JPH09131715A - 粒状無機物質からの部品の形成方法 - Google Patents

粒状無機物質からの部品の形成方法

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JPH09131715A
JPH09131715A JP8276893A JP27689396A JPH09131715A JP H09131715 A JPH09131715 A JP H09131715A JP 8276893 A JP8276893 A JP 8276893A JP 27689396 A JP27689396 A JP 27689396A JP H09131715 A JPH09131715 A JP H09131715A
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ether
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Jr Leonard E Bogan
レオナルド・エドワード・ボーガン，ジュニア
Richard Anthony Einhorn
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Rohm and Haas Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 標準的な装置を使用して、公知の方法に比較
してより速い熱デバインディング速度を達成する方法で
あり、追加の工程が必要なく、有害な触媒物質を使用す
ることもなく、ホルムアルデヒドの生成をなくす方法の
提供。 【解決手段】 ａ） 第１のバインダーと第２のバイン
ダーを混合してバインダー組成物を形成する工程であっ
て、第１のバインダーが第２バインダーの分解温度にお
いて少なくとも１トル（１３３．３Ｐａ）の蒸気圧を有
する工程、 ｂ） 前記バインダー組成物と１以上の粒状物質を、該
バインダー組成物の融点以上の温度で混合し、供給原料
を形成する工程、 ｃ） 前記供給原料から射出成型により部品を形成する
工程、および ｄ） 部品を毎分０．５℃から１０℃の速度で加熱する
工程、 を含む粒状無機物質からの部品の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、無機粒状物質からの部品の形成
方法に関する。より詳細には、本発明は、部品形成後に
加熱により部品から除去することのできるポリマーバイ
ンダーを使用した、無機粒状物質からの部品の形成方法
に関する。本発明は、射出成型及び押し出し成型による
部品の形成を含む。
【０００２】射出成型は、形成後の機械加工が不必要か
またはほとんど必要でない、粒状物質から部品を形成す
るための有用な方法である。この方法は、セラミック粉
末から部品を形成するために特に望ましいものである。
なぜなら、セラミック物質は機械加工が困難だからであ
る。押出成型は、一定断面形状を有する部品を製造する
ために、セラミック及びプラスチック工業において使用
される方法である。プラスチックの押出は、典型的には
ポリマーを加熱溶融し、可塑性を付与しながら、押出機
のバレル内部の１軸または２軸のスクリューに沿ってポ
リマー材料を移動させる工程を含む。これに対し、セラ
ミックの加工では典型的には物質を加熱しない。セラミ
ック材料は粉末の形態で加工される。セラミック材料の
可塑性は、セラミック粉末に水およびバインダーを加え
ることによって達成される。
【０００３】セラミックおよび他の無機粒状物質を加工
するためには、バインダーが一般的に必要とされる。し
かし、材料を部品に加工した後にはバインダーを除去し
なければならない。バインダーの除去は、典型的には
「熱デバインディング（thermal debinding）」として
知られる部品を加熱する方法、または「溶剤デバインデ
ィング（solvent debinding）」として知られる部品を
１以上の溶剤に浸漬する方法により達成される。これら
の手法は組み合わせて行うこともできる。熱デバインデ
ィングの間にバインダー材料は蒸発する。この蒸発があ
まりに急激に起こると部品に発泡やクラックが生ずる。
したがって、熱デバインディングを行うことのできる速
度は制限されている。部品に損傷を与えない速度でのバ
インダーの除去のためには、１日以上の加熱を必要とす
る。溶剤デバインディングでは溶剤及び設備の点でコス
トが高い。なぜなら、好ましい溶剤の多くが特別な取扱
いと処理方法を必要とする物質だからである。
【０００４】バインダー除去のための他の方法として
は、ウィッキング（wicking）と触媒デバインディング
がある。ウィッキングは、部品を粉末の中に詰め、部品
とその周囲の粉末を加熱するものである。バインダー物
質は、粉末の中に吸い上げられてゆく。この方法は、公
知の熱デバインディングよりも速く行うことができる
が、労働集約的である。触媒デバインディングは、米国
特許第５，１４５，９００号に詳細に記載されており、
標準的なデバインディング方法の中では最も速いもので
ある。触媒デバインディングにおける課題は、デバイン
ディングのための特別な装置を必要とし、さらに危険な
物質を取り扱うことである。触媒物質は典型的には硝酸
またはしゅう酸のような強酸であり、分解生成物として
ホルムアルデヒドを生ずる。日本公開特許平成７年９７
２７１号は、セラミック粉末の射出成型用の、パラフィ
ンワックスとアクリレート樹脂を含むバインダー組成物
を開示する。このバインダーは熱的に除去することがで
きる。しかし、１時間当たり３０℃の温度で加熱してバ
インダーを除去すると、クラックとブリスターが発生す
る。
【０００５】本発明の方法は、標準的な装置を使用し
て、公知の熱デバインディング方法に比較してより速い
熱デバインディング速度を達成するものであり、ウィッ
キングや溶剤デバインディングのような追加の工程は必
要なく、有害な触媒物質を使用することもなく、ホルム
アルデヒドの生成を減少またはなくすものである。本発
明の更なる利点は、バインダーの組成を選択することに
よりデバインディング速度を調節することができること
である。この調節は、クラックや泡の発生のような部品
の形状または寸法に対する、バインダー除去工程による
悪影響を最小限にすることができる。
【０００６】セラミック物質の押出または射出成型によ
り成型された部品は「グリーン体（green parts）」と
呼ばれる。グリーン体は当業者に公知の方法でさらに焼
成される。たとえば、”Principles of Ceramics Proce
ssing" , James S. Reed 著、John Wiley & Sons (199
5) を参照。焼成は部品を、焼結（sinter）または団結
（consolidate）するに十分な温度に加熱することを含
む。焼成の間に、残余のバインダーは全て除去される。
本発明の方法で形成された部品は、当業者に公知の方法
で焼成する事ができる。
【０００７】本発明の第１の態様は、１以上の粒状無機
物質から部品を形成する方法であって、 ａ） 第１のバインダーと第２のバインダーを混合して
バインダー組成物を形成する工程であって、第１のバイ
ンダーが第２バインダーの分解温度において少なくとも
１トル（１３３．３Ｐａ）の蒸気圧を有する工程、 ｂ） 前記バインダー組成物と１以上の粒状物質を、該
バインダー組成物の融点以上の温度で混合し、供給原料
を形成する工程、 ｃ） 前記供給原料から射出成型により部品を形成する
工程、および ｄ） 部品を毎分０．５℃から１０℃の速度で加熱する
工程 を含む、方法に関する。
【０００８】本発明の第２の態様は、粒状無機物質から
押出成型部品を形成する方法であって、 ａ） 第１のバインダーと第２のバインダーを混合して
バインダー組成物を形成する工程であって、第１のバイ
ンダーが第２バインダーの分解温度において少なくとも
１トル（１３３．３Ｐａ）の蒸気圧を有する工程、 ｂ） 前記バインダー組成物と１以上の粒状物質を、該
バインダー組成物の融点以上の温度で混合し、供給原料
を形成する工程、 ｃ） 前記供給原料を、スクリューと型を有する押出機
に供給する工程、 ｄ） 前記供給原料を、該供給原料が液体化するのに十
分な温度に加熱し、型を通過させ、押出品を形成する工
程、 ｅ） 該押出品を室温で硬くする工程、および ｆ） 前記部品を毎分１℃から１０℃の速度で加熱し、
該部品から前記バインダー組成物を除去する工程、 を含む方法に関する。
【０００９】本発明で使用されるバインダー組成物は、
第１のバインダーと第２のバインダーから形成される。
第１のバインダーと第２のバインダーは異なる蒸気圧を
有し、そのためそれらは同時ではなく逐次的に部品から
除去される。第１のバインダーの除去が第２のバインダ
ーがそれを通って除去されるとおり道を形成し、そのた
めクラックや泡が発生しないと考えられている。バイン
ダーは、第１のバインダーを除去している間、第２のバ
インダーができるだけ長く部品中に残留し、部品の形状
を保持するように選択される。第１のバインダーは第２
バインダーの分解温度において少なくとも１トル（１３
３．３Ｐａ）の蒸気圧を有する。理想的なバインダーの
除去のためには、第２のバインダーの分解温度におい
て、第１のバインダーは好ましくは１０トルから１００
０トル（１．３から１３０キロパスカル、ｋＰａ）、よ
り好ましくは１００トルから６００トル（１３から７８
キロパスカル、ｋＰａ）、最も好ましくは３００トルか
ら４００トル（３９から５２キロパスカル、ｋＰａ）の
蒸気圧を有する。蒸気圧が高すぎたり低すぎたりする
と、デバインディングのために長時間が必要となる。第
１のバインダーは、好ましくは、典型的な成型温度であ
る約８０℃から２００℃の範囲で第２のバインダーを溶
解し、１０℃から約８０℃以下では第２のバインダーと
分離した相を形成する。
【００１０】本発明で使用される第１のバインダーは２
つの成分を有することができる。第１のバインダーが２
成分を有するときは、第１の成分は好ましくは室温で固
体である。第１の成分は約２５℃の室温で固体である。
第１の成分は、たとえばトリメチロールプロパン、ジト
リメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペン
タエリトリット、およびジペンタエリトリットのよう
な、約３００よりも小さい分子量を有するジオールまた
はポリオールから独立に選択される。第１のバインダー
中の第２の成分の第１のバインダー中の第１の成分に対
する比率は、好ましくは少なくとも１：２０、より好ま
しくは少なくとも１：１０である。
【００１１】本発明で使用される第１のバインダーの第
２の成分は、（Ｃ2−Ｃ20）１，２−ジオール；（Ｃ3−
Ｃ20）１，２−ポリオール；（Ｃ3−Ｃ20）１，３−ジ
オール；（Ｃ4−Ｃ20）１，３−ポリオール；（Ｃ2−Ｃ
6）アルキレンオキサイド；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオ
キサイドを重合単位として有するポリマー；（Ｃ2−
Ｃ6）アルキレンオキサイドオリゴマー；（Ｃ2−Ｃ6）
アルキレンオキサイドを重合単位として有するポリマー
の（Ｃ1−Ｃ4）エーテル；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキ
サイドオリゴマーの（Ｃ1−Ｃ4）エーテル；ポリ（ヒド
ロキシアルキレンカーボネート）；およびポリビニルア
ルコールからなる群から独立に選択される。
【００１２】１，３−ジオールおよびポリオールの例と
しては、１，３−プロパンジオール；１．３−ブタンジ
オール；２−メチル−１，３−プロパンジオール；ネオ
ペンチルグリコール；２，２−ジエチルプロパンジオー
ル；２−エチル−２−メチルプロパンジオール；２−メ
チル−２−プロピルプロパンジオール；２−エチル−２
−ブチルプロパンジオール；２，４，４−トリメチル−
３，５−ペンタンジオール；２−エチル−１，３−ヘキ
サンジオール；トリメチロールプロパン；ジトリメチロ
ールプロパン；ペンタエリトリット；およびジペンタエ
リトリットがあげられる。
【００１３】また、有用な１，３−ジオール誘導体とし
ては、環状トリメチロールプロパンホルマール、および
トリメチロールプロパンアリルエーテルがあげられる。
１，２−ジオールの例としては、エチレングリコール；
プロピレングリコール；２，２−ジメチル−３，４−ブ
タンジオール；およびピナコール（ｐｉｎａｃｏｌ）が
あげられる。アルキレンオキサイドの例としては、エチ
レンオキサイドおよびプロピレンオキサイドがあげられ
る。ポリアルキレンオキサイドとしても知られる、（Ｃ
2−Ｃ6）アルキレンオキサイドを重合単位として有する
ポリマーの例としては、エチレンオキサイドのホモポリ
マーおよびコポリマー、並びにプロピレンオキサイドの
ポリマー類があげられる。ポリ（ヒドロキシアルキレン
カーボネート）の例としては、ポリ［［（オキシカルボ
ニル（オキシ））］−２，３−Ｏ−イソプロピルジエン
トレイチル（threityl）］、およびポリ［［（オキシカ
ルボニル（オキシ））］−１，４トレイチル］があげら
れる。
【００１４】アルキレンオキサイドのオリゴマーは、２
００００以下の分子量を有するエチレングリコールのオ
リゴマー、および２０００以下の分子量を有するプロピ
レングリコールのオリゴマーを含む。本発明において有
用なこれらのオリゴマーおよびそれらのエーテルの例と
しては、ジプロピレングリコール；ジプロピレングリコ
ールメチルエーテル；トリプロピレングリコール；トリ
プロピレングリコールメチルエーテル；トリエチレング
リコール；トリエチレングリコールメチルエーテル；ト
リエチレングリコールジメチルエーテル；テトラエチレ
ングリコール；テトラエチレングリコールメチルエーテ
ル；およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル
があげられる。
【００１５】本発明において使用される第２のバインダ
ーは射出成型用に使用できることが知られている任意の
ポリマーであってよい。またこれらのポリマーは熱可塑
性ポリマーでも熱硬化性ポリマーでもよい。たとえば、
アクリル系およびメタクリル系のホモポリマーおよびコ
ポリマー、ポリスチレンおよびそのコポリマー、ポリ
（酢酸ビニル）およびそのコポリマー、およびポリ（２
−エチル−２−オキサゾリン）があげられる。特に有用
なものは、重合単位として、メチルメタアクリレート、
エチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ｔ
−ブチルアミノエチルメタアクリレート、アクリル酸、
およびメタアクリル酸を含むホモポリマーおよびコポリ
マーである。
【００１６】本発明において、バインダー組成物中にお
ける、第１のバインダー物質全体の第２のバインダー物
質に対する重量比は、好ましくは１０：１以下、より好
ましくは５：１以下、最も好ましくは３：１以下であ
る。
【００１７】本発明の方法は、セラミック、金属およ
び、セラミックと金属の組成物であるサーメットのよう
な粒状物質に有用である。本発明の方法が有用なセラミ
ック材料には、酸化物セラミックおよび非酸化物セラミ
ックが包含される。セラミックの混合物も使用できる。
酸化物セラミックとしては、アルミナ、チタニア、シリ
カ、磁器、チタン酸バリウム、クレイ、サイアロン（si
alon）、ジルコニア、並びに錫、鉛、ルテニウム、タン
グステン、イットリウム、ニッケル、マグネシウム、お
よびカルシウムの酸化物があげられる。非酸化物セラミ
ックとしては、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウ
ム、窒化ジコニウム、臭化ジルコニウム、窒化チタン、
炭化チタン、ほう化チタン（titanium boride）、窒化
ほう素、炭化ほう素、炭化タングステン、ほう化タング
ステンなどがあげられる。
【００１８】サーメットとしては、ニッケル−窒化チタ
ン、シリコン−炭化珪素、酸化アルミニウム−クロム、
炭化タングステン−コバルトがあげられる。本発明の方
法が有効な金属としては、鉄、炭素鋼、ステンレス鋼、
および析出硬化鉄などの鋼、ニッケルおよびタングステ
ンなどがあげられる。本発明において部品を形成するた
めに使用される粒状物質の量は、混合物総量の少なくと
も４０体積％、好ましくは５０から８０体積％、より好
ましくは５５から７０体積％である。
【００１９】本発明の方法によれば、セラミックや他の
無機粒状物質を混合するために使用されている公知の方
法により物質を混合することができる。たとえば、Ｈａ
ａｋｅ トルクレオメーターのような圧力ニーダーを、
１以上の無機粒状物質とバインダー組成物とを混合する
ために使用することができる。バインダー組成物と無機
粒状物質との混合は、バインダー組成物の融点以上の温
度で行われる。無機粒状物質とバインダー組成物を混合
する前に、バインダーの成分をたとえばケトル中で互い
に混合することができる。バインダーの成分の混合は、
好ましくは混合物が液状となる温度で行われる。また、
バインダーのすべての成分と無機粒状物質を同時に混合
することもできる。
【００２０】当該技術分野において公知の他の任意の成
分をバインダー組成物に加えることができる。上記の任
意成分の例としては、潤滑剤及び分散剤があげられる。
これらは当業者に公知であり、典型的には無機粒状物質
の重量に基づいて０．１重量％から１０重量％の量で使
用される。潤滑剤および分散剤として使用される典型的
な物質は、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸リチウム、エチレン ビスステアラミンデ（bisste
araminde）およびポリエチレンがあげられる。
【００２１】バインダー組成物と粒状物質の混合物は、
射出成型による部品形成のための供給原料として使用す
ることができる。射出成型に必要とされる温度及び圧力
は、供給原料の組成及び形成される部品の形状に応じて
決定される。成型により所望の形状を賦形した後、賦形
された部品を冷却し、粒状物質とバインダー組成物を硬
化させる。硬化のために必要な時間は供給原料の組成、
部品の形状及び大きさ、並びに成型条件により変化す
る。典型的には、硬化には約１分以下の時間を要する。
【００２２】部品が冷却され、硬化された後、バインダ
ーが除去される。バインダー除去は２工程で行われる。
手順は供給原料の組成、部品の形状及び大きさ、並びに
加熱に使用されたオーブンにより変化する。本発明によ
れば、典型的なデバインディング操作では、部品は毎分
約１℃から約５℃の速度で加熱され、約１１０℃から２
００℃にされ、３０分から１８０分その温度で保持さ
れ、次いで約１℃／分の速度で約２５０℃に加熱され、
この温度で約３０分から約１８０分保持される。第１工
程または第２工程、または両工程における加熱速度は、
バインダー組成物、無機粒状物質、および部品の寸法に
より、約１０℃まで上げることができる。いくつかの組
成物においては、加熱の１工程または両工程において、
０．５℃／分で部品を加熱することが好ましい場合があ
る。一般には、デバインディング後には、部品の重量は
第１のバインダーの初期重量の少なくとも９０％だけ減
少する。９０％の重量減少は、典型的には約１２時間以
内に起こり、約７時間以内に起こる場合もある。
【００２３】押出成型により無機粒状物質から部品を形
成するために供給原料を使用することもできる。公知の
標準的な押出機を使用することができる。供給原料は上
述のように調製され、押出機内に供給される。押出機内
の滞留時間は、スクリュー速度とスクリューの寸法によ
り決定される。押出成型品が調製され、室温に冷却され
る。押出成型品は任意に切断され、機械加工されて部品
に成型される。押出成型品の形成に続き、射出成型部品
のデバインディングで説明したように、デバインディン
グが実施される。部品の機械加工をデバインディングの
後に行うこともできる。本発明の方法によって、押し出
し成型により形成された部品は、バインダーを形成する
ためにメチルセルロースと水を使用したセラミックと金
属の押出成型部品に比較してより強い。以下、実施例に
より本発明をより詳細に説明する。
【００２４】実施例１ トリメチロールプロパン／プロピレングリコールトリマ
ー／ポリ（メチルメタアクリレート）バインダーを使用
した、アルミナ部品の射出成型 バインダーを以下のようにして調製した。トリメチロー
ルプロパン（ＴＭＰ）４３５．１ｇに、プロピレングリ
コールトリマー４３５．３ｇを５５℃で加え、攪拌して
溶解した。溶液を１６０℃に加熱し、ポリ（メチルメタ
アクリレート）（ＰＭＭＡ：ローム アンド ハース
カンパニー製、ＨＴ−１００）４３５．３ｇを攪拌下、
３時間で加えた。すべてのＰＭＭＡを溶解した後、ステ
アリン酸６８．７ｇを加えた。ステアリン酸を溶解した
後、バインダー溶液をアルミニウムパンに注ぎ、冷却し
た。溶液を冷却した後、トルクレオメーター（Haake Me
ss-Technik GmbH u.Co．製、Rheocord ９００シリー
ズ、 ”Haake Rheocord”）で処理して供給原料を調製
した。Haake Rheocord には、ローラータイプローター
（roller type rotor:model No.557-1034）を取り付け
た。ユニットを１２０℃に予備加熱し、ローターを２０
０ｒｐｍで始動した。アルミナ６４８．８ｇ（ＡＬＣＯ
Ａ ３０００）と上記で調製されたバインダー８８．８
ｇを交互に、約５分間にわたりゆっくりと１度に少しづ
つ加え、調製した。アルミナとバインダーを３０分攪拌
した。混合物をレオメーターから排出した。混合物を室
温に冷却した後、実験室用の粉砕機（Stub Co．製、Mod
el 4E）で処理し、粒子径を小さくし、射出成型用とし
た。供給原料を、Arburg model 270C-300-80 射出成型
機により、以下の条件で、標準引張試験片に成型した。
溶融温度 １２０−１６０℃、型温度 ３５℃、射出速
度 ２５−５０ｍｍ／秒、スリクュー速度 ２００ｒｐ
ｍ、背圧 １０バール（１ｋＰａ）。射出圧力は２８０
バール（２８ｋＰａ）であり、キャビティー圧は１００
バール（１０ｋＰａ）であった。圧力はバールで測定さ
れた。１バールは１００，０００Ｐａであり、１Ｐａは
１ニュートン／平方メートルである。引張試験片は、押
込空気オーブン中で、１℃／分で１１０℃に加熱し、１
１０℃で９０分保持した後冷却した。試験片は５℃／分
で１７００℃まで加熱し、焼結させた。焼結した試験片
には泡もクラックもみられなかった。
【００２５】実施例２ トリメチロールプロパン／テトラグライム（tetraglym
e）／ポリ（メチルメタアクリレート）バインダーを使
用した、アルミナ部品の射出成型 バインダーを以下のようにして調製した。トリメチロー
ルプロパン（ＴＭＰ）８９９．９ｇに、テトラグライム
（ＴＧ）１００．１ｇを８０℃で加え、攪拌して溶解し
た。溶液を１６０℃に加熱し、ポリ（メチルメタアクリ
レート）（ＰＭＭＡ：ローム アンド ハース カンパ
ニー製、ＨＴ−１００）５００．０ｇを攪拌下、３時間
で加えた。すべてのＰＭＭＡを溶解した後、ステアリン
酸７９．０ｇを加えた。ステアリン酸を溶解した後、バ
インダー溶液をアルミニウムパンに注ぎ、冷却した。溶
液を冷却した後、トルクレオメーター（Haake Mess-Tec
hnik GmbH u.Co．製、Ｒｈｅｏｃｏｒｄ ９００シリー
ズ、 ”Haake Rheocord”）で処理して供給原料を調製
した。Haake Rheocord には、ローラータイプローター
（roller typerotor: model No.557-1034）を取り付け
た。ユニットを１２０℃に予備加熱し、ローターを２０
０ｒｐｍで始動した。アルミナ６４８．８ｇ（ＡＬＣＯ
Ａ ３０００）と上記で調製されたバインダー８８．８
ｇを交互に、約５分間にわたりゆっくりと１度に少しづ
つ加え、調製した。アルミナとバインダーを３０分攪拌
した。混合物をレオメーターから排出した。混合物を室
温に冷却した後、実験室用の粉砕機（Stub Co.製、Mode
l 4E）で処理し、粒子径を小さくし、射出成型用とし
た。
【００２６】実施例３ トリメチロールプロパン／テトラグライム／ポリ（メチ
ルメタアクリレート）バインダーを使用した、アルミナ
の押出成型 供給原料を、６３体積％のアルミナと、（ＴＭＰ／Ｔ
Ｇ）：ＰＭＭＡ（ロームアンド ハース カンパニー
製、ＨＴ−１００）＝２：１のバインダーから調製し
た。ＴＭＰ：ＴＧの重量比は９：１だった。供給原料
は、長さ／直径（Ｌ／Ｄ）比率２５：１を有する２２ｍ
ｍの１軸スクリュー押出機に供給された。使用されたス
クリューは２．５：１の圧縮比を有していた。押出機は
４つの独立した加熱ゾーンを有しており、各ゾーンの温
度は以下の通りであった：１２０℃／１２０℃／１２５
℃／１３０℃。押出機内の滞留時間は２分であった。２
ミリのロッドを製造した。同様に２０ミリのロッドを同
じ供給原料と成型条件で製造した。型からでてきた押出
成型品は準−硬度（semi-rigid）品であり、数秒間硬化
させた。
【００２７】実施例４ トリメチロールプロパン／テトラグライム／ポリ（メチ
ルメタアクリレート）バインダーを使用した、ステンレ
ス鋼の押出成型 供給原料を、６３体積％の３１６Ｌステンレス鋼と、
（ＴＭＰ／ＴＧ）：ＰＭＭＡ（ローム アンド ハース
カンパニー製、ＨＴ−１００）＝２：１のバインダー
から調製した。ＴＭＰ：ＴＧの重量比は９：１だった。
供給原料は、長さ／直径（Ｌ／Ｄ）比率２５：１を有す
る２２ｍｍの１軸スクリュー押出機に供給された。押出
機は４つの独立した加熱ゾーンを有しており、各ゾーン
の温度は以下の通りであった：１２０℃／１２０℃／１
２５℃／１３０℃。押出機内の滞留時間は２分であっ
た。２ミリのロッドを製造した。同様に２０ミリのロッ
ドを同じ供給原料と成型条件で製造した。型からでてき
た押出成型品は準−硬度品であり、数秒間硬化させた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・アンソニー・アインホーン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19047、 ラングホーン、オリーブ・ストリート 721

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の工程を含む、１以上の粒状無機物
    質から部品を形成する方法； ａ） 第１のバインダーと第２のバインダーを混合して
    バインダー組成物を形成する工程であって、第１のバイ
    ンダーが第２バインダーの分解温度において少なくとも
    １トル（１３３．３Ｐａ）の蒸気圧を有する工程、 ｂ） 前記バインダー組成物と１以上の粒状物質を、該
    バインダー組成物の融点以上の温度で混合し、供給原料
    を形成する工程、 ｃ） 前記供給原料から射出成型により部品を形成する
    工程、および ｄ） 部品を毎分０．５℃から１０℃の速度で加熱する
    工程。
  2. 【請求項２】 バインダー組成物を形成する工程が、潤
    滑剤及び分散剤からなる群から選択される１以上の物質
    を加えることをさらに含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１のバインダーが、トリメチロールプ
    ロパン、ジトリメチロールプロパン、ネオペンチルグリ
    コール、ペンタエリトリット、およびジペンタエリトリ
    ットからなる群から選択される、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 第１のバインダーが２つの成分を含有す
    る請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記２つの成分の内、第１の成分が、ト
    リメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ネ
    オペンチルグリコール、ペンタエリトリット、およびジ
    ペンタエリトリットからなる群から選択される、請求項
    ４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記２つの成分の内、第２の成分が、
    （Ｃ2−Ｃ20）１，２−ジオール；（Ｃ3−Ｃ20）１，２
    −ポリオール；（Ｃ3−Ｃ20）１，３−ジオール；（Ｃ4
    −Ｃ20）１，３−ポリオール；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレン
    オキサイド；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイドを重合
    単位として有するポリマー；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオ
    キサイドオリゴマー；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイ
    ドを重合単位として有するポリマーの（Ｃ1−Ｃ4）エー
    テル；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイドオリゴマーの
    （Ｃ1−Ｃ4）エーテル；ポリ（ヒドロキシアルキレンカ
    ーボネート）；およびポリビニルアルコールからなる群
    から選択される、請求項４記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記２つの成分の内、第２の成分が、
    １，３−プロパンジオール；１．３−ブタンジオール；
    ２−メチル−１，３−プロパンジオール；ネオペンチル
    グリコール；２，２−ジエチルプロパンジオール；２−
    エチル−２−メチルプロパンジオール；２−メチル−２
    −プロピルプロパンジオール；２−エチル−２−ブチル
    プロパンジオール；２，４−ジメチル−２，４−ブタン
    ジオール；２，４，４−トリメチル−３，５−ペンタン
    ジオール；２−エチル−１，３−ヘキサンジオール；
    ３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオール；ピナコー
    ル；１，４−シクロヘキサンジオール；トリメチロール
    プロパン；ジトリメチロールプロパン；ペンタエリトリ
    ット；ジペンタエリトリット；環状トリメチロールプロ
    パンホルマール；トリメチロールプロパンアリルエーテ
    ル；ジプロピレングリコール；ジプロピレングリコール
    メチルエーテル；トリプロピレングリコール；トリプロ
    ピレングリコールメチルエーテル；トリエチレングリコ
    ール；トリエチレングリコールメチルエーテル；トリエ
    チレングリコールジメチルエーテル；テトラエチレング
    リコール；テトラエチレングリコールメチルエーテル；
    およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル；か
    らなる群から選択される、請求項４記載の方法。
  8. 【請求項８】 第２のバインダーが、アクリル系および
    メタクリル系のホモポリマーおよびコポリマー、ポリス
    チレン、ポリ（酢酸ビニル）、およびポリ（２−エチル
    −２−オキサゾリン）からなる群から選択される、請求
    項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 第２のバインダーが、重合単位として、
    メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、イソブ
    チルメタアクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタア
    クリレート、アクリル酸、およびメタアクリル酸を含む
    ポリマーからなる群から選択される請求項１記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 バインダー組成物中の、第１のバイン
    ダー物質の総重量の第２のバインダー物質重量に対する
    比率が１０：１またはそれ以下である、請求項１記載の
    方法。
  11. 【請求項１１】 本物質の方法において部品を形成する
    ために使用される粒状物質の量が混合物全体の少なくと
    も４０体積％である、請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 無機粒状物質がセラミック、金属およ
    びサーメットからなる群から選択される請求項１記載の
    方法。
  13. 【請求項１３】 工程ｄ）における加熱が１２時間以内
    で行われる請求項１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 工程ｄ）が最高温度で１８０分未満の
    間保持することを含む請求項１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の方法により形成された
    部品。
  16. 【請求項１６】 ａ） 第１の成分と第２の成分を含
    む第１のバインダーであって、第１の成分が、トリメチ
    ロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ネオペン
    チルグリコール、ペンタエリトリット、およびジペンタ
    エリトリットからなる群から選択され、第２の成分が
    （Ｃ2−Ｃ20）１，２−ジオール；（Ｃ3−Ｃ20）１，２
    −ポリオール；（Ｃ3−Ｃ20）１，３−ジオール；（Ｃ4
    −Ｃ20）１，３−ポリオール；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレン
    オキサイド；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイドを重合
    単位として有するポリマー；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオ
    キサイドオリゴマー；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイ
    ドを重合単位として有するポリマーの（Ｃ1−Ｃ4）エー
    テル；（Ｃ2−Ｃ6）アルキレンオキサイドオリゴマーの
    （Ｃ1−Ｃ4）エーテル；ポリ（ヒドロキシアルキレンカ
    ーボネート）；およびポリビニルアルコールからなる群
    から選択される第１のバインダー、および ｂ）アクリル酸およびメタクリル酸のホモポリマーおよ
    びコポリマー、ポリスチレン、ポリ（酢酸ビニル）、お
    よびポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）からなる群
    から選択される第２のバインダー、 を含む、粒状無機物質から部品を形成するためのバイン
    ダー組成物。
  17. 【請求項１７】 以下の工程を含む、粒状無機物質から
    押出成型部品を形成する方法； ａ） 第１のバインダーと第２のバインダーを混合して
    バインダー組成物を形成する工程であって、第１のバイ
    ンダーが第２バインダーの分解温度において少なくとも
    １トル（１３３．３Ｐａ）の蒸気圧を有する工程、 ｂ） 前記バインダー組成物と１以上の粒状物質を、該
    バインダー組成物の融点以上の温度で混合し、供給原料
    を形成する工程、 ｃ） 前記供給原料を、スクリューと型を有する押出機
    に供給する工程、 ｄ） 前記供給原料を、該供給原料が液体化するのに十
    分な温度に加熱し、型を通過させ、押出品を形成する工
    程、 ｅ） 該押出品を室温で硬くする工程、および ｆ） 前記部品を毎分１℃から１０℃の速度で加熱し、
    該部品から前記バインダー組成物を除去する工程。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の方法により形成され
    た部品。
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