(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法であって、
樹脂発泡成形体の全表面に耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて押湯を内部に収容する断熱保温壁を形成し、次いで前記断熱保温壁の一部を取り除いて押湯誘導口を形成すること、を特徴とする前記押湯用スリーブの製造方法。
【請求項２】
押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法であって、
樹脂発泡成形体の全表面にアルミニウム粉末及び／又はマグネシウム粉末と酸化鉄と酸化剤と助燃剤と耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて押湯を内部に収容する発熱壁を形成し、次いで前記発熱壁の一部を取り除いて押湯誘導口を形成すること、を特徴とする前記押湯用スリーブの製造方法。
【請求項３】
押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法であって、
樹脂発泡成形体の押湯誘導口を構成すべき表面を除く全表面に、耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて、押湯誘導口と押湯収容部とを構成する断熱保温壁を形成すること、を特徴とする前記押湯用スリーブの製造方法。
【請求項４】
押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法であって、
樹脂発泡成形体の押湯誘導口を構成すべき表面を除く全表面に、アルミニウム粉末及び／又はマグネシウム粉末と酸化鉄と酸化剤と助燃剤と耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて、押湯誘導口と押湯収容部とを構成する発熱壁を形成すること、を特徴とする前記押湯用スリーブの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂発泡成形体が、発泡剤を内包した熱可塑性樹脂微小体を型内で膨張させ相互に融着させた熱可塑性樹脂発泡成形体である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項６】
前記耐火物粉末がアルミナ系中空微小球である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項７】
前記耐火物粉末がシラスバルーンである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項８】
前記ウレタン系粘結剤が、フェノール樹脂とイソシアネート硬化剤とを含有するフェノールウレタン系粘結剤である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項９】
前記硬化を第３級アミンの添加あるいは通気により行う、請求項１〜８のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項１０】
押湯収容部を構成する前記樹脂発泡成形体の外部形状が、押湯誘導口を構成すべき部分を除いて球形である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の押湯用スリーブの製造方法であって、
前記押湯誘導口に更にネックダウンコアを設ける、前記押湯用スリーブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物鋳造の際に押湯を保温あるいは加熱して収容するためのスリーブを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物製品の生産においては、鋳型（生型）に流し込んだ溶融金属の冷却工程においてその収縮により内部に引け巣が生じないように、冷却工程の間じゅう常に引け巣の体積に相当する量の溶融金属（以下、押湯という。）を補給している。余分な押湯は製品が冷えて型ばらしされた後に切断除去されるものであるため、製品の歩止まりを向上させるには、押湯は引け巣の体積をわずかにこえる程度の量が最適である。
そのため従来、製品の鋳型（生型）４の上部に、押湯を保温あるいは加熱して鋳型（生型）中に常に補給しうるように、スリーブを設けてその中に押湯を収容している。このようなスリーブとして種々の内部形状のものが提案されているが、例えば、押湯収容部１ａの内部が円筒形で押湯誘導口１ｂにネックダウンコア３の設けられた押湯用スリーブが一般に広く知られている（図７参照）。また、押湯誘導口を備えた押湯収容部が球状の二つ割れの押湯用スリーブも公知である。
これらの押湯用スリーブは、押湯を保温あるいは加熱できるように、断熱保温材料あるいは発熱材料でつくられている。具体的には、断熱保温材料としては繊維やアルミナ粉末が用いられ、発熱材料としてはアルミニウム粉末と酸化鉄と酸化剤が耐火骨材と共に用いられ、これらを水ガラスやシェルモールド用ノボラック型又はレゾール型フェノール樹脂などの粘結剤と混練し成形して硬化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば水ガラスを粘結剤として使用した場合には、ＣＯ2 で通気して成形品を硬化させた後、硬化したスリーブを乾燥炉中で更に約２００℃で４時間ほど乾燥させなければ、実用的な強度の押湯用スリーブが得られない。また、粘結剤としてシェルモールド用ノボラック型又はレゾール型フェノール樹脂を使用した場合にも、成形したのち乾燥炉中で約２００℃で４時間ほど乾燥させなければ、実用的な強度の押湯用スリーブを得ることができない。
そのため、樹脂発泡成形体は約２００℃で加熱すると変形などするため、従来の押湯用スリーブの製造には樹脂発泡成形体を使用することができなかった。
【０００４】
本発明の目的は、高温で長時間乾燥する工程を行わなくても実用的な性能を有する一体的な押湯用のスリーブを簡易に製造する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法は、樹脂発泡成形体の全表面に耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて押湯を内部に収容する断熱保温壁を形成し、次いで前記断熱保温壁の一部を取り除いて押湯誘導口を形成すること、を特徴とする。
【０００６】
本発明の押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法は、樹脂発泡成形体の全表面にアルミニウム粉末及び／又はマグネシウム粉末と酸化鉄と酸化剤と助燃剤と耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて押湯を内部に収容する発熱壁を形成し、次いで前記発熱壁の一部を取り除いて押湯誘導口を形成すること、を特徴とする。
【０００７】
本発明の押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法は、樹脂発泡成形体の押湯誘導口を構成すべき表面を除く全表面に、耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて、押湯誘導口と押湯収容部とを構成する断熱保温壁を形成すること、を特徴とする。
【０００８】
本発明の押湯誘導口と押湯収容部とを備えた押湯用スリーブの製造方法は、樹脂発泡成形体の押湯誘導口を構成すべき表面を除く全表面に、アルミニウム粉末及び／又はマグネシウム粉末と酸化鉄と酸化剤と助燃剤と耐火物粉末とウレタン系粘結剤とを含有する混合物を被覆し硬化させて、押湯誘導口と押湯収容部とを構成する発熱壁を形成すること、を特徴とする。
【０００９】
更に本発明は、前記の各押湯用スリーブの製造方法であって、前記押湯誘導口に更にネックダウンコアを設ける。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明における樹脂発泡成形体は、溶融金属の熱で溶融あるいは消失する樹脂を発泡、成形して押湯収容部と押湯誘導口とをそれぞれなす部分を備えた成形体である。このような樹脂としては、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が好適である。更に、熱可塑性樹脂中に発泡剤を内包した微小体を所望の形状、大きさの型内で発泡、膨張させ相互に融着させた樹脂発泡成形体が最適である。
【００１１】
この樹脂発泡成形体の外部形状は、ドーム形、コップ形、円柱形、球形などの種々の形状であってよいが、同一体積のうちで最も熱拡散面積が小さい、すなわち、体積と表面積の比で示されるモジュラスが最も大きくなる球形（但し、押湯誘導口を構成すべき部分を除く。）が最も好ましい。溶湯金属が同じ場合には、その凝固時間はモジュラスによって定まるからである。
【００１２】
樹脂発泡成形体の表面に被覆する混合物は、耐火物粉末（例えば、シラスバルーンなどのアルミナ系中空微小球、砂）とウレタン系粘結剤（例えば好適には、フェノール樹脂とイソシアネート硬化剤とからなるフェノールウレタン系粘結剤）とからなる場合には押湯を断熱保温し、これらに更にアルミニウム粉末及び／又はマグネシウム粉末（好適にはアルミニウム粉末）と酸化鉄と酸化剤（例えば硝酸ナトリウム）と助燃剤（例えばフッ化ナトリウム）とからなる場合にはスリーブ自体がテルミット反応により発熱して溶湯を加熱して、スリーブ内に押湯を収容することができる。
耐火物粉末のうちアルミナ系中空微小球、特にシラスバルーンは、実用的な強度を備えているだけでなく軽量の断熱保温壁又は発熱壁を安価に形成することができるので、更に好適である。
【００１３】
本発明においては、まず、樹脂発泡成形体の（押湯誘導口を構成すべき部分を除いた）一部又は全部の表面に、前記混合物を好適には型内で被覆し、更に好適には第３級アミン等の触媒を添加あるいはガス化して通気し硬化させて、断熱保温壁又は発熱壁を形成する。樹脂発泡成形体の全表面に壁を形成した場合には、その一部を切断などして取り除き、押湯誘導口を形成する。
押湯誘導口には、製品鋳型への設置の容易化と、型ばらし後に冷えた押湯（部分）を切断しやすいように、更にネックダウンコアを接着などにより設けることが好ましい。
形成された断熱保温壁、発熱壁は通気性があり、押湯がスリーブ内に入ったとき、樹脂発泡成形体の燃焼ガスや空気は速やかにスリーブ外に排出される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
実施例１
図１は、本発明の実施例１における樹脂発泡成形体を成形するための二つ割れ型の側断面図である。図２は、本発明の実施例１の押湯用スリーブを製造するための二つ割れ型に樹脂発泡成形体を設置した場合の側断面図である。図３は、本発明の実施例１の押湯用スリーブの側断面図である。
発泡性ポリスチレンビーズ（三菱油化バディシュ（株）製ＦＭＣ−２５０）３．５ｇを図１の型６のキャビティー７に充填し１１５℃で加熱して、直径７ｃｍの球形の押湯収容部を構成すべき部分（容積１９８．７ｃｍ3 、表面積１７５．９ｃｍ2 、密度０．０１９ｇ／ｃｍ3 ）１ａと押湯誘導口を構成すべき部分１ｂからなる熱可塑性樹脂発泡成形体１を製造した。
次に、樹脂発泡成形体１の押湯誘導口１ｂを構成すべき表面に空隙が存在しないように、この熱可塑性樹脂発泡成形体１をスリーブ製造用の型８のキャビティー９に設置した（図２参照）。このキャビティー９は前記成形体１より一まわり大きく、キャビティー９の空隙に発熱壁を構成すべき混合物を充填した。この混合物は、アルミニウム粉末５ｇと酸化鉄１ｇと硝酸ナトリウム１ｇとフッ化ナトリウム１ｇとシラスバルーン（三機化工建設（株）製サンキライト）９２ｇとをよく混合し、この中に更にフェノール樹脂１．５ｇとイソシアネート硬化剤１．５ｇとを加えて充分に混合したものである。
そして、このキャビティー９内に充填した混合物にトリエチルアミンの蒸気を常温で通気して、この充填した混合物を常温で硬化させ、押湯用スリーブを製造した。
更に、このスリーブの押湯誘導口に、中心に押湯誘導口とほぼ同じ大きさの円形の穴を設けたネックダウンコア３を接着した。このネックダウンコア３は、シラスバルーンとフェノール樹脂とイソシアネート硬化剤との混合物を型中でトリエチルアミンの蒸気を通気して硬化させたものである。
得られたネックダウンコア付き押湯用スリーブを使用して、注湯試験を行った。
発熱壁を形成する混合物の組成、及び製造した押湯用スリーブの性状及び注湯試験結果をまとめて表１に示す。
【００１５】
〔注湯試験〕
容積１．２６リットルの製品鋳型（生型）４の上部に、ネックダウンコア３付き押湯用スリーブを設置し、押湯が発熱壁２内を満たすように生型４内に１６２０℃の溶融金属（鋳鋼ＳＣＷ４８０）を注湯して、押湯用スリーブの内部の溶融金属が１４９３℃以下に冷えて凝固するまでの時間を測定した（図６参照）。
【００１６】
実施例２
ネックダウンコアを取り付けないこと及び発熱壁を構成すべき混合物の組成を表１に示すように変更したことを除いて、実施例１と同様にして押湯用スリーブを製造し、これを使用して注湯試験を行った。
発熱壁を形成する混合物の組成、及び製造した押湯用スリーブの性状及び注湯試験結果をまとめて表１に示す。
【００１７】
実施例３
発泡性ポリスチレンビーズ（三菱油化バディシュ（株）製ＦＭＣ−２５０）３．５ｇを球形キャビティーを有する型内に充填し１１５℃で加熱して、直径７ｃｍの球形の熱可塑性樹脂発泡成形体１（体積１７９．５ｃｍ3 、表面積１５３．９ｃｍ2 、密度０．０１９ｇ／ｃｍ3 ）を製造した。
次に、この熱可塑性樹脂発泡成形体１をこれより大きい球形キャビティーを有するスリーブ製造用の型内に設置した。このキャビティーの空隙に発熱壁を構成すべき混合物を充填した。この混合物は、アルミニウム粉末１５ｇと酸化鉄３ｇと硝酸ナトリウム１ｇとフッ化ナトリウム１ｇとシラスバルーン８０ｇとをよく混合し、この中に更にフェノール樹脂１．５ｇとイソシアネート硬化剤１．５ｇとを加えて充分に混合したものである。
そして、キャビティーの空隙にトリエチルアミンの蒸気を常温で通気して、この充填した混合物を常温で硬化させ、（内部）熱可塑性樹脂発泡成形体１と（外部）発熱壁２からなる球状体を製造した。
この球状体の一部を切断し（外部）発熱壁２の一部を取り除いて、押湯誘導口（を構成すべき部分）を形成して、押湯用スリーブを製造した。図４は、製造した押湯用スリーブの側断面図である。
この押湯用スリーブを使用して注湯試験を行った。
発熱壁を形成する混合物の組成、及び製造した押湯用スリーブの性状及び注湯試験結果をまとめて表１に示す。
【００１８】
実施例４
発熱壁を構成すべき混合物の組成を表１に示すように変更したことを除いて実施例３と同様にして製造した押湯用スリーブに、実施例１と同様にしてネックダウンコアを取り付けて、押湯用スリーブを製造した。図５は、製造した押湯用スリーブの側断面図である。
この押湯用スリーブを使用して注湯試験を行った。
発熱壁を形成する混合物の組成、及び製造した押湯用スリーブの性状及び注湯試験結果をまとめて表１に示す。
【００１９】
実施例５
発泡性ポリスチレンビーズ（三菱油化バディシュ（株）製ＦＭＣ−２５０）４．０ｇを型内の頭部が半球状の円筒形のキャビティーに充填し１１５℃で加熱して、直径７ｃｍ、長さ１０．３ｃｍの頭部が半球状の円柱形の熱可塑性樹脂発泡成形体１（体積１９８．７ｃｍ3 、表面積１７６．９ｃｍ2 、密度０．０２０ｇ／ｃｍ3 ）を製造した。
次に、樹脂発泡成形体１の押湯誘導口１ｂを構成すべき表面（円柱底面）に空隙が存在しないように、この熱可塑性樹脂発泡成形体１をスリーブ製造用の型の内部のキャビティーに設置した。このキャビティーは前記成形体１より一まわり大きく、キャビティーの空隙に断熱保温壁２′を構成すべき混合物を充填した。この混合物は、シラスバルーン１００ｇとフェノール樹脂１．５ｇとイソシアネート硬化剤１．５ｇとを加えて充分に混合したものである。
そして、キャビティーの空隙にトリエチルアミンの蒸気を常温で通気して、この充填した混合物を常温で硬化させ、押湯用スリーブを製造した。
更に、このスリーブの押湯誘導口に、中心に押湯誘導口とほぼ同じ大きさの円形の穴を設けたネックダウンコアを接着した。このネックダウンコアは、シラスバルーンとフェノール樹脂とイソシアネート硬化剤との混合物を型中でトリエチルアミンの蒸気を通気して硬化させたものである。
得られたネックダウンコア付き押湯用スリーブを使用して、注湯試験を行った。
断熱保温壁を形成する混合物の組成、及び製造した押湯用スリーブの性状及び注湯試験結果をまとめて表１に示す。
【００２０】
比較例１
生型４の上部（の砂の中）に、実施例１と同様にして製造した体積１９８．７ｃｍ3 の球形熱可塑性樹脂発泡成形体１を埋め込んで、注湯試験を行った。
注湯試験結果などをまとめて表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003989620.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明においては、樹脂発泡成形体の表面に、耐火物粉末などをウレタン系粘結剤で高温で長時間加熱することなく硬化させているので、変形などすることなく通気性があり実用的な強度の断熱保温壁又は発熱壁を（樹脂発泡成形体と）一体的かつ簡易に形成することができる。そして、本発明により製造される押湯用スリーブを製品の鋳型（生型）の上部に設置して使用すると、溶融金属（押湯）により樹脂発泡成形体が消失して、断熱保温壁又は発熱壁内に押湯を収容し保温又は加熱することができるので、鋳物製品に引け巣が生じないように、その体積をわずかにこえる程度の量の押湯を使用してこれを収容し生型に供給することができ経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における樹脂発泡成形体を成形するための二つ割れ型の側断面図である。
【図２】  本発明の実施例１の押湯用スリーブを製造するための二つ割れ型に樹脂発泡成形体を設置した場合の側断面図である。
【図３】  本発明の実施例１の押湯用スリーブの側断面図である。
【図４】  本発明の実施例３の押湯用スリーブの側断面図である。
【図５】  本発明の実施例４の押湯用スリーブの側断面図である。
【図６】  本発明の実施例１の押湯用スリーブを使用した注湯試験における製品鋳型及び押湯用スリーブの側断面図である。
【図７】  従来の鋳物生産における製品鋳型及び押湯用スリーブの側断面図である。
【符号の説明】
１  熱可塑性樹脂発泡成形体
１ａ  押湯収容部（を構成すべき部分）
１ｂ  押湯誘導口（を構成すべき部分）
２  発熱壁
２′  断熱保温壁
３  ネックダウンコア
【図１】
0003989620.tif 000003
【図２】
0003989620.tif 000004
【図３】
0003989620.tif 000005
【図４】
0003989620.tif 000006
【図５】
0003989620.tif 000007
【図６】
0003989620.tif 000008
【図７】
0003989620.tif 000009