JPH06190809A - スリップキャスティング用鋳型 - Google Patents
スリップキャスティング用鋳型Info
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- JPH06190809A JPH06190809A JP35840592A JP35840592A JPH06190809A JP H06190809 A JPH06190809 A JP H06190809A JP 35840592 A JP35840592 A JP 35840592A JP 35840592 A JP35840592 A JP 35840592A JP H06190809 A JPH06190809 A JP H06190809A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加圧や真空引き等の操作を行うことなく、成
形型の吸水速度を高めて着肉速度を大きくしたスリップ
キャスティング用鋳型を提供する。 【構成】 窒化珪素粉末等のセラミック粉末の骨材と、
ポリオレフィングリコール等の水溶性高分子とからなる
水に対して濡れやすいとともに、着肉層と型との付着界
面での透水性に優れた鋳型。
形型の吸水速度を高めて着肉速度を大きくしたスリップ
キャスティング用鋳型を提供する。 【構成】 窒化珪素粉末等のセラミック粉末の骨材と、
ポリオレフィングリコール等の水溶性高分子とからなる
水に対して濡れやすいとともに、着肉層と型との付着界
面での透水性に優れた鋳型。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスリップキャスティング
用鋳型に関し、特に吸水性を向上させて着肉速度を大き
くしたスリップキャスティング用鋳型に関する。
用鋳型に関し、特に吸水性を向上させて着肉速度を大き
くしたスリップキャスティング用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】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成形法がある。このスリップキャス
ティング成形法は、通常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（セラミック粉末の懸濁液）から水分を吸
収してスリップを固化することにより行われている。上
記で得られた成形体は脱脂処理の後、焼成して最終セラ
ミック部材とされる。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。
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成形法がある。このスリップキャス
ティング成形法は、通常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（セラミック粉末の懸濁液）から水分を吸
収してスリップを固化することにより行われている。上
記で得られた成形体は脱脂処理の後、焼成して最終セラ
ミック部材とされる。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法は、比
較的簡単にひずみのない均質な成形体を製造することが
できるために、高い形状寸法精度が要求されるセラミッ
ク製品用の成形体（グリーン）、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。
較的簡単にひずみのない均質な成形体を製造することが
できるために、高い形状寸法精度が要求されるセラミッ
ク製品用の成形体（グリーン）、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】ところで、このスリップキャスティング成
形法では、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
水を行うのが普通であるが、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
を要するという問題がある。
形法では、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
水を行うのが普通であるが、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
を要するという問題がある。
【０００５】そこでキャビティ内のスリップに圧力を加
えたり、真空引きしたりして強制的にスリップを脱水す
る方法が行われているが、このような方法では、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。
えたり、真空引きしたりして強制的にスリップを脱水す
る方法が行われているが、このような方法では、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、加圧や真空
引き等の操作を行うことなく、着肉中の成形体から型へ
の吸水速度を高めて着肉速度を大きくしたスリップキャ
スティング用鋳型を提供することである。
引き等の操作を行うことなく、着肉中の成形体から型へ
の吸水速度を高めて着肉速度を大きくしたスリップキャ
スティング用鋳型を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み本発明者
らは、スリップの着肉速度を左右する因子について鋭意
検討した結果、スリップの着肉は鋳型への水の吸収につ
れて進行するが、その吸水性は型自身の濡れやすさと、
固化した着肉層に対する水の透過性の二つの因子によっ
て影響され、特に着肉層に対する水の透過性の因子が支
配的であることを見出した。また、本発明者らは、水に
対して濡れやすいとともに、着肉層と型との付着界面で
の透水性に優れた鋳型としては、窒化珪素粉末等のセラ
ミックス粉末の骨材と、ポリオレフィングリコール等の
水溶性高分子とからなる鋳型が好適であることを見出し
た。以上の発見に基づき本発明に想到した。
らは、スリップの着肉速度を左右する因子について鋭意
検討した結果、スリップの着肉は鋳型への水の吸収につ
れて進行するが、その吸水性は型自身の濡れやすさと、
固化した着肉層に対する水の透過性の二つの因子によっ
て影響され、特に着肉層に対する水の透過性の因子が支
配的であることを見出した。また、本発明者らは、水に
対して濡れやすいとともに、着肉層と型との付着界面で
の透水性に優れた鋳型としては、窒化珪素粉末等のセラ
ミックス粉末の骨材と、ポリオレフィングリコール等の
水溶性高分子とからなる鋳型が好適であることを見出し
た。以上の発見に基づき本発明に想到した。
【０００８】すなわち、本発明のスリップキャスティン
グ用鋳型は、セラミック粉末からなる骨材と、水溶性高
分子とからなることを特徴とする。
グ用鋳型は、セラミック粉末からなる骨材と、水溶性高
分子とからなることを特徴とする。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明のスリップキャスティング用鋳型を形成する各成分
について説明する。
発明のスリップキャスティング用鋳型を形成する各成分
について説明する。
【００１０】〔１〕骨材 本発明において使用する骨材としては、窒化珪素、ジル
コン、アルミナ、シリカ、炭化珪素等のセラミック粉末
が挙げられる。特に成形対象のセラミックスと同質のセ
ラミック粉末を用いれば、鋳型材による成形体の汚染を
防止することができる。
コン、アルミナ、シリカ、炭化珪素等のセラミック粉末
が挙げられる。特に成形対象のセラミックスと同質のセ
ラミック粉末を用いれば、鋳型材による成形体の汚染を
防止することができる。
【００１１】上記骨材の平均粒径は10μｍ以下、特に0.
1 〜２μｍとするのが好ましい。骨材の平均粒径が10μ
ｍを超えると、鋳型内に有効な細孔が形成されないため
好ましくない。
1 〜２μｍとするのが好ましい。骨材の平均粒径が10μ
ｍを超えると、鋳型内に有効な細孔が形成されないため
好ましくない。
【００１２】〔２〕水溶性高分子 本発明において使用する水溶性高分子としては、ポリオ
レフィングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセ
ルロース、デンプン等が挙げられる。また上記ポリオレ
フィングリコールとしては、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等
を挙げることができる。これらの中では特にポリエチレ
ングリコールが好ましい。
レフィングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセ
ルロース、デンプン等が挙げられる。また上記ポリオレ
フィングリコールとしては、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等
を挙げることができる。これらの中では特にポリエチレ
ングリコールが好ましい。
【００１３】ポリエチレングリコールを用いる場合、そ
の分子量が1,000 〜20,000、特に3,000 〜5,000 のもの
を使用するのが好ましい。ポリエチレングリコールの分
子量が1,000 未満であると、その状態が液体であり、一
方20,000を超す分子量のポリエチレングリコールを用い
ると、鋳型の吸水時に溶解し、型の毛管内で高粘度状態
となるため好ましくない。
の分子量が1,000 〜20,000、特に3,000 〜5,000 のもの
を使用するのが好ましい。ポリエチレングリコールの分
子量が1,000 未満であると、その状態が液体であり、一
方20,000を超す分子量のポリエチレングリコールを用い
ると、鋳型の吸水時に溶解し、型の毛管内で高粘度状態
となるため好ましくない。
【００１４】〔３〕配合割合 上記骨材と水溶性高分子との配合割合は、骨材が70重量
％以上、特に85〜95重量％で、水溶性高分子が30重量％
以下、特に５〜15重量％であるのが好ましい。水溶性高
分子が30重量％を超えると（骨材が70重量％未満で
は）、かえって着肉速度が低下するため好ましくない。
特に水溶性高分子が５重量％未満では（骨材が95重量％
を超えると）、得られる鋳型の着肉速度の上昇効果が十
分でなく、一方水溶性高分子が15重量％を超えると（骨
材が85重量％未満では）、着肉速度の上昇効果が得られ
なくなるため好ましくない。
％以上、特に85〜95重量％で、水溶性高分子が30重量％
以下、特に５〜15重量％であるのが好ましい。水溶性高
分子が30重量％を超えると（骨材が70重量％未満で
は）、かえって着肉速度が低下するため好ましくない。
特に水溶性高分子が５重量％未満では（骨材が95重量％
を超えると）、得られる鋳型の着肉速度の上昇効果が十
分でなく、一方水溶性高分子が15重量％を超えると（骨
材が85重量％未満では）、着肉速度の上昇効果が得られ
なくなるため好ましくない。
【００１５】〔４〕製造方法 本発明のスリップキャスティング用鋳型は、上述した骨
材と水溶性高分子とを水を媒体として混合して均一なス
リップを調製し、次いで、吸水性を有する所望の形状の
キャビティを有する鋳型（通常石膏型を用いる）に注入
し、所定時間放置して乾燥した後、離型することにより
製造することができる。
材と水溶性高分子とを水を媒体として混合して均一なス
リップを調製し、次いで、吸水性を有する所望の形状の
キャビティを有する鋳型（通常石膏型を用いる）に注入
し、所定時間放置して乾燥した後、離型することにより
製造することができる。
【００１６】別法としては、本発明のスリップキャステ
ィング用鋳型は、骨材と水溶性高分子とを混合し、この
混合物をＣＩＰ成形装置により、200 〜2,000 kg／cm2
の加圧圧力で冷間等方圧成形することによっても製造す
ることができる。
ィング用鋳型は、骨材と水溶性高分子とを混合し、この
混合物をＣＩＰ成形装置により、200 〜2,000 kg／cm2
の加圧圧力で冷間等方圧成形することによっても製造す
ることができる。
【００１７】このようにして得られる本発明のスリップ
キャスティング用鋳型は、種々のセラミックスのスリッ
プキャスト成形に適用することができる。成形対象とな
るセラミック原料としては、特に制限はなく、窒化物
系、酸化物系、硼化物系、炭化物系等のものを使用する
ことができる。特に、スリップキャスト成形時に成形鋳
型による汚染を防止するためには、上述したように成形
対象のセラミック材料と同質のセラミックスを用いてス
リップキャスティング用鋳型を形成するのが好ましい。
また、本発明のスリップキャスティング用鋳型は、鋳型
の形状等にもよるが繰り返し使用することが可能である
という利点も有する。
キャスティング用鋳型は、種々のセラミックスのスリッ
プキャスト成形に適用することができる。成形対象とな
るセラミック原料としては、特に制限はなく、窒化物
系、酸化物系、硼化物系、炭化物系等のものを使用する
ことができる。特に、スリップキャスト成形時に成形鋳
型による汚染を防止するためには、上述したように成形
対象のセラミック材料と同質のセラミックスを用いてス
リップキャスティング用鋳型を形成するのが好ましい。
また、本発明のスリップキャスティング用鋳型は、鋳型
の形状等にもよるが繰り返し使用することが可能である
という利点も有する。
【００１８】
【作用】本発明のスリップキャスティング用鋳型は、窒
化珪素セラミックス等の骨材と、ポリオレフィングリコ
ール等の水溶性高分子とからなるので、従来の鋳型であ
る石膏型と比べて大気圧下での着肉速度が大幅に上昇し
ている。このような効果が得られる理由については必ず
しも明らかではないが、本発明のにおいては、鋳型の骨
材をセラミック粉末にするとともに、それを水溶性高分
子で粘着しているので、水濡れ性及び着肉層の付着界面
での透水性が著しく良好になったためであると考えられ
る。
化珪素セラミックス等の骨材と、ポリオレフィングリコ
ール等の水溶性高分子とからなるので、従来の鋳型であ
る石膏型と比べて大気圧下での着肉速度が大幅に上昇し
ている。このような効果が得られる理由については必ず
しも明らかではないが、本発明のにおいては、鋳型の骨
材をセラミック粉末にするとともに、それを水溶性高分
子で粘着しているので、水濡れ性及び着肉層の付着界面
での透水性が著しく良好になったためであると考えられ
る。
【００１９】
【実施例】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１〜９及び比較例１、２ 平均粒径0.8 μｍのα−Ｓｉ3 Ｎ4 粉末と、ポリエチレ
ングリコール（ＰＥＧ、分子量4000）とを第１表に示す
割合で秤量し、これらを水100 重量部に対して50重量部
の割合で配合し、樹脂製ボールミルにより１時間混合し
た。
詳細に説明する。実施例１〜９及び比較例１、２ 平均粒径0.8 μｍのα−Ｓｉ3 Ｎ4 粉末と、ポリエチレ
ングリコール（ＰＥＧ、分子量4000）とを第１表に示す
割合で秤量し、これらを水100 重量部に対して50重量部
の割合で配合し、樹脂製ボールミルにより１時間混合し
た。
【００２０】このようにして得られたスリップを石膏型
に注入し、12時間放置して乾燥した後、離型することに
より平板形状のキャビティを有するスリップキャスティ
ング用鋳型を得た。
に注入し、12時間放置して乾燥した後、離型することに
より平板形状のキャビティを有するスリップキャスティ
ング用鋳型を得た。
【００２１】一方、平均粒径５μｍのＹ2 Ｏ3 2.5 重量
％と、平均粒径１μｍのAl2 Ｏ3 粉末１重量％と、残部
平均粒径0.8 μｍのα−Ｓｉ3 Ｎ4 粉末とからなるセラ
ミック混合物100 重量部に、水４２重量部と、バ分散剤
（アンモニア水）0.1 重量部とを添加し、樹脂製ボール
ミルにより40時間混合した。
％と、平均粒径１μｍのAl2 Ｏ3 粉末１重量％と、残部
平均粒径0.8 μｍのα−Ｓｉ3 Ｎ4 粉末とからなるセラ
ミック混合物100 重量部に、水４２重量部と、バ分散剤
（アンモニア水）0.1 重量部とを添加し、樹脂製ボール
ミルにより40時間混合した。
【００２２】こようにして得られたスリップを上記スリ
ップキャスティング用鋳型を用いてスリップキャスティ
ング成形し、着肉速度を測定し、通常の石膏型を用いた
場合（比較例１）の着肉速度との比を算出した。結果を
第１表にあわせて示す。
ップキャスティング用鋳型を用いてスリップキャスティ
ング成形し、着肉速度を測定し、通常の石膏型を用いた
場合（比較例１）の着肉速度との比を算出した。結果を
第１表にあわせて示す。
【００２３】また比較のために、ポリエチレングリコー
ルを添加しない以外実施例と同様に作成した鋳型の場合
（比較例２）についても、同様に着肉速度比を測定し
た。結果を第１表に示す。
ルを添加しない以外実施例と同様に作成した鋳型の場合
（比較例２）についても、同様に着肉速度比を測定し
た。結果を第１表に示す。
【００２４】 第１表組成（重量部） 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ Ｓｉ3 Ｎ4 95 93 92 91 90 ＰＥＧ ５ ７ ８ ９ 10 着肉速度比(1) 110 180 180 340 340
【００２５】 第１表 （続き）組成（重量部） 実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９ 比較例２ Ｓｉ3 Ｎ4 89 88 87 70 100 ＰＥＧ 11 12 13 30 ０ 着肉速度比(1) 270 190 120 30 100 (1) 着肉速度比：（各実施例の着肉速度／比較例１の着
肉速度）×１００（％）により算出。
肉速度）×１００（％）により算出。
【００２６】第１表から明らかなように、本発明のスリ
ップキャスティング用鋳型を用いれば、大気圧下での着
肉速度を石膏型に比べて大幅に上昇させることが可能で
ある。
ップキャスティング用鋳型を用いれば、大気圧下での着
肉速度を石膏型に比べて大幅に上昇させることが可能で
ある。
【００２７】実施例10 平均粒径0.8 μｍのα−Ｓｉ3 Ｎ4 粉末と、ポリエチレ
ングリコール（ＰＥＧ、分子量4000）とを実施例１〜９
と同様の種々の割合で配合し、ＣＩＰ装置により、500
kg／cm2 で冷間等方圧成形して平板形状のキャビティを
有するスリップキャスティング用鋳型を得た。
ングリコール（ＰＥＧ、分子量4000）とを実施例１〜９
と同様の種々の割合で配合し、ＣＩＰ装置により、500
kg／cm2 で冷間等方圧成形して平板形状のキャビティを
有するスリップキャスティング用鋳型を得た。
【００２８】これらのスリップキャスティング用鋳型を
用いて、実施例１で使用したＹ2 Ｏ3 ／Al2 Ｏ3 ／Ｓｉ
3 Ｎ4 のセラミックのスリップをスリップキャスト成形
し、着肉速度を測定したところ、上記スリップキャスト
法により製造した鋳型と同様の効果を有するものであっ
た。
用いて、実施例１で使用したＹ2 Ｏ3 ／Al2 Ｏ3 ／Ｓｉ
3 Ｎ4 のセラミックのスリップをスリップキャスト成形
し、着肉速度を測定したところ、上記スリップキャスト
法により製造した鋳型と同様の効果を有するものであっ
た。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のスリップキ
ャスティング用鋳型は、窒化珪素セラミックス等の骨材
と、ポリオレフィングリコール等の水溶性高分子とから
なるので、石膏型と比べて大気圧下での着肉速度が大幅
に向上している。このような本発明のスリップキャステ
ィング用鋳型は、比較的肉厚の成形体を成形するのに好
適である。
ャスティング用鋳型は、窒化珪素セラミックス等の骨材
と、ポリオレフィングリコール等の水溶性高分子とから
なるので、石膏型と比べて大気圧下での着肉速度が大幅
に向上している。このような本発明のスリップキャステ
ィング用鋳型は、比較的肉厚の成形体を成形するのに好
適である。
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミック粉末からなる骨材と、水溶性
高分子とからなることを特徴とするスリップキャスティ
ング用鋳型。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスリップキャスティン
グ用鋳型において、前記骨材が70重量％以上で、前記水
溶性高分子が30重量％未満であることを特徴とするスリ
ップキャスティング用鋳型。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のスリップキャス
ティング用鋳型において、前記骨材が平均粒径10μｍ以
下の窒化珪素粉末であり、前記水溶性高分子がポリオレ
フィングリコールであることを特徴とするスリップキャ
スティング用鋳型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35840592A JPH06190809A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | スリップキャスティング用鋳型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35840592A JPH06190809A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | スリップキャスティング用鋳型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06190809A true JPH06190809A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18459129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35840592A Pending JPH06190809A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | スリップキャスティング用鋳型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06190809A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023512864A (ja) * | 2019-11-06 | 2023-03-30 | フラウンホーファー－ゲゼルシャフト ツア フェーアデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー．ファオ． | Ｎａ－β－アルミネートからの成形体の製造 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP35840592A patent/JPH06190809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023512864A (ja) * | 2019-11-06 | 2023-03-30 | フラウンホーファー－ゲゼルシャフト ツア フェーアデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー．ファオ． | Ｎａ－β－アルミネートからの成形体の製造 |
| US12459869B2 (en) | 2019-11-06 | 2025-11-04 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Manufacture of green compacts from Na-β-aluminate |
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