JP2004181701A - セラミックス成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】遠心力により泥しょうの微粉末を沈降成形して成形体を製造する方法において、複雑形状の割り金型の割り面からの泥しょうのはみ出しを防止するため、生ゴムのディッピング液で製造した製品形状に略相似小形の薄膜を該金型キャビティの充填口周辺に披着する方法などが提案されているが、いずれもハンドリングが難しいため自動化が困難な結果、成形体製造コストが高いという問題がある。泥しょうの型への充填、成形体の取り出しを自動化できる方法を開発し成形体製造コストを大幅に下げることが課題である。
【解決手段】遠心力により泥しょうの微粉末を加圧沈降させて成形体を製造するに際して、該泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に詰め、該袋を遠心機でキャビティー内部に押し込み、該袋をキャビティー内面形状に密着伸展させて、該泥しょうを該袋の伸展形状に加圧成形することを特徴とする微粉末成形体の製造方法。
【選択図】 図４
【解決手段】遠心力により泥しょうの微粉末を加圧沈降させて成形体を製造するに際して、該泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に詰め、該袋を遠心機でキャビティー内部に押し込み、該袋をキャビティー内面形状に密着伸展させて、該泥しょうを該袋の伸展形状に加圧成形することを特徴とする微粉末成形体の製造方法。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複雑形状のセラミックス成形体を遠心成形する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス製品などの機能向上は、原料の高純度化および微粉化によって行われ、サブミクロンのセラミックス粉末を均一にかつ高充填度に成形する技術が要求されている。そこで主な方法としては射出成形法および泥しょう鋳込み（スリップキャスティング）成形法が研究されているが，前者は脱脂に長時間を要し、後者は石膏鋳型からのＣａやＳなどのコンタミネーションが不可避であり、それらが残留するために焼成後に焼結体の組織が粗大化して強度が劣るなど多くの問題を有している。
【０００３】また遠心力による高充填に成功した初期の成形体製造の発明においては、分割金型を利用して５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかけると金型分割面よりセラミックス微粉末溶液（以下、泥しょうという）がはみ出して成形体にバリが生じ、また一体金型で遠心成形すると、成形体を離型するため金型を溶融する時に成形体が汚染されたり、金型表面に圧縮された空気が溶融型材を膨張飛散させるなど、満足のいく品質および安全性が得られなかった。
【０００４】そこで、分割金型のときは分割面にバリが発生することを防止すること、および一体型のときは金型を溶融し成形体を取り出すときの成形体の汚染等について、本願出願人が提出した特許願に記載した通り解決した（例えば特許文献１参照）。しかし、そのときの薄膜に平面形状のものを用いたため凹凸の激しい製品形状においては部分部分で伸展後の薄膜の厚みにばらつきが発生し，湾曲したキャビティないし奥深いキャビティの場合には薄膜が破れ、バリの発生による生産性の低下および金型溶融時の汚染による不良品の発生で著しく生産性が低下していた。
【０００５】この問題を解決するため本願出願人が提出した特許願では、遠心力に耐えられるよう金型などを補強する構造体を設け、その内部にセラミックス成形体のキャビティを有する金型を内設し、該金型キャビティの充填口周縁に生ゴムのディッピング液で製造された製品形状に略相似小形の薄膜を披着し、該キャビティの充填口付近の薄膜周縁に筒体を密着付設し、それでもって該薄膜の周縁を該金型に係止し、該薄膜と該筒体で形成される容室に泥しょうを満たす。そしてそれらが内包された構造体と共に遠心機にかけ、５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかける。この遠心力で該キャビティの充填口より泥しょうが該薄膜の伸展反力に打ち勝って薄膜を伸展させながら該キャビティに流入し、さらに遠心力を増していくと該キャビティの遠心力に直交する方向にも充填圧縮され、全体が沈殿固化される。そのとき、該薄膜はキャビティに略相似小形をしていたので伸展する箇所で偏りがなく薄膜の破損の心配は無くなり、生産性が向上する。しかし製品形状に略相似小形の薄膜を生ゴムのディッピング液で製造し金型キャビティの充填口周縁に一つ一つ披着しなければならず、また泥しょうを該薄膜と該筒体で形成される容室に満たすことを自動化するのが難しいため成形コストが高かった（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−９０５２７号
【特許文献２】
特開平８−１４２０２１号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこでその解決のため本願は、泥しょう原料の成形金型への供給を自動化し易くして成形コストを下げることを実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、成形に必要な量の泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋の中に詰め、これを遠心力で金型キャビティの中に押し込み、袋をキャビティ内面形状に密着伸展させ、伸展した袋の形状に泥しょうを加圧成形する手段で問題を解決するものであり、下記（１）〜（４）の手段からなる。
（１）遠心力により泥しょうの微粉末を加圧沈降させて成形体を製造するに際して、該泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に詰め、該袋を遠心機でキャビティー内部に押し込み、該袋をキャビティー内面形状に密着伸展させて、該泥しょうを該袋の伸展形状に加圧成形することを特徴とする微粉末成形体の製造方法。
（２）上記泥しょうを詰めた袋は、成形に必要な泥しょう量を計量・充填・密封してなることを特徴とする上記（１）に記載の微粉末成形体の製造方法。
（３）上記伸展性の袋が天然ゴム製である上記（１）あるいは（２）記載の微粉末成形体の製造方法。
（４）上記伸展性の袋がフッ素樹脂製である上記（１）あるいは（２）記載の微粉末成形体の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は泥しょうを袋に詰めて一体成形するために、金型に割り型を用いてもバリの発生がない上に金型からの離型性にも優れている。
泥しょうは、成形に必要な量を一つ一つ正確に計量して袋に充填して密閉して使用すると、作業中の泥しょうの漏出もなくなり、作業の品質管理と自動化が容易になり大幅なコストダウンが可能になる。
【００１０】
袋の材質は、伸展性のある材料であればいかなる材料でも使用できるが好ましくは、伸展性樹脂、たとえば天然ゴム、合成ゴム、フッ素樹脂、可塑性樹脂等が使用できる。
袋の厚さは成形精度に関係するので薄いほど良いが、薄すぎると伸展時、破れる心配がある。したがって概ね０．０１〜０．０２ｍｍ程度以上が良い。厚すぎると破れる心配はなくなるが成形精度が極端に悪くなるので好ましくない。概ね０．５ｍｍ以下にとどめるべきである。
【００１１】
泥しょうには、セラミックス、金属粉末、何れの泥しょうも使用できる。
泥しょうの液媒には、水系、非水系、何れの液媒も使用できるが、非水系の有機溶媒を使用する場合、袋の材質は液媒と反応しない材質を選択する必要がある。
【００１２】
【実施例】
実施例１
本願の発明の実施例をセラミックス成形体の製造で説明する。
まず図面について説明すると、図１はセラミックス成形体１の形状を示す鳥瞰図である。
図２および図３は、泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に入れて泥しょう袋を作る工程を示している。
図２は、泥しょう２を腸詰のように伸展性を有する薄膜の袋１の中に詰め、一定重量になるように両端の封をした泥しょう袋３を得ることを示している。
図３は伸展性を有する樹脂の薄膜の袋１に泥しょうを一定量送り出す充填機の先端４から泥しょう２を詰めこみ、口止め５で封をした泥しょう袋３を示している。
図４は遠心成形用分割金型６と外型７で構成した成形型の充填口に泥しょう袋を置いた状態を示している。
図５は遠心成形された成形体８と伸展した薄膜の袋１の充填口付近の形を示している。
図６は分割金型から取り出した成形体８と伸展した薄膜の袋１を示している。
【００１３】図面に基づいて作用を説明する。
成形体を遠心成形で成形するに必要な量の泥しょうを図２のように伸展性を有する薄膜の袋１の中に詰める、あるいは図３のように充填機を用いるなどの方法で伸展性を有する樹脂の薄膜の袋１に詰めた泥しょう袋３を作製する。
袋には重量を正確に制御された泥しょうが入っているので、ハンドリングが容易である。これを遠心成形用分割金型の充填口に置いて遠心機で５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかけると袋が伸展して分割金型の中に入り込みさらに型の壁面に沿って伸展し、泥しょうが金型下部に達するとともに泥しょう中ではセラミックス粒子が遠心力で沈降して金型キャビティーを下部から上方に向かって密に充填するので金型形状に成形体が形づくられる。
粒子の沈降に伴って分離した泥しょう中の水は上澄みとして成形体の上方に集まるが、粒子は遠心力で密に充填されているので、遠心力が除かれても容器がハンドリングを受けても、上澄みは最早成形体を再溶解することはなく、単に容器に針穴をあけて流出させて除去することが出来る。また、分割金型の場合には分割面に微小な隙間があるが、伸展した薄膜１の厚みと張力で泥しょう２がその隙間に侵入するのを防止する。成形体は図６のように伸展した薄膜で覆われているので金型からの離型が容易でハンドリングが極めて容易である。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳記したように泥しょうの重量を正確に計測して伸展性を有する薄膜の袋に詰めて成形するので、泥しょうを遠心成形割り型にセットするまでの工程を完全に自動化することが可能になる。また成形体は伸展した薄膜で覆われているのでこのハンドリングも自動化が容易になる。以上の結果、従来の方法に比べ大幅なコストダウンが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】セラミックス成形体の鳥瞰図
【図２】腸詰方式泥しょう袋作製法
【図３】充填機方式泥しょう袋作製法
【図４】成形型の充填口に泥しょう袋を置いた状態
【図５】分割金型と成形後の薄膜形状
【図６】薄膜で覆われた成形体の断面図
【符号の説明】
１ 伸展性薄膜
２ 泥しょう
３ 泥しょう袋
４ 充填機
５ 口止め
６ 分割金型
７ 外型
８ 上澄み液用空隙
９ 成形体
１０ 上澄み液
【発明の属する技術分野】
本発明は、複雑形状のセラミックス成形体を遠心成形する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス製品などの機能向上は、原料の高純度化および微粉化によって行われ、サブミクロンのセラミックス粉末を均一にかつ高充填度に成形する技術が要求されている。そこで主な方法としては射出成形法および泥しょう鋳込み（スリップキャスティング）成形法が研究されているが，前者は脱脂に長時間を要し、後者は石膏鋳型からのＣａやＳなどのコンタミネーションが不可避であり、それらが残留するために焼成後に焼結体の組織が粗大化して強度が劣るなど多くの問題を有している。
【０００３】また遠心力による高充填に成功した初期の成形体製造の発明においては、分割金型を利用して５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかけると金型分割面よりセラミックス微粉末溶液（以下、泥しょうという）がはみ出して成形体にバリが生じ、また一体金型で遠心成形すると、成形体を離型するため金型を溶融する時に成形体が汚染されたり、金型表面に圧縮された空気が溶融型材を膨張飛散させるなど、満足のいく品質および安全性が得られなかった。
【０００４】そこで、分割金型のときは分割面にバリが発生することを防止すること、および一体型のときは金型を溶融し成形体を取り出すときの成形体の汚染等について、本願出願人が提出した特許願に記載した通り解決した（例えば特許文献１参照）。しかし、そのときの薄膜に平面形状のものを用いたため凹凸の激しい製品形状においては部分部分で伸展後の薄膜の厚みにばらつきが発生し，湾曲したキャビティないし奥深いキャビティの場合には薄膜が破れ、バリの発生による生産性の低下および金型溶融時の汚染による不良品の発生で著しく生産性が低下していた。
【０００５】この問題を解決するため本願出願人が提出した特許願では、遠心力に耐えられるよう金型などを補強する構造体を設け、その内部にセラミックス成形体のキャビティを有する金型を内設し、該金型キャビティの充填口周縁に生ゴムのディッピング液で製造された製品形状に略相似小形の薄膜を披着し、該キャビティの充填口付近の薄膜周縁に筒体を密着付設し、それでもって該薄膜の周縁を該金型に係止し、該薄膜と該筒体で形成される容室に泥しょうを満たす。そしてそれらが内包された構造体と共に遠心機にかけ、５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかける。この遠心力で該キャビティの充填口より泥しょうが該薄膜の伸展反力に打ち勝って薄膜を伸展させながら該キャビティに流入し、さらに遠心力を増していくと該キャビティの遠心力に直交する方向にも充填圧縮され、全体が沈殿固化される。そのとき、該薄膜はキャビティに略相似小形をしていたので伸展する箇所で偏りがなく薄膜の破損の心配は無くなり、生産性が向上する。しかし製品形状に略相似小形の薄膜を生ゴムのディッピング液で製造し金型キャビティの充填口周縁に一つ一つ披着しなければならず、また泥しょうを該薄膜と該筒体で形成される容室に満たすことを自動化するのが難しいため成形コストが高かった（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−９０５２７号
【特許文献２】
特開平８−１４２０２１号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこでその解決のため本願は、泥しょう原料の成形金型への供給を自動化し易くして成形コストを下げることを実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、成形に必要な量の泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋の中に詰め、これを遠心力で金型キャビティの中に押し込み、袋をキャビティ内面形状に密着伸展させ、伸展した袋の形状に泥しょうを加圧成形する手段で問題を解決するものであり、下記（１）〜（４）の手段からなる。
（１）遠心力により泥しょうの微粉末を加圧沈降させて成形体を製造するに際して、該泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に詰め、該袋を遠心機でキャビティー内部に押し込み、該袋をキャビティー内面形状に密着伸展させて、該泥しょうを該袋の伸展形状に加圧成形することを特徴とする微粉末成形体の製造方法。
（２）上記泥しょうを詰めた袋は、成形に必要な泥しょう量を計量・充填・密封してなることを特徴とする上記（１）に記載の微粉末成形体の製造方法。
（３）上記伸展性の袋が天然ゴム製である上記（１）あるいは（２）記載の微粉末成形体の製造方法。
（４）上記伸展性の袋がフッ素樹脂製である上記（１）あるいは（２）記載の微粉末成形体の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は泥しょうを袋に詰めて一体成形するために、金型に割り型を用いてもバリの発生がない上に金型からの離型性にも優れている。
泥しょうは、成形に必要な量を一つ一つ正確に計量して袋に充填して密閉して使用すると、作業中の泥しょうの漏出もなくなり、作業の品質管理と自動化が容易になり大幅なコストダウンが可能になる。
【００１０】
袋の材質は、伸展性のある材料であればいかなる材料でも使用できるが好ましくは、伸展性樹脂、たとえば天然ゴム、合成ゴム、フッ素樹脂、可塑性樹脂等が使用できる。
袋の厚さは成形精度に関係するので薄いほど良いが、薄すぎると伸展時、破れる心配がある。したがって概ね０．０１〜０．０２ｍｍ程度以上が良い。厚すぎると破れる心配はなくなるが成形精度が極端に悪くなるので好ましくない。概ね０．５ｍｍ以下にとどめるべきである。
【００１１】
泥しょうには、セラミックス、金属粉末、何れの泥しょうも使用できる。
泥しょうの液媒には、水系、非水系、何れの液媒も使用できるが、非水系の有機溶媒を使用する場合、袋の材質は液媒と反応しない材質を選択する必要がある。
【００１２】
【実施例】
実施例１
本願の発明の実施例をセラミックス成形体の製造で説明する。
まず図面について説明すると、図１はセラミックス成形体１の形状を示す鳥瞰図である。
図２および図３は、泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に入れて泥しょう袋を作る工程を示している。
図２は、泥しょう２を腸詰のように伸展性を有する薄膜の袋１の中に詰め、一定重量になるように両端の封をした泥しょう袋３を得ることを示している。
図３は伸展性を有する樹脂の薄膜の袋１に泥しょうを一定量送り出す充填機の先端４から泥しょう２を詰めこみ、口止め５で封をした泥しょう袋３を示している。
図４は遠心成形用分割金型６と外型７で構成した成形型の充填口に泥しょう袋を置いた状態を示している。
図５は遠心成形された成形体８と伸展した薄膜の袋１の充填口付近の形を示している。
図６は分割金型から取り出した成形体８と伸展した薄膜の袋１を示している。
【００１３】図面に基づいて作用を説明する。
成形体を遠心成形で成形するに必要な量の泥しょうを図２のように伸展性を有する薄膜の袋１の中に詰める、あるいは図３のように充填機を用いるなどの方法で伸展性を有する樹脂の薄膜の袋１に詰めた泥しょう袋３を作製する。
袋には重量を正確に制御された泥しょうが入っているので、ハンドリングが容易である。これを遠心成形用分割金型の充填口に置いて遠心機で５ｋＧ〜５０ｋＧの遠心力をかけると袋が伸展して分割金型の中に入り込みさらに型の壁面に沿って伸展し、泥しょうが金型下部に達するとともに泥しょう中ではセラミックス粒子が遠心力で沈降して金型キャビティーを下部から上方に向かって密に充填するので金型形状に成形体が形づくられる。
粒子の沈降に伴って分離した泥しょう中の水は上澄みとして成形体の上方に集まるが、粒子は遠心力で密に充填されているので、遠心力が除かれても容器がハンドリングを受けても、上澄みは最早成形体を再溶解することはなく、単に容器に針穴をあけて流出させて除去することが出来る。また、分割金型の場合には分割面に微小な隙間があるが、伸展した薄膜１の厚みと張力で泥しょう２がその隙間に侵入するのを防止する。成形体は図６のように伸展した薄膜で覆われているので金型からの離型が容易でハンドリングが極めて容易である。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳記したように泥しょうの重量を正確に計測して伸展性を有する薄膜の袋に詰めて成形するので、泥しょうを遠心成形割り型にセットするまでの工程を完全に自動化することが可能になる。また成形体は伸展した薄膜で覆われているのでこのハンドリングも自動化が容易になる。以上の結果、従来の方法に比べ大幅なコストダウンが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】セラミックス成形体の鳥瞰図
【図２】腸詰方式泥しょう袋作製法
【図３】充填機方式泥しょう袋作製法
【図４】成形型の充填口に泥しょう袋を置いた状態
【図５】分割金型と成形後の薄膜形状
【図６】薄膜で覆われた成形体の断面図
【符号の説明】
１ 伸展性薄膜
２ 泥しょう
３ 泥しょう袋
４ 充填機
５ 口止め
６ 分割金型
７ 外型
８ 上澄み液用空隙
９ 成形体
１０ 上澄み液
Claims (4)
- 遠心力により泥しょうの微粉末を加圧沈降させて成形体を製造するに際して、該泥しょうを伸展性を有する薄膜の袋に詰め、該袋を遠心機でキャビティー内部に押し込み、該袋をキャビティー内面形状に密着伸展させて、該泥しょうを該袋の伸展形状に加圧成形することを特徴とする微粉末成形体の製造方法。
- 上記泥しょうを詰めた袋は、成形に必要な泥しょう量を計量・充填・密封してなることを特徴とする請求項１に記載の微粉末成形体の製造方法。
- 上記伸展性の袋が天然ゴム製である請求項１あるいは２記載の微粉末成形体の製造方法。
- 上記伸展性の袋がフッ素樹脂製である請求項１あるいは２記載の微粉末成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002349432A JP2004181701A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | セラミックス成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002349432A JP2004181701A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | セラミックス成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004181701A true JP2004181701A (ja) | 2004-07-02 |
Family
ID=32751969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002349432A Pending JP2004181701A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | セラミックス成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004181701A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101481903B1 (ko) | 2012-07-25 | 2015-01-12 | 이비덴 가부시키가이샤 | 성형형, 주머니상체 및 흑연 재료의 제조 방법 |
-
2002
- 2002-12-02 JP JP2002349432A patent/JP2004181701A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101481903B1 (ko) | 2012-07-25 | 2015-01-12 | 이비덴 가부시키가이샤 | 성형형, 주머니상체 및 흑연 재료의 제조 방법 |
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