JPH02275748A - 粉末射出成形部品の成形方法 - Google Patents
粉末射出成形部品の成形方法Info
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- JPH02275748A JPH02275748A JP1094456A JP9445689A JPH02275748A JP H02275748 A JPH02275748 A JP H02275748A JP 1094456 A JP1094456 A JP 1094456A JP 9445689 A JP9445689 A JP 9445689A JP H02275748 A JPH02275748 A JP H02275748A
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- Powder Metallurgy (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、粉末射出成形部品の成形方法に関するもので
、さらに詳細には、金属粉末および/またはセラミック
ス粉末と、光崩壊性樹脂を有機バインダー成分として混
合し、これを所望の形状に射出成形した後、有機バイン
ダーを光分解改質し、成形体から効率良く有機バインダ
ーを加熱分解除去し、焼成することを特徴とする粉末射
出成形部品の成形方法に関するものである。
、さらに詳細には、金属粉末および/またはセラミック
ス粉末と、光崩壊性樹脂を有機バインダー成分として混
合し、これを所望の形状に射出成形した後、有機バイン
ダーを光分解改質し、成形体から効率良く有機バインダ
ーを加熱分解除去し、焼成することを特徴とする粉末射
出成形部品の成形方法に関するものである。
最近、金属粉末またはセラミックス粉末を用いた各種焼
結部品が、一般工業材料から精密機械部品、電子部品、
電気部品、自動車部品などの分野で広く利用されるよう
になってきた。これに伴い、これら部品の寸法精度や物
性、形状等について、かなり厳しい要求がなされるよう
になってきた。
結部品が、一般工業材料から精密機械部品、電子部品、
電気部品、自動車部品などの分野で広く利用されるよう
になってきた。これに伴い、これら部品の寸法精度や物
性、形状等について、かなり厳しい要求がなされるよう
になってきた。
現在広く行われているスプレードライヤーによる成形用
粉体の構造、その後のラバープレスによる焼結用成形物
の製造は、工程が極めて複雑であり、さらに歩留まりが
非常に悪いという問題があるのみならず、複雑な形状を
有する成形物が得られないという欠点を有している。
粉体の構造、その後のラバープレスによる焼結用成形物
の製造は、工程が極めて複雑であり、さらに歩留まりが
非常に悪いという問題があるのみならず、複雑な形状を
有する成形物が得られないという欠点を有している。
このような要求、問題に対処するために、金属粉末また
はセラミックス粉末に、適半な樹脂を添加して熱可塑性
を与え、これを射出成形法により成形し、ついでこの成
形体中に含まれる樹脂を加熱分解除去後、本焼成を行い
、所望の金属またはセラミックス粉末射出成形部品を得
る方法がいくつか提案され、また実施されている(たと
えば、特公昭51−29170号、特開昭55−113
510号、。特開昭55−113511号各公報)6 これらの方法における重要点は、射出成形時において、
成形体にクラックが入らないことはもちろんであるほか
、得られた成形体から、いかにクラックや膨れ、変形を
起こさずに、短時間で樹脂であるところの有機バインダ
ーを除去するかにある。
はセラミックス粉末に、適半な樹脂を添加して熱可塑性
を与え、これを射出成形法により成形し、ついでこの成
形体中に含まれる樹脂を加熱分解除去後、本焼成を行い
、所望の金属またはセラミックス粉末射出成形部品を得
る方法がいくつか提案され、また実施されている(たと
えば、特公昭51−29170号、特開昭55−113
510号、。特開昭55−113511号各公報)6 これらの方法における重要点は、射出成形時において、
成形体にクラックが入らないことはもちろんであるほか
、得られた成形体から、いかにクラックや膨れ、変形を
起こさずに、短時間で樹脂であるところの有機バインダ
ーを除去するかにある。
従来、これら有機バインダーとして、いくつかの熱硬化
性樹脂、および熱可塑性樹脂が検討されているが、熱硬
化性樹脂では、流動性、成形性の面で良い結果が得られ
ていない。一方、熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン
系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アタクチックポリプロピ
レン系樹脂が主流をなし、その池数種類の樹脂が提案さ
れ、またその一部は実施されている。そして、これら有
機バインダーを成形体から除去するには、いずれの場合
においても加熱手段のみを用いて、単位時間当りの昇温
速度をわずかにして、数十〜数百時間かけて成形体にク
ラックや膨れを生じたり、変形を起こさないように、細
心の注意を払いつつ行われていた。
性樹脂、および熱可塑性樹脂が検討されているが、熱硬
化性樹脂では、流動性、成形性の面で良い結果が得られ
ていない。一方、熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン
系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アタクチックポリプロピ
レン系樹脂が主流をなし、その池数種類の樹脂が提案さ
れ、またその一部は実施されている。そして、これら有
機バインダーを成形体から除去するには、いずれの場合
においても加熱手段のみを用いて、単位時間当りの昇温
速度をわずかにして、数十〜数百時間かけて成形体にク
ラックや膨れを生じたり、変形を起こさないように、細
心の注意を払いつつ行われていた。
しかしながら、それにもかかわらず、この従来法におい
ては成形体にクラックや膨れが生ずる頻度が比較的高く
、工業的に必ずしも満足し得る方法とは言い難かった。
ては成形体にクラックや膨れが生ずる頻度が比較的高く
、工業的に必ずしも満足し得る方法とは言い難かった。
これらの問題を改良するために、溶媒抽出により、成形
体から有機バインダーを一部除去し、残余の有機バイン
ダーを加熱手段により分解除去する方法が提案され、ま
た実施されている(特開昭57−26105号、特公昭
59−27743号各公報)。
体から有機バインダーを一部除去し、残余の有機バイン
ダーを加熱手段により分解除去する方法が提案され、ま
た実施されている(特開昭57−26105号、特公昭
59−27743号各公報)。
しかしながら、この溶媒抽出による成形体からのバイン
ダー除去方法を用いると、特公昭62−33282号公
報に示されるごとく、成形体にクラックを生じるという
問題に加えて、作業者の健康に悪影響を及ぼすという作
業環境問題があり、この問題を除去することは、困難か
つ費用がかかるという欠点を有していた。またさらに、
有機バインダー抽出に用いる溶媒の回収や、再循環を行
うためには、費用がかかるという欠点を有していた。
ダー除去方法を用いると、特公昭62−33282号公
報に示されるごとく、成形体にクラックを生じるという
問題に加えて、作業者の健康に悪影響を及ぼすという作
業環境問題があり、この問題を除去することは、困難か
つ費用がかかるという欠点を有していた。またさらに、
有機バインダー抽出に用いる溶媒の回収や、再循環を行
うためには、費用がかかるという欠点を有していた。
また、これまでの前記方法において、成形体にクラック
や膨れを生じたり、変形を起こさないようにして、有機
バインダーの除去時間を短縮させる目的で、昇華性、揮
発性、および溶解性の高い成分等を有機バインダー中に
混合することにより、改良を行っている。しかし、この
ような昇華性、揮発性、および溶解性の高い成分等の使
用は、金属粉末および/またはセラミックス粉末と、有
機バインダー成分とからなる混合体の貯蔵安定性に問題
を生じるという欠点を有していた。
や膨れを生じたり、変形を起こさないようにして、有機
バインダーの除去時間を短縮させる目的で、昇華性、揮
発性、および溶解性の高い成分等を有機バインダー中に
混合することにより、改良を行っている。しかし、この
ような昇華性、揮発性、および溶解性の高い成分等の使
用は、金属粉末および/またはセラミックス粉末と、有
機バインダー成分とからなる混合体の貯蔵安定性に問題
を生じるという欠点を有していた。
本発明者は、かかる点に鑑み、溶媒抽出の使用、および
昇華性成分、揮発性成分、溶解性成分等の使用を避け、
作業環境の低下を招くことなく、成形体にクラックや膨
れを生じたり、変形を起こさないようにして、成形体か
らの有機バインダー除去を効率的に行い、且つ金属粉末
および/またはセラミックス粉末と、有機バインダー成
分とからなる、均質な混合体の貯蔵安定性にも問題のな
い粉末射出成形部品の成形方法を見出すことを目的とし
て、鋭意研究、検討した結果、金属粉末および/または
セラミックス粉末と、少なくとも1種類の光崩壊性樹脂
を含む有機バインダー成分とを、均一に混合し、これを
所望の形状に射出成形した後、有機バインダーの光分解
改質と、従来方法の加熱分解除去とを併用することによ
り、成形体から効率良く有機バインダーを除去し、焼成
することにより、前記目的を達成し得ることを見出した
。
昇華性成分、揮発性成分、溶解性成分等の使用を避け、
作業環境の低下を招くことなく、成形体にクラックや膨
れを生じたり、変形を起こさないようにして、成形体か
らの有機バインダー除去を効率的に行い、且つ金属粉末
および/またはセラミックス粉末と、有機バインダー成
分とからなる、均質な混合体の貯蔵安定性にも問題のな
い粉末射出成形部品の成形方法を見出すことを目的とし
て、鋭意研究、検討した結果、金属粉末および/または
セラミックス粉末と、少なくとも1種類の光崩壊性樹脂
を含む有機バインダー成分とを、均一に混合し、これを
所望の形状に射出成形した後、有機バインダーの光分解
改質と、従来方法の加熱分解除去とを併用することによ
り、成形体から効率良く有機バインダーを除去し、焼成
することにより、前記目的を達成し得ることを見出した
。
本発明において使用される金属粉末としては、金属珪素
粉末、高速度鋼等の鉄または鉄合金粉末、チタン系、タ
ングステン系、ボロン系等の超合金粉末、磁性材料粉末
等の各種金属粉末等があり、また、セラミックス粉末と
しては、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、アルミナ粉末、
ジルコニア粉末、サイアロン粉末(窒化珪素−アルミナ
系)等の各種セラミックス粉末がある。また、金属粉末
とセラミックス粉末とを混合したサーメット粉末として
使用することもでき、必要に応じて、これらの各種金属
粉末とセラミックス粉末の1種類または2種類以上を適
宜混合して用いることもできる。
粉末、高速度鋼等の鉄または鉄合金粉末、チタン系、タ
ングステン系、ボロン系等の超合金粉末、磁性材料粉末
等の各種金属粉末等があり、また、セラミックス粉末と
しては、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、アルミナ粉末、
ジルコニア粉末、サイアロン粉末(窒化珪素−アルミナ
系)等の各種セラミックス粉末がある。また、金属粉末
とセラミックス粉末とを混合したサーメット粉末として
使用することもでき、必要に応じて、これらの各種金属
粉末とセラミックス粉末の1種類または2種類以上を適
宜混合して用いることもできる。
また、金属繊維、セラミックス繊維のうち短繊維であっ
て、有機バインダーと混合することにより射出成形可能
なものも本発明の範囲に含まれる。
て、有機バインダーと混合することにより射出成形可能
なものも本発明の範囲に含まれる。
これらの粉末には、素材である粉末のほか、焼結用助剤
、成形助剤、物性向上のための他の助剤等を適宜あらか
じめ添加しておくこともできる。
、成形助剤、物性向上のための他の助剤等を適宜あらか
じめ添加しておくこともできる。
本発明に用いる光崩壊性樹脂とは、
一般式
(式中、R1とR2は、H以外の原子ある(・は基を示
し、nは、1以上の整数を示す。)で示されるものが好
ましく、さらに好ましくは、R,またはR2のどちらか
がメチル基であるところのメタクリレート系樹脂である
。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリエチル
メタクリレート、ポリn−プロピルメタクリレート、ポ
リま−プロビルメタクリレート、ポリn−ブチルメタク
リレート、ボ1月−プチルメタクリレート、ポリt−ブ
チルメタクリレート、ポリ5ec−ブチルメタクリレー
ト、ポリシクロへキシルメタクリレート、ポリベンジル
メタクリレート、ポリエチルへキシルメタクリレート、
ポリフェニルメタクリレート、ポリneo−ペンチルメ
タクリレート、ポリt−ペンチルメタクリレート等の各
種メタクリレート系樹脂がある。また、メチルメタクリ
レート−メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート
ーアクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート−
インブチレン共重合体、メチルメタクリレート−1−プ
ロピルメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート
−メチル−a−クロロアクリレート共重合体、n−ブチ
ルメタクリレート−シクロへキシルメタクリレート共重
合体、n−へキシルメタクリレート−メチル−a−クロ
ロアクリレート共重合体、メチルメタクリレ−)−n−
へキシルメタクリレート−メチル−a−クロロアクリレ
ート共重合体等の共重合体も本発明に含まれる。これら
光崩壊性樹脂は、単独で有機バインダーとして用いるこ
ともできるが、金属粉末やセラミックス粉末との親和性
を高め、成形時の流動性を高めるためには、他の公知の
有機バインダーや、低融点物質と組み合わせることもで
きる。この時、光崩壊性樹脂は有機バインダー成分中に
おいて、10重量%以上含有されることが好ましく、さ
らに好ましくは、30重量%以上含有されることが好ま
しい。
し、nは、1以上の整数を示す。)で示されるものが好
ましく、さらに好ましくは、R,またはR2のどちらか
がメチル基であるところのメタクリレート系樹脂である
。具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリエチル
メタクリレート、ポリn−プロピルメタクリレート、ポ
リま−プロビルメタクリレート、ポリn−ブチルメタク
リレート、ボ1月−プチルメタクリレート、ポリt−ブ
チルメタクリレート、ポリ5ec−ブチルメタクリレー
ト、ポリシクロへキシルメタクリレート、ポリベンジル
メタクリレート、ポリエチルへキシルメタクリレート、
ポリフェニルメタクリレート、ポリneo−ペンチルメ
タクリレート、ポリt−ペンチルメタクリレート等の各
種メタクリレート系樹脂がある。また、メチルメタクリ
レート−メタクリル酸共重合体、メチルメタクリレート
ーアクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート−
インブチレン共重合体、メチルメタクリレート−1−プ
ロピルメタクリレート共重合体、メチルメタクリレート
−メチル−a−クロロアクリレート共重合体、n−ブチ
ルメタクリレート−シクロへキシルメタクリレート共重
合体、n−へキシルメタクリレート−メチル−a−クロ
ロアクリレート共重合体、メチルメタクリレ−)−n−
へキシルメタクリレート−メチル−a−クロロアクリレ
ート共重合体等の共重合体も本発明に含まれる。これら
光崩壊性樹脂は、単独で有機バインダーとして用いるこ
ともできるが、金属粉末やセラミックス粉末との親和性
を高め、成形時の流動性を高めるためには、他の公知の
有機バインダーや、低融点物質と組み合わせることもで
きる。この時、光崩壊性樹脂は有機バインダー成分中に
おいて、10重量%以上含有されることが好ましく、さ
らに好ましくは、30重量%以上含有されることが好ま
しい。
一般に有機高分子化合物は、光(放射線)の照射により
分解型と架橋型とに大別される。その有機高分子化合物
が、光(放射線)の照射により分解型になるか、架橋型
になるかは、光(放射線)照射により誘発される励起状
態の化学反応の活性化エネルギーの大きさに支配される
ことが、理論、実験の両面から確かめられている。また
、経験則として若干の例外もあるが、Millar−W
all−Charlsbyの規則では、 一般式 %式% (ただし、式中R,R,は側鎖であり、Hは側鎖とみな
さないが、CIやFは側鎖とみなす。また、nは、1以
上の整数を示す。) は架橋型となることが知られている。
分解型と架橋型とに大別される。その有機高分子化合物
が、光(放射線)の照射により分解型になるか、架橋型
になるかは、光(放射線)照射により誘発される励起状
態の化学反応の活性化エネルギーの大きさに支配される
ことが、理論、実験の両面から確かめられている。また
、経験則として若干の例外もあるが、Millar−W
all−Charlsbyの規則では、 一般式 %式% (ただし、式中R,R,は側鎖であり、Hは側鎖とみな
さないが、CIやFは側鎖とみなす。また、nは、1以
上の整数を示す。) は架橋型となることが知られている。
本発明においては、一般式■および■で示される有機高
分子化合物、具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン
では本発明の目的を達成することができず、逆に悪影響
を与えることになる。つまり、特公昭59−27743
号公報に示されるような、分子中の側鎖に、単にメチル
基を有する有機高分子化合物では、本発明の目的を達成
することはできない。即ち、本発明の目的を達成するた
めには、一般式 %式% (式中、R1とR2ば、H以外の原子あるいは基を示し
、nは、1以上の整数を示す。)で示される、光照射に
より分解型となる有機高分子化合物を、光崩壊性樹脂と
して用いることにより、はじめて実現することができる
のである。
分子化合物、具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン
では本発明の目的を達成することができず、逆に悪影響
を与えることになる。つまり、特公昭59−27743
号公報に示されるような、分子中の側鎖に、単にメチル
基を有する有機高分子化合物では、本発明の目的を達成
することはできない。即ち、本発明の目的を達成するた
めには、一般式 %式% (式中、R1とR2ば、H以外の原子あるいは基を示し
、nは、1以上の整数を示す。)で示される、光照射に
より分解型となる有機高分子化合物を、光崩壊性樹脂と
して用いることにより、はじめて実現することができる
のである。
本発明における金属粉末および/またはセラミックス粉
末と有機バインダーとの混合は、公知の方法により行わ
れる。具体的には、金属粉末および/またはセラミック
ス粉末と、光崩壊性樹脂および/または他の公知の有機
バインダーとを、加圧式ニーダ〜で溶融混合することに
より、効率良く、均質な混合体を形成することができ、
一定の成形性、および一定の重量、密度を保有した混合
体、および成形体を得ることができる。
末と有機バインダーとの混合は、公知の方法により行わ
れる。具体的には、金属粉末および/またはセラミック
ス粉末と、光崩壊性樹脂および/または他の公知の有機
バインダーとを、加圧式ニーダ〜で溶融混合することに
より、効率良く、均質な混合体を形成することができ、
一定の成形性、および一定の重量、密度を保有した混合
体、および成形体を得ることができる。
本発明における均質な混合体の成形は、射出成形機を用
いて公知の方法により、所望の形状の成形体を得る。こ
の時、均質な混合体を用いることにより、安定した成形
を行うことが可能となる。
いて公知の方法により、所望の形状の成形体を得る。こ
の時、均質な混合体を用いることにより、安定した成形
を行うことが可能となる。
本発明における最大の特徴は、成形体表面に所定以上の
エネルギーを有する光として紫外線、電子線、またはX
線を照射することにより、成形体表面の一定分子量を有
する有機バインダーを、光分解改質することにある。有
機バインダーを除去する工程において重要なことは、成
形体表面から有機バインダー成分を、分解ガスとして徐
々に除去し、順次内部へと分解を進行させることにある
。
エネルギーを有する光として紫外線、電子線、またはX
線を照射することにより、成形体表面の一定分子量を有
する有機バインダーを、光分解改質することにある。有
機バインダーを除去する工程において重要なことは、成
形体表面から有機バインダー成分を、分解ガスとして徐
々に除去し、順次内部へと分解を進行させることにある
。
単に加熱手段のみを用いる方法では、このような分解の
進行を制御することは、非常に困難である。
進行を制御することは、非常に困難である。
この問題を解決するために、有機バインダーの種類や組
合せにより種々検討されているが、効果的なものは未だ
見出されていない。本発明の方法によれば、容易に成形
体表面から順次内部へと、有機バインダー成分の分解除
去を制御することができる。つまり、成形後の成形体表
面に、光として紫外線、電子線、またはX線を照射する
と、これらの線量は、照射面で吸収、或いは散乱され、
成形体内部に進行するに従い、減少することになる。
合せにより種々検討されているが、効果的なものは未だ
見出されていない。本発明の方法によれば、容易に成形
体表面から順次内部へと、有機バインダー成分の分解除
去を制御することができる。つまり、成形後の成形体表
面に、光として紫外線、電子線、またはX線を照射する
と、これらの線量は、照射面で吸収、或いは散乱され、
成形体内部に進行するに従い、減少することになる。
即ち、必然的に成形体表面の光崩壊性樹脂から光分解改
質が起こり、順次成形体内部へと、光分解改質が進行す
ることになる。この光分解改質の進行は、用いる光崩壊
性樹脂の種類により、外部光エネルギーによるものと、
ラジカル解重合により連鎖的に起こるものとが存在し、
この両者が同時に起こるものも存在する。このように光
分解改質された有機バインダーは、ガス化、或いは低分
子量化され、成形体表面から揮散除去、或いは成形体表
面層に残余として存在することになる。この時、発生し
た分解ガスは、成形体表面から順次揮散除去されるため
、成形体にクラックや膨れが生じることはない。
質が起こり、順次成形体内部へと、光分解改質が進行す
ることになる。この光分解改質の進行は、用いる光崩壊
性樹脂の種類により、外部光エネルギーによるものと、
ラジカル解重合により連鎖的に起こるものとが存在し、
この両者が同時に起こるものも存在する。このように光
分解改質された有機バインダーは、ガス化、或いは低分
子量化され、成形体表面から揮散除去、或いは成形体表
面層に残余として存在することになる。この時、発生し
た分解ガスは、成形体表面から順次揮散除去されるため
、成形体にクラックや膨れが生じることはない。
本発明において、光崩壊性樹脂の光分解改質を、より効
率的に行うために、有機バインダー混合物に、少なくと
も1種類の光崩壊促進剤を添加して用いることもできる
。光崩壊促進剤としては、α−メチルスチレン、2−メ
ルカプトエタノール、エチルベンゼン、メチルp−ヒド
ロキシベンゾニー)、p−メトキシベンゾイックアシド
等を具体的にあげることができる。
率的に行うために、有機バインダー混合物に、少なくと
も1種類の光崩壊促進剤を添加して用いることもできる
。光崩壊促進剤としては、α−メチルスチレン、2−メ
ルカプトエタノール、エチルベンゼン、メチルp−ヒド
ロキシベンゾニー)、p−メトキシベンゾイックアシド
等を具体的にあげることができる。
本発明における有機バインダーの除去工程は、加熱手段
により行われるが、予め成形体表面に所定以上のエネル
ギーを有する光として紫外線、電子線、またはX線を照
射することにより、成形体表面の一定分子量を有する有
機バインダーを光分解改質することで、より効率的な有
機バインダーの加熱分解除去をすることが可能となる。
により行われるが、予め成形体表面に所定以上のエネル
ギーを有する光として紫外線、電子線、またはX線を照
射することにより、成形体表面の一定分子量を有する有
機バインダーを光分解改質することで、より効率的な有
機バインダーの加熱分解除去をすることが可能となる。
なぜならば、この光分解改質により、成形体表面からの
有機バインダーの揮散除去により、成形体表面層にはミ
クロボアが形成され、しかる後に加熱分解により発生す
るガス化成分のミクロパスになるためである。また、成
形体表面層に有機バインダーの低分子量化成分が、残余
として存在することから、熱分解温度の低いこれら低分
子量化成分から、しかる後に順次加熱分解することがで
きるからである。即ち、光分解改質により形成および生
成されたミクロバス、および有機バインダーの低分子量
化成分が、成形体内部から表面にかけて存在しているた
め、残余の有機バインダーを短時間で効率的に加熱分解
除去しても、発生した分解ガスによるクラックや膨れ、
変形を成形体に発生させることはない。本発明において
、これら光分解改質と加熱分解除去を同時に行うことで
、更に効率的な有機バインダー除去が可能となる。また
、これら光分解改質と加熱分解除去を同時に行う前に、
予め有機バインダー成分中の低融点物質を加熱溶融除去
することにより、成形体表面層にミクロポアを積極的に
形成させることで、成形体内部の光崩壊性樹脂の光分解
改質を効率的に行うことができる。本発明における光分
解改質と加熱分解除去との同時使用、および光分解改質
と加熱分解除去前の低融点物質の加熱溶融除去は、肉厚
の厚い粉末射出成形部品に特に有効である。本発明にお
いて、有機バインダーの除去工程における除去率は、7
0%〜90%が好ましく、さらに好ましくは、80%〜
90%である。
有機バインダーの揮散除去により、成形体表面層にはミ
クロボアが形成され、しかる後に加熱分解により発生す
るガス化成分のミクロパスになるためである。また、成
形体表面層に有機バインダーの低分子量化成分が、残余
として存在することから、熱分解温度の低いこれら低分
子量化成分から、しかる後に順次加熱分解することがで
きるからである。即ち、光分解改質により形成および生
成されたミクロバス、および有機バインダーの低分子量
化成分が、成形体内部から表面にかけて存在しているた
め、残余の有機バインダーを短時間で効率的に加熱分解
除去しても、発生した分解ガスによるクラックや膨れ、
変形を成形体に発生させることはない。本発明において
、これら光分解改質と加熱分解除去を同時に行うことで
、更に効率的な有機バインダー除去が可能となる。また
、これら光分解改質と加熱分解除去を同時に行う前に、
予め有機バインダー成分中の低融点物質を加熱溶融除去
することにより、成形体表面層にミクロポアを積極的に
形成させることで、成形体内部の光崩壊性樹脂の光分解
改質を効率的に行うことができる。本発明における光分
解改質と加熱分解除去との同時使用、および光分解改質
と加熱分解除去前の低融点物質の加熱溶融除去は、肉厚
の厚い粉末射出成形部品に特に有効である。本発明にお
いて、有機バインダーの除去工程における除去率は、7
0%〜90%が好ましく、さらに好ましくは、80%〜
90%である。
本発明における焼成は、粉末原料の焼成中に10%〜3
0%の残余の有機バインダーを完全に除去するために、
用いる有機バインダーの所定分解温度以上まで昇温加熱
または、所定分解温度以上で所定時間保持した後、粉末
原料に応じた所定雰囲気下で、所定の焼結温度で行うこ
とにより、所望の形状、寸法、およ・び密度を持つ欠陥
のない粉末射出成形部品を得ることができる。
0%の残余の有機バインダーを完全に除去するために、
用いる有機バインダーの所定分解温度以上まで昇温加熱
または、所定分解温度以上で所定時間保持した後、粉末
原料に応じた所定雰囲気下で、所定の焼結温度で行うこ
とにより、所望の形状、寸法、およ・び密度を持つ欠陥
のない粉末射出成形部品を得ることができる。
以下に実施例をあげて本発明の効果を示すが、本発明は
、これに限定されるものではない。
、これに限定されるものではない。
(実施例 1)
カルボニル鉄粉末92.6重量%に対して、光崩壊性樹
脂であるメチルメタクリレート−インブチレン共重合体
2.8重量%、エチレン−酢酸ビニル共重合体2.4重
量%、パラフィンワックス2.2重量%を加圧式ニーグ
ーを用い、130℃、4Kgf/C111で十分に溶融
混合し、しかる後に、その混合体をペレット化した。こ
のペレットを射出成形機により、加熱筒温度150°C
1射出圧力1t/Cr?I、金型温度40℃にて3mm
X 12mmX 60mmの板状の成形体を得た。この
成形体に190nm〜240nmの遠紫外線を10分間
照射し、有機バインダーの光分解改質を行りた。この遠
紫外線強度は50mW/cntで行った。その後この成
形体を、室温から200℃まで2時間で昇温加熱後、2
00℃から350℃まで3時間で昇温加熱し、更に35
0℃から420℃まで2時間で昇温加熱することにより
、残余の有機バインダーを加熱分解除去した。この有機
バインダーの除去率は、88%であった。このようにし
て、有機バインダーの除去処理を行った成形体の表面を
観察したが、クラックや膨れ、変形は全く認められなか
った。次にこの成形体の焼成を、水素雰囲気中において
、室温から450℃まで1時間で昇温加熱し、その温度
で1時間保持し、残余の有機バインダー12%を完全に
除去した後、450℃から1450℃まで3時間で昇温
加熱後、その温度で2時間保持して、焼結体を得た。得
られた焼結体は、クランクや膨れ、変形は全く認められ
なかった。
脂であるメチルメタクリレート−インブチレン共重合体
2.8重量%、エチレン−酢酸ビニル共重合体2.4重
量%、パラフィンワックス2.2重量%を加圧式ニーグ
ーを用い、130℃、4Kgf/C111で十分に溶融
混合し、しかる後に、その混合体をペレット化した。こ
のペレットを射出成形機により、加熱筒温度150°C
1射出圧力1t/Cr?I、金型温度40℃にて3mm
X 12mmX 60mmの板状の成形体を得た。この
成形体に190nm〜240nmの遠紫外線を10分間
照射し、有機バインダーの光分解改質を行りた。この遠
紫外線強度は50mW/cntで行った。その後この成
形体を、室温から200℃まで2時間で昇温加熱後、2
00℃から350℃まで3時間で昇温加熱し、更に35
0℃から420℃まで2時間で昇温加熱することにより
、残余の有機バインダーを加熱分解除去した。この有機
バインダーの除去率は、88%であった。このようにし
て、有機バインダーの除去処理を行った成形体の表面を
観察したが、クラックや膨れ、変形は全く認められなか
った。次にこの成形体の焼成を、水素雰囲気中において
、室温から450℃まで1時間で昇温加熱し、その温度
で1時間保持し、残余の有機バインダー12%を完全に
除去した後、450℃から1450℃まで3時間で昇温
加熱後、その温度で2時間保持して、焼結体を得た。得
られた焼結体は、クランクや膨れ、変形は全く認められ
なかった。
(実施例 2)
カルボニル鉄粉末92.6重量%に対して、光崩壊性樹
脂であるメチルメタクリレート−インブチレン共重合体
2.8重量%、エチレン−酢酸ビニル共重合体2.1重
量%、パラフィンワックス2.2重量%と、光崩壊促進
剤としてα−メチルスチレン0.3重量%を用い、遠紫
外線を4分間照射し、光分解改質を行った。その他は、
全て実施例1と同様に行った。この時の有機バインダー
の除去率は、88%であり、得られた成形体に、クラン
クや膨れ、変形は全(認められなかった。また、最終的
に得られた焼結体にも、クラックや膨れ、変形は全く認
められなかった。
脂であるメチルメタクリレート−インブチレン共重合体
2.8重量%、エチレン−酢酸ビニル共重合体2.1重
量%、パラフィンワックス2.2重量%と、光崩壊促進
剤としてα−メチルスチレン0.3重量%を用い、遠紫
外線を4分間照射し、光分解改質を行った。その他は、
全て実施例1と同様に行った。この時の有機バインダー
の除去率は、88%であり、得られた成形体に、クラン
クや膨れ、変形は全(認められなかった。また、最終的
に得られた焼結体にも、クラックや膨れ、変形は全く認
められなかった。
(実施例 3)
窒化珪素粉末76.4重量%に対して、メチルメタクリ
レート−イソブチレン共重合体10.6重量%、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体5.1重量%、パラフィンワッ
クス6.9重量%を用いた。溶融混合、成形、光分解改
質、および有機バインダー除去方法は、実施例1と同様
にして行った。この有機バインダーの除去率は、85%
であった。この成形体は、大気雰囲気中において、室温
から1750℃まで200°C/時間の昇温速度で焼成
し、残余の有機バインダーの除去と、成形体の焼結を行
った。得られた焼結体は、クラックや膨れ、変形は全く
認められなかった。
レート−イソブチレン共重合体10.6重量%、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体5.1重量%、パラフィンワッ
クス6.9重量%を用いた。溶融混合、成形、光分解改
質、および有機バインダー除去方法は、実施例1と同様
にして行った。この有機バインダーの除去率は、85%
であった。この成形体は、大気雰囲気中において、室温
から1750℃まで200°C/時間の昇温速度で焼成
し、残余の有機バインダーの除去と、成形体の焼結を行
った。得られた焼結体は、クラックや膨れ、変形は全く
認められなかった。
(実施例 4)
カルボニル鉄粉末92.6重量%に対して、光崩壊性樹
脂であるポリn−ブチルメタクリレート3.4重量%、
エチレン−酢酸ビニル共重合体1.8重量%、パラフィ
ンワックス2.2重量%を加圧式ニーダーを用い、12
0℃、4Kg f肩く十分に溶融混合し、しかる後に、
その混合体をペレット化した。
脂であるポリn−ブチルメタクリレート3.4重量%、
エチレン−酢酸ビニル共重合体1.8重量%、パラフィ
ンワックス2.2重量%を加圧式ニーダーを用い、12
0℃、4Kg f肩く十分に溶融混合し、しかる後に、
その混合体をペレット化した。
このペレットを射出成形機により、加熱筒温度140℃
、射出圧力lワ昆、金型温度28℃にて3mmX 12
mmX 60mmの板状の成形体を得た。この成形体に
電子線を10秒間照射し、有機バインダーの光分解改質
を行った。この電子線照射は、加速電圧20KVで、5
μC/cfの線量を与えた。
、射出圧力lワ昆、金型温度28℃にて3mmX 12
mmX 60mmの板状の成形体を得た。この成形体に
電子線を10秒間照射し、有機バインダーの光分解改質
を行った。この電子線照射は、加速電圧20KVで、5
μC/cfの線量を与えた。
有機バインダーの除去、および焼成は、実施例1と同様
にして行った。尚、有機バインダーの除去率は、90%
であった。得られた有機バインダーの除去体、および焼
結体は、クラックや膨れ、変形は全く認められなかった
。
にして行った。尚、有機バインダーの除去率は、90%
であった。得られた有機バインダーの除去体、および焼
結体は、クラックや膨れ、変形は全く認められなかった
。
(実施例 5)
カルボニル鉄粉末92.6重量%に対して、光崩壊性樹
脂であるメチルメタクリレート−1−プロピルメタクリ
レート共重合体3,3重量%、エチレン−酢酸ビニル共
重合体1,9重量%、パラフィンワックス2.2重量%
を加圧式ニーダ−を用い、150℃、4Kgf/cr?
Iで十分に溶融混合し、しかる後に、その混合体をペレ
ット化した。このペレットを射出成形機により、加熱筒
温度180°C1射出圧力1t/cnl、金型温度45
℃にて3mmX12mmx 60 mmの板状の成形体
を得た。この成形体に190nm〜240nmで強度5
0mW/cmlの遠紫外線を照射し、有機バインダーの
光分解改質を行いながら有機バインダーの加熱分解除去
を行った。この成形体の有機バインダーの加熱分解除去
は、室温から200℃まで2時間で昇温加熱後、200
°Cから350℃まで3時間で昇温加熱し、更に350
℃から420°Cまで2時間で昇温加熱することにより
行った。この有機バインダーの除去率は、88%であり
だ。このようにして、有機バインダーの除去処理を行っ
た成形体の表面を観察したが、クラックや膨れ、変形は
全(認められなかった。次にこの成形体の焼成を、実施
例1と同様にして行った。得られた有機バインダーの除
去体、および焼結体は、クランクや膨れ、変形は全く認
められなかった。
脂であるメチルメタクリレート−1−プロピルメタクリ
レート共重合体3,3重量%、エチレン−酢酸ビニル共
重合体1,9重量%、パラフィンワックス2.2重量%
を加圧式ニーダ−を用い、150℃、4Kgf/cr?
Iで十分に溶融混合し、しかる後に、その混合体をペレ
ット化した。このペレットを射出成形機により、加熱筒
温度180°C1射出圧力1t/cnl、金型温度45
℃にて3mmX12mmx 60 mmの板状の成形体
を得た。この成形体に190nm〜240nmで強度5
0mW/cmlの遠紫外線を照射し、有機バインダーの
光分解改質を行いながら有機バインダーの加熱分解除去
を行った。この成形体の有機バインダーの加熱分解除去
は、室温から200℃まで2時間で昇温加熱後、200
°Cから350℃まで3時間で昇温加熱し、更に350
℃から420°Cまで2時間で昇温加熱することにより
行った。この有機バインダーの除去率は、88%であり
だ。このようにして、有機バインダーの除去処理を行っ
た成形体の表面を観察したが、クラックや膨れ、変形は
全(認められなかった。次にこの成形体の焼成を、実施
例1と同様にして行った。得られた有機バインダーの除
去体、および焼結体は、クランクや膨れ、変形は全く認
められなかった。
(実施例 6)
実施例5において、成形体からの有機ノ(インダーの加
熱分解除去を、室温から200℃まで2時間で昇温加熱
後、200°Cから350℃まで1.5時間で昇温加熱
し、更に350°Cから420℃まで1時間で昇温加熱
することにより行い、その他は、全て実施例5と同様に
して行った。この有機バインダーの除去率は、86%で
あった。得られた有機バインダーの除去体、および焼結
体は、クラックや膨れ、変形は全く認められなかった。
熱分解除去を、室温から200℃まで2時間で昇温加熱
後、200°Cから350℃まで1.5時間で昇温加熱
し、更に350°Cから420℃まで1時間で昇温加熱
することにより行い、その他は、全て実施例5と同様に
して行った。この有機バインダーの除去率は、86%で
あった。得られた有機バインダーの除去体、および焼結
体は、クラックや膨れ、変形は全く認められなかった。
(実施例 7)
実施例6において、パラフィンワックスとして、低融点
のパラフィンワックスを使用し、光分解改質および加熱
分解除去前に、所定温度で1時間の加熱抽出除去を行っ
た。本実施例においては、8mmX 12n+n+X
60mmの板状の成形体を成形した。
のパラフィンワックスを使用し、光分解改質および加熱
分解除去前に、所定温度で1時間の加熱抽出除去を行っ
た。本実施例においては、8mmX 12n+n+X
60mmの板状の成形体を成形した。
その他は、全て実施例6と同様にして行った。尚、有機
バインダーの除去率は、87%であった。得られた有機
バインダーの除去体、および焼結体は、クラックや膨れ
、変形は全く認められなかった。
バインダーの除去率は、87%であった。得られた有機
バインダーの除去体、および焼結体は、クラックや膨れ
、変形は全く認められなかった。
(比較例 1)
実施例3において、有機バインダーの光分解改質を行わ
ず、その他は、全て実施例3と同様にして行った。得ら
れた有機バインダーの除去体には、クラックと膨れが認
められた。
ず、その他は、全て実施例3と同様にして行った。得ら
れた有機バインダーの除去体には、クラックと膨れが認
められた。
(比較例 2)
実施例5において、有機バインダーの光分解改質を行わ
ず、その他は、全て実施例5と同様にして行った。得ら
れた有機バインダーの除去体には、クラックと膨れが認
められた。
ず、その他は、全て実施例5と同様にして行った。得ら
れた有機バインダーの除去体には、クラックと膨れが認
められた。
(比較例 3)
実施例3において、有機バインダーの光分解改質を行わ
ず、有機バインダーの加熱分解除去を、室温から100
℃まで1時間で昇温加熱後、100℃から42000ま
で15時間で昇温加熱し、420℃で1時間保時して、
長時間かけて行った。
ず、有機バインダーの加熱分解除去を、室温から100
℃まで1時間で昇温加熱後、100℃から42000ま
で15時間で昇温加熱し、420℃で1時間保時して、
長時間かけて行った。
その他は、全て実施例3と同様にして行った。得られた
有機バインダーの除去体、および焼結体は、クラックや
膨れ、変形は全く認められなかった。
有機バインダーの除去体、および焼結体は、クラックや
膨れ、変形は全く認められなかった。
しかし、処理時間が長く、生産性の向上は期待できない
。
。
(比較例 4)
実施何重において、光崩壊性樹脂であるメチルメタクリ
レート−イソブチレン共重合体の代わりに、ポリプロピ
レンを用いた。その他は、全て実施例1と同様にして行
った。射出成形により得られた成形体は、成形収縮が激
しく、成形体表面にクラックが生じることが認められた
。また、得られた有機バインダーの除去体にも、クラッ
クと膨れが認められた。したがって、光崩壊性樹脂とし
てのポリプロピレンの使用には、問題があると判断した
。
レート−イソブチレン共重合体の代わりに、ポリプロピ
レンを用いた。その他は、全て実施例1と同様にして行
った。射出成形により得られた成形体は、成形収縮が激
しく、成形体表面にクラックが生じることが認められた
。また、得られた有機バインダーの除去体にも、クラッ
クと膨れが認められた。したがって、光崩壊性樹脂とし
てのポリプロピレンの使用には、問題があると判断した
。
〔発明の効果〕
以上実施例及び比較例の結果から、本発明である、金属
粉末および/またはセラミックス粉末と、光崩壊性樹脂
を含む有機バインダーとを均一に混合し、これを所望の
形状に射出成形した後、有機バインダーの光分解改質と
加熱分解除去を同時に行うことにより、成形体にクラッ
クや膨れを生じたり、変形を起こさないようにして、成
形体からの有機バインダー除去を効率的に行うことがで
き、更に、光崩壊促進剤を添加することで、成形体から
の有機バインダー除去を、より一層効率的に行うことが
可能となった。また、成形体からの有機バインダーの光
分解改質と加熱分解除去前の低融点物質の加熱溶融除去
により、肉厚の厚い成形体からの有機バインダー除去を
、より一層効率的に行うことが可能となった。つまり、
従来方法に比べ、成形体からの有機バインダー除去時間
が大幅に短縮され、生産性を向上できることが明らかで
ある。また、溶媒抽出の使用および昇華性成分、揮発性
成分、溶解性成分等の使用を避け、作業環境の低下を招
くことなく、且つ金属粉末および/またはセラミックス
粉末と、有機バインダー成分とからなる、均質な混合体
の貯蔵安定性にも問題のない、粉末射出成形部品の成形
方法を見出すことができた。
粉末および/またはセラミックス粉末と、光崩壊性樹脂
を含む有機バインダーとを均一に混合し、これを所望の
形状に射出成形した後、有機バインダーの光分解改質と
加熱分解除去を同時に行うことにより、成形体にクラッ
クや膨れを生じたり、変形を起こさないようにして、成
形体からの有機バインダー除去を効率的に行うことがで
き、更に、光崩壊促進剤を添加することで、成形体から
の有機バインダー除去を、より一層効率的に行うことが
可能となった。また、成形体からの有機バインダーの光
分解改質と加熱分解除去前の低融点物質の加熱溶融除去
により、肉厚の厚い成形体からの有機バインダー除去を
、より一層効率的に行うことが可能となった。つまり、
従来方法に比べ、成形体からの有機バインダー除去時間
が大幅に短縮され、生産性を向上できることが明らかで
ある。また、溶媒抽出の使用および昇華性成分、揮発性
成分、溶解性成分等の使用を避け、作業環境の低下を招
くことなく、且つ金属粉末および/またはセラミックス
粉末と、有機バインダー成分とからなる、均質な混合体
の貯蔵安定性にも問題のない、粉末射出成形部品の成形
方法を見出すことができた。
Claims (4)
- (1) 焼結した粒子構成体として部品を製造するため
、金属粉末および/またはセラミックス粉末の1種また
は2種以上よりなる焼結用粉末と、有機バインダーとし
て、少なくとも1種類の光崩壊性樹脂を含む、有機バイ
ンダー混合体を用い、成形体の光照射による有機バイン
ダーの光分解改質と成形体の加熱による有機バインダー
の加熱分解除去とを併用する成形方法において、前記光
崩壊性樹脂は、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1とR_2は、H以外の原子あるいは基を
示し、nは、1以上の整数を示す。) で示される有機高分子化合物であることを特徴とする粉
末射出成形部品の成形方法。 - (2) 請求項1に記載される有機バインダー混合物に
、さらに少なくとも1種類の光崩壊促進剤を添加するこ
とを特徴とする粉末射出成形部品の成形方法。 - (3) 焼結した粒子構成体として部品を製造するため
、金属粉末および/またはセラミックス粉末の1種また
は2種以上よりなる焼結用粉末と、少なくとも1種類の
光崩壊性樹脂を含む有機バインダーとを混合し、均質な
混合体を形成する工程(1)と、この混合体を所望の形
状の成形体に成形する工程(2)と、前記成形体表面に
所定以上のエネルギーを有する光として紫外線、電子線
、またはX線を照射することにより、成形体表面の一定
分子量を有する有機バインダーを光分解改質する処理と
、成形体を加熱することにより有機バインダーを加熱分
解除去する処理とを同時に行なう工程(3)と、前記工
程(3)で得た成形体を焼成する工程(4)とにより、
焼結体を得ることを特徴とする粉末射出成形部品の成形
方法。 - (4) 焼結した粒子構成体として部品を製造するため
、金属粉末および/またはセラミックス粉末の1種また
は2種以上よりなる焼結用粉末と、少なくとも1種類の
光崩壊性樹脂と、少なくとも1種類の低融点物質を含む
有機バインダーとを混合し、均質な混合体を形成する工
程(1)と、この混合体を所望の形状の成形体に成形す
る工程(2)と、この成形体から低融点の有機バインダ
ー成分を加熱溶融除去する工程(3)と、前記成形体表
面に所定以上のエネルギーを有する光として紫外線、電
子線、またはX線を照射することにより、成形体表面の
一定分子量を有する有機バインダーを光分解改質する処
理と、成形体を加熱することにより有機バインダーを加
熱分解除去する処理とを同時に行なう工程(4)と、前
記工程(4)で得た成形体を焼成する工程(5)とによ
り、焼結体を得ることを特徴とする粉末射出成形部品の
成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1094456A JP2988940B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 粉末射出成形部品の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1094456A JP2988940B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 粉末射出成形部品の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275748A true JPH02275748A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2988940B2 JP2988940B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=14110770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1094456A Expired - Fee Related JP2988940B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 粉末射出成形部品の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988940B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1051583A4 (en) * | 1998-01-29 | 2001-10-10 | Gate Technologies Internationa | METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL IMPROVEMENT OF CHEMICAL REACTIONS |
| US6666941B2 (en) | 1997-11-12 | 2003-12-23 | Sakura Rubber Co. Ltd. | Method of manufacturing ribbed structure by using biodegradable mold |
| JP2016016565A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグ用絶縁体、及びスパークプラグ |
| JP2016018642A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグ用絶縁体、及びスパークプラグ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199570A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | 住友電気工業株式会社 | セラミツク成形用組成物及び脱脂方法 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1094456A patent/JP2988940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59199570A (ja) * | 1983-04-27 | 1984-11-12 | 住友電気工業株式会社 | セラミツク成形用組成物及び脱脂方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6666941B2 (en) | 1997-11-12 | 2003-12-23 | Sakura Rubber Co. Ltd. | Method of manufacturing ribbed structure by using biodegradable mold |
| EP1051583A4 (en) * | 1998-01-29 | 2001-10-10 | Gate Technologies Internationa | METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL IMPROVEMENT OF CHEMICAL REACTIONS |
| JP2016016565A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグ用絶縁体、及びスパークプラグ |
| JP2016018642A (ja) * | 2014-07-07 | 2016-02-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 成形体の製造方法、スパークプラグ用絶縁体、及びスパークプラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2988940B2 (ja) | 1999-12-13 |
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