(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性金属酸化物を構成する金属成分の金属アルコキシドの粉末を、その金属アルコキシドが難溶性もしくは不溶性を示す分散媒に、金属アルコキシド１重量部に対して分散媒３〜１０重量部の割合で分散させてなり、前記金属アルコキシドの粉末の少なくとも一部が固体粒子として分散媒中に分散している分散液からなることを特徴とする鋳造用塗型剤。
【請求項２】
前記金属アルコキシドの金属成分として、融点が１８００℃以上の耐火性金属酸化物の金属成分が選択されていることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用塗型剤。
【請求項３】
前記金属アルコキシドが、アルミニウムアルコキシドと、ジルコニウムアルコキシドとから選ばれた１種又は２種であることを特徴とする請求項２に記載の鋳造用塗型剤。
【請求項４】
前記分散媒が、酢酸エチル、アセトン、ヘキサン、キシレン、トルエン、メタノール、エタノールのうちから選ばれた１種または２種以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の鋳造用塗型剤。
【請求項５】
前記金属アルコキシドの粉末が、平均粒径２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載の鋳造用塗型剤。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載の鋳造用塗型剤を、鋳型における鋳造すべき金属の溶湯に接する面に塗布した後、その塗布層を乾燥させて、金属アルコキシド粉末層を乾燥後の平均厚みで２０〜２００μｍとなるように形成し、その後に鋳造すべき金属の溶湯を鋳型内に注湯することを特徴とする鋳造方法。
【請求項７】
前記鋳型が、砂型鋳型であることを特徴とする請求項６に記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄や鋳鋼などの金属の溶湯を砂型などの鋳型に鋳込んで鋳造製品を製造するにあたり、鋳物の焼き付き防止のために鋳型の表面に塗布しておく塗型剤、およびその塗型剤を用いて鋳造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように鋳鉄や鋳鋼などの金属を鋳造するに当たっては、砂型などの鋳型内に金属溶湯を流し込み、その金属溶湯を鋳型内で冷却、凝固させ、その後、鋳物を鋳型から外して鋳造製品を得る。このような鋳造においては、鋳型内に流し込んだ金属が高温で鋳型表面と反応して鋳型表面に凝着し、いわゆる焼き付きが発生することがある。また砂型鋳型の場合、金属溶湯が砂型表面の鋳物砂粒子間の空隙に差し込まれ、その物理的作用によって焼き付きが発生しまうこともある。このように焼き付きが発生すれば、鋳物を鋳型から簡単には外せなくなる。そしてこの場合、鋳型を割って鋳物を取り出しても、鋳物表面に鋳物砂などの鋳型材などが焼き付いた状態となっているため、表面肌の状況が悪く、手作業で表面肌を整える作業が必要になり、時間とコストを要するばかりでなく、極端な場合は形状不良として廃棄せざるを得なくなることもある。したがって、鋳造時における焼き付きの発生を防止することは、コスト低減および歩留まり向上などの点から極めて重要である
【０００３】
鋳造時の焼き付きを防止するための方法として、鋳型に金属溶湯を注湯する以前に、予め鋳型の表面に焼き付き防止用の塗型剤を塗布しておくことが、従来から広く行なわれている。この場合の塗型剤としては、鋳型内に流し込む高温の金属溶湯との反応性が低い高融点酸化物や、その他各種のセラミックなどの耐火物材料が種々用いられている。具体的な塗型剤の種類、材料構成は、適用される鋳造金属の種類によっても異なるが、鋳鉄や鋳鋼などの鉄系材料の場合、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やジルコン（ＺｒＳｉＯ４）、ジルコニア（ＺｒＯ２）などの微粉末をアルコールなどの乾燥しやすい分散媒に分散させたもの（スラリー）が広く用いられている。これらの塗型剤は、予め鋳型の表面にスプレーにより塗布したり、あるいは刷毛を用いてある程度の厚みで塗布しておくのが通常であり、分散媒が揮発することにより、鋳型表面がジルコンやアルミナなどの微粉末層によって被覆され、高温の金属溶湯と鋳型表面が反応して焼き付きが生じることが防止される。
【０００４】
しかしながらジルコンやアルミナ等を用いた従来の塗型剤では、焼き付き防止効果が充分ではなく、これらの塗型剤を用いても、ある程度は焼き付きが発生することは避けられなかったのが実情である。そこで、従来の一般的な塗型剤よりも焼き付き防止効果が高く、焼き付きを確実に防止し得る塗型剤の開発が強く求められている。
【０００５】
ところで従来の一般的な塗型剤を用いた焼き付き防止方法とは異なる焼き付き防止方法として、特許文献１には、バインダー成分として、金属アルコキシドと、アルカリ金属（又はアルカリ土類金属）のアルカリ化合物とを含有し、そのバインダー成分をアルコール溶剤に溶解させたアルコール溶液を、鋳型表面にスプレー塗布して、耐熱性粒状セル被覆層を形成することが提案されている。そして特許文献１では、上記のアルコール溶液を鋳型にスプレーにより噴射塗布することにより、バインダー成分が、空気と加水分解反応を生じて粉状となり、さらに重、縮合反応して、鋳型表面に耐熱性粒状セル被覆層が形成され、その耐熱性粒状セル被覆層が、焼き付き防止の機能を果たす旨、説明されている。
【０００６】
しかしながら特許文献１で提案されている方法を砂型鋳造に実際に適用した場合、焼き付きを確実に防止することは困難であることが判明した。その原因は次のように考えられる。
すなわち、特許文献１の方法では、バインダー成分（金属アルコキシドと、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルカリ化合物）をアルコール溶剤に溶解させてなる溶液を砂型鋳型の表面にスプレーしたときに、その溶液が砂型最表面の砂粒子間の空隙を通過し、砂型の最表面よりも内部まで溶液が浸透して、砂型最表面よりも内側でバインダー成分が析出する割合が大きくなることが判明した。そしてこの場合、相対的に砂型の最表面に残る溶液が少なくなり、それに伴って砂型の最表面で析出するバインダー成分も少なくなり、その結果、砂型表面での充分な焼き付き防止効果が得られなくなると考えられる。また前記溶液から析出する分解生成物（バインダー）は極めて微細であって、その層が薄ければ溶融金属を流し込む際にバインンダー層が鋳型最表面に保持され難くなり、このことも焼き付き防止効果が充分に得られない一因であると考えられる。
このように、特許文献１で提案されている焼き付き防止方法でも、実際には焼き付きを確実に防止することは困難であり、そこで、特許文献１で提案されている方法とは異なる手段によって焼き付きを確実に防止する方策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３００３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、鋳造工程において鋳型表面に対する鋳造金属の焼き付きを確実かつ安定して防止し、これにより鋳造作業のコスト低減、歩留まり向上を確実かつ充分に図り得る塗型剤を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するべく、本発明者等が鋭意実験・検討を重ねた結果、耐火性金属酸化物を構成する金属成分元素の金属アルコキシド、例えばアルミニウムアルコキシドを分散させた分散液（すなわち固体状態の金属アルコキシド粒子が分散している分散液）を、鋳型の表面に任意の方法で塗布しておけば、従来の塗型剤を用いた場合よりも確実に焼き付きを防止できることを見い出し、本発明をなすに至った。
【００１０】
具体的には、本発明の基本的な態様（第１の態様）の鋳造用塗型剤は、耐火性金属酸化物を構成する金属成分の金属アルコキシドの粉末を、その金属アルコキシドが難溶性もしくは不溶性を示す分散媒に、金属アルコキシド１重量部に対して分散媒３〜１０重量部の割合で分散させてなり、前記金属アルコキシドの粉末の少なくとも一部が固体粒子として分散媒中に分散している分散液からなることを特徴とするものである。
【００１１】
このような鋳造用塗型剤を用いて鋳物製品を鋳造するに当たっては、その鋳造用塗型剤（金属アルコキシド粉末分散液）を鋳型、例えば砂型の表面に塗布して乾燥させる。ここで、上記の塗型剤は、金属アルコキシドの粉末の少なくとも一部が固体粒子として分散媒中に分散しているから、この塗型剤を乾燥（分散媒を揮発もしくは蒸発）させれば、鋳型表面には金属アルコキシド粉末層が直ちに形成される。すなわち、金属アルコキシド分散液の分散媒が揮発もしくは蒸発して、鋳型表面に金属アルコキシド粉末粒子が所定の厚みで堆積した状態となる。その状態で鋳造対象金属の溶湯を鋳型内に流し込めば、溶湯の熱によって金属アルコキシドが分解し、その金属アルコキシドの金属成分の酸化物、すなわち耐火性金属酸化物が生成される。
このようにして、耐火性金属酸化物が、鋳込まれた金属溶湯と鋳型表面との間に介在する状態となることによって、金属溶湯が鋳型表面（鋳物砂）と反応することが防止され、焼き付きの発生が防止される。
【００１２】
また同時に、金属アルコキシドの分解によって生成された金属酸化物は極めて微細であって、その微細な金属酸化物によって鋳型表面が覆われることにより、砂型鋳造の場合でも鋳造金属溶湯が砂型の表面の鋳物砂粒子の間に差し込まれてしまうことが防止され、溶湯の物理的差し込みに起因する焼き付きも防止することができる。
【００１３】
さらに、金属アルコキシドが分解する時の反応は吸熱反応であり、そのため鋳造金属溶湯が鋳型内に流し込まれて溶湯の熱によって金属アルコキシドが分解する際には、鋳型表面において金属溶湯の熱が吸収される結果、金属溶湯が鋳型表面で急速に冷却されてその凝固が急速に開始される。その結果、金属溶湯と鋳型表面との反応による焼き付き、および砂型鋳型の場合における金属溶湯の鋳物砂粒子間への差し込みによる物理的焼き付きの発生を、より確実に防止することができる。
また、金属アルコキシド粉末と分散媒と割合を、重量比で１：３から１：１０の範囲内とすることによって、確実に焼き付き防止効果を得ることができる。すなわち前記割合を１：３以上とすることによって、分散液に充分な流動性が与えられるため、分散液を容易に鋳型に塗布することが可能となり、一方前記割合を１：１０以下とすることによって、１回の塗布で充分な厚みの塗布層を形成することが可能となる。
【００１４】
ここで、特許文献１の方法の場合は、金属アルコキシドは溶剤（アルコール）に溶解しているため、砂型表面にスプレー噴射すれば、金属アルコキシド成分が溶剤成分とともに、砂型における鋳物砂の粒子間の空隙を通過して、砂型最表面よりも内部まで浸透することになるが、本発明の塗型剤の場合、金属アルコキシドは、固体の粒子状態で分散媒中に存在しているため、鋳型表面に塗布した時に鋳物砂の粒子間の空隙を通過して砂型最表面よりも内部まで浸透する割合は少ない。言い換えれば、本発明の場合は、塗型剤中の金属アルコキシド粉末粒子は、その大部分が固体状態のまま砂型の最表面上に堆積されるから、１回だけの塗布でも充分な量（十分な厚み）の金属アルコキシド粉末層を砂型最表面上に形成することができ、その結果、確実に焼き付き防止機能を発揮することができる。また、厚い塗型剤層を形成して充分な焼き付き防止効果を得るべく、塗型剤の塗布、乾燥を複数回繰り返す必要性も少なくなり、その結果鋳造作業の能率化、コストダウンを図ることも可能となる。
【００１５】
また本発明の第２の態様の鋳造用塗型剤は、前記第１の態様の鋳造用塗型剤において、前記金属アルコキシドの金属成分として、融点が１８００℃以上の耐火性金属酸化物の金属成分が選択されていることを特徴とするものである。
【００１６】
この第２の態様の鋳造用塗型剤では、鋳型表面で金属アルコキシドの分解によって生成される金属酸化物の融点が、鋳鉄や鋳鋼などの鉄系材料、あるいはＮｉ基超合金などを鋳造する際の一般的な溶湯温度よりも高いため、塗型剤を鋳型表面に塗布、乾燥させて鋳造金属を鋳込む際に、金属アルコキシドの分解生成物（金属酸化物）が溶融せず、したがって前述のような焼き付き防止効果を確実に発揮させることができる。
【００１７】
さらに本発明の第３の態様の鋳造用塗型剤は、前記第２の態様の鋳造用塗型剤において、前記金属アルコキシドが、アルミニウムアルコキシドと、ジルコニウムアルコキシドとから選ばれた１種又は２種であることを特徴とするものである。
【００１８】
このような第３の態様において、アルミニウムアルコキシドの金属成分であるアルミニウム（Ａｌ）の酸化物（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）は、融点が約２０２０℃であり、またジルコニウムアルコキシドの金属成分であるジルコニウムの酸化物（ジルコニア：ＺｒＯ２）は、融点が約２７００℃であり、したがってこれらの場合には、鉄系材料やＮｉ基合金などの高融点材料を鋳込む際にも、金属アルコキシドの分解生成物（金属酸化物）が溶融せず、したがって前述のような焼き付き防止効果を確実に発揮させることができる。
【００２１】
そしてまた本発明の第４の態様の鋳造用塗型剤は、前記第１〜第３のいずれかの態様の鋳造用塗型剤において、前記分散媒が、酢酸エチル、アセトン、ヘキサン、キシレン、トルエン、ペンタン、メタノール、エタノールのうちから選ばれた１種または２種以上であることを特徴とするものである。
【００２２】
このような第４の態様の鋳造用塗型剤においては、金属アルコキシド分散液の分散媒がいずれも揮発性であって乾燥しやすいため、鋳型表面にその金属アルコキシド分散液（塗型剤）を塗布した後には、短時間で乾燥させることができ、そのため乾燥のために要する時間により鋳造作業の能率が下がってしまうことを防止できる。また、これらの分散媒は常温でも短時間で乾燥するため、乾燥のために加熱する必要がなく、乾燥のための加熱によって、鋳造金属の鋳込み前に金属アルコキシドが溶融したり、分解したりしてしまうことを防止することができる。そしてその結果、鋳込み時における金属アルコキシドの分解の吸熱反応を有効に利用することができる。
【００２３】
また、本発明の第５の態様の鋳造用塗型剤は、前記第１〜第４のいずれかの態様の鋳造用塗型剤において、前記金属アルコキシドの粉末が、平均粒径２０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００２４】
このように、平均粒径２０μｍ以下の金属アルコキシドの粉末を用いることによって、金属アルコキシド分散液を鋳型表面に均一な厚みで塗布することが容易となり、またそれに伴い、金属アルコキシド分散液の塗布、乾燥後に鋳造金属溶湯により加熱されて分解生成される金属酸化物層も均一化され、その結果、焼き付き防止効果を確実に発揮させることができる。
【００２５】
また、本発明の第６の態様は、前記第１〜第５のいずれかの態様の鋳造用塗型剤を用いた鋳造方法についてのものであり、前記鋳造用塗型剤を、鋳型における鋳造すべき金属の溶湯に接する面に塗布した後、その塗布層を乾燥させて、金属アルコキシド粉末層を乾燥後の平均厚みで２０〜２００μｍとなるように形成し、その後に鋳造すべき金属の溶湯を鋳型内に注湯することを特徴とするものである。
【００２６】
このように前記鋳造用塗型剤（金属アルコキシド粉末分散液）を鋳型に塗布して乾燥させれば、前述のように、分散液中の金属アルコキシド粉末粒子が鋳型表面に所定の厚みで堆積して、金属アルコキシド粉末層が鋳型表面に形成された状態となる。そして鋳造対象金属の溶湯を鋳型内に注湯すれば、その溶湯の熱によって金属アルコキシドが分解し、耐火性金属酸化物が生成されて、金属アルコキシド粉末層は、耐火性金属酸化物の微細な粉末層となり、この層が、既に述べたような焼き付き防止機能を示すことになる。ここで、金属アルコキシド粉末層を乾燥後の平均厚みで２０〜２００μｍとなるように形成することによって、金属アルコキシドの過剰な使用による材料コストの無駄な上昇を招くことなく、確実かつ充分な焼き付き防止効果を得ることができる。
【００２７】
また、本発明の第７の態様は、前記第６の態様の鋳造法において、鋳型として砂型鋳型を用いるものである。このように砂型鋳型を用いた鋳造では、前記鋳造用塗型剤を用いた場合の焼き付き防止機能が最も効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の鋳造用塗型剤によれば、鋳造作業時において鋳造金属の溶湯が鋳型表面に接する部位に焼き付きが発生することを確実かつ充分に防止することができ、そのため鋳造後の鋳物の取り出しが困難となることがないばかりでなく、表面肌が良好でかつ形状性も良好な鋳物製品を確実に得ることが可能となって、歩留まりを向上させることができ、さらには鋳造後に鋳物表面の焼き付き部位を手直しする作業も不要となって、その手間および時間を削減し、コスト低減を図ることができるなど、顕著な効果を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００３０】
本発明の鋳造用塗型剤は、基本的には、耐火性金属酸化物（例えばアルミナやジルコニア）を構成する金属成分（例えばアルミニウムやジルコニウム）の金属アルコキシドの粉末を、その金属アルコキシドが難溶性もしくは不溶性を示す分散媒に分散させてなるものである。そして、その分散媒中において、金属アルコキシドの粉末の全部又は少なくとも一部が分散媒に溶解せずに、固体状態で分散しているものである。
【００３１】
ここで、金属アルコキシドは、金属成分をＭ、アルキル基をＲとし、一般式
Ｍ（ＯＲ）Ｘ 
によって表されるものである。
金属成分Ｍとしては、望ましくは融点が１８００℃以上の耐火性金属酸化物（高融点金属酸化物）を構成する金属成分が選択される。代表的な金属成分Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）などであり、アルミニウム（Ａｌ）の場合は、金属酸化物として、融点が約２０２０℃のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を形成することができ、またジルコニウム（Ｚｒ）の場合は、金属酸化物として、融点が約２４００℃のジルコニア（ＺｒＯ２）を形成することができる。
そして上記の金属アルコキシドとしては、金属成分Ｍがアルミニウム（Ａｌ）であれば、アルミニウムアルコキシド、ジルコニウム（Ｚｒ）であればジルコニウムアルコキシドを用いればよい。
【００３２】
一方、金属アルコキシドのアルキル基Ｒは特に限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、アミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ―ブチル基、ｓ−ブチル基などを適用することができる。
但し、本発明の塗型剤は、常温で分散媒中に固体状態で金属アルコキシド粉末が分散している必要があり、そこで具体的な金属アルコキシドとしては、常温で固体のものを選択する。
【００３３】
より具体的には、アルミニウムアルコキシドとしては、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｔ―ブトキシドなど、またジルコニウムアルコキシドとしては、ジルコニウムブトキシドなどを用いることが好ましい。
なお、場合によっては、上記の条件を満たす２種以上の金属アルコキシドの粉末を混合して用いることも許容される。
【００３４】
金属アルコキシド粉末の粒径は、平均で２０μｍ以下が好ましい。平均粒径が２０μｍを越えれば、アルコキシド分散液を鋳型表面に均一な厚みで塗布することが困難となるおそれがあり、またアルコキシド分散液の塗布、乾燥後に鋳造金属溶湯により加熱されて分解生成される金属酸化物が不均一となるおそれがある。また金属アルコキシド粉末の粒径の下限は限定しないが、一般に適用される金属アルコキシド粉末の調製方法（粉砕法）では、１μｍ程度以下まで微細化することはコスト上昇を招くから、通常は１μｍ以上とする。
【００３５】
分散媒としては、金属アルコキシドが溶解しないか又は溶解してもわずかしか溶解しない液体、すなわち金属アルコキシドが難溶性もしくは不溶性である液体を用いる。またその分散媒は、鋳型に塗布した時に、特に加熱しなくても常温で速やかに揮発もしくは蒸発するような乾燥性が良好なもの（速乾性、揮発性のもの）を選択することが望ましい。具体的には、例えば酢酸エチル、アセトン、ヘキサン、キシレン、トルエン、メタノール、エタノールなどのうちから選ばれた１種または２種以上を用いることができ、その他、各種の石油系溶剤を用いることができる。
【００３６】
なお分散媒としてアルコール類を使用することも考えられるが、アルコール類は一般に金属アルコキシドが溶融しやすく、したがって金属アルコキシド粉末の少なくとも一部を分散媒に溶解させずに固体粒子として分散させておく本発明の鋳造用塗型剤に使用することは好ましくない。特に金属アルコキシドのアルキル基を構成しているアルコールを分散媒として使用すること、例えば金属アルコキシドがアルミニウムイソプロポキシドである場合のイソプロピルアルコール、また金属アルコキシドがジルコニウムブトキシドである場合のブチルアルコールは、分散媒としての使用を避けることが望ましい。
【００３７】
金属アルコキシドと分散媒との配合比は、重量比で金属アルコキシド１重量部に対して分散媒が３〜１０重量部の範囲内となるように定めることが望ましい。分散媒が３重量部未満では、金属アルコキシドを分散媒に分散させた分散液（塗型剤）の粘性が高すぎて流動性が悪くなり、鋳型表面に均一に塗布することが困難となるおそれがある。一方分散媒が１０重量部を越えれば、鋳型に対する塗布自体は容易となるが、粘度が低くなりすぎるため、１回の塗布作業で塗布可能な厚みが薄くなり、鋳型表面に充分な厚みで金属アルコキシドを確保することが困難となり、また複数回の塗布―乾燥を繰り返せば厚く形成することも可能であるが、その場合は作業に長時間を要して、コストアップを招くおそれがある。なお金属アルコキシドと分散媒との配合比は、上記の範囲内でも、金属アルコキシド１重量部に対して分散媒が４〜８重量部の範囲内に定めることが望ましい。
【００３８】
ここで、金属アルコキシド粉末を分散媒中に添加したときに、溶解せずに固体粒子として残っている分散金属アルコキシド粉末の割合は特に規定しないが、通常は添加した金属アルコキシドのうち、重量％で２０％以上は溶解していないことが、経済性の観点から好ましい。
【００３９】
金属アルコキシド粉末を製造するための方法は特に限定されるものではなく、常法によって製造された金属アルコキシド塊を、インパクトブレーカーやボールミルなどを用いて粉砕し、所望の粒径の粉末とすれば良い。
【００４０】
以上のような塗型剤（金属アルコキシドの分散液）を実際に鋳造工程に適用するに当たっては、鋳型に鋳造対象金属を鋳込む以前の段階で、鋳型表面（少なくとも鋳造金属溶湯に接する部分の表面）に、金属アルコキシド分散液を塗布する。
ここで、鋳造対象金属は、鋳鉄、鋳鋼などの鉄系材料、その他、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金などの超合金、さらには銅や銅合金などの非鉄金属材料であっても良く、特に限定されるものではない。
また鋳型の材質も特に限定しないが、本発明の鋳造用塗型剤は、ダイキャスト用金型鋳型やセラミックモールドなどと比較して焼き付きが発生しやすい砂型に適用した場合に、最も効果的である。
【００４１】
金属アルコキシド分散液からなる本発明の鋳造用塗型剤を鋳型表面に塗布するための手段は特に限定されず、従来一般のアルミナ微粉末を用いた塗型剤と同様に、スプレーによって噴射塗布しても、あるいは刷毛や筆を用いて塗布しても良い。また鋳型表面への塗布厚みは特に限定されないが、通常は、乾燥後の平均厚みで２０μｍ〜２００μｍの範囲内とすることが望ましい。乾燥後の金属アルコキシド粉末層の平均厚みが２０μｍ未満では、十分な焼き付き防止効果を得ることが困難となるおそれがあり、一方２００μｍを越えて厚く金属アルコキシド粉末層を形成することは経済的に無駄となるだけである。なお乾燥後の金属アルコキシド粉末層の平均厚みは、上記範囲内でも特に５０〜１００μｍの範囲内とすることがとすることが望ましい。
【００４２】
上述のようにして鋳型表面に塗布した後には、塗布層を乾燥させてから、鋳型内に鋳造対象金属の溶湯を注湯する。ここで、分散媒として、前述のように乾燥性の良好な溶剤類を用いた場合には、常温でも短時間で乾燥させることができ、そのため鋳造作業の生産性を損なうことがない。なお、場合によっては温風乾燥や加熱乾燥を適用してもよいが、乾燥のための加熱温度が高温すぎれば、金属アルコキシドの種類によっては加熱乾燥時に金属アルコキシドが分解あるいは溶融してしまうおそれがあり、したがって通常は常温乾燥することが望ましい。またその観点からも、前述のように乾燥性が良好な分散媒を使用することが望ましい。
【００４３】
このようにして本発明の塗型剤（金属アルコキシド分散液）を鋳型表面に塗布して乾燥させれば、分散液中の金属アルコキシド粉末粒子が鋳型表面に所定の厚みで堆積した状態となる。すなわち金属アルコキシド粉末層が鋳型表面に形成された状態となる。ここで、金属アルコキシドは固体の粉末粒子の状態で分散媒中に存在しているため、砂型鋳型の表面に塗布した時に鋳物砂の粒子間の空隙を通過して砂型最表面よりも内部まで浸透する割合は少ない。すなわち、分散液中の金属アルコキシドは、その大部分が砂型表面に微細粉末として堆積された状態となる。したがって、１回の塗布で充分な量（十分な厚み）の金属アルコキシド粉末層を砂型最表面上に形成することができる。
【００４４】
このようにして鋳型表面に金属アルコキシド粉末層を形成した後、鋳造対象金属、例えば鋳鉄の溶湯を鋳型内に注湯すれば、その溶湯の熱によって金属アルコキシドが分解し、微細な粉末状に耐火性金属酸化物層が生成される。例えばアルミニウムアルコキシドの場合、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）層が生成され、またジルコニウムアルコキシドの場合、ジルコニア（ＺｒＯ２）層が生成されて、焼き付き防止効果が発揮される。
すなわち、鋳込まれた金属溶湯と鋳型表面との間に、耐火性金属酸化物が固体状態で介在することにより、鋳造金属溶湯が鋳型表面（例えば砂型表面の鋳物砂）と反応することが防止される。またその耐火性金属酸化物が微細であることによって、溶湯が鋳物砂の粒子間に差し込まれることが防止される。さらには金属アルコキシドの分解時の吸熱反応によって、鋳造金属溶湯が、鋳型に接する面で熱を奪われ、急速に冷却されて、急速に凝固する。そしてこれらの作用が相俟って、確実かつ充分な焼き付き防止効果が得られるのである。
【００４５】
以下に本発明の実施例を、比較例とともに記す。
【００４６】
〔実施例１〕
この実施例１は、金属アルコキシドとしてアルミニウムアルコキシド、特にアルミニウムイソプロポキシドを用いた本発明例である。
すなわち、常法によって得られたアルミニウムイソプロポキシド塊をインパクトブレーカーなどを用いて、１０μｍ以下の粉末となるように粉砕した。なおこの粉砕工程は、アルミニウムイソプロポキシドが空気中の水分と反応することを抑制するため、乾燥窒素雰囲気中で行った。得られた１０μｍ以下のアルミニウムイソプロポキシド粉末を、分散媒としての酢酸エチルに混合、分散させた。なお配合比は、重量比でアルミニウムイソプロポキシド：酢酸エチル＝１：５の割合になるように混合した。得られた分散液においては、アルミニウムイソプロポキシドの一部は酢酸エチルに溶解していたが、大部分（約９５％以上）は溶解せずに白い粉末粒子として分散していることが確認された。
このような分散液を塗型剤として、砂型鋳型を用いての自動車用鋳鉄部品の製造に適用した。すなわち、砂型表面に前記分散液をスプレー塗布して、厚み５０〜１００μｍで塗布層を形成し、乾燥後、注湯温度１５５０℃で鋳鉄溶湯を鋳込んだ。
このような鋳込み試験を５０個のサンプルについて実施した結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものはゼロであった。すなわち焼き付き不良発生率は０％であった。
なお鋳込み試験終了後の鋳型表面を分析したところ、微細粒子状のアルミナ相が存在していることが確認された。これは、塗型剤のアルミニウムイソプロポキシドの分解生成物と解される。
【００４７】
〔実施例２〕
この実施例２は、塗型剤の塗布手段を変更した本発明例である。
すなわち、実施例１と同様にして得たアルコキシド分散液を塗型剤とし、刷毛を用いて、鋳型表面に、５０〜１５０μｍ厚で塗布し、乾燥後、実施例１と同様に５０個のサンプルについて鋳込み試験を行なった。その結果、５０個のサンプル中、焼き付き不良の発生はゼロであった。
【００４８】
〔実施例３〕
この実施例３は、溶媒を変更した本発明例である。
すなわち、実施例１と同様にして得られた１０μｍ以下のアルミニウムイソプロポキシド粉末を、分散媒としてアセトンに混合、分散させた。なお配合比は、重量比でアルミニウムイソプロポキシド：アセトン＝１：５の割合になるように混合した。得られた分散液においては、アルミニウムイソプロポキシドの一部はアセトンに溶解していたが、大部分（約９５％以上）は溶解せずに白い粉末粒子として分散していることが確認された。
このような分散液を塗型剤として、実施例１と同様に、砂型鋳型を用いての自動車用鋳鉄部品の製造に適用した。すなわち、砂型表面に前記分散液をスプレー塗布して、厚み５０〜１００μｍで塗布層を形成し、乾燥後、注湯温度１５５０℃で鋳鉄溶湯を鋳込んだ。
このような鋳込み試験を５０個のサンプルについて実施した結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものはゼロであった。すなわち焼き付き不良発生率は０％であった。
なお鋳込み試験終了後の鋳型表面を分析したところ、実施例１の場合と同様に、微細粒子状にアルミナ相が存在していることが確認された。
【００４９】
〔比較例１〕
この比較例１は、塗型剤を用いずに鋳込み試験をおこなった比較例である。
すなわち実施例１で用いたものと同種、同形状の砂型鋳型を用い、砂型表面に特に塗型剤を塗布せずに、実施例１と同様に５０個のサンプルについて鋳込み試験を実施した。その結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものは５個であった。すなわち焼き付き不良発生率は１０％であった。
【００５０】
〔比較例２〕
この比較例２は、塗型剤として従来から使用されているアルミナ分散液を用いて鋳込み試験を行なった従来例である。
すなわち平均粒径５μｍのアルミナの粉末を、分散媒としてのエタノールに分散させて塗型剤とした。なおアルミナとエタノールとの配合比とは、重量比でアルミナ：エタノール＝１：５の割合になるように混合した。
そのアルミナ粉末塗型剤を、砂型鋳型を用いての自動車用鋳鉄部品の製造に適用した。すなわち、砂型表面に前記アルミナ粉末塗型剤をスプレー塗布して、厚み５０〜１００μｍで塗布層を形成し、乾燥後、注湯温度１５５０℃で鋳鉄溶湯を鋳込んだ。
このような鋳込み試験を５０個のサンプルについて実施した結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものは３個であった。すなわち焼き付き不良発生率は６％であった。
【００５１】
〔比較例３〕
この比較例３は、塗型剤として従来から使用されているジルコニア（ＺｒＳｉＯ４）粉末の分散液を用いて鋳込み試験を行なった従来例である。
すなわち平均粒径５μｍのジルコニアの粉末を、分散媒としてのエタノールに分散させて塗型剤とした。なおジルコニアとエタノールとの配合比とは、重量比でジルコニア：エタノール＝１：４の割合になるように混合した。
そのジルコニア粉末塗型剤を、砂型鋳型を用いての自動車用鋳鉄部品の製造に適用した。すなわち、砂型表面に前記アルミナ粉末塗型剤をスプレー塗布して、厚み５０〜１５０μｍで塗布層を形成し、乾燥後、注湯温度１５５０℃で鋳鉄溶湯を鋳込んだ。
このような鋳込み試験を５０個のサンプルについて実施した結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものは４個であった。すなわち焼き付き不良発生率は８％であった。
【００５２】
〔比較例４〕
この比較例４は、特許文献１に記載されている方法に準拠し、アルコキシドのアルコール溶液を塗型剤とした比較例である。
すなわちアルミニウムアルコキシドとしてアルミニウムイソプロポキシドを用いるとともに、アルカリ化合物としてスルホン酸ソーダを用い、それらのアルミニウムイソプロポキシドとスルホン酸ソーダとを、アルコール液としてのイソプロピルアルコールに溶解させて、塗型剤とした。なおこれらの配合割合は、重量比で、アルミニウムアルコキシド：スルホン酸ソーダ：イソプロピルアルコール＝１：０．１：５とした。
このような特許文献１に準拠した塗型剤を用いて、実施例１と同様に５０個のサンプルについて鋳込み試験を行なった。なお鋳型表面への塗布はスプレー塗布によって行なった。その結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものは５個であった。すなわち焼き付き不良発生率は１０％であった。
【００５３】
以上のように、アルミニウムイソプロポキシドを用いた塗型剤（実施例１〜実施例３）を鋳型に塗布した場合には、焼き付きが発生せず、焼き付き防止効果が極めて高かった。そして鋳型に焼き付き防止のための塗型剤を塗布しなかった場合（比較例１）に比較すればもちろん、従来のアルミナ微粉末もしくはジルコニア微粉末からなる塗型剤を用いた場合（比較例２、比較例３）、さらには特許文献１に準じた塗型剤を用いた場合（比較例４）と比較しても、焼き付き防止効果が確実に向上していることが確認された。
【００５４】
〔実施例４〕
この実施例４は、金属アルコキシドとしてジルコニウムアルコキシド、特にジルコニウムブトキシドを用いた本発明例である。
すなわち、常法によって得られたジルコニウムブトキシド塊をインパクトブレーカーなどを用いて、実施例１と同様に粉砕し、１０μｍ以下のジルコニウムブトキシド粉末を得た。その粉末を、分散媒としての酢酸エチルに混合、分散させた。なお配合比は、重量比でジルコニウムブトキシド：酢酸エチル＝１：５の割合になるように混合した。得られた分散液においては、ジルコニウムブトキシドの一部は酢酸エチルに溶解したが、大部分（約９５％以上）は溶解せずに白い粉末粒子として分散していることが確認された。
このような分散液を塗型剤として、実施例１と同様に、砂型鋳型を用いての自動車用鋳鉄部品の製造に適用した。すなわち、砂型表面に前記分散液をスプレー塗布して、厚み５０〜１００μｍで塗布層を形成し、乾燥後、注湯温度１５５０℃で鋳鉄溶湯を鋳込んだ。
このような鋳込み試験を５０個のサンプルについて実施した結果、５０サンプル中、焼き付きが発生したものはゼロであった。すなわち焼き付き不良発生率は０％であった。
なお鋳込み試験終了後の鋳型表面を分析したところ、微細粒子状のジルコニア（ＺｒＯ２）相が存在していることが確認された。これは、塗型剤のジルコニウムブトキシドの分解生成物と解される。
【００５５】
上記の実施例４から、金属アルコキシドとしてジルコニウムアルコキシドを用いた場合においても、アルミニウムアルコキシドを用いた場合と同様に、優れた焼き付き防止効果が得られることが確認された。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施形態、実施例について説明したが、これらの実施形態、実施例は、あくまで本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち本発明は、前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることはもちろんである。