JPH0288701A - 粉末冶金用射出成形原料の再生方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はセラミックスまたは金属の粉末冶金用射出成形
原料の再生方法に関する。

［従来の技術］ 一般にセラミックスまたは金属の焼結製品を製造する工
程で焼結前の成形体は原料粉末を圧縮成形することによ
り圧粉体として得られている。これは通常上下方向から
パンチで加圧するという方法であることから、得られる
成形体の形状としては、円柱、円筒のような比較的単純
なものに限られ、より複雑な形状の製品を得るには焼結
上がりの製品に切削研削などの後加圧を施す必要がある
。

このような問題点を改善すべく、成形体の形状を製品に
より近づけるいわゆるニアネットシエイプ技術が種々検
討されているが、その中で最も複雑形状の成形に適して
いるのは射出成形であると考えられ、一部は工業的に採
用されつつある。この射出成形方法はセラミックスまた
は金属の粉末に１０〜２０重量％の有機高分子を主成分
としたバインダーを加えて混合、混練した混和物を適当
な形状のペレットとして射出成形機に供給し、所要の形
状のいわゆるグリーン成形体とする。しかる後に適当な
方法でグリーン成形体に、脱ハインダー即ち脱脂を施し
て、いわゆるブラウン体を得、これを焼結して製品とす
るという工程を踏むものである。

［発明が解決しようとする課題］ これらの工程の中で脱脂は適当な有機溶媒によってバイ
ンダーを溶解抽出する方法、近年注目されている超臨界
状態の流体によってバインダーを溶解抽出する方法など
も考えられるが、前者はバインダーの溶解時に溶媒の方
が有機高分子側に移行して膨潤し成形体の形状を損うと
いう問題があり、後者は超臨界状態の流体に可溶であっ
てバインダーとして使用可能な物質が限定されるため実
用的な処方が確立されていないという問題かある。

そのため現在工業的に行れている脱脂方法は成形体が変
形を起こさない程度の昇温速度で加熱を施し、バインダ
ーを熱分解によって低分子量の気体として揮散除去する
というものである。従って本方法に使用されるバインダ
ーへ要求される特性としては成形性もさることながら、
熱分解し易く、炭化し難いという性質を具備することが
非常に重要となる。

一方で射出成形という方法はスプルー　ランナなどのス
クラップの発生が不可避であり、特に原料が高価なもの
である場合では、このスクラップを再使用することが製
品の製造コストを低減するため必要不可欠となる。とこ
ろが、前述のように本方法に使用されるバインダーは脱
脂工程を考慮して熱分解特性の良好なものを採用する必
要があることから、成形て熱履歴を受ける度に劣化し易
く、成形条件の不安定さひいてはグリーン成形体の品質
のばらつきを大きくする原因となる。

即ち、本製造工程では脱脂工程と原料混和物の再使用と
いう二つの観点から、バインダーに対して相反する特性
を要求することとなる。そして再使用を繰り返すと、後
工程のために必要な品質を具備したグリーン成形体を得
ることができなくなり、原料を廃棄しなければならなく
なる場合がほんどである。

本発明の技術課題は上述の欠点に鑑みて、グリーン成形
体の品質を損うことなく原料の再使用を可能にするため
になされたもので粉末冶金用射出成形原料の歩留を向上
する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の射出成形によってグリーン成形体を得る工程で原
料混和物のバインダー中の主成分である有機高分子とし
ては熱可塑性のものが使用できる。

そして熱可塑性高分子は高耐熱性のポリテトラフルオロ
エチレンのようなものを除くとそれを溶解する溶媒が存
在し、適当な組成のバインダーを使用すれば、セラミッ
クスまたは金属の粉末の特性を損うことなく溶解除去す
ることができる。

本発明者らはかかる観点から有機溶媒に可溶であって成
形性、脱脂性に優れたバインダー処方を検討した結果、
本発明をなすに至ったものである。

即ち本発明によれば、セラミックス又は金属の製品を粉
末冶金によって製造する際、セラミックス又は金属の粉
末と有機高分子を主成分とするバインダーとを混合、混
線、粉砕した混和物を所要形状に射出成形する射出成形
工程で発生したスクラツブに溶媒で抽出処理を施すこと
により、前記バインダーを除去して前記スクラップに含
まれるセラミックス又は金属の粉末を回収することを特
徴とする粉末冶金用射出成形原料の再生方法が得られる
。

本発明において、射出成形工程で発生するスクラップと
は、スプルー　ランナー等をいい、スプルーとは、射出
成形型に注入される供給穴あるいは、導管中に凝固する
混合物をいい、ランナーとは、射出成形機のスプルーと
金型キャビティのゲートを結ぶ溝に発生する凝固した混
和物をいう。

本発明は、成形工程で熱履歴を受はバインダーが劣化し
て使用可能となった混和物を溶解抽出を施すことにより
セラミックスまたは金属の粉末を回収することによって
粉末冶金用射出成形原料として再使用する方法を提供す
るものである。従って、本発明によれば粉末の歩留を実
質的に１００％とすることが可能となり、殊に原料粉末
が高価なものである場合は効果は大となる。また当然抽
出したバインダーは廃棄することとなるが前述のように
バインダーの添加量は１０〜２０重量％と少いので、特
に高価なものを使用しなければ問題とならない。

本発明に使用されるバインダーとしては一般的な有機溶
媒に１５０°Ｃ前後までの温度で可溶なものであれば何
でも使用でき例としてはポリエチレン、各種ポリオレフ
ィン、各種アクリル系高分子、ポリスチレン、及びそれ
らの共重合体、各種ワックス等が挙げられる。抽出温度
を１５０℃前後としたのは過度に高温の条件では粉末へ
の影響が懸念されるからである。また溶媒としては粉末
に影響を及はさないものであれば何でも良く、ベンゼン
、キシレン等の芳香族化合物、酢酸エチル等のエステル
類、ヘキサン等の脂肪族化合物、及びアルコール、エー
テル等が例として挙げられる。

そして抽出装置としては各種のものか使用できるが、た
とえばソックスレー抽出器のようなものを採用すれば、
抽出効率か高いばかりでなく、溶媒を再使用できるので
有利である。

以下に実施例を挙げ、説明するが、本発明がこれに限定
されるものではないことは勿論である。

［実施例］ 水アトマイズ法によって５ＵＳ３０４の合金を平均粒径
約１１μｍの粉末とした。この粉末と数平均分子ｆｔ：
６０，０００のポリメタクリル酸ブチル（ＰＢＭＡ）　
、酢酸ビニル含ｍ　：　２５　ｍｏｌｅ％で数平均分子
量：１１０，０００のエチレン−酢酸ビニル共重合体（
ＥＶＡ）、数平均公刊ト２．０００のポリエチレンワッ
クス（ＰＥＷＡＸ）及びフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）
を第１表の重量％となるように秤量して混線、粉砕し、
射出成形用の混和物を得た。この混和物を１６０°Ｃと
いう温度で射出成形し、発生したスプルー　ランナをソ
ックスレー抽出器によりキシレンにて１００℃で５Ｈｒ
、抽出を行った。抽出器より取り出した５ＵＳ３０４の
粉末の炭素を分析したところ８７ｐ、ｐ、ｍであって、
バインダーはほぼ１００％除去され、原料粉末として再
使用可能の状態であった。

以下宗日 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば粉末冶金用射出成形
原料のセラミックス又は、金属粉末の原料歩留を実質的
に１００％とすることが可能となりセラミックス又は金
属製品製造のためのコストダウンに寄与するところは大
であり、工業上非常に有益である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セラミックス又は金属の製品を粉末冶金によって製
   造する際、セラミックス又は金属の粉末と、有機高分子
   を主成分とするバインダーとを混合、混練、粉砕した混
   和物を所要の形状に射出成形する射出成形工程で発生し
   たスクラップに、抽出処理を施すことにより、前記バイ
   ンダーを除去して、前記スクラップからセラミックス又
   は金属の粉末を回収することを特徴とする粉末冶金用射
   出成形原料の再生方法。