JP2935391B2 - 崩壊性砂中子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば，クローズドデ
ッキタイプの自動車用エンジン等，アンダーカット部分
を有する鋳造品の高圧ダイカスト鋳造時に用いる耐圧性
および良好なコーティング性と崩壊容易性を有する崩壊
性砂中子の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は，シェルモールド用の砂を用いて造型した砂中子原型
を鉱酸で処理し，次いで水洗し，さらに有機酸塩で処理
することにより，コーティング剤を１回だけで厚くコー
ティングでき，しかも，鋳造後の崩壊性に優れた高圧鋳
造用にも適した砂中子の製造方法に関するものである。
ここで，良好なコーティング性とは，砂中子原型にコー
ティング剤をコーティングする際に，コーティング剤
が，薄い液状で砂中子原型の内部に広がった状態で深く
浸み込まずに，または，砂中子原型の表面からはじかれ
ずに，砂中子原型の表面層のみにかつ全面に，所定の厚
さで均一に，かつ，確実容易に強固に形成され，それが
剥がれないようにコーティングされることであり，鋳造
時の高圧の鋳込圧力に充分に耐え得ることである。

【０００２】

【従来の技術】従来より，例えば，クローズドデッキタ
イプの自動車用エンジンブロックやその他のアンダーカ
ット部分を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金
等の鋳造品をダイカストで鋳造して製造する場合，崩壊
性砂中子を用いてダイカスト鋳造することが行われてい
る。そして，崩壊性砂中子を得る場合，まず，砂を所望
の形に固め，次に，その固めた砂中子原型の表面にコー
ティング剤を塗布し，高圧下での溶湯鋳込みには砂中子
が破損したり，溶湯が砂中子内に侵入しないようにし，
鋳造後には，ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて
容易に取出せるようにし，かつ，砂が隅々まで充分に取
出せるようにすることが試みられている。勿論，その場
合，砂中子原型の成分，砂の固め方，コーティング剤の
成分，コーティングの仕方等，従来よりいろいろ試みら
れているが，充分に満足し得るものは得られていないの
が現状である。なお，コーティング剤としては，例え
ば，特開昭６３−４０６３９号公報に記載されているよ
うに，粉末状の耐火物，金属酸化物からなる第１のコー
ティング剤と，第１のコーティング剤の上に塗布する鱗
片状のアルミニウム粉やマイカ等を含有する第２のコー
ティング剤等が用いられている。

【０００３】その中で，砂を固めて砂中子原型を得る方
法として，ハードックス法，ウォームボックス法，
シェルモールド法，コールドボックス法等がある。
ハードックス法としては，例えば，特公昭６４−９８９
８号公報に記載されている技術が知られている。そし
て，この方法においては，砂中子原型は砂，酸硬化性樹
脂および酸化剤を主成分とする結合剤からなっており，
二酸化硫黄によって硬化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記ハードックス法に
おいては，所望の形状に造型した砂を硬化して砂中子原
型を得る場合，二酸化硫黄すなわち亜硫酸ガスを使用し
て硬化する。したがって，亜硫酸ガスを使用するため，
作業環境が悪く，日本の工場では，人体に悪影響を与え
るようなガスの使用は好まれない。また，仮に亜硫酸ガ
スを使用するとしても，人体に悪影響を与えず，作業環
境も悪化させないようにするためには，その為の付属設
備の設置が大変であり，また，その設置，運転のために
法規制も受ける。

【０００５】そのため，本発明者は，酸化剤と亜硫酸ガ
スの代りに結合剤を使用するシェルモールド法の良さを
見直すこととした。シェルモールド法では，砂と結合剤
の混合物を固めて砂中子原型を得るのに亜硫酸ガスを使
用するのではなく，予めフェノールレジン等の石炭酸系
合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
（ＲＣＳ）を，砂中子原型造型用の金型内に圧縮空気で
吹込んで加熱硬化させて造型する。しかし，この場合，
前記ハードックス法ではかなり良好に行われていたコー
ティング剤と同一のコーティング剤を砂中子原型に塗布
しても，コーティング剤が濡れずにはじかれてしまい，
うまくいかなかった。

【０００６】一方，本願発明の発明者は，ＲＣＳを用
い，シェルモールド法を用いて砂中子原型を造型し，こ
の砂中子原型を例えば，稀硫酸，燐酸等の鉱酸で処理し
た後，それを乾燥した砂中子原型の表面に粉末状の耐火
物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状のコー
ティング剤をコーティングし，それを乾燥させることに
よって崩壊性砂中子を得る方法を発明し，特許出願し
た。この方法で得られた崩壊性砂中子は，それなりに有
効なものであるが，高圧ダイカスト時の溶湯の崩壊性砂
中子への差込みをより確実に無くすために，このコーテ
ィングを第１のコーティング層とし，その表面に，前記
した特開昭６３−４０６３９号公報に示されているよう
なアルミニウム粉を含有する第２のコーティング剤をコ
ーティングすることを試みた。しかし，この組合わせで
は良好なコーティングが得られなかった。すなわち，砂
中子原型の表面付近に残存していた酸が第１のコーティ
ング層を透過して第２のコーティング層にまでにじみ出
て，第２のコーティング剤中の成分であるアルミニウム
粉と反応する。その結果，第２のコーティング層が禿げ
たり剥れたりする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては，ＲＣ
Ｓを用いて砂中子原型を造型する工程と，この砂中子原
型を酸で処理する工程と，この酸で処理した砂中子原型
を乾燥する工程と，この乾燥した砂中子原型を水洗する
工程と，この水洗した砂中子原型を有機酸塩で処理する
工程と，この有機酸塩で処理した砂中子原型を乾燥する
工程と，この乾燥した砂中子原型の表面に粉末状の耐火
物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状のコー
ティング剤をコーティングする工程と，このコーティン
グして得た砂中子を乾燥させる工程によって崩壊性砂中
子を得る。

【０００８】砂中子原型を処理する酸としては，例え
ば，硫酸，燐酸等の鉱酸を用いる。また，砂中子原型を
酸で処理する場合は，例えば，稀硫酸のような酸性溶液
中に浸漬したり，酸性溶液を砂中子原型の表面に刷毛塗
りしたり，吹付けたりする。次いで，この酸で処理した
砂中子原型を乾燥する。然る後に，この乾燥した砂中子
原型を水洗するが，これは単に水中に砂中子原型を浸漬
したり，砂中子原型に水を吹付けたりする。その後，こ
の水洗した砂中子原型を有機酸塩処理する。

【０００９】なお，砂中子原型を処理する有機酸塩は，
有機酸と無機イオンとの間で生成する塩をいい，蟻酸，
酢酸，プロピオン酸，アクリル酸，メタアクリル酸，シ
ュウ酸，フマル酸，マレイン酸，コハク酸，酒石酸，ク
エン酸，ブタンテトラカルボン酸，安息香酸，フタル
酸，テレフタル酸，トリメリット酸，ベンゼンスルホン
酸，トルエンスルホン酸等のカルボン酸，スルホン酸な
どの有機酸の陰イオンとＬｉ^＋，Ｎａ^＋，Ｋ^＋，Ｃ
ｓ^＋，Ｃｕ^＋，Ｃｕ^２＋，Ｍｇ^２＋，Ｃａ^２＋，Ｂａ
^２＋，Ｚｎ^２＋，Ａｌ^３＋，Ｍｎ^２＋，Ｆｅ^２＋，Ｆｅ
^３＋，Ｃｏ^２＋，Ｎｉ^２＋，ＮＨ_４ ^＋などの無機陽イオ
ンとが電荷を中和する形で生成するものをいう。例え
ば，酢酸カリウム，酢酸ナトリウム，酢酸マグネシウ
ム，酢酸カルシウム，酢酸亜鉛，酢酸バリウム，アクリ
ル酸マグネシウム，アクリル酸カルシウム，アクリル酸
亜鉛，アクリル酸アルミニウム，安息香酸ナトリウム等
が挙げられる。また，砂中子原型を有機酸塩で処理する
場合は，例えば，酢酸カルシウム水溶液のような有機酸
塩溶液中に浸漬したり，有機酸塩溶液を砂中子原型の表
面に刷毛塗りしたり，吹付けたり，有機酸塩の微粉末を
薄くまぶしたりする。

【００１０】

【作用】本発明においては，まず，例えば，前記したよ
うにＲＣＳを用いて砂中子原型を造型した後，その砂中
子原型を稀硫酸等の鉱酸溶液中に浸漬するなどして砂中
子原型の内部に鉱酸を浸み込ませ，次いで，この砂中子
原型を乾燥する。この場合，造型した砂中子原型（黄土
色）を，例えば稀硫酸溶液等の鉱酸溶液の中に浸漬すれ
ば，砂中子原型の表層部や中に鉱酸が付着したり浸み込
んだりする。この砂中子原型を浸漬槽から引き上げた
後，８０〜２００℃で数分〜２時間乾燥させると，砂中
子原型は黒褐色に変化する。これは，砂同士を結合して
いた硬化フェノールレジン等の石炭酸系合成樹脂が砂中
子原型に付着したり浸み込んだ鉱酸により脱水，炭化さ
せられたためである。すなわち，砂を互いに繋げている
硬化した石炭酸系合成樹脂は，この乾燥時の熱で酸化分
解反応が促進される。これにより，黒褐色化するととも
に，強度も低下する。この強度の低下は，鋳造時の加圧
力には充分耐え得るものである。鋳造時に，溶湯の熱に
より，当然硬化した石炭酸系合成樹脂も熱劣化するが，
上記のようにして予め強度を低下させておくと，鋳造
後，金型内から取出した鋳造品の中から砂中子を取出す
ときに，砂中子が極めて簡単容易に取出せる。

【００１１】このような酸処理および乾燥を経て得た砂
中子原型に，粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散
体からなるスラリ状の第１のコーティング剤を塗布すれ
ば，該砂中子原型の表面および表面近くに存在する鉱酸
により，第１のコーティング剤が瞬時に凝集して該砂中
子原型の表面ではじかれることなく，該砂中子原型の表
面に厚くコーティングでき，その後これを乾燥すれば，
所望の厚さの均質な第１のコーティング層が形成され
る。ところで，前記したように，この第１のコーティン
グ層の上にアルミニウム粉を含有するスラリ状の第２の
コーティングを施すと，砂中子同型の表面付近に残存し
ていた酸が第１のコーティング層を透過して第２のコー
ティング層にまでにじみ出て，第２のコーティング剤中
の成分であるアルミニウム粉と反応する。その結果，第
２のコーティング層が禿げたり剥れたりする。したがっ
て，前記したような酸処理および乾燥を経て得た砂中子
原型を，例えば，水中に数秒から数分間浸漬して，砂中
子表面付近に存在する酸を除去する。

【００１２】ところで、表面付近の酸を除去した状態
で、粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からな
るスラリ状の第１のコ−ティング剤を塗布しようとして
も、酸処理しない場合と同様、この第１のコ−ティング
剤は砂中子原型の表面で弾かれてしまい、砂中子原型の
表面に厚くコ−ティングすることはできない。そこで、
前記したように水洗した砂中子原型を酢酸カルシウム水
溶液等の有機酸塩水溶液中に浸漬するなどして砂中子原
型の内部に有機酸塩を浸み込ませ、次いで、この砂中子
原型を乾燥する。次に、有機酸塩で処理した後乾燥して
得たこの砂中子原型の表面に、粉末状の耐火物を主成分
とする中性水分散体からなるスラリ状のコ−ティング剤
をコ−ティングする。この場合、前記したように水洗し
た砂中子原型を、コ−ティングする前に、例えば酢酸カ
ルシウム水溶液等の有機酸塩水溶液中に浸漬すれば、砂
中子原型の表層部や中に有機酸塩が付着したり浸み込ん
だりする。この砂中子原型を浸漬槽から引き上げた後、
８０〜２００℃で数分〜２時間乾燥させると砂中子原型
の表層部に有機酸塩の粉末が均一に付着する。

【００１３】このような酸処理，乾燥，水洗，有機酸塩
処理，乾燥を経て得た砂中子原型に，粉末状の耐火物を
主成分とする中性水分散体からなるスラリ状のコーティ
ング剤を塗布すれば，該砂中子原型の表面および表面近
くに存在する有機酸塩により，コーティング剤が瞬時に
凝集して該砂中子原型の表面ではじかれることなく，該
砂中子原型の表面に厚くコーティングできる。その後こ
れを乾燥すれば，所望の厚さの均質なコーティング層が
形成される。

【００１４】なお，このようにして，コーティング層を
形成させた砂中子原型にアルミニウム粉を含有するスラ
リ状の第２のコーティング剤をコーティングすることも
できる。その場合は，次いで，室温〜２００℃で数分〜
２時間乾燥させると，第１のコーティング層の上にアル
ミニウム粉を含有する第２のコーティング層が均一に形
成される。このようにして形成されたこの第２のコーテ
ィング層は，大気中は勿論のこと，高湿度雰囲気に放置
しても，その成分のアルミニウム粉がもはや酸に侵され
ることはなく，長期間安定である。

【００１５】このようにすれば，シェルモールド法で
も，砂中子原型を固めることができ，砂中子原型の表面
に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からなる
スラリ状のコーティング剤を所望の状態で確実容易にコ
ーティングすることができる。そして，この発明によっ
て得られた崩壊性の砂中子を用いれば，高圧ダイカスト
のように高圧下での溶湯鋳込時に砂中子が破損したりク
ラックが入ったりすることもなく，溶湯が砂中子内に侵
入することもない。また，鋳造後に溶湯が固まって鋳込
製品を金型から取出した後，砂中子を崩壊させて取出す
とき，ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて容易に
取出すことができるとともに，砂が鋳造面の隅に残るこ
ともなく，隅々まで砂を充分にかつ確実に取出すことが
できる。つまり，酸処理工程と引続く乾燥工程は，砂中
子内部に浸み込んだ酸が砂同士を結合していた硬化フェ
ノールレジン等の石炭酸系合成樹脂を脱水，炭化分解さ
せるのに寄与し，水洗工程，有機酸塩処理工程と引続く
乾燥工程は，粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散
体からなるスラリ状のコーティングを確実堅固に形成さ
せるのに寄与する。

【００１６】

【実施例】砂中子原型を製造するときは，まず，フェノ
ールレジン等の石炭酸系合成樹脂を砂にコーティングし
たレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を用意する。ＲＣ
Ｓは混練温度，フェノール樹脂等の石炭酸系合成樹脂の
性状からコールド法，セミホット法，ドライホット法で
製造されるが，生産性，安定性，コストの面からドライ
ホット法が好ましい。すなわち，１３０〜１６０℃に加
熱された砂に固形樹脂をミキサーで溶融コーティングし
たのち，ノボラック樹脂の場合は硬化剤のヘキサミン水
溶液，レゾール樹脂の場合は水のみを投入して，水の蒸
発潜熱およびエアレーションによって急冷しながら砂粒
同士の固着が少なくなった時点でステアリン酸カルシウ
ム等のワックスを分散させて乾態易流動性のＲＣＳを得
る。なお，砂は，硅砂，ジルコンサンド，クロマイトサ
ンド，セラビーズ等，あるいは，それらの再生砂を用い
る。

【００１７】このＲＣＳを，所定の砂中子形状のキャビ
ティを有する金型内に加圧空気とともに吹込み，いわゆ
る，シェルモールド法と呼ばれている方法で砂中子原型
を成型した。この場合，中子成型用の金型の加熱温度は
例えば２００〜３００℃，好ましくは，２３０〜２７０
℃程度とし，３０秒〜２分程度加熱して，砂中子原型を
所定の強度に硬化させた。例えば，抗折力２０〜５０ｋ
ｇの砂中子原型を得た。

【００１８】次に，このようにして成型した砂中子原型
を，酸の水溶液で処理する。酸としては，硫酸，燐酸等
の鉱酸が挙げられる。これらの酸の水溶液中に砂中子原
型を浸漬し，砂中子原型に吸収させた後，加熱乾燥させ
る。水溶液の濃度は稀釈倍率（９８％濃硫酸，８９％リ
ン酸の稀釈倍率）２００倍以内である。稀釈倍率が２０
０倍を越えると鋳造後の砂中子の崩壊性が低下し，処理
効果がなくなる。浸漬時間は，処理液の濃度および砂中
子原型と処理液との親和性によっても異なるが，０．５
秒の短時間から５分程度である。

【００１９】もし，砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は，予め砂中子原型をメタノール等の親水性有機溶媒
に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか，処理液に上
記親水性有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるように
なるまで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原
型の加熱乾燥は，温度が高いほど時間が短くてすみ，目
安として１２０℃で３０分程度である。なお，酸を稀釈
せずにそのまま使用してもよく，酸が濃硫酸（９８％）
や燐酸（８９％）のように液体の場合は，砂中子原型を
浸漬し，取出すだけでよい。前記したように，稀硫酸の
ように濃度の薄い溶液を用いたときは水を蒸発させるた
めに乾燥が必要であるが，濃硫酸のように水で稀釈しな
い場合は，乾爆を行う必要はない。処理された砂中子原
型は黒褐色化し，その抗折力は処理濃度に比例して低下
するが，強度の低下は，硫酸や燐酸の場合は酸による炭
化劣化が進行したためと考えられる。

【００２０】次に，上記のように酸処理，乾燥された砂
中子原型を水洗する。水洗は前記砂中子原型を水中に浸
漬しても良いし，前記砂中子原型に水を吹付けたりして
も良いが，前者が簡単確実である。すなわち，前記砂中
子原型を水道水等の水中に数秒から数分間浸漬したのち
取出す。この水洗した砂中子原型は，乾燥しても良い
し，乾燥しなくても良いが，次に有機酸塩の水溶液で処
理する。

【００２１】この有機酸塩としては、酢酸カルシウム、
酢酸亜鉛、アクリル酸アルミニウム等が挙げられる。こ
れらの有機酸塩の水溶液中に水洗した砂中子原型を浸漬
し、砂中子原型に吸収させた後、加熱乾燥させる。水溶
液の濃度は稀釈倍率２００倍以内である。稀釈倍率が２
００倍を越えるとコ−ティング厚みが薄く、処理効果が
なくなる。浸漬時間は、処理液の濃度および水洗した砂
中子原型と処理液との親和性によっても異なるが、０．
５秒の短時間から５分程度である。

【００２２】もし、砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は、予め砂中子原型をメタノ−ル等の親水性有機溶媒
に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか、処理液に上
記親水性有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるように
なるまで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原
型の加熱乾燥は、温度が高いほど時間が短くてすみ、目
安として１２０℃で３０分程度である。なお、有機酸塩
を稀釈せずにそのまま使用してもよく、水洗した砂中子
原型に有機酸塩微粉末をまぶし、余分な有機酸塩微粉末
を拭き取る。前記したように、酢酸カルシウム水溶液の
ように濃度の薄い溶液を用いたときは水を蒸発させるた
めに乾燥が必要であるが、このように水で稀釈しない場
合は、乾燥を行う必要はない。

【００２３】つぎに，上記のように処理された砂中子原
型の表面にコーティング剤をコーティングする。この場
合，この砂中子原型をコーティング剤中に浸漬してもよ
いし，この砂中子原型の表面にコーティング剤を刷毛塗
りしたり吹付けたりしてもよい。コーティング剤は，微
粉末シリカと微粉末アルミナを主成分とし，少量のコロ
イドシリカを加えた固形分５０〜９０重量％のスラリと
した。固形分が５０重量％以下ではコーティング層の厚
みが薄くなり，９０重量％以上になるとスラリを撹拌す
るのが極めて困難となる。なお，このコーティング剤の
ｐＨを７．０±１．０に維持していなければ，撹拌下で
も沈殿，凝固することがある。

【００２４】なお，コーティング剤としては，他のコー
ティング剤を用いることもできる。例えば，グラファイ
ト，マイカ，ヒューズドシリカ，アルミナ，マグネシ
ア，カーボンブラックおよびジルコン粉末等の無機耐火
性材料約３０〜８０重量％と，コロイドシリカ，アルミ
ナゾル，粘土およびアミン処理ベントナイト等の無機結
合剤約１〜２５重量％と，水からなるものを用いてもよ
い。この場合，より好ましいものは，ヒューズドシリカ
とコロイドシリカである。なお，これに約１０容量％の
メタノールとカオリンを加えても良い。

【００２５】前記コ−ティング剤中に、酸処理、加熱乾
燥、水洗、有機酸塩処理次いで加熱乾燥された砂中子原
型を数秒間浸漬し、その後、加熱乾燥を行う。乾燥条件
は、１２０℃、１０分程度である。コ−ティングの厚み
は、有機酸塩処理を行わない場合には砂中子原型から弾
かれてほとんど塗れないのに対して、充分に厚く、砂中
子原型への浸透も少なく、しかも、塗膜は堅固である。
コ−ティング層は１層でもよいが、製品とコ−ティング
層との離型性を良くするため、２層の方がより好まし
い。２層目のコ−ティング層を形成するためのコ−ティ
ング剤としては、例えば、３％水溶性フェノ−ル樹脂溶
液１リットルに対し、雲母粉５００グラム、潤滑剤とし
てドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０グラム、
消泡剤としてオクチルアルコ−ル１グラムをよく攪拌混
合したもの等を用いることができる。このコ−ティング
は前記第１層コ−ティングを終えた砂中子原型を第２層
コ−ティング剤中に浸漬したり、該砂中子原型の表面に
第２層コ−ティング剤を刷毛塗りしたり吹付けたりした
後、乾燥して形成する。

【００２６】なお，２層目のコーティング剤の他の例と
しては，例えば，３％水溶性フェノール樹脂溶液１リッ
トルに対し，鱗片状アルミニウム粉５００グラム，湿潤
剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０グ
ラム，消泡剤としてオクチルアルコール１グラムをよく
撹拌混合したもの，これにマイカ，カーボンブラック，
ジルコン粉末等を混合したもの等を用いることができ
る。この２層目のコーティングは前記１層目のコーティ
ングを終えた砂中子原型を２層目のコーティング剤中に
浸漬したり，該砂中子原型の表面に２層目のコーティン
グ剤を刷毛塗りしたり吹付けたりした後，乾燥して形成
する。乾燥条件は，１２０℃，１０分程度である。

【００２７】さらに詳しい実施例として，実験例をつぎ
に示す。 （実験例１〜４，および比較例１〜４）フラタリ砂１０
０部に対して２部のフェノール樹脂（硬化剤ヘキサミン
を含む）をコーティングしたＲＣＳを用いて，重量約２
Ｋｇのエンジンブロック用砂中子原型をシェルモールド
法で複数個造型した。造型条件は金型温度２５０℃，吹
込み圧０．８Ｋｇ／ｃｍ^２，加熱時間９０秒であった。
１日放置した後の砂中子原型の抗折力は３８Ｋｇであっ
た。

【００２８】次に，９８％濃硫酸１部に水を各々４９
部，９９部混合して，稀釈倍率５０，１００倍の水溶液
をそれぞれ調製した。この処理液に砂中子厚型を１分間
浸漬した後，１２０℃の循環式熱風加熱炉で３０分間乾
燥した。この段階に留めて，次の水洗，有機酸塩処理を
何ら行わずに，本実験例と同一の第１，第２のコーティ
ングを行ったので，比較例１，３として後記する表１に
示す。次いで，この稀硫酸処理，乾燥した砂中子原型を
水道水に１０秒間浸漬して水洗した。同じく，この段階
に留めて，次の有機酸塩処理を何ら行わずに，本実験例
と同一の第１，第２のコーティングを行ったので，比較
例２，４として後記する表１に示す。

【００２９】その後，この水洗した砂中子原型を取出
し，酢酸カルシウム１部に水を各々９部，４９部，１９
９部混合して得た稀釈倍率１０，５０，２００部の水溶
液に１〜２秒間浸漬した後，１２０℃の循環式熱風加熱
炉で３０分間乾燥した。（実験例１〜４）

【００３０】これら水洗処理以降を行わなかったもの
（比較例１、３）、酢酸カルシウム処理以降を行わなか
ったもの（比較例２、４）と、酢酸カルシウム処理し乾
燥まで行った砂中子原型を、それぞれ同一の第１のコ−
ティング剤に１〜２秒間浸漬した後、１２０℃の循環式
熱風加熱炉で１０分間乾燥した。第１のコ−ティング剤
の組成は、微粉末シリカ５０部と微粉末アルミナ３０部
にコロイドシリカ３部を水２０部に懸濁させたもので、
ｐＨは７．２に調整されたものであった。乾燥後の砂中
子の抗折力は表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】前記の第１層コーティングを終えた後，次
に第２層目のコーティングを行った。第２層のコーティ
ング剤としては，３％水溶性フェノール樹脂溶液１リッ
トルに対し，鱗片状アルミニウム粉５００グラム，湿潤
剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０グ
ラム，消泡剤としてオクチルアルコール１グラムをよく
撹拌混合したものを用いた。すなわち，前記第１層コー
ティングを済ませた砂中子原型をこの第２層コーティン
グ剤中に１〜２秒間浸漬した後，１２０℃の循環式熱風
加熱炉で１０分間乾燥した。以上のようにして得た砂中
子原型を温度３３℃，相対湿度９０％に保持された恒温
恒湿器の中に７日間放置した。７日後の第２コーティン
グ層の状態を表１に示す。

【００３３】以上のようにして得た砂中子を金型にセッ
トし，アルミニウム合金ＡＤＣ１０を鋳造圧力６００ｋ
ｇ／ｃｍ^２，湯口速度２００ｍｍ／ｓｅｃ，注湯温度７
６０℃の条件下で高圧鋳造した。鋳造後に通常のコアノ
ックアウトマシンで砂落しを行ったところ，実験例１，
２，４の場合には中子砂は完全に除去され，優れた鋳造
品が得られた。実験例３の場合には中子砂の除去はやや
良かったが，比較例１〜４の場合には中子砂の除去は不
良であった。まとめて，結果を表１に示す。なお，有機
酸塩として，酢酸カルシウムの代りにアクリル酸アルミ
ニウムを使用し，それ以外は全く同様に処理，操作をし
たところ，酢酸カルシウムの場合と同様に優れた効果が
得られた。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明においては、石炭酸
系合成樹脂をコ−ティングしたレジンコ−テッドサンド
を用いて砂中子原型を造型する工程と、この砂中子原型
を酸で処理する工程と、この酸で処理した砂中子原型を
乾燥する工程と、この乾燥した砂中子原型を水洗する工
程と、この水洗した砂中子原型を有機酸塩で処理する工
程と、この有機酸塩で処理した砂中子原型を乾燥する工
程と、この乾燥した砂中子原型の表面に粉末状の耐火物
を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状のコ−テ
ィング剤をコ−ティングする工程と、このコ−ティング
して得た砂中子を乾燥させれ工程によって崩壊性砂中子
を製造するようにしたので、砂中子原型は予め所望の強
度にまで低下し、また、コ−ティング剤でコ−ティング
するとき、コ−ティング剤は砂中子原型内に浸み込んだ
り、表面から弾かれることなく、均一で適当な厚さのコ
−ティング層を形成する。また、この第１のコ−ティン
グ層の上にアルミニウム粉を含有する第２のコ−ティン
グ剤でコ−ティングしたとき、第２のコ−ティング層は
高湿度下でも安定な状態を長時間維持する。したがっ
て、砂中子は、鋳造時には高圧の鋳込圧力に耐え、鋳造
後の崩壊性は良い。

【００３５】すなわち，本発明で得られた崩壊性砂中子
を用いてダイカストのような高圧鋳造を行った場合，砂
中子中に溶湯が嵯込むことがなく，また，鋳造後，製品
から砂を排出する際も，砂中子の崩壊性が良いために，
簡単確実にかつ完全に砂の排出を行うことができる。勿
論，砂を排出した後の製品の鋳肌面には砂は全く残留せ
ず，非常に平滑である。したがって，このような砂中子
を，例えば，クローズドデッキ型のエンジンブロックの
冷却ジャケット部分のように，非常に複雑な形状を有す
る製品を鋳造する際に用いても，充分に満足のいく作業
状態と製品を確実容易に得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−125416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−68448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296931（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22C 9/10,1/22 B22C 3/00,13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭酸系合成樹脂をコーティングしたレ
   ジンコーテッドサンドを用いて砂中子原型を造型する工
   程と，この砂中子原型を酸で処理する工程と，この酸で
   処理した砂中子原型を乾燥する工程と，この乾燥した砂
   中子原型を水洗する工程と，この水洗した砂中子原型を
   有機酸塩で処理する工程と，この有機酸塩で処理した砂
   中子原型を乾燥する工程と，この乾燥した砂中子原型の
   表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体から
   なるスラリ状のコーティング剤をコーティングする工程
   と，このコーティングして得た砂中子を乾燥させる工程
   とからなる崩壊性砂中子の製造方法。