(57)【要約】【課題】骨材表面からの吸収による液状の粘結剤の使用量の減少を阻止することによって、鋳型強度の低下を効果的に阻止し得るようにした鋳型用骨材を提供することにあり、また、骨材自体の強度を効果的に向上せしめた鋳型用骨材を提供することにもあり、更に、そのような優れた特性を有する鋳型用骨材を有利に製造し得る方法を提供すること。【解決手段】表面に開口する穴が存在し、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材において、かかる表面の開口穴が、有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材にて穴埋めされていることにより、吸水率が０．２質量％以下となるように構成した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に開口する穴が存在し、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材において、かかる表面の開口穴が、有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材にて穴埋めされていることにより、吸水率が０．２質量％以下となるように構成されてなることを特徴とする鋳型用骨材。
【請求項２】
前記有機化合物が、熱可塑性樹脂及び架橋硬化性樹脂からなる群より選ばれてなる請求項１に記載の鋳型用骨材。
【請求項３】
前記架橋硬化性樹脂が、フェノール樹脂及びフェノールウレタン樹脂からなる群より選ばれてなる請求項２に記載の鋳型用骨材。
【請求項４】
前記有機化合物が、架橋硬化性樹脂の硬化物である請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項５】
前記無機化合物が、水ガラス、セメント、石膏及びベントナイトからなる群より選ばれてなる請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項６】
前記無機化合物が、硬化物の形態において、用いられている請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項７】
前記穴埋め材が、界面活性剤を更に含んでいる請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項８】
前記穴埋め材が、カップリング剤を更に含んでいる請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項９】
前記耐火性骨材の平均粒子径が、１０〜１０００μｍである請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項１０】
前記穴埋め後の耐火性骨材粒子の圧縮強度が、穴埋め前の耐火性骨材粒子の圧縮強度の１．１倍以上である請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項１１】
前記穴埋め材が、前記耐火性骨材の１００質量部に対して、０．４質量部以下である請求項１乃至請求項１０に記載の鋳型用骨材。
【請求項１２】
前記鋳型用骨材の表面に、前記耐火性骨材が少なくとも露出せしめられている請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項１３】
前記鋳型用骨材が、その５０ｇを濃度３．０％の液状の水ガラス水溶液５０ｇに添加して、２０℃の温度で２４時間保持したときの溶出量が、該鋳型用骨材に存在する前記穴埋め材の固形分の３０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の鋳型用骨材。
【請求項１４】
表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い、この耐火性骨材を予め加熱した後、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの有機化合物を主成分とする穴埋め材の溶液を混和せしめて、かかる溶液を蒸発させることにより、該耐火性骨材の表面の開口穴を、前記有機化合物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を得ることを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
【請求項１５】
表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い、この耐火性骨材を予め加熱した後、有機化合物を主成分とする固体状の穴埋め材を混和せしめて、かかる穴埋め材を溶融させることにより、該耐火性骨材の表面の開口穴を、前記有機化合物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を得ることを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
【請求項１６】
前記有機化合物が架橋硬化性樹脂であり、加熱により、及び／又は硬化剤の添加により、該架橋硬化性樹脂が硬化せしめられるようにした請求項１４又は請求項１５に記載の鋳型用骨材の製造方法。
【請求項１７】
表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い、この耐火性骨材に対して、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの液体の架橋硬化性樹脂と硬化剤とを混和せしめて、反応硬化させることにより、かかる耐火性骨材の表面の開口穴を、前記架橋硬化性樹脂の硬化物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を製造することを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
【請求項１８】
表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い、この耐火性骨材を予め加熱した後、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの無機化合物を主成分とする穴埋め材の水溶液又はエマルジョンを混和せしめて、かかる水溶液を蒸発させることにより、該耐火性骨材の表面の開口穴を、前記無機化合物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を製造することを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
【請求項１９】
前記無機化合物が、加熱により、及び／又は硬化剤の添加により、硬化せしめられる請求項１８に記載の鋳型用骨材の製造方法。
【請求項２０】
前記鋳型用骨材が、更に研磨されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１９の何れか１項に記載の鋳型用骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型用骨材及びその製造方法に係り、特に、鋳型用骨材の特性の改良技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属の鋳造に用いられている主型や中子の如き鋳型は、ケイ砂、ジルコンサンド、オリビンサンド等の天然砂の他、フェロクロム系スラグの如きスラグ系粒子やアルミナ系粒子、ムライト系粒子等の人工粒子を耐火性骨材として用い、これに、水ガラスの如き無機粘結剤やフェノール樹脂の如き有機粘結剤を混合して、目的とする形状に造型することによって、製造されている。
【０００３】
ところで、そのような鋳型の造型に用いられる耐火性骨材には、その表面に開口する多くの穴が存在しており、そのために、骨材同士を結合するべく配合される粘結剤が、表面の開口部を通じて穴内に侵入することによって、消費されることにより、充分な強度を有する鋳型の造型が困難であるという問題を内在している。換言すれば、目的とする鋳型強度を得るために、粘結剤の使用量を多くする必要があり、それによって、粘結剤コストが増大し、ひいては鋳型の造型コストが高くなることとなる。
【０００４】
また、そのような多くの開口穴が存在する鋳造用の骨材にあっては、必然的に、骨材自体の強度が低下することとなり、そのために、鋳造後の鋳型からの骨材の回収や再生に際して、骨材が粉末化して、作業環境を悪化させたり、発生する粉末の廃棄処理の問題を惹起することに加えて、骨材の回収率乃至は再生率が低下して、回収コスト乃至は再生コストが高くなる問題も、内在するものであった。
【０００５】
そこで、特開平１１−１０２７８号公報においては、ムライト系セラミックスの砂にレジンを混合して、混練し、砂表面の穴にレジンを充填する充填工程と、レジンが充填された砂を加熱して、レジンを炭化させる焼成工程とを備えたガス硬化鋳型用鋳物砂の製造方法が提案され、これによって、添加されるレジンによって砂を有効に結合せしめて、鋳型強度の向上を図ることが出来るとされている。
【０００６】
しかしながら、かかるガス硬化鋳型用鋳物砂の製造方法にあっては、炭化されたレジンが吸水するようになるところから、耐火性骨材と液体状の粘結剤とを混練して、鋳型材料として用いる際に、混練時から、耐火性骨材が液体状の粘結剤を吸収するようになることにより、粘結剤の量が不充分となり、粘着性が充分に得られずに、目的とする鋳型強度を実現することが困難となる問題を内在している。特に、粘結剤の使用量を少なくして、鋳型を造型しようとしたときに、充分な粘着力を発揮することが困難となり、鋳型が崩れてしまう等という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１０２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、骨材表面からの吸収による液状の粘結剤の使用量の減少を阻止することによって、鋳型強度の低下を効果的に阻止し得るようにした鋳型用骨材を提供することにあり、また、骨材自体の強度を効果的に向上せしめた鋳型用骨材を提供することにもあり、更に、そのような優れた特性を有する鋳型用骨材を有利に製造し得る方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明は、上記した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、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、明細書の記載から把握され得る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。
【００１０】
（１）表面に開口する穴が存在し、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材において、    かかる表面の開口穴が、有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材にて穴埋    めされていることにより、吸水率が０．２質量％以下となるように構成されてなるこ    とを特徴とする鋳型用骨材。
（２）前記有機化合物が、熱可塑性樹脂及び架橋硬化性樹脂からなる群より選ばれてなる    前記態様（１）に記載の鋳型用骨材。
（３）前記架橋硬化性樹脂が、フェノール樹脂及びフェノールウレタン樹脂からなる群よ    り選ばれてなる前記態様（２）に記載の鋳型用骨材。
（４）前記有機化合物が、架橋硬化性樹脂の硬化物である前記態様（１）乃至前記態様（
３）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（５）前記無機化合物が、水ガラス、セメント、石膏及びベントナイトからなる群より選    ばれてなる前記態様（１）乃至前記態様（４）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（６）前記無機化合物が、硬化物の形態において、用いられている前記態様（１）乃至前    記態様（５）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（７）前記穴埋め材が、界面活性剤を更に含んでいる前記態様（１）乃至前記態様（６）    の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（８）前記穴埋め材が、カップリング剤を更に含んでいる前記態様（１）乃至前記態様（
７）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（９）前記耐火性骨材の平均粒子径が、１０〜１０００μｍである前記態様（１）乃至前    記態様（８）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（１０）前記穴埋め後の耐火性骨材粒子の圧縮強度が、穴埋め前の耐火性骨材粒子の圧縮    強度の１．１倍以上である前記態様（１）乃至前記態様（９）の何れか１つに記載の    鋳型用骨材。
（１１）前記穴埋め材が、前記耐火性骨材の１００質量部に対して、０．４質量部以下で    ある前記態様（１）乃至前記態様（１０）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（１２）前記鋳型用骨材の表面に、前記耐火性骨材が少なくとも露出せしめられている前    記態様（１）乃至前記態様（１１）の何れか１つに記載の鋳型用骨材。
（１３）前記鋳型用骨材が、その５０ｇを濃度３．０％の液状の水ガラス水溶液５０ｇに    添加して、２０℃の温度で２４時間保持したときの溶出量が、該鋳型用骨材に存在す    る前記穴埋め材の固形分の３０質量％以下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つに記載の鋳型用骨材。
（１４）表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い    、この耐火性骨材を予め加熱した後、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの有機化合    物を主成分とする穴埋め材の溶液を混和せしめて、かかる溶液を蒸発させることによ    り、該耐火性骨材の表面の開口穴を、前記有機化合物で穴埋めして、吸水率が０．２    質量％以下の鋳型用骨材を得ることを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
（１５）表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い    、この耐火性骨材を予め加熱した後、有機化合物を主成分とする固体状の穴埋め材を    混和せしめて、かかる穴埋め材を溶融させることにより、該耐火性骨材の表面の開口    穴を、前記有機化合物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を得る    ことを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
（１６）前記有機化合物が架橋硬化性樹脂であり、加熱により、及び／又は硬化剤の添加    により、該架橋硬化性樹脂が硬化せしめられるようにした前記態様（１４）又は前記    態様（１５）に記載の鋳型用骨材の製造方法。
（１７）表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い    、この耐火性骨材に対して、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの液体の架橋硬化性    樹脂と硬化剤とを混和せしめて、反応硬化させることにより、かかる耐火性骨材の表    面の開口穴を、前記架橋硬化性樹脂の硬化物で穴埋めして、吸水率が０．２質量％以    下の鋳型用骨材を製造することを特徴とする鋳型用骨材の製造方法。
（１８）表面に開口する穴が存在して、吸水率が０．２質量％を超える耐火性骨材を用い    、この耐火性骨材を予め加熱した後、２５℃での粘度が３〜１０００ｃＰの無機化合    物を主成分とする穴埋め材の水溶液又はエマルジョンを混和せしめて、かかる水溶液    を蒸発させることにより、該耐火性骨材の表面の開口穴を、前記無機化合物で穴埋め    して、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を製造することを特徴とする鋳型用骨    材の製造方法。
（１９）前記無機化合物が、加熱により、及び／又は硬化剤の添加により、硬化せしめら    れる前記態様（１８）に記載の鋳型用骨材の製造方法。
（２０）前記鋳型用骨材が、更に研磨されることを特徴とする前記態様（１４）乃至前記    態様（１９）の何れか１つに記載の鋳型用骨材の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明に従う鋳型用骨材にあっては、耐火性骨材の表面に存在する開口穴を、有機化合物又は無機化合物からなる穴埋め材で穴埋めして、当該骨材の吸水率が０．２質量％以下となるように構成することにより、かかる耐火性骨材を液状の粘結剤と混練して用いるときに、かかる骨材が、液状の粘結剤を吸収することによる粘結剤の量の減少を効果的に抑制乃至は阻止して、鋳型強度の低下を有利に防ぐことが出来ることとなるのである。即ち、少ない粘結剤の使用量にて、より高い鋳型強度を発揮せしめることが可能となるのであり、また目的とする鋳型強度を実現するための粘結剤の使用量の低減が、より一層有利に実現され得るのである。
【００１２】
従って、本発明に係る鋳型用骨材にあっては、コーテッドサンドの製造に際して、そのようなコーテッドサンドから造型される鋳型に充分な鋳型強度を付与せしめつつ、コーテッドサンドの製造のための粘結剤量を少なくして、鋳型の崩壊性を向上せしめることが、有利に実現し得ることとなったのである。
【００１３】
しかも、本発明に従う鋳型用骨材にあっては、骨材表面を滑らかにすることが出来るところから、その流動性を効果的に向上させることが出来る他、鋳型用骨材自体の強度も有利に向上せしめられ得て、廃鋳型からの鋳型用骨材の回収やその再生に際しても、骨材の粉状化が効果的に抑制乃至は阻止され得ることによって、その回収率乃至は再生率を向上せしめ、以て、骨材コストの低減も有利に図り得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例において採用される圧縮強度の測定の原理を概念的に示す説明図であって、（ａ）は圧縮試験前の状態を示し、（ｂ）は圧縮試験時の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
先ず、本発明に従う鋳型用骨材において対象とされる耐火性骨材は、表面に開口する穴が多数存在して、吸水率が０．２質量％を超えるような物性を備えた耐火性の粒子であって、そのような高い吸水率のものに対して、本発明が適用されることにより、目的とする作用・効果が有利に奏され得ることとなるのである。具体的には、表面開口穴より浸入する水によって、０．２質量％超〜５質量％程度、好ましくは０．３質量％〜４質量％程度の吸水性を示すこととなる耐火性骨材が、本発明では、有利に対象とされるのである。
【００１６】
なお、そのような本発明において対象とされる耐火性骨材としては、上記の吸水率の条件を満たすものであれば、鋳型の基材として機能する耐火性物質であって、従来から鋳型用として利用されている各種の耐火性の粒状乃至は粉状材料が、何れも用いられ得るところであって、具体的には、ケイ砂、再生ケイ砂を始め、アルミナサンド、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド等の特殊砂や、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグ等のスラグ系粒子；アルミナ系粒子、ムライト系粒子等の人工粒子及びこれらの再生粒子；アルミナボール、マグネシアクリンカー等を挙げることが出来る。なお、これらの耐火性骨材は、新砂であっても、或いは、鋳型の造型に一回或いは複数回、使用された再生砂又は回収砂であっても、更には、そのような再生砂や回収砂に新砂を加えて混合せしめてなる混合砂であっても、何ら差支えない。そして、そのような耐火性骨材としては、一般に、１０〜１０００μｍ程度の平均粒子径のものが、好ましくは５０〜８００μｍ程度の平均粒子径のものが、更に好ましくは８０〜６００μｍ程度の平均粒子径のものが、用いられることとなる。
【００１７】
また、かかる耐火性骨材の表面の開口穴を穴埋めする穴埋め材としては、有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材が用いられることとなる。この穴埋め材は、耐火性骨材の表面に開口する穴を穴埋めし得るものであれば、特に限定されるものではないが、特に、有機化合物の中では熱可塑性樹脂及び架橋硬化性樹脂からなる群れより選ばれたものであることが好ましく、中でも、架橋硬化性樹脂の硬化物を用いることが、特に好ましい。
【００１８】
ところで、本発明において、穴埋め材として有機化合物を用いると、金属溶湯によってもたらされる熱によって、穴埋め材の有機化合物が効果的に熱分解され、以て鋳造後の鋳型の崩壊性が良好なものとなる利点が生じる。しかも、鋳造後の鋳型より回収される鋳物砂にあっては、上記した有機化合物の熱分解によって、コーテッドサンドの被覆層として用いられた水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が、鋳物砂表面から剥離し易い状態となるところから、回収した砂に対して、研磨工程等を有する乾式再生処理を施すことにより、容易に再生することが可能となるのである。また、穴埋め材に無機化合物を用いた場合にあっては、穴埋め材と水溶性無機粘結剤との接着性が良いために、鋳型の強度をより向上させることが出来る利点があり、更に鋳型材料中に有機分が殆ど無いために、注湯される金属溶湯から加わる熱の作用によるガスの発生が効果的に抑制され、以て、臭気の改善を図ることも、可能となるのである。
【００１９】
なお、本発明において、穴埋め材を与える有機化合物の一つとして用いられる熱可塑性樹脂としては、具体的には、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、パラフィン、ポリエチレン、ポリプロピレンからなる樹脂等を、挙げることが出来る。それらの中でも、コーテッドサンドの製造のし易さや水溶液状にした水溶性無機粘結剤に対する低溶出量の観点から、特にポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレンが好ましく用いられることとなる。
【００２０】
さらに、穴埋め材である有機化合物の一つとして用いられる架橋硬化性樹脂とは、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、有機エステル、有機酸、炭酸ガス、過酸化物、金属イオン、アミン等の硬化剤若しくは硬化触媒の存在又は非存在の下、加熱若しくは非加熱（常温）下で架橋硬化性を発現し、鋳物砂粒子を相互に結着して鋳型を形成するものである。なお、そのような架橋硬化性樹脂としては、公知の各種のものを用いることが出来、一般に、コーテッドサンドの形成に用いられる粘結剤の種類に応じて、適宜に選定されることとなる。例えば、水ガラスの如き水溶性無機粘結剤を用いた場合にあっては、そのアルカリ性によって溶出され難い架橋硬化性樹脂が選択され、具体的には、レゾール型フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられ、それらの中でも、レゾール型フェノール樹脂が、好ましく用いられることとなる。また、レゾール型フェノール樹脂にあっても、硬化速度が速く、アルカリに対する溶出量をより有利に抑制するために、１５０℃の測定温度で、ゲル化時間が１１０秒以下、好ましくは３５〜１１０秒、より好ましくは５０〜１０５秒、更に好ましくは６０〜１００秒のものを用いることが、望ましい。なお、ゲル化時間の測定は、ＪＡＣＴ試験法ＲＳ−５「ゲル化時間試験法」に準じて行われる。
【００２１】
そして、本発明にあっては、上述の如き有機化合物の中でも、架橋硬化性樹脂の硬化物が、有利に用いられるのである。この架橋硬化性樹脂の硬化物とは、低分子のものを硬化反応させることによって、高分子化合物へ分子量を増加させたものである。このように、溶融粘度の低い低分子の材料（架橋硬化性樹脂）を用いて、鋳物砂粒子の表面の開口穴を穴埋めした後に、加熱によって、或いは硬化剤の添加によって、かかる低分子材料である架橋硬化性樹脂を硬化させて、高分子量のものに変化させておくことにより、コーティング層の形成に用いられる粘結剤による穴埋め材の溶出が効果的に抑制され、特に架橋硬化性樹脂の充分な硬化物では、実質的に、殆ど溶出することはなくなるのである。ここで、本発明において、架橋硬化性樹脂の硬化物とは、穴埋め材における硬化した樹脂の割合（硬化率）が８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上のものであり、１００質量％のものが最も好ましい。
【００２２】
また、そのような架橋硬化性樹脂の硬化物とすることによって、表面安定性の良好な高分子量の穴埋め材を形成することが出来、以て、穴埋め性と表面安定性の両立が可能となるのである。しかも、架橋硬化性樹脂が硬化することにより、水ガラス水溶液の如き粘結剤には溶出しなくなるため、そのアルカリ性による劣化が効果的に防止され得て、高い鋳型強度を維持することが出来る特徴も、発揮することとなる。更に、架橋硬化性樹脂の硬化物には、未硬化の架橋硬化性樹脂と比較すると、１）熱による穴埋め材の軟化が抑えられて鋳型強度が向上し、また、２）予め硬化に必要な熱量が消費されているため、熱が有効に熱分解に使用され、熱分解が速くなるので、鋳型の崩壊性がより向上し、更には、３）予め硬化に伴うガスが放出されていることから、鋳造時のガスの発生量が抑えられる、等という利点もある。
【００２３】
なお、そのような硬化物として用いられる架橋硬化性樹脂としては、具体的には、フェノール系樹脂、フェノールウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、多官能性アクリルアミド系樹脂（特公平７−１０６４２１号公報参照）、不飽和アルキッド樹脂、不飽和脂肪酸変性アルキッド樹脂、ジアリルフタレート樹脂や、必要に応じてこれらの樹脂を組み合わせた樹脂等を挙げることが出来る。これらの中でも、本発明の効果をより有利に享受できる観点から、特に、ノボラック型やレゾール型のフェノール系樹脂や、ポリイソシアネート化合物と混合して用いるフェノールウレタン系樹脂が、好ましく用いられることとなる。
【００２４】
また、本発明において、穴埋め材の一つとして用いられる無機化合物としては、具体的には、水ガラス、セメント、石膏、ベントナイト、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム等を、挙げることが出来る。それらの中でも、その硬化によって、安定して用いられ得るところから、水ガラス、セメント、石膏、ベントナイトが、特に有利に用いられることとなる。
【００２５】
さらに、本発明にあっては、上述の如き無機化合物を、公知の如く硬化反応せしめて、その硬化物にて、穴埋め材を形成することも、有利に採用されるところである。ここで、採用される無機化合物の硬化物とは、低分子のものを硬化反応させることによって、無機の高分子化合物へ分子量を増大させたものである。例えば、溶融粘度の低い低分子の材料（無機化合物）を用いて、鋳物砂粒子の表面の開口穴を穴埋めした後に、加熱によって、或いは硬化剤の添加によって、硬化せしめることにより、表面安定性の良好な高分子量の無機の穴埋め材を形成することが出来、以て、剥がれ防止と表面安定性の両立が可能となるのである。また、そのような無機化合物の硬化物には、未硬化の無機化合物と比較すると、熱による穴埋め材の軟化が抑制されて、鋳型用骨材の強度や鋳型強度が向上するという利点もある。なお、本発明において好適に用いられる無機化合物の硬化物とは、穴埋め材における硬化した無機化合物の割合（硬化率）が８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上のものであり、特に１００質量％のものが、最も好ましいものである。
【００２６】
ところで、本発明において用いられる穴埋め材には、有利には、界面活性剤が含有せしめられることとなる。このように、穴埋め材の主成分である有機化合物又は無機化合物に、所定の界面活性剤が含有せしめられていることにより、穴埋め材が耐火性骨材の開口穴内に侵入し易くなり、かかる鋳型用骨材の穴埋めが効果的に実現され、これによって、骨材の吸水率を更に低下させることが出来ると共に、骨材の強度を、より一層有利に向上させることが出来ることとなる。なお、そのような穴埋め材中の界面活性剤の含有量としては、かかる穴埋め材の固形分の１００質量部に対して、一般に０．１〜２０．０質量部、好ましくは０．５〜１５．０質量部、より好ましくは０．７５〜１２．５質量部であることが望ましい。
【００２７】
また、本発明において、穴埋め材に添加、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をも、用いることが出来る。具体的には、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が、挙げられる。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が挙げられる。更に、両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。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が挙げられる。
【００２８】
さらに、上記した界面活性剤のうち、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。ここで、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。
【００２９】
なお、本発明においては、上述の如き各種の界面活性剤を、単独で、又は２種類以上を混合して、用いることが可能である。これらの界面活性剤のうち、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤が、特に有利に使用される。また、かくの如き界面活性剤は、本発明に従う鋳型用骨材を製造するに際して、前述した穴埋め材と同時に、耐火性骨材に添加して混合してもよく、また穴埋め材よりも先に、耐火性骨材に添加することも、可能である。
【００３０】
また、本発明にあっては、穴埋め材中に、カップリング剤を含有せしめることも、有効である。このように、カップリング剤を穴埋め材に含有せしめることにより、穴埋め材の濡れ性や接着性を向上させることが出来、以て、耐火性骨材と穴埋め材との間の結合を強化することが出来、ひいては鋳型の強度を向上させることが出来ることとなる。この穴埋め材に含有せしめられ得るカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、ジルコンカップリング剤、チタンカップリング剤等として公知のものを、好適なものとして挙げることが出来る。なお、穴埋め材中のカップリング剤の含有量は、穴埋め材の固形分の１００質量部に対して、一般に、０．５〜１０質量部、好ましくは１〜５質量部、より好ましくは１〜３質量部の割合とされる。なお、カップリング剤は、鋳型用骨材を製造する際に、穴埋め材と同時に耐火性骨材に添加して混合してもよく、また穴埋め材よりも先に耐火性骨材に添加することも、可能である。このカップリング剤を先に耐火性骨材に添加して、混合した場合にあっては、耐火性骨材と穴埋め材との間にカップリング剤が介在することで、それらの結合をより有利に向上させることが可能となる。
【００３１】
ところで、本発明に従う鋳型用骨材は、吸水率の大なる耐火性骨材の表面の開口穴が、上述の如き有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材が少なくとも穴開口部内に入り込み、かかる穴開口部が閉塞せしめられていることによって、穴埋めされていることにより、その吸水率が０．２質量％以下、好ましくは０．１５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下となるように、構成されているものであり、その吸水率の下限は、０又は０に限りなく近い値が採用されることとなる。
【００３２】
そして、このように、耐火性骨材の吸水率を低下せしめることにより、吸水率の高い耐火性骨材と液状の粘結剤とを混練したときに、骨材が液体の粘性剤を吸収することによる粘結剤の量の減少によって惹起される、鋳型強度の低下を効果的に抑制乃至は阻止することが出来ることとなるのである。また、耐火性骨材の吸水量を抑制することが出来るところから、少ない粘結剤の使用量において、充分な鋳型強度を発現することが出来ることとなるのであり、しかも、骨材の表面の開口穴に穴埋め材が埋め込まれていることにより、骨材表面の凹凸が効果的に軽減乃至は解消され得て、滑らかな表面となるところから、得られた鋳型用骨材の流動性を有利に向上させることが出来ると共に、穴埋めによって、鋳型用骨材の強度をも、有利に向上せしめ得ることとなったのである。
【００３３】
また、耐火性骨材の表面開口穴を穴埋め材にて穴埋めしてなる、本発明に従う鋳型用骨材において、かかる穴埋め材の使用量（含有量）は、開口穴の存在量によって変化し、一義的に限定され得るものではないが、かかる穴埋め材が骨材表面を被覆して、粘結剤として働くことがないような量であることが好ましい。尤も、穴埋め材が、架橋硬化性樹脂の硬化物又は無機化合物の硬化物である場合には、本発明に従う鋳型用骨材の表面は活性化されていないところから、耐火性骨材の１００質量部に対して、固体の場合はその質量、液体の場合は固形分のみとして考えた場合の固形分換算で、０．１〜２．５質量部、好ましくは０．１〜２．０質量部、より好ましくは０．１５〜１．０質量部、更に好ましくは０．２〜０．４質量部であることが望ましく、また穴埋め材が、上記の硬化物以外の場合にあっては、耐火性骨材の１００質量部に対して、０．４質量部以下、好ましくは０．０５〜０．４質量部、より好ましくは０．１〜０．３５質量部であることが、好ましい。この穴埋め材の存在量が、耐火性骨材の１００質量部に対して、０．４質量部以下であれば、耐火性骨材の表面の開口穴が穴埋め材で穴埋めされてなる鋳型用骨材の表面には、耐火性骨材の表面が少なくとも露出している状態となるのである。このように、耐火性骨材の表面が少なくとも露出するように、本発明に従う鋳型用骨材を構成することによって、耐火度や耐熱性の低下を有利に防止することが出来ることとなる。
【００３４】
さらに、本発明において、耐火性骨材の表面の開口穴を、所定の穴埋め材にて穴埋めして得られる鋳型用骨材にあっては、その砂粒（粒子）の圧縮強度は、穴埋め前の耐火性骨材の圧縮強度に比べて、一般に１．１倍以上、好ましくは１．２〜２．５倍、より好ましくは１．２５〜２．０倍となるように、構成されることが望ましい。この穴埋め材によって耐火性骨材の表面の開口穴を穴埋めすることにより、耐火性骨材の強度低下の原因となる空隙部分（開口穴部分）が、穴埋め材によって補強され、これによって、圧縮強度が向上せしめられ得ることとなるのである。なお、そのような圧縮強度として、１２０ＭＰａ以上、好ましくは１３０ＭＰａ以上の特性を有するように鋳型用骨材が構成され、特に球状の骨材の場合にあっては、１５０ＭＰａ以上の圧縮強度を有する鋳型用骨材が、形成されることとなる。
【００３５】
そして、かかる本発明に従う鋳型用骨材にあっては、それを積み上げたときの安息角が、埋込処理の施されていない耐火性骨材を積み上げたときの安息角に比べて、２°以上、好ましくは３°以上減少するように、構成されているのである。ここでは、本発明に従う鋳型用骨材を積み上げたときの安息角が、一般に２０〜３５°となるように構成されていることが望ましい。なお、骨材の安息角は、骨材が球状か、非球状かによって、異なる角度となるものであるが、前記した安息角の範囲において、一般に、球状の場合は２０〜３０°、非球状の場合にあっては２５〜３５°の範囲内のものとなることが望ましい。
【００３６】
さらに、本発明に従う鋳型用骨材にあっては、有利には、水ガラス水溶液に対して、難溶性となるように構成されることが望ましい。具体的には、そのような鋳型用骨材の５０ｇを、水ガラス濃度が３．０％の液状の水ガラス水溶液の５０ｇに添加して、２０℃の温度において２４時間浸漬したときの溶出量が、穴埋め材の固形分の３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下となるように、鋳型用骨材を構成することが望ましいのである。この鋳型用骨材が、水ガラス水溶液に溶出されないようにすることにより、特に、粘結剤として水ガラスの如き水溶性無機粘結剤を用いたときに、粘結剤のアルカリ成分によって、鋳型用骨材の表面がアルカリ劣化することを防止して、経時的なアルカリ劣化による鋳型強度の低下を、防ぐことが出来るのである。
【００３７】
ところで、本発明に従う鋳型用骨材を製造するに際しては、耐火性骨材の表面の開口穴内に、所定の有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材を侵入せしめ得て、かかる耐火性骨材の吸水率を０．２質量％以下となるようにすることの出来る手法であれば、特に限定されるものではなく、公知の表面処理手法が、適宜に採用されることとなる。例えば、有機化合物を主成分とする穴埋め材を用いた耐火性骨材の穴埋めにおいて、例えば固体状の有機化合物を主成分とする穴埋め材を、１２０〜１８０℃に加熱された、吸水率が０．２質量％超の耐火性骨材に添加して、混合せしめることにより、かかる耐火性骨材の熱によって、固体状の有機化合物を溶融させつつ、その溶融した有機化合物を耐火性骨材の表面に付着させ、更に骨材表面に存在する開口穴内に侵入せしめ、しかる後、その混合状態を保持したまま、冷却することによって、耐火性骨材の表面の開口穴が、有機化合物からなる穴埋め材にて穴埋めされて、吸水率が０．２質量％以下とされた鋳型用骨材を得る手法が、採用されるのである。また、有機化合物を主成分とする穴埋め材を水やメタノール等の溶剤に溶解して液状とし、その液状物を、吸水率が０．２質量％超の耐火性骨材に添加して混合し、その後、溶剤を揮発させる等によって、除去せしめることにより、耐火性骨材の表面の開口穴を、有機化合物からなる穴埋め材にて穴埋めして、吸水率が０．２質量％以下とされた鋳型用骨材を得る手法も、採用可能である。
【００３８】
なお、有機化合物を主成分とする穴埋め材が液状物である場合にあっては、耐火性骨材との混合時の粘度としては、一般に３〜１０００ｃＰ、好ましくは５〜８００ｃＰ、より好ましくは７〜５００ｃＰの範囲内とされることが望ましい。かかる粘度が低過ぎて、溶剤量が多くなると、溶剤の揮発等による除去に要する時間が長くなる等の問題が惹起されるようになるところから、かかる粘度の下限は３ｃＰ以上であることが望ましく、また、穴埋め材が適度に耐火性骨材の表面の開口穴を穴埋めすることが出来るように、粘度の上限を１０００ｃＰ以下とすることが望ましい。なお、溶剤と穴埋め材とを混合したときに、上記した３〜１０００ｃＰの範囲内の粘度を与えることとなる場合には、それら溶剤と穴埋め材とを個別に添加してもよく、その場合において、穴埋め材は固体であっても、液体であっても、何等差支えない。
【００３９】
また、無機化合物を主成分とする穴埋め材を用いるに際して、かかる無機化合物を主成分とする穴埋め材が、水溶性無機化合物の場合には、それを水に溶解して、水溶液として調製し、また非水溶性無機化合物の場合には、エマルジョンとして調製して、その穴埋め材の水溶液又はエマルジョンを、吸水率が０．２質量％超の耐火性骨材に添加して、混合せしめ、溶剤を揮発させる等によって、耐火性骨材の表面の開口穴内に、無機化合物からなる穴埋め材を侵入させて、穴埋めすることにより、吸水率が０．２質量％以下の鋳型用骨材を得る方法を、採用することが出来る。
【００４０】
ここで、無機化合物を主成分とする穴埋め材が、上述の如く、水溶液又はエマルジョンである場合において、耐火性骨材との混合時の粘度としては、一般に３〜１０００ｃＰ、好ましくは５〜８００ｃＰ、より好ましくは７〜５００ｃＰの範囲が、採用されることとなる。かかる粘度が３ｃＰよりも低くなり過ぎると、溶剤が多くなることによって、その溶剤の揮発に要する時間が長時間となる等の問題が惹起されるようになるからであり、また粘度が１０００ｃＰを超えるようになると、穴埋め材による耐火性骨材の表面の開口穴の穴埋めが、効果的に行われ難くなるからである。なお、溶剤と穴埋め材とを混合して、上記の３〜１０００ｃＰの範囲内の粘度が実現され得ることとなるのであれば、それら溶剤と穴埋め材とを個別に添加してもよく、この際の穴埋め材は固体であっても、液体であっても、何等差支えない。
【００４１】
さらに、有機化合物として架橋硬化性樹脂を用い、その硬化物にて穴埋め材を構成する場合にあっては、例えば、上記した穴埋め方法に従って、架橋硬化性樹脂にて穴埋めを行った後、更なる加熱及び／又は硬化剤若しくは硬化触媒を添加することにより、かかる架橋硬化性樹脂を硬化せしめ、穴埋め材に含まれる架橋性硬化樹脂の分子量を増大させるようにした手法が採用される。また、加熱によって架橋硬化性樹脂を硬化させる場合にあっては、例えば、架橋硬化性樹脂からなる穴埋め材と耐火性骨材とを混練せしめたものを、１２０℃〜３００℃の恒温槽に収容して、５〜６０分程反応硬化させたり、耐火性骨材を１５０℃〜３００℃に加熱し、それを、１２０℃〜３００℃に加熱した混練機において、５〜６０分間程、架橋硬化性樹脂（穴埋め材）と混練して、反応硬化させたりする方法等も、採用可能である。
【００４２】
なお、耐火性骨材の穴埋めに用いられた穴埋め材に含まれる架橋硬化性樹脂を硬化せしめる場合にあっては、骨材粒子（砂粒）が相互に結合して、一体塊状化したり、複合粒子が形成される恐れがあるところから、穴埋め材で穴埋めされた鋳型用骨材の表面状態を良好なものとするべく、回転数の速い混練機（スピードマラー）を用いて混練して、反応硬化させることが望ましい。また、長時間の混練を行うと、穴埋め材の剥離が惹起され、微粉が発生する等の問題を生じる恐れがあるところから、高温で且つ短時間で反応させる方法が好適に採用されることとなる。
【００４３】
また、硬化剤又は硬化触媒を用いて架橋硬化性樹脂を硬化させる場合にあっては、かかる硬化剤又は硬化触媒として、例えばヘキサメチレンテトラミン、有機エステル、有機酸、炭酸ガス、過酸化物、金属イオン、アミン等が用いられる。そして、架橋性硬化樹脂がフェノールウレタン系樹脂である場合には、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを混合することにより、硬化させるようにすることも可能である。更に、硬化剤を用いて架橋硬化性樹脂を硬化させる場合にあっても、混練機で混練させながら、反応硬化させることが有効である。
【００４４】
さらに、穴埋め材の成分として用いられた無機化合物は、例えば、上記した穴埋め方法に従って穴埋めを行った後、更なる加熱により、及び／又は硬化剤若しくは硬化触媒の添加により、硬化せしめられ、穴埋め材に含まれる無機化合物の分子量を増大させるようにする手法の採用が有効である。かかる加熱によって、無機化合物を硬化させる場合には、例えば、１７０℃〜３００℃の恒温槽に入れて、５〜６０分間程反応硬化させたり、１８０℃〜３００℃に加熱された耐火性骨材を、１７０℃〜３００℃に加熱した混練機において、５〜６０分間程穴埋め材と混練して、反応硬化させたりする方法等が採用される。なお、この穴埋め材を与える無機化合物を硬化せしめる場合にあっては、そのような無機化合物が介在することによって、骨材粒子（砂粒）間が強固に結合されて、一体塊状化したり、複合粒子を形成する恐れがあるところから、回転数の速い混練機（スピードマラー）で混練しつつ、反応硬化させることが好ましい。また、長時間の混練により、穴埋め材の剥離が惹起され、微粉が発生する恐れがあるところから、高温で且つ短時間で反応させる手法を採用することが、望ましい。
【００４５】
なお、上述の如き無機化合物を硬化せしめるために用いられる硬化剤又は硬化触媒としては、例えば、二酸化炭素（炭酸水）、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、シュウ酸、カルボン酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸や、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のエステルや、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール等の一価のアルコール等を、例示することが出来る。これらの硬化剤又は硬化触媒は、単独で用いられ得ることは勿論のこと、２種以上のものを混合して、使用することも可能である。
【００４６】
そして、本発明に従う鋳型用骨材の製造方法においては、上述の如く、耐火性骨材の表面の開口穴を、少なくともその開口部が閉塞されるように、有機化合物又は無機化合物を主成分とする穴埋め材で穴埋めした後、その穴埋めされた耐火性骨材を、更に研磨する工程が、有利に採用されることとなる。この研磨行程の採用により、耐火性骨材の穴埋めが行われると共に、耐火性骨材の突起部分が削られて、滑らかになることにより、得られた鋳型用骨材はより球状に近づき、その流動性を更に向上させることが出来ることとなる。しかも、鋳型用骨材の表面には、耐火性骨材の少なくとも一部の表面を露出させることが容易に出来ることとなり、これによって、鋳型用骨材の耐火度や耐熱性の低下を有利に防止することが出来る等の利点を享受することが出来る。
【００４７】
ところで、本発明に従う鋳型用骨材は、金属溶湯の鋳造に用いられる鋳型を造型するための鋳型材料の骨材として、有利に使用され得るものである。そのような鋳型材料は、本発明に従う鋳型用骨材の表面を公知の粘結剤にて被覆してなるコーテッドサンドとして、調製されるものである。
【００４８】
なお、この鋳型材料の調製に際して用いられる粘結剤としては、フェノール系樹脂、フェノールウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂等の有機粘結剤や、水ガラス、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム等の水溶性無機粘結剤等が挙げられ、特に限定されるものではないが、これらのうち、水溶性無機粘結剤を使用することが好ましく、水ガラスを使用することが、更に好ましい。ここにおいて、水ガラスとは、可溶性のケイ酸化合物の水溶液であって、そのようなケイ酸化合物としては、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を挙げることが出来るが、特に、本発明にあっては、ケイ酸ナトリウム（ケイ酸ソーダ）が有利に用いられることとなる。また、水ガラスを主成分として用いて、それに他の水溶性粘結剤を配合しても、何等差支えない。
【００４９】
また、本発明に従う鋳型用骨材と所定の粘結剤とを用いて調製される鋳型材料（コーテッドサンド）は、その調製後の状態により、乾態の鋳型材料と湿態の鋳型材料とに分類される。そこで、乾態の鋳型材料とは、鋳型用骨材の表面に、粘結剤からなる被覆層が形成されてなる形態を呈するものであり、乾態の状態では粘着性がない（粘着性を発揮しない）ものの、水の添加や水蒸気の通気等よって水分が供給されると、鋳型用骨材の表面を覆う被覆層（粘結剤）が溶解し、粘着力を発揮することとなるものである。そのような乾態の鋳型材料は、例えば、水分が添加されて粘着力を発現している状態において成形型内に充填され、加熱及び乾燥せしめられることにより、或いは、乾態の状態にて成形型内に充填されて、かかる成形型内への水蒸気の通気等によって水分が供給された後に、加熱及び乾燥せしめられることにより、固化乃至硬化反応が進行し、以て、目的とする鋳型が造型されることとなるものである。その一方、湿態の鋳型材料とは、粘結剤が粘着性を発現した状態にある、全体として湿った状態（外観）を呈するものである。そのような湿態の鋳型材料は、例えば、成形型内に充填され、かかる成形型内にて加熱及び乾燥せしめられることにより、固化乃至硬化反応が進行し、以て、目的とする鋳型が造型されることとなるものである。
【００５０】
ここで、鋳型材料が乾態を呈するか、或いは湿態を呈するかについては、鋳型材料における、水やメタノール等の溶剤の含有量によって決まるものであるが、粘結剤の種類によって、鋳型材料が乾態若しくは湿態を呈する含水分量は異なることとなる。例えば、水溶性無機粘結剤が水ガラスの場合、その固形分量の５〜５５質量％に相当する量の水分を含有する鋳型材料は、乾態を呈し、一方、水ガラスの固形分量の５５質量％を超える量に相当する水分量を含有する鋳型材料は、湿態を呈する。
【００５１】
本発明における常温流動性を有する乾態の鋳型材料（コーテッドサンド）とは、水分量に関わらず、動的安息角を測定した時に、動的安息角の測定値が得られる鋳型材料（コーテッドサンド）をいう。ここで、動的安息角とは、片面が透明で平らな面を持つ円筒内に鋳型材料（コーテッドサンド）を入れ（例えば、直径：７．２ｃｍ×高さ：１０ｃｍの容器に体積半分まで鋳型材料を入れる）、一定速度（例えば、２５ｒｐｍ）で回転させ、円筒内で流動している鋳型材料の層の斜面が平面状となり、斜面と水平面との間で形成される角度を測定したものである。一方、鋳型材料（コーテッドサンド）が湿ったような状態で円筒内で流動せずに、鋳型材料（コーテッドサンド）の層の斜面が平面として形成されず、それ故に動的安息角が測定できないものを、湿態の鋳型材料（コーテッドサンド）とする。なお、本発明にかかる鋳型用骨材は、耐火性骨材の吸水性によって、添加された粘結剤の量を減少させるのを阻止するため、吸水がより起こり易い湿態の鋳型材料（コーテッドサンド）に用いることが、より望ましいということが出来る。
【００５２】
なお、本発明に従う鋳型用骨材を用いて、上述せる如き乾態や湿態の鋳型材料（コーテッドサンド）を製造するに際して、その製造方法は、特に限定されるものではなく、ドライホットコート法やセミホットコート法、コールドコート法、粉末溶剤法等の、従来から公知の方法が、何れも採用され得るところである。例えば、ワールミキサーやスピードミキサー等の混練機内で、予熱された鋳型用骨材と所定の有機又は無機粘結剤とを混練した後、必要に応じて硬化剤を加えて、更に滑剤等を加えて、目的とする乾態又は湿態の鋳型材料（コーテッドサンド）が形成されることとなるのである。
【００５３】
また、そのようにして得られた鋳型材料（コーテッドサンド）を用いて、目的とする鋳型を造型するに際して、その造型方法としても、特に限定されるものではなく、従来から公知の手法が、何れも有利に用いられ得ることとなる。例えば、上述の如き鋳型材料を、目的とする鋳型を与える所望の成形空間を有する、８０℃〜３００℃程度に加熱された成形型内に、重力落下方式や吹込み方式等によって充填し、硬化させた後、かかる成形型から、その硬化により得られた鋳型を抜型することによって、所望の鋳造用鋳型を得ることが出来るのである。そして、そのようにして得られた鋳型にあっては、上述せるような、本発明に従う鋳型用骨材にて実現される優れた効果が、有利に発揮され得ることとなるのである。
【実施例】
【００５４】
以下に、幾つかの実施例を用いて、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、何等限定的に解釈されるものでない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、「％」及び「部」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、鋳型用骨材における穴埋め材の硬化率、鋳型用骨材の吸水率、鋳型用骨材の圧縮強度、鋳型用骨材の溶出量、鋳型用骨材の安息角、実施例や比較例で得られたコーテッドサンド（ＣＳ）からなる鋳型の充填率や鋳型強度は、それぞれ、以下のようにして測定されたものである。
【００５５】
−穴埋め材の硬化率の測定−
鋳型用骨材１０ｇを精秤した後、メタノール５０ｇに浸漬して、スターラーで１０分間撹拌することにより、かかる骨材に存在する穴埋め材の未硬化物を溶解した後、ろ紙で濾過を行い、メタノール分と砂分とに分ける。砂分を常温で風乾して、メタノール分を飛ばした後、１１０℃の熱風乾燥機で３０分間乾燥して、その浸漬後の鋳型用骨材の質量を精秤する。硬化率は、次式に基づいて算出する。なお、穴埋め材が水ガラスの場合には、メタノールの代わりに、水を使用する。
硬化率（質量％）＝［｛穴埋め材の質量−（浸漬前の鋳型用骨材の質量−浸漬後の鋳型                    用骨材の質量）｝／穴埋め材の質量]×１００
【００５６】
−鋳型用骨材の吸水率の測定−
吸水率（質量％）は、ＪＡＣＴ試験法Ｓ−８「鋳物砂の水分吸着能試験方法」に準じて測定する。このとき、試験の精度を高めるために、遠心分離を行うに際して、遠心分離用の遠沈管に、骨材と水に分離可能な２重構造をもつ遠心式フィルターユニット（Merck Millipore 社製アミコンウルトラ−４）を用いて、測定する。なお、この吸水率の測定は、ＪＩＳ  Ａ  １１０９の「細骨材の吸水率測定方法」に準じて行うことも可能である。
【００５７】
−鋳型用骨材の圧縮強度の測定−
図１に圧縮強度測定の概念図が示されている。なお、圧縮強度の測定には、電磁力式微小強度試験機(以下、微小強度試験機という)が用いられ、そこでは、最大荷重容量が５０Ｎであり、一定変位速度１ｍｍ／分の条件で負荷を加えるようになっている。また、圧縮強度は、試料一粒毎に、顕微鏡で撮影して、長径と短径を求めた後、微小強度試験機を用いて、最大破壊荷重を測定する。次に、最大破壊荷重から圧縮強度を求めるには、鋳型用骨材粒子２の断面積を求める必要がある。ここで言う断面積とは、圧縮試験時の加圧板４と鋳型用骨材粒子との接触面積である。しかしながら、鋳型用骨材粒子２は不整形粒子であるため、その接触面積は一定で無い。そこで、本明細書では鋳型用骨材粒子２を楕円体と仮定して断面積を求め、圧縮強度を算出する方法が用いられる。鋳型用骨材粒子の長径（２ａ）と短径（２ｂ）は、顕微鏡写真から実測する。鋳型用骨材粒子高さ（２ｃ）と破壊時の加圧板４の位置（２ｃ−２ｄ）は、微小強度試験機の読み値である。そして、圧縮強度（σＫ）は、式：σＫ＝Ｐ／Ｓにより算出される。ここで、σＫ：圧縮強度，Ｐ：破壊荷重，Ｓ：変位ｄにおける楕円体断面積（加圧板と粒子の推定接触面積）である。
【００５８】
−鋳型用骨材の溶出量の測定−
先ず、鋳型用骨材５０ｇを精秤する［これを鋳型用骨材Ａ（浸漬前）とする］。この鋳型用骨材Ａを、濃度３．０％に調整した水ガラス水溶液（２号ケイ酸ナトリウム、富士化学株式会社製、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2Ｏ のモル比：２．４）に添加して、１分間撹拌した後、室温２０℃の雰囲気中で２４時間静置させて、浸漬処理を実施する。その後、取り出した鋳型用骨材は、純水で表面を洗浄して、アルカリ分を除去し、次いで１００℃で１時間、熱風乾燥機で乾燥を行った後、質量を精秤する［これを鋳型用骨材Ｂ（浸漬後）とする］。次に、鋳型用骨材Ａ（浸漬前）と、鋳型用骨材Ｂ（浸漬後）について、９００℃×１時間で各々焼成を行い、焼成後の鋳型用骨材Ａ（浸漬前）と焼成後の鋳型用骨材Ｂ（浸漬後）の質量をそれぞれ精秤する。溶出量は、下記式で算出する。
溶出量（質量％）＝[｛（鋳型用骨材Ａの質量−焼成後の鋳型用骨材Ａの質量）−（鋳                    型用骨材Ｂの質量−焼成後の鋳型用骨材Ｂの質量）｝／（鋳型用骨                    材Ａの質量−焼成後の鋳型用骨材Ａの質量）]×１００
【００５９】
−鋳型用骨材の安息角の測定−
ＪＡＣＴ試験方法：Ｓ−５「鋳物砂の流動度試験法」に準じて、骨材の安息角を測定する。
【００６０】
−充填率の測定−
各実施例又は各比較例において造型して得られた、幅：２．５４ｃｍ×高さ：２．５４ｃｍ×長さ：２０ｃｍの大きさの鋳型を、試験片として用いて、骨材の真比重に対する各試験片の比重（質量を試験片の体積で除して算出する）の割合を、下式により、百分率で算出する。
充填率（質量％）＝［｛各試験片の質量（ｇ）／体積（ｃｍ3 ）｝
／骨材の真比重（ｇ／ｃｍ3 ）］×１００
【００６１】
−鋳型強度の測定−
各ＣＳを用いて得られた強度試験片について、その破壊荷重を、デジタル鋳物砂強度試験機（高千穂精機株式会社製）を用いて測定し、その破壊荷重に基づいて、下記の式により、抗折強度を算出する。そして、かかる抗折強度（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に重力加速度９．８を掛けて、Ｎ／ｃｍ2 表記のＳＩ単位に換算して、鋳型強度とする。
抗折強度＝１．５×ＬＷ／ａｂ2
［但し、Ｌ：支点間距離（ｃｍ）、ｗ：破壊荷重（ｋｇｆ）、ａ：試験片の幅（ｃｍ）、ｂ：試験片の厚み（ｃｍ）］
【００６２】
また、各ＣＳを製造する際に用いたレゾール型フェノール樹脂等については、各々、以下の手順に従って製造したもの又は市販品を準備する。
【００６３】
（１）レゾール型フェノール樹脂Ａの調製
フェノール９４０ｇ、４７％ホルムアルデヒド水溶液７６６ｇ、及び２０％苛性ソーダ水溶液２３．５ｇを加え、７０℃に昇温・保持して、２０分経過後に、ヘキサメチレンテトラミン３４ｇを添加し、更に４０分経過後に、ヘキサメチレンテトラミン７９ｇを添加して、７０℃で反応させ、粘度（３０℃）が１０００ｃＰになった時点で、メチレンビスステアリン酸アマイド４７ｇ、サリチル酸２８．２ｇ、２０％アラビアゴム水溶液９４ｇを添加して、粒状物を生成させて懸濁液とし、更に７０℃で３時間反応させた後、５０℃以下まで冷却して、濾過により水を切って、含水樹脂の粒状物（含水率：１５％）を得た。次いで、エアー式流動装置で常温の空気を送り、その後徐々に空気の温度を７０℃まで昇温し、そのまま１時間乾燥して、重量平均分子量（Ｍｗ）が３２００、ゲル化時間９０秒のレゾール型フェノール樹脂Ａを得た。
【００６４】
（２）レゾール型フェノール樹脂Ｂの準備
レゾール型フェノール樹脂Ｂとして、市販品である、旭有機材株式会社製の液状のＨＰ３０００Ａ［重量平均分子量（Ｍｗ）：６００、不揮発分：７０％］を準備した。
【００６５】
（３）ノボラック型フェノール樹脂の調製
フェノール９４０ｇ、４７％ホルマリン水溶液４４７ｇ、及びシュウ酸２．８ｇを加えて、１００℃で５時間反応させ、次いで５０トールの減圧下で１８０℃まで加熱し、脱水及び脱フェノールを行って、重量平均分子量（Ｍｗ）が２６９０のノボラック型フェノール樹脂を得た。
【００６６】
（４）フェノールウレタン樹脂の準備
ベンジリックエーテル型フェノール樹脂（旭有機材株式会社製、商品名：ＣＢＰ‐１６０ＥＨ、Ｍｗ：１２２０）と、ポリイソシアネート化合物としてのポリメリックＭＤＩ（旭有機材株式会社製、商品名：ＣＢ‐ＭＴ３）とを準備し、鋳物砂の表面にコーティング層を形成せしめる際に、それら２種を１：１（質量比）の割合で混合して得られる混合物として、用いた。
【００６７】
（５）ポリ酢酸ビニルの準備
ポリ酢酸ビニルとして、ゴーセニールＭ３５−Ｘ６（商品名：日本合成化学工業株式会社製、メタノール３５％溶液）として市販のポリ酢酸ビニル溶液（Ｍｗ：２２００００、濃度６５％）を、準備した。
【００６８】
（６）水ガラス水溶液の準備
水ガラスは、市販の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：２．４）を用いて、その水溶液（濃度４１％）を準備した。
【００６９】
−ＣＳの製造例１−
耐火性骨材として、ムライト系人工粒子である市販のセラビーズ＃６５０（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：１．５質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）を準備すると共に、有機化合物として、レゾール型フェノール樹脂Ａを準備した。そして、かかるセラビーズ＃６５０を約１３０℃の温度に加熱した後、ワールミキサー（遠州鉄工製）に投入し、更にレゾール型フェノール樹脂Ａを、セラビーズ＃６５０の１００部に対して０．３部の割合において添加して、３分間の混練を行ない、かかるレゾール型フェノール樹脂Ａを溶融させる一方、砂粒塊が崩壊するまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、耐火性骨材の表面の開口穴を、レゾール型フェノール樹脂Ａからなる穴埋め材にて穴埋めして、目的とする鋳型用骨材を製造した。そして、この穴埋めされた鋳型用骨材における穴埋め材の硬化率、更に鋳型用骨材の吸水率、圧縮強度、溶出量及び安息角からなる特性について、先の測定方法に従って、それぞれ測定し、その結果を、それぞれ下記表１に示す。
【００７０】
次いで、水溶性無機粘結剤たる水ガラスとして、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：２．４）を準備し、これを用いて、固形成分（濃度）が４１％の水ガラス水溶液を準備した。そして、先に準備した、鋳型用骨材を、常温でワールミキサー（遠州鉄工製）に投入し、更に、上記準備した水ガラス水溶液を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して２．５部（固形成分：１．０３部）の割合にて添加して、３分間の混練を行ない、均一になるまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、鋳型用骨材と水ガラス水溶液との混和物にて構成される、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１）を得た。
【００７１】
−ＣＳの製造例２−
ＣＳの製造例１において、穴埋め材による穴埋めを行って鋳型用骨材を形成した後、かかる鋳型用骨材を１８０℃の恒温槽に３０分間入れて、レゾール型フェノール樹脂Ａの硬化を促進させる工程を加えることにより、レゾール型フェノール樹脂Ａを硬化率１００％まで硬化させたこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７２】
−ＣＳの製造例３−
ＣＳの製造例２において、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して２．３部（固形成分：０．９４部）の割合にて、添加したこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７３】
−ＣＳの製造例４−
ＣＳの製造例２において、レゾール型フェノール樹脂Ａからなる穴埋め材の使用量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．８部の割合において、添加したこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７４】
−ＣＳの製造例５−
ＣＳの製造例１において、有機化合物を、レゾール型フェノール樹脂Ａから、レゾール型フェノール樹脂Ｂに代え、レゾール型フェノール樹脂Ｂを、セラビーズ＃６５０の１００部に対して０．４３部（固形成分：０．３部）の割合において添加し、穴埋め材による穴埋めを行って鋳型用骨材を形成した後、かかる鋳型用骨材にトルエンスルホン酸を３５％／樹脂の割合で加えて、常温中で混合することによって、レゾール型フェノール樹脂Ｂの硬化を促進させる工程を加えて、レゾール型フェノール樹脂Ｂを硬化率１００％まで硬化させたこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７５】
−ＣＳの製造例６−
ＣＳの製造例１において、有機化合物を、レゾール型フェノール樹脂Ａから、ノボラック型フェノール樹脂に代え、混練時にヘキサメチレンテトラミン１５％／フェノール樹脂を加え、穴埋め材による穴埋めを行って鋳型用骨材を形成した後、かかる鋳型用骨材を１８０℃の恒温槽に３０分間入れて、ノボラック型フェノール樹脂の硬化を促進させる工程を加えて、ノボラック型フェノール樹脂を硬化率１００％まで硬化させたこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ６）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７６】
−ＣＳの製造例７−
ＣＳの製造例６において、ノボラック型フェノール樹脂からなる穴埋め材の使用量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．８部の割合としたこと以外は、上記の製造例６と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ７）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７７】
−ＣＳの製造例８−
ＣＳの製造例１において、有機化合物を、レゾール型フェノール樹脂Ａから、フェノールウレタン樹脂に代えるべく、以下の手順に従ってコーティング層を形成したこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ８）を得た。即ち、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）を、１３０℃でワールミキサー（遠州鉄工製）に投入し、更に、フェノールウレタン樹脂を構成するためのベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とを、質量比１：１で、それらの合計量が０．６部となる量において添加して、ミキサー中で混練を行ない、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とが反応して、フェノールウレタン樹脂（固形成分：０．３部）となって、１００％硬化するまで撹拌、混合せしめた後に、取り出した。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７８】
−ＣＳの製造例９−
ＣＳの製造例１において、レゾール型フェノール樹脂Ａを、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液に代えると共に、かかるポリ酢酸ビニル樹脂溶液を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．４６部（固形成分：０．３部）の割合において添加したこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ９）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００７９】
−ＣＳの製造例１０−
ＣＳの製造例２において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：１．５質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）を、セラビーズ＃４００（平均粒子径３００：μｍ、吸水率：２．２質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１０）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表１に示されている。
【００８０】
−ＣＳの製造例１１−
ＣＳの製造例２において、穴埋め材による穴埋め時に、界面活性剤として、市販のアニオン系界面活性剤：パイオニンＡ−２４（商品名：竹本油脂株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．０２部の割合で混練時に添加したこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１１）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８１】
−ＣＳの製造例１２−
ＣＳの製造例５において、穴埋め材による穴埋め時に、界面活性剤として、市販のアニオン系界面活性剤：パイオニンＡ−２４（商品名：竹本油脂株式会社製）を用いて、それを、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して、０．０２部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例５と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８２】
−ＣＳの製造例１３−
ＣＳの製造例１２において、界面活性剤の添加量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．１部の割合としたこと以外は、上記の製造例１２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１３）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８３】
−ＣＳの製造例１４−
ＣＳの製造例１２において、界面活性剤を、市販の非イオン系界面活性剤：オルフィンＥ１００４（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例１２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８４】
−ＣＳの製造例１５−
ＣＳの製造例１２において、界面活性剤を、市販のアニオン系界面活性剤：オルフィンＰＤ３０１（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例１２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１５）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８５】
−ＣＳの製造例１６−
ＣＳの製造例２において、穴埋め材による穴埋め時に、カップリング剤として、シランカップリング剤：ＫＢＥ９０３（商品名：信越化学工業株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．０１部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１６）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８６】
−ＣＳの製造例１７−
ＣＳの製造例１６において、カップリング剤の添加量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．１部の割合としたこと以外は、上記の製造例１６と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１７）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８７】
−ＣＳの製造例１８−
ＣＳの製造例１６において、カップリング剤を、シランカップリング剤：ＫＢＭ４０３（商品名：信越化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例１６と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１８）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８８】
−ＣＳの製造例１９−
ＣＳの製造例２において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ１９）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００８９】
−ＣＳの製造例２０−
ＣＳの製造例３において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２０）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００９０】
−ＣＳの製造例２１−
ＣＳの製造例１において、穴埋め材としての有機化合物を、レゾール型フェノール樹脂Ａからノボラック型フェノール樹脂に代え、混練時にヘキサメチレンテトラミン１５％／フェノール樹脂を加え、この穴埋め材による穴埋めを行って、鋳型用骨材を形成した後、かかる鋳型用骨材を酸素濃度１０％以下で５００℃×２時間加熱して、穴埋めしたノボラック型フェノール樹脂を炭化させる工程を加えて、ノボラック型フェノール樹脂を炭化させたこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２１）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００９１】
−ＣＳの製造例２２−
ＣＳの製造例１０において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例１０と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表２に示されている。
【００９２】
−ＣＳの製造例２３−
ＣＳの製造例１において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０を、再生砂（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：２．８質量％、旭有機材株式会社製の再生砂Ａ５）に代え、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、かかる再生砂の１００部に対して３．５部（固形成分：１．４４部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２３）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９３】
なお、再生砂とは、ケイ砂を用いて形成された鋳型の鋳ばらし後に集められた鋳型塊を用い、それをクラッシャー等の公知の粉砕機で粉砕して、その得られた砂粒体に、所定の再生処理を施したものである。
【００９４】
−ＣＳの製造例２４−
ＣＳの製造例２において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０を、再生砂（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：２．８質量％、旭有機材株式会社製の再生砂Ａ５）に代え、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、かかる再生砂の１００部に対して３．５部（固形成分：１．４４部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例２と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９５】
−ＣＳの製造例２５−
ＣＳの製造例２４において、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、再生砂の１００部に対して３．３部（固形成分：１．３５部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例２４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２５）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９６】
−ＣＳの製造例２６−
ＣＳの製造例６において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０を、再生砂（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：２．８質量％、旭有機材株式会社製の再生砂Ａ５）に代え、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、かかる再生砂の１００部に対して３．５部（固形成分：１．４４部）の割合にて、添加したこと以外は、上記の製造例６と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２６）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９７】
−ＣＳの製造例２７−
ＣＳの製造例２４において、穴埋め材による穴埋め時に、界面活性剤として、市販のアニオン系界面活性剤：パイオニンＡ−２４（商品名：竹本油脂株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（再生砂）の１００部に対して０．０２部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例２４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２７）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９８】
−ＣＳの製造例２８−
ＣＳの製造例２７において、界面活性剤を、市販の非イオン系界面活性剤：オルフィンＥ１００４（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例２７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２８）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【００９９】
−ＣＳの製造例２９−
ＣＳの製造例２４において、穴埋め材による穴埋め時に、カップリング剤として、シランカップリング剤：ＫＢＥ９０３（商品名：信越化学工業株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（再生砂）の１００部に対して０．０１部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例２４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ２９）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【０１００】
−ＣＳの製造例３０−
ＣＳの製造例２４において、穴埋め材による穴埋めを行って、穴埋め材を硬化率１００％まで硬化させた後、得られた鋳型用骨材をボールミルに入れて、２０分間、研磨した。その後、２００メッシュの篩で１分間の篩分けを行ったこと以外は、上記の製造例２４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３０）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【０１０１】
−ＣＳの製造例３１−
ＣＳの製造例２４において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例２４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３１）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【０１０２】
−ＣＳの製造例３２−
ＣＳの製造例２５において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例２５と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表３に示されている。
【０１０３】
−鋳型の造型例I （実施例１〜２６、比較例１〜６）−
上記した各手順に従って製造されたＣＳ１〜３２を、それぞれ、１５０℃に加熱された成形金型内に充填した後、成形金型内で保持し、かかる成形型内に充填された各ＣＳを硬化させることにより、鋳型強度の試験片（２．５４×２．５４×２０ｃｍ）として用いられる鋳型を、作製した。そして、その得られた試験片を用いて、先の測定方法に従って、充填率及び鋳型強度を測定して、その結果を、下記表１〜表３に示した。なお、実施例１〜２６、比較例１〜６の各々に係る鋳型（試験片）を作製する際に使用したＣＳは、下記表１〜表３に示す通りである。
【０１０４】
【表１】
2019177402.tif 000002
【０１０５】
【表２】
2019177402.tif 000003
【０１０６】
【表３】
2019177402.tif 000004
【０１０７】
かかる表１〜表３の結果より明らかな如く、本発明に従って、耐火性骨材（セラビーズ／再生砂）の表面の開口穴を所定の穴埋め材にて穴埋めして得られた鋳型用骨材を用いて、所定の粘結剤と組み合わせて、形成されたＣＳ１〜ＣＳ１８及びＣＳ２３〜ＣＳ３０から造型された、実施例１〜２６に係る各鋳型は、何れも、充填率が高く、また鋳型強度においても、優れた結果が得られているのである。
【０１０８】
これに対して、穴埋め材にて穴埋めされていない耐火性骨材を用いて、所定の粘結剤と組み合わせて得られたＣＳ１９〜ＣＳ２０及びＣＳ２２やＣＳ３１〜ＣＳ３２を造型して得られた、比較例１〜２、４〜６に係る各鋳型にあっては、何れも、その充填率が充分でなく、且つ鋳型強度においても、劣るものであることが認められる。また、比較例３に示される如く、耐火性骨材の表面の開口穴に穴埋めされた穴埋め材が炭化せしめられてなるＣＳ２１を用いて造型された鋳型にあっても、充填率や鋳型強度は、何れも、充分なものとは認めることが出来ないものであった。
【０１０９】
−ＣＳの製造例３３−
耐火性骨材として、市販のセラビーズ＃６５０（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：１．５質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）を準備すると共に、穴埋め材となる無機化合物として、水ガラス水溶液を準備した。そして、セラビーズ＃６５０を約１３０℃の温度に加熱した後、ワールミキサー（遠州鉄工製）に投入し、更に水ガラス水溶液を、セラビーズ＃６５０の１００部に対して０．７３部（固形成分：０．３部）の割合において添加して、３分間の混練を行ない、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、耐火性骨材の表面の開口穴の穴埋めを行い、更にロータリーキルンを用いて窒素雰囲気中で９００℃で３０分加熱することにより、水ガラスの硬化を促進して、硬化率が１００％となるようにして、目的とする鋳型用骨材を形成した。この穴埋めして得られた鋳型用骨材における穴埋め材の硬化率、更に鋳型用骨材の吸水率、圧縮強度、安息角、溶出量からなる特性について、先の測定方法に従って、それぞれ測定し、その結果を、それぞれ、下記表４に示す。
【０１１０】
次いで、水溶性無機粘結剤たる水ガラスとして、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：２．４）を準備し、これを用いて、固形成分（濃度）が４１％の水ガラス水溶液を準備した。そして、先に形成された鋳型用骨材を、常温でワールミキサー（遠州鉄工製）に投入し、更に上記準備した水ガラス水溶液を、セラビーズ＃６５０の１００部に対して２．５部（固形成分：１．０３部）の割合にて添加して、３分間の混練を行ない、均一になるまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、鋳型用骨材と水ガラス水溶液との混和物にて構成される湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３３）を得た。
【０１１１】
−ＣＳの製造例３４−
ＣＳの製造例３３において、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して２．３部（固形成分：０．９４部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１２】
−ＣＳの製造例３５−
ＣＳの製造例３３において、水ガラス水溶液からなる穴埋め材の使用量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して１．９５部（固形成分：０．８部）の割合としたこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３５）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１３】
−ＣＳの製造例３６−
ＣＳの製造例３３において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：１．５質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）を、セラビーズ＃４００（平均粒子径：３００μｍ、吸水率：２．２質量％、商品名：伊藤忠セラテック株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３６）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１４】
−ＣＳの製造例３７−
ＣＳの製造例３３において、穴埋め材による穴埋め時に、界面活性剤として、市販のアニオン系界面活性剤：パイオニンＡ−２４（商品名：竹本油脂株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．０２部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３７）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１５】
−ＣＳの製造例３８−
ＣＳの製造例３７において、界面活性剤の添加量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．１部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例３７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３８）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１６】
−ＣＳの製造例３９−
ＣＳの製造例３７において、界面活性剤を、市販の非イオン系界面活性剤：オルフィンＥ１００４（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例３７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ３９）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表４に示されている。
【０１１７】
−ＣＳの製造例４０−
ＣＳの製造例３７において、界面活性剤を、市販のアニオン系界面活性剤：オルフィンＰＤ３０１（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例３７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４０）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１１８】
−ＣＳの製造例４１−
ＣＳの製造例３３において、穴埋め材による穴埋め時に、カップリング剤として、シランカップリング剤：ＫＢＥ９０３（商品名：信越化学工業株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．０１部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４１）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１１９】
−ＣＳの製造例４２−
ＣＳの製造例４１において、カップリング剤の添加量を、耐火性骨材（セラビーズ＃６５０）の１００部に対して０．１部の割合としたこと以外は、上記の製造例４１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１２０】
−ＣＳの製造例４３−
ＣＳの製造例４１において、カップリング剤を、シランカップリング剤：ＫＢＭ４０３（商品名：信越化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例４１と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４３）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１２１】
−ＣＳの製造例４４−
ＣＳの製造例３３において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１２２】
−ＣＳの製造例４５−
ＣＳの製造例３４において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例３４と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４５）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１２３】
−ＣＳの製造例４６−
ＣＳの製造例３６において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例３６と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４６）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表５に示されている。
【０１２４】
−ＣＳの製造例４７−
ＣＳの製造例３３において、耐火性骨材であるセラビーズ＃６５０を、再生砂（平均粒子径：１５０μｍ、吸水率：２．８質量％、旭有機材株式会社製の再生砂Ａ５）に代え、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、再生砂の１００部に対して３．５部（固形成分：１．４４部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例３３と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４７）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１２５】
−ＣＳの製造例４８−
ＣＳの製造例４７において、水溶性無機粘結剤たる水ガラス水溶液を、耐火性骨材（再生砂）の１００部に対して３．３部（固形成分：１．３５部）の割合にて添加したこと以外は、上記の製造例４７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４８）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１２６】
−ＣＳの製造例４９−
ＣＳの製造例４７において、穴埋め材による穴埋め時に、界面活性剤として、市販のアニオン系界面活性剤：パイオニンＡ−２４（商品名：竹本油脂株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（再生砂）の１００部に対して０．０２部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例４７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ４９）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１２７】
−ＣＳの製造例５０−
ＣＳの製造例４９において、界面活性剤を、市販の非イオン系界面活性剤：オルフィンＥ１００４（商品名：日信化学工業株式会社製）に代えたこと以外は、上記の製造例４９と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５０）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１２８】
−ＣＳの製造例５１−
ＣＳの製造例４７において、穴埋め材による穴埋め時に、カップリング剤として、シランカップリング剤：ＫＢＥ９０３（商品名：信越化学工業株式会社製）を用い、これを、耐火性骨材（再生砂）の１００部に対して０．０１部の割合で添加したこと以外は、上記の製造例４７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５１）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１２９】
−ＣＳの製造例５２−
ＣＳの製造例４７において、穴埋め材による穴埋めを行って、穴埋め材を硬化率１００％まで硬化させた後、得られた鋳型用骨材をボールミルに入れて、２０分間、研磨した。その後、２００メッシュの篩で１分間の篩分けを行ったこと以外は、上記の製造例４７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５２）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１３０】
−ＣＳの製造例５３−
ＣＳの製造例４７において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例４７と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５３）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１３１】
−ＣＳの製造例５４−
ＣＳの製造例４８において、穴埋め材による穴埋めを行わないこと以外は、上記の製造例４８と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド（ＣＳ５４）を得た。なお、ここで得られた鋳型用骨材の特性の測定結果は、下記表６に示されている。
【０１３２】
−鋳型の造型例II（実施例２７〜４３、比較例７〜１１）−
上記した各手順に従って製造されたＣＳ３３〜５４を、１５０℃に加熱された成形金型内に充填した後、成形金型内で保持して、かかる成形型内に充填されたＣＳを、各々、硬化させることにより、鋳型強度の試験片（２．５４×２．５４×２０ｃｍ）として用いられる鋳型を、作製した。そして、その得られた試験片を用いて、先の測定方法に従って、充填率及び鋳型強度を測定して、その結果を、下記表４〜表６に示した。なお、実施例２７〜４３、比較例７〜１１の各々に係る鋳型（試験片）を作製する際に使用したＣＳは、下記表４〜表６に示す通りである。
【０１３３】
【表４】
2019177402.tif 000005
【０１３４】
【表５】
2019177402.tif 000006
【０１３５】
【表６】
2019177402.tif 000007
【０１３６】
かかる表４〜表６の結果より明らかな如く、本発明に従って穴埋め材にて穴埋めされてなる鋳型用骨材を用いて、所定の粘結剤と組み合わせて、得られた実施例２７〜実施例４３に係るＣＳ３３〜ＣＳ４３及びＣＳ４７〜ＣＳ５２を用いて造型して得られた鋳型にあっては、その充填率及び鋳型強度において、優れた結果を示しているのに対して、穴埋め材にて穴埋めされていない、耐火性骨材からなる鋳型用骨材を用いて、所定の粘結剤と組み合わせて得られたＣＳ４４〜ＣＳ４６及びＣＳ５３〜ＣＳ５４を造型して得られた鋳型にあっては、比較例７〜９及び１０〜１１において示される如く、充填率及び鋳型強度において、共に、充分な特性を有するものでないことが認められる。
【符号の説明】
【０１３７】
２  鋳型用骨材粒子                      ４  加圧板
【図１】
2019177402.tif 000008