JP2843189B2 - Binders and compounds for metal powder injection molding - Google Patents

Binders and compounds for metal powder injection molding

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JP2843189B2
JP2843189B2 JP304492A JP304492A JP2843189B2 JP 2843189 B2 JP2843189 B2 JP 2843189B2 JP 304492 A JP304492 A JP 304492A JP 304492 A JP304492 A JP 304492A JP 2843189 B2 JP2843189 B2 JP 2843189B2
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metal powder
degreasing
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injection molding
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村 公 宏 西
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属粉末射出成形用バイ
ンダおよびコンパウンドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a binder and a compound for metal powder injection molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属粉末射出成形法は小型複雑形状の金
属部品を大量生産する方法として利用される技術であ
る。この方法においては、まず原料である金属粉末とバ
インダを混練して、射出成形原料コンパウンドとする。
このコンパウンドは熱可塑性を有し、射出成形機によっ
て所望の形状に成形される。この成形工程は本質的にプ
スチック材料の成形と変わる所がなく、大量成形が可能
である。次に、得られた成形体から不要のバインダを除
去する。この工程を脱脂という。脱脂方法には、加熱し
てバインダを成形体から蒸発あるいは流出させる方法、
溶媒中に成形体を保持してバインダを抽出する方法、ま
たこの二つを組合わせる方法などが知られており、バイ
ンダの種類に応じて脱脂方法は選ばれる。最後に脱脂体
を焼結して金属部品を得る。
2. Description of the Related Art The metal powder injection molding method is a technique used as a method for mass-producing small and complicated metal parts. In this method, first, a metal powder as a raw material and a binder are kneaded to obtain an injection molding raw material compound.
This compound has thermoplasticity and is formed into a desired shape by an injection molding machine. This molding process is essentially the same as the molding of the plastic material, and mass molding is possible. Next, unnecessary binder is removed from the obtained molded body. This step is called degreasing. The degreasing method includes a method in which the binder is heated to evaporate or flow out of the molded body,
A method of extracting a binder while holding a molded body in a solvent and a method of combining the two are known, and a degreasing method is selected according to the type of the binder. Finally, the degreased body is sintered to obtain a metal part.

【0003】金属粉末射出成形法は高い焼結密度が得ら
れる金属微粉を成形できることに特徴がある。従来、平
均粒径が10μm以下であるような微粉は、流動性が悪
いという問題や、金型のかじりの問題からプレスによる
成形が困難であったが、この方法によれば微粉でも容易
に成形ができ、しかも3次元的な複雑形状まで成形可能
である。このような利点を持つことから、最近ステンレ
ス部品の製造などにも金属粉末射出成形法が利用される
ことが多くなり、磁性材料や超硬材料にも応用が広がり
つつある。
[0003] The metal powder injection molding method is characterized in that a metal fine powder capable of obtaining a high sintering density can be formed. Conventionally, fine powder having an average particle size of 10 μm or less has been difficult to form by pressing due to poor fluidity and the problem of galling of a mold. However, according to this method, fine powder can be easily formed. It is possible to form even a three-dimensional complicated shape. Because of these advantages, the metal powder injection molding method is often used recently in the production of stainless steel parts and the like, and its application to magnetic materials and ultra-hard materials is expanding.

【0004】金属粉末射出成形法において用いられるバ
インダの種類としては、熱可塑性、熱硬化性に大別され
るが、スプル、ランナ等の再生を考慮すると再生不能な
熱硬化性のバインダはあまり使用されていない。主流で
ある熱可塑性のバインダの成分としては熱可塑性の樹
脂、ワックス、可塑剤、滑剤などが挙げられる。樹脂は
バインダの主成分として原料コンパウンドに可塑性を与
え、また常温での成形体強度をもたせる。さらに、脱脂
性、流動性の改善のために、樹脂よりも低分子の有機物
であるワックスや可塑剤などを添加する。樹脂成分とし
てはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体(EVA),エチレン−エ
チルアクリレート共重合体(EEA)、ポリメタクリル
酸アルキルエステル、ポリアミドなどが公知であって、
これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いら
れる。樹脂よりも低分子の成分としてはパラフィンワッ
クス、高級脂肪酸、高級アルコール、高級脂肪酸エステ
ル、高級脂肪酸アミド、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ
ブチル等のフタル酸エステルなどの1種または2種以上
を組み合わせて用いられる。このように金属粉末射出成
形用原料コンパウンドは金属粉末と樹脂、ワックス、可
塑剤など数種の有機物との混合物であるのが一般的であ
る。
[0004] The types of binders used in the metal powder injection molding method are roughly classified into thermoplastics and thermosettings. In consideration of the regeneration of sprues, runners, etc., non-renewable thermosetting binders are often used. It has not been. The main components of the thermoplastic binder include thermoplastic resins, waxes, plasticizers, lubricants, and the like. The resin gives plasticity to the raw material compound as a main component of the binder and also gives the molded body strength at room temperature. Further, in order to improve degreasing property and fluidity, a wax or a plasticizer, which is an organic substance having a lower molecular weight than the resin, is added. Examples of the resin component include polyethylene, polypropylene, polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), polyalkyl methacrylate, and polyamide.
One or more of these are used in combination. As a component having a lower molecular weight than the resin, one or a combination of two or more of paraffin wax, higher fatty acid, higher alcohol, higher fatty acid ester, higher fatty acid amide, phthalic acid ester such as diethyl phthalate and dibutyl phthalate is used. Can be As described above, the raw material compound for metal powder injection molding is generally a mixture of metal powder and several kinds of organic substances such as resin, wax, and plasticizer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】金属粉末射出成形法に
おいてバインダの選択が重要であるが、従来のバインダ
組成では次のような問題があった。
The selection of a binder is important in the metal powder injection molding method, but the following problems have been encountered with the conventional binder composition.

【0006】バインダとしてポリエチレンやポリプロピ
レンなどの樹脂を使用すると、これらの樹脂は金属とぬ
れが悪いために、金属粉末を分散させることが困難であ
り、凝集粉が残って均一で良好な流動性を有したコンパ
ウンドとならない。また、ワックスなどの低分子成分を
加えて成形性を改善しても、やはり粉末となじみが悪い
ためにバインダと金属粉末の分離が起こるなど射出成形
時にトラブルを生じていた。さらに、脱脂工程で加熱脱
脂を用いる場合、加熱中に成形体が変形してしまった
り、膨れやクラックなどの脱脂欠陥を生じる。このよう
な脱脂欠陥を回避するために、脱脂時間を長くする必要
があり、脱脂工程に時間がかかるという問題があった。
When resins such as polyethylene and polypropylene are used as the binder, it is difficult to disperse the metal powder due to poor wettability with the metal, and agglomerated powder remains to provide uniform and good fluidity. It does not become the compound you have. Further, even if a low-molecular component such as wax is added to improve the moldability, troubles occur during injection molding, such as separation of the binder and the metal powder due to poor compatibility with the powder. Further, in the case where heating degreasing is used in the degreasing step, the molded body is deformed during heating, and degreasing defects such as swelling and cracks are generated. In order to avoid such a degreasing defect, it is necessary to lengthen the degreasing time, and there is a problem that the degreasing step takes time.

【0007】エチレン−酢酸ビニル共重合体(EV
A)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EE
A)は極性を持った官能基を有しており、粉末となじみ
がよく射出成形用バインダの成分としてよく利用されて
いる樹脂である。これらの樹脂をバインダとして使用す
る場合そのコンパウンドは成形性もよく、成形体強度も
優れる。しかしながら、その性能を十分に発揮するため
には酢酸ビニルあるいはエチレンアクリレートの含有量
がある程度多くなければならず、そのために軟化点が低
くなってしまう。このため、脱脂工程において、成形体
の変形が非常に起こりやすく、膨れなどの欠陥も生じや
すい。したがって、欠陥のない健全な脱脂体を得るため
にはやはり長時間の脱脂を必要とする。
[0007] Ethylene-vinyl acetate copolymer (EV
A), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EE
A) is a resin that has a functional group having polarity, is well compatible with powder, and is often used as a component of a binder for injection molding. When these resins are used as a binder, the compound has good moldability and excellent molded article strength. However, the content of vinyl acetate or ethylene acrylate must be large to some extent in order to exert its performance sufficiently, so that the softening point is lowered. For this reason, in the degreasing step, deformation of the molded body is very likely to occur, and defects such as swelling are likely to occur. Therefore, a long-time degreasing is necessary to obtain a sound degreasing body without defects.

【0008】また、ポリスエチレンやポリメタクリル酸
アルキルエステルは優れた解重合性を有し、脱脂性に優
れておりバインダとして使用されることが多い。しか
し、これらの樹脂は金属とのぬれが悪くポリエチレンな
どと同様、成形に問題がある。
Further, poly (ethylene) and poly (alkyl methacrylate) have an excellent depolymerization property, an excellent degreasing property, and are often used as a binder. However, these resins have poor wettability with metal and have problems in molding, like polyethylene and the like.

【0009】したがって、射出成形用コンパウンドには
これらの樹脂を2種あるいは3種以上、組み合わせて用
いることが提案されているが、どれも一長一短があり、
成形性と脱脂性の両方に優れた性能を示すバインダはい
まだに開発されていないのが実状である。
Accordingly, it has been proposed to use two or more of these resins in combination for the compound for injection molding, but each has advantages and disadvantages.
In fact, a binder showing excellent performance in both moldability and degreasing property has not yet been developed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、バインダの成分、配合を検討した結果、本発明
者らは、金属粉末射出成形用バインダの成分として、エ
ポキシ基含有オレフィン系共重合体を用いると粉末との
ぬれもよく成形性も良好で、脱脂においても成形体の変
形が少なく、脱脂欠陥も生じないコンパウンドとなるこ
とを見いだした。
As a result of studying the components and blending of the binder in order to solve the above problems, the present inventors have found that an epoxy group-containing olefin-based It has been found that when the copolymer is used, the compound is excellent in wettability with powder and good in moldability, and has little deformation of the molded body even in degreasing, and does not cause degreasing defects.

【0011】すなわち、本発明は、エポキシ基含有不飽
和単量体0.1〜30重量%と、前記単量体と共重合可
能なモノマー70〜99.9重量%とを共重合してなる
エポキシ基含有オレフィン系共重合体20〜90重量%
および残部が該共重合体より低分子量の有機化合物とか
らなる金属粉末射出成形用バインダを提供するものであ
る。
That is, the present invention is obtained by copolymerizing 0.1 to 30% by weight of an epoxy group-containing unsaturated monomer and 70 to 99.9% by weight of a monomer copolymerizable with the monomer. Epoxy group-containing olefin copolymer 20 to 90% by weight
Another object of the present invention is to provide a binder for metal powder injection molding which comprises an organic compound having a molecular weight lower than that of the copolymer.

【0012】また、本発明は、上記バインダを平均粒径
0.1〜1000μmの金属粉末と混練してなる金属粉
末射出成形用コンパウンドを提供するものである。
The present invention also provides a metal powder injection molding compound obtained by kneading the binder with a metal powder having an average particle size of 0.1 to 1000 μm.

【0013】[0013]

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
のバインダが使用できる原料粉末としては金属粉末であ
るならばどの様な粉末を用いてもよい。例をあげると、
鉄、銅、チタン、タングステン、ニッケル、モリブデ
ン、クロムの粉末、あるいはステンレス鋼、Fe−Ni
系合金、Fe−Si系合金、Fe−Co系合金などの合
金粉末が挙げられる。また粉末の製造法別に挙げるとカ
ルボニル粉、水アトマイズ粉、ガスアトマイズ粉、粉砕
粉などを挙げることができる。さらに、これらのうちの
2種以上の混合粉を用いることも可能である。粉末の粒
度は0.1〜1000μmの範囲が使用可能であるが、
コンパウンドの流動性、あるいは粉末の焼結性から10
0μm以下の粉末を使用するのが好ましい。さらに好ま
しい粒径の範囲は1〜50μmである。
The present invention will be described below in more detail. As the raw material powder that can be used for the binder of the present invention, any powder may be used as long as it is a metal powder. For example,
Powder of iron, copper, titanium, tungsten, nickel, molybdenum, chromium, or stainless steel, Fe-Ni
Alloy powders such as a base alloy, an Fe-Si based alloy, and an Fe-Co based alloy. In addition, carbonyl powder, water atomized powder, gas atomized powder, pulverized powder and the like can be mentioned according to the method of producing the powder. Furthermore, it is also possible to use a mixed powder of two or more of these. The particle size of the powder can be in the range of 0.1 to 1000 μm,
10 from the fluidity of the compound or the sinterability of the powder
It is preferable to use a powder of 0 μm or less. A more preferable range of the particle size is 1 to 50 μm.

【0014】これらの金属粉末100重量部に対して本
発明のバインダ3〜20重量部と混練してコンパウンド
を製造する。3重量部未満ではバインダが金属粉末に対
して不足し、コンパウンドの流動性が悪く射出成形が困
難となる、20重量部を超えると、射出成形はできるも
のの、脱脂時の形状保持ができなくなるので好ましくな
い。混練機としてはヘンシェルミキサー、プラストミ
ル、加圧ニーダー、バンバリーミキサ、ロールミル、単
軸スクリュー混練機、2軸スクリュー混練機などが使用
でき、これらの2種以上を組み合わせて混練してもよ
い。
A compound is produced by kneading 100 parts by weight of these metal powders with 3 to 20 parts by weight of the binder of the present invention. If the amount is less than 3 parts by weight, the binder is insufficient with respect to the metal powder, and the fluidity of the compound is poor, so that injection molding is difficult. If the amount exceeds 20 parts by weight, the injection molding can be performed but the shape cannot be maintained during degreasing. Not preferred. As a kneader, a Henschel mixer, a plast mill, a pressure kneader, a Banbury mixer, a roll mill, a single screw kneader, a twin screw kneader, or the like may be used, and kneading may be performed by combining two or more of these.

【0015】本発明においてはバインダとして、エポキ
シ基含有不飽和単量体0.1〜30重量%、これと共重
合可能なモノマー70〜99.9重量%とから共重合し
てなるエポキシ基含有オレフィン系共重合体を必須成分
として使用する。このエポキシ基含有オレフィン系共重
合体の共重合の様式は、ランダム共重合、ブロック共重
合、グラフト共重合等のいずれであっても良い。
In the present invention, as a binder, an epoxy group-containing unsaturated monomer copolymerized from 0.1 to 30% by weight of an epoxy group-containing unsaturated monomer and 70 to 99.9% by weight of a copolymerizable monomer is used. An olefin copolymer is used as an essential component. The mode of copolymerization of the epoxy group-containing olefin copolymer may be any of random copolymerization, block copolymerization, and graft copolymerization.

【0016】本発明でいうエポキシ基含有不飽和単量体
とは一般式
The epoxy group-containing unsaturated monomer referred to in the present invention is represented by the general formula

【0017】[0017]

【化1】 (ここでR1 はオレフィン系不飽和結合を有する炭化水
素基を表す)で表されるような不飽和グリシジルエステ
ル類、および一般式
Embedded image Wherein R 1 represents a hydrocarbon group having an olefinically unsaturated bond, and an unsaturated glycidyl ester represented by the general formula:

【0018】[0018]

【化2】 (ここで、Xは−CH2 −O−またはEmbedded image (Where, X is -CH 2 -O- or

【化3】 であり、R2 はオレフィン系不飽和結合を有する炭化水
素基を表す)で表されるような不飽和グリシジルエーテ
ル類、あるいは一般式
Embedded image And R 2 represents a hydrocarbon group having an olefinic unsaturated bond), or an unsaturated glycidyl ether represented by the general formula:

【0019】[0019]

【化4】 (ここで、R3 はハロゲン原子または炭化水素基であ
り、R4 はオレフィン系不飽和結合を有する炭化水素基
を表す)で表されるエポキシアルケン類である。
Embedded image (Where R 3 is a halogen atom or a hydrocarbon group, and R 4 represents a hydrocarbon group having an olefinically unsaturated bond).

【0020】具体例をあげるとグリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、イタコン酸モノグリシ
ジルエステル、ブテントリカルボン酸モノグリシジルエ
ステル、ブテントリカルボン酸ジグリシジルエステル、
ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル、および
α−クロロアリル、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸
等のグリシジルエステル類、またはビニルグリシジルエ
ーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルオキシ
エチルグリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジル
エーテル等のグリシジルエーテル類、あるいは、p−グ
リシジルスチレン、3,4−エポキシ−1−ブテン、
3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブテン、3,4−
エポキシ−1−ペンテン、3,4−エポキシ−3−メチ
ル−1−ペンテン、5,6−エポキシ−1−ヘキセン、
および1,2−エポキシ−4−シクロヘキセンなどを挙
げることができる。
Specific examples include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, itaconic monoglycidyl ester, butenetricarboxylic acid monoglycidyl ester, butenetricarboxylic acid diglycidyl ester,
Glycidyl esters such as butenetricarboxylic acid triglycidyl ester and α-chloroallyl, maleic acid, crotonic acid, fumaric acid, or glycidyl such as vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyloxyethyl glycidyl ether, and styrene-p-glycidyl ether Ethers or p-glycidyl styrene, 3,4-epoxy-1-butene,
3,4-epoxy-3-methyl-1-butene, 3,4-
Epoxy-1-pentene, 3,4-epoxy-3-methyl-1-pentene, 5,6-epoxy-1-hexene,
And 1,2-epoxy-4-cyclohexene.

【0021】本発明において用いる共重合可能なモノマ
ーとしては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ブ
タジエン、シクロペンタジエン、イソプレンなどのオレ
フィン類や酢酸ビニルが挙げられる。さらに、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸2−エチルヘキシルなどのメタクリル
酸エステルやアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどの
アクリル酸エステルなども使用できる。本発明ではこの
例示された群より選ばれた1種以上を使用することがで
きる。
Examples of the copolymerizable monomer used in the present invention include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, butadiene, cyclopentadiene and isoprene, and vinyl acetate. Further, methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate are also used. it can. In the present invention, one or more selected from the exemplified groups can be used.

【0022】本発明のエポキシ基含有オレフィン系共重
合体を製造する方法としては、公知のラジカル共重合が
用いられるほか、オレフィン系単独重合体あるいはオレ
フィン系共重合体にラジカル発生剤を存在させ、エポキ
シ基含有不飽和単量体を溶剤あるいは分散媒の存在下ま
たは非存在下でラジカルグラフト反応させる方法を挙げ
ることができる。なかでも溶融状態でグラフトさせる場
合、押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの溶融
混練機を用いることにより、簡略化された方法で短時間
に求めるエポキシ基含有オレフィン系共重合体を得るこ
とができる。
As a method for producing the epoxy group-containing olefin copolymer of the present invention, a known radical copolymer is used, and a radical generator is added to an olefin homopolymer or an olefin copolymer. Examples of the method include a radical graft reaction of an epoxy group-containing unsaturated monomer in the presence or absence of a solvent or a dispersion medium. In particular, when grafting is performed in a molten state, an epoxy group-containing olefin copolymer desired in a short time can be obtained by a simplified method by using a melt kneader such as an extruder, a kneader, and a Banbury mixer.

【0023】本発明で提示するエポキシ基含有オレフィ
ン系共重合体の例としては、エチレン−グリシジルメタ
クリレート共重合体、エチレン−グリシジルアクリレー
ト共重合体などの2元共重合体や、エチレン−酢酸ビニ
ル−グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン−酢
酸ビニル−グリシジルアクリレート共重合体、エチレン
−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレート共重
合体などの3元共重合体が挙げられる。
Examples of the epoxy group-containing olefin copolymers presented in the present invention include binary copolymers such as ethylene-glycidyl methacrylate copolymer and ethylene-glycidyl acrylate copolymer, and ethylene-vinyl acetate copolymer. Tertiary copolymers such as glycidyl methacrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate-glycidyl acrylate copolymer, and ethylene-acrylate-glycidyl methacrylate copolymer are exemplified.

【0024】本発明におけるエポキシ基含有オレフィン
系共重合体のエポキシ基含有不飽和単量体の含有率は
0.1〜30重量%である。エポキシ基含有不飽和単量
体の共重合比が0.1重量%未満であると、エポキシ基
と金属粉末表面との相互作用の強さが十分に発揮され
ず、金属粉末とのぬれが悪くなる。また、エポキシ基含
有不飽和単量体の共重合比が30重量%を越えると、樹
脂の軟化点が上がり、成形性が悪化するうえに、樹脂が
固く脆くなるために、成形体強度が低下する。従って、
共重合体中のエポキシ基含有不飽和単量体の含有率は
0.1〜30重量%にする。さらに、好ましい不飽和ジ
カルボン酸無水物の含有率は0.3〜20重量%であ
る。
The content of the epoxy group-containing unsaturated monomer of the epoxy group-containing olefin copolymer in the present invention is 0.1 to 30% by weight. When the copolymerization ratio of the epoxy group-containing unsaturated monomer is less than 0.1% by weight, the strength of the interaction between the epoxy group and the surface of the metal powder is not sufficiently exhibited, and the wettability with the metal powder is poor. Become. When the copolymerization ratio of the epoxy group-containing unsaturated monomer exceeds 30% by weight, the softening point of the resin increases, the moldability deteriorates, and the resin becomes hard and brittle, so that the strength of the molded body decreases. I do. Therefore,
The content of the epoxy group-containing unsaturated monomer in the copolymer is 0.1 to 30% by weight. Further, the preferable content of unsaturated dicarboxylic anhydride is 0.3 to 20% by weight.

【0025】本発明においては前述した条件を満たすエ
ポキシ基含有オレフィン系共重合体ならば分子量はいか
なるものでも用いてもよいが、あまりに分子量が小さい
と成形体の強度が不足し、またあまりに分子量が大きい
と樹脂の融点が高くなるほか、溶融時の粘度も高くなり
コンパウンドの射出成形性が悪化する。従って、分子量
は5千〜30万のものがよく、さらに、好ましくは5万
〜20万のものを使用するのがよい。
In the present invention, any molecular weight may be used as long as the epoxy group-containing olefin copolymer satisfies the above-mentioned conditions. However, if the molecular weight is too small, the strength of the molded article is insufficient and the molecular weight is too small. If it is large, the melting point of the resin will be high, and the viscosity at the time of melting will also be high, which will deteriorate the injection moldability of the compound. Therefore, the molecular weight is preferably from 5,000 to 300,000, and more preferably from 50,000 to 200,000.

【0026】さらに、本発明においては必須成分として
使用されるエポキシ基含有オレフィン系共重合体のバイ
ンダ中の配合比は20〜90重量%であり、残部はこれ
よりも低分子の成分とする。エポキシ基含有オレフィン
系共重合体の配合比が20重量%未満であるとエポキシ
基含有オレフィン系共重合体のもつ優れたバインダ効果
が十分に生かされない。また、エポキシ基含有オレフィ
ン系共重合体の配合比が90重量%を越えるとコンパウ
ンドの粘度が高くなり流動性が悪化するうえ、脱脂工程
でクラックなどの欠陥が生じやすくなる。好ましくはバ
インダ中のエポキシ基含有オレフィン系共重合体の配合
比は30〜80重量%にするのがよい。
Furthermore, in the present invention, the blending ratio of the epoxy group-containing olefin copolymer used as an essential component in the binder is 20 to 90% by weight, and the balance is a lower molecular weight component. If the blending ratio of the epoxy group-containing olefin copolymer is less than 20% by weight, the excellent binder effect of the epoxy group-containing olefin copolymer cannot be sufficiently utilized. If the compounding ratio of the epoxy group-containing olefin copolymer exceeds 90% by weight, the viscosity of the compound increases, the fluidity deteriorates, and defects such as cracks easily occur in the degreasing step. Preferably, the mixing ratio of the epoxy group-containing olefin copolymer in the binder is 30 to 80% by weight.

【0027】バインダに使用される低分子成分として
は、ワックス、高級脂肪酸、高級アルコール、高級脂肪
酸アミド、脂肪酸エステル、フタル酸エステル、アジピ
ン酸エステル、セバチン酸エステルなどが使用できる。
さらに具体的に使用可能な低分子の成分を挙げると、ワ
ックスとしてはノルマルパラフィンワックス、マイクロ
クリスタリンワックス、酸化ワックス、ペトロラタム、
酸化ペトロラタム、ポリエチレンワックスなどの合成ワ
ックスやモンタンワックス、カルナバワックス、ビーワ
ックスなどの天然ワックスが挙げられる。これらのワッ
クスの分子量は300〜2000が好ましい。これは分
子量が300未満であると成形体に適度な強度を付与す
ることができないからであり、分子量が2000超であ
ると脱脂性が悪くなるからである。ワックスは樹脂と相
溶性が良く、しかも安価であるためバインダ成分として
最もよく使用される。
As the low molecular weight component used in the binder, wax, higher fatty acid, higher alcohol, higher fatty acid amide, fatty acid ester, phthalate ester, adipic ester, sebacate ester and the like can be used.
More specifically, low-molecular components that can be used include normal paraffin wax, microcrystalline wax, oxidized wax, petrolatum,
Examples include synthetic waxes such as petrolatum oxide and polyethylene wax, and natural waxes such as montan wax, carnauba wax and bee wax. The molecular weight of these waxes is preferably from 300 to 2,000. This is because if the molecular weight is less than 300, an appropriate strength cannot be imparted to the molded article, and if the molecular weight is more than 2000, the degreasing property is deteriorated. Wax is most often used as a binder component because it has good compatibility with resin and is inexpensive.

【0028】高級脂肪酸としては、ミスチリン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、
オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などが使用でき
る。これらは滑剤としての効果があるが、あまりに多量
に配合すると、成形体からのブリードアウトが激しくな
るとともに、成形体の強度も低下させるので、配合比は
バインダ全体に対して10重量%以下にとどめるのが好
ましい。
The higher fatty acids include mystyric acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid,
Oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and the like can be used. These have an effect as a lubricant, but if they are mixed in too much, bleed out from the molded body becomes severe and the strength of the molded body is reduced. Therefore, the blending ratio is limited to 10% by weight or less based on the whole binder. Is preferred.

【0029】また、高級アルコールとしては、セチルア
ルコール、ステアリンアルコールなどの1価高級アルコ
ールや、エチレングリコール、ポリエチレングリコール
などの2価アルコールの類が使用できる。
As the higher alcohol, monohydric higher alcohols such as cetyl alcohol and stearin alcohol, and dihydric alcohols such as ethylene glycol and polyethylene glycol can be used.

【0030】高級脂肪酸アミドとしてはステアリン酸ア
ミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、メチレ
ンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸
アミドなどが挙げられる。これらのアミド類は比較的樹
脂と相溶性がよく脂肪酸やアルコール類に比べ多量に配
合しても問題ない。
Examples of the higher fatty acid amide include stearic acid amide, palmitic acid amide, oleic acid amide, methylenebisstearic acid amide, ethylenebisstearic acid amide and the like. These amides have relatively good compatibility with resins, and there is no problem even if they are mixed in a larger amount than fatty acids and alcohols.

【0031】脂肪酸エステルとしては、C12〜C22の脂
肪酸のC1 〜C22の1価アルコールエステルあるいはグ
リコールエステルなどの多価アルコールエステルがバイ
ンダとして使用できる。具体的にはブチルステアレー
ト、ブチルラウレート、オクチルパルミテート、イソプ
ロピルパルミテート、ステアリン酸モノグリセライド、
ソルビタントリオレート、落花生油、大豆油、ヤシ油、
パーム油、アマニ油、水添油、魚油、動物油などが市場
にあり入手可能である。
As the fatty acid ester, a polyhydric alcohol ester such as a C 1 -C 22 monohydric alcohol ester or a glycol ester of a C 12 -C 22 fatty acid can be used as a binder. Specifically, butyl stearate, butyl laurate, octyl palmitate, isopropyl palmitate, monoglyceride stearate,
Sorbitan triolate, peanut oil, soybean oil, coconut oil,
Palm oil, linseed oil, hydrogenated oil, fish oil, animal oil, etc. are available on the market.

【0032】フタル酸エステル、アジピン酸エステル、
セバチン酸エステルなどはプスチック用可塑剤として一
般的に使用されているものであるが、金属粉末射出成形
用のバインダとしても優れた性能を有している。具体的
には、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸
ジ2−エチルヘキシル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジ
イソノニル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジイデシル、
フタル酸ジウンデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタ
ル酸オクチルベンジル、フタル酸ブチルオクチル、アジ
ピン酸ジブチル、アジピン酸ジ2−エチルヘキシル、ア
ジピン酸ジデシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン
酸オクチルデイル、セバチン酸ジブチル、セバチン酸ジ
ブチル、セバチン酸ジ2−エチルヘキシル、セバチン酸
ブチルベンジルなどが挙げられる。
Phthalates, adipic esters,
Sebacate and the like are generally used as plasticizers for plastics, but also have excellent performance as a binder for metal powder injection molding. Specifically, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, dinonyl phthalate, diisononyl phthalate, didecyl phthalate, didecyl phthalate,
Diundecyl phthalate, butyl benzyl phthalate, octyl benzyl phthalate, butyl octyl phthalate, dibutyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, didecyl adipate, diisodecyl adipate, octyl dale adipate, dibutyl sebacate, dibutyl sebacate , Di-2-ethylhexyl sebacate, butylbenzyl sebacate and the like.

【0033】本発明による射出成形用バインダはエポキ
シ基含有オレフィン系共重合体を20〜90重量%とし
て残部は前述した低分子有機化合物の有機化合物の1種
または2種以上を配合し有機混合物である。
The binder for injection molding according to the present invention comprises 20 to 90% by weight of an epoxy group-containing olefin-based copolymer, and the remainder comprises one or more of the above-mentioned organic compounds of low molecular weight organic compounds and is an organic mixture. is there.

【0034】脱脂工程中のダレ、膨れなどの欠陥を避け
るために、低分子成分は沸点の異なるものを2種以上配
合することが好ましい。これは、脱脂工程中の欠陥は樹
脂が分解する温度より低い温度において、低分子の成分
が除去されるときに発生するものであるので、それらの
欠陥を避けるために低分子成分を2種以上配合して除去
する温度域を広範囲にしたほうが良いからである。
In order to avoid defects such as sagging and swelling during the degreasing step, it is preferable to mix two or more low molecular components having different boiling points. This is because defects during the degreasing step occur when low-molecular components are removed at a temperature lower than the temperature at which the resin decomposes, so that two or more low-molecular components are used to avoid those defects. This is because it is better to widen the temperature range for blending and removing.

【0035】上述した本発明のバインダと金属粉末を混
練したコンパウンドは粉砕あるいは造粒して成形材料と
する。射出成形機は一般的な熱可塑性プラスチック用射
出成形機を用いることができる。射出成形は射出温度1
00℃〜250℃の範囲で行うが、射出温度が高すぎる
とバインダ成分の変質が顕著になり、再生材の成形性、
脱脂性の変化をきたすので、好ましくは射出温度は10
0℃〜180℃の範囲がよい。
The compound obtained by kneading the binder of the present invention and the metal powder is pulverized or granulated to obtain a molding material. As the injection molding machine, a general injection molding machine for thermoplastics can be used. Injection temperature is injection temperature 1
When the injection temperature is too high, the deterioration of the binder component becomes remarkable, and the moldability of the recycled material,
Injection temperature is preferably 10 because it causes a change in degreasing property.
The range of 0 ° C to 180 ° C is good.

【0036】脱脂は加熱脱脂法、溶剤抽出法のいずれも
利用できる。加熱脱脂法の場合は窒素、アルゴン、水素
などの気流中で行うか、あるいは減圧中でバインダを除
去するのが好ましい。昇温速度は成形体の厚さにもよる
が10℃/h〜100℃/hの範囲で昇温する。脱脂の
最高温度は450℃〜800℃ぐらいがよい。脱脂の最
高温度が450℃未満であるとエポキシ基含有オレフィ
ン系共重合体が効率的に分解除去されないので好ましく
なく、また800℃以上に昇温してもエポキシ基含有オ
レフィン系共重合体の分解除去速度はさほど変わらず、
逆に脱脂時間の延長になるだけである。
For degreasing, any of a heating degreasing method and a solvent extraction method can be used. In the case of the heat degreasing method, it is preferable to carry out the method in a stream of nitrogen, argon, hydrogen or the like, or to remove the binder under reduced pressure. The rate of temperature rise depends on the thickness of the molded body, but the temperature is raised in the range of 10 ° C / h to 100 ° C / h. The maximum temperature of degreasing is preferably about 450 ° C to 800 ° C. If the maximum temperature of degreasing is less than 450 ° C., the epoxy group-containing olefin copolymer is not efficiently decomposed and removed, which is not preferable. Even if the temperature is raised to 800 ° C. or more, the decomposition of the epoxy group-containing olefin copolymer is not performed. The removal rate does not change much,
Conversely, it only extends the degreasing time.

【0037】溶剤抽出法の場合は成形体からエポキシ基
含有オレフィン系共重合体以外の低分子成分のうちの1
種または2種以上を溶剤で抽出除去し、しかる後、加熱
脱脂を行い残りのバインダ成分を除去する。
In the case of the solvent extraction method, one of the low molecular components other than the epoxy group-containing olefin copolymer is removed from the molded product.
The seed or two or more kinds are extracted and removed with a solvent, and thereafter, heat degreasing is performed to remove the remaining binder components.

【0038】焼結工程は脱脂工程終了後、引き続き同一
炉内で行ってもよいし、脱脂体を脱脂炉から取り出し
後、異なる炉で行ってもよい。焼結は800℃〜200
0℃の温度で10分〜6時間保持して行うが、これら焼
結条件、焼結雰囲気は用いる金属粉末の材質、粉末特性
に応じて適宜選択して決める。
The sintering step may be performed in the same furnace after the degreasing step, or may be performed in a different furnace after removing the degreased body from the degreasing furnace. Sintering is 800 ° C ~ 200
The sintering is carried out at a temperature of 0 ° C. for 10 minutes to 6 hours, and these sintering conditions and sintering atmosphere are appropriately selected and determined according to the material and powder characteristics of the metal powder to be used.

【0039】次に本発明のバインダおよびコンパウンド
に関する特徴について述べる。
Next, features relating to the binder and the compound of the present invention will be described.

【0040】実施例で後述するように、EVA、EE
A、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ア
クリル樹脂などのバインダとして従来用いられてきたも
のに比較してエポキシ基を含む共重合体は溶剤による分
離後の金属粉末の残留炭素量が0.05%〜0.15%
多い。これはエポキシ基に起因する共有結合によって金
属粉末表面と樹脂が強固に結合していると思われる。す
なわち、グリシジルメタクリレートやグリシジルアクリ
レートは従来用いられてきた様なエチレン−酢酸ビニル
共重合体(EVA)やエチレン−エチルアクリレート共
重合体(EEA)のように金属粉末表面の水酸基と水素
結合をするのではなく、下記の様な共有結合によってよ
り強固な結合をつくると思われる。
As described later in the embodiments, EVA, EE
A, compared to those conventionally used as binders such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and acrylic resin, the copolymer containing an epoxy group has a residual carbon content of the metal powder after separation with a solvent of 0.05% to 0%. .15%
Many. This is considered that the surface of the metal powder and the resin are firmly bonded by the covalent bond caused by the epoxy group. That is, glycidyl methacrylate or glycidyl acrylate forms a hydrogen bond with a hydroxyl group on the surface of a metal powder like an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) or an ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA) as conventionally used. Rather, it is believed that the covalent bond described below creates a stronger bond.

【0041】[0041]

【化5】 Embedded image

【0042】エポキシ基を含むような樹脂はセラミック
成形用バインダとして使用可能なことが特開昭59−1
82266や特開昭57−38896に開示されてい
る。しかし、これらは前述したような金属粉末との相互
作用に着目したものではなく、成形材料もドクターブレ
ード法などに用いるようなスラリー状であり、金属粉末
射出成形用コンパウンドとは性質が異なるものである。
本発明は金属粉末射出成形用バインダとして前述した原
理に基づき、エポキシ基含有不飽和単量体を共重合させ
た樹脂を提示するもので全く新規なものである。
It has been found that a resin containing an epoxy group can be used as a binder for ceramic molding.
82266 and JP-A-57-38896. However, these do not focus on the interaction with the metal powder as described above, and the molding material is also in a slurry form used for a doctor blade method or the like, and has different properties from the metal powder injection molding compound. is there.
The present invention proposes a resin obtained by copolymerizing an epoxy group-containing unsaturated monomer based on the above-described principle as a binder for metal powder injection molding, and is completely novel.

【0043】さらに具体的にこのことを説明する。混練
時の金属粉末の分散性、コンパウンドの流動性、成形体
の強度には金属粉末表面とバインダのぬれ、すなわち相
互作用の強さが大きく影響する。化学的な共有結合は、
最も強い結合の一つであり、金属粉末表面の水酸基と共
有結合しうるエポキシ基含有不飽和単量体を共重合させ
た樹脂、すなわち本発明によるエポキシ基含有オレフィ
ン系共重合体は非常に性能のよい金属粉末射出成形用バ
インダとなるのである。
This will be described more specifically. Wetting of the surface of the metal powder with the binder, that is, the strength of the interaction, greatly affects the dispersibility of the metal powder during kneading, the fluidity of the compound, and the strength of the compact. The chemical covalent bond is
One of the strongest bonds, a resin obtained by copolymerizing an epoxy group-containing unsaturated monomer that can covalently bond with the hydroxyl group on the surface of the metal powder, that is, the epoxy group-containing olefin copolymer according to the present invention has very high performance It is a good binder for metal powder injection molding.

【0044】すなわち、エポキシ基含有オレフィン系共
重合体をバインダ成分として使用すれば、混練時に金属
粉末の分散が非常に良好で均一な原料コンパウンドが得
られるうえに、凝集粉の残存による流動性の悪化もな
く、バインダ量が少なくてすむ。さらに、粉末とのぬれ
が、強固な共有結合のために成形体強度が高く、成形体
のクラックもなくなり、ハンドリングでの変形も少な
い。
That is, when the olefin-based copolymer containing an epoxy group is used as a binder component, the metal powder can be dispersed very well during kneading, and a uniform raw material compound can be obtained. There is no deterioration and the amount of binder is small. Furthermore, the wetness with the powder is high due to the strong covalent bond, so that the strength of the compact is high, cracks in the compact are eliminated, and deformation during handling is small.

【0045】本発明においては他のバインダ成分として
前述したエポキシ基含有オレフィン系共重合体よりも低
分子量の成分を加える。これは、バインダが1成分では
脱脂が困難なためであるが、成形時の流動性をさらに改
善する意味もある。低分子成分としては前述したワック
スや可塑剤などを使用することができる。脱脂時におい
てもエポキシ基含有オレフィン系共重合体と粉末とのぬ
れが良好なため、脱脂欠陥が少なく、従来、もちいられ
ていたバインダよりも、成形体の変形はほとんどなく、
ふくれ、ボイド、クラックなどの脱脂欠陥が起こらな
い。
In the present invention, a component having a lower molecular weight than the epoxy group-containing olefin copolymer described above is added as another binder component. This is because it is difficult to degrease the binder with one component, but it also has the meaning of further improving the fluidity during molding. As the low-molecular component, the above-mentioned wax, plasticizer and the like can be used. Even at the time of degreasing, the wetness between the epoxy group-containing olefin copolymer and the powder is good, so there are few degreasing defects, and conventionally, there is almost no deformation of the molded body, compared to the binder used,
No degreasing defects such as blisters, voids and cracks occur.

【0046】[0046]

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 (実施例)金属粉末として平均粒径9.5μm、タップ
密度3.8g/ccの水アトマイズステンレス鋼粉を用い、
表1の配合で射出成形用コンパウンドを作製した。バイ
ンダ添加量はすべてステンレス鋼粉末100重量部に対
して9.8重量部とした。表2にはバインダとして使用
したエポキシ基含有オレフィン系共重合体の原料モノマ
ー成分とその共重合比(重量%)を示した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments. (Example) Water atomized stainless steel powder having an average particle size of 9.5 μm and a tap density of 3.8 g / cc was used as metal powder.
Compounds for injection molding were prepared with the formulations shown in Table 1. The amount of the binder added was 9.8 parts by weight based on 100 parts by weight of the stainless steel powder. Table 2 shows the raw material monomer components of the epoxy group-containing olefin copolymer used as the binder and the copolymerization ratio (% by weight).

【0047】混練は加圧ニーダーで行った。加圧ニーダ
ーを140℃に加熱した後、バインダ成分を投入して溶
融させ、金属粉末を徐々に投入して全量投入後1時間混
練した後、混練物を粉砕して射出成形用原料コンパウン
ドとした。得られた原料については温度150℃、剪断
速度1000 s-1での粘度を測定し射出成形時の流動性
を評価した。さらに、粉砕コンパウンドからトルエンを
用いてソックスレー抽出器でバインダを除去し分離した
粉末の炭素量を測定した。この炭素量と混練する前の原
料粉末の炭素量の差(残留炭素量)はトルエンによって
粉末から除去されない樹脂に起因するものであり、その
多少によってバインダと粉末の相互作用の強さを評価す
ることができる。測定結果は表3に示した。次に、作製
したコンパウンドを図1に示すような試験片に射出成形
した。
The kneading was performed with a pressure kneader. After heating the pressure kneader to 140 ° C., the binder component was charged and melted, the metal powder was gradually charged, and the whole amount was charged and kneaded for 1 hour. The kneaded product was pulverized to obtain a raw material compound for injection molding. . The viscosity of the obtained raw material at a temperature of 150 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 was measured to evaluate the fluidity during injection molding. Further, the binder was removed from the pulverized compound with a Soxhlet extractor using toluene, and the carbon content of the separated powder was measured. The difference between the carbon content and the carbon content of the raw material powder before kneading (residual carbon content) is due to the resin that is not removed from the powder by toluene. be able to. Table 3 shows the measurement results. Next, the prepared compound was injection molded into a test piece as shown in FIG.

【0048】脱脂は成形体を図1の様に置き、窒素気流
中、常温から500℃まで25時間で昇温し、その温度
で1時間保持後冷却した。
For degreasing, the molded body was placed as shown in FIG. 1, and the temperature was raised from room temperature to 500 ° C. for 25 hours in a nitrogen stream, and the temperature was maintained for 1 hour, followed by cooling.

【0049】脱脂体について、膨れ、クラックなどの外
観観察を行なうとともに、脱脂時の自重による変形量を
測定した。ここで変形量とは図2に示す成形体と脱脂体
の高さの差である。表1には脱脂体の観察結果と変形量
も示してある。
The appearance of the degreased body such as swelling and cracks was observed, and the amount of deformation due to its own weight during degreasing was measured. Here, the deformation amount is the difference between the height of the molded body and the height of the degreased body shown in FIG. Table 1 also shows the observation results and the amount of deformation of the degreased body.

【0050】発明例1〜3はバインダとして本発明によ
るグリシジルメタクリレートの共重合比が5重量%であ
るエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を使用
しており、低分子成分としてパラフィンワックス、ステ
アリン酸、ジブチルフタレート(DBP)を配合してバ
インダとしたものである。バインダに対する樹脂の配合
比も40重量%〜80重量%と適切であるので、これら
のコンパウンドを射出成形した成形体は健全であり、脱
脂体の外観についても膨れ、クラックなどの欠陥も見い
だされなかった。さらに、脱脂体の変形量も非常に少な
い。発明例4はエチレン−グリシジルアクリレート共重
合体を、発明例5はエチレン−酢酸ビニル−グリシジル
メタクリレート共重合体をそれぞれバインダとして用い
た例である。これらの樹脂もグリシジルメタクリレート
またはグリシジルアクリレートを含有し、その共重合比
も適切なので良好なバインダとなった。発明例6、7は
低分子成分として他にステアリルアルコール、ベヘン酸
アミド、ジオクチルフタレート(DOP)などを使用し
た配合例であるが、これらも成形性、脱脂性ともに非常
に優れている。
In Invention Examples 1 to 3, an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer having a copolymerization ratio of glycidyl methacrylate according to the present invention of 5% by weight was used as a binder, and paraffin wax, stearic acid, dibutyl as low molecular components were used. The binder is obtained by blending phthalate (DBP). Since the compounding ratio of the resin to the binder is appropriate at 40% by weight to 80% by weight, molded articles obtained by injection molding these compounds are sound, and the appearance of the degreased body is not swollen, and no defects such as cracks are found. Was. Furthermore, the amount of deformation of the degreased body is very small. Inventive Example 4 is an example using an ethylene-glycidyl acrylate copolymer, and Inventive Example 5 is an example using an ethylene-vinyl acetate-glycidyl methacrylate copolymer as a binder. These resins also contained glycidyl methacrylate or glycidyl acrylate, and their copolymerization ratio was appropriate, so that they were good binders. Inventive Examples 6 and 7 are formulation examples using stearyl alcohol, behenic acid amide, dioctyl phthalate (DOP) and the like as low molecular components, and these are also very excellent in both moldability and degreasing properties.

【0051】比較例1、2は発明例1〜3と同じグリシ
ジルメタクリレートの共重合比が5重量%であるエチレ
ン−グリシジルメタクリレート共重合体を使用している
のであるが、比較例1では樹脂の配合比が10重量%と
20重量%より少いためエチレン−グリシジルメタクリ
レート共重合体の優れたバインダ効果が発揮されず成形
体が脆く、クラックが入った。また、比較例2では樹脂
の配合比が95重量%と90重量%以上のため流動性が
悪く成形において充填不足を生じたうえ、脱脂体は大き
く変形していた。比較例3はエチレン−グリシジルメタ
クリレート共重合体を使用しているがその共重合比が
0.05重量%のために、グリシジルメタクリレートの
持つ効果が現れず、成形体にクラックが入る欠陥が発生
した。比較例4はエチレン−グリシジルメタクリレート
共重合体のグリシジルメタクリレート共重合比が40重
量%と高く軟化点が高くなり、やはり成形体にクラック
が入った。比較例5はエチレン−酢酸ビニル共重合体に
0.05重量%のグリシジルメタクリレートを含有した
樹脂を用いた例であるが、グリシジルメタクリレートの
含有率が不足しているためにこのコンパウンドは脱脂性
が悪かった。
Comparative Examples 1 and 2 use the same ethylene-glycidyl methacrylate copolymer in which the copolymerization ratio of glycidyl methacrylate is 5% by weight. Since the mixing ratio was less than 10% by weight and less than 20% by weight, the excellent binder effect of the ethylene-glycidyl methacrylate copolymer was not exhibited, and the molded article was brittle and cracked. Further, in Comparative Example 2, since the compounding ratio of the resin was 95% by weight or more than 90% by weight, the fluidity was poor and insufficient filling occurred during molding, and the degreased body was greatly deformed. In Comparative Example 3, an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer was used. However, since the copolymerization ratio was 0.05% by weight, the effect of glycidyl methacrylate did not appear, and a defect in which a molded product was cracked occurred. . In Comparative Example 4, the glycidyl methacrylate copolymerization ratio of the ethylene-glycidyl methacrylate copolymer was as high as 40% by weight, the softening point was high, and the molded article was cracked. Comparative Example 5 is an example in which a resin containing 0.05% by weight of glycidyl methacrylate in an ethylene-vinyl acetate copolymer was used. However, since the content of glycidyl methacrylate was insufficient, this compound had a degreasing property. It was bad.

【0052】比較例6〜8は、バインダとして従来用い
られてきた、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合
体)、EEA(エチレン−アクリル酸エチル共重合
体)、LDPE(低密度ポリエチレン)を配合したバイ
ンダを使用したものである。比較例6、7はそれぞれE
VA、EEAを樹脂成分として用いたものである。これ
らは、流動性に優れ、成形体も健全で成形性も良好であ
った。しかし、脱脂においては両者とも膨れ、だれを生
じた。比較例8はLDPE−ワックス−ステアリン酸系
のバインダである。このバインダを使用したものは脆く
成形体にクラックが入り良好な成形体が得られなかっ
た。
In Comparative Examples 6 to 8, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), EEA (ethylene-ethyl acrylate copolymer), and LDPE (low-density polyethylene) which were conventionally used as binders were blended. It uses a binder. Comparative Examples 6 and 7 are E
VA and EEA were used as resin components. These were excellent in fluidity, the molded body was sound, and the moldability was good. However, in the degreasing, both swelled and caused dripping. Comparative Example 8 is an LDPE-wax-stearic acid-based binder. The one using this binder was brittle, and cracks occurred in the molded body, and a good molded body could not be obtained.

【0053】表3に原料コンパウンドからバインダを除
去し分離した粉末の炭素量を示す。EVA、EEA、L
DPEに起因する残留炭素量が0.05〜0.08%で
あるのに対し(比較例6〜8)、酸無水物含有オレフィ
ン系共重合体を使用した発明例1〜7の分離粉末の残留
炭素量は0.1〜0.18%と高く、バインダと粉末の
結合が強いことがわかる。前述したようにこれは粉末表
面とエポキシ基の式1のような結合によるものと考えら
れ、本発明の提示する樹脂が粉末とぬれがよく優れたバ
インダとなる具体的な証明となっている。
Table 3 shows the carbon content of the powder obtained by removing the binder from the raw material compound and separating it. EVA, EEA, L
While the residual carbon content due to DPE is 0.05 to 0.08% (Comparative Examples 6 to 8), the separation powders of Invention Examples 1 to 7 using the acid anhydride-containing olefin copolymer were used. The residual carbon content is as high as 0.1 to 0.18%, which indicates that the binding between the binder and the powder is strong. As described above, this is considered to be due to the bonding of the epoxy group to the surface of the powder as shown in Formula 1, and it is a specific proof that the resin presented by the present invention is a binder excellent in powder and wettability.

【0054】表4には溶剤抽出用のバインダの配合例を
示した。使用した粉末は発明例1〜7と同じ粉末であ
り、混練、射出成形も発明例1〜7と同様に行った。脱
脂は射出成形体をノルマルヘプタンに4時間保持した
後、取り出して加熱脱脂を行った。加熱脱脂は窒素気流
中、常温から500℃まで6時間で昇温し、その温度で
1時間保持後冷却した。
Table 4 shows examples of the blending of the binder for solvent extraction. The powder used was the same as in Invention Examples 1 to 7, and kneading and injection molding were performed in the same manner as in Invention Examples 1 to 7. For degreasing, the injection molded body was kept in normal heptane for 4 hours, then taken out and subjected to heat degreasing. In the heating degreasing, the temperature was raised from room temperature to 500 ° C. for 6 hours in a nitrogen stream, and the temperature was maintained for 1 hour, followed by cooling.

【0055】発明例8はグリシジルメタクリレートの共
重合比が5重量%のエチレン−グリシジルメタクリレー
ト共重合体を配合したものである。このコンパウンドを
成形した成形体は充填も良好でクラックも発生しなかっ
た。これをノルマンヘプタン中に4時間保持した脱脂体
(溶剤脱脂体)は何の欠陥も見られず、加圧脱脂体の外
観も良好であった。比較例9はポリエチレンと水添パー
ム油を配合した溶剤脱脂用のバインダであり、比較例1
0はポリエチレンのかわりにポリプロピレンを使用した
ものである。これら比較例のコンパウンドは成形性が悪
く成形体にクラックが発生した。さらに溶剤脱脂体は非
常に脆く脱脂炉へ装入時のハンドリングで割れてしまっ
た。このように、本発明によるエポキシ基含有オレフィ
ン系共重合体を使用したバインダは、成形性、脱脂性と
もに優れたものになる。
Inventive Example 8 is one in which an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer having a copolymerization ratio of glycidyl methacrylate of 5% by weight was blended. The molding obtained by molding this compound was well filled and did not crack. The degreased body (solvent degreased body) which was kept in normanheptane for 4 hours did not show any defect, and the appearance of the pressure degreased body was good. Comparative Example 9 is a solvent degreasing binder containing polyethylene and hydrogenated palm oil. Comparative Example 1
0 indicates that polypropylene was used instead of polyethylene. The compounds of these comparative examples had poor moldability and cracks occurred in the molded articles. Furthermore, the solvent degreased body was very fragile and broke during handling when charged into the degreasing furnace. As described above, the binder using the epoxy group-containing olefin copolymer according to the present invention has excellent moldability and degreasing properties.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】 [0058]

【0059】 [0059]

【0060】 [0060]

【0061】 [0061]

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によるバインダを使用することに
よって、コンパウンドの成形性、脱脂性が大幅に改善さ
れ、金属粉末射出成形法による部品製造の生産性が大き
く向上した。
By using the binder according to the present invention, the moldability and degreasing property of the compound are greatly improved, and the productivity of manufacturing parts by the metal powder injection molding method is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例において作製した試験片の寸法を示す
図である。
FIG. 1 is a view showing dimensions of a test piece manufactured in an example.

【図2】 変形量の測定を説明する図であり、(a)は
成形体、(b)は脱脂体である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating measurement of a deformation amount, in which FIG. 2A is a molded body, and FIG. 2B is a degreased body.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エポキシ基含有不飽和単量体0.1〜30
重量%と、前記単量体と共重合可能なモノマー70〜9
9.9重量%とを共重合してなるエポキシ基含有オレフ
ィン系共重合体20〜90重量%および残部が該共重合
体より低分子量の有機化合物とからなる金属粉末射出成
形用バインダ。
1. An unsaturated monomer having an epoxy group of 0.1 to 30.
% By weight, and 70 to 9 of a monomer copolymerizable with the monomer.
A binder for metal powder injection molding comprising 20 to 90% by weight of an epoxy group-containing olefin-based copolymer obtained by copolymerizing 9.9% by weight with an organic compound having a lower molecular weight than the copolymer.
【請求項2】請求項1に記載のバインダを平均粒径0.
1〜1000μmの金属粉末と混練してなる金属粉末射
出成形用コンパウンド。
2. The method according to claim 1, wherein the binder has an average particle size of 0.1.
A metal powder injection molding compound which is kneaded with a metal powder of 1 to 1000 μm.
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