JPS6369765A - 耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法 - Google Patents
耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法Info
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Landscapes
- Sealing Material Composition (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。
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）
本発明はファインセラミックス製造工程において、成形
体中のバインダをマイクロ波によって除去する方法に関
する。
体中のバインダをマイクロ波によって除去する方法に関
する。
（従来技術とその問題点）
アルミナ（ＡＱｚｏａ）やジルコニア（Ｚ ｒ Ｏ２）
或いは窒化硅素（ｓ １３Ｎ４）等のセラミックス材料
からファインセラミックスを製造する製造工程において
、成形性及び成形体の強度の点から数十％のバインダ（
ポリビニールアルコール、ポリメチルメタアクリレート
、アクリル酸ポリマー、メチルセルローズ、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニール等）を加えて成形する。通常、本
焼結前に２００〜３００℃で仮焼してバインダの除去（
脱脂）を行うが、従来型としては、１）炉中で加熱する
方法と、２）超臨界状態のガスを利用する方法がある。
或いは窒化硅素（ｓ １３Ｎ４）等のセラミックス材料
からファインセラミックスを製造する製造工程において
、成形性及び成形体の強度の点から数十％のバインダ（
ポリビニールアルコール、ポリメチルメタアクリレート
、アクリル酸ポリマー、メチルセルローズ、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニール等）を加えて成形する。通常、本
焼結前に２００〜３００℃で仮焼してバインダの除去（
脱脂）を行うが、従来型としては、１）炉中で加熱する
方法と、２）超臨界状態のガスを利用する方法がある。
１）の炉中で加熱する方法は、被加熱物の外部から熱を
加えるため、加熱速度が遅く、かつ均一加熱が困難であ
る。バインダ除去速度が遅いために急速に加熱をすると
、被加熱物が割れたり変形するので、バインダ除去に数
日間という長時間を要する。又気化したバインダが炉外
へ排出されることにより環境が汚染されるという問題が
ある。
加えるため、加熱速度が遅く、かつ均一加熱が困難であ
る。バインダ除去速度が遅いために急速に加熱をすると
、被加熱物が割れたり変形するので、バインダ除去に数
日間という長時間を要する。又気化したバインダが炉外
へ排出されることにより環境が汚染されるという問題が
ある。
２）超臨界による方法は、高圧バッチ式で設備が複雑で
操作性が悪く、設備コストが高いという問題がある。
操作性が悪く、設備コストが高いという問題がある。
（発明の解決しようとする問題点及び目的）上記従来技
術の画題点を解決し、バインダ除去時間の短縮を可能に
する方法を提供しようとするものである。又気化して除
去されたバインダを完全に燃焼分解することにより、環
境汚染のないバインダ除去方法を提供しようとするもの
である。
術の画題点を解決し、バインダ除去時間の短縮を可能に
する方法を提供しようとするものである。又気化して除
去されたバインダを完全に燃焼分解することにより、環
境汚染のないバインダ除去方法を提供しようとするもの
である。
（発明による解決手段）
耐熱材料粉末成形体からマイクロ波（周波数３００Ｍ
Ｈｚ〜３０ＧＨｚ）によりバインダを選択的に加熱昇温
して、成形体内部から表面への拡散、気化を行い、気化
したバインダをマイクロ波プラズマ室に導き完全燃焼分
解して、大気へ排出可能にした。
Ｈｚ〜３０ＧＨｚ）によりバインダを選択的に加熱昇温
して、成形体内部から表面への拡散、気化を行い、気化
したバインダをマイクロ波プラズマ室に導き完全燃焼分
解して、大気へ排出可能にした。
（実施例）
図に基いて説明する。１は例えばマグネトロン発振器の
ごときマイクロ波発生装置である。マイクロ波発生装置
１から発生したマイクロ波は、導波管２を経てマイクロ
波パワーデバイダ−３により電力５Ｋｗ程度をＩＫｗと
４に％ｌの２つに分割し、その一部（たとえばＩ Ｋｗ
）はマイクロ波加熱室４に導かれる。試料５は加熱室４
内に収納した被加熱試料（例えばセラミックス粉末に５
０重量％程度のバインダを加えてプレス成形したもの）
である。
ごときマイクロ波発生装置である。マイクロ波発生装置
１から発生したマイクロ波は、導波管２を経てマイクロ
波パワーデバイダ−３により電力５Ｋｗ程度をＩＫｗと
４に％ｌの２つに分割し、その一部（たとえばＩ Ｋｗ
）はマイクロ波加熱室４に導かれる。試料５は加熱室４
内に収納した被加熱試料（例えばセラミックス粉末に５
０重量％程度のバインダを加えてプレス成形したもの）
である。
そして試料５はマイクロ波によって加熱され、試料中の
バインダは気化し除かれる。この気化したバインダは、
送風ブロワ−６からのＨ２又は０２或は空気等の気体に
より燃焼筒８に導かれる。この時燃焼筒入口に設けられ
た点火器７により着火燃焼させる。
バインダは気化し除かれる。この気化したバインダは、
送風ブロワ−６からのＨ２又は０２或は空気等の気体に
より燃焼筒８に導かれる。この時燃焼筒入口に設けられ
た点火器７により着火燃焼させる。
この燃焼ガスは更にプラズマ室９へ導かれ、パワーデバ
イダ−３により分割された４に％ｉマイクロ波によるプ
ラズマ放電領域１２を通過させることによって完全燃焼
分解されて大気中へ排気される。
イダ−３により分割された４に％ｉマイクロ波によるプ
ラズマ放電領域１２を通過させることによって完全燃焼
分解されて大気中へ排気される。
なおマイクロ波加熱室４及びプラズマ室９の圧力は大気
圧であるが、被処理材によっては加圧又は減圧条件で処
理を行う。なお１１はチューナー。
圧であるが、被処理材によっては加圧又は減圧条件で処
理を行う。なお１１はチューナー。
１０はプランジャーでこれらをプラズマ室９の両側に設
けてマツチング（整合）させることによって石英窓１４
を通してプラズマ室９へ最大のマイクロ波を注入し、安
定した放電を行うことができる。又、１３はマイクロ波
加熱室４への導波管２に設けた石英ガラスの仕切りで、
燃焼ガスによってマイクロ波発生装置ｌ側が汚染するの
を防いでいる。
けてマツチング（整合）させることによって石英窓１４
を通してプラズマ室９へ最大のマイクロ波を注入し、安
定した放電を行うことができる。又、１３はマイクロ波
加熱室４への導波管２に設けた石英ガラスの仕切りで、
燃焼ガスによってマイクロ波発生装置ｌ側が汚染するの
を防いでいる。
因みにマイクロ波加熱法とは電熱等による熱伝導による
加熱方式（外部加熱方式）と異なり、マイクロ波電界に
より分極分子の強制振動を与え、この振動エネルギーを
熱エネルギーに変えることによって物質内部から加熱す
る方式（内部加熱方式）である。この時物質に吸収され
る電力Ｐは次式で示される。
加熱方式（外部加熱方式）と異なり、マイクロ波電界に
より分極分子の強制振動を与え、この振動エネルギーを
熱エネルギーに変えることによって物質内部から加熱す
る方式（内部加熱方式）である。この時物質に吸収され
る電力Ｐは次式で示される。
ここで：
Ｐ：吸収電力（Ｗ／ｍ”）
Ｅ：電界の強さく Ｖ ／ ｍ ）
ｆ：周波数（Ｈｚ）
εｒ：物質の比誘電率
ｔａｎδ：物質の誘電損失角
従って、バインダの材料特性（’５Ｙｔａｎδ）に合せ
たマイクロ波周波数ｆを選ぶ事によって選択的に効率よ
く、かつ内部から均一に加熱することができる。
たマイクロ波周波数ｆを選ぶ事によって選択的に効率よ
く、かつ内部から均一に加熱することができる。
以上成形体中のバインダ除去について説明したが、本発
明はｌ）半導体チップの封止プレス成形法ではプラスチ
ックを所定の温度まで加熱軟化させるが、このプラスチ
ックの加熱に本法を利用できる。２）産業用、医療用廃
棄物の焼却・脱臭に本法を利用できる６又、３）超臨界
によるバインダ除去装置と組み合わせて、より高能率の
バインダ除去装置とすることが可能である。
明はｌ）半導体チップの封止プレス成形法ではプラスチ
ックを所定の温度まで加熱軟化させるが、このプラスチ
ックの加熱に本法を利用できる。２）産業用、医療用廃
棄物の焼却・脱臭に本法を利用できる６又、３）超臨界
によるバインダ除去装置と組み合わせて、より高能率の
バインダ除去装置とすることが可能である。
（作用）
ｉ）マイクロ波発生装置１からマイクロ波加熱室４に導
入されたマイクロ波は、バインダをマイクロ波電界の周
波数に従って激しく振動させることにより分子間で摩擦
熱を発生させて被加熱試料５の温度を内部から急速かつ
均一に上昇させる。
入されたマイクロ波は、バインダをマイクロ波電界の周
波数に従って激しく振動させることにより分子間で摩擦
熱を発生させて被加熱試料５の温度を内部から急速かつ
均一に上昇させる。
バインダ除去をおこなう所定の温度に到達すると。
マイクロ波出力を減少あるいは停止させることにより、
被加熱試料の昇温速度の低下、あるいは昇温停止をおこ
なう。特に停止の場合はマイクロ波出力を停止すれば瞬
時に被加熱物の昇温は停止する。バインダ除去過程では
、マイクロ波の場であるため、通常の外部加熱方式によ
るよりも被加熱物中の気化バインダ分子の拡散速度が大
きく結果として高速（数時間）でバインダの除去がおこ
なわれる。これら分子振動、拡散を容易ならしめるマイ
クロ波周波数はバインダの種類によってことなり対象と
なるバインダに適したマイクロ波周波数を選択するもの
とする。
被加熱試料の昇温速度の低下、あるいは昇温停止をおこ
なう。特に停止の場合はマイクロ波出力を停止すれば瞬
時に被加熱物の昇温は停止する。バインダ除去過程では
、マイクロ波の場であるため、通常の外部加熱方式によ
るよりも被加熱物中の気化バインダ分子の拡散速度が大
きく結果として高速（数時間）でバインダの除去がおこ
なわれる。これら分子振動、拡散を容易ならしめるマイ
クロ波周波数はバインダの種類によってことなり対象と
なるバインダに適したマイクロ波周波数を選択するもの
とする。
ｊｊ）気化したバインダはマイクロ波プラズマ燃焼部に
導入されるが、この気化バインダの分子は、マイクロ波
電界中でこの電界よりエネルギーを得て活性化し容易に
分解・酸化される（活性化現象による分解）こと、マイ
クロ波プラズマ発生時に生成する数千度の高熱により分
子が直接燃焼する（プラズマによる分解）ことにより、
容易にＨ２Ｏ、ＣＯ２等の低分子ガスに分解され、結果
として無臭無煙な排気ガスとして系外に除去される。
導入されるが、この気化バインダの分子は、マイクロ波
電界中でこの電界よりエネルギーを得て活性化し容易に
分解・酸化される（活性化現象による分解）こと、マイ
クロ波プラズマ発生時に生成する数千度の高熱により分
子が直接燃焼する（プラズマによる分解）ことにより、
容易にＨ２Ｏ、ＣＯ２等の低分子ガスに分解され、結果
として無臭無煙な排気ガスとして系外に除去される。
（効果）
マイクロ波加熱法を採用し、これによる加熱で試料中の
バインダの除去及び気化バインダの燃焼を行うようにし
た。このためバインダの除去時間を短縮できると共に、
気化バインダを完全燃焼分解するので、これを空気中に
放出しても環境汚染の心配が全くない。
バインダの除去及び気化バインダの燃焼を行うようにし
た。このためバインダの除去時間を短縮できると共に、
気化バインダを完全燃焼分解するので、これを空気中に
放出しても環境汚染の心配が全くない。
図は本発明方法の概略説明図６
図において；
１ マイクロ波発生装置
２ 導波管
３ マイクロ波パワーデバイダ−
４マイクロ波加熱室
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［Ｉ］マイクロ波により試料中のバインダを選択的に加
熱昇温して、成形体内部から表面への拡散気化を行い、
気化したバインダをマイクロ波プラズマ室に導き完全燃
焼分解して大気へ排出することを特徴とする耐熱材料粉
末成形体中のバインダを除去する方法。 ［II］マイクロ波の周波数を３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ
としたことを特徴とする特許請求の範囲［Ｉ］項記載の
耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214140A JPS6369765A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214140A JPS6369765A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369765A true JPS6369765A (ja) | 1988-03-29 |
Family
ID=16650890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61214140A Pending JPS6369765A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 耐熱材料粉末成形体中のバインダを除去する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6369765A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075077A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Natl Inst For Fusion Science | マイクロ波焼成炉およびマイクロ波焼成方法 |
-
1986
- 1986-09-12 JP JP61214140A patent/JPS6369765A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075077A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Natl Inst For Fusion Science | マイクロ波焼成炉およびマイクロ波焼成方法 |
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