(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１００〜５０００μｍである耐火性粒状骨材１００質量部に対して、平均粒径０．１〜５０μｍであり、その素材がシリカ，シリコーン系樹脂，アルミナ，ガラス，ムライト，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，（メタ）アクリル酸系樹脂及びフッ素系樹脂よりなる群から選ばれたものである非中空球状微粒子が０．０１〜１．０質量部配合されてなり、該耐火性粒状骨材の平均粒径をφとしたとき、該非中空球状微粒子の平均粒径が、φ／８〜φ／５０００である鋳物砂組成物。
【請求項２】
更に粘結剤を含有する請求項１記載の鋳物砂組成物。
【請求項３】
非中空球状微粒子の素材表面がシリコン系化合物で処理されている請求項１又は２に記載の鋳物砂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性が改善された鋳物砂組成物に関し、複雑な鋳型や高強度の鋳型の造型に適した鋳物砂組成物に関するものである。なお、本発明において、鋳型とは中子をも含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋳型は、一般的に、種々の形状の模型（木型、発泡型、金型、中子型、割り型等の型と言われるもの全てを含む。）に鋳物砂組成物を充填し成形して造型される。鋳物砂組成物は、多くの場合、珪砂等の耐火性粒状骨材と粘結剤とを含有しており、この粘結剤によって耐火性粒状骨材相互間を結合させ、所定強度の鋳型を造型する。なお、場合によっては、鋳物砂組成物中に粘結剤が含有されておらず、耐火性粒状骨材だけで鋳型を造型することもある。
【０００３】
ところが、模型が複雑な形状をしていると、鋳物砂組成物の充填が不良となることがあった。特に、鋳物砂組成物中に粘結剤が含有されていると、鋳物砂組成物の流動性が低下しやすく、充填不良となりやすい。従来、このような場合は、（ｉ）熟練工による手作業によって手込め充填する方法、（ii）振動造型の場合は、強力な振動を与えて充填する方法、（iii ）ブロー造型の場合は、強力なエアーブローによって充填する方法、等が講じられている。
【０００４】
しかしながら、（ｉ）の方法は、現在、鋳型造型の熟練工が少なく、かつ手作業であるため鋳型の生産効率が低下する、また、（ii）及び（iii ）の方法は、骨材が模型に染み付き（模型に埋入し）、模型の抜き取りが困難になったり、模型として発泡型を使用した場合には、発泡型が破損或いは変形し、鋳型造型が不能になるということがある。
【０００５】
このような欠点を解決するため、鋳物砂組成物の流動性を向上させ、その充填性を向上させる方法が種々提案されている。例えば、鋳物砂組成物中に流動性向上剤として、フッ素系界面活性剤を含有させる方法（特開平２−２９９７４１号公報）、脂肪族化合物を含有させる方法（特開平３−１３４０６７号公報）、界面活性剤や潤滑剤を含有させる方法（特開平１０−２１６８９５号公報）等が提案されている。これら各方法は、いずれも、界面活性剤等の化学的特性を利用して、流動性を改善しようというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、前記各方法とは全く異なった原理で、鋳物砂組成物の流動性を改善すべく、種々検討したところ、耐火性粒状骨材の粒径に対して、一定の粒径を持つ非中空球状微粒子を添加すれば、鋳物砂組成物の流動性が改善されることを見出した。つまり、所定の大きさの耐火性粒状骨材と所定の大きさの非中空球状微粒子とを混合すれば、全体としての鋳物砂組成物の流動性が改善されることを見出したのである。これは、耐火性粒状骨材と非中空球状微粒子との物理的相互作用で、鋳物砂組成物の流動性が改善されるというものであり、前記各方法とは、その原理が異なるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平均粒径が１００〜５０００μｍである耐火性粒状骨材１００質量部に対して、平均粒径０．１〜５０μｍであり、その素材がシリカ，シリコーン系樹脂，アルミナ，ガラス，ムライト，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，（メタ）アクリル酸系樹脂及びフッ素系樹脂よりなる群から選ばれたものである非中空球状微粒子が０．０１〜１．０質量部配合されてなり、該耐火性粒状骨材の平均粒径をφとしたとき、該非中空球状微粒子の平均粒径が、φ／８〜φ／５０００である鋳物砂組成物に関するものである。
【０００８】
本発明で用いる耐火性粒状骨材としては、従来公知のものであれば、どのようなものでも使用することができる。例えば、珪砂、ジルコン砂、クロマイト砂、オリビン砂、ムライト砂等を使用することができる。耐火性粒状骨材の平均粒径は、１００〜５０００μｍであり、特に２００〜６００μｍ程度が好ましい。耐火性粒状骨材の形状は任意であって良いが、球形の骨材を用いると、非中空球状微粒子との相乗作用で、より流動性の向上を図ることができる。耐火性粒状骨材の平均粒径は、ＪＩＳ  Ｚ  ２６０２記載の方法に準じ、メッシュによる篩い分けで、質量基準の５０％径として求めたものである。なお、本発明で言う耐火性粒状骨材とは、主骨材を意味するものであり、主骨材に若干量添加される補助骨材は、本発明では任意の添加剤の範疇に属するものである。
【０００９】
本発明において、流動性向上剤としての役割を果たすのは、非中空球状微粒子である。ここで、非中空球状微粒子の意味内容は、以下のとおりである。「非中空」とは、中空ではなく、中実ということである。中空微粒子を用いると、鋳物砂組成物の充填時に、微粒子が破損したり変形しやすく、流動性向上を図れなくなるので、本発明では用いることができない。また、破損或いは変性しなくても、中空微粒子はクッション作用があり、鋳物砂組成物の流動性を阻害しやすいので、本発明では用いることができない。「球状」ということは、表面に角がなくて、所定の曲率で丸くなっているということである。角があると、微粒子が耐火性粒状骨材相互間に存在していても、骨材相互間の滑りが悪くなり、流動性向上を図れないので、本発明では用いることができない。「微粒子」というのは、耐火性粒状骨材よりもその大きさが小さい粒子ということである。
【００１０】
本発明においては、耐火性粒状骨材の大きさに対する、非中空球状微粒子の大きさに特徴がある。即ち、耐火性粒状骨材の平均粒径をφとしたとき、非中空球状微粒子の平均粒径がφ／８〜φ／５０００、好ましくはφ／１５〜φ／５００であるということである。非中空球状微粒子の平均粒径がφ／８よりも大きいと、鋳物砂組成物の流動性の向上が不十分であり、好ましくない。また、非中空球状微粒子の平均粒径がφ／５０００よりも小さい場合も、鋳物砂組成物の流動性の向上が不十分であり、好ましくない。
【００１１】
非中空球状微粒子の平均粒径は、０．１〜５０μｍである。更に１〜３０μｍの範囲で選定するのが好ましい。この程度の平均粒径の非中空球状微粒子が、最も良く流動性向上に寄与するからである。なお、非中空球状微粒子の平均粒径は、レーザー回折計を用いて、質量基準の５０％径として求めた。
【００１２】
非中空球状微粒子としては、非中空であること、球状であること、所定の平均粒径を持つことの他、その素材として、シリカ，シリコーン系樹脂，アルミナ，ガラス，ムライト、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，（メタ）アクリル酸系樹脂又はフッ素系樹脂が用いられる。無機材料では変形が少ない利点があり、有機材料では注湯時に熱分解し消失する利点がある。なお、有機材料の場合は、その軟化点が５０℃以上、好ましくは８０℃以上のものが良い。軟化点が５０℃未満であると、鋳物砂組成物の混練時や造型時に、非中空球状微粒子が変形したり、粘着性を呈したりして、鋳物砂組成物の流動性が低下する恐れがある。また、素材表面がシリコン系化合物で処理されている非中空微粒子、好ましくはシリコーン系樹脂微粒子又はシリカ微粒子表面が珪素化合物を主体とする処理剤でシリコン処理された無機微粒子を用いるのが好ましい。これらは、流動性の向上と共に、得られる鋳型の圧縮強度の向上も見られ、好ましいものである。なお、珪素化合物を主体とする処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン，トリメチルクロルシラン，トリメチルエトキシシラン，アリルフェニルジクロルシラン等のシランカップリング剤やシリコーンオイル等の珪素化合物を主体とする処理剤が用いられる。
【００１３】
非中空球状微粒子の配合量は、耐火性粒状骨材１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部であり、０．０５〜０．５質量部であるのがより好ましい。非中空球状微粒子の配合量が０．０１質量部未満であると、鋳物砂組成物の流動性向上効果が不十分となる傾向が生じる。また、非中空球状微粒子の配合量が１．０質量部を超えると、得られる鋳型の強度が低下する傾向が生じたり、造型時に非中空球状微粒子が飛散する傾向が生じる。
【００１４】
本発明に係る鋳物砂組成物中には、更に粘結剤が含有されているのが好ましい。即ち、鋳物砂組成物中に粘結剤が含有されている場合、特にその流動性が低下しやすいため、粘結剤含有鋳物砂組成物に本発明を適用するのが好ましい。粘結剤としても、従来公知のものであればどのようなものでも用いることができ、例えば、フラン樹脂，水溶性フェノール樹脂，耐火性粒状骨材表面に被覆されたノボラック型フェノール樹脂（シェル用粘結剤）、フェノールウレタン樹脂、水ガラス、粘土等を用いることができる。
【００１５】
また、本発明に係る鋳物砂組成物中には、鋳肌をよくするため、砂落としをよくするため、すくわれ防止等の目的で、従来公知の各種の添加剤を含有させてもよい。例えば、補助骨材，石炭粉，ピッチ粉，コークス粉，黒鉛粉末，澱粉質添加剤，繊維素質添加剤，フッ素系界面活性剤，脂肪族活性剤，潤滑油等を適当量添加しても良い。
【００１６】
本発明に係る鋳物砂組成物を、模型に充填して造型する方法としては、従来公知の造型法であればどのようなものでも採用でき、例えば、振動機を用いた振動造型法，エアーを用いたブロー造型法，圧力差を利用する減圧造型法，手込め造型法等を採用することができる。本発明に係る鋳物砂組成物の場合、手込め造型法よりも、機械を用いた振動造型法，ブロー造型法，減圧造型法等の方が、その効果が顕著である。また、本発明に係る鋳物砂組成物は、自硬性鋳型，ガス硬化性鋳型，フルモールド鋳型，シェルモールド鋳型等の鋳型の種別を問わず、適用しうるものであり、また粘結剤を含まない鋳型にも適用することができる。特に、本発明に係る鋳物砂組成物は、耐火性粒状骨材に大きな運動エネルギーを与えなくとも造型しうるので、複雑な形状をした中子の造型や、発泡模型を使用して造型する場合に有利である。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明は、耐火性粒状骨材の粒径に対して、一定の粒径を持つ非中空球状微粒子を添加すれば、鋳物砂組成物の流動性が改善されるとの知見に基づくものとして、解釈されるべきである。
【００１８】
実施例１
フリーマントル珪砂（平均粒径５１１μｍ）８ｋｇに、フラン樹脂（花王クエーカー社製、３４０Ｂ）４０ｇとフラン樹脂用硬化剤（花王クエーカー社製、Ｃ−２１）１６ｇを添加して、キッチンミキサーにて混練した。更に、非中空球状微粒子（電気化学工業社製、球状シリカ微粒子ＦＢ−６Ｄ、平均粒径６．９μｍ）８ｇを添加し混練して、鋳物砂組成物を得た。
【００１９】
実施例２〜９
実施例１で用いた非中空球状微粒子に代えて、以下の非中空球状微粒子を用いる他は、実施例１と同様にして鋳物砂組成物を得た。実施例２は、信越化学工業社製、球状シリコーン系樹脂微粒子Ｘ−５２−８５４、平均粒径０．８μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例３は、信越化学工業社製、球状シリコーン系樹脂微粒子ＫＭＰ５９０、平均粒径２．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例４は、東芝シリコーン社製、球状シリコーン系樹脂微粒子トスパール３１２０、平均粒径１２．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例５は、信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１０５、平均粒径０．８μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例６は、信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１１０、平均粒径１．９μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例７は、電気化学工業社製、球状シリカ微粒子ＦＢ−６０、平均粒径２２．７μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例８は、東芝バロティーニ社製、ガラスビーズＥＭＢ−１０、平均粒径６．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例９は、平均粒径５０．０μｍのガラスビーズを非中空球状微粒子として使用した。
【００２０】
比較例１〜７
実施例１で用いた非中空球状微粒子に代えて、以下の微粒子を用いる他は、実施例１と同様にして鋳物砂組成物を得た。比較例１は、山森土本鉱業所製、不定形シリカ微粒子シリカＡ−３、平均粒径７．０μｍの非中空不定形微粒子を使用した。比較例２は、山森土本鉱業所製、不定形シリカ微粒子シリカＡ−１、平均粒径１７．０μｍの非中空不定形微粒子を使用した。比較例３は、日本アエロジル社製、球状シリカ微粒子アエロジル１３０、平均粒径０．０１６μｍの非中空球状微粒子を使用した。比較例４は、ムライト社製、球状ムライト微粒子セラビーズ１７５０、平均粒径７５．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。比較例５は、平均粒径１００μｍのガラスビーズを非中空球状微粒子として使用した。比較例６は、日本フェライト社製、中空球状アルミナ微粒子Ｆｉｌｉｔｅ  ５２／７  ＦＧ、平均粒径１００μｍの中空球状微粒子を使用した。
また、比較例７は、非中空球状微粒子を使用しない他は、実施例１と同様にして得られた鋳物砂組成物である。
【００２１】
実施例１〜９及び比較例１〜７で得られた鋳物砂組成物の流動性を評価するため、以下の試験を行った。まず、図１に示すような、略Ｕ字状の中空部（Ａ−Ｂ−Ｃ）を持つ箱体を準備した。図１中、ＰＳは発泡ポリスチレン体であり、表面にはＰＣ１００（花王クエーカー社製、塗型剤）が塗布されている。また、この箱体の寸法は、Ｌ1が８ｃｍ、Ｌ2が２０ｃｍ、Ｌ3が１７ｃｍ、Ｌ4が８ｃｍ、Ｌ5が８ｃｍ、Ｌ6が１２ｃｍである。この箱体の中空部Ａに入るだけ、鋳物砂組成物を投入し、振動を開始した。振動を１分間行うと、鋳物砂組成物は中空部Ｂへ移動し、中空部Ａの上部に空間が生じた。この空間に更に鋳物砂組成物を、全部で８ｋｇとなるように投入し、今度は１０分間振動を与えた。そうすると、鋳物砂組成物は、箱体の中空部Ｃに入って行き、図１に示すような状態（山状）となった。そして、発泡ポリスチレン体の底面から、山状鋳物砂組成物の頂上までの距離をａとし、山状鋳物砂組成物の裾までの距離をｂとし、その平均値〔（ａ＋ｂ）／２〕を求め、これを充填高さ（ｃｍ）とし、その結果を表１に示した。充填高さが高いほど、鋳物砂組成物の流動性が良好であることを示している。なお、上記した振動は、東洋機械製作所製の垂直面真円運動振動機を用い、振動条件１．５Ｇ、振幅０．４ｍｍで行った。
【００２２】
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【００２３】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜９で得られた鋳物砂組成物は、比較例１〜７で得られたいずれの鋳物砂組成物よりも、充填高さが高く、流動性に優れていることが分かる。
【００２４】
実施例１０、１１及び比較例８
実施例１で用いた非中空球状微粒子に代えて、以下の微粒子を用いる他は、実施例１と同様にして鋳物砂組成物を得た。実施例１０は、日本精化社製、球状ポリエチレン微粒子フロービーズＬＥ１０８０、平均粒径６．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例１１は、花王社製、球状架橋ポリスチレン微粒子ＰＢ−２００、平均粒径８．０μｍの非中空球状微粒子を使用した。比較例８は、日本精化社製、不定形ポリエチレン微粒子フローセンＵＦ−８０、平均粒径２５．０の非中空不定形微粒子を使用した。
【００２５】
実施例１０、１１及び比較例８で得られた鋳物砂組成物の流動性を評価するため、実施例１と同様の試験を行い、充填高さを求めた。そして、その結果を表２に示した。
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表２の結果から明らかなように、実施例１０及び１１で得られた鋳物砂組成物は、比較例で得られたいずれの鋳物砂組成物よりも、充填高さが高く、流動性に優れていることが分かる。
【００２６】
実施例１２及び比較例９
フラン樹脂及びフラン樹脂用硬化剤を使用しない他は、実施例１と同様にして鋳物砂組成物を得た（実施例１２）。また、非中空球状微粒子を使用しない他は、実施例１２と同様にして鋳物砂組成物を得た（比較例９）。そして、実施例１２及び比較例９に係る鋳物砂組成物について、実施例１と同様の試験を行った。但し、実施例１２及び比較例９に係る鋳物砂組成物は、無バインダーであるので、もともと流動性が良く、実施例１で評価した充填高さの値で流動性を評価するのが困難である。そこで、充填高さが７ｃｍになるまでの時間を測定した。その結果、実施例１２は８０秒であり、比較例９は１０５秒であった。従って、実施例１２に係る鋳物砂組成物の方が、比較例９に係るものよりも、流動性に優れていることが分かる。
【００２７】
実施例１３及び比較例１０
実施例６で使用したフリーマントル珪砂に代えて、サンパール♯４０（山川産業社製、マグネシウムスラグ、平均粒径４５５μｍ）を用いる他は、実施例６と同一の方法で鋳物砂組成物を得た（実施例１３）。球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１１０を使用しない他は、実施例６と同一の方法で鋳物砂組成物を得た（比較例１０）。そして、実施例１３及び比較例１０に係る鋳物砂組成物について、その全投入量を９．２ｋｇとする他は、実施例１と同様の試験を行い、充填高さを求めた。その結果、実施例１３においては１０．８ｃｍであり、比較例１０においては６．３ｃｍであった。このことから、球状の耐火性粒状骨材を用いた場合でも、流動性が向上していることが分かる。
【００２８】
実施例１４
フラン再生砂（フラン鋳型の鋳物砂を再生したもの、平均粒径（４１４μｍ）２ｋｇに、フラン樹脂（花王クエーカー社製、３４０Ｂ）１４ｇとフラン樹脂用硬化剤（花王クエーカー社製、Ｃ−１４）７ｇを添加して、キッチンミキサーにて混練した。更に、非中空球状微粒子（信越化学工業社製、球状シリコーン系樹脂微粒子ＫＭＰ５９０、平均粒径２．０μｍ）２ｇを添加し混練して、鋳物砂組成物を得た。
【００２９】
実施例１５、１６及び比較例１１
実施例１４で用いた非中空球状微粒子に代えて、以下の非中空球状微粒子を用いる他は、実施例１４と同様にして鋳物砂組成物を得た（実施例１５及び１６）。実施例１５は、信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１１０、平均粒径１．９μｍの非中空球状微粒子を使用した。実施例１６は、電気化学工業社製、球状シリカ微粒子ＦＢ−６Ｄ、平均粒径６．９μｍの非中空球状微粒子を使用した。また、比較例１１は、微粒子を用いない他は、実施例１４と同様にして鋳物砂組成物を得た。
【００３０】
実施例１４〜１６及び比較例１１に係る鋳物砂組成物を用いて、φ５０ｍｍ×５０ｃｍの大きさの鋳型圧縮強度測定用テストピース（圧縮強度測定用鋳型）を手込めで作成し、１日経過後の鋳型圧縮強度を測定した。また、このテストピースの重量と体積から、密度（充填密度：ｇ／ｃｍ3）を求めた。この結果を表３に示した。なお、鋳型圧縮強度及び密度の測定は、２５℃下において行った。
【００３１】
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この結果から明らかなように、実施例１４〜１６で得られた鋳型は、比較例１１で得られた鋳型に比べて、鋳物砂組成物の流動性が良いため、充填密度が高くなっていることが分かる。また、実施例１４及び１５で得られた鋳型は、比較例１１で得られた鋳型に比べて、圧縮強度も向上していることが分かる。
【００３２】
実施例１７及び比較例１２
フリーマントル珪砂（平均粒径５１１μｍ）２ｋｇに、自硬性用水溶性アルカリフェノール樹脂（花王クエーカー社製、Ｓ６６０）３０ｇと水溶性アルカリフェノール樹脂用硬化剤（花王クエーカー社製、Ｑ×１４０）６ｇを添加して、キッチンミキサーにて混練した。更に、非中空球状微粒子（信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１１０、平均粒径１．９μｍ）２ｇを添加し混練して、鋳物砂組成物を得た（実施例１７）。
また、非中空球状微粒子を用いない他は、実施例１７と同様にして鋳物砂組成物を得た（比較例１２）。
【００３３】
実施例１７及び比較例１２に係る鋳物砂組成物を用いて、実施例１４と同様に、φ５０ｍｍ×５０ｃｍの大きさの鋳型圧縮強度測定用テストピース（圧縮強度測定用鋳型）を手込めで作成し、１日経過後の鋳型圧縮強度を測定した。また、実施例１４と同様に、このテストピースの密度（充填密度：ｇ／ｃｍ3）を求めた。この結果、実施例１７では、圧縮強度が２．５３ＭＰａで、充填密度が１．６９ｇ／ｃｍ3であった。比較例１２では、圧縮強度が２．４３ＭＰａで、充填密度が１．６５ｇ／ｃｍ3であった。この結果から、実施例１７で得られた鋳型は、比較例１２で得られた鋳型に比べて、鋳物砂組成物の流動性が良いため、充填密度が高くなっており、更に圧縮強度も高くなっていることが分かる。
【００３４】
実施例１８及び比較例１３
６号珪砂（平均粒径２６６μｍ）２ｋｇに、炭酸ガス硬化用水溶性アルカリフェノール樹脂（花王クエーカー社製、Ｃ８００）６０ｇを添加して、キッチンミキサーにて混練した。更に、非中空球状微粒子（信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１０５、平均粒径０．８μｍ）６ｇを添加し混練して、鋳物砂組成物を得た（実施例１８）。
また、非中空球状微粒子を用いない他は、実施例１８と同様にして鋳物砂組成物を得た（比較例１３）。
【００３５】
実施例１８及び比較例１３に係る鋳物砂組成物を用いて、炭酸ガスを通気させることにより、水溶性アルカリフェノール樹脂を硬化させて、φ５０ｍｍ×５０ｃｍの大きさの鋳型圧縮強度測定用テストピース（圧縮強度測定用鋳型）を作成し、直ちに鋳型圧縮強度を測定した。また、このテストピースの密度（充填密度：ｇ／ｃｍ3）を求めた。この結果、実施例１８では、圧縮強度が２．７９ＭＰａで、充填密度が１．４２ｇ／ｃｍ3であった。比較例１３では、圧縮強度が２．５０ＭＰａで、充填密度が１．３５ｇ／ｃｍ3であった。この結果から、実施例１８で得られた鋳型は、比較例１３で得られた鋳型に比べて、鋳物砂組成物の流動性が良いため、充填密度が高くなっており、更に圧縮強度が高くなっていることが分かる。
【００３６】
実施例１９及び比較例１４
フラタリー珪砂（平均粒径２４６μｍ）１００質量部に、フランウォームボックス用樹脂（花王クエーカー社製、７３０）１．６質量部、フランウォームボックス用硬化剤（花王クエーカー社製、ＦＣ−３１０）０．４８質量部及びフランウォームボックス用添加剤（花王クエーカー社製、Ｊ−２０）０．１質量部を添加して、混練した。更に、非中空球状微粒子（信越化学工業社製、球状シリカ微粒子（表面をシリコン処理したもの）ＫＭＰ１０５、平均粒径０．８μｍ）０．１質量部を添加し混練して、鋳物砂組成物を得た（実施例１９）。
また、非中空球状微粒子を用いない他は、実施例１９と同様にして鋳物砂組成物を得た（比較例１４）。
【００３７】
実施例１９及び比較例１４で得られた鋳物砂組成物を、予め１８０℃に加熱した２５ｍｍ×２５ｍｍ×２５０ｍｍの金型内に加熱空気と共に吹き込んで充填し、１０秒間焼成して鋳型を得た。焼成後、１日経過後の抗折強度と充填密度を測定した。その結果、実施例１９で得られた鋳型の抗折強度は６．５４ＭＰａで、充填密度は１．５３２ｇ／ｃｍ3であった。一方、比較例１４で得られた鋳型の抗折強度は６．３４ＭＰａで、充填密度は１．５０１ｇ／ｃｍ3であった。従って、実施例１９で得られた鋳型は、比較例１４で得られた鋳型に比べて、鋳物砂組成物の流動性が良いため、充填密度が高くなっており、更に圧縮強度が高くなっていることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る鋳物砂組成物は、耐火性粒状骨材と、この耐火性粒状骨材の平均粒径に対して、所定比の平均粒径を持つ非中空球状微粒子とを含有するもので、非中空球状微粒子の介在によって、耐火性粒状骨材が流動しやすくなる。従って、模型に鋳物砂組成物を充填しやすくなると共に、模型の形状が複雑であっても、その複雑な空間部にも充填しやすくなり、全体として充填密度が高く、複雑な鋳型を製造しやすくなるという効果を奏する。また、模型に鋳物砂組成物を充填する際、組成物に過大な運動エネルギーを与えることなく、充填しうるので、模型への鋳物砂組成物の染み付きを防止しうると共に、模型が発泡模型のような場合には、模型の変形や破損をも防止しうるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳物砂組成物の流動性を評価するために用いた箱体の模式的斜視図である。
【図１】
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