JPH0616870A - 可塑剤および金属およびセラミック粉末材料の射出成 形組成物 - Google Patents

可塑剤および金属およびセラミック粉末材料の射出成 形組成物

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JPH0616870A
JPH0616870A JP3311024A JP31102491A JPH0616870A JP H0616870 A JPH0616870 A JP H0616870A JP 3311024 A JP3311024 A JP 3311024A JP 31102491 A JP31102491 A JP 31102491A JP H0616870 A JPH0616870 A JP H0616870A
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cellulose
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Hoechst AG
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ７０〜９０重量％の無水グリコール、例えば
エチレングリコールおよび３０〜１０重量％のアルキル
ヒドロキシアルキルセルロース、例えばメチルヒドロキ
シエチルセルロースからなる金属および／またはセラミ
ック粉末材料用の可塑剤。 【効果】 この可塑剤の製造は、粉末材料と一緒に単一
段階でまたは別々の段階で行われる。この可塑剤は、射
出成形組成物の製造に好適であり、該組成物は弾性強度
の高い機械構成要素製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可塑剤および金属およ
び／またはセラミック粉末材料からなる射出成形組成
物、射出成形組成物の製造方法、可塑剤の使用方法およ
び射出成形組成物の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の成形法が、粉末材料からの機械構
成要素の作成に使用されてきている。これらのうち、押
出法および射出法は、際立った位置にある。かゝる方法
は、複雑な立体構造の機械構成要素を非常に均一な品質
で正確に作成することが可能である。しかしながら、か
ゝる方法は、粒子形状、粒径および粒径分布について注
意深く選択された粉末材料および品質および種類につい
て等しく注意深く整合された可塑剤とを必要としてい
る。
【０００３】粉末材料の可塑化は、長い間セラミック工
業において使用されてきた。可塑化された組成物は、押
出成形されて、棒状物および管状物並びに排ガス触媒用
のハニカムとして非常に複雑な型を与える。
【０００４】この目的のために、０．５〜０．６容量部
の粉末材料が一般に０．５〜０．４容量部の可塑剤と混
合される。可塑剤は、一般に１０〜２０重量％のバイン
ダー、ほとんどの場合メチルセルロース、および９０〜
８０重量％の水と、少量のグリコール類またはグリセロ
ールを添加してなる。水は、溶剤の役割を果たし、そし
てグリコールおよびグリセロールは、メチルセルロース
の可塑剤の役割を果たしている。
【０００５】可塑剤は、組成物中に均一に分布しなけれ
ばならず、そして材料の粒子間のすべての孔を満たさな
ければならない。成形の際の圧力勾配は、可塑剤の移動
を開始してはならず、そして温度勾配は、粘度の不適当
な変化を開始してはならない。最後に、可塑剤は、組成
物に生の強度および乾燥強度を付与しなけてばならな
い。
【０００６】この可塑剤の概要は、押出法と射出成形法
の両方に当てはまる。しかしながら、加えて、射出成形
法は、可塑が成形物が短時間の間に損失を受けることな
しい取り出すことができるような高い強度を成形物に射
出される組成物に付与しなければならない。
【０００７】当該技術分野の状況によると、射出成形よ
うの粉末材料は、熱可塑性プラスチックス／可塑剤／ワ
ックスを用いて射出されるのが好ましく、そして熱時組
成物は、冷却された型に射出される。
【０００８】この目的は、射出成形自身に満足する。し
かしながら、焼成する前の機械構成要素からの上記可塑
剤の除去は、かなり困難である。なぜなら、水性メチル
セルロースペーストを用いて可塑化されたセラミック押
出成形物と比較して、プラスチックス／可塑剤／ワック
スは、可塑化され、非多孔質射出成形された機械構成要
素を非常にゆっくりとしかもかなり労力でしか再び除去
することができないからである。このことは、射出成形
によってこの方法で可塑化された組成物から比較的大き
い、肉厚の要素を製造する可能性を制限している。従っ
て、米国特許第４，１１４，４８０号明細書は、公知の
メチルセルロース／水／グリセロール混合物を用いて金
属粉末を可塑化し、セラミックの場合のように冷間で射
出成形を行い、そして組成物を約８０℃に加熱された型
に射出することによって要素の必要とされる強度を与え
ることが教示されている。公知の通り、水に分散したメ
チルセルロースは、この温度で凝固し、そして水を放出
しながら粉末金属が固く結びついたゲルを形成する。こ
の方法で製造された要素は、セラミックと同様に、問題
なしに乾燥し、焼成することができる。
【０００９】ヨーロッパ特許第２４６，４３８号明細書
は、同様な方法を記載している。水性可塑剤中のメチル
セルロースを、単に寒天に置き換えている。この方法
は、８０℃に加熱された要素を、２０℃に冷却された成
形物に射出成形することを認める。公知の通り、寒天水
溶液は、３５℃以上の温度で液体であり、これより低い
温度に冷却するとゲルとなる。
【００１０】明らかに、米国特許第４，１１４，４８０
号明細書およびヨーロッパ特許第２４６，４３８号明細
書からの技術的な教示は、可塑剤の排出／焼失という問
題を解決しており、従って比較的に大きい、肉厚の要素
の製造が可能となる。しかしながら、水−含有可塑剤を
使用しているので、両方法とも特別な射出成形装置を必
要とする。かゝる方法は、１００℃以上の操作温度およ
び顆粒状の原料に適用した従来のプラスチック射出成形
装置には不適当である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セラ
ミックおよび金属粉末材料用の射出成形に好適な新規の
可塑剤を提供することであり、この可塑剤は、一方でプ
ラスチックス／可塑剤／ワックスに基づいている可塑剤
の上記したとおりの欠点を回避する。さらに、本発明に
よる可塑剤は、従来のプラスチック射出成形機械により
成形して要素を与えることができる流動性顆粒が製造で
きるセラミックおよび／または金属粉末材料の射出成形
組成物を提供することを意図している。乾燥した後に、
上記要素は、かゝる材料に特有の焼成法に供するべきで
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的は、７０〜９０
重量％、好ましくは７５〜８５重量％の無水グリコール
および３０〜１０重量％、好ましくは２５〜１５重量％
のアルキルヒドロキシアルキルセルロースからなる可塑
剤によって達成される。本発明によるグリコールとセル
ロース誘導体との組み合わせは、請求項１に示した通り
である。
【００１３】驚くべきことに、水溶性「熱間ゲル化」セ
ルロースエーテルの溶液が、水の代わりに無水グリコー
ル類を溶剤として使用すると、完全に異なる温度依存挙
動を示すということを見出した。例えば、メチルセルロ
ース水溶液が約８０℃に加熱されると固形ゲルを形成す
るのに対して、以下の実験で示される通りに、無水グリ
コールを水の代わりに使用すると、熱ゲル化の逆転が生
じることは驚くべきことである。
【００１４】例えば無水ジエチレングリコール中の７．
５重量％のメチルヒドロキシプロピルセルロース（Ｍｅ
ｔｈｏｃｅｌ Ｋ４Ｍ（商標名），Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉ
ｖｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）の懸濁液を、連続的に攪
拌し、そして攪拌機のトルクを測定しながら加熱する。
この懸濁液は、１２０℃の温度ＴQ に到達するまで流動
性のままである。ついで、トルクを、急激に上昇させ
る。セルロースエーテルは、非常に広範囲に渡って膨潤
するが、まだ溶解しない。更に加熱すると、セルロース
エーテル粒子は溶解し始める。約ＴQ ＋５０＝１７０℃
で完全な溶液に到達するまでトルクを降下する。ゆっく
りとした冷却および攪拌機の速度の低減で、トルクから
計算される溶液の粘度が約１７０℃で４０Ｐａｓから約
１２０℃で１１０Ｐａｓに上昇する。１２０℃以下に冷
却すると、トルクの急激な上昇がもたらされる。この溶
液は、温度ＴQ でゲル化する。
【００１５】熱可逆的なゲル化の結果、次元的に安定
で、驚くべき強度で高い弾性の体が、非常に粘稠なセル
ロースエーテル／グリコール溶液から得られる。置換係
数が、特許請求の範囲の範囲でない場合には、グリコー
ルは、空気を除いたとしても分離してしまう。
【００１６】ゲルの合成は、空気接触下に実質的に常に
観察される。しかしながら、グリコールの湿度のため
に、グリコール／水混合物は、ついでゲル体の表面から
流出する。従って、水分の除去が、離液を評価するのに
必要である。
【００１７】公知の水溶性、非イオン性セルロースエー
テル誘導体が、例示として利用されたメチルヒドロキシ
プロピルセルロースと同一のメカニズムに従って２５０
以下の分子量を有するモノマー性およびオリゴマー性エ
チレングリコール類およびプロピレングリコールに溶解
するということを見出した。メチルセルロース（ＭＣ）
は、高い膨潤およびゲル化温度ＴQ を有する。これは、
強い離液にもかかわらず、固形ゲルを形成する。ヒドロ
キシエチル−およびヒドロキシプロピル−セルロース
（ＨＥＣ，ＨＰＣ）は、低い膨潤温度ＴQ を有する。こ
れらは、非常に軟質のゲルを形成するか、またはゲルを
形成せず、従って本発明の目的に不適当である。
【００１８】本発明による混合エーテル、メチル−およ
びエチル−ヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ，Ｅ
ＨＥＣ）およびメチル−およびエチル−ヒドロキシプロ
ピルセルロースが、両極端の間の遷移を表す。
【００１９】膨潤およびゲル化温度ＴQ のレベル、ゲル
の強度および離液は、置換の性質および程度に依存す
る。セルロースエーテルの置換の性質および程度は、通
常セルロースの基礎的構造ブロック（ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ｂｌｏｃｋ）、すなわち、無水グルコース単位および
その３個の置換可能なヒドロキシ基に関連する。ＤＭM
およびＤＳE は、各々この構造ブロックに平均して導入
されたメチルおよびエチル基の数を表し、ＭＳEOおよび
ＭＳPOは、各々エチレンオキサイドおよびプロピレンオ
キサイドの導入された分子の数を表す。セルロースエー
テルの置換を固定するのに好ましいＭＳおよびＤＳの値
は、請求項１に与えられている。
【００２０】置換の効果は、使用する溶剤により改変さ
れる。ここで、エチレングリコールおよびプロピレング
リコールは異なった挙動を示す。従って、エチレングリ
コールにおいて、膨潤およびゲル化温度ＴQ 、強度およ
び離液は、主としてセルロースエーテルのＭＳに依存
し、エチレンオキサイド添加およびプロピレンオキサイ
ド添加は等しい。ゲル化を作成するために、メチル置換
基またはエチル置換基が必要である。しかしながら、Ｄ
Ｓ（アルキル）は、広範囲にわたることができる（図１
〜図３）。エチレングリコール、好ましくはジ−または
トリ−エチレングリコールに溶解する０．３以上０．７
未満、特に０．４５〜０．６のＭＳおよび好ましくは
０．９〜２のＤＳを有するアルキルヒドロキシアルキル
セルロースであるメチルヒドロキシエチル−、エチルヒ
ドロキシエチル−メチルヒドロキシプロピル−およびエ
チルヒドロキシプロピル−セルロースあるいはこれらの
混合物が本発明の目的に適当である。この置換範囲にお
いて、低い膨潤およびゲル化温度（ＴQ ：ジエチレング
リコールにおいて１１０℃およびトリエチレングリコー
ルにおいて１３０℃）を、高いゲル強度および低い離液
性とあわせて、最適な性質を達成することができる。
【００２１】対応する関係は、メチルヒドロキシエチル
セルロースおよびメチルヒドロキシプロピルセルロース
のプロピレングリコール、特にジ−およびトリ−プロピ
レングリコール中の溶液およびゲル形成についても見出
されている。しかしながら、これらの溶剤において、Ｍ
ＳPOの効果は、実質的にＭＳEOのものよりも大きい。さ
らに、メチル化のレベルＤＳM は効果がある。興味ある
範囲の置換の有効性は、置換係数が式ＤＳM ＋１．５×
ＭＳ（ヒドロキシプロピル）＋０．５×ＭＳヒドロキシ
エチルによって計算すると、満足に定量化できる。
【００２２】計算された置換係数は、２．４以上で２．
８未満であることが好ましく、特に２．５〜２．７であ
り、ＤＳM は、１．４以上である。
【００２３】偽プラスチック流動性を発生させるため
に、グリコールに溶解されたセルロースエーテルの重合
度は、高くなければならない。通常、水溶液の容易に測
定可能な粘度を、重合度の代わりに引用する。本発明の
目的に好適なセルロースエーテルは、２％水溶液におい
て２０℃で１〜３００Ｐａｓ、好ましくは３〜１００Ｐ
ａｓの粘度を有している。
【００２４】溶剤として好適なグリコール類のうち、モ
ノマー類、すなわち、エチレングリコールおよび１，２
−プロピレングリコール並びにとりわけジエチレングリ
コールおよびトリエチレングリコール、またジプロピレ
ングリコールおよびトリプロピレングリコールが可塑剤
を製造するのに好適である。専有安全性の態様から、ト
リエチレングリコールが、低い蒸気圧であるので好まし
い。トリエチレングリコールより高いエチレングリコー
ルを、セルロースエーテル類の溶剤として使用すること
ができるが、これらは、揮発させるのがより困難とな
る。
【００２５】金属およびセラミック粉末材料、特に０．
０２〜３０μｍの粒径範囲の材料を使用した試験におい
て、良好な射出成形組成物が、本発明の請求項１の可塑
材料を用いて製造できることを見出した。本発明による
射出成形組成物は、０．４〜０．６容量部の可塑材料お
よび０．６〜０．４容量部の付夏材料を含有している。
【００２６】以下のガイド温度を、上記アルキルヒドロ
キシアルキルセルロースおよびグリコールからなる可塑
剤の製造におよび射出成形組成物の製造に適用する。
【００２７】ジエチレングリコールまたはジプロピレン
グリコールを使用する場合には、セルロースエーテルの
溶解を開始する温度ＴQ は、１１０℃でまたは対応する
トリグリコールを使用する場合１３０℃で充分正確であ
るともなされる。完全な溶解のためには、各々ＴQ ＋５
０＝１６０または１８０が必要とされる。溶液のゲル状
態への遷移が順にＴQ で生じるので、完全な方法の詳細
は、この値に基づいている。
【００２８】本発明による可塑剤の製造は、粉末材料の
可塑化と一緒に一段階法としてまたは分離段階で行うこ
とができる。
【００２９】一段階法において、予備加熱してもよいグ
リコールと、そしてセルロースエーテルを、約１００℃
に予備加熱したニーダー中に配置する。混練機を操作し
ながら温度を上昇させる。この混合物がペースト状にな
るとすぐに、粉末材料を数回に分けて添加する。この量
は粉末粒径のサイズおよびその凝集に依存し、そして粒
径が細かくなればなるほどまたその二次構造が強力にな
ればなるほど、少量が選択される。各添加の前に、ペー
ストの復活および混合物のドウ状の状態を待たなければ
ならない。粉末の添加の後に、混合物の温度は、１０〜
１５分間でＴQ＋（４０〜６０℃）に達しなければなら
ない。引き続いて、得られた組成物の顆粒化が行われる
のに充分な温度に低減される。温度降下は、一般に２０
〜３０℃である。
【００３０】組成物が均一の様相を呈した際に、ニーダ
ー壁および翼は、光沢を帯び、そして所望の温度降下が
完結し、巨大な塊に凝集する組成物を、顆粒化すなわ
ち、例えば、多孔質板を通した放出スクリューによりペ
レット状に切断する。ペレットがくっつきあうのを防止
するために、空気の乾燥流により、押出側を、ＴQ より
１０〜３０℃低い温度に冷却する。ペレットを、分取容
器に回収し、そしてペレットが吸湿性であるので、密閉
容器中で保存する。
【００３１】ニーダーが放出スクリューを付属していな
い場合には、組成物を、混練メカニズム操作をしながら
ＴQ より１０〜３０℃低い温度に冷却するすることを勧
める。ついで、翼で組成物を切断し、ニーダーが容易に
からにできるようにそして細かい塊状の組成物を適当な
顆粒化機械に供給できるようにする。
【００３２】二段階法において、可塑剤だけを、先ずニ
ーダー中で必要の量のセルロースエーテルを約６０〜１
００℃に予備加熱したグリコールに添加し、ニーダーを
閉鎖し、空気および水蒸気を抽出するために一度圧力を
Ｐabs ＝０．１〜０．３バールに混練メカニズム操作に
より降下させ、ついで可塑剤内の温度をＴQ ＋（４０〜
６０℃）に上昇させることによって製造する。ついで、
この混合物を、可塑剤内の温度がＴQ 以下になるまで冷
却する。ついで、ニーダー翼で可塑剤を小さく切断し、
熱時に、気密の容器内に充填された、細かい容易に操作
される塊に切断する。上記の通りニーダーに顆粒化装置
が付されている場合には、可塑剤は、相当する方法で顆
粒化することができる。第２段階において、粉末材料
を、ついで予め作成された可塑剤と混合する。
【００３３】二段階方法は、種々の利点を有している。
射出成形組成物を製造するために、だた２種類の成分を
３種類の成分のかわりに操作すればよい。粉末材料は、
分取してまたは一度に導入することができる。
【００３４】必要によりおこなってもよい可塑剤の回収
は、粉末材料の添加により並びにグリコールの代わりに
可塑剤の添加により一方の側から行うことができる。最
後に、ニーダー内での射出成形組成物の温度は、２０℃
以下に保つのがよく、そしてニーダー内での蒸気および
凝縮の形成がこの方法で減少することができる。しかし
ながら、操作する溶剤、この場合熱グリコール、に必要
な予防策は、不必要である。
【００３５】本発明に従って製造された可塑化された粉
末材料の顆粒は、みすぼらしくなく、そしてグリコール
が浸出することがない。これらは、機械的に安定であ
り、そしてこれらが、例えば円筒形で円筒形の直径にほ
ぼ対応する高さであっても流動性である。これらはいく
ぶんか吸湿性であるが、空気の無配慮の接触でも表面だ
けしか水分を吸収しない。これが射出成形するのが困難
であるという例は見出せない。明らかに、水分はスクリ
ューの通気領域および移動領域に既に飛散している。
【００３６】しかしながら、この射出成形組成物の性質
は、可塑剤の性質だけでなく粉末材料の性質または特に
材料に特異の可塑の要求に依存している。
【００３７】可塑剤の要求は、可塑化された組成物にお
ける粉末材料の容量部分のよって概略的に表され、そし
て材料粒子が互いに置換可能でありそして流動性および
射出可能である状態を規定する。プラスチック成形の場
合には、容量部分は、常に球体の立方充填に対する０．
５２の理論値の近傍にあり、そして実験的のみで測定さ
れ、０．４ないし０．６であることが見出されている。
材料の可塑剤の要求は、可塑剤の性質により著しく影響
されない。
【００３８】従来の射出成形装置が、本発明により可塑
化された粉末材料を成形するのに好適である。機械にお
ける温度調整は、熱可塑性プラスチックのものに対応す
る。ガイド温度は、ノズルにおいてＴQ ＋５０℃であ
り、型においてＴQ −５０℃である。ガイド値からの若
干の逸脱によって、射出成形組成物の性質の問題のある
変化は生じない。
【００３９】これらは、熱可塑性プラスチックのように
反応する。広い誘導化はさけるべきである。２００℃以
上の温度で、例えばセルロースエーテル類の熱分解が開
始する。選択された射出圧は、プラスチックの場合より
も粉末材料組成物の加工において高くするべきである。
【００４０】型内での冷却により、可塑剤に含有される
グリコール容量は、約８〜９％まで収縮する。射出成形
構成要素の離型は、グリコールの密度の変化およびこれ
に誘発される組成物の収縮の変化により促進される。こ
の収縮は、型に比較した構成成分の実質的部分の収縮を
もたらす。
【００４１】離型された構成成分は、弾性的に強く、そ
して顆粒のように吸湿性である。これらは、気密容器内
で保存するかあるいは直ちに乾燥するのが有利である。
乾燥のために、構成要素が蒸発グリコールを飛散させ、
これを沈澱させるか燃やす空気流内で加熱されるすべて
の系が好適である。構成成分の温度は、ここで直ちにＴ
Q の近傍まで加熱し、ＴQ を越えて毎時約１０℃で加熱
し、ついでふたたび速く、場合によりセルロースエーテ
ルの熱分解が２００℃以上、特に２５０℃以上で生ずる
まで加熱する。乾燥する際に、構成成分は収縮する。同
時に、開孔系が構成成分中で形成され、そしてこれは乾
燥の収量時に構成成分の３０〜４０容量％の程度に達す
る。この孔系の結果、セルロースエーテルの熱分解生成
物は、バインダー−含有セラミックウェアの公知の焼成
と同様に飛散する。
【００４２】図１〜３は、エチレングリコール中で測定
されたセルロースエーテルの置換度ＭＳ（ＭＳはＭＳ
hydroxyalkylである）における場合の膨潤およびゲル化
温度Ｔ Q （図１）、ゲル強度Ｇ（図２）およびゲル離液
Ｓの依存（図３）を示す図面である。
【００４３】ＤＳはＤＳalkyl ＝０．９〜２を意味す
る。
【００４４】ＴQ 、ＧおよびＳは主としてセルロースエ
ーテルのＭＳに依存する。これに対して、ＤＳ値は、広
範にわたることができる。
【００４５】
【実施例】本発明の対象を実施例１および実施例２で説
明する。
【００４６】実施例１ 噴霧乾燥により粉砕された９５％の二酸化ジルコニウム
（一次粒径０．０２μｍおよび密度５．９４ｇ／ｃ
ｍ3 ）を有する４００ｇの市販のセラミック材料を、８
０℃で４ｇのポリエチレン／ポリエチレンコポリマーワ
ックスの１６ｇの石油エーテル中のペーストと混合し、
そして乾燥する。この予備処理は、肥大を防止し、そし
て射出成形組成物における粉末材料の均一な分布を安定
化する。
【００４７】８０℃に予備加熱した６４ｇのジプロピレ
ングリコールおよび１４ｇのＭＨＰＣを、Ｊａｎｋｅ
ａｎｄ Ｋｕｎｋｅｌ社（ドイツ）製の１２０℃に予備
加熱されたＩＫＡ高性能ニーダーＨＫＤ ０６に配置す
る。セルロースエーテルは、ＤＳ１．８７，ＭＳ０．４
４および２％溶液における４０Ｐａｓを有している。
【００４８】ついで、ニーダー加熱を、１７５℃に設定
する。ニーダーメカニズム操作をしながら、１２０ｇの
粉末材料を添加する。混合物がペースト／ドウ状となっ
た後、３×７０ｇおよび２×３７ｇの材料を、各々１０
分間隔で添加する。組成物の密着は、そのままであり、
そして温度は、材料の最後の添加後に１６０℃に上昇す
る。ついで、加熱温度を、１５０℃に戻し、そして混練
を、１５分間続ける。軟質の、かたまり状の組成物を、
ついで１３５℃に予備加熱された実験室顆粒プレス機に
移し、そして５ｍｍの丸状の穴を有する多孔質ディスク
を通し、そして約４ｍｍの長さのペレットに切断する。
このペレットを、密閉容器中で保存する。
【００４９】組成物の射出成形性は、実験室射出成形機
械により試験される。成形する要素は、１２および１６
ｍｍの内部幅および６０ｍｍの高さを有する若干円錐形
の管状物である。肉厚は、１ないし３ｍｍの間で変化し
ている。試験をより困難にするため、管状物を、１ｍｍ
末端から２ｍｍ直径の３個のノズルによるスプルー（ｓ
ｐｒｕｅ）なしに射出成形する。
【００５０】この試験検体は、１６５℃で５００バール
のピストン圧を有する型中で記載された射出成形組成物
を用いて充分に射出成形し、そして離型することができ
る。
【００５１】試験検体は、循環空気乾燥基中で一定の１
００℃で乾燥される。そこに含まれる約５０％のジプロ
ピレングリコールが、１時間で放出され、約９０％が５
時間そして１００％が１０時間以内に放出される。
【００５２】個々の段階は、密度測定により監視され
る。これにより、可塑化の際に５ｇのジプロピレングリ
コールの蒸発ロスが生じる。従って、組成物中の材料の
容量部分は、１６０℃で０．４４から０．４６に増加
し、そして２０℃に冷却した後、０．４９に増加する。
乾燥の結果、材料の容量部分は、０．５１に増加する。
乾燥試験検体における孔の容量部分は、０．３９に達す
る。射出型に対して長手軸の試験検体の収縮は、冷却お
よび乾燥により容量収縮から３．５％と計算され、試験
検体の長さの測定とうまく一致する。
【００５３】この実験からの顆粒は、プラスチックス射
出成形機械（Ａｒｂｒｕｇ，ドイツ製）上で３週間の保
存期間の後にマルチキャビティー型により成形されて、
最大厚さ３ｍｍを有する側物質が歯形の多孔質外観の小
片が得られる。ノズル温度１７０℃、成形温度２０℃。
【００５４】正確に離型された機械構成要素は、１００
℃で６０分以内加熱しそしてさらに６時間以内で４００
℃に増加することによって歪みおよび泡形成なしに可塑
剤なしの状態で作成される。この処理の際に、材料の容
量部分は、０．７４に増加し、その際の機械構成要素の
細密焼成条件が作成される。
【００５５】実施例２ 可塑剤を調製するために、１２２．５ｇのトリエチレン
グリコールおよび３７．５ｇのＭＨＰＣを、１００℃に
予備加熱された実験室ニーダーに配置する。セルロース
エーテルは、ＤＳ＝１．４０，ＭＳ０．５５および２％
溶液における４０Ｐａｓを有している。
【００５６】混練メカニズム操作しながら、圧力を、Ｐ
abs ＝０．１バールに減少し、ニーダーを、気密にし、
そして加熱を、１８０℃にスイッチする。グリコール／
セルロースエーテル混合物を１７０℃として、ゴム状稠
度を確認した後、ニーダーを冷却する。後者の温度が１
２０℃以下に降下した際に組成物を切断し始める。切断
は、可塑剤が約５ｍｍ大の塊に粉砕されるまで続ける。
可塑剤サンプルを、８日間にわたって繰り返して容器か
ら取り出す。ゲルの合成および水分吸収のいずれもこれ
らのサンプルに観察されない。
【００５７】６３ｇの多孔質可塑剤を、ついで６００ｇ
の金属粉末、材料番号１．４４０１と混合して射出成形
組成物が得られる。この金属粉末は、約１０および２μ
ｍの直径を有する２つの優位の部分を有する１６μｍ以
下の少球体から構成される。その密度は、７．７８ｇ／
ｃｍ3 である。混合を、実施例１のニーダー中で行う。
温度を、５０分以内で射出成形組成物中で測定して１５
０℃上昇し、そしてこのレベルで１５分間保持する。つ
いでこの混合物を、混練翼が組成物を１２０から１００
℃に組成物を１０ｍｍ以下の塊に切断するまで冷却す
る。ニーダーを、空にし、そして組成物を密閉容器中で
保存する。
【００５８】組成物の射出成形性を、実施例１の機械お
よび型により試験する。試験検体は、５００バールのピ
ストン圧下にノズルにおいて１４０〜１５０の温度で、
そして型において８０〜９０℃の温度で充分に射出成形
され、そして離型することができる。
【００５９】試験検体を密閉容器に回収し、そして循環
空気乾燥機で乾燥する。乾燥機の温度を、ここで、１５
分間以内に１２０℃に上昇し、ついで１０℃／次の速度
で１７０℃まで上昇する。試験検体は、１時間以内にそ
こに含有される約３０％のトリエチレングリコールを放
出し、５時間以内に約９８％そして６時間１５分の全乾
燥時間で１００％放出する。
【００６０】方法段階を、乾燥残留物および密度の測定
により監視する。使用したトリエチレングリコールは、
乾燥するまで蒸発しない。組成物における材料の容量部
分は、温度関数としてだけ１５０℃での０．５７から２
０℃での０．５９に変化し、そして乾燥することによっ
て０．６２に変化する。冷却および乾燥の結果の容量蒸
発による検体の長手軸方向の収縮は、２．６と計算され
る。対応する値は、試験検体の長さ測定より得られる。
【００６１】対応する構造で溶剤としてジエチレングリ
コールを含有しない組成物を使用して、上記歯形小片お
よび歯形のヘッドを有する円錐形スリップオンシャフト
を、Ａｒｂｕｒｇ（ドイツ）製の射出成形機械で射出成
形する。ノズル温度１７０℃、圧力約５００バール。
【００６２】機械構成要素は、正確に成形され、そして
泡の形成なしで乾燥および焼成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】膨潤およびゲル化温度ＴQ の依存を示す図面で
ある。
【図２】ゲル強度Ｇの依存を示す図面である。
【図３】ゲル離液Ｓの依存を示す図面である。
【符号の説明】
ＭＳ エチレングリコール中で測定した置換（ＭＳ
hydroxyalkyl） ＤＳ ＤＳalkyl ＝０．９〜２
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 5/05 7242−4Ｊ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ７０〜９０重量％、好ましくは７５〜８
    ５重量％の無水グリコールおよび３０〜１０重量％、好
    ましくは２５〜１５重量％のアルキルヒドロキシアルキ
    ルセルロースからなる金属および／またはセラミック粉
    末材料用の可塑剤であって、上記グリコールがエチレン
    グリコール、好ましくはジ−またはトリ−エチレングリ
    コールであり、そして上記アルキルヒドロキシアルキル
    セルロースがメチルヒドロキシエチル−、エチルヒドロ
    キシエチル−、メチルヒドロキシプロピル−またはエチ
    ルヒドロキシプロピル−セルロースまたはこれらの混合
    物であり、そのＤＳaklyl （アルキル）が好ましくは
    ０．９〜２であり、そのＭＳhydroxyalkyl（ヒドロキシ
    アルキル）が好ましくは０．３〜０．７、特に０．５な
    いし０．６であるか、あるいは上記グリコールがプロピ
    レングリコール、好ましくはジ−またはトリ−プロピレ
    ングリコールであり、そして上記アルキルヒドロキシア
    ルキルセルロースがメチルヒドロキシエチル−またはメ
    チルヒドロキシプロピル−セルロースまたはこれらの混
    合物であり、その置換係数が、ＤＳM＋０．５×ＭＳ
    hydroxyethyl（ヒドロキシエチル）＋１．５×ＭＳ
    hydroxypropy l （ヒドロキシプロピル）の合計として換
    算して好ましくは２．４〜２．８、特に２．５〜２．７
    であり、そしてＤＳM が好ましくは１．４より大きい、
    上記可塑剤。
  2. 【請求項２】 ２重量％水溶液としたアルキルヒドロキ
    シアルキルセルロースが、２０℃において１〜３００Ｐ
    ａｓ、好ましくは３〜１００Ｐａｓの粘度を有する請求
    項１の可塑剤。
  3. 【請求項３】 本質的に金属および／またはセラミック
    粉末材料および可塑剤からなる射出成形組成物であっ
    て、０．４〜０．６容量部の請求項１または２の可塑剤
    および０．６〜０．４容量部の粉末材料を含有する、上
    記組成物。
  4. 【請求項４】 請求項３の射出成形組成物の製造方法で
    あって、０．４〜０．６容量部の上記可塑剤と０．６〜
    ０．４容量部の粉末材料との混合物を、圧力および剪断
    力を同時に作用させながら１６０〜１８０℃の温度に加
    熱することからなる、上記方法。
  5. 【請求項５】 請求項３の射出成形組成物の製造方法で
    あって、先ず上記可塑剤だけを、圧力および剪断力の同
    時に作用させながら１６０〜１８０℃の温度に加熱し、
    引き続いてこれを顆粒化し、ついでこのようにして形成
    された０．４〜０．６容量部の可塑剤を０．６〜０．４
    容量部の粉末材料と１１０〜１８０℃、好ましくは１３
    ０〜１６０℃の温度で圧力および剪断力を同時に作用さ
    せながら混合することからなる、上記方法。
  6. 【請求項６】 請求項１または２の可塑剤を、射出成形
    組成物の製造に使用する方法。
  7. 【請求項７】 請求項３の射出成形組成物をセラミック
    および／または金属粉末材料からの機械要素の製造に作
    成に使用する方法。
JP3311024A 1990-11-27 1991-11-26 可塑剤および金属およびセラミック粉末材料の射出成 形組成物 Withdrawn JPH0616870A (ja)

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