JPH05277631A - 崩壊性砂中子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェルモールド法を用いて固めた砂中子原型
でも，コーティングが充分に行え，かつ崩壊性に優れた
砂中子を得る。 【構成】 ＲＣＳを固めた砂中子原型をカセイソーダ水
溶液等中に浸漬するなどしてアルカリ処理した砂中子原
型を得，この砂中子原型を加熱乾燥した後水洗し，次い
で無機塩処理し乾燥した後，第１のコーティング液中に
浸漬するなどして砂中子原型の表面に均一な第１のコー
ティングを行い，次いで，第１のコーティングの上にア
ルミニウム粉を含有する第２のコーティング液中に浸漬
するなどして第２のコーティングを行い，その後，乾燥
して崩壊性砂中子を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば，クローズドデ
ッキタイプの自動車用エンジン等，アンダーカット部分
を有する鋳造品の高圧ダイカスト鋳造時に用いる耐圧性
および良好なコーティング性と崩壊容易性を有する崩壊
性砂中子の製造方法に関するものである。さらに詳しく
は，シェルモールド用の砂を用いて造型した砂中子原型
をアルカリで処理し，次いで水洗し，さらに無機塩で処
理することにより，第１のコーティング剤を１回だけで
厚くコーティングできるとともに，その上にアルミニウ
ム粉を含有する第２のコーティング剤をコーティングし
ても同コート層が堅固にでき，しかも，鋳造後の崩壊性
に優れた高圧鋳造用にも適した砂中子の製造方法に関す
るものである。ここで，良好なコーティング性とは，砂
中子原型にコーティング剤をコーティングする際に，コ
ーティング剤が，薄い液状で砂中子原型の内部に広がっ
た状態で深く浸み込まずに，または，砂中子原型の表面
からはじかれずに，砂中子原型の表面層のみにかつ全面
に，所定の厚さで均一に，かつ，確実容易に強固に形成
され，それが剥がれないようにコーティングされること
であり，鋳造時の高圧の鋳込圧力に充分に耐え得ること
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より，例えば，クローズドデッキタ
イプの自動車用エンジンブロックやその他のアンダーカ
ット部分を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金
等の鋳造品をダイカストで鋳造して製造する場合，崩壊
性砂中子を用いてダイカスト鋳造することが行われてい
る。そして，崩壊性砂中子を得る場合，まず，砂を所望
の形に固め，次に，その固めた砂中子原型の表面にコー
ティング剤を塗布し，高圧下での溶湯鋳込時には砂中子
が破損したり，溶湯が砂中子内に侵入しないようにし，
鋳造後には，ほとんど力を加えずに砂中子を崩壊させて
容易に取出せるようにし，かつ，砂が隅々まで充分に取
出せるようにすることが試みられている。勿論，その場
合，砂中子原型の成分，砂の固め方，コーティング剤の
成分，コーティングの仕方等，従来よりいろいろ試みら
れているが，充分に満足し得るものは得られていないの
が現状である。なお，コーティング剤としては，例え
ば，特開昭６３−４０６３９号公報に記載されているよ
うに，粉末状の耐火物，金属酸化物からなる第１のコー
ティング剤と，第１のコーティング剤の上に塗布する鱗
片状のアルミニウム粉やマイカ等を含有する第２のコー
ティング剤等が用いられている。

【０００３】その中で，砂を固めて砂中子原型を得る方
法として，ハードックス法，ウォームボックス法，
シェルモールド法，コールドボックス法等がある。
ハードックス法としては，例えば，特公昭６４−９８９
８号公報に記載されている技術が知られている。そし
て，この方法においては，砂中子原型は砂，酸硬化性樹
脂および酸化剤を主成分とする結合剤からなっており，
二酸化硫黄によって硬化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記ハードックス法に
おいては，所望の形状に造型した砂を硬化して砂中子原
型を得る場合，二酸化硫黄すなわち亜硫酸ガスを使用し
て硬化する。したがって，亜硫酸ガスを使用するため，
作業環境が悪く，日本の工場では，人体に悪影響を与え
るようなガスの使用は好まれない。また，仮に亜硫酸ガ
スを使用するとしても，人体に悪影響を与えず，作業環
境も悪化させないようにするためには，その為の付属設
備の設置が大変であり，また，その設置，運転のために
法規制も受ける。

【０００５】そのため，本発明者は，酸化剤と亜硫酸ガ
スの代りに結合剤を使用するシェルモールド法の良さを
見直すこととした。シェルモールド法では，砂と結合剤
の混合物を固めて砂中子原型を得るのに亜硫酸ガスを使
用するのではなく，予めフェノールレジン等の石炭酸系
合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
（ＲＣＳ）を，砂中子原型造型用の金型内に圧縮空気で
吹込んで加熱硬化させて造型する。しかし，この場合，
前記ハードックス法ではかなり良好に行われていたコー
ティング剤と同一のコーティング剤を砂中子原型に塗布
しても，コーティング剤が濡れずにはじかれてしまい，
うまくいかなかった。

【０００６】一方，本願発明の発明者は，ＲＣＳを用
い，シェルモールド法を用いて砂中子原型を造型し，こ
の砂中子原型を例えば，カセイソーダ水溶液等のアルカ
リ水溶液で処理した後，それを乾燥した砂中子原型の表
面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からな
るスラリ状のコーティング剤をコーティングし，それを
乾燥させることによって崩壊性砂中子を得る方法を発明
し，特許出願した。この方法で得られた崩壊性砂中子
は，それなりに有効なものであるが，高圧ダイカスト時
の溶湯の崩壊性砂中子への差込みをより確実に無くすた
めに，このコーティングを第１のコーティング層とし，
その表面に，前記した特開昭６３−４０６３９号公報に
示されているようなアルミニウム粉を含有する第２のコ
ーティング剤をコーティングすることを試みた。しか
し，この組合わせでは良好なコーティングが得られなか
った。すなわち，砂中子原型の表面付近に残存していた
アルカリが第１のコーティング層を透過して第２のコー
ティング層にまでにじみ出て，第２のコーティング剤中
の成分であるアルミニウム粉と反応する。その結果，第
２のコーティング層が禿げたり剥れたりする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては，ＲＣ
Ｓを用いて砂中子原型を造型する工程と，この砂中子原
型をアルカリで処理する工程と，このアルカリで処理し
た砂中子原型を乾燥する工程と，この乾燥した砂中子原
型を水洗する工程と，この水洗した砂中子原型を無機塩
で処理する工程と，この無機塩で処理した砂中子原型を
乾燥する工程と，この乾燥した砂中子原型の表面に粉末
状の耐火物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ
状の第１のコーティング剤をコーティングする工程と，
このコーティングして得た砂中子を乾燥させる工程と，
このコーティングした砂中子にアルミニウム粉を含有す
るスラリ状の第２のコーティング剤をコーティングする
工程と，このコーティングして得た砂中子を乾燥させる
工程によって崩壊性砂中子を得る。

【０００８】砂中子原型を処理するアルカリとしては，
例えば，カセイソーダ，カセイカリ等のアルカリを用い
る。また，砂中子原型をアルカリで処理する場合は，例
えば，カセイソーダ水溶液のような無機アルカリ溶液中
に浸漬したり，アルカリ溶液を砂中子原型の表面に刷毛
塗りしたり，吹付けたりする。次いで，このアルカリで
処理した砂中子原型を乾燥する。然る後に，この乾燥し
た砂中子原型を水洗するが，これは単に水中に砂中子原
型を浸漬したり，砂中子原型に水を吹付けたりする。そ
の後，この水洗した砂中子原型を無機塩処理する。この
場合の無機塩は，Ｌｉ^＋，Ｎａ^＋，Ｋ^＋，ＣＳ^＋，Ｃｕ
^＋，Ｃｕ^２＋，Ｍｇ^２＋，Ｃａ^２＋，Ｂａ^２＋，Ｚｎ
^２＋，Ａｌ^３＋，Ｍｎ^２＋，Ｆｅ^２＋，Ｆｅ^３＋，Ｃｏ
^２＋，Ｎｉ^２＋，ＮＨ_４ ^＋などの陽イオンと，Ｆ⁻，Ｃ
ｌ⁻，Ｂｒ⁻，Ｉ⁻，ＮＯ_３ ⁻，ＣＯ_３２−_{，ＳＯ ４}
^２−，ＰＯ_４ ^３−などの陰イオンが電荷を中和する形で
生成するものをいう。例えば，Ｎａ_２ＳＯ_４，Ｋ_２ＣＯ
_３，ＭｇＣｌ_２，Ｂａ_３（ＰＯ_４）_２，Ａｌ_２（Ｓ
Ｏ_４）_３，ＭｎＣｌ_２，ＦｅＳＯ_４，ＮＨ_４ＮＯ_３等が
挙げられる。また，上記のようにして得た砂中子原型を
無機塩で処理する場合は，例えば，ＢａＣｌ_２，Ａｌ_２
（ＳＯ_４）_３水溶液のような無機塩溶液中に浸漬した
り，無機塩溶液を砂中子原型の表面に刷毛塗りしたり，
吹付けたり，無機塩の微粉末を薄くまぶしたりする。

【０００９】

【作用】本発明においては，まず，例えば，前記したよ
うにＲＣＳを用いて砂中子原型を造型した後，その砂中
子原型をカセイソーダ水溶液等のアルカリ溶液中に浸漬
するなどして砂中子原型の内部にアルカリを浸み込ま
せ，次いで，この砂中子原型を乾燥する。この場合，造
型した砂中子原型（黄土色，褐色〜深緑色）を，例えば
カセイソーダ水溶液等のアルカリ溶液の中に浸漬すれ
ば，砂中子原型の表層部や中にアルカリが付着したり浸
み込んだりする。この砂中子原型を浸漬槽から引き上げ
た後，８０〜２００℃で数分〜２時間乾燥させると，砂
中子原型は赤褐色に変化する。これは，砂同志を結合し
ていた硬化フェノールレジン等の石炭酸系合成樹脂が砂
中子原型に付着したり浸み込んだアルカリにより酸化分
解させられたためである。すなわち，砂を互いに繋げて
いる硬化した石炭酸系合成樹脂は，この乾燥時の熱で酸
化分解反応が促進される。この熱酸化分解反応は，硬化
した石炭酸系合成樹脂のメチレン基およびメチン基にお
けるハイドロパーオキサイド構造の生成と引続く不安定
なこのハイドロパーオキサイド構造の分解と思われる。
これにより，強度も低下する。この強度の低下は，鋳造
時の加圧力には充分耐え得るものである。鋳造時に，溶
湯の熱により，当然硬化した石炭酸系合成樹脂も熱劣化
するが，上記のようにして予め強度を低下させておく
と，鋳造後，金型内から取出した鋳造品の中から砂中子
を取出すときに，砂中子が極めて簡単容易に取出せる。

【００１０】このようなアルカリ処理および乾燥を経て
得た砂中子原型に，粉末状の耐火物を主成分とする中性
水分散体からなるスラリ状の第１のコーティング剤を塗
布すれば，該砂中子原型の表面および表面近くに存在す
るアルカリにより，第１のコーティング剤が瞬時に凝集
して該砂中子原型の表面ではじかれることなく，該砂中
子原型の表面に厚くコーティングでき，その後これを乾
燥すれば，所望の厚さの均質な第１のコーティング層が
形成される。ところで，前記したように，この第１のコ
ーティング層の上にアルミニウム粉を含有するスラリ状
の第２のコーティングを施すと，砂中子原型の表面付近
に残存していたアルカリが第１のコーティング層を透過
して第２のコーティング層にまでにじみ出て，第２のコ
ーティング剤中の成分であるアルミニウム粉と反応す
る。その結果，第２のコーティング層が禿げたり剥れた
りする。したがって，前記したようなアルカリ処理およ
び乾燥を経て得た砂中子原型を，例えば，水中に数秒か
ら数分間浸漬して，砂中子表面付近に存在するアルカリ
を除去する。

【００１１】ところで，表面付近のアルカリを除去した
状態で，粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体か
らなるスラリ状の第１のコーティング剤を塗布しようと
しても，アルカリ処理しない場合と同様，この第１のコ
ーティング剤は砂中子原型の表面ではじかれてしまい，
砂中子原型の表面に厚くコーティングすることはできな
い。そこで，前記したように水洗した砂中子原型をＢａ
Ｃｌ_２，Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３水溶液等の無機塩水溶液中
に浸漬する等して砂中子原型の表面付近に無機塩を浸み
込ませ，次いで，この砂中子原型を乾燥する。次に，こ
のような処理をした後乾燥して得た砂中子原型の表面
に，粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からな
るスラリ状の第１のコーティング剤をコーティングす
る。この場合，前記したように水洗した砂中子原型を，
コーティングする前に，例えば，ＢａＣｌ_２水溶液等の
無機塩水溶液の中に浸漬すれば，砂中子原型の表層部に
無機塩が付着したり浸み込んだりする。この砂中子原型
を浸漬槽から引き上げた後，８０〜２００℃で数分〜２
時間乾燥させると砂中子原型の表層部に無機塩の粉末が
均一に付着する。

【００１２】このようなアルカリ処理，乾燥，水洗，無
機塩処理，乾燥を経て得た砂中子原型に，粉末状の耐火
物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状の第１
のコーティング剤を塗布すれば，該砂中子原型の表面お
よび表面近くに存在する無機塩により，コーティング剤
が瞬時に凝集して該砂中子原型の表面ではじかれること
なく，該砂中子原型の表面に厚くコーティングできる。
その後これを乾燥すれば，所望の厚さの均質な第１のコ
ーティング層が形成される。

【００１３】このようにして，第１層のコーティング層
を形成させた砂中子原型にアルミニウム粉を含有するス
ラリ状の第２のコーティング剤をコーティングする。次
いで，室温〜２００℃で数分〜２時間乾燥させると，第
１のコーティング層の上にアルミニウム粉を含有する第
２のコーティング層が均一に形成される。このようにし
て形成されたこの第２のコーティング層は，大気中は勿
論のこと，高湿度雰囲気に放置しても，その成分のアル
ミニウム粉がもはやアルカリに侵されることはなく，長
期間安定である。

【００１４】このようにすれば，シェルモールド法で
も，砂中子原型を固めることができ，砂中子原型の表面
に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からなる
スラリ状の第１のコーティング剤を所望の状態で確実容
易にコーティングすることができ，かつ，第１のコーテ
ィング層の上にアルミニウム粉を含有するスラリ状の第
２のコーティング剤を所望の状態で確実容易にコーティ
ングすることができ，しかも，この第２のコーティング
層を長期間安定に維持することができる。

【００１５】そして，この発明によって得られた崩壊性
の砂中子を用いれば，高圧ダイカストのように高圧下で
の溶湯鋳込時に砂中子が破損したりクラックが入ったり
することもなく，溶湯が砂中子内に侵入することもな
い。また，鋳造後に溶湯が固まって鋳込製品を金型から
取出した後，砂中子を崩壊させて取出すとき，ほとんど
力を加えずに砂中子を崩壊させて容易に取出すことがで
きるとともに，砂が鋳造面の隅に残ることもなく，隅々
まで砂を充分にかつ確実に取出すことができる。つま
り，アルカリ処理工程と引続く乾燥工程は，砂中子内部
に浸み込んだアルカリが砂同志を結合していた硬化フェ
ノールレジン等の石炭酸系合成樹脂を酸化分解させるの
に寄与し，水洗工程，無機塩処理工程と引続く乾燥工程
は，粉末状の耐火物を主成分とする中性水分散体からな
るスラリ状の第１のコーティングとアルミニウム粉を含
有するスラリ状の第２のコーティングを確実堅固に形成
させるのに寄与する。

【００１６】

【実施例】砂中子原型を製造するときは，まず，フェノ
ールレジン等の石炭酸系合成樹脂を砂にコーティングし
たレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を用意する。ＲＣ
Ｓは混練温度，フェノール樹脂等の石炭酸系合成樹脂の
性状からコールド法，セミホット法，ドライホット法で
製造されるが，生産性，安定性，コストの面からドライ
ホット法が好ましい。すなわち，１３０〜１６０℃に加
熱された砂に固形樹脂をミキサーで溶融コーティングし
たのち，ノボラック樹脂の場合は硬化剤のヘキサミン水
溶液，レゾール樹脂の場合は水のみを投入して，水の蒸
発潜熱およびエアレーションによって急冷しながら砂粒
同志の固着が少なくなった時点でステアリン酸カルシウ
ム等のワックスを分散させて乾態易流動性のＲＣＳを得
る。なお，砂は，硅砂，ジルコンサンド，クロマイトサ
ンド，セラビーズ等，あるいは，それらの再生砂を用い
る。

【００１７】このＲＣＳを，所定の砂中子形状のキャビ
ティを有する金型内に加圧空気とともに吹込み，いわゆ
る，シェルモールド法と呼ばれている方法で砂中子原型
を成型した。この場合，中子成型用の金型の加熱温度は
例えば２００〜３００℃，好ましくは，２３０〜２７０
℃程度とし，３０秒〜２分程度加熱して，砂中子原型を
所定の強度に硬化させた。例えば，抗折力２０〜５０ｋ
ｇの砂中子原型を得た。

【００１８】次に，このようにして成型した砂中子原型
を，アルカリの水溶液で処理する。このアルカリとして
は，カセイソーダ，カセイカリ等の無機アルカリが挙げ
られる。これらのアルカリの水溶液中に砂中子原型を浸
漬し，砂中子原型に吸収させた後，加熱乾燥させる。水
溶液の濃度は稀釈倍率２００倍以内である。稀釈倍率が
２００倍を越えると鋳造後の砂中子の崩壊性が低下し，
処理効果がなくなる。浸漬時間は，処理液の濃度および
砂中子原型と処理液との親和性によっても異なるが，
０．５秒の短時間から５分程度である。

【００１９】もし，砂中子原型が処理液に濡れにくい場
合は，予め砂中子原型をメタノール等の親水性有機溶媒
に短時間浸漬した後に処理液に浸漬するか，処理液に上
記親水性有機溶媒を砂中子原型が処理液に濡れるように
なるまで混合してから処理する。浸漬処理した砂中子原
型の加熱乾燥は，温度が高いほど時間が短くてすみ，目
安として１２０℃で３０分程度である。なお，アルカリ
を稀釈せずにそのまま使用してもよく，アルカリがカセ
イソーダやカセイカリのように微粉末の場合は，砂中子
原型に粉末をまぶし，余分な粉末を拭き取る。前記した
ように，カセイソーダ水溶液のように濃度の薄い溶液を
用いたときは水を蒸発させるために乾燥が必要である
が，このように水で稀釈しない場合は，乾燥を行う必要
はない。処理された砂中子原型の抗折力は処理濃度に比
例して低下する。

【００２０】次に，上記のようにアルカリ処理，乾燥さ
れた砂中子原型を水洗する。水洗は前記砂中子原型を水
中に浸漬しても良いし，前記砂中子原型に水を吹付けた
りしても良いが，前者が簡単確実である。すなわち，前
記砂中子原型を水道水等の水中に数秒から数分間浸漬し
たのち取出す。この水洗した砂中子原型は，乾燥しても
良いし，乾燥しなくても良いが，次に無機塩の水溶液で
処理する。この無機塩としては，ＢａＣｌ_２，Ａｌ
_２（ＳＯ_４）_３等の無機塩が挙げられる。

【００２１】これらの無機塩の水溶液中に水洗した砂中
子原型を浸漬し，砂中子原型の表面付近に吸収させた
後，加熱乾燥させる。水溶液の濃度は稀釈倍率２００倍
以内である。稀釈倍率が２００倍を越えると第１のコー
ティング剤のコーティング厚みが薄く，処理効果がなく
なる。浸漬時間は，処理液の濃度および水洗した砂中子
原型と処理液との親和性によっても異なるが，０．５秒
の短時間から５分程度である。浸漬処理した砂中子原型
の乾燥は，温度が高いほど時間が短くてすみ，目安とし
て１２０℃で３０分程度である。なお，無機塩を稀釈せ
ずにそのまま使用してもよく，水洗した砂中子原型に無
機塩微粉末をまぶし，余分な無機塩微粉末を拭き取る。
前記したように，ＢａＣｌ_２水溶液のように濃度の薄い
溶液を用いたときは水を蒸発させるために乾燥が必要で
あるが，このように水で稀釈しない場合は，乾燥を行う
必要はない。

【００２２】つぎに，上記のように処理された砂中子原
型の表面に第１のコーティング剤をコーティングする。
この場合，この砂中子原型を第１のコーティング剤中に
浸漬してもよいし，この砂中子原型の表面に第１のコー
ティング剤を刷毛塗りしたり吹付けたりしてもよい。第
１のコーティング剤は，微粉末シリカと微粉末アルミナ
を主成分とし，少量のコロイドシリカを加えた固形分５
０〜９０重量％のスラリとした。固形分が５０重量％以
下では第１のコーティング層の厚みが薄くなり，９０重
量％以上になるとスラリを撹拌するのが極めて困難とな
る。なお，この第１のコーティング剤のｐＨを７．０±
１．０に維持していなければ，撹拌下でも沈殿，凝固す
ることがある。

【００２３】なお，第１のコーティング剤としては，他
のコーティング剤を用いることもできる。例えば，グラ
ファイト，マイカ，ヒューズドシリカ，アルミナ，マグ
ネシア，カーボンブラックおよびジルコン粉末等の無機
耐火性材料約３０〜８０重量％と，コロイドシリカ，ア
ルミナゾル，粘土およびアミン処理ベントナイト等の無
機結合剤約１〜２５重量％と，水からなるものを用いて
もよい。この場合，より好ましいものは，ヒューズドシ
リカとコロイドシリカである。なお，これに約１０容量
％のメタノールとカオリンを加えても良い。

【００２４】前記第１のコーティング剤中に，アルカリ
処理，加熱乾燥，水洗，無機塩処理，加熱乾燥を順次経
て来て処理された砂中子原型を数秒間浸清し，その後，
加熱乾燥を行う。乾燥条件は，１２０℃，１０分程度で
ある。第１のコーティングの厚みは，無機塩処理を行わ
ない場合には砂中子原型の表面からはじかれてほとんど
塗れないのに対して，充分に厚く，また，砂中子原型の
内部への浸透も少なく，しかも，塗膜は堅固である。

【００２５】上記第１のコーティングを終えた後に，ア
ルミニウム粉を含有するスラリ状の第２のコーティング
剤をコーティングする。この第２のコーティング剤とし
ては，例えば，３％水溶性フェノール樹脂溶液１リット
ルに対し，鱗片状アルミニウム粉５００グラム，湿潤剤
としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０グラ
ム，消泡剤としてオクチルアルコール１グラムをよく撹
拌混合したもの，これにマイカ，カーボンブラック，ジ
ルコン粉末等を混合したもの等を用いることができる。
この第２のコーティングは前記第１のコーティングを終
えた砂中子原型を第２のコーティング剤中に浸漬した
り，該砂中子原型の表面に第２のコーティング剤を刷毛
塗りしたり吹付けたりした後，乾燥して形成する。乾燥
条件は，１２０℃，１０分程度である。

【００２６】さらに詳しい実施例として，実験例をつぎ
に示す。 （実験例１〜４，および比較例１〜４）フラタリ砂１０
０部に対して２部のフェノール樹脂（硬化剤ヘキサミン
を含む）をコーティングしたＲＣＳを用いて，重量約２
Ｋｇのエンジンブロック用砂中子原型をシェルモールド
法で複数個造型した。造型条件は金型温度２５０℃，吹
込み圧０．８Ｋｇ／ｃｍ^２，加熱時間９０秒であった。
１日放置した後の砂中子原型の抗折力は３８Ｋｇであっ
た。

【００２７】次に，カセイソーダ１部に水を各々４９
部，９９部混合して，稀釈倍率５０，１００倍の水溶液
をそれぞれ調製した。この水溶液に砂中子原型を１分間
浸漬した後，１２０℃の循環式熱風加熱炉で３０分間乾
燥した。この段階に留めて，次の水洗，無機塩処理を何
ら行わずに，本実験例と同一の第１，第２のコーティン
グを行ったので，比較例１，３として後記する表１に示
す。次いで，このカセイソーダ水溶液処理，乾燥した砂
中子原型を水道水に１０秒間浸漬して水洗した。同じ
く，この段階に留めて，次の無機塩処理を何ら行わず
に，本実験例と同一の第１，第２のコーティングを行っ
たので，比較例２，４として後記する表１に示す。

【００２８】その後，この水洗した砂中子原型を取出
し，ＭｇＣｌ_２１部に水を各々９部，４９部，１９９部
混合して得た稀釈倍率１０，５０，２００部の水溶液に
１〜２秒間浸漬した後，１２０℃の循環式熱風加熱炉で
３０分間乾燥した。（実験例１〜４）

【００２９】これら水洗処理以降を行わなかったもの
（比較例１，３），無機塩処理以降を行わなかったもの
（比較例２，４）と，無機塩処理，乾燥まで行った砂中
子原型を，それぞれ同一の第１のコーティング剤に１〜
２秒間浸漬した後，１２０℃の循環式熱風加熱炉で１０
分間乾燥した。第１のコーティング剤の組成は，微粉末
シリカ５０部と微粉末アルミナ３０部にコロイドシリカ
３部を水２０部に懸濁させたもので，ｐＨは７．２に調
整されたものであった。乾燥後の砂中子の抗折力は表１
に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】前記の第１層コーティングを終えた後，次
に第２層目のコーティングを行った。第２層のコーティ
ング剤としては，３％水溶性フェノール樹脂溶液１リッ
トルに対し，鱗片状アルミニウム粉５００グラム，湿潤
剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１０グ
ラム，消泡剤としてオクチルアルコール１グラムをよく
撹拌混合したものを用いた。すなわち，前記第１層コー
ティングを済ませた砂中子原型をこの第２層コーティン
グ剤中に１〜２秒間浸漬した後，１２０℃の循環式熱風
加熱炉で１０分間乾燥した。以上のようにして得た砂中
子原型を温度３３℃，相対湿度９０％に保持された恒温
恒湿器の中に７日間放置した。７日後の第２コーティン
グ層の状態を表１に示す。

【００３２】以上のようにして得た砂中子を金型にセッ
トし，アルミニウム合金ＡＤＣ１０を鋳造圧力６００ｋ
ｇ／ｃｍ^２，湯口速度２００ｍｍ／ｓｅｃ，注湯温度７
６０℃の条件下で高圧鋳造した。鋳造後に通常のコアノ
ックアウトマシンで砂落しを行ったところ，実験例１，
２，４の場合には中子砂は完全に除去され，優れた鋳造
品が得られた。実験例３の場合には中子砂の除去はやや
良かったが，比較例１〜４の場合には中子砂の除去は不
良であった。まとめて，結果を表１に示す。

【００３３】

【発明の効果】このように，本発明においては，石炭酸
系合成樹脂をコーティングしたレジンコーテッドサンド
を用いて砂中子原型を造型する工程と，この砂中子原型
をアルカリで処理する工程と，このアルカリで処理した
砂中子原型を乾燥する工程と，この乾燥した砂中子原型
を水洗する工程と，この水洗した砂中子原型を無機塩で
処理する工程と，この無機塩で処理した砂中子原型を乾
燥する工程と，この乾燥した砂中子原型の表面に粉末状
の耐火物を主成分とする中性水分散体からなるスラリ状
の第１のコーティング剤をコーティングする工程と，こ
のコーティングして得た砂中子を乾燥させる工程と，こ
のコーティングした砂中子にアルミニウム粉を含有する
スラリ状の第２のコーティング剤をコーティングする工
程と，このコーティングして得た砂中子を乾燥させる工
程によって崩壊性砂中子を製造するようにしたので，砂
中子原型は予め所望の強度にまで低下し，また，第１の
コーティング剤でコーティングするとき，第１のコーテ
ィング剤は砂中子原型の表面ではじかれることなく，均
一で適当な厚さの第１のコーティング層を形成する。ま
た，この第１のコーティング層の上にアルミニウム粉を
含有する第２のコーティング剤でコーティングしたと
き，第２のコーティング層は高湿度下でも安定な状態を
長期間維持する。したがって，砂中子は，鋳造時には高
圧の鋳込圧力に耐え，鋳造後の崩壊性は良い。

【００３４】すなわち，本発明で得られた崩壊性砂中子
を用いてダイカストのような高圧鋳造を行った場合，砂
中子中に溶湯が差込むことがなく，また，鋳造後，製品
から砂を排出する際も，砂中子の崩壊性が良いために，
簡単確実にかつ完全に砂の排出を行うことができる。勿
論，砂を排出した後の製品の鋳肌面には砂は全く残留せ
ず，非常に平滑である。したがって，このような砂中子
を，例えば，クローズドデッキ型のエンジンブロックの
冷却ジャケット部分のように，非常に複雑な形状を有す
る製品を鋳造する際に用いても，充分に満足のいく作業
状態と製品を確実容易に得ることができる。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年２月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【作用】本発明においては、まず、例えば、前記したよ
うにＲＣＳを用いて砂中子原型を造型した後、その砂中
子原型をカセイソ−ダ水溶液等のアルカリ溶液中に浸漬
するなどして砂中子原型の内部にアルカリを浸み込ま
せ、次いで、この砂中子原型を乾燥する。この場合、造
型した砂中子原型（黄土色）を、例えば、カセイソ−ダ
水溶液等のアルカリ溶液の中に浸漬すれば、砂中子原型
の表層部や中にアルカリが付着したり浸み込んだりす
る。この砂中子原型を浸漬槽から引き上げた後、８０〜
２００℃で数分〜２時間乾燥させると、砂中子原型は赤
褐色に変化する。これは、砂同士を結合していた硬化フ
ェノ−ルレジン等の石炭酸系合成樹脂が砂中子原型に付
着したり浸み込んだアルカリにより酸化分解させられた
ためである。すなわち、砂を互いに繋げている硬化した
石炭酸系合成樹脂は、この乾燥時の熱で酸化分解反応が
促進される。この熱酸化分解反応は、硬化した石炭酸系
合成樹脂のメチレン基およびメチン基におけるハイドロ
パ−オキサイド構造の生成と引続く不安定なこのハイド
ロパ−オキサイド構造の分解と思われる。これにより、
強度も低下する。この強度の低下は、鋳造時の加圧力に
は充分耐え得るものである。鋳造時に、溶湯の熱によ
り、当然硬化した石炭酸系合成樹脂も熱劣化するが、上
記のようにして予め強度を低下させておくと、鋳造後、
金型内から取出した鋳造品の中から砂中子を取出すとき
に、砂中子が極めて簡単容易に取出せる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石炭酸系合成樹脂をコーティングしたレ
   ジンコーテッドサンドを用いて砂中子原型を造型する工
   程と，この砂中子原型をアルカリで処理する工程と，こ
   のアルカリで処理した砂中子原型を乾燥する工程と，こ
   の乾燥した砂中子原型を水洗する工程と，この水洗した
   砂中子原型を無機塩で処理する工程と，この無機塩で処
   理した砂中子原型を乾燥する工程と，この乾燥した砂中
   子原型の表面に粉末状の耐火物を主成分とする中性水分
   散体からなるスラリ状の第１のコーティング剤をコーテ
   ィングする工程と，このコーティングして得た砂中子を
   乾燥させる工程と，このコーティングした砂中子にアル
   ミニウム粉を含有するスラリ状の第２のコーティング剤
   をコーティングする工程と，このコーティングして得た
   砂中子を乾燥させる工程からなる崩壊性砂中子の製造方
   法。