型応力

詳しく

型応力（Mold Stress / Investment Stress）は、キャスト（kiln-casting）の冷却過程において、耐火石膏（型）とガラスの線膨張係数の差によって型がガラスを締め付けるように応力が生じ、ガラスにクラックを引き起こす現象である（treatise §10.3）。ガラス（COE 90相当: α≈9×10⁻⁶/K）と耐火石膏（α≈12〜18×10⁻⁶/Kと品種によって異なる）は膨張係数が違うため、同じ温度変化でも収縮量が異なり、型がガラスより大きく収縮する場合に型がガラスを拘束して応力が生じる。特に500〜250°C帯の冷却時に顕著になることが多い。

対策として石田知史[R31]の現場経験では、型の側壁に予め切り込み（スリット）を入れて応力解放点を作る手法が用いられる。これにより型自体が変形することでガラスへの拘束応力が逃げる。大型作品では型を複数のパーツに分割して個別に成形し、焼成前に組み合わせる手法も有効。また型材の選択（線膨張係数がガラスに近い材料、または弾力性を持つ材料）が根本的な対策になる。型応力による割れは、焼成直後ではなく脱型時や脱型後数時間以内に発生することが多い点が熱衝撃割れ（thermal-shock-fracture）との違い。

関連概念

キルンキャスティング（kiln-casting）・耐火石膏（refractory-plaster）・熱衝撃割れ（thermal-shock-fracture）・歪点以下破壊（sub-strain-fracture）・近岡式耐火石膏（chikaoka-plaster）・COE（coe）