(57)【要約】【課題】従来のセラミックス鋳込み成形物乾燥方法では乾燥時の収縮が起因となる亀裂の発生防止のために温湿度管理された乾燥設備を必要とする。【解決手段】セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られたセラミックス鋳込み成形物Ａ（Ｂ）の全体または一部を、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜４．４ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバー１で被覆し、該被覆体の周囲が開放された大気中で乾燥することを特徴とする。乾燥設備が不要であり、しかも成形物の乾燥速度が抑制され、亀裂の発生を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られたセラミックス鋳込み成形物の全体または一部を、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜４．４ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放された大気中で乾燥することを特徴とするセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法。
【請求項２】
セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られたセラミックス鋳込み成形物の少なくとも一部を保湿性の布で被覆したものの全体または一部を、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜７．５ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放された大気中で乾燥することを特徴とするセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミックススラリーを鋳型に流し込んで成形することで得られるセラミックス鋳込み成形物の乾燥工程においては、成形物中の急峻な水分変化による乾燥収縮が原因となる亀裂及び歪みの発生が問題とされている。亀裂の発生を防止する従来の技術として、鋳込み成形により得たセラミックス成形体を乾燥する工程において、前記セラミックス成形体を乾燥治具に載置し、前記セラミックス成形体及び前記乾燥治具を、透湿度が、温度４０℃、湿度９０％の条件下において１日当り１０ｇ／ｍ２以上５０００ｇ／ｍ２未満である透湿性を有するフィルムにより前記セラミックス成形体に接触しないように覆い、乾燥炉内で乾燥させる乾燥方法がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８１０９４号公報（第１頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような先行技術における、セラミックス鋳込み成形物の乾燥方法は、成形物を透湿性フィルムにて被覆した上で、乾燥炉内にて乾燥させることで乾燥速度を早めるとともに乾燥の進行を抑制し、上記亀裂の発生防止を図ったものであるが、かかる乾燥方法では成形物の乾燥用に温度管理された乾燥炉が必要であり、エネルギーの消費が増えるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記のような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、乾燥炉や恒温恒湿槽等の乾燥装置を必要とせず、大気中での乾燥を可能としたセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法は、セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られたセラミックス鋳込み成形物の全体または一部を、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜４．４ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放された大気中で乾燥するようにしたものである。
また、本発明の請求項２に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法は、セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られたセラミックス鋳込み成形物の少なくとも一部を保湿性の布で被覆したものの全体または一部を、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜７．５ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放された大気中で乾燥するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明においては、鋳込み成形によって形成されたセラミックス鋳込み成形物を、上記所定の透湿度を有する透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放されている大気中で乾燥するようにしたことで、成形物中の乾燥速度が抑制されて成形物の乾燥収縮速度が抑制されることで、亀裂及び歪みの発生が防止される。また、従来の乾燥工程で必要とした乾燥炉が不要となるため、エネルギーの消費が抑制され設備も簡素化できる。
また、本発明の請求項２に係る発明においては、鋳込み成形によって形成されたセラミックス鋳込み成形物の少なくとも一部を保湿性の布で被覆したものを、上記所定の透湿度を有する透湿性カバーで被覆し、該被覆体の周囲が開放されている大気中で乾燥することで、成形物中の乾燥速度が一層抑制されて成形物の乾燥収縮速度が抑制されることで、亀裂及び歪みの発生がさらに防止される。また、従来の乾燥工程で必要とした乾燥炉が不要となるため、エネルギーの消費が抑制され設備も簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法において用いたセラミックス鋳込み成形物の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法の乾燥時における透湿性カバーの設置状態を模式的に示す概略断面図である。
【図３】本発明の乾燥方法に対する比較例として用いた乾燥方法によって発生したセラミックス鋳込み成形物の亀裂の状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法は、セラミックススラリーを鋳型に流し込んで成形することで得られるセラミックス鋳込み成形物を乾燥する際に、成形物の周囲の全体または一部を所定の範囲内の透湿度を有した透湿性カバーにて被覆した状態で、乾燥炉などの設備を用いずに、該被覆体の周囲が開放されている大気中で乾燥することを特徴とするものである。本件発明者らが鋭意研究を重ねた結果得られた、急激な乾燥を防止するための水分を透過する性質を有する透湿性カバーの特に好ましい透湿度は、温度４０℃、湿度９０％の条件下において０．１（ｇ／ｍ２ｈ）以上、４．４（ｇ／ｍ２ｈ）以下である。
【００１０】
上記範囲の透湿度を有する透湿性カバーは、夏季において、大気中、つまり鋳込み成形物を覆った透湿性カバーの外気の温湿度が３０℃、６０％の条件下では、およそ１．８１（ｇ／ｍ２ｈ）以上、１０．６２（ｇ／ｍ２ｈ）以下程度の透湿度となり、冬季において、大気中の温湿度が１０℃、３０％の条件下では、およそ１．１８（ｇ／ｍ２ｈ）以上、５．２５（ｇ／ｍ２ｈ）以下程度の透湿度となる。透湿度が温度４０℃、湿度９０％の条件下において０．１（ｇ／ｍ２ｈ）未満の透湿性カバーを用いた場合、外部に水分が抜けるのに時間がかかり、乾燥体を得るまでに長時間を要することとなるので好ましくない。また、透湿度が同条件下で、４．４（ｇ／ｍ２ｈ）を超えた透湿性カバーを使用した場合では、特に透湿性カバー内外での水蒸気圧の気圧差が大きくなる夏季において乾燥速度が速くなり、成形物に亀裂が発生するようになるので好ましくない。
【００１１】
上記温度４０℃、湿度９０％の条件下において０．１（ｇ／ｍ２ｈ）以上、４．４（ｇ／ｍ２ｈ）以下の透湿度を有する透湿性カバーの素材は、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等を挙げることができる。また、透湿性カバーの厚さに関しては特に制限はないが、同一素材においても厚みを厚くすることで透湿度を低減することが可能である。また、上記透湿性カバーで被覆したセラミックス鋳込み成形物を乾燥させる空間は、その被覆体の周囲が開放されている大気中、例えば、自然換気または換気扇で換気されている屋内空間、工場建屋などで出入り口などの開口部が開口されている室、あるいは屋根が設けられている屋外空間などで、乾燥に支障のない大気中であれば特に限定されない。
【００１２】
また、セラミックスの材料としては、例えばシリカ、アルミナなどを含む一般的な酸化物系粉末をはじめ、非酸化物系のセラミックス粉末など、特別な制限なく所望のものを適宜選択して用いることができる。また、本発明の乾燥方法によって乾燥させたセラミックス鋳込み成形物は、所定の焼成条件で焼結することにより、例えば電気装置の絶縁部材、食器類や観賞用の陶磁器類等、産業用、民生用を問わず各種用途に用いることができる。
【００１３】
以下、実施の形態１の乾燥方法について行われた実施例について、図面を参照して比較例と共に具体的に説明する。なお、図１は本発明の実施の形態１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法において用いたセラミックス鋳込み成形物の縦断面図、図２は本発明の実施の形態１に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法の乾燥時における透湿性カバーの設置状態を模式的に示す概略断面図、図３は本発明の乾燥方法に対する比較例として用いた乾燥方法によって発生したセラミックス鋳込み成形物の亀裂の状態を示す斜視図である。
【００１４】
まず、セラミックス原料として平均粒子径が約５．０μｍの粉体を用い、水を媒体とするセラミックス成分濃度が８０ｗｔ％のセラミックススラリーを調整し、石膏型を用いて大きさの異なる図１（ａ）、（ｂ）に示す模擬的な円柱形状のセラミックス鋳込み成形物Ａ、Ｂ（以下、単に成形物（Ａ、Ｂ）という）を成形した。成形後、特に図２に示す透湿性カバー１の透湿度が大きくなる夏季を想定して、外気の温度３０℃、湿度６０％の条件下において、下記に示す透湿度を有する透湿性カバー１にて成形物Ａ、Ｂを、図２の模式図に示すように成形物から間隔をあけた状態で被覆し、被覆体の周囲が開放されている大気中で乾燥工程を実施し、乾燥工程が終了した後の成形物表面を観察し、各乾燥条件における成形物への亀裂発生の有無を調査した。
【００１５】
透湿性カバー１としては、温度４０℃、湿度９０％における透湿度（ｇ／ｍ２ｈ）がそれぞれ下記のものを用いた。
実施例１：１．９０、  実施例２：４．４０、  比較例１：７．５０、  比較例２：２３．０、  比較例３：カバー無。
上記実施例１、２、及び比較例１、２、３の乾燥工程を行ったセラミックス鋳込み成形物について確認された亀裂の発生結果を、表１に発生の有無によって示す。なお、図３に例示するように、亀裂２の発生箇所は成形物Ａ、Ｂの何れの場合も円柱上面と側面をつなぐ角部に認められた。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１より明らかなように、実施例１、２では成形物Ａ、Ｂ共に亀裂の発生がない良好な乾燥結果が得られた。一方、比較例１では成形物Ｂに亀裂が認められ、比較例２では成形物Ａ及び成形物Ｂの何れにも亀裂が発生していた。また、透湿性カバー１を用いない比較例３では全ての成形物に亀裂が発生した。比較例１〜３においては、用いたカバーの透湿度が７．５ｇ／ｍ２ｈ以上と、実施例のものよりも高いか、または透湿性カバーそのものを用いていないことにより、成形物の表面層部分からの蒸発が盛んになり、成形物に急峻な水分変化が生じ、成形物表面と肉厚方向の内部において収縮量に差が生じたことで成形物表面に亀裂が発生したものと考えられる。このように、透湿性カバーの透湿度は、温度４０℃、湿度９０％の条件下において、０．１〜４．４（ｇ／ｍ２ｈ）以下であることが望ましい。
【００１８】
なお、比較例１において成形物Ａに亀裂が生じず、成形物Ｂに亀裂が生じたのは、成形物Ａと比較して成形物Ｂが肉厚形状であり、成形物表面と内部での乾燥状態に差が生じ易く、収縮差が大きくなるためであると考えられる。また、成形物Ａ、Ｂにおいて、亀裂は何れも円柱上面と側面をつなぐ角部において生じたが、これは円柱体の角部においては円柱上面方向及び側面方向の両側から乾燥が進むため、成形物における他の部分と比較して乾燥速度が速くなったためであると考えられる。
【００１９】
上記のように、実施の形態１においては、セラミックススラリーから鋳込み成形によって形成されたセラミックス鋳込み成形物を、温度４０℃、湿度９０％の条件下において、０．１（ｇ／ｍ２ｈ）以上、４．４（ｇ／ｍ２ｈ）以下の透湿度を有する透湿性カバーで被覆し、被覆体の周囲が開放されている大気中で乾燥することで成形物中の乾燥速度が抑制されて成形物の乾燥収縮速度が抑制されることで、亀裂及び歪みの発生を防止できる。成形物を透湿性カバーにて被覆することのみで成形物の乾燥速度の管理を可能としており、周囲が開放された室内空間などの屋内で乾燥できる。また、従来のように温湿度管理された乾燥室などを不要にできるため、エネルギーの消費が抑制され、設備も簡素化できるという効果が得られる。
【００２０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るセラミックス鋳込み成形物の乾燥方法は、セラミックス鋳込み成形物の少なくとも一部を保湿性の布で被覆した後、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜７．５ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆し、周囲が開放された室内空間で乾燥するようにしたものである。上記保湿性の布としては、例えば、木綿、その他の繊維質素材からなる織物、編物、不織布等可撓性の保湿性を有するシート材で、成形物を被覆した際に成形物に傷や変形を生じさせないものが好ましく用いられる。以下、実施の形態１で用いた図１（ａ）、（ｂ）に示すセラミックス鋳込み成形物Ａ、Ｂと同じ成形物を用意し、それぞれの成形物Ａ、Ｂについて乾燥時の条件を下記のように変えて行われた、実施例３、参考例、及び比較例４、５の内容とその結果について説明する。なお、保湿性の布としては、何れも厚さ約０．５ｍｍの保湿性布を用いた。
【００２１】
実施例３．
セラミックススラリーを鋳型に流し込んで得られた上記成形物Ａ、Ｂを上記保湿性の布で被覆した上で温度４０℃、湿度９０％の条件下において透湿度、７．５０（ｇ／ｍ２ｈ）の透湿性カバーで被覆し、実施例１と同様の外気温湿度条件のもと、乾燥工程を実施した。
参考例．
成形物を実施例３と同じ保湿性の布で被覆した上で温度４０℃、湿度９０％の条件下において透湿度、２３．０（ｇ／ｍ２ｈ）の透湿性カバーで被覆し、実施例１と同様の外気温湿度条件のもと乾燥工程を実施した。
比較例４．
成形物を保湿性の布で被覆しない状態で、温度４０℃、湿度９０％の条件下において透湿度７．５０（ｇ／ｍ２ｈ）の透湿性カバーのみで被覆し、実施例１と同様の外気温湿度条件のもと乾燥工程を実施した。
比較例５．
成形物を保湿性の布で被覆しない状態で、温度４０℃、湿度９０％の条件下において透湿度２３．０（ｇ／ｍ２ｈ）の透湿性カバーのみで被覆し、実施例１と同様の外気温湿度条件のもと乾燥工程を実施した。
上記実施例３、参考例、及び比較例４、５の結果を合わせて表２に示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
上記表２に示すように、実施例３では成形物Ａ、Ｂの何れに関しても亀裂の発生は認められなかった。これに対して、透湿性カバーの透湿度を大きくした参考例では、成形物Ａ及びＢの何れにも亀裂が発生した。また、比較例４では成形物Ｂに亀裂が認められ、比較例５では成形物Ａ及び成形物Ｂの何れにも亀裂の発生が見られた。透湿度が７．５０（ｇ／ｍ２ｈ）と、互いに等しい透湿性カバーを設置した実施例３と比較例４において、保湿性の布の有無で成形物の亀裂の発生に差異が生じている。これは成形物の表面を保湿性布によって被覆したことで成形物表面と内部の乾燥速度の差を低減し、収縮差の発生を抑制したためであると考えられる。なお、上記保湿性の布として厚さ約０．５ｍｍの保湿性布を用いたが、これに限定されるものではなく、より肉厚の保湿性布を用いた場合、さらに高い効果を得ることができる。
【００２４】
上記のように実施の形態２によれば、鋳込み成形にて製造したセラミックス鋳込み成形物の乾燥工程において成形物を保湿性布で被覆した上で、温度４０℃、湿度９０％の条件下における透湿度が、０．１ｇ／ｍ２ｈ〜７．５ｇ／ｍ２ｈの範囲内の透湿性カバーで被覆して乾燥することで、成形物の乾燥収縮速度が抑制され、成形物への亀裂発生の抑制を補助することが可能である。また、乾燥が緩やかで、より均等に行われることで、歪みの発生を著しく防止することができる。特に成形物形状において一部肉厚部が存在する場合や、本実施例に使用した成形物のように、角部が存在する場合に関しては該当部に上記保湿性布を設置することが好ましい。
【００２５】
また、成形物を上記の保湿性を有する布及び透湿性カバーにて被覆することのみで成形物の乾燥速度の管理を可能としており、大気中にてセラミック成形物の乾燥工程を実施可能である。本発明によって従来大型セラミックスの乾燥工程にて用いられている湿度管理された乾燥室が不要となる。
なお、上記実施の形態１、２では、成形物または成形物の少なくとも一部を保湿性を有する布で覆ったものの周囲全体を透湿性カバーで被覆した場合について説明したが、成形物の形状によっては一部のみを透湿性カバーで被覆することでも同様の効果が得られる。また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ、Ｂ  成形物、  １  透湿性カバー、  ２  亀裂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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