CN109641265B - 铸模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供提高覆膜砂的填充性、铸模的强度并且可有效地实现在造型现场的作业性的改善的铸模的制造方法。另外，提供直接使用以往的用于造型的装置而不需要新设置特别的装置从而能够有利地制造目标铸模的方法。对用水溶性粘结剂覆盖耐火性骨料的表面而得到的干态的覆膜砂添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，使之湿态化后，将由此该得到的湿态化覆膜砂填充到成型模中来造型目标铸模。

Description

铸模的制造方法
技术领域
本发明涉及铸模的制造方法，特别是涉及能够实现在铸模的制造现场即造型现场的作业性的改善、并且有利地制造铸模，并且提高覆膜砂的填充性、铸模的强度的方法。
背景技术
以往以来，作为金属熔液的铸造中使用的铸模的制造方法之一，采用了使用以规定的粘合剂覆盖由耐火性骨料形成的铸模砂而成的覆膜砂并造型为目标形状的铸模的方法，另外，作为其中使用的粘合剂，例如，日本铸造工学会编的“铸造工学便览”第78～90页中，除了如水玻璃那样的无机系粘合剂以外，还明确披露了使用了酚醛树脂、呋喃树脂、氨基甲酸酯树脂等树脂的有机系粘合剂等，因此，也明确披露了使用这些粘合剂造型自硬性铸模的方法。
而且，作为使用作为这些粘合剂中的无机系粘合剂之一的水玻璃，形成覆盖规定的耐火性骨料(铸模砂)而成的覆膜砂后进行铸模的造型的方法，也提出了各种方法，例如，日本特开2008-036712号公报中，明确披露了具有含有硅砂(耐火性骨料)、碱硅酸盐(水玻璃)和非晶质二氧化硅的凝集体的铸模材料或铸模部件。另外，其中，在铸模的造型现场中，将这些硅砂、水玻璃和非晶质二氧化硅混炼，使湿润的碱硅酸盐(水玻璃)附着于硅砂的表面，制成湿润形态(湿态)的铸模材料(覆膜砂)，然后将其填充至规定的成型模中，造型为目标形状的铸模。
但是，这种湿态的覆膜砂与空气中的二氧化碳反应从而逐渐进行硬化，可使用时间短，另外贮藏稳定性不充分，因此，所述湿态的覆膜砂通常在铸模的造型现场制造后直接填充至成型模中，进行目标铸模的造型。于是，在障碍物多的造型现场，搬运微粉状的耐火性骨料和水玻璃并将它们在混合器中混炼从而得到湿态的覆膜砂时，有时水玻璃的粘性也高，耗费相当多的工夫、时间，而且因水玻璃的粘性而难以与耐火性骨料混合，而且，本身存在有容易污染用于混合的混合器、用于造型的成型模等装置等、造型的作业性差的问题。而且，由于为在造型现场的作业，因此本身还存在作业者因强碱性的水玻璃而遭受化学伤害的风险高的问题。
另一方面，日本特开2012-076115号公报中明确披露了与如上所述那样湿态的覆膜砂不同，使用水玻璃作为粘合剂、在耐火性骨料的表面形成使这种粘合剂干燥而成的覆盖层的、具有常温流动性的干态的覆膜砂。其中，明确披露了如下方法：这种干态的覆膜砂被含有水玻璃等水溶性无机化合物作为粘合剂的固体的涂层覆盖，将其填充至用于铸模造型的成型模的成型模腔内后，使水蒸气流通，由此进行所述覆膜砂的固化，得到目标铸模，但对于这种造型方法，本身存在如下问题：必须在填充干态的覆膜砂后向成型模内吹入水蒸气，因此，需要特别设置水蒸气的吹入装置，因此不能直接使用以往的装置，使铸模的制造成本增大。
而且，其中，本身还存在如下问题：由于是用水蒸气将填充至成型模中的干态的覆膜砂润湿后，将其干燥从而使其固化，进行铸模的造型，因此为了有效地进行这种润湿的覆膜砂的干燥，不仅需要水蒸气的吹入，还需要追加经加热的气体的吹入这样的新的工序，由此，从向成型模的填充到干燥固化以及达到硬化的造型循环变长，从而铸模的生产率降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-036712号公报
专利文献2：日本特开2012-076115号公报
非专利文献
非专利文献1：“铸造工学便览”第78～90页
发明内容
发明要解决的问题
其中，本发明是以上述实际情况为背景而作出的，其要解决的课题在于，提供提高覆膜砂的填充性、铸模的强度、并且可有效地实现在造型现场的作业性的改善的铸模的制造方法，另外又一课题在于，提供能够基本上直接使用以往的用于造型的装置、有利地制造目标铸模而不需要新配置特别的装置的方法。
用于解决问题的方案
而且，为了解决上述问题，本发明可以在以下所列举的各种方式中适当地实施，另外，以下记载的各方式可以采用任意组合。需要说明的是，本发明的方式以及技术特征不限于以下记载的内容，可以理解为是基于由说明书整体的记载可把握的发明思想而可认识到的技术方案。
(1)一种铸模的制造方法，其特征在于，对用水溶性粘结剂覆盖耐火性骨料的表面而得到的干态的覆膜砂添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，使之湿态化后，将由此得到的湿态化覆膜砂填充到成型模中，进行造型。
(2)根据前述方式(1)所述的铸模的制造方法，其特征在于，前述水性介质以相对于前述覆膜砂100质量份为0.5～6质量份的比例向该覆膜砂中添加。
(3)根据前述方式(1)或前述方式(2)所述的铸模的制造方法，其特征在于，以前述表面活性剂相对于前述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的比例的方式添加前述水性介质。
(4)根据前述方式(1)～前述方式(3)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，以前述多元醇相对于前述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的比例的方式添加前述水性介质。
(5)根据前述方式(1)～前述方式(4)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，使前述干态的覆膜砂湿态化时，还添加球状颗粒。
(6)根据前述方式(5)所述的铸模的制造方法，其特征在于，前述球状颗粒的添加量相对于前述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份。
(7)根据前述方式(1)～前述方式(6)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，使前述干态的覆膜砂湿态化时，还添加第二水溶性粘结剂。
(8)根据前述方式(1)～前述方式(7)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，前述干态的覆膜砂中的含水分量为前述水溶性粘结剂的固体成分量的5～55质量％。
(9)根据前述方式(1)～前述方式(8)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，作为前述水溶性粘结剂，选择使用热固化性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类及无机高分子中的单独一者或两者以上。
(10)根据前述方式(9)所述的铸模的制造方法，其特征在于，前述无机高分子为水玻璃。
(11)根据前述方式(1)～前述方式(10)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，在填充有前述湿态化覆膜砂的成型模内，使加热空气或干燥空气流通。
(12)根据前述方式(1)～前述方式(11)中任一项所述的铸模的制造方法，其特征在于，在填充有前述湿态化覆膜砂的成型模内，使二氧化碳或有机酯气体流通。
(13)根据前述方式(1)～前述方式(12)中任一项所述铸模的制造方法，其特征在于，前述成型模已被加热至40℃～250℃的温度。
发明的效果
这样，本发明中，使用水玻璃等水溶性粘结剂作为粘合剂，首先，预先准备干态的覆膜砂，然后将其带入到造型的现场，而在造型的现场，仅准备用于使所述干态的覆膜砂湿态化的、含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，可实现目标铸模的造型，因此在作业环境差的造型现场，完全不需要在耐火性骨料中混炼粘稠的水玻璃，因此，能够显著改善在造型现场的作业性。另外，即使在混合器内向干态的覆膜砂中添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质并混合从而湿润化，其混合物也很少附着在混合器内，不易污染装置，而且，造型现场中不对水玻璃等水溶性粘结剂进行处理，因此完全没有作业者因这种水玻璃、其他水溶性粘结剂而遭受化学伤害的担心。
而且，在为了使覆膜砂湿态化而使用的水性介质中添加有表面活性剂和/或多元醇，由此可有利地发挥如下特征：可有利地提高进行铸模造型时的覆膜砂的填充性，并且能够有效地提高得到的铸模的强度。
另外，本发明中，预先准备的干态的覆膜砂只要不添加水性介质，基本不会因空气中的二氧化碳而经时变化，贮藏稳定性优异，因此，具有如下实用的优点：可以在与造型现场不同的场所预先制作大量干态的覆膜砂，在造型现场使用其一部分，向其中添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，湿态化后，进行目标铸模的造型，并且可发挥如下特别的特征：将这种干态的覆膜砂湿态化而成的物质比以往那样在造型现场制作的湿态的覆膜砂向成型模的填充性良好，而且经造型的铸模自成型模的脱模性也提高。
进而，根据上述本发明的铸模的制造方法，在造型现场，将经湿态化的覆膜砂填充至成型模中仅通过进行加热等，就使含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质的水分蒸发，使其干燥固化进而硬化，因此可以如直接使用干态的覆膜砂的情况那样，基本上直接使用以往的装置进行造型而完全不需要新设置水蒸气产生装置、水蒸气的流通机构等特别的装置，由此，能够避免装置成本的增大、进而避免铸模的制造成本的上升，并且不需要新采用水蒸气的吹入工序，由此，也能够有利地避免造型循环变长。
附图说明
图1为示出构成填充性及填充流动性的评价中使用的成型模的模具半模的一个分模面的正面示意图。
具体实施方式
另外，本发明的铸模的制造方法中，预先准备的干态的覆膜砂通常是对耐火性骨料混合处于水溶液状态的水溶性粘结剂作为粘合剂，然后使水分从该混合物中蒸发，换言之为通过使处于水溶液状态的水溶性粘结剂的水分蒸发来制造的，其是由作为粘合剂的水溶性粘结剂的固体成分形成的经干燥的覆盖层以规定厚度形成于所述耐火性骨料的表面而成的干态的物质，具有良好的常温流动性。特别是，本发明中，这种干态的覆膜砂中的水分量相对于水溶性粘结剂的固体成分量理想的是5～55质量％的比例，优选理想的为10～50质量％。特别是水溶性粘结剂为水玻璃的情况下，理想的为20～50质量％。需要说明的是，若该水分量少于5质量％，则存在如下问题：水玻璃等水溶性粘结剂发生玻璃化，从而即使再次添加水分，也不会返回到溶液状，另一方面，若多于55质量％，则会产生不变为干态状态的问题。
此处，对于本发明中使用的干态的覆膜砂，用于获得干态状态的水分量的范围根据水溶性粘结剂的性质而不同。因此，本发明中的干态是指，不论水分量的大小，在测定动态安息角时能够得到动态安息角的测定值的状态。需要说明的是，动态安息角是指，在轴向的一侧端部被透明的板材封堵而成的圆筒内收容覆膜砂(例如向直径7.2cm×高度10cm的容器中放入覆膜砂至容器体积的一半)，轴心保持水平方向，以恒定速度(例如25rpm)绕水平的轴心旋转，在圆筒内流动的覆膜砂层的斜面成为平坦面状，从而对在斜面与水平面之间形成的角度进行测定所得到的。另一方面，覆膜砂在湿润的状态下不在圆筒内流动，覆膜砂层的斜面无法形成平坦面，不能测定动态安息角，将这样的覆膜砂称为湿态的覆膜砂。
本发明中，通过使用如上所述的干态的覆膜砂，从而其可使用时间长，可有利地提高贮藏稳定性，因此可以在与造型现场不同的工作地点等场所预先准备大量的这种干态的覆膜砂，将其一部分搬运到造型现场，并用于目标铸模的造型，并且还能大大有助于造型作业的效率化。
需要说明的是，作为构成如上所述的覆膜砂的耐火性骨料，其为发挥铸模的基材作用的耐火性物质且可以使用以往用作铸模用途的各种耐火性粒状以及粉状材料的任意者，具体而言，以硅砂、再生硅砂为首，可列举出氧化铝砂、橄榄石砂、锆砂、铬铁矿砂等特殊砂、铬铁系熔渣、镍铁系熔渣、转炉熔渣等熔渣系颗粒；氧化铝系颗粒、富铝红柱石系颗粒等人工颗粒及它们的再生颗粒；氧化铝球、镁熔块等。需要说明的是，这些耐火性骨料可以为新砂，或者可以为在铸模的造型中作为铸造用砂被使用一次或多次的再生砂或回收砂，进而也可以为向这种再生砂、回收砂中加入新砂并混合而成的混合砂，没有限制。而且，这种耐火性骨料通常使用粒度以AFS指数计为40～130左右的骨料，优选使用粒度为60～110左右的骨料。
另外，覆盖如上所述的耐火性骨料的粘结剂也被称为粘合剂，本发明中，使用水溶性的粘结剂。作为该水溶性粘结剂，只要为水溶性，可以使用无机高分子、热固化性树脂、糖类、合成高分子、盐类、蛋白质中的任意者。而且，这些可以单独使用，另外也可以选择使用两者以上，特别优选使用无机高分子。另外，这些水溶性粘结剂可以事先用水、溶剂进行稀释而使用。
而且，作为用作这种水溶性粘结剂的无机高分子，可列举出水玻璃、胶体二氧化硅、烷基硅酸酯、膨润土、水泥等，这些当中，优选使用水玻璃。另外，所述水玻璃为可溶性的硅酸化合物，作为这种硅酸化合物，例如可列举出硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠、偏硅酸钾、硅酸锂、硅酸铵等，特别是本发明中，有利地使用硅酸钠(silicate of soda)。
进而，这种硅酸钠通常根据SiO2/Na2O的摩尔比分为1号～5号的种类来使用。具体而言，硅酸钠1号是SiO2/Na2O的摩尔比为2.0～2.3的硅酸钠，另外硅酸钠2号是SiO2/Na2O的摩尔比为2.4～2.6的硅酸钠，进而硅酸钠3号是SiO2/Na2O的摩尔比为2.8～3.3的硅酸钠。此外，硅酸钠4号是SiO2/Na2O的摩尔比为3.3～3.5的硅酸钠，另外硅酸钠5号是SiO2/Na2O的摩尔比为3.6～3.8的硅酸钠。这些当中，JIS-K-1408中也规定了硅酸钠1号～3号。而且，这些硅酸钠可以单独使用，也可以混合使用，另外也可以通过混合来调整SiO2/Na2O的摩尔比。
需要说明的是，为了有利地得到本发明中使用的干态的覆膜砂，对于构成作为粘合剂使用的水玻璃的硅酸钠，SiO2/Na2O的摩尔比通常理想的为1.9以上、优选2.0以上、更优选2.1以上，上述硅酸钠的分类中，特别有利地使用相当于1号及2号的硅酸钠。所述硅酸钠1号及2号各自在水玻璃中的硅酸钠浓度宽范围下也会稳定地得到特性良好的干态的覆膜砂。另外，这种硅酸钠的SiO2/Na2O的摩尔比的上限根据处于水溶液的形态的水玻璃的特性来适宜选定，通常为3.5以下，优选为3.2以下、更优选为2.7以下。此处，若SiO2/Na2O的摩尔比小于1.9，则水玻璃的粘性变低，如果不大幅降低水分量，则难以成为干态，另一方面，若大于3.5，则在水中的溶解度降低，从而向耐火性骨料的表面的附着不充分，因此存在未获得粘接面积、铸模强度降低的问题。
另外，本发明中使用的水玻璃是指溶解于水中的状态的硅酸化合物的溶液，除了以市场中直接购入的原液的状态使用以外，还可以以向这种原液中添加水从而进行了稀释的状态来使用。而且，将从这种水玻璃中去除了水、溶剂等会挥发的物质的固体成分(水玻璃成分)称为不挥发成分，其相当于上述硅酸钠等可溶性的硅酸化合物。另外，这种不挥发成分(固体成分)的比例越高，水玻璃中的硅酸化合物浓度变得越高。因此，对于本发明中使用的水玻璃的不挥发成分而言，在其仅由原液构成的情况下，相当于去除了所述原液中的水分量的比例，另一方面，在使用将原液用水稀释而得到的稀释液的情况下，去除了原液中的水分量和稀释所用的水量的残余的量相当于使用的水玻璃的不挥发成分。
而且，这种水玻璃中的不挥发成分根据水玻璃成分(可溶性硅酸化合物)的种类等来采用适宜的比例，理想的是有利地以20～50质量％的比例含有。通过使水溶液中适度地存在相当于该不挥发成分的水玻璃成分，从而在与耐火性骨料的混合(混炼)时，能够均匀无偏差地对所述耐火性骨料覆盖水玻璃成分，由此，能够利用本发明有利地造型为目标铸模。需要说明的是，若水玻璃中的水玻璃成分的浓度过低从而不挥发成分的总量小于20质量％，则为了覆膜砂的干燥，需要提高加热温度、或延长加热时间，因此，会引起能量损失等问题。另外，若水玻璃中的不挥发成分的比例过高，则难以用水玻璃成分均匀地覆盖耐火性骨料的表面，在提高目标铸模的特性的方面也会引起问题，理想的是以所述不挥发成分成为50质量％以下、随之水分量成为50质量％以上的比例的方式来制备处于水溶液的形态的水玻璃。
另外，对于作为上述无机高分子以外的水溶性粘结剂之一的热固化性树脂，可列举出甲阶型的酚醛树脂、呋喃树脂、水溶性环氧树脂、水溶性三聚氰胺树脂、水溶性尿素树脂、水溶性不饱和聚酯树脂、水溶性醇酸树脂等。另外，对该热固化性树脂配混酸、酯类等硬化剂来提高其热硬化特性也是可以有利地采用的做法。需要说明的是，这些热固化性树脂中，优选使用甲阶型的酚醛树脂，这种酚醛树脂可以通过使酚类和甲醛类在反应催化剂的存在下反应来制备。另外，本发明中，作为所述酚醛树脂，作为适当的例子可列举出水溶性的碱性甲阶酚醛树脂。使用这样的碱性甲阶酚醛树脂时，能够提供可在铸铁·铸钢等宽泛的领域中使用的铸模。
另外，对于作为水溶性粘结剂的又一例子的糖类，可以使用单糖类、低聚糖、多糖类等公知的糖类，可以从各种单糖类、低聚糖、多糖类中选择1种单独使用，另外也可以组合使用多种，没有限定。这些当中，作为单糖类，可列举出葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖等，作为低聚糖，可列举出麦芽糖(maltose)、蔗糖(sucrose)、乳糖(lactose)、纤维素二糖等二糖类。而且，作为多糖类，可列举出淀粉糖、糊精、黄原胶、凝胶多糖、支链淀粉(pullulan)、环糊精、几丁质、纤维素、淀粉等。此外，可以使用阿拉伯树胶等植物粘质物的树胶(gum)类，进而作为糖类、特别是多糖类的硬化剂，也可以使用羧酸。
进而，作为用作水溶性粘结剂的合成高分子，可列举出聚环氧烷、聚-α-羟基丙烯酸、丙烯酸系共聚物、丙烯酸酯系共聚物、甲基丙烯酸酯系共聚物、聚丙烯酰胺、阴离子化聚丙烯酰胺、阳离子化聚丙烯酰胺、聚氨基烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、磺化马来酸聚合物、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯基甲基醚、聚醚改性有机硅、或它们的改性物等。而且，它们单独使用或选择使用多种。
进而，作为盐类，还使用加入水后使其干燥而凝固的物质，例如可列举出硫酸镁、硫酸钠等硫酸盐、溴化钠、溴化钾等溴化物、碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐、氯化钡、氯化钠、氯化钾等氯化物等。此外，作为蛋白质，可列举出明胶、骨胶等。
而且，如上所述的水溶性粘结剂理想的是，以相对于耐火性骨料100质量份按照仅考虑不挥发成分时的固体成分换算为0.1～2.5质量份的比例使用，其中，特别有利地采用0.2～2.0质量份的比例，在耐火性骨料的表面形成规定的覆盖层。此处，固体成分的测定如下地来实施。即，称量试样10g并收容在铝箔制皿(纵：90mm、横：90mm、高度：15mm)内，放置于保持为180±1℃的加热板上，放置20分钟后，翻转所述试样皿，进而在上述加热板上放置20分钟。接着，将所述试样皿从加热板上取出，在干燥器中放冷后，进行称量，通过下式算出固体成分(质量％)。
固体成分(质量％)＝[干燥后的质量(g)/干燥前的质量(g)]×100
需要说明的是，若该水溶性粘结剂的用量过少，则难以在耐火性骨料的表面形成覆盖层，从而会产生难以充分进行覆膜砂的固化以及硬化的问题。另外，水溶性粘结剂的用量过多，不仅多余的水溶性粘结剂附着于耐火性骨料的表面，难以形成均匀的覆盖层，而且还担心覆膜砂相互固着而发生团块化(复合颗粒化)，因此对铸模物性带来不良影响，并且还会引起浇铸金属后模芯难以落砂的问题。
而且，本发明的对象为使用上述水溶性粘结剂在耐火性骨料的表面形成由其得到的覆盖层而成的干态的覆膜砂，这种覆盖层根据需要也可以适宜含有公知的添加剂。需要说明的是，为了使覆盖层含有这种添加剂，可以采用如下方法等：在水溶性粘结剂中预先配混规定的添加剂后，与耐火性骨料混炼或混合的方法；与水溶性粘结剂分开地对耐火性骨料添加规定的添加剂并与水溶性粘结剂一起将整体均匀地混炼以及混合的方法。
作为这种添加剂之一，本发明中，有利地使用固体氧化物、盐。通过含有这些固体氧化物、盐，从而可有利地提高覆膜砂的耐湿性。需要说明的是，这些中，作为固体氧化物，例如硅、锌、镁、铝、钙、铅、硼等元素的氧化物的使用是有效的。特别是，其中理想的是使用二氧化硅、氧化锌、氧化铝、氧化硼。另外，二氧化硅中，优选使用沉淀二氧化硅、热解二氧化硅。另一方面，作为盐，有氟硅酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、四硼酸盐、碳酸盐等，其中，理想的是使用碳酸锌、碱性碳酸锌、偏硼酸钾、四硼酸钠、四硼酸钾。而且，这些固体氧化物、盐通常以相对于水溶性粘结剂中的不挥发成分为0.5～5质量％左右的比例来使用。
另外，作为其他添加剂，含有使耐火性骨料与水溶性粘结剂的结合强化的偶联剂也是有效的，例如，可以使用硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、钛偶联剂等。另外，含有有助于提高覆膜砂的流动性的润滑剂也是有效的，例如，可以使用固体石蜡、合成聚乙烯蜡、褐煤酸蜡等蜡类；硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺等脂肪酸酰胺类；亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺等亚烷基脂肪酸酰胺类；硬脂酸、硬脂醇；硬脂酸铅、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁等硬脂酸金属盐；硬脂酸单甘油酯、硬脂基硬脂酸酯、硬化油等。进而，作为脱模剂，也可以使用石蜡、蜡、轻油、机油、锭子油、绝缘油、废油、植物油、脂肪酸酯、有机酸、石墨微粒、云母、蛭石、氟系脱模剂、有机硅系脱模剂等。而且，所述其他添加剂通常各自以相对于水溶性粘结剂中的不挥发成分为5质量％以下、优选3质量％以下的比例来含有。
另外，本发明中，制造预先准备的干态的覆膜砂时，通常采用如下方法：对耐火性骨料，使作为粘合剂的水溶性粘结剂与根据需要使用的添加剂一起通过常规方法混炼以及混合，均匀地混和，用水溶性粘结剂覆盖所述耐火性骨料的表面，并且使这种水溶性粘结剂的水分蒸散，由此得到具有常温流动性的干态的粉末状覆膜砂，但此时的覆盖层的水分的蒸散必须在水溶性粘结剂的固化以及硬化加剧前迅速地进行，因此，本发明中，理想的是，对耐火性骨料投入(混合)处于水溶液的形态的水溶性粘结剂，在5分钟以内、更优选3分钟以内使含有水分飞散，从而制成干态的粉末状覆膜砂。是因为若所述蒸散的时间长，则产生如下等问题的风险变高：混和(混炼)循环变长，生产率降低，此外，水溶性粘结剂接触空气中的CO2的时间变长，从而发生失活。需要说明的是，这样得到的干态的粉末状覆膜砂的含水分量通常理想的是相对于水溶性粘结剂的固体成分量为5～55质量％左右、尤其为10～50质量％。特别是水溶性粘结剂为水玻璃的情况下，形成为将所述含水分量调整为20～50质量％而成的覆膜砂。
进而，这种干态的覆膜砂的制造工序中，作为用于使所述水溶性粘结剂中的水分迅速蒸散的有效手段之一，采用如下方法：将耐火性骨料预先加热，在其中将处于水溶液的形态的水溶性粘结剂混炼以及混合，进行混和。在该经预先加热的耐火性骨料中混炼以及混合水溶性粘结剂，由此能够使水溶性粘结剂中的水分因这种耐火性骨料的热而极其迅速地蒸散，而且，可有效地降低得到的覆膜砂的水分量，有利地得到具有常温流动性的干态的粉体。需要说明的是，作为所述耐火性骨料的预热温度，根据水溶性粘结剂的含水分量、其配混量等来适宜选定，理想的是通常进行将耐火性骨料加热至100～160℃左右、优选100～140℃左右的温度。若该预热温度过低，则不能有效地进行水分的蒸散，干燥耗费时间，因此理想的是采用100℃以上的温度，另外若预热温度过高，则在所得到的覆膜砂的冷却时，水溶性粘结剂成分的硬化加剧，而且复合颗粒化也进行，因此作为覆膜砂的功能、特别是如强度那样的物性会产生问题。
而且，本发明中，使用如上所述得到的干态的覆膜砂，将其搬运到作为铸模的制造场所的造型现场后，在其造型现场添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质而使其湿态化，然后将由此得到的湿态化覆膜砂填充至成型模中，进行目标铸模的造型，其中，对于向干态的覆膜砂中添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质而湿态化的工序，仅是将干态的覆膜砂和规定量的上述水性介质投入到适当的混合器中从而混合，由此弄湿覆膜砂即可，因此可以通过极其单纯的作业来实施，在作业环境差的造型现场也能够极其简单并且容易地进行。而且，通过添加表面活性剂，提高了作为覆膜砂的覆盖层的水溶性粘结剂与水分的相容性，能够有利地提高湿状态的覆膜砂的流动性，而且，因其流动性的提高而会提高覆膜砂向铸模成型模的填充性，特别是对于复杂形状且从填充口到填充结束为止的模腔的路径长的铸模成型模，也能够没有欠缺地进行填充。另外，添加多元醇时，能够有利地提高铸模的强度，并且具有保湿效果，因此有能够提高湿状态的覆膜砂的保湿性从而延长可使用时间的优点。
进而，这种干态的覆膜砂的湿态化只是通过仅添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质来完成，而不是在耐火性骨料中混炼具有粘性的水溶性粘结剂，因此作业性极其良好，该湿态化的覆膜砂不易附着于混合器、成型模等，因此会发挥不易污染装置的特征，并且在造型现场中，不对水溶性粘结剂、特别是水玻璃进行处理，因此还会有不用担心作业者遭受化学伤害等的优点。
此处，本发明中使用的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质通过将表面活性剂及多元醇中的至少任一者以规定的比例添加至水中使其溶解以及分散来制备。另外，该水性介质中可以根据需要添加·含有本说明书中所提到的各种添加剂、本领域技术人员公知的其他添加剂。
而且，向干态的覆膜砂中添加这种水性介质时，理想的是以表面活性剂的量相对于所述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的方式使用水性介质，其中优选以成为0.5～15.0质量份、特别是成为0.75～12.5质量份的方式使用水性介质。需要说明的是，作为该表面活性剂，可以使用阳离子性、阴离子性、两性、非离子性、有机硅系、氟系中的任意者。
具体而言，作为阳离子性表面活性剂，可列举出脂肪族胺盐、脂肪族季铵盐、苯甲烷铵盐、苄索氯铵、吡啶鎓盐、咪唑啉鎓盐等。另外，作为阴离子性表面活性剂，可列举出脂肪酸皂、N-酰基-N-甲基甘氨酸盐、N-酰基-N-甲基-β-丙氨酸盐、N-酰基谷氨酸盐、烷基醚羧酸盐、酰基化肽、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯盐、烷基磺基乙酸盐、α-烯烃磺酸盐、N-酰基甲基牛磺酸、硫酸化油、高级醇硫酸酯盐、高级仲醇硫酸酯盐、烷基醚硫酸盐、高级仲醇乙氧基硫酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐、单甘油硫酸酯、脂肪酸烷基醇酰胺硫酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐、烷基磷酸酯盐等。进而，作为两性表面活性剂，可列举出羧基甜菜碱型、磺基甜菜碱型、氨基羧酸盐、咪唑啉鎓甜菜碱等。此外，作为非离子性表面活性剂，可列举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯仲醇醚、聚氧乙烯烷基苯基醚(例如，Emulgen 911)、聚氧乙烯甾醇醚、聚氧乙烯羊毛脂衍生物、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚(例如，NEWPOL PE-62)、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯蓖麻油、氢化蓖麻油、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、脂肪酸单甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺、聚氧乙烯烷基胺、烷基胺氧化物、乙炔二醇、炔属醇等。另外，各种表面活性剂中，特别是将具有硅氧烷结构作为非极性部位的表面活性剂称为有机硅系表面活性剂，将具有全氟烷基的表面活性剂称为氟系表面活性剂。作为有机硅系表面活性剂，可列举出聚酯改性有机硅、丙烯酰基末端聚酯改性有机硅、聚醚改性有机硅、丙烯酰基末端聚醚改性有机硅、聚甘油改性有机硅、氨基丙基改性有机硅等。另外，作为氟系表面活性剂，可列举出全氟烷基磺酸盐、全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磷酸酯、全氟烷基三甲基铵盐、全氟烷基环氧乙烷加成物、含全氟烷基的低聚物等。而且，这些表面活性剂可以单独使用或混合使用2种以上。
另外，对于代替上述的表面活性剂、或与其一起使用的多元醇，通常以相对于干态的覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的比例的方式、优选成为0.5～15.0质量份、进一步优选成为0.75～12.5质量份的比例的方式将包含这种多元醇的水性介质添加至覆膜砂中。作为其中使用的多元醇的具体例，可列举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、二丙二醇、丙二醇、丁二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,6-己二醇、1,2-庚二醇、1,2-辛二醇、1,2,6-己三醇、硫甘醇、己二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等。而且，它们可以单独使用或混合使用2种以上。
需要说明的是，如上所述制备的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质还可以根据需要含有公知的各种添加剂。例如，作为硬化剂，可以含有酸、酯，其中，作为酸，优选硫酸、盐酸、碳酸、磺酸类，作为酯，优选γ-丁内酯、ε-己内酯等内酯类、乙二醇二乙酸酯、甘油三醋酸酯、二乙二醇二乙酸酯、三乙二醇二乙酸酯等由碳数1～10的醇和碳数1～10的羧酸得到的酯类。此时的碳数1～10的醇可以为一元或多元。另外，作为硬化促进剂，可以含有金属盐、金属粉末等。此处，作为金属盐，优选钙、镁、铝、铁等金属盐，作为金属粉末，优选钙、镁、锌、铝、硅等金属粉末。进而，也可以少量添加含有作为有机溶剂的甲醇等醇类、丙酮、双丙酮醇等酮类那样的干燥促进剂、Lonza Japan Ltd.制PROXELGXL[1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮]、PROXEL IB(聚六亚甲基双胍)等防腐剂、硅烷偶联剂。
另外，为了调整铸模强度，作为进一步的添加物，可以添加第二水溶性粘结剂。作为该第二水溶性粘结剂，从之前例示的水溶性粘结剂中适宜选择，可以与覆盖覆膜砂的水溶性粘结剂相同，另外也可以不同，没有限制。通过在铸模造型时添加这样的第二水溶性粘结剂，从而根据要制造的铸模的形状、大小，想要增大铸模的强度时等，通过进一步添加第二水溶性粘结剂，从而能够进行强度的提高。需要说明的是，对于所述第二水溶性粘结剂的添加量，为了调整用途，因此理想的是相对于覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分，减少所添加的第二水溶性粘结剂的固体成分。
进而，根据本发明，向干态的覆膜砂中添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质而湿态化时，作为进一步的添加物，添加球状颗粒也是有效的。通过添加这样的球状颗粒，从而能够有利地有助于进行铸模造型时的覆膜砂的填充性的提高。需要说明的是，这样的球状颗粒可以以混合到含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质中的状态添加，另外也可以与含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质分开添加。另外理想的为，所述球状颗粒的添加量相对于覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份左右，优选0.5～15.0质量份、进一步优选0.75～12.5质量份。
而且，作为这种球状颗粒，通常理想的是真球度为0.5以上的球状颗粒，其中，有利地利用优选为0.7以上、进一步优选为0.9以上的球状颗粒。此处，真球度是指，在扫描型电子显微镜观察中，随机选择10个单颗粒，由其投影形状得到的长径比(短径/长径的比)的平均值。另外，这种球状颗粒的平均粒径为0.1～25.0μm左右、优选为1.0～20.0μm左右，只要为球状的颗粒，其材质就没有特别限定，有利的是适当地使用非晶质二氧化硅、氧化铝、氧化钛等的球状颗粒。
另外，进行前述干态的覆膜砂的湿态化时，在铸模的造型现场对干态的覆膜砂添加规定量的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，利用通常的混合器混合，由此形成目标湿态化覆膜砂，由其中使用的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质供给的水的量根据构成覆膜砂的水玻璃成分的种类、用量来适宜决定，通常为了使干态的覆膜砂湿态化，在相对于覆膜砂100质量份为0.5～5质量份的比例、优选0.75～4质量份的比例、更优选1～3质量份的比例中适宜决定。另外，含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质的量由添加的水、表面活性剂、或多元醇的量来决定，通常在相对于覆膜砂100质量份为0.5～6质量份的比例、优选0.75～4质量份的比例、更优选1～3.5质量份的比例中适宜决定。需要说明的是，若该含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质的添加量过少，则不能充分实现干态的覆膜砂的湿态化，因此，覆膜砂间的相互的粘接变弱，由此覆膜砂的流动性恶化从而对成型模的填充性变差，结果引起得到的铸模的强度降低等的问题。另一方面，若含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质的添加量过多，则引起向成型模的填充作业变困难的问题，此外，会引起向成型模的填充后的干燥操作需要时间、造型时间变长等问题。
而且，本发明中，使用如上所述得到的干态的覆膜砂的湿态化物，将其填充至规定的成型模、具体而言为成型模的成型模腔内，实现所述湿态化覆膜砂的干燥，由此造型出目标形状的铸模，此时，使用的湿态化覆膜砂比将水溶性粘结剂直接在耐火性骨料中混炼而得到的湿态的覆膜砂的流动性好，另外砂彼此的固着、粘合力降低，因此有效地提高填充性、进而也可有效地减少对成型模的附着，由此可有利地抑制成型模的污染，而且也可有利地提高铸模自成型模的脱模性。需要说明的是，对于这种湿态化覆膜砂向成型模的填充，适当地采用使用了喷头的吹送填充方式，而且此时的吹送压力为0.2～0.6MPa左右，优选为0.3～0.5MPa左右。
另外，通过这样使填充至成型模内的湿态化覆膜砂干燥从而固化以及硬化来进行目标铸模的造型时，为了有利地实现湿态化覆膜砂的干燥，理想的是预先对成型模进行加热，在本发明中是推荐的。通过使用该经加热的成型模，从而有效地进行所填充的湿态化覆膜砂的干燥，由此可有利地缩短造型时间。需要说明的是，作为这种成型模的加热温度，通常采用40～250℃、优选70～200℃、进一步优选100～175℃的范围内的温度。若该加热温度小于40℃，则存在难以充分发挥基于加热的干燥促进效果、造型时间变长的问题，另外若高于250℃，则填充至成型模内的湿态化覆膜砂的固化以及硬化过快，其填充性变差，此外湿态化覆膜砂过度干燥从而失去粘合性、粘接效果变低从而也会引起所得到的铸模的强度降低等的问题。
而且，为了促进填充至成型模内的湿态化覆膜砂的干燥，用微波对所述填充的湿态化覆膜砂直接进行加热也是有效的，特别是在铸模成型模为树脂模的情况下，可以适当地采用。进而有效的是，在填充有湿态化覆膜砂的成型模内使加热空气或干燥空气流通，使之通过湿态化覆膜砂的填充层，由此来促进干燥，更迅速地实现所填充的湿态化覆膜砂的固化以及硬化。此外，通过对填充有湿态化覆膜砂的成型模进行减压吸引来使所述成型模内减压干燥也是有效的干燥手段之一，特别是树脂模那样容易受热影响的材质的成型模中，可有利地采用。
进而，本发明中，如上所述，从填充至成型模内的湿态化覆膜砂中去除其湿态化中所用的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质的水分，由此造型出目标铸模，此时，对于构成覆膜砂的表面的覆盖层的水玻璃，通常如果不添加任何添加剂时，会因水的蒸发干固而发生固化，另外添加氧化物、盐等作为硬化剂时，则发生硬化。而且，为了这种水玻璃的硬化，在填充有湿态化覆膜砂的成型模内使二氧化碳或有机酯气体流通也是有效的，由此，能够与以往同样地使水玻璃迅速硬化从而有利地提高造型速度。需要说明的是，作为有机酯气体，例如，可以使甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、γ-丁内酯、γ-丙内酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、甘油二乙酸酯、甘油三醋酸酯、碳酸亚丙酯等成为气体状或雾状而使用。
需要说明的是，作为根据本发明使干态的覆膜砂湿态化并利用规定的成型模对其进行造型的方法，可以采用公知的各种造型方法来制造铸模，进而应当理解为：对于本发明可以基于本领域技术人员的知识而施加各种变更、修正、改良等的方式来实施，这种实施方式只要不脱离本发明的主旨，则均属于本发明的范畴。
实施例
以下，用一些实施例更具体地对本发明进行说明，但应当理解为本发明不因这种实施例的记载而受到任何限定性解释。需要说明的是，以下的实施例、比较例中，对于“％”及“份”，只要没有特别限定，均以质量基准来表示。另外，实施例、比较例中得到的覆膜砂(CS)的水分量、填充性、填充流动性、强度的评价分别如下地进行。
-相对于水溶性粘结剂的固体成分的水分量的测定-
只要为能够测定CS中的水分量的方法，就没有特别限定，可以根据粘结剂的种类来选择有效的测定方法。以下示出其测定方法的一例。
(水溶性粘结剂为水玻璃的情况)
在经空烧并称量的坩埚中称量各CS 10g并收容，用在900℃下曝热1小时后的质量减少量(％)，通过下述式(1)算出CS中的水分量(W1)。需要说明的是，对于称量，测量到小数点以下第4位。接着，用下述式(2)算出相对于CS的粘结剂固体成分量(B1)，其后，根据CS中的水分量，利用下述式(3)算出相对于粘结剂的固体成分量的水分量(W2)。
W1＝[(M1-M2)/M3]×100…(1)
[W1：CS中的水分量(％)、M1：焙烧前的坩埚和CS的合计质量(g)、M2：焙烧后的坩埚和CS的合计质量(g)、M3：焙烧前的CS的质量(g)]
B1＝[B2/(100+B2)]×(100-W1)…(2)
[B1：相对于CS的粘结剂固体成分量(％)、B2：对砂100份添加的粘结剂的固体成分量(份)、W1：CS中的水分量(％)]
W2＝(W1/B1)×100…(3)
[W2：相对于粘结剂的固体成分量的水分量(％)、W1：CS中的水分量(％)、B1：相对于CS的粘结剂固体成分量(％)]
(水溶性粘结剂为水溶性甲阶酚醛树脂的情况)
称量各CS 2.0g，投入到放入有作为脱水溶剂的AQUAMICRON ML(三菱化学株式会社制)100ml的卡尔费休水分测定机(平沼产业株式会社制：AQV-7HIRANUMA AQUACOUNTER)的烧瓶[预先滴加卡尔费休试剂(Sigma-Aldrich Laborchemikalien Gmbh公司制：HYDRANAL-Composite 5)，使水分为0]内后，使用磁力搅拌器搅拌几分钟，其后，滴加前述
HYDRANAL-Composite 5，对CS中的水分量(W1)进行定量。其后，根据CS中的水分量(W1)，用上述式(2)及式(3)算出相对于粘结剂的固体成分的水分量(W2)。
-填充性的测定及填充流动性的评价-
分别向组合具有图1所示那样的分模面的一个模具半模5和具有与其对称的分模面的另一模具半模(5)而构成的成型模中，从其填充口6以吹送压力0.3MPa填充各实施例或各比较例的CS，以成型模温度150℃、成型时间180秒进行造型，测定由此得到的铸模的质量(g)。接着，目视评价对该成型的铸模中CS对模腔内的流路1～4的填充状态。对于各流路的填充状态，判断如下：○：填充了；△：填充了但有若干缺损；×：不能填充、该流路部分缺损。需要说明的是，将填充至流路2～4、且流路1为△以上的填充设为合格。
-抗折强度的测定-
对使用各CS得到的宽度：1.0cm×高度：1.0cm×长度：6.0cm大小的试验片，使用测定器(高千穂精机株式会社制：数码铸造用砂强度试验机)测定其破坏载荷。然后，用该测定的破坏载荷通过下述式(4)算出抗折强度。
抗折强度(N/cm2)＝1.5×LW/ab2…(4)
[L：支点间距离(cm)、W：破坏载荷(N)、a：试验片的宽度(cm)、b：试验片的厚度(cm)]
-干态CS的制造例1-
作为耐火性骨料，准备作为市售的铸造用人工砂的LUNAMOS#80(商品名：Kao-Quaker Company,Limited制)，并且作为用作粘合剂(水溶性粘结剂)的水玻璃，准备市售品：2号硅酸钠(商品名：富士化学株式会社制、SiO2/Na2O的摩尔比：2.5、固体成分：41.3％)。然后，将上述的LUNAMOS#80加热至约120℃的温度后，投入至品川式万能搅拌机(5DM-r型)(DALTON CORPORATION制)，进而，以相对于LUNAMOS#80的100份为1.21份(固体成分：0.50份)的比例添加前述水玻璃，进行3分钟的混炼，使水分蒸发，另一方面，进行搅拌混合至砂粒块崩散后取出，由此得到常温下具有自由流动性的干态的覆膜砂：CS1。测定所述混炼后的CS1的含水分量，结果为0.2％(/CS)。
-干态CS的制造例2-
作为粘合剂的水玻璃，使用市售品：1号硅酸钠(商品名：富士化学株式会社制、SiO2/Na2O的摩尔比：2.1、固体成分：48.5％)，而且，对于所述水玻璃的添加量，设为相对于LUNAMOS#80的100份为1.03份(固体成分0.50份)的比例，除此以外，按照与上述制造例1同样的步骤，得到干态的CS2。而且，测定这样混炼后的CS2的含水分量，结果为0.2％(/CS)。
-干态CS的制造例3-
作为粘合剂的水玻璃，准备市售品：3号硅酸钠(商品名：富士化学株式会社制、SiO2/Na2O的摩尔比：3.2、固体成分：38％)，将该水玻璃的添加量设为相对于LUNAMOS#80的100份为1.32份(固体成分0.50份)的比例，除此以外，按照与上述制造例1同样的步骤，得到干态的CS3。而且，测定这样混炼后的CS3的含水分量，结果为0.2％(/CS)。
-干态CS的制造例4-
对于作为粘合剂(水溶性粘结剂)的水溶性甲阶酚醛树脂，准备市售品：HPR833(商品名：旭有机材株式会社制、不挥发成分：45％)。而且，将上述的LUNAMOS#80加热至约120℃的温度后，投入至品川式万能搅拌机(5DM-r型)(DALTON CORPORATION制)，进而，以相对于LUNAMOS#80的100份为1.33份(树脂成分0.6)的比例添加水溶性甲阶酚醛树脂，进行60秒钟的混炼，使水分蒸发，另一方面，进行搅拌混合至砂粒块崩散。其后，从搅拌机中取出，由此得到常温下具有自由流动性的干态的CS4。另外，测定由此得到的混炼后的CS4的含水分量，结果为0.2％(/CS)。
-湿态CS的制造例1-
作为耐火性骨料，准备作为市售的铸造用人工砂的LUNAMOS#80(商品名：Kao-Quaker Company,Limited制)，并且作为粘合剂的水玻璃，准备市售品：2号硅酸钠(商品名：富士化学株式会社制)。接着，将常温的上述的LUNAMOS#80投入至品川式万能搅拌机(5DM-r型)(DALTON CORPORATION制)，进而，以相对于LUNAMOS#80的100份为1.21份(固体成分0.50份)的比例添加前述水玻璃，并且添加水0.46份，进行3分钟的混炼，得到湿态的CS5。测定所述混炼后的CS5的含水分量，结果为1.15％(/CS)，测定动态安息角，结果由于为湿态而不具有常温流动性，因此不能测定动态安息角。
-铸模的造型例-
(实施例1)
作为阴离子系表面活性剂，使用市售品：OLFINE PD-301(商品名：日信化学工业株式会社制)，将其0.02份添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此得到作为水性介质的含有表面活性剂的水溶液。然后，将100份上述的干态的制造例1中得到的CS1投入至品川式万能搅拌机(5DM-r型)，进而添加前述作为水性介质的含有表面活性剂的水溶液(因此，表面活性剂相对于CS1中的水玻璃的固体成分100份为4.0份的比例)，进行1分钟搅拌。将这样得到的湿态的CS放入喷放锅(blow tank)中，向加热至150℃的由一对前述模具半模5构成的成型模内、以压力0.3MPa的表压喷入进行填充。然后，保持180秒钟后，从成型模卸下，由此得到作为试验片的铸模。
(实施例2)
将阴离子系表面活性剂0.05份(相对于作为水溶性粘结剂的水玻璃的固体成分100份为10份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例3)
将阴离子系表面活性剂0.06份(相对于水玻璃的固体成分100份为12份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例4)
将干态CS1变更为干态CS2，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例5)
将干态CS1变更为干态CS3，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例6)
作为有机硅系表面活性剂，准备市售品：KF643(商品名：信越化学工业株式会社制)，使用其0.005份(相对于水玻璃的固体成分100份为1份的比例)并添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例7)
作为有机硅系表面活性剂，准备市售品：KF640(商品名：信越化学工业株式会社制)，使用其0.005份(相对于水玻璃的固体成分100份为1份的比例)并添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例8)
作为阴离子系表面活性剂，使用市售品：LIPOLAN LB-440(商品名：LionCorporation制)，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例9)
作为非离子性表面活性剂，使用市售品：Surfynol465(商品名：日信化学工业株式会社制)，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例10)
作为非离子性表面活性剂，使用市售品：Surfynol485(商品名：日信化学工业株式会社制)，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例11)
作为阴离子系表面活性剂，使用市售品：OLFINE PD-301(商品名：日信化学工业株式会社制)，将其0.02份(相对于水玻璃的固体成分100份为4份的比例)和作为多元醇的甘油0.04份(相对于水玻璃的固体成分100份为8份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例12)
作为阴离子系表面活性剂，使用市售品：OLFINE PD-301(商品名：日信化学工业株式会社制)，将其0.05份(相对于水玻璃的固体成分100份为10份的比例)和作为多元醇的甘油0.04份(相对于水玻璃的固体成分100份为8份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例13)
作为表面活性剂，使用市售品：OLFINE PD-301(商品名：日信化学工业株式会社制)，将其0.05份(相对于水玻璃的固体成分100份为10份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，向由此得到的水性介质中添加并使用作为球状颗粒的HS311(商品名：NIPPONSTEEL&SUMIKIN MATERIALS CO.,LTD.制)0.05份(相对于水玻璃的固体成分100份为10份的比例)，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。需要说明的是，测定HS311的长径比，结果为0.91。
(实施例14)
将干态CS1变更为干态CS4，除此以外，按照与实施例2同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例15)
作为多元醇，使用甘油，将其0.04份(相对于水玻璃的固体成分100份为8份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例16)
作为多元醇，使用聚乙二醇市售品：PEG400(制品名：第一工业制药株式会社)，将其0.04份(相对于水玻璃的固体成分100份为8份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，由此制成水性介质，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例17)
作为多元醇，使用甘油，将其0.04份(相对于水玻璃的固体成分100份为8份的比例)添加到2份的水中，进行混合·搅拌，向由此得到的水性介质中添加并使用作为球状颗粒的HS311(商品名：NIPPON STEEL&SUMIKIN MATERIALS CO.,LTD.制)0.05份(相对于水玻璃的固体成分100份为10份的比例)，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(实施例18)
将干态CS1变更为干态CS4，除此以外，按照与实施例15同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(比较例1)
作为水性介质，使用未添加表面活性剂、多元醇的通常的自来水，除此以外，按照与实施例1同样的步骤，制作铸模(试验片)。
(比较例2)
将湿态的CS5放入喷放锅中，向加热至150℃的成型模内以压力0.3MPa的表压吹入进行填充。然后，在模具内保持180秒钟后，从成型模中取出，由此得到铸模(试验片)。
(比较例3)
作为水性介质，使用未添加表面活性剂、多元醇的通常的自来水，除此以外，按照与实施例14同样的步骤，制作铸模(试验片)。
对上述的实施例1～18及比较例1～3中得到的各个铸模(试验片)，按照前述的试验方法，进行填充性的测定及填充流动性的评价，并且实施强度的测定，将它们的结果示于下述表1至表3。
[表1]
Figure BDA0001981437820000281
[表2]
Figure BDA0001981437820000291
[表3]
Figure BDA0001981437820000301
根据所述表1至表3的结果可明确，观察到实施例1～18中，由使用本发明的含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质而湿态化而成的CS得到的铸模均显示出了覆膜砂的良好的填充性和填充流动性。
与此相对，由于比较例1～3中是仅用水将干态的CS湿态化而成的情况、使用水玻璃直接形成湿态的CS而成的情况，因此对于经造型的铸模，观察到CS向成型模的填充性、填充流动性不充分。
另外，实施例1～18中得到的铸模相对于使用通过仅用水的混炼进行了湿态化的CS的比较例，实现了强度的有效提高。
附图标记说明
1～4 流路
5 模具半模
6 填充口

Claims (13)

1.一种铸模的制造方法，其特征在于，将用水溶性粘结剂覆盖耐火性骨料的表面而得到的干态的覆膜砂搬运到与该干态的覆膜砂的制造现场不同的铸模的造型现场，在该造型现场，在该铸模的造型之前，向该干态的覆膜砂中添加含有表面活性剂和/或多元醇的水性介质，使之湿态化后，将由此得到的湿态化覆膜砂填充到成型模中，进行造型。
2.根据权利要求1所述的铸模的制造方法，其特征在于，所述水性介质以相对于所述覆膜砂100质量份为0.5～6质量份的比例向该覆膜砂中添加。
3.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，以所述表面活性剂相对于所述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的比例的方式添加所述水性介质。
4.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，以所述多元醇相对于所述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份的比例的方式添加所述水性介质。
5.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，使所述干态的覆膜砂湿态化时，还添加球状颗粒。
6.根据权利要求5所述的铸模的制造方法，其特征在于，所述球状颗粒的添加量相对于所述覆膜砂中的水溶性粘结剂的固体成分100质量份为0.1～20.0质量份。
7.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，使所述干态的覆膜砂湿态化时，还添加第二水溶性粘结剂。
8.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，所述干态的覆膜砂中的含水分量为所述水溶性粘结剂的固体成分量的5～55质量％。
9.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，作为所述水溶性粘结剂，选择使用热固化性树脂、糖类、蛋白质、合成高分子、盐类及无机高分子中的单独一者或两者以上。
10.根据权利要求9所述的铸模的制造方法，其特征在于，所述无机高分子为水玻璃。
11.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，在填充有所述湿态化覆膜砂的成型模内，使加热空气或干燥空气流通。
12.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，在填充有所述湿态化覆膜砂的成型模内，使二氧化碳或有机酯气体流通。
13.根据权利要求1或2所述的铸模的制造方法，其特征在于，所述成型模已被加热至40℃～250℃的温度。
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