(57)【要約】【課題】サイズが大きくなっても成形体の変形を防止できるＣＩＰ成形用のケース、及びそのケースを含む成形型を用いた黒鉛材料の製造方法を提供すること。【解決手段】開口端１７ａから外側に折り曲げられる第１シール部１４を有する袋状体１１を収容しＣＩＰ成形する本発明のケース１であって、当該ケース１は、側壁２と、底３と、該側壁２の上部外側面を周回し、前記袋状体１１の第１シール部１４を外側に拡張することにより保持する係止部４と、を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケース。上記ケース１を含む成形型１０を用いた黒鉛材料の製造方法。【選択図】図８
2014024228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状の係止部と、
該係止部の外側表面には、該側壁を周回する溝と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケース。
【請求項２】
開口端から外側に折り曲げられる第１シール部を有する袋状体を収容しＣＩＰ成形するケースであって、
当該ケースは、
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、前記袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持する係止部と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケース。
【請求項３】
前記係止部は、その横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項４】
前記係止部は、その横断面が円形あるいは楕円状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項５】
前記係止部には、前記側壁を周回する溝を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項６】
前記溝は、複数列形成されていることを特徴とする請求項５に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項７】
前記側壁は、円筒形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項８】
前記側は、角柱形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項９】
前記側壁には、多数の孔を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用のケース。
【請求項１０】
前記袋状体は、ゴムからなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＣＩＰ成形用ケース。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のケースと、
成形体を収容する収容部を有し、該収容部の開口端から延び、前記ケースの外側に折り曲げられる第１シール部を有する成形原料が充填された袋状体と、
前記第１シール部を覆う第２シール部を有する蓋体と、
前記第１シール部と第２シール部を外側から締める保持具と、
からなる成形型をＣＩＰ成形することを特徴とする黒鉛材料の製造方法。
【請求項１２】
前記保持具は弾性を有することを特徴とする請求項１１に記載の黒鉛材料の製造方法。
【請求項１３】
前記保持具はゴムバンドからなることを特徴とする請求項１２に記載の黒鉛材料の製造方法。
【請求項１４】
前記袋状体は、ゴムからなることを特徴とする請求項１１または１２に記載の黒鉛材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスなどのＣＩＰ（Cold Isostatic Press；冷間静水圧加圧）成形に使用するケース、及びそのケースを含む成形型を用いた黒鉛材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム材料等の弾性体で構成された成形型に、成形しようとする粉末を充填した後、圧力媒体により加圧し、該粉末に一様に等しい圧力を加えて成形を行う等方加圧成形（ＣＩＰ成形、冷間静水圧加圧）方法は、黒鉛材、セラミック材、金属粉末の成形に適した数十ＭＰａ以上の高圧を容易に作用させることができて、高密度で均質な成形体が得られることが知られている。さらに、ＣＩＰ成形では製造困難な長尺の丸棒などの成形が容易であること等から、セラミックス粉末や黒鉛粉末、金属粉末の成形に利用されている。
【０００３】
特許文献１では、以下のように課題が記載されている。
一般に成形型において、粉末の充填作業でのハンドリング性や成形型の製造上、加工上及び耐久性の観点から、ある程度剛性のある材料で肉厚に構成されるのが実情である。特に、棒状の成形体を製造する場合、蓋体として、圧縮性が小さく、高剛性の材料（例えば金属）からなる栓等が用いられるため、蓋体の圧縮収縮量が小さくなる。また、粉末と蓋体との間で摩擦力が発生するために、成形型の上下端部は胴部程収縮できない。この結果、得られる成形体は、上下両端部の外径が中央部の外径に比して大きい、いわゆる象の足現象（象の足のような形状）を呈した成形体となる。象の足現象を呈した成形体では、最終製品とする前に、上下両端部分を旋盤等で削り取るなどの加工が必要となり、面倒である。
これに対し、特許文献１の発明では、内部に流体が充填された蓋体を使用することにより成形体の変形を防止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような方法は、ＣＩＰ成形するサイズが大きくなるにつれて、流体の自重で中央部分に流体が偏り、成形型の中に充填された成形原料が中央部から端のほうに移動させられ、象の足現象が生じやすくなるという問題がある。
また、近年大型化した０．１ｍ３にも及ぶ体積の成形が行われている黒鉛材料の成形には適していない。なぜならば、上記方法で用いられる成形型は、構造が複雑であるという問題があり、黒鉛材料のようなサイズの大きな成形体を製造する場合、蓋が大きく重くなり、特に取り扱いが困難で作業性が悪いからである。
本発明は、簡単な構造で作業性がよく、サイズが大きくなっても成形体の変形を防止できるＣＩＰ成形用のケース、及びそのケースを含む成形型を用いた黒鉛材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状の係止部と、
該係止部の外側表面には、該側壁を周回する溝と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケースである。
又、本発明は、
開口端から外側に折り曲げられる第１シール部を有する袋状体を収容しＣＩＰ成形するケースであって、
当該ケースは、
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、前記袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持する係止部と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケースである。この本発明は、以下の態様が好ましい。
１ａ）前記係止部は、その横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状に形成されていること。
２ａ）前記係止部は、その横断面が円形あるいは楕円状に形成されていること。
３ａ）前記係止部には、前記側壁を周回する溝を有すること。
４ａ）前記溝は、複数列形成されていること。
５ａ）前記側壁は、円筒形状であること。
６ａ）前記側壁は、角柱形状であること。
７ａ）前記側壁には、多数の孔を有すること。
８ａ）前記袋状体は、ゴムからなること。
また、本発明は、
上記ケースと、
成形体を収容する収容部を有し、該収容部の開口端から延び、前記ケースの外側に折り曲げられる第１シール部を有する成形原料が充填された袋状体と、
前記第１シール部を覆う第２シール部を有する蓋体と、
前記第１シール部と第２シール部を外側から締める保持具と、
からなる成形型をＣＩＰ成形することを特徴とする黒鉛材料の製造方法を提供する。この方法は、以下の態様が好ましい。
１ｂ）前記保持具は弾性を有すること。
２ｂ）前記保持具はゴムバンドからなること。
３ｂ）前記袋状体は、ゴムからなること。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、成形型の袋状体及び蓋体が、粉体の収縮に追随し、かつ圧力媒体が浸入しにくい簡単な構造を提供することができるので、収容部形状の相似の関係にある成形体を容易に得ることができる。このため、成形形状の制御がしやすく、材料の無駄の少ない成形体を得ることができる。さらに簡単な構造であるので、大型の材料の成形にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の円筒形状の収容部を有する袋状体に対応したケースを説明する模式図であり、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、正面図、図１（ｃ）は、中心軸を含む面による断面図を示す。
【図２】本発明の実施形態の角柱形状の収容部を有する袋状体に対応したケースを説明する模式図であり、図２（ａ）は、平面図、図２（ｂ）は、正面図、図２（ｃ）は、底面図、図２（ｄ）は、側面図を示す。
【図３】本発明の実施形態の円筒形状の収容部を有する袋状体を説明する模式図であり、図３（ａ）は、平面図、図３（ｂ）は、正面図、図３（ｃ）は、折り曲げ後の正面図、図３（ｄ）は、中心軸を含む面による、折り曲げ後の断面図を示す。
【図４】本発明の実施形態の角柱形状の収容部を有する袋状体の折り曲げ前のものを説明する模式図であり、図４（ａ）は、平面図、図４（ｂ）は、正面図、図４（ｃ）は、側面図を示す。
【図５】本発明の実施形態の角柱形状の収容部を有する袋状体の折り曲げ後のものを説明する模式図であり、図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、正面図、図５（ｃ）は、側面図、図５（ｄ）は、中心軸を含む長手方向の面による断面図を示す。
【図６】本発明の実施形態の円筒形状の収容部を有する袋状体に対応した蓋体を説明する模式図であり、図６（ａ）は、平面図、図６（ｂ）は、正面図、図６（ｃ）は、中心軸を含む面による断面図を示す。
【図７】本発明の実施形態の角柱形状の収容部を有する袋状体に対応した蓋体を説明する模式図であり、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、正面図、図７（ｃ）は、側面図、図７（ｄ）は、中心軸を含む長手方向の面による断面図を示す。
【図８】本発明の角柱形状の収容部を有する袋状体を含む成形型の密封構造を説明する模式図であり、袋状体の中心軸を含む長手方向の面による断面図を示す。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示す。
【図１０】図８に示す密封構造のＣＩＰ成形時による成形型の変化を模式的に示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、特に断りのない限り、「上」とは重力方向とは反対の方向、「下」とは、重力方向と定義する。
本発明は、
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状の係止部と、
該係止部の外側表面には、該側壁を周回する溝と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケースである。
また、本発明は、
開口端から外側に折り曲げられる第１シール部を有する袋状体を収容しＣＩＰ成形するケースであって、
当該ケースは、
側壁と、
底と、
該側壁の上部外側面を周回し、前記袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持する係止部と、
を有することを特徴とするＣＩＰ成形用のケースである。
本発明のＣＩＰ成形用のケース（以下、本発明のケースともいう）は、基本的にケース自体に成形型を密封する機能を持たせていること、及び実質的な型である袋状体を支持する機能を有することにあり、このような機能は一般的に使用されているＣＩＰ成形用のケースにはないものである。言い換えれば、本発明のケースは、成形型の一部を構成する要素となり得るものでもあり、一方、本発明の黒鉛材料の製造方法に用いる成形型（以下、本発明の成形型ともいう）は、本発明のケースを含むものである点が大きな特徴である。本発明では、黒鉛材料の製造方法に用いる成形型の密封を、本発明のケースを用いて袋状体を密封することにより行うことができるものであるが、本発明のケースは袋状体の密封に関与せずに単に袋状体等からなる型を保護乃至支持する目的で併用することもできる。この密封に関与しない場合には、袋状体の第１シール部は、前記係止部に拡張されることはなく、他の任意の密封手段に用いられる。この場合、本発明のケースは、所望により蓋を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の成形型は、本発明のケースの係止部と保持具の把持力によって、上記袋状体に備えられた第１シール部と蓋体に備えられた第２シール部とを密着させる。第１シール部と第２シール部とを密着することにより、上記袋状体と蓋体との密着部分が形成される。上記袋状体と蓋体とが密着することにより、成形型をＣＩＰ成形装置内にいれ、圧力媒体中に浸しても、圧力媒体が収容部空間に浸入することを防止することができる。言い換えると、成形型が圧力媒体に浸されたとき、保持具の把持力による初期密着力によって、圧力媒体の浸入を防ぐことができる。更にＣＩＰ成形装置による加圧中は、ＣＩＰ圧力と該初期密着力の和により更なる密着力を確保することができるので、圧力媒体の浸入を有効に防止することができる。なお、第１シール部と第２シール部の密着部分は、保持具を上述のように締めるとき以外は、その密着部分の密着の有無は任意であるが、保持具による該把持力の印加を施すときには該密着部分は形成されていなければならない。
また、本発明の成形型は、封止は、保持具の把持力によって行われているので、成形後に成形型が傷むことがないので繰り返しＣＩＰ成形に使用することができる。
【００１１】
本発明の成形型に用いられる本発明のケースとしては、基本的には上記密封、及び支持の機能を有するものであって、袋状体、蓋体及び保持具と共にＣＩＰ成形装置に対して出し入れが可能で、ＣＩＰ成形圧に耐える機械的強度を有するものであれば、特にその構造、材料、等の制限はない。本発明のケースとしては、例えば、袋状体へ圧力媒体がなるべく均等に印加することができるように、即ち、該ケース外部の圧力媒体が該ケース内部に容易に移動できるように多数の孔が設けられ、該出し入れ用の治具が設けられている側壁と底を有するカゴ状のものであって袋状体と相似形のものが好ましい。該材料としては、金属、樹脂、ゴム、セラミック等の単独又は組み合わせが挙げられる。
【００１２】
本発明のケースは、上記係止部を袋状体の密封及び支持に用いる。この場合、該ケースは、保持具、蓋体、及びゴムで一体的に構成された袋状体と、が組合せられることにより成形型が構成される。該保持具から印加される把持力により、袋状体が蓋体と係止部により密封され、かつ安定に支持される。
本発明では、本発明のケースが、ＣＩＰ成形時に袋状体の密封状態及びその支持状態を維持しながら、蓋体及び袋状体が粉体の収縮に合わせて収縮することができるため、上端が広がった成形体が得られるいわゆる象の足現象が有効に防止される。
該係止部は、該側壁の上部外側面を周回し、前記袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持し、第２シール部との密着性に寄与する。ここで、「保持」とは、折り曲げられた第１シール部が引き伸ばされ係止部に密着しなければならないことのみを意味するものではなく、単に第１シール部が係止部に接触、又は覆うことを含む。なお、第１シール部が係止部に密着、保持されていると粉体の投入、蓋体、保持具の設置等、作業性に有利である。
また、該係止部が袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持するので、本発明のケース内部に袋状体が落下しにくくすることができ、更に、袋状体に弛みが生じないので保持具で、第２シール部と共に外側から締めても、第１シール部及び第２シール部に皺を形成しにくいので、圧力媒体が内部に浸入する空間を形成しにくくすることができる。
【００１３】
前記係止部の構造としては、上記密封構造が可能であれば、特に制限されるべきではないが、該係止部は、その横断面が外側に膨らむ閉じた曲線状に形成されていること、例えば、円形状あるいは楕円状に形成されることが好ましい。これは、該係止部に対応する位置に保持具を設置し、蓋体の第２シール部と袋状体の第１シール部を保持具の力により互いに密着させて袋状体の密封を行うときに、前記形状の係止部により均等な力を印加することができるからである。また、係止部が上記形状であると袋状体の損傷を有効に防止することができるという利点もある。
本発明において、楕円状とは、楕円、弧成楕円、長方形の角を丸めた形状のことを差し、厳密な楕円のみには限定されない。
また、この係止部は、側壁を周回する溝を有することが好ましい。該溝に対応する位置に保持具を維持することができ、ＣＩＰ成形時の袋状体の変形による力に対抗する摩擦力が増大し、前記密封及び支持をより確実に確保することができる。
更に、該溝が、複数列形成されていると、以下のように作用する。
袋状体はＣＩＰ成形時に成形体の収縮に伴って小さくなるように変形するので、袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部は、中央に向かって引っ張られる。該溝を複数設けると、成形体の変形にともない第１シール部及び第２シール部が係止部の表面で移動（上方向に横ずれ）しても、保持具が隣の溝に移り保持することができるので、密封性及び支持性は更に確実に確保される。
【００１４】
前記側壁は、円筒形状、角柱形状であることが好ましい。これは、後述されるように袋状体の形状に対応させることにより、成形型の設計を容易、かつ合理的にするものである。上記角柱形状としては、直方体状等が挙げられる。
【００１５】
本発明に用いられる袋状体は、ゴムで一体的に構成されることが好ましい。ゴムは、ポアッソン比が高く低弾性材料（ポアッソン比：０．４〜０．５、ヤング率：１〜１０ＧＰａ）であるので、ＣＩＰ成形の成形型として使用したときに、成形体の寸法の収縮に伴って起こる袋状体の面方向の収縮が、袋状体の厚みを大きくするように作用する。このため、袋状体は皺を形成することなく、成形体と見かけ上一緒に収縮することができる。この作用により袋状体が皺を形成しにくいので凹凸のない成形体を得ることができる。ここで、一体的とは実質的に継ぎ目がないことを意味する。一体的な袋状体は例えば、金型等の表面を生ゴムの材料で覆い熱を加え架橋させることによって得ることができる。また、袋状体とは、基本的に厚みのある袋状で成形可能な量の粉体を入れることのできる開口、及び収容可能な収容部が形成できるものであって、前記第１シール部を有するものであれば特に限定されない。
この袋状体の形状、構造、並びに素材の材質は、上記条件を満たし、ＣＩＰ成形時の圧力に耐えるのであれば、特に制限されるべきではなく、基本的に任意であり、所望に設計することができる。
【００１６】
本発明のケースの係止部は、該側壁の上部外側面を周回し、前記袋状体の第１シール部を外側に拡張することにより保持するような位置となる。本発明のケースは、袋状体の収容部の外部に設けられ、袋状体の収容部を本発明のケース内部に設置し、ＣＩＰ成形に供する。従って、本発明の成形型を、第１シール部と第２シール部との密着部分を通るように収容部の開口面と平行な面にて切断した場合、その切断面の各構成要素の位置は、成形型の外側（収容部から遠い側）から内側（収容部から近い側）へ、保持具、第２シール部、第１シール部、係止部、収容部を形成する袋状体の部分、収容部の順となる。従って、該密着部分が存在する場合には、該密着部分に対応する第１シール部の内側部分（該ケースに近い側）は、該ケースの係止部と密着する。該ケースと第１シール部が密着する部分は、該密着部分と完全に対応していなくともよい。ここで、該第１シール部の内側部分の面は、係止部に保持されるように第１シール部が外側に折り曲げられるため、袋状体の外側の面に延在する面となる。また、第２シール部が密着部分で第１シール部の外側に密着する側は、袋状体の内側の面に延在する面である。
【００１７】
袋状体は、前記第１シール部が、上述のように折り曲げられる性質を有する。この折り曲げのための袋状体の構造、機構は、特に制限はなく任意であるが、容易に折り曲げ可能な構造を採用することが好ましい。ここで、「折り曲げ」とは、曲げられる部分を起点にして該第１シール部の面の方向性を逆方向側に変化させるとともに曲げられた後もその起点に処理を施すことなく曲げられたままの状態としてＣＩＰ成形に使用可能な強度を有していることを意味する。
例えば、収容部を底部と胴部から構成し、第１シール部を胴部より外側に設けるとともに該胴部と第１シール部とをつなぐ境界部分を袋状体に設けることが挙げられる。この境界部分の構造を特定することにより第１シール部が容易に外側に折り曲げ可能になるように袋状体を設計することができる。ここで、「外側」とは、収容部空間側とは反対方向であって、上記第１シール部が係止部に保持可能なように折り曲げる方向と同じ方向を意味する。
【００１８】
袋状体の胴部が円筒形状の場合、第１シール部は、円筒形状に構成されていることが好ましい。
また、袋状体の胴部が直方体状の場合、第１シール部は、テーパー状に上に広がっていることが好ましい。
第１シール部が、上記のような単純な形状であると密着させられる蓋体の第２シール部の形状、並びに本発明のケースの形状も同様に単純な相似形とすることができるので、蓋体、該ケースの設計を容易に行うことができる。また、上記第１シール部の形状は、保持具による締め付けをより確実に実施することができ、蓋体の第２シール部と第１シール部との密着性を高め、蓋体による開口の密封をより確実にすることができるとともにそれらの損傷を効果的に防止する。
特に、上述、及び後述の黒鉛材料の製造方法に記載のように、袋状体の境界部分で外側に折り曲げた第１シール部の外側（即ち、折り曲げ前の袋状体の内面側）に第２シール部を密着し、第２シール部の外側から保持具により該ケースの係止部へ圧力がかけられるので、胴部の上端まで充填された粉体上に被せられた蓋体の第２シール部と該第１シール部との成形時の密着性を高めることが出来る。
【００１９】
本発明の成形体に用いられる蓋体は、ゴムからなることが好ましく、ゴムで一体的に構成されることが好ましい。この一体的の意味は、袋状体と同じである。また、この蓋体の形状、構造、並びに素材の材質は、袋状体の開口を覆うとともに該第１シール部と密着する第２シール部を有し、ＣＩＰ成形時の圧力に耐えるのであれば、特に制限されるべきではなく、基本的に任意であり、所望に設計することができる。蓋体は、その厚み、ゴム組成は、ＣＩＰ成形の原理から袋状体と同じか、類似することが望ましい。
【００２０】
本発明に用いられる保持具は、袋状体の密封に寄与するものであれば、特にその構造、材料等に制限はないが。保持具としては、弾性を有することが、上記機能を発揮させるために好ましい。例えば、保持具としては、ゴムバンドからなるものが好ましい。ここで、ゴムバンドとは、張力をかけながら第１シール部及び第２シール部を周回するように用いられるものである。ゴムバンドの形状において、その長さ、長手方向に対して垂直方向の断面の形状、サイズ、並びにゴムの材質は、基本的に任意であり、袋状体のサイズ、ＣＩＰ成形条件等に応じて設定することができる。ゴムバンドは、輪状のものを用いても、二端部を有する紐状のものを接続して用いてもよい。
具体的に保持具としては、針金、金属バンド、樹脂製バンド、ゴムバンド、金属製の環状の弦巻ばねなどが挙げられるが特に弾性を有する保持具であることが好ましい。ＣＩＰ容器内で加圧すると、成形型の収容部が大きく収縮する。収縮に伴って、強い力で袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部が係止部上で横ずれするように引っ張られる。保持具に弾性を有していると、袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部が係止部上で横ずれしても、保持具が伸びるので成形型に強い力をかけず、成形型を傷めにくい。保持具は、部分的に弾性を有していても良いし、全体が弾性を有していても良い。特に、全体が弾性を有しているゴムバンドを用いると、成形型を特に傷めにくい。
【００２１】
本発明の黒鉛材料の製造方法は、本発明の成形型を用いることが重要である。
本発明において、黒鉛材料とは、通常、炭素材料から成形される成形体が包含され、該成形体の焼成品が黒鉛化可能なものであれば特に限定されるべきものではない。
以下、黒鉛材料の製造方法について説明する。
本発明の成形型の袋状体の収容部にＣＩＰ成形される粉体（成形原料）を入れる。尚、凹部を有する成形体を形成する場合には中子型を用いてもよい。粉体を充填した後、蓋体でその開口を覆うとともにその第２シール部を袋状体の第１シール部とを重ねる。第２シール部の外側から保持具により締めることにより成形型を密封する。ＣＩＰ成形装置の圧力媒体中に成形型を沈め、該圧力媒体を加圧することによって圧力を印加し、袋状体中の粉体を成形し、成形体とする。
成形型を圧力媒体中に沈めたとき、保持具により袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部が締められているので圧力媒体が収容部空間に浸入することを防止することができる。更に、圧力媒体を加圧したとき、袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部からなる閉鎖部の両面からの圧力が更に加えられるので、加圧時にも圧力媒体が収容部空間に浸入することを防止することができる。
上記密封構造は、ＣＩＰ成形時、圧力媒体が等方的に収容部に印加されるので、収容部形状をそのまま維持した形状の成形体が得られる。
【００２２】
また、本発明のケースは、例えば、以下のサイズのものが利用できる。
本発明のケースは、収容部が直方体の場合には、例えば２０×４０（底面）×５００（高さ）ｃｍ〜５０×１８０（底面）×２００（高さ）ｃｍ、収容部が円柱の場合には、例えば４０（底面の直径）×５００（高さ）（ｃｍ）〜１８０（底面の直径）×２００（高さ）ｃｍの収容部のサイズのものが利用できる。
また、ＣＩＰ成形時、本発明の成形型は、本発明のケースの係止部が袋状体の第１シール部を支持している。このため、袋状体の収容部に圧力媒体から静水圧が加わり、粉体及び収容部が上下及び水平方向に収縮する際に上下方向と、水平方向の収縮に追随する構造を提供することができる。
上下方向の粉体及び収容部の収縮に対しては、袋状体の上部が第１シール部によって支持されているので、袋状体の底が持ち上がり、本発明のケースの底から離れることによって上下方向の収縮に追随することができる。
本発明の成形型は、袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部が保持具によって該ケースの係止部に締められている。このため水平方向の粉体及び収容部の水平方向への収縮に対しては、保持具と共に袋状体の第１シール部及び蓋体の第２シール部が、該ケースの係止部上で移動(上方向へ横ずれ)することによって、蓋体と袋状体の密封構造を保持したまま追随することができる。
【００２３】
以下、図を参照して、本発明の実施形態を具体的に説明するが、これに限定されないことは上記により明らかである。図１〜７は、本発明の実施形態の、本発明のケース、袋状体、又は蓋体を説明する模式図であり、実際は所定の厚みを有するものであるが、厚みの記載を省略して示している。図８〜１０は、本発明の成形型の密封構造を説明する模式図であり、上記と同様に該ケース、袋状体、蓋体、及び保持具については、厚みの記載を省略している。
図１、２は、成形型に用いられる本発明のケースの具体例を示している。
本発明のケース１は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）中、点で表される多数の孔２ａを有する側壁２と底３（図２の態様は、孔３ａを有する）とからなり、側壁２にはその上部外側面を周回する係止部４を備え、袋状体（収容部）を出し入れに用いる開口５を有している。係止部４には、２つの溝４ａが側壁２の回りに設けられている。また、側壁２には移動用の治具６が備えられている。図１と図２の本発明のケース１の相違点は、図１では全体形状が円筒状であるが、図２では全体形状が直方体状であることである。また、図１では係止部４は、その横断面が図１（ａ）のように円形に形成されているが、図２では図２（ａ）のように同横断面が弧成楕円状に形成されている。
【００２４】
図３〜５は、本発明の成形型に用いる袋状体の具体例を示している。袋状体１１は、ゴムで一体的に構成され、かつ成形される粉体又は成形体を収容する収容部空間１６ａを有する。袋状体１１は、該収容部空間１６ａを供する底部１２と、胴部１３とからなる収容部１６と、胴部１３より外側に形成された袋状体の密封に寄与する第１シール部１４と、胴部１３と第１シール部１４とをつなぐ境界部分１５とからなり、図３に示す袋状体１１は、胴部１３、及び第１シール部１４が円筒形状であり、図４及び５に示す袋状体１１は、胴部１３が直方体状であり、第１シール部１４がテーパー状に上に広がっているものであり、その外延が弧成楕円状となっている。図３（ａ）及び（ｂ）、並びに図４は、境界部分１５で外側に折り曲げる前のものを、図３（ｃ）及び（ｄ）、並びに図５は、開口１７の端部に設けた境界部分１５を介して第１シール部１４を当該開口端１７ａから外側に折り曲げた後のものを示す。
図６、７は、本発明の成形型に用いる蓋体の具体例を示している。図６は、図３と、図７は、図５の袋状体と組合せて好適に用いられる。蓋体１８は、ゴムで一体的に構成され、開口覆い部１８ａと第２シール部１８ｂからなる。開口覆い部１８ａのサイズは、袋状体の開口１７のサイズと一致乃至ほぼ一致するように、第２シール部１８ｂのサイズは、袋状体の第１シール部１４のサイズと一致乃至ほぼ一致するように、各々設計されている。
【００２５】
図８、及び図９は、本発明の成形型の密封構造を説明する模式図であり、保持具１９、第２シール部１８ｂを有する蓋体１８、第１シール部１４を有する袋状体１１、並びに係止部４を有する本発明のケース１からなる成形型１０の各々の位置関係を具体的に示すものであるため空間が描かれているが、実際の密封構造では、保持具１９と蓋体の第２シール部１８ｂの間、第２シール部１８ｂと袋状体の第１シール部１４の間、第１シール部１４と本発明のケース１の間による該空間は実質的にないが、本発明のケース１と胴部１３の間は空間が存在する。
本発明のケース１は、図２（ａ）において、横断面が弧成楕円状のものを楕円状に形成された係止部４である以外は、図２の態様と同じである。
袋状体１１は、図４（ａ）において、境界部分１５から第１シール部１４の外延までがテーパー状に広がっているものである以外は、図３の態様と同じであり、図５に示すように境界部分１５で折り曲げられている。
蓋体１８は、上記図７に記載のものにおいて、第２シール部１８ｂが該第１シール部１４と相似のテーパー状であるものを用いている。
本発明のケース１は、該折り曲げにより生じる該第１シール部１４と胴部１３の間の空間に設置され、第１シール部１４を外側に拡張させて係止部４に保持するとともに収容部を本発明のケース内部に収める。
【００２６】
以下、この成形型１０、及びこの成形型１０を用いた黒鉛材料の製造方法について説明する。
この成形型１０は、本発明のケース１の係止部４として袋状体１１の第１シール部１４に対応する高さと所定の厚みを有する、断面形状が楕円状である剛体を用いている。
袋状体１１は、第１シール部１４と胴部１３の間の空間に本発明のケース１の係止部４が位置するように本発明のケース１内にその収容部が設置されるとともに、第１シール部１４は該ケースの外側に拡張させて係止部４に保持される。粉体は袋状体１１の収容部空間１６ａに、開口１７から直方体状に胴部１３の上端１３ａまで充填する。蓋体１８の開口覆い部１８ａが、袋状体の該上端１３ａと密着するように、第２シール部１８ｂが、袋状体の第１シール部１４と密着するように、蓋体１８を袋状体１１に設置する。この成形型１０の密封構造は、該第１シール部１４が該第２シール部１８ｂで覆われた領域に保持具１９を設置し、保持具１９の力を係止部４に印加することにより、該領域の第２シール部１８ｂと第１シール部１４との密着性を確保する構造であり、袋状体１１を密封している。保持具１９であるゴムバンドは、溝４ａに嵌合的になり、該密着性が強化されている。該係止部４と胴部１３との間は圧力媒体が存在する空間が存在する。この密封構造は、ＣＩＰ成形時の圧力媒体により、更に確実なものとなる。
本発明の黒鉛材料の製造方法では、上述のようにＣＩＰ成形時に圧力媒体により袋状体１１、及び蓋体１８がそのゴム弾性によりほぼ均等に圧縮変形するため、袋状体１１内の粉体も直方体状の形状の状態で等方的に圧縮、成形されるので、袋状体１１の収容部１６の形状が良好に維持される。特に蓋体１８の開口覆い部１８ａと胴部１３の上端１３ａの界面は良好な平面形状が維持され、かつ開口覆い部１８ａと胴部の上端１３ａ近傍が密着状態を維持しながら粉体の収縮に追随して収縮する（その結果、ＣＩＰ成形前では開口覆い部１８ａは水平であるが、その粉体との接触部は、図１０のようにＣＩＰ成形により下方へ落ち込む形状となる）ので象の足現象は有効に防止される。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに制限されないことは明らかである。
【００２８】
［実施例１］
収容部内径がφ７００ｍｍ、高さが５６０ｍｍ、第１シール部の長さが４００ｍｍ、厚さが１０ｍｍである袋状体を、上部に係止部を有する本発明のケースに入れ、第１シール部を係止部の外側を覆うように折り曲げた。係止部には、１３ｍｍの鉄の丸棒３本を、８０ｍｍ間隔で周回するように備えられており、３つの突起を形成し、突起によって、２つの溝が形成されている。
収容部に、コークスとバインダーピッチを混練、粉砕してえられた黒鉛材料の原料粉を開口の上端まで充填し、蓋体で覆い、第２シール部と第１シール部と密着させた。
更に当該溝の位置に、第２シール部の外側から、ゴムバンドで締め付けた。ゴムバンドは、太さがφ１０ｍｍであって、直径が６００ｍｍのリング状のものを５０本使用した。
このようにして黒鉛材料の原料粉が充填された成形型を得た。
黒鉛材料の原料粉が充填された成形型をＣＩＰ成形装置に入れ、水からなる圧力媒体に沈め、圧力媒体によって、１００ＭＰａまで加圧した。
加圧後に、圧力媒体を少しずつ抜くことによって減圧し、圧力を解放した後、成形型をＣＩＰ成形型より取り出した。
取り出した後の成形型は、袋状体の境界部分が該ケースの内部に落ち込み、蓋体上部に弛みが生じ、加圧媒体が蓋体上部に溜まり、ゴムバンドは元の位置よりも上に移動していた。
取り出した成形型のゴムバンドを外し、収容部の内部を確認したが、圧力媒体の浸入はなく、圧力媒体に濡れることなく黒鉛材料の成形体が得られた。また、ゴムバンドは容易に取り外すことができた。また、黒鉛材料の成形体は、袋状体及び蓋体と共に収縮することによって、上側が広がることなく円柱状に成形することができた。
得られた黒鉛材料の成形体を焼成、黒鉛化することによって、黒鉛材料を得ることができた。
【符号の説明】
【００２９】
１…本発明のケース、２…側壁、２ａ…孔、３…底、３ａ…孔、４…係止部、４ａ…溝、５…開口、６…治具、１０…成形型、１１…袋状体、１２…底部、１３…胴部、１３ａ…上端、１４…第１シール部、１５…境界部分、１６…収容部、１６ａ…収容部空間、１７…開口、１７ａ…開口端、１８…蓋体、１８ａ…開口覆い部、１８ｂ…第２シール部、１８ｃ…連結部、１９…保持具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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