JP6924433B2 - Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body - Google Patents
Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body Download PDFInfo
- Publication number
- JP6924433B2 JP6924433B2 JP2017036923A JP2017036923A JP6924433B2 JP 6924433 B2 JP6924433 B2 JP 6924433B2 JP 2017036923 A JP2017036923 A JP 2017036923A JP 2017036923 A JP2017036923 A JP 2017036923A JP 6924433 B2 JP6924433 B2 JP 6924433B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- alumina particles
- alumina
- mass
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 155
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 125
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 15
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 14
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 6
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001680 bayerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009156 water cure Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
Description
本発明は、積層造形用粒子、成形体、及び、成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to particles for laminated molding, a molded product, and a method for producing the molded product.
従来より、アルミナ粒子の層を形成すること、及び、当該アルミナ粒子の層の一部をバインダーで結合すること、を繰り返して、所望の形状のアルミナ粒子の成形体を製造する方法が知られている。このような方法は、積層造形法の１例である。この成形体を焼結すると、所望の形状のアルミナ焼結体が得られる。 Conventionally, a method of repeatedly forming a layer of alumina particles and bonding a part of the layer of the alumina particles with a binder to produce a molded product of alumina particles having a desired shape has been known. There is. Such a method is an example of the additive manufacturing method. By sintering this molded product, an alumina sintered body having a desired shape can be obtained.
従来の方法では、成形体にある程度の強度が必要なことから有機バインダーなどのバインダーを用いてアルミナ粒子の成形体を作製していた。しかしながら、成形体においてアルミナ粒子以外にバインダーが添加されていると、焼結時に二酸化炭素を排出し環境に悪影響を与える上に、緻密化するのに時間がかかるといった問題がある。 In the conventional method, since the molded product requires a certain level of strength, a molded product of alumina particles has been produced using a binder such as an organic binder. However, if a binder is added in addition to the alumina particles in the molded product, there is a problem that carbon dioxide is discharged at the time of sintering, which adversely affects the environment and it takes time to densify.
本発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、バインダーの添加を必須とせずに積層造形による成形ができ、かつ、高い成形体強度を実現可能な積層造形用粒子、及び、これを用いた焼結用成形体、アルミナ焼結体の製造方法等を提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and is a laminated molding particle capable of molding by laminated molding without requiring the addition of a binder and capable of achieving high molded body strength, and a laminated molding particle, which is capable of achieving high molding strength. It is an object of the present invention to provide a molded article for sintering used, a method for producing an alumina sintered body, and the like.
本発明者らは、アルミナ粒子として水硬性アルミナ粒子を使用することを検討した。水硬性アルミナに水を供給すると硬化するため、積層造形による成形体の製造にバインダーを必須としない。また、水硬性アルミナの再水和物を焼成するとアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）になる。さらに発明者らが検討したところ、特定の粒度分布を有する水硬性アルミナ粒子を水で硬化させると、成形体の強度がかなり強くなって積層造形に特に適することを見いだし、本願発明に想到した。 The present inventors have studied the use of hydraulic alumina particles as the alumina particles. Since water cures when water is supplied to hydraulic alumina, a binder is not essential for the production of a molded product by laminated molding. Further, when the rehydrate of hydraulic alumina is calcined, it becomes alumina (Al 2 O 3). Further, as a result of studies by the inventors, it was found that when the water-hardened alumina particles having a specific particle size distribution are cured with water, the strength of the molded product becomes considerably strong, which is particularly suitable for laminated molding, and the present invention was conceived.
本発明に掛かる積層造形用水粒子は、３０〜１００μｍのＤ９０を有し、かつ、０．１〜１０μｍの粒子径を持つ粒子の割合が２０質量部以上である水硬性アルミナ粒子を含む。 The water particles for laminated molding according to the present invention include water-hardening alumina particles having a D90 of 30 to 100 μm and having a particle size of 0.1 to 10 μm in a proportion of 20 parts by mass or more.
ここで、水硬性アルミナ粒子は、水硬性アルミナ粒子の全量に対してρ−アルミナを５０質量％以上含むことができる。 Here, the hydraulic alumina particles can contain 50% by mass or more of ρ-alumina with respect to the total amount of the hydraulic alumina particles.
また、水硬性アルミナ粒子は、ＣａＯに換算して０．０５質量％未満のカルシウム含有量を有することができる。 Further, the hydraulic alumina particles can have a calcium content of less than 0.05% by mass in terms of CaO.
本発明に掛かる焼結用成形体は、前記積層造形用粒子の再水和物を含有する。 The sintered compact according to the present invention contains the rehydrate of the laminated molding particles.
ここで、焼結用成形体は、前記再水和物の全量に対して擬ベーマイトを５０質量％以上含むことができる。 Here, the sintered compact can contain 50% by mass or more of pseudoboehmite with respect to the total amount of the rehydrate.
また、焼結用成形体は、前記再水和物を８０質量％以上含むことができる。 Further, the sintered compact may contain 80% by mass or more of the rehydrate.
また、焼結用成形体は、ＣａＯに換算して０．０５質量％未満のカルシウム含有量を有することができる。 Further, the sintered compact can have a calcium content of less than 0.05% by mass in terms of CaO.
本発明に掛かる成形体の製造方法は、水硬性アルミナ粒子に水を供給して硬化させる工程を備える。そして、前記水硬性アルミナ粒子は３０〜１００μｍのＤ９０を有し、かつ、０．１〜１０μｍの粒子径を持つ粒子の割合が２０質量部以上である。また、前記工程では、前記水硬性アルミナ粒子の層を形成すること、前記水硬性アルミナ粒子の層の少なくとも一部に水を供給すること、を繰り返して、前記水硬性アルミナ粒子の層の積層構造中に再水和物の成形体を得る、または、水、及び、前記水硬性アルミナ粒子を含有するインクを基材上の所望の場所に供給する。 The method for producing a molded product according to the present invention includes a step of supplying water to the hydraulic alumina particles to cure them. The hydraulic alumina particles have a D90 of 30 to 100 μm, and the proportion of particles having a particle size of 0.1 to 10 μm is 20 parts by mass or more. Further, in the step, forming the layer of the hydraulic alumina particles and supplying water to at least a part of the layer of the hydraulic alumina particles are repeated, and the laminated structure of the layers of the hydraulic alumina particles is repeated. A molded body of rehydrate is obtained therein, or water and an ink containing the hydraulic alumina particles are supplied to a desired location on the substrate.
ここで、上記製造方法では、前記水硬性アルミナ粒子の硬化物を３０〜１００℃で加熱する工程をさらに備えることができる。 Here, the above-mentioned production method can further include a step of heating the cured product of the hydraulic alumina particles at 30 to 100 ° C.
また、本発明に掛かるアルミナ焼結体の製造方法は、前記成形体の製造方法と、前記製造方法により得られた成形体を焼成する工程とを備える。 Further, the method for producing an alumina sintered body according to the present invention includes a method for producing the molded product and a step for firing the molded product obtained by the manufacturing method.
本発明に掛かるアルミナ焼結体の製造方法は、上述の焼結用成形体を焼成する工程を備える。 The method for producing an alumina sintered body according to the present invention includes a step of firing the above-mentioned sintered compact.
本発明によれば、バインダーの添加を必須とせずに積層造形による成形ができ、かつ、高い成形体強度を実現可能な積層造形用粒子、及び、これを用いた焼結用成形体、アルミナ焼結体の製造方法等が提供される。 According to the present invention, particles for laminated molding that can be molded by laminated molding without requiring the addition of a binder and can achieve high molded product strength, and a sintered compact using the same, alumina baking. A method for manufacturing a body and the like are provided.
（積層造形用粒子）
本発明の実施形態にかかる積層造形用粒子は、水硬性アルミナ粒子を含む。水硬性アルミナ粒子のＤ９０は３０〜１００μｍであり、さらに、水硬性アルミナ粒子における０．１〜１０μｍの粒子径を持つ粒子の割合が２０質量部以上である。水硬性アルミナ粒子における０．１〜１０μｍの粒子径を持つ粒子の割合は、２５質量部以上であることもできる。当該粒子の割合は、５０質量部以下であることもできる。水硬性アルミナ粒子のＤ９０は、３５〜７０μｍであることもできる。Ｄ９０とは粒度分布における小さい方から累積９０％の粒径である。また、粒度分布とは、レーザ回折法による体積基準の粒度分布のことである。Ｄ５０は、１〜３５μｍであることができ、１０〜２５μｍであってもよい。
(Particles for laminated molding)
The laminated molding particles according to the embodiment of the present invention include hydraulic alumina particles. The D90 of the hydraulic alumina particles is 30 to 100 μm, and the proportion of the hydraulic alumina particles having a particle size of 0.1 to 10 μm is 20 parts by mass or more. The proportion of particles having a particle size of 0.1 to 10 μm in the hydraulic alumina particles can be 25 parts by mass or more. The proportion of the particles may be 50 parts by mass or less. The D90 of the hydraulic alumina particles can also be 35 to 70 μm. D90 is a particle size of 90% cumulative from the smallest in the particle size distribution. The particle size distribution is a volume-based particle size distribution obtained by a laser diffraction method. D50 can be 1-35 μm and may be 10-25 μm.
水硬性アルミナとは、水と接触すると再水和して硬化する遷移アルミナであり、ρ−アルミナである。水硬性アルミナは、２０℃以上１００℃以下の環境において、水と接触させることにより硬化させることができる。水硬性アルミナ粒子としては、ρ−アルミナ粒子とともに他の粒子を含んでいても、水硬性を示すことができる。水硬性アルミナ粒子は、水硬性アルミナ粒子の全量に対して、ρ−アルミナを好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上含むことができ、残部はρ−アルミナ以外の遷移アルミナ、無定型アルミナ、アルミナ、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン等であることができる。ρ−アルミナの製造工程上混入しやすいχ−アルミナは、大量に混在していても大きな支障とならない。水硬性アルミナ粒子は、ρ−アルミナ及びχ−アルミナを、８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上含有することができ、残部は、ρ−アルミナおよびχ−アルミナ以外の遷移アルミナ、無定型アルミナ、アルミナ、水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン等であることができる。水硬性アルミナ粒子は、ρ−アルミナ及びχ−アルミナの合計を１００質量部としたときに、ρアルミナを５０質量部以上、より好ましくは５５質量部以上含有することができる。 Hydraulic alumina is transition alumina that rehydrates and hardens when it comes into contact with water, and is ρ-alumina. Hydraulic alumina can be cured by contacting with water in an environment of 20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. As the hydraulic alumina particles, even if they contain other particles together with the ρ-alumina particles, they can exhibit hydraulicity. The water-hard alumina particles can contain ρ-alumina in an amount of preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, based on the total amount of the water-hard alumina particles, and the balance is transition alumina other than ρ-alumina. It can be standard alumina, alumina, aluminum hydroxide, silicon dioxide, titanium dioxide or the like. χ-Alumina, which is easily mixed in the manufacturing process of ρ-alumina, does not cause a big problem even if it is mixed in a large amount. The water-hard alumina particles can contain ρ-alumina and χ-alumina in an amount of 80% by mass or more, 90% by mass or more, and 95% by mass or more, and the balance is transition alumina other than ρ-alumina and χ-alumina. Atypical alumina, alumina, aluminum hydroxide, silicon dioxide, titanium dioxide and the like can be used. The water-hard alumina particles can contain ρ-alumina in an amount of 50 parts by mass or more, more preferably 55 parts by mass or more, when the total of ρ-alumina and χ-alumina is 100 parts by mass.
水硬性アルミナ粒子は、ＣａＯに換算して０．０５質量％未満のカルシウム含有量を有することができる。 The hydraulic alumina particles can have a calcium content of less than 0.05% by mass in terms of CaO.
このような粒度分布を有する水硬性アルミナ粒子を得るには、既存の水硬性アルミナ粒子をふるい分けすることにより、或いは、さらに必要に応じて、種々の粒度の粒子を混合することにより得ることができる。 In order to obtain hydraulic alumina particles having such a particle size distribution, it can be obtained by sieving existing hydraulic alumina particles, or by mixing particles of various particle sizes, if necessary. ..
種々の粒度分布を有する水硬性アルミナ粒子は市販されている。水硬性アルミナ粒子は、例えば、バイヤー法等で得られるギブサイトを、ガス温度４００〜１２００℃、線速度５〜５０ｍ／ｓの気流中に同伴させ、接触時間０．１〜１０ｓ程度仮焼きすることにより得ることもできる。例えば、特許３３４１５９４号、特許３７０４７７５号に水硬性アルミナ粒子の詳しい製造方法が開示されている。 Hydraulic alumina particles having various particle size distributions are commercially available. For the water-hard alumina particles, for example, gibbsite obtained by the Bayer process or the like is accompanied in an air stream having a gas temperature of 400 to 1200 ° C. and a linear velocity of 5 to 50 m / s, and the contact time is about 0.1 to 10 s. Can also be obtained by. For example, Japanese Patent No. 3341594 and Japanese Patent No. 3704775 disclose a detailed method for producing hydraulic alumina particles.
積層造形用粒子は、水硬性アルミナ粒子以外に、有機バインダー等を含むことができる。 The laminated molding particles may contain an organic binder or the like in addition to the hydraulic alumina particles.
（積層造形方法：第１の方法）
続いて、上述の積層造形用粒子を用いた積層造形方法の１例について説明する。
まず、下地上に、上記の積層造形用粒子の層を形成する。層の厚みに制限はないが、例えば、３０〜２００μｍとすることができる。層の形成法は特に限定されず、スキージ法などが適用できる。
(Laminate molding method: first method)
Subsequently, an example of the laminated molding method using the above-mentioned laminated molding particles will be described.
First, a layer of the above-mentioned laminated molding particles is formed on the base. The thickness of the layer is not limited, but can be, for example, 30 to 200 μm. The layer forming method is not particularly limited, and a squeegee method or the like can be applied.
つぎに、水を用意する。水が有機バインダーを含有する必要は無いが、有機バインダーを含有してもよい。つぎに、積層造形用粒子の層の所望の領域に、上記の水を供給する。水の供給は、２０〜５０℃の環境下で行うことができる。供給方法に特に限定はないが、インクジェット法などの公知の方法が適用できる。これにより、積層造形用粒子の層の特定の部分のみに水が供給され、当該特定の部分の水硬性アルミナ粒子が再水和し、硬化する。
水の量は、当該部分の体積を１として、０．１〜１．５体積部とすることができる。供給する水の温度に特に限定は無いが、２０〜５０℃とすることが好適である。
Next, prepare water. Water does not have to contain an organic binder, but may contain an organic binder. Next, the above water is supplied to a desired region of the layer of laminated molding particles. Water can be supplied in an environment of 20 to 50 ° C. The supply method is not particularly limited, but a known method such as an inkjet method can be applied. As a result, water is supplied only to a specific portion of the layer of laminated molding particles, and the hydraulic alumina particles in the specific portion are rehydrated and cured.
The amount of water can be 0.1 to 1.5 parts by volume, where 1 is the volume of the part. The temperature of the supplied water is not particularly limited, but is preferably 20 to 50 ° C.
続いて、このようにして部分的に水が供給された積層造形用粒子の層上に、上記の積層造形用粒子の層の形成、及び、水の供給を順次繰り返す。積層造形用粒子層中の水硬性アルミナに水を供給してから、再水和反応が実質的に完了するまでには１０〜６０分程度かかるが、各層の再水和が完了する前に、次の積層造形用粒子の層の積層及び水の供給をすることが可能である。 Subsequently, the formation of the above-mentioned layer of the laminated modeling particles and the supply of water are sequentially repeated on the layer of the laminated modeling particles to which water is partially supplied in this way. It takes about 10 to 60 minutes from the supply of water to the hydraulic alumina in the particle layer for laminated molding until the rehydration reaction is substantially completed, but before the rehydration of each layer is completed, It is possible to stack the following layers of laminated molding particles and supply water.
これにより、多数の積層造形用粒子層の積層構造中の特定の部分のみが再水和され硬化されることとなる。すなわち、多数の積層造形用粒子層の積層構造において、水が供給された領域では再水和により粒子同士が結合して再水和アルミナ粒子の成形体が形成される一方、液体が供給されない領域では水硬性アルミナ粒子同士は結合されていないままとなる。したがって、積層造形用粒子層の積層構造から、結合していない水硬性アルミナ粒子を除去することにより、再水和アルミナ粒子同士が結合された３次元形状を有する成形体が得られる。隣接する２つの積層造形用粒子層において、水が供給された部分同士が接触していると、当該部分同士も再水和により結合するので、各層の高さよりも大きな高さを有する成形体が得られる。 As a result, only a specific portion in the laminated structure of a large number of laminated molding particle layers is rehydrated and cured. That is, in the laminated structure of a large number of laminated molding particle layers, in the region where water is supplied, the particles are bonded to each other by rehydration to form a molded body of rehydrated alumina particles, but the region where liquid is not supplied. Then, the water-hard alumina particles remain unbonded to each other. Therefore, by removing the unbonded hydraulic alumina particles from the laminated structure of the laminated molding particle layer, a molded product having a three-dimensional shape in which the rehydrated alumina particles are bonded to each other can be obtained. In two adjacent particle layers for laminated molding, when the parts to which water is supplied are in contact with each other, the parts are also bonded by rehydration, so that the molded product having a height larger than the height of each layer is formed. can get.
なお、再水和中及び／又は再水和後のアルミナ粒子を加熱する工程を適宜追加できる。加熱温度は、例えば、３０〜１００℃とすることができる。加熱は、積層造形用粒子の層の特定の部分に水を供給した後、水が供給された層の上に次の積層造形用粒子の層を積層する前に行ってもよいし、最後の積層造形用粒子の層を形成し、最後の積層造形用粒子の層に水を供給した後に、まとめて１回加熱を行ってもよい。 A step of heating the alumina particles during and / or after rehydration can be appropriately added. The heating temperature can be, for example, 30 to 100 ° C. The heating may be performed after supplying water to a specific portion of the layer of laminated modeling particles and before laminating the next layer of laminated modeling particles on the water-supplied layer, or at the end. After forming a layer of laminated molding particles and supplying water to the final layer of laminated molding particles, heating may be performed once at a time.
（積層造形方法：第２の方法）
続いて、上述の積層造形用粒子を用いた第２の積層造形方法について説明する。
まず、水、及び、上記の水硬性アルミナ粒子を含むインクを用意する。つぎに、インクを基材の上の所望の部分に供給する。供給されたインク内において、水硬性アルミナ粒子が水と反応し、インクが硬化する。続いて、再び、硬化したインク上に、インクを供給して硬化させることを繰り返す。これにより、基材上に、所望の部分のみに硬化したインク、すなわち、再水和アルミナ粒子の結合体を配置することができ、水硬性アルミナ粒子同士が結合された３次元形状を有する成形体が得られる。
成形体を上述のように加熱することにより、硬化を促進してもよい。
(Laminate molding method: second method)
Subsequently, a second laminated molding method using the above-mentioned laminated molding particles will be described.
First, water and an ink containing the above hydraulic alumina particles are prepared. The ink is then fed to the desired portion on the substrate. In the supplied ink, the hydraulic alumina particles react with water to cure the ink. Subsequently, the ink is repeatedly supplied and cured on the cured ink. Thereby, the cured ink, that is, the conjugate of the rehydrated alumina particles can be arranged only on the desired portion on the base material, and the molded article has a three-dimensional shape in which the water-hard alumina particles are bonded to each other. Is obtained.
Curing may be promoted by heating the molded product as described above.
上記第１および第２の積層造形方法は、市販の３Ｄプリンタを用いて実施することができる。 The first and second laminated molding methods can be carried out using a commercially available 3D printer.
（積層造形された焼結用成形体）
本発明の実施形態にかかる焼結用成形体は、上述の積層造形方法により製造されることができる。この成形体は、水硬性アルミナ粒子の再水和物を含み、再水和物粒子同士が互いに固着している。
(Laminate molded body for sintering)
The sintered compact according to the embodiment of the present invention can be produced by the above-mentioned laminated molding method. This molded product contains a rehydrate of hydraulic alumina particles, and the rehydrate particles are fixed to each other.
焼結用成形体における再水和物の粒度分布は以下のようにして取得できる。すなわち、成形体の断面ＳＥＭ写真を用意し、市販の画像解析ソフトにより当該ＳＥＭ写真中の粒子同士を分離し、各粒子に対して定方向径を取得することにより取得できる。測定する粒子の個数は、例えば、８０ないし１００個とすることができる。粒度分布は、当該粒度の体積基準の粒度分布のことである。 The particle size distribution of the rehydrate in the sintered compact can be obtained as follows. That is, it can be obtained by preparing a cross-sectional SEM photograph of the molded body, separating the particles in the SEM photograph by commercially available image analysis software, and acquiring a directional diameter for each particle. The number of particles to be measured can be, for example, 80 to 100. The particle size distribution is a volume-based particle size distribution of the particle size.
焼結用成形体は、水硬性アルミナ粒子の再水和物であり、擬ベーマイトを５０質量％以上、好ましくは５５質量％以上含むことができ、擬ベーマイト及びバイヤライトの合計を８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上含むことができる。焼結用成形体は、擬ベーマイト及びバイヤライトの合計を１００質量部としたときに、擬ベーマイトを５０質量部以上、より好ましくは５５質量部以上含有することができる。 The sintered compact is a rehydrate of water-hard alumina particles, and can contain 50% by mass or more of pseudo-boehmite, preferably 55% by mass or more, and the total of pseudo-boehmite and bayerite is 80% by mass or more. , 90% by mass or more, 95% by mass or more can be contained. The sintered compact can contain 50 parts by mass or more, more preferably 55 parts by mass or more of pseudo-boehmite, when the total of pseudo-boehmite and bayarite is 100 parts by mass.
焼結用成形体は、水硬性アルミナ粒子の再水和物以外に種々の添加剤を含むことができる。例えば、成形体は、有機結合剤を含んでもよい。有機結合剤の量は、１０質量％以下であることが好適である。 The sintered compact can contain various additives in addition to the rehydrate of hydraulic alumina particles. For example, the molded product may contain an organic binder. The amount of the organic binder is preferably 10% by mass or less.
成形体は、また、グリセリンやジエチレングリコール等の潤滑剤や、オルフィン等の消泡剤等の添加剤も含むことができる。 The molded product can also contain an additive such as a lubricant such as glycerin or diethylene glycol and an antifoaming agent such as olphin.
成形体は任意の形状を取ることが出来る。例えば、板状、柱状、ハニカム状等である。 The molded body can take any shape. For example, it has a plate shape, a columnar shape, a honeycomb shape, or the like.
（アルミナ焼結体の製造方法）
上記の積層造形により得られた成形体を焼成する。焼成条件は特に限定されないが、大気雰囲気などの酸素含有雰囲気で、１３００〜１８００℃で１〜１００時間程度焼成することが好ましい。これにより、再水和アルミナ粒子がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粒子になり、さらに、アルミナ粒子同士が焼結して、３次元形状を有するアルミナ焼結体が得られる。
(Manufacturing method of alumina sintered body)
The molded product obtained by the above-mentioned laminated molding is fired. The firing conditions are not particularly limited, but it is preferable to fire in an oxygen-containing atmosphere such as an air atmosphere at 1300 to 1800 ° C. for about 1 to 100 hours. As a result, the rehydrated alumina particles become alumina (Al 2 O 3 ) particles, and the alumina particles are sintered with each other to obtain an alumina sintered body having a three-dimensional shape.
（作用）
上記実施形態にかかる積層造形用水硬性アルミナ粒子によれば、有機バインダーを使用すること無くアルミナ焼結体の原料となる焼結用成形体を得ることができる。有機バインダーを用いないで成形すると、焼結時に二酸化炭素を排出せず環境を悪化させないとともに、緻密化に時間がかからないと言う効果がある。
また、水硬性アルミナ粒子が上記の粒度分布を有するので、再水和アルミナ粒子の成形体の強度が高い。したがって、積層造形による焼結用成形体の製造後に、焼成工程を行うまでの形状の維持が容易で有り好ましい。
(Action)
According to the water-hard alumina particles for laminated molding according to the above embodiment, it is possible to obtain a sintered compact which is a raw material of an alumina sintered body without using an organic binder. Molding without using an organic binder has the effect of not emitting carbon dioxide during sintering, not deteriorating the environment, and taking less time for densification.
Further, since the water-hard alumina particles have the above particle size distribution, the strength of the molded body of the rehydrated alumina particles is high. Therefore, it is preferable that the shape can be easily maintained until the firing step is performed after the production of the sintered compact by the laminated molding.
（水硬性アルミナ粒子）
住友化学株式会社製水硬性アルミナ粒子ＢＫ−５４０（平均粒径Ｄ５０：３２．８３μｍ）と、住友化学株式会社製水硬性アルミナ粒子ＢＫ−１１２（平均粒径Ｄ５０：１６．４０μｍ）を用意した。これら水硬性アルミナ粒子はいずれも、ρ−アルミナを６０質量％以上含有し、ρ−アルミナおよびχ−アルミナの合計量が全体の９６質量％以上であり、ＣａＯに換算して０．０２質量％未満のカルシウム含有量を有していた。
(Hydraulic alumina particles)
Sumitomo Chemical Co., Ltd. water-hard alumina particles BK-540 (average particle size D50: 32.83 μm) and Sumitomo Chemical Co., Ltd. water-hard alumina particles BK-112 (average particle size D50: 16.40 μm) were prepared. All of these water-hard alumina particles contain 60% by mass or more of ρ-alumina, and the total amount of ρ-alumina and χ-alumina is 96% by mass or more of the whole, and 0.02% by mass in terms of CaO. It had a calcium content of less than.
（実施例１）
実施例１では、アルミナ粒子としてＢＫ−１１２とＢＫ−５４０を８０：２０（質量比）で含む混合粒子を用いた。混合粒子のレーザ回折法による体積基準の粒度分布における、０．１〜１０μの粒子径の累積値は２６．９４質量部であった。また、Ｄ９０は６１．２５μｍであった。
(Example 1)
In Example 1, mixed particles containing BK-112 and BK-540 at an 80:20 (mass ratio) were used as alumina particles. The cumulative value of the particle size of 0.1 to 10 μm in the volume-based particle size distribution of the mixed particles by the laser diffraction method was 26.94 parts by mass. The D90 was 61.25 μm.
（成形）
直径５ｍｍ深さ３ｍｍの円柱状の凹みを有するテトラフルオロエチレン製の型を用意し、凹み内に実施例のアルミナ粉を充填した。その後、ガラス板で表面を均し、余分な粉末を除去した。
(Molding)
A tetrafluoroethylene mold having a columnar recess having a diameter of 5 mm and a depth of 3 mm was prepared, and the recess was filled with the alumina powder of the example. Then, the surface was leveled with a glass plate to remove excess powder.
次に、型の凹みに充填されたアルミナ粉（約０．１２５ｇ）に３７℃の純水を３０μＬ供給した。この液量は型の凹み内のアルミナ粉末の間隙容積と同程度であり型の凹み内は粉末と水で完全に満たされた状態となった。 Next, 30 μL of pure water at 37 ° C. was supplied to the alumina powder (about 0.125 g) filled in the recess of the mold. This amount of liquid was about the same as the pore volume of the alumina powder in the dent of the mold, and the dent of the mold was completely filled with the powder and water.
次に、型を室温で２４時間以上放置して液体の水が見られなくなった後、円柱状の成形体を型の凹みから取り出した。 Next, the mold was left at room temperature for 24 hours or more so that no liquid water could be seen, and then the columnar molded product was taken out from the recess of the mold.
（成形体の強度の測定）
割裂引張試験により、成型体の引張強度を測定した。測定には、ステーブルマイクロシステムズ社製テクスチャーアナライザーＴＡ．ＸＴＰｌｕｓを用いた。割裂引張試験とは、円柱状に成形したサンプルに対して直径方向に圧縮力をかけることで力の印加方向と直交する方向に２つに割り、その際の最大荷重から引張強度を得るものである。
(Measurement of strength of molded product)
The tensile strength of the molded product was measured by a split tensile test. For the measurement, the texture analyzer TA. XTPlus was used. The split tensile test is a test in which a sample formed into a columnar shape is divided into two in the direction orthogonal to the force application direction by applying a compressive force in the radial direction, and the tensile strength is obtained from the maximum load at that time. be.
（実施例２）
実施例２では、アルミナ粒子としてＢＫ−１１２のみを用いた以外は、実施例１と同様とした。アルミナ粒子のレーザ回折法による体積基準の粒度分布における、０．１〜１０μの粒子径の累積値は、３２．１９質量部であった。また、Ｄ９０は４０．４４μｍであった。
(Example 2)
In Example 2, it was the same as in Example 1 except that only BK-112 was used as the alumina particles. The cumulative value of the particle size of 0.1 to 10 μm in the volume-based particle size distribution of alumina particles by the laser diffraction method was 32.19 parts by mass. The D90 was 40.44 μm.
（比較例２）
アルミナ粒子として、ＢＫ−１１２とＢＫ−５４０を３０：７０（質量比）で含む混合アルミナ粒子を用いた以外は実施例１と同様とした。レーザ回折法による体積基準の粒度分布における、０．１〜１０μの粒子径の累積値は、８．４１質量部であった。また、Ｄ９０は７７．３０μｍであった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that mixed alumina particles containing BK-112 and BK-540 at a ratio of 30:70 (mass ratio) were used as the alumina particles. The cumulative value of the particle size of 0.1 to 10 μm in the volume-based particle size distribution by the laser diffraction method was 8.41 parts by mass. The D90 was 77.30 μm.
（比較例２）
アルミナ粒子として、ＢＫ−１１２とＢＫ−５４０を４０：６０（質量比）で含む混合アルミナ粒子を用いた以外は実施例１と同様とした。レーザ回折法による体積基準の粒度分布における、０．１〜１０μの粒子径の累積値は、９．８３質量部であった。また、Ｄ９０は７２．９６μｍであった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that mixed alumina particles containing BK-112 and BK-540 at a ratio of 40:60 (mass ratio) were used as the alumina particles. The cumulative value of the particle size of 0.1 to 10 μm in the volume-based particle size distribution by the laser diffraction method was 9.83 parts by mass. The D90 was 72.96 μm.
（比較例３）
アルミナ粒子として、ＢＫ−１１２とＢＫ−５４０を６０：４０（質量比）で含む混合アルミナ粒子を用いた以外は実施例１と同様とした。レーザ回折法による体積基準の粒度分布における、０．１〜１０μの粒子径の累積値は、１２．４４質量部であった。また、Ｄ９０は８２．４９μｍであった。
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that mixed alumina particles containing BK-112 and BK-540 at a ratio of 60:40 (mass ratio) were used as the alumina particles. The cumulative value of the particle size of 0.1 to 10 μm in the volume-based particle size distribution by the laser diffraction method was 12.44 parts by mass. The D90 was 82.49 μm.
結果を表１に示す。実施例１、２は、比較例に比して成形体の強度に優れた。 The results are shown in Table 1. Examples 1 and 2 were superior in the strength of the molded product as compared with the comparative example.
Claims (10)
前記水硬性アルミナ粒子は、前記水硬性アルミナ粒子の全量に対してρ−アルミナを５０質量％以上含む、積層造形用粒子。 It contains hydraulic alumina particles having a D90 of 30 to 100 μm and having a particle size of 0.1 to 10 μm in a proportion of 20 parts by mass or more .
The hydraulic alumina particles are particles for laminated molding containing 50% by mass or more of ρ-alumina with respect to the total amount of the hydraulic alumina particles.
前記水硬性アルミナ粒子は、３０〜１００μｍのＤ９０を有し、かつ、０．１〜１０μｍの粒子径を持つ粒子の割合が２０質量部以上であり、前記水硬性アルミナ粒子の全量に対してρ−アルミナを５０質量％以上含み、
前記工程では、前記水硬性アルミナ粒子の層を形成すること、前記水硬性アルミナ粒子の層の少なくとも一部に水を供給すること、を繰り返して、前記水硬性アルミナ粒子の層の積層構造中に再水和物の成形体を得る、または、水、及び、前記水硬性アルミナ粒子を含有するインクを基材上の所望の場所に供給することを繰り返す、成形体の製造方法。 It is equipped with a process of supplying water to the hydraulic alumina particles to cure them.
The water-hard alumina particles have a D90 of 30 to 100 μm, and the proportion of particles having a particle size of 0.1 to 10 μm is 20 parts by mass or more, and ρ with respect to the total amount of the water-hard alumina particles. -Contains 50% by mass or more of alumina
In the step, forming the layer of the hydraulic alumina particles and supplying water to at least a part of the layer of the hydraulic alumina particles are repeated in the laminated structure of the layers of the hydraulic alumina particles. A method for producing a molded product, wherein a molded product of rehydrate is obtained, or water and an ink containing the hydraulic alumina particles are repeatedly supplied to a desired location on a substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017036923A JP6924433B2 (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017036923A JP6924433B2 (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018140908A JP2018140908A (en) | 2018-09-13 |
| JP6924433B2 true JP6924433B2 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=63527446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017036923A Active JP6924433B2 (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6924433B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020135714A1 (en) | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 中国石油化工股份有限公司 | Pseudoboehmite, and manufacturing method therefor and application thereof |
| JP2022070506A (en) | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 住友化学株式会社 | Particle composition and formed body |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011105688A1 (en) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH | Method for the layered construction of models |
-
2017
- 2017-02-28 JP JP2017036923A patent/JP6924433B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018140908A (en) | 2018-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zocca et al. | SiOC ceramics with ordered porosity by 3D-printing of a preceramic polymer | |
| US9994487B2 (en) | Process for producing reaction bonded silicon carbide member | |
| CN112521130B (en) | Preparation method of ceramic part based on 3D printing technology | |
| RU2668107C1 (en) | Method of manufacturing products from powder ceramic materials | |
| JP6924433B2 (en) | Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body | |
| KR101190561B1 (en) | Composite material and method for producing the same | |
| JP7289109B2 (en) | Boehmite structure and manufacturing method thereof | |
| CN110678431B (en) | Molding material, functional agent, molded product, and product | |
| RU2707216C1 (en) | METHOD OF PRODUCING COMPOSITE MATERIAL BASED ON Al2O3 -TiCN | |
| KR20180044360A (en) | Diamond Composites by Lithography-Based Fabrication | |
| WO2017022012A1 (en) | Aluminum-silicon-carbide composite and method of manufacturing same | |
| JP6901720B2 (en) | Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body | |
| KR102499406B1 (en) | Molding sand, mold comprising smae and method of manufacturing same | |
| CN1532170A (en) | Process for preparing gradient porous ceramic filter element | |
| JP7261413B2 (en) | particle composition | |
| CN117658641A (en) | Method for preparing high-density SiC ceramic based on selective laser 3D printing and two-step sintering | |
| JP2001106579A (en) | Production process of ceramic green sheet | |
| JPH06256069A (en) | Ceramic porous material and its production | |
| JP2005239471A (en) | Manufacturing method for ceramic porous body, and ceramic porous body | |
| Diptanshu et al. | Ceramic additive manufacturing using vat photopolymerization | |
| 長岡孝明 et al. | Fabrication of porous alumina ceramics by new eco-friendly process | |
| JP7216611B2 (en) | Manufacturing method of SiC sintered member | |
| JP6452969B2 (en) | Aluminum-silicon carbide composite and method for producing the same | |
| CN112174652A (en) | Photocuring silicon dioxide ceramic slurry and preparation method and application thereof | |
| JP5856743B2 (en) | Method for producing metal-ceramic composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200123 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210312 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210720 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6924433 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |