JPH0665608A - 粉体成形方法 - Google Patents

粉体成形方法

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JPH0665608A
JPH0665608A JP24733392A JP24733392A JPH0665608A JP H0665608 A JPH0665608 A JP H0665608A JP 24733392 A JP24733392 A JP 24733392A JP 24733392 A JP24733392 A JP 24733392A JP H0665608 A JPH0665608 A JP H0665608A
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JP
Japan
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self
mixture
compd
stage
cured product
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JP24733392A
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English (en)
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Akihiro Oka
昭宏 岡
Katsumi Suzuki
勝美 鈴木
Tadashi Sasa
正 佐々
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 肉厚品でも支障なく成形し得るようにする。 【構成】 粉体1と、温度変化によって架橋硬化する自
己架橋性化合物2と、揮発性相溶液体3との混合物を型
に注入し、混合物に温度変化を生じさせて自己架橋性化
合物2に3次元架橋硬化を起させ、生成された硬化体を
型から取出した後、硬化体を乾燥して揮発性相溶液体3
を気散除去し、硬化体を熱処理して自己架橋性化合物2
を分解除去し、更に、硬化体を焼結して成形品を得るよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉体成形方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の複雑形状が成形可能な粉体成形方
法としては、鋳込成形や射出成形がある。
【0003】鋳込成形は、粉体をバインダと水で混練し
た混練物を石膏などの多孔質の型に注入し、そのままの
状態で一定時間放置することにより型に水をしみ込ませ
て混練物から水抜きを行わせ、水抜きができたら成形体
を型から抜いて焼成し、成品を得るようにしたものであ
る。
【0004】又、射出成形は、高温下で粉体にワックス
分を混合して成る高粘度の混合物を、高圧で射出して成
形体を作り、該成形体を乾燥してワックス分を脱脂した
後、焼成して成品を得るようにしたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の粉体成形方法には、以下のような問題があった。
【0006】即ち、鋳込成形では、石膏などの多孔質の
型に混練物中の水分をしみ込ませることによって水抜き
を行わせていたので、特に肉厚品を成形する場合に、混
練物の内部と表面などで水抜き具合にムラが生じ、成形
体内部に密度差が発生するため、成形体が乾燥割れを起
し易いという問題があった。
【0007】又、鋳込成形では、得られる成品の寸法精
度が悪いという問題もあった。
【0008】一方、射出成形では、ワックス分を用いて
いたため、ワックス分の脱脂に長い時間が掛かって、生
産性が悪くなるという問題と、混合物を高圧で射出して
いるため、設備コストが高くなるという問題があり、更
に、肉厚品を成形する場合、脱脂がうまく行われ難いた
め、成形体が乾燥割れを起すという問題があった。
【0009】本発明は、上述の実情に鑑み、肉厚品でも
支障なく成形し得るようにした粉体成形方法を提供する
ことを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、粉体と、温度
変化によって架橋硬化する自己架橋性化合物と、揮発性
相溶液体との混合物を型に注入し、混合物に温度変化を
生じさせて自己架橋性化合物に3次元架橋硬化を起さ
せ、生成された硬化体を型から取出した後、硬化体を乾
燥して揮発性相溶液体を気散除去し、硬化体を熱処理し
て自己架橋性化合物を分解除去し、更に、硬化体を焼結
して成形品を得ることを特徴とする粉体成形方法にかか
るものである。
【0011】又、自己架橋性化合物が、多糖類、タンパ
ク質、ポリビニルアルコール系高分子化合物、メチルセ
ルロース系高分子化合物、金属セッケン系高分子化合
物、ヒドロキシステアリン酸系高分子化合物、ジベンジ
リデンソルビトール系高分子化合物、アシルアミノ酸誘
導体のいずれかであることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明の作用は以下の通りである。
【0013】粉体と、温度変化によって架橋硬化する自
己架橋性化合物と、揮発性相溶液体とを混合して、得ら
れた混合物を型に注入し、且つ、混合物に温度変化を生
じさせて自己架橋性化合物に3次元架橋硬化を起させ
る。
【0014】そして、混合物が架橋硬化を起こして形成
された硬化体を型から取出した後、硬化体を乾燥して揮
発性相溶液体を気散除去し、硬化体を熱処理して自己架
橋性化合物を分解除去し、更に、硬化体を焼結して成形
品とする。
【0015】本発明によれば、自己架橋性化合物を用い
たことで、温度変化を生じさせることのみによって揮発
性相溶液体を内部に含んだ状態のまま簡単に粉体と自己
架橋性化合物と揮発性相溶液体との混合物を硬化させる
ことができるため、硬化する前に抜けムラを生じさせつ
つ混合物から揮発性相溶液体が除去されて、硬化体に密
度差を生じさせるようなことがなくなるので、均一な硬
化体が得られ、よって、硬化体の割れや反りや変形がな
くなり、複雑形状の肉厚品を支障なく成形することがで
きる。
【0016】又、自己架橋性化合物に揮発性相溶液体を
併用させているので、揮発性相溶液体が除去される際に
硬化体に形成された無数の気孔を通って自己架橋性化合
物が気散されることとなり、短時間のうちに自己架橋性
化合物の分解除去を行うことができる。
【0017】更に、高圧で型注入を行う必要がなく、常
温にて型注入を行うことができるため、設備コストを低
下することができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例である。
【0020】図中、1は金属やセラミックなどの粉体、
2は温度変化によって架橋硬化する、多糖類、タンパク
質、ポリビニルアルコール系高分子化合物、メチルセル
ロース系高分子化合物、金属セッケン系高分子化合物、
ヒドロキシステアリン酸系高分子化合物、ジベンジリデ
ンソルビトール系高分子化合物、アシルアミノ酸誘導体
などの自己架橋性化合物、3は水やエタノール系のアル
コールなどの自己架橋性化合物2に対する揮発性相溶液
体である。
【0021】4は粉体1と自己架橋性化合物2と揮発性
相溶液体3との混合工程、5は混合工程4で得られた混
合物に対して所定の温度制御を行わせるための温度処理
工程、6は混合物の型注入工程、7は型注入工程で型に
注入された混合物が硬化して成る硬化体の脱型工程、8
は脱型工程で脱型された硬化体から揮発性相溶液体3を
気散除去させる乾燥工程、9は揮発性相溶液体3を除去
された硬化体から自己架橋性化合物2を分解除去する熱
処理工程、10は自己架橋性化合物2を除去された硬化
体の焼結工程、11は焼結により得られた成品である。
【0022】次に、作動について説明する。
【0023】金属やセラミックなどの粉体1と、温度変
化によって架橋硬化する、多糖類、タンパク質、ポリビ
ニルアルコール系高分子化合物、メチルセルロース系高
分子化合物、金属セッケン系高分子化合物、ヒドロキシ
ステアリン酸系高分子化合物、ジベンジリデンソルビト
ール系高分子化合物、アシルアミノ酸誘導体などの自己
架橋性化合物2と、水やエタノール系のアルコールなど
の自己架橋性化合物2に対する揮発性相溶液体3とを、
混合工程4でボールミルなどを用いて湿式混合し、スラ
リー状の混合物とする。
【0024】この際、粉体1と自己架橋性化合物2と揮
発性相溶液体3との配合割合は、粉体1が100WT%
に対し、自己架橋性化合物2を0.1〜30WT%、揮
発性相溶液体3を15〜60WT%程度とする。
【0025】このような配合割合としたのは、自己架橋
性化合物2が0.1WT%未満となると、後工程におけ
る硬化体の保形性が不充分となり、自己架橋性化合物2
が30WT%を越すと、混合物の粘性がきわめて高くな
ったり、揮発性相溶液体3に対する自己架橋性化合物2
の溶解度を越えてしまうからである。
【0026】又、揮発性相溶液体3が15WT%未満と
なると、量的に不足して粉体1と混合することができな
くなり、揮発性相溶液体3が60WT%を越すと、後工
程における硬化体の乾燥収縮が著しく大きくなって、寸
法精度が低下したり、硬化体が乾燥割れを起し易くなっ
たりするからである。
【0027】そして、混合工程4で生成された混合物に
対し、温度処理工程5により所要の温度制御を行い、且
つ、型注入工程6において常圧で混合物を型に注入する
ことにより、混合物に型内で温度変化を起させるように
し、自己架橋性化合物2に3次元架橋硬化を生じさせ
て、混合物を硬化させる。
【0028】この際、温度処理工程5と型注入工程6
は、自己架橋性化合物2の種類に従って、どちらかが先
となる。
【0029】例えば、自己架橋性化合物2がメチルセル
ロース系高分子化合物である場合には、温度上昇によっ
て架橋硬化を起こすので、先に型注入工程6を行ってか
ら、温度処理工程5で架橋硬化温度(40〜60度程
度)まで昇温することにより、混合物に型内で温度変化
を生じさせ、混合物を硬化させる。
【0030】上記以外の自己架橋性化合物2の場合に
は、温度低下によって架橋硬化を起こすので、温度処理
工程5を先に行って混合物を一旦揮発性相溶液体3の沸
点程度の温度に昇温してから、型注入工程6を行い、そ
のままの状態で30分程度放置することにより室温まで
降温させて混合物を温度硬化させる。
【0031】又、温度低下によって架橋硬化する自己架
橋性化合物2であってもポリビニルアルコール系高分子
化合物の場合には、架橋硬化を起こさせるために繰返し
0度以下に冷却する必要があるので、型注入工程6を行
った後、繰返し温度処理工程5を行って混合物を0度以
下に冷却し、混合物を硬化させる。
【0032】尚、自己架橋性化合物2に架橋硬化を生じ
させるための条件は、自己架橋性化合物2及び揮発性相
溶液体3などの種類や配合量などにより異なる。
【0033】そして、型内で自己架橋性化合物2に3次
元架橋硬化を起させた結果、混合物が硬化されたら、生
成された硬化体を脱型工程7で型から取出した後、乾燥
工程8により硬化体を40〜50度程度で数時間加熱し
て乾燥させ、硬化体から揮発性相溶液体3を気散除去す
る。
【0034】これにより、硬化体は僅かに乾燥収縮を起
こして、内部が均一な状態で高密度化される。
【0035】乾燥工程8で揮発性相溶液体3が気散除去
されたら、更に、熱処理工程9により硬化体を毎分5〜
15度の速度で550度程度まで昇温して、そのまま数
時間熱処理を行い、自己架橋性化合物2を熱分解して気
散除去させる。
【0036】この際、熱分解された自己架橋性化合物2
は、揮発性相溶液体3が気散除去される時に硬化体に形
成された無数の気孔を通って、短時間のうちに除去され
る。
【0037】最後に、自己架橋性化合物2が分解除去さ
れた硬化体を焼結して成形品を得る。
【0038】このように、自己架橋性化合物2を用いた
ことで、温度変化を生じさせることのみによって揮発性
相溶液体3を内部に含んだ状態のまま簡単に粉体1と自
己架橋性化合物2と揮発性相溶液体3との混合物を硬化
させることができるため、硬化する前に抜けムラを生じ
させつつ混合物から揮発性相溶液体3が除去されて、硬
化体に密度差を生じさせるようなことがなくなるので、
均一な硬化体が得られ、よって、硬化体の割れや反りや
変形がなくなり、複雑形状の肉厚品を支障なく成形する
ことができる。
【0039】又、型注入工程6では常圧における注入が
可能なので、設備コストが掛からない。
【0040】具体例1 粉体 アルミナ 100WT% 自己架橋性化合物 カラギーナン 1.5WT% 揮発性相溶液体 水 30.0WT% その他 分散剤 1.0WT% 型 10×10×10mm成形用ゴム型(幅×長さ×厚さ)
【0041】アルミナとカラギーナンと水と分散剤とを
ボールミルを用いて湿式混合しスラリーとした後、該ス
ラリーを60度に加熱して、常圧下で常温の型へ注入
し、約30分放置して硬化した所を脱型した。
【0042】取出された硬化体は非常に強固であり、手
で触っても保形性は充分であった。そして、硬化体をほ
ぼ40〜50度に加熱すると、数時間で水と分散剤(揮
発性相溶液体など)が気散された。
【0043】硬化体は、10×10×10mmと肉厚品
であるにも拘らず、水の除去後も、割れや変形や反りが
認められなかった。
【0044】更に、硬化体を毎分5〜15度の速度で5
50度まで昇温し、数時間加熱してカラギーナン(自己
架橋性化合物)を分解除去したが、硬化体には割れは見
られなかった。
【0045】最後に、硬化体を焼結して成形品としたと
ころ、成形品には割れや変形や反りは見られず、3.9
8g/cm3と他の成形法と比較しても遜色ない密度が
得られた。
【0046】具体例2 粉体 部分安定化ジルコニア粉 100WT% 自己架橋性化合物 ジベンジリデンソルビトール 1.0WT% 揮発性相溶液体 イソプロピルアルコール 25.0WT% その他 分散剤 1.0WT% 型 10×10×1mm成形用ゴム型(幅×長さ×厚さ)
【0047】部分安定化ジルコニア粉とジベンジリデン
ソルビトールとイソプロピルアルコールと分散剤とをボ
ールミルを用いて湿式混合しスラリーとした後、該スラ
リーを50度に加熱して、常圧下で常温の型へ注入し、
約30分放置して硬化した所を脱型した。
【0048】取出された硬化体は非常に強固であり、手
で触っても保形性は充分であった。そして、硬化体をほ
ぼ40度に加熱すると、数時間でイソプロピルアルコー
ルと分散剤(揮発性相溶液体など)が気散された。
【0049】硬化体は、10×10×1mmという肉薄
品であるにも拘らず、イソプロピルアルコールの除去後
も、割れや変形や反りが認められなかった。
【0050】更に、硬化体を毎分5〜15度の速度で5
50度まで昇温し、数時間加熱してカラギーナン(自己
架橋性化合物)を分解除去したが、硬化体には割れは見
られなかった。
【0051】最後に、硬化体を焼結して成形品としたと
ころ、成形品には割れや変形や反りは見られず、6.0
4g/cm3と他の成形法と比較しても遜色ない密度が
得られた。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の粉体成形
方法によれば、自己架橋性化合物を用いたことで、温度
変化を生じさせることのみによって揮発性相溶液体を内
部に含んだ状態のまま簡単に粉体と自己架橋性化合物と
揮発性相溶液体との混合物を硬化させることができるた
め、硬化する前に抜けムラを生じさせつつ混合物から揮
発性相溶液体が除去されて、硬化体に密度差を生じさせ
るようなことがなくなるので、均一な硬化体が得られ、
よって、硬化体の割れや反りや変形がなくなり、複雑形
状の肉厚品を支障なく成形することができ、又、揮発性
相溶液体を自己架橋性化合物と併用しているので、自己
架橋性化合物の分解除去を短時間のうちに行うことがで
き、更に、常温にて型注入を行うことが可能なため設備
コストを低下することができるという優れた効果を奏し
得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略工程図である。
【符号の説明】
1 粉体 2 自己架橋性化合物 3 揮発性相溶液体 4 混合工程 5 温度処理工程 6 型注入工程 7 脱型工程 8 乾燥工程 9 熱処理工程 10 焼結工程 11 成品

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉体と、温度変化によって架橋硬化する
    自己架橋性化合物と、揮発性相溶液体との混合物を型に
    注入し、混合物に温度変化を生じさせて自己架橋性化合
    物に3次元架橋硬化を起させ、生成された硬化体を型か
    ら取出した後、硬化体を乾燥して揮発性相溶液体を気散
    除去し、硬化体を熱処理して自己架橋性化合物を分解除
    去し、更に、硬化体を焼結して成形品を得ることを特徴
    とする粉体成形方法。
  2. 【請求項2】 自己架橋性化合物が、多糖類、タンパク
    質、ポリビニルアルコール系高分子化合物、メチルセル
    ロース系高分子化合物、金属セッケン系高分子化合物、
    ヒドロキシステアリン酸系高分子化合物、ジベンジリデ
    ンソルビトール系高分子化合物、アシルアミノ酸誘導体
    のいずれかである請求項1記載の粉体成形方法。
JP24733392A 1992-08-24 1992-08-24 粉体成形方法 Pending JPH0665608A (ja)

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Cited By (1)

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