If the compounding amount is less than 40% by weight, the strength and the filling rate are low, and if it exceeds 80% by weight, the filling rate for obtaining a molded body is low. This is not preferable because it has an effect such as not being able to withstand the processing stress of.
[0018]
Non-hydraulic powders are powders that do not harden when contacted with water when used alone. Typical examples thereof include calcium hydroxide powder, gypsum gypsum powder, calcium carbonate powder, slag powder, and frying powder. Ash powder, silica powder, clay powder, silica fume powder, and the like.
[0019]
The compounding amount of the non-hydraulic powder is 10 to 50% by weight, preferably 20 to 30% by weight in terms of the composition ratio of the hydraulic powder, the non-hydraulic powder, and the hydraulic material composed of the moldability improver described below. It is preferable that If the compounding amount is less than 10% by weight, the filling rate is low, and if it exceeds 50% by weight, the strength and the filling rate are low. In any case, the physical properties after molding and curing, for example, machining It is not preferable because chipping occurs at the time and dimensional stability is adversely affected. In consideration of machinability and the like, it is preferable to adjust the blending amount of the non-hydraulic powder so that the filling rate does not become too low. By adding the non-hydraulic powder, it is possible to increase the filling rate during molding of the molded article and to reduce the porosity of the obtained molded article. Thereby, the dimensional stability of the molded body can be improved.
[0020]
The moldability improver is a material that improves the slipperiness between the mold and the molded article during injection molding or extrusion molding, further reduces the anisotropy of moldability, and stabilizes the quality. Examples of the moldability improver include inorganic materials such as talc (hydrated magnesium silicate) and mica. This inorganic material is excellent in orientation, imparts lubricity to the surface of the molded product, and can reduce the resistance to a mold or a die to stabilize the quality.
[0021]
The compounding amount of the moldability improver is 10 to 30% by weight, preferably 15 to 25% by weight in the composition ratio in the hydraulic material composed of the hydraulic powder, the non-hydraulic powder and the moldability improver. Is preferred.
[0022]
The workability improver contributes to the improvement of the moldability, mold release, cutting / grindability, and grinding accuracy of the molded product obtained from the hydraulic composition, particularly to the improvement of the cutting / grindability and grinding accuracy. That is, in the hydraulic composition obtained by adding the processability improver, the formability is improved because the processability improver plays a role as a molding aid during pressure molding. In addition, since the fragility of the cement-based cured product is improved by the processability improver, the obtained molded product is released from the mold without any damage at the time of demolding, so that the yield and workability are improved. Further, if a workability improver is added, the occurrence of cracks, chips, etc. can be prevented. Therefore, even in the case of a hydraulic composition, a cutting process or a grinding process using a lathe or the like can be performed as in the case of the metal material.
[0023]
The compounding amount of the processability improver is 2 to 9 parts by weight, preferably 3 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the hydraulic material comprising the hydraulic powder, the non-hydraulic powder and the extrudability. It is preferable to use parts by weight. If the amount is less than 2 parts by weight, the machinability decreases, and if it exceeds 9 parts by weight, the grinding accuracy and the dimensional stability after grinding decrease. The particle size is generally 1 μm or less in terms of a single dispersed particle.
[0024]
As the processability improver, vinyl acetate resin, or copolymer resin with vinyl acetate, acrylic resin, or copolymer resin with acrylic, styrene resin, or copolymer resin with styrene, and at least selected from epoxy resin Powders or emulsions of one or more resins can be used. As the vinyl acetate copolymer resin, vinyl acetate acrylic copolymer resin, vinyl acetate veova copolymer resin, vinyl acetate veova terpolymer resin, vinyl acetate malate copolymer resin, vinyl acetate ethylene copolymer resin, vinyl acetate ethylene vinyl chloride copolymer resin Etc. can be used. As the acrylic copolymer resin, an acrylic styrene copolymer resin, an acrylic silicone copolymer resin, or the like can be used. Further, as the styrene copolymer resin, a styrene-butadiene copolymer resin can be used.
[0025]
A thickener is a material that exhibits tackiness when dissolved in water, increases the bonding force between particles of hydraulic powder and non-hydraulic powder, maintains the shape of the molded article after molding, and retains water. It is effective to secure the properties and to form a solid cured product.
[0026]
Examples of the thickener include methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like.
[0027]
The compounding amount of the thickener is 0.5 to 5 parts by weight, preferably 3 to 4 parts by weight, per 100 parts by weight of the hydraulic material composed of the hydraulic powder, the non-hydraulic powder, and the moldability improver. It is preferable to use a part.
[0028]
As the filler, an aggregate such as silica sand is used in an amount of 10 to 50 parts by weight, preferably 20 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of a hydraulic material comprising a hydraulic powder, a non-hydraulic powder, and a moldability improver. Can be added at a rate of
[0029]
In order to further improve the moldability, a known ceramic molding aid can be added at a ratio of 1 to 10 parts by weight, preferably 3 to 6 parts by weight, per 100 parts by weight of the mixed powder. Further, in order to suppress dimensional change due to shrinkage or the like during curing of the material, a water repellent such as silicone oil which reduces water absorption is used in an amount of 0.5 to 5 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the mixed powder. It can be added in a proportion of 1 to 2 parts by weight.
[0030]
In order to prepare a molding material using a hydraulic material, in addition to the above components, a hydraulic powder, a non-hydraulic powder, and 100 parts by weight of a hydraulic material composed of a moldability improver Water is added in an amount of up to 30 parts by weight, preferably up to 25 parts by weight. In order to reduce drying shrinkage, it is preferable to reduce the amount of water.
[0031]
From the viewpoint of uniform mixing, a mixing method or a mixer capable of applying a strong shearing force to the mixture is preferable.
[0032]
[Embodiment 1]
In the first embodiment of the present invention, a powder of a metal or a metal compound is added in an amount of several% to several tens% to a hydraulic material or a molding material obtained by adding water thereto.
[0033]
The powder of the metal or the metal compound to be added here is powder of iron and iron compounds such as iron powder, stainless steel powder, permalloy powder, sendust powder, iron oxide powder, and magnetic powder. Further, as the metal or metal compound powder, copper powder such as copper powder, brass powder, nickel silver powder, phosphor bronze powder, and copper titanium powder may be added. Further, as the powder of metal or metal compound, in addition to the above-mentioned iron-based powder and copper-based powder, aluminum powder, magnesium powder, nickel powder, tantalum powder, molybdenum powder, tin powder, lead powder, zinc powder, Metal powder such as titanium powder, chromium powder, zirconium powder, and cobalt powder may be added. Furthermore, silicon powder may be added.
[0034]
In producing various molded articles using such materials, in the present embodiment, for example, the following materials: hydraulic material 100 parts by weight hydraulic powder (Portland cement) 40 to 80% by weight
Non-hydraulic powder (silica fume) 10 to 50% by weight
Formability improver (talc) 10-30% by weight
Processability improver (acrylic resin) 2 to 9 parts by weight Thickener (carboxymethylcellulose) 0.5 to 5 parts by weight Metal or metal compound powder 10 parts by weight Water 25 parts by weight is mixed to prepare a molding material I do.
[0035]
Next, these molding materials are supplied to an injection molding machine or an extrusion molding machine and molded into a predetermined shape.
[0036]
Next, the molded article is cured and cured. That is, after pressure molding, it takes several hours to several days from when the mold is removed from the mold to when sufficient strength is exhibited, so that curing is performed. As the curing method, curing at room temperature or curing in water, or steam curing may be used, but when moisture is insufficient, steam curing, particularly steam curing in an autoclave, is preferred. This autoclave curing is performed, for example, at a saturated vapor pressure of 7.15 kg / cm 2 and 165 ° C. or higher, preferably at a saturated vapor pressure of 9.10 kg / cm 2 or higher. The curing time varies depending on the curing temperature, but is 5 to 15 hours under the condition of 175 ° C. It is preferable that a compressive strength of about 5 N / mm 2 is obtained after the pressure molding and before the start of the autoclave curing. This is because if sufficient strength has not been developed before the autoclave curing, cracks occur in the molded body.
[0037]
The molded product obtained through curing and curing in this manner is used as it is or after being machined as various parts. Here, in this embodiment, a member made of an inorganic material is manufactured by molding using a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder. Therefore, various parts can be manufactured at low cost.
[0038]
Further, since a metal compound or a metal powder is added to a hydraulic material or a molding material used for molding and molding is performed by using the metal compound or the molding material, these additives are exposed on the surface of the molded article. Therefore, functions such as abrasion resistance and slidability can be easily added to a molded product using cement as a main raw material.
[0039]
[Embodiment 2]
In Embodiment 2 of the present invention, a metal or a metal compound powder is added to a hydraulic material or a molding material to which water is added, and a polyamide is added to the hydraulic material or the molding material. For example, a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate and polyphenylene sulfide is added in the form of pellets, flakes, or powder, for example, from several percent to several tens percent.
[0040]
When such a material is used, when the materials are mixed by applying temperature and pressure in an injection molding machine, the heat causes the thermoplastic resin to soften or melt to increase the fluidity of the molding material. As a result, the injectability of the molding material into the mold is enhanced, so that a molded product excellent in dimensional accuracy and the like can be manufactured. Also, in the case of extrusion molding, if the fluidity of the molding material is high, effects such as improvement in dimensional accuracy when extruded from a die are exhibited.
[0041]
[Embodiment 3]
In the third embodiment of the present invention, a metal or a metal compound powder is added to a hydraulic material or a molding material obtained by adding water to the hydraulic material or a molding material to which water is added. For example, several percent to several tens percent of inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers adjusted to a size are added.
[0042]
With this configuration, the strength of a molded article using the hydraulic material can be improved, so that cracking, chipping, and the like can be prevented.
[0043]
In addition, by combining Embodiments 2 and 3, a metal or a metal compound powder is added to a hydraulic material or a molding material obtained by adding water thereto, and a hydraulic material or a molding material is added. Then, both a thermoplastic resin such as polyamide, polyethylene terephthalate and polyphenylene sulfide, and an inorganic fiber such as glass fiber and carbon fiber may be added.
[0044]
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment of the present invention, a metal powder is added to a hydraulic material or a molding material obtained by adding water thereto, and after curing and hardening, further, machining is performed as necessary. After that, the metal powder is subjected to nitriding, sulfidation, or carburization.
[0045]
The metal powder added here is, for example, a powder of an iron-based compound and an iron-based compound such as iron powder, stainless steel powder, permalloy powder, sendust powder, iron oxide powder, and magnetic powder.
[0046]
In producing various molded articles using such materials, in the present embodiment, for example, the following materials: hydraulic material 100 parts by weight hydraulic powder (Portland cement) 40 to 80% by weight
Non-hydraulic powder (silica fume) 10 to 50% by weight
Formability improver (talc) 10-30% by weight
Processability improver (acrylic resin) 2 to 9 parts by weight Thickener (carboxymethylcellulose) 0.5 to 5 parts by weight Powder of iron-based metal 10 parts by weight 25 parts by weight of water are mixed to prepare a molding material. .
[0047]
Next, these molding materials are supplied to an injection molding machine or an extrusion molding machine and molded into a predetermined shape.
[0048]
Next, the molded article is cured and cured.
[0049]
Then, the metal powder is subjected to a nitriding treatment, a sulfidation treatment, or a carburizing treatment as it is or after machining as necessary.
[0050]
Therefore, since the metal powder exposed on the surface of the molded product is nitrided, sulfurized, or carburized, functions such as wear resistance and slidability are added to the molded product using cement as a main raw material. can do.
[0051]
Note that the thermoplastic resin or glass fiber described in Embodiments 2 and 3 may be added to this embodiment.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, since a hydraulic material including a cement-based hydraulic powder is used, a member made of an inorganic material can be manufactured by molding. In addition, a metal compound or metal powder is added to a hydraulic material or a molding material used for molding, and molding is performed using the metal compound or metal powder. Functions can be easily added.

Claims (8)

セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、養生、硬化させる成形品の製造方法において、
前記水硬性材料あるいは成形材料に金属化合物の粉体を添加しておくことを特徴とする成形品の製造方法。
After molding a molding material obtained by adding water to a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder into a predetermined shape, curing, a method of manufacturing a molded article to be cured,
A method for producing a molded product, comprising adding a powder of a metal compound to the hydraulic material or the molding material.
請求項1において、前記金属化合物の粉体は、鉄系化合物の粉体であることを特徴とする成形品の製造方法。The method according to claim 1, wherein the powder of the metal compound is a powder of an iron-based compound. セメント系の水硬性粉体を含む水硬性材料に水を加えた成形材料を所定形状に成形した後、養生、硬化させる成形品の製造方法において、
前記水硬性材料あるいは前記成形材料に金属粉体を添加しておくことを特徴とする成形品の製造方法。
After molding a molding material obtained by adding water to a hydraulic material containing a cement-based hydraulic powder into a predetermined shape, curing, a method of manufacturing a molded article to be cured,
A method for producing a molded product, comprising adding a metal powder to the hydraulic material or the molding material.
請求項3において、前記硬化の後、前記金属粉体に対して窒化処理、硫化処理、あるいは浸炭処理を行うことを特徴とする成形品の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein after the curing, the metal powder is subjected to a nitriding treatment, a sulfidation treatment, or a carburizing treatment. 請求項3または4において、前記金属粉体は、鉄系粉体であることを特徴とする成形品の製造方法。The method according to claim 3, wherein the metal powder is an iron-based powder. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、前記水硬性材料あるいは前記成形材料に熱可塑性樹脂を添加しておくことを特徴とする成形品の製造方法。The method for manufacturing a molded product according to any one of claims 1 to 5, wherein a thermoplastic resin is added to the hydraulic material or the molding material. 請求項1ないし6のいずれかにおいて、前記水硬性材料あるいは前記成形材料に無機繊維を添加しておくことを特徴とする成形品の製造方法。The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 6, wherein inorganic fibers are added to the hydraulic material or the molding material. 請求項1ないし7のいずれかに規定する方法で製造したことを特徴とする成形品。A molded article manufactured by the method defined in any one of claims 1 to 7.
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WO2004071988A1 (en) * 2003-02-14 2004-08-26 Houei Co., Ltd. Component for optical device

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