JPH0679397A

JPH0679397A - 鋳造用塗型材

Info

Publication number: JPH0679397A
Application number: JP23717792A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yoshitoshi; 信雄吉年
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】酸化物を主成分として含む産業廃棄物を基材
の一成分として利用し、通常の使用に耐える鋳造用塗型
材とすること。【構成】溶融金属と直接接触する鋳造型面に塗布され
る基材、添加剤、溶媒とから形成される鋳造用塗型材で
あって、該基材は１００μｍ以下に微粉砕された廃珪
砂、フライアッシュ、下水汚泥焼却灰の少なくとも１種
または２種以上を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳造作業において鋳型
内に形成されるキャビテイの表面の平滑化、および耐熱
性を向上させて鋳物と鋳型（砂型）との分離を容易にす
る廃材を利用した鋳造用塗型材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳造用塗型材は、土状黒鉛、リン
状黒鉛、コークス、グラファイトなどの炭素質あるいは
ケイ石砂、ジルコン、クロマイト、アルミナ、スピネ
ル、マグネシアなどの酸化物を基材とし、これにフェノ
ール樹脂、ロジン誘導体、でんぷん、糖蜜、リグニン、
ポリビニールアルコール、セルロース類などの有機系、
粘土、ベントナイト、シリカゾル、アルミナゾル、ソー
ダ塩、リン酸塩などの無機系の粘結剤、界面活性剤、防
腐剤、消泡剤、増粘剤などの各種添加剤、水、アルコー
ル、石油、キシロール、アセトンなどの溶媒を適宜選定
して混練して製造されている。

【０００３】この鋳造用塗型材の使用目的は、鋳込金属
と鋳型（砂型）の反応を防止すると共に、鋳造品の鋳肌
を平滑にすることにある。そのために、型表面への塗布
性がよいこと、鋳物型（砂型）との密着性がよいこと、
溶湯が侵入しない基材粒度及び塗膜であること、乾燥ま
たは溶融金属の急激加熱により剥離または亀裂を生じな
いこと、溶湯温度をかなり上回る耐熱性があること、熱
分解成分をある程度以下におさえること、鋳込金属と反
応しないという条件を満たす必要がある。

【０００４】ところで、下水道の普及に伴い、下水処理
によって発生する下水汚泥は、機械的に脱水して体積を
減らした後、焼却している。そして焼却により発生する
残渣は、焼却灰は無機の酸化物が主成分である。しかし
この無機酸化物の焼却灰は、その用途がなく主として埋
め立てなどにより処分されている。また、鋳物用珪砂の
製造工程や再生処理工程のいずれにおいても集塵ダスト
として多量に発生するものに廃珪砂がある。このような
廃珪砂は、鋳物用珪砂として使用不能な微細な珪砂粒子
で、現在のところ湾岸などの埋め立て用材料として用い
られか、あるいはその一部が建築、土木用のコンクリー
トブロック用材料として使用されているに過ぎず、その
大半が産業廃棄物として廃棄処分されており殆ど有効利
用されていない。

【０００５】さらに、石炭の燃焼灰はフライアッシュと
よばれ、炭素質分が燃焼して他の無機成分が酸化物とな
ったものである。これらの産業廃棄物は、再利用が求め
られているが現在のところまだそうした試みはなされて
いない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらは、現在主とし
て産業廃棄物として処理されているが、廃棄処分する用
地の確保が困難となり、廃棄ができなくなりつつある。
また廃棄処理費用の高騰にもなるので有効利用を考える
のが急務となっている。本発明は、上記の事情に鑑みて
なされたもので酸化物を主成分として含む上記の廃棄物
を基材の一成分として利用し、通常の使用に耐える鋳造
用塗型材とすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下水汚泥焼却
灰、廃珪砂、フライアッシュを微粉砕することにより、
従来の基材と容易に混合でき、基材の成分として使用可
能で有ること発見して得られたものである。本発明の鋳
造用塗型材は、溶融金属と直接接触する鋳造型面に塗布
される基材、添加剤および溶媒とから形成される鋳造用
塗型材であって、該基材は粒径の粒度分布が１００μｍ
以下に微粉砕された廃珪砂、フライアッシュ、下水汚泥
焼却灰の少なくとも１種または２種以上を含むことを特
徴とする。

【０００８】本発明の鋳造用塗型材は、基材、添加剤、
溶媒とからなる。基材の成分として下水汚泥焼却灰、廃
珪砂、フライアッシュの少なくとも一成分を含む。この
下水汚泥焼却灰、廃珪砂、フライアッシュの化学成分の
代表的な分析結果を表１に示す。表１に示すように三者
とも、酸化珪素、酸化アルミニウムを主成分としてい
る。そのため耐熱性に優れており、耐熱性が要求される
鋳造用塗型材の基材の代替品として有用である。

【０００９】

【表１】

【００１０】従来、基材は、公知の炭素質の土状黒鉛、
リン状黒鉛などの炭素質、金属酸化物とからなる。基材
として通常、使用されている土状黒鉛、りん状黒鉛の粉
末の粒度分布を表２に示す。表２に示すように基材の炭
素質の粒度分布の中心は３０μｍ以下である。ところ
が、たとえば、廃珪砂の粒度分布の中心は、表３に示す
ように１００μｍを中心に広く分布している。このため
廃珪砂は、混練によっても他の鋳造用塗型材成分中に均
一に分散しない。これを微粉砕すると表４に示すように
粒度分布が１００μｍ以下に容易に粉砕される。このよ
うにして廃珪砂微粉末は、たとえば上記の土状黒鉛など
の基材の粒度分布に近くなり均一に混合しやすくなる。

【００１１】

【表２】

【００１２】

【表３】

【００１３】

【表４】

【００１４】同様に、汚泥焼却灰、フライアッシュにお
いても、粉砕により容易に１００μｍ以下の粒度分布と
なり、容易に鋳造用塗型材中に均一に混合することがで
きる。したがって、通常の鋳造用塗型材として変わりな
く使用することができる。このように１００μｍ以下に
微粉砕された下水汚泥焼却灰、廃珪砂、フライアッシュ
は、鋳造用塗型材の基材成分と使用することができ、他
成分の添加剤や溶媒などと混合して鋳物型への塗布性を
高めることができる。

【００１５】添加剤は、有機系のフェノール樹脂、ロジ
ン誘導体、でんぷん、糖蜜、リグニン、ポリビニールア
ルコール、セルロース類など、または無機系の粘土、ベ
ントナイト、シリカゾル、アルミナゾル、ソーダ塩、リ
ン酸塩などの粘結剤、界面活性剤、防腐剤、消泡剤、増
粘剤などが使用される。溶媒には、水およびメチルアル
コール、イソプロピルアルコール、エチルアルコールな
どの有機溶剤が使用される。

【００１６】これら基材、添加剤、溶媒の配合量は、特
に限定されるものではなく用途に応じて適宜決定され
る。この基材、添加剤、溶媒の混合物は、たとえばスラ
リー状として鋳物型の外側又は内側面に塗布されて使用
される。

【００１７】

【作用】本発明によれば、下水汚泥焼却灰、廃珪砂、フ
ライアッシュの微粉末は、粒度分布を１００μｍ以下と
することにより基材の成分として混合が容易となり鋳造
用塗型材として利用できる。また、下水汚泥焼却灰、廃
珪砂、フライアッシュの微粉末は、酸化珪素、酸化アル
ミニウムを主成分としている。そのため耐熱性に優れて
おり、鋳造用塗型材の基材の代替品として諸条件を満足
する。また微粉砕が容易で、特定の粒度分布に容易に粉
砕することができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。（実施例１）使用した下水汚泥焼却灰の化学成分組成は
表１に示す。下水汚泥焼却灰をボールミルに投入し、焼
却灰粒径の粒度分布を１００μｍ以下になるように微粉
砕した。粉砕後の汚泥焼却灰の粒度分布を表５に示す。

【００１９】

【表５】

【００２０】この粉砕汚泥焼却灰の粒度分布は、リン状
黒鉛の粒度分布に近い粒度分布を有していた。この粉砕
汚泥焼却灰５３．７重量％にリン状黒鉛２０．６重量％
を混合して基材としこれに有機粘結剤（主にセルロース
類）１．５重量％、界面活性剤（ノニオン系）０．１重
量％、分散剤（セルロース系）０．４重量％、水２３．
７重量％を加えて混練して鋳物シェル中子用塗型材を製
造した。この配合割合を、表６に示す。（実施例２）使用した廃珪砂の化学成分組成は表１に示
す。

【００２１】これは基材に廃珪砂を添加した例である。
この廃珪砂の粒度分布を表３に示す。これをボールミル
で粉砕すると表４に示すような粒度分布の微粉砕粉末が
得られた。これは基材として使用される表２に示す炭素
質系基材のリン状黒鉛の粒度分布に近い。この粉砕廃珪
砂焼却灰６６．８重量％にリン状黒鉛７．５重量％を混
合して基材としこれに有機粘結剤（主にセルロース類）
１．５重量％、界面活性剤（ノニオン系）０．１重量
％、分散剤（セルロース系）０．４重量％、水２３．７
重量％を加えて混練して鋳物シェル中子用塗型材を製造
した。この配合割合を、表６に示す。（実施例３）使用した石炭灰フライアッシュの化学成分
組成は表１に示す。

【００２２】この石炭灰フライアッシュを前処理とし
て、ボールミル等にて粒径を１００μｍ以下に微粉砕し
た。（粉砕したフライアッシュの粒度分布を表７に示
す。）この石炭灰フライアッシュ６６．８重量％と、リ
ン状黒鉛７．５重量％とを混合して基材とした。これに
有機粘結剤（主にセルロース類）１．５重量％、界面活
性剤（ノニオン系）０．１重量％、分散剤（セルロース
系）０．４重量％、水２３．７重量％を加えて混練して
鋳造用塗型材を作製した。この配合割合を、表６に示
す。

【００２３】

【表６】

【００２４】

【表７】

【００２５】（実施例４）実施例３の微粉砕石炭灰フラ
イアッシュの量を５０．０重量％、リン状黒鉛２４．３
重量％を混合して基材とした。これに有機粘結剤（主に
セルロース類）１．５重量％、界面活性剤（ノニオン
系）０．１重量％、分散剤（セルロース系）０．４重量
％、水２３．７重量％を加えて混練して鋳造用塗型材を
作製した。（比較例）土状黒鉛３１．０重量％、リン状黒鉛２０．
６重量％を混合して基材とした。これに実施例で用いた
有機粘結剤（主にセルロース類）１．５重量％、活性剤
０．１重量％、分散剤０．４重量％、水４５．０重量％
を加えて混練して鋳造用塗型材を作製した。これら５
種の鋳造用塗型材を鋳物シェル中子用塗型材として使用
して鋳物を鋳造したところ比較例の従来のものと、同等
の製品が得られた。

【００２６】

【発明の効果】本発明で使用する下水汚泥焼却灰、廃珪
砂、フライアッシュは、微粉砕により容易に粒度を他の
塗型材の基材と粒度分布に近似させることがことができ
る。したがって、粒度分布を特定の範囲以下とした下水
汚泥焼却灰、廃珪砂、フライアッシュは、鋳造用塗型材
中に均一に混合することができる。その結果、鋳造用塗
型材として利用しやすくなる。

【００２７】廃珪砂は、酸化珪素の純度が高く、耐熱性
が高いため鋳物製品の鋳肌面粗度がよくなりさらに塗型
色が白色となり従来の黒鉛塗型材と比較して作業環境が
美しくなる。また、下水汚泥焼却灰は、もともと酸化珪
素、アルミナ分が高く耐熱性が高い。そのためこれを使
用した鋳造製品の鋳物肌面粗度がよくなる。

【００２８】さらに塗型色が白色となり、従来の黒鉛塗
型材と比較して作業環境が美しくなる。フライアッシュ
も主成分が酸化珪素、アルミナ分が高く耐熱性が高い。
そのためこれを使用した鋳造製品の鋳物肌面粗度がよく
なる。さらに塗型色が白色となり、従来の黒鉛塗型材と
比較して作業環境が美しくなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属と直接接触する鋳造型面に塗布
される基材、添加剤および溶媒とから形成される鋳造用
塗型材であって、該基材は１００μｍ以下に微粉砕され
た廃珪砂、フライアッシュ、下水汚泥焼却灰の少なくと
も１種または２種以上を含むことを特徴とする鋳造用塗
型材。