JPH03290202A - 湿式成形用型 - 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、湿式成形用型に関し、特に微細な気孔による
吸水性、長寿命、高強度、良能型性と、均一かつ良好な
通気性を有し、かつ安価で製造可能な鋳型に関するもの
である。

〔従来の技術］ 湿式成形用型としては、石膏、樹脂、樹脂−セラミック
ス、金属−セラミックス、金属、などの材質が用いられ
ている。しかしながらこれらの型は、気孔径が３μｍよ
り大きく、目詰りを起しやすく、また、型の加工が困難
で寸法精度が低い等の欠点を有している。

このような欠点を解決する技術として、窒化硼素と他の
セラミックス成分から構成したを型を用いる技術（特願
昭６３−２５０８４３号、特願平１−１９４０５２号）
があり、微細な気孔による吸水性、長寿命、高強度、良
離型性等湿式成形用型として非常に優れた特性が得られ
る。この技術は、さらに、次の点について改善すること
が必要であった。

■　微細な気孔を有するため、型の厚みが大きい場合、
通水抵抗が大きく、脱水、乾燥及び離型時の効率が低い
。

■　原料及び材料自体が比較的高価である。

■　上記■、■の欠点は、厚みを薄くすることにより改
善されるが、その場合には以下の点が問題である。

（イ）型の形状が平坦でないと、型のクランプが困難で
ある。例えば第２図（ａ）に示す鋳型ｌを第２図（ｂ）
に示すように薄くするとクランプ３でクランプすること
ができない。

（ロ）型の形状によっては、とりわけ複雑形状の場合に
は、クランプ時、加圧時に応力の集中が起こり強度上の
問題がある。

〔発明が解決しようとする課題１ 本発明の目的は前述の特願昭６３−２５０８４３号、特
願平１−１９４０５２号を技術を改善することであり、
下記に示す特性を有する湿式成形用型を提供することに
ある。

（ａ）　　脱水、乾燥及び離型がよく、通気性の高い型
であること。

（ｂ）　　安価に製造できる型であること。

（Ｃ）　　成形時のクランプの容易な、平坦部を有する
型であること。

（ｄ）　　応力の集中が少ない形状であること。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、粉末の成形のための湿式成形用型として
、種々の材料を比較、検討したところ、窒化硼素と他の
セラミックス成分とからなる成形面層と、それに接触す
るその他の多孔質層を有する材料を用いて従来にない非
常に優れた特性を有する湿式成形用型が得られることを
見出し、本発明を完成した。

本発明は、窒化硼素（ＢＮ）と１種または２種以上のセ
ラミック成分とからなる成形面層と、その背面を裏打ち
する多孔質層とから構成されており、かつ通気性を有す
る多層構造の湿式成形用型である。

本発明における湿式成形とは、陶磁器、ファインセラミ
ックスなどのスラリ＝（泥漿）を型に流し込むスリップ
キャスティング（鋳込成形）、湿式プレス成形、粘土状
の坏土などを成形する塑性成形の一種であるろくろ成形
、押出成形、射出成形を含む成形法であり、本発明の湿
式成形用型はこれらの成形法に好適に用いることができ
る。

また、本発明の型で成形される被成形材料としては、陶
磁器、ファインセラミックス、フェライトのような無機
組成物、及び鉄粉、合金鋼粉などの粉末状の金属材料な
どが挙げられ、本発明はこうした幅広い材料の成形に好
的に利用することができる。

多孔質層は、平均気孔径０．５μｍ以上、気孔率１０％
以上であるものが好ましい。この多孔質体は、上記条件
を満たすものであれば、特に材料は限定されるものでは
なく幅広い範囲から選択することが可能であり、安価な
原料や簡単な製造プロセスの材料を選ぶことにより、コ
ストの低減が可能である。

〔作用１ 本発明の型は第１図に示す構造を有している。

すなわち、成形体１を成形するための薄い成形面層２と
、この成形面層２の背面を裏打ちする多孔質層３とから
構成され、気孔径の異なる多層構造をとっている。

成形面層は、ＢＮと他のセラミックス成分の合計重量に
対するＢＮの重量比率が１０〜５０％、平均気孔径が０
．１〜２μｍ、気孔率が１０〜５０％であるものが好ま
しい。一般に湿式成形用素地原料は、数ミクロン以下の
粒径のものを使用する場合が多く、型の気孔径が２μｍ
を越えると素地粒子の型中への目詰りを防止することが
できない。また気孔径が０．１μｍ未満であると、成形
速度が過小となり、生産性が低下する。また、ＢＮの重
量比が１０％未満となると、離型しにくくなり、５０％
を越えると副摩耗性が劣ってくる。さらに、気孔率が１
０％未満では成形速度が過小になり、５０％を越えると
、型の強度が不十分となる。

成形面層は好適には窒化硼素及び多の１種又は２種以上
のセラミックスの複合焼結体から成るものが望ましい。

一方、多孔質層３は、直接素地と接触しないため、気孔
径を大きくすることができる。これにより、成形、乾燥
及び離型効率を大幅に向上させることができる。成形時
、成形体からの脱水は、多孔質層の気孔径が大きいこと
により、型内部の通水抵抗が小さくなり、急速、容易に
行われる。また、型の乾燥においても、機構的に急速乾
燥が保証される。また、通気抵抗の低下により、ブロー
による離型も容易となる。

多孔質層の平均気孔径が、０．５ｕｍ未満であると、通
水抵抗が大きくなり、成形速度および、型の乾燥速度が
過小となる。また、気孔率が１０％未満の場合も同様で
ある。

また、多孔質層は、型のクランプや、成形時の加圧力に
耐える剛性、強度を有することが肝要である。この多孔
質層は、上記条件を満たすものであれば、特に材料は、
限定されるものではなく、幅広い範囲から選択すること
が可能であり、安価な原料や、簡単な製造プロセスの材
料を選ぶことにより、コストの低減が可能である。

多孔質層は、成形体形状に依存せず、平坦部を有する形
状をとすることができ、成形時のクランプが容易となる
。

また、成形面層の背後に接触して、全面的に支持する構
造をとることにより、成形面層が薄いことによる型のひ
ずみや、応力集中を防止することができる。

ここで、本発明をスリップキャスティングの具体的実験
に基づき説明する。なお、ここでは、スリップキャステ
ィング例をにとって説明するが、本発明はこれに限定さ
れることはなく、ろくろ成形、湿式プレス成形、プレス
成形、押出成形、射出成形等の湿式成形全般への適用が
可能である。

成形面層としてＢＮを重量比率で３０％含有するＡ１２
０ａ−ＢＮを用い、多孔質層として、エポキシ樹脂−ム
ライト組成のものを準備した。諸物性を第１表に示す。

　型の形状は内径４０ｍｍ、深さ１００ｍｍの有底円筒
形である。

スリップキャスティングは、出発原料として、０、８　
ａ　ｍのアルミナ（昭和電工ＡＬ１６０ＳＧ）１００重
量部と、水２５重量部とを混合し、ポリカルボン酸を解
膠剤として、粘性をコントロールして得た粘度５００ｃ
ｐｓのスリップを用いて、常圧下及び１０．２０ｋｇ／
ｃｒｎ’の加圧下にて行なった。試験は５０回繰り返し
、その結果を第２表に示す。　厚み５ｍｍのＡ、２２０
３　ＢＮ単層型は、２０ｋｇ／ｃｒｎ’の加圧成形では
強度が足りず、成形が不能であった。多孔質層を接触さ
せる構造とした場合、成形面層の厚みが２ｍｍであって
も２０ｋｇ／ｃｒｒ１″まで可能であり、成形面層が薄
くなる程、成形速度が向上する。しかし型全体の強度は
低下するので、加圧力に応じて、最適な厚みを決定すれ
ば良い。

〔実施例１ 以下に本発明の実施例について説明する。

本発明による型として、成形面層としてそれぞれＢＮを
重量比率で３０％含有する５ｉＣ−ＢＮ、ＺｒＯ２ＥＮ
、Ａｌ２２０３−ＢＮ、それに接触する多孔質層として
、エポキシ樹脂−ムライト、アルミナ５０％の不定形耐
火物の組成のものを準備し、比較例として、石膏型、エ
ポキシ樹脂型、Ａｌ２２０ａ−ＢＮ単層型を準備した。

諸物性を第３表に示す。

型の形状は内径４０ｍｍ、深さ１００ｍｍの有底円筒形
で、成形面層厚は１０ｍｍ、多孔質層厚は３０ｍｍであ
る。

スリップキャスティングに用いたスリップとしては、 （１）前述の、＋１２０３スリツプ、 （２）出発原料として、組成が、陶石＝５０５０重量部
粘土：２５重量部、長石：２５重量部であって、その粒
構成が１０ＬＬｍ以下５０％である陶磁器材料６０重量
部と、水４０重量１ 部とを混合し、水ガラスを解膠剤として、粘度をコント
ロールして得た粘度約１０００ｃｐｓの陶磁器用スリッ
プ、 （３）出発原料として、５ｒＣＯａとＦｅ２Ｏ３とを準
備して、モル比で５ｒＣＯａ／ Ｆｅｚ　ｏａ　＝１１５．９の組成で混合し、大気中で
１２４０℃で焼成して得た５ｒＯ−５，９Ｆｅ２０３な
る組成の仮焼体を乾式粉砕を経て、漬式粉砕し、平均１
．２μｍのフェライト粉末とした。このフェライト粉末
１００重量部に対し、バインダとしてアルギン酸アンモ
ニウム０．５％水溶液４５重量部、分散剤として、ポリ
アクリル酸アンモニウム０．６重量部をボールミルで５
時間部合を行い得た粘度約２０００ｃｐｓのスリップ、 （４）出発原料として、平均粒径９．０μｍの５ＵＳ３
０４．１００重量と、水３３重量と部を混合し、バイン
ダとして、アルギン酸アンモニウムを１重量部加えてボ
ールミルで２０時時間部して得た、粘度約１４００２ ｃｐｓのスリップ の４種のスリップを用いて、常圧下及び１０．２０ｋｇ
／ｃｒｎ’の加圧下にて行った。試験は５０回繰り返し
、上記（１）〜（４）の各スリップに対応する結果をそ
れぞれ第４表〜第７表に示した。

第４表〜第７表中組成の欄の記号は第３表に示す記号に
よる組成と一致する。

第４表〜第７表の結果より明らかなように、本発明の鋳
型は、すべてのスリップで、すべての項目について好成
績であった。

それに対して石膏型は、成形圧力１０ｋｇ／ｃｒｒＩ″
が限度で量産性が低く摩耗が速い。またエポキシ樹脂型
は、上記（１）、（２）のスリップでは目詰まりが速く
、上記（３）、（４）のスリップでは離型性が悪い。

Ａｌ２２０３−ＢＮ単層型は、本発明の型に比べ、成形
速度が劣る。

７ ［発明の効果］ 本発明によれば、窒化硼素と他のセラミックス成分とか
らなる成形面層と、その背面に裏打ちされた多孔質層と
から構成される型を用いることにより、従来の石膏型、
樹脂型、セラミックＢＮ単層型に比べて、格段に優れた
濃弐威形用型を得ることができ、またそれを用いて、高
い生産性で目詰まりなく、離型性良く、セラミック、陶
磁器、フェライト、金属粉末等の成形が可能である。

また、多孔質層は、広い範囲からの選択が可能であるた
め、型のコストダウンも可能である。

さらに、多孔質層は成形面層の背後に全面に接触してい
るため型のクランプが容易になり型のひずみや応力の集
中を低減する効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図（ａ）は従来
の型の断面図、第２図（ｂ）はその改良型の断面図であ
る。 １・・・成形体 ２・・・成形面層 ３・・・多孔質層 ４・・・クランプ ■ 　０ 出 代 願 理 人 人 川崎製鉄株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　窒化硼素及び他の１種又は２種以上のセラミックス
   からなる成形面層と、該成形面層の背面を裏打ちする多
   孔質層とからなり、かつ通気性を有することを特徴とす
   る湿式成形用型。