(57)【要約】【課題】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及び鋳型の製造方法を提供すること。【解決手段】  耐火骨材、及び非晶化セルロースを含有する、消失模型用塗型剤組成物、並びに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、鋳物用消失模型の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火骨材、及び非晶化セルロースを含有する、消失模型用塗型剤組成物。
【請求項２】
前記非晶化セルロースの結晶化度が３０％以下である、請求項１に記載の消失模型用塗型剤組成物。
【請求項３】
前記非晶化セルロースが粒子状である、請求項１又は２に記載の消失模型用塗型剤組成物。
【請求項４】
前記非晶化セルロースの平均粒子径が５０〜５００μｍである、請求項３に記載の消失模型用塗型剤組成物。
【請求項５】
前記非晶化セルロースの含有量が、前記耐火骨材１００質量部に対して１〜１２質量部である、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。
【請求項６】
更に、分散剤を含有し、前記分散剤は前記非晶化セルロースを溶解させない、請求項１〜５いずれか１項に記載の消失模型用塗型剤組成物。
【請求項７】
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１〜６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。
【請求項８】
請求項７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
従来の消失模型用塗型剤組成物として、例えば、特許文献１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、特許文献２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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１８０２４４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、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、特許文献１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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の消失模型用塗型剤組成物は、耐火骨材、及び非晶化セルロースを含有する。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例の評価に用いた消失模型の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜消失模型用塗型剤組成物＞
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、及び非晶化セルロースを含有する。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。
【００１３】
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非晶化セルロースを含有するため、塗型膜中に当該非晶化セルロースが分散して存在する。当該非晶化セルロースは、鋳造時の熱によって燃焼消失するため、当該非晶化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。
【００１４】
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。
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
〔非晶化セルロース〕
前記非晶化セルロースは、分子式(Ｃ６Ｈ１０Ｏ５)nで表される炭水化物（多糖類）であるセルロースの結晶構造が非晶化されたセルロースである。
【００１９】
本明細書において、非晶化セルロースとは、結晶化度が３３％以下のセルロースを意味する。
【００２０】
本明細書において、セルロースの結晶化度は、Ｘ線回折法による回折強度値からＳｅｇａｌ法により算出したセルロースＩ型結晶化度であり、下記計算式（Ａ）により定義される。
セルロースＩ型結晶化度（％）＝［（Ｉ２２．６−Ｉ１８．５）／Ｉ２２．６］×１００      （Ａ）
〔式中、Ｉ２２．６は、Ｘ線回折における格子面（００２面）（回折角２θ＝２２．６°）の回折強度、Ｉ１８．５は、アモルファス部（回折角２θ＝１８．５°）の回折強度を示す〕
【００２１】
ここで、セルロースＩ型結晶化度は、上記計算式（Ａ）が示す通り、Ｘ線回折パターンの回折角２２．６°(結晶性を表す００２面に対応するピーク)と１８．５°(アモルファス部に対応するピーク)のピーク強度Ｉを用いる。非晶化が進行するといずれＩ２２．６＜Ｉ１８．５となる場合がある（つまり、この定義によって計算するとマイナスの値となる。）一方、セルロースＩ型結晶化度の上限は１００％である。なお、セルロースＩ型とは天然セルロースの結晶形のことである。
【００２２】
前記結晶化度は、残渣欠陥を抑制する観点から、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、２０％以下が更に好ましい。前記結晶化度は、非晶化処理コストの観点から、−３０％以上が好ましく、−２０％以上がより好ましく、−１０％以上が更に好ましい。また、前記結晶化度は、−３０％〜３０％が好ましく、−２０％〜２５％がより好ましく、−１０％〜２０％が更に好ましい。
【００２３】
前記結晶化度が異なるセルロースを２種以上組み合わせて用いてもよいが、その場合のセルロースの結晶化度とは、用いられるセルロースの加重平均により求められる結晶化度を意味し、その値が前記範囲内であることが好ましい。
【００２４】
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非晶化セルロースが好ましい。
【００２５】
前記非晶化セルロースの形状は、特に限定されず、繊維状や粒子状のものを用いることができるが、塗布作業性の観点から、粒子状が好ましい。
【００２６】
前記非晶化セルロースの形状が粒子状の場合、当該非晶化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以上がより好ましい。また、当該非晶化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、当該非晶化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。
【００２７】
前記非晶化セルロースの形状が繊維状の場合、当該非晶化セルロースの繊維長は、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、１２０μｍ以上が更に好ましい。また、当該非晶化セルロースの繊維長は、焼着欠陥低減の観点から、６００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましい。また、当該非晶化セルロースの繊維長は、５０〜６００μｍが好ましく、８０〜３００μｍがより好ましく、１２０〜３００μｍが更に好ましい。
【００２８】
前記非晶化セルロースの形状が繊維状の場合、当該非晶化セルロースの繊維径は、残渣欠陥低減の観点から、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましい。また、当該非晶化セルロースの繊維径は、合成樹脂発泡体模型への塗工性の観点から、８０μｍ以下が好ましい。また、当該非晶化セルロースの繊維径は、１０〜８０μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい。
【００２９】
本実施形態に係る塗型剤組成物の非晶化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非晶化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１２質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、７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非晶化セルロースの含有量は、耐火骨材１００質量部に対し、１〜１２質量部が好ましく、３〜１０質量部がより好ましく、４〜７質量部が更に好ましい。
【００３０】
前記非晶化セルロースの製造方法は特に限定されず、例えば、特開昭６２−１２６９９９号公報、特開昭６２−１２７０００号公報、特開昭６２−２３６８０１号公報、特開２００３−６４１８４号公報、特開２００４−３３１９１８号公報、特許第４１６０１０８号公報、特許第４１６０１０９号公報、特開２０１１−１５４７号公報等の各文献に記載された方法により得ることができる。
【００３１】
〔分散媒〕
本実施形態の消失模型鋳造法では、前記非晶化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、非晶化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、前記非晶化セルロースを溶解しないものが好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
〔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。
【００３７】
〔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。
【００３８】
〔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。
【００３９】
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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
＜鋳物の製造方法＞
本実施形態の消失模型鋳造法による鋳型の製造方法では、従来の消失模型鋳造法による鋳型の製造方法を適用することができる。本実施形態の鋳型の製造方法は、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。
【００４４】
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。
【００４５】
前記バインダーを添加する場合に係る本実施形態の鋳型の製造方法は、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。
【００４６】
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。
【００４７】
本実施形態の鋳型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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
＜１＞耐火骨材、及び非晶化セルロースを含有する、消失模型用塗型剤組成物。
【００５１】
＜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＞前記非晶化セルロースの結晶化度が３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましく、２０％以下が更に好ましく、―３０％以上が好ましく、―２０％以上がより好ましく、−１０％以上が更に好ましく、−３０％〜３０％が好ましく、−２０％〜２５％がより好ましく、−１０％〜２０％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＞前記非晶化セルロースが繊維状及び／又は粒子状が好ましく、粒子状がより好ましい、前記＜１＞〜＜４＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜６＞前記非晶化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、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がより好ましい前記＜５＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜７＞前記非晶化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、１２０μｍ以上が更に好ましく、６００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましく、５０〜６００μｍが好ましく、８０〜３００μｍがより好ましく、１２０〜３００μｍ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。
＜８＞前記非晶化セルロースの繊維径が、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、８０μｍ以下が好ましく、１０〜８０μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい前記＜５＞又は＜７＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜９＞前記非晶化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、１２質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましく、７質量部以下が更に好ましく、１〜１２質量部が好ましく、３〜１０質量部がより好ましく、４〜７質量部が更に好ましい前記＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１０＞更に、分散剤を含有し、前記分散剤は前記非晶化セルロースを溶解させない前記＜１＞〜＜９＞いずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１１＞前記分散媒が、低級アルコールが好ましく、エタノールがより好ましい前記＜１０＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１２＞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＜１１＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１３＞前記分散媒が、水が好ましい前記＜１０＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１４＞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＜１３＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１５＞更に、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＞〜＜１４＞のいずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１６＞更に、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＞〜＜１５＞のいずれかに記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１７＞前記焼結剤が、カルシウムベントナイトが好ましい前記＜１６＞に記載の消失模型用塗型剤組成物。
＜１８＞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＞〜＜１７＞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。
＜１９＞前記消失模型が、発泡ポリスチレンが好ましい前記＜１８＞に記載の鋳物用消失模型の製造方法。
＜２０＞前記＜１８＞又＜１９＞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。
＜２１＞前記＜１８＞又は＜１９＞のいずれか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。
＜２２＞前記＜１＞〜＜１７＞の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。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を具体的に示す実施例等について説明する。
【００５３】
＜評価方法＞
【００５４】
〔セルロースＩ型結晶化度〕
セルロースＩ型結晶化度は、サンプルのＸ線回折強度を、株式会社リガク製、商品名「Ｒｉｇａｋｕ  ＲＩＮＴ  ２５００ＶＣ  Ｘ−ＲＡＹ  ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ」を用いて以下の条件で測定し、前記計算式に基づいて算出した。なお、測定用サンプルは、面積３２０ｍｍ２×厚さ１ｍｍのペレットを圧縮して作製した。
・Ｘ線源：Ｃｕ／Ｋα−ｒａｄｉａｔｉｏｎ
・管電圧：４０ｋｖ    管電流：１２０ｍＡ
・測定範囲：回折角２θ＝５〜４５°    スキャンスピード：１０°／ｍｉｎ
【００５５】
〔ＴＧ分解開始温度〕
株式会社リガク社製「ＴＧ−８１１０」を用いて、アルミナパンφ５ｍｍ×２．５Ｈ、ＡＩＲフロー５００ｍｌ／ｍｉｎ、昇温速度５℃／ｍｉｎの条件で測定を行った。ＴＧの減少が開始した時点の温度を分解開始温度とした。
【００５６】
〔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：撹拌、内蔵超音波３分
・試料濃度：２ｍｇ／１００ｃｃ
【００５７】
〔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後述する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。
【００５８】
〔４００℃通気度の評価方法〕
下記表１に示す塗型剤について、試験片が完成した後に、４００℃±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、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。また、「４００℃通気度変化（６／６０ｍｉｎ比）」は、４００℃±１０℃に保持できるオーブンにて、６分後および６０分後の通気度を各々測定し、６分後／６０分後×１００にて算出した。すなわち、加熱初期の通気性を示す指標で、値が大きい程、加熱初期に高い通気性になることを示す。
【００５９】
〔固形分６５％粘度〕
下記表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。
【００６０】
〔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。
【００６１】
＜非晶化セルロースの製造＞
セルロース含有原料として、シート状木材パルプ（テンベック社製「ＨＶ−１０」）をシートペレタイザー（株式会社ホーライ製「ＳＧ（Ｅ）−２２０」）にかけて裁断した。得られたパルプを棚乾燥（アドバンテック社製、真空定温乾燥機「ＤＲＶ３２０ＤＡ」）を用いて、乾燥後のパルプが１．０質量％になるように乾燥した。乾燥処理にて得られたパルプを、バッチ式振動ミル（中央化工機株式会社製、「ＭＢ−１」）に入れて、処理時間を調整して結晶化度の異なる球状のサンプルを作製した。当該サンプルを篩いにかけ、表１に記載の平均粒子径を有する非晶化セルロースを得た。因みに、結晶化度１７％は１０分、４％は２０分、−１５％は３０分の処理を行った。粒度調整については、２８メッシュ（目開き５８９μｍ）の篩掛けを行い、篩通過分を採取した。粗粒分については、３００μｍは、上記採取分を更に１００メッシュの篩掛けを行い、その篩残分を採取した。８００μｍは、２８メッシュの篩残分を採取した。
【００６２】
＜塗型剤組成物の調製＞
〔実施例１〜９及び比較例１、２〕
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））１００質量部に対し、表１に示す量の添加物を添加し、ノニオン性界面活性剤（花王株式会社製、エマルゲン１０６）３．０質量部、カルシウムベントナイト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。表１に記載の添加量の単位は質量部である。なお、塗型剤の濃度は以下の操作で決定した。
【００６３】
［塗型剤の濃度の決定方法］
３００×１５０（ｍｍ）の発泡ポリスチレン模型を仰角３０°、１５０ｍｍの面を上部にセットして、１往復半の流し塗りを行う。５０℃で１時間乾燥後、同様の操作で２度塗りを行い乾燥させる。塗膜を綺麗にはがし取り、ノギスで４箇所を測定し、その平均値が１．４ｍｍ±０．１の範囲になるように水量を調整し濃度を決定した。
【００６４】
【表１】
2016107275.tif 000003
【図１】
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