JPH0336612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属の耐食性離型材料（以下、
耐食離型材という）、特にアルミニウム合金、亜
鉛合金、鉛合金等の侵食性金属溶湯に接する鋳鉄
製ルツボ表面や、Al、Mg、Zn、Sn等の軽金属
の溶湯を自然重力鋳造又は低圧鋳造する際に溶い
られる鋳造金型の表面に塗布して溶湯の侵食を防
ぎ、耐久性を向上させることのできる耐食離型材
に関する。 〔従来の技術〕 従来、これらの耐食離型材としては、窒化硼素
（BN）、酸化チタン（TiO₂）、黒鉛等の粉末を水、
油、溶剤等に分散させてなる溶液やさらにこれに
結合剤を添加した溶液を耐食離型材としこれを基
材に塗布し焼き付ける方法が知られている。しか
し、この耐食離型材の塗膜は700℃以上の高温に
おいては剥離やクラツクが発生するので、溶融金
属の耐食離型材としての使用が困難であることや
塗膜を基材に焼き付ける場合でも、その昇温と冷
却の速度をゆるやかに行わないと剥離、クラツク
及びふくれ等が発生するので焼き付けに長時間必
要とする欠点があつた。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、以上の欠点を解決した耐食離型材を
提供することを目的とするものである。 〔問題を解決するための手段〕 すなわち、本発明は、窒化硼素30〜80重量％、
融点が300〜700℃の低融点釉薬１〜18重量％、残
部が無機質顔料である粉末組成物20〜60重量部と
シリコーン樹脂20〜60重量％、残部がシリコーン
樹脂可溶な有機溶剤である液状組成物80〜40重量
部を含有してなる溶融金属の耐食性離型材料であ
る。 以下、本発明をさらに詳しく説明する。 本発明は、BN、融点が300〜700℃の低融点釉
薬（以下、単に低融点釉薬という）、無機質顔料、
シリコーン樹脂及びシリコーン樹脂可溶な有機溶
剤を含有する耐食離型材であつて、これを基材に
塗布し焼き付けると、耐食性と離型性にすぐれた
塗膜が形成されるものである。 本発明で使用される粉末組成物は、BN、低融
点釉薬及び無機質顔料からなるものである。 BNは、粉末組成物中に30〜80重量％存在させ
る。BNが80重量％をこえると基材との密着性が
低下して剥離やクラツクが発生し、また30重量％
未満では耐食性と離型性が低下する。BNは塗膜
に耐食性と離型性を付与するものであるのでその
純度は90％以上であることが望ましい。粒径につ
いては基材との密着性に大きな影響を及ぼすので
10μ以下とするのが望ましい。 低融点釉薬は、粉末組成物中に１〜18重量％存
在させる。18重量％をこえると離型性や耐熱性が
悪くなり、また１重量％未満では基材との密着性
が低下して塗膜が剥離したりクラツクが発生した
りする。 本発明において、低融点釉薬とは、その融点が
300〜700℃のものである。これの具体例をあげれ
ば、一般にフリツトやクレーとして市販されてい
るAl₂O₃、MgO、Na₂Oなどを含有するホウケイ
酸ガラス質の釉薬や粘土などのうち融点が300〜
700℃のものである。低融点釉薬を使用する理由
は、本発明の耐食離型材を基材に塗布して焼き付
ける際に、塗膜と基材との密着性が低下する400
℃付近の温度で耐食離型材が軟化し、それとシリ
コーン樹脂が熱分解して生成したSiO₂とが反応
してその密着性の低下を補うと共に、700〜900℃
の高温においては無機質顔料と反応して基材との
密着性を高めるからである。 無機質顔料は、BNと低融点釉薬の残部、すな
わち粉末組成物中に２〜69重量％存在させる。無
機質顔料が69重量％をこえると相対的にBN含有
量が少なくなるので離型性が低下し、また２重量
％未満では塗膜に剥離やクラツクが発生する。 無機質顔料としては市販のTiO₂、Al₂O₃、
BaSO₄等の白色顔料、酸化鉄（Fe₃O₄）等の黒色
顔料を用いることができる。その粒径については
低融点釉薬との反応性や基材との密着性を考慮す
ると10μ以下のものが好ましく、またその融点
は、低融点釉薬のそれよりも高いものがよい。無
機質顔料は、シリコーン樹脂が熱分解して生成し
たSiO₂や低融点釉薬と反応して焼き付け時や急
熱急冷の際に発生する塗膜の剥離とクラツクを防
止し、密着力の強い塗膜を得るのに必要なもので
ある。 本発明で使用される液状組成物は、シリコーン
樹脂とシリコーン樹脂可溶な有機溶剤（以下、単
に溶剤という）とからなるものである。 シリコーン樹脂は液状組成物中に20〜60重量％
存在させる。シリコーン樹脂が60重量％をこえる
と熱分解時に発生するガス量が多くなり塗膜にふ
くれが発生する。一方、20重量％未満では低温に
おける基材との密着性が低下し、しかも生成する
SiO₂量も少なくなり基材との密着力が低下する。
シリコーン樹脂としては、特殊なものである必要
はなく市販品で十分である。市販品としてはシリ
コーン樹脂を有機溶剤に溶解した液状タイプのも
のや、さらにこれらにアルキル樹脂、アクリル樹
脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等を混合した
変性シリコーン樹脂があるが、いずれも使用可能
である。粘度としては1000〜5000cP程度がよい。 シリコーン樹脂は、粉末組成物の結合剤として
作用し、常温から約300℃までの温度において基
材との密着性をよくするものであり、また高温に
おいては熱分解してSiO₂を生成させ、それと低
融点釉薬や無機質顔料とが反応して安定でかつ基
材との密着性の良好な塗膜を形成する役割を果た
すものである。 溶剤は、液状組成物中に40〜80重量％存在させ
ればよく、40重量％未満では粉末組成物との混合
性と塗布する際の作業性が低下する。一方、80重
量％をこえると分散していた粉末組成物が沈降分
離しやすくなる。溶剤としては、トルエン、キシ
レンのようにシリコーン樹脂と相溶性のあるもの
であればよい。溶剤は粉末組成物と液状組成物と
の混合性と基材に塗布する際の作業性を良好とす
るものである。 本発明の耐食離型材は、上記粉末組成物20〜60
重量部と上記液状組成物80〜40重量部を混合した
ものである。粉末組成物の割合が20重量部より少
ないと離型性を発現するBNや基材への密着性を
つかさどる低融点釉薬と無機質顔料の含有量が少
なくなり、離型性が低下したり剥離やクラツクが
発生したりする。また液状組成物の割合が80重量
部をこえる結果、分散していた粉末組成物が沈降
しやすくなつたりシリコーン樹脂の熱分解ガスに
よつて塗膜にふくれが発生したりするようにな
る。一方、粉末組成物の割合が60重量部をこえる
と、混合性が悪くなつて均一分散ができなくなる
と共に塗布する際の作業性も低下する。また液状
組成物の割合が40重量部未満となつてシリコーン
樹脂の含有量が少なくなるので基材への密着性、
特に低温での密着力が低下する。 本発明の耐食離型材を製造するには、上記した
割合で粉末組成物と液状組成物を混合器に入れ数
時間混合すればよい。本発明の耐食離型材を使用
するには、原液をそのまま又は溶剤で希釈して鋳
鉄、ステンレス、鋼鉄等の基材に適当な手段、例
えば刷毛塗り、スプレー等の塗布手段によつて塗
布し常温で乾燥すればよく、特別の手段を必要と
しない。 〔実施例〕 以下、実施例をあげてさらに具体的に本発明を
説明する。なお、実施例の％及び部はいずれも重
量基準で示した。 実施例 １ BN粉末（粒径5μ以下）50％、低融点釉薬とし
てのフリツトガラス（粒径5μ以下、融点500℃）
５％及び無機質顔料としてBaSO₄（粒径5μ以下）
45％の組成からなる粉末組成物40部と、シリコー
ン樹脂40％及び溶剤としてのトルエン60％とから
なる液状組成物60部とを配合してボールミルで均
一に混合した。 これをアルミニウムダイカストマシン用の内容
積２の鋳鉄製ルツボに厚み１mmになるようにス
プレー塗布し200℃で１時間乾燥した。このルツ
ボをダイカストマシンに取り付け、温度700℃に
溶解したアルミニウム合金（ADC12）の鋳込み
を繰り返し実施した。その結果、以下に示す耐食
性は７万回以上であり、また離型性も良好であつ
た。 (1) 耐食性……鋳鉄製ルツボの塗膜が溶融アルミ
ニウムに侵食されるまでの鋳込み回数。 (2) 離型性……鋳鉄製ルツボに付着したアルミニ
ウムの剥がれやすさの目視観察。 比較例 １ TiO₂（粒径5μ以下）40％、結合剤としてのカオ
リナイト20％及び分散媒としてのボイル油（アマ
ニ油）40％の組成からなる耐食離型材を用いたこ
と以外は実施例１と同様に行つたところ、耐食性
は７千回であつた。また離型性は不良であつた。 実施例 ２ 実施例１と同一の耐食離型材を容量３の鋳鉄
製金型（SKD−６）表面に厚み１mmになるよう
にスプレー塗布し、温度200℃で１時間乾燥した。 次いで、この金型に温度700〜780℃に溶解した
アルミニウム合金（AC4C）を入れ自然重力鋳造
した。その結果、鋳造回数は50回可能であり、ま
た離型性も良好であつた。 なお、鋳造回数は、金型より取出した製品の表
面状態を調べ焼付の発生した回数により行つた。 比較例 ２ 黒鉛粉末を水に分散させてなる市販の金型被覆
材を用いたころ以外は実施例２と同様に行つたと
ころ、鋳造回数は12回であつた。 実施例３〜６ 比較例３〜５ BN粉末（粒径5μ以下）、フリツトガラス（粒
径5μ以下、融点500℃）、無機質顔料としての酸
化鉄（粒径5μ以下）、シリコーン樹脂及びトルエ
ンを第１表に示す割合としボールミルで均一に混
合した。 これを厚み200μにして鉄板にスプレー塗布し
常温で乾燥後温度700℃の炉に入れ、30分間焼き
付けた。 得られた基材の密着性を、塗膜にテープを張り
つけそれを剥がすことによつて評価した後、基材
をアルミニウム合金浴（700℃）に浸漬し、10分
後に冷却する操作を100回繰り返して基材表面へ
のアルミニウムの付着状況を調べた。それらの結
果を第１表に示す。

【表】 ○…塗膜に全く異常が認められない
×…塗膜に剥離・クラツクが発生した
〔発明の効果〕 本発明の耐食離型材は、従来品に比べて耐食性
と離型性にすぐれているので塗膜寿命を大幅に延
長させることができ、金型被覆材として使用すれ
ば、鋳造回数を著しく延長させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 窒化硼素30〜80重量％、融点が300〜700℃の
   低融点釉薬１〜18重量％、残部が無機質顔料であ
   る粉末組成物20〜60重量部とシリコーン樹脂20〜
   60重量％、残部がシリコーン樹脂可溶な有機溶剤
   である液状組成物80〜40重量部を含有してなる溶
   融金属の耐食性離型材料。