JPS62156044A - 鋳型材料および鋳型 - Google Patents

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、鋳造用鋳型の主型および中子を成形する際に
用いるシェ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、鋳造の加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
量が少ないシェ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、従来よりフェノール樹脂等の合成
樹脂が熱によって硬化する性質を砂型の硬化に利用した
シェルモールド法が多く採用されている。それは、この
シェ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った鋳物
が製造できるからである。このシェルモールド法に用い
られる鋳型材料としては、珪砂等の砂粒にフェノール樹
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９例えばコーティング工程及び成形工程等の加熱
の際に、ホルムアルデヒド、フェノール、アンモニア等
の刺激性ガスが発生し１問題となっている。また、得ら
れた鋳型を用いて鋳造する場合９例えば注湯工程におけ
る加熱の際に。

上記刺激性ガスが発生し１問題となっている。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ってお
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５１−８０
２３４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、フェ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
いという問題があった。

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、従って鋳込み後
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ェル鋳型の内部
温度が８００〜１０００　’Ｃであるため。

結合材に用いられているフェ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ェル鋳型の強度が自然に
低下するので、鋳造後にシェル中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、注湯時のシェル鋳型の内部温度が
３００〜４００℃と低温であるためシェル鋳型中の熱硬
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
ェル中子を鋳物より取り出すことが著しく困難となる等
の不具合が生しる。従って、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℃程度の温度に加熱
・保持して崩壊させる砂焼き工程を要し２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った。

そこで９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った結果１本発明
を成すに至ったものである。

〔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った場合の加熱の際
に発生する煙および／又は刺激性ガスの発生量が少ない
シェ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１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〕

本発明のシェル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被覆した鋳
物砂と、熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸マグネシウム
質粘土鉱物とを混合してなることを特徴とするものであ
る（以下２本第一発明とする）。

本発明のシェル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被覆した鋳
物砂と、酸を含有し更に表面に熱硬化性樹脂を被覆した
含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とを混合してなること
を特徴とするものである（以下１本第二発明とする）。

本発明の鋳型は、鋳物を形成するためのキャビティと、
該キャビティ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
た鋳物砂と熱硬化性樹脂を被覆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樹脂被覆粘土
鉱物の間に形成される空隙部とからなり、前記樹脂被覆
鋳物砂と前記樹脂被覆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２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ャビティト、
該キャビティ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更に表面に熱硬化性樹脂を被覆し
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
および該樹脂被覆酸含有粘土鉱物の間に形成される空隙
部とがらなり、前記樹脂被覆鋳物砂と前記樹脂被覆酸含
有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１本第四発明とする）。

以下に３本発明の構成をより詳細に説明する。

本第−発明におけるシェ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、シェ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、オリピン砂、海砂、川砂。

岩石を破砕して作った砂等があり、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９　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１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、シェ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、フェノール・フォルムアルデヒド樹
脂、フェノール・フルフラール樹脂等のノボラック系フ
ェノール樹脂。

レゾルシン・フォルムアルデヒド、アンモニアレゾール
樹脂等のレゾール型フェノール樹脂、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、ホントコート法、ドライホッ
トコート法、セミホットコート法、コールドコート法、
粉末溶削法等の常法により、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〜ｌｈｔ％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１〜６ｗｔ
％、ジルコン砂を用いた場合には１〜４ｗｔ％がよい。

また、該樹脂被覆鋳物砂の粒径は、５０μｍ〜１鰭であ
ることが好ましい。

次に、熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸マグネシウム質
粘土鉱物（以下、樹脂被覆粘土鉱物という）は、含水珪
酸マグネシウム質粘土鉱物（以下。

粘土鉱物という）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、該粘土鉱物は、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ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ〜０．６μｍ程度の繊維からな
り。

該繊維に平行に約１０〜６人程度の長方形の断面を持つ
細孔（チャンネル）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、ニッケル、ナトリウム等に置換され
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（χｙｌｏｔｉｌｅ）　、　　ラフリナイト（Ｌｏｕ
ｇｈｌｉｎｉｔｅ）。

ファルコンドアイト　（Ｆａ　１ｃｏｎｄｏ　ｉ　ｔｅ
）　、　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″Ｃの温度範囲内
で仮焼したものを用いてもよい。

また９通称で、マウンテンコルク（Ｍｏｕｎｔａｉｎｃ
ｏｒｋ）　、マウンテンウッド（Ｍｏｕｎｔａｉｎ　ｗ
ｏｏｄ）、マウンテンレザー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ　１ｅ
ａｔｈｅｒ）　、海泡石（Ｍｅｅｒｓ−ｃｈａｕｍ）　
、　　アクパルジャイト　（Ａｔｔａｐｕｌｇｉ　ｔｅ
）等と呼ばれる鉱物は、これに当たる。

この粘土鉱物は、粉末状２粒状或いは板状の何れの形で
用いてもよいが、粘土鉱物の有する孔が残留する程度に
粉砕したものがよく、その大きさが５０μｍ〜１鶴の範
囲であることが好ましい。

その中でも１００〜５００μｍであることがより好まし
い。この際の粉砕は、ショークラッシャー。

ハンマーミル、ローラーミル、破砕造粒機、振動ミル、
ピンミル、叩解機等を用い、湿式粉砕または乾式粉砕に
より行う。

また、熱硬化性樹脂は、前述した鋳物砂被覆用樹脂と同
様のものを用いるが、他の性質９例えば強度改善等を必
要とする場合には、異なった種類の熱硬化性樹脂を用い
てもよい。この際、樹脂の被覆量は、０．５〜２０ｗｔ
％であることが好ましい。

これは、該被覆量が０．５ｗｔ％未満である場合、熱硬
化性樹脂被覆の効果がみられず、また２０−ｔ％を越え
た場合、鋳型成形時および鋳造時における刺激性ガスお
よび煙の発生の抑制効果が低減するからである。より好
ましくは、鋳物砂への樹脂の配合量と同程度の被覆量で
ある。この割合の被覆量とした場合、成形した鋳型にお
ける鋳物砂と粘土鉱物との間の結合性が良好となる。

本第−発明のシェル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被覆し
た鋳物砂と熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸マグネシウ
ム質粘土鉱物とを混合して成るものである。

ここで、熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂（樹脂被覆鋳物
砂）と樹脂被覆粘土鉱物との混合割合は。

樹脂被覆鋳物砂１００重量部に対して樹脂被覆粘土鉱物
が０．５〜４５重量部であることが好ましい。

これは、該混合量が０．５重量部未満の場合には。

シェル鋳型の製造を行う場合や鋳造時に発生する煙およ
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、樹脂被覆粘土鉱物の混合量が４５
重量部を越える場合には、シェ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１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−発明のシェル鋳型材料は、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
の硬化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５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、ピッチ粉、コークス粉。

黒鉛粉末、ギルツ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、更にはシェル鋳型材料を混
合調整する際等、適宜の時期に混合する。

本第−発明のシェ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ｆ、常法に従い鋳物砂にフェノール・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ショークラッ
シャー、ハンマーミル等により粉砕して適宜形状・大き
さの粘土鉱物とする。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、樹脂被覆鋳物砂と粘土鉱物とを９モルタルミキサ
ー等の混練機を用いて粘土鉱物が均一に分散する様に混
合し、更に、この混合物にフェノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂等の樹脂および必要に応じて適宜添加剤を加え、
スピードマラー、スピードミキサー等の混練機を用いて
粘土鉱物が均一に分散するように混練し９本発明にかか
るシェル鋳型材料を得る。

ここで、上記の方法では、予め樹脂被覆鋳物砂を用意し
、該砂と粘土鉱物とを混合したが、鋳造砂と粘土鉱物と
を混合した後に樹脂を添加し混練・分散させてもよい。

また、樹脂被覆鋳物砂および樹脂被覆粘土鉱物を予め用
意し、更にこれに樹脂および添加剤を添加して混練・分
散させてもよい。この様にして得た本第−発明にかかる
シェル鋳型材料は、概念的に図に示す如（、樹脂１を被
覆した鋳物砂２と、樹脂１を被覆した含水珪酸マグネシ
ウム質粘土鉱物３とからなる。

次に９本第二発明のシェル鋳型材料について詳細に説明
する。

本第二発明のシェル鋳型材料は１本第一発明のシェル鋳
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更に
熱硬化性樹脂を被覆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１本第二発明のシェ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）は。

前述した本第−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。

また、酸を含有し更に熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸
マグネシウム質粘土鉱物は、酸を含有した粘土鉱物に熱
硬化性樹脂を被覆したものであるが。

粘土鉱物、熱硬化性樹脂および粘土鉱物への樹脂の被覆
方法は、前述した本第−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−発明における粘土鉱物に酸を含浸させ
たものである。

ここで、粘土鉱物に含有する酸は、シェル鋳型材料を製
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
らの酸はシェ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（ＨＣＯＯ
）Ｉ）　。

酢酸（Ｃ）Ｉ　１ｃＯＯ１（）　、フタル酸（）１００
ＣＣ６Ｈ４ＣＯＯＨ）等の有機酸、燐酸（Ｉ（３ＰＯ４
）、硼酸（ＬＢＯ，、）、硝酸（）ＩＮ（ｈ）、硫酸（
）１２ＳＯ４，）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、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。

また粘土鉱物を攪拌しなから噴霧機で酸水溶液を吹きつ
ける方法、酸水溶液に粘土鉱物を浸漬する方法等がある
。

ここで、粘土鉱物の酸の含有量は、１０−３〜５０ｗｔ
％であることが好ましい。これは、酸の含有量が１０−
’ｗｔ％未満である場合、酸の含有による効果の発現が
見られないからである。また、該含有量が５０ｗｔ％を
越えた場合、樹脂を被覆して更に樹脂被覆鋳物砂と混合
した時に鋳物砂のダマができ、成形時における鋳物砂の
流動性および充填性が低下したり、或いは酸により粘土
鉱物のマグネシウム（Ｍｇ）またはアルミニウム（Ａｌ
）等の陽イオンが溶出するために粘土鉱物の構造が損な
われる虞れがあり、刺激性ガスおよび煙の発生量の低減
効果が得られない場合があるからである。

この中でも、酸の含有量が１０−２〜３０−ｔ％である
ことがより好ましい。この範囲の場合、刺激性ガスおよ
び煙の発生量の低減効果がより優れている。

次に１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−発明のシェル鋳型
材料を用いて製造した鋳型に関するものである。

即ち、鋳物を形成するだめのキャビティと、該キャビテ
ィ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
熱硬化性樹脂を被覆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樹脂被覆粘土鉱物の間に
形成される空隙部とからなり、前記樹脂被覆鋳物砂と前
記樹脂被覆粘土鉱物は互いに接合されているものである
。

ここで、キャビティとは、鋳物を製造するために溶湯を
注ぎ込む空間部であり、壁によりこのキャビティが形成
されている。

また、壁は、キャビティ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熱硬化性樹脂を被覆した含水
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。本第三発明における鋳型は、主型ま
たは中子の全部が本第−発明にかかるシェル鋳型材料を
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１本発明にかかる効果を発揮する。

この樹脂被覆鋳物砂と樹脂被覆含水珪酸マグネシウム質
粘土鉱物は１本第一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るが、それ
ら自体には特に構造変化はなく、樹脂被覆鋳物砂および
樹脂被覆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°Ｃの炉中でガスまたは
電熱で加熱した後、型雛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−発明にかかるシェル鋳型材
料を模型の隅まで均一に入れ、シリコニット炉等で所定
時間（数分〜数１０分）、所定温度（３００〜４５０℃
）に加熱・保持した後、炉から取り出し金型模型をはず
して本発明にかかる鋳型を得る。

次に９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ェル鋳型
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ャビティと、該キャビテ
ィを形成するための壁とからなる鋳型において、咳壁は
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
酸を含存し更に熱硬化性樹脂を被覆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核酸含有樹
脂被覆粘土鉱物の間に形成される空隙部とからなり、前
記樹脂被覆鋳物砂と前記酸含有樹脂被覆粘土鉱物は互い
に接合されているものである。

ここで、キャビティとは、鋳物を製造するために溶湯を
注ぎ込む空間部であり、壁によりこのキャビティが形成
されている。

また、壁は、キャビティ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
砂と酸を含有し更に熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸マ
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ェ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１本
第四発明にかかる効果を発揮する。

この樹脂被覆鋳物砂と酸含有樹脂被覆含水珪酸マグネシ
ウム質粘土鉱物は２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樹脂被覆粘土鉱物の間には
適宜に空間部が形成されている。

なお３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〕

本発明のシェル鋳型材料は、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９本発明のシェル鋳型材料を用いて鋳型を製造した
場合、該鋳型の成形性がよい。

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２本発明のシェル鋳型を用いて鋳造を行った場合、
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っても、鋳造後の鋳型の崩壊性が
よい。従って、砂焼き工程等の後工程を要しない。

この様に３本発明にかかるシェ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１次の様に考えられ
る。

即ち１本発明のシェル鋳型材料は、熱硬化性樹脂を被覆
した基材としての鋳物砂に樹脂被覆粘土鉱物を混合して
なるが、この粘土鉱物は、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３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。このシェ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った場合に、こ
の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、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っ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２本発明の詳細な説明する。

実施例１゜ 鋳物砂とセピオライトとノボラック系フェノール樹脂を
用いてシェル鋳型材料を製造した後、該材料を用いてシ
ェル鋳型を成形し、鋳込みによる性能評価試験を行った
。

先ず、トルコ産のセピオライトをジョークラッンヤーで
粗粉砕した後、破砕造粒機で更に粉砕して、平均粒径２
００μｍのセピオライト粉末を得た。

次に、市販の珪砂（三河珪石＠二粒度６号）と第１表に
示す量のセピオライト粉末（含水率２ｗｔ％）とをモル
タルミキサーに入れ、５〜１０分間混合し、更に得られ
た混合物１００重量部を約１５０℃まで加熱し、これに
ノボラック系フェノール樹脂（旭有機材工業０１製）３
重量部加え５０秒間混練した後にヘキサメチレンテトラ
ミン０．４５重量部と冷却水１．５重量部加え、更に３
０秒後にステアリン酸カルシウム０．１重量部を加えて
混練して５本第一発明にかかるシェル鋳型材料を得た。

次に、このシェル鋳型材料を、鉄製の金型に入れ、原型
をシリコニット炉で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（シェル鋳型）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５２龍×下部直径６０鶴の円錐台に直径１１０ｍｍ、
厚さ２０ｍの台がついたもの、外型は外径が９０ｕ、上
部内径７１鶴×下部内径７９籠。

高さ１３７ｍｍの中空円筒体である。

尚、これらシェル鋳型の成形性は良好であり。

また、シェル鋳型の製造の加熱の際１発煙がみられず、
また刺激臭・異臭の発生の程度も弱かった。

次に、得られたシェル鋳型の性能評価を、鋳込み後の発
煙量の観察２発生臭の官能試験１発生ガス中のアンモニ
ア（ＮＨ３）濃度の検出試験２発生ガス中のホルムアル
デヒド（ＨＣＨＯ）の定量試験により行った。

まず、７５０℃に溶解したアルミニウム合金（ＪＩＳＡ
Ｃ２Ｂ）をシェル鋳型に注ぎ、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った。得
られた結果を第１表に示す。

尚１表中２発煙状況は「−」は「発煙は認められない」
、「△」は「発煙ありＪ、ｒＸＪは「多量の発煙あり」
を示す。表より明らかの如く２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５．０〜１０．０ｗｔ％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
れ以後は発煙がほとんど見られなかった。また、刺激臭
の発生の程度も弱かった。また、アンモニア（ＮＨ：＋
）濃度検出試験およびホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）　
ノ定ｉｔ試験は２発生ガス取り出し口を持つ内径４００
ｎ×深さ４６Ｏｎの円筒状の密閉容器内にアルミニウム
合金（ＪＩＳＡＣ２Ｂ）を注いだシェル鋳型を入れ、鋳
込み後２５分経過してから密閉容器内の発生ガスを捕集
して行った。アンモニアの濃度検出は北用式ガス検知管
（光明理化学工業■製）を用いて１分間に１００ｍｊ！
の発生ガスを吸引することにより行った。その結果を第
１表に示す。

同表より明らかの如く１本発明にかかるものは。

アンモニア（ＮＨ３）の濃度が低いことが分かる。

また１発生ガス中のホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の定
量試験は密閉容器内の発生ガスを取り出してアルデヒド
類を２−４ジニトロフエニルヒドラジンの塩酸溶液中に
捕集し、生成したヒドラジンをクロロホルムで抽出後、
ヒドラジンのクロロホルム濃縮液をガスクロマトグラフ
で判定することにより行った。その結果を第１表に、ま
たその時の分析条件を第２表にそれぞれ示した。同表よ
り明らかの如く１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かる。また１本発明にがかるシェ
ル鋳型の鋳造後の型の崩壊性は良好であった。

第２表　アルデヒド＼析条件 ・カラム：　２％５ｉｌｉｃｏｎｅ　０Ｖ−１７ｏｎ　
ＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂＷＡ−・０ＭＣ５８０−１００メ
ツシユ。

３　ｍｍφＸ３ｍガラス ・カラム温度：　２００→３００℃（３℃／分）・注入
口温度：　２３０℃ ・キャリアガス：　ヘリウム、６０ｍ１／分・検出器：
　水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）水素圧０．６に＋ｒ
／ｃＪ 空気圧０．２　ｋｇ　／　ｃ＋ｄ ・装　置：　島津　ＧＣ−９Ａ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く試料番
号Ｃ１）、同様の性能評価試験を行った。その結果を、
第１表に併せて示す。

第１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１発煙が見られ、刺激
臭・異臭の発生の程度も本発明品に比較して強かった。

また、鋳込み後の鋳型の崩壊性も本発明品に比較して悪
かった。

実施例２゜ 樹脂被覆鋳物砂と酸を含有し更に表面に樹脂を被覆した
セピオライトとからなるシェル鋳型材料を製造した後、
該材料を用いてシェル鋳型を成形し、鋳込みによる性能
評価試験を行った。

先ず、トルコ産のセピオライトを粉砕し、平均粒径２０
０μｍ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３表に示す濃度および量の酢
酸（ＣＨｆｌＣＯ（１１Ｉ）、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、市販の珪砂（三浦珪石■：粒度６号）９５−ｔ
％と用意した酸含有セピオライト５ｗｔ％とをモルタル
ミキサーに入れ、５〜１０分間混合し。

更に得られた混合物に実施例１と同様の方法でノボラッ
ク型フェノール樹脂（旭有機材工電■製）を被覆して本
第二発明にかかるシェル鋳型材料を得た。

次に、このシェル鋳型材料を、実施例１と同様の金型に
入れ、線型をシリコニット炉で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（シェル鋳型）を得た（試料番号４〜６）。

尚、シェル鋳型の製造において、これらシェル鋳型の成
形性は良好であり、また発煙がみられず、−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−発明の場合よりも弱かった。

次に、得られたシェル鋳型の性能評価を、鋳込み後の発
煙量の観察２発生臭の官能試験９発生ガス中のアンモニ
アＣＮＨｘ）？Ｍ度の検出試験９発生ガス中のホルムア
ルデヒド（ＨＣｌｌ０）の定量試験により行った。

先ず、７５０℃に溶解したアルミニウム合金（ＪＩＳＡ
Ｃ２Ｂ）をシェル鋳型に注ぎ、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った。得
られた結果を第３表に示す。

尚１表中１発煙状況は「−」は「発煙は認められない」
、「△」は「発煙ありＪ、ｒＸＪは「多量の発煙あり」
を示す。表より明らかの如く１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った。

また、鋳込み後に発生するアンモニア（ＮＨ３）および
ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の濃度を実施例１と同様
の方法により検出した。その結果を第３表に示す。同表
より明らかの如く１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１本発明にかかるシェル鋳
型の鋳造後の型の崩壊性は良好であった。

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く試
料番号Ｃ２）、同様の性能評価試験を行った。その結果
を、第３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。

以上の結果より明らかの如く２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
およ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。

【図面の簡単な説明】

図は、−一１本第１発明にか かるシェル鋳型材料の概念図である。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と、熱硬化性樹脂
   を被覆した含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物とを混合し
   てなることを特徴とするシェル鋳型材料。
2. （２）熱硬化性樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂ま
   たはレゾール型フェ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）項記載のシェル鋳型材料。
3. （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
   ェル鋳型材料。
4. （４）熱硬化性樹脂を被覆した鋳物砂と、酸を含有し更
   に表面に熱硬化性樹脂を被覆した含水珪酸マグネシウム
   質粘土鉱物とを混合してなることを特徴とするシェル鋳
   型材料。
5. （５）熱硬化性樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂ま
   たはレゾール型フェ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）項記載のシェル鋳型材料。
6. （６）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（４）項記載のシ
   ェル鋳型材料。
7. （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）項記載のシェル
   鋳型材料。
8. （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）項記載のシェル鋳型材料。
9. （９）鋳物を形成するためのキャビティと、該キャビテ
   ィを形成するための壁とからなるシェル鋳型において、
   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、熱硬化性樹脂を被覆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樹脂被覆粘土
   鉱物の間に形成される空隙部とからなり、前記樹脂被覆
   鋳物砂と前記樹脂被覆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. （１０）熱硬化性樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂
    またはレゾール型フェ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. （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. （１２）鋳物を形成するためのキャビティと、該キャビ
    ティを形成するための壁とからなるシェル鋳型において
    、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、酸を含有し更に表面に熱硬化性樹脂を被
    覆した含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物と、該樹脂被覆
    鋳物砂および該樹脂被覆酸含有粘土鉱物の間に形成され
    る空隙部とからなり、前記樹脂被覆鋳物砂と前記樹脂被
    覆酸含有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. （１３）熱硬化性樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂
    またはレゾール型フェ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. （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. （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。
16. （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。