JPH04337003A - 射出成形用造粒物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼結用無機粉末と有機
バインダーとの混合物から成る射出成形用造粒物に関す
る。

【０００２】

【従来技術】機械部品、電子部品等のみならず、多くの
分野で焼結体が使用されている。従来、このような焼結
製品は、焼結用の無機粉末と有機バインダーとの混合物
をプレス成形した後に焼結を行なうことにより製造され
ていたが、複雑な形状の製品を製造するには不適当であ
ることから、この様な製品の製造では、上記のプレス成
形に代わって射出成形が採用されるようになっている。

【０００３】上記射出成形は、焼結用の無機粉末と有機
バインダーとの混合物との造粒物を射出成形機内に投入
し、造粒物をシリンダー内で加熱して溶融し、シリンダ
ー内にあるスクリューによって金型内に射出することに
よって行なわれる。ここで得られた成形体は、脱バイン
ダー及び焼結を経て最終製品とされる。脱バインダーは
、成形体中に含まれる有機バインダーが完全に除去され
るまで行なわれるものであり、通常、成形体を加熱する
ことにより行なわれる。脱バインダーに引き続いて行な
われる焼結により収縮を生じるが、一般に得られる焼結
体の線収縮率は、焼結前の成形体に比較して、１５〜２
５％である。

【０００４】上記のような射出成形を行なうに当たって
使用される造粒物は、一般に押出し造粒機などを用いて
焼結用の無機粉末と有機バインダーとの混合物を適当な
サイズに造粒することにより調製される。従来、この造
粒物のサイズはあまり考慮されておらず、射出成形機の
挿入口の径（通常、２０〜５０ｍｍ程度）　より小さい
範囲内において可及的に大きい方が、造粒に要する時間
が短くて製造が容易であるのでよいとされていた程度で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記方法により焼結製
品を工業的な規模で製造する場合、各射出成形サイクル
毎の成形体の重量の安定性（成形サイクル毎の成形体で
重量のバラツキがないこと）が、脱バインダー及び焼結
を行なって最終的に得られる製品の寸法安定性に大きな
影響を及ぼすことが知られている。即ち、射出成形体の
重量は、成形体中に含まれる焼結用無機粉末の充填量に
ほとんど等しく、このため、各成形体毎で焼結用無機粉
末の充填量が異なると、最終的に得られる焼結体（最終
製品）の重量が変動し、その寸法も変動することになる
。

【０００６】従来の射出成形法においては、大量生産を
行なった場合、射出成形体の重量変動を生じ、最終製品
である焼結体の寸法がばらつき、最終製品の寸法公差に
歩留りよく寸法を納めることが極めて困難であり、特に
精密機械部品、精密電子部品等の分野においては要求さ
れる寸法公差が非常に厳しいため、このような寸法のバ
ラツキは、製造上の大きな問題となっていた。

【０００７】従って本発明の目的は、寸法のバラツキな
く焼結体を製造することが可能な射出成形用造粒物を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、焼結用
無機粉末と有機バインダーとの混合物から成る射出成形
用造粒物であって、射出成形機のシリンダー内径をｄ１
　、射出成形機のスクリュー外径をｄ２　としたとき、
前記造粒物の最大寸法Ｄｍ　は、下記式Ｄｍ　＜（ｄ１
　−ｄ２　）／２ を満足していることを特徴とする射出成形用造粒物が提
供される。

【０００９】

【作用】即ち、本発明は、射出成形用造粒物の最大寸法
Ｄｍ　を、前記式を満足するように設定することにより
、上述した目的を達成することに成功したものである。 ここで前記式において、（ｄ１　−ｄ２　）／２は、射
出成形機におけるシリンダー内壁とスクリュー先端部と
の間隔を意味する。即ち、前記式を満足しないような造
粒物を用いて射出成形を行なうと、造粒物が熔融する前
にほぼ固体の状態でシリンダーとスクリューに挟まれて
機械的な剪断力を受け、破砕されることになる。この際
、焼結用の無機粉末、例えば金属粉末は、機械的剪断力
によって有機バインダーと分離されるため、造粒物の均
一性が損なわれる。さらにシリンダー内で熔融加熱され
る過程で焼結用粉末と有機バインダーとの分離が進行し
、射出成形が困難となるばかりか、得られた射出成形体
中の焼結用粉末の分布が不均一となり、最終製品である
焼結体の寸法安定性が低下することになるのである。

【００１０】本発明によれば、射出成形用造粒物の最大
寸法Ｄｍ　が射出成形機におけるシリンダー内壁とスク
リュー先端部との間隔よりも小さく設定されているため
、造粒物が熔融する前のほぼ固体の状態において機械的
剪断力を受けることはなく、この結果として、得られる
射出成形体中の焼結用粉末の分布は均一であり、最終製
品である焼結体の寸法安定性も極めて良好なものとなる
。

【００１１】本発明において、用いる焼結用無機粉末は
特に制限されず、用途に応じて、各種金属、合金、金属
酸化物等の粉末を単独または２種以上の組み合わせで使
用することができる。

【００１２】また有機バインダーとしては、通常、熱可
塑性の重合体が使用されるが、射出成形が可能である限
りにおいて、熱硬化性重合体を使用することも可能であ
る。一般に好適に使用されるものは、ポリエチレン等の
ポリオレフィン、アクリル系重合体、ポリビニルアルコ
ール、パラフィン系ワックス等であり、これらは単独ま
たは２種以上の組み合わせで使用される。これら有機バ
インダーは、一般に、上記焼結用無機粉末との合計量を
基準として、３０〜７０重量％の割合で使用される。

【００１３】本発明の射出成形用造粒物は、最大寸法Ｄ
ｍ　が前記式を満足するように調整される点を除けば従
来使用されている造粒物と同様の方法で調製され、例え
ば押出し造粒機等により焼結用無機粉末と有機バインダ
ーとの混合物をその最大寸法が前記式を満足するように
造粒することにより調製される。この射出成形用造粒物
は、次いでそれ自体公知の方法により、射出成形に付さ
れ、得られた射出成形品は、加熱等の手段により脱バイ
ンダーされ、さらに焼結に付され、最終製品とされる。

【００１４】

【実施例】有機バインダーとして、低密度ポリエチレン
とパラフィン系ワックスとポリビニルアルコールとを重
量比で３：１：１の割合で使用した。この有機バインダ
ーと平均粒径５μｍ　のカルボニル鉄粉とを、有機バイ
ンダーが全体の８重量％となる割合で混合、混練を行な
った。次いで、この混合物を用いて、押出し造粒機（挿
入口径；２０ｍｍφ）により、表１に示す種々のサイズ
の造粒物を調製した。

【００１５】これら造粒物を用いて、表１に示すシリン
ダー内径及びスクリュー外径を有する射出成形機により
、ピッチ円直径　２０ｍｍ　、厚さ　５ｍｍ、歯数１８
の歯車形状の成形体を成形し、成形体の重量測定を行な
った後に、脱バインダー、焼結を行ない（１３５０℃×
２時間）、得られた焼結体製品の寸法を測定した。（焼
結体の目標寸法は　１９．９８〜２０．０２　ｍｍとし
た。）

【００１６】尚、成形体の重量及び焼結体の寸法
については、各々４０個の製品について測定を行ない、
平均値、標準偏差を求め、バラツキ具合の指標として標
準偏差／平均値を用いた。これらの結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、射出成形法により焼結
体を寸法のバラツキなく安定に量産することが可能とな
り、特に厳格な寸法公差が要求される精密機械部品、精
密電子部品等の用途に使用される焼結体の製造に極めて
有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　焼結用無機粉末と有機バインダーとの
   混合物から成る射出成形用造粒物であって、射出成形機
   のシリンダー内径をｄ１　、射出成形機のスクリュー外
   径をｄ２　としたとき、前記造粒物の最大寸法Ｄｍ　は
   、下記式Ｄｍ　＜（ｄ１　−ｄ２　）／２ を満足していることを特徴とする射出成形用造粒物。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の造粒物を用いて射出
   成形を行ない、脱バインダーを行なった後に焼結を行な
   う焼結成形体の製造方法。