JPH06183826A - 無機焼結生成物の製造のための成形材料 - Google Patents

無機焼結生成物の製造のための成形材料

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JPH06183826A
JPH06183826A JP4139258A JP13925892A JPH06183826A JP H06183826 A JPH06183826 A JP H06183826A JP 4139258 A JP4139258 A JP 4139258A JP 13925892 A JP13925892 A JP 13925892A JP H06183826 A JPH06183826 A JP H06183826A
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ミッヒヤエル・バイヤー
Iris Nagl
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 セラミック粉末または金属粉末６０〜９９重
量部、滴点５０〜１００℃、酸価５〜１５０、加水分解
価１５〜１６０および密度０．９５〜１．２０ｇ／ｃｍ
3 を有するワックス０．１〜５重量部、エポキシド当量
１７５〜４０００およびエポキシド価０．０２〜０．５
７を有するエポキシ樹脂０．１〜５重量部、および硬化
剤０．１〜５重量部からなる、無機焼結生成物の製造の
ための成形材料。 【効果】 バインダーとしてワックスを含むセラミック
または粉末治金成形材料において、エポキシ樹脂の添加
は、乾燥曲げ強さ、および、それから製造される造形品
の未処理状態における加工性の改善に導く。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、未処理状態で容易に加
工できる造形品のためのセラミックまたは粉末治金成形
材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドライプレスされたセラミックまたは粉
末金属生成物のための出発物質は、通常、細かい粒状に
した、流動しにくい粉末であり、それは、例えばサスペ
ンション（＝スリップ）を噴霧乾燥することによりまた
は別の造粒方法により、容易に加工できる顆粒に二次加
工される。
【０００３】セラミックまたは金属の一次粉末は、水性
分散相の乾燥後、密度の高いフィルムを形成するエステ
ルワックス分散物を用いて、高い強度および良好な流動
性の顆粒に結合され得る。硬化した型中での顆粒の続く
プレスの際、高い摩擦力が生じ、それは、滑剤を用いる
ことによって最小限に減ぜられなければならない。その
際、型壁上に生じる摩擦力は、最も高い割合を有する。
圧縮成形における別の助剤と比較して、ワックスは異な
るように挙動する；比較的高いプレス密度は既に比較的
低いプレス圧力の下で達成され得る。この利点は特によ
り大きい部材に表れ、その製造は高いプレス力を必要と
する。
【０００４】粗モンタンワックスに基づくエステルワッ
クスは、圧力下で流動できるために、一次顆粒間のいわ
ゆる「内部」滑剤として、および、型壁との境界面での
「表面」滑剤として適している。後者は、未処理部材が
型から外されるときに、低い突出力に現れる。プレス型
の有効寿命は従って同時に延長され得る。
【０００５】ワックス内容物は、プレス操作の間、永久
ひずみを受けるので、型から外された後のプレスした部
材の「スプリングバック」は低い。素材板(blanks)の造
形の広範に使用される変形─その形状は上記造形方法に
よって達成され得ない─はスリップ注型である。その際
出発材料は、通常の水性セラミックまたは金属粉末サス
ペンションであり、それは、水の除去のために多孔質石
膏型に投入される。結果は、材料により、多少とも固体
の部材であり、それは、輸送または未処理加工性の目的
で、ワックス分散物に基づく有機バインダーを用いて、
強化され得る。従って、２Ｎ／ｍｍ2 までの未処理強度
は、計量して提供された量により、達成され得る。ワッ
クス分散物はさらに、素地の形成の間および続く水の除
去の間に─可溶性助剤と比較して─石膏型への、弱く示
される移動傾向を有するという利点を提供する。
【０００６】しかしながら、未処理強度は、単独のバイ
ンダーとしてワックスを有するセラミックまたは粉末治
金成形材料から製造される未処理成形体の全ての場合に
おいて未だ十分でないことが見出された。
【０００７】ドロマイトに基づく塩基性耐火性材料およ
び造形品のための、疎水性化(hydrophobizing)添加剤と
してのバインダーおよび可塑剤は知られている（ＤＥ３
７４３２１７参照）。このバインダーは、テルペン天然
樹脂生成物単独から、あるいは、パラフィン炭化水素、
天然に生じるまたは合成のワックス、炭化水素樹脂、ポ
リエチレン、ポリグリコール、ポリグリコールエーテ
ル、ポリグリコールエステル、ワックスアルコール、脂
肪アルコール、脂肪酸、ポリビニルエーテルあるいはシ
リコン樹脂と併用して成る。ドロマイト組成物は、化学
的結合剤、例えば、ホスファート、シリカート、ボラー
ト、カルボナート、スルファート、クロマート、シトラ
ート、ラクタート、スルホナートおよび／またはオキサ
ラートによって結合される。しかしながら、このような
バインダーは、さらにアニオンおよびカチオンを必要と
するので、セラミックおよび治金成形材料に常に所望さ
れるとは限らない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ワックスに加えて、バ
インダーとしての特定の樹脂をも含むセラミックまたは
粉末朕成形材料容易に加工され得、そして、未処理状態
で容易に加工され得る造形品となることが見出された。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、６０
〜９９重量部の、セラミック粉末または金属粉末、０．
１〜５重量部の、滴点５０〜１００℃、酸価５〜１５
０、加水分解価１５〜１６０および密度０．９５〜１．
２０ｇ／ｃｍ3 を有するワックス ０．１〜５重量部の、エポキシド当量１７５〜４０００
およびエポキシド価０．０２〜０．５７を有するエポキ
シ樹脂、および０．１〜５重量部の、硬化剤からなる、
無機焼成生成物の製造のための成形材料に関する。
【００１０】本発明による成形材料は、主成分として非
金属無機のまたは金属の粉末を含む。このような粉末の
例は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ａｌ2 ＴｉＯ5 、Ｂ4 Ｃ、
ＷＣ、ＳｉＣおよびシリカートの粉末である。適当な金
属粉末は、鉄、鋼、工具鋼、タングステン、銅、ニッケ
ル、アルミニウムおよび合金ならびにそれらの金属間相
(intermetallic phases)の粉末である。当該粉末は好ま
しくは１５０μｍ未満の粒度を有している。
【００１１】成形材料はさらにワックスを含む。このワ
ックスは、天然ワックス、完全または半合成ワックス、
ポリエチレンワックスまたはアミドワックスである。ワ
ックスは好ましくは粗モンタンワックスに基づく半合成
ワックスである。
【００１２】ワックスは次の特性データを有する。 滴点 ５０〜１００℃、好ましくは５５〜８８
℃、 酸価 ５〜１５０、好ましくは６〜３５、 加水分解価 １５〜１６０、好ましくは１５〜１３５、 密度 ０．９５〜１．２０、好ましくは１．００
〜１．２０ｇ／ｃｍ3。
【００１３】粗モンタンワックスに基づく好ましい半合
成ワックスは、粗モンタンワックスの酸化漂白およびこ
うして得られた酸ワックスの、Ｃ2 −〜Ｃ8 −ジオール
を用いたエステル化により形成される。このようなワッ
クスは多年にわたって市販されてきた。
【００１４】成形材料を、水性相中で形成する場合、ワ
ックスを乳化剤と共に、または既に乳化剤を含むワック
ス用いるのが有利である。本発明による成形材料を、非
水性相から形成する場合、非乳化性ワックスが好まし
い。
【００１５】本発明による成形材料はさらにエポキシ樹
脂を含む。これは、ＤＩＮ５３１８８（ＥＥＷ）による
エポキシド当量１７５〜４０００、好ましくは１９０〜
８５０、および、エポキシド価０．０２〜０．５７、好
ましくは０．１２〜０．５３を有している。バインダー
を形成するために、エポキシ樹脂を硬化剤と反応させ
る。硬化剤は、ポリエステル、酸無水物またはポリアミ
ンのいずれかである。エポキシ樹脂、ポリエステル、酸
無水物およびポリアミンは市販されておりそして通常シ
ールおよび塗料の製造の際に使用されている。
【００１６】樹脂および硬化剤は常温で互いにゆっくり
としか反応しないが、本発明による成形材料は好ましく
はマイクロカプセル形のエポキシ樹脂を含む。成形材料
から造形品を製造する時だけ、カプセルは破砕されそし
てその内容物は硬化剤と合わされ、その結果、樹脂は、
未処理成形体の続く熱処理の間に硬化される。樹脂は以
下に記載の方法でマイクロカプセル化され得る。
【００１７】このマイクロカプセル化のために、樹脂を
水不混和性溶剤に溶解しそして水性ゼラチン溶液中に分
散する。分散物を１５℃未満に冷却する時、ゼラチンは
ゲル化しそして樹脂溶液の小滴を包む。ゼラチンはアル
カリの添加により８より高いｐＨで硬化する。カプセル
は一般に１〜１００μｍの直径を有する。
【００１８】ワックスおよびエポキシ樹脂に加えて、本
発明による成形材料は、その製造を促進する別の成分、
例えば、分散剤、抑泡剤、液化剤、沈澱防止剤および溶
剤および別のものをも含み得る。
【００１９】成形材料は次の配合を有する： 非金属無機粉末または金属粉末 ６０〜９９、好ましく
は８０〜９８重量部、 ワックス ０．１〜５、好ましくは０．５〜２重量部、 エポキシ樹脂 ０．１〜５、好ましくは０．５〜２重量
部、 硬化剤 ０．１〜５、好ましくは０．５〜２重量部、 分散剤 ０〜０．５、好ましくは０〜０．３重量部、 抑泡剤 ０〜０．０３、好ましくは０〜０．０２重量
部、 液化剤 ０〜０．５、好ましくは０〜０．３重量部、 沈澱防止剤および溶剤 ０〜３０、好ましくは０〜２
０重量部。
【００２０】本発明による成形材料を製造するために、
成分を互いに混合しそして場合により非常に細かく微粉
砕する。これは、好ましくは、サスペンション（＝スリ
ップ）の形で水または有機溶剤中で行われる。ワックス
は分散物または溶液として添加される。エポキシ樹脂の
添加のためのいくつかの可能性が存在する。
【００２１】１．水不溶性エポキシ樹脂を、適当な溶剤
中に溶解しそして水性ゼラチン溶液中でマイクロカプセ
ル化し、次いで、平均直径１〜１００μｍを有するマイ
クロカプセルに包む。エポキシ樹脂用の硬化剤は水分散
性ポリアミンであり、それは、乳化剤を含むワックスと
共に分散物中にある。マイクロカプセルおよびワックス
分散物を合わせる。この分散物を成形材料の残りの成分
に添加する。
【００２２】２．水不溶性エポキシ樹脂を、水不溶性硬
化剤と共にワックスの存在下にマイクロカプセル化しそ
して分散物を残りの成分に添加する。 ３．水分散性エポキシ樹脂、水分散性硬化剤および乳化
剤含有ワックスを共に水中に分散しそして分散物をさら
に処理する。
【００２３】エポキシ樹脂は、非常に細かく微粉砕する
前にまたは好ましくは後に添加される。最終的スリップ
から沈澱防止剤を除去する。これを、好ましくは、噴霧
乾燥方法で行うならば、顆粒形の成形材料が得られる。
それにもかかわらず、スリップを、主に石膏から作られ
る吸収型に直接流し込んで造形品にすることもできる。
【００２４】造形品は、顆粒形の成形材料からプレスさ
れ、そしてこの操作の間にマイクロカプセルが機械的に
破壊され、その結果、樹脂および硬化剤が合わせられ
る。２つの物質の間の反応は、０．１〜１時間にわたっ
て２００℃までの温度に造形品を加熱することによって
促進される。次いでエポキシ樹脂は、ワックスとともに
補強バインダーを形成する。押し出される、水を含有し
ている水性成形材料の場合、バインダーを活性化する熱
処理は、マイクロ波によって造形品の内部に熱を発生さ
せることによっても行われ得る。
【００２５】本発明による成形材料で達成される乾燥曲
げ強さは約１９Ｎ／ｍｍ2 である。それは１時間未満の
熱処理時間後に既に達成され得る。反応性バインダー成
分をそれらの１つのマイクロカプセル化により分離する
ことにより、本発明による成形材料は非常に良好な貯蔵
安定性を得る。それから製造される造形品の未処理強度
は、必要条件に合うように調整され得る。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を例を用いて説明する。 例１ Ａｌ2 Ｏ3 ８０重量部、粗モンタンワックスに基づく乳
化剤含有エステルワックス（滴点８０℃、酸価３０、加
水分解価１００、密度１．０１）２重量部、酢酸ｎ−ブ
チル中エポキシ樹脂（ＥＥＷ７５０〜８３０、エポキシ
ド価０．１２〜０．１３３）の４０％濃度溶液を含むカ
プセル８重量部、ポリアミン（脂肪族、活性Ｈ（Ｈ
active) 当量１６０）３重量部、水２０重量部およびポ
リアクリラート（ポリアクリル酸アンモニウム、ｐＨ
７）０．１重量部がスリップに加工される。
【００２７】この操作のために、先ずワックスを、９５
℃に加熱した水に分散した。分散物を室温に冷却しそし
てポリアミンをその中に溶解した。次いでカプセルを攪
拌しながら分散物中に均一に分布した。分散助剤として
役に立つポリアクリラートの添加後、Ａｌ2 Ｏ3 粉末を
攪拌しながら混ぜた。得られるスリップを噴霧乾燥によ
り顆粒形の成形材料に変えた。
【００２８】この成形材料から作られる試験片は─熱処
理せずに─ＤＩＮ５１０３０による乾燥曲げ強さ２〜８
Ｎ／ｍｍ2 を有していた。 例２ 粗モンタンワックスに基づくエステルワックス（滴点６
０℃、酸価４、加水分解価１０、密度１．２０）０．４
重量部を、４０℃に加熱したエタノール５重量部に溶解
した。同時に、エポキシ樹脂（ＥＥＷ７５０〜８３０、
エポキシド価０．１２〜０．１３３）０．４重量部およ
び無水フタル酸０．４重量を酢酸ｎ−ブチル１５重量部
に溶解した。２つの溶液を２０℃で合わせた。カルボニ
ル−鉄粉末８重量部を、この合わせた溶液中に攪拌しな
がら混ぜそして得られたスリップを噴霧乾燥により顆粒
形の成形材料に変えた。
【００２９】試験片をこの成形材料からプレスしそして
１５０℃で２０分間熱処理した。乾燥曲げ強さは約１９
Ｎ／ｍｍ2 であった。 例３ 粗モンタンワックスに基づく乳化剤含有エステルワック
ス（滴点８０℃、酸価３０、加水分解価１００、密度
１．０１）２重量部を、水２０重量部中で９０℃で攪拌
しながら分散した。エポキシ樹脂（ＥＥＷ１９０〜２０
０、エポキシド価０．０５〜０．５３）２重量部および
ポリアミン（脂肪族、活性Ｈ当量１６０）２重量部をこ
の分散物に２０℃で攪拌しながら混ぜた。次いでＡｌ2
Ｏ3 粉末４０重量部を添加した。ポリアクリラート（ポ
リアクリル酸アンモニウム）０．１重量部の添加後、さ
らに４０重量部のＡｌ2 Ｏ3 粉末を混和した。得られる
スリップを石膏型に投入しそして水を除去した。こうし
て得られる未処理成形体を次いで１００℃で１０分間熱
処理することにより固めた。未処理成形体は、約７Ｎ／
ｍｍ2 の乾燥曲げ強さを有しそして十分に機械加工され
得た。
【００３０】例４ 酢酸ｎ−ブチル２．４重量部中エポキシ樹脂（ＥＥＷ７
５０〜８３０、エポキシド価０．１２〜０．１３３）
０．８重量部および無水フタル酸０．８重量部を含むカ
プセル４重量部を、粗モンタンワックスに基づく乳化剤
含有エステルワックス（滴点８０℃、酸価３０、加水分
解価１００、密度１．０１）４重量部および水２０重量
部から９０℃で調製された分散物中に２０℃で分布し
た。次いで、Ａｌ2 Ｏ3 ８０重量部を攪拌しながら添加
し、そして生じるスリップを噴霧乾燥により顆粒形の成
形材料に変えた。
【００３１】この成形材料の試験片は、１５０℃で３０
分間熱処理した後、２〜７Ｎ／ｍｍ 2 の乾燥曲げ強さを
有しそして十分に機械加工され得た。 例５ 粗モンタンワックスに基づく乳化剤含有エステルワック
ス（滴点８０℃、酸価３０、加水分解価１００、密度
１．０１）１重量部を、水１０重量部に９０℃で分散し
そしてこの分散物を、Ａｌ2 Ｏ3 粉末９０重量部および
エポキシ樹脂（ＥＥＷ１９０〜２００、エポキシド価
０．５０〜０．５３）１重量部、ポリアミン（脂肪族、
活性Ｈ当量１６０）１重量部およびヒドロキシエチルセ
ルロース（タイプ１０００００、粘度調整剤として）１
重量部と共にこねまぜてプラスチック成形材料とした。
この材料を押し出して試験片とし、それを熱風またはマ
イクロ波により９０℃に加熱した。当該試験片は、８Ｎ
／ｍｍ2 の乾燥曲げ強さを有しそして十分に機械加工さ
れ得た。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミック粉末または金属粉末６０〜９
    ９重量部、 滴点５０〜１００℃、酸価５〜１５０、加水分解価１５
    〜１６０および密度０．９５〜１．２０ｇ／ｃｍ3 を有
    するワックス０．１〜５重量部、 エポキシド当量１７５〜４０００およびエポキシド価
    ０．０２〜０．５７を有するエポキシ樹脂０．１〜５重
    量部、および硬化剤０．１〜５重量部からなる、無機焼
    結生成物の製造のための成形材料。
  2. 【請求項２】 さらに、分散剤、抑泡剤、液化剤および
    沈澱防止剤および溶剤を含む、請求項１記載の成形材
    料。
  3. 【請求項３】 マイクロカプセルの形のエポキシ樹脂を
    含む、請求項１記載の成形材料。
  4. 【請求項４】 ワックスが、粗モンタンワックスに基づ
    く乳化剤含有エステルワックスである、請求項１記載の
    成形材料。
  5. 【請求項５】 セラミックまたは粉末治金造形部材の製
    造のために、請求項１記載の成形材料を使用する方法。
JP4139258A 1991-06-01 1992-05-29 無機焼結生成物の製造のための成形材料 Withdrawn JPH06183826A (ja)

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DE4118011 1991-06-01
DE4118011:9 1991-06-01

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EP (1) EP0517129B1 (ja)
JP (1) JPH06183826A (ja)
AT (1) ATE122328T1 (ja)
AU (1) AU647923B2 (ja)
CA (1) CA2069981A1 (ja)
CZ (1) CZ281978B6 (ja)
DE (1) DE59202118D1 (ja)
ES (1) ES2073813T3 (ja)
HK (1) HK1006705A1 (ja)
HU (1) HU212043B (ja)
RU (1) RU2053975C1 (ja)
SK (1) SK279055B6 (ja)
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