JP2000204402A - 粉末射出成形体の水溶媒抽出方法 - Google Patents
粉末射出成形体の水溶媒抽出方法Info
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- JP2000204402A JP2000204402A JP11006572A JP657299A JP2000204402A JP 2000204402 A JP2000204402 A JP 2000204402A JP 11006572 A JP11006572 A JP 11006572A JP 657299 A JP657299 A JP 657299A JP 2000204402 A JP2000204402 A JP 2000204402A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水または水を主成分とする溶媒により有機バ
インダーを抽出するに際して、成形体を破損させること
なく、迅速な抽出を行えるようにする。 【解決手段】 粉末と有機バインダーとを混合して射出
成形してなる成形体１から、水または水を主成分とする
溶媒により有機バインダーを抽出脱脂するに際し、溶媒
中に成形体１を浸漬させた状態で、成形体１全体を包む
ように散気管６から泡を噴出させながら超音波発生装置
４を用いて超音波照射を行う。
インダーを抽出するに際して、成形体を破損させること
なく、迅速な抽出を行えるようにする。 【解決手段】 粉末と有機バインダーとを混合して射出
成形してなる成形体１から、水または水を主成分とする
溶媒により有機バインダーを抽出脱脂するに際し、溶媒
中に成形体１を浸漬させた状態で、成形体１全体を包む
ように散気管６から泡を噴出させながら超音波発生装置
４を用いて超音波照射を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末と有機バイン
ダーとを混合して射出成形してなる成形体から、水また
は水を主成分とする溶媒により前記有機バインダーを抽
出脱脂する粉末射出成形体の水溶媒抽出方法に関するも
のである。
ダーとを混合して射出成形してなる成形体から、水また
は水を主成分とする溶媒により前記有機バインダーを抽
出脱脂する粉末射出成形体の水溶媒抽出方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、粉末の射出成形においては、金
属粉末、セラミック粉末、サーメット粉末等の粉体に流
動性および加圧成形性を付与するために有機バインダー
が混合され、この有機バインダーは、射出成形後に焼結
工程に先立って脱脂により除去される。従来の脱脂方法
としては、 １）成形体を加熱することによって有機バインダーを溶
解、蒸発または分解して気化させる方法、 ２）溶媒を用いて成形体から有機バインダーを抽出させ
る方法、 がある。
属粉末、セラミック粉末、サーメット粉末等の粉体に流
動性および加圧成形性を付与するために有機バインダー
が混合され、この有機バインダーは、射出成形後に焼結
工程に先立って脱脂により除去される。従来の脱脂方法
としては、 １）成形体を加熱することによって有機バインダーを溶
解、蒸発または分解して気化させる方法、 ２）溶媒を用いて成形体から有機バインダーを抽出させ
る方法、 がある。
【０００３】前記１）の方法においては、まず粉体をコ
ーティングしているバインダーの溶解が起こって射出成
形体の自重も加わり、射出成形体が構造上不安定な状態
となり、この状態に更にバインダーが分解して気化する
際の圧力が加わって荷崩れを起こし、成形体の変形の原
因となる。また、脱バインダーの促進を図って加熱の際
の温度を上げると、バインダーが沸騰気化して膨れやク
ラック等が発生する。したがって、脱脂工程における欠
陥の発生を防止するためにバインダーの除去を緩慢に進
行させる必要があり、非常に長い脱脂時間が必要になる
という問題点がある。
ーティングしているバインダーの溶解が起こって射出成
形体の自重も加わり、射出成形体が構造上不安定な状態
となり、この状態に更にバインダーが分解して気化する
際の圧力が加わって荷崩れを起こし、成形体の変形の原
因となる。また、脱バインダーの促進を図って加熱の際
の温度を上げると、バインダーが沸騰気化して膨れやク
ラック等が発生する。したがって、脱脂工程における欠
陥の発生を防止するためにバインダーの除去を緩慢に進
行させる必要があり、非常に長い脱脂時間が必要になる
という問題点がある。
【０００４】一方、前記２）の方法においては、成形体
の変形温度以下の低温にて有機バインダーの一部を溶媒
によって抽出除去することから、除去された有機バイン
ダーの部分から残りの有機バインダーの蒸発ガスが抜け
易くなって、膨れや亀裂が生じにくくなるという利点が
ある。しかしながら、一般に溶媒として用いられている
炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の有機溶媒は高価であ
るとともに、人体に有害であるという問題点がある。
の変形温度以下の低温にて有機バインダーの一部を溶媒
によって抽出除去することから、除去された有機バイン
ダーの部分から残りの有機バインダーの蒸発ガスが抜け
易くなって、膨れや亀裂が生じにくくなるという利点が
ある。しかしながら、一般に溶媒として用いられている
炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の有機溶媒は高価であ
るとともに、人体に有害であるという問題点がある。
【０００５】そこで、このような問題点を解消するため
に、特公平６−５３８８４号公報においては、有機バイ
ンダーとして、水溶性の熱可塑性有機ポリマーと、水に
不溶の熱可塑性有機ポリマーとを含む有機バインダーを
用い、脱脂処理として、射出成形体と水とを接触せしめ
て水溶性の熱可塑性有機ポリマーを抽出した後、残りの
有機バインダーを加熱除去するようにした脱脂方法が提
案されている。
に、特公平６−５３８８４号公報においては、有機バイ
ンダーとして、水溶性の熱可塑性有機ポリマーと、水に
不溶の熱可塑性有機ポリマーとを含む有機バインダーを
用い、脱脂処理として、射出成形体と水とを接触せしめ
て水溶性の熱可塑性有機ポリマーを抽出した後、残りの
有機バインダーを加熱除去するようにした脱脂方法が提
案されている。
【０００６】また、この特公平６−５３８８４号公報に
記載のような方法において、水溶性の熱可塑性有機ポリ
マーの抽出速度を速めて、短時間で脱脂を行うために、
溶媒の水を一部排出しながら低濃度の水を系内に供給す
るようにしたもの（特公平６−８９３７１号公報）や、
成形体と接する水を撹拌、流水、超音波等によって流動
化させるようにしたもの（特公平６−８９３７２号公
報）などが提案されている。
記載のような方法において、水溶性の熱可塑性有機ポリ
マーの抽出速度を速めて、短時間で脱脂を行うために、
溶媒の水を一部排出しながら低濃度の水を系内に供給す
るようにしたもの（特公平６−８９３７１号公報）や、
成形体と接する水を撹拌、流水、超音波等によって流動
化させるようにしたもの（特公平６−８９３７２号公
報）などが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公平６−８９３７１号公報に記載の低濃度の水を系内に
供給する方法および前記特公平６−８９３７２号公報に
記載の水の撹拌もしくは流水による方法では、多数のワ
ーク（成形体）を均一に低濃度溶媒処理するのが困難で
あるほか、特にワークが厚肉品の場合に、ワーク内部の
物質移動が遅くなって、抽出速度を上げるのにどうして
も限界があるなどの問題点がある。また、前記特公平６
−８９３７２号公報に記載の超音波による方法では、次
のような問題点がある。 （１）超音波の脱気効果により、溶媒が部分的に蒸発し
て泡になり、この泡が壊れるときに強いキャビテーショ
ンが発生して大きな負圧効果をもたらす。この負圧効果
によって抽出が促進されるものであるが、この抽出促進
効果が期待できる音圧レベルは比較的高く、この音圧レ
ベルではワークの破損を招いてしまう。また、ワークが
破損しない程度のレベルではキャビテーションも発生し
にくく抽出促進効果も期待できない。 （２）実用上超音波発生装置の個数には限りがあり、ワ
ークや治具等の陰になる部分が生じたり、超音波の干
渉、共鳴の影響により、多数のワークについて、あるい
は一つのワークの各部位について均一な強度レベルで超
音波を照射することは不可能である。したがって、音圧
レベル分布にばらつきが生じることになり、超音波のみ
で抽出促進効果を得るのは困難である。
公平６−８９３７１号公報に記載の低濃度の水を系内に
供給する方法および前記特公平６−８９３７２号公報に
記載の水の撹拌もしくは流水による方法では、多数のワ
ーク（成形体）を均一に低濃度溶媒処理するのが困難で
あるほか、特にワークが厚肉品の場合に、ワーク内部の
物質移動が遅くなって、抽出速度を上げるのにどうして
も限界があるなどの問題点がある。また、前記特公平６
−８９３７２号公報に記載の超音波による方法では、次
のような問題点がある。 （１）超音波の脱気効果により、溶媒が部分的に蒸発し
て泡になり、この泡が壊れるときに強いキャビテーショ
ンが発生して大きな負圧効果をもたらす。この負圧効果
によって抽出が促進されるものであるが、この抽出促進
効果が期待できる音圧レベルは比較的高く、この音圧レ
ベルではワークの破損を招いてしまう。また、ワークが
破損しない程度のレベルではキャビテーションも発生し
にくく抽出促進効果も期待できない。 （２）実用上超音波発生装置の個数には限りがあり、ワ
ークや治具等の陰になる部分が生じたり、超音波の干
渉、共鳴の影響により、多数のワークについて、あるい
は一つのワークの各部位について均一な強度レベルで超
音波を照射することは不可能である。したがって、音圧
レベル分布にばらつきが生じることになり、超音波のみ
で抽出促進効果を得るのは困難である。
【０００８】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、水または水を主成分とする溶媒に
より有機バインダーを抽出するに際して、成形体を破損
させることなく、迅速に抽出することのできる粉末射出
成形体の水溶媒抽出方法を提供することを目的とするも
のである。
めになされたもので、水または水を主成分とする溶媒に
より有機バインダーを抽出するに際して、成形体を破損
させることなく、迅速に抽出することのできる粉末射出
成形体の水溶媒抽出方法を提供することを目的とするも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明による粉末射出成形体の水
溶媒抽出方法は、粉末と有機バインダーとを混合して射
出成形してなる成形体から、水または水を主成分とする
溶媒により前記有機バインダーを抽出脱脂する粉末射出
成形体の水溶媒抽出方法であって、前記溶媒中に成形体
を浸漬させた状態で、成形体全体を包むように泡を噴出
させながら超音波照射を行うことを特徴とするものであ
る。
的を達成するために、本発明による粉末射出成形体の水
溶媒抽出方法は、粉末と有機バインダーとを混合して射
出成形してなる成形体から、水または水を主成分とする
溶媒により前記有機バインダーを抽出脱脂する粉末射出
成形体の水溶媒抽出方法であって、前記溶媒中に成形体
を浸漬させた状態で、成形体全体を包むように泡を噴出
させながら超音波照射を行うことを特徴とするものであ
る。
【００１０】本発明によれば、溶媒による抽出に際し
て、その溶媒中に成形体を浸漬させた状態で、成形体全
体を包むように泡を噴出させながら超音波照射が行われ
る。したがって、溶媒中には多くの溶存気体が共存した
状態となるために、泡が壊れるときに発生するキャビテ
ーションは、溶存気体や泡の弾性圧縮効果により弱めら
れ、成形体に対しては比較的小さな負圧効果がもたらさ
れることになる。言い換えれば、超音波のみを用いるこ
とにより溶媒が脱気液となる場合に比較して、キャビテ
ーション発生の音圧レベルは低くなる。これにより、成
形体を破損しないレベルのキャビテーションを発生させ
ることが可能となり、このキャビテーションの負圧効果
で成形体内部の高濃度液が吸い出されるので、成形体内
部の濃度勾配を大きくして迅速な抽出を行うことが可能
となる。また、抽出槽の各所に分布する泡がキャビテー
ションの発生源となるので、多数個の成形体について、
あるいは成形体の各部位について比較的均一にキャビテ
ーションの効果を与えることができる。
て、その溶媒中に成形体を浸漬させた状態で、成形体全
体を包むように泡を噴出させながら超音波照射が行われ
る。したがって、溶媒中には多くの溶存気体が共存した
状態となるために、泡が壊れるときに発生するキャビテ
ーションは、溶存気体や泡の弾性圧縮効果により弱めら
れ、成形体に対しては比較的小さな負圧効果がもたらさ
れることになる。言い換えれば、超音波のみを用いるこ
とにより溶媒が脱気液となる場合に比較して、キャビテ
ーション発生の音圧レベルは低くなる。これにより、成
形体を破損しないレベルのキャビテーションを発生させ
ることが可能となり、このキャビテーションの負圧効果
で成形体内部の高濃度液が吸い出されるので、成形体内
部の濃度勾配を大きくして迅速な抽出を行うことが可能
となる。また、抽出槽の各所に分布する泡がキャビテー
ションの発生源となるので、多数個の成形体について、
あるいは成形体の各部位について比較的均一にキャビテ
ーションの効果を与えることができる。
【００１１】本発明において、有機バインダーの抽出時
に溶媒を撹拌して流動化させるのが好ましい。このよう
に溶媒の撹拌による流動化を併用することで、抽出槽内
の各所に細かい泡をより確実に充満させることができ、
抽出効果をより高めることができる。
に溶媒を撹拌して流動化させるのが好ましい。このよう
に溶媒の撹拌による流動化を併用することで、抽出槽内
の各所に細かい泡をより確実に充満させることができ、
抽出効果をより高めることができる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明による粉末射出成形体の水溶媒
抽出方法の具体的な実施例について、図面を参照しつつ
説明する。
抽出方法の具体的な実施例について、図面を参照しつつ
説明する。
【００１３】（実施例１）カルボニル鉄粉（ＩＳＰ社Ｓ
−１６４１、平均粒径４μｍ）１００部に次の成分より
なるバインダー９．５部を１５０℃で加熱混練し、冷却
して粉砕したものを射出成形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスステアリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
−１６４１、平均粒径４μｍ）１００部に次の成分より
なるバインダー９．５部を１５０℃で加熱混練し、冷却
して粉砕したものを射出成形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスステアリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
【００１４】射出成形機として、型締め力５０トン、ス
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、図１に示される断面形状の成形体１を成形し
た。
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、図１に示される断面形状の成形体１を成形し
た。
【００１５】次に、図２に示されるような水溶媒抽出装
置２を用い、前記成形体１を３０個水に浸漬し、撹拌し
ながら７０℃×４時間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂
した。この水溶媒抽出装置２においては、水槽３が超音
波発生装置４に接続されることにより、この水槽３の底
面より超音波が発生するように構成されるとともに、水
槽３の底部に、エアポンプ５から供給される空気（０．
２ｋｇ／ｃｍ２）を噴出させることにより泡を生成する
多数の散気管６（空孔径０．３ｍｍ）が配されて構成さ
れている。そして、水槽３内にはステンレス製のバスケ
ット７が支持され、このバスケット７上に３０個の成形
体１が載置されている。また、水槽３内の水溶媒は撹拌
装置８によって撹拌されるようになっている。なお、防
錆のため、水槽３内の水溶媒中には防錆剤（大塚化学製
ＣＳ１０００）が５％添加されている。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
置２を用い、前記成形体１を３０個水に浸漬し、撹拌し
ながら７０℃×４時間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂
した。この水溶媒抽出装置２においては、水槽３が超音
波発生装置４に接続されることにより、この水槽３の底
面より超音波が発生するように構成されるとともに、水
槽３の底部に、エアポンプ５から供給される空気（０．
２ｋｇ／ｃｍ２）を噴出させることにより泡を生成する
多数の散気管６（空孔径０．３ｍｍ）が配されて構成さ
れている。そして、水槽３内にはステンレス製のバスケ
ット７が支持され、このバスケット７上に３０個の成形
体１が載置されている。また、水槽３内の水溶媒は撹拌
装置８によって撹拌されるようになっている。なお、防
錆のため、水槽３内の水溶媒中には防錆剤（大塚化学製
ＣＳ１０００）が５％添加されている。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
【００１６】この結果が表１に示されている。ここで、
抽出率は次のようにして算出した。 抽出率：初期重量および抽出後５０℃で乾燥したワーク
の重量を計測し次式により算出する。 抽出率（％）＝（初期重量−抽出後乾燥重量）／初期バ
インダー重量 また、脱脂後の外観において、目視にて割れや膨れが認
められたものを×、認められないものを○とした。な
お、「抽出率最大値」とは３０個のうち抽出率が最大の
ものの値、「抽出率最小値」とは３０個のうち抽出率が
最小もののの値である。
抽出率は次のようにして算出した。 抽出率：初期重量および抽出後５０℃で乾燥したワーク
の重量を計測し次式により算出する。 抽出率（％）＝（初期重量−抽出後乾燥重量）／初期バ
インダー重量 また、脱脂後の外観において、目視にて割れや膨れが認
められたものを×、認められないものを○とした。な
お、「抽出率最大値」とは３０個のうち抽出率が最大の
ものの値、「抽出率最小値」とは３０個のうち抽出率が
最小もののの値である。
【００１７】
【表１】
【００１８】また、図３には、各水準１〜４について、
３０個の成形体における抽出率のばらつき（昇順）を示
すグラフが示されている。
３０個の成形体における抽出率のばらつき（昇順）を示
すグラフが示されている。
【００１９】これらの結果から明らかなように、水準１
では成形体１の設置位置によるばらつきがほとんどな
く、一定した高い抽出率が得られている。これに対し
て、水準２，３では個体間のばらつきが大きく、また抽
出率も水準１のものに比べて劣っている。また、水準４
ではばらつき、抽出率ともに水準２，３よりもさらに劣
っている。
では成形体１の設置位置によるばらつきがほとんどな
く、一定した高い抽出率が得られている。これに対し
て、水準２，３では個体間のばらつきが大きく、また抽
出率も水準１のものに比べて劣っている。また、水準４
ではばらつき、抽出率ともに水準２，３よりもさらに劣
っている。
【００２０】（実施例２）水アトマイズ製法で作られた
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー９．４部を
１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出成
形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスラウリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー９．４部を
１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出成
形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスラウリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
【００２１】射出成形機として、型締め力５０トン、ス
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、図１に示される断面形状の成形体１を成形し
た。
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、図１に示される断面形状の成形体１を成形し
た。
【００２２】次に、前記水溶媒抽出装置２を用い、前記
成形体１を４個水に浸漬し、撹拌しながら８０℃×４時
間、下記の各水準１，２にて抽出脱脂した。 水準１：６００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：超音波照射のみを行った。
成形体１を４個水に浸漬し、撹拌しながら８０℃×４時
間、下記の各水準１，２にて抽出脱脂した。 水準１：６００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：超音波照射のみを行った。
【００２３】この結果が表２に示されている。なお、得
られた脱脂体の評価は実施例１と同様である。
られた脱脂体の評価は実施例１と同様である。
【００２４】
【表２】
【００２５】この結果から明らかなように、水準１では
抽出率が大きく、しかも外観異常が認められなかったの
に対し、水準２では、成形体１は破損し、抽出率の測定
もできなかった。
抽出率が大きく、しかも外観異常が認められなかったの
に対し、水準２では、成形体１は破損し、抽出率の測定
もできなかった。
【００２６】（実施例３）水アトマイズ製法で作られた
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー９．４部を
１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出成
形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスラウリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー９．４部を
１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出成
形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）： ＰＡ１２エラストマ（ダイセル社製Ｅ４０Ｓ３）…３５部 滑材 ：Ｎ，Ｎ’−エチレンビスラウリン酸アミド…１０部 抽出成分：Ｎ，Ｎ’−ジアセチルピペラジン…５５部
【００２７】射出成形機として、型締め力５０トン、ス
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、丸棒引っ張り試験片（チャック部φ１２ｍｍ、
供試部φ８ｍｍ、全長１００ｍｍ）の成形体に成形し
た。
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１５０℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、丸棒引っ張り試験片（チャック部φ１２ｍｍ、
供試部φ８ｍｍ、全長１００ｍｍ）の成形体に成形し
た。
【００２８】次に、前記水溶媒抽出装置２を用い、前記
成形体３０個を水に浸漬し、撹拌しながら８０℃×４時
間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂した。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
成形体３０個を水に浸漬し、撹拌しながら８０℃×４時
間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂した。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
【００２９】得られた脱脂体の評価は実施例２と同様に
行った。この結果が表３に示されている。
行った。この結果が表３に示されている。
【００３０】
【表３】
【００３１】この結果から明らかなように、実施例１の
結果と同様、水準１では成形体１の設置位置によるばら
つきがほとんどなく、一定した高い抽出率が得られてい
る。これに対して、水準２，３では個体間のばらつきが
大きく、また抽出率も水準１のものに比べて劣ってい
る。また、水準４ではばらつき、抽出率ともに水準２，
３よりもさらに劣っている。
結果と同様、水準１では成形体１の設置位置によるばら
つきがほとんどなく、一定した高い抽出率が得られてい
る。これに対して、水準２，３では個体間のばらつきが
大きく、また抽出率も水準１のものに比べて劣ってい
る。また、水準４ではばらつき、抽出率ともに水準２，
３よりもさらに劣っている。
【００３２】（実施例４）水アトマイズ製法で作られた
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー１０．５部
を１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出
成形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）：ポリエチレン…３４部 滑材 ：ステアリン酸…１１部 抽出成分：ポリエチレンオキサイド（ＵＣＣ社ｐｏｌｙ
ｏｘＷＳＲ３０１）…５５部
ステンレス鋼微粉末（ＳＵＳ４３０、平均粒径１０μ
ｍ）１００部に次の成分よりなるバインダー１０．５部
を１５０℃で加熱混練し、冷却して粉砕したものを射出
成形用の原料とした。 ＜バインダー＞ 強度成分（非抽出成分）：ポリエチレン…３４部 滑材 ：ステアリン酸…１１部 抽出成分：ポリエチレンオキサイド（ＵＣＣ社ｐｏｌｙ
ｏｘＷＳＲ３０１）…５５部
【００３３】射出成形機として、型締め力５０トン、ス
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１２５℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、丸棒引っ張り試験片（チャック部φ１２ｍｍ、
供試部φ８ｍｍ、全長１００ｍｍ）の成形体に成形し
た。
クリュー径２８ｍｍのインラインスクリュー式成形機を
用い、シリンダ温度１２５℃、射出圧力８００ｋｇ／ｃ
ｍ２、射出速度（スクリュー前進速度）２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにて、丸棒引っ張り試験片（チャック部φ１２ｍｍ、
供試部φ８ｍｍ、全長１００ｍｍ）の成形体に成形し
た。
【００３４】次に、前記水溶媒抽出装置２を用い、前記
成形体４個を水に浸漬し、撹拌しながら５０℃×８時
間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂した。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
成形体４個を水に浸漬し、撹拌しながら５０℃×８時
間、下記の各水準１〜４で抽出脱脂した。 水準１：２００Ｗの出力で超音波を照射するとともに、
散気管６より泡を噴出させた。 水準２：泡噴出のみを行った。 水準３：超音波照射のみを行った。 水準４：泡噴出も超音波照射も行わなかった。
【００３５】得られた脱脂体の評価は実施例２と同様に
行った。この結果が表４に示されている。
行った。この結果が表４に示されている。
【００３６】
【表４】
【００３７】この結果から明らかなように、水準１〜４
において成形体の外観上はほとんど変わりがないが、水
準１では高い抽出率が得られている。これに対して、水
準２，３，４では水準１のものに比べて抽出率が劣って
いる。
において成形体の外観上はほとんど変わりがないが、水
準１では高い抽出率が得られている。これに対して、水
準２，３，４では水準１のものに比べて抽出率が劣って
いる。
【００３８】以上の結果から、泡を噴出させながら超音
波照射を行うと、迅速な抽出が可能になるだけでなく、
多数個の成形体に対して負圧を均一に作用させることが
可能になることがわかる。これに対して、超音波照射の
みの場合には、その照射出力を上げると成形体が破損す
るという不具合が発生する。この理由は、超音波のみの
場合には、超音波の脱気効果により溶媒が部分的に蒸発
して泡になり、この泡が壊れるときに強いキャビテーシ
ョンが発生して大きな負圧効果をもたらすのに対して、
泡と超音波とを併用すると、泡の弾性圧縮効果によりキ
ャビテーションが弱められ、成形体に対しては比較的小
さな負圧効果がもたらされることになるためであると考
えられる。こうして、泡と超音波とを併用することによ
って、成形体を破損しないレベルのキャビテーションを
発生させることが可能になり、このキャビテーションの
負圧効果で成形体内部の高濃度液が吸い出されるので、
成形体内部の濃度勾配を大きくして迅速な抽出を行うこ
とが可能となる。また、抽出槽の各所に分布する泡がキ
ャビテーションの発生源となるので、多数個の成形体に
ついて、あるいは成形体の各部位について比較的均一に
キャビテーションの効果を与えることができる。
波照射を行うと、迅速な抽出が可能になるだけでなく、
多数個の成形体に対して負圧を均一に作用させることが
可能になることがわかる。これに対して、超音波照射の
みの場合には、その照射出力を上げると成形体が破損す
るという不具合が発生する。この理由は、超音波のみの
場合には、超音波の脱気効果により溶媒が部分的に蒸発
して泡になり、この泡が壊れるときに強いキャビテーシ
ョンが発生して大きな負圧効果をもたらすのに対して、
泡と超音波とを併用すると、泡の弾性圧縮効果によりキ
ャビテーションが弱められ、成形体に対しては比較的小
さな負圧効果がもたらされることになるためであると考
えられる。こうして、泡と超音波とを併用することによ
って、成形体を破損しないレベルのキャビテーションを
発生させることが可能になり、このキャビテーションの
負圧効果で成形体内部の高濃度液が吸い出されるので、
成形体内部の濃度勾配を大きくして迅速な抽出を行うこ
とが可能となる。また、抽出槽の各所に分布する泡がキ
ャビテーションの発生源となるので、多数個の成形体に
ついて、あるいは成形体の各部位について比較的均一に
キャビテーションの効果を与えることができる。
【図１】図１は、実施例１における成形体の断面図であ
る。
る。
【図２】図２は、水溶媒抽出装置の構成図である。
【図３】図３は、実施例１における抽出率のばらつきを
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 成形体 ２ 水溶媒抽出装置 ３ 水槽 ４ 超音波発生装置 ５ エアポンプ ６ 散気管 ７ バスケット ８ 撹拌装置
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末と有機バインダーとを混合して射出
成形してなる成形体から、水または水を主成分とする溶
媒により前記有機バインダーを抽出脱脂する粉末射出成
形体の水溶媒抽出方法であって、 前記溶媒中に成形体を浸漬させた状態で、成形体全体を
包むように泡を噴出させながら超音波照射を行うことを
特徴とする粉末射出成形体の水溶媒抽出方法。 - 【請求項２】 有機バインダーの抽出時に溶媒を撹拌し
て流動化させる請求項１に記載の粉末射出成形体の水溶
媒抽出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00657299A JP4115022B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 粉末射出成形体の水溶媒抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00657299A JP4115022B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 粉末射出成形体の水溶媒抽出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000204402A true JP2000204402A (ja) | 2000-07-25 |
| JP4115022B2 JP4115022B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=11642060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00657299A Expired - Lifetime JP4115022B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 粉末射出成形体の水溶媒抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4115022B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105251992A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-20 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的合金配重块的制备方法 |
| CN105268978A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-27 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的活塞的制备方法 |
| CN105290391A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-03 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的取样器的制备方法 |
| CN105345010A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-24 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的电连接器的制备方法 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP00657299A patent/JP4115022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105251992A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-20 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的合金配重块的制备方法 |
| CN105268978A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-01-27 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的活塞的制备方法 |
| CN105290391A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-03 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的取样器的制备方法 |
| CN105345010A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-02-24 | 宁波渝鑫金属粉末科技有限公司 | 粉末注射成型的电连接器的制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4115022B2 (ja) | 2008-07-09 |
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