JPH0448604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミツクス粉末を水に溶かして泥
漿状としたもの（以下セラミツクススラリーとい
う）を、石膏型内に注入し、この注入したセラミ
ツ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ツクス成形体を作る
ための装置に関する。

（従来の技術） 従来、セラミツクスの成形体を作るにあたつて
は、密閉状のタンクに予め適当に調合されたセラ
ミツクススラリーを所定量供給し、このタンク内
のスラリーを攪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つてスラリー
中の気泡（不良品の原因となる）を除去し、その
後コンプレツサによりタンク内上方部に２〜３Kg
ｆ／cm²の空気圧をかけてスラリーを、タンク底部
の送給口から送給パイプ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除去しながら、固形状の
セラミツクス成形体を成形している。セラミツク
ス成形体はその後型から外して取り出し、焼成工
程において所定温度で焼成されることになる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、従来においては、２〜３Kgｆ／cm²程
度の圧力で石膏型内に注入されたセラミツクスス
ラリーがこの型内で固形化するまでに相当に長い
時間がかかつて作業能率が悪く、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、したがつて焼成時の収
縮率が大きくなつて製品の寸法精度を悪くしてい
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ツクススラリー
の固形化を短時間で可能にすると共に、高密度の
セラミツクス成形体を得ることのできる成形装置
を提供するものであり、そのための技術的手段
は、セラミツクススラリーを石膏製の成形用型内
に注入して所定のセラミツクス成形体を作る成形
装置において、石膏製の成形用型の上下面部及び
周側面部にそれぞれ圧接して当該型を外側から全
面的に支持するための型支持装置と、この成形用
型内にセラミツクススラリーを10Kgｆ／cm²以下の
低圧力で注入するための低圧力注入装置と、切換
装置を介して上記低圧注入に連続して上記成形用
型内にセラミツクススラリーを10〜250Kgｆ／cm²
の高圧力で注入するための高圧力注入装置とを有
してなる構成を採用するものである。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図は本発明に係る成形装置の全体を概略的
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
１を外側全面的に支持するための型支持装置２
と、セラミツクススラリーＳを石膏型１内に注入
するに先立つて、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
セラミツクススラリーＳに続いて高圧力のセラミ
ツクススラリーを注入するための高圧注入装置４
とを含んで構成されている。

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，１ｂ…
からなり、これら分割石膏型１ａ，１ｂ…はそれ
ぞれ内部に所要の成形室（キヤビテイ）１a₁，１
a₂…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つ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１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つている。

前記の型支持装置２は、石膏型１を内部から付
与される高圧力に耐えうるよう外部から全面的に
支持してやるもので、石膏型１のテーパ状外周面
に対応するように成形されたテーパ状の内周面５
ａを有して石膏型１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を介して受ける受け板７と、石膏
型１及び型枠５の上面にパツキン８を介して載置
される押え板９と、受け板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の使用にあたつては、第２
図に示すようにねじプレス１０の基台１２上に受
け板７を載設固定し、この受け板７上にパツキン
６を介して石膏型１及びこれに外嵌した筒状型枠
５を載置し、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の中央部にあるナツト
部材１４に螺装されたねじ部材１５をハンドル１
６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１
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
受け板７によりパツキン８，６を介して圧接状態
となして、この石膏型１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
受け板７上において筒状型枠５が外嵌されたとき
非荷重状態でこの型枠５上面より若干量突出する
ようにする。

前記脱泡装置３は、タンク本体１７ａ及びこれ
の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
給されたセラミツクススラリーＳを攪拌するため
の攪拌手段１８と、スラリータンク１７内部の空
気を吸出するための真空ポンプ１９とを含んで構
成される。攪拌手段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つて突設され
た攪拌羽根２１…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１７ａに軸支された
軸部２０ａから切離すことができるようになつて
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。２８は３Kgｆ／cm²の程度の低圧力の空
気をスラリータンク２０内に加圧供給して脱泡済
みのセラミツクススラリーＳをタンク底部の送出
口２９から送出させるための低圧力注入装置たる
空気圧力源にあつて、その空気圧力供給管路３０
が切換装置たる手動切換弁３１を介して管路２７
の中間所要部に接続されている。

前記高圧注入装置４は、250Kgｆ／cm²以上の内
圧に充分耐え得る高圧容器３２内に、膨縮可能な
ゴム製の袋体３３を配備すると共に、この袋体３
３内にスラリー導入用のチユーブ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３６よりチユーブ３４を通じ
て袋体３３内に常時セラミツクススラリー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／cm²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
れによりこの袋体３３内部と連通している主管路
３５内のセラミツクススラリーを高加圧し、それ
によつて石膏型１内のセラミツクススラリーを高
加圧して更に高圧力のセラミツクススラリーを石
膏型１内に注入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の先端部側はフイル
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、したがつて主管路３５より供給
されるセラミツクススラリーはこの縦貫通路４２
から各分割型１ａ，１ｂ…のそれぞれの成形室１
a₁，１a₂…に分配注入されるようになつている。

次に、この成形装置の操作を説明する。

先ず、セラミツクス粉末と水（蒸留水）とが予
め適当に調合されて混合されたセラミツクススラ
リーＳを、スラリータンク１７内に所定量供給す
る。このときスラリー送出口２９端部の開閉弁４
３を閉じておく。そして攪拌手段１８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
作用とによつて効果的に除去排出され、また攪拌
作用によつてスラリーＳが一層良好に混合され
る。こうして脱泡装置３による脱泡操作を行つた
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。そして低圧注入装置たる空気圧力源２
８より３Kgｆ／cm²程度の低圧の空気を管路３０，
２７を通じてタンク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、フイ
ルター４１を通つ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に入つてそこか
ら分割型１ａ，１ｂ…の成形室１a₁，１a₂…にそ
れぞれ低圧力で分配注入される。このとき主管路
３５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内に入つているエアを抜くためにエア抜き
用の弁４３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
らないようにチユーブ３４の先端が袋体３３の底
部まで延設されていて該チユーブ３４から注出さ
れるスラリーによつて袋体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ツクススラリーＳを石
膏型１内に注入し終えた後、タンク１７側の開閉
弁４３を閉じ、そして高圧力注入装置４のポンプ
３９を作動して高圧容器３２の油圧を例えば200
Kgｆ／cm²の圧力まで高め、それにより袋体３３を
収縮させて袋体３３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３
５を通じて石膏型１内のスラリーＳに同じ200Kg
ｆ／cm²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によつて外側から全面的
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、低圧力のセ
ラミツクススラリーに連続して高圧力のセラミツ
クススラリーを注入し高圧力を付与することによ
り、石膏型１内のセラミツクススラリー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
中のセラミツクス粒子相互が強固に係合されて圧
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の小透孔を通つてその外側の外筒部
材１１内に受け入れられ、そこに溜まり次第ドレ
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は導管４９及び開閉弁
５０を介して真空ポンプ１９に接続可能となつて
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てあ
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
加熱することによつて、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。

しかも前述のようにまず第１段階で石膏型１内
に10Kgｆ／cm²以下の低圧力注入装置２８によつて
セラミツクススラリーを低圧注入して石膏型１内
にセラミツクススラリーを充満せしめ、しかる後
切換装置５１を介して10Kgｆ／cm²〜250Kgｆ／cm²
の高圧力注入装置４によつてセラミツクススラリ
ーを石膏型１内に注入するようにしたため、圧縮
力、特に引張り応力の弱い石膏型１の破壊を防止
することができる。即ち当初より高圧力注入装置
４によつてセラミツクススラリーを石膏型１内に
注入すれば、その注入時の衝撃圧が石膏型１に直
接に作用し、それがために瞬間的に石膏型１に過
大な引張り応力が発生し、たとえ外側から型支持
装置２によつて支持されていても該応力によつて
破壊される危険性があるが、これに対し前述のよ
うにまず石膏型１内に低圧力でセラミツクススラ
リーを充填し、しかる後高圧力でセラミツクスス
ラリーを石膏型１内に注入し、石膏型１内を加圧
することによつて高圧力付与時の衝撃は石膏型１
内のセラミツクススラリーで緩和され、石膏型１
に過大な引張り応力が作用することがなく、石膏
型１を破壊することがない。

更にセラミツクススラリーはフイルター４１を
通つてゴミ等の不純物が除去してから石膏型１内
に注入される必要があるが、この場合に当初より
高圧力のスラリーを注入すれば注入管路３５に設
けたフイルター４１を破壊する恐れがあるが、こ
の点この実施例のように低圧力のセラミツクスス
ラリーの充満している管路３５に高圧力のセラミ
ツクススラリーが負荷してもフイルター４１を挟
んでその両側の圧力差に大きな変化がなく略均等
圧に維持されるため、フイルターを破壊すること
がない。

このようにして石膏型１内のセラミツクスが適
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換え、開閉操
作等の種々の操作は手動によることなく、制御装
置によつて全て自動的に行なわせることができ
る。尚、第１図において５１はＴ型の管接続具、
５２，５３はエアフイルターを示す。

（発明の効果） 本発明の成形装置は、石膏型の成形用型の上下
面部及び周側面部にそれぞれ圧接して当該型を外
側から全面的に支持する型支持手段と、この成形
用型内にセラミツクススラリーを10〜250Kgｆ／
cm²の高圧力で注入し成形用型内に高圧力を付与す
る高圧力注入装置とを有してなるため、この装置
の使用によるセラミツクス成形時には、スラリー
中の水分の、型内部からの排出除去作用が積極的
に促進されるようになると共に、セラミツクス粒
子相互が強固に結合されることになり、したがつ
て成形が短時間に行え、しかも非常に高密度の形
成体を得ることができる。特に、成形用型を外側
から全面的に支持する型支持手段を備えているた
めに、型内部に10〜250Kgｆ／cm²の高圧力が加わ
つても、変形して型くずれしたり、破壊するおそ
れがなく、型の使用寿命を延ばすことができる。
また、この型支持手段には水抜きのための多数の
小透孔が設けてあるため、成形用型からの水分の
排除を有効に行わせることができる。

しかも本発明によれば、まず第１段階で石膏型
内に10Kgｆ／cm²以下の低圧力注入装置によつてセ
ラミツクススラリーを低圧注入して石膏型内にセ
ラミツクススラリーを充満せしめ、しかる後切換
装置を介して10Kgｆ／cm²〜250Kgｆ／cm²の高圧力
注入装置によつてセラミツクススラリーを石膏型
内に注入するようにしたため、圧縮力、特に引張
り応力の弱い石膏型の破壊を防止することができ
る。即ち当初より高圧力注入装置４によつてセラ
ミツクススラリーを石膏型内に注入すれば、その
注入時の衝撃圧が石膏型に直接に作用し、それが
ために瞬間的に石膏型に過大な引張り応力が発生
し、たとえ外側から型支持装置によつて支持され
ていても該応力によつて破壊される危険性がある
が、これに対し本発明によれば、前述のようにま
ず石膏型内に低圧力でセラミツクススラリーを充
填し、しかる後高圧力でセラミツクススラリーを
石膏型内に注入し、石膏型内を加圧することによ
つて高圧力付与時の衝撃は石膏型内のセラミツク
ススラリーで緩和され、石膏型に過大な引張り応
力が作用するこがなく、石膏型を破壊することが
ない。

更にセラミツクススラリーはフイルターを通つ
てゴミ等の不純物が除去してから石膏型内に注入
される必要があるが、この場合に当初より高圧力
のスラリーを注入すれば注入管路に設けたフイル
ターを破壊する恐れがあるが、この点本発明によ
れば低圧力のセラミツクススラリーの充満してい
る管路３５に高圧力のセラミツクススラリーを負
荷させるようになつているため、フイルターを挟
んでその両側の圧力差に大きな変化がなく略均等
圧に維持され、フイルターを破壊することがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る成形装置の全体を示す概
略説明図、第２図は同上の成形装置における型支
持装置の部分を示す正面図である。 Ｓ……セラミツクススラリー、１……石膏製の
成形用型、２……型支持装置、３……脱泡装置、
４……高圧力装置、５……筒状型枠、７……受け
板、８……低圧力注入装置、９……押え板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セラミツクススラリーを石膏製の成形用型内
   に注入して所定のセラミツクススラリー成形体を
   作る成形装置において、石膏製の成形用型の上下
   面部及び周側面部にそれぞれ圧接して当該型を外
   側から全面的に支持し水抜きのための多数の小透
   孔を有する型支持装置と、この成形用型内にセラ
   ミツクススラリーを10Kgｆ／cm²以下の低圧力で注
   入するための低圧力注入装置と、切換装置を介し
   て上記低圧注入に連続して上記成形用型内にセラ
   ミツクススラリーを10〜250Kgｆ／cm²の高圧力で
   注入するための高圧力注入装置とを有してなるこ
   とを特徴とするセラミツクスの成形装置。