JP2024013612A - Manufacturing method of molded product - Google Patents

Manufacturing method of molded product Download PDF

Info

Publication number
JP2024013612A
JP2024013612A JP2022115830A JP2022115830A JP2024013612A JP 2024013612 A JP2024013612 A JP 2024013612A JP 2022115830 A JP2022115830 A JP 2022115830A JP 2022115830 A JP2022115830 A JP 2022115830A JP 2024013612 A JP2024013612 A JP 2024013612A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
resin
resin film
packaging material
slurry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022115830A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直樹 金子
Naoki Kaneko
泰穂 青木
Yasuo Aoki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2022115830A priority Critical patent/JP2024013612A/en
Publication of JP2024013612A publication Critical patent/JP2024013612A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of manufacturing a molded product having high dimensional accuracy without applying a mold-release agent nor cleaning a mold.
SOLUTION: A manufacturing method of a molded product includes a mold packing step of vacuum-packing a mold having a recess with a resin film packing material and a casting solidification step of injecting slurry including ceramic powders and/or metal powders into the recess of the vacuum-packed mold and solidifying the slurry.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a molded article.

成形体の製造方法として、鋳込み成形法の一種であるモールドキャスト法が知られている(例えば、特許文献1)。モールドキャスト法は、セラミックス粉末や金属粉末などの所定の粉末、反応剤、ゲル化剤などを含むスラリーを金型に注型し、金型内で固化(硬化)させることによって成形体を製造する方法である。 A mold casting method, which is a type of cast molding method, is known as a method for manufacturing a molded body (for example, Patent Document 1). In the mold casting method, a molded body is manufactured by casting a slurry containing a specified powder such as ceramic powder or metal powder, a reactant, a gelling agent, etc. into a mold, and solidifying (hardening) it within the mold. It's a method.

モールドキャスト法では、従来、成形体を金型から離型し易くするために、金型の内壁面に離型剤を塗布することが行われている。また、成形体の離型後の金型には、スラリーの残留物や離型剤などが付着しているため、金型を洗浄液に浸漬させてブラッシングすることで洗浄する必要がある(例えば、特許文献2)。 In the mold casting method, a mold release agent has conventionally been applied to the inner wall surface of the mold in order to make it easier to release the molded article from the mold. In addition, the mold after the molded product has been released has slurry residue, mold release agent, etc. attached to it, so it is necessary to clean it by immersing the mold in a cleaning liquid and brushing it (for example, Patent Document 2).

ここで、外径の寸法精度が要求される成形体を製造するための従来の成形プロセスを図8に示す。
図8に示されるように、まず、金型100の構成部品として下型110及び上型120を準備し、下型110及び上型120のそれぞれに離型剤130を塗布する(P1)。次に、下型110及び上型120を型組して金型100を作製する(P2)。次に、金型100にスラリー140を注型して固化(硬化)させる(P3)。その後、各型を離型させることによって成形体150を得ることができる(P4)。そして、離型後の下型110及び上型120は、次の成形体の製造を行うために洗浄される。
Here, FIG. 8 shows a conventional molding process for manufacturing a molded body that requires dimensional accuracy in the outer diameter.
As shown in FIG. 8, first, a lower mold 110 and an upper mold 120 are prepared as components of the mold 100, and a mold release agent 130 is applied to each of the lower mold 110 and the upper mold 120 (P1). Next, the lower mold 110 and the upper mold 120 are assembled to produce the mold 100 (P2). Next, the slurry 140 is poured into the mold 100 and solidified (hardened) (P3). Thereafter, the molded body 150 can be obtained by releasing each mold (P4). After the mold release, the lower mold 110 and the upper mold 120 are cleaned in order to manufacture the next molded product.

特開2021-37658号公報JP2021-37658A 特開2020-131708号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-131708

モールドキャスト法によって成形体を製造するための従来の方法では、成形前に金型に対する離型剤の塗布、成形後に金型の洗浄が必要とされている。
しかしながら、離型剤の塗布は、塗りムラが発生して離型させ難いことがある。また、金型の洗浄は、金型の洗浄不足によって成形体に異物が混入することがある。そのため、組成の異なる製品を成形するのに同じ金型を使用し難い。また、離型剤の塗布及び金型の洗浄を行うための設備面積も大きくなる。特に、組成の異なる製品を成形する場合、製品毎に成形型を洗浄するための設備を設ける必要がある。また、離型剤の塗布及び金型の洗浄は、工程時間が長いため、成形体の生産性が低下する原因となる。さらに、離型剤の塗布及び金型の洗浄は、薬品の使用が必要であるため、製造コストや環境負荷への影響も大きい。
In the conventional method for producing a molded article by mold casting, it is necessary to apply a mold release agent to the mold before molding and to clean the mold after molding.
However, when applying a mold release agent, uneven coating may occur, making it difficult to release the mold. Further, when cleaning the mold, foreign matter may be mixed into the molded product due to insufficient cleaning of the mold. Therefore, it is difficult to use the same mold to mold products with different compositions. Furthermore, the area of equipment for applying the mold release agent and cleaning the mold also increases. In particular, when molding products with different compositions, it is necessary to provide equipment for cleaning molds for each product. Furthermore, the process time required for applying the mold release agent and cleaning the mold is long, which causes a decrease in the productivity of the molded body. Furthermore, application of a mold release agent and cleaning of the mold require the use of chemicals, which has a large impact on manufacturing costs and environmental impact.

本発明は、上記の課題を解決することを課題とし、特に、離型剤の塗布及び金型の洗浄を行わずに寸法精度が良好な成形体を製造できる方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and in particular, to provide a method that can produce a molded article with good dimensional accuracy without applying a mold release agent or cleaning a mold. .

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、凹部を有する金型を樹脂フィルム包装材で真空包装し、この真空包装した金型を用いて成形を行うことにより、離型剤の塗布及び金型の洗浄を省略することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記の課題は、以下の本発明によって解決されるものであり、本発明は以下の通りである。
As a result of intensive research to solve the above problems, the inventor of the present invention vacuum-packaged a mold having a concave portion with a resin film packaging material, and by performing molding using this vacuum-packed mold, The inventors have discovered that it is possible to omit the application of a molding agent and the cleaning of the mold, and have completed the present invention.
That is, the above-mentioned problem is solved by the following present invention, and the present invention is as follows.

[1]凹部を有する金型を樹脂フィルム包装材で真空包装する金型包装工程と、
真空包装された前記金型の前記凹部に、セラミックス粉末及び/又は金属粉末を含むスラリーを注入して固化させる注型固化工程と
を含む成形体の製造方法。
[1] A mold packaging step of vacuum packaging a mold having a concave portion with a resin film packaging material;
A method for manufacturing a molded body, comprising a casting and solidifying step of injecting a slurry containing ceramic powder and/or metal powder into the recessed portion of the vacuum-packaged mold and solidifying the slurry.

[2]前記注型固化工程後に、前記金型を真空包装した前記樹脂フィルム包装材内を復圧し、成形体を離型させる離型工程を更に含む、[1]に記載の成形体の製造方法。 [2] The production of the molded body according to [1], further comprising, after the casting solidification step, a mold release step of repressurizing the resin film packaging material in which the mold is vacuum-packaged and releasing the molded body. Method.

[3]前記注型固化工程において、前記スラリーを注入した後、前記金型の前記凹部の上方に蓋材を配置する、[1]又は[2]に記載の成形体の製造方法。 [3] The method for manufacturing a molded body according to [1] or [2], wherein in the casting and solidifying step, after injecting the slurry, a lid material is placed above the recess of the mold.

[4]前記樹脂フィルム包装材が、熱可塑性、離型性、形状追従性及び耐薬品性を有する、[1]~[3]のいずれか1つに記載の成形体の製造方法。 [4] The method for producing a molded article according to any one of [1] to [3], wherein the resin film packaging material has thermoplasticity, mold releasability, shape followability, and chemical resistance.

[5]前記樹脂フィルム包装材を構成する樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂から選択される1種以上である、[1]~[4]のいずれか1つに記載の成形体の製造方法。 [5] The resin constituting the resin film packaging material is one or more selected from polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, polymethyl methacrylate resin, and polyethylene terephthalate resin. A method for producing a molded article according to any one of [1] to [4].

[6]前記注型固化工程において、前記金型の前記凹部を水平に維持する、[1]~[5]のいずれか1つに記載の成形体の製造方法。 [6] The method for producing a molded article according to any one of [1] to [5], wherein the recessed portion of the mold is maintained horizontally in the casting solidification step.

[7]前記スラリーが、反応剤、ゲル化剤及び分散媒を更に含む、[1]~[6]のいずれか1つに記載の成形体の製造方法。 [7] The method for producing a molded article according to any one of [1] to [6], wherein the slurry further contains a reactant, a gelling agent, and a dispersion medium.

本発明によれば、離型剤の塗布及び金型の洗浄を行わずに寸法精度が良好な成形体を製造できる方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method that can produce a molded article with good dimensional accuracy without applying a mold release agent or cleaning a mold.

金型包装工程を説明するための断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram for explaining a mold packaging process. 注型固化工程を説明するための断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram for explaining a casting solidification process. 注型固化工程において蓋材を配置した状態を説明するための断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram for explaining the state in which the lid material is arranged in the casting solidification process. 注型固化工程においてスペーサーを介して蓋材を配置した状態を説明するための断面概略図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which a lid material is placed via a spacer in a casting solidification process. 注型固化工程において真空包装された金型を水平台に配置した状態を説明するための断面概略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which a vacuum-packaged mold is placed on a horizontal stand in a casting solidification process. 離型工程を説明するための断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram for explaining a mold release process. 実施例におけるDSCの結果である。It is a result of DSC in an example. 従来の製造プロセスを説明するための概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional manufacturing process.

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 Embodiments of the present invention will be specifically described below. The present invention is not limited to the following embodiments, and modifications and improvements may be made to the following embodiments as appropriate based on the common knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that such materials also fall within the scope of the present invention.

本発明の実施形態に係る成形体の製造方法は、金型包装工程と注型固化工程とを含む。また、本発明の実施形態に係る成形体の製造方法は、注型固化工程後に離型工程を更に含むことができる。これらの各工程について説明する。 A method for producing a molded article according to an embodiment of the present invention includes a mold packaging step and a casting solidification step. Moreover, the method for producing a molded article according to the embodiment of the present invention can further include a mold release step after the casting solidification step. Each of these steps will be explained.

<金型包装工程>
金型包装工程を説明するための断面概略図を図1に示す。
図1に示されるように、金型包装工程は、凹部11を有する金型10を樹脂フィルム包装材20で真空包装する工程である。具体的には、金型包装工程では、凹部11を有する金型10と樹脂フィルム包装材20とを準備し、樹脂フィルム包装材20の中に金型10を入れた後、樹脂フィルム包装材20内の空気を除去することにより、金型10を樹脂フィルム包装材20で真空包装する。
<Mold packaging process>
A schematic cross-sectional view for explaining the mold packaging process is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the mold packaging process is a process of vacuum packaging a mold 10 having a recess 11 with a resin film packaging material 20. Specifically, in the mold packaging process, a mold 10 having a recess 11 and a resin film packaging material 20 are prepared, and after the mold 10 is placed in the resin film packaging material 20, the resin film packaging material 20 is By removing the air inside, the mold 10 is vacuum packaged with a resin film packaging material 20.

樹脂フィルム包装材20は、金型10を真空包装することが可能なものであれば特に限定されないが、熱可塑性、離型性、形状追従性及び耐薬品性を有することが好ましい。このような特性を有する樹脂フィルム包装材20を用いることにより、寸法精度が良好な成形体を安定して得ることができる。 The resin film packaging material 20 is not particularly limited as long as it can vacuum-package the mold 10, but preferably has thermoplasticity, mold releasability, shape followability, and chemical resistance. By using the resin film packaging material 20 having such characteristics, a molded article with good dimensional accuracy can be stably obtained.

樹脂フィルム包装材20が熱可塑性を有するとは、樹脂フィルム包装材20が熱可塑性樹脂から形成されていることを意味する。樹脂フィルム包装材20が熱可塑性を有することにより、真空包装によって金型10を確実に包装することができる。熱可塑性樹脂の融点は、特に限定されないが、300℃以下であることが好ましい。 When the resin film packaging material 20 has thermoplasticity, it means that the resin film packaging material 20 is formed from a thermoplastic resin. Since the resin film packaging material 20 has thermoplasticity, the mold 10 can be reliably packaged by vacuum packaging. The melting point of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 300°C or lower.

樹脂フィルム包装材20が離型性を有するとは、樹脂フィルム包装材20が成形体に付着し難いことを意味する。樹脂フィルム包装材20が離型性を有することにより、下記で説明する離型工程の際に、樹脂フィルム包装材20で真空包装された金型10から成形体を容易に分離させることができる。 The resin film packaging material 20 having mold releasability means that the resin film packaging material 20 is difficult to adhere to the molded body. Since the resin film packaging material 20 has mold releasability, the molded body can be easily separated from the mold 10 vacuum-packed with the resin film packaging material 20 during the mold release process described below.

樹脂フィルム包装材20が形状追従性を有するとは、真空包装時に金型10の形状に樹脂フィルム包装材20が追従するように密着させることができることを意味する。樹脂フィルム包装材20が形状追従性を有するためには、23±2℃における樹脂フィルム包装材20の伸び率が50%以上であることが好ましい。ここで、樹脂フィルム包装材20の伸び率とは、樹脂フィルム包装材20の当初の寸法(例えば、長さ)に対する、樹脂フィルム包装材20が破断する直前における最大の変形量(例えば、変形後の長さ)の比率のことを意味する。樹脂フィルム包装材20が形状追従性を有することにより、寸法精度が良好な成形体を安定して得ることができる。 The resin film packaging material 20 having shape followability means that the resin film packaging material 20 can be brought into close contact so as to follow the shape of the mold 10 during vacuum packaging. In order for the resin film packaging material 20 to have shape followability, it is preferable that the elongation rate of the resin film packaging material 20 at 23±2° C. is 50% or more. Here, the elongation rate of the resin film packaging material 20 refers to the maximum amount of deformation immediately before the resin film packaging material 20 breaks (for example, after deformation) with respect to the initial dimension (for example, length) of the resin film packaging material 20. means the ratio of the length of Since the resin film packaging material 20 has shape followability, a molded article with good dimensional accuracy can be stably obtained.

樹脂フィルム包装材20が耐薬品性を有するとは、成形体の製造に用いられる薬品(例えば、スラリー30に用いられる薬品)に対して耐性を有し、溶解などが生じないことを意味する。樹脂フィルム包装材20が耐薬品性を有することにより、成形体に異物が混入することを抑制することができる。 When the resin film packaging material 20 has chemical resistance, it means that it has resistance to the chemicals used in manufacturing the molded body (for example, the chemicals used in the slurry 30) and does not dissolve. Since the resin film packaging material 20 has chemical resistance, it is possible to suppress foreign matter from entering the molded article.

樹脂フィルム包装材20に用いられる樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、樹脂フィルム包装材20は、単層構造を有していてもよく、2層以上の複層構造を有していてもよい。このような樹脂から構成される樹脂フィルム包装材20であれば、上記の特性を得ることができる。 Examples of resins used for the resin film packaging material 20 include thermoplastic resins such as polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, polymethyl methacrylate resin, and polyethylene terephthalate resin. . These resins can be used alone or in combination of two or more. Further, the resin film packaging material 20 may have a single layer structure, or may have a multilayer structure of two or more layers. If the resin film packaging material 20 is made of such a resin, the above characteristics can be obtained.

樹脂フィルム包装材20の厚みは、上記の特性が得られる範囲であれば特に限定されないが、0.01~1.0mm、より好ましくは0.02~0.5mmである。樹脂フィルム包装材20の厚みが0.01mm未満であると、真空包装時に樹脂フィルム包装材20が破れることがある。また、樹脂フィルム包装材20の厚みが1.0mm超過であると、金型10に対する樹脂フィルム包装材20の形状追従性が十分でないことがある。 The thickness of the resin film packaging material 20 is not particularly limited as long as the above characteristics can be obtained, but it is 0.01 to 1.0 mm, more preferably 0.02 to 0.5 mm. If the thickness of the resin film packaging material 20 is less than 0.01 mm, the resin film packaging material 20 may be torn during vacuum packaging. Moreover, if the thickness of the resin film packaging material 20 exceeds 1.0 mm, the shape followability of the resin film packaging material 20 with respect to the mold 10 may not be sufficient.

金型10は凹部11を有する。金型10の凹部11は、スラリー30が注入される領域であるため、成形体の外形(側面及び一方の表面)に対応する形状を有する。したがって、金型10の凹部11は、作製する成形体の形状に応じて適宜決定すればよく特に限定されない。 The mold 10 has a recess 11 . Since the recess 11 of the mold 10 is a region into which the slurry 30 is injected, it has a shape corresponding to the outer shape (side surface and one surface) of the molded body. Therefore, the recess 11 of the mold 10 is not particularly limited, and may be appropriately determined depending on the shape of the molded product to be produced.

図8に示されるような複数の金型100(下型110及び上型120)を組み合わせて構成される従来の金型100は、下型110又は上型120のどちらに成形体が付着し易いかがわかり難いため離型剤130の塗布量の制御が難しく、成形体の厚みに応じた金型100を準備する必要もあった。これに対して本発明の実施形態で用いられる金型10は、1つの金型10であり、スラリー30の量(例えば、質量)によって厚さを容易に制御することができる。また、成形体の離型性は、樹脂フィルム包装材20によって確保されているため、離型剤130の塗布量の制御も不要である。 A conventional mold 100 configured by combining a plurality of molds 100 (a lower mold 110 and an upper mold 120) as shown in FIG. It was difficult to control the amount of the mold release agent 130 applied, and it was also necessary to prepare the mold 100 according to the thickness of the molded article. On the other hand, the mold 10 used in the embodiment of the present invention is one mold 10, and the thickness can be easily controlled by adjusting the amount (for example, mass) of the slurry 30. Moreover, since the mold release property of the molded body is ensured by the resin film packaging material 20, there is no need to control the amount of the mold release agent 130 applied.

金型10を構成する材料としては、特に限定されないが、金属(アルミニウム、アルミニウム合金、SUS鋼、ニッケル合金など)、セラミックスなどを用いることができる。
樹脂フィルム包装材20による金型10の真空包装は、市販の真空包装機を用いて行うことができる。真空包装の条件は、金型10の形状に樹脂フィルム包装材20が十分追従できるような条件であれば特に限定されず、使用する真空包装機に応じて適宜設定すればよい。
The material constituting the mold 10 is not particularly limited, but metals (aluminum, aluminum alloy, SUS steel, nickel alloy, etc.), ceramics, and the like can be used.
Vacuum packaging of the mold 10 using the resin film packaging material 20 can be performed using a commercially available vacuum packaging machine. The conditions for vacuum packaging are not particularly limited as long as the resin film packaging material 20 can sufficiently follow the shape of the mold 10, and may be appropriately set according to the vacuum packaging machine used.

<注型固化工程>
注型固化工程を説明するための断面概略図を図2に示す。
図2に示されるように、注型固化工程は、真空包装された金型10の凹部11にスラリー30を注入して固化させる工程である。
スラリー30は、セラミックス粉末及び/又は金属粉末を含む。また、スラリー30は、必要に応じて、反応剤、ゲル化剤及び分散媒を更に含むことができる。
<Casting solidification process>
A schematic cross-sectional view for explaining the casting and solidifying process is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the casting solidification process is a process in which slurry 30 is injected into the recess 11 of the vacuum-packed mold 10 and solidified.
Slurry 30 includes ceramic powder and/or metal powder. Moreover, the slurry 30 can further contain a reactant, a gelling agent, and a dispersion medium, if necessary.

セラミックス粉末としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、窒化アルミニウム粉末、炭化珪素粉末などが挙げられる。これらのセラミックス粉末は、単一種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、金属粉末としては、特に限定されないが、白金粉末、タングステン粉末、モリブデン粉末などが挙げられる。これらの金属粉末は、単一種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。スラリー30におけるセラミックス粉末及び/又は金属粉末の含有量は、特に限定されないが、例えば40~80質量%とすることができる。 Examples of the ceramic powder include, but are not limited to, alumina powder, zirconia powder, aluminum nitride powder, silicon carbide powder, and the like. A single type of these ceramic powders may be used, or two or more types may be used in combination. Furthermore, examples of the metal powder include, but are not particularly limited to, platinum powder, tungsten powder, molybdenum powder, and the like. A single type of these metal powders may be used, or two or more types may be used in combination. The content of ceramic powder and/or metal powder in slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 40 to 80% by mass.

反応剤は、ゲル化剤と反応して硬化反応(ゲル化反応)を引き起こす反応性官能基を含む。反応剤としては、水、多価アルコール(エチレングリコールのようなジオール類、グリセリンのようなトリオール類など)、多塩基酸(ジカルボン酸など)などが挙げられる。スラリー30における反応剤の含有量は、特に限定されないが、例えば0.05~5質量%とすることができる。 The reactant contains a reactive functional group that reacts with the gelling agent to cause a curing reaction (gelling reaction). Examples of the reactant include water, polyhydric alcohols (diols such as ethylene glycol, triols such as glycerin, etc.), polybasic acids (dicarboxylic acids, etc.), and the like. The content of the reactant in the slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 0.05 to 5% by mass.

ゲル化剤は、反応剤に含まれる反応性官能基と反応して硬化反応を引き起こす添加剤である。ゲル化剤としては、例えば、MDI(4,4’-ジフェニルメタンジイソシアナート)、HDI(ヘキサメチレンジイソシアナート)、TDI(トリレンジイソシアナート)などが挙げられる。ゲル化剤は、イソシアナート基(-N=C=O)及びイソチオシアナート基(-N=C=S)の少なくとも一方を有することが好ましい。これにより、ゲル化剤と反応剤との反応を促進することができる。スラリー30におけるゲル化剤の含有量は、特に限定されないが、例えば1~10質量%とすることができる。 A gelling agent is an additive that reacts with a reactive functional group contained in a reactant to cause a curing reaction. Examples of the gelling agent include MDI (4,4'-diphenylmethane diisocyanate), HDI (hexamethylene diisocyanate), and TDI (tolylene diisocyanate). The gelling agent preferably has at least one of an isocyanate group (-N=C=O) and an isothiocyanate group (-N=C=S). Thereby, the reaction between the gelling agent and the reactant can be promoted. The content of the gelling agent in the slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 1 to 10% by mass.

分散媒は、所定の粉末を分散させるための添加剤である。分散媒としては、多塩基酸エステル(グルタル酸ジメチルなど)、多価アルコールの酸エステル(トリアセチンなど)、脂肪族多価エステルなどの2以上のエステル基を有するエステル類などが挙げられる。スラリー30における分散媒の含有量は、特に限定されないが、例えば10~40質量%とすることができる。 A dispersion medium is an additive for dispersing a predetermined powder. Examples of the dispersion medium include esters having two or more ester groups, such as polybasic acid esters (such as dimethyl glutarate), acid esters of polyhydric alcohols (such as triacetin), and aliphatic polyvalent esters. The content of the dispersion medium in the slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 10 to 40% by mass.

また、スラリー30は、必要に応じて、当該技術分野において公知の添加剤(例えば、分散助剤、触媒など)を更に含んでもよい。
分散助剤は、スラリー30の粘度を低減させるための添加剤である。分散助剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリカルボン酸系共重合体、重合体のリン酸エステル塩化合物などが挙げられる。スラリー30における分散助剤の含有量は、特に限定されないが、例えば0.5~5質量%とすることができる。
Further, the slurry 30 may further contain additives (eg, dispersion aids, catalysts, etc.) known in the technical field, as necessary.
The dispersion aid is an additive for reducing the viscosity of the slurry 30. Examples of the dispersion aid include sorbitan fatty acid esters, polycarboxylic acid copolymers, and polymer phosphate ester salt compounds. The content of the dispersion aid in the slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 to 5% by mass.

触媒は、ゲル化剤と反応剤との反応を更に促進するための添加剤である。触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、ヘキサンジアミン、6-ジメチルアミノ-1-ヘキサノール、DBN(ジアザビシクロノネン)などが挙げられる。スラリー30における触媒の含有量は、特に限定されないが、例えば0.01~3質量%とすることができる。 The catalyst is an additive for further promoting the reaction between the gelling agent and the reactant. Examples of the catalyst include triethylenediamine, hexanediamine, 6-dimethylamino-1-hexanol, and DBN (diazabicyclononene). The content of the catalyst in the slurry 30 is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 to 3% by mass.

スラリー30は、上記の各成分を混合することによって調製することができる。スラリー30の固化(硬化)は、各成分を混合した時点から始まるため、真空包装された金型10の凹部11へのスラリー30の注入は、スラリー30の調製後にできるだけ迅速に行うことが好ましい。 Slurry 30 can be prepared by mixing each of the above components. Since solidification (hardening) of the slurry 30 starts from the time when each component is mixed, it is preferable that the slurry 30 is injected into the recess 11 of the vacuum-packed mold 10 as quickly as possible after the slurry 30 is prepared.

真空包装された金型10の凹部11に注入したスラリー30の固化条件は、特に限定されず、使用するスラリー30の成分に応じて適宜調整すればよい。例えば、常温(25℃)にて2~6時間静置することによってスラリー30を固化させることができる。 The conditions for solidifying the slurry 30 injected into the recesses 11 of the vacuum-packed mold 10 are not particularly limited, and may be adjusted as appropriate depending on the components of the slurry 30 used. For example, the slurry 30 can be solidified by standing at room temperature (25° C.) for 2 to 6 hours.

注型固化工程において、真空包装された金型10の凹部11にスラリー30を注入した後、図3に示されるように、真空包装された金型10の凹部11の上方に蓋材40を配置してもよい。蓋材40を配置することにより、真空包装された金型10の凹部11で固化された成形体の表面(凹部11と接していない表面)の過度の乾燥を抑制し、成形体の表裏における特性の差が生じることを抑制することができる。また、成形体に反りが発生することを抑制することもできる。 In the casting solidification process, after the slurry 30 is injected into the recess 11 of the vacuum-packed mold 10, a lid material 40 is placed above the recess 11 of the vacuum-packed mold 10, as shown in FIG. You may. By arranging the lid material 40, excessive drying of the surface of the molded product solidified in the recess 11 of the vacuum-packed mold 10 (the surface not in contact with the recess 11) is suppressed, and the characteristics of the front and back surfaces of the molded product are improved. It is possible to suppress the occurrence of a difference. Moreover, it is also possible to suppress the occurrence of warpage in the molded article.

蓋材40としては特に限定されず、金属やセラミックスなどの材料から形成されたものを用いることができる。また、蓋材40は、金型10と直接接するようにして配置してもよいし、スペーサー(例えば、Oリング)などを介して間接的に接触するようにして配置してもよい。特に、図4に示されるように、スラリー30を金型10の凹部11の上端まで注入する場合には、蓋材40とスラリー30との接触を避ける観点から、スペーサー50などを介して間接的に接触するようにして配置することが好ましい。 The lid material 40 is not particularly limited, and materials made of materials such as metals and ceramics can be used. Further, the lid member 40 may be placed in direct contact with the mold 10, or may be placed in indirect contact with the mold 10 via a spacer (for example, an O-ring). In particular, as shown in FIG. 4, when injecting the slurry 30 to the upper end of the recess 11 of the mold 10, from the viewpoint of avoiding contact between the lid material 40 and the slurry 30, the slurry 30 is injected indirectly through a spacer 50 or the like. It is preferable to arrange it so that it is in contact with.

注型固化工程において、真空包装された金型10の凹部11を水平に維持することが好ましい。真空包装された金型10の凹部11を水平に維持することにより、均一な厚みの成形体を得ることができる。金型10の凹部11を水平に維持する方法としては、特に限定されないが、例えば、図5に示されるように、真空包装された金型10を水平台60に配置すればよい。 In the casting solidification process, it is preferable to maintain the recess 11 of the vacuum-packed mold 10 horizontally. By maintaining the concave portion 11 of the vacuum-packed mold 10 horizontally, a molded product having a uniform thickness can be obtained. A method for maintaining the recess 11 of the mold 10 horizontally is not particularly limited, but for example, the vacuum-packed mold 10 may be placed on a horizontal table 60 as shown in FIG.

<離型工程>
離型工程を説明するための断面概略図を図6に示す。
図6に示されるように、離型工程は、成形体70(固化したスラリー30)を、真空包装された金型10から離型させる工程である。例えば、金型10の上下を反転させることにより、重量によって成形体70を金型10から離型させることができる。
成形体70と金型10との間には樹脂フィルム包装材20が介在しているため、樹脂フィルム包装材20の離型性により、成形体70を金型10から容易に離型させることができる。
<Mold release process>
A schematic cross-sectional view for explaining the mold release process is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the mold release process is a process of releasing the molded body 70 (solidified slurry 30) from the vacuum-packed mold 10. For example, by turning the mold 10 upside down, the molded body 70 can be released from the mold 10 by weight.
Since the resin film packaging material 20 is interposed between the molded body 70 and the mold 10, the molded body 70 can be easily released from the mold 10 due to the releasability of the resin film packaging material 20. can.

離型工程は、金型10を真空包装した樹脂フィルム包装材20内を復圧し、成形体70を離型させてもよい。このように樹脂フィルム包装材20内を復圧することにより、成形体70の離型性がより一層向上する。
樹脂フィルム包装材20内を復圧する方法としては、特に限定されず、例えば、樹脂フィルム包装材20を破って真空を単に開放するだけでもよいし、樹脂フィルム包装材20を破った後に空気導入手段によって樹脂フィルム包装材20内に空気を導入してもよい。
In the mold release step, the mold 70 may be released from the mold by restoring the pressure inside the resin film packaging material 20 in which the mold 10 is vacuum-packaged. By restoring the pressure inside the resin film packaging material 20 in this manner, the releasability of the molded body 70 is further improved.
The method for restoring the pressure inside the resin film packaging material 20 is not particularly limited, and for example, the method may be to simply release the vacuum by tearing the resin film packaging material 20, or by using air introducing means after tearing the resin film packaging material 20. Air may be introduced into the resin film packaging material 20 by.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

<成形体の製造>
金型包装工程、注型固化工程及び離型工程を順次行うことにより成形体を製造した。この製造では、同じ条件で7つの成形体を作製した。
金型包装工程では、凹部(縦300mm×横300mm×深さ5mm)を有する金型を樹脂フィルム包装材(アズワン株式会社、高密度ポリエチレン(PE)製、厚さ0.1mm×横550mm×縦900mm)に入れ、金型と樹脂フィルム包装材とが密着するように真空包装した。
<Manufacture of molded object>
A molded body was manufactured by sequentially performing a mold packaging process, a casting solidification process, and a mold release process. In this production, seven molded bodies were produced under the same conditions.
In the mold packaging process, a mold with a recess (300 mm long x 300 mm wide x 5 mm deep) is wrapped in a resin film packaging material (As One Corporation, made of high-density polyethylene (PE), 0.1 mm thick x 550 mm wide x 5 mm deep). 900 mm), and vacuum packaging was carried out so that the mold and resin film packaging material were in close contact with each other.

注型固化工程では、樹脂フィルム包装材で真空包装された金型を水平台に配置した後、真空包装された金型の凹部にスラリーを注入した。スラリーは、アルミナ粉末を71質量%、分散助剤を1質量%、分散媒を25質量%、触媒を0.1質量%、イオン交換水を0.2質量%、反応剤を0.2質量%、ゲル化剤を2.5質量%混合することによって得た。その後、スラリーを注入した凹部の上方にOリングを介して蓋材を配置して4時間硬化させた。
離型工程では、蓋材を除去し、金型の上下を反転させ、樹脂フィルム包装材内を復圧させることによって成形体を離型させた。
In the casting and solidifying process, a mold vacuum-packed with a resin film packaging material was placed on a horizontal stand, and then slurry was injected into the recesses of the vacuum-packed mold. The slurry contains 71% by mass of alumina powder, 1% by mass of dispersion aid, 25% by mass of dispersion medium, 0.1% by mass of catalyst, 0.2% by mass of ion exchange water, and 0.2% by mass of reactant. %, by mixing 2.5% by mass of a gelling agent. Thereafter, a lid material was placed above the recess into which the slurry was injected via an O-ring, and the material was cured for 4 hours.
In the mold release step, the lid material was removed, the mold was turned upside down, and the pressure inside the resin film packaging material was restored to release the molded body.

<評価>
(1)離型性
7つの成形体の製造において、成形体の離型性を評価した。その結果、7つの成形体はいずれも離型性が良好であることを確認した。
比較のため、上記と同じ金型に離型剤を塗布してスラリーを注型して成形する従来の方法によって成形体の製造を試みた。この製造においても、同じ条件で7つの成形体を作製した。また、スラリーの種類及び硬化条件は上記と同様にした。その結果、7つの成形体のうち、6つの成形体は離型性が良好であったが、1つの成形体の離型性が十分でなかった。
<Evaluation>
(1) Mold releasability In the production of seven molded bodies, the mold releasability of the molded bodies was evaluated. As a result, it was confirmed that all seven molded products had good mold releasability.
For comparison, an attempt was made to produce a molded article using the conventional method of applying a mold release agent to the same mold as described above and casting slurry. In this production as well, seven molded bodies were produced under the same conditions. Further, the type of slurry and curing conditions were the same as above. As a result, among the seven molded bodies, six molded bodies had good mold releasability, but one molded body had insufficient mold releasability.

(2)成形体の品質評価1(DSC)
上記で得られた成形体に対して、後処理として乾燥のみを行った乾燥成形体に対し、表裏面の0~100μmにおけるDSC(示差走査熱量測定)を行った。DSCは、示差走査熱量計を用い、雰囲気:大気、昇温速度:10℃/分の条件で実施した。
また、比較のために、スラリーを注入した凹部の上方に蓋材を配置しないこと以外は上記の製造方法と同様にして成形体を製造し、上記と同様にしてDSCを行った。
DSCの結果を図7に示す。
図7に示されるように、蓋材を配置しない場合、表面と裏面との間のDSC曲線の差が大きくなった。これは、解放された表面において乾燥が進み、樹脂偏析などが起こったためであると推察される。一方、蓋材を配置した場合、表面と裏面との間のDSC曲線の差が小さくなり、表面と裏面との間の品質に差がほとんどないことが確認できた。
(2) Molded object quality evaluation 1 (DSC)
DSC (differential scanning calorimetry) was performed at 0 to 100 μm on the front and back surfaces of the molded product obtained above, which was subjected to only drying as a post-treatment. DSC was performed using a differential scanning calorimeter under the conditions of atmosphere: air and temperature increase rate: 10° C./min.
Further, for comparison, a molded body was manufactured in the same manner as the above manufacturing method except that the lid material was not placed above the recess into which the slurry was injected, and DSC was performed in the same manner as above.
The DSC results are shown in FIG.
As shown in FIG. 7, when no lid material was placed, the difference in DSC curves between the front surface and the back surface became large. This is presumed to be because drying progressed on the released surface and resin segregation occurred. On the other hand, when the lid material was placed, the difference in DSC curves between the front surface and the back surface became smaller, and it was confirmed that there was almost no difference in quality between the front surface and the back surface.

(3)成形体の品質評価2(平面度及び厚み差)
上記で得られた成形体に対して、形状(平面度及び厚み差)を三次元測定したところ、従来の方法と同等の形状が得られたことを確認した。
(3) Quality evaluation of molded body 2 (flatness and thickness difference)
When the shape (flatness and thickness difference) of the molded article obtained above was three-dimensionally measured, it was confirmed that the same shape as the conventional method was obtained.

以上の結果からわかるように、本発明によれば、離型剤の塗布及び金型の洗浄を行わずに寸法精度が良好な成形体を製造できる方法を提供することができた。特に、本発明の方法と離型剤の塗布及び金型の洗浄を行う従来の方法(図8)との効果の違いは表1に示すとおりである。 As can be seen from the above results, according to the present invention, it was possible to provide a method for manufacturing a molded article with good dimensional accuracy without applying a mold release agent or cleaning a mold. In particular, Table 1 shows the difference in effectiveness between the method of the present invention and the conventional method of applying a mold release agent and cleaning the mold (FIG. 8).

表1に示されるように、従来の方法では、成形体を離型させる際の歩留まりが70%であったのに対して、本発明の方法では、当該歩留まりを100%に向上させることができた。また、本発明の方法では、離型剤の塗布及び金型の洗浄に要する設備面積が不要であるとともに、真空包装に要する設備面積も従来の離型剤の塗布及び金型の洗浄に要する設備面積の10分の1と大幅に削減できた。また、本発明の方法では、離型剤の塗布及び金型の洗浄が不要であり、真空包装に要する作業時間が従来の離型剤の塗布及び金型の洗浄に要する作業時間の30分の1であるため、成形体の生産性が著しく向上した。さらに、従来の方法では、離型剤及び洗浄液の使用や、金型として2つの精密型(下型及び上型)が必要であったのに対し、本発明の方法では、離型剤及び洗浄液が不要であり、しかも1つの金型で従来と同程度の品質の成形体を作製することができた。 As shown in Table 1, while the conventional method had a yield of 70% when releasing the molded body, the method of the present invention can improve the yield to 100%. Ta. In addition, the method of the present invention does not require the equipment area required for applying a mold release agent and cleaning the mold, and also reduces the equipment area required for vacuum packaging compared to the equipment required for applying a mold release agent and cleaning the mold. The area was significantly reduced to one-tenth. In addition, the method of the present invention does not require the application of a mold release agent and the cleaning of the mold, and the work time required for vacuum packaging is 30 minutes compared to the work time required for the conventional application of a mold release agent and cleaning of the mold. 1, the productivity of the molded body was significantly improved. Furthermore, while the conventional method required the use of a mold release agent and a cleaning solution and two precision molds (a lower mold and an upper mold), the method of the present invention requires the use of a mold release agent and a cleaning solution. is not necessary, and it was possible to produce a molded article with the same quality as conventional molds using one mold.

10 金型
11 凹部
20 樹脂フィルム包装材
30 スラリー
40 蓋材
50 スペーサー
60 水平台
70 成形体
100 金型
110 下型
120 上型
130 離型剤
140 スラリー
150 成形体
10 Mold 11 Recess 20 Resin film packaging material 30 Slurry 40 Lid 50 Spacer 60 Horizontal stand 70 Molded object 100 Mold 110 Lower mold 120 Upper mold 130 Mold release agent 140 Slurry 150 Molded object

Claims (7)

凹部を有する金型を樹脂フィルム包装材で真空包装する金型包装工程と、
真空包装された前記金型の前記凹部に、セラミックス粉末及び/又は金属粉末を含むスラリーを注入して固化させる注型固化工程と
を含む成形体の製造方法。
a mold packaging step of vacuum packaging a mold having a concave portion with a resin film packaging material;
A method for manufacturing a molded body, comprising a casting and solidifying step of injecting a slurry containing ceramic powder and/or metal powder into the recessed portion of the vacuum-packaged mold and solidifying the slurry.
前記注型固化工程後に、前記金型を真空包装した前記樹脂フィルム包装材内を復圧し、成形体を離型させる離型工程を更に含む、請求項1に記載の成形体の製造方法。 2. The method for producing a molded body according to claim 1, further comprising, after the casting and solidifying step, a mold release step of repressurizing the resin film packaging material in which the mold is vacuum-packaged and releasing the molded body. 前記注型固化工程において、前記スラリーを注入した後、前記金型の前記凹部の上方に蓋材を配置する、請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。 The method for producing a molded body according to claim 1 or 2, wherein in the casting and solidifying step, after injecting the slurry, a lid material is placed above the recess of the mold. 前記樹脂フィルム包装材が、熱可塑性、離型性、形状追従性及び耐薬品性を有する、請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。 The method for producing a molded article according to claim 1 or 2, wherein the resin film packaging material has thermoplasticity, mold releasability, shape followability, and chemical resistance. 前記樹脂フィルム包装材を構成する樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂から選択される1種以上である、請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。 The resin constituting the resin film packaging material is one or more selected from polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, acrylonitrile styrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, polymethyl methacrylate resin, and polyethylene terephthalate resin. Item 2. A method for producing a molded article according to item 1 or 2. 前記注型固化工程において、前記金型の前記凹部を水平に維持する、請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。 The method for manufacturing a molded body according to claim 1 or 2, wherein the recessed portion of the mold is maintained horizontally in the casting solidification step. 前記スラリーが、反応剤、ゲル化剤及び分散媒を更に含む、請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。 The method for producing a molded body according to claim 1 or 2, wherein the slurry further contains a reactant, a gelling agent, and a dispersion medium.
JP2022115830A 2022-07-20 2022-07-20 Manufacturing method of molded product Pending JP2024013612A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022115830A JP2024013612A (en) 2022-07-20 2022-07-20 Manufacturing method of molded product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022115830A JP2024013612A (en) 2022-07-20 2022-07-20 Manufacturing method of molded product

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024013612A true JP2024013612A (en) 2024-02-01

Family

ID=89718444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022115830A Pending JP2024013612A (en) 2022-07-20 2022-07-20 Manufacturing method of molded product

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024013612A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10259036B2 (en) Variable diameter investment casting mold for casting of reticulated metal foams
US6481490B1 (en) Investment casting patterns and method
JP2024013612A (en) Manufacturing method of molded product
JPH0623505A (en) Collapsible placed core for casting by die casting
US3296006A (en) Pattern material composition
KR20210138086A (en) Manufacturing process of three-dimensional sintered body
US6309573B1 (en) Low pressure injection molding of flat tableware from metal feedstocks
JP6841881B2 (en) Manufacturing method of molded product
JPH0538549A (en) Lost wax composition
JPH07115362B2 (en) Manufacturing method of large wax lumps
TW453918B (en) A method of precise casting of shell
JPH0220687B2 (en)
JP3869072B2 (en) Molding method of green compact
JP2792714B2 (en) Slip casting method
JP7309405B2 (en) Manufacturing method of sand mold material for mold, core for mold and sand mold material
UA133186U (en) A METHOD OF MANUFACTURING POLYMER SCREW SHAPES
JP2003154494A (en) Method for manufacturing green compact
KR101226209B1 (en) Mold for maunfacturing stainless steel statues and method for manufacturing stainless steel statues using the same
JP2021037762A (en) Manufacturing method for composite molding
JPH04127998A (en) Method for molding powder of metal, ceramics, or the like
FR2561553A1 (en) Refractory binder composition and method for obtaining it
JPH01289537A (en) Production of casting mold for precision casting
JPS60168603A (en) Manufacture of ceramic part through slip casting
EP0459353A2 (en) Molding method for powder of metal, ceramic, etc.
JPS63149112A (en) Manufacture of rough mold material of master model

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240417