(57)【要約】【課題】塗布時の垂れ発生や塗膜の乗りの低下、鋳肌表面の平滑性低下の問題を解消できる鋳造用塗型剤組成物を提供する。【解決手段】耐火骨材１００重量部に対して０重量部超から２重量部未満のアタパルジャイトを含有する鋳造用塗型剤組成物。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火骨材と、該耐火骨材１００重量部に対して０重量部超から２重量部未満のアタパルジャイトとを含有する鋳造用塗型剤組成物。
【請求項２】
アルコール系である請求項１の鋳造用塗型剤組成物。
【請求項３】
耐火骨材１００重量部に対して、アルコール系溶剤５００重量部以下を含有する請求項２記載の鋳造用塗型剤組成物。
【請求項４】
鋳型用である請求項１〜３の何れか１項記載の鋳造用塗型剤組成物。
【請求項５】
耐火骨材、焼結剤及び粘結剤を含有する鋳造用塗型剤組成物であって、前記焼結剤の少なくとも一部が前記耐火骨材１００重量部に対して０重量部超から２重量部未満のアタパルジャイトである鋳造用塗型剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐火骨材を含む鋳造用塗型剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造用塗型剤は、溶融金属が接する鋳型表面に塗布又は噴霧（ぶっかけも含む）して、塗膜を塗装することにより、鋳型の表面を保護し、溶融金属と鋳型表面との化学反応や、鋳物の焼着欠陥の発生を防止するために用いられるものである。このような塗型剤としては、水系、アルコール系のものが知られているが、このうちアルコール系の塗型剤は、溶剤の揮発性が良いため作業性に優れる。アルコール系塗型剤は、一般に、耐火骨材、焼結剤、粘結剤、溶媒等で構成されている。耐火骨材は塗型基材であり、鋳物の焼着防止を主目的とし、ジルコン、シリカ、マグネシア、クロマイト、黒鉛等の粉末が用いられる。また、焼結剤は鋳込み時における塗膜の熱間強度の向上を主目的とし、有機ベントナイトが最も汎用的に用いられている。粘結剤は塗膜強度の向上を主目的とし、フェノール樹脂、松木抽出物誘導体、ロジン、石油樹脂等が用いられる。また、有機溶媒は分散媒として用いられるものであり主としてアルコール類、焼結剤の分散補助溶剤として芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素等が使用される。
【０００３】
耐火骨材を含有する塗型剤組成物では、保存安定性が低下する傾向があり、鋳型表面に塗布する際、垂れが発生したり、刷毛伸びが不良となったり、鋳肌の荒れが生じたりすることがある。
【０００４】
これを改善するために、各種増粘剤や分散剤の配合が検討されている。特開昭６４−６６０３９号公報には、アルキル化セルロースのアルキレンオキサイド付加物を含有する塗型剤組成物が、特開平４−７５７４５号公報には、多価カルボン酸又はその誘導体を含有する塗型剤組成物が、特開昭６２−２５４９４８号には、有機ベントナイト及び有機ベントナイトと相溶性の良い溶剤を併用する塗型剤組成物が開示されている。また、特許第３１８２０５０号には、アタパルジャイトを含有する発泡樹脂模型用の水系の塗型剤が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の塗型剤組成物も、塗布時の垂れの発生や塗膜の乗りの低下、更には鋳肌表面の平滑性の低下といった問題を十分に解消することはできない。
【０００６】
本発明の課題は、塗布時の垂れがなく、塗膜の乗りが良好で、鋳肌表面の平滑性を改善できる鋳造用塗型剤組成物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、種々研究を重ねた結果、塗型剤組成物中のアタパルジャイトの含有量が、塗布時の垂れ、乗りや、鋳肌表面の平滑性に大きく関わっていることを付きとめ、極めて限定された範囲の量で用いることにより、前記問題を解決できることを見出した。
【０００８】
本発明は、耐火骨材と、該耐火骨材１００重量部に対し０重量部超から２重量部未満のアタパルジャイトとを含有する鋳造用塗型剤組成物に関する。
【０００９】
本発明によれば、耐火骨材、焼結剤及び粘結剤を含有する鋳造用塗型剤組成物であって、前記焼結剤の少なくとも一部が前記耐火骨材１００重量部に対して０重量部超から２重量部未満のアタパルジャイトである鋳造用塗型剤組成物が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる耐火骨材は塗型基材であり、鋳物の焼着防止を主目的として、従来公知のジルコン、シリカ、シャモット、アルミナシリケート、アルミナ、クロマイト、マグネシア、ムライト、人工鉱物、黒鉛、その他の天然及び人工鉱物粉末等が用いられる。かかる耐火骨材は塗型特性からみて通常、粉末が使用され、粒子径としてジルコン、シリカ、シャモット、アルミナシリケート、アルミナ、クロマイト、マグネシア、ムライト、人工鉱物等では１μｍから５０μｍであり、鱗状黒鉛では３０μｍから１００μｍのものが好ましい。耐火骨材は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１１】
本発明の塗型剤組成物は、耐火骨材１００重量部に対して、０重量部超から２重量部未満、好ましくは０．３〜１．９重量部、より好ましくは０．８〜１．６重量部のアタパルジャイトを含有する。アタパルジャイトの含有量をこの範囲とすることにより、塗布特性の垂れ筋の発生が抑制でき、塗膜の乗りも良好となるため、鋳造された鋳肌の平滑性が向上し鋳物品質の改善が図られる。特許第３１８２０５０号では、発泡樹脂模型用の水系塗型剤として耐火骨材１００重量部に対してアタパルジャイトを２〜１０重量部使用し、塗型剤の調製後、塗布までの時間に関わらず均一な厚さの塗膜を得ることを開示しているが、この範囲の使用量では、鋳型に塗布する塗型剤としてはチクソトロピー性が高くなりすぎて、塗布時に垂れ筋が目立ち、鋳物品質の改善には不十分であった。
【００１２】
アタパルジャイトとは、繊維状（針状）構造をした粘土鉱物であり、Ｍｇ５Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）２（ＯＨ２）４・４Ｈ２Ｏで表される含水マグネシウムケイ酸塩を含み、一部のマグネシウムはアルミニウム、鉄、他の元素により置換されていてもよく、フラーズアースと呼ばれる吸水性粘土の主要構成鉱物である。アタパルジャイトとしては、Ｓａｌｔｇｅｌ、Ｂｒｉｎｅｇｅｌ、Ｚｅｏｇｅｌ、Ａｔａｇｅｌ等の市販品が知られており、これらは８０〜９０％のアタパルジャイトと、少量のモンモリロナイト、セピオライトその他の粘土鉱物、石英、方解石、ドロマイトなどを含む。本発明では、このような市販品を使用することができる。
【００１３】
本発明の塗型剤組成物においてチクソトロピー性は、塗型剤の性能を決める一つの因子であり、塗型剤の組成や粘度、目的等に応じて適宜最適化すればよい。チクソトロピー性の評価方法として、Ｂ型粘度計（東京計器製）で回転数６ｒｐｍ及び６０ｒｐｍにてローターＮｏ．１でそれぞれ測定した１分後の粘度（２５℃）の比率（６ｒｐｍの粘度／６０ｒｐｍの粘度）が挙げられる。
【００１４】
本発明の塗型剤組成物は、水系、アルコール系の何れでもよいが、アルコール系ではより効果が顕著であり、好ましい。アルコール系溶剤としては、炭素数１〜３のアルコールが挙げられ、具体的には、メタノール、回収（再利用）メタノール、エタノール、変性エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール等が用いられ、単独またはこれら２種以上の組み合わされた混合溶媒として使用できる。好ましくはメタノール、エタノールである。
【００１５】
本発明の塗型剤組成物は、粘結剤を含有することができる。粘結剤としては、フェノール樹脂、松木抽出物誘導体、ロジン及びその誘導体、石油樹脂等が挙げられ、これらの単独又は２種以上を用いることができる。本発明では、粘結剤として、アルコール可溶性の親水性粘結剤が好ましい。粘結剤の比率は、耐火骨材１００重量部に対し、０．５〜５重量部が好ましく、０．５重量部以上であると塗膜強度が十分となり、５重量部以下であると着火乾燥時の塗膜の膨れなどのトラブルを抑制できる。
【００１６】
また、本発明の塗型剤組成物は、増粘剤を含有することもできる。増粘剤は、塗型剤組成物の粘度を高めて、鋳型に塗布されたスラリーが鋳型内部へ浸透するのを防止するために用いられるものである。増粘剤としては、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルアルキル化セルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等を単独で又は混合して用いることができる。増粘剤の比率は、耐火骨材１００重量部に対して、０．０１〜１重量部、更に０．０２〜０．５重量部が好ましい。
【００１７】
また、耐火骨材を焼結させる目的で、焼結剤として、本発明に係るアタパルジャイト以外に、ベントナイト、コロイダルシリカ、シリケート、水ガラス、有機ベントナイト等を用いてもよい。
【００１８】
本発明の塗型剤組成物は、鋳型用、発泡樹脂模型用等、何れにも用いることができるが、好ましくは鋳鉄用は勿論、黒鉛類を低減した鋳鋼用、アルミニウム・マグネシウム等の軽合金用の鋳型表面に塗布、噴霧、浸漬、好ましくは塗布、噴霧、特にはブッカケ塗布して使用することができる。
【００１９】
なお、鋳型は、フラン樹脂等の有機粘結剤や水ガラス等の無機粘結剤を鋳物砂に混合し、製品と同一形状の木型のまわりに充填後、硬化、抜型して得られる製品形状を反転させた型であり、その空隙（キャビティ）に溶湯を流し込んで製品とするものである。
【００２０】
一般的に、塗型は最初に溶剤濃度が低く、固形分濃度の高い組成物（保存用組成物）としておき、使用時に更に適正なスラリー粘度に希釈して使用される。アルコール系の場合、このような高固形分の組成物の好ましい組成は耐火骨材１００重量部に対しアルコール系溶剤１〜５００重量部、更に１０〜２００重量部、特に２０〜１００重量部である。塗布時の適正なスラリー粘度は、刷毛塗布の場合は５０〜３０ボーメ、ディッピング塗布の場合は２５〜１５ボーメ、ぶっ掛け塗布の場合は２０〜５ボーメである。希釈用の溶剤もアルコール系溶剤、特には組成物に最初から添加されているものと同じ種類のものが好ましい。塗布時のアルコール系溶剤量としては、耐火骨材１００重量部に対し１〜５００重量部、更に１０〜４００重量部が好ましい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、塗布時の垂れがなく、塗膜の乗りが良く、且つ鋳肌表面の平滑性を改善できる鋳造用塗型剤組成物が得られる。
【００２２】
【実施例】
実施例１〜３及び比較例１〜４
塗型剤練混機の５Ｌ容器に、表１に示す比率のアタパルジャイトを配合し、続いて増粘剤であるヒドロキシプロピルセルロース０．１重量部、ビンゾール（松木抽出物誘導体、ハーキュレス社製、酸価９８）を２重量部投入し、続いて耐火骨材としてシリカ粉末７０重量部及び黒鉛粉３０重量部の混合物を１００重量部添加し、更にメタノール３０重量部を添加し、１５分間練混してアルコール性塗型剤組成物を得た。得られたアルコール性塗型剤組成物を用いて以下の評価を行った。結果を表１に示す。
【００２３】
（１）塗膜の垂れ防止性
アルコール性塗型剤組成物を更に２０ボーメ濃度になるようメタノールで希釈した塗型スラリーを、直径７ｍｍ、長さ１ｍのゴムホースを繋いだ１リッター漏斗に移し替え、該ゴムホースより、６０°に立てたフラン鋳型板（長さ４０ｃｍ、幅３０ｃｍ）の表面に該希釈塗型スラリー１リットルをぶっかけ塗布し、塗膜の垂れ防止性（垂れ筋の本数）を観察した。
【００２４】
（２）フラン鋳型表面への塗膜の乗り適性
上記（１）において、希釈塗型スラリーをぶっかけ塗布した時の塗膜の均一性を乗り適性として目視観察し、以下の基準で評価した。
◎：塗膜の乗り適性が優れる。
○：塗膜の乗り適性がやや優れる。
△：塗膜の乗り適性がやや劣る。
×：塗膜の乗り適性が劣る。
【００２５】
（３）鋳物品質の観察
縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、深さ１５０ｍｍの中空部（キャビティ）を有するフラン鋳型を作製し、上記（１）と同様に調製した２０ボーメの塗型スラリーをぶっかけ塗布した。鋳造する前に、鋳型のキャビティをバーナーで充分熱風乾燥させた後、材質がＦＣＤ−７５０、注湯温度１３５０℃の熔湯を注湯した。冷却後、鋳造物を取り出し、砂落としのために５分間ショットブラスト処理し、鋳肌表面の鋳物品質を観察し、鋳肌平滑性を評価した。
【００２６】
【表１】
2004066286.tif 000002
【００２７】
実施例１〜３及び比較例１〜３の表１の結果より、アタパルジャイトの配合量が、耐火骨材１００重量部に対し０重量部超２．０重量部未満である場合は、ブッカケ後の塗膜状態及び塗膜の乗り適性が向上され、その結果鋳物品質が改善されることが明白である。また、比較例４に示されるように、従来焼結剤として使用されている有機ベントナイトも塗膜状態や塗膜の乗り適性は不十分である。
【００２８】
また、実施例１〜３及び比較例１〜４は鋳型用のアルコール系塗型剤であるが、アルコールを水系に置き換えても充分使用でき、その他発泡模型に本発明に基づく塗型剤組成物を使用することもできる。