JP2013233584A - 鋳型及び鋳型の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋳物砂と、珪酸ソーダと、シリカ系多孔性材料と、を含むことを特徴とする鋳型。本発明の鋳型は、前記珪酸ソーダと前記シリカ系多孔性材料とを含む粘結剤を含むことが好ましい。前記シリカ系多孔性材料としては、シリカゲル、メソポーラスシリカ、及びマクロポーラスシリカから成る群から選ばれる1種以上が挙げられる。本発明の鋳型は、100重量部の前記鋳物砂に対し、0.5〜2重量部の前記シリカ系多孔性材料を含むことが好ましい。前記鋳物砂、前記珪酸ソーダ、及び前記シリカ系多孔性材料の混合物を所定の形状に成形し、炭酸ガスを含むガスで硬化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の鋳型の製造方法。
【選択図】なし
Description
そこで、鋳型を900〜1100℃もの高温(鋳型の使用時における温度よりも遥かに高い温度)で処理したり(特許文献1参照)、マイクロ波を照射すること(特許文献2参照)で、鋳型の崩壊性を向上させる技術が提案されている。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、特別な設備を用いなくとも、使用後における崩壊性が高い鋳型、及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の鋳型は、初期強度(使用時おける強度)は充分に高く、且つ、使用後(鋳物の製造後)は崩壊し易い(崩壊性が高い)。そのため、鋳型からの鋳物の取り出しや鋳物砂の再生が容易である。また、本発明の鋳型においては、崩壊性を高めるための特別な設備が必要ない。
本発明の鋳型において、例えば、100重量部の前記鋳物砂に対し、0.5〜2重量部の前記シリカ系多孔性材料を含むことが好ましい。この場合、上述した効果が一層顕著となる。また、シリカ系多孔性材料の添加量を調整することで、鋳型の初期強度、及び使用後の崩壊性を制御することができる。
前記シリカ系多孔性材料としては、SiO2を主原料とする多孔性材料が広く該当する。前記シリカ系多孔性材料としては、例えば、シリカゲル、メソポーラスシリカ、マクロポーラスシリカ等が挙げられる。これらのシリカ系多孔性材料を用いることにより、上述した効果が一層顕著となる。シリカ系多孔性材料の物性は、以下の範囲が好ましい。この範囲内であることにより、上述した効果が一層顕著となる。
平均細孔径:2 〜 530nm
細孔容量:0.5 〜4.0 ml/g
なお、比表面積の測定方法はBET法である。また、平均細孔径の測定方法は、ミクロ孔の場合はJH法、マクロ孔の場合は水銀圧入法である。また、細孔容量の測定方法はガス吸着法である。
前記珪酸ソーダの配合量は、例えば、鋳物砂とシリカ系多孔性材料との合計量を100重量部としたとき、0.5〜2重量部の範囲が好ましい。この範囲内であることにより、上述した効果が一層著しい。
1.シリカ系多孔性材料の製造
(1−1)以下のようにして、メソポーラスシリカ1を製造した。
(1−2)以下のようにして、メソポーラスシリカ2を製造した。
(1−3)以下のようにして、マクロポーラスシリカを製造した。
鋳型の製造方法は、以下の(2−1)〜(2−4)のとおりである。
(2−1)鋳物砂であるフラタリーサンド(三菱商事建材)100重量部に、シリカ系多孔性材料1重量部を添加し、攪拌機を用いて充分混合した。
(2−2)前記(2−1)で作成した混合物100重量部に、1号珪酸ソーダ(SiO2 : 27.83重量%、Na2O:13.66重量%、モル比2.1)5重量部を添加し、充分混合した。
(2−3)前記(2−2)で作成した混合物150gを型枠に入れ、つき固め器を用いてつき固め、型枠の形に成形した。
(2−4)前記(2−3)で成形したものに、CO2ガスを、30mL/minの流量で、15分間吹きつけて硬化させた。その後、硬化したものを型枠から取り出し、24時間放置して、鋳型を完成した。この鋳型において、珪酸ソーダとシリカ系多孔性材料とから成る粘結剤が、鋳物砂同士を固着させている。
3.鋳型の使用方法
鋳型A〜Dは、通常の鋳型と同様に、鋳物の製造のために使用できる。使用時における鋳型の温度は、500〜700℃程度となる。
鋳型A〜D、Rのそれぞれについて、未焼成の状態と、700℃で10分間焼成した後の状態とで、強度を測定した。なお、700℃での10分間焼成は、鋳型の使用時に近い条件である。強度の測定には、ABM-100SIV(株式会社東京試験機製)を用い、1軸圧縮強
度を測定した。その結果を表2に示す。表2には、焼成によって強度が低下した率も示す。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
Claims (5)
- 鋳物砂と、
珪酸ソーダと、
シリカ系多孔性材料と、
を含むことを特徴とする鋳型。 - 前記珪酸ソーダと前記シリカ系多孔性材料とを含む粘結剤を含むことを特徴とする請求項1記載の鋳型。
- 前記シリカ系多孔性材料が、シリカゲル、メソポーラスシリカ、及びマクロポーラスシリカから成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の鋳型。
- 100重量部の前記鋳物砂に対し、0.5〜2重量部の前記シリカ系多孔性材料を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の鋳型。
- 前記鋳物砂、前記珪酸ソーダ、及び前記シリカ系多孔性材料の混合物を所定の形状に成形し、炭酸ガスを含むガスで硬化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の鋳型の製造方法。
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