JPH0790526B2

JPH0790526B2 - 等方圧成形方法

Info

Publication number: JPH0790526B2
Application number: JP5118988A
Authority: JP
Inventors: 久雄松野; 昭西岡
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH01225505A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、等方圧成形方法に関する。さらに詳しく言う
と、被成形体の厚みがたとえば数十mm以下であっても、
被成形体を均一に加圧することができる等方圧成形方法
に関する。

［従来の技術および課題］従来、たとえば電子部品等に用いられる積層グリーンシ
ートは、たとえば機械的なプレス法により、シートを積
み重ねてなる積層シートを圧着して成形している。

しかしながら、機械的なプレス法では、前記積層シート
を均一に加圧することが困難である。

なぜならば、機械的なプレス方法では、前記積層シート
を均一に加圧しようとするには、プレス装置の金型の複
雑な調整を必要とする不具合があるからである。

また、前記積層シートを均一に加圧しなければ、圧着さ
れた積層シートを焼結する工程等において、積層シート
が割れたり、変形したり、層状剥離を起こしたりすると
いう不具合がある。

一方、従来、被成形体を均一に加圧して成形する等方圧
成形をおこなうのにラバープレス方が用いられている。

しかしながら、ラバープレス法はゴム型を使用している
ので、数十mm以上の被成形体のみを加圧成形することに
適するものである。

したがって、たとえば数十mm以下の被成形体を加圧成形
することが不可能という問題点がある。

本発明は前記事情に基いてなされたものである。

すなわち、本発明の目的は、被成形体の厚みが数十mm以
下であっても、被成形体を均一に加圧する等方圧成形を
おこなうことができる等方圧成形方法を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、機械的なプレス法を用いて積層シ
ート等を均一に加圧しようとするときの煩瑣で複雑な操
作よりもはるかに簡単な操作で、積層シート等を簡単に
均一に加圧することのできる等方圧成形方法を提供する
ことにある。

［前記課題を解決するための手段］前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被
成形体を等方加圧成形する等方圧成形方法において、支
持体に載置した被成形体を入れた内袋を脱気密封する工
程と、前記工程で得られたところの、前記被成形体およ
び前記支持体を密封収納した内袋を緩衝材と共に外袋内
に入れ、外袋を脱気密封する工程とを有することを特徴
とする等方圧成形方法である。

請求項１に記載の当方圧成形方法は、温間等方加圧成形
方法であるのが好ましい（請求項２）。

本発明の方法は、たとえば、支持体に載置した被成形体
を入れた内袋を脱気密封し（以下、これを内装工程と称
する。）、この脱気密封した内袋を緩衝材と共に外袋内
に入れ、前記外袋を脱気密封し（以下、これを外装工程
と称する。）、この脱気密封した外袋を、等方圧成形装
置の圧力容器内に装填し、圧力媒体により前記被成形体
を等方加圧することにより、被成形体を成形する等方圧
成形方法である。

以下、本発明の方法について工程の順にしたがって、詳
述する。

（内装工程）たとえば、第１図に示すように、内装工程１は、被成形
体３を支持体４に載置し、被成形体３を支持体４と共に
内装５内に入れ、内袋５を脱気密封する工程である。

被成形体３としては、高圧の下で加圧成形する必要のあ
るものであれば特に制限はなく、材質としては、セラミ
ックス、非セラミックスの無機物、セラミックスと非セ
ラミックスの無機物との組成物、有機物とセラミックス
との組成物、有機物と非セラミックスの無機物との組成
物、有機物とセラミックスと非セラミックスの無機物と
の組成物、有機物等を挙げることができる。

被成形体３の形状としては、粉末状、粒状、シート状、
板状、シートまたは板の積層状、その他の任意の形状等
を挙げることができる。

たとえば、被成形体３として、Pb、Ba、Ti、Fe、Nb、S
n、Zr、Ｗ、Ce、Mg、Sr、Zn、Cd等の酸化物とバインダ
ーとの組成物よりなるシートを積み重ねた積層シートを
挙げることができる。

本発明において、支持体４は、被成形体３を載置し、被
成形体３を補強してその形状を維持するために使用され
る。

支持体４としては、被成形体３の形状を維持することが
できる形状および支持体４の形状を維持することができ
るだけの強度を有していれば特に制限はなく、たとえ
ば、被成形体３が平面を有する積層シートであるなら
ば、たとえば、支持体４の形状としては平面を有する板
状を挙げることができ、支持体４の材質としては金属ま
たはセラミックスを挙げることができる。

本発明においては、被成形体３および支持体４に窪みお
よび穴等を有する場合は、たとえば、前記窪みおよび穴
等をシリコーンゴム等の充填性および離型性の良好な材
料で充填することにより、被成形体３および支持体４の
表面を平滑にするのが良い。

被成形体３および支持体４の表面を平滑にするのは、加
圧処理時に内袋５が被成形体３および支持体４における
窪みおよび穴等の引き込まれることにより、内袋５が破
れることがないようにするためである。

内袋５の素材としては、被成形体３を支持体４と共に密
封収納した内袋６が、加圧処理時に破損することのない
程度の強度を有し、温間等方圧成形方法を用いる場合で
あれば圧力媒体による加熱に耐えうる材質であれば特に
制限はなく、たとえば、ポルエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン等の合成樹脂製のシートあるいはフィル
ム、金属箔を挙げることができる。入手の容易性、作業
の容易性、強度、コスト等を考慮すると、内袋５の素材
としては、汎用の合成樹脂であるポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ナイロン等よりなる層を有するラミネートフ
ィルムが好ましい。また、内袋５の素材として、ガス透
過性のあるもの、ガスを吸蔵したもの等を用いることも
でき、それにより加圧処理時に被成形体３に必要なガス
を供給することもできる。

内袋５の形状としては、支持体４に載せた被成形体３を
入れ、密封することができれば特に制限はない。

内袋５の形状は、たとえば、第１図に示すように開口部
を一つ有する袋状のもの（図面において10で示すのはヒ
ートシールした部分である。）、開口部を二つ以上有す
る袋状のもの、フィルム状のものを折り曲げたもの、フ
ィルム状のものを二枚重ね合わせたもの等を挙げること
ができる。

本発明において、支持体４に載置し被成形体を内袋５内
に入れる方法としては、たとえば、第１図に示すように、被成形体３を支持体４
に載置してから、被成形体３と支持体４とを内袋５内に
入れてもよく、また、被成形体３と支持体４とを離して
内袋５内に入れてから、被成形体３を支持体４に載置し
てもよい。

内袋５を密封する方法としては、たとえば、内袋５を合
成樹脂製のシートで形成しているならば、たとえば、内
袋５の開口部９をヒートシールする方法、内袋５の開口
部９を超音波シールする方法等を採用することができ、
たとえば、内袋５を合成樹脂製のシートまたは金属箔で
形成しているならば、たとえば、内袋５の開口部９を接
着材でシールする方法、内袋５の開口部９を封止部材た
とえばピンチでシールする方法等を採用することができ
る。

本発明において、内袋５を密封する方法としては、作業
の効率化、密封の完全性等を考慮すると、ヒートシール
する方法を採用するのが好ましい。

また、内袋５を脱気密封する方法としては、たとえば、
内袋５内を真空引きして十分に脱気した状態で内袋５の
開口部９をシールする方法（脱気方法１）、あるいは、
支持体４に載置した被成形体３を入れた内袋５を、ヒー
トシール装置を内蔵する箱の内部に入れ、この箱内を真
空引きして内袋５内を十分に脱気し、次いで、箱内で内
袋５の開口部９をシール方法（脱気方法２）等を挙げる
ことができる。操作の容易性等を考慮すると、脱気方法
２が好ましい。

（外装工程）第２図に示すように、外装工程２は、内装工程１で得ら
れたところの、脱気密封した内袋５を緩衝材７と共に外
袋８内に入れ、外袋８を脱気密封する工程である。

前記緩衝材７は、内袋５と接触し、たとえば、加圧処理
の際にたとえば被成形体の角部分によって内袋５あるい
は外袋８が破損することを防止するために使用される。
また、前記緩衝材７の使用により、等方圧成形装置の圧
力容器内折からの外袋８の出し入れ時に、外袋８に多少
の圧力が加わっても被成形体３の形状を維持することが
できるという取扱い性を良好にする効果等も生じる。

前記緩衝材７の素材としては、たとえば加圧処理時に内
袋５あるいは外袋８が破損することのないような材質お
よび形状であれば特に制限はなく、たとえば、弾力性あ
るいは可撓性等を備える厚さ１〜2mm程度のゴムシー
ト、圧さ数mm程度のスポンジシート等を挙げることがで
きる。

前記緩衝材７を内袋５に接触する方法は、加圧処理時に
外袋８が破損することがなければ特に制限はないが、た
とえば、第２図に示すように、内袋５を二つの緩衝材７
で挟む方法を挙げることができる。

また、加圧処理時に内袋５あるいは外袋８が破損するこ
とがなければ、たとえば、内袋５の外表面に全部に緩衝
材７を当てても、あるいは内袋５の外表面の一部だけに
緩衝材７を当ててもよい。

外袋８としては、内袋５を緩衝材７と共に外袋８内に入
れることができるものであれば特に制限はなく、内袋５
に使用することができるものと同様の材質、形状のもの
を使用することができる。

外袋８を脱気密封する方法は、内装工程において内袋５
を脱気密封する方法と同様におこなうことができる。

本発明においては、一回の等方圧成形処理で、複数の被
成形体３を処理することもできる。

なぜならば、内袋５内に複数の被成形体３を入れてもよ
く、また、外袋８内に複数の内袋を入れてもよく、ま
た、等方圧成形装置の圧力容器に複数の脱気密封した外
袋を入れてもよいからである。

本発明における等方圧成形方法は、温水等方圧成形装
置、温水等方圧ラミネータ、超臨界加圧装置等を用いる
成形方法であり、圧力容器内で被加圧物を圧力媒体によ
り加圧する工程をしている。なお、本発明における等方
圧成形方法は、冷間等方圧成形装置等を用いる冷間等方
圧成形方法であってもよい。

本発明における温間等方圧成形方法は、温水等方圧成形
装置、温水等方圧ラミネータ、超臨界加圧装置等を用い
る成形方法であり、圧力容器内で被加圧物を圧力媒体に
より加圧および加熱する工程を有している。

本発明において、等方圧成形方法は、温間等方圧成形方
法であるのが好ましい。なぜならば、温間等方圧成形方
法において、たとえば積層シートを圧着する場合、積層
シートを均一に加圧すると共に加熱することもできるの
で、圧着性をより良くすることができる。

前記圧力容器は、圧力媒体の圧入によりその内部を高圧
にして被加圧物を加圧することができる構造を有してい
ればよく、たとえば、開口部を有する耐圧容器と、前記
開口部を気密に封止することができる蓋とで構成するも
のである。

前記圧力媒体としては、熱および圧力を伝えうる媒体な
らば特に制限はなく、たとえば水、純水、フッ素系不活
性流体、オイル等を水にエマルジョン化したもの等を挙
げることができる。

たとえば、本発明の等方圧成形方法として温間等方圧成
形方法を用いれば、内装工程１および外装工程２により
得られた被処理体を、圧力容器内に入れ、圧力容器内の
圧力媒体により、所定時間の間、前記被処理体を所定温
度にし、前記被処理体に所定圧力を加えるという操作を
おこなう。

本発明の等方圧成形方法における成形条件は、被成形体
３、支持体４、内袋５、緩衝材７、外袋８の材質および
形状等によって異なってくるので特に限定することはで
きないが、たとえば、前記所定時間は１分〜２時間の範
囲内であるのが好ましく、前記所定温度は500℃以下で
あるのが好ましく、前記所定圧力は10,000kgf/cm²G以下
であるのが好ましい。なお、内袋５および外袋８の材質
が、高温に耐え、ガス透過性を有するもの、またはガス
を吸蔵しているものであれば、高温で加圧成形をおこな
うことにより、被加圧物の成分とガスとの加熱反応を生
じさせることもできる。

本発明においては、被成形体を温間等方圧成形する場
合、成形処理前に、あらかじめ前記被処理体を加温器等
で処理温度近くまで加温しておくのが好ましい。

また、本発明においては、前記所定圧力にした後に、減
圧する時は、500kgf/cm²G以下で減圧速度を遅くするの
が好ましい。

［実施例］（実施例１）＊内装工程＊第３図に示すように、被成形体３として、中央部に窪み
11を有し、Ti系酸化物とバインダーとの組成物よりな
り、圧さが7mmである積層シートを用いた。

第３図に示すように、支持体４として、四つの穴12を有
し、圧さ10mmであるステンレス製の板を用いた。

第３図に示すように、被成形体３を支持体４に載せた。

被成形体３の窪み11と支持体４の四つの穴12とを、シリ
コーンゴムで充填した。

内袋５として、厚さが70μｍであるポリエチレン層とナ
イロン層とを有するラミネートフィルムを二枚重ね合わ
せてヒートシールし、一つの開口部９を有してなる袋を
用いた。

支持体４に被成形体３を載置し、被成形体３と支持体４
とを内袋５の開口部９より内袋５内に入れ、ヒートシー
ル装置を内蔵する箱に前記内袋５を入れ、前記箱内を真
空引きして内袋５内を十分に脱気し、前記箱内で内袋５
の開口部９をヒートシールして脱気密封した。

＊外装工程＊外袋８として、厚さが70μｍであるポリエチレン層とナ
イロン層とを有するラミネートフィルムを二枚重ね合わ
せてヒートシールした一つの開口部13を有する袋を用い
た。

緩衝材７として、厚さが5mmである天然ゴム製のシート
を二枚用いた。

支持体４に載せた被成形体を密封収納した内袋５を二枚
の緩衝材７で挟み込んだ。

前記内袋５と緩衝材７とを外袋８の開口部13より外袋８
内に入れ、ヒートシール装置を内蔵する箱に前記外袋８
を入れ、前記箱内を真空引きして十分に脱気し、前記箱
内で外袋８の開口部13をヒートシールして脱気密封し
た。

この脱気密封した外袋を冷間等方圧成形装置の圧力容器
内に入れ、圧力容器内の圧力媒体により、以下の条件で
等方加圧した。

圧力媒体として、オイルを水にエマルジョン化したもの
を用いた。

加圧処理時間は15分であった。

3,600kgf/cm²Gの圧力で加圧した。

この等方加圧された脱気密封した外袋を、圧力容器内か
ら取り出し、外袋８および内袋５を破り、圧着された積
層シートを取り出した。

このようにして得られた圧着された積層シートを電気式
焼結炉により焼結したが、積層シートが割れたり、変形
したり、層状剥離を起こしたりするという不具合は生じ
なかった。

（実施例２）内装工程１および外装工程２は、実施例１と同様におこ
なった。

得られた脱気密封した外袋を温間等方圧成形装置の圧力
容器内に入れ、圧力容器内の圧力媒体により、以下の条
件で等方加圧した。

圧力媒体として水を用いた。

加圧処理時間は15分であった。

300kgf/cm²Gの圧力で加圧した。

80℃の温度で加熱した。

［発明の効果］従来の等方圧成形方法では被成形体の厚みが数十mm以下
である場合に、等方圧成形をおこなうことが不可能であ
ったのを、請求項１に記載の等方圧成形方法により被成
形体の厚みが数十mm以下であっても等方圧成形をおこな
うことを可能とすることができる。

すなわち、被成形体の厚みが数十mm以下であっても、被
成形体を均一に加圧して圧着することでき、従来、被成
形体を均一に加圧して圧着することができないために生
じていた、焼結工程等で、被成形体が割れたり、変形し
たり、層状剥離を起こしたりするという不具合をなくす
ことができる。

また、請求項１に記載の等方圧成形方法は、従来の機械
的なプレス法を用いて積層シート等を均一に加圧しよう
とするときの煩瑣で複雑な操作よりもはるかに簡単な操
作で、積層シート等を簡単に均一に加圧することができ
るので、従来の機械的なプレス法よりも、生産効率を良
くし、生産コストを下げることができる。

さらに、一回の等方圧成形処理で複数の被成形体を処理
することもできるので、さらに、生産効率を良くし、生
産コストを下げることもできる。

請求項２に記載の等方圧成形方法は、被成形体を加熱す
ることができる温間等方圧成形方法で請求項１に記載の
等方圧成形方法をおこなうことができる。

すなわち、被成形体を加熱しながら均一に加圧して、被
成形体をより十分に圧着することができるので、焼結工
程等で、被成形体が割れたり、変形したり、層状剥離を
起こしたりするという不具合をなくすことができたり、
焼結工程を簡略化することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の等方圧成形方法の内装工程におい
て、被成形体、支持体、および内袋の関係の一例を示す
説明図である。第２図は、本発明の等方圧成形方法の外
装工程において、内袋、緩衝材、および外袋の関係の一
例を示す説明図である。第３図は、本発明の等方圧成形
方法において、被成形体の一例と、支持体の一例と、被
成形体と支持体との関係の一例とを示す説明図である。１……内装工程、２……外装工程、３……被成形体、４
……支持体、５……内袋、７……緩衝材、８……外袋。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被成形体を等方加圧成形する等方圧成形方
法において、支持体に載置した被成形体を入れた内袋を
脱気密封する工程と、前記工程で得られたところの、前
記被成形体および前記支持体を密封収納した内袋を緩衝
材と共に外袋内に入れ、外袋を脱気密封する工程とを有
することを特徴とする等方圧成形方法。
【請求項２】前記等方加圧成形が温間等方加圧成形であ
る前記請求項１に記載の等方圧成形方法。