(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性骨材と平均粒径が150〜800マイクロメートルの有機粒体物を含有する塗型剤組成物であって、有機粒体物を耐火性骨材100重量部に対し５〜50重量部含有してなる消失模型鋳造用の塗型剤組成物。
【請求項２】
有機粒体物がスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メラミン樹脂から選ばれる１種以上である請求項１の塗型剤組成物。
【請求項３】
平均粒径が150〜800マイクロメートルの有機粒体物を耐火性骨材100重量部に対し５〜50重量部含有する塗型剤を表面に塗布した合成樹脂発泡体製の模型を鋳物砂に埋設し、鋳込み時に有機粒体物充填部を空洞化して鋳造を行う消失模型鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消失模型鋳造法に用いられる塗型剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
消失模型鋳造法はフルモールド法とも言われ、合成樹脂発泡体にて製作した模型を鋳物砂に埋設したまま鋳型として利用するプロセスである。このプロセス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鋳造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】
特開平4-105748号は、シリカやアルミナ等の非中空球状体の耐火骨材の使用により、また特開平4-262832号や特開平7-112238号は、多孔質の不燃物を塗型剤組成物中に混入させ、或いは塗型剤組成物の耐火骨材を多孔質とすることにより、塗型膜の通気性を向上させることを提案している。しかし、予め通気性を確保することは塗型膜の強度を犠牲にする結果となり、砂込め時に塗型膜の削れ、割れ、剥がれ等が発生する問題がある。また、特開平3-180244号はニトロセルロースを微細分散配合した塗型剤を提案しているが、少量しか添加されないため鋳物欠陥が十分抑制できず、さらに爆発的に燃焼するため塗型剤巻き込み欠陥が生じ、さらなる改良が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、塗型剤巻き込み欠陥を生じることなしに、模型の熱分解に起因する鋳物欠陥を防止できる、消失模型鋳造用の塗型剤組成物を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多量の有機粒体物を含有してなる消失模型鋳造用の塗型剤組成物である。この塗型剤組成物を合成樹脂発泡体製の模型の表面に塗布して塗型膜とすると、有機粒体物は鋳物砂に埋設し砂込めを行う時は骨材として作用する。次いで鋳込みを行うと、有機粒体物は熱によって穏やかに分解、又は気化等してその充填部が空洞化され、この空洞が模型の熱分解により生ずるガスの通路として作用するものと推定される。なお本発明では、穏やかに燃焼する有機粒体物を用いるため塗型剤巻き込み欠陥がなく、かつ多量に添加でき、鋳込み時に空洞も多く生成することからガス欠陥が十分に抑制され、鋳肌も良好となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
有機粒体物としては、塗型剤の乾燥温度（通常は60℃程度）以下の温度で分解、気化等されず且つ爆発的に燃焼しないものであれば、各種のものが使用できるが、鋳込み時に容易に空洞化しうるように、分解等に必要な温度は余り高くないことが望ましい。鋳込み前に骨材として作用するために必要な強度等から、また鋳物や人体に対する影響から、材料としてはハロゲン原子を含まない高分子有機物質が好ましく、例えばスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ナイロン樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。より好ましくはアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂である。特にはポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂など、酸素原子の含有率が高いものがより好ましい。
【０００７】
一般に、消失模型鋳造法に用いる塗型剤には水系のものとアルコール系のものがあるが、水系の塗型剤の場合には有機粒体物は非水溶性であり、またアルコール系の場合にはアルコール溶剤に対して安定な有機粒体物が用いられる。
【０００８】
有機粒体物の添加量は、消失模型の形状や大きさ等によっても異なるが、好ましくは塗型剤組成物中の耐火性骨材100重量部に対し５〜50重量部、より好ましくは10〜40重量部である。また平均粒径は150〜800マイクロメートルが好ましく、より好ましくは250〜800マイクロメートルである。また粒体物の形状は、強度の点から球状が好ましいが、立方体なども使用できる。
【０００９】
塗型剤組成物中の耐火性骨材としては、従来から鋳造の目的に応じて各種のものが利用されており、例えば黒鉛、ジルコン、マグネシア、アルミナ、シリカなどがある。
【００１０】
また粘結剤として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等の水溶性高分子を添加するのが、塗膜強度の点から好ましい。添加量は耐火性骨材100重量部に対し、好ましくは0.5〜10重量部である。
【００１１】
本発明の塗型剤組成物は、通常と同様に合成樹脂発泡体の模型に塗布して用いられる。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得るが、特に発泡ポリスチレンが好ましい。また鋳造に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。鋳物砂は粘結剤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、強度が必要な場合には、粘結剤を添加し、硬化剤により硬化させるのが好ましい。
【００１２】
【実施例】
実施例１〜10
発泡ポリスチレンを用いて図１に示す形状の模型を作成した。模型表面にはシリカ50重量部、酸化ジルコン20重量部、黒鉛30重量部、粘結剤としてポリビニルアルコール（重合度500）５重量部からなる、80ボーメに調整した黒鉛系の水性塗型剤の耐火性骨材100重量部に対し、表１に示す種類及び量の非水溶性有機粒状物を添加した塗型剤組成物を塗布し、50℃で６時間乾燥した。
【００１３】
フリーマントル珪砂（５号）に有機スルホン酸硬化剤（花王クエーカー（株）製TK-3）を0.2重量部添加混練した後に、フラン樹脂（花王クエーカー（株）製340B）を珪砂に対して0.4重量部混合した。この混練砂に上記の模型を埋設した。溶湯があふれない速度で鋳込みを行い（材質FC300、鋳込み温度1380℃）、ガス欠陥及び塗型剤巻き込み欠陥（鋳物表面の介在物）の有無を目視で評価した。
【００１４】
比較例１
非水溶性有機粒状物を用いずに、上記と同様に鋳造して評価を行った。
【００１５】
比較例２〜３
非水溶性有機粒状物としてニトロセルロースを用い、上記と同様に鋳造して評価を行った。以上の結果を表１に示す。何れの場合にも塗型膜の削れ、割れ、剥がれ等は発生しなかった。
【００１６】
【表１】
0004278782.tif 000002
【００１７】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、塗型剤巻き込み欠陥を生ずることなく、合成樹脂発泡体製の模型の熱分解に起因する鋳物欠陥を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例、比較例で用いた合成樹脂発泡体製の模型の概略図である。
【図１】
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