JPH0435251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳造用鋳型の主型および中子を成形
する際に用いるシエル鋳型材料およびそれを用い
た鋳型に関する。更に詳しくは、鋳造の過熱の際
に発生する煙およびホルムアルデヒド等の刺激
臭、異臭、有毒性のガス（以下、刺激性ガスとい
う）の発生量が少ないシエル鋳型材料およびそれ
を用いた鋳型に関するものである。 〔従来の技術およびその問題点〕 鋳造用鋳型の主型および中子（以下、単に鋳型
とする）の製造方法としては、従来よりフエノー
ル樹脂等の合成樹脂が熱によつて硬化する性質を
砂型の硬化に利用したシエルモールド法が多く採
用されている。それは、このシエルモールド法に
より製造された鋳型を用いて製造した場合、極め
て寸法精度の高い美麗な鋳肌を持つた鋳物が製造
できるからである。このシエルモールド法に用い
られる鋳型材料としては、珪砂等の砂粒にフエノ
ール樹脂等の熱硬化性樹脂を被覆した樹脂被覆鋳
物砂（コーテツドサンド）が一般的に使用に供さ
れている。 しかし、この樹脂被覆鋳物砂を原料として鋳型
を製造する場合、例えばコーテイング工程及び成
形工程等の過熱の際に、ホルムアルデヒド、フエ
ノール、アンモニア等の刺激性ガスが発生し、問
題となつている。また、得られた鋳型を用いて鋳
造する場合、例えば注湯工程における過熱の際
に、上記刺激性ガスが発生し、問題となつてい
る。これにより、鋳物工場内の作業環境を悪化さ
せる原因になつており、また他方では、この鋳物
工場から発生する種々の刺激性ガスの低減に莫大
な設備費用を必要とし、しかも必ずしも十分とは
いえず、その対策が強く切望されている。 従来より、これらの不具合を解決する方法とし
て、樹脂被覆鋳物砂の被覆用樹脂として不飽和ポ
リエステル樹脂を用いた鋳型材料が提案されてい
る（特開昭51−80234号公報、特開昭56−59560号
公報）。 しかしながら、この不飽和ポリエステル樹脂被
覆鋳物砂は、フエノール樹脂被覆鋳物砂を用いた
場合に比較して刺激性ガスの発生が減少するもの
の、鋳型の成形性が悪いという問題があつた。 また、前記した従来の樹脂被覆鋳物砂を用いた
場合には、鋳造後の鋳型の崩壊性が充分ではない
という問題を有している。即ち、鋳造温度が高い
鋳鉄等の鋳造の場合には比較的良好な鋳型崩壊性
を示すものの、アルミニウムやマグネシウム等お
よびそれらの合金の如く比較的鋳造温度の低い場
合には鋳型崩壊性が悪く、従つて鋳込み後の砂落
し、特に中子の排出に手間がかかるという不具合
である。 これは、鉄系金属の場合には注湯時のシエル鋳
型の内部温度が800〜1000℃であるため、結合材
に用いられているフエノール樹脂等の熱硬化性樹
脂が高温に曝されてほとんど熱分解することによ
り、注湯およびそれに続く凝固後のシエル鋳型の
強度が自然に低下するので、鋳造後にシエル注子
を鋳物より取り出すことが容易である。しかし、
アルミニウム等の低融点金属の鋳造の場合には、
注湯時のシエル鋳型の内部温度が300〜400℃と低
温であるためシエル鋳型中の熱硬化性樹脂の分解
が不十分となり、鋳造後もかなりの強度を有して
いるので崩壊性が悪く、特に複雑な形状ではシエ
ル中子を鋳物より取り出すことが著しく困難とな
る等の不具合が生じる。従つて、この様な場合、
鋳造後に鋳型を焼成炉等を通して長期間500℃程
度の温度に過熱・保持して崩壊させる砂焼き工程
を要し、手間がかかり生産性を悪くする上に、エ
ネルギー消費が大きく省エネルギーの観点からも
問題であつた。 そこで、本発明者等は、これら従来の問題点を
解決すべく鋭意研究し、各種の系統的実験を行つ
た結果、本発明を成すに至つたものである。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、鋳造用鋳型を製造する場合、
またはそれら鋳型を用いて鋳造を行つた場合の過
熱の際に発生する煙および／又は刺激性ガスの発
生量が少ないシエル鋳型材料およびそれを用いた
鋳型を提供するにある。 また、本発明の他の目的は、鋳型の成形性がよ
く、アルミニウム鋳物やマグネシウム鋳物等の如
く比較的鋳造温度の低い場合でも鋳造後の鋳型崩
壊性が十分な鋳型材料およびそれを用いた鋳型を
提供するにある。 〔発明の構成〕 本発明のシエル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被
覆した鋳物砂と、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱
物とからなることを特徴とするものである（以
下、本第一発明とする）。 本発明のシエル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被
覆した鋳物砂と、酸を含有した含水珪酸マグネシ
ウム質粘土鉱物とからなることを特徴とするもの
である（以下、本第二発見とする）。 本発明の鋳型は、鋳物を形成するためのキヤビ
テイと、該キヤビテイを形成するための壁とから
なる鋳型において、該壁は少なくともその一部が
熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と含水珪酸マグネ
シウム質粘土鉱物と該樹脂被覆鋳物砂および該粘
土鉱物の間に形成される空〓部とからなり、前記
樹脂被覆鋳物砂と前記粘土鉱物は互いに接合され
ていることを特徴とするものである（以下、本第
三発明とする）。 本発明の鋳型は、鋳物を形成するためのキヤビ
テイと、該キヤビテイを形成するための壁とから
なる鋳型において、該壁は少なくともその一部が
熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と酸を含有した含
水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と該樹脂被覆鋳物
砂および該粘土鉱物の間に形成される空〓部とか
らなり、前記樹脂被覆鋳物砂と前記粘土鉱物は互
いに接合されていることを特徴とするものである
（以下、本第四発明とする）。 以下に、本発明の構成をより詳細に説明する。 本第一発明におけるシエル鋳型材料における熱
硬化性樹脂を被覆した鋳物砂は、該材料の基材と
しての鋳物砂の表面に、粘結材としての熱硬化性
樹脂を被覆してなるものである。 ここで、鋳物砂は、シエル鋳型の基材をなす耐
火性の砂状物質であり、具体的には珪砂、ジルコ
ン砂、クロマイト砂、オリビン砂、海砂、川砂、
岩石を破砕して作つた砂等があり、それら一種類
または二種類以上の混合物を用いる。この鋳物砂
は、流動性、充填性、じん性、熱膨張性、凝固速
度等を考慮して適宜な形状、大きさ、種類のもの
を選択する。この鋳物砂の粒形は、丸形または押
角形等の球形様のものであることが好ましい。そ
れは、この場合には、砂の流動性がよく、比較的
少量の樹脂で高い型強度が得られ易く、また、鋳
型の通気性を良好ならしめるからである。 また、熱硬化性樹脂は、シエル鋳型材料の基材
としての鋳物砂及び含水珪酸マグネシウム質粘土
鉱物を相互に結合し、所定の鋳型形状に造形する
機能を有する粘結材であり、具体的には、フエノ
ール・フオルムアルデヒド樹脂、フエノール、フ
ルフラール樹脂等のノボラツク系フエノール樹
脂、レゾルシン・フオルムアルデヒド、アンモニ
アレゾール樹脂等のレゾール型フエノール樹脂、
尿素樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等を用
いる。 鋳物砂への樹脂の被覆は、ホツトコート法、ド
ライホツトコート法、セミホツトコート法、コー
ルドコート法、粉末溶剤法等の常法により、必要
に応じて適宜添加剤を加え行う。 ここで、樹脂の配合量は、１〜10wt％である
ことが好ましい。この配合量は、その目的、含水
珪酸マグネシウム質粘土鉱物および添加剤の添加
量、製造条件により異なるが、大略、鋳物砂が珪
砂である場合には２〜6wt％、ジルコン砂を用い
た場合には２〜4wt％がよい。 また、該樹脂被覆鋳物砂の粒径は、50μm〜１
mmであることが好ましい。 次に、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物（以
下、本粘土鉱物という）は、含水珪酸マグネシウ
ムを主成分とし、その表面に反応性に富む水酸基
を有する粘土鉱物である。また、この粘土鉱物
は、直径が0.005〜0.6μm程度の繊維からなり、該
繊維に平行に約10〜６〓程度の長方形の断面を持
つ細孔（チヤンネル）が存在するものである。
尚、この粘土鉱物は、マグネシウム或いは珪素の
一部がアルミニウム、鉄、ニツケル、ナトリウム
等の置換されている場合もある。 具体的には、含水マグネシウムシリケートを主
成分とするセピオライト（Sepiolite），シロタイ
ル（Xylotile），ラフリナイト（Loughlinite），
フアルコンドアイト（Falcondoite），含水アルミ
ニウムシリケートを主成分とするパリゴルスカイ
ト（Palygorskite）等があり、これらの１種また
は２種以上の混合物を用いる。また、これらのも
のを、400〜800℃の温度範囲内で仮焼したものを
用いてもよい。 また、通称で、マウンテンコルク
（Mountaincork），マウンテンウツド
（Mountain wood），マウンテンレザー
（Mountain leather），海泡石（Meers−
chaum），アタパルジヤイト（Attapulgite）等と
呼ばれる鉱物は、これに当たる。 本粘土鉱物は、粉末状、粒状或いは板状の何れ
の形で用いてもよいが、本粘土鉱物の有する孔が
残留する程度の粉砕したものがよく、その大きさ
が50μm〜１mmの範囲であることが好ましい。そ
の中でも200〜500μmであることがより好ましい。
この際の粉砕は、ミキサー，ボールミル，振動ミ
ル，ピンミル，叩解機，ジエツトミル等を用い、
湿式粉砕または乾式粉砕により行う。 本第一発見のシエル鋳型材料は、熱硬化性樹脂
を被覆した鋳物砂と含水珪酸マグネシウム質粘土
鉱物とから成るものである。 ここで、熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と（樹
脂被覆鋳物砂）と含水珪酸マグネシウム質粘土鉱
物（本粘土鉱物）との混合割合は、樹脂被覆鋳物
砂100重量部に対して本粘土鉱物が0.5〜45重量部
であることが好ましい。これは、該混合が0.5重
量部未満の場合には、シエル鋳型の製造を行う場
合に発生する煙および刺激性ガスの発生量を十分
に低減せしめることが難しいからである。また、
本粘土鉱物の混合量が45重量部を越える場合に
は、シエル鋳型の成形が難しくなるからである。
この混合量が、１〜10重量部である場合には、本
発明の効果をより一層奏し得るのでより好まし
い。 また本第一発明のシエル鋳型材料は、該材料の
優れた性能を損なわない程度に他の添加剤を適宜
添加・混合することができる。具体的には、鋳型
製造工程における樹脂の効果促進または鋳込工程
における樹脂の熱分解の促進を目的として酸化亜
鉛、酸化鉄、酸化マンガン、酸化チタン等の金属
酸化物およびヘキサメチレンテトラミン等が、鋳
造後の型の崩壊性を改良するものとして樹脂中に
ハロゲン系物質等が、鋳込時の型張りを防ぐもの
として鋼球、バラス、珪砂等の充填剤が、製品鋳
肌の確保のために石炭粉、ピツチ粉、コークス
粉、黒鉛粉末、ギルソナイト等の可燃性揮発物質
が、珪砂等鋳造砂の表面に均一に樹脂を被覆する
ためにケロシン等の湿潤剤がある。これらの添加
剤は、その目的に応じ、樹脂中に含ませてもよい
し、または鋳物砂に樹脂を被覆する際に、更には
シエル鋳型材料を混合調整する際等、適宜の時期
に混合する。 本第一発明のシエル鋳型材料の代表的な調整方
法を簡単に示すと以下の様である。 先ず、常法に従い鋳物砂にフエノール・ホルム
アルデヒド樹脂等の樹脂を被覆して得られた樹脂
被覆鋳物砂を用意する。 次に、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物をミキ
サー、ポールミル等により粉砕して適宜形状・大
きさの本粘土鉱物とする。尚、この粉砕工程の前
または後で400〜800℃に仮焼したものとしてもよ
い。 次に、樹脂被覆鋳物砂と本粘土鉱物、及び必要
に応じて適宜添加剤とを、モルタルミキサー等の
混練機を用いて本粘土鉱物が均一に分散する様に
混合し、本発明にかかるシエル鋳型材料を得る。 ここで、本第一発明にかかるシエル鋳型材料
は、概念的に第４図に示す如く、樹脂１を被覆し
た鋳物砂２と、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物
３を混合したものである。 次に、本第二発明のシエル鋳型材料について詳
細に説明する。 本第二発明のシエル鋳型材料は、本第一発明の
シエル鋳型材料における含水珪酸マグネシウム質
粘土鉱物が酸を含有してなるものである。 即ち、熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と酸を含
有した含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とから成
る。 ここで、本第二発明のシエル鋳型材料の熱硬化
性樹脂を被覆した鋳物砂（樹脂被覆鋳物砂）およ
び含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物（本粘土鉱
物）は、前述した本第一発明で詳述したものと同
様であるので詳細な説明は省略する。 次に、酸を含有した含水珪酸マグネシウム質粘
土鉱物は、前述した本第一発明における本粘土鉱
物に酸を含浸させたものである。 ここで、本粘土鉱物に含有する酸は、シエル鋳
型材料を製造する際、および鋳造の際に発生する
ガスが強いアルカリ性を示すので、このアルカリ
性成分を中和して害を軽減させ、かつ他の成分と
結合して別の有毒物質や異刺激臭を有するガスを
生成しないために用いる。また、これらの酸はシ
エル鋳型材料とした場合の結合樹脂の必要強度を
維持するのに役立つ。具体的には、蟻酸
（HCOOH）、酢酸（CH₃COOH）、フタル酸
（HOOCC₆H₄COOH）等の有機酸、燐酸（H₃
PO₄）、硼酸（H₃BO₄）硝酸（HNO₃）、硫酸
（H₂SO₄）等の無機酸があり、それらの一種また
は二種以上の混合物を用いる。 これら酸の含浸方法としては、本粘土鉱物を攪
拌しながら酸の水溶液を徐々に添加し攪拌する方
法、また本粘土鉱物を攪拌しながら噴霧機で酸水
溶液を吹きつける方法、酸水溶液に本粘土鉱物を
浸漬する方法等がある。 ここで、本粘土鉱物の酸の含有量は、本粘土鉱
物に対して酸が２〜30wt％であることが好まし
い。これは、酸の含有量が2wt％未満である場
合、酸の含有による効果の発現が見られず、また
該含有量が30wt％を越えた場合、成形時におけ
る鋳物砂の流動性および充填性が低下するからで
ある。この中でも特に５〜25wt％であることが
より好ましい。 次に、本第三発明の鋳型について詳細に説明す
る。 本第三発明の鋳型は、前述した本第一発明のシ
エル鋳型材料を用いて製造した鋳型に関するもの
である。 即ち、鋳物を形成するためのキヤビテイと、該
キヤビテイを形成するための壁とからなる鋳型に
おいて、該壁は少なくともその一部が熱硬化性樹
脂を被覆した鋳物砂と含水珪酸マグネシウム質粘
土鉱物と該樹脂被覆鋳物砂および本粘土鉱物の間
に形成される空〓部とからなり、前記樹脂被覆鋳
物砂と前記粘土鉱物は互いに接合されているもの
である。 ここで、キヤビテイとは、鋳物を製造するため
に溶湯を注ぎ込む空間部であり、壁によりこのキ
ヤビテイが形成されている。 また、壁は、キヤビテイを形成するものであ
り、鋳型の本体を成す部分で、少なくともその一
部が熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と含水珪酸マ
グネシウム質粘土鉱物とそれらの間に形成される
空間部とから成る。本第三発明における鋳型は、
主型または中子の全部が本第一発明にかかるシエ
ル鋳型材料を用いて作製されていてもよいし、ま
た鋳型の一部が該材料より作製されていてもよ
い。この材料より成る部分において、本発明に係
る効果を発揮する。 この熱硬化性樹脂被覆鋳物砂と含水珪酸マグネ
シウム質粘土鉱物は、本第一発明において詳述し
たものと同様のものであり、過熱により互いに接
合されているが、それら自体には特に構造変化は
なく、熱硬化性樹脂被覆鋳物砂および本粘土鉱物
の間には適宜に空間部が形成されている。 本第三発明の鋳型の代表的な製造方法を、鋳型
の主型を例に挙げ簡単に述べると、以下の様であ
る。 先ず、所望形状のアルミニウムまたは鋳鉄、同
合金製等の金型模型を、200〜300℃の炉中でガス
または電熱で過熱した後、型離れをよくするため
にシリコーン液等を吹きつけ、金型模型を清浄す
る。 次に、この金型模型に本第一発明にかかるシエ
ル鋳型材料を模型の隅まで均一に入れ、シリコニ
ツト炉等で所定時間（数分〜数10分）、所定温度
（300〜450℃）に加熱・保持した後、炉から金型
をはずして本発明にかかる鋳型を得る。 次に、本第四発明の鋳型について詳細に説明す
る。 本第四発明の鋳型は、前述した本第二発明のシ
エル鋳型材料を用いて製造した鋳型に関するもの
である。 即ち、鋳物を形成するためのキヤビテイと、該
キヤビテイを形成するための壁とからなる鋳型に
おいて、該壁は少なくともその一部が熱硬化性樹
脂を被覆した鋳物砂と酸を含有した含水珪酸マグ
ネシウム質粘土鉱物と該樹脂被覆鋳物砂および該
粘土鉱物の間に形成される空〓部とからなり、前
記樹脂被覆鋳物砂と前記粘土鉱物は互いに接合さ
れているものである。 ここで、キヤビテイとは、鋳物を製造するため
に溶湯を注ぎ込む空間部であり、壁によりこのキ
ヤビテイが形成されている。 また、壁は、キヤビテイを形成するものであ
り、鋳型の本体を成す部分で、熱硬化性樹脂を被
覆した鋳物砂と酸を含有した含水珪酸マグネシウ
ム質粘土鉱物とそれらの間に形成される空間部と
から成る。本第四発明における鋳型は、主型また
は中子の全部が本第二発明にかかるシエル鋳型材
料より作製されていてもよいし、また鋳型の一部
が該材料より作製されていてもよい。この材料よ
り成る部分において、本第四発明にかかる効果を
発揮する。 この熱硬化性樹脂被覆鋳物砂と酸を含有した含
水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、本第二発明に
おいて詳述したものと同様のものであり、加熱に
より互いに接合されていて、樹脂被覆鋳物砂およ
び酸含有本粘土鉱物の間には適宜に空間部が形成
されている。 なお、本第四発明にかかる鋳型の製造方法は、
本第三発明におけるそれと同様であり、常法によ
り行われるので詳細な説明は省略する。 〔発明の作用および効果〕 本発明のシエル鋳型材料は、鋳型を製造する場
合、刺激臭、異臭、有毒性ガス等の刺激性ガスの
発生量が少ない。また、煙の発生量も少ない。 更に、本発明のシエル鋳型材料を用いて鋳型を
製造した場合、該型の形成性がよい。 本発明の鋳型は、鋳造を行う際にも、刺激性ガ
スの発生量が少なく、また、鋳造時の煙の発生量
が少ない。 更に、本発明のシエル鋳型を用いて鋳造を行つ
た場合、アルミニウム鋳物やマグネシウム鋳物等
の如く比較的鋳造温度が低い場合であつても、鋳
造後の鋳型の崩壊性がよい。従つて、砂焼き工程
等の後工程を要しない。 この様に、本発明にかかるシエル鋳型材料およ
びそれを用いた鋳型がかかる効果を発揮するメカ
ニズムについては、未だ必ずしも明らかではない
が、次の様に考えられる。 即ち、本発明のシエル鋳型材料は、熱硬化性樹
脂を被覆した基剤としての鋳物砂に本粘土鉱物を
混合してなるが、この本粘土鉱物は、前記の如く
細い繊維からなり、該繊維には長方形の断面を持
つ細孔が存在する。この細孔は、表面にOH基を
有し、煙状物質、刺激性ガス状物質を吸着または
吸臭する部位として働いているものと考えられ
る。このシエル鋳型材料を用いて鋳型を製造した
場合、更にこの鋳型を用いて鋳造を行つた場合
に、この本粘土鉱物の細孔の構造は破壊されるこ
となく保持され、煙状物質および刺激性ガス状物
質を効果的に吸着または吸臭し、煙および刺激性
ガスの発生を低減しているものと考えられる。ま
た、鋳型中の本粘土鉱物は、鋳造工程の加熱の際
に触媒の役割を果たし、有毒性ガスの分解および
刺激臭・異臭成分の分解をし、また樹脂の熱分解
を促進して鋳型の結合を弱くするため、鋳込後の
崩壊性を良好にしているものと思われる。 尚、本粘土鉱物が酸を含有している場合には、
鋳型の製造または鋳型を用いて鋳造を行つた場合
に発生するガス状物質のアルカリ性成分を積極的
に中和するので、更に脱臭効果が向上しているも
のと思われる。 〔実施例〕 以下に、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 樹脂被覆鋳物砂とセピオライトを用いシエル鋳
型材料を製造した後、該材料を用いてシエル鋳型
を成形し、鋳込みによる性能評価試験を行つた。 先ず、トルコ産のセピオライトをジヨークラツ
シヤーで粗粉砕した後、破砕造粒機で更に粉砕し
て、平均粒径300μmのセピオライト粉末を得た。 次に、市販の樹脂被覆鋳物砂（珪砂97.1wt％，
フエノール樹脂2.9wt％：粒度６号：瓢屋製）と
第１表に示す部分のセピオライト粉末（含水率
6wt％）とをモルタルミキサーに入れ、５〜10分
間混合して本第一発明にかかるシエル鋳型材料を
得た。 次に、このシエル鋳型材料を、鉄製の金型に入
れ、該型をシリコニツト炉で400℃に２分間加
熱・保持した後、炉から取り出し金型をはずして
本第三発明にかかる鋳型（シエル鋳型）を得た。
ここで、金型は、内型と外型とからなり、内型は
上部直径52mm×下部直径60mmの円錐台に直径110
mm、厚さ20mmの台がついたもの、外型は外径が90
mm、上部内径71mm×下部内径79mm、高さ137mmの
中空円筒体である。 尚、これらシエル鋳型の成形性は良好であり、
また、シエル鋳型の製造の加熱の際、発煙がみら
れず、一酸化炭素COの発生がガス検知管の検出
限界以下であり、また刺激臭・異臭の発生の程度
も弱かつた。 次に、得られたシエル鋳型の性能評価を行うた
めに、鋳込みを行つた。予め、750℃に溶解した
アルミニウム合金（JISAC2B）をシエル鋳型に
注ぎ、鋳込後の発煙量を目視で観察し、臭いの発
生の程度を官能試験により行つた。得られた結果
を第１表に示す。尚、表中、発煙状況は「−」は
「発煙は認められない」，「△」は「発煙あり」，
「×」は「多量の発煙あり」を示す。表より明ら
かの如く、本発明にかかるものは、鋳込み後の発
煙量がかなり少ないことが分る。特に、セピオラ
イトの混合割合が2.0〜15.0wt％のものは、鋳込
み後30秒までは若干の発煙が見られたが、それ以
後は発揮が全く見られなかつた。また、刺激臭の
発生の程度も弱かつた。また、鋳込み後、鋳物を
取り出してから型こわしを実施したところ、容易
に崩壊した。 比較のために、上述の樹脂被覆鋳物砂のみを用
いて比較用鋳型材料とし、これを用いて比較用鋳
型を作製し（試料番号C1）、同様の性能評価試験
を行つた。その結果を、第１表に併せて示す。表
より明らかの如く、比較例の従来品にかかるもの
は、鋳込み後の発煙量がかなり多く、また、刺激
臭の発生の程度もかなり強いことが分る。尚、比
較用鋳型の製造の加熱の際、発煙および一酸化炭
素COの発生が見られ、刺激臭・異臭の発生の程
度も本発明品に比較して強かつた。また、鋳込み
後の鋳型の崩壊性も本発明品に比較して悪かつ
た。

【表】 以上の結果より明らかの如く、本発明にかかる
鋳型材料および鋳型は、鋳型の成形および鋳造の
際に発生する煙及び刺激性ガスの発生量が少な
く、また、鋳造後の鋳型の崩壊性も良好であるこ
とが分かる。 実施例 ２ 樹脂被覆鋳部砂と酸含有セピオライトとを用い
シエル鋳型材料を製造した後、該材料を用いてシ
エル鋳型を成形し、鋳込みによる性能評価試験を
行つた。 先ず、トルコ産のセピオライトを粉砕し、平均
粒径250μmのセピオライト粉末を得た。次に、こ
のセピオライト粉末に第２表に示す濃度の酢酸
（CH₃COOH）を含浸させ、酸含有セピオライト
を得た。尚、この酸含有量は、同表に示す。 次いで、市販の樹脂被覆鋳物砂（珪砂97.1wt
％，フエノール樹脂2.9wt％：粒度６号：瓢屋製）
98wt％と用意した酸含有セピオライト2wt％とを
モルタルミキサーに入れ、５〜10分間混合して本
第二発明にかかるシエル鋳型材料を得た。 次に、このシエル鋳型材料を、実施例１と同様
の金型に入れ、該型をシリコニツト炉で400℃に
２分間加熱・保持して炉から取り出し、金型をは
ずして本第四発明にかかる鋳型（シエル鋳型）を
得た（試料番号８〜11）。尚、シエル鋳型の製造
において、これらシエル鋳型の成形性は良好であ
り、また発煙がみられず、一酸化炭素の発生がガ
ス検知管の検出限界以下であり、また刺激臭・異
臭の発生の程度も本第一発明の場合よりも弱かつ
た。 次に、得られたシエル鋳型の性能評価を、鋳込
み後の発煙量の観察、発生臭の官能試験、発生ガ
ス中の一酸化炭素（CO）、アンモニア（NH₃）
濃度の検出試験、発生ガス中のアルデヒド（−
CHO）の定量試験により行つた。 先ず、750℃に溶解したアルミニウム合金
（JISAC2B）をシエル鋳型に注ぎ、鋳込後の発煙
量を目視で観察し、臭いの発生の程度を官能試験
により行つた。得られた結果を第２表に示す。

【表】 尚、表中、発煙状況は「−」は「発煙は認めら
れない」、「△」は「発煙あり」、「×」は「多量の
発煙あり」を示す。表より明らかの如く、本発明
にかかるものは、鋳込み後30秒までは若干の発煙
が見られたが、それ以後は発煙が全く見られず、
鋳込み後の発煙量がかなり少ないことが分る。ま
た、刺激臭の発生の程度も弱かつた。 また、鋳込み後に発生する一酸化炭素（CO）
およびアンモニア（NH₃）の濃度を北川式ガス
検知管（光明理化学工業(株)製）により検出した。
その結果を、第２表に示す。一酸化炭素の濃度検
出は、発生するガスを鋳込み後から３分間吸引す
ることにより、また、アンモニアの濃度検出は、
発生するガスを鋳込み90秒後経過してから１分間
吸引することにより行つた。同表より明らかの如
く、本発明にかかるものは、検出ガスの濃度が低
いことが分る。 また、発生ガス中のアルデヒド（−CHO）の
定量試験は試料番号８の鋳型について行い、ガス
クロマトグラフを用い、アルデヒドを２−４ジニ
トロフエニルヒドラジンの塩酸溶液に反応捕捉さ
せることにより行つた。その結果を第１図に、ま
たその時の分析条件を第３表に、それぞれ示し
た。同図より明らかの如く、本発明にかかるもの
は、アルデヒドの発生量が少ないことが分る。ま
た、本発明にかかるシエル鋳型の鋳造後の型の崩
壊性は良好であつた。 第３表 アルデヒド分析条件 ・ カラム：２％Silicone OV−17 on
Chromosorb WAW・DMCS 80−100
メツシユ，３mmφ×3mガラス ・ カラム温度： 200→300℃（３℃／分） ・ 注入口温度： 230℃ ・ キヤリアガス： ヘリウム，60ml／分 ・ 検出器： 水素炎イオン化検出器（FID） 水素圧0.6Kg／cm² 空気圧0.2Kg／cm² ・ 装置： 島津 GC−7AGガスクロマトグラフ 比較のために、上述の樹脂被覆鋳物砂のみを用
いて比較用鋳型材料とし、これを用いて比較用鋳
型を作製し（試料番号C2）、同様の性能評価試験
を行つた。その結果を、第２表に併せて示す
（尚、アルデヒドの定量試験結果は第２図に示
す）。表より明らかの如く、比較例の従来品にか
かるものは、鋳込み後の発煙量がかなり多く、ま
た、刺激臭の発生の程度もかなり強いことが分
る。 尚、実施例１の試料番号４におけるものについ
ての試験結果を併せて示す。なお、アルデヒドの
定量試験結果に、第３図に示す。 以上の結果より明らかの如く、本発明にかかる
鋳型材料および鋳型は、鋳型の成形および鋳造の
際に発生する煙及び刺激性ガスの発生量が少な
く、また鋳造後の鋳型の崩壊性も良好であること
が分かる。 実施例 ３ 樹脂被覆鋳物砂とセピオライトを用いシエル鋳
型材料を製造した後、該材料を用いてシエル鋳型
を成形し、鋳込み後の性能評価試験を行つた。 本実施例は、実施例２とセピオライトの含有す
る酸の種類が異なるほかは同組成、同方法にて行
われた例であるので、相違点のみ述べる。 セピオライト含浸する酸は、第４表に示す種
類、濃度のものを用い、含有量は20wt％である。 この酸含有セピオライトと樹脂被覆鋳物砂とよ
り得られた本第二発明にかかるシエル鋳型材料を
用いて、本第四発明にかかる鋳型を成形し、実施
例２と同様の性能評価を行つた（試料番号12〜
19）。得られた結果を、第４表に示す。尚、刺激
性ガス成分の定量試験は行わなかつた。また、実
施例２における試料番号C2の比較例を参考のた
め示した。 表より明らかの如く、本発明にかかるものは、
鋳込み後の発煙量が少ないことが分る。また、刺
激臭の発生の程度も弱かつた。また、鋳込み後、
鋳物を取り出してから型こわしを実施したとこ
ろ、容易に崩壊した。 なお、本発明のシエル鋳型の製造において、そ
の成形性は良好であり、また発煙がみられず、一
酸化炭素の発生がガス検知管の検出限界以下であ
り、また刺激臭、異臭の発生の程度も本第一発明
の場合よりも弱かつた。 以上の結果より明らかの如く、本発明にかかる
鋳型材料および鋳型は、鋳型の成形および鋳造の
際に発生する煙及び刺激性ガスの発生量が少ない
ことが分かる。

【表】

【表】 実施例 ４ 鋳物砂として珪砂を、熱硬化性樹脂としてフエ
ノールフオルムアルデヒド樹脂を、該粘土鉱物と
してパリゴルスカイトを用いシエル鋳型材料を製
造した後、該材料を用いてシエル鋳型を成形し、
各種の性能評価試験を行つた。 先ず、予め150℃に加熱された鋳物用珪砂（６
号）8000重量部をスピードミキサーに入れ、次い
でフエノールフオルムアルデヒド樹脂150重量部
添加し、30秒間混練した。 次に、水を110重量部加え、更に混練を行い、
更にステアリン酸カルシウム８重量部を加え、混
練して樹脂被覆鋳物砂を得た。 得られた樹脂被覆鋳物砂（平均粒径250μm）
1000重量部と、予めジヨークラツシヤー及び粉砕
機で粉砕処理したパリゴルスカイト（平均粒径
320μm、含水率5wt％）25重量部とをモルタルミ
キサーに入れ、20分間混合して本第一発明にかか
るシエル鋳型材料を得た。 次に、このシエル鋳型材料を本実施例１と同様
の金型に入れ、シリコニツト炉で400℃に２分間
加熱・保持した後、炉から取り出し、金型をはず
して本第三発明にかかる鋳型（シエル鋳型）を得
た。尚、このシエル鋳型の成形性は良好であり、
またシエル鋳型の製造の加熱の際、発煙は見られ
ず、有毒ガスの発生量はガス検知管の検出限界以
下であり、また刺激臭・異臭の程度も弱かつた。 次に、得られたシエル鋳型の性能評価試験を、
鋳造時における状況観察（発煙、刺激性ガスの発
生）および崩壊性試験により行つた。その結果、
鋳込み後30秒までは若干の発煙が見られたが、そ
れ以後は発煙は見られなかつた。また、鋳込み後
の刺激臭・異臭は弱く感じられる程度であつた。
また、鋳造後の型の崩壊性も良好であつた。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例を示し、第１図ないし第
３図は実施例２におけるアルデヒドの定量試験結
果を示す線図で、第１図は本第二発明および本第
四発明にかかるもの、第２図は従来の樹脂被覆鋳
物砂を用いたもの、第３図は本第一発明および本
第三発明にかかるもの、第４図は、本第一発明に
かかるシエル鋳型材料の概念図である。 １……樹脂、２……鋳物砂、３……含水珪酸マ
グネシウム質粘土鉱物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と、含水珪酸
   マグネシウム質粘土鉱物とからなることを特徴と
   するシエル鋳型材料。 ２ 熱硬化性樹脂は、ノボラツク型フエノール樹
   脂またはレゾール型フエノール樹脂であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシエル鋳
   型材料。 ３ 含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、セピオ
   ライト、シロタイル、パリゴルスカイト、ラフリ
   ナイトであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のシエル鋳型材料。 ４ 熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と、酸を含有
   した含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とからなる
   ことを特徴とするシエル鋳型材料。 ５ 熱硬化性樹脂は、ノボラツク型フエノール樹
   脂またはレゾール型フエノール樹脂であることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載のシエル鋳
   型材料。 ６ 含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、セプオ
   ライト、シロタイル、パリゴルスカイト、ラフリ
   ナイトであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載のシエル鋳型材料。 ７ 酸は、蟻酸、酢酸、フタル酸等の有機酸であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   シエル鋳型材料。 ８ 酸は、燐酸、硼酸等の無機酸であることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載のシエル鋳型
   材料。 ９ 鋳物を形成するためのキヤビテイと、該キヤ
   ビテイを形成するための壁とからなる鋳型におい
   て、該壁は少なくともその一部が熱硬化性樹脂を
   被覆した鋳物砂と含水珪酸マグネシウム質粘土鉱
   物と該樹脂被覆鋳物砂および該粘土鉱物の間に形
   成される空〓部とからなり、前記樹脂被覆鋳物砂
   と前記粘土鉱物は互いに接合されていることを特
   徴とする鋳型。 １０ 熱硬化性樹脂は、ノボラツク型フエノール
   樹脂またはレゾール型フエノール樹脂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載の鋳型。 １１ 含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、セピ
   オライト、シロタイル、パリゴルスカイト、ラフ
   リナイトであることを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載の鋳型。 １２ 鋳物を形成するためのキヤビテイと、該キ
   ヤビテイを形成するための壁とからなる鋳型にお
   いて、該壁は少なくともその一部が熱硬化性樹脂
   を被覆した鋳物砂と酸を含有した含水珪酸マグネ
   シウム質粘土鉱物と該樹脂被覆鋳物砂および該粘
   土鉱物の間に形成される空〓部とからなり、前記
   樹脂被覆鋳物砂と前記粘土鉱物は互いに接合され
   ていることを特徴とする鋳型。 １３ 熱硬化性樹脂は、ノボラツク型フエノール
   樹脂またはレゾール型フエノール樹脂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の鋳
   型。 １４ 含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物は、セピ
   オライト、シロタイル、パリゴルスカイト、ラフ
   リナイトであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１２項記載の鋳型。 １５ 酸は、蟻酸、酢酸、フタル酸等の有機酸で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記
   載の鋳型材料。 １６ 酸は、燐酸、硼酸等の無機酸であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の鋳型。