JPS63140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、鋳物砂に結合剤として必要な水の
他、鋳型強度を増大するために界面活性剤を混合
した凍結鋳型の製造方法に関する。 鋳物砂に凍結結合剤として適量の水分を加え、
これを造型した後液体窒素等の冷媒を用いて凍結
せしめ、その可使時間内に鋳物の鋳造に供する所
謂凍結鋳型は既知の鋳型技術に属するものである
が、この凍結鋳型では鋳物砂の再生に有利である
など種々の利点がある半面、鋳型強度に劣るとい
う致命的な欠点がある。即ち、水分の凍結又は必
要に応じて予備的結合を付与するバインダーを混
合してその鋳型強度を得るようにした既知の凍結
鋳型では、なお十分なる鋳型強度が得られず、多
くの場合鋳造中にヒビ割れを発生して使用に耐え
ないものとなり、結局この鋳型強度に劣るがため
に殆ど実用に供し得なかつたのが実情である。 本発明はこのような実情に鑑み、その優れた特
性を損うことなく凍結鋳型の強度を著しく増大す
ることができるように改良し、もつてこの種鋳型
の広汎な利用を可能ならしめようとするものであ
り、この目的達成のために本発明は、鋳物砂に適
量の水及び界面活性剤を混合したものを造型し凍
結して鋳型を造ることを特徴としている。 以下本発明について詳述すると、先ず凍結鋳型
の強度に影響する因子として、下記の事項が列記
される。 () 水の量：多いほど強度大（但し、抗圧力の
増強効果は著しいが、鋳型強度に必要な抗折
力、抗張力には相応の効果が得られず、特に抗
張力の相対的に劣ることが従前凍結鋳型の問題
点である。） () 砂の粒度：鋳物砂が細かいほど一般に強度
大 () 充填密度：鋳型中の砂と水が占める以外の
空間（空気層）が少ないほど強度大 () ぬれむら：水が均一に分散するほど強度大 () 凍結方法：一般に内部応力が小さいほど強
度大 () 砂の強度：鋳物砂自体の強度が高いほど強
大 () 砂と水との接触面積：鋳物砂表面における
水の接触面積が大きいほど強度大 () その他：氷の結晶状態の良否等 凍結鋳型の強度に影響する諸因子についての上
記考案をもとにして、本発明では特に（）ぬれ
むら、（）砂と水との接触面積の因子の観点よ
り、凍結鋳型の強度向上を計る技術的手段を開発
したものである。即ち、鋳物砂と水とを混合した
ものを造型し凍結した状態では、その水の表面張
力によるぬれむらに起因して、これを微視的に観
察すると砂と水との接触面積が少なく、砂同志も
部分的に限られた凍結水を介して連結されている
のであるが、鋳物砂に水及び適量の界面活性剤を
混合すると、活性剤によつて水の表面張力を低下
でき、砂と水とのぬれむらを改善することができ
るのであつて、水分量が多い場合では砂と砂との
間に存在する自由水が砂粒間の空間層に浸透し易
くなり、ぬれむらが殆どなくなつて砂と水との接
触面積が増加し、同時に鋳型の充填密度も高めら
れて強度が増大するのであり、また水分量が少な
い場合でも砂と砂との間に存在する自由水が砂表
面に均一に付着し、矢張りぬれむらが殆んどなく
なつて砂と水との接触面積が増加し強度が増大す
るのであり、結局（）（）（更には（））の
因子の改善による相乗作用に基き凍結鋳型の強度
（特に改善を要する抗折力、抗張力）を増大する
ことができるのである。 界面活性剤には、陰イオン性、陽イオン性、両
イオン性、非イオン性の４種類のものがあり、本
発明で使用するものにはこの種別を問わないが、
起泡性が少なく、浸透力の大きい界面活性剤で、
その成分中にイオウ分を含まないものであること
が望ましい。なお、必要に応じては界面活性剤と
共に消泡剤を混合することもできる。 本発明による凍結鋳型の強度増大効果を確認す
るため下記に実施例を記載する。 実施例 次表に記載する種々の界面活性剤について、表
記の如く水及びその混合比率を変えて鋳物砂と混
合し、各々につき凍結鋳型の強度を調べた。 但し、凍結鋳型の製造実施条件は次の通りであ
る。 鋳物砂：６号硅砂 鋳型寸法：抗折試験片巾22.5、厚さ22.5、長さ
18の棒状試験片（手込めによる）抗張
試験片巾25、最大41、厚さ25、長さ76
のひようたん型試験片（自動型込めに
よる） 凍結方法：液体窒素（−196℃）中に浸漬

【表】

【表】 但し、表中の抗折並びに抗張比強度は界面活性
剤を加えない場合との比強度を表わしている。又
表中※は商品名であることを示し、非は非イオン
性、陰は陰イオン性であることを示している。 上記実施例の結果によれば、界面活性剤を混合
せしめた本発明に係る凍結鋳型では、その界面活
性剤を極く微量加えたことによつて、その抗折力
並びに抗張力に顕著な増大効果の得られることが
明らかに看取できる（抗圧力も増大されるが、こ
こでは表記しない）。なお、界面活性剤はその種
類によつては混合量が多過ぎると、水分量が多い
場合に流動砂の性質を惹起し、一例を表記する如
く造型時にシミツキを発生するなど不都合を生
じ、またそうでなくとも過量の界面活性剤の混合
は凍結鋳型の他の性質を維持する面で好ましくな
く、それ故界面活性剤の混合量は鋳物砂の種類、
水の量及びその他の要因に勘案して、有効且つ最
小限の範囲をその種類毎に選定する必要がある。 以上に述べたように、鋳物砂に適量の水及び界
面活性剤を混合したものを用いて凍結鋳型を造る
ようにした本発明の製造方法によれば、強度特に
抗折力並びに抗張力に劣るという凍結鋳型の問題
点を簡単に克服解消することのできるものであ
り、これにより凍結鋳型の実用的価値を増進せし
める効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳物砂に適量の水及び界面活性剤を混合した
   ものを造型し凍結して鋳型を造ることを特徴とす
   る凍結鋳型の製造方法。