(57)【要約】  特に煤粒子によって生成される表面疵の殆どない焼結成形品を入手可能とする混合物を提供するとの課題を解決するために、提案される混合物は少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含み、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から前記添加剤が選択される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む混合物において、前記添加剤が遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択されることを特徴とする混合物。
【請求項２】
前記添加剤が、少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料から製造された焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を低減することのできる物質の群から選択されることを特徴とする請求項１記載の混合物。
【請求項３】
混合物が前記混合物の総量に対して約1重量％〜約90重量％の量の前記添加剤を含むことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項記載の混合物。
【請求項４】
前記添加剤が、有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体および／または有機炭酸塩および／または無機炭酸塩からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の混合物。
【請求項５】
前記カルボン酸および／またはそれらの誘導体が、少なくとも２つのカルボキシル基を有する化合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項４記載の混合物。
【請求項６】
前記カルボン酸がクエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択されることを特徴とする請求項４または５のいずれか記載の混合物。
【請求項７】
前記成形助剤が、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の混合物。
【請求項８】
前記成形助剤がカルナウバワックスからなる群から選択されることを特徴とする請求項７記載の混合物。
【請求項９】
混合物が成形助剤としてのカルナウバワックスと添加剤としてのクエン酸またはその誘導体とを含むことを特徴とする請求項８記載の混合物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の混合物の濃縮物において、前記濃縮物が混合濃縮物の総量に対して約35重量％〜約90重量％の量の前記添加剤を有することを特徴とする濃縮物。
【請求項１１】
濃縮物が、少なくとも２つのカルボキシル基を有する有機カルボン酸および／またはその誘導体からなる群から選択される少なくとも約50重量％の前記添加剤と、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる化合物の群から選択される少なくとも１つの成形助剤とを有することを特徴とする請求項１０記載の濃縮物。
【請求項１２】
混合濃縮物が濃縮物総量に対して少なくとも約50重量％のクエン酸またはその誘導体を有し、残量がカルナウバワックスで形成されていることを特徴とする請求項１０〜１１のいずれか記載の混合濃縮物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の混合物および／または混合濃縮物を含む焼結性粉末混合物。
【請求項１４】
さらに少なくとも１つのプラスチック粉末材料および／または金属粉末材料を含む焼結性粉末混合物。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料が混合物総量に対して少なくとも約80重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項１３または１４のいずれか記載の焼結性粉末混合物。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの添加剤が焼結性混合物の総量に対して約0.005重量％〜約2重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項記載の焼結性混合物。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、前記少なくとも１つの添加剤と前記少なくとも１つの成形助剤が一緒に融解され、得られた混合物が次に粉末へと加工されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、第１工程では第１混合物の総量に対して少なくとも約30重量％の少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの第１成形助剤を含む残りとを有する第１混合物が製造され、第２工程では前記第１混合物が少なくとも１つの第２成形助剤に装入されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれか１項記載の混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物の、焼結成形品を製造するための使用。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれか１項記載の混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物で製造された焼結成形品。
【請求項２１】
遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択される少なくとも１つの物質の、焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を防止するための使用。
【請求項２２】
前記添加剤が有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体および／または有機炭酸塩および／または無機炭酸塩からなる群から選択されることを特徴とする請求項２１記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む混合物、混合濃縮物、焼結性粉末混合物に関する。また、本発明は、本発明に係る混合物を製造するための方法およびその使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部品から製造されるものにせよプラスチック部品から製造されるものにせよ、またいかなる方法（例えば通常の成形法またはプラスチック射出成形法もしくは金属射出成形法(MIM)）によって製造されるにせよ、焼結成形品は産業においてさまざまに応用されている。というのも一方でそれ自体複雑な形状を高い形状精度と高い安定性とで大量生産できるからであり、また他方で焼結法の応用は高いエネルギー節約と結び付いているからである。焼結性粉末混合物から通常まず圧粉体とも称される予備圧縮成形品が製造され、この成形品は焼結工程において安定し形状精確な成形品へと変換される。その際普通、焼結性粉末混合物に成形助剤が投入される。これはしばしば、減摩性および／または凝縮性を改善する脂肪酸アミド等を含むステアリン酸金属、アミドワックス等の化合物である。別の成形助剤、または減摩性および／または凝縮性も改善するものが、焼結工程前および焼結工程中に他の加工用に一定の形状安定性を、特に圧粉体強さを、圧粉体に付与する。普通、焼結工程前にまたは焼結工程自体において成形助剤は焼成によって取り除かれる。
【０００３】
予め圧縮された圧粉体は焼結過程中に個々の粉末粒子の結合によって高い強度と硬さを得る。装入される混合物の組成、焼結炉の焼成技術および部材の密度に応じて、特に潤滑作用のきわめて良好な成形助剤では、状況によってはきわめて高い炭素成分を有する表面疵（「煤疵」）を生じる。表面疵は恐らく、本来の焼結工程におけるにせよ、成形助剤の融点より著しく高い温度での先行加熱工程におけるにせよ、成形助剤を取り除く（脱脂）ために装入された成形助剤が部材表面で熱分解することによって引き起こされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、表面疵の少なくとも低減もしくは減退を可能とする特に焼結性粉末混合物用の混合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含み、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から添加剤が選択される特に焼結成形品製造用の混合物によって解決される。
【０００６】
当業者には周知で焼結成形品製造時に装入されて成形を容易とするあらゆる薬剤または混合物が、それらによって粉末粒子の減摩性および／または凝縮性が改善されおよび／または他の加工用に一定の形状安定性が圧粉体に付与されおよび／または被凝縮粉末の流動性の変化および／または改善がもたらされる限り、基本的に本発明の意味における成形助剤として利用できる。本発明の意味で扱われるのは炭素を有する成形助剤、従って特に、熱分解時に炭素を形成する有機成形助剤またはその金属塩である。本発明の意味で特に好ましい成形助剤は、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物を含む群から選択される。本発明の意味でワックス類似物質とは、下記特性の少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つを有するものである：
ａ．20℃で捏和可能、固体または脆い。
ｂ．粗晶質または微晶質。
ｃ．半透明乃至不透明、但しガラス状でない。
ｄ．40℃より上で分解することなく融解可能。
ｅ．融点のすぐ上で容易に液状（低粘性）。
ｆ．温度に強く依存したコンシステンシーおよび溶解度。
ｇ．僅かな圧力のもとで研磨可能。
【０００７】
本発明の意味におけるカルナウバワックスは、通常約0.99g/cm3〜約0.999g/cm3の範囲内の密度と特に約83℃〜約86℃の範囲内の融点とを有する植物ワックスである。カルナウバワックスは特にブラジルのオオギバヤシの葉から得られる。代表的カルナウバワックスは、ワックスアルコールおよびジオールを有するワックス酸、ωヒドロキシカルボン酸もしくはケイ皮酸のエステルをワックスもしくはワックス混合物の総量に対して約85重量％含有している。さらにカルナウバワックスは総量に対して約５重量％以下の遊離ワックス酸、特にカルナウバセロチン酸、さらにはアルコールとジオール、炭化水素と鉱物質を含有していることがある。異なるカルナウバワックスの混合物も本発明の意味において利用することができる。
【０００８】
その際好ましくは本発明の意味におけるカルナウバワックスは、ヨウ素価が約8.5〜10.5の範囲内であり、さらに本発明の意味におけるカルナウバワックスの酸価は好ましくは約1〜約4の範囲内であり、さらに鹸化価は約70〜約83の範囲内である。
【０００９】
本発明の意味における脂肪酸アミド（特に飽和脂肪酸および／または単価不飽和脂肪酸または多価不飽和脂肪酸のモノアミド）とアミドワックスとを含むアミドは特に、第一アミド、第二アミドおよび／または第三アミドを含む群から選択される。好ましくはさらに、本発明の意味における脂肪酸アミドは炭素原子4〜25個、好ましくは炭素原子5〜21個の少なくとも１つのアルキルラジカルを有する。特に好ましいのは炭素原子5〜21個のアルキルラジカルを有する第一アミドである。本発明の意味において異なるアミドの混合物も成形助剤に添加することができ、この混合物は主に専ら第一アミドを含有している。この混合物中に存在し得るアルキルラジカルの鎖長は特に炭素原子4〜25個、好ましくは5〜21個の範囲内である。
【００１０】
本発明の意味において成形助剤として利用されるのは、好ましくはエステルおよび／またはエステルワックスまたはそれらの誘導体、特に好ましくは炭素原子5〜21個のモノカルボン酸および一価アルコールまたは多価アルコールのエステル、特にモノステアリン酸グリセリンまたはその誘導体である。
【００１１】
本発明の意味で添加剤とされる物質は、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択され、いかなる方式にせよエネルギーの供給下において、好ましくは熱エネルギーまたは放射エネルギーの供給下において、二酸化炭素を分解し、すなわち遊離させる物質、もしくはその分解時に専らまたは特に二酸化炭素となる物質である。しかし酸素の存在下における化学物質の燃焼はこれに含まれない。しかし化学的に誘発された遊離は、例えば、本発明に係る混合物の少なくとも１つの添加剤と化学反応を始めて二酸化炭素を遊離させる他の補助物質を本発明に係る混合物に添加するとき可能であろう。少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料から製造された焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を低減させることのできる物質の群から選択された添加剤が本発明の意味で特に好ましい。ここで低減とは減らすという意味であり、化学的還元反応のことではない。
【００１２】
添加剤は、好ましくは、有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体および／または有機炭酸塩および／または無機炭酸塩を含む群から選択され、さらに好ましくはオリゴマーおよび／またはポリマーとして形成されておらず、好ましくはモノマーとして形成されている。好ましくはオリゴマーまたはポリマーとして形成されていない有機カルボン酸の誘導体とは、特にそれらのエステルまたは無水物であり、しかし当該酸の水和物でもある。例えばクエン酸が純粋形で、しかしクエン酸一水和物としても利用できる。特に好ましいのは添加剤として利用可能なカルボン酸および／またはそれらの誘導体であり、これらは好ましくはオリゴマーまたはポリマーとして形成されておらず、さらに好ましくはモノマーとして形成されており、少なくとも２つのカルボキシル基、好ましくは少なくとも３つ、さらに好ましくは少なくとも４つのカルボキシル基を有する化合物を含む群から選択される。本発明によれば、カルボン酸はクエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／または水和物を含むそれらの誘導体を含む群から選択され、特に好ましいのはクエン酸一水和物の利用である。しかし、例えばカルボン酸二アンモニウム、カルボン酸水素アンモニウム、カルボン酸水素ナトリウムまたは類似の無機炭酸塩の利用、あるいは有機炭酸塩の利用も可能である。
【００１３】
本発明の意味で焼結性成形品とされるのは、一方で、焼結性材料から完全に製造される成形品である。他方でこれには複合部品も含む。ここで、このような複合部品の基本構造は、例えばアルミニウム含有混合物または鉄含有混合物から製造してもよく、さらなる材料（例えば、鋳鋼、焼結型、圧密体）で作られたさらに合成した構造の基本構造から製造してもよく、または塊状のアルミニウム鋳物から製造してもよい。その逆に、当該複合部品は、例えば端面またはその表面にのみ、例えばアルミニウム含有混合物またはセラミック含有混合物で作られた焼結層を有してもよく、それに対して基本構造は、例えば鋼または鋳鉄として、焼結型または圧密体として製造される。焼結成形品は、サイジングおよび／または加熱硬化しておくことができる。本発明の意味で焼結成形品を製造するためのプラスチック材料および／または金属材料は、特に、金属成分、セラミック成分および／またはプラスチック成分から成る粉末混合物もしくは混合物である。例えば低合金鋼、クロムニッケル鋼、青銅、ハスタロイ（Hastalloy）、インコネル（Inconel）（登録商標）等のニッケル基合金、金属酸化物、金属窒化物、金属ケイ化物等を単独でまたは互いに任意に混合して使用することができる。使用される粉末およびその粒径はその都度の利用目的に依存しており、選択は当業者には周知である。鉄含有粉末の例としては、合金316L、404L、インコネル600、インコネル625、モネル（Monel）、ハスタロイBXおよび／またはC、ディスタロイ（Distalloy）（登録商標）DH1が挙げられる。特に好ましいのは単Fe-C混合物から例えばディスタロイHP（Hoeganaes AG、スウェーデン）に至る低合金鋼粉末である。上記粉末の混合物も同様に利用することができることは自明である。
【００１４】
本発明に係る混合物は、焼結成形品上の表面疵を数および／または強さの点で低減でき、しかも表面疵の完全抑制さえ可能であるという大きな利点を有する。その要因は、いわゆるブダー（Boudouard）平衡によって、焼結工程のときあるいは前置された脱蝋工程において特に焼結炉の焼成ゾーン内で加熱中に添加剤から二酸化炭素が遊離され、表面粒子に含有されている煤粒子と反応して気状一酸化炭素に変換されることにあるかもしれない。本発明に係る混合物を利用して製造される焼結成形品は、最も厳しい視覚的要求条件にも合致したほぼ無疵の表面またはまったく疵のない表面を特徴としている。
【００１５】
本発明に係る混合物は、特に好ましくは、混合物総量に対して約１重量％、好ましくは約3重量％〜約90重量％の量の少なくとも１つの添加剤を有する。特に好ましくは、添加剤は約8重量％〜約80重量％の量、さらに好ましくは約10重量％〜約75重量％の量が本発明に係る混合物に含有されている。
【００１６】
本発明において範囲または数値が挙げられる限り、単語「約」を付け加えることによって範囲上限および下限が絶対値でないことが明示されるのであり、数的に定義された上限および下限から偏差を有する場合でも本発明の成果をなお達成できることは当業者にとってむしろ明白である。偏差範囲は所定の上限および／または下限から5％まで異なってよい。
【００１７】
本発明の意味で特に好ましくは、成形助剤は、少なくとも１つのカルナウバワックス、さらに好ましくは付加的に少なくとも１つの第一脂肪酸アミドおよび／または第一脂肪酸エステルを含む群から選択される。本発明の特に好ましい一実施形態において本発明に係る混合物は成形助剤としてカルナウバワックスを、また添加剤としてクエン酸またはその誘導体、好ましくはクエン酸一水和物を、他の可能な成分と共に含む。その際特に、粉末冶金分野に従事する当業者に知られている例えばアエロジル、グラファイト、硫化モリブデン等々の他の成分も添加してよい。
【００１８】
また、本発明は、混合濃縮物の総量に対して約35重量％〜約90重量％の量の少なくとも１つの添加剤を有することを特徴とする混合濃縮物に関する。これにより、少なくとも１つの他の成形助剤に添加することのできる「マスター混合物」を製造することが可能である。前記他の成形助剤または第２成形助剤もしくは成形助剤混合物は、混合濃縮物に添加された第１成形助剤と同一とすることができ、もしくは装入された第１成形助剤の成分とすることができ、異なる成形助剤の混合物を意味しよう。
【００１９】
本発明に係る濃縮物は、好ましくは、少なくとも２つのカルボキシル基を含む群から選択される、少なくとも約50重量％、好ましくは少なくとも約60重量％、なお一層好ましくは少なくとも約65重量％の少なくとも１つの添加剤と、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または上記物質の混合物を含む群から選択された少なくとも１つの成形助剤とを有する。本発明に係る濃縮物は、さらに好ましくは、濃縮物総量に対して少なくとも約50重量％、好ましくは少なくとも約60重量％、なお一層好ましくは少なくとも約65重量％のクエン酸またはその誘導体、好ましくはクエン酸一水和物を添加剤として有し、残量は成形助剤としてのカルナウバワックスで形成されている。
【００２０】
さらに、本発明は、本発明に係る混合物および／または本発明に係る混合濃縮物を含む焼結性粉末混合物に関する。この焼結性粉末混合物は、好ましくはさらに少なくとも１つのプラスチック粉末材料および／または金属粉末材料を含む。本発明の他の好ましい一実施形態において焼結性粉末混合物中に少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料はそれぞれ混合物の総量に対して少なくとも80重量％の量、好ましくは少なくとも約90重量％の量、なお一層好ましくは少なくとも約95重量％の量で含まれている。
【００２１】
本発明に係る混合物は、さらに、異なる合金を形成するためにそれぞれ本発明に係る焼結性粉末混合物の総量に対して好ましくは少なくとも約0.3重量％、さらに好ましくは約0.4重量％〜約1.4重量％の範囲、好ましくは最大約3重量％の量の炭素を含んでよい。
【００２２】
本発明の他の好ましい一実施形態において、焼結性混合物の総量に対して約0.005重量％〜約2重量％の量、さらに好ましくは約0.01重量％〜約1.5重量％の量の少なくとも１つの添加剤が混合物に含有されている。少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む本発明に係る混合物は、本発明に係る焼結性混合物中に主に、約0.2重量％〜約8重量％の量、さらに好ましくは約0.3重量％〜約1.8重量％の量で含有されている。
【００２３】
本発明はさらに、本発明に係る混合物または本発明に係る混合濃縮物を製造するための方法であって、少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの成形助剤が一緒に融解され、得られた混合物が次に粉末へと加工される方法に関する。その際好ましくは、混合物は粒径約500μｍ未満、さらに好ましくは約200μｍ未満、なお一層好ましくは約150μｍ未満の粉末へと篩分けされる。本発明の意味における代替的製造方法において、第１工程では第１混合物の総量に対して少なくとも約30重量％の少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの第１成形助剤を含む残りとを有する第１混合物を製造し、第２工程では第１混合物を少なくとも１つの第２成形助剤に装入することによって、本発明に係る混合物または本発明に係る混合濃縮物は製造される。第１成形助剤と第２成形助剤は異なるものとしてよく、あるいは同一のものとしてよい。特に少なくとも１つの第１成形助剤はこれらの混合物としてよく、第２成形助剤はこの混合物に含有させてよい。さらに、第２成形助剤自体もさまざまな成形助剤の混合物とすることができ、その成分は第１成形助剤とすることができ、あるいは第１成形助剤の混合物に含めておくこともできる。こうして本発明に係るこの代替的方法ではまず高い割合の添加剤を有する混合濃縮物が製造され、この混合濃縮物は次に第２工程において少なくとも１つの第２成形助剤に装入される。そのことの利点として本発明に係る混合物もしくは本発明に係る混合濃縮物の取扱い性が良好になる。高い割合の添加剤のゆえに、混合濃縮物に含有された第１成形助剤または成形助剤混合物の熱分解によって引き起こされることのある煤疵は少なくとも大部分が抑制されることになり、しかしまた高い濃縮のゆえに、少なくとも１つの第２成形助剤によってその熱分解時に発生する表面疵、あるいは第１成形助剤および／または第２成形助剤または成形助剤混合物の熱分解によって発生する表面疵の十分な抑制も行われる。
【００２４】
しかしながら、本発明に係る混合物または混合濃縮物を製造するためのあらゆる別の製造方法も考えられる。例えば、一緒に融解する代わりに、混合物に含まれた諸成分の加熱混合のみを行うことができる。あるいは、例えば添加剤は特にクエン酸またはクエン酸一水和物の態様で溶かして、すなわち水溶液またはその他有機溶媒中の溶液として、少なくとも１つの成形助剤に装入しておくことができ、引き続き溶媒は蒸発させることができる。
【００２５】
本発明はさらに、焼結成形品を製造することへの混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物の使用にも関し、また本発明に係る混合物、本発明に係る混合濃縮物および／または本発明に係る焼結性粉末混合物で製造された焼結成形品にも関する。最後に本発明は、有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体および／または有機炭酸塩および／または無機炭酸塩を含む群から選択された少なくとも１つの物質の、焼結成形品上の煤粒子を含む表面疵を防止するための使用に関する。その際さらに好ましくは、当該物質は本発明において添加剤に関して上に述べたように選択しておくことができる。
【００２６】
これらの利点およびその他の利点は以下の実施例と図とに基づいて詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】技術水準に従った添加剤なしに成形助剤で製造された表面疵を有する成形品と本発明に従った表面疵なしに製造された成形品との画像表示である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施例
まず、混合物の総量に対して54重量％の量のカルナウバワックス（製品名称Carnaubawachs Flakes F（技術的用法）、Benecke GmbH（ハンブルク））と、36重量％の量の脂肪酸アミドワックス（製品名称LUBA-print Wachs 467/E、製造業者L.B. Bader & Co. GmbH（ロトヴァイル、ドイツ）、融点150℃）と、添加剤として10重量％のクエン酸一水和物（Acros Organics（ヘール、ベルギー）から購入）とから混合物a)を製造した。カルナウバワックスと脂肪酸アミドワックスとから成るワックス成分は、カルナウバワックスを脂肪酸アミドワックスと一緒に融解し、溶融体を固化し、場合によっては引き続き冷却し、引き続き溶融体を調製または分留して粉末とすることによってまず別々に製造した。このワックス成分を次にクエン酸一水和物と一緒に融解し、こうして得られた混合物は次に冷却後に粉砕し、125μｍ未満の粒径に相当する粒度に篩分けした。この混合物a)を、96.78重量％の焼結性金属粉末AS1000B（Hoeganaes Corp.社（米国））と2重量％の銅と0.6重量％の炭素と0.02重量％のアエロジルAerosil（登録商標）200C （Degussa AG（ドュッセルドルフ））と混合した。混合物a)は、0.6重量％の量を加えた。この重量％はそれぞれ焼結性粉末混合物の総量に対するものである。
【００２９】
このように製造された混合物a)を含む焼結性粉末混合物を通常の成形工具に充填し、圧力800MPa、温度65℃で直径60mm、高さ30mmの円筒体に圧縮した。こうして得られた圧粉体は、次に、ベルト炉として形成された焼結炉においてまず700℃の温度で脱蝋し、引き続き1120℃の温度まで少なくとも20分間焼結した。部品の冷却後に円筒体は炉から取り出して目視鑑定した。このようにして得られた円筒体が図１の左に示してあり、表面疵を何ら有していない。
【００３０】
また、比較実験を実施した。混合物a)と対比して、クエン酸一水和物またはその他の本発明に係る添加剤を何ら含有していない混合物b)を製造した。その他の点で上記と同じ条件で、円筒体を製造した。このようにして製造した焼結成形品が図１の右側に技術水準として示してあり、煤粒子を含有する表面煤疵を示している。
【００３１】
さらに、それぞれ混合物の総量に対して70重量％のクエン酸一水和物と30重量％のカルナウバワックスとを融解することによって、混合物c)を製造した。この混合物は融解し冷却したのちに粉砕し、125μｍ未満の粒度に篩分けした。これにより本発明に係る混合濃縮物が得られた。混合物c)による本発明に係るこの混合濃縮物は、次に混合物の総量に対して14重量％の量のマスター混合物として、上で述べたように脂肪酸アミドワックスとカルナウバワックスとから成る混合物a)によるワックス混合物に添加した。このようにして製造された混合物d)は、混合物の総量に対して約10重量％の量の添加剤を有していた。混合物c)のカルナウバワックスは、混合物a)のカルナウバワックスと同一であった。この混合物から製造された焼結成形品はやはり表面疵を全く有していなかった。
【００３２】
有利なことに、厳しい視覚的要求にも即した焼結成形品を製造することのできる混合物、混合濃縮物および焼結性粉末混合物が本発明によって提供される。
【図１】
2012515255.tif 000002
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月9日(2010.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む添加混合物において、前記添加剤が、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択される有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体からなる、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択されることを特徴とする添加混合物。
【請求項２】
添加混合物が前記添加混合物の総量に対して1重量％〜90重量％の量の前記添加剤を含むことを特徴とする請求項１記載の添加混合物。
【請求項３】
前記成形助剤が、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１または２記載の添加混合物。
【請求項４】
前記成形助剤がカルナウバワックスからなる群から選択されることを特徴とする請求項３記載の添加混合物。
【請求項５】
添加混合物が成形助剤としてのカルナウバワックスと添加剤としてのクエン酸またはその誘導体とを含むことを特徴とする請求項４記載の添加混合物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の添加混合物の濃縮物において、前記濃縮物が混合濃縮物の総量に対して35重量％〜90重量％の量の前記添加剤を有することを特徴とする濃縮物。
【請求項７】
濃縮物が、少なくとも50重量％の前記添加剤と、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる化合物の群から選択される少なくとも１つの成形助剤とを有することを特徴とする請求項６記載の濃縮物。
【請求項８】
混合濃縮物が濃縮物総量に対して少なくとも50重量％のクエン酸またはその誘導体を有し、残量がカルナウバワックスで形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の混合濃縮物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の添加混合物および／または混合濃縮物を含む焼結性粉末混合物。
【請求項１０】
さらに少なくとも１つのプラスチック粉末材料および／または金属粉末材料を含む請求項９記載の焼結性粉末混合物。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料が混合物総量に対して少なくとも80重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項９または１０記載の焼結性粉末混合物。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの添加剤が焼結性混合物の総量に対して0.005重量％〜2重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の焼結性混合物。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、前記少なくとも１つの添加剤と前記少なくとも１つの成形助剤が一緒に融解され、得られた混合物が次に粉末へと加工されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、第１工程では第１混合物の総量に対して少なくとも30重量％の少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの第１成形助剤を含む残りとを有する第１混合物が製造され、第２工程では前記第１混合物が少なくとも１つの第２成形助剤に装入されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の添加混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物の、焼結成形品を製造するための使用。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の添加混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物で製造された焼結成形品。
【請求項１７】
クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択される有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体からなる、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択される少なくとも１つの物質の、焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を防止するための使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む混合物、混合濃縮物、焼結性粉末混合物に関する。また、本発明は、本発明に係る混合物を製造するための方法およびその使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部品から製造されるものにせよプラスチック部品から製造されるものにせよ、またいかなる方法（例えば通常の成形法またはプラスチック射出成形法もしくは金属射出成形法(MIM)）によって製造されるにせよ、焼結成形品は産業においてさまざまに応用されている。というのも一方でそれ自体複雑な形状を高い形状精度と高い安定性とで大量生産できるからであり、また他方で焼結法の応用は高いエネルギー節約と結び付いているからである。焼結性粉末混合物から通常まず圧粉体とも称される予備圧縮成形品が製造され、この成形品は焼結工程において安定し形状精確な成形品へと変換される。その際普通、焼結性粉末混合物に成形助剤が投入される。これはしばしば、減摩性および／または凝縮性を改善する脂肪酸アミド等を含むステアリン酸金属、アミドワックス等の化合物である。別の成形助剤、または減摩性および／または凝縮性も改善するものが、焼結工程前および焼結工程中に他の加工用に一定の形状安定性を、特に圧粉体強さを、圧粉体に付与する。普通、焼結工程前にまたは焼結工程自体において成形助剤は焼成によって取り除かれる。
【０００３】
予め圧縮された圧粉体は焼結過程中に個々の粉末粒子の結合によって高い強度と硬さを得る。装入される混合物の組成、焼結炉の焼成技術および部材の密度に応じて、特に潤滑作用のきわめて良好な成形助剤では、状況によってはきわめて高い炭素成分を有する表面疵（「煤疵」）を生じる。表面疵は恐らく、本来の焼結工程におけるにせよ、成形助剤の融点より著しく高い温度での先行加熱工程におけるにせよ、成形助剤を取り除く（脱脂）ために装入された成形助剤が部材表面で熱分解することによって引き起こされる。
【０００４】
特許文献１が、金属粉末射出成形用に適しているとされる攪拌剤を含む改良された組成物を開示している。この攪拌剤は特に、溶媒に基づくバインダ抽出を容易とする内部攪拌を提供する気状薬剤である。好ましい攪拌剤は、金属重炭酸塩、元素周期表第１族の金属の炭酸塩、炭酸金属、重炭酸金属およびそれらの組合せを含む群から選択されている。
【０００５】
特許文献２は、脂肪族ポリエステルポリマー、エチレンビスアミドワックスおよびグアニジン湿潤剤を含むバインダ組成物を開示している。この混合物はさらに脱脂用促進剤を含むことができ、この促進剤は主に有機過酸化物または無機過酸化物、アゾ化合物または金属化合物から選択されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１３８０４９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０２２０４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、表面疵の少なくとも低減もしくは減退を可能とする特に焼結性粉末混合物用の混合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明によれば、少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含み、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から添加剤が選択される特に焼結成形品製造用の添加混合物によって解決される。
【０００９】
当業者には周知で焼結成形品製造時に装入されて成形を容易とするあらゆる薬剤または混合物が、それらによって粉末粒子の減摩性および／または凝縮性が改善されおよび／または他の加工用に一定の形状安定性が圧粉体に付与されおよび／または被凝縮粉末の流動性の変化および／または改善がもたらされる限り、基本的に本発明の意味における成形助剤として利用できる。本発明の意味で扱われるのは炭素を有する成形助剤、従って特に、熱分解時に炭素を形成する有機成形助剤またはその金属塩である。本発明の意味で特に好ましい成形助剤は、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物を含む群から選択される。本発明の意味でワックス類似物質とは、下記特性の少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つを有するものである：
ａ．20℃で捏和可能、固体または脆い。
ｂ．粗晶質または微晶質。
ｃ．半透明乃至不透明、但しガラス状でない。
ｄ．40℃より上で分解することなく融解可能。
ｅ．融点のすぐ上で容易に液状（低粘性）。
ｆ．温度に強く依存したコンシステンシーおよび溶解度。
ｇ．僅かな圧力のもとで研磨可能。
【００１０】
本発明の意味におけるカルナウバワックスは、通常約0.99g/cm3〜約0.999g/cm3の範囲内の密度と特に約83℃〜約86℃の範囲内の融点とを有する植物ワックスである。カルナウバワックスは特にブラジルのオオギバヤシの葉から得られる。代表的カルナウバワックスは、ワックスアルコールおよびジオールを有するワックス酸、ωヒドロキシカルボン酸もしくはケイ皮酸のエステルをワックスもしくはワックス混合物の総量に対して約85重量％含有している。さらにカルナウバワックスは総量に対して約５重量％以下の遊離ワックス酸、特にカルナウバセロチン酸、さらにはアルコールとジオール、炭化水素と鉱物質を含有していることがある。異なるカルナウバワックスの混合物も本発明の意味において利用することができる。
【００１１】
その際好ましくは本発明の意味におけるカルナウバワックスは、ヨウ素価が約8.5〜10.5の範囲内であり、さらに本発明の意味におけるカルナウバワックスの酸価は好ましくは約1〜約4の範囲内であり、さらに鹸化価は約70〜約83の範囲内である。
【００１２】
本発明の意味における脂肪酸アミド（特に飽和脂肪酸および／または単価不飽和脂肪酸または多価不飽和脂肪酸のモノアミド）とアミドワックスとを含むアミドは特に、第一アミド、第二アミドおよび／または第三アミドを含む群から選択される。好ましくはさらに、本発明の意味における脂肪酸アミドは炭素原子4〜25個、好ましくは炭素原子5〜21個の少なくとも１つのアルキルラジカルを有する。特に好ましいのは炭素原子5〜21個のアルキルラジカルを有する第一アミドである。本発明の意味において異なるアミドの混合物も成形助剤に添加することができ、この混合物は主に専ら第一アミドを含有している。この混合物中に存在し得るアルキルラジカルの鎖長は特に炭素原子4〜25個、好ましくは5〜21個の範囲内である。
【００１３】
本発明の意味において成形助剤として利用されるのは、好ましくはエステルおよび／またはエステルワックスまたはそれらの誘導体、特に好ましくは炭素原子5〜21個のモノカルボン酸および一価アルコールまたは多価アルコールのエステル、特にモノステアリン酸グリセリンまたはその誘導体である。
【００１４】
本発明の意味で添加剤とされる物質は、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択され、いかなる方式にせよエネルギーの供給下において、好ましくは熱エネルギーまたは放射エネルギーの供給下において、二酸化炭素を分解し、すなわち遊離させる物質、もしくはその分解時に専らまたは特に二酸化炭素となる物質である。しかし酸素の存在下における化学物質の燃焼はこれに含まれない。しかし化学的に誘発された遊離は、例えば、本発明に係る混合物の少なくとも１つの添加剤と化学反応を始めて二酸化炭素を遊離させる他の補助物質を本発明に係る混合物に添加するとき可能であろう。少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料から製造された焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を低減させることのできる物質の群から選択された添加剤が本発明の意味で特に好ましい。ここで低減とは減らすという意味であり、化学的還元反応のことではない。
【００１５】
本発明によれば、添加剤は、有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択される。その他、有機炭酸塩および／または無機炭酸塩も可能であろう。添加剤は、さらに好ましくは、オリゴマーおよび／またはポリマーとして形成されておらず、好ましくはモノマーとして形成されている。好ましくはオリゴマーまたはポリマーとして形成されていない有機カルボン酸の誘導体とは、特にそれらのエステルまたは無水物であり、しかし当該酸の水和物でもある。例えばクエン酸が純粋形で、しかしクエン酸一水和物としても利用できる。特に好ましいのは添加剤として利用可能なカルボン酸および／またはそれらの誘導体であり、これらは好ましくはオリゴマーまたはポリマーとして形成されておらず、さらに好ましくはモノマーとして形成されており、少なくとも２つのカルボキシル基、好ましくは少なくとも３つ、さらに好ましくは少なくとも４つのカルボキシル基を有する化合物を含む群から選択される。本発明によれば、カルボン酸はクエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／または水和物を含むそれらの誘導体を含む群から選択され、特に好ましいのはクエン酸一水和物の利用である。しかし、例えばカルボン酸二アンモニウム、カルボン酸水素アンモニウム、カルボン酸水素ナトリウムまたは類似の無機炭酸塩の利用、あるいは有機炭酸塩の利用も可能である。
【００１６】
本発明の意味で焼結性成形品とされるのは、一方で、焼結性材料から完全に製造される成形品である。他方でこれには複合部品も含む。ここで、このような複合部品の基本構造は、例えばアルミニウム含有混合物または鉄含有混合物から製造してもよく、さらなる材料（例えば、鋳鋼、焼結型、圧密体）で作られたさらに合成した構造の基本構造から製造してもよく、または塊状のアルミニウム鋳物から製造してもよい。その逆に、当該複合部品は、例えば端面またはその表面にのみ、例えばアルミニウム含有混合物またはセラミック含有混合物で作られた焼結層を有してもよく、それに対して基本構造は、例えば鋼または鋳鉄として、焼結型または圧密体として製造される。焼結成形品は、サイジングおよび／または加熱硬化しておくことができる。本発明の意味で焼結成形品を製造するためのプラスチック材料および／または金属材料は、特に、金属成分、セラミック成分および／またはプラスチック成分から成る粉末混合物もしくは混合物である。例えば低合金鋼、クロムニッケル鋼、青銅、ハスタロイ（Hastalloy）、インコネル（Inconel）（登録商標）等のニッケル基合金、金属酸化物、金属窒化物、金属ケイ化物等を単独でまたは互いに任意に混合して使用することができる。使用される粉末およびその粒径はその都度の利用目的に依存しており、選択は当業者には周知である。鉄含有粉末の例としては、合金316L、404L、インコネル600、インコネル625、モネル（Monel）、ハスタロイBXおよび／またはC、ディスタロイ（Distalloy）（登録商標）DH1が挙げられる。特に好ましいのは単Fe-C混合物から例えばディスタロイHP（Hoeganaes AG、スウェーデン）に至る低合金鋼粉末である。上記粉末の混合物も同様に利用することができることは自明である。
【００１７】
本発明に係る添加混合物は、焼結成形品上の表面疵を数および／または強さの点で低減でき、しかも表面疵の完全抑制さえ可能であるという大きな利点を有する。その要因は、いわゆるブダー（Boudouard）平衡によって、焼結工程のときあるいは前置された脱蝋工程において特に焼結炉の焼成ゾーン内で加熱中に添加剤から二酸化炭素が遊離され、表面粒子に含有されている煤粒子と反応して気状一酸化炭素に変換されることにあるかもしれない。本発明に係る混合物を利用して製造される焼結成形品は、最も厳しい視覚的要求条件にも合致したほぼ無疵の表面またはまったく疵のない表面を特徴としている。
【００１８】
本発明に係る混合物は、特に好ましくは、混合物総量に対して約１重量％、好ましくは約3重量％〜約90重量％の量の少なくとも１つの添加剤を有する。特に好ましくは、添加剤は約8重量％〜約80重量％の量、さらに好ましくは約10重量％〜約75重量％の量が本発明に係る混合物に含有されている。
【００１９】
本発明において範囲または数値が挙げられる限り、単語「約」を付け加えることによって範囲上限および下限が絶対値でないことが明示されるのであり、数的に定義された上限および下限から偏差を有する場合でも本発明の成果をなお達成できることは当業者にとってむしろ明白である。偏差範囲は所定の上限および／または下限から5％まで異なってよい。
【００２０】
本発明の意味で特に好ましくは、成形助剤は、少なくとも１つのカルナウバワックス、さらに好ましくは付加的に少なくとも１つの第一脂肪酸アミドおよび／または第一脂肪酸エステルを含む群から選択される。本発明の特に好ましい一実施形態において本発明に係る混合物は成形助剤としてカルナウバワックスを、また添加剤としてクエン酸またはその誘導体、好ましくはクエン酸一水和物を、他の可能な成分と共に含む。その際特に、粉末冶金分野に従事する当業者に知られている例えばアエロジル、グラファイト、硫化モリブデン等々の他の成分も添加してよい。
【００２１】
また、本発明は、混合濃縮物の総量に対して約35重量％〜約90重量％の量の少なくとも１つの添加剤を有することを特徴とする混合濃縮物に関する。これにより、少なくとも１つの他の成形助剤に添加することのできる「マスター混合物」を製造することが可能である。前記他の成形助剤または第２成形助剤もしくは成形助剤混合物は、混合濃縮物に添加された第１成形助剤と同一とすることができ、もしくは装入された第１成形助剤の成分とすることができ、異なる成形助剤の混合物を意味しよう。
【００２２】
本発明に係る濃縮物は、好ましくは、少なくとも約50重量％、好ましくは少なくとも約60重量％、なお一層好ましくは少なくとも約65重量％の少なくとも１つの添加剤と、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または上記物質の混合物を含む群から選択された少なくとも１つの成形助剤とを有する。本発明に係る濃縮物は、さらに好ましくは、濃縮物総量に対して少なくとも約50重量％、好ましくは少なくとも約60重量％、なお一層好ましくは少なくとも約65重量％のクエン酸またはその誘導体、好ましくはクエン酸一水和物を添加剤として有し、残量は成形助剤としてのカルナウバワックスで形成されている。
【００２３】
さらに、本発明は、本発明に係る添加混合物および／または本発明に係る混合濃縮物を含む焼結性粉末混合物に関する。この焼結性粉末混合物は、好ましくはさらに少なくとも１つのプラスチック粉末材料および／または金属粉末材料を含む。本発明の他の好ましい一実施形態において焼結性粉末混合物中に少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料はそれぞれ混合物の総量に対して少なくとも80重量％の量、好ましくは少なくとも約90重量％の量、なお一層好ましくは少なくとも約95重量％の量で含まれている。
【００２４】
本発明に係る添加混合物は、さらに、異なる合金を形成するためにそれぞれ本発明に係る焼結性粉末混合物の総量に対して好ましくは少なくとも約0.3重量％、さらに好ましくは約0.4重量％〜約1.4重量％の範囲、好ましくは最大約3重量％の量の炭素を含んでよい。
【００２５】
本発明の他の好ましい一実施形態において、焼結性混合物の総量に対して約0.005重量％〜約2重量％の量、さらに好ましくは約0.01重量％〜約1.5重量％の量の少なくとも１つの添加剤が混合物に含有されている。少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む本発明に係る混合物は、本発明に係る焼結性混合物中に主に、約0.2重量％〜約8重量％の量、さらに好ましくは約0.3重量％〜約1.8重量％の量で含有されている。
【００２６】
本発明はさらに、本発明に係る添加混合物または本発明に係る混合濃縮物を製造するための方法であって、少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの成形助剤が一緒に融解され、得られた混合物が次に粉末へと加工される方法に関する。その際好ましくは、混合物は粒径約500μｍ未満、さらに好ましくは約200μｍ未満、なお一層好ましくは約150μｍ未満の粉末へと篩分けされる。本発明の意味における代替的製造方法において、第１工程では第１混合物の総量に対して少なくとも約30重量％の少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの第１成形助剤を含む残りとを有する第１混合物を製造し、第２工程では第１混合物を少なくとも１つの第２成形助剤に装入することによって、本発明に係る混合物または本発明に係る混合濃縮物は製造される。第１成形助剤と第２成形助剤は異なるものとしてよく、あるいは同一のものとしてよい。特に少なくとも１つの第１成形助剤はこれらの混合物としてよく、第２成形助剤はこの混合物に含有させてよい。さらに、第２成形助剤自体もさまざまな成形助剤の混合物とすることができ、その成分は第１成形助剤とすることができ、あるいは第１成形助剤の混合物に含めておくこともできる。こうして本発明に係るこの代替的方法ではまず高い割合の添加剤を有する混合濃縮物が製造され、この混合濃縮物は次に第２工程において少なくとも１つの第２成形助剤に装入される。そのことの利点として本発明に係る混合物もしくは本発明に係る混合濃縮物の取扱い性が良好になる。高い割合の添加剤のゆえに、混合濃縮物に含有された第１成形助剤または成形助剤混合物の熱分解によって引き起こされることのある煤疵は少なくとも大部分が抑制されることになり、しかしまた高い濃縮のゆえに、少なくとも１つの第２成形助剤によってその熱分解時に発生する表面疵、あるいは第１成形助剤および／または第２成形助剤または成形助剤混合物の熱分解によって発生する表面疵の十分な抑制も行われる。
【００２７】
しかしながら、本発明に係る混合物または混合濃縮物を製造するためのあらゆる別の製造方法も考えられる。例えば、一緒に融解する代わりに、混合物に含まれた諸成分の加熱混合のみを行うことができる。あるいは、例えば添加剤は特にクエン酸またはクエン酸一水和物の態様で溶かして、すなわち水溶液またはその他有機溶媒中の溶液として、少なくとも１つの成形助剤に装入しておくことができ、引き続き溶媒は蒸発させることができる。
【００２８】
本発明はさらに、焼結成形品を製造することへの添加混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物の使用にも関し、また本発明に係る添加混合物、本発明に係る混合濃縮物および／または本発明に係る焼結性粉末混合物で製造された焼結成形品にも関する。最後に本発明は、有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体を含む群から選択された少なくとも１つの物質の、焼結成形品上の煤粒子を含む表面疵を防止するための使用に関する。その際、本発明によれば、当該物質は本発明において添加剤に関して上に述べたように選択しておくことができる。
【００２９】
これらの利点およびその他の利点は以下の実施例と図とに基づいて詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】技術水準に従った添加剤なしに成形助剤で製造された表面疵を有する成形品と本発明に従った表面疵なしに製造された成形品との画像表示である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施例
まず、混合物の総量に対して54重量％の量のカルナウバワックス（製品名称Carnaubawachs Flakes F（技術的用法）、Benecke GmbH（ハンブルク））と、36重量％の量の脂肪酸アミドワックス（製品名称LUBA-print Wachs 467/E、製造業者L.B. Bader & Co. GmbH（ロトヴァイル、ドイツ）、融点150℃）と、添加剤として10重量％のクエン酸一水和物（Acros Organics（ヘール、ベルギー）から購入）とから混合物a)を製造した。カルナウバワックスと脂肪酸アミドワックスとから成るワックス成分は、カルナウバワックスを脂肪酸アミドワックスと一緒に融解し、溶融体を固化し、場合によっては引き続き冷却し、引き続き溶融体を調製または分留して粉末とすることによってまず別々に製造した。このワックス成分を次にクエン酸一水和物と一緒に融解し、こうして得られた混合物は次に冷却後に粉砕し、125μｍ未満の粒径に相当する粒度に篩分けした。この混合物a)を、96.78重量％の焼結性金属粉末AS1000B（Hoeganaes Corp.社（米国））と2重量％の銅と0.6重量％の炭素と0.02重量％のアエロジルAerosil（登録商標）200C （Degussa AG（ドュッセルドルフ））と混合した。混合物a)は、0.6重量％の量を加えた。この重量％はそれぞれ焼結性粉末混合物の総量に対するものである。
【００３２】
このように製造された混合物a)を含む焼結性粉末混合物を通常の成形工具に充填し、圧力800MPa、温度65℃で直径60mm、高さ30mmの円筒体に圧縮した。こうして得られた圧粉体は、次に、ベルト炉として形成された焼結炉においてまず700℃の温度で脱蝋し、引き続き1120℃の温度まで少なくとも20分間焼結した。部品の冷却後に円筒体は炉から取り出して目視鑑定した。このようにして得られた円筒体が図１の左に示してあり、表面疵を何ら有していない。
【００３３】
また、比較実験を実施した。混合物a)と対比して、クエン酸一水和物またはその他の本発明に係る添加剤を何ら含有していない混合物b)を製造した。その他の点で上記と同じ条件で、円筒体を製造した。このようにして製造した焼結成形品が図１の右側に技術水準として示してあり、煤粒子を含有する表面煤疵を示している。
【００３４】
さらに、それぞれ混合物の総量に対して70重量％のクエン酸一水和物と30重量％のカルナウバワックスとを融解することによって、混合物c)を製造した。この混合物は融解し冷却したのちに粉砕し、125μｍ未満の粒度に篩分けした。これにより本発明に係る混合濃縮物が得られた。混合物c)による本発明に係るこの混合濃縮物は、次に混合物の総量に対して14重量％の量のマスター混合物として、上で述べたように脂肪酸アミドワックスとカルナウバワックスとから成る混合物a)によるワックス混合物に添加した。このようにして製造された混合物d)は、混合物の総量に対して約10重量％の量の添加剤を有していた。混合物c)のカルナウバワックスは、混合物a)のカルナウバワックスと同一であった。この混合物から製造された焼結成形品はやはり表面疵を全く有していなかった。
【００３５】
有利なことに、厳しい視覚的要求にも即した焼結成形品を製造することのできる混合物、混合濃縮物および焼結性粉末混合物が本発明によって提供される。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月14日(2011.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの成形助剤と少なくとも１つの添加剤とを含む添加混合物において、前記添加剤が、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択される有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体からなる、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択されることを特徴とする添加混合物。
【請求項２】
添加混合物が前記添加混合物の総量に対して1重量％〜90重量％の量の前記添加剤を含むことを特徴とする請求項１記載の添加混合物。
【請求項３】
前記成形助剤が、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１または２記載の添加混合物。
【請求項４】
前記成形助剤がカルナウバワックスからなる群から選択されることを特徴とする請求項３記載の添加混合物。
【請求項５】
添加混合物が成形助剤としてのカルナウバワックスと添加剤としてのクエン酸またはその誘導体とを含むことを特徴とする請求項４記載の添加混合物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の添加混合物の濃縮物において、前記濃縮物が混合濃縮物の総量に対して35重量％〜90重量％の量の前記添加剤を有することを特徴とする濃縮物。
【請求項７】
濃縮物が、少なくとも50重量％の前記添加剤と、ポリ酢酸ビニル、脂肪酸アルコールおよび／またはそれらの塩、ワックス、ワックス類似物質、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、脂肪酸のエステルおよび／または塩、アミン、アミドおよび／またはアミドワックスおよび／または脂肪酸アミドを含むそれらの塩、または前記物質の混合物からなる化合物の群から選択される少なくとも１つの成形助剤とを有することを特徴とする請求項６記載の濃縮物。
【請求項８】
混合濃縮物が濃縮物総量に対して少なくとも50重量％のクエン酸またはその誘導体を有し、残量がカルナウバワックスで形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の混合濃縮物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の添加混合物および／または混合濃縮物を含む焼結性粉末混合物。
【請求項１０】
さらに少なくとも１つのプラスチック粉末材料および／または金属粉末材料を含む請求項９記載の焼結性粉末混合物。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのプラスチック材料および／または金属材料が混合物総量に対して少なくとも80重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項９または１０のいずれか記載の焼結性粉末混合物。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの添加剤が焼結性混合物の総量に対して0.005重量％〜2重量％の量で混合物に含有されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の焼結性混合物。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、前記少なくとも１つの添加剤と前記少なくとも１つの成形助剤が一緒に融解され、得られた混合物が次に粉末へと加工されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜８のいずれか１項記載の混合物または混合濃縮物を製造するための方法であって、第１工程では第１混合物の総量に対して少なくとも30重量％の少なくとも１つの添加剤と少なくとも１つの第１成形助剤を含む残りとを有する第１混合物が製造され、第２工程では前記第１混合物が少なくとも１つの第２成形助剤に装入されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか１項記載の添加混合物、混合濃縮物または焼結性粉末混合物の、焼結成形品を製造するための使用。
【請求項１６】
クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸および／またはマロン酸および／またはそれらの誘導体からなる群から選択された有機カルボン酸および／またはそれらの誘導体からなる、遊離可能な二酸化炭素を有する物質の群から選択された少なくとも１つの物質の、焼結成形品上で煤粒子を含む表面疵を防止するための使用。
【国際調査報告】
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