WO2003076104A1 - Partie preparee au moyen d'un procede de fabrication de feuille utilise pour produire des produits moules et son procede de preparation - Google Patents

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WO2003076104A1
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WO
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binder
papermaking
fiber
producing
organic
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PCT/JP2003/002792
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Tokuo Tsuura
Hiroaki Kobayashi
Yoshimasa Takagi
Shigeo Nakai
Tokihito Sono
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Kao Corporation
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a papermaking part for animal production and an animal production method using the same.
  • fish sand In the production of fish, in general, fish sand is used to form a mold having a cavity (core if necessary) inside, and a receiving port, a sprue, a runner and a weir (hereinafter referred to as a spout) for supplying molten metal to the cavity. These are also referred to as a pouring system.) Are formed so as to communicate with the cavity, and further, venting, feeding water, and frying are formed. Such a pouring system, degassing, hot water, and frying are usually formed integrally with ⁇ using sand, or the pouring system is made of fire-resistant materials such as pottery and metal. It is formed using constituent members.
  • the heat insulating material is formed by mixing an organic or inorganic fiber and an organic or inorganic binder, when the organic fiber and the organic binder are combined, the heat generated when the molten metal is supplied. There was a problem that the molten metal leaked from the pouring system, etc. due to the shrinkage of the pouring system due to the thermal decomposition of the heat insulating material. Further, when inorganic fibers and an inorganic binder are combined, it is difficult to form the heat insulating material into a three-dimensional shape such as a hollow shape or a shape having a fitting structure, etc. A corresponding pouring system could not be formed.
  • a technique using a core produced by adding an inorganic powder and / or an inorganic fiber to a cellulose fiber is also known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-325792). Since the core contains the inorganic powder or the inorganic fibers, shrinkage of the core during drying is suppressed when the core is manufactured. In addition, the use of the core reduces the amount of gas or tar-like polymer compound generated from the cellulose fibers during production, reduces production defects, and improves workability during production.
  • the core obtained with this technique has the above advantages but does not include binders. Therefore, this core cannot be applied to the formation of a pouring system or the like corresponding to various cavity shapes, including a hollow runner or the like.
  • an object of the present invention is to provide a papermaking part for producing a material which is capable of suppressing heat shrinkage due to thermal decomposition and capable of forming a pouring system or the like corresponding to various cavities and having excellent handleability. It is an object of the present invention to provide a method for producing animals using the same. Disclosure of the invention
  • the present invention has achieved the above object by providing a papermaking part for producing a product, which contains an organic fiber, an inorganic fiber and a binder. Further, the present invention relates to a method for producing a product using a papermaking part for producing a substance, comprising an organic fiber, an inorganic fiber and a binder, wherein the papermaking part for producing a substance is placed in a substance sand. It is intended to provide a method of manufacturing a product.
  • the present invention provides the method for producing a papermaking part for producing a product according to the present invention, comprising the steps of: forming a molded article from a raw material slurry containing the organic fibers and the inorganic fibers; And a step of including the binder in a body.
  • FIG. 1 is a half sectional view schematically showing an embodiment in which a papermaking part for producing a product of the present invention is applied to a runner for a gate.
  • FIG. 2 is a schematic half cross-sectional view of the intermediate molded body of the embodiment.
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing a state before cutting
  • FIG. 2 (b) is a diagram showing a state after cutting.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which the component for manufacturing a product of the present invention is arranged.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a connected state of another embodiment of the papermaking part for producing a product of the present invention.
  • the papermaking part for producing a product of the present invention comprises an organic fiber, an inorganic fiber and a binder. It contains.
  • the organic fiber forms a skeleton before being used for production in a papermaking part for producing a product, and at the time of production, part or all of the organic fiber is burned by heat of a molten metal.
  • a void is formed inside the papermaking part.
  • the organic fibers include, in addition to paper fibers, fibrillated synthetic fibers and regenerated fibers (for example, rayon fibers). These may be used alone or in combination of two or more. Of these, paper fibers are preferred.
  • paper fiber is easily available and stable, the production cost of the molded article is reduced, it can be formed into various forms by papermaking, and the dewatered and dried molded article has sufficient strength. is there.
  • the paper fiber wood pulp, cotton pulp, linter pulp, bamboo, straw or other non-wood pulp can be used.
  • Pergin pulp or waste paper pulp (recovered product) can be used alone or in combination of two or more. Waste paper pulp is particularly preferred from the viewpoints of easy availability, stability, environmental protection, and reduction of manufacturing costs.
  • the average fiber length of the organic fibers is preferably 0.8 to 2.0 mm, more preferably 0.9 to 1.8 mm.
  • the content of the organic fiber is preferably from 10 to 70 parts by weight, more preferably from 20 to 60 parts by weight. In this specification, parts by weight mean a value with respect to a total of 100 parts by weight of the organic fiber, the inorganic fiber and the binder.
  • the content of the organic fiber is too small, the formability of the paper-made part is deteriorated due to a shortage of organic fibers constituting a skeleton of the paper-made part, and the strength of the paper-formed part after dehydration or drying is reduced. If it is too large, a large amount of combustion gas will be generated at the time of pouring, causing blow-back from the gate or frying. (The thin rod-shaped air gap provided at the top of the The flame may come out violently from the part that rises to the top of the mold after filling the mold, and the manufacturing cost may increase depending on the fiber used.
  • the inorganic fiber mainly forms a skeleton before being used for manufacturing in a papermaking part for manufacturing a product, and maintains its shape without burning even by heat of a molten metal during manufacturing.
  • the inorganic fibers can suppress thermal shrinkage caused by thermal decomposition of the organic binder due to heat of the molten metal.
  • the inorganic fibers include carbon fibers, artificial mineral fibers such as rock wool, ceramic fibers, and natural mineral fibers, and these may be used alone or as a mixture of two or more. Among these, it is preferable to use carbon fibers having high strength even at high temperatures from the viewpoint of suppressing the heat shrinkage.
  • the average fiber length of the inorganic fibers is preferably from 0.2 to 10 mm, more preferably from 0.5 to 8 mm. If the average fiber length of the inorganic fibers is too short, drainage may be reduced, and poor dewatering may occur during the production of a papermaking part. In addition, when manufacturing thick paper-made parts (particularly, hollow three-dimensional objects such as bottles), the paper-making properties may decrease. On the other hand, if the average fiber length of the inorganic fibers is too long, it may not be possible to obtain a paper part having an even thickness, and it may be difficult to produce a hollow paper part.
  • the content of the inorganic fibers is preferably 1 to 80 parts by weight, more preferably 4 to 40 parts by weight. If the content of the inorganic fiber is too small, the strength of the paper-made component manufactured using an organic pinner, particularly when it is manufactured, decreases. Due to the carbonization, shrinkage, cracking, and peeling of the wall surface of the papermaking part (a phenomenon in which the wall surface of the papermaking part separates into an inner layer and an outer layer) may occur. In addition, defective products may be produced by mixing part of the papermaking parts or natural sand into the product (animal).
  • the ratio of the inorganic fiber to the organic fiber is, for example, 0.15 to 50, preferably 0.25 when the inorganic fiber is carbon fiber. ⁇ 30 is more preferable.
  • the inorganic fiber is rock wool, it is preferably from 10 to 90, and more preferably from 20 to 80.
  • the binder include an organic binder and an inorganic binder as described later.
  • the organic binder and the inorganic binder can be used alone or in combination.
  • the organic binder may be added to the raw material slurry of the papermaking part, or may be impregnated into the manufactured papermaking part.
  • the binder When added to the raw slurry, the binder binds the organic fibers and the inorganic fibers when the papermaking part is dried, and a high strength papermaking part is obtained.
  • the papermaking part When impregnated into the papermaking part, the papermaking part is dried and the binder is cured, and the heat of the molten metal at the time of filling causes the binder to carbonize and the strength of the papermaking part is maintained at the time of filling. .
  • the organic binder examples include a phenol resin, an epoxy resin, and a Thermosetting resin such as resin. Among them, it is particularly preferable to use a phenol resin from the viewpoint that the generation of combustible gas is small, the effect of suppressing combustion is high, and the residual carbon ratio after pyrolysis (carbonization) is high.
  • a phenol resin a nopolak phenol resin which requires a curing agent as described later, and a phenol resin such as a resol type which does not require a curing agent are used.
  • the organic binders may be used alone or in combination of two or more.
  • the inorganic binder binds the organic fibers and the inorganic fibers when a part formed before drying is formed by drying, and has an effect of remaining during filling and suppressing the generation of combustion gas and flame.
  • the inorganic binder examples include compounds containing SiO 2 as a main component, such as colloidal silica, obsidian, perlite, ethyl silicate, and water glass. Among these, it is particularly preferable to use colloidal silica in terms of being able to be used alone and being easy to apply. In view of the fact that it can be added to the raw material slurry and the point of preventing carburization, it is preferable to use obsidian.
  • the inorganic binders may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the binder (solid content) is preferably from 10 to 85 parts by weight, more preferably from 20 to 80 parts by weight.
  • the content of the pinda is too low, pinholes may be generated in the formed part and the compressive strength of the formed part may be reduced.
  • the strength of the paper-making parts may be insufficient at the time of pouring, and sand may be mixed into the product.
  • the content of the binder is too large, the paper-made parts may be stuck to the mold during dry molding after the paper-making, which may hinder the separation of the paper-made parts from the mold.
  • the content of the binder is preferably 10 to 70 parts by weight, more preferably 20 to 50 parts by weight.
  • obsidian is used as the binder, it is preferable to include at least 20 parts by weight of obsidian in all the binders.
  • the binder Only obsidian may be used as the binder.
  • a hardening agent is required when a novolac phenol resin is used. Since the curing agent is easily soluble in water, it is preferable to apply the curing agent to the surface of the papermaking part after dehydration. Hexamethylene tetraamine is preferably used as the curing agent.
  • the binder two or more binders having different melting points or different thermal decomposition temperatures can be used in combination. In particular, a low melting point binder and a high melting point are used from the viewpoint of maintaining the shape of the paper-made parts from before the normal temperature manufacturing to high temperature during the manufacturing and preventing carburization during the manufacturing.
  • a binder having a melting point in combination.
  • the low-melting binder clay, include water glass, obsidian and the like, is a high melting point of the binder, colloidal Darushirika, Wallace Tokyo DOO, mullite bets, A 1 2 O 3 and the like.
  • combinations of binders having different melting points or thermal decomposition temperatures include a combination of obsidian and a phenol resin.
  • the melting point of obsidian is between 1200 ° C and 130 ° C
  • the thermal decomposition temperature of phenolic resin is about 500 ° C (based on the results of weight loss measurement (DTA) in nitrogen gas).
  • the papermaking part for producing a product of the present invention may further include a paper strength reinforcing material in addition to the organic fibers, the inorganic fibers, and the binder.
  • the paper-strengthening agent has an effect of preventing swelling of the intermediate molded product when the intermediate molded product of the papermaking component is impregnated with a binder (described later).
  • the amount of the paper reinforcing material to be used is preferably 1 to 20%, particularly preferably 2 to 10% of the total weight of each fiber. If the strength of the paper is too small, the swelling prevention is insufficient. In some cases, the added powder may not be fixed to the fiber, and even if a large amount is added, the effect is not improved, and the molded body of the paper-made part may be easily attached to the mold.
  • the paper-strengthening agent examples include polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), and polyamidoamine chlorohydrin resin.
  • Components such as a flocculant and a colorant can be further added to the papermaking part for producing a product of the present invention.
  • the thickness of the papermaking part for animal production can be set according to the purpose of use, etc., but at least the thickness of the portion in contact with the molten metal is preferably from 0.2 to 5 mm, more preferably from 0.4 to 3 mm. More preferred. If the thickness is too thin, the strength of the paper-made part will be insufficient, and it may be difficult to maintain the desired shape and function of the paper-made part due to the pressure of natural sand. If the thickness is too large, the air permeability is impaired, the raw material cost increases, and the molding time increases, which may increase the manufacturing cost.
  • the papermaking part for manufacturing a product has a compressive strength before being used for manufacturing.
  • the compressive strength is preferably at least 10 N, more preferably at least 30 N. If the compressive strength is too low, it may be deformed by being pressed by sand, which may impair its function as a papermaking part.
  • the water content before use (before being subjected to production) of the papermaking part for producing a product is preferably 10% or less. It is preferably at most 8%. The reason is that the lower the water content, the lower the amount of gas generated due to the thermal decomposition (carbonization) of the organic binder during production.
  • the specific gravity of the papermaking part for animal production before use is preferably l ⁇ 0 or less, and 0.1.
  • the method for producing a papermaking part for producing a plastic according to the present invention will be described based on an example of a method for producing a papermaking part for producing a vegetable having a hollow inside.
  • a raw material slurry containing the organic fibers, the inorganic fibers, and the binder at the predetermined ratio is prepared.
  • the raw material slurry is prepared by dispersing the fibers and the binder in a predetermined dispersion medium.
  • the binder may be impregnated into the molded body without being added.
  • the dispersion medium include water, white water, and a solvent such as ethanol and methanol. Papermaking ⁇ Water is particularly preferred from the viewpoints of stability of dehydration molding, stability of molded product quality, cost, and ease of handling.
  • the total ratio of the fibers to the dispersion medium in the raw slurry is preferably from 0.1 to 3% by weight, more preferably from 0.5 to 2% by weight.
  • the molded product tends to have uneven thickness, and in the case of a hollow product, the inner surface may have poor surface properties. If the amount is too small, a locally thin portion may be generated in the molded body. Additives such as the paper-strengthening agent, coagulant, and preservative can be added to the raw material slurry as needed. Next, using the raw material slurry, an intermediate molded body of a papermaking part for manufacturing a product is formed.
  • a cavity having a shape corresponding to the outer shape of the intermediate molded body is formed by butting a pair of split dies.
  • a mold for dehydration molding is used.
  • the A predetermined amount of raw material slurry is pressurized and injected into the cavity from the upper opening of the mold. Thereby, the inside of the cavity is pressurized to a predetermined pressure.
  • Each split mold is provided with a plurality of communication holes for communicating the outside with the cavity, and the inner surface of each split mold is covered with a net having a mesh of a predetermined size. deep.
  • a pressure pump is used for pressure injection of the raw material slurry.
  • the pressure for pressurized injection of the raw slurry is preferably from 0.01 to 5 MPa, more preferably from 0.01 to 3 MPa.
  • the dispersion medium in the raw material slurry is discharged out of the mold from the communication hole.
  • solids in the raw slurry are deposited on the net covering the cavity, and a fiber laminate is uniformly formed on the net.
  • the fiber laminate obtained in this way has a complicated shape and is high even after dry molding because the organic fiber and the inorganic fiber are intricately entangled with a binder interposed therebetween. Shape retention is obtained.
  • the inside of the cavity is pressurized to a predetermined pressure, even when a hollow intermediate molded body is formed, the raw slurry flows in the cavity and the raw material slurry is stirred. Therefore, the slurry concentration in the cavity is made uniform, and the fiber laminate is uniformly deposited on the net.
  • the pressure injection of the raw material slurry is stopped, and air is injected into the cavity to pressurize and dewater the fiber laminate. Thereafter, the press-in of the air is stopped, the inside of the cavity is sucked through the communication hole, and a core (elastic core) which is elastic, stretchable and hollow is inserted into the cavity.
  • the core is made of urethane, fluorine-based rubber, silicone-based rubber, or elastomer having excellent tensile strength, rebound resilience and elasticity.
  • a pressurized fluid is supplied into the core inserted into the cavity.
  • the core is expanded, and the fiber core is pressed against the inner surface of the cavity by the expanded core.
  • the fiber laminate is pressed against the inner surface of the cavity, the inner shape of the cavity is transferred to the outer surface of the fiber laminate, and dehydration of the fiber laminate proceeds.
  • the pressurized fluid used to expand the core for example, compressed air (heated air), oil (heated oil), and other various liquids are used.
  • the supply pressure of the pressurized fluid is preferably from 0.01 to 5 MPa in view of the production efficiency of the molded body, and particularly preferably from 0.1 to 3 MPa from the viewpoint of efficient production.
  • the pressure is less than 0.01 MPa, the drying efficiency of the fiber laminate decreases, and the surface property and the transferability may be insufficient. If the pressure exceeds 5 MPa, the effect is not significantly improved. And the equipment becomes larger.
  • the fiber laminate is pressed from the inside to the inner surface of the cavity, even if the shape of the inner surface of the cavity is complicated, the inner surface shape is accurately transferred to the outer surface of the fiber laminate. . Further, even if the molded body to be manufactured has a complicated shape, the bonding step of each part is not required, so that the joint obtained by bonding does not have a seam or a thick portion.
  • the pressurized fluid in the core is drained, and the core is returned to its original state. Shrink to size. Then, the contracted core is taken out of the cavity, and the mold is opened to take out a wet fiber laminate having a predetermined moisture content. Pressing and dehydration of the fiber laminate using the core described above may be omitted as necessary, and the fiber laminate may be dewatered and formed only by pressurization and dehydration by pressurizing air into the cavity. The dehydrated fiber laminate is then transferred to a heating / drying step.
  • a mold for dry molding in which a cavity having a shape corresponding to the outer shape of the intermediate molded body is formed. Then, the mold is heated to a predetermined temperature, and the dehydrated and molded wet fiber laminate is loaded into the mold. Next, a core similar to the core used in the papermaking step is inserted into the fiber laminate, and a pressurized fluid is supplied into the core to expand the core. The core presses the fiber laminate against the inner surface of the cavity. It is preferable to use a core surface-modified with a fluorine-based resin, a silicone-based resin, or the like. The supply pressure of the pressurized fluid is preferably the same pressure as in the dehydration step.
  • the heating temperature (mold temperature) of the mold for dry molding is preferably 180 to 250 ° C, more preferably 180 to 250 ° C, for surface properties and drying time. More preferred. If the heating temperature is too high, the surface of the intermediate molded body may be deteriorated due to scorching, and if it is too low, drying of the intermediate molded body may take time.
  • the pressurized fluid in the core is drained, and the core is shrunk and taken out of the fiber laminate. Then, the mold is opened, and the intermediate molded body is taken out.
  • the obtained intermediate molded body can be partially or entirely impregnated with a binder, if necessary.
  • binder to be impregnated into the intermediate molded body examples include resole type phenol resin, colloidal silica, ethyl silicate, and water glass. If the intermediate compact is impregnated with a binder and is not included in the raw slurry, the processing of the raw slurry and white water is simplified.
  • the intermediate molded body After impregnation with the binder, the intermediate molded body is heated and dried at a predetermined temperature, and the binder is thermoset to complete the production. Since the thus obtained papermaking part is pressed by the elastic core, the inner surface and the outer surface have high smoothness. For this reason, molding accuracy is high, and a highly accurate papermaking part can be obtained even when the fitting part has a threaded part. Therefore, the papermaking parts connected by the fitting portion and the screw portion can reliably suppress the leakage of the molten metal, and the molten metal flows smoothly through the inside.
  • the papermaking part for producing plastics of the present invention can be applied to, for example, a runner for a gate, as in the embodiment shown in FIG.
  • reference numeral 1 indicates a runner.
  • the runner 1 has two tubular members 11 and 12 connected by fitting.
  • the upper opening 12a of the cylindrical member 12 is expanded by a predetermined length, and the inner surface of the distal end 12b is tapered (reverse taper) whose diameter gradually increases upward. Is provided. Therefore, fitting of the lower end opening of the member (the tubular member 11 in FIG. 1) as the connection partner can be facilitated, and the member can be securely fitted to a predetermined depth.
  • the ratio of the diameter expansion of the opening 12a of the cylindrical member 12 is set such that the inner surfaces of the cylindrical members 11 and 12 are flush with each other.
  • the tubular member 12 is bent horizontally downward, and a runner for runner (see FIG. 3) 3 is connected to the horizontal opening 12c.
  • a cylindrical portion as shown in FIG.
  • An intermediate molded body 10 which is integrally formed at the upper end of the tubular member 12 in a state where the material 11 is inverted and the horizontal opening 12 c is not opened is obtained by the manufacturing method. It is preferred to manufacture.
  • the obtained intermediate molded body 10 is cut at predetermined cutting points (A and B in FIG. 2 (a)) as shown in FIG. 2 (b), and these are fitted together as shown in FIG.
  • the sprue is connected to form a gate runner (bending part for papermaking) with a bent part (see Fig. 3).
  • the runner 1 for the gate the runners 2, 3, and 4 for the pouring system such as a receiving port, a runner, and a weir, the runner 5 for degassing, and the hot water (top and side).
  • the papermaking parts for food production consisting of the molds 9 having the runners 6 and 7, the runner 8 for frying and the cavities (not shown) are arranged at predetermined positions.
  • these papermaking parts for producing a plastic are buried in a plastic sand, and a molten metal having a predetermined composition is guided into the cavity of the mold 9 through the pouring system.
  • the binder (and the organic fiber) of the papermaking part of the present invention is thermally decomposed and carbonized by the heat of the molten metal, but has sufficient strength. Can be inherited.
  • the inorganic fiber suppresses thermal shrinkage due to thermal decomposition, each runner is hardly cracked, and the papermaking part itself is hardly washed away. There is no.
  • the organic fibers are thermally decomposed, it is easy to remove the papermaking parts after disassembling the mold and removing the animal product.
  • Sand used in the production of this type of animal can be used without particular limitation as the animal sand. After completion of the installation, cool to a predetermined temperature to remove the animal sand, and then expose the artificial product by blasting. In addition, unnecessary parts such as the carbonized papermaking parts for carbon production such as a pouring system are removed. Then, if necessary, post-processing such as trimming is performed to complete the manufacture of the animal.
  • the organic fibers are burned by the heat of the molten metal to form voids therein, and the strength is maintained by the inorganic fibers and the binder. After the mold is dismantled, it can be easily separated and removed from the sand by blasting or the like.
  • the papermaking parts for the production of a product of the present invention use organic fibers, inorganic fibers and a binder, the strength is maintained at the time of molding and pouring of the mold, and after dismantling of the mold. Its strength decreases. Therefore, the method for producing a product using the papermaking part for producing a product according to the present invention is to simplify the disposal of the waste and reduce the treatment cost and the amount of the generated waste as compared with the conventional method. Can be.
  • the paper-making parts can be more embedded than paper-made parts manufactured using only organic fibers.
  • it can also prevent strength reduction due to burning out of the organic fibers and cracks due to heat shrinkage due to thermal decomposition (carbonization) of the organic binder. It is possible to prevent the occurrence of product defects due to mixing of material sand.
  • the papermaking part for producing plastics of the present invention has air permeability, gas generated during pouring is released to the sand. Therefore, defects caused by so-called nests Product generation is prevented.
  • the papermaking parts for animal production according to the present invention are light in weight and can be easily cut with a simple device, and thus are excellent in handleability.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
  • the runner may be provided with a length adjusting means.
  • this length adjusting means screw threads (male screw, female screw) corresponding to one inner surface and the other outer surface are provided in two parts to be connected, and the length is adjusted according to the degree of screwing.
  • a bellows part is provided at the middle part in the longitudinal direction, and the length is adjusted by expansion and contraction of the bellows part.
  • the papermaking part for animal production according to the present invention may be a T-shaped runner 1 ′ as shown in FIG. 4 in addition to the non-branched form as in the runner 1.
  • the pouring route can be formed in various forms.
  • the papermaking part for producing a fish according to the present invention includes runners for runners, weirs, vents, risers, and lifts as shown in FIG. It can also be applied to runners (not shown), ⁇ type itself or ⁇ type inner surface.
  • the papermaking part for producing plastics of the present invention may be a tubular runner having a hot water pool.
  • the basin exerts a filter effect and enables the production of a more pure product.
  • a novolac type phenol resin is used, but a resole type phenol resin may be used.
  • a runner by paper-making with a slurry not containing a phenolic resin of the resole type, and to impregnate the resin after dehydrating the runner. It is also possible to impregnate the phenolic resin with the phenolic resin and then heat-treat it after drying.
  • the method for producing a substance of the present invention can be applied to the production of non-ferrous metals such as aluminum and its alloys, copper and its alloys, nickel, and lead, in addition to molten metal (iron).
  • non-ferrous metals such as aluminum and its alloys, copper and its alloys, nickel, and lead, in addition to molten metal (iron).
  • the fiber laminate After forming a predetermined fiber laminate using the following raw material slurry, the fiber laminate is dehydrated and dried, and has a shape shown in FIG. 2 (a) and has the following physical properties. A papermaking part for product production, weighing about 16 g ) was obtained.
  • An organic fiber and an inorganic fiber having the following composition are dispersed in water to adjust a slurry of about 1% (the total weight of the organic fiber and the inorganic fiber is 1% by weight with respect to water).
  • the following coagulant was added to adjust a raw material slurry in which the mixing ratio (weight ratio) of the organic fiber, the inorganic fiber, and the binder was as follows.
  • Organic fiber used newspaper, average fiber length is lmm, freeness (hereinafter also referred to as CSF); ⁇ 150cc
  • Inorganic fiber carbon fiber (Toray Industries, Inc., trade name "Tre-Riki Chop"), A fiber length of 3 mm) was applied to a beater to obtain a slurry of organic fiber, inorganic fiber and phenol resin in a weight mixing ratio of 2: 3: 5. The freeness based on the slurry was 300 cc.
  • Binder phenolic resin (SP1006 made by Asahi Organic Materials Co., Ltd.)
  • Coagulant Polyacrylamide coagulant (A110, manufactured by Mitsui Cytec)
  • Dispersion medium water
  • Weight ratio of organic fiber, inorganic fiber, and binder 2: 3: 5
  • a mold having a cavity forming surface corresponding to FIG. 2 (a) was used as the papermaking mold.
  • a net having predetermined openings is arranged on the cavity forming surface of the mold, and a large number of communication holes for communicating the cavity forming surface with the outside are formed.
  • the mold comprises a pair of split molds.
  • the raw material slurry is circulated by a pump, and while a predetermined amount of slurry is injected into the papermaking mold under pressure, water in the slurry is removed through the communication hole, and a predetermined fiber laminate is netted into the net. Deposited on the surface.
  • pressurized air was injected into the papermaking mold to dehydrate the fiber laminate.
  • the pressure of the pressurized air was 0.2 MPa, and the time required for dehydration was about 30 seconds.
  • a curing agent (hexamethylenthramine) in an amount corresponding to 15% (weight ratio) of the binder was dispersed in water, and was uniformly applied to the entire surface of the obtained fiber laminate.
  • a dry mold As a dry mold, it has a cavity forming surface corresponding to Fig. 2 (a) A mold was used.
  • the mold has a large number of communication holes communicating the cavity forming surface with the outside.
  • the mold is composed of a pair of split molds.
  • the fiber laminate to which the curing agent was applied was taken out of the papermaking mold and transferred to a drying mold heated to 220 ° C. Then, a bag-shaped viscous core is introduced from the upper opening of the drying mold, and a pressurized fluid (pressurized air, 0.2 MPa) is supplied into the elastic core in the sealed drying mold. The core was swelled by injecting it into a core, and the fiber laminate was pressed against the inner surface of the drying mold with the core, and dried while transferring the inner shape of the drying mold to the surface of the fiber laminate.
  • a pressurized fluid pressurized air, 0.2 MPa
  • Thickness 0.8-1. O mm
  • the fiber laminate was dehydrated and dried to obtain an intermediate molded body having a shape shown in FIG. 2 (a). Then, the intermediate molded body was impregnated with a binder as described below, dried and heat-cured to obtain a runner for a gate (a paper-made part for producing a product, weight of about 28 g) having the following physical properties.
  • Organic fiber used newspaper paper, average fiber length 1 mm, CSF 150 cc
  • Inorganic fiber carbon fiber (manufactured by Toray Industries, Inc., trade name “Tray power chop”, fiber length 3 mm)
  • the slurry was adjusted to a 2: 1 weight ratio of organic fiber and inorganic fiber by a beater.
  • the freeness based on the slurry was 300 cc '.
  • Binder Obsidian (Kinsei Matek Co., Ltd., product name "Nice Snap")
  • Paper Strengthening Material Polyvinyl alcohol fiber (5% by weight of organic fiber)
  • Flocculant Polyacrylamide-based flocculant (Mitsui Cytec Co., Ltd., Al10)
  • Dispersion medium water
  • a paper laminate was obtained in the same manner as in Example 1 and dehydrated.
  • the fiber laminate was removed from the papermaking mold and transferred to a drying mold heated to 220 ° C.
  • a bag-shaped elastic core was inserted from the upper opening of the drying mold, and the operation was performed in the same manner as in Example 1 to obtain an intermediate molded body.
  • the intermediate compact was dried in a drying oven at 150 ° C. for about 30 minutes, and the binder was thermally cured.
  • the weight ratio of the organic fiber, the inorganic fiber, and the binder (obsidian + phenol resin) in the obtained intermediate molded body was 20:10:55 (40 + 15).
  • the obtained intermediate molded body was cut as shown in FIG. 2 (b) and fitted as shown in FIG. 1 to obtain a runner for a gate.
  • Thickness 0.7 to 1.1 mm
  • the pouring system as shown in Fig. 3 was partially configured to form a solid mold, and the molten metal (140 ° C) was injected from the receiving port. did.
  • the heat shrinkage accompanying thermal decomposition is suppressed, and the pouring system etc. which can respond
  • mold cavities can be formed, and the papermaking parts for the manufacture of goods which are excellent in handleability and There is provided a method for producing a animal using the same.

Description

明 細 書 铸物製造用抄造部品及びその製造方法 技術分野
本発明は、 鎳物製造用抄造部品及びこれを用いた錡物の製造方法に関 する。 背景技術
鎳物の製造では、 一般に、 铸物砂で内部にキヤビティ （必要に応じて 中子） を有する鎵型を形成すると ともに、 該キヤビティ に溶湯を供給す る受け口、 湯口、 湯道及び堰 （以下、 これらを注湯系ともいう。 ） を該 キヤビティに通じるよ うに形成し、 さらに、 外部に通じるガス抜き、 押 湯、 揚がりを形成する。 このよ うな注湯系、 ガス抜き、 押湯、 揚がりは、 通常、 錄物砂で錄型と ともに一体的に形成したり、 注湯系を陶器、 レン ガ等の耐火材からなる注湯系構成部材を用いて形成している。 鎳物砂で錄型と前記注湯系等とを一体的に形成する場合には、 注湯系 を立体的に複雑に配置することは困難であり、 溶湯への砂の混入等も防 ぐ必要がある。 一方、 前記耐火材からなる注湯系構成部材を用いる場合 には、 溶湯の熱損失による温度低下を防ぐ必要があり、 耐火材同士をテ 一プで卷いて継ぎ足す等設定作業が面倒であった。 また、 鎳込み後は、 サーマルショ ック等によって耐火材が破損して多量の産業廃棄物（ガラ） が発生し、 その廃棄処理に手間がかかる問題がある。 耐火材を所定長さ に調整する場合には、 ダイヤモンドカッター等の高速力ッターで切断し なければならず、 総じて耐火材の取り扱いは面倒である。 このよ うな課題を解決する技術と して、 例えば、 実開平 1一 6 0 7 4 2号公報に記載の技術が知られている。 この技術では、 有機質又は無機 質繊維と、 有機質又は無機質バインダとを混合したスラ リ一を金型内で 成形して得られた断熱材が注湯系等に用いられる。 しかしながら、 前記断熱材は、 有機質又は無機質繊維と、 有機質又は 無機質バインダ一とを混合して成形されているため、 有機質繊維と有機 質バインダーを組み合わせた場合には溶湯が供給されたときに生じる該 断熱材の熱分解に伴って注湯系等が大きく収縮し、 注湯系等から溶湯が 漏れる問題があった。 また、 無機質繊維と無機質バインダーとを組み合 わせた場合には中空等の立体的な形態や嵌合構造等を有する形態に該断 熱材を成形することが困難であり、 種々のキヤビティ形状に対応した注 湯系等を形成することができなかった。 さらに、 セルロース繊維に無機粉末及び/又は無機繊維を加えて製造 された中子を用いた技術も知られている （例えば、 特開平 9 一 2 5 3 7 9 2号公報参照） 。 この中子には前記無機粉末又は無機繊維が含まれて いるので、 中子の製造に際し、 該中子の乾燥時の収縮が抑制される。 ま た、 該中子を用いる'ことで、 铸造時にセルロース繊維から発生するガス やタール状高分子化合物の量が抑制され、 錄造欠陥が低下し、 铸造時の 作業性が改善される。 しかし、 この技術で得られる中子は、 前記の利点は有するが、 バイン ダーを含んでいない。 よって、 中空形状のランナー等を含み、 種々のキ ャ ビティ形状に対応した注湯系等の形成には、この中子は適用できない。 従って、 本発明の目的は、 熱分解に伴う熱収縮を抑えることができ、 且つ種々のキヤビティ形状に対応した注湯系等を形成することができて 取り扱い性に優れる铸物製造用抄造部品及びこれを用いた铸物の製造方 法を提供することにある。 発明の開示
本発明は、 有機繊維、 無機繊維及びバインダーを含有する鑤物製造用 抄造部品を提供することにより、 前記目的を達成したものである。 また、 本発明は、 有機繊維、 無機繊維及びバインダーを含有する錡物 製造用抄造部品を用いた鏺物の製造方法であって、 前記鑤物製造用抄造 部品を踌物砂内に配した铸物の製造方法を提供するものである。 また、 本発明は、 前記本発明の鎳物製造用抄造部品の製造方法であつ て、 前記有機繊維及び前記無機繊維を含む原料スラ リーから成形体を抄 造する工程と、 抄造された前記成形体に前記バインダーを含ませる工程 とを具備する铸物製造用抄造部品の製造方法を提供するものである。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の錄物製造用抄造部品を湯口用のランナ一に適用した 一実施形態を模式的に示す半断面図である。 図 2は、 前記実施形態の中間成形体の概略半断面図であり、 図 2 ( a ) は切断前の状態を示す図、 図 2 ( b ) は切断後の状態を示す図である。 図 3は、 本発明の鎳物製造用部品を配置した状態を模式的に示す斜視 図である。 図 4は、 本発明の錡物製造用抄造部品における他の実施形態の連結状 態を模式的に示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明を、 その好ましい実施形態に基づき説明する。
本発明の鎳物製造用抄造部品は、 有機繊維、 無機繊維及びバインダー を含有する。 前記有機繊維は、 铸物製造用抄造部品において铸造に用いられる前の 状態ではその骨格をなし、 铸造時には溶融金属の熱によつてその一部若 しくは全部が燃焼し、 錶物製造後の抄造部品内部に空隙を形成する。 前記有機繊維には、 紙繊維のほか、 フィブリル化した合成繊維、 再生 繊維 （例えば、 レーヨ ン繊維） 等が挙げられ、 それらが単独で又は二種 以上混合されて用いられる。 これらの中でも、 紙繊維が好ましい。 その 理由は、 紙繊維は入手が容易且つ安定的であり、 成形体の製造費用が低 減され、 抄造により多様な形態に成形でき、 脱水、 乾燥された成形体が 十分な強度を有するからである。 前記紙繊維には、 木材パルプのほ力 、 コ ッ トンパルプ、 リ ンターパル プ、 竹やわらその他の非木材パルプを用いることができる。 パージンパ ルプ若しく は古紙パルプ （回収品） を単独で又は二種以上を混合して用 いるこ とができ る。 入手の容易性、 安定性、 環境保護、 製造費用の低減 等の点から、 特に古紙パルプが好ましい。 前記有機繊維の平均繊維長は 0 . 8〜 2 . O m mが好ましく、 0 . 9 〜 1 . 8 m mがより好ましい。 有機繊維の平均繊維長が短すぎると成形 体の表面にひびが生じたり、 衝撃強度等の機械物性に劣る場合があり、 長すぎると肉厚むらが発生し易くなつたり、 表面の平滑性が悪くなる場 合力 Sある。 前記有機繊維の含有量は 1 0〜 7 0重量部が好ましく、 2 0〜 6 0重 量部がよ り好ましい。 なお、 本明細書において、 重量部は、 有機繊維、 無機繊維及びバインダ一の合計 1 0 0重量部に対する値を意味する。 有 機繊維の含有量が少なすぎると抄造部品の骨格をなす有機繊維不足のた め、 抄造部品の成形性が悪くなり、 脱水後や乾燥後の抄造部品の強度が 不十分な場合があり、 多すぎると注湯時に燃焼ガスが大量に発生して、 湯口から吹き戻しが発生したり、 揚がり （铸型の上部に設けた細い棒状 の空げきで、 溶湯が铸型を満たしたのち鎵型上面に上昇する部分） から 激しく炎が出ることもあり、 用いる繊維によっては製造費用が高くなる 場合がある。 前記無機繊維は、 主として錡物製造用抄造部品において錄造に用いら れる前の状態ではその骨格をなし、 铸造時に溶融金属の熱によつても燃 焼せずにその形状を維持する。 特に、 前記パインダ一と して後述する有 機バインダ一が用いられた場合には、 該無機繊維は溶融金属の熱による 当該有機バインダ一の熱分解に起因する熱収縮を抑えることができる。 前記無機繊維には、 炭素繊維、 ロ ックウール等の人造鉱物繊維、 セラ ミ ック繊維、 天然鉱物繊維が挙げられ、 それらが単独で又は二以上混合 されて用いられる。 これらの中でも、 前記の熱収縮を抑える点から高温 でも高強度を有する炭素繊維を用いることが好ましい。 また、 製造費用 を抑える点からは口 ックウールを用いることが好ましい。 前記無機繊維の平均繊維長は 0 · 2〜 1 0 m mが好ましく、 0 . 5〜 8 m mがより好ましい。 無機繊維の平均繊維長が短すぎると、 濾水が低 下して抄造部品製造時に脱水不良が発生するおそれがある。 また、 肉厚 の抄造部品 （特に、 ボ トルのよ うな中空立体形状物） の製造時に抄造性 が低下する場合がある。 一方、 無機繊維の平均繊維長が長すぎると 均 等な肉厚の抄造部品が得られないおそれがあり、 中空の抄造部品の製造 が難しく なることもある。 前記無機繊維の含有量は 1〜 8 0重量部が好ましく、 4〜 4 0重量部 がよ り好ましい。 無機繊維の含有量が少なすぎると、 特に有機パインダ 一を用いて製造された抄造部品の錄造時の強度が低下し、 当該パインダ 一の炭化に起因して抄造部品の収縮、 割れ、 壁面の剥離 （抄造部品の壁 面が内層と外層とに分離する現象）等が発生するおそれがある。 さらに、 抄造部品の一部あるいは錡物砂が製品 （錄物） に混入して欠陥製品が製 造される場合もある。 無機繊維の含有量が多すぎると、 特に抄造工程や 脱水工程での抄造部品の成形性が低下し、 用いられる繊維によっては部 品費用が高く なる場合もある。 前記有機繊維に対する前記無機繊維の割合 （無機繊維含有量 Z有機繊 維含有量） は、 重量比で、 例えば無機繊維が炭素繊維の場合には 0 . 1 5〜 5 0が好ましく 0 . 2 5〜 3 0がよ り好ましい。 無機繊維がロック ウールの場合には 1 0〜 9 0が好ましく 2 0 〜 8 0がよ り好ましい。 無 機繊維が多すぎると、 抄造部品の抄造、 脱水成形における成形性が低下 し、 脱水後の抄造部品の強度が不十分になって抄造型から取り出すとき に抄造部品が割れる場合がある。 無機繊維が少なすぎると有機繊維や後 述の有機バインダ一の熱分解に起因して抄造部品が収縮する場合があ る。 前記バインダーと しては、 後述するよ うに、 有機バインダー及び無機 バインダーが挙げられる。 有機バインダー及び無機バインダーは、 それ ぞれ単独で又は混合して用いることができる。 前記有機バインダ一は、 抄造部品の原料スラリ一中に添加されても、 製造された抄造部品に含浸せられてもよい。 原料スラ リ ー中に添加され た場合は、 抄造部品の乾燥時に、 バインダーが前記有機繊維と前記無機 繊維とを結合させ、 高強度の抄造部品が得られる。 抄造部品に含浸せら れた場合は、 該抄造部品を乾燥させてバインダーを硬化せしめると、 铸 込み時の溶融金属の熱でバインダ一が炭化して錡込み時に抄造部品の強 度が維持される。
前記有機パイ ンダ一と しては、 フエノール樹脂、 エポキシ樹脂、 フラ ン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。 これらの中でも、 特に、 可燃ガ スの発生が少なく、 燃焼抑制効果があり、 熱分解 （炭化） 後における残 炭率が高い等の点からフエノール樹脂を用いることが好ましい。 該フエ ノール樹脂には、 後述のよ うな硬化剤を必要とするノポラックフエノー ル樹脂、 硬化剤の必要ないレゾールタイプ等のフエノール樹脂が用いら れる。 前記有機バインダ一は、 単独で又は二種以上混合して用いられる。 前記無機バインダ一は、 錡込み前において抄造した部品を乾燥成形し たときに前記有機繊維及び前記無機繊維を結合させるもの、 铸込み時に 残存して燃焼ガスや火炎の発生を抑制する効果を有するもの、 錡込み時 に熱によ り溶融してバインダーと しての能力を発現するもの、 铸込み時 にいわゆる浸炭を防止する効果を有するもの等がある。
前記無機バインダーと しては、 コロイダルシリカ、 黒曜石、 真珠岩、 ェチルシリケ一ト、水ガラス等の S i O 2を主成分とする化合物が举げら れる。 これらの中でも、 特に、 単独で使用できることや塗布のし易さ等 の点からコロイダルシリカを用いることが好ましい。 また、 原料スラ リ 一中に添加できる点や浸炭防止の点を考慮すると、 黒曜石を用いること が好ましい。 前記無機バインダ一は単独で又は二種以上混合して用いら れる。 前記バインダー （固形分） の含有量は 1 0〜 8 5重量部が好ましく、 2 0〜 8 0重量部がより好ましい。 パインダ一の含有量が少なすぎると 抄造部品にピンホールの発生や、 抄造部品の圧縮強度低下のおそれがあ る。 前記有機パインダーを使用した場合には注湯する際に抄造部品の強 度が不足して製品中に铸物砂が混入する場合がある。 バインダーの含有 量が多すぎると、 抄造後の乾燥成形時に、 抄造部品が金型に貼り付いて 抄造部品を金型から分離するのに支障をきたす場合がある。 黒曜石以外のバインダーを用いる場合には、 当該バインダ一の含有量 は、 1 0〜 7 0重量部が好ましく、 2 0〜 5 0重量部がより好ましい。 前記バインダーと して黒曜石を用いる場合には、 黒曜石を全パインダ 一中に少なく とも 2 0重量部を含ませることが好ましい。 前記バインダ 一として黒曜石のみを用いることもできる。 本発明の铸物製造用抄造部品の製造では、 ノボラ ックフエノール樹脂 を使用した場合には、 硬化剤を要する。 該硬化剤は水に溶け易いため、 抄造部品の脱水後にその表面に塗工されるのが好ましい。 前記硬化剤に は、 へキサメチレンテ トラミン等を用いることが好ましい。 また、 前記バインダーと しては、 融点又は熱分解温度の異なる二種類 以上のものを併用することができる。 特に、 抄造部品が常温の錄造前か ら鎳造中の高温に曝された場合に亘つてその形状を維持したり、 铸造時 の浸炭を防止する等の観点から、 低融点のバインダーと高融点のバイン ダ一の併用が好ましい。 この場合、 低融点のバインダーとしては、 粘土、 水ガラス、 黒曜石等が挙げられ、 高融点のバインダーと しては、 コロイ ダルシリカ、 ウォラス トナイ ト、 ムライ ト、 A 1 2 O 3等が挙げられる。 融点又は熱分解温度の異なるバインダーの組み合わせと して、 黒曜石と フエノール樹脂との組み合わせ等が挙げられる。 黒曜石の融点は 1 2 0 0 °C〜 1 3 0 0 °Cであり、 フエノール樹脂の熱分解温度は約 5 0 0 °Cで ある （窒素ガス中での重量減少測定 （D T A ) の結果ではフ ノール樹 脂は 4 0 w t %が分解し、 その約 5 0 %が約 5 0 0 °Cで分解する） 。 本発明の铸物製造用抄造部品には、 前記有機繊維、 前記無機繊維及び 前記バインダーの他に、 紙力強化材を添加してもよい。 紙力強化材は、 抄造部品の中間成形体にバインダーを含浸させたときに （後述） 、 該中 間成形体の膨潤を防止する作用がある。
紙力強化材の使用量は、 前記各繊維の総重量の 1〜 2 0 %、 特に 2〜 1 0 %が好ましい。 紙力強化材が少なすぎると前記の膨潤防止が不十分 となったり、 添加した粉体が繊維に定着しない場合があり、 多く添加し ても効果は上がらず抄造部品の成形体が金型に貼り付きやすく なる場合 がある。
紙力強化材と しては、 ポリ ビニルアルコール、 カルボキシメ チルセル ロース （C M C ) 、 ポリ ア ミ ドアミ ンェピク ロルヒ ドリ ン榭脂等が挙げ られる。 本発明の鏺物製造用抄造部品には、 さらに、 凝集剤、 着色剤等の成分 を添加することもできる。 前記铸物製造用抄造部品の厚みは使用目的等に応じて設定することが できるが、 少なく とも溶融金属と接する部分の厚みは、 0 . 2 〜 5 m m が好ましく、 0 . 4〜 3 m mがより好ましい。 薄すぎると抄造部品と し ての強度が不十分となり、 铸物砂の圧力に負けて抄造部品に望まれる形 状や機能の維持が困難になることもある。厚すぎると通気性が損なわれ、 原料費が高く なり、 また成形時間が長くなり、 製造費が高くなる場合が ある。 前記錄物製造用抄造部品は、 铸造に用いられる前の状態の圧縮強度は
1 0 N以上が好ましく、 3 0 N以上がよ り好ましい。 圧縮強度が低すぎ ると铸物砂で押されて変形し、 抄造部品と しての機能が損なわれる場合 もある。 前記錄物製造用抄造部品が水を含む原料スラリーを用いて製造された 場合は、 該錶物製造用抄造部品の使用前 （铸造に供せられる前） の重量 含水率は 1 0 %以下が好ましく、 8 %以下がより好ましい。その理由は、 含水率が低いほど、 鏺造時の有機バイ ンダーの熱分解 （炭化） に起因す るガス発生量が低下するからである。 前記铸物製造用抄造部品の使用前の比重は l · 0以下が好ましく、 0 .
8以下がよ り好ましい。 その理由は、 比重が小さいと軽量になり、 抄造 部品の取り扱い作業や加工が容易になるからである。 次に、 内部が中空の铸物製造用抄造部品の製造方法の例に基づいて、 本発明の鏺物製造用抄造部品の製造方法を説明する。
先ず、 前記有機繊維、 前記無機繊維及び前記バインダーを前記所定割 合で含む原料スラ リ ーを調製する。 原料スラ リ ーは、 前記繊維及びバイ ンダーを所定の分散媒に分散させて調整する。 なお、 バインダーは、 添 加せず、 成形体に含浸させてもよい。 前記分散媒としては、 水、 白水の他、 エタノール、 メ タ ノール等の溶 剤等が挙げられる。 抄造 · 脱水成形の安定性、 成形体の品質の安定性、 費用、 取り扱い易さ等の点から特に水が好ましい。 前記原料スラリ一における前記分散媒に対する前記各繊維の合計の割 合は、 0 . 1 〜 3重量％が好ましく、 0 . 5〜 2重量％がより好ましい。 原料スラ リ一中の前記繊維の合計割合が多すぎると成形体に肉厚むらが 生じやすくなつたり、 中空製品の場合には内面の表面性が悪くなる場合 がある。 少なすぎると成形体に局所的な薄肉部が発生する場合がある。 前記原料スラリーには、 必要に応じて、 前記紙力強化材、 凝集剤、 防 腐剤等の添加剤を添加することができる。 次に、 前記原料スラリーを用い、 铸物製造用抄造部品の中間成形体を 抄造する。
前記中間成形体の抄造工程では、 例えば、 2個で一組をなす割型を突 き合わせることによ り、 当該中間成形体の外形に対応した形状のキヤビ ティが内部に形成される抄造 · 脱水成形用の金型を用いる。 そして、 該 金型の上部開口部から該キヤビティ内に所定量の原料スラ リーを加圧注 入する。 これによ り、 該キヤビティ内を所定圧力に加圧する。 各割型に は、 その外部とキヤビティ とを連通する複数の連通孔をそれぞれ設けて おき、 また、 各割型の内面は、 所定の大きさの網目を有するネッ トによ つてそれぞれ被覆しておく。 原料スラ リーの加圧注入には例えば圧送ポ ンプを用いる。 前記原料スラ リーの加圧注入の圧力は、 0 . 0 1 〜 5 M P aが好ましく、 0 . 0 1 〜 3 M P aがよ り好ましい。 上述の通り 、 前記キヤビティ内は所定圧力に加圧されているので、 該 原料スラ リ一中の分散媒は前記連通孔から金型の外へ排出される。 その 一方、 前記原料スラ リー中の固形分が前記キヤビティを被覆する前記ネ ッ トに堆積されて、 該ネッ トに繊維積層体が均一に形成される。 このよ うにして得られた繊維積層体は、有機繊維と無機繊維が複雑に絡み合い、 且つこれらの間にバインダーが介在したものであるため、 複雑な形状で あっても乾燥成形後においても高い保形性が得られる。 また、 前記キヤ ビティ内が所定圧力に加圧されるので、 中空の中間成形体を成形する場 合でも、 原科スラ リーがキヤビティ内で流動して原料スラリーが撹拌さ れる。 そのため、 キヤビティー内のスラ リ ー濃度は均一化され、 前記ネ ッ トに繊維積層体が均一に堆積する。 所定厚みの繊維積層体が形成された後、 前記原料スラ リ一の加圧注入 を停止し、 前記キヤビティ内に空気を圧入して該繊維積層体を加圧 · 脱 水する。 その後、 空気の圧入を停止し、 前記キヤビティ内は前記連通孔 を通して吸引 し、 弾性を有し伸縮自在で且つ中空状をなす中子 （弾性中 子） を該キヤビティ内に挿入する。
中子は、 引張強度、 反発弾性及び伸縮性等に優れたウレタン、 フッ素 系ゴム、シリ コーン系ゴム又はエラス トマ一等によって形成されている。 次に、 前記キヤビティ内に挿入された前記中子内に、 加圧流体を供給 して中子を膨張させ、 膨張した中子により前記繊維積層体を該キヤビテ ィの内面に押圧する。 これによ り、 前記繊維積層体は、 前記キヤビティ の内面に押し付けられ、 当該繊維積層体の外表面に当該キヤビティ の内 面形状が転写されると共に該繊維積層体の脱水が進行する。 前記中子を膨張させるために用いられる前記加圧流体には、 例えば圧 縮空気 （加熱空気） 、 油 （加熱油） 、 その他各種の液が使用される。 ま た、 加圧流体の供給圧力は、 成形体の製造効率を考盧すると 0 . 0 1 ~ 5 M P a、 特に効率良く製造できる点で 0 . l 〜 3 M P aが好ましい。
0 . 0 1 M P a未満であると繊維積層体の乾燥効率も低下し、 表面性及 ぴ転写性も不十分となる場合が有り、 5 M P aを超えても効果が大き く 向上することはなく、 装置が大型化する。 このよ う に、 前記繊維積層体をその内部からキヤビティの内面に押し 付けるため、 キヤビティの内面の形状が複雑であっても、 その内面形状 が精度良く前記繊維積層体の外表面に転写される。 また、 製造される成 形体が複雑な形状であっても、 各部分の貼り合わせ工程が不要なので、 最終的に得られる部品には貼り合わせによるつなぎ目及び肉厚部は存在 しない。 前記繊維積層体の外表面に前記キヤビティの内面形状が十分に転写さ れ且つ該繊維積層体を所定の含水率まで脱水できたら、 前記中子内の加 圧流体を抜き、 中子を元の大きさまで収縮させる。 そして、 縮んだ中子 をキヤビティ内より取出し、 更に前記金型を開いて所定の含水率を有す る湿潤した状態の繊維積層体を取り出す。 上述の中子を用いた繊維積層 体の押圧 .脱水は、 必要に応じて省略し、 キヤビティ内への空気の圧入 による加圧'脱水のみによって繊維積層体を脱水成形することもできる。 脱水成形された前記繊維積層体は、 次に加熱 · 乾燥工程に移される。 加熱 · 乾燥工程では、 前記中間成形体の外形に対応した形状のキヤビ ティが形成される乾燥成形用の金型を用いる。 そして、 該金型を所定温 度に加熱し、 該金型内に脱水成形された湿潤状態の前記繊維積層体を装 填する。 次に、 前記抄造工程で用いた前記中子と同様の中子を前記繊維積層体 内に挿入し、 該中子内に加圧流体を供給して該中子を膨張させ、 膨張し ナこ該中子で前記繊維積層体を前記キヤビティ の内面に押圧する。 フッ素 系樹脂、 シリ コーン系樹脂等によって表面改質された中子を用いるのが 好ましい。 加圧流体の供給圧力は、 前記脱水工程と同様の圧力とするこ とが好ましい。 この状態下に、 繊維積層体を加熱 · 乾燥し、 前記中間成 形体を乾燥成形する。 乾燥成形用の前記金型の加熱温度 （金型温度） は、 表面性や乾燥時間 の,点力、ら 1 8 0〜 2 5 0 °Cが好ましく、 2 0 0〜 2 4 0 °Cがよ り好まし い。 加熱温度が高すぎると中間成形体が焦げてその表面性が悪くなる場 合があり、 低すぎると中間成形体の乾燥に時間がかかることもある。 前記繊維積層体が、 十分に乾燥したら、 前記中子内の前記加圧流体を 抜き、 該中子を縮ませて当該繊維積層体から取り出す。 そして、 前記金 型を開いて、 前記中間成形体を取り出す。 得られた中間成形体には、 必要に応じて、 さらにバインダーを部分的 又は全体に含浸させることができる。
中問成形体に含浸させるバインダーと しては、 レゾールタイプフエノ ール榭脂、 コロイダルシリカ、 ェチルシリケ一ト、 水ガラス等が挙げら れる。 中間成形体にバインダーを含浸させ、 原料スラ リ一中に含ませない場 合には原料スラ リーや白水の処理が簡便になる。
バインダーを含浸させた後、 中間成形体を所定温度で加熱乾燥し、 バ インダーを熱硬化させて製造を完了する。 このよ うにして得られる抄造部品は、 弾性中子によって押圧されてい るため、 内表面及び外表面の平滑性が高い。 このため、 成形精度も高く、 嵌合部ゃネジ部を有する場合にも精度の高い抄造部品が得られる。 した がって、 これらの嵌合部ゃネジ部で連結された抄造部品は湯漏れを確実 に抑えることができ、 その中を湯がスムーズに流れる。 また、 铸造時の 該抄造部品の熱収縮率も 5 %未満となるため、 抄造部品のひび割れや変 形等による湯漏れを確実に防ぐことができる。 本発明の鎳物製造用抄造部品は、 例えば、 図 1に示す実施形態のよ う な、 湯口用ランナーに適用することができる。 図 1 において、 符号 1 は ランナーを示している。 図 1に示すよ うに、 ランナー 1は、 二つの筒状部材 1 1、 1 2が嵌合 によって連結されている。 筒状部材 1 2の上方の開口部 1 2 aは、 所定 長さ拡径されていると ともに、 その先端部 1 2 b の内面は、 上方に向け て漸次拡径するテーパー （逆テーパー） 部が設けられている。 よってそ の連結相手となる部材 （図 1では、 筒状部材 1 1 ) の下端開口部の嵌合 が容易となり、 且つ所定深さまで確実に嵌合できる。
筒状部材 1 2の開口部 1 2 aの拡径の割合は、 筒状部材 1 1 、 1 2の 内面が互いに面一となるよ うに設定されている。 筒状部材 1 2は、 下方 において水平に屈曲しており、 その水平開口部 1 2 cに湯道用ランナー (図 3参照） 3が連結される。 前記ランナー 1を製造する際には、 図 2 ( a ) に示すような、 筒状部 材 1 1が反転した状態で筒状部材 1 2の上端部において一体的に成形さ れ、 且つ前記水平開口部 1 2 cが未開口状態の中間成形体 1 0 を、 前記 製造方法によつて製造することが好ましい。 得られた中間成形体 1 0は、 図 2 ( b ) に示すよ うに、 所定の切断箇 所 （図 2 ( a ) の A， B ) で切断され、 これらが図 1に示すよ うに嵌合 されて連結され、 折曲部を有する湯口のランナー （铸物製造用抄造部品） となる （図 3参照） 。
• 次に、 本発明の錡物の製造方法を前記湯口用ランナー 1を用いた錶物 の製造方法に基づいて説明する。 先ず、 図 3に示すように、 前記湯口用ランナー 1、 受け口、 湯道、 堰 等の注湯系用ランナー 2、 3、 4、 ガス抜き用ランナー 5、 押湯 （ト ツ プ及びサイ ド） 用ランナー 6、 7、 揚がり用ランナー 8及びキヤビティ (図示せず） を有する铸型 9からなる踌物製造用抄造部品を所定の位置 に配置する。 そして、 これらの铸物製造用抄造部品を铸物砂内に埋設し、 前記注湯 系を通して所定の組成の溶融金属を錶型 9の前記キヤビティ内に導く。 このとき、前記バインダ一に前記有機バインダーを用いている場合には、 本発明の抄造部品は溶融金属の熱によって、 当該バインダー （及び前記 有機繊維） が熱分解して炭化するが、 十分な強度を継持することができ る。 また、 前記無機繊維によってその熱分解に伴う熱収縮が抑えられる ため、 各ランナーにひび割れが生じたり、 抄造部品自体が流されたりす ることがほとんどなく、溶融金属に錄物砂等が混じることがない。 また、 有機繊維が熱分解する為、 踌型を解体して鎳物製品を取出した後の抄造 部品の除去は容易である。 錄物砂には、 従来からこの種の踌物の製造に用いられている砂を特に 制限なく用いることができる。 铸込みを終えた後、 所定の温度まで冷却して铸物砂を取り除き、 さ ら にブラス ト処理によって铸造品を露呈させる。 また、 注湯系等の炭化し た前記铸物製造用抄造部品等の不要部分を取り除く。 そして、 必要に応 じてト リ ミ ング処理等の後処理を施して鎳物の製造を完了する。 以上のよ うに、 本発明の鎳物製造用抄造部品は、 有機繊維が溶融金属 の熱で燃焼してその内部に空隙が形成され、 無機繊維とバインダ一によ つてその強度が維持され、 铸型を解体した後に、 ブラス ト処理等によつ て容易に铸物砂からの分離や除去がなされる。 すなわち、 本発明の铸物 製造用抄造部品は、 有機繊維、 無機繊維及びバインダーが使用されてい るために、 铸型の造形時や注湯時にはその強度を保持し、 鍀型の解体後 にはその強度が低下する。 よつて本発明の錶物製造用抄造部品を用いた 铸物の製造方法は、 従来の方法より も廃棄物の処理を簡便にして処理費 用を削減し、 廃棄物の発生量も低減させることができる。
また、 弾性中子で押圧した表面性の良好な錄物製造用抄造部品を用い るならば、 铸込み時の溶融金属の流れに乱れが生じない 3次元の流路 （ 注湯系） が形成されるので、 溶融金属の流れの乱れによる、 空気、 ゴミ などの巻込みに起因する铸物の欠陥を防止できる。
更に、 有機繊維、 無機繊維及びバインダーを混合したスラ リ ーで本発 明の铸物製造用抄造部品を抄造成形することで、 有機繊維のみを用いて 製造された抄造部品より も鎳込み時の火炎の発生を抑えることができる と ともに、 有機繊維の燃焼消失による強度低下、 有機バインダーの熱分 解 （炭化） に伴う熱収縮に伴うひび割れ等を防ぐことができ、 その結果 溶融金属への錄物砂の混入による製品不良の発生を防ぐことができる。 また本発明の錄物製造用抄造部品は、 通気性を有しているため、 注湯 時に発生するガスを錄砂側に逃がす。 よっていわゆる巣に起因する不良 品の発生が防止される。
本発明の錄物製造用抄造部品は、 軽量であり、 簡便な装置で容易に切 断加工等ができるため、 取り扱い性にも優れている。 本発明は上述した実施形態に制限されず、 本発明の趣旨を逸脱しない 範囲において、 適宜変更するこ とができ る。 例えば、 ランナーに長さ調整手段を具備させてもよい。 これによ り、 さらに取り扱い性に優れたものとなる。 この長さ調整手段としては、 連 結する二つの部品において一方の内面及び他方の外面に対応するねじ山 (雄ねじ、 雌ねじ） を設けておき、 螺着の度合いに応じてその長さを調 整する方法、 或いは、 筒状の部品の場合には、 その長さ方向中間部に蛇 腹部を設け、 当該蛇腹部分の伸縮によつて長さを調整する方法などが挙 げられる。 また、 本発明の鎳物製造用抄造部品は、 前記ランナー 1 のよ うな分岐 していない形態のほか、 図 4に示すよ うな T字状のランナー 1 ' とする こともできる。 これにより、 同図に示すように、 注湯経路を多様な形態 とすることができる。 本発明の鎳物製造用抄造部品は、 前記実施形態の湯口用ランナー 1 の 他、 図 3に示すよ うな、 湯道、 堰、 ガス抜き、 押湯、 揚がり用のランナ 一 2〜8、 中子 （図示せず） 、 鎳型自身又は鎳型の内面のランナー材に も適用できる。 本発明の錄物製造用抄造部品は、 湯だまり を有する筒状のランナ一と することもできる。 該湯だまりは、 フィルター効果を発揮し、 より純度 の高い铸造品の製造を可能にする。 上記実施形態ではノボラ ックタイプのフエノール樹脂を使用したが、 レゾールタイプのフエノール樹脂の使用も可能である。 その際にはレゾ ールタイプのフエノ一ル榭脂を配合しないスラリーで抄紙してランナー を成型し、 該ランナーを脱水させた後に樹脂を含浸させることも可能で ある。 また該ランナーを乾燥した後にフエノール樹脂を含浸させて熱処 理することも可能である。 本発明の铸物の製造方法は、 溶湯 （鏺鉄） の他、 アルミニウム及びそ の合金、 銅及びその合金、 ニッケル、 鉛等の非鉄金属の铸造にも適用す ることができる。 以下、 本発明を実施例によ り さらに具体的に説明する。
〔実施例 1〕
下記原料スラリ一を用いて所定の繊維積層体を抄造した後、 該繊維積 層体を脱水、 乾燥し、 図 2 ( a ) に示す形状を有し、 下記物性を有する 湯口用のランナー （踌物製造用抄造部品、 重量約 1 6 g ) を得た。 く原料スラ リ 一の調整 >
下記配合の有機繊維と無機繊維を水に分散させて約 1 % (水に対し、 有機繊維及び無機繊維の合計重量が 1重量％)のスラ リ一を調整した後、 該スラリーに下記バインダーと下記凝集剤を添加し、 有機繊維、 無機繊 維、 及びバインダーの混合比 （重量比） が下記の値の原料スラ リーを調 整した。
〔原料スラ リ一の配合〕
有機繊維 ： 新聞古紙、 平均繊維長が l m m、 フ リ ーネス （以下 C S F ともいう。 ） ；^ 1 5 0 c c
無機繊維 ： 炭素繊維 （東レ（株）社製、 商品名 「トレ力チョ ップ」 ） 、 繊維長 3 mm) をビータにかけ、 有機繊維、 無機繊維及びフヱノール榭 脂が重量混合比で 2 ： 3 ： 5のスラ リ ーを得た。 該スラ リ ーに基づく フ リ ーネスは 3 0 0 c cであった。
バインダー ： フエノール樹脂 （旭有機材工業（株）社製、 S P 1 0 0 6 し S )
凝集剤 ： ポリアク リルアミ ド系凝集剤 （三井サイテツク社製、 A 1 1 0 )
分散媒 ： 水
有機繊維、 無機繊維、 バインダーの重量混合比 = 2 : 3 : 5 <抄造 · 脱水工程 >
抄造型と して、 前記図 2 ( a ) に対応するキヤビティ形成面を有する 金型を用いた。 該金型のキヤビティ形成面には所定の目開きのネッ トが 配され、 キヤビティ形成面と外部とを連通する多数の連通孔が形成され ている。 なお、 該金型は、 一対の割型からなる。
前記原料スラリーをポンプで循環させ、 前記抄紙型内に所定量のスラ リーを加圧注入する一方で、 前記連通孔を通してスラ リ ー中の水を除去 し、 所定の繊維積層体を前記ネッ トの表面に堆積させた。 所定量の原料 スラ リ ーの注入が完了したら、 加圧エアーを抄造型内に注入し、 該繊維 積層体を脱水した。 加圧エアーの圧力は、 0 . 2 M P a、 脱水に要した 時間は約 3 0秒であった。
<硬化剤塗布工程 >
前記バインダーの 1 5 % (重量比） に相当する量の硬化剤 （へキサメ チレンテ トラミン） を水に分散させ、 これを得られた繊維積層体の全面 に、 均一に塗布した。 <乾燥工程 >
乾燥型として、 前記図 2 ( a ) に対応するキヤビティ形成面を有する 金型を用いた。 当該金型にはキヤビティ形成面と外部とを連通する多数 の連通孔が形成されている。 なお、 該金型は一対の割型からなる。
前記硬化剤を塗布した前記繊維積層体を抄造型から取り出し、 それを 2 2 0 °Cに加熱された乾燥型に移載した。 そして、 乾燥型の上方開口部 から袋状の弹性中子を揷入し、 密閉された乾燥型内で当該弾性中子内に 加圧流体 （加圧空気、 0 . 2 M P a ) を該中子に注入して該中子を膨ら ませ、 該中子で前記繊維積層体を乾燥型の内面に押しつけて、 当該乾燥 型の内面形状を該繊維積層体表面に転写させつつ乾燥させた。 所定時間 ( 1 8 0秒） の加圧乾燥を行った後、 弾性中子内の加圧流体を抜いて当 該弾性中子を収縮させて乾燥型内から取り出し、 成形体を乾燥型内から 取り出して冷却した。 <切断 ' 組立工程 >
得られた成形体を図 2 ( b ) のよ うにカッ トし、 図 1のよ う に嵌合さ せて湯口用のランナーを得た。 <ランナーの物性 >
厚み ： 0. 8〜 1 . O mm
〔実施例 2〕
下記原料スラリ一を用いて所定の繊維積層体を抄造した後、 該繊維積 層体を脱水、 乾燥し、 図 2 ( a ) に示す形状を有する中間成形体を得た。 そして、 この中間成形体に下記のよ うにバインダーを含浸させて乾燥と 熱硬化させ、 下記物性を有する湯口用のランナー （踌物製造用抄造部品、 重量約 2 8 g ) を得た。
<原料スラ リ一の調整 >
下記配合の有機繊維と無機繊維を水に分散させて約 1 % (水に対し、 有機繊維及び無機繊維の合計重量が 1重量％)のスラリ一を調整した後、 該スラ リ ーに下記バインダーと下記凝集剤を添加し、 有機繊維、 無機繊 維、 及びバインダーの混合比 （重量比） が下記の値の原科スラ リーを調 整した。
〔原料スラ リ一の配合〕
有機繊維 ： 新聞古紙、 平均繊維長が 1 mm、 C S Fが 1 5 0 c c 無機繊維 ： 炭素繊維 （東レ（株）社製、 商品名 「 ト レ力チョ ップ」 、 繊 維長 3 mm) をビータにかけ、 有機繊維と無機繊維が重量混合比で 2 ： 1 のスラ リ ーを調整した。 該スラ リーに基づくフ リ ーネスは 3 0 0 c c であつた'。
バイ ンダー ： 黒曜石 （キンセイマテック社製、 商品名 「ナイスキヤッ チ」 ）
紙力強化材 ： ポリ ビニルアルコール繊維 （対有機繊維重量 5 %) 凝集剤 ： ポリアク リルアミ ド系凝集剤 （三井サイテック社製、 A l l 0 )
分散媒 ： 水
有機繊維、 無機繊維、 バインダ一の重量混合比 == 2 0 : 1 0 : 4 0
<抄造 · 脱水工程 >
実施例 1 と同様にして抄造して繊維積層体を得、 それを脱水した。
<乾燥工程 >
乾燥型には、 実施例 1 と同様の金型を用いた。
前記繊維積層体を抄造型から取り出し、 それを 2 2 0 °Cに加熱された 乾燥型に移載した。 乾燥型の上方開口部から袋状の弾性中子を挿入し、 実施例 1に準じて操作を行い、 中間成形体を得た。
<バインダー含浸工程 >
得られた中間成形体を図 2 ( b ) のよ うにカッ トし、 バインダー （レ ゾールタイプフエノール液） の槽に浸漬し、 成形体全体にパイ ンダーを 含浸させた。 く乾燥硬化工程 >
中間成形体を 1 5 0 °Cの乾燥炉で約 3 0分間乾燥させるとともにバイ ンダーを熱硬化させた。
得られた中間成形体中の有機繊維、 無機繊維、 バインダー （黒曜石 + フエノール樹脂） の重量比は、 2 0 ： 1 0 ： 5 5 ( 4 0 + 1 5 ) であつ た。
<切断 · 組立工程 >
得られた中間成形体を図 2 ( b ) のようにカッ トし、 図 1のよ うに嵌 合させて湯口用のランナーを得た。
<ランナ一の物性 >
厚み ： 0 . 7 〜 ； 1 . 1 m m
<踌物の製造 >
実施例 1 、 2で得られたランナーを用い、 図 3に示すような注湯系を 部分的に構成し、 錄物型を形成して溶湯 （ 1 4 0 0 °C ) を受け口から注 入した。
<錶物製造後のランナ一の評価 >
受け口への吹き戻しや揚がりからの激しい火炎は、 何れのランナーの 場合にも観測されなかった。 また、 鎳込み後、 鎢型を解体したときは、 ランナーは中で凝固した金属のまわりを覆っており、 プラス ト処理によ り該金属から容易に除去された。 以上のよ うに、 実施例 1 、 2で得られたランナー （鎳物製造用部品） は、 熱分解に伴う熱収縮が抑えられ、 且つ種々の铸型のキヤビティ形状 に対応した注湯系等を形成することができて取り扱い性にも優れている ことが確認された。
産業上の利用可能性
本発明によれば、 熱分解に伴う熱収縮が抑えられ、 且つ種々の铸型の キヤビティ形状に対応した注湯系等を形成することができて取り扱い性 にも優れる錶物製造用抄造部品及びこれを用いた铸物の製造方法が提供 される。

Claims

― 請 求 の 範 囲 -
1 . 有機繊維、無機繊維及びバインダーを含有する铸物製造用抄造部品。
2 . 前記有機繊維の含有量が 1 0〜 7 0重量部であり、 前記無機繊維の 含有量が 1 〜 8 0重量部であり、 前記バインダ一の含有量が 1 0〜 8 5 重量部であり、 且つ、 前記有機繊維、 前記無機繊維及び前記バインダー の合計が 1 0 0重量部である請求の範囲第 1項記載の踌物製造用抄造部
PP
3 . 前記バインダーに融点又は熱分解温度の異なる二種類以上のパイン ダーを含んでいる請求の範囲第 1項記載の踌物製造用抄造部品。 前記バインダーが有機バインダー及び/又は無機バインダーである 請求の範囲第 1項記載の錶物製造用抄造部品。
5 .前記無機バインダ一が S i 0 2を主成分とする化合物である請求の範 囲第 1項記載の铸物製造用抄造部品。
6 . 前記有機繊維が紙繊維である請求の範囲第 1項記載の踌物製造用抄 造部品。
7 . 中空であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の铸物製造用抄 造部品。
8 . 長さ調整手段を備えている請求の範囲第 1項記載の錄物製造用抄造
PP 9 . 連結可能な複数の部品から組み立てられてなる請求の範囲第 1項記 載の鎳物製造用抄造部品。
10. 請求の範囲第 1項記載の铸物製造用抄造部品を用いた铸物の製造方 法であって、 前記鍚物製造用抄造部品を铸物砂内に配した錡物の製造方 法。
1 1 . 請求の範囲第 1項記載の铸物製造用抄造部品の製造方法であって、 前記有機繊維及び前記無機繊維を含む原料スラリ一から成形体を抄造す る工程と、 抄造された前記成形体に前記バインダーを含ませる工程とを 具備する铸物製造用抄造部品の製造方法。
12 . 前記バインダーが有機バインダーであり、 該有機バインダーを含浸 により含ませる請求の範囲第 1 1項の铸物製造用抄造部品の製造方法。 13 . 前記原料スラ リーに前記無機バインダーを含ませる請求の範囲第 1 1項記載の錄物製造用抄造部品の製造方法。
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