JPS6325003A - 粉末の射出成形方法 - Google Patents
粉末の射出成形方法Info
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- JPS6325003A JPS6325003A JP16814586A JP16814586A JPS6325003A JP S6325003 A JPS6325003 A JP S6325003A JP 16814586 A JP16814586 A JP 16814586A JP 16814586 A JP16814586 A JP 16814586A JP S6325003 A JPS6325003 A JP S6325003A
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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。
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〕
本発明は粉末の射出成形方法に係り、特に射出成形用樹
脂成分と粉末とを均一に混練して成る混練物の射出成形
において射出成形用樹脂成分の添加量を最適化して脱脂
速度を高める技術に関する。
脂成分と粉末とを均一に混練して成る混練物の射出成形
において射出成形用樹脂成分の添加量を最適化して脱脂
速度を高める技術に関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕近時、
自動車のエンジン部品等にセラミックスが応用されてい
るが、その成形に当って、複雑な形状でも成形可能で生
産コストも低いことから射出成形法が注目され開発が進
められている。
自動車のエンジン部品等にセラミックスが応用されてい
るが、その成形に当って、複雑な形状でも成形可能で生
産コストも低いことから射出成形法が注目され開発が進
められている。
射出成形法でセラミック焼結体を製造する場合、セラミ
ック粉末と通常熱可塑性樹脂に可塑剤、潤滑剤等を添加
した射出成形用樹脂成分とを混練し、ベレット化後、樹
脂単独の射出成形と同様の手法で射出成形する。射出成
形して得た成形体は不活性ガス雰囲気中でゆっくり界温
し樹脂を分解除去すなわち脱脂した後、焼成してセラミ
ック焼結体にしている。
ック粉末と通常熱可塑性樹脂に可塑剤、潤滑剤等を添加
した射出成形用樹脂成分とを混練し、ベレット化後、樹
脂単独の射出成形と同様の手法で射出成形する。射出成
形して得た成形体は不活性ガス雰囲気中でゆっくり界温
し樹脂を分解除去すなわち脱脂した後、焼成してセラミ
ック焼結体にしている。
従来、上記の如きセラミック焼結体の製造において、セ
ラミックス粉末と樹脂成分とを混練する場合の樹脂成分
の添加量の最適量を決める方法がなかった。そのため、
粉末の種類が変わったら、良品を得るための添加樹脂量
がわからないので樹脂量をいろいろ変えた試作を行い、
結果を見て添加量を決めていた。また、良品を得るため
に脱脂速度を極端に遅くしていた。これらは工業的に見
て非常に大きな経済的不利益である。
ラミックス粉末と樹脂成分とを混練する場合の樹脂成分
の添加量の最適量を決める方法がなかった。そのため、
粉末の種類が変わったら、良品を得るための添加樹脂量
がわからないので樹脂量をいろいろ変えた試作を行い、
結果を見て添加量を決めていた。また、良品を得るため
に脱脂速度を極端に遅くしていた。これらは工業的に見
て非常に大きな経済的不利益である。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記問題点を解決するために、射出成形用樹脂成分と粉
末とを均一に混練して成る混練物を射出成形するに当り
、射出成形用樹脂成分の添加量が、粉末の圧縮体の容積
を基準に、粉末の圧縮体に占める空隙の容積率より２．
０〜３．５容積％の範囲で過剰の容積率をなす添加量で
あることを特徴とする粉末の射出成形方法を提供するも
のである。
上記問題点を解決するために、射出成形用樹脂成分と粉
末とを均一に混練して成る混練物を射出成形するに当り
、射出成形用樹脂成分の添加量が、粉末の圧縮体の容積
を基準に、粉末の圧縮体に占める空隙の容積率より２．
０〜３．５容積％の範囲で過剰の容積率をなす添加量で
あることを特徴とする粉末の射出成形方法を提供するも
のである。
以下の実施例に実験的に示されるように、射出成形用樹
脂成分の添加量として上記のような添加量を採用するこ
とによって、脱脂体、さらには焼成体の欠陥発生率が最
小限化され、かつ脱脂速度を従来より大きく高めること
が可能になる。樹脂成分の添加量は多過ぎると樹脂の分
解に伴なうガス圧や樹脂の消失に伴なうヒケにより欠陥
が発生し、一方樹脂成分の添加量が少ないと、全型壁面
による摩擦抵抗や壁面による冷却固化層の顕著な発生に
より欠陥が発生し易く、また樹脂成分の添加量が極端に
少なくなると混練物の流動性が悪化し成形そのものが困
難になる。
脂成分の添加量として上記のような添加量を採用するこ
とによって、脱脂体、さらには焼成体の欠陥発生率が最
小限化され、かつ脱脂速度を従来より大きく高めること
が可能になる。樹脂成分の添加量は多過ぎると樹脂の分
解に伴なうガス圧や樹脂の消失に伴なうヒケにより欠陥
が発生し、一方樹脂成分の添加量が少ないと、全型壁面
による摩擦抵抗や壁面による冷却固化層の顕著な発生に
より欠陥が発生し易く、また樹脂成分の添加量が極端に
少なくなると混練物の流動性が悪化し成形そのものが困
難になる。
なお、本発明の方法において、粉末の圧縮体の容積とは
、粉末を圧縮し、その圧縮体の気孔中へ液体を含浸させ
、含浸後の圧縮体の空気中重量との嵩密度は圧縮体の空
気中重量を上記容積で除して得られる。実際的には、後
記実施例の如く、粉末圧縮体の嵩密度が成形圧力に対し
て急激に立上った後でほぼ飽和した時点の粉末圧縮体の
充填率から空隙率を求める。
、粉末を圧縮し、その圧縮体の気孔中へ液体を含浸させ
、含浸後の圧縮体の空気中重量との嵩密度は圧縮体の空
気中重量を上記容積で除して得られる。実際的には、後
記実施例の如く、粉末圧縮体の嵩密度が成形圧力に対し
て急激に立上った後でほぼ飽和した時点の粉末圧縮体の
充填率から空隙率を求める。
また、本発明の方法がセラミック粉末に限らず金属粉末
等にも適用できることは明らかである。
等にも適用できることは明らかである。
（実施例１）
班生派粁監配金
下記の原料および焼結助剤を用いた。
原料：窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４） 、電気化学工業５Ｎ
−９８，平均粒径０．９μｍ 焼結助剤二酸化イツトリウム（ＹｚＯｓ） 、旭化成
工業ＡＹＭ４．平均粒径０．５ ｐ ｍ酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ） 、宇部興産＃１００、平均粒径０．０１
５７４ｍアルミナ（Ａｌｚ（ｈ） 、岩谷化学Ｂ−ｔｙ
ｐｅ 、平均粒径０．０２μｍ 配合はＳｉ、Ｎ４９７ ｗ ｔ％＊ ＹｚＯ３１，５ｗ
ｔ％。
−９８，平均粒径０．９μｍ 焼結助剤二酸化イツトリウム（ＹｚＯｓ） 、旭化成
工業ＡＹＭ４．平均粒径０．５ ｐ ｍ酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ） 、宇部興産＃１００、平均粒径０．０１
５７４ｍアルミナ（Ａｌｚ（ｈ） 、岩谷化学Ｂ−ｔｙ
ｐｅ 、平均粒径０．０２μｍ 配合はＳｉ、Ｎ４９７ ｗ ｔ％＊ ＹｚＯ３１，５ｗ
ｔ％。
Ｍｇ０Ｏ，４ｗｔ％、＾ｈ（ｈ １．１ ｗ ｔ％であ
る。
る。
′ の宍；二のｔ
上記配合の粉末混合物をプラスチック製ボールミルにて
エタノール媒液で均一に混合し、得られる混粉品を直径
φ５０×深さ１０ｍｍの円柱状に金型で１００ｋｇ／−
の圧力で一軸プレス成形した。次いで、厚さ約０．１ｍ
ｍのゴム袋に入れ真空脱気後密封して水中にて静水圧加
圧をした。得られた成形体の空隙をｎ−ブタノールで置
換し、アルキメデス法にて成形体の嵩密度を測定した。
エタノール媒液で均一に混合し、得られる混粉品を直径
φ５０×深さ１０ｍｍの円柱状に金型で１００ｋｇ／−
の圧力で一軸プレス成形した。次いで、厚さ約０．１ｍ
ｍのゴム袋に入れ真空脱気後密封して水中にて静水圧加
圧をした。得られた成形体の空隙をｎ−ブタノールで置
換し、アルキメデス法にて成形体の嵩密度を測定した。
理論密度３．２３ｇ／ｃａｌでこの測定された嵩密度を
除し１００を乗じた充填率（ｖｏ１％）を第２図に静水
圧加圧力に対して示した。
除し１００を乗じた充填率（ｖｏ１％）を第２図に静水
圧加圧力に対して示した。
粉末圧縮体の空隙率は以下のように求められる。
粉末圧縮体の空隙率（ｖｏ１％）＝
１０〇−粉末圧縮体の充填率（ｖｏ１％）、ノ番ヒ、
射出成形用樹脂の組成（重量基準）は下記の通りであり
、この樹脂組成物の密度は０．８８７ｇ／ｃｉであった
。
、この樹脂組成物の密度は０．８８７ｇ／ｃｉであった
。
アタクチックポリプロピレン ４５
エチレン・酢酸ビニル共重合体 ２７
バラフイン １８
ジメチルテレフタレート １０
、 ノ ！ ヒ の
１１、第２図の結果で、粉末圧縮体の嵩密度が成形圧力
に対して急速に立上った後でほぼ飽和した時点の粉末圧
縮体（この場合成形圧力３ｔｏｎ／ｃｆｆｌ）の充填率
が６０．８ｖｏ１％であるから、１００−６０．８ ＝
３９．２（ｖｏ１％）を空隙率と定義した。
１１、第２図の結果で、粉末圧縮体の嵩密度が成形圧力
に対して急速に立上った後でほぼ飽和した時点の粉末圧
縮体（この場合成形圧力３ｔｏｎ／ｃｆｆｌ）の充填率
が６０．８ｖｏ１％であるから、１００−６０．８ ＝
３９．２（ｖｏ１％）を空隙率と定義した。
射出成形体は全体積を樹脂成分と粉末とで占める（空気
は含まれない）ので、射出成形に必要な樹脂量は３９．
２ ｖｏ１％＋Ｘである。＋Ｘの量は流動性を付与し、
かつ脱脂の際に欠陥（内部と表面に発生するひび割れ）
を発生させない量である。
は含まれない）ので、射出成形に必要な樹脂量は３９．
２ ｖｏ１％＋Ｘである。＋Ｘの量は流動性を付与し、
かつ脱脂の際に欠陥（内部と表面に発生するひび割れ）
を発生させない量である。
・ り、 ′および
上記配合のセラミック粉末混合物といろいろに量を変え
た射出成形用樹脂組成物とを均一に混練し、射出温度１
３０℃、射出圧力６００ｋｇ／ｃｌで射出成形して直径
φ３５×長さ１５０（ｍｍ）の円柱体を得た。
た射出成形用樹脂組成物とを均一に混練し、射出温度１
３０℃、射出圧力６００ｋｇ／ｃｌで射出成形して直径
φ３５×長さ１５０（ｍｍ）の円柱体を得た。
この成形体をφ０．２ｍｍのアルミナ球状粉末に埋め込
み、窒素雰囲気中で９０℃から４５０℃までを１”Ｃ／
ｈｒ、６℃／ｈｒおよび１２℃／ｈｒの昇温速度でそれ
ぞれ昇温して実施した。脱脂後、成形体を１０．５気圧
、１７９０℃の窒素雰囲気中で２時間焼成した。焼結に
伴なう線収縮率は１６．１％であった。
み、窒素雰囲気中で９０℃から４５０℃までを１”Ｃ／
ｈｒ、６℃／ｈｒおよび１２℃／ｈｒの昇温速度でそれ
ぞれ昇温して実施した。脱脂後、成形体を１０．５気圧
、１７９０℃の窒素雰囲気中で２時間焼成した。焼結に
伴なう線収縮率は１６．１％であった。
得られた焼結体の欠陥の有無について検査を行ない良品
率を求めた。焼結体の表面は螢光探傷と実体顕微鏡検査
を行ない、内部は透過Ｘ線検査と焼結体を輪切りにして
螢光探傷と実体顕微鏡検査を行なった。
率を求めた。焼結体の表面は螢光探傷と実体顕微鏡検査
を行ない、内部は透過Ｘ線検査と焼結体を輪切りにして
螢光探傷と実体顕微鏡検査を行なった。
第１図は、こうして得られた焼結体の無欠陥率（良品率
）を射出成形用樹脂の添加量と脱脂の昇温速度に関して
表わしたグラフである。
）を射出成形用樹脂の添加量と脱脂の昇温速度に関して
表わしたグラフである。
最高良品率は樹脂添加量が４１．９ ｖｏ１％すなわち
空隙率３９．２ ｖｏ１％より２．７ｖｏ１％だけ過剰
のときであること、また昇温速度が６℃／ｈｒのとき４
１．４〜４２．４ ｖｏ１％（空隙率３９．２ ｖｏ１
％より２．２〜３．２νｏ１％過剰）の範囲内で略半数
以上の良品率が得られることがわかる。
空隙率３９．２ ｖｏ１％より２．７ｖｏ１％だけ過剰
のときであること、また昇温速度が６℃／ｈｒのとき４
１．４〜４２．４ ｖｏ１％（空隙率３９．２ ｖｏ１
％より２．２〜３．２νｏ１％過剰）の範囲内で略半数
以上の良品率が得られることがわかる。
（実施例２）
原料として炭化ケイ素（β−５ｉＣ，イビデンウルトラ
ファイン、平均粒径０．３μｍ）、焼結助剤として非晶
質ホウ素（Ｈ、Ｃ、５ｔａｒｃｋ 、平均粒径０．６μ
ｍ）とカーボンブラック（三菱化成ダイアブランク■、
平均粒径０．０２μｍ）を用い、β−５ｉＣ９８、ＯＷ
ｔ％、ホウ素Ｑ、 ５ ｗ ｔ％、カーボンブラック
１．５ ｗ ｔ％の配合とした。
ファイン、平均粒径０．３μｍ）、焼結助剤として非晶
質ホウ素（Ｈ、Ｃ、５ｔａｒｃｋ 、平均粒径０．６μ
ｍ）とカーボンブラック（三菱化成ダイアブランク■、
平均粒径０．０２μｍ）を用い、β−５ｉＣ９８、ＯＷ
ｔ％、ホウ素Ｑ、 ５ ｗ ｔ％、カーボンブラック
１．５ ｗ ｔ％の配合とした。
この配合物をプラスチック製ボールミルでベンゼン媒液
で均一に混合し、実施例１と同様にしているいろな成形
圧力でプレス成形し、嵩密度を求めた。第２図と同様の
傾向が見られ、３ｔｏｎ／ｃｕｔの成形圧力で飽和に近
い充填率として５８．１ｖｏ１％（理論密度３．１９
ｇ／ａｎｔ）が得られた。
で均一に混合し、実施例１と同様にしているいろな成形
圧力でプレス成形し、嵩密度を求めた。第２図と同様の
傾向が見られ、３ｔｏｎ／ｃｕｔの成形圧力で飽和に近
い充填率として５８．１ｖｏ１％（理論密度３．１９
ｇ／ａｎｔ）が得られた。
実施例１と同じ組成の樹脂を（１００−５８，１） ＋
２、７ ＝４４．６（ｖｏ１％）から求めた４４．６
ｖｏ１％を中心にいろいろな添加量で添加し、加圧ニー
ダで１６０℃で混練した。
２、７ ＝４４．６（ｖｏ１％）から求めた４４．６
ｖｏ１％を中心にいろいろな添加量で添加し、加圧ニー
ダで１６０℃で混練した。
実施例１と同じ金型を用い同じ射出条件で射出成形した
。
。
実施例１と同様にして脱脂を行なった後に、１気圧のア
ルゴン雰囲気中で２１００℃、１時間焼成し、焼結体の
欠陥を実施例１と同様にし調査した。
ルゴン雰囲気中で２１００℃、１時間焼成し、焼結体の
欠陥を実施例１と同様にし調査した。
その結果を第１図と同様にプロットしたところ、第１図
の昇温速度６℃／ｈｒの頂点部を示す横軸の樹脂添加量
が４４．６ ｖｏ１％となり、第１図と似た傾向の結果
が得られたが、空隙率４１．９ ｖｏ１％より２、０〜
３．３ ｖｏ１％過剰の４３．９ ｖｏ１％〜４５．２
ｖｏ１％の樹脂添加量で略半数以上の良品率が達せら
れた。
の昇温速度６℃／ｈｒの頂点部を示す横軸の樹脂添加量
が４４．６ ｖｏ１％となり、第１図と似た傾向の結果
が得られたが、空隙率４１．９ ｖｏ１％より２、０〜
３．３ ｖｏ１％過剰の４３．９ ｖｏ１％〜４５．２
ｖｏ１％の樹脂添加量で略半数以上の良品率が達せら
れた。
本発明によれば、セラミック粉末、金属粉末などの粉末
と射出成形用樹脂成分とを混練して成る混練物を射出成
形する際に、射出成形用樹脂成分の最適添加量が明らか
にされ、その結果、粉末が変っても試行錯誤的に樹脂添
加量を決める手間が省け、かつ従来より迅速な脱脂条件
を採用してなおかつ高い良品率を得ることが可能になる
。
と射出成形用樹脂成分とを混練して成る混練物を射出成
形する際に、射出成形用樹脂成分の最適添加量が明らか
にされ、その結果、粉末が変っても試行錯誤的に樹脂添
加量を決める手間が省け、かつ従来より迅速な脱脂条件
を採用してなおかつ高い良品率を得ることが可能になる
。
第１図は焼結体の欠陥発生率（良品率）と射出成形用樹
脂組成物の添加量との関係を表わすグラフ図、第２図は
粉末圧縮体の充填率と成形圧力との関係を表わすグラフ
図である。
脂組成物の添加量との関係を表わすグラフ図、第２図は
粉末圧縮体の充填率と成形圧力との関係を表わすグラフ
図である。
Claims (1)
- １、射出成形用樹脂成分と粉末とを均一に混練して成る
混練物を射出成形するに当り、射出成形用樹脂成分の添
加量が、粉末の圧縮体の容積を基準に、粉末圧縮体に占
める空隙の容積率より２．０〜３．５容積％の範囲で過
剰の容積率をなす添加量であることを特徴とする粉末の
射出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16814586A JPS6325003A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 粉末の射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16814586A JPS6325003A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 粉末の射出成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325003A true JPS6325003A (ja) | 1988-02-02 |
| JPH056483B2 JPH056483B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15862661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16814586A Granted JPS6325003A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 粉末の射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6325003A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5910552A (en) * | 1996-04-24 | 1999-06-08 | Nippon Mektron, Limited | Fluorine-containing copolymer elastomer process for producing the same and composition containing the same |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP16814586A patent/JPS6325003A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5910552A (en) * | 1996-04-24 | 1999-06-08 | Nippon Mektron, Limited | Fluorine-containing copolymer elastomer process for producing the same and composition containing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056483B2 (ja) | 1993-01-26 |
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