JPH01301805A

JPH01301805A - 射出成形用バインダ組成物

Info

Publication number: JPH01301805A
Application number: JP63133864A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Nagai; 永井　友明; Takeyuki Yamanashi; 山梨　豪之; Hideo Hachimori; 八森　英夫
Original assignee: Adeka Fine Chemical Co Ltd; Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp; Adeka Fine Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-06
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0689369B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、射出成形用バインダ組成物、詳しくは、成形
性、脱脂性及び焼結性などの物性に優れた射出成形用バ
インダ組成物に関する。

〔従来の技術〕

鉄及び合金などの金属粉末やセラミックス粉末などの射
出成形は、一般に次のようにして行われている。上記の
金属粉末やセラミックス粉末にバインダを添加してコン
パウンドとし、このコンパウンドを射出成形機にかけて
射出成形し、次いでバインダを成形物から除去（脱脂）
した後、脱脂された成形物を焼結して製品を得る。

このとき、金属粉末やセラミックス粉末に添加される上
記バインダとしては、次のような性能を有していること
が要求される。

（１）バインダの添加されたコンパウンドが射出成形機
により成形可能である。

（２）上記コンパウンドを用いて射出成形された成形物
が焼結工程にかかるまで破損されない強度を有する。

（３）成形物の脱脂が容易である（脱脂時間が短く、且
つ脱脂温度が低い）。

（４）脱脂された成形物が破損されない強度を有する。

（５）成形物の焼結性が良い（寸法変化が小さく且つ強
度が大きく、しかも、高密度の製品が得られる）。

従来この種のバインダとしては、特開昭５９−１２１１
５０号公報及び特開昭５１−１２１１５１号公報に記載
されているように、熱可塑性樹脂やワックスなどが用い
られている。

（発明が解決しようとする課題〕しかしながら、従来用いられているバインダは、上記（
１）の性能は満足しているものの、その他の性能は未だ
不満足なものであった。例えば、ワックス又は熱可塑性
樹脂などを主成分とする従来のバインダを用いた場合は
、脱脂に数十時間以上もの時間を要した。このように脱
脂工程に長時間を要すると、小型の成形品しか製造でき
ず、また脱脂の際、製品に膨れ、亀裂、破損が起こり易
く、良好な製品を得ることが難しい。また、熱可塑性樹
脂を用いない場合は、成形性が悪く、実用上問題があっ
た。

従って、本発明の目的は、バインダとして要求される上
記の性能を全て満足した、即ち、成形性、脱脂性及び焼
結性などの物性に優れた射出成形用バインダ組成物を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を、ポリオキシエチレン−ポリオキ
シプロピレン縮合物系ポリエーテルを主成分として含有
する射出成形用バインダ組成物により達成したものであ
る。

以下、本発明の射出成形用バインダ組成物について詳述
する。

本発明の射出成形用バインダ組成物の主成分であるポリ
オキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物系ポリエ
ーテルは、エチレングリコール、プロピレングリコール
、グリセリンなどの多価アルコールやエチレンジアミン
などの多価アミンに、エチレンオキサイド及びプロピレ
ンオキサイドを縮合させて得ることができ、その平均分
子量は７゜０００〜２６，０００のものが好ましい。平
均分子量が７，０００未満であると、成形性が損なわれ
る傾向があり、また２６，０００超であると、安定性が
問題となることがある。

また、上記ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン
縮合物系ポリエーテルは、エチレンオキシド含量が６０
〜９０重量％のものが好ましい。

エチレンオキシド含量が６０重世％未満であると、成形
性及び離形性が損なわれる惧れがあり、また９０重量％
超であると、安定性が損なわれる慣れがある。

好ましい上記ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレ
ン縮合物系ポリエーテルとしては、旭電化工業株式会社
製プルロニック（登録商標）界面活性剤、同社製テトロ
ニック（登録商標）界面活性剤を挙げることができる。

本発明の射出成形用バインダ組成物は、上記ポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレン縮合物系ポリエーテル
を主成分として含有し、且つ天然ワックス、合成ワック
ス、脂肪酸、エステル類、金属石鹸及び水からなる群か
ら選択された一種又は二種以上の化合物を副成分として
含有することが好ましい。

上記副成分は、主成分である上記ポリオキシエチレン−
ポリオキシプロピレン縮合物系ポリエ−チル１００重量
部に対して、１０〜１００重量部配合するのが好ましく
、特に、得られる本発明の射出成形用バインダ組成物が
、常温で固体で、且つ流動点が４０〜１００℃となるよ
うに配合するのが好ましい。即ち、射出成形用バインダ
組成物が常温で固体であると、金属粉末などに混練後、
該混練物のペレット化及び射出成形が容易であり、且つ
成形後の成形性が良好であり、また流動点が４０〜１０
０　’Ｃであると、１００℃以下での成形が可能である
ので好ましい。

特に副成分として水を使用した本発明の射出成形用バイ
ンダ組成物は、高分子の樹脂を必要とせずにバインダの
粘度調整を容易に行え、且つ脱バインダ（脱脂）の効果
が優れている。

本発明で副成分として用いられる上記天然ワックスとし
ては、カルナバワックス、キャンデリラワックスなどの
植物系ワックス、セレシン、モンタンワックスなどの鉱
物系ワックスが挙げられ、また、上記合成ワックスとし
ては、アミン・アミドワックス、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
、ポリプロピレンワックスなどが挙げられるまた、本発明で副成分として用いられる上記脂肪酸とし
ては、ステアリン酸、バルミチン酸、オレイン酸を始め
、炭素数４〜３０の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸を使用
でき、その他ヤシ油脂肪酸などの天然脂肪酸も用いるこ
とができる。

また、本発明で副成分として用いられる上記エステル類
としては、ステアリン酸ブチル、オレイルオレート、ス
テアリン酸モノグリセリド、椰子油脂肪酸メチル、ソル
ビタンエステルなどが挙げられる。

また、本発明で副成分として用いられる上記金属石鹸と
しては、ステアリン酸、バルミチン酸、オレイン酸など
の脂肪酸の、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニ
ウム塩及びその他の金属塩などが挙げられる。

本発明の射出成形用バインダ組成物を用いて射出成形用
コンパウンドを製造゛する場合は、金属粉末又はセラミ
ックス粉末に本発明の射出成形用バインダ組成物を８０
〜１５０℃で添加混練するのが好ましく、その添加量は
、使用する金属粉末又はセラミックス粉末の粒度分布に
応じて常法により増減調整すれば良い。

本発明の射出成形用バインダ組成物が添加される上記金
属粉末としては、金属けい素粉束、高速度網などの鉄又
は鉄合金粉末、チタン系、タングステン系、ポロン系な
どの超合金粉末、磁性材料粉末などの各種の金属粉末な
どが挙げられ、また、上記セラミックス粉末としては、
窒化けい素粉束、炭化けい素粉束、アルミナ粉末、ジル
コニア粉末、サイアロン粉末（窒化けい素−アルミナ系
）などの各種のセラミックス粉末が挙げられる。また、
金属粉末とセラミックス粉末とを混合したサーメット粉
末を使用することもでき、必要に応じて上記の各種の金
属粉末及び各種のセラミックス粉末の二種以上を適宜混
合したものを用いることもできる。

本発明の射出成形用バインダ組成物が添加されたコンパ
ウンドの射出成形、脱脂及び焼結は、従来のこの種のコ
ンパウンドにおける場合と同様にして行うことができる
。

上述の本発明の射出成形用バインダ組成物によれば、脱
脂温度３００℃及び脱脂時間３時間で約５０％以上の脱
脂が可能であり、また通常１０〜１５時間以下、成形物
の形状によっては５時間位で略完全に脱脂することが可
能である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明
する。

実施例１（１）コンパウンドの製造合金粉末（ＳＵＳ３０４Ｌ、平均粒径２ｏミクロン）１
００部（重量部、以下同じ）に、下記表１に示す配合の
射出成形用バインダ組成物１２．１０部〔添加量　組成
物／（粉末十組成物）　＝　ｌ　Ｏ。

８％〕を添加しニーグーで温度６０〜９０゛ｃで４０分
混練し、混練物を充分流動化させた０次いで、流動して
いる混練物をペレタイザーにかけペレット化し、該ペレ
ットを常温に冷却した。

（２）射出成形上記ベレットを用い、スクリュー型射出成形機で、シリ
ンダー温度を計量部６０℃１圧縮部５５℃及び供給部５
０”Ｃとし、且つ金型温度を室温とし、この他、スクリ
ュー回転数、背圧、射出速度、保圧などは常法により調
整して成形し、成形品を得た。得られた成形品は、ＪＩ
Ｓ引張型ダンベル（引っ張り部分幅１０ｍｍ、厚さ５１
Ｗｌ、長さ３０ｇ１ｍ、つかみ部分を含めた全長８０ｍ
）である。

（３）脱脂上記成形品を、１００℃／１時間の割合で４００℃に昇
温し、４００　’Ｃに２時間保持して脱脂した（合計脱
脂時間：６時間）。その結果は次の通りである。

脱脂前の成形品の重量　２８．７９　ｇ　（０，１１９
）脱脂後の成形品の重量　２５．６９ｇ　（０，１２５
）減　　　量　　　　　　１０．７８　ｇ　（０，０８
）脱脂率　　　９９．８１％重量は成形品８個の平均値である。また、括弧内の数値
は標準偏差値である。

（４）焼結脱脂した成形品を常法により焼結した。得られた焼結物
の物性は次の通りである。

相対密度　　　　９６％引張り強度　　　４８ｋｇｆ／ｃＴＡ硬度（ＨＲＢ）　　　　６　Ｂ実施例２（１）コンパウンドの製造鉄粉（平均粒径１５〜１６ミクロン）１００部に、下記
表１に示す配合の射出成形用バインダ組成物９．６部〔
添加量　組成物／（Ｆｒｊ末十末成組成物８．８％〕添
加しミキサーで温度６０〜９０℃で混練し、混練物を充
分流動化させた。次いで、混練物を冷却し、顆粒とした
。

（２）射出成形上記顆粒状物を用い、実施例１と同様にして成形品（Ｊ
ＩＳ引張型ダンベル）を得た。

（３）脱脂上記成形品を、１００℃／−１時間の割合で２５０′Ｃ
に昇温し、２５０℃に２時間保持して脱脂した（合計脱
脂時間＝４．５時間）。脱脂率は９９．８％であった。

相対密度　　　　９３％引張り強度　　　１６ｋｇｆ／ｃｄ実施例３セラミックス粉末（ファインセラミック・アルミナＡＬ
１６０３Ｇ）１００部に、下記表１に示す配合の射出成
形用バインダ組成物２．０部〔添加量　組成物／（粉末
十組成物）＝１６．７％）添加しミキサーで温度９０〜
１１０℃で混練し、混練物を充分流動化させた。

（２）射出成形上記混練物を用い、スクリュー型射出成形機で、シリン
ダー温度を計量部７０℃１圧縮部８０″Ｃ及び供給部９
０℃とし、且つ金型温度を室温とし、この他、スクリュ
ー回転数、背圧、射出速度、保圧なとは常法により調整
して成形し、成形品を得た。得られた成形品は、４０ｍ
ｗＸ　６０ｍｍＸ　１．５ｍ＋ｍの板杖物である。

（３）脱脂上記成形品を、１００℃に６０分かけて昇温し、次いで
２０℃／１時間の割合で３００℃に昇温し、３００℃に
２時間保持して脱脂した（合計脱脂時間：１３時間）。

脱脂率は９０％であった。

また、上記成形品を、１００℃に６０分かけて昇温し、
次いで５０″Ｃ／１時間の割合で３００℃に昇温し、３
００℃に２時間保持して脱脂した（合計脱脂時間ニア時
間）、脱脂率は８５〜９０％であった。

実施例４セラミックス粉末（ファインセラミック・ジルコニア、
比重６．２７、平均粒径０．０２０）１００部に、下記
表１に示す配合の射出成形用バインダ組成物２２．３部
〔添加量　組成物／（粉末十組成＠１ｌ）＝１８．３％
〕添加し加圧ニーグーで温度９０℃１回転数３　Ｏｒ、
ｐ、＋＊、で４０分間混練した。

（２）射出成形上記混練物を用い、スクリュー型射出成形機で、シリン
ダー温度を計量部、圧縮部及び供給部共に７０℃とし、
且つ金型温度を室温とし、この他、スクリュー回転数、
背圧、射出速度、保圧なとは常法により調整し、ノズル
はｌ０Ｒ（ＥＰ用）を用いて成形し、成形品を得た。得
られた成形品は、５０、０　ｆｆ１１Ｘ　５０．　Ｏａ
ｙｓ　Ｘ　４．　Ｏａｍの板状物である。

（３）脱脂上記成形品を、１００℃に６０分かけて昇温し、次いで
２０℃／１時間の割合で３００℃に昇温し、さらに５０
”Ｃ／１時間の割合で４００℃に昇温して脱脂した（合
計脱脂時間：１３時間）。脱脂率は８８％であった。

（４）焼結脱脂した成形品を、１５００℃に１５時間かけて昇温し
、１５００℃に２時間保持して空気中で焼結した。焼結
物の脱脂率は９４．４％であった実施例５〜９及び比較
例１下記表１に示す配合の射出成形用バインダ組成物を用い
た以外は、実施例１と同様にして成形品を作製した。成
形品の脱脂率は下記表１に示す通りである。

（以下、余白）参考例１セラミックス粉末（ファインセラミック・アルミナＡＬ
１６０３Ｇ）１００部に、ポリブチルメタクリレート９
．８６部、エチレン酢酸ビニル共重合体４，２３部、ス
テアリン酸３．１６部及びジブチルフタレート１．６１
部を混練し成形した成形品の脱脂例として、常温から８
０゛Ｃ迄３０分かけて昇温し、８０’Ｃ〜３８０℃迄毎
時５　”Ｃの割合で昇温し、３８０℃で２時間保持した
例がある（脱脂時間合計６２．３時間）、また、従来、
金属粉末（鉄系）の脱脂には、１〜２日程度の時間が必
要とされている。

〔発明の効果〕

本発明の射出成形用バインダ組成物は、成形性、脱脂性
及び焼結性などの物性に優れたものである。

特許出願人　アデカ・ファインケミカル株式会社旭　電
　化　工　業　株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合
物系ポリエーテルを主成分として含有する射出成形用バ
インダ組成物。
（２）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合
物系ポリエーテルを主成分として含有し、且つ天然ワッ
クス、合成ワックス、脂肪酸、エステル類、金属石鹸及
び水からなる群から選択された一種又は二種以上の化合
物を副成分として含有する請求項（１）記載の射出成形
用バインダ組成物。
（３）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合
物系ポリエーテルを主成分として含有し、且つ天然ワッ
クス、合成ワックス、脂肪酸、エステル類、金属石鹸及
び水からなる群から選択された一種又は二種以上の化合
物を副成分として含有する組成物であって、常温で固体
で、且つ流動点が４０〜１００℃である請求項（１）記
載の射出成形用バインダ組成物。
（４）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合
物系ポリエーテルのエチレンオキシド含量が、６０〜９
０重量％である請求項（１）記載の射出成形用バインダ
組成物。
（５）ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合
物系ポリエーテルの平均分子量が、７，０００〜２６，
０００である請求項（１）記載の射出成形用バインダ組
成物。
（６）副成分の含有量が、ポリオキシエチレン−ポリオ
キシプロピレン縮合物系ポリエーテル１００重量部に対
して、１０〜１００重量部である請求項（２）又は（３
）記載の射出成形用バインダ組成物。