JP5057756B2

JP5057756B2 - 鋳物製造用部品及びその製造方法

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Publication number: JP5057756B2
Application number: JP2006320960A
Authority: JP
Inventors: 栄政高城; 昭吉田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: JP2007175770A

Description

本発明は、鋳物を製造するときに湯道管等として使用される鋳物製造用部品及びその製造方法に関する。

鋳物を製造するときに湯道管等として使用される鋳物製造用部品に関し、出願人は、下記特許文献１に記載の技術を提案している。この技術は、有機繊維、無機繊維及びバインダーを含有する原紙を管状に成形したものであり、従来から使用されている耐火材に比べて軽量で取り扱いやすく、鋳物の鋳込み後の廃棄処理等にも優れている。

特開２００４−１７４６０５号公報

ところで、このような有機繊維、無機繊維及びバインダーを含有する鋳物製造用部品においては、鋳造時の有機繊維の熱分解に伴う燃焼ガスの発生を抑えるために、有機繊維の含有量を抑えることが望まれるが、有機繊維の含有量を少なくすると、含有成分の分散性が悪くなって地合が低下し易くなり、得られる鋳物製造用部品の多くが不良品となる課題を有していた。特に、抄紙によって原紙を作製しようとすると、うねりが生じやすくなる課題を有していた。

本発明の目的は、特定の分散剤を用いることによって、有機繊維の含有量を低減しても、良好な鋳物製造用部品及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、有機繊維の含有量が抑えられた良好な鋳物製造用部品及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、特定の分散剤を用いることによって、有機繊維の含有量を低減しても、良好な鋳物製造用部品が得られることを知見し、本発明を完成するに至った。

本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー、スルホン酸塩系又は／及びセルロース系の分散剤を含む原料スラリーを調製する工程を具備している鋳物製造用部品の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂及び抄紙用バインダーを含有し且つスルホン酸塩系又は／及びセルロース系の分散剤を含有することを特徴とする鋳物製造用部品を提供するものである。

本発明によれば、有機繊維の含有量が抑えられており、鋳造時の燃焼ガスの発生が抑えられ、地合の優れた鋳物製造用部品が提供される。また、本発明によれば、前記効果を奏する鋳物製造用部品を好適に製造することができる。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の鋳物製造用部品をその好ましい実施形態に基づいて説明する。図１に示す本実施形態の鋳物製造用部品１０は、無機粉体、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー及び撥水剤の含有量の合計が１００質量％に対しスルホン酸塩系又は／及びセルロース系の分散剤を０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜１０質量％含有している。分散剤を斯かる範囲で含有させることによって、前記有機繊維の含有量を低く抑えつつ良好な鋳物製造用部品を製造することができる。

前記スルホン酸塩系の分散剤としては、β−ナフタリンスルホン酸ナトリウム塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸ナトリウム塩、メラミンスルホン酸ナトリウム塩のホルマリン縮合物、芳香族アミノスルホン酸ナトリウム塩ポリマー、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩、ポリスチレンスルホン酸／ポリマレインスルホン酸ナトリウム塩共重合物、ポリシクロペンタジエンスルホン酸ナトリウム塩ポリマー、ポリ脂肪族ジエンスルホン酸ナトリウム塩ポリマー等が挙げられる。この中でも抄造した湿態状態の原紙の地合いを考慮すると、重縮合度が３〜６であるβ−ナフタリンスルホン酸ナトリウム塩のホルマリン縮合物が好ましい。

前記セルロース系の分散剤としては、高い水溶性、１質量％水溶液で完全溶解するもの、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロースのプロピレンオキサイド付加物誘導体が挙げられる。抄造した湿態状態の原紙の地合いを考慮すると、ヒドロキシプロピルセルロースが好ましい。

前記分散剤は単独で又は二種以上を選択して用いることができる。

本実施形態の鋳物製造用部品は、前記無機粉体、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー及び撥水剤の総質量に対し、各成分の配合比（質量比率）は、無機粉体／無機繊維／有機繊維／熱硬化性樹脂（固形分）／抄紙用バインダー（固形分）／撥水剤＝０〜７０％／１〜６０％／１〜４０％／１〜４０％／１〜１０％／０〜５％（質量比率）の範囲であり、４０〜７０％／１〜１０％／１〜２５％／１〜２５％／１〜１０％／０〜５％（質量比率）が好ましく、５０〜７０％／１〜８％／１〜２０％／１０〜２５％／３〜７％／０〜１％（質量比率）がより好ましい。また、上記各成分の含有質量比率は合計で１００％である。無機粉体の配合比が斯かる範囲であると、鋳込み時での形状保持性、成形品の表面性が良好となり、また成形後の離型性も好適となる。無機繊維の配合比が斯かる範囲であると、抄紙性、鋳込み時の形状保持性が良好である。有機繊維の配合比が斯かる範囲であると抄紙性が良好で、鋳込み時の燃焼ガス発生量を少なくすることができるため、吹き戻し（溶湯の逆流）を抑えることができる。熱硬化性樹脂の配合比が斯かる範囲であると、鋳型の成形性、鋳込み後の形状保持性、表面平滑性が良好である。抄紙バインダーが斯かる範囲であると原料中の粉体成分を繊維に付着させ、かつ繊維同士も適度に絡みつき抄紙に最適なフロックを形成することができ、歩留まりも良好である。撥水剤の配合比が斯かる範囲であると、抄紙して作られた原紙から鋳物製造用部品を製造する際に使用する接着剤が原紙にしみ込むことがなく、適量の接着剤の使用量で済む。又、鋳物製造用部品を鋳物砂に埋めた時の鋳物砂中の水分が鋳物製造用部品に浸透することがない。

前記無機粉体としては、黒曜石、ムライト、及び板状黒鉛、土状黒鉛等の黒鉛等が挙げられる。無機粉体は、これらを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。鋳物の炭素量が４．２質量％以下の場合には浸炭現象（炭素が鋳物に吸収され、脆くなる現象）が発生する。この場合には、鋳物炭化物からの浸炭現象を防止するためにシリカ分を含む無機粉体を使用する必要がある。該無機粉体として黒曜石、ムライト等を用いることが好ましい。又、鋳物の炭素量が４．２質量％以上の場合には無機粉体を含まなくても良い。

前記無機繊維は、主として鋳物製造用部品の骨格をなし、例えば、鋳造時の溶融金属の熱によっても燃焼せずにその形状を維持する。前記無機繊維としては、炭素繊維、ロックウール等の人造鉱物繊維、セラミック繊維、天然鉱物繊維が挙げられ、それらを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。これらの中でも、前記熱硬化性樹脂の炭化に伴う収縮を効果的に抑える点から高温でも高強度を有するピッチ系やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維を用いることが好ましく、特にＰＡＮ系の炭素繊維が好ましい。

前記無機繊維は、鋳物製造用部品を抄紙して成形する場合の成形品の品質の観点から平均繊維長が０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜８ｍｍであるものがさらに好ましい。なお、１０ｍｍ以上の長繊維のものをスラリーの段階で配合しリファイナー等で繊維を切断し、平均繊維長が０．１〜１０ｍｍになるよう制御して用いることもできる。

前記有機繊維には、パルプ繊維、フィブリル化した合成繊維、再生繊維（例えば、レーヨン繊維）等が挙げられる。有機繊維は、単独で又は二種以上を選択して用いることができる。成形性、乾燥後の強度、コストの点から、パルプ繊維が好ましい。

前記パルプ繊維としては、木材パルプ、コットンパルプ、リンターパルプ、竹やわらその他の非木材パルプが挙げられる。パルプ繊維は、これらのバージンパルプ若しくは古紙パルプを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。パルプ繊維は、入手の容易性、環境保護、製造費用の低減等の点から、特に古紙パルプが好ましい。

前記有機繊維は、表面平滑性、耐衝撃性を考慮すると、平均繊維長が０．１〜２０ｍｍが好ましく、０．５〜１０ｍｍであるものがさらに好ましい。

前記熱硬化性樹脂は、鋳物製造用部品１０の常温強度及び熱間強度を維持させると共に、耐熱性紙管層の表面性を良好とし、鋳物の表面粗度を向上させる上で必要な成分である。前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、特に、燃焼ガスの発生が少なく、燃焼抑制効果があり、熱分解（炭化）後における残炭率が２５％以上と高く、鋳造に用いた場合に炭化皮膜を形成して良好な鋳肌を得ることができる点からフェノール樹脂を用いることが好ましい。残炭率とは、熱硬化性樹脂のサンプルを窒素雰囲気下において常温から１２００℃まで昇温速度５０℃／分で加熱した後に測定した質量を加熱前の質量で割った値をいう。加熱中に熱硬化性樹脂から燃焼ガスが放出される為、加熱後の質量は加熱前より軽くなる。フェノール樹脂には、硬化剤を必要とするノボラックフェノール樹脂、硬化剤の必要ないレゾールタイプ等のフェノール樹脂が用いられる。白水中の溶出遊離フェノールを極力抑制させるには、低遊離フェノール樹脂を用いることが好ましい。例えば、塩基性触媒や酸性触媒で合成されたレゾールフェノール樹脂の高分子量タイプのものが好ましい。ノボラックフェノール樹脂を用いる場合には、硬化剤を要する。該硬化剤は水に溶け易いため、原紙の脱水後にその表面に塗工されるのが好ましい。前記硬化剤には、ヘキサメチレンテトラミン等を用いることが好ましい。前記熱硬化性樹脂は、単独で又は二種以上を選択して用いることができる。

前記燃焼ガスには、一酸化炭素、二酸化炭素の他、メタン、エチレン等の炭化水素等が含まれる。

前記抄紙用バインダーとしては、でんぷん、ゼラチン、グアーガム、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）といった天然高分子、カイメン（ポリアミドアミンエピクロルヒドリン樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＡＭ（ポリアクリルアミド）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）といった水溶性合成高分子及びスチレン・ブタジエン系、アクリルニトリル・ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系といったラテックス、コロイダルシリカ、アルミナ系といった無機バインダーといったものが挙げられる。これらの中でも粉体の固定化性能に優れたカイメン、ＣＭＣ、アクリル系ラテックス等を用いることが好ましい。抄紙用バインダーの添加量は固形分換算で、前記有機繊維質量の０．０１〜５％、特に０．０２〜１％が好ましい。これらの抄紙用バインダーは一種又は二種以上を選択して用いることができる。

鋳物製造用部品１０には、前述の接着剤の原紙への浸透防止、吸湿による強度劣化を防止する目的等で、撥水剤を添加することができる。前記撥水剤としては、シリコーン系、フッ素系、油脂系、疎水性界面活性剤、疎水性高分子が用いることができる。特に、鋳物製造用部品１０の内外表面に塗布し、乾燥することで吸湿による強度劣化を防止することができる。これらの撥水剤の性状として、水系の溶液或いはエマルションにすることにより使用上の取り扱いが簡便化される。これらの撥水剤は単独で又は二種以上を選択して用いることができる。これらの中でも、シリコーン系、フッ素系、油脂系のエマルションが好ましい。特にスラリー中に用いる場合、少量で中性領域において優れた撥水性を持ち、ロジン等に比べ耐酸性、耐アルカリ性に優れているＡＫＤ（アルキルケテンダイマー）が好ましい。撥水剤は原料スラリー中に適量を添加しても良く、また鋳物製造用部品に塗布しても良い。塗布方法としては、スプレー法、刷毛塗布、浸漬塗布、掛け流し塗布が挙げられ、生産性からスプレー法、浸漬塗布、掛け流し塗布が好ましい。ここで掛け流し塗布とは、ポンプで汲み上げた溶液を部品にホースで掛ける塗布のことをいう。なお、鋳物製造用部品の使用環境が乾燥状態であったり、又、前記熱硬化性樹脂の種類やその使用量によっては熱硬化性樹脂が撥水性を発現する場合があり、そのような時には撥水剤を添加しなくても良い。

鋳物製造用部品１０には、前記各成分以外に、凝集剤、着色剤等の他の成分を適宜の割合で添加することもできる。

鋳物製造用部品１０は、該部品の単位質量当たりの燃焼ガス発生量が２５０ｃｃ／ｇ以下であることが好ましく、２００ｃｃ／ｇ以下であることがより好ましい。燃焼ガス発生量は、燃焼ガス発生量測定装置（測定機器名：No.682 GAS PRESSURETESTER HARRY W.DIETERT CO.製）により測定される。燃焼ガス発生量は低い程好ましいが、実用上その下限は、０．１〜１ｃｃ／ｇ程度である。

鋳物製造用部品１０は、表面粗さＲａが２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。ここで、表面粗さＲａはSurtronic10(Rank Taylor Hobson社製)等により測定される。

鋳物製造用部品１０は、強度確保の面で、鋳造に用いられる前の状態での圧縮強度は２０Ｎ以上が好ましく、４０Ｎ以上がより好ましい。ここで、鋳物製造用部品の圧縮強度は、当該部品を幅６０ｍｍに切断し、切断面を横にした状態でテンシロン万能試験機（株式会社エーアンドディ製ＲＴＡ５００）等の圧縮強度測定器にて圧縮速度１０ｍｍ／分で押し下げることにより測定される管側面の圧縮強度をいう。

鋳物製造用部品１０の総厚みは、それが使用される場所に応じて適宜設定することができるが、鋳物製造用部品としての強度の確保、通気性の確保、製造費抑制等を考慮すると０．５〜６ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍがより好ましい。

鋳物製造用部品１０は、溶湯と接触した時に、水蒸気発生を極力抑える点から、鋳造に用いられる前の状態の含水率（質量含水率）は２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。水蒸気の発生は溶湯の流入口からの吹き戻し（逆流）の原因となるからである。

次に、本発明の鋳物製造用部品の製造方法の実施形態を、前記鋳物製造用部品１０の製造方法に基づいて説明する。
鋳物製造用部品１０は、紙管用の原紙が巻回された二つの紙管層１１及び１２から構成されている。鋳物製造用部品１０の製造に当たっては、先ず、紙管層１１及び１２の原紙を作製する。

これら紙管層１１及び１２の原紙は、鋳物製造用部品１０を構成する前記無機粉体、無機繊維、前記有機繊維、前記熱硬化性樹脂、前記抄紙用バインダー、前記分散剤を含む原料スラリーそれぞれ調製し、これら原料スラリーから湿式抄紙法によって抄紙し、脱水、乾燥させて作製する。

前記分散媒としては、水、白水の他、エタノール、メタノール等の溶剤等が挙げられる。そして、これらの中でも抄紙、脱水成形の安定性、品質の安定性、費用低減、取り扱い易さ等の点から水が好ましい。

前記原料スラリーには、凝集剤、防腐剤等の添加剤を添加することができる。

上述のようにして調製した原料スラリーを用い、紙管層用の原紙を抄紙する。
これらの原紙の抄紙方法には、例えば、連続抄紙式である円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等を用いた抄紙方法、バッチ方式の抄紙方法である手漉法等の公知の抄紙方法を採用することができる。

抄紙後も前記原紙が保形性や機械的強度を維持するためには、好ましくは含水率が３０％以下となるまで、さらに好ましくは１０％以下となるまで該各原紙を脱水させる。抄紙後の原紙の脱水方法には、例えば、吸引による脱水のほか、加圧空気を吹き付けて脱水する方法、加圧ロールや加圧板で加圧して脱水する方法等の脱水用法を採用することができる。

次に、脱水された前記原紙を乾燥工程で乾燥する。乾燥工程での乾燥には従来から紙の乾燥に用いられている通常の手法が用いられる。

脱水、乾燥後の前記原紙の引張強度は、紙管として巻き上げることを考慮すると、４０Ｎ／１５ｍｍ以上が好ましく、８０Ｎ／１５ｍｍ以上がより好ましい。ここで、引張強度は、厚み０．７ｍｍの原紙を幅１５ｍｍにスリットし前記テンシロン万能試験機により引張試験することで測定することができる。測定される各サンプルの厚みが異なる場合には単位断面積あたりの力に換算して比較する。

脱水、乾燥後の前記原紙の座屈強度は、得られる鋳物製造用部品の強度を考慮すると、３Ｎ以上が好ましく、４Ｎ以上がより好ましい。ここで、座屈強度は、３点曲げ座屈強度試験、つまり幅６０ｍｍ、長さ１００ｍｍの原紙を支点間距離４０ｍｍにセットしてある測定装置に乗せ、上から幅６０ｍｍ、先端径６ｍｍの押し杵で圧縮試験を行うことにより測定される。また、脱水、乾燥後の前記原紙の座屈変位は、同様に、３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。ここで、座屈変位とは、前記３点曲げ試験において最大応力点における原紙の変形量をいう。

脱水、乾燥後の前記原紙は、１０００℃における該部品の単位質量当たりの燃焼ガス発生量が２５０ｃｃ／ｇ以下であることが好ましく、２００ｃｃ／ｇ以下であることがより好ましい。燃焼ガス発生量は、燃焼ガス発生量測定装置（測定機器名：No.682 GAS PRESSURETESTER HARRY W.DIETERT CO.製）により測定される。燃焼ガス発生量は低い程好ましいが、実用上その下限は、０．１〜１ｃｃ／ｇである。

脱水、乾燥後の前記原紙は、表面粗さＲａが２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。ここで、表面粗さＲａはSurtronic10(Rank Taylor Hobson社製)等により測定される。

脱水、乾燥後の前記原紙は、前記撥水剤を添加した場合には、撥水性が１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。ここで、原紙の撥水性は、例えば、ＪＩＳＰ８１４０に規定している紙及び板紙の吸水度試験方法（コッブ法）に従って測定される。また、試験片と水との接触時間を６０秒として測定した。

脱水、乾燥後の前記原紙は、密度が０．６２〜０．９ｇ／ｍ³が好ましく、０．６４〜０．７５ｇ／ｍ³がより好ましい。かかる範囲であると、紙管として巻き上げる際に強度不足による原紙の切断が発生せず、一方、原紙の曲げ剛性が過剰になることによる巻き上げ加工がしにくくなることもない。

次に、得られた各原紙を所定幅に裁断し、螺旋状に重ね巻きして筒状に成形する。原紙の巻き方は、同じ方向に重ね巻きしても良いし、異なる方向に重ね巻きしても良い。同じ方向とする場合には、先に重ね巻きした原紙の継ぎ目となる部分を覆うように重ね巻きすることが好ましい。重ね巻きの際には適宜接着剤を使用して筒状に成形する。各原紙の幅、重ね幅、紙管の内径等は、鋳物の質量（管内を通過する溶融金属の量）、造型強度（砂型を作る際の圧力に耐える強度）に応じて設定する。

全ての層の重ね巻きが完了した後、所定温度で加熱乾燥し、所定の寸法に切断加工して鋳物製造用部品の製造を完了する。

本実施形態の鋳物製造用部品は、有機繊維の含有量が抑えられており、鋳造時の燃焼ガスの発生が抑えられる、優れたものである。

加えて、本発明の鋳物製造用部品は、従来と同様に軽量で簡便な装置で容易に切断加工等ができるため、この点においても取り扱い性にも優れている。

本発明は上述した実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更することができる。

前記実施形態では、鋳物製造用部品を二つの紙管層で構成したが、三つ以上の紙管層で構成することもできる。ただし、これらの層構成は、造型強度、熱間強度、原紙厚み等に応じて適宜に設定することができる。ここで熱間強度とは、溶湯に接触した時の機械的強度のことをいう。

また、前記実施形態では、予め抄紙して得た原紙から鋳物製造用部品を作製したが、前記原料スラリーから従来から知られているパルプモールド法によって鋳物製造用部品を抄造してもよい。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は、本実施例になんら制限されない。なお、実施例は巻管状の鋳造製造用部品にする前の原紙の状態で評価を行った。

〔実施例１〕
下記管層用の原紙材料を用いて評価用原紙サンプルシートを作成し、得られた原紙の地合（うねり、無機粉体等の分散性）、表面粗さ及び燃焼ガス発生量を下記のように評価した。それらの結果を表１に示した。

〔紙管層用の評価用原紙サンプル組成〕
無機粉体：黒曜石粉末、平均粒径３０μｍ、６５．５質量％
無機繊維：炭素繊維、長さ３ｍｍ（東レ（株）製：トレカチョップ）、４質量％
有機繊維：古紙、１２質量％
熱硬化性樹脂：レゾールフェノール樹脂（エアウォーターベルパール（株）製：ベルパールＳ−８９０）、１８質量％
抄紙用バインダー：カイメン、０．２５質量％
抄紙用バインダー：ＣＭＣ、０．２５質量％
撥水剤：末添加
（以上の原料合計で１００質量％）
分散剤：β-ナフタレンスルホン酸ナトリウム塩ホルマリン縮合物（花王（株）製、デモールＮ）、０．５質量％（無機粉体、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー及び撥水剤の含有量の合計が１００質量％に対し該分散剤を０．５質量％添加（外添））

上記の配合比率に従って、原料１００ｇと上記分散剤０．５ｇを水１．９リットル（以下Ｌと標記）とともに２Ｌ用ジューサーミキサーに入れ、３分間混合攪拌し、原料スラリーを得る。次いで得られた原料スラリーを希釈水１３Ｌとともに抄造テスター（得られる原紙寸法：縦２５０ｍｍ×横２５０ｍｍ、抄紙網：４０メッシュ、容量：１５Ｌ）に投入し、かき混ぜ１分間静置する。その後、抄造して白水を排水し湿態原紙を得る。引き続き得られた湿態原紙を０．１ＭＰａでプレスを行い、１０５℃の乾燥機で３０分乾燥し、原紙サンプルを得た。

〔うねりの評価〕
上記の原紙サンプルの抄紙面の表側（抄紙網面と反対側）におけるうねり状態を評価する為に、高さ１ｍｍ以上の「凸」の数を計数し、下記のポイント数で評価した。
うねりの評価ポイント数
０点：「凸」数が５０個以上存在するもの
１点：「凸」数が４０〜４９個存在するもの
２点：「凸」数が３０〜３９個存在するもの
３点：「凸」数が２０〜２９個存在するもの
４点：「凸」数が１０〜１９個存在するもの
５点：「凸」数が９個未満以下のもの

〔無機繊維の分散性〕
上記の原紙サンプルの抄紙面の裏側（抄紙網面側）における無機繊維が凝集した数を計数し、下記のポイント数で評価した。
０点：凝集した炭素繊維数が５０個以上存在するもの
１点：凝集した炭素繊維数が４０〜４９個存在するもの
２点：凝集した炭素繊維数が３０〜３９個存在するもの
３点：凝集した炭素繊維数が２０〜２９個存在するもの
４点：凝集した炭素繊維数が１０〜１９個存在するもの
５点：凝集した炭素繊維数が９個未満以下のもの

〔無機粉体及び熱硬化性樹脂の分散性〕
上記の原紙サンプルの裏側（抄紙網面側）における無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合の評価ポイント数を判定した。かかる成分の分散が不良な場合には、原紙サンプルの裏側に溜まるからである。
０点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が８０〜１００％存在するもの
１点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が６０〜７９％存在するもの
２点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が４０〜５９％存在するもの
３点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が２０〜３９％存在するもの
４点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が１０〜１９％存在するもの
５点：無機粉体及び熱硬化性樹脂が凝集した面積割合が９％以下存在するもの
（無機粉体が凝集したものは白っぽい粉体が凝集している状態を目視で判定できる。また熱硬化性樹脂が凝集したものは黄色い粉体が凝集している状態を目視で判定できる。）

〔地合の評価〕
前述の〔うねりの評価〕及び〔無機粉体・無機繊維・熱硬化性樹脂の各分散性〕の総合ポイントで評価した。（ポイント数が多いと地合いの評価が優れ、ポイント数が低いと地合いの評価が劣る。）

〔表面粗さの評価〕
表面粗さＲａはSurtronic10(Rank Taylor Hobson社製)の操作マニアルに従って測定される。

〔燃焼ガス発生量の評価〕
燃焼ガス発生量は、ガス発生量測定装置（測定機器名：No.682 GAS PRESSURE TESTER HARRY W.DIETERT CO.製）を用いて以下の手順で測定した。先ず炉内の温度を１０００℃に設定する。次いで測定サンプル質量０．１ｇ（公称質量）をｍｇ単位で正確に質量測定する。次に該サンプルをガス発生量測定装置のサンプル台に載せ、測定機器のマニアルに従い燃焼ガス発生量を測定する。燃焼ガス発生量は燃焼ガス発生速度の積分値でプログラム計算され、経過時間が３０秒後の燃焼ガス発生量で計算する。尚、燃焼ガス発生速度及び燃焼ガス発生量の解析コンピューターは島津製作所製のクロマトパックＣ−Ｒ４Ａを用いた。

〔実施例２〕
分散剤を下記分散剤に変更した以外は、実施例１と同様にして原紙サンプルを作製した。そして、得られた原紙及び鋳物製造用部品について、実施例１と同様の評価を行った。それらの結果を表１に示す。
分散剤：ヒロドキシプロピルセルロース（ハーキュレス（株）製：クルーセルＨ）、５質量％（該分散剤は難溶解性の為、濃度１％水溶液に予備希釈した後に固形分に換算して０．５質量％を添加（外添）した。）

〔比較例１〕
分散剤を用いなかった以外は、実施例１と同様にして原紙を作製し、さらに実施例１と同様にして鋳物製造用部品を作製した。そして、得られた原紙及び鋳物製造用部品について、実施例１と同様の評価を行った。それらの結果を表１に示す。

〔比較例２〕
下記管層用の原紙材料を用いて実施例１と同様にして原紙を作製した。ここでは、有機繊維の量を実施例１の２倍とし、分散剤を添加せずに原紙を作製した。
〔紙管層用の評価用原紙サンプル組成〕
無機粉体：黒曜石粉末、平均粒径３０μｍ、４８質量％
無機繊維：炭素繊維、長さ３ｍｍ（東レ（株）製：トレカチョップ）、９．５質量％
有機繊維：古紙、２４質量％
熱硬化性樹脂：レゾールフェノール樹脂（エアウォーターベルパール（株）製、ベルパールＳ−８９０）、１８質量％
抄紙用バインダー：カイメン、０．２５質量％
抄紙用バインダー：ＣＭＣ、０．２５質量％
撥水剤：末添加
分散剤：末添加
（以上の原料合計で１００質量％）

表１に示したように、各実施例により得られた原紙は、比較例１に比べ地合及び表面粗さに優れており、燃焼ガス発生量が抑えられることがわかった。また、比較例２では実施例の２倍の有機繊維を使用した為、地合及び表面粗さが良い原紙となった反面、燃焼ガス発生量が多くなった。

本発明は、受け口、湯道、堰、ガス抜き、押湯、主型等の鋳型を構成する各種の鋳物製造用部品及びそれらの製造方法に適用することができる。

本発明の一実施形態を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１０鋳物製造用部品
１１、１２紙管層

Claims

無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー、スルホン酸塩系又は／及びセルロース系の分散剤を含む原料スラリーを調製する工程を具備している鋳物製造用部品の製造方法。
前記原料スラリーが無機粉体又は／及び撥水剤をさらに含んでいる請求項１に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
前記無機粉体の含有質量比率が０〜７０％、前記無機繊維の含有質量比率が１〜６０％、前記有機繊維の含有質量比率が１〜４０％、前記熱硬化性樹脂の含有質量比率が１〜４０％、抄紙用バインダーの含有質量比率が１〜１０％、撥水剤の含有質量比率が０〜５％であり、且つ前記無機粉体、前記無機繊維、前記有機繊維、前記熱硬化性樹脂、前記抄紙用バインダー及び前記撥水剤の含有量の合計が１００質量％である請求項２に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
前記スルホン酸塩系の分散剤は、重縮合度が３〜６のβ−ナフタリンスルホン酸ナトリウム塩ホルマリン縮合物である請求項１〜３の何れか１項に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
前記セルロース系の分散剤がセルロースのプロピレンオキサイド付加物誘導体である請求項１〜３の何れか１項に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
前記原料スラリーは、前記無機粉体として黒曜石、ムライト及び黒鉛から選ばれる一種以上を含み、前記無機繊維として炭素繊維、ロックウール及びセラミック繊維から選ばれる一種以上を含み、前記熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂、エポキシ樹脂及びフラン樹
脂から選ばれる一種以上を含む請求項２〜４の何れか１項に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂及び抄紙用バインダーを含有し且つスルホン酸塩系又は／及びセルロース系の分散剤を含有することを特徴とする鋳物製造用部品。
無機粉体又は／及び撥水剤をさらに含有する請求項７に記載の鋳物製造用部品。
前記無機粉体の含有質量比率が０〜７０％、前記無機繊維の含有質量比率が１〜６０％、前記有機繊維の含有質量比率が１〜４０％、前記熱硬化性樹脂の含有質量比率が１〜４０％、抄紙用バインダーの含有質量比率が１〜１０％、撥水剤の含有質量比率が０〜５％であり、且つ前記無機粉体、前記無機繊維、前記有機繊維、前記熱硬化性樹脂、前記抄紙用バインダー及び前記撥水剤の含有量の合計が１００質量％である請求項８に記載の鋳物製造用部品。
前記スルホン酸塩系の分散剤は、重縮合度が３〜６のβ−ナフタリンスルホン酸ナトリウム塩ホルマリン縮合物である請求項７〜９の何れか１項に記載の鋳物製造用部品。
前記セルロース系の分散剤がセルロースのプロピレンオキサイド付加物誘導体である請求項７〜９の何れか１項に記載の鋳物製造用部品。
前記無機粉体として黒曜石、ムライト及び黒鉛から選ばれる一種以上を含み、前記無機繊維として炭素繊維、ロックウール及びセラミック繊維から選ばれる一種以上を含み、前記熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂、エポキシ樹脂及びフラン樹脂から選ばれる一種以上を含む請求項８〜１１の何れか１項に記載の鋳物製造用部品。
前記鋳物製造用部品を構成する紙管層の原紙は、脱水、乾燥後、１０００℃における燃焼ガス発生量が２５０ｃｃ／ｇ以下である請求項１〜６の何れか１項に記載の鋳物製造用部品の製造方法。
前記鋳物製造用部品を構成する紙管層の原紙は、脱水、乾燥後、１０００℃における燃焼ガス発生量が２５０ｃｃ／ｇ以下である請求項７〜１２の何れか１項に記載の鋳物製造用部品。