JPS6045978B2 - 金型用塗型剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心力鋳造用モールド等の金型の所要表面に
コーティングされる金型用塗型剤に関する。

例えば遠心力鋳造においては、従来サンドレジン（サ
ンド十樹脂）コーティングの使用が一般的であつたが、
近年、その品質と経済性の点からウェットスプレィコー
ティング（珪藻土＋ベントナイト十本）の使用が普及し
つつある。

しかし、このウェットスプレィコーティング方式におけ
る最大の難点は、鋳造中に同コーティングから発生する
ガス（水蒸気）によつて鋳造欠陥を生じ易い事である。
前記コーティングから発生するガスは、ベントナイト
中の結晶水によるものと、主として珪藻±の吸着水によ
るものとがあるが、何れにしてもこれらの水分の存在は
、コーティングとしては必要であつても、鋳造に当つて
は様々な障害となるものである。

前記吸着水は、高温モールド（１５０〜２５００Ｃ）
にウェットスプレィコーティングした直後の段階では完
全に飛散しているが、コーティング後あるいは時間常温
で保存すると、珪藻土が吸湿性をもつ故に経時的に吸着
水分を増す。

そしてこの吸着水が多くなるとガス（水蒸気）の発生が
多量となつて鋳造欠陥を誘発することになる。またモー
ルド大気中に放置した場合では、コーティングに接する
モールド内面の酸化が進行し、コーティング層の吸着水
と反応して水酸化鉄を生成し、例えは４８時間後でｌｗ
ｎ厚のコーティング層の半分まで赤変させるに至り、か
つこの水酸化鉄は結晶水を含むため、吸着水に起因する
欠陥に加えて、結晶水に起因する欠陥（外凹み不良）を
も誘発するに至る。従つて、鋳造トラブルの原因をなす
コーティング塗装被膜塗型中の水分は可及的低減するこ
とが必要であり、特にこれを保存するに当つては（実操
業においては保存後使用する場合が多い）、その吸湿防
止を図ることが肝要である。

しかして、塗装被膜の吸湿防止対策としては、水分を含
む大気と塗装被膜との接触を遮断して保存するようにす
る物理的手段と、塗装被膜の性状を改良してそれ自身吸
湿し難いものにする化学的手段とが考えられる。

このうち本発明は後者の手段に依存するものである。本
発明は鋳造用塗装被膜の主材として用いられる特に珪藻
土について、その属性たる水分の吸着性を改変し、長期
間の保存によつても吸湿しないように改良工夫したもの
である。

すなわち、本発明の金型用塗型剤は、基材とベントナイ
トと水からなる金型用塗型剤において、前記基材として
、珪藻土に対し１喧量％以下の炭酸ナトリウム、ホウ砂
、硝酸ナトリウム等のナトリウムを含む物質若しくはア
ルカリ土類塩化物の融剤を添加焼成したガラスコーテツ
ドの珪藻土を用いることを特徴とするものである。以下
本発明について詳述する。

珪藻土は内外で天然物として産出され、一般に濾過助剤
として広く活用されているのは周知の通りである。そし
てその主成分であるＳｉＯ２の含有量が高く、結晶核の
構造から耐熱性、断熱性に優れているため鋳造用材料と
しても適している。しかし原土のもつ水分量や強熱減量
（結晶水）の高い点から、鋳造用の用途に使用する場合
では．加熱乾燥のために加熱処理し成分調整を行なうの
が普通である。

このことにより強熱減量は一定数値に維持されるが、反
面塗装被膜材料として目的鋳造用材料にコーティングさ
れた場合では、その後の経時変化により吸湿を伴ない吸
着水（自由水．分）として水分量が漸次増加していく傾
向にある。例えば１００℃以上の加熱乾燥を行なうと、
そャ８の直後の水分はほぼ零に等しいが、大気中に放置
すると絶対湿度に飽和するまでその水分量は増加してい
く。そこで一旦乾燥された珪藻土がその後経時的に吸湿
することなく、当初の低水準の自由水分量のままに維持
されるための方策について検討した結果、本発明者は乾
燥珪藻土粒子にガラス状のコーテツドを施す手段を知見
するに至つた。今一例として、コーテツド材料に炭酸ナ
トリウ・ム（Ｎａ２ＣＯ３）を用いる場合について、そ
のコーテツド材の配合比率とガス化成分（自由水分）の
経時変化及び塗装被膜材料に配合して鋳造に供した結果
との関係を次表に示す。

同表より明らかな如く、融剤（コーテツド材料）として
炭酸ナトリウムを添加したものでは、自由水分（吸着水
）の抑制に顕著な効果が認められ、これに伴ない鋳造結
果にも著しい改善効果が発揮されている。

前記鋳造結果を得るに際して使用した塗型剤及び施行条
件は次の通りである。

１塗型剤の配合割合（重量比） 基材：ベントナイトニ水＝１２：０．６：２楳材には、
次表に示すＮａ２ｃＯ３を所定条件で添加焼成したガラ
スコーテツドの珪藻土又はコーテツドなし（Ｎａ２ＣＯ
３の配合比率無のもの）の珪藻土を用いた。

２金型温度・・・１６０℃（ウェットスプレーコーティ
ング時）３塗型コーティング厚さ・・・２７ＷＬ ４鋳造品 口径φ１５００〜２００（ト）へ長さ４〜６ｍ１重量３
８００〜６５００ｋｇ／本の鋳鉄管また、同結果におい
て、鋳造欠陥とは鋳造品外面におけるピンホール、凹み
等の欠陥をいい、１本の管につきこれらの欠陥が１ケで
も発生すれば不良品とした。

すなわち９０％等の値は製品不良率を意味する。このよ
うな融剤の添加による改善効果は、現象論的には次のよ
うに説明される。

すなわち、珪藻土に炭酸ナトリウムを添加配合すると、
その主成．分であるＳｊＯ２と次のような化学反応がも
たらされ、ＶｉＶ２已１１μ２ＶＶ３２１１Ｕ２υＡし
υ１ＶＶ２珪藻土粒子の表面にケイ酸ナトリウム（Ｎａ
２ＳｉＯ３）のガラス状皮膜が生成される。

そし．て、このガラス状皮膜が吸湿を防止すると同時に
、粒子表面を平滑化して比表面積を低減し、これら双方
の相乗的作用により珪藻土粒子への吸湿が未然に防止さ
れるのである。ところで、鋳造品の品質を確保する上か
らは、この吸着水の防止と共に、珪藻土の強熱減量（結
晶水）も無視できない問題であつて、これは前表の加熱
温度の相違による鋳造結果の差異により明確に把握され
る。

すなわち、炭酸ナトリウムの融点である８４９゜Ｃを境
にしてみると、その融剤添加率が低い場合にあつても、
８００〜８５０゜Ｃの加熱温度では強熱減量が増加し鋳
造欠陥が発生してくる。

これは一部未焼成の炭酸ナトリウムが残留するためてあ
り、これを除くためには一律に８５０℃以上に加熱する
必要がある。別言すれば、融剤として炭酸ナトリウムを
使用する場合ては、珪藻土の焼成過程前に予めこれを添
加混合しておくと共に、その焼成にさいしては８５０℃
以上に加熱する必要がある。また炭酸ナトリウムの混合
量に関しては、実用的には１０％程度が上限とされる。
これは珪藻土に対して１０％を越えて添加すると、８５
０〜９００′Ｃに焼成レ（もいわゆる焼むらの影響が顕
著となり、むしろ鋳造欠陥を誘発することになるからで
ある。これについては前表の結果からも看取されるとこ
ろである。なお本発明で珪藻土のコーテツドに用いられ
る融剤としては、上記炭酸ナトリウムの他に、ホウ砂、
硝酸ナトリウム等のナトリウムを含む物質及びアルカリ
土類塩化物等が使用でき、同様の吸湿防止効果を発揮し
得る。

本発明に係るガラスコーテツド珪藻土の製造方法として
は、添付図に示す如く、既存の珪藻土製造工程に融剤の
添加■程（図示二点鎖線）を付加するだけでよい。

なお焼成方法は一般にロータリーキルンによるが、珪藻
土への融剤の添加は、より均一な混合状態とすべく原土
粉砕、乾燥後の焼成直前において、ミキサー等で混練す
るのが望ましい。以上の如く、本発明は遠心力鋳造用モ
ールド等の金型表面に施される吸湿性のある塗型につい
て、その配合主原料たる基材として、珪藻土に対し１睡
量％以下のナトリウムを含む物質若しくはアルカリ土類
塩化物の融剤を添加焼成したカラスコーテツドの珪藻土
を用いるので、該塗型を大気中に放置しても吸湿現象が
可及的に抑止され、塗型中の水分の蒸発に起因する鋳造
欠陥の発生を著しく減少せしめることができる。

従つて、本発明の金型用塗型剤を使用すれば、鋳造作業
、鋳造コスト並びに鋳造品の品質に及ぼす改善効果とな
る。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明に係るガラスコーテツド珪藻土の製造工
程を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基材とベントナイトと水からなる金型用塗型剤にお
   いて、前記基材として、珪藻土に対し１０重量％以下の
   炭酸ナトリウム、ホウ砂、硝酸ナトリウム等のナトリウ
   ムを含む物質若しくはアルカリ土類塩化物の融剤を添加
   焼成したガラスコーテツドの珪藻土を用いることを特徴
   とする金型用塗型剤。