JPH0581360B2

JPH0581360B2 -

Info

Publication number: JPH0581360B2
Application number: JP59247638A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nishimoto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1993-11-12
Also published as: JPS61126998A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、比較的低い温度（例えば、50℃〜
400℃程度）で充分加圧処理が可能な被処理物を、
ゴム等の弾性体あるいは比較的軟化温度の低い薄
肉の金属からなる処理カプセルに封入して、加圧
処理容器内で加熱液圧媒の等方的圧力により加圧
処理する等方圧加圧処理装置に関する。

（従来の技術）粉末等の被処理物を均等に加圧処理するために
等方圧を利用することは公知である。

例えば、ゴム等の弾性体からなる処理カプセル
に粉末を封入し、処理カプセルの周囲に水あるい
は油の圧力媒体の圧力を作用させて粉末を加圧成
形処理する冷間静水圧加圧法（Cold−Isostatic
−Pressing、以下、CIPという）もその１つであ
り、特公昭47−11563号公報等により公知である。

しかし、CIP法によれば、粉末を加圧成形処理
することは可能であるが、その成形処理が常温下
で行なわれる為に、その後、焼結あるいは焼成工
程が別に必要であり、単に「かためる」という域
を出るものではない。

そこで、成形だけでなく焼結も同時に行なうも
のとして、カプセル中に封入された粉末を、加熱
装置、断熱層を内部に有する高圧容器の中に挿入
し、該高圧容器内でアルゴン、チツ素等のガス圧
力媒体の等方的圧力を作用させるガス圧力を用い
た熱間静水圧加圧法（Hot−Isostatic−
Pressing、以下、ガス圧HIPという）も特公昭55
−30199号公報、特公昭55−50276号公報により公
知である。

さらに、ガス圧HIP法のもつサイクルタイムが
極めて長いという問題に対処する為に提案された
ものとして、粉末をカプセル内に封入してそれを
予じめ加熱しておき、高圧容器内に耐熱グリース
とともに挿入し、耐熱グリースの等方的圧力によ
り成形焼結する液圧HIPも特開昭58−22307号公
報により公知である。

ところで、近年、スパツタリング処理のターゲ
ツト材用として、チタンやチタンナイトライド等
の金属超微粒子（おおよそ10ミクロン〜100ミク
ロンの粒子径）を焼結する研究が進んできてい
る。また、食品素材の殺菌、変形等についても、
研究が進んでいる。これらの金属超微粒子または
食品素材は、上述のガス圧HIP、液圧HIPで採用
されている700℃〜2200℃という高温域ではなく、
比較的低い温度である温間域（50℃〜400℃程度）
でも充分に処理が可能であることが確認されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）これらの被処理物の加圧処理を温間域でするた
め、これらの被処理物に対してガス圧HIP法を適
用することが考えられるが、ガス圧HIP法では、
圧媒として使用するガスの比熱が小さいために温
間域（50℃〜400℃程度）であつても温度の上
昇・下降に長時間を要し、サイクルタイムが長く
なり生産性が落ちるという欠点があるばかりでな
く加熱されたガス圧力媒体が激しい自然対流を起
こすため、上方部が高く下方部が低いという容器
の高さ方向での温度勾配が発生するために有効に
使用できる容器の高さ方向の長さが限定され、容
器内の利用効率が極めて低いものとなるという問
題がある。

一方、これらの被処理物に対して液圧HIP法を
適用することも考えられるが、液圧HIPでは加圧
処理容器内に熱源がないので、その意味では容器
の利用効率が高くはなるものの、外部予熱したカ
プセルを容器内に挿入する過程および挿入後の加
圧に至るまでの間で液圧媒および被処理体が自然
放冷されることから、極めて短時間しか温間域を
確保できず、実用に際しての大きな問題となる。

本発明は、液圧媒を低圧下で加圧処理容器に供
給する前に、該液圧媒を容器外において予熱した
後に低圧下で所定の温度に再加熱した状態で循環
することで液圧媒の温度精度を向上し、循環加熱
後に加圧することで、比較的低い温間域の温度で
も被処理体を充分に等方圧にて加圧処理が可能で
あるとともに、均熱性を確保したことを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は、加圧処理容器１内で被処理物５を加
熱液圧媒にて加圧処理する等方圧処理装置におい
て、前述の目的を達成するために、次の技術的手
段を講じている。

すなわち、本発明は、タンク１５内の液圧媒を
加圧処理容器１内に投入循環させる送液ポンプ１
８と液圧媒を熱処理温度に加熱する液圧媒加熱手
段１３とを備えている液圧媒給排手段１４を加圧
処理容器１の外部に備え、前記送液ポンプ１８の
吐出側でかつ液圧媒加熱手段１３以降の液圧媒投
入ライン１６と前記タンク１５とを連通するバイ
パス回路２０を設け、液圧媒加熱手段１３以降の
液圧媒を前記液圧媒投入ライン１６とバイパス回
路２０とに切換自在とする切換バルブ１９を備え
ていることを特徴とするものである。

（作用）本発明の技術的手段によれば、液圧媒タンク１
５が収容された水、シリコン油、ひまし油等の液
圧媒は送液ポンプ１８により吸上げられ切換バル
ブ１９を介してバイパス回路２０に連通しておい
て例えば300℃程に加熱手段１３を介して低圧下
で予熱される。

この予熱中に加圧処理容器１内に被処理物５を
収入した後に、切換バルブ１９を投入ライン１６
に連通すべく切換え、かつ加熱手段１３を経由し
て例えば400℃前後に再加熱して加圧処理容器１
に投入し更に、液圧媒給排手段１４によつて1000
〜2000気圧程度に加圧することによつて加圧処理
される。

（実施例）図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

第１図乃至第３図に示した第１実施例におい
て、円筒構造とされた加圧処理容器１は上下が開
放端１Ａ，１Ｂとされており、該開放端１Ａ，１
Ｂにはそれぞれ上蓋２と下蓋３がそれぞれシール
パツキン２Ａ，３Ａを介して気密に嵌合されてい
る。

上蓋２と下蓋３はそれぞれ挿脱自在とされ、本
実施例では縦軸回りに旋回されるか摺動自在とさ
れた方形開口部４Ａを有するプレスフレーム４の
該開口部４Ａの対抗端を上蓋２、下蓋３に接当さ
せることにより、軸荷重を担持可能とされてい
る。

なお、軸荷重の担持手段として図示のプレスフ
レーム４による他、ネジ構造で上下蓋をねじ込ん
だ構造であつてもよい。

加圧処理容器１の中には、ゴム袋、例えばシリ
コンゴム、フツ素ゴム等の弾性体又は薄肉のアル
ミニウム等のように、酸化温度が低くて弾性変形
可能な材料から成る処理カプセル６に充填された
金属、セラミツクス等の粉末又は、魚肉等の食品
素材等よりなる被処理物５が収容されている。

キヤツプ６Ａを有する処理カプセル６はバケツ
ト７を介して処理容器１内に挿脱自在とされ、バ
ケツト７は下部に加熱液体の導入筒７Ａが形成さ
れ、該バケツト７を処理容器１内に挿入したと
き、バケツト７の外周面と処理容器１の内周面と
の間に循環通路８を区画形成することで、該バケ
ツト７は断熱機能を併せもつようにされている。

そして、実施例ではバケツト７の導入筒７Ａは
下蓋３に形成された投入ポート９に連通されてお
り、循環通路８は排出ポート１０に連通されてい
る。

バケツト７は円筒構造であり、熱伝導率の少な
いSUSあるいはベークライト等から作成されて
おり、筒部は液体が流通しないけれども、上部は
開放されて循環通路８との連通部７Ｂとされてい
る。

第１実施例ではバケツト７の上端に吊具１１Ａ
を有する蓋１１を着脱自在に嵌合固定しておき、
蓋１１を第２図で示す如く平面クロスアームに形
成することによつて、連通部７Ｂを構成してい
る。

また、バケツト７は処理カプセル６の支持部１
２を下部に有し、該支持部１２は第３図に示す如
く中心部がクローズされていない放射状アーム
形、第８図に示すスノコ形、第９図に示すメツシ
ユ形等であり、要は、加熱液圧媒を導通可能でカ
プセル６を支持するものであればよい。

投入ポート９と排出ポート１０には加熱手段１
３を有する液圧媒給排手段１４がそれぞれ接続さ
れており、該液圧媒給排手段１４は水、シリコン
油、ひまし油等の液圧媒用タンク１５と、該タン
ク１５と投入ポート９を接続した投入ライン１６
と、タンク１５と排出ポート１０を接続しかつ中
途に加圧ポンプ２９を有する排出ライン１７とを
それぞれ備えており、投入ライン１６の中途には
送液ポンプ１８とヒータ等の加熱手段１３を有
し、加熱手段１３より以降には切換バルブ１９を
有してバイパス回路２０にて切換自在としてい
る。

また、排出ライン１７には排水ポンプ２１を備
えており、その他、第１図において、２２，２３
はパイロツトチエツク弁であり、投入ライン１６
と排出ライン１７とにそれぞれ設けられている。

次に、作用を説明すると、プレスフレーム４を
開放して処理容器１の中に被処理物５を収めた処
理カプセル６をバケツト７に介して挿入し、しか
る後、上下蓋２，３で容器１を施蓋して軸荷重を
担持すべくプレスフレーム４が図示の如く上下蓋
２，３に係合される。

一方、タンク１５のシリコン油、ひまし油等の
液圧楳はヒータ１３にて50℃〜400℃程に加熱し、
切換バルブ１９を第１図のＢポートにしてポンプ
１８を起動することによつて、タンク１５内の圧
媒は矢示２４で示す如く循環させることが可能と
なり、ここに、予熱することができるのであり、
液圧媒を予熱してから、バルブ１９を第１図のＡ
ポートに切換えることによつて、投入ポート９、
導入筒７Ａ、連通部７Ｂ、循環通路８、排出ポー
ト１０をそれぞれ経由して、加熱液体を投入す
る。従つて、容器１内に投入された液圧媒は、容
器１内壁、被処理物５等と熱交換を行ない投入さ
れた状態に比べれば温度が低下するが、順次循環
されている為に次第に所定の温度におちついてく
るし、バケツト７による断熱作用で、温度低下は
少なくなるとともに、均熱性も確保される。

そこで、加圧時には常温圧媒タンク２８から加
圧ポンプ２９によつて昇圧して加圧処理するので
あり、処理後の減圧時には減圧弁３０により減圧
時間を調整している。

その他、第１図において、２５エアー抜き弁を
示している。

第４図は本発明の第２実施例であり、処理容器
１の外周にヒータ２６を設け、さらに、断熱層２
７を設けたものであり、その他の構成は第１実施
例と共通するので、共通部分は共通符号で示して
いる。

第５図から第７図は本発明の第３実施例であ
り、バケツト７を上蓋２にボルト３１を介して取
付けるとともに、連通部７Ｂを放射方向複数個所
に形成し、さらに、バケツト７の筒部の一部を枢
支金具３２を中心に開閉自在な扉３３にするとと
もに錠前３４で閉塞可能としたものであり、その
他の点は前述例と同じである。而して、この第３
実施例では扉３３の開閉を介して処理カプセル６
の取入れ取出しが可能である。

（発明の効果）本発明によれば、加圧処理容器内の被処理物を
等方圧で加圧処理する液圧媒は、容器外において
予熱循環することができるので、被処理物を容器
に挿入する過程の時間帯を活用して液体媒を予熱
しておくことができる。また、予熱後に、低圧下
で再加熱して投入することができ、極めて長時間
での温間域を確保できるばかりでなく液圧媒の温
度精度を向上しかつ均熱性を確保することができ
る。

また、送液ポンプは投入用と予熱循環用として
共用しているので、コスト節減ができるし、予熱
はバイパス回路を介して行うことで効率を向上で
きる。

従つて、50℃〜400℃前後の加熱処理温度で被
処理物を等方圧により加圧処理する等方圧加圧処
理装置として実益大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を全体構成として
示した断面図、第２図は第１図Ｘ−Ｘ線の矢示拡
大断面図、第３図は第１図Ｙ−Ｙ線の矢示拡大断
面図、第４図は本発明の第２実施例に係る成形容
器の断面図、第５図は本発明の第３実施例に係る
成形容器の断面図、第６図は第５図Ｚ部の拡大
図、第７図は第３実施例におけるバケツトを示す
正面図、第８図と第９図は第３図の他の例を示す
平断面図である。１……加圧処理容器、２，３……上・下蓋、５
……被処理物、６……処理カプセル、７……バケ
ツト、１３……加熱手段、１４……液圧媒給排手
段。

Claims

【特許請求の範囲】１加圧処理容器１内で被処理物５を加熱液圧媒
にて加圧処理する等方圧加圧処理装置において、タンク１５内の液圧媒を加圧処理容器１内に投
入循環する送液ポンプ１８と液圧媒を熱処理温度
に加熱する液圧媒加熱手段１３とを備えている液
圧媒給排手段１４を加圧処理容器１の外部に備
え、前記送液ポンプ１８の吐出側でかつ液圧媒加熱
手段１３以降の液圧媒投入ライン１６と前記タン
ク１５とを連通するバイパス回路２０を設け、液
圧媒加熱手段１３以降の液圧媒を前記圧媒投入ラ
イン１６とバイパス回路２０とに切換自在とする
切換バルブ１９を備えていることを特徴とする等
方圧加圧処理装置。