JPS62292235A

JPS62292235A - 水性塗型剤及びその製造方法

Info

Publication number: JPS62292235A
Application number: JP13687686A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ushiku; 牛久　芳雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1987-12-18

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、金属溶湯を注入して鋳物を製造する砂型の表
面に塗布して、防護用被膜を形成する水性塗型剤に関す
る。

［従来の技術］鋳物を製造する場合、高温で比重の大きな金属溶湯が砂
型に注入されると、その高温と衝突力により砂粒が流出
したり、溶湯の砂型への差し込み等の現象が起こり、鋳
物不良等の原因となる。そこで従来から５砂型と金属間
に生ずる鋳物欠陥を減少し、鋳物肌を美しくするために
、塗型剤を用い砂型の表面に塗布して防護用の被膜を形
成することが行なわれてきた。

このような従来の塗型剤には水等をキャリヤとする水性
塗型剤と、四塩化炭素等をキャリヤとする溶剤タイプの
塗型剤とがあり、夫々シリカ等の粉末状耐火物と、粉末
状耐火物を砂型表面に結合させる結着物質とを含有して
いる。そして、使用されてきた結着物質は一般に、水性
塗型剤ではベントナイトであり、溶剤タイプの塗型剤で
はフェノール樹脂等の有機物が一般的であった。

このような塗型剤を所望の形状に押し固めた砂型表面に
塗布し、自然にまたは強制的に乾燥して塗型剤被膜を形
成した後、金属溶湯を注入して鋳物の鋳造を実施してい
た。

しかし、特に水性塗型剤においては砂型表面に形成した
被膜が脆弱であるため高温の溶湯の注入に耐えられず、
砂粒の流出により砂型の形状が崩れて鋳物製品の欠陥と
なって現れることが極めて多く、このため通常の場合で
製造歩留は約５割が常識とされていた。また、水性塗型
剤の被膜は水に触れると溶けやすく、被膜形成後の砂型
の取り扱いに注意しなければならなかった。

一方、溶剤タイプの塗型剤では、材料コストが高いうえ
に被膜の形成のために電熱器や加熱炉で加熱する必要が
ある等、水性塗型剤に比較して経済性の点で劣るほか、
高温の金属溶湯注入時に有害なガスの発生を伴なう等作
業性に劣る欠点があった。

更に、金属溶湯が極めて高温であったり、肉厚の鋳物を
鋳造する場合には、通常の鋳物砂に従来の塗型剤被膜を
形成したのでは溶融金属の差し込み、即ち砂型への浸透
現象を避けられなかった。

このため高価なジルコンサンドを使用していたが、不経
済な上に差し込みを完全に防ぐことはできなかった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、経済的に有利で取り扱いやすい水性塗型剤で
ありながら、砂型の表面に金属溶湯の高温と衝撃に耐え
うる強固な且つ水に溶融することのない被膜を形成する
ことのできる水性塗型剤を提供することを目的とするも
のである。

［問題点を解決するための手段］本発明の水性塗型剤は、珪酸ナトリウムの水溶液又は水
ガラスと、アルギン酸ナトリウムとを含有し、粉末状耐
火物を懸濁したものであり、ペースト状を呈している。

粉末状耐火物は従来から塗型剤に一般的に混合使用され
ているものでよく１例えば、シリカ、珪酸ジルコニウム
、酸化ジルコニウム、珪酸アルミニウム、アルミナ、酸
化亜鉛、二酸化チタン、酸化マグネシウム、ベントナイ
ト等がある。特に、本発明の塗型剤に粉末状耐火物とし
て酸化亜鉛を用いると、欠陥がないばかりか美しい鋳物
肌が得られることを見出した。また、ベントナイトの使
用は他の粉末状耐火物の沈殿を防止することができるの
で、粉末状耐火物の良好な分散性を得るためにも有効で
ある。

珪酸ナトリウムとして無水珪酸ナトリウム粉末を使用す
れば、金属溶湯の注入時に結晶水がガス化することがな
く、美しい鋳物肌が得られるので好ましく、または珪酸
ナトリウムの濃水溶液（水ガラス）をそのまま使用する
こともできる。

本発明の水性塗型剤の製造は、珪酸ナトリウム水溶液と
アルギン酸ナトリウム水溶液を混合し、これに更に粉末
状耐火物を懸濁する方法が簡単で便利である。これら各
成分の混合割合は、砂型形状、溶湯の種類、使用目的等
により適宜変更できる。

一般的ニハ、５〜７０容量％の珪酸ナトリウム水溶液１
〜９容量部と、０．３〜ｂルギン酸ナトリウム水溶液９〜ｌ容量部を混合する。珪
酸ナトリウム水溶液が５容量％未満では砂型との結着性
が悪く、７０容量％を超えると高粘度のため粉末状耐火
物の懸濁が不可能である。また、アルギン酸ナトリウム
水溶液が０．３容量％未満ではやはり砂型への結着性が
低下し、１０容量％を超えると寒天状になり以後の処理
が不可能である。好ましくは３５容量％の珪酸ナトリウ
ム水溶液と０．５容量％のアルギン酸ナトリウム水溶液
とを同容量で混合する。

また、粉末状耐火物は上記の珪酸ナトリウムとアルギン
酸ナトリウムの混合水溶液（ペースト状）１重量部に対
して、１〜２重量部を混合することが好ましい、尚、ベ
ントナイト以外の粉末状耐火物を使用する場合には、比
重の大きな粉末状耐火物の沈殿を防ぐためにベントナイ
トを更に添加することが好ましい、特に好ましい耐火物
の配合組成は、黒鉛４重量部、酸化アルミニウム３重量
部、酸化亜鉛１重量部、二酸化チタン１重量部及びベン
トナイト２重量部である。

更に、従来から知られている安定剤等のモディファイヤ
ーを添加することもできる。

本発明の水性塗型剤は密閉すれば、品質を損なうことな
く長期間保存することが可能である。

本発明のペースト状水性塗型剤を用いて砂型表面に硬化
被膜を形成するには、まずペースト状の水性塗型剤を水
で希釈して使用する塗布方法に適した粘度に調整し、刷
毛塗りまたはスプレー等の方法で砂型表面に塗布し、放
置して乾燥硬化させるか又は作業をいそぐ場合には加熱
炉等で加熱して硬化させることもできる。

［実施例］市販の水ガラス（来由薬品（株）製：商品名珪酸ソーダ
水ガラス）１容量部に、アルギン酸ナトリウムの０．３
容量％水溶液ｌ容量部を加えて充分に混合した。この混
合水溶液１重量部に黒鉛４重量部、酸化アルミニウム３
重量部、酸化亜鉛１重量部、二酸化チタン１重量部及び
ベントナイト２重量部からなる粉末状耐火物１重量部を
添加混合して、ペースト状の水性塗型剤を得た。

使用に際して、この水性塗型剤１容量部に対して水０．
３〜１容量部を加えて粘度を調整し、自動車用油圧部品
を鋳造するために形成した通常の鋳物砂からなる砂型の
表面に刷毛塗りした。塗布された塗型剤は砂型表面を流
れ落ることがなく、刷毛塗り後−晩（約１０時間）放置
するか若しくは加熱炉（約１００℃）で約２０分間強制
的に乾燥することによって充分に硬化した被膜が得られ
た。

この水性塗型剤の硬化した被膜は約２０００℃の高温に
耐えることができ、水をかけても全く変化しない極めて
強固な膜であり、乾燥による収縮亀裂やピンホールの発
生がなく、砂型表面との接着性及び被覆性が極めて優れ
ていた。

この塗型剤被膜を形成した砂型にねずみ鋳鉄の溶湯（約
１４５０℃）を注入して一昼夜放置した後、砂型を崩し
て鋳物製品を取り出した。このようにして１００個の砂
型に塗型剤被膜を形成して順次鋳造を行なったが、得ら
れた全ての製品は形状的に何ら欠陥はなく、その鋳物肌
は極めて良好であった。

この種の砂型を使用した鋳物製品においては、従来の塗
型剤では約５割が不良品であったことを考えれば、本発
明の水性塗型剤による歩留向上は想像を遥かに超えた顕
著なものである。

［発明の効果］本発明によれば、砂型の表面に金属溶湯の高温と衝撃力
に充分に耐えうる強固な、被覆性及び結着性の良い且つ
水に溶融することのない被膜を簡単に形成することがで
きるので、塗型剤被膜の形成後の砂型の取扱いが容易で
あると共に、全く欠陥がなく鋳物肌の美しい鋳物製品を
製造することができる。

しかも、通常の鋳物砂の砂型を使用できることとあいま
って、従来の常識からは予期できぬ驚異的な歩留を達成
できるので、本発明による経済的な利点は計り知れない
ものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）珪酸ナトリウムの水溶液又は水ガラスと、アルギ
ン酸ナトリウムとを含有し、粉末状耐火物を懸濁した水
性塗型剤。
（２）上記粉末状耐火物が黒鉛、酸化アルミニウム、酸
化亜鉛、二酸化チタン及びベントナイトからなることを
特徴とする、特許請求の範囲（１）項記載の水性塗型剤
。
（３）５〜７０容量％の珪酸ナトリウム水溶液１〜９容
量部と、０．３〜１０容量％のアルギン酸ナトリウム水
溶液９〜１容量部を混合し、この混合水溶液１重量部に
対して粉末状耐火物１〜２重量部を添加して混合するこ
とを特徴とする水溶性塗型剤の製造方法。
（４）上記粉末状耐火物が黒鉛４重量部、酸化アルミニ
ウム３重量部、酸化亜鉛１重量部、二酸化チタン１重量
部及びベントナイト２重量部からなることを特徴とする
、特許請求の範囲（３）項記載の水性塗型剤。