JP2002248612A - 衛生陶器の鋳込み成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形体の形状に応じた所望の排泥所要時間に
制御することにより、偏肉や締まり不良を防止し、乾燥
時及び焼成時の切れを防止すること、及び排泥時間の短
縮により必要以上の素地厚みが付くことを防止するこ
と。 【解決手段】 型組みされた泥漿鋳込み成形用型に形成
される鋳込み空間に鋳込み泥漿を流し込んで所定肉厚の
着肉体を形成する着肉工程、前記鋳込み空間内に加圧エ
アーを供給して余剰泥漿を排出する排泥工程および前記
着肉体から余剰水分を排出した後、前記着肉体を脱型す
る脱型工程からなる衛生陶器の鋳込み成形方法であっ
て、前記排泥工程では異なる複数の圧力値の加圧エアー
を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は泥漿鋳込み成形用型
を用いた衛生陶器の鋳込み成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】泥漿鋳込み成形用型を用いた従来の衛生
陶器の鋳込み成形工程を簡単に説明する。図５に従来の
衛生陶器の鋳込み成形工程フローを示す。まず、泥漿鋳
込み成形用型の表面についた異物、埃等の清掃を含む型
表面の処理を行う。次に型処理を終了した複数の泥漿鋳
込み成形用型を組合わせて型組みし、確実に型プレスを
行い鋳込み空間を形成した後、泥漿供給配管に接続され
た泥漿鋳込みホースを介して鋳込み空間に泥漿を流込
み、泥漿の供給圧力をそのまま利用し着肉を行う。ここ
で上述の泥漿流込みから着肉完了までに要する時間を厚
み付き時間という。所定の着肉が完了後、直ちに鋳込み
空間内に一定圧力の加圧エアーを供給することにより、
鋳込み空間内の余剰泥漿の排出作業（以下排泥という）
を行う。加圧エアーの供給から余剰泥漿の排出完了まで
の時間を排泥所要時間という。排泥完了後も連続的に加
圧エアーを供給することにより、所定の着肉が完了した
着肉体を強制的に鋳込み成形用型内壁面に押し付け着肉
体の余剰水分を鋳込み成形用型に吸水させる。この作業
を土締めという。土締めにより適度な保型性を得た着肉
体は鋳込み成形用型から脱型され、必要に応じて穴あけ
などの加工や、別途形成されたリム・付属品などとの接
着が行われて所定の成形体を得る。次に接着面や鋳込み
縞などの補修を行った後、乾燥室に導入され乾燥が行わ
れる。

【０００３】上述の通り排泥の工程では、効率的な排泥
作業を行うために鋳込み空間内に加圧エアーを導入して
排泥所要時間の短縮を行っているが、従来全排泥所要時
間を通じて同一の圧力値の加圧エアーを供給して排泥を
行っていた。

【０００４】この際の排泥時の加圧エアーの圧力として
は、脱型直後の変形が少なく、加工性も良好であり、ま
た排泥鋳込み部と固形鋳込み部の境界部の切れが少ない
などの理由から、７〜１０ｋＰａ程度の圧力値が用いら
れていた。上述の圧力範囲より圧力値が高い場合、加圧
エアーが鋳込み成形用型よりこの鋳込み成形用型に接続
された泥漿鋳込みホースを経て泥漿供給配管に入るた
め、次回鋳込み時にエアーを巻き込んだ泥漿が鋳込み空
間内に供給され着肉体にピンホールなどの欠点が発生し
易くなることが経験的に分かっている。また、上述の圧
力範囲より圧力値が低い場合は、脱型直後の着肉体が軟
らかく変形が発生する。

【０００５】次に、図６に示す従来の泥漿鋳込み成形装
置の概略構成をもとに従来の加圧エアー供給する方法に
ついて説明する。成形機にセットされた複数の泥漿鋳込
み成形用型２１には、排泥時に用いる排泥用加圧エアー
供給配管２２が、分岐管２４を介して接続されている。
排泥用加圧エアー供給配管２２の他方にはエアー加圧手
段２５が設けられ、設定された圧力値の加圧エアーを供
給することができるよう設計されている。泥漿鋳込みが
完了し、泥漿鋳込み成形用型２１内に所定の肉厚の成形
体が形成された後、排泥工程に切り替わるとエアー電磁
バルブ２７が開になり、排泥用加圧エアーが成形体の鋳
込み空間に導入され余剰泥漿を排出する。排泥用加圧エ
アーが排泥から土締めを通じて脱型直前まで一定の圧力
値を維持するように設定されている。これらの泥漿鋳込
みから脱型までの一連の工程は連続自動運転とすること
も可能であるし、手動で操作することも可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排泥開
始から完了までを通じて上記単一の圧力範囲の排泥用加
圧エアーを供給する排泥では、排泥作業に長時間を要
し、余剰泥漿が早期に排出された部位と終期まで溜まっ
ていた部位とで成形体の厚みに差がでる現象である偏肉
や、土締め時間の不足による着肉体の硬度不足現象であ
る締まり不良が生じる。偏肉が発生した部位は乾燥時及
び焼成時に切れなどの欠点が発生しやくすく、また締ま
り不良が発生した部位は着肉体の変形や大きな乾燥収縮
による切れなどの欠点が発生しやすくなることが、経験
的に知られている。さらに、排泥時間が長くなると余剰
泥漿が排泥の終期まで溜まっていた部位の素地厚みが必
要厚さ以上に厚くなり、例えば洋風腰掛便器の通水路な
どの水洗機能に直結し厳しい寸法精度が要求される部位
については、寸法規格外れが発生するなど好ましくな
い。

【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、成形体の種類、大きさ、
形状に応じた所望の排泥所要時間に制御することによ
り、偏肉や締まり不良を防止し、乾燥時及び焼成時の切
れを防止すること、及び排泥時間の短縮により必要以上
の素地厚みが付くことを防止することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の衛生陶器の鋳込
み成形方法は、型組みされた泥漿鋳込み成形用型に形成
される鋳込み空間に鋳込み泥漿を流し込んで所定肉厚の
着肉体を形成する着肉工程、前記鋳込み空間内に加圧エ
アーを供給して余剰泥漿を排出する排泥工程、および前
記着肉体から余剰水分を排出した後着肉体を脱型する脱
型工程からなる衛生陶器の鋳込み成形方法であって、前
記排泥工程では異なる複数の圧力値の加圧エアーを供給
することを特徴とする。排泥時に異なる複数の圧力値の
加圧エアーを組合わせて使用することで、良好な成形体
を得ることが可能な成形条件範囲内において、排泥所要
時間を自由に制御することが可能となる。

【０００９】本発明の好ましい態様では、前記排泥工程
では、第一の圧力値の加圧エアーを供給した後、前記第
一の圧力値より低い第二の圧力値の加圧エアーを供給す
るようにする。比較的高圧の加圧エアーを排泥完了まで
供給し続けると、加圧エアーが泥漿鋳込みホースを経由
して泥漿供給は配管に入るため、次回鋳込み時の成形体
にピンホールが発生し易くなる。また、前記高圧の加圧
エアーの場合、流込み口兼排泥口に流れる加圧エアー流
量が増加し、他の部位に比べて乾燥が促進されるため、
流込み口兼排泥口に収縮差に伴う切れが発生し易くな
る。そこで第一の圧力値の加圧エアーを供給した後、前
記第一の圧力値より低い第二の圧力値の加圧エアーを供
給することにより、欠点の発生を防止しつつ、排泥所用
時間を短縮することが可能となる。

【００１０】また、本発明の好ましい態様では、第一の
圧力値が１２ＫＰａ〜１８ＫＰａであるようにする。そ
うすることにより、排泥所要時間が短縮され、偏肉及び
乾燥時や焼成時の切れを防止すること、また必要以上の
素地厚みが付くことを防止することが可能になる。前記
圧力範囲以上の加圧エアーを供給すると、エアーの圧力
により着肉体の肉厚が不均一になったり、部分的に損傷
を受けたり、また鋳込み成形用型の型合せ部がエアーの
圧力により押し広げられ泥漿漏れが発生する場合があ
る。また前記圧力範囲以下の加圧エアーでは顕著な排泥
所用時間の短縮効果が得られない。

【００１１】また、本発明の好ましい態様では、前記第
二の圧力値が７ＫＰａ〜１０ＫＰａであるようにする。
そうすることにより、欠点の発生を防止しつつ、排泥所
用時間を短縮することが可能となる。成形後期の段階で
は、前記圧力範囲内の加圧エアーを供給することが着肉
体の品質に最良であることが経験的に知られている。本
発明においても成形後期の段階の第二の圧力値を７ＫＰ
ａ〜１０ＫＰａとした。前記圧力範囲以上の加圧エアー
を供給すると、加圧エアーが泥漿鋳込みホースを経由し
て泥漿供給配管に入るため次回鋳込み時にエアーを巻き
込んだ泥漿が鋳込み空間に供給され着肉体にピンホール
が発生し易くなり、また前記圧力範囲以下の加圧エアー
では十分な排泥効果が得られず、排泥所要時間が大幅に
長くなる。

【００１２】また、本発明の好ましい態様では、前記第
一の圧力値の加圧エアーから第二の圧力値の加圧エアー
への切替えは、排出される全余剰泥漿量の５０％〜９０
％排出時とする。そうすることにより、排泥所要時間の
短縮が可能となり、偏肉の防止、乾燥時及び焼成時の切
れ防止、及び厚み付の均一化を実現できる。前記第一圧
力値の加圧エアーの供給を全余剰泥漿量の９０％排出時
以降まで行うと、鋳込み空間内に残存する余剰泥漿が少
ないため過剰圧力となり成形体の品質に悪影響を及ぼ
す。さらに一般的には複数の鋳込み成形機を一括制御し
ている場合が多く、この場合搭載されている鋳込み成形
用型の着肉速度、排泥速度、鋳込み空間容量、制御装置
からの距離など様々な要因によって、同一タイミングに
おいても余剰泥漿量が異なることになり、これらのバラ
ツキについても考慮しなければならない。逆に、前記第
一圧力値の加圧エアーの供給を全余剰泥漿量の５０％排
出に満たない時点で終了すると、排泥所要時間の短縮効
果が限定的なものとなり所望の効果が期待できない。

【００１３】

【発明の実施の形態】鋳込み成形としては、鋳込み成形
用型の片側面にのみ着肉させて余剰泥漿を排出する「排
泥鋳込み」と、流し込んだ泥漿の全てが着肉する「固形
鋳込み」が知られている（粉体成形ハンドブックＰ２９
０、（社）日本粉体工業技術協会編、日刊工業新聞
社）。本発明は排泥鋳込み成形部の余剰泥漿を排出する
際に、好適に利用できる技術である。排泥作業に手間取
ると、着肉体の硬化が遅れ、泥漿の鋳込みから脱型まで
成形サイクルタイムに影響を与えるのみならず、偏肉に
よる切れの発生など製造欠点につながり、歩留低下の遠
因となる。

【００１４】本発明において偏肉とは、固形鋳込み成形
において、鋳込み成形用型内に所定厚みの着肉体が形成
後、排泥を行う際に、初期に余剰泥漿が排出された部位
と最後に余剰泥漿が排出される部位との時間差によって
生じる厚み付きの誤差により、部位によって不均一な着
肉体厚みが発生する現象の総称である。ここでストール
小便器の成形を例にとって偏肉の発生メカニズムを具体
的に説明すると、図１に示すように、鋳込み成形用型１
の内部に鋳込み空間２が形成されており、前記鋳込み空
間２の最下端には泥漿鋳込み口兼排泥口３が設けられて
いる。通常排泥時は最も効率的な排泥状態が得られるよ
うに、鋳込み空間２の形状に合せた最適な傾斜がつけら
れ、この時泥漿鋳込み口兼排泥口３は鋳込み成形用型１
の最下端に設けられる。ストール小便器においては通常
底部に泥漿鋳込み口兼排泥口３が設けられる。

【００１５】また、泥漿鋳込み口兼排泥口３には泥漿鋳
込みホース４が接続されており、泥漿鋳込みホース４の
他端は泥漿供給配管５へとつながっている。鋳込み泥漿
は泥漿供給配管５から泥漿鋳込みホース４を経由して鋳
込み空間２へ供給され、鋳込み空間２内の型壁面に着肉
体６を形成する。着肉体６の厚みが所望の厚み（１０〜
１５ｍｍ）になった時点で排泥作業に取り掛かる。この
とき仮にストール小便器着肉体６の排泥所要時間が２０
分であるとすると、最初に排泥される部位７と最後に排
泥される部位８には約２０分の時間差が生じることにな
る。この間最後に排泥される部位８では厚みが増加し続
けるため、結果として最初に排泥される部位７の厚みに
対して、最後に排泥される部位８の厚みは１〜２ｍｍ程
度厚くなることが知られている。ここで言う最初に排泥
される部分とは、排泥口と対角の位置関係にある最上方
に位置する部位であり、最後に排泥が完了する部分と
は、排泥口が設けられている最下方の周辺に位置する部
位のことである。

【００１６】偏肉が発生すると、次のような不具合が発
生することが分かっている。通常所望の厚みを付ける間
は泥漿に鋳込み圧力がかかっているが、上記例で述べた
排泥時の余剰排泥による着肉については鋳込み圧力がか
かってないため、泥漿粒子の充填状態が異なり、この差
異が原因となり乾燥、焼成時に切れが発生することが知
られている。

【００１７】また、偏肉と並ぶ他の不具合要因として締
まり不良が挙げられる。通常土締め時間は排泥開始時点
を基準として、排泥時間と土締め時間の合計時間で管理
されている。つまり排泥時間＋土締め時間は品種毎に一
定であり、最初に排泥される部位と最後に排泥される部
位では、実質的に土締めに費やせる時間が異なる。排泥
時間と土締め時間との関係を図２を用いて説明すると、
ストール小便器の土締め時間は約２５分であり、上述の
偏肉の説明に用いた例のように排泥完了までの排泥所用
時間に２０分を要す場合、最初に排泥される部位は２０
分前後の土締め時間を確保できるのに対し、最後に排泥
される部位の土締め時間は約５分しかない。約５分の土
締め時間では脱型後の成形体の含水率が高く、柔らかい
ことに起因する変形が生じたり、乾燥時の収縮が大きく
なり切れが発生する。

【００１８】適切な土締め時間は品種や形状、成形体の
大きさなどによってそれぞれ異なるが、比較的大型のス
トール小便器の場合、締まり不良切れの発生率などか
ら、１０分程度が望ましいとされている。例えば１０分
で排泥を完了させるには、１５ｋＰａのエアー圧による
余剰泥漿の８０％排出を６分で行ない、９ｋＰａのエア
ー圧で残存泥漿を４分で排出すると計１０分になる。こ
のように本発明を実施することにより、所望の排泥時間
を実現することが、様々な不良の発生を低減することが
可能である。

【００１９】ここではストール小便器を例にとって説明
したが、本発明は洋風大便器、洗面器など、その他排泥
鋳込み部を有する品種に適宜応用して利用できることは
言うまでもない。

【００２０】以下に本発明の好ましい実施の形態につい
て説明する。図３に本発明の一実施例の衛生陶器の鋳込
み成形工程のフローを示す。鋳込み成形用型の型処理、
型組みの工程を経て形成された鋳込み空間に鋳込み泥漿
を流し込み、所定時間着肉させる。着肉完了後、第一の
圧力値に設定された加圧エアーで全余剰泥漿量の５０％
〜９０％の排泥を行う。第一の圧力値としては１２ＫＰ
ａ〜１８ＫＰａが望ましい。その後第二の圧力値に切り
替え、残りの余剰泥漿を排出する。第二の圧力値として
は７ＫＰａ〜１０ＫＰａが望ましい。排泥完了後、連続
して土締め工程に入り、成形体が適度な保型性を有した
状態で脱型を行う。脱型後の成形体は乾燥室に導入され
乾燥を行う。

【００２１】次に本発明の一実施態様である衛生陶器の
鋳込み成形装置の概略構成を図４に基づいて説明する。
図４に示す通り、複数の鋳込み成形用型１１には、低圧
エアー配管１２と高圧エアー配管１３が、分岐管１４を
介して接続されている。低圧エアー配管１２の他端には
低圧のエアー加圧手段１５が接続され、低圧エアー電磁
バルブ１７の開閉によって低圧エアーの鋳込み成形用型
１１への供給、停止が行われる。同じく高圧エアー配管
１３の他端には高圧のエアー加圧手段１６が接続され、
高圧エアー電磁バルブ１８の開閉によって高圧エアーの
鋳込み成形用型１１への供給、停止が行われる。

【００２２】排泥時には排泥スイッチ（図示しない）を
ＯＮにすることで、図示しない制御装置により高圧エア
ー電磁バルブ１８が開になり、高圧のエアー加圧手段１
６から所定の圧力に加圧されたエアーが高圧エアー配管
１３を通じて複数の鋳込み成形用型１１に供給される。
タイマーなどの方法によって全余剰泥漿量の５０％〜９
０％の排泥を検知すると、自動的に高圧エアー電磁バル
ブ１８が閉となる。引き続き図示しない制御装置により
低圧エアー電磁バルブ１７が開になり、低圧のエアー加
圧手段１５から所定の圧力に加圧されたエアーが低圧エ
アー配管１２を通じて鋳込み成形用型１１には低圧エア
ーが供給される。このような構成により排泥が行われ、
引き続き土締めを行った後、脱型される。

【００２３】本発明においてエアーの加圧手段として
は、エアーコンプレッサー、ターボブロア等、要求され
る供給能力を十分満たすものであればあらゆる加圧手段
を用いることが出来る。例えばターボブロアの利点とし
ては、圧力の変動が少なく、エアーの流量が多い点が挙
げられる。しかしながら高加圧には制限がある。またコ
ンプレッサーは各種の供給能力が選択できる。供給安定
性や、設備コスト、ランニングコスト等を考慮した上
で、適宜選択することが望ましい。

【００２４】本発明は、加圧鋳込み成形、石膏型成形の
いずれにも適用することができる。

【００２５】本発明は複数型の同時制御にも適用できる
し、個別制御にも適用することが可能である。個別制御
の場合は、設備投資費用、工数、生産数などを、複数型
制御の場合は型毎のバラツキなどを考慮して適宜検討す
ることが望ましい。

【００２６】本発明は、特開平８−１１１１３号公報で
提案されている間欠排泥方式と併用して用いることが可
能である。複雑形状を有する衛生陶器は製品によって、
形状が大きく異なり、中には排泥終期の泥漿が排出し難
い形状を有するものがある。この場合本発明と間欠排泥
方式を併用することにより、大きな効果が期待できる。

【００２７】特に複雑な衛生陶器の成形に当たっては、
さらに細かな加圧エアーの圧力制御が必要となる場合が
あり、この場合複数圧力を設定することが出来ることは
言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、衛生陶器の鋳込み成形
される成形体の種類、大きさ、形状に応じて所望の排泥
所要時間に制御でき、偏肉や締まり不良の防止し、乾燥
時及び焼成時の切れを防止を図ることができる。また、
排泥時間の短縮により必要以上の着肉体の厚みが付くこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏肉の発生メカニズムを説明するための一般的
なストール小便器の成形状態を示す図である。

【図２】排泥時間と土締め時間との関係を示すグラフで
ある。

【図３】本発明の衛生陶器の鋳込み成形工程のフローで
ある。

【図４】本発明の一実施態様である鋳込み成形装置の概
略構成を示す図である。

【図５】従来の衛生陶器の鋳込み成形工程のフローであ
る。

【図６】従来の鋳込み成形装置の概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、１１、２１…鋳込み成形用型 ２…鋳込み空間 ３…泥漿鋳込み口兼排泥口 ４…泥漿鋳込みホース ５…泥漿供給配管 ６…着肉体 ７…最初に排泥される部位 ８…最後に排泥される部位 １２…低圧エアー配管 １３…高圧エアー配管 １４、２４…分岐管 １５…低圧のエアー加圧手段 １６…高圧のエアー加圧手段 １７、２７…低圧エアー電磁バルブ １８…高圧エアー電磁バルブ ２２…エアー配管 ２５…エアー加圧手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型組みされた泥漿鋳込み成形用型に形成
   される鋳込み空間に鋳込み泥漿を流し込んで所定肉厚の
   着肉体を形成する着肉工程、前記鋳込み空間内に加圧エ
   アーを供給して余剰泥漿を排出する排泥工程および前記
   着肉体から余剰水分を排出した後、前記着肉体を脱型す
   る脱型工程からなる衛生陶器の鋳込み成形方法であっ
   て、前記排泥工程では異なる複数の圧力値の加圧エアー
   を供給することを特徴とする衛生陶器の鋳込み成形方
   法。
2. 【請求項２】 前記排泥工程では、第一の圧力値の加圧
   エアーを供給した後、前記第一の圧力値より低い圧力の
   第二の圧力値の加圧エアーを供給することを特徴とする
   請求項１に記載の衛生陶器の鋳込み成形方法。
3. 【請求項３】 前記第一の圧力値が１２ＫＰａ〜１８Ｋ
   Ｐａであることを特徴とする請求項２に記載の衛生陶器
   の鋳込み成形方法。
4. 【請求項４】 前記第二の圧力値が７ＫＰａ〜１０ＫＰ
   ａであることを特徴とする請求項２または請求項３に記
   載の衛生陶器の鋳込み成形方法。
5. 【請求項５】 前記第一の圧力値の加圧エアーから第二
   の圧力値の加圧エアーへの切替えは、排出される全余剰
   泥漿量の５０％〜９０％排出時とすることを特徴とする
   請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の衛生陶器の鋳
   込み成形方法。