JPS59143602A - Die for injection-molding ceramics - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックス体の製造に用いる射出成形用金型
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an injection mold used for manufacturing ceramic bodies.

ニューセラミックスは高純度の酸化物、珪化物。New ceramics are high-purity oxides and silicides.

窒化物２炭化物とこれらの複合化合物、もしくはサーメ
ッｌ−などが代表的なものとして知られてきた。これら
のニューセラミックスの製ｊ告はドクターフレード法、
押出し法、鋳込成形法２　ロクロ成形法１射出成形法等
が知られている。いづれの方法も無機質に粘性を付与さ
せるために有機質バインダ、水、可塑剤を添加し、加工
性を改良、向上させ製造している。この中でも射出成形
は形状が複雑で、かつ多址生産に通していることから近
年ｌ上目されてきた。Nitride dicarbide, composite compounds thereof, or cermet have been known as typical examples. These new ceramics are manufactured using the Dr.Frede method.
Extrusion method, cast molding method 2, potter's wheel molding method 1 injection molding method, etc. are known. In either method, an organic binder, water, and a plasticizer are added to impart viscosity to the inorganic material, thereby improving and improving processability. Among these, injection molding has been highly regarded in recent years because it has complex shapes and requires multi-lot production.

ここで、射出成形は高分子材料を用いて行なわれる加］
−法として従来より知られているが、近年では窒化珪素
等のセラミックスに有機バインダーを添ｈ［１シた原料
を用いた射出成形法が開発されつつある。ただ、従来の
高分子材料に基ついた金型設計を用いたのではウェルド
やジェツテイングが生してしまい、それが途中の脱脂工
程や焼成工程で著しい亀裂を生せしめるという問題があ
る。従って、セラミックスと有機バインダーの混合材を
射出成形するには、その混合材に適したゲート構造を採
用する必要がある。Here, injection molding is a process performed using a polymeric material.
However, in recent years, an injection molding method using a raw material prepared by adding an organic binder to ceramics such as silicon nitride has been developed. However, using conventional mold designs based on polymeric materials results in welding and jetting, which can lead to significant cracking during the degreasing and firing processes. Therefore, in order to injection mold a mixture of ceramics and an organic binder, it is necessary to employ a gate structure suitable for the mixture.

そこで、本発明者等は、主に脱脂後か一部焼成後に於て
生じる亀裂の主たる原因が金型内流動時に律じるジェツ
テイングであることをつきとめ、そのジェツテイングを
防止する為のゲート構造について種々の検りを行なった
。ずなわら、本発明者等の実験によれば、混合材料がス
プール１からノ１−１・２を通り、キャビティ３に充填
される際、従来篩分子に於て通常用いられるケート肉厚
く０゜５　ｍｍ〜１．０１ｍ）では、第１図中Ａで示す
よ）に材料４がゲート通過後のままでキャビティ３に流
入してしまい、その為折れ曲がり、ずなわらジェツテイ
ングが生しることが確かめられた。そして、このジェツ
テイングＡがエヤーの巻き込みとそれに伴なう融着不良
の原因となることを判明した。Therefore, the present inventors found that the main cause of cracks that occur mainly after degreasing or after partial firing is jetting during flow inside the mold, and developed a gate structure to prevent jetting. Various tests were conducted. However, according to the experiments conducted by the present inventors, when the mixed material passes from the spool 1 through Nos. 1-1 and 2 and is filled into the cavity 3, the gate thickness, which is normally used in conventional sieve molecules, is 0. 5 mm to 1.01 m), the material 4 flows into the cavity 3 as it is after passing through the gate (as shown by A in Figure 1), resulting in bending and jetting. was confirmed. It has also been found that this jetting A causes air entrainment and the accompanying defective fusion.

本発明者等の検討によれば、これは本混合材が高分子に
見られるゲート通過後の弾性回復に伴なう膨らみを全く
η−しないことに起因しているものと考えられた。According to studies conducted by the present inventors, this is thought to be due to the fact that this mixed material does not exhibit any η- bulge associated with elastic recovery after passing through the gate, which is observed in polymers.

そこで、本発明者等は、このジェツテイングを防ＩＬす
る為、ゲート形状を種々変更するりＦ究を行なった。そ
して、ゲートの厚内化を行なったところ、す−１・肉１
ソを少なくともキトヒティ肉ｊｖ、と同一かそれ以−Ｆ
とすることにより−１−記シ工、ティンクーの発生か解
消することか判明した。Therefore, in order to prevent this jetting, the inventors of the present invention made various changes to the gate shape and conducted research. Then, when I made the gate thicker, it turned out that the thickness was 1.
So is at least the same as Kitohiti Meat JV, or greater -F
By doing so, it was found that the occurrence of tinku in -1- was resolved.

次にこの本発明者等か行なった実験内容を更に詳細に説
明−→る。Next, the content of the experiment conducted by the present inventors will be explained in more detail.

実施例１ 平均粒径０．７μの窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）粉末１００
部に対し、アククチソクボリブｌコピレン（ＡＰＲ）６
５％と高密度ポリエチレン（ＨＬ）　１）Ｅ）３５％を
加え、１００％にしたものを１７部添加し、ポットブレ
ンターで１８０°Ｃ３０分混紳後、２軸押用機でペレッ
ト状に作成したものをメエ（々」とする。そして、この
試料を１９０　’ｃに加熱して内径２０＋ａｍ、り（１
２８ｍｌ、高さ３ｍｓのポヒン状の成形キャビティー３
内に１０００ｋｇ１０ｄの射出圧で射出して成形品を得
た。Example 1 Silicon nitride (Si3N4) powder 100 with an average particle size of 0.7μ
For each part, Akutisokubori Copylene (APR) 6
Add 5% and high density polyethylene (HL) 1) E) 35% to make it 100%, then add 17 parts, mix in a pot blender at 180°C for 30 minutes, and then make into pellets with a twin-screw extruder. The sample thus prepared is called Mee.Then, this sample is heated to 190'C and the inner diameter is 20+am.
Pohin-shaped molding cavity 3 with 28ml and height 3ms
A molded product was obtained by injecting 1,000 kg into a molded article at an injection pressure of 10 d.

この時キャビティー３の円筒部３ｄ肉厚ｔを４鰭にし、
一方、ゲー）・２の肉厚を通常高分子材に於て用いられ
るＩ　ＩＩＩとした所、第１図中に八で示した如く、セ
ラミックス混合材４がグー１−２通過後、ケー　１ザ・
イスのままで円筒南部で折れ曲がる。At this time, the wall thickness t of the cylindrical part 3d of the cavity 3 is set to 4 fins,
On the other hand, when the thickness of the ceramic mixture 4 is set to IIII, which is normally used in polymeric materials, after the ceramic mixture material 4 passes through the groove 1-2, The·
While still in the chair, bend at the southern part of the cylinder.

いわゆるジェツテイング現象が生じた。そして、このゲ
ート通過後で得られた成形品を常温がら６０°Ｃまで１
０°ｃ　／　ｈ　ｒ、６０′ｃがら４００　′ｃまで３
°Ｃ／　ｈ　ｒの昇温速度−Ｃ脱脂工程を行なったとこ
ろ著しいｗＡ裂か生した。A so-called jetting phenomenon occurred. The molded product obtained after passing through this gate is heated to 60°C from room temperature.
0°c/hr, 3 from 60'c to 400'c
When the C degreasing step was carried out at a heating rate of °C/hr, a significant wA cracking occurred.

尚、同一ケートサイズで同分子材であるポリプロピレン
（ＰＰ）を用いて成形した所、グー１２通過後、弾性回
復に基づく膨らみを生じ、よってソエ、ティングは生じ
ないことが確認された。It was confirmed that when polypropylene (PP), which is the same size and has the same molecular weight, was molded, bulges occurred due to elastic recovery after passing through the Goo 12, and therefore no cracking or tinging occurred.

この肉昔の対比からセラミックス混合材は弾性回ＩＭ効
果が全く、ないしはグｈど無い為、ジェ・７テイングＡ
が生し昌いものと考えられる。従って、ジェツテイング
八を防止する為には、ＮＬ　２図に示すように少なくと
もゲート肉厚りを円筒肉厚ｔと等しいか、それ以上とす
ることにより防止できると肖えられる。表１はケート２
肉厚を１龍から４゜５Ｉまで段階的に厚内化した時のジ
ェツテイング発生イｒ無と脱脂状態の評価結果を示すが
、−ト記条件を満足した成形品は良好なものか得られて
いる。From this comparison, the ceramic mixture material has no elastic IM effect at all, or has no effect at all.
It is thought that it is a good thing to live. Therefore, it can be said that jetting can be prevented by making the gate wall thickness at least equal to or greater than the cylinder wall thickness t, as shown in Figure NL2. Table 1 is Kate 2
The results of evaluating the absence of jetting and the degreasing condition when the wall thickness was gradually increased from 1 to 4°5I are shown.The molded products that satisfied the conditions listed in (G) were good or good. ing.

以下余白 表　　　１ （注）○印　２０ケ中　１９ケ以−］二割れのないもの
△印　２０ケ中　１０ケ以上割れのないもの×印　２０
ケ中　良品３ケ以下又は全部割れ実施例２ 返金粒径３μのアルミリ（ＡＩ！２０３ン粉末１００部
に対し、アタクヂソクボリプロピレン（７〜＋　Ｐ　Ｐ
）　　６５％と高密度ポリエチレン（ＨＩ）　ＰＥ）３
５％を加え、１００％にしたものを１５部添加し、ホッ
トブレンター１８０°Ｃ３０分混練後、２軸押用機でペ
レソ］・状に作成したものを試料とする。そし、で、ご
の試料を幅１０龍、にさ６０＋ｎ。Margin table below 1 (Note) ○ Mark 19 or more out of 20 cases -] No cracks △ Mark 10 or more out of 20 cases without cracks × 20
3 or less non-defective products or all cracked Example 2: For 100 parts of Aluminum powder (AI!
) 65% and high density polyethylene (HI) PE) 3
Add 5% to make 100%, add 15 parts, knead in a hot blender at 180°C for 30 minutes, and use a twin-screw extruder to form a sample. Then, the width of the sample is 10 long, and the width is 60+n.

肉厚９　＋ｍ１１の板状のキャビティー３内に射出し−
（ケス１ピーろを成形した。Injected into a plate-shaped cavity 3 with a wall thickness of 9 + m11 -
(I molded Kesu 1 Piero.

金型のう−１−２はサイトゲ−１・とじ、当初肉厚１、
５１１ｍとしたかソヱソテインクか発生し、その成形品
を常温から６０’Ｃまで１０°Ｃ／　ｈ　ｒ、６０℃か
ら４００℃まで２°Ｃ／　ｈ　ｒの一７／温速度で＋ｂ
ｔ脂したところ、著しい亀裂か見られた。Mold chamber 1-2 is sight game 1, binding, initial wall thickness 1,
511m or soy sauce ink was generated, and the molded product was heated at a temperature rate of 10°C/hr from room temperature to 60'C, and 2°C/hr from 60°C to 400°C at a rate of -7/temperature +b.
When I greased it, I found that there were significant cracks.

一方ケーＩ・肉厚をキャヒティ肉厚と同一の９■あるい
は１５ＩＩＩＭとし、た所、ジェノヶインクは生じず、
この条イ′１により得られた成形品を脱脂した所、全く
異常は認められなかった。On the other hand, if the thickness of the cable was set to 9■ or 15IIIM, which is the same as the thickness of the cavity, no ink was generated.
When the molded product obtained from this strip A'1 was degreased, no abnormalities were observed.

ヒ記実施例によって明かにされる通り、ケート肉−厚を
少なくともキャヒテ、〔肉厚と同一かないしはそれ以十
としたセラミックス射出成形用金型を用いることにより
、キャヒティ内でのシェアティングか防止され、ひいて
は脱脂浅の亀裂を防止することが可りしとなり、良々了
なセラミックス焼成品を得ることかできる。As clarified by the embodiment described above, by using a ceramic injection mold with a cage wall thickness at least equal to or greater than the wall thickness, shearing within the cage can be achieved. In turn, it becomes possible to prevent shallow cracks during degreasing, and it is possible to obtain ceramic fired products of good quality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はシェソテインク発生状態を模式的に示す説明図
、第２図は本発明金型の一実施例を示す断面図である。 ２・・・ゲート、３・・・キ、１・しブイ。 代理人弁理士　岡　部　　　隆FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a state in which sheath ink is generated, and FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the mold of the present invention. 2...gate, 3...ki, 1...buoy. Representative Patent Attorney Takashi Okabe

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] セラミックス微粉末に有機質バインダを結合材とした混
合物を用いた射出成形において、金型のケートの厚さを
少なくともキャビティ厚さと同等もしくはそれ以上にし
てなるセラミックス射出成形用金型。A mold for ceramic injection molding, in which the thickness of the mold cage is at least equal to or greater than the cavity thickness, in injection molding using a mixture of fine ceramic powder and an organic binder as a binder.