(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体と溶媒からなる泥しょうを用いた鋳込み成形において、
（１）中子及び鋳型を使用して泥しょうを固化し、所定の成形体を作製する、
（２）成形後の乾燥過程で脱水による収縮現象により成形体と同等ないしそれより大きい収縮率で収縮するイモ類に代表される植物素材からなる中子を用いる、
（３）乾燥時に成形体と中子を同時的に収縮させる、
（４）乾燥後、中子を取り外す、又は焼結時に焼失させる、
（５）上記（１）〜（４）により、成形体を作製する、
ことを特徴とする成形方法。
【請求項２】
中子が、成形後の焼結過程で焼失する材料からなる請求項１記載の成形方法。
【請求項３】
中子の材料が、ジャガイモ、又はコンニャクである請求項１記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型や中子を使用した鋳込み成形による粉体の成形方法に関するものであり、さらに詳しくは、鋳込み成形において、中子や鋳型の材料として特定の材料を用いることにより、従来、鋳込み成形方法において問題とされていた乾燥中に成形体が割れたり、中子が抜けなくなる等の問題が発生することを確実に解消して、簡単な操作で、複雑形状の成形体を作製することを可能とする新しい成形方法に関するものである。
本発明は、複雑形状を有する成形体を鋳込み成形により作製する新しい成形方法を提供するものとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】
粉体と溶媒からなる泥しょうを用いた鋳込み成形では、鋳型に泥しょうを流し込み、溶媒の除去や溶媒のゲル化により泥しょうを固化して成形体が形成される。また、中空な成形体を作製する場合には中子が使用される。そのため、成形体の形状は鋳型や中子の形状により決定される。通常、中子や鋳型は取り外す必要があり、作製可能な成形体の形状は限定される。そして、鋳型や中子の取り外しは成形体の乾燥後に行われるが、乾燥中に成形体は収縮するため、鋳型や中子により成形体が割れたり、中子が抜けなくなる等の問題が発生する。そこで、前述の問題点を解消し得る新しい鋳込み成形の方法の開発が強く求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、鋳込み成形において、乾燥中に成形体が割れたり、中子が抜けなくなる等の問題が発生しない新しい成形方法を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、中子や鋳型の材料として特定の材料を用いることにより所期の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、鋳込み成形により、複雑形状を有する成形体を簡単な操作により安定して作製することを可能とする新しい成形方法を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、上記鋳込み成形方法に用いる、特定の材料からなる鋳型ないし中子を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）粉体と溶媒からなる泥しょうを用いた鋳込み成形において、
（ａ）中子及び鋳型を使用して泥しょうを固化し、所定の成形体を作製する、
（ｂ）成形後の乾燥過程で脱水による収縮現象により成形体と同等ないしそれより大きい収縮率で収縮するイモ類に代表される植物素材からなる中子を用いる、
（ｃ）乾燥時に成形体と中子を同時的に収縮させる、
（ｄ）乾燥後、中子を取り外す、又は焼結時に焼失させる、
（ｅ）上記（ａ）〜（ｄ）により、成形体を作製する、
ことを特徴とする成形方法。
（２）中子が、成形後の焼結過程で焼失する材料からなる前記（１）記載の成形方法。
（３）中子の材料が、ジャガイモ、又はコンニャクである前記（１）記載の成形方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明者らは、鋳込み成形において、中子や鋳型の材料として特定の材料を用いることにより、前述の問題点を解決し、複雑形状を有する成形体を簡便な操作で作製することを可能とする、以下のような成形法を開発した。
（１）  中子に成形後の乾燥過程で収縮する材料を用いることで、乾燥時に成形体の収縮と同時的に中子も収縮させ、成形体の割れを防ぐ。
（２）  焼結時に焼失する中子材料を使用することにより、複雑な中空形状の作製を行う。
【０００６】
本発明では、成形後の乾燥過程で収縮する材料、及び成形後の焼結過程で焼失する材料からなる中子を用いて、乾燥時に成形体と中子を同時的に収縮させ、あるいは成形後の焼結時に中子を焼失させ、成形体を作製する。また、上記中子の材料は、成形体と同等ないしそれより大きい収縮率の材料を用いることが好ましい。これにより、成形体の割れを防ぎ、複雑形状な成形体を簡便な操作で作製することができる。この場合、中子の材料として、好適には、ジャガイモ、コンニャクなどのイモ類、それらと同様の性質を示す植物素材が例示されるが、これらに限らず、上記材料と同等の性質を有するものであれば同様に使用することができる。
【０００８】
本発明の成形方法は、例えば、セラミックス、金属などの粉体の成形に好適に用いられるが、これらに制限されるものではなく、適宜の材料粉体の成形に適用可能である。
本発明において、成形後の乾燥過程で収縮する材料からなる中子を用いることにより、成形後、中子を容易に取り外すことができ、成形体の割れを防ぐことができる。また、その場合、焼結時に焼失する材料からなる中子を用いることにより、複雑形状な成形体を安定して作製することができる。
【０００９】
【作用】
本発明において、成形後の乾燥過程で収縮する材料及び成形後の焼結過程で焼失する材料からなる中子を用いて鋳込み成形することで、成形後の乾燥工程で中子の脱水による収縮現象により成形体と中子が同時的に収縮するので、乾燥中に成形体が割れたり、中子が抜けなくなる、といった問題が発生することを確実に防ぐことができる。
また、焼結時に中子が焼失するので、中子を取り出す必要がなく、複雑構造の中子を用いて複雑形状な成形体を作製することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は当該実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
アルミナ（住友化学製：ＡＥＳ−１１Ｃ）と水を混合した泥しょうを使用し、泥しょう鋳込み成形を行った。水分率は３０ｗｔ％であり、アクリル酸エステル共重合体からなる分散剤（東亞合成製：Ａ６１１４）をアルミナに対して０．１５ｗｔ％加えた。石膏の上に内径６０ｍｍのシリコンゴム型をのせ、３０×３０ｍｍの正方形断面を持つ中子を中央に置き、鋳型とした。中子は乾燥収縮する材料としてジャガイモを使用し、比較としてアクリル、シリコンゴム製のものを用いた。鋳型に泥しょうを流し込むと石膏に余剰な水分が吸収されるためアルミナの成形体が形成された。成形中は周囲に水分があるため、ジャガイモ中子は乾燥収縮しない。乾燥中に成形体は収縮し、同時にジャガイモ中子も収縮した。ジャガイモ中子は成形体より大きく収縮するため、成形体の収縮を妨げず、最も割れやすい角部においても割れが発生しなかった。アクリル型については乾燥時に成形体が割れた。またシリコンゴム中子では乾燥時には割れは発生しなかったが中子を抜く際に、シリコンゴムによる圧力で成形体に割れが発生した。
【００１１】
参考例１
平らなプラスチックシート上に内径６０ｍｍのシリコンゴム型とその内側に５×４×４０ｍｍの寒天ゲル（寒天６ｗｔ％）  を図２のように組み上げた網目構造の中子を配置し、鋳型とした。実施例１と同じアルミナ、分散剤を使用し、水分率２５ｗｔ％のアルミナ泥しょうを作製した。水に対して１０ｗｔ％のデンプン粉体をアルミナ泥しょうに加えて混合し、鋳型へ流し込んだ。水の蒸発を抑えるためラップで包装し、８５℃まで加熱し、デンプンを溶解させた。温度を下げることでデンプンはゲル化しセラミックスの成形体が得られた。その後、ラップを外して成形体を乾燥した。乾燥により成形体は収縮するが中子も同時に収縮するため成形体に割れは発生しなかった。入り組んだ構造であるため、中心部分の乾燥した中子を取り出すことはできないが、焼結過程において焼失するため、これを焼結することで図３のような網目構造のセラミックス焼結体が得られた。
【００１２】
参考例２
平らなプラスチックシート上に内径６０ｍｍのシリコンゴム型とその内側に３０×３０ｍｍの正方形の断面を持つ寒天ゲル（寒天６ｗｔ％) 製の中子を配置し、鋳型とした。実施例１と同じアルミナ、分散剤を使用し、水分率４０ｗｔ％のアルミナ泥しょうを作製した。水に対して１０ｗｔ％の卵白アルブミン粉体をアルミナ泥しょうに加えて混合し、鋳型へ流し込んだ。水の蒸発を抑えるためラップで包装し、８５℃まで加熱すると、卵白アルブミンがゲル化して、アルミナ泥しょうは固化した（図４）。その後、ラップを取り外し、１００℃のお湯に入れることにより寒天ゲル製の中子は溶解して消失し、図５に示すセラミックス成形体が得られた。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、粉体と溶媒からなる泥しょうを用いた鋳込み成形において、中子及び鋳型を使用して泥しょうを固化し、所定の成形体を作製する成形方法であって、成形後の乾燥過程で収縮する材料からなる中子を用いて、乾燥時に成形体と中子を同時的に収縮させ、成形体を作製することを特徴とする成形方法に係るものであり、本発明により、次のような効果が奏される。
（１）従来、鋳込み成形で問題とされていた、乾燥中に成形体が割れたり、中子が抜けなくなる等の問題を確実に解消することができる。
（２）複雑形状や中空形状の成形体の作製を簡便な操作で行うことができる。
（３）特定の材料からなる中子を用いることにより、乾燥後に型や中子の取り外しを行う必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】材質の異なる中子を使用した鋳込み成形の説明図である。
【図２】網目構造の中子の概略図を示す。
【図３】網目状の穴をもつアルミナ焼結体を示す。
【図４】アルブミンをゲル化して固めたアルミナの成形体（外型；シリコンゴム、中子；寒天ゲル）を示す。
【図５】中子を溶解した後のアルミナ成形体を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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