JPS6363547A - ブロツクモ−ルド法の鋳型用組成物 - 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、ロストワックス鋳造法のうち、ブロックモー
ルド法と称される鋳造法のための鋳型用組成物に関する
ものである。

〔従来の技術〕

蝋型を利用して鋳型を製造し、この鋳型を用いて鋳造物
を得るための方法として、従来、セラミックシェル法と
、フラスコモールド法とも称されるブロックモールド法
とが知られている。前者のセラミックシェル法は、蝋型
の表面に接着性コートを形成し、その上から石英の粉末
よりなる砂をかけて付着させ、これを繰り返してシェル
を形成し、このシェルから蝋を除去して鋳型を得る方法
であり、一方プロックモールド法は、蝋型の周りにステ
ンレス鋼などよりなるフラスコを被せ、蝋型とフラスコ
との間の空間内に鋳型用組成物を充填して固化させた後
、フラスコおよび蝋を除去して鋳型を得る方法である。

そして後者のブロックモールド法は、得られる鋳型にお
ける原型の再現性が高いために蝋型が複雑で微細な凹凸
を有するものであってもそれを忠実に再現することがで
き、このことから特に貴金属装飾品、美術工芸品などの
複製を鋳造する方法として有用なものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このブロックモールド法においては次の
ような問題点がある。即ち、従来ブロックモールド法に
おいては、鋳型用組成物として、α−石英やα−クリス
トバライトなどの通常の石英の粉末よりなる基材にα型
石膏や燐酸塩などよりなる結合材を混合したものが使用
されている。

この鋳型用組成物は、これに水を加えて泥漿状の鋳型材
料を得、これを蝋型に被せたフラスコ内に充填し、凝結
後焼成させるという使用の簡便性に加え、得られる鋳型
が適度の通気性を有するために鋳込みを容易に行うこと
ができるという利点がある。しかしながら、焼成工程に
おいては約８００℃以下の温度に加熱することが必要と
されるが、この鋳型用組成物の基材である石英は、焼成
工程において大きな膨張を生ずる。例えばα−石英は温
度５７３℃でβ−石英に相変態するが、この変態のとき
に体積が約１．５％も急激に膨張し、またα−クリスト
バライトも温度１７０℃でβ−クリストバライトに相変
態するが、この変態のときに体積が約２．２％も急激に
膨張する。そしてその結果、結合材が若干収縮する場合
があるとはいえ、全体として、約０．８〜１．４％もの
体積の膨張が生ずるようになる。

一方このブロックモールド法においては、フラスコ内の
鋳型材料の厚さは、フラスコとその内部の蝋型との間の
空間の厚さに依存するため、場所によって大きく異なり
、局所的に厚い部分や局所的に薄い部分が存在するため
に上述焼成工程における膨張によって鋳型にクラックが
発生するようになり、このため、焼成工程においては温
度を急速に上昇させることは避けなければならず、特に
前記基材の石英の変態温度付近の温度においては長い時
間をかけて徐々に温度を上昇させる必要があり、その結
果、所期の鋳型の製造に非常に長い時間が必要となり、
またそのように長時間をかけても大型の鋳型を製造する
ことができないという問題点がある。

本発明は、以上のような問題点を解決し、焼成時間が短
く、しかも大型の鋳型をも容易に製造することのできる
ブロックモールド法の鋳型用組成物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〕

本発明ブロックモールド法の鋳型用組成物は、石英ガラ
ス粉末２５〜７５重量％および石英粉末７５〜２５重量
％よりなる基材と、結合材とを含有してなることを特徴
とする。

このような組成の鋳型用組成物は、加熱温度の上昇に伴
う変形率が全体的に小さくてしかも変態点におけるよう
な僅かな温度変化に対して大きな変形が生ずるようなこ
とがなく、このため、焼成工程において長い時間をかけ
て徐々に温度を上昇させる必要がなく、従って鋳型を製
造するために要する時間が短くなり、しかも鋳型にクラ
ックが発生しないので大型の鋳型を容易に製造すること
ができる。

以下本発明を具体的に説明する。

本発明においては、石英ガラス（熔融石英）の粉末２５
〜７５重量％と、石英ガラス以外のクリストバライトあ
るいはα−石英などの石英の粉末７５〜２５重量％とを
混合したものを基材とし、この基材に石膏、燐酸塩など
よりなる結合材を混合させたものを、ブロックモールド
法の鋳型用組成物として用いる。

基材の石英ガラスおよび石英の粒径分布の好ましい一例
を挙げると、例えば８戸以下の粒子が３５％、４８戸以
下の粒子が９０％、１２８μｍ以下の粒子が１００％で
ある。また結合材の組成物全体に対する割合は、特に限
定されるものではないが、通常２０〜３０重量％、標準
的には２５重量％とされる。結合材としては、特にα−
石膏が種々の観点から好ましい。

なお、石英ガラス粉末のみを基材として用いることは、
得られる鋳型にクラックが発生しない点では好ましいが
、高価であるために不経済であるのみならず、焼成工程
における当該鋳型用組成物による鋳型材料の膨張が過小
で得られる鋳型の通気性が小さくなり過ぎ、この結果、
鋳込みを実行する際に内部の空気を押し出すために相当
大きな圧力をかけることが必要となるので、好ましくな
い。

本発明の鋳型用組成物は、これに適宜の量の水を加えて
泥漿状の鋳型材料となし、これを蝋型に被せたフラスコ
内に充填し、凝結させた後焼成すればよく、きわめて容
易に所期の鋳型を得ることができる。

本発明の具体的な組成の例を挙げると、次のとおりであ
る。

〔組成物Ａ〕

石英ガラス粉末７５重量％とクリストバライト粉末２５
重量％とよりなる基材７５重量部に、α−石膏よりなる
結合材２５重量部を混合したもの。

〔組成物Ｂ〕

石英ガラス粉末５０重量％とクリストバライト粉末５０
重量％とよりなる基材７５重量部に、α−石膏よりなる
結合材２５重量部を混合したもの。

〔組成物Ｃ〕

石英ガラス粉末２５重量％とクリストバライト粉末７５
重量％とよりなる基材７５重量部に、α−石膏よりなる
結合材２５重量部を混合したもの。

第１図は、上述の組成物Ａ〜組成物Ｃと、比較のための
石英ガラスのみよりなる基材７５重量部にα−石膏より
なる結合材２５重量部を混合した比較組成物り並びにα
−クリストバライトのみよりなる基材７５重量部にα−
石膏よりなる結合材２５重量部を混合した比較組成物Ｅ
の全５種の鋳型用組成物の各々についての温度と変形率
との関係を示す特性曲線図である。曲線Ａ〜曲線Ｃがそ
れぞれ組成物Ａ〜組成物Ｃを、また曲線りおよび曲線Ｅ
がそれぞれ比較組成物りおよび比較組成物Ｅを表わす。

この図から、本発明の組成物は、石英粉末を含有してい
るにもかかわらず、いずれも温度の上昇と共に変形率が
大きくはなるが、温度９００℃に至るまで変形率の全体
の増加がきわめて小さくてしかも略直線状であることが
明らかである。

これに対し、基材が石英ガラスを含有しないときは、曲
線Ｅのように、特定の温度域において僅かな温度変化に
よって大きな変形を示すようになり、これが原因となっ
て鋳型にクラックが発生するのである。

〔適用例〕

貴金属装飾品用蝋型にフラスコを被せ、上記組成物Ｃの
８６００　ｇに水３０００　ｇを加えて攪拌して温水比
３５％の鋳型材料を得、これを前記フラスコ内に充填し
て凝結させ、３時間経過後に温度１５０°Ｃに加熱して
脱蝋し、これを温度３００°Ｃに維持した焼成炉中に入
れて２時間保持した後、１時間をかけて温度を８００℃
まで上昇させてこの温度に３時間保持することによって
焼成し、以て直径２００ｍｍ、高さ２００ｍｍの鋳型を
製造し、その後温度を６５０℃に降下させて鋳込みを行
ったところ、鋳型にはクラックが発生せず、きわめて良
好な鋳物を製造することができた。また製品を取り出す
ためのいわゆる砂バラシも容易であった。

以上の適用例において、焼成に要した時間は全部で５時
間であり、これは石英のみよりなる基材を用いたときに
必要とされる時間の約１／２である。

以上のように、本発明ブロックモールド法の鋳型用組成
物は、石英ガラス粉末２５〜７５重量％および石英粉末
７５〜２５重量％よりなる基材と、結合材とを含有して
なることを特徴とするものであり、焼成に必要な時間が
短く、しかも大型の鋳型をも容易に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の鋳型用組成物および比較組成物につ
いての温度と変形率との関係を示す特性曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）石英ガラス粉末２５〜７５重量％および石英粉末７
   ５〜２５重量％よりなる基材と、結合材とを含有してな
   ることを特徴とするブロックモールド法の鋳型用組成物
   。