JPH0571536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明では、無機粉体を原料とした焼結体を得
る工程で、脱脂工程を大幅に短縮することができ
る射出成形用バインダーに関するものである。

【従来の技術】

（背景） 従来の無機粉体の射出成形用バインダーとして
は、例えばワツクスを主体としたものや樹脂を主
体としたものがある。 （従来技術の問題点） しかしながら、このような従来のワツクス系又
は樹脂系のバインダーには以下のような欠点、即
ち、 (1) ワツクス系バインダーでは、脱脂工程を短縮
できることから大型成形体の成形も可能である
が、融点がシヤープであり、かつ成形体の強度
も低いことから、成形体製造時の条件設定が困
難で、取り扱い上細心の注意を必要とする、 (2) 樹脂系バインダーでは、成形体の強度が充分
で、取扱もしやすいが、脱脂時に膨れや亀裂が
発生しやすいため、長時間かけて徐々に脱脂し
ないと良品が得られず、しかも大型の成形体を
得るのも困難である 等があり、射出成形性と脱脂性との両方を満足す
ることができないという問題点があつた。

【発明が解決しようとする課題】

そこで本発明は、成形性と脱脂性の両者を満足
する無機粉体射出成形用バインダーを提供するこ
とを目的とする。

【課題を解決すための手段】

（理念） そこで本発明者は、上記両課題を解決するため
の手段につき検討を加えた結果、(1)射出成形性を
改良するための方策として、バインダーの融点範
囲を鈍くし、流動性が温度により急激に変化しな
いで、かつ常温で強度があるものを、及び(2)脱脂
工程時に膨れや亀裂を生じさせないため、分解温
度で単にポリマー鎖がランダムに切れるのではな
く、端部から段階的に切断する樹脂を選択するこ
とが望ましいとの知見を得た。そこでこの知見に
基づき鋭意研究を進めた結果、下記の発明に到達
した。 （概要） 即ち、本発明は、(a)活性水素基を２個以上有す
る有機化合物にアルキレンオキシドを付加重合せ
しめた平均分子量1000以上のポリヒドロキシ化合
物と多価カルボン酸又はその無水物若しくは低級
アルキルエステルとを反応させて得られる平均分
子量20000以上の高分子量化合物と、(b)樹脂酸又
はワツクスとを含むことを特徴とする無機粉体射
出成形用バインダーに存する。以下、発生に関連
する主要な事項につき項分けして説明する。 （高分子量化合物） 本発明バインダーの製造に使用される活性水素
基を２個以上有する有機化合物としては、例えば
エチレングリコール、プロピレングリコール、グ
リセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、エタノールアミン類、エチレン
アミン類等が挙げられる。 また、上の活性水素基を２個以上有する有機化
合物に付加してポリヒドロキシ化合物を形成させ
るためのアルキレンオキシドとしては、エチレン
オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ドなどが例示されるが、エチレンオキシド単独又
はその他のアルキレンオキシドにエチレンオキシ
ドが付加したものが好ましい。得られたポリヒド
ロキシ化合物は、1000以上の分子量を持つ必要が
ある。 さらに上のポリヒドロキシ化合物と結合せしめ
られる多価カルボン酸、その無水物又はその低級
アルキルエステルとしては、例えばセバシン酸、
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸又はそれ
らのジメチルエステル、ジエチルエステル等のア
ルキルエステル若しくは無水フタル酸、ピロメリ
ト酸等の酸無水物が挙げられる。 ポリヒドロキシ化合物と多価カルボン酸、その
無水物又はその低級アルキルエステルとのエステ
ル化反応により得られる高分子量化合物は、目的
上、20000以上の分子量を有すべきである。因に、
この縮重合反応物は、結合様式としてはエーテル
結合が主体であつて、親水性のため無機粉体との
相溶性も優れ、熱により分解する場合に保形性良
く行われるので射出成形用バインダーに適してい
るといえる。 （脂肪酸又はワツクス） ここに脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等、またワツク
スとしては、普通のパラフインワツクスやエステ
ルワツクス等が挙げられる。この際、必要に応じ
てフタル酸エステル等の可塑剤を併用してもよ
い。 （バインダー） 本発明バインダーは高分子量化合物と、脂肪酸
又はワツクス及び所望により添加されることのあ
る添加剤と共に、ニーダー等を用いて融解、混合
した組成物として射出成形用バインダーに供され
るものである。 高分子量化合物と脂肪酸又はワツクスとの配合
割合は重量比で高分子量化合物／脂肪酸又はワツ
クス＝50／50〜98／２であり、好ましくは70／30
〜95／５である。 また本発明バインダーの無機粉体に対する配合
量は、重量比で無機粉体100に対し、７〜30であ
る。 （使用法） 本発明に係るバインダーを使用するには、ニー
ダー等で無機粉体と混練後、射出成形機にて成形
した後、得られた成形体を低温で加熱、脱脂後、
焼成して求める焼結体を製造する。 ここに使用される無機粉体は、主としてニユー
セラミツクスの原料粉末であつて、例えば酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸
化チタン、チタン酸塩、PZT、フエライト、窒
化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化
タングステン等の単体又はそれらの混合物である
が、その他、鉄粉、ステンレス粉、アルミニウム
粉、貴金属粉又は金属間化合物等も対象となる。

【作用】

本発明に従つて得られるバインダーは、エーテ
ル結合が主体の高分子量化合物であつて、無機粉
体と配合した混練物は、温度による粘度変化が小
さいため、成形条件が比較的緩和となる。また、
射出成形体の脱脂工程では、形状を保ちながら有
機物が分解していくため、保形性が良く、比較的
大きな成形体でも短時間で脱脂が可能となる。 また、共存成分である脂肪酸やワツクスは潤滑
性に優れるため、金型からの離型を良好にする。
しかも、脱脂に悪影響を与えることがない。

【実施例】

以下、実施例により発明実施の詳細を述べる
が、例示は当然説明用のもので、発明思想の限定
又は制限を意図したものではない。 実施例 １ ５オートクレーブ中で、ポリプロピレングリ
コール（重量平均分子量2000）500ｇにアルカリ
触媒中でエチレンオキシド4.5Kgを徐々に吹き込
み、反応を完結させた。これにジメチルテレフタ
レート75ｇを加え、200℃、0.05Torrでエステル
縮重合を行い、重量平均分子量13万の高分子量化
合物を得た。 得られた高分子量化合物1.2Kgとステアリン酸
0.2Kgを３容量の加圧式ニーダーに入れ、110℃
で融解させた後、部分安定化ジルコニアTZ−
3YS（東ソー(株)製品）を徐々に投入し、混練物9.3
Kgを得た。 この混練物を、ペレツト状にして射出成形機
（日本製鋼所製、型締力28ton）のホツパーに入
れ、シリンダー温度105℃にて25mm角の立方体に
射出成形した。 得られた成形体を、脂肪炉にて大気中48時間、
最終500℃で脱脂後、焼成炉中1500℃で焼成して
得た焼成体は、全く欠陥のないものであつた。 比較例 １ 実施例１のバインダーの種類をポリエチレンと
ステアリン酸に変更し、かつ、シリンダー温度を
180℃に変えて成形体を得た。 脱脂工程において96時間かけて徐々に昇温脱脂
しても、成形体中クラツク及び膨れが生じた。 実施例 ２ ５オートクレーブ中で、ポリテトラメチレン
グリコール（重量平均分子量1200）235ｇにエチ
レンオキシド4.7Kgを付加重量させた後、さらに
無水ピロメリツト酸45ｇを添加、混練して得た重
量平均分子量20万の高分子量化合物を1.0Kg採取
し、固体パラフイン（融点61℃）0.1Kgとジオク
チルフタレート0.1Kgと共に加圧ニーダーに投入
し、115℃で融解させた後、ステンレス粉末（平
均粒径12.6μｍ）13Kgを徐々に投入して混練物を
得た。 この混練物を、実施例１と同様の条件で射出成
形し、25mm角の立方体を得た。 得られた成形体を、脱脂後、真空で焼成するこ
とにより、全く欠陥のない焼成体を得た。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明は、成形性と脱脂性
の両者を満足する無機粉体射出成形用バインダー
を提供できることによつて得られたバインダーを
使用することにより、ニユーセラミツクス及び金
属焼結体製造工業の発展に貢献しうる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)活性水素基を２個以上有する有機化合物に
   アルキレンオキシドを付加重合せしめた平均分子
   量1000以上のポリヒドロキシ化合物と多価カルボ
   ン酸又はその無水物若しくは低級アルキルエステ
   ルとを反応させて得られる平均分子量20000以上
   の高分子量化合物と、(b)脂肪酸又はワツクスとを
   含むことを特徴とする無機粉体射出成形用バイン
   ダー。 ２ アルキレンオキシドがエチレンオキシドであ
   る請求項１記載のバインダー。