JPS6341103A - 打錠機用粉体成形用型 - 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〕 本発明は粉体を圧縮成形するための粉体成形用型の改良
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、粉体成形用型は一般にダイス鋼等の金属を、又特
殊な場合でも超硬合金を使用して〜・る。

その他Ｉｖｆ開昭５８−１９３１０６公報に、耐摩耗の
点からアルミナ等のセラミックスを使用した例がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の金属や超硬合金の粉体成形用型では、うすときね
の間に粉末が入りこみ摩耗させ、型がくずれ、長期使用
ができない；今日の様に高速度で成形する時など摩擦熱
を発生し、金属同士が焼きついてしまい、以後型が使え
なくなる；金属は化学的耐食性に乏しく、強酸性０強ア
ルカリ性等の粉体には使えない、等々多くの欠点を有し
ていた。

又セラミックスを使用した場合でも、アルミナ（Ａ４０
ｓ）−窒化硅素（Ｓｉ、Ｎ、）、　　炭化硅素（ｓｌｃ
）等では上記の耐摩耗性、化学耐食性等は有することは
わかっているが、粉体成形用型にはまだ欠点を有してい
ることがわかった。その一つは、粉体成形時に成形用型
と（にきねの部分に粉体成形物の一部が付着してしまい
、成形物が割れて商品にならない。二つめは、上記セラ
ミックスは耐衝撃性に弱いことである。成形用型は手動
でていねいに取り扱っている際は問題ないが、自動打錠
機等を使用する際には一寸の設定ミス、機械のねじのゆ
るみ等々の理由で、うすときねが衝突し、その際の衝撃
で割れてしまうこともある。

本発明者らは、粉体に付着しない、又耐衝撃性を有する
材質の開発を鋭意努力検討した。

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕本発明
者らは、粉体に付着しに（い材質とついて鋭意検討した
ところ、ジルコニア系セラミックスが特性を有して耐摩
耗性、耐焼きつき性、化学耐食性等のほか、粉体が付着
しにくい、耐衝撃性が高い等の性質を有していることが
判明し、本発明に到達した。

粉体に付着しにくいものとは、そもそも材質的に物に接
着しに（い性質をそのものがもっていることが必要であ
るが、ジルコニアは非常にぬれにくいという性質を有し
ている。（たとえば、ジルコニアは、溶融アルミニウム
等との接触角が極端に大きいことが知られている）。そ
の他ジルコニアはセラミックスにした場合に非常に、緻
密な焼結体が得られるので、いっそう粉体が付着しに（
い。すなわち、緻密な焼結体は、表面を加工した場合、
極めて平滑な加工面が得られるので、物に付着しにくい
性質を持つこととなる。さらに、緻密な焼結体は、内部
にボアをほとんどもたず、加工した際にも表面にボアが
現れず、ボア内に粉体がはいりこんでそこから付着現象
が始まることも防げる。

したがって、このような特性を有するジルコニア系セラ
ミックスを、粉体成形型の少なくとも粉体に接する部分
に用いることにより、粉体を付着させることな（、かつ
破損させることな（、長時間粉体の成形を行なうことが
できる。

本発明が適用できる粉末成形用型としては別に限定され
ない。プレス機に手動にてセットする成形型１回転型の
自動打錠機の成形型、交互プレスの成形型等どんな粉末
成形用のうす、上きね、下きね等にも適用することがで
きる。

本発明の成形用型は、全体がジルコニア系セラミックス
で構成されたものであっても良（、また粉末が接触する
部分のみをジルコニア系セラミックスを使用し、他の部
分は金属材料を使用したものであっても良い。すなわち
、金属製のケースと上記セラミックス部材を焼バメ、接
着又はカシメ等の方法で支持させれば良い。この様にし
てと（に大型の成形型でも高価なセラミックスを一部使
うことで製作費の低減をはかることができる。ジルコニ
ア系セラミックスは金属との線膨張係数が近似しており
、ジルコニア系セラミックス−金属の複合体は、たとえ
使用温度が高くなっても、両者間に剥離が起りに（い。

本発明の成形用凰のジルコニア系セラミックスはジルコ
ニアを４０　ｗｔ４以上含まねばならない。

これは、ジルコニア焼結体のみから成るものであっても
良く、又、６０ｗｔ１までは他のセラミックスが混入し
ても良いことを意味する。他のセラミックスとしては、
たとえばアルミナ、スピネル。

ムライト等をあげることができるが、アルミナとの複合
セラミックスが硬度の点ですぐれており、耐摩耗性が向
上する。またジルコニア含有量が４０　ｗｔ％以上であ
ればジルコニアがもつ粉体との非接着性が維持され、効
果を高めることができる。

ジルコニアとしては、強度および靭性が優れる部分安定
化ジルコニアでなげればならない。部分安定化ジルコニ
アに固溶させる安定化剤としてはイツトリア、カルシア
、マグネシア、セリア、その他の希土類酸化物いずれで
も良い。部分安定化剤の適当な量としては、ジルコニア
と安定化剤との合計に対してイツトリアでは１〜５モル
チ、カルシアでは２〜９モルチ、マグネシアでは８〜１
０モルチ、セリアでは８〜３０モルチであり、これらを
２種以上混合し固溶化しても良い。その中でも特にイッ
）　ＩＪア部分安定化ジルコニアは、高強度が得られ、
高温になっても強度低下がな（、さらに靭性も高く、本
発明材料としてとくに適している。

本発明のセラミックス製造に使用する原料粉末は、焼結
性の点で湿式法で得られた１次粒子径２００〜５００Ａ
の微粉末がよく、又複合化する際に用いられるアルミナ
、スピネル、ムライト等も湿式法で得られたジルコニア
と同一粒径に近いものを用いることが望まし〜・。さら
に、焼結しやすいセラミックス原料粉末を用いることは
、成形粉末の付着しにくいことからも望ましい。すなわ
ち、焼結しやすいセラミックス原料を用いることは、緻
密な粒子径の小さな結晶をつくり、又ボア等の欠陥もな
いことになり、加工しても極めて平滑な面が得られ、成
形用型として好ましい。

さらに上記の微粉末原料をラバープレス法等によって所
望の形に成形したのち、焼結してセラミックス焼結晶を
得る。焼結法としては、常圧焼結でも良くさらに熱間静
水圧加圧焼成法（ａ工ｐ処理）を加えても良い。Ｈ工Ｐ
処理はさらに緻密な焼結晶を得られろことから好ましい
処理方法である。

以上の様にして得られたセラミックス焼結晶をダイヤモ
ンド砥石等で研削研摩し、所定の寸法および表面あらさ
く仕上げ、さらに必要ならば焼バメ等の処理を行ない、
本発明に使用するセラミックス部材が得られる。

〔効果〕

本発明の成形用型を粉体の成形に使用することで以下の
効果をあげることができる。

（リ　製品の表面がきわめて滑らかで製品価値を高めら
れる。

（２）製品の一部が成形型に付着し破損したりすること
がな（なり製品の歩留りが向上できる。

（３）付着が少なくなり清掃による停止期間が少なくな
る。又清掃も容易である。

（４）　　きねのすべりも良いため潤滑油も少量ですみ
、製品を汚す恐れがない。

〔実施例〕

実施例１．比較例１ 畑鉄工所製ロータリー打錠機を用いて成形した。

きねの外径は２９．９０ｍ、’）すの内径は３０Ｊ！Ｉ
Ｂでありロータリーの回転数は１６回転／分であった。

きねおよびうすに用いたセラミックス材質は、３モルチ
イットリア含有ジルコニア常圧焼結体を上記寸法に加工
し、各々金属焼バメして用いた。

粉体に接する部分は、研摩仕上げし、表面あらさα５μ
以下に仕上げた。比較のため、従来のクロムメツキ処理
した金属製のものも用いた。

成形用の粉体は、次亜塩素酸カルシウムを用いた。

クロムメツキ金属製の成形型を用いたものは１時間経過
後からはぎねに粉末の付着現象が起こり、１時間半後か
らは製品の割れが発生して清掃を行なわねばならなかっ
た。

ジルコニアセラミックスを用いたダイスは、８時間運転
しても、きねに粉末の付着現象は起こらず又製品の割れ
は生じなかった。

実施例２ 実施例１と同じ機械を用いてかつ同じ次亜塩素酸カルシ
ウム粉末を用いた。セラミックス製成形用型としては３
モルチイットリア含有ジルコニア粉末７０　ｗｔ９Ｇと
微粉末アルミナ３０　ｗｔ％を混合し、成形焼結体をさ
らに■工Ｐ処理して得た材質を用いた。

この場合も実施例１と同じく８時間運転しても何ら不都
合は生じなかった。

比較例２ 実施例１と同じ機械、同じ粉末を用いて成形錠剤を作っ
た。セラミックス梨の成形用をとしては、微粉末アルミ
ナ（純度９９．９　％　）を成形し、焼結したものを用
いた。

これらの成形用品の表面あらさばいくら研摩を行なって
も２μ以下にはならなかった。又アルミナはかけやすく
研削の際はかけ等を起こしやすかった。

この場合は実施例１や２と異なり約１時間後できね表面
に粉末が付着し、２時間後から出て（る錠剤はすべて割
れてしまい製品ならなかった。そして清掃せざるを得な
くなった。

比較例３ 実施例１と同じ機械、同じ粉末を用いて成形錠剤を作っ
た。

セラミックス製の成形用型としては３モル慢イツトリア
含有ジルコニア３０　ｗ　ｔ　％　＋微粉末アルミナ７
（ｌｗｔ％を混合、成形、焼結したものをさらにＨ工Ｐ
処理した材質を用いた。この場合は、実施例と異なり、
約２時間後にきねに粉末が付着し、３時間後からは出て
くる錠剤はすべて割れてしまい製品にならなかった。

実施例４ 実施例１と同じ機械、同じ粉末を用いて成形した。セラ
ミックス製成形用型としては、９モルチマグネシア含有
ジルコニア粉末６０　ｗｔｌと微粉末アルミナ４０　ｗ
ｔｌを良（混合、ラバープレス法にて成形、焼結したも
のを用いた。

約８時間運転しても何ら不都合は生じなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉体を圧縮成形する際使用される粉体成形型の少なくと
   も粉体に接する部分が部分安定化ジルコニアを４０ｗｔ
   ％以上含有するセラミックスから構成されていることを
   特徴とする粉体成形用型。