JPS6322608A - 鋳込材料であるスラリの粘度調整方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、陶磁器又はファインセラミックスを鋳込成形
する場合の鋳込材料であってチクソトロピを示すところ
のスラリの粘度を目標値に調整保持する粘度調整方法に
関する。

（ロ）従来の技術 従来より、陶磁器の製造およびファインセラミックスの
製造に採用される成形法の一つに鋳込成形法がある。す
なわち、無機質の所定物質からなる粉体を溶媒に分散さ
せて、陶磁器およびファインセラミックスの鋳込材料と
なるスラリを作成し、それを鋳型に入れて成形する方法
であり、さらに詳しくは、前記した粉体及び溶媒に、さ
らに分散剤、結合剤、消泡剤および（又は）又は潤滑剤
等の添加剤をボールミル又は振動ミル等で粉砕および（
又は）混合してスラリを作成し、それを暫くねかして脱
泡を行った後、鋳型内に鋳込むようにする。

鋳込材料であるスラリの粘度は、着肉速度、排泥時およ
び鋳込時の流動性、成形体の硬化時間等に大きな影響を
与え、特に、鋳込時の流動性については、スラリの粘度
が高すぎると、スラリか鋳型内に流れ込みにくくなって
成形体にすしが入ったり、逆にスラリの粘度が低すぎる
と、スラリか鋳型内に流れ込む際に空気を巻き込むとい
った問題を生じ、製品の品質を直接に左右することにな
る。したがって、鋳込材料としてのスラリの粘度調整は
極めて重要事項となるのである。

このような事情から、従来より、鋳込前においてはスラ
リの粘度調整を行うようにしている。スラリの粘度は配
合の割合によって変わるのは勿論のこと、温度、混合時
間、ねかし時間によっても変わるものであり、その何れ
を変化させても粘度が変化することになるが、従来にあ
っては、最も実際的である前記溶媒とか添加剤を添加し
てスラリの粘度を変えるという粘度調整方法を採ってい
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記した従来の粘度調整方法にあっては、スラリに溶媒
及び添加剤を加えた後に全体の組成が充分均一になるま
で混合する必要があり、またスラリの全体量が溶媒の増
量とか添加物の混合により増加することになる。このた
め、特にチクソトロピを示すスラリの場合には、混合に
伴う攪拌が粘度へ及ぼす影響と、溶媒及び添加剤が粘度
へ及ぼす影響とが複雑に重畳して、粘度調整が困難にな
るという不都合があり、また、溶媒の増量及び添加剤の
混合によって、スラリの組成が計画された初期の配合割
合のものとは異なる事態を生じ、製品に悪影響を及ぼす
という問題がある。

また、スラリの初期の組成を維持しつつその粘度を調整
するには、溶媒の増量とか添加剤を混合するといった前
述の手段を採らないで、温度を変化させることが考えら
れるが、この場合にもスラリの混合に伴う攪拌は必須で
あることから、チクソトロピを示すスラリの場合には、
温度が粘度に及ぼす影響と撹拌が粘度に及ぼす影響とが
重畳して、やはり粘度調整が煩雑になることが予想され
る。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ス
ラリの初期の組成を変化させずに、しかも温度を変化さ
せることによらないで、鋳込み前の、チクソトロピを示
すスラリの粘度を目標値に調整保持することのできる鋳
込材料であるスラリの粘度調整方法を提供することを目
的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 −ｍに、鋳込に使用されるスラリはチクソトロピを示す
。そして、無機粉体の分散が良好なスラリはチクソトロ
ピの程度が小さく、分散剤の量が少ない場合や、粉砕、
混合時間が短い場合には、チクソトロピの程度が大きく
なる。また、粉砕混合の済んだチクソトロピを示すスラ
リの粘度は、スラリに加えられる剪断速さと剪断時間に
依存する。例えば、一定大きさの剪断速さを加え続ける
とやがてスラリの粘度は平衡値に達し、その大きさは加
えられた剪断速さによって異なることになる。

第１図において、曲線ｌ乃至５はスラリに非常に強く剪
断を加えた後に、一定の剪断速さＶｌ乃至Ｖ５　（Ｖｌ
＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）で剪断し続けた場合の粘度
の時間依存性を示したものである。この図からも判るよ
うにスラリの粘度は剪断速さ■によっても異なっており
、このことはスラリの粘度が剪断速さ■にも依存するこ
とを意味する。

そして、スラリに剪断を加えるには攪拌によって可能で
あり、したがって、剪断速さを変えるには攪拌速さを変
えることで可能となる。具体的にはパドル等の回転速さ
を変えたり、機械的振動の強さ又は振動数を変えること
等によって可能である。

本発明は前述の物理現象を利用したものであり、その技
術的手段を以下に示す。

すなわち、第１の発明は、陶磁器又はファインセラミッ
クスを鋳込成形する場合の鋳込材料であうでチクソトロ
ピを示すところのスラリの粘度を目標値にすべく調整す
るに際して、スラリを攪拌すると共に時間経過に伴うス
ラリの粘度が目標値よりも大であれば攪拌速度を大きく
、反対に目標値よりも小であれば攪拌速度を小さくする
ようにする。

第２の発明は、陶磁器又はファインセラミックスを鋳込
成形する場合の鋳込材料であってチクソトロピを示すと
ころのスラリめ粘度を目標値にすべく調整するに際して
、以下の如く行う。

スラリの粘度を目標値としたい一定時刻までは、時間経
過に伴うスラリの粘度を逐次測定する。

そして、測定の都度、その測定粘度を測定時点から一定
時刻までに目標値にする一定攪拌速度を推定して、その
推定した新たな一定攪拌速度で攪拌する。更に、一定時
刻後においては第１の発明と同様に操作する。

第３の発明は、陶磁器又はファインセラミックスを鋳込
成形する場合の鋳込材料であってチクソトロピを示すと
ころのスラリの粘度を目標値にすべく調整するに際して
、以下の如く行う。

スラリを一定攪拌速度で攪拌してスラリの粘度の時間依
存性を測定する。その結果から、同一攪拌速度で攪拌し
た場合における一定時刻でのスラリの粘度を推定する。

この推定した粘度と目標値とを比較して、スラリの粘度
が、目標値よりも大であれば攪拌速度を前記一定攪拌速
度よりも大きくした新たな一定攪拌速度で攪拌し、反対
に目標値よりも小であれば攪拌速度を前記一定攪拌速度
よりも小さくした新たな一定攪拌速度で攪拌する。以後
、一定時刻まで、これまでと同様の操作を繰り返す。

更に一定時刻以後においては、第１の発明と同様に操作
する。

（ホ）作用 第１の発明の作用を述べる。チクソトロピを示すスラリ
は、同一攪拌時間であれば、大きい攪拌速度で攪拌され
る場合の方が小さい撹拌速度で攪拌される場合よりもそ
の粘度が確実に小さくなるという性質を有する。したが
って、時間経過に伴うスラリの粘度はそれが攪拌過程に
おいて目標値より太き（なっても、反対に小さくなって
も、攪拌速度の調整によって、目標値に近づけられる傾
向となり、結局、スラリの粘度は目標値を維持すること
になる。

第２の発明の作用を述べる。チクソトロピを示すスラリ
の粘度は攪拌速度と攪拌時間に依存する。そこで、スラ
リの粘度の（攪拌）速度依存性および（攪拌）時間依存
性とを予め測定して求めておけば、ある時点のスラリの
粘度と、目標値を得べき一定時刻とが特定されれば、あ
る時点から一定時刻までにスラリの粘度が目標値に達す
る一定攪拌速度が一意的に推定される。本発明はこのこ
とを利用したものであり、一定時刻に至るまで時間経過
に伴うスラリの粘度を逐次測定し、測定の都度、一定時
刻での粘度を目標値にする一定攪拌速度を推定し、その
修正された新たな攪拌速度で撹拌するので、一定時刻に
はスラリの粘度は丁度、目標値に達し、更に一定時刻後
には目標値に調整保持されるのである。

第３の発明の作用を述べる。チクソトロピを示すスラリ
を一定攪拌速度で攪拌し測定するとスラリについての粘
度の時間依存性が近似的に確定する。その結果から、同
一攪拌速度で攪拌した場合の一定時刻での粘度が一意的
に推定されることになる。この推定粘度と目標値とを比
較することでこの時点での攪拌速度の適否が判断され、
この後の攪拌速度がより好適な大きさに修正される。こ
のような操作を一定時間まで繰り返すと、時間の経過と
ともにスラリの粘度は確実に目標値に向かって近づき、
一定時刻には丁度、目標値に達することが可能になり、
更に一定時刻以後は目標値に調整保持される。

（へ）実施例 以下本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する
。

〔１〕第１実施例 予め、スラリの粘度（７７）が時間に依存する性質すな
わち粘度（η）の時間依存性を示す第１図のようなデー
タを、実験により得ておく。そして、一定時刻（ｔｌ）
の時のスラリの粘度を目標値（η０）に到達させたい場
合には、第１図に基づいて第２図のような（１）をパラ
メータとする、すなわち一定時刻（ｔｌ）における粘度
（η）の攪拌速度（Ｖ）依存性を示すデータを作成し、
このデータから一定時刻（ｔｌ）においてスラリの粘度
（η）を目標値（ηＯ）にすることのできる攪拌速度（
■０）を見つけ、その攪拌速度（ＶＱ）でスラリの攪拌
を開始する。以後、一定時刻（ｔｌ）に至るまで、逐次
、時間経過に伴うスラリの粘度（η）を測定し、測定の
都度、測定した実際の粘度（η）と第１図のデータから
副次的に作成される図示しない粘度（η）の時間依存性
のデータとを比較し、測定時点の実際の粘度（η）が測
定時点から一定時刻（ｔｌ）に至るまでに目標値（η０
）に達すると推定される攪拌速度（Ｖ）を見つけ、その
攪拌速度（Ｖ）で攪拌するようにする。そして、一定時
刻（Ｌｌ）の後は、スラリの粘度（η）が目標値（η０
）より大となったならば、粘度（η）を低下させるべ（
、攪拌速度（Ｖ）を小さくし、反対に、スラリの粘度（
η）が目標値（ηＯ）より小となったならば、粘度（η
）を増大させるべく、攪拌速度（Ｖ）を大きくする。

粘度（η）の測定は次のように行う。すなわち、攪拌槽
内のスラリに回転粘度計の検出部を位置させてその回転
数（ｒ）を第３図＜ａ＞に示すように静止状態からある
回転数（ｒＱ）まで短時間で連続的に上昇させるように
する。そうすると、回転粘度計の指針は同図（ｂ）に示
すように回転の上昇に追随しないで最大粘度値を示す時
があるので、その時の指針の指示粘度（粘度計粘度）を
スラリの粘度（η２）とする。

次に、スラリの攪拌は次のように行う。すなわち、スラ
リを攪拌するためのパドルを持った攪拌装置を無段階に
変速できるようにしておき、パドルの回転数を変化させ
るのみでスラリに加える攪拌速度（Ｖ）を変えるように
する。なお、これに替えて、前記撹拌装置を２通りの回
転数で回転できるようにしておき、第４図に示すように
、高い回転数での攪拌と低い回転数での攪拌を交互に行
い、両者の攪拌時間の比率を変えることにより、等測的
に、スラリに加える攪拌速度（Ｖ）を変えるようにして
も差支えない。

〔２〕第２実施例 次は、粘度の時間依存性が未知であるスラリを粘度調整
する場合の例を示す。

任意経過時間の間（第５図では経過時間ｔ２）一定攪拌
速度（Ｖ）でスラリに攪拌を加え、その間の粘度（η）
の時間依存性を測定する。そのデータから粘度（η）の
時間依存性を表す曲線の弐を算出し、その曲線の式から
、同じ攪拌速度（Ｖ）で攪拌したならば到達するであろ
う一定時刻における粘度を推定する。

本例では粘度（η）の時間依存性を表す曲線の式を近似
的に、η−ａ＋ｂ／’（ｔ−ｃ）と表し、この式に計測
したデータを当てはめてパラメータａ、ｂ、ｃを決定し
、目標とする粘度（η０）を得たい一定時刻（ｔ３）で
の粘度（η３＝ａ　＋ｂ／　（ｔ　３−Ｃ））を推定す
る。そして、この粘度（η３）と目標値（η０）を比較
する。その結果、（η３）〉（ηＯ）ならば攪拌速度（
Ｖ）を（Ｖｌ）より大きくし、反対に（η３）く（ηＯ
）ならば（Ｖｌ）より小さくする。このようにして新た
に決めた一定攪拌速度（Ｖ）でさらに任意経過時間（ｔ
ｌからｔ２まで）攪拌して再度、粘度（η）の時間依存
性を測定し、一定時刻（ｔ３）での推定値（η４）と目
標値（η０）とを比較して攪拌速度（Ｖ）の大きさを上
述同様に変える。

以後、このような手順を繰り返して粘度（η）を目標値
（η０）になるようにする。なお、一定時刻（ｔ３）の
後は、第１実施例に準する。

この例におけるスラリの粘度（η）測定は次のように行
う。前述したと同様な回転粘度計を複数使用する（第６
図では６個の回転粘度計（ｒｌ、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ
５、ｒ６）を使用した場合を示す）。それぞれの回転粘
度計を回転数が異なるものとなし、全ての回転粘度計を
同時に測定可能な状態にして一斉に回転を開始する。チ
クソトロピを示すスラリの場合には回転粘度計の回転数
が低いほど、粘度計に表示される粘度計粘度は高くなる
。しかし、スラリの粘度（η）よりも粘度計粘度が高く
なることはないので、粘度計粘度が回転数に依存しない
範囲での粘度計粘度（第６図ではｒｌ、ｒ２、ｒ３の回
転粘度計示す粘度計粘度）をスラリの粘度（η）とする
。

なお、第１実施例においても第２実施例においても、各
操作はコンピュータによる自動制御によるのが原則であ
る。

（ト）発明の効果 第１乃至第３の発明によれば、スラリの組成を変えない
で、スラリの粘度（η）を目標値（ηＯ）に調整保持す
ることができ、このことによって、均質のものは勿論、
高品質の陶磁器やファインセラミックスを製造すること
が可能になり、また、粘度調整が溶媒、添加剤又は温度
等を変化させることによらないで行えるため、粘度（η
）を目標値（ηＯ）に調整保持することが容易となり、 また、スラリを鋳込に使用する等してその量が減少して
も、攪拌速度を変化させることのみによって、その粘度
（η）を目標値（ηＯ）に保持し続けることができる等
の効果がある。

第２の発明によれば、スラリの粘度（η）が所定時刻（
ｔｌ）に丁度、目標値（ηＯ）となり、攪拌不足や過度
な攪拌を防止し得る効果がある。

第３の発明によれば、粘度（η）の時間依存性が未知の
スラリであっても、その粘度（η）を−定時刻に丁度、
目標値（η３）にすることが可能になり、攪拌不足や過
度の攪拌を防止し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラリについての粘度の時間依存性を示すデー
タ、第２図は第１図における一定時刻におけるスラリに
ついての粘度の攪拌速度依存性を示すデータ、第３図（
ａ）（ｂ）は回転粘度計の状態を示すグラフ、第４図は
攪拌装置の状態を示すグラフ、第５図はスラリの粘度と
時刻の関係を示すグラフ、第６図は回転粘度計による粘
度測定を説明するグラフである。 （符号） η・・・粘度　　　　　ηＯ・・・目標値Ｖ・・・攪拌
速度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　陶磁器又はファインセラミックスを鋳込成形する場
   合の鋳込材料であってチクソトロピを示すところのスラ
   リの粘度を目標値とすべく調整するに際して、スラリを
   攪拌すると共に、時間経過に伴うスラリの粘度が目標値
   よりも大であれば攪拌速度を大きく、反対に目標値より
   も小であれば攪拌速度を小さくするようになす鋳込材料
   であるスラリの粘度調整方法。 ２　陶磁器又はファインセラミックスを鋳込成形する場
   合の鋳込材料であってチクソトロピを示すところのスラ
   リの粘度を目標値にすべく調整するに際して、一定時刻
   までは、時間経過に伴うスラリの粘度を逐次測定し、測
   定の都度、その測定粘度を測定時点から一定時刻までに
   目標値にする一定攪拌速度を推定してその推定した新た
   な一定攪拌速度で攪拌するようにし、更に、一定時刻後
   においては、スラリを攪拌すると共に時間経過に伴うス
   ラリの粘度が目標値よりも大であれば攪拌速度を大きく
   、反対に目標値よりも小であれば攪拌速度を小さくする
   ようになす鋳込材料であるスラリの粘度調整方法。 ３　陶磁器又はファインセラミックスを鋳込成形する場
   合の鋳込材料であってチクソトロピを示すところのスラ
   リの粘度を目標値にすべく調整するに際して、スラリを
   一定攪拌速度で攪拌してスラリについての粘度の時間依
   存性を測定し、その結果から同一攪拌速度で攪拌した場
   合における一定時刻でのスラリの粘度を推定し、その推
   定粘度と目標値とを比較してスラリの粘度が目標値より
   も大であれば攪拌速度を前記一定攪拌速度よりも大きく
   、反対に目標値よりも小であれば攪拌速度を前記一定攪
   拌速度よりも小さくした新たな一定攪拌速度で攪拌する
   ようになし、以後、一定時刻まで、これまでと同様の操
   作を繰り返し、更に一定時刻後においては、スラリを攪
   拌すると共に時間経過に伴うスラリの粘度が目標値より
   も大であれば攪拌速度を大きく、反対に目標値よりも小
   であれば攪拌速度を小さくするようになす鋳込材料であ
   るスラリの粘度調整方法。