JPH02207940A

JPH02207940A - リン酸塩系鋳型材

Info

Publication number: JPH02207940A
Application number: JP1027155A
Authority: JP
Inventors: Koji Hakamazuka; 康治袴塚; Kazuhiro Watanabe; 一博渡辺
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1989-02-06
Publication date: 1990-08-17
Also published as: US5013363A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、融点が高い（１０００℃以上）ガラスセラミ
クス等の鋳造に適したリン酸塩系の鋳型材に関する。

〔従来の技術〕

この種のリン酸塩系鋳型材は、石膏系鋳型材に比べ耐熱
性が高いことから、Ｎ１−Ｃｒ合金またはＣｏ−Ｃｒ合
金等の融点が高い非貴金属合金の鋳造に使用されている
。特に、非貴金属合金を用いる歯科鋳造の分野では有用
な鋳型材として注目されている。

リン酸塩系鋳型材は、耐火材としての機能を有するシリ
カ（結晶系の異なるクリストバライトと石英からなる）
と、結合材としてのリン酸塩および金属酸化物を主成分
としている。一般に、リン酸塩としては第１リン酸アン
モニウム、第１リン酸マグネシウム等の酸性リン酸塩が
用いられている。また、金属酸化物としては、酸化マグ
ネシウム特にペリクレーズ結晶の発達した硬焼あるいは
電融マグネシアが用いられている。リン酸塩系鋳型材の
組成比としては、例えば特開昭５７−７２７４９号公報
に開示されているように、耐火材８０〜９０ｖｔ％、結
合材１０〜２０　ｗｔ’Ｘの割合いで配合し、さらに硬
化時間の調節８通気性、保存安定性等の調整を目的とし
てその他の成分を微量加えた成分割合いとしている。こ
のような組成比の鋳型材を２０〜３０％のコロイダルシ
リカ液で練和して鋳型を作成し、この鋳型により鋳造体
を作成している。なお、鋳型から鋳造体を取出すときは
、鋳型自体を壊して中の鋳造体を取出すという方法が取
られている。

一方、ガラスセラミクス等の高溶融合金は鋳込み後の冷
却過程で２．０〜２．３％程度収縮するため、寸法精度
の高い鋳造体を作成するためには、収縮分を補償する必
要がある。そこで従来は、特開昭５７−９５５４号公報
に開示されているように、クリストバライトの含有量を
増やし、例えば各成分の配合割合いを石英６５ｗｔＸ、
クリストバライト２０νｔ％、酸化マグネシウム５．８
　ｖｔ％、第一リン酸アンモニウム９．４ｖｔ％の重量
比とし、さらにカルボン酸を添加した鋳型材としている
。このような鋳型材からなる鋳型によれば、加熱膨張と
凝固膨張とを合わせた総膨脹量を大きくすることができ
、鋳造物の収縮が補償される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のリン酸塩系鋳型材は７６〜１８５
ｋｇ／ｃｄの圧縮強度を有しており、非常に硬い。その
ため、ガラスのような脆性材料からなる鋳造体を成形し
た場合には、鋳型を壊してその中の鋳造体を取出す過程
において鋳造体を破損してしまう可能性が極めて高いと
いう問題がある。

また、クリストバライトの含有量を増やせば膨張率が高
くなり総膨脹量を補償することができるが、その反面、
鋳型を凝固させるときに溶液が蒸発し易くなり、鋳型に
サーマルショックによるクラックが生じ易くなるという
問題がある。

そこで本発明の目的は、高精度の寸法を有する鋳造体を
得ることができると共に、成形された鋳造体を極めて容
易に取出すことができ、ガラスセラミクス歯根等の鋳造
に好適なリン酸塩系鋳型材を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決し目的を達成するために次のよ
うな手段を講じた。すなわち、クリストバライト及び石
英を含有する耐火材と、リン酸塩と金属酸化物を含有す
る結合材とを主成分とするリン酸塩系鋳型材において、
結合材としての金属酸化物にマグネシアクリンカ−を含
有させるものとした。なお、耐火材と結合材とは８５：
１５の成分割合とすることが望ましい。

また、耐火材に含有されるクリストバライトと石英とを
６：１〜７：１の割合いで含有させるようにした。

また、耐火材に含有されるクリストバライトは、粒度分
布の異なる２種類のクリストバライトとした。なお、異
なる２種類のクリストバライトのうち、一方のクリスト
バライトの粒径を１００μｍ以下とし、他方クリストバ
ライトの粒径を５００μｍ以下とするこ゛とが好ましい
。

また、耐火材と結合材とを８５＝１５の割合で配合した
ときに、結合材としてマグネシアクリンカ−４，０〜５
．０重量％、リン酸２水素アンモニウム９，５〜１０．
０重量％１重質マグネシア０．５〜１６０ｆｌｉ％とを
含有させるものとした。

〔作用〕

上記手段を講じたことにより次のような作用を奏する。

すなわち、リン酸塩系鋳型材の結合材として含有された
マグネシアクリンカ−は、鋳型の圧縮強度を低下させる
如く作用する。したがって、このような鋳型材からなる
鋳型は容易に壊すことができ、鋳型内の鋳造体がガラス
等であっても破損することなく容易に取出すことができ
る。

また、クリストバライトと石英を６：１〜７：１の割合
いで含有させるものとしたので、加熱膨張率が１．４％
〜１．８％変化し、総膨張量が補償される。

そのため、鋳造体の収縮等による鋳造精度の低下が防止
される。

また、耐火材と結合祠とを８５：１５の割合で配合した
ときの結合材の成分比を、マグネシアクリンカ−４，０
〜５，０重量％、リン酸２水索アンモニウム９．５〜１
０．０重量％１重質マグネシア０．５〜１．０重量％と
したので、凝固膨張量が０，３５〜０．８％まで変化し
、総膨張量が補償されるので、精度の良い鋳造体を作成
できる。

また、耐火材として粒度分布の異なる２種類のクリスト
バライトを含有させることとしたので、サーマルンヨッ
クによるクラックを有効に防止でき、しかも膨張率を高
くすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１実施例のリン酸塩系鋳型材は、耐火材としてのクリ
ストバライトＡ、クリストバライトＢ。

石英と、結合材としてのマグネシアクリンカ−第１リン
酸アンモニウム（またはリン酸２水素アンモニウム）、
ｆｆｉ質マグネシアを表１に示す配合比で配合している
。なお、クリストバライトＡとクリストバライトＢとは
粒度分布が異なっており、クリストバライトＡはその粒
径が５０μｍ以下であり、クリストバライトＢはその粒
径が８４０μｍ以上である。また、マグネシアクリンカ
−は、ＭｇＯを主成分とし、その他の成分として例えば
Ｃａｂ、５ｉ０２．ＳＯ２等の成分が含まれている。

表　　　　１上記リン酸塩系鋳型材の特性を調べるために、凝固膨張
、凝固時の発熱温度、熱膨張、圧縮強度の各測定を行な
った。なお、圧縮強度は取出し易さの目安となる。

先ず、上記鋳型材をコロイダルシリカ濃度が５％、１０
％、１５％の三種類のコロイダルシリカ溶液でそれぞれ
真空練和し、各Ｊｌｌｌ定に応じた形状をなす型枠に流
し込み、圧縮強度は−Ｊ定用試料。

凝固膨張測定用試料、凝固時の発熱温度測定用試料、熱
膨張測定用試料を作成する。なお、コロイダルシリカ溶
液と鋳型材との割合いは、鋳型材１００ｇに対しコロイ
ダルシリカ溶液２６１Ｌｌｌとした。た、圧縮強度用試
料、凝固膨張ｉＰｊ定用試料。

凝固時の発熱温度測定用試料が成形される型枠は、塩化
ビニルからなり直径３０ｍｍ、長さ６０關の大きさのも
のとし、熱膨張用試料が成形される型枠は直径５ｍｍ、
長さ１５〜１６ｍｍ程度の大きさのものとした。

上記各試料の測定を行なった結果を表２に示す。

なお、表２には従来のリン酸塩系鋳型材による従来品の
各種特性が併記されている。

表　　　　　２なお、上記凝固膨脂測定にはデジタルマグネスケーラ（
小野側蓋社製）を用いた。また、熱膨張測定には、上記
型枠に流し込み固化した後、−昼夜放置して得た熱膨張
用試料を用い、この熱膨張用試料を３００℃まで１時間
かけて昇温し、そのままの状態で３０分係留した後、６
００℃まで加熱したときの熱膨張量を測定した。

表２に示すように、上記配合比からなるリン酸塩系鋳型
材を用いた場合には、従来の鋳型材を用いた場合に比べ
圧縮強度が著しく低下している。

したがって、ガラス等の鋳造体であっても、鋳型を容易
に壊すことができ、鋳造体を破壊することなく容易に取
出すことができる。また、凝固時の発熱量が小さいので
、ワックスパターンを軟化させることがなく、精密な鋳
造成形を行なうことができる。このようなリン酸塩系鋳
型材は、例えばガラスセラミクス歯根の鋳造を行なうよ
うな場合には、極めて有効な鋳型材であるといえる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

本実施例に係かるリン塩系鋳型材は、クリストバライト
Ａ、クリストバライトＢ１石英、マグネシアクリンカ−
、リン酸２水素アンモニウム、重質マグネシアを表３に
示す割合いで配合している。

表　　　　３上記リン酸塩系鋳型材の特性を調べるため、上記第１実
施例と同様に圧縮強度用試料、凝固膨張測定用試料、凝
固時の発熱温度測定用試料、熱膨張測定用試料を作成し
た。なお、本実施例では鋳型材をコロイダルシリカ濃度
１０％、１５％の二種類のコロイダルシリカ溶液で練和
して各々二種類の試料を作成した。作成した試料を用い
て各種の測定を行なった結果を表４に示す。

表　　　　　４表４に示すように、上記成分割合いのリン酸塩系鋳型材
によれば、圧縮強度を従来のものに比べて著しく低下す
ることができ、第１実施例と同様の効果を得ることがで
きる。また、重質マグネシアの含有割合いを変えたこと
により、総膨張量が変化することが示されている。した
がって、重質マグネシアの含有量を微量変化させること
によってもクリストバライトの含有量を増加させる場合
同様、鋳造体の収縮分を補償するだけの総膨張量を得る
ことができ高精度な鋳造体を作成できる。

次に、上記第１実施例に示した鋳型材を用いて作成した
鋳型でガラス鋳造体を作成した。先ず、第１実施例に示
す鋳型材１００ｇに対しコロイダルシリカ１０％溶液を
加えて真空練和しスラリーを作成する。次に、円錐台状
のマスター台を用いて作成したワックスパターンを上記
スラリー中に埋入し焼却し鋳型を作成する。この鋳型を
６００℃まで昇温した後、ガラスをキャストしガラス鋳
造体を作成した。その結果、鋳造されたガラス鋳造体は
破損することなく容易に取出すことができた。取出した
ガラス鋳造体を三次元測定機で寸法を測定したところ、
６０±５　ａｍだけマスター台より大きく成形できるこ
とが確認された。

上記試験結果より、ガラスセラミクス歯根を鋳造するた
めの鋳型材として適用可能であることが確認できた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えばリン酸塩として第１リン酸マグネシウム等を、ま
た金属酸化物として電融マグネシア等を用いることもで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リン酸塩系鋳型材の結合材としてマグ
ネシアクリンカ−を含有させたので、マグネシアクリン
カ−を含有していない従来の鋳型材に比べて圧縮強度を
著しく低下させることができ、従ってガラスのような脆
性材料からなる鋳造体であっても破損することな（容易
に取出すことができる。また、クリストバライトの含有
比率を石英よりも大きくしたので、総膨張量を補償でき
、高精度の鋳造体を成形することができる。また、リン
酸塩系鋳型材の耐火材として含有されるクリストバライ
トを粒度分布の異なる２種類のものを含有させるように
したので、クリストバライトの含有比率を石英よりも大
きくしてもクラックを生じることな（膨張率を高くする
ことができ、従って高精度の寸法をした鋳造体を作成で
きる。

出願人代理人　弁理士　　坪井　淳

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クリストバライト及び石英を含有する耐火材と、
リン酸塩と金属酸化物を含有する結合材とを主成分とす
るリン酸塩系の鋳型材において、結合材としての金属酸
化物にマグネシアクリンカーを含有せしめたことを特徴
とするリン酸塩系鋳型材。
（２）請求項１に記載の耐火材は、クリストバライトと
石英の割合いを６：１〜７：１としたことを特徴とする
リン酸塩系鋳型材。
（３）請求項１または請求項２に記載の耐火材は、粒度
分布の異なる２種類のクリストバライトを含有してなる
ことを特徴とするリン酸塩系鋳型材。
（４）前記耐火材と結合材の割合いを８５：１５とし、
結合材としてマグネシアクリンカー４．０〜５．０重量
％、リン酸２水素アンモニウム９．５〜１０．０重量％
、重質マグネシア０．５〜１．０重量％を含有せしめた
ことを特徴とする請求項１に記載のリン酸塩系鋳型材。
（５）請求項３に記載の２種類のクリストバライトは、一方のクリストバライトの粒径を１００μ
ｍ以下とし、他方のクリストバライトの粒径を５００μ
ｍ以上としたことを特徴とするリン酸塩系鋳型材。