JP4524331B1

JP4524331B1 - 鋳造方法

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Publication number: JP4524331B1
Application number: JP2009196149A
Authority: JP
Inventors: 裕介川渕
Original assignee: 新田谷敦
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP2011045907A

Abstract

【課題】本発明は，低コストで鋳造を行うことができる鋳造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の鋳造方法では，離型コーティング剤が塗布された鋳型１０を用いて鋳造を行う。吹付工程（ステップＳ２０）と，流し込み工程（ステップＳ３０）と，離型工程（ステップＳ３０）とが行われる。吹付工程では，鋳型１０の表面のうち，接地面１２に向けて，水や空気が吹き付けられる。続く流し込み工程では，上記吹付工程で流体が吹き付けられた鋳型１０に対して，加熱溶融状態の原材料が流し込まれる。鋳型１０に流し込まれた原材料が成形された後の離型工程では，その成形品が鋳型１０から取り出される。
【選択図】図１

Description

本発明は，鋳型を用いて金属や樹脂（プラスティックやエラストマー）を成形する鋳造方法に関する。

金属やプラスティックを鋳造により成形する際，金属製の鋳型が用いられる。鋳型を用いる前に，鋳型の表面に，離型剤を塗布又は噴霧することが行われている（例えば，特許文献１参照。）。そして，離型剤が塗布された鋳型に，高温溶融状態の原材料を流し込み，その後，原材料を冷却して，固化させる。固化により得られた成形品を鋳型から取り出すことで製品が得られる。鋳型の表面に離型剤を塗布しておくことで，鋳型からの成形品の取り出しが容易となる。

離型剤としては，鉱物油などの潤滑剤，黒鉛粒子（コロイド）を水に分散させたもの，シリコン粒子を分散させたもの等がある。

しかしながら，離型剤を用いると，コストがかかる。

また，離型剤が鉱物油などの油である場合，溶融状態にある原材料が高温であるため，離型剤から油煙が発生する。この油煙は，溶融状態の原材料内で密封され，結果的に，成形品内に，巣と呼ばれる空洞を生じさせる原因となる。また，巣は，油煙に限られることはなく，液状の離型剤がそのまま成形品内に閉じ込められることによっても発生する。巣が発生した製品は，製品の強度や外形に悪影響を及ぼす。さらに，油煙は，成形品を製造する工場の環境を汚染したり，工場で作業する作業員の健康を害したりするおそれがある。このように，離型剤を用いると，製品や製造環境にとって好ましくない結果（デメリット）が得られることとなる。

特開２００７−１５２３７９号公報

そこで，本発明は，離型剤を塗布する頻度の低減又はゼロ（無塗油）を実現して，低コストで鋳造を行うことができる鋳造方法を提供することを第１の目的とする。

また，本発明は，離型剤を塗布する頻度の低減又はゼロ（無塗油）を実現して，離型剤を用いることによるデメリットを抑制又は解消することができる鋳造方法を提供することを第２の目的とする。

本発明は，基本的には，鋳造方法に関する。本発明の鋳造方法では，鋳型を用いて加熱溶融状態の原材料を成形することで鋳造が行われる。最も好ましくは，後述する離型コーティング剤が塗布（コーティング）された鋳型であって，当該離型コーティング剤が乾燥している鋳型が用いられる。

具体的には，本発明の鋳造方法では，鋳型に対する離型コーティング剤のコーディングが行われた後に，吹付工程と，流し込み工程と，離型工程とが行われる。吹付工程では，鋳型の表面のうち，少なくとも原材料が接する接地面に向けて，気体及び水性液体から選択された少なくとも１つの流体が吹き付けられる。これにより，特に鋳型が高温にある場合に，鋳型表面の冷却が促される。続く流し込み工程では，上記吹付工程で流体が吹き付けられた鋳型に対して，加熱溶融状態の原材料が流し込まれる。鋳型に流し込まれた原材料が成形された後の離型工程では，その成形品が鋳型から取り出される。このようにして得られた成形品が製品となる。

そして，本発明の鋳造方法では，鋳型の接地面に対して離型剤を塗布したり噴霧したりする必要がない（無塗油）。これは，鋳型に対して離型コーティング剤をコーディングすることで鋳型と成形品との間における離型性が十分に得られており，この状態で上記吹付工程を行うことで，鋳型の温度（特には，鋳型の接地面の温度）が鋳造に適切な温度にまで冷却されるからである。このようにして，本発明の鋳造方法では，離型剤を用いることを無くして，低コストで鋳造を行うことができる。さらには，離型剤を用いることによる他のデメリット（例えば，油煙の発生や製品内における巣の発生）を解消することができる。

なお，本発明において，上記吹付工程で，上記流体とともに，又は，上記流体とは別に，離型剤を鋳型に吹き付けてもよい。この場合にも，上記効果（メリット）を考慮すれば，離型剤を用いる量を従来よりも少量に低減することができる。また，それにより，離型剤を用いることによる他のデメリットを抑制することができる。

また，本発明の好ましい側面では，上記吹付工程では，流体を噴霧するための噴霧器が用いられる。これにより，鋳型に対して流体を均一にかつ適切な量で噴霧することができる。このため，大きな温度差に起因して鋳型に亀裂が入る等の破損を防止することができる。

また，本発明の好ましい側面では，上記流体に含まれる気体が常温の空気である。また，上記流体に含まれる水性液体が常温の水である。ここで，空気や水は，容易に入手することができ，また低コストである。そのため，鋳造を低コストで行うことができる。

また，本発明の好ましい側面では，上記鋳造方法において，上記吹付工程と，上記流し込み工程と，上記離型工程とがその順序で繰り返し行われる。すなわち，製品の連続的な（マルチショットの）生産が行われる。ここで，本発明において，上記吹き付け工程に必要な時間は，離型剤を塗布する時間に比較して短時間で済む。このため，本発明では，連続生産の生産効率を高めることができる。特に，上記流体が水性液体（例えば水）を含む場合，水分は，油分などに比べて揮発性が高く，また，気化熱が大きいため，より短時間で上記吹付工程を終了させることができる。

さらに，本発明のより好ましい側面では，上記吹付工程で，上記離型工程において成形品が取り出された鋳型に対して流体の吹き付けが行われる。これにより，流し込み工程によって高温状態にある鋳型の冷却を促すことができる。

また，本発明の好ましい側面では，上記鋳型に，上記離型工程で成形品を押し出すための押出ピンを通すための貫通孔が形成されている。この場合，上記吹付工程では，貫通孔にも上記流体が吹き付けられる。これにより，押出ピンの損傷や摩耗をも防止することができるようになる。

本発明の鋳造方法によれば，離型剤を塗布する頻度の低減又はゼロ（無塗油）を実現することができる。そのため，低コストで鋳造を行うことができる。また，離型剤を用いることによる他のデメリット（例えば，油煙の発生や製品内における巣の発生）を低減又は削減することができる。

図１は，本発明の鋳造方法の手順を概略的に示す工程図（フローチャート）である。図２は，図１のステップＳ１０において準備される鋳型の一例の構成を概略的に示す図であり，図２（ａ）は，鋳型の分解斜視図であり，図２（ｂ）は，鋳型を構成する一方の鋳型片の上面図であり，図２（ｃ）は，他方の鋳型片の上面図である。図３は，図１のステップＳ１０において鋳型を準備する工程の詳細を示す工程図（フローチャート）である。

以下，図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。しかしながら，以下説明する形態はある例であって，当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。

図１は，本発明の鋳造方法の手順を概略的に示す工程図（フローチャート）である。本態様では，鋳型を用いてアルミニウムを鋳造（ダイカスト）する場合について説明する。

図１において，まず，図１のステップＳ１０では，鋳造に用いる鋳型１０を準備する。鋳型１０は，金属製（例えば，単体金属製，又は合金製）のものを用いる。本態様では，鋳型１０の表面には，後述する離型コーティング剤が塗布されている。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は，図１のステップＳ１０で準備される鋳型の構成を概略的に示す図であり，図２（ａ）は，鋳型の分解斜視図であり，図２（ｂ）は，鋳型を構成する一方の鋳型片の上面図であり，図２（ｃ）は，他方の鋳型片の上面図である。

図２（ａ）に示すように，鋳型１０は，加熱溶融状態の原材料を成形するためのものであり，製造対象である製品の外形とほぼ相補的な形状をなす中空部１１を有している。鋳型１０の表面のうち，中空部１１に面する表面は，加熱溶融状態の原材料を流し込んだときの接地面（原材料接地面）１２となる。

また，鋳型１０は，図２（ａ）に示すように，長手方向に沿って２つに切断されており，１対の鋳型片１０ａ，１０ｂとなるように構成されている。各鋳型片１０ａ，１０ｂの切断面は，原材料を成形する際における，他方の鋳型片が接触する接地面（鋳型片接地面）１３となる。ここで，１対の鋳型片１０ａ，１０ｂのうち，一方の鋳型片の鋳型片接地面１３に突部を設け，他方の鋳型片の鋳型片接地面１３には，突部の外形と相補的な形状をなす外形の嵌合溝を設けることが好ましい。これにより，一方の鋳型片と他方の鋳型片とを向かい合わせることで，製品の外形と鋳型の中空部１１の外形とをほぼ一致させることが容易になる。なお，鋳型片の鋳型片接地面１３に設けるものは，突部−嵌合溝に限られることはなく，同等の機能を有する加工であればいかなるものであってもよい。

また，鋳型１０の鋳型片のうち，一方の鋳型片，例えば鋳型片１０ｂには，図２（ｂ）に示すように，貫通孔１５が形成されている。この貫通孔１５は，押出ピンの先端部を通すためのものである。押出ピンは，溶融状態にあった原材料の成形が完了したときに，その成形品を押し出すために可動式に構成されている。なお，押出ピンは，入れ子ピンともいう。貫通孔１５は，押出ピンの先端部の外形と相補的な形状をなしている。これにより，鋳型片１０ｂの貫通孔１５に面する面上を，押出ピンの先端部が摺動可能となっている。これにより，貫通孔１５に溶融状態の原材料が流れ込んだとしても，当該原材料が押出ピンを伝って鋳型１０の中空部１１から漏出しないようになっている。

続いて，図１のステップＳ２０（吹付工程）では，鋳型１０の表面のうち，少なくとも原材料が接する接地面１２に向けて，流体を吹き付ける。これにより，特に鋳型１０が高温にある場合に，鋳型表面の冷却が促される。本態様では，流体を吹き付けるために，噴霧器（図示せず）を用いる。噴霧器は，流体の流路と，流体の流路末端に設けられたヘッドと，流路内の流体を加圧するための加圧手段とを含んでいる。噴霧器のヘッドには，多数のノズルが形成されている。そして，流路を流れた流体は，噴霧器のヘッドのノズルから噴射されることで，接地面１２に向かって均一に飛散することとなる。これにより，鋳型１０の接地面１２を均一に冷却することができるとともに，噴射する流体の量を最小限に留めることができる。なお，噴霧器のヘッドを接地面１２に近づけることで，局所的な冷却を行ってもよい。また，流体を吹き付けている間において，ポンプ等の吸引手段を用いて鋳型１０の近傍に所望の気流を形成してもよい。この気流により，鋳型１０の所望の部位を冷却することができるとともに，鋳型１０近傍において気流が停滞することをなくすことができ，鋳型１０の乾燥を促進することができる。また，気流が貫通孔２０を通るように吸引を行ってもよく，これにより，貫通孔２０近傍を効率的に冷却することができる。

ここで，吹付工程で用いられる流体は，気体及び水性液体から選択された少なくとも１つの流体である。この流体用の気体としては，引火性の低い気体（例えば，希ガス，又は空気）を用いることができ，容易に入手することができる点で，空気を用いることが好ましい。また，この流体用の水性液体としては，引火性の低い液体（例えば，水，洗剤等の界面活性剤の水溶液，又はアルコールと水の共沸混合物）を用いることができる。また，流体用の液体は，揮発性が高いものが好ましく，さらには，揮発させたときに析出物を生じないものが好ましい。水は，容易に入手することができるので，流体用の液体として最も好ましい。水は，超純水であってもよいし，水道水であってもよいし，井戸水であってもよいが，不純物を含まない方が好ましいのはいうまでもない。また，水を用いると，気化熱が大きいため，非常に優れた冷却能力を発揮することができる。

また，流体の温度は，エネルギーコストの点で，常温であることが好ましい。なお，鋳型１０の冷却を進めるために，流体は，冷却されていてもよいが，その温度が低すぎると，鋳型や成形によって得られる製品に亀裂等の損傷が生じる可能性があるので，冷却しすぎないことが好ましい。一方，流体が液体を含む場合，その流体は，常温よりも高い温度に温められていてもよく，これにより，液体の蒸発を早めることができる。さらに，流体の圧力は，噴霧器によって調整可能であることが好ましい。また，流体の吹き付けを行う時間は，従来の離型剤を塗布又は噴射する時間よりも短いことが好ましく，これにより，次の処理の開始を早めることができる。また，流体として，水性液体と気体との双方を用いる場合，両者を混合した状態で噴霧器のヘッドから噴射させてもよいし，各々を個別に噴射させてもよい。

そして，ステップＳ３０（流し込み工程）では，高温溶融状態にある原材料を鋳型１０の中空部１１に流し込む。ここで，流し込まれる原材料がアルミニウムである場合，鋳型１０の表面温度は，７００℃にも達することとなる。その後，ステップＳ４０（固化工程）では，鋳型１０に流し込んだ原材料を，積極的に冷却することで又は自然放冷を行うことで，融点以下にし，固化させる。なお，高温溶融状態にあった原材料を常温（室温）にまで冷却する必要はない。

続くステップＳ５０（離型工程）では，鋳型１０の中空部１１に流し込まれた原材料が成形されたのを確認した後，その成形品を鋳型１０から取り出す。ここで，上述したように，鋳型１０には，貫通孔１５が形成されている。そのため，鋳型の１０の鋳型片１０ａを取り外した後，この貫通孔１５に先端部が通されている押出ピンを鋳型１０の中空部１１側に向かって移動させるだけで，鋳型１０から成形品を取り出すことができる。取り出した成形品は，貫通孔１５に対応する部位に突部がある。

そして，成形品の整形を行う（ステップＳ６０）。具体的には，成形品の突部を切断し，必要に応じて成形品の表面を研磨したり，洗浄したりする。また，このとき，成形品に対して，ブラスト法等を用いて表面加工を施してもよい。その後，製品チェックを行う（ステップＳ７０）。製品チェックでは，成形品の内部に（空洞）巣が発生していないかどうかを非破壊で検査したり，成形品の表面に，所望していない凹部や擦り傷，欠け，焼付き等が生じていないかどうかを検査したりする。また，成形品の表面加工を行った場合には，表面に巣が露出していないかどうか（２枚がわが発生していないかどうか）も検査される。そして，これらの製品チェックにより，成形品が強度不足や外観不良であることが判明した場合には，その成形品は，破棄されるか，原材料として再利用される。一方，成形品が強度及び外観の点で優れていることが判明した場合には，その成形品は，製品として扱われることとなる。

続いて，ステップＳ８０では，連続的に（マルチショットで）鋳造を行うかどうかを判断する。連続的に鋳造を行わない場合には（ステップＳ８０でＮＯ），本鋳造方法による全工程を終了する。一方，連続的に鋳造を行う場合には（ステップＳ８０でＹＥＳ），ステップＳ２０に戻り，ステップＳ２０〜Ｓ８０の各工程を行う。すなわち，連続的に鋳造を行う場合には，吹付工程（ステップＳ２０），流し込み工程（ステップＳ３０），及び離型工程（ステップＳ５０）等がこの順序で繰り返し行われることとなる。

そして，連続的に鋳造を行うにあたり，鋳型１０は，高温溶融状態にある原材料によって高温状態（例えば７００℃）にある。しかし，鋳型１０の温度（特には接地面１２の温度）が一定でないと，得られる製品にばらつきが生じる可能性がある。そこで，本態様では，ステップＳ２０の吹付工程を行うことにより，鋳型１０を例えば２３０℃にまで冷却する。本態様によれば，流体の一例として水性液体や気体を用い，また吹き付けによって気流を生じさせることで，鋳型１０に対する冷却効果を十分に発揮することができる。一方，従来では，離型剤の塗布や噴霧が行われている。例えば離型剤が油分を含む場合，油分は，水分に比較して揮発性に乏しいため，鋳型１０に対する冷却効果を期待できないか，期待できたとしても，鋳型１０の表面温度を５℃低くする程度にすぎない。また，油分が揮発や焼付きによって生じる油煙によって，製造環境が悪化する。これに対して，本態様では，そのような離型剤を用いることによるデメリットが生じることはない。

また，上述した効果は，鋳型１０を準備する工程（ステップＳ１０）において鋳型１０に離型コーティング剤を塗布することによって，より効果的に奏することができる。ここで，本明細書でいう「離型コーティング剤」とは，液状のものであり，乾燥などにより硬化性を呈するものをいう。これに対して，硬化性を有していないものを，本明細書では「離型剤」ということとする。

図３は，図１のステップＳ１０において鋳型１０を準備する工程の詳細を示す工程図（フローチャート）である。

図３において，まず，図１のステップＳ１１では，鋳造に用いる鋳型１０の原型を作成する。この原型は，図２に示したとおりであり，金属単体から作成してもよいし，合金から作成してもよい。

続いて，ステップＳ１２では，ステップＳ１１で作成した鋳型１０を洗浄する。鋳型１０の洗浄方法としては，第１〜第３の洗浄方法がある。

第１の洗浄方法は，鋳型１０を洗浄液に浸漬するものである。具体的には，洗浄液の洗浄成分によって，作成した鋳型１０に付着している油分を鋳型１０の表面から離脱させたり，油分そのものを分解したりするとともに，鋳型１０の表面に付着している埃等を洗浄液の溶媒に拡散させる。

第２の洗浄方法は，鋳型１０に対して電解洗浄を施すものである。具体的には，鋳型１０を電解液に浸漬し，鋳型１０又は電解液に対して，電力を付することによって，鋳型１０に付着している埃や不純物を，電気エネルギーによって分解したり，表面から離脱させたりする。

第３の洗浄方法は，鋳型１０に対して超音波を付与するものである。具体的には，鋳型１０を水などに浸漬し，鋳型１０に向かって超音波を照射することにより，鋳型１０に付着している埃や不純物を，超音波の衝突エネルギーや超音波によって生じた振動エネルギーによって，分解したり，表面から離脱させたりする。なお，超音波を付与する際に，鋳型１０を水に浸漬することに代えて，鋳型１０を洗浄液に浸漬してもよい。

上述した第１〜第３の洗浄方法は，組み合わせて実行することも可能である。例えば，第１の洗浄方法によって鋳型１０を洗浄した後，さらに，第２の洗浄方法によって鋳型１０を洗浄する。なお，洗浄方法及び洗浄手順の選択は，鋳型１０の汚染の程度に応じて行われればよい。２つ以上の洗浄方法を採用することで，鋳型１０に付着している埃などをより確実に脱落させることができる。また，必要に応じて，清澄度の高い水などで鋳型１０の表面を洗い流すことが好ましい。

そして，鋳型１０の洗浄を完了した後，鋳型１０の乾燥を行う（ステップＳ１３）。これにより，鋳型１０に錆が発生しにくくなるとともに，埃が再付着しにくくなる。

その後，鋳型１０に対して，離型コーティング剤を塗布する（ステップＳ１４）。離型コーティング剤は，少なくとも接地面１２に塗布される。さらには，鋳型片接地面１３にも塗布することが好ましく，これにより，鋳型片同士の接触による摩耗，ひいてはそれに伴う位置ずれを抑制することができる。

ここで，離型コーティング剤について説明する。離型コーティング剤は，液状のものであり，乾燥などにより硬化性を呈するものである。したがって，離型コーティング剤は，鉱物油のように硬化性を持たない潤滑剤（離型剤）とは異なり，加熱されても油煙が発生することはない。なお，離型コーティング剤は，粉末原料を液体で希釈したものであってもよい。また，離型コーティング剤は，水性であってもよいし，油性であってもよい。このような離型コーティング剤としては，シリカ（ＳｉＯ₂）と，ジルコニア（ＺｒＯ₂）とを含む粉末原料と，それら粉末原料を分散させる液状の分散媒とを含むものを用いることができる。離型コーティング剤としては，シリカ１６質量％，ジルコニア５質量％，イソプロパノール６０質量％，エタノール１９質量％の組成をもつものを例示することができる。

ここで，離型コーティング剤中のシリカの含有量が多すぎると，離型コーティング剤が鋳型表面から離脱しやすくなり，結果として，成形品に転写される可能性が高まる。したがって，シリカの含有量の上限値を，粉末原料に占める割合で，９０質量％とすることが好ましい。一方，シリカは，鋳型１０と溶融状態の原材料との直接的な接触を防止することから，断熱材としても機能する。これにより，鋳型１０の変形などの劣化を抑制することができる。シリカを断熱材として機能させるためには，シリカの含有量の下限値を，粉末原料に占める割合で，２０質量％とすることが好ましい。より好ましくは，シリカを分散媒によってコロイダルシリカとし，これにより，シリカの粒径を一定に調節するとともに，粒径を大きくする。これにより，断熱性能が高まり，鋳型１０の劣化をより確実に行うことができる。

ジルコニアは，鋳型１０の耐熱性を高める成分である。耐熱性を高めることで，鋳型１０の変形などの劣化を抑制することができる。ジルコニアの含有量は，離型コーティング剤に含まれるシリカの含有量や溶融状態にある原材料の温度に応じて適宜設定される。

また，上記離型コーティング剤は，粉末原料として，二酸化チタン（ＴｉＯ₂），酸化鉄（III）（Ｆｅ₂Ｏ₃），ジルコン（ＺｒＳｉＯ₄）を含有するものであってもよい。これらの成分も，離型性を高める機能を有する。なお，離型コーティング剤は，シリカとジルコニアの双方を含むとしたが，一方を含まず，他方のみを含むものであってもよい。

また，上述したような粉末原料を分散させる分散媒として，本態様では，アルコールを用いる。アルコールとしては，揮発性を有するものが用いられ，たとえば，イソプロパノールやエタノールを用いる。これにより，離型コーティング剤における液状成分の揮発性を高めることができ，後述する乾燥工程での乾燥時間を短時間化させることができる。また，アルコールとしては，上述した粉末原料が沈殿せずに分散状態を長い期間に亘って維持することができるものが好ましい。また，分散媒として，水を用いてもよく，さらには，上記アルコール等と混合させて用いてもよい。なお，離型コーティング剤の溶媒としては，水やアルコールに限られることはなく，例えば，酢酸ブチルなどの有機溶媒（シンナー類）を用いてもよい。ただし，有機溶媒としては，焼付け工程によって乾燥するものであって，引火性の低いものが選択的に用いられる。

続いて，鋳型１０に塗布した離型コーティング剤を乾燥させる（ステップＳ１５）。具体的には，離型コーティング剤に含まれるアルコール分や水分を揮発させる。この際の乾燥は，自然乾燥であってもよいし，風乾であってもよいし，加熱による乾燥であってもよい。なお，この乾燥ステップ（Ｓ１５）は，以下の焼付け工程（Ｓ１６）の前処理に過ぎないため，この処理で，アルコール分や水分を完全に揮発させる必要はない。

そして，焼付け工程（Ｓ１６）を行う。この焼付け工程では，離型コーティング剤が塗布された鋳型１０を積極的に加熱する。これにより，離型コーティング剤に含まれる分散媒をほぼ完全に蒸発させて，離型コーティング剤の乾燥を確実に行う。また，その結果，分散媒中に均一に分散していた粉末原料は，分散状態を反映した状態で，鋳型１０の表面に定着することとなる。これにより，温度ムラのない鋳型１０が作成される。焼付け処理後の離型コーティング剤の膜厚は，離型コーティング剤の組成によって異なるが，５μｍ〜４０μｍの間でほぼ一定である。このように，離型コーティング剤の膜厚は非常に小さいので，離型コーティング剤の膜厚に合わせて鋳型１０の寸法を変更する必要はない。

ここで，焼付け方法について説明する。焼付け方法の例としては，遠赤外線ヒーターを用いる方法（第１焼付け方法）と，バーナーを用いる方法（第２焼付け方法）とがある。

第１焼付け方法では，例えば，遠赤外線ヒーターからの遠赤外線を，鋳型１０の離型コーティング剤が塗布された面に向かって，３０分〜６０分にわたって照射する。照射時間は，鋳型１０の表面積や，離型コーティング剤の塗布量や膜厚に応じて適宜変更される。第２焼付け方法では，バーナーの炎を直接的に鋳型１０の離型コーティング剤が塗布された面に当てる。つまり，直火を当てる。その結果，炎が近づいた部位では，局所的に加熱され，分散媒が確実に揮発することとなる。なお，直火を当てる時間は，離型コーティング剤の固形成分が溶出したり，焦げ付いたりしないように調節される。なお，離型コーティング剤に含まれているアルコールの引火性が高い場合には，遠赤外線ヒーターを用いることが好ましい。

本態様の焼付け工程では，第１回目の焼付け処理として，上記第１焼付け方法で焼付けを行い，第２回目の焼付け処理として，上記第２焼付け方法で焼付けを行う。このように２回にわたって焼付け処理を行うことにより，確実に分散媒を蒸発させて，離型コーティング剤の乾燥をさらに確実に行う。なお，分散媒を蒸発させることができれば，焼付け方法はいかなる方法であってもよく，第１焼付け方法だけで焼付けを行ってもよいし，第２焼付け方法だけで焼付けを行ってもよい。

以上のように，ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を行うことで，製品の製造に必要な鋳型１０の準備が整うこととなる。なお，既に鋳造に使用したことのある鋳型１０を用いる場合，ステップＳ１２〜Ｓ１５の処理を行えばよい。

また，図３の処理では，鋳型１０を準備する工程について詳細に説明したが，押出ピン２０に対しても図３の処理と同等の処理を施すことが好ましい。

図３を用いて説明したように，鋳型１０を準備するにあたり，硬化性を有していない従来の離型剤に代えて，乾燥により硬化する硬化性の離型コーティング剤を採用するとともに，上述した各工程を順次実行することで，鋳型１０に塗布した離型コーティング剤を十分に乾燥させる。これにより硬化した離型コーティング剤は，耐久性が高い。そのため，離型コーティング剤を塗布し直す頻度は，非常に低くて済む。この点においても，鋳型１０のコストを低減させることができる。そして，このような鋳型１０は，耐久性や耐熱性に優れている。そのため，このような鋳型１０を用いて図１のステップＳ２０以降の処理を行うことにより，上述した効果や下記に説明する効果を確実に奏することができる。

なお，図３のステップＳ１５で，鋳型１０に塗布した離型コーティング剤の焼付けを行ったが，行わなくてもよい。この場合には，ステップＳ１４において，鋳型１０に塗布した離型コーティング剤の乾燥を十分に行うことが好ましい。

また，上記態様において，図３のステップＳ１４〜Ｓ１５の処理を繰り返し行うことで，離型コーティング剤を複数回にわたって塗布することが好ましい。これにより，離型コーティング剤がムラなく均一に塗布された鋳型１０を準備することができる。ただし，離型コーティング剤を複数回にわたって塗布すると，膜厚が増大して，鋳型１０を寸法変更する必要性が生じる可能性がある。そのため，離型コーティング剤の塗布回数は，最大でも３回とすることがより好ましい。

また，製品の生産に使用した鋳型１０では，塗布されている離型コーティング剤の劣化や転写に起因してムラが生じている可能性がある。この場合には，図３のステップＳ１４〜Ｓ１５の処理を行うこと（必要に応じてステップＳ１２〜１３の処理も行うこと）により，生じている離型コーティング剤のムラを修復することが可能である。すなわち，本態様によれば，鋳型１０の再利用が容易である。

以上詳細に説明したように，本態様に係る鋳造方法では，離型コーティング剤が塗布された鋳型１０を用いて鋳造が行われる。具体的には，吹付工程（ステップＳ２０）と，流し込み工程（ステップＳ３０）と，離型工程（ステップＳ３０）とが行われる。吹付工程では，鋳型１０の表面のうち，接地面１２に向けて，流体（例えば，水及び空気）が吹き付けられる。これにより，特に鋳型１０が高温にある場合に，鋳型１０の表面の冷却が促される。続く流し込み工程では，上記吹付工程で流体が吹き付けられた鋳型１０に対して，加熱溶融状態の原材料が流し込まれる。鋳型１０に流し込まれた原材料が成形された後の離型工程では，その成形品が鋳型１０から取り出される。このようにして得られた成形品が製品となる。

そして，本発明の鋳造方法では，鋳型１０の接地面１２に対して離型剤を塗布したり噴霧したりする必要がない（無塗油）。これは，鋳型１０に離型コーティング剤を塗布することで，鋳型１０の耐熱性や耐久性が高まるからであるとともに，上記吹付工程を行うことで，鋳型１０の温度（特には，鋳型１０の接地面１２の温度）が鋳造に適切な温度にまで冷却されるからである。また，離型コーティング剤が塗布された鋳型１０を用いた場合，吹付工程を行うことで，鋳型１０の温度上昇を防ぐこともできる。これらのようにして，本態様に係る鋳造方法では，離型剤を用いることを無くして，低コストで鋳造を行うことができる。さらには，離型剤を用いることによる他のデメリット（例えば，油煙の発生や製品内における巣の発生）を解消することができる。また，離型剤が鋳型１０の溝部や隅角部に滞留して，溶融状態の原材料が円滑に流れ込むことを妨害することを防止することもできる。また，本態様によれば，吹付工程で鋳型１０の冷却を図ることが可能であるため，鋳型１０がその内部に冷却ラインを備えるタイプのものである場合であっても，その冷却ラインの構造を簡易化させたり，その冷却効率を下げたりすることが可能となる。

なお，上記態様において，上記吹付工程で，上記流体とともに，又は，上記流体とは別に，離型剤を鋳型に吹き付けてもよい。この場合にも，上記効果（メリット）を考慮すれば，離型剤を用いる量を従来よりも少量に低減することができる。また，それにより，離型剤を用いることによる他のデメリットを抑制することができる。さらには，上記流体は，界面活性剤，防錆剤，錆取り剤，色材，香料などを少量含んでもよい。

また，上記態様では，吹付工程で，流体を噴霧するための噴霧器が用いられる。これにより，鋳型１０に対して流体を均一にかつ適切な量で噴霧することができる。このため，大きな温度差に起因して，鋳型１０に亀裂が入る等の破損を防止することができる。

また，上記態様では，上記流体に含まれる気体が常温の空気である。また，上記流体に含まれる水性液体が常温の水である。ここで，空気や水は，容易に入手することができ，また低コストである。そのため，鋳造を低コストで行うことができる。また，上記態様では，流体として水及び空気を用いるとしたが，水のみであってもよいし，空気のみであってもよい。ただし，鋳型１０の冷却効果を高めるためには，少なくとも水を用いることが好ましい。

また，上記態様では，上記鋳造方法において，上記吹付工程と，上記流し込み工程と，上記離型工程とがその順序で繰り返し行われる。すなわち，製品の連続的な（マルチショットの）生産が行われる。ここで，本発明において，上記吹き付け工程に必要な時間は，後述する実施例で説明するとおり，離型剤を塗布する時間に比較して短時間で済む。このため，本発明では，連続生産の生産効率を高めることができる。特に，上記流体が水性液体（例えば水）を含む場合，水分は，油分などに比べて揮発性が高く，また，気化熱が大きいため，より短時間で上記吹付工程を終了させることができる。

さらに，上記態様では，上記吹付工程で，上記離型工程において成形品が取り出された鋳型１０（つまり，高温状態にある鋳型１０）に対して流体の吹き付けが行われる。これにより，流し込み工程によって高温状態にある鋳型１０の冷却を促すことができる。

また，上記態様では，上記鋳型１０に，上記離型工程で成形品を押し出すための押出ピンを通すための貫通孔１５が形成されている。この場合，上記吹付工程では，貫通孔１５にも上記流体が吹き付けられる。これにより，押出ピンの損傷や摩耗をも防止することができるようになる。特に，押出ピンの先端部は，溶融状態にある原材料が漏出するのを防止するために，貫通孔１５とほぼ同じサイズとなっている。そのため，鋳型１０の温度が下がることによって貫通孔１５のサイズが小さくなったり，押出ピンが温度上昇によって膨張したりした場合に，押出ピンは，摩耗しやすい状況となる。しかし，本態様によれば，押出ピンの損傷や摩耗をも防止することができ，鋳型１０のメンテナンス効率を高めることができる。

なお，上述した態様では，１ショット毎に，吹付工程が行われることとなるが，所定ショット毎に吹付工程を行ってもよい。

また，上述した態様では，アルミニウムなどの金属を鋳造する場合について説明したが，この説明は，樹脂又は樹脂（プラスティックやエラストマー）の成型についても同様に適用することができる。

ところで，鋳型１０は，金属製であるため，吹付工程において，空気などの水分を含む気体を用いたり，水性液体を用いたりすることで，鋳型１０に錆が発生することや，急冷によって鋳型１０に亀裂等の損傷が発生することが懸念される。しかしながら，本発明者による検証（実施例）によれば，そのような懸念は全く必要ないことが確認された。これは，水分が高温の鋳型１０に接することで十分に気化されるからである。

また，本発明者による検証（実施例）によれば，吹付工程に必要な時間は，噴霧器を用いる場合，従来，離型剤を噴霧した場合と同じ条件で十分であり，また，それよりも短い時間でも十分であることが分かった。具体的には，従来，離型剤を１５秒間鋳型に向けて噴射させていたところ，本態様の実施例においては，離型剤に代えて水を用い，その水を鋳型１０に向けて１５秒間噴射させたが，この場合，鋳型１０を十分に冷却させることができただけでなく，離型性までも高まった。また，水の噴射時間を２．６秒間にしても同等の結果を得ることができた。言い換えると，従来，鋳型と成形品との離型性を高めるために，離型剤を用いていたが，このことは，むしろ離型性を低くするという結果や，離型剤を用いることのデメリット（巣の発生や油煙の発生）を積極的に享受することになるという結果を招いていることが分かった。

本発明は，鋳型を用いて金属や樹脂（プラスティックやエラストマー）を成形する分野に利用できる。特に，本発明は，金属製の鋳型を用いる分野において好適に利用することができる。

１０鋳型
１０ａ，１０ｂ鋳型片
１１中空部
１２原材料接地面
１３鋳型片接地面
１５貫通孔

Claims

鋳型を用いて加熱溶融状態の原材料を成形することで鋳造を行う鋳造方法であって，
前記鋳型に，揮発性を有するアルコールを分散媒として含むとともに，粉末原料を含む離型コーティング剤を塗布する工程と，
前記鋳型に塗布された離型コーティング剤を乾燥させて前記粉末原料を定着させる工程と，
前記鋳型の表面のうち，少なくとも前記原材料が接する接地面に向けて，噴霧器を用いて水を吹き付ける吹付工程と，
前記吹付工程で前記水が吹き付けられた鋳型に対して，前記加熱溶融状態の原材料を流し込む流し込み工程と，
前記鋳型に流し込まれた原材料が成形された後，その成形品を前記鋳型から取り出す離型工程と，
を含み，
前記粉末原料がシリカ及びジルコニアの粉末であり，
前記揮発性を有するアルコールは，イソプロパノール及びエタノールであり，
前記離型コーティング剤は，シリカ１６質量％，ジルコニア５質量％，イソプロパノール６０質量％，及びエタノール１９質量％の組成を有する
鋳造方法。