本發(fā)明涉及用于結(jié)構(gòu)體的形成的形成用材料和形成方法。本申請要求基于2014年6月27日申請的日本國專利申請2014-133021的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容作為參照引入至本說明書中。
背景技術(shù)：
作為構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)材料，從能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度等特性的方面出發(fā)，一直以來，一般廣泛使用金屬材料、陶瓷材料。而且近年來，出于進(jìn)一步附加功能的目的，對于該金屬材料、陶瓷材料還進(jìn)行了使具有各種功能的樹脂材料復(fù)合化而使用的操作。
作為形成包含樹脂材料的結(jié)構(gòu)體的方法，例如已知有澆鑄成形法、注射成形法等。這些成形法是如下的方法：將以熱塑性樹脂為主要成分并根據(jù)需要包含金屬、陶瓷等除了熱塑性樹脂以外的材料的形成用材料加熱至能夠得到規(guī)定的流動狀態(tài)的溫度，并澆鑄或注射到具備目標(biāo)形狀的模腔的成型模具內(nèi)，從而形成該目標(biāo)形狀的結(jié)構(gòu)體。例如，出于提高結(jié)構(gòu)體的機(jī)械強(qiáng)度等目的，使這些形成用材料中包含碳纖維、金屬氧化物的粉末等。
另外，作為不使用成型模具地形成結(jié)構(gòu)體的方法，例如可以舉出：噴鍍法、三維造型法(也稱為層疊造型法)等。例如，噴鍍法是如下的方法：將包含樹脂材料和金屬、陶瓷等除了樹脂以外的材料的粉末狀的噴鍍用材料加熱，向基材吹送處于軟化或熔融狀態(tài)的噴鍍用材料并使其堆積，從而形成由該噴鍍用材料形成的結(jié)構(gòu)體。而且，例如，專利文獻(xiàn)1中公開了：為了附加地賦予第2性質(zhì)，使由2種以上的熱塑性樹脂形成的粉末噴鍍組合物進(jìn)一步包含金屬單質(zhì)、金屬氧化物的粉末、耐磨性顆粒等。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本專利申請公表2009-524732號公報(bào)(國際公開第2007/089620號小冊子)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的問題
然而，上述注射成形法等有必須針對每個(gè)結(jié)構(gòu)體準(zhǔn)備成型模具這樣的缺點(diǎn)。另外，在使用包含較硬質(zhì)的非樹脂材料的注射形成用材料的情況下，該成型模具有容易變形這樣的問題。
另外，上述噴鍍法中，由于將噴鍍用材料加熱至極高溫，因此，噴鍍過程中樹脂材料會變質(zhì)，樹脂材料雖然可以作為粘結(jié)劑而發(fā)揮功能，但無法避免樹脂材料本來所具有的特性喪失或降低。
另外，上述任意方法中，對于所形成的結(jié)構(gòu)體，均有由樹脂材料形成的部分與由非樹脂材料形成的部分的特性偏差大，難以得到均質(zhì)的結(jié)構(gòu)的問題。一般來說，由于樹脂材料與金屬、陶瓷等非樹脂材料的密度差異大，因此樹脂材料中復(fù)合化的非樹脂材料的尺寸越小，該問題往往變得越明顯。
本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的在于，提供：包含樹脂材料和金屬、陶瓷等非樹脂材料的、能夠形成均質(zhì)性高的結(jié)構(gòu)體而無需成型模具的形成用材料。另外，作為其他側(cè)面，本發(fā)明提供使用該形成用材料的形成方法。
用于解決問題的方案
為了解決上述課題，此處公開的技術(shù)提供一種能夠形成結(jié)構(gòu)體而無需成型模具的形成用材料。該形成用材料為包含樹脂材料和選自由金屬和陶瓷組成的組中的至少1種非樹脂材料的粉末。而且，其特征在于，對于上述樹脂材料，將使用壓入模具成型機(jī)在3500psi的壓入壓力下該樹脂材料能夠成型的最低加熱器溫度作為成形下限溫度，將使用壓入模具成型機(jī)在3500psi的壓入壓力下該樹脂材料能夠成型的最高加熱器溫度作為成形上限溫度，對于使上述粉末在上述樹脂材料的成形下限溫度以上且上述樹脂材料的成形上限溫度+100℃以下的溫度范圍內(nèi)以軟化或熔融狀態(tài)堆積時(shí)形成的結(jié)構(gòu)體，基于圖像分析法，在12處測定孔隙率Rn時(shí)，通過用上述孔隙率Rn的偏差除以上述孔隙率Rn的平均值而得到的均質(zhì)性指數(shù)N小于0.2。
由此，可以提供抑制樹脂材料的變質(zhì)、能夠不使用成型模具地形成兼有樹脂本來的性質(zhì)和非樹脂材料的特性的均質(zhì)性高的結(jié)構(gòu)體的形成用材料。
此處公開的形成用材料的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，上述樹脂材料在上述樹脂材料與上述非樹脂材料的總計(jì)中所占的比率為20體積％以上且80體積％以下。由此，可以形成根據(jù)所期望的特性而配混有樹脂材料和非樹脂材料的結(jié)構(gòu)體。
此處公開的形成用材料的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，其為平均粒徑為5μm以上且200μm以下的粉末。由此，樹脂材料與非樹脂材料被更均勻地配混，可以抑制結(jié)構(gòu)體中的特性不均、偏差。
需要說明的是，本說明書中的“平均粒徑”只要沒有特別說明，則是指通過基于激光散射·衍射法的粒度分布測定裝置測定的體積基準(zhǔn)的粒度分布中的累積50％處的粒徑(50％體積平均粒徑；以下，也有時(shí)簡記作D50)。
此處公開的形成用材料的一個(gè)優(yōu)選方案中，可以為由上述樹脂材料形成的顆粒與由上述非樹脂材料形成的顆?；旌隙玫降幕旌戏勰??；蛘?，可以為由上述樹脂材料形成的顆粒與由上述非樹脂材料形成的顆粒造粒而成的造粒粉末。此處，由上述樹脂材料形成的顆粒和由上述非樹脂材料形成的顆粒均優(yōu)選平均粒徑為5μm以上且200μm以下。或者，上述形成用材料可以為在上述由非樹脂材料形成的顆粒表面的至少一部分具備上述樹脂材料的復(fù)合粉末。
通過這樣的多種構(gòu)成，例如即使在樹脂材料與非樹脂材料存在密度差的情況下，也可以在結(jié)構(gòu)體中將兩者更均勻地配混，故優(yōu)選。
此處公開的形成用材料的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，上述樹脂材料為選自由聚烯烴，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，聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚酰胺組成的組中的1種或2種以上。可以實(shí)現(xiàn)發(fā)揮這些樹脂材料的特性、同時(shí)兼具非樹脂材料的特性的結(jié)構(gòu)體。
此處公開的形成用材料的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，上述樹脂材料具有抗菌活性值2.0以上的抗菌性。通過上述構(gòu)成，可以得到在形成后也具有這樣的抗菌活性的結(jié)構(gòu)體。
另一方面，此處公開的技術(shù)提供結(jié)構(gòu)體的形成方法。上述形成方法的特征在于，包括：準(zhǔn)備包含樹脂材料和選自由金屬及陶瓷組成的組中的至少1種非樹脂材料的粉末狀的形成用材料；使上述形成用材料以上述樹脂材料的成形下限溫度以上且上述樹脂材料的成形上限溫度+100℃以下的溫度范圍的軟化或熔融狀態(tài)堆積，從而形成規(guī)定形狀的結(jié)構(gòu)體而不使用成型模具。此處，上述成形下限溫度是使用壓入模具成型機(jī)(也稱為加熱加壓埋入機(jī))在3500psi的壓入壓力下該樹脂材料能夠成型的最低加熱器溫度，上述成形上限溫度是使用壓入模具成型機(jī)在3500psi的壓入壓力下該樹脂材料能夠成型的最高加熱器溫度。
由此，可以抑制樹脂材料的變質(zhì)，不使用成型模具地形成兼具樹脂本來的性質(zhì)和非樹脂材料的特性的均質(zhì)性高的結(jié)構(gòu)體。
此處公開的結(jié)構(gòu)體的形成方法的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，以將上述形成用材料分散在分散介質(zhì)中的狀態(tài)進(jìn)行加熱。通過上述構(gòu)成，可以根據(jù)形成方法，效率良好地將形成用材料供于形成。
此處公開的結(jié)構(gòu)體的形成方法的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，利用噴鍍法使上述形成用材料堆積，從而形成上述結(jié)構(gòu)體。由此，可以形成更加致密的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。
此處公開的結(jié)構(gòu)體的形成方法的一個(gè)優(yōu)選方案中，其特征在于，使用三維造型機(jī)使上述形成用材料堆積，從而形成上述結(jié)構(gòu)體。由此，可以形成更復(fù)雜的形態(tài)的結(jié)構(gòu)體。
附圖說明
圖1為示例本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的(a)(b)覆膜和(c)形成用材料的XRD圖譜的圖。
具體實(shí)施方式
以下，基于本發(fā)明的適宜的一個(gè)實(shí)施方式，對本申請發(fā)明結(jié)構(gòu)體的形成方法進(jìn)行說明，同時(shí)對能夠適合用于上述形成方法的本申請發(fā)明的形成用材料一并進(jìn)行說明。需要說明的是，對于本說明書中特別提及的事項(xiàng)以外且對本發(fā)明的實(shí)施而言所必要的事情(例如形成機(jī)、其使用方法等)，可以基于該領(lǐng)域中的現(xiàn)有技術(shù)，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)選擇而把握。本發(fā)明可以基于本說明書中公開的內(nèi)容和該領(lǐng)域中的技術(shù)常識而實(shí)施。
此處公開的結(jié)構(gòu)體的形成方法本質(zhì)上通過包括以下工序而被賦予特征。
(1)準(zhǔn)備包含樹脂材料和選自由金屬和陶瓷組成的組中的至少1種非樹脂材料的粉末狀的形成用材料。
(2)使上述形成用材料以上述樹脂材料的成形下限溫度以上且(上述樹脂材料的成形上限溫度+100℃)以下的溫度范圍的軟化或熔融狀態(tài)堆積，從而形成規(guī)定形狀的結(jié)構(gòu)體而不使用成型模具。
1.形成用材料的準(zhǔn)備
(樹脂材料)
此處公開的技術(shù)中使用的樹脂材料在形成后的結(jié)構(gòu)體中，承擔(dān)作為粘結(jié)上述非樹脂材料的粘結(jié)劑的作用，并且還具有作為對結(jié)構(gòu)體賦予所期望的特性的功能性材料的作用。作為這樣的樹脂材料，沒有特別限制，可以根據(jù)所期望的特性等而適當(dāng)選擇各種樹脂材料來使用。例如，具體而言，優(yōu)選使用可適宜地進(jìn)行利用加熱的形成的熱塑性樹脂、熱固性樹脂等。
作為熱塑性樹脂，可以廣泛且沒有限制地包含可通過加熱而得到能夠成形的程度的熱塑性的合成樹脂。本說明書中，“熱塑性”是指，可逆性地在加熱時(shí)能夠軟化而發(fā)生塑性變形、進(jìn)行冷卻時(shí)可逆性地發(fā)生固化的性質(zhì)。一般來說，可以考慮具有由線狀或支鏈狀的高分子形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)的樹脂。具體而言，例如可以例示出：聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、熱塑性聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯(AS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙酸乙烯酯等通用樹脂；聚酰胺(PA)、聚縮醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE)、改性聚苯醚(也稱為m-PPE；m-PPO)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、超高分子量聚乙烯(UHPE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等工程塑料；聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(PAR)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)等超級工程塑料等。其中，優(yōu)選為聚氯乙烯類、聚碳酸酯類、以PET、PBT等為代表的聚對苯二甲酸亞烷基酯、PMMA等。它們可以單獨(dú)使用任意1種，也可以組合2種以上使用。
(熱固性樹脂)
作為熱固性樹脂，可以廣泛而沒有限制地包含進(jìn)行加熱時(shí)引起聚合而形成高分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并固化、不會恢復(fù)原狀的合成樹脂。本說明書中，“熱固性”是指如下性質(zhì)：通過加熱在聚合物中反應(yīng)進(jìn)行，引起橋聯(lián)而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并固化。具體而言，例如可以例示出：酚醛樹脂(PF)、環(huán)氧樹脂(EP)、三聚氰胺樹脂(MF)、尿素樹脂(脲樹脂、UF)、不飽和聚酯樹脂(UP)、醇酸類樹脂、聚氨酯(PUR)、熱固性聚酰亞胺(PI)等。其中，優(yōu)選為聚乙烯基苯酚(PVP)，酚醛清漆型酚醛樹脂等酚醛樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂，雙酚F型環(huán)氧樹脂，聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂等環(huán)氧樹脂、聚氨酯泡沫體，聚氨酯彈性體等聚氨酯等樹脂。作為該熱固性樹脂，例如可以為低分子單體的混合物的狀態(tài)，也可以為聚合進(jìn)行至一定程度的高分子。它們可以單獨(dú)使用任意1種或也可以組合2種以上(包括共混物)使用。
(非樹脂材料)
此處公開的技術(shù)中使用的非樹脂材料可以具有如下作用：在形成后的結(jié)構(gòu)體中與上述非樹脂材料一起作為對結(jié)構(gòu)體賦予所期望的特性的功能性材料。作為這樣的非樹脂材料，沒有特別限制，但是，可以從各種金屬材料和陶瓷材料等中根據(jù)所期望的特性等而適當(dāng)選擇各種材料來使用。
(金屬)
作為金屬材料，可以為各種金屬元素的單質(zhì)或其合金。需要說明的是，此處所述的合金是指由一種金屬元素和其他一種以上的元素形成，包含顯示金屬的性質(zhì)的物質(zhì)的意思，其混合方式為固溶體、金屬間化合物和它們的混合均可。該金屬材料為合金的情況下，其構(gòu)成元素的數(shù)量沒有特別限制，例如可以為2種(2元系合金)，也可以為3種以上(3元系以上的合金)。作為構(gòu)成上述金屬材料的金屬元素，例如，具體而言，可以舉出：B、Si、Ge、Sb、Bi等半金屬元素；Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Al、Ga、In、Sn、Pb等典型元素；Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au等過渡金屬元素；La、Ce、Pr、Nd、Er，Lu等鑭系元素。
(陶瓷)
作為陶瓷材料，沒有特別限制，例如可以舉出：由金屬氧化物形成的氧化物系陶瓷、由金屬的氮化物形成的氮化物系陶瓷、由金屬的碳化物形成的碳化物系陶瓷、以及由金屬的硼化物、氟化物、氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等形成的陶瓷。此處，作為構(gòu)成陶瓷的金屬，例如可以考慮上述中列舉的金屬元素。
作為這樣的陶瓷材料，具體而言，例如可以舉出如下材料作為代表性例子：二氧化硅(SiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)、氧化鍶(SrO)、氧化鈧(Sc2O3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鑭(La2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化釩(VOX；例如V2O5等)、氧化鈮(Nb2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉻(CrOX；例如Cr2O4等)、氧化鎢(WOX；例如WO2、WO3等)、氧化錳(MnOX；例如MnO、MnO2、Mn3O4等)、氧化鐵(FeOX；例如Fe2O3等)、氧化鈷(CoOX；例如Co2O3等)、氧化鎳(NiO)、氧化銅(CuO)、氧化銀(AgO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎵(Ga2O3)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鉍(BiOX；例如Bi2O3等)、氧化鈰(CeO2)、氧化鐠(PrOX)、氧化釹(Nd2O3)、氧化鉺(Er2O3)、氧化镥(Lu2O3)、氧化鍺(GeO2)、氧化銻(Sb2O5)等氧化物系陶瓷；氮化硅(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、賽隆(Sialon、Si3N4-AlN-Al2O3固溶體)、氮化碳(CNx)、氮化鈦(TiN)等氮化物系陶瓷；碳化硅(SiC)、碳化鎢(WC)等碳化物系陶瓷；堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)、富鋁紅柱石(3Al2O3·2SiO2)、尖晶石(MgO·Al2O3)、鋯石(ZrSiOX；例如ZrSiO4等)等復(fù)合氧化物系陶瓷；等。此處雖然一并記載陶瓷的代表性組成，但此處公開的陶瓷材料未必限定于上述組成。例如，出于得到所期望的特性的目的等，也可以添加各種其他元素或復(fù)合化。另外，這些陶瓷可以單獨(dú)使用任意1種，也可以組合2種以上使用。
(功能性)
以上樹脂材料、金屬材料和陶瓷材料中的任意1種以上優(yōu)選具有任意功能性。此處公開的結(jié)構(gòu)體的形成方法由于在低溫下進(jìn)行后續(xù)工序的形成工藝，因此，這些功能性在結(jié)構(gòu)體中也可以維持。上述功能性沒有特別限制，例如作為一例，可以舉出：高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高彈性、高延性、耐熱性、耐磨性、生物降解性、導(dǎo)電性、壓電性、抗菌性、透光性、親水性、偏光性、剝離性、光致變色性、光催化活性、生物體功能性、外觀性(例如色調(diào)、光澤性等)、耐變色性、耐候(光)性等。
這些功能性可以為上述樹脂材料、金屬材料和陶瓷材料本來所具備的功能性，也可以為例如通過利用其他化學(xué)試劑等進(jìn)行處理使上述材料附加地具備的性質(zhì)。
例如，對于抗菌性，可以為聚乙烯基苯酚樹脂等基于其苯酚骨架而本質(zhì)上所具備的抗菌性、銀、銅、鋅等本質(zhì)上所具備的抗菌性，也可以為通過賦予各種抗菌劑而使該材料所具備的抗菌性。
另外，例如對于色調(diào)等美觀性，可以為氧化鋁、氧化鋯等陶瓷材料等基于其組成和晶體結(jié)構(gòu)等而本質(zhì)上所具備的色調(diào)；樹脂材料基于其組成和結(jié)構(gòu)而本質(zhì)上所具備的色調(diào)?；蛘撸部梢詾檫@些材料通過添加各種著色料、顏料而使該材料所具備的色調(diào)。
(抗菌性)
此處公開的技術(shù)中，特別是，以由于熱而容易變質(zhì)的樹脂材料具有抗菌活性值2.0以上的抗菌性為優(yōu)選方案。上述抗菌性在由后續(xù)工序的形成而得到的結(jié)構(gòu)體中適宜地維持。對于該抗菌性，抗菌活性值更優(yōu)選為3.0以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5.0以上。
需要說明的是，本說明書中“抗菌活性值”是指，表示基于JIS Z2801：2012(對于陶瓷材料為JIS R1702：2012)的規(guī)定、對試驗(yàn)品(例如抗菌加工品)與參照品(例如無加工制品)中的細(xì)菌進(jìn)行接種培養(yǎng)后的活菌數(shù)的對數(shù)值之差的值。該抗菌活性值為2.0以上、即99％以上的死亡率的情況下，可以判斷為有抗菌效果(有抗菌性)。
(色調(diào))
另外，此處公開的技術(shù)中，以上述樹脂材料、金屬材料和陶瓷材料中的至少1種具備所期望的色調(diào)(顏色、色彩)作為優(yōu)選方案。特別優(yōu)選具備選擇性吸收特定波長的可見光而呈現(xiàn)鮮艷的顯色的陶瓷材料。作為上述陶瓷材料，沒有特別限定，可以為基于自身的組成和晶體結(jié)構(gòu)而通過色調(diào)而著色的材料，可以包含鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)等過渡元素(可以為離子的形態(tài))作為著色原因。對于這樣的陶瓷材料，由于加熱而晶體結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化等色調(diào)不特意地容易變化，根據(jù)此處公開的技術(shù)，通過后續(xù)工序的形成而得到的結(jié)構(gòu)體中，該陶瓷材料的色調(diào)被適宜地維持，色調(diào)變化被抑制。具備這樣的色調(diào)的材料可以使用具備任意1色的色調(diào)的材料，也可以分別使用或混合后使用具備2色以上不同色調(diào)的材料。
需要說明的是，本說明書中“色調(diào)”是指，例如基于色相、亮度、色度等屬性來表示上述樹脂材料、金屬材料和陶瓷材料的色調(diào)(顏色)的值。該色彩例如可以基于人的感應(yīng)評價(jià)、基于JIS Z 8730：2009中規(guī)定的顏色的表示方法等進(jìn)行表現(xiàn)和評價(jià)?；谌说母袘?yīng)評價(jià)可以為伴隨綜合考慮評價(jià)對象物的特性、用途等的權(quán)衡的、更實(shí)際的評價(jià)。另外，基于顏色表示的評價(jià)例如將顏色以色相、亮度、色度等的三刺激值的形式數(shù)值化，轉(zhuǎn)換為均勻顏色空間(UCS)，從而例如可以以L*a*b*色度體系等表示，可以進(jìn)行更客觀的評價(jià)。本說明書中，L*a*b*色度體系(CIE1976(L*a*b*)；也稱為CIELAB)可以采用通過使用色彩色差計(jì)進(jìn)行測定而測量的值。
以上的形成用材料可以使用粉末形態(tài)的材料。上述粉末可以為多種構(gòu)成的粉末。例如作為適合的一例，具體而言，可以舉出：(a)由樹脂材料形成的顆粒與由非樹脂材料形成的顆粒混合而得到的混合粉末；(b)由樹脂材料形成的顆粒與由非樹脂材料形成的顆粒造粒而成的造粒粉末；(c)在由非樹脂材料形成的顆粒表面的至少一部分具備樹脂材料的復(fù)合粉末等。
(a.混合粉末)
此處，混合粉末是由樹脂材料形成的顆粒與由非樹脂材料形成的顆?；旌系臓顟B(tài)的粉末。這些顆粒的形狀沒有特別限制，只要其尺寸相對于結(jié)構(gòu)體的最大尺寸足夠微細(xì)(例如結(jié)構(gòu)體的最大尺寸的1/1000以下)就可以包含于本發(fā)明中所述的該顆粒中。這樣的顆粒的形狀可以為球形，也可以為具有角的多邊形、沒有角的粒狀、不定形狀等。另外，例如可以為棱柱狀、板狀、針狀、纖維狀等形狀。
這些顆粒的大小沒有嚴(yán)格限制。例如，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)體所要求的期望的特性、形成所使用的裝置的構(gòu)成等而調(diào)整。例如，從結(jié)構(gòu)體中兩者更均勻地被分散的觀點(diǎn)出發(fā)，由樹脂材料形成的顆粒與由非樹脂材料形成的顆粒優(yōu)選為基本相同的大小。因此，作為大致的目標(biāo)，這些顆粒的平均粒徑的上限例如可以設(shè)為50μm以下左右，優(yōu)選可以設(shè)為40μm以下、更優(yōu)選可以設(shè)為35μm以下左右。對于平均粒徑的下限也沒有特別限制，考慮作為上述形成用材料的粉體的處理性時(shí)，例如可以設(shè)為0.5μm以上，優(yōu)選可以設(shè)為1μm以上，更優(yōu)選可以設(shè)為5μm以上、例如10μm以上。
需要說明的是，上述粉末形態(tài)的形成用材料也可以以分散在適當(dāng)?shù)囊后w介質(zhì)中的漿料(也稱為懸浮液、墨等)的形態(tài)供于形成。上述情況下，可以使用更微細(xì)的顆粒，形成的結(jié)構(gòu)體中源自樹脂材料的部分與源自非樹脂材料的部分可以更均勻地分散存在，故優(yōu)選。制備這樣的漿料時(shí)的各顆粒的平均粒徑?jīng)]有嚴(yán)格限制，例如可以設(shè)為10μm以下左右，優(yōu)選可以設(shè)為8μm以下，更優(yōu)選可以設(shè)為5μm以下左右。對于平均粒徑的下限也沒有特別限制，例如優(yōu)選可以設(shè)為0.01μm以上，優(yōu)選可以設(shè)為0.1μm以上、例如1μm以上。
(b.造粒粉末)
此處，造粒粉末是由使由樹脂材料形成的顆粒與由非樹脂材料形成的顆粒彼此結(jié)合而成的、粒徑更大的顆粒(造粒顆粒)形成的粉末。這些由樹脂材料形成的顆粒和由非樹脂材料形成的顆粒的形狀、以及造粒顆粒的形狀沒有特別限制，可以與上述混合粉末中的情況同樣地考慮。這樣的造粒粉末例如可以如下準(zhǔn)備：將粒徑更微細(xì)的由樹脂材料形成的顆粒和由非樹脂材料形成的顆粒與規(guī)定的比例的粘結(jié)劑一起以干式或濕式進(jìn)行混合，根據(jù)需要進(jìn)行分級等，從而準(zhǔn)備。需要說明的是，也可以是由樹脂材料形成的顆粒附著于多個(gè)由非樹脂材料形成的顆粒，將多個(gè)由非樹脂材料形成的顆粒彼此結(jié)合，以整體的形式形成造粒顆粒(造粒粉末)而不使用粘結(jié)劑。
構(gòu)成造粒粉末的由樹脂材料形成的顆粒和由非樹脂材料形成的顆粒的平均粒徑可以大致相同，也可以有意地使任意一者大(或小)。從形成更均質(zhì)的結(jié)構(gòu)體的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選這些顆粒的平均粒徑大致相同，且與造粒粉末的平均粒徑(即，形成用材料的平均粒徑)相比均充分小。由樹脂材料形成的顆粒和由非樹脂材料形成的顆粒各自的平均粒徑(也稱為平均一次粒徑)例如可以以設(shè)為造粒粉末的平均粒徑(也稱為平均二次粒徑)的1/1000～1/10(優(yōu)選1/800～1/50，例如1/500～1/100)左右作為目標(biāo)。雖然未必限制于此，但更具體而言，優(yōu)選為0.5nm以上且20μm以下，更優(yōu)選為50nm以上且10μm以下，特別優(yōu)選為0.5μm以上且5μm以下。
作為粘結(jié)劑，優(yōu)選使用能夠利用后續(xù)工序的加熱而揮發(fā)或被分解而去除的物質(zhì)。作為該粘結(jié)劑，沒有特別限制，例如可以優(yōu)選采用：聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纖維素(CMC)、丁苯橡膠(SBR)等水系聚合物粘結(jié)劑、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等鹵代乙烯基樹脂、聚環(huán)氧乙烷(PEO)等聚環(huán)氧烷、丙烯酸類樹脂等非水系聚合物粘結(jié)劑。粘結(jié)劑沒有特別限定，可以適宜使用在造粒粉末中以顆粒狀或纖維狀的形態(tài)存在、且能夠?qū)⑸鲜鲱w粒結(jié)合的聚合物粘結(jié)劑。
作為造粒的方法，沒有特別限制，可以采用公知的各種造粒法。例如，具體而言，可以采用滾動造粒法、流化床造粒法、攪拌造粒法、壓縮造粒法、擠出造粒法、粉碎造粒法、噴霧干燥法等方法中的1種以上?？梢詢?yōu)選為噴霧干燥法。由此，可以將上述由樹脂材料形成的顆粒和由非樹脂材料形成的顆粒適宜地造粒，從而制成造粒粉末。需要說明的是，造粒粉末的平均粒徑?jīng)]有特別限定，例如可以設(shè)為100μm以下左右，可以優(yōu)選設(shè)為50μm以下，更優(yōu)選設(shè)為30μm以下左右。對于平均粒徑的下限也沒有特別限制，考慮作為上述形成用材料的粉體的處理性時(shí)，例如可以設(shè)為5μm以上，可以優(yōu)選設(shè)為10μm以上，更優(yōu)選設(shè)為15μm以上、例如20μm以上。
(c.復(fù)合粉末)
復(fù)合粉末是在由非樹脂材料形成的顆粒表面的至少一部分具備樹脂材料的形態(tài)的粉末。由非樹脂材料形成的顆粒的形狀沒有特別限制，可以與上述混合粉末中的顆粒同樣地考慮。由非樹脂材料形成的顆粒只要表面的至少一部分被非樹脂材料所覆蓋即可，表面的全部也可以被覆蓋。覆蓋的形態(tài)也沒有特別限制，可以在由非樹脂材料形成的顆粒的表面以大致均勻的層狀具備樹脂材料。例如，可以為非樹脂材料與樹脂材料層疊的結(jié)構(gòu)?；蛘?，也可以在由非樹脂材料形成的顆粒的表面一體地具備例如粒狀或小塊狀的樹脂材料。此時(shí)，粒狀乃至小塊狀的樹脂材料可以具備一個(gè)，也可以具備二個(gè)以上。
該復(fù)合粉末的制造方法沒有特別限制?？梢允孪葴?zhǔn)備由非樹脂材料形成的顆粒，在其表面的至少一部分使規(guī)定形狀的樹脂材料附著、或者用不定形狀的樹脂材料覆蓋等來制造?；蛘?，例如也可以對片狀的非樹脂材料涂布或粘貼樹脂材料等而準(zhǔn)備層疊結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，然后將該復(fù)合體粉碎等而得到適當(dāng)?shù)牧６鹊膹?fù)合粉末。對于復(fù)合粉末的平均粒徑也沒有特別限定，例如優(yōu)選設(shè)為與上述造粒粉末的情況同等程度的大小。
以上的成形用材料中，樹脂材料與非樹脂材料的含有比例沒有特別限制，可以以結(jié)構(gòu)體中能夠體現(xiàn)所期望的特性的方式適當(dāng)調(diào)整。樹脂材料在樹脂材料與非樹脂材料的總計(jì)中所占的比率例如可以在20體積％以上且80體積％以下的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。例如，從想要更有效地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)體中非樹脂材料的特性的觀點(diǎn)出發(fā)，例如可以將樹脂材料的比率設(shè)為20體積％以上且50體積％以下(優(yōu)選20體積％以上且40體積％以下)。例如，從想要更有效地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)體中樹脂材料的特性的觀點(diǎn)出發(fā)，例如可以將樹脂材料的比率設(shè)為50體積％以上且80體積％以下(優(yōu)選60體積％以上且80體積％以下)。
2.形成用材料的加熱和成形
此處公開的技術(shù)中，使上述中準(zhǔn)備的形成用材料以上述樹脂材料的成形下限溫度以上且(上述樹脂材料的成形上限溫度+100℃)以下的適當(dāng)?shù)某尚蜏囟确秶能浕癄顟B(tài)或熔融狀態(tài)堆積。由此，處于軟化或熔融狀態(tài)的形成用材料被冷卻，可以形成作為形成用材料的粉末彼此結(jié)合而成的固化體的結(jié)構(gòu)體。
需要說明的是，上述樹脂材料的“成形下限溫度”是作為使用壓入模具成型機(jī)在3500psi下該樹脂材料能夠成型的最低加熱器溫度而規(guī)定的?！俺尚紊舷逌囟取笔亲鳛槭褂脵C(jī)筒型成型機(jī)在3500psi下該樹脂材料能夠成型的最高加熱器溫度而規(guī)定的。另外，“加熱器溫度”是指，使用熱電偶測定該壓入模具成型機(jī)中的成型用材料的收納部的溫度而得到的溫度。
作為本說明書中的“壓入模具成型機(jī)”，例如可以優(yōu)選使用：觀察用或試驗(yàn)用粒料等的制作等中通用的、具備油壓式的加壓機(jī)構(gòu)和加熱機(jī)構(gòu)的加壓式試樣制作機(jī)等。例如特別優(yōu)選使用：能夠?qū)⒂^察用試樣埋入至樹脂材料中的試樣埋入機(jī)。雖然沒有特別限制，但作為此時(shí)形成的成形體的尺寸(模具的內(nèi)寸)，例如直徑可以設(shè)為約20mm～50mm左右(厚度根據(jù)試樣量例如可以在10mm～100mm左右進(jìn)行調(diào)整)。
需要說明的是，本實(shí)施方式中，使用BUEHLER公司制造的Simplimet3000作為壓入模具成型機(jī)，測定上述成形下限溫度和成形上限溫度。對于Simplimet3000，例如，可以將成形用材料的收納部(模具)的溫度在50℃～180℃左右的范圍內(nèi)以10℃單元進(jìn)行調(diào)整。是否能夠成形可以根據(jù)使用的成形用材料是否變?yōu)榱Ａ蠣畹墓腆w(成形體)(即能夠成形)來進(jìn)行判斷。具體而言，低于成形下限溫度時(shí)，形成用材料不會適當(dāng)?shù)剀浕蛉廴?，因此，形成用材料保持粉末狀的狀態(tài)而僅被壓緊(被壓密)，成形后的壓粉無法維持形狀而崩壞。例如，樹脂材料是否能夠成形的判斷可以如下實(shí)施：在成形體的上表面中央靜置100g的圓筒形砝碼時(shí)，成形體是否仍維持形狀而沒有產(chǎn)生陷落或崩壞等變形。本實(shí)施方式中，使用直徑25mm的模具，對于由14g的樹脂材料形成的成型體，載置符合JIS B7609：2008的株式會社村上衡器制作所制造的OIML型標(biāo)準(zhǔn)砝碼(圓筒型，F(xiàn)1級，底面直徑22.0mm)，從而進(jìn)行能否形成的評價(jià)。另外，對于成形上限溫度，超過成形上限溫度時(shí)，形成用材料會變質(zhì)·分解、或者開始固化(例如作為樹脂材料包含熱固性樹脂的情況)，不會適當(dāng)?shù)剀浕蛉廴?，因此，成型后的成形用材料變得功能不?樹脂材料的變質(zhì)、分解)，或者由于固化而壓入本身變難，因此，可以判斷為無法成型。例如，樹脂材料有無變質(zhì)可以如下進(jìn)行判斷：利用適當(dāng)?shù)姆治龇?例如X射線衍射(XRD)法、俄歇電子能譜(AES)法、X射線光電子能譜分析(XPS)法、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)法、能量色散型X射線分光(EDX)法、波長色散型X射線分光(WDX)法、飛行時(shí)間型二次離子質(zhì)譜(TOF-SIMS)分析、硬度測定等)分析成型用材料和成型體，從而考察是否生成分解產(chǎn)物、變質(zhì)物等，從而判斷。
作為一例，對樹脂材料的成形上限溫度進(jìn)行簡單說明。此處，對(c)形成用材料和如下得到的作為結(jié)構(gòu)體的噴鍍覆膜(a)(b)進(jìn)行XRD分析，并將該結(jié)果示例于圖1，所述結(jié)構(gòu)體是使用(c)形成用材料并將噴鍍溫度設(shè)定為上述形成材料中所含的樹脂材料(PPS)的成形上限溫度以下的(a)200℃和(b)300℃，利用冷噴涂法進(jìn)行噴鍍而得到的。如圖1所示那樣，將成形用材料在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行成形時(shí)，歸屬于樹脂材料(PPS)的衍射峰在噴鍍覆膜中也得以維持，可知，在加熱和成形前后，樹脂材料沒有發(fā)生變質(zhì)或分解。需要說明的是，樹脂材料被分解的情況下，例如XRD圖譜中的該樹脂材料的峰變低或消失、或者根據(jù)情況而確認(rèn)到分解產(chǎn)物的峰。如此，可以確認(rèn)有無樹脂材料的變質(zhì)和分解。另外，確定上述成形上限溫度時(shí)，可以利用這樣的分析結(jié)果。
需要說明的是，該形成用材料是將作為非樹脂材料的氧化鋁(Al2O3、平均粒徑：2μm)與作為樹脂材料的聚苯硫醚(PPS、平均粒徑：3μm)以1：1的體積比混合并造粒而成的造粒粉末。該形成用材料的適當(dāng)?shù)某尚蜏囟确秶鸀?50℃～320℃，均質(zhì)性指數(shù)N為0.15。另外，平均粒徑為30μm，粒度為15～45μm。由此可以確認(rèn)，通過將該形成用材料在上述適當(dāng)?shù)某尚蜏囟确秶鷥?nèi)的(a)200℃、(b)300℃下利用冷噴涂法進(jìn)行噴鍍，可以得到由Al2O3和PPS的復(fù)合材料形成的噴鍍覆膜。需要說明的是，這些噴鍍覆膜的截面中的硬度以Hv0.05計(jì)均為30，確認(rèn)到為良好的硬度。
需要說明的是，以上那樣的成形下限溫度和成形上限溫度根據(jù)對象樹脂材料的化學(xué)組成等條件而不同。另外，即使為以同一化學(xué)組成表示的樹脂材料，根據(jù)其數(shù)均分子量等而也可以不同。將針對代表性的樹脂材料的該溫度，以下如“成形下限溫度～成形上限溫度”那樣示例。
聚丙烯：180℃～300℃
聚乙烯基苯酚：160℃～230℃
ABS樹脂：200℃～260℃
聚酰胺：240℃～290℃
硅樹脂：140℃～180℃
三聚氰胺樹脂：150℃～560℃
PPS：150℃～320℃
需要說明的是，以下，本說明書中，有時(shí)將上述“成形下限溫度～成形上限溫度+100℃”的溫度范圍簡單稱為“能夠成形的溫度范圍”。
此處，對于使形成用材料以軟化或熔融狀態(tài)堆積的方法沒有特別限制。例如，將形成用材料加熱至能夠具備流動狀態(tài)或者軟化熔融狀態(tài)的規(guī)定的能夠成形的溫度范圍后，將上述處于流動狀態(tài)或者軟化熔融狀態(tài)的形成用材料供給至基材上，從而可以使其堆積?；蛘呖梢耘e出：將粉末狀的形成用材料供給至基材上后，將上述形成用材料加熱至能夠成型的溫度范圍。此處，堆積不限定于將形成用材料一次性堆積成所期望的結(jié)構(gòu)體形狀，可以重復(fù)進(jìn)行將形成用材料堆積為層狀的操作，從而形成所期望的結(jié)構(gòu)體形狀。
粉末狀態(tài)的形成用材料或處于流動狀態(tài)或者軟化熔融狀態(tài)的形成用材料的供給手段沒有特別限制。例如也可以利用：形成用材料和供給裝置維持接觸狀態(tài)的供給到基材的供給法；形成用材料離開供給裝置經(jīng)過非接觸的狀態(tài)而供給的供給法等均可。作為這樣的供給方法，例如可以舉出：接觸或非接觸的各種涂布法、印刷法、吹送法、噴鍍法等。
另外，對于將形成用材料加熱至上述狀態(tài)的方法也沒有特別限制。例如可以利用：利用來自熱源的熱的傳導(dǎo)、對流(借助介質(zhì)的傳導(dǎo))、放射(輻射)等中的任一者進(jìn)行的加熱、或利用它們的2種以上的組合進(jìn)行的加熱等。作為這樣的加熱方法，例如可以舉出：基于火焰·等離子體焰·高溫氣體等的直接加熱、利用電爐等加熱手段的基于導(dǎo)熱的加熱、紅外線、紫外線、激光等的基于輻射的加熱等。
加熱的溫度如上述那樣，設(shè)為形成用材料中所含的樹脂材料的成形下限溫度以上的溫度。通過加熱至成形下限溫度以上的溫度，形成用材料可以具備適度的流動性，并且供給至基材上時(shí)可以實(shí)現(xiàn)致密的堆積，故優(yōu)選。上述加熱的溫度還取決于采用的供給方法，大致如上述那樣，可以以現(xiàn)有的注射成形法中可實(shí)現(xiàn)能夠成型的狀態(tài)的溫度范圍作為目標(biāo)來確定。形成用材料的加熱優(yōu)選設(shè)為上述成形下限溫度以上，更優(yōu)選設(shè)為(成形下限溫度+20)℃以上。加熱的上限可以設(shè)為上述樹脂材料的(成形上限溫度+100)℃以下的溫度。這樣的溫度還取決于形成用材料中所含的樹脂材料，但可以認(rèn)為大致為500℃以下的溫度范圍。通過這樣的樹脂材料以不會引起變質(zhì)的較低的溫度進(jìn)行堆積，從而可以使該樹脂材料本來所具備的特性也在結(jié)構(gòu)體中體現(xiàn)。上述加熱的溫度還取決于采用的供給方法，優(yōu)選設(shè)為(成形上限溫度+80)℃以下，更優(yōu)選設(shè)為(成形上限溫度+50)℃以下。
以下，作為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體的形成方法的一個(gè)適宜方案，以采用噴鍍法作為供給法的情況為例更詳細(xì)地進(jìn)行說明。
(噴鍍法)
噴鍍法是指，將粉末狀的噴鍍材料(此處所述的形成用材料)以軟化或熔融狀態(tài)進(jìn)行吹送，從而形成由該材料形成的堆積物的方法。作為該噴鍍法，如上述那樣，從使形成用材料在500℃以下的溫度范圍進(jìn)行堆積的方面出發(fā)，可以優(yōu)選采用工作溫度更低的噴鍍法。作為上述噴鍍法，代表性地可以舉出：冷噴涂法、低溫大氣壓等離子體噴鍍法、冷等離子體法。
例如，作為一例，冷噴涂法是指如下技術(shù)：將加熱至比熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)更低的溫度的工作氣體加速至超音速，利用該加速了的工作氣體，使噴鍍材料在未熔融的固相的狀態(tài)下高速與基材碰撞，從而使其堆積。該冷噴涂法中，通過使用上述形成用材料作為噴鍍材料，從而使該形成用材料中所含的樹脂材料因熱而軟化，并與非樹脂材料一起堆積于基材上。利用冷噴涂法時(shí)，由于經(jīng)過軟化的形成用材料以高速被吹送至基材，因此可以得到極致密的結(jié)構(gòu)體，從該點(diǎn)出發(fā)為優(yōu)選。例如可以形成孔隙率為10％以下、更優(yōu)選7％以下、進(jìn)一步優(yōu)選5％以下、特別優(yōu)選3％以下、例如1％以下的結(jié)構(gòu)體。
需要說明的是，本說明書中所述的“孔隙率”是指，通過圖像分析法算出結(jié)構(gòu)體的截面圖像中氣孔占結(jié)構(gòu)體的比例而得到的值。例如，孔隙率可以如下求出：將結(jié)構(gòu)體沿與基材表面正交的面切斷，將所得截面進(jìn)行樹脂填埋研磨，然后利用數(shù)字顯微鏡(例如OMRON Corporation制造、VC-7700)等獲得其截面圖像(例如倍率490倍)。然后，利用圖像分析軟件(例如NIPPON ROPER K.K.制造、Image Pro)對該截面圖像進(jìn)行分析，從而特定截面圖像中的氣孔部分的面積，算出上述氣孔部分的面積在整個(gè)截面中所占的比例，從而求出。
需要說明的是，利用冷噴涂法的噴鍍條件可以根據(jù)常規(guī)方法而確定。冷噴涂法一般可以如下區(qū)分：將工作氣壓的上限為1MPa的情況作為低壓型冷噴涂、將工作氣壓的上限為5MPa情況作為高壓型冷噴涂。高壓型冷噴涂中，主要使用氦氣、氮?dú)饣蛩鼈兊幕旌蠚怏w等非活性氣體作為工作氣體。低壓型冷噴涂中，使用與高壓型冷噴涂中使用的氣體為相同種類的氣體、或者使用壓縮空氣作為工作氣體。此處公開的技術(shù)中，由于使用包含不同種材料的形成用材料作為噴鍍材料，因此更優(yōu)選采用低壓型冷噴涂。
通過高壓型冷噴涂形成結(jié)構(gòu)體的情況下，將工作氣體以優(yōu)選0.5～5MPa、更優(yōu)選0.7～5MPa、進(jìn)一步優(yōu)選1～5MPa、特別優(yōu)選1～4MPa的壓力供給至冷噴涂裝置，加熱至上述規(guī)定溫度。向該工作氣體供給形成用材料。形成用材料的供給速度沒有特別限制，以優(yōu)選1～200g/分鐘、進(jìn)一步優(yōu)選10～100g/分鐘的速度進(jìn)行供給。形成用材料優(yōu)選從與工作氣體為同軸方向(同軸后方)供給至工作氣體。噴涂時(shí)的冷噴涂裝置的從噴嘴前端至基材的距離(噴鍍距離)優(yōu)選為5～200mm，更優(yōu)選為10～100m，冷噴涂裝置的噴嘴的橫動(traverse)速度優(yōu)選為1～300mm/秒，更優(yōu)選為10～150mm/秒。另外，暫時(shí)形成的結(jié)構(gòu)體的厚度方向的尺寸例如優(yōu)選為50～1000μm，更優(yōu)選為100～500μm。需要說明的是，也可以暫時(shí)形成結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定后進(jìn)一步在其表面堆積形成用材料等，分成多階段地形成結(jié)構(gòu)體。
通過低壓型冷噴涂形成結(jié)構(gòu)體的情況下，將工作氣體以優(yōu)選0.3～0.9MPa、更優(yōu)選0.4～0.6MPa的壓力供給至冷噴涂裝置，加熱至上述溫度。向該工作氣體供給形成用材料。形成用材料的供給速度沒有特別限制，優(yōu)選的是，以優(yōu)選1～100g/分鐘、進(jìn)一步優(yōu)選10～100g/分鐘的供給速度從與工作氣體為同軸的方向供給至工作氣體。噴涂時(shí)的冷噴涂裝置的從噴嘴前端至基材的距離優(yōu)選為5～100mm，更優(yōu)選為10～40mm，冷噴涂裝置的噴嘴的橫動速度優(yōu)選為1～300mm/秒，更優(yōu)選為5～150mm/秒。另外，暫時(shí)形成的結(jié)構(gòu)體的厚度方向的尺寸例如優(yōu)選為50～1000μm，更優(yōu)選為100～500μm，進(jìn)一步優(yōu)選為100～300μm。需要說明的是，也可以暫時(shí)形成結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定后進(jìn)一步在其表面堆積形成用材料等，分成多階段地形成結(jié)構(gòu)體。
需要說明的是，為低壓型冷噴涂、且主要使用壓縮空氣作為工作氣體的情況下，工作氣體以優(yōu)選0.3～1MPa、更優(yōu)選0.5～1MPa、最優(yōu)選0.7～1MPa的壓力供給至冷噴涂裝置，并加熱至上述溫度。其他條件可以與上述以非活性氣體作為工作氣體的情況同樣地實(shí)施。
另外，例如噴鍍法中，可以使作為噴鍍材料的形成用材料不保持粉末的形態(tài)而以分散于適當(dāng)?shù)姆稚⒔橘|(zhì)中的漿料的形態(tài)供給至噴鍍機(jī)。上述冷噴涂法、大氣壓等離子體法，冷等離子體法等中，作為用于分散形成用材料的分散介質(zhì)，優(yōu)選使用包含有機(jī)溶劑的分散介質(zhì)。作為該有機(jī)溶劑，可以舉出：甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、甲苯、己烷、煤油等。上述分散介質(zhì)只要包含有機(jī)溶劑即可，也可以為水與有機(jī)溶劑的混合物。
對于漿料中的形成用材料的含量沒有特別限制，例如固體成分濃度優(yōu)選為10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，特別優(yōu)選為30質(zhì)量％以上。上述情況下，變得容易提高由以漿料的形式供給的形成用材料每單位時(shí)間所制造的結(jié)構(gòu)體的尺寸(厚度)、即噴鍍效率。
漿料中的形成用材料的含量優(yōu)選為85質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為70質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量％以下。上述情況下，可以制備具有適于向噴鍍裝置的供給的所要求的流動性的漿料。
(三維造型法)
作為其他適合的一個(gè)方案，以采用三維造型法作為供給法的情況為例詳細(xì)地進(jìn)行說明。
三維造型法是指如下方法：使形成用材料在軟化或熔融狀態(tài)下堆積為層狀，使其與所期望的三維形狀相對應(yīng)地層疊，從而形成由該材料形成的結(jié)構(gòu)體。此處公開的技術(shù)中，可以使形成用材料成為軟化或熔融狀態(tài)后堆積，也可以使形成用材料堆積后成為軟化或熔融狀態(tài)，或者還可以使形成用材料在堆積過程中成為軟化或熔融狀態(tài)。進(jìn)而，也可以以此處公開的形成用材料為基礎(chǔ)制成線形材料(例如線狀、棒狀等形態(tài)的材料)，使該線形材料熔融并堆積。
例如，使形成用材料成為軟化或熔融狀態(tài)后堆積的情況下，可以通過以下的步驟來實(shí)施。即，將上述粉末狀的形成用材料制備為軟化或熔融狀態(tài)，供給至層疊造型裝置的排出機(jī)構(gòu)(造型頭)。然后，使該排出機(jī)構(gòu)沿X軸·Y軸方向以高速移動，并且邊使造型臺沿Z軸方向適當(dāng)?shù)厣担厡⑻幱谲浕と廴跔顟B(tài)的成型用材料從排出機(jī)構(gòu)少量多次地以與目標(biāo)結(jié)構(gòu)體的截面形狀相對應(yīng)的層狀排出。成型用材料排出后被冷卻并固化，因此，可以在固化后的成型用材料上進(jìn)一步堆積處于軟化·熔融狀態(tài)的成型用材料。通過重復(fù)上述堆積的操作，可以精密地形成三維形狀的層疊結(jié)構(gòu)體。
另外，例如，使形成用材料堆積后成為軟化或熔融狀態(tài)的情況下，可以通過以下步驟來實(shí)施。即，將形成用材料以保持粉末的形態(tài)、或者制備成分散于適當(dāng)?shù)姆稚⒔橘|(zhì)的漿料的形態(tài)供給至供給機(jī)構(gòu)。然后，使該供給機(jī)構(gòu)沿X軸·Y軸方向以高速移動，并且邊使造型臺沿Z軸方向適當(dāng)?shù)厣?，邊使成形用材料從供給機(jī)構(gòu)少量多次地在造型臺上以層狀堆積。之后，例如，使用紅外線、紫外線、激光等基于非接觸(例如輻射)的加熱機(jī)構(gòu)，僅將成形用材料的與目標(biāo)結(jié)構(gòu)體的截面形狀相對應(yīng)的部分加熱成為軟化或熔融狀態(tài)。將形成用材料制備成漿料的形態(tài)的情況下，可以通過自然干燥等干燥進(jìn)行分散介質(zhì)的去除，也可以通過所述加熱進(jìn)行分散介質(zhì)的去除。軟化或熔融后的成形用材料在一定時(shí)間后被冷卻并固化，因此，可以在固化后的成形用材料上進(jìn)一步堆積粉末狀的成形用材料。通過重復(fù)上述堆積和加熱的操作，可以精密地形成三維形狀的層疊結(jié)構(gòu)體。
需要說明的是，使用粉末狀的形成用材料在堆積后使其熔融的情況下，作為形成用材料，優(yōu)選使用更微細(xì)且流動性高的粉末。
例如，對于粉末狀的形成用材料的流動性，可以通過靜止角來把握。靜止角是能夠表示粉體的流動性的指標(biāo)，還取決于粉體的粒度(平均粒徑)等，因此不能一概而論，但是通常而言流動性越良好的粉體靜止角越小，流動性不良好的粉體的情況下，靜止角可能變大。此處公開的技術(shù)中，例如，理想的是，靜止角為45度以下、更優(yōu)選為35度以下、最優(yōu)選為30度以下。對于靜止角的下限沒有特別限制。例如，從難以飛散等觀點(diǎn)出發(fā)，可以舉出：將靜止角設(shè)為10度以上、例如設(shè)為20度以上。
另外，通過使形成用材料為微細(xì)的粉末，從而在基于非接觸的加熱下更容易軟化·熔融，或者可以形成更精密的三維形狀的結(jié)構(gòu)體。從上述觀點(diǎn)出發(fā)，平均粒徑優(yōu)選為40μm以下。更優(yōu)選為30μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為20μm以下。對于平均粒徑的下限沒有特別限制，從容易確保良好的流動性的方面出發(fā)，可以例示出設(shè)為5μm以上。
本說明書中，靜止角被規(guī)定為：根據(jù)使形成用材料從一定高度的漏斗落下至水平的基板上時(shí)生成的圓錐狀堆積物的直徑和高度而算出的底角。上述靜止角例如可以依據(jù)JIS R9301-2-2：1999“氧化鋁粉末物性測定方法-2：靜止角”的規(guī)定來測定。
進(jìn)而，例如，邊使形成用材料堆積邊成為軟化或熔融狀態(tài)的情況下，在上述使用粉末狀形成用材料在堆積后使其熔融的方法中同時(shí)進(jìn)行形成用材料的堆積與基于非接觸的加熱即可。
(結(jié)構(gòu)體)
由此，可以在低溫下形成由上述形成用材料形成的結(jié)構(gòu)體而不使用成型模具。需要說明的是，一般來說，樹脂材料與陶瓷材料、金屬材料等非樹脂材料在密度方面容易產(chǎn)生差異。這樣，通常，由樹脂材料形成的顆粒與陶瓷材料、金屬材料等非樹脂材料發(fā)揮密度更高者向下方移動、密度更低者向上方移動的作用。因此，例如，將處于流動狀態(tài)的形成用材料一次性投入至成型模具時(shí)，通過上述成型工藝，樹脂材料與非樹脂材料的均質(zhì)性容易損失，結(jié)構(gòu)體中特性也容易產(chǎn)生不均、傾斜。
與此相對，此處公開的技術(shù)中，邊對形成用材料進(jìn)行加熱邊使其堆積。因此，可以抑制結(jié)構(gòu)體中樹脂材料與非樹脂材料的均質(zhì)性損失、或特性產(chǎn)生不均、傾斜。特別是，如上述造粒粉末或復(fù)合粉末那樣，在形成用材料的狀態(tài)下樹脂材料與非樹脂材料被一體化，通過形成工藝，可以基本維持該狀態(tài)。由此，可以得到均質(zhì)性更高的結(jié)構(gòu)體。
需要說明的是，所得結(jié)構(gòu)體是否均質(zhì)未必限制于此，例如，對于結(jié)構(gòu)體，可以基于如下述那樣算出的均質(zhì)性指數(shù)N進(jìn)行判斷。均質(zhì)性指數(shù)N可以通過以下的方法算出。即，此處公開的技術(shù)中，基于圖像分析法，在12處(即n＝12)測定結(jié)構(gòu)體的孔隙率Rn。然后，將此時(shí)得到的孔隙率Rn的偏差除以孔隙率Rn的平均值，從而可以得到均質(zhì)性指數(shù)N。
此處，“孔隙率”可以采用基于上述中說明的圖像分析法的孔隙率。另外，“偏差”可以根據(jù)所得孔隙率Rn的最大值(Rnmax)與最小值(Rnmin)之差的1/2的值[(Rnmax-Rnmin)÷2]而算出。
此處公開的技術(shù)中，如此，使孔隙率Rn所涉及的偏差的程度無量綱化而進(jìn)行評價(jià)。
而且，此處公開的技術(shù)中，該均質(zhì)性指數(shù)N小于0.2的情況下，判斷為該結(jié)構(gòu)體為均質(zhì)。均質(zhì)性高的材料可以為成型較困難的非樹脂材料與成型容易的樹脂材料充分混合的狀態(tài)。因此，即使包含成型困難的非樹脂材料，通過在上述能夠成型的溫度范圍內(nèi)管理成型工藝，從而也能夠容易地形成具備適合的特性的結(jié)構(gòu)體。該均質(zhì)性指數(shù)N更優(yōu)選為0.18以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.14以下，特別優(yōu)選為0.1以下。另外，均質(zhì)性指數(shù)N為0.2以上的情況下，可以判斷為該結(jié)構(gòu)體不是均質(zhì)的。
需要說明的是，基于上述均質(zhì)性指數(shù)N的均質(zhì)/不均質(zhì)的評價(jià)的邊界值(此處為0.2)例如也可以根據(jù)結(jié)構(gòu)體所要求的致密性、形狀精密度等而改變。
需要說明的是，如此形成的結(jié)構(gòu)體可以適合地維持形成用材料中所含的樹脂材料與非樹脂材料(金屬材料和/或陶瓷材料)的特性。因此，例如這些樹脂材料、非樹脂材料(金屬材料和/或陶瓷材料)所具有的功能性優(yōu)選在結(jié)構(gòu)材料中也是同等的、或良好地提高、或該功能性的降低少。
例如，對于上述抗菌性，結(jié)構(gòu)體中抗菌活性值也優(yōu)選為2.0以上。該抗菌性的抗菌活性值更優(yōu)選為3.0以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5.0以上。
另外，這些樹脂材料、非樹脂材料中的抗菌活性值與結(jié)構(gòu)體中的抗菌活性值之差小可以是理想的方案。更具體而言，抗菌活性值之差優(yōu)選為1.5以下，更優(yōu)選為1.0以下，特別優(yōu)選為0.5以下。
另外，對于色調(diào)，例如想要使上述材料所具有的色調(diào)保持不變或同等地反映到結(jié)構(gòu)體中的情況下，該材料與結(jié)構(gòu)體的色調(diào)的變化小可以是理想的方案。具備上述色調(diào)的材料與結(jié)構(gòu)體的色調(diào)的變化例如可以根據(jù)色差來把握。對于上述色差所涉及的指標(biāo)，沒有特別限制，例如可以通過與上述同樣的JIS Z 8730：2009中規(guī)定的、CIE亮度L*之差即亮度差：ΔL(也有時(shí)標(biāo)記為ΔL*)、ab色相差：Δab(也有時(shí)標(biāo)記為ΔH*ab)來把握。
從所期望的材料的顏色(特別是亮度)在結(jié)構(gòu)體中適合地得以反映的觀點(diǎn)出發(fā)，上述亮度差ΔL例如優(yōu)選為22以下，更優(yōu)選為20以下，特別優(yōu)選為18以下(例如15以下)。
另外，從所期望的材料的顏色(特別是色相)在結(jié)構(gòu)體中適合地得以反映的觀點(diǎn)出發(fā)，色相差Δab例如優(yōu)選為10以下，更優(yōu)選為8以下，例如特別優(yōu)選為5以下。
另外，例如想要將上述材料所具有的硬度保持不變或同等地反映到結(jié)構(gòu)體中的情況下，理想的是結(jié)構(gòu)體中也維持該硬度。硬度的指標(biāo)可以考慮各種指標(biāo)，因此沒有特別限制。例如典型地采用維氏硬度，結(jié)構(gòu)體相對于上述材料的維氏硬度之比(硬度比)為1以上、即硬度得以維持或提高可以是理想的方案。上述硬度比可以基于JIS Z 2244：2009和JIS R1610：2003中規(guī)定的維氏硬度試驗(yàn)方法來測定。例如，具體而言，可以適合地采用如下算出的值：使用市售的硬度試驗(yàn)機(jī)，由利用適當(dāng)?shù)膲侯^對試驗(yàn)片的表面負(fù)載試驗(yàn)荷重時(shí)的壓痕的對角線算出的值。該硬度比優(yōu)選為2以上，更優(yōu)選為3以上。對于硬度比的上限沒有特別限制。
進(jìn)而，例如，想要將上述材料所具有的光澤度保持不變或同等地反映到結(jié)構(gòu)體中的情況下，在結(jié)構(gòu)體中維持光澤度可以是理想的方案。典型地，作為能夠評價(jià)有高級感的適合的光澤感的指標(biāo)，可以采用光澤度(測定角20°)，上述光澤度(也稱為光澤值)期望為50以上。該光澤度可以采用：基于JIS Z8741：1997所記載的鏡面光澤度的測定方法，使用市售的光澤計(jì)，將測定角度設(shè)為20°而測定的結(jié)構(gòu)體的表面的光澤度。從結(jié)構(gòu)體具備富有高級感的光澤的觀點(diǎn)出發(fā)，上述光澤度例如更優(yōu)選為70以上，進(jìn)一步優(yōu)選為80以上，特別優(yōu)選為90以上(例如100以上)。對于該光澤度的上限沒有特別限制。
接著，示出本發(fā)明所涉及的實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征。需要說明的是，以下說明的實(shí)施例并不意在限定本發(fā)明。
＜實(shí)施例1＞
(形成用材料)
作為樹脂材料，準(zhǔn)備粉末狀聚乙烯基苯酚(PVP，D50：2μm，平均分子量：約10000，真密度：1.2g/ml，能夠成型的溫度范圍：160～230℃)。對于非樹脂材料，準(zhǔn)備氧化鈦粉末(TiO2，D50：5μm)或氧化鋁粉末(Al2O3，D50：5μm)作為陶瓷材料，準(zhǔn)備鈷粉末(Co，D50：3μm)或鐵粉末(AISI4140鋼，D50：8μm)作為金屬材料。然后，將這些材料以下述表1所示的組合和形態(tài)制備，從而準(zhǔn)備形成用材料1～11。
需要說明的是，形成用材料4～11中，將樹脂材料與非樹脂材料(陶瓷材料或金屬材料)以體積比計(jì)為1:1的方式進(jìn)行混合或配混。
表1中，“液體”表示使樹脂材料溶解于有機(jī)溶劑(乙基溶纖劑)而得到的樹脂分散液。
表1中，“造?！北硎臼褂谜辰Y(jié)劑將樹脂材料與非樹脂材料造粒并一體化而成的造粒粉末。
表1中，“包層”表示將由非樹脂材料形成的顆粒的表面用樹脂材料覆蓋的覆蓋顆粒形成的復(fù)合粉末。
表1中，“漿料”表示使由樹脂材料形成的粉末與由非樹脂材料形成的粉末以5體積％的比例分散于作為分散介質(zhì)的乙醇中而得到的漿料的形態(tài)。
表1中，“混合粉”表示將由樹脂材料形成的粉末與由非樹脂材料形成的粉末混合而成的混合粉末。
(形成方法)
然后，將準(zhǔn)備好的形成用材料1～11利用下述表1所示的形成法供給至基材的表面，形成膜狀的結(jié)構(gòu)體。基材使用利用氧化鋁#40研磨劑實(shí)施了噴砂處理的SS400鋼板(70mm×50mm×2.3mm)。
表1中，“涂布”表示：使上述PVP溶解于作為溶劑的甲苯，制備PVP組合物，利用噴霧方法，在室溫(25℃)下，將該P(yáng)VP組合物涂布至基材的表面后，將上述PVP組合物連同基材一起加熱至100℃，然后加熱至210℃使其熱固化，從而形成厚度50μm的層狀的結(jié)構(gòu)體。
表1中，“噴鍍A”表示：使用準(zhǔn)備好的形成用材料作為噴鍍用材料，使用市售的冷噴涂(CS)裝置(俄羅斯OCPS公司制造，Dymet)進(jìn)行CS噴鍍，形成厚度40μm的層狀的結(jié)構(gòu)體。噴鍍條件設(shè)為：使用空氣作為工作氣體，工作氣壓0.7MPa，工作氣體加熱器溫度500℃，噴鍍距離20mm，噴鍍槍移動速度設(shè)為5mm/秒，噴鍍用粉末供給量設(shè)為15g/分鐘。利用上述CS噴鍍法時(shí)，形成用材料被加熱至大致150℃以上且500℃以下左右。需要說明的是，在CS裝置內(nèi)加熱形成用材料的溫度根據(jù)使用紅外線溫度測定器測定剛剛堆積于基材后的形成用材料的溫度而得到的值來推測。
表1中，“噴鍍B”表示：使用準(zhǔn)備好的形成用材料作為噴鍍用材料，使用市售的大氣壓等離子體噴鍍(AP)裝置(Praxair Surface Technologies公司制造，SG-100)進(jìn)行AP噴鍍，形成厚度40μm的層狀的結(jié)構(gòu)體。等離子體發(fā)生條件設(shè)為：使用氬氣50psi(0.34MPa)和氦氣50psi(0.34MPa)作為等離子體工作氣體，等離子體發(fā)生電壓37.0V，等離子體發(fā)生電流900A。噴鍍條件設(shè)為：噴鍍距離120mm，噴鍍槍移動速度5mm/s，噴鍍用粉末供給量20g/分鐘。利用上述AP噴鍍法，形成用材料被加熱至大致1000℃左右以上。需要說明的是，在AP裝置內(nèi)加熱形成用材料的溫度根據(jù)使用紅外線溫度測定器測定剛剛堆積于基材后的形成用材料的溫度而得到的值來推測。
[表1]
表1
(結(jié)構(gòu)體評價(jià))
[抗菌活性]
基于JIS Z2801：2010中規(guī)定的抗菌性試驗(yàn)方法對上述中得到的各結(jié)構(gòu)體的抗菌性進(jìn)行評價(jià)。具體而言，使用黃色葡萄球菌(NBRC 12732)作為試驗(yàn)菌，作為試驗(yàn)片，對于將上述結(jié)構(gòu)體連同基板一起切成5cm×5cm而成的材料(試驗(yàn)品)和未表面處理的基材(基準(zhǔn)品)，分別滴加試驗(yàn)菌液，蓋上薄膜，測定在培養(yǎng)皿內(nèi)、于35℃培養(yǎng)24小時(shí)后的活菌數(shù)。然后，根據(jù)用基準(zhǔn)品的24小時(shí)培養(yǎng)后菌數(shù)除以試驗(yàn)品的培養(yǎng)24小時(shí)后菌數(shù)而得到的數(shù)的對數(shù)值，算出抗菌活性值。將其結(jié)果示于表1的“抗菌活性值”的欄。需要說明的是，對于抗菌性，在抗菌活性值2.0以上、即99％以上的死亡率的情況下可以判斷為有效果(有抗菌性)。
[硬度]
基于JIS Z 2244：2009和JIS R1610：2003中規(guī)定的維氏硬度試驗(yàn)方法測定上述中得到的各結(jié)構(gòu)體的硬度。具體而言，使用微小硬度測定器(株式會社島津制作所制造、HMV-1)，根據(jù)對結(jié)構(gòu)體的表面以試驗(yàn)力1.96N按壓對角136°的金剛石壓頭時(shí)得到的壓痕算出維氏硬度(Hv0.2)。另外，對于與上述中使用的樣品相同的PVP的塊狀體的表面，同樣地算出維氏硬度(Hv0.2)。然后，基于下式算出硬度比，將其結(jié)果示于表1的“硬度比”的欄。
硬度比＝(結(jié)構(gòu)體的維氏硬度)/(PVP塊狀體的維氏硬度)
[均質(zhì)性]
如以下那樣測定上述中得到的各結(jié)構(gòu)體的孔隙率，算出均質(zhì)性指數(shù)N。即，用顯微鏡對各結(jié)構(gòu)體的截面圖像每個(gè)拍攝(490倍)12張，基于各圖像，根據(jù)氣孔部分與截面整體的面積，算出氣孔部分在截面整體中所占的比率，從而求出孔隙率。上述分析使用圖像分析軟件(例如NIPPON ROPER K.K.制造、Image Pro)。對于如此得到的各結(jié)構(gòu)體，確認(rèn)了12個(gè)孔隙率顯示出正態(tài)性和方差齊性。然后，對于這些孔隙率，用偏差除以平均值從而算出均質(zhì)性指數(shù)N。將所得均質(zhì)性指數(shù)N示于表1的“均質(zhì)性”的欄。
如表1所示那樣，通過涂布法形成的No.1的結(jié)構(gòu)體本質(zhì)上僅由被熱固化的PVP構(gòu)成。因此，硬度低至1。然而，PVP本質(zhì)上所具備的抗菌性在結(jié)構(gòu)體中也得以維持原狀，可以確認(rèn)能夠得到具有優(yōu)異的抗菌性的結(jié)構(gòu)體。另外，由于僅由PVP構(gòu)成，因此，可以確認(rèn)得到了均質(zhì)性指數(shù)也小于0.2、均質(zhì)性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)體。
No.2的結(jié)構(gòu)體通過低溫下的噴鍍A(冷噴涂法)形成，因此可以確認(rèn)，在結(jié)構(gòu)體中也維持PVP本質(zhì)上所具備的抗菌性。然而，結(jié)構(gòu)體本身僅由被熱固化的PVP構(gòu)成，因此，硬度與No.1為同等程度。對于No.2的結(jié)構(gòu)體，由于也僅由PVP構(gòu)成，因此可以確認(rèn)均質(zhì)性優(yōu)異。
另一方面，No.3的結(jié)構(gòu)體通過高溫下的噴鍍B(大氣壓等離子體噴鍍法)形成，因此，在其形成過程中PVP會變質(zhì)，結(jié)構(gòu)體不顯示抗菌性。另外，結(jié)構(gòu)體也僅由變質(zhì)了的PVP構(gòu)成，因此，硬度與No.1為同等程度，可以確認(rèn)均質(zhì)性優(yōu)異。
No.4的結(jié)構(gòu)體是使用PVP與氧化鋁粉末的造粒粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的?？梢源_認(rèn)，結(jié)構(gòu)體中配混有氧化鋁粉末而抗菌性與之相應(yīng)地降低，但是維持充分高的抗菌活性值。另外，在配混有硬質(zhì)的氧化鋁粉末的基礎(chǔ)上制備為造粒粉末的形態(tài)，噴鍍工藝中PVP與氧化鋁的均質(zhì)性也得以維持，因此可以確認(rèn)，得到均質(zhì)性指數(shù)為0.1、均質(zhì)性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)體。另外可知，硬度比也為3，結(jié)構(gòu)體的硬度大幅增大(即PVP塊狀體的3倍)。
No.5的結(jié)構(gòu)體是使用PVP與氧化鋁粉末的造粒粉末，但通過高溫下的噴鍍B而形成的。結(jié)構(gòu)體中PVP會變質(zhì)，結(jié)構(gòu)體與No.3同樣地不顯示抗菌性。另外確認(rèn)了，由于PVP的變質(zhì)而在噴鍍工藝中均質(zhì)性大幅劣化。然而，通過配混硬質(zhì)的氧化鋁粉末，對于結(jié)構(gòu)體的硬度，可以得到與No.4同樣高的值。
No.6的結(jié)構(gòu)體是使用將粉末狀氧化鋁的表面用PVP覆蓋而成的包層粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的?？梢源_認(rèn)，結(jié)構(gòu)體中配混有氧化鋁粉末而抗菌性與之相應(yīng)地降低，但是維持與No.4基本同等的充分高的抗菌活性值。均質(zhì)性指數(shù)也小于0.2，對于包層粉末，噴鍍工藝中PVP與氧化鋁的均質(zhì)性也得以維持，可以確認(rèn)得到均質(zhì)性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)體。另外，結(jié)構(gòu)體中，通過配混硬質(zhì)的氧化鋁，可以得到與No.4同樣的高硬度。
No.7的結(jié)構(gòu)體是將形成用材料制備成漿料狀、通過在低溫下的噴鍍A而形成的。No.8的結(jié)構(gòu)體是使用PVP與氧化鋁粉末的混合粉、通過低溫下的噴鍍A而形成的。可以確認(rèn)，任意例子均是結(jié)構(gòu)體中配混有氧化鋁粉末而抗菌性與之相應(yīng)地降低，但是維持與No.4基本同等的充分高的抗菌活性值。另外，硬度比為2，結(jié)構(gòu)體的硬度與No.4相比稍降低。然而，通過配混硬質(zhì)的氧化鋁粉末，與No.1相比為高硬度。需要說明的是，根據(jù)均質(zhì)性的結(jié)果，對于由PVP與氧化鋁粉末的漿料形成的No.7的結(jié)構(gòu)體，可以得到均質(zhì)性優(yōu)異的結(jié)構(gòu)體。與此相對，對于使用單純混合的混合粉末而形成的No.8的結(jié)構(gòu)體，本實(shí)施方式中成為均質(zhì)性稍差的結(jié)果。
No.9的結(jié)構(gòu)體是使用氧化鈦粉末代替No.4的例子中的氧化鋁粉末而制備形成用材料的結(jié)構(gòu)體?？梢源_認(rèn)：通過將陶瓷材料改變?yōu)檠趸仯咕缘靡蕴岣?。另外，對于結(jié)構(gòu)體的均質(zhì)性和硬度，也可以確認(rèn)，得到與No.4同樣的良好的結(jié)果。
No.10的結(jié)構(gòu)體是使用鈷粉末代替No.4的例子中的氧化鋁粉末而制備形成用材料的結(jié)構(gòu)體。可以確認(rèn)：通過將作為陶瓷材料的氧化鋁改變?yōu)榻饘兮?，更進(jìn)一步提高抗菌性。鈷粉末與PVP的界面的結(jié)合強(qiáng)度稍差，因此，硬度比為2，結(jié)構(gòu)體的硬度比No.4降低。然而，通過配混硬質(zhì)的鈷粉末，與No.1相比為高硬度。對于結(jié)構(gòu)體的均質(zhì)性，可以確認(rèn)得到與No.4同樣的良好的結(jié)果。
No.11的結(jié)構(gòu)體是使用鐵粉末代替No.4的例子中的氧化鋁粉末而制備形成用材料的結(jié)構(gòu)體。鐵(Fe)是能夠變?yōu)榧?xì)菌、霉菌的營養(yǎng)成分的成分。由與No.2和No.4的比較可以確認(rèn)，通過將作為陶瓷材料的氧化鋁改變?yōu)榻饘勹F，使PVP所具有的抗菌性完全消失。換言之，也可以說得到了適合于保菌的結(jié)構(gòu)體。鐵粉末與PVP的界面的結(jié)合強(qiáng)度稍差，因此，硬度比為2，結(jié)構(gòu)體的硬度比No.4降低。然而，通過配混硬質(zhì)的鐵粉末，與No.1相比為高硬度。對于結(jié)構(gòu)體的均質(zhì)性，可以確認(rèn)得到與No.4同樣的良好的結(jié)果。
由以上可以確認(rèn)，通過使用此處公開的形成用材料，利用此處公開的成型方法形成結(jié)構(gòu)體，從而可以形成均質(zhì)的結(jié)構(gòu)體。另外，可以確認(rèn)，該結(jié)構(gòu)體例如對于構(gòu)成形成用材料的材料所具備的抗菌性，在形成后也可以維持。需要說明的是，此處公開的形成用材料處于非樹脂材料與樹脂材料充分混合的狀態(tài)。因此可以確認(rèn)，僅通過將成形溫度管理在該形成用材料能夠成形的溫度范圍內(nèi)，從而與迄今為止的材料相比，可以形成具備適宜的特性的結(jié)構(gòu)體。
＜實(shí)施例2＞
(形成用材料)
接著，對于使用此處公開的形成用材料成型的結(jié)構(gòu)體能否適宜地維持構(gòu)成形成用材料的材料的色調(diào)，在以下進(jìn)行確認(rèn)。即，使用粉末狀聚丙烯(PP，D50：3μm，熔點(diǎn)：130℃，真密度：約0.9g/cm3)作為樹脂材料，對于作為非樹脂材料的陶瓷材料，使用鐵系陶瓷粉末((Fe,Al,Mg)Cr2O，D50：5μm)，準(zhǔn)備下述表2所示的組合和形態(tài)的形成用材料1～6。
需要說明的是，形成用材料2～5中，將樹脂材料與陶瓷材料以體積比計(jì)為1:1的方式進(jìn)行混合或配混。
(形成方法)
然后，將準(zhǔn)備好的形成用材料1～6利用下述表2所示的形成法供給至基材表面，形成膜狀的結(jié)構(gòu)體?；氖褂美醚趸X#40研磨劑實(shí)施了噴砂處理的SS400鋼板(70mm×50mm×2.3mm)。
需要說明的是，表2中的“形態(tài)”的欄的表述與表1相同。
另外，表2中的“形成法”的欄的表述與表1相同。
[表2]
表2
(結(jié)構(gòu)體評價(jià))
[色差]
使用Hunter測色色差計(jì)(日本電色工業(yè)株式會社、SE-2000)測定上述中得到的各結(jié)構(gòu)體的表面色彩：亮度(L)、色相(a)、色度(b)。然后，算出使用的形成用材料與使用壓入模具成型機(jī)在成型溫度200℃下成型的成型體的色相差Δab和亮度差ΔL。將這些結(jié)果示于表2的“Δab”和“ΔL”的欄。需要說明的是，上述壓入模具成型機(jī)中的成型溫度“200℃”為使用的PP的推薦成型溫度。即，雖然未示出具體的數(shù)據(jù)，但對于使該P(yáng)P在200℃下堆積時(shí)形成的結(jié)構(gòu)體，確認(rèn)了均質(zhì)性指數(shù)N小于0.2。
[光澤度]
使用光澤計(jì)(KONICA MINOLTA OPTICS,INC.制造，GM-268Plus)，將測定角度設(shè)為20°測定上述中得到的各結(jié)構(gòu)體的光澤度。將其結(jié)果示于表2的“光澤值”的欄。
如表2所示那樣，對于鐵系陶瓷粉末的通過高溫下的噴鍍B而形成的No.1的結(jié)構(gòu)體，光澤度高而充滿光亮感，但是本來的Fe系陶瓷材料的色調(diào)即栗色變色為黑色，形成工藝中其色調(diào)受損。
No.6的結(jié)構(gòu)體是僅使用PP粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的。No.6的結(jié)構(gòu)體的由噴鍍造成的色差較小，但是通過僅由樹脂材料構(gòu)成，光澤值在全部例子中成為最低值。即，可以說該結(jié)構(gòu)體不適于要求光亮、光澤這樣的一定美觀的用途。
No.2的結(jié)構(gòu)體是使用鐵系陶瓷粉末與PP粉末的造粒粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的。由于配混有PP，因此，光澤度與No.1相比降低，但與No.6相比為充分高的值。由于通過低溫下的噴鍍A形成，因此色差小，可以確認(rèn)結(jié)構(gòu)體中鐵系陶瓷的色調(diào)也大致得以維持。
需要說明的是，No.3的結(jié)構(gòu)體是使用與No.2相同的形成用材料、通過高溫下的噴鍍B而形成的。因此，造粒粉末中的鐵系陶瓷與PP均發(fā)生變質(zhì)，與No.2相比光澤度進(jìn)一步降低，并且色差變大。
No.4的結(jié)構(gòu)體是使用鐵系陶瓷粉末與PP的包層粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的。包層粉末與造粒粉末相比，鐵系陶瓷粉末與PP的均質(zhì)性稍差，因此與No.2相比光澤度降低，但與No.6相比為充分高的值?？梢源_認(rèn)色差小，結(jié)構(gòu)體中鐵系陶瓷的色調(diào)也得以良好地維持。
No.5的結(jié)構(gòu)體是使用鐵系陶瓷粉末與PP粉末的混合粉末、通過低溫下的噴鍍A而形成的?；旌戏勰┡c造粒粉末相比，由于鐵系陶瓷粉末與PP的密度的差異而在移動中均質(zhì)性稍差，因此，結(jié)構(gòu)體中的光澤值進(jìn)一步降低。然而，未見由于PP粉末的加熱而導(dǎo)致的變色等，可以確認(rèn)色差較小，結(jié)構(gòu)體中鐵系陶瓷的色調(diào)也得以適宜地維持。
以上，對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但上述實(shí)施方式不過是示例，此處公開的發(fā)明中包含對上述具體例進(jìn)行了各種變形、變更的方案。