JPH0637323B2 - Manufacturing method of organic binder - Google Patents

Manufacturing method of organic binder

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JPH0637323B2
JPH0637323B2 JP1127706A JP12770689A JPH0637323B2 JP H0637323 B2 JPH0637323 B2 JP H0637323B2 JP 1127706 A JP1127706 A JP 1127706A JP 12770689 A JP12770689 A JP 12770689A JP H0637323 B2 JPH0637323 B2 JP H0637323B2
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acrylic acid
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、セラミックス粉末や金属粉末などの無機粉末
を成形して焼成体をうる際に使用する有機バインダーの
製法およびその製法によってえられる有機バインダーに
関する。さらに詳しくは、無機粉末に混合して使用する
ことにより、射出成形や押出成形などの際の成形性が良
好で、そののち行なわれる焼成などの工程での脱バイン
ダー性が良好で、かつ欠陥や寸法バラツキなどの少ない
焼成体を歩留りよくうることのできる有機バインダーの
製法およびその製法によってえられる有機バインダーに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a method for producing an organic binder used when forming an inorganic powder such as ceramic powder or metal powder to obtain a fired product, and an organic compound obtained by the method. Regarding the binder. More specifically, by mixing with an inorganic powder, the moldability during injection molding, extrusion molding, etc. is good, and the debinding property in the subsequent steps such as firing is good, and there are no defects or defects. The present invention relates to a method for producing an organic binder capable of yielding a fired product with little dimensional variation and the like, and an organic binder obtained by the method.

[従来の技術] 従来から無機粉末を有機バインダーを用いて成形してえ
られる成形体を焼成することにより、焼成体が製造され
ている。
[Prior Art] Conventionally, a fired body has been manufactured by firing a molded body obtained by molding an inorganic powder using an organic binder.

前記成形に使用される有機バインダーとしては、たとえ
ばワックス類や、エチレン -酢酸ビニル共重合体、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル系
重合体などの重合体系バインダーなどがあげられる。
Examples of the organic binder used for the molding include waxes and polymer-based binders such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polystyrene, polypropylene, polyethylene, and acrylic polymers.

しかし、成形性(流動特性、成形安定性など)、グリー
ン成形体強度、脱バインダー性、焼結時の保形性と残留
カーボン量などの諸特性の面から見ると、各バインダー
には一長一短がある。
However, in terms of various characteristics such as moldability (flow characteristics, molding stability, etc.), green molded body strength, debinding property, shape retention during sintering and residual carbon content, each binder has advantages and disadvantages. is there.

たとえばワックス類には、脱バインダー性は良好である
が、結晶性が高いため成形性に劣り、またグリーン成形
体強度が低いという欠点がある。
For example, waxes have a good debinding property, but have poor crystallinity due to high crystallinity, and have a drawback that the green molded product has low strength.

一方、重合体系バインダーは、一般に成形性に優れてい
るが、脱バインダー性に劣るという欠点がある。各重合
体系バインダーそれぞれの成形性について記述すると下
記のようになる。
On the other hand, polymer type binders are generally excellent in moldability, but have a drawback that they are inferior in debinding property. The following describes the moldability of each polymer binder.

まず、ポリスチレンは、グリーン成形体強度に優れ、ジ
ェッティングを起こしにくいが、高融点のため流動性に
劣る。
First, polystyrene has excellent green molded body strength and is unlikely to cause jetting, but has a high melting point and thus has poor fluidity.

つぎに、エチレン -酢酸ビニル共重合体は、流動性が高
く、グリーン成形体に弾性を与えるが、脱バインダー時
にフクレ・クラックなどの欠陥が生じやすい。
Next, the ethylene-vinyl acetate copolymer has high fluidity and imparts elasticity to the green molded body, but defects such as blisters and cracks are likely to occur during debinding.

また、アクリル系重合体は、グリーン成形体強度が高い
が、離型性に劣るなどである。
Further, the acrylic polymer has a high green molded body strength but is inferior in releasability.

こうしたなかで、最近の複雑な形状で小型の成形品に適
するという要求に応じるべく、重合体系バインダーの中
ではグリーン成形体の離型性にやや劣るが、脱バインダ
ー性の良好なアクリル系重合体を主体として、これに他
の重合体、たとえばポリスチレン、エチレン -酢酸ビニ
ル共重合体、ポリエチレンなどとの配合により、総合的
にバランスのとれた混合系有機バインダーをうる検討が
なされている。
Among these, in order to meet the recent demands for compact molded products with complex shapes, among the polymer-based binders, the release properties of green molded products are slightly inferior, but acrylic polymers with good debinding properties. It has been studied to obtain a well-balanced mixed organic binder by blending it with other polymers such as polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and polyethylene.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の重合体系バインダーを
混合した有機バインダーでは、各重合体の形態・軟化点
などが異なるほか、相互の溶解性(相溶性)が充分でな
いため、均一な混合物をえにくいという欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such an organic binder in which a conventional polymer-based binder is mixed, the morphology and softening point of each polymer are different, and mutual solubility (compatibility) is not sufficient. Therefore, there is a drawback that it is difficult to obtain a uniform mixture.

たとえば溶解性パラメーター(SP値,(Cal/(c.
c)1/2)で見ると、ポリスチレンは 9.10、エチレン -
酢酸ビニル共重合体(重量比でエチレン/酢酸ビニル=
70/30)は 8.49、ポリメチルメタクリレートは 9.25な
どであり、これらを混合した有機バインダーではバイン
ダー同士が均一に相溶しないため、無機粉末と混合した
ばあいに混合物が不均一となり、流動性が安定せず、成
形条件の割り出しに時間がかかる、歩留まりが低くな
る、さらにえられる焼成体にソリ、クラック、ヒケなど
の欠陥が生じやすい、製品の寸法精度、密度などに悪影
響を及ぼすなどの問題がある。
For example, the solubility parameter (SP value, (Cal / (c.
c) Looking at 1/2 ), polystyrene is 9.10, ethylene-
Vinyl acetate copolymer (weight ratio ethylene / vinyl acetate =
70/30) is 8.49, polymethylmethacrylate is 9.25, etc. Since organic binders mixed with each other do not mix the binders uniformly, the mixture becomes non-uniform when mixed with inorganic powder, resulting in poor fluidity. It is not stable, it takes time to determine the molding conditions, the yield is low, and defects such as warpage, cracks and sinks are likely to occur in the obtained fired body, and it has an adverse effect on the dimensional accuracy and density of the product. There is.

[課題を解決するための手段] 本発明は前記問題を解消する新規な有機バインダーをう
るためになされたものであり、無機粉末と有機バインダ
ーとからなる混合物を成形したのち脱バインダー、焼成
して焼成体をうる際に用いる有機バインダーの製法であ
って、 (a)エチレン -酢酸ビニル共重合体またはエチレン -エ
チルアクリレート共重合体、 (b)(メタ)アクリル酸エステル単量体単独または(メ
タ)アクリル酸エステル単量体およびスチレン系単量体
の混合物および (c)重合開始剤 からなる溶液を、分散剤を含む水系媒体中に分散させて
懸濁重合させることを特徴とする有機バインダーの製法
および 前記製法によってえられる有機バインダー に関する。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in order to obtain a novel organic binder that solves the above-mentioned problems, and a binder made of an inorganic powder and an organic binder is molded, then debindered, and fired. A method for producing an organic binder used for obtaining a fired product, comprising: (a) ethylene-vinyl acetate copolymer or ethylene-ethyl acrylate copolymer; (b) (meth) acrylic acid ester monomer alone or (meth ) A solution of a mixture of an acrylic acid ester monomer and a styrene monomer and (c) a polymerization initiator is dispersed in an aqueous medium containing a dispersant to carry out suspension polymerization. The present invention relates to a production method and an organic binder obtained by the production method.

[実施例] 本発明の方法においては、(a)成分であるエチレン -酢
酸ビニル共重合体またはエチレン -エチルアクリレート
共重合体、(b)成分である(メタ)アクリル酸エステル
単量体単独または(メタ)アクリル酸エステル単量体お
よびスチレン系単量体の混合物、(c)成分である重合開
始剤ならびに要すれば使用される連鎖移動剤から溶液が
調製される。
Examples In the method of the present invention, the ethylene-vinyl acetate copolymer or ethylene-ethyl acrylate copolymer as the component (a), the (meth) acrylic acid ester monomer alone as the component (b) or A solution is prepared from a mixture of a (meth) acrylic acid ester monomer and a styrenic monomer, a polymerization initiator which is the component (c), and a chain transfer agent used if necessary.

前記エチレン -酢酸ビニル共重合体(以下、EVA ともい
う)にはとくに限定はなく、一般にエチレン -酢酸ビニ
ル共重合体とよばれているものであれば使用しうるが、
エチレン/酢酸ビニルが重量比で85/15 〜50/50 の共重
合体であるのが好ましく、さらに80/20 〜60/40 である
のが好ましい。該比率が85/15 をこえるとエチレン -酢
酸ビニル共重合体を(メタ)アクリル酸エステル単量体
あるいは(メタ)アクリル酸エステル単量体およびスチ
レン系単量体の混合物に溶解させるのが難しくなり、50
/50 未満になるとエチレン -酢酸ビニル共重合体を入手
するのが難しく、またグリーン成形体強度も低下する傾
向がある。
The ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter, also referred to as EVA) is not particularly limited, and any one generally called an ethylene-vinyl acetate copolymer can be used,
The ethylene / vinyl acetate is preferably a copolymer having a weight ratio of 85/15 to 50/50, more preferably 80/20 to 60/40. When the ratio exceeds 85/15, it is difficult to dissolve the ethylene-vinyl acetate copolymer in the (meth) acrylic acid ester monomer or the mixture of the (meth) acrylic acid ester monomer and the styrene monomer. Becomes, 50
If it is less than / 50, it is difficult to obtain an ethylene-vinyl acetate copolymer, and the green molded body strength tends to be lowered.

また、該エチレン -酢酸ビニル共重合体のメルトインデ
ックス(MI値)としては、10〜 500程度のものが、とく
に溶解させて用いるばあいの粘性の点から好ましく、ま
た成形時の流動性、グリーン成形体の強度の点から20〜
400程度のものがさらに好ましい。
Further, the melt index (MI value) of the ethylene-vinyl acetate copolymer is preferably about 10 to 500 from the viewpoint of viscosity when it is used by being dissolved, and also has fluidity during molding and green molding. 20 from the point of strength of the body
More preferably about 400.

前記エチレン -エチルアクリレート共重合体(以下、EE
A ともいう)にもとくに限定はなく、一般にエチレン -
エチルアクリレート共重合体とよばれているものであれ
ば使用しうるが、エチレン/エチルアクリレートが重量
比で85/15 〜50/50 の共重合体であるのが好ましく、80
/20 〜60/40 の共重合体であるのがさらに好ましい。該
比率85/15 をこえるとエチレン -エチルアクリレート共
重合体を(メタ)アクリル酸エステル単量体あるいは
(メタ)アクリル酸エステル単量体およびスチレン系単
量体の混合物に溶解させるのが難しくなり、50/50 未満
になるとエチレン -エチルアクリレート共重合体を入手
するのが難しく、またグリーン成形体強度も低下する傾
向がある。
The ethylene-ethyl acrylate copolymer (hereinafter, EE
(Also referred to as A) is not particularly limited, and generally ethylene-
What is called an ethyl acrylate copolymer may be used, but it is preferable that ethylene / ethyl acrylate is a copolymer having a weight ratio of 85/15 to 50/50.
More preferably, it is a copolymer of / 20 to 60/40. When the ratio exceeds 85/15, it becomes difficult to dissolve the ethylene-ethyl acrylate copolymer in the (meth) acrylic acid ester monomer or the mixture of the (meth) acrylic acid ester monomer and the styrene monomer. When it is less than 50/50, it is difficult to obtain an ethylene-ethyl acrylate copolymer, and the green molded body strength tends to be lowered.

また、該エチレン -エチルアクリレート共重合体のメル
トインデックス(MI値)としては、10〜2000程度のもの
が、とくに溶解させて用いるばあいの粘性の点から好ま
しく、また成形時の流動性、グリーン成形体の強度の点
から 100〜1500程度のものがさらに好ましい。
Further, the melt index (MI value) of the ethylene-ethyl acrylate copolymer is preferably about 10 to 2000 from the viewpoint of the viscosity when it is used by being dissolved, and the fluidity at the time of molding and green molding. From the standpoint of strength of the body, those of about 100 to 1500 are more preferable.

(a)成分としてEVA を用いると成形時の流動性、グリー
ン成形体強度にすぐれ、EEA を用いると脱バインダー性
にすぐれた有機バインダーがえられる。
When EVA is used as the component (a), the fluidity at the time of molding and the strength of the green molded product are excellent, and when EEA is used, an organic binder excellent in debinding is obtained.

前記(メタ)アクリル酸エステル単量体にもとくに限定
はないが、成形時の流動性、グリーン成形体の強度、脱
バインダー性の点から炭素数が1〜8のアルコールと
(メタ)アクリル酸とからのエステルであるのが好まし
い。このような(メタ)アクリル酸エステル単量体の具
体例としては、たとえばアルキル基の炭素数が1〜8の
n-アルキル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メ
タ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、
t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メ
タ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレ
ート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレートなどがあ
げられる。これらのうちではとくにn-ブチル(メタ)ア
クリレートのようなアルキル基の炭素数が1〜4のn-ア
ルキル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)ア
クリレート、イソブチル(メタ)アクリレートが好まし
い。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用しても
よい。
The (meth) acrylic acid ester monomer is not particularly limited, but from the viewpoints of fluidity during molding, strength of the green molded body, and debinding property, an alcohol having 1 to 8 carbon atoms and (meth) acrylic acid. The esters from and are preferred. Specific examples of such a (meth) acrylic acid ester monomer include, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
n-alkyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate,
Examples thereof include t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate and 2-ethoxyethyl (meth) acrylate. Of these, n-alkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as n-butyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate are particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

前記スチレン系単量体の具体例としては、たとえばスチ
レン、α -メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニル
スチレンなどがあげられる。
Specific examples of the styrene-based monomer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinylstyrene and the like.

前記(メタ)アクリル酸エステル単量体とスチレン系単
量体とを混合して用いるばあいには、混合物中にしめる
スチレン系単量体の割合が80%(重量%、以下同様)以
下であるのが好ましい。混合物中にしめるスチレン系単
量体の割合が高くなるにしたがってえられる有機バイン
ダーの流動性がわるくなり、成形が困難になる傾向があ
る。
When the (meth) acrylic acid ester monomer and the styrene-based monomer are mixed and used, the ratio of the styrene-based monomer contained in the mixture is 80% (% by weight or less). Is preferred. As the proportion of the styrenic monomer contained in the mixture increases, the fluidity of the obtained organic binder becomes poor, and molding tends to be difficult.

(a)成分と(b)成分との使用割合としては、(a)成分/(b)
成分が重量割合で5/95〜80/20 程度であるのが好まし
く、20/80 〜70/30 程度であるのがさらに好ましい。前
記割合が5/95未満のばあいには、えられる有機バインダ
ーを用いて調製した無機粉末との混合物の流動性が充分
でなくなりやすく、成形不良をおこしやすくなる。また
80/20 をこえるばあいには、加熱分解で脱バインダーす
るときに生じる成形体のフクレ現象が顕著になりやす
く、成形体強度の低下がおこりやすく、また脱バインダ
ーや取扱いが困難になりやすくなる。
The ratio of the components (a) and (b) used is (a) component / (b)
The weight ratio of the components is preferably about 5/95 to 80/20, more preferably about 20/80 to 70/30. If the ratio is less than 5/95, the fluidity of the mixture with the inorganic powder prepared by using the obtained organic binder tends to be insufficient, and molding defects are likely to occur. Also
If it exceeds 80/20, the blistering phenomenon of the molded product that occurs when debinding by heat decomposition tends to become noticeable, the strength of the molded product tends to decrease, and the binder removal and handling tend to become difficult. .

前記重合開始剤の好ましい具体例としては、たとえばベ
ンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、
t-ブチルパーオキシ、 -2-エチルヘキサネートなどの有
機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジ
メチルバレロニトリルなどのアゾ化合物などの油溶性の
重合開始剤などがあげられる。これらは単独で用いても
よく、2種以上併用してもよい。
Specific preferred examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide,
Examples thereof include organic peroxides such as t-butylperoxy and -2-ethylhexanate, and oil-soluble polymerization initiators such as azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile. These may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤の使用量としては、(b)成分 100部(重量
部、以下同様)に対して反応速度と分子量の調節などの
てから0.05〜 1.5部であるのが好ましく、 0.1〜 0.6部
であるのがさらに好ましい。
The amount of the polymerization initiator to be used is preferably 0.05 to 1.5 parts, and 0.1 to 0.6 parts, per 100 parts of the component (b) (parts by weight, the same applies hereinafter) in view of adjustment of reaction rate and molecular weight. It is more preferable that there is.

前記要すれば使用される連鎖移動剤の好ましい具体例と
しては、たとえばn-ドデシルメルカプタン、t-オクチル
メルカプタンのようなメルカプタン化合物、あるいはα
-メチルスチレン、α -メチルスチレン二量体などがあ
げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用
してもよい。
Preferred specific examples of the chain transfer agent optionally used include, for example, mercaptan compounds such as n-dodecyl mercaptan and t-octyl mercaptan, or α
-Methylstyrene, α-methylstyrene dimer and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

連鎖移動剤を使用するばあいの使用量としては、(b)成
分 100部に対して分子量の調節の点から0.01〜 1.0部で
あるのが好ましく、0.03〜 0.5部であるのがさらに好ま
しい。
When a chain transfer agent is used, the amount used is preferably 0.01 to 1.0 part, more preferably 0.03 to 0.5 part, relative to 100 parts of component (b) from the viewpoint of controlling the molecular weight.

前記分散剤の具体例としては、たとえばポリビニルアル
コール、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロ
リドンなどの水溶性有機高分子化合物やヒドロキシアパ
タイト、ピロリン酸マグネシウムなどの水難溶性の微粒
子がアニオン界面活性剤と併用して用いられる。これら
分散剤の使用量は、使用する水 100部に対して 0.1〜1
部であるのが好ましく、 0.2〜 0.5部であるのがさらに
好ましい。
Specific examples of the dispersant include, for example, polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, water-soluble organic polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, hydroxyapatite, and sparingly water-soluble fine particles such as magnesium pyrophosphate used in combination with an anionic surfactant. . The amount of these dispersants used is 0.1 to 1 with respect to 100 parts of water used.
It is preferably 0.1 part, and more preferably 0.2 to 0.5 part.

前記分散剤を含む水系媒体に対する前記(a)〜(c)成分な
らびに要すれば使用される連鎖移動剤からなる溶液の割
合としては、水系媒体 100部に対して該溶液30〜 120部
が分散懸濁液の安定性および生産性などの点から好まし
く、50〜 100部がさらに好ましい。
The ratio of the solution comprising the components (a) to (c) and optionally the chain transfer agent to the aqueous medium containing the dispersant is 30 to 120 parts of the solution dispersed in 100 parts of the aqueous medium. From the viewpoint of stability and productivity of the suspension, 50 to 100 parts is more preferable.

懸濁重合を行なう際の条件などにはとくに限定はなく、
通常行なわれている方法によればよい。たとえば重合反
応温度は、使用する重合開始剤の分解温度によって適切
な温度が決められるが、通常50〜 130℃の範囲である。
There are no particular restrictions on the conditions for carrying out suspension polymerization,
The method usually used may be used. For example, the polymerization reaction temperature is usually in the range of 50 to 130 ° C, although an appropriate temperature is determined depending on the decomposition temperature of the polymerization initiator used.

このようにして、たとえば第1図に示すように(a)成分
に(b)成分が均一にミクロに分散した有機バインダーが
えられる。この有機バインダーは無機粉末を成形して焼
成体をうるのに好適に使用しうる。
In this way, for example, as shown in FIG. 1, an organic binder in which the component (b) is uniformly dispersed in the component (a) is obtained. This organic binder can be suitably used for forming an inorganic powder to obtain a fired body.

なお、第1図は、本発明の製法で製造した有機バインダ
ーを溶媒でエッチングしたのちの状態を走査型電子顕微
鏡(5000倍)で観察し、有機バインダーの粒子の内部構
造をあらわすようにした電子顕微鏡写真である。
It is to be noted that FIG. 1 is an electron showing the internal structure of the particles of the organic binder, which is observed with a scanning electron microscope (5000 times) after etching the organic binder manufactured by the method of the present invention with a solvent. It is a micrograph.

前記有機バインダーの対象とする無機粉末としては、平
均粒径 0.1〜50μmの金属粉末やセラミックス粉末があ
げられ、その具体例としては、たとえば純鉄、鉄 -ニッ
ケル、鉄 -コバルト、ステンレススチールなどの鉄合
金、タングステン、アルミ合金、銅合金などの金属粉
末、アルミナ、ジルコニア、ムライト、チタン酸塩、フ
ェライトなどの酸化物系セラミックス粉末、チッ化ケイ
素、チッ化アルミ、チッ化ホウ素などのチッ化物系セラ
ミックス粉末、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タングス
テンなどの炭化物系セラミックス粉末などのほか、チタ
ンアルミ合金などの金属間化合物粉末、アパタイトなど
のリン酸塩類の粉末など、さらに1〜50体積%の範囲で
金属または金属以外の無機質の繊維、ウィスカなどを含
有する粉末などもあげられる。
Examples of the inorganic powder to be used as the organic binder include metal powder and ceramic powder having an average particle size of 0.1 to 50 μm. Specific examples thereof include pure iron, iron-nickel, iron-cobalt, and stainless steel. Metal powders such as iron alloys, tungsten, aluminum alloys and copper alloys, oxide-based ceramic powders such as alumina, zirconia, mullite, titanate and ferrite, silicon nitride, aluminum nitride, nitrides such as boron nitride In addition to ceramics powder, carbide-based ceramics powder such as silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, etc., intermetallic compound powder such as titanium aluminum alloy, phosphate powder such as apatite, etc. Examples include powders containing metal or inorganic fibers other than metal, and whiskers. .

前記金属の繊維やウィスカとしては、たとえば鋼、ステ
ンレス、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、チタ
ン、ベリリウム、タングステン、モリブデン、ボロンな
どからの繊維やウィスカが、また前記金属以外の無機質
の繊維やウィスカとしては、たとえばアルミナ、ジルコ
ニア、炭化ケイ素、炭化ホウ素、チッ化ケイ素、チッ化
ホウ素、チッ化アルミニウムなどからの繊維やウィスカ
があげられる。
As the metal fibers and whiskers, for example, fibers and whiskers from steel, stainless steel, aluminum, magnesium, nickel, titanium, beryllium, tungsten, molybdenum, boron, etc., and as the inorganic fibers and whiskers other than the above metals, Examples thereof include fibers and whiskers made of alumina, zirconia, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride and the like.

つぎに本発明の製法およびその製法によってえられる有
機バインダーを実施例に基づき説明する。
Next, the production method of the present invention and the organic binder obtained by the production method will be described based on examples.

実施例1 5の反応器にn-ブチルメタクリレート(BMA) 600gおよ
びn-ドデシルメルカプタン 0.3gを加えて攪拌しながら7
5℃に昇温したのち、EVA (ウルトラセン 722、東ソー
(株)製)900gと重合開始剤としてベンゾイルパーオキサ
イド 2.4gとを加えて溶解した。これに予め別に調合し
たイオン交換水1840mlとポリビニルアルコール(PVA) の
3%水溶液 160mlとからなる分散剤水溶液を加えて攪拌
し、EVA-BMA 溶液を懸濁させた。ついでチッ素置換した
のち、80℃で3時間、 100℃で2時間反応させて重合さ
せたのち、冷却して取り出し、洗浄、乾燥した。
Example 1 600 g of n-butyl methacrylate (BMA) and 0.3 g of n-dodecyl mercaptan were added to the reactor of Example 5 with stirring.
After heating to 5 ℃, EVA (Ultrasen 722, Tosoh
900 g) and benzoyl peroxide 2.4 g as a polymerization initiator were added and dissolved. An EVA-BMA solution was suspended by adding an aqueous dispersant solution containing 1840 ml of ion-exchanged water and 160 ml of a 3% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) prepared separately in advance. Then, after substituting with nitrogen, reaction was carried out at 80 ° C. for 3 hours and at 100 ° C. for 2 hours to polymerize, followed by cooling, taking out, washing and drying.

えられた重合体は粒径 0.3〜1mmの範囲にある球状粒子
で、トルエン溶液、30℃での固有粘度[η]は 0.85 で
あった。
The obtained polymer was spherical particles having a particle size in the range of 0.3 to 1 mm, and the intrinsic viscosity [η] at 30 ° C in a toluene solution was 0.85.

実施例2 5の反応器にBMA 700 g、スチレン500gおよびn-ドデ
シルメルカプタン 0.35gを加えて溶解したのち、攪拌し
ながらEVA(ウルトラセン 722、東ソー(株)製)300gを加
えて75℃に昇温し溶解し、さらにベンゾイルパーオキサ
イド 4.8g 、t-ブチルパーオキシベンゾエート 0.25gを
加えて溶解した。これに予め別に調合したイオン交換水
1840mlとPVA の3%水溶液 160mlとからなる80℃の分散
剤水溶液を加えて攪拌し、懸濁せしめた。ついで空間を
チッ素置換したのち、80℃で5時間、 110℃で2時間反
応させて重合を完結させた。そののち冷却し、水洗・乾
燥して、粒径 0.3〜 1.0mmの範囲にある白色球状粒子を
えた。この重合体粒子のトルエン溶液、30℃での固有年
度[η]は 0.70 であった。
Example 2 To the reactor of Example 5, 700 g of BMA, 500 g of styrene and 0.35 g of n-dodecyl mercaptan were added and dissolved, and then 300 g of EVA (Ultrasen 722, manufactured by Tosoh Corporation) was added with stirring to 75 ° C. The temperature was raised to dissolve, and 4.8 g of benzoyl peroxide and 0.25 g of t-butylperoxybenzoate were added and dissolved. Ion-exchanged water prepared separately in advance
An aqueous dispersant solution at 80 ° C consisting of 1840 ml and 160 ml of a 3% aqueous solution of PVA was added and stirred to suspend. Then, the space was replaced with nitrogen, and the reaction was carried out at 80 ° C. for 5 hours and 110 ° C. for 2 hours to complete the polymerization. Then, it was cooled, washed with water, and dried to obtain white spherical particles having a particle size of 0.3 to 1.0 mm. The toluene solution of these polymer particles and the specific year [η] at 30 ° C was 0.70.

実施例3 5の反応器にBMA 750gおよびn-ドデシルメルカプタン
0.3gを加えて攪拌しながら75℃に昇温したのち、EEA
(NUC-6070、日本ユニカー(株)製)750gと重合開始剤と
してベンゾイルパーオキサイド 3.0g とを加えて溶解し
た。これに予め別に調合したイオン交換水1840mlとPVA
の3%水溶液 160mlとからなる分散剤水溶液を加えて攪
拌し、EVA-BMA 溶液を懸濁させた。ついでチッ素置換し
たのち、80℃で4時間、 100℃で2時間反応させて重合
し、冷却した。そののち取り出し、洗浄・乾燥して粒径
0.3〜1mmの範囲にある球状粒子をえた。えられた重合
体粒子のトルエン溶液、30℃での固有年度[η]は 0.7
8 であった。
Example 3 In the reactor of 5 750 g of BMA and n-dodecyl mercaptan
0.3 g was added and the temperature was raised to 75 ° C with stirring, then EEA
(NUC-6070, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) and 750 g of benzoyl peroxide as a polymerization initiator were added and dissolved. 1840 ml of ion-exchanged water and PVA prepared separately in advance
An aqueous solution of a dispersant consisting of 160 ml of a 3% aqueous solution of was added and stirred to suspend the EVA-BMA solution. Then, after substituting with nitrogen, the reaction was carried out at 80 ° C. for 4 hours and at 100 ° C. for 2 hours to polymerize and cool. After that, take out, wash and dry the particles
Spherical particles in the range 0.3-1 mm were obtained. Toluene solution of polymer particles obtained, specific year [η] at 30 ℃ is 0.7
Was eight.

比較例1 実施例1で用いたEVA 90部(ウルトラセン 722、東ソー
(株)製)およびポリブチルメタクリレート(分子量30
万)60部をロールを用いて 140℃で30分間よく混練し、
混合物をえた。
Comparative Example 1 EVA 90 parts used in Example 1 (Ultrasen 722, Tosoh
Co., Ltd.) and polybutylmethacrylate (molecular weight 30
10,000) 60 parts well kneaded for 30 minutes at 140 ℃ using a roll,
A mixture was obtained.

比較例2 実施例2で用いたEVA 30部(ウルトラセン 722、東ソー
(株)製)、ポリブチルメタクリレート(分子量30万)70
部およびポリスチレン50部をロールを用いて 150で30分
間よく混練し、混合物をえた。
Comparative Example 2 30 parts of EVA used in Example 2 (Ultrasen 722, Tosoh
Co., Ltd.), polybutylmethacrylate (molecular weight 300,000) 70
Parts and 50 parts of polystyrene were well kneaded for 30 minutes at 150 using a roll to obtain a mixture.

実施例4 実施例1および2でえられた懸濁重合体と比較例1およ
び2でえられた単純混合品とについて溶媒エッチング法
(ヘキサンに2分間浸漬)により処理したものを走査型
電子顕微鏡(5000倍)により観察し、エッチングされた
ものの状態を観察することにより内部構造を観察した。
その結果をそれぞれの観察写真である第1図および第3
図ならびに第2図および第4図に示す。
Example 4 Scanning electron microscopes were obtained by subjecting the suspension polymers obtained in Examples 1 and 2 and the simple mixture obtained in Comparative Examples 1 and 2 to a solvent etching method (immersing in hexane for 2 minutes). (5000 times), and the internal structure was observed by observing the state of the etched product.
The results are the observation photographs of FIGS. 1 and 3.
Shown in Figures and Figures 2 and 4.

第1図と第2図との比較からわかるように、EVA-BMA 懸
濁重合体(実施例1)では微細粒子が均一に分散してお
り、単純混合品(比較例1)における分散状態とは顕著
な差が認められる。
As can be seen from the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, the EVA-BMA suspension polymer (Example 1) had fine particles uniformly dispersed, and the dispersion state in the simple mixture (Comparative Example 1) was Shows a marked difference.

また、第3図と第4図との比較から、EVA-BMA-スチレン
懸濁重合体(実施例2)と単純混合品(比較例2)とに
ついても同様の差異の認められることがわかる。
Further, from the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that the same difference is recognized between the EVA-BMA-styrene suspension polymer (Example 2) and the simple mixture (Comparative Example 2).

つぎに実施例1〜3および比較例1〜2でえられた重合
体を無機粉末成形用バインダーとして使用したときの例
を示す。
Next, examples in which the polymers obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are used as a binder for molding an inorganic powder will be shown.

実施例5 平均粒径 0.4μmアルミナ粉末(住友化学工業(株)製の
アルミナAES-11) 100部に対して、実施例1、2、3で
えられた懸濁重合体、比較例1、2でえられた単純混合
品のそれぞれを18.0部入れ、可塑剤としてジブチルフタ
レート2部を加えて加圧式ニーダで 150℃×1時間混合
したのち、卓上粉砕器で粉砕して成形材料とした。
Example 5 100 parts of an alumina powder having an average particle size of 0.4 μm (alumina AES-11 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was added to the suspension polymer obtained in Examples 1, 2, and 3, Comparative Example 1, 18.0 parts of each of the simple mixtures obtained in 2 were added, 2 parts of dibutyl phthalate was added as a plasticizer, and the mixture was mixed with a pressure kneader at 150 ° C. for 1 hour, and then pulverized with a table pulverizer to obtain a molding material.

これを用いて、成形温度 130〜 160℃、射出圧力 500〜
1100kg/cm2の条件で成形し、直方体(厚さ5mm、巾20m
m、長さ20mm)の成形体をえた。このとき成形性を観察
した。
Using this, molding temperature 130-160 ℃, injection pressure 500-
Was molded under the conditions of 1100 kg / cm 2, a rectangular parallelepiped (thickness 5 mm, width 20m
m, length 20 mm) was obtained. At this time, the moldability was observed.

つぎにえられた成形体を5℃/hrの昇温速度で 400℃ま
で昇温させて脱バインダーしたのち、1620℃(昇温速度
100℃/hr)まで昇温し、1時間保持して焼成した。こ
れらの焼成体について外観不良、かさ比重についての評
価を行なった。
Next, the molded body obtained is heated to 400 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./hr to remove the binder, and then, at 1620 ° C. (temperature rising rate
The temperature was raised to 100 ° C./hr), and the temperature was maintained for 1 hour for firing. The fired bodies were evaluated for poor appearance and bulk specific gravity.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

実施例6 実施例5と同じ方法で作整した比表面積7m2/gの部分安
定化ジルコニア粉末(第一稀元素化学工業(株)製のHS7-
3.0)の成形体を1550℃(昇温 100℃/時間)で1時間
保持して焼成させ、実施例5と同様の方法で評価した。
結果を第1表に示す。
Example 6 Partially stabilized zirconia powder having a specific surface area of 7 m 2 / g prepared by the same method as in Example 5 (HS7- manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd.)
The molded body of (3.0) was held at 1550 ° C. (temperature rise 100 ° C./hour) for 1 hour for firing, and evaluated in the same manner as in Example 5.
The results are shown in Table 1.

[発明の効果] 本発明の方法によりえられる有機バインダーを使用すれ
ば、従来の混合系有機バインダーの使用では認められな
い優れた焼成体(たとえばソリ、クラック、ヒケなどが
生じず、かつ製品の寸法精度、密度などに優れた焼成
体)がえられる。したがって無機粉末の成形分野に大き
く寄与しうる。
[Effects of the Invention] When the organic binder obtained by the method of the present invention is used, an excellent fired body (for example, warpage, cracks, sink marks, etc.) which cannot be recognized by the use of the conventional mixed organic binder does not occur, and A fired body excellent in dimensional accuracy and density can be obtained. Therefore, it can greatly contribute to the field of molding of inorganic powder.

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

第1図〜第4図はそれぞれ実施例1、比較例1、実施例
2、比較例2でえられた有機バインダーを溶媒でエッチ
ングしたのちの状態を走査型電子顕微鏡(5000倍)で観
察し、有機バインダーの粒子の内部構造をあらわすよう
にした電子顕微鏡写真である。
FIGS. 1 to 4 show the states after etching the organic binders obtained in Example 1, Comparative Example 1, Example 2 and Comparative Example 2 with a solvent, and observing the states with a scanning electron microscope (5000 times). 2 is an electron micrograph showing an internal structure of particles of an organic binder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 憲正 京都府京都市西京区樫原江ノ本町11番地 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Norimasa Uesugi 11 Kashihara Enohonmachi, Nishikyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】無機粉末と有機バインダーとからなる混合
物を成形したのち脱バインダー、焼成して焼成体をうる
際に用いる有機バインダーの製法であって、 (a)エチレン- 酢酸ビニル共重合体またはエチレン- エ
チルアクリレート共重合体、 (b)(メタ)アクリル酸エステル単量体単独または(メ
タ)アクリル酸エステル単量体およびスチレン系単量体
の混合物および (c)重合開始剤 からなる溶液を、分散剤を含む水系媒体中に分散させて
懸濁重合させることを特徴とする有機バインダーの製
法。
1. A method for producing an organic binder which is used when a mixture of an inorganic powder and an organic binder is molded, then debindered and fired to obtain a fired product, which comprises (a) an ethylene-vinyl acetate copolymer or A solution comprising an ethylene-ethyl acrylate copolymer, (b) a (meth) acrylic acid ester monomer alone or a mixture of a (meth) acrylic acid ester monomer and a styrene-based monomer, and (c) a polymerization initiator is added. A method for producing an organic binder, which comprises dispersing in an aqueous medium containing a dispersant and carrying out suspension polymerization.
【請求項2】前記溶液がさらに連鎖移動剤を含有する請
求項1記載の製法。
2. The method according to claim 1, wherein the solution further contains a chain transfer agent.
【請求項3】請求項1記載の製法によってえられる有機
バインダー。
3. An organic binder obtained by the method according to claim 1.
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