(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中にセラミックス原料粉末を分散させたスラリーと、キャビティに充填された該スラリーから該溶媒を吸引可能な賦形面をもつ鋳込型とを用い、該キャビティに該スラリーを充填させて該賦形面に該セラミックス原料粉末を着肉させた後、余分な該スラリーを該鋳込型の排泥穴から排出することによりセラミックス成形体を成形するセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法において、
前記セラミックス成形体が前記排泥穴と連通する中空部を有する場合、前記スラリーとして前記溶媒中に前記セラミックス原料粉末を帯電状態で分散させたものを用いるとともに、該中空部の所望の外側に位置すべく前記鋳込型に設けられた着肉電極と、該中空部の内側に位置すべく該鋳込型に設けられた対向電極とを用い、
前記着肉電極には、前記排泥穴と整合する対向電極穴が開けられ、
前記対向電極は、前記中空部から該対向電極穴及び前記排泥穴によって取り出し可能とされつつ、該着肉電極との絶縁が図られており、
前記キャビティ内に該スラリーを充填させた状態で該着肉電極及び該対向電極間に電圧を印加することを特徴とするセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【請求項２】
対向電極は中空部の非意匠面から取り出し可能になされていることを特徴とする請求項１記載のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【請求項３】
対向電極は鋳込型の脱型と同時に取り出し可能になされていることを特徴とする請求項２記載のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【請求項４】
対向電極は線状又は棒状をなしていることを特徴とする請求項３記載のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【請求項５】
対向電極は複数本であることを特徴とする請求項４記載のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【請求項６】
着肉電極は格子状又は網状をなして賦形面に設けられ、該着肉電極のキャビティ側にはスラリーから溶媒を吸引可能であり、表面が平滑に形成された吸引層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックス成形体の排泥鋳込成形方法として、水中にセラミックス原料粉末を分散させたスラリーと、キャビティに充填されたスラリーから水を吸水可能な賦形面をもつ石膏等からなる鋳込型とを用いるものが知られている。この排泥鋳込成形方法では、まずキャビティにスラリーを充填させ、これにより賦形面でスラリー中の水を吸水してその賦形面にセラミックス原料粉末を着肉させる。この後、余分なスラリーを鋳込型の排泥穴から排出し、着肉したセラミックス原料粉末によりセラミックス成形体を成形する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の排泥鋳込成形方法では、セラミックス原料粉末の肉厚が賦形面の吸水性のみに依存していることから、軽量化と十分な強度確保との観点から、セラミックス成形体の所望の位置に応じて肉厚を増したり、減じたりすることができない。
【０００４】
特に、セラミックス成形体が中空部を有する場合、その中空部は比較的小さい排泥穴を除いては閉じられた空間をなしているため、一部のスラリーを中空部の所望の位置に残存させた状態でその他のスラリーをその排泥穴から排出した後、残りのスラリーでその位置にさらに着肉を行おうとしても、小さな排泥穴ではそれを制御よく行うことができず、その位置の肉厚を適切な厚さにすることができない。
【０００５】
このため、得られたセラミック成形体を焼成する場合、強度不足による変形や肉厚不足によるクラックを生じるおそれがあるとともに、焼成後の製品が低い耐久性しか奏し得ない等の問題を生じ得る。
【０００６】
他方、強度不足等を回避すべく、肉厚の厚い位置に全て肉厚を統一するとすれば、製品の重量が大きくなり、かつ焼成に多大なエネルギーを必要とするとともにセラミックス原料粉末を無駄に消費して製造コストの高騰化を招来することとなる。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであっても、セラミックス成形体が排泥穴と連通する中空部を有する場合であって、強度不足等を回避しつつ、軽量化及び安価な製造コストを実現可能な排泥鋳込成形方法を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法は、溶媒中にセラミックス原料粉末を分散させたスラリーと、キャビティに充填された該スラリーから該溶媒を吸引可能な賦形面をもつ鋳込型とを用い、該キャビティに該スラリーを充填させて該賦形面に該セラミックス原料粉末を着肉させた後、余分な該スラリーを該鋳込型の排泥穴から排出することによりセラミックス成形体を成形するセラミックス成形体の排泥鋳込成形方法において、
【０００９】
前記セラミックス成形体が前記排泥穴と連通する中空部を有する場合、前記スラリーとして前記溶媒中に前記セラミックス原料粉末を帯電状態で分散させたものを用いるとともに、該中空部の所望の外側に位置すべく前記鋳込型に設けられた着肉電極と、該中空部の内側に位置すべく該鋳込型に設けられた対向電極とを用い、
前記着肉電極には、前記排泥穴と整合する対向電極穴が開けられ、
前記対向電極は、前記中空部から該対向電極穴及び前記排泥穴によって取り出し可能とされつつ、該着肉電極との絶縁が図られており、
前記キャビティ内に該スラリーを充填させた状態で該着肉電極及び該対向電極間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１０】
本発明の排泥鋳込成形方法では、セラミックス成形体が中空部を有する場合、スラリーとして溶媒中にセラミックス原料粉末を帯電状態で分散させたものを用いる。また、中空部の所望の外側に位置すべく鋳込型に設けられた着肉電極と、中空部の内側に位置すべく鋳込型に設けられた対向電極とを用いる。そして、キャビティ内にスラリーを充填させた状態では、鋳込型の賦形面がスラリー中の溶媒を吸収することから、その賦形面にセラミックス原料粉末を着肉させることができる。また、この状態において、着肉電極及び対向電極間に電圧を印加すると、スラリー中のセラミックス原料粉末は負の帯電状態で分散されているので、着肉電極を正極とすればセラミックス原料粉末をその着肉電極に近接させることができ、着肉電極を負極とすればセラミックス原料粉末をその着肉電極から離反させることができる（電気泳動）。この後、余分なスラリーを排泥穴から排出し、セラミックス成形体を成形することができる。
【００１１】
こうして、セラミックス成形体が中空部を有する場合であっても、セラミックス原料粉末の肉厚が賦形面の吸収性のみに依存せず、着肉電極へのセラミックス原料粉末の近接・離反も影響を与えることができる。そして、この影響は、着肉電極及び対向電極への電圧の高低及び時間、着肉電極等の材料の選定等によって制御可能である。このため、セラミックス成形体が中空部を有する場合であっても、その中空部の所望の位置に応じて肉厚を適切な厚さで増したり、減じたりすることができる。
【００１２】
このため、得られたセラミックス成形体は、必要な位置で必要な肉厚を確保しているため、軽量化を実現しつつ、焼成時に強度不足による変形を生じず、肉厚不足によるクラックも生じない。また、焼成後の製品も必要な位置で必要な肉厚を確保しているため、十分な強度を確保し、高い耐久性を奏し得る。
【００１３】
また、得られるセラミックス成形体は、中空部の所望の位置に応じて肉厚が制御されているため、上記のように製品の軽量化を実現できるとともに、エネルギーやセラミックス原料粉末を無駄に消費しないことから、安価に製品を製造可能である。
【００１４】
したがって、本発明の排泥鋳込成形方法によれば、セラミックス成形体が排泥穴と連通する中空部を有する場合であって、強度不足等を回避しつつ、軽量化及び安価な製造コストを実現できる。
【００１５】
対向電極は中空部から取り出し可能とされている。このようにすれば、セラミックス成形体の中空部に対向電極が残留することはなく、対向電極を再利用でき、製造コストのより一層の低減を図ることができる。
【００１６】
この場合において、対向電極は非意匠面から取り出し可能とすることが好ましい。このようにすれば、対向電極を取り出した後にセラミックス成形体の意匠面に穴が生ずることはないため、デザイン面で美観を奏し、商品価値を高めることができる。
【００１７】
また、対向電極は排泥穴から取り出し可能である。排泥鋳込成形方法においては、鋳込型にもともと着肉後に余分となったスラリーを排出するための排泥穴が設けられており、この排泥穴を利用して対抗電極を取り出すこととすれば、鋳込型及びセラミックス成形体に新たな穴を設ける必要がないため、製造コストを低下することができるとともに、デザイン面で美観を奏することができる。
【００１８】
対向電極は、鋳込型の脱型前後に取り出すことも可能であるが、鋳込型の脱型と同時に取り出し可能とすることが好ましい。このようにすれば、対向電極の取り出しのためだけの工程を削減できることから、製造コストのより一層の低減を実現できる。
【００１９】
発明者らの試験結果によれば、対向電極は着肉電極より小面積であることができる。このため、線状又は棒状の対向電極を採用することもできる。このような形状であれば、対向電極を中空部に差し入れるための穴を小さくすることができ、デザイン面での美観を損なわない。
【００２０】
また、複数本の対向電極を採用することもできる。このようにすれば、各対向電極に等しい電位を付与することにより、中空部の側の肉厚を均一にすることができ、焼成時の変形やクラックの発生を防止できる。他方、所望の形状に応じて対向電極を配置したり、各対向電極の電位に差を設けることにより、中空部の側の厚みを複雑に変化させることも可能となる。
【００２１】
さらに、着肉電極を格子状又は網状をなして賦形面に設けることもできる。このようにすれば、格子又は網目間により賦形面が剥き出しとなり、賦形面の溶媒吸引能力が損なわれることもない。このため、セラミックス原料粉末の肉厚が電気泳動と鋳込型の溶媒吸引能力とに基づいて得られることとなり、さほど高圧の電圧を印加しなくても、十分な肉厚が得られることとなる。このため、安価な製造コストの下で厚肉部分のあるセラミックス成形体を容易に成形することができる。
【００２２】
こうして、着肉電極が格子状又は網状をなす場合、この着肉電極のキャビティ側にはスラリーから溶媒を吸引可能であり、表面が平滑に形成された吸引層を設けることが好ましい。こうでなければ、セラミックス成形体に格子又は網目が賦形されてしまうからである。
【００２３】
排泥穴と整合する対向電極穴を有する着肉電極を採用し、対向電極は中空部から対向電極穴及び排泥穴によって取り出し可能とされている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
実施形態の排泥鋳込成形方法では、図１に示すように、キャビティが賦形面１ａにより形成された石膏製の鋳込型１を使用する。この鋳込型１は上下に型割可能な上型２と下型３とからなる。下型３には外部からキャビティに連通する複数個の排泥穴３ａが貫設されている。
【００２５】
下型３のキャビティを構成する底側の賦形面１ａにはカーボン繊維を平織りした網状の着肉電極４が設けられている。この着肉電極４のキャビティ側には約１ｍｍ厚で吸引層４ｂが設けられている。この吸引層４ｂは石膏からなり、表面が平滑に形成されている。また、この着肉電極４には、各排泥穴３ａと整合する複数個の対向電極穴４ａが開けられている。各排泥穴３ａ及び対向電極穴４ａには棒状のステンレスからなる対向電極５が上方に延在して貫通されており、先端がキャビティ内に位置されている。各対向電極５には先端を除いて絶縁テープが巻かれており、これにより着肉電極４との絶縁が図られている。着肉電極４は図示しない電源の陽極に接続されており、各対向電極５はその陰極に接続されている。
【００２６】
そして、鋳込型１のキャビティに少なくとも一つの排泥穴３ａからスラリー６を充填する。ここで、スラリー６の組成を以下に示す。
【００２７】
セラミックス原料粉末：７５ｗｔ％
水：２３ｗｔ％
電解質（ケイ酸ソーダ「セルナＤ３０５（中京油脂（株））」）：２ｗｔ％
【００２８】
ここで、セラミックス原料粉末の組成は、ＳｉＯ2が６０．９ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3が２５．０ｗｔ％、Ｆｅ2Ｏ3が０．７ｗｔ％、ＣａＯが１．０ｗｔ％、ＭｇＯが０．５ｗｔ％、Ｋ2Ｏが３．１ｗｔ％、Ｎａ2Ｏが１．２ｗｔ％、ＴｉＯ2が０．５ｗｔ％、Ｉｇ−ｌｏｓｓが７．１ｗｔ％である。
【００２９】
スラリー６をキャビティに充填させた状態では、鋳込型１の賦形面１ａがスラリー６中の水を吸水することから、その賦形面１ａにセラミックス原料粉末を着肉させることができる。また、この状態において、着肉電極４及び各対向電極５間に電圧を印加すると、スラリー６中のセラミックス原料粉末は負の帯電状態で分散されているので、正極である着肉電極４にセラミックス原料粉末を近接させることができる（電気泳動）。
【００３０】
これらの際、着肉電極４が網状をなして賦形面１ａに設けられているため、網目間により賦形面１ａが剥き出しとなり、賦形面１ａの吸水能力が損なわれることもない。また、複数本の対向電極５を採用しているため、各対向電極５に等しい電位を付与すれば、セラミックス成形体７の中空部７ａの側の肉厚を均一にすることができる。
【００３１】
この後、図２に示すように、余分なスラリー６を少なくとも一つの排泥穴３ａから排出する。これにより鋳込型１内には、内部に中空部７ａを有するセラミックス成形体７が成形される。
【００３２】
次いで、図３に示すように、上型２と下型３とを上下に開いてセラミックス成形体７を脱型する。このとき、各対向電極５がセラミックス成形体７の中空部７ａから取り出されることとなる。こうして得られたセラミックス成形体７は、非意匠面７ｃに各対向電極５を抜いた穴７ｂを有することとなる。
【００３３】
こうして、セラミックス成形体７が中空部７ａを有する場合であっても、セラミックス原料粉末の肉厚が賦形面１ａの吸水性のみに依存せず、着肉電極４へのセラミックス原料粉末の近接も影響を与えることができる。そして、この影響は、着肉電極４及び対向電極５への電圧の高低及び時間、着肉電極４等の材料の選定等によって制御可能である。このため、セラミックス成形体７が中空部７ａを有する場合であっても、その中空部７ａの非意匠面７ｃ側の肉厚を適切な厚さで増すことができる。
【００３４】
このため、得られたセラミックス成形体７は、焼成時に下方に位置する非意匠面７ｃ側で必要な肉厚を確保し、他の部分で薄肉化が図られている。このため、このセラミックス成形体７によれば、軽量化を実現しつつ、焼成時に強度不足による変形を生じず、肉厚不足によるクラックも生じない。また、焼成後の製品も必要な位置で必要な肉厚を確保しているため、十分な強度を確保し、高い耐久性を奏し得る。
【００３５】
また、得られるセラミックス成形体７は、薄肉化した部分についてエネルギーやセラミックス原料粉末を無駄に消費しないことから、安価に製品を製造可能である。
【００３６】
したがって、実施形態の排泥鋳込成形方法によれば、セラミックス成形体７が排泥穴３ａと連通する中空部７ａを有する場合であって、強度不足等を回避しつつ、軽量化及び安価な製造コストを実現できることがわかる。
【００３７】
また、この排泥鋳込成形方法によれば、各対向電極５を中空部７ａから取り出しているため、セラミックス成形体７の中空部７ａに各対向電極５が残留することはなく、各対向電極５を再利用でき、製造コストのより一層の低減を図ることができる。しかも、各対向電極５を非意匠面７ｃから取り出しているため、得られたセラミックス成形体７の意匠面に穴が生ずることはなく、デザイン面で美観を奏し、商品価値を高めることができる。特に、各対向電極５は棒状のものであるため、セラミックス成形体７に生じる穴７ｂを小さくすることができ、デザイン面での美観を損なわない。
【００３８】
さらに、この排泥鋳込成形方法によれば、各対向電極５を排泥穴３ａから取り出しているため、鋳込型１及びセラミックス成形体７に新たな穴を設ける必要がなく、製造コストを低下することができるとともに、デザイン面で美観を奏することができる。
【００３９】
また、この排泥鋳込成形方法によれば、各対向電極５を鋳込型１の脱型と同時に取り出しているため、各対向電極５の取り出しのためだけの工程を削減し、製造コストのより一層の低減を実現できる。
【００４０】
さらに、この排泥鋳込成形方法によれば、セラミックス原料粉末の肉厚が電気泳動と鋳込型１の吸水能力とに基づいて得られることとなり、さほど高圧の電圧を印加しなくても、十分な肉厚が得られることとなる。このため、安価な製造コストの下で厚肉部分のあるセラミックス成形体７を容易に成形することができる。
【００４１】
また、この排泥鋳込成形方法によれば、着肉電極４のキャビティ側に吸引層４ｂを設けているため、着肉電極４の網目を賦形せずにセラミックス成形体７を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る鋳込型の縦断面図である。
【図２】実施形態に係る鋳込型の縦断面図である。
【図３】実施形態に係る鋳込型の縦断面図である。
【符号の説明】
６…スラリー
１ａ…賦形面
１…鋳込型
３ａ…排泥穴
７…セラミックス成形体
７ａ…中空部
４…着肉電極
５…対向電極
７ｃ…非意匠面
４ｂ…吸引層
４ａ…対向電極穴
【図１】
0004347985.tif 000002
【図２】
0004347985.tif 000003
【図３】
0004347985.tif 000004