JPS5817694B2 - イガタノ サクセイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明（ま原型に耐火物質を累積して鋳型を迅速に作
製する方法に係わるものである。

耐火物と結合剤を含み互にゲル化せしめる性質を有する
２種のスラリーに原型を交互に浸漬して、原型上に２種
のスラリーのゲル化層を累積せしめることによる所謂迅
速鋳型作製法については、従来より種々提案されている
。

その一方法として特公昭４５−４１５０５号公報にはケ
イ酸エチルの酸性液とケイ酸ナトリウムのアルカリ性液
のスラリーに原型を交互に浸漬して累積硬化耐火物質を
形成せしめる方法が記載されている。

しかしながら該方法によると鋳型に層間剥離、発泡亀裂
等が起り易い欠点があった。

その対策としてアルキルシリケート結合剤中のＳ＋０２
濃度を下げることにより改善することができるが、焼成
後の鋳型の強度が低下する為に適当な方法ではない。

又、脱原型下程であるｆｌＤ熱炉・オートクレイプ熱湯
処理迄の放置乾燥時間を２〜４日とすることによっても
改善することができるが、迅速性に乏しい欠点がある。

本発明者らは、アルキルシリケートを一方のスラリー〇
結合剤とし、他方のスラリーの結合剤に珪酸アルカリを
用いる迅速鋳型作製法による鋳型に、層間剥離、発泡亀
裂等が起り易い理由について種々検討せる結果、アルキ
ルシリケート自身は疎水性であり、これがＰＨ８以上の
水性結合剤スラリーに接触すると、その界面で急速５こ
硬いゲル化が起り、これによりゲルは強い結合力を示す
が、反面アルキルシリケート硬化体内部にアルコール、
アルキルシリケート等を包含したまま硬化するこ；とと
なり、更にその外側にはＰＨ８以上の水性結合剤スラリ
ーのゲルがとりまき、硬化体中の上記アルコール、アル
キルシリケート等がますます除かれにくくなるために、
最終のコーティングを終った後充分に長時間乾燥放置を
行わないと脱歴型ｉの除熱によって上記包含物質が爆発
的に燃焼を起し累積層の崩壊又は割れ、亀裂を起し易く
、又熱水やオートクレイプ中での脱歴型法によるときも
、層間の均質性に乏しいために層間剥離等が起り易くな
るとの結論に至った。

上記特公昭４５−４１５０５号の方法による欠点を改良
したものに、特開昭４９−２００２５号公報記載の方法
がある。

この方法は、珪酸アルカリの代りに四級アンモニウムシ
リケートを用いることにより、累積硬化被覆層間の均質
性を向上せしめて上記問題点の解消を図ったものである
が、乾燥時に充分な注意を払わないと乾燥前のゲルが柔
かいためにくずれ易い欠点がある他、四級アンモニウム
塩が高価であるために、更に実用性のある改良した鋳型
作製法が望まれていた。

本発明者らは、一方のスラリーにアルキルシリケート系
結合剤を用いた場合の欠点を改良する為更に検討した結
果、アルキルシリケート系結合剤中にＰＨ１下のシリカ
ゲル等金属酸化物ゾルを加えることにより上記問題点を
解決できることを見出した。

この発明の目的は鋳型を迅速に作成することができ、層
間剥離、発泡・亀裂を生せず密着性が高く強度の犬なる
鋳型を作製する迅速な方法を提供するにある。

この発明は下記Ａ液もしくはこれに耐火性物質を含まし
めたＡ液スラリーと、下記Ｂ液もしくはこれに耐火性物
質を含ましめたＢ液スラリーと、耐火性物質とを原型上
に交互または同時に被覆することにより累積硬化耐火性
物質を形成せしめることを特徴とする鋳型の作成方法で
ある。

Ａ液・・・水、親水性有機溶媒またはそれらの混合物を
分散媒とするＰＨ６以下のＡｌ２Ｏ３，５ｉ０２、Ｔ
ｔ ０２、又はＺ ｒ ０２ゾル及び炭素数１〜３のア
ルキルシリケート溶液を 含む液。

Ｂｉ・・・水、親水性有機溶媒またはそれらの混合物を
分散媒とするＰＨ８以上のシリカゾ ル又！まケイ酸アルカリ溶液を含む液。

本発明に用いられる水、親水性有機溶媒またはそれらの
混合物を分散媒とするＰＨ６以下のゾルとしては一般に
濃度が１０〜５０係程度のＡｌ２Ｏ３、Ｓ ｉ０２、Ｚ
ｒ２Ｏ、ＴｉＯ２等のゾルがあげられる。

これら金属酸化物ゾルのアルキルシリケートに対する好
ましい混合割合は両者の酸化物の型での重量比で９０
： １０〜１０ ： ９０である。

重量比９０：１０以上に金属酸化物ゾルを用いるときは
結合力が低下し且つ急速な硬いゲル化が起りにくくなる
。

又上記の範囲以下に金属酸化物ゾルを用いるときはアル
キルシリケート結合剤の欠点を改善することができない
。

この発明に使用するアルキルシリケートには従来一般に
用いられている濃度」０〜３８係程度のアルキルシリケ
ートを用いることができる。

一般的なものとしてメチルシリケート、エチルシリケー
ト、プロピルシリケートがあげられ、特にエチルシリケ
ートが工業的利用価値が高い。

アルキルシリケートはそのま５又は部分的に加水分解し
て使用される。

又金属酸化物ゾルと混合することにより加水分解するこ
ともある。

又アルキルシリケートと水性金属酸化物ゾルとが均一混
合し難いとりきは、界面活性剤、増粘剤等の併用により
均質にして使用することが必要である。

Ｂｌに含有せしめる水、親水性有機溶媒またはそれらの
混合物を分散媒とするＰＨ８以上のシリカゾルとしては
、水性シリカゾルである「スノーンテツクス」（日産化
学下業株式会社製）、「ルドツクス」（デュポン社製）
がその代表的なものである。

これらは一般に５ｉＯ２２０〜５０重量係、８１０２７
Ｍ２０（Ｍは一価アルカリ金属原子を示す。

）のモル比３０以上、シリカ粒子径５〜１５０；ｍ ！
ｔであり、水を分散媒としているものが多いが、メタノ
ール、エタノール、イソプロパツール、多価アルコール
類のグリセリン、ポリエチレングリコール、アセトン、
ジメチルフォルムアミド等の単独又は水との混合液を分
散媒とせるものもよい。

） Ｂ液に含有せしめるケイ酸アルカリとしては、一般
に水ガラスと称されるケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウ
ム、ケイ酸リチウム等があるが、一般に５ｉＯ２２０〜
３０重量係、８１０２７Ｍ２０のモル比が２〜４のもの
が使用される。

ｉ Ｂ液にシリカゾルとケイ酸アルカリのいずれを用い
るかは目的とする鋳型の耐火性によって選択すればよく
、シリカゾルを用いる場合は鋳型の耐火性が向上する。

この発明に使用される耐火性物質としては一般フに使用
される耐火性物質全般を指し、微粉乃至塊状、繊維状の
ものが使用され、軽量化された粉状品を使用することも
できる。

成分的にはＡｌ２Ｏ３、Ｓ ｒ ０２、ＭｇＯ，Ｃａｂ
、ＺｒＯ２等を主成分とするものが主なものである。

粉状品は２０〜５００メツシのものが多く使用される。

この発明のスラリーには原型ワックスへの耐火物スラリ
ーの濡れ性向上等の為に界面活性剤を、又耐大物スラリ
ー中の泡の消泡の為に消泡剤を併用すること、其他粘度
低下剤、チクソトロピー剤等の併用も可能である。

この発明の方法においてＡ液、Ｂ液のいずれかが耐火性
物質を含まない場合があるが、その場合抜液は単にゲル
化液として作用して、抜液の被覆層にはサンデングによ
り耐火性物質が耐着することになる。

両液に耐火性物質を含むときは相互にゲル化せしめると
共に原型上に耐火性シェルを累積せしめる効果も兼ね備
えることになる。

この発明の方法は原型に前述のＡ液（又はスラリー）及
びＢｌ（又はスラリー）を交互に塗布若しくは噴射する
か、又は原型を交互に浸漬し被覆層を形成させるもので
ある。

Ａ液Ｂ液いづれを先にしても差支えない。

又必要に応じて耐火性物質のサンデングをはさめばよい
。

この発明のもう一つの方法はＡ液及びＢ液を同時に塗布
或は噴射することにより被覆層を形成し直ちにゲル化せ
しめてこれを累積せしめるものである。

この方法においてもこのスラリーの塗布又は噴射を間歇
的に行い必要に応じてサンディングを行い耐火性物質の
累積を効果的に行うことができる。

Ａ液及びＢ液の耐火性物質スラリーの調整法は一般のロ
ストワックス法におけるそれと殆んど同一であり、実施
例として後述する。

本発明の方法により、良好な鋳型を迅速に作製できる作
用効果は、明確に解明されてはいないが、一応下記の如
く推定される。

子すわち、アルキルシリケート結合剤とＰＨ６以下の金
属酸化物ゾルの混合により得られた結合剤液が他方のア
ルカリ性結合剤液と接触した際に生じるゲルの凝集性が
適度であるために、アルキルシリケートのゲル化体中に
金属酸化物ゾルからのゲルが混入した状態となり、均質
な累積ゲル化被覆層が形成されると共に、残存アルコー
ルやアルキルシリケート等が除升され易くなり、また、
燃焼時にも歪量が緩和されることによると推定される。

この発明はロストワックス法で知られているワックス原
型に耐火物スラリーを累積被覆させて鋳型を作成する方
法、更に２種のスラリーにより交互に被覆し累積硬化耐
火性物質を形成する迅速鋳型作成法を含めての分野にお
いて、従来累積被覆より脱ろうまで３〜４日少くとも２
〜３日要していたものを、累積被覆に数時間脱ろうまで
含めて１日でも完成できるので画期的な迅速鋳型作製法
である。

しかもこの発明の方法により層間剥離、発泡亀裂がなく
、密着性が高く強度の犬なる鋳型かえられる。

又この発明はショウプロセスで知られている鋳型作成の
分野にも応用できることは勿論である。

次に実施例を述べてこの発明の方法を詳述するがこの発
明の方法はこれら実施例に限定されるものでない。

実施例及び比較例 実施例１．２．３及び比較例１．２．３の耐火性物質累
積用スラリーとし第１表のＡ、Ｂ液を調製した。

表中係は重量係を示す。

（１）被覆方法 １）実施例１，２及び比較例１，２ Ａ液及びＢ液をそれぞれ攪拌機付５１ステンレスビーカ
ーにとり５０Ｒ，Ｐ、Ｍ、でゆっくり攪拌しているとこ
ろに、ろう原型６本を各々町個に先ずＡ液に浸漬し、ス
ラリーを被覆せしめた後取上げジルコンサンド≠８０で
サンデングし、（実施例２及び比較例２では５〜１．０
０メツシ溶融石英粉でサンデングす。

゛５分放置後第２コートとしてＢ液に浸漬しスラリーを
被覆し、取上げジルコンサンド４Ｉ＝８０で再びサンデ
ングし、５分放置後第３コートとして再びＡ液に浸漬し
取上げ、粒径的０．５ｍ／ｍのシャモットサンドでサン
デングし、（実施例２及び比較例２では２０〜５０メツ
シ溶融石英粉でサンデングす。

）５分放置後第４コートとしてＢ液に浸漬し、第３コー
ト後と同様にサンデングし、第５コートとしてＡ液に浸
漬し粒径的１． Ｑ ｒＹｉ／ｍのシャモットサンドで
サンデングし、５分後第６コートとしてＢ液に浸漬し、
其後はサンデングせずコーテングを終了しシェルを作成
した。

１１）実施例３及び比較例３ 耐火性物質を含むＡ液及び耐火性物質を含まず硬化液と
して作用するＢ液を実施例１と同様に準備し、これにろ
う原型を６本各々別個にＡ液に先ず浸漬、とりあげ２分
後にＢ液に浸漬、とりあげ２分後にサンデングを行い、
５分放置し第１コートを終了した。

以下同様にして第６コートまで行ってシェルを作成した
。

サンデングは第１，２コートをジルコンサンド≠８０４
第３，４コートをシャモットサンド０．５ｍ／ｍ、第５
，６コートをシャモットサンド１０ｍ／ｍで行った。

（２）脱ろう方法 ［）実施例１，３及び比較例１，３ コーテング終了のシェルを各２本づ５、コーテング終了
から１０時間後、２４時間後、及び７２時間後に９８０
℃にυ口熱しである脱ろう用電気炉中にコーテングを行
っていない方を下向にして約７分間入れ脱ろうを行った
。

１１）実施例２及び比較例２ コーテング終了のシェルをコーテング終了１ １０時
間後に１００°Ｃ１熱水中で脱ろうを行った。

（３）脱ろう後のシェルの観察結果 実施例１及び比較例１によるシェルの観察結） 果は第
２表の如くであり、本発明法によるシェルはコーテング
終了後短時間の乾燥でもフクレや層間剥離が殆んどなく
優秀なシェルかえられたのに対して比較例では７２時間
後のもので辛しでフクレや剥離のないものかえられた。

実施例２によるシェルは堅くしまっており、亀裂、剥離
は生じなかったが、比較例２によるシェルはかなりのフ
クレを生じていた。

実施例３及び比較例３によるシェルの観察結果を第３表
に示す。

第２表と概ね同様の結果を示し本発明の方法によるシェ
ルが優れていることを示している。

又ろう原型を実施例３のＡ、Ｂ両液に浸漬することなく
、実施例３と同じ順序でろう型に塗料用吹付ガンにてＡ
、Ｂ液を吹付コーテング、及びサンデングを行い脱ろう
したシェルの観察結果も大概第３表と同じであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記Ａ液もしくはこれに耐火性物質を含ましめたＡ
   液スラリーと、下記Ｂｌもしくはこれに耐火性物質を含
   ましめたＢ液スラリーと、耐火性物質上を原型上に交互
   または同時に被覆することにより累積硬出耐火性物質を
   形成せしめることを特徴とする鋳型作成方法。 Ａ液・・・水、親水性有機溶媒またはそれらの混合物を
   分散媒とするＰＨ６以下のＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｔｌ
   Ｏ２又はＺｒＯ２のゾル及び炭素数１〜３のアルキルシ
   リケート溶液を 含む液。 Ｂ液・・・水、親水性有機溶媒またはそれらの混合物を
   分散媒とするＰＨ８以上のシリカゾ ル又はケイ酸アルカリ溶液を含む液。