JPH09501356A - 鋳型組立物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、鋳型の組立物、および鋳型と支持体の両面に感圧接着剤を有する支持体を接触させることによる該鋳型組立物の製造法に関する。溶融非鉄金属の温度は典型的に６００℃〜１０００℃であるが、鉄系金属の温度は１２００℃〜１６００℃である。本法の利点の１つは、鋳型を互に接触させたときに鋳型の間から過剰の接着剤が押し出されないことである。過剰の接着剤はポロシティ−および焼跡のような鋳造欠陥をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】 鋳型組立物 技術分野 この発明は、鋳型組立物、および支持体の両面に感圧接着剤を有する両面支持 体と鋳型とを接触させることによる鋳型組立物の製造法に関する。その鋳型組立 物は溶融金属の鋳造に使用される。溶融金属が非鉄の場合の温度は典型的に６０ ０℃〜１０００℃であるが、鉄系金属の温度は１２００℃〜１６００℃である。 この方法の利点の１つは、鋳型が相互に接触したときに過剰の接着剤が鋳型の間 から押し出されないことである。過剰の接着剤はポロシテイ−および焼跡のよう な鋳物の欠陥をもたらす。 背景技術 模型、型、中子および他の鋳型は金属の鋳造に使用される。模型は軽量で一般 になめらかな表面部を有し、作る鋳物と同一の形状である鋳型である。典型的に 模型はポリスチレン製である。 その模型はコーティングし、容器内に配置し、非結合砂によって囲む。次にそ の模型に溶融金属を湯口を使って入れる。模型に占められた空間は溶融金属で充 てんされ、模型は蒸発する。鋳物の性質は、模型上の被膜がいかに良くその形状 を維持して、コーテッド模型が溶融金属と接触したときに分解した模型によって 生成されるガスおよび液体を被膜を介して周囲の非結合砂に行かせるかに左右さ れる。 模型は典型的に結合される模型の継目の周囲に塗るホットメルト・グルーで組 立物（アセンブリ）内で結合される。過剰のホットメルト・グルーを使用した場 合に問題が生じる。過剰のグルー（並びにフォーム模型）は溶融金属と接触した ときにガスを発生する。これは鋳物にポロシティ−をもたらす。さらに、過剰の グルーは模型に塗工が困難な平らでない表面を与える。過剰のグルーが存在する 模型上の平らでない表面に砂が入る恐れがある。これが生じてグルーが燃えると 、 溶融金属が砂を覆って金属が冷えた後に見える焼跡が生じる。これらの欠陥は鋳 物類でよく見られ、鋳物の使用前に除去しなければならない。著しい焼跡は、特 にロストーフォーム法において鋳物全体をスクラップにしなければならない恐れ がある。 一方、型おび中子は重く、粗い表面部を有し、金属が入る空間を占める。それ らは作製する鋳物の逆の形状である。典型的に型および中子は、鋳物用骨材と、 骨材を鋳型として保持する反応性結合剤から作る。その型または中子の中および ／または周囲に溶融金属を注入した後、型または中子は鋳物から除去しなければ ならない。 数個の型および／または中子を組立物に使用して溶融金属をその組立物全体お よび／または周囲に注入する必要がしばしばある。それらの鋳型および／または 中子は溶融金属の注入中は一緒に保持（結合）しなければならない。典型的に、 鋳型は組立物において鋳物接着用ペーストで結合される。極めて有効な接着剤ペ ーストのいくつかが、例えば米国特許第４，６９２，４７９号および第４，７２ ４，８９２号に開示されている。 接着剤ペーストは組立物における鋳型の結合に極めて有効であるが、模型の結 合に使用するホットメルト・グルーに伴う欠点に類似する欠点を有する。鋳型の 組立物を一緒に保持する接着ペーストの正確な量を計量することは困難である。 接着剤ペーストが少な過ぎると、型と中子を組立物に一緒に保持するのに効果が なく、溶融金属が鋳物の部分でない領域に浸透する。 多過ぎるペーストは鋳型の間からしみ出ることになる。過剰のペーストは、溶 融金属と接触したときにガスを発生して多孔質の鋳物をもたらす。さらに、過剰 のペーストは、砂が接着剤の燃える部分に入ると鋳物の焼跡をもたらす。 最後に、これらの接着剤ペーストは鋳物用骨材と反応性結合剤から作った中子 および／または型の組立物の製造だけに使用される。それらは模型、特にフォー ム模型から組立物を作るのには有用でない。 発明の開示 この発明は鋳型組立物、および該組立物の製造法に関する。鋳型組立物の製造 法は、 （ａ）第１の鋳型と、両面に感圧接着剤を有する両面支持体の片面を接触させ る工程； （ｂ）第２の鋳型と、前記支持体の別の面を接触させる工程から成る。 鋳型組成物は溶融金属の鋳造用に使用する。該非鉄溶融金属の温度は、典型的に ６００℃〜１０００℃であるが、鉄系金属の場合は１２００℃〜１６００℃であ る。 温度に敏感で適量で均一に塗布することが困難な接着剤とは対照的に、感圧接 着剤は画一的な仕様に従って製造され；鋳型の形に合わせて切断することができ る。その結果、本法は鋳型の間の接触点から過剰の接着剤ペーストを押し出すこ となく使用することができる。これは、過剰の接着剤ペーストがポロシティ−お よび焼跡のような鋳造欠陥をもたらすから重要である。 図面の簡単な説明 図１は、代表的なポリスチレン模型１である。 図２は、充てん容器４で、非結合砂３により囲まれた被覆ポリスチレン模型２ である。 図３は、非結合砂により囲まれたコーテッド・ポリスチレン模型の中および周 囲に注入した溶融金属５のカップを示す。 図４は、過剰グルー７の場合のポリスチレン模型６の組立物を示す。 図５は、ポリスチレン模型から作製した鋳物８を示し、焼跡（倍率１０）とポ ロシティ−（倍率１２）を示す。 発明を実施するための最良の形態 鋳型の組立物（アセンブリ）は、両面に感圧接着剤を有する両面支持体の片面 と鋳型を接触させ、次に別の鋳型と支持体の別の面を接触させることによって調 製する。感圧接着剤は、表面に接着し、しかもかなの量の接着剤を表面へ移行さ せることなく表面から剥離することができる接着剤である。ここでの用語「接触 」は、得られる鋳型組立物が金属鋳物の製造に有効に使用できるように、鋳型の 表 面を感圧接着剤に効果的に接触させることを意味する。 この開示のために、鋳型は溶融金属から鋳物部品の鋳造に使用する模型、型、 中子または他の型を意味する。模型は一般にポリスチレンのような軽量材料から 作る。型と中子は典型的に、鋳物用骨材を化学反応性の結合剤で結合させること によって作られる。 型組立物に使用する模型は一般に鋳物に補強となめらかな表面を提供するため に耐火組成物でコーティングされる。模型用耐火塗料は鋳物産業においてよく使 用されている。典型的な塗料はシリカ、ケイ酸アルミニウム、雲母、タルク、ジ ルコン、またはカンラン石のような耐火材料；および水やアルコールのような液 体担体から成る。その塗料は一般に鋳型の表面のぬれを促進する界面活性剤、耐 火粉粒が液中に沈殿するのを防止する沈殿防止剤、粘度調節剤、藻、菌類、細菌 の成長を抑制する殺生物剤、酵素、有機または無機の結合剤、金属酸化物、アル カリ・シリケート、等を含む。 型と中子は、鋳物用骨材と化学反応性無機または有機鋳物用結合剤を１００： １０〜１００：１の重量比で作った鋳物用配合物を成形することによって作る。 使用できる骨材および結合剤は広範囲であって、それらは周知である。例えば、 米国特許第３，４０９，５７９号；第３，６７６，３９２号；第４，１２７，１ ５７号；第４，２２６，６２６号；第４，５２６，２１９号；および第４，７８ ０，４３９号に示されている。 一般に、支持体の両面に感圧接着剤を有する支持体はいずれも使用でき、用途 に左右される。かかる支持体は、例えば、紙（望ましくは耐水性）、ゴム、プラ スチック、フィルム、および接着剤を保持して特定の使用条件下で支持できる他 の支持体である。 支持体の面は結合される組立物の大きさおよび重量、それら表面の粗さまたは 平滑度およびそれらの相対的可とう性度に依存する。支持体の厚さは使用条件に も左右される。例えば、ポリエステル・フィルムの厚さは典型的に０．１〜０． ８ｍｍ、そしてフォーム支持体の厚さは０．５〜１．０ｍｍを有する。典型的に 、支持体の厚さは０．０５ｍｍ〜３．０ｍｍ、望ましくは０．１ｍｍ〜１．５ｍ ｍ、最適には０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である。 感圧接着剤の選択は結合される鋳型の表面、鋳物工場の環境条件、性能、すな わち必要な引張強さおよび鋳型組立物が受けるせん断力に依存する。典型的に、 感圧接着剤としてはアクリレート、ポリエステル、塩化ビニル、アクリロニトリ ルおよびポリウレタン樹脂を主成分とした重合体が使用される。望ましくはゴム 接着剤、最適にはアクリル接着剤を使用する。 両面感圧接着剤をもった支持体の主メーカーは３Ｍ社とＡＤＣＨＥＭ社である 。一般にこれらの製品は「接着剤転写テープ」のラベルが貼ってある。３Ｍ社に よってＡＴＧ接着剤系、ダブル・コーテッドテープ、スコッチ−マウント・ダブ ルコーテッド・フォーム・テープ、およびスコッチ高速接着テープの販売されて いる。組立物に型および中子を一緒に保持するにはフォーム・テープの使用が望 ましいが、模型の結合には高速接着テープが望ましい。 実施例１−２ 次の実施例は本発明の特定の実施例を説明する。これらの実施例により当業者 は本発明を実施することができる。これらの特定の開示以外に多くの他の実施態 様がありうる。 実施例１ 実施例１は模型の組立物の作製法および金属鋳物の作製に使用したときの該組 立物の作用を説明する。両面感圧接着剤テープ４片をカットして、該テープをブ ロック模型の間に配置することによって５個のポリスチレン模型の結合に使用す る。各模型の寸法は２．８６ｃｍ×２．８６ｃｍ×３．８１ｃｍである。感圧接 着剤テープは、一緒に接着するポリスチレン模型の形状に合うように切断する。 その感圧接着剤はＡＤＣＨＥＭ社により商品名ＡＤＣＨＥＭ２５６で販売され ているアクリル感圧接着剤である。感圧接着剤の支持体は０．５ｍｍのポリエス テル・フィルムである。しわや過剰のグルーは見られなかった。 感圧接着剤によって結合される５個のポリスチレン模型から成る組立物には耐 火塗料（商品名Ｃｅｒａｍｃｏｔｅ）を塗工して空気乾燥させる。次のその組立 物は容器に入れて圧縮した砂で囲む。その模型は蒸発させ、溶融金属を放冷する 。 別の組立物は、組立物に５個の模型を結合させるのにホットメルト・グルーを 使用することを除去して、前記のように作製する。 実施例２ 本例は、１７．８ｃｍ（７ｉｎ）の砂中子２個を中子組成物に結合するのに両 面感圧接着剤の使用を説明する。それらの中子は、マンリー（Ｍａｎｌｅｙ）砂 と無ベーク鋳物用結合剤（Ａｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社販売の商品名Ｐ ＥＰＳＥＴ １６００／２６００）１．２５重量％を５５／４５の重量比で混合 し、得られた混合物を鋳物配合物が硬化するまで２つの中子ホックスに押し込む ことによって調製する。ＰＥＰＳＥＴ １６００結合剤（パート１）はＰＥＰＳ ＥＴ３５００触媒１．５重量％を含有した。 得られた中子は中子ボックスから取り出して、コーテイング・サイエンス社（ 米国コネチカット州ブルームフィルド）によって販売されている０．７ｍｍのフ ォーム支持体を有するアクリル感圧接着剤テープで結合させる。その接着剤テー プは中子の形状に合わせるために慎重に縁を切り取る。 次にアシユランド・ケミカル社販売の接着剤ペースト（商品名ＩＳＯＰＡＳＴ Ｅ ２０００ＰＬＵＳ）を使用して前記の方法を反復する。中子を接着剤フイル ムで結合したときしみ出しが観察された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ ，ＮＯ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．支持体の両面に感圧接着剤を有する両面支持体によって相互に接着された 少なくとも２つの鋳型から成ることを特徴とする鋳型組立物。 ２．前記鋳型がフォーム模型であることを特徴とする請求項１の組立物。 ３．前記支持体が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有するポリエステル支持体 であることを特徴とする請求項２の組立物。 ４．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とする請求項３の組立物。 ５．前記鋳型が、鋳物用骨材を化学反応性結合剤で結合させることによって調 製した型、中子またはそれらの組合せ物から成る群から選ぶことを特徴とする請 求項１の組立物。 ６．支持体が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さを有するフォーム支持体であるこ とを特徴とする請求項５の組立物。 ７．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とする請求項６の組立物。 ８．（ａ）第１の鋳型と、両面に感圧接着剤を有する両面支持体の片面を接触 させる工程； （ｂ）第２の鋳型と、前記支持体の別の面を接触させる工程から成ること を特徴とする鋳型組立物の製造法。 ９．前記鋳型がコーテッド・フォーム模型であることを特徴とする請求項８の 組立物。 １０．前記支持体が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有するポリエステル支持体 であることを特徴とする請求項９の組立物。 １１．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とする請求項１０の組立物 。 １２．前記鋳型が、鋳物用骨材を化学反応性結合剤で結合させることによって調 製した型、中子またはそれらの組合せ物から成る群から選ぶことを特徴とする請 求項８の組立物。 １３．支持体が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さを有するフォーム支持体であるこ とを特徴とする請求項１２の組立物。 １４．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とる請求項１３の組立物。 １５．Ａ．（１）第１の鋳型と、両面に感圧接着剤を有する両面支持体の片面を 接触させる工程； （２）第２の鋳型と、前記支持体の別の面を接触させる工程から成る 鋳型組立物を製造し； Ｂ．前記組立物の中および周囲に液体状態の金属を注入し； Ｃ．前記金属を放冷し凝固させて、成形金属品を提供し；そして Ｄ．前記金属品を砂から分離させることから成ることを特徴とする金属の 鋳造法。 １６．前記鋳型がコーテッド・フォーム模型であることを特徴とする請求項１５ の組立物。 １７．前記支持体が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さを有するポリエステル支持体 であることを特徴とる請求項１６の組立物。 １８．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とする請求項１７の組立物 。 １９．前記鋳型が、鋳物用骨材を化学反応性結合剤で結合させることによって調 製した型、中子またはそれらの組合せ物から成る群から選ぶことを特徴とする請 求項１８の組立物。 ２０．支持体が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの厚さを有するフォーム支持体であるこ とを特徴とする請求項１９の組立物。 ２１．接着剤が感圧アクリル接着剤であることを特徴とする請求項２０の組立物 。