(57)【要約】【課題】フラットな上面を有し、常に一定の厚みを有するセラミック成形体を焼成する。【解決手段】上面開口したケーシング１上面に蓋４を昇降自在に設け、その蓋４は、被成形材Ｃの膨張とともに上昇して、その蓋４の側部４ａがケーシング１に設けたガイド２に沿って誘導される成形型枠である。そのケーシング１にはストッパ３を設け、前記蓋４の上昇を止めるようにするので、被成形材の膨張を抑えてフラットな成形体上面を形成できる。前記ストッパ３を、ケーシング１に昇降可能に設け、その所定の昇降位置で固定可能とすれば、許容する膨張量を調整できる。この成形型枠を使用して、被成形材Ｃに加振、加圧を行うようにすれば、よりフラットな上面を有し、かつ均質に充填し得て膨張度合いを均等にし得る。【選択図】図１
2005053101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグと発泡材と芯材とからなる被成形材Ｃを成形型枠に充填し、その成形型枠を熱処理炉に投入して、前記スラグを発泡させて多孔質セラミックを成形する際に使用する前記成形型枠であって、
上面開口のケーシング１上面に、その開口を塞ぐ蓋４を、ケーシング１に設けたガイド２を介して昇降自在に設けるとともに、ケーシング１には前記蓋４を一定の昇降度で止めるストッパ３を設けて、そのストッパ３により前記多孔質セラミックの厚みを設定するようにしたことを特徴とする成形型枠。
【請求項２】
前記ストッパ３は、ケーシング１に昇降可能に設けられて、その所定の昇降位置で固定可能であることを特徴とする請求項１に記載の成形型枠。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の成形型枠を使用する多孔質セラミック成形体の製造方法であって、前記成形型枠に充填した被成形材Ｃに、加振及び加圧、又はそのいずれかを行うことを特徴とする成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラグを用いて形成した多孔質セラミック成形体の成形型枠及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多孔質セラミック成形体は、板状、管状等の様々な形状に成形されたものがあり、その多孔質の特徴を利用して、屋内外の透水手段、ろ過手段、吸湿手段、あるいは吸音手段等多目的に活用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうした成形体の製造方法として、例えば、原料として発泡性スラグを用いた製造方法が一般的である。この製造方法は、成形型枠に水冷スラグや発泡材等からなる発泡性スラグ、及び芯材等の被成形材を充填し、その成形型枠を熱処理炉に投入して成形体を発泡、焼成するものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
この熱処理の過程において、前記被成形材は、熱処理による発泡とともにその体積が膨張するので、成形型枠としては、例えば、図５に示すような上面開放したケーシング１０を使用している。このケーシング１０を使用して上面開放のまま熱処理して、被成形材Ｃの発泡、焼成等を行うことにより、被成形材Ｃが上面側へ膨張するので、成形体への内部応力の残留が少なくなる。このため、成形体を構成する芯材等に過大な応力が加わることを防ぐとともに、脱型後、その残留応力が一部開放されることにより、その成形体に大きな歪みが発生することを抑えている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４７９１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５６７９号公報
【特許文献３】特許第２９１１８８７号公報（第５頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の成形型枠を使用した多孔質セラミック成形体製造の際には、図５（ａ）に示すように、ケーシング１０を上面開放のまま熱処理炉に投入していたので、この熱処理過程では、被成形材Ｃが、図５（ｂ）に示すように、型枠による拘束を受けにくい成形体上面中央部が、その端部よりも大きく膨張する傾向がある。このため、成形体の厚さが不均一になる場合が多い。また、成形型枠への原料の充填密度が、その成形体の固体ごとに必ずしも均質でないため、その膨張量が固体ごとに異なるものとなる場合がある。
【０００６】
このため、その上面を凹凸のないフラットな面とし、また、個々の成形体をそれぞれ一定の厚みを有するものとするためには、図５（ｂ）に示す仕上がった成形体に、別途、図中に鎖線で示すようなカッティング等の成形措置を施さければならなかった。
【０００７】
しかしながら、カッティング等による成形体の再成形は、図５に示す発泡部Ｂを削り取ってしまうため、その切削面となる成形体上面に発泡部Ｂが露出して凹凸を形成してしまうこととなる。成形体をそれぞれの用途に使用している際に、この凹凸に異物が当たると、表面が剥がれてしまうことがあるので、カッティングによる成形は好ましくない場合がある。
【０００８】
そこで、この発明は、フラットな上面を有し、常に一定の厚みを有する成形体を焼成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明は、スラグと発泡材と芯材とからなる被成形材を充填し、その成形型枠を熱処理炉に投入して前記スラグを発泡させて多孔質セラミックを成形する際に使用する前記成形型枠であって、上面開口のケーシング上面に、その開口を塞ぐ蓋を、ケーシングに設けたガイドを介して昇降自在に設けるとともに、ケーシングには前記蓋を一定の昇降度で止めるストッパを設けて、そのストッパにより前記多孔質セラミック成形体の厚みを設定するようにしたのである。
【００１０】
このようにすれば、蓋の浮き上がりを一定位置で強制して止めることにより、成形体がそれ以上上側へ膨張するのを抑えるので、成形体中央部の膨張を端部へ逃がして、凹凸のないフラットな上面を形成できる。
【００１１】
また、その蓋が止まる位置を、その被成形材の膨張度合に応じた高さとすれば、その芯材や成形体自体に過剰な内部応力が加わることを防ぐことができ、常に一定厚さの成形体とし得る。
【００１２】
前記ストッパを、ケーシングに昇降可能に設け、その所定の昇降位置で固定可能として、前記蓋との当接位置を上下方向に調整可能とした構成を採用し得る。このようにすれば、同一の型枠を用いて、被成形物に許容する膨張量を調整し得るので、予め定められた種々の寸法に合わせて、様々な成形体厚さに仕上げることができる。
【００１３】
この成形型枠を使用する成形体の製造方法であって、前記成形型枠に充填した被成形材に加振及び加圧、又はそのいずれかを行うようにする。例えば、被成形材上の蓋を熱処理前に予め振動させることにより、ケーシング内への被成形材充填を均質にすれば、発泡、焼成時の被成形材の膨張度合いを等しくし得る。
【００１４】
また、成形型枠に被成形物を充填し、その上に蓋を載せてケーシング内を閉鎖し、その状態で、ストッパの固定位置を下げることにより、その蓋を被成形材に向かって下方に押しつけるようにする。このようにすれば、特に加圧装置などを使用することなく、ケーシングに付属した蓋とストッパのみを用いて、熱処理前の被成形材に対する加圧を行うことができるので、従来行っていた加圧の工程が簡略化される。もちろん、その蓋の上面に対して、前記ストッパ以外の手段、例えば重りを載せるなどの手段により下向きの荷重を加えるようにして、被成形材に対する加圧を行うようにしてもよい。これらの加圧により、熱処理後の成形体表面が平滑になる効果がある。なお、この加圧と前記加振の措置は、必要により併用することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、以上のようにしたので、フラットな上面を有し、常に一定の厚みを有する成形体を焼成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
一実施形態を図１乃至図３に示し、この実施形態の成形型枠は、原料である水冷スラグや発泡材等からなる発泡性スラグ、及び芯材等の被成形材を充填する。その成形型枠を、熱処理炉に投入して熱処理することにより、被成形材を発泡させるとともに成形体に焼成するものである。
【００１７】
成形型枠は、図１に示すように、上面開口したケーシング１と、ケーシング１に充填された被成形材Ｃ上へ、前記開口を塞ぐように載せられる蓋４とからなる。ケーシング１は、求める成形体の形状である直方体状をなす内部空間を有し、その内部空間を構成する４側壁のうち、対向する２面の側壁上縁５よりも上方へ伸びる他の対向する側壁上縁には、内側に向かって対向するように突出した鍔部６をそれぞれ設けている。
【００１８】
その蓋４は、ケーシング１に充填された前記水冷スラグ等の被成形材Ｃに載せることにより、被成形材Ｃの発泡による膨張とともに上昇するよう、ケーシング１に対して昇降可能に設けられる。その蓋４の昇降は、ケーシング１の前記４側壁をガイド２として、蓋４の側部４ａが、そのガイド２に当接することにより、ガイド２を介して上下方向に誘導される。
【００１９】
ケーシング１の前記鍔部６には、図１に示すように、ボルトを鍔部６の下面から上方に向かってねじ込むことにより形成したストッパ３を設け、前記蓋４が、そのストッパ３の下端３ａに当接することにより、前記蓋４の上昇を止めるようにしている。
【００２０】
このストッパ３たるボルトのねじ込み深さを調節することにより、前記下端３ａの高さが変わるので、その下端３ａと前記蓋４上面との当接位置を上下方向に希望の位置に調節できる。このため、成形体が上面側へ膨張する度合いを調整しつつ、その成形体上面は、少なくとも仕上がりの過程では、前記蓋４の下面に常に触れているので、凹凸のないフラットな成形体上面を形成できる。
【００２１】
このとき、ストッパ３は、図１に示すようにボルト頭部が鍔部６に対して下方へ来るようにして、上方に向かってねじ込むようにしてもよいし、図２及び図３に示すように、ボルト頭部が鍔部６に対して上方に来るようにして、下方へ向かってねじ込むようにしてもよい。
【００２２】
また、このように、成形体を製作するための成形型枠に、昇降可能な蓋４を設けたことにより、熱処理前に、前記成形型枠に充填した被成形材Ｃに加振、加圧を行うことが容易となる。
【００２３】
すなわち、被成形材Ｃ上の蓋４に対して、熱処理前に予め、その蓋４にバイブレータ等の振動機を使用して振動を加えることにより、ケーシング１内へ充填された被成形材Ｃが、ケーシング１内で圧密されて均質に近づいていく。被成形材Ｃの充填を均質に近づけることにより、発泡、焼成時の被成形材Ｃの膨張度合いを、個々の成形体毎に、また成形体の部位毎に等しくし得る。
【００２４】
また、ケーシング１に被成形材Ｃを充填した状態で、ストッパ３の固定位置を下げることにより、その蓋４を被成形材Ｃに向かって下方に押しつけるようにする。このようにすれば、蓋４とストッパ３を用いて、熱処理前の被成形材Ｃに対する加圧を容易に行うことができる。
【００２５】
なお、ストッパ３の下端３ａは、前記側壁上縁５よりも下方に位置するところまでねじ込み可能となるよう、鍔部６の高さ、あるいはストッパ３のボルト長さを設定しておく必要がある。つまり、熱処理前（膨張前）の被成形材Ｃは、その上面が、図１に示す側壁上縁５よりも下方になるように充填されるため、この被成形材Ｃに圧力を加えるためには、蓋４が、両側壁上縁５よりも下方の位置で押圧される必要があるからである。
【００２６】
この実施形態では、ストッパ３は、ケーシング１の対向する２面の側壁上縁に鍔部６をそれぞれ設けて、その鍔部６にボルトをねじ込んだが、この実施形態には限定されない。例えば、他の実施形態として、図４（ａ）に示すものがある。
【００２７】
この成形型枠は、ケーシング１の対向する２面の側壁上縁に鍔部６を設けないで、その上縁５にＬ型のストッパ３を昇降可能に設けたのである。Ｌ型ストッパ３は、ケーシング１の側壁外側に沿って固定される垂直部３ｖと、その垂直部上端からケーシング１側へ突出する水平部３ｆとを有している。
【００２８】
前記垂直部３ｖには、上下方向の長穴３ｂを設け、その長穴３ｂを通って固定ボルト３ｃがケーシング１側壁にねじ込まれている。固定ボルト３ｃを締めつけない状態において、Ｌ型ストッパ３は、長穴３ｂを介してケーシング１に昇降自在であり、適宜の昇降位置において、固定ボルト３ｃを締めつけることにより、垂直部がケーシング１側壁に圧接されて、上下方向に動かないように固定される。
【００２９】
前記蓋４をケーシング１に充填した被成形材Ｃ上に載せた後、Ｌ型ストッパ３を前記固定ボルト３ｃにより取り付ける。このＬ型ストッパ３を適宜の高さに固定するとともに、水平部３ｆのねじ孔に、上面から下方に向かってボルト３ｄをねじ込んでいく。被成形材Ｃが、熱処理に伴い膨張して蓋４が上昇し、そのボルト３ｄの下端３ｅに当接することにより、蓋４の上昇を止めることができる。
【００３０】
また、ボルト３ｄのねじ込み度合いの調整により、蓋４の停止高さを変化させることができるほか、Ｌ型ストッパ３も昇降可能であるので、その蓋４の停止高さの調整範囲が広く汎用性が高い型枠とし得る。また、Ｌ型ストッパ３は、脱着可能であるので、仕上がった成形体の脱型が容易である。
【００３１】
なお、このＬ型ストッパ３の数は自由であるが、成形体上面をフラットにするために、少なくとも対向する２面の側壁には、それぞれ設けられることが必要である。
【００３２】
また、このほか、ストッパ３の固定高さを調整する機能を求めない場合には、この実施形態のストッパ３に代えてケーシング１に固定したものでもよく、例えば、図４（ｂ）に示すように、前記蓋４をケーシング１の側壁に設けた水平方向の溝に嵌まるようにし、その蓋４が高さ方向に固定されて昇降しないようにしてもよい。
【００３３】
なお、この実施形態に用いられる型枠は、型枠自体が熱膨張を伴うことによる成形体への影響を少なくするため、陶製、あるいは非金属製とすることが望ましい。また、この成形体を型枠から脱型する際には、ケーシング１の前記側壁に、上へ行くほど広くなる微小なテーパを設けておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施形態の斜視図
【図２】図１の正面図
【図３】同実施形態の成形体焼成時の断面図で、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後を示す模式図
【図４】他の実施形態の斜視図
【図５】従来例の成形体焼成時の断面図で、（ａ）は熱処理前、（ｂ）は熱処理後を示す模式図
【符号の説明】
【００３５】
１，１０  ケーシング
２  ガイド
３  ストッパ
３ａ  下端
３ｂ  長孔
３ｃ  固定ボルト
３ｄ  ボルト
３ｅ  下端
３ｆ  水平部
３ｖ  垂直部
４  蓋
４ａ  側部
５  側壁上縁
６  鍔部
Ｂ  発泡部
Ｃ  被成形材
【図１】
2005053101.tif 000003
【図２】
2005053101.tif 000004
【図３】
2005053101.tif 000005
【図４】
2005053101.tif 000006
【図５】
2005053101.tif 000007