JPH0469845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミツクス成形品やコンクリー
ト成形品等の無機質成形品の成形に用いられるス
ラリー鋳込み装置に関するものである。

〔従来の技術〕

セラミツクス製品、コンクリート製品等の無機
質製品の製法は、一般に、湿式法と乾式法とがあ
る。乾式法は、粘土質原料、珪長石ならびにタル
ク、ドロマイト、石灰等の粉末原料を適宜に組み
合わせて乾式粉末組成物をつくり、これを上下一
対の金型の成形用凹部内へ投入し、型を閉じてそ
の投入組成物を加圧成形し、形成された成形品を
上記下型から脱型し焼成するということにより行
う方法である。この方法は、乾式粉末組成物を加
圧成形して成形品をつくるのに大きな圧力を必要
とする。したがつて、特に大形の成形品をつくる
場合には、極めて大きな設備が必要となるうえ、
乾式粉末組成物を加圧して締め固める際に、粉体
の分布が不均一になつて歪等が発生し、成形品に
割れやひび等を生じ不良品が多くなるという難点
を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、最近では、湿式法が賞用されてい
る。湿式法は、上記乾式法に用いたと同様の原料
を適宜に組み合わせて所定の含水率の湿式組成物
（原料スラリー）をつくり、この組成物を石膏型
に入れ、その水分を水圧プレス等の圧力を利用し
型内を通り抜けさせて水切りし、型内に湿式組成
物の固形分からなる成形品を形成する。そして、
この成形品を脱型し乾燥したのち、焼成炉中で焼
成するということにより無機質製品を製造すると
いう方法である。例えば、型内において湿式組成
物を成形するということに関し、特開昭62−
18210号公報には、外側部を合成樹脂材料で、内
側部を石膏で形成した成形型を用い、成形空間内
に一回分のスラリーを供給し、成形空間内を圧縮
空気で加圧すると同時に、成形空間の外周から真
空吸引し、成形空間の壁面にスラリーを着肉さ
せ、中空薄肉成形品を成形するという技術が開示
されている。この技術では、成形空間内に供給す
る一回分の原料スラリーを計量する必要があるこ
とから、計量装置が別個に必要となるうえ、計量
ミス等が発生するという欠点がある。また、30cm
角程度の大形タイル等の中実高密度成形品を製造
しえないという難点もある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたも
ので、大形タイル等の中実高密度成形品を効率よ
く製造しうるスラリー鋳込み装置の提供をその目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明のスラリ
ー鋳込み装置は、透水性を有する上型および下型
と、それ自体の一端がそれぞれ上記両型内に延び
他端が吸引・圧縮手段に連通する吸引・圧縮パイ
プと、それ自体の吐出部が上記両型でつくられる
成形空間に連通するスラリー押出機と、その駆動
モータと、上記成形空間内の圧力を検出して圧力
信号を出力する圧力センサーと、上記圧力センサ
ーおよび駆動モータと電気的に接続され上記圧力
センサーの出力信号値Ａを予め入力された設定圧
力値Ｂと対比し下記の式(1)のときに駆動信号を式
(2)のときに駆動停止信号を駆動モータに対して出
力する制御機を備えているという構成をとる。

Ａ＜Ｂ …(1) Ａ≧Ｂ …(2) 〔作用〕 上型と下型でつくられる成形空間内に、スラリ
ー押出機からスラリーを供給する。圧力センサー
は上記成形空間内の圧力を検出し、圧力信号を制
御機に出力する。制御機は、上記圧力信号が、予
め入力された設定圧力値を超えるとスラリー押出
機の駆動モータに対して駆動停止信号を出力す
る。そして、上記成形空間内に供給されたスラリ
ーは、吸引圧縮パイプの吸引作用により水分が除
去される。この水分の除去により、成形空間内の
圧力が低下すると、圧力センサーがこれを検知し
その信号により、制御機がスラリー押出機の駆動
モータに対して駆動信号を発信する。それにより
スラリー押出機が駆動し、成形空間に再度スラリ
ーを供給する。このような動作を繰り返すことに
より、成形空間内にスラリーが繰り返し供給さ
れ、それによつて30cm角の大形タイル等の中実で
緻密な成形品の成形がなされるようになる。

つぎに、この発明を詳しく説明する。

第１図はこの発明のスラリー鋳込み装置を示し
ている。図において、１は上型の四角板状の上台
盤であり、油圧シリンダー１９の四角板状台盤２
０と４本のアーム２１，２２で連結され、油圧シ
リンダー１９の駆動により上下に移動するように
なつている。この上台盤１には、断面形状がコ字
状の上型枠２が下向きに設けられており、コ字状
の上型枠２内に樹脂製の連続気孔付き多孔質弾性
体３が配設されている。そして、この多孔質弾性
体３の表面には成形用凹部３ａが形成されてい
る。また、上記多孔質弾性体３の内部には、外周
面に多数の開口を有する吸引・圧縮パイプ４が配
挿されており、その端部が真空吸引パイプ５およ
び圧縮空気パイプ６を介して真空ポンプ（図示せ
ず）および圧縮空気ポンプ（図示せず）に連結さ
れている。７，８は上記真空吸引ないし圧縮空気
の切り換えを行うための切換弁である。１１は上
記上台盤１に対応する下型の下台盤であり、支持
柱９，１０により支持固定されている。１２は上
記下台盤１１に設けられた断面コ字状の下型枠で
あり、内部に樹脂製の連続気孔付き多孔質弾性体
１３が配設されている。この多孔質弾性体１３の
表面も上記上型枠２の多孔質弾性体３と同様成形
用凹部１３ａが形成されており、また、内部に吸
引・圧縮パイプ１４が配挿されている。そして、
この吸引・圧縮パイプ１４の端部には、真空吸引
パイプ１５および圧縮空気パイプ１６が接続され
ており、それぞれ真空ポンプ（図示せず）、圧縮
空気ポンプ（図示せず）の作用を受けるようにな
つている。１７，１８は上記真空吸引ないし圧縮
空気の切り換えを行うための切換弁である。２３
はスクリユー式押出機であり、この押出機２３の
先端部がパイプ２４によつて上記下型枠１２の成
形用凹部１３ａに連通されている。２９は上記ス
クリユー式押出機２３に原料スラリー３０を供給
する供給口、２５は上記スクリユー式押出機２３
のスクリユーを駆動するモータである。そして、
上記スクリユー式押出機２３のパイプ２４には圧
力センサー２６が設けられ、この圧力センサー２
６から信号増幅機２７に接続線２６ａが延び、こ
の信号増幅機２７から制御機２８に信号線２７ａ
が延びている。そして、この制御機２８からモー
タ２５に制御信号線２８ａが延びている。上記圧
力センサー２６は、上型の連続気孔付き多孔質弾
性体３と下型の連続気孔付き多孔質弾性体１３の
成形用凹部３ａ，１３ａで形成される成形用空間
内の圧力を検出して検出信号を信号増幅機２７に
送る。信号増幅機２７はこの信号を増幅して制御
機２８に送り、この制御機２８において、予め入
力された設定値と上記入力信号値とが対比され、
設定値よりも入力信号値が低い場合には、制御信
号線２８ａを介してモータ２５に駆動信号が送ら
れる。入力信号値が設定値と同じか近似した値に
なつているときには、モータ２５の駆動停止信号
が送られる。このようにして、上記成形用空間内
の圧力が一定に保たれるようになつている。

この構成において、第１図に示すように、型を
閉めた状態で、スクリユー式押出機２３から、成
形用凹部３ａ，１３ａでつくられる成形用空間内
に原料用スラリー３０を圧入する。そして、上型
および下型の吸引・圧縮パイプ４，１４によつて
真空吸引を行い、原料スラリー３０中の水分を吸
引脱水する。これにより、成形用空間内の圧力が
下がるため、この圧力の低下が圧力センサー２６
によつて検知され、信号増幅機２７および制御機
２８を介してモータ２５が駆動し、スクリユー式
押出機２３から上記成形用空間内の圧力が一定に
なるまで原料スラリー３０が成形用空間内に供給
される。このようにして、成形用空間内に供給さ
れた原料スラリー３０の吸引脱水およびその吸引
脱水分に対応する量の原料スラリーの供給という
動作が繰り返され成形がなされる。得られる成形
品は緻密であり気孔、ボイドが生じていず、しか
も中実で大型な成形品となる。つぎに、このよう
にして成形品が形成された段階で、下型の吸引・
圧縮パイプ１４から圧縮空気を吐出させて成形品
を型面から離間させると同時に、油圧シリンダー
１９を作動させて、上型を第２図に示すように上
昇させ、上型と下型との間の空間に成形品受け用
の受け皿（図示せず）を挿入する。この場合、上
型の吸引・圧縮パイプ４は吸引状態を保つてい
る。したがつて、成形品３１は上型の成形用凹部
３ａ内に吸引された状態で上昇している。つぎ
に、その状態で上型の吸引・圧縮パイプ４に対し
て、切換弁７，８を切り換えることにより圧縮空
気を送入する。その結果、上型の型面から成形品
３１が受け皿に落下する。そして、受け皿内に取
り出された成形品は、複数個集まつた段階で一括
してオートクレーブ装置や焼成炉等の硬化装置に
入れられ焼成や養生により硬化される。

このようにして、30cm角等の大形タイルのよう
な中実で緻密な成形品が効率よく製造されるよう
になる。また、この発明の装置によれば、原料ス
ラリーとして、固形分濃度が低く水分の多い低粘
度の原料スラリーを使用することができる。その
ため、複雑な形状の成形品を容易に形成すること
ができ、その形成に際して、無理な圧力が加わら
ないため成形品に歪が生じない。したがつて、得
られる製品には上記歪にもとづく反りが生じな
い。また、上型および下型の双方から水分を吸引
除去するため、水分除去を迅速に行うことがで
き、成形速度を向上させることができる。そのう
え、成形に際して、原料スラリーから吸引脱水さ
れた水分に相当する原料スラリーが自動的に供給
されるため、従来のように正確な計量を行つて成
形型内に原料を投入するというような煩雑な作業
を行う必要がなく、作業工数の低減をも実現させ
うるようになる。

〔発明の効果〕

この発明のスラリー鋳込み装置は、それ自体の
吐出部が上下両型でつくられる成形空間に連通す
るスラリー押出機と、その駆動モータと、成形空
間内の圧力を検出して圧力信号を出力する圧力セ
ンサーと、圧力センサーおよび駆動モータと電気
的に接続され圧力センサーの出力信号値Ａを予め
入力された設定信号値Ｂと対比し、前記の式(1)の
ときに駆動信号を、式(2)のときに駆動停止信号を
駆動モータに対して出力する制御機を設けてい
る。そのため、上記成形空間内に対して、スラリ
ー押出機から、圧力センサーの出力圧力信号が所
定の値に達するまで、スラリーを押し出し供給
し、このスラリーに対して吸引・圧縮パイプの吸
引作用によつて真空吸引を行いスラリー中の水分
を吸引脱水する。そして、それによる成形空間内
の圧力の低下を圧力センサーで検出してスラリー
押出機を再駆動させ上記成形空間に再度スラリー
を供給する。これを繰り返すことにより、成形品
を成形する。この場合、得られる成形品には、ス
ラリー押出機によるスラリーの押出圧力とが繰り
返し加えられ、これに加えて、吸引・圧縮パイプ
の真空吸引力が加えられていることから、中実で
高密度な成形品等に仕上がる。このように、この
装置は、スラリー押出機の押出力をスラリーの供
給のみでなく成形品に対する加圧にも利用し、圧
力センサーとの組合せにより成形品に対し、繰り
返し圧力を加えるようにしている。したがつて、
本願装置では、30cm角のタイルのような中実で高
密度な成形品を製造することが可能となる。ま
た、この装置では、スラリーの供給が自動的にな
されるため原料スラリーの計量等が不要になる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて説明す
る。

〔実施例〕

まず、スラリー鋳込み装置として、第１図に示
すような装置を準備した。つぎに、粘土質原料40
重量部（以下「部」と略す）、珪長石質粉末原料
55部、タルク５部からなるセラミツクス原料組成
物であつて、含水率が20％程度に設定されている
原料スラリー３０を、スクリユー式押出機２３か
ら成形用空間内に20Kg／cm²で注ぎ込んだ。そし
て、真空吸引を行つて上記組成物を水切りした。
この場合、圧力センサー２６の作用により、吸引
脱水の進行につれてスクリユー式押出機２３が作
動し原料スラリー３０が上記成形用空間内に供給
された。このようにして15分間成形したのち、型
を開いて受け皿上に成形品を取り出し、この成形
品を300〜500℃で１〜３時間かけて乾燥させたの
ち、1000℃以上の温度の焼成炉に入れて焼成し
た。この場合、乾燥および焼成は成形品にひび割
れが生じないよう予備乾燥、予備加熱し、それに
引き続く本乾燥、本加熱を行うということにより
実施した。このようにして得られたセラミツクス
製品（タイル）は、300×300×10mmの大形の寸法
のものであり、全体的に空隙やボイドが生じてい
ず均質な状態になつていた。また、反りやひび等
も生じていず極めて強度も大きかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のスラリー鋳込み
装置の構成図、第２図はその動作説明図である。 １……上台盤、２，１２……型枠、３，１３…
…多孔質弾性体、３ａ，１３ａ……成形用凹部、
２６……圧力センサー、２７……信号増幅機、２
８……制御機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透水性を有する上型および下型と、それ自体
   の一端がそれぞれ上記両型内に延び他端が吸引・
   圧縮手段に連通する吸引・圧縮パイプと、それ自
   体の吐出部が上記両型でつくられる成形空間に連
   通するスラリー押出機と、その駆動モータと、上
   記成形空間内の圧力を検出して圧力信号を出力す
   る圧力センサーと、上記圧力センサーおよび駆動
   モータと電気的に接続され上記圧力センサーの出
   力信号値Ａを予め入力された設定圧力値Ｂと対比
   し下記の式(1)のときに駆動信号を式(2)のときに駆
   動停止信号を駆動モータに対して出力する制御機
   を備えていることを特徴とするスラリー鋳込み装
   置。 Ａ＜Ｂ …(1) Ａ≧Ｂ …(2)