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公開番号2025034473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140865
出願日2023-08-31
発明の名称無機コーテッドサンドの製造方法および鋳造用鋳型の製造方法
出願人花王株式会社
代理人個人
主分類B22C 1/10 20060101AFI20250306BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】鋳型の強度を向上できる無機コーテッドサンドの製造方法を提供する。
【解決手段】無機コーテッドサンドの製造方法は、耐火性骨材と、当該耐火性骨材の表面に形成されたメタケイ酸塩水和物層と、を有する乾態の無機コーテッドサンドの製造方法であって、前記耐火性骨材と、液状のメタケイ酸塩水和物とを混合し、当該メタケイ酸塩水和物を結晶化して前記耐火性骨材の表面に前記メタケイ酸塩水和物層を形成する工程を含み、前記工程において、前記耐火性骨材の全量と、前記液状のメタケイ酸塩水和物の全量が混合された時点から1分後の混合物の温度をTsとしたとき、Tsが以下の式(1)を満たす。
{5(9-n)+15}<Ts(℃)<{5(9-n)+39} (1)
(式(1)中、nは、前記メタケイ酸塩水和物の水の平均モル数を示す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
耐火性骨材と、前記耐火性骨材の表面に形成されたメタケイ酸塩水和物層と、を有する乾態の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記耐火性骨材と、液状のメタケイ酸塩水和物とを混合し、当該メタケイ酸塩水和物を結晶化して前記耐火性骨材の表面に前記メタケイ酸塩水和物層を形成する工程を含み、
前記工程において、前記耐火性骨材の全量と、前記液状のメタケイ酸塩水和物の全量が混合された時点から１分後の混合物の温度をＴｓとしたとき、Ｔｓが以下の式（１）を満たす、無機コーテッドサンドの製造方法。
｛５（９－ｎ）＋１５｝＜Ｔｓ（℃）＜｛５（９－ｎ）＋３９｝（１）
（式（１）中、ｎは、前記メタケイ酸塩水和物の水の平均モル数を示す。）
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
請求項１に記載の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記液状の前記メタケイ酸塩水和物が、水ガラス、苛性アルカリおよび水を含む混合液である、無機コーテッドサンドの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記液状の前記メタケイ酸塩水和物が、溶融したメタケイ酸塩水和物である、無機コーテッドサンドの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記工程において、前記耐火性骨材に、前記液状の前記メタケイ酸塩水和物を添加する、無機コーテッドサンドの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項に記載の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記工程の直前の前記耐火性骨材の温度をＴｏとしたとき、Ｔｏが以下の式（２）を満たす、無機コーテッドサンドの製造方法。
｛５（９－ｎ）＋Ｌ｝＜Ｔｏ（℃）＜｛５（９－ｎ）＋Ｕ｝（２）
（式（２）中、ｎは、前記メタケイ酸塩水和物の水の平均モル数を示す。また、Ｌ、Ｕはそれぞれ５以上６０以下の数値であり、Ｌ＜Ｕである。）
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか一項に記載の無機コーテッドサンドの製造方法により得られた無機コーテッドサンドを用いた、鋳造用鋳型の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機コーテッドサンドの製造方法および鋳造用鋳型の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鋳物の鋳造に用いられる鋳型としては、例えば、耐火性骨材と、耐火性骨材の表面に形成された無機粘結剤層とを有する乾態の無機コーテッドサンドを用いて、目的とする形状に造型して得られたものが知られている。乾態の無機コーテッドサンドは、液状の無機粘結剤組成物が耐火性骨材の表面で固体化して層を形成することで得られる。具体的には、例えば、メタケイ酸塩水和物を結晶化させることで耐火性骨材の表面に無機粘結剤層を形成することができる。
【０００３】
従来の無機コーテッドサンドに関する技術として、特許文献１（特開２０２０－１１２９６号公報）には、耐火性骨材と、前記耐火性骨材の表面に形成された無機系粘結剤層と、を有する乾態の無機コーテッドサンドを製造するための製造方法であって、該無機系粘結剤層がメタケイ酸塩水和物を含み、メタケイ酸塩水和物の融点以上の温度にて、前記耐火性骨材と前記メタケイ酸塩水和物を混合して混合物を得る工程（１）と、該混合物を前記メタケイ酸塩水和物の融点未満の温度に冷却する工程（２）と、を含む無機コーテッドサンドの製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２（特開昭４９－１０３８２３）には、酸化ナトリウムに対する二酸化珪素のモル比が０．７以上で１．１未満であるよう調整したメタケイ酸ナトリウム溶液を、珪砂などの耐火物粒子に添加混錬して該粒子表面に結晶性ケイ酸ナトリウムを析出被覆せしめたことを特徴とする減圧造型用鋳型材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１１２９６号公報
特開昭４９－１０３８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１～２に記載されるような従来の製造方法によって得られる無機コーテッドサンドは、無機コーテッドサンドを用いた鋳型の強度を向上する点で改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋳型の強度を向上すべく、無機コーテッドサンドの製造時における乾態化の過程に着目したところ、無機コーテッドサンドの乾態化が、無機粘結剤であるメタケイ酸塩水和物の結晶化に由来することを見出し、さらに結晶化するまでの時間（乾態化時間）が短いほど鋳型強度が向上する傾向を見出した。
そこで、本発明者は、乾態化時間を短縮すべく鋭意検討を行ったところ、所定のタイミングにおける耐火性骨材とメタケイ酸塩水和物の混合物の温度を制御することが有効であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
本発明によれば、耐火性骨材と、前記耐火性骨材の表面に形成されたメタケイ酸塩水和物層と、を有する乾態の無機コーテッドサンドの製造方法であって、
前記耐火性骨材と、液状のメタケイ酸塩水和物とを混合し、当該メタケイ酸塩水和物を結晶化して前記耐火性骨材の表面に前記メタケイ酸塩水和物層を形成する工程を含み、
前記工程において、前記耐火性骨材の全量と、前記液状のメタケイ酸塩水和物の全量が混合された時点から１分後の混合物の温度をＴｓとしたとき、Ｔｓが以下の式（１）を満たす、無機コーテッドサンドの製造方法が提供される。
｛５（９－ｎ）＋１５｝＜Ｔｓ（℃）＜｛５（９－ｎ）＋３９｝（１）
（式（１）中、ｎは、前記メタケイ酸塩水和物の水の平均モル数を示す。）
【０００９】
また、本発明によれば、上記の無機コーテッドサンドの製造方法により得られた無機コーテッドサンドを用いた、鋳造用鋳型の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鋳型の強度を向上できる、無機コーテッドサンドの製造方法が提供できる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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