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JP2928486B2 - 定形体成形方法 - Google Patents
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JP2928486B2 - 定形体成形方法 - Google Patents

定形体成形方法

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JP2928486B2 JP8278557A JP27855796A JP2928486B2 JP 2928486 B2 JP2928486 B2 JP 2928486B2 JP 8278557 A JP8278557 A JP 8278557A JP 27855796 A JP27855796 A JP 27855796A JP 2928486 B2 JP2928486 B2 JP 2928486B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉、セラミッ
ク粉等の種々の無機質粉体材料から固形定形体を形成す
る方法に関する。さらに詳しくは、本発明は上記粉体材
料を含有する水溶スラリーや加熱してゲルを形成するプ
ロテイン物質から均質、高密度の固形定形体や、多孔性
あるいは中実の固形定形体を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の無機質粉体材料から、均質、高密
度の固形定形体や多孔質固形定形体を形成するためには
いくつかの方法が知られている。高密度固形定形体を形
成するための最も簡単な湿式形成法は鋳込成形法であ
る。一般に、この鋳込成形法では結合剤が必要とされ、
高精度を要求されない設計、例えば衛生製品の場合にこ
の方法が採用される。切削工具、摩耗部品、ねじガイ
ド、ピエゾ賦活剤等の技術製品や構造製品のために用い
られる他の方法では、型(モールド)から取り出しそし
て/あるいは考慮されている粉体製品のために焼結が8
00℃から2200℃の温度でなされるような次の工程
に移される際に、坏土を十分に保持するように結合剤が
用いられることもある。特に、粉体の融点に依存する。
結合剤に加えて、坏土が形成されるスラリーも又、粉体
のための分散剤を含有している。形づくられた多孔ある
いは発泡を有する固形定形体は、伝統的に、粉体スラリ
ー中に浸された発泡構造をもった有機的予備成形をもっ
て得られる。得られた構造体は、次に乾燥され、予備成
形で焼かれ、最後に製品として焼結される。もっと最近
の技術を用いると、発泡成形や架橋の可能性につながる
二酸化窒素を形成するスラリー中で水と反応するポリマ
ーで作られる。多孔質体は、特に断熱材、フィルター、
触媒支持体のような応用分野で特に有用である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ワックス、合成あるい
は天然ポリマー、例えばポリビニールアルコール、エチ
レンアクリル酸ポリマー、そしてメチルセルロースや水
酸化セルロースのようなセルロース誘電体のごとくのい
くつかの異なる形式の結合剤が坏土を強化するために提
案され使用されてきた。又、アガローズのようなゲル形
成物質を用いた坏土体を形成することも知られており、
この物質は冷却によるゲル、あるいは例えばモノファン
クショナルそしてジファンクショナルなアクリルアミド
やジファンクショナルそしてマルチファンクショナルな
アクリル酸エステル等の合成モノマーやモノマー混合体
を形成し、かかる物質は粉体が分散するポリマーゲルマ
トリックスを形成するように、重合化しそして架橋す
る。さらに、坏土の形成のためにいくつかのプロテイン
物質を用いることも知られている。ゼラチンそしてカゼ
インのようないくつかのプロテイン物質は水溶液中に従
来の結合剤として用いられており又提案されている。欧
州特許出願第0087160号においては、多孔の金属
体の用意に、ゲル化剤そして安定剤を使用することが開
示されている。この出願によると、カルボキシメチルセ
ルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、アルブミンそして寒天等のゲル化剤が使用されてお
りその存在は、金属粉が導入されたときに、発泡構造を
破壊しないために必要であると言われている。しかしな
がら、安定剤、好ましくは、発泡に存在するモノマーか
ら形成されたポリウレタンが必要である。このプロセス
においては、リジッドゲルの実際の形成がポリウレタン
により得られる際、発泡の形成のために、いわゆるゲル
化剤が用いられている。ゼラチンがゲル形成のために使
用することが提案されている。かくして、米国特許第
5,279,994号はゲル形成のためにゼラチンを用
いるテープキャスティングのためのプロセスを開示して
いる。この目的のためのゼラチンの使用は、ゼラチンの
分解のためにスラリー全体を加熱することと、ゲルの中
に硬化するために冷却することを必要とする。日本特許
出願第94−226718は同様に、ゲル化の特性のた
めにゼラチンを使用することが開示されている。この文
献によると、定形体は、加熱により分解されたゼラチン
を含有する粉状スラリーをモールドに流し込み、ゲル化
のために冷却する。この文献では、例えばアルブミンの
ような他のプロテインも使用できることが開示されてい
るが、開示されたプロセス自体は、プロテインの分解の
ための加熱そしてゲル化のための冷却が厳密なものであ
り、すなわち、ゲル化のために要求される条件は、必ず
しも、他のプロテイン材料のためのゲル形成条件とはな
らない。合成ポリマーを用いたゲル形成は、ポリマーマ
トリックスの形成に高温が要求され、有機物質の除去の
ために高温が要求されるという点で、しばしば不利にな
る。ゲル形成のためにゼラチンを用いることは、ゲル形
成が可逆であるということ、そして、スラリー全体の加
熱が必要で高エネルギーを消耗するということにおいて
欠点をもつ。さらに、ゲル化はスラリーが濃くなること
につながり、これは取扱上困難となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によると、定形体
は金属、金属化合物、超硬合金、サーメットそしてセラ
ミックの金属群の粉体から適宜選出されて強化された粉
体から固形で均質もしくは多孔の定形体を成形する方法
において、雰囲気温度で水に溶け90℃を超えない温度
での加熱により不可逆的ゲルを形成するプロテイン物質
を含有するスラリーを上記粉体の水溶スラリーにより用
意し、プロテイン物質の量をゲル形成に十分なものと
し、上記スラリーを型によって所望の形状に収め、テー
プキャスティングもしくはドロップフォーミングを行
い、プロテインのゲル化温度に少なくとも相当する温度
に加熱することによって成形される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明によると、固形定形体の形
成のために開始剤(starting material)としてパウダー
スラリーの中に加熱して不可逆ゲルを形成する水溶プロ
テイン物質を混入させることが特に好適であるというこ
とが判明した。本発明方法で用いられるプロテイン物質
はゲル形成温度あるいは凝固温度であり、90℃を超え
ていない。ゲル形成温度の下限は凝固なしに簡単に扱え
るように室温から移動させる。ゲル形成温度は好ましく
は40℃から70℃の範囲である。プロテイン物質でス
ラリーをゲル化させることにより、粉体はゲル内で均一
に分散し保持され、形成される定形体は、許容されない
ような変形を生ずることなく、さらなる取扱いそして処
理を行うのに十分な湿潤強さをもつようになる。この種
のプロテインの使用は、不可逆ゲルが形成されるという
だけでなく、スラリーが雰囲気温度(約20℃〜25
℃)で得られそして少し加熱することによりゲル化が得
られるという利点をもたらす。かくして、スラリー全体
を加熱する必要がなく、エネルギーの消耗に関して有利
となるモールドあるいは他の形成状態でスラリーを加熱
すれば良い。ゲル化のために少し加熱するだけなので、
欠点となるかもしれない水の蒸発という問題は避けられ
る。さらにプロテインはゲル形成に作用するのみなら
ず、分散剤としても作用し、これにより、従来のように
別途分散剤を用いることをしなくとも良い。アルブミン
のような球状プロテインの構造は分散効果に有用である
と考えられている。プロテイン物質は、例えばミルクや
卵のように異なる材料からのアルブミンでもよいが、要
求される溶解及び凝固特性を持った他の球状プロテイン
を用いても良い。例えばリゾチームである。かなりの量
のプロテインを含み本発明方法に適切なプロテイン物質
の例としては、血漿プロテイン製品やホエー(whey)プ
ロテイン製品がある。これらの商品は多量のプロテイン
を含み脂肪のような他の材料が少量含む。経済的理由か
ら、本願発明が用いられる分野に関しては、好ましいプ
ロテインはアルブミンである。しかしながら、適切な特
性を有する他のプロテインも、ここ数年の生化学の分野
での技術的発達による適正な価格のもとで、使用するこ
とも可能である。「プロテイン物質」とはプロテインや
プロテインを含有する物質、例えば、上記のものを含む
ホエーや血漿である。プロテイン物質に対する要求は、
プロテインが雰囲気温度で溶解し90℃以下の温度でゲ
ル化することである。本発明で用いられるプロテインは
水溶解性、天然材料そして生化学的に減成性(degradab
le) であるので、これらの使用は環境上あるいは作業上
での危険性をもたらさない。
【0006】本発明は、金属、金属間化合物(intermet
als)、超硬合金、サーメットそして/又は従属項に限
定されているようなセラミック等の粉体グループから選
ばれた適宜強化された無機質粉体から、固体の均一ある
いは多孔性の定形体を形成する方法に関している。
【0007】本発明で用いられる粉体は、金属粉体、金
属間化合物粉体、超硬合金粉体、サーメット粉体あるい
はセラミック粉体である。ここで「金属」なる語は、合
金(alloy) をも含んでいる。金属粉の例としては、ア
ルミニウム、ニッケル、銅、コバルト、チタン、シリコ
ン、黄銅、青銅が挙げられる。金属間化合物粉体として
は、例えば珪化物、アルミナイド(aluminides),珪化
モリブデン等である。超硬合金(cemented carbides)
粉体としては種々の炭化物(carbides)の粉体があり、例
えば炭化タングステン、炭化チタンの粉体である。この
明細書中で「セラミック」なる語は、非金属で無機質な
材料を意味している。セラミックの粉体は、例えば、酸
化珪素、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等の酸化
金属、そして酸化ジルコニウム、窒化珪素のような窒化
物、窒化アルミニウムそして窒化ボロン、そして又、ホ
ウ化チタン、炭化珪素、炭化ホウ素そしてムライト(す
なわちAl6Si23)も可能である。密な定形体を形
成するための方法に用いられる特に好ましい粉体は、窒
化珪素、サイアロン(すなわち、Si,Al,Oそして
Nなる成分から作られる粉体)、酸化アルミニウムそし
て炭化珪素である。多孔体のための好ましい粉体は、酸
化アルミニウム、チタンアルミニウム(aluminum titan
ate)、炭化珪素、酸化ジルコニウムそしてコージエラ
イトである。勿論、一種の粉体でも異種が混合された粒
体でも多くの製品を作ることができる。その場合、各粉
体は互に反応することもある。本発明の方法は強化され
ていない粉体にも適用できるが、本発明の範囲内におい
て強化セラミック材料にも適用できる。かかるセラミッ
クマトリックスコンポジットは、ひげ結晶、繊維、粒
子、血小板の形態で、通常用いられる量で、従来の強化
材料を含有する。
【0008】スラリーの準備のための粉体は、通常1n
mから1mmという広い範囲のサイズの粒子である。実
際の粉体のサイズは焼結の方法により決まることが多
く、大きな粒子がホットプレスやホットアイソスタテッ
クプレスを要求するのに対し小さい粒子は容易に焼結す
る。さらに、非常に小さな粒子は非常粘度の高いスラリ
ーとなる。セラミック粉体のための粒子径0.1μmか
ら100μmであり、技術的に興味の深いところであ
る。金属粉の対応粒径範囲は1μmから300μmであ
る。
【0009】スラリーの実際の準備は、プロテイン物質
の水溶液の単純な攪拌によって行われ、乾質あるいは湿
質の無機粉体あるいはプロテイン物質が粉体のスラリー
に加えられる。プロテイン物質は、十分な寸法安定の定
形体を得るために、液相のもとでプロテインとして計数
して、少なくとも3wt%の量が用いられる。多量に用
いるスラリーに粘性を与える傾向となるので、通常、2
0wt%以上は用いない。追加量は粉体の有効域(effe
ctive area)に依存する。粉体のスラリー内での量 (乾
燥したときの量) は通常容積比で20から90%であ
り、多くの場合、30〜70%である。大きな粒径をも
つ粉体、すなわち、許容されないような粘度の増加をも
たらすことなく小さな表面そして/あるいは広い粒径分
布をもつ粉体に、より乾燥した内容物を用いることがで
きる。Dry contentsは又、ある程度、成形方法にも依存
する。簡単な攪拌、例えば、プロペラあるいは類似せる
攪拌装置による攪拌は、スラリーの準備には十分であ
る。もし、粉体中に凝集があったならば高エネルギーを
もって処理せねばならないかもしれない。例えば、ボー
ルミルや、超音波処理である。たとえ、スラリーが高エ
ネルギーの処理装置、例えばボールミルによって処理さ
れても、これはプロテインの凝結能力に対して長期間に
わたり悪影響をもたらさないことが判っている。均一で
密な定形体を形成するには、スラリー中に空気が分散し
たときに泡を生じないようにするために、通常、スラリ
ー中に泡消剤を入れる必要がある。安定した泡消剤の例
としては、オクタノール等の高級アルコール(fatty al
cohol) やシリコンオイルである。泡消剤の量は、液相
のもとで、少なくとも0.1WT%用いられる。発泡あ
るいは多孔定形体の製造は、ゲルの形成能力とともにプ
ロテイン物質の発泡特性が用いられる。この場合、プロ
テインは空気の混入のために攪拌により発泡が許容さ
れ、泡消剤は使用されない。最終的な多孔性は攪拌の度
合い等によって所望の範囲内に制御される。孔の大きさ
は20〜1000μmという非常に細かいものとするこ
とができる。形成された泡は安定しており、高いフォー
ムハイト(form height) を有していることが判った。
フォームは簡単に種々の形そして寸法の型に充填でき
る。
【0010】従来広く用いられてきた付加剤はスラリー
中に入れることができる。例えば、離型剤、バイオサイ
ド(biocides)が、プロテインの凝固に支障のない範囲
で用いられる。無機粉体のための従来の分散剤、例え
ば、ポリアクリル酸が用いられる。しかしながら、ゲル
形成のために用いられるプロテインが分散剤としての機
能をも有しているので、別途分散剤が通常の場合要らな
い、ということが本発明方法の特徴である。別途分散剤
が要らないということは、坏土から有機物をほとんど取
り除かなくともよいということを意味する。プロテイン
物質の機能は、他の結合剤そして/あるいは発泡剤が不
要であるということ、そして本発明の好ましい形態によ
るとかかる付加物が作られないということである。さら
には、プロテイン物質の特性の優位性を活かすために
は、付加分散剤を用いず、スラリー中の有機物の負荷を
最小にする。粉体における結合剤の競争吸着(competit
ive absorption)は不安定化をもたらすが、これは分散
剤と本発明による「結合剤」の両者としてのプロテイン
物質を用いることにより避けられる。
【0011】密あるいは多孔の固形定形体を形成するこ
の方法において、スラリーあるいは懸濁液から形成す
る、それ自体公知な湿式の技術も用いることができる。
本発明によれば、製品は、いかなる成形プロセス、例え
ばインデクションモールディングそしてゲル化、キャス
ティングそしてゲル化によって作ることができる。もち
ろん、テープキャスティング(tape casting)技術そし
てドロップフォーミング(drop forming)技術を用いる
ことも可能である。テープキャスティングにおいては、
プロテインを形成するゲルを含有するスラリーは支持シ
ートの上に鋳込まれ、支持シートをスラリー層とを加熱
することによりゲル化がなされる。ドロップフォーミン
グ技術においては、実質的に球状の滴が、例えば加熱さ
れたシリコンオイルのような、スラリーのための溶媒で
ない溶媒で満たされたカラムの中にプロテインを収容す
るスラリーを例えば滴下することにより形成される。好
ましい形成方法は、インジェクションによるモールディ
ングそしてゲル化、キャスティングそしてゲル化であ
る。後者の方法は特に好ましく、網状に近い製品、すな
わち焼結製品と実質的に同じ形態を持つ坏土を形成する
のに用いられる。インジェクションによるモールディン
グとゲル化は、例えばノズル、摩滅部品、ターボチャー
ジャーローターそして医療器材に特に好適で、キャステ
ィングそしてゲル化は多孔体の製造に特に好適である。
【0012】ここで「定形体」とは、複雑な形の製品は
もとより、テープやビーズのような簡単な形の製品をも
含む。
【0013】本発明による坏土製品は水分を取り除くた
めに乾燥され、プロテインや適宜他の有機的物質の除去
の処理を受ける。この除去は別途の工程あるいは最終焼
結工程の初めの部分で行うこともできる。プロテインの
実際の除去は、粉体の量に比べて坏土はプロテインをき
わめて少なく含有しているので、急速になされる。かく
して、500〜600℃で30分程空気中で加熱すれ
ば、すべてのプロテインを除去するのに十分である。中
実そして密な定形体の形成のためには坏土は焼結され
る。種々の粉体材料のための焼結温度、時間、その他の
条件は粉体材料の技術において公知である。粉体材料に
よっては、例えばAl23については空気中で焼結が行
われ、多くの場合、例えばSi34については窒素雰囲
気のような保護雰囲気で行われ、そして保護雰囲気は弱
められる。公知のごとく、焼結は常圧あるいは減圧のも
とで行われる。例えばAl23は通常1600℃のもと
に1〜2時間空気中で焼結されSi34は通常1850
℃のもとに約2時間窒素中で焼結され、一方、SiCは
約2100℃で1時間アルゴン中で、ステンレス鋼は1
200〜1250℃で約2時間真空中で焼結される。完
成した焼結体は従来品と同様に機械加工可能である。
【0014】本発明は、以下の実施例でさらに詳しく説
明されるが、この例には限定されない。部及びパーセン
トは、特に記述していないときは重量による部そして重
量によるパーセントである。
【0015】
【実施例】例1 この例では密な定形体が作られた。0.1〜2μmの粒
径のSi34(スウェーデン国 ペルマスキャンド・ア
ーベー社製 S85H)を92%,Y23を6%そして
Al23を2%含有する混合粉体が、牛のアルブミン
(ドイツ国 シグマ社、A4503)の10%の水溶液
中に加え、粉体の乾燥量が容積比で0.1%とした。液
相で計算し、泡消材(コントラスプム コンツ:ドイツ
国ツィンユー・ウント・シュバルツ社の高級アルコー
ル)が0.1%加えられた。スラリーはSi34のボー
ルをもったボールミルでひかれて均質化そして非凝集化
された。それから、スラリーは攪拌しながら空気が抜か
れ、小さな型に注入され、その後にプラスチックフィル
ムでカバーされた。型はプロテインの凝固のために65
℃まで暖められ、その後室温まで急冷された。寸法が安
定した坏土体が上記型から簡単に取り出せた。室温で乾
燥させた後、坏土体中のプロテインは空気中で600℃
のもとで5分間焼き払われた。粉体は、グラファイト製
の抵抗炉内で大気圧の窒素中みて1820℃のもとで3
時間焼結され密な定形体とされた。
【0016】例2 容積比で10%の卵白プロテインの水溶液29.3g
に、Al23の粉体(アルコア社、152SG)56g
を、注意深くプロペラ攪拌しながら加えることにより、
密な定形体を得た。ピペットを用いて、得られたスラリ
ーは80℃まで加熱されたシリコンオイルで満たされた
コラム中に滴下された。すぐに滴は凝固し固形になっ
た。これらは剛性を維持しオイルバスから取りだされて
も変形しなかった。当初のスラリーの粘度を下げるため
に、少量の水、約5gが加えられた。このスラリーから
の滴もシリコンオイル中で固形化した。すべての滴は、
5℃/分の割合で加熱されて600℃で空気中で焼き払
われ、空気中で60分間焼結された。
【0017】例3 この例では多孔体が得られた。平均粒径0.4μmのA
23粉体が、分散剤(米国、アライドコロイド社のポ
リアクリル酸、ディスペックスA40)を容量比0.3
%用いた水の中に、ボールミルによって分散させられ
た。スラリーの乾燥量は容積比で37%であった。例1
で用いられたアルブミンプロテインと同じものが、液相
のもとで、15wt%が加えられ、一方スラリーはマグ
ネットにより1000ppmにて5分間攪拌された。十
分に攪拌するとスラリー中に空気が混入し安定した泡が
得られた。スラリーは、次にアルミニウムフォイルの型
に冷入され、型はアルミニウムフォイルでカバーされ
た。型は、ゲルの形成を許容するために60〜70℃の
温度の乾燥室内に置かれた。ゲル構造は乾燥され次に5
00℃までは1℃/分そしてそれ以上は10℃/分の割
で昇温して最高温度として1500℃のもとで30分間
焼結された。
【0018】得られた焼結の多孔体は0.57g/cm
3 の密度を有し、これは3.90g/cm3 の密度のAl
23の塊を考えたとき約15%の理論密度に相当する。
【0019】例4 この例では、発泡剤としてプロテインを用いて多孔質の
ステンレス鋼の定形体を得た。中実固体の33.8vo
l%に相当するステンレス鋼の粉体(米国オスプレイメ
タル社製、316L,90%<22μm)を、水をベー
スとする牛のアルブミン(米国 シグマケミカル社製、
A−4503)の13.0wt%の液に攪拌しながら加
えた。次に、スラリーは5分間の高速攪拌によって泡が
形成され、体積は二倍になった。鋼の粉体の密度が高い
こと(8.0g/cm3 )に起因して沈降しないよう
に、スラリーは濃くする必要がある。これは、スラリー
を攪拌しながらこれに稀釈されたHCLを加えることに
よりpHを5.2から2.6へ低下させることによりな
された。泡が形成されたスラリーは70℃にて型に入れ
られゲル化された。そこにはゲル体の沈降や偏折の兆候
は見られなかった。多孔の容積は約80%と測定され
た。
【0020】例5 この例では、牛のアルブミンについての分散の効果をゼ
ラチンそしてアガロースと比較されている。
【0021】固体下で20vol%の三つのSi34
スラリーが、プロペラで攪拌しながら、蒸留水のビーカ
ー内でSi34粉体(日本、宇部興産、UBE−E1
0)を攪拌することにより得た。2時間の攪拌の後、1
00s−1のシェア率のもとでスウェーデン国ストレス
テク社製のレオメータで粘性が測定された。スラリーの
一つに対して粘性は25℃(牛のアルブミンのプロセス
温度) にて測定され、他の二つは45℃(ゼラチンとア
ガロースの選択されたプロセス温度) のもとで測定され
た。ゼラチンとアガロースの両者ともに40℃以下の温
度でゲルを形成した。牛のアルブミン(米国、シグマケ
ミカル社、A−4503)には徐々に25℃のスラリー
に混合され、各添加の後に25℃のもとで粘性が測定さ
れた。ゼラチン( 粉体、食品添加物) とアガロース( 米
国 シグマケミカル社、A−0169) が室温で他のス
ラリーに添加された。添加物を完全に分解するために、
これらの二つのスラリーは95℃まで加熱され、次に4
5℃に冷却された。固体下での含有量は20vol%に
調整され、粘性が45℃で測定された。粘性についての
測定の結果は次のごとくであった。 ・添加物なしでのスラリー :約150mPa.s. ・ゼラチン入りのスラリー :液相で計算したゼラチン
の添加量が0.25wt%のとき1350mPa.s. ・アガロース入りのスラリー:液相で計算した添加量が
0.25wt%のとき381mPa.s. ・アルブミン入りのスラリー:液相で計算した添加量が
0.25wt%のとき138mPa.s.添加量が多い
と粘性が落ち、添加量が2wt%のときは49.8mP
a.s.であった。
【0022】
【発明の効果】本発明によると、固形定形体の形成のた
めに開始剤としてパウダースラリーの中に加熱して不可
逆ゲルを形成する水溶プロテイン物質を混入させること
とし、本発明方法で用いられるプロテイン物質はゲル形
成温度あるいは凝固温度であり、90℃を超えていない
ので、プロテイン物質でスラリーをゲル化させることに
より、粉体はゲル内で均一に分散し保持され、形成され
る定形体は、許容されないような変形を生ずることな
く、さらなる取扱いそして処理を行うのに十分な湿潤強
さをもつようになる。この種のプロテインの使用は、不
可逆ゲルが形成されるというだけでなく、スラリーが雰
囲気温度で得られそして少し加熱することによりゲル化
が得られるという利点をもたらす。又、スラリー全体を
加熱する必要がなく、エネルギーの消耗に関して有利と
なるモールドあるいは他の形成状態でスラリーを加熱す
れば良く、ゲル化のために少し加熱するだけなので、欠
点となるかもしれない水の蒸発という問題は避けられ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリス カールストレム スウェーデン国、エス 417 24 イエ ーテボリ、アルボーガガータン 9 (72)発明者 アニーカ クリストファーソン スウェーデン国、エス 413 15 イエ ーテボリ、 スイェーマンスガータン 18 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 38/00 - 38/10

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属、金属化合物、超硬合金、サーメッ
    トそしてセラミックの金属群の粉体から適宜選出されて
    強化された粉体から固形で均質もしくは多孔の定形体を
    成形する方法において、雰囲気温度で水に溶け90℃を
    超えない温度での加熱により不可逆的ゲルを形成するプ
    ロテイン物質を含有するスラリーを上記粉体の水溶スラ
    リーにより用意し、プロテイン物質の量をゲル形成に十
    分なものとし、上記スラリーを型によって所望の形状に
    収め、テープキャスティングもしくはドロップフォーミ
    ングを行い、プロテインのゲル化温度に少なくとも相当
    する温度に加熱することを特徴とする定形体成形方法。
  2. 【請求項2】 定形体が均質で密なものであることとす
    る請求項1に記載の定形体成形方法。
  3. 【請求項3】 定形体が多孔であることとする請求項1
    に記載の定形体成形方法。
  4. 【請求項4】 プロテイン物質が球状プロテインである
    こととする請求項1ないし請求項3のうちの一つに記載
    の定形体成形方法。
  5. 【請求項5】 プロテイン物質がアルブミンであること
    とする請求項4に記載の定形体成形方法。
  6. 【請求項6】 プロテイン物質は液相における重量で少
    なくとも3%の量だけ使用されることとする請求項1な
    いし請求項5のうちの一つに記載の定形体成形方法。
  7. 【請求項7】 スラリー中における粉体材料の乾燥量が
    体積比で20ないし90%であることとする請求項1な
    いし請求項6のうちの一つに記載の定形体成形方法。
  8. 【請求項8】 粉体は窒化珪素、サイアロン、酸化アル
    ミニウムそして炭化珪素の粉体群から選出された粉体で
    あることとする請求項2又は請求項4ないし請求項7の
    うちの一つに記載の定形体成形方法。
  9. 【請求項9】 粉体は酸化アルミニウム、アルミナムチ
    タナイト、炭化珪素、酸化ジルコニウム、そしてコージ
    エライトの粉体群から選出された粉体であることとする
    請求項3又は請求項4ないし請求項7のうちの一つに記
    載の定形体成形方法。
  10. 【請求項10】 スラリーが添加結合剤やゲル形成剤を
    含有していないこととする請求項1又は請求項4ないし
    請求項7のうちの一つに記載の定形体成形方法。
  11. 【請求項11】 定形体の成形はキャスティングとゲル
    化によって行われることとする請求項1ないし請求項1
    0のうちの一つに記載の定形体成形方法。
  12. 【請求項12】 ゲル化により成形された定形体は、さ
    らに乾燥そして焼結の処理が施されて、焼結の前の別工
    程としてあるいは焼結の一部として有機物質の除去が行
    われることとする請求項1ないし請求項11のうちの一
    つに記載の定形体成形方法。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6132674A (en) * 1995-10-12 2000-10-17 Bristol-Myers Squibb Company Method of making an orthopaedic implant having a porous surface
SE511834C2 (sv) * 1998-01-13 1999-12-06 Valtubes Sa Heltäta produkter framställda genom enaxlig höghastighetspressning av metallpulver
GB9821663D0 (en) 1998-10-05 1998-11-25 Abonetics Ltd Foamed ceramics
GB9825109D0 (en) 1998-11-16 1999-01-13 Dytech Corp Ltd Porous ceramic matrices
US6759004B1 (en) * 1999-07-20 2004-07-06 Southco, Inc. Process for forming microporous metal parts
US6799467B2 (en) * 2002-02-08 2004-10-05 Hormel Foods, Llc Pressure indicator
BE1014697A3 (fr) * 2002-03-12 2004-03-02 Metal Inject Procede de mise en forme d'une piece en matiere metallique ou ceramique et piece ainsi obtenue.
US6689184B1 (en) * 2002-07-19 2004-02-10 Latitude Manufacturing Technologies, Inc. Iron-based powdered metal compositions
US7517490B2 (en) * 2002-10-16 2009-04-14 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing ceramic green body
CA2534472A1 (en) * 2003-09-03 2005-03-17 Apex Advanced Technologies, Llc Composition for powder metallurgy
US7481968B2 (en) * 2004-03-17 2009-01-27 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for preparing a sintered porous body of metal or ceramic
DE102004033153B4 (de) * 2004-06-11 2007-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Glühkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20070016057A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Anthony Dallago Medical device having gripping layer
US20080111282A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Baojun Xie Process for Making Three Dimensional Objects From Dispersions of Polymer Colloidal Particles
US20110200478A1 (en) * 2010-02-14 2011-08-18 Romain Louis Billiet Inorganic structures with controlled open cell porosity and articles made therefrom
CN103649010B (zh) 2011-07-12 2016-09-21 3M创新有限公司 制备陶瓷成形磨粒的方法、溶胶-凝胶组合物和陶瓷成形磨粒
WO2013094934A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Lg Innotek Co., Ltd. Method of fabricating silicon carbide powder
US20180009032A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 General Electric Company Metal objects and methods for making metal objects using disposable molds
CN107116210B (zh) * 2016-10-27 2018-11-27 北京科技大学 石墨片定向层状排列的铜基复合材料散热片及其制备方法
US20180362957A1 (en) * 2017-06-14 2018-12-20 R. J. Reynolds Tobacco Company RuBisCO Protein-Based Films
CN107352781B (zh) * 2017-06-22 2020-01-10 上海极率科技有限公司 一种氮化硅多孔陶瓷材料快速固化成型的制备方法
RU2714452C1 (ru) * 2019-09-28 2020-02-17 ООО "Т-Сфера" Способ получения порошков диоксида циркония со сфероидальной формой частиц
CN111299596B (zh) * 2019-12-04 2021-07-23 东北大学 蛋白质发泡制备生物医用可降解多孔锌的方法
DE102023206925A1 (de) 2022-07-26 2024-02-01 Alumina Systems Gmbh Verfahren zur Fertigung eines metallischen Bauteils
CN117285344B (zh) * 2023-09-21 2024-04-16 株洲火炬安泰新材料有限公司 一种igzo靶材及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244898A (en) * 1979-03-30 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The United Statesdepartment Of Energy Method of preparing porous, rigid ceramic separators for an electrochemical cell
FR2521887A1 (fr) * 1982-02-24 1983-08-26 Comp Generale Electricite Procede de preparation d'un corps poreux metallique
JPS6116012A (ja) * 1984-06-30 1986-01-24 Tdk Corp 磁気記録媒体および磁気記録方法
JPH0664970B2 (ja) * 1985-07-25 1994-08-22 松下電工株式会社 遅延スイツチ
US5126082A (en) * 1988-11-30 1992-06-30 Howmet Corporation Method of making ceramic cores and other articles
US5458837A (en) * 1992-05-11 1995-10-17 Polyceramics, Inc. Process for preparing a ceramic wick
US5320157A (en) * 1993-01-28 1994-06-14 General Motors Corporation Expendable core for casting processes
US5279994A (en) * 1993-02-11 1994-01-18 W. R. Grace & Co.-Conn. Aqueous processing of green ceramic tapes
US5734959A (en) * 1995-10-12 1998-03-31 Zimmer, Inc. Method of making an orthopaedic implant having a porous surface using an organic binder

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