JPS63176372A - セラミツク成形体の高温加圧脱脂焼成方法及びその装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス成型体に含有されるバインダー
を脱脂処理した後、さらに６００℃以上１０００℃まで
加熱して焼成処理をする高温加圧脱脂焼成方法及びその
装置に関する。

（従来の技術） セラミックス成型においては、従来はプレス成型や鋳込
み成型が採用されていたが、最近では複雑形状製品を量
産する手段として射出成型による方法が採用されている
。射出成型は複雑形状を高精度かつ短時間で成型ができ
る反面、他製法に比べて多量の有機バイ゛ンダーを必要
としている。従って、多機のバインダーを有している成
型体を焼成して製品とするためには脱脂処理が必要であ
る。

ここで、脱脂処理とは、セラミックス粉体と有機バイン
ダーとが混合状態にある成型体から有機バインダーだけ
を除去する工程である。通常の脱脂処理は、有機バイン
ダーの熱分解作用により揮発させながら除去する。一般
的には、有機バインダーの熱分解は２００℃から６０・
０℃までの温度域で揮発分解されるが、その熱分解特性
としては狭い温度域内において急峻な熱分解現象が発生
する。

すなわち、有機バインダーの熱分解現象では成型体の内
部においては有機バインダー成分の沸騰現象が発生し、
内部応力が発生し、成型体の粒子間の内部結合よりも内
部応力が大きくなれば成型体自身が破壊されてしまうこ
とになる。

従来の常圧脱脂処理では、これらの作用を避けるために
毎時１℃から３℃程度の昇温速度が必要とされていたが
、最近では雰囲気圧力をその温度における有機バインダ
ーの飽和蒸気圧力よりも大として、バインダーの沸騰現
象を押える加圧脱脂炉が採用されている。加圧脱脂炉の
採用により毎時１０℃から２０℃程度の昇温速度におい
ても何ら破壊もなく完全な脱脂ができるようになり、常
圧脱脂に比べて加圧脱脂の著しい時間短縮の効果がδ忍
められている。

〔発明が解決とようとする問題点〕

しかしながら、これらの従来方式では、成型品の脱脂後
の状態は強度が非常に低下して非常にもろい状態となっ
ており、次の焼成処理のため脱脂炉内から取出す際の振
動や衝撃によって、欠けや割れなどによる破損事故が発
生する問題がある。

また、複雑形状品の脱脂については箱内に製品と同材質
の粉体をつめ、その内部に成型品を埋込んでそのま＼脱
脂する方法が採用されている。この方法によれば脱脂の
途中で処理品は収縮するが、収縮によって発生する応力
が粉体に含まれていることによってやわらげられて破損
から守られる。

また、脱脂直後に自重によって複雑形状部が欠落する等
の事故からも守られる。しかしながら、この状態におい
ても焼成処理工程に移行する作業の際、取扱上の不手際
により破損してしまう恐れが高い等の欠点が残っている
。

一方、従来の脱脂装置において、脱脂処理の済んだ製品
を該装置に入れたままで加熱して焼成処理を行おうとす
ると、該脱脂装置は高圧脱脂処理を行う槽を形成する金
属製容器が耐圧機能を有しなければならず、第二種圧力
容器構造規格の適用を受けることになり、すなわち素材
温度として熱間引張強度の条件により最高使用温度は６
５０℃までに制限される。従って、これらの装置におい
ては十分な焼成処理を行うことができない。

本発明は、従来のセラミック成形体の脱脂処理及び焼成
処理の上述の問題に鑑みなされたものであって、脱脂処
理の行われたもろいセラミックス成形体を何ら移動させ
ることなく焼成処理を行うセラミック成形体の高温加圧
脱脂焼成方法を提供することを目的とする。

本発明はさらに、また、単一の装置であって、脱脂処理
の行われたもろいセラミック成形体を何ら移動させるこ
となく脱脂処理及び焼成処理を十分に行うことができる
セラミック成形体の高温加圧脱脂焼成装置を提供するこ
とを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るセラミック成形体の高温加圧脱脂焼成方法
の構成上の特徴とするところは、セラミック成形体を脱
脂焼成する方法において、加圧下により該成形体に含有
されるバインダーを脱脂処理した後、該成形体を移動さ
せることなしに６００℃以上１０００℃以下の温度で焼
成処理することである。

また、本発明に係るセラミック成形体の高温加圧脱脂装
置の構成上の特徴とするところは、圧力容器と、該圧力
容器の内部に該圧力容器との間に間隙を設けて配置され
た耐熱マツフルと、上記間隙と耐熱マツフル内部へ連結
された高圧ガス源と、上記間隙と耐熱マツフル内部へ連
結されたガス排出部と、上記間隙内に配置された発熱体
とを有し、耐熱マツフル内にセラミック成形体を配置し
て高圧ガスによる脱脂処理し、さらに上記間隙と耐熱マ
ツフル内部とを高圧ガス源に連通しかつ発熱体を発熱さ
せて耐熱マツフル内のセラミック成形体を加熱して焼成
処理することである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

高温加圧脱脂装置は、圧力容器６の内部に耐熱マツフル
１１を配置し、耐熱マツフルｌｌ内に製品１６を置いて
脱脂処理及び焼成処理を行うように構成される。

圧力容器６は、断熱材で作られ、一方の側部に開口２０
を設けた箱体１０の外面を金属板２２で被うことによっ
て形成される。金属板２２は、円筒部２３と脹みをもっ
た炉蓋部２５とからなり、炉蓋部２５は箱体１０の交換
・修理のために円筒部２３からとりはずし可能である。

圧力容器６の内部は、開口２０付近の内径がその奥部の
内径よりも小さく形成される。該奥部の内径の大きくな
った部分の上部に脱脂用ガスの送入口４が設けられ、ま
た適所に複数の発熱体９が配置される。送入口４は管路
２４を通じ、ガス送入バルブ１３を介して最高９．８ｋ
ｇ／ｃｒＩまで得られるガス源１に連結される。該奥部
の底部にはガス排出口５が設けられ、管路２６を通じて
ガス排出バルブ１４に連結される。圧力容器６の開口２
０には、気密性をもって開口２０を閉じる脹みをもつ入
口蓋８が取りはずし自在に装着される。

耐熱マツフル１１は、高ニッケルクローム製で、圧力容
器６の開口２０の付近の内径が小さくなった部分に取り
付けられる。耐熱マツフル１１の奥部は、圧力容器６の
奥部との間に空間を形成し、ここに発熱体９が配置され
る。ただし、耐熱マツフル１１の支持をより強くするた
め、圧力容器６の奥部の底部と耐熱マツフル１１の奥部
の底部との間には支柱１２を配置することが望ましい。

耐熱マツフル１１は、管路３０を通じ、ガス送入バルブ
１３を介してガス源１に連結される。管路３０は圧力容
器６の開口２０を通って耐熱マツフル１１の奥部まで導
かれる。また、耐熱マッ７、ル１１の入口部には、ガス
が通過し得る小孔を設けた、断熱材を内蔵した耐熱鋼製
の中間蓋１５が設けられ、耐熱マツフル１１からの放熱
を防止する。耐熱マツフル１１の内部には、さらに、製
品１６を載置するための架台３４が備えられる。

圧力容器６の開口２０付近で、小孔３２に連通した部分
にはガス排出口３が設けられ、これは管路３６を介して
排気排出バルブ１４に連結される。

次に、上記構成の高圧加圧脱脂装置の作動について説明
する。まず、入口蓋８及び中間蓋１５を開いてセラミッ
ク成形体である製品１６を架台３４に載置する。続いて
、中間蓋１５及び入口蓋８を閉じる。次に、ガス送入バ
ルブ１３を開いて、セラミック成形体の有機バインダー
のキャワヤガスとして作用する空気又は窒素ガスを管路
２４を通じて圧力容器６と耐熱マツフル１１の間、及び
耐熱マツフル１１の内部に送入して脱脂処理を行う。そ
の後、ガス排出バルブ１４が開かれ、上記空気又は窒素
ガスは管路２６．３６を通じて排出される。

続いて、再び圧力容器６と耐熱マツフル１１の間及び耐
熱マツフル１１の内部が高圧にされ、発熱体９を発熱さ
せ、圧力容器６内を８００℃ないし１０００℃にして製
品１６を初期焼結する。こうすることにより、製品１６
は一般の取扱い作業ではほとんど破損することがない程
度の結合強度を有するようになる。その後、適時、発熱
体９の発熱を停止し、圧力容器６内の温度を下げるとと
もに、ガス送入バルブ１３及びガス排出バルブ１４を閉
じる。

（発明の効果） アルミナ質のカッター羽根の射出成型品（幅３３ｍｍｘ
高さ１４胴×長さ９０ｍｍ、羽根の厚さ１、０　ｍ　）
の加圧脱脂処理及び焼成処理を従来方法と本発明方法に
よって実施した。取出中や搬送取扱中に破損したものは
次表のような結果であった。

以上のように８００℃まで加熱し焼成することによって
処理済製品の強度が増加し、処理品の取扱上による破損
が皆無となったことによる本発明の方法による効果が大
である。

以上説明したように、本発明によれば、脱脂処理のなさ
れたセラミック成形品がそのまま何ら移動させられるこ
となく焼成処理がなされるため、セラミック成形品の持
運び等による損傷がなくなり、セラミック成形品の脱脂
処理及び焼成処理を能率的に行うことができる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例の高温加圧脱脂焼成装置の説明図で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック成形体を脱脂焼成する方法において、
   加圧下により該成形体に含有されるバインダーを脱脂処
   理した後、該成形体を移動させることなしに６００℃以
   上１０００℃以下の温度で焼成処理することを特徴とす
   るセラミック成形体の高温加圧脱脂焼成方法。
2. （２）上記脱脂処理が、６００℃以下で行われる特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）圧力容器と、該圧力容器の内部に該圧力容器との
   間に間隙を設けて配置された耐熱マッフルと、上記間隙
   と耐熱マッフル内部へ連結された高圧ガス源と、上記間
   隙と耐熱マッフル内部へ連結されたガス排出部と、上記
   間隙内に配置された発熱体とを有し、耐熱マッフル内に
   セラミック成形体を配置して高圧ガスによる脱脂処理し
   、さらに上記間隙と耐熱マッフル内部とを高圧ガス源に
   連通しかつ発熱体を発熱させて耐熱マッフル内のセラミ
   ック成形体を加熱して焼成処理することを特徴とするセ
   ラミック成形体の高温加圧脱脂焼成装置。