JPH0242321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミツクス粉末を水に溶かして泥
漿状としたもの（以下セラミツクススラリーとい
う）を、石膏型内に注入し、この注入したセラミ
ツクススラリーの水分を石膏型の多孔を通して吸
出排除しつつ固形状のセラミツクス成形体を作る
方法に関する。

（従来の技術） 従来この種の成形方法においては、先ず密閉状
のタンクに適当に調合されたセラミツクススラリ
ーを所定量供給し、このタンク内のスラリーを撹
拌しながらタンク内上方部の空気層を真空ポンプ
で吸引することによつてスラリー中の気泡（不良
品の原因となる）を除去し、その後コンプレツサ
によりタンク内上方部に２〜３Kgｆ／cm²の空気圧
をかけてスラリーを、タンク底部の送給口から送
給パイプを通じ成形用の石膏型内に加圧注入し、
この注入後そのままの状態で所要時間放置して、
その間にスラリー中の水分を、石膏型の多孔を通
じて吸出排除しながら、固形状のセラミツクス成
形体を成形する。この後、型から外して取り出し
たセラミツクス成形体は焼成工程において所定温
度で焼成されることになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のような従来の成形方法では、
２〜３Kgｆ／cm²程度の圧力で石膏型内に注入され
たセラミツクススラリーがこの型内で固形化する
までに相当な長い時間がかかつて作業能率が悪
く、また固形化した成形体にも可成りの水分を含
んでいるために、高密度の成形体が得られず、し
たがつて焼成時の収縮率が大きくなつて製品の寸
法精度を悪くしていた。

本発明は、上記の事情にかんがみて創案された
ものである。

（問題点を解決するための技術的手段） 本発明は、石膏型内でのセラミツクススラリー
の固形化が短時間で可能であるうえ、高密度のセ
ラミツクス成形体が得られる成形方法を提供する
ものであり、そのための技術的手段は、石膏の成
形用型の上下面部及び周側面部を型支持装置で外
側から全面的に支持し、この成形用型内に前記セ
ラミツクススラリーを10Kgｆ／cm²以下の低圧力で
注入し、その後引き続いきてこの成形用型内にセ
ラミツクススラリーを10〜250Kgｆ／cm²の高圧力
で注入して放置し、セラミツクススラリーを成形
用型内で固化することを特徴とする。

（作用） 先ず第１段階で石膏製の成形用型内にセラミツ
クススラリーを10Kgｆ／cm²以下の低圧力で注入す
ることにより、このスラリーは成形用型内の隅々
まで行きわたつて充満し、型内部は低加圧状態と
なる。セラミツクススラリーが低圧注入された成
形用型内に引き続きセラミツクススラリーを10〜
250Kgｆ／cm²の高圧力で注入することにより、成
形用型内でのセラミツクス粒子密度が増大すると
共に、スラリー中の水分の、型内部からの吸出排
除作用が急速に進行し、それによつて型内のセラ
ミツクス粒子が圧密され、セラミツクス粒子相互
の結合が強固となる。しかもこの高圧力付与時に
は型内部が予め加圧状態となつているため高圧力
付与時の成形用型への衝撃が緩和される。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図に例示した成形装
置を参照して説明する。

第１図は本発明を実施するための成形装置全体
を概略的に示したもので、この成形装置は、成形
用石膏型１の上下面部及び周側面部を圧接して当
該石膏型１を外側から全面的に支持するための型
支持装置２と、セラミツクススラリーＳを石膏型
１内に注入するに先立つて、不良品の原因となる
当該スラリーＳ中の気泡を予め取り除くための真
空撹拌式脱泡装置３と、脱泡されて石膏型１内に
注入されたセラミツクススラリーＳに続いて高圧
力のセラミツクススラリーを注入するための高圧
力注入装置４とを含んで構成されている。

成形用石膏型１は全体が円錐台形をなしてい
て、上下複数個に分割された石膏型１ａ，１ｂ…
からなり、これら分割石膏型１ａ，１ｂ…はそれ
ぞれ内部に所要の成形室（キヤビテイ）１a₁，１
a₂…を形成しており、また各分割石膏型はそれぞ
れがいわゆる割り型となつていて上下又は左右に
２分割されている。また、この石膏型１は無数の
微孔を有する多孔質のもので、成形室内部と外部
との間で通気が可能となつている。

前記型支持装置２は、石膏型１のテーパ状外周
面に対応するように形成されたテーパ状の内周面
５ａを有して石膏型１に外嵌合される筒状の型枠
５と、石膏型１及びこれに嵌合される型枠５の下
端面をパツキン６を介して受ける受け板７と、石
膏型１及び型枠５の上面にパツキン８を介して載
置される押え板９と、受け板７上に支持されると
共に筒状型枠５内に保持されている石膏型１を押
え板９を介して押圧せしめるねじプレス１０（第
２図参照）と、からなり、そして筒状型枠５には
多数の小透孔（図示省略）が設けられ、またこの
筒状型枠５の外周には外筒部材１１が覆設されて
いる。この型支持装置２の使用にあたつては、第
２図に示すようにねじプレス１０の基台１２上に
受け板７を載置固定し、この受け板７上にパツキ
ン６を介して石膏型１及びこれに外嵌した筒状型
枠５を載置し、更にこの型枠５に押え板９を配
し、しかして上記フレーム１３の中央部にあるナ
ツト部材１４に螺装されたねじ部材１５をハンド
ル１６にて回すことにより、押え板９を介して石
膏型１に適当な下向きの荷重をかけてこれを僅か
ではあるが圧縮せしめ、この圧縮によりこの石膏
型１をテーパの作用で外向き半径方向に膨出せし
めて外周面を型枠５の内周面５ａに対し圧接状態
にすると同時に、石膏型１の上下両面も押え板９
及び受け板７によりパツキン８，６をして圧接し
た状態となして、この石膏型１を外側から全面的
に支持するようにしている。尚、この場合に石膏
型１は受け板７上において筒状型枠５が外嵌され
たとき非荷重状態でこの型枠５上面より若量突出
するようにする。

前記脱泡装置３は、タンク本体１７ａ及びこれ
に上部に開閉自在に取付けられた蓋体１７ｂから
なるスラリータンク１７と、このタンク１７に供
給されたセラミツクススラリーＳを撹拌するため
の撹拌手段１８と、スラリータンク１７内部の空
気を吸出するための真空ポンプ１９とを含んで構
成される。撹拌手段１８はスラリータンク１７内
に挿入支持された回転軸２０と、この回転軸２０
に放射状にて且つ上下複数段に亘つて突設された
撹拌羽根２１…と、この回転軸２０を駆動するた
めの、外部に設置されたモータ２２とからなり、
そしてこの回転軸２０は連結器２３により切離し
可能に連結されたタンク本体側軸部２０ａと蓋体
側軸部２０ｂとに分割構成されていて、蓋体１７
ｂを開放するときにこの蓋体１７に軸支された軸
部２０をタンク本体１７ａに軸支された軸部２０
ａから切離することができるようになつている。
また、真空ポンプ１９は、モータ２４により駆動
されるもので、管路２５，２６，２７を介してス
ラリータンク２０の蓋体２０ｂ側に連結されてい
る。尚、２８は３Kgｆ／cm²程度の低圧力の空気を
スラリータンク２０内に加圧供給して脱泡済みの
セラミツクススラリーＳをタンク底部の送出口２
９から送出させるための低圧力注入装置たる空気
圧力源であつて、その空気圧力供給管路３０が切
換装置たる手動切換弁３１を介して管路２７の中
間所要部に接続されている。

前記高圧力注入装置４は、250Kgｆ／cm²以上の
内圧に十分耐え得る高圧容器３２内に、膨縮可能
な袋体３３を配備すると共に、この袋体３３にス
ラリー導入用のチユーブ３４を底部まで挿入配置
し、しかしてスラリー用の主管路３５から分岐さ
れた分岐管路３６よりチユーブ３４を通じ袋体３
３内に常時セラミツクススラリーＳを導入してお
いてこの袋体３３と高圧容器３２との間の密閉空
間部３７内に10〜250Kgｆ／cm²の高圧の圧油を供
給してこの袋体３３内のスラリーＳの圧力が圧油
と平衡するまで袋体３３を圧縮させそれにより主
管路３５内のセラミツクススラリーを高加圧して
更に高圧力のセラミツクススラリーを石膏型１内
に注入するようにしてなるものである。圧油はモ
ータ３８により駆動されるポンプ３９により所要
の高圧力に加圧されて油圧管路４０を通じて高圧
容器３２内の空間部３７に供給される。また、ス
ラリー用主管路３５の先端部側はフイルター４１
を経て、石膏型１内部の縦貫通路４２に接続され
ており、したがつて主管路３５より供給されるセ
ラミツクススラリーはこの縦貫通路４２から各分
割型１ａ，１ｂ…のそれぞれの成形室１a₁，１a₂
…に分配注入されるようになつている。

次に、この成形装置の使用によるセラミツクス
の成形工程を説明する。

先ず、セラミツクス粉末と水（蒸溜水）とが適
当に調合されて混合されたセラミツクススラリー
Ｓを、スラリータンク１７内に所要量供給する。
このときスラリー送出口２９側の開閉弁４３を閉
じておく。そして撹拌手段１８によりタンク１７
内のスラリーＳを撹拌させながら、真空ポンプ１
９を作動させてタンク１７内の空気を吸出させ
る。この場合、タンク１７内のスラリーＳ中に含
まれている気泡は撹拌手段１８による撹拌作用と
真空ポンプ１９によるタンク１７内部の減圧作用
とによつて効果的に除去排出され、また撹拌作用
によつてスラリーＳが一層良好に混合される。こ
うして脱泡操作を行つた後、真空ポンプ１９の作
動を停止し、また開閉弁４４を閉じ、切換弁３１
を管路３０に接続すべく切換える。そして低圧注
入装置たる空気圧力源２８より３Kgｆ／cm²程度の
低圧の空気を管路３０，２７を通じてタンク１７
内に加圧供給しつつ、開閉弁４３を開いてタンク
１７内のスラリーＳを送出口２９から主管路３５
及び分岐管路３６へ送出する。主管路３５に送出
されたスラリーＳは、フイルター４１を通つてゴ
ミ等の不純物を除去された後、石膏型１内部の縦
貫通路４２に入つてそこから分割型１ａ，１ｂ…
の成形１a₁，１a₂…にそれぞれ低圧力で分配注入
される。このとき主管路３５側の開閉弁４５は開
かれ、開閉弁４６は閉止される。尚、分岐管路３
６からスラリーがはじめて高加圧装置４の袋体３
３内に投入される際には袋体３３内に入つている
エアを抜くためにエア抜き用の弁４８を操作す
る。またこの場合に、分岐管路３６からスラリー
が袋体３３内のエアを混じらないようにチユーブ
３４の先端が袋体３３の底部までざ延設されてい
て該チユーブ３４から注出されるスラリーによつ
て袋体３３内のエアを都合よく追い出すようにし
ている。

上記のようにしてセラミツクススラリーＳを石
膏型１内に注入し終えた後、タンク１７側の開閉
弁４３を閉じ、そして高圧力注入装置４のポンプ
３９を作動して高圧容器３２の油圧を例えば200
Kgｆ／cm²の圧力まで高せ、それにより袋体３３を
収縮させて袋体３３内のスラリーＳを油圧と同圧
に加圧することにより、分岐管路３６及び主管路
３５を通じて石膏型１内のスラリーＳに同じ200
Kgｆ／cm²の高圧力を所要時間付与する。この場合
に石膏型１は型支持装置２によつて外側から全面
的に支持されているため高圧力で不都合に変形し
たり、破壊することがない。しかして、低圧力の
セラミツクススラリーに連続して高圧力のセラミ
ツクススラリーを注入し高圧力を付与することに
より、石膏型１内のセラミツクススラリーＳは、
その水分が石膏自体の無数の微孔更には分割型相
互の接合部の隙間更には各分割型の割り型相互間
の隙間から積極的且つ急速に排出されてゆくと共
に、スラリー中のセラミツクス粒子相互が強固に
結合されて圧密されてゆく結果、短時間で固形化
して高密度の成形体となる。この石膏型１から排
出される水分は筒状型枠５の小透孔を通つてその
外側の外筒部材１１内に受け入れられ、そこに溜
り次第ドレン口（図示せず）より外部に排出され
る。この場合において、外筒部材１１は管路４９
及び開閉弁５０を介して真空ポンプ１９に接続可
能となつていて、この真空ポンプ１９の作動によ
り適宜に外筒部材１１内部の空気を吸出できるよ
うにしてある。また、筒状型枠５の外周面等にヒ
ータを配備してこの型枠５を介し石膏型１それ自
体を適当に加熱することによつて、型１内部から
の水分の外部発散を一層促進させることができ
る。

しかも前述のようにまず第１段階で石膏型１内
に10Kgｆ／cm²以下の低圧力注入装置２８によつて
セラミツクススラリーを低圧注入して石膏型１内
にセラミツクススラリーを充満せしめ、しかる後
切換弁３１を介して10Kgｆ／cm²〜250Kgｆ／cm²の
高圧力注入装置４によつてセラミツクススラリー
を石膏型１内に注入するようにしたため、圧縮
力、特に引張り応力の弱い石膏型１の破壊を防止
することができる。即ち当初より高圧力注入装置
４によつてセラミツクススラリーを石膏型１内に
注入すれば、その注入時の衝撃圧が石膏型１に直
接に作用し、それがために瞬間的に石膏型１に過
大な引張り応力が発生し、たとえ外側から型支持
装置２によつて支持されていても該応力によつて
破壊される危険性があるが、これに対し前述のよ
うにまず石膏型１内に低圧力でセラミツクススラ
リーを充填し、しかる後高圧力でセラミツクスス
ラリーを石膏型１内に注入し、石膏型１内を加圧
することによつて高圧力付与時の衝撃は石膏型１
内のセラミツクススラリーで緩和され、石膏型１
内に過大な引張り応力が作用することがなく、石
膏型１を破壊することがない。

更にセラミツクススラリーはフイルター４１を
通つてゴミ等の不純物が除去してから石膏型１内
に注入される必要があるが、この場合に当初より
高圧力のスラリーを注入すれば注入管路３５に接
けたフイルター４１を破壊する恐れがあるが、こ
の点この実施例のように低圧力のセラミツクスス
ラリーの充満している管路３５に高圧力のセラミ
ツクススラリーが負荷してもフイルター４１を挟
んでその両側の圧力差に大きな変化がなく略均等
圧に維持されるため、フイルターを破壊すること
がない。

このようにして石膏型１内のセラミツクスが適
度に固形化したら、型支持装置２を石膏型１から
外した後、この石膏型１を各分割型に分解し、更
に各分割型の割り型を相互に切離して成形体を取
り出す。

上述した成形装置における弁の切換え、開閉操
作等の種々の操作は手動によることなく、制御装
置によつて全て自動的に行わせることができる。
尚、第１図において５１はＴ型の管接続具、５
２，５３はエアフイルターを示す。

（発明の効果） 本発明によれば、成形用型内にセラミツクスス
ラリーを10〜250Kgｆ／cm²の高圧で注入すること
によつて、セラミツクススラリー中の水分の、成
形用型内部からの排出除去作用が急速に進行する
と共に、成形用型内のセラミツクス粒子が圧密さ
れセラミツクス粒子相互が強固に結合することに
なつて、成形が短時間で行え、しかも非常に高密
度の成形体が得られ、したがつてまた厚さが10mm
以上のいわゆる厚ものの成形の容易に可能とな
る。

しかも本発明によれば、まず第１段階で石膏型
内にセラミツクススラリーを10Kgｆ／cm²以下の低
圧力で注入して石膏型内にセラミツクススラリー
を充満せしめ、その後引き続いてこの成形用型内
にセラミツクススラリーを10Kgｆ／cm²〜250Kg
ｆ／cm²の高圧力で注入するようにしたため、圧縮
力、特に引張り応力の弱い石膏型の破壊を防止す
ることができる。即ち当初より高圧力でセラミツ
クススラリーを石膏型内に注入すれば、その注入
時の衝撃圧が石膏型に直接に作用し、それがため
に瞬間的に石膏型１に過大な引張り応力が発生
し、たとえ外側から型支持装置２によつて支持さ
れていても該応力によつて破壊される危険性があ
るが、これに対し本発明によれば、前述のように
まず石膏型内に低圧力でセラミツクススラリーを
充填し、しかる後高圧力でセラミツクススラリー
を石膏型内に注入し、石膏型内を加圧することに
よつて高圧力付与時の衝撃は石膏型内のセラミツ
クススラリーで緩和され、石膏型１に過大な引張
り応力が作用するこがなく、石膏型を破壊するこ
とがない。

更にセラミツクススラリーはフイルターを通つ
てゴミ等の不純物が除去してから石膏型内に注入
される必要があるが、この場合に当初より高圧力
のスラリーを注入すれば注入管路に設けたフイル
ターを破壊する恐れがあるが、この点この実施例
のように低圧力のセラミツクススラリーの充満し
ている管路に高圧力のセラミツクススラリーを負
荷させるようになつているためフイルターを挟ん
でその両側の圧力差に大きな変化がなく略均等圧
に維持され、フイルターを破壊することがない。

また、本発明では第１段階でのスラリーの低圧
注入後も引き続きスラリーを高圧注入させること
から、水分は成形用型の外部に排出さるが、セラ
ミツクス粒子は連続的に型内に導入されたことに
なり、したがつて成形用型内でのセラミツクス粒
子密度が非常に高くなり、しかも10Kgｆ／cm²〜
250Kgｆ／cm²の高圧力の付与によりセラミツクス
粒子相互の結合も強力となつて、高密度できわめ
て強固なセラミツクス成形体を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の全体を
示す概略説明図、第２図は型支持装置を示す正面
図である。 Ｓ……セラミツクススラリー、１……石膏型
（石膏製の成形用型）、２……型支持装置、３……
脱泡装置、４……高圧力注入装置、５……筒状型
枠、７……受け板、９……押え板、２８……空気
圧力源（低圧力注入装置）、３１……切換弁（切
換装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツクススラリーを石膏製の成形用型内
   に注入して、所定のセラミツクス成形体を作る成
   形方法において、石膏製の成形用型の上下面部及
   び周側面部を型支持装置で外側から全面的に支持
   し、この成形用型内に前記セラミツクススラリー
   を10Kgｆ／cm²以下の低圧力で注入し、その後引き
   続いてこの成形用型内にセラミツクススラリーを
   10〜250Kgｆ／cm²の高圧力で注入して放置し、セ
   ラミツクススラリーを成形用型内で固化すること
   を特徴とするセラミツクスの成形方法。