專利名稱：粉漿澆鑄法及其鑄模和鑄模中使用的開孔多孔體的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末材料例如有機(jī)，無機(jī)，或金屬粉末材料的粉漿澆鑄法及其使用的鑄模，和鑄模中使用地開孔多孔體的生產(chǎn)方法。
迄今為止，由于多種原因，粉漿澆鑄的鑄模主要采用石膏模。石膏模便宜，易于成形，且更重要的是，用作鑄模具有下述兩個(gè)突出特點(diǎn)(1)石膏模自身具有吸水性(由于粉漿澆鑄方法中使用的某些料漿采用有機(jī)溶劑而不是水，本發(fā)明中使用的術(shù)語″水″應(yīng)被解釋為包括有機(jī)溶劑。因此，吸水性意味著包括有機(jī)溶劑的吸收性。)(2)石膏模使鑄件有良好的脫模性。
粉漿澆鑄方法中的沉積步驟導(dǎo)致料漿中的水被多孔鑄模吸收。在成型面和沉積表面間(沉積料漿區(qū)和非沉積料漿區(qū)之間的界面)的壓差下，水被多孔鑄模吸收。壓差可以概略地由兩種機(jī)理產(chǎn)生，即由鑄模產(chǎn)生的毛細(xì)管吸力和施加到鑄?；蛄蠞{上的外部壓力，例如料漿的重力壓頭，直接壓在料漿上的力，或施加在鑄模抽空時(shí)產(chǎn)生的吸力。石膏模的主要優(yōu)點(diǎn)即自身吸水性，是由毛細(xì)管吸力產(chǎn)生的，允許在不施加外部壓力的情況下沉積料漿。
在粉漿澆鑄方法中，從鑄模中取出鑄件的脫模步驟是重要的。由于鑄件尚軟，如果不能從鑄模中平滑地脫模，鑄件就會發(fā)生變形。石膏模能提供良好的脫模性的原因是由于石膏模耐水性很弱，石膏模的表面被水一點(diǎn)點(diǎn)地溶解。換句話說，石膏模提供的良好的脫模性是因?yàn)殍T模的表面連同鑄件一道被剝離。
如上所述，石膏模具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即良好的脫模性和自吸水能力。不過，這些優(yōu)點(diǎn)也伴生著一些缺點(diǎn)。因?yàn)樽晕芰κ峭ㄟ^毛細(xì)管吸力產(chǎn)生的，因此料漿沉積速率不能明顯地提高，提高生產(chǎn)能力的努力受到了限制。由于良好的脫模性是通過溶解鑄模的成型面得到的，當(dāng)鑄模在粉漿澆鑄方法中多次使用時(shí)，成型面受到極大的磨損。一個(gè)鑄模能夠澆鑄的產(chǎn)品數(shù)量，即鑄模的使用壽命只有80-150次。
為了消除石膏模的上述缺點(diǎn)，有人曾使用一種耐水樹脂鑄模。在料漿上直接施加壓力，使料漿在耐水樹脂鑄模上沉積。因此，當(dāng)增加施加在料漿上的壓力時(shí)，料漿沉積速率也提高了。耐水樹脂鑄模提供的脫模性則大大低于石膏模。因此，通常在壓力下向耐水樹脂鑄模通氣，即給鑄模施加背壓，以向鑄模與鑄件之間的界面提供積存在鑄模中的水和空氣，由此將鑄件脫模。具體地說，日本專利No.2-15364披露了一種在鑄模中設(shè)置的氣槽，和日本專利No.2-15365公開了在具有成型表面的鑄模背面加有粗多孔層。通過氣槽或粗多孔層向鑄模與鑄件之間供水和空氣。在日本專利Nos.1-49803和2-17328中也提出在鑄模中設(shè)置氣槽。
壓力澆鑄所用樹脂鑄模的多孔材料包括環(huán)氧樹脂，丙烯酸的非飽和聚酯材料。在這些材料中，環(huán)氧樹脂被廣泛地使用，由于固化時(shí)收縮較小和產(chǎn)熱較少，已有建議使用開孔多孔體，如日本專利Nos.53-2464,62-26657,5-8936,5-39972,5-43733，和5-345835中所披露的。許多陶瓷和金屬材料的多孔體而不是樹脂材料的多孔體，被建議用作壓力鑄造的耐水鑄模材料。
壓力澆鑄有助于提高生產(chǎn)率，由于如上所述的對料漿直接加壓，壓力澆鑄的料漿沉積速率大大高于石膏模粉漿澆鑄。不過，對料漿直接加壓需要堅(jiān)固的管路結(jié)構(gòu)，鑄模結(jié)構(gòu)和組合鑄模部件的加壓結(jié)構(gòu)(鑄模中的鑄?？臻g通常采取多個(gè)鑄模部件結(jié)合在一起的形式)，造成鑄模設(shè)備需要高的成本。
在未對料漿施加外部壓力的配置下，諸如使用石膏模的粉漿澆鑄加工的情形，鑄模設(shè)備的成本是較少的。經(jīng)濟(jì)上較好的選擇是采用耐水鑄模材料而不是石膏，以提高鑄模的使用壽命，并主要借鑄模材料的毛細(xì)管吸力來沉積料漿，如使用石膏模的粉漿澆鑄方法那樣。
不過，上述選擇遇到很大的問題。由于使用了耐水鑄模材料，其本身不再能提供與石膏模那樣的脫模性。例如日本專利Nos.5-80324公開了一種在毛細(xì)管吸力下具有自吸水能力的非飽和聚酯鑄模材料，但在有關(guān)脫模性方面，只描述了在粉漿澆注加工之前將石膏噴到成型面，并在從鑄模中取出鑄件時(shí)使用熱輻射或熱空氣。在前面的配置中和在后面的配置中，這些達(dá)到可脫模的嘗試需要在前配置中設(shè)置除去附著在鑄件表面的石膏粉的裝置和在后配置中設(shè)置產(chǎn)生熱輻射或熱空氣的裝置。因此，其裝置與壓力澆鑄一樣昂貴。
還有人建議了一種鑄模材料例如含樹脂石膏或含水不溶性填料的石膏，而不是普通石膏。不過這些特殊石膏鑄模材料的耐水性只稍大于普通石膏，且用這種特殊石膏鑄模材料制造的一個(gè)鑄?？缮a(chǎn)的鑄件數(shù)量范圍在200-300個(gè)，只稍大于石膏鑄模的產(chǎn)量。
取得的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)對鑄模施加背壓以從鑄模中脫模鑄件時(shí)，該鑄模可以連續(xù)粉漿澆注生產(chǎn)鑄件，這對普通石膏鑄模是不可能的。具體地說，石膏模中鑄件的沉積是借助鑄模的毛細(xì)管吸力，吸收料漿中的水完成的。結(jié)果，當(dāng)用一干燥的石膏鑄模連續(xù)地生成1-3個(gè)鑄件后，石膏鑄模的孔隙中就充滿了水，使其不能再產(chǎn)生毛細(xì)管吸力。因此，根據(jù)通常的實(shí)踐，當(dāng)白天用一個(gè)石膏鑄模連續(xù)地生產(chǎn)1-3個(gè)鑄件后，晚上將石膏鑄模幾乎徹底地干燥，然后在第二天早上再用于粉漿澆鑄。結(jié)果，石膏鑄模的生產(chǎn)率很低，用于干燥石膏鑄模的能量消耗明顯地增大。
如果開發(fā)非石膏耐水材料，以用作鑄模材料，因其耐水性造成的不良的脫模性缺點(diǎn)可以通過采用施加背壓以向鑄模和鑄件之間提供水和空氣，從而使鑄件脫模。因?yàn)樵诔尚图庸ぶ需T模吸收的水可以通過上述機(jī)理加以排出，可以恢復(fù)毛細(xì)管吸力以連續(xù)澆鑄鑄件。不過，盡管這樣，耐水材料還有下列缺點(diǎn)
由于在鑄模的孔隙充滿水時(shí)，不再產(chǎn)生毛細(xì)管吸力，就要向鑄模施加背壓以從鑄模中除水。然而，空氣和水的通道阻力成為問題。具體地說，具有大的毛細(xì)管吸力和高沉積速率的鑄模只具有小直徑的孔隙，且因此不易從孔隙中除去水。
當(dāng)向鑄模施加背壓以從其中取出鑄件時(shí)，如果有大量的空氣排出，鑄件有被空氣弄破和損壞的傾向。因此，為了順利地從鑄模中取出鑄件，有必要在鑄模和鑄件之間形成一水膜。在壓力澆鑄加工中，由于下列原因，這種水膜可以較容易地形成因?yàn)樵趬毫茶T加工的澆鑄循環(huán)中，不需要鑄模有毛細(xì)管吸力，鑄?；臼窃谒柡蜖顟B(tài)下使用，這意味著料漿沉積時(shí)吸入的水，要大大地多于鑄件脫模時(shí)排出的少量水(因此，有必要在料漿沉積時(shí)從鑄模中排出相當(dāng)量的水)。在主要利用毛細(xì)管吸力沉積料漿的粉漿澆鑄中，為了產(chǎn)生毛細(xì)管吸力，有必要從鑄模的孔隙中除去水，并因此使粉漿澆鑄加工在易于破壞水膜的情況下進(jìn)行。采用施加背壓從鑄模中脫模鑄件的機(jī)理與石膏粉漿澆鑄相比會增高費(fèi)用。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種澆鑄方法，該方法提供在主要利用毛細(xì)管吸力沉積料漿的粉漿澆鑄法中所具有的優(yōu)良的沉積性和脫模性，而不產(chǎn)生壓力澆鑄所需的更多的設(shè)備成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供比普通石膏粉漿澆鑄鑄模，可以生產(chǎn)更多鑄件和具有更高的生產(chǎn)率(沉積性和脫模性)的粉漿澆鑄鑄模材料，并提供一種制造這種粉漿澆鑄鑄模材料的方法。
上述目的用一種粉漿澆鑄鑄模來澆鑄粉末材料的方法來實(shí)現(xiàn)，該鑄模具有自吸水能力和基本上是耐水的水吸收層，該方法包括步驟I)控制水吸收層的水飽和百分比；II)將料漿注入粉漿澆鑄鑄模；III)在粉漿澆鑄壓力下在水吸收層上沉積料漿，該壓力包括選自至少下列之一a)料漿壓頭，b)施加到水吸收層的吸氣真空，和c)直接施加到料漿上的至多0.3MPa的壓力；和IV)從粉漿澆鑄鑄模中脫模沉積的鑄件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人已對有關(guān)控制層沉積性和粉漿澆鑄鑄模的脫模性的方法進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果，依據(jù)本發(fā)明，提供了一種制備用于粉末材料粉漿澆鑄鑄模的開孔多孔體的方法，該方法包括步驟將在一個(gè)分子中含有至少一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物，與環(huán)氧化合物反應(yīng)固化環(huán)氧化合物的固化劑，產(chǎn)生自身吸水性和脫模性的填料，和水的混合物攪拌成O/W型的乳液料漿；將乳液料漿注入不透水的鑄模；并在含水期間固化鑄模中的乳液料漿。該開孔多孔體可以用在具有自身吸水性和脫模性的粉漿澆鑄鑄模中。
還提供了一種用于粉漿澆鑄粉末材料的粉漿澆鑄鑄模，該鑄模使用開孔多孔體作為其水吸收層。


圖1是橫截面圖示，表示在根據(jù)本發(fā)明的開孔多孔體層中設(shè)置的氣槽；
圖2是橫截面圖示，表示具有空氣管并固定在根據(jù)本發(fā)明的開孔多孔體層背面的粗多孔層；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄法中連續(xù)步驟的方塊圖4是根據(jù)本發(fā)明的盒型粉漿澆鑄鑄模的示意圖，在開孔多孔體層中設(shè)置氣槽；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的盒型粉漿澆鑄鑄模的示意圖，其外殼開有氣槽；和
圖6是根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄鑄模內(nèi)部結(jié)構(gòu)橫截面圖示。
本發(fā)明的實(shí)施方案將參考附圖和表在下面作詳細(xì)描述。
下面將首先描述在粉漿澆鑄粉狀材料方法中控制水吸收層的水飽和百分比步驟。
表1表示將澆鑄一件衛(wèi)生陶器的料漿注入環(huán)氧樹脂鑄模試件中時(shí)的鑄模水飽和百分比、沉積速率常數(shù)K和鑄件水含量百分比之間的關(guān)系。當(dāng)鑄模的全部孔隙都充滿水時(shí)，鑄模水飽和百分比為100％。沉積速率常數(shù)K是根據(jù)公式K＝L2/T計(jì)算的，其中T是鑄模中沉積厚度為8mm層所需時(shí)間，和L是沉積層的測定厚度。鑄件水含量百分比是在鑄模中層沉積到厚度約8mm后，立即與干燥的參考物相對照的水含量百分比。表1
從表1可見，當(dāng)鑄模水飽和百分比范圍在30-80％時(shí)，沉積速率是最大的，在干燥態(tài)時(shí)該值時(shí)是較低的，而干燥態(tài)對石膏粉漿澆鑄來說認(rèn)為是好狀態(tài)。鑄件水含量百分比可以作為如沉積速率同樣重要的因素被列出，因?yàn)榫哂休^少水含量百分比的鑄模材料在取出鑄件時(shí)是更抗變形的，且在取出鑄件后只產(chǎn)生較小的干燥收縮。由此考慮，最好控制鑄模水飽和范圍為30-80％。
將料漿注入已控制水飽和百分比的鑄模，然后在鑄模中進(jìn)行沉積層的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄粉末材料的方法，在鑄模中主要利用鑄模的毛細(xì)管吸力來形成沉積層。不過，另外的壓力也可用作粉漿澆鑄壓力。例如，通常利用料漿的壓頭用將料漿注入鑄模，壓頭可以方便地用作粉漿澆鑄壓力。
在使用普通石膏鑄模的粉漿澆鑄方法中，由于石膏強(qiáng)度小，即使在輕微變形下也會破裂，壓頭高最多約0.4m(料漿壓頭高表示從鑄件最上部到料漿上表面的距離)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，由于使用了具有較大強(qiáng)度的樹脂鑄模，壓頭高可以優(yōu)選地提高到0.4m或更高，更優(yōu)選可到0.6m或更高。
提高壓頭可以產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)作為粉漿澆鑄壓力應(yīng)用時(shí)，它可以提高沉積速率。不過，適用的料漿壓頭不管有多高，實(shí)際上都小于鑄模的毛細(xì)管吸力。提高壓頭的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠降低鑄件水含量百分比，并根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)與石膏粉漿澆鑄相比顯示了這一點(diǎn)。
如后面所述，如果用通空氣和水的機(jī)理來控制鑄模材料的水飽和百分比和從鑄模中鑄件脫模，那么在可用作粉漿澆鑄壓力的吸真空壓力下，可使用抽空鑄模的機(jī)理。真空抽吸壓力不僅可用在沉積層步驟中，也可如后面所述，用在注入料漿的步驟和使沉積層致密化的步驟中。如果在注入料漿步驟中使用真空抽吸壓力，那么由于空氣被從鑄模中的模制空間中除去，則可在提高的速度下將料漿注入鑄模，在鑄件中也不易出現(xiàn)氣孔。如果真空抽吸壓力用在使沉積層致密化步驟中，那么可加快沉積層致密化。
不過，如果在鑄模中沉積層期間將鑄模抽空，那么鑄件從鑄模取出時(shí)，表面可能會脫皮，這取決于鑄件材料的類型和形成鑄件的條件。如果鑄件的材料含有許多細(xì)顆粒，那么鑄件的表面就更可能會脫皮。
采用在沉積步驟接近結(jié)束時(shí)停止抽空鑄模的方法，而不是在沉積步驟的整個(gè)期間內(nèi)抽空鑄模，就可以防止鑄件的表面脫皮。如果使用了這種方法，那么最好在從沉積步驟開始到沉積達(dá)80％的期間內(nèi)選擇一段時(shí)間抽空鑄模。例如，如果沉淀時(shí)間是30分鐘，那么抽空鑄模的時(shí)間段可以選擇從0-24分鐘，或0-20分鐘，或2-20分鐘，這里0分鐘為沉淀步驟的開始時(shí)間。防止鑄件表面脫皮的另一種方法是在沉積步驟的沉積過程中降低抽吸真空。例如，如果沉淀時(shí)間是60分鐘，那么抽吸真空可以依次降低，0-30分鐘為0.08MPa，30-50分鐘為0.04MPa，和50-60分鐘為0.01MPa，此處0分鐘為開始沉積的時(shí)間。
上述兩種方法可以相互結(jié)合。例如，如果沉淀時(shí)間是50分鐘，那么，抽吸真空從0-30分鐘可以為0.06MPa和從30-40分鐘為0.02MPa，和從40-50分鐘不抽空鑄模，此處0分鐘為開始沉積的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄法中的粉漿澆鑄壓力可以像壓力澆鑄那樣，用活塞或泵直接加壓于料漿而產(chǎn)生。不過，最好不直接加壓于料漿，因?yàn)檫@時(shí)鑄模和澆鑄機(jī)將必須具有牢固的結(jié)構(gòu)。如果仍要直接加壓于料漿，那么施加到料漿上的壓力應(yīng)為0.3MPa或更低。
在料漿沉積到鑄件具有預(yù)定的厚度后，將鑄件從鑄模中取出。鑄件可以用自然脫模的方法脫模，其中鑄件自然而然地從鑄模中脫出，或用水膜脫模法，其中鑄件在施加到鑄模上的背壓下，利用加到鑄模和鑄件之間的界面的水或空氣使鑄件從鑄模中脫出。自然脫模法需使用具有自脫模性，同時(shí)又能基本保持耐水性的鑄模材料，這將在后面描述。水膜脫模法要求從鑄模的表面均勻地排出水和空氣。除非在鑄模和鑄件的界面生成水膜，否則鑄件將被空氣吹開。在將料漿注入鑄模之前，上述30-80％的水飽和百分比的優(yōu)選范圍是將鑄件從具有水膜的鑄模中順利脫模的范圍(對于從具有水膜的鑄模中鑄件的脫模，水飽和百分比可以是80％或更高，例如100％，但用這種水飽和百分比時(shí)其沉積速率較低)。
有兩類粉漿澆鑄方法，即固體澆鑄法，其中水從鑄件的對面被鑄模吸收(也稱為型芯澆鑄法，這樣生產(chǎn)的鑄件部分被稱為型芯部分)，和排漿澆鑄法，其中水從鑄件的一側(cè)被鑄模吸收，并在沉積層達(dá)到預(yù)定厚度后，過量的料漿被排放掉(也稱為單側(cè)澆鑄法，這樣生產(chǎn)的鑄件部分被稱為單側(cè)部分)。大多數(shù)衛(wèi)生陶器的模制體中包括型芯部分和單側(cè)部分。
本發(fā)明的方法可應(yīng)用于固體澆鑄法及注口澆鑄法二者。不過，如果根據(jù)本發(fā)明的方法用于排漿澆鑄法，那么需在沉淀步驟和脫模步驟之間增加排出過量料漿的步驟和使沉積層致密化的步驟，后者是通過降低沉積層的排放料漿表面的水含量百分比來提高其硬度。
在排放過量料漿的步驟中，鑄模中開設(shè)料漿排放氣孔，以溝通鑄?？臻g，且在壓力下通過料漿排放氣孔將空氣導(dǎo)入鑄?？臻g，以排出過量料漿(通過排放口，該口通常用作將料漿導(dǎo)入鑄模的進(jìn)料口)。在使沉積層致密化的下一步驟中，即使在鑄件保持原狀的情況下，沉積層料漿排放表面的水會在鑄模的毛細(xì)壓力下通過鑄件進(jìn)入鑄模材料。為了縮短沉積層致密化所需時(shí)間，最好在壓力下將空氣導(dǎo)入料漿排放空間(通常通過料漿排放氣孔)。
在沉積層致密化時(shí)，施加到導(dǎo)入料漿排放空間的空氣的壓力越高，沉積層料漿排放表面的水含量百分比的下降速度就越快。在使用石膏模的通常方法中，在沉積層致密化步驟中，由于不是鑄模破裂就是鑄件破裂，所以施加空氣壓力的上限約為0.005MPa。根據(jù)本發(fā)明，由于從鑄模中鑄件脫模的機(jī)理不同于石膏粉漿澆鑄方法，并在優(yōu)選實(shí)施方案中采用具有較高強(qiáng)度的樹脂鑄模，所以可以提高施加到致密沉積層的壓力，其優(yōu)選為0.005-0.4MPa，更優(yōu)選為0.007-0.1MPa。
在沉積層致密化步驟中，通過用于抽空鑄模的吸氣真空，可以使水連同在壓力下導(dǎo)入的空氣一道流入料漿排放空間。不過，在使鑄模中沉積層致密化的步驟中，如果鑄模被抽空，那么鑄件從鑄模中取出時(shí)，其表面有可能脫皮，這取決于鑄件的材料類型和制成鑄件的條件。如果鑄件材料含有許多微細(xì)的顆粒，那么鑄件表面更可能脫皮。
通過在近致密化步驟的終點(diǎn)停止抽空鑄模，而不是在致密化步驟的全部致密化時(shí)間內(nèi)抽空鑄模的方法，可以防止鑄件表面脫皮。如果使用這種方法，那么最好在從致密化步驟的開始到致密化達(dá)80％的時(shí)間段內(nèi)選擇一段時(shí)間段抽空鑄模。例如，如果致密化時(shí)間是10分鐘，那么抽空鑄模的時(shí)間可以選擇從0-8分鐘，或0-5分鐘，或2-7分鐘，這里0分鐘為致密化步驟的開始時(shí)間。
阻止鑄件表面脫皮的另一種方法是在致密化步驟的致密時(shí)間進(jìn)程中，降低吸氣真空。例如，如果致密化時(shí)間是15分鐘，那么吸氣真空可以如此降低，即從0-10分鐘為0.08MPa，從10-13分鐘為0.04MPa，從13-15分鐘為0.01MPa，此處0分鐘為致密化步驟的開始時(shí)間。
上述兩種方法可以結(jié)合在一起。例如，如果致密化時(shí)間是20分鐘，那么吸氣真空從0-10分鐘可以為0.06MPa和從10-15分鐘為0.02MPa，鑄模從15-20分鐘不抽真空，此處0分鐘為致密化步驟的開始時(shí)間。
如果采用在施加到鑄模的背壓下從鑄模中取出鑄件的脫模步驟，在從鑄模中取出鑄件結(jié)束時(shí)水和空氣就從成型面排出。因此，如果從鑄模中取出鑄件的結(jié)束時(shí)緊跟著控制水吸收層水飽和百分比的步驟，那么這些步驟就會一個(gè)跟一個(gè)順利地進(jìn)行，使得有可能控制鑄件的脫模條件，以使從鑄模中取出鑄件結(jié)束時(shí)鑄模的水飽和百分比與將料漿注入鑄模時(shí)對鑄模適宜的水飽和百分比相等。
上面已描述了根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄方法的各種步驟?，F(xiàn)在，下面將描述控制水吸收層的水飽和百分比的方法。
由于在將料漿注入鑄模時(shí)水吸收層的水飽和百分比范圍為30-80％，因此最好將水吸收層的水飽和百分比調(diào)整到上述范圍。
例如，如果在前面的澆鑄循環(huán)中從料漿中吸收的水量占有水吸收層體積的相當(dāng)比例，那么在將料漿注入鑄模前有必要使水吸收層脫水。但是如果在對鑄模施加背壓下將鑄件從鑄模中脫模時(shí)，如果有大量的水被排出，那么在將料漿注入鑄模前有必要再給水吸收層加水。
水吸收層的水飽和百分比可以用導(dǎo)入水排出空氣或?qū)胨欧潘畞砜刂?。另外，如果水吸收層的水飽和百分比高于要求的目?biāo)值，那么可以將水導(dǎo)入水吸收層，以進(jìn)一步提高其水飽和百分比，并在此后可以導(dǎo)入空氣將水飽和百分比降低到目標(biāo)值。后一方法用于在從鑄模中取出鑄件時(shí)，水吸收層的水飽和百分比是不規(guī)則的情況，因?yàn)樵阼T模中不可能沉積均勻的層，并且在從鑄模中取出鑄件時(shí)不可能形成水膜。在此情況下，導(dǎo)入水使水飽和百分比均一化，然后導(dǎo)入空氣將水飽和百分比降低到目標(biāo)值。用此方法，成型面和氣槽(描述在后)可以被清潔，以提高鑄模的使用壽命即提高鑄?？梢陨a(chǎn)鑄件的數(shù)量。
水可能含有各種雜質(zhì)例如各種離子。如果水含有各種雜質(zhì)，那么將水導(dǎo)入水吸收層，以提高其水含量百分比，且然后又導(dǎo)入空氣將水飽和百分比降低到目標(biāo)值的方法是不可取的，因?yàn)檫@將造成鑄模堵塞。
在此情況下，應(yīng)盡可能避免將水導(dǎo)入鑄模。如果必須定期導(dǎo)入水(例如一周或一月一次)以清洗氣槽，那么應(yīng)將用各種過濾器除去雜質(zhì)的水導(dǎo)入鑄模。
下面描述將空氣或水導(dǎo)入水吸收層的方法。最好采用將空氣和水導(dǎo)入水吸收層的空氣和水傳輸方法，將空氣和水導(dǎo)入水吸收層，和在背壓下通過空氣和水傳輸方法將空氣和水導(dǎo)入鑄模。
除控制水飽和百分比外，在鑄模中層沉積時(shí)，抽空鑄模以提高沉積速率，以及在鑄模上施加背壓以用水膜從鑄模中脫模鑄件時(shí)，空氣和水傳輸方法也是有效的。
空氣和水傳輸方法可以包括在水吸收層內(nèi)或在水吸收層的背面開設(shè)氣槽，以從其中通過空氣和水。如圖1所示，可以以與成型面基本平行的一定的間隔，或以與成型面基本垂直的一定的間隔開設(shè)氣槽，或以各種模式在水吸收層中設(shè)置，這樣，當(dāng)對鑄模施加背壓時(shí)，空氣和水可以基本均勻地從成型面排放。這些氣槽與一個(gè)或多個(gè)主氣槽相連，該主氣槽與伸出到鑄模外面的管子相連，以傳輸空氣和水。
此外，如圖2所示，空氣和水傳輸方法可以包括配置在水吸收層背面的粗多孔層，并具有伸出到鑄模外面的傳輸空氣和水的氣管。按這種配置，當(dāng)氣管被加壓時(shí)，粗多孔層中的壓力傾向于相對均勻，因?yàn)槠淇拙哂写蟮闹睆?，由此可從成型面較均勻地排出水和空氣。每個(gè)鑄?？稍O(shè)一根氣管，或如果用一根氣管時(shí)，粗多孔層中的壓力不均勻，那么每個(gè)鑄?？稍O(shè)多根氣管。這些氣管伸出鑄模之外，用于傳輸空氣和水。
下面將描述本發(fā)明中使用的基本耐水的水吸收層。術(shù)語″耐水″含意是未使用如使用像石膏模那樣，通過溶解自身表面取得脫模性的鑄模材料。耐水的鑄模材料包括樹脂鑄模材料，金屬鑄模材料，陶瓷鑄模材料等。例如，由于用于制造產(chǎn)品的鑄模具有復(fù)雜的形狀，例如衛(wèi)生陶器，最好應(yīng)是可以通過澆鑄鑄模材料成型的鑄模，這種鑄模最好是樹脂鑄模。樹脂鑄模包括環(huán)氧樹脂鑄模，丙烯酸鑄模，非飽和聚酯鑄模等?？紤]樹脂的粘性，適用期等，環(huán)氧樹脂鑄模是較容易使用的。
水吸收層具有自吸水能力，該吸收性由開孔多孔體的鑄模材料的毛細(xì)吸力產(chǎn)生。用于制作金屬鑄?；蛱沾设T模的開孔多孔體可以用燒結(jié)金屬粉或陶瓷粉來生產(chǎn)，由此顆粒之間的空隙可以用作氣孔。例如，為了制備環(huán)氧樹脂鑄模，將環(huán)氧樹脂(包括固化劑)，水，和填料混合成O/W型乳液料漿(油相被分散在連續(xù)相的水相中)，且在乳液料漿固化后，在連續(xù)相的水相中形成小孔。
為了將本發(fā)明的澆鑄方法用于工業(yè)生產(chǎn)線，本方法的步驟具有其自身的特征操作。例如，在控制水吸收層的水飽和百分比的步驟和以水膜從鑄模中脫模鑄件的步驟中，從鑄模中可能排放出大量的水，對注入料漿和真空抽吸需要專用設(shè)備。通過用各個(gè)崗位將步驟聯(lián)結(jié)在一起，對排放大量水的各步驟提供一臺處理排放水的設(shè)備，只給在某些相應(yīng)步驟的崗位，而不是給所有的鑄模提供專用設(shè)備，這樣可以降低設(shè)備費(fèi)用。在這種安排中，崗位之間移動鑄模需要運(yùn)輸設(shè)備，至于鑄模為可移動型或鑄模為固定型，則要根據(jù)情況作不同的選擇。
鑄模為可移動型的情況中，在不同的崗位中并非所有步驟都要執(zhí)行。如圖3所示，對某些連續(xù)步驟組合在一起的各個(gè)區(qū)段可以設(shè)立崗位。
如果為各個(gè)區(qū)段設(shè)立崗位，并在一個(gè)崗位處理多個(gè)鑄模，那么就減少了崗位的數(shù)量，但鑄模的運(yùn)輸設(shè)備是很復(fù)雜的。
如果鑄模運(yùn)輸設(shè)備過于復(fù)雜的缺點(diǎn)太突出，那么在一個(gè)崗位最好只處理一個(gè)鑄模。這樣的體系優(yōu)選使用兩個(gè)崗位，即將料漿注入鑄模和在鑄模中層沉積(料漿排放和沉積層致密化)的崗位，和鑄件從鑄模中脫模的崗位?？刂扑柡桶俜直瓤梢栽趦蓚€(gè)崗位的任一個(gè)中進(jìn)行(通常為鑄件從鑄模中脫模的崗位)。
根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄法不限制用在任何特定的領(lǐng)域。不過，根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄法能有效地用于白瓷器例如衛(wèi)生陶器，精細(xì)陶瓷制品，和例如粉末冶金產(chǎn)品的生產(chǎn)。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄鑄模和用于這種粉漿澆鑄鑄模的開孔多孔體的生產(chǎn)方法。
用于本發(fā)明的環(huán)氧樹脂化合物在一個(gè)分子中具有一個(gè)或多個(gè)環(huán)氧環(huán)，在常溫下是液體，并具有低的粘度，方便地用于生產(chǎn)乳液料漿。環(huán)氧樹脂化合物最好是縮水甘油環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選是雙酚環(huán)氧樹脂，如雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、雙酚AD環(huán)氧樹脂，或類似物。
為了生產(chǎn)低粘度乳液料漿，環(huán)氧樹脂化合物的固化劑最好是聚酰胺，聚胺，改性聚胺，或它們的混合物。(優(yōu)選低粘度乳液料漿是因?yàn)樗梢员蛔⑷氪蠖鴱?fù)雜的鑄模的粉漿澆鑄空間的每一個(gè)角落，用于形成大而復(fù)雜的鑄件。)在這些固化劑中，特別優(yōu)選聚酰胺固化劑。
下面將描述作為本發(fā)明的最重要方面的用填料產(chǎn)生的自吸水能力和脫模性。通過可以互相結(jié)合的各種方法用填料產(chǎn)生自吸水能力和脫模性。與自吸水能力有關(guān)的鑄模沉積料漿的能力是由鑄模材料的毛細(xì)吸力產(chǎn)生的。因此，問題是如何用填料來產(chǎn)生鑄模材料的毛細(xì)吸力。在這方面，重要的是要注意，料漿材料的沉淀特性不僅受鑄模材料的毛細(xì)吸力的影響，而且受水通行阻力的影響。水通行阻力大致分為沉積層造成的阻力和鑄模造成的阻力(嚴(yán)格地說，從鑄模的成型面到其水飽和部分的末端)。提供大的毛細(xì)吸力的鑄模具有小的孔徑。不過，具有小孔徑的鑄模存在大的水通行阻力，具有大毛細(xì)吸力的鑄模可能未必具有優(yōu)良的自吸水能力。
對鑄模來說，必須在毛細(xì)吸力和鑄模材料造成的水通行阻力間進(jìn)行權(quán)衡。由于鑄模材料造成的水通行阻力連同沉積層造成的水通行阻力一起影響到沉積速率，因此鑄模的最優(yōu)特性不能單由鑄模材料確定，而應(yīng)結(jié)合各種沉積層一同確定。
對于用完全干燥的鑄模粉漿澆鑄鑄件，在沉積層的平均水含量百分比是常數(shù)且鑄模均勻地吸收水的情況下，那么在所有時(shí)間內(nèi)，沉積層造成的水通行阻力和鑄模材料造成的水通行阻力間的比例都是常數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄法中，有時(shí)最好用具有相當(dāng)高的水飽和百分比的鑄模粉漿澆鑄鑄件。在這種情況下，沉積層造成的水通行阻力和鑄模材料造成的水通行阻力之比隨沉積的料漿變化，因此必須考慮在料漿沉積開始時(shí)鑄模的水飽和百分比以及沉積期間(沉積材料的數(shù)量)。
鑒于上述分析，發(fā)明人在各種不同的澆鑄條件下，對粉漿澆鑄衛(wèi)生陶器，用各種材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)為了制造在工業(yè)生產(chǎn)中能產(chǎn)生有效的沉積速率的粉漿澆鑄鑄模，應(yīng)滿足下列條件
如果使用主要由聚酰胺組成的固化劑，那么填料最好應(yīng)具有平均粒徑為0.3-8μm。填料可以是任何材料，只要可以被環(huán)氧樹脂粘合和其粒度可以控制。例如，填料可以是硅石粉或硅砂粉。平均粒徑定義為以體積為準(zhǔn)的代表50％的累積體積為粒徑。如果平均粒徑小于0.3μm或大于8μm，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。
如果固化劑由在鏈狀脂肪伯聚胺和在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)縮水甘油基的縮水甘油醚之間反應(yīng)生成的產(chǎn)物組成，那么填料最好具有平均粒徑范圍為1-20μm。如果平均粒徑小于1μm或大于20μm，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。填料可以是任何材料，只要可以被環(huán)氧樹脂粘合和其粒度可以控制。例如，填料可以是硅石粉或硅砂粉。鏈狀脂肪伯聚胺最好有通式H2N[(CH2)2NH]n(CH2)2NH2，在分子相對的端點(diǎn)有氨基，更優(yōu)選的包括二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，或五乙烯六胺。在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)縮水甘油基的縮水甘油醚最好包括在一個(gè)分子中有兩個(gè)縮水甘油基的新戊基二醇縮水甘油醚，1，6己二醇縮水甘油醚，乙烯乙二醇縮水甘油醚，雙酚A縮水甘油醚，或在一個(gè)分子中具有三個(gè)縮水甘油基的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚。在鏈狀脂肪伯聚胺和在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)縮水甘油基的縮水甘油醚之間的反應(yīng)中，如果每分子的鏈狀脂肪伯聚胺的m個(gè)氨基被轉(zhuǎn)變?yōu)閬啺被敲从砂被鶖?shù)量m代表的反應(yīng)進(jìn)行的優(yōu)選速率范圍在0.1≤m≤1.5(如果亞氨基進(jìn)一步與縮水甘油基反應(yīng)，那么這種亞氨基的數(shù)量也被計(jì)作m)。如果數(shù)量m小于0.1，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。如果數(shù)量m大于1.5，那么在鏈狀脂肪伯聚胺和在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)縮水甘油基的縮水甘油醚之間反應(yīng)生成的產(chǎn)物就會太粘而難以處理。
如果固化劑主要包括1-5％(重量)的由單體脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物，和99-95％(重量)的由聚合脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物，那么該填料最好具有平均粒徑范圍為1-20μm。如果平均特有粒徑小于1μm或大于20μm，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。填料可以是任何材料，只要可以被環(huán)氧樹脂粘合和其粒度可以控制。例如，填料可以是硅石粉或硅砂粉。單體脂肪酸最好主要包括油酸，亞油酸，或芥子酸。鏈狀脂肪伯聚胺最好有通式H2N[(CH2)2NH]n(CH2)2NH2，在分子相對的端點(diǎn)有氨基，并更優(yōu)選包括二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，或五乙烯六胺。聚合脂肪酸最好主要包括二聚酸。如果單體脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物的比率小于1％(重量)或大于5％(重量)，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。如果聚合脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物的比率大于99％(重量)或小于95％(重量)，那么在工業(yè)澆鑄條件下，不會產(chǎn)生足夠的毛細(xì)吸力。
上面已根據(jù)填料的類型，描述了用填料生成開孔多孔體以產(chǎn)生自身水吸收性的各種優(yōu)選方法。下面將描述用填料產(chǎn)生的脫模性。用填料產(chǎn)生的脫模性可以分為兩大類。在第一類中，通過填料的作用，鑄模材料本身就具有脫模性。根據(jù)本類的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，填料基本由氫氧化鋁組成。填料可以全部由氫氧化鋁組成，或可以與其它填料相組合。如果填料與其它填料相組合，那么在全部填料中，氫氧化鋁的比率應(yīng)最好為30％(體積)或更高。
根據(jù)本類的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，填料基本由水硬材料組成。在此實(shí)施例中，鑄模材料由O/W型的乳液料漿組成。由于填料的水硬材料是由連續(xù)相的水固化，可以容易地生成開孔多孔體。填料可以全部由水硬材料組成，或可以與其它填料相組合。如果填料與其它填料相組合，那么在全部填料中，水硬材料的比率應(yīng)最好為30％(體積)或更高。水硬材料最好是高鋁水泥，波特蘭水泥，主要由波特蘭水泥組成的混合水泥，α半水合石膏，或β半水合石膏。
用水硬材料作填料的主要成分所得到的另一優(yōu)點(diǎn)是填料的粒度分布可以用水合反應(yīng)生成的微細(xì)顆粒晶體加以控制。因此，用水硬材料作為填料的主要成分可以有效地產(chǎn)生開孔多孔體的毛細(xì)吸力。如果將水硬材料用作填料材料，那么可以添加可用于與各種水硬材料組合使用的添加劑，包括固化促進(jìn)劑，固化阻滯劑，膨脹劑，AE劑等。
如果將水硬材料用作填料材料，那么在乳液料漿的固化反應(yīng)中，涉及到兩個(gè)因素，即樹脂的固化反應(yīng)和水硬材料的水合反應(yīng)，在上述兩個(gè)因素之間，需要取得平衡?？紤]到樹脂的固化反應(yīng)，優(yōu)選固化溫度(固化容器的空氣溫度)范圍為20-50℃，這是固化環(huán)氧樹脂的正常溫度范圍。如果將水硬材料用作填料材料，那么在較低固化溫度下由于沉淀速率可以很大，優(yōu)選固化溫度范圍從-20-50℃。如果固化溫度設(shè)為20℃或更低，則優(yōu)選的是在20℃或更低溫度下進(jìn)行樹脂第一次固化，然后在樹脂的第二次固化過程中，溫度為20-50℃。為了設(shè)置溫度為較低的溫度，有必要不僅控制固化容器的溫度，而且要冷卻使用的材料。在與其它材料混合之前，冷卻水硬材料對提高沉積速率通常是特別有效的。
在用填料產(chǎn)生脫模性的第二類中，使用了通過開孔多孔體傳輸液體的能力。開孔多孔體傳輸液體的能力是具有傳輸水和空氣的開孔多孔體的鑄模在對鑄模施加背壓下，給鑄模和鑄件之間的界面提供水和空氣以從鑄模中脫模鑄件的能力。遇到的一個(gè)問題是，如果鑄模中用鑄模的毛細(xì)吸力來沉積料層，那么降低鑄模中的孔徑以提高毛細(xì)吸力也降低了開孔多孔體傳輸液體的能力。為了解決這個(gè)問題，填料的粒度分布可以選擇得盡可能窄，即填料應(yīng)為均一的顆粒直徑。因?yàn)樵诠I(yè)上使所有的顆粒直徑均一化是非常困難的，工業(yè)上可以控制的優(yōu)選粒度分布如下
一般地，粉末的粒度分布是由Rosin-Rammler′s分布來表示的。根據(jù)Rosin-Rammler′s分布，相應(yīng)累積篩分體積為36.8％的粒徑稱為絕對粒度常數(shù)，并被認(rèn)為是主粒徑(這并不意味著實(shí)際篩分，而是意味著具有直徑大于該顆粒直徑的顆粒體積百分比是36.8％)。為了提高傳輸液體的能力，而基本不影響沉積速率，最好特別使微細(xì)顆粒的粒度分布窄，并且絕對粒度常數(shù)的1/4的粒徑的累積篩分體積選為不超過30％。就粗顆粒的粒度分布而論，通過加入少量粗顆粒，可以提高傳輸液體的能力(粒度分布有兩個(gè)或多個(gè)峰，即一個(gè)峰是由主微細(xì)顆粒提供的，一個(gè)峰是由少量粗顆粒提供的)。加入少量粗顆粒，對稍微抑制膨脹現(xiàn)象的發(fā)生也是有效的(后面描述)。填料可以是任何材料，只要可以被環(huán)氧樹脂粘合和其粒度可以控制。例如，填料可以是硅石粉或硅砂粉。
防止乳液料漿顯示膨脹性的第一個(gè)方法是在乳液料漿物料的中加入減脹劑。優(yōu)選的減脹劑包括各種非離子表面活性劑，陽離子表面活性劑，陰離子表面活性劑，兩性表面活性劑，有機(jī)溶劑例如甲醇，乙醇，異丁醇，丙酮等，聚合電解質(zhì)例如羧甲基纖維素鈉鹽，甲基纖維素鈉鹽等，和聚合材料例如可以被分散在水中以提供觸變性的聚環(huán)氧乙烷。
防止乳液料漿顯示膨脹性的第二個(gè)方法是將環(huán)氧樹脂化合物與水混合和攪拌，然后向混合物中加入填料，并混合和攪拌該混合原料，然后向混合物中加入固化劑并混合和攪拌該混合原料。
環(huán)氧樹脂化合物，固化劑，和產(chǎn)生自吸水能力和脫模性的填料都被用作上述本發(fā)明的乳液料漿的主要原料。對這些原料，還要加入反應(yīng)性的稀釋劑例如丁基縮水甘油醚，芳香基縮水甘油醚，氧化苯乙烯，苯基縮水甘油醚，甲苯基縮水甘油醚，乙二醇縮水甘油醚，新戊基乙二醇縮水甘油醚，1，6己二醇縮水甘油醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，或類似物，固化促進(jìn)劑例如芐基二甲胺，2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，2，4，6-三(二甲基氨基甲基)苯酚三-2-乙基己基酯，或類似物，可溶鹽例如氯化鉀，氯化鈉，氯化鋅，氯化鈣，氯化鋇，氯化鈦，氧化鐵，氯化鎳，氯化鎂，硫酸鋁，硫酸鋅，硫酸鈷，硫酸鋁銨，硫酸鋁鉀，硫酸鉀，硫酸鈷，硫酸鐵，硫酸銅，硫酸鈉，硫酸鎳，硫酸鎂，硫酸錳，氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，或類似物，消泡劑，增色劑，表面活性劑，及類似物。
上面已描述了在粉漿澆鑄鑄模中使用的用于粉漿澆鑄粉末原料的開孔多孔體。下面將描述具有開孔多孔體的粉漿澆鑄鑄模。開孔多孔體用作粉漿澆鑄鑄模的成型面。由于使用本發(fā)明的粉漿澆鑄鑄模的粉漿澆鑄方法是在低壓下進(jìn)行的，粉漿澆鑄鑄模不需要太大的強(qiáng)度。因此，粉漿澆鑄鑄模的主要組件可以包括開孔多孔體(其強(qiáng)度低于非多孔體的強(qiáng)度)，和具有最簡單結(jié)構(gòu)和能廉價(jià)生產(chǎn)的粉漿澆鑄鑄模。
不過，在成模表面反面的鑄模背面可以安裝襯底層。襯底層提供了下列優(yōu)點(diǎn)(1)雖然在低壓下進(jìn)行粉漿澆鑄加工，但鑄模是堅(jiān)固的能抗損壞。(2)開孔多孔體層可以做得盡可能薄，因此具有均勻性。如果鑄模中開有氣槽，那么由于縮短了氣槽到背面的距離，則減少了與從鑄模中脫模鑄件無關(guān)的施加到鑄模部分的水和空氣的數(shù)量，由此改進(jìn)了脫模性。襯底層可以由任何材料制備，如果用固化可流動材料的方法，則是易于生產(chǎn)的。例如，襯底層可以由塑料(其成分可以全部是有機(jī)的，或可以含有相當(dāng)比例的無機(jī)填料)制備，或由水硬材料例如水泥，砂漿，或類似物制造。增強(qiáng)層例如鐵框可以安裝在襯層鑄模的外面。
襯底層和開孔多孔體可以分別制做并裝配在一起。換句話說，可以先制備襯底層和開孔多孔體之一，在其裝配表面涂覆粘合劑后，另一層可以澆鑄到先制備的層上。如果隨后澆鑄的另一層對先制備的襯層具有粘合性，那么在裝配表面就不需再涂粘合劑。
使用根據(jù)本發(fā)明的開孔多孔體的鑄模材料，其特征在于優(yōu)良的脫模性。脫模性的產(chǎn)生可以分為兩大類。在第一類中，鑄模材料本身具備脫模性。在第二類中，脫模性基于在施加于鑄模的背壓下，開孔多孔體對傳輸液體的優(yōu)良能力。如果使用第二類中的鑄模材料，那么開孔多孔體則需要具有空氣和水的傳輸系統(tǒng)。如果使用第一類中的鑄模材料，那么不需要任何空氣和水的傳輸系統(tǒng)。不過，如果脫模性要進(jìn)一步提高或開孔多孔體要抽真空，以在沉積過程中提高沉積速率，那么第一類中的鑄模材料可以與空氣和水傳輸系統(tǒng)相組合。
用于將空氣和水傳輸?shù)介_孔多孔體的空氣和水傳輸系統(tǒng)可以包括設(shè)置在開孔多孔體內(nèi)部或背面的氣槽，以通過氣槽引入空氣和水或通過氣槽抽空開孔多孔體。如圖1所示，可以以與成型面基本平行的一定的間隔，或以與成型面基本垂直的一定的間隔設(shè)置氣槽，或以各種模式在開孔多孔體中設(shè)置氣槽，這樣，當(dāng)在壓力下向開孔多孔體供氣時(shí)，水和空氣可以通過氣槽基本均勻地從成型面排放。氣槽與一個(gè)或多個(gè)主氣槽相連，該主氣槽與伸出到鑄模外面的管子相連，用于對開孔多孔體加壓或抽空。
如圖2所示，用于將空氣和水傳輸?shù)介_孔多孔體的另一種空氣和水的傳輸系統(tǒng)可以包括粗多孔層，該層設(shè)置在開孔多孔體層的背面，并具有伸出到鑄模外面的管子，用于傳輸空氣和水。對于這種設(shè)置，當(dāng)氣管被加壓時(shí)，由于粗多孔層的孔具有大的直徑，所以粗多孔層中的壓力趨于較均勻，由此可較均勻地從成型面排出水和空氣，以便從鑄模中取出鑄件。為使粗多孔層中的壓力均勻化，粗多孔層的平均孔徑最好為100μm?？梢越o每個(gè)鑄模提供一根氣管，或如果用一根氣管不能使粗多孔層中的壓力均勻，那么，可以給每個(gè)鑄模提供多根氣管。這些氣管伸出到鑄模的外面，用于加壓或抽空開孔多孔體。
粗多孔層可以由任何材料制成，只要其牢固性在加壓下不會受損壞。例如，粗多孔層可以由液體樹脂和具有平均粒徑范圍為0.1-5.0mm的粉末混合，然后將混合物固化制成，其物料比為15-50∶100。
開孔多孔體層和粗多孔層可以分別制備再結(jié)合到一起。換句話說，可先制備開孔多孔體層和粗多孔層之一，在其裝配表面涂覆粘合劑后，另一層可以澆鑄到先制備的層上。如果隨后澆鑄的另一層對先制備的層具有粘合性，那么在裝配表面就不需再涂粘合劑。在開孔多孔體層和粗多孔層彼此連接后，應(yīng)允許空氣和水通過它們，而不像襯底層和開孔多孔體層之間的連接。如果在開孔多孔體層和粗多孔層之間涂覆的是不透空氣和水的粘合劑層，那么，該粘合劑層應(yīng)以一種網(wǎng)格狀的模式部分地覆蓋裝配表面，以留下通空氣和水的表面部分。
上面已描述了作為空氣和水的傳輸系統(tǒng)的氣槽和粗多孔層，用于向開孔多孔體層傳遞空氣和水。每個(gè)鑄模都要求提供氣槽或粗多孔層。為了分離這種鑄模結(jié)構(gòu)，在開孔多孔體層背面安裝可拆式卡式箱。
卡式箱是半永久性使用的，當(dāng)開孔多孔體層由于堵塞不再能使用時(shí)，可將該層丟棄，并將新的開孔多孔體層裝在卡式箱中。用于向本結(jié)構(gòu)的粉漿澆鑄鑄模的開孔多孔體層傳輸空氣和水的空氣和水的傳輸系統(tǒng)可以包括在開孔多孔體層和卡式箱之間的界面設(shè)置的氣槽。氣槽可如圖4在開孔多孔體層中設(shè)置，或如圖5在卡式箱中設(shè)置。此處使用的術(shù)語″氣槽″表示傳輸水和空氣的空間。因此，氣槽也可不像圖4和5所示那樣設(shè)置，而是在卡式箱和開孔多孔體層之間留一間隙。從圖4和5看出，在鑄模的裝配表面，開孔多孔體層是較薄的，這是由于下述理由當(dāng)鑄模被組合并壓合形成成形空間時(shí)，裝配表面便會受力。具有低強(qiáng)度的開孔多孔體層在裝配表面較薄，以避免因受此力而損壞。
在本結(jié)構(gòu)的粉漿澆鑄鑄模中，卡式箱和開孔多孔體層需要精確地互相可拆式的組合，以在氣槽加壓時(shí)防止水和空氣從卡式箱和開孔多孔體層的界面間泄漏?？ㄊ较浜烷_孔多孔體層的互相可拆式的組合可通過機(jī)械方法例如螺栓或化學(xué)方法例如粘合劑來達(dá)到，在更換時(shí)該粘合劑能使開孔多孔體層被剝離?？ㄊ较淇梢杂扇魏尾牧现圃炖鐦渲?，金屬，或類似物。增強(qiáng)層例如鐵框可以安裝在卡式箱鑄模的外面。
根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄鑄模的應(yīng)用不受限于任何指定的領(lǐng)域。不過，根據(jù)本發(fā)明的粉漿澆鑄鑄模能有效地用于白瓷器例如衛(wèi)生陶器，精細(xì)陶瓷制品，和例如粉末冶金產(chǎn)品的生產(chǎn)。
按下面表2和3給出的比例進(jìn)行混合的每一個(gè)試樣都是在不銹鋼容器中，并在常溫下強(qiáng)烈攪拌10分鐘，以生成均勻的O/W型乳液料漿。乳液料漿注入不透水的鑄模并覆蓋以便使水不能蒸發(fā)，在45℃房間里靜置24小時(shí)，直到硬化，盡管還含水。某些混合和硬化條件不同于上面表1和2的備注1中所描述的那些條件。
硬化體從鑄模中取出，在干燥器中50℃下放置24小時(shí)將水蒸發(fā)掉，以形成開孔多孔體。水蒸發(fā)掉是為測定開孔多孔體的性質(zhì)。對實(shí)際粉漿澆鑄鑄模生產(chǎn)，水的蒸發(fā)未必是必要的。開孔多孔體性質(zhì)的檢測結(jié)果列在表2和3。工業(yè)應(yīng)用中的石膏鑄模具有約1.5的沉積速率。雖然實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果沒有從例證中省略，對在試樣1-32和表2和3的參考試樣中的所有開孔多孔體都作了耐水評價(jià)，且與水溶性石膏鑄模相比，被確認(rèn)為基本都是耐水的。
在試樣1-5的每一個(gè)中，具有平均粒徑約2.5μm的硅砂粉被用作填料，得到窄的粒度分布。參考試樣中，具有平均粒徑約2.5μm的硅砂粉也被用作填料，但該硅砂粉只被簡單地研磨，得到較寬的粒度分布。
在試樣1-5中，沉積速率常數(shù)范圍為1.7-1.9，且互相間沒有較大的差別。不過，試樣1-5通過的水量至少三倍于參考試樣所通過的水量，且當(dāng)粒度分布較窄時(shí)，通過的水量較大。試樣5的粒度分布具有由微細(xì)顆粒和粗顆粒提供的兩個(gè)峰，其通過的水量較大。
在試樣6-15中，具有窄粒度分布的各種粒徑的硅砂粉被用作填料，平均粒徑越小，沉積速率常數(shù)越大，且通過水的量越小。上述試樣中使用的硅砂粉粒度是可控制的，填料的樣品可以用粘合劑粘合。
為了檢查填料形狀的影響，在試樣16-18中使用了形狀幾乎是完全球形的玻璃珠。球形填料具有窄的粒度分布，但與上述填料相比，沒有很強(qiáng)的通水能力。不過，球形填料提供的優(yōu)點(diǎn)是由于乳液料漿的粘度較低，膨脹現(xiàn)象較少發(fā)生，且鑄模的脫模強(qiáng)度較低。
在試樣19-22中，使用了氫氧化鋁填料。從其試驗(yàn)結(jié)果可見，在不施力的情況下開孔多孔體就會被脫開。在試樣23-32中，使用了水硬材料填料。與使用了氫氧化鋁填料的試樣19-22的開孔多孔體相同，試樣23-32中的開孔多孔體具有自身脫模性。
表2試樣的單位是0.001kg。表3試樣的單位是0.003kg
(*注)
(1)雙酚A環(huán)氧樹脂(Petrochemical Shell Epoxy Co.Ltd.生產(chǎn))。
(2)雙酚AD環(huán)氧樹脂(Mitsui Petrochemical Industries，Inc.生產(chǎn))。
(3)雙酚F環(huán)氧樹脂(Petrochemical Shell Epoxy Co.Ltd.生產(chǎn))。
(4)比例為1∶1的間-甲苯基縮水甘油醚和對-甲苯基縮水甘油醚的混合物(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))。
(5)將下列給出的組分混合并將其在N2氣氛下從室溫～230℃反應(yīng)2小時(shí)，在230±5℃反應(yīng)2小時(shí)制備出的產(chǎn)物
30％(重量)的油酸(Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生產(chǎn))；
30％(重量)的二聚酸(Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生產(chǎn))；
40％(重量)的四乙烯五胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))；
(6)聚酰胺固化劑(Sanyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))；
(7)將下列給出的組分混合并將其從室溫～80℃反應(yīng)20分鐘，從80～250℃反應(yīng)3分鐘制備出的產(chǎn)物
54％(重量)的二乙烯三胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))；和
46％(重量)的乙烯乙二醇縮水甘油醚(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))。
(8)將下列給出的組分混合并將其在N2氣氛下從室溫～80℃反應(yīng)30分鐘，在80～250℃反應(yīng)3小時(shí)，在250±5℃反應(yīng)1小時(shí)制備出的產(chǎn)物
1.5％(重量)的NAA35(單體脂肪酸，Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生產(chǎn))；
56.5％(重量)的Varsadime V216(聚合脂肪酸，Henkel Japan Co.，Ltd.生產(chǎn))；
37％(重量)的四乙烯五胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))；和
5％(重量)的五乙烯六胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn))。
(9)Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn)。
(10)具有石英純度為98％的硅砂粉，其粒度分布列于表4中。表4中，A代表在Japan Seto生產(chǎn)的硅砂粉，該粉是由濕式研磨機(jī)研磨的，B～K代表相同的硅砂粉，該粉用離心分離，沉降，或類似方法加以分粒，或含有已分粒的硅砂粉的混合物。
(11)球形玻璃珠(Toshiba Barottini Co.，Ltd.生產(chǎn))，未作表面處理。表4列出粒度分布。
(12)球形玻璃珠(Toshiba Barottini Co.，Ltd.生產(chǎn))，用硅烷偶聯(lián)劑作表面處理。表4列出粒度分布。
(13)Nippon Light Metal Co.Ltd.生產(chǎn)。平均粒徑為4.5μm。
(14)Nitto Gypsum Co.Ltd.生產(chǎn)。β半水合石膏。
(15)Asahi Glass Co.Ltd.生產(chǎn)。主要成分為56％的Al2O3，36％的CaO，4％的SiO2，和1％的Fe2O3。
(16)Onoda Cement Co.，Ltd.生產(chǎn)。主要成分為22％的SiO2，6％的Al2O3，3％的Fe2O3，64％的CaO，和2％的SO3。
(17)Wako Junyaku Co.，Ltd.生產(chǎn)。18～18水合物。
(18)Tokyo Chemical Industries，Inc.生產(chǎn)。
(19)制備方法為將環(huán)氧樹脂化合物與水混合，向混合物中加填料，將混合物強(qiáng)烈攪拌20分鐘，然后加入固化劑和固化促進(jìn)劑，并將混合物強(qiáng)烈攪拌10分鐘以形成均勻的乳液料漿。
(20)制備和固化方法為將石膏與環(huán)氧樹脂化合物混合，抽空混合物30分鐘以除氣孔，然后將混合物冷卻到-10℃，向混合物加入冷卻到4℃的其它材料，并將該混合物攪拌10分鐘，以形成乳液料漿。攪拌乳液料漿的溫度為15℃。乳液料漿在4℃硬化3小時(shí)，25℃硬化24小時(shí)，和45℃硬化72小時(shí)。
(21)制備和固化方法為將石膏與環(huán)氧樹脂化合物混合，抽空混合物30分鐘以除氣孔，然后將混合物冷卻到-18℃，向混合物加入冷卻到4℃的水和冷卻到-18℃的其它材料，在冷卻容器的條件下，將該混合物攪拌10分鐘以形成乳液料漿。攪拌乳液料漿的溫度為5℃。乳液料漿在4℃硬化3小時(shí)，25℃硬化24小時(shí)，和45℃硬化72小時(shí)。
(22)制備和固化方法為將高鋁水泥與水混合，抽空混合物1小時(shí)以除氣孔，向混合物加入其它材料，并將該混合物攪拌10分鐘，以形成乳液料漿。乳液料漿在20℃硬化24小時(shí)和45℃硬化24小時(shí)。
(23)按如下測定抗彎強(qiáng)度和抗撓模量
樣品尺寸15mm×15mm×120mm；三點(diǎn)彎曲；
跨距100mm；
壓頭速度2.5mm/min.；
將檢測樣品抽真空30分鐘，并浸入水中，使其充分飽和，然后進(jìn)一步抽空樣品30分鐘。
(24)沉積速率常數(shù)測定如下
I)具有尺寸為100mmΦ×30mmt的檢測樣品被調(diào)整到水飽和百分比為50％；
II)60Φ的玻璃管垂直地置于檢測樣品上，用于衛(wèi)生陶器的玻璃質(zhì)白瓷土料漿被注入玻璃管，深度為50mm。使用除用于制備衛(wèi)生陶器的料漿以外的其它料漿的測定結(jié)果在備注2中給出；
III)從玻璃管外面觀察，該組合體靜置到沉積出厚度為8mm的層后，倒出未沉淀的料漿；
IV)洗掉粘留在沉積層表面的料漿；
V)測定沉積層中部的厚度L(mm)；和
VI)根據(jù)k＝L2/t計(jì)算沉積速率常數(shù)。
(25)傳輸水量測定如下
I)將具有尺寸為100mmΦ×30mmt的檢測樣品邊緣完全密封后，被充分飽和；
II)在檢測樣品的端部施加0.3MPa的水壓，并在水壓開始施加后，在3分鐘內(nèi)測定從檢測樣品的另一端排出的水量。
(26)脫模強(qiáng)度測定如下
I)具有尺寸為100mmΦ×30mmt的檢測樣品被調(diào)整到水飽和百分比為50％；
II)60Φ的玻璃管垂直地置于檢測樣品上，用于衛(wèi)生陶器的玻璃質(zhì)白瓷土料漿被注入玻璃管，深度為50mm。使用除用于制備衛(wèi)生陶器的料漿以外的其它料漿的測定結(jié)果在備注2中給出；
III)從玻璃管外面觀察，該組合體靜置到沉積出厚度為8mm的層后，倒出未沉淀的料漿；
IV)置于樣品上的玻璃管被垂直倒置，以防鑄體干燥，并靜置30分鐘；
V)檢測樣品準(zhǔn)備好后，用自動繪圖儀拉玻璃管，測定取出鑄件需用的力。在玻璃管內(nèi)部有凹槽，使得鑄件可靠地從檢測樣品中脫模，而不使鑄件粘在檢測樣品上；
VI)用沉積層的面積除以測定的力所得值被用作脫模強(qiáng)度。非常小的那些脫模強(qiáng)度值，在自動繪圖儀上的讀數(shù)基本保持與玻璃管和鑄件的總重相同，故被假設(shè)為0。使用除用于制備衛(wèi)生陶器的料漿以外的其它料漿的測定結(jié)果在備注2中給出。
(27)用Brookfield粘度計(jì)測定攪拌乳液料漿的粘度。
(28)用下列料漿進(jìn)行評價(jià)測定沉積層的表觀厚度為4mm，在倒出料漿后，鑄件靜置的時(shí)間為15分鐘。
餐具瓷料漿k＝0.85(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度1.2(×10-2MPa)；
高純礬土料漿
k＝0.42(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度0.1(×10-2MPa)；
粉末冶金用的鐵料漿；
k＝3.9(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度0.1(×10-2MPa)。
(29)用下列料漿進(jìn)行評價(jià)測定沉積層的表觀厚度為4mm，在倒出料漿后，鑄件靜置的時(shí)間為15分鐘。
餐具瓷料漿
k＝0.81(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度0(×10-2MPa)；
高純礬土料漿
k＝0.53(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度0(×10-2MPa)；
粉末冶金用的鐵料漿；
k＝4.4(×10-2mm2/sec)，
脫模強(qiáng)度0(×10-2MPa)。
表4指明的數(shù)字值代表累積篩分體積(％)。
表5在表5所示澆鑄條件下，用具有表6所示結(jié)構(gòu)的粉漿澆鑄鑄模粉漿澆鑄衛(wèi)生陶器部件，該鑄模水吸收層包括樣品5中生產(chǎn)的開孔多孔體。生產(chǎn)的衛(wèi)生陶器部件的評價(jià)結(jié)果列在表5。表5所示的任何實(shí)例中，都不對料漿直接加壓。
圖6中，參考數(shù)字8表示卡式箱，9表示開孔多孔體層，10表示空心通道(氣槽)，11表示使氣槽和鑄模外面的料源互相連接的管子，12表示襯底層，13表示裝配表面，14表示作為密封膠的樹脂層，15表示粉漿澆鑄空間，16表示料漿輸送管，17表示料漿排出管，18表示三路旋塞閥，19表示壓縮空氣供氣管，20表示止回閥，21表示成型面，和22表示粗多孔層。
#1前30分鐘。
#2后30分鐘。
#3指示抽空時(shí)表壓。
#4*表示與真空組合。
#5()表示在沉淀和致密化時(shí)間的前一半期間內(nèi)與真空結(jié)合。
#6()中的數(shù)字表示在沉淀和致密化時(shí)間的前一半期間內(nèi)抽空時(shí)間的％。
#7目標(biāo)值9.0±0.2
#8⊙非常好。
#9○好。
#10×差。
在表5中實(shí)施例9的澆鑄條件下實(shí)施連續(xù)粉漿澆鑄方法，實(shí)施例9中的粉漿澆鑄鑄模生產(chǎn)了5000個(gè)鑄件。在粉漿澆鑄鑄模使用了5000次后，沉積速率與脫模性均未降低。
盡管已描述了目前被認(rèn)為是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)理解，本發(fā)明可以其它特有的形式具體化，只要不違反其實(shí)質(zhì)特征。因此，提供的具體例在各個(gè)方面都被認(rèn)為是說明性的，而非限定性的。本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是由前面的描述所闡明。
粉漿澆鑄粉狀材料的方法，在粉漿澆鑄法中使用的鑄模，和用于本發(fā)明的鑄模的開孔多孔體的制造方法，均可用于生產(chǎn)白陶制品例如衛(wèi)生陶器，精細(xì)陶瓷產(chǎn)品，和粉末冶金產(chǎn)品以及用于生產(chǎn)這些產(chǎn)品的鑄模和鑄模的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用具有自吸水能力和基本上是耐水的水吸收層的粉漿澆鑄鑄模粉漿澆鑄粉末材料的方法，該方法包括下列步驟
I)控制水吸收層的水飽和百分比；
II)將料漿注入粉漿澆鑄鑄模；
III)在粉漿澆鑄壓力下在水吸收層上沉積料漿，該壓力包括選自至少下列壓力之一a)料漿壓頭，b)施加到水吸收層的吸氣真空，和c)直接施加到料漿上的至多0.3MPa的壓力，和
IV)從粉漿澆鑄鑄模中脫模沉積鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟III)包括在a)料漿壓頭下在水吸收層上沉積料漿的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟III)包括在a)料漿壓頭和b)施加到水吸收層的吸氣真空下在水吸收層上沉積料漿的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述水吸收層在步驟II)中被抽空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟III)中b)施加到水吸收層的吸氣真空所施加的時(shí)間期，在從步驟III)的開始到步驟III)所需時(shí)間的80％的時(shí)間期內(nèi)選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟III)中b)施加到水吸收層的吸氣真空隨步驟III)的進(jìn)行而逐漸降低。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在步驟IV)之前還包括下列步驟
1)排放過量的料漿；
2)降低沉積鑄件的料漿排出表面的水含量百分比，以提高沉積鑄件的硬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中降低沉積鑄件的料漿排出表面的水含量百分比，以提高沉積鑄件的硬度是通過在壓力下向在粉漿澆鑄鑄模中的料漿排出空間引入空氣實(shí)現(xiàn)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中降低沉積鑄件的料漿排出表面的水含量百分比，以提高沉積鑄件的硬度是通過在壓力下向在粉漿澆鑄鑄模中的料漿排出空間引入空氣和向水吸收層施加吸氣真空實(shí)現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中施加到水吸收層的吸氣真空所施加的時(shí)間期，在從排出過量料漿步驟的結(jié)束到降低料漿排出表面的水含量百分比步驟所需時(shí)間的80％的時(shí)間期內(nèi)選擇。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中施加到水吸收層的吸氣真空隨降低料漿排出表面的水含量百分比步驟的進(jìn)行而逐漸降低。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中a)料漿壓頭是由至少0.4m的料漿壓頭高施加的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟I)包括在壓力下將空氣引入粉漿澆鑄鑄模，以從水吸收層排水的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟I)包括在壓力下將水引入粉漿澆鑄鑄模，以從水吸收層排出空氣的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟I)包括在壓力下將水引入粉漿澆鑄鑄模，以從水吸收層排出空氣，和其后在壓力下將空氣引入粉漿澆鑄鑄模，以從水吸收層排水的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟IV)包括在壓力下將空氣或水引入粉漿澆鑄鑄模的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一項(xiàng)的方法，其中空氣或水是在壓力下，通過設(shè)置在水吸收層內(nèi)部或背面的氣槽引入粉漿澆鑄鑄模。
18.根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一項(xiàng)的方法，其中空氣或水是在壓力下，通過設(shè)置在水吸收層背面的并具有一根伸出到粉漿澆鑄鑄模外部的用于傳輸水和空氣的管子的粗多孔層引入粉漿澆鑄鑄模。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述氣槽與多條主氣槽連接，這些主氣槽又與伸出到鑄模外部的用于傳輸水和空氣的管子相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述粗多孔層具有多條伸出到粉漿澆鑄鑄模外部的用于傳輸水和空氣的管子。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述步驟I)包括控制水吸收層的水飽和百分比范圍為30-80％的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中連續(xù)步驟的全部或部分組合在一個(gè)區(qū)段內(nèi)，并按個(gè)個(gè)崗位設(shè)立該區(qū)段，且其中所述粉漿澆鑄鑄模在所述崗位之間是可移動的。
23.根據(jù)包括權(quán)利要求1的方法的澆鑄工藝制造白陶器的方法。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述白陶器包括衛(wèi)生陶器。
25.根據(jù)包括權(quán)利要求1的方法的澆鑄工藝制造精細(xì)陶瓷的方法。
26.根據(jù)包括權(quán)利要求1的方法的澆鑄工藝制造粉末冶金產(chǎn)品的方法。
27.一種在粉漿澆鑄粉末材料時(shí)用于其粉漿澆鑄鑄模中的開孔多孔體的制備方法，該方法包括下列步驟
將在一個(gè)分子中帶有至少一個(gè)環(huán)氧環(huán)的環(huán)氧化合物、與環(huán)氧化合物反應(yīng)以固化環(huán)氧化合物的固化劑、產(chǎn)生自吸水能力和脫模性的填料以及水形成的混合物攪拌成O/W型的乳液料漿；
將乳液料漿注入不透水的鑄模；和
在含水同時(shí)固化鑄模中的乳液料漿。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述環(huán)氧化合物包括縮水甘油環(huán)氧樹脂。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述縮水甘油環(huán)氧樹脂包括雙酚環(huán)氧樹脂。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑包括聚胺樹脂。
31.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑具有平均粒徑范圍為0.3-8μm。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所述固化劑主要包括水硬材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑具有平均粒徑范圍為1-20μm，所述混合物還包括由鏈狀脂肪伯聚胺和在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或多個(gè)縮水甘油基的縮水甘油醚之間反應(yīng)生成的產(chǎn)物。
34.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑具有平均粒徑范圍為1-20μm，所述化劑主要包括1-5％(重量)的由單體脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物，和99-95％(重量)的由聚合脂肪酸和鏈狀脂肪伯聚胺之間的反應(yīng)生成的產(chǎn)物。
35.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑主要包括氫氧化鋁。
36.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述固化劑主要包括水硬材料。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中所述水硬材料包括至少一種選自高鋁水泥、波特蘭水泥、主要由硅酸鹽水泥組成的混合水泥以及半水合石膏的材料。
38.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述填料所選擇的粒度分布Rosin-Rammler的絕對粒度常數(shù)的1/4的顆粒直徑的累積篩分體積不超過30％。
39.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述混合物還包括減脹劑。
40.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述乳液料漿的制備步驟為將環(huán)氧化合物與水混合成混合物并攪拌該混合物；向該混合物加入填料并攪拌該混合物；和向該混合物加入固化劑并攪拌該混合物。
41.一種用于粉漿澆鑄粉末材料的粉漿澆鑄鑄模，該鑄模具有根據(jù)權(quán)利要求27的方法制造的開孔多孔體的水吸收層。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，該鑄模主要包括固體的水吸收層。
43.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，該鑄模還包括在提供成型面的水吸收層背面裝配有由塑性材料或水硬材料構(gòu)成的襯底層。
44.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，還包括在水吸收層內(nèi)部或背面設(shè)置的用于向水吸收層傳輸空氣和水的氣槽。
45.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，還包括設(shè)置在水吸收層背面的粗多孔層，粗多孔層中有一根伸到粉漿澆鑄鑄模外面的用于向水吸收層傳輸水和空氣的管子。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的粉漿澆鑄鑄模，其中粗多孔層具有平均孔徑至少為100μm。
47.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，還包括在提供成型面的水吸收層背面裝配的可拆式卡式箱。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的粉漿澆鑄鑄模，還包括在水吸收層和卡式箱之間的界面表面的氣槽，用于向水吸收層傳輸空氣和水。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的粉漿澆鑄鑄模，其中所述卡式箱具有設(shè)置在水吸收層和卡式箱之間的界面表面的氣槽，用于向水吸收層傳輸空氣和水。
50.根據(jù)權(quán)利要求47的粉漿澆鑄鑄模，其中所述卡式箱包含至少在水吸收層和卡式箱之間的界面表面的粗多孔層，所述卡式箱具有連接到所述粗多孔層并伸到粉漿澆鑄鑄模外面的用于向水吸收層傳輸空氣和水的管子。
51.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，用于在粉漿澆鑄壓力下粉漿澆鑄粉末材料，該粉漿澆鑄壓力包括選自至少下列壓力之一a)料漿壓頭，b)施加到水吸收層的吸氣真空，和c)直接施加到料漿上的至多0.3MPa的壓力。
52.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，用于粉漿澆鑄白陶器。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的粉漿澆鑄鑄模，其中所述白陶器包括衛(wèi)生陶器。
54.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，用于粉漿澆鑄精細(xì)陶瓷。
55.根據(jù)權(quán)利要求41的粉漿澆鑄鑄模，用于粉漿澆鑄粉末冶金產(chǎn)品。
全文摘要
一種使用澆鑄鑄模的粉漿澆鑄方法,該鑄模具有自吸水能力的基本上是耐水的水吸收層,并且其水飽和含量是受控制的,粉漿澆鑄主要是利用毛細(xì)吸力作為澆鑄成型的推動力來進(jìn)行。一種可用于水吸收層的開孔多孔體是以攪拌一種混合物而制備的,該混合物包括在其分子中具有一個(gè)環(huán)氧環(huán)的化合物、通過反應(yīng)固化環(huán)氧化合物的固化劑、產(chǎn)生自吸水能力和脫模性的填料以及水,該混合物經(jīng)攪拌以制備O/W乳液料漿,并在含水狀態(tài)下固化料漿。
文檔編號B22F3/22GK1200064SQ9619763
公開日1998年11月25日 申請日期1996年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月26日
發(fā)明者松本彰夫, 佐藤武志, 三澄欣史, 平山晃, 長谷部克廣, 山下嘉則 申請人:東陶機(jī)器株式會社