JP3139918B2 - 耐火物成形品の製造方法および耐火物成形品用バインダ - Google Patents

耐火物成形品の製造方法および耐火物成形品用バインダ

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JP3139918B2 JP06183048A JP18304894A JP3139918B2 JP 3139918 B2 JP3139918 B2 JP 3139918B2 JP 06183048 A JP06183048 A JP 06183048A JP 18304894 A JP18304894 A JP 18304894A JP 3139918 B2 JP3139918 B2 JP 3139918B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、けい砂アルミナなどの
骨材をバインダにより結合し、特に高温強度を有する、
鋳型に適した耐火物成形品を製造する方法と、この方法
の実施に直接使用する耐火物成形品用バインダとに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の有機バインダを用いたセラミック
ス成形品（例えば置き物など）の製造工程では、成形素
体の強度を維持するために、加熱成形しかつ脱脂する工
程（脱脂工程）から焼結にいたる間での形状維持のため
に、成形素体の形状が崩れるのを物理的に防ぐ形状保持
手段を必要としていた。この従来の方法では特に焼結温
度（約１２００℃）が高く、比較的長い焼成サイクルを
要し生産性向上が困難であった。
【０００３】また、代表的な鋳造法の１つとしてレジン
シェルモールド法が知られている。この方法は鋳型砂の
コーテッドサンドの流動性が良好で複雑な形状の鋳型を
精度良く造型することができる、コーテッドサンドは長
期保存が可能である、鋳型の強度が高くて搬送や型の組
立等を機械化できる、鋳型の造型速度が早い、造型した
鋳型はその保存性に優れている、鋳型は高温で熱分解し
鋳造後の崩壊性に優れている、等の特長を有する。この
ため自動車産業等における鋳鉄鋳物等の多くの分野で広
く採用されている。
【０００４】しかしながら、このレジンシェルモールド
鋳造法は、その鋳型の造型に優れた生産性を有するとい
う利点はあるものの、鋳造の際には中子に使用されるバ
インダである樹脂の燃焼によりガスが発生し、ブローホ
ール等の重大な欠陥が発生する。さらに鋳鋼鋳物の鋳造
の場合には鋳型耐熱性が不足するため、肉厚を十分に薄
肉化することができないという問題がある。またその鋳
造時にバインダとして使用されているコーテッドサンド
中の樹脂（熱硬化性フェノール樹脂）の燃焼により製造
される鋳鋼鋳物に加炭が起こり、鋳鋼鋳物の物性が悪化
するという問題がある。
【０００５】また有機自硬性のバインダ（例えばフェノ
ール、フラン、ウレタンなど）を用いて鋳型を形成する
鋳造法も広く知られているが、このバインダを用いる鋳
型は、レジンシェルモールド法と同様な鋳造欠陥の発生
ならびに問題点がある。
【０００６】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑み、以下の
目的を達成するための製造方法並びにこの製造方法に直
接使用するバインダを提供することを目的とする。 （ａ）鋳型を高温で焼成するため注湯時のガス発生がな
く、ブローホール等の鋳造欠陥を防止できる。 （ｂ）高温鋳型として使用できるため、鋳鋼品等の薄肉
化を可能にする。 （ｃ）鋳鋼の場合、鋳型が高温で焼成されるため、鋳造
時の有機バインダの燃焼による加炭等の物性悪化が防止
できる。 （ｄ）有機バインダから無機バインダに転換する工程
は、バインダ置換のため収縮を伴わず良好な寸法精度が
得られる。 （ｅ）低温から高温までの広い温度範囲において強度を
有するため、軽合金から鋳鋼品までの鋳造に利用でき
る。 （ｆ）第２バインダの傾斜含浸により、中子の内心部の
強度を調整でき崩壊性が向上する。
【０００７】
【発明の構成】本発明によればこの目的は、以下の工程
からなることを特徴とする耐火物成形品の製造方法： （ａ）骨材と第１のバインダによって成形品素体を成形
する工程； （ｂ）周期律表４Ａ族または４Ｂ族（炭素を除く）と３
Ａ族又は３Ｂ族の金属アルコキシド及びその部分加水分
解物から選ばれた１種または２種類以上のアルコール可
溶性の金属アルコキシド類と、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属のアルコール可溶性のアルカリ化合物とをそ
れぞれ加水分解が進んでいない状態で含み、アルカリ化
合物の含有量を金属酸化物換算で０．５〜１６重量％と
したアルコール溶液からなる第２のバインダを、前記工
程（ａ）によって成形された成形品素体に含浸させる工
程；（ｃ）前記工程（ｂ）で成形品素体に含浸させた第２の
バインダを加水分解させる工程； （ｄ） 成形品素体を乾燥し高温焼成する工程、により達
成される。
【０００８】ここに耐火物成形品は鋳型、中子とするこ
とができ、高温焼成の後に更に高温で焼結する工程を付
加することにより強度を一層増大させることができる。
また中子入りの鋳型は、以下の工程からなることを特徴
とする中子入りの鋳型である耐火物成形品の製造方法： （ａ）骨材と第１のバインダによって中子素体を成形す
る工程； （ｂ）周期律表４Ａ族または４Ｂ族（炭素を除く）と３
Ａ族又は３Ｂ族の金属アルコキシド及びその部分加水分
解物から選ばれた１種または２種類以上のアルコール可
溶性の金属アルコキシド類と、アルカリ金属又はアルカ
リ土類金属のアルコール可溶性のアルカリ化合物を含
み、アルカリ化合物の含有量を金属酸化物換算で０．５
〜１６重量％としたアルコール溶液からなる第２のバイ
ンダを、前記工程（ａ）によって成形された成形品素体
に含浸させる工程；（ｃ）前記工程（ｂ）で成形品素体に含浸させた第２の
バインダを加水分解させる工程； （ｄ） この中子素体を型内に位置決めしてこの型内に消
失模型材を注入し、この中子素体を鋳ぐるんだ消失模型
を形成する工程；（ｅ） この消失模型にスラリおよびスタッコ粒を交互に
複数回塗布して耐火物層を形成し乾燥する工程；（ｆ） この消失模型を消失させる工程；（ｇ） 前記中子素体と前記耐火物層とを同時に焼成する
工程、により得られる。すなわち中子と主型（外形）と
を同時に焼成するものである。
【０００９】第１のバインダは有機系（熱硬化性樹脂、
自硬性樹脂等）及び無機系（水ガラス等）とすることが
できる。加水分解反応は大気中の水分、加湿器による水
分、含水アルコールの水分により行わせてもよい。鋳型
を製造する場合には、高温焼成した後の高温状態にある
鋳型に溶融金属を注湯することが可能となり、さらに冷
却後普通鋳造（生型、重力鋳造、低圧鋳造、ダイカスト
と鋳造等）の中子としても使用することができる。
【００１０】この製造方法に用いる第２のバインダは、
アルコール溶剤中にバインダー成分として、下記一般式 ＲmＭ1（ＯＲ）4-m 又は Ｍ2（ＯＲ）3 （但し、式中Ｍ1 は周期律表４Ａ族または炭素以外の４
Ｂ族の金属を示し、Ｍ2は周期律表３Ａ族又は３Ｂ族の
金属を示し、Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数１
〜６のアルキル器、炭素数６〜８のアリール基、炭素数
２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２の
アリールオキシアルキル器であり、Ｍ1がＳｉの場合に
はｍ＝０〜３の整数であって、Ｍ1がＳｉ以外の場合に
はｍ＝０である）で表されるアルコール可溶性の金属ア
ルコキシドおよびその部分加水分解物から選ばれた１種
または２種以上の金属アルコキシド類を金属酸化物換算
で１〜５０重量％と、下記一般式 Ｍ3 ＯＲ’ 又は Ｍ4（ＯＲ）2 （但し、式中Ｍ3はアルカリ金属を示し、Ｍ4はアルカリ
土類金属を示し、Ｒ’は水素または炭素数１〜６のアル
キル基を示す）で表されるアルコール可溶性のアルカリ
化合物を金属酸化物換算で１〜１６重量％とを、それぞ
れ加水分解が進んでいない状態で含有することを特徴と
する耐火物成形品用バインダ、により得られる。
【００１１】本発明において、バインダ成分を構成する
金属アルコキシドは、周期律表４Ａ族または炭素以外の
４Ｂ族の金属Ｍ1 または周期律表３Ａ族または３Ｂ族の
金属Ｍ2 の金属アルコキシドまたはそれらの部分加水分
解物である。ここで、金属アルコキシドを形成する金属
Ｍ1 としては、周期律表４Ａ族金属としてＴｉ、Ｚｒな
どを挙げることができ、また、炭素以外の周期律表４Ｂ
族金属としてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ等を挙げることが
でき、そしてＭ2 としては、周期律表３Ａ族金属として
Ｓｃ、Ｙ等を挙げることができ、更に、３Ｂ族金属とし
てＢ、Ａｌ、Ｇａ等を挙げることができる。
【００１２】また、上記金属アルコキシドを形成するＲ
は、互いに同じかあるいは異なる炭素数１〜６のアルキ
ル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数２〜６のアル
コキシアルキル基または炭素数７〜１２のアリールオキ
シアルキル基である。具体的にはアルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ア
ミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ブチル基、イ
ソブチル基、ｔ−ブチル基、ｓ−ブチル基等を、また、
アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル
基等を、更に、アルコキシアルキル基としては、メトキ
シエチル基、メトキシイソプロピル基、メトキシプロピ
ル基、メトキシブチル基、エトキシエチル基、エトキシ
プロピル基、エトキシブチル基等を、またアリールオキ
シアルキル基としては、フェノキシメチル基、フェノキ
シエチル基、フェノキシプロピル基、フェノキシブチル
基、トリロキシメチル基、トリロキシエチル基、トリロ
キシプロピル基、トリロキシブチル基等を挙げることが
できる。
【００１３】そして、このような金属アルコキシドの部
分加水分解物としては、それが加水分解率５５％以下で
あってアルコール溶剤に溶解すれば特に制限はなく、直
鎖状部分加水分解物であっても、網目状部分加水分解物
であっても、また、環状部分加水分解物であってもよ
い。さらにこれら金属アルコキシドおよびその部分加水
分解物からなる金属アルコキシド類は、その１種のみを
単独で使用してもよく、また、２種以上の混合物として
使用することもできる。
【００１４】本発明において、上記金属アルコキシド類
として最も好ましいものは鋳型砂の成分であり、砂との
結合が容易であるという点から、下記一般式 Ｒm Ｓｉ（ＯＲ）4-m （ただし、式中Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数
１〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素
数２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２
のアリールオキシアルキル基であり、ｍは０〜３の整数
である）で表される珪酸エステルおよびアルキル珪酸エ
ステル並びにこれらの部分加水分解物から選ばれた１種
または２種以上の珪酸エステル類である。
【００１５】具体的には、テトラアルコキシシランとし
て、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テ
トラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、
テトラプトキシシラン、メトキシトリエトキシシラン、
ジメトキシジエトキシシラン、エトキシトリメトキシシ
ラン、メトキシトリイソプロポキシシラン、ジメトキシ
ジイソプロポキシシラン、メトキシトリプトキシシラン
等を挙げることができ、また、アルキルトリアルコキシ
シランとして、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチル
トリイソプロポキシシラン、メチルトリプトキシシラ
ン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシ
ラン、エチルトリイソプロポキシシラン等をあげること
ができる。
【００１６】また、ジアルキルジアルコキシシランとし
て、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプ
ロポキシシラン、ジメチルジプトキシシラン、ジエチル
ジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチ
ルジイソプロポキシシラン等を挙げることができ、ま
た、トリアルキルアルコキシシランとして、トリメチル
メトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチ
ルプロポキシシラン、トリメチルイソプロポキシシラ
ン、トリメチルブトキシシラン、トリエチルメトキシシ
ラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルイソプロ
ポキシシラン等を挙げることができる。
【００１７】更に、アリールオキシシランとして、テト
ラフェノキシシラン、テトラトリロキシシラン等を挙げ
ることができ、また、アルキルアリールオキシシランと
して、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリフェノ
キシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジ
フェノキシシラン、メチルトリトリロキシシラン等を挙
げることができる。
【００１８】さらにまた、アルコキシアルキルシランと
して、テトラメトキシメチルシラン、テトラメトキシエ
チルシラン、テトラメトキシイソプロピルシラン、テト
ラエトキシメチルシラン、テトラエトキシエチルシラ
ン、テトラエトキシイソプロピルシラン等を挙げること
ができ、また、アリールオキシアルキルシランとして、
テトラフェノキシメチルシラン、テトラフェノキシエチ
ルシラン、テトラフェノキシプロピルシラン、テトラフ
ェノキシイソプロピルシラン、テトラトリロキシエチル
シラン等を挙げることができる。
【００１９】そして、その他の好ましい金属アルコキシ
ド類としては、トリメチルボリン、トリエトキシボリ
ン、テトラブトキシチタン、テトラブトキシジルカン、
トリイソプロポキシアルミン等が挙げられる。
【００２０】これらの金属アルコキシド類の含有量につ
いては、金属酸化物換算（例えば、金属アルコキシド類
が珪酸エステル類の場合はＳｉＯ2 換算）で１〜５０重
量％、好ましくは２〜３０重量％の範囲であるのがよ
く、１重量％より少ないと耐火物成形品とした際にこの
金属アルコキシド類由来の金属酸化物の含有量が不足
し、鋳型取扱時のハンドリングに必要な所望の強度（例
えば１０ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは３０ｋｇ／ｃｍ
2 以上）の耐火物成形品を得ることができず、また、５
０重量部を越えると溶解度の点からアルカリ化合物の溶
解量が０．５重量％未満になり、所望の強度が得られな
い。
【００２１】また、他のバインダー成分であるアルカリ
化合物については、金属Ｍ3 としてはリチウム、ナトリ
ウム、カリウム等を挙げることができ、好ましくはナト
リウム、カリウムを挙げることができる。また、このア
ルカリ金属アルコキシドを形成する置換基Ｒ’として
は、水素またはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ
基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭
素数１〜６のアルキル基、またはフェノキシ基、トリロ
キシ基、またはアルコキシアルキル基またはアリールオ
キシアルキル基等を挙げることができる。これらのアル
カリ化合物はその１種のみを単独で用いてもよく、ま
た、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００２２】このアルカリ化合物の含有量については、
金属酸化物換算（例えば、アルカリ化合物の金属がナト
リウムの場合はＮａ2 Ｏ換算）で０．５〜１６重量％、
好ましくは１〜１０重量％の範囲であるのがよく、０．
５重量％より少ないと耐火物成形品とした際にこのアル
カリ金属アルコキシド由来の金属酸化物の含有量が不足
し、所望の強度（例えば１０ｋｇ／ｃｍ2 以上、好まし
くは３０ｋｇ／ｃｍ2以上）の耐火物成形品を得ること
ができず、また、１６重量部を越えると溶解度の点から
ＳｉＯ2 の溶解量が１重量％未満になり、所望の強度が
得られない。
【００２３】さらに、上記バインダー成分の金属アルコ
キシド類およびアルカリ化合物を溶解するアルコール溶
剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、アミルアルコ
ール、ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコー
ル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、エチルセロソルブ、メチルセロソル
ブ、プロビルセロソルブ、プチルセロソルブ、フェニル
メチルセロソルブ、フェニルエチルセロソルブ等を挙げ
ることができる。
【００２４】本発明の耐火物成形品用バインダーには、
種々の目的で上記以外の添加剤を添加することができ、
例えば、含浸性の向上を目的として添加するドデシルス
ホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコールエチルエー
テル等のアルカリまたは中性の界面活性剤等を挙げるこ
とができる。
【００２５】また本発明の耐火物成形品用バインダーを
用いて製造することができる耐火物成形品としては、そ
れが、骨材と素体バインダー（第１のバインダ）とによ
り成形品素体を成形する工程と、この成形品素体中に請
求項１１記載のバインダーを含浸させ、この含浸したバ
インダー中のアルコール溶剤を除去または除去しない工
程、成形品素体中に含浸したバインダー成分を加水分解
する工程と、得られた成形品素体を乾燥させて焼成する
工程とを採用して製造できるものであれば、どのような
ものでも可能であり、具体的には、生型鋳造で用いられ
る焼型や中子、シェルモールド鋳造で用いられる鋳型や
中子、精密鋳造法の１つであるインベストメント鋳造で
用いられる中子等のほか高温セラミックス製品成形用の
鋳型や中子、ダイキャスト・金型鋳造用の金型や中子、
置き物や美術品や衛生器具等の耐火物成形品やセラミッ
クス関連製品等が挙げられる。
【００２６】ここで、成形品素体を成形するための骨材
としては、特に制限されるものではなく、例えば、けい
砂、アルミナ、石英、ジルコン、溶融シリカ、シリカフ
ラワー、ムライト、合成ムライト、シャモット、合成シ
ャモット等を挙げることができ、実際の使用に際して
は、製造される耐火物成形品の用途等に応じて、これら
の中からその１種または２種以上を適宜選択して使用す
ることができる。
【００２７】またこれらの骨材と共に使用される素体バ
インダー（第１のバインダー）についても、特に制限さ
れるものではなく、例えば、シェルモールド鋳造で用い
られるフェノール樹脂の等の熱硬化性樹脂や、自硬性の
ウレタン樹脂系、フラン樹脂系、フェノール樹脂系等の
有機系バインダーのほか、水ガラス、コロイダルシリカ
等の無機系バインダーを挙げることができる。この素体
バインダーについても、実際の使用に際しては、製造さ
れる耐火物成形品の用途等に応じて、これらの中からそ
の１種または２種以上を適宜選択して使用することがで
きる。
【００２８】そして、これら骨材と素体バインダーとに
より成形品素体を成形する方法についても、特に制限さ
れるものではなく、従来公知の方法を採用することがで
きる。
【００２９】成形品素体に本発明のバインダーを含浸さ
せる方法については、例えば、成形品素体をバインダー
中に浸漬し、次にバインダー中から成形品素体を引き上
げて液切りする「浸漬→液切り」の方法や、この「浸漬
→液切り」の後で乾燥してアルコール溶剤を除去する
「浸漬→液切り→乾燥」の工程からなる方法、あるいは
この「浸漬→液切り→乾燥」の工程を必要に応じて複数
回繰り返す方法や、ＶＲＨプロセスのようにして減圧下
に成形品素体にバインダーを含浸させる方法や、シャワ
ー状にバインダーを吹きつける方法等を挙げることがで
きる。
【００３０】このようにして成形品素体中に含浸させた
バインダー成分を加水分解する方法については、例え
ば、大気中に放置する方法、温度３０〜８０℃および湿
度４０〜１００％の加熱加湿下に所定時間放置する方
法、加圧室内で１〜７ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下に蒸気を導
入して行う方法、含水アルコール中に浸漬させる方法、
界面活性剤を添加した水溶液に浸漬する方法等が挙げら
れる。
【００３１】この加水分解終了後、得られた成形品素体
は適当な方法で乾燥され、次いで６００℃以上、好まし
くは１０００〜１１００℃で焼成され、耐火物成形品と
なる。
【００３２】
【作用】本発明は、アルコール溶剤中にアルキルシリケ
ートまたはアリルシリケートの部分加水分解物の中にア
ルカリ化合物を導入するため、例えばナトリウムアルコ
ラート又はその水酸化物などを使用することを特徴とす
る。ナトリウムアルコラートは強アルカリであるが、ア
ルキルシリケート又はアリルシリケートなどの金属アル
コキシド類を加水分解させることなく、均一に溶解させ
ることができる。本発明によるバインダの硬化機構は定
かではないが、以下のように推察される。
【００３３】１．ナトリウムアルコラートとして例えば
ナトリウムエチラート（Ｃ2 Ｈ5 ＯＮａ）、アルキルシ
リケートとして例えばエチルシリケートを各必要な分量
をアルコールに混合する。
【００３４】２．加水分解は次の反応によりＮａＯＨと
ＳｉＯ2 を生成する。 Ｃ2 Ｈ5 ＯＮａ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＋ＮａＯＨ （ＲＯ）3 Ｓｉ［Ｏ−Ｓｉ（ＯＲ）2 ］n ＯＲ＋（ｎ
＋２）Ｈ2 Ｏ→（ｎ＋１）ＳｉＯ2 ＋２（ｎ＋２）Ｃ2
Ｈ5 ＯＨ Ｒ＝Ｃ2 Ｈ5 −
【００３５】３．加水分解により生成したＮａＯＨとＳ
ｉＯ2 から加熱反応によりＮａ2 Ｏ・ＳｉＯ2 を生成し
高温強度を補強する。 ２ＮａＯＨ＋ＳｉＯ2 →Ｎａ2 Ｏ・ＳｉＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ
【００３６】加水分解後、このバインダ強度は２００°
Ｃから徐々にシリケートの加水分解により生成したＳｉ
Ｏ2 の強度に置換され、さらに４００°Ｃから徐々にＮ
ａ2Ｏ・ＳｉＯ2 が生成され、高温に於ける強度を補強
する。成形品素体のバインダを有機バインダとした場合
や、焼成中何らかの水分が発生する場合では、焼成中に
加水分解が起こるから、前記焼成工程前のオートクレー
ブなどの加熱・加湿装置を用いた加水分解工程を省くこ
とが可能であると推測される。
【００３７】本発明によれば、本発明の耐火物成形品用
バインダー（第２のバインダー）は、それがアルコール
溶液であることから、骨材と素体バインダー（第１のバ
インダー）とにより成形された成形品素体中に効率良く
含浸され、次いで加水分解及びこれに続く乾燥の際にバ
インダー成分の金属アルコキシド類からは金属酸化物が
生成し、また、アルカリ化合物からも金属酸化物が生成
し、引き続いて行われる焼成により金属アルコキシド類
由来の金属酸化物とアルカリ化合物由来の金属酸化物と
が相互に骨材と結合し、これによって耐火物成形品の高
い強度が達成されると考えられる。
【００３８】
【好ましい実施態様】図１は本発明による中子入りの鋳
型の製造工程を示す工程流れ図、図２はその工程前半の
説明図、図３は同じく工程後半の説明図である。
【００３９】まず中子の主原料として骨材と有機バイン
ダ（第１のバインダ）とを混練する。骨材としては、例
えば、 けい砂 ９０％重量 シリカフラワー １０％重量 を混合して用いる。ここにけい砂はＪＩＳ規格Ｇ５９０
１（１９５４）の規定による８号程度の粒度のものが望
ましい。
【００４０】第１のバインダとしてはレジンなどの熱硬
化性樹脂を用いることができる。このレジンはレジンシ
ェルモールド法などで広く用いられているものであり、
約２００°Ｃで硬化し、特に低中温での強度を有する。
しかし焼成時などの高温時には、このレジンは強度を失
う。
【００４１】次にこの成形した中子素体１０を第２のバ
インダに約１０分間浸漬してバインダ含浸層１２を形成
する（ステップ１０４、図２Ｂ）。この中子素体を含水
アルコールに１０分間浸漬し、含浸されたバインダ成分
を加水分解する。第２のバインダは、ナトリウムアルコ
ラートと、ポリエチルシリケートとを、無水アルコール
に混合したものである。このバインダは中子素体１０の
表面から適度の深さまで浸みこみ、熱間強度を増大させ
る作用を持つ。
【００４２】すなわち前記ステップ１００おいて、骨材
に混入するレジンは通常２５０°Ｃ位まで充分な強度を
保持し、３００°Ｃを越えると強度が急激に低下する
が、このステップ１０４で含浸させる第２のバインダは
２５０〜１０００°Ｃで充分な熱間強度を中子に持たせ
る作用を有するものである。
【００４３】次にこのようにバインダを含浸させた中子
素体１０を乾燥する（ステップ１０６）。そしてこの乾
燥後の中子素体１０にパラフィンワックスを塗布する
（ステップ１０８、図２Ｃ）。この塗布は８０〜９０°
Ｃで溶融したパラフィンワックス中に第２のバインダを
含浸させた中子素体１０を１分程度浸漬することにより
行う。
【００４４】この結果表面にワックス層１４が形成さ
れ、中子素体１０の砂落ちが防止される。また中子の強
度を増大させ中子の移送中における破損を防止すると共
に、中子保存中に中子が吸湿するのを防止できる。さら
にこのワックス層１４には、次工程のワックスパターン
の成形性を良くする効果もある。
【００４５】このように中子素体１０にバインダを含浸
させ、このバインダ含浸層１２の外側にワックス層１４
を形成することにより図２Ｃに示す中子１０Ａが完成す
る。この中子１０Ａは金型１８内に固定され、この金型
１８内にワックスや発泡スチロールなどの消失模型型材
料を射出して消失模型２０を成形する（ステップ１１
０、図３Ｄ）。
【００４６】このように中子１０Ａを鋳ぐるんだ状態の
消失模型２０の外側には、耐火物がコーティングされ
る。すなわちスラリ槽に浸漬して（ステップ１１２）ス
タッコ粒を振りかける（ステップ１１４）工程を複数回
繰り返し、所定厚さの耐火物層２２を形成する（図３
Ｅ）。ここに用いる耐火物は中子素体１０の骨材と同じ
ものを用いることができる。そしてこの耐火物層２２を
十分に乾燥させた後（ステップ１１６）、消失模型１８
を脱ろうして（ステップ１１８）さらに焼成する（ステ
ップ１２０）。
【００４７】脱ろうにより中子１０Ａのワックス層１４
も消失し、中子１０Ａの表面にはバインダ含浸層１２が
現れる。この焼成によって外側の耐火物層２２と共に、
内側のワックス層１６を除去した中子１０Ａも同時に焼
成される。この結果中子素体１０、バインダ含浸層１２
を含むセラミックシェル鋳型２４が出来上がる（図３
Ｅ）。
【００４８】脱ろう（ステップ１１８）はオートクレー
ブにより高温水蒸気中で加熱することにより行われる
が、この時バインダ含浸層１２に含まれる第２のバイン
ダの加水分解反応が進行する。そしてその後の焼成によ
り前記作用の項で説明したように加水分解反応が行わ
れ、バインダ含浸層１２の強度が増大する
【００４９】中子１０Ａおよび耐火物層２２の焼成は、
オートクレーブによる加水分解反応の後に乾燥してか
ら、再び加熱し焼成するものである。この焼成は約１０
００°Ｃに約３時間加熱することにより行われ、この高
温に保持したまま次の注湯の工程に移る。焼成温度と焼
成時間は、用いる骨材の熱膨張率により変えるのは勿論
である。
【００５０】この注湯の工程では、この鋳型２４内、す
なわち耐火物層２２とバインダ含浸層１２とで挟まれる
間隙に、約１６００°Ｃの熔鋼などの金属溶湯が注湯さ
れる（ステップ１２２）。そして冷却後型ばらしされ
（ステップ１２４）、中子素体１０Ａが除去される（ス
テップ１２６）。
【００５１】この中子素体１０Ａおよびコーティング層
１４の除去は、例えば振動や衝撃などの物理的手段によ
り中子１０Ａの大部分を除去し、残部を溶融苛性ソーダ
に浸漬してこれを溶融することにより行われる。この結
果製品２６が完成する（図３Ｆ）。特にバインダ含浸層
１２は中子素体１０の表面から適度な深さまでしか含浸
せず、中子素体１０Ａの中心部分には第２のバインダは
浸入しないので、中子１０Ａの崩壊性が非常に良好で中
子の除去が容易である。
【００５２】図４は他の実施例である鋳型の製造方法を
示す工程流れ図である。この実施例は中子を持たない鋳
型や単独で使用するための中子を製造するものである。
まず鋳型の主原料として骨材と有機バインダ（第１のバ
インダ）とを混練する（図４、ステップ１００Ａ）。
【００５３】骨材としては例えばけい砂を用いる。ここ
にけい砂はＪＩＳ規格Ｇ５９０１（１９５４）の規定に
よる８号程度のものが好ましい。またジルコンサンド、
アルミナ、溶融シリカ等であってもよい。有機バインダ
としては例えばフェノール樹脂を用い、主原材料全体重
量の約２％程度を使用し通常のシェルモールド法により
成形する（ステップ１０２Ａ）。
【００５４】次にこの成形した鋳型を第２のバインダに
約１０分間浸漬する（ステップ１０４Ａ）。ここに用い
る第２のバインダは、ナトリウムエチラートと、エチル
シリケートとを、Ｎａ2 Ｏ濃度換算２％及びＳｉＯ2 濃
度換算で１２％を生成する分量を同時にアルコールに混
合したものとする。
【００５５】さらにこの鋳型を含水アルコールに１０分
間浸漬することにより加水分解を行う（ステップ１５
０）。なお第１のバインダに加熱により水分を発生する
有機バインダを用いた場合など、発生する水分のみで加
水分解反応を行わせることもできる（ステップ１５
１）。
【００５６】この鋳型を１０００°Ｃで１時間焼成し、
セラミック鋳型ができ上がる（ステップ１５２）。この
セラミック鋳型が焼成後１０００°Ｃの温度で、直ちに
１６００°Ｃの熔鋼が注湯され鋳造される（ステップ１
５４）。冷却後鋳型が除去されるが、第２バインダの傾
斜含浸により、中子の表層部と内心部の強度を調節で
き、崩壊性が向上する（ステップ１５６）。この結果製
品が出来上がる（ステップ１５８）。
【００５７】この図３の実施例によれば、従来広く用い
られている。熱硬化性樹脂を第１のバインダとしたコー
テッドサンドを用いて高温焼成が可能になる。すなわち
従来のコーテッドサンドは約２００°Ｃで硬化するが、
高温（約１０００°Ｃ）に焼成することはできなかっ
た。
【００５８】しかし本発明により鋳型素体の表面に第２
のバインダを含浸させ、加水分解することにより、十分
な高温強度を持たせることが可能になる。このため高温
（約１０００°Ｃ）に焼成した直後に金属溶湯を注湯す
ることが可能になる。このように高温の鋳型に注湯する
ことにより、薄肉製品の鋳造が可能になる。
【００５９】図５はさらに他の実施例を示す工程流れ図
である。この実施例は鋳型以外のセラミック成形品（例
えば置き物など）を製造するものである。この図５で
は。図４における鋳型素体の成形工程（ステップ１０２
Ａ）が成形品素体の成型工程（ステップ１０２Ｂ）に代
わっただけである。従って図４の各ステップに対応する
各ステップに符号Ｂを付し、この説明は繰り返えさな
い。
【００６０】この図５の工程によって鋳型や中子を製作
すれば、金型鋳造やダイヤスト鋳造に使用可能な強度を
持たせることができる。なお、この図５の成形品はこの
強度を増大させるために焼成温度を高くし、例えば１１
００°Ｃ以上に加熱して焼結させてもよい。この場合に
はインベストメント鋳造に単独使用可能なセラミック中
子を得ることができる。
【００６１】
【実施例１】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。エチルシリケート４０［エチルシリケート
４０、組成：ＳｉＯ2 量４０．６％、粘度４．８Ｃ．
Ｐ．（２５℃）］３６９．５ｇを２リットルの密閉可能
な混合容器に分取し、これにイソプロピルアルコール３
１９．４ｇと２８重量％ＮａＯＣＨ3 メタノール溶液３
１１．１ｇとを添加し、スターラーを用いて密閉状態で
３０分間攪拌し、実施例１の耐火物成形品用バインダー
を調製した。
【００６２】この実施例１のバインダーにおける金属ア
ルコキシド類及びアルカリ化合物の金属酸化物換算濃度
は、そのＳｉＯ2 濃度が１５重量％であり、また、Ｎａ
2 Ｏ濃度が５重量％であった。
【００６３】一方、ジルコンコーティッドサンド（７号
サンド、フェノール樹脂２重量％含有）を使用し、１０
ｍｍ×１０ｍｍ×５０ｍｍの大きさのテストピース（成
形品素体）を成形した。
【００６４】このテストピースを室温で上記実施例１の
バインダー中に密閉状態で３０分間浸漬し、その後この
テストピースを引き上げて５分間液切りした。
【００６５】次に、この様にして得られたテストピース
を、含水アルコール（６０％）中に１０分間浸漬しこれ
によってテストピース中に含浸されたバインダーを加水
分解し、その後、８０℃で６０分間乾燥した。
【００６６】この様にして得られたテストピースを１０
００℃の焼成炉内にセットし、１０００℃で１時間焼成
し、次いで室温まで放冷した後に炉内より取り出し、抗
折強度を測定した。結果は、抗折強度は６０ｋｇ／ｃｍ
2 であった。尚、抗折強度はＪＩＳ−Ｋ−６９１０に準
拠して行った。但し、テストピースのサイズは上記記載
寸法である。
【００６７】
【実施例２】メチルシリケート５１［メチルシリケート
５１、組成：ＳｉＯ2 量５１．０％、粘度４．８６Ｃ．
Ｐ．（２５℃）］３８２．３ｇを２リットルの密閉可能
な混合容器に分取し、これにイソプロピルアルコール５
３．８ｇと２８重量％ＮａＯＣＨ3 メタノール溶液５６
３．９ｇとを添加し、スターラーを用いて密閉状態で３
０分間攪拌し、実施例２の耐火物成形品用バインダーを
調製した。
【００６８】この実施例２のバインダーにおける金属ア
ルコキシド類及びアルカリ化合物の金属酸化物換算濃度
は、そのＳｉＯ2 濃度が１９．５重量％であり、また、
Ｎａ2 Ｏ濃度が９重量％であった。
【００６９】一方、ジルコンコーティッドサンド（７号
サンド、フェノール樹脂２重量％含有）を使用し、１０
ｍｍ×１０ｍｍ×５０ｍｍの大きさのテストピース（成
形品素体）を成形した。
【００７０】このテストピースを室温で上記実施例２の
バインダー中に密封状態で３０分間浸漬し、その後この
テストピースを引き上げて５分間液切りした。
【００７１】次に、この様にして、得られたテストピー
スを温度３０℃及び湿度９５％の条件下１．５時間さら
し、次いで温度８０℃及び湿度９５％の条件下に２．５
時間さらし、これによってテストピース中に含浸された
バインダーを加水分解し、その後８０℃で６０分間乾燥
した。
【００７２】この様にして得られたテストピースを１０
００℃の焼成炉内にセットし、１０００℃で１時間焼成
し、次いで室温まで放冷した後に炉内より取り出し、抗
折強度を測定した。結果は、抗折強度は７０ｋｇ／ｃｍ
2 であった。尚、抗折強度はＪＩＳ−Ｋ−６９１０に準
拠して行った。但し、テストピースのサイズは上記記載
寸法である。
【００７３】
【実施例３】上記実施例１で用いたものと同じエチルシ
リケート４０の２００ｇを２リットルの密閉可能な混合
容器に分取し、これにイソプロピルアルコール１００ｇ
を添加し、スターラーを用いて密閉状態で１０分間攪拌
し、次にこのエチルシリケート４０の加水分解を行い、
更にその後６時間密閉状態で保持し、加水分解率３０％
のエチルシリケート加水分解溶液を調製した。
【００７４】次に、このエチルシリケート加水分解溶液
に２１重量％ＮａＯＣ2 Ｈ5 エタノール溶液３５５．１
ｇとイソプロピルアルコール３４４．９ｇとを添加し、
スターラーを用いて密閉状態で３０分間攪拌し、実施例
３の耐火性成形品用バインダーを調製した。
【００７５】この実施例３のバインダーにおける金属ア
ルコキシド類及びアルカリ化合物の金属酸化物換算濃度
は、そのＳｉＯ2 濃度が８．１重量％であり、また、Ｎ
ａ2Ｏ濃度が３．４重量％であった。
【００７６】この実施例３のバインダーを使用し、上記
実施例１と同様にしてテストピースを形成し、テストピ
ースを室温で上記実施例３のバインダー中に密封状態で
３０分間浸漬し、その後このテストピースを引き上げて
５分間液切りし、次いで８０℃で６０分間乾燥した。こ
の実施例３では、この浸漬→乾燥を繰り返した後、実施
例１と同様に加水分解、乾燥、焼成を行った。次いで、
室温まで放冷した後に炉内より取り出し、加水分解・乾
燥後に対する寸法変化と抗折強度とを測定した。寸法測
定は、ノギス（ノギス精度０．０５ｍｍ）を使用し、各
３点の平均値より求めた。結果は、寸法変化は０．２％
であり、抗折強度は８０ｋｇ／ｃｍ2 であった。
【００７７】
【実施例４】上記実施例１で用いたものと同じエチルシ
リケート４０の１００ｇを０．５リットルの密閉可能な
混合容器に分取し、これにイソプロピルアルコール５０
ｇを添加し、スターラーを用いて密閉状態で１０分間攪
拌し、次にこのエチルシリケート４０の加水分解を行
い、更にその後６時間密閉状態で保持し、加水分解率２
５％のエチルシリケート加水分解溶液を調製した。
【００７８】一方、上記実施例２で用いたものと同じメ
チルシリケート５１を１００ｇを０．５リットルの密閉
可能な混合容器に分取し、これにイソプロピルアルコー
ル５０ｇを添加し、スターラーを用いて密閉状態で１０
分間攪拌し、次いで、このメチルシリケート５１の加水
分解を行い、更にその後６時間密閉状態で保持し、加水
分解率２５％のメチルシリケート加水分解溶液を調製し
た。
【００７９】このようにして得られた上記エチルシリケ
ート加水分解溶液とエチルシリケート加水分解溶液とを
混合し、更に加水分解を行った後６時間密閉状態で保持
し、加水分解率３０％のシリケート加水分解溶液を調製
した。
【００８０】次に、このシリケート加水分解溶液１７
８．７ｇに２８重量％ＮａＯＣＨ3 メタノール溶液１４
３．１ｇとイソプロピルアルコール６７８．２ｇとを添
加し、スターラーを用いて密封状態で３０分攪拌し、実
施例４の耐火物成形品用バインダーを調製した。
【００８１】この実施例４のバインダーにおける金属ア
ルコキシド類及びアルカリ金属アルコキシドの金属酸化
物換算濃度は、そのＳｉＯ2 濃度が５．３重量％であ
り、また、Ｎａ2 Ｏ濃度が２．３重量％であった。
【００８２】この実施例４のバインダーを使用し、上記
実施例３と同様にしてテストピースを作成し、得られた
テストピースの寸法変化と抗折強度とを測定した。結果
は、寸法変化は０．３％であり、抗折強度は８５ｋｇ／
ｃｍ2 であった。
【００８３】
【実施例５】上記実施例１で用いたものと同じエチルシ
リケート４０ ３６９．５ｇを２リットルの密封可能な
混合容器に分取し、これにイソプロピルアルコール３１
９．４ｇと２８重量％ＮａＯＣＨ3 メタノール溶液３１
１．１ｇとを添加し、スターラーを用いて密封状態で３
０分間攪拌し、実施例５の耐火物成形品用バインダを調
整した。
【００８４】この実施例５のバインダにおける金属アル
コキシド類及びアルカリ化合物の金属酸化物換算濃度
は、そのＳｉＯ2 濃度が１５重量％であり、また、Ｎａ
Ｏ2 濃度が５重量％であった。
【００８５】一方ジルコンコーティッドサンド（７号サ
ンド、フェノール樹脂２重量％含有）を使用し、１０ｍ
ｍ×１０ｍｍ×５０ｍｍの大きさのテストピース（成形
品素体）を成形した。
【００８６】このテストピースを室温で上記実施例５の
バインダ中に密封状態で３０分間浸漬し、その後このテ
ストピースを引き上げて５分間液切りした。そしてその
後、加水分解をせずに８０°Ｃで６０分間乾燥した。
【００８７】この様にして得られたテストピースを１０
００°Ｃの焼成炉内にセットし、１０００°Ｃで１時間
焼成し、次いで室温まで放冷した後に炉内より取り出
し、抗折強度を測定した。結果は、抗折強度は５８ｋｇ
／ｃｍ2 であった。なお、抗折強度はＪＩＳ−Ｋ−６９
１０に準拠して行った。但し、テストピースのサイズは
上記記載寸法である。
【００８８】
【比較例１】３号水ガラス（ＳｉＯ2 濃度２８．８重量
％及びＮａ2 Ｏ濃度９．２６重量％）３００ｇを密封可
能な混合容器に分取し、これに水７００ｇを添加してス
ターラーで３０分間攪拌し、混合して比較例のバインダ
を調製した。この比較例１のバインダにおけるＳｉＯ2
濃度は８．６４重量％であり、またＮａ2 Ｏ濃度は２．
８重量％であった。
【００８９】この比較例のバインダを使用し、上記実施
例２と同じテストピースに実施例２と同様にして含浸さ
せ、その後このテストピースを減圧容器に入れて６００
ｍｍＨｇの雰囲気下に３０分間保存し、更にこの減圧容
器内にＣＯ2 ガスを常圧になるまで導入し、テストピー
ス内に浸透させてバインダを硬化させ、次いで８０°Ｃ
で６０分間乾燥してテストピースとした。
【００９０】このようにして得られたテストピースにつ
いて、実施例３と同様に、その寸法変化と抗折強度とを
測定した。結果は、寸法変化については部分的な変形が
認められ、また、抗折強度は６ｋｇ／ｃｍ2 であった。
【００９１】
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、第１の
バインダの有機系バインダによる成形品素体を第２のバ
インダに含浸し高温焼成することにより、無機の成形品
素体に転換することが可能となり、低温から高温までの
強度を増大させることができる。このため焼成あるいは
焼結時に成形品の型崩れを防ぐための物理的な形状保持
手段が不要になるか、あるいは簡単になる。また焼成
（焼結）温度も従来方法に比べて低くなり、生産性が向
上する。
【００９２】この方法で中子を成形する場合には（請求
項４）、鋳込時の中子からガス発生が少ないので生型鋳
造、金型鋳造やダイカスト鋳造にそのまま用いることが
可能になる。この中子に第２のバインダを傾斜含浸する
ことが可能となり、内部の強度は上がっていないから、
鋳造後の崩壊性も良く型ばらしの作業性がよい。特に焼
成温度を高くして焼結させた場合には（請求項３）、こ
の成形品、鋳型、中子の強度はさらに増大する。
【００９３】また請求項４により第２のバインダを含浸
させた中子を用いて中子と主型とを同時に焼成すること
ができる。このため精密鋳造用鋳型の製造工程を短かく
することができる。
【００９４】本発明に用いる骨材は、けい砂、ムライ
ト、アルミナ、石英、ジルコン等が可能であり、この骨
材に混練する第１のバインダは有機系でも無機系でもよ
い（請求項５）。
【００９５】第２のバインダは、アルコール溶液中に、
アルキルシリケートまたはアリルシリケートを含む金属
アルコキシド類と、ナトリウムアルコラートからなるア
ルカリ化合物とを含むものとすることができ（請求項
８）、この場合の各成分の混合割合は、加水分解後のＮ
ａ2ＯとＳｉＯ2との構成割合に略対応させるのが望まし
い（請求項６）。また加水分解反応は、大気中の水分、
加湿器による水分、含水アルコールによる水分を用いて
もよい（請求項７）。
【００９６】本発明の方法により鋳型を作る場合には、
鋳型を高温で焼成した直後に注湯するのが望ましいのは
勿論である。高温の鋳型に注湯することにより、湯まわ
りが良くなり、製品の薄肉化が可能になるからである。
このためステンレス鋳鋼等の薄肉製品の鋳造が可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の工程流れ図
【図２】その工程前半の説明図
【図３】同じく工程後半の説明図
【図４】他の実施例の工程流れ図
【図５】他の実施例の工程流れ図
【符号の説明】
１０ 中子素体 １０Ａ 中子 １２ バインダ含浸層 １４ ワックス層 ２０ 消失模型 ２４ 鋳型 ２６ 製品
フロントページの続き (72)発明者 橋本 吉一 東京都墨田区向島２丁目６番地10号 (72)発明者 太田 好郎 神奈川県川崎市川崎区塩浜３丁目22番９ 号 多摩化学工業株式会社 川崎研究所 内 (72)発明者 関口 日出夫 東京都大田区蒲田５丁目36番２号 多摩 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−248740（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−221751（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の工程からなることを特徴とする耐
    火物成形品の製造方法： （ａ）骨材と第１のバインダによって成形品素体を成形
    する工程； （ｂ）周期律表４Ａ族または４Ｂ族（炭素を除く）と３
    Ａ族又は３Ｂ族の金属アルコキシド及びその部分加水分
    解物から選ばれた１種または２種類以上のアルコール可
    溶性の金属アルコキシド類と、アルカリ金属又はアルカ
    リ土類金属のアルコール可溶性のアルカリ化合物とをそ
    れぞれ加水分解が進んでいない状態で含み、アルカリ化
    合物の含有量を金属酸化物換算で０．５〜１６重量％と
    したアルコール溶液からなる第２のバインダを、前記工
    程（ａ）によって成形された成形品素体に含浸させる工
    程；（ｃ）前記工程（ｂ）で成形品素体に含浸させた第２の
    バインダを加水分解させる工程； （ｄ） 成形品素体を乾燥し高温焼成する工程。
  2. 【請求項２】 耐火物成形品は鋳型である請求項１の耐
    火物成形品の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１において、高温で焼結する耐火
    物成形品の製造方法。
  4. 【請求項４】 以下の工程からなることを特徴とする中
    子入りの鋳型である耐火物成形品の製造方法： （ａ）骨材と第１のバインダによって中子素体を成形す
    る工程； （ｂ）周期律表４Ａ族または４Ｂ族（炭素を除く）と３
    Ａ族又は３Ｂ族の金属アルコキシド及びその部分加水分
    解物から選ばれた１種または２種類以上のアルコール可
    溶性の金属アルコキシド類と、アルカリ金属又はアルカ
    リ土類金属のアルコール可溶性のアルカリ化合物とをそ
    れぞれ加水分解が進んでいない状態で含み、アルカリ化
    合物の含有量を金属酸化物換算で０．５〜１６重量％と
    したアルコール溶液からなる第２のバインダを、前記工
    程（ａ）によって成形された中子素体に含浸させる工
    程；（ｃ）前記工程（ｂ）で成形品素体に含浸させた第２の
    バインダを加水分解さ せる工程； （ｄ） この中子素体を型内に位置決めしてこの型内に消
    失模型材を注入し、この中子素体を鋳ぐるんだ消失模型
    を形成する工程；（ｅ） この消失模型にスラリおよびスタツコ粒を交互に
    複数回塗布して耐火物層を形成し乾燥する工程；（ｆ） この消失模型を消失させる工程；（ｇ） 前記中子素体と前記耐火物層とを同時に焼成する
    工程。
  5. 【請求項５】 請求項１または請求項４において、骨材
    はけい砂、ムライト、アルミナ、石英、ジルコン等のい
    ずれか１種又は２種以上の配合物であり、第１のバイン
    ダは有機系、無機系のいずれかである成形品素体の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 請求項１または４において、第２のバイ
    ンダは金属アルコキシド類がアルキルシリケートおよび
    アリルシリケートのいずれか一方又は双方の部分加水分
    解物であり、またアルカリ化合物がアルカリ金属の水酸
    化物又はその塩もしくはアルコキシドであり、その混合
    割合は加水分解後のＳｉＯ2とＮａ2Ｏとの構成割合に略
    対応させた耐火物成形品の製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１または４において、工程（ｃ）
    の加水分解反応は大気中の水分、加湿器による水分、含
    水アルコールの水分により行う耐火物成形品の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 アルコール溶剤中にバインダ成分とし
    て、下記一般式 ＲｍＭ1（ＯＲ）4-m 又は Ｍ2（ＯＲ）3 （但し、式中Ｍ1は周期律表４Ａ族または炭素以外の４
    Ｂ族の金属を示し、Ｍ2は周期律表３Ａ族又は３Ｂ族の
    金属を示し、Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数１
    〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数
    ２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２の
    アリールオキシアルキル基であり、Ｍ1がＳｉの場合に
    はｍ＝０〜３の整数であって、Ｍ1がＳｉ以外の場合に
    はｍ＝０である）で表されるアルコール可溶性の金属ア
    ルコキシドおよびその部分加水分解物から選ばれた１種
    または２種以上の金属アルコキシド類を金属酸化物換算
    で１〜５０重量％と、下記一般式 Ｍ3ＯＲ’ 又は Ｍ4（ＯＲ）2 （但し、式中Ｍ3はアルカリ金属を示し、Ｍ4はアルカリ
    土類金属を示し、Ｒ’は水素または炭素数１〜６のアル
    キル基を示す）で表されるアルコール可溶性のアルカリ
    化合物を金属酸化物換算で１〜１６重量％とを、それぞ
    れが加水分解が進んでいない状態で含有することを特徴
    とする耐火物成形品用バインダ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012236230A (ja) * 2008-07-18 2012-12-06 Cadic:Kk 耐火物成型品を得る方法、および耐火物成型品
KR101273361B1 (ko) * 2011-10-17 2013-07-04 주식회사 성일터빈 실리카 전구체를 이용한 주조 주형 및 주조 주형의 제조방법
WO2014148516A1 (ja) 2013-03-19 2014-09-25 テクノメタル株式会社 砂型鋳造方法

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6200631B1 (en) * 1997-10-27 2001-03-13 Praxair Technology, Inc. Method for producing corrosion resistant refractories
US6238595B1 (en) * 1998-02-17 2001-05-29 Schlumberger Technology Corp. Target for testing perforating systems
CA2351322C (en) * 1998-11-20 2008-07-29 Rolls-Royce Corporation Method and apparatus for production of a cast component
DE19943789A1 (de) * 1999-09-13 2001-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Abscheidung von Zirkonoxid-Schichten unter Verwendung von löslichen Pulvern
JP4002200B2 (ja) 2002-03-13 2007-10-31 花王株式会社 鋳物製造用抄造部品
JP4471629B2 (ja) 2002-11-13 2010-06-02 花王株式会社 鋳物製造用部品の製造方法
US20070151702A1 (en) * 2003-01-07 2007-07-05 Francois Batllo Method of improving the removal of investment casting shells
US8490677B2 (en) * 2003-09-02 2013-07-23 Sintokogio, Ltd. Method for forming molds and core for casting metal
KR20050041888A (ko) * 2003-10-30 2005-05-04 니폰 파이오니쿠스 가부시키가이샤 절연막 성막용 원료 및 그것을 이용한 성막 방법
US20060081350A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-20 Francois Batllo Method of improving the removal of investment casting shells
US20090211717A1 (en) * 2005-11-30 2009-08-27 Kao Corporation Part for Producing Castings and Process of Making the Same
JP5507262B2 (ja) * 2008-01-22 2014-05-28 Ａｇｃセラミックス株式会社 鋳型用骨材粒子
WO2009116287A1 (ja) * 2008-03-19 2009-09-24 旭有機材工業株式会社 シェルモールド用フェノール樹脂組成物及びシェルモールド用レジンコーテッドサンド並びにそれを用いて得られる鋳型
JP4975050B2 (ja) * 2009-02-05 2012-07-11 株式会社豊田中央研究所 シリカ構造体の製造方法
US9056795B2 (en) * 2009-08-09 2015-06-16 Rolls-Royce Corporation Support for a fired article
JP5553410B2 (ja) * 2010-08-03 2014-07-16 株式会社キャディック 高温鋳型を用いた鋳造方法
US9227241B2 (en) 2010-12-08 2016-01-05 Nalco Company Investment casting shells having an organic component
WO2013018393A1 (ja) * 2011-08-03 2013-02-07 日立金属株式会社 セラミック中子およびその製造方法
JP6037756B2 (ja) * 2012-10-12 2016-12-07 三菱重工業株式会社 鋳型製造方法及び鋳型
CN104338892A (zh) * 2013-07-31 2015-02-11 见得行股份有限公司 用于添加湿砂模的安定剂
US9968991B2 (en) 2015-12-17 2018-05-15 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure
US10150158B2 (en) 2015-12-17 2018-12-11 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US9987677B2 (en) 2015-12-17 2018-06-05 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US10099284B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having a catalyzed internal passage defined therein
US10118217B2 (en) 2015-12-17 2018-11-06 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US9579714B1 (en) 2015-12-17 2017-02-28 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure
US10099283B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US10137499B2 (en) 2015-12-17 2018-11-27 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US10046389B2 (en) 2015-12-17 2018-08-14 General Electric Company Method and assembly for forming components having internal passages using a jacketed core
US10099276B2 (en) 2015-12-17 2018-10-16 General Electric Company Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein
US10335853B2 (en) 2016-04-27 2019-07-02 General Electric Company Method and assembly for forming components using a jacketed core
US10286450B2 (en) 2016-04-27 2019-05-14 General Electric Company Method and assembly for forming components using a jacketed core
CN109641265B (zh) * 2016-08-31 2021-06-11 旭有机材株式会社 铸模的制造方法
WO2018132616A1 (en) 2017-01-11 2018-07-19 Trinowski Douglas M Compositions and methods for foundry cores in high pressure die casting
US10429130B2 (en) * 2017-03-16 2019-10-01 Magneco/Metrel, Inc. Refractory kiln car resistant to high temperature shock and creep
US10494305B2 (en) 2017-03-16 2019-12-03 Magneco/Metrel, Inc. Method of making refractory article resistant to high temperature shock and creep
US9994486B1 (en) * 2017-03-16 2018-06-12 Magneco/Metrel, Inc. Refractory composition resistant to high temperature shock and creep
CN108080576B (zh) * 2017-12-01 2020-11-10 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种中温蜡熔模精密铸造用陶瓷型芯预处理方法
EP3501690A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-26 Imertech Sas Method of making particulate refractory material foundry articles, and product made by such method
WO2020122312A1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 창원대학교 산학협력단 대형 주조품을 위한 고강도 주형 및 중자의 제조방법
RU2713049C1 (ru) * 2018-12-17 2020-02-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ изготовления керамических плавильных тиглей
KR102243038B1 (ko) * 2020-01-28 2021-04-21 창원대학교 산학협력단 무기바인더를 이용하는 사형 주조용 주형 및 중자의 제조방법과 이를 이용하는 주조품 제조방법
CN115319018B (zh) * 2022-08-14 2024-09-20 湖南洛兰新材料有限公司 一种钇溶胶及其制备方法
CN117531959B (zh) * 2023-11-15 2024-06-25 广东金志利科技股份有限公司 一种球墨铸铁铸造成型装置及铸造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0063034A3 (en) * 1981-04-10 1983-04-20 Zirconal Processes Limited Rigid coherent gel
JPS629739A (ja) * 1985-07-05 1987-01-17 Nissan Chem Ind Ltd 精密鋳型作製用結合剤
JPS62173053A (ja) * 1986-01-27 1987-07-29 M C L:Kk 中空鋳物の製造方法
JPH0815636B2 (ja) * 1986-07-29 1996-02-21 日産化学工業株式会社 精密鋳型作製用結合剤
JPS6349343A (ja) * 1986-08-14 1988-03-02 Nobuyoshi Sasaki 中子、その製造方法およびインベストメント鋳造用鋳型の製造方法
GB8621714D0 (en) * 1986-09-09 1986-10-15 Manchem Ltd Binders for refractories
JP2568402B2 (ja) * 1987-01-08 1997-01-08 リョービ株式会社 崩壊性中子の製造方法
US4834165A (en) * 1987-08-03 1989-05-30 Ryobi Ltd. Collapsible core and method for producing the collapsible core feasible for high speed high pressure casting
US5271768A (en) * 1988-02-02 1993-12-21 Hitachi Chemical Co., Ltd. Coating for forming an oxide coating
JP2655275B2 (ja) * 1988-05-20 1997-09-17 株式会社佐々木信義事務所 インベストメント鋳造用鋳型の製造方法
KR950013731B1 (ko) * 1988-08-24 1995-11-15 쇼쿠바이 가세이 고교 가부시끼가이샤 투명도전성 세라믹 피막 형성용 도포액, 투명도전성 세라믹 피막을 부착한 기재 및 이것의 제조방법 및 투명도전성 세라믹 피막을 부착한 기재를 사용하는 방법
GB9115153D0 (en) * 1991-07-12 1991-08-28 Patel Bipin C M Sol-gel composition for producing glassy coatings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012236230A (ja) * 2008-07-18 2012-12-06 Cadic:Kk 耐火物成型品を得る方法、および耐火物成型品
KR101273361B1 (ko) * 2011-10-17 2013-07-04 주식회사 성일터빈 실리카 전구체를 이용한 주조 주형 및 주조 주형의 제조방법
WO2014148516A1 (ja) 2013-03-19 2014-09-25 テクノメタル株式会社 砂型鋳造方法

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