JPS59145947A - セラミツクスと樹脂との混練物の成形性評価装置 - 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】 本発明は、セラミックス焼結体を製造づ−るための原料
であるセラミックスと樹脂との混練物の成形性評価装置
に関り−るものである。

セラミックス焼結体の中間製品であるセラミックスの成
形性は、多量のセラミックス粉末と比較的少ない樹脂と
で原料混合物が作られ、これを射出成形、押出成形して
成形し、′その後脱脂して作られる。この原料混練物は
、通常の無機物粉末を充填剤として使用するセラミック
スの射出成形あるいは押出成形用の原ｒ１混練物に比較
しで、樹脂の配合割合が極端に少ない。このためにセラ
ミックスと樹脂との混線条ヂ（により、得られるセラミ
ックス樹脂成形品およびこれを脱脂したセラミックス成
形体の成形性が大きく変動する。このため、セラミック
スと樹脂との混練物の成形性の評価装置として、発明者
等は通常の押出成形装置を用いて、吐出［］の上流側に
あＩζる空間部にフィルタ状の流体抵抗板を設（プ、こ
の流体抵抗板の上流に当る部分の圧力を測定し、セラミ
ックスと樹脂との混練物の成形１１１の目安として評価
してい１ｃ０しかしながら、この方法では測定される圧
力値がほとんど同じ揚台にひも得られるセラミックス樹
脂の成形品およびセラミックス成形体の成形１１１：Ｇ
ま大きく変動し、セラミックスと樹脂との混練物の成形
性評価装置としては不十分なものであった。

本発明者等は、上記装置をさらに改良し、流体抵抗板を
２種類使用し、各抵抗板の上流側の圧力を測定し、その
圧力測定結果と、セラミックス樹脂混練物の成形性とが
一定の関連をもつことを発見し、本発明の装置を完成し
たものである。

づなわち、本発明のセラミックスと樹脂との混練物の成
形性評価装置は、セラミックスと樹脂との混線物が１圧
送される圧送通路ど該圧送通路が開］１しかつ該混練物
の出口となるＩｌｌ出［」をもつ圧力室とをもつ本体と
、該圧力室を前室、中室、後室に分【プ′るにうに配置
された第１流体抵抗板および該第１流体抵抗板より流体
抵抗の人さい第２流体抵抗板と、該前室内の流体圧力を
測定する第１圧力計と該中室内の流体圧力を測定する第
２圧力旧とで構成され、該第１圧力ｊｆ’　Ｊｊよび第
２圧）Ｊ　ｉｉｔ　−Ｃ測定される２つの圧力を指標と
しで該混練物の成形性の評価を行なうことを特徴とする
ものである。

本発明の評価装置の構成要素である本体とは、従来の押
出装置とほぼ同一のものである。この本体はセラミック
スと樹脂との混練物が圧送される圧送通路と、該圧送通
路が開口し、かつ該混線物の出口となる吐出口をもつ圧
力室とをもつ。ここで、圧送通路とは可塑化づるための
スクリューを右４るシリンダに相当覆る。この１■塑化
部分は１軸押出しでも２軸押出しのものでもよい。可塑
化した混線物が本体に供給される場合については、その
圧送通路はビス［〜ンとシリンダのように、一定の可塑
物がピストンで圧送されるだれのものＣもよい。本体の
圧）Ｊ室とは、従来の押出装置のノズル口とシリンダと
の間の可塑化された樹脂が溜る室に相当する。

本発明の評価装置では、この圧力室に第１流体抵抗板と
第２流体抵抗板を配置し、圧力室を前室、中室、後室の
３つに分けでいる。ここで、流体抵抗板とは可塑化され
た混練物が通過Ｊ−る際に大きな抵抗を生ずるものであ
る。、具体的にはスリン１−とかｎ通孔どかを全面に一
形成した穴あき板のような板状体を用いる。流体抵抗の
大きさを容易に調整できる点で、多数の貫通孔を右りる
穴あき板が好ましい。この穴あき板の貫通孔の直径を大
、小変えることにＪ、す、あるいは貫通孔の数を増した
り、減少したりしてｎ通孔の全面積を変化させることに
より、抵抗を小さくしたり、大きくしたりづることかで
きる。第１流体抵抗板は圧送通路に近い側に、第２流体
抵抗板は吐出口に近い側に配置する。第２流体抵抗板は
第１流体抵抗板に比較して流体抵抗の小さいものとづる
必要がある。この第１、第２流体抵抗板の流体抵抗の大
きさは、評価しようとする混練物の種類により変わるｌ
こめ、用途←二応じて最適のものを選択する必要がある
。

圧送通路と第１流体抵抗板との間で形成される前室、ａ
３よび第１流体抵抗板と第２流体抵抗板の間に形成され
る中室にはそれら前室、中室内の圧力を測定づ−るため
の第１圧ツノ古１（Ｉ３よぴ第２圧力甜がそれぞれ設け
られでいる。これら第１圧力４１、第２圧ツノ語により
、評価しようとりる混練物が圧送通路より圧送され、前
室、中室、後室を通り吐出［１より吐出する際の前室と
中室の圧力を測定覆るものである。このセラミックスと
樹脂との混練物の成形性評価装置を用いて、混練物の成
形性を評価する場合に、前室の圧ツノずなわら第１圧力
泪で測定される測定値をほぼ一定に保ら、中室の圧）ｊ
すなわち第２圧力訓で測定される圧力を測定し、第２圧
力ｈ１で測定された圧力を成形性の指標とりるのが好ま
しい。第２圧ツノＳ１で測定された圧力の一定範囲内で
ヒケ、ウェルド等の成形欠陥のないセラミックスと樹脂
との混練物の成形体およびそれを脱脂したセラミックス
成形体が得られる。

以下、実施例により説明づる。

本発明の実施例のセラミックスと樹脂との混練物評価装
置を第１図〜第・１図に承り。第１図は叶出口側からみ
た装置の立面図、第２図は第１図のＡＢＣＩ）折線で切
断した圧力室を中心と覆る先端部の中火矢視断面図、第
３図は第１流体抵抗板、第４図ＧＥＬ第２流体抵抗板の
平面図である。この装置は、通常のプラスチックスの２
軸押出装置をぞのＪ：ま本体として用いている。そして
、この２軸押出装置の先端部の室に流体抵抗板となる２
枚の穴あき板を設けたものである。すなわち、本実施例
の評価装置は、本体１と、この本体１の先端に取（＝Ｊ
【）られた中間部材２、さらにこの中間部材２の先端に
設＋Ｊｌうれた３個のノズル口を右４゛る先端部材３３
、第１流体抵抗板４、第２流体抵抗板５を主な構成要素
とする。本体１の中心軸に沿って圧送通路１ａが形成さ
れ−Ｃいる。この圧送通路１ａには２本の棒状スクリユ
ー（図示せｆ）が配置されでいる。本体１の先端部、中
間部材２、および先端部材３の間で圧力室が形成される
。さらに、本体１の先端部と中間部材２の間に第１流体
抵抗板４が固定され、かつ中間部材２ど先端部材３との
間に第２流体抵抗板５が固定されている。これにより圧
力室は前室２ａ１中室３ａ、および後室４ａに分割され
る。なお、本体１、中間部材２．１１３よび先端部材３
はボルト１１で機械的に固定されている。さらに、本体
１の先端部に前室２ａに連通する細孔２１　ａ　ｌＪＩ
設りられ、この他端に１１圧力削６が固定されている。

また、同様に中間部材２には中室３ａに連通ずる細孔３
１　ａ　ｈ＜設（）られこの細孔３１ａの他端に第２圧
力旧７が固定されている。本実施例の評（ｌｌＴ＋装置
は以上の構成よりなる。

次にこの装置を用いてセラミックスと樹ｎ斤との混練物
の成形性の評価方法を説明する。

セラミックスと樹脂との混練物として平均粒径１ミク１
］ンの窒化珪素粉末１００重吊部とポリＪＸ。

チー２８用川部、リフサンビニール樹脂８型吊部、パラ
フィン２重量部、゛ステアリン酸２重量部よりなる原ｒ
１を混線条件を変えて混練し、７種類の混練物を得た。

代表的な混線条件は原料を２００”Ｃ±５℃に調整され
た高温ニーダ−にａ３いテ約６０分間予備混練し、この
予備混練したものを冷却してペレタイリ゛−Ｃ粗粒化し
で混練品とじＩこ。

本実施例の評価装置を用いた圧力の測定は、押出温度１
６０℃±２℃とし、混練物の供給量１介当たり３００（
］、］スクリユー回転数９００ｒｐｎｚ７条＋＋？１”
、別々に７種類の混練物を押出し、定常状態になったと
ころＣ゛前窄２ａおよび中室３ａのＥＦツノを第１圧力
削６、第２圧力δ１７でそれぞれ測定した。この結果を
表に承り。さらに、この評価装置ににる圧力の測定と平
行して、７種類の混練物を射出温度１８０℃、型温度５
５℃、射出圧力９００　ｋｏ／　ａｍ２の条件で、上部
外径３０１ＴＩＩ１１、下部外径４０１、内径２０ｍｍ
１高さ４０ｍｍの中心貫通１ｈ１１を右する円型状の成
形品を射出成形した。この射出成形品の成形欠陥を調べ
た。さらに得られた射出成形品を窒素ガス雰囲気下で、
８０℃１．ｓ　ｒら１時間当たり４℃のが流速度で４５
０　’Ｃまで昇温し、成形品中の樹脂を脱脂し、ヒラミ
ックス成形体を４！？　ｌｊ　Ｏこのセラミックス成形
体の欠陥をぞれぞれ調べた。この射出成形体の成形良品
率および脱脂後のセラミックス成形体の成形良品率をそ
れぞれ表に合わけで示１．．さらに、第２圧ツノ計の測
定によ−）て測定されだ圧力と、脱脂復のレラミ・ンク
ス成形体のつ土ルド部良品割含く％）ｄ３よびヒゲ良品
？、ｌ］合（％）を第５図に示舊。第５図にＪ３いで、
実線轟はウー■−ルド部良品割合の線図を、破線丑はじ
つ良品割合の線図を示づ。

表Ｊ：り第１圧力Ｌ！の測定圧力が、７種類の混練物ど
もに７／１〜７６ｋｇの圧力でほぼ一定している。

これに対して第２圧力泪の測定値は４０　ｋｔ１〜７０
ｋＣＩの間で大きく変動している。また、成形良品率は
、ＮＯ，Ｅ５の混練物のみが３０個中１４個の良品率で
比較的小さく、仙は３０個中２６〜３０　ｆｆ！１と良
い良品率を示しでいる。しかしながら１１１２脂後の良
品率になると、ＮＯ１２とＮ０１６の２種類の混線物の
みが総合′Ｃ−３’Ｏ個中２８個の良品率および３０個
中２７個の良品率と優れた値を示している。この脱脂良
品率を表わしだ第５図の線図より明らかなように、ヒケ
良品割合は第２圧カバ１の測定値が６０１ｔｇ以上で高
くなり、逆にウェルド部■１品割合Ｌｅ＆　５５　ｋｇ
以下で高くなる。したがってヒケ、ウェルド共に良好と
なる圧力範囲は５５へ・６０ｈであることがわかる。こ
れらの結果より上記した混線物を用いる場合については
、第２圧力８１が５５〜６０ｋｇの値を示づようにニー
ダ等でその聞線条件を定めることにより優れたセラミッ
クス成形品が１９られることが明らかで゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の評価装置を示し、第１図は吐
出口側からみた装置の立面図、第２図は第１図のΔＢＣ
Ｄ折線で切断した圧力室を中心とする先端部の中央矢視
断面図、第３図は第１流体抵抗板の平面図、第４図は第
２流体抵抗板の平面図、第５図は本発明の実施例の装置
で測定された圧力と、１１１２脂後のセラミックス成形
品の良品率の関ψを示す線図である。 １・・・本体 ２・・・中間部材 ３・・・先端部材 ４・・・第１流体抵抗板 ５・・・第２流体抵抗板 ６・・・第１圧ノ〕計 ７・・・第２圧力８１ 特狛出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理上　　大川　宏 同　　　弁理士　　評容　修 同　　　弁Ｊｐ士　　丸山明夫 第１図 第２図 第３図　　　　第４図 築５図 圧力（ｋｇ／ｃｍ２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〈１）セラミックスと樹脂との混線物が圧送される仕送
   通路と、該圧送通路が開口しかつ該混練物の出口となる
   吐出口をもつ圧力室とをもつ本体と、 該圧力室を前室、中室、後室に分（）るように配Ｆｒき
   れた第］流体抵抗板および該第１流体抵抗板より流体抵
   抗の大きい第２流体抵抗板と、該前案内の流体圧力を測
   定する第１圧力泪と該中室内の流体圧ノｊを測定づる第
   ２圧力訂どで構成され、 該第１圧力訂および第２圧力組で測定される２つの圧力
   を指標として該混練物の成゛形性の評価を行なうセラミ
   ックスと樹脂との混練物の成形性評１Ｉｌｌｉ装買。 （２）第１流体抵抗板は多数の貫通孔を有りる穴あき板
   であり、第２流体抵抗板は該穴あき板より径の小さい貫
   通孔をもつ穴あき板である特許請求の範囲第１項記載の
   評価装置。