JP2002219704A - 泥漿鋳型及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 泥漿鋳型の安定した通気性、通水性を保持
し、また泥漿鋳型表面に発生する菌及び／または黴の発
生を抑制した泥漿鋳型及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂と充填材を主体として形成
された連続気孔多孔体を備えた泥漿鋳型であって、前記
連続気孔多孔体に抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料
を含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は泥漿鋳型及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、陶石、粘土及び長石等で調製され
た泥漿を鋳込み成形する泥漿鋳型として、寸法精度及び
切削性が良好で、吸水性があり、泥漿の着肉性から主に
石膏で作製された石膏製泥漿鋳型が使用されている。

【０００３】しかしながら、石膏製泥漿鋳型は泥漿の水
分を吸収することで使用回数の限りがあり、乾燥させる
と吸水性が向上し再度成形が可能となるが、成形の回数
をこなすと石膏表面の気孔内に泥漿の微粒子が入り込ん
で目詰まること、石膏に亀裂や破損が発生すること、石
膏表面が泥漿により溶解されること、炭酸カルシウムが
析出して半水石膏から二水和物に変わり吸水性が劣るこ
と等により型の寿命が短い。

【０００４】そこで、この問題を解決すべく特開昭６３
−７５０４４号公報には、グリシジル系エポキシ樹脂と
ポリアミド硬化剤と変性ポリアミン硬化剤及びまたはア
ミン硬化剤と充填材と水との混合物からエマルジョンス
ラリーを得、これを不透水性の型に鋳込み、含水状態の
まま硬化させることにより、０．２〜１０μｍの範囲の
気孔を有する連続気孔多孔体の製法が開示されている。

【０００５】また、前記連続気孔多孔体を使用して特開
昭６３−０３１７１１公報による泥漿鋳型によって、短
期間に大量の成形体を作製することが可能となった。ま
た、連続気孔多孔体内に設けられた中空路からエアー及
び／または水を型表面に排出するため、型表面に付着し
た泥漿の微粒子をある程度除去できるため、型の使用回
数が軒並みに増加した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】泥漿鋳型は通常使用時
は含水状態にあり、保管時も連続気孔多孔体の乾燥を防
ぐために同様に含水状態で保管される。このため、特に
長期休暇などの長期間における保管を必要とする場合な
どに、菌及び黴が激しく繁殖し、連続気孔多孔体の細孔
を閉塞し、泥漿鋳型として重要である通気性、通水性が
低下するといった問題がある。また、通常使用時におい
ても同様な現象が発生し、徐々に通気性、通水性が低下
するといった問題がある。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、泥漿鋳型の安定した通気
性、通水性を保持し、また泥漿鋳型表面に発生する菌及
び／または黴の発生を抑制した泥漿鋳型及びその製造方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の泥漿鋳型は、エ
ポキシ樹脂と充填材を主体として形成された連続気孔多
孔体を備え、前記連続気孔多孔体に抗菌剤及び／または
抗菌性を示す材料を含有していることを特徴とする。連
続気孔多孔体に抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料を
含有していることにより、菌及び黴の繁殖が抑制され、
安定した通気性、通水性が得られ、通常使用時並びに長
期間保管後の使用においても、安定した泥漿鋳込み成形
が可能となる。

【０００９】また、本発明の泥漿鋳型の製造方法は、前
記連続気孔多孔体を、エポキシ化合物と、このエポキシ
化合物と反応してこれを硬化させる硬化剤と、充填材
と、抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料と、水とを含
む混合物を撹拌してエマルジョンスラリーを得、これを
不透性の型に鋳込み、含水状態のまま硬化させることに
より得ることを特徴とする。抗菌剤及び／または抗菌性
を示す材料を充填材及び水とともにスラリー化すること
により、前記抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料が均
一に分散され、その後のエポキシ化合物、該エポキシ化
合物と反応してこれを硬化させる硬化剤、充填材及び抗
菌剤及び／または抗菌性を示す材料及び水を含む混合
物、を撹拌して得られるエマルジョンスラリーにおいて
も均一に分散されたものが得られる。これにより得られ
た泥漿鋳型の連続気孔多孔体の表面及び内部に、抗菌剤
及び／または抗菌性を示す材料が均一に且つ分散された
状態で配設されるため、菌及び黴の繁殖が抑制され、安
定した通気性、通水性が得られ、通常使用時並びに長期
間保管後の使用においても、安定した泥漿鋳込み成形が
可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】ここでいう連続気孔多孔体とは、
エポキシ化合物、該エポキシ化合物と反応してこれを硬
化させる硬化剤、充填材及び抗菌剤及び／または抗菌性
を示す材料及び水を含む混合物、を撹拌してエマルジョ
ンスラリーを得、これを不透性の型に鋳込み、含水状態
のまま硬化させることにより得られるものである。

【００１１】以下、連続気孔多孔体の原料について説明
する。エポキシ化合物としては、常温で液体であり、か
つ粘性の低いものを用いるのがエマルジョンスラリーを
作るのに便利であり、好適なものとして、ビスフェノー
ルＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型等
のビスフェノール型エポキシ化合物が挙げられる。

【００１２】硬化剤としては、ポリアミド系のもの、ポ
リアミン系のもの、変性ポリアミン系のもの、またはこ
れらの混合物により粘度が低いエマルジョンスラリーを
作る上で好適である。その中でも特に好適なものとして
は、ポリアミド系の硬化剤であって、モノマー脂肪酸と
エチレンアミン〔Ｈ₂Ｎ−（ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＮＨ）_n−Ｈ
（ただしｎは３〜５である）〕との反応で得られるアミ
ド化合物と重合脂肪酸と上記エチレンアミンとの反応に
よって得られる重合脂肪酸ポリアミドとの混合物、また
は該モノマー脂肪酸と該重合脂肪酸と該エチレンアミン
を混合し反応させて得られる反応混合物であるものが挙
げられる。

【００１３】また、本発明におけるエマルジョンスラリ
ーの原料として、アリルグリシジルエーテル、ブチルグ
リシジルエーテル、スチレンオキサイド、フェニルグリ
シジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、エチレ
ングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオー
ルグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグ
リシジルエーテル等の反応性希釈剤や、ベンジルジメチ
ルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチ
ル）フェノールなどの硬化促進剤を加えることができ
る。

【００１４】充填材としては特に制限はないが、エポキ
シ樹脂で接着できる材質を有し、且つ粒度をコントロー
ルできる材料が好ましく、例として珪石粉または珪砂粉
が挙げられる。また、硬化物が軽量であることが望まし
い場合には、有機粉体やマイクロバルーンを用いること
もできる。

【００１５】また、エマルジョンスラリー中に可溶性塩
類を積極的に添加することによって硬化時の収縮及び連
続気孔多孔体の通気性、通水性のバラツキを小さくしな
がら希望の値にコントロールすることができる。可溶性
塩類としては、１価、２価の陰イオンを生ずる無機塩類
が好ましく、例えば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、
塩化亜鉛、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化クロ
ム、塩化チタン、塩化鉄、塩化ニッケル、塩化マグネシ
ウム、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム
アンモニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸カリウ
ム、硫酸クロム、硫酸コバルト、硫酸鉄、硫酸銅、硫酸
ナトリウム、硫酸ニッケル、硫酸マグネシウム、硫酸マ
ンガン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カ
ルシウム等の可溶性無機塩類などが挙げられる。

【００１６】抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料とし
て、無機系のものと、有機系のもの及びそれらの複合系
のものが挙げられる。無機系のものとして、金属イオン
を担持もしくはイオン交換した無機物挙げられ、前記金
属イオンとして銀イオン、銅イオン、亜鉛イオンなどの
抗菌性を示す金属イオンが挙げられ、前記無機物として
ゼオライト、シリカゲル、ガラス、リン酸カルシウム、
リン酸ジルコニウム、珪酸塩、酸化チタン、ウイスカ、
シリカ、アルミナなどが挙げられる。その他の無機系の
ものとして、銀、銅などの抗菌性を示す金属や、酸化
銀、酸化銅、酸化亜鉛などの抗菌性を示す金属酸化物が
挙げられる。有機系のものとして、アルコール系、フェ
ノール系、アルデヒド系、カルボン系、ハロゲン系、エ
ステル系、エーテル系、ニトリル系、過酸化物系、ピリ
ジン系、イソチアゾロン系、イミダゾール系、アニリド
系、ビグアナイド系、エポキシ系、キノリン系、界面活
性剤系、有機金属系などの抗菌剤が挙げられる。

【００１７】次に連続気孔多孔体の形成方法について説
明する。エマルジョンスラリーを構成する各原料を樹脂
（エポキシ化合物及び硬化剤、反応性希釈剤や硬化促進
剤を添加する場合にはこれも含むものとする）、充填
材、水の３相に分類すると、それぞれの好ましい構成体
積比は、エマルジョンスラリー全体を１００容量％とす
ると、樹脂８〜４５容量％、充填剤２０〜６５容量％、
水２０〜６０容量％である。

【００１８】前記充填材及び水をあらかじめスラリーに
しておき、前記スラリーに抗菌剤及び／または抗菌性を
示す材料を添加する。抗菌剤及び／または抗菌性を示す
材料の添加量は、充填材に対して０．０１〜５．０重量
部が好ましい。０．０１重量部以下では抗菌性を十分に
発揮できず、５．０重量部以上では硬化時の収縮が大き
くなったりするため、連続気孔多孔体に亀裂を生じたり
する。望ましい抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料の
添加量は、充填材に対して０．１〜３．０重量部であ
る。この範囲であると、適正な通気性、通水性と抗菌性
が得られる。硬化時の収縮及び連続気孔多孔体の通気
性、通水性のバラツキを小さくしながら希望の値にコン
トロールするために添加する可溶性塩類は、抗菌剤及び
／または抗菌性を示す材料の添加量に応じて、添加量を
抑える必要がある。抗菌剤及び／または抗菌性を示す材
料を添加しない場合と同等の可溶性塩類を添加すると、
硬化時の収縮が大きくなり、連続気孔多孔体に亀裂を生
じたりする。好ましい可溶性塩類の添加量は、充填材に
対して０．００１〜０．３重量部である。前記樹脂及び
スラリーを高速攪拌機、往復回転式攪拌機等により攪拌
して、得られたエマルジョンスラリーを不透水性の型に
鋳込み、それを含水状態のまま硬化させ、不透水性の型
から脱型すると、連続気孔多孔体が形成される。

【００１９】次に泥漿鋳型の形成について説明する。陶
磁器の加圧鋳込成形とは粘土等の素地粒子と水等の溶媒
からなるスラリーを多孔質の型に鋳込み、スラリーに圧
力をかけることによって、型に溶媒を吸収させてスラリ
ーを固化させ、その後に、固化した成形品を脱型する方
法がある。なお、この成形方式には、成形品の両側から
型が溶媒を吸収する固形鋳込み方式と、成形品の片側か
ら型が溶媒を吸収し所定の厚みがついた後に、余剰のス
ラリーを排出する排泥鋳込み方式があるが、いずれの方
式においても本発明における泥漿鋳型を応用することが
できる。

【００２０】この泥漿鋳型の好ましい実施態様として、
成形品を脱型する際の通気・通水手段を設けることが挙
げられる。これは、成形品を型から外す際に、泥漿鋳型
の裏面（着肉面と反対側の面）から圧力をかけて泥漿鋳
型が吸収したスラリーからの溶媒及び空気を泥漿鋳型の
着肉面と成形品との間にしみ出させ、スムーズな脱型を
行うために設けられる。その通気・通水手段の好ましい
例として、泥漿鋳型の連続気孔多孔体内部に中空路を設
けることが挙げられる。この中空路は、連続気孔多孔体
表面（着肉面）から均一に溶媒及び空気がしみ出すよう
に配置されており、またその中空路は１本または複数の
型外へ通じる通路に連結している。そして脱型の際に
は、加圧空気を型外へ通じる通路から中空路を通じて吹
き込むと、溶媒及び空気を型の着肉面と成形品の間にし
み出させることができる。このような中空路を連続気孔
多孔体内部に形成する方法は、特開昭６３−４２８０４
３号、特開昭６３−３１７１１号等に開示されている。

【００２１】

【実施例】珪砂粉１００重量部と水５０重量部を予め混
合させ、リン酸カルシウムに銀を１５重量部担持させた
ものを珪砂粉に対して１．０重量部添加し、さらに硫酸
アルミニウムを珪砂粉に対して０．０３重量部添加し、
十分に混合してスラリーを得た。蓋なしのステンレス容
器に前記スラリー６５重量部、ビスフェノールＡ型エポ
キシエポキシ化合物２５重量部、ポリアミド硬化剤と反
応促進剤を合わせて１０重量部入れ、常温で１０分間激
しく攪拌して、均一なエマルジョンスラリーを得た。こ
のエマルジョンスラリーを、予め中空路部にチューブを
設けた陶磁器の加圧鋳込成形用型用のケースに鋳込み、
３０℃の室内に４２時間放置して含水状態のままで硬化
させて得たものを実施例１の硬化体とした。珪砂粉１０
０重量部と水５０重量部を予め混合させ、トリヨードア
リルアルコールを珪砂粉に対して０．５重量部添加し、
さらに硫酸アルミニウムを珪砂粉に対して０．０１重量
部添加し、十分に混合してスラリーを得た。その後、実
施例１と同様に作製して得たものを実施例２の硬化体と
した。珪砂粉１００重量部と水５０重量部を予め混合さ
せ、リン酸カルシウムに銀を１５重量部担持させたもの
を珪砂粉に対して７．０重量部添加し、十分に混合して
スラリーを得た。その後、実施例１と同様に作製して得
たものを実施例３の硬化体とした。珪砂粉１００重量部
と水５０重量部を予め混合させ、硫酸アルミニウムを珪
砂粉に対して０．０３重量部添加し、十分に混合してス
ラリーを得た。その後、実施例１と同様に作製して得た
ものを比較例の硬化体とした。

【００２２】実施例１〜３及び比較例の硬化体から前記
チューブを抜き取り、陶磁器の加圧鋳込成形用型用のケ
ースの上型を脱型したが、実施例３の硬化体は連続気孔
多孔体に亀裂が生じており、泥漿鋳型として使用できな
い状態となった。残りの実施例１、実施例２及び比較例
の硬化体の背面部をシール用エポキシ樹脂でシールし、
鉄枠をはめ込み、セメントで補強して陶磁器の加圧鋳込
成形用型用のケースの下型を脱型した。さらに、連続気
孔多孔体内の浮遊している樹脂を加圧水及び／または加
圧空気で除去し、実施例１、実施例２及び比較例の泥漿
鋳型とした。ここで通気量及び通水量を測定し、初期の
通気量、通水量とした。

【００２３】前記泥漿鋳型を図１に示す。図中５は上
型、６は下型であり、両方の型を組み合わせて、鋳込空
間８を構成する。１は着肉面９を持つ連続気孔多孔体で
あり、実施例１のエマルジョンスラリーから硬化された
ものである。３はシール樹脂であり、鉄枠１０及び補強
材１１で型の強度を保持する。２は水および空気を通す
中空路である。なお図示していないが、上型および下型
の中空路はすべてつながっており、それぞれの中空路は
型外に連結し、脱型時に空気を送り込むための送管４に
つながっている。鋳込空間８にはそれぞれ、泥漿スラリ
ーの注入及び排出に用いられる送泥管７が設けられてい
る。

【００２４】（通気・通水物性測定） （１）通気量測定 中空路２に連結された送管４から、０．２５ＭＰａに加
圧調整された空気を通し、連続気孔多孔体１の着肉面９
から排出させる。送管４に取り付けられたフローメータ
ーにて流量を読み取り、通気量とする。 （２）通水量測定 中空路２に連結された送管４から、０．２５ＭＰａに加
圧調整された水を通し、連続気孔多孔体１の着肉面９か
ら排出させる。送管４に取り付けられた流量計にて流量
を読み取り、通水量とする。

【００２５】前記泥漿鋳型を加圧鋳込み用成形機に搭載
し、鋳込み成形を繰り返し４５００回それぞれ実施し
た。比較例の着肉面９は部分的に黒ずみがみられ、分析
の結果、放線菌、桿菌、Paecilomyces lilacinusが確
認された。実施例１、実施例２においては、黒ずみ等は
確認されなかった。それぞれの泥漿鋳型を成形機から降
ろし、通気量及び通水量を測定した。その後、連続気孔
多孔体部を飽水状態にし、上型５と下型６を組み付けた
状態で２０日間放置した後、再度通気量及び通水量を測
定した。初期及び４５００回成形後さらには２０日間放
置後のそれぞれの泥漿鋳型の通気量及び通水量を表１に
示した。２０日間放置後の比較例の着肉面９は、放置前
より更に黒ずみがひどくなり、その影響で４５００回成
形後から２０日間放置後において通気量及び通水量が低
下したものである。２０日間放置後の実施例１及び実施
例２の着肉面９には黒ずみは確認されず、通気量及び通
水量もほぼ変化がなかった。初期から４５００回成形に
おいての通気量、通水量の低下は、泥漿中の微粒原料が
連続気孔多孔体内の細孔に目詰まったためである。

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、泥漿鋳型表面に発生す
る菌及び／または黴の発生を抑制し、安定した通気性及
び通水性が得られる泥漿鋳型及びその製造方法を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用された泥漿鋳型の断面図
である。

【符号の説明】

１…連続気孔多孔体 ２…中空路 ３…シール樹脂 ４…送管 ５…上型 ６…下型 ７…送泥管 ８…鋳込空間 ９…着肉面 １０…鉄枠 １１…補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 浩一 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 4G052 CA03 CC05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂と充填材を主体として形成
   された連続気孔多孔体を備えた泥漿鋳型であって、前記
   連続気孔多孔体に抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料
   を含有していることを特徴とする泥漿鋳型。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の泥漿鋳型の製造方法で
   あって、前記連続気孔多孔体を、エポキシ化合物と、こ
   のエポキシ化合物と反応してこれを硬化させる硬化剤
   と、充填材と、抗菌剤及び／または抗菌性を示す材料
   と、水とを含む混合物を撹拌してエマルジョンスラリー
   を得、これを不透性の型に鋳込み、含水状態のまま硬化
   させることにより得ることを特徴とする泥漿鋳型の製造
   方法。