JPH0829971B2 - 陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法 - Google Patents
陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法Info
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- JPH0829971B2 JPH0829971B2 JP5167860A JP16786093A JPH0829971B2 JP H0829971 B2 JPH0829971 B2 JP H0829971B2 JP 5167860 A JP5167860 A JP 5167860A JP 16786093 A JP16786093 A JP 16786093A JP H0829971 B2 JPH0829971 B2 JP H0829971B2
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- gypsum
- carbon fiber
- gypsum powder
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- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維が混入された
陶磁器成形用石膏型（以下、単に石膏型と略称する）を
製造する際に用いる炭素繊維入り石膏粉末を製造する方
法に関するものである。
陶磁器成形用石膏型（以下、単に石膏型と略称する）を
製造する際に用いる炭素繊維入り石膏粉末を製造する方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、強度の増大を目的として開発され
た石膏型としては、単繊維に離散された無数本の炭素繊
維が石膏泥漿内に均一に混入されたものから形成される
ものがある。そして、このような石膏型を製造するため
には、束状の炭素繊維を、石膏泥漿内において、単繊維
状態に離散された状態で均一に混入させることが必要で
ある。
た石膏型としては、単繊維に離散された無数本の炭素繊
維が石膏泥漿内に均一に混入されたものから形成される
ものがある。そして、このような石膏型を製造するため
には、束状の炭素繊維を、石膏泥漿内において、単繊維
状態に離散された状態で均一に混入させることが必要で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、炭素繊
維の混入量は石膏粉末に比較して極めて少なく、しかも
石膏粉末に対する重量割合を正確に定める必要があり、
石膏泥漿をつくるたびごとに微量の炭素繊維を正確に計
算するのは極めて面倒であるとともに、信頼性に欠け、
しかも非能率的である。 そこで、本発明は、石膏型を製
造するたびごとに微量の炭素繊維を計量する手間を省
き、石膏型を製造する際の作業能率を向上することを第
１の課題とする。 この課題を解決するために、本発明で
は、炭素繊維が適切な混合割合で混合された石膏粉末を
予め製造しておくこととした。 しかしながら、その際、
軽量でかつ浮遊性に富んだ単繊維状態の炭素繊維を石膏
粉末に均一に混合させることは困難である。 そこで、本
発明は、単繊維状態の炭素繊維を石膏泥漿に対して均一
に混合させることができる方法を提供することを第２の
課題とする。 すなわち、本発明は、第１及び第２の課題
をともに解決する石膏粉末の製造方法を提供することを
課題とするのである。
維の混入量は石膏粉末に比較して極めて少なく、しかも
石膏粉末に対する重量割合を正確に定める必要があり、
石膏泥漿をつくるたびごとに微量の炭素繊維を正確に計
算するのは極めて面倒であるとともに、信頼性に欠け、
しかも非能率的である。 そこで、本発明は、石膏型を製
造するたびごとに微量の炭素繊維を計量する手間を省
き、石膏型を製造する際の作業能率を向上することを第
１の課題とする。 この課題を解決するために、本発明で
は、炭素繊維が適切な混合割合で混合された石膏粉末を
予め製造しておくこととした。 しかしながら、その際、
軽量でかつ浮遊性に富んだ単繊維状態の炭素繊維を石膏
粉末に均一に混合させることは困難である。 そこで、本
発明は、単繊維状態の炭素繊維を石膏泥漿に対して均一
に混合させることができる方法を提供することを第２の
課題とする。 すなわち、本発明は、第１及び第２の課題
をともに解決する石膏粉末の製造方法を提供することを
課題とするのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、炭素繊維を５乃至７０ｍｍの長さに切
断して無数本の単繊維に予め離散させておき、石膏粉末
と、該石膏粉末に対して０．０１乃至１重量％の単繊維
に離散された前記炭素繊維とを循環しているジェット空
気流内に投入して両者を均一に混合せしめた後に空気流
内から炭素繊維が混入分散された石膏粉末を分離回収す
ることを特徴とする。
めに、本発明は、炭素繊維を５乃至７０ｍｍの長さに切
断して無数本の単繊維に予め離散させておき、石膏粉末
と、該石膏粉末に対して０．０１乃至１重量％の単繊維
に離散された前記炭素繊維とを循環しているジェット空
気流内に投入して両者を均一に混合せしめた後に空気流
内から炭素繊維が混入分散された石膏粉末を分離回収す
ることを特徴とする。
【０００５】（ａ）すなわち、本発明では、５乃至７０
ｍｍ（望ましくは２０乃至３０ｍｍ）の長さの炭素繊維
を無数本の単繊維に離散せしめて石膏粉末内に均一に混
入分散させるのであるが、その理由は次のとおりであ
る。図１に、石膏１００重量部，水６０重量部，炭素繊
維０．５重量部の割合から成る１５ｍｍ×２５ｍｍ×２
５０ｍｍの石膏試験片における炭素繊維の長さと、抗折
強度（曲げ強度）との関係を示す試験結果のグラフを示
す。このグラフから、炭素繊維の長さが１５ｍｍ以下で
は抗折強度が急激に低下し、炭素繊維の長さが２０ｍｍ
以上ではほぼ一定していることがわかる。炭素繊維の長
さを５乃至７０ｍｍと限定したのは、５ｍｍ以下である
と石膏型をつくった際に母材の石膏粒子と炭素繊維との
総接着面積の不足により石膏型の十分な強度の向上が図
れないからである。また、７０ｍｍ以上であると、石膏
泥漿をつくる際やケース型に石膏泥漿を流し込む際に、
炭素繊維が相互に組み合って団塊状になり易く、石膏型
内に炭素繊維を均一に分散せしめることが困難となるた
めである。
ｍｍ（望ましくは２０乃至３０ｍｍ）の長さの炭素繊維
を無数本の単繊維に離散せしめて石膏粉末内に均一に混
入分散させるのであるが、その理由は次のとおりであ
る。図１に、石膏１００重量部，水６０重量部，炭素繊
維０．５重量部の割合から成る１５ｍｍ×２５ｍｍ×２
５０ｍｍの石膏試験片における炭素繊維の長さと、抗折
強度（曲げ強度）との関係を示す試験結果のグラフを示
す。このグラフから、炭素繊維の長さが１５ｍｍ以下で
は抗折強度が急激に低下し、炭素繊維の長さが２０ｍｍ
以上ではほぼ一定していることがわかる。炭素繊維の長
さを５乃至７０ｍｍと限定したのは、５ｍｍ以下である
と石膏型をつくった際に母材の石膏粒子と炭素繊維との
総接着面積の不足により石膏型の十分な強度の向上が図
れないからである。また、７０ｍｍ以上であると、石膏
泥漿をつくる際やケース型に石膏泥漿を流し込む際に、
炭素繊維が相互に組み合って団塊状になり易く、石膏型
内に炭素繊維を均一に分散せしめることが困難となるた
めである。
【０００６】（ｂ）炭素繊維を単繊維状態に離散するの
は次のような手段が考えられる。例えば、常法により製
造された束状の炭素繊維を５乃至７０ｍｍの長さに切断
した後に、酸化雰囲気中で加熱したりアクセント溶剤で
洗い流したりすることによって、炭素繊維に塗布されて
いたサイジング剤を除去する。そして、この束状の炭素
繊維を水中に投入して超音波振動を加えつつ攪拌する
と、超音波振動と攪拌の相乗作用によって無数本の単繊
維に離散される。そして、その離散後に水中より取り出
して脱水乾燥すれば単繊維状態の炭素繊維が得られる。
また、炭素繊維の製造時にサイジング処理を施すことな
く単繊維のままとし、その炭素繊維を上記所定の長さに
切断し、その後、上記のように水中に投入して超音波振
動を加えつつ攪拌してもよい。
は次のような手段が考えられる。例えば、常法により製
造された束状の炭素繊維を５乃至７０ｍｍの長さに切断
した後に、酸化雰囲気中で加熱したりアクセント溶剤で
洗い流したりすることによって、炭素繊維に塗布されて
いたサイジング剤を除去する。そして、この束状の炭素
繊維を水中に投入して超音波振動を加えつつ攪拌する
と、超音波振動と攪拌の相乗作用によって無数本の単繊
維に離散される。そして、その離散後に水中より取り出
して脱水乾燥すれば単繊維状態の炭素繊維が得られる。
また、炭素繊維の製造時にサイジング処理を施すことな
く単繊維のままとし、その炭素繊維を上記所定の長さに
切断し、その後、上記のように水中に投入して超音波振
動を加えつつ攪拌してもよい。
【０００７】（ｃ）また、本発明において石膏粉末に対
する炭素繊維の重量割合を０．０１乃至１重量％（望ま
しくは０．１乃至０．３重量％）としたのは、次の理由
による。図２に、石膏１００重量部，水６０重量部，長
さ２０ｍｍの炭素繊維所要重量部の割合から成る１５ｍ
ｍ×２５ｍｍ×２５０ｍｍの石膏試験片における混入炭
素繊維の石膏に対する重量割合と、抗折強度との関係を
示す試験結果のグラフを示す。また、図３に、石膏に混
入する炭素繊維の重量割合と、吸水率との関係を示す試
験結果のグラフを示す。これらのグラフから、石膏に混
入する炭素繊維の重量割合が大きくなるほど、抗折強度
が大きくなり、また吸水率も高くなることがわかる。 石
膏粉末に対する炭素繊維の混入割合を０．０１乃至１重
量％とするのは、０．０１重量％以下では石膏に対する
割合が少な過ぎて石膏型の十分な強度の向上を図ること
ができないからである。 また、１重量％以上では、石膏
泥漿をつくる際に、炭素繊維の割合が多過ぎて 、石膏泥
漿内に炭素繊維を均一に分散させることができず団塊が
生じやすくなるからである。また、石膏泥漿をケース型
内に流し込む際の流動性が悪くなって作業が困難となる
からである。また、成形される石膏型の吸水性等の物性
が変化し、陶磁器用成形型材としての条件を満足しない
からである。
する炭素繊維の重量割合を０．０１乃至１重量％（望ま
しくは０．１乃至０．３重量％）としたのは、次の理由
による。図２に、石膏１００重量部，水６０重量部，長
さ２０ｍｍの炭素繊維所要重量部の割合から成る１５ｍ
ｍ×２５ｍｍ×２５０ｍｍの石膏試験片における混入炭
素繊維の石膏に対する重量割合と、抗折強度との関係を
示す試験結果のグラフを示す。また、図３に、石膏に混
入する炭素繊維の重量割合と、吸水率との関係を示す試
験結果のグラフを示す。これらのグラフから、石膏に混
入する炭素繊維の重量割合が大きくなるほど、抗折強度
が大きくなり、また吸水率も高くなることがわかる。 石
膏粉末に対する炭素繊維の混入割合を０．０１乃至１重
量％とするのは、０．０１重量％以下では石膏に対する
割合が少な過ぎて石膏型の十分な強度の向上を図ること
ができないからである。 また、１重量％以上では、石膏
泥漿をつくる際に、炭素繊維の割合が多過ぎて 、石膏泥
漿内に炭素繊維を均一に分散させることができず団塊が
生じやすくなるからである。また、石膏泥漿をケース型
内に流し込む際の流動性が悪くなって作業が困難となる
からである。また、成形される石膏型の吸水性等の物性
が変化し、陶磁器用成形型材としての条件を満足しない
からである。
【０００８】（ｄ）そして、本発明では、石膏粉末と炭
素繊維とを循環しているジェット空気流内に投入して両
者を均一に混合せしめた後に空気流内から炭素繊維が混
入分散された石膏粉末を分離回収する。 すなわち、例え
ばジェット空気流の循環を利用した混合機内に石膏粉末
と、単繊維に離散された炭素繊維とを上記割合で投入す
ると、石膏粉末と単繊維に離散された炭素繊維とがジェ
ット空気流により飛散された状態で循環する間に適切に
混合され、サイクロン或るいはバッグフィルターにより
空気流内から回収すると、石膏粉末と単繊維に離散され
た炭素繊維とが均一に混合された炭素繊維入り石膏粉末
が得られる。ここで、ジェット空気流の圧力は１乃至２
ｋｇｆ／ｃｍ２（ｋｇ／ｃｍ２）の低圧力であることが
必要であり、空気圧を高くすると混合の際に、石膏粒子
同士、或るいは石膏粒子と炭素繊維との衝突力が大きく
なって、石膏粒子および炭素繊維のいずれもが粉砕され
て石膏型材としての物性が変化し、好ましくない。この
ように低圧のジェット空気流を利用することにより、非
常に軽く、しかも細くて長繊維のため浮遊性に富み、均
一混合が困難な炭素繊維が石膏粉末内に均一に混入され
る。
素繊維とを循環しているジェット空気流内に投入して両
者を均一に混合せしめた後に空気流内から炭素繊維が混
入分散された石膏粉末を分離回収する。 すなわち、例え
ばジェット空気流の循環を利用した混合機内に石膏粉末
と、単繊維に離散された炭素繊維とを上記割合で投入す
ると、石膏粉末と単繊維に離散された炭素繊維とがジェ
ット空気流により飛散された状態で循環する間に適切に
混合され、サイクロン或るいはバッグフィルターにより
空気流内から回収すると、石膏粉末と単繊維に離散され
た炭素繊維とが均一に混合された炭素繊維入り石膏粉末
が得られる。ここで、ジェット空気流の圧力は１乃至２
ｋｇｆ／ｃｍ２（ｋｇ／ｃｍ２）の低圧力であることが
必要であり、空気圧を高くすると混合の際に、石膏粒子
同士、或るいは石膏粒子と炭素繊維との衝突力が大きく
なって、石膏粒子および炭素繊維のいずれもが粉砕され
て石膏型材としての物性が変化し、好ましくない。この
ように低圧のジェット空気流を利用することにより、非
常に軽く、しかも細くて長繊維のため浮遊性に富み、均
一混合が困難な炭素繊維が石膏粉末内に均一に混入され
る。
【０００９】（ｅ）なお、石膏粉末内に炭素繊維を混入
する際に、硬化遅延剤，減水剤等の必要な添加剤を同時
に混入することも可能である。
する際に、硬化遅延剤，減水剤等の必要な添加剤を同時
に混入することも可能である。
【００１０】（ｆ）また、上記したように混合された炭
素繊維入り石膏粉末から石膏型を製造するのは、次のよ
うにして行う。 上記したように適切な割合で均一に混合
された炭素繊維入り石膏粉末を、石膏型を製造するのに
必要な量だけ計量し、それを所定量の水の入った容器内
に投入 する。そして、それを真空状態において攪拌羽根
により緩やかに攪拌すると、炭素繊維の単繊維が均一に
分散された石膏泥漿が得られる。そして、この石膏泥漿
をケース型内に流し込み、硬化後に脱型して乾燥する
と、炭素繊維の単繊維が均一に分散された石膏型が製造
されるのである。
素繊維入り石膏粉末から石膏型を製造するのは、次のよ
うにして行う。 上記したように適切な割合で均一に混合
された炭素繊維入り石膏粉末を、石膏型を製造するのに
必要な量だけ計量し、それを所定量の水の入った容器内
に投入 する。そして、それを真空状態において攪拌羽根
により緩やかに攪拌すると、炭素繊維の単繊維が均一に
分散された石膏泥漿が得られる。そして、この石膏泥漿
をケース型内に流し込み、硬化後に脱型して乾燥する
と、炭素繊維の単繊維が均一に分散された石膏型が製造
されるのである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げる。石膏粉末
と、該石膏粉末に対して０．５重量％の単繊維に離散さ
れた長さ２５ｍｍの炭素繊維とを、ジェット空気流を利
用した米国フリュードエナジー社製の混合機ジェットオ
ーマイザーミル−０１０１−Ｃ６−Ｃ６Ｓ型により、空
気圧２ｋｇｆ／ｍｍ２（ｋｇ／ｍｍ２）で均一に混合し
た後に、サイクロン並びにバッグフィルターにより空気
流内から分離回収して、炭素繊維が混入分散された石膏
粉末を得た。この石膏粉末内には炭素繊維の単繊維が団
塊を生ずることなく均一に分散され、しかも炭素繊維の
損傷も殆んどなく理想的に分散されていた。
と、該石膏粉末に対して０．５重量％の単繊維に離散さ
れた長さ２５ｍｍの炭素繊維とを、ジェット空気流を利
用した米国フリュードエナジー社製の混合機ジェットオ
ーマイザーミル−０１０１−Ｃ６−Ｃ６Ｓ型により、空
気圧２ｋｇｆ／ｍｍ２（ｋｇ／ｍｍ２）で均一に混合し
た後に、サイクロン並びにバッグフィルターにより空気
流内から分離回収して、炭素繊維が混入分散された石膏
粉末を得た。この石膏粉末内には炭素繊維の単繊維が団
塊を生ずることなく均一に分散され、しかも炭素繊維の
損傷も殆んどなく理想的に分散されていた。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
石膏粉末内に炭素繊維が予め所定の割合で混入するた
め、石膏泥漿をつくるたびごとに微量の炭素繊維を計量
する操作が不要となり、石膏型を製造する際の作業能率
を向上させることができる。 さらに、炭素繊維の長さが
５乃至７０ｍｍであるため、この石膏粉末より作られる
石膏型の抗折強度が十分高いものとされ、かつその石膏
型内に炭素繊維を均一に分散せしめることが容易とな
る。 また、石膏粉末に対する炭素繊維の割合が０．０１
乃至１重量％であるため、この石膏粉末より作られる石
膏型に十分高い抗折強度と十分高い吸水率とが得られ、
かつその石膏型内に炭素繊維を均一に分散せしめること
が容易となる等の利点がある。 また、石膏粉末と炭素繊
維とを循環しているジェット空気流内に投入するため、
両者がジェット空気流により飛散された状態で循環する
間に適切に混合され、均一に混合された炭素繊維入り石
膏粉末が得られるのである。
石膏粉末内に炭素繊維が予め所定の割合で混入するた
め、石膏泥漿をつくるたびごとに微量の炭素繊維を計量
する操作が不要となり、石膏型を製造する際の作業能率
を向上させることができる。 さらに、炭素繊維の長さが
５乃至７０ｍｍであるため、この石膏粉末より作られる
石膏型の抗折強度が十分高いものとされ、かつその石膏
型内に炭素繊維を均一に分散せしめることが容易とな
る。 また、石膏粉末に対する炭素繊維の割合が０．０１
乃至１重量％であるため、この石膏粉末より作られる石
膏型に十分高い抗折強度と十分高い吸水率とが得られ、
かつその石膏型内に炭素繊維を均一に分散せしめること
が容易となる等の利点がある。 また、石膏粉末と炭素繊
維とを循環しているジェット空気流内に投入するため、
両者がジェット空気流により飛散された状態で循環する
間に適切に混合され、均一に混合された炭素繊維入り石
膏粉末が得られるのである。
【図１】石膏内に混入する炭素繊維の長さと、石膏の抗
折強度との関係を示すグラフである。
折強度との関係を示すグラフである。
【図２】石膏内に混入する炭素繊維の石膏に対する重量
部合と、石膏の抗折強度との関係を示すグラフである。
部合と、石膏の抗折強度との関係を示すグラフである。
【図３】石膏内に混入する炭素繊維の石膏に対する重量
割合と、石膏の吸水率との関係を示すグラフである。
割合と、石膏の吸水率との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素繊維を５乃至７０ｍｍの長さに切断
して無数本の単繊維に予め離散させておき、石膏粉末
と、該石膏粉末に対して０．０１乃至１重量％の単繊維
に離散された前記炭素繊維とを循環しているジェット空
気流内に投入して両者を均一に混合せしめた後に空気流
内から炭素繊維が混入分散された石膏粉末を分離回収す
ることを特徴とする陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167860A JPH0829971B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5167860A JPH0829971B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071963A Division JPH0610096B2 (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-23 | 陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0748164A JPH0748164A (ja) | 1995-02-21 |
| JPH0829971B2 true JPH0829971B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15857434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5167860A Expired - Lifetime JPH0829971B2 (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 陶磁器成形用炭素繊維入り石膏粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829971B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5167860A patent/JPH0829971B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0748164A (ja) | 1995-02-21 |
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