用于结构体的形成的形成用材料和形成方法技术

提供：包含树脂材料和金属、陶瓷等非树脂材料的用于形成均质性高的结构体而无需成型模具的形成用材料。根据本发明专利技术提供的形成用材料由包含树脂材料和选自由金属和陶瓷组成的组中的至少1种非树脂材料的粉末形成。此处对于树脂材料，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最低加热器温度作为成形下限温度，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最高加热器温度作为成形上限温度，对于使该粉末以前述树脂材料的成形下限温度以上且前述树脂材料的成形上限温度+100℃以下的温度范围的软化或熔融状态堆积时形成的结构体，基于图像分析法，在12处测定孔隙率Rn时，通过用该孔隙率Rn的偏差除以该孔隙率Rn的平均值而得到的均质性指数N小于0.2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于结构体的形成的形成用材料和形成方法。本申请要求基于2014年6月27日申请的日本国专利申请2014-133021的优先权，该申请的全部内容作为参照引入至本说明书中。
技术介绍
作为构成各种结构体的结构材料，从能够实现高强度等特性的方面出发，一直以来，一般广泛使用金属材料、陶瓷材料。而且近年来，出于进一步附加功能的目的，对于该金属材料、陶瓷材料还进行了使具有各种功能的树脂材料复合化而使用的操作。作为形成包含树脂材料的结构体的方法，例如已知有浇铸成形法、注射成形法等。这些成形法是如下的方法：将以热塑性树脂为主要成分并根据需要包含金属、陶瓷等除了热塑性树脂以外的材料的形成用材料加热至能够得到规定的流动状态的温度，并浇铸或注射到具备目标形状的模腔的成型模具内，从而形成该目标形状的结构体。例如，出于提高结构体的机械强度等目的，使这些形成用材料中包含碳纤维、金属氧化物的粉末等。另外，作为不使用成型模具地形成结构体的方法，例如可以举出：喷镀法、三维造型法(也称为层叠造型法)等。例如，喷镀法是如下的方法：将包含树脂材料和金属、陶瓷等除了树脂以外的材料的粉末状的喷镀用材料加热，向基材吹送处于软化或熔融状态的喷镀用材料并使其堆积，从而形成由该喷镀用材料形成的结构体。而且，例如，专利文献1中公开了：为了附加地赋予第2性质，使由2种以上的热塑性树脂形成的粉末喷镀组合物进一步包含金属单质、金属氧化物的粉末、耐磨性颗粒等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公表2009-524732号公报(国际公开第2007/089620号小册子)
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述注射成形法等有必须针对每个结构体准备成型模具这样的缺点。另外，在使用包含较硬质的非树脂材料的注射形成用材料的情况下，该成型模具有容易变形这样的问题。另外，上述喷镀法中，由于将喷镀用材料加热至极高温，因此，喷镀过程中树脂材料会变质，树脂材料虽然可以作为粘结剂而发挥功能，但无法避免树脂材料本来所具有的特性丧失或降低。另外，上述任意方法中，对于所形成的结构体，均有由树脂材料形成的部分与由非树脂材料形成的部分的特性偏差大，难以得到均质的结构的问题。一般来说，由于树脂材料与金属、陶瓷等非树脂材料的密度差异大，因此树脂材料中复合化的非树脂材料的尺寸越小，该问题往往变得越明显。本专利技术是鉴于上述课题而作出的，其目的在于，提供：包含树脂材料和金属、陶瓷等非树脂材料的、能够形成均质性高的结构体而无需成型模具的形成用材料。另外，作为其他侧面，本专利技术提供使用该形成用材料的形成方法。用于解决问题的方案为了解决上述课题，此处公开的技术提供一种能够形成结构体而无需成型模具的形成用材料。该形成用材料为包含树脂材料和选自由金属和陶瓷组成的组中的至少1种非树脂材料的粉末。而且，其特征在于，对于上述树脂材料，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最低加热器温度作为成形下限温度，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最高加热器温度作为成形上限温度，对于使上述粉末在上述树脂材料的成形下限温度以上且上述树脂材料的成形上限温度+100℃以下的温度范围内以软化或熔融状态堆积时形成的结构体，基于图像分析法，在12处测定孔隙率Rn时，通过用上述孔隙率Rn的偏差除以上述孔隙率Rn的平均值而得到的均质性指数N小于0.2。由此，可以提供抑制树脂材料的变质、能够不使用成型模具地形成兼有树脂本来的性质和非树脂材料的特性的均质性高的结构体的形成用材料。此处公开的形成用材料的一个优选方案中，其特征在于，上述树脂材料在上述树脂材料与上述非树脂材料的总计中所占的比率为20体积％以上且80体积％以下。由此，可以形成根据所期望的特性而配混有树脂材料和非树脂材料的结构体。此处公开的形成用材料的一个优选方案中，其特征在于，其为平均粒径为5μm以上且200μm以下的粉末。由此，树脂材料与非树脂材料被更均匀地配混，可以抑制结构体中的特性不均、偏差。需要说明的是，本说明书中的“平均粒径”只要没有特别说明，则是指通过基于激光散射·衍射法的粒度分布测定装置测定的体积基准的粒度分布中的累积50％处的粒径(50％体积平均粒径；以下，也有时简记作D50)。此处公开的形成用材料的一个优选方案中，可以为由上述树脂材料形成的颗粒与由上述非树脂材料形成的颗粒混合而得到的混合粉末。或者，可以为由上述树脂材料形成的颗粒与由上述非树脂材料形成的颗粒造粒而成的造粒粉末。此处，由上述树脂材料形成的颗粒和由上述非树脂材料形成的颗粒均优选平均粒径为5μm以上且200μm以下。或者，上述形成用材料可以为在上述由非树脂材料形成的颗粒表面的至少一部分具备上述树脂材料的复合粉末。通过这样的多种构成，例如即使在树脂材料与非树脂材料存在密度差的情况下，也可以在结构体中将两者更均匀地配混，故优选。此处公开的形成用材料的一个优选方案中，其特征在于，上述树脂材料为选自由聚烯烃，聚碳酸乙烯酯，聚乙烯基苯酚，聚氨酯，聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰胺组成的组中的1种或2种以上。可以实现发挥这些树脂材料的特性、同时兼具非树脂材料的特性的结构体。此处公开的形成用材料的一个优选方案中，其特征在于，上述树脂材料具有抗菌活性值2.0以上的抗菌性。通过上述构成，可以得到在形成后也具有这样的抗菌活性的结构体。另一方面，此处公开的技术提供结构体的形成方法。上述形成方法的特征在于，包括：准备包含树脂材料和选自由金属及陶瓷组成的组中的至少1种非树脂材料的粉末状的形成用材料；使上述形成用材料以上述树脂材料的成形下限温度以上且上述树脂材料的成形上限温度+100℃以下的温度范围的软化或熔融状态堆积，从而形成规定形状的结构体而不使用成型模具。此处，上述成形下限温度是使用压入模具成型机(也称为加热加压埋入机)在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最低加热器温度，上述成形上限温度是使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最高加热器温度。由此，可以抑制树脂材料的变质，不使用成型模具地形成兼具树脂本来的性质和非树脂材料的特性的均质性高的结构体。此处公开的结构体的形成方法的一个优选方案中，其特征在于，以将上述形成用材料分散在分散介质中的状态进行加热。通过上述构成，可以根据形成方法，效率良好地将形成用材料供于形成。此处公开的结构体的形成方法的一个优选方案中，其特征在于，利用喷镀法使上述形成用材料堆积，从而形成上述结构体。由此，可以形成更加致密的构成的结构体。此处公开的结构体的形成方法的一个优选方案中，其特征在于，使用三维造型机使上述形成用材料堆积，从而形成上述结构体。由此，可以形成更复杂的形态的结构体。附图说明图1为示例本专利技术的一个实施方式的(a)(b)覆膜和(c)形成用材料的XRD图谱的图。具体实施方式以下，基于本专利技术的适宜的一个实施方式，对本申请专利技术结构体的形成方法进行说明，同时对能够适合用于上述形成方法的本申请专利技术的形成用材料一并进行说明。需要说明的是，对于本说明书中特别提及的事项以外且对本专利技术的实施而言所必要的事情(例如形成机、其使用方法等)，可以基于该领域中的现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成用材料，其由包含树脂材料和选自由金属和陶瓷组成的组中的至少1种非树脂材料的粉末形成，对于所述树脂材料，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最低加热器温度作为成形下限温度，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最高加热器温度作为成形上限温度，对于使所述粉末以所述树脂材料的成形成形下限温度以上且所述树脂材料的成形成形上限温度+100℃以下的温度范围的软化或熔融状态堆积时形成的结构体，基于图像分析法，在12处测定孔隙率Rn时，通过用所述孔隙率Rn的偏差除以所述孔隙率Rn的平均值而得到的均质性指数N小于0.2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 JP 2014-1330211.一种形成用材料，其由包含树脂材料和选自由金属和陶瓷组成的组中的至少1种非树脂材料的粉末形成，对于所述树脂材料，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最低加热器温度作为成形下限温度，将使用压入模具成型机在3500psi的压入压力下该树脂材料能够成型的最高加热器温度作为成形上限温度，对于使所述粉末以所述树脂材料的成形成形下限温度以上且所述树脂材料的成形成形上限温度+100℃以下的温度范围的软化或熔融状态堆积时形成的结构体，基于图像分析法，在12处测定孔隙率Rn时，通过用所述孔隙率Rn的偏差除以所述孔隙率Rn的平均值而得到的均质性指数N小于0.2。2.根据权利要求1所述的形成用材料，其中，所述树脂材料在所述树脂材料与所述非树脂材料的总计中所占的比率为20体积％以上且80体积％以下。3.根据权利要求1或2所述的形成用材料，其平均粒径为5μm以上且200μm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的形成用材料，其中，所述粉末是由所述树脂材料形成的颗粒与由所述非树脂材料形成的颗粒混合而得到的混合粉末。5.根据权利要求1～3中任一项所述的形成用材料，其中，所述粉末是由所述树脂材料形成的颗粒与由所述非树脂材料形成的颗粒造粒而得到的造粒粉末。6.根据权利要求5所述的形成用材料，其中，由所述树脂材料形成的颗粒和由所述非树脂材料形成的颗粒的平均粒径均为0.5nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤和人，水野宏昭，伊部博之，篠田芙美，太田恭平，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP