超臨界流体による成形体の脱溶媒

• Project/Area Number: 05222215
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 滝嶌 繁樹 広島大学, 工学部, 助教授 (10188120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 善之 広島大学, 工学部, 助手 (50243598)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 1993: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 超臨界流体 / 抽出 / 乾燥 / 超硬合金 / 射出成形体 / バインダー / シリカゲル / ゾル-ゲル

Research Abstract

試料として超硬合金(10%のコバルトを含むタングステンカーバイド)の射出成形体を用い、超臨界二酸化炭素によるバインダーの除去について検討した。バインダーには低分子成分としてパラフィンワックスとステアリン酸,高分子成分としてポリエチレンとポリブチルメタクリレートを用い、バインダー添加量及び低分子成分と高分子成分の比を種々変えて試料を作成し、種々の条件でバインダーの除去(脱脂)を行った。1.脱脂率の検討結果 温度,圧力,時間等の脱脂条件及びバインダー組成と低分子成分の脱脂率の関係を検討した。その結果、温度及び圧力が高いほど脱脂率が高く、脱脂率と時間の関係はFickの拡散方程式で良好に相関できることが判明した。また、バインダー添加量が小さく、低分子成分の比が大きいほど脱脂率は高くなった。なお、従来の加熱脱脂法に比べて脱脂時間を大幅に短縮することが可能であった。
2.脱脂体の健全性の検討結果 バインダー添加量が4wt%で全バインダー中の低分子成分の割合が60wt%程度の試料では、検討を行った全ての脱脂条件で欠陥の発生がなかった。このバインダー組成からはずれるほど欠陥の発生の頻度が高くなった。脱脂条件は脱脂体の健全性にはあまり影響がなかった。
3.焼成体の強度の検討結果 健全性の良好な試料を焼成して3点曲げ強度を測定した。脱脂後の成形体中に残存しているバインダーの量が少ないほど焼成体の強度が向上し、従来法の製品の強度と同程度の値を得ることができた。
以上より、超臨界脱脂法では適切なバインダーを探索することにより脱脂時間を大幅に短縮することができ、製品の強度も従来品と同程度であることが分かった。