JP5345450B2 - 砂型鋳造用塗型剤組成物 - Google Patents
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Description
本発明では、球形度0.88〜1.00の球状耐火性骨材が用いられる。ここで、球形度は、耐火性骨材粒子個々の走査型電子顕微鏡により得られた像(写真)を画像解析して得られる粒子投影断面の面積および周囲長から、[粒子投影断面の面積(mm2)と同じ面積の真円の円周長(mm)]/[粒子投影断面の円周長(mm)]を求め、これを任意の50個の耐火性骨材粒子について平均した値である。球状耐火性骨材の球形度は、たれを低減させる観点から、0.95〜1.00が好ましく、0.97〜0.99がより好ましい。
管球:Cu 40kv、40mA
ゴニオメーター:広角ゴニオメーター
SCAN:5°〜90°、2°/min(0.02°/0.6sec)
スリット:DS1°、SS1°、RS0.3mm
測定方法:フロー法
分散媒:イオン交換水にヘキサメタリン酸ナトリウム(0.1重量%)を加えた溶媒
分散方法:攪拌、内蔵超音波3分
試料濃度:2mg/100ml
本発明では、上述した球状耐火性骨材とともに、球形度0.30以上0.88未満の非球状耐火性骨材も用いられる。非球状耐火性骨材の球形度は、経済性、入手容易性及び適切な厚みの塗型膜を得る観点から、0.45〜0.85が好ましく、0.55〜0.70がより好ましい。
真気孔率(%)=(1−比重/真比重)×100
本発明の塗型剤組成物には、粘結剤として、常温で強い塗型膜を形成できる多糖類等の糖類、フェノール、ロジン、石油樹脂のような有機粘結剤や、鋳込み時に塗型膜の熱間強度を上げるためのベントナイト、エチルシリケート、ケイ酸ソーダなどの無機粘結剤が含有されていてもよい。条件によりこれらの粘結剤を併用してもよい。塗型剤組成物中の粘結剤の含有量は、塗型膜強度の向上及び熱分解ガス量の低減の観点から、耐火性骨材(球状耐火性骨材及び非球状耐火性骨材)の合計100重量部に対し、0.5〜10重量部が好ましく、1〜5重量部がより好ましい。
本発明の塗型剤組成物には、溶媒として、水性溶媒、又は油性溶媒が含有されていてもよい。水性溶媒は、安全性や経済性の点で好ましく、油性溶媒は、浸透性や乾燥性の点で好ましい。水性溶媒の場合は、水が主溶媒となる。油性溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール系溶剤、キシレン、トルエン等の芳香族系溶剤、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤等が使用できる。好ましくは低級アルコール系溶剤であり、メタノールがより好ましい。芳香族溶剤及び炭化水素系溶剤は、補助溶剤として使用してもよい。何れの場合も、塗型剤組成物中の溶媒の含有量は、適切な膜厚の確保及びたれ低減の観点から、耐火性骨材(球状耐火性骨材及び非球状耐火性骨材)の合計100重量部に対し、10〜500重量部が好ましく、10〜100重量部がより好ましい。
また、本発明の塗型剤組成物には、ヒドロキシアルキル化セルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダ等の増粘剤等、その他の添加剤も添加できる。
表1に示す耐火性骨材を表2に示す重量比で混合した後、これら耐火性骨材の合計100重量部に対し、Naベントナイト2重量部、天然の多糖類樹脂2重量部及び水20重量部を混合し、混練機にて30分間混練し、ペースト状の塗型剤組成物を得た。なお、表1の球状耐火性骨材は、非中空のものは火炎溶融法により、中空のものは加熱発泡法により製造されたものであり、表1の非球状耐火性骨材は、何れもボールミル粉砕法により製造されたものである。表1のムライトA及びムライトBの製造方法については、下記に示すとおりである。なお、得られた塗型剤組成物を離合社製針入度測定装置(800S−01)により測定したところ、針入度は何れも200であった。
LPG(プロパンガス)を対酸素比(容量比)1:1で燃焼させた火炎(温度2000℃)中に、出発原料である平均粒径20μmのムライト粉末をキャリアガス(酸素)により投入し、球状ムライト粒子であるムライトA(球形度0.98)を得た。また、火炎温度が1900℃であること以外は、上記ムライトAと同様の方法により球状ムライト粒子であるムライトB(球形度0.90)を得た。
フラン再生砂(AFS45)を鋳物砂として使用し、花王クエーカー製フラン樹脂(340B)を鋳物砂100重量部に対して0.8重量部添加し、更に花王クエーカー製硬化剤(TK−3)をフラン樹脂100重量部に対して40重量部添加して得られた混練砂を型込めし、幅15mm×深さ5mmの溝部を設けた高さ300mm×幅200mm×厚み30mmの板状試験片を作製した。この試験片を60度の傾斜壁に立てかけ、上記の調製方法により得られた各塗型剤組成物をブッカケ可能な濃度(40〜44ボーメ)に調整しブッカケを行なった。そして、ブッカケ直後から30秒経過した後、試験片を反転させ、その際に発生するたれの程度を目視により下記の4段階で評価した。結果を表2に示す。
1:たれが非常に多く発生する。
2:たれが多く発生する。
3:たれが僅かに発生する。
4:たれが認められない、又は、たれが殆ど発生しない。
フラン再生砂(AFS45)を鋳物砂として使用し、花王クエーカー製フラン樹脂(340B)を鋳物砂100重量部に対して0.8重量部添加し、更に花王クエーカー製硬化剤(TK−3)をフラン樹脂100重量部に対して40重量部添加して得られた混練砂を型込めし、高さ300mm×幅200mm×厚み30mmの板状試験片を作製した。この試験片を90度の壁(垂直壁)に立てかけ、上記の調製方法により得られた各塗型剤組成物をブッカケ可能な濃度(40〜44ボーメ)に調整しブッカケを行なった。ブッカケ直後から30秒経過した後、塗布面の上辺から50mmの箇所の塗型膜の厚みを膜厚計(ASAHI SUNAC製:3型ウエットシックネスゲージ)にて測定した。結果を表2に示す。通常、塗型膜の厚みが300〜800μmの場合は適正使用範囲であるが、250μm以下の場合は焼着欠陥が増加するおそれがある。
Claims (5)
- 球形度0.88〜1.00の球状耐火性骨材と、球形度0.30以上0.88未満の非球状耐火性骨材とを含有する砂型鋳造用塗型剤組成物であって、
前記球状耐火性骨材と前記非球状耐火性骨材の重量比(球状耐火性骨材/非球状耐火性骨材)が、0.010〜0.136であり、
前記球状耐火性骨材及び前記非球状耐火性骨材が、何れも非中空である、砂型鋳造用塗型剤組成物。 - 前記球状耐火性骨材と前記非球状耐火性骨材の球形度比(球状耐火性骨材/非球状耐火性骨材)が、1.0〜3.3である請求項1記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
- 前記球状耐火性骨材が、ムライト、アルミナ、及びアルミナシリケートから選ばれる1種以上からなり、
前記非球状耐火性骨材が、シリカ、マグネシア、ジルコン、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルク及び雲母から選ばれる1種以上からなる請求項1又は2記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。 - 前記球状耐火性骨材の平均粒径が0.5〜100μmであり、
前記非球状耐火性骨材の平均粒径が5〜150μmである請求項1〜3の何れか1項記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。 - 前記球状耐火性骨材が、火炎溶融法で製造されたものである請求項1〜4の何れか1項記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009131020A JP5345450B2 (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 砂型鋳造用塗型剤組成物 |
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