JP6739973B2 - Method for manufacturing structure for casting production - Google Patents

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本発明は、鋳物の製造時に用いられる鋳型等の鋳物製造用構造体の製造方法、鋳物製造用構造体スラリー組成物製造用添加剤、鋳物の製造方法、及び鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法に関する。 The present invention is a method for producing a structure for producing a casting such as a mold used during production of a casting, an additive for producing a structure slurry composition for producing a casting, a method for producing a casting, and a slurry composition for a structure for casting casting. Manufacturing method.

鋳物は、一般に、木型や金型などをもとに鋳物砂で内部にキャビティを有する鋳型を形成するとともに、必要に応じて該キャビティ内に中子を配した後、該キャビティに溶湯を供給して製造されている。 For casting, generally, a mold having a cavity inside is formed from foundry sand based on a wooden mold or a metal mold, and after arranging a core in the cavity as necessary, a molten metal is supplied to the cavity. Is being manufactured.

木型、金型の製造は、加工に熟練を要し高価な設備も必要で、高価で重い等の欠点と共に廃棄処理の問題も生じ、量産の鋳物のほかには使用が困難である。また、鋳物砂を用いた砂型は、通常の砂にバインダーを添加し、硬化させて形状を保持させているため、砂の再利用には再生処理工程が必須となる。また、再生処理の際にダストなどの廃棄物が発生するなどの問題も生じている。加えて、中子を砂型で製造する場合、上記課題に加え中子自身の質量のため取り扱いに難があり、さらには、鋳込み時の強度保持と鋳込み後の中子除去性という、相反する性能が要求される。 The manufacturing of wooden molds and dies requires skill and expensive equipment for processing, and is disadvantageous in that they are expensive and heavy, and also causes a problem of waste treatment, and is difficult to use in addition to mass-produced castings. Further, in the sand mold using foundry sand, a binder is added to ordinary sand and the binder is hardened to maintain its shape. Therefore, a recycling process is essential for reusing sand. There is also a problem that waste such as dust is generated during the recycling process. In addition, when the core is manufactured in a sand mold, it is difficult to handle due to the weight of the core itself in addition to the above problem, and further, strength retention during casting and core removability after casting, which are conflicting performances. Is required.

このような課題を解決する技術として、鋳型に用いる部材を例えば、有機繊維、無機繊維及び熱硬化性樹脂を主成分として成型する構造体が知られている。そして、そのような構造体を、前記成分を含む原料スラリーを用いて製造することが知られている。 As a technique for solving such a problem, there is known a structure in which a member used in a mold is molded mainly with organic fibers, inorganic fibers and thermosetting resin. And it is known to manufacture such a structure using the raw material slurry containing the said component.

例えば、特許文献1には、有機繊維、無機繊維及び熱硬化性樹脂を含有する鋳物製造用構造体が鋳物製造用構造体の成型性が良く、軽量で鋳込み時においても十分な熱間強度及び形状保持性を有し、得られる鋳物の形状保持性及び表面平滑性にも優れ、さらには鋳造後の除去性に優れることが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a structure for casting production, which contains an organic fiber, an inorganic fiber, and a thermosetting resin, has good moldability of the casting production structure, is lightweight, and has sufficient hot strength at the time of casting. It is disclosed that the obtained casting has excellent shape retention and surface smoothness, and further has excellent removability after casting.

また、特許文献2には、有機繊維、炭素繊維、無機粒子、並びにフェノール樹脂、エポキシ樹脂及びフラン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂を含有する鋳物製造用構造体が、鋳物製造用構造体の成型性が良く、軽量で鋳込み時においても十分な熱間強度及び形状保持性を有し、得られる鋳物の形状保持性及び表面平滑性にも優れ、さらには鋳造後の除去性に優れることが開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a casting manufacturing structure containing organic fibers, carbon fibers, inorganic particles, and at least one thermosetting resin selected from the group consisting of phenol resins, epoxy resins and furan resins. The structure for casting production has good moldability, is lightweight, has sufficient hot strength and shape retention even during casting, and is excellent in shape retention and surface smoothness of the resulting casting. It is disclosed that the removability is excellent.

また、特許文献3には、有機繊維、無機繊維及びバインダーを含有する構造体(I)と、該構造体(I)の表面に付着する平均粒径1〜800nmの無機粒子と、を含んで構成される鋳物製造用構造体が鋳物品質であるガス欠陥を改善することができることが開示されている。 Further, Patent Document 3 includes a structure (I) containing organic fibers, inorganic fibers and a binder, and inorganic particles having an average particle diameter of 1 to 800 nm attached to the surface of the structure (I). It is disclosed that the foundry structures constructed can ameliorate gas defects that are casting quality.

また、特許文献4には、有機繊維、無機繊維、熱硬化性樹脂及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)、該スラリー組成物を抄造し繊維積層体を得る工程(II)並びに該繊維積層体を脱水後乾燥する工程(III)を有する鋳物製造用構造体の製造方法であって、工程(I)を所定の方法で行い、鋳物製造用構造体中の無機繊維の平均繊維長が1mm以上、5mm以下である、鋳物製造用構造体の製造方法により、鋳物製造用構造体の表面平滑性及び強度に優れ、熱収縮量も小さく、得られる鋳物の耐焼着性に優れる鋳物製造用構造体を提供できることが開示されている。 Further, in Patent Document 4, a step (I) of obtaining a slurry composition containing an organic fiber, an inorganic fiber, a thermosetting resin and water, a step (II) of forming the slurry composition into a fiber laminate, and A method for producing a structure for producing a casting, comprising a step (III) of dehydrating and drying the fiber laminate, wherein the step (I) is carried out by a predetermined method, and an average fiber of inorganic fibers in the structure for producing a casting. A casting having a length of 1 mm or more and 5 mm or less, which is excellent in surface smoothness and strength of the casting manufacturing structure, has a small amount of heat shrinkage, and is excellent in seizure resistance of the resulting casting by the method for manufacturing a casting manufacturing structure. It is disclosed that a manufacturing structure can be provided.

特開2004−181472号公報JP 2004-181472 A 特開2005−349428号公報JP, 2005-349428, A 特開2007−21578号公報JP, 2007-21578, A 国際特開第2014/104045号International Patent Publication No. 2014/104045

無機繊維は、鋳物製造用構造体の骨格の形成や鋳造後の形状維持などの目的で使用されるが、これを用いた原料スラリーはダマが発生しやすくなる傾向があることが判明した。
鋳物製造用構造体を、無機繊維を含む原料スラリーを用いて製造する際には、ダマの少ないスラリーを用いることが、該構造体から製造した鋳物の品質向上には望ましい。
Inorganic fibers are used for the purpose of forming the skeleton of the structure for casting production and maintaining the shape after casting, but it has been found that the raw material slurry using this tends to cause lumps.
When a structure for casting production is manufactured using a raw material slurry containing inorganic fibers, it is desirable to use a slurry with less lumps to improve the quality of castings manufactured from the structure.

本発明は、原料スラリーのダマの発生が少なく、品質の良い鋳物が製造できる鋳物製造用構造体が得られる、鋳物製造用構造体の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing a casting production structure, which can obtain a casting production structure capable of producing a high quality casting with less generation of lumps in the raw material slurry.

本発明は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)、該スラリー組成物を抄造し繊維積層体を得る工程(II)、並びに該繊維積層体を脱水後乾燥する工程(III)を有する鋳物製造用構造体の製造方法に関する。 The present invention comprises a step (I) of obtaining a slurry composition containing organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and water. The present invention relates to a method for producing a structure for producing castings, including a step (II) of forming a slurry composition into a fiber laminate to obtain a fiber laminate, and a step (III) of dehydrating and drying the fiber laminate.

また、本発明は、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び水からなる、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂及び水を含有する鋳物製造用構造体スラリー組成物製造用添加剤に関する。 Further, the present invention is a structure slurry for casting production, comprising organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin, and water, which comprises a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen and water. It relates to an additive for producing a composition.

また、本発明は、上記本発明の鋳物製造用構造体の製造方法により得られた鋳物製造用構造体を用いる鋳物の製造方法に関する。 The present invention also relates to a casting manufacturing method using the casting manufacturing structure obtained by the above-described casting manufacturing structure manufacturing method of the present invention.

また、本発明は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)を有する、鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法に関する。 Further, the present invention is a step (I) of obtaining a slurry composition containing organic fibers, inorganic fibers, inorganic particles, thermosetting resin, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and water. And a method for producing a slurry for a structure for producing a casting, the method including:

本発明の鋳物製造用構造体の製造方法によれば、原料スラリーのダマの発生が少なく、品質の良い鋳物が製造できる鋳物製造用構造体が得られる。本発明により製造された鋳物製造用構造体は、高圧力下での鋳造や鋳込み質量の多い鋳造に適する。 According to the method for producing a casting production structure of the present invention, it is possible to obtain a casting production structure in which lumps of the raw material slurry are less likely to occur and a high quality casting can be produced. The casting production structure produced by the present invention is suitable for casting under high pressure and casting with a large casting mass.

本発明では、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを含有するスラリー組成物を工程(I)で得ることで、原料スラリーのダマの発生が少なく、品質の良い鋳物が製造できる鋳物製造用構造体が得られる。
また、本発明では、工程(I)において、水とカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合した後に、無機繊維を混合して前記スラリー組成物を得ることが好ましく、これらを満たす場合は、より良好なダマの低減効果が得られる。このような効果を奏する理由は定かではないが、以下のように考えられる。
工程(I)で、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを無機繊維よりも先に叩解混合物に添加することで、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成した状態にすることができる。そこに、無機繊維を添加することで無機繊維がフロックに担持されやすくなる。それによって、無機繊維同士の凝集が抑制され、ダマの発生が低減されるものと考えられる。
更にアニオン性化合物を添加する場合は、中和凝集が起こり、ハードフロックが形成され、無機繊維同士の凝集がより抑制されるものと考えられる。
In the present invention, by obtaining a slurry composition containing a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen in the step (I), the occurrence of lumps in the raw material slurry is small and a good quality casting is produced. A castable structure that can be obtained is obtained.
Further, in the present invention, in the step (I), it is preferable to mix water with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and then to mix inorganic fibers to obtain the slurry composition. When these are satisfied, a better damaging effect can be obtained. The reason for producing such an effect is not clear, but it is considered as follows.
In the step (I), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the beating mixture before the inorganic fiber so that the surface charge of the negatively charged organic fiber is absorbed. Soft floc can be formed. By adding the inorganic fibers thereto, the inorganic fibers are easily supported by the flocs. It is considered that by doing so, the aggregation of the inorganic fibers is suppressed and the occurrence of lumps is reduced.
Further, when an anionic compound is added, it is considered that neutralization aggregation occurs, hard flocs are formed, and aggregation of the inorganic fibers is further suppressed.

以下、本発明の製造方法で製造される鋳物製造用構造体について説明する。
<鋳物製造用構造体>
本発明により製造される鋳物製造用構造体は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂及びカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを含有する。以下、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂及びカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーについて説明するが、以下で記述した事項は、工程(I)、(II)、(III)において使用する有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂及びカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーにおいても適用できる。
The casting manufacturing structure manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described below.
<Structure for casting production>
The casting manufacturing structure produced according to the present invention contains organic fibers, inorganic fibers, inorganic particles, a thermosetting resin, and a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen. Hereinafter, the organic fiber, the inorganic fiber, the inorganic particles, the thermosetting resin, and the surfactant having cationic nitrogen or the polymer having cationic nitrogen will be described. However, the matters described below are the steps (I) and (II ) And (III), the organic fiber, the inorganic fiber, the inorganic particles, the thermosetting resin, and the surfactant having cationic nitrogen or the polymer having cationic nitrogen can also be applied.

(i)有機繊維
有機繊維は、鋳物製造用構造体において鋳造に用いられる前の状態ではその骨格を成し、鋳造時には溶融金属の熱によって、その一部若しくは全部が燃焼し、鋳造後の鋳物製造用構造体内部に空隙を形成する。
(I) Organic fibers Organic fibers form a skeleton in a state before being used for casting in a structure for casting production, and part or all of them burn by the heat of molten metal during casting, and castings after casting Voids are formed inside the manufacturing structure.

有機繊維は、成型性の観点から、紙繊維、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)等が好ましく、それらが単独で又は二種以上混合されて用いられる。これらの中でも、鋳物製造用構造体の成型性を向上する観点、脱水、乾燥された成型体の湿態強度特性が優れる観点及び入手容易性、供給安定性、経済性の観点から、紙繊維が好ましい。紙繊維として、木材パルプ、コットンパルプ、リンターパルプ、竹や藁その他の非木材パルプを用いることができる。また、紙繊維として、バージンパルプ若しくは古紙パルプ(回収品)を単独又は二種以上を混合して用いることができる。有機繊維としては、鋳物製造用構造体の成型性を向上させる観点及び供給性、経済性及び環境保護の観点から、古紙パルプ(新聞紙等)を用いることが更に好ましい。 From the viewpoint of moldability, the organic fiber is preferably a paper fiber, a fibrillated synthetic fiber, a recycled fiber (for example, rayon fiber), or the like, and these are used alone or in combination of two or more kinds. Among these, paper fibers are preferable from the viewpoints of improving moldability of the structure for casting production, dehydration, viewpoint of excellent wet strength properties of dried molded bodies and availability, supply stability, and economical efficiency. preferable. As the paper fiber, wood pulp, cotton pulp, linter pulp, bamboo, straw or other non-wood pulp can be used. As the paper fiber, virgin pulp or waste paper pulp (recovered product) may be used alone or in combination of two or more. As the organic fiber, it is more preferable to use waste paper pulp (newspaper, etc.) from the viewpoints of improving the moldability of the structure for casting production, supplyability, economy and environmental protection.

有機繊維の平均繊維長は鋳物製造用構造体の強度向上の観点から0.8mm以上が好ましく、0.9mm以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の表面平滑性向上の観点から2mm以下が好ましく、1.8mm以下がより好ましく、1.5mm以下が更に好ましい。 The average fiber length of the organic fibers is preferably 0.8 mm or more, more preferably 0.9 mm or more, from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure, and preferably 2 mm or less, from the viewpoint of improving the surface smoothness of the casting manufacturing structure. 1.8 mm or less is more preferable, and 1.5 mm or less is further preferable.

鋳物製造用構造体中の有機繊維の含有量は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、鋳物製造用構造体100質量部に対して1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましく、20質量部以上がより更に好ましく、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、鋳物製造用構造体100質量部に対して40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。
なお、鋳物製造用構造体中の各成分の含有量は、本発明で用いる鋳物製造用構造体のためのスラリー組成物における仕込み量に近似するため、当該仕込み量を鋳物製造用構造体中の各成分の含有量としてもよい。例えば、後述する、スラリー原料100質量部に対する質量部を、鋳物製造用構造体中の各成分の含有量としてもよい。
From the viewpoint of improving the moldability of the casting manufacturing structure, the content of the organic fibers in the casting manufacturing structure is preferably 1 part by mass or more, and 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the casting manufacturing structure. More preferably, 10 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass or more, further preferably 40 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the casting manufacturing structure, from the viewpoint of suppressing gas generation during casting. It is more preferably not more than mass parts.
The content of each component in the casting manufacturing structure is similar to the charging amount in the slurry composition for the casting manufacturing structure used in the present invention, the charging amount in the casting manufacturing structure The content of each component may be used. For example, parts by mass with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material, which will be described later, may be used as the content of each component in the structure for casting production.

(ii)無機繊維
無機繊維は、主として鋳物製造用構造体において鋳造に用いられる前の状態ではその骨格をなし、鋳造時に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。特に、後述する熱硬化性樹脂が用いられた場合には、該無機繊維は溶融金属の熱による当該熱硬化性樹脂の熱分解に起因する熱収縮を抑えることができる。
(Ii) Inorganic fiber Inorganic fiber forms its skeleton in a state before being mainly used for casting in a structure for casting production, and maintains its shape without being burned by heat of molten metal during casting. In particular, when the thermosetting resin described below is used, the inorganic fiber can suppress the thermal contraction caused by the thermal decomposition of the thermosetting resin due to the heat of the molten metal.

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、ガラス繊維、シリカ繊維、金属繊維が挙げられる。これらの無機繊維は、1種又は2種以上を使用できる。これらの中でも、鋳造時の熱収縮を抑える点から金属が溶融するような高温でも高強度を有する炭素繊維が好ましい。なかでも、ピッチ系やポリアクリロニトリル(PAN)由来の炭素繊維を用いることが好ましく、PAN系の炭素繊維がより好ましい。 Examples of the inorganic fibers include carbon fibers, artificial mineral fibers such as rock wool, ceramic fibers, natural mineral fibers, glass fibers, silica fibers, and metal fibers. These inorganic fibers can use 1 type(s) or 2 or more types. Among these, carbon fibers having high strength even at a high temperature at which a metal melts are preferable from the viewpoint of suppressing heat shrinkage during casting. Of these, pitch-based or polyacrylonitrile (PAN)-derived carbon fibers are preferably used, and PAN-based carbon fibers are more preferable.

鋳物製造用構造体中の無機繊維、好ましくは炭素繊維の平均繊維長は、鋳物製造用構造体の強度を向上し、熱収縮を抑制する観点及び鋳物の焼着を防止する観点から、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の強度を向上する観点及び鋳物の焼着を防止する観点から、5mm以下が好ましく、4mm以下がより好ましい。ここで、鋳物製造用構造体中の無機繊維の平均繊維長は、鋳物製造用構造体表面に存在している無機繊維の繊維長を観察し、1cm2あたり、50本の繊維長を測定した平均値とすることができる。繊維長の測定は、顕微鏡等の拡大手段を介して行うことができる。実施例において、構造体中の無機繊維の平均繊維長は、この方法で測定したものである。 The average fiber length of the inorganic fibers, preferably carbon fibers, in the structure for casting production is 1 mm or more from the viewpoint of improving the strength of the structure for casting production, suppressing heat shrinkage and preventing seizure of the casting. Is preferably 2 mm or more, more preferably 5 mm or less, and more preferably 4 mm or less, from the viewpoint of improving the strength of the structure for producing a casting and preventing seizure of the casting. Here, the average fiber length of the inorganic fibers in the structure for casting production was measured by observing the fiber length of the inorganic fibers present on the surface of the structure for casting production, and measuring 50 fiber lengths per 1 cm 2 . It can be an average value. The fiber length can be measured via a magnifying means such as a microscope. In the examples, the average fiber length of the inorganic fibers in the structure is measured by this method.

鋳物製造用構造体中の無機繊維、好ましくは炭素繊維の含有量は、鋳物製造用構造体100質量部に対して、鋳物製造用構造体の強度向上、熱収縮の抑制、及び耐焼着性の向上の観点から、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましく、3質量部以上が更に好ましく、工程(I)におけるスラリー調製時のダマの生成を抑制し、鋳物製造用構造体の表面平滑性を向上させる観点から、10質量部以下が好ましく、9質量部以下がより好ましく、8質量部以下が更に好ましい。 The content of the inorganic fibers, preferably carbon fibers, in the structure for casting production is 100 parts by mass of the structure for casting production, the strength of the structure for production of casting is improved, the heat shrinkage is suppressed, and the seizure resistance. From the viewpoint of improvement, 1 part by mass or more is preferable, 2 parts by mass or more is more preferable, 3 parts by mass or more is further preferable, generation of lumps at the time of slurry preparation in the step (I) is suppressed, and a structure for casting production is obtained. From the viewpoint of improving the surface smoothness, it is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 9 parts by mass or less, and further preferably 8 parts by mass or less.

有機繊維と無機繊維の質量比、好ましくは有機繊維と炭素繊維の質量比は、無機繊維/有機繊維、更に炭素繊維/有機繊維で、鋳物製造用構造体の強度の向上、熱収縮の抑制及び耐焼着性の向上の観点から、0.05以上が好ましく、0.1以上がより好ましく、0.12以上が更に好ましく、0.15以上がより更に好ましく、鋳物製造用構造体のダマ生成防止、表面平滑性向上、成型性及び強度向上の観点から、1.0以下が好ましく、0.5以下がより好ましい。 The mass ratio of the organic fiber and the inorganic fiber, preferably the mass ratio of the organic fiber and the carbon fiber, is inorganic fiber/organic fiber, and further carbon fiber/organic fiber, which improves the strength of the structure for casting production, suppresses heat shrinkage, and From the viewpoint of improving seizure resistance, 0.05 or more is preferable, 0.1 or more is more preferable, 0.12 or more is further preferable, 0.15 or more is further preferable, and lump formation prevention of the structure for casting production is prevented. From the viewpoint of improving surface smoothness, moldability and strength, 1.0 or less is preferable, and 0.5 or less is more preferable.

また、鋳物製造用構造体中の無機繊維、好ましくは炭素繊維の長軸/短軸比は、鋳物製造用構造体の強度向上の観点、鋳物製造用構造体の成型性を向上させる観点及び鋳物製造用構造体の熱収縮抑制の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは50以上であり、そして、好ましくは5000以下、より好ましくは2000以下、更に好ましくは1000以下である。 In addition, the long axis/minor axis ratio of the inorganic fibers, preferably carbon fibers, in the structure for producing castings is from the viewpoint of improving the strength of the structure for producing castings, the viewpoint of improving the moldability of the structure for producing castings, and the castings. From the viewpoint of suppressing heat shrinkage of the manufacturing structure, it is preferably 1 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 5000 or less, more preferably 2000 or less, still more preferably 1000 or less. is there.

(iii)無機粒子
無機粒子としては、耐火性の観点から、黒曜石、黒鉛、雲母、シリカ、中空セラミックス、フライアッシュ等の耐火物の骨材粒子が好ましい。なかでも、黒曜石がより好ましい。無機粒子は、これらを単独又は二以上を選択して用いることができる。なお、中空セラミックスとはフライアッシュに含まれる中空の粒子であって、フライアッシュを水を用いて浮遊選別することによって得ることができる。
(Iii) Inorganic particles From the viewpoint of fire resistance, inorganic particles are preferably aggregate particles of refractory materials such as obsidian, graphite, mica, silica, hollow ceramics and fly ash. Of these, obsidian is more preferable. The inorganic particles may be used alone or in combination of two or more. The hollow ceramics are hollow particles contained in fly ash, and can be obtained by floating and sorting fly ash with water.

無機粒子の平均粒子径は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、10μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましく、同様の観点から、60μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましい。 The average particle diameter of the inorganic particles is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, from the viewpoint of improving the moldability of the structure for producing a casting, and from the same viewpoint, 60 μm or less is preferable, and 40 μm or less is more preferable.

無機粒子の平均粒子径は下記の第1の測定方法で求められる平均粒子径が200μm以上の場合は、その値を平均粒子径とし、第1の測定方法で求められる平均粒子径が200μm未満の場合には、下記の第2の測定方法で測定することにより求めることができる。 The average particle diameter of the inorganic particles is less than 200 μm when the average particle diameter determined by the first measurement method is 200 μm or more, and when the average particle diameter determined by the following first measurement method is 200 μm. In this case, it can be determined by measuring with the second measuring method described below.

〔第1の測定方法〕
JIS Z2601(1993)「鋳物砂の試験方法」附属書2に規定する方法に基づいて測定し、質量累積50%をもって平均粒子径とする。前記質量累積は、各ふるい面上の粒子を、JIS Z2601(1993)解説表2に示す「径の平均Dn(mm)」とみなして計算するものとする。
[First measuring method]
JIS Z2601 (1993) "Testing method for foundry sand" Measured according to the method specified in Annex 2, and 50% by mass is taken as the average particle diameter. The mass accumulation is calculated by regarding the particles on each sieving surface as the “average diameter Dn (mm)” shown in Table 2 of JIS Z2601 (1993).

〔第2の測定方法〕 [Second measuring method]

レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製LA−920)を用いて測定された体積累積50%の平均粒子径である。分析条件は下記の通りである。
・測定方法:フロー法
・屈折率:各種無機粒子によって異なる(LA−920付属のマニュアル参照)
・分散媒:各種無機粒子に適したものを用いる
・分散方法:攪拌、内蔵超音波(22.5kHz)3分
・試料濃度:2mg/100cm3
It is an average particle diameter of 50% in volume cumulative measured by using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.). The analysis conditions are as follows.
・Measurement method: Flow method ・Refractive index: Depends on various inorganic particles (see manual attached to LA-920)
・Dispersion medium: use one suitable for various inorganic particles ・Dispersion method: stirring, built-in ultrasonic wave (22.5 kHz) 3 minutes ・Sample concentration: 2 mg/100 cm 3

鋳物製造用構造体中の無機粒子の含有量は、鋳物製造用構造体の鋳造時の熱間強度を向上させる観点から、鋳物製造用構造体100質量部に対して10質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、40質量部以上が更に好ましく、鋳物製造用構造体の強度を向上させる観点から、80質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましく、60質量部以下が更に好ましい。 The content of the inorganic particles in the casting manufacturing structure is preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the casting manufacturing structure, from the viewpoint of improving the hot strength during casting of the casting manufacturing structure. 20 mass parts or more is more preferable, 40 mass parts or more is still more preferable, from the viewpoint of improving the strength of the structure for casting production, 80 mass parts or less is preferable, 70 mass parts or less is more preferable, and 60 mass parts or less is further. preferable.

(iv)熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等が好ましい。これらの中でも、可燃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高い観点からフェノール樹脂を用いることが好ましい。
(Iv) Thermosetting resin As the thermosetting resin, phenol resin, epoxy resin, furan resin and the like are preferable. Among these, it is preferable to use the phenol resin from the viewpoints that the generation of combustible gas is small, the combustion suppressing effect is obtained, and the residual carbon rate after thermal decomposition (carbonization) is high.

フェノール樹脂としては、ノボラックフェノール樹脂、レゾールタイプ等のフェノール樹脂、尿素、メラミン、エポキシ等で変性した変性フェノール樹脂等が挙げられる。中でも、レゾールタイプのフェノール樹脂が、酸、アミン等の硬化剤を必要としない観点、鋳物製造用構造体成型時の臭気を低減する観点、鋳物製造用構造体を鋳型として用いた場合の鋳物欠陥を低減する観点から、好ましい。 Examples of the phenol resin include novolac phenol resin, phenol resin such as resol type resin, and modified phenol resin modified with urea, melamine, epoxy and the like. Among them, the phenol resin of the resol type is an acid, a viewpoint that does not require a curing agent such as an amine, a viewpoint of reducing odor during molding of a casting manufacturing structure, and a casting defect when the casting manufacturing structure is used as a mold. From the viewpoint of reducing

ノボラックフェノール樹脂を使用した場合には、硬化剤を要する。該硬化剤は水に溶け易いため、鋳物製造用構造体の脱水後にその表面に塗工されるのが好ましい。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。 If novolac phenolic resin is used, a curing agent is required. Since the hardening agent is easily dissolved in water, it is preferably applied to the surface of the structure for casting manufacture after dehydration. Hexamethylenetetramine or the like is preferably used as the curing agent.

熱硬化性樹脂は、鋳造時の熱でも分解せずに形状を保持し炭素皮膜を形成させ、良好な鋳肌を得ることができる観点から、TG熱分解測定での窒素雰囲気中で1000℃に於ける減量率が、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。 The thermosetting resin is maintained at 1000° C. in a nitrogen atmosphere in the TG pyrolysis measurement from the viewpoint that a shape is maintained and a carbon film is formed without decomposing even with heat during casting, and a good casting surface can be obtained. The weight loss rate is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less.

鋳物製造用構造体中の熱硬化性樹脂の含有量は、鋳物製造用構造体の強度向上及びガス発生量抑制観点から、鋳物製造用構造体100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上が更に好ましく、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましい。 The content of the thermosetting resin in the structure for casting production is preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the structure for casting production, from the viewpoint of improving the strength of the structure for casting production and suppressing the amount of gas generation, 10 parts by mass or more is more preferable, 15 parts by mass or more is further preferable, 40 parts by mass or less is preferable, 30 parts by mass or less is more preferable, and 20 parts by mass or less is further preferable.

鋳込みの際に、ガス発生量が増大する原因は、主として有機繊維及び熱硬化性樹脂であることから、両者の原料種及び配合量及び質量比率は重要である。 Since the organic fiber and the thermosetting resin are the main causes of the increase in the amount of gas generated during casting, the raw material species, the blending amount, and the mass ratio of the two are important.

熱硬化性樹脂の含有量を適切にすることで、工程(III)において乾燥成型時に、鋳物製造用構造体の金型への貼り付きが防止でき鋳物製造用構造体を金型から分離することが容易となり、硬化した熱硬化性樹脂の金型表面への付着を低減でき、鋳物製造用構造体の寸法精度を向上でき、金型表面の清掃頻度も低減できる。 By making the thermosetting resin content appropriate, it is possible to prevent the casting structure from sticking to the mold during dry molding in step (III), and separate the casting structure from the mold. This makes it possible to reduce the adhesion of the cured thermosetting resin to the surface of the mold, improve the dimensional accuracy of the casting manufacturing structure, and reduce the frequency of cleaning the surface of the mold.

(v)カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー
カチオン性窒素を有する界面活性剤は、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成させると考えられる。
カチオン性窒素を有する界面活性剤は、親水基部分にカチオン性窒素を含む界面活性剤である。
本発明において、界面活性剤若しくはポリマーが有するカチオン性窒素とは、本発明の鋳物製造用構造体の製造方法を実施する環境下で正電荷を帯びた窒素原子となる窒素原子として化合物中に存在する窒素原子を含む。
(V) Surfactant having cationic nitrogen or polymer having cationic nitrogen It is considered that the surfactant having cationic nitrogen is adsorbed by the surface charge of the negatively charged organic fiber to form soft flocs. To be
The surfactant having cationic nitrogen is a surfactant containing cationic nitrogen in the hydrophilic group portion.
In the present invention, the cationic nitrogen possessed by the surfactant or the polymer is present in the compound as a nitrogen atom which becomes a positively charged nitrogen atom under the environment for carrying out the method for producing a structure for casting production of the present invention. It contains a nitrogen atom.

カチオン性窒素を有する界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤から選択できる。 The cationic nitrogen-containing surfactant can be selected from cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants.

カチオン性窒素を有するカチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩、アルキルアミン塩などが挙げられる。
第4級アンモニウム塩としては、炭素数11以上23以下のアルキル基を1つ又は2つ有する第4級アンモニウム塩が挙げられる。具体的には、下記一般式(1)で表される第4級アンモニウム塩が挙げられる。
Examples of the cationic surfactant having cationic nitrogen include a quaternary ammonium salt and an alkylamine salt.
Examples of the quaternary ammonium salt include quaternary ammonium salts having one or two alkyl groups having 11 to 23 carbon atoms. Specific examples include quaternary ammonium salts represented by the following general formula (1).

Figure 0006739973
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〔式中、Rは、炭素数11以上23以下のアルキル基を示す。Rは、炭素数1以上25以下のアルキル基又はベンジル基を示す。R、Rは、それぞれ、炭素数1以上4以下のアルキル基を示す。Xは、陰イオンを示す。〕 [In formula, R< 1 > shows a C11 or more and 23 or less alkyl group. R 2 represents an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or a benzyl group. R 3 and R 4 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. X represents an anion. ]

一般式(1)中、Rは、炭素数12以上18以下のアルキル基が好ましい。
一般式(1)中、Rのアルキル基は、炭素数1以上10以下が好ましい。Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基又はベンジル基がより好ましく、炭素数1以上10以下のアルキル基が更に好ましい。
一般式(1)中、R、Rは、それぞれ、炭素数1又は2のアルキル基が好ましい。
一般式(1)中、Xは、塩化物イオン(Cl)が好ましい。
In general formula (1), R 1 is preferably an alkyl group having 12 to 18 carbon atoms.
In general formula (1), the alkyl group of R 2 preferably has 1 to 10 carbon atoms. R 2 is more preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or a benzyl group, and further preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
In general formula (1), R 3 and R 4 are each preferably an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms.
In the general formula (1), X is preferably a chloride ion (Cl ).

第4級アンモニウム塩としては、具体的には、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキル(炭素数11以上23以下)ベンジルジメチルアンモニウムクロライドが挙げられる。 Specific examples of the quaternary ammonium salt include lauryltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, and alkyl (having 11 to 23 carbon atoms) benzyldimethylammonium chloride. ..

第4級アンモニウム塩として、コータミン24P、コータミン60W、コータミン86Pコンク、コータミン86W、コータミンD86P、サニゾールC、サニゾールB−50(何れも花王株式会社)の商品名で市販されている第4級アンモニウム塩を使用することができる。 As a quaternary ammonium salt, quatamine 24P, cotamine 60W, cotamine 86P conc, cotamine 86W, cotamine D86P, sanizole C, sanizole B-50 (all are Kao Corporation) quaternary ammonium salt marketed. Can be used.

アルキルアミン塩としては、炭素数11以上23以下のアルキル基を有するアルキルアミン塩(例えば塩は酢酸塩)などが挙げられる。
アルキルアミン塩としては、具体的には、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテートが挙げられる。
アルキルアミン塩として、アセタミン24、アセタミン86(何れも花王株式会社)の商品名で市販されているアルキルアミン塩を使用することができる。
Examples of the alkylamine salt include an alkylamine salt having an alkyl group having 11 to 23 carbon atoms (for example, the salt is an acetate salt).
Specific examples of the alkylamine salt include coconut amine acetate and stearyl amine acetate.
As the alkylamine salt, an alkylamine salt commercially available under the trade names of acetamine 24 and acetamine 86 (both are Kao Corporation) can be used.

カチオン性窒素を有する両性界面活性剤としては、ベタイン、アミンオキサイドが挙げられる。ベタイン及びアミンオキサイドは、それぞれ、炭素数11以上23以下のアルキル基を有するものが好ましい。
ベタインとしては、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタインなどが挙げられる。
ベタインとして、アンヒトール20BS、アンヒトール24B、アンヒトール86B、アンヒトール20YB、アンヒトール20HD(何れも花王株式会社)の商品名で市販されているベタインを使用することができる。
Examples of the amphoteric surfactant having a cationic nitrogen include betaine and amine oxide. Each of betaine and amine oxide preferably has an alkyl group having 11 to 23 carbon atoms.
Examples of betaine include lauryl betaine, stearyl betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine, and lauryl hydroxysulfobetaine.
As betaine, betaine commercially available under the trade names of Amchthor 20BS, Amchthor 24B, Amchthor 86B, Amchthol 20YB, and Amchthol 20HD (both are Kao Corporation) can be used.

アミンオキサイドとしては、ラウリルジメチルアミンオキサイドが挙げられる。
アミンオキサイドとして、アンヒトール20N(花王株式会社)の商品名で市販されているベタインを使用することができる。
Examples of the amine oxide include lauryl dimethyl amine oxide.
As the amine oxide, betaine commercially available under the trade name of Amphitol 20N (Kao Corporation) can be used.

カチオン性窒素を有する非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルアミンが挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルアミンのアルキル基は、炭素数11以上23以下が好ましい。
ポリオキシエチレンアルキルアミンのエチレンオキサイド平均付加モル数は、1以上40以下が好ましい。
ポリオキシエチレンアルキルアミンとしては、ポリオキシエチレンラウリルアミンが挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルアミンとして、アミート105(花王株式会社)の商品名で市販されているポリオキシエチレンアルキルアミンを使用することができる。
Examples of the nonionic surfactant having a cationic nitrogen include polyoxyethylene alkylamine.
The alkyl group of polyoxyethylene alkylamine preferably has 11 or more and 23 or less carbon atoms.
The ethylene oxide average addition mole number of polyoxyethylene alkyl amine is preferably 1 or more and 40 or less.
Examples of the polyoxyethylene alkylamine include polyoxyethylene lauryl amine.
As the polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamine commercially available under the trade name of Amate 105 (Kao Corporation) can be used.

中でも、カチオン性窒素を有する界面活性剤は、第4級アンモニウム塩が好ましい。 Among these, the surfactant having cationic nitrogen is preferably a quaternary ammonium salt.

カチオン性窒素を有するポリマーは、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成させると考えられる。
カチオン性窒素を有するポリマーは、主鎖若しくは側鎖にカチオン性窒素を含むポリマーである。
It is considered that the polymer having a cationic nitrogen is adsorbed by the surface charge of the negatively charged organic fiber to form a soft floc.
The polymer having cationic nitrogen is a polymer containing cationic nitrogen in the main chain or side chain.

カチオン性窒素を有するポリマーは、主鎖となるモノマーにカチオン性窒素を有するポリマー、及び側鎖となる官能基にカチオン性窒素を有するポリマーから選択できる。側鎖となる官能基にカチオン性窒素を有するポリマーが好ましい。例えば、ポリアクリルアミド、アクリル酸のホモポリマー又はコポリマーをカチオン変性したポリマーが挙げられる。 The polymer having cationic nitrogen can be selected from a polymer having cationic nitrogen as a main chain monomer and a polymer having cationic nitrogen as a side chain functional group. A polymer having cationic nitrogen in the functional group serving as a side chain is preferable. For example, a polymer obtained by cation-modifying a homopolymer or copolymer of polyacrylamide or acrylic acid can be used.

ポリマーのカチオン変性に適した官能基としては、第4級アンモニウム基、アルキルアミン基などが挙げられる。第4級アンモニウム基としては、炭素数11以上23以下のアルキル基を1つ又は2つ有する第4級アンモニウム基が挙げられる。具体的には、前記一般式(1)で表される第4級アンモニウム化合物に由来する基が挙げられ、好ましい態様も同じである。 Functional groups suitable for cation modification of polymers include quaternary ammonium groups and alkylamine groups. Examples of the quaternary ammonium group include quaternary ammonium groups having one or two alkyl groups having 11 to 23 carbon atoms. Specific examples thereof include groups derived from the quaternary ammonium compound represented by the general formula (1), and the preferred embodiments are also the same.

また、ポリアミドアミンのエピクロルヒドリンによる変性物が挙げられる。 Further, a modified product of polyamidoamine with epichlorohydrin may be mentioned.

カチオン性窒素を有するポリマーは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、又は第4級アンモニウム塩基を有するポリマーであり、例えば、カチオン化澱粉、カチオン性ポリアクリルアミド(PAM)、ポリビニルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PDADMAC)、ポリアミドエピクロロヒドリン(PAE)、ポリエチレンイミン(PEI)などの水溶性のカチオン性ポリマー等が挙げられる。カチオン性窒素を有するポリマーは、ポリアミドエピクロロヒドリン(PAE)が好ましい。 The polymer having a cationic nitrogen is a polymer having a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, or a quaternary ammonium base, and examples thereof include cationized starch and cationic polyacrylamide (PAM). ), polyvinylamine, polydiallyldimethylammonium chloride (PDADMAC), polyamide epichlorohydrin (PAE), polyethyleneimine (PEI), and other water-soluble cationic polymers. The polymer having cationic nitrogen is preferably polyamide epichlorohydrin (PAE).

鋳物製造用構造体中のカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの含有量は、有機繊維に吸着し、有機繊維のフィブリルを拡げる観点から、鋳物製造用構造体100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましく、0.3質量部以上が更に好ましく、1質量部以上がより更に好ましく、そして、5質量部以下が好ましく、4質量部以下がより好ましく、3質量部以下が更に好ましい。 The content of the surfactant having a cationic nitrogen or the polymer having a cationic nitrogen in the structure for producing a casting is 100% by mass of the structure for producing a casting, from the viewpoint of adsorbing to the organic fiber and expanding the fibril of the organic fiber. 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, further preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 5 parts by mass or less, It is more preferably 4 parts by mass or less, still more preferably 3 parts by mass or less.

また、鋳物製造用構造体中のカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの含有量は、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成させる観点から、有機繊維の含有量に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは13質量%以下である。 Further, the content of the surfactant having a cationic nitrogen or the polymer having a cationic nitrogen in the structure for producing a casting is from the viewpoint of adsorbing to the surface charge of the negatively charged organic fiber to form a soft floc. Therefore, with respect to the content of the organic fiber, preferably 0.1 mass% or more, more preferably 1 mass% or more, further preferably 3 mass% or more, and preferably 25 mass% or less, more preferably 15 mass% % Or less, more preferably 13% by mass or less.

(vi)その他の成分
本発明の鋳物製造用構造体は、さらに、アニオン性化合物、着色剤等の成分を含むこともできる。
(Vi) Other components The structure for producing a casting of the present invention may further contain components such as an anionic compound and a coloring agent.

本発明により製造される鋳物製造用構造体は、更に、アニオン性化合物を含有することが好ましい。
アニオン性化合物は、上記のカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの添加によってソフトフロックが形成された後、有機繊維間に橋かけを作り、機械的外力に強いハードフロックを形成させる目的で使用される。本発明において、アニオン性化合物とは、水溶液中で電離して化合物の主体が陰イオンになる化合物をいう。
The casting production structure produced by the present invention preferably further contains an anionic compound.
The anionic compound forms a soft floc by the addition of the above-mentioned surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen, and then forms a bridge between organic fibers to form a hard floc resistant to mechanical external force. Used for the purpose of forming. In the present invention, the anionic compound refers to a compound which is ionized in an aqueous solution so that the main component of the compound becomes an anion.

アニオン性化合物としては、ベントナイト、コロイダルシリカ、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はその塩、及びカルボキシメチルセルロース又はその塩から選ばれる化合物が挙げられる。塩はナトリウムが好ましい。高分子のアニオン性化合物については、主骨格となる単量体以外に、他の単量体を含む共重合体であってよい。
アニオン性化合物は、1種又は2種以上を使用することができる。
アニオン性化合物としては、カルボキシメチルセルロース又はその塩が好ましい。
Examples of the anionic compound include compounds selected from bentonite, colloidal silica, polyacrylamide, polyacrylic acid or salts thereof, and carboxymethyl cellulose or salts thereof. The salt is preferably sodium. The high molecular anionic compound may be a copolymer containing other monomer in addition to the monomer serving as the main skeleton.
The anionic compound may be used alone or in combination of two or more.
As the anionic compound, carboxymethyl cellulose or a salt thereof is preferable.

カルボキシメチルセルロースとしては、重量平均分子量は1000以上であることが好ましく、1万以上であることがより好ましく、2万以上であることがさらに好ましい。また、重量平均分子量は400万以下であることが好ましく、300万以下であることがより好ましく、200万以下であることがさらに好ましい。重量平均分子量が1000以上であればハードフロックを形成させることができ、1000万以下であれば混合時に混合しやすい。 The weight average molecular weight of carboxymethyl cellulose is preferably 1,000 or more, more preferably 10,000 or more, and further preferably 20,000 or more. The weight average molecular weight is preferably 4,000,000 or less, more preferably 3,000,000 or less, and further preferably 2,000,000 or less. When the weight average molecular weight is 1000 or more, hard flocs can be formed, and when the weight average molecular weight is 10 million or less, mixing is easy at the time of mixing.

鋳物製造用構造体中のアニオン性化合物の含有量は、固形分として、鋳物製造用構造体100質量部に対して、膨潤防止の観点から、0.01質量部以上が好ましく、0.02質量部以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の金型への貼り付き防止の観点から、2質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。 From the viewpoint of swelling prevention, the content of the anionic compound in the casting manufacturing structure is preferably 0.01 parts by mass or more, as solid content, relative to 100 parts by mass of the casting manufacturing structure. The amount is preferably 2 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less, from the viewpoint of preventing the structure for casting production from sticking to the mold.

〔鋳物製造用構造体の構造等〕 [Structure of casting manufacturing structure, etc.]

本発明の鋳物製造用構造体の製造方法では、得られる鋳物製造用構造体中の無機繊維の平均繊維長が、好ましくは1mm以上5mm以下である。 In the method for producing a structure for casting production of the present invention, the average fiber length of the inorganic fibers in the obtained structure for casting production is preferably 1 mm or more and 5 mm or less.

鋳物製造用構造体の厚みは使用目的等に応じて設定することができるが、少なくとも溶融金属と接する部分の厚みは、鋳物製造用構造体の強度向上の観点から、0.2mm以上が好ましく、0.4mm以上がより好ましく、0.5mm以上が更に好ましく、0.6mm以上がより更に好ましく、鋳物製造用構造体の通気性向上の観点から、5mm以下が好ましく、4mm以下がより好ましく、3.5mm以下が更に好ましく、3.0mm以下がより更に好ましい。 The thickness of the casting manufacturing structure can be set according to the purpose of use and the like, but at least the thickness of the portion in contact with the molten metal is preferably 0.2 mm or more from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure, 0.4 mm or more is more preferable, 0.5 mm or more is further preferable, 0.6 mm or more is still more preferable, 5 mm or less is preferable, 4 mm or less is more preferable, 3 from the viewpoint of improving the air permeability of the structure for casting production. It is more preferably 0.5 mm or less, still more preferably 3.0 mm or less.

鋳物製造用構造体は、鋳物製造用構造体の機能を維持する観点から、圧縮強度は80N以上が好ましく、100N以上がより好ましい。 From the viewpoint of maintaining the function of the casting manufacturing structure, the casting manufacturing structure preferably has a compressive strength of 80 N or more, and more preferably 100 N or more.

本発明により製造された鋳物製造用構造体は、鋳造時のガス発生量低減の観点から、該構造体の使用前(鋳造に供せられる前)の含水率は10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましく、3質量%以下がより更に好ましい。 From the viewpoint of reducing the amount of gas generated during casting, the cast-manufacturing structure produced according to the present invention preferably has a water content of 10% by mass or less before use (before being subjected to casting). Mass% or less is more preferable, 5 mass% or less is further preferable, and 3 mass% or less is still more preferable.

本発明により製造された鋳物製造用構造体の密度は、鋳物製造用構造体の取り扱い作業性や加工作業性の観点から、3g/cm以下が好ましく、2g/cm以下がより好ましく、1.5g/cm以下が更に好ましい。また、鋳物製造用構造体の強度を維持させる観点から0.5g/cm以上が好ましく、0.6g/cm以上がより好ましく、0.7g/cm以上が更に好ましい。 The density of for casting structure produced by the present invention, from the viewpoint of handling properties and processability workability for casting structure is preferably 3 g / cm 3 or less, more preferably 2 g / cm 3 or less, 1 It is more preferably 0.5 g/cm 3 or less. Further, from the viewpoint of maintaining the strength of the structure for producing a casting, 0.5 g/cm 3 or more is preferable, 0.6 g/cm 3 or more is more preferable, and 0.7 g/cm 3 or more is further preferable.

<鋳物製造用構造体の製造方法>
本発明の鋳物製造用構造体の製造方法は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)、該スラリー組成物を抄造し繊維積層体を得る工程(II)、並びに該繊維積層体を脱水後乾燥する工程(III)を有する。
<Method for manufacturing structure for casting production>
The method for producing a structure for producing a casting according to the present invention is a slurry composition containing organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and water. There is a step (I) of obtaining a product, a step (II) of forming the slurry composition into a paper to obtain a fiber laminate, and a step (III) of dehydrating and drying the fiber laminate.

<工程(I)>
工程(I)では、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る。
工程(I)は、(a)有機繊維、(b)無機繊維、(c)無機粒子、(d)熱硬化性樹脂、(e)カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤から選ばれる1種以上のカチオン性窒素を有する界面活性剤、並びに(f)水を含有するスラリー組成物を得る工程であってよい。
工程(I)は、(a)有機繊維、(b)無機繊維、(c)無機粒子、(d)熱硬化性樹脂、(e’)第4級アンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベタイン、アミンオキサイド及びポリオキシエチレンアルキルアミンから選ばれる1種以上のカチオン性窒素を有する界面活性剤、並びに(f)水を含有するスラリー組成物を得る工程であってよい。
<Process (I)>
In the step (I), a slurry composition containing organic fibers, inorganic fibers, inorganic particles, thermosetting resin, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and water is obtained.
Step (I) includes (a) organic fiber, (b) inorganic fiber, (c) inorganic particles, (d) thermosetting resin, (e) cationic surfactant, amphoteric surfactant and nonionic interface. It may be a step of obtaining a slurry composition containing (f) water and a surfactant having one or more kinds of cationic nitrogen selected from activators.
In the step (I), (a) organic fiber, (b) inorganic fiber, (c) inorganic particle, (d) thermosetting resin, (e') quaternary ammonium salt, alkylamine salt, betaine, amine oxide. And a surfactant having at least one cationic nitrogen selected from polyoxyethylene alkylamine, and (f) a step of obtaining a slurry composition containing water.

工程(I)では、水とカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合した後に、無機繊維を混合して前記スラリー組成物を得ることが、均一なスラリー組成物を得る観点で好ましい。工程(I)では、無機繊維が最初に水と混合される前に、水とカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合することが、均一なスラリー組成物を得る観点で好ましい。 In the step (I), after mixing water and a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen, inorganic fibers are mixed to obtain the slurry composition. It is preferable from the viewpoint of obtaining. In step (I), mixing water with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen before the inorganic fibers are first mixed with water results in a uniform slurry composition. It is preferable from the viewpoint.

工程(I)は、有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、並びに、前記混合物(A)にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び無機繊維を添加する工程(I−2)を有し、
前記工程(I−2)において、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを前記混合物(A)に添加し、
熱硬化性樹脂及び無機粒子を前記工程(I−1)及び前記工程(I−2)の少なくとも何れかで混合する、ことが好ましい。
The step (I) is a step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water, a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen in the mixture (A), and Having a step (I-2) of adding an inorganic fiber,
In the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A),
It is preferable to mix the thermosetting resin and the inorganic particles in at least one of the step (I-1) and the step (I-2).

工程(I)は、
有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、
前記混合物(A)に熱硬化性樹脂及び無機粒子を混合して混合物(B)を得る工程(I−2−1)、並びに、
前記混合物(B)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを混合した後、無機繊維を混合する工程(I−2−2)
を有することが好ましい。
Step (I) is
A step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water,
A step (I-2-1) of obtaining a mixture (B) by mixing the mixture (A) with a thermosetting resin and inorganic particles; and
A step (I-2-2) of mixing the mixture (B) with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and then mixing inorganic fibers.
It is preferable to have

また、工程(I)では、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成させる観点から、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを、有機繊維に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは13質量%以下混合する。 Further, in the step (I), from the viewpoint of adsorbing to the surface charges of the negatively charged organic fibers to form soft flocs, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen is added to the organic fibers. On the other hand, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and preferably 25% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, further preferably 13% by mass or less. Mix up to mass%.

〔工程(I−1)〕
工程(I−1)では、有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る。該混合物(A)は、有機繊維を水に分散させて調製する。有機繊維及び水を含有する混合物(A)を叩解することが好ましい。工程(I−1)では、有機繊維及び分散媒である水を含む混合物(A)を調製する。
[Step (I-1)]
In the step (I-1), a mixture (A) containing organic fibers and water is obtained. The mixture (A) is prepared by dispersing organic fibers in water. It is preferable to beat the mixture (A) containing organic fibers and water. In the step (I-1), a mixture (A) containing organic fibers and water as a dispersion medium is prepared.

工程(I)で得られるスラリー組成物(以下、原料スラリーともいう)中の有機繊維の含有量は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましく、20質量部以上がより更に好ましく、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。この量に相当する量の有機繊維を工程(I−1)の混合物(A)の調製に用いる。
なお、スラリー原料は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂及びカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、又は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及びアニオン性化合物であり、前記スラリー原料の質量部は、これらの合計質量を100質量部としたものである(以下同様)。
The content of the organic fiber in the slurry composition (hereinafter, also referred to as a raw material slurry) obtained in the step (I) is 100% from the viewpoint of improving the moldability of the casting manufacturing structure. 1 part by mass or more, preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass or more with respect to parts by mass, from the viewpoint of suppressing the gas generation amount during casting, the process ( I) It is preferably 40 parts by mass or less, and more preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material used as a whole. An amount of organic fiber corresponding to this amount is used for preparing the mixture (A) in step (I-1).
The slurry raw material is organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin and surfactant having cationic nitrogen or polymer having cationic nitrogen, or organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting The resin, the surfactant having cationic nitrogen or the polymer having cationic nitrogen, and the anionic compound are used, and the total mass of these slurry raw materials is 100 parts by mass (the same applies hereinafter).

工程(I−1)では、有機繊維及び水を含有する混合物を得るための水の量は、叩解効率向上の観点から、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して、600質量部以上が好ましく、700質量部以上がより好ましく、770質量部以上が更に好ましく、1000質量部以下が好ましく、900質量部以下がより好ましく、870質量部以下が更に好ましい。 In the step (I-1), the amount of water for obtaining the mixture containing the organic fiber and water is 600 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material used in the entire step (I) from the viewpoint of improving the beating efficiency. The amount is preferably at least 700 parts by mass, more preferably at least 700 parts by mass, even more preferably at least 770 parts by mass, preferably at most 1000 parts by mass, more preferably at most 900 parts by mass, still more preferably at most 870 parts by mass.

工程(I−1)における水を含む混合物(A)中の有機繊維の含有量は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.48質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上が更に好ましく、1.9質量%以上がより更に好ましく、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、6.2質量%以下が好ましく、4.7質量%以下がより好ましい。なお、混合物(A)の叩解を行う場合は、前記含有量は、叩解前の混合物(A)を基準とする含有量である。 The content of the organic fibers in the mixture (A) containing water in the step (I-1) is preferably 0.1% by mass or more, and 0.48% by mass, from the viewpoint of improving the moldability of the structure for casting production. The above is more preferable, 1.0 mass% or more is still more preferable, 1.9 mass% or more is still more preferable, and 6.2 mass% or less is preferable and 4.7 mass% from the viewpoint of suppressing the gas generation amount during casting. % Or less is more preferable. When the mixture (A) is beaten, the content is the content based on the mixture (A) before beating.

工程(I−1)における水を含む混合物(A)中の水の含有量は、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、87.6質量%以上が好ましく、92.2質量%以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、99.4質量%以下が好ましく、98.0質量%以下がより好ましく、97.5質量%以下が更に好ましい。 The content of water in the mixture (A) containing water in the step (I-1) is preferably 87.6% by mass or more, and more preferably 92.2% by mass or more, from the viewpoint of suppressing the gas generation amount during casting. From the viewpoint of improving the moldability of the structure for producing a casting, 99.4 mass% or less is preferable, 98.0 mass% or less is more preferable, and 97.5 mass% or less is further preferable.

なお、工程(I−1)では、水以外の分散媒を使用することもできる。水以外の分散媒としては、エタノール、メタノール、ジクロロメタン、アセトン、キシレンなどの溶剤が挙げられる。これらを単独又は二以上を混合して用いることができる。 In addition, in a process (I-1), a dispersion medium other than water can also be used. Examples of the dispersion medium other than water include solvents such as ethanol, methanol, dichloromethane, acetone and xylene. These may be used alone or in combination of two or more.

得られた混合物(A)を叩解する場合、混合物(A)(スラリー原料の混合物)を、パルパー内で、所定周波数で所定時間、離解した後、リファイナーに移送して所定強度で所定時間、叩解処理を行う。 When the resulting mixture (A) is beaten, the mixture (A) (mixture of slurry raw materials) is defibrated in a pulper at a predetermined frequency for a predetermined time, then transferred to a refiner and beaten at a predetermined strength for a predetermined time. Perform processing.

具体的には、有機繊維及び水を含有する混合物を、パルパー内に投入し、該混合物2000kgに対して、離解効率向上の観点から、周波数10Hz以上で離解させるのが好ましく、20Hz以上がより好ましく、30Hz以上が更に好ましく、電力消費量低減の観点から、200Hz以下が好ましく、150Hz以下がより好ましく、100Hz以下が更に好ましい。離解時間としては、離解効率向上の観点から、1分以上が好ましく、2分以上がより好ましく、3分以上が更に好ましく、電力消費量低減の観点から、30分以下が好ましく、25分以下がより好ましく、20分以下が更に好ましい。 Specifically, a mixture containing organic fibers and water is put into a pulper, and from the viewpoint of improving the disaggregation efficiency, 2000 kg of the mixture is preferably disaggregated at a frequency of 10 Hz or more, and more preferably 20 Hz or more. , 30 Hz or higher is more preferable, and from the viewpoint of reducing power consumption, 200 Hz or lower is preferable, 150 Hz or lower is more preferable, and 100 Hz or lower is further preferable. The disaggregation time is preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, further preferably 3 minutes or more from the viewpoint of improving disaggregation efficiency, and preferably 30 minutes or less and 25 minutes or less from the viewpoint of reducing power consumption. It is more preferably 20 minutes or less.

また、有機繊維及び水を含有する混合物、好ましくは離解後の有機繊維及び水を含有する混合物の叩解は、リファイナー、ビーター及びPFIミルから選ばれる叩解手段を用いて行うのが好ましく、叩解効率の観点からリファイナーを用いることがより好ましい。リファイナーを用いた場合の負荷値は、叩解効率向上の観点から、5kW以上が好ましく、7kW以上がより好ましく、10kW以上が更に好ましく、電力消費量低減の観点から、50kW以下が好ましく、30kW以下がより好ましく、20kW以下が更に好ましい。リファイナーを用いた場合の流量は、生産効率向上の観点から、10L/min以上が好ましく、20L/min以上がより好ましく、30L/min以上が更に好ましく、叩解効率向上の観点から、700L/min以下が好ましく、600L/min以下がより好ましく、500L/min以下が更に好ましい。リファイナーを用いた場合の処理時間は、叩解効率向上の観点から、5分以上が好ましく、8分以上がより好ましく、10分以上が更に好ましく、生産効率向上の観点から、90分以下が好ましく、80分以下がより好ましく、70分以下が更に好ましい。 Further, the beating of the mixture containing the organic fiber and water, preferably the mixture containing the organic fiber and water after disintegration is preferably performed using a beating means selected from a refiner, a beater and a PFI mill. From the viewpoint, it is more preferable to use a refiner. The load value in the case of using the refiner is preferably 5 kW or more, more preferably 7 kW or more, further preferably 10 kW or more, from the viewpoint of improving the beating efficiency, and preferably 50 kW or less, or 30 kW or less from the viewpoint of reducing power consumption. More preferably, 20 kW or less is further preferable. The flow rate when using a refiner is preferably 10 L/min or more, more preferably 20 L/min or more, further preferably 30 L/min or more, from the viewpoint of improving production efficiency, and 700 L/min or less from the viewpoint of improving beating efficiency. Is preferred, 600 L/min or less is more preferred, and 500 L/min or less is even more preferred. The treatment time when using a refiner is preferably 5 minutes or more, more preferably 8 minutes or more, still more preferably 10 minutes or more, from the viewpoint of improving beating efficiency, and preferably 90 minutes or less from the viewpoint of improving production efficiency. It is more preferably 80 minutes or less, still more preferably 70 minutes or less.

〔工程(I−2)〕
工程(I−2)では、混合物(A)にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び無機繊維を添加する。そして、工程(I−2)では、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを前記混合物(A)に添加する。
[Step (I-2)]
In the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen and an inorganic fiber are added to the mixture (A). Then, in the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A).

無機粒子及び熱硬化性樹脂は、工程(I−2)で用いることが好ましい。
また、アニオン性化合物も工程(I−2)で用いることが好ましい。
The inorganic particles and the thermosetting resin are preferably used in the step (I-2).
It is also preferable to use an anionic compound in step (I-2).

アニオン性化合物は、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの後に混合物(A)に添加されることが好ましい。すなわち、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーが前記混合物(A)に添加され、かつ無機繊維を前記混合物(A)に添加した後にアニオン性化合物が添加されることが好ましい。 The anionic compound is preferably added to the mixture (A) after the surfactant having cationic nitrogen or the polymer having cationic nitrogen. That is, a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A), and the inorganic fiber is added to the mixture (A). It is preferable that the anionic compound is added after the addition.

無機粒子、熱硬化性樹脂及びアニオン性化合物を工程(I−2)で用いる場合、混合物(A)への無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及びアニオン性化合物の添加順序として、以下のような態様が挙げられる。
態様(i)混合物(A)に、熱硬化性樹脂、無機粒子、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、アニオン性化合物、無機繊維の順で添加する。
態様(ii)混合物(A)に、熱硬化性樹脂、無機粒子、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、無機繊維、アニオン性化合物の順で添加する。
態様(iii)混合物(A)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、無機繊維、アニオン性化合物、熱硬化性樹脂、無機粒子の順で添加する。
態様(iv)混合物(A)に、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、無機繊維、無機粒子、アニオン性化合物の順で添加する。
態様(v)混合物(A)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、無機繊維、アニオン性化合物、熱硬化性樹脂、無機粒子の順で添加する。
勿論、これら以外の態様であってもよい。また、複数の成分を同時に添加してもよい。
When the inorganic particles, the thermosetting resin and the anionic compound are used in the step (I-2), the inorganic fiber, the inorganic particles, the thermosetting resin, the cationic nitrogen-containing surfactant or the cationic agent for the mixture (A) are used. Examples of the order of adding the nitrogen-containing polymer and the anionic compound include the following modes.
Aspect (i) A thermosetting resin, inorganic particles, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, an anionic compound, and an inorganic fiber are added in this order to the mixture (A).
Aspect (ii) A thermosetting resin, inorganic particles, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, an inorganic fiber, and an anionic compound are added to the mixture (A) in this order.
Aspect (iii) To the mixture (A), a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, an inorganic fiber, an anionic compound, a thermosetting resin, and inorganic particles are added in this order.
Aspect (iv) A thermosetting resin, a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen, an inorganic fiber, an inorganic particle, and an anionic compound are sequentially added to the mixture (A).
Aspect (v) To the mixture (A), a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, an inorganic fiber, an anionic compound, a thermosetting resin, and inorganic particles are added in this order.
Of course, modes other than these may be used. Also, a plurality of components may be added at the same time.

本発明では、上記の通り、工程(I−2)で、無機粒子及び熱硬化性樹脂を前記混合物(A)に添加することが好ましい。また、本発明では、工程(I−2)で無機粒子及び熱硬化性樹脂を前記混合物(A)に添加し、無機粒子及び熱硬化性樹脂を前記混合物(A)に添加した後にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを添加することが好ましい。上記態様(i)の方法が好ましい。 In the present invention, as described above, it is preferable to add the inorganic particles and the thermosetting resin to the mixture (A) in the step (I-2). In addition, in the present invention, in the step (I-2), inorganic particles and a thermosetting resin are added to the mixture (A), and after the inorganic particles and the thermosetting resin are added to the mixture (A), cationic nitrogen is added. It is preferable to add a surfactant having a cation or a polymer having a cationic nitrogen. The method of the above aspect (i) is preferable.

工程(I−2)により、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水、更に任意にアニオン性化合物を含有する、工程(I)のスラリー組成物(原料スラリー)が得られる。 By the step (I-2), an organic fiber, an inorganic fiber, an inorganic particle, a thermosetting resin, a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen, water, and optionally an anionic compound are contained. The slurry composition (raw material slurry) of step (I) is obtained.

原料スラリー中の無機繊維の含有量は、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して、鋳物製造用構造体の強度向上、熱収縮の抑制、及び耐焼着性の向上の観点から、1質量部以上が好ましく、2質量部以上がより好ましく、3質量部以上が更に好ましく、工程(I)におけるスラリー調製時のダマの生成を抑制し、鋳物製造用構造体の表面平滑性を向上させる観点から、10質量部以下が好ましく、9質量部以下がより好ましく、8質量部以下が更に好ましい。この量に相当する量の無機繊維を工程(I−2)で用いる。好ましくは、工程(I)全体で用いる無機繊維の全量、すなわち原料スラリー中に配合される無機繊維の全量を工程(I−2)で用いる。 The content of the inorganic fibers in the raw material slurry is 100% by mass of the slurry raw material used in the entire step (I), from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure, suppressing heat shrinkage, and improving seizure resistance. 1 part by mass or more is preferable, 2 parts by mass or more is more preferable, 3 parts by mass or more is further preferable, generation of lumps at the time of preparing the slurry in the step (I) is suppressed, and the surface smoothness of the casting manufacturing structure is improved. From the viewpoint of improvement, it is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 9 parts by mass or less, and further preferably 8 parts by mass or less. An amount of the inorganic fiber corresponding to this amount is used in the step (I-2). Preferably, the total amount of inorganic fibers used in the entire step (I), that is, the total amount of inorganic fibers blended in the raw material slurry is used in the step (I-2).

原料スラリー中の無機粒子の含有量は、鋳物製造用構造体の鋳造時の熱間強度を向上させる観点から、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して10質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、40質量部以上が更に好ましく、鋳物製造用構造体の強度を向上させる観点から、80質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましく、60質量部以下が更に好ましい。好ましくは、この量に相当する量の無機粒子を工程(I−2)で用いる。 The content of the inorganic particles in the raw material slurry is preferably 10 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the slurry raw material used in the entire step (I), from the viewpoint of improving the hot strength during casting of the structure for producing a casting. , 20 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, further preferably 80 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less, and 60 parts by mass or less from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure. More preferable. Preferably, an amount of inorganic particles corresponding to this amount is used in step (I-2).

原料スラリー中の熱硬化性樹脂の含有量は、鋳物製造用構造体の強度向上及び鋳造時のガス発生量抑制の観点から、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上が更に好ましく、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましい。好ましくは、この量に相当する量の熱硬化性樹脂を工程(I−2)で用いる。 The content of the thermosetting resin in the raw material slurry is 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material used in the entire step (I) from the viewpoint of improving the strength of the structure for producing a casting and suppressing the amount of gas generated during casting. The amount is preferably at least 10 parts by mass, more preferably at least 10 parts by mass, still more preferably at least 15 parts by mass, preferably at most 40 parts by mass, more preferably at most 30 parts by mass, still more preferably at most 20 parts by mass. Preferably, an amount of thermosetting resin corresponding to this amount is used in step (I-2).

原料スラリー中のカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの含有量は、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して、ソフトフロックを形成させる観点から、固形分として、0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましく、0.3質量部以上が更に好ましく、そして、鋳物製造用構造体のガス発生量抑制の観点から、5質量部以下が好ましく、4質量部以下がより好ましく、3質量部以下が更に好ましい。 The content of the cationic nitrogen-containing surfactant or the cationic nitrogen-containing polymer in the raw material slurry is solid content from the viewpoint of forming soft flocs with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material used in the entire step (I). Is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, further preferably 0.3 parts by mass or more, and 5 parts by mass from the viewpoint of suppressing the gas generation amount of the casting manufacturing structure. The following is preferable, 4 parts by mass or less is more preferable, and 3 parts by mass or less is further preferable.

原料スラリー中のアニオン性化合物の含有量は、工程(I)全体で用いるスラリー原料100質量部に対して、固形分として、鋳物製造用構造体の膨潤防止の観点から、0.005質量部以上が好ましく、0.01質量部以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の金型に貼り付き防止の観点から、2質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましい。 The content of the anionic compound in the raw material slurry is 0.005 parts by mass or more in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material used in the entire step (I), from the viewpoint of preventing swelling of the casting manufacturing structure. Is more preferable, and 0.01 part by mass or more is more preferable. From the viewpoint of preventing sticking to the mold of the casting manufacturing structure, 2 parts by mass or less is preferable, and 1 part by mass or less is more preferable.

原料スラリー中の無機繊維の平均繊維長は、鋳物製造用構造体の強度向上の観点及び熱収縮を抑制する観点から、1mm以上が好ましく、2mm以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、5mm以下が好ましく、4mm以下がより好ましい。この平均繊維長を有する無機繊維を、原料スラリーの調製に用いることが好ましい。 The average fiber length of the inorganic fibers in the raw material slurry is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure and suppressing heat shrinkage, and the moldability of the casting manufacturing structure. From the viewpoint of improvement, it is preferably 5 mm or less, more preferably 4 mm or less. Inorganic fibers having this average fiber length are preferably used for preparing the raw material slurry.

原料スラリー中の無機繊維、好ましくは炭素繊維の長軸/短軸比は、鋳物製造用構造体の強度向上の観点、鋳物製造用構造体の成型性を向上させる観点及び鋳物製造用構造体の熱収縮抑制の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは50以上であり、そして、好ましくは5000以下、より好ましくは2000以下、更に好ましくは1000以下である。 The major axis/minor axis ratio of the inorganic fibers in the raw material slurry, preferably carbon fibers, is from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure, the viewpoint of improving the moldability of the casting manufacturing structure and the casting manufacturing structure. From the viewpoint of suppressing heat shrinkage, it is preferably 1 or more, more preferably 10 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 5000 or less, more preferably 2000 or less, still more preferably 1000 or less.

鋳物製造用構造体の表面平滑性向上の観点から、工程(I)において、無機繊維を、該無機繊維が最初に混合される混合物中の水の量に対して、0.40質量%以下の割合で用いることが好ましく、0.25質量%以下がより好ましく、0.18質量%以下が更に好ましく、そして、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.06質量%以上が更に好ましい。本発明では、工程(I−2)において、無機繊維を、工程(I−1)で用いた水の量に対して、0.40質量%以下の割合で用いることが好ましく、0.25質量%以下がより好ましく、0.18質量%以下が更に好ましく、そして、0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.06質量%以上が更に好ましい。 From the viewpoint of improving the surface smoothness of the structure for producing a casting, in the step (I), the content of the inorganic fiber is 0.40% by mass or less based on the amount of water in the mixture in which the inorganic fiber is first mixed. It is preferably used in a proportion, more preferably 0.25% by mass or less, further preferably 0.18% by mass or less, and preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and 0. 06 mass% or more is more preferable. In the present invention, in the step (I-2), it is preferable to use the inorganic fibers in a proportion of 0.40% by mass or less with respect to the amount of water used in the step (I-1), and 0.25% by mass. % Or less is more preferable, 0.18% by mass or less is further preferable, 0.01% by mass or more is preferable, 0.03% by mass or more is more preferable, and 0.06% by mass or more is further preferable.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の全固形分の含有量は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、2.3質量%以上が更に好ましく、そして、5質量%以下が好ましく、4質量%以下がより好ましく、3.5質量%以下が更に好ましい。 The content of the total solid content in the slurry composition obtained in the step (I) is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, from the viewpoint of improving the moldability of the structure for producing a casting. 0.3% by mass or more is more preferable, 5% by mass or less is preferable, 4% by mass or less is more preferable, and 3.5% by mass or less is further preferable.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の有機繊維の含有量は、鋳物製造用構造体の成型性向上の観点から、0.03質量%以上が好ましく、0.14質量%以上がより好ましく、0.28質量%以上が更に好ましく、0.55質量%以上がより更に好ましく、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、3質量%以下が好ましく、1.3質量%以下がより好ましく、1質量%以下が更に好ましい。 The content of the organic fibers in the slurry composition obtained in the step (I) is preferably 0.03 mass% or more, and more preferably 0.14 mass% or more from the viewpoint of improving the moldability of the structure for casting production. The content is preferably 0.28% by mass or more, more preferably 0.55% by mass or more, further preferably 3% by mass or less, and more preferably 1.3% by mass or less, from the viewpoint of suppressing the amount of gas generated during casting. 1 mass% or less is more preferable.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の無機繊維の含有量は、鋳物製造用構造体の強度向上、熱収縮の抑制、及び耐焼着性の向上の観点から、0.03質量%以上が好ましく、0.06質量%以上がより好ましく、0.08質量%以上が更に好ましく、工程(I)におけるスラリー調製時のダマの生成を抑制し、鋳物製造用構造体の表面平滑性を向上させる観点から、0.26質量%以下が好ましく、0.25質量%以下がより好ましく、0.24質量%以下が更に好ましい。 The content of the inorganic fibers in the slurry composition obtained in the step (I) is 0.03% by mass or more from the viewpoint of improving the strength of the casting manufacturing structure, suppressing heat shrinkage, and improving seizure resistance. Is preferable, 0.06 mass% or more is more preferable, 0.08 mass% or more is further preferable, generation of lumps at the time of slurry preparation in step (I) is suppressed, and surface smoothness of the structure for casting production is improved. From the viewpoint of controlling the content, 0.26 mass% or less is preferable, 0.25 mass% or less is more preferable, and 0.24 mass% or less is further preferable.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の無機粒子の含有量は、鋳物製造用構造体の熱間強度を向上させる観点から、0.3質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましく、1.1質量%以上が更に好ましく、工程(I)におけるスラリー調製時のダマの生成を抑制し、鋳物製造用構造体の強度を向上させる観点から、2.6質量%以下が好ましく、2.3質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下が更に好ましい。 The content of the inorganic particles in the slurry composition obtained in the step (I) is preferably 0.3% by mass or more, and 0.6% by mass or more from the viewpoint of improving the hot strength of the structure for producing a casting. Is more preferable, 1.1% by mass or more is more preferable, 2.6% by mass or less is preferable from the viewpoint of suppressing the generation of lumps during the preparation of the slurry in the step (I) and improving the strength of the structure for casting production. It is preferably 2.3% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or less.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の熱硬化性樹脂の含有量は、鋳物製造用構造体の強度向上の観点から、0.14質量%以上が好ましく、0.28質量%以上がより好ましく、0.41質量%以上が更に好ましく、鋳造時のガス発生量抑制の観点から、1.3質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましく、0.7質量%以下が更に好ましい。 The content of the thermosetting resin in the slurry composition obtained in the step (I) is preferably 0.14% by mass or more, and 0.28% by mass or more from the viewpoint of improving the strength of the structure for producing a casting. More preferably, 0.41 mass% or more is further preferable, from the viewpoint of suppressing the gas generation amount during casting, 1.3 mass% or less is preferable, 1.0 mass% or less is more preferable, and 0.7 mass% or less is More preferable.

工程(I)で得られたスラリー組成物中のカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーの含有量は、ソフトフロックを形成させる観点から、固形分として、0.005質量%以上が好ましく、0.007質量%以上がより好ましく、0.01質量%以上が更に好ましく、鋳物製造用構造体のガス発生量抑制の観点から、0.4質量%以下が好ましく、0.3質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下が更に好ましい。 The content of the surfactant having cationic nitrogen or the polymer having cationic nitrogen in the slurry composition obtained in the step (I) is 0.005% by mass as a solid content from the viewpoint of forming soft flocs. Or more is preferable, 0.007 mass% or more is more preferable, 0.01 mass% or more is still more preferable, and 0.4 mass% or less is preferable, and 0.3 mass% or less is preferable from the viewpoint of suppressing the gas generation amount of the casting manufacturing structure. It is more preferably at most% by mass, and even more preferably at most 0.2% by mass.

工程(I)で得られたスラリー組成物中のアニオン性化合物の含有量は、ハードフロックを形成させる観点から、固形分として、0.0003質量%以上が好ましく、0.0004質量%以上がより好ましく、鋳物製造用構造体の金型への貼り付き防止の観点から、0.03質量%以下が好ましく、0.02質量%以下がより好ましい。 The content of the anionic compound in the slurry composition obtained in the step (I) is preferably 0.0003 mass% or more, and more preferably 0.0004 mass% or more, as solid content, from the viewpoint of forming hard flocs. Preferably, from the viewpoint of preventing the casting structure from sticking to the mold, 0.03 mass% or less is preferable, and 0.02 mass% or less is more preferable.

本発明では、工程(I)のいずれかでスラリー組成物となる途中の混合物に水を添加することができる。例えば、工程(I−1)と工程(I−2)の間に、工程(I−1)で得られた混合物(A)に水を添加する工程を設けることができる。水の添加量は、最終的に得られるスラリー組成物における各成分の含有量が前記範囲となるような量とすることができる。 In the present invention, water can be added to the mixture in the process of forming the slurry composition in any of the steps (I). For example, a step of adding water to the mixture (A) obtained in step (I-1) can be provided between step (I-1) and step (I-2). The amount of water added may be such that the content of each component in the finally obtained slurry composition falls within the above range.

工程(I)で得られたスラリー組成物中の有機繊維と無機繊維の質量比の好ましい態様は鋳物製造用構造体中の有機繊維と無機繊維の質量比と同じである。 A preferable aspect of the mass ratio of the organic fibers and the inorganic fibers in the slurry composition obtained in the step (I) is the same as the mass ratio of the organic fibers and the inorganic fibers in the casting manufacturing structure.

原料スラリーには、必要に応じて、着色剤、防腐剤等の添加剤を添加することができる。 If necessary, additives such as a coloring agent and a preservative can be added to the raw material slurry.

<工程(II)>
工程(II)では、工程(I)で得られたスラリー組成物を抄造し繊維積層体を得る。すなわち、原料スラリーを用い、原料スラリーの水の低減とスラリー中の成分の成型とを行い、鋳物製造用構造体の繊維積層体を抄造する。
<Process (II)>
In the step (II), the slurry composition obtained in the step (I) is formed into a paper to obtain a fiber laminate. That is, the raw material slurry is used to reduce the water content of the raw material slurry and mold the components in the slurry to fabricate a fiber laminate of the casting manufacturing structure.

工程(I)で得られたスラリー組成物(原料スラリー)の抄造では、例えば、2個で一組をなす割型を突き合わせることにより、鋳物製造用構造体の外形に略対応した形状を有し且つ外部に向けて開口するキャビティが内部に形成される金型を用いることができる。各割型には、外部とキャビティとを連通する多数の連通孔を設けておくとともに、各割型の内面を所定の大きさの網目を有するネットによって被覆しておく。そして、該金型のキャビティ内に所定量の原料スラリーを、圧送ポンプ等を用いて注入する一方で前記連通孔を通して液体分を吸引排出し、前記ネットに原料スラリーの固形分を堆積させる。前記原料スラリーの加圧注入の圧力は、生産効率向上の観点から、0.01MPa以上、更に0.05MPa以上、更に0.1MPa以上が好ましく、そして、原料スラリーを均一に金型内に注入させる観点から、5MPa以下、更に2MPa以下、更に0.5MPa以下が好ましい。 In the papermaking of the slurry composition (raw material slurry) obtained in the step (I), for example, two sets of split dies are butted to form a shape substantially corresponding to the outer shape of the casting manufacturing structure. It is possible to use a mold in which a cavity that is open to the outside is formed inside. Each split mold is provided with a large number of communication holes for communicating the outside with the cavity, and the inner surface of each split mold is covered with a net having a mesh of a predetermined size. Then, a predetermined amount of the raw material slurry is injected into the cavity of the mold by using a pressure pump or the like, while the liquid content is sucked and discharged through the communication hole to deposit the solid content of the raw material slurry on the net. The pressure of the raw material slurry under pressure is preferably 0.01 MPa or more, more preferably 0.05 MPa or more, still more preferably 0.1 MPa or more, from the viewpoint of improving the production efficiency, and inject the raw material slurry into the mold uniformly. From the viewpoint, 5 MPa or less, more preferably 2 MPa or less, and further preferably 0.5 MPa or less.

所定量の原料スラリーの注入により、前記ネット上に所定厚みの繊維積層体が形成されたら、原料スラリーの加圧注入を停止する。 When a fiber laminate having a predetermined thickness is formed on the net by injecting a predetermined amount of the raw material slurry, the pressure injection of the raw material slurry is stopped.

<工程(III)>
工程(III)では、工程(II)で得られた繊維積層体を脱水後乾燥する。前記キャビティ内への空気を圧入等により、工程(II)で得られた繊維積層体を所定の含水率に脱水する。
<Process (III)>
In the step (III), the fiber laminate obtained in the step (II) is dehydrated and then dried. The fiber laminate obtained in the step (II) is dehydrated to a predetermined water content by pressurizing air into the cavity.

次に、前記繊維積層体を乾燥成型する。この乾燥成型工程では、一組の割型を突き合わせることにより成型すべき鋳物製造用構造体の外形に対応した形状を有し且つ外部に向けて開口するキャビティが形成される乾燥型を用いることができる。そして、該乾燥型を所定温度に加熱し、脱水された前記繊維積層体を該乾燥型内に装填する。 Next, the fiber laminate is dry-molded. In this dry molding process, use a dry mold which has a shape corresponding to the outer shape of the casting manufacturing structure to be molded by abutting a pair of split molds and in which a cavity opening to the outside is formed. You can Then, the drying mold is heated to a predetermined temperature, and the dehydrated fiber laminate is loaded into the drying mold.

次に、弾性を有し伸縮自在で且つ中空状をなす中子(弾性中子)を前記キャビティ内に挿入し、該中子内に加圧流体を供給して該中子を該キャビティ内において膨らませる。そして、前記繊維積層体を該キャビティの形成面に押圧し、該キャビティの内面形状を転写しながら乾燥する。中子には、例えば、ウレタン、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム又はエラストマー製のものを用いることができる。 Next, an elastic, expandable and contractible hollow core (elastic core) is inserted into the cavity, and a pressurized fluid is supplied into the core to move the core into the cavity. Inflate. Then, the fiber laminate is pressed against the surface on which the cavity is formed, and is dried while transferring the shape of the inner surface of the cavity. For the core, for example, urethane, fluorine-based rubber, silicone-based rubber or elastomer can be used.

前記中子を膨張させる前記加圧流体としては、例えば圧縮空気、好ましくは加熱圧縮空気、油、好ましくは加熱油、その他各種の液が挙げられる。加圧流体を供給する圧力は、成型品内面の平滑性向上の観点から、0.01MPa以上、更に0.05MPa以上、更に0.1MPa以上が好ましく、そして、前記中子の寿命向上の観点から、5MPa以下、更に2MPa以下、更に0.5MPa以下が好ましい。 Examples of the pressurized fluid for expanding the core include compressed air, preferably heated compressed air, oil, preferably heated oil, and various other liquids. The pressure for supplying the pressurized fluid is preferably 0.01 MPa or more, more preferably 0.05 MPa or more, further preferably 0.1 MPa or more from the viewpoint of improving the smoothness of the inner surface of the molded product, and from the viewpoint of improving the life of the core. It is preferably 5 MPa or less, more preferably 2 MPa or less, still more preferably 0.5 MPa or less.

前記乾燥型の加熱温度(金型温度)は、乾燥時間を低減する観点から180℃以上、更に200℃以上が好ましく、焦げによる表面性の低下を防止する観点から、250℃以下、更に240℃以下が好ましい。 The heating temperature (mold temperature) of the drying mold is preferably 180° C. or higher, more preferably 200° C. or higher from the viewpoint of reducing the drying time, and 250° C. or lower, further 240° C. from the viewpoint of preventing deterioration of surface property due to charring. The following are preferred.

前記繊維積層体の乾燥後、前記中子内の前記加圧流体を抜き、該中子を縮ませて当該繊維積層体から取り出す。そして、前記乾燥型を開いて乾燥成型された鋳物製造用構造体を取り出す。 After the fiber laminate is dried, the pressurized fluid in the core is removed, the core is contracted, and the fiber laminate is taken out. Then, the dry mold is opened, and the dry-molded structure for casting production is taken out.

このようにして得られる鋳物製造用構造体は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び任意のアニオン性化合物の各成分がむらなく均一に分散しているため、熱収縮に伴うひび割れ等の発生が抑えられ、高い熱間強度が得られ、表面の平滑性にも優れている。また、前記繊維積層体がその内部から前記中子で乾燥型のキャビティの形成面に押し付けられて成型されているため、内表面及び外表面の平滑性が高い。このため、鋳物の製造に用いた場合には、得られる鋳物は特に表面平滑性に優れたものとなる。また、中空形状や複雑な立体形状とする場合にも貼り合わせ工程が不要なので、最終的に得られる鋳型等には貼り合わせによる継ぎ目及び肉厚部は存在しない。この点においても、肉厚が均一で成型精度や機械的強度が高く、寸法精度が高く、表面の平滑性に優れた鋳物を製造することができる。従って、主型や中子は勿論、嵌合部やネジ部を有する湯道等の構造体の製造にも適用することができる。また、鋳物の材質や形状によりガス欠陥の発生が懸念される場合、鋳型等を予め還元雰囲気で200℃以上、250℃以下で熱処理してもよい。 The structure for casting production thus obtained includes organic fibers, inorganic fibers, inorganic particles, thermosetting resins, cationic nitrogen-containing surfactants or cationic nitrogen-containing polymers, and any anionic compound. Since the components are evenly dispersed, the occurrence of cracks and the like due to heat shrinkage is suppressed, high hot strength is obtained, and surface smoothness is excellent. Further, since the fiber laminate is molded by being pressed against the surface of the mold for forming the dry mold from the inside thereof, the inner surface and the outer surface have high smoothness. Therefore, when it is used for manufacturing a casting, the obtained casting has excellent surface smoothness. In addition, since a bonding step is not necessary even in the case of forming a hollow shape or a complicated three-dimensional shape, a seam and a thick portion due to bonding do not exist in the finally obtained mold or the like. Also in this respect, it is possible to manufacture a casting having a uniform wall thickness, high molding accuracy and mechanical strength, high dimensional accuracy, and excellent surface smoothness. Therefore, it can be applied not only to the main mold and the core, but also to the manufacture of a structure such as a runner having a fitting portion and a screw portion. In addition, when there is a concern that gas defects will occur due to the material and shape of the casting, the mold or the like may be preliminarily heat-treated at 200°C or higher and 250°C or lower in a reducing atmosphere.

<鋳物製造用構造体用スラリー組成物の製造方法>
本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法は、有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)を有する、鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法である。
<Method for producing slurry composition for casting manufacturing structure>
The method for producing a slurry composition for casting casting structure of the present invention comprises an organic fiber, an inorganic fiber, an inorganic particle, a thermosetting resin, a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and water. A method for producing a slurry composition for casting casting structure, which comprises the step (I) of obtaining a slurry composition containing the composition.

この方法は、本発明の鋳物製造用構造体の製造方法の工程(I)に該当する。従って、具体的な方法や好ましい態様も本発明の鋳物製造用構造体の製造方法の工程(I)、更に、工程(I−1)及び工程(I−2)と同じである。本発明の鋳物製造用構造体の製造方法の工程(I)、更に、工程(I−1)及び工程(I−2)で述べた事項は、鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法に適用できる。 This method corresponds to step (I) of the method for manufacturing a structure for manufacturing a casting according to the present invention. Therefore, the specific method and the preferred embodiment are also the same as the step (I), and further, the step (I-1) and the step (I-2) of the method for producing a structure for producing a casting according to the present invention. The matters described in step (I) of the method for producing a structure for casting production of the present invention, and further in steps (I-1) and (I-2) are the method for producing a slurry composition for a structure for casting casting. Applicable to

本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法においても、工程(I)では、水とカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合した後に、無機繊維を混合して前記スラリー組成物を得ることが、均一なスラリー組成物を得る観点で好ましい。 Also in the method for producing a slurry composition for casting casting structure of the present invention, in the step (I), after mixing water and a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, the inorganic fiber is mixed with the inorganic fiber. Mixing to obtain the slurry composition is preferable from the viewpoint of obtaining a uniform slurry composition.

本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法においても、工程(I)は、有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、並びに、前記混合物(A)にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び無機繊維を添加する工程(I−2)を有し、
前記工程(I−2)において、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを前記混合物(A)に添加し、
熱硬化性樹脂及び無機粒子を前記工程(I−1)及び前記工程(I−2)の少なくとも何れかで混合する、
ことが好ましい。
Also in the method for producing the slurry composition for casting casting structure of the present invention, the step (I) includes a step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water, and the mixture (A). ) Has a step (I-2) of adding a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen and an inorganic fiber,
In the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A),
Mixing the thermosetting resin and the inorganic particles in at least one of the step (I-1) and the step (I-2),
It is preferable.

本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法においても、工程(I)は、
有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、
前記混合物(A)に熱硬化性樹脂及び無機粒子を混合して混合物(B)を得る工程(I−2−1)、並びに、
前記混合物(B)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを混合した後、無機繊維を混合する工程(I−2−2)
を有することが好ましい。
Also in the method for producing a slurry composition for casting casting structure of the present invention, the step (I) includes
A step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water,
A step (I-2-1) of obtaining a mixture (B) by mixing the mixture (A) with a thermosetting resin and inorganic particles; and
A step (I-2-2) of mixing the mixture (B) with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and then mixing inorganic fibers.
It is preferable to have

本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法においても、工程(I)では、マイナスに荷電している有機繊維の表面電荷に吸着してソフトフロックを形成させる観点から、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを、有機繊維に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは13質量%以下混合する。 Also in the method for producing the slurry composition for casting casting structure of the present invention, in the step (I), cationic nitrogen is adsorbed on the surface charges of the negatively charged organic fibers to form soft flocs. The polymer having a surfactant or cationic nitrogen is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and preferably 25% with respect to the organic fiber. The mixture is used in an amount of not more than 15% by mass, more preferably not more than 15% by mass, further preferably not more than 13% by mass.

本発明の鋳物鋳造用構造体用スラリー組成物の製造方法においても、工程(I)で、更に、アニオン性化合物を含有するスラリー組成物を得ることが好ましい。 Also in the method for producing a slurry composition for casting casting structure of the present invention, it is preferable to obtain a slurry composition further containing an anionic compound in the step (I).

<鋳物の製造方法>
次に、本発明の鋳物の製造方法を、その好ましい実施形態に基づいて説明する。
<Casting manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a casting according to the present invention will be described based on its preferred embodiment.

本実施形態の製造方法では、上述のようにして得られた鋳物製造用構造体を鋳物砂内の所定位置に埋設して造型する。本発明により製造された鋳物製造用構造体は、鋳物の製造時に用いられる鋳型又は構造体として使用できる。鋳物砂には、従来からこの種の鋳物の製造に用いられている通常のものを特に制限なく用いることができる。なお、鋳物砂はバインダーで硬化させなくてもよいが、必要に応じて硬化させてもよい。鋳物製造用構造体が中空中子の場合には中子内に鋳物砂の充填は不要であるが、充填することもできる。 In the manufacturing method of the present embodiment, the casting-manufacturing structure obtained as described above is embedded in a predetermined position in the casting sand and molded. The casting manufacturing structure manufactured according to the present invention can be used as a mold or a structure used in manufacturing a casting. As the foundry sand, the usual ones conventionally used for the production of this kind of foundry can be used without particular limitation. The foundry sand may not be hardened with a binder, but may be hardened if necessary. When the structure for producing a casting is a hollow core, it is not necessary to fill the core with the molding sand, but it can be filled.

そして、注湯口から溶融金属を注ぎ入れ、鋳込みを行う。このとき、当該熱硬化性樹脂及び前記有機繊維が熱分解して炭化するが、前記無機繊維によってその熱分解に伴う熱収縮が抑えられる。このため、各鋳型等にひび割れが生じたり、鋳型等自体が破損したりすることもほとんどなく、溶融金属の鋳型等への差し込みや鋳物砂等の付着もほとんど生じることがない。また、前記熱分解によって生成した炭化皮膜により鋳型等の表面平滑性が維持されるため、得られる鋳物の表面平滑性も良好となる。 Then, the molten metal is poured from the pouring port to perform casting. At this time, the thermosetting resin and the organic fiber are thermally decomposed and carbonized, but the inorganic fiber suppresses thermal contraction due to the thermal decomposition. For this reason, the molds are hardly cracked, the molds themselves are not damaged, and the molten metal is hardly inserted into the molds or the foundry sand is not attached. Further, since the surface smoothness of the mold or the like is maintained by the carbonized film formed by the thermal decomposition, the surface smoothness of the obtained casting becomes good.

鋳込みを終えた後、所定の温度まで冷却し、鋳枠を解体して鋳物砂を取り除き、さらにブラスト処理によって鋳物製造用構造体を取り除いて鋳物を露呈させる。この時、前記有機繊維が熱分解しているため、鋳型等の除去処理は容易である。その後、必要に応じて鋳物にトリミング処理等の後処理を施して鋳物の製造を完了する。 After the casting is finished, the casting is cooled to a predetermined temperature, the casting frame is disassembled to remove the foundry sand, and the casting manufacturing structure is removed by blasting to expose the casting. At this time, since the organic fibers are thermally decomposed, it is easy to remove the mold or the like. Then, if necessary, the casting is subjected to post-treatment such as trimming to complete the production of the casting.

本実施形態の鋳物の製造方法は、前記有機繊維、前記無機繊維、前記無機粒子、前記熱硬化性樹脂、前記カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び任意に前記アニオン性化合物を含む鋳型等を用いるため、該無機繊維及び該熱硬化性樹脂によって熱間強度を維持することができ、寸法精度や表面の平滑性に優れる鋳物を製造することができる。また、前記有機繊維等の熱分解によって鋳物製造用構造体の内部に空隙を形成することで当該鋳物製造用構造体の除去を容易に行うことができるので、従来に比べて廃棄処理を簡便に行うことができるほか、その廃棄物の発生量も大幅に抑えることができ、合わせてその処理の手間も大幅に削減することができる。さらに、必ずしも鋳物砂をバインダーで硬化させる必要がないため、鋳物砂の再生処理も簡便なものとなる。 The method for producing a casting according to the present embodiment includes the organic fiber, the inorganic fiber, the inorganic particles, the thermosetting resin, the surfactant having the cationic nitrogen or the polymer having the cationic nitrogen, and optionally the anionic. Since a mold or the like containing a compound is used, hot strength can be maintained by the inorganic fiber and the thermosetting resin, and a casting having excellent dimensional accuracy and surface smoothness can be manufactured. Further, since it is possible to easily remove the cast-manufacturing structure by forming voids inside the cast-manufacturing structure by thermal decomposition of the organic fibers or the like, it is possible to easily dispose of the waste product as compared with the conventional method. In addition to being able to carry out, it is possible to significantly reduce the amount of waste generated, and it is also possible to greatly reduce the time and labor of the treatment. Further, since it is not always necessary to cure the molding sand with the binder, the molding sand can be easily regenerated.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明の鋳物製造用構造体は、前記実施形態のように、立体的な中空形状の鋳物製造用構造体等を形成する上では、湿式抄造法によって成型体を抄造し、脱水、乾燥成型工程を経て鋳物製造用構造体を製造することが好ましいが、前記原料スラリーから抄造によりシート状の成型体を形成し、これを紙管として巻き上げて鋳物製造用構造体を製造することもできる。 The casting manufacturing structure of the present invention, as in the above-described embodiment, in forming a three-dimensional hollow-shaped casting manufacturing structure, etc., is formed into a molded body by a wet papermaking method, dehydrated, and dried and molded. Although it is preferable to manufacture a structure for manufacturing a casting through the above, it is also possible to manufacture a structure for manufacturing a casting by forming a sheet-shaped molded body from the raw material slurry by papermaking and winding this as a paper tube.

また、乾燥成型後に最終的な形状に対応した鋳物製造用構造体が得られるように製造することが好ましいが、乾燥後に得られた成型体を切断して分割し、分割された部品どうしを嵌合や螺合等で連結できる形態で製造することもできる。この場合、予め端部や分割部分に嵌合や螺合部を有する形態で成型しておくことが好ましい。 Further, it is preferable to manufacture so as to obtain a casting manufacturing structure corresponding to the final shape after dry molding, but the molded body obtained after drying is cut and divided, and the divided parts are fitted together. It can also be manufactured in a form that can be connected by screwing or screwing. In this case, it is preferable that the end portion or the divided portion is molded in advance in a form having a fitting or screwing portion.

本発明の鋳物の製造方法は、鋳鉄の他、アルミニウム及びその合金、銅及びその合金、ニッケル、鉛等の非鉄金属の鋳造にも適用することができる。 The casting manufacturing method of the present invention can be applied to casting of cast iron, aluminum and alloys thereof, copper and alloys thereof, and non-ferrous metals such as nickel and lead.

次の実施例は本発明の実施について述べる。実施例は本発明の例示について述べるものであり、本発明を限定するためではない。 The following examples describe the practice of the invention. The examples are illustrative of the invention and are not intended to limit the invention.

〔試験例1〕
表1に示す種類及び量のカチオン性窒素を有する界面活性剤を水に溶解し、次いで、表1に示す量の無機繊維を添加してスラリーを得た。用いた無機繊維は、以下のものであった。
・無機繊維:炭素繊維〔三菱レイヨン(株)製、商品名「TCTR03245」、平均繊維長3mm、平均繊維径7μm(長軸/短軸比=429);集束剤:水溶性ポリアミド、付着量1.5%〕
[Test Example 1]
A surfactant having the type and amount of cationic nitrogen shown in Table 1 was dissolved in water, and then the amount of inorganic fibers shown in Table 1 was added to obtain a slurry. The inorganic fibers used were as follows.
Inorganic fiber: carbon fiber [trade name "TCTR03245" manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., average fiber length 3 mm, average fiber diameter 7 μm (long axis/short axis ratio=429); sizing agent: water-soluble polyamide, adhesion amount 1 .5%]

<ダマの評価>
上記で作製したスラリーを、内径:95mm、高さ120mmの攪拌槽中、回転数:190rpm、撹拌翼:70mm(プロペラ型)の撹拌条件で60分撹拌した。
撹拌後のスラリーをメッシュ(目開き約3mm)でろ過し、ダマを分離させ、ダマの個数とダマの乾燥質量を測定した。ダマの乾燥質量と無機繊維の使用量とから、以下の式によりダマ発生率を求めた。結果を表1に示した。
ダマ発生率(%)=(ダマの乾燥質量/無機繊維の使用量)×100
<Dama Evaluation>
The slurry prepared above was stirred for 60 minutes in a stirring tank having an inner diameter of 95 mm and a height of 120 mm under the stirring conditions of rotation speed: 190 rpm and stirring blade: 70 mm (propeller type).
The slurry after stirring was filtered through a mesh (opening about 3 mm) to separate lumps, and the number of lumps and the dry mass of the lumps were measured. From the dry mass of the lump and the amount of the inorganic fiber used, the lump occurrence rate was calculated by the following formula. The results are shown in Table 1.
Dama occurrence rate (%) = (dry mass of lump / amount of inorganic fiber used) x 100

Figure 0006739973
Figure 0006739973

表中の界面活性剤は、全て花王株式会社製である。一部の界面活性剤の更なる情報を以下に示す。
・アミート105:ポリオキシエチレンラウリルアミン、HLB9.8
・サニゾールC:アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、アルキル基の炭素数は8〜18
・サニゾールB−50:アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、アルキル基の炭素数は8〜18
All the surfactants in the table are manufactured by Kao Corporation. More information on some of the surfactants is given below.
Amate 105: polyoxyethylene lauryl amine, HLB 9.8
-Sanisol C: alkylbenzyldimethylammonium chloride, the alkyl group has 8 to 18 carbon atoms
-Sanisol B-50: Alkylbenzyldimethylammonium chloride, the alkyl group has 8 to 18 carbon atoms.

〔実施例1〕
下記のスラリー原料を表2の量で用いてスラリー組成物を得た。
表2の添加量のうち、「添加量(g)」で表されるものは、いずれも各成分の有姿での添加量である。
また、表2の添加量のうち、「添加量(質量部)」で表されるものは、いずれもスラリー原料100質量部に対する、有効分換算での各成分の質量部である。表2では、スラリー原料は、カチオン性化合物、有機繊維、無機繊維、熱硬化性樹脂、無機粒子、及びアニオン性化合物である。
[Example 1]
The following slurry raw materials were used in the amounts shown in Table 2 to obtain a slurry composition.
Among the addition amounts in Table 2, those indicated by "addition amount (g)" are the addition amounts of each component in the form.
In addition, among the addition amounts in Table 2, those represented by "addition amount (parts by mass)" are all parts by mass of each component in terms of effective components with respect to 100 parts by mass of the slurry raw material. In Table 2, the slurry raw material is a cationic compound, an organic fiber, an inorganic fiber, a thermosetting resin, an inorganic particle, and an anionic compound.

有機繊維(濃度3.8質量%の新聞古紙水分散物)と、表2に示す量と希釈用の水とを撹拌槽に投入し、2分間撹拌し、混合物(A)を得た〔工程(I−1)〕。
この混合物(A)に、熱硬化性樹脂と無機粒子を同時に添加し、2分間撹拌させて混合物(B)を得た〔工程(I−2−1)〕。
さらに、該混合物(B)に表1に示す量のカチオン性窒素有する界面活性剤、アニオン性化合物、無機繊維をこの順で添加し、撹拌して混合を行ない、水性のスラリー組成物を調製した〔工程(I−2−2)〕。
いずれの工程でも、各成分の添加後2分攪拌を行った。スラリー組成物中の全固形分の合計質量は約3.0質量%であった。
Organic fiber (waste paper water dispersion having a concentration of 3.8% by mass), the amount shown in Table 2 and water for dilution were put into a stirring tank and stirred for 2 minutes to obtain a mixture (A) [step (I-1)].
A thermosetting resin and inorganic particles were simultaneously added to this mixture (A), and the mixture was stirred for 2 minutes to obtain a mixture (B) [step (I-2-1)].
Further, the amount of the cationic nitrogen-containing surfactant, the anionic compound, and the inorganic fiber shown in Table 1 were added to the mixture (B) in this order, and the mixture was stirred and mixed to prepare an aqueous slurry composition. [Step (I-2-2)].
In each step, stirring was performed for 2 minutes after addition of each component. The total mass of all solids in the slurry composition was about 3.0 mass %.

得られた原料スラリーを、該原料スラリーを抄造し繊維積層体を得る工程(II)に供した後、該繊維積層体を脱水後乾燥する工程(III)を行って、鋳物製造用構造体を製造することができる。 The obtained raw material slurry is subjected to the step (II) of forming the raw material slurry into a paper to obtain a fiber laminate, and then the step (III) of dehydrating and drying the fiber laminate is carried out to obtain a structure for casting production. It can be manufactured.

[有機繊維]
・有機繊維:下記の方法で得た新聞古紙水分散物(有機繊維濃度3.8質量%)
濃度3.8質量%になるように新聞古紙を分散媒である水とともにジューサーミキサーで10分間処理した。この操作は工程(I−1)の一部でもある。
[Organic fiber]
-Organic fiber: Aqueous dispersion of used newspaper obtained by the following method (organic fiber concentration 3.8% by mass)
Waste newspaper was treated with a water dispersion medium for 10 minutes with a juicer mixer so that the concentration was 3.8% by mass. This operation is also part of the step (I-1).

[無機繊維]
・無機繊維:炭素繊維〔三菱レイヨン(株)製、商品名「TCTR03245」、平均繊維長3mm、平均繊維径7μm(長軸/短軸比=429);集束剤:水溶性ポリアミド、付着量1.5%〕
[Inorganic fiber]
Inorganic fiber: carbon fiber [trade name "TCTR03245" manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., average fiber length 3 mm, average fiber diameter 7 μm (long axis/short axis ratio=429); sizing agent: water-soluble polyamide, adhesion amount 1 .5%]

[無機粒子]
・黒曜石:キンセイマテック(株)、「ナイスキャッチフラワー#330」、平均粒子径30μm
[Inorganic particles]
・Obsidian: Kinsei Matec Co., Ltd., “Nice Catch Flower #330”, average particle size 30 μm

[熱硬化性樹脂]
・フェノール樹脂:エア・ウオーター(株)製、商品名「ベルパールS−890」(レゾールタイプ)
[Thermosetting resin]
-Phenolic resin: Air Water Co., Ltd., trade name "Bellpearl S-890" (resol type)

[カチオン性窒素を有する界面活性剤]
・表2に示す界面活性剤
[Surfactant Having Cationic Nitrogen]
・Surfactants shown in Table 2

[カチオン性窒素を有するポリマー]
・PAE:ポリアミドエピクロロヒドリン〔星光PMC(株)製、商品名WS−4020、固形分25質量%〕
[Polymer having cationic nitrogen]
PAE: Polyamide epichlorohydrin [Seiko PMC Co., Ltd., trade name WS-4020, solid content 25 mass%]

[アニオン性化合物]
・カルボキシメチルセルロースナトリウム:カルボキシメチルセルロースナトリウムの1質量%水溶液(表中、CMC1質量%水溶液と表示する)
[Anionic compound]
Sodium carboxymethylcellulose: 1% by mass aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose (indicated as 1% by mass CMC solution in the table)

[分散媒]
・分散媒:水
[Dispersion medium]
・Dispersion medium: water

<ダマの評価>
上記で作製したスラリー組成物を、内径:140mm、高さ230mmの攪拌槽中、回転数:500rpm、撹拌翼:上段70mm(ファンタービン型)、下段50mm(V型直角パドル型)の撹拌条件で20時間撹拌した。
撹拌後のスラリー組成物をメッシュ(目開き約3mm)でろ過し、ダマを分離させ、ダマの個数とダマの乾燥質量を測定した。ダマの乾燥質量と無機繊維の使用量とから、以下の式によりダマ発生率を求めた。結果を表2に示した。
ダマ発生率(%)=(ダマの乾燥質量/無機繊維の使用量)×100
<Dama Evaluation>
The slurry composition prepared above was stirred in an agitation tank having an inner diameter of 140 mm and a height of 230 mm under the following stirring conditions: rotation speed: 500 rpm, stirring blades: upper stage 70 mm (fan turbine type), lower stage 50 mm (V-type right angle paddle type). Stir for 20 hours.
The slurry composition after stirring was filtered through a mesh (opening about 3 mm) to separate the lumps, and the number of lumps and the dry mass of the lumps were measured. From the dry mass of the lump and the amount of the inorganic fiber used, the lump occurrence rate was calculated by the following formula. The results are shown in Table 2.
Dama occurrence rate (%) = (dry mass of lump / amount of inorganic fiber used) x 100

Figure 0006739973
Figure 0006739973

表中の水の添加量は、他のスラリー原料から取り込まれる分を含まない、水として添加した分の量である。
また、表中のカチオン性窒素を有する界面活性剤及びカチオン性窒素を有するポリマー(PAE)の添加量は、それぞれ、製品の有姿での添加量である。
また、表中の界面活性剤は、全て花王株式会社製である。一部の界面活性剤の更なる情報を以下に示す。
・コータミン60W:セチルトリメチルアンモニウムクロライド、有効成分30質量%
・アンヒトール24B:ラウリルベタイン(ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン)、有効成分26質量%
The amount of water added in the table is the amount added as water that does not include the amount taken in from other slurry raw materials.
In addition, the addition amounts of the surfactant having cationic nitrogen and the polymer (PAE) having cationic nitrogen in the table are the addition amounts in the form of the product.
The surfactants in the table are all manufactured by Kao Corporation. More information on some of the surfactants is given below.
-Coatamine 60W: Cetyl trimethyl ammonium chloride, 30 mass% active ingredient
-Amphitol 24B: lauryl betaine (lauryl dimethylaminoacetic acid betaine), 26 mass% active ingredient

Claims (12)

有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)、該スラリー組成物を抄造し繊維積層体を得る工程(II)、並びに該繊維積層体を脱水後乾燥する工程(III)を有する鋳物製造用構造体の製造方法であって、
前記工程(I)において、水と、有機繊維と、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合した後に、無機繊維を混合して前記スラリー組成物を得る、
鋳物製造用構造体の製造方法
Step (I) of obtaining a slurry composition containing organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin, surfactant having cationic nitrogen or polymer having cationic nitrogen, and water, the slurry composition A method for producing a structure for producing a casting, which comprises a step (II) of forming a paper to obtain a fiber laminate, and a step (III) of dehydrating and drying the fiber laminate ,
In the step (I), water, organic fibers, and a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen are mixed, and then inorganic fibers are mixed to obtain the slurry composition,
A method for manufacturing a structure for manufacturing a casting .
前記工程(I)が、有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、並びに、前記混合物(A)にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び無機繊維を添加する工程(I−2)を有し、
前記工程(I−2)において、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを前記混合物(A)に添加し、
熱硬化性樹脂及び無機粒子を前記工程(I−1)及び前記工程(I−2)の少なくとも何れかで混合する、
請求項記載の鋳物製造用構造体の製造方法。
The step (I) is a step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water, and a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen in the mixture (A). And a step (I-2) of adding an inorganic fiber,
In the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A),
Mixing the thermosetting resin and the inorganic particles in at least one of the step (I-1) and the step (I-2),
A method for manufacturing a structure for manufacturing a casting according to claim 1 .
前記工程(I)が、
有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、
前記混合物(A)に熱硬化性樹脂及び無機粒子を混合して混合物(B)を得る工程(I−2−1)、並びに、
前記混合物(B)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを混合した後、無機繊維を混合する工程(I−2−2)
を有する、請求項1又は2記載の鋳物製造用構造体の製造方法。
In the step (I),
A step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water,
A step (I-2-1) of obtaining a mixture (B) by mixing the mixture (A) with a thermosetting resin and inorganic particles; and
A step (I-2-2) of mixing the mixture (B) with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and then mixing inorganic fibers.
The method for producing a structure for producing a casting according to claim 1 or 2, further comprising :
鋳物製造用構造体中の前記無機繊維の含有量が、鋳物製造用構造体100質量部に対して、1質量部以上6質量部以下である、請求項1〜の何れか1項記載の鋳物製造用構造体の製造方法。 The content of the inorganic fibers for casting structure in the respect for casting structure 100 parts by mass, not more than 1 part by mass or more 6 parts by weight, according to any one of claims 1 to 3 A method for manufacturing a structure for manufacturing a casting. カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを、有機繊維に対して、0.1質量%以上25質量%以下混合する、請求項1〜の何れか1項記載の鋳物製造用構造体の製造方法。 A polymer having a surfactant or cationic nitrogen having a cationic nitrogen, the organic fibers, mixed 0.1 wt% to 25 wt% or less, producing castings of any one of claims 1-4 Of manufacturing structure for automobile. 工程(I)で、更に、アニオン性化合物を含有するスラリー組成物を得る、請求項1〜5の何れか1項記載の鋳物製造用構造体の製造方法。 The method for producing a structure for producing a casting according to any one of claims 1 to 5, further comprising obtaining a slurry composition containing an anionic compound in the step (I). 請求項1〜6の何れか1項記載の鋳物製造用構造体の製造方法により得られた鋳物製造用構造体を用いる鋳物の製造方法。 A method for manufacturing a casting, which uses the structure for manufacturing a casting obtained by the method for manufacturing a structure for manufacturing a casting according to claim 1. 有機繊維、無機繊維、無機粒子、熱硬化性樹脂、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー、及び水を含有するスラリー組成物を得る工程(I)を有する鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法であって、
前記工程(I)において、水と、有機繊維と、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーとを混合した後に、無機繊維を混合して前記スラリー組成物を得る、
鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法
Casting structure having step (I) for obtaining a slurry composition containing organic fiber, inorganic fiber, inorganic particles, thermosetting resin, cationic nitrogen-containing surfactant or cationic nitrogen-containing polymer, and water A method for producing a body slurry , comprising:
In the step (I), water, organic fibers, and a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen are mixed, and then inorganic fibers are mixed to obtain the slurry composition,
A method for producing a slurry for a casting manufacturing structure .
前記工程(I)が、有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、並びに、前記混合物(A)にカチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマー及び無機繊維を添加する工程(I−2)を有し、
前記工程(I−2)において、無機繊維を前記混合物(A)に添加する前にカチオン性窒素を有する界面活性剤を前記混合物(A)に添加し、
熱硬化性樹脂及び無機粒子を前記工程(I−1)及び前記工程(I−2)の少なくとも何れかで混合する、
請求項記載の鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法。
The step (I) is a step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water, and a surfactant having a cationic nitrogen or a polymer having a cationic nitrogen in the mixture (A). And a step (I-2) of adding an inorganic fiber,
In the step (I-2), a surfactant having a cationic nitrogen is added to the mixture (A) before adding the inorganic fiber to the mixture (A),
Mixing the thermosetting resin and the inorganic particles in at least one of the step (I-1) and the step (I-2),
A method for producing the slurry for a structure for producing a casting according to claim 8 .
前記工程(I)が、
有機繊維及び水を含有する混合物(A)を得る工程(I−1)、
前記混合物(A)に熱硬化性樹脂及び無機粒子を混合して混合物(B)を得る工程(I−2−1)、並びに、
前記混合物(B)に、カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを混合した後、無機繊維を混合する工程(I−2−2)
を有する、請求項8又は9記載の鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法。
In the step (I),
A step (I-1) of obtaining a mixture (A) containing organic fibers and water,
A step (I-2-1) of obtaining a mixture (B) by mixing the mixture (A) with a thermosetting resin and inorganic particles; and
A step (I-2-2) of mixing the mixture (B) with a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen, and then mixing inorganic fibers.
The method for producing a slurry for a structure for producing a casting according to claim 8 , which comprises:
カチオン性窒素を有する界面活性剤若しくはカチオン性窒素を有するポリマーを、有機繊維に対して、0.1質量%以上25質量%以下混合する、請求項8〜10の何れか1項記載の鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法。 The casting production according to any one of claims 8 to 10 , wherein a surfactant having cationic nitrogen or a polymer having cationic nitrogen is mixed in an amount of 0.1% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the organic fiber. Method for producing slurry for structural body. 工程(I)で、更に、アニオン性化合物を含有するスラリー組成物を得る、請求項8〜11の何れか1項記載の鋳物製造用構造体用スラリーの製造方法。 The method for producing a slurry for casting structure according to any one of claims 8 to 11 , further comprising obtaining a slurry composition containing an anionic compound in the step (I).
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