JP2010274314A - 消失模型用塗型剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】消失模型の表面に塗布される消失模型用塗型剤組成物であって、L*a*b*表色系において、L*、a*及びb*の値が、それぞれ35.0〜80.0、−60.0〜60.0及び−60.0〜40.0であり、25℃において、ブルックフィールド型粘度計による6rpmの粘度V1及び60rpmの粘度V2が、それぞれ3000〜10000mPa・s及び700〜1800mPa・sである消失模型用塗型剤組成物とする。
【選択図】図1
Description
本発明の塗型剤組成物は、骨材として耐火粒子を含有することができる。耐火粒子の例としては、雲母(SiO2:45.2%、Al2O3:40.0%、Fe2O3:2.2%、MgO:1.1%、TiO2:0.3%、Na2O:0.8%、K2O:10.3%)、黒曜石(SiO2:73.3%、Al2O3:14.0%、Fe2O3:1.8%、Na2O:3.0%、K2O:3.6%)、真珠岩(SiO2:73.0%、Al2O3:12.0%、Fe2O3:1.3%、Na2O:3.0%、K2O:5.3%)、松脂岩(SiO2:70.0%、Al2O3:12.0%、Fe2O3:1.5%、Na2O:3.0%、K2O:3.6%)、正長石(SiO2:65.0%、Al2O3:18.0%、K2O:17.0%)、曹長石(SiO2:69.0%、Al2O3:19.0%、Na2O:12.0%)、白瑠石(SiO2:55.0%、Al2O3:23.0%、K2O:22.0%)、霞石((Na,K)AlSiO4)、シリカ(SiO2:92.8%、Al2O3:3.8%、Na2O:0.3%、K2O:0.7%)、アルミナ(Al2O3:100%)、ムライト(SiO2:28.0%、Al2O3:72.0%)、シャフトバンケツ50%(SiO2:38.0%、Al2O3:56.0%、Fe2O3:1.7%、TiO2:2.6%)、シャフトバンケツ85%(SiO2:8.0%、Al2O3:85.0%、Fe2O3:2.1%、TiO2:3.3%)、ダイアスポア(Al2O3:85.0%、H2O:15.0%)、蝋石(SiO2:67.0%、Al2O3:28.0%、H2O:5.0%)、スピネル(MgO:28.0%、Al2O3:72.0%)、カオリン(SiO2:46.0%、Al2O3:40.0%、H2O:14.0%)、シリマナイト(SiO2:37.0%、Al2O3:63.0%)、アンダルサイト(SiO2:37.0%、Al2O3:63.0%)、カイヤナイト(SiO2:37.0%、Al2O3:63.0%)、ギブサイト(SiO2:35.0%、Al2O3:65.0%)、黒砂石(SiO2:46.0%、Al2O3:38.0%、Fe2O3:0.3%、TiO2:0.4%、CaO:0.3%、MgO:0.1%)、デッカイト(SiO2:43.0〜47.0%、Al2O3:39.0〜41.0%)、灰長石(SiO2:43.0%、Al2O3:37.0%、CaO:20.0%)、ボーキサイトを焼成したもの等が挙げられる。なお、これらの%はいずれも重量%である。
本発明の塗型剤組成物は、L*、a*及びb*を上記範囲内に容易に制御する観点から、顔料を含んでいてもよい。顔料としては、キナクリドン、ポリアゾイエロー、アンスラキノンイエロー、ポリアゾレッド、アゾレーキイエロー、ペリレン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、イソインドリノンイエロー等の有機顔料や、弁柄、酸化チタン、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、酸化亜鉛、群青、コバルトブルー、炭酸カルシウム、チタンイエロー、鉛白、鉛丹、鉛黄、紺青等の無機顔料が挙げられる。なかでも、白い消失模型上における塗型膜の視認性の観点から、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、弁柄が好ましい。
本発明の塗型剤組成物は、水やアルコール類等の通常使用されるような分散媒を含有することができる。水系塗型剤組成物に適用する場合は水が主分散媒となる。アルコール系塗型剤組成物に適用する場合は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類が好ましく、メタノールがより好ましい。この場合、芳香族溶剤や炭化水素系溶剤を補助溶剤として使用してもよい。分散媒の含有量は、水系塗型剤組成物の場合、塗型剤組成物中、30〜50重量%であることが好ましく、35〜45重量%であることがより好ましい。また、アルコール系塗型剤組成物の場合は、塗型剤組成物中、30〜60重量%であることが好ましく、35〜55重量%であることがより好ましい。
本発明の塗型剤組成物は、通常使用されるような粘結剤を含有することができる。例えば、水系ではポリアクリル酸ナトリウム、澱粉、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、アラビアガム等の水溶性高分子や酢酸ビニルエマルション等の樹脂エマルション等が使用できる。アルコール系ではアルコールに可溶又は分散する各種樹脂を添加するのが、塗型膜強度の点から好ましい。粘結剤の含有量は、塗型剤組成物中、1.0〜5.0重量%であることが好ましく、2.0〜4.0重量%であることがより好ましい。
本発明の塗型剤組成物は、通常使用されるような焼結剤を含有することができる。例えば、ナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト等のベントナイト、木節粘土等の粘土類、エチルシリケート等が使用できる。中でも、ベントナイトは、焼結剤としての役割の他、チキソトロピー性付与剤としての役割も果たすため好ましい。焼結剤の含有量は、塗型剤組成物中、2.0〜5.0重量%であることが好ましく、2.5〜4.0重量%であることがより好ましい。
その他に、本発明の塗型剤組成物に配合できる成分として、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩、ポリビニルピロリドン等の分散剤、界面活性剤、防腐剤等が挙げられる。
関東混合機工業株式会社製縦型ミキサー「KTM−10」を用い、容量5Lのステンレスボールに、表1に示す量の粉体原料(耐火粒子、顔料、カルシウムベントナイト、分散剤)をそれぞれ測り取り、スピードセレクトスイッチ2にて、5分間攪拌した。続いて、これらに表1に示す量の酢酸ビニルエマルション及び防腐剤を入れ、スピードセレクトスイッチ2にて、徐々に水を入れながら、いわゆるFunicular IIの状態からCapillaryの状態になるまで5分間混練して、ペースト状の塗型剤組成物を得た。上記「Funicular II」及び「Capillary」については、「橋本健次 著「混練装置」 1986年9月20日 初版第1刷発行 科学技術総合研究所 第4頁」に詳細に記載されている。なお、表1に示す酢酸ビニルエマルションとしては、固形分濃度が58重量%のものを使用した。また、表1に示す耐火粒子の平均粒径(メジアン径)は、それぞれムライト:79μm、黒曜石:94μm、シリカ:80μm、雲母:100μm、鱗状黒鉛:82μmであった。これらの平均粒径の値は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製 LA−920型)を用い、相対屈折率は、それぞれの鉱石の文献値を入力して測定した。
発泡ポリスチレン(発泡倍率50倍)を用いて図1に示す形状の消失模型を作製した。この消失模型の表面に得られた塗型剤組成物を流し塗りし、50℃で24時間乾燥して鋳物用消失模型を得た。そして、250ルクスの照度下にて目視で下記基準により評価した。結果を表2に示す。
a:消失模型のポケット部の底面に塗布された塗型膜を観察し易い。
b:消失模型のポケット部の底面に塗布された塗型膜の一部に見え難い部分があるが、観察することは可能。
c:消失模型のポケット部の底面に塗布された塗型膜を観察することが困難。
上記<視認性評価>で評価した鋳物用消失模型をカッターナイフで切って分解し、ポケット部の底面における消失模型と塗型膜の間に、厚み0.5mmのステンレス製の物差しを入れて塗型膜を剥がし取り、剥がし取った塗型膜の厚みを任意に4箇所ノギスで測定し、その最大値と最小値、及びそれらの差を求めた。結果を表2に示す。なお、最大値と最小値の差は小さい程よく、厚みの測定値は適度な範囲内(0.8〜1.5mm)であることが好ましい。
表1に示す実施例4,5及び比較例8,9について、上記<視認性評価>の場合と同様の方法により鋳物用消失模型を作製し、得られた鋳物用消失模型をポケット部が下になるようにして湯道管とともに鋳型定盤に配置して、金枠を鋳物用消失模型の周りに10cm以上の間隔を空けて配置した。そして、フラン再生砂(AFS45)を鋳物砂として使用し、花王クエーカー製フラン樹脂(340B)を鋳物砂100重量部に対して0.8重量部添加し、更に花王クエーカー製硬化剤(TK−3)をフラン樹脂100重量部に対して40重量部添加して得られた混練砂を型込めし、25℃で1時間放置した。鋳型が硬化した後、ポケット部が上になるように鋳物用消失模型を鋳型及び前記金枠と共に鋳型定盤から分離するように上下を反転させた。前記鋳型定盤が除去された後、この反転して得られた鋳物用消失模型と鋳型を囲む前記金枠の上に、前記金枠と同様の金枠で高さのみ異なる金枠を乗せ、湯道管を上に延長して混練砂を型込めし、その上に同じ形状の金枠を更に乗せ、堰鉢用の木型を配置した後、混練砂を型込めし、25℃で1時間放置した後、木型を抜き取った。次いで、堰鉢部分に塗型剤(花王クエーカー株式会社製 フランクリーン OSK−540)を塗布し、鋳鉄(FC−250)の溶湯を1400℃で鋳込んだ。24時間放置し、冷却後、金枠と砂型をばらして鋳物を取り出し、ブラスティングマシン(株式会社サンポー製:型式L−112)を用いてショットブラストを5分間行った。得られた鋳物について下記基準により評価した。結果を表2に示す。
a:鋳物のポケット部の底面に全く焼着がない。
b:鋳物のポケット部の底面のコーナー部のみに焼着が認められる。
c:鋳物のポケット部の底面の中央部まで焼着しているが、焼着部分の厚みが1cm未満である。
d:鋳物のポケット部の底面の中央部まで焼着しており、焼着部分の厚みが1cm以上である。
a:鋳物上面に全く残渣欠陥がない。
b:鋳物上面に1〜3点の残渣欠陥がある。
c:鋳物上面に4〜10点の残渣欠陥がある。
d:鋳物上面に11点以上の残渣欠陥があるか、鋳物上面の全面にわたって残渣欠陥がある。
Claims (5)
- 消失模型の表面に塗布される消失模型用塗型剤組成物であって、
L*a*b*表色系において、L*、a*及びb*の値が、それぞれ35.0〜80.0、−60.0〜60.0及び−60.0〜40.0であり、
25℃において、ブルックフィールド型粘度計による6rpmの粘度V1及び60rpmの粘度V2が、それぞれ3000〜10000mPa・s及び700〜1800mPa・sである、消失模型用塗型剤組成物。 - 前記消失模型用塗型剤組成物中の黒鉛の含有量が9.0重量%以下である請求項1記載の消失模型用塗型剤組成物。
- 前記粘度V1を前記粘度V2で割った値が3.7〜4.5である請求項1又は2記載の消失模型用塗型剤組成物。
- 消失模型の表面に塗型膜を有する鋳物用消失模型の製造方法であって、
請求項1〜3の何れか1項記載の消失模型用塗型剤組成物を前記消失模型の表面に塗布する工程を有する、鋳物用消失模型の製造方法。 - 請求項4記載の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、
前記鋳物用消失模型を鋳型定盤に配置する工程と、
鋳物砂に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する、鋳物の製造方法。
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