JP2006282475A - Composition for forming molding, degreased body, and sintered compact - Google Patents

Composition for forming molding, degreased body, and sintered compact Download PDF

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Masaaki Sakata
正昭 坂田
Junichi Hayashi
純一 林
Okie Nakabayashi
興栄 中林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a molding used for safely obtaining a degreased body at a low cost, to provide a degreased body produced using the composition for forming a molding and having excellent characteristics, and to provide a sintered compact. <P>SOLUTION: The composition 10 for forming a molding comprises: powder 1 mainly composed of an inorganic material; and a binder 2 containing a resin 3 decomposable by ozone. As the resin 3 decomposable by ozone, the one decomposed at about 50 to 190°C is preferable, and, specifically, the one essentially composed of an aliphatic carbonic acid ester based resin is preferable. As the binder 2, the one further comprising a second resin 4 decomposed after the decomposition of the resin 3 is preferable, and the decomposing temperature thereof is preferably about 190 to 600°C. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体に関するものである。   The present invention relates to a molded body forming composition, a degreased body, and a sintered body.

無機材料の脱脂体は、一般に、無機材料粉末と結合材を混合した原料粉末(混合粉末)を、射出成形法等の各種成形方法を用いて成形体とし、この成形体に対して、結合材の融解温度より高く、無機材料の焼結温度より低い温度で加熱処理を施すことにより得ることができる。
ところで、例えば、射出成形法に供される原料粉末には、その射出成形時の流動性を向上させる目的等で結合材を多く含有している。この結合材を除去するためには、長時間の加熱が必要となり、生産効率が低下したり、加熱処理中に脱脂体が変形する等の問題がある。
In general, the inorganic material defatted body is obtained by forming a raw material powder (mixed powder) obtained by mixing an inorganic material powder and a binder into a molded body using various molding methods such as an injection molding method. It can obtain by heat-processing at the temperature higher than the melting temperature of this, and lower than the sintering temperature of inorganic material.
By the way, for example, the raw material powder used in the injection molding method contains a large amount of binder for the purpose of improving the fluidity during the injection molding. In order to remove the binding material, heating for a long time is required, which causes problems such as a reduction in production efficiency and deformation of the degreased body during the heat treatment.

また、加熱処理で脱脂体中の結合材を十分に除去することができず、焼結工程において残留した結合材が気化して、焼結体に割れが発生する等の問題もある。
かかる問題点を解決するために、金属材料粉末と、酸含有雰囲気下での処理によって除去されるポリオキシメチレン樹脂を含有する結合材とを含む金属脱脂体(成形体)を製造するための組成物が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、一般に、酸は劇物であるため、人体にとって有害であり、その取り扱いに際しては、厳重な保護具を必要とするなど大変な手間がかかる。
また、酸は、金属溶解性が高いため設備を劣化させる上、大気中に放出されると大気汚染の原因になるため、これらを防止するために多大なコストが必要となる。
In addition, the binder in the degreased body cannot be sufficiently removed by the heat treatment, and the binder remaining in the sintering process is vaporized to cause cracks in the sintered body.
In order to solve such problems, a composition for producing a metal degreased body (molded body) comprising a metal material powder and a binder containing a polyoxymethylene resin removed by treatment in an acid-containing atmosphere. The thing is disclosed (for example, refer patent document 1).
However, since acid is a deleterious substance in general, it is harmful to the human body, and handling thereof requires a lot of trouble such as requiring strict protective equipment.
In addition, since the acid is highly soluble in metals, it degrades the equipment, and if it is released into the atmosphere, it causes air pollution. Therefore, a large amount of cost is required to prevent them.

特許第3190371号公報Japanese Patent No. 3190371

本発明の目的は、安価かつ安全に脱脂体を得るのに用いられる成形体形成用組成物、および、かかる成形体形成用組成物を用いて製造され、優れた特性を有する脱脂体および焼結体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a molded body forming composition used to obtain a degreased body at low cost and safely, and a degreased body and a sintered body produced using such a molded body forming composition and having excellent characteristics. To provide a body.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成形体形成用組成物は、主として無機材料で構成された粉末と、オゾンにより分解可能な樹脂を含有する結合材とを含む成形体形成用組成物であって、
当該成形体形成用組成物を成形してなる成形体にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・除去して脱脂体を得るのに用いられることを特徴とする。
これにより、安価かつ安全に脱脂体を得ることができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The composition for forming a molded body of the present invention is a composition for forming a molded body comprising a powder mainly composed of an inorganic material and a binder containing a resin decomposable by ozone,
It is used to obtain a degreased body by decomposing and removing at least a part of the resin by subjecting a molded body formed by molding the molded body forming composition to a degreasing treatment in an ozone-containing atmosphere. And
Thereby, a degreased body can be obtained inexpensively and safely.

本発明の成形体形成用組成物では、当該成形体形成用組成物中における前記結合材の含有率は、2〜40wt%であることが好ましい。
これにより、成形性(成形し易さ)よく成形体を形成することができるとともに、成形体の密度をより高いものとし、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。
In the molded body forming composition of the present invention, the content of the binder in the molded body forming composition is preferably 2 to 40 wt%.
Thereby, while being able to form a molded object with good moldability (easiness to shape | mold), the density of a molded object can be made higher and the stability of the shape of a molded object etc. can be made especially excellent. . Moreover, since the difference of the magnitude | size of a molded object and a degreased body, and what is called a shrinkage | contraction rate can be made small by this, the dimensional accuracy of a degreased body and a sintered compact can be improved.

本発明の成形体形成用組成物では、前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、50〜190℃の温度で分解するものであることが好ましい。
これにより、効率よく確実に樹脂の分解・除去を行うことができる。また、成形体の保形性が低下するのを防止することができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、速やかな脱脂が可能となるものである。
In the molded body forming composition of the present invention, the resin is preferably one that decomposes at a temperature of 50 to 190 ° C. in an ozone-containing atmosphere.
Thereby, decomposition | disassembly and removal of resin can be performed efficiently and reliably. Moreover, it can prevent that the shape retention of a molded object falls.
In the molded article forming composition of the present invention, it is preferable that the resin contains an aliphatic carbonate-based resin as a main component.
Thereby, the aliphatic carbonate-based resin is easily decomposed when it comes into contact with ozone, and can be quickly degreased.

本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数が2〜11のものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂がより容易かつ速やかに分解し得るものとなる。
In the composition for forming a molded body of the present invention, the aliphatic carbonate-based resin preferably has 2 to 11 carbon atoms in the repeating unit excluding the carbonate group.
Thereby, the aliphatic carbonate ester resin can be decomposed more easily and quickly.

本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、不飽和結合を有さないものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂がオゾンと接触した際に、より分解され易くなり、結合材の分解・除去をより効率よく行うことができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その重量平均分子量が1〜30万のものであることが好ましい。
これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点(軟化点)および粘度が最適なものとなり、成形体の形状の安定性(保形性)向上を図ることができる。
In the composition for forming a molded body of the present invention, it is preferable that the aliphatic carbonate-based resin does not have an unsaturated bond.
Thereby, when the aliphatic carbonate ester resin comes into contact with ozone, it becomes easier to be decomposed, and the binder can be decomposed and removed more efficiently.
In the composition for forming a molded body of the present invention, the aliphatic carbonate ester resin preferably has a weight average molecular weight of 1 to 300,000.
As a result, the melting point (softening point) and viscosity of the aliphatic carbonate ester resin are optimized, and the stability (shape retention) of the molded body can be improved.

本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材中の前記樹脂の含有率は、20wt%以上であることが好ましい。
これにより、樹脂が分解・除去される効果がより確実に得られ、結合材全体の脱脂をより促進させることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第2の樹脂を含むものであることが好ましい。
これにより、成形体中の樹脂と第2の樹脂は、脱脂工程のそれぞれ異なる温度領域で分解される。すなわち、脱脂工程を第1の脱脂工程と、その後に行われる第2の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂と第2の樹脂とを選択的に分解・除去(脱脂)することができる。その結果、成形体の脱脂の進度を制御することができ、保形性、すなわち寸法精度に優れた脱脂体を容易かつ確実に得ることができる。
In the composition for forming a molded body of the present invention, the content of the resin in the binder is preferably 20 wt% or more.
Thereby, the effect that resin is decomposed | disassembled and removed is acquired more reliably, and degreasing | defatting of the whole binder can be promoted more.
In the composition for forming a molded body of the present invention, the binder preferably contains a second resin that decomposes with a delay after the resin.
Thereby, resin and 2nd resin in a molded object are decomposed | disassembled in each temperature range from which a degreasing process differs. That is, by separating the degreasing step into a first degreasing step and a second degreasing step performed thereafter, the resin in the molded body and the second resin are selectively decomposed and removed (degreasing). Can do. As a result, the degree of degreasing of the molded body can be controlled, and a degreased body excellent in shape retention, that is, dimensional accuracy can be obtained easily and reliably.

本発明の成形体形成用組成物では、前記第2の樹脂は、190〜600℃の温度で分解するものであることが好ましい。
これにより、効率よく確実に結合材の分解・除去を行うことができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記第2の樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂のうちの少なくとも1種を主成分とするものであることが好ましい。
これらの材料は、脱脂体中での結合強度が高く、脱脂体が変形するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、流動性が高く、加熱により分解し易いことから、容易に脱脂することができる。その結果、寸法精度に優れた脱脂体をより確実に得ることができる。
In the molded article forming composition of the present invention, the second resin is preferably one that decomposes at a temperature of 190 to 600 ° C.
Thereby, decomposition | disassembly and removal of a binding material can be performed efficiently and reliably.
In the composition for forming a molded body of the present invention, the second resin is preferably one containing as a main component at least one of a polyolefin resin, a polystyrene resin, a polyvinyl resin, and an acrylic resin. .
These materials have high bonding strength in the degreased body and can reliably prevent the degreased body from being deformed. Further, these materials have high fluidity and are easily decomposed by heating, so that they can be easily degreased. As a result, a degreased body excellent in dimensional accuracy can be obtained more reliably.

本発明の成形体形成用組成物では、前記結合材は、添加剤を含むものであることが好ましい。
これにより、結合材に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
本発明の成形体形成用組成物では、前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤であることが好ましい。
これにより、粉末と、樹脂および第2の樹脂とがより均一に分散し、得られる脱脂体および焼結体は、その特性にバラツキが少なく、より均一なものとなる。
In the composition for forming a molded body of the present invention, the binder preferably contains an additive.
Thereby, the various functions which an additive has in a binder can be exhibited.
In the molded article forming composition of the present invention, the additive is preferably a dispersant for improving the dispersibility of the powder.
Thereby, powder, resin, and 2nd resin disperse | distribute more uniformly, and the degreasing | defatting body and sintered compact which are obtained have little variation in the characteristic, and become more uniform.

本発明の成形体形成用組成物では、前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものであることが好ましい。
高級脂肪酸は、粉末の分散性および潤滑性に特に優れるものである。
本発明の成形体形成用組成物では、前記高級脂肪酸は、その炭素数が16〜30のものであることが好ましい。
これにより、成形体形成用組成物は、成形性の低下を防止しつつ、保形性に優れたものとなる。また、高級脂肪酸は、比較的低温でも容易に分解し得るものとなる。
In the molded article forming composition of the present invention, it is preferable that the dispersant is composed mainly of a higher fatty acid.
Higher fatty acids are particularly excellent in powder dispersibility and lubricity.
In the molded article forming composition of the present invention, the higher fatty acid preferably has 16 to 30 carbon atoms.
Thereby, the composition for forming a molded body is excellent in shape retention while preventing a decrease in moldability. Further, higher fatty acids can be easily decomposed even at relatively low temperatures.

本発明の脱脂体は、本発明の成形体形成用組成物を成形して成形体を得た後、該成形体に脱脂処理を施してなることを特徴とする。
これにより、優れた特性を有する脱脂体が得られる。
本発明の脱脂体では、前記成形は、射出成形法または押出成形法により行われることが好ましい。
射出成形法は、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の脱脂体を形成し得る成形体を容易に形成することができる。
また、押出成形法は、成形金型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の脱脂体を形成し得る成形体を、特に容易かつ安価に形成することができる。
本発明の焼結体は、本発明の脱脂体を焼結してなることを特徴とする。
これにより、優れた特性を有する焼結体が得られる。
The degreased body of the present invention is obtained by molding the composition for forming a molded body of the present invention to obtain a molded body, and then subjecting the molded body to a degreasing treatment.
Thereby, the degreased body which has the outstanding characteristic is obtained.
In the degreased body of the present invention, the molding is preferably performed by an injection molding method or an extrusion molding method.
The injection molding method can easily form a molded body capable of forming a degreased body having a complicated and fine shape by selecting a molding die.
In addition, the extrusion molding method can form a molded body that can form a columnar or plate-like degreased body having a desired extruded surface shape by selecting a molding die, particularly easily and inexpensively.
The sintered body of the present invention is obtained by sintering the degreased body of the present invention.
Thereby, the sintered compact which has the outstanding characteristic is obtained.

以下、本発明の成形体形成用組成物、脱脂体および焼結体について、好適な実施形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図、図2は、図1に示す成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の実施形態を示す工程図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the composition for forming a molded body, degreased body and sintered body of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a molded body forming composition used in the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a method for producing a degreased body and a sintered body using the molded body forming composition shown in FIG. It is process drawing which shows embodiment.

<成形体形成用組成物>
まず、脱脂体の形成、または、脱脂体の前段階である成形体の形成に用いる組成物(本発明の成形体形成用組成物)10について説明する。
組成物10は、主として無機材料で構成された粉末1と、結合材2とを含むものである。さらに、本実施形態では、結合材2は、第2の樹脂4および分散剤(添加剤)5を含んでなるものである。
<Composite forming composition>
First, the composition (composition for forming a molded body of the present invention) 10 used for forming a degreased body or forming a molded body that is a pre-stage of the degreased body will be described.
The composition 10 includes a powder 1 mainly composed of an inorganic material and a binder 2. Further, in the present embodiment, the binding material 2 includes the second resin 4 and the dispersant (additive) 5.

(1)粉末
粉末1は、主として無機材料で構成されたものである。
この無機材料としては、特に限定されないが、例えば、Fe、Ni、Co、Cr、Mn、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、V、Mo、Nb、Zr、Pr、Nd、Smのような金属材料、アルミナ、マグネシア、ベリリア、ジルコニア、イットリア、フォルステライト、ステアタイト、ワラステナイト、ムライト、コージライト、フェライト、サイアロン、酸化セリウムのような酸化物系セラミックス材料、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのような非酸化物系セラミックス材料、グラファイト、ナノカーボン(カーボンナノチューブ、フラーレン等)の炭素系材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(1) Powder Powder 1 is mainly composed of an inorganic material.
Although it does not specifically limit as this inorganic material, For example, Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Zn, Pt, Au, Ag, Cu, Pd, Al, W, Ti, V, Mo, Nb, Zr, Pr , Nd, Sm metal materials, alumina, magnesia, beryllia, zirconia, yttria, forsterite, steatite, wollastonite, mullite, cordierite, ferrite, sialon, cerium oxide oxide ceramic materials, nitriding Non-oxide ceramic materials such as silicon, aluminum nitride, boron nitride, titanium nitride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, tungsten carbide, carbon materials such as graphite, nanocarbon (carbon nanotubes, fullerene, etc.) One or a combination of two or more of these Rukoto can.

後述するように、組成物10は、成形性に優れることから、本発明は、最終的に得られる焼結体が比較的高硬度または難加工性となるような材料を用いる場合に好適に適用される。
その具体例としては、SUS304、SUS316、SUS316L、SUS317、SUS329J1、SUS410、SUS430、SUS440、SUS630のようなステンレス鋼、ダイス鋼、高速度工具鋼等に代表されるFe系合金、TiまたはTi系合金、WまたはW系合金、Co系超硬合金、Ni系サーメット等が挙げられる。
また、組成の異なる2種以上の材料を組み合わせて用いることにより、従来、鋳造では製造できなかった組成の焼結体を得ること可能となる。また、新規の機能や多機能を有する焼結体が容易に製造でき、焼結体の機能・用途の拡大を図ることができる。
As will be described later, since the composition 10 is excellent in moldability, the present invention is suitably applied when using a material in which the finally obtained sintered body has a relatively high hardness or difficult workability. Is done.
Specific examples thereof include Fe-based alloys such as SUS304, SUS316, SUS316L, SUS317, SUS329J1, SUS410, SUS430, SUS440, and SUS630, die steel, high-speed tool steel, and the like, Ti or Ti-based alloys. , W or W alloy, Co cemented carbide, Ni cermet and the like.
Also, by using a combination of two or more materials having different compositions, it is possible to obtain a sintered body having a composition that could not be produced by casting. In addition, a sintered body having a new function or multiple functions can be easily manufactured, and functions and applications of the sintered body can be expanded.

粉末1の平均粒径は、特に限定されないが、0.3〜100μm程度であるのが好ましく、0.5〜50μm程度であるのがより好ましい。粉末1の平均粒径が前記範囲内の値であることにより、優れた成形性(成形のし易さ)で脱脂体(成形体)を製造することができる。また、脱脂体の密度をより高いものとすることができ、脱脂体の機械的強度、寸法精度等の特性をより優れたものとすることができる。   The average particle diameter of the powder 1 is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 100 μm, and more preferably about 0.5 to 50 μm. When the average particle diameter of the powder 1 is a value within the above range, a degreased body (molded body) can be produced with excellent moldability (ease of molding). Moreover, the density of the degreased body can be made higher, and the characteristics such as mechanical strength and dimensional accuracy of the degreased body can be made more excellent.

なお、本発明において、「平均粒径」とは、対象となる粉末の粒度分布において、体積の累積で50%の部分に分布する粉末の粒径を指す。
このような粉末1としては、いかなる方法で製造されたものでもよいが、例えば、粉末1が金属材料で構成されている場合、水アトマイズ法等の液体アトマイズ法(例えば、高速回転水流アトマイズ法、回転液アトマイズ法等)、ガスアトマイズ法等の各種アトマイズ法や、粉砕法、カルボニル法、還元等の化学的方法等で得られたものを用いることができる。
In the present invention, the “average particle diameter” refers to the particle diameter of the powder distributed in a 50% cumulative volume in the particle size distribution of the target powder.
Such a powder 1 may be produced by any method. For example, when the powder 1 is made of a metal material, a liquid atomizing method such as a water atomizing method (for example, a high-speed rotating water atomizing method, Rotating liquid atomizing method, etc.), various atomizing methods such as gas atomizing method, and those obtained by chemical methods such as pulverization method, carbonyl method, reduction and the like can be used.

(2)結合材
結合材2は、後述する成形体を得る工程における、組成物10の成形性(成形のし易さ)、脱脂体の形状の安定性(保形性)に大きく寄与する成分である。
本発明では、結合材2は、オゾンにより分解可能な樹脂3を含有し、さらに、本実施形態では、樹脂3に遅れて分解する第2の樹脂4を含有してなるものである。
(2) Binder The binder 2 is a component that greatly contributes to the moldability (ease of molding) of the composition 10 and the stability of the shape of the defatted body (shape retention) in the step of obtaining a molded body to be described later. It is.
In the present invention, the binding material 2 contains a resin 3 that can be decomposed by ozone, and in the present embodiment, it contains a second resin 4 that decomposes later than the resin 3.

樹脂3は、オゾンと接触することにより、分解する性質を有する。このような性質を有する樹脂3を含む成形体は、後述する第1の脱脂工程において、オゾン含有雰囲気中でオゾンと接触することにより、比較的低温であっても、成形体の表面側から内部に向かって樹脂3の分解が進行する。したがって、従来のように、脱脂工程において、成形体中の結合材が高温により軟化して成形体が変形したり、成形体の内部で気化した結合材が、突発的に外部に放出されて、成形体に変形や亀裂等が生じるのを確実に防止することができる。その結果、樹脂3を、容易かつ速やかに除去、すなわち、脱脂することができる。これにより、脱脂体の保形性を維持しつつ、脱脂工程トータルに要する時間を短縮して、脱脂体の生産効率を向上させることができる。   Resin 3 has a property of decomposing by contact with ozone. The molded body including the resin 3 having such properties is contacted with ozone in an ozone-containing atmosphere in the first degreasing step to be described later, so that the molded body including the resin 3 is formed from the surface side of the molded body even at a relatively low temperature. Decomposition of the resin 3 proceeds toward. Therefore, as in the past, in the degreasing process, the binder in the molded body is softened due to high temperature and the molded body is deformed, or the binder that is vaporized inside the molded body is suddenly released to the outside, It is possible to reliably prevent deformation and cracks from occurring in the molded body. As a result, the resin 3 can be easily and quickly removed, that is, degreased. Thereby, while maintaining the shape-retaining property of the degreased body, the time required for the total degreasing process can be shortened and the production efficiency of the degreased body can be improved.

樹脂3の結合材2における含有率は、20wt%以上であるのが好ましく、30wt%以上であるのがより好ましく、40wt%以上であるのがさらに好ましい。樹脂3の結合材2における含有率が前記範囲内であることにより、樹脂3が分解・除去される効果がより確実に得られ、結合材2全体の脱脂をより促進させることができる。
このような樹脂3としては、オゾンにより分解可能なものであればよく、特に限定されないが、例えば、脂肪族炭酸エステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が比較的高く、短時間の混練でも無機材料粉末と十分に分散することから、結合材2を構成する樹脂3として好適に用いられる。
The content of the resin 3 in the binder 2 is preferably 20 wt% or more, more preferably 30 wt% or more, and further preferably 40 wt% or more. When the content of the resin 3 in the binder 2 is within the above range, the effect of decomposing and removing the resin 3 can be obtained more reliably, and degreasing of the entire binder 2 can be further promoted.
Such a resin 3 is not particularly limited as long as it can be decomposed by ozone, and examples thereof include aliphatic carbonate resin, polyether resin, polylactic acid resin, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. These resins are suitably used as the resin 3 constituting the binder 2 because they have a relatively high wettability with the inorganic material powder and are sufficiently dispersed with the inorganic material powder even when kneaded for a short time.

これらの中でも樹脂3としては、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものが好ましく用いられる。脂肪族炭酸エステル系樹脂は、オゾンと接触すると容易に分解し、その分解物が気化して脱脂体(成形体)の外部にガスとして放出され、速やかな脱脂が可能となるためである。なお、この分解物としては、例えば、酸化アルケン(例えば、酸化エチレン、酸化プロペン等)やその分解物、水、二酸化炭素等が挙げられる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂は、無機材料粉末との濡れ性が特に高いため、短時間の混練であっても、十分に均一な混練物を得ることができる。
Among these, as the resin 3, a resin mainly composed of an aliphatic carbonate resin is preferably used. This is because the aliphatic carbonate-based resin is easily decomposed when it comes into contact with ozone, and the decomposition product is vaporized and released as a gas to the outside of the degreased body (molded body), thereby enabling quick degreasing. Examples of the decomposition product include alkene oxide (for example, ethylene oxide, propene oxide, etc.), decomposition products thereof, water, carbon dioxide, and the like.
In addition, since the aliphatic carbonate ester resin has particularly high wettability with the inorganic material powder, a sufficiently uniform kneaded product can be obtained even in a short time.

以下、脂肪族炭酸エステル系樹脂について詳述する。
脂肪族炭酸エステル系樹脂は、例えば、ホスゲンまたはその誘導体と、脂肪族ジオールとを、塩基存在下で反応させること等により合成することができるものである。
樹脂3として用いる脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数、すなわち、樹脂中の炭酸エステル基同士の間に存在する炭素の数が、2〜11であるものが好ましく、2〜9であるのがより好ましく、2〜6であるのがさらに好ましい。前記炭素の数とは、例えば、一般式が−((CH−O−CO−O)−で表される脂肪族炭酸エステル系樹脂の場合は、mの数のことを言う。前記炭素の数が前記範囲内であることにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂はより容易かつ速やかに分解し得るものとなる。
Hereinafter, the aliphatic carbonate resin will be described in detail.
The aliphatic carbonate-based resin can be synthesized, for example, by reacting phosgene or a derivative thereof with an aliphatic diol in the presence of a base.
As the aliphatic carbonate-based resin used as the resin 3, the number of carbons in the repeating unit excluding the carbonate group, that is, the number of carbons existing between the carbonate groups in the resin is 2 to 2. 11 is preferred, 2-9 is more preferred, and 2-6 is even more preferred. The number of carbons means, for example, the number of m in the case of an aliphatic carbonate ester resin represented by a general formula of — ((CH 2 ) m —O—CO—O) n —. When the number of carbons is within the above range, the aliphatic carbonate resin can be easily and rapidly decomposed.

具体的には、上記のような脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、例えば、エタンジオールポリカーボネート、プロパンジオールポリカーボネート、ブタンジオールポリカーボネート、ヘキサンジオールポリカーボネート、デカンジオールポリカーボネートのようなアルカンジオールポリカーボネートまたはその誘導体を主成分とするもの等が好ましい。アルカンジオールポリカーボネートは、その分解性が特に高く、第1の脱脂工程において、より確実に脱脂を行うことができる。したがって、脱脂工程トータルに要する時間をより短縮することができる。   Specifically, the aliphatic carbonate ester resin as described above mainly includes, for example, alkanediol polycarbonate such as ethanediol polycarbonate, propanediol polycarbonate, butanediol polycarbonate, hexanediol polycarbonate, decanediol polycarbonate, or derivatives thereof. What is used as a component is preferable. Alkanediol polycarbonate has a particularly high decomposability and can be degreased more reliably in the first degreasing step. Therefore, the time required for the total degreasing process can be further shortened.

また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、不飽和結合を有しないものが好ましい。これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂がオゾンと接触した際に、より分解され易くなり、結合材2の分解・除去をより効率よく行うことができる。
また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、その重量平均分子量が、1〜30万程度のものが好ましく、2〜20万程度のものがより好ましい。これにより、脂肪族炭酸エステル系樹脂の融点(軟化点)および粘度が最適なものとなり、成形体の形状の安定性(保形性)向上を図ることができる。
Moreover, as an aliphatic carbonate-type resin, what does not have an unsaturated bond is preferable. Thereby, when the aliphatic carbonate ester-based resin comes into contact with ozone, it becomes easier to be decomposed, and the binder 2 can be decomposed and removed more efficiently.
The aliphatic carbonate ester resin preferably has a weight average molecular weight of about 1 to 300,000, more preferably about 2 to 200,000. As a result, the melting point (softening point) and viscosity of the aliphatic carbonate ester resin are optimized, and the stability (shape retention) of the molded body can be improved.

第2の樹脂4は、樹脂3に遅れて分解するもの、すなわち、樹脂3を分解・除去する脱脂条件では実質的に分解せず、前記脱脂条件とは異なる脱脂条件で分解・除去されるものである。そして、本実施形態では、第2の樹脂4は、後述する第2の脱脂工程で分解・除去されるものである。このような樹脂3に遅れて分解する第2の樹脂4の具体例としては、例えば、第2の樹脂4の熱分解温度が、樹脂3の融点より高いようなものが挙げられる。結合材2がこのような第2の樹脂4を含有することにより、成形体中の樹脂3と第2の樹脂4は、脱脂工程のそれぞれ異なる温度領域で分解される。すなわち、脱脂工程を第1の脱脂工程と、その後に行われる第2の脱脂工程とに分けることにより、成形体中の樹脂3と第2の樹脂4とを選択的に分解・除去(脱脂)することができる。その結果、成形体の脱脂の進度を制御することができ、保形性、すなわち寸法精度に優れた脱脂体を容易かつ確実に得ることができる。   The second resin 4 decomposes later than the resin 3, that is, does not substantially decompose under the degreasing conditions for decomposing / removing the resin 3, but is decomposed / removed under a degreasing condition different from the degreasing conditions. It is. And in this embodiment, the 2nd resin 4 is decomposed | disassembled and removed by the 2nd degreasing process mentioned later. As a specific example of the second resin 4 that decomposes late with respect to the resin 3, for example, one in which the thermal decomposition temperature of the second resin 4 is higher than the melting point of the resin 3 can be cited. When the binder 2 contains the second resin 4 as described above, the resin 3 and the second resin 4 in the molded body are decomposed in different temperature regions in the degreasing process. That is, by separating the degreasing step into a first degreasing step and a second degreasing step performed thereafter, the resin 3 and the second resin 4 in the molded body are selectively decomposed and removed (degreasing). can do. As a result, the degree of degreasing of the molded body can be controlled, and a degreased body excellent in shape retention, that is, dimensional accuracy can be obtained easily and reliably.

また、後に詳述するが、第1の脱脂工程で樹脂3のみを分解・除去した脱脂体(以下、中間脱脂体と言う。)は、この中間脱脂体中の粉末1の粒子同士が第2の樹脂4により結合されていることから、全体に靭性を有しつつも、硬度は焼結体ほど高くない。したがって、中間脱脂体には、各種機械加工を容易に施すことができる。
第2の樹脂4としては、特に限定されないが、その重量平均分子量が0.1〜40万程度であるのが好ましく、0.4〜30万程度であるのがより好ましい。これにより、前記効果がより顕著なものとなる。
Further, as will be described in detail later, the degreased body obtained by decomposing / removing only the resin 3 in the first degreasing step (hereinafter referred to as an intermediate degreased body) has the particles 2 of the powder 1 in the intermediate degreased body 2nd. Therefore, the hardness is not as high as that of the sintered body while having toughness as a whole. Therefore, various machining can be easily performed on the intermediate degreased body.
Although it does not specifically limit as the 2nd resin 4, It is preferable that the weight average molecular weight is about 0.1-400,000, and it is more preferable that it is about 0.4-300,000. Thereby, the effect becomes more remarkable.

このような第2の樹脂4としては、結合材2が含有する樹脂3の融点より熱分解温度が高いものであればよく、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニルのようなポリビニル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、またはこれらの共重合体等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して用いることができる。   Such a second resin 4 is not particularly limited as long as it has a thermal decomposition temperature higher than the melting point of the resin 3 contained in the binder 2. For example, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer Polyolefin resins such as coalescence, polystyrene resins, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl resins such as polyvinyl acetate, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate, polyamide resins such as nylon, polyethylene terephthalate , Polyester resins such as polybutylene terephthalate, copolymers thereof, and the like, and one or more of these can be used in combination.

これらの中でも、第2の樹脂4としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂のうちの少なくとも1種を主成分とするものが好ましい。これらの材料は、脱脂体中での結合強度が高く、脱脂体が変形するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、流動性が高く、加熱により分解し易いことから、容易に脱脂することができる。その結果、寸法精度に優れた脱脂体をより確実に得ることができる。   Among these, as the 2nd resin 4, what has as a main component at least 1 sort (s) of polyolefin resin, polystyrene resin, polyvinyl resin, and acrylic resin is preferable. These materials have high bonding strength in the degreased body and can reliably prevent the degreased body from being deformed. Further, these materials have high fluidity and are easily decomposed by heating, so that they can be easily degreased. As a result, a degreased body excellent in dimensional accuracy can be obtained more reliably.

なお、その他の樹脂3に遅れて分解する第2の樹脂4の具体例としては、第2の樹脂4が紫外線により分解可能なものであり、後述する第2の脱脂工程において、紫外線照射処理を施すことにより分解するものや、第2の樹脂4が酸により分解可能なものであり、第2の脱脂工程において、酸含有雰囲気に接触させることにより分解するもの等が挙げられる。   In addition, as a specific example of the 2nd resin 4 decomposed | disassembled late with respect to the other resin 3, the 2nd resin 4 is a thing which can be decomposed | disassembled by an ultraviolet-ray, and an ultraviolet irradiation process is carried out in the 2nd degreasing process mentioned later. Examples include those that decompose when applied, and those that allow the second resin 4 to be decomposed by an acid, and those that decompose when brought into contact with an acid-containing atmosphere in the second degreasing step.

分散剤(添加剤)5は、図1に示すように、粉末1の周囲に付着し、組成物10中における粉末1の分散性を向上させる機能を有するものである。すなわち、組成物10が分散剤を含有することにより、粉末1と、樹脂3および第2の樹脂4とがより均一に分散し、得られる脱脂体および焼結体は、その特性にバラツキが少なく、より均一なものとなる。
また、分散剤5は、滑剤としての機能、すなわち、後述する成形体形成工程において、組成物10の流動性を高める機能を有している。これにより、成形金型内への充填性を高め、均一な密度の成形体を得ることが可能となる。
As shown in FIG. 1, the dispersant (additive) 5 adheres around the powder 1 and has a function of improving the dispersibility of the powder 1 in the composition 10. That is, when the composition 10 contains a dispersant, the powder 1, the resin 3 and the second resin 4 are more uniformly dispersed, and the obtained degreased body and sintered body have less variation in characteristics. , Become more uniform.
Moreover, the dispersing agent 5 has a function as a lubricant, that is, a function of improving the fluidity of the composition 10 in the molded body forming step described later. Thereby, the filling property in the molding die can be improved, and a molded body having a uniform density can be obtained.

また、分散剤5は、第2の脱脂工程において、第2の樹脂4とともに分解・除去されるものが好ましい。これにより、脱脂体の保形性や寸法精度に悪影響を与えることなく添加剤を分解・除去することができる。
ここで、添加剤としては、例えば、滑剤、可塑剤、酸化防止剤等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを添加することにより、結合材2に添加剤が有する種々の機能を発揮させることができる。
The dispersant 5 is preferably decomposed and removed together with the second resin 4 in the second degreasing step. Thereby, an additive can be decomposed | disassembled and removed, without having a bad influence on the shape retention property and dimensional accuracy of a degreased body.
Here, as an additive, a lubricant, a plasticizer, antioxidant, etc. are mentioned, for example, These can be used 1 type or in combination of 2 or more types. By adding these, the binder 2 can exhibit various functions of the additive.

分散剤5としては、例えば、ステアリン酸、ジステアリン酸、トリステアリン酸、リノレン酸、オクタン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ナフテン酸のような高級脂肪酸またはその金属塩、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸等のアニオン性有機分散剤、4級アンモニウム塩等のカチオン性有機分散剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール等の非イオン性有機分散剤、燐酸三カルシウム等の無機系分散剤等が挙げられる。なお、これらは滑剤としても用いることができる。   As the dispersant 5, for example, stearic acid, distearic acid, tristearic acid, linolenic acid, octanoic acid, oleic acid, palmitic acid, higher fatty acids such as naphthenic acid or metal salts thereof, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, Nonionic organic dispersion such as polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, anionic organic dispersing agent such as polystyrene sulfonic acid, cationic organic dispersing agent such as quaternary ammonium salt, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol And inorganic dispersants such as tricalcium phosphate. These can also be used as a lubricant.

これらの中でも、分散剤5としては、高級脂肪酸を主成分とするものが好ましい。高級脂肪酸は、粉末1の分散性および潤滑性に特に優れるものである。
また、高級脂肪酸は、その炭素数が16〜30であるのが好ましく、16〜24であるのがより好ましい。高級脂肪酸の炭素数が前記範囲内であることにより、組成物10は、成形性の低下を防止しつつ、保形性に優れたものとなる。また、炭素数が前記範囲内であることにより、高級脂肪酸は、比較的低温でも容易に分解し得るものとなる。
また、添加剤として可塑剤を添加することにより、結合材2は、組成物10に柔軟性を与えることができ、後述する成形体形成工程における成形を容易にすることができる。
Among these, the dispersant 5 is preferably one having a higher fatty acid as a main component. The higher fatty acid is particularly excellent in the dispersibility and lubricity of the powder 1.
Further, the higher fatty acid preferably has 16 to 30 carbon atoms, and more preferably 16 to 24 carbon atoms. When the number of carbon atoms of the higher fatty acid is within the above range, the composition 10 has excellent shape retention while preventing deterioration of moldability. Further, when the carbon number is within the above range, the higher fatty acid can be easily decomposed even at a relatively low temperature.
Moreover, by adding a plasticizer as an additive, the binder 2 can give the composition 10 flexibility, and can facilitate molding in a molded body forming step described later.

可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル(例:DOP、DEP、DBP)、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられる。
また、添加剤として酸化防止剤を添加することにより、結合材2が含有する樹脂3の酸化を防止することができる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドラジン系酸化防止剤等が挙げられる。
このような結合材2の形態は、特に限定されず、いかなる形態であってもよいが、例えば、粉末状、液状、ゲル状等が挙げられる。
Examples of the plasticizer include phthalic acid esters (eg, DOP, DEP, DBP), adipic acid esters, trimellitic acid esters, sebacic acid esters, and the like.
Moreover, the oxidation of the resin 3 contained in the binder 2 can be prevented by adding an antioxidant as an additive.
Examples of the antioxidant include hindered phenol-based antioxidants and hydrazine-based antioxidants.
The form of the binder 2 is not particularly limited, and may be any form. Examples thereof include powder, liquid, and gel.

また、組成物10中における結合材2の含有率は、特に限定されないが、2〜40wt%程度であるのが好ましく、5〜30wt%程度であるのがより好ましい。結合材2の含有率が前記範囲内であることにより、成形性よく成形体を形成することができるとともに、成形体の密度をより高いものとし、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を小さくすることができるため、脱脂体および焼結体の寸法精度を向上させることができる。   Moreover, the content rate of the binder 2 in the composition 10 is not particularly limited, but is preferably about 2 to 40 wt%, and more preferably about 5 to 30 wt%. When the content of the binder 2 is within the above range, a molded body can be formed with good moldability, the density of the molded body is higher, and the shape stability of the molded body is particularly excellent. Can be. Moreover, since the difference of the magnitude | size of a molded object and a degreased body, and what is called a shrinkage | contraction rate can be made small by this, the dimensional accuracy of a degreased body and a sintered compact can be improved.

上記のような各成分を含む組成物10は、例えば、各成分に対応する粉末を混合することにより調製することができる。各成分の混合は、いかなる雰囲気中で行ってもよいが、真空または減圧状態下(例えば、3kPa以下)、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、組成物10中に含まれる、特に金属材料の酸化を防止することができる。
また、必要に応じて、混合の後に、混練等を行ってもよい。これにより、例えば、組成物10の嵩密度が高くなり組成の均一性も向上するため、成形体をより高密度で均一性の高いものとして得ることができ、脱脂体、焼結体の寸法精度も向上する。
The composition 10 containing each component as described above can be prepared, for example, by mixing powders corresponding to each component. The mixing of each component may be performed in any atmosphere, but in a non-oxidizing atmosphere such as under vacuum or reduced pressure (for example, 3 kPa or less) or in an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc. Preferably it is carried out in the middle. Thereby, especially the oxidation of a metal material contained in the composition 10 can be prevented.
Moreover, you may knead | mix etc. after mixing as needed. Thereby, for example, since the bulk density of the composition 10 is increased and the uniformity of the composition is also improved, the molded body can be obtained as a higher density and higher uniformity, and the dimensional accuracy of the degreased body and the sintered body Will also improve.

組成物10の混練は、加圧または双腕ニーダー式混練機、ロール式混練機、バンバリー型混練機、1軸または2軸押出機等の各種混練機を用いて行うことができるが、特に加圧ニーダー式混練機を用いるのが好ましい。加圧ニーダー式混練機は、組成物10に高い圧力を付与することができるため、高硬度の粉末1を含む組成物10や粘度の高い組成物10をより確実に混練することができる。   The composition 10 can be kneaded using various kneaders such as a pressure or double-arm kneader, a roll kneader, a Banbury kneader, a single-screw or twin-screw extruder, etc. It is preferable to use a pressure kneader type kneader. Since the pressure kneader-type kneader can apply a high pressure to the composition 10, the composition 10 including the high-hardness powder 1 and the composition 10 having a high viscosity can be more reliably kneaded.

混練条件は、用いる粉末1の組成や粒径、結合材2の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、混練温度:70〜200℃程度、混練時間:15〜210分程度とすることができる。また、混練の際の雰囲気は、前記混合と同様に、いかなる雰囲気中で行ってもよいが、真空または減圧下(例えば、3kPa以下)、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中のような非酸化性雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、前述と同様に、組成物10中に含まれる、特に金属材料の酸化を防止することができる。
また、得られた混練物(コンパウンド)は、必要に応じ、粉砕されてペレット(小塊)化される。ペレットの粒径は、例えば、1〜10mm程度とされる。
混練物のペレット化には、ペレタイザ等の粉砕装置を用いて行うことができる。
The kneading conditions vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the powder 1 to be used, the composition of the binder 2 and the blending amount thereof. For example, kneading temperature: about 70 to 200 ° C., kneading time: It can be about 15 to 210 minutes. The atmosphere for kneading may be any atmosphere as in the case of the mixing, but it may be in vacuum or under reduced pressure (for example, 3 kPa or less), or an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc. It is preferably carried out in a non-oxidizing atmosphere as described above. Thereby, like the above-mentioned, the oxidation of especially a metal material contained in the composition 10 can be prevented.
Moreover, the obtained kneaded material (compound) is grind | pulverized as needed and is made into a pellet (small lump). The particle size of the pellet is, for example, about 1 to 10 mm.
The kneaded product can be pelletized using a pulverizer such as a pelletizer.

<脱脂体および焼結体の製造>
[A] 成形体形成工程
次に、前記で得られた混練物または該混練物より造粒されたペレットを所定の形状に成形して、図3に示すような成形体20を得る。
成形体20の形成は、例えば、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法(プレス成形法)、カレンダ成形法等の各種成形法により行うことができる。例えば、圧縮成形法の場合の成形圧力は、5〜100MPa程度であるのが好ましい。
<Production of degreased body and sintered body>
[A] Molded body forming step Next, the kneaded product obtained above or pellets granulated from the kneaded product is molded into a predetermined shape to obtain a molded body 20 as shown in FIG.
The molded body 20 can be formed by various molding methods such as an injection molding method, an extrusion molding method, a compression molding method (press molding method), and a calendar molding method. For example, the molding pressure in the compression molding method is preferably about 5 to 100 MPa.

このような各種成形法の中でも、成形体20は、射出成形法または押出成形法により形成されるのが好ましい。
射出成形法は、混練物またはペレットを用いて、射出成形機により射出成形し、所望の形状、寸法の成形体20を形成する。この場合、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の成形体20をも容易に形成することができる。
Among such various molding methods, the molded body 20 is preferably formed by an injection molding method or an extrusion molding method.
In the injection molding method, a kneaded product or pellets are used for injection molding by an injection molding machine to form a molded body 20 having a desired shape and size. In this case, it is possible to easily form a molded body 20 having a complicated and fine shape by selecting a molding die.

射出成形の成形条件としては、用いる粉末1の組成や粒径、結合材2の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、材料温度は、好ましくは80〜200℃程度、射出圧力は、好ましくは2〜15MPa(20〜150kgf/cm)程度とされる。
また、押出成形法は、混練物またはペレットを用いて、押出成形機により押出成形し、所望の長さに切断して、成形体20を形成する。この場合、成形金型の選択により、所望の押出面形状を有する柱状または板状の成形体20を、特に容易かつ安価に形成することができる。
The molding conditions of the injection molding vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the powder 1 to be used, the composition of the binder 2 and the blending amount thereof. For example, the material temperature is preferably 80 to About 200 ° C. and the injection pressure are preferably about 2 to 15 MPa (20 to 150 kgf / cm 2 ).
In the extrusion molding method, a kneaded product or pellets are used for extrusion molding by an extruder and cut into a desired length to form the molded body 20. In this case, the columnar or plate-like molded body 20 having a desired extruded surface shape can be formed particularly easily and inexpensively by selecting a molding die.

押出成形の成形条件としては、用いる粉末1の組成や粒径、結合材2の組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げると、材料温度は、好ましくは
80〜200℃程度、押出圧力は、好ましくは1〜10MPa(10〜100kgf/cm)程度とされる。
なお、形成される成形体20の形状寸法は、以後の各脱脂工程および焼結工程における成形体20の収縮分等を見込んで決定される。
The molding conditions for extrusion molding vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the powder 1 to be used, the composition of the binder 2 and the blending amount thereof. For example, the material temperature is preferably 80 to About 200 ° C., and the extrusion pressure is preferably about 1 to 10 MPa (10 to 100 kgf / cm 2 ).
In addition, the shape dimension of the molded body 20 to be formed is determined in consideration of the shrinkage of the molded body 20 in each subsequent degreasing process and sintering process.

[B] 第1の脱脂工程
前記成形体形成工程で得られた成形体20を、オゾンを含有する雰囲気に曝すことにより、前記成形体20中から樹脂3を分解・除去し、図4に示すような成形体30を得る。
樹脂3は、オゾンに接触することにより、その分解物がガスとなり、容易かつ速やかに成形体20中から除去(脱脂)される。これにより、保形性を維持しつつ、脱脂工程トータルに要する時間を短縮することができる。また、オゾンは腐食性を有しないため、第1の脱脂工程を行う設備の腐食等を生じるおそれがなく、設備の維持・管理が容易であるという利点も有する。
[B] First degreasing step The molded body 20 obtained in the molded body forming step is exposed to an atmosphere containing ozone, whereby the resin 3 is decomposed and removed from the molded body 20, and is shown in FIG. Such a molded body 30 is obtained.
When the resin 3 comes into contact with ozone, the decomposition product becomes a gas and is easily and quickly removed (degreased) from the molded body 20. Thereby, the time required for the total degreasing process can be shortened while maintaining the shape retention. In addition, since ozone does not have corrosive properties, there is no risk of causing corrosion or the like of the equipment that performs the first degreasing process, and there is an advantage that the maintenance and management of the equipment is easy.

また、このとき、樹脂3の分解物が成形体20の内部から外部へ放出されるが、これに伴い、成形体30中に前記分解物が通過した跡に極めて小さな流路31が形成される。この流路31は、後述する第2の脱脂工程において、第2の樹脂4および添加剤で構成される結合材2の分解物が、放出される際の流路となり得るものである。したがって、これにより第2の樹脂4および添加剤は、より効率よく分解・除去することができる。   At this time, the decomposition product of the resin 3 is released from the inside of the molded body 20 to the outside. Accordingly, an extremely small flow path 31 is formed in the trace of the decomposition product in the molded body 30. . This flow path 31 can be a flow path when the decomposition product of the binding material 2 composed of the second resin 4 and the additive is released in the second degreasing step described later. Accordingly, the second resin 4 and the additive can thereby be decomposed and removed more efficiently.

なお、この流路31は、後述する焼結工程において消滅するかあるいは微小ポアとして残るだけであるため、得られる焼結体の美的外観が低下したり、機械的強度が低下する等の問題が生じるおそれは極めて少ない。
第1の脱脂工程を行う雰囲気には、オゾンを含有していればよく、オゾン以外の組成として、例えば、大気、酸素のような酸化性ガス、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガス、またはこれらの1種または2種以上を含有する混合ガス等を含有していてもよい。このうち、前記雰囲気は、オゾン以外に不活性ガスを含有するのが好ましく、窒素を主成分とする不活性ガスを含有するのがより好ましい。不活性ガスは、粉末1の構成材料との反応性が乏しいため、粉末1がその不本意な化学反応等により変質・劣化するのを防止する。
In addition, since this flow path 31 disappears in a sintering process to be described later or only remains as a fine pore, there is a problem that the aesthetic appearance of the obtained sintered body is lowered or the mechanical strength is lowered. Very unlikely to occur.
The atmosphere for performing the first degreasing step only needs to contain ozone. As a composition other than ozone, for example, air, an oxidizing gas such as oxygen, an inert gas such as nitrogen, helium, and argon, Or you may contain the mixed gas containing these 1 type, or 2 or more types. Among these, the atmosphere preferably contains an inert gas other than ozone, and more preferably contains an inert gas containing nitrogen as a main component. Since the inert gas has poor reactivity with the constituent material of the powder 1, it prevents the powder 1 from being altered or deteriorated due to an unintended chemical reaction or the like.

雰囲気中のオゾン濃度は、50〜10000ppm程度であるのが好ましく、80〜8000ppm程度であるのがより好ましく、100〜5000ppm程度であるのがさらに好ましい。オゾン濃度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂3の分解・除去を行うことができる。なお、オゾン濃度が前記上限値を超えても、オゾンによる樹脂3の分解の効率のそれ以上の増大は期待できない。   The ozone concentration in the atmosphere is preferably about 50 to 10000 ppm, more preferably about 80 to 8000 ppm, and further preferably about 100 to 5000 ppm. When the ozone concentration is a value within the above range, the resin 3 can be decomposed and removed efficiently and reliably. Even if the ozone concentration exceeds the upper limit, further increase in the efficiency of decomposition of the resin 3 by ozone cannot be expected.

また、このようなオゾンを含有する雰囲気は、成形体20の周囲に新たなガスを供給し、樹脂3の分解物を排出しつつ脱脂を行うのが好ましい。これにより、成形体20の周囲において、脱脂の進行に伴って成形体20から放出される分解ガスの濃度が上昇し、オゾンによる樹脂3の分解の効率が低下するのを防止することができる。
このとき、供給するガスの流量は、脱脂を行う設備の容積に応じて適宜設定され、特に限定されないが、1〜30m/h程度であるのが好ましく、3〜20m/h程度であるのがより好ましい。
Moreover, it is preferable to degrease such an atmosphere containing ozone while supplying a new gas around the molded body 20 and discharging a decomposition product of the resin 3. Thereby, the density | concentration of the decomposition gas discharge | released from the molded object 20 with the progress of degreasing | defatting around the molded object 20 can prevent that the efficiency of decomposition | disassembly of the resin 3 by ozone falls.
At this time, the flow rate of the gas supplied is suitably set depending on the volume of the equipment performing the degreasing is not particularly limited, and is preferably about 1-30 m 3 / h, is about 3 to 20 m 3 / h Is more preferable.

また、このような雰囲気の温度は、オゾン含有雰囲気中において、50〜190℃程度であるのが好ましく、70〜170℃程度であるのがより好ましい。雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に樹脂3の分解・除去を行うことができる。また、これにより、樹脂3が軟化するのを避けられるため、成形体30の保形性が低下するのを防止することができる。その結果、脱脂体および焼結体の寸法精度が低下するのをより確実に防止することができる。   Moreover, it is preferable that the temperature of such an atmosphere is about 50-190 degreeC in an ozone containing atmosphere, and it is more preferable that it is about 70-170 degreeC. When the temperature of the atmosphere is a value within the above range, the resin 3 can be decomposed and removed efficiently and reliably. Moreover, since it can avoid that the resin 3 softens by this, it can prevent that the shape retention property of the molded object 30 falls. As a result, it can prevent more reliably that the dimensional accuracy of a degreased body and a sintered compact falls.

また、第1の脱脂の時間は、樹脂3の含有率や雰囲気の温度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、1〜30時間程度であるのが好ましく、3〜20時間程度であるのがより好ましい。これにより、効率よく確実に樹脂3の分解・除去を行うことができる。
なお、必要に応じて、第1の脱脂工程の後に、加工工程を行ってもよい。
前述したように、第1の脱脂工程で樹脂3のみを分解・除去して得られる中間脱脂体には、各種機械加工を容易に施すことができる。この中間脱脂体に対する加工工程は、WやMoのような高硬度金属材料、セラミックスのような脆性材料等の、焼結体での加工が困難な材料で構成されたものに対して好適に適用される。
The first degreasing time is appropriately set according to the content of the resin 3, the temperature of the atmosphere, and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 hours, preferably about 3 to 20 hours. Is more preferable. Thereby, the resin 3 can be decomposed and removed efficiently and reliably.
In addition, you may perform a process process after a 1st degreasing process as needed.
As described above, various machining processes can be easily performed on the intermediate degreased body obtained by decomposing and removing only the resin 3 in the first degreasing step. The processing step for this intermediate degreased body is suitably applied to materials composed of materials that are difficult to work with sintered bodies, such as high-hardness metal materials such as W and Mo, brittle materials such as ceramics, etc. Is done.

[C] 第2の脱脂工程
前記第1の脱脂工程で樹脂3を脱脂した成形体30を、加熱することにより、成形体30中から第2の樹脂4および添加剤(例えば、分散剤5)で構成される結合材2’を分解・除去し、図5に示すような脱脂体40を得る。
加熱により分解された結合材2’は、第1の脱脂工程において形成された小さな流路31を介して、成形体30の外部に放出され、容易かつ速やかに脱脂が行われる。これにより、成形体30の内部に多量の結合材2’が残留するのを防止することができるため、得られる脱脂体40の変形や割れ等の発生を確実に防止しつつ、脱脂工程トータルに要する時間を短縮することができる。その結果、寸法精度、機械的強度等に優れる脱脂体40および焼結体を得ることができる。
[C] Second degreasing step The molded body 30 degreased in the first degreasing step is heated to heat the second resin 4 and the additive (for example, the dispersant 5) out of the molded body 30. 5 is obtained by decomposing and removing the binding material 2 ′.
The binding material 2 ′ decomposed by heating is discharged to the outside of the molded body 30 through the small flow path 31 formed in the first degreasing step, and is easily and quickly degreased. Thereby, since it is possible to prevent a large amount of the binding material 2 ′ from remaining in the molded body 30, it is possible to prevent the resulting degreased body 40 from being deformed, cracked, etc., and to ensure the total degreasing process. The time required can be shortened. As a result, a degreased body 40 and a sintered body that are excellent in dimensional accuracy, mechanical strength, and the like can be obtained.

第2の脱脂工程を行う雰囲気には、特に限定されないが、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭素のような還元性雰囲気、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性雰囲気、減圧雰囲気(真空)等が挙げられる。
また、雰囲気の温度は、190〜600℃程度であるのが好ましく、250〜550℃程度であるのがより好ましい。雰囲気の温度が前記範囲内の値であることにより、効率よく確実に結合材2’の分解・除去を行うことができる。これに対し、雰囲気の温度が前記下限値未満であると、結合材2’の分解・除去の効率が低下するおそれがある。また、雰囲気の温度が前記上限値を超えても、結合材2’の分解の速度はほとんど向上しないため、効率的でない。
The atmosphere for performing the second degreasing step is not particularly limited, but is an atmosphere, an oxidizing atmosphere such as oxygen, a reducing atmosphere such as hydrogen or carbon monoxide, an inert atmosphere such as nitrogen, helium, or argon, A reduced pressure atmosphere (vacuum) and the like can be mentioned.
Moreover, it is preferable that the temperature of atmosphere is about 190-600 degreeC, and it is more preferable that it is about 250-550 degreeC. When the temperature of the atmosphere is a value within the above range, the binder 2 ′ can be decomposed and removed efficiently and reliably. On the other hand, when the temperature of the atmosphere is less than the lower limit, the efficiency of decomposition / removal of the binder 2 ′ may be reduced. Further, even if the temperature of the atmosphere exceeds the upper limit, the decomposition rate of the binding material 2 ′ is hardly improved, so that it is not efficient.

また、第2の脱脂の時間は、結合材2’の組成や含有率、雰囲気の温度等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.5〜10時間程度であるのが好ましく、1〜5時間程度であるのがより好ましい。これにより、効率よく確実に結合材2’の分解・除去(脱脂)を行うことができる。
なお、前記第1の脱脂工程と前記第2の脱脂工程は、それぞれ単独で行ってもよいが、連続に行われるのが好ましい。これにより、成形体30の昇温および降温に伴って成形体30内部に生じる残留応力をより低減することができる。
また、第2の脱脂工程は、必要に応じて行えばよく、例えば、組成物10中に第2の樹脂4および添加物を含有しない場合は、省略することもできる。この場合、第1の脱脂工程のみを経て、脱脂体40を得ることができる。
The second degreasing time is appropriately set according to the composition and content of the binder 2 ′, the temperature of the atmosphere, etc., and is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 hours. More preferably, it is about ˜5 hours. Thereby, decomposition | disassembly and removal (defatting) of binding material 2 'can be performed efficiently and reliably.
The first degreasing step and the second degreasing step may be performed independently, but are preferably performed continuously. Thereby, the residual stress which arises in the inside of the molded object 30 with the temperature rise and temperature fall of the molded object 30 can be reduced more.
Moreover, what is necessary is just to perform a 2nd degreasing process as needed, for example, when the 2nd resin 4 and an additive are not contained in the composition 10, it can also be abbreviate | omitted. In this case, the degreased body 40 can be obtained only through the first degreasing step.

[D] 焼結工程
前記第2の脱脂工程で得られた脱脂体40を焼結する。これにより、脱脂体40中の粉末1は、接しているもの同士の界面において、相互に拡散が生じ、粒成長して、結晶粒となる。その結果、全体として緻密な、すなわち高密度、低空孔率である図6に示すような焼結体50が得られる。
[D] Sintering Step The degreased body 40 obtained in the second degreasing step is sintered. Thereby, the powder 1 in the degreased body 40 is diffused mutually at the interface between those in contact with each other, grows into grains, and becomes crystal grains. As a result, a sintered body 50 as shown in FIG. 6 which is dense as a whole, that is, high density and low porosity is obtained.

焼結工程における焼結温度は、粉末1の組成等により若干異なるが、例えば、1000〜1800℃程度であるのが好ましく、1100〜1700℃程度であるのがより好ましい。焼結温度が前記範囲内の値であることにより、粉末1の拡散、粒成長が最適化され、優れた特性(機械的強度、寸法精度、外観等)を有する焼結体50を得ることができる。
なお、焼結工程における焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動(上昇または下降)してもよい。
Although the sintering temperature in the sintering step is slightly different depending on the composition of the powder 1, for example, it is preferably about 1000 to 1800 ° C, more preferably about 1100 to 1700 ° C. When the sintering temperature is a value within the above range, diffusion of the powder 1 and grain growth are optimized, and a sintered body 50 having excellent characteristics (mechanical strength, dimensional accuracy, appearance, etc.) can be obtained. it can.
Note that the sintering temperature in the sintering step may vary (increase or decrease) over time within or outside the above-described range.

焼結時間は、0.5〜7時間程度であるのが好ましく、1〜4時間程度であるのがより好ましい。
また、焼結工程を行う雰囲気は、粉末1を構成する無機材料の組成に応じても適宜選択され、特に限定されないが、大気、酸素のような酸化性雰囲気、水素、一酸化炭素のような還元性雰囲気、窒素、ヘリウム、アルゴンのような不活性雰囲気、これら各雰囲気を減圧した減圧雰囲気、または加圧した加圧雰囲気等が挙げられる。
The sintering time is preferably about 0.5 to 7 hours, and more preferably about 1 to 4 hours.
The atmosphere in which the sintering step is performed is appropriately selected depending on the composition of the inorganic material constituting the powder 1 and is not particularly limited. However, the atmosphere is an oxidizing atmosphere such as oxygen or oxygen, such as hydrogen or carbon monoxide. Examples thereof include a reducing atmosphere, an inert atmosphere such as nitrogen, helium, and argon, a reduced-pressure atmosphere obtained by reducing each of these atmospheres, and a pressurized atmosphere obtained by applying pressure.

具体例としては、粉末1を構成する無機材料が金属材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、減圧不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、金属材料の酸化に伴う焼結体50の特性の劣化をより確実に防止することができる。
この場合、減圧不活性雰囲気の圧力としては、特に限定されないが、3kPa(22.5Torr)以下であるのが好ましく、2kPa(15Torr)以下であるのがより好ましい。
As a specific example, when the inorganic material which comprises the powder 1 is a metal material, it is preferable that the atmosphere which performs a sintering process is a pressure-reduced inert atmosphere. Thereby, deterioration of the characteristic of the sintered compact 50 accompanying the oxidation of a metal material can be prevented more reliably.
In this case, the pressure of the vacuum inert atmosphere is not particularly limited, but is preferably 3 kPa (22.5 Torr) or less, more preferably 2 kPa (15 Torr) or less.

無機材料が酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、酸化性雰囲気であるのが好ましい。これにより、酸化物系セラミックス材料の特性が変化することなく、焼結体50を得ることができる。
また、無機材料が非酸化物系セラミックス材料である場合、焼結工程を行う雰囲気は、不活性雰囲気であるのが好ましい。これにより、非酸化物系セラミックス材料の酸化に伴う焼結体50の特性の劣化を容易かつ確実に防止することができる。さらに、加圧された不活性雰囲気で焼結を行うことにより、より短時間で前記効果を得ることができる。
When the inorganic material is an oxide ceramic material, the atmosphere in which the sintering process is performed is preferably an oxidizing atmosphere. Thereby, the sintered compact 50 can be obtained, without the characteristic of an oxide type ceramic material changing.
When the inorganic material is a non-oxide ceramic material, the atmosphere in which the sintering process is performed is preferably an inert atmosphere. Thereby, the characteristic deterioration of the sintered compact 50 accompanying the oxidation of a non-oxide type ceramic material can be prevented easily and reliably. Furthermore, the effect can be obtained in a shorter time by sintering in a pressurized inert atmosphere.

この場合、加圧不活性雰囲気の圧力としては、特に限定されないが、110〜1500kPa程度であるのが好ましく、200〜1000kPa程度であるのがより好ましい。
なお、焼結工程を行う雰囲気は、工程の途中で変化してもよい。例えば、最初に3kPa程度の減圧雰囲気とし、途中で前記のような不活性雰囲気に切り替えることができる。
また、焼結工程は、2段階またはそれ以上に分けて行ってもよい。これにより、粉末1の焼結の効率が向上し、より短い焼結時間で焼結を行うことができる。
In this case, the pressure of the pressurized inert atmosphere is not particularly limited, but is preferably about 110 to 1500 kPa, and more preferably about 200 to 1000 kPa.
Note that the atmosphere in which the sintering process is performed may change during the process. For example, a reduced-pressure atmosphere of about 3 kPa can be set first, and the inert atmosphere as described above can be switched on the way.
The sintering process may be performed in two stages or more. Thereby, the efficiency of sintering of the powder 1 is improved, and sintering can be performed in a shorter sintering time.

また、焼結工程は、前述の第2の脱脂工程と連続して行うのが好ましい。これにより、第2の脱脂工程は、焼結前工程を兼ねることができ、脱脂体40に予熱を与えて、粉末1をより確実に焼結させることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本実施形態では、結合材2が第2の樹脂4および分散剤5を含有しているが、これらは必要に応じて添加すればよく、省略することもできる。
Moreover, it is preferable to perform a sintering process continuously with the above-mentioned 2nd degreasing process. Thereby, the 2nd degreasing process can serve as a pre-sintering process, can preheat the degreased body 40, and can sinter powder 1 more certainly.
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this.
For example, in this embodiment, the binding material 2 contains the second resin 4 and the dispersant 5, but these may be added as necessary and can be omitted.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.成形体の作製
以下では、各実施例の成形体をそれぞれ所定数量ずつ作製した。
(サンプルNo.1)
水アトマイズ法により製造されたSUS316L粉末と、ブタンジオールポリカーボネート(重量平均分子量:5万)とを混合し、以下に示す混練条件で、加圧ニーダー(混練機)で混練した。
なお、SUS316L粉末の平均粒径は10μmであった。
また、粉末と結合材との混合比は、重量比で93:7とした。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of molded body In the following, a predetermined number of molded bodies of each example were produced.
(Sample No. 1)
SUS316L powder produced by the water atomization method and butanediol polycarbonate (weight average molecular weight: 50,000) were mixed and kneaded with a pressure kneader (kneader) under the following kneading conditions.
The average particle size of the SUS316L powder was 10 μm.
The mixing ratio of the powder and the binder was 93: 7 by weight.

<混練条件>
・混練温度:200℃
・混練時間:0.75時間
・雰囲気 :窒素ガス
次に、この混練物を粉砕して、平均粒径3mmのペレットとし、該ペレットを用い、以下に示す成形条件で、射出成形機にて射出成形を繰り返し行い、サンプルNo.1の成形体を作製した。
なお、成形体は、15×15×15mmの立方体形状に成形した。また、この成形体は、その対向する2面の中央部に内径5mmの貫通穴を有している。
<Kneading conditions>
-Kneading temperature: 200 ° C
・ Kneading time: 0.75 hours ・ Atmosphere: Nitrogen gas Next, this kneaded product is pulverized to form pellets having an average particle diameter of 3 mm, and the pellets are used for injection with an injection molding machine under the following molding conditions. Molding was repeated until sample no. 1 molded body was produced.
In addition, the molded object was shape | molded in the cube shape of 15x15x15 mm. Moreover, this molded object has a through-hole with an internal diameter of 5 mm in the center part of the two opposing surfaces.

<成形条件>
・材料温度:210℃
・射出圧力:10.8MPa(110kgf/cm
(サンプルNo.2〜11、20)
結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、表1に示すように変更した以外は、前記サンプルNo.1と同様にして、サンプルNo.2〜11、20の各成形体を作製した。
<Molding conditions>
-Material temperature: 210 ° C
・ Injection pressure: 10.8 MPa (110 kgf / cm 2 )
(Sample Nos. 2-11, 20)
Except for changing the composition and the mixing ratio of the binder, the mixing ratio of the powder and the binder, and the kneading conditions as shown in Table 1, the sample No. In the same manner as in sample 1, sample no. Each molded body of 2-11 and 20 was produced.

(サンプルNo.12〜15)
粉末を、ジルコニア粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、表1に示すように変更した以外は、前記サンプルNo.1と同様にして、サンプルNo.12〜15の成形体を作製した。
なお、ジルコニア粉末には、その平均粒径が0.6μmで、イットリアを5.3wt%含有するものを用いた。
(Sample Nos. 12-15)
The sample No. was changed except that the powder was changed to zirconia powder and the composition and mixing ratio of the binder, the mixing ratio of the powder and binder, and the kneading conditions were changed as shown in Table 1, respectively. In the same manner as in sample 1, sample no. 12-15 molded bodies were produced.
As the zirconia powder, one having an average particle diameter of 0.6 μm and containing 5.3 wt% yttria was used.

(サンプルNo.16〜19)
粉末を、窒化ケイ素粉末に変更し、結合材の組成および混合比、粉末と結合材との混合比、混練条件を、それぞれ、表1に示すように変更した以外は、前記サンプルNo.1と同様にして、サンプルNo.16〜19の成形体を作製した。
なお、窒化ケイ素粉末には、その平均粒径が0.6μmで、イットリアを4wt%、酸化セリウム4wt%を含有するものを用いた。
(Sample Nos. 16-19)
The sample No. was changed except that the powder was changed to silicon nitride powder and the composition and mixing ratio of the binder, the mixing ratio of the powder and the binder, and the kneading conditions were changed as shown in Table 1, respectively. In the same manner as in sample 1, sample no. 16-19 molded bodies were produced.
The silicon nitride powder used had an average particle size of 0.6 μm and contained 4 wt% yttria and 4 wt% cerium oxide.

2.脱脂体および焼結体の作製
(実施例1)
次に、サンプルNo.1の成形体に対し、脱脂炉にて、以下に示す脱脂条件で第1の脱脂を行い、脱脂体を得た。
<脱脂条件>
・脱脂温度 :150℃
・脱脂時間 :20時間
・雰囲気 :窒素ガス
・オゾン濃度:20ppm
次いで、得られた脱脂体に対し、焼成炉にて、以下に示す焼結条件で焼結を行い、焼結体を得た。
2. Preparation of degreased body and sintered body (Example 1)
Next, sample no. The 1st degreasing | defatting was performed with respect to the molded object of 1 by the degreasing | defatting conditions shown below in a degreasing furnace, and the degreased body was obtained.
<Degreasing conditions>
・ Degreasing temperature: 150 ° C
・ Degreasing time: 20 hours ・ Atmosphere: Nitrogen gas ・ Ozone concentration: 20 ppm
Next, the obtained degreased body was sintered in a firing furnace under the following sintering conditions to obtain a sintered body.

<焼結条件>
・焼結温度 :1360℃
・焼結時間 :3時間
・雰囲気の組成:アルゴン(減圧雰囲気)
・雰囲気の圧力:1.3kPa
(実施例2〜25、比較例1、2)
用いる成形体のサンプルNo.、脱脂条件を、それぞれ表2に示すように、また、焼結条件を、それぞれ表3に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして脱脂体を得て、さらに焼結体を得た。
<Sintering conditions>
・ Sintering temperature: 1360 ° C
・ Sintering time: 3 hours ・ Atmosphere composition: Argon (reduced pressure atmosphere)
・ Atmospheric pressure: 1.3 kPa
(Examples 2 to 25, Comparative Examples 1 and 2)
Sample No. of molded article to be used The degreasing conditions were obtained in the same manner as in Example 1 except that the degreasing conditions were as shown in Table 2 and the sintering conditions were as shown in Table 3, respectively. Obtained.

3.評価
3−1.混練物の流動性の評価
サンプルNo.1〜20の各混練物について、混練物の流動性を評価した。
混練物の流動性の評価は、各混練物について、それぞれ、成形条件の材料温度における混練物の粘度を測定する方法(JIS K 7199に規定)により行った。以下に粘度測定の条件を示す。
3. Evaluation 3-1. Evaluation of fluidity of kneaded material Sample No. About each kneaded material of 1-20, the fluidity | liquidity of the kneaded material was evaluated.
The fluidity of the kneaded material was evaluated by a method of measuring the viscosity of the kneaded material at the material temperature of the molding conditions (specified in JIS K 7199). The conditions for measuring viscosity are shown below.

<粘度測定条件>
・粘度計 :キャピログラフ(東洋精機製作所製、型番:D−1)
・測定温度 :210[℃]
・せん断速度:1000[/sec]
次に、測定された粘度を、以下の基準にしたがって評価した。
○:500Pa・s(5000ポイズ)未満
×:500Pa・s(5000ポイズ)以上
<Viscosity measurement conditions>
Viscometer: Capillograph (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, model number: D-1)
・ Measurement temperature: 210 [℃]
・ Shear rate: 1000 [/ sec]
Next, the measured viscosity was evaluated according to the following criteria.
○: Less than 500 Pa · s (5000 poise) ×: 500 Pa · s (5000 poise) or more

3−2.成形体の美的外観の評価
サンプルNo.1〜20の各成形体について、成形体の美的外観を評価した。
成形体の美的外観の評価は、各成形体を目視にて観察する方法により行った。なお、評価は、以下の基準にしたがって行った。
◎:全数成形欠陥なし
○:1%未満に欠陥がある
△:1%以上5%未満に欠陥がある
×:5%以上に欠陥がある
3−1、3−2の各評価結果を表1に示す。
3-2. Evaluation of aesthetic appearance of molded product Sample No. About each molded object of 1-20, the aesthetic appearance of the molded object was evaluated.
The evaluation of the aesthetic appearance of the molded body was performed by a method of visually observing each molded body. The evaluation was performed according to the following criteria.
◎: No number of molding defects ○: Defect in less than 1% △: Defect in 1% or more but less than 5% ×: Defect in 5% or more 3-1 and 3-2 are shown in Table 1 Shown in

Figure 2006282475
Figure 2006282475

表1から明らかなように、本発明に相当する成形体形成用組成物であるサンプルNo.1〜19の各混練物は、比較的短時間の混練にもかかわらず流動性が高かった。また、このような混練物が、射出成形金型に均一に充填されため、得られた各成形体は、いずれも欠陥率(不良率)が1%未満と低く、良好な美的外観であった。
中でも、ブタンジオールポリカーボネート(脂肪族炭酸エステル系樹脂)を含有する成形体は、特に短時間の混練であったにもかかわらず、とりわけ優れた美的外観を示した。
また、ブタンジオールポリカーボネートの含有率が高いほど、より短時間の混練であっても、混練物は十分な流動性を示し、成形体は優れた美的外観を示した。
これに対し、比較例に相当する成形体形成用組成物であるサンプルNo.20の混練物は、流動性が低く、得られた成形体の外観には、数%程度のものに欠陥が認められた。
As is apparent from Table 1, sample No. which is a composition for forming a molded product corresponding to the present invention. Each of the kneaded materials 1 to 19 had high fluidity despite kneading for a relatively short time. In addition, since such a kneaded product is uniformly filled in an injection mold, each of the obtained molded articles has a low defect rate (defective rate) of less than 1% and a good aesthetic appearance. .
Among them, the molded product containing butanediol polycarbonate (aliphatic carbonate resin) showed a particularly excellent aesthetic appearance even though it was kneaded for a short time.
In addition, the higher the content of butanediol polycarbonate, the more the kneaded product showed sufficient fluidity even when kneaded for a shorter time, and the molded product showed an excellent aesthetic appearance.
On the other hand, sample No. which is a composition for forming a molded body corresponding to the comparative example. No. 20 kneaded product had low fluidity, and defects of about several percent were observed in the appearance of the obtained molded body.

3−3.重量減少率の評価
実施例1〜13および比較例1について、第1の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。また、実施例14〜25および比較例2について、第1の脱脂および第2の脱脂における重量減少率をそれぞれ測定した。
重量減少率の測定は、成形体の重量を、各脱脂の前後で電子天秤を用いて測定し、減少した重量の割合を算出する方法で行った。
また、各実施例および各比較例について、第1の脱脂と第2の脱脂の各重量減少率のトータルを算出した。
この結果を表2に示す。
3-3. Evaluation of Weight Reduction Rate For Examples 1 to 13 and Comparative Example 1, the weight reduction rate in the first degreasing was measured. Moreover, about Examples 14-25 and the comparative example 2, the weight decreasing rate in 1st degreasing and 2nd degreasing was measured, respectively.
The weight reduction rate was measured by measuring the weight of the molded body using an electronic balance before and after each degreasing and calculating the ratio of the reduced weight.
Moreover, about each Example and each comparative example, the total of each weight decreasing rate of 1st degreasing and 2nd degreasing was computed.
The results are shown in Table 2.

Figure 2006282475
Figure 2006282475

表2から明らかなように、各実施例の第1の脱脂および第2の脱脂では、無機材料の組成による違いはあるが、重量減少率が大きくなり、脱脂工程トータルで97%以上の結合材が除去された。このことは、第1の脱脂の脱脂温度が150℃と比較的低温であったにもかかわらず、脱脂が確実に行われていることを示している。
また、各実施例の第1の脱脂工程および第2の脱脂工程では、結合材の組成によって若干異なるが、オゾン分解性を有する樹脂が比較的短い脱脂時間で分解・除去されたため、脱脂に要するトータルの時間も短縮することができた。
As is clear from Table 2, the first degreasing and the second degreasing in each example have a difference depending on the composition of the inorganic material, but the weight reduction rate increases, and the degreasing process totals 97% or more of the binder. Was removed. This shows that degreasing is reliably performed even though the degreasing temperature of the first degreasing is 150 ° C. and a relatively low temperature.
Further, in the first degreasing step and the second degreasing step of each example, the resin having ozone decomposability has been decomposed and removed in a relatively short degreasing time, which is necessary depending on the composition of the binder. Total time was also shortened.

特に、結合材中のオゾン分解性樹脂および第1の脱脂雰囲気中のオゾン濃度の比率がそれぞれ高いと、結合材全体としての分解効率が向上するため、処理時間の大幅な短縮が可能であった。
一方、各比較例では、長時間の加熱を行ったが、十分に脱脂することができず、脱脂工程トータルの結合材の除去率は、90%未満であった。これは、第1の脱脂工程が比較的低温で行われたため、オゾン分解性を有しない樹脂では、その分解が十分に進行しなかったためと推測される。
In particular, when the ratio of the ozone decomposable resin in the binder and the ozone concentration in the first degreasing atmosphere is high, the decomposition efficiency of the whole binder is improved, so that the processing time can be greatly shortened. .
On the other hand, in each comparative example, although heating was performed for a long time, it could not be sufficiently degreased, and the removal rate of the binder in the total degreasing process was less than 90%. This is presumed to be because the first degreasing step was performed at a relatively low temperature, and the decomposition did not proceed sufficiently in the case of a resin having no ozone decomposability.

3−4.焼結体の密度の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ密度を測定した。なお、密度の測定は、アルキメデス法(JIS Z 2505に規定)により、100個について行い、その平均値を測定値とした。
次いで、各測定値から焼結体の相対密度を算出した。相対密度の算出に際しては、各無機材料の組成ごとに相対基準(理論密度)を設け、SUS316Lは7.98g/cm、ジルコニアは6.07g/cm、窒化ケイ素は3.30g/cmとした。
3-4. Evaluation of Density of Sintered Body The density of each sintered body obtained in each example and each comparative example was measured. In addition, the measurement of the density was performed about 100 pieces by the Archimedes method (specified in JIS Z 2505), and the average value was used as the measurement value.
Next, the relative density of the sintered body was calculated from each measured value. In calculating the relative density, a relative standard (theoretical density) is set for each composition of each inorganic material, SUS316L is 7.98 g / cm 3 , zirconia is 6.07 g / cm 3 , and silicon nitride is 3.30 g / cm 3. It was.

3−5.焼結体の寸法の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ幅方向の寸法を測定し、その寸法のバラツキを算出した。寸法の測定は、マイクロメータを用いて100個について行い、そのバラツキを算出した。
次いで、各焼結体について、それぞれ中心穴の真円度を測定した。真円度の測定は、三次元測定器(ミツトヨ社製、型番:FT805)を用いて行い、平均値を真円度とした。
なお、比較例1の焼結体は、ほぼ全数に割れが発生していたため、密度・寸法の測定が行えなかった。
3-5. Evaluation of Dimensions of Sintered Body For the sintered bodies obtained in the respective Examples and Comparative Examples, the dimensions in the width direction were measured, and the variation in the dimensions was calculated. The dimensions were measured for 100 pieces using a micrometer, and the variation was calculated.
Next, the roundness of the center hole was measured for each sintered body. The roundness was measured using a three-dimensional measuring device (manufactured by Mitutoyo Corporation, model number: FT805), and the average value was defined as roundness.
In addition, since the sintered body of Comparative Example 1 had almost all cracks, the density and dimensions could not be measured.

3−6.焼結体の美的外観の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ美的外観を評価した。評価は、以下の基準にしたがって行った。
◎:キズ、割れ(マイクロクラック含む)のあるものが全くない
○:キズ、割れ(マイクロクラック含む)のあるものが若干ある
△:キズ、割れ(マイクロクラック含む)のあるものが多数ある
×:ほぼ全数に割れがある
3−4、3−5、3−6の各評価結果を表3に示す。
3-6. Evaluation of Aesthetic Appearance of Sintered Body The aesthetic appearance of each sintered body obtained in each Example and each Comparative Example was evaluated. Evaluation was performed according to the following criteria.
A: There are no scratches or cracks (including microcracks). O: There are some scratches or cracks (including microcracks). Δ: Many scratches or cracks (including microcracks). Table 3 shows the evaluation results of 3-4, 3-5, and 3-6.

Figure 2006282475
Figure 2006282475

表3から明らかなように、各実施例で得られた焼結体は、その相対密度がいずれも90%以上であり、焼結が確実に行われて低空孔率の緻密体となっていた。また、各実施例で得られた焼結体は、いずれも第1の脱脂工程を比較的低温で行い、結合材の軟化による脱脂体の保形性低下を防止したため、その寸法精度は比較的良好であった。
さらに、各実施例で得られた焼結体は、いずれも、キズ、割れ等の欠陥が全く認められず、美的外観に優れていた。
これに対して、各比較例で得られた焼結体は、その相対密度が90%未満と低く、また、その寸法精度も低いものであった。
また、比較例1で得られた焼結体には、ほぼ全数に割れが確認された。これは、脱脂工程で除去しきれなかった結合材が、焼結において急速に分解した際に生じたものと推測される。
As is clear from Table 3, the sintered bodies obtained in each example had a relative density of 90% or more, and were sintered reliably and became a dense body with low porosity. . Moreover, since the sintered body obtained in each Example performed the first degreasing process at a relatively low temperature and prevented the shape retention of the degreased body from being deteriorated due to the softening of the binder, the dimensional accuracy was relatively high. It was good.
Furthermore, all of the sintered bodies obtained in each Example were excellent in aesthetic appearance without any defects such as scratches and cracks.
On the other hand, the sintered body obtained in each comparative example had a low relative density of less than 90% and a low dimensional accuracy.
In addition, almost all the cracks were confirmed in the sintered body obtained in Comparative Example 1. This is presumed to have occurred when the binder that could not be removed in the degreasing process rapidly decomposed during sintering.

本実施形態で用いる成形体形成用組成物を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the composition for molded object formation used by this embodiment. 図1に示す成形体形成用組成物を用いて脱脂体および焼結体を製造する方法の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows embodiment of the method of manufacturing a degreased body and a sintered compact using the composition for molded object formation shown in FIG. 本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the molded object obtained using the composition for molded object formation of this embodiment. 本実施形態の成形体形成用組成物を用いて得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the molded object obtained using the composition for molded object formation of this embodiment. 本実施形態の脱脂体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the degreased body of this embodiment. 本実施形態の焼結体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the sintered compact of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1……粉末 2、2’……結合材 3……樹脂 4……第2の樹脂 5……分散剤 10……組成物 20、30……成形体 31……流路 40……脱脂体 50……焼結体 A、B、C、D……工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Powder 2, 2 '... Binder 3 ... Resin 4 ... 2nd resin 5 ... Dispersant 10 ... Composition 20, 30 ... Molded body 31 ... Flow path 40 ... Degreased body 50 …… Sintered body A, B, C, D …… Process

Claims (18)

主として無機材料で構成された粉末と、オゾンにより分解可能な樹脂を含有する結合材とを含む成形体形成用組成物であって、
当該成形体形成用組成物を成形してなる成形体にオゾン含有雰囲気中で脱脂処理を施すことにより、前記樹脂の少なくとも一部を分解・除去して脱脂体を得るのに用いられることを特徴とする成形体形成用組成物。
A composition for forming a molded body comprising a powder mainly composed of an inorganic material and a binder containing a resin decomposable by ozone,
It is used to obtain a degreased body by decomposing and removing at least a part of the resin by subjecting a molded body formed by molding the molded body forming composition to a degreasing treatment in an ozone-containing atmosphere. A composition for forming a molded body.
当該成形体形成用組成物中における前記結合材の含有率は、2〜40wt%である請求項1に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 1, wherein the content of the binder in the composition for forming a molded body is 2 to 40 wt%. 前記樹脂は、オゾン含有雰囲気中において、50〜190℃の温度で分解するものである請求項1または2に記載の成形体形成用組成物。   The said resin decomposes | disassembles at the temperature of 50-190 degreeC in ozone containing atmosphere, The composition for molded object formation of Claim 1 or 2. 前記樹脂は、脂肪族炭酸エステル系樹脂を主成分とするものである請求項1ないし3のいずれかに記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin contains an aliphatic carbonate ester resin as a main component. 前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その繰り返し単位中における炭酸エステル基を除く部分の炭素の数が2〜11のものである請求項4に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 4, wherein the aliphatic carbonate-based resin has 2 to 11 carbon atoms in the repeating unit excluding the carbonate group. 前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、不飽和結合を有さないものである請求項4または5に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 4 or 5, wherein the aliphatic carbonate-based resin does not have an unsaturated bond. 前記脂肪族炭酸エステル系樹脂は、その重量平均分子量が1〜30万のものである請求項4ないし6のいずれかに記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to any one of claims 4 to 6, wherein the aliphatic carbonate ester resin has a weight average molecular weight of 1 to 300,000. 前記結合材中の前記樹脂の含有率は、20wt%以上である請求項1ないし7のいずれかに記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to any one of claims 1 to 7, wherein a content of the resin in the binder is 20 wt% or more. 前記結合材は、前記樹脂に遅れて分解する第2の樹脂を含むものである請求項1ないし8のいずれかに記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to any one of claims 1 to 8, wherein the binder contains a second resin that decomposes with a delay after the resin. 前記第2の樹脂は、190〜600℃の温度で分解するものである請求項9に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 9, wherein the second resin is decomposed at a temperature of 190 to 600C. 前記第2の樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂およびアクリル系樹脂のうちの少なくとも1種を主成分とするものである請求項9または10に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 9 or 10, wherein the second resin is mainly composed of at least one of a polyolefin resin, a polystyrene resin, a polyvinyl resin, and an acrylic resin. . 前記結合材は、添加剤を含むものである請求項1ないし11のいずれかに記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 1, wherein the binder contains an additive. 前記添加剤は、前記粉末の分散性を向上させるための分散剤である請求項12に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 12, wherein the additive is a dispersant for improving dispersibility of the powder. 前記分散剤は、高級脂肪酸を主成分とするものである請求項13に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 13, wherein the dispersant is mainly composed of a higher fatty acid. 前記高級脂肪酸は、その炭素数が16〜30のものである請求項14に記載の成形体形成用組成物。   The composition for forming a molded body according to claim 14, wherein the higher fatty acid has 16 to 30 carbon atoms. 請求項1ないし15のいずれかに記載の成形体形成用組成物を成形して成形体を得た後、該成形体に脱脂処理を施してなることを特徴とする脱脂体。   A degreased body obtained by molding the composition for forming a molded body according to claim 1 to obtain a molded body, and then subjecting the molded body to a degreasing treatment. 前記成形は、射出成形法または押出成形法により行われる請求項16に記載の脱脂体。   The degreased body according to claim 16, wherein the molding is performed by an injection molding method or an extrusion molding method. 請求項16または17に記載の脱脂体を焼結してなることを特徴とする焼結体。
A sintered body obtained by sintering the degreased body according to claim 16 or 17.
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