JPS6183665A - 炭素繊維強化石膏製成形型および石膏粉末、並びにこれらの製造方法 - 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】 本発明は、陶磁器製品を除く高分子加工製品。

非鉄金属製品、ファインセラミ、り製品成るいは紙器製
品等を成形するための炭禦ＩＢ維強化石膏成形型および
陶磁器を含む炭素繊維強化石膏＆１成形型用原料石膏粉
末、並びにこれらの製造方法に関するものである。

従来、陶磁器製品を除く高分子加工製品、非鉄金属製品
、ファインセラミック製品成るいは紙器製品等を成形す
るための一般成形用石膏製成形型Ｃ以下、単に石膏型と
略称する）の強度を増大させるには種々の方法があり、
例えばβ梨半水石膏を主体にしてその中にα型牛水石膏
を混合して混水旦を減少せしめたり、石膏内にセメント
成るいは樹脂を混入させたりする方法があり、更に石膏
内に麻等の天然繊維、成るいはガラスｔａ維な混入させ
る方法もある。

しかし、β型半水石膏内にα型牛水石膏を混合して混水
址を減少せしめた場合には、強度自体は僅かに向上する
が吸水性能が低下するなどの欠点を有している。石膏室
の吸水性能が良好であることは、パルプ泥漿等の鋳込用
石膏型に対しては最も重要な要素の一つである。即ち、
石膏の吸水性能を利用する成形方法において石膏をの吸
水性能が悪い場合は、製品−個当りの成形時間が長くな
って成形効率の低下を招来し、製品の仕上り形状も悪く
なる。よって、ファインセラミックスや紙器など脱水操
作を伴う切込成形法においては、石膏型の吸水性能の低
下は製品製造上の致命的な欠点である。

歯科材料および装身具の全２銀、＃！合金のインベスト
メント鋳造層成形型、成るいは金型１機械部品一般、美
術工芸品などの非鉄金属製品の精密鋳造用成形型の成形
においては鋳込成形型と鋳込まれた金属との界面に発生
するガスを逃散させるための通気性が重要な要素の一つ
である。適度の通気性が不足する場合は、加圧式るいは
減圧鋳造法を利用しなければならない。

また、石膏内にセメント成るいは樹脂を混入する場合も
、強度自体の向上は図られるが、同様に吸水性能が低下
し、その他の石膏の物性も変化するという欠点を有して
いる。また、石膏内に麻等の天然繊維を混入する場合に
は、天然繊維は合成繊維に比較して引張り強さが小さい
ので、石膏に対する混入量を多くしなければ強度の増大
を図ることができないと共に、天然繊維の混入量の増大
により必然的に石膏型の吸水性能の低下を招来し、しか
も天然繊維は単は維自体が太いので、石膏型の表層部に
入り込んだ繊維の端部が成形面に露出し易く、Ｉ！出し
たｌａ維端により成形品の表面を傷付けると共に、鐵維
端が露出した部分の吸水性がなくなるなどして表面性状
が不均質になるので、成形不良を生じ易いという欠点が
ある。

更に石膏内にガラス繊維を混入する場合は、石膏をの強
度は僅かに向上するが、ガラス繊維は硬直性を有するた
め、表層部に入り込んだガラス繊維の端部が成形面に露
出して成形品の表面を傷付けるという欠点がある。

本発明は、優れた強度特性、柔軟性、軽量性。

低熱膨張性を備え、しかも径が極めて小さい炭素繊維を
５ないし１００鵡の長さに切断して硬化石膏マトリック
ス中にｏ、ｏ　ｏ　ａないし０．９重社％の割合で均一
に単ｔａ雑の状態で分散させて混入することにより、紙
器成形型の主要な物性である吸水性能、成るいは歯科材
料、装身具のインベストメント鋳造層成形型または金属
器物の精密鋳造成形型における重要な物性である通気性
能を低下せしめることなく、更にその他の一般石膏型の
場合にも石膏型の他の物性を変化せしめることなく石膏
型の材料力学的強度を高め、機械的外力に対する強度（
耐久性）と熱的歪による内部応力に対する強度（耐久性
）の双方を高めたものである。

本発明の第１の目的は、高寸法精度、低価格性。

鋳造による成形容易性などの石膏型本来の諸機能を低下
させることなく、石膏型の材料力学的強度を高め機械的
外力に対する強度と、熱的歪による内部応力に対する強
度との双方を一挙に高めることにより、成形時の外圧力
又は内圧力による石膏型の破損を防止すると共に、紙器
成形においては成形終了毎の石膏型の乾燥時間を短縮し
て成形効率（石膏型による生産性）を向上させることで
ある。

本発明の第２の目的は、炭素繊維が混入された石膏型を
製造するに際し、石膏泥漿内に炭素繊維の無数本の単繊
維を均一に分散させ、これにより石膏マ）　ＩＪックス
内に炭素繊維を均一に分散混入させることである。

本発明に係る石膏型としては、一般鋳込成形用石ｉｆ型
、金寓精密鋳造用石膏型、粉末または可塑性のある材料
のプレス成形用石膏型、押出成形用石膏型、射出成形用
石膏型、その他アルミナ、炭化珪素、窒化珪素１部分安
定化ジルコニア、サイアロン等の原料調合に粘土類を含
まないいわゆるファインセラミックス用のプレス成形用
石膏型。

射出成形用石膏型＋ｌＩＪ込成形用石膏型等のファイン
セラミック成形用石膏型が含まれる。更に、石膏の吸水
性能そのものを利用して実施されるファインセラミック
用ロクワ成形型、鋳込成形型、およびバルブ泥漿から紙
器を製作するための鋳込成形型が含まれる。

また、本発明に用いられる炭素繊維の種類は、ｌリアク
リ四ニトリル系、ピッチ系、レー胃ン系成るいは、リグ
ニンメパール系のいずれでもよいが、石膏量の強度を増
大させる関係から高強度酸るいは高弾性の炭素繊維が望
ましく、具体的には引張強さ２００　ｋｇｆ／ｍｍｍｍ
２（７ｍｍ２）以上、引張弾性係Ｗｃ２αＯＯＯｋｇｆ
／ｍｍ”（Ｋｇ／ｍａ”）以上のものが望ましい。

本発明においては、団塊状になり易い炭素繊維を母材の
石膏型（石膏型の組織）内に団塊を生ずることなく単繊
維状態で均一に分散せしめて混入することが極めて重要
な要素であり、かかる観点から強化材として石膏型内に
混入せしめる炭素繊維の長さ、および石膏に対する重量
割合が定められる。

炭素繊維を無数本の単ｔａ維に離散せしめて母材の石膏
型内に混入するのであるが、後述する理由により炭素繊
維の長さは５ないし１００關、盟ましくは２０ないし３
Ｃ１ｒｓにすることが必要である。

第１図に、石膏１ｏｏｍ）１部、水６０ｍｆｆ１部。

炭素繊維０．５重量部の割合から成る１　５ｍ１１１Ｘ
　２５ｍＸ２５０ｍｍ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
のグラフが表わされており、これから明らかのように炭
素繊維の長さが１５＋＋爲以下では抗折強度が急激に低
下することがわかる。ここで、母材の石膏型内に分散さ
せて混入せしめる炭′Ｒｔａ維の長さを５ないし１００
ｍＩｓと限定したのは、長さが５■未溝であると母材の
石膏粒子と炭素繊維の単繊維との線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く、また長さが１
００騙以上であると、単繊維への離散時、石膏粉末およ
び水との混合かく拌時成るいはケース型内への流し込み
時における取扱いが面倒になると共に、石膏型内への均
一分散が困難となるためである。

まず、常法により製造された炭素ｍ維を５ないし１．Ｏ
Ｏｍの長さに切断した後に、所定の方法により無数本の
単繊維に離散させる。

束状の炭素ｔＢ維を単繊維に離散させる方法の一例とし
て以下のものがある。まず、束状の炭素繊維を酸化雰囲
気中で加熱して表面に塗布された取扱い安定化用のサイ
ジング剤を酸化させて除去するか、またはアセトン溶剤
で洗い流し処理してサイジング剤を除去する。加熱して
サイジング剤を除去する場合の加熱温度は、表面に塗布
されたサイジング剤との関係により相対的に定められる
ものであるが、炭素繊維の一般的な安全使用最高温度で
ある３００℃前後で行うことが望ましい。サイジング剤
を加熱除去した炭素繊維は、炭素ｍ維を構成する無数本
（通常はＬＯＯＯないし２４０００本）の極めて径の小
さい（通常は５ないし１０μｍ）単繊維に容易に分散さ
れる。

次に、サイジング剤を＃＊して５ないし１００鵡の長さ
に切断された炭素繊維を水槽内に投入し、超音波振動を
加えつつかく拌羽根により緩やかに回転させると、先程
の加熱によりサイジング剤が除＊されて分散され易くな
った炭素繊維は、超音波振動と緩やかなかく拌との相乗
作用により、団塊を生ずることなく無数本の径の極めて
小さい単繊維に分散される。かく拌の際に、かく拌羽根
により炭素繊維が傷付けられることがないように、その
回転数は、直径６０備程度の水槽において４Ｏないし６
０ｒｐｍにする必要がある。分数処理後に、分散された
無数本の単繊維を水槽より取出し、脱水して乾燥する。

また、束状の炭素ｍ維を単繊維に離散させる他の方法と
して、炭素繊維を予め水溶性サイジング剤でサイジング
処理しておく方法がある。即ち、水溶性サイジング剤に
よりサイジング処理された束状の炭素繊維を５ないし１
００ｍの長さに切断しておき、そして、１回の混合割合
に適合した炭素繊維を予め計量し、この計量された炭素
ｍ維を、１＠の混合割合に適合した水を入れた容器１　
（第４図参照）内に投入してかく拌羽根により緩やかに
かく拌させると、炭素繊維に塗布された水溶性サイジン
グ剤が直ちに水中に溶出して自己拡散すると共に、かく
拌羽根のかく押作用により束状の炭素繊維は水中におい
て団塊を生ずることなく無数本の径の輯めて小さい単繊
維に均一に分散される。この方法による場合も、かく拌
の際に、かく拌羽根により炭素繊維が傷付けられないよ
うに、その回転数は直径６０Ｃ１１程度の容器において
４０ないし６０ｒｐｍにする必要がある。この方法によ
り炭素繊維を単繊維に離散させる場合には、炭素繊維の
単繊維が水中において均一に分散された容器１内に、そ
のま＼１回の混合黛に適合した石膏粉末、並びに硬化遅
延剤等の添加剤を投入してかく拌することにより石膏泥
漿をつくる。

次に、単繊維に離散された炭素ｔａｍを混入した石膏泥
漿をつくる方法について述べるならば、石膏粉末に対す
る炭素繊維の割合は、後述する理由により０．０１ない
し１重Ｍ％（硬化した石膏型の母材の石膏に対する炭素
繊維の割合に換算するとほぼ０．００８ないし０．９重
社％）、望ましくは０．１ないし０．３重量算にするこ
とが必要である。第２図は、石膏粉末１００重鼠部、水
６０重量部の原料Ａ合に対して、長さ２０ｘａｓの炭素
ｍ維を所要重量部（種々の重量部）の割合で混入した１
５ｍ×２５ａｓＸ２５０＋＋ｓの石膏試験片における混
入炭素繊維の石。膏粉末に対するｆｉｆｆｉ％と、抗折
強度との関係を示す試験結果のグラフである。第３図は
石膏粉末に混入する炭素繊維の重量割合と、吸水率すな
わち吸水性能（硬化石膏の試験片が吸水し得る水の重量
算）との関係を示す試験結果のグラフである。筒ｚＮ第
３図から明らかのように、石膏粉末に混入する炭素繊維
の重量割合が大きくなる程、抗折強度が大きくなると共
に、吸水率が高くなることがわかる。

炭素繊維の混入により石膏の吸水能力が高くなるのは、
石膏の粒子が針状であると共に、炭Ｍｍ維の断面形状が
円形若しくはこれに近似した形状であり、しかも石膏の
粒子の大きさと、炭素繊維の直径とが余り異ならないた
めに、炭素繊維の混入により炭素繊維と石膏粒子との間
に新たな空隙が形成されることに起因しているものと辞
される。

ここで、石膏粉末に対する炭素ｔＳ維の混入割合を０．
０１ないし１重量算とするのは、炭素繊維の混入割合が
０．０１重量算未満では石膏粉末に対する炭素繊維の割
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
できないこと、また炭素繊維の混入割合が１重量算をこ
えると、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単繊維状態で均一に分散さ
せることができず炭素繊維の団塊が生じ易くなると共に
、石膏泥漿を母型内に流し込む際の流動性が悪くなって
鋳込作業が困難となること、更に成形される石膏型の吸
水性あるいはキャピラリティ　（毛管細孔性）等の物性
が変化して通気性や吸水性を利用する場合の成形型材と
しての条件を満足しなくなること、および成型された石
膏型内部に炭素繊維の団塊が生じ易くなり、不均質な状
態になり精密な製品の成形型としての機能を満足しなく
なる。

そして、サイジング剤を除失して予め単繊維に離散され
た炭素繊維を用いて、炭素は維が均一に分散された石膏
泥漿をつくるには、第４図に示されるような容器１内に
、−回の混合量に適合した水および硬化遅延剤、減水剤
等の必要な添加剤を予め入れておき、次に、この容器１
内に予め計量された所定量の単ｍ維にｍ敗された炭素繊
維を投入し、最後に所定量の石膏粉末を投入してこの容
器１を真空かく拌機に装着すると共に、かく拌羽根を低
速回転させて混合かく拌すると、炭素繊維の単ｔｌｉａ
が石膏泥漿内に団塊を生ずることなく均一に分散された
石膏泥漿が得られる。炭素繊維が石膏泥漿内に団塊を生
ずることなく均一に分散されるのは、石膏粉末に対する
炭素繊維の割合が極めて少ないからである。

次に、皿を成形するためのプラスチック鋳込成形用石膏
型を製造する場合は、炭素繊維が均一に分散された上記
石膏泥漿を、第５図ピ）に示されるような上型成型用の
ケース型ｚ内に静かに流し込んで所定時間放置し、硬化
後に軽い衝ｋＡを与えてケース型２を上下に分散させて
脱型し、しかる後に所定温度で十分乾燥すると、第５図
（ロ）に示されるような皿を鋳込成形するためのプラス
チック成形用石膏型の上型３が得られる。炭素繊維は豊
かな柔軟性を有しているので、流し込み成型後も自在に
変形して石膏の粒子の間に無理なく入り込んでいると解
され、また流し込み成型された石膏型の表層部に混入さ
れた炭素繊維の端部が成形面に露出することは殆んどな
いが、仮に露出しても、前述の如く炭素繊維の単松維の
径は極めて小さく、しかも豊かな柔軟性を有しているの
で、成形面に露出した炭素ｍｍによりプラスチックやゴ
ム等高分子成形品の表面が傷付けられることは殆んどな
い。

同様にして下型成型用のケース型を用いて、プラスチッ
ク鋳込成形用石膏型の下型４を成型する。

尚、下型４には溶融プラスチック注入孔５が設けられて
いる。常圧で注入する場合は第５図（ロ）は実際は反転
した状態で使用される。

このように、仮に炭素繊維の端部が成形面に露出しても
、成形品の表面が傷付けられることは殆んどないが、特
に成形品が高級品であって極めて精密で滑らかな成形面
を得る必要がある場合には、＠６図（イ）に示されるよ
うに、ケース型２を低速回転させつつ純石膏泥漿を少量
流し込んで厚さ工ないし３謳の薄膜６な予め形成してお
き、その後ケース型２の回転を停止させて直ちに炭素繊
維が均一に分散された前記石膏泥漿を静かに流し込み、
以後上述と同様の操作を行うと、プラスチ、り成型用石
膏型の上型ｙが成型される。同様にして下型４′を成型
すると、第６図（ロ）に示されるように、成形面である
外周面に純石膏から成る薄膜６が被覆されたプラスチッ
ク加圧鋳込用石膏型が得られ、炭素繊維が成形面に）“
ｄ出するのを確実に防止できる。

また、成形面を純石膏から成るｇ膜で被覆した石膏型に
より、ベリリウム銅合金、アルミニウム合金、亜鉛合金
製プラスチック射出成形用金型を成形したり、成るいは
非鉄合金の器物を成形することができ、この場合には成
型した金型の成形面、成るいは器物の表面が炭素繊維の
姑部により傷付けられることはない。

また、彫刻模様のある板状体をプラスチ、り鋳込成形す
るための石膏型を多数個製造する場合には次のようにし
て行なわれる。

第７図に於いて、炭素繊維が均一に分散混入方れた、又
は内部のみ炭素繊維混入石膏を使用し、表層部には純石
膏を使用した石ｖｕｗ、型又は原形（第１の型）１１か
ら元型（原型の雌ｆＭ）（第２の型’１１２ａ、１２ｂ
を複製製作する。この元型１２　ａ、　　１２　’ｂは
金属の積蜜鋳造の場合マスター型と称されている。この
元型の全体の石ｉｉ製雌型を上下２分割して、上方の雄
型部１２ｂに相当する雌型（図示しない）と下方の雌型
１２ａに相当する雄型１３＆を含む雌型１６を製作する
。この下方の雌型１４は石膏泥漿注入口１５を有する。

この型１６がセラミック成形におけるいわゆるケース型
（第３の型）である。以下セラミック以外の金属または
プラスチックならびに紙器成形の場合もケース型と称す
る。

このケース型１６に石膏泥漿注入口１５より炭素繊維が
均一に分散された上述の石膏泥漿を注入する。常圧（大
気圧）で石膏泥漿を注入する場合は、第７図（ハ）に示
されるケース型１６は上下反転した状態で行わねばなら
ない。所定時間放置して硬化後上型１３と下型１４とを
分離して成形型（＠４の型）の下型１７を取り出す。同
様にして元型の上部１２１）からケース型を成型し、こ
れに炭素繊維が均一に分散された石膏泥漿を注入し、成
形型の上型１８を成型する。この成形型の上型１８、下
型１７を組み合わせたものがセラミック成形におけるい
わゆる“使用型”である。本発明に係る炭素繊維で強化
した石膏型は硬化過程での体Ｍ膨張率が小さく、しかも
硬化石膏型の熱膨張係数が小さいので、前記した合計３
回の形状複製工程において、上述の炭素ｍ維を均一に分
散混入させた石膏を利用するならば原型から成形型まで
の寸法変化の少ない高精度の型の複製が可能となる。

また、ベリリウム鋼合金、アルミニウム合金成るいは亜
鉛合金製プラスチック射出成形用余塵の成形のように成
形金型を成形する石膏型の場合は、石膏型による直接成
形の場合に比較して、形状複製工程が一層多く、しかも
複雑であるので、石膏型の硬化過程における体積１張率
、並びに硬化石膏型の熱膨張係数が小さいことは、高精
度複製において一層重要な特性となる。

また、上述した方法により炭素繊維が均一に分散された
石膏泥漿をつくると、石膏泥漿をつくる毎に微量の炭素
繊維を正確に計量しなければならず面倒である。そこで
、軽伝でしかも浮遊性に富み、取扱い困難な炭素繊維を
循環するジェット空気濃酸るいは揺動回転を利用して予
め石膏粉末内に均一に単繊維状態で混入分数せしめ、こ
れを原料石膏粉末として朋いてもよい。これにより石膏
泥漿をつくる毎に一回の混合社に適合した微量の炭素繊
維のみを計量するという面倒な操作を不要にすることが
できる。

循環するジェット空気流を利用した混合方法について具
体的に述べると、石膏粉末と単ｗ４維に離散された炭素
繊維とを石膏粉末に対して炭素繊維を０，０１〜５重量
算の割合で混合装置内に投入すると、石膏粉末と単ｔａ
維にＩｉ！赦された炭素繊維とがジェット空気流により
１赦された状態で多数回循環する間に適切に混合され、
しかる後にサイクロン成るいはバックフィルターにより
空気流内から分離回収すると、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した炭素ｔａ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な
いし２ｋｇｆ１０ｍ２（Ｋｇ／ａｍ”）の低圧力である
ことが必要であり、空気圧を高べすると混合の際に、石
膏粒子どうし、成るいは石膏粒子と炭素ｍ維との衝突力
が大きくなって、石膏粒子および炭素ｍ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。

また、石膏粉末に炭素ｍ維を均一に混合する別の方法と
して、揺動回転を利用する混合方法がある。これは、第
８図に示されるように、撓屈自在の袋体ｚ１内に石膏粉
末と、単繊維に離散された炭素繊維に離散された炭素繊
維とを石膏粉末に対して炭素繊維を０．０１〜５鼠鼠％
の割合で投入し、袋体２１の底部に取付けられた揺動盤
２２を、回転軸２３に偏心して装着された揺動軸２４に
より揺動回転させると、袋体２１内の混合物が加速され
て、その速度の大きさ並びに方向が任意に変化し、これ
により袋体２１内の石膏粉末および炭素繊維が均一に混
合される。尚、石・Ｕ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。

また、上記した石膏粉末は、無数本の単繊維状態に離散
された炭素繊維が石膏粉末内に均一に混入分散されたも
のであるが、ポリビニルピロリドン、ざリビニールアル
コール等の水溶性サイジング剤でサイジング処理された
炭素繊維の場合は、予しめ単繊維に離散する必要はなく
、石膏泥漿をつくる際に水溶性サイジング剤が水中に溶
出して自己拡散する性質を有するので、袋体内の石膏粉
末内に束状のままで投入し混入することができる。

更に、石膏粉末内に炭素繊維を使用時における重ｆｉ割
合よりも高い割合で混入分散した原料石膏粉末を使用す
る場合は、使用時において再度石膏粉末を混合して、石
膏粉末と炭素ｍ維とを石膏粉末に対して炭素繊維が０．
０１〜１重量七の割合まで希釈しなければならないが、
この方法によれば炭素繊維が混入された石膏粉末の輸送
費の節減を図ることができる。

ここで石膏粉末に対する炭素繊維の割合を０．０１〜５
重量齋とするのは５重斌％をこえると単繊維状態での混
入が困難であり、０．０１重量算未満ではそのま＼では
成形型成聾用として使用できないからである。希釈せず
そのま＼利用する場合は石膏粉末に対し炭素繊維の混入
割合を０．０１〜１重量弧とする。

また、炭素繊維を混入した石膏を一般の成形型式るいは
金型成形用成形型の型材として利用する場合、更には石
膏型からセテミ、り成形型を製作して高分子加工成るい
は金属の精密鋳造あるいは陶磁器を除く七ラミ、クスす
なわちガラス、ファインセラミックス等の鋳込成形型行
う場合、あるいは、高級ガラス器のプロー成形等を行う
場合には、炭素ｍ維を混入した石膏の水和硬化時におけ
る膨張率、並びに冷却脱型時の膨張率及びその後の乾燥
収縮率・膨張率はいずれも小さいので、母型（雌ｍ）に
流し込んで型を又復複製する際の複製品の精度がよく、
正確な複製品ができる。また、型自体の熱膨張係数が小
さいので、温度変化による膨張・収縮が小さく、高精度
の複製が可能となると共に、成形型自体の精度も向上す
る。

従って、数回の反復複製を繰返しても、最初の型（ｗ、
型）と最終の型（成形型）との複製誤差が少ない。この
点は、精密鋳造における金型又はセラミック型成形用の
型材として最も重要なことである。

本発明に係る石膏型をプレス成形型として用いる場合、
金属、プラスチック成るいはセラミックス等の成形原料
の状態は、乾燥した粉末状の他、陶磁器坏土のようにペ
ースト状であってもよく、更にシート状であってもよい
。

また、本発明は、成形型自体を炭素繊維で強化すること
を直接の目的としているが、インベストメント鋳型にお
けるセラミックコア（中子）のように成形型ご構成する
部材、成るいは成形型を保持したり、位置決めしたりす
るための治工具的部材を炭素繊維で強化した石膏で構成
してもよい。

次に本発明の実施例、並びに比較例を挙げる。

実施例１ ポリアクリロニトリル系繊維を約３００℃で熱処理した
後に、更に窒素ガスＵ囲気中で約コ３００℃で熱処理し
て黒鉛化し、直径的７μｍの単繊維を約６０００本−束
とした炭紫緘ｍを用いた。

この炭素繊維の物性は、引張強さ３００　ｋｇｆ／ｍｍ
ｍｍ２（／ｍｍ”）、引張弾性係数２３．ＯＯＯｋｇｆ
／ｍｍｍｍ２（／ｍｍ２＼密度１．７５ｇ１０ｎ３・線
膨張係数−〇、］×】、ｏ’／”Ｑ、熱伝導率１５　Ｋ
ｃ　ａｌ／ｍ−ｈ　ｒ・℃（１７゜４５ｗ／ｍ−Ｋ）、
比熱０．１７　ｃ　ａ　１．７　ｇ−’Ｃ（０，７１ｋ
Ｊ／ｋｇ−Ｋ）であった。この炭素は維を約２０簡の長
さに切断して、水中にて超音波振動とかく拌との相乗作
用により無数本の単１維に離散させた。β石膏粉末１’
ＯＯ重一部、水６０重ｕ部、炭素繊維Ｏ６１重社部、硼
砂（硬化遅延剤）０．２重量部の割合で混合かく拌して
、炭素繊維の単繊維が均一に分散された石膏泥＃Ｒ′ｆ
：つくり、この石膏泥漿をケース型内に流し込んでプラ
スチ、り楕円面を鋳込成形するための切込成形用石膏型
を得た。

この鋳込成形用石膏型は、切断断面全体に亘って炭素繊
維の単繊維が均一に分散され、この分散状況は肉眼で見
ることが可能な程度であった。

実施例２ 実施例１と同一の条件並びに方法により炭素繊維の単繊
維が均一に分散された石膏泥漿をつくり、ケース型を低
速回転させつつ炭素繊維の混入されていない純粋な石膏
泥漿を予め流し込んで厚さコないし３ＩＩＩＫの薄膜を
形成しておき、しかる後にケース型の回転を停止させて
炭素繊維が混入された石膏泥漿を流し込んでプラスチッ
ク楕円面を鋳込成形するための鋳込成形用石膏型を得た
。この鋳込成形用石膏型の成形面は、純石膏から成る落
漠で被覆されており、炭素繊維は成形面に全く叔出して
いなかった。

実施例３ ポリアクリロニトリル系繊維を約５００℃で熱処理した
後に、更に窒素ガス雰囲気中において約２５００℃で特
殊熱処理して黒鉛化し、直径約７ｐｒｎの単繊維を〆リ
ビニールビロリドンでサイジング処理して約６０００本
を一束にした炭素１ａ維を月いた。この炭素繊維の物性
は、引張強さ２５０ｋｇｆ／ａｍ２０Ｃｇ／ａｍ２）、
引張弾性係数３　ｅｇｏ　ＯＯｋｇｆ／ｍｍ２ｍｍ２（
’ａｍ”）、密度１．７７　ｇ／ａ＋＋ｘ　３．　　線
膨張係数−〇、ｌＸ１０　　／’Ｏ，ＡＡ伝導率１００
Ｋａ　ａｌ／　ｍ−ｈ　ｒ−”Ｃ（１，ｉ　６　Ｗ／　
ｍ−Ｋ）、比熱０．１７　ｃａｌ／ｇ’０　（０，７１
ｋ　Ｊ　／　ｋ　ｇ−Ｋ　）であった。この束状の炭素
繊維を２５鰭の長さに切断し、β石膏粉末１００３ｉｉ
ｆｆｉ部に対して炭素戯１ａの割合が０．３重量部とな
るように炭ｇ嫁維を予め計量しておき、この炭素１ａ維
を予めｉｕされた水の入った容器に、投入して補助的に
かく拌すると、束状の炭素繊維は自己拡散して無数本の
単繊維に離散されると共に、かく押作用により水中に均
一に分散した。しかる後に、石膏粉末、Ｗｉ砂（硬化遅
延剤）および昭和電工株式会社製メルメン）？−２Ｏ（
減水剤）を投入して混合かく拌することにより、石膏粉
末１．００重量部、水６０重量部、炭素繊維０．３　ｆ
ｆｉ量部、硬化遅延剤０．２重量部、減水剤０．２重量
部の割合から成る均質な石膏泥漿をつくった。まず、窮
９図に示されるようにカップの原ｍ３１から上記石膏泥
漿を用いて元型（第２の中間を）３２の下型を製作し、
この元を３２を用いてケース型（第３の中間型）３３の
下型を上記石膏泥漿により製作した。このケース型３３
に上ケース３４を組み合わせたものを１１００ｒｐで低
速回転させながら純石膏泥漿を流し込んで厚さ１關の薄
膜３５を予め形成した後に上記石膏泥漿を流し込んで、
銀合金力、プを成形するための切込成形用石膏型３Ｂの
下型３６を得た。この鋳込成形用石膏型の下型３６に混
入された炭素繊維の分散状況は、実施例１と同様にほぼ
均一であった。

同様にして上型３フを製作し、上型３７．下型３６を組
み合わせて一体として銀合金力、プを鋳造した。外側表
面の繊細な模様は精密に再現された兄事な銀合金力、プ
が得られた。

実施例４ 実施例３と同−条件並びに方法により炭素繊維の単繊維
が均一に分散された石膏泥漿をつくり、これを母型内に
流し込んで合成ゴム球を鋳込成形するための石膏型を得
た。

実施例さ 実施例３と同−条件並びに方法により炭素活線の単繊維
が均一に分散された石膏泥漿をつくり、これを母型内に
流し込んでセラミ、り・ざ−ルをアイソスタテイ、クプ
レス（等静圧プレス）成形するためのポリウレタン拳ゴ
ム製成形型を鋳込むだめの石膏型を得た。

実施例６ 実施例３と同−条件並びに方法により炭素ｔａ維の単繊
維が均−分、赦された石膏泥漿をつくり、これを母型内
に流し込んでサイアロン製クリスタルガラス・プロー成
形型を鋳込成形するための石膏型を得た。

比較例１ β石膏粉末１００重量部、水６０重量部、硼砂０．２！
量部の割合で混合かく拌して炭素繊維の入っていない純
粋な石膏泥漿をつくり、この石膏泥漿をケース型内に流
し込んでプラスチック楕円皿を射出成形するための射出
成形用石膏型を得た。

実施例７ ポリアクリ四ニトリル系繊維を約３００　’Ｑで熱処理
した後に、更に窒素ガス雰圧気中で約１３００℃で熱処
理して黒鉛化し、直径約７μ工の単繊維を約６０００本
−束とした炭素繊維を用いた。

この炭素繊維の物性は、り［張強さ３００ｋｇｆ／ｍ　
ｍ（Ｋｇ／１ＤＩ１１２）、引張弾性係数２ＸＯＯＯｋ
ｇｆ／ｍｍｍｍ２（７ｍｍ”）、密度１．７５　ｇ／ａ
ｍ３、線膨張係数−〇、１ＸＩＯ／’Ｏ，熱伝導率１５
　Ｋ　ｃ　＆ｌ／　ｍ−ｈ　ｒ−’０　（１７，４６Ｗ
　／　ｍＩＫ　）、比熱０．１７　ｃ　ａｌ／　ｇ、’
Ｑ　（０，７１ｋＪ／ｋｇ−ｘ）であった。この炭素繊
維を約２０−の長さに切断して、水中にて超音波振動と
かく拌との相乗作用により無数本の単繊維に離散させた
。β石膏粉末１０１１ｔＲ部、水６０重量部、炭素ｗＡ
維０．１重鼠部、硼砂（硬化遅延剤）０．２重量部の割
合で混合かく拌して、炭素繊維の単繊維が均一に分散さ
れた石膏泥漿をつくった。

そして、第１０図に示されるように、原型４］を分割面
まで粘土又は石蕾内に埋め込み、このままでｎσ記石膏
泥漿を流し込んで原型４１の上半面の型取りを行い、し
かる後に原型４１を反転して同様の操作を行って原型４
１の下半面の型取りを行うと元型４２が製作される。こ
の元型４２内に前記石膏泥漿を流し込んでケース下型４
３．４４をそれぞれ製作し、これとは別に製作した上ケ
ース４５．４６を組み合わせるとケース型４７．４８と
なる。このケース型４７．４８は、断面を含めて全体に
亘って炭素繊維の単繊維が均一に分散され、この分散状
況は肉眼で見ることが可能な程度であった。このケース
型４７．４８を鋳込成形型として低速回転させながら、
アルミニウムの溶融液を鋳込んでプラスチ、り鋳込成形
ボ金型４９を製作しム原型４１の表面の模様は、そのま
ま金型４９に正確に転写されていた。

比較例２ β石膏粉末１００重量部１水６Ｑｆｆｉ、ｕ部、硼砂０
．２重量部の割合で混合かく拌して炭素繊維の入ってい
ない純粋な石膏泥漿をつくり、この石膏泥漿を実施例７
と同様にして製作した元型内に流し込んでケース下型並
びにケース上型を製作し、これに別に製作した上ケース
を組み合わせてケース型を得、このケース型にアルミニ
ウム合金溶融液を鋳込んでプラスチック鋳込成形用金型
を製作した。

上記実施例７並びに比較例２の石膏ケース型の乾燥離型
時の各温度における長さの変化率並びに複製精度は次の
通りであった。

長さの変化率に関しては、ケース型の最高発熱時（５３
４℃）においては、炭素繊維を混入していない従来品は
０．０７６％（５００ｓｕａに対して０゜３８■）膨張
（硬化時膨張率）していたのに対し、本発明品は０．０
６６％（５００關に対して０．３３ｍ）膨張しており、
また室温時（２３，５℃）に冷却した後、乾燥脱型時に
おいては従来品は０，０２５％（５００關に対して０．
１２５謂）〕張していたのに対し、本発明品は０．０１
８％（５００鴎に対し０．０９ｍ）膨張していた。

また、その後５０℃の熱風乾燥器にて約１０口間乾燥し
たところｖｉ製精度に関しては、従来品は５００ｍに対
して０．０６＋ｔｓ＋乾燥収縮し母をに対し０．０６５
ｍ膨張していたのに対し、本発明品は５００睡に対して
０．０４ｍ乾燥収縮し、母型に対し０．０５餌膨張して
いた。

これから明らかのように、本発明品は水和硬化時の膨張
も小さく、しかも収装精度も良好であることが解かる。

上記各実施何重ないし６、および比較例１の各石膏型の
抗折強度、吸水能力、大気中における破壊温度差、嵩比
重並びに硬化時膨張率などの物性吸水能力はテストピー
スを常温常圧下で浸漬したとき、吸水した水の重量百分
率である。

破壊温度差は高温大気中で加温した試験片をすばやく室
内に取り出し室温大気中に放置した場合、破壊に到る最
小の温度差を表わす。

硬化時膨張率は母型に石膏泥漿を鋳込み硬化させ脱型後
、乾燥直前に測定したときの長さの母型に対し変化した
割合である。

上表から明らかのように、炭素繊維を混入した石膏型は
、混入しない石膏型に比較して抗折強度および大気中に
おける破壊温度差は大巾に向上していると共に、他の物
性においても優れていることが判明した。

第１１図は実施例１の石膏硬化体の切断面から製作した
薄片を走査型電子顕微鏡で２０００倍で撮った写真であ
る。左上端から中央へ延びる細長い真直ぐな円柱が、混
入した炭素単繊維であり破片状の結晶がβ型２水石膏で
ある。

第１２図はα型石膏粉を用いた他は実施例〕すなわち第
１１図と同一のもので、同じ＜２ｏｏ。

倍の走査型電子顕微鏡写真である。

また、第１３図は、石膏１００重量部、水６０重量部、
長さ２５ｍｍのピッチ系炭素繊維を所定重ｎ部混入した
石膏泥漿を鋳込んで成形した１５鰭Ｘ２５謁Ｘ２５０ｓ
ｕｓの石膏試験片を曲げ試験装置で曲げ試験をした場合
の経過時間と、抗折力との関係を示しており、混入炭素
繊維の重量比率をパラメーターとした場合の試験結果で
ある。第１３図のグラフから明らかのように混入炭素ｔ
ａ維の割合が大きくなる程抗折力が大きくなると共に、
最大抗折力で単純破断するもろさが解消されて素材とし
てのいわゆる粘りが生じていることがわかる。

尚、本試験のスパンは２００ｍｍで、荷重は中央に加え
られ、筒重点の変位速度はｌ　ｗｓ／　ｍ　ｉ　ｎであ
った。

第１４図に、純粋な石膏試験片と、炭素繊維で強化した
石膏試験片との各温度における長さの変化率を示す曲線
が示されており、炭ＸｔＪＡ維３混入した石膏の試験片
の長さの変化（膨張）率は、炭素繊維を混入しない石膏
試験片の長さの変化（彦張）率に比較して、正および負
のいずれの場合にも菫かに小さいことがわかる。これは
、熱膨張率が殆んど零に等しい炭素繊維が石膏の各粒子
間に入り込んでいるため、この炭素繊維が石膏の孝張成
るいは収縮を抑制するためであると解される。

従って、炭素繊維を混入した石膏型は、温度による膨張
成るいは収縮が小さく、成形品の寸法精度が向上する。

ここで、石膏型を金Ｕ４成形又は高分子加工成形副成る
いは紙器成形型として用いる馬合、抗折強度および抗折
力の大巾な向上により、石膏型の材料力学的強度が増大
され、従来成形時の外圧力又は内圧力により破損されて
いた部分の機械的弛度が増大せしめられることにより石
膏型の破損が防止されると共に、高（速い）サイクルの
成形が可能となって成形効率（生産性）が向上し、しか
も石膏型の寿命が長くなる。また、成形中の石膏型の破
損により加圧鋳造、遠心鋳造、減圧鋳造、射出成形など
のＪｉＩ２＋形機が損傷され、これに起因して生産が中
断されるのを防止できると共に、成形機の損傷部品を交
換して再調整する等の手間を省くことができる。更に、
機械的強度の大巾な向上により、石膏型の肉厚を薄くす
ることが可能となり、ひいては使用石膏量が削減される
。

また、炭素繊維の混入により大気中における破壊温度差
が向上するのは、温度上昇により石膏自体は所定１膨張
するが、炭宋繊維自体は殆んど膨張しないので、石膏型
内部において炭素繊維にはその長さ方向に引張力が加わ
ると共に、石膏には圧縮力が加わり、このため炭素繊維
の長さ方向に内部応力が生じて丁度ｐｓコンクリートの
ようにプレストレスが導入された状態になっているため
であると解される。

大気中における破壊温度差の大巾な上昇は、石膏型が大
きな温度差に対しても耐え得ることを意味し、ファイン
セラミックスや紙器等の成形の場合では成形後の石膏型
の乾燥温度を上げることが可能となる。従って、成形毎
の石膏型の乾燥時間を短縮させることが可能となると共
に、乾燥装置内に保持すべき成形型数が少なくて済み、
ひいては成形効率（生産性）が向上する。よって、７丁
イン七ラミ、クスや紙器等の成形品の生産個数に対する
稼動石−＊ｍの数を減少させることができ、少量多品種
の製品の成形に適していると共に、製品原価の低減を図
ることができる。

また、嵩比重の低下により石膏型が軽−化され、石膏型
の運搬成るいは取扱い性が向上する。更に、硬化時膨張
の僅かの減少により、石膏型成形時においてナース型に
加わる圧力が小さくなって脱型が容易になると同時に、
ケース型の破損を防止することができる。その他の非鉄
金ＦＡ鋳造用成形型の製作の場合でも同様な効果がある
。

上述したことを総合すると、本発明には次のような効果
がある。

（１）、石膏型の材料力学的強度が大巾に増大されて成
形時の外圧力又は内圧力による石膏型の破損を防止でき
ると同時に、温度差による内部応力などに対する強度（
耐久性）も大巾に増大され、ファインセラミックスや紙
器の鋳込成形のように石膏をの吸水性能を利用する成形
においては成形毎の石膏上の乾燥温度を上げることが可
能となって乾燥時間を短縮させることができると共に、
完全乾燥が可能となり、ひいては成形効率を著しく向上
させることができる。

（２）、石膏型の強化材として、径が極めて小さくて強
度が大きく、しかも柔軟性に富んだ炭素繊維を用いてい
るので、石膏に対する強化材の混入割合が少なくても石
膏型の機械的外力、熱的不均質に対する強度を増大させ
ることができると共に、強化材の混入割合が小いので、
炭素ｔａａの混入によりファインセラミックスや紙器の
鋳込成形のように吸水性を利用する成形用石膏型の基本
的な性能である吸水性能、成るいは非鉄金具製品の成形
用の場合は通気性能が低下することがない。

（３）、石膏型の成形面である表層部を純粋な石膏から
成る薄膜で被覆した場合は、炭素繊維の端部が成形面に
露出するのを確実に防止でき、成形品の表面を滑らかに
することができる。

（４）、高温加熱焼失性を有する炭素繊維を強化材とし
て混入しであるので、使用中に破損したり、成るいは使
用不可能となった石膏型は、粉砕して長時間に亘って緩
やかに高温加熱処理することにより、内部に混入された
炭素繊維のみを容易に焼失除去することができ、石膏硬
化体の再使用が可能となる。この点ガラス繊維等の加熱
焼失性を有しないものを強化材として混入した場合は、
混入した強化材のみを除去して石膏凰を再生成るいは再
利用することは極めて困難か、成るいけ不可能である。

（５）、炭素１Ｒ維を５ないし１００ｍｍの長さに切断
した後にサイジング剤を加熱除去し、水中において超音
波振動を加えつつかく拌することにより、径が揖めて小
さく、しかも柔軟性に富んだ束状の炭素繊維を無数本の
単繊維に容易に分散でき、これにより石膏泥漿内に炭素
は維の無数本の単繊維を均一に分散でき、ひいては石膏
型内に炭素繊維を均一に混入させることができる。

（６）、水溶性サイジング剤でサイジング処理した炭素
＄２維を用いる場合には、この炭素繊維を５ないし１０
０＋ｕｓの長さに切断した後に水中に投入して水溶性サ
イジング剤を水中に溶出せしめて束状の炭″Ａ繊維を＃
数本の単繊維に分散させ、しかる後に石膏粉末を投入し
て混合かく拌することにより炭素繊維が均一に混入分散
された石膏泥漿をつくることができるので、束状の炭素
繊維を無数本の単繊維に分散させるためのみの前処理が
不要となる。

（γ）、炭素繊維を５ないしＬｏｏｍ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
石膏粉末に対して所定の重量割合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回収して、石膏粉末
内に単繊維にＭ散された炭素繊維を均一に混入分散せし
めておくことにより、石膏泥漿をつくる毎に一回の混合
金に適合した微量の炭素繊維のみを計盆する操作を不要
にすることができる。

（８）、従来、石膏泥漿を母型に流し込むには、母型に
石膏泥漿を流し込んで表Ｆａ部となる５ないし１０鰭の
厚さの第１層をつくり、次に同様にして第２層をつくり
、この第２Ｎの上に麻等のｍ維を切断した補強材を散布
して指で突き込むことにより、石膏泥漿内に補強材を混
入せしめ、次に同様にして３層、＠４層と補強材の混入
した石膏層７２順次重ね合わせて所要の厚みまで成形し
ていた。

これに対し、本発明は、石膏泥漿内に予め補強材として
の炭素繊維が混入されているので、かく拌泥漿を流し込
んで比較的厚い第１層をつくり、しかる後にかく拌泥漿
を単に流し込んで第２層を積層して所要の厚みまで成形
すればよい。従って、本発明によれば一度に大量の泥漿
を母型に流し込むことができるので、作業時間の短縮を
図ることができる。

（９）、本発明の炭素繊維を分散混入した石膏は、水和
硬化時における膨張率が小さいので、原型から元型、ケ
ース型、成形型と複製する場合の誤差が少なく、精度の
良い成形型を製造することができる。

その他の金属の精密圧力鋳造、バルブ泥漿鋳込み。

プラスチック射出成形１舎成ゴムの鋳込成形、ファイン
セラミック等の等静圧成形において用いられる合成ゴム
製成形塵等についても上記と同様のことがいえる。

σｏｒ、ｒｉ密金属妨造など金属鋳造用成形型等を製造
する場合、模型を複製したマスター型（陶磁器の元型に
相当する）およびこれを複製した成形鋳型成形のための
母型（陶磁器のケース型に相当する）並びに成形型に金
属製型に代えて本発明に係る炭素Ｊｉｍ強化石膏型を使
用すれば、極めて容易にしかも精度よくこれらの型を製
造でき、ひいては製品も同様に容易にしかも精度よく製
造できる。従って、鋳造品すなわち商品の試作見本？極
めて容易にしかも短期間に試作でき、更に事後の設計変
更に対しても迅速かつ経済的に対応できる。しかも砂鋳
型、金属製型のいずれよりも亮精度に試作でき、かつ少
ロットの生産も可能であり、多品種少琶生産朋の非鉄金
藏のプラスターモールディング法に特に適している。

（１１）、深いアンダーカット彫刻等の複雑な模様のあ
る場合、使用型製造の中間型である元型、ケース型等の
原型の模様部に該当する部分は、シリコンゴム等を利用
した型面とする必要があるが、成形型に本発明に係る炭
素繊維強化石膏型を使用すれば、純石膏製の成形量に比
較して、はるかに容易にしかも精度よく成形型に原型の
模様を再現することができる。

（１２）、非鉄金属の金型を成型する場合は、特に高精
度を要するので、硬化時体積膨張が少なく・て乾燥収縮
も少なく、しかも熱膨張係数も小さい本発明に係る石膏
製成形型により、高精度の金型の製作が可能となる。

（１３）、砂型や金属製成形型を使用する場合に比較し
て、表面が極めて平滑で、微細な木目、指紋模様でも正
確に鋳造できる他、抜き勾配が２°以下、場合によって
も抜き勾配がない場合でも成型・脱型が可能である。

（１４）、砂型に比し、鋳造物の冷却速度が遅いため、
鋳造歪が小さく、組織や機械的性質が均一になるほか、
肉厚の薄い製品の製作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硬化石膏内に混入する炭素は維の長さと、硬
化石膏テストピースの抗折強度との関係を示すグラフで
ある。 第２図は、石膏内に混入する炭素ｔａ維の石膏に対する
重量割合と、石膏試験片の抗折強度との関係を示すグラ
フである。 第３図は、石膏内に混入する炭素繊維の石膏に対する重
量割合と、硬化石膏の吸水性能（石膏が吸収し得る水分
の石膏に対する重量割合）との関係を示す図である。 第４図は、石膏泥漿をつくるための容器の斜視図である
。 第５図（イ）は、プラスチック製楕円皿を鋳込成形する
ための石膏型の一成を工程の断面図、同（ロ）は成型さ
れた石答型の断面図である。 筒６図（イ）は、プラスチック製楕円皿を加圧鋳込成形
するための石膏型であって、しかも成形面を純石膏から
成る薄膜で被覆した石膏型の一成型工程の断面図、同（
ロ）は成型された石膏型の断面図である。 第７図は、彫刻模様のある板状体をプラスチック鋳込成
形するための石膏型の成型工程を示すもので、（イ）は
原型、（ロ）は元型、（ハ）は下型用ケース型。 に）は成形型の夫々断面図である。 第８図は、揺動回転を利用した混合方法の原理を示す図
である。 第９図は、銀合金製力、プを鋳込成形するための石膏型
の成型工程を示すもので、（イ）は原型、（ロ）は下型
用元型、（ハ）は下型用ケース型、　（＝）は成形型の
夫々断面図である。 第１０図は、プラスチック鋳込成形用金型を成型するた
めの石膏型の成型工程を示すもので、ピ）は原型１（ロ
）は元型、（ハ）はケース型、に）は目的とする金型の
夫々断面図である。 第１１図は、β型石膏粉末を用いた場合の石膏試料片の
走査型電子顕微鐘写真であり、第１２図は、α型石膏粉
末を用いた場合の同様の写貞である。 第１３図は、石膏型内に混入する炭素繊維の石膏に対す
る重金割合をパラメーターとした石膏型の試験片の曲げ
試験における抗折力の時間変化を示す測定グラフである
。 第１４図は、純粋石膏試験片と、炭素繊維強化石膏試験
片との各温度における長さの変化率を示すグラフである
。 （主要部分の符号の説明） ３．３’ニブラスチック成形用石：ｉ！型の上型４．４
’：　　　　　　　　　　　　　　下型６：薄　　　　
膜 １７°プラスチ、り鋳込成形用石膏型の下型１８・　　
　　　　　　　　　　　　　上型２１：袋　　　体 ２２；揺　動　盤 ２３：回　転　軸 ｚ４　；揺　　　動　　　軸 ３６：銀合金カップ鋳込成形用石膏型の下型３７：　　
　　　　　　　　　　　　　上型３８：銀合金カップ鋳
込成形用石膏型 ４９ニブラスチック鋳込成形用金型 第４図 第　５図 （イ） （ロ） 小６図 （イ） （ロ） 第　７　図 窮８図 ｇ９図 （イ） （ロ） （ハ） に２１丁１ｉ−ｉ　ｔ）Ｔｒこ’ｒ１；ｑ：　（Ｌ入＋
ｇ＋、：＝ｔＪ２を１、）第鷹」負・、ｊ ｉ％ｓ４３　　図 １０１゛ □ □ ２６［ １１、撃　　：Ｉ蹟　（ｆし ６０　　　０　　　１３０　　５０　　　（ｌ　　　　
ＩＱ　　　←）Ｏ手続補正書 昭和５９年１１月２２日 特許庁長官　　志　賀　　　　学　　１ｙ　　　　　　
　ｉ＋（特許庁審判長　　　　　　　　　　　　　　殿
）（特許庁Ｖ亘宮　　　　　　　　　　　　　　殿）３
、補正する者 事件との関係　　　　　　特許出願人 ４、代　　理　　人　　〒５００ 人１本願の明ＪＩＢ［を以下のように補正する。 １、第６頁第５および６行目の「・・陶磁器を含む炭素
繊維強化石膏製成形型層原料石膏粉末、・・」ご、「・
・陶磁３を含む前記製品等を成形するた匹炭素繊維強化
石膏！！！成形型用原料石膏粉末。 −・」と補正する。 ２、第３０頁第８行目の「−・直径的７μｍの・・」を
、「ｅ＠直径約７μｍの・・」と補正する。 ３、第３５頁第１３行目の「を射出成形するための射出
成形用石黒型を得た。」を、「を切込み成形するための
鋳込み成形用石膏型を得た。」と補正する。 ４、第３６頁第９行目の「・・β石膏粉末１００重置部
、水６０重２部・−」を、「・・β石膏粉末１００重量
部、珪粉（膨張抑制剤）２０重ｆｆｉ部。 水６０重四部−・」と補正する。 ５、第３７頁第１３行目の「β石貴粉末１００重社部、
水６０重量部拳・」を、「β石膏粉末１００重量部、珪
粉２０重量部、水６０重針部ＩＩ＋１」と補正する。 ６、第５２頁第８および９行目の「・・硬化石膏の吸水
性能（石膏が吸収し得る水分の石膏に対する重量割合）
・・」を、「・・硬化石膏の吸水性能りなわち吸水率（
石膏が吸収し得る水分の石膏に対する重量割合）拳・」
と補正する。 Ｂ１図面ｔａ７図および第１０図を、添付した図面のよ
うに補正する。 以上 第　７　図 （ＡＩ） （ニ） 第１０副 （ロ） （ハ） 、ｃ「 手続補正書 （特許庁審判良　　　　　　　　　　　　　　殿）（ｔ
、’ｆ訂庁審査官　　　　　　　　　　　　　殿）１、
事件の表示 昭和５９年　特　　　許願第２０３７６３号３、補正す
る者 事件との関係　　　　　　持、＋１出願人住所（居所）
　三重県四日市市曽井町７５６番地の１４、代　　理　
　人　　〒５００ ７、補正の対象　図面（第工１図、第１２図）８、補正
の内容　別紙の通り ９、小寸書れ１の目Ｒ（１）図面（第１１図、第１２図
〕本願の図面第１１図および第１２図の写真の原本を提
出致します。 手続補正書動却 昭和６０年２　月１８日 特許庁長官　　　志　賀　　　　学　殿昭和５９年　特
　　許願第２０３７６３号３、補正する者 事件との関係　　　　　　　　特許出願人住所（居所）
　三重県四日市市曽井町７５６番地の１４、代　　理　
　人　　〒５００ 居　所　　　　岐阜市加納朝日町３Ｙ目５番地別紙−１ 本願の明細書の第５３頁第１７行目乃至第５４頁第２行
目の「第１１図は、・・・・　・写真である。」の全文
を削除して、「第１１図は、β型石１ｉＦ粉末を用いた
石膏試料片を走査型電子顕微鏡で撮影した結晶構造の写
真であり、第１２図は、α型石膏粉末を用いた石膏試料
片を同様にして撮影した結晶構造の写真である。」と補
正する。 −以上一

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）、成形用石膏型の母材の石膏組織内に長さ５ない
   し１００ｍｍの炭素繊維を単繊維に離散された状態で石
   膏に対して０．００８ないし０．９重量％の割合で均一
   に混入分散したことを特徴とする炭素繊維強化石膏製成
   形型。
2. （２）、成形型が高分子加工用の鋳込成形型、プレス成
   形型、押出成形型、射出成形型であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の炭素繊維強化石膏製成形型
   。
3. （３）、成形型が非鉄金属用の鋳込成形型、精密鋳造用
   成形型であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の炭素繊維強化石膏製成形型。
4. （４）、成形型が原料調合に粘土類を含まないいわゆる
   ファインセラミックス用のプレス成形型、射出成形型、
   鋳込成形型であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の炭素繊維強化石膏製成形型。
5. （５）、成形型がパルプ泥漿から紙器を製作する場合の
   ように石膏自体の吸水性能を利用する鋳込成形型である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の炭素繊維
   強化石膏製成形型。
6. （６）、成形用石膏型の母材の石膏組織内に長さ５ない
   し１００ｍｍの炭素繊維を単繊維に離散された状態で石
   膏に対して０．００８ないし０．９重量％の割合で均一
   に混入分散し、かつ成形面に純粋な石膏から成る薄膜を
   被覆したことを特徴とする炭素繊維強化石膏製成形型。
7. （７）、炭素繊維を５ないし１００ｍｍの長さに切断し
   た後に塗布されたサイジング剤を加熱除去し、この炭素
   繊維を水中において超音波振動を加えつつかく拌して炭
   素繊維を無数本の単繊維に分散せしめ、石膏粉末と、該
   石膏粉末に対して０．０１ないし１重量算の単繊維に分
   散された前記炭素繊維と、水と、必要に応じて他の添加
   剤とを混合かく拌して炭素繊維の単繊維が均一に分散さ
   れた石膏泥漿をつくり、この石膏泥漿を母型内に流し込
   み、硬化後に脱型して乾燥させることを特徴とする炭素
   繊維強化石膏製成形型の製造方法。
8. （８）、炭素繊維を５ないし１００ｍｍの長さに切断し
   た後に塗布されたサイジング剤を加熱除去し、この炭素
   繊維を水中において超音波振動を加えつつかく拌して炭
   素繊維を無数本の単繊維に分散せしめ、石膏粉末と、該
   石膏粉末に対して０．０１ないし１重量％の単繊維に分
   散された前記炭素繊維と、水と、必要に応じて他の添加
   剤とを混合かく拌して炭素繊維の単繊維が均一に分散さ
   れた炭素繊維入り石膏泥漿をつくり、母型内に予め純粋
   な石膏泥漿を流し込んで薄膜を形成し、しかる後に前記
   炭素繊維入り石膏泥漿を流し込み、硬化後に脱型して乾
   燥させることにより成形面に純粋な石膏から成る薄膜が
   被覆された石膏製成形型を製造することを特徴とする炭
   素繊維強化石膏製成形型の製造方法。
9. （９）、水溶性サイジング剤でサイジング処理された束
   状の炭素繊維を５ないし１００ｍｍの長さに切断し、こ
   の切断された束状の炭素繊維を石膏粉末に対して０．０
   １ないし１重量％の割合で水中に投入すると共に、緩や
   かにかく拌してサイジング剤を水中に溶出せしめること
   により束状の炭素繊維を無数本の単繊維に分散せしめた
   後に、石膏粉末並びに必要に応じて他の添加剤を投入し
   て混合かく拌することにより炭素繊維の単繊維が均一に
   分散された石膏泥漿をつくり、この石膏泥漿を母型内に
   流し込み、硬化後に脱型して乾燥させることを特徴とす
   る炭素繊維強化石膏製成形型の製造方法。
10. （１０）、水溶性サイジング剤がポリビニルピロリドン
    であることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の炭
    素繊維強化石膏製成形型の製造方法。
11. （１１）、石膏粉末内に５ないし１００ｍｍの長さの単
    繊維に離散された炭素繊維を、該石膏粉末に対して０．
    ０１ないし５重量％の割合で均一に混入分散して成る石
    膏製成形型用炭素繊維入り石膏粉末。
12. （１２）、炭素繊維を５ないし１００ｍｍ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ないし５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回収す
    ることを特徴とする石膏製成形型用炭素繊維入り石膏粉
    末の製造方法。
13. （１３）、炭素繊維を５ないし１００ｍｍ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ないし５重量％の単繊維
    に離散された前記炭素繊維とを撓屈自在の袋体内に投入
    して揺動回転させることを特徴とする石膏製成形型用炭
    素繊維入り石膏粉末の製造方法。