造形物用スラリー組成物、造形物の造形方法及び造形物用スラリー組成物を用いた各種材料、その使用方法
【課題】金型を用いないでも造形物を得ることができる造形が容易な造形用スラリー組成物及び造形物の造形方法を提供する。また従来のコーティング材料、補修材料又は接着剤の問題点を解決することが可能な各種材料とその使用方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなる造形物用スラリー組成物及び造形物の造形方法。また造形スラリー組成物をコーティング材料として用いたもの、補修材料として用いたもの又は接着剤として用いたものとその使用方法。
【解決手段】熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなる造形物用スラリー組成物及び造形物の造形方法。また造形スラリー組成物をコーティング材料として用いたもの、補修材料として用いたもの又は接着剤として用いたものとその使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物用スラリー組成物、造形物の造形方法及び造形物用スラリー組成物を用いた各種材料とその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂粉末を用いて複雑な形状の造形物を得る場合、原材料であるペレット粉砕した樹脂粉末を加熱し、金型に流し込む射出成形法が多く用いられ、複合材料を得る場合にも金型を用いた射出成形法で行われている（非特許文献１）。
近年、樹脂製品の高性能・多機能化、製造工程の簡略化、低コスト化を目的として、射出溶着法などでの成形加工時、インテークマニホールドやランプなどの自動車用機能部品の表面に樹脂層を形成することも検討されている（例えば、非特許文献２）。
【０００３】
また樹脂製の自動車用部品などを、熱可塑性樹脂層を重ねて形成する方法で製造することも知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、熱可塑性樹脂の積層を、コーティング法、キャスト法、プレス法、押出法、射出成形法、インフレーション法などで行っている。また熱可塑性樹脂粉末を用いて水回り部の補修を行いたいが、取り扱いが難しいという技術的な問題がある。このため、ステンレス製の浴槽とその周囲との隙間や、ステンレス製の流し台の間の隙間など、水回り部における水漏れを防ぐ補修材料として、シリコンゴムが一般に用いられている。
【０００４】
そして、接着剤を用いて金属部材同士を接着する方法は、金属部材の接触面の一部を溶かして接合する熱溶着接合方法の超音波溶着やレーザー溶着、摩擦溶着などに比べ、接合が簡便に行える利点がある。しかし、接着剤には使用時の取り扱いに問題があったり、耐熱性、耐久性、接着力などに問題があるものもある。また熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂等）を接着剤として用いた場合、接着後、金属部材同士を剥がそうとしたときに、人体へ悪影響を与える有機溶剤（例えばアセトン等）を使用しなければならない欠点がある。そこで接着後の利便性を向上させた、熱剥離性接着剤が開発されている（特許文献２など）。この熱剥離性接着剤は、接着した接着部に熱を与えることによって、有機溶剤を用いず、金属部材同士を剥がすことを容易としたものである。
【非特許文献１】▲丘▼ 建輝，黒木 悠，坪井 淳，泉 和男，「ナイロン6の射出溶着強度に及ぼす成形条件の影響」，第54回 高分子討論会予稿集、2005，Vol.54， No.2，p5438
【非特許文献２】柴田 信一、他：「バガス繊維による複合材料の射出成形体の曲げ弾性率について」，日本機械学会論文集Ｃ編，2005年，71(707)，ｐ2420〜2425
【特許文献１】特開２００５−３０５８３４
【特許文献２】特開２００４−２１７７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の射出成形法は、造形物を大量生産する場合には有効であるが、意匠性の高い造形物や小ロットの造形物を造形するには不向きである。すなわち、樹脂粉末を加熱して金型に流し込む射出成形方法で造形物を造形する場合、造形物の形状を金型などに加工する必要があるため、型費用が高くなる欠点がある。このため、金型を用いないでも造形物を得ることができる造形が容易な造形用スラリー組成物及び造形物の造形方法が必要とされている。
【０００６】
一方射出溶着法などにより、成形加工時に樹脂層を被コーティング部材の表面に形成するには、予め成形した成形体を金型の中に挿入し、射出成形するという高度な技術が必要となる問題や射出設備が高価であるという問題もある。また水回り部における隙間からの水漏れを防ぐ補修材料としてシリコンゴムを用いた場合には、シリコンゴムが樹脂物に比べて軟質であるため、水漏れを防ぐことができても、隙間に充填したシリコンゴムの見た目が悪いという問題があった。このため、高価な設備を用いず、被コーティング部材の表面に容易に樹脂層を形成するコーティング方法、補修する隙間を容易に塞ぐことができ、補修部の見た目が良い補修方法及びそれに用いるコーティング材料、補修材料が望まれている。
【０００７】
また特許文献１に記載の熱剥離性接着剤は、比重が軽い膨張性微小球を配合しているため、微小球の混和安定性が悪いという問題があった。その他、発泡剤として水を含有した接着剤も提案されているが、発泡効果を用いているため、接着力が不十分であるという問題もあった。そこで熱可塑性樹脂粉末の混和安定性に優れ、金属部材同士を十分な接着力で接着することができ、かつ取り扱いが容易なスラリー状接着剤及びその使用方法が必要とされている。
【０００８】
本発明は、金型を用いないでも造形物を得ることができる造形が容易な造形用スラリー組成物及び造形物の造形方法を提供することを第１の目的とする。また従来のコーティング材料、補修材料又は接着剤の問題点を解決することが可能な各種材料とその使用方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意検討した結果、ゲル化能を有し、かつ成形体の形状保持機能に優れる造形物用スラリー組成物を用い、所定の形状に造形した後、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで上記第１の課題を解決できることを見出した。このゲル化能を有し、かつ形状保持機能に優れる造形物用スラリー組成物を各種材料として用いることが上記第２の課題に対して有効であることを見出した。
【００１０】
本発明は、以下のとおりである。
１．熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
２．上記１．に記載のスラリー組成物に、さらに金属粉末、セラミックス粉末、炭素粉末、顔料、植物繊維等の機能材料を分散させてなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【００１１】
３．上記１．又は２．に記載のスラリー組成物を用い、所定の形状に成形した後、焼成することを特徴とする造形物の造形方法。
４．上記３．に記載の造形物の造形方法において、自由成形又は非金属製の型で成形することを特徴とする造形物の造形方法。
５．上記３．に記載の造形物の造形方法において、型を用い、押出又は射出成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【００１２】
６．上記３．に記載の造形物の造形方法において、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することを特徴とする造形物の造形方法。
７．上記３．に記載の造形物の造形方法において、スラリー組成物に予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることを特徴とする造形物の造形方法。
【００１３】
８．上記１．に記載のものをコーティング材料として用いたことを特徴とするコーティング材料用スラリー組成物。
９．上記８．に記載のスラリー組成物を被コーティング部材の表面に塗布した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂層を表面に形成することを特徴とするコーティング方法。
【００１４】
１０．上記９．に記載のコーティング方法を用い、前記被コーティング部材の表面に樹脂層を積層するに際し、前記被コーティング部材の表面に第１層を形成し、次いで該第１層の表面に第２層を形成することを特徴とするコーティング方法。
１１．上記１．に記載の造形物用スラリー組成物を補修材料として用いたことを特徴とする補修材料用スラリー組成物。
【００１５】
１２．上記１１．に記載のスラリー組成物を補修する隙間に充填した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と前記隙間の周囲部材とを固着することを特徴とする補修方法。
１３．上記１．に記載の造形物用スラリー組成物を接着剤として用いたことを特徴とするスラリー状接着剤。
【００１６】
１４．上記１３．に記載のスラリー状接着剤を金属部材の間に塗布し、加圧しつつ加熱した後、冷却し、金属部材同士を接着することを特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
１５．上記１４．に記載の使用方法で金属部材同士を接着した後、接着部を加熱し、その状態で金属部材同士を引き離すこと特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【発明の効果】
【００１７】
上記１．及び２．に記載の造形物用スラリー組成物は、ゲル化能を有し、かつ成形体の形状保持機能に優れる。この造形物用スラリー組成物を用いた上記３．〜７．に記載の造形物の造形方法によれば、型を用いない自由成形又は非金属製の形を用い、所定の形状に造形した後、スラリー組成物を構成する熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、結合剤によって熱可塑性樹脂粉末同士を結合することができる。このため、意匠性の高い造形物や小ロットの造形物を容易にかつ安価に造形することができる。
【００１８】
上記８．〜１０．に記載の発明によれば、高価な設備を用いず、例えば焼成炉内で被コーティング部材と一緒にスラリー組成物を加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で加熱することによって、被コーティング部材の表面に樹脂層を容易に形成することができる。
上記１１．及び１２．に記載の発明によれば、高価な設備を用いず、補修現場においてアイロンなどの加熱したこてを用い、補修する隙間に充填したスラリー組成物を加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で加熱し、可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と補修する隙間の周囲部材とを固着することができる。このため、補修する隙間を容易に塞ぐことができ、この樹脂物はシリコンゴムなどに比べ、硬質であるから、補修部の見た目が良い。
【００１９】
上記１３．に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂粉末の混和安定性に優れ、金属部材同士を十分な接着力で接着することができ、かつ取り扱いが容易な接着剤を提供することができる。上記１４．に記載の発明によれば、加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度に加熱することによって、金属部材同士を容易にかつ十分な接着力で接着することができ、しかも上記１５．に記載の発明によれば、有機溶剤を用いず、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度に加熱することによって、接合部材同士を容易にかつ確実に引き離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の造形物用スラリー組成物は、造形物の主原料である熱可塑性樹脂粉末と、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度（好適には１５０℃以下の温度）で焼成することによって、熱可塑性樹脂粉末同士を結合するバインダー効果を果たすでんぷん、ポリビニルアルコールなどの結合剤と水分とからなる。
【００２１】
上記のように限定する理由は、次のとおりである。
（１）熱可塑性樹脂粉末：
本発明では、所望の形状に成形した後、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、造形物を造形するため、主原料として熱可塑性樹脂粉末を用いる。このような樹脂粉末としては、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）、生分解性樹脂などの粉末を用いることができる。ここで、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）などの合成樹脂粉末は入手が容易であるから好適である。
【００２２】
熱可塑性樹脂粉末の粒径には特別な制限はなく、造形する造形物に応じて適宜決めることができる。樹脂粉末の平均粒径が１０μｍからサブミクロンの粉末が取り扱いが容易であり、成形体の形状保持機能に優れるので好ましい。
（２）でんぷん、ポリビニルアルコールなどの結合剤：
でんぷんは糊、ポリビニルアルコールは水溶液とし、粘性を調整した後、前記熱可塑性樹脂粉末に添加しつつ混練するのが好適である。
【００２３】
（Ａ）でんぷん糊：
糊の原料となるでんぷんを水とともに練り、場合によっては加熱して作製したでんぷん糊を用いるのが好適である。でんぷん糊中の水分量は、熱可塑性樹脂粉末と混練する際、でんぷん糊が熱可塑性樹脂粉末中に均一に分布するように、その粘性を調整し、造形が容易なスラリーとする。その際、以下で説明するポリビニルアルコールの場合と同様、結合剤の均一混合と、ゲル化能（焼成することによって熱可塑性樹脂粉末同士を結合する能力をいう）の両者を同時に満たすことができるように、でんぷん糊中の水分含有量は０．５〜４０ｗｔ％好ましくは２〜２０ｗｔ％としておくのが適当である。
【００２４】
（Ｂ）ポリビニルアルコールの水溶液：
ポリビニルアルコールとしては、分子量５０００〜５０００００好ましくは１００００以上であって、鹸化度９０％以上好ましくは９５％以上のものを用いる。上記範囲外の分子量及び鹸化度のポリビルニアルコールは、ゲル化能が弱いので、本発明の効果を十分発揮することができない。その水溶液濃度は０．５〜４０ｗｔ％好ましくは２〜２０ｗｔ％としておくのが適当である。水溶液濃度が４０ｗｔ％を超えると、溶液粘度が極めて高くなり、熱可塑性樹脂粉末との均一混練が困難となる。一方、水溶液濃度が０．５ｗｔ％未満であると、ゲル化能が弱くなる。
【００２５】
ゲル化能を有する結合剤（バインダー）としては、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、熱可塑性樹脂粉末同士を結合することができる高粘性物質も使用可能である。
（３）熱可塑性樹脂粉末と上記した結合剤との混合割合：
本発明のスラリー組成物中、結合剤の含有量が過少となった場合には、ゲル化能が弱くなり、一方、それが過多となった場合には、造形が難しくなる。そこで、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用いる場合、重量比ででんぷん糊：熱可塑性樹脂粉末＝１：４〜５：１の範囲、より好ましくは１：３〜３：１の範囲とする。また濃度が８ｗｔ％であるポリビニルアルコールの水溶液の場合、重量比でポリビニルアルコールの水溶液：熱可塑性樹脂粉末＝１：４〜５：１の範囲、より好ましくは１：３〜３：１の範囲とする。このような範囲とすることで、形状保持機能に優れると共に、ゲル化能を十分発揮することができる造形が容易なスラリー組成物とすることができる。
【００２６】
以上説明した本発明のスラリー組成物は、熱可塑性樹脂粉末と、所定量のでんぷん糊又はポリビニルアルコールの水溶液、もしくは結合剤と水との混合物を混練・脱泡して得ることができる。
その際、上記のスラリー組成物には、必要に応じて、この種のスラリー組成物に添加される慣用成分、例えば界面活性剤、可塑剤、油脂、有機溶剤、水、着色顔料、体質顔料、密着性付与剤、消泡剤、濡れ剤、粘性調整剤、粘着性付与剤等を添加してもよい。
【００２７】
また、機能材料を均一に分散させてなる造形物を造形する場合には、混合物を混練するに際し、さらに金属粉末、セラミックス粉末（酸化チタン等の光触媒等）、炭素粉末、顔料、植物繊維（茶葉、木粉等）等の機能材料を徐々に添加し、機能材料が均一に分散させてなるスラリー組成物を作製すればよい。勿論、金型を用いれば、所定の形状の造形物を容易にかつ安価に大量生産することが可能となる。
【００２８】
また型を用い、押出又は射出成形することによって所定の形状の造形物を、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することで多様な形状の造形物を容易にかつ安価に造形可能である。
また熱可塑性樹脂粉末の粒度を変えることで多孔質な造形物を造形したり、あるいはスラリー組成物に予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることで、発泡した造形物を容易にかつ安価に造形することもできる。
【００２９】
以下に、上述した本発明にかかる造形物用スラリー組成物を用いた実施例１〜１０を記す。
【実施例１】
【００３０】
熱可塑性樹脂粉末として、粉体粒度（メインピーク）１００μｍのＰＥ（ポリエチレン）粉末（旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を用い、このＰＥ粉と、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）とを、重量比でPE粉：でんぷん糊＝５：８で混練し、スラリー組成物とした。
このスラリー組成物を樹脂製の型（おもちゃを形取った型）に、押し込み成形した後、成形体を型から取りだし、焼成炉の中に移動させ、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、ポリエチレン製の造形物（寸法：高さ＝７０ｍｍ、幅＝４５ｍｍ、奥行き＝２０ｍｍ）を得た。焼成して得た造形物は、その高さ方向中央部に握力５０kgの大人の人手で力一杯握りしめて力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に型内に充填することができ、型から成形体を取り出す際に形崩れすることもなく、その後、焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例２】
【００３１】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、太さが２ｍｍの紐状の成形体を作成し、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た。紐状の成形体は、注射器のピストンを挿入する基部を容器とし、基部内にスラリー組成物を人手で押し込み、次いで注射針を付けずに、ピストンを注射器の基部に装着した後、人手で押すことで押し出し成形し、さらに任意に曲げ加工して造形した。
【００３２】
焼成して得た紐状の造形物は、その直径方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に注射器の基部内に充填することができ、しかも注射器のピストンを人手で押すことで注射針を付ける内径２ｍｍの先端部から容易に押し出し成形することができ、その後、この紐状の成形体を曲げ加工する際に形崩れすることもなく、焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例３】
【００３３】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、厚さが２ｍｍの板状の成形体を作成し、２次加工として板状の成形体に打ち抜き型（お菓子のクッキーを作る際に用いる薄い金属板で囲った型）を人手で押しつけて打ち抜き加工し、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ａ）〜（ｃ）参照）。焼成して得た板状の造形物は、その厚さ方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、定盤状に所定量載せた状態で、人手で木製の麺棒により容易に板状に引き延ばすことができ、その後、この板状の成形体を２次加工する取り扱い過程や焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例４】
【００３４】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、樹脂製の型を用いて押し出し成形し、厚さが２ｍｍ、幅が２０ｍｍの帯状の成形体を作成し、２次加工としてこの成形体にねじり加工を施した後、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ｄ）参照）。焼成して得た帯状の造形物は、その幅方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また、上記スラリー組成物は、樹脂製の型を用いて容易に押し出し成形することができ、その後、この成形体を２次加工する取り扱い過程や焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例５】
【００３５】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、最大径又は中央部太さが２０〜３０ｍｍの塊状に成形した後、この成形体を１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ｅ）、（ｆ）参照）。焼成して得た塊状の造形物は、その最大径部又は中央部を握力５０kgの大人の人手で力一杯握りしめた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に成形することができ、その後、この成形体を焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例６】
【００３６】
実施例１と同じスラリー組成物に、機能材料として、平均粒径２８μｍのアルミニウム粉末（東洋アルミニウム製）を分散させておき、実施例１〜５と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、アルミニウム粉末が均一に分散していると共に、上記の実施例１〜５で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例７】
【００３７】
でんぷん糊に代えてポリビニルアルコールの水溶液を結合剤として用い、それ以外は実施例１〜６と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜６で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例８】
【００３８】
ＰＥ粉末に代えてＰＯＭ（ポリアセタール樹脂・旭ケミカルズ製 テナック−Ｃ７５２０）のペレットを、粉砕器によって３００μｍ以下に粉末化したＰＯＭ粉末を用い、それ以外は実施例１〜７と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜６で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例９】
【００３９】
ＰＥ粉末に代えて生分解性樹脂（セルグリーン・ダイセル化学工業製 ＰＨＢ０５）のペレットを粉砕器によって３００μｍ以下に粉末化した樹脂粉末を用い、それ以外は実施例１〜７と同様にして造形物を造形した。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜７で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例１０】
【００４０】
微細な気泡を多数含む造形物を造形するに際し、熱可塑性樹脂粉末として、水中に２４時間浸漬させてあらかじめ粉末中に水分を十分に含浸させたものを用い、それ以外は実施例１〜９と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、微細な気泡を多数含むとともに上記の実施例１〜９で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【００４１】
次いで、上記した造形物用スラリー組成物をコーティング材料として用いた場合について、実施例１１、１２に記す。
【実施例１１】
【００４２】
熱可塑性樹脂粉末として、ＰＥ粉末（粉体粒度（メインピーク）１００μｍのポリエチレン樹脂粉：旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を、結合材として、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用い、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練してコーティング材料用スラリー組成物を作製した。次いでステンレス製の被コーティング部材２上に１層からなる樹脂層を以下の手順で形成した（図２参照）。
【００４３】
（１）先ず、スラリー塗布工程において、図２（ａ）に示すように、被コーティング部材２のコーティング面３上にスラリー組成物１を均一に塗布する。
（２）次いで樹脂粉末塗布工程において、図２（ｂ）に示すように、スラリー組成物１の表面上にＰＥ粉末１Ａを均一に塗布する。
ただし、場合によってはスラリー組成物１をコーティング面３上に供給した後、スラリー組成物１の表面にＰＥ粉末を均一に塗布し、その後、被コーティング部材２と押し付け部材５によってスラリー組成物１を挟み、コーティング面３上におけるスラリー組成物１の厚みを均一にしてもよい。
【００４４】
（３）その後、焼成工程では、図２（ｃ）に示すように、押し付け部材５で上方からスラリー組成物１を加圧しつつ保持し、焼成炉の中で、１４５℃の温度で１時間焼成した。その間に樹脂層６が形成される。
（４）最後に、焼成工程終了後、押し付け部材５を取り外す。図２（ｄ）に示すように、コーティング面３に１層からなる樹脂層６が形成され、これによって被コーティング部材２がコーティングされる。
【００４５】
この樹脂層６の厚みを測定した結果、その厚さは約１．４ｍｍであり、また樹脂層６とステンレス製の被コーティング部材２との間の固着の程度は、プラスチック製の打撃部を有するハンマーで叩いて調べた。その結果、プラスチック製の打撃部で叩いた程度の衝撃力では、樹脂層６が被コーティング部材２から剥離することはなく、コーティングが良好であった。なお、押し付け部材５には表面が平滑な所定の重さのステンレス鋼板を用いたので、光沢のあるコーティング層６の表面を得ることができた。
【実施例１２】
【００４６】
ステンレス製の被コーティング部材２のコーティング面３上に２層からなる樹脂層７を形成した（図３参照）。その際、先ず、実施例１のようにして、ＰＥ粉末同士を結合剤で結合した樹脂層を形成し第１層７Ａとし、次いで第１層７Ａのコーティング面３上に、ＰＯＭ粉末同士を結合剤で結合した樹脂層を同様にして形成した。これが第２層７Ｂである。
【００４７】
なお、第２層７Ｂのコーティング材料としては、重量比でＰＯＭ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練して作製したものを用いた。図３中、１Ｂは、塗布したＰＯＭ粉末を示す。
その結果、２層からなる樹脂層７の厚みは、実施例１の場合に比べて、厚くすることができた。またプラスチック製の打撃部で叩いた程度の衝撃力では、樹脂層が剥離することはなく、コーティングが良好であった。
【実施例１３】
【００４８】
ステンレス製の流し台に隙間があったので、その箇所の補修を、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練したスラリー組成物を用い行った。なお、図４（ａ）は、ステンレス製の流し台の側面８で形成される補修する隙間に、上記スラリー組成物１０を充填する充填工程が終了した状態を示した。また図４（ｂ）は、加熱したこて１１をこて移動方向１２に向かって移動させ、スラリー組成物１０をこて１１で加圧しつつ加熱して補修を行っている補修工程を示した。補修後の部分には、可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物９が形成される。樹脂物９は、シリコンゴムなどに比べ、硬質であるから見た目が良く、ステンレス製の流し台の側面８と樹脂物９とが固着され、一体となっていたので、補修後の部分から水漏れが生じることはなかった。
【００４９】
最後に、上記した造形物用スラリー組成物を接着剤として用いた場合につき、実施例１４〜１５に記す。
【実施例１４】
【００５０】
熱可塑性樹脂粉末としてＰＥ粉末：粉体粒度（メインピーク）１００μｍのポリエチレン樹脂粉（旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を、結合剤として、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用い、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練してスラリー状接着剤を作製した。次いでスラリー状接着剤を矩形状アルミニウム板の間に塗布した後、加圧保持した状態で炉中で１４５℃の温度で１時間加熱した。その後、炉中から取り出し、矩形状アルミニウム板の間の剪断力を試験機で測定した。
【００５１】
矩形状アルミニウム板の間の剪断力は、図５に示すように、アルミニウム板１３同士の接着部１４に剪断力が作用するよう、アルミニウム板１３の一方を他方に対してずらせて測定した。図５中、接着剤の塗布範囲はアルミニウム板１３同士が重なっている２０ｍｍ×２０ｍｍの範囲でかつスラリー状接着剤の塗布厚さは０．１ｍｍとした。用いたアルミニウム板１３の厚みは２．４５ｍｍとした。
【００５２】
その結果、上記ＰＥ粉末を主成分とするスラリー状接着剤の場合、単位接着面積当たりの剪断力が０．９５５７Ｎ／ｍｍ２で良好であった。また上記スラリー状接着剤を用い、同じ条件でアルミニウム板同士を接着した後、アルミニウム板同士を引き離す試験を行った。その際、外部から接着部を１８０℃の温度に加熱したため、有機溶剤を用いず、上記剪断力以下でアルミニウム板同士を容易に引き離すことができた。
【実施例１５】
【００５３】
実施例１４の加熱方法をアイロンで加圧しつつ、１４５℃で１５分間加熱した以外は同様にしてアルミニウム板同士を接着した。その後、上記実施例と同様にしてアルミニウム板間の剪断力を測定した。その結果、実施例１４の場合と同じ単位接着面積当たりの剪断力が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明にかかる造形物用スラリー組成物を用いて造形した造形物形状を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるコーティング方法の各工程を説明する斜視図である。
【図３】本発明にかかるコーティング方法によって得られる２層からなる樹脂層を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる補修方法の工程を説明する斜視図である。
【図５】接着剤を用いて接着した接着部の剪断力を測定する試験方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ 造形物
１ スラリー組成物（コーティング材料）
１Ａ、１Ｂ 塗布した樹脂粉末
２ 被コーティング部材（金属部材）
３ コーティング面
４ 非コーティング面
５ 押し付け部材
６、７ 樹脂層
７Ａ 第１層
７Ｂ 第２層
８ ステンレス製の流し台の側面
９ 樹脂物
１０ スラリー組成物（補修材料）
１１ こて
１２ こて移動方向
１３ 金属部材
１４ 接着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物用スラリー組成物、造形物の造形方法及び造形物用スラリー組成物を用いた各種材料とその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂粉末を用いて複雑な形状の造形物を得る場合、原材料であるペレット粉砕した樹脂粉末を加熱し、金型に流し込む射出成形法が多く用いられ、複合材料を得る場合にも金型を用いた射出成形法で行われている（非特許文献１）。
近年、樹脂製品の高性能・多機能化、製造工程の簡略化、低コスト化を目的として、射出溶着法などでの成形加工時、インテークマニホールドやランプなどの自動車用機能部品の表面に樹脂層を形成することも検討されている（例えば、非特許文献２）。
【０００３】
また樹脂製の自動車用部品などを、熱可塑性樹脂層を重ねて形成する方法で製造することも知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、熱可塑性樹脂の積層を、コーティング法、キャスト法、プレス法、押出法、射出成形法、インフレーション法などで行っている。また熱可塑性樹脂粉末を用いて水回り部の補修を行いたいが、取り扱いが難しいという技術的な問題がある。このため、ステンレス製の浴槽とその周囲との隙間や、ステンレス製の流し台の間の隙間など、水回り部における水漏れを防ぐ補修材料として、シリコンゴムが一般に用いられている。
【０００４】
そして、接着剤を用いて金属部材同士を接着する方法は、金属部材の接触面の一部を溶かして接合する熱溶着接合方法の超音波溶着やレーザー溶着、摩擦溶着などに比べ、接合が簡便に行える利点がある。しかし、接着剤には使用時の取り扱いに問題があったり、耐熱性、耐久性、接着力などに問題があるものもある。また熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂等）を接着剤として用いた場合、接着後、金属部材同士を剥がそうとしたときに、人体へ悪影響を与える有機溶剤（例えばアセトン等）を使用しなければならない欠点がある。そこで接着後の利便性を向上させた、熱剥離性接着剤が開発されている（特許文献２など）。この熱剥離性接着剤は、接着した接着部に熱を与えることによって、有機溶剤を用いず、金属部材同士を剥がすことを容易としたものである。
【非特許文献１】▲丘▼ 建輝，黒木 悠，坪井 淳，泉 和男，「ナイロン6の射出溶着強度に及ぼす成形条件の影響」，第54回 高分子討論会予稿集、2005，Vol.54， No.2，p5438
【非特許文献２】柴田 信一、他：「バガス繊維による複合材料の射出成形体の曲げ弾性率について」，日本機械学会論文集Ｃ編，2005年，71(707)，ｐ2420〜2425
【特許文献１】特開２００５−３０５８３４
【特許文献２】特開２００４−２１７７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の射出成形法は、造形物を大量生産する場合には有効であるが、意匠性の高い造形物や小ロットの造形物を造形するには不向きである。すなわち、樹脂粉末を加熱して金型に流し込む射出成形方法で造形物を造形する場合、造形物の形状を金型などに加工する必要があるため、型費用が高くなる欠点がある。このため、金型を用いないでも造形物を得ることができる造形が容易な造形用スラリー組成物及び造形物の造形方法が必要とされている。
【０００６】
一方射出溶着法などにより、成形加工時に樹脂層を被コーティング部材の表面に形成するには、予め成形した成形体を金型の中に挿入し、射出成形するという高度な技術が必要となる問題や射出設備が高価であるという問題もある。また水回り部における隙間からの水漏れを防ぐ補修材料としてシリコンゴムを用いた場合には、シリコンゴムが樹脂物に比べて軟質であるため、水漏れを防ぐことができても、隙間に充填したシリコンゴムの見た目が悪いという問題があった。このため、高価な設備を用いず、被コーティング部材の表面に容易に樹脂層を形成するコーティング方法、補修する隙間を容易に塞ぐことができ、補修部の見た目が良い補修方法及びそれに用いるコーティング材料、補修材料が望まれている。
【０００７】
また特許文献１に記載の熱剥離性接着剤は、比重が軽い膨張性微小球を配合しているため、微小球の混和安定性が悪いという問題があった。その他、発泡剤として水を含有した接着剤も提案されているが、発泡効果を用いているため、接着力が不十分であるという問題もあった。そこで熱可塑性樹脂粉末の混和安定性に優れ、金属部材同士を十分な接着力で接着することができ、かつ取り扱いが容易なスラリー状接着剤及びその使用方法が必要とされている。
【０００８】
本発明は、金型を用いないでも造形物を得ることができる造形が容易な造形用スラリー組成物及び造形物の造形方法を提供することを第１の目的とする。また従来のコーティング材料、補修材料又は接着剤の問題点を解決することが可能な各種材料とその使用方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意検討した結果、ゲル化能を有し、かつ成形体の形状保持機能に優れる造形物用スラリー組成物を用い、所定の形状に造形した後、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで上記第１の課題を解決できることを見出した。このゲル化能を有し、かつ形状保持機能に優れる造形物用スラリー組成物を各種材料として用いることが上記第２の課題に対して有効であることを見出した。
【００１０】
本発明は、以下のとおりである。
１．熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
２．上記１．に記載のスラリー組成物に、さらに金属粉末、セラミックス粉末、炭素粉末、顔料、植物繊維等の機能材料を分散させてなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【００１１】
３．上記１．又は２．に記載のスラリー組成物を用い、所定の形状に成形した後、焼成することを特徴とする造形物の造形方法。
４．上記３．に記載の造形物の造形方法において、自由成形又は非金属製の型で成形することを特徴とする造形物の造形方法。
５．上記３．に記載の造形物の造形方法において、型を用い、押出又は射出成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【００１２】
６．上記３．に記載の造形物の造形方法において、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することを特徴とする造形物の造形方法。
７．上記３．に記載の造形物の造形方法において、スラリー組成物に予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることを特徴とする造形物の造形方法。
【００１３】
８．上記１．に記載のものをコーティング材料として用いたことを特徴とするコーティング材料用スラリー組成物。
９．上記８．に記載のスラリー組成物を被コーティング部材の表面に塗布した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂層を表面に形成することを特徴とするコーティング方法。
【００１４】
１０．上記９．に記載のコーティング方法を用い、前記被コーティング部材の表面に樹脂層を積層するに際し、前記被コーティング部材の表面に第１層を形成し、次いで該第１層の表面に第２層を形成することを特徴とするコーティング方法。
１１．上記１．に記載の造形物用スラリー組成物を補修材料として用いたことを特徴とする補修材料用スラリー組成物。
【００１５】
１２．上記１１．に記載のスラリー組成物を補修する隙間に充填した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と前記隙間の周囲部材とを固着することを特徴とする補修方法。
１３．上記１．に記載の造形物用スラリー組成物を接着剤として用いたことを特徴とするスラリー状接着剤。
【００１６】
１４．上記１３．に記載のスラリー状接着剤を金属部材の間に塗布し、加圧しつつ加熱した後、冷却し、金属部材同士を接着することを特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
１５．上記１４．に記載の使用方法で金属部材同士を接着した後、接着部を加熱し、その状態で金属部材同士を引き離すこと特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【発明の効果】
【００１７】
上記１．及び２．に記載の造形物用スラリー組成物は、ゲル化能を有し、かつ成形体の形状保持機能に優れる。この造形物用スラリー組成物を用いた上記３．〜７．に記載の造形物の造形方法によれば、型を用いない自由成形又は非金属製の形を用い、所定の形状に造形した後、スラリー組成物を構成する熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、結合剤によって熱可塑性樹脂粉末同士を結合することができる。このため、意匠性の高い造形物や小ロットの造形物を容易にかつ安価に造形することができる。
【００１８】
上記８．〜１０．に記載の発明によれば、高価な設備を用いず、例えば焼成炉内で被コーティング部材と一緒にスラリー組成物を加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で加熱することによって、被コーティング部材の表面に樹脂層を容易に形成することができる。
上記１１．及び１２．に記載の発明によれば、高価な設備を用いず、補修現場においてアイロンなどの加熱したこてを用い、補修する隙間に充填したスラリー組成物を加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で加熱し、可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と補修する隙間の周囲部材とを固着することができる。このため、補修する隙間を容易に塞ぐことができ、この樹脂物はシリコンゴムなどに比べ、硬質であるから、補修部の見た目が良い。
【００１９】
上記１３．に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂粉末の混和安定性に優れ、金属部材同士を十分な接着力で接着することができ、かつ取り扱いが容易な接着剤を提供することができる。上記１４．に記載の発明によれば、加圧しつつ熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度に加熱することによって、金属部材同士を容易にかつ十分な接着力で接着することができ、しかも上記１５．に記載の発明によれば、有機溶剤を用いず、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度に加熱することによって、接合部材同士を容易にかつ確実に引き離すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の造形物用スラリー組成物は、造形物の主原料である熱可塑性樹脂粉末と、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度（好適には１５０℃以下の温度）で焼成することによって、熱可塑性樹脂粉末同士を結合するバインダー効果を果たすでんぷん、ポリビニルアルコールなどの結合剤と水分とからなる。
【００２１】
上記のように限定する理由は、次のとおりである。
（１）熱可塑性樹脂粉末：
本発明では、所望の形状に成形した後、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、造形物を造形するため、主原料として熱可塑性樹脂粉末を用いる。このような樹脂粉末としては、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）、生分解性樹脂などの粉末を用いることができる。ここで、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）などの合成樹脂粉末は入手が容易であるから好適である。
【００２２】
熱可塑性樹脂粉末の粒径には特別な制限はなく、造形する造形物に応じて適宜決めることができる。樹脂粉末の平均粒径が１０μｍからサブミクロンの粉末が取り扱いが容易であり、成形体の形状保持機能に優れるので好ましい。
（２）でんぷん、ポリビニルアルコールなどの結合剤：
でんぷんは糊、ポリビニルアルコールは水溶液とし、粘性を調整した後、前記熱可塑性樹脂粉末に添加しつつ混練するのが好適である。
【００２３】
（Ａ）でんぷん糊：
糊の原料となるでんぷんを水とともに練り、場合によっては加熱して作製したでんぷん糊を用いるのが好適である。でんぷん糊中の水分量は、熱可塑性樹脂粉末と混練する際、でんぷん糊が熱可塑性樹脂粉末中に均一に分布するように、その粘性を調整し、造形が容易なスラリーとする。その際、以下で説明するポリビニルアルコールの場合と同様、結合剤の均一混合と、ゲル化能（焼成することによって熱可塑性樹脂粉末同士を結合する能力をいう）の両者を同時に満たすことができるように、でんぷん糊中の水分含有量は０．５〜４０ｗｔ％好ましくは２〜２０ｗｔ％としておくのが適当である。
【００２４】
（Ｂ）ポリビニルアルコールの水溶液：
ポリビニルアルコールとしては、分子量５０００〜５０００００好ましくは１００００以上であって、鹸化度９０％以上好ましくは９５％以上のものを用いる。上記範囲外の分子量及び鹸化度のポリビルニアルコールは、ゲル化能が弱いので、本発明の効果を十分発揮することができない。その水溶液濃度は０．５〜４０ｗｔ％好ましくは２〜２０ｗｔ％としておくのが適当である。水溶液濃度が４０ｗｔ％を超えると、溶液粘度が極めて高くなり、熱可塑性樹脂粉末との均一混練が困難となる。一方、水溶液濃度が０．５ｗｔ％未満であると、ゲル化能が弱くなる。
【００２５】
ゲル化能を有する結合剤（バインダー）としては、熱可塑性樹脂粉末の融点以下の温度で焼成することで、熱可塑性樹脂粉末同士を結合することができる高粘性物質も使用可能である。
（３）熱可塑性樹脂粉末と上記した結合剤との混合割合：
本発明のスラリー組成物中、結合剤の含有量が過少となった場合には、ゲル化能が弱くなり、一方、それが過多となった場合には、造形が難しくなる。そこで、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用いる場合、重量比ででんぷん糊：熱可塑性樹脂粉末＝１：４〜５：１の範囲、より好ましくは１：３〜３：１の範囲とする。また濃度が８ｗｔ％であるポリビニルアルコールの水溶液の場合、重量比でポリビニルアルコールの水溶液：熱可塑性樹脂粉末＝１：４〜５：１の範囲、より好ましくは１：３〜３：１の範囲とする。このような範囲とすることで、形状保持機能に優れると共に、ゲル化能を十分発揮することができる造形が容易なスラリー組成物とすることができる。
【００２６】
以上説明した本発明のスラリー組成物は、熱可塑性樹脂粉末と、所定量のでんぷん糊又はポリビニルアルコールの水溶液、もしくは結合剤と水との混合物を混練・脱泡して得ることができる。
その際、上記のスラリー組成物には、必要に応じて、この種のスラリー組成物に添加される慣用成分、例えば界面活性剤、可塑剤、油脂、有機溶剤、水、着色顔料、体質顔料、密着性付与剤、消泡剤、濡れ剤、粘性調整剤、粘着性付与剤等を添加してもよい。
【００２７】
また、機能材料を均一に分散させてなる造形物を造形する場合には、混合物を混練するに際し、さらに金属粉末、セラミックス粉末（酸化チタン等の光触媒等）、炭素粉末、顔料、植物繊維（茶葉、木粉等）等の機能材料を徐々に添加し、機能材料が均一に分散させてなるスラリー組成物を作製すればよい。勿論、金型を用いれば、所定の形状の造形物を容易にかつ安価に大量生産することが可能となる。
【００２８】
また型を用い、押出又は射出成形することによって所定の形状の造形物を、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することで多様な形状の造形物を容易にかつ安価に造形可能である。
また熱可塑性樹脂粉末の粒度を変えることで多孔質な造形物を造形したり、あるいはスラリー組成物に予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることで、発泡した造形物を容易にかつ安価に造形することもできる。
【００２９】
以下に、上述した本発明にかかる造形物用スラリー組成物を用いた実施例１〜１０を記す。
【実施例１】
【００３０】
熱可塑性樹脂粉末として、粉体粒度（メインピーク）１００μｍのＰＥ（ポリエチレン）粉末（旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を用い、このＰＥ粉と、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）とを、重量比でPE粉：でんぷん糊＝５：８で混練し、スラリー組成物とした。
このスラリー組成物を樹脂製の型（おもちゃを形取った型）に、押し込み成形した後、成形体を型から取りだし、焼成炉の中に移動させ、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、ポリエチレン製の造形物（寸法：高さ＝７０ｍｍ、幅＝４５ｍｍ、奥行き＝２０ｍｍ）を得た。焼成して得た造形物は、その高さ方向中央部に握力５０kgの大人の人手で力一杯握りしめて力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に型内に充填することができ、型から成形体を取り出す際に形崩れすることもなく、その後、焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例２】
【００３１】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、太さが２ｍｍの紐状の成形体を作成し、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た。紐状の成形体は、注射器のピストンを挿入する基部を容器とし、基部内にスラリー組成物を人手で押し込み、次いで注射針を付けずに、ピストンを注射器の基部に装着した後、人手で押すことで押し出し成形し、さらに任意に曲げ加工して造形した。
【００３２】
焼成して得た紐状の造形物は、その直径方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に注射器の基部内に充填することができ、しかも注射器のピストンを人手で押すことで注射針を付ける内径２ｍｍの先端部から容易に押し出し成形することができ、その後、この紐状の成形体を曲げ加工する際に形崩れすることもなく、焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例３】
【００３３】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、厚さが２ｍｍの板状の成形体を作成し、２次加工として板状の成形体に打ち抜き型（お菓子のクッキーを作る際に用いる薄い金属板で囲った型）を人手で押しつけて打ち抜き加工し、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ａ）〜（ｃ）参照）。焼成して得た板状の造形物は、その厚さ方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、定盤状に所定量載せた状態で、人手で木製の麺棒により容易に板状に引き延ばすことができ、その後、この板状の成形体を２次加工する取り扱い過程や焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例４】
【００３４】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、樹脂製の型を用いて押し出し成形し、厚さが２ｍｍ、幅が２０ｍｍの帯状の成形体を作成し、２次加工としてこの成形体にねじり加工を施した後、１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ｄ）参照）。焼成して得た帯状の造形物は、その幅方向に握力５０kgの大人の人の指間で挟圧して力を加えた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また、上記スラリー組成物は、樹脂製の型を用いて容易に押し出し成形することができ、その後、この成形体を２次加工する取り扱い過程や焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例５】
【００３５】
実施例１と同じスラリー組成物を用い、最大径又は中央部太さが２０〜３０ｍｍの塊状に成形した後、この成形体を１４５℃の温度で１時間焼成することにより、造形物を得た（図１（ｅ）、（ｆ）参照）。焼成して得た塊状の造形物は、その最大径部又は中央部を握力５０kgの大人の人手で力一杯握りしめた場合でも、形崩れすることがなく、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていることがわかった。また上記スラリー組成物は、人手で容易に成形することができ、その後、この成形体を焼成炉の中に移動する取り扱い過程においても形崩れが生じなかった。
【実施例６】
【００３６】
実施例１と同じスラリー組成物に、機能材料として、平均粒径２８μｍのアルミニウム粉末（東洋アルミニウム製）を分散させておき、実施例１〜５と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、アルミニウム粉末が均一に分散していると共に、上記の実施例１〜５で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例７】
【００３７】
でんぷん糊に代えてポリビニルアルコールの水溶液を結合剤として用い、それ以外は実施例１〜６と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜６で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例８】
【００３８】
ＰＥ粉末に代えてＰＯＭ（ポリアセタール樹脂・旭ケミカルズ製 テナック−Ｃ７５２０）のペレットを、粉砕器によって３００μｍ以下に粉末化したＰＯＭ粉末を用い、それ以外は実施例１〜７と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜６で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例９】
【００３９】
ＰＥ粉末に代えて生分解性樹脂（セルグリーン・ダイセル化学工業製 ＰＨＢ０５）のペレットを粉砕器によって３００μｍ以下に粉末化した樹脂粉末を用い、それ以外は実施例１〜７と同様にして造形物を造形した。焼成して得た当該形状の造形物は、上記の実施例１〜７で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【実施例１０】
【００４０】
微細な気泡を多数含む造形物を造形するに際し、熱可塑性樹脂粉末として、水中に２４時間浸漬させてあらかじめ粉末中に水分を十分に含浸させたものを用い、それ以外は実施例１〜９と同様にして成形した後、焼成して当該形状の造形物を得た。焼成して得た当該形状の造形物は、微細な気泡を多数含むとともに上記の実施例１〜９で得た造形物と同様、熱可塑性樹脂粉末同士が十分な強度で結合されていた。
【００４１】
次いで、上記した造形物用スラリー組成物をコーティング材料として用いた場合について、実施例１１、１２に記す。
【実施例１１】
【００４２】
熱可塑性樹脂粉末として、ＰＥ粉末（粉体粒度（メインピーク）１００μｍのポリエチレン樹脂粉：旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を、結合材として、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用い、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練してコーティング材料用スラリー組成物を作製した。次いでステンレス製の被コーティング部材２上に１層からなる樹脂層を以下の手順で形成した（図２参照）。
【００４３】
（１）先ず、スラリー塗布工程において、図２（ａ）に示すように、被コーティング部材２のコーティング面３上にスラリー組成物１を均一に塗布する。
（２）次いで樹脂粉末塗布工程において、図２（ｂ）に示すように、スラリー組成物１の表面上にＰＥ粉末１Ａを均一に塗布する。
ただし、場合によってはスラリー組成物１をコーティング面３上に供給した後、スラリー組成物１の表面にＰＥ粉末を均一に塗布し、その後、被コーティング部材２と押し付け部材５によってスラリー組成物１を挟み、コーティング面３上におけるスラリー組成物１の厚みを均一にしてもよい。
【００４４】
（３）その後、焼成工程では、図２（ｃ）に示すように、押し付け部材５で上方からスラリー組成物１を加圧しつつ保持し、焼成炉の中で、１４５℃の温度で１時間焼成した。その間に樹脂層６が形成される。
（４）最後に、焼成工程終了後、押し付け部材５を取り外す。図２（ｄ）に示すように、コーティング面３に１層からなる樹脂層６が形成され、これによって被コーティング部材２がコーティングされる。
【００４５】
この樹脂層６の厚みを測定した結果、その厚さは約１．４ｍｍであり、また樹脂層６とステンレス製の被コーティング部材２との間の固着の程度は、プラスチック製の打撃部を有するハンマーで叩いて調べた。その結果、プラスチック製の打撃部で叩いた程度の衝撃力では、樹脂層６が被コーティング部材２から剥離することはなく、コーティングが良好であった。なお、押し付け部材５には表面が平滑な所定の重さのステンレス鋼板を用いたので、光沢のあるコーティング層６の表面を得ることができた。
【実施例１２】
【００４６】
ステンレス製の被コーティング部材２のコーティング面３上に２層からなる樹脂層７を形成した（図３参照）。その際、先ず、実施例１のようにして、ＰＥ粉末同士を結合剤で結合した樹脂層を形成し第１層７Ａとし、次いで第１層７Ａのコーティング面３上に、ＰＯＭ粉末同士を結合剤で結合した樹脂層を同様にして形成した。これが第２層７Ｂである。
【００４７】
なお、第２層７Ｂのコーティング材料としては、重量比でＰＯＭ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練して作製したものを用いた。図３中、１Ｂは、塗布したＰＯＭ粉末を示す。
その結果、２層からなる樹脂層７の厚みは、実施例１の場合に比べて、厚くすることができた。またプラスチック製の打撃部で叩いた程度の衝撃力では、樹脂層が剥離することはなく、コーティングが良好であった。
【実施例１３】
【００４８】
ステンレス製の流し台に隙間があったので、その箇所の補修を、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練したスラリー組成物を用い行った。なお、図４（ａ）は、ステンレス製の流し台の側面８で形成される補修する隙間に、上記スラリー組成物１０を充填する充填工程が終了した状態を示した。また図４（ｂ）は、加熱したこて１１をこて移動方向１２に向かって移動させ、スラリー組成物１０をこて１１で加圧しつつ加熱して補修を行っている補修工程を示した。補修後の部分には、可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物９が形成される。樹脂物９は、シリコンゴムなどに比べ、硬質であるから見た目が良く、ステンレス製の流し台の側面８と樹脂物９とが固着され、一体となっていたので、補修後の部分から水漏れが生じることはなかった。
【００４９】
最後に、上記した造形物用スラリー組成物を接着剤として用いた場合につき、実施例１４〜１５に記す。
【実施例１４】
【００５０】
熱可塑性樹脂粉末としてＰＥ粉末：粉体粒度（メインピーク）１００μｍのポリエチレン樹脂粉（旭化成サンファイン製 ＳＨ−８１０）を、結合剤として、でんぷん糊（ヤマト株式会社製 Ｔ−２２０）を用い、重量比でＰＥ粉末：でんぷん糊＝５：４で混練してスラリー状接着剤を作製した。次いでスラリー状接着剤を矩形状アルミニウム板の間に塗布した後、加圧保持した状態で炉中で１４５℃の温度で１時間加熱した。その後、炉中から取り出し、矩形状アルミニウム板の間の剪断力を試験機で測定した。
【００５１】
矩形状アルミニウム板の間の剪断力は、図５に示すように、アルミニウム板１３同士の接着部１４に剪断力が作用するよう、アルミニウム板１３の一方を他方に対してずらせて測定した。図５中、接着剤の塗布範囲はアルミニウム板１３同士が重なっている２０ｍｍ×２０ｍｍの範囲でかつスラリー状接着剤の塗布厚さは０．１ｍｍとした。用いたアルミニウム板１３の厚みは２．４５ｍｍとした。
【００５２】
その結果、上記ＰＥ粉末を主成分とするスラリー状接着剤の場合、単位接着面積当たりの剪断力が０．９５５７Ｎ／ｍｍ２で良好であった。また上記スラリー状接着剤を用い、同じ条件でアルミニウム板同士を接着した後、アルミニウム板同士を引き離す試験を行った。その際、外部から接着部を１８０℃の温度に加熱したため、有機溶剤を用いず、上記剪断力以下でアルミニウム板同士を容易に引き離すことができた。
【実施例１５】
【００５３】
実施例１４の加熱方法をアイロンで加圧しつつ、１４５℃で１５分間加熱した以外は同様にしてアルミニウム板同士を接着した。その後、上記実施例と同様にしてアルミニウム板間の剪断力を測定した。その結果、実施例１４の場合と同じ単位接着面積当たりの剪断力が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明にかかる造形物用スラリー組成物を用いて造形した造形物形状を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるコーティング方法の各工程を説明する斜視図である。
【図３】本発明にかかるコーティング方法によって得られる２層からなる樹脂層を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる補修方法の工程を説明する斜視図である。
【図５】接着剤を用いて接着した接着部の剪断力を測定する試験方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ 造形物
１ スラリー組成物（コーティング材料）
１Ａ、１Ｂ 塗布した樹脂粉末
２ 被コーティング部材（金属部材）
３ コーティング面
４ 非コーティング面
５ 押し付け部材
６、７ 樹脂層
７Ａ 第１層
７Ｂ 第２層
８ ステンレス製の流し台の側面
９ 樹脂物
１０ スラリー組成物（補修材料）
１１ こて
１２ こて移動方向
１３ 金属部材
１４ 接着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリー組成物に、さらに金属粉末、セラミックス粉末、炭素粉末、顔料、植物繊維等の機能材料を分散させてなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスラリー組成物を用い、所定の形状に成形した後、焼成することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、自由成形又は非金属製の型で成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項５】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、型を用い、押出又は射出成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項６】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項７】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項８】
請求項１に記載のものをコーティング材料として用いたことを特徴とするコーティング材料用スラリー組成物。
【請求項９】
請求項８に記載のスラリー組成物を被コーティング部材の表面に塗布した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂層を表面に形成することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のコーティング方法を用い、前記被コーティング部材の表面に樹脂層を積層するに際し、前記被コーティング部材の表面に第１層を形成し、次いで該第１層の表面に第２層を形成することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の造形物用スラリー組成物を補修材料として用いたことを特徴とする補修材料用スラリー組成物。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスラリー組成物を補修する隙間に充填した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と前記隙間の周囲部材とを固着することを特徴とする補修方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の造形物用スラリー組成物を接着剤として用いたことを特徴とするスラリー状接着剤。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスラリー状接着剤を金属部材の間に塗布し、加圧しつつ加熱した後、冷却し、金属部材同士を接着することを特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の使用方法で金属部材同士を接着した後、接着部を加熱し、その状態で金属部材同士を引き離すこと特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂粉末と、結合剤と水分とを混練してなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリー組成物に、さらに金属粉末、セラミックス粉末、炭素粉末、顔料、植物繊維等の機能材料を分散させてなることを特徴とする造形物用スラリー組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスラリー組成物を用い、所定の形状に成形した後、焼成することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、自由成形又は非金属製の型で成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項５】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、型を用い、押出又は射出成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項６】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、糸、ひも、条、板、シート状に一次成形し、さらにそれに形状を与えたり、型で打ち抜いたり、張り合わせて二次成形することを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項７】
請求項３に記載の造形物の造形方法において、予め水分を含浸させた熱可塑性樹脂粉末を用いることを特徴とする造形物の造形方法。
【請求項８】
請求項１に記載のものをコーティング材料として用いたことを特徴とするコーティング材料用スラリー組成物。
【請求項９】
請求項８に記載のスラリー組成物を被コーティング部材の表面に塗布した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂層を表面に形成することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のコーティング方法を用い、前記被コーティング部材の表面に樹脂層を積層するに際し、前記被コーティング部材の表面に第１層を形成し、次いで該第１層の表面に第２層を形成することを特徴とするコーティング方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の造形物用スラリー組成物を補修材料として用いたことを特徴とする補修材料用スラリー組成物。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスラリー組成物を補修する隙間に充填した後、加圧しつつ加熱し、熱可塑性樹脂粉末同士が結合剤で結合された樹脂物と前記隙間の周囲部材とを固着することを特徴とする補修方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の造形物用スラリー組成物を接着剤として用いたことを特徴とするスラリー状接着剤。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスラリー状接着剤を金属部材の間に塗布し、加圧しつつ加熱した後、冷却し、金属部材同士を接着することを特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の使用方法で金属部材同士を接着した後、接着部を加熱し、その状態で金属部材同士を引き離すこと特徴とするスラリー状接着剤の使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１３７３２（Ｐ２００８−１３７３２Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９２１９（Ｐ２００６−１８９２１９）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（５０２０３５４８３）
【出願人】（５０２０３７０１８）
【出願人】（５０２０３４９０３）株式会社スズキプレシオン (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（５０２０３５４８３）
【出願人】（５０２０３７０１８）
【出願人】（５０２０３４９０３）株式会社スズキプレシオン (13)
【Ｆターム（参考）】
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