JP2000303103A - 金属粉末射出成形用組成物 - Google Patents
金属粉末射出成形用組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成形性および脱脂性を損なうことなく、成形
品の変形や割れ、膨れを防ぎ、特別な治具を必要としな
い射出成形用組成物を提供すること。 【解決手段】 金属粉末と有機バインダーからなる金属
粉末射出成形用組成物であって、有機バインダーが、
（Ａ）１５０℃以上の融点を有する結晶性樹脂、（Ｂ）
加熱減量の開始点が１５０℃以下にある有機化合物、及
び（Ｃ）複合アクリル系樹脂を含有してなり、（Ｃ）複
合アクリル系樹脂が、下記（C1）〜（C3）からなる溶液
を分散剤を含む水系媒体中に分散させて懸濁重合させた
ものであることを特徴とする金属粉末射出成形用組成
物。（C1）エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレ
ン−エチルアクリレート共重合体、（C2）（メタ）アク
リル酸エステル単量体単独または（メタ）アクリル酸エ
ステル単量体およびスチレン系単量体の混合物、及び
（C3）重合開始剤。
品の変形や割れ、膨れを防ぎ、特別な治具を必要としな
い射出成形用組成物を提供すること。 【解決手段】 金属粉末と有機バインダーからなる金属
粉末射出成形用組成物であって、有機バインダーが、
（Ａ）１５０℃以上の融点を有する結晶性樹脂、（Ｂ）
加熱減量の開始点が１５０℃以下にある有機化合物、及
び（Ｃ）複合アクリル系樹脂を含有してなり、（Ｃ）複
合アクリル系樹脂が、下記（C1）〜（C3）からなる溶液
を分散剤を含む水系媒体中に分散させて懸濁重合させた
ものであることを特徴とする金属粉末射出成形用組成
物。（C1）エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレ
ン−エチルアクリレート共重合体、（C2）（メタ）アク
リル酸エステル単量体単独または（メタ）アクリル酸エ
ステル単量体およびスチレン系単量体の混合物、及び
（C3）重合開始剤。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属粉末射出成形用
組成物に関し、詳しくは金属粉末と有機バインダーから
なる射出成形用組成物であって、射出成形性、及び成形
後の脱バインダー性に優れ、成形体の変形を最小限に抑
え得る射出成形用組成物に関する。
組成物に関し、詳しくは金属粉末と有機バインダーから
なる射出成形用組成物であって、射出成形性、及び成形
後の脱バインダー性に優れ、成形体の変形を最小限に抑
え得る射出成形用組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、セ
ラミックスの分野では原料粉末に有機バインダーを混合
し、可塑性を付与し、射出成形することによりグリーン
成形体を得、引き続き脱バインダーして焼成することに
より、セラミックス製品としたものが製造されてきてい
る。その特徴は、プレス成形などでは成形不可能な複雑
形状の部材が工業的に量産性よく製造できる点にある。
ラミックスの分野では原料粉末に有機バインダーを混合
し、可塑性を付与し、射出成形することによりグリーン
成形体を得、引き続き脱バインダーして焼成することに
より、セラミックス製品としたものが製造されてきてい
る。その特徴は、プレス成形などでは成形不可能な複雑
形状の部材が工業的に量産性よく製造できる点にある。
【０００３】一方、金属焼結部材の分野では、古くから
原料粉末に若干の有機物を混合し、プレス成形法により
成形したのち焼結することによって、すなわち、いわゆ
る粉末冶金法によって金属焼結部材が製造されてきた
が、近年、高密度の複雑形状部材を量産性よく製造する
ために、前記セラミックス製品の製造に用いられている
射出成形法を、金属焼結部材の製造に応用しようという
試みがなされている。
原料粉末に若干の有機物を混合し、プレス成形法により
成形したのち焼結することによって、すなわち、いわゆ
る粉末冶金法によって金属焼結部材が製造されてきた
が、近年、高密度の複雑形状部材を量産性よく製造する
ために、前記セラミックス製品の製造に用いられている
射出成形法を、金属焼結部材の製造に応用しようという
試みがなされている。
【０００４】しかしながら、射出成形法による金属焼結
部材の製造では、 （１）セラミックスの原料粉末の平均粒径が３μｍ以下
と微細であるのに比して金属粉末のそれは相対的に粗い
粒度をもつ。
部材の製造では、 （１）セラミックスの原料粉末の平均粒径が３μｍ以下
と微細であるのに比して金属粉末のそれは相対的に粗い
粒度をもつ。
【０００５】（２）金属焼結部材に用いられる原料粉末
は一般のセラミックス粉末、例えばアルミナ粉末などに
比べて比重が高い場合が多い。
は一般のセラミックス粉末、例えばアルミナ粉末などに
比べて比重が高い場合が多い。
【０００６】（３）一般のセラミックス粉末、例えばア
ルミナ等の酸化物系セラミックス粉末に比べると、バイ
ンダー類とのぬれ性が悪い。
ルミナ等の酸化物系セラミックス粉末に比べると、バイ
ンダー類とのぬれ性が悪い。
【０００７】などの理由のため、脱バインダー時、セラ
ミックスに比べて大きく変形し易く、セラミックス製品
の製造の場合と同様の条件で製造しようとしても射出成
形性不良、グリーン成形体の強度不足、脱バインダー時
の変形など、セラミックス製品の製造の場合のように良
好な焼結部材を製造することが困難であるばかりか、前
工程のグリーン成形体ですら満足に製造することができ
ない場合もあった。そのため、特別な治具を必要とする
場合もあった。
ミックスに比べて大きく変形し易く、セラミックス製品
の製造の場合と同様の条件で製造しようとしても射出成
形性不良、グリーン成形体の強度不足、脱バインダー時
の変形など、セラミックス製品の製造の場合のように良
好な焼結部材を製造することが困難であるばかりか、前
工程のグリーン成形体ですら満足に製造することができ
ない場合もあった。そのため、特別な治具を必要とする
場合もあった。
【０００８】［発明の目的］本発明は上記の実情に鑑み
てなされたものであり、その目的は、複雑な形状を有
し、かつ高密度な金属焼結部材を、工業的に量産性よ
く、かつ特別な治具を用いることなく製造し得る金属粉
末射出成形用組成物を提供するところにある。
てなされたものであり、その目的は、複雑な形状を有
し、かつ高密度な金属焼結部材を、工業的に量産性よ
く、かつ特別な治具を用いることなく製造し得る金属粉
末射出成形用組成物を提供するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の金属粉
末射出成形用組成物は、金属粉末および有機バインダー
からなる金属粉末射出成形用組成物であって、前記有機
バインダーが、（Ａ）１５０℃以上の融点を有する結晶
性樹脂、（Ｂ）加熱減量の開始点が１５０℃以下にある
有機化合物、及び（Ｃ）複合アクリル系樹脂を含有して
なり、前記（Ｃ）複合アクリル系樹脂が、下記（C1）〜
（C3）からなる溶液を分散剤を含む水系媒体中に分散さ
せて懸濁重合させたものであることを特徴とするもので
ある。
末射出成形用組成物は、金属粉末および有機バインダー
からなる金属粉末射出成形用組成物であって、前記有機
バインダーが、（Ａ）１５０℃以上の融点を有する結晶
性樹脂、（Ｂ）加熱減量の開始点が１５０℃以下にある
有機化合物、及び（Ｃ）複合アクリル系樹脂を含有して
なり、前記（Ｃ）複合アクリル系樹脂が、下記（C1）〜
（C3）からなる溶液を分散剤を含む水系媒体中に分散さ
せて懸濁重合させたものであることを特徴とするもので
ある。
【００１０】（C1）エチレン−酢酸ビニル共重合体また
はエチレン−エチルアクリレート共重合体、（C2）（メ
タ）アクリル酸エステル単量体単独または（メタ）アク
リル酸エステル単量体およびスチレン系単量体の混合
物、及び（C3）重合開始剤。
はエチレン−エチルアクリレート共重合体、（C2）（メ
タ）アクリル酸エステル単量体単独または（メタ）アク
リル酸エステル単量体およびスチレン系単量体の混合
物、及び（C3）重合開始剤。
【００１１】請求項２記載の金属粉末射出成形用組成物
は、請求項１記載の組成物において、前記（Ａ）成分の
結晶性樹脂がポリプロピレンであることを特徴とする。
は、請求項１記載の組成物において、前記（Ａ）成分の
結晶性樹脂がポリプロピレンであることを特徴とする。
【００１２】請求項３記載の金属粉末射出成形用組成物
は、請求項１または２記載の組成物において、前記
（Ｂ）成分の有機化合物が、ワックス類および／または
可塑剤であることを特徴とするものである。
は、請求項１または２記載の組成物において、前記
（Ｂ）成分の有機化合物が、ワックス類および／または
可塑剤であることを特徴とするものである。
【００１３】請求項４記載の金属粉末射出成形用組成物
は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物におい
て、（（成形体−脱脂体）／成形体）×１００で定義さ
れる脱脂率が１５０℃で、２０％以上となるものであ
る。
は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物におい
て、（（成形体−脱脂体）／成形体）×１００で定義さ
れる脱脂率が１５０℃で、２０％以上となるものであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態と作用】金属粉末 本発明で用いられる金属粉末としては、従来から有機バ
インダーとともに成形体が成形され、焼結部材とされる
用途に使用されている金属粉末であれば特に限定はない
が、粉末粒子形状が球形に近く、かつ平均粒径１〜５０
μｍ程度のものであることが好ましく、１〜１２μｍ程
度のものであることがさらに好ましい。
インダーとともに成形体が成形され、焼結部材とされる
用途に使用されている金属粉末であれば特に限定はない
が、粉末粒子形状が球形に近く、かつ平均粒径１〜５０
μｍ程度のものであることが好ましく、１〜１２μｍ程
度のものであることがさらに好ましい。
【００１５】前記平均粒径が１μｍ未満であれば、相対
的に粉末の比表面積が増大し、バインダーの使用量を増
やしても多くの場合、射出成形に適した流動特性を有す
る混合物を得ることが困難になり、また射出成形が可能
でも、そののち脱バインダー工程を円滑に行なうことが
難しく、脱バインダー後の成形体は脆く、ハンドリング
が困難となる傾向にある。一方、５０μｍを超えた粗い
粒度の粉末の場合、グリーン成形体および脱バインダー
後の成形体の強度が低下する傾向にある。
的に粉末の比表面積が増大し、バインダーの使用量を増
やしても多くの場合、射出成形に適した流動特性を有す
る混合物を得ることが困難になり、また射出成形が可能
でも、そののち脱バインダー工程を円滑に行なうことが
難しく、脱バインダー後の成形体は脆く、ハンドリング
が困難となる傾向にある。一方、５０μｍを超えた粗い
粒度の粉末の場合、グリーン成形体および脱バインダー
後の成形体の強度が低下する傾向にある。
【００１６】金属粉末としては、例えば純鉄、鉄−ニッ
ケル、鉄−コバルト、ステンレススチール（ＪＩＳ Ｓ
ＵＳ ３０４Ｌ（平均粒径８．９μｍ）、ＪＩＳ ＳＵ
Ｓ３１６Ｌ（平均粒径１０．５μｍ））などの鉄系合
金、タングステン、アルミニウム合金、銅、銅合金など
の金属粉末などが挙げられるが、これらによって限定さ
れるものではない。
ケル、鉄−コバルト、ステンレススチール（ＪＩＳ Ｓ
ＵＳ ３０４Ｌ（平均粒径８．９μｍ）、ＪＩＳ ＳＵ
Ｓ３１６Ｌ（平均粒径１０．５μｍ））などの鉄系合
金、タングステン、アルミニウム合金、銅、銅合金など
の金属粉末などが挙げられるが、これらによって限定さ
れるものではない。
【００１７】１５０℃以上の融点を有する結晶性樹脂
（Ａ） 本発明で使用し得る１５０℃以上の融点を有する結晶性
樹脂（Ａ）としては、たとえばポリプロピレン、ポリア
セタール、ポリアミド等が挙げられるが、金属粉末との
混合物にした時に良好な流動性が得られるという点で、
ポリプロピレンを使用することが好適である。
（Ａ） 本発明で使用し得る１５０℃以上の融点を有する結晶性
樹脂（Ａ）としては、たとえばポリプロピレン、ポリア
セタール、ポリアミド等が挙げられるが、金属粉末との
混合物にした時に良好な流動性が得られるという点で、
ポリプロピレンを使用することが好適である。
【００１８】１５０℃以上の融点を有する結晶性樹脂
（Ａ）を配合することにより、１５０℃までの変形を顕
著に防ぐことができる。
（Ａ）を配合することにより、１５０℃までの変形を顕
著に防ぐことができる。
【００１９】１５０℃以下で加熱減量が始まる有機化合
物（Ｂ） 本発明で使用し得る有機化合物（Ｂ）としては、たとえ
ばワックス類、可塑剤等が、金属粉末との混合物に良好
な流動性を与え、かつ熱分解性に優れるという点で好適
に使用することができるが、これによって限定されるも
のではない。
物（Ｂ） 本発明で使用し得る有機化合物（Ｂ）としては、たとえ
ばワックス類、可塑剤等が、金属粉末との混合物に良好
な流動性を与え、かつ熱分解性に優れるという点で好適
に使用することができるが、これによって限定されるも
のではない。
【００２０】ワックス類としては、合成系、天然系のい
ずれも使用でき、その具体例としては、パラフィンワッ
クス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワ
ックス、ミツロウ、カルナウバワックス、モンタンワッ
クス、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。ま
た、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフ
タレート、リン酸エステル、脂肪酸エステル等が挙げら
れる。
ずれも使用でき、その具体例としては、パラフィンワッ
クス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワ
ックス、ミツロウ、カルナウバワックス、モンタンワッ
クス、ポリアルキレングリコール等が挙げられる。ま
た、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジオクチルフ
タレート、リン酸エステル、脂肪酸エステル等が挙げら
れる。
【００２１】１５０℃以下で加熱減量が始まる有機化合
物（Ｂ）を配合することによって、１５０℃以上でのバ
インダー含有量を減少させ、成形体の可塑性を小さくし
て変形を防止する。
物（Ｂ）を配合することによって、１５０℃以上でのバ
インダー含有量を減少させ、成形体の可塑性を小さくし
て変形を防止する。
【００２２】複合アクリル系樹脂（Ｃ） 本発明に用いる複合アクリル系樹脂（Ｃ）は、（C1）エ
チレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−エチルア
クリレート共重合体、（C2）（メタ）アクリル酸エステ
ル単量体単独または（メタ）アクリル酸エステル単量体
およびスチレン系単量体の混合物、及び（C3）重合開始
剤からなる溶液を、分散剤を含む水系媒体中に分散させ
て懸濁重合させたものである。
チレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−エチルア
クリレート共重合体、（C2）（メタ）アクリル酸エステ
ル単量体単独または（メタ）アクリル酸エステル単量体
およびスチレン系単量体の混合物、及び（C3）重合開始
剤からなる溶液を、分散剤を含む水系媒体中に分散させ
て懸濁重合させたものである。
【００２３】複合アクリル系樹脂（Ｃ）により、脱脂時
の変形や脱脂率を阻害することなく良好な成型性を付与
することができる。
の変形や脱脂率を阻害することなく良好な成型性を付与
することができる。
【００２４】エチレン−酢酸ビニル共重合体 エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」とも
いう）には特に限定はなく、一般にエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体と称されるものであれば使用し得るが、エチ
レン／酢酸ビニルが、重量比で、８５／１５〜５０／５
０の共重合体であることが好ましく、さらに８０／２０
〜６０／４０であることが好ましい。この比率が８５／
１５を超えるとＥＶＡを（メタ）アクリル酸エステル単
量体あるいは（メタ）アクリル酸エステル単量体および
スチレン系単量体の混合物に溶解させるのが難しくな
り、５０／５０未満になると、そのようなＥＶＡの入手
が難しくなるばかりか、グリーン成形体の強度も低下す
る傾向がある。
いう）には特に限定はなく、一般にエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体と称されるものであれば使用し得るが、エチ
レン／酢酸ビニルが、重量比で、８５／１５〜５０／５
０の共重合体であることが好ましく、さらに８０／２０
〜６０／４０であることが好ましい。この比率が８５／
１５を超えるとＥＶＡを（メタ）アクリル酸エステル単
量体あるいは（メタ）アクリル酸エステル単量体および
スチレン系単量体の混合物に溶解させるのが難しくな
り、５０／５０未満になると、そのようなＥＶＡの入手
が難しくなるばかりか、グリーン成形体の強度も低下す
る傾向がある。
【００２５】また、該ＥＶＡのメルトインデックス（Ｍ
Ｉ値）としては、１０〜５００程度のものが、とくに溶
解させて用いるばあいの粘性の点から好ましく、また成
形時の流動性、グリーン成形体の強度の点から２０〜４
００程度のものがさらに好ましい。
Ｉ値）としては、１０〜５００程度のものが、とくに溶
解させて用いるばあいの粘性の点から好ましく、また成
形時の流動性、グリーン成形体の強度の点から２０〜４
００程度のものがさらに好ましい。
【００２６】エチレン−エチルアクリレート共重合体 エチレン−エチルアクリレート共重合体（以下、「ＥＥ
Ａ」ともいう）には特に限定はなく、一般にエチレン−
エチルアクリレート共重合体と称されるものであれば使
用し得るが、エチレン／エチルアクリレートが、重量比
で、８５／１５〜５０／５０の共重合体であることが好
ましく、さらに８０／２０〜６０／４０であることが好
ましい。この比率が８５／１５を超えるとＥＥＡを（メ
タ）アクリル酸エステル単量体あるいは（メタ）アクリ
ル酸エステル単量体およびスチレン系単量体の混合物に
溶解させるのが難しくなり、５０／５０未満になると、
そのようなＥＥＡの入手が難しくなるばかりか、グリー
ン成形体の強度も低下する傾向がある。
Ａ」ともいう）には特に限定はなく、一般にエチレン−
エチルアクリレート共重合体と称されるものであれば使
用し得るが、エチレン／エチルアクリレートが、重量比
で、８５／１５〜５０／５０の共重合体であることが好
ましく、さらに８０／２０〜６０／４０であることが好
ましい。この比率が８５／１５を超えるとＥＥＡを（メ
タ）アクリル酸エステル単量体あるいは（メタ）アクリ
ル酸エステル単量体およびスチレン系単量体の混合物に
溶解させるのが難しくなり、５０／５０未満になると、
そのようなＥＥＡの入手が難しくなるばかりか、グリー
ン成形体の強度も低下する傾向がある。
【００２７】また、該ＥＥＡのメルトインデックス（Ｍ
Ｉ値）としては、１０〜２，０００程度のものが、とく
に溶解させて用いるばあいの粘性の点から好ましく、ま
た成形時の流動性、グリーン成形体の強度の点から１０
０〜１，５００程度のものがさらに好ましい。
Ｉ値）としては、１０〜２，０００程度のものが、とく
に溶解させて用いるばあいの粘性の点から好ましく、ま
た成形時の流動性、グリーン成形体の強度の点から１０
０〜１，５００程度のものがさらに好ましい。
【００２８】（C1）成分としてＥＶＡを用いると成形時
の流動性、グリーン成形体強度に優れた有機バインダー
が得られ、ＥＥＡを用いると、脱バインダー性に優れた
有機バインダーが得られる。
の流動性、グリーン成形体強度に優れた有機バインダー
が得られ、ＥＥＡを用いると、脱バインダー性に優れた
有機バインダーが得られる。
【００２９】（メタ）アクリル酸エステル単量体 本発明で使用し得る（メタ）アクリル酸エステル単量体
としては特に限定はないが、成形時の流動性、グリーン
成形体の強度、脱バインダー性の点から、（メタ）アク
リル酸の、炭素数１〜８のアルコールのエステルである
ことが好ましい。このような（メタ）アクリル酸エステ
ル単量体の具体例としては、たとえば、アルキル基の炭
素数が１〜８のｎ−アルキル（メタ）アクリレート、イ
ソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）
アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−
エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−メトキシエ
チル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メ
タ）アクリレートなどが挙げられる。これらのうちでは
特にｎ−ブチル（メタ）アクリレートのようなアルキル
基の炭素数が１〜４のｎ−アルキル（メタ）アクリレー
ト、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル
（メタ）アクリレートが好ましい。これらは単独で用い
てもよく、２種以上を併用してもよい。
としては特に限定はないが、成形時の流動性、グリーン
成形体の強度、脱バインダー性の点から、（メタ）アク
リル酸の、炭素数１〜８のアルコールのエステルである
ことが好ましい。このような（メタ）アクリル酸エステ
ル単量体の具体例としては、たとえば、アルキル基の炭
素数が１〜８のｎ−アルキル（メタ）アクリレート、イ
ソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）
アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−
エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−メトキシエ
チル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メ
タ）アクリレートなどが挙げられる。これらのうちでは
特にｎ−ブチル（メタ）アクリレートのようなアルキル
基の炭素数が１〜４のｎ−アルキル（メタ）アクリレー
ト、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル
（メタ）アクリレートが好ましい。これらは単独で用い
てもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３０】スチレン系単量体 本発明で使用し得るスチレン系単量体の具体例として
は、たとえばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、ビニルスチレンなどが挙げられる。
は、たとえばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチ
ルスチレン、ビニルスチレンなどが挙げられる。
【００３１】前記した（メタ）アクリル酸エステル単量
体とスチレン系単量体とを混合して用いる場合には、混
合物中に占めるスチレン系単量体の割合が８０％（重量
％、以下同様）以下であるのが好ましい。混合物中に占
めるスチレン系単量体の割合が高くなるに従って得られ
る有機バインダーの流動性が悪くなり、成形が困難にな
る傾向がある。
体とスチレン系単量体とを混合して用いる場合には、混
合物中に占めるスチレン系単量体の割合が８０％（重量
％、以下同様）以下であるのが好ましい。混合物中に占
めるスチレン系単量体の割合が高くなるに従って得られ
る有機バインダーの流動性が悪くなり、成形が困難にな
る傾向がある。
【００３２】重合開始剤 本発明で使用し得る重合開始剤としては特に限定はな
い。好ましい具体例としては、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ
−２−エチルヘキサネートなどの有機過酸化物、アゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリ
ルなどのアゾ化合物などの油溶性の重合開始剤などが挙
げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併
用してもよい。
い。好ましい具体例としては、ベンゾイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ
−２−エチルヘキサネートなどの有機過酸化物、アゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリ
ルなどのアゾ化合物などの油溶性の重合開始剤などが挙
げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併
用してもよい。
【００３３】分散剤 本発明で使用し得る分散剤としては、たとえばポリビニ
ルアルコール、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニ
ルピロリドンなどの水溶性有機高分子化合物やヒドロキ
シアパタイト、ピロリン酸マグネシウムなどの水難溶性
の微粒子がアニオン界面活性剤と併用して用いられる。
ルアルコール、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニ
ルピロリドンなどの水溶性有機高分子化合物やヒドロキ
シアパタイト、ピロリン酸マグネシウムなどの水難溶性
の微粒子がアニオン界面活性剤と併用して用いられる。
【００３４】複合アクリル系樹脂（Ｃ）に関する各成分
の配合割合、その他 複合アクリル系樹脂（Ｃ）を調製するにあたり、上記し
た成分のほかに、必要に応じ、連鎖移動剤を添加するこ
とができる。連鎖移動剤の具体例としては、たとえばｎ
−ドデシルメルカプタン、ｔ−オクチルメルカプタンの
ようなメルカプト化合物、あるいはα−メチルスチレ
ン、α−メチルスチレン二量体などが挙げられる。これ
らは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
の配合割合、その他 複合アクリル系樹脂（Ｃ）を調製するにあたり、上記し
た成分のほかに、必要に応じ、連鎖移動剤を添加するこ
とができる。連鎖移動剤の具体例としては、たとえばｎ
−ドデシルメルカプタン、ｔ−オクチルメルカプタンの
ようなメルカプト化合物、あるいはα−メチルスチレ
ン、α−メチルスチレン二量体などが挙げられる。これ
らは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３５】（C1）成分と（C2）成分との使用割合とし
ては、（C1）成分／（C2）成分が、重量割合で５／９５
〜８０／２０程度であることが好ましく、２０／８０〜
７０／３０程度であることがさらに好ましい。前記割合
が５／９５未満の場合には、得られる有機バインダーを
用いて調製した金属粉末との混合物の流動性が充分でな
くなりやすく、成形不良を起しやすくなる。また、８０
／２０を超える場合には、加熱分解で脱バインダーする
ときに生じる成形体のフクレ現象が顕著になりやすく、
成形体強度の低下が起こしやすく、また脱バインダーや
取扱いが困難になりやすくなる。
ては、（C1）成分／（C2）成分が、重量割合で５／９５
〜８０／２０程度であることが好ましく、２０／８０〜
７０／３０程度であることがさらに好ましい。前記割合
が５／９５未満の場合には、得られる有機バインダーを
用いて調製した金属粉末との混合物の流動性が充分でな
くなりやすく、成形不良を起しやすくなる。また、８０
／２０を超える場合には、加熱分解で脱バインダーする
ときに生じる成形体のフクレ現象が顕著になりやすく、
成形体強度の低下が起こしやすく、また脱バインダーや
取扱いが困難になりやすくなる。
【００３６】重合開始剤の使用量としては、（C2）成分
１００部（重量部、以下同様）に対して反応速度や分子
量の調節などの点から０．０５〜１．５部であるのが好
ましく、０．１〜０．６部であるのがさらに好ましい。
１００部（重量部、以下同様）に対して反応速度や分子
量の調節などの点から０．０５〜１．５部であるのが好
ましく、０．１〜０．６部であるのがさらに好ましい。
【００３７】分散剤の使用量としては、使用する水１０
０部に対して０．１〜１部であるのが好ましく、０．２
〜０．５部であるのがさらに好ましい。
０部に対して０．１〜１部であるのが好ましく、０．２
〜０．５部であるのがさらに好ましい。
【００３８】前記分散剤を含む水系媒体に対する前記
（C1）〜（C3）成分ならびに、場合によっては使用され
る連鎖移動剤からなる溶液の割合としては、水系媒体１
００部に対して該溶液３０〜１２０部が分散懸濁液の安
定性および生産性などの点から好ましく、５０〜１００
部がさらに好ましい。
（C1）〜（C3）成分ならびに、場合によっては使用され
る連鎖移動剤からなる溶液の割合としては、水系媒体１
００部に対して該溶液３０〜１２０部が分散懸濁液の安
定性および生産性などの点から好ましく、５０〜１００
部がさらに好ましい。
【００３９】連鎖移動剤を使用する場合の配合量として
は、（C2）成分１００部に対して、分子量の調節の点か
ら、０．０１〜１．０部であることが好ましく、０．０
３〜０．５部であることがさらに好ましい。
は、（C2）成分１００部に対して、分子量の調節の点か
ら、０．０１〜１．０部であることが好ましく、０．０
３〜０．５部であることがさらに好ましい。
【００４０】懸濁重合を行なう際の条件等には特に限定
はなく、通常行なわれている方法によればよい。たとえ
ば、重合反応温度は、使用する重合開始剤の分解温度に
よって適切な温度が決められるが、通常５０〜１３０℃
の範囲である。
はなく、通常行なわれている方法によればよい。たとえ
ば、重合反応温度は、使用する重合開始剤の分解温度に
よって適切な温度が決められるが、通常５０〜１３０℃
の範囲である。
【００４１】このようにして、（C1）成分に（C2）成分
が均一にミクロに分散した有機バインダーが得られる。
この有機バインダーは金属粉末を成形して焼結体を得る
のに好適に使用される。
が均一にミクロに分散した有機バインダーが得られる。
この有機バインダーは金属粉末を成形して焼結体を得る
のに好適に使用される。
【００４２】（Ａ）〜（Ｃ）成分の配合割合など 上記した（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の各々
の配合割合としては、例えば（Ａ）成分と（Ｃ）成分の
合計量が（Ｂ）成分の配合量に近い方がよく、（Ａ）成
分＋（Ｃ）成分／（Ｂ）成分＝３０〜６０／７０〜４０
（重量％）であることが好ましい。（Ａ）成分＋（Ｃ）
成分が３０重量％未満の場合、つまり（Ｂ）成分が７０
重量％を超える場合、また（Ａ）成分＋（Ｃ）成分が６
０重量％を超える場合、つまり（Ｂ）成分が４０重量％
未満の場合はいずれも、脱脂時における変形が起こりや
すくなる傾向にある。
の配合割合としては、例えば（Ａ）成分と（Ｃ）成分の
合計量が（Ｂ）成分の配合量に近い方がよく、（Ａ）成
分＋（Ｃ）成分／（Ｂ）成分＝３０〜６０／７０〜４０
（重量％）であることが好ましい。（Ａ）成分＋（Ｃ）
成分が３０重量％未満の場合、つまり（Ｂ）成分が７０
重量％を超える場合、また（Ａ）成分＋（Ｃ）成分が６
０重量％を超える場合、つまり（Ｂ）成分が４０重量％
未満の場合はいずれも、脱脂時における変形が起こりや
すくなる傾向にある。
【００４３】また、（Ａ）成分／（Ｃ）成分＝４０〜８
５／６０〜１５（重量％）であることが、１５０℃まで
の変形を顕著に防ぐという点で好ましい。
５／６０〜１５（重量％）であることが、１５０℃まで
の変形を顕著に防ぐという点で好ましい。
【００４４】なお、１５０℃での脱脂率が２０％以上と
なるように（Ａ）成分〜（Ｃ）成分を使用することによ
り、大きな変形防止効果が得られる。
なるように（Ａ）成分〜（Ｃ）成分を使用することによ
り、大きな変形防止効果が得られる。
【００４５】また、本発明の射出成形用組成物における
金属粉末と有機バインダーとの割合（金属粉末／有機バ
インダー）は、重量比で１００／４〜１００／１５とな
るように調製することが好ましい。前記割合が１００／
４未満の場合には、射出成形用組成物の流動性が不足
し、所望の形状に成形することが困難となる傾向にあ
り、１００／１５を超える場合には、成形品の密度が上
がらず、焼成時における収縮が大きくなり、寸法精度が
低下するばかりか、加熱分解によって脱バインダーを行
なう場合、多量のガスが発生するため、成形体にクラッ
ク、フクレ等の欠陥の生じ方が著しくなる傾向にある。
金属粉末と有機バインダーとの割合（金属粉末／有機バ
インダー）は、重量比で１００／４〜１００／１５とな
るように調製することが好ましい。前記割合が１００／
４未満の場合には、射出成形用組成物の流動性が不足
し、所望の形状に成形することが困難となる傾向にあ
り、１００／１５を超える場合には、成形品の密度が上
がらず、焼成時における収縮が大きくなり、寸法精度が
低下するばかりか、加熱分解によって脱バインダーを行
なう場合、多量のガスが発生するため、成形体にクラッ
ク、フクレ等の欠陥の生じ方が著しくなる傾向にある。
【００４６】
【実施例】以下、本発明の具体例を挙げるが、本発明は
これによって限定されるものではない。
これによって限定されるものではない。
【００４７】合成例１［複合アクリル樹脂（Ｃ）の合成
（１）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）６００ｇおよびｎ−ドデシルメルカプタン０．３ｇ
を加えて撹拌しながら７５℃に昇温したのち、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ウルトラセン７２
２、東ソー（株）製）９００ｇと重合開始剤としてベン
ゾイルパーオキサイド２．４ｇとを加えて溶解した。な
お、前記ＥＶＡのＭＩ値は４００ｇ／１０ｍｉｎであ
り、エチレン／酢酸ビニル（重量比）は７２／２８であ
る。
（１）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）６００ｇおよびｎ−ドデシルメルカプタン０．３ｇ
を加えて撹拌しながら７５℃に昇温したのち、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ウルトラセン７２
２、東ソー（株）製）９００ｇと重合開始剤としてベン
ゾイルパーオキサイド２．４ｇとを加えて溶解した。な
お、前記ＥＶＡのＭＩ値は４００ｇ／１０ｍｉｎであ
り、エチレン／酢酸ビニル（重量比）は７２／２８であ
る。
【００４８】これに予め別に調合しておいたイオン交換
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる分散剤水溶液を加えて撹
拌して、ＥＶＡ−ＢＭＡ溶液を懸濁させた。ついで、チ
ッ素置換したのち、８０℃で３時間、１００℃で２時間
反応させて重合させたのち、冷却して取り出し、洗浄、
乾燥した。
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる分散剤水溶液を加えて撹
拌して、ＥＶＡ−ＢＭＡ溶液を懸濁させた。ついで、チ
ッ素置換したのち、８０℃で３時間、１００℃で２時間
反応させて重合させたのち、冷却して取り出し、洗浄、
乾燥した。
【００４９】得られた重合体は粒径０．３〜１ｍｍの範
囲にある球状粒子で、トルエン溶液、３０℃での固有粘
度［η］は０．８５であった。
囲にある球状粒子で、トルエン溶液、３０℃での固有粘
度［η］は０．８５であった。
【００５０】合成例２［複合アクリル樹脂（Ｃ）の合成
（２）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）７００ｇ、スチレン５００ｇおよびｎ−ドデシルメ
ルカプタン０．３５ｇを加えて溶解したのち、撹拌しな
がらエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ウルト
ラセン７２２、東ソー（株）製）３００ｇを加えて７５
℃に昇温し溶解し、さらにベンゾイルパーオキサイド
４．８ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート０．２５
ｇを加えて溶解した。
（２）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）７００ｇ、スチレン５００ｇおよびｎ−ドデシルメ
ルカプタン０．３５ｇを加えて溶解したのち、撹拌しな
がらエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ウルト
ラセン７２２、東ソー（株）製）３００ｇを加えて７５
℃に昇温し溶解し、さらにベンゾイルパーオキサイド
４．８ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート０．２５
ｇを加えて溶解した。
【００５１】これに予め別に調合しておいたイオン交換
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる８０℃の分散剤水溶液を
加えて撹拌し、懸濁せしめた。ついで、チッ素置換した
のち、８０℃で５時間、１１０℃で２時間反応させて重
合を完結させた。のち、冷却し、水洗・乾燥して、粒径
０．３〜１．０ｍｍの範囲にある白色球状粒子をえた。
この重合体粒子のトルエン溶液、３０℃での固有粘度
［η］は０．７０であった。
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる８０℃の分散剤水溶液を
加えて撹拌し、懸濁せしめた。ついで、チッ素置換した
のち、８０℃で５時間、１１０℃で２時間反応させて重
合を完結させた。のち、冷却し、水洗・乾燥して、粒径
０．３〜１．０ｍｍの範囲にある白色球状粒子をえた。
この重合体粒子のトルエン溶液、３０℃での固有粘度
［η］は０．７０であった。
【００５２】合成例３［複合アクリル樹脂（Ｃ）の合成
（３）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）６００ｇおよびｎ−ドデシルメルカプタン０．３ｇ
を加えて撹拌しながら７５℃に昇温したのち、エチレン
−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）（ＮＵＣ−６
０７０、日本ユニカー（株）製）７５０ｇと重合開始剤
としてベンゾイルパーオキサイド３．０ｇとを加えて溶
解した。なお、前記ＥＥＡのＭＩ値は２５０ｇ／１０ｍ
ｉｎであり、エチレン／エチルアクリレート（重量比）
は７５／２５である。
（３）］ ５リットルの反応器にｎ−ブチルメタクリレート（ＢＭ
Ａ）６００ｇおよびｎ−ドデシルメルカプタン０．３ｇ
を加えて撹拌しながら７５℃に昇温したのち、エチレン
−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）（ＮＵＣ−６
０７０、日本ユニカー（株）製）７５０ｇと重合開始剤
としてベンゾイルパーオキサイド３．０ｇとを加えて溶
解した。なお、前記ＥＥＡのＭＩ値は２５０ｇ／１０ｍ
ｉｎであり、エチレン／エチルアクリレート（重量比）
は７５／２５である。
【００５３】これに予め別に調合しておいたイオン交換
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる分散剤水溶液を加えて撹
拌して、ＥＥＡ−ＢＭＡ溶液を懸濁させた。ついで、チ
ッ素置換したのち、８０℃で４時間、１００℃で２時間
反応させて重合させたのち、冷却した。そののち取り出
し、洗浄、乾燥して粒径０．３〜１ｍｍの範囲にある球
状粒子をえた。この重合体粒子のトルエン溶液、３０℃
での固有粘度［η］は０．７８であった。
水１８４０ｍｌとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の３
％水溶液１６０ｍｌとからなる分散剤水溶液を加えて撹
拌して、ＥＥＡ−ＢＭＡ溶液を懸濁させた。ついで、チ
ッ素置換したのち、８０℃で４時間、１００℃で２時間
反応させて重合させたのち、冷却した。そののち取り出
し、洗浄、乾燥して粒径０．３〜１ｍｍの範囲にある球
状粒子をえた。この重合体粒子のトルエン溶液、３０℃
での固有粘度［η］は０．７８であった。
【００５４】実施例１〜１０、及び比較例１〜７ 金属粉末（ＪＩＳ ＳＵＳ３１６Ｌ（平均粒径１０．５
μｍ）、大平洋金属株製）１００部に対し、有機バイン
ダー１１部を配合して加圧ニーダーで混練し、４×５×
５４（ｍｍ）の角柱状試験片を射出成形して得た。な
お、前記有機バインダーは、下記［表１］〜［表４］に
記載の成分を、同表に記載の割合で以て配合したもので
ある。
μｍ）、大平洋金属株製）１００部に対し、有機バイン
ダー１１部を配合して加圧ニーダーで混練し、４×５×
５４（ｍｍ）の角柱状試験片を射出成形して得た。な
お、前記有機バインダーは、下記［表１］〜［表４］に
記載の成分を、同表に記載の割合で以て配合したもので
ある。
【００５５】得られた試験片を、セッターから片端１５
ｍｍ出して大気中にて昇温速度毎時１０℃で３００℃ま
で脱脂したときの垂れを観察して変形の度合を測定し
た。
ｍｍ出して大気中にて昇温速度毎時１０℃で３００℃ま
で脱脂したときの垂れを観察して変形の度合を測定し
た。
【００５６】また、脱脂途中の１５０℃で成形体を取り
出し、その時の脱脂率を調べた。結果を下記［表１］〜
［表４］に併記する。
出し、その時の脱脂率を調べた。結果を下記［表１］〜
［表４］に併記する。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、成形性および脱脂性を
損なうことなく、成形品の変形や割れ、膨れを防ぎ、特
別な治具を必要としない射出成形用組成物を提供するこ
とができる。
損なうことなく、成形品の変形や割れ、膨れを防ぎ、特
別な治具を必要としない射出成形用組成物を提供するこ
とができる。
【００６２】また、本発明の射出成形用組成物を使用す
れば、得ようとする製品の形状が制限されることはな
い。
れば、得ようとする製品の形状が制限されることはな
い。
フロントページの続き (72)発明者 浦岡 秀隆 滋賀県神崎郡五個荘町下日吉545 (72)発明者 落合 信雄 京都府京都市下京区西七条東久保町19 Ｆターム(参考） 4J002 AE03X AE05X BB03X BB06Y BB07Y BB12W BC07Y BF03Y BG04Y BG05Y BG06Y BN03Y BN07Y CB00W CH02X CL00W DA076 DA086 DA116 DC006 EH037 EH147 EW047 FD027 4K018 CA09 CA30
Claims (4)
- 【請求項１】金属粉末および有機バインダーからなる金
属粉末射出成形用組成物であって、前記有機バインダー
が、 （Ａ）１５０℃以上の融点を有する結晶性樹脂、 （Ｂ）加熱減量の開始点が１５０℃以下にある有機化合
物、及び （Ｃ）複合アクリル系樹脂 を含有してなり、 前記（Ｃ）複合アクリル系樹脂が、下記（C1）〜（C3）
からなる溶液を分散剤を含む水系媒体中に分散させて懸
濁重合させたものであることを特徴とする金属粉末射出
成形用組成物。 （C1）エチレン−酢酸ビニル共重合体またはエチレン−
エチルアクリレート共重合体、 （C2）（メタ）アクリル酸エステル単量体単独または
（メタ）アクリル酸エステル単量体およびスチレン系単
量体の混合物、及び （C3）重合開始剤。 - 【請求項２】前記（Ａ）成分の結晶性樹脂が、ポリプロ
ピレンであることを特徴とする請求項１記載の組成物。 - 【請求項３】前記（Ｂ）成分の有機化合物が、ワックス
類および／または可塑剤であることを特徴とする請求項
１または２記載の組成物。 - 【請求項４】（（成形体−脱脂体）／成形体）×１００
で定義される脱脂率が１５０℃で、２０％以上となるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の組成
物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084299A JP3924671B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属粉末射出成形用組成物 |
| US09/502,659 US6159265A (en) | 1999-04-19 | 2000-02-11 | Powered metal injection compacting composition |
| EP00103157A EP1046449B8 (en) | 1999-04-19 | 2000-02-16 | Powdered metal injection compacting composition |
| DE60019673T DE60019673T2 (de) | 1999-04-19 | 2000-02-16 | Metallpulverspritzgiesszusammensetzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084299A JP3924671B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属粉末射出成形用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000303103A true JP2000303103A (ja) | 2000-10-31 |
| JP3924671B2 JP3924671B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=14546057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11084299A Expired - Fee Related JP3924671B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属粉末射出成形用組成物 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6159265A (ja) |
| EP (1) | EP1046449B8 (ja) |
| JP (1) | JP3924671B2 (ja) |
| DE (1) | DE60019673T2 (ja) |
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| WO2020003901A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 第一セラモ株式会社 | ３次元プリンタ用組成物 |
| JP2020015848A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 第一セラモ株式会社 | ３次元プリンタ用組成物及び、当該組成物を用いた大型積層造形物の製造方法 |
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| US8316541B2 (en) | 2007-06-29 | 2012-11-27 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Combustor heat shield with integrated louver and method of manufacturing the same |
| US7543383B2 (en) | 2007-07-24 | 2009-06-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method for manufacturing of fuel nozzle floating collar |
| CN109500384A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-22 | 东莞市华研新材料科技有限公司 | 基于金属粉末注射成型的手机框用外壳加工制作工艺 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| DE68912613T2 (de) * | 1988-02-18 | 1994-05-11 | Sanyo Chemical Ind Ltd | Formbare Zusammensetzung. |
| DE3808123A1 (de) * | 1988-03-11 | 1988-07-07 | Krupp Gmbh | Verfahren zur herstellung von sinterteilen aus feinkoernigen metall- oder keramikpulvern |
| JPH0711010B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1995-02-08 | 有限会社第一セラモ | 金属粉末射出成形用組成物、それからの金属焼結部材および該焼結部材の製法 |
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