スリップ鋳造

スリップキャスティング（泥漿鋳造）は、陶磁器の成形技術の一種で、産業界や陶芸家が陶磁器の型​​を作るために広く使用されています。この技術は、通常、手作業や他の成形技術では再現が難しい具象陶器などの複雑な形状を成形するために使用されます。^[1]この技術では、通常、ブランジャーで準備された粘土のスリップが石膏の型に注がれ、型の内壁に 層（キャスト）が形成されます。

複雑な形状を均一かつ正確に成形するのに適しています。^{[2] [3]}トイレや洗面台などの衛生陶器の標準的な成形技術であり、置物やティーポットなどの小さな作品によく使用されます。^{[4] [5] [6]}

この技法は、唐代（618-917年）に中国で初めて開発されましたが、最近まで中国ではあまり使用されていませんでした^{[いつ？ ] [7]}。 1745年頃にイギリスで「コルブリッジのラルフ・ダニエルズによって」 独自に再発明されたようで、 ^[8]すぐにヨーロッパの磁器製造業者によって広く使用され、その後、世紀の終わりまでに衛生陶器の主な成形技法になりました。

ソリッド鋳造はカップの取っ手などの固体製品の製造に使用され、このため鋳型には余分なスリップを溜めるための容器が含まれることが多い。ホロー鋳造はティーポットなどの製品の製造に使用される。^[9]

鋳物スリップの特性は、次のような複数の要因に依存します。^[10]

• スリップ内の各原材料の特性、
• スリップの固形分含有量、
• スリップ中の粘土：非塑性物質の比率、
• スリップ中の化学物質は、意図的に添加されたか、原材料や水から混入したかのどちらかである。
• 解膠剤の種類と量、
• 周囲の状況、特に温度と湿度、そして
• スリップを準備するために原材料を混合するのに必要なエネルギーの量。

さらに、鋳造片の形成速度に影響を与える要因としては以下が挙げられる。^[11]

• スリップの粘度とチキソトロピーは、鋳造直前に必ず変更される。
• 金型材料の特性、例えば透過性、
• 型の水分含有量。

鋳型に鋳物の泥漿を流し込む。鋳型の毛細管圧力により、泥漿中の固形物が堆積して半固体の粒子層が鋳型上に形成される。事前に試験により決定された一定期間が経過した後、鋳型から鋳物を取り出す。鋳物は損傷なく扱える程度に硬くなければならない。鋳物はその後、鋳型の継ぎ目を取り除くために研磨され、その後、乾燥して残りの水分を除去する。これにより、通常、釉薬がけや焼成などの後続の加工に備えられる素地が完成する。 [ ^{12] [4]}

従来の技術では、洗面所のクローゼットを鋳造するのに通常40～60分かかります。 ^{[13] [14]}スイスの製造業者は、「鋳型の準備と1つの部品の鋳造には最大40分かかる」と述べています。 ^[15]薄い部分の場合はより早くでき、ある情報源によると、5～10 mmの場合は10～15分かかるとのことです。^[16]

陶器の食器の鋳造時間は、土器では35～60分、ボーンチャイナでは8～20分と報告されている。^[17]その他の報告としては、米国の陶芸工房では30～50分、ポルトガルの小さな装飾用陶器メーカーでは約60分、米国の遠隔教育大学では「約15分」、陶芸工房向けの記事では15～20分、初心者向けガイドでは15～45分と報告されている。^{[18] [19] [20] [21] [22]}

圧力鋳造では鋳造時間が著しく短く、食器のボウルや皿の場合は2分、衛生陶器の場合は6～8分と報告されています。^[23] Duravitで高圧鋳造を使用した衛生陶器1個あたりのサイクル時間は20分と報告されています。^[24]

許容できる鋳造速度を達成し、乾燥収縮を最小限に抑えるためには、固形分含有量の高いスリップが必要です。ビトレウスチャイナの衛生陶器の鋳造スリップの一般的な固形分含有量は、重量で72〜75％の範囲で、スリップ密度は1.80〜1.85 g/cm ³に相当します。^[25]

解膠剤と呼ばれる特定の化学物質は、粘土中の凝集物を分散させるために使用され、粘度を下げ、固形分含有量を増加させます。固形分含有量の増加は、乾燥収縮を最小限に抑えるために重要です。解膠剤の例には、炭酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムなどがあります。^{[26] [27] [28]}ビトロース陶磁器の鋳造スリップに使用される典型的な解膠剤添加量は0.1～0.65%です。粘土成分のレオロジー特性が、添加量に主に影響を及ぼす要因です。^[29]

セーヴル磁器のアレクサンドル・ブロンニャールが開発した数式は、粘土の乾燥物質含有量を決定するために使用されます。これはブロンニャールの公式として知られるようになりました。^[28]

圧力鋳造は、1970年代に衛生陶器の製造のために開発された伝統的なスリップ鋳造の発展であり、最近では食器にも応用されています。^{[30] [31]}

特別に開発されたポリマー材料により、鋳型に最大 4.0 MPa の外部圧力を加えることができる。これは、毛細管力が約 0.1～0.2 MPa の圧力に相当する石膏鋳型のスリップ鋳造よりもはるかに高い。^[32]高圧により鋳造速度が大幅に速くなり、したがって生産サイクルも速くなる。ある研究では、圧力を 0.25 bar から 4.0 bar (3.6 psi から 58 psi) に上げると、磁器素地の 6 mm 鋳造にかかる時間が約45 分から 15 分に短縮されることがわかった。^[33]圧力鋳造を使用して、フィンランドのGeberit工場では20 分でトイレを鋳造している。^[34]

さらに、鋳型から取り出す際にポリマー鋳型に高圧空気を吹き込むことで、長時間の乾燥時間を必要とする石膏鋳型とは異なり、同じ鋳型ですぐに新しい鋳造サイクルを開始することができます。ポリマー材料は石膏よりもはるかに耐久性が高いため、寸法公差が優れ、鋳型の寿命がはるかに長い製品を実現できます。^{[10] [35]}

従来の鋳造と比較した圧力鋳造の利点は、生産性の向上、歩留まりの向上、製品品質の向上、鋳造品の歪みの低減、表面欠陥の減少、生産スペースの縮小、金型の必要性の減少、エネルギーコストの削減、および脱型と取り扱いの自動化への容易な適合としてまとめられている。^[36]

セラミック 積層板の加工技術として、セラミック粉末を懸濁液に入れて、固形分含有量が高く（> 60重量%）、粘度が非常に低い（< 40 mPa）スリップを形成することがよくあります。繰り返し鋳造する際に使用するスリップの組成を変えることで、一連の層を形成できます。使用する材料の化学的性質が十分に理解されていれば、鋳造にかかる時間の長さを変えることで層の厚さを制御できます。^[37]

スリップキャストで成形される陶器であるスリップウェアは、何らかの技法で成形され、その後スリップで装飾される陶器であるスリップウェアと混同してはならない。 ^[38] スリップはフランス語でバルボティーヌ （coulée en barbotineはスリップキャストを意味する）である。ローマ帝国時代にまで遡って、陶工は粘土スリップを使って壺の表面を装飾する「バルボティーヌ陶器」を作った。^[39] 「バルボティーヌ陶器」は、スリップキャスト装飾が加えられた19世紀のフランスとアメリカの陶器を指すこともある。^[40]また、（紛らわしいことに）厚いスリップの塊で装飾された17世紀のイギリスのスリップウェアを指すこともある。^[41]

• 従来のスリップ鋳造
• 初心者のためのスリップキャスティング
• イギリスのストーク・オン・トレントにあるエマ・ブリッジウォーター工場でのスリップ鋳造
• 衛生陶器の圧力鋳造
• アメリカ陶芸協会による鋳込み鋳造に関する教師用ノート

ウィキメディア・コモンズには、スリップキャスティングに関連するメディアがあります。