JP2006516678A5

JP2006516678A5 -

Info

Publication number: JP2006516678A5
Application number: JP2006501335A
Authority: JP
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2010-04-30

Description

本発明は、セラミックス及び／又は金属粉末を結合剤成分と混合し、有機及び／又は無機の発泡剤を混和して熱可塑的に流動可能な成形配合物を調製し、この成形配合物を融解状態に移行させ、これを成形装置に入れ、この成形配合物を発泡剤により発泡させ、発泡した成形配合物を固化し、発泡剤及び有機成分を除去し、このように処理した成形体を焼結する工程からなる、気泡質の多孔質焼結成形体を製造する方法に関する。

従って、本発明は、高多孔性の気泡質の孔構造を持つ焼結成形体の製造に使用される。即ち、この成形体は、それにより形成されている気孔が容積の割に比較的薄い気泡壁を持つ。完成した焼結成形体は、添加物を含まないか成形配合物に当初混和された添加物のごく僅かな残分しか含まない母材材料の金属及び／又はセラミックスでできた、高強度の焼結骨格を持つ。この焼結成形体は高い機械的強度を持つ。焼結した気泡壁は、概ね微孔質ではないが、所望により、微孔質にすることができる。その気泡質の気孔は、必要に応じて、概ね均質かつ一様な、有利には０．１〜１０ｍｍの平均孔径を完成焼結体中に持ち、これは、焼結技術から公知のような、少なくとも１桁小さい孔径とは異なるものである。この焼結体中の気孔容積率は特に６０〜８５％である。焼結体中のこのような高い孔容積比は、幾何学的に一様な、例えばハニカム状の、気孔の配列によってのみ達成できる。

大きな孔を有する気泡構造を形成すべく、ポリスチレン発泡剤として、特に市販の発泡性ポリスチレン、即ち発泡剤として易揮発性の炭化水素であるペンタン又はヘキサンを１〜８重量％の割合で含有し、好ましくは粒径０．１〜５ｍｍの未発泡のポリスチレン球、を使用する。

多数の熱可塑性の結合剤材料と、個別の結合剤成分の併用がＭＩＭテクノロジーから公知である。専門家に周知の成分を選択することで、各要求に適合可能な、幅広くかつ多様な結合剤が得られる。但し、本発明を所期の如く実施するには、８０〜１３０℃の所定の発泡温度で、発泡剤から気体を遊離するために必要な、成形配合物全体の適度に低い融解粘度を、保証することが極めて重要である。その場合、ＭＩＭテクノロジーで使用されている専門用語では、特に有機の結合剤成分と母材粉末との混合物からなる成形配合物について、それが低粘度の粥状態にあるときに、これを融解状態と云う。

安定な焼結骨格と、高い気孔容積率とを持つ機械的に堅牢な焼結成形体は、本発明によれば、ＥＰＳを発泡剤として用いることで達成される。即ちＥＰＳは、公知の従来技術に相応する発泡剤とは異なり、成形配合物中に気泡及び気孔形成を目的として気体を遊離させるばかりでなく、むしろ発泡した、機械的負荷に耐える、それ自体閉じたポリスチレン発泡剤球を形成するからである。従来法の場合に懸念される発泡した融解物の圧潰は、こうして一定の比較的小さな孔寸法により回避できる。本方法の場合、個々の小さな気泡の大きな気泡又は気孔への一体化や、それらの境界の表面張力を越える場合の発泡した成形配合物の熱可塑度が不十分なことによる、小さな気泡と大きな気泡の一体化は起こらない。

専門家に周知のこの結合剤成分の化学的／物理的特性を、本発明による発泡剤に用いることで、本発明方法の更なる利点として、これ迄達成されていない気孔の機械的安定性を発泡した成形配合物中に達成できる。通常、発泡に続く工程内で、結合剤成分も、発泡したポリスチレン球も、アセトン又はエチルアセテートのような有機性溶剤中で行われる溶解プロセスで、成形配合物から除去される。その時点で、機械的形状安定性が失われる。本発明の方法では、通常抽出に使用される上述の溶剤に不溶の、優れた結合剤成分として、例えばポリアミドのような高重合体のプラスチックを所期の比率で使用する。

Claims

セラミックス粉末及び／又は金属粉末を結合剤成分と混合し、有機及び／又は無機の発泡剤を加えることにより熱可塑的に流動可能な成形配合物を調製し、この成形配合物を融解状態に移行させ、造形装置に入れ、これを発泡剤により発泡させ、発泡した成形配合物を固化し、発泡剤及び有機成分を除去し、このように処理した成形体を焼結する製造工程により気泡質の焼結成形体を製造する方法において、発泡剤として発泡性ポリスチレン粒子を使用し、発泡工程を、成形配合物の膨張スペースを残す型内で、８０〜１３０℃の温度で行ない、それぞれ成形配合物中の閉鎖スペースを塞ぐ、幅の狭い粒径分布の個々のポリスチレンの泡粒子を形成することを特徴とする気泡質の焼結成形体の製造方法。
発泡性ポリスチレン粒子から空間的に分離して、付加的に他の熱的に不安定な気体遊離性物質を成形配合物に少量混和して成形体中に気孔を形成することを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
ポリスチレン粒子に加えて、それから空間的に分離して、化学的に可溶であるか又は熱分解により揮発する空間占有粒子を成形配合物に添加して、成形配合物中に気孔を形成することを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
平均直径０．１〜１０ｍｍと、焼結成形体の状態で６０〜８５％の気孔容積率とを有する、気泡形成性の気孔を形成することを特徴とする請求項１から８の１つに記載の方法。
造形プロセス及び発泡プロセスを押出工程後に行うことを特徴とする請求項１から１１の１つに記載の方法。
ポリアミドが主たる重量割合を占める種々の結合剤成分の混合物を使用することを特徴とする請求項１から１４の１つに記載の方法。