JPS63286238A - 断熱，保温性塗型材 - Google Patents
断熱，保温性塗型材Info
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- JPS63286238A JPS63286238A JP12356387A JP12356387A JPS63286238A JP S63286238 A JPS63286238 A JP S63286238A JP 12356387 A JP12356387 A JP 12356387A JP 12356387 A JP12356387 A JP 12356387A JP S63286238 A JPS63286238 A JP S63286238A
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- Mold Materials And Core Materials (AREA)
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。
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〕
本発明は断熱、保温性塗型材に関するもので、主として
金属鋳造において鋳造製品の薄肉部への溶融金属の湯回
りを向上させることを目的としたものである。
金属鋳造において鋳造製品の薄肉部への溶融金属の湯回
りを向上させることを目的としたものである。
一般に金属鋳造において、鋳造製品の肌の平滑化、鋳型
との焼付防止、離型の円滑化等を目的として塗型材が使
用されている。これらの塗型材としては、主としてＺｒ
Ｏ２・５ｉｎ２゜ＡＩ ２０３をはじめとして、クレイ
、べ／トナイト、天然雲母等の耐火物微粉を基材とし、
結合材としてフェノール樹脂、フラン樹脂等の有機結食
材、水ガラス、リン酸塩、コロイダルシリカ、エチルシ
リケート等の無機結合材が使用されたり、特に離型性を
重視する使用では黒鉛、 ＭｏＳ２． ＢＮ等の固体
潤滑剤の水性ディスパージョンが用いられている。
との焼付防止、離型の円滑化等を目的として塗型材が使
用されている。これらの塗型材としては、主としてＺｒ
Ｏ２・５ｉｎ２゜ＡＩ ２０３をはじめとして、クレイ
、べ／トナイト、天然雲母等の耐火物微粉を基材とし、
結合材としてフェノール樹脂、フラン樹脂等の有機結食
材、水ガラス、リン酸塩、コロイダルシリカ、エチルシ
リケート等の無機結合材が使用されたり、特に離型性を
重視する使用では黒鉛、 ＭｏＳ２． ＢＮ等の固体
潤滑剤の水性ディスパージョンが用いられている。
しかしこれらの塗型材は鋳肌の平滑化、焼付防止及び離
型の円滑化にそれぞれ効果を示すものがあるが、溶融金
属の冷却速度を遅延させて鋳造製品の薄肉部への湯回り
を向上させる断熱、保温効果は少ない。すなわち、これ
らの塗型竺はその皮膜組織に工夫がなされている訳では
ないので、そ９断熱、保、温性は。
型の円滑化にそれぞれ効果を示すものがあるが、溶融金
属の冷却速度を遅延させて鋳造製品の薄肉部への湯回り
を向上させる断熱、保温効果は少ない。すなわち、これ
らの塗型竺はその皮膜組織に工夫がなされている訳では
ないので、そ９断熱、保、温性は。
その基材である耐火物微粉自体の熱伝導率に支配される
傾向が大きいからであり、基材自体の熱伝導率としては
熱良導体である墨鉛。
傾向が大きいからであり、基材自体の熱伝導率としては
熱良導体である墨鉛。
ＭｏＳ２ 、 ＢＮ等は別にしても例えばＺｒＯ２°
５ｉｎ２で５．０ Ｋｃ”／ｍ＠ｈｒａ ’Ｃ，Ａｌ２
Ｏ３で２６．０Ｋｃａ１／ｍ−ｈｒ・℃（イずれも１０
０℃）（素木洋−編著、技報堂出版「セラミックス手帳
」Ｐ、 ４８４． ４８５）である。一方通常用いられ
る断熱、保温材はその基材自体の熱伝導率に支配される
ものではなく、その組織の多泡質断熱性あるいは空気層
質断熱性によるものであり、その熱伝導率は例えば独立
気泡性発泡つｃａｌ レタンで、常温において０．０１６ ７ｍ・ｈｒ・℃
（田中雅美著、養賢堂出版「機械の研究Ｊ １９６８年
１１月号Ｐ、 １４４３〜１４４８ ）であり、前記
１−７た耐大物微粉は、これらの断熱、保温材の数十倍
乃至数百倍の熱を伝え易く、従来の塗型材では断熱、保
温効果はほとんど期待できないということが出来る。
５ｉｎ２で５．０ Ｋｃ”／ｍ＠ｈｒａ ’Ｃ，Ａｌ２
Ｏ３で２６．０Ｋｃａ１／ｍ−ｈｒ・℃（イずれも１０
０℃）（素木洋−編著、技報堂出版「セラミックス手帳
」Ｐ、 ４８４． ４８５）である。一方通常用いられ
る断熱、保温材はその基材自体の熱伝導率に支配される
ものではなく、その組織の多泡質断熱性あるいは空気層
質断熱性によるものであり、その熱伝導率は例えば独立
気泡性発泡つｃａｌ レタンで、常温において０．０１６ ７ｍ・ｈｒ・℃
（田中雅美著、養賢堂出版「機械の研究Ｊ １９６８年
１１月号Ｐ、 １４４３〜１４４８ ）であり、前記
１−７た耐大物微粉は、これらの断熱、保温材の数十倍
乃至数百倍の熱を伝え易く、従来の塗型材では断熱、保
温効果はほとんど期待できないということが出来る。
本発明はこれらの点を改良するためになされたもので、
従来の塗型材が具備していなかった。すぐれた断熱、保
温性をもち、しかも塗型材に必要力鋳肌の平滑化、焼付
防止及び離型の円滑化等の一般必要特性を備えた塗型材
を提案するものである。
従来の塗型材が具備していなかった。すぐれた断熱、保
温性をもち、しかも塗型材に必要力鋳肌の平滑化、焼付
防止及び離型の円滑化等の一般必要特性を備えた塗型材
を提案するものである。
本発明の塗型材は釡各÷４膨潤性合成フッ７罰潰Ｖ
素層状 張状態の熱膨張性微小中空球体よりな
るものである。ここで膨潤性合成フッ素層状鉱物とは１
合成フッ素雲母の一種であるテニオライト、テトラシリ
シックマイカおよび合成へクトライトであり次の化学式
で代表される。
るものである。ここで膨潤性合成フッ素層状鉱物とは１
合成フッ素雲母の一種であるテニオライト、テトラシリ
シックマイカおよび合成へクトライトであり次の化学式
で代表される。
Ｎａ−テニオライト Ｎａ−Ｍｇ２Ｌｉ （Ｓｉ４０□
ｏ）、ＴＩ”２Ｌｉ−テニオライト Ｌｉ ＠Ｍｇ２Ｌ
ｉ （Ｓｉ４０ＨＯ）Ｐ２Ｃａ−テニオライト Ｃａ”
７２．＊Ｍｇ２Ｌ１（８ｉ４０、。）Ｆ２Ｎａ−テトラ
シリシックマイカＮａｌｌＭｇ２１／２（Ｓｉ４０□。
ｏ）、ＴＩ”２Ｌｉ−テニオライト Ｌｉ ＠Ｍｇ２Ｌ
ｉ （Ｓｉ４０ＨＯ）Ｐ２Ｃａ−テニオライト Ｃａ”
７２．＊Ｍｇ２Ｌ１（８ｉ４０、。）Ｆ２Ｎａ−テトラ
シリシックマイカＮａｌｌＭｇ２１／２（Ｓｉ４０□。
）Ｆ２Ｎａ−ヘクトライト Ｎａ Ｉ／３−Ｍｇｚ Ｊ
Ｌｉ ’／３ （Ｓｉ４０１（、）Ｆ２Ｌｉ−ヘクトラ
イト Ｌ１１／３・Ｍｇ２２／３Ｌｉ１／３（Ｓｉ４０
１ｏ）Ｆ２上記の膨潤性合成フッ素層状鉱物は、いずれ
も１３５０〜１４００℃の高温で人工的に合成される耐
熱性のある層状鉱物であるが。
Ｌｉ ’／３ （Ｓｉ４０１（、）Ｆ２Ｌｉ−ヘクトラ
イト Ｌ１１／３・Ｍｇ２２／３Ｌｉ１／３（Ｓｉ４０
１ｏ）Ｆ２上記の膨潤性合成フッ素層状鉱物は、いずれ
も１３５０〜１４００℃の高温で人工的に合成される耐
熱性のある層状鉱物であるが。
その特徴は水中において２層間に水が浸入して容易に膨
潤、剥離して、最終的には厚さ５０八以下平均粒径５０
０〜５０００Ａの高アスペクト比をもったフレーク形状
の超微粒体よりなるコロイドを形成することである。
潤、剥離して、最終的には厚さ５０八以下平均粒径５０
０〜５０００Ａの高アスペクト比をもったフレーク形状
の超微粒体よりなるコロイドを形成することである。
これらのコロイドは、上記したように高アスペクト比を
持ったフレーク形状テ゛、シかも分子単位に近い超微粒
体であるので分子間凝集力（ファンデルワールス カ）
により結合剤なしでも平滑な皮膜を作る能力があり、ま
た上記の合成フッ素層状鉱物は、いづれも１０００℃以
上の溶融点をもつ耐熱性超微粒−体であるので、塗型材
として鋳肌の平滑化と焼付防止にすぐれた効果を得るこ
とが出来る。
持ったフレーク形状テ゛、シかも分子単位に近い超微粒
体であるので分子間凝集力（ファンデルワールス カ）
により結合剤なしでも平滑な皮膜を作る能力があり、ま
た上記の合成フッ素層状鉱物は、いづれも１０００℃以
上の溶融点をもつ耐熱性超微粒−体であるので、塗型材
として鋳肌の平滑化と焼付防止にすぐれた効果を得るこ
とが出来る。
またこれらの膨潤性合成フッ素層状鉱物は黒鉛、 Ｍｏ
Ｓ２． ＢＮ等と同様に層間の結合力が極めて弱く、微
小の力で容易に剥離するので離型性に極めてすぐれた効
果がある。
Ｓ２． ＢＮ等と同様に層間の結合力が極めて弱く、微
小の力で容易に剥離するので離型性に極めてすぐれた効
果がある。
また熱膨張性微小中空球体とは発泡剤を内包した微小中
空球体であり、加熱によりその体積が数十倍に膨張した
中空体を形成する性質をもつもので９例えば発泡剤とし
てイソブタン等を内包した塩化ビニリデン／アクリロニ
トリル共重合体等を示す。この共重合体は常温未膨張状
態ではその粒径が５〜３０μであるが８０℃以上で数十
秒間加熱されると粒径として１０〜１００μ２体積とし
て約７０倍に膨張した中空体を形成する。この中空体は
真比重００４以下でほとんどが炭化水素を含む空気で成
り立っており、この中空体は塗膜内において独立多泡体
を形成し、極めてすぐれた断熱、保温性を示す。
空球体であり、加熱によりその体積が数十倍に膨張した
中空体を形成する性質をもつもので９例えば発泡剤とし
てイソブタン等を内包した塩化ビニリデン／アクリロニ
トリル共重合体等を示す。この共重合体は常温未膨張状
態ではその粒径が５〜３０μであるが８０℃以上で数十
秒間加熱されると粒径として１０〜１００μ２体積とし
て約７０倍に膨張した中空体を形成する。この中空体は
真比重００４以下でほとんどが炭化水素を含む空気で成
り立っており、この中空体は塗膜内において独立多泡体
を形成し、極めてすぐれた断熱、保温性を示す。
本発明の塗型材は膨潤性合成フッ素層状鉱物の水性コロ
イドに未膨張状態の熱膨張性微小中空球体を添加、混合
することにより得られるが、未膨張状態の熱膨張性微小
中空球体は、熱膨張した中空体の真比重が０．０４であ
るのに比べその真比重が１．３程度であるから通常の攪
拌下におけば浮遊分離することなく安定な均一水分散体
を保つことが出来る。
イドに未膨張状態の熱膨張性微小中空球体を添加、混合
することにより得られるが、未膨張状態の熱膨張性微小
中空球体は、熱膨張した中空体の真比重が０．０４であ
るのに比べその真比重が１．３程度であるから通常の攪
拌下におけば浮遊分離することなく安定な均一水分散体
を保つことが出来る。
この均一水分散体を、鋳型にスプレー捷たけ塗布すると
１合成フッ素層状鉱物超微粒子のフレークの重なり合い
（オリエンテーション）の各層間に未膨張状態の熱膨張
性微小中空球体が多数入りこみ、該微小中空球体をその
皮膜のオリエンテーションの各層に多数内包した膨潤性
合成フッ素層状鉱物皮膜が形成される。この皮膜は８０
℃以上の加熱による該微小中空球体の約７０倍にも及ぶ
体積の膨張により、皮膜内のオリエンテーション各層間
が押拡げられ、空気層質断熱組織を形成するとともに、
膨張した中空体自体が独立多泡断熱組織を形成するので
極めてすぐれた断熱。
１合成フッ素層状鉱物超微粒子のフレークの重なり合い
（オリエンテーション）の各層間に未膨張状態の熱膨張
性微小中空球体が多数入りこみ、該微小中空球体をその
皮膜のオリエンテーションの各層に多数内包した膨潤性
合成フッ素層状鉱物皮膜が形成される。この皮膜は８０
℃以上の加熱による該微小中空球体の約７０倍にも及ぶ
体積の膨張により、皮膜内のオリエンテーション各層間
が押拡げられ、空気層質断熱組織を形成するとともに、
膨張した中空体自体が独立多泡断熱組織を形成するので
極めてすぐれた断熱。
保温性皮膜となる。
本発明の膨潤性合成フッ素層状鉱物に対する未膨張状態
の熱膨張性微小中空球体の配合比率は、該層状鉱物、の
固形重量に対し３０〜２重′ｌｊＬ′％の範囲が望まし
く、３０重量％を超えると塗型厚さが過度に厚くなり鋳
造品の寸法精度が劣下するとともに、鋳造時に中空球体
の燃焼ガスにより鋳造品が浸炭する場合があるので好ま
しくなく、また２重量％以下では、断熱、保温効果が得
られない。また本発明では主として膨潤性合成フッ素層
状鉱物と未膨張状態の熱膨張性微小中空球体を使用する
が、その他皮膜の鋳型への付着性を向上させたり、耐熱
性を上げる目的で、 Ｚｒ０ｉ８ｉ０２ ＋Ａｌ ２
０３ 、 クレー、ベントナイト、天然雲母などの耐火
物微粉や、 ＡＩ、 Ｃｕ、 Ｆｅ 々どの金属粉を
適宜添加することが出来る。
の熱膨張性微小中空球体の配合比率は、該層状鉱物、の
固形重量に対し３０〜２重′ｌｊＬ′％の範囲が望まし
く、３０重量％を超えると塗型厚さが過度に厚くなり鋳
造品の寸法精度が劣下するとともに、鋳造時に中空球体
の燃焼ガスにより鋳造品が浸炭する場合があるので好ま
しくなく、また２重量％以下では、断熱、保温効果が得
られない。また本発明では主として膨潤性合成フッ素層
状鉱物と未膨張状態の熱膨張性微小中空球体を使用する
が、その他皮膜の鋳型への付着性を向上させたり、耐熱
性を上げる目的で、 Ｚｒ０ｉ８ｉ０２ ＋Ａｌ ２
０３ 、 クレー、ベントナイト、天然雲母などの耐火
物微粉や、 ＡＩ、 Ｃｕ、 Ｆｅ 々どの金属粉を
適宜添加することが出来る。
膨潤性合成フッ素層状鉱物の水性コロイドと未膨張状態
の熱膨張性微小中を球体とから々る本発明の塗型材は、
この塗型材により。
の熱膨張性微小中を球体とから々る本発明の塗型材は、
この塗型材により。
前記した空気層質断熱組織と独立多泡断熱組織をもつ皮
膜が形成されるので、鋳造時での断熱、保温性にすぐれ
、鋳造品の鋳肌が平滑で、焼着きかなく離型性がよい。
膜が形成されるので、鋳造時での断熱、保温性にすぐれ
、鋳造品の鋳肌が平滑で、焼着きかなく離型性がよい。
以下本発明の実施例を示す。
例ｌ
Ｎａ−テトラシリシックマイカＮａＭｇ２１／２（５ｊ
４０１Ｏ） Ｆ２ （１） ５％水性コロイド１０００
ｇに、未膨張状態の熱膨張性微小中空球体（スエーデン
・エクスパンセル社製商品名［エクスパンセルＤＵ −
５５１Ｊ） ’ｋ ５１１ （Ｎａ−テトラシリシック
マイカに対し１０重量％）加え、高速攪拌機で充分攪拌
し、均一な水分散体を得た。断熱、保温性のテストとし
て内径５０ｍ、内高８０關、厚さ０，５ｕの底つき鉄製
円筒を加熱炉中で１５０℃に加熱し、炉から取シ出した
直後に該水分散体をその円筒の外側面及び外底面に均一
にスプレーし、はぼ０．２龍厚の皮膜を形成した。また
同様にして、比較としてＮａ−テトラシリシックマイカ
のみの皮膜及び市販塗型材（基材がＺｒＯ□・５ｉｎ２
で結合材がフェノール樹脂）の皮膜を同厚みに形成
した。円筒外側面及び外底面に皮膜を形成した円筒を加
熱炉中で８０℃に保持した後、取り出した直後に沸騰水
１２０ ＣＣを入れ、測温計つきコルク栓で円筒上開放
部を塞ぎ、経過時間と温度の低下を測定した。
４０１Ｏ） Ｆ２ （１） ５％水性コロイド１０００
ｇに、未膨張状態の熱膨張性微小中空球体（スエーデン
・エクスパンセル社製商品名［エクスパンセルＤＵ −
５５１Ｊ） ’ｋ ５１１ （Ｎａ−テトラシリシック
マイカに対し１０重量％）加え、高速攪拌機で充分攪拌
し、均一な水分散体を得た。断熱、保温性のテストとし
て内径５０ｍ、内高８０關、厚さ０，５ｕの底つき鉄製
円筒を加熱炉中で１５０℃に加熱し、炉から取シ出した
直後に該水分散体をその円筒の外側面及び外底面に均一
にスプレーし、はぼ０．２龍厚の皮膜を形成した。また
同様にして、比較としてＮａ−テトラシリシックマイカ
のみの皮膜及び市販塗型材（基材がＺｒＯ□・５ｉｎ２
で結合材がフェノール樹脂）の皮膜を同厚みに形成
した。円筒外側面及び外底面に皮膜を形成した円筒を加
熱炉中で８０℃に保持した後、取り出した直後に沸騰水
１２０ ＣＣを入れ、測温計つきコルク栓で円筒上開放
部を塞ぎ、経過時間と温度の低下を測定した。
測定値を表に示した。これより明らかに本発明の塗型材
が断熱、保温性にすぐれていることがわかる。
が断熱、保温性にすぐれていることがわかる。
例２
厚さ２ ｔｔａｔｃ Ｘ Ｉｌ＠２０ ＢＸ長さ５０ｆ
ｆｉｆｉの薄肉形状部をもつＡＩ鋳造用金型を２００℃
に加熱し、実施例１の本発明水分散体を水で等倍に希釈
して、その金型にスプレーし、アルミニウム合金（ＡＣ
−４，溶湯温度７２０°Ｃ）を重力鋳造し７′ｃｏ湯回
りはよく、鋳肌も平滑で欠陥の々い製品が得られた。一
方市販の黒鉛水分散体をスプレー塗型し同様に鋳造した
ところ、肉薄部に湯回り不良が発生した。
ｆｉｆｉの薄肉形状部をもつＡＩ鋳造用金型を２００℃
に加熱し、実施例１の本発明水分散体を水で等倍に希釈
して、その金型にスプレーし、アルミニウム合金（ＡＣ
−４，溶湯温度７２０°Ｃ）を重力鋳造し７′ｃｏ湯回
りはよく、鋳肌も平滑で欠陥の々い製品が得られた。一
方市販の黒鉛水分散体をスプレー塗型し同様に鋳造した
ところ、肉薄部に湯回り不良が発生した。
Claims (1)
- 膨潤性合成フッ素層状鉱物の水性コロイドと未膨張状態
の熱膨張性微小中空球体よりなる断熱、保温性塗型材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12356387A JPH0698453B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 断熱，保温性塗型材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12356387A JPH0698453B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 断熱，保温性塗型材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286238A true JPS63286238A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0698453B2 JPH0698453B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=14863679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12356387A Expired - Fee Related JPH0698453B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 断熱，保温性塗型材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698453B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006035092A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 中空樹脂粒子と無機微粒子との混合物の製造方法 |
| WO2018051400A1 (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | マツダ株式会社 | 熱間鍛造金型用離型剤、その塗布方法及び塗布装置 |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP12356387A patent/JPH0698453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006035092A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 中空樹脂粒子と無機微粒子との混合物の製造方法 |
| WO2018051400A1 (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | マツダ株式会社 | 熱間鍛造金型用離型剤、その塗布方法及び塗布装置 |
| JPWO2018051400A1 (ja) * | 2016-09-13 | 2019-01-10 | マツダ株式会社 | 熱間鍛造金型用離型剤、その塗布方法及び塗布装置 |
| US11242496B2 (en) * | 2016-09-13 | 2022-02-08 | Mazda Motor Corporation | Release agent for hot-forging die, application method for same, and application device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0698453B2 (ja) | 1994-12-07 |
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