JPS63288703A - 鋳型，鋳型製造法とその装置、鋳込成形法とその装置、鋳込成形品、並びに鋳型材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋳型、鋳型製造法とその装置、鋳込成形法とそ
の装置、鋳込成形品、並びに鋳型材に係り、特にノンス
トレスや無傷の成形品を得、かつ鋳型材の再利用が可能
な鋳型、鋳型製造法とその装置、鋳込成形法とその装置
、鋳込成形品、並びに鋳型材に関する。

〔従来の技術〕

セラミックスの成形法は数多くあるが、複雑形状品の成
形法としてスリップキャスティング法とインジェクショ
ン法とがある。

前者はセラミックスの粉末を媒液（主に水）に分散させ
たスリップを多孔性の鋳型に鋳込み鋳形壁に媒液を吸収
させてグリーンボディを得る方法である。

またインジェクション法は、セラミック粉末に熱可塑性
の樹脂粉末を添加し、これを加熱して樹脂を溶解し、こ
の組成物を金型内のキャビティに加圧注入しグリーンボ
ディを得る方法である。

この方法は金型を用いるので、形状の複雑な製品を作゛
るという観点においてはスリップキャスティング法が優
れている。

しかし、複雑度の低い小物部品の連続大量生産の点では
、インジェクション法が優れている。

では超小物若しくは超薄肉部品（たとえば１゜ＸＸ１０
Ｘ１０＋以下の大きさ、１国以下の肉厚）で、さらに複
雑形状品の製造はいかにすべきがと言うに、現行のスリ
ップキャスト法もインジェクション法も向いていない。

なぜならば、スリップが鋳型空洞を通過する過程におい
て、スリップ中の水分が鋳型壁に吸収される為、スリッ
プの流動が瞬時に停止し、依って金属鋳造でいう１湯ま
わり不良′が発生するのである。

これを解決するため加圧鋳込みを行うと、確かに１湯ま
わり不良１は解決する場合が多くなる。

しかしその反面、鋳型とグリーンボディの分離の際にグ
リーンボディにクラックが生じたり、過大なストレスが
掛ったりして後にクラックが発生する懸念がある。

その他、鋳型模型の形状が逆テーパ等抜去できない場合
に問題がある。

この場合でも、鋳型を多数個に分割すれば、理屈の上で
は如何なる複雑形状品であっても成形できることになる
。

しかし実際問題としては、逆勾配で凹凸が大であり、し
かも小さな主型や中子を多数個に分割することは事実上
不可能の場合も多い。

そこで提案されたのが鋳型を易崩壊性のものにするとい
う方法である。

（ｉ）　　温水崩壊性石膏で鋳型を作り、スリップ鋳込
後、グリーンボディと鋳型を温水中（８０〜１００℃）
に浸漬し、グリーンボディのみを取出す。

この方法は細長い中子に適用すると、より良い崩壊性が
得られぬ場合がある。

（ｉｔ）　　水溶性粘結剤（Ｋ　ｘ　ＣＯａなど）を耐
火物粉末に添加し所定の水を加えた混線物を鋳型として
用い、これで作った鋳型にスリップを鋳込む方法。

（■）石膏にセルロース等の可燃性有機物を添加し、所
定の水を加えて作ったスラリーを鋳型として作り、これ
にスリップを鋳込み、その後全体を加熱して鋳型強度を
低下させ、グリーンボディを取出す方法。

（ｔｖ）　　上の方法において、鋳込前の鋳型を３００
〜５００℃に加熱して強度低下させた後、スリップを鋳
込む方法。

（ｖ）　　鋳型にスリップを鋳込みグリーンボディが形
成された後、全体をそのままセラミックの焼結温度まで
加熱し、しかる後に鋳型材を除去する方法。

この方法は焼結過程においてグリーンボディにストレス
が掛り、これが為にグリーンボディにクラックが生じる
場合がある。

代表的な従来技術として第１に特公昭５６−２８６８７
号公報が挙げられる。これに開示される方法は、先ず成
形体のうち複雑形状の部分を、非吸水性有機鋳型とし形
状が簡単な部分を吸水性のもので構成し、形成されたキ
ャビティにスリップを鋳込む。

その後、セラミックス含有スラリは、回転テーブル上に
置かれた吸水性鋳型によって遠心分離される。

スリップが固化した後、加熱によって非吸水性鋳型は除
去されて、グリーンボディが得られる。

更に特公昭５７−２８３２３号公報は、前記特公昭５６
−２８６８７号公報において、スリップが固化した後の
鋳型を溶剤中に浸漬し、この溶剤によって吸収性有機鋳
型型を溶融させる。この溶融物はグリーンボディ中に浸
みこみ、これを強度向上せしめる。

結局鋳型除去とグリーンボディの強渡の向上が同時に実
現することになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のいずれも、鋳型空洞の殆んどの内表面が
非吸水性の鋳型である。従って、スリップの固化する時
間は長時間を要し、能率は極めて良くない。

また鋳込のタイミングが難しく、これを誤るとグリーン
ボディにクラックが生じ易い等、熟練を要することが明
らかである。

また、多量生産には適していない。

本発明の目的は歩留りや生産に要する時間等の生産効率
に優れた鋳型とその鋳型の製法及び装置並びに鋳型材、
Ｂ適法とその装置を提供し、併せてこの鋳型から得られ
た無傷かつノンストレスの高品質なる成形品を提供する
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

（発明の原理） スリップ鋳造技術においては、媒液（ｖｅｈｉｃｌｅ）
に懸濁されたセラミック粉や金属粉が鋳型に鋳込まれる
。

媒液は鋳型に吸収されるので、固化した鋳造物（グリー
ンボディ）が鋳型内に残る１次に鋳型はグリーンボディ
から除去され、このグリーンボディは通常、焼結工程を
経て強固な成形品となる。

更に必要に応じて最終仕上加工が実施される。

上述のように、スリップは媒液としての水（時にはエチ
ルアルコール、メチルアルコール、アセトン等の溶媒）
を鋳型が吸収して固化するのであるが、それではスリッ
プ中の媒液が何％吸収されると見掛上グリーンボディに
なるかについては定−量的に明らかになっているとは言
えない。

元来、セラミックス等の粉末をスリップ化するには、媒
液の割合はできるだけ少なくしたいという要請がある。

なぜならば添加する媒液（通常は媒液は水なので以下「
水」と表現する）の割合が少ない程、固化時の収縮が少
なくてすみワレが発生しにくく、また焼結に際して収縮
量が少ない等寸法安定性の面でも好適だからである。

粉体が流動化するための極少量の水分に押えておけば、
例えば０．５〜１％のごとく微少量の水分吸収にてグリ
ーンボディが形成されることになる。

本発明者は、この点に着目して新しい成形法を発想する
に到達した。

たとえば、薄壁のものならば、＆Ｉ型が水分を殆んど吸
収しなくてもスリップは固化しグリーンボディとなりつ
る。

しかし、薄壁の成形品は鋳型キャビティの巾もまた、薄
いわけであるから、果して、スリップを鋳込むことの可
能性が問題となる。スリップは鋳型の薄いキャビティを
流れ始めた直後、瞬時に近い間に、固化してしまう、換
言すると１湯まわり不良′を引き起こす恐れが大きい。

すなわち薄壁のものは、ボアリングの途中の水分吸収に
より、スリップの流動が停止し、従って。

キャビティ内を完全に充満しないのである。

これを防止するには、加圧鋳込み等により高速で鋳込め
ば良いのであるが、加圧方式は鋳型の変形、破壊等問題
点も多く安易な導入は望ましくない。

また減圧吸引鋳込みも考えられるが、この場合はフィル
ターの設備、変換等別の問題が生じる。

以上の理由により鋳型はリジッドで可能な限り強固であ
ることを要する。

しかしながら鋳型がリジッドであると、スリップが固化
しグリーンボディとなる過程において。

またグリーンボディと鋳型を分離する際にグリーンボデ
ィにクラックが発生し易く、甚しき場合にはグリーンボ
ディの破損を招くこともある。

すなわち模型が逆テーパの場合は完全に破損してしまう
し、類テーパのものであっても、鋳型との分離時にグリ
ーンボディは無理なストレスを受け、それが残留ストレ
スやへアクラックの発生につながり、焼結晶のクラック
発生につながることが多い。

従来のスリップキャスティングにおいては鋳型に存在し
ている細孔の毛管現象によってスリップ中に媒液を吸収
しこれを固化しグリーンボディを得ていた。鋳型機の代
表的なものは石膏である。

他の場合も粉粒体を粘結剤で固めて成形したものを用い
ており、これらに共通するのは毛管現象を起こすための
鋳型微少孔の存在である。

これに対し、本発明の鋳型は毛管現象によりスリップ中
の水分を吸収するのではなくして、化学反応により吸収
するのである。従って本発明鋳型に微少孔の存在は不要
である。

このように本発明は新しい原理に基く成形法に係るもの
であるから、そのプロセスは従来方式とは全く趣を異に
する。

すなわち本発明においては、ｔＪ型として有機樹脂が好
適である。

しかしながら、通常の有機樹脂は吸収性はない上に水と
の接触角が大きい為に濡れず、従ってスリップ中の水分
は全く吸収されないので、スリップキャスティング用鋳
型としては全く不適であつた。

ところが、エステル結合をもった長鎖の二価アルコール
であるポリアルキレングリコール例えばポリエチレング
リコール（分子式 ％式％ と略す）を鋳型材として用いると極めて好適であること
を見出し、これをきっかけにして本願発明に至ったので
ある。

（鋳型模型） 本願発明に用い得る鋳型模型の形状は、大別して、順テ
ーパのものと逆テーパのものにわけられる。

逆テーパとなる形状においては、模型の抜去を考えて通
常は鋳型を分割することが行われる。そして鋳込時に鋳
型を組立て、形成されたキャビティにスリップを鋳込む
のである。

本発明においても、そのような考え方は妥当である。更
に、もう１つの態様は、そして本発明の特徴とすべき方
法は逆テーパの模型をＰＥＧ等の低融点物質でつくるこ
とである。これによる鋳型の製法は以下に述べるが、こ
の場合は如何に複雑な製品であっても一体鋳型と成し得
る。

順テーパの場合、鋳型模型は金属、木材、ゴム、合成樹
脂等リジットなものの全てが用いられる。

この場合、模型は繰返えし使用可能で半永久的な耐用期
間を有する。

（鋳型） 本願発明に係る鋳型は所定溶媒を分散媒とするスリップ
を鋳込み、該スリップから該分散媒を吸収することによ
りグリーンボディを得るものであって、この少なくとも
スリップと接触する面は前記グリーンボディの加熱崩壊
温度よりも低い融点の材料乃至は該材料に粒子を分散さ
せたものであることを特徴とする。

前記接触面はグリーンボディの母型面及び／または中子
面を形成することが望ましい。

前記粒子は前記グリーンボディよりも高融点乃至は耐熱
性の粒子であることが望ましい。

更に前記低融点材料は吸水性低融点樹脂乃至これに添加
物を混合したものであることが好ましい。

この場合、樹脂はポリアルキレングリコールが好ましい
。

ポリアルキレングリコールとりわけポリエチレングリコ
ール（Ｐ　Ｅ　Ｇ）は上記の通りの性質を有し、要約す
れば次の通りである。

（ｉ）水との接触角が小さい、（ｉｉ）水に溶は易い。

（ｆｉｔ）吸湿性がある、（短）低温で溶融する、（ｖ
）人蓄無害である。

上記鋳型を用いた場合、モールド材の潤滑性により、鋳
型模型は容易に抜去しやすく、また鋳型のリジット性に
より高精度かつ表面の平滑度の高い鋳型空洞が得られる
。

鋳型は骨材とバインダとから成り−、バインダは上記の
模型材或いは模型材が溶媒に溶けたものである。一方の
骨材は所謂スリップキャスティングと金属鋳造の場合と
で異なる。前者の場合はスリップの媒液に不溶性、非反
応性のものなら可であり、この場合耐熱性は特に要求さ
れない０例えばシリカ（Ｓ　ｘ　Ｏｘ　）　ｅアルミナ
（ＡＱｚＯｓ）を樹脂粉末である。後者の場合は各々の
金属に適合した耐熱性を要する。アルミニウムの場合は
石膏であり、鉄等の場合はシリカ、アルミナ、マグネシ
ア（Ｍ　ｇ　Ｏ）粉等である。尚、鋳型の保持力はバイ
ンダによるものに限らず、マグネット力や差圧（真空成
形等）利用でも差し支えない。

（Ｕ型製造法と装置） 本発明に係る鋳型製造法は加熱溶融性樹脂にて形成した
鋳型模型の鋳型特徴面に乾燥粒子を充填し、加熱にて前
記樹脂を溶融させて該乾燥粒子間隙に浸透させることに
よりキャビティを形成することを特徴とす。

前記樹脂は吸水性低融点樹脂乃至これに添加物を混合し
たものであることが望ましい。

また、前記樹脂は発泡性樹脂であることが望ましい、一
方、前記粒子は前記樹脂よりも高融点乃至は耐熱性の粒
子であることが好ましい。

本願発明に係る鋳型製造装置は、加熱溶融樹脂性模型に
相当する体積を残して乾燥粒子を粗充填した乾燥粒子保
持容器と、該容器及び／または前記乾燥粒子を加熱すべ
く該容器に付設した加熱手段と同じく該容器に付設した
乾燥粒子補給手段とを備えることを特徴とする。

本願発明においては更に前記樹脂製模型を把持しつつ前
記容器内に収納若しくは前乾燥粒子中に埋設する手段と
前記容器に振動を与える手段とを付設することが好まし
い、上記鋳型製造方法及び装置によりキャビティを得る
代表的態様は次の通りである。

これは前述したＰ　Ｅ　Ｇを鋳型模型として用いこれに
て鋳型模型をつくる。

つきにこれを樹脂粉末、あるいは珪砂粉末の中に埋設し
７０℃程度に加熱することによって模型を溶融させ、溶
融物を周囲の粉体に浸透させた後、全体を冷却すること
により鋳型空洞を形成させる。

この方法によれば、模型の除去と鋳型の硬化が同時に行
なわれることになり、従来全くなかった鋳型成型法であ
る。

さらに、逆テーパでも凹凸の大きい模型でも全く容易に
１体成形鋳型を作ることができる。

この鋳型のキャビティにスリップを形成し、これを固化
させて所定の成形品を得ることになる。

（鋳込成形法と装置） 本願発明に係る鋳込成形法は加熱溶融性樹脂乃至これに
粒子を分散させた樹脂組成物にて少なくともキャビティ
面の一部が形成された鋳型の該キャビティに所定溶媒を
分散媒とするスリップを鋳込み、該スリップから該分散
媒を前記キャビティ形成面に吸収させると共に該スリッ
プを固化させてグリーンボディを形成し、しかる後該グ
リーンボディの加熱崩壊温度よりも低い温度にて該グリ
ーンボディを前記鋳型ごと加熱して前記鋳型中の加熱溶
融性樹脂を溶融、除去させることを特徴とする。

前記加熱崩壊温度は融点、ガラス転積点、焼失温度、発
火点の群から選ばれることが望ましい。

また、前記加熱にてグリーンボディから除去された樹脂
組成物を樹脂分と粒子分とも分離し、該樹脂分を鋳型模
型に成形して乾燥粒子をその周囲に充填し、しかる後加
熱して乾燥粒子間隙に前記樹脂を溶融、含浸させること
により前記キャビティ付き鋳型を形成することが好まし
い、更に、前記粒子分を前記鋳型形成用乾燥粒子に再利
用することが好ましい。

本願発明に係る鋳込成形装置は、加熱溶融性樹脂乃至こ
れに粒子を分散させた樹脂組成物にて少なくともキャビ
ティ面の一部を形成した鋳型と、該鋳込にスリップを鋳
込む手段と、該鋳型に付設した加熱手段と、該加熱にて
除去された樹脂組成分を樹脂と粒子とに分離する固液分
離装置とを備えることを特徴とする。

（鋳込物質） 鋳込物質は例えばセラミックス（Ｓ　ｉ　Ｃｗ　５ｉａ
Ｎａ。

サイアロン、　Ａ　Ｑ　ｔｏｓ、４タニア（ＴｉＯｚ）
。

ジルコニア（ＺｒＯｚ）等）、金属、ガラス、或いは樹
脂粉等のスリップ、金属、溶湯（但しこの場合は鋳型の
耐熱性の考慮を要す）、溶融プラスチック、液状ゴム等
である。

スリップの材質は、Ａ　ｎ　ｚｏｓ、　Ｓ　ｉ　ｓＮａ
、　ＳｉＣなどいかなる種類のセラミック粉末でも良く
、またＦａ、ＡΩ、Ｃｕ等若しくは合金の金属粉末でも
かまわない１合成樹脂粉末、炭素粉末等でも良い。

要するに溶媒としての水やアルコールに溶解しないもの
の単独若しくは複合粒子で良い。

したがって、セラミック、金属２合成樹脂などを任意に
混ぜたものであっても差し支えない。

上記の粉末の媒液としては、多く水が用いられるが、時
としてエチルアルコール等も用いられる。

更に、スリップの表面張力を低めるため界面活性剤が添
加され、粒子同士を分離するため微量の解こう剤が加え
られる。

グリーンボディの強度を高めるためデンプン。

ＰＶＡなとのバインダーが加えられることもあるが、こ
れは焼結晶の密度を低下させ易いのでできるだけ少なく
することが望ましい。

ヤスティングに共通な事項である。

（鋳込みの態様） 重力鋳込み、吸り１鋳込み、加圧鋳込みのいずれを採用
しても良い。

鋳型キャビティが細隙である時は吸引、加圧など要する
に差圧を利用して、キャビティをスリダブで充満させる
必要がある。

なお、いずれの場合も鋳込みの前のスリップは、減圧処
理によって内部気泡を除去しておくことが望ましい。

本発明においては、鋳型はＰＥＧそのもの若しくはＰＥ
Ｇを粘結剤としているので、通常用いられる石膏はど水
分吸収速度は大きくない、このことが、鋳型キャビティ
の細隙へのスリップ充填を容易とするなどの効果をもた
らす。

なお、ＰＥＧは、その分子量を適宜に選ぶことにより、
スリップ媒液の吸収速度を広範囲に変化させることがで
きる。

また、ＰＥＧにアクリルアミド、モレキュラシーブ、Ｃ
ａＣＱｚ、５ｉｏｚゲルの微粉を添加することによって
も媒液吸収速度は変化させうる。

（鋳型除去） “加熱″がその手段である。

スリップが固化しグリーンボディが形成されたのち、全
体を加熱して鋳型としてのＰＥＧを溶融し鋳型を除去す
る。

鋳型材としてのＰＥＧは回収して再使用し繰返し用いる
。

鋳型の加熱は急速でないことが望ましい、すなわちＰＥ
Ｇ使用の場合は５０〜７０℃の雰囲気の中に２０分程度
保持する。

なお、鋳型壁はなるべく薄くして（Ｓｈｅｌｌ　ｗａｌ
ｌ）おくことが望ましい、すなわち、薄壁ならば加熱が
早急に鋳型全体に廻り、鋳型除去時間の短縮が図れるか
らである。

また、ＭＷにした場合、鋳型バックアツプ材として珪砂
や樹脂などの乾燥粉体を用いるならば鋳込後のスリップ
の同化を促進し、かつ固化速度の９ニントロールも図れ
る。全体的若しくは局部的に同化のコントロールが図れ
ることは、凝固のコントロールにつながり有効である。

更に薄壁にする場合は、鋳型造型にあたり、所謂“シェ
ルモールド”方式により造型することが考えられる。

鋳型模型として、金属製のものを用い、これを加熱して
、この模型の表面に粉粒状の固形ＰＥＧを配置する。

模型の熱によってＰＥＧは溶解し、一定の厚さに模型表
面に付着する、その後、全体を空冷等の手段により冷却
し、更に減圧などを利用して模型とＰＥＧの“シェルモ
ールド”を分離するのである。

（鋳込成形品） 本願発明に係る鋳込成形品（グリーンボディ及び焼成品
、焼結晶のいずれも含む概念）は、鋳型形成樹脂よりも
加熱崩壊温度の高い材質から成り。

逆テーパ部を有する一体成形物すなわち継ぎ目や接着層
、接合部等のないもの）であって、かつ鋳型除去後の残
留ストレスが実質的にゼロであることを特徴とする。

この場合、更に焼成乃至焼結したものであることが望ま
しい。

（グリーンボディ） グリーンボディの取扱いは、ていねいにする必要があり
、また大気中に放置、若しくは低温（６０℃付近にて）
にて完全乾燥する必要がある。

ここで、ていねいに扱うとは、機械的、化学的。

温度的その他のショックを与えないことである。

この点、本発明によるグリーンボディの表面近傍には、
若干のＰＥＧが浸みこんでいるのでこれが補強剤の役割
りを果し、取扱い時のクラックなどを招かないなど、従
来方式のものと比べ有利である。

スリップキャスティングにおいては、グリーンボディの
自然乾燥時間を２〜１０日間くらいとるのが普通である
。

もちろん、これは製品の肉厚、形状、肉厚不同の程度な
どにより変化させるのであるけれども、インジェクショ
ン方式などと比べて長いことは否定できない。

本発明においては、焼結前の自然乾燥時間は大巾低減す
ることができる。というより、グリーンボディの表面に
薄＜ＰＥＧが含浸されているので、大気中への水分放散
が殆んど望めず、強制加熱（６０℃程度）による乾燥を
する以外ないからである。

かつ、このような強制加熱による乾燥によっても、グリ
ーンボディのクラック発生は認められない。

すなわち、加熱が進行するに従って、グリーンボディ表
面のＰＥＧは溶解して毛管現象により内部に浸入してゆ
くため、水に比べて高粘性のこの物質の存在により、グ
リーンボディにおけるクラック発生は極めて起り難くな
るのである。

したがって、本発明によれば焼結前のグリーンボディの
乾燥は迅速に行うことができ、よって従来に比ベニ程は
大巾に短縮できる。

とである、それ故に、スリップの媒液としての水分量を
極小に押えることが可能である。

以上の２点が組換って、本発明において、グリーンボデ
ィの放置による自然乾燥時間を大巾短縮。

若しくは不要に近くすることが可能である。

更には、これらによってグリーンボディの密度（すなわ
ち充填率）が高くなる為に、焼結工程における収縮が少
ない。

したがって、クラックの発生も起こりに＜＜。

また寸法安全性も良く、焼結晶の空隙もゼロに近くなる
という効果をもたらす。

（鋳型材） 本願発明に係る鋳型材は、所定溶媒を分散媒とするスリ
ップを鋳込む鋳型に単独で若しくはバインダとして適用
する樹脂乃至樹脂組成物であって、前記スリップから得
られるグリーンボディの加熱崩壊温度よりも低い温度を
その融点とし、かつ前記分散媒を吸収する性質上具備す
ることを特徴とする。

鋳型材は特にＰＥＧ等のポリアルキレングリコールが扱
い易いが、本願発明はこれに限らず、パラフィン、オレ
フィン系のワックスも可能であり、゛１泡樹脂成形品の
場合は発泡ポリスチロール等溶媒可溶のものならば良い
。ワックスの具体例としてはみつろう、鯨ろう、中国ろ
う、羊毛ろう、キヤデリラワックス、カルナバワックス
、木ろう。

オリキュリーワックス、サトウキビろう、モンタンワッ
クス及びその誘導体、オゾチライト、セレシン、リグナ
イトワックス、パラフィンワックス及びその誘導体、マ
イクロクリスタリンワックス及びその誘導体、ペトロラ
タム、フィッシャー・トロプシュワックス及びその誘導
体、低分子量ポリエチレン及びその誘導体、セチルアル
コール。

ステアリン酸、グリセリールステアレート、ポリエチレ
ングリコールステアレート、カスターワックス、オパー
ルワックス、アーマ−ワックス、アクラワックス、塩素
化炭化水素９合成動物ろう。

アルファ・オレフィン・ワックス、並びに配合ワックス
である。これらのものは鋳型模型材でもある。

（焼結） 本発明は鋳型材として、２ｏＯ〜４００℃で完全に気化
消失するＰＥＧ、およびその他の気化消失性骨材（合成
樹脂など）を使用することが望ましい。

このような鋳型材を用いると複雑形状のグリーンボディ
等の場合、一部に鋳型材が残留していても、これは焼結
過程において気化消失してしまうので全く不都合はない
。

場合によっては、鋳型材を除去せずにグリーンボディと
共に焼結することも可能である。

鋳型の肉厚が薄い場合などは、回収して再使用するメリ
ットも余りないので、上述のように鋳型除去、グリーン
ボディの乾燥、焼結、の三工程を合体することも、有効
と言える。

（仕上げ加工） 焼結晶の仕上加工としては、大別して２種類ある。

（ｉ）湯口部などの仕上げ 湯口、セキ、押湯など鋳込方案にまつわる部分の除去、
仕上げは通常グリーンボディの段階で行う、このうさ湯
口は、いかなる製品にも付いているのでこれの除去は必
須事項となる。

湯口もできるだけ細くし、プラスチックのピンゲート的
な考えを導入すれば後処理は容易となる。

本発明によれば、スリップの加圧鋳込みが可能なので湯
口は、より細くすることができる。゛このことは大ｌＪ
な工数低減を可能とするのみならず、湯口系の切断除去
に際しグリーンボディに過大なストレスを掛けることが
無いので、グリーンボディや製品におけるグラツクの発
生や変形などを防ぐことができる。

（スリップキャスティング法及びインジェクション法と
の関係） 本発明によれば、スリップキャスティングをインジェク
ションに近づけることができる。更には近づけるという
よりも、本発明の一態様はスリップキャスティングとイ
ンジェクション方式の欠点を除去し利点のみを残し、更
に改良を加えた新しい成形プロセスであると言うことが
できる。その理由を示すと次表の通りである。

〔作用〕

本発明の鋳型にスリップを鋳込むとスリップ中の分散媒
が鋳型キャビティから吸収され、同時にスリップの同化
が起こる。しかる後同化したスリップを鋳型ごと加熱す
ると鋳型材の樹脂が溶融して除去されグリーンボディが
得られる。従って、このグリーンボディには何等ストレ
スがかかつていない。

一方、鋳型粒子に樹脂製模型を埋め込み加熱すればこの
模型は溶融して粒子間隙に浸透し前記のキャビティが得
られることになる。

スリップを用いるにしてもその性状は従来より水分量を
減らせる。

次に、鋳型の性状であるが、従来は石膏に代表される多
孔性のものを用いていた。多孔性のものであれば種類を
問わないのであるが、石膏スラリーの流動性、自己硬化
性９表面の平滑性などにより、石膏が最も広く使われて
いる。

これに対し、本発明において、鋳型は水吸収性。

低融点（ｍ　ｐ　＝　５０〜７０℃付近）、水溶性を呈
する。

鋳込みに際しては加圧を用いるが、これは従来も、一部
で行われていた方法である。但し、薄壁の成形品の場合
に応用できる点においてその効果は大である。

本発明は、鋳型除去に加熱を用い鋳物を液状にして滴下
除去することを特徴とするが従来１石膏鋳型を３００〜
５００℃の温度に加熱して鋳型を除去することも行われ
ていた。そして鋳型強度を低下させたのち、グリーンボ
ディから鋳型を除去していた。

しかし本願発明においては、鋳込後の（鋳型中グリーン
ボディ）を鋳型の融点以上の低温度（８０℃くらい）に
加熱し、鋳型を融解し滴下除去するので、グリーンボデ
ィ損傷が全く見られず、また省力効果は顕著である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

（第１実施例） 本実施例は、ＰＥＧ鋳型模型材として用いる成形法であ
る。第１図をもとに実施例を説明する。

すなわち、その工程の概要は下の通りである。

（ｉ）　　ＰＥＧで鋳型模型１を作り用意する（（ａ　
））。

（…）　これを定盤２上に置いた枠体３の中央にセット
する。

（ｉｉｉ）　　枠体３の中に合成樹脂粉末（ポリエチレ
ンなど）を充填し、バイブレータを掛けて更に充填度を
高める（（ｂ））。

（ｔｖ）　　全体を加熱し、ＰＥＧ模型１を溶融し、溶
融物を乾燥樹脂粉末４の粒子間隙に吸収させ残余は型外
に排出する（（Ｑ）、（ｄ））、符号１２はヒータであ
り、１３はＰＥＧ溶融物であり、１４は樹脂含浸粒子層
である。

、　なお、模型１が小さい場合などは全てのＰＥＧ分を
乾燥粒子間隙に吸収させる。

（ｖ）　　得られた鋳型キャビティ６内に、別途調整し
たセラミック等のスリップ９を注入し、そのまま保持す
る（（ａ））。

（ｖｉ）　　ＰＥＧ含浸粒子層１４及びその背後の乾燥
樹脂粉末４が、スリップ９中の水分を吸収しグリーンボ
ディ１０が形成される（（ｆ））。

（ｖＲ）　　その後、（グリーンボディ＋鋳物）を。

ＰＥＧの凝固点以上に加熱する（（ｈ））と、　ＰＩＩ
ＥＧを含浸した樹脂鋳型を徐々に流動化して分離し、グ
リーンボディ１０が得られる（（ｉ））。

本実施例は複雑形状、かつ逆テーパでリジッドな鋳型か
らは抜去出来ないような模型形状に好適であるが、その
他のいかなる形状のものにも適用できることは言うまで
もない。

なお、Ｕ型骨材として加熱消失性の合成樹脂粉末を用い
るメリットは、グリーンボディに骨材粒子が付着残留し
ていても、その後の焼結工程において鋳型材は完全に気
化消失してしまうという利点があるからである。

鋳型骨材にＳ　ｘ　Ｏｘ、　ｔ　Ａ　Ｑ　ｚｏｓなどの
無機粉末を使用することはかまわないが、その場合は焼
結前のグリーンボディからこの無機粉末を完全に除・去
しておく必要がある。焼結過程においてグリーンボディ
に融着し、焼結晶から除去できなくなる等の問題を引き
起こすからである。

従来より、セラミックスのスリップキャスティング品に
はクラック発生が多く良品率が低いと言われてきた。

その原因は複雑であるが、主要因のひとに焼結前のへア
ークラックが挙げられる。この種のクラックは肉眼で認
識できない微少なものであっても焼結過程で成長し結果
として焼結晶に大きなワレ欠陥を呈する。

更に成形過程においてグリーンボディに蓄積された内部
ストレスも、ワレ欠陥の要因である。

上記のへヤークラックや内部ストレスの蓄積はグリーン
ボディを作る過程に、その原因がある。

すなわち、スリップが固化しグリーンボディとなる途中
にリジッドな鋳型（主に石膏鋳型）からストレスを受け
、これが内部に蓄積する。

またグリーンボディと鋳型を分離する際、鋳型はリジッ
ドなので、この時もグリーンボディに力が掛り、ヘアー
クラックが発生し易いし、またストレスが蓄積される。

これに対し、実施例によれば、鋳型が水溶性なので、そ
の表面がスリップ中の水分に僅か溶けるため鋳型とグリ
ーンボディの間に応力は発生しない。

またグリーンボディと鋳型を分離する際も、約６０℃程
度の加熱により、鋳型は徐々に軟化し結局流動して、非
常にマイルドな状況下で両者の分離が行われる。

したがって、グリーンボディにおいて内部ストレスの蓄
積もクラックの発生も、全く起りえないのである。

以上、本実施例によれば、いかに複雑な形状をした製品
であっても高精度かつ高信頼性のもとにスリップキャス
ティングすることが明らかである。

次にＰＥＧの性質について触れる。

ＰＥＧは分子式ＨＯ（ＣＨｘ　ＣＨｘ　Ｏ）　、　ＣＨ
ｘ　ＣＨｚＯＨで表わされるようにエステル結合を多数
もった長鎖の二価アルコールである。

分子式からも判るが、水またはエチレングリコールを原
料としてエチレンオキサイドを重合させて作るので生成
物は独特の分子量分布を有しており、平均分子量で分け
る。

本願では平均分子量が２００．１０００゜２００００の
ものを各々、＃２００．＄１０００゜＃２００００等と
呼ぶことにする。

ＰＥＧの＃６００以下のものは常温で液状だが。

分子量が大きくなるにつれてワセリン状から固体状に変
化する。

ＰＥＧは常温近傍で融解する。すなわち常温（２０℃）
で白色固体である＃１０００の融点は約３６℃である。

これより分子量が少ないものは融点が下がり。

＃４００の融点は約５℃である。

逆に分子量が多いものは融点が上るが＃　６０００でも
、たかだか６２℃である。

このことは、ＰＥＧを鋳型に用いて、これを除去する場
合の有利な性質と言える。

ＰＥＧは１５０〜２００℃に加熱すると熱分解し気化消
失する。この際、炭化したりガム化してスラッジを生成
することはない。

このことはＰＥＧを鋳型模型として用いた場合的２００
℃の温度で容易に気化消失させられることを意味する。

また、ＰＥＧがグリーンボディに浸透、付着したとして
も、焼結工程にて容易に除去できることを示唆する。

吸湿性についてみると、分子量の少ないものほど吸湿し
易い。

水溶液および固体の表面張力は、いずれも水の表面張力
（７６ｄｙｎ／■）　より小さく、スリップが濡れ易い
。

このことは、スリップがＰＥＧ鋳型キャビティの細隙ま
で侵入しやすく、またコーナ部の成形が十分に良好とな
ることを示している。

なお、固体ＰＥＧの表面張力は４５〜４６ｄｙｎ／ａｍ
であり、分子量の違いは殆んでない。

ＰＥＧの温度と動粘度の関係を、ＰＥＧ分子量をパラメ
ータとしてみると温度が高いほど動粘度は下り１分子量
の多いものほど動粘度は上昇する。

゛）以上、本実施例において重要な位置を占める。

ＰＥＧについて、その特性を述べた。しかし１本願発明
は必ずしもＰＥＧの使用に限らず１発明の目的を達する
点で、ＰＥＧと同等の素材はこれを本願に含むと解すべ
きである。

たとえば発明の目的を達する観点においてＰＥＧと同様
な性質を有する他の有機樹脂、ＰＥＧにその特性を変化
させない範囲の他物質を添加したものなど、はその例で
ある。

（第２実施例） 第２図をもとに本実施例を説明する。

（ｉ）　　金属２合成樹脂等による所定形場をした鋳型
模型５を用意する（第１図（ａ）、以下（ａ）と略す）
。

（ｊｉ）　　定盤２の上に第１鋳型模型１を置き１周囲
に枠体３を設置する（（ｂ））。

’　　（ｆｉｔ）　　加熱により融解した流動状のＰＥ
Ｇ１１を鋳型模型５の周囲に注入する（（Ｑ））。

（ｔｖ）　　温度降下によりＰＥＧの凝固したのち定盤
２を外し、更に鋳型模型５を抜去して鋳型１５を得る（
（ｅ））。

（ｖ）　　別途作成したセラミックスリップ９を形成さ
れたキャビティ６に注入する（（ｇ））、符号７は蓋、
８は鋳口である。

（ｖｉ）　　ＰＥＧからなる第２の鋳型模型１が、スリ
ップ９中の水分を吸収し、グリーンボディ１０が形成さ
れる。

（憾）その後、（グリーンボディ＋鋳型）を、ＰＥＧの
凝固点以上に加熱すると、ＰＥＧは除徐に溶は出しく（
ｉ））、グリーンボディ１０を得る（（ｊ））、符号１
２は加熱用のヒータである。

通常、このグリーンボディ１０を乾燥し、更に高温まで
徐々に加熱して高強度の焼結晶を得る。

（第３実施例） 第２図の（、）に示す木製の鋳型模型５を、（ｂ）に示
す定盤２の上に設置した枠体３の中央に置き、（Ｑ）に
示すように分子量１０００のポリエチレングｌＪ：Ｉ　
−／Ｌｌ　（以下ｒＰＥＧ＃　１０００Ｊと略す）を６
０℃に加熱した溶解液を鋳込んだ。

ＰＥＧが凝固したのち、（ｅ）に示すように模顎５を除
去し、湯口８付きのＰＥＧ＃１０００製の上蓋７をのせ
、別途調整したアルミナスリップ９を鋳込んだ（（ｆ）
、（ｇ））。

そのまま放置し、ＰＥＧ製鋳型鋳型５リップ９中の水分
を吸収し固化しグリーンボディ１０が形成された（（ｈ
）、（ｉ））、次にヒータ１２で鋳型を加熱したところ
（ｉ）ＰＥＧ＃１０００の融点は３７℃なので速やかに
滴化除去でき、アルミナ製グリーンボディ１０を得るこ
とが出来た（（ｊ））−（第４実施例） 第３図の（ａ）に示す硬質樹脂製の鋳型模型５を枠体３
の中央に置き、次にＰＥＧ＃１０００を６０℃に加熱し
、その融解液１１を鋳込んだ（（ｂ））。

ＰＥＧが凝固したのち模型５を除去しく（Ｑ　））、こ
の下型たるＰＥＧ鋳型１５に上型たるＰＥＧ製の蓋７を
のせ（（ｄ））、湯口８より５ｉａＮａスリツプ９を鋳
込んだ（（ｅ））。

そのまま放置した所、ＰＥＧ製鋳型鋳型１５リップ９の
水分を吸収し、グリーンボディ１０が形成された（（ｇ
））。

ドライヤ１６で１００℃の熱風を鋳型５，７に吹付けた
ところ（（ｈ））、ＰＥＧ１５０（１）融点は３７℃な
ので速やかに滴下除去でき５ｉｓＮａ製グリーンボデイ
１０を得ることが出来た。

（第５実施例） 第１図（ａ）に示すＰＥＧ＃１５００の鋳型模型１を、
（ｂ）に示す定盤２の上に置いた枠体３の中に設置し、
合成樹脂粉末４に代えて乾燥珪砂粉を流し込み、図示せ
ざるバイブレータを用いて振動充填をした。

次に、（ｃ）に示すヒータ１２にて全体を加熱し、鋳型
模型１を溶解除去した（（ｄ））。

この際、ＰＥＧの溶融物は毛管現象により珪砂粉の中に
浸透し、シェル層（ＰＥＧ含浸粒子層）１４が形成され
た。

次に、　（ｅ）に示すように鋳型キャビティ６の内に、
アルミニウム粉末のスリップ９を注入し、固化したのち
ヒータ１２によって全体を６０℃に加熱したところ、Ｐ
ＥＧ１５００の融点は約４５）なので、シェル層は滴下
除去され（（ｈ））、アルミニウムのグリーンボディ１
０が得られた（（ｉ　））−次に、所定温度で焼結する
ことにより、アルミニウム焼結晶を得ることができた。

（第６実施例） 第４図（ａ）に示すＰＥＧ＃１０００の鋳型模型１を、
（ｂ）に示す定盤２の上にＭ！Ｑ置した箱状の電磁石１
７の中央に設置し１周囲に約４００■ａｓｈの鉄粉１８
を充填する。

電流を通じ、磁界をかけることにより鉄粉１Ｂを磁化し
鋳型を固化させる（（θ））。

次に、熱風流人口１９より１２０℃の熱風を流入し全体
を温めることにより鋳型模型１を溶融しＰＥＧ溶′融物
１３をハンディポンプ２０を排出する（（ｄ））。

形成されたキャビティ６にＳｉＣスリップ９を鋳込み（
（６））、スリップ中の水が鋳型に吸収されグリーンボ
ディ１０となった後、電流を切ると鉄粉２０は相互固着
力を失ない回収される（（ｆ））。

次に、得らたグリーンボディ１０を焼結するこ・とによ
り製品が得られた（（ｇ　））。

（第７実施例） 第５図（ａ）に示すＰＥＧ＃１０００の鋳型模型１の周
囲に、水に濡らした珪砂２１を充填した（（ｂ　））。

これに、電子レンジ内にてマイクロ波を照射した所、濡
れた珪砂２１は加熱され、模型材は溶融したので鋳型外
に除去され、（Ｑ）に示す鋳型キャビティ６が得られた
。尚そのｇ！模型１の融液は一部鋳型内に浸入し、シェ
ル層１４が得られた（（Ｑ））。

このキャビティ６内に、硬化剤を添加したエポキシ樹脂
組成物２２を鋳込んだところ（（ｄ））、樹脂組成物２
２の硬化後に鋳型材は極めて容易に除去でき、エポキシ
樹脂硬化体２３が得られた（（ｅ））。

（第８実施例） 第６図（ａ）に示すＰＥＧ＃１０００　（融点３６℃）
より作られた鋳型模型１を（ｂ）に示した定盤２．枠体
３で形成された空間に設置し、模型１の周囲に乾燥珪砂
２４を充填し全体を加熱して、ＰＥＧ模型１を溶解し、
溶解物を砂粒間隙に浸透させて放冷し、鋳型キャビティ
６を形成させた（（Ｑ））。

こうして得られた鋳型２５の底面に、アクリルアミドの
吸水ボード１５を置き（ｄ）、形成された鋳型キャビテ
ィ６に５ｉｓＮ４スリツプ９を鋳込んだ（ｅ）。

その結果、アクリルアミド製吸水ボード２６はスリップ
９中の水分を急速に吸収しくｆ）、極めて短時間のうち
にグリーンボディ１０を得ることができた（ｇ）。

その後、吸水ボード２６を除去、全体を５０℃に加熱し
て鋳型２５を滴下除去することにより、（ｈ）に示すＳ
ｉａＮａｍグリーンボディ１０を得た。

（第９実施例） 第７図（ａ）に示す金属製の鋳型模型５を、（ｂ）に示
す定盤２の上に設置した枠体３の中央に置き、（Ｑ）に
示すように常温で液体のＰＥＧ＃４００　（融点約５℃
）１１を模型５の周囲に鋳込んだ。

全体を０℃に冷却し、液状のＰＥＧ＃４００を固化して
鋳型１５を得た後、（ｅ）に示すように模型５を除去し
、湯口８付きの塩化ビニルボード２７をのせ、鉄スリッ
プ９を鋳込んだ（ｆｅｇ）−そのまま放置したところ、
ＰＥＧｐｆＪ型がスリップ９中の水分を吸収して固化し
グリーンボディが形成された（ｈ）、全体を室温（２０
”Ｃ）に放置したところ、鋳型であるＰＥＧ＃４００は
、その融点が約５℃なので、液状になり滴下除去された
（ｉ）。

その結果、Ｆｅ製グリーンボディ１０が得られ（ｊ）、
これを所定温度で焼結し強固な製品を得た。

（第１０実施例） 第８図の（ａ）に示すＰＥＧ＃１０００で作った鋳型模
型１を（ｂ）に示すように定盤２の上においた枠体３の
中に置き周囲にスチロール粉末２８を充填し、全体を７
０℃に加熱したところ、模型１の融点は約３６℃なので
溶解し全てスチロール粉の中に吸収されキャビティ６を
有する鋳型２５が形成された。

（ｃ）に示したようにキャビティ６の中に、Ａ１１ｘＯ
ｓスリツプ９を注入し、スリップ９が固化した後全体を
７０℃に加熱したところ鋳型２５は殆んど除去された。

しかしくｄ）に示す如く鋳型の一部がグリーンボディ１
０の奥部に残留していた。これをこのまま焼結させたと
ころ、鋳型の残留分２９は焼結の過程で気化消失し、目
的とするＡＱｘＯａ質の焼結晶３０が得られた。

（第１１実施例） 第９図に実施例の工程図を示す。

すなわち多数個どりの金属製模型を用意し、これを図示
せざる枠体中に設置し、溶融ＰＥＧを鋳型材として注入
し、全体を冷却することにより鋳型が固化したのち模型
を抜去し、再使用の為前工程にリターンする。

その後、別途作成したＰＥＧ製の上型と組合せて形成さ
れたキャビティにスリップを注入し、スリップ中の水分
が鋳型に吸収されるまで放置する。

スリップが固化したのち全体を約７０℃に加熱す為と鋳
型材は滴化除去できるのでこれを再び造型工程にリター
ンして再使用する。

得られたグリーンボディを乾燥し、高温焼結した製品を
得る。

（第１２実施例） 第１ＯＮ（ａ）ｋｌ、示すＰＥＧ＃１０００　（融点３
６℃）の鋳型模型１を図示せざる枠体の中に設置し、そ
の周囲に珪砂とＣａ（ｄｉｓを１：１にまぜた混合粒子
粉３１を充填した（ｂ）。

次に−Ｆ部よりチャンバを介して高湿度空気３２を送り
こみ（珪砂＋Ｃａ　ＣＱ　ｘ　）を加湿し、下部より乾
燥空気を吸引した（Ｃ）。

その結果、鋳型砂３１中のＣａＣＱｚは、水分を吸収す
ることにより発熱し約８０’Ｃの温度となった。

この結果、（ｄ）に示すように模型は融解し砂粒間隙に
毛管現象で吸収され、キャビティ６を有する鋳型２５が
得られた。

その後、このキャビティ６中にＣｅ）に示すように２液
硬化性のエポキシ樹脂組成物２２を注入しくｅ）、固化
したのち全体を熱風加熱することにより、エポキシ樹脂
成型品２３を得た。

（第１３実施例） 第１１図に示すようにパラフィンワックス型３３のキャ
ビティに、水を媒液とするスリップ９を鋳込み、キャビ
ティの上端を開放しておく。

この鋳型３３を、チャンバ３４の中に設置し、圧力及び
湿度若しくはそのいずれかを調節することにより湯口部
３５よりの水分の蒸発を促進させ。

スリップの一方向性凝固を実現し、内部にヒケ巣などの
ない健全なグリーンボディを得た。尚、符号３６はチャ
ンバ開口部である。

なお、本例の場合、圧力、湿度をコントロールするのは
必須条件ではなく、単純に空気中放置でもかまわない。

（第１４実施例） 第１・２図に示すように実施例５と同様の方法により製
作したターボチャージャケーシングのグリーンボディ１
０を容器３７中の発泡ポリスチロールをトリエタンに溶
解させた液３８中に浸漬する。

尚、容器出口３９を図示せざる真空ポンプと連結するこ
とによって、グリーンボディ１０中の空気を除去し、も
ってポリスチロール分を内部まで十分均一に含浸させる
。

以上の操作によって、強固なグリーンボディを得ること
ができた。

ここで、含浸物質はポリスチロールに限らず、液化し表
面張力の小さいものなら何でも良い。

（第１５実施例） 第１３図の（ａ）に示す発泡ポリスチロール製模型４０
に、（ｂ）に示す同材質の湯口４１を取付ける。

この模型４０を（ｃ）に示すように枠体３と定盤２に囲
まれた空間内に位置させ、周囲に乾燥珪砂２４を充填す
る。

湯口部４１より、溶剤であるトリクロルエタンを流込む
（（ｄ））、模型４０は溶剤によって溶解し毛管現象に
よって徐々に砂粒間隙に吸収される。

このことは模型４０の全体にわたって発現する現象であ
り、砂粒間隙に吸収された模型の溶解物は溶剤の蒸発に
つれて粘性を増し、砂粒相互を結局させるバインダとし
て作用する。

換言すれば、本実施例においても模型の除去は。

即ち鋳型キャビティ６の形成となる。

以上のようにして、キャビティ６が得られた（（６））
。

このキャビティ６に鋳鉄溶湯４３を鋳込むことによって
、健全な鋳鉄鋳物４４が得られた（ｇ）。

（第１６実施例） 発泡ポリスチロール製模型４０を用意する（第１６図（
ａ）参照）。

この模型４０の周囲に乾燥珪砂２４を充填する（同図（
ｂ）参照）。

トリクロルエタンに鉄粉を分散させたスリップ９を鋳込
む（同図（Ｑ））、スリップ中の溶媒であるトリエタン
に模型４０は溶解し、スリップ９と置換され、液状物は
時間の経過と共に鋳型２５の砂粒間隙中に吸収され、鉄
製グリーンボディ１０が得られる（同図（ｄ））。

のち、グリーンボディ１０を焼結することにより強固な
焼結晶が得られる。

（第１７実施例） 第１５図に示すように、融点５０℃のワックス製のケー
シング模型４５の表面に、黒鉛塗型１ａを約１０μｍの
厚さにコーティングして吸気箱４７の上に設置した枠体
３中に位置させ、模型４５の周囲に乾燥砂４８を充填す
る。

吸気箱４７の上面４７ｂは、フィルタ兼用となっており
、砂は通さないが空気は通す微細孔が無数においている
。

鋳型材４８の上面には、３０μｍのビニルシート４９を
被覆する。

吸気口５１より図示せざる真空ポンプで吸引し、鋳型内
の空気を排除することにより、鋳型を硬化させる。

全体を約８０℃に加熱することにより、模型４５を溶解
させると、溶融ワックスは真空吸引３１の作用と毛管現
象の同時効果により、迅速かつ広範囲に砂粒間隙中に浸
透し、もって黒鉛コーティングを施した良好な鋳型キャ
ビティが得られる。その後、このキャビティに溶融メタ
ルや液状樹脂を鋳込む。

（第１８実施例） 第１６図（ａ）に示すようにＰＥＧ＃１０００製の鋳型
模型１をレジンコート乾燥珪砂５２中に埋設し、約８０
℃に全体を加熱した。

この加熱によって模型１に溶解し砂粒間隙中に吸収され
た。

次に、全体を冷却した後、枠体３を取外すと、ＰＥＧ分
の到達している砂粒子のみを残留し全体としてシェル状
の鋳型２５を構成する（同図（ｂ））。

以上の方法にて、シェル鋳型が得られるが、この場合の
模型材は必ずしもＰＥＧに限らない。

溶解した状態で砂粒間隙に吸収されるものであれば、樹
脂でも金属でもかまわない。

（第１９実施例） 第１７図に示すように、ＰＥＧ＠の模型１を枠体３の中
に設置し、更にその下端面に鉄製ストーク５３を設置し
た。

湯口の中央部は球状の溶解室となっており、この中に粒
状アルミニウム５４を装入しである。

全体を枠体３で覆い、枠体３の中に図示せざる装入口よ
り乾燥砂４８を注入充填した。尚、枠体３の上部にはフ
ィルタ５５を有する吸気箱４７が装置しである。

次に枠体３の下部にコイルヒータ１２をセットし、軸５
６を回転の中心として動かすことにより、全体を水平に
保った。

コイルヒータ１２に高周波電流を通すことにより鉄製ス
トーク５３を誘導加熱し、もってアルミ材５４を溶解す
る。

誘導加熱されたストークの熱及び溶解アルミニウムの熱
によって模型１は徐々に溶解し、溶融物が砂粒間に吸収
される。その後、枠体３を軸５６の周囲に若干の角度移
動することにより、アルミ溶湯をキャビティに鋳込む、
加熱及び鋳込みの全過程において真空吸引を継続してい
るのでガス欠陥のない良好なアルミ成形品が得られる。

（第２０実施例） ＰＥ（３模型１の表面に黒鉛塗型４６を約５０μｍの厚
さにコーテングし、周囲に乾燥砂４８を充填する（第１
８図（ａ）参照）。

全体にマイクロ波を照射すると塗型部４６は加熱される
ので、その熱によって模型１は溶融する。

溶融物は塗膜を介して乾燥砂中に吸収されるのでキャビ
ティ６が形成される（同図（ｂ）参照）。

鋳型が冷却したのち、２液温合タイプのエポキシ樹脂の
液状組成物２２を注入する（同図（Ｑ）参照）。

このエポキシ樹脂が硬化した後鋳型材２５を除去するこ
とにより、樹脂成形品２３が得られる（同図（ｄ））。

（第２１実施例） 第１９図に示すように非吸水性のパラフィンワックスに
より、スクリュロータ模型５７をつくり。

そのキャビティに５ｉａＮａスリツプ９を鋳込む。

５８は球形押湯である。

鋳込後鋳型キャビティの上端部にアクリルアミド製の吸
水ボード２６をセットし直ちに、全体の上下を逆にする
。

そのまま放置することにより、スリップ９中の水分は水
吸収力の極めて高い吸収板２６の機能により迅速に固化
しグリーンボディとなる。

なお、その過程において球形押湯５８の存在により引は
巣欠陥は発生しないので健全なグリーンボディが得られ
る。

（第２２実施例） ＰＥＧ＃１０００を加熱溶解し、コノ中ニ２０％Ｋ　ｚ
　ＣＯｓ水溶液を２０％加えて均一に混合する。

これを成形用分割金型のキャビティ６に注入して、固化
させ鋳型模型１を作成した。

この模型を乾燥砂中に埋設し全体にマイクロ波を照射し
たところ模型中の水分の存在により模型が加熱され、従
って模型は溶解し、含有させたＫ　ｚ　ＣＯａ分と共に
砂粒間隙中に吸収された。

更に照射を続行することにより水分は型外に逸散し、添
加したＫ　ｘ　ＣＯδの粘結力によって第２２図に示す
強固な鋳型２５を得ることがきた。

この鋳型２５のキャビティ６に、ＦＣＤ５５の溶湯５９
を鋳込むことによりロータ素材を得ることができた。

（第２３実施例） 第２１図に示すようにＰＥＧ＃１０００Ｔｏ−夕模型５
７をつくり、周囲にガラス粒子６０を充填し、全体を加
熱することにより模型を溶解し砂粒間隙に浸透させ鋳型
キャビティを形成させる。

次に、このキャビティ中に光硬光性樹脂を鋳込み、ガラ
ス粒子を通して、鋳込まれた樹脂に光を当てることによ
り、樹脂硬化体６１を得る（第２３図（ｂ）参照）。

（第２４実施例） ターボチャージやケーシングをＰ　Ｅ　Ｇ　＃　１００
０にてつくり、この模型６２を第２４図に示すように鉄
粉１８内に埋設した。

この鋳型の周囲に図示せざるコイルを配置し、磁場を掛
ける。

更に、任意の方法で模型６２を加熱することにより、模
型６２を溶解させこの液状物を鉄粉１８中に含浸させで
きた空洞内に炭素粉末よりなるスリップを注入し、炭素
製グリーンボディを得た。

（第２５実施例） 第２３図に示すように、パラフィンワックス模型３３の
周囲に乾燥鉄粉１８を充填し、鋳型枠３の下部に吸引箱
４７を設置、上部に熱風供給枠６３を設置した。

鋳型上部より、熱風供給枠６３を介して１００℃の熱風
を供給し、吸引箱４７の吸引口５１より真空吸引を行な
って模型３３を溶融させ、鉄粉１８の毛管現象と真空吸
引の相互作用により、キャビティの形成を促進させる。

尚、この際コイル６４に電流を通して鉄粉を固化させて
おく。

キャービテイ形成後、アルミニウム溶湯を注入するが、
この際も、吸引口よりの吸引は続けているので、鉄粉１
日中のワックス分が溶湯熱によって気化したガスがアル
ミ鋳物中の吹かれ欠陥となる恐れはない。

（第２６実施例） 第２４図の（ａ）に示すようにワックス模型３３を用意
する。

次にこの周囲に石膏：１００重量部（以下「部」という
）セルロース：８部、水＝７５部のスラリーを注入し固
化させる（同図（ｂ）参照）。

全体を炉中に入れ１０℃／ｗｉｎの昇温速度で３００℃
まで加熱し、ワックス分を気化消失させた鋳型２５をつ
くり、形成されたキャビティ６中にサイアロンスリップ
９を鋳込んだ（同図（ｃ）参照）。

このようにして得たグリーンボディ１０（同図（ｄ）参
照）を高温加熱し焼結晶を得た。

（第２７実施例） 第２５図に示すようにパラフィンワックス模型３３を、
吸引箱４７の上に設置した枠体３の中に設置し、その周
囲にＣａ　Ｏを添加した乾燥砂４８を充填し、上面に所
定量の水を噴震したのち直ちにビニールシート４９を被
覆する。

次に、設置した吸引箱の吸引口５１より吸引を掴始する
と添加水分は鋳型全体にいきわたり、砕中のＣａＯと反
応して高温となり模型３３は溶融し、砕中に含浸しキャ
ビティが形成される。

（第２８実施例） 第２６図に示すように、半球状の凹みを有するアルミニ
ウム製金型６６．６７を組み合わせて、球形キャビティ
６を形成する。

なお、金型６６には、注入口があり、その部分はボルト
６８で閉塞されている。

注入口より所定量の溶融ワックス６８を注入し。

その直後、金型全体を回転させ、回転をコントロールす
ることにより遠心力を均一に作用させる。

時間経過と共に金型６６．６７よりワックス６８の熱が
失なわれ、はぼ均一なシェル状ワックス球６９が形成さ
れる。この模型６９の１部に小孔７０をあけてここより
石膏を注入し、後に小孔７０を閉じて、これを鋳型模型
として使用することにより、石膏を内在させた金属球鋳
物を得る。

尚、符号７１は模型内のキャビティであり、７２は石膏
である。

（第２９実施例） 第２７図に示すように、２分割金型７３の中にパイプ７
４を介して加熱溶融させたオレフィンワックスを注入し
充満させる。

しばらくして、パイプ７４を介して内部のワックス７５
を排除することによりシェル状ワックス模型７６を得る
ことができる。

（第３０実施例） 第２８図は鋳型模型除去と鋳型硬化を同時に行う１本発
明の原料副資材のリサイクルを表すフロー図である。

同図（ａ）は模型、（ｂ）は模型を乾燥砂中に埋設した
ところ、（ｃ）は加熱により模型を除去し、同時に鋳型
を硬化させたところ、（ｄ）はキャビティに液状物を注
入しているところである。

（ｅ）は出来たグリーンボディであり、一方。

使用した砂とワックスの混合物は（ｆ）にて再加熱され
、かつ吸引により分離される。

そして骨材は、造型の前工程に、ワックスは模型製作の
前工程にリターンし、鋳込原料の補給を前提として、こ
のクローズト工程はエンドレスに続く。

（第３１実施例） 第２９図はツリー状模型を用い、低圧鋳造法を応用した
多量生産の例である。

すなわち低圧鋳造機の定盤２の上にＰＥＧ　＃　１００
０製の鋳型１５がセットされる。

９はＡＱｚＯδスリップであり、枠体７７内に０．５気
圧の圧縮空気を開口部７８を介して吹込むことにより、
スリップ９はストーク５３の中を上昇湯道７９．堰８０
を通って製品部キャビティ６に注入される。鋳型の吸水
作用により製品部キャビティ６中のスリップ９が凝固し
たのち、吸排ロア８より圧縮空気を排除すると、未凝固
のスリップ９はストーク５３中を通って容器８１中に戻
り、湯道部にスリップは残らない。

従って、多量のスリップ品を歩留り良くつくることがで
きる。

（第３２実施例） 第３０図に示すように、模型除去−鋳型硬化を同時に行
って形成した鋳型キャビティ６中に金属粉のスリップを
注入し、全体を減圧箱８２中にセットし、排気口８３よ
り空気を排除し続ける。

時間経過と共にスリップ中の水分は鋳型に吸収されるの
で、結果として多孔質金属のグリーンボディ８４を得る
ことができる。

（第３３実施例） 鋳型製造装置の一例を第２９図に示す、鋳型模型１の一
部はアーム８５にて把持され、このアームの移動と把持
は制御袋！！！８６にて制御される。

一方容器８７の側面にはヒータ１２を付設し、下面には
微振動発生器２５を付設して模型周囲の粒子粗充填に利
用している。尚、符号８８はアーム８５先端の模型用の
把持部、８９は粒子補給手段、９０は微振動発生器であ
る。

〔発明の効果〕

本願発明の効果を要約すると次の通りである。

（１）小型で薄壁の製品に特に好適である。

（２）連続・大量生産向きである。

（３）機械化・自動化が容易である。

（４）熟練を要しない。

（５）鋳型をリサイクル使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図、第８図、第９図、第１０図、第１３図、第１４図
、第１６図、第１８図、第２１図、第２４図、第２６図
、第２８図は夫々本発明の実施例を示す工程図、第１１
図、第１９図は夫夫本発明の実施例によるスリップ鋳込
後の鋳型装置断面図、第１２図は本発明の他の実施例に
よるポリマ含浸工程におけるグリーンボディ断面図。 第１５図、第１７図、第２２図、第２３図、第２５図は
夫々本発明の更に他の実施例による鋳型充填後の模型及
び鋳型込みの装置の断面図、第２０図は本発明の更に他
の実施例によるスリップ鋳込み工程の鋳型断面図、第２
７図は本発明におけるワックス模型製造過程の実施例を
示す装置断面図。 第２９図は本発明の実施例に係る低圧鋳造装置の断面図
、第３０図は本発明の実施例に係る多孔質金属グリーン
ボディ製造装置の断面図、第３１図は本発明の実施例に
よる模型周囲への粒子充填装置の断面図である。 １．５・・・鋳型模型、２・・・定盤、３，７７・・・
枠体。 ４・・・合成樹脂粉末、６，７１・・・キャビティ、７
・・・蓋、８，３５，４１・・・湯口、９・・・スリッ
プ、１０゜８４・・・グリーンボディ、１１・・・流動
状ＰＥＧ、１２・・・ヒータ、１３・・・ＰＥＧ溶融物
、１４・・・シェル層、１５．２５・・・鋳型、１６・
・・ドライヤ、１７・・・電磁石、１８・・・鉄粉、１
９・・・熱風流人口、２０・・・ハンディポンプ、２１
・・・湿潤珪砂、２２・・・エポキシ樹脂組成物、２３
・・・エポキシ樹脂硬化体。 ２４・・・乾燥珪砂、２６・・・吸水ボード、２７・・
・塩化ビニルボード、２８・・・スチロール粉末、２９
・・・鋳型残留分、３０・・・焼結晶、３１・・・混合
粒子粉。 ３２・・・高湿度空気、３３・・・パラフィンワックス
模型、３４・・・チャンバ、３６・・・チャンバ開口部
、３７．８７．８１・・・容器、３８・・・液、３９・
・・容器出口、４０・・・発泡ポリスチロール製模型、
４２・・・トリクロルエタン、４３・・・鋳鉄溶湯、４
４・・・鋳鉄鋳物、４５・・・ワックス製ケーシング模
型、４６・・・黒鉛塗型、４７・・・吸気箱、４８・・
・乾燥砂、４９・・・ビニルシート、５０・・・吸気箱
上面、５１・・・吸気口、５２・・・レジンコート乾燥
珪砂、５３・・・鉄製ストーク、５４・・・粒状アルミ
ニウム、５５・・・フィルタ、５６・・・軸、５７・・
・スクリューロータ模型、５８・・・球状押湯、５９・
・・溶湯、６０・・・ガラス粒子、６１・・・樹脂硬化
体、６２・・・ＰＥＧ１１ターボチヤージヤケーシング
模型、６３・・・熱風供給枠、６４・・・コイル、６５
・・・熱風供給枠開口部、６６．６７・・・アルミニウ
ム製金型、６８．７５・・・溶融ワックス。 ６９・・・シェル状ワックス球、７０・・・小孔、７２
・・・石膏、７３・・・分割金型、７４・・・パイプ、
７６・・・シェル状ワックス模型、７８・・・開口部、
７９・・・湯道、８０・・・堰、８２・・・減圧箱、８
３・・・排気口、８５・・・アーム、８６・・・制御装
置、８８・・・把持部、８９・・・第　ｌ　　η 第　３　の 第　５　口 第　６　口 弗　δ　図 秦　？　口 第　７０　国 第　１／　　菌 第　７２　目 １０・・・グリーンボテイ 秦　７３　図 早　７．５　口 ４′８ ４６−黒鉛客！ 奉　／６　（２） ２５・・・＠竺 第　７７　目 ５４・・本文イ大°フルミニウ、乙、 第　７８　凹 第１９閉 早２０　　目 第２．．５　　目 第　２４　　図 第２５　　図 ４？・・・しニールタート 第２６　　口 ６９　　シェルＶ尺ワックス珠 ７２・・石紮 第３０　　の ２５・・・鋳至

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定溶媒を分散媒とするスリップを鋳込み、該スリ
   ップから該分散媒を吸収することによりグリーンボディ
   を得る鋳型において、少なくともスリップと接触する面
   は前記グリーンボディの加熱崩壊温度よりも低い融点の
   材料乃至は該材料に粒子を分散させたものであることを
   特徴とする鋳型。 ２、前記接触面はグリーンボディの母型面及び／または
   中子面を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の鋳型。 ３、前記粒子は前記グリーンボディよりも高融点乃至は
   耐熱性の粒子であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の鋳型。 ４、前記低融点材料は吸水性低融点樹脂乃至これに添加
   物を混合したものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の鋳型。 ５、前記樹脂はポリアルキレングリコールであることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の鋳型。 ６、加熱溶融性樹脂にて形成した鋳型模型の鋳型特徴面
   に乾燥粒子を充填し、加熱にて前記樹脂を溶融させて該
   乾燥粒子間隙に浸透させることによりキャビティを形成
   することを特徴とする鋳型製造法。 ７、前記樹脂は吸水性低融点樹脂乃至これに添加物を混
   合したものであることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の鋳型製造法。 ８、前記樹脂は発泡性樹脂であることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の鋳型製造法。 ９、前記粒子は前記樹脂よりも高融点乃至は耐熱性の粒
   子であることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   鋳型製造法。 １０、加熱溶融樹脂性模型に相当する体積を残して乾燥
   粒子を粗充填した乾燥粒子保持容器と、該容器及び／ま
   たは前記乾燥粒子を加熱すべく該容器に付設した加熱手
   段と、同じく該容器に付設した乾燥粒子補給手段とを備
   えることを特徴とする鋳型製造装置。 １１、更に前記樹脂製模型を把持しつつ前記容器内に収
   納若しくは前記乾燥粒子中に埋設する手段と前記容器に
   振動を与える手段とを付設することを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項記載の鋳型製造装置。 １２、加熱溶融性樹脂乃至これに粒子を分散させた樹脂
   組成物にて少なくともキャビティ面の一部が形成された
   鋳型の該キャビティに所定溶媒を分散媒とするスリップ
   を鋳込み、該スリップから該分散媒を前記キャビティ形
   成面に吸収させると共に該スリップを固化させてグリー
   ンボディを形成し、しかる後該グリーンボディの加熱崩
   壊温度よりも低い温度にて該グリーンボディを前記鋳型
   ごと加熱して前記鋳型中の加熱溶融性樹脂を溶融、除去
   させることを特徴とする鋳込成形法。 １３、前記加熱崩壊温度は融点、ガラス転移点、焼失温
   度、発火点の群から選ばれることを特徴とする特許請求
   の範囲第１２項記載の鋳込成形法。 １４、前記加熱にてグリーンボディから除去された樹脂
   組成物を樹脂分と粒子分とも分離し、該樹脂分を鋳型模
   型に成形して乾燥粒子をその周囲に充填し、しかる後加
   熱して乾燥粒子間隙に前記樹脂を溶融、含浸させること
   により前記キャビティ付き鋳型形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１３項記載の鋳込成形法。 １５、前記粒子分を前記鋳型形成用乾燥粒子に再利用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の鋳込
   成形法。 １６、加熱溶融性樹脂乃至これに粒子を分散させた樹脂
   組成物にて少なくともキャビティ面の一部を形成した鋳
   型と、該鋳込にスリップを鋳込む手段と、該鋳型に付設
   した加熱手段と、該加熱にて除去された樹脂組成分を樹
   脂と粒子とに分離する固液分離装置とを備えることを特
   徴とする鋳込成形装置。 １７、鋳型形成樹脂よりも加熱崩壊温度の高い材質から
   成り、逆テーパ部を有する一体成形物であつて、かつ鋳
   型除去後の残留ストレスがゼロであることを特徴とする
   鋳込成形品。 １８、更に焼成乃至焼結したものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１７項記載の鋳込成形品。 １９、所定溶媒を分散媒とするスリップを鋳込む鋳型に
   単独で若しくはバインダとして適用する樹脂乃至樹脂組
   成物であつて、前記スリップから得られるグリーンボデ
   ィの加熱崩壊温度よりも低い温度をその融点とし、かつ
   前記分散媒を吸収する性質を具備することを特徴とする
   鋳型材。