JPH0195003A - セラミックス鋳込成形用鋳型 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はセラミックス材料を鋳込成形する鋳込成形に用
いる鋳型に関する。

（従来の技術） スリップキャスト法、すなわち泥しょう蒋込成形法は伝
統的セラミックスの成形方法であるが、最近ではファイ
ンセラミックスの成形方法として新たにその重要性が再
認識されつつある。

この成形方法は、セラミックス粉体を溶媒中に分散させ
て泥しようを作成し、これを吸水性のある石膏などの多
孔性鋳型材料からなる鋳型に鋳込形方法は比較的簡単な
設備で複雑形状の成形体や大形の成形体を安価に成形で
きるという特徴がある。

しかして、このセラミックス鋳込成形法において、鋳型
としては一般に石膏で形成した石膏型が広く使用されて
いる。これは石膏型が製作が容易で、製作費及び材料費
が安価であるからである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように従来から石膏型は使用されて
いるが、鋳込成形法における成形体生産品の増大や技術
の多様化により石膏型に割れが発生して石膏型からセラ
ミックスの泥しようが外部に漏れるということが多く発
生して問題となっている。すなわち、生産量の増大によ
り石膏型の使用頻度が高くなり、これに伴い石膏型の疲
労も速くなり割れが発生し易くなってきている。また、
最近鋳込成形の鋳型には割り型が多く使用されているが
、この割り型の石膏型の場合石膏型を固定するためにク
ランプにより外部から締付けると、その締付力により石
膏型が割れることが多くある。

さらに、最近では鋳込成形法では成形体の密度および強
度の向上のために加圧（減圧）鋳込成形法が多く採用さ
れているが、この方式の鋳込成形において石膏型に鋳込
圧力を加えると石膏型が割れることが多くある。

従って、このような石膏型の割れの発生が無い高強度の
石膏型の開発が要望されている。

本発明は前記問題点を解決するもので、割れの発生が無
い高強度を持ったセラミックス鋳込成形用鋳型を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用）本発明の発明者
はセラミックス鋳込成形に使用する鋳型について種々研
究を重ねてきており、石膏型に強度をもたせるめに補強
部品を用いて石膏型を補強するなど機械構造的な方法を
採用してきたが、これらの場合には期待した程石膏型の
強度の向上が図れず、しかも鋳型の構造が複雑になりコ
ストが高くなる欠点があった。

そこで、発明者はさらに研究を重ねた結果、石膏が割れ
易いのは石膏を形成する粒子相互の結合が弱く石膏が脆
いためであることに着目し、石膏にｍ維を分散して混入
すると、この繊維が芯材となって粒子相互の分離を抑制
して石膏の脆さを克服し石膏の強度を高めることができ
ることを見出した。さらに、石膏型に混入する繊維材料
としてはセラミックス繊維が最適であることも見出した
。

本発明はこの知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明のセラミックス鋳込成形用鋳型は、多
孔性鋳型材料にセラミックスＩＩＮを添加してなる材料
で形成されていることを特徴とするものである。

本発明のセラミック、ス成形用鋳型は、多孔性鋳型材料
を主体材料としで形成する。この多孔性鋳型材料として
は石膏、発泡性アクリル系樹脂などが挙げられる。なか
でも石膏は安価で鋳型の製造が容易なところから鋳型材
料として最適である。

多孔性鋳型材料にはセラミックスＩ帷を均一に分散して
混入している。このセラミックスｍＭとしてはガラスｍ
帷が適している。ガラス繊維はそのｍ紐形状から多孔性
鋳型材料の粒子とからんで粒子同士の剥離を確実に抑制
することが上で大変効果がある。多孔性鋳型材料に添加
するＩｌ紺としてセラミックス繊維を使用する理由は、
石膏泥しように良くなじみ成形性が良いこと、強度が大
きいこと、さらには石膏型の繰返し乾燥で強度の低下が
生じないこと等のためである。

多孔性鋳型材料にセラミックス繊維を混入するうえで、
多孔性鋳型材料が有する本来の吸水性と損うことなく、
また鋳型を製作する時の多孔性鋳型材料の造形性を低下
させることなく、多孔性鋳型材料を強度を高めるために
、セラミックス繊維の長さ、混入量も割合を適切に設定
することが必要である。具体的には、セラミックスＩＪ
＆雑の長さは、０．５ＩＩ１ｍから５＋ｎｍの範囲であ
り、多孔性鋳型材料に混入するセラミックス！１雑の混
入量は１２％以下である。

発明者はセラミックス繊維の長さと混入割合を調べるた
めに以下に説明する実験を行なった。

繊維長さ０．５ｍｍ、　３ｍｍ、　５ｍｍ、１０ｍｍの
各ガラス繊維を夫々添加した水／石膏の割合が０．６９
の石膏により夫々試験片を作成し、これら試験片を温度
５０℃、時間１５時間の条件で乾燥した後に、各試験片
に対して曲げ試験を行なった。この試験の結果を第２図
に示す。この絵図によれば、ガラス繊維長さがＱ、５ｎ
＋＋ｎ未満では石膏に目立った強度の向上が見られず、
ガラス繊維長さが５ｍｍを越えると石膏に繊維長さに見
合った強度の向上が観察されなかった。このため、多孔
性鋳型材料に添加するセラミックス繊維の繊維長さは０
．５〜５．Ｑｍｍの範囲が適切であることがわかる。

次に平均長さ３ｎ＋ｍのガラス１１維を重量比で０．５
％、１％、３％および５％の割合で添加した水、／石膏
の割合が０．６９の石膏により夫々試験片を作成し、こ
れら試験片を温度５０℃、時間１５時間の条件で乾燥し
た後に、各試験片に対して曲げ試験を行な゛つた。この
結果を第３図の線図にて示す。この線図によればガラス
！１ｍの添加量の増加に伴い石膏の曲げ強度も増大する
傾向が見られる。しかし、添加量が１２％を越えると石
膏の強度の増加も飽和に達し、しかも石膏が均一に分散
しなくしなくなり石膏の吸水性を妨げるようになる。こ
のため、多孔性鋳型材料に対するセラミックス［１の添
加割合は１２％以下が適切である。

本発明のセラミックス鋳込成形用鋳型は、前記の多孔性
鋳型材料にセラミックス繊維を添加した材料を使用し、
この材料に水を加えてスラリにして金型の内部に流しこ
み所定の型形状の鋳型を製作する。この鋳型は普通型、
割り型、加圧鋳込成形法に使用する鋳型など種々のもの
に適用できる。

しかして、本発明のセラミックス鋳込成形用鋳型は、多
孔性鋳型材料例えば石膏にセラミックス繊維を均一に分
散して混入させた材料で形成しているので、セラミック
スａｍが芯材となって多孔性鋳型材料の粒子が強固に連
結して容易に離れることがなく脆さが無くなり、充分な
機械的強度を有している。従って、本発明の鋳型例えば
石膏型は高い使用頻度で使用されても割れることがない
。

また、鋳型が割り型である場合には、クランプにより締
付力で鋳型が破損することがない。また、加圧鋳込成形
法で鋳込成形を行なう場合には、鋳込圧力で鋳型が割れ
ることがない。従って、このセラミックス成形用鋳型は
耐久性に優れている。

（実施例） 本発明の一実施例を図面について説明する。

水／石膏が６９の石膏に、繊維長さ３ａｌＩｌのガラス
１１１ｆｔを１％添加したものを材料として使用する。

そして、この石膏を金型に流し込み、金型から取出した
石膏体を温度６０℃、１５時間の条件で乾燥して、第１
図で示すように直径１５０ｍｍ、厚さ１Ｑｍｍの円板を
鋳込成形するための石膏型（上型１と下型２からなる割
り型）を製作した。

なお２図中３は石膏、４はガラス繊維である。そして、
この石膏型に鋳込圧力４　／（ｙ　／　ｃｉで窒化けい
素の泥しようを鋳込んだ。この結果、石膏型の破損が無
く、また健全な窒化けい素成形体が得られた。さらに、
この鋳込成形を２０回連続して行なったが石膏型の破損
が発生しなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、割れの発生が無く
高い強度をもち耐久性に優れたセラミックス鋳込成形用
鋳型を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は石膏
の曲げ強度とガラス１１維の繊維長さとの関係を示す線
図、第３図は石膏の曲げ強度とガラス繊維の添加量との
関係を示す線図である。 ３・・・石膏、４・・・ガラス繊維。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 ０．５　　　３　　　５　　　１０ 贋絶畏ざ　（ｍｍ） 第２図 ＯＱ５　　　１　　　５　　１０ ジ糸カロ量　　（ｗ　ｔ　０１ｏ　） 第３０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔性鋳型材料にセラミックス繊維を添加してな
   る材料で形成されていることを特徴とするセラミックス
   鋳込成形用鋳型。
2. （２）多孔性鋳型材料は石膏である特許請求の範囲第１
   項記載のセラミックス鋳込成形用鋳型。
3. （３）繊維は長さが０．５〜５ｍｍである特許請求の範
   囲第１項記載のセラミックス鋳込成形用鋳型。
4. （４）セラミックス繊維の添加量は重量比で１２％以下
   である特許請求の範囲第１項記載のセラミックス鋳込成
   形用鋳型。
5. （５）セラミックス繊維はガラス繊維である特許請求の
   範囲第１項記載のセラミックス鋳込成形用鋳型。