JPS61112603A - セラミツク成形用鋳型 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 この発明は耐火物の微粒子と水からなるスラリーを注入
してセラミックス成形品を成形する際の鋳物、特に中子
に好適なセラミックス成形用鋳型に関する。

〔発明の背景〕

従来スラリーの注入によってセラミックス成形品を成形
するいわゆるスリップキャスティング法において、吸水
性を有する鋳型（例えば特開昭５７−１７６１０７号公
報で記載される石こう鋳型）を用いて注入したスラリー
中の水分を吸収させ迅速に凝固させることが行なわれて
いる。しかしこれらの鋳型は強度が大きく、非収縮性で
あるため、鋳型として用いた場合には注入したスラリー
が脱水する際の大きな収縮を妨げる。このためセラミッ
クス成形品は割れを生じる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的はスリップキャスティング用の鋳型に充分
な崩壊性と変形性を与え、しかもスリップキャスティン
グしたセラミックス成形品の表面を平滑にすることが可
能なセラミックス成形用鋳型を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明のセラミックス成形用鋳型は吸水によって崩壊す
る材料によって鋳型を製作し、その鋳型の表面を透水性
のある平滑な被膜によって被覆したもので、被膜を鋳型
上に形成することによって、鋳型とセラミックス成形品
の分離は容易になり、被膜の平滑な表面がセラミックス
成形品に転写されるようにしたものである。また注入し
たスラリーが鋳型表面に侵入して、鋳型とセラミックス
成形品が接着し分離不能になることが防止される。

水によって崩壊する鋳型として、水の不溶解性の固体を
水溶性の化合物によって結合し、乾燥した鋳型を用いる
。この鋳型は例えば耐火物原料のアルミナに炭酸カリウ
ム、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの水溶性無機化
合物の水溶液を混合し成形、乾燥後１表面に半滲透性の
被膜を形成すればよい。またシリカ、ジルコニア、ジル
コンのいずれかの材料に硫酸マグネシウムの水溶液を混
合し、成形、乾燥し、あるいはマグネシアに塩化ナトリ
ウム、塩化カリウムの水溶液を加え成形。

乾燥した鋳型の表面に半滲透性の被膜を形成してもよい
。このように鋳型の構成材料にセラミックスと同質の耐
火物を用いることによって注入するセラミックスのスラ
リーと鋳型材の比重が同等になり、スラリー注入の際に
生じ易い鋳型（特に中子）の浮上、沈下などによる形状
変化を防止することができ正確な形状２寸法のセラミッ
クス素材が得られる。

この吸水により崩壊する鋳型の表面に被覆する半滲透性
または透水性の被膜は例えば酢酸セルローズ系または酢
酸セルローズのメタクリレート基導入物、ポリスルフォ
ン系、芳香族ポリアミド系。

ポリビニルアルコールおよびその誘導体などの薄膜が使
用できる。このような簿膜は溶融、溶剤溶出などの手法
によって溶液状となし、吸水によって崩壊する鋳型（中
子）の表面に被膜を形成させることができる。

この被膜を形成した鋳型は表面が透水性の半透膜によっ
て覆われ、鋳型の内部には固体粒と固体粒の結合剤であ
る水溶性の無機化合物が存在する。

このような鋳型が水分含有量の多いスラリーに接触する
と、スラリー中の水分は鋳型表面の半透膜を通して鋳型
中に浸入移行し、スラリーを凝固させると同時に鋳型を
崩壊させる。しかし、鋳型表面に半透膜が存在すること
によって、鋳型中の結合剤がセラミック中に移行するこ
とは防止される。

また鋳型表面に平滑な膜が存在することによって、鋳型
に注入したスラリーが、鋳型表面から内部に浸入し、あ
るいは鋳型表面の固体粒に接着することが防止される。

また被膜の表面は被膜のない鋳型表面に比べて平滑であ
るため、凝固したセラミック素材の表面は平滑になる。

〔発明の実施例〕

次にこの発明の実施例について述べる。

［１）７．）Ｅｉミｆ粒（＃　１２０）９２ｍ、炭酸カ
リウム（Ｋ　２　ＣＯ３）　ｓ部、水６．５部の混合物
を用いて耐酸ポンプケーシングの中子を成形し、２００
℃で１時ｒＩＩＪ乾燥したのち常温まで冷却した。次に
酢酸繊維素（三酢酸繊維素、Ｒ−０−Ｃｏ　−ＣＨｊを
メチレンフロリドに溶解し、粉霧状として中子の表面に
吹付け、被覆した。

この中子と石こう製の外型からなる鋳型を組立てアルミ
ナ質のセラミックスラリ−を注入した、注入後スラリー
中の水分は外型と中子に吸収され凝固を開始したが、こ
の際中子は吸水によって崩壊し、セラミック成形品の凝
固に伴う収縮によって変形するため、セラミック成形品
の割れは全く発生しなかった。またセラミック成形品と
中子の間には酢′ｔＩＩＪ！ｌ維素からなる薄膜が存在
するため。

セラミック成形品と中子の分離は容易であり、被膜に接
したセラミック成形品の表面は極めて平滑であった。

〔２〕けい砂（１００号）９２部、硫酸マグネシウムｙ
　　（ＭｇＳＯａ　）　８部、水１層部の混合物を用い
てポンプケーシングの中子を形成し、２００’Ｃで１時
間乾燥した。次にこの中子の表面にポリスチレンをアセ
トンに溶解した溶液をスプレーガンを用いて吹付け、波
膜を形成させた。この被膜は多数の気孔を有し、中子外
の水分を中子内部に取入れることができる。この中子と
石こう質の外型を用いて、アルミナ−シリカ質のスラリ
ーを注入した。この際中子は水分の吸収によって崩壊し
、凝固したセラミック成形品には割れは全くなく。

中子表面にポリスチレン膜が存在するため、セラミック
ス素材から中子を分離することは容易であり、分離面は
平滑であり、セラミックス中への硫酸マグネシウムの拡
散は認められなかった。

〔３〕アルミナ粒（１２０ｇ）９２部、無水炭酸カリウ
ム８部、水６．４部からなる混合物を用いて耐酸ポンプ
ケーシングの中子を成形し、２００℃で乾燥した。室温
に冷却後ポリビニルアルコール２０部、水８０部グリセ
リン５部の混合物を吹付は被膜を形成させ、１００’Ｃ
で乾燥した。この中子と石こう製の外型を用いてセラミ
ックスラリ−を注入した。ポリビニールアルコールの被
膜が吸水性を持つため、スラリー中の水分は中子に容易
に吸収され中子は崩壊し、凝固したセラミックス成形品
には割れは存在せず、セラミック表面は被膜面と同様き
わめて平滑であった。

〔４〕アルミナ粒（＃１２０）９２部、無水炭酸カリウ
ム８部、水６層４部からなる混合物を用いて耐酸ポンプ
ケーシングの中子を成形し、２００℃で１時間保持して
乾燥したのち、室温まで冷却した、その中子の表面に第
１層としてポリビニルアルコール２０部、水８０部、グ
リセリン５部の混合物を塗布乾燥した０次に第２層とし
てエマルジョン化した耐水性プラスチック塗料（ポリエ
チレンなど）を塗布乾燥した。このように２層に塗布し
た中子と石こう製の外型を用いてセラミックスラリ−を
注入した。この場合第２層は気孔を有するため水分を透
過し、中子は水分を吸収して崩壊した。また第２Ｎの耐
水性被膜の存在によってセラミックス成形品へのポリビ
ニルアルコールの拡散は防止され、中子とセラミックス
成形品の分能は一層確実になりセラミックス成形品の表
面の平滑性は一店向上した。

なお第２層として塗布する耐水プラスチックとしては塩
化ビニール、ポリプロピレン、ポリエステルなどが使用
できる。

以上述べたようにこの実施例によれば表面に半透性の被
膜を生成させ、吸水により崩壊する中子をスリップキャ
スティングの鋳型として用いることにより、セラミック
スの凝固の際の収縮を吸収し、亀裂を防止すると共に中
子に接するセラミックス表面を平滑にしさらにセラミッ
クスから鋳型、特に中子材を容易確実に除去できる。ま
たこの被膜は半透性であるために鋳型の粘結材である水
溶性化合物がセラミックス成形品中に拡散し、セラミッ
クスの性能を劣化させることもなくなる。

また表面をプラスチックで被覆した鋳型は強度が大きく
取扱が容易である効果もある。

このプラスチック被膜は耐火物と水溶性化合物からなる
鋳型の表面にプラスチックを適当な溶剤に溶解して吹付
ける方法などによって容易に生成される。この吹付によ
って生成した被膜は＝般に気孔を有しこの被膜を通して
吸湿が行なわれろ。

気孔の量は溶剤の量や固体添加物などの量や、披膜厚さ
などによって変化し調整は容易であり、この発明は実用
性が大きい。また必要に応し気孔の少ない半滲透性の被
膜を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば表面肌の優れた成
形品が得られ、機械加工による表面仕上量を少なくする
ことができる。

また、鋳型内に含まれる粘結剤がセラミックス成形品に
浸透しないので、純度の高いセラミックス成形品が得ら
れ、強度が安定する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸水によつて崩壊する性質を有する成形体の表面を
   外表面が平滑で透水性を有する膜によつて被覆したこと
   を特徴とするセラミックス成形用鋳型。 ２、特許請求の範囲第１項記載の鋳型において、吸水に
   よつて崩壊する成形体が、固体粒子とこれを結合する水
   溶性化合物からなることを特徴とするセラミックス成形
   用鋳型。 ３、特許請求の範囲第１項記載の鋳型において、成形用
   鋳型の表面の被膜が水を透過するが、水に溶解した水溶
   性化合物は透過しない性質を有する半透膜であることを
   特徴とするセラミックス成形用鋳型。 ４、特許請求の範囲第２項記載の鋳型において吸水によ
   つて崩壊する成形体を構成する固体粒子がアルミナから
   なり、水溶性化合物が炭酸カリ、塩化ナトリウム、塩化
   カリウムのいずれかであることを特徴とするセラミック
   ス成形用鋳型。 ５、特許請求の範囲第２項記載の鋳型において、吸水に
   よつて崩壊する成形体を構成する固体粒子がシリカ（け
   い砂）、ジルコニア、ジルコン、硫酸カルシウムのいず
   れかであり、水溶性化合物が硫酸マグネシウムであるこ
   とを特徴とするセラミックス成形用鋳型。 ６、特許請求の範囲第１項記載の鋳型において、成形体
   の表面被膜が酢酸セルローズ系、ポリウレタン系および
   ポリスルフォンポリアミド系のいずれかであることを特
   徴とするセラミックス成形用鋳型。 ７、特許請求の範囲第１項記載の鋳型において、成形体
   の表面被膜が溶剤に可溶のプラスチックであり、溶剤に
   溶解した状態で成形体の表面に塗布（はけ塗りまたは吹
   付）と、塗剤の蒸発により多数の微細気孔をもつ被膜を
   形成させたことを特徴とするセラミックス成形用鋳型。