WO2021015092A1 - 成形型およびその製造方法 - Google Patents

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WO2021015092A1
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tubular portion
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base portion
molding die
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浩 浜島
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京セラ株式会社
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    • C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron

Definitions

  • This disclosure relates to a molding die and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 discloses a roller bearing in which the surface roughness of the outer peripheral surface of the roller is within a predetermined standard value.
  • Patent Document 2 the sliding bearing slides into contact with both the outer peripheral surface of the support shaft and the inner peripheral surface of the roller, and the axial end surface thereof is a rough surface having a surface roughness larger than the axial end surface of the roller.
  • a roller follower that is in contact with the inner surface of the is proposed.
  • the molding mold according to the present disclosure includes a tubular portion and a base portion that seals one end of the tubular portion.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 on the roughness curve of the inner wall surface of the tubular portion is smaller than the cutting level difference R ⁇ c 2 on the roughness curve of the bottom of the inner wall surface of the base.
  • the cutting level difference is the difference between the cutting level at a load length rate of 25% on the roughness curve and the cutting level at a load length rate of 75% on the roughness curve.
  • water is adhered to at least one of a first facing surface facing the base portion of the tubular portion and a second facing surface facing the tubular portion of the base portion, and the tubular portion is formed. After adsorbing the base and the base, heat treatment is performed by pressing from the longitudinal direction.
  • the member whose surface texture of the outer peripheral surface is controlled is molded using, for example, a molding die.
  • the mold is made by excavating or polishing the material of the mold according to the desired member.
  • On the inner wall surface of the molding die thus obtained there are scratches, shaving marks, etc. formed when the molding die is manufactured. Therefore, even if the inner wall surface of the molding die looks smooth visually, there are actually fine irregularities. As a result, the members obtained using such moldings may not satisfy the desired surface texture.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 in the roughness curve of the inner wall surface of the tubular portion is smaller than the cutting level difference R ⁇ c 2 in the roughness curve of the inner wall bottom portion of the base portion.
  • the molding mold according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the molding die 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 includes a tubular portion 11 and a base portion 12.
  • the material of the tubular portion 11 included in the molding die 1 according to the embodiment is not limited.
  • the material of the tubular portion 11 include ceramics containing aluminum oxide, silicon carbide, or silicon nitride as a main component.
  • the molding die is preferably formed of ceramics containing aluminum oxide as a main component. This is because when the molding die is manufactured, processing such as polishing and grinding is easy and the primary raw material is inexpensive.
  • the ceramic used for the tubular portion 11 is referred to as "first ceramic" for convenience.
  • the size of the tubular portion 11 is not particularly limited. It is appropriately set according to a desired member.
  • the tubular portion 11 is cylindrical as shown in FIG. 1, the tubular portion 11 has, for example, an outer diameter of 32 mm or more and 50 mm or less and an inner diameter of 25 mm or more and 30 mm or less.
  • the tubular portion 11 has, for example, a length of 100 mm or more and 200 mm or less.
  • the base portion 12 included in the molding mold 1 according to the embodiment is provided so as to seal one end of the tubular portion 11.
  • the outer diameter of the base portion 12 is preferably substantially the same as the outer diameter of the tubular portion 11, and may be large. Specifically, as shown in FIG.
  • the shape of the opening 121 of the base 12 and the shape of the opening 111 of the tubular portion 11 of the base 12 match, and the thickness of the inner wall surface 122 of the base 12 and the tubular portion 11 It is preferable that the tubular portion 11 is provided so as to match the thickness of the inner wall surface 112 of the above.
  • the broken line shown in FIG. 2 indicates the facing surface 13 between the tubular portion 11 and the base portion 12.
  • the inner diameter ID 2 of the second facing surface 132 facing the tubular portion 11 of the base portion 12 is smaller than the inner diameter ID 1 of the first facing surface 131 facing the base portion 12 of the tubular portion 11.
  • the difference between the inner diameter ID 2 and the inner diameter ID 1 is, for example, 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the material of the base 12 included in the molding mold 1 according to the embodiment is not limited.
  • the material adopted for the above-mentioned tubular portion 11 can be mentioned, and it is preferable that the tubular portion 11 and the base portion 12 have the same main component.
  • the material of the base portion 12 is preferably ceramics as in the case of the tubular portion 11.
  • the ceramic used for the base 12 is referred to as "second ceramic" for convenience.
  • the first ceramics and the second ceramics may be ceramics having the same main component or different main components.
  • the "main component” means a component that occupies 80% by mass or more in a total of 100% by mass of the components constituting the ceramics.
  • Each component contained in the ceramics may be identified by an X-ray diffractometer using CuK ⁇ rays.
  • the content of each component may be determined by, for example, an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopic analyzer or a fluorescent X-ray analyzer.
  • the shape of the base portion 12 is not limited as long as it can seal one end of the tubular portion 11.
  • the base portion 12 included in the molding die 1 according to the embodiment has a concave shape that opens toward the tubular portion 11.
  • the inner wall surface of the base portion 12 having a concave shape may be inclined from the opening 121 to the inner wall bottom portion 122a, and the inclination may be rounded.
  • the inside of the tubular portion 11 and the inside of the base portion 12 are ground or polished into a shape corresponding to a desired member.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 in the roughness curve of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is smaller than the cutting level difference R ⁇ c 2 in the roughness curve of the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12.
  • the cutting level difference R ⁇ c in the roughness curve is in the height direction of the cutting levels C (Rrm1) and C (Rrm2) corresponding to the load length ratios Rmr1 and Rmr2 in the roughness curve defined in JIS B0601: 2001, respectively. It is an index showing the difference, and the smaller the value, the smoother the surface with less unevenness. That is, it is shown that the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 has less unevenness and is smoother than the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12.
  • the “cutting level difference R ⁇ c 1 ” refers to the cutting level at a load length ratio of 25% in the roughness curve for the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 and the load length of 75% in the roughness curve. It means the difference from the cutting level in the graduation.
  • the “cutting level difference R ⁇ c 2 ” refers to the cutting level at the load length ratio of 25% in the roughness curve for the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12 and the load length of 75% in the roughness curve. It means the difference from the cutting level in the graduation.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 in the roughness curve of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is smaller than the cutting level difference R ⁇ c 2 in the roughness curve of the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12. Therefore, the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 has less unevenness and is smoother than the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12.
  • a cylindrical substrate for a photoconductor for electrophotographic, a roller bearing roller, a sliding bearing of a roller follower, a cylindrical case accommodating a filter, and the like (hereinafter, these members are simply referred to as "for electrophotographic". It may be described as "cylindrical substrate for photoconductor"), and it can be applied to a member whose outer wall surface is required to have a surface texture (cutting level difference R ⁇ c) having higher accuracy than the end face.
  • the size of the portion in contact with the base 12 of the molded body is shorter than that of the portion in contact with the tubular portion 11 of the molded body. .. Therefore, the shrinkage difference after the heat treatment is small. As a result, the portion in contact with the base portion 12 of the molded product is likely to be fixed to the base portion 12, and the releasability is lowered. Therefore, the cutting level difference R ⁇ c1 in the roughness curve of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is made smaller than the cutting level difference R ⁇ c2 in the roughness curve of the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12.
  • the difference is not limited.
  • the difference between the cutting level difference R ⁇ c 1 and the cutting level difference R ⁇ c 2 may be 0.2 ⁇ m or more. ..
  • the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is smoother with less unevenness than the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12. Can be.
  • the cutting level difference R ⁇ c 2 of the inner wall bottom portion 122a which is difficult to clean, becomes large, and the hydrophilicity of the inner wall bottom portion 122a is higher than that of the inner wall surface 112, so that the cleaning efficiency is improved.
  • a member such as a cylindrical substrate for an electrophotographic photosensitive member, which requires a surface texture (cutting level difference R ⁇ c) in which the outer wall surface has a higher accuracy than the end face.
  • the cutting level difference R ⁇ c 2 of the inner wall bottom portion 122a is, for example, 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the hydrophilicity is improved, so that the cleaning efficiency is improved.
  • the cutting level difference R ⁇ c 2 is 2.5 ⁇ m or less, the possibility that the powder separated from the molded body adheres to the valley bottom on the surface of the inner wall bottom portion 122a is reduced, and continuous molding of the molded body is facilitated.
  • the contact angle with pure water can be, for example, 45 ° or less.
  • the arithmetic average roughness Ra 1 of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 and the arithmetic mean roughness Ra 2 of the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12 are not limited.
  • the surface texture of the outer wall surface is controlled with high precision while maintaining good releasability of the base 12 (bottomed cylinder).
  • the arithmetic mean roughness Ra 1 of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is smaller than the arithmetic average roughness Ra 2 of the inner wall bottom portion 122a of the base portion 12 in that it is easy to obtain a columnar member (including the shape). Good.
  • the difference between the arithmetic mean roughness Ra 1 and the arithmetic average roughness Ra 2 is preferably 0.2 ⁇ m or more.
  • the arithmetic mean roughness Ra 2 of the inner wall bottom portion 122a is, for example, 0.6 ⁇ m or more and 1.6 ⁇ m or less.
  • the arithmetic average roughness Ra 2 is 0.6 ⁇ m or more, the hydrophilicity is improved, so that the cleaning efficiency is further improved.
  • the arithmetic mean roughness Ra 2 is 1.6 ⁇ m or less, the possibility that the powder separated from the molded body adheres to the valley bottom on the surface of the inner wall bottom portion 122a is reduced, and the continuous molding of the molded body is further facilitated.
  • the cutting level difference R ⁇ c 2 is 0.6 ⁇ m or more, the contact angle with pure water can be, for example, 40 ° or less.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 may be smaller than the cutting level difference R ⁇ c 3 in the roughness curve of the inner wall surface 122 of the base portion 12 which is inclined from the opening to the inner wall bottom portion 122a.
  • the difference between the cutting level difference R ⁇ c 1 and the cutting level difference R ⁇ c 3 may be 0.2 ⁇ m or more.
  • the cutting level difference R ⁇ c 3 may be 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 , the cutting level difference R ⁇ c 2 , the cutting level difference R ⁇ c 3 , the arithmetic mean roughness Ra 1 , the arithmetic mean roughness Ra 2, and the arithmetic mean roughness Ra 3 are based on JIS B 0601: 2001, and are lasers. It can be measured using a microscope (manufactured by Keyence Co., Ltd., ultra-deep color 3D shape measuring microscope (VK-X1100 or its successor model)).
  • the measurement conditions are coaxial epi-illumination, no cutoff value ⁇ s, cutoff value ⁇ c of 0.08 mm, and correction of the termination effect, from the inner wall surface 112, the inner wall bottom 122a, or the inner wall surface 122 to be measured.
  • the surface roughness may be measured by setting the measurement range per location to 2792 ⁇ m ⁇ 2090 ⁇ m and drawing four lines to be measured along the longitudinal direction of the measurement range for each measurement range.
  • the length per line to be measured is, for example, 2640 ⁇ m.
  • the method for manufacturing the molding mold 1 according to the embodiment is not limited.
  • the molding die 1 according to the embodiment can be obtained by, for example, the following procedure.
  • tubular portion 11 and the base portion 12 are made of ceramics containing aluminum oxide as a main component
  • Aluminum oxide powder purity of 99.9% by mass or more
  • each powder of magnesium hydroxide, silicon oxide and calcium carbonate are put into a pulverizing mill together with a solvent (ion-exchanged water).
  • a solvent ion-exchanged water.
  • an organic binder and a dispersant for dispersing the aluminum oxide powder are added and mixed to obtain a slurry.
  • the content of magnesium hydroxide powder in a total of 100% by mass of the powder is 0.3 to 0.42% by mass
  • the content of silicon oxide powder is 0.5 to 0.8% by mass
  • that of calcium carbonate powder is 0.060 to 0.1% by mass
  • the balance is aluminum oxide powder and unavoidable impurities.
  • Organic binders are acrylic emulsions, polyvinyl alcohols, polyethylene glycols, polyethylene oxides, etc.
  • the slurry is spray granulated to obtain granules.
  • the tubular portion 11 first, the granules are filled in a mold, and then the granules are pressurized at a molding pressure of 78 MPa or more and 128 MPa or less to obtain a tubular molded body.
  • the first ceramics which is a precursor of the tubular portion 11 can be obtained.
  • the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is obtained, for example, by grinding the inner wall surface of the first ceramics using a honing machine.
  • a grindstone containing diamond abrasive grains having a particle size of # 800 to # 1200 defined by JIS R 6001-2: 2017 may be mounted on a honing machine and ground.
  • the granules are filled in a mold, and then the granules are pressurized at a molding pressure of 78 MPa or more and 128 MPa or less to obtain a plate-shaped molded product.
  • a molding pressure of 78 MPa or more and 128 MPa or less By cutting the upper surface of this molded body, a portion to be the inner wall bottom portion 112a of the base portion 12 is formed after firing.
  • the machined molded product By holding the machined molded product at a temperature of 1500 ° C. or higher and 1700 ° C. or lower and a time of 4 hours or more and 6 hours or less, the second ceramics which is a precursor of the base 12 can be obtained.
  • diamond paste to the buff and polish the bottom of the inner wall of the second ceramics to the extent that burrs are removed.
  • a paste in which diamond powder having an average particle size of 1 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less is dispersed in an organic solvent may be used.
  • the cutting level difference R ⁇ c 1 on the roughness curve of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 is smaller than the cutting level difference R ⁇ c 2 on the roughness curve of the inner wall bottom 112a of the base portion 12. Can be obtained.
  • the ceramics are not limited, and examples thereof include ceramics containing aluminum oxide as a main component, as described above, and ceramics containing silicon carbide or silicon nitride as a main component.
  • the ceramics are as described above, and the second ceramic may be the same ceramic as the first ceramic or may be a different ceramic. Considering the processed surface and the working surface, the first ceramics and the second ceramics are preferably ceramics having the same main component.
  • the second ceramic is polished by the method described above.
  • a grindstone containing diamond abrasive grains having a particle size of # 800 to # 1000 may be mounted on the honing machine to grind the inner wall surface of the first ceramics.
  • the following method can be mentioned. .. First, a grindstone containing diamond abrasive grains having the above particle size of # 800 to # 1200 is mounted on a honing machine to grind the inner wall surface of the first ceramics. Next, the bottom of the inner wall of the second ceramics may be polished using a paste in which diamond powder having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less is dispersed in an organic solvent.
  • the following method can be mentioned.
  • a grindstone containing diamond abrasive grains having the above particle size of # 800 to # 1000 is mounted on a honing machine to grind the inner wall surface of the first ceramics.
  • the bottom of the inner wall of the second ceramics may be polished using a paste in which diamond powder having an average particle size of 2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less is dispersed in an organic solvent.
  • the outer diameter of the base portion 12 is substantially the same as the outer diameter of the tubular portion 11. Further, the shape of the opening 121 of the base portion 12 and the shape of the opening 111 of the tubular portion 11 match, and the thickness of the inner wall surface 122 of the base portion 12 and the thickness of the inner wall surface 112 of the tubular portion 11 match.
  • the joining method between the tubular portion 11 and the base portion 12 is not limited, and examples thereof include the following methods (diffusion joining).
  • the method of adhering water is not limited, and for example, water is sprayed on at least one of the first facing surface 131 and the second facing surface 132, water is applied with a brush, or the water is directly immersed in water. The method etc. can be mentioned.
  • a slurry containing diamond having an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less is placed on a copper, tin, or tin-lead alloy lapping machine every predetermined time. Is obtained by polishing the end face of the tubular portion 11 facing the base portion 12.
  • a slurry containing diamond having an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less is put on a copper, tin, or tin-lead alloy lapping machine every predetermined time. Is obtained by polishing the end face of the base portion 12 facing the tubular portion 11.
  • the arithmetic mean roughness Ra of each of the first facing surface 131 and the second facing surface 132 is, for example, 0.2 ⁇ m or less.
  • the first facing surface 131 and the second facing surface 132 are adsorbed.
  • the heat treatment is performed while pressing the adsorption surface.
  • the strength of pressing is not limited, and is appropriately set according to the size and material of the tubular portion 11 and the base portion 12. Specifically, it is preferable to press with a pressure of about 1 kgf to 5 kgf.
  • the heat treatment is also appropriately set according to the size and material of the tubular portion 11 and the base portion 12. Specifically, it is preferable to heat-treat at 1000 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower.
  • the heat treatment may be performed for, for example, about 30 minutes to 120 minutes. In this way, the molding die 1 according to the embodiment is manufactured.
  • the tubular portion 11 has a cylindrical shape.
  • the tubular portion is not limited to a cylindrical shape, and may be an elliptical tubular shape depending on the shape of a desired member, and a square cylinder having a cross section of a triangular shape, a square shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, or the like. It may have a shape.
  • the above-mentioned molding die 1 has a concave shape in which the base portion 12 opens toward the tubular portion 11.
  • the shape of the base is not limited to the concave shape, and may be appropriately set according to the shape of the desired member, and may be a flat plate shape such as a bottom plate.
  • the inner wall surface 122 of the base portion 12 has a rounded inclination from the opening 121 to the inner wall bottom portion 122a.
  • the inclination does not have to have a rounded shape, and is appropriately set according to the desired shape of the member.
  • the inner wall surface 122 of the base portion 12 may be vertical from the opening 121 to the inner wall bottom portion 122a.

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Abstract

本開示に係る成形型は、筒状部と筒状部の一方の端部を封止する基部とを含む。筒状部の内壁面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部の内壁底部の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい。切断レベル差が、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差である。

Description

成形型およびその製造方法
　本開示は、成形型およびその製造方法に関する。
　近年、金属製の円筒状や円柱状の部材として、外周面の表面性状を制御した部材が求められることがある。このような部材として、例えば、電子写真用感光体用円筒状基体、ころ軸受けのころ、ローラフォロアのすべり軸受け、フィルタを収容する円筒状のケースなどが挙げられる。特許文献１には、ころの外周面の表面粗さを所定の規格値内としたころ軸受けが開示されている。特許文献２には、すべり軸受けが支軸の外周面ともローラの内周面ともすべり接触し、その軸方向端面がローラの軸方向端面より大きい表面粗さを有する粗面となっており、側壁の内面に接しているローラフォロアが提案されている。
特開２００２－１９５２６６号公報 特開２００４－２１１７７５号公報
　本開示に係る成形型は、筒状部と筒状部の一方の端部を封止する基部とを含む。筒状部の内壁面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部の内壁底部の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい。切断レベル差が、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差である。
　さらに、本開示に係る成形型の製造方法は、筒状部の基部に対向する第１対向面および基部の筒状部に対向する第２対向面の少なくとも一方に水を付着させ、筒状部と基部とを吸着させた後に長手方向から押圧し熱処理を行う。
本開示の一実施形態に係る成形型を示す斜視図である。 図１に示すＸ－Ｘ線で切断した際の断面を示す説明図である。
　外周面の表面性状を制御した部材は、例えば成形型を使用して成形される。成形型は、所望の部材に応じて、成形型の材料を掘削したり研磨したりして作製される。このようにして得られる成形型の内壁面には、成形型を作製する際に形成される傷や削り痕などが存在する。そのため、成形型の内壁面は、目視では平滑に見えても、実際には微細な凹凸が存在している。その結果、このような成形型を用いて得られる部材は、所望の表面性状を満足しないことがある。
　本開示に係る成形型は、上記のように、筒状部の内壁面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部の内壁底部の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい。その結果、本開示に係る成形型を使用して部材を成形すると、外壁面の表面性状が高精度に制御された筒状（有底筒状も含む）や柱状の部材を得ることができる。
　本開示の一実施形態に係る成形型を、図１および２に基づいて説明する。図１に示す一実施形態に係る成形型１は、筒状部１１と基部１２とを含む。一実施形態に係る成形型１に含まれる筒状部１１の材質は限定されない。筒状部１１の材質としては、例えば酸化アルミニウム、炭化珪素または窒化珪素を主成分とするセラミックスなどが挙げられる。これらの材質の中でも、成形型は酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスから形成されているのがよい。成形型を作製する場合、研磨、研削等の加工がしやすく、１次原料が安価であるからである。本明細書において、筒状部１１に使用されるセラミックスとして、便宜上「第１セラミックス」と記載する。
　筒状部１１の大きさは特に限定されない。所望の部材に応じて適宜設定される。図１に示すように筒状部１１が円筒状の場合、筒状部１１は、例えば３２ｍｍ以上５０ｍｍ以下の外径および２５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の内径を有する。筒状部１１は、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下の長さを有する。
　一実施形態に係る成形型１に含まれる基部１２は、筒状部１１の一方の端部を封止するように備えられている。例えば、筒状部１１の外径に比べて基部１２の外径が小さすぎると、筒状部１１の一方の端部に隙間などが発生して封止することができない。このような隙間などができないようにするために、基部１２の外径は筒状部１１の外径とほぼ同じであるのがよく、大きくても構わない。具体的には、基部１２は図２に示すように、基部１２の開口１２１の形状と筒状部１１の開口１１１の形状とが一致し、基部１２の内壁面１２２の厚みと筒状部１１の内壁面１１２の厚みとが一致するように、筒状部１１に備えられているのがよい。図２に記載の破線は、筒状部１１と基部１２との対向面１３を示す。
　基部１２の筒状部１１に対向する第２対向面１３２の内径ＩＤ２は、筒状部１１の基部１２に対向する第１対向面１３１の内径ＩＤ１よりも小さいとさらによい。このような構成の成形型を用いて、金属製の円筒状や円柱状の部材を得ようとすると、基部１１での引っ掛かりがなくなる。そのため、成形型から部材の取り出しが容易になる。内径ＩＤ２と内径ＩＤ１との差は、例えば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
　一実施形態に係る成形型１に含まれる基部１２の材質は限定されない。例えば、基部１２の材料としては、上述の筒状部１１に採用される材質が挙げられ、筒状部１１と基部１２とは主成分が同じ材質であるのがよい。基部１２の材質としても筒状部１１と同様、セラミックスであるのがよい。本明細書において、基部１２に使用されるセラミックスとして、便宜上「第２セラミックス」と記載する。筒状部１１および基部１２の材質としてセラミックスが採用される場合、第１セラミックスと第２セラミックスとは、主成分が同じセラミックスであってもよく、主成分が異なるセラミックスであってもよい。
　本明細書において「主成分」とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％における８０質量％以上を占める成分を意味する。セラミックスに含まれる各成分の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で行えばよい。各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めればよい。
　基部１２の形状は、筒状部１１の一方の端部を封止することができる形状であれば、限定されない。一実施形態に係る成形型１に含まれる基部１２は、図２に示すように、筒状部１１に向けて開口する凹部状を有している。凹部状を有している基部１２の内壁面は、開口１２１から内壁底部１２２ａにかけて傾斜していてもよく、その傾斜がアール状を有していてもよい。
　筒状部１１の内部および基部１２の内部は、所望の部材に応じた形状に研削あるいは研磨されている。一実施形態に係る成形型１において、筒状部１１の内壁面１１２の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部１２の内壁底部１２２ａの粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい。粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１で規定されている粗さ曲線における負荷長さ率Ｒｍｒ１、Ｒｍｒ２にそれぞれ一致する切断レベルＣ（Ｒｒｍ１）、Ｃ（Ｒｒｍ２）の高さ方向の差を示す指標であり、値が小さいほど凹凸が少ない平滑な表面であることを示す。すなわち、筒状部１１の内壁面１１２の方が、基部１２の内壁底部１２２ａよりも凹凸が少なく平滑であることを示している。
　本明細書において「切断レベル差Ｒδｃ１」とは、筒状部１１の内壁面１１２についての粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を意味する。一方、本明細書において「切断レベル差Ｒδｃ２」とは、基部１２の内壁底部１２２ａについての粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を意味する。
　筒状部１１の内壁面１１２の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部１２の内壁底部１２２ａの粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい。そのため、筒状部１１の内壁面１１２の方が、基部１２の内壁底部１２２ａよりも凹凸が少なく平滑である。このような構成であると、電子写真用感光体用円筒状基体、ころ軸受けのころ、ローラフォロアのすべり軸受け、フィルタを収容する円筒状のケースなど（以下、これらの部材を単に「電子写真用感光体用円筒状基体など」と記載する場合がある）、外壁面が端面よりも高精度な表面性状（切断レベル差Ｒδｃ）が求められる部材に適用させることができる。
　成形型１を使用して金属などの粉末を成形し、熱処理した場合、成形体の筒状部１１に接触している部位に比べ、成形体の基部１２に接触している部位は寸法が短い。そのため、熱処理後の収縮差が小さい。その結果、成形体の基部１２に接触している部位は、基部１２に固着しやすくなり、離型性が低くなる。したがって、筒状部１１の内壁面１１２の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１を、基部１２の内壁底部１２２ａの粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さくする。このようにすることによって、内壁底部１２２ａに接触している部位よりも接触面積の大きい内壁面１１２に接触している部位の固着抑制効果が向上し、成形体の離型性を高めることができる。以上の結果、一実施形態に係る成形型１を使用して金属などの粉末を成形し、熱処理すると、外壁面の表面性状が高精度で制御された筒状（有底筒状も含む）や柱状の部材を容易に得ることができる。
　切断レベル差Ｒδｃ１が切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さければ、その差は限定されず、例えば、切断レベル差Ｒδｃ１と切断レベル差Ｒδｃ２との差は、０．２μｍ以上であってもよい。このように、切断レベル差Ｒδｃ１と切断レベル差Ｒδｃ２との差が０．２μｍ以上であると、筒状部１１の内壁面１１２を、基部１２の内壁底部１２２ａよりもさらに凹凸が少なく平滑にすることができる。合わせて、洗浄しにくい内壁底部１２２ａの切断レベル差Ｒδｃ２は大きくなり、親水性は内壁面１１２よりも内壁底部１２２ａのほうが高くなるので、洗浄効率が向上する。このような範囲であると、電子写真用感光体用円筒状基体等、外壁面が端面よりも高精度な表面性状（切断レベル差Ｒδｃ）が求められる部材にさらによい。
　内壁底部１２２ａの切断レベル差Ｒδｃ２は、例えば、０．６μｍ以上２．５μｍ以下である。切断レベル差Ｒδｃ２が０．６μｍ以上であると、親水性が向上するので、洗浄効率が向上する。切断レベル差Ｒδｃ２が２．５μｍ以下であると、内壁底部１２２ａ表面の谷底に成形体から脱離した粉体が固着するおそれが低減し、成形体の連続成形を容易にする。切断レベル差Ｒδｃ２が０．６μｍ以上であると、純水に対する接触角は、例えば、４５°以下とすることができる。
　さらに、一実施形態に係る成形型１において、筒状部１１の内壁面１１２の算術平均粗さＲａ１および基部１２の内壁底部１２２ａの算術平均粗さＲａ２は、限定されない。成形型１を使用して金属などの粉末を成形し、熱処理する場合、基部１２の離型性を良好に維持しながら、外壁面の表面性状が高精度で制御された筒状（有底筒状も含む）や柱状の部材を得やすいという点で、筒状部１１の内壁面１１２の算術平均粗さＲａ１は、基部１２の内壁底部１２２ａの算術平均粗さＲａ２よりも小さい方がよい。このような構成であると、電子写真用感光体用円筒状基体等、外壁面が端面よりも高精度な表面性状（切断レベル差Ｒδｃに加え、算術平均粗さＲａ）が求められる部材に適用させることができる。具体的には、算術平均粗さＲａ１と算術平均粗さＲａ２との差は０．２μｍ以上であるのがよい。
　内壁底部１２２ａの算術平均粗さＲａ２は、例えば、０．６μｍ以上１．６μｍ以下である。算術平均粗さＲａ２が０．６μｍ以上であると、親水性が向上するので、洗浄効率がさらに向上する。算術平均粗さＲａ２が１．６μｍ以下であると、内壁底部１２２ａ表面の谷底に成形体から脱離した粉体が固着するおそれが低減し、成形体の連続成形をさらに容易にする。切断レベル差Ｒδｃ２が０．６μｍ以上であると、純水に対する接触角は、例えば、４０°以下とすることができる。
　上述した理由と同様の理由から、切断レベル差Ｒδｃ１は、開口から内壁底部１２２ａにかけて傾斜している基部１２の内壁面１２２の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ３よりも小さくてもよい。切断レベル差Ｒδｃ１と切断レベル差Ｒδｃ３との差は０．２μｍ以上であってもよい。切断レベル差Ｒδｃ３は、０．６μｍ以上２．５μｍ以下であってもよい。
　切断レベル差Ｒδｃ１、切断レベル差Ｒδｃ２、切断レベル差Ｒδｃ３、算術平均粗さＲａ１、算術平均粗さＲａ２および算術平均粗さＲａ３は、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２００１に準拠し、レーザー顕微鏡（(株)キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種））を用いて測定することができる。測定条件としては、照明を同軸落射照明、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．０８ｍｍ、終端効果の補正を有り、測定対象とする内壁面１１２、内壁底部１２２ａあるいは内壁面１２２から１か所当たりの測定範囲を２７９２μｍ×２０９０μｍとして、各測定範囲毎に、測定範囲の長手方向に沿って測定対象とする線を４本引いて、表面粗さ計測を行えばよい。計測の対象とする線１本当たりの長さは、例えば、２６４０μｍである。
　一実施形態に係る成形型１を製造する方法は限定されない。筒状部１１および基部１２の材質としてセラミックスが採用される場合、一実施形態に係る成形型１は、例えば次のような手順で得られる。
　筒状部１１および基部１２が酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスからなる場合について説明する。主成分である酸化アルミニウム粉末（純度が９９．９質量％以上）と、水酸化マグネシウム、酸化珪素および炭酸カルシウムの各粉末とを粉砕用ミルに溶媒（イオン交換水）とともに投入する。次いで、粉末の平均粒径（Ｄ５０）が１．５μｍ以下になるまで粉砕した後、有機結合剤と、酸化アルミニウム粉末を分散させる分散剤とを添加、混合してスラリーを得る。ここで、上記粉末の合計１００質量％における水酸化マグネシウム粉末の含有量は０．３～０．４２質量％、酸化珪素粉末の含有量は０．５～０．８質量％、炭酸カルシウム粉末の含有量は０．０６０～０．１質量％であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。
　有機結合剤は、アクリルエマルジョン、ポリビニールアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドなどである。次に、スラリーを噴霧造粒して顆粒を得る。筒状部１１を得る場合、まず、顆粒を金型に充填した後、成形圧を７８Ｍｐａ以上１２８ＭＰａ以下として顆粒を加圧することにより、筒状の成形体を得る。成形体を、温度を１５００℃以上１７００℃以下、時間を４時間以上６時間以下として保持することにより、筒状部１１の前駆体である第１セラミックスを得ることができる。
　筒状部１１の内壁面１１２は、例えば、ホーニング加工機を用いて第１セラミックスの内壁面を研削することによって得られる。第１セラミックスの内壁面を研削する場合、ＪＩＳ　Ｒ　６００１－２：２０１７で定める粒度が＃８００～＃１２００であるダイヤモンド砥粒を含む砥石をホーニング加工機に装着して、研削すればよい。
　次いで、基部１２を得る場合、まず、顆粒を金型に充填した後、成形圧を７８Ｍｐａ以上１２８ＭＰａ以下として顆粒を加圧することにより、板状の成形体を得る。この成形体の上面を切削加工することによって、焼成後に基部１２の内壁底部１１２ａとなる部分を形成する。切削加工された成形体を、温度を１５００℃以上１７００℃以下、時間を４時間以上６時間以下として保持することにより、基部１２の前駆体である第２セラミックスを得ることができる。
　そして、ダイヤモンドペーストをバフに塗布して、ばりをとる程度で第２セラミックスの内壁底部を研磨する。ダイヤモンドペーストは、平均粒径が１μｍ以上４μｍ以下であるダイヤモンドの粉末を有機溶剤に分散させたペーストを用いればよい。
　上述した製造方法を用いることで、筒状部１１の内壁面１１２の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、基部１２の内壁底部１１２ａの粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さい成形型を得ることができる。
　セラミックスとしては限定されず、例えば、上述したように酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスを始め、炭化珪素あるいは窒化珪素を主成分とするセラミックスが挙げられる。
　セラミックスについては上述の通りであり、第２セラミックスは第１セラミックスと同じセラミックスであってもよく、異なるセラミックスであってもよい。加工面や作業面を考慮すると、第１セラミックスと第２セラミックスとは、主成分が同じセラミックスであるのがよい。
　切断レベル差Ｒδｃ１と切断レベル差Ｒδｃ２との差が４μｍ以上である成形型を得るには、例えば、次のような方法が挙げられる。まず、第２セラミックスを上述した方法で研磨する。次いで、上記粒度が＃８００～＃１０００であるダイヤモンド砥粒を含む砥石をホーニング加工機に装着して、第１セラミックスの内壁面を研削すればよい。
　筒状部１１の内壁面１１２の算術平均粗さＲａ１が、基部１２の内壁底部１１２ａの算術平均粗さＲａ２よりも小さい成形型を得るには、例えば、次のような方法が挙げられる。まず、上記粒度が＃８００～＃１２００であるダイヤモンド砥粒を含む砥石をホーニング加工機に装着して、第１セラミックスの内壁面を研削する。次いで、平均粒径が２μｍ以上４μｍ以下であるダイヤモンドの粉末を有機溶剤に分散させたペーストを用いて、第２セラミックスの内壁底部を研磨すればよい。
　算術平均粗さＲａ１と算術平均粗さＲａ２との差が１．４μｍ以上である成形型を得るには、例えば、次のような方法が挙げられる。まず、上記粒度が＃８００～＃１０００であるダイヤモンド砥粒を含む砥石をホーニング加工機に装着して、第１セラミックスの内壁面を研削する。次いで、平均粒径が２μｍ以上４μｍ以下であるダイヤモンドの粉末を有機溶剤に分散させたペーストを用いて、第２セラミックスの内壁底部を研磨すればよい。
　図２に示すように、基部１２の外径は筒状部１１の外径とほぼ同じ大きさである。さらに、基部１２の開口１２１の形状と筒状部１１の開口１１１の形状とが一致し、基部１２の内壁面１２２の厚みと筒状部１１の内壁面１１２の厚みとが一致している。
　筒状部１１と基部１２との接合方法は限定されず、例えば、次のような方法（拡散接合）が挙げられる。まず、筒状部１１の基部１２に対向する第１対向面１３１および基部１２の筒状部１１に対向する第２対向面１３２の少なくとも一方に、水を付着させる。水を付着させる方法は限定されず、例えば、第１対向面１３１および第２対向面１３２の少なくとも一方に、水を噴霧したり、水を刷毛などで塗布したり、水に直接浸漬したりする方法などが挙げられる。
　第１対向面１３１は、水を付着させる前に、例えば、０．５μｍ以上３μｍ以下の平均粒径を有するダイヤモンドを含むスラリーを、銅製、錫製または錫鉛合金製のラップ盤に所定時間毎に供給して筒状部１１の基部１２に対向する端面を研磨することによって得られる。第２対向面１３２は、水を付着させる前に、例えば、０．５μｍ以上３μｍ以下の平均粒径を有するダイヤモンドを含むスラリーを、銅製、錫製または錫鉛合金製のラップ盤に所定時間毎に供給して基部１２の筒状部１１に対向する端面を研磨することによって得られる。第１対向面１３１および第２対向面１３２のそれぞれの算術平均粗さＲａは、例えば、０．２μｍ以下である。
　第１対向面１３１および第２対向面１３２の少なくとも一方に水を付着させた後、第１対向面１３１と第２対向面１３２とを吸着させる。次いで、吸着面を押圧しながら熱処理を行う。押圧の強さは限定されず、筒状部１１や基部１２の大きさや材質などに応じて、適宜設定される。具体的には、１ｋｇｆ～５ｋｇｆ程度の圧力で押圧するのがよい。熱処理についても、筒状部１１や基部１２の大きさや材質などに応じて、適宜設定される。具体的には、１０００℃以上１８００℃以下で熱処理するのがよい。熱処理は、例えば３０分～１２０分程度行えばよい。このようにして、一実施形態に係る成形型１が製造される。
　本開示に係る成形型は、上述の一実施形態に限定されない。例えば、上述の成形型１は、筒状部１１が円筒状を有している。しかし、筒状部は円筒状に限定されず、例えば、所望の部材の形状に応じて、楕円筒状であってもよく、断面が三角形状、四角形状、五角形状、六角形状などの角筒状を有していてもよい。
　上述の成形型１は、基部１２が筒状部１１に向けて開口する凹部状を有している。しかし、基部の形状は凹部状に限定されず、所望の部材の形状に応じて適宜設定され、例えば底板のように平板状であってもよい。さらに、基部１２の内壁面１２２は、開口１２１から内壁底部１２２ａにかけての傾斜がアール状を有している。しかし、傾斜はアール状を有している必要はなく、所望の部材の形状に応じて適宜設定される。所望の部材の形状に応じて、基部１２の内壁面１２２は、開口１２１から内壁底部１２２ａにかけて垂直であってもよい。
　１　　成形型
　１１　筒状部
　１１１　筒状部の開口
　１１２　筒状部の内壁面
　１２　基部
　１２１　基部の開口
　１２２　基部の内壁面
　１２２ａ　基部の内壁底部
　１３　対向面
　１３１　第１対向面
　１３２　第２対向面

Claims (16)

  1. 　筒状部と、該筒状部の一方の端部を封止する基部とを含み、
    　前記筒状部の内壁面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ１が、前記基部の内壁底部の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ２よりも小さく、
    　前記切断レベル差が、粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差である、
    成形型。
  2. 　前記切断レベル差Ｒδｃ１と前記切断レベル差Ｒδｃ２との差が０．２μｍ以上である請求項１に記載の成形型。
  3. 　前記切断レベル差Ｒδｃ２は、０．６μｍ以上２．５μｍ以下である請求項１または２に記載の成形型。
  4. 　前記筒状部の内壁面の算術平均粗さＲａ１は、前記基部の内壁底部の算術平均粗さＲａ２よりも小さい請求項１～３のいずれかに記載の成形型。
  5. 　前記算術平均粗さＲａ１と前記算術平均粗さＲａ２との差が０．２μｍ以上である請求項３に記載の成形型。
  6. 　前記算術平均粗さＲａ２は、０．６μｍ以上１．６μｍ以下である請求項４または５に記載の成形型。
  7. 　前記基部が、前記筒状部に向けて開口する凹部状を有する請求項１～６のいずれかに記載の成形型。
  8. 　前記凹部状を有する基部の内壁面が、前記開口から前記内壁底部にかけて傾斜している請求項７に記載の成形型。
  9. 　前記傾斜が、アール状を有する請求項８に記載の成形型。
  10. 　前記切断レベル差Ｒδｃ１は、前記開口から前記内壁底部にかけて傾斜している前記基部の内壁面の粗さ曲線における切断レベル差Ｒδｃ３よりも小さい請求項８または９に記載の成形型。
  11. 　前記切断レベル差Ｒδｃ１と前記切断レベル差Ｒδｃ３との差が０．２μｍ以上である請求項１０に記載の成形型。
  12. 　前記切断レベル差Ｒδｃ３は、０．６μｍ以上２．５μｍ以下である請求項１０または１１に記載の成形型。
  13. 　前記基部の前記筒状部に対向する第２対向面の内径は、前記筒状部の前記基部に対向する第１対向面の内径よりも小さい、請求項５～１２のいずれかに記載の成形型。
  14. 　前記筒状部が第１セラミックスを含み、前記基部が第２セラミックスを含む請求項１～１３のいずれかに記載の成形型。
  15. 　請求項１～１４のいずれかに記載の成形型の製造方法であって、筒状部の基部に対向する第１対向面および基部の筒状部に対向する第２対向面の少なくとも一方に水を付着させ、前記筒状部と前記基部とを吸着させた後に長手方向から押圧し熱処理を行う、成形型の製造方法。
  16. 　前記押圧し熱処理を行う前に、前記第１対向面および前記第２対向面の少なくとも一方を研磨する請求項１５に記載の成形型の製造方法。
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