JPH02147202A - 非可塑性材料の成形方法 - Google Patents
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、粉体状及び/又は繊維状の非可塑性材料に結
合剤及び溶剤を必要により他の薬剤とともに添加して流
動性を付与した状態で、賦形・固化する非可塑性材料の
成形方法に関する。
合剤及び溶剤を必要により他の薬剤とともに添加して流
動性を付与した状態で、賦形・固化する非可塑性材料の
成形方法に関する。
〈従来の技術〉
ここでは、非可塑性材料として、セラミック粉体を成形
する場合を例に採り説明する。
する場合を例に採り説明する。
通常、上記流動性を付与した状態での成形方法としては
、押出成形、射出成形、泥漿鋳込み法(排泥・固形鋳込
み)、加圧成形、ドクターブレード法等がある(「セラ
ミックス材料技術集成」昭和54年4月10日、■産業
技術センター発行参照)。
、押出成形、射出成形、泥漿鋳込み法(排泥・固形鋳込
み)、加圧成形、ドクターブレード法等がある(「セラ
ミックス材料技術集成」昭和54年4月10日、■産業
技術センター発行参照)。
〈発明が解決しようとする課題〉
そして、これらの成形品の固化は、通常、脱溶剤(脱水
、乾燥)により進行すると推定され、通常の取扱いに耐
える形態保持能を有するまで相当の時間を要した。
、乾燥)により進行すると推定され、通常の取扱いに耐
える形態保持能を有するまで相当の時間を要した。
このため、例えば、押出し成形において大口径で薄肉の
管状体を成形することは、押出し直後において形状保持
能がほとんどなく、自重により変形してしまうため、不
可能視されていた。また、厚肉管状体やロッドとした場
合は、ある程度の形状保持能は有するため、押出形状は
保持可能であるが、表面側と内側の乾燥収縮速度(脱溶
剤速度)が大きく異なるため、乾燥条件を厳格に制御し
なければ、クラックが発生し実際的でなかった。
管状体を成形することは、押出し直後において形状保持
能がほとんどなく、自重により変形してしまうため、不
可能視されていた。また、厚肉管状体やロッドとした場
合は、ある程度の形状保持能は有するため、押出形状は
保持可能であるが、表面側と内側の乾燥収縮速度(脱溶
剤速度)が大きく異なるため、乾燥条件を厳格に制御し
なければ、クラックが発生し実際的でなかった。
また、他の成形法においても、脱溶剤(脱水・乾燥)に
時間がかかるため、生産性が良好でなく、また、形状保
持能不足の見地から大型厚肉の成形が一般的に困難とさ
れていた。
時間がかかるため、生産性が良好でなく、また、形状保
持能不足の見地から大型厚肉の成形が一般的に困難とさ
れていた。
本発明は、上記にかんがみて、成形可能な形状・大きさ
が余り限定されず、さらには、生産性も大幅に向上する
非可塑性材料の成形方法を提供することを目的とする。
が余り限定されず、さらには、生産性も大幅に向上する
非可塑性材料の成形方法を提供することを目的とする。
〈発明を解決するための手段〉
本発明の非可塑性材料の成形方法は、上記課題を、下記
構成により、解決するものである。
構成により、解決するものである。
粉体状及び/又は繊維状の非可塑性材料に結合剤及び溶
剤を必要により他の薬剤とともに添加して流動性を付与
した流動性材料を、賦形・、固化させて行なう非可塑性
材料の成形方法において、前記流動性材料を、その賦形
時又は賦形直後に、前記結合剤に不溶で前記溶剤と相溶
可能な抽出剤雰囲気中に曝して固化させることを特徴と
する。
剤を必要により他の薬剤とともに添加して流動性を付与
した流動性材料を、賦形・、固化させて行なう非可塑性
材料の成形方法において、前記流動性材料を、その賦形
時又は賦形直後に、前記結合剤に不溶で前記溶剤と相溶
可能な抽出剤雰囲気中に曝して固化させることを特徴と
する。
く手段の詳細な説明〉
以下、上記解決手段について詳説する6なお、配合単位
を示す「部」は、特にとわらない限り重量部を意味する
。また、rMWJは「平均分子量」を意味する。
を示す「部」は、特にとわらない限り重量部を意味する
。また、rMWJは「平均分子量」を意味する。
(A1本発明の前提要件は、粉体状及び/又は繊維状の
非可塑性材料に結合剤及び溶剤を、さらには必要により
他の基剤とともに展開して流動性を付与した状態で、賦
形・固化させて行なう非可塑性材料の成形方法にある。
非可塑性材料に結合剤及び溶剤を、さらには必要により
他の基剤とともに展開して流動性を付与した状態で、賦
形・固化させて行なう非可塑性材料の成形方法にある。
(1)ここで非可塑性材料としては、下記■酸化物系セ
ラミックス、■非酸化物系セラミックス、■金属材料を
挙げることができる。これらは、単独又は混合して使用
する。
ラミックス、■非酸化物系セラミックス、■金属材料を
挙げることができる。これらは、単独又は混合して使用
する。
■アルミナ、ベリリア、マグネシア、ジルコニア、ステ
アタイト、フォルステライト、ジルコンコージェライト
、ムライト等。
アタイト、フォルステライト、ジルコンコージェライト
、ムライト等。
■炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、窒化アルミニ
ウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ニケイ化モリブデン、
六ホウ化ランタン、二硫化モリブデン、硫化カドミニウ
ム、硫化物ガラス、硫化セリウム等。
ウム、窒化ケイ素、窒化チタン、ニケイ化モリブデン、
六ホウ化ランタン、二硫化モリブデン、硫化カドミニウ
ム、硫化物ガラス、硫化セリウム等。
■鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、高速度鋼、タングステン
、モリブデン、アルミニウム、銅、マンガン、クロム等
およびそれらの合金。
、モリブデン、アルミニウム、銅、マンガン、クロム等
およびそれらの合金。
(2)樹脂結合剤としては、下記■アクリル酸重合体系
、■ビニル重合体系、■セルロース系、■ポリオレフィ
ン系を挙げることができる。
、■ビニル重合体系、■セルロース系、■ポリオレフィ
ン系を挙げることができる。
■ポリブチルメタクリレート(MW:2万〜60万)、
ポリエチルメタクリレート(MW:2万〜20万)、ポ
リメチルメタクリレ−)−(MW:5万〜20万)等。
ポリエチルメタクリレート(MW:2万〜20万)、ポ
リメチルメタクリレ−)−(MW:5万〜20万)等。
■ポリビニルブチラール(MW=2万〜20万)、エチ
レン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリ酢酸ビニル
、ポリスチレン、スチレンブタジェンコポリマー等。
レン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリ酢酸ビニル
、ポリスチレン、スチレンブタジェンコポリマー等。
■エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース等。
ロピルセルロース等。
■ポリプロピレン等。
(4)溶剤は、上記結合剤を溶解可能なもので、後述の
抽出剤と相溶可能なものとする。このため、具体例は後
述する。
抽出剤と相溶可能なものとする。このため、具体例は後
述する。
(5)他の薬剤には、可塑剤(グリセリン、ポリエチレ
ングリコール等)、滑剤(脂肪酸、ワックス等)、分散
剤(グリセリンモノオレエート等)等を挙げることがで
きる。
ングリコール等)、滑剤(脂肪酸、ワックス等)、分散
剤(グリセリンモノオレエート等)等を挙げることがで
きる。
(6)上記流動性とは、成形に際して非可塑性材料が示
す粘弾性のことで、−数的にニュートン流動及びビンガ
ム流動をいう。
す粘弾性のことで、−数的にニュートン流動及びビンガ
ム流動をいう。
(7)成形の種類としては、前述の押出成形、射出成形
、泥漿鋳込み法、加圧成形、ドクターブレード法の他に
、下記フオーム成形法を挙げることができる。
、泥漿鋳込み法、加圧成形、ドクターブレード法の他に
、下記フオーム成形法を挙げることができる。
フオーム成形法とは、ポリウレタン等からなる有機スポ
ンジ成形体に、液状材料を含浸させて、固化後、焼成し
、有機スポンジ部を焼失させて無機フオーム体を成形す
る方法である。
ンジ成形体に、液状材料を含浸させて、固化後、焼成し
、有機スポンジ部を焼失させて無機フオーム体を成形す
る方法である。
(B)本発明の特徴的要件は、上記流動性材料を、その
賦形時または賦形直後に、結合剤が不溶で溶剤と相溶可
能な抽出剤雰囲気中に曝して固化させることにある。
賦形時または賦形直後に、結合剤が不溶で溶剤と相溶可
能な抽出剤雰囲気中に曝して固化させることにある。
ここで、抽出剤雰囲気とは、抽出剤の液中及び噴n雰囲
気をいう。
気をいう。
また、結合剤と溶剤と抽出剤三者の組合せは上記要件を
満たすものならなんでもよく、種々考えれられるが、全
部を例示することは不可能に近いので、その一部を代表
的結合剤とともに示す。
満たすものならなんでもよく、種々考えれられるが、全
部を例示することは不可能に近いので、その一部を代表
的結合剤とともに示す。
(a)ポリブチルメタクリレート(PBMA)(溶 剤
) (抽出剤)IPA水 アセトン 水 エチルセロソルブ 水 ブチルセロソルブ 水 IPA メタノールn−ブタノー
ル メタノールB−T−X
メタノールケトン類 メタノール酢
酸エチル・酢酸nブチル エチルセロソルブ ブチルセロソルブ ケトン類 酢酸エチル・酢酸nブチル −T−X セロソルブ メタノール メタノール メタノール エタノール エタノール エタノール エタノール (b) ポリスチレン (溶 剤) (抽出剤) THF水 B−T−X (ブチル)セロソルブ(C)エ
チレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)(溶 剤)
(抽出剤) B−T−X アルコール系エーテル系
アルコール系 THF木 (d)ポリビニルブチラール(PVB)(溶 剤)
(抽出剤) メタノール〜rPA(C+〜CS) 水T)IF
水 アセトン 水 エチルセロソルブ 水 ブチルセロソルブ 水 アルコール(Cm以上)類 へキサンB−T−X
ヘキサンアセトン・シクロへキサノ
ン ヘキサンブチルセロソルブ ヘキサント
リクロロエチレン ヘキサンアルコール類
エチルエーテルケトン類
エチルエーテルエチルセロソルブ エチ
ルエーテルブチルセロソルブ エチルエーテ
ルトリクロロエチレン エチルエーテルアルコ
ール類 ケトン類THF
ケトン類ケトン類
ケトン類ブチルセロソルブ トリクロロエチレン メタノール・エタノール ケトン類 トリクロロエチレン アルコール類 ケトン類 メタノール・エタノール アセトン エチルセロソルブ ブチルセロソルブ トリクロロエチレン アルコール類 アセトン トリクロロエチレン TX ケトン類 ケトン類 エステル類 エステル類 エステル類 エチレングリコール エチレングリコール 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 フロン113 フロン113 フロン113 フロン113 (e)メチルセルロース (溶 剤) (抽出剤) 水 メタノール〜IPへ(C+〜C3)水 アセトン (f)エチルセルロース (I 剤) メタノール〜rp^(at〜CS) HF アセトン エチルセロソルブ ブチルセロソルブ アルコール(C2以上)l!I BTX HF アセトン (抽出剤) 水 水 水 水 水 シクロヘキサン シクロヘキサン シクロヘキサン シクロヘキサン なお、上記において略号の意味は下記の通りであり、「
セロソルブ」はUC2社のエチレングリコールのモノア
ルキルエーテル類の商品名であるIPA・・・イソプロ
ピルアルコール、BTX・・・ベンゼン・トルエン・キ
シレンからなる混合溶剤 THF・・・テトラヒドロフラン 次に、本発明の方法について、より具体的に説明をする
とともにそれらの成形品の用途についても併せて説明を
する。
) (抽出剤)IPA水 アセトン 水 エチルセロソルブ 水 ブチルセロソルブ 水 IPA メタノールn−ブタノー
ル メタノールB−T−X
メタノールケトン類 メタノール酢
酸エチル・酢酸nブチル エチルセロソルブ ブチルセロソルブ ケトン類 酢酸エチル・酢酸nブチル −T−X セロソルブ メタノール メタノール メタノール エタノール エタノール エタノール エタノール (b) ポリスチレン (溶 剤) (抽出剤) THF水 B−T−X (ブチル)セロソルブ(C)エ
チレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)(溶 剤)
(抽出剤) B−T−X アルコール系エーテル系
アルコール系 THF木 (d)ポリビニルブチラール(PVB)(溶 剤)
(抽出剤) メタノール〜rPA(C+〜CS) 水T)IF
水 アセトン 水 エチルセロソルブ 水 ブチルセロソルブ 水 アルコール(Cm以上)類 へキサンB−T−X
ヘキサンアセトン・シクロへキサノ
ン ヘキサンブチルセロソルブ ヘキサント
リクロロエチレン ヘキサンアルコール類
エチルエーテルケトン類
エチルエーテルエチルセロソルブ エチ
ルエーテルブチルセロソルブ エチルエーテ
ルトリクロロエチレン エチルエーテルアルコ
ール類 ケトン類THF
ケトン類ケトン類
ケトン類ブチルセロソルブ トリクロロエチレン メタノール・エタノール ケトン類 トリクロロエチレン アルコール類 ケトン類 メタノール・エタノール アセトン エチルセロソルブ ブチルセロソルブ トリクロロエチレン アルコール類 アセトン トリクロロエチレン TX ケトン類 ケトン類 エステル類 エステル類 エステル類 エチレングリコール エチレングリコール 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 四塩化炭素 フロン113 フロン113 フロン113 フロン113 (e)メチルセルロース (溶 剤) (抽出剤) 水 メタノール〜IPへ(C+〜C3)水 アセトン (f)エチルセルロース (I 剤) メタノール〜rp^(at〜CS) HF アセトン エチルセロソルブ ブチルセロソルブ アルコール(C2以上)l!I BTX HF アセトン (抽出剤) 水 水 水 水 水 シクロヘキサン シクロヘキサン シクロヘキサン シクロヘキサン なお、上記において略号の意味は下記の通りであり、「
セロソルブ」はUC2社のエチレングリコールのモノア
ルキルエーテル類の商品名であるIPA・・・イソプロ
ピルアルコール、BTX・・・ベンゼン・トルエン・キ
シレンからなる混合溶剤 THF・・・テトラヒドロフラン 次に、本発明の方法について、より具体的に説明をする
とともにそれらの成形品の用途についても併せて説明を
する。
また、非可塑性材料として、粉体材料を例に採り説明を
するが、繊維状材料であっても同様であり、粉体材料と
繊維状材料の混合であってもよい(1)押し出し成形 非可塑性材料としてセラミックス及び金属を用い、押し
出し成形する場合、保形性(形状保持性)不良及びクラ
ック発生の問題があったが、これを本発明においては、
粉体材料と結合剤と溶剤の均一混合体(流動性材料)を
抽出剤の中に押し出すことによって解決した。この流動
性付与材料は、粉体(非可塑性材料)100部に対し、
結合剤1〜20部、溶剤5〜50部、抽出剤5〜oo部
にて達成出来る。固化の作用機構は、断定できないが、
結合剤の凝結によるものと推定される。結合剤に対する
良溶剤として溶剤があり、貧溶剤として抽出剤が働くも
ので、この結合剤の中に高濃度で分散しているセラミッ
クス(非可塑性材料)が結果的に固化されるもの考えら
れる。抽出剤の比重を適当に調整することにより、この
中に押し出された賦形物は、見掛は上の重力を受ける前
に固化する為、極肉薄の成形を得ることが可能となった
。またクラックについても溶剤と抽出剤が置換するため
、従来の成形時のように乾燥時の大きな収縮がないこと
からクラックが発生しない。
するが、繊維状材料であっても同様であり、粉体材料と
繊維状材料の混合であってもよい(1)押し出し成形 非可塑性材料としてセラミックス及び金属を用い、押し
出し成形する場合、保形性(形状保持性)不良及びクラ
ック発生の問題があったが、これを本発明においては、
粉体材料と結合剤と溶剤の均一混合体(流動性材料)を
抽出剤の中に押し出すことによって解決した。この流動
性付与材料は、粉体(非可塑性材料)100部に対し、
結合剤1〜20部、溶剤5〜50部、抽出剤5〜oo部
にて達成出来る。固化の作用機構は、断定できないが、
結合剤の凝結によるものと推定される。結合剤に対する
良溶剤として溶剤があり、貧溶剤として抽出剤が働くも
ので、この結合剤の中に高濃度で分散しているセラミッ
クス(非可塑性材料)が結果的に固化されるもの考えら
れる。抽出剤の比重を適当に調整することにより、この
中に押し出された賦形物は、見掛は上の重力を受ける前
に固化する為、極肉薄の成形を得ることが可能となった
。またクラックについても溶剤と抽出剤が置換するため
、従来の成形時のように乾燥時の大きな収縮がないこと
からクラックが発生しない。
こうして得た、成形体は、バイブ・ロッド・シート状で
あるが、慣用の方法で焼成して製品とする。パイプとし
ては、化学プラント配管用、セラミックスヒーター、耐
熱ロール、照明ランプ、キャピラリーチューブ、などさ
まざまな用途に用いられ、ロッドはシャフトや工具また
は抵抗器などの電子部品または構造材料として、シート
は電子回路用の配線基板や刃具として適用可能である。
あるが、慣用の方法で焼成して製品とする。パイプとし
ては、化学プラント配管用、セラミックスヒーター、耐
熱ロール、照明ランプ、キャピラリーチューブ、などさ
まざまな用途に用いられ、ロッドはシャフトや工具また
は抵抗器などの電子部品または構造材料として、シート
は電子回路用の配線基板や刃具として適用可能である。
(2)射出成形
射出成形時の問題点として、高い射出圧(通常600〜
900kg /Cff1’)と脱脂性の悪さが挙げられ
るが、本発明においては、従来の熱可塑性結合剤による
粉体材料の流動化を、熱を加えることなく溶剤に溶解す
ることにてスラリー状から坏土状にて供給し、成形する
ため通常15kg/aI′以下の射出圧で成形可能とな
った。固化は多孔質金型(石膏、多孔質セラミックス、
多孔質金属と)にて抽出剤中に浸漬して、賦形時の流体
材料と接触させることにより行なうものである。流動性
材料は非可塑性材料100部に対し、結合剤0.5〜3
0部、溶剤5〜70部、抽出剤5〜cx3部その他必要
に応じて解膠剤、離型剤などを添加することができる。
900kg /Cff1’)と脱脂性の悪さが挙げられ
るが、本発明においては、従来の熱可塑性結合剤による
粉体材料の流動化を、熱を加えることなく溶剤に溶解す
ることにてスラリー状から坏土状にて供給し、成形する
ため通常15kg/aI′以下の射出圧で成形可能とな
った。固化は多孔質金型(石膏、多孔質セラミックス、
多孔質金属と)にて抽出剤中に浸漬して、賦形時の流体
材料と接触させることにより行なうものである。流動性
材料は非可塑性材料100部に対し、結合剤0.5〜3
0部、溶剤5〜70部、抽出剤5〜cx3部その他必要
に応じて解膠剤、離型剤などを添加することができる。
脱脂性に関しては、流動性が結合剤のみでなく溶剤によ
って得られるため樹脂の配合量が少なくでき脱脂が容易
であり昇温速度を5〜b後に上げても成形品に割れ、ク
ラック、ふくれなどの不良が発生しない、そのため脱脂
時間が大幅に短縮1例えば、400℃まで昇温維持して
脱脂しようとする場合、2〜3時間ですむ。
って得られるため樹脂の配合量が少なくでき脱脂が容易
であり昇温速度を5〜b後に上げても成形品に割れ、ク
ラック、ふくれなどの不良が発生しない、そのため脱脂
時間が大幅に短縮1例えば、400℃まで昇温維持して
脱脂しようとする場合、2〜3時間ですむ。
この成形法では、窒化ケイ素、炭化ケイ素、すイアロン
、アルミナ、鉄、ステンレスなどの非可塑性材料を使用
することによって、自動車部品。
、アルミナ、鉄、ステンレスなどの非可塑性材料を使用
することによって、自動車部品。
精密機械部品などの製品を製造可能となる。
(3)泥漿鋳込み法
泥漿鋳込み法においては、石膏型によって泥漿中の水(
溶媒)を一方向に吸収・脱水することにて固化している
。それゆえ肉厚10−■を越える大形の成形体を生産す
ることは、スラリーからの脱水が不十分となり不可能で
あった。そのため石膏型の細孔の溶媒通過性が結合剤な
どの蓄積によって阻害され大きな問題となった6本発明
においては、溶剤と抽出剤の置換によって流動性無機材
料の結合剤が固化するため、型の細孔中の物貿穆動は溶
剤と抽出剤の双方向であり、結合剤の移動は伴わない、
それゆえ従来者えられなかった1001以上の厚みをも
った成形体を作ることができる。実際には、必要に応じ
、脱型時の離型性向上のため、型をあらかじめ抽出剤中
に浸漬してぬらしておき、前記型の中へ流動性粉体材料
を注入する、型内の細孔中に成形体中に含まれる溶剤を
置換するに十分な量の抽出剤がある場合はそのまま、不
十分な場合には抽出剤雰囲気に型ごと存置させ固化する
。流動性材料は、非可塑性材料100部に対し結合剤0
.05〜20部、溶剤10〜80部、抽出剤10〜ao
とする。濃度勾配が大きいほど短時間で固化するため可
能な限り多いほうが良い。
溶媒)を一方向に吸収・脱水することにて固化している
。それゆえ肉厚10−■を越える大形の成形体を生産す
ることは、スラリーからの脱水が不十分となり不可能で
あった。そのため石膏型の細孔の溶媒通過性が結合剤な
どの蓄積によって阻害され大きな問題となった6本発明
においては、溶剤と抽出剤の置換によって流動性無機材
料の結合剤が固化するため、型の細孔中の物貿穆動は溶
剤と抽出剤の双方向であり、結合剤の移動は伴わない、
それゆえ従来者えられなかった1001以上の厚みをも
った成形体を作ることができる。実際には、必要に応じ
、脱型時の離型性向上のため、型をあらかじめ抽出剤中
に浸漬してぬらしておき、前記型の中へ流動性粉体材料
を注入する、型内の細孔中に成形体中に含まれる溶剤を
置換するに十分な量の抽出剤がある場合はそのまま、不
十分な場合には抽出剤雰囲気に型ごと存置させ固化する
。流動性材料は、非可塑性材料100部に対し結合剤0
.05〜20部、溶剤10〜80部、抽出剤10〜ao
とする。濃度勾配が大きいほど短時間で固化するため可
能な限り多いほうが良い。
その他必須成分ではないが、適当な解膠剤、離型剤の添
加によってさらに効果的に成形可能であるここで、解膠
剤としてアクリル酸塩やナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物、アミンなどが用いられる。また、この成形方
法は、石膏型によって器や異形物の成形に使用可能であ
る。
加によってさらに効果的に成形可能であるここで、解膠
剤としてアクリル酸塩やナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物、アミンなどが用いられる。また、この成形方
法は、石膏型によって器や異形物の成形に使用可能であ
る。
また、上記泥漿鋳込み法において、石膏型の代りにシリ
コーンゴム製等のエラストマー型、エポキシ樹脂製等の
樹脂型、さらには、素焼型・木型・金属型等も使用可能
である。特にシリコーンゴム製の型のは離型性(滑り性
及び撓み性の見地から)も良好で複雑な形状の製品も成
形可能となり望ましい。
コーンゴム製等のエラストマー型、エポキシ樹脂製等の
樹脂型、さらには、素焼型・木型・金属型等も使用可能
である。特にシリコーンゴム製の型のは離型性(滑り性
及び撓み性の見地から)も良好で複雑な形状の製品も成
形可能となり望ましい。
そして、この成型法では、鉄・炭素鋼・ステンレス鋼・
金属カルボニル等、その他合金等の金属粉又はアルミナ
、窒化ホウ素、窒化ケイ素等のセラミック粉などの非可
塑性材料を使用することによって、ギア類、プーリ類、
カム類、ロール類。
金属カルボニル等、その他合金等の金属粉又はアルミナ
、窒化ホウ素、窒化ケイ素等のセラミック粉などの非可
塑性材料を使用することによって、ギア類、プーリ類、
カム類、ロール類。
軸受等の機械部品(Fi密なものも含む)を製造可能と
なる。
なる。
(4)加圧成形
粉末材料の加圧成形においては粉体の流動性が悪くブリ
ッジ現象を起こし圧力が均等に粉体に加わらない結果、
成形体の内部に密度差が存在し、また、大物の成形は加
える圧力が非常に大きくないと固化しないなどの問題点
を抱えていた。また、湿式坏土ブレスまたは湿粉ブレス
でも保形性、ハンドリングの点で、大形の製品を作るこ
とは困難であった6本発明の方法では、粉体材料を結合
剤及び溶剤の作用で坏土化または湿粉化し、可塑流動性
をもった材料とし、いわゆる坏土ブレスまたは湿粉ブレ
スにて成形する。従来法と本質的に異なる点は、成形後
に抽出剤の雰囲気に存置させることにて固化させ大型形
状の製品を容易に生産させることを可能ならしめた。
ッジ現象を起こし圧力が均等に粉体に加わらない結果、
成形体の内部に密度差が存在し、また、大物の成形は加
える圧力が非常に大きくないと固化しないなどの問題点
を抱えていた。また、湿式坏土ブレスまたは湿粉ブレス
でも保形性、ハンドリングの点で、大形の製品を作るこ
とは困難であった6本発明の方法では、粉体材料を結合
剤及び溶剤の作用で坏土化または湿粉化し、可塑流動性
をもった材料とし、いわゆる坏土ブレスまたは湿粉ブレ
スにて成形する。従来法と本質的に異なる点は、成形後
に抽出剤の雰囲気に存置させることにて固化させ大型形
状の製品を容易に生産させることを可能ならしめた。
流動性材料は、基本的には押し出し成形用の坏土配合と
同様であり、粉体材料100部に対し、結合剤0.1〜
20部、溶剤5〜50部を混合混練し、または、必要に
応じ真空±練機にかけ脱気した坏土を、金型及び石膏型
などの型へブレス成形する。この成形物を、抽出剤雰囲
気に曝して固化させることによって、従来法の問題点を
解決した。ここで、流動性材料中には、ワックス・ステ
アリン酸等を添加して、離型性が良くなるようにしてお
くことが望ましい。
同様であり、粉体材料100部に対し、結合剤0.1〜
20部、溶剤5〜50部を混合混練し、または、必要に
応じ真空±練機にかけ脱気した坏土を、金型及び石膏型
などの型へブレス成形する。この成形物を、抽出剤雰囲
気に曝して固化させることによって、従来法の問題点を
解決した。ここで、流動性材料中には、ワックス・ステ
アリン酸等を添加して、離型性が良くなるようにしてお
くことが望ましい。
この成形法による、通用製品としては、ボールミル用ボ
ール、機械部品、耐火焼成具等を挙げることができる。
ール、機械部品、耐火焼成具等を挙げることができる。
(5)ドクターブレード法
ドクターブレード法でのシート成形は、シート中の無機
粉体材料の比重差によって泥漿中に粒子密度の不均一性
が生まれ、それによって表面の円滑性が損なわれたり、
厚物成形が出来ないなどの弊害が起こっていた6本発明
は、泥漿がドクターブレード法によって均一な厚さを得
た直後に固化させ、泥漿の不均一性を生じさせない所に
特徴がある。これに用いる泥漿は、鋳込み成形に用いた
泥漿と同様の組成であり、粉体材料100部に対し、結
合剤0.05〜20部、溶剤10〜80部を混合分散さ
せたもので良く、必要に応じ解膠剤や可塑剤などを添加
することが出来る。成形は通常と同じく、ドクターブレ
ード成形機にかけ、均一厚みのシートが成形された直後
に抽出剤の噴n雰囲気中に曝して泥漿の重力分離が起こ
る前に固化させることを特徴とし上記問題を解決するこ
とができる。
粉体材料の比重差によって泥漿中に粒子密度の不均一性
が生まれ、それによって表面の円滑性が損なわれたり、
厚物成形が出来ないなどの弊害が起こっていた6本発明
は、泥漿がドクターブレード法によって均一な厚さを得
た直後に固化させ、泥漿の不均一性を生じさせない所に
特徴がある。これに用いる泥漿は、鋳込み成形に用いた
泥漿と同様の組成であり、粉体材料100部に対し、結
合剤0.05〜20部、溶剤10〜80部を混合分散さ
せたもので良く、必要に応じ解膠剤や可塑剤などを添加
することが出来る。成形は通常と同じく、ドクターブレ
ード成形機にかけ、均一厚みのシートが成形された直後
に抽出剤の噴n雰囲気中に曝して泥漿の重力分離が起こ
る前に固化させることを特徴とし上記問題を解決するこ
とができる。
この成形法の適用製品としては、セラミックス基板、圧
電材料、誘電材料等を挙げることができる。
電材料、誘電材料等を挙げることができる。
〈発明の作用・効果〉
本発明の非可塑性材料の成形方法は、粉体状及り/又は
繊維状の非可塑性材料に結合剤及び溶剤を必要により他
の薬剤とともに添加して流動性を付与した流動性材料を
、賦形・固化させて行なう非可塑性材料の成形方法にお
いて、前記流動性材料を、その賦形時又は賦形直後に、
前記結合剤に不溶で前記溶剤と相溶可能な抽出剤雰囲気
中に曝して固化させることを特徴とする構成により、下
記のような作用・効果を奏する。
繊維状の非可塑性材料に結合剤及び溶剤を必要により他
の薬剤とともに添加して流動性を付与した流動性材料を
、賦形・固化させて行なう非可塑性材料の成形方法にお
いて、前記流動性材料を、その賦形時又は賦形直後に、
前記結合剤に不溶で前記溶剤と相溶可能な抽出剤雰囲気
中に曝して固化させることを特徴とする構成により、下
記のような作用・効果を奏する。
流動性材料の固化が薄肉の場合は、瞬間的に、また、厚
肉の場合でも従来に比してきわめて短時間に行なわれる
ため、例えば、押出成形においては押出直後に形状保持
能を付与でき、薄肉大径の押出成形が可能になるととも
に、大型厚肉製品におけるクラック等の発生もなくなる
。
肉の場合でも従来に比してきわめて短時間に行なわれる
ため、例えば、押出成形においては押出直後に形状保持
能を付与でき、薄肉大径の押出成形が可能になるととも
に、大型厚肉製品におけるクラック等の発生もなくなる
。
従って、本発明の非可塑性材料の成形方法は、従来でき
なかった形状の成形品に適用可能となるとともに、乾燥
・脱脂時間も大幅に短縮でき、生産性も大幅に向上する
ものである。
なかった形状の成形品に適用可能となるとともに、乾燥
・脱脂時間も大幅に短縮でき、生産性も大幅に向上する
ものである。
〈実施例〉
以下、本発明をよりよく理解するために、実施例を挙げ
て説明をする。
て説明をする。
実施例(1)
肉厚0.5mm直径200 amの薄肉大口径アルミナ
パイプの製造; (構成材料) ■易焼結性アルミナ(純度99%)100部:平粒径0
.4μm ■PBMA : (MW=16万) 12部■エチ
ルセロソルブ=(溶剤) 15部■水:(抽出剤)
t ooo部あらかじめ所定量の■セ
ロソルブの中へ■PBMAを溶解しておき、これを■ア
ルミナとニーダ−にてよく混合混練し、可塑流動性のあ
る坏土を作る。これを縦出し型真空押出し成形機にて■
の水中に押し出し成形する。固化には5分もあれば十分
でこれを105℃の熱風乾燥機にて60分乾燥し常法に
従って1550℃×3時間焼成をして、密度3.asg
/am’のアルミナ製品を得た。この場合、パイプの押
出後の変形は発生しなかった。
パイプの製造; (構成材料) ■易焼結性アルミナ(純度99%)100部:平粒径0
.4μm ■PBMA : (MW=16万) 12部■エチ
ルセロソルブ=(溶剤) 15部■水:(抽出剤)
t ooo部あらかじめ所定量の■セ
ロソルブの中へ■PBMAを溶解しておき、これを■ア
ルミナとニーダ−にてよく混合混練し、可塑流動性のあ
る坏土を作る。これを縦出し型真空押出し成形機にて■
の水中に押し出し成形する。固化には5分もあれば十分
でこれを105℃の熱風乾燥機にて60分乾燥し常法に
従って1550℃×3時間焼成をして、密度3.asg
/am’のアルミナ製品を得た。この場合、パイプの押
出後の変形は発生しなかった。
実施例(2)
窒化ケイ素の大口径(150φ)ロッドの製造(構成材
料) ■窒化ケイ素 100部:平均粒子
径0.5μm ■pva : (MW=1 o万) 10部■ト
リクロロエチレン(溶剤) 20部■フロン11
3(抽出剤) tooo部それぞれ所定量の■ト
リクロロエチレンに■ポリビニルブチラールを混合溶解
し、ざらに■窒化ケイ素(焼結助剤として酸化イツトリ
ウム、アルミナをそれぞれ8wt%、3wt%添加しで
あるもの)を添加、ニーダ−にて混合混練、可塑流動性
のある坏土を作る。これを真空押出し成形機にて■のフ
ロン113中に押出成形する。■のフロン113のなか
に5時間浸漬固化させたものを110℃の熱風乾燥機に
て乾燥し、0.1MPaの窒素ガス圧下で、1750℃
、2時間常圧焼結して、密度2.98g/al’の窒化
ケイ素製品を得た。この場合、ロッドに従来の如く、ク
ラックは発生しなかった。
料) ■窒化ケイ素 100部:平均粒子
径0.5μm ■pva : (MW=1 o万) 10部■ト
リクロロエチレン(溶剤) 20部■フロン11
3(抽出剤) tooo部それぞれ所定量の■ト
リクロロエチレンに■ポリビニルブチラールを混合溶解
し、ざらに■窒化ケイ素(焼結助剤として酸化イツトリ
ウム、アルミナをそれぞれ8wt%、3wt%添加しで
あるもの)を添加、ニーダ−にて混合混練、可塑流動性
のある坏土を作る。これを真空押出し成形機にて■のフ
ロン113中に押出成形する。■のフロン113のなか
に5時間浸漬固化させたものを110℃の熱風乾燥機に
て乾燥し、0.1MPaの窒素ガス圧下で、1750℃
、2時間常圧焼結して、密度2.98g/al’の窒化
ケイ素製品を得た。この場合、ロッドに従来の如く、ク
ラックは発生しなかった。
実施例(3)
第1表に示す粉体材料を用い、結合剤−溶剤−抽出剤の
組合せで1、押出成形のみ(焼結せず)を行なって、各
押出物を成形した。
組合せで1、押出成形のみ(焼結せず)を行なって、各
押出物を成形した。
いずれも、押出形状がくずれたり、固化時クラックが発
生したりすることがなかった。
生したりすることがなかった。
なお、第1表に示す、固化時間は、通常の取扱いでは変
形しない形状係持機能を有するようになった時間である
。
形しない形状係持機能を有するようになった時間である
。
実施例(4)
第2表に示す各粉体材料を用い、表示の結合剤−溶剤の
組合せで流動性材料を調製し、該流動性材料を石膏型に
15Kg/c11′の射出圧で注入し、10φのビスね
じを射出成形した。そして、型ごと表示の抽出剤に 2
.Oh浸漬し、固化させた。いずれも、クラックが入ら
ず奇麗なビスねじが得ら、れた。
組合せで流動性材料を調製し、該流動性材料を石膏型に
15Kg/c11′の射出圧で注入し、10φのビスね
じを射出成形した。そして、型ごと表示の抽出剤に 2
.Oh浸漬し、固化させた。いずれも、クラックが入ら
ず奇麗なビスねじが得ら、れた。
実施例(5)
第3表に示す各粉体材料を、表示の結合剤−溶剤の組合
せで、24h、ボールミルで混合し、均一泥漿を調製し
、該泥漿を300メツシユ金銅型に注入し、抽出液中に
、 3.Oh浸漬し固化させた後、表示の条件でN2雰
囲気中で焼成して、50xloox100amのブロッ
クを製造した。いずれも、クラックが入らず奇麗なブロ
ックが得られた。
せで、24h、ボールミルで混合し、均一泥漿を調製し
、該泥漿を300メツシユ金銅型に注入し、抽出液中に
、 3.Oh浸漬し固化させた後、表示の条件でN2雰
囲気中で焼成して、50xloox100amのブロッ
クを製造した。いずれも、クラックが入らず奇麗なブロ
ックが得られた。
実施例(6)
ディーゼルエンジンの煤煙中の粉塵用フィルターとして
のフオームセラミックスの製造;(構成材料) ■コージェライト 100部■PHM
A (MW=50万) 4部■IPA(溶剤)
25部■水(押出剤)
1000部■、■、■をボールミル中で24時間
混合均一分散泥漿化したものを準備し、これに発泡ポリ
ウレタンベースな浸漬して、均一に付着させる。これを
硬化溶剤である水に浸漬することにより固化させた。従
来固化の為の手段が乾燥によった場合がほとんどで保形
性を得難かったが、本発明の方法では、十分な保形性が
瞬時に得られ、取扱いが容易となった。
のフオームセラミックスの製造;(構成材料) ■コージェライト 100部■PHM
A (MW=50万) 4部■IPA(溶剤)
25部■水(押出剤)
1000部■、■、■をボールミル中で24時間
混合均一分散泥漿化したものを準備し、これに発泡ポリ
ウレタンベースな浸漬して、均一に付着させる。これを
硬化溶剤である水に浸漬することにより固化させた。従
来固化の為の手段が乾燥によった場合がほとんどで保形
性を得難かったが、本発明の方法では、十分な保形性が
瞬時に得られ、取扱いが容易となった。
実施例(7)
鋳造用のセラミックス型の製造:
(構成材料)
0g7%アルミナ:(平均粒径2μm)100部■PV
B : (MW−3万2千) 10部■トリクロロ
エチレン(溶剤) 40部■シクロヘキサン (
抽出剤) ■、■、■をボールミル中で24時間混合均一化した泥
漿を、母型の上から空気をまき込まないように注ぎ込む
、この泥漿に覆われた母型を■のシクロヘキサンの中へ
静かに浸漬、5時間放置した、固化が完了した時点で母
型をはずし80℃の熱風中で2時間乾燥後、通常の焼結
方法で1600℃2時間焼結し、アルミナ型を得た。
B : (MW−3万2千) 10部■トリクロロ
エチレン(溶剤) 40部■シクロヘキサン (
抽出剤) ■、■、■をボールミル中で24時間混合均一化した泥
漿を、母型の上から空気をまき込まないように注ぎ込む
、この泥漿に覆われた母型を■のシクロヘキサンの中へ
静かに浸漬、5時間放置した、固化が完了した時点で母
型をはずし80℃の熱風中で2時間乾燥後、通常の焼結
方法で1600℃2時間焼結し、アルミナ型を得た。
従来の様に母型からワックスや石膏で反転型を作る手間
なく、さらに厚みに不均一性があってもクラックを発生
せず生産する事が可能である。
なく、さらに厚みに不均一性があってもクラックを発生
せず生産する事が可能である。
実施例(8)
第4表に示す各粉体材料を用い、表示の結合剤−溶剤の
組合せで、24h、ボールミルで混合し、均一な泥漿を
調整し、該泥漿をシリコーン型の製品キャビティ(径1
00■、厚み8m+aのギヤー)に注入し、型ごと表示
の各抽出剤中に各時間浸漬して固化させた。いずれも精
度良好なギヤが得られた。
組合せで、24h、ボールミルで混合し、均一な泥漿を
調整し、該泥漿をシリコーン型の製品キャビティ(径1
00■、厚み8m+aのギヤー)に注入し、型ごと表示
の各抽出剤中に各時間浸漬して固化させた。いずれも精
度良好なギヤが得られた。
TS2表
注)(
)内は配合部数を示す。
注)
PP ニアタクチックポリプロピレン MW4 を万
PBMA−1,3は、第1表 注)と同じ。
PBMA−1,3は、第1表 注)と同じ。
ステンレス:5US304 100メツシュアンダー不
定形品第3表 注)( )内は配合部数を示す。
定形品第3表 注)( )内は配合部数を示す。
注)pva−t。
2、
PBMA−3及びECは第1表
注)と同じ
注)(
)内は配合部数を示す。
・PBMA−3,PVB−2及びECは!1表注)と同
じ。
じ。
・ppは第2表と同じ。
・粉体材料の欄におけるμmを付した数字は平均粒径で
ある。
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 粉体状及び/又は繊維状の非可塑性材料に結合剤及び溶
剤を、さらには、必要により他の薬剤とともに添加して
流動性を付与した流動性材料を、賦形・固化させて行な
う非可塑性材料の成形方法において、 前記流動性材料を、その賦形時又は賦形直後に、前記結
合剤に不溶で前記溶剤と相溶可能な抽出剤雰囲気中に曝
して固化させる、 ことを特徴とする非可塑性材料の成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP549989A JP2651864B2 (ja) | 1988-04-29 | 1989-01-12 | 非可塑性材料の成形方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10859788 | 1988-04-29 | ||
JP63-108597 | 1988-04-29 | ||
JP549989A JP2651864B2 (ja) | 1988-04-29 | 1989-01-12 | 非可塑性材料の成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02147202A true JPH02147202A (ja) | 1990-06-06 |
JP2651864B2 JP2651864B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=26339450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP549989A Expired - Fee Related JP2651864B2 (ja) | 1988-04-29 | 1989-01-12 | 非可塑性材料の成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2651864B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5458834A (en) * | 1993-10-07 | 1995-10-17 | Corning Incorporated | Extrusion of low viscosity batch |
JPH0917676A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類系焼結永久磁石の製造方法 |
JPH1177625A (ja) * | 1997-09-01 | 1999-03-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ゲルキャスティング成形物の製造方法 |
JP2007331149A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 成形体の製造方法 |
WO2014156768A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 日本碍子株式会社 | 成形体の乾燥方法 |
-
1989
- 1989-01-12 JP JP549989A patent/JP2651864B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5458834A (en) * | 1993-10-07 | 1995-10-17 | Corning Incorporated | Extrusion of low viscosity batch |
JPH0917676A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類系焼結永久磁石の製造方法 |
JPH1177625A (ja) * | 1997-09-01 | 1999-03-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ゲルキャスティング成形物の製造方法 |
JP2007331149A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 成形体の製造方法 |
WO2014156768A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 日本碍子株式会社 | 成形体の乾燥方法 |
JPWO2014156768A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-02-16 | 日本碍子株式会社 | 成形体の乾燥方法 |
DE112014001704B4 (de) * | 2013-03-26 | 2018-01-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Presskörper-Trocknungsverfahren |
US10183893B2 (en) | 2013-03-26 | 2019-01-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Compact drying method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2651864B2 (ja) | 1997-09-10 |
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