JPS6372802A - 粉末材料の固形化方法 - 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、例えば金属粉末等の粉末材料を固形化する方
法に関し、詳しくは、固定化するに際して低圧力で、し
かも見かけ密度の高いものを得ることができる固形化方
法に関する。

〈従来技術とその問題点〉 例えばエレベータやレッカー車その他の機械に用いられ
るバランスウェイトとして、溶鉱炉の排気ダストから回
収される粗悪な鉄粉が再利用されている。このバランス
ウェイトは、その全体の嵩を小さくすることが装置のコ
ンパクト化上好ましい。そのため従来より前記鉄粉を固
形化して前記バランスウェイトの容器に収容されている
。

この鉄粉の固形化の方法として、当初は鉄粉を鋳物にし
て固形化していた。がこの方法は製造コストが商品価値
に対して非常に高くつく欠点があった。

そこで最近は前記鉄粉をそのまま型内に入れ、高温にて
プレスして固形化する方法が採用されている。しかしな
がらこの方法には次の様な欠点があった。

■粉末をそのまま加圧するだけなので、粒子間の空気が
抜けず、固形化するのに非常に大きなプレス押力が必要
であった。

■固形化の際に６００℃以上の高温にしなければ固形化
しない欠点があった。

■空気が抜けないので、経時的に銹びてしまい、長期間
に亘っての固形化保持が困難であった。

■焼結方法であるため、温度を成型中心まで均一に上げ
ることが難しく、均質な製品ができながった。

■温度を均等にするためと、粒子間の空気が少しでも抜
けるようにするため、プレス時間を長くとる必要がある
ので、製造時間が長くかかった。

く目的〉 そこで本発明は上記従来技術の欠点を解消し、プレス押
力が小さくてすみ、温度もあまり上げる必要なく、均質
で且つ見かけ密度が大きく、形くずれしないものを、製
造時間が短く、低コストで製造することができる粉末材
料の固形化方法の提供を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の粉末材料の固形化方法は、粉末材料の全量に対
して、流動化状態で前記粉末材料の個々の粒子の外表面
の少なくとも一部を覆うことができる量の樹脂粉末を加
えると共に、混和した状態で粉末粒子間の空隙内に残っ
て全体が形くずれしない程度の粘性を付与する量の水を
加え、全体を混和した後、水蒸気抜き用の手段を設けた
型内に充填し、１００℃以上の低温下でプレス成形する
ことを基本的特徴としている。

粉末材料は、特にその材料の性質が本発明の方法に大き
な影響を与えるものではないので、金属粉末、セラミッ
クス等の無機粉末、木材粉末等の有機粉末を用いること
ができる。

樹脂粉末はそれが溶けて粉末粒子の外表面を覆うことに
より、粉末粒子同士のすべりを良好にすると共に粉末粒
子同士を結合する役目を果たすために用いられる。成形
体の見かけ密度を小さくするためには樹脂の景が少ない
方がよいので、この樹脂は流動化した時により薄く粉末
粒子外面を覆うことができる性質のものがよい。この性
質を伸びのよい性質と定義する。伸びのよい樹脂として
実際には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−
酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等を用いることができる
。

水を加える理由は、第１に、加えられた樹脂粉末を密度
の異なる粉末材料に対して均一に混ざるように、樹脂粉
末に粉末材料に対する吸着性を持たせるためである。第
２に、加えられた水が粉末粒子の間隙にある空気に対し
である程度取って代わり、空気を追出すためである。そ
して第３に、１００℃以上でプレスされることにより、
粉末粒子の間隙にある水が水蒸気となって高圧化し、こ
れによって温度を上昇させて前記樹脂粉末を流動化して
粉末材料粒子外表面を覆わすと共に、周囲に加圧力を及
ぼしてＭｉ織の繊密化を中心部に至まで均一に促進し、
特に間隙内の空気を自らの膨張により外部に飛び出させ
て脱気するためである。そして第４に、水蒸気自らが間
隙から外部へ飛び出すことにより、間隙内を急激に減圧
させて周囲粒子の間隙への陥没を促すためである。第５
に、混合状体で全体を形くずれしない程度の粘性とし、
扱いを容易にするためである。

全体を混和するのは樹脂粉末及び水が粉末材料の粒子に
対して不遇無くゆき亘るようにするためである。

型に水蒸気抜き用の手段を設けるのは、固形化されつつ
ある粉末材料の粒子間隙から抜は出てくる水蒸気を型外
に放出させるためである。

１００℃以上でプレス成形するのは、加えた水を水１気
化するためである。また１００℃以上の低温下でよいの
は、水が水蒸気化することにより圧力が上昇し、これに
よって温度が上昇して樹脂粉末を溶かすことができるか
らである。実際には樹脂粉末が流動化する温度でプレス
成形する。

なお水の代わりに溶液性のものを用いることも可能であ
る。

前記粉末材料として鉄粉を用いる場合は、該鉄粉の見か
け密度に応じて、鉄粉の全量の１〜１０重量パーセント
の樹脂を加えるのが好ましい。また水は鉄粉の全量の５
〜２０重１パーセント加えるのが好ましい。

〈作用〉 粉末材料に対して所定層の樹脂と水が加えられ、混和さ
れたものを型内に入れて１００℃以上の低温下でプレス
すると、粒子間間隙の水が水蒸気になって高圧化し、こ
れによって溶けた樹脂が粉末粒子の表面を覆う。高圧の
水蒸気は各間隙内でそれぞれ周囲を加圧して緻密化を促
進すると共に、間隙内の空気を水蒸気自身の放散と共に
外部へ抜き去らしめ、さらに水蒸気自身が間隙から外部
へ脱気することから、水蒸気が抜けた減圧化されること
により、外部プレス圧力により周囲の粒子が陥没して圧
潰される。この際前記粒子表面を覆う樹脂は一種の潤滑
材となって粒子の移動を助ける。また樹脂は粒子間の薄
い界面に入り込むことにより、冷却後の粒子間の結合を
強固に行う。

〈実施例〉 溶鉱炉の排ガス中のダストを回収して得た粉末（見かけ
密度３〜３．５程度、真密度７程度　）を用い、粉末の
全量に対して２〜３重量パーセントのエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体粉末と７〜１０重量パーセントの水を配合
して十分混和した後、水蒸気抜きを施した金型内に充填
し、１４０〜１６０℃で１０００〜２０００　ｋｇ　／
　ｃｎｌでプレスした。３秒後に加圧を停止して円柱形
の成形品を取出した。成形品の見かけ密度は５程度であ
った。これを１０ｍの高さからコンクリート上に落下さ
せたが形くずれは生じなかった。

従来の直接粉末を高温でプレスする場合に比較して、押
圧力が１７５未満となり、温度も６００℃以上必要であ
ったのが１５０℃程度で十分であり、製造時間も従来の
１７５以下となった。

く効果〉 本発明は以上の構成よりなり、粉末材料に樹脂を水を加
えることにより、見かけ密度が大きく型くずれのない固
形化物を、より低温で、より低圧力で、より均質で、よ
り短時間で成形することが可能となった。勿論コストも
大幅に低下させることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、粉末材料の全量に対して、流動化状態で前記粉
   末材料の個々の粒子の外表面の少なくとも一部を覆うこ
   とができる量の樹脂粉末を加えると共に、混和した状態
   で粉末粒子間の空隙内に残って全体が形くずれしない程
   度の粘性を付与する量の水を加え、全体を混和した後、
   水蒸気抜き用の手段を設けた型内に充填し、１００℃以
   上の低温下でプレス成形することを特徴とする粉末材料
   の固形化方法。
2. （２）、粉末材料は主成分が鉄粉であり、該粉末材料の
   全量に対して１〜１０重量パーセントの量の伸びのよい
   樹脂粉末と、前記粉末材料の全量に対して５〜２０重量
   パーセントの水を加える特許請求の範囲第１項記載の粉
   末材料の固形化方法。
3. （３）、粉末材料は溶鉱炉等、製錬炉の排ガス中のダス
   トから回収された見かけ密度が２．５〜４の粉末であり
   、樹脂粉末はポリエチレン粉末若しくはポリ塩化ビニル
   粉末若しくはエチレン−酢酸ビニル共重合体粉末を用い
   、１４０〜１６０℃で１０００〜２０００ｋｇ／ｃｍ＾
   ２で加圧する特許請求の範囲第２項記載の粉末材料の固
   形化方法。