JPS6321113A

JPS6321113A - 多孔性成形型

Info

Publication number: JPS6321113A
Application number: JP16629586A
Authority: JP
Inventors: Zenjiro Osawa; 大沢　善次郎; Kazuhiko Ogino; 和彦荻野
Original assignee: Daiichi Kasei Co Ltd
Current assignee: Daiichi Kasei Co Ltd
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-01-28

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】〔技術分野〕この発明は、真空成形やスリツブキャステイグ（泥漿鋳
込）に好適に用いられる多孔性の成形型に関する。

〔従来技術Ｊ３よびその問題点〕栃木県宇都宮市の入省を中心に採石されている大谷石は
、天然ゼオライトの一種であるクリノブチロライトを主
成分とする凝灰石である。また、栃木県鹿沼市、真岡市
を中心に産出する鹿沼土は、アロフェンと呼ばれる非晶
質シリカアルミナゲルを主成分とする粘土鉱物である。

これら大谷石および鹿沼土は、栃木県の代表的な産品で
あり、大谷石は石がきや建築用石材等に、鹿沼土は園芸
上等に好んで用いられている。

しかしながら、これらの用途にあっては、採取した大谷
石あるいは鹿沼土を単にそのまま利用するにすぎないの
で、付加価値が低〈産業の育成への期待は自ら制約され
る。このためこれ等の素材を原料とする新たな分野への
応用が強く要望されている。

本発明者らは、天然ゼオライトの有効利用に関する研究
の一環として並びに県内の未利用資源の開発として、大
谷石および鹿沼土それぞれについて付加価値の高い有効
利用について鋭な研究を重ねた結果、これらのものから
真空成形やスリップキ１７ステイング等に最］δな成形
型を製造できる知見を１７、本発明をなすに至った。

〔発明の構成〕

すなわら、本発明の多孔質成形型は、クリノブヂロライ
ト１モルデブイ１−等の天然ゼオライト結晶を含む凝灰
岩系鉱物またはガラス質凝灰岩系鉱物とアロフェンとが
、（９５重量部：５重量部）〜（６０重開部：４０壬吊
部）の範囲で配合され焼結されたものである。

〔実施例〕

以下、この発明の多孔性成形型を図面を参照して詳しく
説明する。

第１図は、この発明の多孔性成形型を示すもので、図中
符号１は成形型である。この成形型１には、第２図に拡
大して承りように、微細な通気口２・・・が多肢形成さ
れている。この成形型１は、大谷石と鹿沼土とが焼結さ
れてなるものである。大谷石はクリノブチロライト（（
Ｎａ、Ｋ）　２０　・Ｍ２Ｏ３・１０ＳｉＯ２・８１１
２０　）　、α−石英（α−５ＬＯｚ）、α−クリスト
バル石（Ｓ１２）、モンモリロナイト（ＳＬ　−ＡＩ　
−Ｆｅ　−ｔｉｅ）　−０）等からなるもので、その主
成分はクリノブチロライトである。

また、鹿にイ土は、アロフェンと呼ばれる非晶質シリカ
アルミプゲル（Ａｊｚ　０３　　・ｍ５Ｌ０２　　・ｎ
１１２０　）を主成分とし、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（
Ｃａ）、マグネシウム（−）を少量含むものである。

第１表に、大谷石と鹿沼土の化学組成の分析結果を示ず
。

これら大谷石と鹿沼土は、大谷石：鹿沼土−（９５：５
）〜（６０：４０）（単位：組部部）の配合比で混合さ
れ、焼結されている。鹿沼土の配合比が４０重組部を越
えると、得られる成形型１の表面硬度および曲げ強さが
著しく低下する。

また、鹿沼上の配合比が５車酔部未満になると得られる
成形型１の吸水率が低下するうえ、焼結時の収縮率が増
大して成形型１を所望の形状に成形し難い不都合が生じ
る。

次に、この発明の成形べ（の製造方法を説明する。

この成形型を製造するには、まず、大谷石と鹿沼土を微
粒化する。微粒化に際しては、事前に大谷石あるいは鹿
沼土を乾燥させてｄ３　＜。乾燥は、共に自然乾燥で約
５日〜７日、あるいは６０℃〜１１０℃の温度雰囲気下
で６〜８時間時間待えば良い。乾燥された大谷石、鹿沼
土の微粒化は、振動ミル等一般的な装置を用いて行うこ
とができる。

粒子の大きさは、はぼ１００メツシユのふるいを通過し
１ｑる大きさであることが望ましい。

このように微粒化された大谷石と鹿沼上は、所定の割合
で混合されて混合物とされる。この混合物に水および必
要に応じて粘結材などを加え混練する。水の添加ｍは、
通常１５ｗｔ％〜５Ｑｗｔ％程度とされる。

このようにして青られたスラリー状の混合物は、第３図
に示すように、焼結収縮を考慮して設計されたマスクモ
デル３に流し込まれる。混合物は、所定時間静置され、
または加圧したのち静置してから固化される。この際に
固化促進のために硬化剤を加えたり、充填性を助長する
ために振動を加えたり、スクイズすることも効果的であ
る。また、水の添加伍を通常１５ｗｔ％〜３５Ｗ【％程
度にした場合は、プレス成形や押出し成形も可能である
。

ついで、この工程で得られた成形体４をマスクモデル３
から扱型して乾燥する。この乾燥工程は多孔性を得ると
共に成形体４の亀裂や歪を防止するために行われる工程
で、１〜４８時間の自然乾燥、または成形面から気化す
る蒸発成分を燃焼させることによる一次焼成方式等によ
って行われる。

このようにして乾燥された成形体４は、第４図に示すよ
うに焼成される。この焼成温度は、６００〜１２５０℃
の範囲、より好ましくは１１５０℃程度で行われる。ま
た、焼成時開は、通常２〜４時間時間待われる。

このようにして製造された成形型１は多孔性のもので表
面硬度４０〜７０（ショア硬さＤ型）、曲げ強さ９７〜
２’＋４に９／ｃｉ、吸水率１２．８％〜２６．３％と
良好な物性を有する。このような物性を右する成形型１
には、全体に微小な気孔が多数形成されており、良好な
通気性１通水性を有するものである。

このような多孔性成形型は、真空成形用の型や、泥漿鋳
込用の型として最適である。例えば、成形型１を真空成
形に用いるには、第５図に示すように、成形型１を型枠
５に装管する。型枠５の所定箇所に減圧を作用させると
、成形型１の全面に吸引力が作用し、これにより、加熱
軟化されているプラスチックシート６は型面１ａに吸引
密着せしめられて成形される。

この成形型１には、全体に均一に微少な気孔が形成され
ているので、吸引力があらゆる部分に作用する。従って
、プラスチックシートに対する転写性がきわめて良好で
ある。また、この成形型１は機械的強度が高いので、充
分な耐久性を有し、大量生産にも支障なく用いることが
できる。また、この成形型１は良好な通気性を有するの
で、プラスチックシート６を成形した後、逆に圧縮空気
を送り込むことによって成形したプラスチックシート６
を突き出す（いわゆるエアー突出）を行うことができる
。

さらに、この発明の多孔性成形型は、吸水性を有し、し
かも耐久性および物理的強度が高いので、型の吸水或い
は加水脱水により粒子濃度を高めて保形するヒラミック
スの泥漿鋳込にも、長寿命でかつ安価であるため好適に
用いられる。

上述の実施例では、クリノブチロライトの例を示したが
、次にモルデナイト（Ｎａ６　＃ａ　５ｊ４０９６・２
　Ｉ＋　２０　）の例を述べる。天然ゼオライトの一種
である宮城県蔵王産のモルデナイトと鹿沼土とを上述の
実施例１と同様に処理して得た焼結体は、大谷石−鹿沼
土系とほぼ同じ結果が得られた。

例えば、モルデナイト８５−鹿沼土１５系では、温度１
１５０℃の焼結体で、収縮率９．８５％。

吸水率１１．０％１表面硬度８０．曲げ強ざは２２０υ
／　ｃｒＡであった。

なお、モルデナイトの化学分析値を第２表に示「実験例
１」大谷石と鹿沼土を種々の比で配合した焼結体を作成し、
その物性を調べた。

原料には、大谷石、鹿沼土ともに、１０５℃で４８時間
乾燥したのち振動ミルを用いて粉砕し１００メツシユの
ふるいを通過したものを使用した。

大谷石と鹿沼土の配合比は重ω比で、大谷石：鹿沼土＝
（１００：Ｏ）、（９５：５）、（８５：１５）、（８
０；２０）、（７０：３０）、（６０：４０）、（５０
：５０）とした。また、焼結温度は、９５０℃〜１１５
０℃の範囲で５０℃間隔に設定した。

焼結体の収縮率を調べたところ、第３表の通りであった
。焼結体の収縮率は、焼結温度が上界するほど増大する
が、鹿沼土を加えたことにより、かなり抑制されている
ことがわかる。

第３表ついで、焼結体の吸水率を調べたところ、第４表の結果
を得た。第４表から、鹿沼土の多い焼結体はど吸水率が
大きいことが確認できる。また、焼結温度が高くなると
吸水率が低下するが、鹿沼土が５％以上配合されたもの
は、１１５０℃で焼結されてもほぼ１０％以上の高い吸
水率を保持し次に、焼結体の表面硬度と、曲げ強さを調
べた。

結果を第５表に示す。なお、表面硬度は、東京試験機■
正ショア硬度計ＳＨＤ型を用いて調べた。

また、曲げ強さは、東洋ボールドウィン＠製テンシロン
万能試験ＩＨＴＭ−５０００を用いて、クロスヘッド速
度０．５ｍ／ｍｉｎで測定した。第５表から、この焼結
体の表面硬度は鹿沼上の割合が多いほど低い値となり、
鹿沼土が５０％配合された焼結体は、１１５０℃で焼結
されても、不十分な表面硬度しか発現し得ない。また、
焼結体の曲げ強度についても同様の傾向がみられ、鹿沼
土が５０％配合された焼結体は、曲げ強度が低いしのと
なり実用的な成形型となり￥＃ないことが確認された。

「実験例　２」実験例１で試作した大谷石８０％重扮部；鹿沼土２０％
重量部の焼結体を、Ｘａ回折により同定した。Ｘ線回折
には、理学ガイガーフレックスＲＡＤ−１１１Ａ型を使
用し、粉末法によって測定した。

測定はターゲットに銅（Ｃｕ）を用い、フィルタにニッ
ケル（ＮＬ）を用いて行った。測定条件は、４０ＫＶ、
２０ｍＡ、最大計数ｍ１０ｏ　ｏ　ｃｐｓ、走査速度２
度／分、チ１７−ト速度２ｃｍ１分とした。

第６図は、大谷石：鹿召石の配合比が８０：２０の場合
を示し、（ａ）図は焼結温度１０００℃、（ｂ）図は焼
結湿度１１５０℃の場合を示す。

ＸＦ！回折の結果から、１１５０℃で焼結された焼結体
には、ガラス化した部分が存在することが認められる。

なお、ガラス化部分の存在は、走査型電子顕微鏡での観
察によっても確認された。このガラス化部分は、実験例
１で確認された、１１５０℃で焼結された焼結体の顕著
な物性向上に寄与しているものとおもわれる。

Ｘ線回折で同定された焼結体の鉱物組織を第６表に示す
。

「発明の効果」以上詳しく説明したように、この発明の多孔性成形型は
、クリノブチロライ１−１モルデナイトとアロフェンと
が、９５手ω部；５重量部〜６０重ｈ１部：４０重ｈ１
部の範囲で配合され焼結せしめられてなるものなので、
良好な強度と高い通気性。

吸水性を有するものとなり、真空成形や泥漿鋳込に最適
な成形型となる。

従って、この発明の成形型によれば、大谷石および鹿沼
上の付加価値を大いに高めることができ、大谷石：鹿沼
土の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多孔性成形型の一実施例を示す正面図
、第２図は同成形型の微細構造を示１゛拡大図、第３図
および第４図は同成形型の製造方法を示す概略図、第５
図は同成形型を真空成形装置）〕に装着した状態を示ず
［略図、第６図（ａ）は大谷石と鹿沼上の配合比が８０
　：　２０でかつ１０００℃で焼成したもののＸ線回折
図、第６図（ｂ）は同１１５０℃で焼成したもののＸ線
回折で必る。第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クリノブチロライト、モルデナイト等の天然ゼオ
ライト結晶を含む凝灰岩系鉱物またはガラス質凝灰岩系
鉱物とアロフェンとが、９５重量部：５重量部ないし６
０重量部：４０重量部の範囲で配合され焼結せしめられ
ている多孔性成形型。
（２）上記天然ゼオライトは大谷石で、また上記アロフ
エンが鹿沼土でそれぞれ配合されてなる特許請求の範囲
第１項記載の多孔性成形型。