JPS6362703A - セラミツクスの成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックス粉末を水に溶がして泥漿状とし
たもの（以下セラミックススラリーという）を、石膏型
内に注入し、この注入したセラミックススラリーの水分
を石膏型の多孔を通して吸出排除しつつ固形状のセラミ
ックス成形体を作る方法に関する。

（従来の技術） 従来この種の成形方法においては、先ず密閉状のタンク
に適当に調合されたセラミックススラリーを所定量供給
し、このタンク内のスラリーを直拌しながらタンク内上
方部の空気層を真空ポンプで吸引することによってスラ
リー中の気泡（不良品の原因となる）を除去し、その後
コンプレッサによりタンク内上方部に２〜Ｊｋｔｆ／ａ
ｄの空気圧をかけてスラリーを、タンク底部の送給口か
ら送給バイブを通じ成形用の石膏型内に加圧注入し、こ
の注入後そのままの状態で所要時間放置して、その間に
スラリー中の水分を、石膏型の多孔を通じて吸出排除し
ながら、固形状のセラミックス成形体を成形する。この
後、型から外して取り出したセラミックス成形体は焼成
工程において所定温度で焼成されることになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のような従来の成形方法では、２〜Ｊｋ
ｇ（／ｃｄ程度の圧力で石膏型内に注入されたセラミッ
クススラリーがこの型内で固形化するまでに相当に長い
時間がかかって作業能率が悪く、また固形化した成形体
にも可成りの水分を含んでいるために、高密度の成形体
が得られず、したがって焼成時の収縮率が大きくなって
製品の寸法精度を悪（していた。

本発明は、上記の事情にかんがみて創案されたものであ
る。

（問題点を解決するための技術的手段）本発明は、成形
型内でのセラミックススラリーの固形化を短時間で可能
であるうえ、高密度のセラミックス成形体が得られる成
形方法を提供するものであり、そのための技術的手段は
、セラミックススラリーを多孔質の成形用型内に注入し
て、所定のセラミックス成形体を作る成形方法において
、前記セラミックススラリーを成形用型内に注入した後
、当該型内のセラミックススラリーに高圧力を加えるこ
とを特徴とする。尚、ここに高圧力とはセラミックスス
ラリーが最初に成形用型内に注入されるときの注入圧力
である２〜Ｊｋｔｒ／−に比べて十分に高い圧力を意味
し、通常では１０〜２５０１ａ　ｆ　／ｃｄとされる。

（作　用） 成形用型内に注入されたセラミックススラリーに高圧力
を加えると、スラリー中の水分の、型内部からの吸出排
除作用が急速に進行すると共に、セラミックス粒子相互
の結合が強固となる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図に例示した成形装置を参照
して説明する。

第１図は本発明を実施するための成形装置全体を概略的
に示したもので、この成形装置は、成形用石膏型１の上
下面部及び周側面部を圧接して当該石膏型ｌを外側から
全面的に支持するための型支持装置２と、セラミックス
スラリーＳを石膏型１内に注入するに先立って、不良品
の原因となる当該スラリーＳ中の気泡を予め取り除くた
めの真空攪拌式脱泡装置３と、脱泡されて石膏型１内に
注入されたセラミックススラリーＳに高圧力を加えるた
めの高加圧装置４とを含んで構成されてい成形用石膏型
１は全体が円錐台形をなしていて、上下複数個に分割さ
れた石膏型１ａ、　ｌｂ・・・からなり、これら分割石
膏型１ａ、　ｌｂ・・・はそれぞれ内部に所要の成形室
（キャビティ）　ｌａｌ　、ｌａ２・・・を形成してお
り、また各分割石膏型はそれぞれがいわゆる割り型とな
っていて上下又は左右に２分割されている。また、この
石膏型ｌは無数の微孔を有する多孔質のもので、成形室
内部と外部との間で通気が可能となっている。

前記型支持装置２は、石膏型１のテーパ状外周面に対応
するように形成されたテーパ状の内周面５ａを有して石
膏型ｌに外嵌合される筒状の型枠５と、石膏型１及びこ
れに嵌合される型枠５の下端面をパツキン６を介して受
ける受は板７と、石膏型ｌ及び型枠５の上面にパツキン
８を介してａｔされる押え板９と、受は板７上に支持さ
れると共に筒状型枠５内に保持されている石膏型１を押
え板９を介して押圧せしめるねじプレス１０（第２図参
照）と、からなり、そして筒状型枠５には多数の小透孔
（図示省略）が設けられ、またこの筒状型枠５の外周に
は外筒部材１１が覆設されている。

この型支持装置２の使用にあたっては、第２図に示すよ
うにねしブレス１０の基台１２上に受は板７を載設固定
し、この受は板７上にパツキン６を介して石膏型ｌ及び
これに外嵌した筒状型枠５をｆｉ置し、更にこの型枠５
に押え板９を配し、しかして上部フレーム１３の中央部
にあるナンド部材１４に螺装されたねじ部材１５をハン
ドル１６にて回すことにより、押え板９を介して石膏型
１に適当な下向きの荷重をかけてこれを僅かではあるが
圧縮せしめ、この圧縮によりこの石膏型ｌをテーパの作
用で外向き半径方向に膨出せしめて外周面を型枠５の内
周面５ａに対し圧接状態にすると同時に、石膏型１の上
下両面も押え板９及び受は板７によりパツキン８．６を
介して圧接した状態となして、この石膏型ｌを外側から
全面的に支持するようにしている。尚、この場合に石膏
型１は受は板７上において筒状型枠５が外嵌されたとき
非荷重状ぞでこの型枠５上面より若干量突出するように
する。

前記醜名装Ｗ３は、タンク本体１７！及びこれに上部に
開閉自在に取付けられた蓋体１７ｂからなるスラリータ
ンク１７と、このタンク１７に供給されたセラミックス
スラリーＳを攪拌するための撹拌手１２１８と、スラリ
−タンク１７内部の空気を吸出するための真空ポンプ１
９とを含んで構成される。Ｉ！１！拌手段１８はスラリ
ータンク１７内に挿入支持された回転軸２０と、この回
転軸２０に放射状にして且つ上下複数段に亘って突設さ
れた攪拌羽Ｗ１２１・・・と、この回転軸２０を駆動す
るための、外部に設置されたモータ２２とからなり、そ
してこの回転軸２０は連結器２３により切離し可能に連
結されたタンク本体側軸部２０ａと蓋体側軸部２０ｂと
に分割構成されていて、蓋体１７ｂを開放するときにこ
の蓋体１７ｂに軸支された軸部２０ｂをタンク本体１７
ａに軸支された軸部２０ａから切離すことができるよう
になっている。

また、真空ポンプ１９は、モータ２４により駆動される
もので、管路２５．２６．２７を介してスラリータンク
２０の蓋体２０ｂ側に連結されている。尚、２８はＪｋ
ｇｆ／−程度の低圧力の空気をスラリータンク２０内に
加圧供給して脱泡済みのセラミックススラリーＳをタン
ク底部の送出口２９から送出させるための空気圧力源で
あつて、その空気圧力供給管路３０が手動切換弁３１を
介して管路２７の中間所要部に接続されている。

前記高加圧装置ｉ！４は、２５０ｋｔｆ　／ａＪ以上の
内圧に十分耐え得る高圧容器３２内に、膨縮可能な袋体
３３を配備すると共に、この袋体３３内にスラリー導入
用のチューブ３４を底部まで挿入配置し、しかしてスラ
リー用の主管路３５から分岐された分岐管路３６よりチ
ェープ３４を通じて袋体３３内に常時セラミックススラ
リーＳを導入しておいてこの袋体３３と高圧容器３２と
の間の密閉空間部３７内に１０〜２５０ｋｇｆ／ｃＩＫ
の高圧の圧油を供給してこの袋体３３内のスラリーＳの
圧力が圧油と平衡するまで袋体３３を圧縮させそれによ
り主管路３５内のセラミックススラリーを高加圧するよ
うにしてなるものである。

圧油はモータ３８により駆動されるポンプ３９により所
要の高圧力に加圧されて油圧管路４０を通じて高圧容器
３２内の空間部３７に供給される。また、スラリー用主
管路３５の先端部側はフィルター４１を経て、石膏型１
内部の縦貫通路４２に接続されており、したがって主管
路３５より供給されるセラミックススラリーはこの縦貫
通路４２から各分割型１ａ、　ｌｂ・・・のそれぞれの
成形室１ａｓ　＋　ｌａ２・・・に分配注入されるよう
になっている。

次に、この成形装置の使用によるセラミックスの成形工
程を説明する。

先ず、セラミックス粉末と水（無溜水）とが適当に調合
されて混合されたセラミックススラリーＳを、スラリー
タンク１７内に所要量供給する。このときスラリー送出
口２９側の開閉弁４３を閉じておく、そして攪拌手段１
８によりタンク１７内のスラリーＳを攪拌させながら、
真空ポンプ１９を作動させてタンク１７内の空気を吸出
させる。この場合、タンク１７内のスラリーＳ中に含ま
れている気泡は攪拌手段１８による攪拌作用と真空ポン
プ１９によるタンク１７内部の減圧作用とによって効果
的に除去排出され、また攪拌作用によってスラリーＳが
一層良好に混合される。こうして醜名操作を行った後、
真空ポンプ１９の作動を停止し、また開閉弁４４を閉じ
、切換弁３１を管路３０に接続すべく切換える。そして
空気圧力源２８よりＪｋｔｆ／−程度の低圧の空気を管
路３０．２７を通じてタンク１７内に加圧供給しつつ、
開閉弁４３を開いてタンク１７内のスラリーＳを送出口
２９から主管路３５及び分岐管路３６へ送出する。主管
路３５に送出されたスラリーＳは、フィルター４１を通
ってゴミ等の不純物を除去された後、石膏型１内部の縦
貫通路４２に入ってそこから分割型１ａ、　ｌｂ・・・
の成形室１ａ＋　ｔ　ｌａ２・・・にそれぞれ分配注入
される。このとき主管路３５側の開閉弁４５は開かれ、
開閉弁４６は閉止される。尚、分岐管路３６からスラリ
ーがはじめて高加圧装置４の袋体３３内に投入される際
には袋体３３内に入っているエアを抜くためにエア抜き
用の弁４８を操作する。またこの場合に、分岐管路３６
からのスラリーが袋体３３内のエアと混じらないように
チューブ３４の先端が袋体３３の底部まで延設されてい
て該チェーブ３４から注出されるスラリーによって袋体
３３内のエアを都合よく追い出すようにしている。

上記のようにしてセラミックススラリーＳを石膏型ｌ内
に注入し終えた後、タンク１７例の開閉弁４３を閉じ、
そして高加圧装置４のポンプ３９を作動して高圧容器３
２の油圧を例えば２００ｋｔｆ　／ａｉの圧力まで高め
、それにより袋体３２を収縮させて袋体３２内のスラリ
ーＳを油圧と同圧に加圧することにより、分岐管路３６
及び主管路３５を通じて石膏型ｌ内のスラリーＳに同じ
２００ｋｔｆ　／−の高圧力を所要時間付与する。この
場合に石膏型１は型支持装置２によって外側から全面的
に支持されているため高圧力で不都合に変形したり、破
壊することがない、しかして、このような高圧力の付与
により、石膏型１内のセラミックススラリーＳは、その
水分が石膏自体の微孔や分割型相互の接合部の隙間更に
は各分割型の割り型相互間の隙間から積極的且つ急速に
排出されてゆくと共に、スラリー中のセラミックス粒子
相互が強固に結合されて圧密されてゆく結果、短時間で
固形化して高密度の成形体となる。この石膏型１から排
出される水分は筒状型枠５の小過孔を通ってその外側の
外筒部材１１内に受は入れられ、そこに溜り次第ドレン
口（図示せず）より外部に排出される。この場合におい
て、外筒部材１１は管路４９及び開閉弁５０を介して真
空ポンプ１９に接続可能となっていて、この真空ポンプ
１９の作動により適宜に外筒部材１１内部の空気を吸出
できるようにしである。また、筒状型枠５の外周面等に
ヒータを配備してこの型枠５を介し石膏型１それ自体を
適当に加熱することによって、型１内部からの水分の外
部発散を一層促進させることができる。

このようにして石膏型１内のセラミックスが適度に固形
化したら、型支持装置２を石膏型１から外した後、この
石膏型１を各分割型に分解し、更に各分割型の割り型を
相互に切離して成形体を取り出す。

上述した成形装置における弁の切損え、開閉操作等の種
々の操作は手動によることな（、制御装置によって全て
自動的に行わせることができる。

尚、第１図において５１はＴ型の管接続具、５２．５３
はエアフィルターを示す。

本実施例では成形用型として石膏型を用いたが、金属そ
の他の型を使用してもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、セラミックススラリー中の水分の、成
形用型内部からの排出除去作用が急速に進行すると共に
、セラミックス粒子相互が強固に結合することになって
、成形が短時間で行え、しかも非常に高密度の成形体が
得られ、したがってまた厚さが１０鶴以上のいわゆる厚
ものの成形も容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の全体を示す概略
説明図、第２図は型支持装置を示す正面図である。 Ｓ・・・セラミックススラリー、１・・・石膏型（成形
用型）、２・・・型支持装置、３・・・脱泡装置、４・
・・高加圧装置、５・・・筒状型枠、７・・・受は坂、
９・・・押え板。 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックススラリーを多孔質の成形用型内に注入
   して、所定のセラミックス成形体を作る成形方法におい
   て、前記セラミックススラリーを成形用型内に注入した
   後、当該型内のセラミックススラリーに高圧力を加える
   ことを特徴とするセラミックスの成形方法。 ２、前記高圧力は１０〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ＾２である
   特許請求の範囲第１項記載のセラミックスの成形方法。