JPH0524902A - 泥漿鋳込み成形体の乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】泥漿鋳込み成形体の乾燥工程におけるクラック
の発生を防止し、かつ乾燥工程に要する時間を短縮す
る。 【構成】泥漿鋳込み成形法により形成された成形体１を
水溶性高分子材料３中に埋設し、成形体に含まれる水系
分散媒を水溶性高分子材料中に吸収させることにより成
形体を乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泥漿鋳込み成形法（ス
リップキャスティング法）によって形成された成形体に
含まれる水系分散媒を乾燥する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックス製品を製造する場合にセラ
ミックス粉末から所定形状に成形する方法の一つとし
て、泥漿鋳込み成形方法が知られている。この泥漿鋳込
み成形法は、セラミックス原料粉末を水などの分散媒中
に分散させたスリップを、石膏などの吸水性のある型に
注入して分散媒を吸収させ、固体分のみを残すことによ
り所定の形状を得る成形方法である。

【０００３】射出成形法などで形成された成形体の場合
には、離型された後、脱脂工程を経て焼成工程において
焼成されて製品とされる。しかし泥漿鋳込み成形法によ
り得られた成形体には、相当量の分散媒が残留してい
る。そのためいきなり高温に加熱すると、分散媒が急激
に蒸発することにより成形体に欠陥が発生する場合が多
い。そこで焼成工程の前に、含まれる分散媒の沸点以下
の低温で成形体を加熱し、その分散媒を蒸発させる乾燥
工程が行われている。

【０００４】この乾燥工程は、離型後の成形体を直ちに
乾燥炉へ入れて乾燥する方法、あるいは離型後の成形体
を常温で放置して自然乾燥させ、その後乾燥炉内で乾燥
する方法などにより行われている。この乾燥工程では、
急激に乾燥すると局部的な脱水速度の違いなどにより、
収縮量が不均一になり内部応力が発生して成形体にクラ
ックが生じる場合がある。また成形体には目に見える異
常がなくとも、焼成時に異常が具現する場合もある。こ
のため温度および湿度を厳密に管理し、乾燥速度を制御
して乾燥を行う必要がある。特に大型で厚肉形状の成形
体においてはその条件が厳しく、乾燥工程に長時間を必
要としている。

【０００５】そこで例えば特開昭６３ー１８９２０４号
公報などには、泥漿鋳込み成形体を無機質粉末中に充填
した状態で加熱乾燥する方法が開示されている。この方
法によれば、無機質粉末の重量が成形体に加わるため成
形体の熱膨張が阻止され、内部応力の発生が防止され
る。また無機質粉末中には成形体から発生した分散媒の
蒸気の濃度分布が生じ、成形体中からの分散媒の離脱速
度を最適化することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記公報
に開示された方法でも、成形体中の溶媒は成形体表面か
ら順次蒸気となって離脱していくため、気体への体積膨
張によって亀裂が生じやすいという問題があった。本発
明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記した公
報と同様に泥漿鋳込み成形体の乾燥工程におけるクラッ
クの発生を防止し、かつ乾燥工程に要する時間を短縮す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の泥漿鋳込み成形
体の乾燥方法は、泥漿鋳込み成形法により形成された成
形体を水溶性高分子材料中に埋設し、成形体に含まれる
水系分散媒を水溶性高分子材料中に吸収させることによ
り成形体を乾燥することを特徴とする。本発明の最大の
特徴は、泥漿鋳込み成形体を水溶性高分子材料中に埋設
した状態で乾燥するところにある。この水溶性高分子材
料としては、澱粉類、カンテン、アルギン酸ナトリウ
ム、アラビアゴム、ニカワ、ゼラチン、カゼイン、メチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、
ポリビニルアルコ−ルなどを用いることができる。一般
には粉末状態で用い、その水溶性高分子粉末中に成形体
を埋設して用いられるが、場合によってはゾル状あるい
はゲル状の水溶性高分子材料を用いることもできる。ま
た乾燥温度及び時間は、場合に応じて試行錯誤的に決定
される。

【０００８】水系分散媒としては一般に水が用いられる
が、場合によっては水溶性有機溶媒を含むこともでき
る。また成形体の大部分を構成するセラミックス粉末の
種類には、特に制限なく従来用いられているものをその
まま利用できる。乾燥後の成形体には、一般に水溶性高
分子材料の皮膜が形成されている。この皮膜は機械的に
剥離後焼成してもよいし、焼成時に焼失させてもよい。
焼成工程は従来と同様に行うことができる。

【０００９】

【発明の作用および効果】本発明の泥漿鋳込み成形体の
乾燥方法では、成形体周囲に充填された水溶性高分子材
料中に成形体から吸収された水系分散媒の濃度の分布が
生じる。これにより従来の技術で例示した公報と同様に
成形体中からの分散媒の離脱速度を最適化することがで
きる。

【００１０】さらに水溶性高分子材料は、成形体表面で
は成形体の水系分散媒を吸収して略液状となり成形体表
面に精密に沿って密着して皮膜が形成される。この皮膜
は保水性に優れるため、成形体中の水分の乾燥は急激と
はならず徐々に進行する。したがって成形体の乾燥速度
の不均一さが小さくなるので、乾燥温度を上昇させても
内部応力の発生が少なくクラックが防止できる。さらに
成形体の表面に形成された皮膜は、成形体を構成するセ
ラミックス粉末どうしの接着剤の役割を果たすと考えら
れ、クラックが一層防止される。

【００１１】したがって本発明の乾燥方法によれば、泥
漿鋳込み成形体の乾燥時及び焼成時のクラックの発生を
防止しつつ、乾燥時間を短縮することができる。

【００１２】

【実施例】

（実施例）窒化珪素粉末１０００重量部と、水３４０重
量部および分散剤（「ＳＮ５４６８」）サンノプコ株式
会社製）６．５重量部よりなるスリップを用い、石膏か
ら形成された鋳型に鋳込んで図１に示す成形体（ロー
タ）１を成形した。この成形体１には約２０６ｇの水分
が含まれている。

【００１３】この成形体１を容器２に入れ、さらに水溶
性高分子材料粉末３としてメチルセルロース（「ＳＭ４
０００」信越化学（株）製）の微粉末を充填し、５日間
大気中で乾燥した。これにより成形体中の水分は約１０
０ｇ除去された。その後容器２ごと昇温速度１０℃／時
間で１２０℃まで加熱し、１２０℃で６時間保持後除冷
した。ここまでで成形体中の９７％以上の水分の除去が
完了した。

【００１４】その後成形体１を容器２から取り出し、表
面に形成されたメチルセルロースの皮膜を手で剥離し
た。そして窒素ガス気流中、最高温度１７５０℃で４時
間保持して焼成した。得られた焼成体にはクラックの発
生は認められなかった。 （比較例）実施例と同様に形成された成形体を用い、３
０℃、湿度９０％で１０日間乾燥した。これにより成形
体中の水分は約８０ｇ除去された。次いで３０℃、湿度
８０％で５日間乾燥して水分を約６０ｇ除去し、３０
℃、湿度６０％で３日間乾燥して水分を約６０ｇ除去し
た。ここまでで９７％以上の水分の除去が完了した。次
いで昇温速度１０℃／時間で１２０℃まで加熱し、６時
間保持後除冷して乾燥を終了した。そして実施例と同様
に焼成したところ、焼成体にはクラックの発生は認めら
れなかった。

【００１５】この比較例の乾燥方法においては、実施例
と比べて長大な乾燥時間が必要となっている。ちなみに
乾燥温度を３０℃以上とした場合には、初期の湿度条件
を９０％とするとクラックが発生した。したがって温度
を高くして乾燥時間を短縮しようとすると、湿度をさら
に高くする必要があり管理条件が厳しくなることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の乾燥方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１：成形体 ２：容器 ３：水溶性
高分子材料

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 泥漿鋳込み成形法により形成された成形
   体を水溶性高分子材料中に埋設し、該成形体に含まれる
   水系分散媒を該水溶性高分子材料中に吸収させることに
   より該成形体を乾燥することを特徴とする泥漿鋳込み成
   形体の乾燥方法。