JPH0596516A - 微細片の成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要且十分な所定量の微細片を製品キャビテ
ィへ供給し、効率よく微細片を成形する。 【構成】 製品キャビティ３６とそれと連通する導入口
３０及び流出通路３８とを有する成形型２８と、導入口
と連通し開閉弁２２を有する供給通路２６と、導入口に
開口し開閉弁４６を有する排出通路４４、４８とを有す
る成形装置を用意する。キャビティと排出通路の開口部
との間にて導入口内の圧力を検出しながら超臨界流体の
溶媒と微細片とが混合されたスラリーを高圧にて供給通
路より導入口を経てキャビティ内へ導入しつつスラリー
中の溶媒を流出通路より流出させ、検出圧力が所定値に
なった段階で開閉弁２２を閉弁し開閉弁４６を開弁す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末、ウイスカ、繊維
の如き微細片の成形方法及び成形装置に係り、更に詳細
には沸点が常温よりも低い物質よりなる高圧の溶媒を用
いて微細片を成形する方法及びその方法の実施に使用さ
れる成形装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】形成されるべき微細片成形体の大きさや
形状の如何に拘らず、過不足なく確実に所定量の微細片
を製品キャビティへ供給することができるよう改善され
た微細片の成形方法の一つとして、例えば本願出願人と
同一の出願人の出願にかかる特願平３−１７７６２５号
明細書及び図面に記載されている如く、製品キャビティ
と該キャビティと連通する導入口及び排出通路とを有す
る成形型と、混合槽と、前記混合槽と前記導入口とを連
通接続し途中に開閉弁を有する通路手段とを有する成形
装置を用意し、沸点が常温よりも低い物質よりなる溶媒
と成形されるべき微細片とが混合されたスラリーを前記
混合槽内に貯容し、前記キャビティと前記開閉弁との間
の前記導入口若しくは前記通路手段内の圧力を検出しな
がら前記スラリーを実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧
力にて前記導入口を経て前記キャビティ内へ導入しつつ
前記スラリー中の溶媒を前記排出通路より前記成形型外
へ排出させ、検出された圧力が所定値になった段階に於
て前記開閉弁を閉弁する微細片の成形方法が既に提案さ
れている。

【０００３】この方法によれば、導入口又は通路手段内
の圧力が検出される部位よりも上流側まで微細片が充填
されると、圧力が検出される部位よりも上流側に充填さ
れた微細片による圧力降下により圧力が検出される部位
の圧力は実質的に大気圧になるので、検出された圧力が
例えば実質的に大気圧又はそれに近い所定値になった段
階に於て開閉弁を閉弁することにより、過不足なく確実
に所定量の微細片を製品キャビティへ供給することがで
きる。

【０００４】またかかる方法を容易に且確実に実施する
ための成形装置の一つとして、例えば上記特願平３−１
７７６２５号明細書及び図面に記載されている如く、製
品キャビティと該キャビティと連通する導入口及び排出
通路とを有する成形型と、混合槽と、前記混合槽と前記
導入口とを連通接続し途中に開閉弁を有する通路手段
と、前記導入口内の圧力又は前記導入口と前記開閉弁と
の間の前記通路手段内の圧力を検出する圧力検出手段と
を有する成形装置が既に提案されている。

【０００５】この成形装置によれば、導入口内の圧力又
は導入口と開閉弁との間の通路手段内の圧力を検出する
圧力検出手段が設けられているので、導入口又は通路手
段内の圧力が検出される部位よりも上流側まで微細片が
充填されたことを確実に検出することが可能であり、こ
れにより上述の方法を容易に且確実に実施することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記提案にかか
る方法及び装置に於ては、検出された圧力が所定値にな
った段階に於て開閉弁が閉弁されても、開閉弁より下流
側の通路手段内に残存するスラリーが通路手段内の圧力
勾配によりキャビティへ向けて流れるので、圧力検出手
段により圧力が検出される部位よりも上流側の導入口若
しくは導管内にも微細片が充填され、これらの部分に微
細片が詰ってしまうことがある。従ってかかる場合には
成形完了後に成形体より余剰に成形された部分を除去す
る量が多くなるだけでなく、次の成形を行う前に導入口
若しくは通路手段内に余分に充填された微細片を除去し
なければならず、成形効率が悪いという問題がある。

【０００７】本発明は、先の提案にかかる微細片の成形
方法及び成形装置に於ける上述の如き問題に鑑み、形成
されるべき微細片成形体の大きさや形状の如何に拘らず
微細片成形体に対応する必要且十分な所定量の微細片を
製品キャビティへ供給することができ、これにより通路
手段に微細片が詰る等の不具合を生じることなく効率よ
く微細片の成形を行うことができるよう改善された微細
片の成形方法及び成形装置を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、製品キャビティと該キャビティと連通する
導入口及び流出通路とを有する成形型と、前記導入口と
連通し途中に供給制御用開閉弁を有する供給通路手段
と、前記導入口に開口しに排出制御用開閉弁を有する排
出通路手段とを有し、前記導入口は前記キャビティへ向
うにつれてその断面積が漸次増大するよう構成された成
形装置を用意し、前記排出制御用開閉弁を閉弁した状態
で前記キャビティと前記排出通路手段の開口部との間に
て前記導入口内の圧力を検出しながら沸点が常温よりも
低い物質よりなる溶媒と成形されるべき微細片とが混合
されたスラリーを実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力
にて前記供給通路手段より前記導入口を経て前記キャビ
ティ内へ導入しつつ前記スラリー中の溶媒を前記流出通
路より前記成形型外へ流出させ、検出された圧力が所定
値になった段階に於て前記供給制御用開閉弁を閉弁する
と共に前記排出制御用開閉弁を開弁する微細片の成形方
法、及び製品キャビティと該キャビティと連通する導入
口及び流出通路とを有する成形型と、前記導入口と連通
し途中に供給制御用開閉弁を有する供給通路手段と、前
記導入口内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力
検出手段により圧力が検出される部位に対し前記キャビ
ティとは反対の側にて前記導入口に開口し排出制御用開
閉弁を有する排出通路手段とを有し、前記導入口は前記
キャビティへ向うにつれてその断面積が漸次増大するよ
う構成された成形装置によって達成される。

【０００９】

【作用】本発明の成形方法によれば、導入口内の圧力が
検出される部位よりも上流側まで微細片が充填される
と、圧力が検出される部位よりも上流側に充填された微
細片による圧力降下により圧力が検出される部位の圧力
は実質的に大気圧になる。従って検出された圧力が例え
ば実質的に大気圧又はそれに近い所定値になった時点に
於て供給制御用開閉弁を閉弁し排出制御用開閉弁を開弁
することにより、過剰の微細片が導入口へ供給されるこ
とを確実に阻止すると共に、供給制御用開閉弁より下流
側の供給通路手段及び導入口内に残存するスラリーを排
出通路手段を経て供給通路手段及び導入口外へ排出させ
ることができ、これにより微細片成形体を形成するに必
要且十分な所定量の微細片を製品キャビティへ供給する
ことが可能になる。

【００１０】また本発明の成形装置によれば、導入口内
の圧力を検出する圧力検出手段が設けられているので、
導入口内の圧力が検出される部位よりも上流側まで微細
片が充填されたことを確実に検出することが可能であ
り、また圧力検出手段により圧力が検出される部位に対
しキャビティとは反対の側にて導入口に開口し排出制御
用開閉弁を有する排出通路手段を有しているので、余剰
のスラリーを導入口内より効率的に排出させることが可
能であり、これにより上述の方法を容易に且確実に実施
することが可能である。

【００１１】また本発明の成形方法及び装置によれば、
導入口の断面積はキャビティへ向うにつれて漸次増大し
ているので、微細片が導入口内にて成形されることによ
り形成された一体的な凸部を有する微細片成形体を成形
型より容易に取出すことが可能であり、また供給通路手
段及び導入口内に微細片が残存しても成形型より微細片
成形体を取出した後に残存する微細片を必要に応じて容
易に除去することが可能である。

【００１２】尚本発明の方法に於て使用される溶媒が沸
点が常温よりも低い物質よりなる超臨界流体、沸点が常
温よりも低い物質よりなり実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以
上の圧力に加圧された液体状態の溶媒、臨界圧力以下に
て実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力に加圧された気
体状態の溶媒の何れであるかを問わず、キャビティ内に
は導入口近傍に於ける実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の
圧力より流出通路近傍に於ける大気圧に近い圧力まで圧
力が漸次低下する急峻な圧力勾配が生じ、この圧力勾配
により微細片が製品キャビティの流出通路近傍の部位の
壁面に対し押付けられつつ最終的には導入口まで漸次成
形されてゆき、この現象は迅速に進行するので、微細片
の高密度且均質な成形体が能率よく且低廉に形成され
る。

【００１３】またスラリーを構成する高圧の溶媒は、製
品キャビティ内及び流出通路を通過する過程に於て迅速
にその圧力を低下すると共に、その圧力勾配により製品
キャビティ内より流出通路を経て効率的に大気中へ流出
する。従って微細片の成形体が上述の如く製品キャビテ
ィ内にて形成される過程に於て溶媒が形成途上の成形体
より能率よく除去され、これにより微細片の成形と溶媒
の除去とが同時進行的に行われるので、このことによっ
ても微細片の成形体が能率よく且低廉に形成される。

【００１４】

【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の方法
に於ける溶媒は、沸点が常温よりも低い物質よりなり実
質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力に加圧可能な任意の
物質であってよいが、価格、安全性、取扱いの容易性等
の点から例えばＣＯ₂ 、空気、Ｎ₂ 等であることが好ま
しい。

【００１５】また成形型へ供給される際のスラリーの圧
力が１０ｋｇ／ｃｍ² 以下である場合には、成形型の製
品キャビィティ内に微細片の成形に必要な急峻な圧力勾
配を形成することができず、そのため高密度の成形体を
能率よく形成することができない。従って本発明の方法
に於ては、成形型へ供給される際のスラリーの圧力は１
０ｋｇ／ｃｍ² 以上に設定される。

【００１６】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】実施例１ 図１は本発明による成形装置の第一の実施例を示す概略
構成図である。

【００１８】図１に於て、１０は混合槽を示しており、
該混合槽の混合室１２は導管１４により図には示されて
いないが内部にＣＯ₂ を貯容するボンベに連通接続され
ている。また混合室１２はヒータ１６により所定の温度
に加熱されるようになっており、混合室１２内には該混
合室に装入された成形されるべき微細片１８を撹拌する
撹拌器２０が設けられている。

【００１９】混合室１２は途中に供給制御用開閉弁とし
ての常閉型の電磁開閉弁２２及びポンプ２４を有する導
管２６により成形型２８のスラリー導入口３０と連通接
続されている。図示の実施例に於ては、成形型２８は上
型３２及び下型３４よりなっており、互いに型合せされ
るとスラリー導入口３０と該導入口と連通する製品キャ
ビティ３６とを郭定するようになっている。製品キャビ
ティ３６は上型３２及び下型３４の見切り面の間の微小
な空隙として形成された微小な気体流出通路３８により
大気と連通している。

【００２０】図示の実施例に於ては、スラリー導入口３
０は製品キャビティ３６へ向けて開いた円錐テーパ状を
なし、これにより製品キャビティへ向かうにつれてその
断面積が漸次増大している。成形型２８には一端にてス
ラリー導入口３０に開口する圧力検出用通路４０が設け
られ、通路４０の他端には圧力センサ４２が設けられて
おり、これによりスラリー導入口内の圧力Ｐが検出され
るようになっている。また成形型２８には通路４０の開
口部に対し製品キャビティとは反対の側にてスラリー導
入口３０に連通するスラリー排出通路４４が設けられて
おり、該通路の他端には排出制御用開閉弁としての常開
型の電磁開閉弁４６を有する排出導管４８が接続されて
いる。

【００２１】図示の如く、電磁開閉弁２２、４６及びポ
ンプ２４は電子制御装置５０により制御されるようにな
っている。制御装置５０は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ、入出力ポート装置を有する一般的なマイクロコンピ
ュータであってよく、圧力センサ４２よりスラリー導入
口内の圧力Ｐを示す信号が入力され、圧力Ｐに基き図２
に示された制御フローに従って電磁開閉弁及びポンプを
制御するようになっている。尚図２に示されたフローチ
ャートによる制御は図１には示されていない成形開始指
令スイッチが閉成されることにより開始される。

【００２２】まず最初のステップ１０に於ては電磁開閉
弁４６へ制御信号が出力されることにより該開閉弁が閉
弁され、ステップ２０に於ては電磁開閉弁２２へ制御信
号が出力されることにより該開閉弁が開弁され、しかる
後ステップ３０に於てポンプ２４が作動される。

【００２３】次のステップ４０に於て例えば１秒の如き
所定時間待機した後、ステップ５０に於て圧力センサ４
２により検出されたスラリー導入口内の圧力Ｐを示す信
号の読込みが行われ、ステップ６０に於ては圧力Ｐがし
きい値Ｐｃ（スラリー供給圧よりも低い正の定数）以下
であるか否かの判別が行われ、圧力ＰがＰｃ以下ではな
い旨の判別が行われたときにはステップ５０へ戻り、圧
力ＰがＰｃ以下である旨の判別が行われたときにはステ
ップ７０へ進む。

【００２４】ステップ７０に於ては電磁開閉弁２２への
制御信号の供給が停止されることにより該開閉弁が閉弁
され、ステップ８０に於て電磁開閉弁４６への制御信号
の供給が停止されることにより該開閉弁が開弁され、し
かる後ステップ９０に於てポンプ２４の作動が停止さ
れ、これにより図２に示された制御フローによる制御が
終了する。

【００２５】次に上述の如く構成された成形装置を用い
て行われた本発明の成形方法の第一の実施例について説
明する。

【００２６】溶媒として超臨界状態のＣＯ₂ を使用し上
述の如く構成された成形装置を用いて本発明に従って主
として窒化ケイ素粉末よりなる粉末成形体を形成した。

【００２７】まず９．６ｋｇの窒化ケイ素粉末（平均粒
径０．５μm ）と２００ｇの酸化イットリウム（平均粒
径０．１μm ）と２００ｇのアルミナ粉末（平均粒径
０．１μm ）とよりなる原料粉末１８を混合槽１０の混
合室１２内へ装入した。次いで電磁開閉弁２２を閉弁し
た状態にて図には示されていないボンベより導管１４を
経て同じく図には示されていないポンプにより加圧しな
がらＣＯ₂ １５を混合室１２内へ供給し、ヒータ１６に
よってＣＯ₂ を加熱することによりＣＯ₂ を温度８０
℃、圧力１２０ｋｇ／ｃｍ² の超臨界状態にもたらし
た。

【００２８】次いで撹拌器２０を３時間回転させること
により原料粉末と超臨界状態のＣＯ₂ とを撹拌混合し、
これにより超臨界状態のＣＯ₂ を溶媒とする原料粉末の
スラリーを形成した。次いで電磁開閉弁４６を閉弁し、
電磁開閉弁２２を開弁し、ポンプ２４を作動させること
により、混合室２０内のスラリーの一部を３００ｋｇ／
ｃｍ² に加圧して成形型２８の製品キャビティ３６内へ
注入した。圧力ＰがＰｃ（＝２０ｋｇ／ｃｍ² ）になっ
た時点に於て開閉弁２２を閉弁し、開閉弁４６を開弁
し、ポンプ２４を停止し、これによりスラリーの供給を
停止すると共に導管２６及び導入口３０内の余剰のスラ
リーを通路４４及び導管４８を経て排出させた。

【００２９】尚この場合視覚的に観察することはできな
かったが、製品キャビティ内３６へ導入されたスラリー
中の超臨界状態のＣＯ₂ は該キャビティが気体流出通路
３８によって大気と連通されていることからキャビティ
内にてその圧力を漸次低下し、超臨界状態より実質的に
大気圧の気体となって大気中に放出されたものと推測さ
れる。また製品キャビティ３６内に於ては、スラリー導
入口３０の近傍より気体流出通路へ向けて圧力が漸次低
下する圧力勾配が生じ、この圧力勾配により原料粉末が
成形型の気体流出通路に近い部位の内壁面に対し押付け
られつつ漸次成形されていったものと推測される。

【００３０】次いで成形型２８を分解し、製品キャビテ
ィ３６内にて成形された粉末成形体５２を取り出してそ
の寸法、形状、密度を調査したところ、この成形体は製
品キャビティ３６の寸法及び形状に対応する正確な寸法
及び形状を有し、全体に亘り均一な密度を有し、収縮や
割れの如き欠陥は全く生じていないことが確認された。
またこの場合粉末成形体を成形型の下型より容易に取り
出すことができ、原料粉末は導入口３０内のスラリー排
出通路４４の開口部より僅かに下流側までしか充填され
ておらず、導管２６内にはそれが詰まる程多量の原料粉
末は残存していないことが確認された。

【００３１】尚溶媒として１００ｋｇ／ｃｍ² に加圧さ
れた液体状態のＣＯ₂ を使用しスラリーの一部を２００
ｋｇ／ｃｍ² に加圧して成形型２８の製品キャビティ３
６内へ注入した場合、及び溶媒として１５ｋｇ／ｃｍ²
に加圧された気体状態のＣＯ₂ を使用しスラリーの一部
を６０ｋｇ／ｃｍ² に加圧して成形型の製品キャビティ
内へ注入した場合にも同様に良好に原料粉末を成形する
ことができた。

【００３２】上述の実施例の場合と同様、前者の場合に
は製品キャビティ内へ導入されたスラリー中の液体状態
のＣＯ₂ はキャビティ内にてその圧力を漸次低下し、液
体状態より通常の気体状態となって大気中に放出された
ものと推測され、後者の場合には製品キャビティ内へ導
入されたスラリー中の高圧の気体状態のＣＯ₂ はキャビ
ティ内にてその圧力を漸次低下し、高圧の気体状態より
実質的に大気圧の気体となって大気中に放出されたもの
と推測される。

【００３３】実施例２ 図３は本発明による成形装置の第二の実施例を示す概略
構成図、図４はこの実施例の電子制御装置により達成さ
れる制御フローを示すフローチャートである。尚図３に
於ては図１に示された部分と実質的に同一の部分には図
１に於て付された符号と同一の符号が付されており、図
４に於ては図２に示されたステップと実質的に同一のス
テップには図２に於て付されたステップ番号と同一のス
テップ番号が付されている。

【００３４】この実施例に於ては、第一の実施例に於け
る開閉弁２２がａ〜ｃの三つのポートを有する３ポート
三位置切換式の制御弁５４に置換えられている。ａポー
トには一端にて混合槽１０に接続された導管２６ａの他
端が接続されており、ｂポートには一端にて成形型２８
に接続された導管２６ｂの他端が接続されており、ｃポ
ートには一端にて図には示されていない高圧ガスボンベ
に接続された導管５６の他端が接続されている。

【００３５】制御弁５４は全てのポートの連通を遮断す
る第一の位置５４ａと、ｃポートを遮断しａポートとｂ
ポートとを連通接続する第二の位置５４ｂと、ａポート
を遮断しｃポートとｂポートとを連通接続する第三の位
置５４ｃとに切換わるようになっており、制御装置５０
より制御信号が供給されていないときには第一の位置５
４ａを維持するようになっている。

【００３６】この実施例に於ける制御弁５４、電磁開閉
弁４６、ポンプ２４は図４に示されたフローチャートに
従って電子制御装置５０により制御される。

【００３７】ステップ１０の次に行われるステップ２０
に於ては、制御弁５４がその第二の位置５４ｂに切換え
られ、これにより導管２６ａと２６ｂとが連通接続され
る。ステップ３０〜６０は第一の実施例の場合と同様に
実行され、これによりステップ５０に於て微細片の成形
が完了した旨の判別が行われるとステップ７０に於て制
御弁５４がその第一の位置５４ａに切換えられ、これに
より全てのポートの連通が遮断される。

【００３８】次いでステップ８０に於て電磁開閉弁４６
が開弁されることにより導入口３０及び導管２６ｂ内の
スラリーが通路４４及び導管４８を経て排出され、しか
る後ステップ８２に於て制御弁５４がその第三の位置５
４ｃに切換えられ、これにより導管２６ｂへ高圧のガス
が導入される。次のステップ８４に於て上述の如く導入
される高圧のガスによって導管２６ｂ及び導入口３０内
に残存する微細片を通路４４及び導管４８を経て排出さ
せるに十分な時間かかる状態が維持され、次いでステッ
プ９０に於てポンプ２４の作動が停止され、しかる後ス
テップ９２に於て制御弁５４がその第一の位置５４ａに
切換えられ、図４に示されたフローチャートによる制御
が終了する。

【００３９】従ってこの実施例によれば、成形完了後に
高圧ガスを流すことにより、導管２６ｂ及び導入口３０
内に残存する微細片を除去することができるので、組成
の異なる原料粉末を用いて粉末成形体が連続的に製造さ
れる場合にも所望の組成の高品質の成形体を形成するこ
とができる。

【００４０】尚導管５６及び制御弁５４を経て導管２６
ｂへ導入される高圧のガスは超臨界状態のＣＯ₂ に限ら
ず、例えば臨界点以下のＣＯ₂ や圧縮空気の如き任意の
高圧ガスであってよい。

【００４１】上述の如く構成された成形装置を用いて本
発明の成形方法の第二の実施例として、ステップ８４に
於て導管５６及び制御弁５４を経て圧力約６０kg／cm²
の高圧のＣＯ₂ が約２０秒間導入された点を除き、上述
の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて原料粉末の
成形を行った。

【００４２】その結果この実施例に於て形成された成形
体も製品キャビティ３６の寸法及び形状に対応する正確
な寸法及び形状を有し、全体に亘り均一な密度を有し、
収縮や割れの如き欠陥は全く生じていないことが確認さ
れた。またこの実施例の場合にも粉末成形体を成形型の
下型より容易に取り出すことができ、原料粉末は導入口
３０内のスラリー排出通路４４の開口部より僅かに下流
側までしか充填されておらず、導管２６内には原料粉末
は殆ど残存していないことが確認された。

【００４３】実施例３ 図５は本発明による成形装置の第三の実施例を示す概略
構成図、図６は図５に示された混合槽を示す拡大部分縦
断面図、図７はこの実施例の電子制御装置により達成さ
れる制御フローを示すフローチャートである。尚図５に
於ては図１に示された部分と実質的に同一の部分には図
１に於て付された符号と同一の符号が付されており、図
７に於ては図２に示されたステップと実質的に同一のス
テップには図２に於て付されたステップ番号と同一のス
テップ番号が付されている。

【００４４】この実施例に於ては、電磁開閉弁２２は導
管１４の途中に設けられており、ポンプ２４は開閉弁２
２と導管１４の他端に接続され内部に高圧のＣＯ₂ を貯
容するボンベ５８との間に設けられている。ポンプ２４
と開閉弁２２との間にはアキュムレータ６０が設けられ
ており、アキュムレータ内の圧力Ｐａは圧力センサ６２
により検出されるようになっている。

【００４５】混合槽１０には微細片供給装置６４が設け
られている。図６に詳細に示されている如く、混合槽１
０はボルト６６により互いに固定され互いに共働して混
合室１２を郭定する本体部材６８と蓋部材７０とよりな
っており、微細片供給装置６４は蓋部材７０に固定され
ている。微細片供給装置６４はホッパ７２を有し、その
内部通路７４と混合室１２との連通は弁装置７６により
制御されるようになっている。

【００４６】弁装置７６はロッド部にてホッパ７２のベ
ース部により軸線７８に沿って往復動可能に支持された
弁要素８０と、弁要素８０のロッド部の図にて上端に螺
合するナット８２によりロッド部に固定されたスプリン
グシート８４とホッパ７２のベース部との間に弾装され
た圧縮コイルばね８６により傘部が蓋部材７０に設けら
れた弁座８８に当接する閉弁位置に付勢されている。か
くして弁装置７６は圧縮コイルばね８６のばね力に抗し
て弁要素のロッド部を軸線７８に沿って図にて下方へ押
し下げることにより、ボルト６６を緩めて蓋部材を本体
部材より取り外すことなく、ホッパ７２内の所定量の微
細片を混合室１２内へ供給し得るようになっている。

【００４７】また図示の実施例に於ては、本体部材６８
及び蓋部材７０にはそれぞれ導管２６及び１４が接続さ
れる通路９０及び９２が設けられている。通路９０は混
合室１２の逆円錐形をなす下端部の先端に連通してお
り、通路９２は通路９０に対し横方向にオフセットされ
た位置に設けられており、これにより第一及び第二の実
施例の場合の如く混合室１２内の微細片を撹拌器２０に
より撹拌しなくても、導管１４及び通路９２を経て混合
室内へ供給される超臨界状態のＣＯ₂ の如き高圧の溶媒
の流動による撹拌作用により実質的に均一なスラリーが
形成されるようになっている。勿論混合室１２内に第一
及び第二の実施例に於ける撹拌器２０と同様の撹拌器が
設けられてもよい。

【００４８】更に図示の実施例に於ては、成形型２８の
製品キャビティ３６内には、本願出願人と同一の出願人
にかかる特願平３−１６９２３６号明細書及び図面に記
載されたフィルタと同様、超臨界流体の如き流体の通過
を許し微細片の通過を阻止するフィルタ９４が気体流出
通路３８に近接して配置されている。

【００４９】この実施例に於ける電磁開閉弁２２及び４
６、ポンプ２４は図７に示されたフローチャートに従っ
て電子制御装置５０により制御される。

【００５０】この実施例に於ては、ステップ１０の次に
行われるステップ１２に於てポンプ２４が作動され、ス
テップ１４に於て圧力センサ６２により検出されたアキ
ュムレータ６０内の圧力Ｐａの読込みが行われ、ステッ
プ１４に於て圧力Ｐａが上限値側のしきい値Ｐsu以上で
あるか否かの判別が行われ、圧力ＰａがＰsu以上ではな
い旨の判別が行われたときにはステップ１４へ戻り、圧
力ＰａがＰsu以上である旨の判別が行われたときにはス
テップ１８に於てポンプ２４が停止された後ステップ２
０へ進む。

【００５１】ステップ２０〜８０は第一の実施例の場合
と同様に実行され、ステップ１００に於て次の成形を行
うか否かの判別が行われ、次の成形を行わない旨の判別
が行われたときには図７に示されたフローチャートによ
る制御が終了し、次の成形を行う旨の判別が行われたと
きにはステップ１１０へ進む。ステップ１１０に於ては
圧力センサ６２により検出されたアキュムレータ６０内
の圧力Ｐａの読込みが行われ、ステップ１２０に於ては
圧力Ｐａが下限値側のしきい値Ｐsl以下であるか否かの
判別が行われ、圧力ＰａがＰsl以下である旨の判別が行
われたときにはステップ１０へ戻り、圧力ＰａがＰsl以
下ではない旨の判別が行われたときにはステップ１３０
に於て開閉弁４６が閉弁された後ステップ２０へ戻る。

【００５２】かくして第一及び第二の実施例の成形装置
は多数の同種の微細片成形体を連続的に製造するのに適
しているのに対し、この第三の実施例の成形装置は微細
片供給装置６４より混合槽１０内へ所定量の微細片を供
給することができるので、特に多種類の微細片成形体を
バッチ式に製造するのに適している。

【００５３】尚この実施例の成形装置に於ては、ステッ
プ６０に於てイエスの判別が行われた場合まずステップ
８０に於て電磁開閉弁４６を開弁し、しかる後混合槽１
０、導管２６、導入口３０内の余剰の微細片が通路４４
及び導管４８を経て排出されるに十分な時間その状態が
維持され、しかる後開閉弁２２が閉弁され、これにより
第二の実施例の場合と同様導管２６及び導入口３０内に
余剰の微細片が実質的に全く残存することがないよう成
形装置が使用されてもよい。

【００５４】またこの実施例に於けるポンプ２４はアキ
ュームレータ６０内の圧力Ｐａに応答し圧力Ｐａが例え
ばしきい値Ｐsu以上になるとその吐出圧を実質的にＰsu
に自動的に制御する可変吐出圧ポンプであってもよい。

【００５５】まず４５５ｇの窒化ケイ素粉末（平均粒径
０．５μm ）と３０ｇの酸化イットリウム（平均粒径
０．１μm ）と１５ｇのアルミナ粉末（平均粒径０．１
μm ）とよりなる原料粉末１８を微細片供給装置６４よ
り混合槽１０の混合室１２内へ装入した。次いで電磁開
閉弁４６を閉弁しポンプ２４を作動させ、これによりボ
ンベ５８よりＣＯ₂ を加圧しながら温度６０℃に維持さ
れたアキュムレータ６０内へ供給し、ＣＯ₂ を温度６０
℃、圧力２００ｋｇ／ｃｍ² 以上の超臨界状態にもたら
した。

【００５６】次いで電磁開閉弁２２を開弁して超臨界状
態のＣＯ₂ を混合室１２内へ導入し、該混合室内にて原
料粉末と超臨界状態のＣＯ₂ とよりなるスラリーを形成
し、そのスラリーを導管２６及び導入口３０を経て製品
キャビティ３６内へ供給した。圧力ＰがＰｃ（＝２０ｋ
ｇ／ｃｍ² ）になった時点に於てポンプ２４を停止し、
開閉弁２２を閉弁し、開閉弁４６を開弁し、これにより
スラリーの供給を停止すると共に導管２６及び導入口３
０内の余剰のスラリーを通路４４及び導管４８を経て排
出させた。

【００５７】かくして形成された成形体も製品キャビテ
ィ３６の寸法及び形状に対応する正確な寸法及び形状を
有し、全体に亘り均一な密度を有し、収縮や割れの如き
欠陥は全く生じていないことが確認された。またこの実
施例の場合にも粉末成形体を成形型の下型より容易に取
り出すことができ、原料粉末は導入口３０内のスラリー
排出通路４４の開口部より僅かに下流側までしか充填さ
れておらず、導管２６内には原料粉末は殆ど残存してい
ないことが確認された。

【００５８】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば成形されるべき微細片は上述の実施例の如く粉末
に限定されるものではなく、ウイスカや短繊維の如き他
の形態のものであってもよい。

【００５９】また形成されるべき複数個の成形体の大き
さや形状が同一であるか否かを問わず、開閉弁４６が開
弁され導管２６及び導入口３０内の余剰のスラリーが排
出された段階で製品キャビティ内に微細片が充填された
成形型を導管２６より取外し、次に充填されるべき成形
型を順次導管に接続することにより、複数個の成形体の
製造が更に一層能率よく実施されてもよい。

【００６０】また図６に於ては通路９０及び９２は図６
の紙面に沿って上下方向に延在しているが、通路９２は
図６の紙面に対し傾斜して延在し、これにより通路９２
を経て混合室内へ供給される高圧の溶媒が混合室内にて
スワールを形成することにより微細片と溶媒との混合が
より一層効果的に行われるよう構成されてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の成形方法によれば、導入口内の圧力が検出される部
位よりも上流側まで微細片が充填されると、圧力が検出
される部位よりも上流側に充填された微細片による圧力
降下により圧力が検出される部位の圧力は実質的に大気
圧になる。従って検出された圧力が例えば実質的に大気
圧又はそれに近い所定値になった時点に於て供給制御用
開閉弁を閉弁し排出制御用開閉弁を開弁することによ
り、過剰の微細片が導入口へ供給されることを確実に阻
止すると共に、供給制御用開閉弁より下流側の供給通路
手段及び導入口内に残存するスラリーを排出通路手段を
経て供給通路手段及び導入口外へ排出させることがで
き、これにより微細片成形体を形成するに必要且十分な
所定量の微細片を製品キャビティへ供給することができ
る。

【００６２】また本発明の成形装置によれば、導入口内
の圧力を検出する圧力検出手段が設けられているので、
導入口内の圧力が検出される部位よりも上流側まで微細
片が充填されたことを確実に検出することが可能であ
り、また圧力検出手段により圧力が検出される部位に対
しキャビティとは反対の側にて導入口に開口し排出制御
用開閉弁を有する排出通路手段を有しているので、余剰
のスラリーを導入口内より効率的に排出させることがで
き、これにより上述の方法を容易に且確実に実施するこ
とができる。

【００６３】また本発明の成形方法及び装置によれば、
導入口の断面積はキャビティへ向うにつれて漸次増大し
ているので、微細片が導入口内にて成形されることによ
り形成された一体的な凸部を有する微細片成形体を成形
型より容易に取出すことができ、また供給通路手段及び
導入口内に微細片が残存しても成形型より微細片成形体
を取出した後に残存する微細片を必要に応じて容易に除
去することができ、これにより多数の微細片成形体を効
率よく形成することができ、また微細片の組成が異なる
場合にも複数の微細片成形体を高品質にて形成すること
ができる。

【００６４】また本発明の成形方法及び成形装置によれ
ば、微細片成形体を形成するに必要且十分な所定量の微
細片を製品キャビティへ供給することができるので、本
発明の成形方法及び成形装置によらない場合に比して、
微細片及び溶媒の歩留りを向上させることができ、また
製品キャビティの大きさや形状が異なる複数個の成形体
を相前後して形成する場合にも、試し成形を行わずに容
易に且能率よく成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による成形装置の第一の実施例を示す概
略構成図である。

【図２】第一の実施例の電子制御装置により達成される
制御フローを示すフローチャートである。

【図３】本発明による成形装置の第二の実施例を示す概
略構成図である。

【図４】第二の実施例の電子制御装置により達成される
制御フローを示すフローチャートである。

【図５】本発明による成形装置の第三の実施例を示す概
略構成図である。

【図６】図５に示された混合槽を示す拡大部分縦断面図
である。

【図７】第三の実施例の電子制御装置により達成される
制御フローを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…混合槽 １５…ＣＯ₂ １８…原料粉末 ２２…開閉弁 ２８…成形型 ３０…スラリー導入口 ３６…製品キャビティ ３８…気体流出通路 ４２…圧力センサ ４４…スラリー排出通路 ４６…開閉弁 ５２…粉末成形体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品キャビティと該キャビティと連通する
   導入口及び流出通路とを有する成形型と、前記導入口と
   連通し途中に供給制御用開閉弁を有する供給通路手段
   と、前記導入口に開口し排出制御用開閉弁を有する排出
   通路手段とを有し、前記導入口は前記キャビティへ向う
   につれてその断面積が漸次増大するよう構成された成形
   装置を用意し、前記排出制御用開閉弁を閉弁した状態で
   前記キャビティと前記排出通路手段の開口部との間にて
   前記導入口内の圧力を検出しながら沸点が常温よりも低
   い物質よりなる溶媒と成形されるべき微細片とが混合さ
   れたスラリーを実質的に１０ｋｇ／ｃｍ² 以上の圧力に
   て前記供給通路手段より前記導入口を経て前記キャビテ
   ィ内へ導入しつつ前記スラリー中の溶媒を前記流出通路
   より前記成形型外へ流出させ、検出された圧力が所定値
   になった段階に於て前記供給制御用開閉弁を閉弁すると
   共に前記排出制御用開閉弁を開弁する微細片の成形方
   法。
2. 【請求項２】製品キャビティと該キャビティと連通する
   導入口及び流出通路とを有する成形型と、前記導入口と
   連通し途中に供給制御用開閉弁を有する供給通路手段
   と、前記導入口内の圧力を検出する圧力検出手段と、前
   記圧力検出手段により圧力が検出される部位に対し前記
   キャビティとは反対の側にて前記導入口に開口し排出制
   御用開閉弁を有する排出通路手段とを有し、前記導入口
   は前記キャビティへ向うにつれてその断面積が漸次増大
   するよう構成された成形装置。