JPWO2018043413A1 - Method of manufacturing laminated mold - Google Patents
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Abstract
積層造型に際して、各砂層の二次元パターン形成時における散布液の滲みを抑制乃至は阻止し、且つ得られる積層鋳型の形状の悪化や変形、寸法精度の悪化を抑制乃至は阻止し得る、積層鋳型の製造方法を提供する。耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂を用いて薄い砂層20を形成した後、砂層に水性媒体を散布して加熱することで、所定の二次元パターン46の固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返し、立体形状の積層鋳型36を製造するに際して、水性媒体の散布による二次元パターン46の形成に先立ち、二次元パターン46の輪郭線40に沿って疎水性液体や保水性液体を散布して、二次元パターン46を縁取りする所定幅の疎水性ゾーン42や保水性ゾーン50を形成する。A laminated mold capable of suppressing or preventing the spread of the spray liquid at the time of forming a two-dimensional pattern of each sand layer and capable of suppressing or preventing the deterioration or deformation of the shape of the laminated mold obtained and the deterioration of dimensional accuracy. Provide a manufacturing method of A thin sand layer 20 is formed by using a coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, and then an aqueous medium is dispersed in the sand layer and heated to solidify or harden a predetermined two-dimensional pattern 46. The layer forming operation is repeated, and when manufacturing the three-dimensional laminated mold 36, hydrophobic liquid or water retention along the outline 40 of the two-dimensional pattern 46 prior to the formation of the two-dimensional pattern 46 by the dispersion of the aqueous medium. The liquid is sprayed to form a hydrophobic zone 42 or a water retention zone 50 of a predetermined width bordering the two-dimensional pattern 46.
Description
本発明は、積層鋳型の製造方法に係り、特に、薄い砂層を形成すると共に、これを一層ずつ所定形状に固化乃至硬化させることを繰り返し、そしてその固化乃至硬化せしめられる砂層を積層一体化させることによって、目的とする立体形状の砂鋳型を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a laminated mold, and in particular, to form a thin sand layer, repeatedly solidify or harden it into a predetermined shape one by one, and laminate and integrate the sand layer to be solidified or hardened. The present invention relates to a method for producing a desired three-dimensional shaped sand mold.
近年、三次元プリント方式による積層成形技術が盛んに研究され、実用化されてきている。また、そのような積層成形技術を鋳型の造型に応用し、鋳型の試作や多品種少量生産用の鋳型の製造が、世界各地で検討されており、その中で、レーザ方式やインクジェット方式による積層鋳型の造型方法が提案されている。なお、それらレーザ方式とインクジェット方式の中で、インクジェット方式の製造装置の方が、レーザ方式のものに比べて、装置が安価となる利点を有している。 In recent years, a lamination molding technique by a three-dimensional printing method has been actively studied and put to practical use. Also, applying such a lamination molding technology to mold making of molds, trial manufacture of molds and manufacture of molds for high-mix low-volume production have been studied in various parts of the world, and among them, lamination by laser method or inkjet method A mold making method has been proposed. Among the laser method and the inkjet method, an inkjet method manufacturing apparatus has an advantage that the device is cheaper than the laser method.
ところで、従来のレーザ方式による鋳型の積層造型方法としては、例えば、特開平9−168840号公報(特許文献1)に明らかにされているような、積層法による砂鋳型の造型方法が、提案されている。そして、その方法においては、樹脂被覆砂(レジンコーテッドサンド)を散布して薄い砂層を形成する砂層形成工程と、この薄く成層された砂層の所定の部分をレーザの照射によって硬化させる硬化工程とを含み、これによって、砂鋳型の一つの層を形成すると共に、それらの工程を順次繰り返して、目的とする砂鋳型の各断面形状に対応した硬化砂層を順次積層し、砂の三次元造型物である砂鋳型を造型するようになっている。 By the way, as a laminating method of molds by the conventional laser method, for example, a method of forming sand molds by laminating method as disclosed in JP-A-9-168840 (patent document 1) is proposed. ing. Then, in the method, a sand layer forming step of forming a thin sand layer by spraying resin-coated sand (resin coated sand), and a curing step of curing a predetermined portion of the thin layered sand layer by laser irradiation. In this way, one layer of sand mold is formed, and those steps are sequentially repeated to sequentially layer a hardened sand layer corresponding to each cross-sectional shape of the desired sand mold, and form a three-dimensional structure of sand. It is designed to mold a certain sand mold.
しかして、そのようなレーザ方式の積層法による砂鋳型の造型方法にあっては、レーザの照射による加熱によって、樹脂被覆砂を加熱硬化させるようにした構成であるために、レーザ照射による加熱の際に、有機物の臭気が発生するという問題が、内在している。また、レーザ照射の有無により、砂層に温度差が生じることとなるところから、内部応力が発生し易くなり、長期間保管すると、反りや歪みが発生する問題がある。更に、所定の部分をレーザ照射して加熱硬化させるには、高出力で精密な制御が必要であり、また高価なレーザ照射装置が必要となると共に、加熱のために非常に多くのエネルギが必要になるという問題も内在している。 Thus, in the method of forming a sand mold by the laser lamination method, the resin-coated sand is heated and cured by heating by laser irradiation. At the same time, there is an inherent problem that the odor of organic matter is generated. In addition, since the temperature difference is generated in the sand layer depending on the presence or absence of the laser irradiation, internal stress is easily generated, and there is a problem that warpage or distortion occurs when stored for a long time. Furthermore, in order to heat and cure a predetermined portion by laser irradiation, high power and precise control are required, and an expensive laser irradiation apparatus is required, and a large amount of energy is required for heating. There is also an inherent problem of becoming
一方、インクジェット方式による鋳型の積層造型方法として、特開2011−230421号公報(特許文献2)においては、水溶性ポリマを含有した立体造型粉体によって層を形成する層形成工程と、この層形成工程おいて形成された層に、水を溶媒とする造型液をインクジェットヘッドから吐出させることで、立体造型粉体が造型液に溶解することによって生じる生成物を有する層を生成する生成工程とを備える立体造型物の製造方法が、明らかにされている。 On the other hand, as a lamination molding method of a mold by an ink jet method, in JP 2011-230421 A (patent document 2), a layer forming step of forming a layer from a three-dimensional powder which contains a water-soluble polymer, and this layer formation A step of producing a layer having a product produced by dissolving the three-dimensional powder form in the molding liquid by causing the layer formed in the step to discharge the molding liquid containing water as a solvent from the ink jet head The manufacturing method of the three-dimensional molded article provided is clarified.
しかしながら、そこでは、水の蒸発を抑制すると共に、造型液を増粘させる増粘湿潤剤と、界面活性剤とを、用いられる造型液に含有せしめ、更にpHを7〜9に調製することによって、目的とする立体造型物を所望の形状通りに造型することが出来るとされているのであるが、そこにおいて、かかる造型液をインクジェットヘッドから立体造型粉体に吐出せしめると、立体造型粉体の溶解の際に立体造型粉体の層に造型液の滲みが発生する問題がある。そして、そのような滲みが発生したまま、積層造型した場合においては、得られる造型物の輪郭部分が凸凹の形状となったり、寸法精度が悪くなったりする問題を惹起し、特に、図15に示される、目標とするすり鉢形状の造型物2を得る場合の如く、造型液の散布範囲が下層よりも上層の方が広くなる場合にあっては、上層に散布した造型液が下層にまで染み込み易いために、得られる積層製品4の如く、造型形状が変化する問題が惹起されるようになるのである。
However, there is a thickening / wetting agent that suppresses evaporation of water and thickens the molding solution, and a surfactant, and is contained in the used molding solution to further adjust the pH to 7-9. It is said that the desired three-dimensional molded product can be molded according to the desired shape, but when the molding liquid is discharged from the ink jet head onto the three-dimensional molded powder, the three-dimensional molded powder can be obtained. There is a problem that bleeding of the forming solution occurs in the layer of the three-dimensional shaped powder upon dissolution. Then, in the case of laminating and molding while such bleeding occurs, the contour portion of the resulting molded product becomes uneven or the dimensional accuracy deteriorates, and in particular, as shown in FIG. As in the case of obtaining the target mortar-shaped
また、かかる造型液の染み込みを抑えるために、インクジェットヘッドからの吐出液量を少なくすると、造型液が、本来必要な箇所に充分に行き渡らず、造型物の強度低下が惹起される等の問題を生じることとなる。 In addition, if the amount of liquid discharged from the ink jet head is reduced in order to suppress the infiltration of the molding solution, the molding solution does not sufficiently spread to the originally necessary part, causing problems such as a decrease in strength of the molding. It will occur.
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、積層造型に際して、各砂層の二次元パターン形成時における散布液の滲みを有利に抑制乃至は阻止し得るようにした積層鋳型の改良された製造方法を提供することにあり、また他の課題とすることころは、得られる積層鋳型の形状の悪化や変形、寸法精度の悪化を有利に抑制乃至は阻止し得る、積層鋳型の製造方法を提供することにある。 Here, the present invention is made on the background of such circumstances, and the problem to be solved is the bleeding of the spray liquid at the time of forming a two-dimensional pattern of each sand layer at the time of lamination molding. It is an object of the present invention to provide an improved method of manufacturing a laminated mold which can be advantageously suppressed or prevented, and another object of the invention is to deteriorate or deform the shape of the laminated mold to be obtained, and to obtain dimensional accuracy. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a laminated mold which can advantageously suppress or prevent the deterioration of
かかる状況下、本発明者らが、所定の二次元パターンの固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返すことにより、目的とする立体形状の積層鋳型を製造する方式について鋭意検討を重ねた結果、かかる二次元パターンを縁取りするように、疎水性ゾーンや保水性ゾーンを設けることによって、散布液の滲みを効果的に抑制乃至は阻止し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 Under these circumstances, the present inventors repeatedly conducted intensive studies on a method for producing a desired three-dimensional laminated mold by repeating the work of forming a solidified layer or a hardened layer of a predetermined two-dimensional pattern. By providing a hydrophobic zone and a water retention zone so as to outline such a two-dimensional pattern, it has been found that the spread of the spray liquid can be effectively suppressed or prevented, and the present invention has been completed. .
そして、本発明は、上記せる課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものである。なお、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにて採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載及び図面に開示の発明思想に基づいて認識され得るものであることが、理解されるべきである。 And this invention can be suitably implemented in various aspects which can be listed below, in order to solve the subject set forth above. In addition, each aspect described below can be adopted in any combination. In addition, the aspects or technical features of the present invention can be recognized based on the description of the entire specification and the inventive concept disclosed in the drawings, without being limited to what is described below. It should be understood.
(1)耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂を用いて薄い砂層
を形成した後、かかる砂層に水性媒体を散布して加熱することによって
、所定の二次元パターンの固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返し
て、該固化層乃至硬化層を積層することにより、目的とする立体形状の
積層鋳型を製造する方法にして、前記水性媒体の散布によって、前記二
次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の
外側に位置する、前記水性媒体が散布されない前記砂層の領域に、該輪
郭線に沿って疎水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取
りする疎水性ゾーンを形成する工程を有していることを特徴とする積層
鋳型の製造方法。
(2)前記疎水性ゾーンの形成工程が、前記水性媒体の散布による二次元パ
ターンの形成工程に先立って、実施される前記態様(1)に記載の積層
鋳型の製造方法。
(3)耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂を用いて薄い砂層
を形成した後、かかる砂層に水性媒体を散布して加熱することによって
、所定の二次元パターンの固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返し
て、該固化層乃至硬化層を積層することにより、目的とする立体形状の
積層鋳型を製造する方法にして、前記水性媒体の散布によって、前記二
次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の
内側に位置する、前記水性媒体が散布される前記砂層の領域に、該輪郭
線に沿って保水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取り
する保水性ゾーンを形成する工程を有していることを特徴とする積層鋳
型の製造方法。
(4)前記保水性ゾーンの形成工程が、前記水性媒体の散布による二次元パ
ターンの形成工程に先立って、実施される前記態様(3)に記載の積層
鋳型の製造方法。
(5)耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂を用いて薄い砂層
を形成した後、かかる砂層に水性媒体を散布して加熱することによって
、所定の二次元パターンの固化層乃至硬化層を形成する作業を繰り返し
て、該固化層乃至硬化層を積層することにより、目的とする立体形状の
積層鋳型を製造する方法にして、前記水性媒体の散布によって、前記二
次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の
内側に位置する、前記水性媒体が散布される前記砂層の領域に、該輪郭
線に沿って保水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取り
する保水性ゾーンを形成する工程と、該二次元パターンの輪郭線の外側
に位置する、前記水性媒体が散布されない前記砂層の領域に、該輪郭線
に沿って疎水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取りす
る疎水性ゾーンを形成する工程とを有していることを特徴とする積層鋳
型の製造方法。
(6)前記疎水性ゾーンの形成工程及び前記保水性ゾーンの形成工程が、前
記水性媒体の散布による二次元パターンの形成工程に先立って、それぞ
れ実施される前記態様(5)に記載の積層鋳型の造型方法。
(7)前記疎水性液体が、親油性溶媒、及び常温より高い融点を有する常温
固体溶媒からなる群より選ばれた少なくとも一つの疎水性成分により、
又はそれを含んで構成されている前記態様(1)、前記態様(2)、前
記態様(5)又は前記態様(6)に記載 の積層鋳型の製造方法。
(8)前記保水性液体が、アルコール類、多価アルコール類、アルコール性
水酸基含有水溶性高分子化合物、ピロリドン誘導体、糖類、及び金属塩
からなる群より選ばれた少なくとも一つの保水性成分により、又はそれ
を含んで構成されている前記態様(3)、前記態様(4)、前記態様(
5)又は前記態様(6)に記載の積層鋳型の製造方法。
(9)前記水性媒体が、界面活性剤を含有していることを特徴とする前記態
様(1)乃至前記態様(8)の何れか1つに記載の積層鋳型の製造方法
。
(10)前記水性媒体が、更に保湿剤を含有していることを特徴とする前記
態様(1)乃至前記態様(9)の何れか1つに記載の積層鋳型の製造方
法。
(11)前記耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂が、常温流
動性を有する乾態の被覆砂であることを特徴とする前記態様(1)乃至
前記態様(10)の何れか1つに記載の積層鋳型の製造方法。
(12)前記耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂における含
水分量が、水溶性バインダの固形分量に対して、5〜55質量%である
ことを特徴とする前記態様(11)に記載の積層鋳型の製造方法。
(13)前記砂層への散布手段が、インクジェット方式の散布装置であるこ
とを特徴とする前記態様(1)乃至前記態様(12)の何れか1つに記
載の積層鋳型の製造方法。
(14)前記水溶性バインダとして、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合
成高分子、塩類、及び無機高分子のうちの一つ又は二つ以上が選択して
用いられることを特徴とする前記態様(1)乃至前記態様(13)の何
れか1つに記載の積層鋳型の製造方法。
(15)前記無機高分子が、水ガラスであることを特徴とする前記態様(1
4)に記載の積層鋳型の製造方法。(1) A thin sand layer is formed by using a coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, and then an aqueous medium is dispersed and heated in the sand layer to form a solidified layer of a predetermined two-dimensional pattern. An operation of forming a hardened layer is repeated to laminate the solidified layer or the hardened layer, thereby producing a desired three-dimensional laminated mold, thereby dispersing the two-dimensional pattern by dispersing the aqueous medium. Along with the forming step, a hydrophobic liquid is spread to a predetermined width along the outline on the area of the sand layer which is located outside the outline of the two-dimensional pattern and to which the aqueous medium is not spread. A method for producing a laminated mold, comprising the step of forming a hydrophobic zone bordering a dimensional pattern.
(2) The method for producing a laminated mold according to the aspect (1), wherein the step of forming the hydrophobic zone is performed prior to the step of forming a two-dimensional pattern by spraying the aqueous medium.
(3) After forming a thin sand layer using coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, a solidified layer of a predetermined two-dimensional pattern is formed by spraying an aqueous medium onto the sand layer and heating it. An operation of forming a hardened layer is repeated to laminate the solidified layer or the hardened layer, thereby producing a desired three-dimensional laminated mold, thereby dispersing the two-dimensional pattern by dispersing the aqueous medium. In the area of the sand layer to which the aqueous medium is applied, which is located inside the outline of the two-dimensional pattern along with the forming step, a water retention liquid is applied to a predetermined width along the outline, and A method of manufacturing a laminated casting mold, comprising the step of forming a water retentive zone for bordering a dimensional pattern.
(4) The method for producing a laminated mold according to the aspect (3), wherein the step of forming the water retention zone is performed prior to the step of forming a two-dimensional pattern by spraying the aqueous medium.
(5) After forming a thin sand layer using coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, a solidified layer of a predetermined two-dimensional pattern is formed by spraying an aqueous medium onto the sand layer and heating it. An operation of forming a hardened layer is repeated to laminate the solidified layer or the hardened layer, thereby producing a desired three-dimensional laminated mold, thereby dispersing the two-dimensional pattern by dispersing the aqueous medium. In the area of the sand layer to which the aqueous medium is applied, which is located inside the outline of the two-dimensional pattern along with the forming step, a water retention liquid is applied to a predetermined width along the outline, and Forming a water retentive zone bordering the two-dimensional pattern; and in the region of the sand layer located outside the two-dimensional pattern outline where the aqueous medium is not dispersed, a hydrophobic liquid along the outline. And D. spreading the body to a predetermined width to form a hydrophobic zone bordering the two-dimensional pattern.
(6) The method according to the aspect (5), wherein the step of forming the hydrophobic zone and the step of forming the water retention zone are performed prior to the step of forming a two-dimensional pattern by spraying the aqueous medium. How to make a laminated mold.
(7) At least one hydrophobic component selected from the group consisting of an oleophilic solvent, and a normal temperature solid solvent having a melting point higher than normal temperature,
Or the manufacturing method of the lamination | stacking mold as described in said aspect (1) comprised including it, said aspect (2), said aspect (5), or said aspect (6).
(8) At least one water retaining component selected from the group consisting of alcohols, polyhydric alcohols, alcoholic hydroxyl group-containing water-soluble polymer compounds, pyrrolidone derivatives, saccharides, and metal salts. Or the above aspect (3), the above aspect (4), the above aspect (A)
5) Or the manufacturing method of the lamination | stacking mold as described in a said aspect (6).
(9) The method for producing a laminated mold according to any one of the aspects (1) to (8), wherein the aqueous medium contains a surfactant.
(10) The method for producing a laminated mold according to any one of the aspects (1) to (9), wherein the aqueous medium further contains a humectant.
(11) The above aspect (1) to the above aspect (10), wherein the coated sand obtained by coating the refractory aggregate with a water soluble binder is dry coated sand having cold flowability. The manufacturing method of the lamination mold as described in any one of these.
(12) The above aspect characterized in that the water content in the coated sand obtained by coating the refractory aggregate with a water soluble binder is 5 to 55% by mass with respect to the solid content of the water soluble binder. 11) The manufacturing method of the lamination mold as described in 11).
(13) The method for producing a laminated mold according to any one of the above aspects (1) to (12), wherein the spreading means to the sand layer is an inkjet type spreading device.
(14) One or more selected from thermosetting resins, saccharides, proteins, synthetic polymers, salts, and inorganic polymers may be selected and used as the water-soluble binder. A method for producing a laminated mold according to any one of aspects (1) to (13).
(15) The above aspect (1) wherein the inorganic polymer is water glass
4) The manufacturing method of the lamination mold as described in 4).
このような本発明に従う積層鋳型の製造方法によれば、以下に列挙せる如き各種の効果が奏され得ることとなるのである。
(i)各砂層における二次元パターンの形成時において、かかる二次元パタ
ーンの輪郭線に沿って、疎水性液体にて形成される疎水性ゾーンや、保
水性液体にて形成される保水性ゾーンが設けられていることにより、散
布される水性媒体の滲みが、効果的に抑制乃至は阻止され得ることとな
る。
(ii)積層造型によって得られる鋳型の形状の悪化や変形を抑制して、寸法
精度に優れた積層鋳型を有利に得ることが出来る。
(iii )積層造型して得られる鋳型には、散布される水性媒体が充分に行き
渡り、それによって、砂層の固化乃至は硬化が有利に進行せしめられ得
て、鋳型強度が効果的に向上せしめられることとなる。
(iv)散布される水性媒体の浸透を気にすることなく、強度の発現に充分な
量の水性媒体を、砂層に散布することが出来る。
(v )散布される水性媒体の砂層への浸透を考慮して、かかる水性媒体の液
成分の選択や濃度の調整を行う必要がなくなる。
(vi)大型の積層鋳型の造型に際しては、砂層に散布される水性媒体の液量
も多くなるところから、形状変化もより大きくなるが、本発明によれば
、そのような問題も有利に解消することが出来る。According to the method for manufacturing a laminated mold according to the present invention, various effects as listed below can be exhibited.
(I) At the time of formation of a two-dimensional pattern in each sand layer, a hydrophobic zone formed of a hydrophobic liquid, a water retention property formed of a water retention liquid, and the like along the contour line of the two-dimensional pattern By providing zones, the spread of the aqueous medium to be dispersed can be effectively suppressed or prevented.
(Ii) It is possible to advantageously obtain a laminated mold excellent in dimensional accuracy by suppressing deterioration and deformation of the shape of the mold obtained by laminated molding.
(Iii) In the mold obtained by lamination molding, the aqueous medium to be dispersed is sufficiently spread, whereby solidification or hardening of the sand layer can be advantageously progressed, and the mold strength is effectively improved. It will be
(Iv) The sand layer can be sprayed with an amount of aqueous medium sufficient to develop strength, without regard to the penetration of the aqueous medium to be sprayed.
(V) It is not necessary to select or adjust the concentration of the liquid component of the aqueous medium in consideration of the penetration of the aqueous medium to be sprayed into the sand layer.
(Vi) At the time of molding of a large-sized laminated mold, the liquid volume of the aqueous medium dispersed in the sand layer is also large, and the shape change is also larger. According to the present invention, such problems are advantageously solved. You can do it.
以下、本発明の構成を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。 Hereinafter, in order to clarify the configuration of the present invention more specifically, representative embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明において用いられる被覆砂は、耐火性骨材を水溶性のバインダで被覆せしめることによって、得られたものである。そこで、耐火性骨材として用いられるものとしては、従来から鋳型用に用いられている各種の耐火性骨材が適宜に選択されて用いられることとなる。具体的には、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナサンド、合成ムライト砂等を挙げることが出来る。中でも、バインダ使用量の低減の観点からして、真球状の人工砂が好適に用いられる。なお、これらの耐火性骨材は、新砂の他、鋳物砂として鋳型の造型に一回或いは複数回使用されたものから再生又は回収された砂であっても良く、更にはそれらの混合砂であっても、何等差し支えない。これらの耐火性骨材を用いて得られた積層鋳型造型用のコーテッドサンド(被覆砂)は、得られる鋳型の通気性、砂撒き性、及び、それを用いて鋳型を造型する際の砂層の厚み等の関係から、その粒度指数が、JACT試験法S−1(鋳物砂の粒度試験法)に定められるAFS係数基準で、80〜150の範囲内となるように、好ましくは90〜130の範囲内となるように制御される。かかる粒度指数が80未満となると、充分な硬化強度が得られない恐れがあり、その一方、150を超えるようになると、得られる鋳型の通気性が悪化する恐れがあるからである。また、固化/硬化砂層(鋳型層)の厚さが薄くなる程、得られる鋳型を用いて鋳造された鋳物の鋳肌が良好になるところから、そのような薄い砂層の形成が容易となる細かい粒度の骨材を用いることが望ましい。 First, the coated sand used in the present invention is obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder. Therefore, various types of refractory aggregates conventionally used for molds are appropriately selected and used as the refractory aggregate. Specifically, silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, alumina sand, synthetic mullite sand and the like can be mentioned. Among them, spherical artificial sand is preferably used from the viewpoint of reducing the amount of binder used. In addition to these new sands, these refractory aggregates may be sands regenerated or recovered from those used one or more times as molding sands as casting sands, and further, mixed sands thereof. No matter what, no matter what. The coated sand (laminated sand) for laminated mold making obtained using these refractory aggregates is the air permeability, sanding property of the obtained mold, and a sand layer when forming the mold using it. From the relationship such as thickness, preferably the particle size index is within the range of 80 to 150, preferably 90 to 130, based on the AFS coefficient defined in the JACT test method S-1 (granularity test method for foundry sand). It is controlled to be within the range. If the particle size index is less than 80, sufficient curing strength may not be obtained, and if it exceeds 150, the air permeability of the resulting mold may be deteriorated. In addition, as the thickness of the solidified / hardened sand layer (mold layer) becomes thinner, the formation of such a thin sand layer becomes easy since the casting surface of the casting cast using the obtained mold becomes better It is desirable to use aggregate of particle size.
そして、上述の如き耐火性骨材を被覆するバインダは、粘結剤とも呼ばれるものであって、本発明においては、水溶性のバインダが用いられることとなる。この水溶性バインダとしては、水溶性である限りにおいて、無機高分子、熱硬化性樹脂、糖類、合成高分子、塩類、及びタンパク質の何れをも用いることが出来る。なお、これらは、単独で用いられても良く、また二つ以上を選択して用いられても良いが、特に、無機高分子が好適に用いられることとなる。また、これらの水溶性バインダは、事前に水や溶剤で希釈して用いても良い。 And the binder which coats the above-mentioned refractory aggregate is also called a caking agent, and a water soluble binder will be used in the present invention. As the water-soluble binder, any of inorganic polymers, thermosetting resins, saccharides, synthetic polymers, salts, and proteins can be used as long as they are water-soluble. In addition, although these may be used independently and you may select and use two or more, especially, inorganic polymer will be used suitably. In addition, these water soluble binders may be used by diluting with water or solvent in advance.
ここで、かかる水溶性バインダとして用いられる無機高分子としては、水ガラス、コロイダルシリカ、アルキルシリケート、ベントナイト、セメント等を挙げることが出来る。それらの中で、水ガラスは、可溶性のケイ酸化合物であって、例えばケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム等があり、その中でも、ケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウムが好ましく用いられる。なお、ケイ酸化合物には、モル比により、各種の種類が有り、例えばケイ酸ナトリウムには1号乃至5号、またケイ酸カリウムには1号と2号がある。この中でも、鋳物分野においては、水ガラスが好適なものとして挙げられ、中でもケイ酸ナトリウムが特に望ましく、鋳鉄や鋳鋼等の幅広い分野に適用される鋳型を得ることが出来る。 Here, examples of the inorganic polymer used as the water-soluble binder include water glass, colloidal silica, alkyl silicate, bentonite, cement and the like. Among them, water glass is a soluble silicate compound such as sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium silicate, ammonium silicate and the like, among which silica Sodium acid and potassium silicate are preferably used. There are various types of silicic acid compounds depending on the molar ratio, and there are, for example, 1 to 5 for sodium silicate and 1 and 2 for potassium silicate. Among these, in the casting field, water glass is mentioned as a suitable thing, and sodium silicate is particularly desirable, and it is possible to obtain a mold applied to a wide range of fields such as cast iron and cast steel.
また、水溶性バインダの一つである熱硬化性樹脂としては、レゾール型のフェノール樹脂、フラン樹脂、水溶性エポキシ樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性不飽和ポリエステル樹脂、水溶性アルキッド樹脂等を挙げることが出来る。また、この熱硬化性樹脂に対して、酸やエステル類等の硬化剤を配合して、その熱硬化特性を向上せしめることも、有利に採用されるところである。なお、それら熱硬化性樹脂の中でも、レゾール型のフェノール樹脂の使用が好ましく、そのようなフェノール樹脂は、フェノール類とホルムアルデヒド類とを反応触媒の存在下で反応させることによって、調製することが出来る。 Further, as a thermosetting resin which is one of water soluble binders, resol type phenol resin, furan resin, water soluble epoxy resin, water soluble melamine resin, water soluble urea resin, water soluble unsaturated polyester resin, water soluble Alkyd resin etc. can be mentioned. In addition, it is also advantageously employed to improve the thermosetting characteristics by blending a curing agent such as an acid or an ester with the thermosetting resin. Among these thermosetting resins, the use of resol type phenol resin is preferable, and such phenol resin can be prepared by reacting phenols and formaldehydes in the presence of a reaction catalyst. .
そして、本発明においては、上記したフェノール樹脂として、水溶性のアルカリレゾール樹脂が好適に用いられることとなる。この水溶性アルカリレゾール樹脂とは、フェノール類を、大量のアルカリ性物質の存在下において、例えばフェノール類に対するアルカリ性物質のモル数が0.1〜3.0倍モル程度、好ましくは0.3〜2.0倍モル程度となる割合において、アルデヒド類と反応させることによって得られるアルカリ性のレゾール型フェノール樹脂である。なお、そこで用いられるアルカリ性物質としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられ、これらが、単独で或いは2種以上を混合して用いられるのである。このようなアルカリレゾール樹脂を用いると、鋳鉄・鋳鋼等の幅広い分野で用いられ得る鋳型を提供することが出来る。 And in this invention, water-soluble alkali resole resin will be used suitably as said phenol resin. In this water-soluble alkaline resole resin, in the presence of a large amount of an alkaline substance, for example, the number of moles of the alkaline substance to the phenol is about 0.1 to 3.0 times, preferably about 0.3 to 2 It is an alkaline resol-type phenolic resin obtained by reacting with aldehydes at a ratio of about 0 times mole. In addition, as an alkaline substance used there, the hydroxide of alkali metals, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide etc., is mentioned, for example, These are used individually or in mixture of 2 or more types It is Use of such an alkali resole resin can provide a mold that can be used in a wide range of fields such as cast iron and cast steel.
また、水溶性バインダの一つである糖類としては、単糖類、少糖類、多糖類等を用いることが出来、各種の単糖類、少糖類、多糖類の中から、1種を選んで単独で用いても、また複数種を組み合わせて用いても、何等差し支えない。それらのうち、単糖類としては、グルコース(ブドウ糖)、フルクトース(果糖)、ガラクトース等を挙げることが出来、少糖類としては、マルトース(麦芽糖)、スクロース(ショ糖)、ラクトース(乳糖)、セロビオース等の二糖類を挙げることが出来る。そして、多糖類としては、でんぷん糖、デキストリン、ザンサンガム、カードラン、プルラン、シクロアミロース、キチン、セルロース、でんぷん等を挙げることが出来る。この他にも、アラビアガム等の植物粘質物のガム類を用いても良く、更に糖類、特に多糖類の硬化剤として、カルボン酸を用いることも出来る。 Moreover, as saccharides which are one of water-soluble binders, monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, etc. can be used, and 1 type is chosen from various monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, and it is independent. There is no problem even if it is used or in combination of two or more kinds. Among them, as monosaccharides, glucose (glucose), fructose (fructose), galactose etc. can be mentioned, and as oligosaccharides, maltose (malt sugar), sucrose (sucrose), lactose (lactose), cellobiose etc. Can be mentioned. And as polysaccharides, starch sugar, dextrin, xanthan gum, curdlan, pullulan, cycloamylose, chitin, cellulose, starch, etc. can be mentioned. In addition to this, gums of plant mucilage such as gum arabic may be used, and carboxylic acids can also be used as curing agents for saccharides, particularly polysaccharides.
さらに、水溶性バインダとして用いられる合成高分子としては、ポリエチレンオキシド、ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸、アクリル酸系共重合体、アクリル酸エステル系共重合体、メタクリル酸エステル系、ポリアクリルアミド、アニオン化ポリアクリルアミド、カチオン化ポリアクリルアミド、ポリアミノアルキルメタクリレート、アクリルアミド/アクリル酸共重合体、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、スルホン化マレイン酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエーテル変性シリコーン、またはこれらの変性物等を挙げることが出来る。そして、これらは単独で用いられたり、複数を選択して用いられたりされることとなる。 Furthermore, as synthetic polymers used as a water-soluble binder, polyethylene oxide, poly-α-hydroxy acrylic acid, acrylic acid type copolymer, acrylic acid ester type copolymer, methacrylic acid ester type, polyacrylamide, anionization Polyacrylamide, cationized polyacrylamide, polyamino alkyl methacrylate, acrylamide / acrylic acid copolymer, polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, sulfonated maleic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl methyl ether, polyether modified silicone Or modified products of these. And these are used singly or in combination of two or more.
更にまた、塩類としては、水を加えた後、乾燥させることによって、固まるものが用いられ、例えば硫酸マグネシウムや硫酸ナトリウム等の硫酸塩、臭化ナトリウムや臭化カリウム等の臭化物、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等の炭酸塩、塩化バリウムや塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物等を挙げることが出来る。加えて、タンパク質としては、ゼラチン、膠等を挙げることが出来る。 Furthermore, as salts, those which solidify by adding water and then drying are used, for example, sulfates such as magnesium sulfate and sodium sulfate, bromides such as sodium bromide and potassium bromide, sodium carbonate and carbonate Examples thereof include carbonates such as potassium, and chlorides such as barium chloride, sodium chloride and potassium chloride. In addition, as proteins, gelatin, glue and the like can be mentioned.
なお、本発明において耐火性骨材を水溶性バインダで被覆してなる被覆砂は、湿態の状態でも乾態の状態でも何れでもよいが、常温流動性を有する乾態の被覆砂であることが望ましい。乾態の被覆砂であることで、砂を撒いて砂層を形成する際に、ムラなく満遍なく撒くことが出来る。 In the present invention, the coated sand obtained by coating the refractory aggregate with a water-soluble binder may be either wet or dry, but it is dry coated sand having room temperature fluidity. Is desirable. The dry state of the coated sand makes it possible to evenly and evenly grind the sand when forming the sand layer.
ところで、本発明に用いられる被覆砂の製造に際して、耐火性骨材と水溶性バインダとの配合量は、耐火性骨材の100質量部に対して、水溶性バインダが、固形分換算で、一般に0.1〜5質量部程度となる割合が採用され、好ましくは0.3〜3質量部の割合が有利に採用されることとなる。この被覆砂の製造に際しては、それら耐火性骨材と水溶性バインダとを混練乃至は混合せしめて、耐火性骨材の表面を水溶性バインダにて被覆するようにすると共に、そのような水溶性バインダの水溶液の水分を蒸散せしめることによって、水溶性バインダの固形分量に対して、水分量が5〜55質量%、好ましくは10〜50質量%となるようにして、常温下において流動性を有する、乾態の粉末状水溶性バインダ被覆耐火性骨材が得られるようにするものであるが、そのような水溶性バインダ水溶液の水分の蒸散は、水溶性バインダの硬化が進行する前に迅速に行われる必要があり、一般に5分以内、好ましくは2分以内に含有水分を飛ばして、乾態の粉末状水溶性バインダ被覆耐火性骨材とされることとなる。 By the way, in the production of the coated sand used in the present invention, the compounding amount of the fireproof aggregate and the water-soluble binder is generally such that the water-soluble binder is 100% by mass of the fireproof aggregate in terms of solid content. The ratio which becomes about 0.1-5 mass parts is employ | adopted, Preferably the ratio of 0.3-3 mass parts will be employ | adopted advantageously. In the production of the coated sand, the refractory aggregate and the water soluble binder are kneaded or mixed to coat the surface of the refractory aggregate with the water soluble binder, and such water solubility It has fluidity at normal temperature so that the amount of water is 5 to 55% by mass, preferably 10 to 50% by mass, based on the solid content of the water-soluble binder, by evaporating the water of the aqueous solution of the binder To obtain a dry powdery water-soluble binder-coated refractory aggregate, but the water evaporation of such an aqueous solution of the water-soluble binder can be rapidly carried out before the curing of the water-soluble binder proceeds. It is necessary to be carried out, and in general, the contained water is removed within 5 minutes, preferably within 2 minutes, to obtain a dry powdery water-soluble binder-coated refractory aggregate.
そこで、本発明においては、そのような水溶性バインダの水溶液中の水分を迅速に蒸散せしめるための一つの手段として、耐火性骨材を予め加熱しておき、それに、水溶性バインダの水溶液を混練乃至は混合せしめる方法が、有利に採用されることとなる。この予め加熱された耐火性骨材に、水溶性バインダ水溶液を混練乃至は混合することによって、水溶性バインダ水溶液の水分は、加熱された耐火性骨材の熱にて、迅速に蒸散するようになるため、水溶性バインダ被覆耐火性骨材の水分量を効率よく低下せしめ、常温流動性を有する乾態の粉体を、有利に得ることが出来るのである。なお、かかる耐火性骨材の予熱温度としては、水溶性バインダ水溶液の含有水分量やその配合量等に応じて、適宜に選定されることとなるが、一般に、100〜200℃、好ましくは120〜180℃程度の温度に、加熱しておくことが望ましい。この予熱温度が低くなり過ぎると、水分の蒸散を効果的に行い難くなるからであり、また予熱温度が高くなり過ぎると、水溶性バインダの硬化が進む恐れがあるためである。そして、このようにして得られた被覆砂の水分量は、耐火性骨材に対する水溶性バインダの添加量によって乾態となる範囲が変化するようになるが、一般に、水溶性バインダの固形分量に対して、水分量が5〜55質量%程度であることが望ましく、中でも、10〜50質量%が望ましい。その中でも、水溶性バインダが水ガラスである場合にあっては、20〜50質量%であることが望ましい。これにより、被覆砂はさらさらな乾態の粉体となって、常温流動性が付与された優れた特性を有するものとなる。 Therefore, in the present invention, as one means for rapidly evaporating the water in the aqueous solution of such a water soluble binder, the refractory aggregate is preheated, and the aqueous solution of the water soluble binder is kneaded therein The method of mixing is advantageously employed. By kneading or mixing a water-soluble binder aqueous solution with the preheated refractory aggregate, the water of the water-soluble binder aqueous solution is rapidly evaporated by the heat of the heated fire-resistant aggregate. As a result, the water content of the water-soluble binder-coated refractory aggregate can be reduced efficiently, and dry powder having cold flowability can be advantageously obtained. The preheating temperature of the refractory aggregate is appropriately selected according to the water content of the aqueous solution of the water-soluble binder, the compounding amount thereof and the like, but generally 100 to 200 ° C., preferably 120 It is desirable to heat to a temperature of about -180 ° C. If the preheating temperature is too low, it will be difficult to effectively evaporate water, and if the preheating temperature is too high, there is a possibility that the curing of the water-soluble binder may proceed. And although the water content of the coated sand obtained in this way changes the range of becoming dry depending on the addition amount of the water-soluble binder to the fireproof aggregate, generally, the solid content of the water-soluble binder On the other hand, the water content is preferably about 5 to 55% by mass, and more preferably 10 to 50% by mass. Among them, in the case where the water-soluble binder is water glass, 20 to 50% by mass is desirable. As a result, the coated sand becomes a powder of free-flowing dry state, and has excellent characteristics to which normal temperature fluidity is imparted.
なお、上記した被覆砂の製造に際しては、耐火骨材や水溶性バインダと共に、必要に応じて、カップリング剤や離型剤や溶剤等の公知の各種の添加剤を配合することが出来、そのような添加剤を含有せしめてなる被覆砂として用いられることとなる。また、本発明においては、かかる得られた被覆砂に、他の粉体を混合して、使用することも可能であって、その際、用いられる粉体としては、水性媒体で濡らした後、加熱して、乾燥することにより、固化乃至は硬化するものであれば、特に限定されるものではない。なお、それら各種の添加剤は、水溶性バインダの製造過程において、又は製造後に、予め添加しておいても何等差し支えない。 In the production of the above-mentioned coated sand, together with the refractory aggregate and the water-soluble binder, various known additives such as a coupling agent, a mold release agent and a solvent can be blended, if necessary, It will be used as a coating sand which contains such an additive. In the present invention, it is also possible to mix and use other powders in the obtained coated sand, and in this case, after being wet with an aqueous medium, the powder used is It is not particularly limited as long as it solidifies or cures by heating and drying. The various additives may be added in advance during or after the production of the water-soluble binder.
ところで、本発明に従う積層鋳型の製造方法は、上述の如くして得られた被覆砂を用いて、例えば、図1乃至図9に示される如くして実施されることとなるのである。即ち、先ず、図1に示されるように、本発明において用いられる鋳型の造型装置には、平面形態が四角形を呈する容器状の枠10内において、上下方向に垂直にスライド可能な矩形のテーブル12が、配置されている。また、かかる造型装置は、図1や図2、図4に示される如く、枠10の上方にそれぞれ位置せしめられた、被覆砂14を供給する貯留タンク16と、かかる貯留タンク16の下部に設けられた吐出口18から、テーブル12の上面に供給された被覆砂14を一定厚さに薄く平面展開させて、薄層の砂層20を形成する伸展部材24と、インクジェット方式により所定の液体を砂層20上の所定部位に散布する、選択的散布手段としてのインクジェット散布装置26と、発熱体として電熱線32が設けられたヒータ30とを備えており、それらが、鋳型層製造の各工程に応じて選択的に切り替えられて、配置されるようになっている。
By the way, the method for producing a laminated mold according to the present invention is carried out, for example, as shown in FIG. 1 to FIG. 9 using the coated sand obtained as described above. That is, first, as shown in FIG. 1, in the mold forming apparatus of the mold used in the present invention, a rectangular table 12 vertically slidable in the vertical direction in a container-
そこにおいて、インクジェット散布装置26は、図示しない記憶装置及び制御装置と共に、図2、図4、図10に示される如く、砂層20の上面に沿って別個に移動可能なノズル28a,28b,28cを有しており、使用する各液体(疎水性液体、水性媒体及び保水性液体)に応じて、個別に散布可能となっており、ここでは、ノズル28aから疎水性液体が散布され、またノズル28bからは、水性媒体が散布され、そしてノズル28cから保水性液体が散布されるようになっている。また、記憶装置には、各砂層20において形成される、所定の鋳型層34(図7、図8参照)の予め定められた二次元パターン(平面形状)が画像信号として保管され、制御装置において、ノズル28a,28b,28cの動作を画像信号に応じて制御しながら、各砂層20に対して、それぞれの液体を予め定められた平面形状(パターン)において、噴出(散布)せしめ得るようになっている。なお、ここでは、各工程における機材の切り替えが自動で行われるようになっているが、勿論、手動や半自動方式にて、その切り替えを行うようにすることも可能である。
There, the
また、図6に示されるヒータ30は、電熱線32を発熱体として用いて、加熱し得るようにしたものであるが、そのような電熱線32のための発熱体としては、公知の各種のものが適宜に選択されて、使用され得るところであり、例えば、金属発熱体(ニクロム線、カンタル線、白金線等)の他、炭化ケイ素、二ケイ化モリブデン、ランタンクロマイト、モリブデン、カーボン等を用いて、加熱することも可能である。なお、このヒータ30としては、加熱可能な構成のものであれば特に限定されず、赤外線発生体やマイクロ波発生体等を使用することも可能である。
Further, although the
なお、上述せる実施形態において、インクジェット散布装置26にて構成される選択的散布手段は、疎水性液体や水性媒体等の液体を、砂層20上の予め決められた位置に、選択的に散布せしめ得るようにした装置であって、有利には、例示の如きインクジェット方式の散布装置が用いられることとなるが、その他、マスクを用いて、砂層20の必要部位のみに、所定の液体を散布せしめるようにしたマスク方式の散布装置等も、適宜に採用可能である。
In the embodiment to be described above, the selective spraying unit configured by the
そして、上述の如き装置を用いて、本発明に従って目的とする積層鋳型を製造するための一つの方法として、以下の如き製造手順Aが採用されて、鋳型層34が製造され、更にその鋳型層34の積層一体化によって、積層鋳型36(目的とする鋳型)が形成されることとなる。
Then, as one method for producing the desired laminated mold according to the present invention using the apparatus as described above, the following production procedure A is adopted to produce the
(1)製造手順A(疎水性液体の使用の場合)
<第一工程>
先ず、製造前の段階においては、造型装置の枠10の上面とテーブル12の上面が、同一平面上に位置せしめられている。そして、造型工程が始まると、テーブル12が砂層20の一層の高さ分、下方へスライドさせられる。次いで、貯留タンク16に蓄えられた被覆砂14が、図1(a)に示される如く、吐出口18からの供給量をコントロールされながら、テーブル12上にほぼ均一な厚さで満遍なく撒かれるように、供給される。このとき、砂層20の一層あたりの高さは、テーブル12が下方へスライドした距離に対応した段差、例えば0.5mmの段差として形成される。なお、この段差は、積層される層毎に、常に均一な高さとなるように形成され、一般に、0.1mm〜3mm程度の段差とされることが望ましい。(1) Production procedure A (in the case of using a hydrophobic liquid)
<First step>
First, in the stage before manufacture, the upper surface of the
そして、かかるテーブル12上への被覆砂14の供給が終わると、図1(b)に示される如く、枠10の上面に沿って伸展部材24を水平方向に移動させて、余分な被覆砂14が掻き取られる。これにより、テーブル12上に薄く平面展開された砂層20が、所定厚さにおいて形成されることとなるのである。
Then, when the supply of the
<第二工程>
次いで、図2に示されるように、砂層20に向かって、インクジェット散布装置26のノズル28aから、霧状の疎水性液体38が、目的とする鋳型層34(図7参照)を与える二次元パターンの輪郭線40の外側に位置する、後述する水性媒体が散布されない砂層20領域に、かかる輪郭線40に沿って所定幅に散布され、かかる二次元パターンを外側から縁取りする、帯状の疎水性ゾーン42が形成されることとなる。なお、かかる定められた二次元パターンとは、目的とする鋳型の形状を砂層の肉厚分程の等間隔で、複数の領域に水平方向に分割したものであって、製造される鋳型に応じて砂層毎に、下の方から順番に各層の二次元パターン(平面形状)に基づいて、疎水性液体38が噴霧されるのである。これは、例えば、製品形状のCADデータから砂型の形状データを得て、これを砂層の肉厚毎の断面形状データにすることで、各層の予め定められた二次元パターン(平面形状)を設定することが出来る。また、このときの輪郭線40の外側に噴霧された疎水性液体38によって形成される疎水性ゾーン42は、一般に、0.1mm〜5mmの幅において、帯状に輪郭線40に沿って形成されることとなる。なお、このインクジェット散布装置26において、疎水性液体38を噴射するノズル28aのノズル径は、例えば5〜100μm程度の極めて小径とされている。Second step
Then, as shown in FIG. 2, from the
ところで、上述の如く、ノズル28aから噴霧される疎水性液体38としては、疎水性を示す液状のものであれば、特に限定されることはなく、一般に、疎水性を示す値として用いられる、オクタノール/水分配係数のLog値であるLogPの値が、0以上である液体が用いられ、好ましくは2〜12、より好ましくは4〜10の範囲内のものが用いられ、具体的には、親油性溶媒や、常温よりも高い融点を有する常温で固体の溶媒等からなる群より選ばれることとなる。また、それら疎水性液体を単独で、又は二種類以上を組み合わせて混合して、用いることも可能である。
By the way, as described above, the
なお、上記の疎水性を示すLogPは、分配係数Pの常用対数を意味しており、ある化学物質が、油(一般的に1−オクタノール)と水の2相系の平衡で、どのように分配されるかを、定量的な数値として示す物性値であって、以下の式(1)にて表わされるものである。
LogP=Log(Coil /Cwater ) ・・・(1)
かかる式(1)において、Coil は油相中のモル濃度を表わし、Cwater は水相中のモル濃度を表わしている。このLogP値が、0を挟んでプラス側に大きくなると、油溶性が増すことを意味し、一方、マイナスとなってその絶対値が大きくなると、水溶性が増すことを意味している。このLogP値は、化学物質の水溶性と負の相関があり、親疎水性を見積もるパラメータとして広く利用されている。また、LogP値は、その定義から考えて、分配実験で実測するのが原則であるが、実験自体に手間がかかるところから、構造式からの推算が有効な手段であると考えられている。このため、計算によるLogPの推定値であるLogP値が多用されており、本発明においても、そのような計算による推定値を利用することが可能である。The above-mentioned hydrophobicity LogP means the common logarithm of the distribution coefficient P, and how a certain chemical substance is in the equilibrium of oil (generally 1-octanol) and water. It is a physical property value which shows whether it is distributed as a quantitative numerical value, and is represented by the following formula (1).
LogP = Log (C oil / C water ) (1)
In the formula (1), C oil represents the molar concentration in the oil phase, and C water represents the molar concentration in the aqueous phase. When the LogP value increases to the positive side across 0, it means that the oil solubility increases, and on the other hand, when it becomes negative and the absolute value increases, it means that the water solubility increases. This LogP value is negatively correlated with the water solubility of a chemical substance, and is widely used as a parameter for estimating hydrophilicity and hydrophobicity. In addition, LogP values, in principle, are actually measured in the distribution experiment in consideration of the definition, but it is considered that estimation from the structural formula is an effective means because the experiment itself takes time and effort. For this reason, the LogP value which is an estimated value of LogP by calculation is used abundantly, and it is possible to use the estimated value by such calculation also in the present invention.
また、本発明において用いられる疎水性液体は、常温で固体のものや低温になると粘性が高くなるものが多いところから、散布される疎水性液体38は、常温より高い温度に保持されていることが望ましい。このため、疎水性液体の温度は、30℃〜200℃程度、より好ましくは60℃〜150℃程度の温度範囲とされ、そのような高い温度下に保持された疎水性液体が、散布に好適に用いられることとなるのである。
In addition, since the hydrophobic liquid used in the present invention is solid at normal temperature or high in viscosity at low temperature, the sprayed
本発明において用いられる親油性溶媒としては、上述せるように、LogP値が0以上である溶媒であって、具体的には、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、フェニルエチルアルコール、フェニルプロピルアルコール、フルフリルアルコール、アニルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、オクタデシルアルコール等のアルコール類;エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸ベンジル、酢酸フェニルエチル、酢酸フェノキシエチル、フェニル酢酸エチル、プロピオン酸ベンジル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、ラウリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジウンデシル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジプロピル、ジエチルマロン酸ジエチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ(2−メトキシエチル)、セバシン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジオクチル、ケイ皮酸−3−ヘキセニル、クエン酸トリブチル等のエステル類;ブチルフェニルエーテル、ベンジルエチルエーテル、ヘキシルエーテル等のエーテル類;ベンジルメチルケトン、ベンジルアセトン、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン等のケトン類;脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、石油エーテル、石油ベンジル、テトラリン、デカリン、ターシャリーアミルベンゼン、ジメチルナフタリン等の炭化水素類;N,N−ジエチルドデカンアミド、N,N−ジブチルドデカンアミド等のアミド類;フッ素オイル、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系化合物類;シリコーンオイル、シリコーン樹脂、クロロシラン系化合物、アルコキシシラン系化合物、フッ素シリコーン系化合物、ポリオキシアルキレン単位を有するポリオルガノシロキサン等の有機ケイ酸化合物類を挙げることが出来る。 As described above, the lipophilic solvent used in the present invention is a solvent having a Log P value of 0 or more, and specifically, pentanol, heptanol, octanol, phenylethyl alcohol, phenylpropyl alcohol, furfuryl Alcohols such as anil alcohol, cetyl alcohol, oleyl alcohol and octadecyl alcohol; ethylene glycol diacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol diacetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate , Benzyl acetate, phenylethyl acetate, phenoxyethyl acetate, ethyl phenylacetate, benzyl propionate, ethyl benzoate, butyl benzoate Butyl laurate, isopropyl myristate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diundecyl phthalate, diethyl malonate, Dipropyl malonate, diethyl diethylmalonate, diethyl succinate, dibutyl succinate, diethyl glutarate, diethyl adipate, dipropyl adipate, dibutyl adipate, di (2-methoxyethyl) adipate, diethyl sebacate, diethyl maleate , Esters of dibutyl maleate, dioctyl maleate, diethyl fumarate, dioctyl fumarate, 3-hexenyl cinnamic acid, tributyl citrate etc .; butyl phenyl ether, benzyl ethyl ether, hexyl ester Ethers such as ethers; ketones such as benzyl methyl ketone, benzyl acetone, diacetone alcohol, cyclohexanone, etc .; aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, petroleum ethers, petroleum benzyl, tetralin, decalin, tasha Hydrocarbons such as lyamyl benzene and dimethyl naphthalene; Amides such as N, N-diethyldodecane amide and N, N-dibutyldodecane amide; fluorine compounds such as fluorine oil and polytetrafluoroethylene; silicone oil and silicone Examples thereof include organic silicic acid compounds such as resins, chlorosilane compounds, alkoxysilane compounds, fluorosilicone compounds, and polyorganosiloxanes having a polyoxyalkylene unit.
また、本発明において用いられる、常温よりも高い融点を有する常温固体溶媒は、常温(23℃)において固体状態又は半溶融状態にある溶媒であって、インクジェット方式等の散布装置から加熱噴射する時には、溶融した液体状となる相変化溶媒である。このような常温よりも高い融点を有する常温固体溶媒としては、特に限定されるものではなく、固体溶媒の固体−液体相変化における相変化温度が常温よりも高く、一般に60℃〜200℃であるものが好ましく、中でも、80℃〜150℃であるものがより好ましい。 The normal temperature solid solvent having a melting point higher than normal temperature, which is used in the present invention, is a solvent which is in a solid or semi-molten state at normal temperature (23 ° C.) and is heated and sprayed from a spraying apparatus such as an inkjet system. And a phase change solvent which becomes a molten liquid state. The normal temperature solid solvent having a melting point higher than such normal temperature is not particularly limited, and the phase change temperature in the solid-liquid phase change of the solid solvent is higher than normal temperature, and is generally 60 ° C to 200 ° C. Among these, those having a temperature of 80 ° C. to 150 ° C. are more preferable.
なお、この常温よりも高い融点を有する常温固体溶媒としては、具体的には、蜜ロウ、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、鯨ロウ、カンデリラワックス、ラノリン、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の天然ワックス類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、チグリン酸、2−アセトナフトンベヘン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ジヒドロキシステアリン酸等の有機酸類;上記した有機酸のグリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等のアルコールとのエステル等の有機酸エステル類;ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、ドデセノール、ミリシルアルコール、テトラセノール、ヘキサデセノール、エイコセノール、ドコセノール、ピネングリコール、ヒノキオール、ブチンジオール、ノナンジオール、イソフタリルアルコール、メシセリン、テレアフタリルアルコール、ヘキサンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ヘキサデカンジオール、ドコサンジオール、テトラコサンジオール、テレビネオール、フェニルグリセリン、エイコサンジオール、オクタンジオール、フェニルプロピレングリコール、ビスフェノールA、パラアルファクミルフェノール等のアルコール類;ベンゾイルアセトン、ジアセトベンゼン、ベンゾフェノン、トリコサノン、ヘプタコサノン、ヘプタトリアコンタノン、ヘントリアコンタノン、ステアロン、ラウロン、ジアニソール等のケトン類;オレイン酸アミド、ラウリル酸アミド、ステアリン酸アミド、リシノール酸アミド、パルミチン酸アミド、テトラヒドロフラン酸アミド、エルカ酸アミド、ミリスチン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスラウリン酸アミド、N,N′−エチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスオレイン酸アミド、N,N′−メチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−エチレンビスベヘン酸アミド、N,N′−キシリレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ブチレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N′−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N′−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N′−システアリルセバシン酸アミド、N,N′−ジステアリルテレフタル酸アミド、N,N′−ジステアリルイソフタル酸アミド、フェナセチン、トルアミド、アセトアミド、オレイン酸2量体/エチレンジアミン/ステアリン酸(1:2:2のモル比)のような2量体酸とジアミンと脂肪酸の反応生成物、テトラアミド等のアミド類;パラトルエンスルホンアミド、エチルベンゼンスルホンアミド、ブチルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド類;シリコーンSH6018(東レシリコーン)、シリコーンKR215、216、220(信越シリコーン)等のシリコーン類;エスクロンG−90(新日鐵化学)等のクマロン類;ステアリン酸コレステロール、パルミチン酸コレステロール、ミリスチン酸コレステロール、ベヘン酸コレステロール、ラウリン酸コレステロール、メリシン酸コレステロール等のコレステロール脂肪酸エステル類;ステアリン酸サッカロース、パルミチン酸サッカロース、ベヘン酸サッカロース、ラウリン酸サッカロース、メリシン酸サッカロース、ステアリン酸ラクトース、パルミチン酸ラクトース、ミリスチン酸ラクトース、ベヘン酸ラクトース、ラウリン酸ラクトース、メリシン酸ラクトース等の糖類脂肪酸エステル類;ポリエチレンワックス誘導体、塩素化炭化水素、フェノール樹脂、熱可塑性樹脂等を挙げることが出来る。 Specific examples of normal temperature solid solvents having a melting point higher than normal temperature include beeswax, carnauba wax, rice wax, wood wax, jojoba oil, spermaceti wax, candelilla wax, lanolin, montan wax, ozokerite Natural waxes such as ceresin, paraffin wax, microcrystalline wax and petrolactam; palmitic acid, stearic acid, behenic acid, tiglic acid, 2-acetonaphthone behenic acid, organic substances such as 12-hydroxystearic acid and dihydroxystearic acid Acids; Organic acid esters such as esters of the above-mentioned organic acids with glycerol, diethylene glycol, ethylene glycol and the like alcohols; dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, eicosanol, docosanol, tetracosanol, hexacosa , Octacosanol, dodecenol, myricyl alcohol, tetracenol, hexadecenol, eicosenol, docosenol, pine glycol, hinokiol, butindiol, nonanediol, isophthalyl alcohol, mesicerine, terephtharyl alcohol, hexanediol, decanediol, dodecanediol , Alcohols such as tetradecanediol, hexadecanediol, docosanediol, tetracosanediol, TVneol, phenylglycerin, eicosandiol, octanediol, phenylpropylene glycol, bisphenol A, paraalpha cumylphenol, etc .; Acetobenzene, Benzophenone, Trichosanone, Heptacosanone, Heptatria Contanone, Hen Riacontanone, stearone, laurone, ketones such as dianisole; oleic acid amide, lauric acid amide, stearic acid amide, ricinoleic acid amide, palmitic acid amide, tetrahydrofuranic acid amide, erucic acid amide, myristic acid amide, 12-hydroxystearic acid amide , N-stearyl erucic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N, N'-ethylene bis lauric acid amide, N, N'-ethylene bis stearic acid amide, N, N'-ethylene bis oleic acid amide, N, N'-methylenebisstearic acid amide, N, N'-ethylenebisbehenic acid amide, N, N'-xylylene bisstearic acid amide, N, N'-butylenebisstearic acid amide, N, N'-dioleyl amide Adipic acid amide, N, N'-distear Lil adipamide, N, N'-dioleyl sebacic acid amide, N, N'-stearyl sebacic acid amide, N, N'-distearyl terephthalic acid amide, N, N'-distearyl isophthalic acid amide, phenacetin, Reaction products of dimer acid with diamine and fatty acid such as toluamide, acetamide, dimer of oleic acid / ethylenediamine / stearic acid (molar ratio of 1: 2: 2), amides such as tetraamide; para-toluenesulfonamide , Sulfonamides such as ethyl benzene sulfonamide, butyl benzene sulfonamide; silicones such as silicone SH 6018 (Toray Silicone), silicones KR 215, 216, 220 (Shin-Etsu Silicone); cumarones such as esclone G-90 (Nippon Chemical Co., Ltd.) Cholesterol; stearic acid, Cholesterol fatty acid esters such as cholesterol lumitate, cholesterol myristate cholesterol, behenic acid cholesterol, lauric acid cholesterol, myric acid cholesterol, etc .; Sucrose stearate, sucrose palmitate, saccharose behenate, saccharose laurate, sucrose mesylate sucrose, lactose stearate, Sugar fatty acid esters such as lactose palmitate, lactose myristate, lactose behenate, lactose lauric acid, lactose myric acid, etc .; polyethylene wax derivatives, chlorinated hydrocarbons, phenolic resins, thermoplastic resins and the like.
<第三工程>
そして、上述の如くして所定幅の疎水性ゾーン42が形成されてなる砂層20(図3参照)に対して、図4に示される如く、インクジェット散布装置26の別のノズル28bから、霧状の水性媒体44が、輪郭線40にて囲まれる水性媒体散布領域の全体に亘って噴霧される。なお、そのような水性媒体44の噴霧は、輪郭線40にて囲まれる内側の水性媒体散布領域に対して、その微小領域毎に対して実施され、前記せる水性媒体散布領域の全体に亘って、水性媒体44が散布されて、図5に示される如く、水性媒体44に湿らされた二次元パターン46が、形成されることとなる。このようにして、砂層20の特定の領域に噴霧された水性媒体44によって形成される二次元パターン46においては、かかる水性媒体によって、被覆砂14を湿らせることで、被覆砂14における被覆層の水溶性バインダが、水性媒体44に溶け出した状態において、耐火性骨材を覆い、そして水溶性バインダが砂粒間に凝集するようになるのであり、そしてそれによって、水性媒体44の散布領域である二次元パターン46における被覆砂14が、相互に付着乃至は粘着した状態とされるのである。<Third step>
Then, for the sand layer 20 (see FIG. 3) in which the
なお、このようにして散布される水性媒体44は、被覆砂14によって形成される砂層20に浸透し易いために、滲みが惹起され易く、散布した領域以外の部分まで、水性媒体44が浸透してしまう恐れがあるのであるが(図15参照)、ここでは、二次元パターン46の輪郭部分に、疎水性液体38により、所定幅の疎水性ゾーン42の縁取りが施されていることにより、水性媒体44の浸透は、その縁取りした疎水性ゾーン42に存在する疎水性液体38によって、水が弾かれてしまうようになるところから、二次元パターン46(具体的には輪郭線40)から外側へ、水性媒体44が滲んでしまうことが、効果的に防止されるようになるのである。
In addition, since the aqueous medium 44 dispersed in this way easily penetrates the
また、そのような滲みが防止され得ることにより、目的とする鋳型の形状の悪化や変形が効果的に阻止せしめられて、設計通りの寸法精度の鋳型を有利に得ることが出来るのである。しかも、噴霧された水性媒体の浸透による滲みを抑えるために、そのような水性媒体の噴霧量や成分の調整をする必要がなくなり、鋳型層の形成のために、水性媒体が充分に行き渡るように散布することが出来るところから、成形される鋳型の強度を効果的に向上せしめることが出来る特徴がある。特に、大型の鋳型の成形においては、水性媒体の使用量が多くなることによって惹起される設定形状の悪化を、有利に防止することが出来る特徴も有している。 In addition, since such bleeding can be prevented, deterioration and deformation of the target mold shape can be effectively prevented, and a mold having the dimensional accuracy as designed can be advantageously obtained. Moreover, it is not necessary to adjust the amount and composition of the spray of the aqueous medium in order to suppress the spread due to the permeation of the sprayed aqueous medium, and the aqueous medium is sufficiently spread for the formation of the mold layer. From the place where it can be sprayed, there is a feature that the strength of the molded mold can be effectively improved. In particular, in molding of a large mold, it also has a feature capable of advantageously preventing the deterioration of the set shape caused by the increase in the amount of aqueous medium used.
<第四工程>
その後、水性媒体44の散布により、疎水性ゾーン42の内側に、二次元パターン46が形成されてなる砂層20に対しては、図6に示される如く、その上方に一定間隔を隔てて、電熱線32が設けられたヒータ30が配置されて、かかるヒータ30の熱により、砂層20を加熱せしめることによって、湿った被覆砂14の乾燥が行われることとなる。これによって、先の第三工程において、水性媒体44にて被覆砂14を湿らせて、被覆層の水溶性バインダを溶かし、相互に付着せしめた状態から、かかる湿らせた被覆砂14の水分を蒸発させて、水溶性バインダが付与された耐火性骨材が相互に結合されてなる状態において、固化又は硬化せしめられることにより、図7に示される如く、一つの鋳型層34が、形成されることとなるのである。その際、噴霧された水性媒体44で湿った部分は、湿っていない部分よりも熱の伝導性が良くなるところから、加熱を行うことで、被覆砂14の水性媒体で湿らせた部分のみを、効率良く固化乃至は硬化させることが出来ることとなる。<Fourth process>
Thereafter, for the
この第四工程において、ヒータ30による加熱は、二次元パターン46を形成する被覆砂14を乾燥させて、固化又は硬化させるものであるところから、砂層20を30〜180℃、好ましくは60〜150℃、より好ましくは80℃〜140℃、更に好ましくは100℃〜120℃程度に加熱することが出来れば充分であり、そのために、砂層20内では大きな温度差が生じるようなことがなく、それ故に、硬化した砂層の反り等を効果的に抑制し得ることとなるのである。また、そのときの加熱温度が100℃程度と、比較的低い温度で、固化又は硬化を進行せしめ得るところから、従来の被覆砂を高温(200℃〜300℃程度)に加熱することで発生する臭気を、効果的に抑制することが出来ることとなる。更に、このように、ヒータ30は高出力である必要がないところから、加熱のためのエネルギ消費量も少なくて済む特徴も発揮されるのである。
In the fourth step, the heating by the
なお、上述の如く砂層20を加熱して乾燥する際に、その工程を、加熱空気の雰囲気中で行うようにすることによって、かかる乾燥を促進させることが出来る。また、他の方法として、二酸化炭素又はガス化したエステルを含む雰囲気中において、或いは窒素等の不活性ガスの雰囲気中において、上記した乾燥操作を行うようにすることも可能であり、特に、二酸化炭素やガス化したエステルの使用により、水溶性バインダの硬化を促進させることが可能である。なお、かかるガス化して用いられるエステルとしては、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、γ−ブチロラクトン、γ−プロピオンラクトン、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、グリセリンジアセテート、トリアセチン、プロピレンカーボネート等が例示され、それら化合物をガス状又は霧状にして用いられることとなる。
When the
<繰り返し工程>
そして、上記した第一工程、第二工程、第三工程及び第四工程の一連の工程からなる鋳型層34の形成工程を一つのターンとして、引き続き、テーブル12を更に砂層一層分の高さ分、下方へスライドさせた後(図7の状態)、かかる鋳型層34形成工程のターンが繰り返されることにより、既に形成されている一つの鋳型層34の上に、新たな鋳型層34が一体的に形成されて、積層構造が実現されるのである。更に、このような鋳型層34の形成を何度か繰り返すことで、図8に示されるように、鋳型層34が順次積層一体化され、以て適数層の鋳型層34にて形成される所望形状の鋳型を与える積層鋳型36が、図9に示されるように、製造されるのである。その後、造型装置(枠10)から固化乃至硬化せしめられていない被覆砂14を取り除くことにより、目的とする積層鋳型36が取り出されることとなるのである。<Repetitive process>
Then, with the process of forming the
(2)製造手順B(保水性液体の使用の場合)
また、本発明にあっては、上記した製造手順Aにおける第一工程、第三工程、第四工程及び繰り返し工程はそのまま採用しつつ、第二工程のみを、下記の如く変更してなる製造手順Bに従って、目的とする積層鋳型を製造することが可能である。この製造手順Bにおいては、保水性液体を用いて、それを、二次元パターンの輪郭線の内側に位置する、水性媒体が散布される砂層の領域に、かかる輪郭線に沿って所定幅において散布して、二次元パターンを内側から縁取りする帯状の保水性ゾーンを形成する工程が、第二工程として採用され、具体的には、以下のようにして、保水性ゾーンの形成が行われることとなる。(2) Production procedure B (in the case of using a water-retaining liquid)
Moreover, in the present invention, a manufacturing procedure is obtained by changing only the second step as follows while adopting the first step, the third step, the fourth step and the repeating step in the above-mentioned manufacturing procedure A as they are. According to B, it is possible to produce the desired laminated mold. In this production procedure B, a water-retaining liquid is used to spread it along the contour in a region of the sand layer, to which the aqueous medium is to be sprayed, which is located inside the contour of the two-dimensional pattern. Then, the step of forming a belt-like water retentive zone bordering the two-dimensional pattern from the inside is adopted as the second step, specifically, the formation of the water retentive zone is performed as follows: Become.
<第二工程>
図10に示される如く、砂層20に向かって、インクジェット散布装置26の前記したノズル28a,28bとは異なる、別のノズル28cから、霧状の保水性液体48が噴霧せしめられるのであるが、その際、先の製造手順Aにおける第二工程とは異なり、図11に示される如く、二次元パターンの輪郭線40の内側に位置する、水性媒体が散布される砂層20の領域において、かかる輪郭線40に沿って、保水性液体48が所定幅に散布されることにより、二次元パターンを内側から縁取りする、帯状の保水性ゾーン50が、形成せしめられるのである。なお、ここで、輪郭線40の内側に噴霧される保水性液体は、前記疎水性液体の散布の場合と同様に、一般に0.1mm〜5mmの幅において、帯状に噴霧され、また、その際、保水性液体48を噴射するノズル28cのノズル径は、前記したノズル28a,28bと同様に、20〜100μm程度の極めて小径とされている。Second step
As shown in FIG. 10, a mist-like
そして、このようにして、保水性液体48の噴霧により形成された所定幅の保水性ゾーン50を有する砂層20に対して、更に、第三工程において、前記した製造手順Aと同様にして、水性媒体44が、輪郭線40の内側の領域の全体に、インクジェット散布装置26のノズル28bから噴霧されると、帯状の保水性ゾーン50の上に重なるように、水性媒体44も噴霧されることとなるのである。従って、そこでは、二次元パターン46の輪郭部分を内側から縁取りする保水性ゾーン50を構成する保水性液体によって、噴霧された水性媒体44が吸収され、かかる水性媒体44の輪郭線40から外側への浸透は、効果的に阻止されることとなるのであり、これによって、二次元パターン46の輪郭線40から外側への水性媒体44の滲みが、有利に防止され得ることとなるのである。しかも、保水性ゾーン50に散布された保水性液体48は、水溶性であるところから、水性媒体44と同様に、水溶性バインダの溶解に寄与することとなるのであり、それら保水性液体と水性媒体とによって溶け出した水溶性バインダにて、砂粒同士が効果的に粘着され、かかる保水性ゾーン50においても、内側の二次元パターン46の領域における砂粒と同様に固化乃至は硬化が進行せしめられ得て、目的とする鋳型層34が有利に形成されることとなるのである。
And, with respect to the
なお、このような製造手順Bの第二工程において用いられる保水性液体としては、水分を吸収して保水性を示す、液状となる成分であれば、特に限定されることなく用いられ、例えば、親油性ではないアルコール類、多価アルコール類、アルコール性水酸基含有水溶性高分子化合物、ピロリドン誘導体、糖類、金属塩等の中から選ばれることとなる。そして、それら保水性成分は、単独で或いは二種類以上を混合して用いることが出来る。中でも、アルコール類、多価アルコール類、ピロリドン誘導体、水溶性高分子等が好適に用いられることとなる。また、それら保水性成分は、保水性を有する範囲において、水による希釈を行って用いることが出来、更にその濃度としては10質量%以上、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上であることが望ましく、その濃度の上限は、保水性液体(成分)の特性によって適宜に決定され、また特性として問題がないのであれば、水で希釈することなく、そのまま用いることも可能である。 In addition, as a water-holding liquid used in the second step of such a production procedure B, any liquid-absorbing component that absorbs water and exhibits water-holding ability can be used without particular limitation, for example, It is selected from non-lipophilic alcohols, polyhydric alcohols, alcoholic hydroxyl group-containing water-soluble polymer compounds, pyrrolidone derivatives, saccharides, metal salts and the like. And these water retention components can be used individually or in mixture of 2 or more types. Among them, alcohols, polyhydric alcohols, pyrrolidone derivatives, water-soluble polymers and the like are suitably used. Moreover, these water retention components can be used after dilution with water in the range having water retention, and the concentration thereof is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more The upper limit of the concentration is appropriately determined by the properties of the water-retaining liquid (component), and if there is no problem as to the properties, it is also possible to use it as it is without dilution with water .
ここで、保水性液体(成分)として用いられるアルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等を挙げることが出来、また多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等を挙げることが出来る。 Here, examples of alcohols used as the water-holding liquid (component) include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, pentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol and the like. And polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1 5-pentanediol, 1,2-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-heptanedilide Lumpur, 1,2-octanediol, 1,2,6-hexanetriol, thioglycol, hexylene glycol, glycerin, trimethylol ethane, can be mentioned trimethylolpropane.
また、アルコール性水酸基含有水溶性高分子化合物は、水溶性高分子化合物のうち、特に分子量1000あたりアルコール性水酸基を5〜25個有している化合物を指すものである。このようなアルコール性水酸基含有水溶性高分子化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール及びその各種変性物等のビニルアルコール系重合体;アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、アルキルヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体;アルキル澱粉、カルボキシルメチル澱粉、酸化澱粉などの澱粉誘導体等を挙げることが出来る。 Further, among the water-soluble polymer compounds, the alcoholic hydroxyl group-containing water-soluble polymer compound refers to a compound having 5 to 25 alcoholic hydroxyl groups per 1000 molecular weight. As such an alcoholic hydroxyl group-containing water-soluble polymer compound, for example, vinyl alcohol polymers such as polyvinyl alcohol and various modified products thereof; alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, alkyl hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose etc. Cellulose derivatives, and starch derivatives such as alkyl starch, carboxyl methyl starch, oxidized starch and the like.
さらに、ピロリドン誘導体としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、5−メチル−2−ピロリドン等を挙げることが出来る。更にまた、糖類としては、単糖類、オリゴ糖、多糖類等を挙げることが出来、その中で、単糖類は、加水分解によって更に簡単な糖類に分解することの出来ない糖類であり、好ましくは三炭糖(炭素原子3個を持つ単糖類)〜十炭糖(炭素原子10個を持つ単糖類)、より好ましくは六炭糖(炭素原子6個を持つ単糖類)である。加えて、金属塩としては、食塩、硫酸ソーダ、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ケイ酸塩等を挙げることが出来る。 Furthermore, as pyrrolidone derivatives, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 5-methyl-2-pyrrolidone and the like can be mentioned. . Furthermore, examples of saccharides include monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, etc. Among them, monosaccharides are saccharides that can not be further decomposed into simple saccharides by hydrolysis, preferably They are tricarbon sugars (monosaccharides having 3 carbon atoms) to dodecacarbon sugars (monosaccharides having 10 carbon atoms), more preferably hexacarbon sugars (monosaccharides having 6 carbon atoms). In addition, as metal salts, sodium chloride, sodium sulfate, calcium chloride, magnesium chloride, silicates and the like can be mentioned.
(3)製造手順C(疎水性液体と保水性液体の併用の場合)
さらに、本発明にあっては、前記した疎水性ゾーン42と保水性ゾーン50を、二次元パターンの輪郭線40の両側にそれぞれ設ける第二工程を採用する製造手順Cに従って、目的とする積層鋳型を製造することをも、その特徴としており、具体的には、以下のような第二工程が採用されることとなる。なお、第一工程、第三工程、第四工程及び繰り返し工程は、前記した製造手順Aと同様にして、実施されることとなる。(3) Production procedure C (in the case of combined use of a hydrophobic liquid and a water retention liquid)
Furthermore, in the present invention, the objective laminated mold according to the production procedure C employing the second step of providing the
<第二工程>
すなわち、図13に示される如く、二次元パターンの輪郭線40の外側に所定幅の疎水性ゾーン42を形成する一方、かかる輪郭線40の内側には、所定幅の保水性ゾーン50を形成せしめるべく、図12に示されるように、インクジェット散布装置26のノズル28aとノズル28cを用いて、先の製造手順A及びBと同様にして、疎水性液体38と保水性液体48が、それぞれ砂層20の所定の部位に噴霧される。なお、それら疎水性液体と保水性液体の噴霧によって形成される、疎水性ゾーン42と保水性ゾーン50の形成の順序は、特に限定されるものではなく、疎水性液体や保水性液体の種類によって適宜に選定されることとなる。また、そのようにして形成される疎水性ゾーン42や保水性ゾーン50の幅としても、前記した製造手順A,Bと同様に、0.1mm〜5mm程度の幅の帯状とされることとなる。Second step
That is, as shown in FIG. 13, while forming the
そして、図13の如く、輪郭線40の両側に、それぞれ帯状の疎水性ゾーン42と帯状の保水性ゾーン50が設けられてなる砂層20に対して、第三工程においては、先の製造手順A,Bと同様に、輪郭線40の枠内に、水性媒体44がインクジェット散布装置26のノズル28bから噴霧されて、そのような水性媒体44によって、図14に示される如く、二次元パターン46が形成されることとなるのであるが、そこでは、二次元パターン46の輪郭線40の両側に疎水性液体38と保水性液体48によって、二重に縁取りが行われていることによって、噴霧された水性媒体44の浸透は、それら疎水性液体と保水性液体によって形成された疎水性ゾーン42と保水性ゾーン50によって、確実に防止され得ることとなるのである。即ち、保水性液体48の噴霧によって形成された帯状の保水性ゾーン50の存在により、噴霧された水性媒体の水分が吸収され、またそこで吸収されなかった水性媒体44の浸透は、輪郭線40の外側に疎水性液体によって形成された疎水性ゾーン42によって、水分が弾かれてしまうようになるところから、二次元パターン46の輪郭線40から外側へ水性媒体44が滲んでしまうことが、より確実に防止され得ることとなる。
Then, as shown in FIG. 13, with respect to the
ところで、上記した製造手順A,B,Cの各第三工程において、インクジェット散布装置26のノズル28bから噴霧される水性媒体44としては、水を主体とした媒体であって、好ましくは界面活性剤を添加含有せしめたり、更には保湿剤を含有せしめたりしたものが好適に採用されることとなる。水性媒体44に界面活性剤を含有せしめることによって、砂層20に対する表面張力を調整して、被覆砂14への濡れ性を向上させることが出来るのであり、また保湿剤を含有せしめることにより、水性媒体の乾燥を抑え、水性媒体の乾燥固化によるノズル28bの詰まりを有利に防止することが出来るのである。なお、用いられる水としては、純水、水道水、蒸留水、工業用水等、ゴミや塵等が混入していなければ、特に限定されることなく、使用され得るところであるが、中でも、純水若しくは蒸留水の採用が、ノズルの詰まりの防止という点からして、望ましいものである。また、上記した界面活性剤を含有させる場合にあっては、水100質量部に対して0.01〜3質量部程度の割合で用いられ、更に、保湿剤を含有せしめる場合にあっては、水100質量部に対して1〜10質量部程度の割合で用いられることとなる。
By the way, as the aqueous medium 44 sprayed from the
そして、かかる水性媒体に含有せしめられる界面活性剤としては、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の何れでもよく、例えば、陽イオン性界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等を挙げることが出来、また、陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸石鹸、N−アシル−N−メチルグリシン塩、N−アシル−N−メチル−β−アラニン塩、N−アシルグルタミン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、N−アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第2級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等を挙げることが出来る。更に、両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型化合物、スルホベタイン型化合物、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン等を挙げることが出来、加えて、非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(例えば、エマルゲン911)、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(例えば、ニューポールPE−62)、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール等を挙げることが出来る。また、種々の界面活性剤のうち、特に、非極性部位としてシロキサン構造を有するものをシリコーン系界面活性剤といい、パーフルオロアルキル基を有するものをフッ素系界面活性剤という。シリコーン系界面活性剤としては、ポリエステル変性シリコーン、アクリル末端ポリエステル変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アクリル末端ポリエーテル変性シリコーン、ポリグリセリン変性シリコーン、アミノプロピル変性シリコーン等が挙げられる。また、フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルスルフォン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー等が挙げられる。勿論、本発明は上記例示の界面活性剤に限定されるものでないことは、言うまでもないところであり、また、それらを単独で用いる場合の他、二種以上を組み合わせて用いることも可能である。 And, as a surfactant to be contained in such an aqueous medium, a cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, a silicone surfactant and a fluorine-based interface Any surfactant may be used, and examples of cationic surfactants include aliphatic amine salts, aliphatic quaternary ammonium salts, benzalkonium salts, benzethonium chloride, pyridinium salts, imidazolinium salts, etc. As an anionic surfactant, fatty acid soap, N-acyl-N-methylglycine salt, N-acyl-N-methyl-β-alanine salt, N-acyl glutamate, alkyl ether carboxylate , Acylated peptide, alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl Sulfosuccinate salt, alkyl sulfoacetate, α-olefin sulfonate, N-acylmethyltaurine, sulfated oil, higher alcohol sulfate, secondary higher alcohol sulfate, alkyl ether sulfate, second And higher alcohol ethoxy sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, monoglysulfate, fatty acid alkylolamide sulfate, alkyl ether phosphate, alkyl phosphate and the like. Furthermore, examples of amphoteric surfactants include carboxybetaine type compounds, sulfobetaine type compounds, aminocarboxylic acid salts, imidazolinium betaines, etc. In addition, as nonionic surfactants, it is possible to use polyoxyethylene surfactants. Alkyl ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether (eg, Emulgen 911), polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether (eg, Neupol PE) -62), polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester Ter, polyethylene glycol fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide, polyoxyethylene alkylamine, alkylamine oxide, acetylene Glycol, acetylene alcohol and the like can be mentioned. Further, among various surfactants, in particular, those having a siloxane structure as a nonpolar site are called silicone surfactants, and those having a perfluoroalkyl group are called fluorosurfactants. Examples of silicone surfactants include polyester-modified silicone, acrylic-terminated polyester-modified silicone, polyether-modified silicone, acrylic-terminated polyether-modified silicone, polyglycerin-modified silicone, aminopropyl-modified silicone and the like. Moreover, as a fluorochemical surfactant, perfluoroalkyl sulfonate, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkyl phosphate, perfluoroalkyl trimethyl ammonium salt, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, perfluoroalkyl group Included oligomers and the like. Of course, it goes without saying that the present invention is not limited to the surfactants exemplified above, and in addition to the case of using them alone, it is also possible to use two or more kinds in combination.
また、かかる界面活性剤と共に、又はかかる界面活性剤に代えて、水性媒体に添加含有せしめられる保湿剤は、水分を一定量吸収して、乾燥を抑制し得る程度の保湿特性があれば、特に限定されるものではない。この保湿剤は、その性能上、前記した保水性液体と同様のものを用いることが可能であるが、保湿剤は水性媒体の乾燥防止が目的であるところから、保水性液体程の保水性能は必要でなく、従って、保水性液体と比較して、水性媒体中の濃度を低くすることが出来る。具体的には、保湿剤の濃度が10質量%未満、好ましくは1〜9質量%、より好ましくは3〜7質量%程度となるように、水による希釈を行って用いることが可能である。そして、そのような保湿剤としては、前記した保水性液体と同様のアルコール類、多価アルコール類、ピロリドン誘導体、水溶性高分子、糖類、金属塩等を挙げることが出来、中でも、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ピロリドン等が好適に用いられることとなる。 In addition, a humectant added to an aqueous medium together with or in place of such a surfactant absorbs a certain amount of water, so long as it has a moisturizing property that can suppress drying. It is not limited. Although it is possible to use the same moisturizing agent as the above-described water retaining liquid in terms of performance, the purpose of the moisturizing agent is to prevent the drying of the aqueous medium. It is not necessary and, therefore, the concentration in the aqueous medium can be lower compared to the water-holding liquid. Specifically, it is possible to use dilution with water so that the concentration of the humectant is less than 10% by mass, preferably 1 to 9% by mass, and more preferably 3 to 7% by mass. And as such a moisturizer, alcohols similar to the above-mentioned water-retaining liquid, polyhydric alcohols, pyrrolidone derivatives, water-soluble polymers, saccharides, metal salts and the like can be mentioned, among which ethylene glycol, Diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pyrrolidone and the like will be suitably used.
さらに、水性媒体44には、その粘度特性が所定の粘度範囲内であれば、水溶性バインダの硬化に寄与する酸やエステル等の硬化剤や硬化促進剤を添加含有せしめたり、各種の特性付与剤等の少量を添加含有せしめたりすることも可能である。中でも、酸としては、硫酸、塩酸、炭酸、スルホン酸類が好ましく、エステルとしては、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類や、エチレングリコールジアセテート、トリアセチン、ジエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート等の炭素数1〜10のアルコールと炭素数1〜10のカルボン酸とから導かれるエステル類が、好ましい。このときの炭素数1〜10のアルコールは、一価又は多価であってもよい。また、有機溶剤であるメタノール等のアルコール類やアセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類の如き乾燥促進剤、ロンザジャパン株式会社製PROXEL GXL[1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン]やPROXEL IB(ポリヘキサメチレンビグアニジン)等の防腐剤等の添加が挙げられる。なお、水性媒体の粘度としては、ノズル28bの詰まりを防止するために、一般に、50cP以下とされ、好ましくは30cP以下、更に好ましくは10cP以下とされることとなる。
Furthermore, if the viscosity characteristic of the
なお、上述の実施形態においては、液散布手段として、インクジェット散布装置26が用いられ、そのノズル28a,28b又は28cから、それぞれ、疎水性液体、水性媒体又は保水性液体が砂層20の所定部位に対して噴霧せしめられるようになっており、本発明にあっては、そのようなインクジェット散布装置26が選択的散布手段として好適に用いられるところであるが、散布される液体が多くなり過ぎない程度に、砂層20の被覆砂14が濡れるように、砂層20に対して適量の液体を散布することが出来る手段であれば、その方法や装置は、特に限定されるものではなく、例えば液を滴下したり、液を霧状に散布したり、或いは液を蒸気状にして散布したりする方式(装置)が、適宜に採用されることとなる。
In the above embodiment, the
また、上記の製造手順Aにおいては、疎水性ゾーン42の形成工程の後に、水性媒体44を散布して、二次元パターン46を形成する工程が実施されているが、インクジェットプリンタによる印刷の如く、二次元パターンを一方の側から他方の側に細く千切りにして、一方の側から疎水性液体と水性媒体とをそれらの散布すべき位置において、適宜切り替えながら散布を行い、最終的に疎水性ゾーン42と水性媒体の散布された二次元パターン46を同時的に完成させる方式(疎水性ゾーン42の形成と二次元パターン46の形成を同時に行う方式)を採用することも可能である。更にまた、製造手順Cにおいて、保水性ゾーン50を先に形成した後、疎水性ゾーン42の形成と、水性媒体44の散布による二次元パターン46の形成を、上記と同様に行うようにすることも可能である。
Further, in the above production procedure A, the step of forming the two-
さらに、下側の砂層20の二次元パターン46よりも上側の砂層20の二次元パターン46の方が広く(大きく)なり、下側の砂層20への水性媒体の滲みが惹起される恐れがある場合においては、そのような水性媒体の滲みが発生する恐れがある下側の砂層20の領域にも、疎水性液体を散布して、そのような水性媒体の滲みを阻止するようにすることも可能である。
Furthermore, the two-
更にまた、積層鋳型を製造した後、かかる積層鋳型は、100〜200℃に加熱された恒温槽内で、0.2〜2時間程度、好ましくは0.5〜1時間の間、二次焼成されてもよい。この二次焼成を行うことにより、積層鋳型の固化乃至硬化を促進させ、得られた積層鋳型の強度を向上させることが出来る。 Furthermore, after producing a laminated mold, the laminated mold is subjected to secondary firing for about 0.2 to 2 hours, preferably for 0.5 to 1 hour, in a thermostatic bath heated to 100 to 200 ° C. It may be done. By performing this secondary firing, it is possible to accelerate the solidification or curing of the laminated mold and improve the strength of the obtained laminated mold.
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加え得るものであることが、理解されるべきである。なお、以下の実施例や比較例において、部及び百分率は、特に断りのない限りにおいて、何れも、質量基準にて示されている。また、以下の実施例や比較例における抗折強度や寸法精度の測定、外観判定及び被覆砂(以下、CSと略称する)中の水分量の測定は、それぞれ、以下のようにして行った。 In the following, some examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited by any description of such examples. Is, of course. In addition to the specific examples described above, the present invention also includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the specific description described above. It should be understood that improvements, etc. may be added. In the following examples and comparative examples, parts and percentages are all based on mass unless otherwise noted. Further, the measurement of the bending strength and the dimensional accuracy, the appearance determination and the measurement of the water content in the coated sand (hereinafter abbreviated as CS) in the following Examples and Comparative Examples were performed as follows.
−抗折強度の測定−
各CSを用いて得られた幅1.0cm×高さ1.0cm×長さ6.0cmの大きさの試験片(積層造型物)について、その破壊荷重を、測定器(高千穂精機株式会社製:デジタル鋳物砂強度試験機)を用いて、算出する。そして、この測定された破壊荷重を用いて、抗折強度を、下記の式により、算出する。
抗折強度(N/cm2 )=1.5×LW/ab2
[L:支点間距離(cm)、W:破壊荷重(N)、a:試験片の幅(c
m)、b:試験片の厚み(cm)]-Measurement of bending strength-
The breaking load of a test piece (laminated molded product) having a size of width 1.0 cm × height 1.0 cm × length 6.0 cm obtained using each CS was measured using a measuring instrument (manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd.) : Calculated using a digital casting sand strength tester). Then, using the measured breaking load, the bending strength is calculated by the following equation.
Breaking strength (N / cm 2 ) = 1.5 × LW / ab 2
[L: distance between supporting points (cm), W: breaking load (N), a: width of test piece (c
m), b: thickness of test piece (cm)]
−寸法精度の測定−
各CSを用いて、幅30mm×高さ10mm×長さ85mmの大きさの試験片(積層造型物)を成形して、その幅をノギスにより3回測定し、その得られた測定値の平均値で、「実測の平均値」÷「設計値」により、寸法精度を算出する。寸法精度は、1に近い程、精度が良いことを示している。-Measurement of dimensional accuracy-
Using each CS, a test piece (laminated molded product) of a size of
−外観判定−
各CSから、幅30mm×高さ10mm×長さ85mmの大きさに積層造型して得られた試験片について、目視にて観察することにより、得られる積層造形物の外観の評価を行う。そして、そのような積層造型物の面が平らで、角がしっかり出来ている場合を○、面の凹凸が若干認められるが、角は出来ている場合は△、面に凹凸があり、角も丸くなっている場合は×として、評価する。-Appearance judgment-
The appearance of the obtained laminate-molded product is evaluated by visually observing a test piece obtained by laminating and molding a size of
−CS中の水分量の測定−
CS中の水分量を測定することが出来る方法であれば、特に限定されるものではなく、バインダの種類によって、有効な測定方法を選択することが出来る。その選択方法の一例を、以下に示す。-Measurement of water content in CS-
The method is not particularly limited as long as it is a method capable of measuring the water content in CS, and an effective measuring method can be selected depending on the type of binder. An example of the selection method is shown below.
(水溶性バインダが水ガラスである場合)
空焼して秤量したるつぼに、各CSを10g秤量して収容し、900℃にて1時間曝熱した後の質量減少量(%)を用いて、CS中の水分量(W1)を、下記の式(1)より算出する。なお、秤量は、小数点以下第4位まで計測する。次に、CSに対するバインダ固形分量(B1)を、下記の式(2)を用いて算出し、その後、CS中の水分量よりバインダの固形分量に対する水分量(W2)を、下記の式(3)を用いて算出する。
W1=[(M1−M2)/M3]×100 ・・・(1)
[W1:CS中の水分量(%)、M1:焼成前のるつぼとCSの合計質
量(g)、M2:焼成後のるつぼとCSの合計質量(g)、M3:焼
成前のCSの質量(g)]
B1=[B2/(100+B2)]×(100−W1) ・・・(2)
[B1:CSに対するバインダの固形分量(%)、B2:砂の100部
に対して添加したバインダの固形分量(部)、W1:CS中の水分量
(%)]
W2=(W1/B1)×100 ・・・(3)
[W2:バインダの固形分量に対する水分量(%)、W1:CS中の水
分量(%)、B1:CSに対するバインダの固形分量(%)](When the water soluble binder is water glass)
Weigh and store 10 g of each CS in a blank that has been baked and weighed, and using the mass loss (%) after heat treatment at 900 ° C. for 1 hour, the water content (W1) in CS is Calculated from the following equation (1). Weighing is measured to the fourth decimal place. Next, the binder solid content (B1) to CS is calculated using the following equation (2), and then the water content (W2) with respect to the solid content of the binder is calculated from the water content in CS by the following equation (3) Calculated using).
W1 = [(M1-M2) / M3] × 100 (1)
[W1: moisture content in CS (%), M1: total mass (g) of crucible and CS before firing, M2: total mass (g) of crucible and CS after firing, M3: CS before firing Of mass (g)]
B1 = [B2 / (100 + B2)] × (100-W1) (2)
[B1: solid content of binder to CS (%), B2: solid content of binder added to 100 parts of sand (part), W1: moisture content in CS (%)]
W2 = (W1 / B1) × 100 (3)
[W2: Water content (%) to solid content of binder, W1: Water content in CS (%), B1: Solid content of binder to CS (%)]
(水溶性バインダが水溶性レゾール樹脂である場合)
各CSを2.0g秤量し、脱水溶剤であるアクアミクロンML(三菱化学株式会社製)100mlが入った、カールフィッシャ水分測定機(平沼産業株式会社製:AQV−7 HIRANUMA AQUACOUNTER)のフラスコ[予め、カールフィッシャ試薬(Sigma-Aldrich Laborchemikalien Gmbh 社製:ハイドラナールコンポジット5)を滴下して、水分を0にしておく]内に投入した後、マグネチックスターラを用いて数分間攪拌し、その後、前記ハイドラナールコンポジット5を滴下して、CS中の水分量(W1)を定量する。その後、CS中の水分量(W1)より、バインダの固形分に対する水分量(W2)を、上記式(2)及び式(3)用いて算出する。(When the water soluble binder is a water soluble resole resin)
Weighed 2.0 g of each CS, and contained 100 ml of Aquamicron ML (made by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) as a dehydrating solvent, a flask of a Karl Fischer moisture measuring machine (made by Hiranuma Sangyo Co., Ltd .: AQV-7 HIRANUMA AQUACOUNTER) [preliminarily , Karl Fischer reagent (Sigma-Aldrich Laborchemalien Gmbh: Hydranal composite 5) is dropped into the solution to keep the water to 0], and then stirred for several minutes using a magnetic stirrer, and then the above. Hydratal composite 5 is added dropwise to quantify the water content (W1) in CS. Thereafter, the water content (W2) with respect to the solid content of the binder is calculated from the water content (W1) in CS using the above-mentioned formula (2) and formula (3).
−CSの製造例1−
耐火性骨材として、市販の鋳造用人工砂であるルナモス#110(商品名:花王クエーカー株式会社製)を準備すると共に、水溶性バインダである水ガラスとして、市販品:2号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:2.5、固形成分:41.3%)を準備した。次いで、約180℃の温度に加熱した上記のルナモス#110を、品川式万能攪拌機(5DM−r型)(株式会社ダルトン製)に投入せしめ、更に、前記水ガラスを、ルナモス#110の100部に対して、4.84部(固形成分:2.0部)の割合で添加して、3分間の混練を行い、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで攪拌混合せしめた後に、取り出すことにより、常温で自由流動性のある乾態のCS1を得た。また、混練後のCSにおけるバインダ固形分に対する水分量を測定したところ、25.6%であった。-Production Example 1 of CS-
While preparing Lunamos # 110 (trade name: manufactured by Kao Quaker Co., Ltd.), which is a commercially available artificial sand for casting, as a refractory aggregate, a commercial product: sodium silicate No. 2 (as a water-soluble binder) Brand name: Fuji Chemical Co., Ltd., the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O: 2.5, solid component: 41.3%) was prepared. Then, the above-mentioned Lunamos # 110 heated to a temperature of about 180 ° C. is introduced into a Shinagawa universal stirrer (5DM-r type) (manufactured by Dalton Co., Ltd.), and further, the water glass is 100 parts of Lunamos # 110. The mixture is added at a ratio of 4.84 parts (solid content: 2.0 parts), and kneading is performed for 3 minutes to evaporate water, and after stirring and mixing until the sand globules are broken, it is taken out As a result, a free flowing CS1 was obtained at room temperature. Moreover, it was 25.6% when the water content with respect to the binder solid content in CS after kneading | mixing was measured.
−CSの製造例2−
水溶性バインダの水溶性レゾール樹脂として、市販品:HPR833(商品名:旭有機材株式会社製、不揮発成分:45%)を準備した。そして、約150℃の温度に加熱した上記のルナモス#110を、品川式万能攪拌機(5DM−r型)(株式会社ダルトン製)に投入した後、更に、上記水溶性レゾール樹脂を、ルナモス#110の100部に対して、5.56部(樹脂成分2.5部)の割合で添加して、60秒間の混練を行い、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで攪拌混合せしめた。その後、攪拌機から取り出すことにより、常温で自由流動性のある乾態のCS2を得た。また、かかる混練後のCSにおけるバインダ固形分に対する水分量を測定したところ、26.3%であった。-Production Example of CS 2-
As a water-soluble resol resin of a water-soluble binder, a commercial product: HPR 833 (trade name: manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd., non-volatile component: 45%) was prepared. Then, after the above-mentioned Lunamos # 110 heated to a temperature of about 150 ° C. is put into a Shinagawa universal stirrer (5DM-r type) (manufactured by Dalton Co., Ltd.), the above-mentioned water-soluble resole resin is further added. The mixture was added at a ratio of 5.56 parts (2.5 parts of the resin component) to 100 parts of the mixture, and kneading was performed for 60 seconds to evaporate the water, while stirring and mixing until the sand globules were broken. Thereafter, by taking it out of the stirrer, CS2 having a free flowing dry state was obtained at normal temperature. Moreover, it was 26.3% when the water content with respect to the binder solid content in CS after this kneading | mixing was measured.
−実施例1−
図1に示される如き、枠(10)とテーブル(12)を有する造型装置と、上記で得られたCS1を用いて、前記した製造手順Aに従って、積層造型を行った。先ず、第一工程で、テーブル(12)を0.5mm下方へスライドさせた後、CS1をテーブル(12)上に薄く平面展開して、砂層(20)を形成した。次に、第二工程で、インクジェット散布装置(26)のノズル(28a)から、霧状の疎水性液体(38)を、30mm×85mmの長方形の二次元パターンの輪郭線(40)の外側に、3.0mmの幅において噴霧して、帯状の疎水性ゾーン(42)を形成した。なお、ここで用いられた疎水性液体は、パラフィンワックス(日本精蝋株式会社製)であり、70℃に保持して、液体状態において使用した。-Example 1-
Using the molding apparatus having the frame (10) and the table (12) as shown in FIG. 1 and the CS1 obtained above, the lamination molding was performed according to the above-mentioned production procedure A. First, in the first step, the table (12) was slid downward by 0.5 mm, and then CS1 was developed thinly on the table (12) to form a sand layer (20). Next, in the second step, from the nozzle (28a) of the ink jet sprayer (26), the hydrophobic liquid (38) in the form of mist is put on the outside of the 30 mm x 85 mm rectangular two-dimensional pattern outline (40). Sprayed in a width of 3.0 mm to form a band of hydrophobic zones (42). The hydrophobic liquid used here is paraffin wax (manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.), which was maintained at 70 ° C. and used in a liquid state.
次いで、第三工程において、図4に示されるインクジェット散布装置(26)のノズル(28b)から、霧状の水性媒体(44)を、30mm×85mmの長方形の二次元パターンの輪郭線(40)の内側部分全体に噴霧した。なお、水性媒体(44)は、水に対して1.0%のアニオン系界面活性剤(オルフィンPD−301:日信化学工業株式会社製)と5.0%のグリセリン(保湿剤)を添加したものであり、40℃の温度に保持して、用いられた。更に、第四工程では、図1に示される如く、水性媒体が散布された後の砂層(20)の上方に、電熱線(32)を備えたヒータ(30)を配置せしめ、かかるヒータ(30)の熱にて、砂層(20)を加熱して、湿ったCSの乾燥を行うことにより、固化せしめて、二次元パターン(46)の形状に対応した大きさの鋳型層(34)を得た。 Next, in the third step, from the nozzle (28b) of the ink jet sprayer (26) shown in FIG. 4, the misty aqueous medium (44) is drawn into a 30 mm × 85 mm rectangular two-dimensional pattern outline (40) The entire inner part of the spray. In addition, 1.0% of anionic surfactant (Orphin PD-301: made by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.) and 5.0% of glycerin (humectant) are added to the aqueous medium (44) with respect to water. It was used while maintaining the temperature at 40.degree. Furthermore, in the fourth step, as shown in FIG. 1, a heater (30) provided with a heating wire (32) is disposed above the sand layer (20) after the aqueous medium has been sprayed, and such a heater (30) Heat the sand layer (20) under the heat of) to solidify by drying the wet CS to obtain a mold layer (34) of a size corresponding to the shape of the two-dimensional pattern (46). The
そして、以上の第一工程、第二工程、第三工程及び第四工程からなる一連の工程を1つのターンとして、積層された鋳型(積層鋳型36)の厚さ(高さ)が10mmになるまで、鋳型層(34)の積層を繰り返して行い、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度をそれぞれ測定し、それらの結果を、下記表1に示す。 The thickness (height) of the laminated mold (laminated mold 36) becomes 10 mm, with the series of processes consisting of the above first process, second process, third process and fourth process as one turn. Lamination of the mold layer (34) is repeated until the mold strength (34) of the obtained laminated mold (36) is measured for the bending strength and the dimensional accuracy, respectively, the results are shown in Table 1 below.
−実施例2−
実施例1で用いられた疎水性液体を、炭化水素類であるAF−4(商品名:新日本石油社)に変えて、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表1に示す。-Example 2-
A layered mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 except that the hydrophobic liquid used in Example 1 was changed to hydrocarbons AF-4 (trade name: Shin Nippon Oil Co., Ltd.). Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例3−
実施例1で用いられた疎水性液体を、シリコーンオイルであるSH200(製品名:東レ・ダウコーニング株式会社)に変えて、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表1に示す。Example 3
In the same manner as in Example 1 except that the hydrophobic liquid used in Example 1 was changed to silicone oil SH 200 (product name: Toray Dow Corning Co., Ltd.), a laminated mold (36) was produced. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例4−
前記した製造手順Bに従って、実施例1における疎水性液体を、保水性液体であるポリエチレングリコール(製品名:PEG400、第一工業製薬株式会社)に変え、また二次元パターンの輪郭線(40)の外側から内側への噴霧に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表1に示す。Example 4
The hydrophobic liquid in Example 1 is changed to polyethylene glycol (product name: PEG 400, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), which is a water-retaining liquid, according to the above-mentioned production procedure B, and the outline of the two-dimensional pattern (40) A laminated mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 except that the spray was changed from the outside to the inside. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例5−
実施例4で用いられた保水性液体を、ポリビニルアルコール(商品名:デンカポバールK−05、デンカ株式会社)の10%水溶液に変え、また二次元パターンの輪郭線(40)の外側から内側への噴霧に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表1に示す。Example 5
The water-retaining liquid used in Example 4 is changed to a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol (trade name: Denkapobar K-05, Denka Co., Ltd.), and from the outside to the inside of the contour line (40) of the two-dimensional pattern. A laminated mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 except that the spray was changed to Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例6−
実施例1で用いられた疎水性液体のパラフィンワックス(日本精蝋株式会社製)と実施例4で用いられた保水性液体のポリエチレングリコール(製品名:PEG400、第一工業製薬株式会社)を併用して、先の製造手順Cに従い、図13に示される如き二重の縁取りを行った後、実施例1と同様にして、水性媒体の散布(第三工程)、砂層(20)の加熱(第四工程)、及び鋳型層(34)の積層(繰り返し工程)を実施して、積層鋳型(36)を製造した。なお、輪郭線(40)に沿って形成された疎水性ゾーン(42)と保水性ゾーン(50)の幅は、それぞれ、3.0mmと3.0mmであった。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度をそれぞれ測定し、その結果を下記表1に示す。Example 6
A combination of the hydrophobic liquid paraffin wax (made by Nippon Seiwa Co., Ltd.) used in Example 1 and the polyethylene glycol (product name: PEG 400, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) of the water retaining liquid used in Example 4 Then, after performing double bordering as shown in FIG. 13 according to the above-mentioned production procedure C, in the same manner as in Example 1, spraying of the aqueous medium (third step), heating of the sand layer (20) The fourth step) and lamination of the mold layer (34) (repeating step) were performed to produce a laminated mold (36). The widths of the hydrophobic zone (42) and the water retention zone (50) formed along the contour (40) were 3.0 mm and 3.0 mm, respectively. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例7−
実施例1の水性媒体を、水に対して、1.0%のアニオン系界面活性剤(オルフィンPD−301:日信化学工業株式会社製)のみを添加したものにしたこと以外は、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表1に示す。-Example 7-
Example except that the aqueous medium of Example 1 was added with only 1.0% of an anionic surfactant (Orphin PD-301: manufactured by Nisshin Chemical Co., Ltd.) with respect to water. In the same manner as 1), a laminated mold (36) was produced. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 1 below.
−実施例8−
実施例1の水性媒体を、水に対して、5.0%のグリセリン(保湿剤)のみを添加したものにしたこと以外は、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を、下記表2に示す。-Example 8-
A laminated mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous medium of Example 1 was one in which only glycerol (humectant) at 5.0% was added to water. . Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−実施例9−
実施例1で用いられたCS1を、CS2に変えて、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。-Example 9-
A laminated mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 except that CS1 used in Example 1 was changed to CS2. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−実施例10−
実施例1で用いられたCS1を、CS2に変えて、実施例4と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。Example 10
A laminated mold (36) was manufactured in the same manner as in Example 4 except that CS1 used in Example 1 was changed to CS2. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−比較例1−
実施例1における疎水性液体を用いた疎水性ゾーン(42)の形成を行うことなく、水性媒体のみを用いて、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。Comparative Example 1
A laminated mold (36) was produced in the same manner as in Example 1 using only the aqueous medium without forming the hydrophobic zone (42) using the hydrophobic liquid in Example 1. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−比較例2−
実施例1における疎水性液体を用いた疎水性ゾーン(42)の形成を行うことなく、水性媒体を水のみとして、散布したこと以外は、実施例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。Comparative Example 2
The laminated template (36) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the aqueous medium was dispersed only as water without forming the hydrophobic zone (42) using the hydrophobic liquid in Example 1. Manufactured. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−比較例3−
比較例1で用いられたCS1を、CS2に変えて、比較例1と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。Comparative Example 3
CS1 used in Comparative Example 1 was changed to CS2, and in the same manner as Comparative Example 1, a laminated mold (36) was produced. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
−比較例4−
比較例2で用いられたCS1を、CS2に変えて、比較例2と同様にして、積層鋳型(36)を製造した。そして、その得られた積層鋳型(36)の抗折強度と寸法精度を測定し、その結果を下記表2に示す。Comparative Example 4
CS1 used in Comparative Example 2 was changed to CS2, and in the same manner as Comparative Example 2, a laminated mold (36) was produced. Then, the flexural strength and dimensional accuracy of the obtained laminated mold (36) were measured, and the results are shown in Table 2 below.
かかる表1及び表2の結果から明らかなように、本発明に従う実施例1〜10において得られた各積層鋳型(36)は、何れも、優れた抗折力と高い寸法精度を有し、また、外観においても、平らな面としっかりとした角を有する造型物となっていることを認めた。これに対して、比較例1〜4において得られた積層鋳型(36)は、抗折力においてやや劣るものとなり、しかも寸法精度が悪く、外観観察においても、面の凹凸や角が丸くなっていることが認められるものであった。 As apparent from the results of Tables 1 and 2, each of the laminated molds (36) obtained in Examples 1 to 10 according to the present invention has excellent bending strength and high dimensional accuracy, Moreover, also in the appearance, it recognized that it was a molding having a flat surface and firm corners. On the other hand, the laminated molds (36) obtained in Comparative Examples 1 to 4 are slightly inferior in bending strength, moreover, the dimensional accuracy is poor, and also in the appearance observation, the surface irregularities and corners are rounded. Were recognized.
2 造型物 4 積層製品
10 枠 11 成形孔
12 テーブル 14 被覆砂
16 貯留タンク 18 吐出口
20 砂層 24 伸展部材
26 インクジェット散布装置
28a,28b,28c ノズル
30 ヒータ 32 電熱線
34 鋳型層 36 積層鋳型
38 疎水性液体 40 輪郭線
42 疎水性ゾーン 44 水性媒体
46 二次元パターン 48 保水性液体
50 保水性ゾーンDESCRIPTION OF
Claims (15)
前記水性媒体の散布によって、前記二次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の外側に位置する、前記水性媒体が散布されない前記砂層の領域に、該輪郭線に沿って疎水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取りする疎水性ゾーンを形成する工程を有していることを特徴とする積層鋳型の製造方法。A thin sand layer is formed using coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, and then the sand layer is dispersed and heated with an aqueous medium to solidify or harden a predetermined two-dimensional pattern. By repeating the process of forming the solid layer and the hardened layer to form a desired three-dimensional laminated mold,
Along with the step of forming the two-dimensional pattern by the dispersion of the aqueous medium, the area of the sand layer not dispersed with the aqueous medium, which is located outside the outline of the two-dimensional pattern, is hydrophobic along the outline A method of manufacturing a laminated mold, comprising the steps of: spraying a liquid to a predetermined width to form a hydrophobic zone bordering the two-dimensional pattern.
前記水性媒体の散布によって、前記二次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の内側に位置する、前記水性媒体が散布される前記砂層の領域に、該輪郭線に沿って保水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取りする保水性ゾーンを形成する工程を有していることを特徴とする積層鋳型の製造方法。A thin sand layer is formed using coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, and then the sand layer is dispersed and heated with an aqueous medium to solidify or harden a predetermined two-dimensional pattern. By repeating the process of forming the solid layer and the hardened layer to form a desired three-dimensional laminated mold,
Along with the step of forming the two-dimensional pattern by the dispersion of the aqueous medium, the area of the sand layer, to which the aqueous medium is dispersed, located inside the outline of the two-dimensional pattern is retained along the outline A method of manufacturing a laminated mold, comprising the steps of: spraying a sex liquid to a predetermined width to form a water retentive zone bordering the two-dimensional pattern.
前記水性媒体の散布によって、前記二次元パターンを形成する工程と共に、かかる二次元パターンの輪郭線の内側に位置する、前記水性媒体が散布される前記砂層の領域に、該輪郭線に沿って保水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取りする保水性ゾーンを形成する工程と、該二次元パターンの輪郭線の外側に位置する、前記水性媒体が散布されない前記砂層の領域に、該輪郭線に沿って疎水性液体を所定幅に散布して、該二次元パターンを縁取りする疎水性ゾーンを形成する工程とを有していることを特徴とする積層鋳型の製造方法。A thin sand layer is formed using coated sand obtained by coating a refractory aggregate with a water-soluble binder, and then the sand layer is dispersed and heated with an aqueous medium to solidify or harden a predetermined two-dimensional pattern. By repeating the process of forming the solid layer and the hardened layer to form a desired three-dimensional laminated mold,
Along with the step of forming the two-dimensional pattern by the dispersion of the aqueous medium, the area of the sand layer, to which the aqueous medium is dispersed, located inside the outline of the two-dimensional pattern is retained along the outline Applying a hydrophobic liquid to a predetermined width to form a water retentive zone bordering the two-dimensional pattern; and outside the outline of the two-dimensional pattern in the area of the sand layer to which the aqueous medium is not distributed. And b. Spreading hydrophobic liquid to a predetermined width along the contour line to form a hydrophobic zone bordering the two-dimensional pattern.
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