WO2015030005A1 - 消失模型用塗型剤組成物 - Google Patents

消失模型用塗型剤組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2015030005A1
WO2015030005A1 PCT/JP2014/072321 JP2014072321W WO2015030005A1 WO 2015030005 A1 WO2015030005 A1 WO 2015030005A1 JP 2014072321 W JP2014072321 W JP 2014072321W WO 2015030005 A1 WO2015030005 A1 WO 2015030005A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mass
parts
model
casting
cellulose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/072321
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
酒井　祐之
田中　勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to KR1020167003949A priority Critical patent/KR101866670B1/ko
Priority to CN201480046713.XA priority patent/CN105517727B/zh
Publication of WO2015030005A1 publication Critical patent/WO2015030005A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B22C9/046—Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould

Definitions

  • the present invention relates to a coating agent composition for disappearance model to be attached around the disappearance model.
  • the vanishing model casting method is a casting method in which a synthetic resin foam model of the same shape as the product is replaced with molten metal (hereinafter also referred to as “molten metal”). No core or complicated work such as mold matching is required.
  • molten metal molten metal
  • This casting method has been attracting attention in recent years because it has many advantages such as easy delivery and quick delivery.
  • the synthetic resin foam is thermally decomposed by the cast molten metal, so that there is a defect that a residue defect occurs in the casting due to a large amount of generated pyrolysis gas and residue.
  • polystyrene is used as the synthetic resin foam, the casting surface is deteriorated by the carbonized component.
  • the disappearance model coating agent has “residue defects” caused by thermal decomposition of the synthetic resin foam model, and “baking defects” in which the molten metal breaks the coating film and leaks into the sand mold. Used to prevent.
  • Residue defect is a phenomenon in which, when the synthetic resin foam model is replaced with molten metal, when pyrolysis gas is insufficiently discharged, it becomes a pyrolysis residue and is caught in the upper part of the product.
  • it is required to efficiently discharge the pyrolysis gas of the synthetic resin foam model to the mold side.
  • about “baking defects” it is required to keep the film as a strong film until the solidification of the molten metal is completed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-180244 discloses a nitrocellulose that is insoluble in water and soluble in a hydrophilic organic solvent.
  • the vanishing model coating composition is a water-hydrophilic organic solvent system that selects a substance that can be finely dispersed in white turbidity and finely disperses nitrocellulose in the coating liquid to reduce residual defects. is there.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1104 describes a coating agent composition that contains organic particles to reduce residual defects.
  • the vanishing model coating composition of the present invention contains a refractory aggregate and cellulose, and the content of the cellulose is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • the conventional disappearance model coating composition is not sufficient to prevent residual defects, and further improvement has been demanded. Further, the disappearance model coating composition disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-180244 has a problem in safety because nitrocellulose is used.
  • the present invention provides a coating agent composition for disappearance model that is highly safe and can further suppress residue defects.
  • the vanishing model coating composition of the present invention contains a refractory aggregate and cellulose, and the content of the cellulose is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • the vanishing model coating composition of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “coating composition”) contains refractory aggregate and cellulose, and the content of cellulose is the refractory aggregate 100. 1 to 10 parts by mass with respect to parts by mass. According to the vanishing model coating agent composition of the present embodiment, there is an effect that safety is high and residue defects can be further suppressed. The reason for such an effect is not clear, but is considered as follows.
  • the coating composition In order to prevent residue defects, it is important to efficiently discharge the pyrolysis gas of the synthetic resin foam model from the coating film until the casting is completed.
  • the refractory aggregate of the coating composition contains cellulose, the cellulose is dispersed in the coating film. Since the cellulose burns and disappears due to heat during casting, the portion where the cellulose is present becomes a void. This void becomes a gas hole, and the pyrolysis gas of the synthetic resin foam can be efficiently discharged, so that it is considered that residual defects can be reduced.
  • the mold agent composition according to the present embodiment contains a refractory aggregate.
  • a refractory aggregate that has been conventionally used according to the purpose of casting can be used.
  • refractory aggregates include mica, obsidian, pearlite, pinestone, orthofeldspar, feldspar, leucite, aragonite, silica, alumina, mullite, shaft banquet, diaspore, spinel, magnesia, olivine, talc , Calcined zircon, kaolin, silimanite, andalusite, kyanite, gibbsite, black sandstone, decaitite, anorthite, graphite bauxite, and the like.
  • the said fireproof aggregate can be used by said 1 type, or 2 or more types.
  • the average particle size of the refractory aggregate is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 40 ⁇ m or more, and even more preferably 50 ⁇ m or more from the viewpoint of preventing residual defects.
  • the average particle size of the refractory aggregate is preferably 400 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, and even more preferably 150 ⁇ m or less from the viewpoint of preventing seizure defects.
  • the average particle size of the refractory aggregate is preferably 20 to 400 ⁇ m, more preferably 40 to 200 ⁇ m, and still more preferably 50 to 150 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the said refractory aggregate is measured by the method as described in an Example.
  • the content of the refractory aggregate of the coating composition of the present embodiment is preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more from the viewpoint of prevention of coating film defects such as dryness and cracks.
  • the content of the fireproof aggregate in the coating composition of the present embodiment is preferably 80% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less from the viewpoint of coating workability. Further, the content of the refractory aggregate in the coating composition of the present embodiment is preferably 30 to 80% by mass, and more preferably 40 to 70% by mass.
  • Cellulose according to this embodiment is a carbohydrate (polysaccharide) represented by a molecular formula (C 6 H 10 O 5 ) n, and is a main component of plant cell walls and fibers.
  • the gas holes are burnt out at 250 to 400 ° C., which is the temperature of the gas layer at the time of casting, and exist until the casting is completed. It is necessary. Therefore, cellulose that decomposes at 250 to 400 ° C. and has a low residual carbon ratio and low ash content after decomposition is preferable.
  • the cellulose used in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably manufactured from hardwood, conifer, bamboo from the viewpoint of handling, and may be regenerated from used paper such as newspaper or copy paper.
  • the content of cellulose in the coating composition according to the present embodiment is at least 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, from the viewpoint of reducing residual defects, that is, from the viewpoint of securing voids to be gas holes. Preferably, 3 parts by mass or more is more preferable, and 4 parts by mass or more is more preferable. Moreover, the content of cellulose in the coating composition according to this embodiment is preferably 10 parts by mass or less from the viewpoint of seizure defects (coating strength during heating) with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate. The amount is more preferably at most 6 parts by mass, even more preferably at most 6 parts by mass.
  • the cellulose content of the coating composition according to this embodiment is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 3 to 7 parts by weight, and more preferably 4 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the refractory aggregate. Is more preferable.
  • the shape of the cellulose is not particularly limited, but for example, a fibrous or particulate shape is used.
  • the ratio of fiber length to fiber diameter is preferably 1.5 or more, more preferably 5 or more, from the viewpoint of reducing residual defects. Further, from the viewpoint of reducing the seizure defects, the fiber length / fiber diameter is preferably 50 or less, more preferably 40 or less, and still more preferably 20 or less. The fiber length / fiber diameter is preferably 1.5 to 50, more preferably 5 to 40, and still more preferably 5 to 20.
  • the fiber length is preferably 50 ⁇ m or more and more preferably 80 ⁇ m or more from the viewpoint of reducing residual defects. Further, from the viewpoint of reducing the seizure defects, the fiber length is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 600 ⁇ m or less, and further preferably 300 ⁇ m or less. The fiber length is preferably 50 to 1000 ⁇ m, more preferably 80 to 600 ⁇ m, and still more preferably 80 to 300 ⁇ m. In addition, in this specification, fiber length is measured by the method as described in an Example.
  • the fiber diameter is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, from the viewpoint of reducing residual defects. Further, from the viewpoint of reducing a seizure defect, the fiber length is preferably 200 ⁇ m or less, and more preferably 80 ⁇ m or less. The fiber length is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 20 to 80 ⁇ m. In addition, in this specification, a fiber diameter is measured by the method as described in an Example.
  • the average particle size of the cellulose is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 80 ⁇ m or more, and even more preferably 100 ⁇ m or more from the viewpoint of reducing residual defects.
  • the average particle size of the cellulose is preferably 500 ⁇ m or less, and more preferably 200 ⁇ m or less, from the viewpoint of reducing seizure defects.
  • the average particle size of the cellulose is preferably 50 to 500 ⁇ m, more preferably 80 to 200 ⁇ m, and still more preferably 100 to 200 ⁇ m.
  • an average particle diameter is measured by the method as described in an Example.
  • the sphericity of the cellulose is preferably 0.90 or more, and more preferably 0.95 or more, from the viewpoint of applicability to a synthetic resin foam model. Further, the sphericity of the cellulose is preferably 1.00 or less from the viewpoint of applicability to a synthetic resin foam model. The sphericity of the cellulose is preferably 0.90 to 1.00, more preferably 0.95 to 1.00. In addition, in this specification, sphericity is measured by the method as described in an Example.
  • the voids after burning and disappearing the cellulose by heat at the time of casting are used as gas holes. Therefore, when a dispersion medium that dissolves cellulose is used, voids that form the gas holes are formed. It is hard to be done. Therefore, the dispersion medium preferably does not dissolve the cellulose.
  • the dispersion medium for example, alcohols or water can be used.
  • an alcoholic coating composition lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol are preferred, and ethanol is more preferred from the viewpoint of drying properties.
  • an aromatic solvent or a hydrocarbon solvent may be used as an auxiliary dispersion medium.
  • the amount of the dispersion medium in the alcohol-based coating agent composition can be appropriately changed depending on the type of the dispersion medium used.
  • the amount of the dispersion medium in the alcohol-based coating agent composition is preferably 120 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate, from the viewpoint of preventing coating defects such as drying properties and cracks. 110 parts by mass or less is more preferable.
  • the amount of the dispersion medium in the alcoholic coating composition is 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of application workability and forming a sound coating film if it is a lower alcohol. Part is preferable, and 70 to 110 parts by mass is more preferable.
  • the amount of water in the aqueous coating composition is preferably 20 parts by mass or more, and 70 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of application workability. More preferred.
  • the amount of water in the aqueous coating composition is preferably 150 parts by mass or less and more preferably 130 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of drying. preferable.
  • the amount of water in the aqueous coating composition is preferably 20 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of coating workability and drying property. 70 to 130 parts by mass is more preferable.
  • the coating composition of the present embodiment may contain a binder as commonly used.
  • the binder include water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, starch, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium alginate, and gum arabic and various resin emulsions in aqueous systems.
  • water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, starch, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium alginate, and gum arabic
  • various resin emulsions in aqueous systems in the case of an alcohol type, it is preferable from the viewpoint of coating film strength to add various resins that are soluble or dispersed in alcohol.
  • the content of the binder is preferably 0.5 parts by mass or more and preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of coating film strength and economy.
  • the content of the binder is preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of coating film strength and economy.
  • the coating agent composition of the present embodiment may contain a sintering agent as commonly used.
  • the sintering agent include bentonites such as sodium bentonite and calcium bentonite, clays such as kibushi clay, and ethyl silicate.
  • bentonite is preferable because it plays a role as a sintering agent in a high temperature region in addition to a role as a binder.
  • the addition amount of the sintering agent is preferably 0.5 parts by mass or more and more preferably 1.0 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of coating strength at high temperatures.
  • the addition amount of the sintering agent is preferably 30 parts by mass or less and more preferably 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of coating strength at high temperatures. Further, the addition amount of the sintering agent is preferably 0.5 to 30 parts by mass, and more preferably 1.0 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate from the viewpoint of the coating strength at a high temperature.
  • ⁇ Other ingredients examples include surfactants, dispersants, thixotropic agents, and the like.
  • the coating composition of the present embodiment can be suitably used as a coating composition that is attached around the disappearance model.
  • the method for producing a casting disappearance model of the present embodiment is a method for producing a casting disappearance model having a coating film around the disappearance model, and the disappearance model coating composition is disposed around the disappearance model. A step of forming a coating film by adhering.
  • the same synthetic resin foam model as usual can be used.
  • the synthetic resin foam a foam such as polystyrene, polymethyl methacrylate, or a copolymer thereof is used.
  • the disappearance model to which the coating agent composition of this embodiment is attached is foamed polystyrene, the effect of the coating agent composition of this embodiment is further obtained.
  • the method of forming the coating film by attaching the coating agent composition to the disappearing model is any of the conventionally known methods such as flow coating (bukkake method), dipping (dipping method), brush coating, spray coating, etc. But it ’s okay.
  • the casting disappearance model obtained by the casting disappearance model manufacturing method of the present embodiment can be suitably used in a mold manufacturing method by the disappearance model casting method.
  • the casting production method of the present embodiment is a casting production method using the casting disappearance model obtained by the casting disappearance model manufacturing method, wherein the casting disappearance model is embedded in foundry sand, And a step of casting molten metal into the casting disappearance model embedded in the foundry sand.
  • new sand such as zircon sand, chromite sand, synthetic ceramic sand, or recycled sand is used in addition to quartz sand mainly composed of quartz.
  • Casting sand can be used without adding a binder. In that case, the filling property is good, but when a high-strength mold is required, a conventionally known binder is added and cured with a curing agent. It is preferable to do so.
  • the casting production method of the present embodiment is a casting production method using a casting disappearance model obtained by the casting disappearance model manufacturing method, wherein the binder is added to the foundry sand. And a step of adding a curing agent for curing the binder and kneading to prepare a mixture, a step of embedding the casting disappearance model in the mixture, and casting a molten metal into the casting disappearance model embedded in the mixture. Including a process.
  • a binder that is usually used can be used.
  • the binder for example, water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, starch, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium alginate, gum arabic, and various resin emulsions can be used in the aqueous system.
  • water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, starch, methyl cellulose, polyvinyl alcohol, sodium alginate, gum arabic, and various resin emulsions can be used in the aqueous system.
  • alcohols it is preferable from the viewpoint of mold strength to add various resins that are soluble or dispersed in alcohol.
  • the content of the binder is preferably 0.4 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of foundry sand, from the viewpoint of mold strength and economy.
  • the content of the binder is preferably 0.4 to 1.2 parts by mass, more preferably 0.5 to 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of foundry sand from the viewpoint of mold strength and economy. .
  • the casting temperature varies depending on the metal used, but is generally 1330 to 1410 ° C. in the case of cast iron, and generally 700 to 750 ° C. in the case of aluminum. In general, the temperature is 1450 to 1500 ° C.
  • the disappearance model casting method of the present embodiment can further reduce residual defects generated in the cast iron system.
  • castings When castings are produced using the vanishing model coating composition, castings with few residual defects and seizure defects and a beautiful casting surface are obtained, so a complex structure and a beautiful casting surface are required. It is suitable for what is used. Specific examples of castings include members, parts, and the like used for automobile dies, machine tools, hydraulic valves for construction machines, motors, engine frames, building members, and the like.
  • the present invention further discloses the following composition, production method, or use.
  • a vanishing model coating composition comprising a refractory aggregate and cellulose, wherein the cellulose content is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • the average particle size of the refractory aggregate is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 40 ⁇ m or more, further preferably 50 ⁇ m or more, preferably 400 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, still more preferably 150 ⁇ m or less, and 20 to 400 ⁇ m.
  • the disappearing model coating composition according to ⁇ 1> preferably 40 to 200 ⁇ m, more preferably 50 to 150 ⁇ m.
  • the content of the refractory aggregate is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and preferably 30 to 80% by mass, The disappearing model coating composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, more preferably 40 to 70% by mass.
  • the content of the cellulose is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, still more preferably 4 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • the ratio of fiber length to fiber diameter (fiber length / fiber diameter) of the cellulose is preferably 1.5 or more, more preferably 5 or more, preferably 50 or less, more preferably 40 or less, and further 20 or less.
  • the disappearing model coating composition according to ⁇ 5> Preferably, 1.5 to 50, more preferably 5 to 40, and still more preferably 5 to 20, the disappearing model coating composition according to ⁇ 5>.
  • the cellulose fiber length is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 80 ⁇ m or more, preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 600 ⁇ m or less, further preferably 300 ⁇ m or less, preferably 50 to 1000 ⁇ m, more preferably 80 to 600 ⁇ m.
  • the cellulose fiber diameter is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 80 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 ⁇ m, and more preferably 20 to 80 ⁇ m.
  • ⁇ 5> to ⁇ 7 > The disappearance model coating composition according to any one of the above.
  • ⁇ 9> The vanishing model coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the cellulose is in the form of particles.
  • the average particle size of the cellulose is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 80 ⁇ m or more, still more preferably 100 ⁇ m or more, preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 50 to 500 ⁇ m, and more preferably 80 to 200 ⁇ m.
  • the sphericity of the cellulose is preferably 0.90 or more, more preferably 0.95 or more, preferably 1.00 or less, preferably 0.90 to 1.00, and 0.95 to 1.00.
  • the vanishing model coating composition according to ⁇ 9> or ⁇ 10> which is more preferable.
  • ⁇ 12> The vanishing model coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, further comprising a dispersant, wherein the dispersant does not dissolve the cellulose.
  • the dispersion medium is preferably a lower alcohol, and more preferably methanol.
  • the content of the dispersion medium is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 70 parts by mass or more, preferably 120 parts by mass or less, more preferably 110 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • the disappearing model coating composition according to the above ⁇ 13> preferably 20 to 120 parts by mass, and more preferably 70 to 110 parts by mass.
  • the dispersion medium is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 70 parts by mass or more, preferably 150 parts by mass or less, more preferably 130 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • ⁇ 17> it contains a binder, and the content of the binder is preferably 0.5 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the refractory aggregate, 0.5 to The disappearing model coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 16>, wherein 30 parts by mass is preferable.
  • a sintering agent is contained, and the addition amount of the sintering agent is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1.0 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the refractory aggregate, 30 masses.
  • the coating for disappearance model according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17> preferably 15 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less, more preferably 0.5 to 30 parts by weight, and even more preferably 1.0 to 15 parts by weight.
  • Mold composition ⁇ 19>
  • the content of inorganic fiber, inorganic pigment, and metal powder is preferably less than 5.0 parts by mass and more preferably less than 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory aggregate.
  • ⁇ 21> A method for producing a casting disappearance model having a coating film around the disappearance model, wherein the disappearance model coating composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 20> is applied to the disappearance model.
  • a method for producing a disappearance model for castings comprising a step of forming a coating film by adhering to the periphery.
  • ⁇ 23> A casting manufacturing method using the casting disappearance model obtained by the casting disappearance model manufacturing method according to ⁇ 21> or ⁇ 22>, wherein the casting disappearance model is embedded in foundry sand.
  • the manufacturing method of a casting which has a process and the process of casting a molten metal in the said disappearance model for castings embed
  • ⁇ Preparation of coating agent composition > ⁇ Example 1> Refractory aggregate (silica (60% by mass, average particle size 80 ⁇ m), obsidian (20% by mass, average particle size 93 ⁇ m), graphite (20% by mass, average particle size 79 ⁇ m)) and 100 parts by mass of the refractory aggregate
  • Refractory aggregate sica (60% by mass, average particle size 80 ⁇ m), obsidian (20% by mass, average particle size 93 ⁇ m), graphite (20% by mass, average particle size 79 ⁇ m)
  • 100 parts by mass of the refractory aggregate 100 parts by mass of the refractory aggregate
  • 6.0 parts by mass of additives shown in Table 1 3.0 parts by mass of nonionic surfactant (manufactured by Kao, Emulgen 106), 2.0 parts by mass of bentonite, 2.0 parts by mass of polyvinyl alcohol, and ions 40 parts by mass of exchanged water was mixed to prepare a coating agent composition.
  • Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 3> It was prepared in the same manner as in Example 1 except that the additives and amounts thereof shown in Table 1 were used. The unit of the addition amount described in Table 1 is mass%. However, the cellulose used in Example 7 was used by treating KC floc W-50GK with a sieve of 20 mesh (aperture 0.85 mm) and collecting what does not pass through the sieve mesh.
  • ⁇ Evaluation method> ⁇ Fiber diameter> It is a value obtained by measuring and averaging fiber diameters of arbitrary 50 particles obtained by image analysis of an image (photograph) obtained by a scanning electron microscope.
  • ⁇ Fiber length> This is a value obtained by measuring and averaging fiber lengths of arbitrary 50 particles obtained by image analysis of an image (photograph) obtained by a scanning electron microscope.
  • the average particle size is an average particle size of 50% cumulative volume measured using a laser diffraction type particle size distribution analyzer (LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.). The analysis conditions are as follows. ⁇ Measurement method: Flow method ⁇ Dispersion medium: Ion exchange water ⁇ Dispersion method: Stirring, built-in ultrasonic wave 3 minutes ⁇ Sample concentration: 2 mg / 100 cc
  • the sphericity is the same as the area of the projected particle section (mm 2 ) from the area of the projected section and the perimeter obtained by image analysis of the image (photograph) obtained by the scanning electron microscope of each refractory aggregate particle. This is a value obtained by calculating the circumference length (mm) of the perfect circle of the area / [circumference length of the particle projection cross section (mm)] and averaging this for any 50 refractory aggregate particles.
  • the disappearance model 1 having the shape shown in FIG. 1 was prepared using expanded polystyrene (expanding ratio 50 times).
  • the said coating agent composition was made to adhere to the circumference
  • 0.2 part by mass of an organic sulfonic acid curing agent manufactured by Kao Quaker, C-14
  • Fremantle quartz sand No. 5
  • the air permeability at room temperature is the “5. Air permeability test method” of “The test method of the coating agent for disappearance model casting (March, 1996)” issued by the Japan Foundry Engineering Society Kansai Branch.
  • the air permeability was measured according to the above. About 300 degreeC air permeability, after the test piece was completed, it heated for 30 minutes and cooled to room temperature in the oven which can be hold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

　本発明の消失模型用塗型剤組成物は、耐火骨材、及びセルロースを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である。本発明の消失模型用塗型剤組成物は、安全性が高く、残渣欠陥をより抑制できる消失模型用塗型剤組成物を提供することが出来る。

Description

消失模型用塗型剤組成物
　本発明は、消失模型の周囲に付着させる消失模型用塗型剤組成物に関する。
　消失模型鋳造法は、製品と同じ形状の合成樹脂発泡体模型を溶融金属（以下、「溶湯」ともいう）と置換させる鋳造法で、中子不要、型合せなどの煩雑な作業不要、設計変更が容易、短納期など数多くのメリットがあるため、近年、注目されている鋳造法である。この鋳造法では鋳込まれた溶湯によって合成樹脂発泡体を熱分解させるため、発生する多量の熱分解ガス及び残査によって鋳物に残渣欠陥が発生する欠点がある。特に合成樹脂発泡体としてポリスチレンを用いた場合は、炭化成分により鋳肌が悪化する。
　前記消失模型鋳造法において、消失模型用塗型剤は、合成樹脂発泡体模型の熱分解に起因する「残渣欠陥」、及び溶湯が塗膜を破壊して砂型に漏れ出す「焼着欠陥」を防止するために用いられる。
　残渣欠陥は、合成樹脂発泡体模型が溶融金属と置換する際、熱分解ガスの排出が不十分な場合に、熱分解残渣となり製品上部に巻き込む現象である。当該「残渣欠陥」を防止するためには、合成樹脂発泡体模型の熱分解ガスを効率良く鋳型側に排出させることが要求される。「焼着欠陥」については、溶湯の凝固が完了するまでの間、強固な膜として保持し続けることが要求される。
　従来の消失模型用塗型剤組成物として、例えば、特開平３－１８０２４４号公報には、水に不溶で親水性有機溶媒に可溶なニトロセルロースを用いたものが開示されている。当該消失模型用塗型剤組成物は、水－親水性有機溶媒系で白濁析出微分散する物質を選び、ニトロセルロースを塗液中にミクロに白濁析出微分散させて残渣欠陥を低減させるものである。また、特開２００１－１１０４号公報には、有機粒体物を含有させて残渣欠陥を低減させる塗型剤組成物が記載されている。
　本発明の消失模型用塗型剤組成物は、耐火骨材、及びセルロースを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である。
実施例の評価に用いた消失模型の概略図である。
発明の詳細な説明
　従来の消失模型用塗型剤組成物では残渣欠陥の防止が十分ではなく、さらなる改善が求められていた。また、特開平３－１８０２４４号公報に係る消失模型用塗型剤組成物ではニトロセルロースを用いているため、安全性に問題がある。
　本発明は、安全性が高く、残渣欠陥をより抑制できる消失模型用塗型剤組成物を提供する。
　本発明の消失模型用塗型剤組成物は、耐火骨材、及びセルロースを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である。
　本発明によれば、安全性が高く、残渣欠陥をより抑制できる消失模型用塗型剤組成物を提供できる。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　本実施形態の消失模型用塗型剤組成物（以下、単に「塗型剤組成物」ともいう）は、耐火骨材とセルロースとを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である。本実施形態の消失模型用塗型剤組成物によれば、安全性が高く、残渣欠陥をより抑制できるという効果を奏する。このような効果を奏する理由は定かではないが、以下の様に考えられる。
　残渣欠陥を防止するためには、鋳造が完了するまで、塗型膜から合成樹脂発泡体模型の熱分解ガスを効率よく排出させることが重要である。本実施形態に係る塗型剤組成物では、塗型剤組成物の耐火骨材中にセルロースを含有するため、塗型膜中に当該セルロースが分散して存在する。当該セルロースは、鋳造時の熱によって燃焼消失するため、当該セルロースがあった部分は空隙となる。この空隙がガス孔となり、合成樹脂発泡体の熱分解ガスを効率よく排出させることができるため、残渣欠陥を低減させることができると考えられる。
　以下、本実施形態の消失模型用塗型剤組成物に含有される成分について説明する。
〔消失模型用塗型剤組成物〕
＜耐火骨材＞
　本実施形態に係る塗型剤組成物は、耐火骨材を含有する。当該耐火骨材は、従来から鋳造の目的に応じて利用されている耐火骨材を用いることができる。耐火骨材の例としては、雲母、黒曜石、真珠岩、松脂岩、正長石、曹長石、白瑠石、霞石、シリカ、アルミナ、ムライト、シャフトバンケツ、ダイアスポア、スピネル、マグネシア、オリビン、タルク、ジルコン、カオリン、シリマナイト、アンダルサイト、カイヤナイト、ギブサイト、黒砂石、デッカイト、灰長石、黒鉛ボーキサイトを焼成したもの等が挙げられる。当該耐火性骨材は、上記の１種又は２種以上で用いることができる。
　前記耐火骨材の平均粒子径は、残渣欠陥を防止する観点から２０μｍ以上が好ましく、４０μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上が更に好ましい。また、耐火骨材の平均粒子径は、焼着欠陥を防止する観点から４００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１５０μｍ以下が更に好ましい。また、耐火骨材の平均粒子径は２０～４００μｍが好ましく、４０～２００μｍがより好ましく、５０～１５０μｍが更に好ましい。なお、前記耐火骨材の平均粒子径は、実施例に記載の方法により測定する。
　本実施形態の塗型剤組成物の耐火骨材の含有量は、乾燥性やクラックなどの塗膜欠陥防止の観点から、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましい。本実施形態の塗型剤組成物の耐火骨材の含有量は、塗布作業性の観点から、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。また、本実施形態の塗型剤組成物の耐火骨材の含有量は、３０～８０質量％が好ましく、４０～７０質量％がより好ましい。
＜セルロース＞
　本実施形態に係るセルロースは、分子式(Ｃ６Ｈ１０Ｏ５)nで表される炭水化物（多糖類）であり、植物細胞の細胞壁および繊維の主成分である。
　塗型膜中に分散させたセルロースが燃焼消失した後にガス孔ができるためには、鋳造時のガス層の温度である２５０～４００℃で燃焼消失し、鋳造が終了するまでガス孔が存在することが必要である。そのため、２５０～４００℃で分解し、分解後の残炭率や灰分が少ないセルロースが好ましい。
　本実施形態で用いられるセルロースは、特に限定されないが、取扱い上の観点から、広葉樹、針葉樹、竹から製造するものがよく、新聞紙やコピー紙などの古紙などから再生してもよい。
　本実施形態に係る塗型剤組成物のセルロースの含有量は、耐火骨材１００質量部に対し、残渣欠陥低減の観点、すなわち、ガス孔となる空隙の確保の観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、４質量部以上が更に好ましい。また、本実施形態に係る塗型剤組成物のセルロースの含有量は、耐火骨材１００質量部に対し、焼着欠陥（加熱時の塗膜強度）の観点から１０質量部以下が好ましく、７質量部以下がより好ましく、６質量部以下が更に好ましい。また、本実施形態に係る塗型剤組成物のセルロースの含有量は、耐火骨材１００質量部に対し、１～１０質量部が好ましく、３～７質量部がより好ましく、４～６質量部が更に好ましい。
　前記セルロースの形状は、特に限定されないが、例えば、繊維状、粒子状のものが用いられる。
　前記セルロースの形状が繊維状の場合、残渣欠陥低減の観点から、繊維長と繊維径の比（繊維長／繊維径）は、１．５以上が好ましく、５以上がより好ましい。また、焼着欠陥低減の観点から、繊維長／繊維径は、５０以下が好ましく、４０以下がより好ましく、２０以下が更に好ましい。また、繊維長／繊維径は、１．５～５０が好ましく、５～４０がより好ましく、５～２０が更に好ましい。
　前記セルロースの形状が繊維状の場合、残渣欠陥低減の観点から、繊維長は、５０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上がより好ましい。また、焼着欠陥低減の観点から、繊維長は、１０００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以下がより好ましく、３００μｍ以下が更に好ましい。また、繊維長は、５０～１０００μｍが好ましく、８０～６００μｍがより好ましく、８０～３００μｍが更に好ましい。なお、本明細書において、繊維長は、実施例に記載の方法により測定する。
　前記セルロースの形状が繊維状の場合、残渣欠陥低減の観点から、繊維径は、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましい。また、焼着欠陥低減の観点から、繊維長は、２００μｍ以下が好ましく、８０μｍ以下がより好ましい。また、繊維長は、１０～２００μｍが好ましく、２０～８０μｍがより好ましい。なお、本明細書において、繊維径は、実施例に記載の方法により測定する。
　前記セルロースの形状が粒子状の場合、当該セルロースの平均粒子径は、残渣欠陥低減の観点から、５０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上が更に好ましい。また、当該セルロースの平均粒子径は、焼着欠陥低減の観点から、５００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましい。また、当該セルロースの平均粒子径は、５０～５００μｍが好ましく、８０～２００μｍがより好ましく、１００～２００μｍが更に好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径は、実施例に記載の方法により測定する。
　前記セルロースの形状が粒子状の場合、当該セルロースの球形度は、合成樹脂発泡体模型への塗工性の観点から、０．９０以上が好ましく、０．９５以上がより好ましい。また、当該セルロースの球形度は、合成樹脂発泡体模型への塗工性の観点から、１．００以下が好ましい。また、当該セルロースの球形度は、０．９０～１．００が好ましく、０．９５～１．００がより好ましい。なお、本明細書において、球形度は、実施例に記載の方法により測定する。
＜分散媒＞
　本実施形態の消失模型鋳造法では、前記セルロースを鋳造時の熱によって燃焼消失させた後の空隙をガス孔とするため、セルロースを溶解させる分散媒を用いると、当該ガス孔となる空隙が形成されにくい。そのため、当該分散媒は、前記セルロースを溶解しないものが好ましい。
　前記分散媒としては、例えば、アルコール類や水等が使用できる。
　アルコール系塗型剤組成物の場合は、乾燥性の観点から、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類が好ましく、エタノールがより好ましい。アルコール系塗型剤組成物の場合は、芳香族系溶剤や炭化水素系溶剤を補助分散媒として使用してもよい。
　アルコール系塗型剤組成物中の分散媒の量は用いる分散媒の種類によって適宜変更しうる。一例としては、当該分散媒が低級アルコールの場合、塗布作業性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、２０質量部以上が好ましく、７０質量部以上がより好ましい。アルコール系塗型剤組成物中の分散媒の量は、低級アルコールの場合、乾燥性やクラック等の塗膜欠陥防止の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、１２０質量部以下が好ましく、１１０質量部以下がより好ましい。また、アルコール系塗型剤組成物中の分散媒の量は、低級アルコールであれば、塗布作業性と健全な塗膜を形成させる観点から、耐火骨材１００質量部に対し、２０～１２０質量部が好ましく、７０～１１０質量部がより好ましい。
　水系塗型剤組成物の場合、水系塗型剤組成物中の水の量は、塗布作業性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、２０質量部以上が好ましく、７０質量部以上がより好ましい。水系塗型剤組成物の場合、水系塗型剤組成物中の水の量は、乾燥性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、１５０質量部以下が好ましく、１３０質量部以下がより好ましい。また、水系塗型剤組成物の場合、水系塗型剤組成物中の水の量は、塗布作業性と乾燥性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、２０～１５０質量部が好ましく、７０～１３０質量部がより好ましい。
＜粘結剤＞
　本実施形態の塗型剤組成物には、通常使用されるような粘結剤を含有しても良い。当該粘結剤としては、例えば、水系ではポリアクリル酸ナトリウム、澱粉、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、アラビアガム等の水溶性高分子や各種の樹脂エマルションが使用できる。また、アルコール系ではアルコールに可溶又は分散する各種樹脂を添加するのが、塗型膜強度の点から好ましい。粘結剤の含有量は、塗膜強度と経済性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、０．５質量部以上が好ましく、３０質量部以下が好ましい。また、粘結剤の含有量は、塗膜強度と経済性の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、０．５～３０質量部が好ましい。
＜焼結剤＞
　本実施形態の塗型剤組成物には、通常使用されるような焼結剤を含有しても良い。当該焼結剤としては、例えば、ナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト等のベントナイト、木節粘土等の粘土類、エチルシリケート等が挙げられる。中でも、ベントナイトは、粘結剤としての役割の他、高温域においては焼結剤としての役割も果たすため好ましい。焼結剤の添加量は、高温時の塗膜強度の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましい。また、焼結剤の添加量は、高温時の塗膜強度の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、３０質量部以下が好ましく、１５質量部以下がより好ましい。また、焼結剤の添加量は、高温時の塗膜強度の観点から、耐火骨材１００質量部に対し、０．５～３０質量部が好ましく、１．０～１５質量部がより好ましい。
＜その他の成分＞
　本実施形態の塗型剤組成物に配合できるその他の成分として、界面活性剤、分散剤、チキソトロピー性付与剤等が挙げられる。
　本実施形態の塗型剤組成物は、消失模型の周囲に付着させる塗型剤組成物として好適に使用することができる。
〔鋳物用消失模型の製造方法〕
　本実施形態の鋳物用消失模型の製造方法では、従来の鋳物用消失模型の製造方法を適用することができる。本実施形態の鋳物用消失模型の製造方法は、消失模型の周囲に塗型膜を有する鋳物用消失模型の製造方法であって、前記消失模型用塗型剤組成物を前記消失模型の周囲に付着させて塗型膜を形成させる工程を有する。
　本実施形態の塗型剤組成物を付着させる消失模型としては、通常と同様の合成樹脂発泡体の模型を用いることができる。合成樹脂発泡体としては、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、又はこれらの共重合体等の発泡体が用いられる。本実施形態の塗型剤組成物を付着させる消失模型が発泡ポリスチレンである場合、本実施形態の塗型剤組成物の効果がより得られる。塗型剤組成物を消失模型に付着させて塗型膜を形成させる方法は、流し塗り（ブッカケ法）、浸漬（ドブ漬け法）、刷毛塗り、スプレー塗布等の従来知られている方法の何れでも良い。
　本実施形態の鋳物用消失模型の製造方法により得られた鋳物用消失模型は、消失模型鋳造法による鋳型の製造方法に好適に用いることができる。
〔鋳物の製造方法〕
　本実施形態の消失模型鋳造法による鋳物の製造方法では、従来の消失模型鋳造法による鋳物の製造方法を適用することができる。本実施形態の鋳物の製造方法は、前記鋳物用消失模型の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、前記鋳物用消失模型を鋳物砂に埋設する工程と、前記鋳物砂に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する。
　前記鋳物用消失模型を鋳物砂に埋設する工程で用いる鋳物砂としては、石英質を主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、合成セラミック砂等の新砂又は再生砂が使用される。鋳物砂はバインダーを添加せずに用いることもでき、その場合には充填性が良好であるが、高強度の鋳型が要求される場合には、従来公知のバインダーを添加し、硬化剤により硬化させるのが好ましい。
　前記バインダーを添加する場合に係る本実施形態の鋳物の製造方法は、前記鋳物用消失模型の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、前記鋳物砂に、バインダー及び当該バインダーを硬化させる硬化剤を加え、混練して混合物を調製する工程と、前記鋳物用消失模型を前記混合物に埋設する工程と、前記混合物に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する。
　前記バインダーとしては、通常使用されるようなバインダーを使用することができる。当該バインダーとしては、例えば、水系ではポリアクリル酸ナトリウム、澱粉、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、アラビアガム等の水溶性高分子や各種の樹脂エマルションが使用できる。また、アルコール系ではアルコールに可溶又は分散する各種樹脂を添加するのが、鋳型強度の点から好ましい。当該バインダーの含有量は、鋳型強度と経済性の観点から、鋳物砂１００質量部に対し、０．４質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましい。また、当該バインダーの含有量は、鋳型強度と経済性の観点から、鋳物砂１００質量部に対し、１．２質量部以下が好ましく、０．８質量部以下がより好ましい。また、当該バインダーの含有量は、鋳型強度と経済性の観点から、鋳物砂１００質量部に対し、０．４～１．２質量部が好ましく、０．５～０．８質量部がより好ましい。
　本実施形態の鋳物の製造方法において、鋳込み温度は、使用する金属により異なるが、鋳鉄系の場合は一般に１３３０～１４１０℃であり、アルミニウム系の場合は一般に７００～７５０℃であり、鋳鋼系の場合は一般に１４５０～１５００℃である。本実施形態の消失模型鋳造法は、中でも、鋳鉄系に発生する残渣欠陥をより低減できる。
　前記消失模型用塗型剤組成物を用いて鋳物を製造すると、残渣欠陥および焼着欠陥が少なく、鋳肌が美麗な鋳物が得られるため、複雑な構造や、鋳肌表面の美しさが要求されるもの等に好適である。具体的な鋳物の例としては、自動車金型、工作機械、建設機械の油圧バルブ、モーター、エンジンフレーム、建築部材等に用いられる、部材、部品等が挙げられる。
　上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の組成物、製造方法、或いは用途を開示する。
＜１＞耐火骨材とセルロースとを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である消失模型用塗型剤組成物。
＜２＞前記耐火骨材の平均粒子径が、２０μｍ以上が好ましく、４０μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上が更に好ましく、４００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１５０μｍ以下が更に好ましく、２０～４００μｍが好ましく、４０～２００μｍがより好ましく、５０～１５０μｍが更に好ましい前記＜１＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜３＞前記耐火骨材の含有量が、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましく、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましく、３０～８０質量％が好ましく、４０～７０質量％がより好ましい前記＜１＞又は＜２＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜４＞前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対し、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、４質量部以上が更に好ましく、１０質量部以下が好ましく、７質量部以下がより好ましく、６質量部以下が更に好ましく、１～１０質量部が好ましく、３～７質量部がより好ましく、４～６質量部が更に好ましい前記＜１＞～＜３＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜５＞前記セルロースが、繊維状である前記＜１＞～＜４＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜６＞前記セルロースの繊維長と繊維径の比（繊維長／繊維径）が、１．５以上が好ましく、５以上がより好ましく、５０以下が好ましく、４０以下がより好ましく、２０以下が更に好ましく、１．５～５０が好ましく、５～４０がより好ましく、５～２０が更に好ましい前記＜５＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜７＞前記セルロースの繊維長が、５０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上がより好ましく、１０００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以下がより好ましく、３００μｍ以下が更に好ましく、５０～１０００μｍが好ましく、８０～６００μｍがより好ましく、８０～３００μｍが更に好ましい前記＜５＞又は＜６＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜８＞前記セルロース繊維径が、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、２００μｍ以下が好ましく、８０μｍ以下がより好ましく、１０～２００μｍが好ましく、２０～８０μｍがより好ましい前記＜５＞～＜７＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜９＞前記セルロースが、粒子状である前記＜１＞～＜４＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１０＞前記セルロースの平均粒子径が、５０μｍ以上が好ましく、８０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上が更に好ましく、５００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、５０～５００μｍが好ましく、８０～２００μｍがより好ましく、１００～２００μｍが更に好ましい前記＜９＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１１＞前記セルロースの球形度が、０．９０以上が好ましく、０．９５以上がより好ましく、１．００以下が好ましく、０．９０～１．００が好ましく、０．９５～１．００がより好ましい前記＜９＞又は＜１０＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１２＞さらに、分散剤を含有し、前記分散剤は前記セルロースを溶解させない前記＜１＞～＜１１＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１３＞前記分散媒が、低級アルコールが好ましく、メタノールがより好ましい前記＜１２＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１４＞前記分散媒の含有量が、耐火骨材１００質量部に対し、２０質量部以上が好ましく、７０質量部以上がより好ましく、１２０質量部以下が好ましく、１１０質量部以下がより好ましく、２０～１２０質量部が好ましく、７０～１１０質量部がより好ましい前記＜１３＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１５＞前記分散媒が、水が好ましい前記＜１２＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１６＞前記分散媒が、耐火骨材１００質量部に対し、２０質量部以上が好ましく、７０質量部以上がより好ましく、１５０質量部以下が好ましく、１３０質量部以下がより好ましく、２０～１５０質量部が好ましく、７０～１３０質量部がより好ましい前記＜１５＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１７＞さらに、粘結剤を含有し、当該粘結剤の含有量が、耐火骨材１００質量部に対し、０．５質量部以上が好ましく、３０質量部以下が好ましく、０．５～３０質量部が好ましい前記＜１＞～＜１６＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１８＞さらに、焼結剤を含有し、焼結剤の添加量が、耐火骨材１００質量部に対し、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、３０質量部以下が好ましく、１５質量部以下がより好ましく、０．５～３０質量部が好ましく、１．０～１５質量部がより好ましい前記＜１＞～＜１７＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１９＞前記焼結剤が、ベントナイトが好ましい前記＜１８＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜２０＞無機繊維、無機顔料、及び金属粉の含有量が、耐火性骨材１００質量部に対して５．０質量部未満が好ましく、３．０質量部未満がより好ましい＜１＞～＜１９＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜２１＞消失模型の周囲に塗型膜を有する鋳物用消失模型の製造方法であって、前記＜１＞～＜２０＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物を前記消失模型の周囲に付着させて塗型膜を形成させる工程を有する、鋳物用消失模型の製造方法。
＜２２＞前記消失模型が、発泡ポリスチレンが好ましい前記＜２１＞に記載の鋳物用消失模型の製造方法。
＜２３＞前記＜２１＞又＜２２＞に記載の鋳物用消失模型の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、前記鋳物用消失模型を鋳物砂に埋設する工程と、前記鋳物砂に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する、鋳物の製造方法。
＜２４＞前記＜２１＞又＜２２＞に記載の鋳物用消失模型の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、鋳物砂に、バインダー及び当該バインダーを硬化させる硬化剤を加え、混練して混合物を調製する工程と、前記鋳物用消失模型を前記混合物に埋設する工程と、前記混合物に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する、鋳物の製造方法。
＜２５＞前記＜１＞～＜２０＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物の消失模型用の塗型剤としての使用。
＜２６＞前記＜２５＞の使用によって得られた鋳物用消失模型の鋳型の製造への使用。
　以下、本発明を具体的に示す実施例等について説明する。
＜塗型剤組成物の調製＞
＜実施例１＞
　耐火骨材（シリカ（６０質量％、平均粒子径８０μｍ）、黒曜石（２０質量％、平均粒子径９３μｍ）、黒鉛（２０質量％、平均粒子径７９μｍ））と、当該耐火性骨材１００質量部に対し、表１に示す添加物６．０質量部、ノニオン性界面活性剤（花王製、エマルゲン１０６）３．０質量部、ベントナイト２．０質量部、ポリビニルアルコール２．０質量部、並びにイオン交換水４０質量部を混合し、塗型剤組成物を調製した。
＜実施例２～１２及び比較例１～３＞
　表１に示した添加物及びその量を用いた以外は、実施例１と同様の方法で調製した。表１に記載の添加量の単位は質量％である。ただし、実施例７で用いたセルロースは、ＫＣフロックＷ－５０ＧＫを２０メッシュ（目開き０．８５ｍｍ）の篩いで処理し、篩いのメッシュに通過しないものを採取して用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
＜評価方法＞
＜繊維径＞
　走査型電子顕微鏡により得られた像（写真）を画像解析して得られる任意５０個の粒子の繊維径を計測し平均した値である。
＜繊維長＞
　走査型電子顕微鏡により得られた像（写真）を画像解析して得られる任意５０個の粒子の繊維長を計測し平均した値である。
＜平均粒子径＞
　平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ－９２０）を用いて測定された体積累積５０％の平均粒子径である。分析条件は下記の通りである。
・測定方法：フロー法
・分散媒：イオン交換水
・分散方法：攪拌、内蔵超音波３分
・試料濃度：２ｍｇ／１００ｃｃ
＜球形度＞
　球形度は、耐火骨材粒子個々の走査型電子顕微鏡により得られた像（写真）を画像解析して得られる投影断面の面積および周囲長から、［粒子投影断面の面積（ｍｍ２）と同じ面積の真円の円周長（ｍｍ）］／［粒子投影断面の円周長（ｍｍ）］を求め、これを任意の５０個の耐火骨材粒子について平均した値である。
＜耐火骨材に対する添加物（固形分）の体積比＞
　黒曜石の比重を２．３、シリカの比重を２．７、黒鉛の比重を２．２、セルロース他添加剤の比重を１．０として計算して求めた。
＜残渣欠陥の評価方法＞
　発泡ポリスチレン（発泡倍率５０倍）を用いて図１に示す形状の消失模型１を作製した。この消失模型の周囲に前記塗型剤組成物を付着させ（乾燥膜厚：１．４ｍｍ）、鋳物用消失模型を作製した。そして、フリーマントル珪砂（５号）１００質量部に有機スルホン酸硬化剤（花王クエーカー製、Ｃ－１４）を０．２質量部添加し、これらを混練した後に、フラン樹脂（花王クエーカー製、ＥＦ－５３０２）を前記珪砂１００質量部に対して０．５質量部混合した。得られた混練砂に前記の鋳物用消失模型を埋設し、溶融金属が溢れない速度で堰から鋳込みを行い（鋳鉄：ＦＣ－２５０、鋳込み温度：１４００℃）、２４時間経過後、鋳型をばらして鋳物を取り出した。得られた鋳物について、ＴＰ側面の４００×１００の２つの側面に発生した残渣面積（％）を画像解析により計測した。
　＜常温通気度、３００℃通気度の評価方法＞
　常温通気度は、表１に示す塗型剤について、日本鋳造工学会関西支部が発行する「消失模型鋳造用塗型剤の試験方法（平成８年３月）」の「５．通気度試験方法」に準じて、通気度の測定を行なった。３００℃通気度については、試験片が完成した後に、３００℃±１０℃に保持できるオーブンにて、３０分加熱させ室温まで冷却させ通気度を測定した。なお、加熱工程以外は常温通気度と同じ要綱で測定した。
＜固形分６５％粘度＞
　表１に示す塗型剤について、イオン交換水を添加し、固形分６５％になるように調整した。その後、レオメーターにて、（条件：パラレルコーン、２０℃、クリアランス１ｍｍ）せん断速度１０ｓ－１の条件下で６０秒履歴後の粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。
＜１０００℃塗膜強度＞
　表１に示す塗型剤について、日本鋳造工学会関西支部が発行する「消失模型鋳造用塗型剤の試験方法（平成８年３月）」の「６．抗折力測定法」に準じて、塗膜強度の測定を行なった。なお、１０００℃の加熱処理については、非酸化性雰囲気にするため、Φ５０のルツボ中に平均粒子径６０μｍの鱗状黒鉛を充填し、その内部に試験片を埋設した。その後、１０００℃±３０℃に保持できるマッフル炉にて、１時間分加熱させて室温まで冷却し測定した。なお、加熱工程以外は「６．抗折力測定法」に準じて測定した。
＜実施例１～１２及び比較例１～３＞
　各実施例及び比較例の結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  

Claims (14)

  1. 　耐火骨材、及びセルロースを含有し、前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１～１０質量部である、消失模型用塗型剤組成物。
  2. 　前記セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して３～７質量部である、請求項１に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  3. 　さらに、焼結剤を含有し、当該焼結剤の含有量が、耐火骨材１００質量部に対して０．５～３０質量部である、請求項１又は２に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  4. 　さらに、分散剤を含有し、前記分散剤は前記セルロースを溶解させない、請求項１～３いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  5. 　前記セルロースが、繊維状である請求項１～４いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  6. 　前記セルロースの繊維長と繊維径の比（繊維長／繊維径）が、１．５以上５０以下である請求項５に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  7. 　前記セルロースの繊維長が、５０～１０００μｍである、請求項５又は６に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  8. 　前記セルロースが、粒子状である、請求項１～４いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  9. 　前記セルロースの平均粒子径が、５０～５００μｍである、請求項８に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  10. 　無機繊維、無機顔料、及び金属粉の含有量が、耐火性骨材１００質量部に対して５．０質量部未満である請求項１～９いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物。
  11. 　消失模型の周囲に塗型膜を有する鋳物用消失模型の製造方法であって、
    　請求項１～１０いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物を前記消失模型の周囲に付着させて塗型膜を形成させる工程を有する、鋳物用消失模型の製造方法。
  12. 　請求項１１に記載の鋳物用消失模型の製造方法によって得られた鋳物用消失模型を用いる鋳物の製造方法であって、
    　前記鋳物用消失模型を鋳物砂に埋設する工程と、
    　前記鋳物砂に埋設した前記鋳物用消失模型に溶融金属を鋳込む工程とを有する、鋳物の製造方法。
  13. 　請求項１～１０いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物の消失模型用の塗型剤としての使用。
  14. 　請求項１３の使用によって得られた鋳物用消失模型の鋳型の製造への使用。
     
PCT/JP2014/072321 2013-08-26 2014-08-26 消失模型用塗型剤組成物 Ceased WO2015030005A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020167003949A KR101866670B1 (ko) 2013-08-26 2014-08-26 소실 모형용 도형제 조성물
CN201480046713.XA CN105517727B (zh) 2013-08-26 2014-08-26 消失模用涂模剂组合物

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-174577 2013-08-26
JP2013174577A JP6037977B2 (ja) 2013-08-26 2013-08-26 消失模型用塗型剤組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015030005A1 true WO2015030005A1 (ja) 2015-03-05

Family

ID=52586560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/072321 Ceased WO2015030005A1 (ja) 2013-08-26 2014-08-26 消失模型用塗型剤組成物

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6037977B2 (ja)
KR (1) KR101866670B1 (ja)
CN (1) CN105517727B (ja)
WO (1) WO2015030005A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110102713A (zh) * 2019-05-31 2019-08-09 台州巨东精密铸造有限公司 一种基于消失模的铸造浇注成型工艺
KR20240038581A (ko) 2022-09-16 2024-03-25 엘에스엠트론 주식회사 농업용 작업차량
WO2026018762A1 (ja) * 2024-07-17 2026-01-22 花王株式会社 消失模型用塗型剤組成物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004519334A (ja) * 2001-04-04 2004-07-02 ディッカーホッフ・アクチェンゲゼルシャフト 非鉄金属鋳造法のための包埋材料−または成形材料乾燥混合物、それから製造される包埋材料−または成形材料並びにその用途
JP2010274314A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Kao Corp 消失模型用塗型剤組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2647856B2 (ja) * 1987-09-07 1997-08-27 花王株式会社 鋳造用塗型剤組成物
JPH03180244A (ja) * 1989-12-06 1991-08-06 Okayama Pref Gov 消失発泡ポリスチレン模型用の塗型剤
CN1663707A (zh) * 2005-01-28 2005-09-07 曹博海 改良的消失模用水基涂料
JP2009214126A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Kao Corp 塗型剤組成物
JP5680490B2 (ja) * 2010-06-25 2015-03-04 花王株式会社 鋳物製造用構造体
US9227241B2 (en) * 2010-12-08 2016-01-05 Nalco Company Investment casting shells having an organic component
CN102407275B (zh) * 2011-04-25 2013-04-10 湖北工业大学 一种铸钢用消失模铸造型壳涂料及其制备方法
CN102688984A (zh) * 2011-05-25 2012-09-26 大连金河铸造有限公司 一种利用消失模的铸造工艺
CN102921880A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 徐州鹏举金鱼草工艺品有限公司 铸铁件消失铸造模用水基涂料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004519334A (ja) * 2001-04-04 2004-07-02 ディッカーホッフ・アクチェンゲゼルシャフト 非鉄金属鋳造法のための包埋材料−または成形材料乾燥混合物、それから製造される包埋材料−または成形材料並びにその用途
JP2010274314A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Kao Corp 消失模型用塗型剤組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JP6037977B2 (ja) 2016-12-07
JP2015042412A (ja) 2015-03-05
CN105517727A (zh) 2016-04-20
KR101866670B1 (ko) 2018-06-11
KR20160031547A (ko) 2016-03-22
CN105517727B (zh) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5422196B2 (ja) 消失模型用塗型剤組成物及び消失模型鋳造法
JP7046074B2 (ja) 粒子状非晶質二酸化ケイ素及び酸を含有する鋳造産業用のコーティング組成物
US11179767B2 (en) Compositions and methods for foundry cores in high pressure die casting
KR102432071B1 (ko) 주조 산업에 사용하기 위한 유기 에스테르 화합물 및 입자상, 비정질 이산화 규소를 포함하는 코팅 조성물
JP6235448B2 (ja) 消失模型用塗型剤組成物
JP5063251B2 (ja) 消失模型用アルコール系塗型剤組成物
JP6037977B2 (ja) 消失模型用塗型剤組成物
KR102431208B1 (ko) 주조 산업에서 산을 함유하는 코팅 조성물의 용도
JP5411616B2 (ja) 砂型用塗型剤組成物
JP6449644B2 (ja) 消失模型用塗型剤組成物
JP2010274314A (ja) 消失模型用塗型剤組成物
KR102314875B1 (ko) 임시 몰드에 또는 철 및 강 주조 작업용 코어에 표면을 형성하기 위한 내화 코팅 조성물
JP3784677B2 (ja) 鋳造用塗型剤組成物
JP6823430B2 (ja) 砂型用油性塗型剤組成物
JP2007029970A (ja) 砂型鋳造用塗型剤組成物
JP5345450B2 (ja) 砂型鋳造用塗型剤組成物
JP2925688B2 (ja) 消失模型を用いる鋳造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14841253

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167003949

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: IDP00201601422

Country of ref document: ID

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14841253

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1