JP2017535643A - ポリマーフレーク及び粉体の密度を高めるためのプロセス - Google Patents

ポリマーフレーク及び粉体の密度を高めるためのプロセス Download PDF

Info

Publication number
JP2017535643A
JP2017535643A JP2017524009A JP2017524009A JP2017535643A JP 2017535643 A JP2017535643 A JP 2017535643A JP 2017524009 A JP2017524009 A JP 2017524009A JP 2017524009 A JP2017524009 A JP 2017524009A JP 2017535643 A JP2017535643 A JP 2017535643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
paek
microns
mixture
powders
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2017524009A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017535643A5 (ja
Inventor
ティモシー・エイ・スパー
アンジェロ・ペディチーニ
Original Assignee
アーケマ・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アーケマ・インコーポレイテッド filed Critical アーケマ・インコーポレイテッド
Publication of JP2017535643A publication Critical patent/JP2017535643A/ja
Publication of JP2017535643A5 publication Critical patent/JP2017535643A5/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G4/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with polyalcohols; Addition polymers of heterocyclic oxygen compounds containing in the ring at least once the grouping —O—C—O—
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/10Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by grinding, e.g. by triturating; by sieving; by filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/12Making granules characterised by structure or composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/314Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • C08G65/40Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols from phenols (I) and other compounds (II), e.g. OH-Ar-OH + X-Ar-X, where X is halogen atom, i.e. leaving group
    • C08G65/4012Other compound (II) containing a ketone group, e.g. X-Ar-C(=O)-Ar-X for polyetherketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/12Making granules characterised by structure or composition
    • B29B2009/125Micropellets, microgranules, microparticles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/04Making granules by dividing preformed material in the form of plates or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2071/00Use of polyethers, e.g. PEEK, i.e. polyether-etherketone or PEK, i.e. polyetherketone or derivatives thereof, as moulding material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2650/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2650/28Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type
    • C08G2650/38Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing oxygen in addition to the ether group
    • C08G2650/40Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing oxygen in addition to the ether group containing ketone groups, e.g. polyarylethylketones, PEEK or PEK
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本発明の開示は、レーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形において使用するための、改良されたポリ(アリーレンエーテルケトン)粉体を目的としている。

Description

本発明の開示は、レーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形において使用するための、改良されたポリ(アリーレンエーテルケトン)(PAEK)粉体、特にはポリエーテルケトンケトン(PEKK)粉体を目的としている。
ポリ(アリーレンエーテルケトン)(PAEK)は、高い熱機械的性質を有する高性能の材料である。これらのポリマーは、高温、機械的応力、及び化学的ストレスに耐えることができ、航空機、海洋掘削、自動車、及び医療機器などの分野において有用である。これらのポリマーの粉体は、成形法、押出し法、圧縮法、紡糸法、又はレーザー焼結法によって加工することができる。
レーザー焼結法は、対象物(object)を成形するための積層造形プロセス(additive manufacturing process)であって、そこでは、レーザーを使用して、対象物の断面に相当する位置で選択的に粉体の層を焼結させる。PAEK粉体は、レーザー焼結プロセスを使用して高性能の対象物を成形するのに特に好適であるものの、得られる対象物は、粗い外観と肌理(texture)を有する傾向がある。
より滑らかな外観と肌理を有しながらも、高い性能特性たとえば機械的性質を最大化させたような、PAEKベースの物品を成形するための方法が必要とされている。
本開示は、第一のポリ(アリーレンエーテルケトン)(PAEK)粉体又は第一のPAEK粉体の混合物を圧密化することにより形成されたシートを微粉砕して、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物を形成させることを含む方法を目的としているが、ここで、その第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径と、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径を有する非圧密化のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物に比較して少なくとも9%は高い嵩密度と、を有している。この方法によって製造される粉体についても、さらにはこれらの粉体を使用して製造された物品についても、記載されている。その方法は、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)粉体を製造するのに特に適している。
本開示の組成物及び方法は、以下の詳しい説明を参照することにより、より容易に理解できるであろう。本開示の組成物及び方法は、本明細書に記述及び/又は表現された特定の組成物及び方法に限定される訳ではないこと、ならびに本明細書で使用される用語は、単に例を挙げて特定の実施形態を記述する目的のためであって、特許請求される組成物及び方法を限定する意図はないということ、を理解されたい。
特定の数値を参照するということには、文脈上明らかに別なことを示唆していないかぎり、少なくともその特定の数値が含まれる。幅のある数値で表された場合には、また別な実施形態には、一つの特定の数値から、及び/又は、他の特定の数値までが含まれている。さらに、範囲として記述された数値を参照した場合には、その範囲の中の個別の数値及び全ての数値が含まれる。全ての範囲は、両端を含み(inclusive)、組合せ可能(combinable)である。
先行詞「約(about)」を使用することによって、数値が近似値として表わされているとき、その特定の数値が別な実施形態を形成する(the particular value forms another embodiment)ものと理解されたい。
数値の範囲を参照するのに「約(about)」という用語が使用された場合には、遮断点(cutoff)又は特定の数値が、表記された数値から最大で10%まで変化してもよいということを示すのに使用されている。本明細書において使用されている数値の多くは、実験的に測定されたものなので、そのような測定値は、異なった実験では、変動する可能性があり、多くの場合は変動するであろうということを当業者は理解するべきである。本明細書で使用される数値が、この固有の変動を理由にして、限定的であると、不当にも考えるようなことがあってはならない。したがって、「約(about)」という用語は、その特定の数値から、±10%以下の変動、±5%以下の変動、±1%以下の変動、±0.5%以下の変動、又は±0.1%以下の変動が包含されるように使用されている。
明確にするために本明細書において個別の実施形態の文脈において記載された、本開示の組成物及び方法のある種の特徴は、単一の実施形態で提供されても、組み合わせた形で提供されてもよいということは理解されたい。逆に、簡略化のために単一の実施形態の文脈において記載された、本開示の組成物及び方法の各種の特徴は、個別に又は、各種の副組合せ(subcombination)で提供されてもよい。本明細書に記載された、全ての公刊物、特許出願、特許、及び参照文献は、引用することにより、それらの全てが取り込まれたものとする。
本発明のPAEK粉体から、より滑らかな外観と肌理、及びより高い引張強度を有する、レーザー焼結された対象物を製造することができる。それらの対象物は、当技術において、これまで使用されたり報告されていたりするものよりも高い嵩密度を有するPAEK粉体、又はPAEK粉体の混合物を使用することにより、得ることができる。
したがって、本開示は、第一のPAEK粉体又は第一のPAEK粉体の混合物を圧密化することにより形成されているシートを微粉砕して、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物を形成させることを含む方法を目的としている。これらの方法によれば、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径と、対照の粉体すなわち約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径を有する非圧密化のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物に比較して少なくとも9%は高い嵩密度と、を有している。
いくつかの実施形態においては、その第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物が、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径と、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径を有する非圧密化のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物に比較して、9%〜200%超の間、9%〜150%超の間、9%〜100%超の間、9%〜75%超の間、9%〜50%超の間、9%〜40%超の間、9%〜35%超の間、9%〜30%超の間、9%〜25%超の間、又は9%〜20%超の間である嵩密度と、を有している。好ましい実施形態においては、その第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物が、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径と、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径を有する非圧密化のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物に比較して、少なくとも9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、又は75%超である嵩密度と、を有している。
ポリ(アリーレンエーテルケトン)(PAEK)ポリマーとしては、ポリエーテルエーテルエーテルケトン(PEEEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)、及びポリエーテルケトンケトン(PEKK)ポリマーが挙げられる。PEKKポリマーが特に好ましい。本発明において使用するためのポリマーには、繰り返し単位として、ケトン−ケトン結合の2種の異なった異性体の形態を含むことができる。それらの繰り返し単位は、次の式I及びIIとして表すことができる:
−A−C(=O)−B−C(=O)− I
−A−C(=O)−D−C(=O)− II
[式中、Aはp,p’−Ph−O−Ph基であり、Phはフェニレン基であり、Bはp−フェニレンであり、そして、Dはm−フェニレンである]。式I:式IIの異性体の比率は、一般的にはポリマー中のテレフタロイル:イソフタロイル(T:I)の比と呼ばれ、そのポリマーの全結晶化度を変化させるように選択することができる。T:Iの比は、一般的に(50:50)から(90:10)まで、いくつかの実施形態においては、(60:40)から(80:20)までで変化させる。T:Iの比がたとえば、(80:20)のように高いと、より低いT:Iの比たとえば(60:40)の場合に比較して、より高い結晶化度を与える。好ましいT:Iの比としては、(80:20)、(70:30)、及び(60:40)などが挙げられるが、(60:40)が特に好ましい。各種のT:Iの比を有するPAEKポリマー(PEKKポリマーも含む)の混合物もまた、本開示の範囲内である。
PAEK粉体の混合物はさらに、本開示において使用することも想定されている。たとえば、粉体には、他のPAEKポリマー、たとえば、PEEEK、PEEK、PEK、若しくはPEKEKK、又はそれらの混合物と組み合わせて、その粉体の50重量%を超える、好ましくはその粉体の80重量%を超えるPEKKを含むことができる。
PAEK粉体、又は粉体の混合物は、たとえば以下の特許に記載されたプロセスによって得ることができる:米国特許第3,065,205号明細書;米国特許第3,441,538号明細書;米国特許第3,442,857号明細書;米国特許第3,516,966号明細書;米国特許第4,704,448号明細書;米国特許第4,816,556号明細書;及び米国特許第6,177,518号明細書(参考として引用し本明細書に組み入れたものとする)。それらには、適切であるならば、1種又は複数の、以下のような添加剤を含むことができる:たとえば充填剤、特に無機充填剤たとえば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ又は非カーボンナノチューブ、ミルドファイバー若しくは非ミルドファイバー、安定剤(耐光安定剤、特にUV安定剤、及び熱安定剤)、流動化剤たとえばシリカ、又はそうでなければ、蛍光増白剤、染料若しくは顔料、又はこれらの充填剤及び/又は添加剤の組合せ。いくつかの実施形態においては、そのPAEK粉体には、20重量%まで、好ましくは10重量%までの添加剤を含むことができる。好ましい実施形態においては、そのPAEK粉体(PEKK粉体を含む)が、添加剤を実質的に含まないか、又は全く含まない。たとえば、そのような実施形態においては、そのPAEK粉体又はPEKK粉体が、5重量%以下、好ましくは4重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、又は1重量%以下の添加剤しか含まない。本開示において使用するのに好適なポリマーは、Arkemaによって提供される。
本開示の好ましい方法においては、第一のPAEK粉体又は第一のPAEK粉体の混合物から形成されるシートが、約500psi以上の圧力で圧密化される。いくつかの実施形態においては、その圧力が、約500psi〜約1500psiの間である。他の実施形態においては、その圧力が、約500psi〜約1100psiの間である。さらに他の実施形態においては、その圧力が、約800psi〜約1100psiの間である。例示的実施形態においては、その圧力が、約500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、又は1500psiである。好ましい圧密化方法は、ロール圧密であるが、これは当業者には公知である。本明細書で使用するとき、「シート」という用語は、0.5cm以下、たとえば、約0.5cm、約0.4cm、約0.3cm、又は約0.2cmの厚みに圧縮された、実質的に連続の材料を指している。
本開示の一つの好ましい方法においては、第一のPAEK粉体又は第一のPAEK粉体の混合物から形成されるシートが、PAEKを軟化させるには十分であるが、溶融させることはない温度で圧密化される。いくつかの実施形態においては、その温度が、室温〜Tgより30℃上の間、又は室温〜200℃の間、又は室温〜160℃の間である。他の実施形態においては、特にPEKKの場合、その温度が、室温〜200℃の間、又は好ましくは約室温〜160℃の間である。これらの実施形態においては、その高温が、圧密化の際には、変数として保持及び/又は調節され(maintained and/or adjusted as a variable)、その後に微粉砕にかけられる。たとえば、これは、圧密化の際にロールを加熱するか、又は材料(粉体又はペレット)を予備加熱しておくことによって達成することができる。
本開示においては、そのシートが微粉砕されて、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物となる。本明細書で使用するとき、「微粉砕(comminuting)」という用語は、それによって、本開示のシートが粉体に転換されるプロセスを指している。好ましい微粉砕方法としては、摩砕(grinding)及びエアミリング(air milling)が挙げられる。本開示においては、「微粉砕」には、1回又は複数回の微粉砕の繰り返しが含まれる。いくつかの実施形態においては、その微粉砕に、2回の微粉砕の繰り返しが含まれる。それらの実施形態においては、シートが第一の繰り返しにおいて微粉砕されて、特定の中央粒子サイズを有する粉体が形成される。それらの粉体を、次いで、第二の繰り返しにおいて微粉砕して、より小さな中央粒子サイズを有する粉体を形成させることができる。すなわち、本開示には、そのシートに対して直接的に実施される微粉砕工程が包含される。それに加えて、本開示には、シートを微粉砕することにより前もって製造された粉体に対して実施される、微粉砕工程も包含される。
本明細書で使用するとき、「粉体(powder)」という用語は、PAEK又はPAEKの混合物の小さな粒子、たとえば、顆粒、フレーク、又はペレットからなる物質をさしている。その粉体粒子は、約2000ミクロン以下、好ましくは約10ミクロン〜約2000ミクロンの中央粒子直径(D50)を有している。粉体粒子が、10ミクロン〜150ミクロン、たとえば、10ミクロン〜100ミクロン、25ミクロン〜75ミクロン、40ミクロン〜60ミクロン、又は45ミクロン〜55ミクロンの間の中央粒子直径を有しているのがより好ましく、約50ミクロンであれば、特に好ましい。また別な方法においては、その粉体粒子が、約250ミクロン〜約2000ミクロンの間、たとえば400〜1500ミクロンの間の中央粒子直径を有している。
中央粒子直径は、当業者には公知の方法、たとえば、レーザー回折法又は標準篩別等級法(standardized screening and classification)を使用して測定することができる。好ましい実施形態においては、標準篩別等級法を使用して、約250ミクロン〜約2000ミクロンの間の平均粒子直径を有する粒子の中央粒子直径を測定する。約250ミクロンよりも小さな粒子の粒子サイズは、レーザー回折法を使用して測定するのが好ましい。好ましいレーザー回折装置は、Malvern Mastersizer 1000である。
本開示においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物の嵩密度は、0.30g/cm3以上、たとえば、0.30g/cm3超、0.31g/cm3以上、0.32g/cm3以上、0.33g/cm3以上、0.34g/cm3以上、0.35g/cm3以上、0.36g/cm3以上、0.37g/cm3以上、0.38g/cm3以上、0.39g/cm3以上、又は0.40g/cm3以上である。第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物の嵩密度が、0.30g/cm3〜0.90g/cm3の間、たとえば0.31g/cm3〜0.90g/cm3の間であれば好ましい。いくつかの実施形態においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物の嵩密度が、0.30g/cm3〜0.50g/cm3の間又は0.30g/cm3〜0.40g/cm3の間である。第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物の嵩密度が、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.40、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、又は0.60g/cm3であれば最も好ましい。本明細書で使用するとき、「嵩密度(bulk density)」という用語は、当技術においては「見かけ密度(apparent density)」とも呼ばれ、ASTM D1895(本開示が出願される時点で施行されている最新版)を使用して測定することができる。
特に好ましい実施形態においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、約250ミクロン〜2000ミクロンの間の中央粒子サイズと、0.30g/cm3超、たとえば、0.31g/cm3以上、0.32g/cm3以上、0.33g/cm3以上、0.34g/cm3以上、0.35g/cm3以上、0.36g/cm3以上、0.37g/cm3以上、0.38g/cm3以上、0.39g/cm3以上、又は0.40g/cm3以上の嵩密度と、を有している。ある種の実施形態においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物が、約250ミクロン〜2000ミクロンの間の中央粒子サイズと、0.30g/cm3超かつ0.90g/cm3まで、たとえば、0.31g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.32g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.33g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.34g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.35g/cm3〜0.90g/cm3の間、又は0.36g/cm3〜0.90g/cm3の間の嵩密度と、を有している。
他の好ましい実施形態においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、約10ミクロン〜150ミクロンの間の中央粒子サイズと、0.30g/cm3以上、たとえば、0.31g/cm3以上、0.32g/cm3以上、0.33g/cm3以上、0.34g/cm3以上、0.35g/cm3以上、0.36g/cm3以上、0.37g/cm3以上、0.38g/cm3以上、0.39g/cm3以上、又は0.40g/cm3以上の嵩密度と、を有している。ある種の実施形態においては、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物が、10ミクロン〜150ミクロン、25ミクロン〜75ミクロン、40ミクロン〜60ミクロン、又は45ミクロン〜55ミクロンの間の中央粒子サイズと、0.30g/cm3〜0.90g/cm3の間、たとえば、0.31g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.32g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.33g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.34g/cm3〜0.90g/cm3の間、0.35g/cm3〜0.90g/cm3の間、又は0.36g/cm3〜0.90g/cm3の間の嵩密度と、を有している。
第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、第一のPAEK粉体又は第一のPAEK粉体の混合物を圧密化することによって形成されるシートを微粉砕することによって製造されたのではない粉体に比較して、改良された流動性を有している。たとえば、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物は、対照粉体、すなわち、PAEK粉体又はPAEK粉体の混合物を圧密化することによって形成されるシートを微粉砕することによって製造されたのではないものに比較して、改良された流し込み性(pourability)、より低い基本流動エネルギー(basic flow energy)、より良好な流動性を有するか、及び/又はケーキングに対してより抵抗性が高い。各種の粉体の流動性は、粉体レオロジーとも呼ばれ、レオメーターたとえば、FT4(商標)Powder Rheometer(Freeman Technology(Medford,NJ)製)を使用して解析することができる。
本開示におけるPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物は、熱可塑性プラスチック用途において直接使用することができる。別な方法として、本開示におけるPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物は、たとえば混合などによってさらなる加工を施してから、熱可塑性プラスチック用途に使用することもできる。
本開示におけるPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物は、たとえばレーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形などの用途において特に有用である。そのため、本開示にはさらに、10ミクロン〜150ミクロンの間の中央粒子直径及び0.30g/cm3以上の嵩密度を有するPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物をレーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形することを含む、物品を製造するための方法も含まれる。それらの、PAEK粉体及びPAEK粉体の混合物は、たとえば、本開示に従って製造することができる。本開示の粉体をレーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形することによって製造される物品もまた、想定されている。
本開示のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物のための、特に好適な用途は、レーザー焼結用途である。レーザー焼結用途は、積層造形プロセスにおいて有用である。これらの方法は、当業者にはそれら自体公知である。たとえば、O.G.Ghita et al.,J.Materials Processing Tech.,214(2014),969〜978;米国特許第7,847,057号明細書;米国特許出願公開第2008/258330号明細書;米国特許出願公開第2009/017220号明細書;米国特許出願公開第2009/312454号明細書;米国特許出願公開第2005/0207931号明細書;米国特許出願公開第2007/0267766号明細書;米国特許出願公開第2008/0152910号明細書を参照されたい(参考として引用し本明細書に組み入れたものとする)。特に有用な、PAEK粉体又はPEKK粉体、又はPAEK及びPEKK粉体の混合物としては、10〜100ミクロン、25〜75ミクロン、40〜60ミクロン、又は45〜55ミクロンの間の中央粒子直径を有するものが挙げられ、約50ミクロンであれば最も好ましい。これらの粉体は、本明細書に記載したように、0.30g/cm3以上、たとえば、0.30g/cm3〜0.90g/cm3の嵩密度を有するであろう。
本開示の粉体をレーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形することによって製造される物品は、本開示の方法に従って製造されたのではない対照粉体を使用して製造された物品に比較して、改良された引張強度を有するであろう。本開示の粉体をレーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形することによって製造される物品は、本開示の方法に従って製造されたのではない対照粉体を使用して製造された物品に比較して、改良された外観性、たとえば改良された平滑性及び又は肌理を有するであろう。
たとえば、本開示の粉体をレーザー焼結することによって製造される物品は、改良された表面粗さ性を有しているであろう。「表面粗さ(surface roughness)」という用語は、Ra(μm)を使用して定量化することができるが、それは、当業者には公知の表面粗さ試験装置、たとえば、MITUTOYO SURFTEST SJ−201を使用して測定することができる。表面粗さにおける改良は、視覚的にも確認することができる。
以下の実施例は、本明細書に記載された組成物、プロセス、及び性質を説明するために提供されるものである。これらの実施例は、単に説明のためであって、本開示が、その中で記述される物質、条件、又はプロセスパラメーターに限定されることは意図されていない。
実施例1
ほぼ100ポンド/時間で、PAEK粉体(KEPSTAN(登録商標)6003PFポリマー、粒子サイズ約100〜2000ミクロン、Arkema製)を、表1に記載の条件を使用してロール圧密した。
その圧密化されたシートを摩砕すると、表2のようになった。得られた粉体の嵩密度も、表2に示した。
実施例2
実施例1からの粉体をさらに粉砕して、45ミクロン〜100ミクロンの間の平均粒子直径を有する粉体とした。この粉体は、0.30g/cm3の嵩密度を有している。
実施例2A
非圧密化のKEPSTAN(登録商標)6003PFポリマーを粉砕して、45ミクロン〜100ミクロンの間の平均粒子直径を有する粉体とする。この粉体は、0.275g/cm3の嵩密度を有している。

Claims (24)

  1. 第一のポリ(アリーレンエーテルケトン)(PAEK)粉体又は第一のPAEK粉体の混合物を圧密化することによって形成されたシートを微粉砕して、第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物を形成させる工程を含む方法であって、
    ここで、前記第二のPAEK粉体又は第二のPAEK粉体の混合物が、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径と、約10ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径を有する非圧密化のPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物に比較して少なくとも9%は高い嵩密度と、を有している、
    方法。
  2. 前記第二の粉体又は粉体の混合物の粒子サイズが、約250ミクロン〜約2000ミクロンの間である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第二の粉体又は粉体の混合物の粒子サイズが、約10ミクロン〜150ミクロンの間である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記シートが、約500psi以上の圧力で圧密化されている、請求項1に記載の方法。
  5. 前記PAEKがポリエーテルケトンケトン(PEKK)である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第二の粉体又は粉体の混合物の嵩密度が、0.30g/cm3以上である、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第二の粉体又は粉体の混合物の嵩密度が、0.32g/cm3以上である、請求項1に記載の方法。
  8. 前記第二の粉体又は粉体の混合物の嵩密度が、0.36g/cm3以上である、請求項1に記載の方法。
  9. 前記圧密化が、ロール圧密成形である、請求項1に記載の方法。
  10. 粉体であって、PAEK又はPAEKの混合物を含み、250ミクロン〜約2000ミクロンの間の中央粒子直径、及び0.3g/cm3超の嵩密度を有する、粉体。
  11. 0.3g/cm3超かつ0.90g/cm3未満の嵩密度を有する、請求項10に記載の粉体。
  12. 0.32g/cm3以上の嵩密度を有する、請求項10に記載の粉体。
  13. 前記PAEKが、PEKKである、請求項10に記載の粉体。
  14. 追加の流動助剤又は添加剤を実質的に含まない、請求項10に記載の粉体。
  15. 粉体であって、PAEK又はPAEKの混合物を含み、10ミクロン〜約150ミクロンの間の中央粒子直径、及び0.3g/cm3以上の嵩密度を有する、粉体。
  16. 約45ミクロン〜約55ミクロンの間の中央粒子直径を有する、請求項15に記載の粉体。
  17. 前記PAEKがPEKKである、請求項15に記載の粉体。
  18. 追加の流動助剤又は添加剤を実質的に含まない、請求項15に記載の粉体。
  19. 請求項10に記載の粉体を微粉砕することを含む、請求項15に記載の粉体を製造する方法。
  20. 10ミクロン〜150ミクロンの間の中央粒子直径及び0.30g/cm3以上の嵩密度を有するPAEK粉体又はPAEK粉体の混合物を、レーザー焼結、粉体コーティング、圧縮成形、又はトランスファー成形して、
    物品を製造することを含む、方法。
  21. 前記嵩密度が、0.32g/cm3超である、請求項20に記載の方法。
  22. 前記中央粒子直径が、45ミクロン〜55ミクロンの間である、請求項20に記載の方法。
  23. レーザー焼結を含む、請求項20に記載の方法。
  24. 請求項20の方法によって製造される、物品。
JP2017524009A 2014-11-03 2015-10-29 ポリマーフレーク及び粉体の密度を高めるためのプロセス Ceased JP2017535643A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462074205P 2014-11-03 2014-11-03
US62/074,205 2014-11-03
PCT/US2015/057926 WO2016089509A2 (en) 2014-11-03 2015-10-29 Processes for increasing density of polymer flakes and powders

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017535643A true JP2017535643A (ja) 2017-11-30
JP2017535643A5 JP2017535643A5 (ja) 2018-11-29

Family

ID=56092649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017524009A Ceased JP2017535643A (ja) 2014-11-03 2015-10-29 ポリマーフレーク及び粉体の密度を高めるためのプロセス

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10377846B2 (ja)
EP (1) EP3215564B1 (ja)
JP (1) JP2017535643A (ja)
KR (1) KR20170081198A (ja)
CN (1) CN107075215A (ja)
BR (1) BR112017009179A2 (ja)
WO (1) WO2016089509A2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102566070B1 (ko) 2017-09-15 2023-08-14 알케마 인코포레이티드 폴리에테르케톤케톤(pekk)의 압출 적층 제조방법 및 제품
EP3594266A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-15 Hexcel Corporation Polymer powder and method of using the same
EP3825345A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-26 Arkema France Improved powder for additive manufacturing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0776015A (ja) * 1993-08-27 1995-03-20 Basf Ag ポリアリーレンエーテル凝集物
JP2000327792A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Hosokawa Micron Corp 熱可塑性樹脂顆粒物の生成方法
JP2007039631A (ja) * 2004-12-21 2007-02-15 Degussa Ag 三次元の粉末をベースとする型を使用しない製造方法におけるポリアリーレンエーテルケトン粉末の使用およびこれから製造される成形体
WO2014095676A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Process for producing a thermoplastic polymer powder

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3065205A (en) 1959-10-27 1962-11-20 Du Pont Aromatic polyketones and preparation thereof
NL6611019A (ja) 1965-08-04 1967-02-06
US3442857A (en) 1965-11-10 1969-05-06 Du Pont Boron trifluoride-hydrogen fluoride catalyzed synthesis of poly(aromatic sulfone) and poly(aromatic ketone) polymers
US3516966A (en) 1968-02-05 1970-06-23 Du Pont Polyketone copolymers
US3690569A (en) * 1970-09-24 1972-09-12 Du Pont Granular polytetrafluoroethylene of good moldability and apparent bulk density
JPS5673041A (en) 1979-11-19 1981-06-17 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Preparation of acrylic acid
US4434118A (en) * 1980-12-23 1984-02-28 Stauffer Chemical Company Compacting polycarbonate and copoly(carbonate/phosphonate) particles
US4816556A (en) 1985-02-22 1989-03-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Ordered polyetherketones
US4704448A (en) 1985-11-25 1987-11-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copolyetherketones
US6177518B1 (en) 1997-07-25 2001-01-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Blends of fluoroplastics with polyetherketoneketone
JP3948798B2 (ja) 1997-10-27 2007-07-25 株式会社日本触媒 アクリル酸の製造方法
WO2005061414A1 (en) 2003-12-24 2005-07-07 Lg Chem, Ltd. Method of producing unsaturated acid in fixed-bed catalytic partial oxidation reactor with enhanced heat control system
US20050207931A1 (en) 2004-03-21 2005-09-22 Toyota Motorsport Gmbh unknown
WO2005090448A1 (de) 2004-03-21 2005-09-29 Toyota Motorsport Gmbh Pulver für das rapid prototyping und verfahren zu dessen herstellung
US7371361B2 (en) 2004-11-03 2008-05-13 Kellogg Brown & Root Llc Maximum reaction rate converter system for exothermic reactions
US7897813B2 (en) 2006-07-19 2011-03-01 Nippon Shokubai Co., Ltd. Reactor for gas phase catalytic oxidation and a process for producing acrylic acid using it
DE102007016656B4 (de) 2007-04-05 2018-10-11 Eos Gmbh Electro Optical Systems PAEK-Pulver, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007019597A1 (de) 2007-04-24 2008-05-15 Basf Ag Verfahren der Inbetriebnahme einer heterogen katalysierten partiellen Gasphasenoxidation von Acrolein zu Acrylsäure oder von Methacrolein zu Methacrylsäure
DE102007024469B4 (de) 2007-05-25 2009-04-23 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
EP3323601B1 (en) * 2008-05-20 2022-04-27 EOS GmbH Electro Optical Systems Influencing specific mechanical properties of three-dimensional objects manufactured by a selective sintering by means of electromagnetic radiation from a powder comprising at least one polymer or copolymer
GB0911905D0 (en) * 2009-07-09 2009-08-19 Ketonex Ltd Method
DK2830845T3 (en) * 2012-03-26 2018-07-30 Arkema Inc POLY (ARYLKETON) ROTATION PROCESSES AND OTHER HIGH-TEMPERATURE POLYMERS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0776015A (ja) * 1993-08-27 1995-03-20 Basf Ag ポリアリーレンエーテル凝集物
JP2000327792A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Hosokawa Micron Corp 熱可塑性樹脂顆粒物の生成方法
JP2007039631A (ja) * 2004-12-21 2007-02-15 Degussa Ag 三次元の粉末をベースとする型を使用しない製造方法におけるポリアリーレンエーテルケトン粉末の使用およびこれから製造される成形体
WO2014095676A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Process for producing a thermoplastic polymer powder

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170081198A (ko) 2017-07-11
BR112017009179A2 (pt) 2018-01-30
WO2016089509A2 (en) 2016-06-09
US20170306075A1 (en) 2017-10-26
EP3215564B1 (en) 2020-09-30
CN107075215A (zh) 2017-08-18
WO2016089509A3 (en) 2016-09-09
EP3215564A4 (en) 2018-08-29
EP3215564A2 (en) 2017-09-13
US10377846B2 (en) 2019-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102613603B1 (ko) 중합체 분말의 제조 방법
Qi et al. Dielectric and piezoelectric properties in selective laser sintered polyamide11/BaTiO3/CNT ternary nanocomposites
US11090838B2 (en) Polymer powder and method of preparing the same
CN102712798B (zh) 热塑性粉末组合物和通过烧结这种组合物制备的三维物品
JP6041806B2 (ja) 熱処理ポリマー粉末
Chen et al. Poly Aryl Ether Ketones (PAEKs) and carbon-reinforced PAEK powders for laser sintering
JP7071235B2 (ja) 多孔質成形体及びその製造方法
KR102034425B1 (ko) 중합체 분말 및 이의 제조방법
JP2017535643A (ja) ポリマーフレーク及び粉体の密度を高めるためのプロセス
CN103980484B (zh) 一种可应用于3d打印的导热高分子量尼龙粉体及其制备方法
Chen et al. Characterisation of carbon fibre (Cf)-Poly Ether Ketone (PEK) composite powders for laser sintering
JP7741069B2 (ja) 付加製造用の改良された粉末
CN104870152A (zh) 用于生产热塑性聚合物粉末的方法
Kumar et al. Magnetorheological and magnetic actuation behaviour of solvent cast 4D printed styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer based magnetorheological elastomeric materials
JP2022501240A (ja) ポリマー粉末およびその調製方法
KR20240085248A (ko) 적층 제조를 위한 생분해성 및/또는 퇴비화 가능한 바이오 기반 분말, 및 이의 사용 방법
EP3638723A1 (en) Composite material and its use in additive manufacturing methods
JP7071199B2 (ja) ポリマー粉末およびそれを調製する方法
CN109923954A (zh) 用于电磁干扰(emi)应用的高负载水平复合物
EP3594267B1 (en) Polymer powder and method of preparing the same
CN118359867A (zh) 一种缓释香味的聚丙烯组合物及其制备方法和应用
JP2019188660A (ja) ポリマー粉末およびそれを使用する方法
WO2022258689A1 (en) Methods of making biodegradable and/or compostable biobased powders for additive manufacturing
CN115725170B (zh) 一种聚合物复合物及其制备方法和应用
EP4626958A1 (en) Method of making particles

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181017

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20191203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200720

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201104

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20210323