JPH0387204A - 無機繊維成形体の成形方法 - 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、無機＊Ｉ！にバインダーを添加した原料スラ
リーを成形用型枠の形状にあわせて成形する無機繊維成
形体の成形方法に関する。

［従来の技術］ 従来、無機繊維成形体の成形方法としては、第７図に示
すように、上方が解放された所定形状の型部２２を有す
ると共に、濾過ネット２３が敷き詰められた漏斗状の成
形型２０に対し、無機ａＨにバインダーを添加した原料
スラリーを流し込むと共に、スラリー中の水分を戸別す
ることによって型部２２内に無機繊維及びバインダーを
着肉させる流し込み吸引成形法が知られている。また。

生産性を向上させるため、第６図に示すように。

上述の成形型２０を原料スラリーＳ中に沈没させ、成形
型２０の吸引口２４を吸引ポンプ２７で強制吸引して、
型部２２内に成形体を成形する真空吸引成形法が知られ
ている。

更に、上述のようにして得た成形体の表面の凹凸を平滑
に仕上げるため、ローラ等によってプレス加工を施すこ
ともなされている。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述のような吸引成形では成形体の寸法
精度が悪く、成形できる成形体の形状が制約されるとい
う問題があった。真空吸引成形法によっても、吸引圧力
は１ｋｆｆ／＜ｓ２程度が限度であったため、成形型の
型部の形状によっては完全に原料を充填できない場合が
あり、成形体に欠損部位を生ずる４：ともあった。

一方、プレス加工を施す場合でも、プレスによって突部
が潰されるため、潰された部位の密度が高くなり全体と
して密度ムラが生じたり−ａＳｔ質の復元性のために完
全に平滑に仕上げることができない、二とがあった。ま
た、成形体形状が複雑な場合にはプレスを施すことがで
きなかった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって。

その目的は、欠損部位や密度ムラを生ずる。二となく、
寸法精度に優れた成形体を簡便かつ確実に成形すること
の可能な！！機繊維戒形体の成形方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］上記課題を解決
するために本発明の成形方法は。

内部が所望形状に形成された中空密閉状の型枠内に原料
スラリーを注入口から圧入して、型枠の中空部内壁面の
成形用ネットに沿って型枠内全体に原料スラリーを充填
させると共に、原料スラリー中の水分と固形分とを前記
成形用ネットによって戸別し、前記成形用ネットを介し
て戸別された水分を成形用ネットと型枠内壁との間隙を
通して排出口に至らせ、２：の排出口より型枠外へ排出
させることにより、型枠内に所望形状の成形体を成形す
る方法とした。

原料スラリーを注入口から所定圧力で型枠内に圧入する
と、その原料スラリーが成形用ネットに沿って型枠内に
均一にいきわたる、その後、スラＪ−供給圧力により、
原料スラリー中の水分は成形中ネットによって固形分と
Ｐ利され、成形用ネットと型枠内壁との間隙を伝って排
出口へ導かれ、その排出口から型枠の外へ排出される。

それに伴い、成形用ネットの内側には、欠損部位のない
密度の均一な成形体が型枠形状通りに成形される。

即ち、型枠内に配された成形中ネットよって。

圧入されるスラリーを型枠内に均一に濾過し着肉させ、
しかもネットと型枠内壁との間隙をスラリー中の水分の
排水通路とすることにより、排水口の位置によって、着
肉後の成形体の密度が不均一になったり、成形体に亀裂
が生じないようにする、二とができる。

原料スラリーの圧入時の圧力は、２〜１０ｋｓｒｆ／−
程度が好適であり、この範囲において圧入される限り、
密度の不均一や成形体の欠損等を生じない。

成形用ネ・ソトとし７ては、２０〜１５０　ｎｅＳｈの
範囲で０．１〜５＋ｑｒｆ／−の濾過抵抗を有するもの
が望ましい、濾過抵抗が０．１ｋｆｆ／−未満では原料
スラリー中の固形分を濾過初期の段階でネ・ソトの内側
に十分に着肉させることができず、成形体密度の不均一
を生じたり、成形体表面が粗くなることがある。一方、
５ｋｆｆ／−を超えると原料スラリーの圧入に要する時
間が長くなり、また圧入に大きな動力を要して作業効率
を低下させる。また。

成形用ネ・Ｖトは型枠内に成形される成形体と型枠内壁
との間において、戸別された水分の排水用の間隙を確保
し、水分を排出口に導くのみならず。

このような間隙によって、型枠からの成形体の離型を容
易ならしめている。

成形体に直接接する成形用ネットと型枠内壁との間には
空隙を有する必要があり１両者の間隔は３ｍｍ以上ある
ことが望ましい、この間隔が３ｍｍ未溝未満ると、ネッ
トを介し７て戸別された水分が十分に排出されず、濾過
抵抗（ネット及び着肉による）が不均一となって、成形
体内に亀裂を生じる危険性が高まる。、：れは、水分排
出が不十分であると、排水口の位置から離れた箇所等に
おいて均一な着肉が妨げられることがあるからである。

また、上記空隙を形成する場合、？過性能に影響を与え
ず、水分の排出を妨げないことと共に。

加圧によってネットの変形を土じないことが重要である
。このような条件を満たす方法としては、例えば、成形
用ネットを複数積層させたり、あるいは成形用ネットと
型枠内壁との間にスペーサを介在させることが考えられ
るが、このうちネットを複数積層させることが好ましい
。

排出口は水分を型枠内から排出可能な位置に設けられる
ため、型枠内における原料スラリーの流動が適切に制御
され、原料スラリーは型枠内に均一に充填される。故に
、排出口は原料スラリーが流動し難く、あるいは排出さ
れ難い凹状部等に設けることが好ましい。

［実施例１及び比較例１］ （原料スラリー） 無ｔａｎ維として平均繊維長２ｍｍのシリカ・アルミナ
繊維（イビデン株式会社製商品名：イビり一ル）と、１
０重量％のコロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製
商品名：スノーテ・ソクス）とを繊維分が１重量％とな
るように混合し攪拌して、固形分が均一に分散した原料
スラリーＳを得た。

尚、コロイダルシリカは繊維分のバインダーとして作用
する。

（実施例１） 本実施例における成形体１は、第４，５図に示すように
、平面正方形状であって、その底壁部中央に直方体状の
突部２を有すると共に、その四方を取り囲む正方突条３
を有しており、電熱ヒータ支持体として使用される。こ
の成形体１を成形するため、第２．３図に示すようなス
テンレス製の成形用型枠４を使用した。

、二の成形用型枠４は上下に分割される一対の割型５，
６からなり、特に下関の割型６は目的とする成形体１の
下半部の形状に対応して凹凸状に形成されると共に、成
形体１の前記突部２に対応する凹部７には原料スラリー
を型枠４内に圧入するための注入口８が設けられている
。一方、ｒｆｔ、形体１の正方突条３に対応する溝状凹
部９の四隅には水分を型枠４外に排出するための排出口
１０が設けられている。

また、上下各割型５，６の内壁面上には、それぞれ成形
用ネット１１が五層にわたって積層配置されている。こ
の成形用ネット１１は線径０．２３ｍｍ、目開き０．６
２ｍｍの３　Ｑ　ｎｅｓｈのネットである。五層にネッ
トを積層したのは、最内層即ち最初にスラリーに接する
ネ・ソトと型枠内壁面との間の空隙を確保し、かつネッ
トを保形するためでありｌ内層糸・ソトと型枠内壁面と
の間に外側四層のネ・ソトを配することにより、濾過性
能を損なうことなく補強するものである。尚、前記両割
型５，６は図示し、ない固着具によって互いに分離可能
に連結される。

そし７て、第１図に示すようなスラリー供給装置１２を
使用して、上記成形用型枠４に原料スラリーＳを圧入し
た。このスラリー供給装置１２には。

原料スラリーＳを攪拌しながら貯溜すると共に、圧抜弁
５７を備えたタンク１３が設けられ、開閉弁１９及びタ
ンク弁５４を備えた圧力調節経路１８を介して送られる
不活性ガス（又は空気）によってタンク１３内の原料ス
ラリーＳが１Ｊ口圧される。

タンク１３と成形用型枠４の注入口８とは、射出弁１４
を備えた導入管１５によって接続され、ている、また、
注入口８と前記開閉弁１９とは、ガス導入弁５５を備え
たガス導入管５６によって接続され、成形用型枠４への
スラリー圧入後、残留水分を圧出するため、不活性ガス
（スは空気〉を型枠４内に導入可能としている。成形用
型枠４の各排出口１０とタンク１３とは、導出管１６に
よって接続され、タンク１３には型枠４を介して戸別さ
れた水分が回収される。

成形用型枠４への原料スラリーＳの圧入に際しては、ま
ず、射出弁１４、ガス導入弁５５及び圧抜弁５７を閉状
態として、タンク１３内に原料スラリーＳを充填した後
、圧力調節経路１８を介してタンク１３に不活性ガスを
圧入して内圧を４　ｋｇｆ／、−Ｊ　（約４気圧）にま
で加圧した。ここで、射出弁１４を開くことにより、タ
ンク１３内と型枠４内との圧力差に基づき原料スラリー
Ｓを型枠４１＊１へ圧入した。

圧入完了後、射出弁１４及びタンク弁５４を閉じると共
にガス導入弁５５及び圧抜弁５７を開き、圧力調節経路
１８及びガス導入管５６を介して、加圧された不活性ガ
スを注入口８から型枠４内に導入する、二とにより、型
枠４内の水分を成形用ネット１１を通過させて排出口１
０から導出管１６へ強制排出させてタンク１３に回収す
ると共に、型枠４の内面形状に応じて成形体を形成した
。

次に、この成形体を成形用型枠４から取り外し、熱風乾
燥機にて１２０℃で６時間加熱乾燥を行い、！＆終的な
成形体１を得た。

この成形体ｌの寸法精度を評価するため、第４図に示す
ように、成形体１の縦方向及び横方向をそれぞれ５等分
し、てＡ〜Ｅ、１〜５の座標符号を付すと共に、Ａｌ〜
Ｅ５の座標で識別される２５個の各プロ・ツクごとの平
均肉厚（単位：、）と平均密度（単位ＩＱ／ｃｓ’＞と
を計測した。その結果を表−１及び２に示す。

表−１ 実施例１：各座標の平均肉厚（単位：ｍｍ）表−２ 実施例１：各座標の平均密度（単位：ａ／ｃｓｎｓ） （比較例１） 実施例１と同形状の成形＃％１を成形するため第７．８
図に示すような真空吸引成形用の成形型２０を使用した
。この成形型２０は上方が解放された漏斗形状をしてお
り、その、上面側には、目的とする成形体１の側面及び
底面の形状に対応する型部２２がパンチングメタル２１
によって形成されている。更に、このパンチングメタル
２１上には、前記実施例１と同一の３　Ｑ　１１ｅｓｈ
のｒｉネヴト２３が密接配置されている。一方、成形型
２０の下部には吸引口２４が設けられている。

第６図に示すように、前記成形型２０の吸引口２４に吸
引バイブ２５の一端を取り付けると共に、吸引バイブ２
５の他端には吸引ポンプ２７を取り付け、常圧貯溜槽２
６に満たされた原料スラリーＳ中に成形型２０を完全に
没入させた状態で吸引ポンプ２７を作動することにより
、成形型２０の型部２２に１１成形体を成形した。即ち
、原料スラリーＳが成形型２０の型部２２に引き寄せら
れ、スラリー中の水分のみがｐ過ネ・１ト２３及びパン
チングメタル２１を透過して吸引ポンプ２７に回収され
る。一方、ｒ過ネット２３には次第にスラリー中の固形
分が着肉され、成形型２０の型部２２全体に堆積されて
粗成形体が成形される。この時の吸引ポンプ２７による
吸引は０本装置における実弔上の最大値である１ｋｇｆ
／ｄで行った。

十分に吸引した後、吸湿状態の粗成形体を成形型２０か
ら取り外し、熱風乾燥機にて１２０°Ｃで６時間加熱乾
燥を行い、更に、ローラープレスにて粗成形体表面を平
滑処理して、目的とする成形体１を得た。

そして、前記実施例１と同様にして、成形体１の各ブロ
ックごとの平均肉厚（単位：ｌ！ｆｆ１）と平均密度（
単位：ｇ／ｍ’）とを計測した。その結果を表−３及び
４に示す。

表−３ 比較例１：各座標の平均肉厚（単位：ｍｍ）表−４ 比較例１：各座標の平均密度（単位：Ｏ／６１１’） 表−１及び３のデータに基づき、実施例１及び比較例１
の各成形体１における肉厚４０ｍの部位〈座標：　Ｂ２
〜Ｂ４．０２．Ｃ４，０２〜０４）と、肉厚６０ｍ＋の
部位（残りのＭ椋）とのそれぞれの総平均肉厚′Ｈ４゜
及びＨ６゜を算出すると共に、肉厚のばら付きの程度を
評価するため、標準偏差σ４ｏ及びσ６ｏを算出した。

密度についても各成形体１の全部位を通しての総平均密
度Ｐと、その標準偏差σＰとを算出した。この計算結果
を表−５に示す。

表−５ 計算結果 表−５かられかるように、比較例１では肉厚４０＋ｗの
部位の総平均肉厚Ｈ４゜が４２．０１ｌＩＩと級計寸法
から少なからぬズレを生じたのに対し、実施例１では総
平均肉厚Ｈ４゜が４Ｑ、Ｑｏｍと設計寸法通りの値を示
した。ＷＡ準偏差σ４ｏについても実施例１の方が比較
例１に比して低い値を示し０寸法のばら付きが少ない、
肉厚６０關の部位についても実施例１の方が比較例１に
比して総平均肉厚ＨＨ６゜が設計寸法に近く、寸法のば
ら付きも少なくなっている。また、総平均密度Ｐについ
ては実施例１．比較例１共に０゜４ＮＪ／ｆｆｉ’とい
う値を示し、ているが、標準偏差σ、は実施例１の方が
比較例１に比して低い値となっており、部位による密度
のばら付きが少なくなっている。

このように実施例１によれば、成形体１を優れた寸法精
度で、しかも均一な密度で成形することができる。

［実施例２及び比較例２］ （実施例２） 本実施例においては、第１１．１２図に示すように１円
筒状のｌＦＩ壁部３１と底壁部３２とからなる成形体３
Ｑを成形するため、第９．１０図に示すような成形用型
枠３４を使用した。尚、この成形体３０は溶融アルミニ
ウム等の溶融物を受けるための容器として使用されるも
のである。

成形用型枠３４は内外に分割される一対の割型３５．３
６からなり、外測の割型３５は目的とする成形体３０の
外周面全体に対応して有蓋円筒状に形状されており、内
側の割型３６は目的とする成形体３０の側壁部３１と底
壁部３２とによって囲まれた凹部３Ｑａの内面全体に対
応して有蓋円筒状に形成されている。そして、内側割型
３６の上面中央には原料スラリーＳを型枠３４内に圧入
するための注入口３８が設けられ、割型３６の開口周縁
に設けた鍔状部３６ａには水分を型枠３４外に排出する
ための４つの排出口３９が設けられている。

また、上下各割型３５，３６の内面上には、実施例１と
同じ３　Ｑ　ｎｅｓｈの成形用ネット４０が一層のみ形
状され、第１８図に示すように、成形用ネット４０と型
枠３４内面との間には３ｍｍの間隙を確保してするため
に、スペーサ５８を多数介在されている。これらスペー
サ５８はネット４０を介して戸別された水分の排水を妨
げないように配置されている。

そして、前記実施例１と同様にして、この成形用型枠３
４に原料スラリーＳを圧入する。二とにより、第１１．
１２図に示すような欠損箇所がなく。

寸法精度にも優れた成形体３０を得た。

（比較例２） 実施例２と同形状の成形体３０を成形するため。

第１３．１４図に示すような成形型４１を使＃４１−な
。この成形型４１は上方が解放された漏斗形状をし、て
おり　その上面側には、目的とする成形体１の形状に対
応する型部４２がパンチングメタル４３によって形状さ
れている。更に、このパンチングメタル４３の内面には
、実施（７）２と同様に３０１１ｅＳｈの濾過ネット４
４を使用し、密接配置されている。一方、成形型４１の
下部には吸引口４５が設けられている。

そして、前記比較例１と同様にして、吸引成形すること
により、型部４２内に成形体３０の成形を試みたが、第
１５図に示すような側を部４８に無数の欠損部位Ｐを有
する不完全な成形体４７を得るに止まった。

実施例２及び比較例２を比較してわかるように、実施例
２の方法によれば、従来の真空吸引成形法によっては完
全に成形することができない形状であっても、型枠の隅
々まで原料スラリーをいきわたらせることができ、欠損
のない完全な成形体を成形することができる。

Ｅその他の実施例］ 本発明は前記実施例１及び２の成形体１，３０に適用さ
れるのみならず、例えば、第１６．１７図に示すように
、円盤５１の上面に螺旋状の溝５２を有する電熱ヒータ
支持体５０の成形に適用する３二ともできる。

また、前記実施例１においては成形用ネ・ント１１を五
層に積層して使用し、一方、実施例２においてはスペー
サを使用しているが、成形用ネ・・ｌトと型枠内面との
間隙を確保でき排水を妨げない方法であれば、特に限定
されない。ネットのＷ！ｌ及び間隙の大きさは、スラリ
ーの濃度、粘度、圧入量、繊維径等の条件によって適宜
選択される。

ちなみに、実施例１及び２において、スラリーに直接接
する成形中ネットと型枠内面との間に全く間隙のない状
態でネットを密接配置し７た場合及び型枠の内面全体に
わたって成形用ネットが設けられていない場合には、型
枠の注入口付近で成形体に亀裂が生じることが実験によ
り確認されている。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、欠損部位や密度ム
ラを生ずることなく１寸法精度に優れた成形体を簡便か
つ確実に成形する、二とができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は実施例１を示し、第１図はスラリー供給装
置の概略図、第２図は成形用型枠の断面図、第３図は下
側割型の平面図　第４図は成形に）の底面図、第５図は
第４図のＸ−Ｘ線断面図。 第６〜８図は比較ｒＩＡＪ１を示し、第６図は吸引成形
装置の概略図、第７図は成形型の一部切欠き断面図、第
８図は同じく平面図。 第９〜１２図は実施例２を示し、第９図は成形中型枠の
断面図、第１０図は内側割型の平面図。 第１１図は成形体の底面図、第１２図は第１１図のＹ−
Ｙ線断面図、 第１３〜１５図は比較例２を示し、第１３図は成形型の
一部切欠き断面図、第１４図は同じく平面図、第１５図
は成形体の第１２図相当図。 第１６．１７図はその他の実施例を示し、第１６図は成
形体の平面図、第１７図は第１６図のＺ−Ｚ線断面図、
第１８図は第９図における型枠内壁付近の一部拡大断面
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　無機繊維にバインダーを添加した原料スラリー（Ｓ
   ）を成形用型枠（４、３４）の形状にあわせて成形する
   無機繊維成形体の成形方法において、 内部が所望形状に形成された中空密閉状の型枠（４、３
   ４）内に原料スラリー（Ｓ）を注入口（８、３８）から
   圧入して、型枠（４、３４）の中空部内壁面の成形用ネ
   ット（１１、４０）に沿って型枠（４、３４）内全体に
   原料スラリー（Ｓ）を充填させると共に、原料スラリー
   （Ｓ）中の水分と固形分とを前記成形用ネット（１１、
   ４０）によってろ別し、前記成形用ネット（１１、４０
   ）を介してろ別された水分を成形用ネット（１１、４０
   ）と型枠（４、３４）内壁との間隙を通して排出口（１
   ０、３９）に至らせ、この排出口（１０、３９）より型
   枠（４、３４）外へ排出させることにより、型枠（４、
   ３４）内に所望形状の成形体（１、３０）を成形するこ
   とを特徴とする無機繊維成形体の成形方法。