JPS6252654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は酸化マグネシウム及びリン酸塩を主結
合剤とする鋳型材に関するものであり、詳しくは
改良された耐湿性をもつ前記鋳型材に関するもの
である。 酸化マグネシウム及びリン酸塩を主結合材とす
る鋳型材は精密鋳造法の一つであるロストワツク
ス法に用いられており、リン酸塩鋳型材と総称さ
れている。 リン酸塩鋳型材は耐熱性及び強度が優れ、スラ
リー化するコロイダルシリカの濃度により広範囲
に硬化膨脹を制御できるので、歯科技工関係では
Ni−Cr、Co−Crなどの高融点非貴金属の精密鋳
造にもつぱら用いられている。 しかるに、リン酸塩鋳型材は製造時の大気中
及び原料粉体中の水分により製品の品質にバラツ
キを生じる。保存安全性が悪いという欠点を有
する。即ち水分の存在が硬化時間や寸法安定性に
微妙に影響をあたえる。それゆえ、リン酸塩鋳型
材の製造にあたつては、原料粉体中の水分の管
理、雨期及び高温多湿時における製造所内の湿度
の管理には最大限の注意を払わなければならな
い。またユーザが使用するにあたつては、一旦開
封後は硬化時間、硬化膨脹などの鋳型材の物理的
性質が経時的に変化して、寸法精度のよい鋳造が
できなくなるので、保存は湿気のない低湿な場所
で保管しなければならないし、またできるだけ速
やかに使い切らねばならなかつた。 上記したようにリン酸塩鋳型材の品質のバラツ
キと保存安定性の悪さは製品に含まれ又は製品と
接触する水分が原因であり、その機構は式に示
すように、該鋳型材中の結合材である酸化マグネ
シウム及びリン酸塩と水分との反応によるリン酸
マグネシウムアンモニウム６水塩が生成するため
であると考えられる。 MgO＋NH₄H₂PO₄＋5H₂O
→NH₄MgPO₄・6H₂O … 式により生成したリン酸マグネシウムアンモ
ニウム６水塩は該鋳型材の硬化の際種結晶として
作用し、硬化を速め硬化膨脹を小さくする。さら
に水分の補給が十分であると使用前に式の反応
により大部分の結合材が消費されて逆に硬化がき
わめて遅くなつたり、場合によつては硬化しなく
なる。例えば比較例１に示すように、市販の鋳型
材を開封して高温多湿な大気中に曝しておくと１
〜２日間で硬化膨脹がもとの1/5以下に低下して
しまうほどである。また、製造時に原料が水分を
含んでいる場合にも、比較例２に示すように硬化
時間は短かくなり、硬化膨脹も小さくなる。 リン酸塩鋳型材のこのような欠点を克服するた
めには貯蔵時に式の反応が進行するのを阻止し
なければならない。それゆえ、製造に際しては(1)
製造原料、とくに吸湿しやすい微粉砕原料の保存
を密閉保存とし、水分含有量の高くなつた原料に
ついては十分乾燥後密閉保存とする。(2)製造時の
製造所内の湿度が高い場合には、除湿するか、又
は製造を中止するなどの処置をとる必要がある。
また使用に際しては、一旦開封後はかならずシリ
カゲルなどの乾燥剤入りのデシケーター中に保存
するなどの処置を構じなればならない。 しかしながら、製造するに際して原料を密閉保
存したり乾燥したり、あるいは除湿したりするに
は多大の設備と場所を要し、経済的でない。また
使用する側にとつても、たとえ乾燥剤入りデジケ
ーターに保存するなど不便である。更に、使用の
たびにデシケーターより取出す必要があり、その
際大気中の水分に曝され、吸湿性の強いリン酸二
水素アンモニウムは大気中の水分を吸収して式
の反応を起し、鋳型材は徐々に劣化する。更に悪
いことには一般のユーザーの間では鋳型材を乾燥
剤入りのデシケーター中に保存しておくことは実
際にほとんど行なわれていない。せいぜい、密封
性の良い容器に密栓して保存しているのが実状で
ある。このため開栓するたびに水分を含んだ新鮮
な大気に触れ、鋳型材の劣化は一層速くなる。 本発明者等はリン酸塩鋳型材の前記したような
製造、使用上の不安定性を経済的かつ容易に解決
するべく鋭意研究を行ない、大気中の湿度に影響
され難い鋳型材を得るに至つた。即ち、本発明は
リン酸塩鋳型材の結合材である酸化マグネシウム
及びリン酸塩のどちらか一方又は両方に特定の薬
剤で表面処理を施し、式の反応による鋳型材の
劣化を防ぎ、なおかつ鋳型材としての良好な性能
を有する処理法である。 一般に粉体の吸湿性を防止する手段として、そ
の表面に疎水性物質をコートすることは知られて
いる。また表面処理法としては表面官能基反応、
高分子被膜形成、界面活性剤処理などの方法が公
知である。表面官能基反応及び高分子被膜形成に
よる表面処理法はそのための特別の装置・工程を
新たに必要とする。これに対し、界面活性剤処理
は特別な装置・工程を必要とせず、通常の混和設
備で容易に実施できる方法である。 しかしながら表面処理によるリン酸塩鋳型材へ
の耐湿性付与に際して、前記したいずれの方法を
とるにせよ、一般の疎水性表面処理剤の使用にあ
つては鋳型材を水又はコロイダルシリカ水溶液で
スラリー化したときに表面被覆物を除去しなけれ
ばならない。さもなければ、鋳型材は硬化しなか
つたり、硬化しても著しく遅くれたり、あるいは
硬化膨脹が著しく小さくなるなどの不都合を生ず
る。またスラリー粘度の上昇や被覆物の浮上によ
りスラリーを均一に混合できないなどの事態も生
じる。 本発明者らは、特に上記した鋳型材の大気中水
分による劣化を防止した鋳型材を極めて簡単な方
法で得ることができた。即ちリン酸塩および酸化
マグネシウムを結合材主成分とする鋳型材に脂肪
族高級アルコール類を少量添加配合することによ
り、該鋳型材の耐湿性及び保存性が著しく向上
し、硬化膨脹、加熱膨脹などの物性はほとんど損
われないということを見い出したのである。 本発明に用いる脂肪族高級アルコール類は炭素
数が８以上18以下の飽和及び不飽和アルキル基を
有する一価アルコール類が好ましい。すなわち、
炭素数が８以下の脂肪族一価アルコールでは、輝
発性、親水性が比較的大きく、鋳型材に十分な耐
湿性を付与できない場合があり、また炭素数18以
上の脂肪族アルコールは工業的に利用し難いため
である。 これらのアルコールの例は、カプリリルアルコ
ール、カプリルアルコール、ラウリルアルコー
ル、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、
ステアリルアルコール等の飽和アルコール、シト
ロネロール、リナロール、オレイルアルコール等
の不飽和アルコールなどがある。更にこれらのア
ルコール類は他の置換基たとえばアミノ基、エー
テル基、アルデヒド基などを有していてもよい。 上記した脂肪族高級アルコール類の添加・配合
方法は粉体の表面処理技術に関する種々の公知の
方法に準じて行なわれる。例えば結合材である酸
化マグネシウムあるいはリン酸塩を粉砕調節する
際に添加・配合する方法がとられる。また、あら
かじめ該アルコールを有機溶剤に溶解しておいて
結合材又はその一方に添加・混合してもよい。い
ずれにしても添加量が微量でよいから、可及的に
分散を均一にするような方法を採用すべきであ
る。 本発明の特徴はきわめて少量の脂肪族高級アル
コール類の添加配合により、主としてリン酸塩鋳
型材に耐湿性を付与することである。すなわち、
添加配合する脂肪族高級アルコールの量は、それ
が液体か固体かにより、また結合剤の粒度によつ
ても変りうるが、一般的には鋳型材100重量部に
対し、0.01〜0.3重量部、とくに0.05〜0.1重量部
で十分な効果を発揮する。脂肪族高級アルコール
類の添加量が上記より少ない鋳型材に十分な耐湿
性を付与することができず、逆に上記より多いと
経済的に不利であるばかりか、得られる鋳型材の
スラリー粘度が高くなり模型上に流し込むのが次
第に困難となる。更に初期の硬化膨脹が小さくな
るほど新たな問題が生じるため好ましくない。 本発明は従来のリン酸塩鋳型材に少量の脂肪族
高級アルコール類を添加配合するだけで、耐湿
性、保存性の良好な鋳型材を簡易な方法で安価に
供給するものである。 以下に実施例をあげ、本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに制限されるものでは
ない。 以下の比較例、実施例における鋳型材の配合成
分組成及び試験法は次のとおりである。ただし、
他社製鋳型材の配合は不明である。

【表】 試験法 鋳型材をそれぞれの専用液を用い、指定粉液比
で練和し、練和物をJIST−6604に示された型枠
に流しこんだ。硬化して５分後に拘束を取り除
き、ダイヤルゲージにて２時間後の膨脹を測定し
た。硬化時間はビガ−針（荷重300g断面積１
mm²）が練和物内に１mm入る時点をもつて定めた。 加熱膨脹の測定は硬化膨脹測定後の硬化体から
試験片をダイヤモンドカツターで切り出し、熱分
析装置（理学電機製）で行なつた。 比較例 １ 代表的な市販のリン酸塩埋没材を温度30℃、相
対湿度100％の雰囲気に一定時間曝した後、専用
液で練和し、硬化時間、硬化膨脹を測定した。結
果を第１表に示す。

【表】 比較例 ２ 表Ａに示す各配合成分を温度30℃、相対湿度
100％の雰囲気に24時間曝したものを原料とした
鋳型材を調製した。これと室温下相対湿度60％以
下に放置されていた原料を用いた鋳型材の硬化時
間、硬化膨脹を測定した。結果を第２表に示す。

【表】 実施例 １〜８ 表Ａに示す各配合成分を温度30℃、相対湿度
100％の雰囲気に24時間曝し、これを原料として
鋳型材を調製した。その際、あらかじめ鋳型材
100重量部にたいし、第３表に示す各種脂肪族高
級アルコールを0.01〜0.1重量部の範囲で添加混
合しておいた。 該鋳型材をポリエチレン製の袋に入れ、融着密
封して30℃の恒温槽に１日保持した後、開封して
硬化時間、硬化膨脹を測定した。 結果を高級アルコール無添加の参考例とともに
第３表に示す。

【表】 実施例 ９ 前実施例において、ステアリルアルコール0.1
重量部添加混合した鋳型材につき、前実施例と同
様に保存し、硬化膨脹の長期にわたる安定性をス
テアリルアルコール無添加のものと比較した。 第１図に結果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例９に基づき硬化膨脹の長期にわ
たる安定性についてステアリルアルコールの有無
について比較した結果で横軸に経過日数を縦軸に
硬化膨脹率を示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化マグネシウム及びリン酸塩を結合材主成
   分とし、これに脂肪族高級アルコール類を添加し
   たことを特徴とする鋳型材。 ２ 脂肪族高級アルコール類が炭素数８以上18以
   下の脂肪族一価アルコールからなる群より選ばれ
   た少なくとも一種である特許請求の範囲第１項記
   載の鋳型材。 ３ 脂肪族高級アルコール類の添加量が鋳型材
   100重量部に対して0.01〜0.3重量部である特許請
   求の範囲第１項記載の鋳型材。