JP2022153896A - Core resin composition and method for producing sintered body - Google Patents

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誠 和田
Makoto Wada
知誉 小谷
Tomotaka Kotani
和幸 加藤
Kazuyuki Kato
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Abstract

To provide a resin composition for a core that can form cavity part in the inside of a sintered body.SOLUTION: The core resin composition according to the embodiment is used, when producing a sintered body by molding a laminate structure using a 3-dimensional printer using a composition for sintered body containing an inorganic powder and an organic binder, and degreasing and sintering the laminate structure to produce a sintered body, as a material for a core for forming cavity part in the inside of the sintered body. The core resin composition contains a crosslinked polymer particle (A) and an organic binder (B) comprising a thermoplastic resin (B1).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の実施形態は、焼結体の内部に空洞部を形成するため中子の材料として用いられる中子用樹脂組成物、およびそれを用いた焼結体の製造方法に関する。 An embodiment of the present invention relates to a core resin composition used as a core material for forming a cavity inside a sintered body, and a method for producing a sintered body using the same.

セラミックス製品や金属製品を3次元プリンタにより製造する技術として、材料押出積層法(MEX)(熱溶融積層法:FDMとも称される。)が知られている。例えば、特許文献1には、セラミックス粉末や金属粉末などの無機粉末に有機バインダーを添加して作製した三次元プリンタ用コンパウンドを用いて、材料押出積層方式の3次元プリンタにより積層構造体を造形し、その後、脱脂、焼結することにより、焼結体を得ることが提案されている。 As a technology for manufacturing ceramic products and metal products by a three-dimensional printer, the material extrusion laminating method (MEX) (also referred to as the hot melt lamination method: FDM) is known. For example, in Patent Document 1, a compound for a three-dimensional printer made by adding an organic binder to an inorganic powder such as a ceramic powder or a metal powder is used to form a laminated structure with a three-dimensional printer using a material extrusion lamination method. , followed by degreasing and sintering to obtain a sintered body.

国際公開第2020/003901号WO2020/003901

内部に空洞部を持つ焼結体を得るために材料押出積層方式の3次元プリンタで積層構造体を造形する場合、溶融材料を吐出するノズルが移動する造形パスをブリッジ(橋)状に描くことにより空洞部を形成することができる。しかしながら、その場合、重力により吐出材料の垂れ下がりが発生する。また、造形後の脱脂時に積層構造体が軟化することで空洞部において垂れ下がりが発生することがある。そのため、垂れ下がりが生じないように空洞部の形状を支える中子を用いることが考えられる。そのような中子としては、3次元プリンタにより積層構造体とともに造形され、造形後の脱脂ないし焼結工程において除去されることが望ましい。 When forming a laminated structure with a three-dimensional printer that uses a material extrusion lamination method to obtain a sintered body with an internal cavity, the forming path along which the nozzle that ejects the molten material moves is drawn in the form of a bridge. A cavity can be formed by In that case, however, gravity causes the ejected material to sag. In addition, when the laminated structure is softened during degreasing after molding, the cavity may sag. Therefore, it is conceivable to use a core that supports the shape of the hollow portion so as not to cause sagging. It is desirable that such a core be molded together with the laminated structure by a three-dimensional printer and removed in a degreasing or sintering process after molding.

本発明の実施形態は、以上の点に鑑み、3次元プリンタによる積層構造体を脱脂、焼結して焼結体を製造する際に焼結体の内部に空洞部を形成することができ、脱脂に適した中子が得られる樹脂組成物を提供することを目的とする。 In view of the above points, an embodiment of the present invention can form a cavity inside the sintered body when manufacturing a sintered body by degreasing and sintering a laminated structure with a three-dimensional printer, An object of the present invention is to provide a resin composition from which a core suitable for degreasing can be obtained.

本発明は以下に示される実施形態を含む。
[1] 無機粉末と有機バインダーを含有する焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形し、前記積層構造体を脱脂し焼結して焼結体を製造する際に、前記焼結体の内部に空洞部を形成するための中子の材料として用いられる樹脂組成物であって、架橋ポリマー粒子(A)と、熱可塑性樹脂(B1)を含む有機バインダー(B)と、を含有する中子用樹脂組成物。
[2] 前記熱可塑性樹脂(B1)が、前記架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度よりも低い熱分解温度を持つ熱可塑性樹脂(B10)を含む、[1]に記載の中子用樹脂組成物。
[3] 前記架橋ポリマー粒子(A)が、前記焼結体用組成物の前記有機バインダーに含まれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂の熱分解温度よりも高い熱分解温度を持つ、[1]または[2]に記載の中子用樹脂組成物。
[4] 前記架橋ポリマー粒子(A)が、前記積層構造体を脱脂する際の最高温度よりも低い熱分解温度を持つ、[1]~[3]のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。
[5] 前記架橋ポリマー粒子(A)と前記有機バインダー(B)との質量比が、(A)/(B)=100/35~100/105である、[1]~[4]のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。
[6] 大気中1000℃の加熱条件での残渣が0.1質量%未満である、[1]~[5]のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。
[7] セラミックス、サーメットまたは金属からなる焼結体の製造方法であって、無機粉末と有機バインダーを含有する焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形すること、[1]~[6]のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物を用いて3次元プリンタにより中子を造形すること、前記積層構造体の内部に中子が配置された状態で前記積層構造体を前記中子とともに加熱して脱脂すること、および、脱脂した前記積層構造体を焼結して内部に空洞部を持つ焼結体を得ること、を含む焼結体の製造方法。
[8] 前記焼結体用組成物と前記中子用樹脂組成物を用いて3次元プリンタにより前記積層構造体とともに前記積層構造体の内部に配置された前記中子を造形する、[7]に記載の焼結体の製造方法。
The present invention includes embodiments shown below.
[1] When manufacturing a sintered body by modeling a laminated structure with a three-dimensional printer using a sintered body composition containing an inorganic powder and an organic binder, and degreasing and sintering the laminated structure , a resin composition used as a core material for forming a cavity inside the sintered body, the organic binder (B) containing crosslinked polymer particles (A) and a thermoplastic resin (B1) and a core resin composition containing:
[2] The core resin according to [1], wherein the thermoplastic resin (B1) contains a thermoplastic resin (B10) having a thermal decomposition temperature lower than that of the crosslinked polymer particles (A). Composition.
[3] The crosslinked polymer particles (A) have a thermal decomposition temperature higher than the thermal decomposition temperature of at least one thermoplastic resin contained in the organic binder of the sintered body composition [1] or The core resin composition according to [2].
[4] The core according to any one of [1] to [3], wherein the crosslinked polymer particles (A) have a thermal decomposition temperature lower than the maximum temperature at which the laminated structure is degreased. Resin composition.
[5] Any one of [1] to [4], wherein the mass ratio of the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) is (A)/(B) = 100/35 to 100/105 1. The core resin composition according to claim 1.
[6] The core resin composition according to any one of [1] to [5], which has a residue of less than 0.1% by mass when heated at 1000° C. in air.
[7] A method for producing a sintered body made of ceramics, cermet or metal, wherein a laminated structure is formed by a three-dimensional printer using a sintered body composition containing an inorganic powder and an organic binder, [ 1] to shape a core with a three-dimensional printer using the resin composition for a core according to any one of [6]; A method for producing a sintered body, comprising heating and degreasing the laminated structure together with the core, and sintering the degreased laminated structure to obtain a sintered body having a cavity inside.
[8] Using the composition for a sintered body and the resin composition for a core, a three-dimensional printer is used to shape the core arranged inside the laminated structure together with the laminated structure, [7] The method for producing a sintered body according to 1.

本発明の実施形態に係る中子用樹脂組成物であると、熱可塑性樹脂を含む有機バインダーとともに架橋ポリマー粒子を配合したことにより、脱脂時における垂れ下がりを抑えて焼結体の内部に空洞部を形成することができ、脱脂に適した中子を提供することができる。 In the core resin composition according to the embodiment of the present invention, by blending crosslinked polymer particles together with an organic binder containing a thermoplastic resin, sagging during degreasing is suppressed and a cavity is formed inside the sintered body. It can be formed and can provide a core suitable for degreasing.

(A)は実施例における積層構造体の平面図であり、(B)は側面図である。(A) is a plan view of a laminated structure in an example, and (B) is a side view.

実施形態に係る中子用樹脂組成物は、架橋ポリマー粒子(A)と、熱可塑性樹脂(B1)を含む有機バインダー(B)と、を含有するものであり、無機粉末と有機バインダーを含有する焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形し、該積層構造体を脱脂し焼結して焼結体を製造する際に、焼結体の内部に空洞部を形成するための中子の材料として用いられる。中子を設けることにより、空洞部となる積層構造体の内壁面を中子によりサポートすることができ、造形時の垂れ下がりを防ぐことができる。 A core resin composition according to an embodiment contains crosslinked polymer particles (A) and an organic binder (B) containing a thermoplastic resin (B1), and contains an inorganic powder and an organic binder. A cavity is formed inside the sintered body when a laminated structure is formed by a three-dimensional printer using a composition for a sintered body, and the laminated structure is degreased and sintered to produce a sintered body. It is used as a core material for By providing the core, it is possible to support the inner wall surface of the laminated structure, which becomes the hollow portion, and to prevent sagging during molding.

また、脱脂は積層構造体を加熱することにより積層構造体中の有機バインダーを熱分解させて除去する工程であり、脱脂中には積層構造体に含まれる熱可塑性樹脂が軟化することにより積層構造体は変形しやすくなる一方で、脱脂が終了に近づくにつれて積層構造体には中子がなくてもその形状を維持可能な強度が付与される。本実施形態によれば、中子に架橋ポリマー粒子(A)を用いており、架橋ポリマー粒子(A)は熱可塑性樹脂とは異なり、加熱により可塑化しないため、脱脂工程において変形しやすい積層構造体をサポートすることができ、積層構造体の変形を抑制することができる。また、中子を構成する架橋ポリマー粒子(A)および有機バインダー(B)は有機物であるため、脱脂工程ないし焼結工程において加熱分解により除去することができる。 Further, degreasing is a process of heating the laminated structure to thermally decompose and remove the organic binder in the laminated structure. While the body becomes more deformable, as the degreasing process approaches the end of the degreasing process, the laminated structure is given a strength capable of maintaining its shape even without a core. According to the present embodiment, the crosslinked polymer particles (A) are used for the core, and unlike thermoplastic resins, the crosslinked polymer particles (A) are not plasticized by heating, so the laminated structure is easily deformed in the degreasing process. The body can be supported, and deformation of the laminated structure can be suppressed. Moreover, since the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) that constitute the core are organic substances, they can be removed by thermal decomposition in the degreasing step or the sintering step.

架橋ポリマー粒子(A)は、架橋構造を有する樹脂微粒子であり、例えば、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ウレタン樹脂粒子、架橋スチレン樹脂粒子などが挙げられ、これらはいずれか1種または2種以上組み合わせて用いることができる。 The crosslinked polymer particles (A) are resin fine particles having a crosslinked structure, and examples thereof include crosslinked acrylic resin particles, crosslinked urethane resin particles, crosslinked styrene resin particles, and the like. can be used.

架橋アクリル樹脂粒子は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を主たる構成単位(構成単位の50質量%以上。以下同じ。)として有する架橋粒子である。架橋アクリル樹脂粒子としては、例えば、架橋ポリ(メタ)アクリル酸メチル、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エチル、架橋ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、架橋ポリ(メタ)アクリル酸ブチルなどの架橋ポリ(メタ)アクリル酸アルキル(アルキル基の炭素数は好ましくは4以下である。)などの粒子が挙げられ、スチレンなどの他の単量体を共重合成分として含む架橋アクリルコポリマー粒子でもよい。ここで、「(メタ)アクリレート」はアクリレートまたはメタクリレートを表し、「(メタ)アクリル酸」はアクリル酸またはメタクリル酸を表す。 The crosslinked acrylic resin particles are crosslinked particles having a (meth)acrylic acid ester monomer as a main structural unit (50% by mass or more of the structural unit; the same shall apply hereinafter). Examples of the crosslinked acrylic resin particles include crosslinked poly(meth)acrylates such as crosslinked polymethyl(meth)acrylate, crosslinked polyethyl(meth)acrylate, crosslinked poly(meth)acrylate, and crosslinked poly(meth)acrylate). ) particles of alkyl acrylate (the alkyl group preferably has 4 or less carbon atoms), and may be crosslinked acrylic copolymer particles containing other monomers such as styrene as a copolymerization component. Here, "(meth)acrylate" represents acrylate or methacrylate, and "(meth)acrylic acid" represents acrylic acid or methacrylic acid.

架橋ウレタン樹脂粒子は、ウレタン結合および/またはウレア結合を有するウレタン樹脂で構成される架橋粒子である。架橋スチレン樹脂粒子は、スチレン系単量体を主たる構成単位として有する架橋粒子である。 Crosslinked urethane resin particles are crosslinked particles composed of a urethane resin having a urethane bond and/or a urea bond. Crosslinked styrene resin particles are crosslinked particles having a styrene-based monomer as a main structural unit.

架橋ポリマー粒子(A)は、球状の粒子であること、すなわち架橋ポリマービーズであることが好ましく、より好ましくは真球状の粒子である。架橋ポリマー粒子(A)の平均粒子径は、特に限定されないが、1~200μmであることが好ましく、より好ましくは1~50μmであり、さらに好ましくは1~30μmである。本明細書において、平均粒子径は、コールターカウンター(例えば、ベックマン・コールター株式会社から販売されている精密粒度分布測定装置)を用いて求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。 The crosslinked polymer particles (A) are preferably spherical particles, that is, crosslinked polymer beads, more preferably spherical particles. Although the average particle size of the crosslinked polymer particles (A) is not particularly limited, it is preferably 1 to 200 μm, more preferably 1 to 50 μm, still more preferably 1 to 30 μm. As used herein, the average particle size means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained using a Coulter counter (for example, a precision particle size distribution analyzer sold by Beckman Coulter, Inc.). .

架橋ポリマー粒子(A)は、後述する焼結体用組成物の有機バインダー(D)に含まれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂の熱分解温度よりも高い熱分解温度を持つことが好ましい。すなわち、焼結体用組成物の有機バインダー(D)には1種または複数種の熱可塑性樹脂が含まれるが、架橋ポリマー粒子(A)は、そのうちの少なくとも1種の熱可塑性樹脂よりも熱分解温度が高いことが好ましい。このように熱分解温度が高いことにより、焼結体用組成物により造形された積層構造体を脱脂する際に当該積層構造体が変形しなくなる温度までサポートすることができ、積層構造体の変形を効果的に抑えることができる。 The crosslinked polymer particles (A) preferably have a thermal decomposition temperature higher than the thermal decomposition temperature of at least one thermoplastic resin contained in the organic binder (D) of the composition for sintered bodies described below. That is, the organic binder (D) of the composition for a sintered body contains one or more thermoplastic resins, and the crosslinked polymer particles (A) are more thermoplastic than at least one thermoplastic resin. A high decomposition temperature is preferred. With such a high thermal decomposition temperature, when degreasing a laminated structure formed from the composition for a sintered body, it is possible to support the laminated structure to a temperature at which it does not deform, and deformation of the laminated structure can be achieved. can be effectively suppressed.

架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度は、積層構造体を脱脂する際の最高温度よりも低いことが好ましい。これにより、積層構造体の脱脂工程において架橋ポリマー粒子(A)を熱分解により除去することができる。 The thermal decomposition temperature of the crosslinked polymer particles (A) is preferably lower than the maximum temperature at which the laminated structure is degreased. Thereby, the crosslinked polymer particles (A) can be removed by thermal decomposition in the degreasing step of the laminated structure.

架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度は、200~600℃であることが好ましく、より好ましくは230~550℃であり、さらに好ましくは250~500℃である。本明細書において、熱分解温度の測定方法は、示差熱分析装置 (例えば、株式会社リガクから販売されている熱重量分析/示差熱分析測定装置)を用いて、直径5mm×高さ2.5mmのアルミパンで、200mL/minの空気フロー下で、10℃/minの温度上昇で測定し、全減量の50質量%の値を熱分解温度とすることによって求めることができる。 The thermal decomposition temperature of the crosslinked polymer particles (A) is preferably 200 to 600°C, more preferably 230 to 550°C, still more preferably 250 to 500°C. In this specification, the thermal decomposition temperature is measured using a differential thermal analysis device (for example, a thermogravimetric analysis/differential thermal analysis measurement device sold by Rigaku Co., Ltd.), diameter 5 mm × height 2.5 mm aluminum pan under an air flow of 200 mL/min with a temperature rise of 10° C./min, and the value of 50% by mass of the total weight loss can be determined as the thermal decomposition temperature.

中子用樹脂組成物に含まれる有機バインダー(B)は、熱可塑性樹脂(B1)を含む。熱可塑性樹脂(B1)としては、例えば、アクリル系樹脂、アタクチックポリスチレン(アタクチックPS)、ポリカーボネート(PC)、アモルファスポリオレフィン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)などの非結晶性ポリマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)などの結晶性ポリマーが挙げられる。これらはいずれか1種または2種以上組み合わせて用いることができる。 The organic binder (B) contained in the core resin composition contains a thermoplastic resin (B1). Examples of the thermoplastic resin (B1) include acrylic resins, atactic polystyrene (atactic PS), polycarbonate (PC), amorphous polyolefins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and other amorphous polymers, and ethylene-vinyl acetate. Crystalline polymers such as copolymer (EVA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyacetal (POM), polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polylactic acid (PLA) is mentioned. These can be used either singly or in combination of two or more.

これらの中でも、熱可塑性樹脂(B1)としては、非結晶性ポリマーおよびEVAから選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂(B11)を用いることが好ましく、当該熱可塑性樹脂(B11)を主成分として、EVAを除く結晶性ポリマーから選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂(B12)を組み合わせて用いてもよい。 Among these, as the thermoplastic resin (B1), it is preferable to use at least one thermoplastic resin (B11) selected from amorphous polymers and EVA, and the thermoplastic resin (B11) is used as a main component. , and at least one thermoplastic resin (B12) selected from crystalline polymers other than EVA may be used in combination.

熱可塑性樹脂(B1)に含まれる上記熱可塑性樹脂(B11)の比率は特に限定されないが、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、特に好ましくは95質量%以上である。 Although the ratio of the thermoplastic resin (B11) contained in the thermoplastic resin (B1) is not particularly limited, it is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass. or more, and particularly preferably 95% by mass or more.

上記熱可塑性樹脂(B11)としては、アクリル系樹脂、アタクチックPS、アモルファスポリオレフィン、およびEVAからなる群から選択される2種類以上を用いることが好ましい。より好ましくは、アクリル系樹脂と、アタクチックPS、アモルファスポリオレフィンおよびEVAからなる群から選択される少なくとも1種とを用いることである。 As the thermoplastic resin (B11), it is preferable to use two or more types selected from the group consisting of acrylic resin, atactic PS, amorphous polyolefin, and EVA. More preferably, acrylic resin and at least one selected from the group consisting of atactic PS, amorphous polyolefin and EVA are used.

上記熱可塑性樹脂(B12)としては、PPおよび/またはPOMを用いることが好ましい。 PP and/or POM are preferably used as the thermoplastic resin (B12).

中子用樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂(B1)は、後述する焼結体用組成物に用いる熱可塑性樹脂と同種であることが好ましい。そのため、焼結体用組成物の無機粉末として金属酸化物粉末などのセラミックス粉末、またはサーメット粉末を用いる場合、熱可塑性樹脂(B1)としては、アクリル系樹脂とアタクチックPSを併用することが好ましく、これにEVAおよび/またはアモルファスポリオレフィンを組み合わせてもよく、より好ましくはアクリル系樹脂、アタクチックPSおよびEVAの三者を併用することである。これらの質量比は、アクリル系樹脂100質量部に対して、アタクチックPSが20~100質量部であることが好ましく、30~80質量部であることがより好ましい。また、EVAを用いる場合、アクリル系樹脂100質量部に対して、5~200質量部であることが好ましく、10~50質量部であることがより好ましい。 The thermoplastic resin (B1) used in the core resin composition is preferably of the same type as the thermoplastic resin used in the sintered body composition described below. Therefore, when ceramic powder such as metal oxide powder or cermet powder is used as the inorganic powder for the sintered body composition, it is preferable to use an acrylic resin and atactic PS together as the thermoplastic resin (B1). EVA and/or amorphous polyolefin may be combined with this, and more preferably, acrylic resin, atactic PS and EVA are used together. The mass ratio of these is preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 30 to 80 parts by mass, of the atactic PS with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin. When EVA is used, it is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin.

また、焼結体用組成物の無機粉末として金属粉末を用いる場合、熱可塑性樹脂(B1)としては、アクリル系樹脂とEVAを併用することが好ましく、さらにアタクチックPSおよび/またはPPを組み合わせることが好ましい。これらの質量比は、アクリル系樹脂100質量部に対して、EVAが10~200質量部であることが好ましく、より好ましくは80~150質量部であり、アタクチックPSが0~200質量部、より好ましくは50~150質量部であり、PPが0~200質量部、より好ましくは30~100質量部である。 Further, when a metal powder is used as the inorganic powder of the composition for a sintered body, it is preferable to use an acrylic resin and EVA in combination as the thermoplastic resin (B1), and further atactic PS and/or PP can be combined. preferable. The mass ratio of EVA is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 80 to 150 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin, and the atactic PS is 0 to 200 parts by mass. It is preferably 50 to 150 parts by mass, and 0 to 200 parts by mass of PP, more preferably 30 to 100 parts by mass.

アクリル系樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸と炭素数1~8のアルコールのエステルである(メタ)アクリル酸エステルの重合体、(メタ)アクリル酸エステルと他の単量体との共重合体などが挙げられる。アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されず、例えば1万~35万程度でもよく、2万~10万程度でもよい。本明細書において、重量平均分子量の測定方法は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて求めることができる。 Examples of acrylic resins include polymers of (meth)acrylic esters, which are esters of (meth)acrylic acid and alcohols having 1 to 8 carbon atoms, and copolymers of (meth)acrylic esters with other monomers. A polymer etc. are mentioned. The weight average molecular weight (Mw) of the acrylic resin is not particularly limited, and may be, for example, about 10,000 to 350,000 or about 20,000 to 100,000. In this specification, the weight average molecular weight can be determined using GPC (gel permeation chromatography).

(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、アルキル基の炭素数が1~8のn-アルキル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中では、メチル(メタ)アクリレートやn-ブチル(メタ)アクリレートのようなアルキル基の炭素数が1~4のn-アルキル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、およびイソブチル(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。 Specific examples of (meth)acrylates include n-alkyl (meth)acrylates having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, isopropyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate and the like. Among these, n-alkyl (meth)acrylates having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group such as methyl (meth)acrylate and n-butyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, and isobutyl (meth)acrylate At least one selected from the group consisting of acrylates is preferred.

(メタ)アクリル酸エステルと他の単量体との共重合体としては、例えば、特開2000-303103号公報に記載されているような、エチレン-酢酸ビニル共重合体またはエチレン-エチルアクリレート共重合体と、(メタ)アクリル酸エステル単独、または(メタ)アクリル酸エステルおよびスチレン系単量体の混合物と、重合開始剤からなる溶液を、分散剤を含む水系媒体中に分散させて懸濁重合させてなる複合アクリル系樹脂が挙げられる。 Copolymers of (meth)acrylic acid esters and other monomers include, for example, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene-ethyl acrylate copolymers as described in JP-A-2000-303103. A polymer, (meth)acrylic acid ester alone or a mixture of (meth)acrylic acid ester and styrenic monomer, and a polymerization initiator solution are dispersed and suspended in an aqueous medium containing a dispersant. Composite acrylic resins obtained by polymerization may be mentioned.

アタクチックPSとしては、重量平均分子量(Mw)が10万~30万程度のものを用いることが好ましく、15万~25万程度のものを用いることがより好ましい。 As the atactic PS, those having a weight average molecular weight (Mw) of about 100,000 to 300,000 are preferably used, and those having a weight average molecular weight of about 150,000 to 250,000 are more preferably used.

EVAとしては、結晶化度の低いもの(例えば、結晶化度が25%以下のもの)を使用することがより好ましい。EVAの結晶化度は、酢酸ビニル(VA)含量と相関するため、好ましいEVAとして、例えば、酢酸ビニル含量(質量百分率:JISK7192:1999)が20%~50%、より好ましくは25%~40%のEVAが挙げられる。また、重量平均分子量が3万~12万程度のものを用いることが好ましく、5万~10万程度のものを用いることがより好ましい。 It is more preferable to use EVA with a low degree of crystallinity (for example, one with a degree of crystallinity of 25% or less). Since the crystallinity of EVA correlates with the vinyl acetate (VA) content, preferable EVA has a vinyl acetate content (mass percentage: JISK7192:1999) of 20% to 50%, more preferably 25% to 40%. of EVA. Further, it is preferable to use one having a weight average molecular weight of about 30,000 to 120,000, more preferably about 50,000 to 100,000.

PPとしては、重量平均分子量が10万~40万程度のものを用いることが好ましく、より好ましくは20万~30万程度のものを用いることである。 PP having a weight average molecular weight of about 100,000 to 400,000, more preferably about 200,000 to 300,000 is used.

熱可塑性樹脂(B1)としては、架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度よりも低い熱分解温度を持つ熱可塑性樹脂(B10)を用いることが好ましい。このように架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度が高いことにより、積層構造体を脱脂する際に当該積層構造体が変形しなくなる温度までサポートすることができ、脱脂工程における積層構造体の変形を効果的に抑えることができる。複数種の熱可塑性樹脂(B1)を用いる場合、全ての熱可塑性樹脂(B1)が上記熱可塑性樹脂(B10)でもよいが、架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度以上の熱分解温度を持つ熱可塑性樹脂(B100)が一部含まれてもよい。その場合、熱可塑性樹脂(B1)の30質量%以上が上記熱可塑性樹脂(B10)であることが好ましく、より好ましくは熱可塑性樹脂(B1)の35質量%以上であり、40~70質量%が上記熱可塑性樹脂(B10)でもよい。 As the thermoplastic resin (B1), it is preferable to use a thermoplastic resin (B10) having a thermal decomposition temperature lower than that of the crosslinked polymer particles (A). Since the thermal decomposition temperature of the crosslinked polymer particles (A) is high in this way, it is possible to support the laminated structure up to a temperature at which the laminated structure is not deformed when the laminated structure is degreased. can be effectively suppressed. When using a plurality of types of thermoplastic resins (B1), all the thermoplastic resins (B1) may be the thermoplastic resin (B10), but have a thermal decomposition temperature higher than the thermal decomposition temperature of the crosslinked polymer particles (A). A thermoplastic resin (B100) may be partially included. In that case, the thermoplastic resin (B10) preferably accounts for 30% by mass or more of the thermoplastic resin (B1), more preferably 35% by mass or more of the thermoplastic resin (B1), and 40 to 70% by mass. may be the thermoplastic resin (B10).

有機バインダー(B)中に含まれる熱可塑性樹脂(B1)の含有割合は、特に限定されないが、3次元プリンタによる造形時における糸曳き(溶融した組成物を吐出するノズルを積層造形後に次の積層位置まで移動させる際の糸曳き)の抑制、および脱脂工程での変形抑制等の観点から、35~85質量%であることが好ましく、より好ましくは40~80質量%である。 The content ratio of the thermoplastic resin (B1) contained in the organic binder (B) is not particularly limited. It is preferably 35 to 85% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, from the viewpoint of suppressing stringing when moving to a position and suppressing deformation in the degreasing step.

上記有機バインダー(B)は、中子用樹脂組成物の流動性を向上させるためにワックス(B2)を含むことが好ましい。ワックス(B2)としては、合成系でもよく、天然系でもよく、その具体例としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ミツロウ、カルナバワックス、モンタンワックス、ポリアルキレングリコール等が挙げられ、これらはいずれか1種または2種以上組み合わせて用いることができる。有機バインダー(B)中に含まれるワックス(B2)の含有割合は、特に限定されず、7~40質量%でもよく、7~35質量%でもよく、10~30質量%でもよく、15~25質量%でもよい。 The organic binder (B) preferably contains a wax (B2) in order to improve the fluidity of the core resin composition. The wax (B2) may be synthetic or natural, and specific examples thereof include paraffin wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, beeswax, carnauba wax, montan wax, polyalkylene glycol, and the like. can be used either singly or in combination of two or more. The content of the wax (B2) contained in the organic binder (B) is not particularly limited, and may be 7 to 40% by mass, 7 to 35% by mass, 10 to 30% by mass, or 15 to 25% by mass. % by mass may be used.

上記有機バインダー(B)は、中子用樹脂組成物の流動性を向上させるために滑剤(B3)を含んでもよい。滑剤(B3)の具体例としては、脂肪酸およびその誘導体(エステル、アミドなど)が挙げられ、これらはいずれか1種または2種以上組み合わせて用いることができる。好ましい滑剤としては、ステアリン酸及びそのエステル(例えば、モノステアリン酸ソルビタン)が挙げられる。有機バインダー(B)中に含まれる滑剤(B3)の含有割合は、特に限定されず、0~18質量%でもよく、0~16質量%でもよく、0~15質量%でもよい。 The organic binder (B) may contain a lubricant (B3) in order to improve the fluidity of the core resin composition. Specific examples of the lubricant (B3) include fatty acids and their derivatives (esters, amides, etc.), and these can be used singly or in combination of two or more. Preferred lubricants include stearic acid and its esters (eg, sorbitan monostearate). The content of the lubricant (B3) contained in the organic binder (B) is not particularly limited, and may be 0 to 18% by mass, 0 to 16% by mass, or 0 to 15% by mass.

上記有機バインダー(B)は、その他の添加剤(B4)を含んでもよい。その他の添加剤(B4)としては、例えば、可塑剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、紫外線吸収剤、造核剤等が挙げられる。 The organic binder (B) may contain other additives (B4). Other additives (B4) include, for example, plasticizers, antioxidants, metal deactivators, ultraviolet absorbers, and nucleating agents.

可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ビス(2-エチルヘキシル)、安息香酸グリコールエステル、リン酸エステル等が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤が挙げられる。 Examples of plasticizers include phthalates, adipates, trimellitates, diisononyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate, bis(2-ethylhexyl) 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, and glycol benzoate. esters, phosphate esters, and the like. Antioxidants include, for example, phenolic antioxidants.

中子用樹脂組成物において、架橋ポリマー粒子(A)と有機バインダー(B)との質量比は、(A)/(B)=100/35~100/105であることが好ましい。架橋ポリマー粒子(A)100質量部に対して、有機バインダー(B)が35質量部以上であることにより、3次元プリンタによる積層造形時に、中子用樹脂組成物の流動性を高めることができ、また中子用樹脂組成物同士の接着性を高め、さらに中子用樹脂組成物と焼結体用組成物との接着性を高めることができ、3次元プリンタによる造形性を向上することができる。また有機バインダー(B)が105質量部以下であることにより、脱脂工程におけるサポート性を向上することができる。より好ましい質量比は(A)/(B)=100/40~100/100であり、さらに好ましくは(A)/(B)=100/45~100/95である。 In the core resin composition, the mass ratio of the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) is preferably (A)/(B)=100/35 to 100/105. When the amount of the organic binder (B) is 35 parts by mass or more relative to 100 parts by mass of the crosslinked polymer particles (A), the fluidity of the core resin composition can be increased during lamination molding by a three-dimensional printer. In addition, the adhesiveness between the core resin compositions can be enhanced, and the adhesiveness between the core resin composition and the sintered body composition can be enhanced, and the formability by a three-dimensional printer can be improved. can. Further, when the amount of the organic binder (B) is 105 parts by mass or less, the support property in the degreasing step can be improved. A more preferable mass ratio is (A)/(B)=100/40 to 100/100, and more preferably (A)/(B)=100/45 to 100/95.

中子用樹脂組成物は、焼結工程後に残渣が残らないように、大気中1000℃の加熱条件での残渣(加熱残渣)が0.1質量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%未満である。これにより、焼結工程後における空洞部内の残渣を低減することができる。特に空洞部として密閉空間を形成する場合、焼結後に空洞部内の残渣を除去することはできない。そのため、加熱残渣は極力少ないことが好ましい。このように加熱残渣を低減ないし無くすためには、中子用樹脂組成物に含まれる無機元素の量を低減し無機元素が含まれないようにすればよい。例えば、ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)を用いた標準添加法による無機元素の含有量が0.1質量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%未満である。ここで、無機元素とは、酸素、炭素、水素および窒素以外の元素であり、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、硫黄など、焼結後に残渣として残る元素をいう。 The core resin composition preferably has a residue (heated residue) of less than 0.1% by mass, more preferably 0, under heating conditions of 1000° C. in the atmosphere so that no residue remains after the sintering process. less than 0.05% by weight. As a result, it is possible to reduce the residue inside the cavity after the sintering process. Especially when forming a closed space as the cavity, it is impossible to remove the residue in the cavity after sintering. Therefore, it is preferable that the heating residue is as small as possible. In order to reduce or eliminate the heating residue, the amount of inorganic elements contained in the core resin composition should be reduced to eliminate the inorganic elements. For example, the content of inorganic elements determined by a standard addition method using ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer) is preferably less than 0.1% by mass, more preferably less than 0.05% by mass. Here, the inorganic elements are elements other than oxygen, carbon, hydrogen and nitrogen, and include elements such as sodium, potassium, calcium, magnesium, phosphorus and sulfur that remain as residues after sintering.

中子用樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、架橋ポリマー粒子(A)と有機バインダー(B)を溶融混練して調製することができる。溶融混練に用いる混練機としては、例えば加圧型ニーダー、双腕ニーダー式混練機、バンバリー型混練機、1軸または2軸混練押出機などが挙げられる。 The method for producing the core resin composition is not particularly limited, and it can be prepared by melt-kneading the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B). Examples of the kneader used for melt-kneading include a pressure kneader, a twin-arm kneader kneader, a Banbury kneader, and a single-screw or twin-screw kneading extruder.

中子用樹脂組成物の形状は特に限定されないが、一実施形態としてペレット状でもよく、例えば、混練後の押し出されてきた溶融物をロータリーカッターにより空気中でペレット状にカットすることでペレット化されてもよい。 The shape of the core resin composition is not particularly limited, but in one embodiment, it may be in the form of pellets. For example, pelletization is performed by cutting the extruded melt after kneading into pellets in air with a rotary cutter. may be

本実施形態に係る中子用樹脂組成物は、セラミックス、サーメットまたは金属などの無機材料からなる焼結体を製造するために焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形する際の中子の材料として用いられる。 The core resin composition according to the present embodiment is used to form a laminated structure with a three-dimensional printer using the sintered body composition for manufacturing a sintered body made of an inorganic material such as ceramics, cermet, or metal. It is used as a core material when

焼結体用組成物としては無機粉末(C)と有機バインダー(D)を含有するものが用いられ、特に限定するものではないが、一実施形態として上記特許文献1に記載のものを用いることができる。 A composition containing an inorganic powder (C) and an organic binder (D) is used as the sintered body composition, and is not particularly limited, but as an embodiment, the composition described in Patent Document 1 can be used. can be done.

詳細には、無機粉末(C)としては、例えば、金属粉末、セラミックス粉末、サーメット粉末が挙げられる。金属粉末の具体例としては、純鉄、鉄-ニッケル、鉄-コバルト、鉄-シリコン、ステンレススチールなどの鉄系合金、タングステン、アルミニウム合金、銅、銅合金などの粉末が挙げられる。セラミックス粉末としては、Al、BeO、ZrOなどの酸化物、TiC、ZrC、BC、炭化タングステン(WC)などの炭化物、CrB、ZrBなどのホウ化物、TiN、ZrNなどの窒化物などの粉末が挙げられる。サーメット粉末としては、超硬合金(WC-Co系合金など)、Al-Fe系、TiC-Ni系、TiC-Co系、BC-Fe系などの粉末が挙げられる。これらはいずれか1種または2種以上組み合わせて用いてもよい。 Specifically, examples of the inorganic powder (C) include metal powder, ceramic powder, and cermet powder. Specific examples of metal powders include powders of pure iron, iron-nickel, iron-cobalt, iron-silicon, iron-based alloys such as stainless steel, tungsten, aluminum alloys, copper, and copper alloys. Ceramic powders include oxides such as Al2O3 , BeO and ZrO2; carbides such as TiC, ZrC, B4C and tungsten carbide ( WC); borides such as CrB and ZrB2 ; Powders such as nitrides can be mentioned. Examples of cermet powders include powders of cemented carbide (WC--Co based alloys, etc.), Al 2 O 3 -Fe-based, TiC--Ni-based, TiC--Co-based, and B 4 C--Fe-based powders. These may be used singly or in combination of two or more.

無機粉末(C)の平均粒子径は、特に限定されず、例えば0.05~30μmでもよく、0.1~10μmでもよい。本明細書において、無機粉末(C)の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法(マイクロトラック粒子径測定装置:MT3100II)を用いて求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。 The average particle size of the inorganic powder (C) is not particularly limited, and may be, for example, 0.05 to 30 μm or 0.1 to 10 μm. In this specification, the average particle size of the inorganic powder (C) means the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution determined using a laser diffraction/scattering method (Microtrac particle size measuring device: MT3100II). .

有機バインダー(D)は、熱可塑性樹脂(D1)を含み、さらにワックス(D2)、滑剤(D3)、その他の添加剤(D4)を含んでもよい。焼結体用組成物からなる積層構造体と中子用樹脂組成物からなる中子との脱脂パターンを合わせるために、焼結体用組成物の有機バインダー(D)と中子用樹脂組成物の有機バインダー(B)は同じ成分からなることが好ましい。 The organic binder (D) contains a thermoplastic resin (D1) and may further contain wax (D2), lubricant (D3) and other additives (D4). In order to match the degreasing patterns of the laminated structure made of the sintered body composition and the core made of the core resin composition, the organic binder (D) of the sintered body composition and the core resin composition It is preferable that the organic binder (B) in the above consists of the same components.

熱可塑性樹脂(D1)としては、中子用樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂(B1)と同様、例えば、アクリル系樹脂、アタクチックPS、PC、アモルファスポリオレフィン、ABSなどの非結晶性ポリマー、EVA、PE、PP、POM、PA、PBT、PET、PLAなどの結晶性ポリマーが挙げられる。上記のように、焼結体用組成物に用いる熱可塑性樹脂(D1)と中子用樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂(B1)は同じ成分であることが好ましく、そのため、熱可塑性樹脂(D1)として好ましい樹脂、その組合せは、熱可塑性樹脂(B1)について説明したとおりである。 Examples of the thermoplastic resin (D1) include acrylic resins, atactic PS, PC, amorphous polyolefins, non-crystalline polymers such as ABS, EVA, and the like, similar to the thermoplastic resin (B1) used in the core resin composition. Crystalline polymers such as PE, PP, POM, PA, PBT, PET, PLA are included. As described above, the thermoplastic resin (D1) used in the sintered body composition and the thermoplastic resin (B1) used in the core resin composition preferably have the same component. ) and combinations thereof are as described for the thermoplastic resin (B1).

一例として、無機粉末(C)として金属酸化物粉末などのセラミックス粉末、またはサーメット粉末を用いる場合、熱可塑性樹脂(D1)としては、アクリル系樹脂とアタクチックPSを併用することが好ましく、これにEVAおよび/またはアモルファスポリオレフィンを組み合わせてもよく、より好ましくはアクリル系樹脂、アタクチックPSおよびEVAの三者を併用することである。これらの質量比は、アクリル系樹脂100質量部に対して、アタクチックPSが20~100質量部であることが好ましく、30~80質量部であることがより好ましい。また、EVAを用いる場合、アクリル系樹脂100質量部に対して、5~200質量部であることが好ましく、7~100質量部であることがより好ましく、10~50質量部であることが更に好ましい。 As an example, when ceramic powder such as metal oxide powder or cermet powder is used as inorganic powder (C), acrylic resin and atactic PS are preferably used in combination as thermoplastic resin (D1), and EVA is used as the thermoplastic resin (D1). And/or amorphous polyolefin may be used in combination, and more preferably, acrylic resin, atactic PS and EVA are used in combination. The mass ratio of these is preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 30 to 80 parts by mass, of the atactic PS with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin. Further, when EVA is used, it is preferably 5 to 200 parts by mass, more preferably 7 to 100 parts by mass, and further preferably 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic resin. preferable.

また、無機粉末(C)として金属粉末を用いる場合、熱可塑性樹脂(D1)としては、アクリル系樹脂とEVAを併用することが好ましく、さらにアタクチックPSおよび/またはPPを組み合わせることが好ましい。これらの質量比は、アクリル系樹脂100質量部に対して、EVAが30~200質量部であることが好ましく、より好ましくは80~150質量部であり、アタクチックPSが0~200質量部、より好ましくは50~150質量部であり、PPが0~200質量部、より好ましくは30~100質量部である。 When a metal powder is used as the inorganic powder (C), the thermoplastic resin (D1) is preferably an acrylic resin and EVA, and more preferably atactic PS and/or PP. The mass ratio of these is preferably 30 to 200 parts by mass, more preferably 80 to 150 parts by mass, for EVA with respect to 100 parts by mass for acrylic resin, and 0 to 200 parts by mass for atactic PS. It is preferably 50 to 150 parts by mass, and 0 to 200 parts by mass of PP, more preferably 30 to 100 parts by mass.

ワックス(D2)、滑剤(D3)およびその他の添加剤(D4)についても、その具体例および含有割合などは、中子用樹脂組成物に用いるワックス(B2)、滑剤(B3)およびその他の添加剤(B4)について説明したとおりである。 Concerning the wax (D2), the lubricant (D3) and other additives (D4), the specific examples and content ratio thereof are described in the wax (B2), the lubricant (B3) and other additives used in the core resin composition. It is as having explained about the agent (B4).

焼結体用組成物において、無機粉末(C)と有機バインダー(D)の質量比は、(C)/(D)=100/3~100/30であることが好ましい。例えば、無機粉末(A)がセラミックス粉末である場合、該質量比は、(A)/(B)=100/10~100/25であることが好ましく、より好ましくは100/12~100/20である。無機粉末(A)が金属粉末またはサーメット粉末である場合、該質量比は、(A)/(B)=100/3~100/13であることが好ましく、より好ましくは100/4~100/10である。 In the composition for sintered bodies, the mass ratio of the inorganic powder (C) and the organic binder (D) is preferably (C)/(D)=100/3 to 100/30. For example, when the inorganic powder (A) is a ceramic powder, the mass ratio (A)/(B) is preferably 100/10 to 100/25, more preferably 100/12 to 100/20. is. When the inorganic powder (A) is a metal powder or a cermet powder, the mass ratio (A)/(B) is preferably 100/3 to 100/13, more preferably 100/4 to 100/ 10.

実施形態に係る中子用樹脂組成物は、焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形する際に、3次元プリンタにより空洞形成用の中子を造形するために用いられる。そのため、実施形態に係る焼結体の製造方法は、焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形すること、中子用樹脂組成物を用いて3次元プリンタにより中子を造形すること、積層構造体の内部に中子が配置された状態で積層構造体を中子とともに加熱して脱脂すること、および、脱脂した積層構造体を焼結して内部に空洞部を持つ焼結体を得ること、を含んでもよい。 The resin composition for a core according to the embodiment is used to form a core for forming a cavity with a three-dimensional printer when forming a laminated structure using a composition for a sintered body with a three-dimensional printer. be done. Therefore, in the method for producing a sintered body according to the embodiment, a laminated structure is formed by a three-dimensional printer using a composition for a sintered body, and a core is formed by a three-dimensional printer using a core resin composition. heating and degreasing the laminated structure together with the core in a state where the core is arranged inside the laminated structure; and sintering the degreased laminated structure to form a cavity inside obtaining a sintered body having a

好ましくは、中子は、積層構造体の内部に配置されるように3次元プリンタにより積層構造体とともに造形され、造形後の脱脂ないし焼結工程において加熱分解される加熱分解型の中子であり、焼結体の内部に空洞部を形成することができる。従って、好ましい一実施形態に係る焼結体の製造方法は、以下の工程を含む。
(1)上記の中子用樹脂組成物と焼結体用組成物を用いて、3次元プリンタにより中子とともに積層構造体を造形する工程、
(2)積層構造体を中子とともに加熱して脱脂する工程、および、
(3)脱脂した積層構造体を焼結する工程。
Preferably, the core is a thermal decomposition type core that is shaped together with the laminated structure by a three-dimensional printer so as to be arranged inside the laminated structure, and is thermally decomposed in a degreasing or sintering step after modeling. , a cavity can be formed inside the sintered body. Accordingly, a method for manufacturing a sintered body according to a preferred embodiment includes the following steps.
(1) A step of forming a laminate structure together with a core by a three-dimensional printer using the resin composition for a core and the composition for a sintered compact;
(2) a step of heating and degreasing the laminated structure together with the core;
(3) A step of sintering the degreased laminated structure.

3次元プリンタとしては、例えば、成形材料を加熱して流動化させ、ノズルから吐出して積層しながら3次元構造体を造形することができるものを用いることができ、材料押出積層方式(MEX)(熱溶融積層方式:FDM)の各種3次元プリンタが挙げられる。 As a three-dimensional printer, for example, it is possible to use a printer that can form a three-dimensional structure while heating and fluidizing a molding material and discharging it from a nozzle to laminate it. (Thermal fusion lamination method: FDM) various three-dimensional printers.

工程(1)では、複数のノズルを備えた3次元プリンタを用いて、焼結体用組成物と中子用樹脂組成物をそれぞれ加熱により流動化させて各ノズルから吐出しながら、焼結体用組成物により積層構造体を、中子用樹脂組成物により中子を、それぞれデータに基づいて積層造形する。これにより、積層構造体の内部において空洞部となるべき部位に中子が配置された積層構造体が得られ、造形時における積層構造体の内壁面の垂れ下がりを抑制することができる。一実施形態において、空洞部として外部から遮断された密閉空間を形成する場合、中子は積層構造体の表面に現れないように積層構造体内に埋没した状態に形成される。 In step (1), a three-dimensional printer having a plurality of nozzles is used to heat and fluidize the composition for sintered bodies and the resin composition for cores, and discharge the sintered bodies from the respective nozzles. Based on the data, the layered structure and the core are formed using the composition for the core and the resin composition for the core, respectively, based on the data. As a result, a laminated structure in which a core is arranged in a portion to be a hollow portion inside the laminated structure can be obtained, and sagging of the inner wall surface of the laminated structure during modeling can be suppressed. In one embodiment, when forming a closed space cut off from the outside as a cavity, the core is formed in a state of being buried in the laminated structure so as not to appear on the surface of the laminated structure.

焼結体用組成物および中子用樹脂組成物を流動化させる際の加熱温度は、これら組成物を熱分解させることなく流動化させることができれば特に限定されず、例えば100~200℃でもよい。 The heating temperature for fluidizing the composition for a sintered body and the resin composition for a core is not particularly limited as long as the composition can be fluidized without thermal decomposition, and may be, for example, 100 to 200°C. .

工程(2)では、このようにして得られた中子を有する積層構造体を加熱して脱脂する。脱脂工程は、通常、有機物を熱分解により除去する工程であるため、積層構造体に含まれる有機バインダー(D)、中子に含まれる架橋ポリマー粒子(A)および有機バインダー(B)についても熱分解により除去される。なお、架橋ポリマー粒子(A)は、その後の焼結工程において消失させることができれば、脱脂工程後に残存していてもよいが、好ましくは脱脂工程後に消失していることである。 In step (2), the laminated structure having the core thus obtained is heated to be degreased. Since the degreasing step is usually a step of removing organic substances by thermal decomposition, the organic binder (D) contained in the laminated structure, the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) contained in the core are also heated. Removed by decomposition. The crosslinked polymer particles (A) may remain after the degreasing step as long as they can be eliminated in the subsequent sintering step, but preferably disappear after the degreasing step.

脱脂工程において、積層構造体に含まれる熱可塑性樹脂(D1)が軟化することにより積層構造体は変形しやすくなる。その一方で、脱脂工程が終了に近づくにつれて積層構造体には中子がなくてもその形状を維持可能な強度が付与される。本実施形態によれば、中子に用いた架橋ポリマー粒子(A)が加熱により可塑化しないため、脱脂工程において積層構造体が変形しにくくなる温度まで積層構造体の内壁面をサポートすることができ、その垂れ下がりを抑制することができる。また中子を構成する架橋ポリマー粒子(A)および有機バインダー(B)は脱脂工程ないし焼結工程において加熱分解により除去することができるので、中子の取り外し工程も不要である。 In the degreasing step, the softening of the thermoplastic resin (D1) contained in the laminated structure makes the laminated structure more susceptible to deformation. On the other hand, as the degreasing process comes to an end, the laminated structure is given strength enough to maintain its shape without the core. According to the present embodiment, since the crosslinked polymer particles (A) used for the core are not plasticized by heating, the inner wall surface of the laminated structure can be supported to a temperature at which the laminated structure is less likely to deform in the degreasing step. It is possible to suppress the sagging. In addition, since the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) that constitute the core can be removed by thermal decomposition in the degreasing process or the sintering process, a process for removing the core is not necessary.

脱脂条件は、積層構造体に含まれる無機粉末(C)の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、無機粉末(C)がジルコニアやアルミナなどのセラミックス粉末の場合は、大気中で昇温速度5~20℃/hで450~550℃前後まで昇温することにより脱脂を行ってもよい。無機粉末(C)が金属粉末の場合、不活性ガス雰囲気で昇温速度5~20℃/hで450~550℃前後まで昇温することにより脱脂を行ってもよい。 The degreasing conditions can be appropriately set according to the type of the inorganic powder (C) contained in the laminated structure. For example, when the inorganic powder (C) is a ceramic powder such as zirconia or alumina, degreasing may be performed by raising the temperature to around 450 to 550° C. at a rate of 5 to 20° C./h in air. When the inorganic powder (C) is a metal powder, degreasing may be performed by raising the temperature to around 450 to 550° C. at a rate of 5 to 20° C./h in an inert gas atmosphere.

工程(3)では、脱脂工程後の積層構造体を焼結する。焼結条件は、無機粉末(C)の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、無機粉末(C)がジルコニアやアルミなどのセラミックス粉末の場合は、大気中で昇温速度40~120℃/hで1300~1700℃まで昇温して焼結を行ってもよい。無機粉末が金属粉末やサーメット粉末の場合、不活性ガス雰囲気で昇温速度40~160℃/hで温度1300~1400℃まで昇温して焼結を行ってもよい。 In step (3), the laminated structure after the degreasing step is sintered. The sintering conditions can be appropriately set according to the type of inorganic powder (C) and the like. For example, when the inorganic powder (C) is a ceramic powder such as zirconia or aluminum, sintering may be performed by raising the temperature to 1300 to 1700° C. at a rate of 40 to 120° C./h in the air. When the inorganic powder is metal powder or cermet powder, sintering may be performed by raising the temperature to 1300 to 1400° C. at a temperature elevation rate of 40 to 160° C./h in an inert gas atmosphere.

このようにして焼結が行われることにより、セラミックス、サーメットまたは金属からなる焼結体が得られる。 By performing sintering in this way, a sintered body made of ceramics, cermet or metal is obtained.

本実施形態であると、上記のような中子を用いたことにより、3次元プリンタによる造形時だけでなく、脱脂時においてもサポートを行うことができる。また、焼結後には、中子が熱分解により消失することで、中子形状に対応した空洞部を焼結体の内部に形成することができる。そのため、密閉で複雑な形状の空洞部についても形成可能である。 According to this embodiment, by using the core as described above, support can be provided not only during modeling with a three-dimensional printer but also during degreasing. After sintering, the core disappears due to thermal decomposition, so that a cavity corresponding to the shape of the core can be formed inside the sintered body. Therefore, it is possible to form even a hermetic cavity having a complicated shape.

なお、上述した配合量や粘度をはじめとする種々の数値範囲は、それぞれそれらの上限値と下限値を任意に組み合わせることができ、それら全ての組み合わせが好ましい数値範囲として本明細書に記載されているものとする。 In addition, various numerical ranges including the above-described compounding amounts and viscosities can be arbitrarily combined with their upper and lower limits, and all combinations thereof are described herein as preferred numerical ranges. It is assumed that there is

以下、実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

<使用原料>
実施例および比較例で使用した原料は以下のとおりである。
<Raw materials used>
Raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.

[架橋ポリマー粒子]
・架橋アクリル樹脂粒子1:積水化成品工業株式会社製「MBX-20」(平均粒子径:20μm、熱分解温度:270℃)
・架橋アクリル樹脂粒子2:積水化成品工業株式会社製「MBX-30」(平均粒子径:30μm、熱分解温度:270℃)
・架橋アクリル樹脂粒子3:積水化成品工業株式会社製「SSX-102」(平均粒子径:2μm、熱分解温度:270℃)
・架橋アクリル樹脂粒子4:根上工業株式会社製「架橋アクリルビーズJ-6PF」(平均粒子径:4μm、熱分解温度:270℃)
・架橋アクリル樹脂粒子5:根上工業(株)製「架橋アクリルビーズSE-020T」(平均粒子径:20μm、熱分解温度:300℃)
・架橋ウレタン樹脂粒子:根上工業株式会社製「架橋ウレタンビーズC-400T」(平均粒子径:15μm、熱分解温度:320℃)
・架橋スチレン樹脂粒子:積水化成品工業株式会社製「SBX-12」(平均粒子径:12μm、熱分解温度:300℃)
[Crosslinked polymer particles]
・ Crosslinked acrylic resin particles 1: “MBX-20” manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. (average particle size: 20 μm, thermal decomposition temperature: 270 ° C.)
- Crosslinked acrylic resin particles 2: "MBX-30" manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. (average particle size: 30 μm, thermal decomposition temperature: 270 ° C.)
・ Crosslinked acrylic resin particles 3: “SSX-102” manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. (average particle size: 2 μm, thermal decomposition temperature: 270 ° C.)
・Crosslinked acrylic resin particles 4: “Crosslinked acrylic beads J-6PF” manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd. (average particle size: 4 μm, thermal decomposition temperature: 270 ° C.)
・Crosslinked acrylic resin particles 5: “Crosslinked acrylic beads SE-020T” manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd. (average particle diameter: 20 μm, thermal decomposition temperature: 300 ° C.)
・Crosslinked urethane resin particles: “Crosslinked urethane beads C-400T” manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd. (average particle size: 15 μm, thermal decomposition temperature: 320 ° C.)
・ Crosslinked styrene resin particles: “SBX-12” manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd. (average particle size: 12 μm, thermal decomposition temperature: 300 ° C.)

[熱可塑性樹脂]
・アクリル系樹脂:メタクリル酸n-ブチル、重量平均分子量5万、熱分解温度250℃
・アタクチックPS:重量平均分子量19万、熱分解温度350℃
・EVA:酢酸ビニル含量28質量%、重量平均分子量7万、熱分解温度400℃
・PP:重量平均分子量24万、熱分解温度250℃
[Thermoplastic resin]
・Acrylic resin: n-butyl methacrylate, weight average molecular weight 50,000, thermal decomposition temperature 250°C
・Atactic PS: weight average molecular weight 190,000, thermal decomposition temperature 350°C
・EVA: vinyl acetate content 28% by mass, weight average molecular weight 70,000, thermal decomposition temperature 400°C
・PP: weight average molecular weight 240,000, thermal decomposition temperature 250°C

[ワックス]
・パラフィンワックス:分子量472、融点70℃
[滑剤]
・ステアリン酸:分子量284
[その他の添加剤]
・可塑剤:4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ビス(2-エチルヘキシル)、分子量394
[wax]
・Paraffin wax: molecular weight 472, melting point 70°C
[Lubricant]
・Stearic acid: molecular weight 284
[Other additives]
・Plasticizer: bis(2-ethylhexyl) 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, molecular weight 394

[無機粉末]
・アルミナ粉末:BET比表面積は6m/g、平均粒子径D50は0.52μm
・ジルコニア粉末:Yを3モル%含むイットリア部分安定化ジルコニア粉末、BET比表面積は15m/g、平均粒子径D50は0.15μm
・ステンレス粉末:SUS316L、平均粒子径D50は7.1μm、タップ密度4.6g/cm
・WC-Co粉末:平均粒子径D50は1.4μm
[Inorganic powder]
・Alumina powder: BET specific surface area is 6 m 2 /g, average particle diameter D 50 is 0.52 μm
Zirconia powder: yttria partially stabilized zirconia powder containing 3 mol% of Y2O3, BET specific surface area of 15 m2 /g, average particle diameter D50 of 0.15 µm
・Stainless steel powder: SUS316L, average particle size D50 is 7.1 μm, tap density 4.6 g/cm 3 )
・WC-Co powder: Average particle size D50 is 1.4 μm

<焼結体用組成物の調製>
下記表1に記載の配合(質量部)に従い、焼結体用組成物を調製した。詳細には、加圧型ニーダーを用いて表1に記載の成分を170℃で溶融混練し、得られた溶融物からペレタイザー型プランジャー押出機を用いてペレットを作製した。
<Preparation of composition for sintered body>
A composition for a sintered body was prepared according to the formulation (parts by mass) shown in Table 1 below. Specifically, the components listed in Table 1 were melt-kneaded at 170° C. using a pressurized kneader, and pellets were produced from the resulting melt using a pelletizer-type plunger extruder.

Figure 2022153896000001
Figure 2022153896000001

<中子用樹脂組成物の調製>
下記表2に記載の配合(質量部)に従い、中子用樹脂組成物を調製した。詳細には、加圧型ニーダーを用いて表2に記載の成分を170℃で溶融混練し、得られた溶融物からペレタイザー型プランジャー押出機を用いてペレットを作製した。
<Preparation of core resin composition>
A core resin composition was prepared according to the composition (parts by mass) shown in Table 2 below. Specifically, the components shown in Table 2 were melt-kneaded at 170° C. using a pressurized kneader, and pellets were produced from the resulting melt using a pelletizer-type plunger extruder.

得られた中子用樹脂組成物について、加熱残渣を測定した。加熱残渣は、中子用樹脂組成物を、大気中1000℃で2時間加熱し、加熱前の質量に対する加熱後の質量の比を加熱残渣(質量%)として算出した。 The heating residue was measured for the obtained core resin composition. The heating residue was obtained by heating the core resin composition at 1000° C. for 2 hours in the air, and calculating the ratio of the mass after heating to the mass before heating as the heating residue (% by mass).

<3次元プリンタによる積層構造体の造形>
空洞部(流路)を設けた焼結体を作製するために、上記で作製した焼結体用組成物と中子用樹脂組成物の各ペレットを用いて、図1に示す内部に中子を配置した積層構造体を3次元プリンタにより造形した。
<Modeling of laminated structure by 3D printer>
In order to produce a sintered body provided with a cavity (flow path), each pellet of the sintered body composition and core resin composition prepared above was used to insert a core inside shown in FIG. was formed by a three-dimensional printer.

詳細には、ペレット投入口として第1投入口と第2投入口を有する押出装置を備えたMEX方式の3次元プリンタ(エス.ラボ株式会社製CERA#P3 造形範囲X150mm×Y150mm×Z150mm、スクリュー径φ20mm)を使用し、第1投入口には焼結体用組成物、第2投入口には中子用樹脂組成物を投入した。焼結体用組成物と中子用樹脂組成物をそれぞれノズルから吐出しながら、焼結体用組成物からなる積層構造体と中子用樹脂組成物からなる中子とを含む3次元構造体を積層造形した。作製した3次元構造体は、図1に示す50mm×50mm×厚さ6mmの積層構造体の内部に幅10mm×高さ2mmの十字状の中子が一体となったものである。ノズル径:1.0mm、ノズル温度:150~190℃、積層ピッチ0.2mm、造形速度:2000mm/minとした。焼結体用組成物と中子用樹脂組成物との組合せは表2に示すとおりである。 Specifically, a MEX-type three-dimensional printer (CERA#P3 manufactured by S.Lab Co., Ltd., molding range X150 mm × Y150 mm × Z150 mm, screw diameter φ20 mm), and the composition for the sintered body was put into the first inlet, and the resin composition for the core was put into the second inlet. A three-dimensional structure including a laminated structure made of the composition for the sintered body and a core made of the resin composition for the core while discharging the composition for the sintered body and the resin composition for the core from nozzles respectively. was laminate-molded. The produced three-dimensional structure was obtained by integrating a cross-shaped core with a width of 10 mm and a height of 2 mm inside the laminated structure of 50 mm×50 mm×6 mm in thickness shown in FIG. Nozzle diameter: 1.0 mm, nozzle temperature: 150 to 190° C., lamination pitch: 0.2 mm, molding speed: 2000 mm/min. Combinations of the sintered body composition and the core resin composition are shown in Table 2.

中子用樹脂組成物の評価として積層造形時の接着性を評価した。接着性の評価は、積層造形時に中子用樹脂組成物同士で接着性があるかないか、また、中子用樹脂組成物が焼結体用組成物に対して接着性があるかないか、について行った。判定基準は以下のとおりである。
○:中子用樹脂組成物同士の接着性、および中子用樹脂組成物と焼結体用組成物との接着性がともに良好である。
△:中子用樹脂組成物が焼結体用組成物に対して接着不良が起きる。
×:中子用樹脂組成物同士で接着不良が起きる
As the evaluation of the core resin composition, the adhesiveness during lamination molding was evaluated. Adhesiveness evaluation is based on whether or not there is adhesion between core resin compositions during lamination molding, and whether or not the core resin composition has adhesion to the composition for sintered bodies. gone. Judgment criteria are as follows.
○: Adhesion between the core resin compositions and adhesion between the core resin composition and the sintered body composition are both good.
Δ: Poor adhesion of the resin composition for the core to the composition for the sintered compact occurs.
×: Poor adhesion occurs between core resin compositions

<積層構造体の脱脂>
上記で得られた中子を備える3次元構造体について、脱脂を行った。その際、積層構造体の無機粉末としてアルミナ粉末、ジルコニア粉末を用いたものについては大気中で昇温速度10℃/hで500℃まで昇温して脱脂を行った。積層構造体の無機粉末としてSUS粉末、WC-Co粉末を用いたものについては窒素ガス雰囲気中で昇温速度10℃/hで500℃まで昇温して脱脂を行った。
<Degreasing of laminated structure>
The three-dimensional structure provided with the core obtained above was degreased. At that time, for those using alumina powder and zirconia powder as the inorganic powder of the laminated structure, the temperature was raised to 500° C. at a temperature elevation rate of 10° C./h in the air for degreasing. For those using SUS powder and WC—Co powder as the inorganic powder of the laminated structure, the temperature was raised to 500° C. at a rate of 10° C./h in a nitrogen gas atmosphere for degreasing.

<積層造形体の焼結>
上記の積層構造体の脱脂後に焼結を行った。積層構造体の無機粉末としてアルミナ粉末を用いたものについては、大気中で昇温速度100℃/hで最高温度1600℃まで昇温し、1600℃で2時間キープするパターンで焼成した。ジルコニア粉末を用いたものについては、大気中で昇温速度100℃/hで最高温度1350℃まで昇温し、1350℃で2時間キープするパターンで焼成した。積層構造体の無機粉末としてSUS粉末を用いたものについては、真空中で昇温速度150℃/hで1000℃まで昇温し、1000℃からはアルゴン雰囲気下で昇温速度150℃/hで1350℃まで昇温し、1350℃で2時間キープするパターンで焼成した。WC-Co粉末を用いたものについては、真空中で昇温速度150℃/hで1000℃まで昇温し、1000℃からはアルゴン雰囲気下で昇温速度150℃/hで1390℃まで昇温し、1390℃で2時間キープするパターンで焼成した。
<Sintering of laminate-molded body>
After degreasing the laminated structure, sintering was performed. For those using alumina powder as the inorganic powder for the laminated structure, the laminate was fired in the atmosphere in such a manner that the temperature was raised to a maximum temperature of 1600° C. at a temperature elevation rate of 100° C./h and kept at 1600° C. for 2 hours. For those using zirconia powder, the temperature was raised to a maximum temperature of 1350° C. at a rate of temperature increase of 100° C./h in the air, and fired at a temperature of 1350° C. for 2 hours. For those using SUS powder as the inorganic powder of the laminated structure, the temperature was raised to 1000°C at a temperature elevation rate of 150°C/h in vacuum, and from 1000°C, the temperature was raised at a temperature elevation rate of 150°C/h in an argon atmosphere. The temperature was raised to 1,350° C., and firing was performed in a pattern of keeping at 1,350° C. for 2 hours. For those using WC—Co powder, the temperature was raised to 1000° C. at a heating rate of 150° C./h in vacuum, and from 1000° C. to 1390° C. at a heating rate of 150° C./h in an argon atmosphere. and baked in a pattern of keeping at 1390° C. for 2 hours.

中子によるサポート性の評価として、焼結後に空洞部が正確に形成されているか否かを評価した。評価は、脱脂前の形状から空洞部の上壁が下方にどれだけ変形したかを測定した。判定基準は以下のとおりである。
○:焼結後の変形が0.5mm以下である。
△:焼結後に0.5mm超2mm未満の変形が見られる。
×:焼結後に空洞部の上壁が底面についており2mm以上の変形が見られる。
As an evaluation of the supportability by the core, it was evaluated whether or not the cavity was accurately formed after sintering. For the evaluation, it was measured how much the upper wall of the hollow part was deformed downward from the shape before degreasing. Judgment criteria are as follows.
○: Deformation after sintering is 0.5 mm or less.
Δ: Deformation of more than 0.5 mm and less than 2 mm is observed after sintering.
x: After sintering, the upper wall of the hollow portion is attached to the bottom surface, and deformation of 2 mm or more is observed.

脱脂後に中子用樹脂組成物の残渣量を測定し、脱脂前の中子用樹脂組成物に対する残渣分の質量比を求めた。 After degreasing, the amount of residue of the core resin composition was measured to determine the mass ratio of the residue to the core resin composition before degreasing.

Figure 2022153896000002
Figure 2022153896000002

結果は表2に示すとおりであり、中子用樹脂組成物に架橋ポリマー粒子を配合していない比較例1,2であると、脱脂・焼結時における中子によるサポート性が損なわれており、空洞部に変形が見られた。これに対し、中子用樹脂組成物に架橋ポリマー粒子と有機バインダーを配合した実施例1~10であると、積層造形時における接着性に優れるとともに、脱脂・焼結時における中子によるサポート性に優れており、内部に空洞部を有する焼結体を製造することができた。また、実施例1~10であると、脱脂後の残渣分が少なく、優れた消滅性となる中子を製造することができた。 The results are shown in Table 2. In Comparative Examples 1 and 2, in which the crosslinked polymer particles were not blended in the core resin composition, the supportability of the core during degreasing and sintering was impaired. , deformation was observed in the cavity. On the other hand, in Examples 1 to 10 in which the crosslinked polymer particles and the organic binder are blended in the resin composition for the core, the adhesiveness during lamination molding is excellent, and the support by the core during degreasing and sintering is excellent. It was possible to produce a sintered body having a cavity inside. Further, in Examples 1 to 10, it was possible to produce cores with less residue after degreasing and excellent extinguishing properties.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその省略、置き換え、変更などは、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the invention have been described above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments, their omissions, replacements, modifications, etc., are included in the invention described in the scope of claims and equivalents thereof, as well as being included in the scope and gist of the invention.

Claims (8)

無機粉末と有機バインダーを含有する焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形し、前記積層構造体を脱脂し焼結して焼結体を製造する際に、前記焼結体の内部に空洞部を形成するための中子の材料として用いられる樹脂組成物であって、
架橋ポリマー粒子(A)と、熱可塑性樹脂(B1)を含む有機バインダー(B)と、を含有する中子用樹脂組成物。
When manufacturing a sintered body by modeling a laminated structure with a three-dimensional printer using a sintered body composition containing an inorganic powder and an organic binder, degreasing and sintering the laminated structure, the sintered body A resin composition used as a material for a core for forming a cavity inside a joint,
A core resin composition containing crosslinked polymer particles (A) and an organic binder (B) containing a thermoplastic resin (B1).
前記熱可塑性樹脂(B1)が、前記架橋ポリマー粒子(A)の熱分解温度よりも低い熱分解温度を持つ熱可塑性樹脂(B10)を含む、請求項1に記載の中子用樹脂組成物。 The core resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin (B1) contains a thermoplastic resin (B10) having a thermal decomposition temperature lower than that of the crosslinked polymer particles (A). 前記架橋ポリマー粒子(A)が、前記焼結体用組成物の前記有機バインダーに含まれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂の熱分解温度よりも高い熱分解温度を持つ、請求項1または2に記載の中子用樹脂組成物。 3. The crosslinked polymer particles (A) according to claim 1, wherein the thermal decomposition temperature is higher than the thermal decomposition temperature of at least one thermoplastic resin contained in the organic binder of the sintered body composition. core resin composition. 前記架橋ポリマー粒子(A)が、前記積層構造体を脱脂する際の最高温度よりも低い熱分解温度を持つ、請求項1~3のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。 The core resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the crosslinked polymer particles (A) have a thermal decomposition temperature lower than the maximum temperature at which the laminated structure is degreased. 前記架橋ポリマー粒子(A)と前記有機バインダー(B)との質量比が、(A)/(B)=100/35~100/105である、請求項1~4のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。 The mass ratio of the crosslinked polymer particles (A) and the organic binder (B) is (A)/(B) = 100/35 to 100/105, according to any one of claims 1 to 4. core resin composition. 大気中1000℃の加熱条件での残渣が0.1質量%未満である、請求項1~5のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物。 The core resin composition according to any one of claims 1 to 5, which has a residue of less than 0.1% by mass when heated at 1000°C in air. セラミックス、サーメットまたは金属からなる焼結体の製造方法であって、
無機粉末と有機バインダーを含有する焼結体用組成物を用いて3次元プリンタにより積層構造体を造形すること、請求項1~6のいずれか1項に記載の中子用樹脂組成物を用いて3次元プリンタにより中子を造形すること、前記積層構造体の内部に中子が配置された状態で前記積層構造体を前記中子とともに加熱して脱脂すること、および、脱脂した前記積層構造体を焼結して内部に空洞部を持つ焼結体を得ること、を含む焼結体の製造方法。
A method for producing a sintered body made of ceramics, cermet or metal,
Using a composition for a sintered body containing an inorganic powder and an organic binder to form a laminated structure with a three-dimensional printer, using the core resin composition according to any one of claims 1 to 6. forming a core with a three-dimensional printer using a three-dimensional printer; heating and degreasing the laminated structure together with the core in a state where the core is arranged inside the laminated structure; and degreasing the laminated structure A method for producing a sintered body, comprising sintering the body to obtain a sintered body having a cavity inside.
前記焼結体用組成物と前記中子用樹脂組成物を用いて3次元プリンタにより前記積層構造物とともに前記積層構造体の内部に配置された前記中子を造形する、請求項7に記載の焼結体の製造方法。 8. The core according to claim 7, wherein the sintered body composition and the core resin composition are used to form the core arranged inside the laminated structure together with the laminated structure by a three-dimensional printer. A method for producing a sintered body.
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JP7376736B1 (en) 2023-02-01 2023-11-08 第一セラモ株式会社 Composition for filament for 3D printer, filament for 3D printer, sintered body, porous sintered body, method for manufacturing sintered body, and method for manufacturing porous sintered body
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