JPH0361502A - スリップキャスティング成形方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はスリップを鋳込み型内に注入して厚肉部と薄肉
部とを有する複雑な形状のセラミックス成形体を形成す
るスリップキャスティング成形方法に関する。

［従来の技術］ スリップキャスティング成形方法は、セラミックス微粉
末、焼結助剤、解膠剤、結合剤および水などを混合して
得られるスリップを吸水性の鋳込み型に注入し、型の吸
水により型面に沿って着肉層を形成させる。この着肉層
が成長してスリップ成形体が形成される。そして脱型後
スリップ成形体は乾燥工程で充分乾燥され、その後焼結
される。

この方法は、複雑な形状のセラミックス成形体が容易に
得られることから広く利用されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら厚肉部と薄肉部とが共存する複雑な形状の
セラミックス成形体の場合は、乾燥工程でセラミックス
成形体の肉厚が変る境界部位に亀裂が発生しやすい。こ
の傾向は特に肉厚の差が大きい場合はど著しい。この亀
裂が生じる原因としては、セラミックス成形体の厚肉部
と薄肉部とで乾燥速度が異なるためではないかと考えら
れる。

すなわち、厚肉部と薄肉部とで乾燥速度が著しく異なり
、そのためスリップ成形体の乾燥収縮に差かでき、収縮
応力が肉厚が変る部位に集中してその部分に亀裂が発生
ずると考えられる。

この亀裂の発生を防ぐために、低温で長時間かけて乾燥
する方法、加圧下で乾燥する方法などがかおこなわれて
いる。しかしこれらの方法では、生産性の低下、コスト
アップとなり好ましくない。

スリップ成形体の乾燥時に発生する亀裂の防止法として
は、特開昭６２−９２８０５号公報に、内面に熱硬化性
樹脂膜が設けられた溶融可能な有機材料により型の一部
を形成し、他の部分をスリップ媒体を吸収する材料で形
成した型を用いてスリップを注入して成形体を形成する
。得られた半固化した成形体を脱型し、熱硬化性樹脂膜
で覆われたままで乾燥し、その後熱硬化性樹脂膜を除去
する方法が開示されている。しかしこの方法では、熱硬
化性樹脂膜で覆われている部分が、型で吸水されないの
で成形体に厚肉部と薄肉部とが存在すると乾燥工程での
乾燥が必ずしも均一とはならず、また乾燥に長時間を要
し生産性が悪くなるという問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、できるだ
け容易な方法で、乾燥工程におＣブる亀裂の発生を防止
することをを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のスリップキャスティング成形方法は、セラミッ
クス微粉末と液状媒体とを主・成分とするスリップを鋳
込み型に注入固化させて厚肉部と薄肉部とをもつスリッ
プ成形体を形成する成形工程と、該スリップ成形体を脱
型し該薄肉部表面の有機皮膜で被覆して被覆膜を形成し
被覆成形体とする被覆工程と、該被覆成形体から該液体
媒体の大部分を除去する乾燥する乾燥工程と、乾燥後の
該被覆成形体から該被覆膜を除去する除去工程と、被覆
膜を除去した成形体を焼結する焼結工程とからなること
を特徴とする。

この成形工程では、狩常のスリップキャスティング成形
方法が適用できる。たとえば公知のセラミックス微粉末
、解膠剤および水などの媒体を混合してスリップを形成
して所定の鋳込み型内に鋳込む。この鋳込み型内でスリ
ップは液状媒体を吸収されて固化し所定の複雑形状のス
リップ成形体を形成して脱型されて単離される。

被覆工程では、単離されたスリップ成形体の薄肉部に被
覆膜を形成して被覆成形体とする。この被覆膜はたとえ
ば、ゴムまたは樹脂を溶解した液を浸漬、噴霧、塗布な
どの方法によりスリップ成形体の薄肉部を被覆する。

この際被覆される薄肉部は、厚肉部のおおよそ１／４以
下である場合が好適である。しかし肉厚の差がこれより
小さくても相対的に薄肉部を被覆することにより亀裂の
発生を防ぐことができる。

この被覆膜を形成する有機皮膜としては、ポリアクリル
酸、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチ
ラールなどの樹脂、スチレンブタジェンゴム、ジエン系
ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴムなどを用いることが
できる。

被覆膜としては、被覆成形体の表面から直接液状媒体が
発散するのを防ぐことができる膜であれば良い。また膜
厚の大小は特に問わない。特にスリップ成形体の表面に
密着していることが好ましい。

乾燥工程では、形成された被覆成形体をたとえば乾燥器
に入れて乾燥する。乾燥は通常の条件でおこない、特別
な条件を必要としない。

除去工程では、乾燥が終了した被覆成形体の被覆膜が除
去される。この除去は加熱により熱分解乃至は焼却させ
か、または機械的に剥離させても良い。さらに後の焼結
と同時におこなうこともできる。

焼結工程は通常の焼結法が適用できセラミックス成形体
が得られる。

被覆膜で被覆された薄肉部は、スリップの液状媒体がそ
の表面から直接発散できず被覆されてない部分に移行し
なければ除去されない。したがって、薄肉部の乾燥は遅
くなり、その結果成形体での乾燥収縮の差が小さく・な
り応力の集中が抑制される。これにより亀裂の発生が阻
止できる。

［作用］ 本発明のスリップキャスティング成形方法では、スリッ
プを固化して形成した肉厚に大小の差のあるスリップ成
形体の肉厚の小さい部分の表面を被覆膜で被覆して乾燥
される。この乾燥工程では、薄肉部の乾燥が抑制され、
乾燥は厚肉部でおこなわれる。薄肉部の液状媒体は、液
状媒体の濃度勾配ににり拡散して成形体全体としての乾
燥収縮の差がなくなり収縮応力の集中などに基づく亀裂
の発生を阻止できる。

［実施例］ 以下実施例により具体的に説明する。

第１図にスリップキャスト法で成形したロータの断面図
を第２図にその正面裏面図を示す。

このロータは中央の肉厚の大きいく約５０ｍ１〉ハブ部
１に肉厚の小さい（約３ｍ）１１部２が１２枚放躬状に
接合された形状を有する。

平均粒径が０．９μｍの窒化珪素微粉末に焼結助剤のイ
ツトリヤ粉末、アルミナ粉末を混合しざらに水および解
膠剤〈ポリアクリル酸アンモニウム塩〉を加えて混合し
て形成したスリップを前記のロータの鋳込み型に注入し
て第１図および第２図に示す形状のセラミックスロータ
のスリップ成形体を成形した。

脱型したスリップ成形体のロータの翼部２分の薄肉部を
ポリアクリル酸樹脂のトルエン溶液（ｗＬ度４５％）に
浸漬して被覆膜３を形成した。この被覆成形体４を第３
図に示す乾燥容器５に入れ転倒防止台６で固定して８０
℃で１週間保持した。

その後４５０℃で２時間かけて被覆膜３を熱分解して除
去した。得られたロータの翼部２とハブ部１の接合部に
亀裂などの欠陥は認められなかった。

比較として実施例と同一のスリップを用い同じ鋳込み型
を使用して成形したスリップ成形体を、被覆膜を形成し
ないで乾燥容器５で同じ乾燥条件の８０℃で１週間保持
したところ、翼部２とハブ部１の接合部に亀裂の発生が
認められた。したがってこのようにスリップ成形体の薄
肉部に被覆膜３を形成して乾燥することにより亀裂発生
を阻止できる。

得られた成形体は常法により焼結をおこなったが、亀裂
などは発生せず良好な焼結体となった。

［効果］ 本発明の方法によれば、スリップ成形体の薄肉部に被覆
膜を形成して乾燥させこるという簡単な工程で、厚肉部
と薄肉部が共存する複雑形状のセラミックス成形体を亀
裂の発生を抑制して容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のロータの断面であり、第２図は第１図
の正面裏面図であり、第３図は乾燥容器内での乾燥状態
を示す断面図である。 １・・・ハブ部　　　２・・・翼部 ３・・・被覆膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス微粉末と液状媒体とを主成分とする
   スリップを、鋳込み型に注入固化させて厚肉部と薄肉部
   とをもつスリップ成形体を形成する成形工程と、該スリ
   ップ成形体を脱型し該薄肉部表面の有機皮膜で被覆して
   被覆膜を形成し被覆成形体とする被覆工程と、該被覆成
   形体から該液体媒体の大部分を除去する乾燥する乾燥工
   程と、乾燥後の該被覆成形体から該被覆膜を除去する除
   去工程と、被覆膜を除去した成形体を焼結する焼結工程
   とからなることを特徴とするスリップキャスティング成
   形方法。