JPH05330894A - 陶磁器の鋳込み成形方法、及びトラップ部を有する衛生陶器の成形方法 - Google Patents

陶磁器の鋳込み成形方法、及びトラップ部を有する衛生陶器の成形方法

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JPH05330894A
JPH05330894A JP4139101A JP13910192A JPH05330894A JP H05330894 A JPH05330894 A JP H05330894A JP 4139101 A JP4139101 A JP 4139101A JP 13910192 A JP13910192 A JP 13910192A JP H05330894 A JPH05330894 A JP H05330894A
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俊明 野上
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 予め成形しておいた生素地が後の鋳込み成形
において泥漿の着肉体と一体となった成形品を製造する
陶磁器の鋳込み成形方法を提供することを目的とする。 【構成】 鋳込み成形型の鋳込み空間にあらかじめ成形
しておいた生素地を保持した状態で鋳込み空間に泥漿を
流し込み、この生素地と後から流し込んだ泥漿からの着
肉体とを一体にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は陶磁器の鋳込み成形方
法、及びトラップ部を有する衛生陶器の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】陶磁器の鋳込み成形とは粘土等の陶磁器
素地粒子を水等の溶媒(以後、水として記述する)に分
散させた泥漿を多孔質の型内に鋳込み、型に泥漿の水分
を吸収させて着肉させた後、着肉体(成形体)を脱型す
る成形方法である。又、鋳込み成形には、成形品の両側
から型が水を吸収する固形鋳込み成形と、成形品の片側
から型が水を吸収し、所定の厚みがついた後に、余剰の
泥漿を排出する排泥鋳込みがある。なお、固形鋳込みで
成形された部分を2重部、排泥鋳込み成形された部分を
1重部と呼び、衛生陶器の様に1重部と2重部の両方の
部分を備えた場合もある。
【0003】鋳込み成形は、簡単な設備で複雑な形状を
創り出すことができる優れた成形方法であるが、泥漿の
着肉速度は、型のどの面においてもほぼ一定であるた
め、形状的な制約が生じる。例えば、1重部の厚みを成
形部の部分によって異ったものとすることは難しい。
又、2重部においても各部分の厚みのバランスがうまく
いってないと、2重部の厚み方向の中央部に未着肉の泥
漿が残ったまま周囲の泥漿がすべて着肉してしまい、結
局中央部の未着肉の泥漿が“巣”となって残るという現
象も生じる。
【0004】また、鋳込み成形における形状的な制約の
もう1つの側面は型割りに関するものであり、複雑な形
状の成形体を作るためには、多数の中子型、割り型を用
いなければならないが、成形品の形状によっては、これ
らの中子型、割り型を成形品を変形させたり、こわした
りしなければ取り除けない場合もあり、型割りを複雑に
することには限度がある。そのため、複雑な形状の成形
品を得るための手法として、あらかじめ成形しておいた
生素地同志を接着用の泥漿を用いて接合する手段もあ
る。しかしながらこの方法の欠点としては、接合手段そ
のものが煩雑で熟練を要することや、接合部から接着用
の泥漿がハミ出して、これを拭き取るのが煩雑であった
り、場所によっては不可能であることや、又接合部から
乾燥時、焼成時にクラックが発生しやすいことがあげら
れる。
【0005】又、形状的な制約が特に問題となる製品と
しては、トラップ部を備えた衛生陶器があげられる。水
洗腰掛便器や水洗ストール小便器の様な衛生陶器には、
下水管からの臭気や小動物等が入ってこない様に水封構
造になっており、この水封を設けるために曲管路のトラ
ップ部を備えている。この管状のトラップは従来、その
大部分を本体と一体に成形し、その一部分をあらかじめ
成形しておいた生素地の接合によって形成していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に陶磁器の鋳
込み成形においては、成形品の厚みや形状に制約があ
り、これらの制約から外れた製品は不可能であった。
又、その例としてトラップ部を備えた衛生陶器において
は、トラップ部の大部分を本体と一体に形成するため、
トラップの形状は本体の形状による制約が大きかった。
ところがトラップの形状は衛生陶器の水洗機能に大きな
影響を及ぼすため、水洗機能の確保のためには衛生陶器
の製品形状には大きな制約があった。又、この方法で
は、トラップの一部分をあらかじめ成形しておいた生素
地の接着によって形成するため、接合部から接着用の泥
漿がハミ出してこれを拭き取るのが煩雑であったり、
又、接合部から乾燥時、焼成時にクラックが発生しやす
かった。
【0007】なお、特開平3−272804には、トラ
ップ部の大部分をあらかじめ成形しておき、トラップが
ない形状で成形された本体部の生素地とトラップの生素
地を接合する方法が開示されているが、この方法では接
合時のトラップ部の位置決めが難しく、接合の巧拙によ
って水洗機能が変化してしまうし、又、製品形状によっ
ては接合そのものが不可能な場合もある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、多
孔質の鋳込み成形型の鋳込み空間内にあらかじめ成形し
ておいた生素地を保持した状態で鋳込み空間に泥漿を流
し込み、この生素地と後から流し込まれた泥漿からの着
肉体が一体となった形成品を製造する陶磁器の鋳込み成
形方法を見出し、陶磁器の鋳込み成形における形成品の
厚みや形状の制約を解消し、自由な形状の製品設計がで
きる様にした。
【0009】又、ボール部とこのボール部に連続するト
ラップ部を備えた衛生陶器の鋳込み成形において、あら
かじめ成形しておいたトラップの生素地を多孔質の鋳込
み成形型の鋳込み空間内に保持した状態で、鋳込み空間
に泥漿を流し込み、適宜着肉させた後に排泥して、トラ
ップ部と後から流し込まれた泥漿からの着肉体が一体と
なった成形品を得ることを特徴とするトラップ部を有す
る衛生陶器の成形方法を見出し、成形工程の簡略化をは
かると共に、自由な形状の製品設計を行うことを可能に
した。又、従来は製品のモデルチェンジのたびにトラッ
プ部の形状を見直し、その水洗機能試験には膨大な手間
がかかっていたが、本発明により、あらかじめ水洗機能
を充分にテストされた形状のトラップを複数のモデルに
共通に使える様になり、製品開発期間が著しく短縮し
た。
【0010】本発明においては、あらかじめ成形してお
いた生素地と後から流し込まれた泥漿からの着肉体を一
体として成形し、この両者が乾燥時、焼成時を通じて分
離せず一体のままである必要があるため、両者にはほぼ
同じ素地組成のものを用いることが好ましい。なお、鋳
込み成形には、石コウ型等の自己吸水性の型を用いる常
圧鋳込み成形と、樹脂型、セラミック型等を用いて、泥
漿に圧力をかけて型に吸水させる加圧鋳込み成形がある
が、本発明はいずれの方式にも適用することができる。
【0011】これらの型は複数個組み合わされて鋳込み
空間を形成するが、この鋳込み空間内にあらかじめ成形
しておいた生素地を保持する必要がある。その保持方法
として、鋳込み空間内に完全に宙吊りにする方法として
は、生素地を、鋼線等の線材で吊下保持し、脱型後、成
形品から線材を引き抜く方法がある。しかしながらこの
方法は、衛生陶器のトラップ部の様な、複雑な形状をし
た生素地や、大型の生素地を保持するには位置決めが難
しいため、好ましい生素地の保持方法は鋳込み成形型の
成形品に載置することである。
【0012】
【実施例】鋳込み成形型の成形面に生素地を載置した場
合の成形工程の概念図を図1に示す。図中、1、1′は
成形面4、4′を有する鋳込み成形型であり、鋳込み成
形型1と1′の間に鋳込み空間を形成している。2はあ
らかじめ成形した生素地であり、型1′の上に置かれ
る。生素地2はあらかじめ鋳込み成形型1′の成形面
4′に形状を合わせて成形しておくが、完全に形状を合
せる必要はとなく、5の様なスキマがあってもさしつか
えなく、又、泥漿を流し込んだ時に、泥漿が成形面4′
と生素地2の間に入り込むため、結果的に5の部分がで
きてもさしつかえなく、又、泥漿を流し込む際に載置し
ていた生素地が大きく移動さえしなければ、成形面4′
と生素地2の間に全面的にスキマ5があってもさしつか
えない。
【0013】流し込まれた泥漿は型1に吸水されて、着
肉体3を構成して、あらかじめ保持された生素地2と一
体になる。所定の厚みaがついた後に、6の部分を占め
ていた余剰の泥漿は排出される。なお、この場合、成形
面4と生素地2の隙間の厚さbはaより小さいことが要
求される。2と4′のスキマ5の部分には泥漿が入り込
んで着肉する。
【0014】又、生素地2の排泥面に接している部分に
は、その表面に仮着肉部分7が薄く着肉する。これは生
素地2が膨潤して吸水するために一種の着肉現象が発生
した部分である。図2は衛生陶器のトラップ部の様な管
状の生素地2を成形面4を有する鋳込み成形型1の上に
載置した例であり、概念的には図1と全く同様である。
この場合には、排泥面は管状部の外壁面と内壁面の両方
にあるため、仮着肉部分7、7′も管状部の両側にあ
る。
【0015】この様な仮着肉部分の厚みがあまりにも厚
いと、仮着肉部分は通常の着肉体に比べて柔らかく、
又、仮着肉部分が生じるということは、あらかじめ保持
しておく生素地が吸水膨潤して柔らかくなるということ
でもあるため、該生素地と後から流し込んだ泥漿からの
着肉体が一体となった成形品の該生素地の部分だけが柔
らかいことになり変形を起し易い。特に衛生陶器のトラ
ップ部分の様な管状の生素地は変形し易く、トラップ部
が変形すれば衛生陶器の洗浄機能は致命的である。又、
仮着肉部分があまりにも厚いと、乾燥又は焼成工程にお
いて仮着肉部分にクラックが発生する危険性もある。従
って仮着肉部分をなるべく薄くし、又、成形終了後の仮
着肉部分を含むあらかじめ保持していた生素地の含水率
をなるべく小さく(従ってなるべく固く)する必要があ
る。
【0016】この様な仮着肉部分に起因するトラブルを
防止するための手段の1つとして、あらかじめ保持して
おく生素地の含水率をコントロールする方法があげられ
る。表1は、図2に示す管状の生素地を用いて、生素地
の含水率(ドライベース以下同様)を様々に変えたもの
を石コウ型の鋳込み空間内に保持しておきa=9mm着肉
させた後に排泥し、排泥直後に脱型して、あらかじめ保
持しておいた生素地の部分を切り取り、仮着肉部分を含
む生素地の含水率と仮着肉部分の厚み(管の外壁の部
分)を測定したものである。なお、実際に製品を製造す
る場合においては、多くの場合、排泥終了後、しばらく
放置するか又は加圧空気を吹き込むかし 表1 ────────────────────────────────── 型上に載置した時の 着肉・排泥終了後の 仮着肉部分の厚み 生素地の含水率 仮着肉部分を含む 生素地の含水率 (wt%) (wt%) (mm) ────────────────────────────────── 26.1 26.4 0.3 24.9 25.6 0.5 24.0 25.4 0.7 22.0 25.3 1.0 20.1 25.1 1.4 19.1 25.2 1.6 18.1 25.0 1.8 17.0 25.0 2.1 16.0 25.1 2.5 ────────────────────────────────── て、成形品の含水率をある程度下げてから(即ち成形品
がある程度固くなってから)脱型する場合が多いのであ
るが、この試験では条件を均一にするため、排泥後すぐ
脱型して含水率を測定した。又、生素地及び後から流し
込む泥漿は共に衛生陶器用のビトレアスチャイナ素地で
あり、あらかじめ保持しておく生素地も同様に石コウ型
を用いた常圧鋳込み成形で成形した。又、後から流し込
まれた泥漿からの着肉体の脱型直後の含水率もあわせて
測定したところ、表1のいずれの場合においても25.0
%であった。
【0017】なお、この素地の限界含水率は18.0%で
あるが、限界含水率に関しては図3により理解できる。
図3は固形分(素地粒子)と水又は空気との体積分率が
泥漿から完全乾燥時の成形品に至るまでどの様に変化す
るかを示した概念図である。(I)は流し込み時の泥漿
の状態であり、泥漿中の水分が型に吸水されて着肉し
(II)の状態の成形品となる。(II)の状態から乾燥収
縮が始まり、(III)の状態の含水率(限界含水率)にな
った時、乾燥収縮は止り、以後は水と空気が置換して
(IV)の状態の完全乾燥品に至る。
【0018】従ってこの素地においては、(II)の状態
の石コウ型を用いた常圧成形における着肉終了時の含水
率が25.0%であり、(III)の状態の限界含水率が18.
0%ということになる。なお、これらの含水率は素地の
種類によって全く異っており、例えば衛生陶器用のビト
レアスチャイナ素地では石コウ型での常圧成形における
着肉終了時の含水率は21〜28%程度、限界含水率は
14〜21%程度である。
【0019】あらかじめ保持しておく生素地の好ましい
含水率を表1より考えると、なるべく着肉・排泥終了後
の仮着肉部分を含む生素地の含水率が小さく、かつ仮着
肉部分の厚みが小さい条件が優れている。表1より判る
様に、着肉・排泥終了後の仮着肉部分を含む生素地の含
水率は、あらかじめ保持しておいた生素地の含水率が小
さいほど小さいが、限界含水率以下ではほとんど差がな
い。これは限界含水率以下の生素地を用いると、生素地
内には気孔があるために吸水作用が生じるためだと思わ
れる。又、仮着肉部分の厚みは、あらかじめ保持してお
いた生素地の含水率が大きいほど小さいが、後から流し
込まれた泥漿からの着肉体の着肉直後の含水率よりも大
きくなるとあらかじめ保持された生素地部分の含水率が
後から流し込まれた泥漿からの着肉体の含水率より大き
くなり過ぎて、脱型時にあらかじめ保持された生素地部
分が柔くなって好ましくない。
【0020】従ってあらかじめ保持しておく生素地の好
ましい含水率は、その限界含水率より大きく、後から流
し込む泥漿からの着肉体の着肉終了時の含水率より小さ
い値である。又、仮着肉部分に起因するトラブルを防止
するもう1つの手段として、あらかじめ保持しておく生
素地の組成をバインダーを含むものとして、生素地の強
度を向上させ、生素地が膨潤するのを防ぐ手法がある。
【0021】この場合の好ましいバインダーは有機高分
子系のものであり、例としてはカルボキシルメチルセル
ロースナトリウム、トラガガントゴム、アラビアゴム、
ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、カゼイ
ン、酢酸セルロース、デキストリン、メチルセルロー
ス、ペプトン、溶性デンプン、ヒドロキシプロピルセル
ロース、ゼラチン、各種ニグニン抽出物、各種エマルジ
ョン系バインダー等をあげることができる。これらのバ
インダーは素地乾重に対し、0.05〜5%程度加えるの
が好ましい。
【0022】又、あらかじめ保持しておく生素地の成形
方法としては、鋳込み成形、押し出し成形、湿式加圧成
形等を採用することができるが、衛生陶器トラップ部の
様な複雑形状品を成形する場合には、鋳込み成形を採用
するのが好ましい。あらかじめ保持しておく生素地の成
形方法として鋳込み成形を採用する場合、仮着肉部分に
起因するトラブルを防止するもう1つの手段として、あ
らかじめ保持しておく生素地の鋳込み成形圧を後から流
し込む泥漿の鋳込み成形圧より大きくする手法がある。
なお、ここでいう鋳込み成形圧とは、型の毛管吸引力、
泥漿を加圧する場合の加圧力、型を減圧吸引する場合の
吸引力の合計である。
【0023】この手法はあらかじめ保持しておく生素地
を高圧で成形することにより、その素地粒子の充填度の
高いものとし、生素地の強度を向上させて、生素地が膨
潤するのを防ぐものである。なお、この手法により、生
素地の素地粒子の充填度を向上させる場合には、その限
界含水率を小さくする様な鋳込み成形圧をかけることが
好ましい。鋳込みは成形体の限界含水率は、通常、鋳込
み成形圧が小さい間は一定であり、鋳込み成形圧がある
値を超えると鋳込み成形圧が大きくなるに従い小さくな
る。この鋳込み成形体の含水率が変化を始める鋳込み成
形圧の大きさは、陶石、粘土、長石等を主成分とする衛
生陶器、食器等のクラシックセラミック素地では10〜
50kgf/cm2 程度であり、アルミナ、ジルコニア、サ
イアロン、炭化珪素、窒化珪素等のファインセラミック
素地では、石コウ型を用いた常圧鋳込み成形における鋳
込み成形圧(これは石コウの毛管吸引力にほぼ等しい)
である1〜2kgf/cm2以下である場合が多い。
【0024】ただし、生素地の鋳込み成形圧が、この鋳
込み成形体の含水率が変化を始める鋳込み成形圧以下で
あっても、生産技術上は効果的な場合がある。これを表
1を例に説明すると、あらかじめ保持しておく生素地を
鋳込み成形で作る場合、これを石コウ型で成形すると、
その脱型時の含水率が25.0%であった。ここで、表1
の型上に載置した時の生素地の含水率24.0%を目標に
する場合、生素地を含水率25.0%から含水率24%ま
で乾燥させる必要がある。ところがこの様に含水率が常
に一定になる様に乾燥状態をコントロールすることは、
生産技術的に非常に難しい。ところがこの生素地を鋳込
み成形圧6kg/cm2 の加圧成形で作ると、その脱型時の
含水率は24%であった。この場合、鋳込み成形圧6kg
/cm2 程度ではその限界含水率には変化はないものの、
この鋳込み成形圧のコントロールは容易であるため、結
果的に含水率24%の生素地を安定した条件で生産でき
ることになる。
【0025】又、仮着肉部分に起因するトラブルを防止
するもう1つの手段として、あらかじめ保持しておく生
素地の表面に撥水剤を塗布して、生素地が膨潤するのを
防ぐ手法がある。この場合の好ましい撥水剤としては、
ワックス、ロウ、パラフィン等があげられ、生素地表面
への塗布方法としては、ドブ漬け、スプレー、ハケ塗り
等があげられる。
【0026】又、仮着肉部分に起因するトラブルを防止
するもう1つの手段として、あらかじめ保持しておく生
素地の含水率を後から流し込む泥漿の含水率に近いもの
として、生素地が膨潤するのを防ぐ手法がある。この手
法は例えばあらかじめ保持しておく生素地の素地組成
と、後から流し込む泥漿の素地組成が全く同じ場合に
は、後から流し込む泥漿に凝集剤と水を加えて低濃度で
凝集した状態の泥漿を作り、この泥漿を鋳込み成形して
あらかじめ保持しておく生素地を成形することにより実
行することができる。
【0027】又、仮着肉部分に起因するトラブルを防止
するもう1つの手段として、あらかじめ保持しておく生
素地の素地粒度を後から流し込む泥漿の素地粒度より細
かくして生素地の強度を向上させ、生素地が膨潤するの
を防ぐ手法がある。この場合、素地粒度を粒度分布全域
にわたって細かくするよりも、素地の微粒部分をさらに
細かくする方が効果的な場合が多く、例えば衛生陶器、
食器等のクラシックセラミック素地では粘土分として細
かいものを用いる手法が有力である。
【0028】さて、これまで仮着肉部分に起因するトラ
ブルを防止するいくつかの手段を述べてきたが、これら
の手段を表1で述べた内容と同じ試験方法で試験して、
その結果を表2に示す。比とは表1の、型上に載置した
時の生素地の含水率が22.0%の時の値である。
【0029】Iは比のあらかじめ保持しておく生素地の
鋳込み泥漿に、カルボキシルメチルセルロースナトリウ
ムを乾重比で0.5%加えた後に24に攪拌した泥漿を用
いて生素地を石コウ型により常圧鋳込み成形し、脱型時
の含水率25.5%から乾燥させて、型上に載置した時の
生素地の含水率を22.0%に調節したものである。IIは
比のあらかじめ保持しておく生素地の鋳込み泥漿を鋳込
み圧力40kgf/cm2 の加圧鋳込み成形で成形すると、
脱型時の生素地の含水率が22.0%になったので、この
生素地をそのまる型上に載置したものである。なお、こ
の場合の生素地の限界含水率は16.8%であった。
【0030】III は比と同じ方法で作った含水率22.0
%の生素地の表面に流動パラフィンを塗布したものを型
上に載置したものである。IVは比のあらかじめ保持して
おく生素地の鋳込み泥漿(含水率37.5%)に凝集剤と
して塩化マグネシウムを乾重比で0.5%と水を加えて含
水率60%にした泥漿を石コウ型を用いて常圧鋳込み成
形すると、脱型時の生素地の含水率が35%となったた
め、その生素地をそのまま型上に載置したものである。
なお、比とIVのあらかじめ保持しておく生素地の鋳込み
泥漿の粘性は、ブルックフィールド粘度計で測定したと
ころ、共に800cpであった。
【0031】 表2 ────────────────────────────────── 型上に載置した時の 着肉・排泥終了後の 仮着肉部分 No. 生素地の含水率 仮着肉部分を含む の厚み 生素地の含水率 (wt%) (wt%) (mm) ─────────────────────────────────── 比 22.0 25.3 1.0 I 22.0 23.0 0.3 II 22.0 23.7 0.5 III 22.0 23.9 0.6 IV 35.0 29.0 0 V 22.0 23.7 0.5 ────────────────────────────────── Vは比のあらかじめ保持しておく生素地の鋳込み泥漿の
素地組成(石英25wt%、長石25wt%、粘土50wt
%)のうち、粘土分を平均粒径1μのものから平均粒径
0.5μのものとに代替した泥漿を用いて、生素地を石コ
ウ型により常圧鋳込み成形し、脱型時の含水率24.7%
から乾燥させて、型上に載置した時の生素地の含水率を
22.0%に調節したものである。
【0032】表2より明らかな様に、I、II、III 、V
ではあらかじめ保持する生素地として、比と同じ含水率
のものを用いた場合に、いずれも比よりも着肉・排泥終
了後の仮着肉部分を含む生素地の含水率が低く、仮着肉
部分の厚みが小さい結果が得られており、これらの手段
は仮着肉部分に起因するトラブルを防止する上で有効で
あることが判る。
【0033】又、IVでは、着肉・排泥終了後の生素地の
含水率は比より高いものの、仮着肉部分が全く無いとい
う特徴があり、形状的にあらかじめ保持しておく生素地
部分の強度はあまり必要ないが、素地の性状として、わ
ずかでも仮着肉部分があると乾燥・焼成時にクラックが
入り易い場合に有効である。
【0034】
【実施例】図4、図5及び図6は水洗式大便器の縦断面
図、平面図および断面を斜視図を夫々示す。水洗式大便
器はリム部10と胴部12からなり、リム部10と胴部
12は別々に成形された後接合されて製造されている。
胴部12はボール部13とそれにつながるトラップ部1
4とを備えており、このトラップ部14の形成方法に本
発明の手法を応用した。
【0035】図7は従来技術における胴部の成形方法を
示したものである。胴部は、中型M 1 、底型M2 、左右
の側型M3 、M4 の4つ割りの型構造になっており、こ
の型割りにて、トラップ部の中央部分を本体と一体に成
形する。その後、あらかじめ成形しておいたトラップ部
の上部を構成する部分14a、14bとトラップ部の下
部(排水口部)を形成する部分14cと、ボール面の前
面13aの生素地を本体の生素地と接合泥漿を用いて接
着していた。
【0036】図8は本発明における胴部の成形方法を示
したものである。胴部は、中型M1、底型M2 、左右の
側型M3 、M4 の4つ割り構造になっている点は従来技
術と同じであるが、トラップ部14はあらかじめ成形し
ておいた生素地を型内にセットしておき、本体部分を形
成する泥漿を流し込んで着肉させることにより、本体部
と一体の成形品となる。なお、ボール面の前面13aの
生素地を本体部と接着する点は従来技術と同じである。
【0037】なお、本実施例においてはトラップ部14
の全体をあらかじめ成形しておく例を示したが、トラッ
プ部の一部(例えば中央部)のみをあらかじめ成形して
おき、トラップ部の残りの部分は本体部と一体に成形す
ることもできる。図9は胴部の型割りの斜視図であり、
中型M1 、側型M3 、M4 、底型M2 を組み合わせて、
鋳込み空間を形成する。
【0038】鋳込み空間内にあらかじめ成形しておいた
トラップ部14を保持する方法としては、底型M2 の上
にこれを載置するだけで良い。図10は底型M2 上にト
ラップ部14(斜線部分)を載置した時の斜視図であ
る。図11はトラップ部14の成形方法を示したもので
あり、トラップ部14はTM1 〜TM4 の型割りよりな
る鋳込み成形型を用いて排泥鋳込み成形にて成形され
る。
【0039】本発明の成形方法を用いたの製造結果を以
下に述べる。本体成形用の泥漿は、従来技術と同様の陶
石60wt%、長石20wt%、粘土20wt%からなるビト
レアスチャイナ素地であり、トラップ部成形用の泥漿は
本体成形用の泥漿にカルボキシルメチルセルロースナト
リウムを乾重比で0.3wt%加えたものである。成形方法
は両者共、石コウ型を用いた常圧鋳込み成形である。ト
ラップ部は脱型時の含水率が26%あったため、乾燥に
よって含水率を22%にしてから底型上に載置した。本
体成形用の泥漿を流し込み、着肉、排泥、土締した後に
脱型し、さらに乾燥・施釉・焼成して衛生陶器製品を得
た。
【0040】本発明の方法を従来技術の方法と比較する
と、成形工程の生産性は20%向上した。又、従来技術
の方法では、トラップ部の接着工程に起因する不良率が
0.9%発生していたが、本発明の方法では、もちろんこ
の種の不良は発生しなかった。又、本発明におけるトラ
ップの成形体は、別のモデルのトラップ部にも応用可能
であり、複数のモデルに共通したトラップ部を用いるこ
とができた。
【0041】図12、図13はそれぞれ水洗式ストール
小便器の縦断面図、平面図であり、水洗式大便器と同様
にリム部110、ボール部113、トラップ部114を
備えている。この製品の従来技術におけるトラップ形成
方法を図14に示す。図中、114a、114bは、あ
らかじめ成形しておいた生素地であり、この生素地と本
体部分を形成する生素地を接合泥漿を用いて接着してい
た。従ってトラップ部の壁面は、本体部分と一体に成形
される部分と別に成形され接着される部分からなるが、
本体部分と一体に成形される部分は(図示しない)底型
上に組み合わせた(図示しない)割り型を用いて形成さ
れていた。
【0042】これに対して本発明の手法によるトラップ
形成方法を図15に示す。図中114はあらかじめ成形
しておいたトラップ部であり、このトラップ部を(図示
していない)底型上に載置した後、(図示していない)
中型、側型を型組して本体成形用の泥漿を流し込み、ト
ラップ部と一体に成形する。この方法では、従来技術の
様にトラップ部を形成するための割り型は必要ではな
い。
【0043】本発明の成形方法を用いたストール小便器
の製造結果を以下に述べる。本体成形様の泥漿及びトラ
ップ部成形用の泥漿は共に従来技術と同様の陶石60wt
%、長石20wt%、粘土20wt%からなるビトレアスチ
ャイナ素地である。成形方法は、本体の成形が10kgf
/cm2 の加圧鋳込み成形であり、トラップ部の成形は4
0kgf/cm2 の加圧鋳込み成形である。トラップ部は脱
型時の含水率が21.5%であり、そのまま底型上に載置
した。本体成形用の泥漿を流し込み、着肉・排泥、土締
した後に脱型し、さらに乾燥・施釉・焼成して衛生陶器
製品を得た。
【0044】本発明の方法を従来技術の方法と比較する
と、成形工程の生産性は10%向上した。又、従来技術
の方法では、トラップ部の接着工程や割り型の脱型・型
合不良に起因する不良率が0.6%発生していたが、本発
明の方法ではもちろんこの種の不良は発生しなかった。
又、本発明におけるトラップの成形体は、別のモデルの
トラップ部にも応用可能であり、複数のモデルを共通し
たトラップ部を用いることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による成形工程の概略断面図である。
【図2】図1と同様な断面図であるが、管状の生素地を
鋳込み成形型内に配した例を示す。
【図3】泥漿から成形品に至るまでの固形分と水又は空
気との体積分率の変化を示す概念図である。
【図4】水洗式大便器の縦断面図である。
【図5】水洗式大便器の平面図である。
【図6】水洗式大便器の断面斜視図である。
【図7】水洗式大便器の従来の技術による鋳込み成形工
程および、成形後接着されるべき部品を示す断面図であ
る。
【図8】本発明による鋳込み成形工程を示す断面図であ
る。
【図9】図8に示す鋳込み成形工程において用いられる
型の型割り斜視図である。
【図10】本発明による鋳込み成形工程に用いられる型
のうち底型にトラップ部を載置した状態の斜視図であ
る。
【図11】本発明による鋳込み成形工程に用いられるト
ラップ部を鋳込み成形する型の型割り斜視図である。
【図12】水洗式ストール小便器の縦断面図である。
【図13】水洗式ストール小便器の平面図である。
【図14】水洗式ストール小便器の従来の形式方法を示
す断面斜視図である。
【図15】本発明による鋳込み成形工程によって作られ
た水洗式ストール小便器の断面斜視図である。
【符号の説明】
1 鋳込み成形型 1′ 〃 2 生素地 4 成形面 4′ 〃 13 ボール部 14 トラップ部 M1 中型 M2 底型 M3 側型 M4 〃 113 ボール部 114 トラップ部
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、多
孔質の鋳込み成形型の鋳込み空間内にあらかじめ成形し
ておいた生素地を保持した状態で鋳込み空間に泥漿を流
し込み、この生素地と後から流し込まれた泥漿からの着
肉体が一体となった成形品を製造する陶磁器の鋳込み成
形方法を見出し、陶磁器の鋳込み成形における成形品の
厚みや形状の制約を解消し、自由な形状の製品設計がで
きる様にした。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】これらの型は複数個組み合わされて鋳込み
空間を形成するが、この鋳込み空間内にあらかじめ成形
しておいた生素地を保持する必要がある。その保持方法
として、鋳込み空間内に完全に宙吊りにする方法として
は、生素地を、鋼線等の線材で吊下保持し、脱型後、成
形品から線材を引き抜く方法がある。しかしながらこの
方法は、衛生陶器のトラップ部の様な、複雑な形状をし
た生素地や、大型の生素地を保持するには位置決めが難
しいため、好ましい生素地の保持方法は鋳込み成形型の
成形に載置することである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】流し込まれた泥漿は型1に吸水されて、着
肉体3を構成して、あらかじめ保持された生素地2と一
体になる。所定の厚みaがついた後に、6の部分を占め
ていた余剰の泥漿は排出される。なお、この場合、成形
面4と生素地2の隙間の厚さbはaより小さいことが要
求される。生素地2と成形面4′のスキマ5の部分には
泥漿が入り込んで着肉する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】この場合の好ましいバインダーは有機高分
子系のものであり、例としてはカルボキシルメチルセル
ロースナトリウム、トラガガントゴム、アラビアゴム、
ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、カゼイ
ン、酢酸セルロース、デキストリン、メチルセルロー
ス、ペプトン、溶性デンプン、ヒドロキシプロピルセル
ロース、ゼラチン、各種グニン抽出物、各種エマルジ
ョン系バインダー等をあげることができる。これらのバ
インダーは素地乾重に対し、0.05〜5%程度加える
のが好ましい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】この手法はあらかじめ保持しておく生素地
を高圧で成形することにより、その素地粒子の充填度の
高いものとし、生素地の強度を向上させて、生素地が膨
潤するのを防ぐものである。なお、この手法により、生
素地の素地粒子の充填度を向上させる場合には、その限
界含水率を小さくする様な鋳込み成形圧をかけることが
好ましい。鋳込み成形体の限界含水率は、通常、鋳込み
成形圧が小さい間は一定であり、鋳込み成形圧がある値
を超えると鋳込み成形圧が大きくなるに従い小さくな
る。この鋳込み成形体の含水率が変化を始める鋳込み成
形圧の大きさは、陶石、粘土、長石等を主成分とする衛
生陶器、食器等のクラシックセラミック素地では10〜
50kgf/cm程度であり、アルミナ、ジルコニ
ア、サイアロン、炭化珪素、窒化珪素等のファインセラ
ミック素地では、石コウ型を用いた常圧鋳込み成形にお
ける鋳込み成形圧(これは石コウの毛管吸引力にほぼ等
しい)である1〜2kgf/cm以下である場合が多
い。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】Iは比のあらかじめ保持しておく生素地の
鋳込み泥漿に、カルボキシルメチルセルロースナトリウ
ムを乾重比で0.5%加えた後に24時間に攪拌した泥
漿を用いて生素地を石コウ型により常圧鋳込み成形し、
脱型時の含水率25.5%から乾燥させて、型上に載置
した時の生素地の含水率を22.0%に調節したもので
ある。IIは比のあらかじめ保持しておく生素地の鋳込
み泥漿を鋳込み圧力40kgf/cmの加圧鋳込み成
形で成形すると、脱型時の生素地の含水率が22.0%
になったので、この生素地をそのま型上に載置したも
のである。なお、この場合の生素地の限界含水率は1
6.8%であった。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】
【実施例】図4、図5及び図6水洗式大便器の縦断面
図、平面図および断面斜視図を夫々示す。水洗式大便
器はリム部10と胴部12からなり、リム部10と胴部
12は別々に成形された後接合されて製造されている。
胴部12はボール部13とそれにつながるトラップ部1
4とを備えており、このトラップ部14の形成方法に本
発明の手法を応用した。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】本発明の成形方法を用いた水洗式大便器
製造結果を以下に述べる。本体成形用の泥漿は、従来技
術と同様の陶石60wt%、長石20wt%、粘土20
wt%からなるビトレアスチャイナ素地であり、トラッ
プ部成形用の泥漿は本体成形用の泥漿にカルボキシルメ
チルセルロースナトリウムを乾重比で0.3wt%加え
たものである。成形方法は両者共、石コウ型を用いた常
圧鋳込み成形である。トラップ部は脱型時の含水率が2
6%あったため、乾燥によって含水率を22%にしてか
ら底型上に載置した。本体成形用の泥漿を流し込み、着
肉、排泥、土締した後に脱型し、さらに乾燥・施釉・焼
成して衛生陶器製品を得た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 彰夫 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 井上 稔 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 野上 俊明 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 直塚 尚二 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 山崎 政男 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 鈴木 裕之 北九州市小倉北区中島2丁目1番1号 東 陶機器株式会社内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔質の鋳込み成形型の鋳込み空間内に
    あらかじめ成形しておいた生素地を保持した状態で、鋳
    込み空間に泥漿を流し込み、この生素地と後から流し込
    まれた泥漿からの着肉体が一体となった成形品を製造す
    る陶磁器の鋳込み成形方法。
  2. 【請求項2】 生素地と泥漿がほぼ同じ素地組成からな
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 生素地を鋳込み空間内に保持する方法が
    鋳込み型の着肉面に載置することである請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 鋳込み成形体が排泥鋳込み成形部分を含
    むものであり、あらかじめ成形しておいた生素地の表面
    の一部が後から流し込まれた泥漿からの着肉体の排泥面
    に相当する請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 あらかじめ保持しておく生素地の含水率
    がその限界含水率より大きく、後から流し込む泥漿から
    の着肉体の着肉終了時の含水率より小さい請求項1に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 あらかじめ保持しておく生素地の組成が
    バインダーを含むものである請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 バインダーが有機高分子である請求項6
    に記載の方法。
  8. 【請求項8】 あらかじめ保持しておく生素地の成形方
    法が鋳込み成形であり、生素地の鋳込み成形圧を後から
    流し込む泥漿の鋳込み成形圧より大きくする請求項1に
    記載の方法。
  9. 【請求項9】 あらかじめ保持しておく生素地の表面に
    撥水剤を塗布する請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 あらかじめ保持しておく生素地の含水
    率が後から流し込む泥漿の含水率に近いものとする請求
    項1又は2項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 あらかじめ保持しておく生素地の素地
    粒度を後から流し込む泥漿の素地粒度より細かくする請
    求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 ボール部と、このボール部に連通する
    トラップ部を備えた衛生陶器の鋳込み成形において、あ
    らかじめ成形しておいたトラップ部の生素地を多孔質の
    鋳込み成形型の鋳込み空間内に保持した状態で、鋳込み
    空間に泥漿を流し込み、適宜着肉させた後に排泥して、
    トラップ部と後から流し込まれた泥漿からの着肉体が一
    体となった成形品を得ることを特徴とするトラップ部を
    有する衛生陶器の成形方法。
  13. 【請求項13】 トラップ部と泥漿がほぼ同じ素地組成
    からなる請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 トラップ部を鋳込み空間内に保持する
    方法が鋳込み型の着肉面に載置することである請求項1
    2に記載の方法。
  15. 【請求項15】 トラップ部の生素地の含水率がその限
    界含水率より大きく、後から流し込む泥漿からの着肉体
    の着肉終了時の含水率より小さい請求項12に記載の方
    法。
  16. 【請求項16】 トラップ部の生素地の組成がバインダ
    ーを含むものである請求項12に記載の方法。
  17. 【請求項17】 トラップ部の生素地の成形方法が鋳込
    み成形であり、生素地の鋳込み成形圧を後から流し込む
    泥漿の鋳込み成形圧より大きくする請求項12に記載の
    方法。
  18. 【請求項18】 トラップ部の生素地の表面に撥水剤を
    塗布する請求項12に記載の方法。
  19. 【請求項19】 トラップ部の生素地の含水率が後から
    流し込む泥漿の含水率に近いものとする請求項12に記
    載の方法。
  20. 【請求項20】 トラップ部の生素地の素地粒度を後か
    ら流し込む泥漿の素地粒度より細かくする請求項12に
    記載の方法。
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