JPH01278558A - 射出成形用組成物，製造法および使用法 - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、射出成形用組成物、製造法および使用法に関
する。さらに詳しくは、セラミック粉末や金属粉末の射
出成形用組成物、製造法および使用法に関する。

［従来の技術］ 従来、射出成形用組成物、たとえば、金属粉末射出成形
用組成物として、メタクリル酸エステル共重合体とエチ
レン−酢酸ビニル共重合体またはメタクリル酸エステル
共重合体と低密度ポリエチレンをバインダーとして用い
たものがある（たとえば、特開昭５９−２２９４０３号
公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしこのものは、成形体から有機物を除去する（以下
脱脂と略記）のに高温を要し、また長時間を要する。

［問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、成形体を脱脂する温度を低くし脱脂時間
を短時間にする射出成形用組成物を得るべく鋭意検討し
た結果、本発明に到達しな。

すなわち、本発明は：セラミック粉末および／または金
属粉末（ａ）およびバインダーとしてのポリエーテル（
ｂ）からなることを特徴とする射出成形用組成物；セラ
ミック粉末および／または金属粉末（ａ）およびポリエ
ーテル（１〕）を加熱、混練することを！ｌＯｇ、とす
る射出成形用組成物の製造法；およびセラミック粉末お
よび／または金属粉末（ａ）およびポリエーテル（］〕
）からなる組成物を射出成形しを加熱除去することを特
徴とする射出成形用組成物の使用法である。

本発明において、ポリエーテルとしては一般式％式％（
１） （式中、Ｒ□は活性水素原子含有化合物の残基；Ｒ２は
水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基ま／ごはアシ
ル基：Ａは炭素数１〜４のアルキレン基またはアリール
基を側鎖にもった炭素数２〜４のアルキレン基である。

ｎは２以」二の整数である。

Ｉｌｌは１・〜８である。）で示される化合物かあげら
ノ′しる　。

一般式（１）において、Ｒ１の活性水素原子含有（ヒ音
物の残基を構成する活性水素原子含有化合物としては、
水、アルコール類たとえば低分子ポリオール（エチレン
グリコール、プロピレングリコール、１，３−または１
．４−ブタンジオール、１．６−ヘキザンジオール、ネ
オペンチルグリコール、シクロヘキシレングリコール、
クリセリン、トリメチロールブ１コパン、ペンタエソス
リ１ヘール、ソルピ１ヘール、シュークロースなと）お
よび−価アルコール［脂１１／ｊ族（炭素数１〜２０）
または芳香族−価アルコールなど］、フェノール類たと
えば゛、多佃１フェノール類［ビスフェノールＡなとの
ビスフェノールなど）］および−価フエノール類［フェ
ノールナフト−ル；アルキル基（炭素数１〜１２）また
はアリール基を有するフェノール類たとえばオフチルフ
ェノール、ノニルフェノール、ドデシルフコ−ノールお
よびフェニルフェノール ／′ことえはアルカノールアミン：脂肪族または芳香族
ポリアミン（エチレンジアミン、ジエチレンｈＩノアミ
ンなと）および脂肪族モノアミン［モノよ／Ｑはジアル
キル（炭素数１〜２０）アミンなと］があムナらノ′し
る。

活性水素原子含有化合物のうち好ましいものは水および
低分子ポリオールであり、さらに好ましいものはエチレ
ングリコールおよびプロピレングリコールである。

一般式（１）で、Ｒ２におけるアルキル基としては炭素
数１〜２０のアルキル基たとえばメチル基、エチル基、
プ１コピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基およ
びテシル基かあげらｈる。芳香成度（ｅ　７Ｊ（素基と
してはアリール基（フェニル基、ナフチル基など）；ア
リールアルヘール基（ベンジルノ１！、フェネチル基な
と）；アルキルアリール基（オタナルフコーニル基、ノ
ニルフェニル基なと）があ（）−られる。フ′シル基と
しては、炭素数２〜２０のカルボン酸からのアシル基か
あげられる。

Ｆ工２のうち好ましいものは水素原子および炭素数１〜
４のアルキル基であり、さらに好ましくは水素原子、メ
チル基およびエチル基である。

Ａの炭素数１〜４のアルキレン基としては、メチレン基
、エチレン基、プロピレン基、ブチレン−Ｊｌ（などが
あげられ、アリール基を側鎖にもった炭素数２〜１１の
アルキレン基としては、フェニルエチレン基などがあげ
られる。ｎ個のＡは同一でも異なっていてもよい。

へのうち好ましくは、エチレン基、プロピレン基、ブチ
レン基およびエチレン基とプロピレン基の０１用の基で
あり、さらに好ましくは、エチレン基である。

１１は、好ましくは、４〜１０万である。

１１１は、好ましくは、１〜３である。

−殺伐（１）で示されるポリエーテルの分子足は通常１
５（）〜　ｉ，ｏｏｏ万であり、好ましくは、２００〜
：ｉ００万である。

一般式（１）で示されるポリエーテルの具体例としては
、前記活性水素原子含有化合物のアルキレンオＡ−サイ
ド（炭素数２〜４）付加物もしくはアルキレンオキザイ
ド（炭素数２〜４）の開環重合物［ポリエチレンオキサ
イド（分子量は通常１５０〜１，０００万）、ポリエチ
レンオキサイド（分子量は通常２００〜５，０００）　
、ボリテ１〜ラメチレングリコール（分子量は通常２０
０〜３，０００＞　、エチレンオキザイドープロピレン
オキザイド共重合体（分子量は通常２００〜２万）など
］および環状ポルマールの開環重合物［ポリオキシメチ
レン（分子量は通常３，０００〜１０万）などコなとお
よびこれらの２種以上の混合物があげられる。

、二へらのうち好ましくは、ポリエチレンオキサイド、
ポリプロピレンオキ→ノーイｌ〜およびエチレンオキザ
イドープロピレンオキサイド共重合体であり、さらに好
ましくはポリエチレンオキサイドである。

セラミック粉末としては、酸化物（酸化アルミニウム、
酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、ムラ
イ１へ、コープイエライ１〜、酸化ベリリウム、酸化マ
グネシウム、チタン酸バリウムなど）、炭化物（炭化ケ
イ素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化タングステ
ン、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、
炭化クロム炭化バナジウム、炭素など）、窒化物（窒化
ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタンな
ど）、ケイ化物（２ケイ化モリブデンなど）、硫化物（
硫化カドミウム、硫化亜鉛など）などおよびこれら２種
以上の混合物があげられる。

セラミック粉末の粒径は、通常０．０１μｍ〜１００ノ
／、ｍ、好ましくは０．１μｒ■１〜５０μ■１である
。

金属粉末としては、鉄粉（カルボニル鉄粉、アトマイズ
ド鉄粉、還元鉄粉など）、ニッケル粉（カルボニルニッ
ケル粉など）、アルミニウム粉、銅粉、チタン粉、ジル
コニウム粉、亜鉛粉、クロム粉、モリブデン粉、タング
ステン粉、ベリリウム粉、ゲルマニウム粉などおよび合
金粉（鉄−二°　ブチル合金粉、ステンレス銅粉、鉄−
シリコン合金粉、鉄−ボロン合金粉など）などの金属粉
末およびこれら２′Ｍ！以上の混合物があげられる。こ
れらのほかにシリコン粉、ボロン粉などの非金属粉末も
含めることができる。

金属粉末の粒径は通常０．１μｍ〜１００μｍ、好まし
くは０．１μｎ１〜５０μｒｎである。

セラミック粉末と金属粉末の混合物（炭化タングステン
−コバルト、酸化アルミニウムーアルミニウムなど）も
使用できる。この混合物としては、セラミック粉末と金
属粉末を混合したものおよびセラミック粉末と金属粉末
の合金があげられる。

この合金の粒径としては通常０．１μｍ〜１００μｍ、
好ましくは０．１μｒｎ〜５０μｍである。

本発明の組成物には、必要により可塑剤、滑剤、界面活
性剤などを加えることができる。

可塑剤としては、フタル酸ニスデル（フタル酸ジメチル
、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル百褪ジ
ヘブチル、フタル酸ジーｎ−オクチル、フタル酸ジー２
−エチルヘキシル、フタル酸ジインノニル、フタル酸ジ
イソデシル、フタル酸ジラウリル、フタル酸ジシクロヘ
キシル、フタル酸ブチルベンジルなど）、脂肪族−塩基
酸エステル（オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイ
ン酸エステルなど）、脂肪族二塩基酸エステル（アジピ
ン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン
酸ジオクヂル、アジピン酸ジー２−エチルヘキシル、ア
ジピン酸ジ、イソデシル、アジピン酸ジアルキル（ジヘ
キシル、ジオクチル、ジデシルなど〉、アジピン酸ジブ
チルジグリコール、アゼライン酸ジー２−エチルブチル
、アゼライン酸ジー２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ
ブチル、セバシン酸ジー２−エチルヘキシル、セバシン
酸ジオクチルなど）、二価アルコールエステル（ジエヂ
レングリコールジベンゾエーＩ・、ｌ・リエヂレングリ
コールジー２−エヂルブチラー１〜など）、オキシ酸エ
ステル（アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノ
ール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、ク
エン酸アセチルトリエヂルクエン酸アセデルＩヘリブチ
ルなど）、リン酸エステル（リン酸１〜リエヂル、リン
酸トリブチル、リン酸トリオクチル、リン酸１〜リクロ
ロエチル、リン酸）ヘリクレジル、リン酸１〜リブトキ
シエヂル、リン酸１ヘリスジク１コ１コブＹコピル、リ
ン酸１−リス−（β−クロロプロピル）、リン酸トリフ
ェニル、リン酸オクヂルジフェニル、リン酸トリスイソ
プロピルフェニルなと）、マレイン酸エステル（マレイ
ン酸ジブチル、マレイン酸ジー２−エチルヘキシルなど
）、フマル酸ジブデル、トリメリット酸１〜リアルキル
（アルキルの炭素数は、通常４〜１１）、ｌへリメリッ
１へ酸１ヘリスー２−エチルヘキシル、ポリオキシアル
キレン安息香酸エステル（ポリオキシエチレン安息香酸
エステルなと）、ポリエステル系可塑剤（ポリアジピン
酸プロピレングリコールなと）、エポキシ系可塑剤（エ
ポキシ脂肪酸エステルなと）、ステアリン酸系可塑剤、
塩素化パラフィンなとおよびこれら２神具−１−の混合
」勿かあ（すられる。

これらのうち好ましくは、フクル酸エステル、脂肪族二
塩基酸エステルおよびポリオキシアルキレン安息香酸エ
ステルである。

滑剤としては、脂肪族炭化水素（流動パラフィン、マイ
クロクリスタリンワックス、天然パラツー］］−− イン、合成パラフィン、ポリオレフィンワックスおよび
これらの部分酸化物、フッ化物、塩化物など）、高級脂
肪族系アルコール（ラウリルアルコール、ステアリルア
ルコール、オレイルアルコール、混合脂肪族アルコール
など）、高級脂肪酸［ラウリン酸、ステアリン酸、混合
脂肪酸（牛脂、魚油、ヤシ油、大豆油、ナタネ油、米ヌ
カ油なとからの脂肪酸）など］、脂肪酸アミド（オレイ
ン酸アミド、ステアリン酸アミド、メヂレンービスース
テアロアミド、エチレン−ビス−ステア１コアミドなど
）、金属石けん（ステアリン酸バリウム、ステアリン酸
カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニ
ウム、ステアリン酸マグネシウムなと）、脂肪酸ニスデ
ル［−価アルコールの高級脂肪酸エステル（オレイン酸
ブチルなど）、多ｆｉｌｌｉアルコールの高級脂肪酸［
部分］エステル（モノオレイン酸グリセリンなど）、モ
ンタンワックスなど］、脂肪族アミン［１級アミン例え
ばＣ５〜３ｏアルキルアミン（ステアリルアミン等）、
２級および／または３級アミンたとえば特願昭６３＝１
−２− 一３６３８０号明細書記載のもの］など、およびこれら
２種以」−の混合物かあげられる。これらのうち好まし
くは脂肪族炭化水素、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、モ
ンタンワックス、および脂肪族２級および／または３級
アミンである。

また、界面活性剤としては、たとえば米国特許第１１３
３１４／１７号明細書記載のアニオン界面活性剤（ドデ
シルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレン（４）
ノニルフェニルエーテル硫酸塩など）。

非イオン界面活性剤（ポリオキシエチレン（４）ステア
リルアミン、ステアリン酸モノ−および／またはジェタ
ノールアミ１〜など）、カチオン界面活性剤（ラウリル
１〜リメチルアンモニウムクロライ１へなと）４両性界
面活性剤（ステアリルジメチルカルボＡ−ジメチルベタ
イン等）、およびこれらの２種以」二の混合物か挙げら
れる。

本発明の組成物において、各成分の含有量は、組成物の
重量に基ついて（ａ）は通常５０〜９９．９％、好まし
くは、７０〜９９９％である。（ａ）が５０％未満ては
、成形体および脱脂後の脱脂体の強度が低下し、９９．
９％を越えると成形用組成物の成形性が低下する。

（１））は通常ｏ、ｉ〜５０％、好ましくは０．１〜３
０％である。（１））が０．１％未満では、成形用組成
物の成形性が低下する。５０％を越えると脱脂後の脱脂
能の強度か低下する。

本発明において、（ａ）および頁ｂ）に加えて、必要に
より溶剤可溶性の熱可塑性樹脂（Ｃ）を小割合［（ｂ）
と（Ｃ）の合計の重量に基づいて、３０％未満。

好ましくは２０％未満、とくに１８％以下］で用いるこ
とかできる。（Ｃ）としては特願昭６１−２６６４８２
号明細書記載のものが挙げられる。

残部（可塑剤、滑剤、界面活性剤など）は通常Ｏ〜４０
％である。

本発明の組成物は（ａ）および（ｂ）必要により（Ｃ）
および残部を必要により混合および乾燥し、その後、加
熱、混練し、冷却後粉砕（粗砕）し、必要によりペレッ
Ｉ・化することにより製造することができる。

−１−記において混合はＶ型ミキザー、ヘンシェルミＡ
−ザーなとの場合、混合温度は通常Ｏ〜１００°Ｃ１Ｉ
ｌｒましくは０〜５０°Ｃて、混合時間は通常１０分〜
６時間、好ましくは３０分〜２時間で行う。ボールミル
なとの場合、乾式まノごは湿式で、混合温度は通常Ｏ〜
５０’（：て、混合時間は通常６時間〜７２時間、好ま
しくは６時間〜３６時間で行う。

乾煤は空気中または不活性ガス雰囲気中で、常圧ま）ご
は減圧下で、加熱および／または熱風下で行う。

混線はパンバリーミ式ザー、プラス１〜ミル、ニーグー
、加圧ニーグー、ロールミル、スクリュー式押出機なと
の通常の混練機を用い、混線温度は通常ｊｊＯ〜３００
’Ｃ１好ましくは５０〜２００’Ｃで、温度コン１ヘロ
ールは定温、昇温、降温などで行う。混練時間は通常１
０分〜１０時間、好ましくは１０分〜３時間で行う。

混練の方法として、全部を一度に仕込み混練する方法、
一部を混練し、ついて残部を加えて混線する方法［（１
））、（ｃ）などを加えて混練し、ついで（ｉｌ）を加
えて混練する方法。（ａ）を仕込み、ついで（ｂ）、　
（Ｃ）などを加えて混練する方法など］などがあげらノ
する。

本発明の組成物を用いて射出成形、押出成形、プレス成
形などによりシー１へ状または複雑形状物を成形し、脱
脂し、焼結し、必要により加工して成形品を招−る。

成形は射出成形機、押出成形機、プレス成形機などの通
常の成形機を用い、成形圧力は通常１０〜２０、０００
ｋＫ／　Ｉτ、好ましくは２０−１０．０００ｋＫ／　
ａ（、成形温度は通常２０〜３００’Ｃ２好ましくは５
０〜２００°Ｃて行う。

１１（ａ脂は通常、酸化性、還元性または不活性ガス雰
囲気下で、減圧、常圧または加圧下で通常１〜５００°
Ｃ／ｌ＋ｒ、好ましくは１〜２００　’Ｃ／ｌｌｒの昇
温速度で２００〜５００°Ｃまで昇温し、２００〜５０
０’Ｃで通常１０時間以内、好ましくは５時間以内保持
することにより行わ〕′しる。

焼結は通常、酸化性、還元性または不活性ガスチ１′；
囲気下で減圧、常圧または加圧下で６００℃〜２．５０
０℃で行う。

［実施例］ 以下、実施例および比較例により本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例
および比較例中の部は重量部であり、欧州したアルミナ
粉末の平均粒径は１μｍ以下、またステンレス粉末の平
均粒径は１０μｒＴｌである。

実施例１ ラボプラス１へミルを用い、８０°Ｃ、ローター回転１
１３０叩＋１１でポリエチレンオキサイド（分子量１０
万）」−３よひアルミナ粉末を仕込み、８０°Ｃ、ロー
ター凹転数５０１朋１１で３０分間混練した。この混練
物を粉砕し、射出成形用組成物（１）を得た。配合割合
を次に示す。

アルミナ粉末　　　　　　　　　　　　１００部ポリエ
チレンオキザイド（分子量１０万）２０．０部実施例２ 実施例１と同様にして、混練、粉砕を行い、下記のｔ１
１成の本発明の射出成形用組成物（２）を得た。

ステンレス粉末　　　　　　　　　　　１００部ポリエ
チレンオキサイド（分子量２万）１０．０部実施例３ ラボプラスｈミルを用い、１３０°Ｃ、ローター回８１
１云１７３０ｒｌ）Ｉｌｌでｉｊでリメタクリル酸フチ
ルおよび゛ポリエチレンオキサイド（分子量２０万）を
仕込み、溶融させ−たのち、アルミナ粉末およびモンタ
ンワックスを徐々に加え、全量投入後、１３０°Ｃ、ロ
ーター凹転数５Ｏｒｐｍで３０分間混練した。この混練
物を粉砕し、射出成形用組成物（３）を得た。配合割合
を次に示す。

ポリメタクリル酸ブチル　　　　　　　３．２部ポリエ
チレンオキ−ナイド（分子量２０万）　１５．０部モン
クンワックス　　　　　　　　　　　１．６部アルミナ
粉末　　　　　　　　　　　　１００部実施例４および
比較例１．２ 実施例３と同様にして、混練、粉砕を行い、下記の組成
の本発明の射出成形用組成物（４）および比較例の＃ｒ
ｌ成物酸物Ｊｕｌおよび（ｂ）得な。

実施例ｔ１ ステンレス粉末　　　　　　　　　　　ｉｏｏ部ポリメ
タクリル酸ブチル　　　　　　　１．６部ボリエナし・
ンオＡ−ザイ１へ（分子量２０万）７．５部モンクンワ
ックス　　　　　　　　　　　１．０部比較例１ アルミナ粉末　　　　　　　　　　　　　１００部ポリ
メタクリル酸ブチル　　　　　　　６．５部エナレンー
酢酸ビニル共重合（４＜　　　　　５．５部フタル酸ジ
ブチル　　　　　　　　　　２．５部モンクンワックス
　　　　　　　　　　　２．９部ｊＬ較例２ スデンレス粉末　　　　　　　　　　　１００部ポリメ
タクリル酸ブチル　　　　　　　３．２部エチレン−酢
酸ビニル共重合体　　　　２．８部ノタル百褪シフ゛チ
ル　　　　　　　　　　　１．３部モンクンワックス　
　　　　　　　　　　１．３部実施例５〜８、比１咬例
３〜６ 実施例］。〜４の本発明の組成物（１）〜（４）および
比：ｌｉｙ例１．２の組成物（ａ）および（ｂ）を射出
成形機（スクリュー式）を用いて、射出圧力１，５００
ｋｇ／αＫ、成形温度１５０’Ｃて射出成形し、射出成
形体を得な。

−圭９− この射出成形体を脱脂、焼結し、成形品を得／ご。

この成形品のミクロクラック（ＭＣ＞発生状況、嵩比重
および相対密度（％）を調へた。その結果を表−１−に
示ず。

表−１、 注）＊脱脂条件　■：脱脂最高到達温度　３００’Ｃ脱
脂時間　　　　　３２時間； ■：脱脂最高到達温度　４００’Ｃ 脱脂時間　　　　　５２時間。

柑焼結　イ、空気中、１．ＧＯＯ’ＣＸ２時間；口、減
圧下、１　、２５０’ＣＸ　２時間。

４月ミクロクラック発生状況 ○：発生ぜず；×：発生。

［発明の効果］ 本発明の組成物は、下記の効果を奏する。

■　本発明の組成物は、成形能脱脂時の脱脂温度を低下
し、また、脱脂時間を短縮することができる。

■　焼成体中には、炭素分等不純物をほとんど残さない
。

■　射出成形により密度の高い成形体か得られる■　紅
し軒な力’Ｍ糸ｉ！百氷かイ号られる。

（■　本発明の組成物を１吏川して製造された成形品は
、相対密度か高く、高い強度を有する。

■　」１記効果のほかに、（ａ）および（１））からな
る組成物を用いノコ場合、脱脂、力”直結時の変形を少
なくすることができる。

Ｉ；（−来、セラミック粉末や金属粉末の複雑形状の射
出成形体を脱脂するのに、高温、長時間を要し／ご。こ
ス１はバインダー等、有機物が急激に分解気（しするこ
とから生じる成形体のワレを防止するなめにとらざるを
得ない方策であった。本発明の組成物は、比較的低温で
脱脂できることから、脱脂時間の短縮がはかれる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック粉末および／または金属粉末（ａ）およ
   びバインダーとしてのポリエーテル（ｂ）からなること
   を特徴とする射出成形用組成物。 ２、（ｂ）の分子量が１５０〜１０００万である請求項
   １記載の組成物。 ３、（ｂ）が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中、Ｒ＿１は活性水素原子含有化合物の残基；Ｒ＿
   ２は水素原子、アルキル基、芳香族炭化水素基またはア
   シル基；Ａは炭素数１〜４のアルキレン基またはアリー
   ル基を側鎖にもった炭素数２〜４のアルキレン基である
   。ｎは２以上の整数である。 ｍは１〜８である。）で示される化合物である請求項１
   または２記載の組成物。 ４、セラミック粉末および／または金属粉末（ａ）およ
   びポリエーテル（ｂ）を加熱、混練することを特徴とす
   る射出成形用組成物の製造法。 ５、セラミック粉末および／または金属粉末（ａ）およ
   びポリエーテル（ｂ）からなる組成物を射出成形し（ｂ
   ）を加熱除去することを特徴とする射出成形用組成物の
   使用法。