JPH04257401A - スリップキャスティング成形方法及びスリップキャスティング成形型 - Google Patents

スリップキャスティング成形方法及びスリップキャスティング成形型

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JPH04257401A
JPH04257401A JP4091091A JP4091091A JPH04257401A JP H04257401 A JPH04257401 A JP H04257401A JP 4091091 A JP4091091 A JP 4091091A JP 4091091 A JP4091091 A JP 4091091A JP H04257401 A JPH04257401 A JP H04257401A
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JP
Japan
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mold
slip
cavity
slip casting
casting
Prior art date
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JP4091091A
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English (en)
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Tetsuo Uchiyama
哲夫 内山
Kohei Nakano
中野 孝平
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はスリップキャスティング
成形方法及びそれに用いる成形型に関し、特に、吸水性
を向上して着肉速度を大きくすることができる成形方法
及び成形型に関する。 【0002】 【従来の技術】セラミック成形体を製造する方法の代表
的なものとして、スリップキャスティング法がある。こ
のスリップキャスティング成形方法は、石膏等の吸水性
を有する材料からなる成形型を用い、この成形型のキャ
ビティ内に注入したスリップ(セラミック原料粉の懸濁
液)から水分を吸収してスリップを固化し、セラミック
成形体を製造する方法である。この方法は、一般に比較
的薄肉の成形体や複雑形状の成形体を製造するのに適し
ている。 【0003】このスリップキャスティング成形方法は、
比較的簡単であり、ひずみのない均質な成形体を容易に
製造することができるために、高い形状寸法精度が要求
されるセラミック製品用の(グリーン)成形体、たとえ
ば自動車のタービンロータ等の製造への応用が試みられ
ている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このスリッ
プキャスティング成形方法は、一般には、大気圧下で成
形型のキャビティにスリップを充填し、その成形型によ
る自然吸水によりスリップの脱水を行うが、比較的肉厚
の成形体を製造する場合には、キャビティ内のスリップ
の脱水に長時間を要する。 【0005】そこでキャビティ内のスリップに圧力を加
え、強制的にスリップの脱水を行ういわゆる加圧鋳込み
法も行われているが、この方法では、石膏等からなる比
較的脆弱な成形型の破損、型割れ等の問題が生じる。 【0006】したがって、本発明の目的は、加圧鋳込み
をすることなく、成形型の吸水速度を高めて着肉速度を
大きくすることができる方法、及びそれを実現すること
ができる成形型を提供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、水分透過性を有する多孔質の材料
からなる成形型の内部に空洞部を設け、この成形型のキ
ャビティ内にスリップを注入した後で空洞部内を減圧し
てやれば、スリップから成形型への水の浸入が速くなっ
て着肉速度が大きくなり、比較的肉厚の成形体でも短時
間に製造することができることを発見し、本発明に想到
した。 【0008】すなわち、本発明のスリップキャスティン
グ成形方法は、水分透過性の多孔質材料からなり、内部
に空洞部を有する成形型を用い、前記成形型にスリップ
を注入し、前記空洞部内を減圧することにより前記成形
型の吸水速度を向上させ、もって前記スリップ内の固形
分の型への着肉速度を上げることを特徴とする。 【0009】また、水分透過性の多孔質材料からなる本
発明のスリップキャスティング成形型は、内部に空洞部
を有し、前記空洞部は外部減圧源と連通しており、かつ
スリップと接するキャビティ面を除く成形型壁面は、気
密性材料で被覆されていることを特徴とする。 【0010】 【実施例】以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説
明する。図1は本発明の一実施例によるスリップキャス
ティング成形型を示す模式断面図である。 【0011】本実施例の成形型1は、二つの部分型11
、12を有し、この部分型11、12が組合わさって目
的とする成形体の外形に対応するキャビティ13を形成
している。 【0012】それぞれの部分型の内部には管部が形成さ
れている。キャビティの側部型となる部分型11におい
ては、図1及び図2からわかるように、管部3はキャビ
ティ13を取り巻くように型内を螺旋状に走っている。 また、底部型となる部分型12においては、図1のB−
B断面図である図3に示すように、管部4は型12内を
蛇行するように形成されている。このように、それぞれ
の部分型において、管部はなるべく型全体にまんべんに
行き渡るように形成されている。管部3、4は、壁面が
多孔質の材料からなるチューブ(サイジングチューブ)
を、部分型の形成時に埋設することにより形成すること
ができる。管部3、4の一方の端部はそれぞれ型内で閉
じており、また、他端はそれぞれ開口部30、40を有
しており、そこで外部のサクションポンプ(図示せず)
等の吸引手段に接続されている。 【0013】部分型11及び12は、ともに水透過性の
多孔質材料から形成されている。具体的には、石膏や、
多孔質樹脂、多孔質ガラス及び多孔質金属等の吸水性材
料等により形成されてなる。このような吸水性多孔質材
料の中では、石膏が最も実用的である。 【0014】スリップと接触するキャビティ13の壁面
以外の成形型1の表面部は、気密層5によって被覆され
ている。この気密層としては樹脂製フィルムを用いるこ
とができる。また、ゴムや樹脂塗料等を成形型の表面に
塗布してもよい。 【0015】上述した成形型1のキャビティにスリップ
6を注入し、管部3及び4内を吸引する。すると、多孔
質の成形型1の内部全体が減圧状態となり、キャビティ
面13から型への吸水速度が高くなる。このように成形
型の吸水性が向上するとキャビティ面へのスリップ固形
分の着肉速度が速くなる。 【0016】成形型の形状及び材質、管部の形成状態等
により、この着肉速度は種々変化するが、本発明者の研
究によれば、成形型として石膏を用いた場合に、20T
orr程度に減圧すれば、従来の大気圧下でのスリップ
キャスティング法に比して少なくとも2倍以上の着肉速
度を得ることができる。 【0017】本発明の方法及び成形型は、酸化物、窒化
物、硼化物、金属等の粉末を含む多種のスリップに対し
て適用することができる。 【0018】なお、以上においては、成形型内に空洞部
として管部を形成した型を例にとり説明したが、本発明
はこれに限定されず、成形型の強度が確保され、また成
形型自体の製造が容易であれば、成形型内の空洞部の形
状は適宜変更してよい。 【0019】なお、本発明の成形型を用いると、固化し
た成形体をこの成形型1から取り出した後、この管部3
、4に逆にエア等を吹き込むことにより、短時間で成形
型を乾燥することができ、次のスリップキャスティング
成形までのロスタイムが少なくなる。 【0020】以下の具体的実施例により、本発明をさら
に詳細に説明する。 実施例1〜3 図1に示す形状の成形型を作製した。ここで部分型11
及び12は石膏により形成し、その内部の管部3及び4
は、それぞれナイロン製のサイジングチューブを部分型
の成形時に埋め込むことにより形成した。そして、成形
型のキャビティ面以外の表面には、幅広のセロハンテー
プを貼りつけた。 【0021】Al2 O3 粉末85重量%と、ZrO
2 粉末15重量%とからなるセラミック粉末と、解膠
剤と、結合剤(ポリビニルアルコール)と、消泡剤と、
イオン交換水とを表1に示す配合となるように秤量し、
これをボールミルにより24時間混合し、スリップを調
製した。各スリップの粘度を表1に合わせて示す。なお
、表1の数字は、粘度以外の欄においては、重量部を示
す。 【0022】このスリップを上記の成形型のキャビティ
内に注入し、サイジングチューブ開口端をサクションポ
ンプに接続し、サイジングチューブ内を20Torrに
減圧した。この減圧を続けている時のセラミック成分の
着肉速度を(着肉厚さ)2 /(着肉時間)により求め
た。結果を表2に示す。なお、表2における着肉速度の
単位は、10−4cm2 /秒である。 【0023】上記の減圧を開始してから約4時間経過後
、排泥し、乾燥後、脱型して器状の成形体を得た。そし
て得られた成形体の密度を測定した。結果を表2に合わ
せて示す。 【0024】比較例1〜3 比較として、実施例1に用いた成形型と同一形状で、そ
の体部内に管部を有しない成形型を石膏により作成した
。 【0025】実施例1〜3に用いたスリップをそれぞれ
上記の比較用の成形型に注入し、大気圧下で自然吸水に
よる方法で成形体を製造した。このキャスティングの間
、実施例1と同様にしてセラミック成分の着肉速度を測
定した。その結果を表1に示す。 【0026】実施例4、5 セラミック粉末として、Si3 N4 粉末90重量%
と、Y2 O3 粉末5重量%と、Al2 O3 粉末
5重量%とからなる混合物を用い、これと実施例1で用
いた解膠剤、結合剤、及び消泡剤を表1に示す配合比で
実施例1と同様に混合し、スリップを得た。 【0027】このスリップを実施例1で用いた成形型に
注入し、実施例1と同様にして成形体を作成した。この
キャスティング中に、実施例1と同様にしてセラミック
成分の着肉速度を測定した。結果を表2に示す。また、
得られた成形体の密度を測定した。結果を表2に合わせ
て示す。 【0028】比較例4、5 比較として、実施例4及び5のスリップと、比較例1で
用いた成形型とを用い、比較例1と同様にして成形体を
作成した。このキャスティング中に、実施例1と同様に
してセラミック成分の着肉速度を測定した。結果を表2
に示す。また、得られた成形体の密度を測定した。結果
を表2に合わせて示す。 【0029】                          
     表1          セラミック   
                         
              粘度    例No. 
    粉末      結合剤    解膠剤   
 消泡剤    水      (dPaS) 実施例
1    75      0.15       0
.4      0.05      25     
 21.5  実施例2    65      0.
15       0.4      0.05   
   35       9.5  実施例3    
60      0.15       0.6   
   0.05      40      17.5
  比較例1    75      0.15   
    0.4      0.05      25
      21.5  比較例2    65   
   0.15       0.4      0.
05      35       9.5  比較例
3    60      0.15       0
.6      0.05      40     
 17.5  実施例4    35      1.
5        2.5      0.5    
   65       6.3  実施例5    
30      1.5        1.0   
   0.5       70      16  
  比較例4    35      1.5    
    2.5      0.5       65
       6.3  比較例5    30   
   1.5        1.0      0.
5       70      16     【0030】                          
       表2                
  例No.         着肉速度(1)   
  密度(2)                  
 実施例1        15.0        
4.1                実施例2  
      17.6        4.1    
            実施例3        1
5.0        4.1           
     比較例1          0.9   
     4.1                比
較例2          1.4        4
.1                比較例3   
       1.2        4.1    
            実施例4         
 1.1        3.20         
       実施例5          1.0 
       3.20              
  比較例4          0.3      
  3.20                比較例
5          0.3        3.2
0  表2の注  (1) :単位は10−4cm2 
/秒。   表2の注  (2) :単位はg/cm3 。   【0031】以上から分かるように、本実施例にお
いては、アルミナ系セラミック材のスリップに対しては
、従来の方法(大気圧下での自然吸水による方法)にお
ける着肉速度の10倍以上の着肉速度が得られた。また
、窒化珪素系セラミック材のスリップに対しては、3倍
以上の着肉速度が得られた。 【0032】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のスリップキ
ャスティング成形方法においては、加圧鋳込みをするこ
となくして成形型の吸水性を向上し、セラミック成分の
着肉速度を高めることができる。また、加圧鋳込み法で
問題となる型割れ等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスリップキャスティン
グ成形型を示す模式断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【符号の説明】
1  スリップキャスティング成形型 3、4  管部 5  気密性材料 6  スリップ 11、12  部分型 13  キャビティ 30、40  開口部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  水分透過性の多孔質材料からなり、内
    部に空洞部を有する成形型を用い、前記成形型にスリッ
    プを注入し、前記空洞部内を減圧することにより前記成
    形型の吸水速度を向上させ、もって前記スリップ内の固
    形分の型への着肉速度を上げることを特徴とするスリッ
    プキャスティング成形方法。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載のスリップキャスティ
    ング成形方法において、前記空洞部が管部となっている
    ことを特徴とするスリップキャスティング成形方法。
  3. 【請求項3】  水分透過性の多孔質材料からなるスリ
    ップキャスティング成形型であって、内部に空洞部を有
    し、前記空洞部は外部減圧源と連通しており、かつスリ
    ップと接するキャビティ面を除く成形型壁面は、気密性
    材料で被覆されていることを特徴とするスリップキャス
    ティング成形型。
  4. 【請求項4】  請求項3に記載のスリップキャスティ
    ング成形型において、前記空洞部が管部であることを特
    徴とするスリップキャスティング成形型。
  5. 【請求項5】  請求項4に記載のスリップキャスティ
    ング成形型において、前記管部は多孔質壁からなるチュ
    ーブを前記成形型に埋設してなることを特徴とするスリ
    ップキャスティング成形型。
JP4091091A 1991-02-12 1991-02-12 スリップキャスティング成形方法及びスリップキャスティング成形型 Pending JPH04257401A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012171333A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Taiheiyo Cement Corp セラミックス製品の製造方法およびこれに用いられる成形型
CN107650239A (zh) * 2017-08-31 2018-02-02 安徽信息工程学院 石膏注浆成型模具

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