JPH0242599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） この発明は無機、有機の各種粉体を圧縮して成
型物を生産するプレスに関し、特に平面形のサイ
ズが厚さに較べて著しく大きい成型板であつて、
その成型板は各部において密度が均等であるよう
なものを成型するプレス手段を提供するのがその
基本的目的である。従つて特に、素材の粉末が焼
結性を有するセラミツクである場合については、
焼結後において変歪のないセラミツク板を生産す
ることの可能な手段を提供するのは、この発明の
具体的な一目的である。

従来、電子部品の焼結セラミツク基板を生産す
るのには数個の複雑な工程と、この工程を実施す
るための種々の機械装置が必要であり、かつその
生産に著しい長時間および多大のエネルギー消費
を要し、しかも、原粉の量からみた生産品の収率
は非常に低い。

即ち周知のように、前記した焼結基板の生産方
法としては乾式法と湿式法とがある。まず乾式法
について述べると、原粉に0.3〜２％のつなぎ剤
を加え、噴霧乾燥法などにより造粒し、ついで高
温、長時間加熱して焼結ブロツクを得る。ここに
得たブロツクはつぎにダイヤモンドカツターで薄
切りし、さらに研磨工程をへて製品となるのであ
る。

前記した湿式法によれば、10〜25％という多量
のつなぎ剤を原粉に加え、混合物が均質になるよ
うに、捏和機で約50時間練る。このようにして得
た練成物は約300℃という比較的低い温度で約100
時間加熱することにより、成分であるつなぎ剤を
完全に揮散させることが必要である。ここに得た
乾燥物はついで約30時間加熱して焼結ブロツクを
得る。その後の工程については前記した乾式法と
同様で、薄切りし、ついで研磨して製品とするの
である。

このように、既知の方法のいずれによつても、
慎重な操作と多大のエネルギーの必要な複雑な処
理工程と長時間の処理時間が必要である。のみな
らず、これら既知の方法によれば、原粉の損失は
50％以上にも達するのであるが、これは主として
ブロツクの薄切り、整形カツテイングおよび研磨
処理によつて発生するので、回避できない。

他方、所定の形状、サイズをもつセラミツク板
はたとえば錠剤製造機のような粉末成型プレスに
より生産できることがよく知られている。しかし
ながら、このような成型プレスで成型したセラミ
ツク板は高温で加熱すれば必然的に変歪するの
で、所要な特性の確保上焼結することが必要な電
子部品基板の生産手段としては既知の成型プレス
を利用できない。

前記したセラミツク成型板を焼結する際発生す
る変歪は成型物中の各部における密度の不均等性
に由来するのであるが、この不均等性の遠因はプ
レスの型穴内における粉体粒子の堆積状態の不均
等性にあると考えられるのである。

そこで、この発明は、成型体のすべての部分に
おいて密度が均等であるようなセラミツク成型板
を生産できるような粉体プレスを提供することに
より既知の前記した電子部品基板の生産プロセス
フにおける諸欠点を徹底的に排除することをまず
指向したのである。しかしながらこの発明は焼結
が必要な電子部品基板の生産のみをひたすら対象
にするわけではなく、たとえば化粧タイルや薄板
人工石材のように焼結が必要でない建材や、一般
電気器具の絶縁材等の量産手段もその目的のうち
である。

（発明の構成） 以下、この発明の実施例により原粉から成型板
を生産する過程を説明するための図面を用い、こ
の発明を詳細に説明する。各図面のａ図は成型作
業の準備態勢にあるプレスの態様を示しているの
で、まずａ図を参照されたい。

即ち、１は昇降駆動されるストロークラムで、
加圧面１１は目的とする成型物Ａの平面形に対応
する形状、サイズをもつている。ストロークラム
１の駆動は適当な水圧機や機械動力伝導装置のス
トローク桿に連結して行うことができるのはいう
までもない。２は受圧ブロツクで加圧面１１に等
しい形状、サイズの受圧面２１をもつており、受
圧面２１は加圧面１１に共軸に対向させてある。
Ｃは給粉面であるが、給粉面Ｃは第１図ないし第
４図に示すそれぞれの実施例において加圧面１１
に一致する場合と受圧面２１に一致する場合とが
あるけれども、いずれにせよそれらの面のうち下
方に位置する面が給粉面Ｃになつている。３は給
粉機であつて、給粉動作を行う際、給粉機３から
上方に一定距離離れて位置する撤粉口３１を等
速、水平に進退ストロークさせることにより給粉
面Ｃに撤粉を行うものである。４はストロークス
リーブで、ストロークラム１または受圧ブロツク
２に摺動自在に嵌合しており、それとともにその
口縁４１が給粉機３の給粉動作が終了した後にお
いて給粉面Ｃのレベルを越えるように昇降ストロ
ークするものである。ここで「給粉面Ｃのレベル
を越える」とは、このストロークスリーブ４が給
粉機３の前記した給粉動作前において給粉面Ｃの
下方に位置するとき（第１実施例ないし第３実施
例）は第１図ないし第３図におけるｄ図のように
給粉面Ｃのレベルを下方から上方に越え、同じく
給粉面Ｃの上方に位置するとき（第４実施例）は
第４図におけるｄ図のように給粉面Ｃのレベルを
上方から下方に越えることを意味している。

即ち、この発明は前記したようなストロークラ
ム１、受圧ブロツク２、給粉機３、およびストロ
ークスリーブ４を有してなつている。

この発明は上記のようになつているのである
が、図示の各実施例において共通に図示されてい
る下記の事項はこの発明の構成において必須では
ない。即ち、まず、頂面を前記した給粉面Ｃと同
一レベルに設定した固定テーブル５であるが、こ
のような固定テーブル５はプレス操作の便宜のた
め設けたもので、これが不要である設計も可能で
ある。つぎに給粉機３については、３３は撤粉口
３１の開閉蓋、３２は給粉機のホツパー３４への
定量給粉用の落し口で、撤粉口３１への給粉機構
については周知の各種機構の採用が可能である。
また、各実施例において、給粉機３のホツパー３
４の前壁３５の下端が成型物Ａの排出ヘラを兼ね
ているが、給粉機３自体とは別途に排出手段を設
けることも可能である。

つぎに、各実施例のそれぞれにつき特異な事項
を述べる。即ちまず、ストロークラム１と受圧ブ
ロツク２との上下の位置関係については、第１実
施例（第１図）および第３実施例（第３図）では
ストロークラム１が下、受圧ブロツク２が上の関
係位置にあるが、第２実施例（第２図）および第
４実施例（第４図）では、反対にストロークラム
１が上、受圧ブロツク２が下の関係位置にある。
これに関連して前記した給粉面Ｃは、第１実施例
および第３実施例においてはストロークラム１の
加圧面１１である一方、第２実施例および第４実
施例では給粉面Ｃは受圧ブロツク２の受圧面２１
であることに留意ありたい。従つて、ストローク
スリーブ４は、第１実施例および第３実施例では
ストロークラム１に嵌合し、第２実施例および第
４実施例では受圧ブロツク２に嵌合している。第
３実施例では受圧ブロツク２の受圧面２１にスト
ロークスリーブ４のナイフ状の口縁４１を受ける
受溝２２が設けてあり、給粉Ｂの圧縮中に粉体の
もれを防止するようになつている。第１実施例に
おいて受圧ブロツク２の上方に位置するストロー
クラム１には、ストロークリーブ４が嵌設されて
いるが、これとは別途に、受圧ブロツク２にはス
トロークスリーブ４と同様形状の従動スリーブ２
３が嵌設されている。この従動スリーブ２３はそ
の口縁２４が給粉面Ｃのレベルに一致できるよう
に下方から弾支されている一方、第４図ｄ又はｅ
に示すように、ストロークスリーブ４の口縁４１
によつて押し下げられるようになつている。これ
らストロークスリーブ４および従動スリーブ２３
の各口縁４１，２４は他の各例のように鋭くな
く、狭い稜面に仕上げられている。なお第４実施
例の固定テーブル５にはストロークスリーブ４に
よつて下方に排除される給粉の落し溝５１が穿た
れている。

さて、この発明は前記のようにしてなるので、
各図のａに示した準備位置において給粉面Ｃに給
粉Ｂを撤布して給粉する。即ち、給粉機３の撤粉
口３１は前記したように加圧面１１、受圧面２１
の間で等速水平に進退駆動されるので、各図のｂ
に示すように、撤粉口３１を給粉面Ｃの先方まで
前進させて撤布を開始するとともに各図のｃに示
すように最初の位置に後退させる。撤粉口３１は
前記したように給粉の際給粉面Ｃから一定距離上
方に離れた位置にあるので、各図のｃに示すよう
に、給粉Ｂは給粉面Ｃ上に一定の高さに積もる。
ここに堆積している給粉Ｂは型穴に粉体を装入す
る場合とは異なり、何らの側圧もなく、粉の側方
移動も伴わないので、その密度が各部において均
等である。ただし、前記したように、給粉面Ｃは
第１例および第３例ではストロークラム１の加圧
面１１であり、第２例および第４例では受圧ブロ
ツク２の受圧面２１である。また、給粉の際にお
ける給粉面Ｃから撤粉口３１までの距離は、成型
後における成型物Ａに要求される板の厚みに対応
するように、成型物Ａの試作によりあらかじめ決
定しておく。

つぎに、各図のｄに示すように、ストロークス
リーブ４の口縁４１が前記した給粉面Ｃを越える
ようにストロークスリーブ４をストロークさせ
る。即ち、第１実施例、第２実施例および第３実
施例ではストロークスリーブ４を上昇ストローク
させ、第４実施例ではストロークスリーブ４を下
降ストロークさせる。ストロークスリーブ４の軸
孔の形状、サイズはストロークラム１の加圧面１
１および受圧ブロツク２の受圧面２１と等しいの
で、給粉面Ｃの輪郭外の前記給粉Ｂはストローク
スリーブ４の前記ストロークによつて排除され
る。しかしながら、ストロークスリーブ４の軸孔
内に残つた給粉Ｂの堆積物は何らの側圧もないま
まくストロークスリーブ４に切り取られて残るの
で、その密度は給粉直後の均等性をそのまま保つ
ている。

ついで、ストロークスリーブ４の口縁４１が給
粉面Ｃの水準を越えた各図のｄの状態を保持しつ
つストロークラム１を受圧ブロツク２に向けて駆
動すれば、給粉面Ｃ上の給粉は前記した加圧面１
１と受圧面２１間に圧縮されるが、その際、スト
ロークスリーブの口縁４１が給粉面Ｃのレベルを
越えた状態はなお継続しており、圧縮中の給粉が
側面から外方に漏れ出ないので、加圧面１１、受
圧面２１およびストロークスリーブ４の軸孔面に
より密閉されている給粉はそれらの各面により圧
縮成型され、各図ｅのように目的とする成型物Ａ
となる。

そこで、ストロークラム１およびストロークス
リーブ４を昇降ストロークさせ、各図のａの状態
に復帰させれば、給粉面Ｃ上に成型物Ａが自由な
状態で残るので、取り出して製品とする。

なお、図示の各実施例によれば、給粉機３のホ
ツパー３４の前壁３５が成型物排出用のヘラを兼
ねているので、排出時においては、この前壁３５
の下縁が給粉面Ｃに係合するまで給粉機３を下降
させて前進させれば、各図ｇに示すように成型物
Ａを押し進め、自動的に排出することができる。

（発明の効果） 成型型の型穴に装入した粉体を圧縮成型する従
来の粉体プレスにより薄いセラミツク成型板を生
産することはもちろん可能であるが、型穴内の各
部における粉体の密度が高度に均等なるように装
入するのは極度に困難であることに起因し、各部
において密度の均等な成型板を生産することは不
能であつた。しかしながら、この発明によれば、
前記した給粉面上の各部において密度の均等な粉
体の堆積物を得ることが容易であり、ストローク
スリーブによりこの堆積物が切り取られて残つた
粉体についても、何らの側圧や撹乱がないので各
部の密度は高度に均等である。その結果圧縮成型
された成型物については各部の密度が著しく均等
なものが得られる。

かくして、この発明にかかる粉体プレスによる
成型物を高温で焼結しても変歪が発生することが
ほとんどなく、従つて切断、研磨を行うことなし
で半導体基板その他の電子部品にそのまま使用で
きるので、この発明は特に電子工業の経済性の向
上に寄与するところが著大であるのみならず、こ
の発明にかかる粉体プレスによれば、たとえばタ
ルク粉末を原粉として縦横50cm、厚さ0.5mmのよ
うな超大型の薄板人工石材の量産も可能なので建
材工業への寄与もまた顕著である。

【図面の簡単な説明】

大１図、第２図、第３図、第４図はそれぞれこ
の発明の第１実施例、第２実施例、第３実施例、
第４実施例による薄板成型の生産工程図である。 １はストロークラム、１１は加圧面、２は受圧
ブロツク、２１は受圧面、２２は受溝、２３は従
動スリーブ、２４は端縁、３は給粉機、３１は撤
粉口、３２は落し口、３３は開閉蓋、３４はホツ
パー、３５は前壁、４はストロークスリーブ、４
１は口縁、５は固定テーブル、５１は落し溝、Ａ
は成型物、Ｂは給粉、Ｃは給粉面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 昇降ストロークするストロークラム１の加圧
   面１１と加圧面１１に共軸に対向する受圧ブロツ
   ク２の受圧面２１のうち下方のものを給粉面Ｃと
   し、給粉面Ｃに受けた粉体を加圧面１１および受
   圧面２１により圧縮成型する粉体プレスにおい
   て、加圧面１１および受圧面２１はともに目的と
   する成型物の平面形に対応する形状、サイズを有
   してなり、給粉の際給粉面Ｃから一定距離上方に
   離れて位置する撤粉口３１を加圧面１１、受圧面
   ２１間で水平に進退ストロークさせることにより
   給粉面Ｃに撤粉する給粉機３と、ストロークラム
   １または受圧ブロツク２に摺動自在に嵌合すると
   ともに給粉機３の撤粉終了後において口縁４１が
   給粉面Ｃのレベルを越えてストロークするストロ
   ークスリーブ４とを設けてなる粉体プレス。