成形体及其制造方法技术

本发明专利技术的成形体以无机粉末为主成分，并含有无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子。优选相对于前述无机粉末、前述无机纤维、前述有机纤维、前述热固化性树脂和前述热膨胀性粒子的总质量，含有０．５～１０质量％的前述热膨胀性粒子。前述无机粉末、前述无机纤维、前述有机纤维和前述热固化性树脂分别优选为石墨、碳纤维、纸浆纤维和酚醛树脂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及以无机粉末为主成分的成形体及其制造方法，特别涉及适用于铸件制造用铸型或结构体(以下全部称为铸型等)的成形体及其制造方法。
技术介绍
在一般的铸件的制造方法中，基于木造模具或金属模具等，用型砂形成在内部具有模腔的铸型，将熔融金属液供应到该模腔中，冷却后，从铸型取出铸件。然而，在木造模具、金属模具的制造中，要求加工熟练，昂贵的设备也是必须的，具有昂贵且质量重等缺点，而且还产生废弃处理的问题，除了批量生产的铸件以外，均不合适。另外，使用了型砂的砂型是在普通的砂中添加粘合剂，使型砂固化而赋予形状，所以在砂的再利用中需要再生处理，然而在进行该再生处理时，还产生有生成粉尘等废弃物的问题。作为解决这样的课题的手段，申请人提出了下述专利文献1所记载的技术。该技术是使用含有有机纤维、无机纤维和热固化性树脂的成形体构成铸造中使用的铸型等。通过该技术形成的成形体与使用目前的型砂而制造的铸型等相比，壁薄、质量轻、且加工性优异。另外，也没有上述产生废弃物的问题。然而，有些铸件具有复杂的形状、且涉及在细小部位具有精度要求，所以期待有能够同样适用于铸造这样的铸件的成形体。专利文献1特开2004-181472号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种复杂且可以在细小部位以良好的精度赋予形状的成形体及其制造方法。本专利技术通过提供一种成形体，该成形体以无机粉末为主成分，并含有无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子，其中相对于前述无机粉末、前述无机纤维、前述有机纤维、前述热固化性树脂和前述热膨胀性粒子的总质量，含有0.5～10质量％的前述热膨胀性粒子，由此可以实现前述目的。另外，本专利技术还提供一种制造上述本专利技术的成形体的方法，该方法包含下述步骤将前述无机粉末、前述无机纤维、前述有机纤维、前述热固化性树脂和前述热膨胀性粒子分散在分散介质中以制备原料浆料，然后，由该原料浆料抄造成湿润状态的抄造体，并将该抄造体在成形模具内加热，一边使前述热膨胀性粒子膨胀，一边进行干燥成形。附图说明图1是示意地表示用于实施本专利技术的成形体的制造方法的制造装置的一个实施方案的部分剖视图。图2是剖开观察示意地表示本专利技术的抄造模具的一个实施方案的一部分的立体图。图3是示意地表示相同的制造装置的干燥成形装置所具备的阳模的立体图。图4是示意地表示本专利技术的成形体的制造方法的一个实施方案中的抄造工序的图。图5是示意地表示本专利技术的成形体的制造方法的一个实施方案中的抄造工序结束后的抄造体的移送工序的图。图6是示意地表示本专利技术的成形体的制造方法的一个实施方案中的干燥成形工序的图。图7是示意地表示本专利技术的成形体的制造方法中的一个实施方案的干燥成形工序结束后的脱模状态的图。图8是表示通过本专利技术的成形体的制造方法抄造而成的抄造体的一个例子的立体图。图9是本专利技术的成形体的一个实施方案的干燥成形后的拐角部位的放大剖面图。图10a是表示通过本专利技术的成形体的制造方法制造而成的成形体的一个例子的图，是表示二个成形体对接状态的示意图。图10b是表示通过本专利技术的成形体的制造方法制造而成的成形体的一个例子的图，是经过对接的成形体的拐角部位之间的放大图。具体实施例方式以下，基于本专利技术优选的实施方案对本专利技术进行说明。首先，基于将本专利技术的成形体用于铸型等中的实施方案进行说明。本实施方案的成形体以无机粉末为主成分，并含有无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子。在本说明书中，所述的以无机粉末为主成分是指，在成形体中含有的全部成分中，无机粉末以质量比例计为最高。相对于前述无机粉末、无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子的总质量，本实施方案的成形体优选含有0.5～10％(质量％)、更优选含有2～8％(质量％)的热膨胀性粒子。如果在相关范围内含有热膨胀性粒子，则不仅可以抑制由于膨胀而引起的对成形精度的不良影响，而且还可以得到足够的添加效果。因此，抄造模具的形状也可以遍及细小部位而忠实地转印到成形体上。另外，即使抄造模具为复杂的形状，也可以遍及细小部位而精度良好、且不会在成形体上产生裂纹或裂痕地进行抄造。这是由于热膨胀性粒子产生膨胀，由此将抄造原料挤压扩散到抄造模具的各个角落。另外，由于不含大量的热膨胀性粒子，所以可以防止过度膨胀，不需要过多的冷却时间，因而可以保持较高的生产率。本实施方案的成形体含有因受热而膨胀、且膨胀前的平均直径优选为5～80μm、更优选为20～50μm的前述热膨胀性粒子。热膨胀性粒子的膨胀如果在这样的范围内，则不仅可以抑制由于膨胀而产生的对成形精度的不良影响，还可以得到足够的添加效果。相对于前述无机粉末、无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子的总质量，本实施方案的成形体的各成分的混合比(质量比例)优选为无机粉末/无机纤维/有机纤维/热固化性树脂/热膨胀性粒子＝70～80/2～6/2～10/8～16/0.5～10(质量比例)，更优选为70～80/2～8/2～6/10～14/2～8(质量比例)。(其中，上述质量比例的总量为100。)如果无机粉末的混合在该范围内，则浇铸时的形状保持性、成形品的表面性良好，而且成形后的脱模性也合适。另外，根据热膨胀性粒子的膨胀力与无机粉末的混合而产生的协同效应，无机纤维、有机纤维等的各成分容易地进行适当的移动，并可以容易地将成形模具的形状忠实地转印到成形体上。如果无机纤维的混合比在相关范围内，则成形性、浇铸时的形状保持性良好。如果有机纤维的混合比在相关范围内，则成形性良好，可以抑制浇铸时的气体产生量、以及向来自冒口的火焰的吹出。如果热固化性树脂的混合比在该范围内，则铸型的成形性、浇铸后的形状保持性、表面平滑性良好。作为前述无机粉末，可以列举出片状石墨(鳞片状石墨)、土状石墨等石墨、黑曜石、云母、莫来石、硅石、氧化镁等。无机粉末可以单独使用这些物质，也可以选择2种以上使用。从成形性、成本的观点出发，优选使用石墨，特别是片状石墨(鳞片状石墨)。前述无机纤维主要是用于形成成形体的骨架，例如不会由于浇铸时熔融金属的热而燃烧，从而维持其形状。作为前述无机纤维，可以列举出碳纤维、石棉等人造矿物纤维、陶瓷纤维、天然矿物纤维，它们可以单独使用，也可以选择二种以上使用。其中，从有效地抑制由于前述热固化性树脂的碳化而引起的收缩的观点出发，优选使用即使在高温下也具有高强度的沥青类和聚丙烯腈(PAN)类碳纤维，特别优选PAN类碳纤维。从对铸型等进行抄造并脱水时的脱水性、铸型等的成形性、均匀性的观点出发，前述无机纤维的平均纤维长为0.5～15mm，特别优选为1～8mm。对于前述有机纤维，可以列举出纸纤维(纸浆纤维)、微丝化的合成纤维、再生纤维(例如，人造丝纤维)等。有机纤维可以单独使用，也可以选择2种以上使用。从成形性、干燥后的强度、以及成本的观点出发，优选纸纤维。作为前述纸纤维，可以列举出木材纸浆、棉浆、棉短绒浆、竹子或稻草等其它的非木材纸浆。作为纸纤维，可以单独使用它们的原浆(virgin pulp)或废纸浆，或者选择2种以上使用。从容易获得、环境保护、以及降低制造费用等观点出发，特别优选废纸浆。如果考虑到成形体的成形性、表面平滑性、耐冲击性，前述有机纤维的平均纤维长度优选为0.8～2.0mm，特别优选为0.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形体，该成形体以无机粉末为主成分，并含有无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子，其中相对于所述无机粉末、所述无机纤维、所述有机纤维、所述热固化性树脂和所述热膨胀性粒子的总质量，含有０．５～１０质量％的所述热膨胀性粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-5-20 148746/2005;JP 2006-5-15 135719/20061.一种成形体，该成形体以无机粉末为主成分，并含有无机纤维、有机纤维、热固化性树脂和热膨胀性粒子，其中相对于所述无机粉末、所述无机纤维、所述有机纤维、所述热固化性树脂和所述热膨胀性粒子的总质量，含有0.5～10质量％的所述热膨胀性粒子。2.根据权利要求1所记载的成形体，其中所述无机粉末、所述无机纤维、所述有机纤维和所述热固化性树脂分别是石墨、碳纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：大崎雅之，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]