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公開番号2025169011
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073953
出願日2024-04-30
発明の名称2層鋳型及びその製造方法
出願人旭有機材株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B22C 9/03 20060101AFI20251105BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】ガス欠陥の発生を抑制し、鋳肌不良及び変形を抑制することができる2層鋳型を提供する。
【解決手段】無機バインダー被覆砂を含む内層と、樹脂バインダー被覆砂及び無機バインダー被覆砂からなる群より選ばれる被覆砂を含む外層とを含む2層鋳型であって、無機バインダー被覆砂が、ケイ酸塩である水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の無機バインダーを含む、2層鋳型。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
無機バインダー被覆砂を含む内層と、
樹脂バインダー被覆砂及び無機バインダー被覆砂からなる群より選ばれる被覆砂を含む外層と
を含む２層鋳型であって、前記無機バインダー被覆砂が、ケイ酸塩である水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の無機バインダーを含む、２層鋳型。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記外層が、樹脂バインダー被覆砂を含む、請求項１に記載の２層鋳型。
【請求項３】
前記無機バインダー被覆砂が、無機バインダーとしてケイ酸塩である水ガラスを含む、請求項１又は２に記載の２層鋳型。
【請求項４】
前記樹脂バインダー被覆砂が、架橋硬化性樹脂及びその硬化物、熱可塑性樹脂、並びに炭水化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂バインダーを含む、請求項１又は２に記載の２層鋳型。
【請求項５】
前記樹脂バインダー被覆砂が、フェノール系樹脂を含む、請求項４に記載の２層鋳型。
【請求項６】
前記外層の前記被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数が、前記内層の前記無機バインダー被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数よりも大きい、請求項１又は２に記載の２層鋳型。
【請求項７】
前記外層の前記被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数が８０以上である、請求項１又は２に記載の２層鋳型。
【請求項８】
前記外層の厚さが０．３ｍｍ～１００ｍｍである、請求項１又は２に記載の２層鋳型。
【請求項９】
模型面及び模型空間を有する成形金型を用意すること、
前記成形金型の前記模型空間内に、樹脂バインダー被覆砂及び無機バインダー被覆砂からなる群より選ばれる被覆砂を充填すること、
前記被覆砂を硬化させて、前記模型面の上に外層を形成すること、
前記成形金型から未硬化の前記被覆砂を排出すること、
前記成形金型の前記模型空間内に、無機バインダー被覆砂を充填すること、
前記無機バインダー被覆砂を硬化させて、前記外層の上に内層を形成すること、
必要に応じて、前記成形金型から未硬化の前記無機バインダー被覆砂を排出すること
を含む、２層鋳型の製造方法であって、前記無機バインダー被覆砂が、ケイ酸塩である水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の無機バインダーを含む、２層鋳型の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層鋳型及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
注湯時における強度の確保と、注湯後の崩壊性の向上を目的として、高強度の外層と、崩壊性に優れる内層とからなる２層構造を有する鋳型が知られている。
【０００３】
特許文献１（特開平１０－１６６１０６号公報）は、粒度指数の異なる熱硬化性樹脂被覆砂で形成された外層と内層との一体構成を少なくともシェル鋳型の一部に有し、かつ外層は内層より大きい粒度指数で形成されていることを特徴とする二層シェル鋳型を記載している。
【０００４】
特許文献２（特開２００９－１７８７５８号公報）は、粒度指数の異なる熱硬化性樹脂被覆砂で形成された外層と内層とからなり、外層が内層より大きい粒度指数で形成されてなる中子を製造するための中子製造装置を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１０－１６６１０６号公報
特開２００９－１７８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱硬化性樹脂被覆砂を用いた２層鋳型の製造においては、第１層（例えば外層）を形成した後、第２層（例えば内層）を第１層の上に形成するときに、第１層が断熱層として機能して第２層への熱伝導を妨げる場合があり、その結果、第２層の硬化不良、又はサイクルタイムの延長が生じるおそれがある。
【０００７】
熱硬化性樹脂被覆砂は、鋳型の造型時の生産性が高く、高品質の鋳物を製造することができることから広く使用されている。しかし、注湯時に樹脂の熱分解に伴ってガスが発生する場合があり、鋳物にガス欠陥が生じるおそれがある。一方、無機バインダー被覆砂を用いると鋳物のガス欠陥を抑制することができる。しかし、無機バインダー被覆砂を用いて造型された単層鋳型は、耐熱性が不足して、鋳肌不良、変形などが発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は、ガス欠陥の発生を抑制し、鋳肌不良及び変形を抑制することができる鋳型を提供することを目的とする。また、本発明は、硬化不良を抑制し、サイクルタイムを短縮することができ、ガス欠陥の発生を抑制することができる鋳型の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、特定の無機バインダー被覆砂を用いて２層鋳型の内層を形成することにより、ガス欠陥の発生を抑制することができ、鋳肌不良及び変形が抑制された２層鋳型が得られること、そのような２層鋳型の製造において硬化不良を抑制し、サイクルタイムを短縮できることを見出して、本発明の完成に至った。
【００１０】
本発明は、以下の態様を包含する。
［態様１］
無機バインダー被覆砂を含む内層と、
樹脂バインダー被覆砂及び無機バインダー被覆砂からなる群より選ばれる被覆砂を含む外層と
を含む２層鋳型であって、前記無機バインダー被覆砂が、ケイ酸塩である水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の無機バインダーを含む、２層鋳型。
［態様２］
前記外層が、樹脂バインダー被覆砂を含む、態様１に記載の２層鋳型。
［態様３］
前記無機バインダー被覆砂が、無機バインダーとしてケイ酸塩である水ガラスを含む、態様１又は２に記載の２層鋳型。
［態様４］
前記樹脂バインダー被覆砂が、架橋硬化性樹脂及びその硬化物、熱可塑性樹脂、並びに炭水化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂バインダーを含む、態様１～３のいずれか一態様に記載の２層鋳型。
［態様５］
前記樹脂バインダー被覆砂が、フェノール系樹脂を含む、態様４に記載の２層鋳型。
［態様６］
前記外層の前記被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数が、前記内層の前記無機バインダー被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数よりも大きい、態様１～５のいずれか一態様に記載の２層鋳型。
［態様７］
前記外層の前記被覆砂に含まれる耐火性骨材の粒度指数が８０以上である、態様１～６のいずれか一態様に記載の２層鋳型。
［態様８］
前記外層の厚さが０．３ｍｍ～１００ｍｍである、態様１～７のいずれか一態様に記載の２層鋳型。
［態様９］
模型面及び模型空間を有する成形金型を用意すること、
前記成形金型の前記模型空間内に、樹脂バインダー被覆砂及び無機バインダー被覆砂からなる群より選ばれる被覆砂を充填すること、
前記被覆砂を硬化させて、前記模型面の上に外層を形成すること、
前記成形金型から未硬化の前記被覆砂を排出すること、
前記成形金型の前記模型空間内に、無機バインダー被覆砂を充填すること、
前記無機バインダー被覆砂を硬化させて、前記外層の上に内層を形成すること、
必要に応じて、前記成形金型から未硬化の前記無機バインダー被覆砂を排出すること
を含む、２層鋳型の製造方法であって、前記無機バインダー被覆砂が、ケイ酸塩である水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の無機バインダーを含む、２層鋳型の製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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