JPS59326A - Welding of solid particle - Google Patents

Welding of solid particle

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JPS59326A
JPS59326A JP58066838A JP6683883A JPS59326A JP S59326 A JPS59326 A JP S59326A JP 58066838 A JP58066838 A JP 58066838A JP 6683883 A JP6683883 A JP 6683883A JP S59326 A JPS59326 A JP S59326A
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JP
Japan
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solid particles
plates
external heating
fusion
fusing
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JP58066838A
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Japanese (ja)
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ジヨルジユ・ジレ・ルネ・ギスラン・ビアツ−ル
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La Region Wallonne
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La Region Wallonne
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  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外部から熱を与えないで固体粒子を融合さす
新規方法、そのような原理に基づく融合用機械ならびに
得られた生成物に関する。“外部から熱を与えない”の
言葉の意味は、この方法が、エネルギーの変換によりそ
れ自体熱を発生しうろこと、それで、加熱による直接的
な熱を用いないことを意味する。細砕原料より出発して
固体生成物を製造することは、外部からの熱の付与を必
要とする技術に依存していた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a new method for fusing solid particles without the application of external heat, to a fusing machine based on such a principle, and to the products obtained. The meaning of the phrase "no external heat" means that the method may itself generate heat by converting energy, and therefore does not use direct heat from heating. The production of solid products starting from comminuted raw materials has relied on techniques that require the application of external heat.

冶金の技術およびプラスチック材料の処理に広く用いら
れている技術によると、原料をあらかじめ溶融させてか
ら、完成品または半完成品に変える。このような融合技
術は、一般的に高温が必要で、それで大量のエネルギー
を消費する。さらに、高温を用いることは、 使用する装置の製造に多くの問題を課する。
According to the technology of metallurgy and widely used in the processing of plastic materials, the raw materials are melted in advance and then transformed into finished or semi-finished products. Such fusion techniques typically require high temperatures and thus consume large amounts of energy. Additionally, the use of high temperatures imposes many problems on the manufacturing of the equipment used.

さらに、種々の要素よシ構成される材料に融合操作を適
用すると、ある種の材料は均一に分布せず、不均質の完
成生成物を与えるという限界を生ずる。
Furthermore, the application of fusion operations to materials composed of various elements presents a limitation in that some materials are not evenly distributed, resulting in a non-homogeneous finished product.

さらに、高温の使用は、非常に揮発性の要素の十分量を
使用して最終生成物の性質を改良しようとすることを可
能としない。
Furthermore, the use of high temperatures does not make it possible to use sufficient amounts of highly volatile elements to try to improve the properties of the final product.

粉末の冶金学(Metallurgie dos :p
ouares )の名称で知られる別の方法による上、
使用する原料に、圧力および温度を、同時にかまたは相
次いでかけて、原料を凝集させる。
Powder metallurgy
by another method known under the name of
Pressure and temperature are applied simultaneously or successively to the raw material used to cause the raw material to agglomerate.

このような技術は、金属材料またはセラミックスのよう
な非金属材料に用いると、高温の使用に比して、エネル
ギーの消費に関して有利であるが、すべての材料に無差
別に用いえない。それで、焼結と称するこの方法は、そ
の結果ある種の原料に限定され、特に、融合が経済的に
そして(または)工業的に用いられ得ない原料およびあ
る種の特定の応用に限定される。
Although such techniques are advantageous in terms of energy consumption when used with metallic materials or non-metallic materials such as ceramics, compared to the use of high temperatures, they cannot be used indiscriminately with all materials. This method, called sintering, is thus limited to certain raw materials, in particular to raw materials where fusion cannot be used economically and/or industrially, and to certain specific applications. .

焼結によシ処理し得ない原料には、特にガラスがある。Raw materials that cannot be treated by sintering include, in particular, glass.

本発明は、これらの種々の不便さを改良することおよび
外部から加熱しないで固体粒子を融合さす新規方法に関
する。この方法は、固体粒子を、粒子のあいだの摩擦が
融合を生ずるように、固体粒子を、50MPaを超える
圧力および58−1を超えるずれ(5hear )勾配
の組合わせの作用に処することを%徴としている。さら
に、本発明は、そのような方法に用いる融合用機械およ
び生成物に関している。
The present invention relates to ameliorating these various inconveniences and to a new method of fusing solid particles without external heating. This method involves subjecting the solid particles to the combined action of a pressure greater than 50 MPa and a shear gradient greater than 58-1 such that friction between the particles causes fusion. It is said that Furthermore, the present invention relates to fusing machines and products for use in such methods.

本発明の新規融合方法は、外部からの熱を用いない。っ
まシ、摩擦の機械的エネルギーを熱エネルギーに変換す
ることにより適当な熱を生成させる。融合には、ペース
ト状、軟化、可塑化または半融合といった融合に近い状
態も含まれる。
The novel fusion method of the present invention does not use external heat. Appropriate heat is generated by converting the mechanical energy of friction into thermal energy. Fusion also includes states close to fusion, such as pasty, softened, plasticized, or semi-fused.

本発明の新規融合方法は、従来からの融合法で生ずる物
理的特性を有する生成物を、用いる原料の融合温度よシ
ずっと低い温度で与えるとい5大きな利点を有する。
The novel fusion process of the present invention has the great advantage of providing products with the physical properties produced by conventional fusion processes at temperatures much lower than the fusion temperatures of the raw materials used.

固体粒子とは、熱の作用で可塑化し、融解しまたは変型
しうる性質の、無機および(または)有機材料でのすべ
てを意味するとする。これらの固体粒子は場合にょシガ
スを発生しようとする。また、それらは、相互に反応し
て、ガラス材料のように、融合による均質化生成物を与
えるものでもよい。
By solid particles is meant any inorganic and/or organic material which is capable of plasticizing, melting or deforming under the action of heat. These solid particles tend to generate gas in some cases. They may also react with each other to give homogenized products of fusion, such as glass materials.

これらの固体粒子は、細砕状態で、粒子、力粒、グレン
(grain ) 、チップ、球または粉末の状態であ
り5る。高い圧力とずれ勾配の組合わせの作用に処した
時に、前記の広い意味において、融合をおこさすに十分
の摩擦力を与えるという条件で、すべての形状およびプ
ロフィールの固体粒子を゛用い5る。
These solid particles are in the form of particles, granules, grains, chips, spheres or powders in their comminuted state. Solid particles of all shapes and profiles are used, provided that, when subjected to the combined effects of high pressure and shear gradients, they provide sufficient frictional forces to cause fusion in the broad sense mentioned above.

固体粒子の大きさは、なるべくは100μmから1 m
mとなしうる。粒子間の接触点を最大にするためには、
細かい粒度が有利で、その方が、機械的摩擦エネルギー
を熱エネルギーに効率よく変えるのに有利である。さら
に、固体粒子が細かければそれだけ、用いる種々の材料
を均質に混合しうる。明らかに、均質な混合物は本発明
方法の実施に有利で、非常に均質で規則的な、性質およ
び構造を有する生成物を与える。
The size of the solid particles is preferably between 100 μm and 1 m.
It can be done as m. To maximize contact points between particles,
A finer particle size is advantageous, as it facilitates more efficient conversion of mechanical frictional energy into thermal energy. Furthermore, the finer the solid particles, the more homogeneous the various materials used can be mixed. Obviously, homogeneous mixtures are advantageous for carrying out the process according to the invention, giving products with very homogeneous and regular properties and structure.

本発明に従い用いうる無機性の固体粒子には、たとえば
ガラス質材料、セラミックス材料、金属、鉄金属、非鉄
金属、それらの合金、それらの酸化物、それらの塩およ
びそれらの混合物があシ、単独かまたはあらゆる割合に
混合しうる。
Inorganic solid particles that can be used according to the invention include, for example, vitreous materials, ceramic materials, metals, ferrous metals, non-ferrous metals, alloys thereof, oxides thereof, salts thereof and mixtures thereof, alone. or may be mixed in any proportion.

ガラス質材料には、たとえば、従来からのまたスといっ
たガラスの製造に用いられる組成物がある。
Glassy materials include, for example, compositions used in the manufacture of glasses, such as traditional glasses.

セラミックス材料には、衛生品の製造に用いられている
従来からのセラミックスおよび新しいセラミックスたと
えば金属の炭化物、窒化物その他の金属性セラミックス
がある。
Ceramic materials include traditional ceramics used in the manufacture of sanitary products as well as new ceramics such as metal carbides, nitrides and other metallic ceramics.

単独または混合物として用いる材料はメンデレーエフの
周期律表の元素から選びうる。
The materials used alone or in mixtures can be selected from the elements of Mendeleev's periodic table.

非鉄金属にはたとえば銅、亜鉛、すす、アンチモン、ア
ルミニウム、鉛およびそれらの合金がある。
Nonferrous metals include, for example, copper, zinc, soot, antimony, aluminum, lead, and their alloys.

固体粒子は、種々の金属、特に鉄金楕および非鉄金属の
合金であシ得、さらに種々の金属の酸化物を包含しうる
。さらに、陽イオンおよび(または)陰イオンよシ形成
される塩および他の化合物を用いうる。たとえば、鋳鉄
、鋼、不銹鋼、特殊鋼、青銅、真ちゅう型の合金を用い
うる。酸化物には、マグネシウム、アルミニウム、ケイ
素、亜鉛、鉛、ジルコニウム、リチウム等の酸化物があ
る。
The solid particles may be alloys of various metals, particularly ferrous and non-ferrous metals, and may also include oxides of various metals. Additionally, salts and other compounds formed by cations and/or anions may be used. For example, cast iron, steel, stainless steel, special steel, bronze, brass-shaped alloys can be used. Examples of oxides include oxides of magnesium, aluminum, silicon, zinc, lead, zirconium, lithium, and the like.

本発明に従い用いうる有機性固体粒子は、熱の作用で、
軟化、溶融または硬化しぇねばならない。
The organic solid particles that can be used according to the invention can be
Must be softened, melted or hardened.

そのような条件をみたす有機材料には、なかんずく合成
重合体、それらの混成物(alliagea )があ如
、熱可塑性でも熱硬化性でもよい。合成重合体には、特
に、合成または人工のホモ重合体、共重合体、チル重合
体がある。合成重合体の例としては、ポリアミド、ポリ
エステルたとえばポリエチレンテレフタレート、ポリカ
ーボネート、ポリオレフィンたとえばポリエチレンおよ
びポリプロピレン ビニル誘導体たとえば塩化ポリビニ
ル、ポリスチレン、ポリアクリレートおよびポリメタク
リレートおよびポリウレタンがある。
Organic materials satisfying such conditions include, inter alia, synthetic polymers, their alliages, and may be thermoplastic or thermosetting. Synthetic polymers include, inter alia, synthetic or artificial homopolymers, copolymers, chill polymers. Examples of synthetic polymers are polyamides, polyesters such as polyethylene terephthalate, polycarbonates, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, vinyl derivatives such as polyvinyl chloride, polystyrene, polyacrylates and polymethacrylates and polyurethanes.

従来法では多くの問題のある、溶融温度の高い合成重合
体も本発明で有利に用いうる。たとえば、ポリスルホン
、ポリエチレンの酸化物およびスルファイド、ポリイミ
ドがある。これらの種々の重合体は、あらゆる割合で使
用でき、工業的な複合プラスチック材料の製造に用いら
れるような檀々の他の化合物を添加しうる。
Synthetic polymers with high melting temperatures, which have many problems in conventional methods, can also be advantageously used in the present invention. Examples include polysulfones, polyethylene oxides and sulfides, and polyimides. These various polymers can be used in any proportion and may be supplemented with other compounds such as those used in the production of industrial composite plastic materials.

分子間力で結合される、2種および2種より多くの化合
物よシ形成される重合体混合物より構成される混、放物
も、本発明に従い用いうる。たとえば、アクリルニトリ
ル−シタジエン−スチレン(ABS)、塩化ポリげニル
(PVO)、ポリカーボネート、ポリオレフィンおよび
熱硬化性樹脂を、エラストマーおよび熱可塑材に結合さ
せた混成物がある。
Mixtures composed of polymer mixtures formed by two and more than two compounds bound by intermolecular forces may also be used in accordance with the invention. For example, there are hybrids of acrylonitrile-citadiene-styrene (ABS), polygenyl chloride (PVO), polycarbonates, polyolefins, and thermosets bonded to elastomers and thermoplastics.

本発明によれば、固体粒子は、粒子間の摩擦が融合を与
えるように、50 MPaを超える圧力と58−1を超
えるずれ勾配の組合わせの作用に処する。
According to the invention, the solid particles are subjected to a combination of pressure greater than 50 MPa and shear gradient greater than 58-1 such that friction between the particles provides fusion.

第1段階において、粒子に及はされる増大する圧力は、
圧縮しそして(または)砕く作用を及はし、そして、粒
子間の接触をよシ緊密にしてゆく。
In the first stage, the increasing pressure exerted on the particles is
It exerts a compressing and/or crushing action and brings closer contact between the particles.

第2段階において、圧力とずれ勾配の組合わせの作用で
、高い摩擦力を生じ、ずれ勾配の作用する、相隣る部分
で、高い摩擦力の結果として融合を生ずる。
In the second stage, the combined action of pressure and shear gradient produces a high frictional force, and adjacent sections on which the shear gradient acts cause fusion as a result of the high frictional force.

第3段階において、融合は、ひとつのゾーンから他のゾ
ーンに進み、粒子全体に及ぶ。このように得られる溶融
塊は、クラーク(OOulag8 ) 、ムラーゾ(m
oulagθ)、押出しまたは注入によシ、完成品また
は半完成品形成のために、冷却するかまたはじかに使用
しうる。
In the third stage, fusion progresses from one zone to another and extends throughout the particle. The molten mass thus obtained can be classified as Clark (OOulag8), Murazo (m
oulag θ), by extrusion or injection, and can be used cooled or directly to form finished or semi-finished products.

これら6段階が順次に進み温度が上昇し、ついで温度は
一定化して作業温度になる。得られる平衡温度は、用い
る固体粒子の性質および選んだ操作条件で異なる。温度
の上昇は常に非常に速く、上記の第3段階の始めに通常
、自動調節がおこる。
These six steps proceed in sequence, increasing the temperature, and then stabilizing the temperature to the working temperature. The equilibrium temperature obtained depends on the nature of the solid particles used and the operating conditions chosen. The temperature rise is always very rapid and self-adjustment usually occurs at the beginning of the third stage mentioned above.

驚くべきこととして、高い圧力とずれ勾配の組合わされ
た作用で、融解温度よりかなり低い温度で比較的短時間
に粒子の融合のおこることが分った。
Surprisingly, it has been found that the combined action of high pressure and shear gradient causes particle fusion to occur in a relatively short time at temperatures well below the melting temperature.

下表に、種々材料についての操作条件および温度を示す
。比較のために従来法による時の操作温度も示す。
The table below shows operating conditions and temperatures for various materials. For comparison, the operating temperature when using the conventional method is also shown.

使用材料をつぎに示す。The materials used are shown below.

現在ガラス製品に用いられており、 Manufacture  de  0ristaux
  du  Ve、I 5aint  Lambert
(v、 s、、 L、)より販売の、破砕鉛ガラス製ス
レート。
Currently used in glass products, Manufacture de Oristaux
du Ve, I 5aint Lambert
Crushed lead glass slate sold by (v, s,, l,).

914.94 %の亜鉛と、4チのアルミニウムと、1
チの銅と0.06%のアルミニウムより成立つ合金であ
るZamak 0 Union 0arbideの熱安定性UDFiL重合
体であるポリスルホン。
914.94% zinc, 4% aluminum, 1
Polysulfone, a thermally stable UDFiL polymer of Zamak 0 Union 0 arbide, an alloy consisting of copper of 30% and 0.06% aluminum.

低温での融合現象の説明に特に理論的根拠はない。機械
的摩擦−ネ〜ギーが熱−ネーン覧変わることがあシうる
としても、他のエネルギーの入シうる余地があり、存在
する分子および原子に物理的および化学的エネルギーも
入る余地がある。
There is no particular theoretical basis to explain the fusion phenomenon at low temperatures. Although it is possible for mechanical friction energy to be replaced by heat energy, there is room for other energies to enter, and there is also room for physical and chemical energy to enter into the molecules and atoms present.

発生温度が平衡に達するのに、つぎの要因が支配する。The following factors govern the generation temperature reaching equilibrium:

固体粒子の大きさおよび形状。Size and shape of solid particles.

固体粒子の性状。Properties of solid particles.

圧力およびずれの勾配 これらは、固体粒子により形成される塊の内部に存在す
る成分の、融合またはペースト化に相当する部分温度を
生ずる可能性を否定しない。このような仮定を証明しま
たは排除する証拠はない。
Pressure and shear gradients do not rule out the possibility that they give rise to partial temperatures corresponding to the fusion or pasting of the components present inside the mass formed by the solid particles. There is no evidence to prove or preclude such an assumption.

逆に、外部からの熱に依存しないで固体粒子を融合さす
操作の全体的エネルギー収支は、既知の方法に比して非
常に有利である。さらに、本発明方法ニよると、v日L
スレートで、溶融に必要なエネルギー量はi、5KWh
/kgである。従来のガラス産業で、同じ結果をうるの
に6倍のエネルギーが必要となる。同様に、本発明方法
によp Zamakを融合させ利用することは、0.4
8 KWh/に9を必要とする。他方、従来の産業では
値は約4倍となる。
On the contrary, the overall energy budget of the operation of fusing solid particles without relying on external heat is very advantageous compared to known methods. Furthermore, according to the method of the present invention, v day L
For slate, the amount of energy required for melting is i, 5KWh.
/kg. In the traditional glass industry, it would take six times more energy to achieve the same result. Similarly, the use of p Zamak in combination with the method of the present invention is 0.4
9 is required for 8 KWh/. In traditional industries, on the other hand, the value is approximately four times higher.

種々の粒子にずれによシ与えられる摩擦力が融合をおこ
すに十分であるためには50 MPaを超える圧力が固
体粒子に及ぼされねばならない。この圧   □力は固
体粒子間の接触点の数を増加させ、塊の内部への熱の伝
播を改良する。50 MPaを超える圧力が有利で、5
0から1000 MPaの圧力とする。
Pressures in excess of 50 MPa must be exerted on the solid particles in order for the frictional forces exerted by shear on the various particles to be sufficient to cause fusion. This pressure □force increases the number of contact points between solid particles and improves the propagation of heat into the interior of the mass. Pressures above 50 MPa are advantageous;
The pressure is from 0 to 1000 MPa.

一般的に70から700 MPaの圧力とする。一般的
に、圧力は用いる原料に従って選ぶ。固体粒子が緊密に
接触して、ずれ勾配との組合わせの作用で粒子が融合す
るような摩擦を生ずるようにする。
Typically the pressure is between 70 and 700 MPa. Generally, the pressure is chosen according to the raw materials used. The solid particles are brought into intimate contact such that friction, in combination with the shear gradient, causes the particles to fuse.

本発明に準じ圧力とあわせて用いるずれ勾配は、58−
1以上、なるべくは5から80008−1のあいだとす
る。
The shear gradient used in conjunction with the pressure according to the present invention is 58-
1 or more, preferably between 5 and 80008-1.

ずれ勾配は、式 p (m)中心から、ずれ勾配を測定する場所までの距
離 Rは最大半径(m) Hは2つのプレートのあいだの距離(7FL))によ如
測定する。
The shear gradient is measured according to the formula p (m) where the distance R from the center to the location where the shear gradient is measured is the maximum radius (m), and H is the distance between the two plates (7FL).

固体粒子への圧力の作用およびずれ勾配の作用は、同時
的でもそうでなくてもよい。一般的に固体粒子の内部に
ずれ勾配を導入したあとで、圧力を序々に与える。
The action of pressure and the shear gradient on the solid particles may be simultaneous or non-simultaneous. Generally, after introducing a shear gradient inside a solid particle, pressure is gradually applied.

本発明はまた固体粒子融合のための機械を目的とする。The invention is also directed to a machine for solid particle fusion.

この機械は、少なくともひとつが廻転している2枚のプ
レートのあいだにおいて、50MPaを超える圧力と5
B−1を超えるずれ勾配の組合わせ作用に、閉じられた
空間内において、粒子を処理することを特徴としている
。ずれの勾配を生じさすように、1枚のプレートそして
場合によ92枚のプレメートを廻転させる。2枚のプレ
ートが廻転するなら、廻転の方向を同じまたは反対とな
しうる。圧力は1枚のプレーまたは場合により2枚のプ
レートに加える。
This machine applies pressures exceeding 50 MPa and 5
It is characterized by processing particles in a closed space due to the combined action of shear gradients exceeding B-1. One plate and possibly 92 premates are rotated to create a gradient of shear. If two plates rotate, the directions of rotation can be the same or opposite. Pressure is applied to one plate or possibly two plates.

融合機械の、特に機構的およびエネルギー的理由から有
利にするには、プレートの1枚を廻転させ、他のプレー
トを経て、閉じられた空間内の固体粒子塊に圧力を伝え
るようにする。少なくとも1枚が廻転しそしてずれの勾
配を与えるようになっている、プレートの少なくとも1
枚に加えられている圧力下に、プレートは相互に近づき
そして固体粒子のあいだに、融合をひきおこす摩擦を生
ずる。固体粒子は、閉じられた空間内に開口する供給パ
イプにより、細砕状態で導入する。閉じられた空間内全
体を固体粒子がみたしたら、供給パイプの口を閉じ、粒
子塊全体に圧力を加え、第1次圧縮をする。ついで、圧
力を除いてからプレートを廻転させて、ずれ勾配を与え
る。ついで、固体粒子に序々に圧力を増加させてゆく。
The fusion machine is particularly advantageous for mechanical and energetic reasons if one of the plates is rotated so that the pressure is transmitted via the other plate to the mass of solid particles in the enclosed space. at least one of the plates, at least one of which rotates and is adapted to provide a gradient of shear;
Under the pressure exerted on them, the plates approach each other and create friction between the solid particles that causes fusion. The solid particles are introduced in finely divided form by means of a feed pipe opening into the closed space. Once the entire closed space is filled with solid particles, the supply pipe is closed and pressure is applied to the entire particle mass to perform primary compression. Then, after removing the pressure, the plate is rotated to provide a shear gradient. Then, the pressure is gradually increased on the solid particles.

少なくとも1枚のプレートを有する水圧機シリンダーで
加圧する。機械的および電気負荷が過大になるのを防ぐ
ために、固体粒子の全体を、プレートの少なくとも1枚
を廻転することによシまずずれ勾配の作用に処し、つい
で増加する圧力の作用に処する。
Pressurize with a hydraulic cylinder having at least one plate. In order to prevent excessive mechanical and electrical loads, the solid particles are first subjected to the action of a shear gradient by rotating at least one of the plates and then to the action of increasing pressure.

機械の閉じられた空間内に存在する粒子の融合のプロセ
スは、前記の6段階に従って行なわれ、粒子の圧縮およ
び(または)崩壊、融合の誘導および伝播がおこる。融
合は、ずれの最大の部分、つま9、固定部分と廻転部分
との界面におこる。2枚のプレートの廻転する融合機械
の場合、融合は、2枚の廻転するプレートに近い領域か
ら始まシ、空間の内部におよぶ。
The process of fusion of particles present in the closed space of the machine takes place according to the six steps described above, with compression and/or collapse of the particles, induction of fusion and propagation. The fusion occurs at the part of the largest deviation, the claw 9, and the interface between the fixed part and the rotating part. In the case of a two-plate rotating fusion machine, the fusion starts from an area close to the two rotating plates and extends into the interior of the space.

融合機械は、2枚のプレートおよびこれらのプレートの
うちのひとつの固定しているかまたはしていないシリン
ダーを包含して閉じられた空間を形成し、上記空間中に
開口する、固体粒子供給パイプ、プレートの少なくとも
1枚を加圧する手段、プレートの少なくとも1枚を廻転
する手段を包含している。
The fusion machine includes two plates and a fixed or non-fixed cylinder of one of these plates to form a closed space, and a solid particle supply pipe opening into said space; It includes means for pressurizing at least one of the plates and means for rotating at least one of the plates.

シリンダーは、プレートと共に閉じられた空間を形成す
る。ンリンダーはプレートの1枚に完全に固定させうる
。その場合、プレートの廻転および(または)並進の運
動全体に従う。シリンダ−0,には、シリンダーはプレ
ートに関してトランスレーション運動する。
The cylinder forms a closed space with the plate. The slider can be completely fixed to one of the plates. In that case, the entire rotational and/or translational motion of the plate is followed. For cylinder-0, the cylinder moves in translation relative to the plate.

固体粒子のだめの供給パイプは、閉じられた空間内に開
口するオリフィスを有する。このオリフィスは、空間の
1部を構成するシリンダー中に存在する。オリフィスが
シリンダー中にある時には、プレートのうちの1枚に対
するシリンダーの相対的変位によるかまたは融合機械と
は独立した、閉じるシステムで開閉する。オリフィスを
プレート中に設ける場合には、融合機械とは独立して閉
じるシステムを設ける。
The supply pipe of the solid particle reservoir has an orifice that opens into an enclosed space. This orifice is in a cylinder that forms part of the space. When the orifice is in the cylinder, it opens and closes by relative displacement of the cylinder with respect to one of the plates or by a closing system independent of the fusing machine. If orifices are provided in the plate, a closing system is provided independent of the fusion machine.

プレートのうちの少なくとも1枚を加圧する手段は、既
知のタイプでたとえば水圧機よシ成立つ。
The means for pressurizing at least one of the plates may be of known type, for example a hydraulic machine.

プレートの少なくとも1枚の廻転は、任意の既知の方法
で実施しうる。たとえば変速機および減速器に連結させ
たモーターがある。外部からの加熱によらない固体粒子
の融合機は、成型、カスト、注入および押出しの装置を
包含しうる。装置は、軸方向または径方向に設けうる。
Rotating at least one of the plates may be performed in any known manner. For example, there are motors coupled to transmissions and reducers. Solid particle coalescing machines without external heating can include molding, casting, injection and extrusion equipment. The device may be provided axially or radially.

軸方向とは、圧向とは、圧力を施す方向に直角の面内に
装置をおくことである。
Axial direction and pressure direction mean placing the device in a plane perpendicular to the direction in which pressure is applied.

成型装置は、注入パイプにより閉じられた空間に接続す
る。注入パイプの開閉は、融合機械とは別に、既知の任
意の装置によるか、プレートに対するシリンダーの運動
による。
The molding device is connected to the closed space by an injection pipe. The injection pipe is opened and closed by any known device apart from the fusion machine or by the movement of the cylinder relative to the plate.

軸方向配置では、成型装置をプレートのうちのひとつに
固定しうる。注入パイプの開閉は既知の型の、独立した
装置で実施する。たとえば、注入パイプ中を動くパイプ
を用いる。
In an axial arrangement, the molding device can be fixed to one of the plates. The opening and closing of the injection pipe is carried out by a separate device of known type. For example, using a pipe moving through an injection pipe.

本発明の目的である方法およびそれにもとづく融合機械
の利点は多い。本発明方法では、従来法に比して全エネ
ルギー消費量が非常に少ない。さらに前記したようなあ
らゆる型の材料の使用を可能とする。さらに、従来法で
は用いえなかった材料の使用を可能とする。本発明方法
によれば、処理時間が十分に減少して、従来法でふつう
に用いられた温度で非常に不安定な成分を含有する新規
材料をうろことが可能となる。用いる原料はきわめて多
様でありうるし、方法はすべての混合物に適用しうるの
で、均質の構造の、種々のそして新しい生成物が得られ
る。たとえば、セレン添加ガラスがある。従来のガラス
融合法によると、0.1から0.2優のセレンを導入し
うる。本発明方法では、6から4チまで導入して、なん
ら支障がない。
The advantages of the method and the fusion machine based thereon that are the object of the invention are many. The method of the invention consumes much less total energy than conventional methods. Furthermore, it allows the use of all types of materials as mentioned above. Furthermore, it allows the use of materials that could not be used with conventional methods. With the method of the invention, processing times are sufficiently reduced to make it possible to process new materials containing components that are highly unstable at the temperatures normally used in conventional methods. The raw materials used can be very diverse and the process can be applied to all mixtures, so that different and new products of homogeneous structure are obtained. For example, there is selenium-doped glass. According to conventional glass fusion methods, 0.1 to 0.2 yen of selenium can be introduced. In the method of the present invention, up to 6 to 4 chips can be introduced without any problem.

混合物中に、温度を加えてガスを発生する化合物を用い
れば、生成物は、小胞状構造となる。
If a compound is used in the mixture that generates gas upon application of temperature, the product will be a vesicular structure.

本発明方法には多くの応用例があ)、特に、冶金、ガラ
ス産業、電子工学の分野がある。
The method of the invention has many applications, in particular in the fields of metallurgy, the glass industry and electronics.

本発明は、つぎに示す非限定的な、融合機械の説明でよ
りよく理解しうるであろう。
The invention may be better understood with the following non-limiting description of a fusion machine.

第1図は、本発明による融合機械を模式的に示す。FIG. 1 schematically shows a fusion machine according to the invention.

第2図は、直径方向に成型装置の存在する融合機械を示
す。
FIG. 2 shows a fusing machine with diametrically forming forming devices.

第6図は、軸方向に成型装置の存在する融合機械を示す
FIG. 6 shows a fusion machine with a forming device in the axial direction.

第1図で、融合機械は2枚のプレート1および2を包含
し、それらの内面3および4は閉じられた空間5の壁の
部分を構成する。プレートに固定するかまたは固定しな
いシリンダー6は、プレートとあわせて閉じられた空間
5を構成し、閉じられた空間に開口する供給パイプTに
ょシ、8において固体粒子を導入する。ずれ勾配は、プ
レートの少なくとも1枚を回転することで与える。2枚
のプレートが廻転する時に、廻転方向は同じかまたは反
対とする。既知の伝達手段で、プレートの少なくとも1
枚または2枚に圧力を与える。圧力により、プレート1
および2の内面3および4は相互に近づき、供給パイシ
フのオリフィス8を閉じ、圧力およびずれ勾配が同時に
作用して、閉じられた空間5の内部に存在する粒子を融
合させる。
In FIG. 1, the fusion machine includes two plates 1 and 2, the inner surfaces 3 and 4 of which constitute part of the wall of a closed space 5. In FIG. The cylinder 6, which may or may not be fixed to the plate, together with the plate constitutes a closed space 5 into which the solid particles are introduced in a feed pipe T, 8 opening into the closed space. The displacement gradient is provided by rotating at least one of the plates. When the two plates rotate, the directions of rotation may be the same or opposite. With known transmission means, at least one of the plates
Apply pressure to one or two sheets. Due to pressure, plate 1
The inner surfaces 3 and 4 of and 2 approach each other, closing the orifice 8 of the feed piston and the pressure and shear gradient acting simultaneously to fuse the particles present inside the closed space 5.

第2図で、融合機械は、作動する位置に存在する、第1
図に示すような装置を含有している。この位置にあるプ
レート1は、供給パイプ7の開口部8を塞ぐ。さらに、
融合機械は、直径方向に位置して成型装置を含有する。
In FIG. 2, the fusion machine is in the operative position, the first
It contains the equipment shown in the figure. The plate 1 in this position closes the opening 8 of the supply pipe 7. moreover,
The fusing machine contains forming devices located diametrically.

これは、閉じられた空間5に開口するオリフィス10を
有する、注入パイプ9を有する。注入パイプ9は、成型
用の装置12に、11において開口する。この装置は、
ひとつまたはひとつより多くの型を含有しうる。
It has an injection pipe 9 with an orifice 10 opening into a closed space 5. The injection pipe 9 opens at 11 into a device 12 for molding. This device is
It may contain one or more than one type.

注入パイプ9のオリフィス10の開口はシリンダー6の
横方向への移動で行なう。
The orifice 10 of the injection pipe 9 is opened by moving the cylinder 6 in the lateral direction.

第3図は、第2図に示すような融合装置を示す。FIG. 3 shows a fusion device as shown in FIG.

ここで成型装置12が軸方向に存在する。この成型装置
が第2図と異なるのは、注入パイプ9がオリフィス10
を含有し、その開閉が、模式的に13として示しである
装置で行なわれていることである。このパイプは、成型
装置12に11において開口する。オリフィス10の開
閉装置13は、融合機械自体からは独立している。開閉
は、オリフィス10を閉じるシャフトを支配する空気圧
または水圧式のシリンダーで行なう。
A molding device 12 is present here in the axial direction. The difference between this molding device and that shown in FIG. 2 is that the injection pipe 9 has an orifice 10.
, and its opening and closing are carried out by a device schematically shown as 13. This pipe opens at 11 into a molding device 12 . The opening/closing device 13 of the orifice 10 is independent of the fusion machine itself. Opening and closing is effected by a pneumatic or hydraulic cylinder controlling the shaft that closes the orifice 10.

つぎに示す非限定的実施例で、本発明の目的である方法
をよシよく理解しうるであろう。
The method which is the object of the invention may be better understood by the following non-limiting examples.

例1 第3図に示した融合機械を用いる。Example 1 The fusion machine shown in Figure 3 is used.

機械はプレート1を含有する。これは回転しながらシリ
ンダー6も回転させる。しかし、シリンダーに対し長さ
の方向に移動できる。この機械は固定されたプレート2
も含有する。これは、成型装置も含有し、プレート2に
は圧力も加わる。用いた材料は150がら250μmの
粒度の亜鉛粉末である。粉末は供給パイプ7によ如閉じ
られた空間5.に導入する。72 MPaの圧力で圧縮
する。圧力を除き、ピストン1およびシリンダー6を1
00回転/分で回転させる。それは、粉末に328−”
のずれ勾配を与える。ピストン2で、72MPaの圧力
を与える。この時、温度は上昇し、20秒後に、180
℃の処理温度で安定化する。圧力を107 MPaまで
増加させ、管状の型4個を含有する成型装置に送る。
The machine contains plate 1. While rotating, this also causes the cylinder 6 to rotate. However, it can be moved longitudinally relative to the cylinder. This machine has fixed plate 2
Also contains. It also contains a molding device and pressure is also applied to the plate 2. The material used is zinc powder with a particle size of 150 to 250 μm. The powder is fed into a space 5, which is closed by a supply pipe 7. to be introduced. Compress at a pressure of 72 MPa. Remove the pressure and set piston 1 and cylinder 6 to 1
Rotate at 00 revolutions/minute. It is 328-” into powder
gives the deviation gradient of Piston 2 applies a pressure of 72 MPa. At this time, the temperature rises and after 20 seconds, 180
Stabilizes at processing temperature of °C. The pressure is increased to 107 MPa and sent to a molding apparatus containing four tubular molds.

融合させ、完全に均質で、従来法によると同様な質で、
4個の型に注入するに必要なエネルギーは0.44 K
Wh/1(litである。従来法によれば6,18KW
h/kgである。
fused, completely homogeneous and of similar quality to traditional methods,
The energy required to inject into 4 molds is 0.44 K.
Wh/1 (lit. According to the conventional method, 6.18KW
h/kg.

例2 この例は第6図の原理に従い、例1記載のようにする。Example 2 This example follows the principle of FIG. 6 and is as described in Example 1.

例1の操作方式を、5關の粒度のポリスチレン粒子に用
いる。
The procedure of Example 1 is used for polystyrene particles of 5 size.

ぎストン1およびシリンダー6の回転で18B−1のず
れ勾配を与える。ポリスチレン粒子の占める容積は亜鉛
末のそれよりも大きいので、勾配は例1と異なる。それ
で2枚のプレートのあいだの距離は例1よシ大とする。
The rotation of the piston 1 and the cylinder 6 gives a deviation gradient of 18B-1. The slope is different from Example 1 because the volume occupied by the polystyrene particles is larger than that of the zinc dust. Therefore, the distance between the two plates is made larger than in Example 1.

それでずれ勾配はより小となる。15秒後に温度は70
℃の処理温度に安定化する。
Therefore, the deviation gradient becomes smaller. After 15 seconds the temperature is 70
Stabilize at processing temperature of °C.

融合させ4個の型に注入するに必要なエネルギー消費は
0.92 xwh/に9である。従来法では、2.5K
Wh/時台である。
The energy consumption required to fuse and inject into 4 molds is 0.92 x wh/9. In the conventional method, 2.5K
Wh/time.

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

第1図は、本発明による融合機械を模式的に示す。 第2図は、直径方向に成型装置の存在する融合機械を示
す。 第3図は、軸方向に成型装置の存在する融合機械を示す
。 代理人 浅  村   皓 外名 手続補正書(方式) 昭和58年8月 5日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和58  年特許願第 66838    号3、補
正をする者 事件との関係 特11′1出願人 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和58  年 7月 26日 6、補正により増加する発明の数
FIG. 1 schematically shows a fusion machine according to the invention. FIG. 2 shows a fusing machine with diametrically forming forming devices. FIG. 3 shows a fusion machine with a forming device in the axial direction. Agent: Akira Asamura Written amendment to a foreign name procedure (method) August 5, 1980 Mr. Commissioner of the Japan Patent Office 1 Indication of the case Patent Application No. 66838 of 1983 3 Relationship with the person making the amendment Special 11' 1 Applicant 4, Agent 5, Date of amendment order July 26, 1980 6, Number of inventions increased by amendment

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固体粒子のあいだの摩擦で融合がおこるように、
固体粒子を、5 Q MPaを超える圧力および5s−
1を超えるずれ勾配に処することを特徴とする、外部か
らの加熱によらないで、固体粒子を融合させる方法。
(1) As fusion occurs due to friction between solid particles,
The solid particles are subjected to pressures above 5 Q MPa and 5 s-
A method for fusing solid particles without external heating, characterized by subjecting them to a shear gradient greater than 1.
(2) 50から1000MPaのあいだの圧力と5か
ら8008−1のずれ勾配に処することを特徴とする、
外部からの加熱によらないで、固体粒子を融合させる上
記(1)項記載の方法。
(2) characterized by being subjected to a pressure between 50 and 1000 MPa and a shear gradient of 5 to 8008-1;
The method described in item (1) above, wherein solid particles are fused without external heating.
(3)  固体粒子が無機および(または)有機性であ
ることを特徴とする、外部からの加熱によらないで、固
体粒子を融合させる、上記(1)および(2)項記載の
方法。
(3) The method described in (1) and (2) above, wherein the solid particles are inorganic and/or organic, and the solid particles are fused without external heating.
(4)  固体粒子が、ガラス質材料、セラミックス材
料、金属材料、鉄系材料、非鉄系材料、それらの合金、
それらの酸化物、それらの塩およびそれらの混合物より
選択した無機質材料であることを特徴とする、外部から
の加熱によらないで、固体粒子を融合させる、上記(1
)から(3)項までに記載の方法。
(4) The solid particles are glass materials, ceramic materials, metal materials, ferrous materials, non-ferrous materials, alloys thereof,
(1) for fusing solid particles without external heating, characterized by being an inorganic material selected from oxides thereof, salts thereof and mixtures thereof;
) to (3).
(5)  固体粒子が、合成重合体、それらの混成物(
alliagθ)およびそれらの混合物よシ選択した有
機質材料であることを特徴とする、上記(1)から(3
)項までに記載の、外部からの加熱によらないで、固体
粒子を融合させる方法。
(5) The solid particles are synthetic polymers, hybrids thereof (
from (1) to (3) above, characterized in that the organic material is selected from
) A method of fusing solid particles without using external heating, as described in the preceding sections.
(6)少なくとも1枚が回転する、2枚のプレートのあ
いだで、5 Q MPaを超える圧力と56−1を超え
るずれ勾配の組合わされた作用に固体粒子を処すること
を特徴とする、外部からの加熱によらないで、固体粒子
を融合さす機械。
(6) externally characterized in that the solid particles are subjected to the combined action of a pressure greater than 5 Q MPa and a shear gradient greater than 56-1 between two plates, at least one of which rotates; A machine that fuses solid particles without using heat.
(7)2枚のプレートの少なくとも1枚に加える圧力と
それらのプレートの少なくとも1枚の回転に由来するず
れ勾配との組合わされた作用に処して、粒子間の摩擦に
より融合をおこさせることを特徴とする、上記(6)項
に記載の、外部からの加熱によらないで、固体粒子を融
合さす機械。
(7) Fusing occurs due to friction between particles when subjected to the combined action of pressure applied to at least one of the two plates and a shear gradient resulting from rotation of at least one of those plates. A machine for fusing solid particles without external heating, as described in item (6) above.
(8)2枚のプレートと、閉じられた空間を形成するた
めの、プレートに固定されているかまたはされていない
シリンダーと、閉じられた空間に開口する固体粒子の供
給パイプと、プレートの少なくとも1枚を加圧する手段
と、プレートの少なくとも1枚を回転さす手段とを包含
することを特徴とする、上記(6)および(7)項に記
載の、外部からの加熱によらない、固体粒子の融合装置
(8) two plates, a cylinder fixed to the plates or not for forming a closed space, a supply pipe for solid particles opening into the closed space, and at least one of the plates; of solid particles without external heating according to items (6) and (7) above, characterized by comprising means for pressurizing the plates and means for rotating at least one of the plates. fusion device.
(9)成型、カスト(クラージおよびムラージ)、注入
および押し出しの装置を包含することを特徴とする、上
記(6)から(8)項までに記載の、外部からの加熱に
よらない、固体粒子の融合装置。 0q  成型装置を、軸方向または径方向に配置するこ
とを特徴とする、上記(9)項に記載の、外部からの加
熱によらない固体粒子の融合装置。
(9) The solid particles described in items (6) to (8) above, characterized in that they include molding, casting (Courage and Mulage), injection and extrusion equipment, and are not subject to external heating. fusion device. 0q The device for fusing solid particles without external heating, as described in item (9) above, characterized in that the molding device is arranged in the axial direction or the radial direction.
JP58066838A 1982-04-16 1983-04-15 Welding of solid particle Pending JPS59326A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10051638B4 (en) * 1999-10-19 2008-06-19 Aisin Seiki K.K., Kariya Control system of a movable body for a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10051638B4 (en) * 1999-10-19 2008-06-19 Aisin Seiki K.K., Kariya Control system of a movable body for a vehicle

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