JP3451134B2 - Photolytic degreasing equipment - Google Patents

Photolytic degreasing equipment

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JP3451134B2
JP3451134B2 JP16910894A JP16910894A JP3451134B2 JP 3451134 B2 JP3451134 B2 JP 3451134B2 JP 16910894 A JP16910894 A JP 16910894A JP 16910894 A JP16910894 A JP 16910894A JP 3451134 B2 JP3451134 B2 JP 3451134B2
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light
photolytic
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degreasing
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直人 小笠原
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、粉末射出成形部品の製
造工程で使用する脱脂装置に関するもので、さらに詳細
には、金属粉末および/またはセラミック粉末と少なく
とも一種類の光崩壊性樹脂を含む有機バインダとを混合
し、これを所望の形状に射出成形した後、成形体から有
機バインダを光分解除去する際に使用する光分解脱脂装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a degreasing device used in the process of manufacturing powder injection molded parts, and more particularly to a metal powder and / or ceramic powder and at least one photodegradable resin. The present invention relates to a photolytic degreasing device used for photolytically removing an organic binder from a molded body after mixing with an organic binder and injection molding the mixture into a desired shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属および/またはセラミック粉末を用
いて複雑形状の部品を製造するための方法として、これ
らの粉末に熱可塑性樹脂である有機バインダを分散混合
し、これを射出成形法により成形し、次いでこの成形体
中に含まれる樹脂を除去、すなわち脱脂をおこなった
後、前記成形体を焼成し所望の金属、セラミック部品を
得る方法が実施されている。この粉末射出成形法は、粉
末冶金と呼ばれる圧縮成形法等と比較して、三次元の複
雑な形状の製品を高い寸法精度で量産できるという利点
をもっている。
2. Description of the Related Art As a method for producing a component having a complicated shape using metal and / or ceramic powder, an organic binder which is a thermoplastic resin is dispersed and mixed with these powders, and the mixture is molded by an injection molding method. Then, the resin contained in the molded body is removed, that is, degreasing is performed, and then the molded body is fired to obtain a desired metal or ceramic part. This powder injection molding method has an advantage over a compression molding method called powder metallurgy in that a product having a three-dimensionally complicated shape can be mass-produced with high dimensional accuracy.

【0003】この粉末射出成形法において、成形体から
有機バインダを除去する方法としては、加熱分解法(特
公昭61−58563号など)、溶媒抽出法(特公昭5
9−27743号など)などの他に、有機バインダとし
て光崩壊性の樹脂を用い、紫外線、X線、電子線等を照
射することにより有機バインダを低分子化する方法、あ
るいは光照射の後に残余の有機バインダを加熱分解除去
する光分解脱脂法が提案、実施されている。(特開昭5
9−199570号、特開平2−275748号、特開
平3−183704号)。
In this powder injection molding method, as a method for removing the organic binder from the molded body, a heat decomposition method (Japanese Patent Publication No. 61-58563, etc.) and a solvent extraction method (Japanese Patent Publication No.
9-27743), etc., a method of lowering the molecular weight of the organic binder by irradiating it with ultraviolet rays, X-rays, electron beams, etc., using a photodegradable resin as the organic binder, or leaving it after the light irradiation. A photolytic degreasing method of thermally decomposing and removing the above organic binder has been proposed and implemented. (JP-A-5
9-199570, JP-A-2-275748, JP-A-3-183704).

【0004】従来、この光分解脱脂法に用いる脱脂装置
の構造は次のようであった。従来の光分解脱脂装置の断
面の模式図を図3に示す。図3において、光源1による
光は石英ガラス4を通して成形体6に照射される。ここ
で、光源1としては水銀ランプ、水銀−キセノンラン
プ、メタルハライドランプなどが用いられる。装置内の
温度はヒーター7によって任意の温度に加熱することが
でき、真空ポンプ取付口8に取り付けた真空ポンプを用
いたり、ガス導入口9およびガス排出口10に適当なガ
スを流すことによって装置内の雰囲気を設定することが
できる。また、シャッター5の開閉によって光照射時間
を任意に制御することができる。
Conventionally, the structure of the degreasing device used in this photolytic degreasing method was as follows. FIG. 3 shows a schematic view of a cross section of a conventional photolytic degreasing device. In FIG. 3, the light from the light source 1 is applied to the molded body 6 through the quartz glass 4. Here, as the light source 1, a mercury lamp, a mercury-xenon lamp, a metal halide lamp, or the like is used. The temperature in the device can be heated to any temperature by the heater 7, and the device can be heated by using a vacuum pump attached to the vacuum pump attachment port 8 or by flowing an appropriate gas into the gas inlet 9 and the gas outlet 10. You can set the atmosphere inside. Further, the light irradiation time can be arbitrarily controlled by opening / closing the shutter 5.

【0005】ここで、成形体6は装置内下部に配設され
たセラミック基板11に配置され、成形体上面より光照
射をおこなっていた。ここで、セラミック基板11に
は、低分子化した有機バインダを吸収保持する多孔質の
アルミナ板などが用いられていた。
Here, the molded body 6 is arranged on the ceramic substrate 11 arranged in the lower part of the inside of the apparatus, and light is irradiated from the upper surface of the molded body. Here, for the ceramic substrate 11, a porous alumina plate or the like that absorbs and holds the low-molecular organic binder was used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光分解
脱脂法において図3に示されるような光分解脱脂装置を
用いた場合、成形体6の支持台に接した面には光照射が
おこなわれないために、成形体6の下面からは有機バイ
ンダの分解が進行しないという欠点を有していた。その
結果、成形体の場所によって脱脂率の偏りが生じ、成形
体の割れなどの脱脂不良が発生していた。これは、光が
照射されなかった面では有機バインダの分解が進行せ
ず、有機バインダが多く残存しており、その後の昇温過
程において、急激に成形体内部の有機バインダが熱分解
し、その結果その分解ガスの急激な発生により成形体に
割れが発生するものであった。
However, when the photolytic degreasing apparatus as shown in FIG. 3 is used in the photolytic degreasing method, the surface of the molded body 6 which is in contact with the support is not irradiated with light. Therefore, there is a drawback that decomposition of the organic binder does not proceed from the lower surface of the molded body 6. As a result, the degreasing rate is unevenly distributed depending on the location of the molded product, resulting in defective degreasing such as cracking of the molded product. This is because decomposition of the organic binder does not proceed on the surface not irradiated with light, and a large amount of the organic binder remains, and in the subsequent temperature rising process, the organic binder inside the molded body is rapidly decomposed, As a result, cracking occurred in the molded body due to the rapid generation of the decomposition gas.

【0007】この問題を解決するためには、成形体表面
の全体に光を照射することが必要となる。したがって、
本発明の目的は上記問題点を解決し、光分解による脱脂
工程において成形体全面に光照射をおこない、なおかつ
低分子化した有機バインダを積極的に除去することによ
り、成形体の破損、変形、割れ等をおこさずに光分解脱
脂をおこなうための装置を提供することにある。
In order to solve this problem, it is necessary to irradiate the entire surface of the molded product with light. Therefore,
The object of the present invention is to solve the above problems, by performing light irradiation on the entire surface of the molded body in the degreasing step by photolysis, and by actively removing the low-molecular organic binder, damage and deformation of the molded body, An object is to provide a device for performing photolytic degreasing without causing cracking or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光分解脱脂装置は、下記記載の構成を採用
する。
In order to achieve the above object, the photolytic degreasing apparatus of the present invention adopts the constitution described below.

【0009】本発明の光分解脱脂装置は、焼結用粉末と
少なくとも一種類の光崩壊性樹脂を含む有機バインダの
混合体を用いて成形した成形体に光を照射して、前記光
崩壊性樹脂を除去する際に用いる装置であって、前記装
置の内部には成形体の支持台が設置されており、前記支
持台は、耐熱性格子または光透過性の板と、その上に敷
かれたセラミックウールからなり、前記支持台の上下の
いずれか一方に光源が配設されており、他方に反射板が
配設されているか、あるいは前記支持台の上下に光源が
配設されていることを特徴とする。
The photolytic degreasing apparatus of the present invention irradiates light to a molded body molded from a mixture of sintering powder and an organic binder containing at least one kind of photodegradable resin, and the photodegradable property is obtained. A device used for removing resin, wherein a support for a molded body is installed inside the device, and the support is provided with a heat-resistant grid or a light-transmissive plate and is laid on the plate. Made of ceramic wool, the light source is provided on one of the upper and lower sides of the support table, and the reflector is provided on the other side, or the light source is provided on the upper and lower sides of the support table. Is characterized by.

【0010】本発明の光分解脱脂装置の断面の模式図の
例を図1、図2に示し、本発明をさらに詳しく説明す
る。図1は、光源1が支持台2の下方に配設されてお
り、支持台2の上に設置された成形体6の下方より光照
射をおこなう本発明の光分解脱脂装置の断面の模式図で
ある。図2は、光源1が支持台2の上下両側に配設さ
れ、成形体6の上下より光照射をおこなう本発明の光分
解脱脂装置の断面の模式図である。
The present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 showing an example of a schematic sectional view of the photolytic degreasing apparatus of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a photolytic degreasing device of the present invention in which a light source 1 is arranged below a supporting base 2 and light is irradiated from below a molded body 6 installed on the supporting base 2. Is. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the photolytic degreasing device of the present invention in which the light sources 1 are arranged on both upper and lower sides of the support base 2 and light is irradiated from above and below the molded body 6.

【0011】ここで、支持台2に必要な特性は、従来の
脱脂治具と同様に、耐熱剛性、低分子化されたバインダ
の吸収性、化学的安定性のほかに紫外線を効率良く透過
し、なおかつ成形体の重量を均等に分散負荷し、成形体
を保持することである。ここで、支持台2は耐熱性格子
または光透過性の板2aとその上に敷かれたセラミック
ウール2bから形成されていることが本発明における一
つの特徴である。すなわち、耐熱性格子または光透過性
の板2aおよびセラミックウール2bは複数の成形体の
重量を均等に分散負荷し、なおかつ紫外線を透過する機
能を持っている。ここで、耐熱性格子または光透過性の
板2aにおける耐熱性格子としてはステンレス鋼などの
金属あるいはアルミナなどのセラミック製のものを用い
ることができる。紫外線の遮断を防ぐため、格子はでき
るだけ細いものが好ましい。また、格子の間隔は成形体
6の大きさによって任意に選択することができる。ま
た、本発明の耐熱性格子または光透過性の板2aにおけ
る光透過性の板としては、石英ガラスなどを用いること
ができる。次に、セラミックウール2bは厚さ1mm程
度にできるだけ薄く広げることができ、繊維のあいだか
ら光が透過できる形状のものであり、低分子化した有機
バインダを順次吸収あるいは浸透する材質のものが用い
られる。たとえばアルミナあるいはシリカアルミナ系の
セラミックウールを使用することができる。
Here, the characteristics required for the support base 2 are heat resistance rigidity, absorptivity of a low molecular weight binder, and chemical stability as well as the conventional degreasing jig, and in addition, it efficiently transmits ultraviolet rays. In addition, the weight of the molded body is evenly distributed and loaded to hold the molded body. Here, one feature of the present invention is that the support base 2 is formed of a heat-resistant grid or a light-transmissive plate 2a and a ceramic wool 2b laid thereon. That is, the heat-resistant grid or the light-transmissive plate 2a and the ceramic wool 2b have a function of uniformly distributing and loading the weight of a plurality of molded bodies and transmitting ultraviolet rays. Here, as the heat resistant grid or the heat resistant grid in the light-transmissive plate 2a, a metal such as stainless steel or a ceramic such as alumina can be used. In order to prevent blocking of ultraviolet rays, it is preferable that the lattice is as thin as possible. Further, the spacing of the lattice can be arbitrarily selected depending on the size of the molded body 6. Further, quartz glass or the like can be used as the light-transmitting plate in the heat-resistant grid or the light-transmitting plate 2a of the present invention. Next, the ceramic wool 2b has a thickness that can be spread as thin as about 1 mm and has a shape that allows light to pass through between the fibers, and is made of a material that sequentially absorbs or permeates a low molecular weight organic binder. To be For example, alumina or silica-alumina type ceramic wool can be used.

【0012】ここで図1に示すように、光源が支持台の
下方に配設されている本発明の光分解脱脂装置において
は、光源1による光は、石英ガラス4を通して成形体6
の下面に照射され、また装置内の上部に配設された反射
板3の作用により、成形体6の上面および側面にも照射
される。本発明で使用される反射板には高純度アルミ板
などが用いられる。また、光源1を装置内の上部に配設
し、反射板3を下方に配設しても同様の効果が得られ
る。
Here, as shown in FIG. 1, in the photolytic degreasing apparatus of the present invention in which the light source is arranged below the support, the light from the light source 1 passes through the quartz glass 4 and the molded body 6
Of the molded body 6 is also irradiated by the action of the reflection plate 3 arranged in the upper part of the apparatus. As the reflector used in the present invention, a high-purity aluminum plate or the like is used. Further, the same effect can be obtained by disposing the light source 1 in the upper part of the apparatus and disposing the reflection plate 3 in the lower part.

【0013】また図2に示すように、支持台の上下の両
方に光源を配設して成形体の上下から光照射をおこなう
ことも可能である。支持台の上下の両方に光源を配設し
た本発明の光分解脱脂装置においては、図1に示した反
射板を配設しなくても成形体6の全面に光を照射するこ
とができる。
Further, as shown in FIG. 2, it is also possible to arrange light sources on both the upper and lower sides of the support base to irradiate light from the upper and lower sides of the molded body. In the photolytic degreasing device of the present invention in which the light sources are provided on both the upper and lower sides of the support base, it is possible to irradiate light onto the entire surface of the molded body 6 without disposing the reflection plate shown in FIG.

【0014】また、本装置は従来の光分解脱脂装置と同
様に、シャッター5、ヒーター7、真空ポンプ取付口
8、ガス導入口9、ガス排出口10を用いて装置内の雰
囲気および温度、光照射時間を任意に設定することがで
きる。
Further, this apparatus uses the shutter 5, the heater 7, the vacuum pump mounting port 8, the gas introduction port 9 and the gas exhaust port 10 as in the conventional photolytic degreasing device, and the atmosphere and temperature and the light inside the device. The irradiation time can be set arbitrarily.

【0015】このように、本発明の装置を用いて成形体
表面全体に光照射をおこない、光分解脱脂をおこなうこ
とにより、破損、変形、割れなどの欠陥のない脱脂体を
作製することができる。
As described above, by using the apparatus of the present invention to irradiate the entire surface of the molded body with light to perform photolytic degreasing, a degreased body having no defects such as breakage, deformation and cracks can be produced. .

【0016】[0016]

【作用】焼結用粉末と少なくとも一種類の光崩壊性樹脂
を含んだ有機バインダの混合体を用いて成形した成形体
に光を照射して有機バインダを除去する工程において、
成形体の場所による脱脂率の偏り、並びに、それに起因
する脱脂不良が起きないように、均一に光照射をおこな
う手段として、従来通り一定の部分に光照射をおこなっ
た後、治具などを用いて成形体を反転し、光の未照射面
に再び光照射する方法も考えられる。しかし、この方法
では脱脂に長時間を必要とするだけでなく、一部の有機
バインダが除去されて形状保持強度が弱くなっている成
形体を移動するため、成形体が破損しやすい。また、成
形体の支持台に石英ガラスなどの光透過性のものを単独
に用いて、上下より光照射する方法も考えられる。しか
し、支持台には光分解によって低分子化された有機バイ
ンダを順次吸収除去する機能が必要である。すなわち、
石英ガラスのように低分子化したバインダを吸収しない
材質のものを支持台に用いた場合には、支持台に接した
部分に低分子化した有機バインダが残留し、脱脂率の低
下、成形体の変形などの問題が生じてしまう。
In the step of removing the organic binder by irradiating light to the molded body molded using the mixture of the sintering powder and the organic binder containing at least one kind of photodegradable resin,
As a means to uniformly irradiate light so that uneven degreasing rate due to the location of the molded body and degreasing failure due to it do not occur, use a jig etc. after irradiating light to a certain part as usual. It is also conceivable that the molded body is turned over and the surface not irradiated with light is irradiated again with light. However, this method not only requires a long time for degreasing, but also moves the molded body in which a part of the organic binder is removed and the shape retention strength is weakened, so that the molded body is easily damaged. Further, a method of irradiating light from above and below using a light-transmitting material such as quartz glass alone for the support of the molded body is also conceivable. However, the support is required to have a function of sequentially absorbing and removing the organic binder whose molecular weight has been reduced by photolysis. That is,
When a material such as quartz glass that does not absorb a low molecular weight binder is used for the support base, the low molecular weight organic binder remains at the portion in contact with the support base, which lowers the degreasing rate It causes problems such as deformation of the.

【0017】本発明の光分解脱脂装置においては、焼結
用粉末と少なくとも一種類の光崩壊性樹脂を含む有機バ
インダの混合体を用いて成形した成形体に光を照射して
有機バインダを除去する工程で、耐熱性格子または光透
過性の板とその上に敷かれたセラミックウールからなる
光を透過する支持台の上に設置した成形体に、上下に配
設された光源あるいは反射板により、光を照射すること
によって、上面だけでなく下面にも光を照射することが
でき、成形体表面の全面から均一に有機バインダを分解
除去することができる。
In the photolytic degreasing apparatus of the present invention, the organic binder is removed by irradiating light to a molded product molded using a mixture of sintering powder and an organic binder containing at least one kind of photodegradable resin. In the process, the heat-resistant grid or light-transmissive plate and the ceramic wool laid on top of the molded product installed on the support that transmits light, and the light sources or reflectors arranged above and below By irradiating light, not only the upper surface but also the lower surface can be irradiated with light, and the organic binder can be uniformly decomposed and removed from the entire surface of the molded body.

【0018】ここで、本発明に用いるセラミックウール
は、光を透過する機能だけでなく、光分解によって生成
される低分子化したバインダ成分を吸収あるいは浸透さ
せる機能も有する。よって、成形体表面の全面で光分解
により生成した低分子量成分は成形体表面近傍より速や
かに除去することができる。また、本発明で使用される
耐熱性格子または光透過性の板とその上に敷かれたセラ
ミックウールは、光を透過すると同時に成形体の重量を
均等に分散負荷し成形体を保持することができる。よっ
て、本発明の光分解脱脂装置を用いることにより、成形
体の全面に光を照射するために、成形体を移動すること
がないので、成形体が破損することがない。
Here, the ceramic wool used in the present invention has not only the function of transmitting light, but also the function of absorbing or penetrating the low molecular weight binder component produced by photolysis. Therefore, the low molecular weight component generated by photolysis on the entire surface of the molded body can be removed more quickly from the vicinity of the surface of the molded body. Further, the heat-resistant grid or the light-transmissive plate used in the present invention and the ceramic wool laid on the plate can transmit the light and, at the same time, evenly disperse the weight of the molded body and hold the molded body. it can. Therefore, by using the photolytic degreasing device of the present invention, since the entire surface of the molded body is irradiated with light, the molded body does not move, and the molded body is not damaged.

【0019】以上、示したように、本発明の光分解脱脂
装置を用いることにより、成形体の全面に光照射をおこ
なうことができ、なおかつ低分子化した有機バインダ成
分を効率良く除去することができる。したがって、成形
体が破損することなく、短時間で、変形、割れ等の欠陥
のない光分解脱脂体を得ることができる。
As described above, by using the photolytic degreasing apparatus of the present invention, it is possible to irradiate the entire surface of the molded product with light and efficiently remove the low-molecularized organic binder component. it can. Therefore, the photodegraded degreased body having no defects such as deformation and cracks can be obtained in a short time without damaging the molded body.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例をあげて本発明を更に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples.

【0021】(実施例1)平均粒径12μmのステンレ
ス鋼粉末(SUS316)100重量部に対して、光崩
壊性有機バインダとしてポリn−ブチルメタクリレート
7重量部を加圧式ニーダーを用い、160℃で十分に溶
融混合した後、ペレット化した。このペレットを用いて
射出成形機により、成形温度160℃、射出圧力1t/
cm2 、金型温度50℃にて18mm×4mm×1mm
の板状の成形体を得た。
Example 1 100 parts by weight of stainless steel powder (SUS316) having an average particle diameter of 12 μm and 7 parts by weight of poly-n-butyl methacrylate as a photodegradable organic binder were used at 160 ° C. using a pressure kneader. After thoroughly melt-mixing, pelletized. Using an injection molding machine with these pellets, molding temperature 160 ° C, injection pressure 1t /
cm 2 , 18 mm × 4 mm × 1 mm at a mold temperature of 50 ° C.
A plate-shaped molded body of was obtained.

【0022】次に、図1に示すように構成された本発明
の光分解脱脂装置を用いて、成形体中の有機バインダの
除去をおこなった。支持台2に用いられる耐熱性格子ま
たは光透過性の板2aは、本実施例においてはステンレ
ス鋼製の格子を用い、格子の太さは直径300μm、大
きさは3mm角のものを使用した。セラミックウール2
bは、アルミナ製のもの(商品名 ルビールバルクファ
イバー、ニチアス社製)を厚さ約1mmになるように薄
くのばして用いた。光源1は低圧水銀ランプ(商品名
QOL350U−3、350W×3本、岩崎電気社製)
を用いた。光強度は、紫外線積算強度計(商品名 UV
PZ−2、アイグラフィックス社製)を用いて測定し
た。254nmの波長における光強度は支持台の上すな
わち成形体の下面で3.2mW/cm2 、反射板側すな
わち成形体の上面で7.0mW/cm2 であった。以上
に示した装置および条件により、紫外線を照射しながら
前記成形体をアルゴン雰囲気中で、まず170℃まで1
時間で昇温させ、その温度で5時間保持した。その後3
00℃まで3時間で昇温させて紫外線照射を終了し、炉
冷することにより脱脂体を得た。この脱脂体において、
有機バインダの除去率は80%であり、脱脂体に割れや
膨れは認められなかった。
Next, the organic binder in the molded body was removed by using the photolytic degreasing apparatus of the present invention configured as shown in FIG. The heat-resistant grid or the light-transmissive plate 2a used for the support base 2 is a stainless steel grid in this embodiment, and the grid has a diameter of 300 μm and a size of 3 mm square. Ceramic wool 2
For b, a product made of alumina (trade name: Ruby Bulk Fiber, manufactured by Nichias) was thinly used so as to have a thickness of about 1 mm. Light source 1 is a low-pressure mercury lamp (trade name)
QOL350U-3, 350W x 3 pieces, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.)
Was used. Light intensity is calculated by UV integrated intensity meter (trade name: UV
PZ-2, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.). Light intensity at the wavelength of 254nm is 3.2 mW / cm 2 on the lower surface of the upper support stand That molded body was 7.0 mW / cm 2 on the upper surface of the reflecting plate side or moldings. Using the above-mentioned apparatus and conditions, the molded body was first exposed to 170 ° C. in an argon atmosphere while being irradiated with ultraviolet rays.
The temperature was raised over time and the temperature was maintained for 5 hours. Then 3
The temperature was raised to 00 ° C. in 3 hours, the irradiation of ultraviolet rays was terminated, and the furnace was cooled to obtain a degreased body. In this defatted body,
The removal rate of the organic binder was 80%, and the degreased body was not cracked or swollen.

【0023】続いて、この光分解脱脂をおこなった脱脂
体をアルミナ製の板に載せ換え、水素雰囲気中、室温か
ら400℃まで1時間で昇温加熱し、その温度で1時間
保持し、残余の有機バインダを加熱分解除去した後、4
00℃から1350℃まで4時間で昇温加熱した。その
後、その温度で3時間保持して焼成体を得た。焼成体の
外観不良は発生しなかった。
Next, the degreased body obtained by the photolytic degreasing is placed on an alumina plate, heated in a hydrogen atmosphere from room temperature to 400 ° C. in 1 hour and heated at that temperature for 1 hour, and the rest is left. After decomposing and removing the organic binder of 4
The temperature was raised from 00 ° C to 1350 ° C in 4 hours. Then, the temperature was maintained for 3 hours to obtain a fired body. No defective appearance of the fired body occurred.

【0024】(比較例1)実施例1で作製した成形体を
図3に示すように構成された従来の光分解脱脂装置を用
いて有機バインダの除去をおこなった。光源は実施例1
と同様の低圧水銀ランプを使用した。セラミック基板1
1には、厚さ4mmの多孔質アルミナ製の板を用いた。
254nmの光強度は成形体の上面で7.3mW/cm
2 であり、成形体の下面には光は照射されなかった。前
記紫外線を照射しながら実施例1と同様の雰囲気、昇温
条件で光分解脱脂をおこない、脱脂体を得た。脱脂体の
有機バインダの除去率は47%であり、すべての脱脂体
において、光が照射されなかった下面および側面に割れ
や変形が発生した。
(Comparative Example 1) The organic binder was removed from the molded body produced in Example 1 by using a conventional photolytic degreasing apparatus constructed as shown in FIG. The light source is the first embodiment.
The same low-pressure mercury lamp was used. Ceramic substrate 1
For 1, a plate made of porous alumina having a thickness of 4 mm was used.
The light intensity of 254 nm is 7.3 mW / cm on the upper surface of the molded body.
2 , the lower surface of the molded body was not irradiated with light. While irradiating with the ultraviolet rays, photodecomposition degreasing was performed under the same atmosphere and temperature rising conditions as in Example 1 to obtain a degreased body. The removal rate of the organic binder in the degreased body was 47%, and in all degreased bodies, cracks and deformations occurred on the lower surface and the side surfaces which were not irradiated with light.

【0025】次に、この光分解脱脂をおこなった脱脂体
を実施例1と全く同様に焼成をおこない、焼成体を得
た。すべての焼成体に脱脂不良に起因する割れや変形が
発生した。
Next, the degreased body obtained by the photolytic degreasing was fired in the same manner as in Example 1 to obtain a fired body. All fired bodies were cracked or deformed due to poor degreasing.

【0026】(実施例2)平均粒径1μmのチタン酸カ
ルシウム粉末100重量部に対して、光崩壊性有機バイ
ンダとしてポリαメチルスチレン16重量部と、流動性
付与成分としてパラフィンワックス6重量部を加圧ニー
ダーを用いて150℃から120℃で溶融混合した後、
ペレット化した。このペレットを用いて射出成形機によ
り、成形温度130℃、射出圧力1t/cm2 、金型温
度20℃にて直径1cm、厚さ1.5mmの円柱状の成
形体を得た。
Example 2 To 100 parts by weight of calcium titanate powder having an average particle diameter of 1 μm, 16 parts by weight of poly-α-methylstyrene as a photodegradable organic binder and 6 parts by weight of paraffin wax as a fluidity imparting component. After melt mixing at 150 to 120 ° C. using a pressure kneader,
Pelletized. Using the pellets, an injection molding machine was used to obtain a cylindrical molded body having a diameter of 1 cm and a thickness of 1.5 mm at a molding temperature of 130 ° C., an injection pressure of 1 t / cm 2 , and a mold temperature of 20 ° C.

【0027】次に、図1に示すように構成された本発明
の光分解脱脂装置を用いて、成形体中の有機バインダの
除去をおこなった。支持台2に用いられる耐熱性格子ま
たは光透過性の板2aは、本実施例においては、格子の
太さが1mmで格子の大きさが5mm角のアルミナ製の
格子を使用した。セラミックウール2bは、シリカ51
%アルミナ49%のもの(商品名 ファインフレックス
バルクファイバー、ニチアス社製)を厚さ約1mmにな
るように薄くのばして用いた。光源1は実施例1と同様
の低圧水銀ランプを用い、実施例1と同様に光強度を測
定した。254nmの波長における光強度は、支持台の
上すなわち成形体の下面で2.8mW/cm2 、反射板
側すなわち成形体の上面で6.7mW/cm2 であっ
た。以上に示した装置および条件により、紫外線を照射
しながら前記成形体を、アルゴン雰囲気中で、まず16
0℃まで1時間で昇温させ、その温度で5時間保持し
た。その後300℃まで3時間で昇温させて紫外線照射
を終了し、炉冷することにより脱脂体を得た。この脱脂
体において、有機バインダの除去率は75%であり、脱
脂体に割れや膨れは認められなかった。
Next, the organic binder in the molded body was removed by using the photolytic degreasing apparatus of the present invention configured as shown in FIG. In the present embodiment, the heat-resistant grid or the light-transmissive plate 2a used for the support 2 was an alumina grid having a grid thickness of 1 mm and a grid size of 5 mm square. Ceramic wool 2b is silica 51
% 49% alumina (trade name: Fineflex bulk fiber, manufactured by Nichias) was used by thinly stretching it to a thickness of about 1 mm. As the light source 1, the same low-pressure mercury lamp as in Example 1 was used, and the light intensity was measured in the same manner as in Example 1. Light intensity at the wavelength of 254nm is, 2.8 mW / cm 2 on a support base that is, in the lower surface of the molded body was 6.7mW / cm 2 at the upper surface of the reflecting plate side or moldings. Using the above-described apparatus and conditions, the molded body was first irradiated with ultraviolet rays in an argon atmosphere at 16
The temperature was raised to 0 ° C. in 1 hour, and the temperature was maintained for 5 hours. After that, the temperature was raised to 300 ° C. in 3 hours, the irradiation of ultraviolet rays was terminated, and the furnace was cooled to obtain a degreased body. In this degreased body, the removal rate of the organic binder was 75%, and no cracking or swelling was observed in the degreased body.

【0028】続いて、この光分解脱脂をおこなった脱脂
体をアルミナ製の板に載せ換え、大気雰囲気中、室温か
ら400℃まで1時間で昇温加熱し、その温度で1時間
保持し、残余の有機バインダを加熱分解除去した後、4
00℃から1250℃まで2時間で昇温加熱した。その
後、その温度で1.5時間保持して焼成体を得た。焼成
体の外観不良は発生しなかった。
Subsequently, the degreased body subjected to this photolytic degreasing is placed on an alumina plate, heated in the air from room temperature to 400 ° C. in 1 hour, and heated at that temperature for 1 hour, and the rest is left. After decomposing and removing the organic binder of 4
The temperature was raised from 00 ° C to 1250 ° C in 2 hours. Then, the temperature was maintained for 1.5 hours to obtain a fired body. No defective appearance of the fired body occurred.

【0029】(比較例2)実施例2で作製した成形体を
図3に示すように構成された従来の光分解脱脂装置を用
いて有機バインダの除去をおこなった。セラミック基板
11には、比較例1と同様に厚さ4mmの多孔質アルミ
ナ製の板を用いた。254nmの光強度は成形体の上面
で7.0mW/cm2 であり、成形体の下面には光は照
射されなかった。前記紫外線を照射しながら実施例2と
同様の雰囲気、昇温条件で光分解脱脂をおこない、脱脂
体を得た。この脱脂体において、有機バインダの除去率
は40%であり、一部の脱脂体において光が照射されな
かった下面および側面に変形が発生した。
(Comparative Example 2) The organic binder was removed from the molded body produced in Example 2 by using a conventional photolytic degreasing apparatus constructed as shown in FIG. As the ceramic substrate 11, a plate made of porous alumina having a thickness of 4 mm was used as in Comparative Example 1. The light intensity of 254 nm was 7.0 mW / cm 2 on the upper surface of the molded body, and the lower surface of the molded body was not irradiated with light. While irradiating with the ultraviolet rays, photodecomposition degreasing was performed under the same atmosphere and temperature rising conditions as in Example 2 to obtain a degreased body. In this degreased body, the removal rate of the organic binder was 40%, and some of the degreased bodies were deformed on the lower surface and the side surfaces which were not irradiated with light.

【0030】次に、この光分解脱脂をおこなった成形体
を実施例2と同様の雰囲気、昇温条件で焼成をおこな
い、焼成体を得た。一部の焼成体には脱脂不良に起因す
る変形が発生した。
Next, the photodegraded and degreased compact was fired in the same atmosphere and temperature rising conditions as in Example 2 to obtain a fired body. Some of the fired bodies were deformed due to poor degreasing.

【0031】(実施例3)平均粒径1.5μmの鉄粉末
100重量部に対して、光崩壊性有機バインダとしてポ
リメチルメタクリレート7.3重量部と流動性付与成分
としてカルナバワックス3.7重量部を加圧ニーダーを
用いて160℃から180℃で溶融混合した後、ペレッ
ト化した。このペレットを用いて射出成形機により、成
形温度170℃、射出圧力1t/cm2 、金型温度20
℃にて直径1cm、厚さ1.5mmの円柱状の成形体を
得た。
Example 3 With respect to 100 parts by weight of iron powder having an average particle size of 1.5 μm, 7.3 parts by weight of polymethyl methacrylate as a photodegradable organic binder and 3.7 parts by weight of carnauba wax as a fluidity imparting component. The parts were melt mixed at 160 ° C. to 180 ° C. using a pressure kneader and then pelletized. Using an injection molding machine using the pellets, a molding temperature of 170 ° C., an injection pressure of 1 t / cm 2 , and a mold temperature of 20.
A columnar molded body having a diameter of 1 cm and a thickness of 1.5 mm was obtained at ℃.

【0032】次に、図2に示す様に構成された本発明の
光分解脱脂装置を用いて、成形体中の有機バインダの除
去をおこなった。支持台2に用いられる耐熱性格子また
は光透過性の板2aは本実施例においては厚さ5mmの
石英ガラス板を用いた。セラミックウール2bは、アル
ミナ製のもの(商品名 ルビールバルクファイバー、ニ
チアス社製)を厚さ約1mmになるように薄くのばして
用いた。光源1は炉体上下にそれぞれ低圧水銀ランプ
(商品名 QOL350U−3、350W×各2本、岩
崎電気社製)を用い、実施例1と同様に光強度を測定し
た。254nmの波長における光強度は成形体の上面で
5.3mW/cm2 、下面で4.6mW/cm2 であっ
た。以上に示した装置および条件により、紫外線を照射
しながら前記成形体を、アルゴン雰囲気中で、まず12
0℃まで1時間で昇温させ、その温度で5時間保持し
た。その後、400℃まで3時間で昇温させて紫外線照
射を終了し、炉令することにより脱脂体を得た。この脱
脂体において、有機バインダの除去率は92%であり、
脱脂体に割れや膨れは認められなかった。
Next, the organic binder in the molded body was removed by using the photolytic degreasing apparatus of the present invention configured as shown in FIG. As the heat-resistant grid or the light-transmissive plate 2a used for the support base 2, a quartz glass plate having a thickness of 5 mm was used in this embodiment. The ceramic wool 2b was made of alumina (trade name: Ruby Bulk Fiber, manufactured by Nichias Co.) and was thinly used to have a thickness of about 1 mm. As the light source 1, low-pressure mercury lamps (trade name: QOL350U-3, 350W x 2 each, manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) were used above and below the furnace body, and the light intensity was measured in the same manner as in Example 1. 5.3 mW / cm 2 light intensity in the upper surface of the molded article at the wavelength of 254 nm, was 4.6 mW / cm 2 at the lower surface. Using the above-described apparatus and conditions, the molded body was irradiated with ultraviolet rays for 12 hours in an argon atmosphere.
The temperature was raised to 0 ° C. in 1 hour, and the temperature was maintained for 5 hours. Then, the temperature was raised to 400 ° C. in 3 hours, the irradiation of ultraviolet rays was terminated, and the furnace was ordered to obtain a degreased body. In this degreased body, the removal rate of the organic binder was 92%,
No cracking or swelling was observed in the degreased body.

【0033】続いて、この光分解脱脂をおこなった脱脂
体をアルミナ製の板に載せ換え、水素雰囲気中、室温か
ら400℃まで1時間で昇温加熱し、その温度で1時間
保持し、残余の有機バインダを加熱分解除去した後、4
00℃から1200℃まで3時間で昇温加熱した。その
後、その温度で2時間保持して焼成体を得た。焼成体の
外観不良は発生しなかった。
Subsequently, the degreased body subjected to the photolytic degreasing is placed on an alumina plate, heated in a hydrogen atmosphere from room temperature to 400 ° C. in 1 hour, and heated at that temperature for 1 hour. After decomposing and removing the organic binder of 4
The temperature was raised from 00 ° C to 1200 ° C in 3 hours. Then, the temperature was maintained for 2 hours to obtain a fired body. No defective appearance of the fired body occurred.

【0034】(比較例3)実施例3で作製した成形体に
ついて、実施例3と同様にして、図2に示すように構成
された光分解脱脂装置を用いて有機バインダの除去をお
こなった。ただしここで、成形体の支持台2には、厚さ
5mmの石英ガラスとその上のアルミナ製のセラミック
ウールの代わりに、多孔質アルミナ製の板を用いた。2
54nmの光強度は成形体の上面で5.3mW/cm2
であり、下面には光は照射されなかった。この光強度の
紫外線を照射しながら実施例3と同様の雰囲気、昇温条
件で光分解をおこない、脱脂体を得た。この脱脂体にお
いて、有機バインダの除去率は90%であったが、一部
の脱脂体において光が照射されなかった下面に割れが発
生した。
(Comparative Example 3) With respect to the molded body produced in Example 3, the organic binder was removed in the same manner as in Example 3 using the photolytic degreasing device configured as shown in FIG. However, instead of the quartz glass having a thickness of 5 mm and the ceramic wool made of alumina thereon, a plate made of porous alumina was used for the support base 2 of the molded body. Two
The light intensity of 54 nm is 5.3 mW / cm 2 on the upper surface of the molded body.
And the lower surface was not irradiated with light. Photoirradiation was performed under the same atmosphere and temperature rising conditions as in Example 3 while irradiating the ultraviolet ray having this light intensity to obtain a degreased body. In this degreased body, the removal rate of the organic binder was 90%, but in some degreased bodies, cracks occurred on the lower surface that was not irradiated with light.

【0035】次に、この光分解脱脂をおこなった脱脂体
を実施例3と同様の雰囲気、昇温条件で焼成をおこな
い、焼成体を得た。一部の焼成体には脱脂不良に起因す
る割れが発生した。
Next, the photo-decomposed and degreased degreased body was fired in the same atmosphere and temperature rising conditions as in Example 3 to obtain a fired body. Some of the fired bodies were cracked due to poor degreasing.

【0036】実施例1と比較例1、実施例2と比較例
2、実施例3と比較例3の結果から、本発明による光分
解脱脂装置を用いることにより、有機バインダの除去率
を向上させることができ、なおかつ脱脂不良を防止でき
ることが明らかである。
From the results of Example 1 and Comparative Example 1, Example 2 and Comparative Example 2, and Example 3 and Comparative Example 3, the removal rate of the organic binder was improved by using the photolytic degreasing apparatus according to the present invention. It is clear that the degreasing can be performed and the degreasing failure can be prevented.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、焼結用粉末と少なくと
も一種類の光崩壊性樹脂を含む有機バインダの混合体を
用いて成形した成形体に光を照射して前記成形体から有
機バインダを除去する際に、耐熱性格子または光透過性
の板とその上に敷かれたセラミックウールからなる成形
体の支持台が配設され、装置内の上下いずれか一方に光
源、他方に反射板が配設されているか、あるいは上下両
方に光源が配設されている光分解脱脂装置を用いること
により、成形体の全面に光照射をおこなうことができ、
さらに光分解により生成される低分子量のバインダ成分
の速やかな除去がなされる。これにより短時間で破損、
変形、割れなどの欠陥のない脱脂体を得ることができ、
さらに外観不良のない焼成体を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a molded body molded using a mixture of a sintering powder and an organic binder containing at least one kind of photodegradable resin is irradiated with light to emit the organic binder from the molded body. When removing, a support for a molded body made of a heat-resistant grid or a light-transmissive plate and a ceramic wool laid on the plate is arranged, and the light source is provided on one of the upper and lower sides of the device and the reflection plate is provided on the other side. By using a photolytic degreasing device in which a light source is provided on both the top and the bottom, it is possible to perform light irradiation on the entire surface of the molded body,
Furthermore, the low-molecular weight binder component produced by photolysis can be quickly removed. This causes damage in a short time,
It is possible to obtain a degreased body without defects such as deformation and cracks,
Further, it is possible to obtain a fired body having no poor appearance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光分解脱脂装置の断面の模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view of a cross section of a photolytic degreasing device of the present invention.

【図2】本発明の光分解脱脂装置の断面の模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view of a cross section of the photolytic degreasing device of the present invention.

【図3】従来の光分解脱脂装置の断面の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a cross section of a conventional photolytic degreasing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 支持台 2a 耐熱性格子または光透過性の板 2b セラミックウール 3 反射板 4 石英ガラス 5 シャッター 6 成形体 7 ヒーター 8 真空ポンプ取付口 9 ガス導入口 10 ガス排出口 11 セラミック基板 1 light source 2 support 2a Heat-resistant grid or light-transmissive plate 2b Ceramic wool 3 reflector 4 quartz glass 5 shutters 6 molded body 7 heater 8 Vacuum pump mounting port 9 gas inlet 10 gas outlet 11 Ceramic substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22F 3/10 C04B 35/638 F27B 17/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B22F 3/10 C04B 35/638 F27B 17/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 焼結用粉末と少なくとも一種類の光崩壊
性樹脂を含む有機バインダの混合体を用いて成形した成
形体に光を照射して、前記成形体から有機バインダを除
去する光分解脱脂装置であって、前記光分解脱脂装置の
内部には成形体の支持台が設置されており、前記支持台
は、耐熱性格子または光透過性の板と、その上に敷かれ
たセラミックウールからなり、前記支持台の上下のいず
れか一方に光源が配設され、他方に反射板が配設されて
いることを特徴とする光分解脱脂装置。
1. A photodecomposition for removing an organic binder from a molded body, which is molded by using a mixture of a sintering powder and an organic binder containing at least one kind of photodegradable resin, to irradiate the molded body with light. A degreasing device, wherein a support for a molded body is installed inside the photolytic degreasing device, and the support comprises a heat-resistant grid or a light-transmissive plate and ceramic wool laid on the plate. The photolytic degreasing device, characterized in that a light source is provided on one of the upper and lower sides of the support, and a reflecting plate is provided on the other side.
【請求項2】 前記支持台の下方に光源が配設されてお
り、上方に反射板が配設されていることを特徴とする請
求項1記載の光分解脱脂装置。
2. The photolytic degreasing device according to claim 1, wherein a light source is arranged below the support base, and a reflecting plate is arranged above the support base.
【請求項3】 焼結用粉末と少なくとも一種類の光崩壊
性樹脂を含む有機バインダの混合体を用いて成形した成
形体に光を照射して、前記成形体から有機バインダを除
去する光分解脱脂装置であって、前記光分解脱脂装置の
内部には成形体の支持台が設置されており、前記支持台
は、耐熱性格子または光透過性の板と、その上に敷かれ
たセラミックウールからなり、前記支持台の上下に光源
が配設されていることを特徴とする光分解脱脂装置。
3. A photodecomposition which removes an organic binder from the molded body by irradiating a molded body molded with a mixture of a sintering powder and an organic binder containing at least one kind of photodegradable resin with light. A degreasing device, wherein a support for a molded body is installed inside the photolytic degreasing device, and the support comprises a heat-resistant grid or a light-transmissive plate and ceramic wool laid on the plate. And a light source disposed above and below the support base.
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