JPS60206609A - 通気性成形型の製造方法 - Google Patents

通気性成形型の製造方法

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JPS60206609A
JPS60206609A JP6466684A JP6466684A JPS60206609A JP S60206609 A JPS60206609 A JP S60206609A JP 6466684 A JP6466684 A JP 6466684A JP 6466684 A JP6466684 A JP 6466684A JP S60206609 A JPS60206609 A JP S60206609A
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Toyoji Fuma
豊治 夫馬
Kazuyuki Nishikawa
和之 西川
Tadashi Makiguchi
直史 牧口
Masanori Tomioka
富岡 正則
Takehiro Inagaki
稲垣 竹裕
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Sintokogio Ltd
Shinto Industrial Co Ltd
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Sintokogio Ltd
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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】 本発明は通気性成形型に関する。
本願発明者達は先の特許出願において特願昭58−62
784号、特願昭58−71258号、特願昭58−7
1259号及び特願昭58−80943号等に開示して
いる如く、金属粉とセラミック粉を骨材とし、これに硬
化、焼成過程において蒸発又は焼失する成分を含む粘結
剤、さらに必要に応じて鋼繊維をそれぞれ添加すること
により得られる複合焼成体から成り、その表面に少なく
とも金属酸化物を含む緻密な硬化層を有する通気性構造
の成形型を提案している。しかしこの成形型を通気性、
通水性を必要とする成形加工、例えば真空成形用型、ブ
ロー成形用型、注型用型などプラスチック成形加工分野
、また金属の鋳造用型、陶磁器などのスリップキャステ
ィング用型などに利用する場合、通気性を調整する必要
があるが、通気性は金属粉、セラミック粉の粒度分布、
配合比、或いは粘結剤の添加量により制御することが必
要である。しかし、これは複雑で高度の技術を要し、た
とえば陶磁器のスリップキャスティング用型においては
、型の部位により通気性、即ち通水性が異なると、陶磁
原料の型への着肉厚さが異なるという不都合が生じ、型
の部位による通気性を一定にする必要がある。そのため
に、型形状に沿って一定厚さにしなければならないが、
肉厚が薄い場合、乾燥、焼成工程において歪やクラック
が発生するなどの問題があって、一定厚さのシェル状成
形型をつくることは困!l’il+であった。又、型の
部位により通気性を変化させることはできないという問
題があつtこ。
本発明はこれらの問題点に鑑みて成されたものであって
、その目的とするところは強度的に問題がなく、通気性
、熱伝導性等に優れているとともに用途に応じた機能を
備えた通気性成形型を皿供することにある。
以下に、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。第1
図に示す如く、(1)は中央部に凹部(1a)を備えた
多孔質状の複合焼成体で、この複合焼成体(1)は金属
粉とセラミック粉からなり、型面を含む外周部に緻密な
硬化層(2)を有すると共に、この硬化層(2)の内側
に未焼成混合組織から成るバッキング層(3)を有して
いる。
前記硬化層(2)はセラミック粉に分散した金属酸化物
粒と焼成セラミク粒との接合組織からなっでいる。この
硬化層(2)の生成機構は必ずしも明確ではないが、一
般には、金属粉が酸化しセラミック粒子との界面で拡散
接合的な接着が行われた結果と考えられる。
そして、この硬化層(2)には粘結剤が乾燥工程および
酸化性雰囲気中での焼成工程で蒸発あるいは焼失するこ
とにより微細(5〜10/1mのごとし)な気孔が形成
され、この微細な気孔により多孔質でありながら緻密で
平滑な面性状を構成している。
一方、硬化層(2)の内側にあるバッキング層(3)は
十分に焼成のなされないま5の金属粉とセラミツ 5り
粉との混合組織からなっており、それら金属粉あるいは
セラミック粉の界面にはさきの粘結剤の蒸発或いは焼失
により気孔が形成されて0ろ。このバッキング層(3)
の気孔は硬化層(2)の気孔と通じており、従って複合
焼成体(1)は全体力;多了り質の通気構造となってい
る。
このような多孔質状の複合焼成体(1)は骨材と粘結剤
を配合混練してスラリー状試料を得しめこのスラリー状
試料を流し込み成形する工程と、成形体を乾燥ないし1
次焼成する工程と、この工程を経たものを酸化性雰囲気
条件で焼成する工程により得られる。
まず、スラリー状試料を得る工程は金属粉とセラミック
粉あるいはさらに鋼繊維を十分に混合攪拌し、これに硬
化過程で蒸発する成分を含む粘結剤を二とえばエチルシ
リケートなどのシリカゾルやコロイダルシリカなどを添
加して十分に混合攪拌することからなる。次いで、前記
スラリー状試料を所望型形状に固化成形し成形体をfV
jる。これCよ、たとえば型枠で囲まれた内部に模型或
いは現物をセットし、この型枠内にさきのスラリー状試
料を流し込み、所要時間放置することなどにより行うも
ので、この流し込みに際して、硬化剤を加えたり、充填
性を助長するため振動を加えたり、スクイズすることな
ども効果的である。
詳述すると、「金属粉Jとしては、鋳鉄粉、電解粉、純
鉄粉などの鉄粉やニッケル粉、銅粉、などの非鉄金属粉
が用いられる。このうち、鋳鉄粉は焼成時に遊離カーボ
ンの燃焼により気孔形成を促進する利点がある。
「セラミック粉」としては、高温での変形率が小さく、
金属粉と接合しや゛すいものたとえはムライト、焼成ア
ルミナ、活性アルミナ、電融アルミナ、クロマイト、シ
リマナイトなどで代表される中性系のもの、溶融シリカ
、ジルコニウム、溶融ジルコンで代表される酸性系のも
のが一般に適当であるが、マグネシア質で代表される塩
基性のものや滑石なども用いることができる。
また、「鋼繊維」としては、一般にステンレス系のもの
が適当といえる。ステンレス系の鋼繊維は焼成工程で消
失しないため、硬化層及びバ・ソキング層の両層に対す
る補強効果が高いからである。
これ以外の鋼繊維たとえば快削鋼などを用いてもバッキ
ング層の補強効果は得られ、亀裂防止、セラミック粉の
脱落防止のメリットは得られる。鋼繊維はそれ自体の強
度が大きくかつ表面積の大きいもの、たとえばヒヒリ振
動切削法などで生成したものが適当といえる。
前記金属粉とセラミック粉と粘結剤の配合比は概ね重量
比で(1〜5):(1〜5):1が好ましい。
ここで、金属粉とセラミック粉と粘結剤の配合比の下限
を規定したのは、使用可能な最低限の型強度を得るのに
必要だからである。
」二限を規定したのは、骨材が多すぎると成形性の面か
ら粘結剤の被覆能を低下させ、強度の低下や型表面の安
定性劣化を生じさせるからである。
次に、前工程で得られた成形体を型枠から脱型したのち
、自然乾燥又は/及び1次焼成を行い、さらに成形体は
酸化性雰囲気条件で2次焼成する。酸化性雰囲気は空気
でもよいし、酸素供給を配慮したいオつゆる酸素富化空
気でもよい。
焼成条件は骨材及び粘結剤なとの配合比、型寸法、目的
とする気孔率或いは生産の観点より異なるが、一般的に
は焼成温度400〜1500°C1焼成時間1時間以上
が適当であるがこれらの温度、時間に限定されるもので
はなく、焼成時間が長くなれば硬化層は成長、増大する
。従って、硬化層を厚くしたい場合には焼成時間を長く
すればよく、逆に薄くしたい場合には焼成時間を短くす
ればよい。この酸化性雰囲気での2次焼成工程によりセ
ラミック粉の焼成と成形体に分散されている金属粉の酸
化焼結が進行し、表面から内部に向かって緻密な硬化層
(2)が漸進的に生成され、このとき同時に成形体中に
残留する粘結剤揮発分が燃焼除去されて多孔質化が促進
され、2次焼成の完了により、第1図で示すような多孔
質状の複合焼成体(1)が得られる。
次いで、第1図の複合焼成体(1)をA−A’位置で切
断して未焼成バッキング層(3)を露出するとともに型
表面にショツト粒が当っても型表面が損傷しないように
コム板でマスキングしたあと、バッキング層(3)に向
けてショツト粒等の投射材を投射装置より投射して未焼
成バ、ツキング層(3)をきれいに除去し、第2図に示
す如く、背面に空洞部(4a)を有しかつ外周部に硬化
層(2)を備えた中空成形型(4)を得た。この際、投
射装置(図示せず)から投射されるショツト粒によって
型がかけたり、クラックが発生することもなく均一厚さ
の硬化層(2)のみを残してバッキング層(3)だけが
きれいに除去された。
なお、バッキング層(3)の除去手段は前記投射装置の
他にサンドブラスト装置、サンター、グラインター、ト
リル等、また硬化層(2)を削除する場合はサンター、
グラインダー、カッター等で削り落とすようにすればよ
い。
次いて、中空成形型(4)の空洞部(4a)にバインダ
ーとして予め硬化触媒を含有したフラン系樹脂を添加、
混合した粒子状物質(5)をパ、ックア、ツブとして充
填、硬化させて通気性成形型(6)を得た。
なお、粒子状物質(5)としては熱伝導性、強度、耐熱
性を必要とする場合は、アルミ合金、銅合金、鉄系等の
粒子径が1001I〜3 ymn程度の比較的小さいも
のでよく、また単に通気性を重視する場合は、粒子径が
1 mm〜IQlll+π程度の比較的大きいものが良
い。さらに型を軽くしたい場合には、塩化ビニール樹脂
、A−B−5樹脂、スチレン樹脂等のプラスチック樹脂
が良い。また、通気性、熱伝導性、耐熱性、重量、価格
等の広い要求を平均的に満足するものとしては、酸化硅
素、硅酸ジルコニウム、酸化アルミ、カラス等の無機系
化合物を用いることもてきる。
また、粒子状物質(5)の硬化手段としては、前記の他
にバインターとしてウレタン系樹脂を添加、混合した粒
子状物質(5)を充填したあと、アミン系カスを通気さ
せて硬化する方法、或いは硅酸すトリウムをバインター
として用い、充填後二酸化炭素カスを通気させて硬化さ
せる方法、さらには熱硬化性のフェノール樹脂をバイン
ターとして用い、充填後、150〜180°Cの温度て
加熱、硬化させてもよい。次に、本発明の具体的な実施
例を示す。
(実施例) 金属粉として鋳鉄粉(粒径44μアンダー)とセラミッ
ク粉として合成ムライト粉C粒径75μアンダー)を重
量配合比で1:1に均一に混合し、さらに粘結剤として
硬化触媒を含むエチルシリケートを鋳鉄粉と合成ムライ
ト粉の合計重量に対して25wt%添加してこれらを十
分に混合、攪拌してスラリー状試料を得る。ついで、こ
のスラリー状試料を模型をセリトンた型枠に振動を与え
ながら流し込み、所定時間静置して同化、成形したのち
、固化した成形体を離型後、空気中に24時間放置して
自然乾燥する。次いて、焼成炉に装入し酸化性雰囲気中
て焼成温度900°Cにて4時間2次焼成を行い、複合
焼成体を得た。
ついて、この複合焼成体の背面を切断して内部の未焼成
バッキング層を露出するとともに型表面にショツト粒が
当っても型表面が損傷しないようにコム板等でマスキン
グしたあと、前記未焼成バッキング層に向けて投射装置
より粒径0.5間のショット粒を投射速度7 Q m 
/ secでもって投射密度が100にり/rr?にな
るように投射して未焼成バッキング層をきれいに除去し
て空洞部を形成するとともにこの空洞部にバインダーと
して予め硬化触媒を含有したフラン系樹脂を添加、混合
した粒子径が1.5賭のアルミ合金の粒子状物質(7)
をバックアップとして充填、硬化させて通気性成形型(
8)を得た。次いて、この通気性成形型(8)を、第4
図に示す如く、−側に開口を有しかつ他側壁面に外部に
通じる通気孔(9a)を複数個備えた真空成形装置の枠
体(9)に型面を開口側に向けるとともに背面を通気孔
(9a)側にして嵌め込んだあと、通気性成形型(6)
の背面側より真空ポンプ(図示せず)で通気孔(9a)
を介して吸引すると、」20°Cに加熱された05πm
の塩化ビニールシートの樹脂製品が約6秒で吸引、成形
された。
(比較例) 前記実施例と同じ成分、条件より成る複合焼成体の背面
を前記実施例と同様に切断してバッキング層(3)をそ
のまま残したままのものを、枠体(9)に嵌め込み12
0°Cに加熱された0、5mmの塩化ビニールシートの
樹脂製品を前記同様に成形すると、 ′約11秒かかっ
た。
このように、本発明による通気性成形型(8)を使用し
た場合は、バッキング層(3)をそのまま残したままの
状態で使用した場合に比べて成形時間が短縮でき生産性
が大11」に向」ニした。
これはバックアップに金属粉及びセラミック粉末より粒
度が粗く熱伝導性の良好なアルミ合金粒子を用いたこと
により型の通気性及び熱伝導性等が良くなり、塩化ビニ
ールシートと型表面との間に閉じ込められた残留空気が
通気性の良い成形型(8)の粒子間の隙間より効率的に
Jul出されて塩化ビニールシートの型表面への吸引密
着速度が早(なるとともに熱伝導性が良くなったことに
よって型表面温度が上昇しなくなり、成形後、冷却、離
型するまでの時間が短縮されたためと考えれる。
また、第5図は凸型形状の複合焼成体(1′)にして、
このような形状の型を使用して真空成形する場合、隅部
Aは合成樹脂シートが吸引密着するまでに時間がかかる
ため、高い通気性を必要とし、また側面部Bは成形初期
においてシートが密着してしまうと延伸が阻害され、樹
脂製品に肉厚変動が生じやすくなるため、通気性はそれ
ほど必要としない。このような場合にはバッキング層(
3′)を除去する際に、隅部A附近の硬化層2′を薄(
するように削り落とし、また側面部B附近に対応する部
位のバッキング層(3′)は意識的に残すようにするこ
とが必要である。
尚、本発明における通気性成形型は前記実施例の真空成
形以外にブロー成形用型、射出成形用型などの樹脂成形
用型、さらにはアルミニウム合金、亜鉛合金等の低融合
金の鋳造用型、また窯業成形におけるプレス成形、ロー
ラーマシン成形、泥漿鋳込成形などの型としても用いる
ことができる。
以上の説明によって明らかなように、本発明の通気性成
形型は型強度を損うことなしに、型全体にわたって、或
いは必要に応じて各部位の通気性を制御できるとともに
粒子状物質に金属等を用いることにより熱伝導性が良く
なり、さらには型を軽くするためにプラスチック樹脂の
粒子状物質を用いれば良く、このようにそれぞれの用途
に応じて種々な粒子状物質を使用することによって型機
・止を向上させ、その結果良品の樹脂製品の成形が期待
てきるとともに生産性が大11】に向上するなどの効果
を有し、この種の業界に寄与する効果は著大である。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明による通気性成形型の製作工程
を示すものにして第1図は複合焼成体の断面図、第2図
は第1図における複合焼成体の背面を切断しバッキング
層を除去して成る中空成形型の断面図、第3図は中空成
形型の背面空洞部に粒子状物質を充填して成る本発明の
通気性成形型の断面図、第4図は本発明の通気性成形型
を真空成形袋!1?の枠体に嵌め込んだ状態を示す断面
図、第5図は複合焼成体の他の実施例を示す断面図であ
る。 (1)、(1’) :複合焼成体 (2)、(2’) 
:硬化層(3)、(3’) :未焼成バッキング層 (
4):中空成形型(5)、(7) 粒子状物質 (6)
、(8)1通気性成形型特許出願人 新東工業株式会命 茅1図 蝉2n 讐3図 蜂4図 ′4−5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、金属粉とセラミック粉を骨材とし、これに蒸発又は
    焼失する成分を含む粘結剤を混合した試料を成形、焼成
    した複合焼成体から成り、この複合焼成体の外周部にお
    ける金属酸化物を含有する緻密な硬化層のみ残して内部
    の未焼J戊バッキング層は除去して空洞部を形成すると
    ともに該空洞部にバックアップとして粒子状物質を充填
    して成ることを特徴とする通気性成形型。 2゜金属粉とセラミック粉を骨材とし、これに蒸発又は
    焼失する成分を含む粘結剤を混合した試料を成形、焼成
    した複合焼成体から成り、この複合焼成体の外周部にお
    ける金属酸化物を含有する緻密な硬化層の一部又は/及
    び内部の未焼成バッキング層の一部若しくは全部を除去
    し内部に空洞部を形成するとともに該空洞部にバックア
    ップとして粒子状物質を充填して成ることを特徴とする
    通気性成形型。
JP6466684A 1984-03-30 1984-03-30 通気性成形型の製造方法 Granted JPS60206609A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007514629A (ja) * 2003-07-30 2007-06-07 ウニヴェルジテート ブレーメン セラミック材料から成形体を製造するための方法およびスリップ、セラミック成形体およびかかる成形体の使用方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6365416A (ja) * 1986-09-05 1988-03-24 Asahi Optical Co Ltd 広角読取りレンズ

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