JP2011125925A - 砂型鋳造用塗型剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】砂型鋳造用塗型剤組成物は、耐火性骨材、バインダー粒子及び溶媒を含有する砂型鋳造用塗型剤組成物であって、前記バインダー粒子は、前記溶媒に不溶であり、900℃における残炭率が20重量%以上であり、かつ球形度が0.90〜1.00である砂型鋳造用塗型剤組成物。また、鋳物の製造方法は、砂型表面1に塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法であって、前記塗型剤組成物として砂型鋳造用塗型剤組成物を使用する鋳物の製造方法。
【選択図】図1
Description
本発明で使用される耐火性骨材は、特に限定されないが、耐火性、経済性、及び溶融金属との耐反応性の観点から、ムライト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコン、アルミナシリケート、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルク及び雲母から選ばれる1種以上からなることが好ましく、タルク、ジルコン及び黒鉛(中でも鱗状黒鉛)から選ばれる1種以上からなることがより好ましい。
測定方法:フロー法
分散媒:イオン交換水にヘキサメタリン酸ナトリウム(0.1重量%)を加えた溶媒
分散方法:攪拌、内蔵超音波照射(3分間)
試料濃度:2mg/100ml
バインダー粒子は、鋳込み時において、耐火性骨材同士又は耐火性骨材と鋳型とを結合させる働きを持つもので、熱間強度を維持することができるものである。本発明で使用されるバインダー粒子は、耐焼着性の観点から、900℃における残炭率(以下、単に「残炭率」ともいう)が20重量%以上である。
残炭率(重量%)=重量(2)/重量(1)×100
測定方法:湿式法
分散媒:水
分散方法:攪拌、内蔵超音波照射(3分間)
試料濃度:200mg/100ml
本発明で使用される溶媒は、特に限定されないが、水及び/又はアルコール等が使用できる。水は、安全性や経済性の点で好ましい。アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノールなどが挙げられるが、コスト及び塗布作業性の観点からエタノールが好ましい。塗型剤組成物中の溶媒の含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、及びたれ低減の観点から、耐火性骨材100重量部に対し、10〜500重量部が好ましく、10〜100重量部がより好ましい。
本発明の塗型剤組成物に配合できるその他の成分として、アラビアガム等の粘結剤、アタパルジャイト、ベントナイト等の焼結剤、顔料や染料などの着色剤、塗布作業性を向上させるレオロジー調整剤、沈降防止剤、界面活性剤などの添加剤を使用できる。また、ヒドロキシアルキル化セルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどの増粘剤や防腐剤などの添加剤も使用できる。
表1(実施例)及び表2(比較例)に示す重量比で、耐火性骨材、バインダー、水、エタノール及び添加剤を混合し、25℃において、混練機にて30分間混練し、ペースト状の塗型剤組成物を得た。上記耐火性骨材は、いずれも、タルク(平均粒径22μm) と、ジルコン(平均粒径7μm)と、鱗状黒鉛(平均粒径39μm)とを、タルク:ジルコン:鱗状黒鉛=45:25:30の重量比で混合したものを用いた。また、上記添加剤は、いずれも、粘結剤(アラビアガム)と、焼結剤1(アタパルジャイト)と、焼結剤2(ベントナイト)と、アニオン性界面活性剤(ナフタレンスルフォン酸ナトリウム)と、臭素系防腐剤とを、粘結剤:焼結剤1:焼結剤2:アニオン性界面活性剤:臭素系防腐剤=8.8:14.6:70.2:3.5:2.9の重量比で混合したものを用いた。得られた塗型剤組成物を離合社製針入度測定装置800S−01により測定したところ、針入度は何れも200であった。なお、表1及び表2におけるバインダーの「溶媒に対する溶解性」は、水−エタノール混合溶媒(重量比は水:エタノール=25.0:2.0又は25.6:2.0)100g(25℃)に対し、バインダー10gを添加し、超音波分散させた後、遠心分離機にて、3000rpmにて10分間処理した際に、沈殿物が生じた場合を「不溶」とし、沈殿物が生じなかった場合を「可溶」とした。
フラン再生砂(AFS45)を鋳物砂として使用し、花王クエーカー社製フラン樹脂(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社製硬化剤(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、図1に示す五角柱形状の中子1を8個作製した。そして、上記塗型剤組成物を表1及び表2に示す塗布時の濃度(ボーメ)となるように水で希釈した後、この希釈した塗型剤組成物に8個の中子1をそれぞれドブ漬けし、105℃の熱風で1時間乾燥した。次いで、直径350mm×高さ400mmの鋳物を形成するための主型の底面に、上記乾燥後の8個の中子を図1に示すように同一円周上(直径250mm)に均等に配置した。この鋳型に、溶湯(材質FC−250)を1420℃で注湯し、24時間放置した。その後、鋳型をばらして鋳物を取り出し、得られた鋳物における中子が配置されていた空隙部内面の焼着した面積を測定し、以下の式により焼着率を算出した。結果を表1及び表2に示す。
焼着率(%)=(中子が配置されていた空隙部内面の焼着した面積/中子が配置されていた空隙部内面の全面積)×100
フラン再生砂(AFS45)を鋳物砂として使用し、花王クエーカー社製フラン樹脂(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社製硬化剤(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、縦300mm×横200mm×厚み30mmの板状試験片を作製した。そして、上記塗型剤組成物を表1及び表2に示す塗布時の濃度(ボーメ)となるように水で希釈した後、上記試験片の表面に、上記希釈した塗型剤組成物を刷毛塗りで塗布した。その時の刷毛による塗りやすさ(刷毛伸び性)を下記の3段階で評価した。結果を表1及び表2に示す。
1:伸びが悪い。
2:伸びが良い。
3:非常に伸びが良い。
Claims (5)
- 耐火性骨材、バインダー粒子及び溶媒を含有する砂型鋳造用塗型剤組成物であって、
前記バインダー粒子は、前記溶媒に不溶であり、900℃における残炭率が20重量%以上であり、かつ球形度が0.90〜1.00である、砂型鋳造用塗型剤組成物。 - 前記バインダー粒子が、フェノール系樹脂からなる請求項1記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
- 前記バインダー粒子の平均粒径が、1〜80μmである請求項1又は2記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
- 前記バインダー粒子の含有量が、前記耐火性骨材100重量部に対して0.5〜10重量部である請求項1〜3の何れか1項記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
- 砂型表面に塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法であって、
前記塗型剤組成物が、請求項1〜4の何れか1項記載の砂型鋳造用塗型剤組成物である、鋳物の製造方法。
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JP2007029970A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Kao Corp | 砂型鋳造用塗型剤組成物 |
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