砂型鋳造用塗型剤組成物
【課題】たれ筋を低減し、適切な厚みの塗型膜が得られる砂型鋳造用塗型剤組成物を提供すること。
【解決手段】耐火性骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構造単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体またはそのアルカリ金属塩であり、分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物。
【解決手段】耐火性骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構造単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体またはそのアルカリ金属塩であり、分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鋼、鋳鉄、アルミニウム、銅およびこれらの合金などの鋳造に使用される塗型剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造用塗型剤としては、溶融金属が接する砂型（鋳型）表面に塗布して塗型膜を塗装することにより、鋳型の表面を保護するものが知られている。このような鋳造用塗型剤は、溶融金属と砂型表面との化学反応や、鋳物の焼着欠陥の発生を防止するために用いられる。
【０００３】
従来の砂型鋳造用塗型剤組成物として、例えば、下記特許文献１には、耐火性骨材および粘結剤を含有し、粘結剤として、アクリル酸および／またはメタクリル酸とアクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルとの共重合体（（メタ）アクリル酸エステル系共重合体）のアルカリ金属塩、アンモニウム塩またはアミン塩を用いる砂型鋳造用塗型剤組成物が記載されている。また、下記特許文献２には、耐火性骨材、粘結剤および有機溶剤を必須成分とし、さらに多価カルボン酸またはその誘導体を所定量含有する砂型鋳造用塗型剤組成物が記載されている。下記特許文献３には、水性コーティング配合物の乾燥方法であって、ａ）水性コーティング配合物を準備することと、ｂ）鋳造鋳型の表面の少なくとも一部に前記水性コーティング配合物を塗布することと、ｃ）前記コーティング配合物のキャリア液体の一部が、時間の経過に伴い基板に浸透し、任意に、前記の塗布した水性コーティング配合物を部分的にまたは完全にマット化することと、ｄ）前記水性コーティング配合物の任意にマット化した層に可燃性液体を塗布することと、ｅ）前記可燃性液体を完全に燃焼させることとを含む、水性コーティング配合物の乾燥方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３４２７７８号公報
【特許文献２】特開平４−７５７４５号公報
【特許文献３】特表２００９−５２５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物では、砂型表面に塗布した後、塗布面に筋状のたれが発生する場合があり、このたれを修復するのに長時間を要していた。また、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物では、塗型膜の厚みを適切な範囲に保ちながら、たれを抑制することが困難であった。即ち、たれが認められない場合には、塗型剤が砂型に浸透してしまい、十分な厚みの塗型膜が得られないという問題があった。このような課題について、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物は充分に検討されていなかった。
【０００６】
本発明は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る砂型鋳造用塗型剤組成物を提供する。即ち、換言すれば、本発明の目的はたれ抑制と塗型膜の厚み低減抑制の両立を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構成単位を有する重合体からなる分散剤を、耐火性骨材に対して特定量含有し、かつ特定のベントナイトを、耐火性骨材に対して特定量含有する砂型鋳造用塗型剤組成物により、前述した課題を解決できることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明に係る砂型鋳造用塗型剤組成物は、耐火性骨材、粘結剤、ナトリウムベントナイト以外の焼結剤（以下単に「焼結剤」ともいう）、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、前記分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体であり、前記分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の砂型鋳造用塗型剤組成物は、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を含有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体を分散剤として含有し、該分散剤を耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部含有し、かつ該ナトリウムベントナイトを耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部含有することにより、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る。
【００１０】
前記効果を発現する理由は定かではないが、ナトリウムベントナイトと分散剤としてアクリル酸及び／又はマレイン酸の重合体またはアルカリ金属塩を特定量含有することにより、塗型剤組成物中でお互いに陽イオン交換しても、ナトリウムベントナイトが持つ塗膜の厚みを確保する作用への影響が少なく、また、分散剤とナトリウムベントナイトの比が一定の範囲であると、分散剤のたれを抑制する働きと、ナトリウムベントナイトの塗膜の厚みを確保する働きを、極めてバランスよく両立できるものと推察される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の砂型鋳造用塗型剤組成物（以下、単に「塗型剤組成物」ともいう）は、耐火材骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する。
【００１２】
以下、本発明の塗型剤組成物に含有される各成分について説明する。
【００１３】
＜分散剤＞
前記分散剤は、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を含有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体からなる。
アクリル酸由来の構成単位は、下記式（１）で示される。
【００１４】
【化１】
（式中、ＭはＨ、アルカリ金属塩を示す。）
【００１５】
また、マレイン酸または無水マレイン酸由来の構成単位は、それぞれ下記式（２）または下記式（３）で示される。
【化２】
（式中、Ｘ、Ｙは同一または異なって、Ｈ、アルカリ金属塩を示す。）
【化３】
【００１６】
アクリル酸および／またはマレイン酸の中和率は、０〜１００％の間で任意に調整可能である。中和率はたれを低減する観点及び浸透深さを増大させる観点から３０〜１００％が好ましく、５０〜１００％がより好ましく、８０〜１００％が更に好ましい。上記式（１）におけるＭ、及び上記式（２）におけるＸ、Ｙは、それぞれ水素原子、アルカリ金属塩である。上記アルカリ金属塩は、たれを低減する観点から、リチウム、ナトリウム及びカリウムが好ましく、ナトリウム及びカリウムがより好ましく、ナトリウムが更に好ましい。
【００１７】
本発明の分散剤は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る観点から、上記式（１）で表されるアクリル酸由来の構成単位及び上記式（２）で表されるマレイン酸由来の構成単位のみを有するものが好ましく、上記式（１）で表されるアクリル酸由来の構成単位のみを有するものがより好ましい。重量平均分子量は、同様の観点から、１０００〜１０００００が好ましく、２０００〜７００００がより好ましく、３０００〜５００００が更に好ましい。
【００１８】
アクリル酸およびマレイン酸（無水マレイン酸を含む）を共重合したものの場合、アクリル酸の含有量が２０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、５０ｍｏｌ％以上であることがより好ましい。アクリル酸とマレイン酸及び／又はマレイン酸無水物とのモル比は、塗型剤組成物の流動性を好適に維持し、たれをより確実に低減する観点から、アクリル酸／（マレイン酸及び／又はマレイン酸無水物）＝４０／６０〜１００／０が好ましく、５０／５０〜１００／０がより好ましい。
【００１９】
塗型剤組成物の流動性を好適に維持し、たれをより確実に低減するためには、全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上であり、９５ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、９８ｍｏｌ％以上であることが更に好ましく、実質１００ｍｏｌ％であることがより更に好ましい。重合体を構成するアクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位以外の構成単位としては、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸由来の構成単位などが挙げられる。
【００２０】
本発明の塗型剤組成物中、耐火性骨材１００重量部に対する分散剤の含有量を０．０４〜１．２重量部、好ましくは０．０８〜１．０重量部、より好ましくは０．１〜１．０重量部とすることにより、塗型剤組成物の流動性を適切な範囲に維持し、たれを低減することができる。耐火性骨材１００重慮部に対し、分散剤の含有量が１．２重量部超では塗型剤組成物の砂型への浸透量が過大になりすぎ、適切な塗型膜の厚みを得られなくなるので好ましくない。
【００２１】
本発明の塗型剤組成物は、溶媒として水を含有するため、分散剤が水溶性であることが好ましい。なお、本発明において「水溶性」とは、２０℃の水１００ｇに該分散剤を１ｇ以上溶解することを意味する。
【００２２】
＜ベントナイト＞
本発明の塗型剤組成物は、ベントナイトの交換性陽イオンがナトリウムイオンであるナトリウムベントナイトを含有する。ナトリウムベントナイトと特定構造の分散剤（アルカリ金属塩）を用いることで、ベントナイトのナトリウムイオンとアルカリ金属イオンの陽イオンがイオン交換しても悪影響を生じることなく、円滑な相互作用が可能になる。その結果、塗型剤組成物の配合安定性を維持するとともに、塗型剤組成物のレオロジーを制御し、たれ抑制と塗型膜の厚み低減抑制の効果を発現する。陽イオンにカルシウムを用いた場合は、２価の陽イオンのため電気的引力が強くなり膨潤性が低く、そのため沈降性など保存安定性に問題があるとともに、適度な粘度が得られないために、たれが悪化する。本発明の組成物のナトリウムベントナイトの含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から耐火性骨材１００重量部に対し１．５〜１５重量部であるが、２．０〜１２重量％が好ましく、２．５〜８．０重量％がより好ましく、３．０〜５．５重量％が更に好ましい。
【００２３】
本発明の、ナトリウムベントナイトと分散剤の重量比（ナトリウムベントナイト／分散剤）は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る観点から、４〜１５０が好ましく、４〜５０がより好ましい。
【００２４】
以下、本発明の塗型剤組成物に含有される各成分について説明する。
【００２５】
＜耐火性骨材＞
本発明で使用される耐火性骨材は、特に限定されないが、耐火性、経済性、および溶融金属との耐反応性の観点から、ムライト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコン、アルミナシリケート、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルクおよび雲母からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、シリカ、黒曜石、雲母、ムライト、および黒鉛（中でも鱗状黒鉛）からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましく、シリカ、黒曜石、および雲母からなる群より選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。
【００２６】
本発明で使用される耐火性骨材は、塗布作業性を向上させる観点から、平均粒径が０．５〜１００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがより好ましく、５〜４０μｍであることが更に好ましい。耐火性骨材を２種以上混合して用いる場合には、塗布作業性を向上させる観点から、耐火性骨材の混合物としての平均粒径は、０．５〜１００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがより好ましく、５〜４０μｍであることが更に好ましい。ここで、耐火性骨材の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所社製ＬＡ−９２０）を用いて測定された体積中位粒径（Ｄ５０）である。分析条件は下記の通りである。
測定方法：フロー法
分散媒：イオン交換水にヘキサメタリン酸ナトリウム（０．１重量％）を加えた溶媒
分散方法：攪拌、内蔵超音波照射（３分間）
試料濃度：２ｍｇ／１００ｍｌ
【００２７】
＜粘結剤＞
本発明の塗型剤組成物には、粘結剤として、常温で強い塗型膜を形成できるアラビアガム、多糖類などの糖類、フェノール、ロジン、石油樹脂のような有機粘結剤や、鋳込み時に塗型膜の熱間強度を上げるためのエチルシリケート、ケイ酸ソーダなどの無機粘結剤が含有されていてもよい。条件によりこれらの粘結剤を併用してもよい。塗型剤組成物中の粘結剤の含有量は、塗型膜強度の向上および熱分解ガス量の低減の観点から、耐火性骨材（球状耐火性骨材および非球状耐火性骨材）の合計１００重量部に対し、０．５〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。
【００２８】
＜焼結剤＞
本発明の塗型剤組成物には、焼結剤として、高熱時においても強い塗型膜を維持できるアタパルジャイト、セピオライトなどの鎖状粘土鉱物、カオリナイト、タルク、緑泥石、モンモリロナイトおよびヘクトライトなどの層状粘土鉱物を含有しても良い。高熱時の強度とともに耐火性、経済性、作業性の観点からアタパルジャイト、セピオライト、モンモリロナイトおよびヘクトライトからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、アタパルジャイトであることが更に好ましい。本発明の塗型剤組成物の焼結剤の含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から耐火性骨材１００重量部に対し１〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。
【００２９】
＜溶媒＞
本発明の塗型剤組成物では、溶媒として水を含有する。水以外の溶媒を含有してもよいが、安全性および経済性の観点から、溶媒中の水の含有量は９８重量％以上であることが好ましく、９９重量％以上であることがより好ましく、実質１００重量％であることが更に好ましい。水以外の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、およびヘキサノールなどのアルコールが挙げられる。これらの中でも、コストおよび塗布作業性の観点からエタノールが好ましい。塗型剤組成物中の溶媒の含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から、耐火性骨材１００重量部に対し、１０〜５００重量部が好ましく、１０〜１００重量部がより好ましい。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明の塗型剤組成物に配合できるその他の成分として、顔料や染料などの着色剤、塗布作業性を向上させるレオロジー調整剤、沈降防止剤、界面活性剤などの添加剤を使用できる。また、ヒドロキシアルキル化セルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどの増粘剤や防腐剤などの添加剤も使用できる。
【００３１】
本発明の塗型剤組成物は、砂型表面に塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法に好適である。即ち、本発明の鋳物の製造方法は、砂型表面に前記本発明の塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法である。
【００３２】
本発明の塗型剤組成物を砂型（鋳型）に塗布する方法は、特に限定されず、例えば、流し塗り（ブッカケ法）、浸漬（ドブ漬け法）、刷毛塗り、スプレー塗布などの従来知られている方法が使用できる。なかでも、本発明の塗型剤組成物を流し塗りで塗布すると、本発明の効果（たれ筋の低減）が有効に発揮されるため好ましい。また、砂型に用いる鋳物砂としては、石英質を主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、合成ムライト砂などの新砂またはこれらの再生砂が使用される。鋳物砂は、粘結剤を添加せずに用いることもでき、その場合には充填性が良好であるが、高い砂型強度が要求される場合には、粘結剤を添加し、硬化剤により硬化させるのが好ましい。
【００３３】
なお、上記砂型は、一般的に、フラン樹脂、アルカリフェノール樹脂などの有機粘結剤や水ガラスなどの無機粘結剤を鋳物砂に混合し、製品（鋳物）と同一形状の木型のまわりに充填した後、硬化、抜型して得られるものである。
【００３４】
また、一般的に、塗型剤組成物は、保存時においては溶媒濃度が低い（固形分濃度が高い）状態の組成物（保存用組成物）としておき、使用時に適正な粘度が得られるように、溶媒で希釈して使用される。上記高固形分濃度の組成物（保存用組成物）は、溶媒量などを調整して、通常、針入度２００程度とすればよい。上記使用時の適正な比重は、３０〜８０ボーメである。なお、ボーメ単位で表される比重は、塗型剤の粘度と濃度の因子をまとめて表現でき、塗型剤の砂型への塗布時の目安となるものである。
【００３５】
塗型膜の厚みは、塗型剤本来の働きを発揮させる観点から、５０〜３００μｍが好ましく、７５〜１５０μｍがより好ましく、更に８０〜１２０μｍが好ましい。
【００３６】
＜塗型剤組成物配合方法＞
保存時の配合組成は、コスト、運搬性、保存安定性の観点から水に対する耐火性骨材の重量比が３以上が好ましい。混練機に所定量の水の半分とナトリウムベントナイトと増粘剤を添加し混練する。前記混練物に、ナトリウムベントナイト、増粘剤、水及び耐火性骨材以外の残りの成分、例えば、粘結剤、焼結剤及び防腐剤等を添加し混練する。さらにこの混練物に耐火性骨材と残りの水を加え、混練する。得られた塗型剤組成物の水分濃度は２５重量％以下が好ましい。
【００３７】
本発明の塗型剤組成物を用いて鋳物を製造すると、焼着欠陥が少なく、鋳肌が美麗な鋳物が得られるため、複雑な構造や、鋳肌表面の美しさが要求されるものなどに好適である。具体的な鋳物の例としては、建設機械の油圧バルブ、モーター、金型、エンジンフレーム、工作機械、建築部材などに用いられる、部材、部品などが挙げられる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を具体的に示す実施例などについて説明する。
【００３９】
＜塗型剤組成物の調製＞
耐火性骨材１００重量部、増粘剤４．５重量部、粘結剤１．２重量部、水１９．７重量部、添加剤２．２重量部、表１に示す含有量の分散剤及びベントナイトを以下に示す配合方法で混練した。即ち、その配合方法は、水９．８５重量部（所定量の水の半分）に、ナトリウムベントナイトと増粘剤を添加した。この後、２５℃において、１軸式ミキサーにより回転数３００ｒｐｍで５分混練した。前記混合物に、その他の添加物を混入し、同じ温度同じ速度で、２分混練した。この混合物に耐火性骨材を加えて残りの水を全て加え、同じ温度同じ速度で１０分混練し、ペースト状の塗型剤組成物を得た。
上記耐火性骨材は、いずれも、シリカ（平均粒径４μｍ）と、黒曜石（平均粒径９１μｍ）と、雲母（平均粒径８０μｍ）とを、シリカ：黒曜石：雲母＝６７：２５：８の重量比で混合したものを用いた。混合後の上記耐火性骨材の平均粒径は３４μｍであった。
また、上記増粘剤はポリアミン系陽イオン界面活性剤〔北広ケミカル（株）製、ソフテックスＫ−３７０〕であり、上記粘結剤はアラビアガムであり、上記添加剤は、焼結剤（アタパルジャイト）と、臭素系防腐剤（ケイ・アイ化成社製、バイオホープ）とを、焼結剤：臭素系防腐剤＝９２．１５：７．８５の重量比で混合したものを用いた。得られた塗型剤組成物を離合社製針入度測定装置８００Ｓ−０１により測定したところ、針入度は何れも２００であった。
本発明に用いた、表１の分散剤は以下に示すものである。
・分散剤Ａ：アクリル酸重合体部分Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが９０％、Ｍ＝Ｈが１０％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度９０％；〔花王（株）製、ポイズ５３０〕
・分散剤Ｂ：アクリル酸重合体部分Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが３５％、Ｍ＝Ｈが６５％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度３５％；〔東亜合成（株）製、アロンビスＡＨ−１０６Ｘ〕
・分散剤Ｃ：アクリル酸重合体Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３０００；中和度１００％；（アルドリッチ社製、ポリアクリル酸ナトリウム）
・分散剤Ｄ：アクリル酸重合体；（１）式において、Ｍ＝Ｈが１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝２５０００；中和度０％；（アルドリッチ社製、ポリカルボン酸）
・分散剤Ｅ：（１）式、及び（３）式または（２）式に示すアクリル酸と無水マレイン酸の共重合体（モル比 １：１）Ｎａ中和物；Ｍ＝Ｎａ、Ｘ＝Ｎａ及びＹ＝Ｎａ；重量平均分子量 Ｍｗ＝２００００；中和度１００％；〔花王（株）製、ポイズ５２０〕
・分散剤Ｆ：ナフタレンスルホン酸Ｎａ縮合物；重量平均分子量 Ｍｗ＝１０００００；中和度１００％；〔花王（株）製、デモールＲＮ〕
・分散剤Ｇ：アクリル酸重合体アンモニウム塩；（１）式において、Ｍ＝ＮＨ４が１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度１００％；〔花王（株）製、ポイズ５３２Ａ〕
・分散剤Ｈ：ジイソブチレンとマレイン酸の共重合体（モル比 １：１）Ｎａ中和物；重量平均分子量 Ｍｗ＝２００００；中和度１００％；〔花王（株）製、デモールＥＰ〕
【００４０】
＜たれ試験＞
フラン再生砂（ＡＦＳ４５）１００重量部に対して、花王クエーカー製フラン樹脂（３４０Ｂ）０．８重量部を添加し、更に花王クエーカー製硬化剤（ＴＫ−３）をフラン樹脂１００重量部に対して４０重量部添加し、混練して得られた混練砂を型込めし、幅１５ｍｍ×深さ５ｍｍの溝部を設けた高さ３００ｍｍ×幅２００ｍｍ×厚み３０ｍｍの板状試験片を作製した。この試験片を７５度の傾斜壁に立てかけ、各塗型剤組成物を流し塗り可能な比重（４０〜４４ボーメ）に水で希釈調整（希釈組成物中の水が約５０重量％）し流し塗りを行った。そして、流し塗り直後から３０秒経過した後、試験片を１３５度傾斜させ、その際に発生するたれの程度を目視により下記の３段階で評価した。結果を表１に示す。
（たれ試験評価基準）
１：たれが多く発生する。（目視で、明らかに凹凸があり、そのまま鋳込んだ場合たれ筋がはっきり転写される。）
２：たれがやや発生する。（目視で、凹凸分かりにくいが、そのまま鋳込んだ場合たれ筋が転写される。）
３：たれがわずかに発生する。（目視で、ほぼ平滑であり、そのまま鋳込んだ場合たれ筋が転写されない。）
４：たれが発生しない。（そのまま鋳込んだ場合、転写はみられない）
【００４１】
＜塗型膜の厚み＞
エルコメーター社製ロータリー式ウエットフィルム膜圧計（型番：ＥＬＣＯＭＥＴＥＲ３２３０）を用いて測定した。濡れた塗膜の上で膜圧計を回転させ、中央のホイールが膜に触れたところの目盛を読み取る。この値が、膜の厚み（μｍ）である。結果を表１に示す。
【００４２】
＜浸透深さ＞
砂型に塗型剤を塗布した後、垂直方向に切断し、その断面の塗型剤が浸透した深さ（ｍｍ）を測定した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１の結果から、実施例１〜１４に係る塗型剤組成物では、たれ筋が低減され、適切な厚みの塗型膜が得られることがわかる。一方、比較例１〜２および５〜８に係る塗型剤組成物では、たれの発生が見られ、実施例１〜１４に係る塗型剤組成物に比べて、たれ性が悪化することがわかる。なお、分散剤の含有量が多い比較例３やナトリウムベントナイトの含有量が少ない比較例４に係る塗型剤組成物では、たれ性については実施例１〜９に係る塗型剤組成物と同等の結果を示したが、塗布した塗型剤組成物が砂型に染み込むことで、塗型膜が薄くなり、焼着が起こる恐れがある。
【００４５】
【表２】
表２の結果から、中和度が高いほど、浸透深さが大きく耐焼着性に優れる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鋼、鋳鉄、アルミニウム、銅およびこれらの合金などの鋳造に使用される塗型剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造用塗型剤としては、溶融金属が接する砂型（鋳型）表面に塗布して塗型膜を塗装することにより、鋳型の表面を保護するものが知られている。このような鋳造用塗型剤は、溶融金属と砂型表面との化学反応や、鋳物の焼着欠陥の発生を防止するために用いられる。
【０００３】
従来の砂型鋳造用塗型剤組成物として、例えば、下記特許文献１には、耐火性骨材および粘結剤を含有し、粘結剤として、アクリル酸および／またはメタクリル酸とアクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルとの共重合体（（メタ）アクリル酸エステル系共重合体）のアルカリ金属塩、アンモニウム塩またはアミン塩を用いる砂型鋳造用塗型剤組成物が記載されている。また、下記特許文献２には、耐火性骨材、粘結剤および有機溶剤を必須成分とし、さらに多価カルボン酸またはその誘導体を所定量含有する砂型鋳造用塗型剤組成物が記載されている。下記特許文献３には、水性コーティング配合物の乾燥方法であって、ａ）水性コーティング配合物を準備することと、ｂ）鋳造鋳型の表面の少なくとも一部に前記水性コーティング配合物を塗布することと、ｃ）前記コーティング配合物のキャリア液体の一部が、時間の経過に伴い基板に浸透し、任意に、前記の塗布した水性コーティング配合物を部分的にまたは完全にマット化することと、ｄ）前記水性コーティング配合物の任意にマット化した層に可燃性液体を塗布することと、ｅ）前記可燃性液体を完全に燃焼させることとを含む、水性コーティング配合物の乾燥方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３４２７７８号公報
【特許文献２】特開平４−７５７４５号公報
【特許文献３】特表２００９−５２５８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物では、砂型表面に塗布した後、塗布面に筋状のたれが発生する場合があり、このたれを修復するのに長時間を要していた。また、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物では、塗型膜の厚みを適切な範囲に保ちながら、たれを抑制することが困難であった。即ち、たれが認められない場合には、塗型剤が砂型に浸透してしまい、十分な厚みの塗型膜が得られないという問題があった。このような課題について、従来の砂型鋳造用塗型剤組成物は充分に検討されていなかった。
【０００６】
本発明は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る砂型鋳造用塗型剤組成物を提供する。即ち、換言すれば、本発明の目的はたれ抑制と塗型膜の厚み低減抑制の両立を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構成単位を有する重合体からなる分散剤を、耐火性骨材に対して特定量含有し、かつ特定のベントナイトを、耐火性骨材に対して特定量含有する砂型鋳造用塗型剤組成物により、前述した課題を解決できることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明に係る砂型鋳造用塗型剤組成物は、耐火性骨材、粘結剤、ナトリウムベントナイト以外の焼結剤（以下単に「焼結剤」ともいう）、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、前記分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体であり、前記分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の砂型鋳造用塗型剤組成物は、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を含有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体を分散剤として含有し、該分散剤を耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部含有し、かつ該ナトリウムベントナイトを耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部含有することにより、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る。
【００１０】
前記効果を発現する理由は定かではないが、ナトリウムベントナイトと分散剤としてアクリル酸及び／又はマレイン酸の重合体またはアルカリ金属塩を特定量含有することにより、塗型剤組成物中でお互いに陽イオン交換しても、ナトリウムベントナイトが持つ塗膜の厚みを確保する作用への影響が少なく、また、分散剤とナトリウムベントナイトの比が一定の範囲であると、分散剤のたれを抑制する働きと、ナトリウムベントナイトの塗膜の厚みを確保する働きを、極めてバランスよく両立できるものと推察される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の砂型鋳造用塗型剤組成物（以下、単に「塗型剤組成物」ともいう）は、耐火材骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する。
【００１２】
以下、本発明の塗型剤組成物に含有される各成分について説明する。
【００１３】
＜分散剤＞
前記分散剤は、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を含有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体からなる。
アクリル酸由来の構成単位は、下記式（１）で示される。
【００１４】
【化１】
（式中、ＭはＨ、アルカリ金属塩を示す。）
【００１５】
また、マレイン酸または無水マレイン酸由来の構成単位は、それぞれ下記式（２）または下記式（３）で示される。
【化２】
（式中、Ｘ、Ｙは同一または異なって、Ｈ、アルカリ金属塩を示す。）
【化３】
【００１６】
アクリル酸および／またはマレイン酸の中和率は、０〜１００％の間で任意に調整可能である。中和率はたれを低減する観点及び浸透深さを増大させる観点から３０〜１００％が好ましく、５０〜１００％がより好ましく、８０〜１００％が更に好ましい。上記式（１）におけるＭ、及び上記式（２）におけるＸ、Ｙは、それぞれ水素原子、アルカリ金属塩である。上記アルカリ金属塩は、たれを低減する観点から、リチウム、ナトリウム及びカリウムが好ましく、ナトリウム及びカリウムがより好ましく、ナトリウムが更に好ましい。
【００１７】
本発明の分散剤は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る観点から、上記式（１）で表されるアクリル酸由来の構成単位及び上記式（２）で表されるマレイン酸由来の構成単位のみを有するものが好ましく、上記式（１）で表されるアクリル酸由来の構成単位のみを有するものがより好ましい。重量平均分子量は、同様の観点から、１０００〜１０００００が好ましく、２０００〜７００００がより好ましく、３０００〜５００００が更に好ましい。
【００１８】
アクリル酸およびマレイン酸（無水マレイン酸を含む）を共重合したものの場合、アクリル酸の含有量が２０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、５０ｍｏｌ％以上であることがより好ましい。アクリル酸とマレイン酸及び／又はマレイン酸無水物とのモル比は、塗型剤組成物の流動性を好適に維持し、たれをより確実に低減する観点から、アクリル酸／（マレイン酸及び／又はマレイン酸無水物）＝４０／６０〜１００／０が好ましく、５０／５０〜１００／０がより好ましい。
【００１９】
塗型剤組成物の流動性を好適に維持し、たれをより確実に低減するためには、全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上であり、９５ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、９８ｍｏｌ％以上であることが更に好ましく、実質１００ｍｏｌ％であることがより更に好ましい。重合体を構成するアクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位以外の構成単位としては、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸由来の構成単位などが挙げられる。
【００２０】
本発明の塗型剤組成物中、耐火性骨材１００重量部に対する分散剤の含有量を０．０４〜１．２重量部、好ましくは０．０８〜１．０重量部、より好ましくは０．１〜１．０重量部とすることにより、塗型剤組成物の流動性を適切な範囲に維持し、たれを低減することができる。耐火性骨材１００重慮部に対し、分散剤の含有量が１．２重量部超では塗型剤組成物の砂型への浸透量が過大になりすぎ、適切な塗型膜の厚みを得られなくなるので好ましくない。
【００２１】
本発明の塗型剤組成物は、溶媒として水を含有するため、分散剤が水溶性であることが好ましい。なお、本発明において「水溶性」とは、２０℃の水１００ｇに該分散剤を１ｇ以上溶解することを意味する。
【００２２】
＜ベントナイト＞
本発明の塗型剤組成物は、ベントナイトの交換性陽イオンがナトリウムイオンであるナトリウムベントナイトを含有する。ナトリウムベントナイトと特定構造の分散剤（アルカリ金属塩）を用いることで、ベントナイトのナトリウムイオンとアルカリ金属イオンの陽イオンがイオン交換しても悪影響を生じることなく、円滑な相互作用が可能になる。その結果、塗型剤組成物の配合安定性を維持するとともに、塗型剤組成物のレオロジーを制御し、たれ抑制と塗型膜の厚み低減抑制の効果を発現する。陽イオンにカルシウムを用いた場合は、２価の陽イオンのため電気的引力が強くなり膨潤性が低く、そのため沈降性など保存安定性に問題があるとともに、適度な粘度が得られないために、たれが悪化する。本発明の組成物のナトリウムベントナイトの含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から耐火性骨材１００重量部に対し１．５〜１５重量部であるが、２．０〜１２重量％が好ましく、２．５〜８．０重量％がより好ましく、３．０〜５．５重量％が更に好ましい。
【００２３】
本発明の、ナトリウムベントナイトと分散剤の重量比（ナトリウムベントナイト／分散剤）は、たれを低減し、適切な厚みの塗型膜を得る観点から、４〜１５０が好ましく、４〜５０がより好ましい。
【００２４】
以下、本発明の塗型剤組成物に含有される各成分について説明する。
【００２５】
＜耐火性骨材＞
本発明で使用される耐火性骨材は、特に限定されないが、耐火性、経済性、および溶融金属との耐反応性の観点から、ムライト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコン、アルミナシリケート、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルクおよび雲母からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、シリカ、黒曜石、雲母、ムライト、および黒鉛（中でも鱗状黒鉛）からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましく、シリカ、黒曜石、および雲母からなる群より選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。
【００２６】
本発明で使用される耐火性骨材は、塗布作業性を向上させる観点から、平均粒径が０．５〜１００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがより好ましく、５〜４０μｍであることが更に好ましい。耐火性骨材を２種以上混合して用いる場合には、塗布作業性を向上させる観点から、耐火性骨材の混合物としての平均粒径は、０．５〜１００μｍであることが好ましく、１〜５０μｍであることがより好ましく、５〜４０μｍであることが更に好ましい。ここで、耐火性骨材の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所社製ＬＡ−９２０）を用いて測定された体積中位粒径（Ｄ５０）である。分析条件は下記の通りである。
測定方法：フロー法
分散媒：イオン交換水にヘキサメタリン酸ナトリウム（０．１重量％）を加えた溶媒
分散方法：攪拌、内蔵超音波照射（３分間）
試料濃度：２ｍｇ／１００ｍｌ
【００２７】
＜粘結剤＞
本発明の塗型剤組成物には、粘結剤として、常温で強い塗型膜を形成できるアラビアガム、多糖類などの糖類、フェノール、ロジン、石油樹脂のような有機粘結剤や、鋳込み時に塗型膜の熱間強度を上げるためのエチルシリケート、ケイ酸ソーダなどの無機粘結剤が含有されていてもよい。条件によりこれらの粘結剤を併用してもよい。塗型剤組成物中の粘結剤の含有量は、塗型膜強度の向上および熱分解ガス量の低減の観点から、耐火性骨材（球状耐火性骨材および非球状耐火性骨材）の合計１００重量部に対し、０．５〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。
【００２８】
＜焼結剤＞
本発明の塗型剤組成物には、焼結剤として、高熱時においても強い塗型膜を維持できるアタパルジャイト、セピオライトなどの鎖状粘土鉱物、カオリナイト、タルク、緑泥石、モンモリロナイトおよびヘクトライトなどの層状粘土鉱物を含有しても良い。高熱時の強度とともに耐火性、経済性、作業性の観点からアタパルジャイト、セピオライト、モンモリロナイトおよびヘクトライトからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、アタパルジャイトであることが更に好ましい。本発明の塗型剤組成物の焼結剤の含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から耐火性骨材１００重量部に対し１〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。
【００２９】
＜溶媒＞
本発明の塗型剤組成物では、溶媒として水を含有する。水以外の溶媒を含有してもよいが、安全性および経済性の観点から、溶媒中の水の含有量は９８重量％以上であることが好ましく、９９重量％以上であることがより好ましく、実質１００重量％であることが更に好ましい。水以外の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、およびヘキサノールなどのアルコールが挙げられる。これらの中でも、コストおよび塗布作業性の観点からエタノールが好ましい。塗型剤組成物中の溶媒の含有量は、塗型膜の厚みを適切な範囲に維持する観点、およびたれを低減する観点から、耐火性骨材１００重量部に対し、１０〜５００重量部が好ましく、１０〜１００重量部がより好ましい。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明の塗型剤組成物に配合できるその他の成分として、顔料や染料などの着色剤、塗布作業性を向上させるレオロジー調整剤、沈降防止剤、界面活性剤などの添加剤を使用できる。また、ヒドロキシアルキル化セルロースなどのセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどの増粘剤や防腐剤などの添加剤も使用できる。
【００３１】
本発明の塗型剤組成物は、砂型表面に塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法に好適である。即ち、本発明の鋳物の製造方法は、砂型表面に前記本発明の塗型剤組成物を塗布してなる鋳造用砂型を使用する鋳物の製造方法である。
【００３２】
本発明の塗型剤組成物を砂型（鋳型）に塗布する方法は、特に限定されず、例えば、流し塗り（ブッカケ法）、浸漬（ドブ漬け法）、刷毛塗り、スプレー塗布などの従来知られている方法が使用できる。なかでも、本発明の塗型剤組成物を流し塗りで塗布すると、本発明の効果（たれ筋の低減）が有効に発揮されるため好ましい。また、砂型に用いる鋳物砂としては、石英質を主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、合成ムライト砂などの新砂またはこれらの再生砂が使用される。鋳物砂は、粘結剤を添加せずに用いることもでき、その場合には充填性が良好であるが、高い砂型強度が要求される場合には、粘結剤を添加し、硬化剤により硬化させるのが好ましい。
【００３３】
なお、上記砂型は、一般的に、フラン樹脂、アルカリフェノール樹脂などの有機粘結剤や水ガラスなどの無機粘結剤を鋳物砂に混合し、製品（鋳物）と同一形状の木型のまわりに充填した後、硬化、抜型して得られるものである。
【００３４】
また、一般的に、塗型剤組成物は、保存時においては溶媒濃度が低い（固形分濃度が高い）状態の組成物（保存用組成物）としておき、使用時に適正な粘度が得られるように、溶媒で希釈して使用される。上記高固形分濃度の組成物（保存用組成物）は、溶媒量などを調整して、通常、針入度２００程度とすればよい。上記使用時の適正な比重は、３０〜８０ボーメである。なお、ボーメ単位で表される比重は、塗型剤の粘度と濃度の因子をまとめて表現でき、塗型剤の砂型への塗布時の目安となるものである。
【００３５】
塗型膜の厚みは、塗型剤本来の働きを発揮させる観点から、５０〜３００μｍが好ましく、７５〜１５０μｍがより好ましく、更に８０〜１２０μｍが好ましい。
【００３６】
＜塗型剤組成物配合方法＞
保存時の配合組成は、コスト、運搬性、保存安定性の観点から水に対する耐火性骨材の重量比が３以上が好ましい。混練機に所定量の水の半分とナトリウムベントナイトと増粘剤を添加し混練する。前記混練物に、ナトリウムベントナイト、増粘剤、水及び耐火性骨材以外の残りの成分、例えば、粘結剤、焼結剤及び防腐剤等を添加し混練する。さらにこの混練物に耐火性骨材と残りの水を加え、混練する。得られた塗型剤組成物の水分濃度は２５重量％以下が好ましい。
【００３７】
本発明の塗型剤組成物を用いて鋳物を製造すると、焼着欠陥が少なく、鋳肌が美麗な鋳物が得られるため、複雑な構造や、鋳肌表面の美しさが要求されるものなどに好適である。具体的な鋳物の例としては、建設機械の油圧バルブ、モーター、金型、エンジンフレーム、工作機械、建築部材などに用いられる、部材、部品などが挙げられる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を具体的に示す実施例などについて説明する。
【００３９】
＜塗型剤組成物の調製＞
耐火性骨材１００重量部、増粘剤４．５重量部、粘結剤１．２重量部、水１９．７重量部、添加剤２．２重量部、表１に示す含有量の分散剤及びベントナイトを以下に示す配合方法で混練した。即ち、その配合方法は、水９．８５重量部（所定量の水の半分）に、ナトリウムベントナイトと増粘剤を添加した。この後、２５℃において、１軸式ミキサーにより回転数３００ｒｐｍで５分混練した。前記混合物に、その他の添加物を混入し、同じ温度同じ速度で、２分混練した。この混合物に耐火性骨材を加えて残りの水を全て加え、同じ温度同じ速度で１０分混練し、ペースト状の塗型剤組成物を得た。
上記耐火性骨材は、いずれも、シリカ（平均粒径４μｍ）と、黒曜石（平均粒径９１μｍ）と、雲母（平均粒径８０μｍ）とを、シリカ：黒曜石：雲母＝６７：２５：８の重量比で混合したものを用いた。混合後の上記耐火性骨材の平均粒径は３４μｍであった。
また、上記増粘剤はポリアミン系陽イオン界面活性剤〔北広ケミカル（株）製、ソフテックスＫ−３７０〕であり、上記粘結剤はアラビアガムであり、上記添加剤は、焼結剤（アタパルジャイト）と、臭素系防腐剤（ケイ・アイ化成社製、バイオホープ）とを、焼結剤：臭素系防腐剤＝９２．１５：７．８５の重量比で混合したものを用いた。得られた塗型剤組成物を離合社製針入度測定装置８００Ｓ−０１により測定したところ、針入度は何れも２００であった。
本発明に用いた、表１の分散剤は以下に示すものである。
・分散剤Ａ：アクリル酸重合体部分Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが９０％、Ｍ＝Ｈが１０％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度９０％；〔花王（株）製、ポイズ５３０〕
・分散剤Ｂ：アクリル酸重合体部分Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが３５％、Ｍ＝Ｈが６５％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度３５％；〔東亜合成（株）製、アロンビスＡＨ−１０６Ｘ〕
・分散剤Ｃ：アクリル酸重合体Ｎａ中和物；（１）式において、Ｍ＝Ｎａが１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３０００；中和度１００％；（アルドリッチ社製、ポリアクリル酸ナトリウム）
・分散剤Ｄ：アクリル酸重合体；（１）式において、Ｍ＝Ｈが１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝２５０００；中和度０％；（アルドリッチ社製、ポリカルボン酸）
・分散剤Ｅ：（１）式、及び（３）式または（２）式に示すアクリル酸と無水マレイン酸の共重合体（モル比 １：１）Ｎａ中和物；Ｍ＝Ｎａ、Ｘ＝Ｎａ及びＹ＝Ｎａ；重量平均分子量 Ｍｗ＝２００００；中和度１００％；〔花王（株）製、ポイズ５２０〕
・分散剤Ｆ：ナフタレンスルホン酸Ｎａ縮合物；重量平均分子量 Ｍｗ＝１０００００；中和度１００％；〔花王（株）製、デモールＲＮ〕
・分散剤Ｇ：アクリル酸重合体アンモニウム塩；（１）式において、Ｍ＝ＮＨ４が１００％；重量平均分子量 Ｍｗ＝３００００；中和度１００％；〔花王（株）製、ポイズ５３２Ａ〕
・分散剤Ｈ：ジイソブチレンとマレイン酸の共重合体（モル比 １：１）Ｎａ中和物；重量平均分子量 Ｍｗ＝２００００；中和度１００％；〔花王（株）製、デモールＥＰ〕
【００４０】
＜たれ試験＞
フラン再生砂（ＡＦＳ４５）１００重量部に対して、花王クエーカー製フラン樹脂（３４０Ｂ）０．８重量部を添加し、更に花王クエーカー製硬化剤（ＴＫ−３）をフラン樹脂１００重量部に対して４０重量部添加し、混練して得られた混練砂を型込めし、幅１５ｍｍ×深さ５ｍｍの溝部を設けた高さ３００ｍｍ×幅２００ｍｍ×厚み３０ｍｍの板状試験片を作製した。この試験片を７５度の傾斜壁に立てかけ、各塗型剤組成物を流し塗り可能な比重（４０〜４４ボーメ）に水で希釈調整（希釈組成物中の水が約５０重量％）し流し塗りを行った。そして、流し塗り直後から３０秒経過した後、試験片を１３５度傾斜させ、その際に発生するたれの程度を目視により下記の３段階で評価した。結果を表１に示す。
（たれ試験評価基準）
１：たれが多く発生する。（目視で、明らかに凹凸があり、そのまま鋳込んだ場合たれ筋がはっきり転写される。）
２：たれがやや発生する。（目視で、凹凸分かりにくいが、そのまま鋳込んだ場合たれ筋が転写される。）
３：たれがわずかに発生する。（目視で、ほぼ平滑であり、そのまま鋳込んだ場合たれ筋が転写されない。）
４：たれが発生しない。（そのまま鋳込んだ場合、転写はみられない）
【００４１】
＜塗型膜の厚み＞
エルコメーター社製ロータリー式ウエットフィルム膜圧計（型番：ＥＬＣＯＭＥＴＥＲ３２３０）を用いて測定した。濡れた塗膜の上で膜圧計を回転させ、中央のホイールが膜に触れたところの目盛を読み取る。この値が、膜の厚み（μｍ）である。結果を表１に示す。
【００４２】
＜浸透深さ＞
砂型に塗型剤を塗布した後、垂直方向に切断し、その断面の塗型剤が浸透した深さ（ｍｍ）を測定した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１の結果から、実施例１〜１４に係る塗型剤組成物では、たれ筋が低減され、適切な厚みの塗型膜が得られることがわかる。一方、比較例１〜２および５〜８に係る塗型剤組成物では、たれの発生が見られ、実施例１〜１４に係る塗型剤組成物に比べて、たれ性が悪化することがわかる。なお、分散剤の含有量が多い比較例３やナトリウムベントナイトの含有量が少ない比較例４に係る塗型剤組成物では、たれ性については実施例１〜９に係る塗型剤組成物と同等の結果を示したが、塗布した塗型剤組成物が砂型に染み込むことで、塗型膜が薄くなり、焼着が起こる恐れがある。
【００４５】
【表２】
表２の結果から、中和度が高いほど、浸透深さが大きく耐焼着性に優れる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、
前記分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体またはそのアルカリ金属塩であり、
前記分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、
前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項２】
ナトリウムベントナイトと分散剤の重量比（ナトリウムベントナイト／分散剤）が４〜１５０である請求項１に記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項３】
前記分散剤の中和率が３０〜１００％である請求項１または２に記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項４】
前記分散剤が、水溶性である請求項１〜３のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項５】
前記耐火性骨材が、ムライト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコン、アルミナシリケート、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルクおよび雲母からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項６】
前記粘結剤が、糖類、フェノール、ロジンおよび石油樹脂からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜５のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項１】
耐火性骨材、粘結剤、焼結剤、水、分散剤およびナトリウムベントナイトを含有する、砂型鋳造用塗型剤組成物であって、
前記分散剤が、アクリル酸および／またはマレイン酸由来の構成単位を有し、かつ全構成単位中アクリル酸およびマレイン酸由来の構成単位の合計含有量が９０ｍｏｌ％以上である重合体またはそのアルカリ金属塩であり、
前記分散剤の含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して０．０４〜１．２重量部であり、
前記ナトリウムベントナイトの含有量が、前記耐火性骨材１００重量部に対して１．５〜１５重量部である砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項２】
ナトリウムベントナイトと分散剤の重量比（ナトリウムベントナイト／分散剤）が４〜１５０である請求項１に記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項３】
前記分散剤の中和率が３０〜１００％である請求項１または２に記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項４】
前記分散剤が、水溶性である請求項１〜３のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項５】
前記耐火性骨材が、ムライト、シリカ、アルミナ、マグネシア、ジルコン、アルミナシリケート、黒鉛、黒曜石、オリビン、タルクおよび雲母からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【請求項６】
前記粘結剤が、糖類、フェノール、ロジンおよび石油樹脂からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜５のいずれかに記載の砂型鋳造用塗型剤組成物。
【公開番号】特開２０１３−２２６１６（Ｐ２０１３−２２６１６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９０７９（Ｐ２０１１−１５９０７９）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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