JP2021529690A

JP2021529690A - 少なくとも１種の強化繊維を含有する焼結粉末粒子（ｓｐ）を製造する方法

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Publication number: JP2021529690A
Application number: JP2020573332A
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Inventors: ガブリエル，クラウス; マイアー，トマス; ベアトリスジャニンヘルレ，ナタリー; フェアベレン，レンダー; ヨズパイト，シュテファン
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-11-04
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Abstract

本発明は、焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造する方法に関する。焼結粉末粒子（ＳＰ）は、少なくとも１種のポリマーでコーティングされた少なくとも１種の強化繊維を含む。本発明はさらに、本発明の方法により得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）、焼結粉末粒子（ＳＰ）を粉末ベースの付加製造プロセスにおいて使用する方法、及び本質的な円筒形状を有する焼結粉末粒子（ＳＰ）、並びに焼結粉末粒子（ＳＰ）のレーザー焼結又は高速焼結により成形体を製造する方法に関する。

Description

本発明は、焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造する方法に関する。焼結粉末粒子（ＳＰ）は、少なくとも１種のポリマーでコーティングされた少なくとも１種の強化繊維を含む。本発明はさらに、本発明の方法により得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）、焼結粉末粒子（ＳＰ）を粉末ベースの付加製造プロセス（additive manufacturing process）において使用する方法、及び本質的な円筒形状を有する焼結粉末粒子（ＳＰ）、並びに焼結粉末粒子（ＳＰ）のレーザー焼結又は高速焼結により成形体を製造する方法に関する。

プロトタイプの迅速な提供は、近年頻繁に生じる課題である。このいわゆる「ラピッドプロトタイピング」に特に適した方法の１つは、選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）である。これは、チャンバ内のポリマー粉末をレーザービームに選択的に曝露することを伴う。粉末が溶融し、溶融した粒子が合体し、再び固化する。ポリマー粉末の適用及びその後のレーザーによる照射を繰り返すことにより、３次元成形体のモデリングが促進される。

粉状ポリマーから成形体を製造するための、選択的レーザー焼結の方法は、特許明細書ＵＳ６，１３６，９４８及びＷＯ９６／０６８８１に詳細に記載されている。

粉末ベースの付加製造プロセスによって製造された成形体の機械的特性を改善するために、場合によって、強化材料を含有する焼結粉末が使用される。

ＷＯ２０１８／０１９７２８は、ポリアミドポリマー及び繊維状強化剤を含む焼結粉末を開示している。焼結粉末は、ポリアミド及び繊維状強化剤をミルで粉砕することによって製造される。従って、ポリアミド及び繊維状強化剤は、押出機で配合し、その後続いてミルで粉砕することができる。焼結粉末を得るために、ポリアミド及び繊維状強化剤を別々にミルに導入することも可能である。ＷＯ２０１８／０１９７２８に記載されている焼結粉末は、全体として、焼結すると良好な機械的特性を示す成形体になる。しかし、繊維状強化剤をポリアミドと乾式混合し、その後続いて粉砕すると、レーザー焼結によって得られた成形体が場合によって欠陥を示す。これらの欠陥は、レーザー焼結プロセス中に、ポリアミドによる繊維状強化剤の不十分な濡れによって引き起こされると考えられる。さらに、ミルでの粉砕中に、場合によって、かなりの量の繊維状強化剤が失われる。粉砕プロセス後の繊維状強化剤の損失は、ポリマー粉末からの微粉の分離によるものである。微粉の分離により、強化繊維の断片もポリマー粉末から除去される。さらに、場合によって、焼結粉末粒子の粒子形態を正確に制御することは困難である。

ＵＳ６，１３６，９４８ＷＯ９６／０６８８１ＷＯ２０１８／０１９７２８

よって本発明の目的は、先行技術に記載された方法の前述した不利な点を、あったとしてもより少ない程度でしか有しない焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造するための方法を提供することである。この方法は、簡易で安価に実施される。

この目的は、焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造する方法であって、以下の工程、
ａ）少なくとも１種の連続フィラメントを提供する工程、
ｂ）工程ａ）で提供された少なくとも１種の連続フィラメントを少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングして、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングされた少なくとも１種の連続フィラメントを含む連続ストランドを得る工程であって、ストランドの平均断面直径が１０〜３００μｍの範囲である工程、及び
ｃ）工程ｂ）で提供された連続ストランドの寸法を低減して、焼結粉末粒子（ＳＰ）を得る工程であって、焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均長さが１０〜３００μｍの範囲である工程、
を含む方法によって達成される。

驚くべきことに、本発明の方法により得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）は、粉末ベースの付加製造プロセスにおいて使用した場合、改善された機械的特性を有する成形体をもたらすことが見出された。さらに、本発明の方法は、かなり統一した形状を有する焼結粉末粒子（ＳＰ）をもたらすことが見出された。さらに、焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造する方法は簡易であり、費用効率の高い方法で実施することができる。

工程ａ）
工程ａ）において、少なくとも１種の連続フィラメントを提供する。本発明の文脈では、「連続フィラメント」とは、長さが少なくとも１０００メートル、好ましくは少なくとも１００００メートルの繊維材料である。本発明の文脈において、特に好ましい実施態様では、「連続フィラメント」とは、ＤＩＮ６０００１Ｔ２（１９７４年１２月）で定義される通り、実質的に無限の繊維である。

連続フィラメントは、最新技術において既知である。連続フィラメントは、典型的には紡糸プロセスで製造される。工程ａ）において、少なくとも１種の連続フィラメントは、任意の適した方法で提供することができる。少なくとも１種の連続フィラメントは一般に、ロールに巻かれていなくてもよい。別の実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメントは、紡糸プロセスから直接引き出すことができる。少なくとも１種の連続フィラメントを、繊維ロービング、編組繊維、及び少なくとも１種の連続フィラメントが分離される織繊維の形で提供することも可能である。一実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメントは、少なくとも１種のフィラメントと少なくとも１種の熱可塑性ポリマーとの間の付着を改善するために、のり付け（sizing）で覆われる。適したのり付けは、エチレンビニルアセテートポリマー、ポリエステルポリマー、エポキシ樹脂、シラン（例えば「アミノシラン」）及び／又はポリウレタンポリマーを含有する水ベースのポリマー分散剤からなる群から選択してよい。

好ましい実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメントは、連続炭素繊維、連続ホウ素繊維、連続ガラス繊維、連続シリカ繊維、連続バサルト繊維及び連続アラミド繊維からなる群から選択される。より好ましい実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメントは、連続炭素繊維、連続ガラス繊維及び連続アラミド繊維からなる群から選択される。さらにより好ましい実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメントは、連続炭素繊維及び連続ガラス繊維からなる群から選択される。

従って、本発明の別の目的は、連続フィラメントが、連続炭素繊維、連続ホウ素繊維、連続ガラス繊維、連続シリカ繊維、連続バサルト繊維及び連続アラミド繊維からなる群から選択される方法である。

少なくとも１種の連続フィラメントの断面直径は一般に、３〜３０μｍの範囲、好ましくは４〜２５μｍの範囲、より好ましくは５〜２０μｍの範囲、及び特に好ましくは６〜１８μｍの範囲である。断面直径は、少なくとも１種の連続フィラメントの縦軸に対して直角に測定する。

従って、本発明の別の目的は、連続フィラメントの断面直径が３〜３０μｍの範囲にある方法である。

本発明によれば、「少なくとも１種の連続フィラメント」とは、厳密に１種の連続フィラメントか、又は２種以上の連続フィラメントのどちらかを意味する。工程ａ）で提供される連続フィラメントの数は、第１に連続フィラメントの断面直径に、及び第２に工程ｂ）で得られるストランドの断面直径に依存する。工程ａ）で提供される連続フィラメントの数は、連続ストランドの寸法によって制限される。工程ａ）で提供されるあらゆる連続フィラメントの体積は、工程ｂ）で提供される連続ストランドの体積を超えてはならない。一般に、工程ａ）で提供されるあらゆる連続フィラメントの総体積は、各場合とも工程ｂ）で提供される連続ストランドの総体積に対して、多くても９０体積％、好ましくは多くても７０体積％、及び特に好ましくは多くても５０体積％である。好ましくは、工程ａ）で提供される連続フィラメントの総体積は、各場合とも工程ｂ）で含有される連続ストランドの総体積に対して、少なくとも１０体積％、好ましくは２０体積％、及び特に好ましくは少なくとも３０体積％である。

例として、連続フィラメントが３μｍの断面直径を有し、及び工程ｂ）で得られるストランドが１０μｍの断面直径を有する場合、工程ａ）において、多くても３種の連続フィラメント、好ましくは２種の連続フィラメント、及びより好ましくは１種のみの連続フィラメントが、工程ａ）で提供される。連続フィラメントの断面直径が、例えば１０μｍであり、及び工程ｂ）で得られるストランドの断面直径が３００μｍである場合、好ましくは多くても２５本、より好ましくは多くても２０本、及び特に好ましくは多くても１０本の連続フィラメントが工程ａ）で提供される。

一般に、工程ａ）において、１〜５０本、より好ましくは１〜３０本、さらにより好ましくは１〜２５本、及び特に好ましくは１〜２０本の連続フィラメントが提供される。

工程（ｂ）
工程ｂ）において、工程ａ）で提供された少なくとも１種の連続フィラメントを、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングして、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングされた少なくとも１種の連続フィラメントを含む連続ストランドを得る。

工程ｂ）において、あらゆる既知の熱可塑性ポリマーを使用してよい。適した熱可塑性ポリマーは、非晶質の熱可塑性ポリマー又は半結晶性の熱可塑性ポリマーである。半結晶性の熱可塑性ポリマーは、融点を有する。非晶質の熱可塑性ポリマーは、融点を有しないが、軟化点を有する。半結晶性の熱可塑性ポリアミンが好ましい。

半結晶性の熱可塑性ポリマーを使用する場合、工程ｂ）は一般に、少なくとも１種の半結晶性の熱可塑性ポリマーの融点よりも、１０〜１００℃、より好ましくは２０〜８０℃、及び特に好ましくは３０〜７０℃の範囲で高い温度で行う。半結晶性の熱可塑性ポリマーの混合物を使用する場合、工程ｂ）は上に述べた温度範囲で行い、ポリマー混合物中の半結晶性の熱可塑性ポリマーの最高融点を参照として使用する。

非晶質の熱可塑性ポリマーを使用する場合、工程ｂ）は一般に、少なくとも１種の非晶質の熱可塑性ポリマーのガラス転移温度（Ｔ_Ｇ）よりも、５０〜２００℃、より好ましくは７０〜１５０℃、及び特に好ましくは９０〜１３０℃の範囲で高い温度で行う。非晶質の熱可塑性ポリマーの混合物を使用する場合、工程ｂ）は上に述べた温度範囲で行い、ポリマー混合物中の非晶質の熱可塑性ポリマーの最高ガラス転移温度（Ｔ_Ｇ）を参照として使用する。

半結晶性の熱可塑性ポリマー及び非晶質の熱可塑性ポリマーの混合物を使用する場合、工程ｂ）は上に述べた温度範囲で行い、ポリマー混合物中の半結晶性の熱可塑性ポリマーの最高融点を参照として使用する。

好ましい実施態様では、工程ｂ）を３０〜４００℃、より好ましくは１００〜３５０℃、及び特に好ましくは２００〜３５０℃の範囲の温度で行う。

言い換えれば、工程ｂ）において、工程ａ）で提供された少なくとも１種の連続フィラメントを、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーの溶融物と接触させて、少なくとも１種のフィラメントをコーティングする。このプロセスは、「濡らし（wetting）」とも呼ばれる。好ましい実施態様では、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーの溶融物は、工程ｂ）を行う温度範囲について上で定義した温度を有する。

工程ｂ）によるコーティングは、任意の適した装置で行うことができる。好ましくは、工程ｂ）は、開放ダイ又は閉鎖ダイで行い、閉鎖ダイが好ましい。さらにより好ましい実施態様では、工程ｂ）は引抜装置で行う。言い換えれば、工程ｂ）は引抜プロセスとして行い、工程ｂ）で得られるストランドを搬送ユニットによって閉鎖ダイの外に搬送する。搬送ユニットは好ましくは、工程ｃ）で使用する寸法低減装置にストランドを搬送する。

工程ｂ）で少なくとも１種の連続フィラメントをコーティングするために、好ましい実施態様では、少なくとも１種の連続フィラメント及び少なくとも１種の熱可塑性ポリマーを同時に、好ましくは閉鎖ダイを通して搬送する。

その後、ダイを出た後のストランドを一般には冷却し、熱可塑性ポリマーの溶融物が固化できるようにして、１０〜３００μｍの範囲の断面直径を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングされた少なくとも１種の連続フィラメントを含む連続ストランドを得る。断面直径は、連続ストランドの縦軸に対して直角に２３℃の温度で測定する。

好ましくは、連続ストランドは、１０〜３００μｍ、より好ましくは２０〜２００μｍ、及び特に好ましくは３０〜１５０μｍの範囲の断面直径を有する。

ストランド（「引抜物（pultrudate）」とも呼ばれる）は、一般に１ｍ／分を超える速さで、ダイから引き抜かれる（搬送される）。取り出しの速さは、特に好ましくは１．５ｍ／分を超え、及び特に好ましくは０．２ｍ／分を超える。最大の速さは、好ましくは速くても１００ｍ／分である。

本発明によれば、「少なくとも１種の熱可塑性ポリマー」とは、厳密に１種の熱可塑性ポリマーか、又は２種以上の熱可塑性ポリマーの混合物のどちらかを意味する。

適した熱可塑性結晶性ポリマーは、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルケトン、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、これらのコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。

融点及びガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で測定され、１０Ｋ／分の加熱速度を使用し、融点及びガラス転移温度（Ｔ_Ｇ）は、２回目の加熱で決定される。

従って、本発明の別の目的は、工程ｃ）において、工程ｂ）で得られたストランドを１０〜３００μｍの範囲の長さに切断する方法である。

適したポリエチレンには、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、及びこれらの組み合わせが含まれる。適したポリプロピレンには、アイソタクチックイソプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、これらの分岐及び直鎖の変形及びこれらの組み合わせ、並びにポリプロピレンコポリマーが含まれる。

適したポリエステルには、ポリエチレンテレフタレートエステル及びポリブチレンテレフタレートエステルが含まれる。

適した熱可塑性非晶質ポリマーは、ポリスチレン、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、ポリフェニレンエーテルスルホン（ＰＰＳＵ）、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６／３Ｔ、ポリカーボネート、ポリスチロールアクリルニトリル、ポリブタジエン、及びポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群から選択される。

好ましい実施態様では、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ポリアミドポリマーからなる群から選択される。

例えば、以下のポリアミドは、少なくとも１種の熱可塑性ポリアミドポリマーとして使用するのに適している。

ＡＢポリマー：
ＰＡ４ピロリドン
ＰＡ６ ε−カプロラクタム
ＰＡ７エナントラクタム
ＰＡ８カプリロラクタム
ＰＡ１１ウンデカンラクタム
ＰＡ１２ラウリンラクタム
ＡＡ／ＢＢポリマー：
ＰＡ４６テトラメチレンジアミン、アジピン酸
ＰＡ６６ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸
ＰＡ６９ヘキサメチレンジアミン、アゼライン酸
ＰＡ６１０ヘキサメチレンジアミン、セバシン酸
ＰＡ６１２ヘキサメチレンジアミン、デカンジカルボン酸
ＰＡ６１３ヘキサメチレンジアミン、ウンデカンジカルボン酸
ＰＡ６Ｔヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸
ＰＡ９Ｔノナンジアミン、テレフタル酸
ＰＡＭＸＤ６ｍ−キシリレンジアミン、アジピン酸
ＰＡ６Ｉ／６Ｔ（ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸、テレフタル酸）
ＰＡ６Ｔ／６Ｉ（ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸、イソフタル酸）
ＰＡ６／６ｌ（ＰＡ６参照）、ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸
ＰＡ６／６Ｔ（ＰＡ６及びＰＡ６Ｔ参照）
ＰＡ６／３Ｔ（ＰＡ６参照）、テレフタル酸及びプロピレンジアミン
ＰＡ６／６６（ＰＡ６及びＰＡ６６参照）
ＰＡ６／１２（ＰＡ６参照）、ラウリロラクタム
ＰＡ６６／６／６１０（ＰＡ６６、ＰＡ６及びＰＡ６１０参照）
ＰＡ６ｌ／６Ｔ／ＰＡＣＭＰＡ６Ｉ／６Ｔと同様及びジアミノジシクロヘキシルメタン
ＰＡ６／６Ｉ６Ｔ（ＰＡ６及びＰＡ６Ｔ参照）、ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸

好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ＰＡ４、ＰＡ６、ＰＡ７、ＰＡ８、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ６９、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２、ＰＡ６１３、ＰＡ６Ｔ、ＰＡＭＸＤ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６Ｔ／６Ｉ、ＰＡ６／６ｌ、ＰＡ６／６Ｔ、ＰＡ６／６６、ＰＡ６／１２、ＰＡ６６／６／６１０、ＰＡ６ｌ／６Ｔ／ＰＡＣＭ及びＰＡ６／６Ｉ６Ｔ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

従って好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ＰＡ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６．６、ＰＡ６．１０、ＰＡ６．１２、ＰＡ６．３６、ＰＡ６／６．６、ＰＡ６／６Ｉ６Ｔ、ＰＡ６／６Ｔ及びＰＡ６／６Ｉ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。

特に好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ＰＡ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６．１０、ＰＡ６．６／６、ＰＡ６／６Ｔ及びＰＡ６．６からなる群から選択される。より好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ＰＡ６及びＰＡ６／６．６からなる群から選択される。最も好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、ＰＡ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ及びこれらの混合物である。

従って本発明はまた、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーが、ＰＡ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６．６、ＰＡ６．１０、ＰＡ６．１２、ＰＡ６．３６、ＰＡ６／６．６、ＰＡ６／６Ｉ６Ｔ、ＰＡ６／６Ｔ及びＰＡ６／６Ｉ、及びこれらの混合物からなる群から選択される方法を提供する。

少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは一般に、７０〜３５０ｍＬ／ｇ、好ましくは７０〜２４０ｍＬ／ｇの粘度数を有する。本発明によれば、粘度数は、成分（Ａ）の０．５質量％溶液から及び９６質量％硫酸中２５℃で、ＩＳＯ３０７に従って決定する。

少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、好ましくは、５００〜２００００００ｇ／ｍｏｌの範囲、より好ましくは５０００〜５０００００ｇ／ｍｏｌの範囲、及び特に好ましくは１００００〜１０００００ｇ／ｍｏｌの範囲の質量平均分子量（Ｍ_Ｗ）を有する。質量平均分子量（Ｍ_ｗ）は、ＡＳＴＭＤ４００１に従って決定する。

少なくとも１種の熱可塑性ポリマーは、少なくとも１種の添加剤を含んでよい。適した添加剤は、当業者に既知である。適した添加剤は、例えば、抗核剤、安定剤、末端基官能化剤及び染料の群から選択される。
工程ｃ）
工程ｃ）において、工程ｂ）で提供された連続ストランドの寸法を低減して、焼結粉末粒子（ＳＰ）を得る。

寸法を低減する工程ｃ）は、粉砕、破砕、破断又は切断により行ってよい。好ましくは、工程ｃ）における寸法低減は、切断により行う。

寸法を低減する工程ｃ）を行う前に、工程ｂ）で提供された連続ストランドを、一実施態様では、複数の連続ストランドを含有するロービングに凝集する。

ロービングは、最大で５００００本までの、好ましくは最大で２５０００本までの、より好ましくは最大で２００００本までの連続ストランドを含有してよい。好ましくは、ロービングは少なくとも５０本の、より好ましくは少なくとも１００本の、さらにより好ましくは少なくとも１０００本の、及び特に好ましくは少なくとも５０００本の連続ストランドを含有する。

この実施態様では、複数の連続ストランドを含有するロービングを切断装置に搬送し、寸法を低減する工程ｃ）を行う。単一の連続ストランドを切断装置に搬送する場合、各切断ごとに１つの焼結粉末粒子（ＳＰ）が得られる。複数の連続ストランドを含有するロービングを切断装置に搬送する場合、各切断ごとに複数の焼結粉末粒子（ＳＰ）が得られ、各切断工程ごとに得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）の数は、ロービングに含有される連続ストランドの数と同等である。

好ましくは、工程ｃ）において、工程ｂ）で得られた、好ましくはロービングの形のストランドを、１０〜３００μｍの範囲の長さに切断する。

焼結粉末粒子（ＳＰ）は一般に、本質的な円筒形状を有する。焼結粉末粒子（ＳＰ）の断面直径は、工程ｂ）で得られるストランドの断面直径と等しい。焼結粉末粒子の断面直径は、本質的な円筒形状を有する焼結粉末粒子（ＳＰ）の縦軸に対して直角に測定する。

従って、別の目的は、本質的な円筒形状を有し、１０〜３００μｍの範囲の平均断面直径を有し、及び１０〜３００μｍの範囲の平均長さを有し、本質的な円筒粒子のコアに少なくとも１種の強化繊維、及び円筒粒子の側部表面を形成する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーのコーティングを含む、焼結粉末である。

焼結粉末長さ（ＳＰ）の平均長さと、焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均断面直径との間の平均の比は、一般に１：１〜３０：１の範囲、好ましくは１：１〜２５：１の範囲、より好ましくは５：１〜２０：１の範囲である。

従って、本発明の別の目的は、焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均長さと、焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均断面直径との間の平均の比が、１：２〜３０：１の範囲にある方法である。

好ましい実施態様では、各場合とも粒子（ＳＰ）の総量に対して、少なくとも７０％、より好ましくは８０％、さらにより好ましくは９０％、及び特に好ましくは９５％の焼結粉末粒子（ＳＰ）が、本質的な円筒形状を有する。

従って、本発明の別の目的は、少なくとも７０％の焼結粉末粒子（ＳＰ）が本質的な円筒形状を有する方法である。

本発明による「本質的な円筒形状」という用語は、好ましくは、焼結粉末粒子の形状が本質的な任意の三次元円筒、例えば直円筒又は斜円筒の形状を有することを意味する。本質的な円筒の焼結粉末粒子の基部は、多角形、円形、楕円形、又は三角形であってよい。

別の好ましい実施形態において、「本質的な円筒形状」という用語は、以下のように定義される：「本質的な円筒形状」とは、焼結粉末粒子（ＳＰ）が、焼結粉末粒子（ＳＰ）が適合する仮想の最適な円筒形状の内部容積の少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、及び特に好ましくは９０％を占めることを定義する。

本発明の別の目的は、上記の方法によって得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）である。焼結粉末粒子（ＳＰ）は、粉末ベースの付加製造プロセスで使用することができる。好ましい付加製造プロセスは、選択的レーザー焼結、選択的抑制焼結、及び高速焼結からなる群から選択される。好ましくは、焼結粉末粒子（ＳＰ）は、選択的レーザー焼結及び高速焼結で使用する。

本発明の別の目的は、本質的な円筒形状を有し、１０〜３００μｍの範囲の平均断面直径を有し、及び１０〜３００μｍの範囲の平均長さを有し、本質的な円筒粒子のコアに少なくとも１種の連続フィラメント、及び円筒粒子の側部表面を形成する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーのコーティングを含む、焼結粉末粒子（ＳＰ）である。上記の焼結粉末粒子（ＳＰ）については、焼結粉末粒子（ＳＰ）の製造方法に関する前述の記載及び好ましいものが、それに応じて適用される。

焼結粉末粒子（ＳＰ）は、焼結粉末粒子（ＳＰ）とは異なる他の焼結粉末粒子と混合することができる。従って、本発明の別の目的は、焼結粉末の総質量に基づいて、１０〜９０質量％の焼結粉末粒子（ＳＰ）、及び焼結粉末粒子（ＳＰ）とは異なる９０〜１０質量％の他の焼結粉末粒子を含む焼結粉末である。

他の焼結粉末粒子は、焼結粉末粒子を製造する上記の方法によって形成することができ、異なる熱可塑性ポリマー又は異なる連続フィラメントを使用する。しかしながら好ましくは、他の焼結粉末粒子は、粉砕又は沈殿のような従来の方法によって製造される焼結粉末粒子から選択される。好ましい実施形態では、他の焼結粉末粒子は、強化剤を含有しない。

上記のように、焼結粉末粒子（ＳＰ）、又は焼結粉末粒子（ＳＰ）と他の焼結粉末粒子との混合物を含有する焼結粉末のレーザー焼結又は高速焼結によって得られる成形体は、改善された機械的特性を示す。従って、本発明の別の目的は、焼結粉末粒子（ＳＰ）のレーザー焼結又は高速焼結によって得られる成形体を製造する方法である。

本発明の別の目的は、焼結粉末の選択的レーザー焼結又は高速焼結による、成形体を製造する方法である。

焼結粉末粒子の平均断面直径は、光学顕微鏡を介して決定される。従って、平均断面直径を決定するために、光学顕微鏡を介して無作為に１００個のサンプルを測定する。焼結粉末粒子の平均長さをそれぞれ決定する。

Claims

焼結粉末粒子（ＳＰ）を製造する方法であって、以下の工程、
ａ）少なくとも１種の連続フィラメントを提供する工程、
ｂ）工程ａ）で提供された前記少なくとも１種の連続フィラメントを少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングして、前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーでコーティングされた前記少なくとも１種の連続フィラメントを含む連続ストランドを得る工程であって、前記ストランドの平均断面直径が１０〜３００μｍの範囲である工程、及び
ｃ）工程ｂ）で提供された前記連続ストランドの寸法を低減して、焼結粉末粒子（ＳＰ）を得る工程であって、前記焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均長さが１０〜３００μｍの範囲である工程、
を含む方法。
前記連続フィラメントの断面直径が３〜３０μｍの範囲である、請求項１に記載の方法。
前記連続フィラメントが、連続炭素繊維、連続ホウ素繊維、連続ガラス繊維、連続シリカ繊維、連続バサルト繊維及び連続アラミド繊維からなる群から選択される、請求項１又は２に記載の方法。
前記焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均長さと、前記焼結粉末粒子（ＳＰ）の平均断面直径との間の平均の比が、１：２〜１０：１の範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
工程ｃ）において、工程ｂ）で得られた前記ストランドを１０〜３００μｍの範囲の長さに切断する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーが、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルケトン、ポリオキシメチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、これらのコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
前記焼結粉末粒子（ＳＰ）の少なくとも７０％が本質的な円筒形状を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも１種のポリマーが、ポリアミドポリマーからなる群から選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーが、ＰＡ４、ＰＡ６、ＰＡ７、ＰＡ８、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ６９、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２、ＰＡ６１３、ＰＡ６Ｔ、ＰＡＭＸＤ６、ＰＡ６Ｉ／６Ｔ、ＰＡ６Ｔ／６Ｉ、ＰＡ６／６ｌ、ＰＡ６／６Ｔ、ＰＡ６／６６、ＰＡ６／１２、ＰＡ６６／６／６１０、ＰＡ６ｌ／６Ｔ／ＰＡＣＭ、及びＰＡ６／６Ｉ６Ｔ、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法により得られる焼結粉末粒子（ＳＰ）。
請求項１０に記載の焼結粉末粒子（ＳＰ）を、選択的レーザー焼結、選択的抑制焼結、及び高速焼結からなる群から選択される粉末ベースの付加製造プロセスで使用する方法。
本質的な円筒形状を有し、１０〜３００μｍの範囲の平均断面直径を有し、及び１０〜３００μｍの範囲の平均長さを有し、本質的な円筒粒子のコアに少なくとも１種の強化繊維、及び円筒粒子の側部表面を形成する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーのコーティングを含む、焼結粉末粒子（ＳＰ）。
前記焼結粉末の総質量に基づいて、１０〜９０質量％の請求項１０又は請求項１２に記載の焼結粉末粒子（ＳＰ）、及び前記焼結粉末粒子（ＳＰ）とは異なる９０〜１０質量％の他の焼結粉末粒子を含む、焼結粉末。
請求項９又は１２に記載の焼結粉末粒子（ＳＰ）のレーザー焼結又は高速焼結による成形体を製造する方法。
請求項１３に記載の焼結粉末の選択的レーザー焼結又は高速焼結による、成形体を製造する方法。