JPH0313504A - 射出成形体の脱脂用治具と脱脂方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 金属またはセラミック等からなる射出成形体の脱脂方法
に関し、 脱脂工程で発生する射出成形体の亀裂や膨れ。

変形等を防止することを目的とし、 金属またはセラミックスの焼結体形成工程の途中に行わ
れる射出成形体の脱脂工程で使用する脱脂用治具であっ
て、射出成形体を載置して保持する上記治具に、基板上
に該射出成形体の該基板対向面側の形状に合わせた凹凸
が形成できる手段を備えて構成する。

また、金属またはセラミックスの焼結体形成工程の途中
に行われる射出成形体の脱脂工程における脱脂方法であ
って、基板上に射出成形体の該基板対向面側の形状に合
わせた凹凸が形成できる手段を備えた脱脂用治具上に上
記射出成形体を載置して、所定の脱脂作業を行って構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は金属やセラミック等で形成する射出成形焼結体
の製造に係り、特に焼結工程の前に実施する射出成形体
の脱脂工程で発生する射出成形体の亀裂や膨れ、変形等
を防止して生産性の向上を図った射出成形体の脱脂治具
と脱脂方法に関する。

一般に金属やセラミック等で焼結体を形成する場合には
、粉末状の金属やセラミックと樹脂バインダを混練した
ものを射出成形して所要の形状にした後、該射出成形体
を窒素雰囲気中の脱脂炉に長時間加熱投入して上記バイ
ンダを除去する所謂脱脂工程を経てから焼結するように
している。

しかしこの脱脂工程では、射出成形体に亀裂や膨れ、変
形等の不良が発生し易いことから生産性の向上が期待で
きずその解決が望まれている。

〔従来の技術〕

従来の脱脂工程では、多孔質のアルミナ板上に射出成形
体を載置し、または金属やセラミックスからなる板に例
えばセラミックス粉末を°“しき粉”として敷きつめそ
の上に射出成形体を載置して脱脂炉に投入する等の方法
や、アルミナ等のセラミックスの粉末中に射出成形体を
埋没させて脱脂炉に投入する等の方法が採られている。

第５図は従来の射出成形体の脱脂方法の例を説明する図
であり、（１）は射出成形体の形状例を説明する図、（
２）は板状体に射出成形体を載置した場合の脱脂作業を
説明する図、（３）は粉末中に該射出成形体を埋没させ
た場合の脱脂作業を説明する図である。

なお図では理解し易くするため射出成形体を総て同一形
状のものにしている。

第５図（１）に示す射出成形体１は、例えばセラミック
ス粉末にポリメチル・メタアクリレートとポリエチレン
の混合した樹脂バインダを体積比で５５：４５の比率で
混練したものを成形材料とし１通常の射出成形技術によ
って成形したものである。

その形状としては、例えば四方の壁１ａ＋　１ｂ＋　ｌ
ｃ＋１ｄの厚さがそれぞれ異なる箱の底面１ｅの定ピツ
チ間隔の四箇所には、それぞれ高さの異なる円柱状の突
起２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されている。

図（２）はかかる形状の射出成形体を脱脂する状態を示
したもので、■は図（１）の射出成形体であるが図では
該射出成形体１を上下逆転させた上で図（１）のａ　−
ａ“線で切断した状態を示している。

また３は多孔質のアルミナ板、４は該アルミナ板３の載
置台、５は脱脂炉のチャンバをそれぞれ表わしている。

そこで図の如く、載置台４上のアルミナ板３に射出成形
体１を載置した後、窒素雰囲気中のチャンバ５内を常温
例えば２０°Ｃから４２０°Ｃまで１０’Ｃ／ｈの割合
で徐々に昇温すると、該射出成形体１に含まれる樹脂バ
ンイダが該射出成形体ｌの表面から放散して該射出成形
体ｌを脱脂することができる。

この場合、該射出成形体ｌの開口部側の周囲端面ばアル
ミナ板３と接触しているため樹脂バインダの放散すなわ
ち脱脂が不十分となって亀裂や膨れが発生し易くなるが
、アルミナ板３に多孔質のものを使用しているため毛細
管現象によって樹脂バインダを吸い出し結果的に脱脂す
ることができて亀裂や膨れが発生することがない。

また、アルミナ板に代えて金属やセラミックスの板上に
セラミックス粉末を“しき粉°′として敷きつめその上
に上記射出成形体ｌを載置しても同様の効果で亀裂や膨
れが発生することがない。

しかしかかる方法の場合には、亀裂や膨れ等の不良要因
は抑制できても変形の防止には殆ど効果がない。

例えば図の壁１ｄ部分のように厚さが薄い部分や突起２
ａのように高さが高い部分等では脱脂工程中の熱によっ
て変形することが多（、また天井となる底面１８部分が
垂れ下がるように変形することが多い。

なお、上記射出成形体１を図のように上下逆転させず図
（１）の状態のまま該アルミナ板３に載置させれば天井
部分がなくなるため該部分の垂れ下がりによる変形は抑
制できるが、上記の特に厚さが薄い部分や高さが高い部
分等で変形することは同様である。

亀裂や膨れと共に変形も防止できる脱脂方法を示した図
（３）で、射出成形体１．載置台４．およびチャンバ５
は図（２）と同様のものである。

また６はアルミナ容器、７はアルミナ粉末をそれぞれ示
しており、上記射出成形体１は該アルミナ粉末７に埋没
された状態にある。

そこで図（２）と同様の脱脂工程を施すと、該射出成形
体１に含まれる樹脂バインダは周囲表面から一様に放散
するため亀裂や膨れ等が生ずることがなく、更にアルミ
ナ粉末７に埋もれているため変形の発生もなく効果的に
該射出成形体１を脱脂することができる。

しかしこの場合には、脱脂工程終了後に該射出成形体１
の周囲全面に付着しているアルミナ粉末７を落とす作業
が必要となり、特に射出成形体の形状が複雑なときには
多くの工数を必要とした欠点がある。

〔発明が解決しようとした課題〕

従来の様な構成で行う脱脂では、射出成形体を板状体に
載置して行う場合には工程中の熱によって射出成形体が
変形し易いと言う問題があり、また射出成形体を粉末体
に埋没させて行う場合には脱脂工程後に該粉末体を除去
する工程を必要としたと言う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、金属またはセラミックスの焼結体形成工
程の途中に行われる射出成形体の脱脂工程で使用する脱
脂用治具であって、 射出成形体を載置して保持する上記治具が、基板上に射
出成形体の該基板対向面側の形状に合わせた凹凸が形成
できる手段を備えてなる射出成形体の脱脂用治具によっ
て解決される。

また、金属またはセラミックスの焼結体形成工程の途中
に行われる射出成形体の脱脂工程における脱脂方法であ
って、 基板上に射出成形体の該基板対向面側の形状に合わせた
凹凸が形成できる手段を備えた脱脂用治具上に上記射出
成形体を載置して、所定の脱脂作業を行う射出成形体の
脱脂方法によって解決される。

〔作　用〕

射出成形体の形状に合わせた凹凸部を有する多孔質材か
らなる治具に該射出成形体を保持して脱脂工程を行うと
、該射出成形体の亀裂や膨れの防止と共にその変形を抑
制することができる。

本発明では、アルミナ板上に射出成形体の形状にほぼ似
合った凹凸が自由に形成できる多孔質セラミックスから
なる治具で射出成形体を載置保持し、脱脂工程を行うよ
うにしている。

従って、脱脂工程後に特別の工数をかけることなく該射
出成形体の亀裂や膨れと共にその変形を抑制することが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明を説明する概念図であり、第２図は本発
明になる治具を説明する図、第３図は他の実施応用例を
示す図、第４図は脱脂方法を説明する図である。

第１図で、（Ａ）は治具との組合せ状態を示す図。

（Ｂ）は脱脂工程の状態を示す図である。

第１図（Ａ）で、１は第５図で説明した射出成形体であ
り、１０は多孔質のアルミナからなる治具を示している
。

特に該治具１０は、上記射出成形体１の各壁１ａ〜１ｄ
に囲まれた領域に嵌入できる大きさと該各壁の高さと等
しい厚さを有し、且つ該治具１０を射出成形体１の上記
領域に嵌入したときの該射出成形体１に形成されている
各突起２８〜２ｄに対応する位置には該各突起と多少の
余裕を持って勘合できる貫通孔１０ａ、　１０ｂ、　１
０ｃ、　１０ｄが形成されている。

従って該治具１０を図示矢印のように該射出成形体１の
上記領域に嵌合させることができる。

図（Ｂ）は上記治具ｌＯが嵌合された射出成形体１の脱
脂工程における状態を示したもので、射出成形体１には
治具ｌＯが嵌合されている。

また３が多孔質のアルミナ板、４が載置台、５がチャン
バをそれぞれ表わしていることは第５図（２）の場合と
同様である。

そこで第５図と同様の方法で該射出成形体１を脱脂する
ことができる。

この場合、窒素雰囲気に曝されている該射出成形体１の
表面からは樹脂バンイダが放散し、またアルミナ板３お
よび治具１０と接触している面では該アルミナ板３およ
び治具１０が多孔質材で形成されているため該射出成形
体１に含まれる樹脂バンイダが効果的に吸い出されて亀
裂や膨れのない射出成形体１を得ることができる。

更に、該射出成形体１には上記治具１０が嵌合されてい
るため変形も起こることがない。

従って生産性のよい射出成形体が得られる脱脂作業を行
うことができる。

実施例を示す第２図は第１図における治具に汎用性を持
たせたものである。

図で（ａ）は射出成形体の形状例を示す図、（ｂ）は治
具を説明する図、（Ｃ）は両者を組み合わせた場合の断
面図をそれぞれ示している。

図（ａ）で射出成形体１１は第５図で説明した射出成形
体１と同様の材料で成形されたもので、形状的には内側
の高さｈが２０ｍｍで厚さｔがそれぞれ異なる四方の壁
１１ａ、　ｌｌｂ、　ｌｌｃ、　ｌｉｄで囲まれる内法
が２０　Ｘ　２０ｍ５の大きさの箱の底面ｌｉｅには、
各壁面と平行な一辺が８１１ＩＩ＋の正方形の各頂点位
置に径が４ｍｍで底面１１ｅからの長さが２０ｍａ＋、
　１５ｍｍ、　１０ｍｍ、　　５　ｎｕ＋＋の４個の突
起１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ、　１２ｄがほぼ中心対
称位置に形成されている。

一方図（ｂ）に示す治具１３は、例えば厚さ１０ＩＩＩ
ｍで１００　Ｘ　１５０１１０１の大きさの多孔質アル
ミナ板に５１１１１Ｉピッチ間隔に径が３■の複数の貫
通孔１４ａが穿孔されている基板１４と、上記貫通孔１
４ａに丁度嵌合する径で長さが１０〜３０＋ｕ＋の複数
の多孔質アルミナ棒１５とで構成されており、図ではＡ
として斜線で示す５箇所の貫通孔１４ａには長さが３０
ＩＩ１１の多孔質アルミナ棒１５が紙面手前側の突出長
が２０１１ＩＩｌｌになるように装着され、また・で示
す４箇所の貫通孔１４ａにはＢの位置に長さ２５ｍｍの
多孔質アルミナ棒１５が紙面手前側の突出長が１５ｍｎ
＋になるように、また同様にＣには長さ２０ａｕｓの該
アルミナ棒１５を突出長が１０ｍｍになるように１　Ｄ
には長さ１５ｎ＋ａ＋の該アルミナ棒１５を突出長が５
１１Ｉｌになるように、更にＥには長さ１０ＩＩＩａｌ
の該アルミナ棒１５を突出長が０ｍ１１になるようにそ
れぞれ装着した状態を表わしている。

なお、複数の上記貫通孔１４ａに装着する多孔質アルミ
ナ棒１５の装着位置とその長さひいては該基板１４から
の突出長は該治具１３に載置する射出成形体の形状によ
って決められるものである。

例えば図の場合では、図（ａ）で示した射出成形体１１
を上下反転させて該射出成形体１１の内壁線が破線で示
す２になるように該治具１３の所定位置に載置したとき
、該射出成形体１１の突起１２ａがほぼ該治具１３のＥ
の部分に対応しまた該射出成形体１１の突起１２ｂが該
治具１３のほぼＤの位置に対応し、以下同様に突起１２
ｃがＣの位置に、突起１２ｄがＢの位置にそれぞれ対応
するようになっている。

なお、５箇所のＡは上記射出成形体１１の底面１１ｅの
部分に対応する位置にある。

この状態を説明する図（ｃ）は上記射出成形体１１を上
記図（ｂ）の治具１２の所定位置に載置し上記図（ｂ）
のｂ−ｂ’線で切断したものである。

この場合には、例えばＣの貫通孔１４ａに装着した長さ
２０ｍｍすなわち突出長１０ｍｍのアルミナ棒１５ａは
その先端が射出成形体１１の長さ１０ｍｍの突起１２ｃ
の先端面と接し、またＥの貫通孔１４ａに装着した長さ
１０ｆｆｉ１１すなわち突出長Ｏｎ＋ｍのアルミナ棒１
５ｂはその先端が長さ２０ｍｍの突起１２ａの先端面と
接するようになる。

更に、Ａの貫通孔１４ａに装着した長さ３０ｆｆｉＩ１
１すなわち突出長２０ｎｕｗのアルミナ棒１５ｃはその
先端が該射出成形体１１の底面ｌｉｅと接することにな
る。

なお図示されない他の部分例えば該射出成形体１１の長
さ１５ｍｍの突起１２ｂはＤの位置に装着された突出長
５ｍｍのアルミナ棒１５の先端と、また長さ５ｍｍの突
起１２ｄはＢの位置に装着された突出長１５ｍｍのアル
ミナ棒１５の先端とそれぞれ接することは上記の場合と
同様である。

従って、該射出成形体１１はその内部の複数箇所で多孔
質のアルミナ棒１５によって支えられることから、従来
同様の脱脂工程によって該射出成形体１１の効果的な脱
脂が行なえると共に該工程中の熱による変形を抑制する
ことができる。

他の形状の射出成形体の場合を示す第３図で、（イ）は
射出成形体の形状を示す図、（ロ）は適用治具を示す図
、（ハ）は両者を組み合わせた図をそれぞれ表わしてい
る。

図（イ）で、１６は例えば断面形状が°゛コ”の字形で
その内側に段差が形成されている幅１０ｍ５＋程度の射
出成形体であり、該射出成形体１６の内側寸法を例えば
深さり、の部分の長さｐを５ｍｍ、深さｈ２の部分の長
さを３ｐすなわち１５ｍｍとした。

かかる形状の射出成形体１６を脱脂処理するに通した治
具を示す図（ロ）で、治具１７は第２図同様の基板１４
の斜線で示す２箇所の貫通孔１４ａに長さがｈＩ＋１０
ＩＩＩ！１の多孔質アルミナ棒１５ｄを紙面手前側の突
出長がｈｒｍｍになるように装着し、また・で示す６箇
所の貫通孔１４ａに長さが）１ｇ　＋　１０ｍｎ＋の多
孔質アルミナ棒１５ｅを紙面手前側の突出長がｈｔｒａ
Ｉｌｌになるように装着したものである。

この場合、上記射出成形体１６を図の破線２゛になるよ
うに該治具１６の所定位置に載置すると、該射出成形体
１６の深さり、の面１６ａには斜線で示すアルミナ棒１
５ｄが対応し、また深さｈ２の面１６ｂには・で示すア
ルミナ棒１５ｅが対応する。

この状態を説明する図（ハ）は上記射出成形体１６を上
記治具１７を組み合わせたもので、例えば２個のアルミ
ナ棒１５ｄはその先端が該射出成形体１６の面１６ａに
、また６個のアルミナ棒１５ｅはその先端が該射出成形
体１６の面１６ｂとそれぞれ接することになる。

脱脂方法を説明する第４図は、第５図の載置台４に例え
ば第２図で説明した治具１３を載置し、該治具１３に射
出成形体重１を組み合わせた状態を示した図であり、５
はチャンバを表わしている。

そこで第５図で説明した如く窒素雰囲気中のチャンバ５
内を常温例えば２０°Ｃから４２０　’Ｃまで１０″Ｃ
／ｈの割合で昇温し、該射出成形体１１に含まれる樹脂
バンイダを該射出成形体１１の表面から放散させて該射
出成形体１１を脱脂することができる。

この場合、第２図で説明した如く該射出成形体１１は効
果的に脱脂できると共に、その内部が複数の上記アルミ
ナ棒１５で支えられているため変形を起こすことがない
。

〔発明の効果〕

上述の如（本発明により、焼結工程の前に実施する射出
成形体の脱脂工程で発生する射出成形体の亀裂や膨れ、
変形等を防止して生産性の向上を図った射出成形体の脱
脂治具と脱脂方法を提供することができる。

なお本発明の説明に当たっては、基板に設ける貫通孔の
ピッチを５１間隔としまた該貫通孔に嵌合するアルミナ
棒の長さを５ｍｍ間隔とした場合について行っているが
、該ピッチおよびアルミナ棒の長さを細分化することに
よって如何なる形状の射出成形体にも合わせられる凹凸
を該基板上に形成することができる。

第３図は他の実施応用例を示す図、 第４図は脱脂方法を説明する図、 第５図は従来の射出成形体の脱脂方法の例を説明する図
、 である。図において、 １．１１．１６は射出成形体、 ｌａ〜ｌｄ、　ｌｌａ〜ｌｌｄは壁、　ｌｉｅは底面、
２ａ〜２ｄ、　１２ａ−１２ｄは突起、３はアルミナ板
、４は載置台、　　　　　　　５はチャンバ、１０、１
３．１７は治具、　　１０ａ〜１０ｄは貫通孔、１４は
基板、　　　　　　　１４ａは貫通孔、１５＋　１５ａ
〜１５ｅはアルミナ棒、１６ａ、１６ｂは面、をそれぞ
れ表わす。

（Ｏン ３２− ネ発明信Ｕイウ塊侶図 薯１　図 （イ２ （ロ） （ハ） 薯 躬 脱脂ネ須ｔｉｉａＮｆり旧 １４　躬 （２） （３ン 寝床の射七へＪ勿十ｎ脱脂力３弧θダ１名説幌動２１　
５　　記

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　金属またはセラミックスの焼結体形成工程の途
   中に行われる射出成形体の脱脂工程で使用する脱脂用治
   具であって、 射出成形体（１１）を載置して保持する上記治具（１３
   ）が、基板（１４）上に射出成形体（１１）の該基板対
   向面側の形状に合わせた凹凸が形成できる手段を備えて
   なることを特徴とした射出成形体の脱脂用治具。
2. （２）　前記治具が、多孔質セラミックスで形成されて
   いることを特徴とした請求項１記載の射出成形体の脱脂
   用治具。
3. （３）　金属またはセラミックスの焼結体形成工程の途
   中に行われる射出成形体の脱脂工程における脱脂方法で
   あって、 基板（１４）上に射出成形体（１１）の該基板対向面側
   の形状に合わせた凹凸が形成できる手段を備えた脱脂用
   治具（１３）上に上記射出成形体（１１）を載置して、
   所定の脱脂作業を行うことを特徴とした射出成形体の脱
   脂方法。
4. （４）　前記治具を、多孔質セラミックスで形成するこ
   とを特徴とした請求項３記載の射出成形体の脱脂方法。