JPH02188208A - スリップキャスティング成形方法 - 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］ 本発明はスリップキャスティング成形方法に関し、特に
成形体の内表面の肌粗れや垂れを防ぎ寸法精度を高めた
成形体を製造する方法に係るものである。

［従来の技術］ スリップキャスティング成形方法では、セラミックス粒
子を水などの媒体に懸濁させたスリップを６青型等の吸
水性鋳型に鋳込み、一定時間放置して該鋳型の吸水作用
により該鋳型内面に着肉させる。この着肉層が所定の層
厚に達した時点で残存スリップを排泥することにより堆
積成形体を形成し、脱型、乾燥焼結して成形体が得られ
る。

このスリップキャスティング成形方法では、堆積成形体
（は鋳型表面に近い程低く、鋳型から離れるにつれて高
くなる媒体の濃度分布が生じる。

したがって、堆積成形体の内表面が最も媒体の濃度が高
いために、脱型後の乾燥時に表面が流動し成形体の肉厚
が変動したり、肌粗れや垂れなどの不具合の原因となり
やすい。このため成形体については研削加工により形状
・寸法を矯正ないしは窪正する工程を要していた。この
点を解消するために特開昭６２−９９１０号公報には、
スリップの排泥をおこない堆積成形体が湿潤状態にある
うちに該堆積成形体の内部に袋を挿入し、この袋の中に
流体を注入して該袋を膨脹させ、該袋の外表面で堆積成
形体に圧縮力を付与させて均一な肉厚の成形体にする方
法の開示がある。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の堆積成形体に袋を用いて堆積成形体の表面を加圧
しても、残存する媒体は容易に該堆積成形体より取除け
ない。したがって加圧を解除した後に堆積成形体の内側
表面で流動がおき、前記したような不具合が生じる場合
がある。

本発明はスリップキャスティング成形方法において、排
泥後に堆積成形体から媒体を除去して表面の流動を防止
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のスリップキャスティング成形方法は、セラミッ
クス粒子を媒体に懸濁させたスリップを、該媒体の吸収
性鋳型内に鋳込み、該鋳型内面に所定の層厚で着肉させ
る堆積工程と、 残存スリップを鋳型の外部に排泥して堆積成形体を形成
する排泥工程と、 該媒′体を吸収する吸収液体を該残存スリップが排泥さ
れた該堆積成形体の中空空間に注入加圧して該堆積成形
体中に残存する媒体を該吸収液体に吸収させる吸収工程
と、 該吸収液体を排出した後該堆積成形体を脱型、乾燥およ
び焼結して成形体とする成形工程とよりなることを特徴
とする。

本発明の特徴は吸収工程にある。すなわち、吸収工程で
は排泥工程で形成された堆積成形体の中空空間に媒体を
吸収する吸収液体を注入して加圧する。これにより堆積
成形体の内側表面に存在する媒体を吸収除去し、堆積成
形体の表面の媒体濃度を低くできる。したがって、流動
による成形体の表面の肌粗れや垂れを防ぐことができる
。また加圧による内締めにより成形体の肉厚を均一にで
きるとともに寸法精度を高めることができる。

堆積工程は、通常の鋳込み成形と同様にスリップを鋳型
内に鋳込み所定の層厚で着肉させる。

排泥工程では、着肉させた残りの残存スリップを鋳型外
に排泥させて堆積成形体を形成する。

吸収工程では、鋳゛型の残存スリップが排泥された堆積
成形体の中空空間に吸収液体を注入加圧して、堆積成形
体中に残存している媒体を吸収させる。この吸収液体の
注入により着肉表面の解膠状態が変化し、いわゆる懸濁
溶液から懸濁物が沈澱析出してくる現象と類似して着肉
表面が固められる。この吸収液体を注入したのちこの吸
収液体を加圧するのは着肉層の内部に浸透させるためで
ある。しかしこの加圧の圧力は特に高くする必要はなく
２気圧程度で充分でありそれ以上加圧しても効果がとく
に向上しない。この工程により堆積成形体の内側表面は
流動性がなくなる。

成形工程は、吸収液体を排出した後、次いで堆積成形体
を脱型、乾燥および焼結してセラミックスの成形体とす
る通常の方法でおこなわれる。

セラミックス粒子としては、通常スリップを形成して成
形可能なものであれば種類、粒径についての限定はない
。たたとえば、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム
、アルミナ、コージェライトなどが利用できる。

媒体としては、水または有機溶媒が用いられる。

有ｉ溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、エチルアルコール、プロピルア
ルコール、ブチルアルコール、トリクレン、二塩化エタ
ン、二塩化エチレン、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どが利用できる。

ここで用いられる媒体を吸収する吸収液体としては、媒
体が水の場合は吸収液体はアルコールなどの水に混合す
る有機系溶媒が利用できる。たとえばメチルアルコール
、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピ
ルアルコール、アセトンなどが挙げられる。媒体に有機
系溶媒を用いる場合は、例えばアルコールの場合は吸収
液体に水を、アルコール以外のベンゼン、トリクレンな
どの水に解けない媒体の場合はＰＶＡ　（ポリビニルア
ルコール）、ポリビニルとロリドンなどの水溶性高分子
を溶解した水溶液を利用できる。なおこの水溶性高分子
は水溶液中で媒体の有機系溶媒を吸収する役割をもつ。

［作用］ 本発明のスリップキャスティング成形方法によれば、成
形工程でスリップを鋳型より排泥した後、吸収液体を加
圧下に着肉層の表面に接触させる。

この吸収液体は媒体を堆積成形体のセラミックス粒子間
より短時間で吸収抽出する。またこの吸収液体は媒体の
解膠状態を変化させる着肉層を固める作用も有する。こ
のため堆積成形体は表面が固められるとともに、加圧に
より吸収液体が堆積成形体の表面部位より浸透し媒体を
吸収するとともに着肉層全体が内締めがなされて流動が
防止される。したがって、吸収液体が排出された後、脱
型、乾燥時における形成れや表面粗れ、垂れなどが防止
されて肉厚のむらがなくなり寸法精度が向上した成形体
となる。

さらにこの吸収液体は排出により容易に堆積成形体より
除去することができる。

この成形体の表面の肌粗れや垂れは、堆積成形体での媒
体の残存量が多く流動性のある部分で発生しやすい。そ
こで媒体と混合ないしは吸収する吸収液体を堆積成形体
の中空空間に注入加圧添加すると、媒体醋が加圧添加さ
れる吸収液体量に比べて少ない。そこで最の少ない液体
は量の多い液体に吸収されるという現象に基づき、媒体
は添加された吸収液体に移行して吸収除去される。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は実施例に用いる石膏型の模式断面図である。こ
の石膏型（寸法１００φＸ２００ｍ）１は円柱形状の空
間１０をもち、その型１の上部開口の蓋体３にはバルブ
を介して空気が排出される排気管２が設けられ、下部開
口の底板４には型１内に°スリップ６および吸収液体７
をそれぞれ加圧して注入可能なバルブ８．９をもつ流入
管５が設けられている。

この石膏型１の空気抜き排気管２のバルブを開いて空間
１０中に流入管５よりバルブ９を閉じバルブ８を開いて
スリップ６を注入した。空気抜きの排気管２よりスリッ
プ６が排泥されたらバルブを閉じスリップ６を加圧して
着肉層１２を形成させる。この加圧方法はエアー圧によ
りスリップ６に直接加圧した。

第２図は石膏型１の空間内に着肉層１２を形成した状態
を示した模式断面図でおる。

次いで排気管２のバルブを開き流入管５のバルブ８を開
いてスリップ６を排泥させる。空間１０内には着肉層１
２が形成されている。次にバルブ９を開きバルブ８を閉
じ吸収液体７を流入管５より中空空間１１内に注入し、
排気管２より吸収液体７が排出したところで排気管２の
バルブを閉じ吸収液体７を加圧する。この場合もスリッ
プと同様の方法で吸収液体に直接圧力を加えた。

第３図は、堆積成形体１３に吸収液体７を注入した状態
を示す模式的断面図である。

数分後、排気管２を聞きバルブ９を開いて吸収液体７を
中空空間１１よりゆっくり排出させた。

その後堆積成形体１３を型１より脱型し乾燥して成形体
１６を１ｑる。第４図は得られた成形体１６の縦断面図
である。

（堆積工程） まずセラミックス粉末（窒化珪素平均粒径１゜０μｍ＞
１００重量部、解膠剤（ポリアクリル酸アンモニウム塩
＞０．６５重量部、焼結助剤（アルミナ、イツトリア）
４小間部を水３３．３重間部に配合しボールミルで混練
りしてスリップ６を調製した。

このスリップ６を石膏型１に前記のようにして注入した
後、２気圧の圧力下で１０分間放置して着肉層１２を形
成した（第２図参照）。

（排泥工程） 次いでスリップの圧力を下げ排気管２のバルブとバルブ
８を開いて徐々にスリップ６を排泥さける。

（吸収工程〉 スリップ６の排泥後、吸収液体のエチルアルコール７を
バルブ９を開いて中空空間に注入し２気圧で２分間加圧
したく第３図参照）。

（成形工程） 加圧後エチルアルコール７を排出回収した。堆第１表 積成形体１３を脱型し乾燥した俊、成形体１６の表面１
５の様子を観察した（第４図参照）。なおエチルアルコ
ール７を注入した後加圧しない場合と、圧力を５気圧に
しておこなった場合について成形体１６の密度を比較し
た。結果を第１表に示す。吸収液体７を加圧することで
密度は高まるが、圧力を２気圧から５気圧に上げた場合
でも、成形体１６の密度に特に変化は認められなかった
。

得られた成形体１６は、表面の粗れや垂れが認められな
かった。この成形体１６を焼結して焼結体を切断して肉
厚の検査をしたところ、局部的な不均一は認められず全
体的に肉厚は均一であった。

［比較例］ 比較として吸収液体７による吸収をおこなわない場合と
、吸収液体７が媒体の水と混合しないトリクレンとを用
いた場合とについて、成形体１６の表面１５の状態およ
び成形体１６の密度を比較した。結果を第１表に示した
。吸収液体７がトリクレンの場合は表面状態は特に悪く
はないが、成形体の密度が実施例のアルコールの場合よ
り小さい。しかしこの処理をおこなわない場合は表面状
態も悪くざらに成形体の密度も小さい。

［効果］ 本発明によれば、堆積成形体の表面に垂れ流れ痕や肉厚
の不均一となることがなく、寸法精度が高く表面状態の
優れたセラミック成形体を得ることができる。

したがって焼結後に、成形体の手直しなどの俊加工をす
る必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例の工程を説明する模式断
面図で、第１図は鋳込み型の断面図、第２図は堆積成形
体を形成する堆積工程の断面図、第３図は吸収液体を注
入した状態を説明する断面図で、第４図は（ｑられた成
形体の断面図である。 １・・・石膏型 ５・・・流入管 ７・・・吸収液体 １１・・・中空空間 １５・・・成形体表面 ２・・・排気管 ６・・・スリップ １２・・・着肉層 １３・・・堆積成形体 １６・・・成形体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス粒子を媒体に懸濁させたスリップを
   、該媒体の吸収性鋳型内に鋳込み、該鋳型内面に所定の
   層厚で着肉させる堆積工程と、残存スリップを鋳型の外
   部に排泥して堆積成形体を形成する排泥工程と、 該媒体を吸収する吸収液体を該残存スリップが排泥され
   た該堆積成形体の中空空間に注入加圧して該堆積成形体
   中に残存する媒体を該吸収液体に吸収させる吸収工程と
   、 該吸収液体を排出した後該堆積成形体を脱型、乾燥およ
   び焼結して成形体とする成形工程とよりなることを特徴
   とするスリップキャスティング成形方法。