JPH03218983A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形性を付与するために熱可塑性バイン
ダーが含まれる射出成形体からその熱可塑性バインダー
を除去する脱脂方法に関するものである。

（従来の技術） 射出成形性を付与するために、例えばセラミック粉末お
よび／または金属粉末に混合されて混練される熱可望性
バインダーの量はその混練物全量の約４０〜５０ｖｏｌ
％の多量に達している。

この多量の熱可塑性バインダーを、形状を保持しながら
射出成形体から除去する脱脂が、重要な技術課題となっ
ている。

ところで、脱脂において、被脱脂品である射出成形体の
重量が重いもの、または形状が複雑なものを支持するこ
となく脱脂を行なうと、熱可望性バインダーの加熱可塑
化状態のときに、セラミンク粉末および／または金属粉
末等が粒間滑りに起因する局部的な崩落を生じて形状の
保持ができなくなる。

したがって、従来においては、 射出成形体を、 例えばアルミナ粉末を埋め粉として、この埋め粉の中に
埋没させて脱脂を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述のアルミナ粉末を埋め粉とする場合
には、熱可塑化状態での粘性が低いバインダー類（例え
ば多量のワックス分を含有する熱可塑性バインダー）を
使用した時番こ、バインダーが熱可塑化状態（一般に８
０〜２００゜Ｃ近傍）にあるときに射出成形体の表面に
アルミナ粉末が食い込んだ状態となる。この状態は、第
３図（ａ）に示されるように、射出成形体１をアルミナ
粉末２中に埋没して脱脂すると、第３図（ｂ）に要部拡
大して示されるようにアルミナ粉末２（アルミナ粉末２
は模型的に球形に画かれているが不定形である。）が射
出成形体１に付加圧Ｐを及ぼすことによる。なぜならば
、アルミナ粉末は比重が比較的大で、相互の摩擦が大き
いことから粉末の移動融通性が乏しく、埋め粉として使
用されたアルミナ粉末２は射出成形体１に食い込み易い
Ｉψ向をもっためである。

ところで、第３図ｂ）に示されるようなアルミナ粉末２
が射出成形体１に食い込むと、次のような問題点がある
。

（１）焼結時の収縮の阻害およびクランク発生等の欠陥
を回避するための脱脂後のアルミナ粉末の除去に際して
アルミナ粉末の除去に多大の時間が空費され、工程の自
動化が不可能であること、 （２）射出成形体に食い込んだアルミナ粉末はブラシ等
で擦り落すことになるために、射出成形体の表面を傷つ
け、表面性状、寸法精度の劣化が避けられないこと、 等である。

本発明は前述した問題点を解消することを目的とし、埋
め粉を構成する粉末の射出成形体への食い込みを防止し
て工程の自動化が可能であって表面性状、寸法精度の良
好な射出成形体の脱脂方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前述した目的を達成するため、本発明は、射出成形性を
付与するために熱可塑性バインダーが含まれる射出成形
体からその熱可望性バインダーを除去する脱脂方法にお
いて、相互滑動性が大で、かつその射出成形体のかさ比
重よりも小のかさ比重を有する埋め粉の中に、この射出
成形体を埋没させ、少なくとも前記熱可望性バインダー
が可塑化となる温度以上に加熱する ことを特徴とするものである。

（作　用） 射出成形体を埋没するための埋め粉のかさ比重は、熱可
塑性バインダーを含有した状態における射出成形体のか
さ比重よりも小さいことから、埋め粉の射出成形体への
押付け圧が小さい。

また、埋め粉は相互滑動性が良いことから、射出成形体
の表面によく追随して例えば突出部に伴うオーバーハン
グおよび穿孔部分にも均一に到達する。その結果、埋め
紛は、かさ比重が小さく射出成形体に対する押付け圧が
低いにも拘らず、埋没せられた射出成形体を確実に支持
する。

（発明の効果） したがって、埋め粉の中に埋没せられた射出成形体を確
実に支持しながらその表面に埋め粉が食い込むことがな
《、例えば脱脂後のエアーブローまたはハイブレーショ
ンのみで埋め粉の除去ができるために、工程の自動化が
できる。

また、ブラシ等で擦り落す必要がないために、射出成形
体の表面性状および寸法精度を良好に保持できる。

（実施例） 次に本発明の具体的な一実施例を図面を参照しつつ説明
する。

本発明の脱脂方法における埋め粉は、熱可塑性バインダ
ーを含有した射出成形体よりかさ比重が小さいものであ
る。例えば、熱可塑性バインダーを４０〜５０ν０１％
程度混合した射出成形体のかさ比重は一殻に４．０前後
となっている。したがって、前記埋め粉は、実体粉末、
中空粉末または無機材質系、有機材質系を問わず、かさ
比重が前記状態の射出成形体のかさ比重よりも実質的に
小さいものであることが第一の条件となる。

第二の条件は埋め粉が、相互滑動性の優れたものである
ことで、以下は熱可望性バインダーとの濡れ性が悪いこ
とで、このような埋め粉は前記した滑動性を助長すると
ともに脱脂後の射出成形体から剥落し易く、埋め粉の除
−去が一層容易となる。さらに脱脂工程に続く焼結後に
、焼結金属に残存しても悪影響を及ぼさない性状である
ことが望ましい。

さらに、これらの条件に加えて埋め粉は球形または球形
に近いものが好ましい。粉末度については粒径が２０一
未満の微粉では埋没時の流動性が悪《脱脂後の除去性が
劣る。また、ｌｏｏｏ迦を超える粒径が多くなると射出
成形体との接触面圧が大きくなり射出成形体への食い込
みが生ずる懸念があり、粒径は２０〜】０００ＩＭの範
囲か好ましい。

一実施例１ 平均粒径１０ｐのステンレス粉末を５０ｖｏｌ％と、マ
イクロクリスタリンワックス、低分子アクリル、エチル
酢酸ビニル（ＥＶＡ）を配合した熱可塑性バインダー５
０νｏ１％とを、加圧二−ダで１５０゜Ｃに加熱しつつ
１時間混練した。この混練品を室温まで冷却後、約３Ｉ
ＩＩＩＩ１のサイズに粉砕し射出原料とした。成形温度
１５０゜Ｃ、射出圧力１０００　ｋｇ　／　ａｌｌの条
件にて、第１図に示されるように、円筒の胴周部に環状
の溝１２が設けられてエッジ部１１が形成され、さらに
孔１３が穿設された機械部品となる射出成形体１０を得
た。この射出成形体１０を、第２図に示されるようにス
テンレス製の容器２１中に移し埋め粉２０により埋没セ
ットした。この実施例においては埋め粉は黒鉛粉末で構
成されるとともに、その黒鉛粉末は球形または球形に近
い粒子形状であり、また粒径は平均６０Ｉ！ｍであった
。このように黒鉛粉末で構成される埋め粉２０の中に射
出成形体１０を埋没した容器２１を脱脂炉に納め、１時
間につき５゜Ｃの昇温速度て室温から５００゜Ｃまで加
熱し、さらに５００゜Ｃで２時間保持した後炉冷した。

脱脂炉から容器２１を出し、脱脂した射出成形体１０を
埋め粉２０中から取出したところ、埋め粉２０はこの取
出し時にその大半が剥落し、射出成形体１０に僅かに付
着していた埋め粉２０もエアーブローで全てが除去され
きわめて優れた除去性を示し、表面性状、寸法精度とも
に良好であった。

実施例２ 球形または球形に近いいわゆる球状の耐熱性合成樹脂粉
末で構成される粉末を埋め粉として用いた。合成樹脂粉
末の材質はポリイミド、ポリテトラフルオロエチレンお
よび軟化点が少くとも熱可塑性バインダーの融点より高
い合成樹脂のうちの１種、または２種以上の混合粉末が
使用され、いずれも実施例１で使用したのと同じ射出成
形体１０を各埋め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂条件
で脱脂した。この実施例で用いた合成樹脂粉末はそのか
さ比重が射出成形体のかさ比重よりも小さく、実施例１
の場合と殆んど同程度の埋め粉の除去性が得られ、被脱
脂射出成形体の表面性状、寸法精度は良好であった。

実施例３一 実施例２における埋め粉を構成する耐熱性合成樹脂粉末
に、黒鉛、ＢＮ、ＭｏＳ２およびＷＳ２のうちの１種ま
たは２種以上の潤滑材を用いてコーチングし、表面改善
処理をした。得られた粉末により構成された各埋め粉を
用い、いずれも実施例１で使用したのと同じ射出成形体
１０を各埋め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂方法で脱
脂した。この実施例で用いた表面改善処理された粉末は
、そのかさ比重が射出成形体のかさ比重よりも小さく、
かつ相互滑動性が良く、実施例１の場合と殆んど同程度
の埋め粉の除去性が得られ、被脱脂射出成形体の表面性
状、寸法精度は良好であった。

一実施例４ 球形または球形に近いいわゆる球状の無機質粉末で構成
される粉末を埋め粉として用いた。

無機質粉末の材質はＳ　ｉ　Ｏ　２、Ｓ　ｉ　Ｃ　，　
Ｓ　ｉ　３　Ｎ　ａおよびこれらＳ　ｉ　Ｏ　２、Ｓ　
ｉ　Ｃ　，　Ｓ　Ｉ　：ｌ　Ｎ　ａを含む絋物組織体の
うちの１種または２種以上を組合せた粉末が使用され、
いずれも実施例１で使用したのと同じ射出成形体１０を
各埋め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂条件で脱脂した
。この実施例で用いた無機粉末は２０〜１０００ＩＭの
粉末度範囲におけるかさ比重が射出成形体のかさ比重よ
りも小さくなり、実施例１の場合と殆んど同程度の埋め
粉の除去性が得られ、被脱脂射出成形体の表面性状、寸
法精度は良好であった。

実施例５− 実施例４における埋め粉を構成する無機質粉末に、黒鉛
、Ｂ　Ｎ　，　Ｍｏ　Ｓ　ｚおよびＷＳ２のうちの１種
または２種以上の潤滑材を用いてコーチングし、表面改
善処理をした。得られた粉末により構成された各埋め粉
を用い、いずれも実施例１で使用したのと同し射出成形
体１０を各埋め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂方法で
脱脂した。

この実施例で用いた表面改善された粉末は２０〜１００
０↓の粉末度範囲におけるかさ比重が射出成形体のかさ
比重よりも小となるとともに相互滑動性に優れ実施例１
の場合と同程度の埋め粉の除去性が得られ、被脱脂射出
成形体の表面性状、寸法精度は良好であった。

−実施例６ 相互滑動性の優れた粉末として、ＢＮ，ＷＳ２およびＭ
ｏＳ２等の潤滑性に富む黒鉛以外の無機質材料から構成
される粉末を単独に、または混合して埋め粉とした。こ
れらの埋め粉２０の中にいずれも実施例１で使用したの
と同じ射出成形体１０を埋没し、同様の脱脂条件で脱脂
した。この実施例で用いた滑動性が優れた粉末は実施例
１の場合と同程度の埋め粉の隨去性が得られ、被脱脂射
出成形体の表面性状、寸法精度は良好であった。

実施例７ 球形または球形に近いいわゆる球状で中空としたバルー
ン体で構成される粉末を埋め粉として使用した。バルー
ン体の材質は無機質系としてＡ１２０３、Ｓｉｎ，Ｚｒ
Ｏｚおよび鉱物組成を有する４′、ライト等が用いられ
、合成樹脂系とじてポリテトラフルオロエチレン、ポリ
イミトおよびエボキシ等の耐熱性合成樹脂が用いられる
。

これらのバルーン体がら構成される各粉末はがさ比重が
小であった。これらの各粉末を埋め粉２０とし、これら
種種の埋め粉２ｏの中に実施例１で使用したのと同じ射
出成形体１ｏを埋没し、同様の脱脂条件で脱脂したとこ
ろ優れた埋め粉の除去性が得られ、被脱脂射出成形体の
表面性状、寸法精度は良好であった。

実施例８ 実施例１で用いたのと同様の黒鉛粉末と実質的に球形ま
たは球形に近い無機質ビーズとを混合した粉末により構
成される粉末を用いて埋め粉とした。無機質ビーズの材
質はＡｌ２０，、ＴｉＣ，　ＴｉＮオヨびこれらＡｈａ
．、Ｔ　ｉ　Ｃ、Ｔ　ｉ　Ｎを含有する鉱物組織のうち
の１種または２種以上を混合したものが使用される。平
均粒径が６０節の球形の種種の前記無機質ビーズについ
て、黒鉛が１０ｖｏ１％、５０ｖｏｌ％および９０ｖｏ
ｌ％、無機質ビースか９０ｖｏ］％、５０ｖｏｌ％およ
びｌｏｖｏ！％の３態の各比率とし、それぞれＶ型攪拌
機に投入し３０分間混合したものをそれぞれ埋め粉とし
た。実施例１で使用したのと同じ射出成形体１０をこれ
らの埋め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂条件で脱脂し
た。その結果、黒鉛粉末ｌＯ〜９０νｏ１％、無機質ビ
ーズ９０〜１０ｖｏｌ％の配合の範囲において、黒鉛粉
末主体の実施例１の場合と殆んど同程度の埋め粉の除去
性であって、表面性状、寸法精度が良好な被脱脂射出成
形体が得られた。この理由としては例えばアルミナ（ρ
一３．９ｇ／ｃｆｆｌ）と黒鉛（ρ＝２ｇ／Ｃ１１ｌ）
を混合することにより、埋め粉に構成されたときのかさ
比重が低下し、粉末相互間の融通性が増したことおよび
黒鉛の存在により射出成形体との摩擦抵抗が減じ、実施
例１と同じく埋め粉２０の射出成形体１０への食い込み
が阻止され除去性が向上したことによると推測される。

実施例９ 実施例１ないし実施例８において用いられた埋め粉を構
成する粉末のらちから２種類以上を適宜混合して種種の
埋め粉を得た。この混成した各埋め粉２０の中に、いず
れも実施例ｌで使用したのと同じ射出成形体１０を埋没
し、同様の脱脂条件で脱脂したところ、いずれの混成よ
りなる埋め粉でも優れた埋め粉の除去性が認められ被脱
脂射出成形体の表面性状、寸法精度は良好であった。

以上の各実施例を通じて被脱脂射出成形体の表面に、埋
め粉が僅かに付着残留しても、脱脂工程に続く焼結時に
その残留埋め粉が焼結金属に結合しても差支えのない材
質のもの、或いは焼結温度で飛散してしまう材質のもの
は、埋め粉の除去時に僅かの残存が許容されることにな
り、前記の埋め粉の除去時に一層有利である。

比較例 球状で、粒径が１０〜１００ｎの範囲にあり平均粒径が
６０節である従来のアルミナビーズを埋め粉として用い
、実施例１で使用したのと同じ射出成形体１０をこの埋
め粉２０の中に埋没し、同様の脱脂条件で脱脂し１こ。

アルミナビーズのみで埋没した射出成形体１０は埋め粉
の除去性がきわめて悪く、硬目のブラシで数回擦らなけ
れば除去できず、これにより射出成形体も削り取られシ
ャープなエッジ部ｌ１が確保できなかった。また、溝１
２の底部や孔１３中にはブラシで除去できないアルミナ
ビーズが残った。

以上の具体的な実施例のうち、実施例１による脱脂方法
の結果と比較例による脱脂方法の結果とを顕微鏡で拡大
して表面状態を調べたところ、本発明の一実施例である
黒鉛粉末に埋没させた場合は、射出成形時そのままの表
面状態およびシャープなエッジ部１１が確保されており
、精度の良好な脱脂が行われていることが確認された。

これに対し、アルミナビーズに埋没させた場合には被脱
脂射出成形体の表面にアルミナビーズが食い込んだくぼ
みが見られ表面性状が悪く、工，ジ部１１は鈍化し、し
かも満１２底部にはアルミナビーズが残存するのが観察
された。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の具体的な一実施例の説明
回で、 第１図は脱脂前の射出成形体の一例の緬断面図であり、 第２図は射出成形体を埋め粉の中に埋没した状態の説明
図である。 第３図は従来例を示す図で、第３図（ａ）は射出成形体
を埋め粉の中に埋没した状態図、第３図（ｂ）は第３図
（ａ）のら）部分を拡大した説明回である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　射出成形性を付与するために熱可塑性バインダーが
   含まれる射出成形体からその熱可塑性バインダーを除去
   する脱脂方法において、 相互滑動性が大で、かつその射出成形体のかさ比重より
   も小のかさ比重を有する埋め粉の中に、この射出成形体
   を埋没させ、少なくとも前記熱可塑性バインダーが可塑
   化となる温度以上に加熱する ことを特徴とする脱脂方法。 ２　前記埋め粉は、実質的に、球形または球形に近い粒
   子形状の黒鉛粉末で構成されることを特徴とする請求項
   １に記載の脱脂方法。 ３　前記埋め粉は、実質的に、球形または球形に近い粒
   子形状の耐熱性合成樹脂粉末で構成されることを特徴と
   する請求項１に記載の脱脂方法。 ４　前記耐熱性合成樹脂粉末は、潤滑材コーチングによ
   り表面改善処理されることを特徴とする請求項３に記載
   の脱脂方法。 ５　前記耐熱性合成樹脂粉末は、材質がポリイミド、ポ
   リテトラフルオロエチレン、フェノール、エポキシおよ
   び軟化点が熱可塑性バインダーの融点より高い合成樹脂
   のうちの１種、または２種以上の混合粉末であることを
   特徴とする請求項３または４に記載の脱脂方法。 ６　前記埋め粉は、実質的に、球形または球形に近い粒
   子形状の無機質粉末で構成されることを特徴とする請求
   項１に記載の脱脂方法。 ７　前記無機質粉末は、潤滑材コーチングにより表面改
   善処理されることを特徴とする請求項６に記載の脱脂方
   法。 ８　前記無機質粉末は、材質がＳｉＯ＿２、ＳｉＣ、Ｓ
   ｉ＿３Ｎ＿４およびこれらＳｉＯ＿２、ＳｉＣ、Ｓｉ＿
   ３Ｎ＿４を含む鉱物組織体のうちの１種または２種以上
   の粉末であることを特徴とする請求項６または７に記載
   の脱脂方法。 ９　前記埋め粉は、実質的に、潤滑性に富む無機質材料
   の粉末で構成されることを特徴とする請求項１に記載の
   脱脂方法。 １０　前記無機質材料は、ＢＮ、ＭｏＳ＿２およびＷＳ
   ＿２のうちの１種または２種以上であることを特徴とす
   る請求項９に記載の脱脂方法。 １１　前記埋め粉は、実質的に、球状で中空としたバル
   ーン体で構成されることを特徴とする請求項１に記載の
   脱脂方法。 １２　前記埋め粉は、実質的に、球形または球形に近い
   粒子形状の黒鉛粉末と無機質ビーズとの混合粉末で構成
   されることを特徴とする請求項１に記載の脱脂方法。 １３　前記黒鉛粉末と混合される無機質ビーズは、材質
   がＡｌ＿２Ｏ＿３、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびこれらＡｌ＿
   ２Ｏ＿３、ＴｉＣ、ＴｉＮを含有する絋物組織体のうち
   の１種または２種以上の混合粉末であることを特徴とす
   る請求項１２に記載の脱脂方法。 １４　前記埋め粉は、実質的に、 （１）　球形または球形に近い粒子形状の黒鉛粉末、 （２）　球形または球形に近い粒子形状の耐熱性合成樹
   脂粉、 （３）　耐熱性合成樹脂粉末に潤滑材コーチングの表面
   改善処理を施した粉末、 （４）　球形または球形に近い粒子形状の無機質粉末、 （５）　無機質粉末に潤滑材コーチングの表面改善処理
   を施した粉末、 （６）　潤滑性に富む無機質材料の粉末、 （７）　球状で中空としたバルーン体、 （８）　球形または球形に近い粒子形状の黒鉛粉末と無
   機質ビーズとの混合粉末、 のうちの２種以上を混合した粉末であることを特徴とす
   る請求項１に記載の脱脂方法。 １５　前記埋め粉を構成する粉末の粉末度は、粒径２０
   〜１０００μｍの範囲であることを特徴とする請求項２
   乃至１４のうちのいずれか１に記載の脱脂方法。