粉浆浇铸法及其铸模和铸模中使用的开孔多孔体的生产方法

摘要

一种使用浇铸铸模的粉浆浇铸方法,该铸模具有自吸水能力的基本上是耐水的水吸收层,并且其水饱和含量是受控制的,粉浆浇铸主要是利用毛细吸力作为浇铸成型的推动力来进行。一种可用于水吸收层的开孔多孔体是以搅拌一种混合物而制备的,该混合物包括在其分子中具有一个环氧环的化合物、通过反应固化环氧化合物的固化剂、产生自吸水能力和脱模性的填料以及水,该混合物经搅拌以制备O/W乳液料浆,并在含水状态下固化料浆。

说明书

本发明涉及粉末材料例如有机，无机，或金属粉末材料的粉浆浇铸法及其使用的铸模，和铸模中使用的开孔多孔体的生产方法。

迄今为止，由于多种原因，粉浆浇铸的铸模主要采用石膏模。石膏模便宜，易于成形，且更重要的是，用作铸模具有下述两个突出特点：(1)石膏模自身具有吸水性(由于粉浆浇铸方法中使用的某些料浆采用有机溶剂而不是水，本发明中使用的术语″水″应被解释为包括有机溶剂。因此，吸水性意味着包括有机溶剂的吸收性。)(2)石膏模使铸件有良好的脱模性。

粉浆浇铸方法中的沉积步骤导致料浆中的水被多孔铸模吸收。在成型面和沉积表面间(沉积料浆区和非沉积料浆区之间的界面)的压差下，水被多孔铸模吸收。压差可以概略地由两种机理产生，即由铸模产生的毛细管吸力和施加到铸模或料浆上的外部压力，例如料浆的重力压头，直接压在料浆上的力，或施加在铸模抽空时产生的吸力。石膏模的主要优点即自身吸水性，是由毛细管吸力产生的，允许在不施加外部压力的情况下沉积料浆。

在粉浆浇铸方法中，从铸模中取出铸件的脱模步骤是重要的。由于铸件尚软，如果不能从铸模中平滑地脱模，铸件就会发生变形。石膏模能提供良好的脱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点点地溶解。换句话说，石膏模提供的良好的脱模性是因为铸模的表面连同铸件一道被剥离。

如上所述，石膏模具有两个优点，即良好的脱模性和自吸水能力。不过，这些优点也伴生着一些缺点。因为自吸水能力是通过毛细管吸力产生的，因此料浆沉积速率不能明显地提高，提高生产能力的努力受到了限制。由于良好的脱模性是通过溶解铸模的成型面得到的，当铸模在粉浆浇铸方法中多次使用时，成型面受到极大的磨损。一个铸模能够浇铸的产品数量，即铸模的使用寿命只有80-150次。

为了消除石膏模的上述缺点，有人曾使用一种耐水树脂铸模。在料浆上直接施加压力，使料浆在耐水树脂铸模上沉积。因此，当增加施加在料浆上的压力时，料浆沉积速率也提高了。耐水树脂铸模提供的脱模性则大大低于石膏模。因此，通常在压力下向耐水树脂铸模通气，即给铸模施加背压，以向铸模与铸件之间的界面提供积存在铸模中的水和空气，由此将铸件脱模。具体地说，日本专利No.2-15364披露了一种在铸模中设置的气槽，和日本专利No.2-15365公开了在具有成型表面的铸模背面加有粗多孔层。通过气槽或粗多孔层向铸模与铸件之间供水和空气。在日本专利Nos.1-49803和2-17328中也提出在铸模中设置气槽。

压力浇铸所用树脂铸模的多孔材料包括环氧树脂，丙烯酸的非饱和聚酯材料。在这些材料中，环氧树脂被广泛地使用，由于固化时收缩较小和产热较少，已有建议使用开孔多孔体，如日本专利Nos.53-2464,62-26657,5-8936,5-39972,5-43733，和5-345835中所披露的。许多陶瓷和金属材料的多孔体而不是树脂材料的多孔体，被建议用作压力铸造的耐水铸模材料。

压力浇铸有助于提高生产率，由于如上所述的对料浆直接加压，压力浇铸的料浆沉积速率大大高于石膏模粉浆浇铸。不过，对料浆直接加压需要坚固的管路结构，铸模结构和组合铸模部件的加压结构(铸模中的铸模空间通常采取多个铸模部件结合在一起的形式)，造成铸模设备需要高的成本。

在未对料浆施加外部压力的配置下，诸如使用石膏模的粉浆浇铸加工的情形，铸模设备的成本是较少的。经济上较好的选择是采用耐水铸模材料而不是石膏，以提高铸模的使用寿命，并主要借铸模材料的毛细管吸力来沉积料浆，如使用石膏模的粉浆浇铸方法那样。

不过，上述选择遇到很大的问题。由于使用了耐水铸模材料，其本身不再能提供与石膏模那样的脱模性。例如日本专利Nos.5-80324公开了一种在毛细管吸力下具有自吸水能力的非饱和聚酯铸模材料，但在有关脱模性方面，只描述了在粉浆浇注加工之前将石膏喷到成型面，并在从铸模中取出铸件时使用热辐射或热空气。在前面的配置中和在后面的配置中，这些达到可脱模的尝试需要在前配置中设置除去附着在铸件表面的石膏粉的装置和在后配置中设置产生热辐射或热空气的装置。因此，其装置与压力浇铸一样昂贵。

还有人建议了一种铸模材料例如含树脂石膏或含水不溶性填料的石膏，而不是普通石膏。不过这些特殊石膏铸模材料的耐水性只稍大于普通石膏，且用这种特殊石膏铸模材料制造的一个铸模可生产的铸件数量范围在200-300个，只稍大于石膏铸模的产量。

取得的一个优点是，当对铸模施加背压以从铸模中脱模铸件时，该铸模可以连续粉浆浇注生产铸件，这对普通石膏铸模是不可能的。具体地说，石膏模中铸件的沉积是借助铸模的毛细管吸力，吸收料浆中的水完成的。结果，当用一干燥的石膏铸模连续地生成1-3个铸件后，石膏铸模的孔隙中就充满了水，使其不能再产生毛细管吸力。因此，根据通常的实践，当白天用一个石膏铸模连续地生产1-3个铸件后，晚上将石膏铸模几乎彻底地干燥，然后在第二天早上再用于粉浆浇铸。结果，石膏铸模的生产率很低，用于干燥石膏铸模的能量消耗明显地增大。

如果开发非石膏耐水材料，以用作铸模材料，因其耐水性造成的不良的脱模性缺点可以通过采用施加背压以向铸模和铸件之间提供水和空气，从而使铸件脱模。因为在成型加工中铸模吸收的水可以通过上述机理加以排出，可以恢复毛细管吸力以连续浇铸铸件。不过，尽管这样，耐水材料还有下列缺点：

由于在铸模的孔隙充满水时，不再产生毛细管吸力，就要向铸模施加背压以从铸模中除水。然而，空气和水的通道阻力成为问题。具体地说，具有大的毛细管吸力和高沉积速率的铸模只具有小直径的孔隙，且因此不易从孔隙中除去水。

当向铸模施加背压以从其中取出铸件时，如果有大量的空气排出，铸件有被空气弄破和损坏的倾向。因此，为了顺利地从铸模中取出铸件，有必要在铸模和铸件之间形成一水膜。在压力浇铸加工中，由于下列原因，这种水膜可以较容易地形成：因为在压力浇铸加工的浇铸循环中，不需要铸模有毛细管吸力，铸模基本是在水饱和状态下使用，这意味着料浆沉积时吸入的水，要大大地多于铸件脱模时排出的少量水(因此，有必要在料浆沉积时从铸模中排出相当量的水)。在主要利用毛细管吸力沉积料浆的粉浆浇铸中，为了产生毛细管吸力，有必要从铸模的孔隙中除去水，并因此使粉浆浇铸加工在易于破坏水膜的情况下进行。采用施加背压从铸模中脱模铸件的机理与石膏粉浆浇铸相比会增高费用。

因此，本发明的目的是提供一种浇铸方法，该方法提供在主要利用毛细管吸力沉积料浆的粉浆浇铸法中所具有的优良的沉积性和脱模性，而不产生压力浇铸所需的更多的设备成本。

本发明的另一个目的是提供比普通石膏粉浆浇铸铸模，可以生产更多铸件和具有更高的生产率(沉积性和脱模性)的粉浆浇铸铸模材料，并提供一种制造这种粉浆浇铸铸模材料的方法。

上述目的用一种粉浆浇铸铸模来浇铸粉末材料的方法来实现，该铸模具有自吸水能力和基本上是耐水的水吸收层，该方法包括步骤I)控制水吸收层的水饱和百分比；II)将料浆注入粉浆浇铸铸模；III)在粉浆浇铸压力下在水吸收层上沉积料浆，该压力包括选自至少下列之一：a)料浆压头，b)施加到水吸收层的吸气真空，和c)直接施加到料浆上的至多0.3MPa的压力；和IV)从粉浆浇铸铸模中脱模沉积的铸件。

为实现上述目的，发明人已对有关控制层沉积性和粉浆浇铸铸模的脱模性的方法进行了详细研究。结果，依据本发明，提供了一种制备用于粉末材料粉浆浇铸铸模的开孔多孔体的方法，该方法包括步骤：将在一个分子中含有至少一个环氧环的环氧化合物，与环氧化合物反应固化环氧化合物的固化剂，产生自身吸水性和脱模性的填料，和水的混合物搅拌成O/W型的乳液料浆；将乳液料浆注入不透水的铸模；并在含水期间固化铸模中的乳液料浆。该开孔多孔体可以用在具有自身吸水性和脱模性的粉浆浇铸铸模中。

还提供了一种用于粉浆浇铸粉末材料的粉浆浇铸铸模，该铸模使用开孔多孔体作为其水吸收层。

图1是横截面图示，表示在根据本发明的开孔多孔体层中设置的气槽；

图2是横截面图示，表示具有空气管并固定在根据本发明的开孔多孔体层背面的粗多孔层；

图3是根据本发明的粉浆浇铸法中连续步骤的方块图；

图4是根据本发明的盒型粉浆浇铸铸模的示意图，在开孔多孔体层中设置气槽；

图5是根据本发明的盒型粉浆浇铸铸模的示意图，其外壳开有气槽；和

图6是根据本发明的粉浆浇铸铸模内部结构横截面图示。

本发明的实施方案将参考附图和表在下面作详细描述。

下面将首先描述在粉浆浇铸粉状材料方法中控制水吸收层的水饱和百分比步骤。

表1表示将浇铸一件卫生陶器的料浆注入环氧树脂铸模试件中时的铸模水饱和百分比、沉积速率常数K和铸件水含量百分比之间的关系。当铸模的全部孔隙都充满水时，铸模水饱和百分比为100％。沉积速率常数K是根据公式：K＝L²/T计算的，其中T是铸模中沉积厚度为8mm层所需时间，和L是沉积层的测定厚度。铸件水含量百分比是在铸模中层沉积到厚度约8mm后，立即与干燥的参考物相对照的水含量百分比。表1

                                                                 

  铸模水饱和百分比(％)  沉积速率常数  (mm²/100 sec)铸件水含量百分比(％，干基)     0.4     1.8     25.9     9.5     1.9     26.0     20.3     1.8     26.1     31.5     2.0     25.8     40.3     2.6     24.7     50.8     2.8     24.1     60.1     2.8     24.2     70.9     2.5     24.8     78.1     2.3     25.2     81.0     1.2     26.9

从表1可见，当铸模水饱和百分比范围在30-80％时，沉积速率是最大的，在干燥态时该值时是较低的，而干燥态对石膏粉浆浇铸来说认为是好状态。铸件水含量百分比可以作为如沉积速率同样重要的因素被列出，因为具有较少水含量百分比的铸模材料在取出铸件时是更抗变形的，且在取出铸件后只产生较小的干燥收缩。由此考虑，最好控制铸模水饱和范围为30-80％。

将料浆注入已控制水饱和百分比的铸模，然后在铸模中进行沉积层的步骤。

根据本发明的粉浆浇铸粉末材料的方法，在铸模中主要利用铸模的毛细管吸力来形成沉积层。不过，另外的压力也可用作粉浆浇铸压力。例如，通常利用料浆的压头用将料浆注入铸模，压头可以方便地用作粉浆浇铸压力。

在使用普通石膏铸模的粉浆浇铸方法中，由于石膏强度小，即使在轻微变形下也会破裂，压头高最多约0.4m(料浆压头高表示从铸件最上部到料浆上表面的距离)。

根据本发明的优选实施方案中，由于使用了具有较大强度的树脂铸模，压头高可以优选地提高到0.4m或更高，更优选可到0.6m或更高。

提高压头可以产生这样的优点，当作为粉浆浇铸压力应用时，它可以提高沉积速率。不过，适用的料浆压头不管有多高，实际上都小于铸模的毛细管吸力。提高压头的最大优点是能够降低铸件水含量百分比，并根据本发明，当与石膏粉浆浇铸相比显示了这一点。

如后面所述，如果用通空气和水的机理来控制铸模材料的水饱和百分比和从铸模中铸件脱模，那么在可用作粉浆浇铸压力的吸真空压力下，可使用抽空铸模的机理。真空抽吸压力不仅可用在沉积层步骤中，也可如后面所述，用在注入料浆的步骤和使沉积层致密化的步骤中。如果在注入料浆步骤中使用真空抽吸压力，那么由于空气被从铸模中的模制空间中除去，则可在提高的速度下将料浆注入铸模，在铸件中也不易出现气孔。如果真空抽吸压力用在使沉积层致密化步骤中，那么可加快沉积层致密化。

不过，如果在铸模中沉积层期间将铸模抽空，那么铸件从铸模取出时，表面可能会脱皮，这取决于铸件材料的类型和形成铸件的条件。如果铸件的材料含有许多细颗粒，那么铸件的表面就更可能会脱皮。

采用在沉积步骤接近结束时停止抽空铸模的方法，而不是在沉积步骤的整个期间内抽空铸模，就可以防止铸件的表面脱皮。如果使用了这种方法，那么最好在从沉积步骤开始到沉积达80％的期间内选择一段时间抽空铸模。例如，如果沉淀时间是30分钟，那么抽空铸模的时间段可以选择从0-24分钟，或0-20分钟，或2-20分钟，这里0分钟为沉淀步骤的开始时间。防止铸件表面脱皮的另一种方法是在沉积步骤的沉积过程中降低抽吸真空。例如，如果沉淀时间是60分钟，那么抽吸真空可以依次降低，0-30分钟为0.08MPa，30-50分钟为0.04MPa，和50-60分钟为0.01MPa，此处0分钟为开始沉积的时间。

上述两种方法可以相互结合。例如，如果沉淀时间是50分钟，那么，抽吸真空从0-30分钟可以为0.06MPa和从30-40分钟为0.02MPa，和从40-50分钟不抽空铸模，此处0分钟为开始沉积的时间。

根据本发明的粉浆浇铸法中的粉浆浇铸压力可以像压力浇铸那样，用活塞或泵直接加压于料浆而产生。不过，最好不直接加压于料浆，因为这时铸模和浇铸机将必须具有牢固的结构。如果仍要直接加压于料浆，那么施加到料浆上的压力应为0.3MPa或更低。

在料浆沉积到铸件具有预定的厚度后，将铸件从铸模中取出。铸件可以用自然脱模的方法脱模，其中铸件自然而然地从铸模中脱出，或用水膜脱模法，其中铸件在施加到铸模上的背压下，利用加到铸模和铸件之间的界面的水或空气使铸件从铸模中脱出。自然脱模法需使用具有自脱模性，同时又能基本保持耐水性的铸模材料，这将在后面描述。水膜脱模法要求从铸模的表面均匀地排出水和空气。除非在铸模和铸件的界面生成水膜，否则铸件将被空气吹开。在将料浆注入铸模之前，上述30-80％的水饱和百分比的优选范围是将铸件从具有水膜的铸模中顺利脱模的范围(对于从具有水膜的铸模中铸件的脱模，水饱和百分比可以是80％或更高，例如100％，但用这种水饱和百分比时其沉积速率较低)。

有两类粉浆浇铸方法，即固体浇铸法，其中水从铸件的对面被铸模吸收(也称为型芯浇铸法，这样生产的铸件部分被称为型芯部分)，和排浆浇铸法，其中水从铸件的一侧被铸模吸收，并在沉积层达到预定厚度后，过量的料浆被排放掉(也称为单侧浇铸法，这样生产的铸件部分被称为单侧部分)。大多数卫生陶器的模制体中包括型芯部分和单侧部分。

本发明的方法可应用于固体浇铸法及注口浇铸法二者。不过，如果根据本发明的方法用于排浆浇铸法，那么需在沉淀步骤和脱模步骤之间增加排出过量料浆的步骤和使沉积层致密化的步骤，后者是通过降低沉积层的排放料浆表面的水含量百分比来提高其硬度。

在排放过量料浆的步骤中，铸模中开设料浆排放气孔，以沟通铸模空间，且在压力下通过料浆排放气孔将空气导入铸模空间，以排出过量料浆(通过排放口，该口通常用作将料浆导入铸模的进料口)。在使沉积层致密化的下一步骤中，即使在铸件保持原状的情况下，沉积层料浆排放表面的水会在铸模的毛细压力下通过铸件进入铸模材料。为了缩短沉积层致密化所需时间，最好在压力下将空气导入料浆排放空间(通常通过料浆排放气孔)。

在沉积层致密化时，施加到导入料浆排放空间的空气的压力越高，沉积层料浆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，在沉积层致密化步骤中，由于不是铸模破裂就是铸件破裂，所以施加空气压力的上限约为0.005MPa。根据本发明，由于从铸模中铸件脱模的机理不同于石膏粉浆浇铸方法，并在优选实施方案中采用具有较高强度的树脂铸模，所以可以提高施加到致密沉积层的压力，其优选为0.005-0.4MPa，更优选为0.007-0.1MPa。

在沉积层致密化步骤中，通过用于抽空铸模的吸气真空，可以使水连同在压力下导入的空气一道流入料浆排放空间。不过，在使铸模中沉积层致密化的步骤中，如果铸模被抽空，那么铸件从铸模中取出时，其表面有可能脱皮，这取决于铸件的材料类型和制成铸件的条件。如果铸件材料含有许多微细的颗粒，那么铸件表面更可能脱皮。

通过在近致密化步骤的终点停止抽空铸模，而不是在致密化步骤的全部致密化时间内抽空铸模的方法，可以防止铸件表面脱皮。如果使用这种方法，那么最好在从致密化步骤的开始到致密化达80％的时间段内选择一段时间段抽空铸模。例如，如果致密化时间是10分钟，那么抽空铸模的时间可以选择从0-8分钟，或0-5分钟，或2-7分钟，这里0分钟为致密化步骤的开始时间。

阻止铸件表面脱皮的另一种方法是在致密化步骤的致密时间进程中，降低吸气真空。例如，如果致密化时间是15分钟，那么吸气真空可以如此降低，即从0-10分钟为0.08MPa，从10-13分钟为0.04MPa，从13-15分钟为0.01MPa，此处0分钟为致密化步骤的开始时间。

上述两种方法可以结合在一起。例如，如果致密化时间是20分钟，那么吸气真空从0-10分钟可以为0.06MPa和从10-15分钟为0.02MPa，铸模从15-20分钟不抽真空，此处0分钟为致密化步骤的开始时间。

如果采用在施加到铸模的背压下从铸模中取出铸件的脱模步骤，在从铸模中取出铸件结束时水和空气就从成型面排出。因此，如果从铸模中取出铸件的结束时紧跟着控制水吸收层水饱和百分比的步骤，那么这些步骤就会一个跟一个顺利地进行，使得有可能控制铸件的脱模条件，以使从铸模中取出铸件结束时铸模的水饱和百分比与将料浆注入铸模时对铸模适宜的水饱和百分比相等。

上面已描述了根据本发明的粉浆浇铸方法的各种步骤。现在，下面将描述控制水吸收层的水饱和百分比的方法。

由于在将料浆注入铸模时水吸收层的水饱和百分比范围为30-80％，因此最好将水吸收层的水饱和百分比调整到上述范围。

例如，如果在前面的浇铸循环中从料浆中吸收的水量占有水吸收层体积的相当比例，那么在将料浆注入铸模前有必要使水吸收层脱水。但是如果在对铸模施加背压下将铸件从铸模中脱模时，如果有大量的水被排出，那么在将料浆注入铸模前有必要再给水吸收层加水。

水吸收层的水饱和百分比可以用导入水排出空气或导入水排放水来控制。另外，如果水吸收层的水饱和百分比高于要求的目标值，那么可以将水导入水吸收层，以进一步提高其水饱和百分比，并在此后可以导入空气将水饱和百分比降低到目标值。后一方法用于在从铸模中取出铸件时，水吸收层的水饱和百分比是不规则的情况，因为在铸模中不可能沉积均匀的层，并且在从铸模中取出铸件时不可能形成水膜。在此情况下，导入水使水饱和百分比均一化，然后导入空气将水饱和百分比降低到目标值。用此方法，成型面和气槽(描述在后)可以被清洁，以提高铸模的使用寿命即提高铸模可以生产铸件的数量。

水可能含有各种杂质例如各种离子。如果水含有各种杂质，那么将水导入水吸收层，以提高其水含量百分比，且然后又导入空气将水饱和百分比降低到目标值的方法是不可取的，因为这将造成铸模堵塞。

在此情况下，应尽可能避免将水导入铸模。如果必须定期导入水(例如一周或一月一次)以清洗气槽，那么应将用各种过滤器除去杂质的水导入铸模。

下面描述将空气或水导入水吸收层的方法。最好采用将空气和水导入水吸收层的空气和水传输方法，将空气和水导入水吸收层，和在背压下通过空气和水传输方法将空气和水导入铸模。

除控制水饱和百分比外，在铸模中层沉积时，抽空铸模以提高沉积速率，以及在铸模上施加背压以用水膜从铸模中脱模铸件时，空气和水传输方法也是有效的。

空气和水传输方法可以包括在水吸收层内或在水吸收层的背面开设气槽，以从其中通过空气和水。如图1所示，可以以与成型面基本平行的一定的间隔，或以与成型面基本垂直的一定的间隔开设气槽，或以各种模式在水吸收层中设置，这样，当对铸模施加背压时，空气和水可以基本均匀地从成型面排放。这些气槽与一个或多个主气槽相连，该主气槽与伸出到铸模外面的管子相连，以传输空气和水。

此外，如图2所示，空气和水传输方法可以包括配置在水吸收层背面的粗多孔层，并具有伸出到铸模外面的传输空气和水的气管。按这种配置，当气管被加压时，粗多孔层中的压力倾向于相对均匀，因为其孔具有大的直径，由此可从成型面较均匀地排出水和空气。每个铸模可设一根气管，或如果用一根气管时，粗多孔层中的压力不均匀，那么每个铸模可设多根气管。这些气管伸出铸模之外，用于传输空气和水。

下面将描述本发明中使用的基本耐水的水吸收层。术语″耐水″含意是未使用如使用像石膏模那样，通过溶解自身表面取得脱模性的铸模材料。耐水的铸模材料包括树脂铸模材料，金属铸模材料，陶瓷铸模材料等。例如，由于用于制造产品的铸模具有复杂的形状，例如卫生陶器，最好应是可以通过浇铸铸模材料成型的铸模，这种铸模最好是树脂铸模。树脂铸模包括环氧树脂铸模，丙烯酸铸模，非饱和聚酯铸模等。考虑树脂的粘性，适用期等，环氧树脂铸模是较容易使用的。

水吸收层具有自吸水能力，该吸收性由开孔多孔体的铸模材料的毛细吸力产生。用于制作金属铸模或陶瓷铸模的开孔多孔体可以用烧结金属粉或陶瓷粉来生产，由此颗粒之间的空隙可以用作气孔。例如，为了制备环氧树脂铸模，将环氧树脂(包括固化剂)，水，和填料混合成O/W型乳液料浆(油相被分散在连续相的水相中)，且在乳液料浆固化后，在连续相的水相中形成小孔。

为了将本发明的浇铸方法用于工业生产线，本方法的步骤具有其自身的特征操作。例如，在控制水吸收层的水饱和百分比的步骤和以水膜从铸模中脱模铸件的步骤中，从铸模中可能排放出大量的水，对注入料浆和真空抽吸需要专用设备。通过用各个岗位将步骤联结在一起，对排放大量水的各步骤提供一台处理排放水的设备，只给在某些相应步骤的岗位，而不是给所有的铸模提供专用设备，这样可以降低设备费用。在这种安排中，岗位之间移动铸模需要运输设备，至于铸模为可移动型或铸模为固定型，则要根据情况作不同的选择。

铸模为可移动型的情况中，在不同的岗位中并非所有步骤都要执行。如图3所示，对某些连续步骤组合在一起的各个区段可以设立岗位。

如果为各个区段设立岗位，并在一个岗位处理多个铸模，那么就减少了岗位的数量，但铸模的运输设备是很复杂的。

如果铸模运输设备过于复杂的缺点太突出，那么在一个岗位最好只处理一个铸模。这样的体系优选使用两个岗位，即将料浆注入铸模和在铸模中层沉积(料浆排放和沉积层致密化)的岗位，和铸件从铸模中脱模的岗位。控制水饱和百分比可以在两个岗位的任一个中进行(通常为铸件从铸模中脱模的岗位)。

根据本发明的粉浆浇铸法不限制用在任何特定的领域。不过，根据本发明的粉浆浇铸法能有效地用于白瓷器例如卫生陶器，精细陶瓷制品，和例如粉末冶金产品的生产。

下面将描述根据本发明的粉浆浇铸铸模和用于这种粉浆浇铸铸模的开孔多孔体的生产方法。

用于本发明的环氧树脂化合物在一个分子中具有一个或多个环氧环，在常温下是液体，并具有低的粘度，方便地用于生产乳液料浆。环氧树脂化合物最好是缩水甘油环氧树脂，更优选是双酚环氧树脂，如双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚AD环氧树脂，或类似物。

为了生产低粘度乳液料浆，环氧树脂化合物的固化剂最好是聚酰胺，聚胺，改性聚胺，或它们的混合物。(优选低粘度乳液料浆是因为它可以被注入大而复杂的铸模的粉浆浇铸空间的每一个角落，用于形成大而复杂的铸件。)在这些固化剂中，特别优选聚酰胺固化剂。

下面将描述作为本发明的最重要方面的用填料产生的自吸水能力和脱模性。通过可以互相结合的各种方法用填料产生自吸水能力和脱模性。与自吸水能力有关的铸模沉积料浆的能力是由铸模材料的毛细吸力产生的。因此，问题是如何用填料来产生铸模材料的毛细吸力。在这方面，重要的是要注意，料浆材料的沉淀特性不仅受铸模材料的毛细吸力的影响，而且受水通行阻力的影响。水通行阻力大致分为沉积层造成的阻力和铸模造成的阻力(严格地说，从铸模的成型面到其水饱和部分的末端)。提供大的毛细吸力的铸模具有小的孔径。不过，具有小孔径的铸模存在大的水通行阻力，具有大毛细吸力的铸模可能未必具有优良的自吸水能力。

对铸模来说，必须在毛细吸力和铸模材料造成的水通行阻力间进行权衡。由于铸模材料造成的水通行阻力连同沉积层造成的水通行阻力一起影响到沉积速率，因此铸模的最优特性不能单由铸模材料确定，而应结合各种沉积层一同确定。

对于用完全干燥的铸模粉浆浇铸铸件，在沉积层的平均水含量百分比是常数且铸模均匀地吸收水的情况下，那么在所有时间内，沉积层造成的水通行阻力和铸模材料造成的水通行阻力间的比例都是常数。在根据本发明的粉浆浇铸法中，有时最好用具有相当高的水饱和百分比的铸模粉浆浇铸铸件。在这种情况下，沉积层造成的水通行阻力和铸模材料造成的水通行阻力之比随沉积的料浆变化，因此必须考虑在料浆沉积开始时铸模的水饱和百分比以及沉积期间(沉积材料的数量)。

鉴于上述分析，发明人在各种不同的浇铸条件下，对粉浆浇铸卫生陶器，用各种材料进行了实验，发现为了制造在工业生产中能产生有效的沉积速率的粉浆浇铸铸模，应满足下列条件：

如果使用主要由聚酰胺组成的固化剂，那么填料最好应具有平均粒径为0.3-8μm。填料可以是任何材料，只要可以被环氧树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。平均粒径定义为以体积为准的代表50％的累积体积为粒径。如果平均粒径小于0.3μm或大于8μm，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。

如果固化剂由在链状脂肪伯聚胺和在一个分子中具有两个或多个缩水甘油基的缩水甘油醚之间反应生成的产物组成，那么填料最好具有平均粒径范围为1-20μm。如果平均粒径小于1μm或大于20μm，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。填料可以是任何材料，只要可以被环氧树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。链状脂肪伯聚胺最好有通式H₂N[(CH₂)₂NH]_n(CH₂)₂NH₂，在分子相对的端点有氨基，更优选的包括二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，或五乙烯六胺。在一个分子中具有两个或多个缩水甘油基的缩水甘油醚最好包括在一个分子中有两个缩水甘油基的新戊基二醇缩水甘油醚，1，6己二醇缩水甘油醚，乙烯乙二醇缩水甘油醚，双酚A缩水甘油醚，或在一个分子中具有三个缩水甘油基的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。在链状脂肪伯聚胺和在一个分子中具有两个或多个缩水甘油基的缩水甘油醚之间的反应中，如果每分子的链状脂肪伯聚胺的m个氨基被转变为亚氨基，那么由氨基数量m代表的反应进行的优选速率范围在0.1≤m≤1.5(如果亚氨基进一步与缩水甘油基反应，那么这种亚氨基的数量也被计作m)。如果数量m小于0.1，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。如果数量m大于1.5，那么在链状脂肪伯聚胺和在一个分子中具有两个或多个缩水甘油基的缩水甘油醚之间反应生成的产物就会太粘而难以处理。

如果固化剂主要包括1-5％(重量)的由单体脂肪酸和链状脂肪伯聚胺之间的反应生成的产物，和99-95％(重量)的由聚合脂肪酸和链状脂肪伯聚胺之间的反应生成的产物，那么该填料最好具有平均粒径范围为1-20μm。如果平均特有粒径小于1μm或大于20μm，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。填料可以是任何材料，只要可以被环氧树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。单体脂肪酸最好主要包括油酸，亚油酸，或芥子酸。链状脂肪伯聚胺最好有通式H₂N[(CH₂)₂NH]_n(CH₂)₂NH₂，在分子相对的端点有氨基，并更优选包括二乙烯三胺，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。如果单体脂肪酸和链状脂肪伯聚胺之间的反应生成的产物的比率小于1％(重量)或大于5％(重量)，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。如果聚合脂肪酸和链状脂肪伯聚胺之间的反应生成的产物的比率大于99％(重量)或小于95％(重量)，那么在工业浇铸条件下，不会产生足够的毛细吸力。

上面已根据填料的类型，描述了用填料生成开孔多孔体以产生自身水吸收性的各种优选方法。下面将描述用填料产生的脱模性。用填料产生的脱模性可以分为两大类。在第一类中，通过填料的作用，铸模材料本身就具有脱模性。根据本类的一个优选实施例，填料基本由氢氧化铝组成。填料可以全部由氢氧化铝组成，或可以与其它填料相组合。如果填料与其它填料相组合，那么在全部填料中，氢氧化铝的比率应最好为30％(体积)或更高。

根据本类的另一个优选实施例，填料基本由水硬材料组成。在此实施例中，铸模材料由O/W型的乳液料浆组成。由于填料的水硬材料是由连续相的水固化，可以容易地生成开孔多孔体。填料可以全部由水硬材料组成，或可以与其它填料相组合。如果填料与其它填料相组合，那么在全部填料中，水硬材料的比率应最好为30％(体积)或更高。水硬材料最好是高铝水泥，波特兰水泥，主要由波特兰水泥组成的混合水泥，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优点是填料的粒度分布可以用水合反应生成的微细颗粒晶体加以控制。因此，用水硬材料作为填料的主要成分可以有效地产生开孔多孔体的毛细吸力。如果将水硬材料用作填料材料，那么可以添加可用于与各种水硬材料组合使用的添加剂，包括固化促进剂，固化阻滞剂，膨胀剂，AE剂等。

如果将水硬材料用作填料材料，那么在乳液料浆的固化反应中，涉及到两个因素，即树脂的固化反应和水硬材料的水合反应，在上述两个因素之间，需要取得平衡。考虑到树脂的固化反应，优选固化温度(固化容器的空气温度)范围为20-50℃，这是固化环氧树脂的正常温度范围。如果将水硬材料用作填料材料，那么在较低固化温度下由于沉淀速率可以很大，优选固化温度范围从-20-50℃。如果固化温度设为20℃或更低，则优选的是在20℃或更低温度下进行树脂第一次固化，然后在树脂的第二次固化过程中，温度为20-50℃。为了设置温度为较低的温度，有必要不仅控制固化容器的温度，而且要冷却使用的材料。在与其它材料混合之前，冷却水硬材料对提高沉积速率通常是特别有效的。

在用填料产生脱模性的第二类中，使用了通过开孔多孔体传输液体的能力。开孔多孔体传输液体的能力是具有传输水和空气的开孔多孔体的铸模在对铸模施加背压下，给铸模和铸件之间的界面提供水和空气以从铸模中脱模铸件的能力。遇到的一个问题是，如果铸模中用铸模的毛细吸力来沉积料层，那么降低铸模中的孔径以提高毛细吸力也降低了开孔多孔体传输液体的能力。为了解决这个问题，填料的粒度分布可以选择得尽可能窄，即填料应为均一的颗粒直径。因为在工业上使所有的颗粒直径均一化是非常困难的，工业上可以控制的优选粒度分布如下：

一般地，粉末的粒度分布是由Rosin-Rammler′s分布来表示的。根据Rosin-Rammler′s分布，相应累积筛分体积为36.8％的粒径称为绝对粒度常数，并被认为是主粒径(这并不意味着实际筛分，而是意味着具有直径大于该颗粒直径的颗粒体积百分比是36.8％)。为了提高传输液体的能力，而基本不影响沉积速率，最好特别使微细颗粒的粒度分布窄，并且绝对粒度常数的1/4的粒径的累积筛分体积选为不超过30％。就粗颗粒的粒度分布而论，通过加入少量粗颗粒，可以提高传输液体的能力(粒度分布有两个或多个峰，即一个峰是由主微细颗粒提供的，一个峰是由少量粗颗粒提供的)。加入少量粗颗粒，对稍微抑制膨胀现象的发生也是有效的(后面描述)。填料可以是任何材料，只要可以被环氧树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。

防止乳液料浆显示膨胀性的第一个方法是在乳液料浆物料的中加入减胀剂。优选的减胀剂包括各种非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，两性表面活性剂，有机溶剂例如甲醇，乙醇，异丁醇，丙酮等，聚合电解质例如羧甲基纤维素钠盐，甲基纤维素钠盐等，和聚合材料例如可以被分散在水中以提供触变性的聚环氧乙烷。

防止乳液料浆显示膨胀性的第二个方法是将环氧树脂化合物与水混合和搅拌，然后向混合物中加入填料，并混合和搅拌该混合原料，然后向混合物中加入固化剂并混合和搅拌该混合原料。

环氧树脂化合物，固化剂，和产生自吸水能力和脱模性的填料都被用作上述本发明的乳液料浆的主要原料。对这些原料，还要加入反应性的稀释剂例如丁基缩水甘油醚，芳香基缩水甘油醚，氧化苯乙烯，苯基缩水甘油醚，甲苯基缩水甘油醚，乙二醇缩水甘油醚，新戊基乙二醇缩水甘油醚，1，6己二醇缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，或类似物，固化促进剂例如苄基二甲胺，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，或类似物，可溶盐例如氯化钾，氯化钠，氯化锌，氯化钙，氯化钡，氯化钛，氧化铁，氯化镍，氯化镁，硫酸铝，硫酸锌，硫酸钴，硫酸铝铵，硫酸铝钾，硫酸钾，硫酸钴，硫酸铁，硫酸铜，硫酸钠，硫酸镍，硫酸镁，硫酸锰，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，或类似物，消泡剂，增色剂，表面活性剂，及类似物。

上面已描述了在粉浆浇铸铸模中使用的用于粉浆浇铸粉末原料的开孔多孔体。下面将描述具有开孔多孔体的粉浆浇铸铸模。开孔多孔体用作粉浆浇铸铸模的成型面。由于使用本发明的粉浆浇铸铸模的粉浆浇铸方法是在低压下进行的，粉浆浇铸铸模不需要太大的强度。因此，粉浆浇铸铸模的主要组件可以包括开孔多孔体(其强度低于非多孔体的强度)，和具有最简单结构和能廉价生产的粉浆浇铸铸模。

不过，在成模表面反面的铸模背面可以安装衬底层。衬底层提供了下列优点：(1)虽然在低压下进行粉浆浇铸加工，但铸模是坚固的能抗损坏。(2)开孔多孔体层可以做得尽可能薄，因此具有均匀性。如果铸模中开有气槽，那么由于缩短了气槽到背面的距离，则减少了与从铸模中脱模铸件无关的施加到铸模部分的水和空气的数量，由此改进了脱模性。衬底层可以由任何材料制备，如果用固化可流动材料的方法，则是易于生产的。例如，衬底层可以由塑料(其成分可以全部是有机的，或可以含有相当比例的无机填料)制备，或由水硬材料例如水泥，砂浆，或类似物制造。增强层例如铁框可以安装在衬层铸模的外面。

衬底层和开孔多孔体可以分别制做并装配在一起。换句话说，可以先制备衬底层和开孔多孔体之一，在其装配表面涂覆粘合剂后，另一层可以浇铸到先制备的层上。如果随后浇铸的另一层对先制备的衬层具有粘合性，那么在装配表面就不需再涂粘合剂。

使用根据本发明的开孔多孔体的铸模材料，其特征在于优良的脱模性。脱模性的产生可以分为两大类。在第一类中，铸模材料本身具备脱模性。在第二类中，脱模性基于在施加于铸模的背压下，开孔多孔体对传输液体的优良能力。如果使用第二类中的铸模材料，那么开孔多孔体则需要具有空气和水的传输系统。如果使用第一类中的铸模材料，那么不需要任何空气和水的传输系统。不过，如果脱模性要进一步提高或开孔多孔体要抽真空，以在沉积过程中提高沉积速率，那么第一类中的铸模材料可以与空气和水传输系统相组合。

用于将空气和水传输到开孔多孔体的空气和水传输系统可以包括设置在开孔多孔体内部或背面的气槽，以通过气槽引入空气和水或通过气槽抽空开孔多孔体。如图1所示，可以以与成型面基本平行的一定的间隔，或以与成型面基本垂直的一定的间隔设置气槽，或以各种模式在开孔多孔体中设置气槽，这样，当在压力下向开孔多孔体供气时，水和空气可以通过气槽基本均匀地从成型面排放。气槽与一个或多个主气槽相连，该主气槽与伸出到铸模外面的管子相连，用于对开孔多孔体加压或抽空。

如图2所示，用于将空气和水传输到开孔多孔体的另一种空气和水的传输系统可以包括粗多孔层，该层设置在开孔多孔体层的背面，并具有伸出到铸模外面的管子，用于传输空气和水。对于这种设置，当气管被加压时，由于粗多孔层的孔具有大的直径，所以粗多孔层中的压力趋于较均匀，由此可较均匀地从成型面排出水和空气，以便从铸模中取出铸件。为使粗多孔层中的压力均匀化，粗多孔层的平均孔径最好为100μm。可以给每个铸模提供一根气管，或如果用一根气管不能使粗多孔层中的压力均匀，那么，可以给每个铸模提供多根气管。这些气管伸出到铸模的外面，用于加压或抽空开孔多孔体。

粗多孔层可以由任何材料制成，只要其牢固性在加压下不会受损坏。例如，粗多孔层可以由液体树脂和具有平均粒径范围为0.1-5.0mm的粉末混合，然后将混合物固化制成，其物料比为15-50∶100。

开孔多孔体层和粗多孔层可以分别制备再结合到一起。换句话说，可先制备开孔多孔体层和粗多孔层之一，在其装配表面涂覆粘合剂后，另一层可以浇铸到先制备的层上。如果随后浇铸的另一层对先制备的层具有粘合性，那么在装配表面就不需再涂粘合剂。在开孔多孔体层和粗多孔层彼此连接后，应允许空气和水通过它们，而不像衬底层和开孔多孔体层之间的连接。如果在开孔多孔体层和粗多孔层之间涂覆的是不透空气和水的粘合剂层，那么，该粘合剂层应以一种网格状的模式部分地覆盖装配表面，以留下通空气和水的表面部分。

上面已描述了作为空气和水的传输系统的气槽和粗多孔层，用于向开孔多孔体层传递空气和水。每个铸模都要求提供气槽或粗多孔层。为了分离这种铸模结构，在开孔多孔体层背面安装可拆式卡式箱。

卡式箱是半永久性使用的，当开孔多孔体层由于堵塞不再能使用时，可将该层丢弃，并将新的开孔多孔体层装在卡式箱中。用于向本结构的粉浆浇铸铸模的开孔多孔体层传输空气和水的空气和水的传输系统可以包括在开孔多孔体层和卡式箱之间的界面设置的气槽。气槽可如图4在开孔多孔体层中设置，或如图5在卡式箱中设置。此处使用的术语″气槽″表示传输水和空气的空间。因此，气槽也可不像图4和5所示那样设置，而是在卡式箱和开孔多孔体层之间留一间隙。从图4和5看出，在铸模的装配表面，开孔多孔体层是较薄的，这是由于下述理由：当铸模被组合并压合形成成形空间时，装配表面便会受力。具有低强度的开孔多孔体层在装配表面较薄，以避免因受此力而损坏。

在本结构的粉浆浇铸铸模中，卡式箱和开孔多孔体层需要精确地互相可拆式的组合，以在气槽加压时防止水和空气从卡式箱和开孔多孔体层的界面间泄漏。卡式箱和开孔多孔体层的互相可拆式的组合可通过机械方法例如螺栓或化学方法例如粘合剂来达到，在更换时该粘合剂能使开孔多孔体层被剥离。卡式箱可以由任何材料制造例如树脂，金属，或类似物。增强层例如铁框可以安装在卡式箱铸模的外面。

根据本发明的粉浆浇铸铸模的应用不受限于任何指定的领域。不过，根据本发明的粉浆浇铸铸模能有效地用于白瓷器例如卫生陶器，精细陶瓷制品，和例如粉末冶金产品的生产。

按下面表2和3给出的比例进行混合的每一个试样都是在不锈钢容器中，并在常温下强烈搅拌10分钟，以生成均匀的O/W型乳液料浆。乳液料浆注入不透水的铸模并覆盖以便使水不能蒸发，在45℃房间里静置24小时，直到硬化，尽管还含水。某些混合和硬化条件不同于上面表1和2的备注1中所描述的那些条件。

硬化体从铸模中取出，在干燥器中50℃下放置24小时将水蒸发掉，以形成开孔多孔体。水蒸发掉是为测定开孔多孔体的性质。对实际粉浆浇铸铸模生产，水的蒸发未必是必要的。开孔多孔体性质的检测结果列在表2和3。工业应用中的石膏铸模具有约1.5的沉积速率。虽然实验方法和结果没有从例证中省略，对在试样1-32和表2和3的参考试样中的所有开孔多孔体都作了耐水评价，且与水溶性石膏铸模相比，被确认为基本都是耐水的。

在试样1-5的每一个中，具有平均粒径约2.5μm的硅砂粉被用作填料，得到窄的粒度分布。参考试样中，具有平均粒径约2.5μm的硅砂粉也被用作填料，但该硅砂粉只被简单地研磨，得到较宽的粒度分布。

在试样1-5中，沉积速率常数范围为1.7-1.9，且互相间没有较大的差别。不过，试样1-5通过的水量至少三倍于参考试样所通过的水量，且当粒度分布较窄时，通过的水量较大。试样5的粒度分布具有由微细颗粒和粗颗粒提供的两个峰，其通过的水量较大。

在试样6-15中，具有窄粒度分布的各种粒径的硅砂粉被用作填料，平均粒径越小，沉积速率常数越大，且通过水的量越小。上述试样中使用的硅砂粉粒度是可控制的，填料的样品可以用粘合剂粘合。

为了检查填料形状的影响，在试样16-18中使用了形状几乎是完全球形的玻璃珠。球形填料具有窄的粒度分布，但与上述填料相比，没有很强的通水能力。不过，球形填料提供的优点是由于乳液料浆的粘度较低，膨胀现象较少发生，且铸模的脱模强度较低。

在试样19-22中，使用了氢氧化铝填料。从其试验结果可见，在不施力的情况下开孔多孔体就会被脱开。在试样23-32中，使用了水硬材料填料。与使用了氢氧化铝填料的试样19-22的开孔多孔体相同，试样23-32中的开孔多孔体具有自身脱模性。

表2

                   试样品原料  参考  试样    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10    11    12    13    14    15Epicoat  815  (*1)    445    445    445    445    445    445    345    390    470    520    443    200Epomic  R710  (*2)    450    225    450Epicoat  807  (*3)   303  446m.p.PCGE  (*4)    40    69    50    23聚酰胺固化剂    A  (*5)    160    160    160    160    160    160    166    170    172    176    165    160    185    160聚酰胺  C-55-3  (*5)    13    13    13    13    13    13    13固化剂  B  (*7)    7    23    16    18固化剂  C  (*8)    205    189 2，4，6-三(二氨基甲基)酚(*9)    14    14    14    14    14    14    13    14    14    14    13    11    12    硅砂粉    (*10)    A   3004    B  3004    C   3004    D   3004    E   3004    F   3004    G  1980    H  2541   2449  2417   2471    I    3633    J 4158  2226    K 3003 2826玻璃珠  A(*11)玻璃珠  B(*12)氢氧化铝      (*13)半水合石膏    (*14)高铝水泥    (*15)波特兰水泥    (*16)硫酸铝         (*17)聚环氧乙烷       (*18)    0.6    0.6    0.8    0.9    0.8     0.8    0.8水  1230  1230   1230  1230   1230  1230     900   1050   1350   1500    1230    1230   1260   1410  1380   1440备注₁   *19   *19   *19   *19    *19   *19   *19测定结果弯曲强度    (MPa)(*23)    6.0    6.5    6.3    6.7    6.7    7.1   10.3    8.2    5.1    3.9    6.7    7.0    7.3    6.9    7.0    7.1弯曲模量    (MPa)(*23)    980    930    950    920    990    930   1350   1180   840   680    980    1050   1120    980    990    950沉积速率常数        (0.01mm²/sec)(*24)    1.7    1.7    1.8    1.9    1.7    1.9    1.5    1.7    3.4    4.1    1.8    1.7    1.9    1.8    1.7    1.6    传输水量      (1000mm³/3min.)(*25)    43    110    140    180    230    330    690    500    150    86    190    200    180    160    170    210    脱模强度       (0.01MPa)(*26)    1.0    0.6    0.5    0.5    0.4    0.5    0.6    0.5    0.4    0.3    0.5    0.5    0.5    0.5    0.4    0.5    乳液料浆粘度  (mPa·sec)(*27)  5700  2300  2500  2000  2200  1800  5900  4200  1600   1100   2200  2000  1600  2200  1800  1700备注    2  *28试样的单位是0.001kg。表3             试样号原料    16    17    18    19    20    21    22    23    24    25    26    27    28    29    30    31    32 Epicoat  815  (*1)  445  445  445  499   445   415  1114  1032  732    600  589   493   589   429    493   343 Epomic  R710  (*2)    400Epicoat  807  (*3)m.p.PCGE  (*4)    45聚酰胺固化剂    A  (*5)    160    173    160    173    176    173    161   413    413    271    222    218    182    222   159    182    127聚酰胺  L-SS-3  (*6)    13    13    20固化剂  B  (*7)固化剂  C  (*8)2，4，6-三(二氨基甲基)酚  (*9)    14    14    12    14    12    14    13    33    17    18    18    15    14    13    15    10    A  1335  1335   1089    546    634    B    C    硅砂粉(*10)    D    E    F  1556    G    H    I    J    K玻璃珠  A  (*11)  2730  2200玻璃珠  B  (*12)  2730  530氢氧化铝        (*13)  2730  2550   1517   1415半水合石膏      (*14)   1030   1335  668高铝水泥    (*15)   1796   2351    1997  1175波特兰水泥  (*16)  1800  1449  1440硫酸铝       (*17)    1.5聚环氧乙烷     (*18)水   1230   1230   1230   1230   1230   1230   1230   1050  1050   1230  1530  1350    1620   1350   1800  1620  1800备注₁    *20    *21    *21    *22    *22    *22    *22测定结果抗弯强度        (MPa)  (*23)    6.2    6.4    6.3    6.1    6.1    6.2    6.3    5.8    5.9    6.1    5.4    6.2    5.0    6.6    6.4    7.1   6.4抗挠模量        (MPa)  (*23)   1050   1030   1000    960    930    950    970    870    870    900    920    990    870    990   1050    1100   990沉积速率常数  (0.01 mm²/sec)  (*24)   1.6    1.7    1.7    1.7    1.7    1.6    1.0    1.7    2.0    1.5    1.9    1.7    1.7    1.7    1.8    1.7    1.7传输水量           (1000mm²/3min.)  (*25)   100    120    130    45    50    65    110    74    62    100    50    40    55    38脱模强度           (0.01MPa)  (*26)   0.3    0.3    0.3    0    0    0    0    0    0    0    0     0    0    0    0    0    0乳液料浆粘度      (mPa·sec) (*27)  1000    950    900  4200    3800   4000   4100   5400  5000   5600   3800   4200   4000   4100  1700   1400  1600备注2   *29试样的单位是0.003kg

(*：注)

(1)双酚A环氧树脂(Petrochemical Shell Epoxy Co.Ltd.生产)。

(2)双酚AD环氧树脂(Mitsui Petrochemical Industries，Inc.生产)。

(3)双酚F环氧树脂(Petrochemical Shell Epoxy Co.Ltd.生产)。

(4)比例为1∶1的间-甲苯基缩水甘油醚和对-甲苯基缩水甘油醚的混合物(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)。

(5)将下列给出的组分混合并将其在N2气氛下从室温～230℃反应2小时，在230±5℃反应2小时制备出的产物：

30％(重量)的油酸(Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生产)；

30％(重量)的二聚酸(Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生产)；

40％(重量)的四乙烯五胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)；

(6)聚酰胺固化剂(Sanyo Chemical Industries，Inc.生产)；

(7)将下列给出的组分混合并将其从室温～80℃反应20分钟，从80～250℃反应3分钟制备出的产物：

54％(重量)的二乙烯三胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)；和

46％(重量)的乙烯乙二醇缩水甘油醚(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)。

(8)将下列给出的组分混合并将其在N2气氛下从室温～80℃反应30分钟，在80～250℃反应3小时，在250±5℃反应1小时制备出的产物：

1.5％(重量)的NAA35(单体脂肪酸，Nippon Oils & Fats Co.Ltd.生产)；

56.5％(重量)的Varsadime V216(聚合脂肪酸，Henkel Japan Co.，Ltd.生产)；

37％(重量)的四乙烯五胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)；和

5％(重量)的五乙烯六胺(Tokyo Chemical Industries，Inc.生产)。

(9)Tokyo Chemical Industries，Inc.生产。

(10)具有石英纯度为98％的硅砂粉，其粒度分布列于表4中。表4中，A代表在Japan Seto生产的硅砂粉，该粉是由湿式研磨机研磨的，B～K代表相同的硅砂粉，该粉用离心分离，沉降，或类似方法加以分粒，或含有已分粒的硅砂粉的混合物。

(11)球形玻璃珠(Toshiba Barottini Co.，Ltd.生产)，未作表面处理。表4列出粒度分布。

(12)球形玻璃珠(Toshiba Barottini Co.，Ltd.生产)，用硅烷偶联剂作表面处理。表4列出粒度分布。

(13)Nippon Light Metal Co.Ltd.生产。平均粒径为4.5μm。

(14)Nitto Gypsum Co.Ltd.生产。β半水合石膏。

(15)Asahi Glass Co.Ltd.生产。主要成分为：56％的Al₂O₃，36％的CaO，4％的SiO₂，和1％的Fe₂O₃。

(16)Onoda Cement Co.，Ltd.生产。主要成分为：22％的SiO₂，6％的Al₂O₃，3％的Fe₂O₃，64％的CaO，和2％的SO₃。

(17)Wako Junyaku Co.，Ltd.生产。18～18水合物。

(18)Tokyo Chemical Industries，Inc.生产。

(19)制备方法为将环氧树脂化合物与水混合，向混合物中加填料，将混合物强烈搅拌20分钟，然后加入固化剂和固化促进剂，并将混合物强烈搅拌10分钟以形成均匀的乳液料浆。

(20)制备和固化方法为将石膏与环氧树脂化合物混合，抽空混合物30分钟以除气孔，然后将混合物冷却到-10℃，向混合物加入冷却到4℃的其它材料，并将该混合物搅拌10分钟，以形成乳液料浆。搅拌乳液料浆的温度为15℃。乳液料浆在4℃硬化3小时，25℃硬化24小时，和45℃硬化72小时。

(21)制备和固化方法为将石膏与环氧树脂化合物混合，抽空混合物30分钟以除气孔，然后将混合物冷却到-18℃，向混合物加入冷却到4℃的水和冷却到-18℃的其它材料，在冷却容器的条件下，将该混合物搅拌10分钟以形成乳液料浆。搅拌乳液料浆的温度为5℃。乳液料浆在4℃硬化3小时，25℃硬化24小时，和45℃硬化72小时。

(22)制备和固化方法为将高铝水泥与水混合，抽空混合物1小时以除气孔，向混合物加入其它材料，并将该混合物搅拌10分钟，以形成乳液料浆。乳液料浆在20℃硬化24小时和45℃硬化24小时。

(23)按如下测定抗弯强度和抗挠模量：

样品尺寸：15mm×15mm×120mm；三点弯曲；

跨距：100mm；

压头速度：2.5mm/min.；

将检测样品抽真空30分钟，并浸入水中，使其充分饱和，然后进一步抽空样品30分钟。

(24)沉积速率常数测定如下：

I)具有尺寸为100mmΦ×30mmt的检测样品被调整到水饱和百分比为50％；

II)60Φ的玻璃管垂直地置于检测样品上，用于卫生陶器的玻璃质白瓷土料浆被注入玻璃管，深度为50mm。使用除用于制备卫生陶器的料浆以外的其它料浆的测定结果在备注2中给出；

III)从玻璃管外面观察，该组合体静置到沉积出厚度为8mm的层后，倒出未沉淀的料浆；

IV)洗掉粘留在沉积层表面的料浆；

V)测定沉积层中部的厚度L(mm)；和

VI)根据k＝L²/t计算沉积速率常数。

(25)传输水量测定如下：

I)将具有尺寸为100mmΦ×30mmt的检测样品边缘完全密封后，被充分饱和；

II)在检测样品的端部施加0.3MPa的水压，并在水压开始施加后，在3分钟内测定从检测样品的另一端排出的水量。

(26)脱模强度测定如下：

I)具有尺寸为100mmΦ×30mmt的检测样品被调整到水饱和百分比为50％；

II)60Φ的玻璃管垂直地置于检测样品上，用于卫生陶器的玻璃质白瓷土料浆被注入玻璃管，深度为50mm。使用除用于制备卫生陶器的料浆以外的其它料浆的测定结果在备注2中给出；

III)从玻璃管外面观察，该组合体静置到沉积出厚度为8mm的层后，倒出未沉淀的料浆；

IV)置于样品上的玻璃管被垂直倒置，以防铸体干燥，并静置30分钟；

V)检测样品准备好后，用自动绘图仪拉玻璃管，测定取出铸件需用的力。在玻璃管内部有凹槽，使得铸件可靠地从检测样品中脱模，而不使铸件粘在检测样品上；    

VI)用沉积层的面积除以测定的力所得值被用作脱模强度。非常小的那些脱模强度值，在自动绘图仪上的读数基本保持与玻璃管和铸件的总重相同，故被假设为0。使用除用于制备卫生陶器的料浆以外的其它料浆的测定结果在备注2中给出。

(27)用Brookfield粘度计测定搅拌乳液料浆的粘度。

(28)用下列料浆进行评价测定：沉积层的表观厚度为4mm，在倒出料浆后，铸件静置的时间为15分钟。

餐具瓷料浆：k＝0.85(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：1.2(×10^-2MPa)；

高纯矾土料浆：

k＝0.42(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：0.1(×10^-2MPa)；

粉末冶金用的铁料浆；

k＝3.9(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：0.1(×10^-2MPa)。

(29)用下列料浆进行评价测定：沉积层的表观厚度为4mm，在倒出料浆后，铸件静置的时间为15分钟。

餐具瓷料浆：

k＝0.81(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：0(×10^-2MPa)；

高纯矾土料浆：

k＝0.53(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：0(×10^-2MPa)；

粉末冶金用的铁料浆；

k＝4.4(×10^-2mm²/sec)，

脱模强度：0(×10^-2MPa)。

表4

填料                                       粒度分布绝对粒度绝对粒度常数    -0.2    μm    -0.5    μm    -1.0     μm    -2.0    μm    -5.0    μm    -10    μm    -15    μm    -20    μm    常数(μm)筛分体积(％)硅砂粉A    17.8    29.9    37.4    45    57.5    67    72.8    77.5    7.1  43硅砂粉B    9.8    17.8    27.5    42.8    67    84.5    92    96.9    4.2  29硅砂粉C    4.1    10.9    19.5    42    74.2    95.7    98.8    99.7    3.7  20硅砂粉D    1.4    4.7    13.3    35.6    86.1    99.7    100  100    3.3  11硅砂粉E    0    1.6    7.1    30.7    96.5    99.8    100  100    3   4硅砂粉F    2.8    10.4    21.8    45.5    78.5    80.1    96.8    99.3    3.2  18硅砂粉G    29.8    58    76.1    90.9    98.9    99.9    100  100    0.6  25硅砂粉H    5.4    15.5    22.5    60     94    99.5    100  100    2.1  17硅砂粉I    0.7    1.4    3.2    9.1    55.1    98.1    99.8  100    5.5  5  硅砂粉J    0.4    0.7    0.9    1.2    10    89.4   98.5    99.8    8.2    1  硅砂粉K    0.2    0.4    0.6    0.8    1.7    10.2   36.1    63.2    20    2玻璃珠A    0    0    1.4    20.7    99.9    100   100    100    2.7    0  玻璃珠B    0    0    0    0    12.8    90.3   100    100    8    0指明的数字值代表累积筛分体积(％)。

表5

实例1实例2 实例3实例4实例5实例6实例7实例8实例9实例10实例11备注铸模水饱和条件水饱和水传输时间    (min.)气压(MPa)   -      -        -         4       4       3       4       -       -        -        -   -      -        -         0.3     0.35    0.4     0.4     -       -        -        -   4       3        1        1        1       -       -      1      0.7        1       0.7  0.3      0.35     0.35     0.25    0.25     -       -     0.2     0.2       0.15     0.15 18.6      27.0     38.5     52.3    60.7    72.1   81.9    55.8    62.1      70.7     78.4水排放水排放时间    (min.)气压(MPa)铸模水饱和百分比(％)成型条件抽空时间      (min.)抽空压力         (MPa)浇注时间  (min.)沉积时间    (min.)料浆压头      (m)料浆排放时间   (min.)料浆排放气压         (MPa)致密化时间(min.)  83        80      70        45      50       85     93      76     39        25       40 0.07      0.07    0.05      0.05    0.05    0.07    0.07    0.07   0.07      0.07   0.07#1                                                                                     0.02#2#3  5         5        5        5       5*      5*      5*      5*      5*       4*      3.5 52*       50*      45*      45*     45*     50*     55*     50*     48(70)   42(50)   40* 0.6       0.6      0.6      0.6     0.6     0.6     0.6     0.45     0.7      1.2      2 5*        5*       5*        5      5       5*      5*       5*       5        5       5 0.02      0.02     0.02     0.02    0.02    0.02    0.02   0.02      0.02     0.02    0.02 26*       25*      20*      20      20      25*     28*    23(70)     20       19      17#4#5#5#6在表5所示浇铸条件下，用具有表6所示结构的粉浆浇铸铸模粉浆浇铸卫生陶器部件，该铸模水吸收层包括样品5中生产的开孔多孔体。生产的卫生陶器部件的评价结果列在表5。表5所示的任何实例中，都不对料浆直接加压。

图6中，参考数字8表示卡式箱，9表示开孔多孔体层，10表示空心通道(气槽)，11表示使气槽和铸模外面的料源互相连接的管子，12表示衬底层，13表示装配表面，14表示作为密封胶的树脂层，15表示粉浆浇铸空间，16表示料浆输送管，17表示料浆排出管，18表示三路旋塞阀，19表示压缩空气供气管，20表示止回阀，21表示成型面，和22表示粗多孔层。

  致密化气压               (MPa)  脱模气压                 (MPa)  0.01    0.01    0.01    0.01    0.01    0.01    0.01    0.08    4     0.02   0.02  0.30    0.30    0.27    0.25    0.25    0.23    0.23    0.25   0.25   0.25   25.00  结果  铸件  单层厚度        (mm)水含量百分比        (ξ)  8.7     8.8     9.0     9.1     9.2     8.8     8.5     9.0    9.1     8.9    8.9 25.6    24.9    24.5    24.1    24.2    14.7    26.2    24.8   24.5    24.7   24.2#7  脱模  铸件形状保留  铸件表面脱皮×○○○○○○○○○○×○○○○○×○○○○×○○⊙⊙○○⊙⊙⊙⊙  #8  #9  #10

#1：前30分钟。

#2：后30分钟。

#3：指示抽空时表压。

#4：*表示与真空组合。

#5：()表示在沉淀和致密化时间的前一半期间内与真空结合。

#6：()中的数字表示在沉淀和致密化时间的前一半期间内抽空时间的％。

#7：目标值：9.0±0.2

#8：⊙非常好。

#9：○好。

#10：×差。

在表5中实施例9的浇铸条件下实施连续粉浆浇铸方法，实施例9中的粉浆浇铸铸模生产了5000个铸件。在粉浆浇铸铸模使用了5000次后，沉积速率与脱模性均未降低。

尽管已描述了目前被认为是本发明的优选实施方案，但应理解，本发明可以其它特有的形式具体化，只要不违反其实质特征。因此，提供的具体例在各个方面都被认为是说明性的，而非限定性的。本发明的范围是由所附的权利要求，而不是由前面的描述所阐明。

粉浆浇铸粉状材料的方法，在粉浆浇铸法中使用的铸模，和用于本发明的铸模的开孔多孔体的制造方法，均可用于生产白陶制品例如卫生陶器，精细陶瓷产品，和粉末冶金产品以及用于生产这些产品的铸模和铸模的生产。