JPH0523612A - Method for screening fine fragments - Google Patents

Method for screening fine fragments

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JPH0523612A
JPH0523612A JP20735891A JP20735891A JPH0523612A JP H0523612 A JPH0523612 A JP H0523612A JP 20735891 A JP20735891 A JP 20735891A JP 20735891 A JP20735891 A JP 20735891A JP H0523612 A JPH0523612 A JP H0523612A
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JP
Japan
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pressure
solvent
sieving
fine
powder
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Application number
JP20735891A
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Japanese (ja)
Inventor
Michio Taguchi
教夫 田口
Mikio Murachi
幹夫 村知
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0523612A publication Critical patent/JPH0523612A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To effectively screen fine fragments like powder. CONSTITUTION:Inside a pressure vessel 10, fine fragments 28 to be screened pass through a screen 20 while suspended in high pressure solvent consisting of material whose b. p. is lower than ordinary temp. such as CO2 in the supercritical state. When the solvent becomes in the state of ordinary temp. and pressure, it turns into ordinary gas having much smaller surface tension compared with liquid solvent, such as water. Thereby the screened fine fragments are not aggregated again by the surface tension of solvent and there is no need for drying the fine fragments.

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、ウイスカ、繊維
の如き微細片の篩分け方法に係り、更に詳細には沸点が
常温よりも低い物質よりなる溶媒を用いて微細片を篩分
ける方法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for sieving fine pieces such as powder, whiskers and fibers, and more specifically, a method for sieving fine pieces using a solvent composed of a substance having a boiling point lower than room temperature. Pertain to.

【0002】[0002]

【従来の技術】微粉末の如き微粉片の篩分け方法の一つ
として、例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかか
る実開平2−61484号公報に記載されている如く、
篩分けされるべき微粉片を水又はアルコールの如き液体
の溶媒に懸濁させ、その懸濁液を篩に通すことにより粗
大粒子や微粉片の凝集体を除去する方法が従来よりよく
知られている。
2. Description of the Related Art As one of methods for sieving fine powder pieces such as fine powder, for example, as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-61484 filed by the same applicant as the present applicant,
A method of suspending fine powder pieces to be sieved in a liquid solvent such as water or alcohol and removing coarse particles and agglomerates of fine powder pieces by passing the suspension through a sieve is well known in the art. There is.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の湿式の篩分け方法に於ては、表面張力が高い常温且常
圧下に於て液体の溶媒が使用されるので、篩分け後の微
細片より溶媒を除去する際に溶媒の表面張力により再度
凝集体が形成されてしまい、そのため微細片を効果的に
篩分けることが困難である。
However, in the conventional wet sieving method as described above, since the liquid solvent is used at room temperature and normal pressure with high surface tension, fine particles after sieving are used. When the solvent is removed from the pieces, the surface tension of the solvent causes the formation of aggregates again, which makes it difficult to screen the fine pieces effectively.

【0004】また篩分けされた微細片が焼結等に供され
る場合には、篩分け後に微細片を所定の温度に長時間加
熱することによって微細片を乾燥しなければならず、か
かる乾燥工程には例えば数時間の如き長時間を要し、従
って篩分けされ焼結等に使用可能な微細片を能率よく得
ることが困難である。
When the sieved fine pieces are subjected to sintering or the like, the fine pieces must be dried by sieving and then heated to a predetermined temperature for a long time. The process requires a long time, for example, several hours, and thus it is difficult to efficiently obtain fine pieces that can be sieved and used for sintering or the like.

【0005】本発明は、従来の湿式の篩分け方法に於け
る上述の如き問題に鑑み、粉末の如き微細片の篩分けを
効果的に且能率よく実施することができるよう改善され
た微細片の篩分け方法を提供することを目的としてい
る。
In view of the above-mentioned problems in the conventional wet sieving method, the present invention is an improved fine piece capable of sieving fine pieces such as powder effectively and efficiently. The purpose of the present invention is to provide a sieving method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、篩分けされるべき微細片を沸点が常温より
も低い物質よりなる高圧の溶媒に懸濁させて篩に通す微
細片の篩分け方法によって達成される。
According to the present invention, the above-described object is to suspend fine particles to be sieved in a high-pressure solvent composed of a substance having a boiling point lower than room temperature and pass the fine particles through a sieve. This is achieved by the piece sieving method.

【0007】[0007]

【作用】本発明の方法によれば、使用される溶媒は沸点
が常温よりも低い物質よりなる高圧の溶媒であり、篩分
けされる際の溶媒の状態が超臨界状態、高圧の気体状
態、又は高圧の液体状態の何れであるかに拘らず常温且
常圧の状態になると水の如き液体溶媒に比して表面張力
が非常に小さい通常の気体に変化するので、篩分け後に
溶媒の表面張力によって微細片が再度凝集化されること
がなく、また微細片を乾燥しなくても篩分けされた乾燥
状態の微細片を得ることが可能である。
According to the method of the present invention, the solvent used is a high-pressure solvent composed of a substance having a boiling point lower than room temperature, and the state of the solvent at the time of sieving is a supercritical state, a high-pressure gas state, Or, whether it is in a high-pressure liquid state or not, at normal temperature and pressure, it changes into a normal gas with a surface tension that is much smaller than that of a liquid solvent such as water. It is possible to obtain fine particles in a dried state which have been sieved without causing the fine particles to reaggregate due to the tension and without drying the fine particles.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の方法
に於ける溶媒は、沸点が常温よりも低い物質よりなり高
圧に加圧可能な任意の物質であってよいが、価格、安全
性、取扱いの容易性等の点から例えばCO2 、空気、N
2等であることが好ましい。
[Supplementary Explanation of Means for Solving the Problem] The solvent in the method of the present invention may be any substance which has a boiling point lower than room temperature and can be pressurized to high pressure, but the price and safety In terms of easiness of handling, for example, CO 2 , air, N
It is preferably 2 or the like.

【0009】また沸点が常温よりも低い物質は従来の湿
式の篩分け方法に於て使用されている水やアルコールの
如き液体の溶媒に比して一般に表面張力や粘性が小さい
が、特に超臨界状態及び高圧の気体状態の溶媒は高圧の
液体状態の溶媒よりも表面張力及び粘性が小さくて微細
片の凝集体内へ入り込み易く、更に超臨界状態の溶媒は
微細片の表面に吸着された水分を抽出し凝集体を崩壊さ
せる作用を有しているので、本発明の方法に於ける溶媒
は超臨界状態又は高圧の気体状態の溶媒、特に超臨界状
態の溶媒であることが好ましい。
Further, substances having a boiling point lower than room temperature generally have smaller surface tension and viscosity than liquid solvents such as water and alcohol used in the conventional wet sieving method, but they are particularly supercritical. -State and high-pressure gas-state solvents have smaller surface tension and viscosity than high-pressure liquid-state solvents, and are more likely to enter the agglomerates of fine particles.Moreover, supercritical solvents tend to absorb water adsorbed on the surface of fine particles. The solvent in the method of the present invention is preferably a solvent in a supercritical state or a high-pressure gas state, particularly a solvent in a supercritical state, because it has the action of extracting and collapsing the aggregates.

【0010】[0010]

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】実施例1 図1は本発明による微細片の篩分け方法の実施に使用さ
れるに適した篩分け装置の一つの実施例を示す解図的縦
断面図、図2は図1に示された篩分け装置の一部を拡大
して示す部分縦断面図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing one embodiment of a sieving apparatus suitable for carrying out a method for sieving fine pieces according to the present invention, and FIG. 2 is shown in FIG. It is a partial longitudinal cross-sectional view which expands and shows a part of shown sieving apparatus.

【0012】これらの図に於て、篩分け装置は圧力容器
10を含み、該圧力容器は加振機12により支持される
と共にこれにより加振されるようになっている。圧力容
器10は容器本体14と微細片収集容器16とよりなっ
ている。容器本体14は下端にフランジ14aを有し、
微細片収集容器16は上端にフランジ16aを有してい
る。フランジ14a及び16aはボルトの如き締結手段
18により分解可能に互いに締結されている。
In these figures, the sieving device comprises a pressure vessel 10, which is supported by and is vibrated by a shaker 12. The pressure vessel 10 includes a vessel body 14 and a fine piece collection vessel 16. The container body 14 has a flange 14a at the lower end,
The fine piece collection container 16 has a flange 16a at the upper end. The flanges 14a and 16a are detachably fastened to each other by fastening means 18 such as a bolt.

【0013】圧力容器10内には篩20がその周縁部に
てフランジ14a及び16aの間に挾まれた状態で固定
的に配置されている。図2に示されている如く、篩20
の周りにてフランジ14a及び16aの間にはそれらの
間を密封するシールリング22が介装されている。容器
本体14の天井壁には開閉弁24を有する導入口26が
設けられており、これにより篩20より上側の圧力容器
10内へ篩分けされるべき微細片及び沸点が常温よりも
低い物質よりなる高圧の溶媒を導入し得るようになって
いる。
A sieve 20 is fixedly arranged in the pressure vessel 10 in a state of being sandwiched between the flanges 14a and 16a at the peripheral portion thereof. As shown in FIG. 2, a sieve 20
A seal ring 22 is interposed between the flanges 14a and 16a to seal between them. An inlet port 26 having an opening / closing valve 24 is provided on the ceiling wall of the container body 14, so that fine particles to be sieved into the pressure vessel 10 above the sieve 20 and a substance having a boiling point lower than room temperature are used. It is possible to introduce a high-pressure solvent.

【0014】微細片収集容器16はその上端に近接した
位置に溶媒排出導管30を一体に有し、該導管の連通は
開閉弁32により制御されるようになっている。導管3
2と微細片収集容器16との間には溶媒の通過を許すが
篩分け後の微細片の通過を阻止するフィルタ34が配置
されている。
The fine particle collection container 16 integrally has a solvent discharge conduit 30 at a position close to the upper end thereof, and the communication of the conduit is controlled by an opening / closing valve 32. Conduit 3
A filter 34, which allows passage of the solvent but prevents passage of the fine particles after sieving, is arranged between 2 and the fine particle collecting container 16.

【0015】次に上述の如く形成された篩分け装置を用
いて行われた本発明の篩分け方法の一つの実施例につい
て説明する。
Next, one embodiment of the sieving method of the present invention performed by using the sieving apparatus formed as described above will be explained.

【0016】まず篩分けされるべき微細片として、96
00gの窒化ケイ素粉末(平均粒径0.2μm )と20
0gの酸化イットリウム(平均粒径0.2μm )と20
0gのアルミナ粉末(平均粒径0.1μm )とが混合さ
れた原料粉末28を用意し、これを篩20より上側の圧
力容器10内へ装入した。次いで温度35℃、圧力10
0kg/cm2 のCO2 の超臨界流体を圧力容器10内
へ導入し、これにより原料粉末28を超臨界流体に懸濁
させると共に、加振機12により圧力容器10を振動数
60Hz、振幅1.0mmにて加振し、原料粉末28を
篩20に通した。尚使用された篩の目開き寸法は4μm
であった。
First, as fine pieces to be sieved, 96
00g of silicon nitride powder (average particle size 0.2μm) and 20
0 g of yttrium oxide (average particle size 0.2 μm) and 20
A raw material powder 28 mixed with 0 g of alumina powder (average particle size 0.1 μm) was prepared, and this was put into the pressure vessel 10 above the sieve 20. Then temperature 35 ℃, pressure 10
A supercritical fluid of 0 kg / cm 2 of CO 2 is introduced into the pressure vessel 10, whereby the raw material powder 28 is suspended in the supercritical fluid, and the vibration vessel 12 causes the pressure vessel 10 to vibrate at a frequency of 60 Hz and an amplitude of 1 The raw material powder 28 was passed through the sieve 20 by vibrating at 0.0 mm. The opening size of the used sieve is 4 μm
Met.

【0017】加振開始後1時間が経過した時点に於て加
振機12を停止し、開閉弁32を僅かに開弁することに
より圧力容器10内の超臨界流体を圧力容器外へゆっく
りと排出させた。尚この場合視覚的に観察することはで
きなかったが、圧力容器10内の超臨界流体は溶媒排出
導管30を通過する過程に於て漸次その圧力を低下し、
通常の気体状態のCO2 となって大気中へ流出したもの
と推測される。圧力容器10内の圧力が実質的に大気圧
になった段階で締結手段18を外すことにより圧力容器
を分解し、これにより圧力容器内にて篩20を通過し微
細片収集容器16内に収集された原料粉末28aを取り
出した。
When one hour has passed after the start of vibration, the vibration exciter 12 is stopped and the opening / closing valve 32 is slightly opened to slowly move the supercritical fluid in the pressure vessel 10 to the outside of the pressure vessel. It was discharged. In this case, although it could not be visually observed, the pressure of the supercritical fluid in the pressure vessel 10 gradually decreased in the process of passing through the solvent discharge conduit 30,
It is presumed that CO 2 in a normal gaseous state was released into the atmosphere. When the pressure in the pressure vessel 10 becomes substantially atmospheric pressure, the fastening means 18 is removed to disassemble the pressure vessel, whereby the pressure vessel passes through the sieve 20 and is collected in the fine piece collection vessel 16. The obtained raw material powder 28a was taken out.

【0018】かくして篩分けされた原料粉末を25g秤
量し、これを200kg/cm2 の圧力にて1分間加圧
することにより5×6×45mmの角柱を乾式にて加圧
成形し、該角柱をN2 雰囲気中にて1760℃に5時間
加熱する常圧焼結を行った。次いで焼結体よりJIS規
格R1601に基き50本の抗折試験片を形成し、各試
験片について4点曲げ抗折試験を行い各試験片の強度
(MPa)を測定した。これらの試験結果を下記の表1
に示す。
25 g of the raw material powder thus sieved is weighed and pressed at a pressure of 200 kg / cm 2 for 1 minute to dry-form a 5 × 6 × 45 mm prism. Pressureless sintering was performed by heating at 1760 ° C. for 5 hours in an N 2 atmosphere. Next, 50 bending test pieces were formed from the sintered body based on JIS standard R1601, and a 4-point bending bending test was performed on each test piece to measure the strength (MPa) of each test piece. These test results are shown in Table 1 below.
Shown in.

【0019】比較例1 また比較の目的で、溶媒として水が使用された点を除き
上述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にて篩分け
を行い、篩分けされた原料粉末を湿式にて加圧成形する
ことにより同一寸法の角柱を形成した。次いで角柱を室
温にて48時間乾燥した後昇温率10℃/時間にて15
0℃まで昇温し、しかる後150℃に5時間保持するこ
とにより乾燥を完了した。次いでかくして乾燥された角
柱を実施例1の場合と同一の要領及び条件にて常圧焼結
し、焼結体より50本の抗折試験片を形成し、各試験片
について4点曲げ抗折試験を行った。これらの試験の結
果を下記の表1に示す。
Comparative Example 1 For the purpose of comparison, sieving was carried out under the same procedure and conditions as in Example 1 except that water was used as a solvent, and the sieving raw material powder was wetted. Then, a prism having the same size was formed by pressure molding. Then, the prism was dried at room temperature for 48 hours, and then heated at a rate of 10 ° C./hour for 15
Drying was completed by raising the temperature to 0 ° C. and then holding it at 150 ° C. for 5 hours. The thus dried prisms were then pressure-sintered under the same conditions and conditions as in Example 1 to form 50 bending test pieces from the sintered body, and 4-point bending bending test was performed on each test piece. The test was conducted. The results of these tests are shown in Table 1 below.

【0020】比較例2 溶媒が使用されなかった点を除き上述の実施例1の場合
と同一の要領及び条件にて篩分け、加圧成形、常圧焼
結、4点曲げ抗折試験を行った。これらの試験の結果を
下記の表1に示す。
Comparative Example 2 Sieve screening, pressure molding, normal pressure sintering, and 4-point bending bending test were conducted in the same manner and conditions as in Example 1 except that no solvent was used. It was The results of these tests are shown in Table 1 below.

【表1】 平均強度 ワイブル係数 最低強度 最高強度 実施例 1100 16 970 1240 比較例1 980 12 870 1100 比較例2 870 7 690 970[Table 1]Average strength Weibull coefficient Minimum strength Highest strength  Example 1100 16 970 1240 Comparative Example 1 980 12 870 1100 Comparative Example 2 870 7 690 970

【0021】上記表1より、実施例1の焼結体の平均強
度は比較例1及び2に比して高く、また強度のバラツキ
も小さく、従って実施例1の篩分け後の原料粉末中の凝
集体及び粗大粒子の量は比較例1及び2の原料粉末に比
して少なかったものと推測される。また凝集体が少ない
ことにより窒化ケイ素粉末と助剤粉末とが均一に混合さ
れたことも強度の向上に寄与しているものと推測され
る。
From Table 1 above, the average strength of the sintered body of Example 1 is higher than that of Comparative Examples 1 and 2, and the variation in strength is small. Therefore, in the raw material powder after sieving of Example 1, It is speculated that the amounts of aggregates and coarse particles were smaller than those of the raw material powders of Comparative Examples 1 and 2. It is also presumed that the fact that the silicon nitride powder and the auxiliary agent powder were uniformly mixed due to the small amount of agglomerates also contributed to the improvement in strength.

【0022】尚上述の実施例に於ては溶媒は超臨界流体
であるが、溶媒として温度35℃、圧力50kg/cm
2 の高圧の気体状態のCO2 が使用された場合にも、得
られた焼結体は比較例に比して高強度でありワイブル係
数も高い値であることが認められた。
In the above embodiment, the solvent is a supercritical fluid, but the temperature of the solvent is 35 ° C. and the pressure is 50 kg / cm.
Even when CO 2 in the high-pressure gas state of 2 was used, it was confirmed that the obtained sintered body had higher strength and higher Weibull coefficient than those of the comparative examples.

【0023】実施例2 3 mol%の酸化イットリウムが固溶された酸化ジルコニ
ウム粉末(平均粒径0.024μm 、比表面積17m2
/g、密度6.05g/cm3 )を10kg秤量し、こ
れを篩20より上側の圧力容器10内へ装入した。次い
で温度20℃、圧力100kg/cm2 の液体CO2
圧力容器10内へ導入し、これにより酸化ジルコニウム
粉末を液体CO2 に懸濁させると共に、加振機12によ
り圧力容器10を振動数60Hz、振幅1.0mmにて
加振し、酸化イットリウムを篩20に通した。尚使用さ
れた篩の目開き寸法は4μm であった。
Example 2 Zirconium oxide powder in which 3 mol% of yttrium oxide was dissolved (average particle size 0.024 μm, specific surface area 17 m 2).
/ G, density 6.05 g / cm 3 ) was weighed and 10 kg was placed in the pressure vessel 10 above the sieve 20. Then, liquid CO 2 having a temperature of 20 ° C. and a pressure of 100 kg / cm 2 is introduced into the pressure vessel 10, whereby the zirconium oxide powder is suspended in the liquid CO 2 , and the vibration vessel 12 causes the pressure vessel 10 to vibrate at a frequency of 60 Hz. Then, the yttrium oxide was passed through the sieve 20 by vibrating with an amplitude of 1.0 mm. The opening size of the used sieve was 4 μm.

【0024】加振開始後10分が経過した時点に於て加
振機12を停止し、開閉弁32を僅かに開弁することに
より圧力容器10内の超臨界流体を圧力容器外へゆっく
りと排出させた。尚この場合視覚的に観察することはで
きなかったが、圧力容器10内の超臨界流体は溶媒排出
導管30を通過する過程に於て漸次その圧力を低下し、
通常の気体状態のCO2 となって大気中へ流出したもの
と推測される。圧力容器10内の圧力が実質的に大気圧
になった段階で締結手段18を外すことにより圧力容器
を分解したところ、圧力容器内のCO2 は液体状態にて
は残存しておらず、酸化ジルコニウム粉末は乾燥してい
た。
When 10 minutes have passed after the start of vibration, the vibration exciter 12 is stopped and the opening / closing valve 32 is slightly opened to slowly move the supercritical fluid in the pressure vessel 10 to the outside of the pressure vessel. It was discharged. In this case, although it could not be visually observed, the pressure of the supercritical fluid in the pressure vessel 10 gradually decreased in the process of passing through the solvent discharge conduit 30,
It is presumed that CO 2 in a normal gaseous state was released into the atmosphere. When the pressure vessel was disassembled by removing the fastening means 18 when the pressure inside the pressure vessel 10 became substantially atmospheric pressure, CO 2 in the pressure vessel did not remain in the liquid state and was oxidized. The zirconium powder was dry.

【0025】次いで微細片収集容器16内に収集された
篩分け後の酸化ジルコニウム粉末を47g秤量し、これ
を200kg/cm2 の圧力にて1分間加圧し、更に3
ton/cm2 の圧力にて1分間冷間静水圧加圧(CI
P)することにより5×6×45mmの角柱を成形し、
該角柱をN2 雰囲気中にて1460℃に5時間加熱する
常圧焼結を行った。次いで焼結体よりJIS規格R16
01に基き50本の抗折試験片を形成し、各試験片につ
いて4点曲げ抗折試験を行い各試験片の強度を測定し
た。
Next, 47 g of the sieved zirconium oxide powder collected in the fine piece collection container 16 was weighed, and this was pressurized at a pressure of 200 kg / cm 2 for 1 minute, and further 3
1 minute cold isostatic pressing at a pressure of ton / cm 2 (CI
P) to form a 5 × 6 × 45 mm prism,
Pressureless sintering was performed by heating the prisms at 1460 ° C. for 5 hours in an N 2 atmosphere. Then from the sintered body to JIS standard R16
Based on 01, 50 bending test pieces were formed, and a 4-point bending bending test was performed on each test piece to measure the strength of each test piece.

【0026】その結果平均強度は1200MPaであ
り、ワイブル係数は15であり、最低強度は1020M
Paであり、最高強度は1320MPaであり、従って
この実施例の篩分け後の酸化ジルコニウム粉末中の凝集
体及び粗大粒子の量も少ない値であったものと推測され
る。また酸化ジルコニウム粉末と助剤粉末とが互いに均
一に混合されていたものと推測される。
As a result, the average strength was 1200 MPa, the Weibull coefficient was 15, and the minimum strength was 1020 M.
It is Pa and the maximum strength is 1320 MPa. Therefore, it is speculated that the amounts of aggregates and coarse particles in the zirconium oxide powder after sieving in this example were also small values. It is also presumed that the zirconium oxide powder and the auxiliary powder were uniformly mixed with each other.

【0027】実施例3 図3は本発明による微細片の篩分け方法の実施に使用さ
れるに適した篩分け装置の他の一つの実施例を示す解図
的縦断面図である。尚図3に於て、図1に示された部分
と実質的に同一の部分には図1に於て付された符号と同
一の符号が付されている。
Embodiment 3 FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of a sieving apparatus suitable for carrying out the method for sieving fine pieces according to the present invention. Note that, in FIG. 3, the substantially same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those shown in FIG.

【0028】この篩分け装置に於ては、圧力容器10の
容器本体14は導入口26に加えて開閉弁36を備えた
溶媒導入口38を有している。また溶媒排出導管30及
びフィルタ34は微細片収集容器16の下端に設けられ
ている。
In this sieving apparatus, the container body 14 of the pressure container 10 has a solvent inlet 38 having an opening / closing valve 36 in addition to the inlet 26. Further, the solvent discharge conduit 30 and the filter 34 are provided at the lower end of the fine particle collection container 16.

【0029】上述の如く構成された篩分け装置を用いて
以下の如く篩分けを行った。まず実施例1に於て使用さ
れた原料粉末と同一の原料粉末28を1000g秤量
し、それを導入口26を経て篩20より上側の圧力容器
10内へ装入した。次いで温度35℃、圧力100kg
/cm2 のCO2 の超臨界流体を導入口26より圧力容
器10内へ導入し、これにより原料粉末28を超臨界流
体に懸濁させた。次いで温度35℃、圧力100kg/
cm2のCO2 の超臨界流体40を40リットル/mi
nの流量にて溶媒導入口38より圧力容器10内へ導入
すると共に、超臨界流体40を40リットル/minの
流量にて排出導管30より圧力容器外へ排出させつつ、
加振機12により圧力容器10を振動数60Hz、振幅
1.0mmにて加振し、原料粉末28及び超臨界流体4
0を篩20に通した。尚使用された篩の目開き寸法は4
μm であった。
The sieving was performed as follows using the sieving apparatus configured as described above. First, 1000 g of the same raw material powder 28 as the raw material powder used in Example 1 was weighed and charged into the pressure vessel 10 above the sieve 20 through the inlet 26. Next, temperature 35 ℃, pressure 100kg
/ Cm 2 of CO 2 supercritical fluid was introduced into the pressure vessel 10 through the introduction port 26, whereby the raw material powder 28 was suspended in the supercritical fluid. Next, temperature 35 ℃, pressure 100kg /
40 liters / mi of CO 2 supercritical fluid 40 cm 2
While introducing into the pressure vessel 10 from the solvent introduction port 38 at a flow rate of n, and discharging the supercritical fluid 40 from the discharge conduit 30 to the outside of the pressure vessel at a flow rate of 40 liters / min,
The pressure vessel 10 is vibrated at a vibration frequency of 60 Hz and an amplitude of 1.0 mm by the vibrating machine 12 to obtain the raw material powder 28 and the supercritical fluid 4
0 was passed through sieve 20. The opening size of the used sieve is 4
It was μm.

【0030】加振開始後30分が経過した時点に於て超
臨界流体40の供給を停止すると共に加振機12を停止
した。尚この場合視覚的に観察することはできなかった
が、圧力容器10内の超臨界流体は圧力容器、フィルタ
34、溶媒排出導管30を通過する過程に於て漸次その
圧力を低下し、通常の気体状態のCO2 となって大気中
へ流出したものと推測される。圧力容器10内の圧力が
実質的に大気圧になった段階で締結手段18を外すこと
により圧力容器を分解し、これにより圧力容器内にて篩
20を通過し微細片収集容器16内に収集された原料粉
末28aを取り出した。
When 30 minutes had passed after the start of the vibration, the supply of the supercritical fluid 40 was stopped and the vibrator 12 was stopped. Although it could not be visually observed in this case, the pressure of the supercritical fluid in the pressure vessel 10 gradually decreased in the process of passing through the pressure vessel, the filter 34, and the solvent discharge conduit 30, and the normal pressure was reduced. It is presumed that CO 2 in a gaseous state was released into the atmosphere. When the pressure in the pressure vessel 10 becomes substantially atmospheric pressure, the fastening means 18 is removed to disassemble the pressure vessel, whereby the pressure vessel passes through the sieve 20 and is collected in the fine piece collection vessel 16. The obtained raw material powder 28a was taken out.

【0031】かくして篩分けされた直後の原料粉末を観
察したところ、この原料粉末は殆ど凝集体を含んでおら
ず、非常に良好に篩分けされていることが認められた。
またこの実施例より、溶媒をも篩に通すことにより篩分
けを更に一層能率よく実施することができることが解
る。
Observation of the raw material powder immediately after sieving revealed that the raw material powder contained almost no agglomerates and was very well sieved.
Further, from this example, it is understood that the sieving can be performed more efficiently by passing the solvent through the sieve.

【0032】実施例4 図4は本発明による微細片の篩分け方法の実施に使用さ
れるに適した篩分け装置の更に他の一つの実施例を示す
解図的縦断面図である。尚図4に於て、図1に示された
部分と実質的に同一の部分には図1に於て付された符号
と同一の符号が付されている。
Embodiment 4 FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of a sieving apparatus suitable for carrying out the method for sieving fine pieces according to the present invention. Note that, in FIG. 4, portions substantially the same as the portions shown in FIG. 1 are given the same reference numerals as the reference numerals given in FIG.

【0033】この篩分け装置42は、只単に微細片を篩
分けするだけでなく、例えば本願出願人と同一の出願に
かかる特願平3−83613号(整理番号AT−470
7)、特願平3−169233号(整理番号AT−47
20)、特願平3−169234号(整理番号AT−4
722)に記載されている如き方法に従って篩分け後の
微細片を直接成形するのに適している。
The sieving device 42 not only sifts fine pieces, but also, for example, Japanese Patent Application No. 3-83613 (reference number AT-470), which has the same application as the applicant of the present application.
7), Japanese Patent Application No. 3-169233 (reference number AT-47)
20), Japanese Patent Application No. 3-169234 (reference number AT-4)
722) and is suitable for directly molding fine pieces after sieving according to the method described in 722).

【0034】この篩分け装置に於ては、圧力容器10の
容器本体14及び微細片収集容器16は互いに一体に構
成されている。また導入口26は導管44により混合槽
46の混合室48に接続されており、溶媒排出導管30
は途中にポンプ50を有する導管52の一端に接続され
ている。溶媒排出導管30と微細片収集容器16との間
にはフィルタは設けられておらず、導管30はフィルタ
を介することなく微細片収集容器の内部と直接連通して
いる。
In this sieving device, the container body 14 of the pressure container 10 and the fine particle collecting container 16 are integrally formed with each other. The inlet 26 is connected to the mixing chamber 48 of the mixing tank 46 by a conduit 44, and the solvent discharge conduit 30
Is connected to one end of a conduit 52 having a pump 50 in the middle. No filter is provided between the solvent discharge conduit 30 and the fine particle collecting container 16, and the conduit 30 communicates directly with the inside of the fine particle collecting container without a filter.

【0035】混合槽46の混合室48は導管54により
図には示されていないが内部にCO2 を貯容するボンベ
に連通接続されている。また混合室48はヒータ56に
より所定の温度に加熱されるようになっており、混合室
48内には該混合室に装入された篩分けされ成形される
べき微細片(原料粉末)28を撹拌する撹拌器58が設
けられている。
The mixing chamber 48 of the mixing tank 46 is connected by a conduit 54 to a cylinder for storing CO 2 therein, which is not shown in the drawing. Further, the mixing chamber 48 is heated to a predetermined temperature by a heater 56, and the fine pieces (raw material powder) 28 charged into the mixing chamber 48 to be sieved and formed are formed in the mixing chamber 48. A stirrer 58 for stirring is provided.

【0036】導管52の他端は成形型60のスラリー導
入口62と連通接続されている。図示の実施例に於て
は、成形型60は上型64及び下型66よりなってお
り、互いに型合せされるとスラリー導入口62と該導入
口と連通する製品キャビティ68とを郭定するようにな
っている。製品キャビティ68は上型64及び下型66
の見切り面の間の微小な空隙として形成された微小な気
体排出通路70により大気と連通している。
The other end of the conduit 52 is communicatively connected to the slurry introduction port 62 of the molding die 60. In the illustrated embodiment, the mold 60 comprises an upper mold 64 and a lower mold 66 which, when mated with each other, define a slurry inlet 62 and a product cavity 68 communicating with the inlet. It is like this. The product cavity 68 is an upper mold 64 and a lower mold 66.
A minute gas discharge passage 70 formed as a minute gap between the parting planes communicates with the atmosphere.

【0037】上述の如く構成された篩分け装置及び成形
装置を用いて以下の如く原料粉末の篩分け及び成形を行
った。まず実施例1に於て使用された原料粉末と同一の
原料粉末28を10kg秤量し、それを混合槽46の混
合室48内へ装入した。次いで開閉弁24を閉弁した状
態にて導管54より混合室48内へ5kg/cm2 の圧
力にてCO2 72を供給し、ヒータ56によってCO2
を加熱することによりCO2 を温度80℃、圧力120
kg/cm2 の超臨界状態にもたらした。
The raw material powder was sieved and shaped as follows using the sieving apparatus and shaping apparatus configured as described above. First, 10 kg of the same raw material powder 28 as the raw material powder used in Example 1 was weighed and charged into the mixing chamber 48 of the mixing tank 46. Then supplying the CO 2 72 at a pressure of 5 kg / cm 2 from the conduit 54 in a state that closes the on-off valve 24 into the mixing chamber 48, CO 2 by the heater 56
CO 2 is heated at a temperature of 80 ° C. and a pressure of 120
It brought to a supercritical state of kg / cm 2 .

【0038】次いで撹拌器58を3時間回転させること
により原料粉末と超臨界状態のCO2 とを撹拌混合し、
これにより超臨界状態のCO2 を溶媒とする原料粉末の
スラリーを形成した。次いで開閉弁30を開弁してスラ
リーを篩分け装置42の容器本体14内へ導入し、数分
経過後にポンプ50を作動させることにより、篩分けさ
れた原料粉末及び超臨界流体を300kg/cm2 に加
圧しつつ成形型60の製品キャビティ68内へ注入し
た。キャビティ68内に原料粉末が完全に充填された段
階に於て開閉弁30を閉弁し、ポンプ50及び撹拌器5
8を停止し、成形型60を分解して製品キャビティ内に
て成形された粉末成形体74を取り出した。
Then, the stirrer 58 is rotated for 3 hours to stir and mix the raw material powder and CO 2 in a supercritical state,
As a result, a slurry of raw material powder using CO 2 in a supercritical state as a solvent was formed. Next, the on-off valve 30 is opened to introduce the slurry into the container body 14 of the sieving device 42, and after several minutes have elapsed, the pump 50 is operated so that 300 kg / cm of the sieved raw material powder and the supercritical fluid are discharged. While pressurizing to 2 , it was injected into the product cavity 68 of the mold 60. When the raw material powder is completely filled in the cavity 68, the on-off valve 30 is closed, and the pump 50 and the stirrer 5 are closed.
8, the molding die 60 was disassembled, and the powder compact 74 molded in the product cavity was taken out.

【0039】尚視覚的に観察することはできなかった
が、製品キャビティ68内へ導入された超臨界状態のC
2 は該キャビティが気体排出通路70によって大気と
連通されていることからキャビティ内にてその圧力を漸
次低下し、超臨界状態より実質的に大気圧の気体となっ
て大気中に放出されたものと推測される。また製品キャ
ビティ68内に於ては、スラリー導入口62の近傍より
気体排出通路へ向けて圧力が漸次低下する圧力勾配が生
じ、この圧力勾配により原料粉末が成形型の気体排出通
路に近い部位の内壁面に対し押付けられつつ漸次成形さ
れていったものと推測される。
Although it could not be visually observed, C in a supercritical state introduced into the product cavity 68.
Since the cavity is in communication with the atmosphere through the gas discharge passage 70, the pressure of O 2 is gradually reduced in the cavity and is released into the atmosphere as a gas of substantially atmospheric pressure from the supercritical state. It is supposed to be. Further, in the product cavity 68, a pressure gradient in which the pressure gradually decreases from the vicinity of the slurry introduction port 62 toward the gas discharge passage is generated, and due to this pressure gradient, the raw material powder is formed in a portion near the gas discharge passage of the molding die. It is speculated that it was gradually pressed while being pressed against the inner wall surface.

【0040】上述の如く形成された成形体をN2 雰囲気
中にて1760℃に5時間加熱することにより常圧焼結
を行い、得られた焼結体よりJIS規格R1601に基
き10本の抗折試験片を形成し、各試験片について4点
曲げ抗折試験を行った。その結果各試験片の平均強度は
1095MPaであり、ワイブル係数は14であり、最
低強度及び最高強度はそれぞれ970MPa、1210
MPaであった。
The compact thus formed was heated at 1760 ° C. for 5 hours in an N 2 atmosphere to carry out pressureless sintering, and 10 sintered pieces were obtained from the obtained sintered body based on JIS standard R1601. Fold test pieces were formed, and a 4-point bending bending test was performed on each test piece. As a result, the average strength of each test piece was 1095 MPa, the Weibull coefficient was 14, and the minimum strength and the maximum strength were 970 MPa and 1210, respectively.
It was MPa.

【0041】以上の結果より、この実施例に於ても原料
粉末が効果的に篩分けされたものと推測される。またこ
の実施例より、篩分けされた原料粉末を溶媒と共にその
まま成形型へ導くことにより、微細片の篩分け及び成形
を更に一層能率よく実施することができることが解る。
更に篩分けによって凝集体が除去された粉末であって
も、それが空気中にて長時間保管されると空気中の水分
により再度凝集体が形成される虞れがあるが、この実施
例によれば篩分けの直後に成形が行われるので、かかる
虞れを完全に排除することができる。
From the above results, it is presumed that the raw material powder was effectively sieved also in this example. Further, from this example, it is understood that the sifting and molding of the fine pieces can be carried out even more efficiently by introducing the sifted raw material powder together with the solvent into the molding die.
Furthermore, even if the powder from which the agglomerates are removed by sieving is stored in the air for a long time, the agglomerates may be formed again due to the moisture in the air. According to this, since molding is performed immediately after sieving, such a risk can be completely eliminated.

【0042】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described above in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that

【0043】例えば成形されるべき微細片は上述の実施
例の如く粉末に限定されるものではなく、ウイスカや短
繊維の如き他の形態のものであってもよい。また上述の
各実施例に於て、容器本体14内の微細片及び溶媒を撹
拌し混合するプロペラの如き撹拌装置が容器本体内に設
けられてもよい。更に実施例4に於ては、篩分け装置4
2はポンプ50と成形型60との間に組込まれてもよ
く、また使用される溶媒は沸点が常温よりも低い物質よ
りなる高圧の溶媒であって、高圧の気体状態又は高圧の
液体状態の溶媒であってもよい。
For example, the fine pieces to be molded are not limited to powder as in the above-mentioned embodiment, but may be in other forms such as whiskers and short fibers. Further, in each of the above-mentioned embodiments, a stirring device such as a propeller for stirring and mixing the fine particles and the solvent in the container body 14 may be provided in the container body. Further, in Example 4, the sieving device 4
2 may be incorporated between the pump 50 and the molding die 60, and the solvent used is a high-pressure solvent composed of a substance having a boiling point lower than room temperature and is in a high-pressure gas state or a high-pressure liquid state. It may be a solvent.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、使用される溶媒は沸点が常温よりも低い物
質よりなる高圧の溶媒であり、篩分けされる際の溶媒の
状態が超臨界状態、高圧の気体状態、又は高圧の液体状
態の何れであるかに拘らず常温且常圧の状態になると水
の如き液体溶媒に比して表面張力が非常に小さい通常の
気体に変化するので、篩分けされた微細片が溶媒の表面
張力によって再度凝集化されることがなく、また篩分け
後に微細片を乾燥する必要がなく、従って粉末の如き微
細片の篩分けを効果的に且能率よく実施することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the solvent used is a high-pressure solvent composed of a substance having a boiling point lower than room temperature, and the state of the solvent at the time of sieving is Regardless of whether it is in a supercritical state, a high-pressure gas state, or a high-pressure liquid state, it becomes a normal gas that has a very small surface tension compared to a liquid solvent such as water at normal temperature and pressure. As a result, the sieved fine pieces are not re-aggregated by the surface tension of the solvent, and there is no need to dry the fine pieces after sieving, thus effectively sieving fine pieces such as powder. It can be implemented efficiently.

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

【図1】本発明による微細片の篩分け法の実施に使用さ
れるに適した篩分け装置の一つの実施例を示す解図的縦
断面図である。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing one embodiment of a sieving apparatus suitable for carrying out a method for sieving fine pieces according to the present invention.

【図2】図1に示された篩分け装置の一部を拡大して示
す部分縦断面図である。
FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view showing an enlarged part of the sieving apparatus shown in FIG.

【図3】本発明による微細片の篩分け方法の実施に使用
されるに適した篩分け装置の他の一つの実施例を示す解
図的縦断面図である。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another embodiment of a sieving apparatus suitable for use in carrying out the method for sieving fine pieces according to the present invention.

【図4】本発明による微細片の篩分け方法の実施に使用
されるに適した篩分け装置の更に他の一つの実施例を示
す解図的縦断面図である。
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing still another embodiment of the sieving apparatus suitable for carrying out the method for sieving fine pieces according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…圧力容器 12…加振機 14…容器本体 16…微細片収集容器 20…篩 26…導入口 28…原料粉末 30…溶媒排出導管 34…フィルタ 38…溶媒導入口 42…篩分け装置 46…混合槽 50…ポンプ 60…成形型 68…製品キャビティ 74…粉末成形体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pressure container 12 ... Vibrating machine 14 ... Container body 16 ... Fine particle collection container 20 ... Sieve 26 ... Inlet port 28 ... Raw material powder 30 ... Solvent discharge conduit 34 ... Filter 38 ... Solvent inlet port 42 ... Sieving device 46 ... Mixing tank 50 ... Pump 60 ... Mold 68 ... Product cavity 74 ... Powder compact

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】篩分けされるべき微細片を沸点が常温より
も低い物質よりなる高圧の溶媒に懸濁させて篩に通す微
細片の篩分け方法。
Claim: What is claimed is: 1. A method for sieving fine particles, wherein the fine particles to be sieved are suspended in a high-pressure solvent consisting of a substance having a boiling point lower than room temperature and passed through a sieve.
JP20735891A 1991-07-24 1991-07-24 Method for screening fine fragments Pending JPH0523612A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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