JPH01210305A - 焼結用原形体の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、焼結用原料スラリーから形状が複雑な焼結川
原形体を成形するのに好適な方法に関する。

（従来の技術） 従来例えばセラミックス粉末から焼結用原形体を成形す
るのに用いられている方法の一つに泥しよう鋳込み法が
あり、複雑形状の成形方法として広く用いられている。

しかしながら泥しょう鋳込法に使用される石膏型では複
雑形状の原形体の離型が困難であると共に耐久性がない
等の問題を生じていた。このため本出願人は原形部材の
成形面に、スラリ・−溶媒により溶解可能な非通気性の
遮蔽部材あるいはスラリー溶媒が浸透可能な多孔質の遮
蔽部材を密着し、該遮蔽部材の前記原形部利に対して反
対側に枠体を載置し、該枠体内に粒子状物を充填し、該
粒子状物の上面を密閉して枠体内を負圧にして前記遮蔽
部材を該粒子状物側に吸着し、ついで前記原形部材を遮
蔽部材から離型して造型面を有する型を造型し、該型を
同様にして造型したもう一つの型と型合わせしてキャビ
ティを形成し、該キャビティ内に焼結用原料に溶媒を加
えて成るスラリーを注入し、しかる後前記枠体内の負圧
状態を解除して造型面を崩壊させる発明を先に提示しＴ
コ。（特開昭６２−２６８６０３号） （従来技術の問題点） しかしながら上記発明にも次のような問題があった。す
なわち原形部材の成形面にスラリー溶媒により溶解可能
な非通気性の遮蔽部材あるいはスラリー溶媒が浸透可能
な多孔質の遮蔽部材を密着する工程において該遮蔽部材
の可撓性を増すためバーナー等により加熱軟化処理をし
ている。このため例えばポリビニールアルコールフィル
ムを用いた場合加熱によって脱水反応および変質化が起
こり、ポリビニールエーテルが生じ、溶媒に溶けなくな
る部分が生じ、スラリーを鋳込んだ時に該遮蔽部材から
のスラリー溶媒の吸収除去が不均一になり、着肉の不均
一が起きたり、スラリー溶媒の浸透が悪くなり、ひいて
は部分的な欠陥（空胴）が生じたりして焼結体の不良が
起こることがあっ□　た。また遮蔽部材の部分的変質に
より集中応力を生じ該遮蔽部材が部分的に破損してスラ
リーが流出するという問題を生じせしめることがあっＴ
こ。

その他の樹脂を遮蔽部旧として用い１こ場合にも加熱に
より化学反応変質を起こし同様の問題を生じていた。

（発明の目的） 本発明は上記のような欠点に鑑みてなされたものであり
、加熱を用いずに遮蔽部材に可撓性および伸展性を均一
に付与して原形部材に吸着させ、健全な焼結用原形体を
成形し得るようにすることである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、特開昭６
２−２６８６０３号に示された焼結用原形体の成形方法
において、遮蔽部材としてスラリー溶媒が浸透可能な相
質の部材を使用し、この遮蔽部材を原形部祠に密着させ
るに際して該遮蔽部材を均一に加湿して膨潤させ、もっ
て遮蔽部材に可撓性と伸展性を与えることを特徴とする
ものである。

以下実験例および実施例に基づき詳細に説明する。

〈実験例１〉 溶媒と遮蔽部材の種類を変えて膨潤性について実験を行
った。その方法として各溶媒を満たしたビーカーの中に
遮蔽部相のサンプルを入れて溶解性を調べた結果を下表
に示す。

６一 以上の如く適切な溶媒と遮蔽部材の組合わせにより膨潤
が可能であった。尚この実験で溶解したものも膨潤する
ものとみなした。

〈実験例２〉 均一加湿方法の検討のため遮蔽部材として水溶性ポリビ
ニールアルコールのフィルムを使用し、溶媒として水を
使用し、溶媒内浸漬法、スプレー法、溶媒含有粉への埋
没法を検討した。

溶媒内浸漬法は２−カー内の水にフィルムを約３分間浸
漬する。スプレー法は超音波加湿器でスプレー口から３
０ｃｍの位置でフィルムを水滴処理する。埋没法は多孔
質材（昭和電工（株）製ＡＬ　ｌ　３　ＰＣ。

粒径８０μ）に水を均一に３〜５重量％加えて混合した
多孔質加湿拐料にフィルムを３分間埋没させる。

この結果、浸漬法とスプレー法はフィルムが破れやすく
可撓性と伸展性に欠けることがわかっ１為埋没法の場合
はフィルムが均一に加湿され、フィルムも良好に可撓性
と伸展性を発揮した。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図には原形模型板（１）が示されていて該原形模型
板（１）は、内部に中空室（２）を構成した基台（３）
の上部に原形模型（４）笈びスラリー流路用突条（５）
を取付け、前記基台（３）及び原形模型（４）には中空
室（２）に連通した複数の通気孔（６）が穿設されてい
ると共に該中空室（２）はホース（７）及び切替弁（８
）を介して図示されない吸引装置に連通接続されている
。次に第２図には遮蔽部材（９）を加湿膨潤処理する状
態が示されている。

すなわち、受皿状の容器（１０）に多孔質材（昭和電工
（株）製ＡＬ１３ＰＣ１粒径８０μ）に水を均一に３〜
５重量％加えて混合した多孔質加湿材料（１１）を約２
−層状に均一に敷き、次に厚さ３０μの水溶性ポリビニ
ルアルコールフィルムから成る遮蔽部材（９）をフィル
ム保持枠（１２）に吸着保持させて前記多孔質加湿材料
（１１）の上に載置する。尚前記フィルム保持枠（１２
）は壁内部が中空室（１３）に構成され、底板部に該中
空室（１３）に連通ずる吸引孔（１４）が穿設に されていると共に該中空室（１３）はホース（１５）及
び切替弁（１６）を介して図示されない吸引装置に連通
接続されている。このような保持枠（１２）は中空室（
１３）と図示されない吸引装置とを連通して保持枠（１
２）の下面に吸引作用をはたらかせた状態で前記遮蔽部
材（９）の上面に押しつけて遮蔽部利（９）を吸着保持
し、前記多孔質加湿拐料（１１）上に載置するのである
。

次に該遮蔽部材（９）の上部に、前記多孔質加湿材料（
１１）と同じものを約１ｃｒｎ層状に均一に敷いて第２
図の状態となる。この状態で約３分間静止させて遮蔽部
材（９）を均一に加湿する。その後前記遮蔽部材（９）
上の多孔質加湿拐料（１１）を除去し、フィルム保持枠
（１２）を上昇させることにより膨潤した遮蔽部材（９
）が得られた。

次に前記原形模型板（１）の中空室（２）と図示されな
い吸引装置とを連通して原形模型板（１）の表面に吸引
作用をはたらかせながら前記膨潤した遮蔽部１１’（９
）を保持枠（１２）と共に原形模型板（１）表面に載置
する。これにより遮蔽部材（９）は原形模型板（１）側
からの吸引作用を受けて伸展されながら原形模型（４）
にそって吸引密着される。その後保持杆（１２）の吸引
作用を遮断して保持枠（１２）を原形模型板（１）上か
ら除去すると共に該遮蔽部材（９）の上面に塗型層（１
７）を形成する。

尚塗型層（１７）は多孔質骨材である数ミクロンの珪藻
土を主体とし、これに黒鉛と溶媒としてのエチルアルコ
ールを加えて成る塗型剤を塗布して形成した。

次に原形模型板（１）の上部に造型枠体（１８）を載置
し造型枠体（１８）と原形模型板（１）とで画成する中
空部に無機質骨材等の粒子状物から成る充填材（１９）
を充填し、バイブレータ−によって原形模型板（１）及
び造型枠体（１８）を一体向に振動させ、充填拐（１９
）の充填密度を高める。

尚前記造型枠体（１８）は本体部に環状の減圧室（２０
）が構成されていて該減圧室（２０）はホース（２１）
及び切替弁（２２）を介して図示されない吸引装置に連
通接続されている。

また本体部の内側壁には減圧室（２０）に連通ずる多数
の通気孔（２３）が穿設されており、該本体部の内側壁
表面には前記充填材（１９）の通過を阻止する細目を有
するフィルター（２４）が取付けられている。

この状態で前記減圧室（２０）と図示されない吸引装置
とを連通ずると共に造型枠体（１８）の上面に非通気性
のシート（２５）を載置して第３図の状態となる。この
操作により充填側（１９）は造型枠体（１８）の減圧室
（２０）側からの吸引作用によりシート（２５）・を介
して外圧を受は真空固化状態にされる。この状態で原形
模型板（１）の中空室（２）と図示されない吸引装置と
の連通を遮断し、造型枠体（Ｉ８）を原形模型板（１）
から引き離すと塗型層（１７）を形成した遮蔽部材（９
）は充填材（１９）側に吸着された状態になって型抜き
が行われ焼結用原料スラリー注入用の半割型が得られる
。

上記の操作と同じ操作により別の半割型を造型して２つ
の半割型を型合わせすると共に焼結用原料スラリー（２
６）の貯槽（２７）の底部に連通ずる注入筒（２８）を
スラリー流路（２９）に連通し、第４図の状態にする。

尚前記焼結用原料スラリー（２６）は実施例においては
０．５μのアルミナ粉末１００部に対しポリビニルアル
コール及びワックスをエマルジョンしたノくインダー１
．０部（有機向形分として）水２０部を配合しｔこもの
としｔ二。

この状態でゲート（３０）を開いて焼結用原料スラリー
（２６）をキャビティ（３１）内に注入する。

このようにして注入された焼結用原料スラリー（２６）
の水分は遮蔽部材（９）を浸透し更に塗型層（１７）及
び充填材（１９）側に吸引されその結果キャビティ（３
１）内には骨材より成るセラミックスの原形体（３２）
が形成される。

このような状態を所定時間保持してセラミックスの原形
体（３２）を型ばらししても型保持ができる状態になる
まで固化させる。

′　　次に上下に合わされた造型枠体（１８）　（１８
）の減圧室（２０）と図示されない吸引装置との連通を
遮断し造型枠体（１８）内の減圧状態を解除すると共に
上方のシート（２５）を取り除いた後上方の造型枠体（
１８）を除去する。

この操作により上部の半割型を構成していた充横材（１
９）が崩壊される。この状態で手作業によりｌｔ材（１
９）を排除して前記固化したセラミックスの原形体（３
２）及び遮蔽部材（９）並びに水分を吸着した塗型層（
１７）、充填材（１９）の水分凝縮層（３３）を１体状
にして取り出し第５図の状態になる。これを焼成すると
塗型層（１７）及び水分凝縮層（３３）が乾燥されて焼
失及び自然崩壊し、所望形状で肌が滑らかなセラミック
ス焼結体が得られる。

なお実施例では焼結用原料スラリーの骨材としてアルミ
ナ粉末を使用したがその他のセラミックス粉末を使用し
てもよい。また焼結用原料としてはセラミックスのみな
らず金属、非金属を用いた粉末冶金材料でもよい。

さらに実施例では水溶性の遮蔽部材としてポリビニルア
ルコール組成物を使用したがこの他にポリエチレングリ
コール、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、
ポリビニールピロリドン、ポリビニールブチラール等か
ら成る組成物を使用してもよい。

また実施例では遮蔽部材として水溶性のものを使用しｔ
コが、焼結用原料スラリー中の溶媒が浸透可能な高分子
樹脂フィルムでスラリー溶媒により伸展性が付与でき膨
潤可能なものであれば水溶性である必要はない。

さらに実施例では遮蔽部材に可撓性および伸展性を増し
、膨潤させる材料として多孔質材料を用いる方法を採用
したがその他に湿度（溶媒蒸気）が管理された高湿度（
高溶媒蒸気）容器中に一定時間入れる方法でもよい。

（発明の効果） 以上の部間から明らかなように原形模型板に吸着する遮
蔽部材をスラリー溶媒により均一加湿する方法を用いて
いるから可撓性及び伸展性が均一に与えられスラリー溶
媒（水分）の吸収除去および着肉が均一になり、ひいて
は密度が均一な焼結用原形体を安定的に得られる等その
効果は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は原形模型板の断面図、第２図は遮蔽部４１の加
湿状態を示す断面図、第３図は半割型の造型状態を示す
断面図、第４図は原形体の成形状態を示す断面図、第５
図は原形体の取り出し状態を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼結用原料スラリー（２６）の溶媒が浸透可能な遮蔽部
   材（９）を、水または溶剤により均一加湿して膨潤させ
   、該膨潤した遮蔽部材（９）を原形模型板（１）の表面
   に吸引密着させ、該原形模型板（１）上に造型枠体（１
   ８）を載置し、該造型枠体（１８）内に無機質骨材等の
   粒状物より成る充填材（１９）を充填し、該充填材（１
   ９）の上面を密閉して造型枠体（１８）内を負圧にし、
   もって前記充填材（１９）を真空固化させると共に該遮
   蔽部材（９）を充填材側に吸着し、ついで前記原形模型
   板（１）を遮蔽部材（９）から離型して半割型を造型し
   該半割型を、同様にして造型した別の半割型と型合わせ
   してキャビティ（３１）を形成し、該キャビティ（３１
   ）内に焼結用原料スラリー（２６）を注入し、しかる後
   前記半割型の負圧状態を解除することを特徴とする焼結
   用原形体の成形方法。