JPH0236907A - セラミックスの泥漿鋳込型 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックスの泥漿鋳込型に関するものであ
る。詳しく述べると本発明は、複雑形状品、大型品等を
欠陥なく、短時間で成形するセラミックスの加圧泥漿鋳
込型に関するものである。

（従来の技術） 従来、バルク形状のセラミックス製品の成形方法として
は、プレス成形、射出成形、押出し成形、鋳込成形など
の各種の成形方法が用いられている。

このうち鋳込成形法は、セラミックス原料粉に水などの
液体を添加して、泥漿と呼ばれるスラリー域にある原料
粉粒子と液体との混合系を形成し、一般に焼き石膏から
つくった多孔性の鋳型にこの泥漿を鋳込み、泥漿の液体
を鋳型に吸収させて、鋳型の表面に成形体を形成する方
法であり、複雑形状品、大型品が、特別な機械装置を必
要とせず、安価にかつ簡便に、比較的均質かつ緻密に成
形できる方法として有望視されている。しかしながら、
その反面で、泥漿鋳込成形法は、成形体の着肉に長持間
を有し、また石膏型の乾燥も必要であることから大量生
産が困難であるという短所を有している。

このような短所を補うため、近年さまざまな工夫がなさ
れており、そのひとつに加圧泥漿鋳込法がある。この方
法は、泥漿を鋳込型に例えば２〜２００Ｋｇ／ｃｍ２の
圧力をかけて鋳込み、短時間で成形体を得る方法である
。まなこの方法では、鋳型に耐圧性が必要とされるある
いは鋳型の乾燥が不要であるなどの面から、鋳型として
石膏製のもののみならず多孔質樹脂製あるいは多孔質金
属製のものなどが用いられている。

ところが、この加圧泥漿鋳込法においては、鋳込みに高
い圧力をかけること、また鋳型の材質の性質などの理由
により、鋳型表面よりの成形体の離型が困難となる。こ
のため、特開昭５８−２０８００５号あるいは特開昭６
０−８９３０３号に開示されるように、鋳型内に数Ｋｇ
／ｃｍ２程度の逆圧をかけ離型を促進させる技術が提唱
されている。

しかしながら、特開昭６０−８９３０３号に示される鋳
込型は、例えば、第３ａ図に示すように、真空脱液用の
配管８ａ、８ｂと同様に、鋳型本体１ａ、１ｂの外周面
に、直接、逆圧用の配管７ａ、７ｂを接続したものであ
り、また特開昭５８−２０８００５号に示される鋳込型
は、鋳型本体１ａ、１ｂの内部ではあるが、外周面に近
い位置に逆圧供給用穴５を設けたものであった。従って
、鋳型本体１ａ、１ｂの型面２に囲繞される中空空間３
内に形成される成形体（図示せず）に対し離型のために
逆圧をかける際、これらの逆圧用配管７ａ、７ｂないし
は逆圧供給用穴５より送出される圧縮空気は、いずれも
鋳型本体１ａ、１ｂ内部における長い流路、すなわち、
多孔性とされた鋳型本体１ａ、１ｂの連通空孔により形
成される流路を経て型面２より成形体へ当てられるもの
となる。このため、加圧脱液によって鋳型本体１ａ、１
ｂ内に吸収されていた水等の液体骨が、逆圧をがけな際
に、圧縮空気に同伴されて成形体へと逆流し、これによ
って成形体の強度が低下し、脱型不能となったり、成形
体が変形する虞れが大きくなるものであった。

（問題点を解決するための手段〉 従って、本発明は上記したような従来技術における問題
点を解決する新規なセラミックスの泥漿鋳込型を提供す
ることを目的とするものである。

本発明はまた、逆圧をかけての成形体の離型が、成形体
の強度低下ないし変形をきなすことなく容易に行なえる
セラミックスの泥漿鋳込型を提供することを目的とする
ものである。本発明はさらに、複雑形状品、大型品等を
欠陥なく、短時間で成形し得るセラミックスの加圧泥漿
鋳込型を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記諸口的は、セラミックスの成形に用いられる多孔性
の泥漿鋳込型であって、鋳込型の内部でかつ型面に近傍
する位置に逆圧供給用穴を有して、鋳込型内部より鋳込
型外周面に至り配された、外部の加圧気体供給手段に連
通ずる逆圧供給用管体を備えたことを特徴とする泥漿鋳
込型により達成される。

（作用） 本発明の泥漿鋳込型においては、外部の加圧気体供給手
段に連通ずる逆圧供給用管体に設けられる逆圧供給用穴
が、鋳込型の内部でかつ型面に近傍する位置に存在する
なめに、該逆圧供給用穴より送出される圧縮空気などの
加圧気体は、該逆圧供給用穴と型面との間の極めてわず
かな距離においてのみ、多孔性の鋳込型の連通気孔によ
り形成される流路を通過することとなる。このように、
加圧気体の鋳込型内における流路を最短とすることによ
り、鋳込型内に加圧脱液によって吸収されていた水など
の液体骨の成形体への逆流を防ぎ、逆圧による成形体の
離型を首尾よく遂行するものである。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

第１ａ図は本発明の泥漿鋳込型の一実施態様の構成を模
式的に示す横断面図であり、また第１ｂ図は同実施態様
の縦断面図である。

本発明の泥漿鋳込型において、その本体１ａ、１ｂは、
例えば、石膏、樹脂、金属等の各種の材質により多孔性
のものとして構成され、また得ようとする成形体の形状
に応じて適宜分割される。

なお、第１ａ、ｂ図に示す実施態様においては、鋳型本
体１ａ、１ｂは、中央部を整合面として左右２つに分割
されているが、本発明の泥漿鋳込型におけるこのような
鋳型本体の分割は、成形体の形状によっては必ずしも行
なう必要はなく、また分割した場合にあっても、得よう
とする成形体の形状に応じた中空空間３を囲繞する型面
２を、各割型を整合させることにより形成できるもので
あれば、その分割の数および位置は特に限定されるもの
ではない。また、この実施態様においては、２つに分割
された鋳型本体１ａ、１ｂを整合した状態において、中
空空間３は、該中空空間３に泥漿を供給するためのスラ
リー注入口４に連通する部位を除いて、鋳型本体１ａ、
１ｂにより外部から完全に閉塞されている。

しかして、本発明の泥漿鋳込型においては、第１ａ、ｂ
図に示すように、鋳型本体１五、１ｂの内部でかつ型面
２に近傍する位置に、逆圧供給用穴５を設けることがで
きるように、後述するような外部の加圧気体供給手段に
連通ずる逆圧供給用管体６を鋳型本体１ａ、１ｂ内に配
するものである。この逆圧供給用穴５の開口する位置と
しては、鋳型本体１ａ、１ｂ内部に吸収された水などの
泥漿中の液体分が逆圧をかけた際において、成形品へと
逆流するのを防止する上からは、極力、型面２に近い位
置にあることが望まれるが、あまりに型面２に近い位置
にあると、この逆圧供給穴５の開口する部位における鋳
型本体１ａ、１ｂの強度が弱くなり、加圧の繰返しによ
り破壊され、型面２が変形したりあるいは型面２に逆圧
供給穴５が露出したりして不都合が生じる虞れがあるた
めに、このような問題の生じない限度内で型面２に近接
させるべきである。なお、具体的な位置としては、泥漿
鋳込型の大きさないし得ようとする成形品の大きさや泥
漿鋳込型を構成する材質等によっても左右されるため一
概には規定できないが、例えば、型面２より２ｍｍ〜５
ｃｍの深さ、より好ましくは２ｍｍ〜２ｃｍの深さにあ
ることが望まれる。

さらにこの逆圧供給用穴５の大きさとしては、直径１ｍ
ｍ〜１ｃｍ程度のものが適当であり、またこの逆圧供給
用穴５は、型面２に沿って例えば１〜５ｃｍ程度の間隔
をもって複数個配置されていることが望まれる。

上記のごとく鋳型本体１ａ、１ｂの内部でかつ型面２に
近傍する位置する逆圧供給用穴５を有する逆圧供給用管
体６の鋳型本体１ａ、１ｂ内における配管は任意であり
、例えば、各逆圧用穴５をそれぞれ開口端部とする複数
の直線状の逆圧供給用管体６を用いることも、あるいは
また、第１ａ、ｂ図に示される実施態様におけるように
、型面２に沿って屈曲する逆圧供給用管体６に複数の逆
圧用穴５を横穴として開口させてを用いることも可能で
ある。

なお、このような逆圧供給用管体６を鋳型本体１ａ、ｌ
ｂ内に配管するには、あらかじめ鋳型本体１ａ、１ｂと
は別体的に形成された逆圧供給用管体６の所定位置に逆
圧供給穴５を設け、鋳型本体１ａ、１ｂの製造時に、形
成される型面２に対し逆圧供給用穴５が所定の部位に位
置するようにこの逆圧供給用管体６を配置して埋め込ん
でいけばよい。また、前者の態様においては、鋳型本体
１ａ、１ｂを製造した後に、各逆圧供給用穴５を配置す
る位置まで、鋳型本体１ａ、１ｂの外周面側から逆圧供
給用管体６を形成するための孔を複数個くり抜き、端部
の開口された別体的な管体をこの孔に挿嵌するか、ある
いはこの孔の内周面をその先端部を除いて封孔処理する
ことで、逆圧供給用管体６を形成することもできる。

また、本発明の泥漿鋳込型には、後述するような逆圧操
作あるいは真空吸引操作時において、多孔性の鋳型本体
１ａ、１ｂの空気漏れを防止し。

その操作効率を高めるために、必要に応じて、第１ａ、
ｂ図に示す実施態様におけるように、多孔性の鋳型本体
１ａ、１ｂの外周面を囲繞する樹脂等により形成される
気密保持用稠密層体１０を設けることができる。

このような構成を有する本発明の泥漿鋳込型を用いての
セラミックスの加圧泥漿鋳込は、例えば、以下のように
して行なわれる。

第２図は、本発明の泥漿鋳込型を組入れた成形装置の概
念図である。

第２図に示されるように、成形装置において、発明の鋳
込型１１は、鋳型保持装置１２により保持されている。

この鋳型保持装置１２としては、具体的には、鋳込型１
１が第１ａ、ｂ図に示されるように二分割された鋳型本
体１ａ、１ｂを有する場合には、一般的な単軸のプレス
機を、まな鋳込型１１が多分割の場合には、多軸プレス
機、静水圧プレス機などを使用する。またこのように鋳
型保持装置１２により保持された鋳込型１１のスラリー
注入口４には、スラリー供給装置１３および圧縮空気供
給装置１４からの管路が接続されている。このスラリー
供給装置１３としては、具体的には、加圧シリンダー、
ガス圧加圧機、ダイアフラムポンプなどが使用され、ま
た圧縮空気供給装置１４としては、圧縮空気ボンベ、エ
アーコンプレッサーなどが使用される。さらに、この成
形装置を用いて、排泥鋳込成形を行なうのであれば、ス
ラリー注入口４に□、排泥バルブ１５を有する別の管路
も接続し、それに伴ない、スラリー供給装置１３および
圧縮空気供給装置１４がらの管路に切替用のバルブ１６
を設ける。

そして鋳込型１１の内部に配された逆圧供給用管体６に
は、加圧気体供給手段としての圧縮空気供給装置１７へ
の管路が接続されているが、さらに、この管路には、途
中に水トラツプ１８が設けられており、同時に、この管
路は真空ポンプ１９への管路へ切替用のバルブ１６を介
して分岐している。なお、圧縮空気供給装置１７として
は、上記と同様のものが具体的に挙げられる。

このように本発明の泥漿鋳込型を組入れた成形装置を用
いて、セラミックスの固形鋳込成形を行なうには、まず
、スラリー供給装置１３より供給される泥漿を、２−１
００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、鋳型保持装置１２に保持さ
れた鋳込型１１の中空空間３に所定時間圧入し、着肉を
行なう。この際、鋳込型１上の中空空間３内および逆圧
供給用管体６内にある余分な水分を水トラツプ１８に回
収するために真空ポンプ１９を駆動させてもよい。着肉
が終了したら、スラリー供給装置１３による泥漿の圧入
を停止し、離型を促すために圧縮空気供給装置１７より
圧縮空気を送出して、鋳込型１１に１〜１０ｋｇ／ｃｍ
２程度の逆圧をかけつつ、鋳型保持装置１２を操作し、
型開きを行ない成形体を取り出す。

また、この成形装置を用いて、セラミックスの排泥鋳込
成形を行なうには、まず、スラリー供給装置１３より供
給される泥漿を、２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、鋳
型保持装置１２に保持された鋳込型１１の中空空間３に
所定時間圧入し、着肉を行なう。この際、鋳込型１１の
中空空間３内および逆圧供給用管体６内にある余分な水
分を水トラツプ１８に回収するために真空ポンプ１９を
駆動させてもよい。着肉が終了したら、スラリー供給装
置１３による泥漿の圧入を停止し、スラリー供給装置１
３に至る管路に設けられた切替バルブ１６を閉じ、排泥
バルブ１５を開いて、排泥を行なう。排泥が終了したら
、排泥バルブ１５を閉じ、圧縮空気供給装置１４に至る
管路に設けられた切替バルブ１６を開き、圧縮空気供給
装置１４より１〜１０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧縮空気を１
０〜１０００秒程度鋳込型１１の中空空間３に導入し、
着肉された成形体中の水分を鋳型本体１ａ、１ｂへ排出
し、脱型に十分な成形体強度を得る。

次に、離型を促すために圧縮空気供給装置１７より圧縮
空気を送出して、鋳込型１１に１〜１０にｇ／ｃｍ２程
度の逆圧をかけつつ、鋳型保持装置１２を操作し、型開
きを行ない成形体を取り出す。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例 直径２ｍｍの逆圧供給用穴５が、型面２がら５ｍｍの深
さに位置するように逆圧供給用管体６を配管した、平均
気孔径３μｍの多孔質フェノール樹脂製の鋳込型を用い
、第２図に示すような成形装置に組入れて、直径４５ｍ
ｍ、長さ２３０ｍｍのセラミックパイプを成形した。

泥漿は、アルミナ粉体に、水、解膠剤、結合剤を加えて
調製しな。スラリー供給装置１３としては圧力タンクに
コンプレッサーを接続したものを使用し、２Ｋｇ／ｃｍ
２の圧力を５分間がけて泥漿を鋳込型１１に圧入しな。

その後、排泥バルブ１５より排泥を行ない、コンプレッ
サーを用いた圧縮空気供給装置１４より２ｋｇ／ｃｍ２
の圧縮空気を１０分間、鋳込型１１に導入して、成形体
中の水分を鋳型本体１ａ、１ｂに排出した。次にやはり
コンプレッサーを用いた圧縮空気供給装置１７より２Ｋ
ｇ／ｃｍ２の圧縮空気で鋳込型１１に逆圧をかけて離型
を行ない、成形体を得た。得られた成形体における水分
量を第１表に示す。

比較例 比較のために、第３ａ図に示すような構成を有する鋳込
型を用いて、実施例と同形状のセラミックスパイプを同
様の操作にて成形したが、脱型後、成形体が自重により
変形してしまい、所望のものとはならなかった。なお、
第１表に得られた成形体における水分量を示す。

第１表 第１表に示す結果から、本発明による泥漿鋳込型を用い
た場合、得られる成形体に含まれる水分量は少なく、従
って成形体の強度が高く、脱型時の成形体の欠陥ないし
は脱型後の成形体の変形が起こらないことが支持された
。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の泥漿鋳込型は、鋳込型の内
部でかつ型面に近傍する位置に逆圧供給用穴を有して、
鋳型内部より鋳型外周面に至りに配された、外部の加圧
気体供給手段に連通ずる逆圧供給用管体を備えたことを
特徴とするものであるので、セラミックスの加圧泥漿鋳
込成形において脱型時に、逆圧をかけても、鋳込型内に
加圧脱液時に吸収されていた水などの液体分を、成形体
へ逆流させることがなく、成形体の強度低下ないし変形
をきたすことなく短時間で所望形状に成形できるため、
複雑形状品、大型品等の成形体の大量生産を可能とする
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の泥漿鋳込型の一実施態様の構成を模
式的に示す横断面図、第１ｂ図は同実施態様の縦断面図
、第２図は本発明の泥漿鋳込型を組入れた成形装置の概
念図であり、また第３ａ図および第３ｂ図はそれぞれ従
来の泥漿鋳込型の構成を模式的に示す断面図である。 １ａ、１ｂ・・・鋳型本体、２・・・型面、３・・・中
空空間、４・・・スラリー注入口、５・・・逆圧供給用
穴、６・・・逆圧供給用管体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスの成形に用いられる多孔性の泥漿鋳
   込型であって、鋳込型の内部でかつ型面に近傍する位置
   に逆圧供給用穴を有して、鋳込型内部より鋳込型外周面
   に至り配され、外部の加圧気体供給手段に連通する逆圧
   供給用管体を備えたことを特徴とする泥漿鋳込型。