JP3457213B2 - 鋳物用発熱材の製造法 - Google Patents
鋳物用発熱材の製造法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱スリーブ、発
熱パッド、発熱鋳型など、鋳造分野において溶融金属の
凝固を制御するために用いられる鋳物用発熱材及びその
製造方法、並びにこれらに用いる発熱要素に関する。
熱パッド、発熱鋳型など、鋳造分野において溶融金属の
凝固を制御するために用いられる鋳物用発熱材及びその
製造方法、並びにこれらに用いる発熱要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば引け欠陥をなくすために押湯部分
を加熱して凝固を遅らせる目的で、従来から発熱スリー
ブや発熱パッドといった鋳物用発熱材が用いられてい
る。これはアルミニウムなどの易酸化性物質、酸化鉄な
どの酸化剤、要すればさらにフッ素含有塩などの酸化促
進剤を珪砂、シリカ繊維等の耐火性物質中に分散させ、
バインダーで硬化させることにより製造されている。
を加熱して凝固を遅らせる目的で、従来から発熱スリー
ブや発熱パッドといった鋳物用発熱材が用いられてい
る。これはアルミニウムなどの易酸化性物質、酸化鉄な
どの酸化剤、要すればさらにフッ素含有塩などの酸化促
進剤を珪砂、シリカ繊維等の耐火性物質中に分散させ、
バインダーで硬化させることにより製造されている。
【０００３】鋳型に用いられるバインダーとしては、酸
硬化性フラン樹脂バインダー、酸硬化性フェノール樹脂
バインダー、アルカリフェノール樹脂バインダー等が一
般的であるが、鋳物用発熱材に酸硬化性バインダーを用
いると、発熱成分のアルミニウムや酸化鉄が有機スルホ
ン酸等の酸硬化剤と反応してしまうため硬化阻害が起
き、成形が困難になる問題がある。そこでアルカリレゾ
ール型フェノールバインダーを用いることが提案されて
いるが（特開平4-123843号）、バインダーの添加だけで
アルカリとアルミニウムが反応発熱するため、成型が困
難である。またフェノールウレタンバインダーの使用
（特開平6-198384号）やシェルモールド法の使用（特開
平11-33679号）なども提案されているが、前者では溶剤
臭のため作業環境上の問題があり、後者では加熱工程が
必要であるといった問題がある。
硬化性フラン樹脂バインダー、酸硬化性フェノール樹脂
バインダー、アルカリフェノール樹脂バインダー等が一
般的であるが、鋳物用発熱材に酸硬化性バインダーを用
いると、発熱成分のアルミニウムや酸化鉄が有機スルホ
ン酸等の酸硬化剤と反応してしまうため硬化阻害が起
き、成形が困難になる問題がある。そこでアルカリレゾ
ール型フェノールバインダーを用いることが提案されて
いるが（特開平4-123843号）、バインダーの添加だけで
アルカリとアルミニウムが反応発熱するため、成型が困
難である。またフェノールウレタンバインダーの使用
（特開平6-198384号）やシェルモールド法の使用（特開
平11-33679号）なども提案されているが、前者では溶剤
臭のため作業環境上の問題があり、後者では加熱工程が
必要であるといった問題がある。
【０００４】さらに何れの場合でも、発熱スリーブや発
熱パッドは鋳型と別に予め用意されるが、これらの形状
が一定であると、鋳型、鋳物の大きさや製品形状の変化
に対応できず、他方、これらに合わせて各種の発熱スリ
ーブや発熱パッドを用意しようとすれば作業が煩雑にな
る。また保管場所も必要であり、さらに発熱成分は吸湿
性があり吸湿により発熱性が低下するため、保管時には
密封の必要性もある。
熱パッドは鋳型と別に予め用意されるが、これらの形状
が一定であると、鋳型、鋳物の大きさや製品形状の変化
に対応できず、他方、これらに合わせて各種の発熱スリ
ーブや発熱パッドを用意しようとすれば作業が煩雑にな
る。また保管場所も必要であり、さらに発熱成分は吸湿
性があり吸湿により発熱性が低下するため、保管時には
密封の必要性もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のようなバインダーの種類による不具合がなく、特に酸
硬化性フラン樹脂バインダー、酸硬化性フェノール樹脂
バインダー、アルカリフェノール樹脂バインダー等の一
般的なバインダーを用いて製造可能な鋳物用発熱材、及
びこれに用いる新規な発熱要素を提供することである。
別の課題は、従来よりも発熱効率が高く、また鋳型と一
体に現場成型可能で保管等の問題を解消できる鋳物用発
熱材を提供することである。
のようなバインダーの種類による不具合がなく、特に酸
硬化性フラン樹脂バインダー、酸硬化性フェノール樹脂
バインダー、アルカリフェノール樹脂バインダー等の一
般的なバインダーを用いて製造可能な鋳物用発熱材、及
びこれに用いる新規な発熱要素を提供することである。
別の課題は、従来よりも発熱効率が高く、また鋳型と一
体に現場成型可能で保管等の問題を解消できる鋳物用発
熱材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、易酸化
性物質及び酸化剤を含有する発熱性組成物を有機物被覆
により集合化してなる発熱要素が提供される。要すれ
ば、さらに易酸化性物質と酸化剤の反応を促進する酸化
促進剤が含有されていてもよい。この発熱要素は耐火性
粒状材料及びバインダーと共に鋳物用発熱材の製造に用
いられるが、発熱成分が有機物被覆内に収容されている
ために酸やアルカリの影響を受けず、従来のような不具
合を蒙ることがない。従って酸硬化性フラン樹脂バイン
ダー、酸硬化性フェノール樹脂バインダー又はアルカリ
フェノール樹脂バインダー等の有用な鋳型用バインダー
を用いて、好ましくは鋳型本体部分と共に現場で一体
に、しかも任意の形状で成型可能である。
性物質及び酸化剤を含有する発熱性組成物を有機物被覆
により集合化してなる発熱要素が提供される。要すれ
ば、さらに易酸化性物質と酸化剤の反応を促進する酸化
促進剤が含有されていてもよい。この発熱要素は耐火性
粒状材料及びバインダーと共に鋳物用発熱材の製造に用
いられるが、発熱成分が有機物被覆内に収容されている
ために酸やアルカリの影響を受けず、従来のような不具
合を蒙ることがない。従って酸硬化性フラン樹脂バイン
ダー、酸硬化性フェノール樹脂バインダー又はアルカリ
フェノール樹脂バインダー等の有用な鋳型用バインダー
を用いて、好ましくは鋳型本体部分と共に現場で一体
に、しかも任意の形状で成型可能である。
【０００７】また本発明によれば、易酸化性物質及び酸
化剤、要すればさらに酸化促進剤を含有する発熱性組成
物の集結体が、耐火性粒状材料をバインダーで硬化して
なる鋳型材料内に散在されてなる鋳物用発熱材が提供さ
れる。従来の発熱材では発熱成分は耐火性粒状材料中に
分散されているが、本発明では高い密度で、そこかしこ
に集結して散在される。従って発熱効率が高く、同じ発
熱量を得るために従来よりも材料の使用量を減らした
り、発熱スリーブの径を小さくしたりすることができ
る。
化剤、要すればさらに酸化促進剤を含有する発熱性組成
物の集結体が、耐火性粒状材料をバインダーで硬化して
なる鋳型材料内に散在されてなる鋳物用発熱材が提供さ
れる。従来の発熱材では発熱成分は耐火性粒状材料中に
分散されているが、本発明では高い密度で、そこかしこ
に集結して散在される。従って発熱効率が高く、同じ発
熱量を得るために従来よりも材料の使用量を減らした
り、発熱スリーブの径を小さくしたりすることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】発熱要素に用いる発熱性組成物
は、従来公知のものを使用することができる。例えば易
酸化性物質はアルミニウム、マグネシウム等の易酸化性
金属であることができ、酸化剤は酸化鉄、二酸化マンガ
ン、硝酸塩等であることができ、また酸化促進剤は氷晶
石、フッ化カリウム、珪フッ化ナトリウム等のフッ素を
含有する塩やフッ素含有有機化合物等であってよい。発
熱性組成物は均一に混合されていることが好ましく、ま
た混合割合は重量比で易酸化性物質／酸化剤／酸化促進
剤＝10〜95／５〜90／０〜50が好ましく、より好ましく
は40〜90／10〜40／１〜20である。
は、従来公知のものを使用することができる。例えば易
酸化性物質はアルミニウム、マグネシウム等の易酸化性
金属であることができ、酸化剤は酸化鉄、二酸化マンガ
ン、硝酸塩等であることができ、また酸化促進剤は氷晶
石、フッ化カリウム、珪フッ化ナトリウム等のフッ素を
含有する塩やフッ素含有有機化合物等であってよい。発
熱性組成物は均一に混合されていることが好ましく、ま
た混合割合は重量比で易酸化性物質／酸化剤／酸化促進
剤＝10〜95／５〜90／０〜50が好ましく、より好ましく
は40〜90／10〜40／１〜20である。
【０００９】有機物被覆は、バインダーと発熱性組成物
との相互作用を低減することができるものであれば種類
を問わない。被覆時の強度からは有機高分子が好まし
く、例えばポリエチレン、ナイロン、フェノール樹脂等
の合成高分子化合物、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム
等の天然高分子化合物が挙げられる。また耐酸性及び／
又は耐アルカリ性の有機高分子とするのがより好まし
い。また有機物被覆の形態も、発熱性組成物を集合化で
きるものであれば何でもよい。例えば粒状のカプセルや
コーティングされた錠剤などの形態であってよく、発熱
性組成物と被覆用有機物又はその溶液を常温又は加熱下
で混練して全体的に被覆を行うといった手法でもよい。
好ましくは発熱効率の点よりカプセル化、錠剤化であ
り、特にはカプセル化である。被覆によってバインダー
の硬化時に悪影響がなく、また吸湿を防ぐことができる
ため仮に保管するとしても発熱性の低下がない。さらに
有機物被覆は注湯時に熱分解して消失するため、発熱性
組成物の性能に悪影響を及ぼすことがない。
との相互作用を低減することができるものであれば種類
を問わない。被覆時の強度からは有機高分子が好まし
く、例えばポリエチレン、ナイロン、フェノール樹脂等
の合成高分子化合物、ゼラチン、アルギン酸ナトリウム
等の天然高分子化合物が挙げられる。また耐酸性及び／
又は耐アルカリ性の有機高分子とするのがより好まし
い。また有機物被覆の形態も、発熱性組成物を集合化で
きるものであれば何でもよい。例えば粒状のカプセルや
コーティングされた錠剤などの形態であってよく、発熱
性組成物と被覆用有機物又はその溶液を常温又は加熱下
で混練して全体的に被覆を行うといった手法でもよい。
好ましくは発熱効率の点よりカプセル化、錠剤化であ
り、特にはカプセル化である。被覆によってバインダー
の硬化時に悪影響がなく、また吸湿を防ぐことができる
ため仮に保管するとしても発熱性の低下がない。さらに
有機物被覆は注湯時に熱分解して消失するため、発熱性
組成物の性能に悪影響を及ぼすことがない。
【００１０】発熱要素は耐火性粒状材料及びバインダー
と共に、鋳物用発熱材の製造に用いられる。耐火性粒状
材料は珪砂等の新砂又は再生砂とすることができ、発熱
材がスリーブやパッドとして用いられる鋳型の本体と同
じ材料とすることができる。またバインダーは使用する
硬化方法に応じて公知の各種のものを用いることができ
る。比較的低添加量で高い強度を与える観点からは、自
硬性の酸硬化性フラン樹脂バインダーや酸硬化性フェノ
ール樹脂バインダー、或いはエステル硬化性や炭酸ガス
硬化性のアルカリフェノール樹脂バインダーなどが好ま
しい。発熱要素の添加量は所望とする発熱量や押湯の径
などによって調節されるが、一般には発熱材の５〜100
重量％、好ましくは20〜60重量％となる量である。
と共に、鋳物用発熱材の製造に用いられる。耐火性粒状
材料は珪砂等の新砂又は再生砂とすることができ、発熱
材がスリーブやパッドとして用いられる鋳型の本体と同
じ材料とすることができる。またバインダーは使用する
硬化方法に応じて公知の各種のものを用いることができ
る。比較的低添加量で高い強度を与える観点からは、自
硬性の酸硬化性フラン樹脂バインダーや酸硬化性フェノ
ール樹脂バインダー、或いはエステル硬化性や炭酸ガス
硬化性のアルカリフェノール樹脂バインダーなどが好ま
しい。発熱要素の添加量は所望とする発熱量や押湯の径
などによって調節されるが、一般には発熱材の５〜100
重量％、好ましくは20〜60重量％となる量である。
【００１１】本発明の鋳物用発熱材は、例えば発熱スリ
ーブや発熱パッドの形状でもって成型し、押湯部分や鋳
物の凝固を遅らせたい部分に設置する。或いは発熱要素
を鋳型に含有させて発熱鋳型としてもよい。また鋳物用
発熱材を鋳型の一部に一体化させて発熱押湯スリーブや
発熱パッドを別途設ける必要性を排除することもでき
る。この場合は発熱要素を鋳型の所要部分に適宜含有さ
せて、一体化された鋳物用発熱材をスリーブ状、パッド
状等の形態で必要に応じて現場作成できるため、保管の
手間は一切なく、鋳造の自由度も増大する。
ーブや発熱パッドの形状でもって成型し、押湯部分や鋳
物の凝固を遅らせたい部分に設置する。或いは発熱要素
を鋳型に含有させて発熱鋳型としてもよい。また鋳物用
発熱材を鋳型の一部に一体化させて発熱押湯スリーブや
発熱パッドを別途設ける必要性を排除することもでき
る。この場合は発熱要素を鋳型の所要部分に適宜含有さ
せて、一体化された鋳物用発熱材をスリーブ状、パッド
状等の形態で必要に応じて現場作成できるため、保管の
手間は一切なく、鋳造の自由度も増大する。
【００１２】
【実施例】以下において「部」は重量部を示す。実施例１−４
金属アルミニウム60部、酸化鉄30部及びフッ化カリウム
10部を均一に混合し、カプセル（日本薬局方ゼラチンカ
プセル#2）に充填した（0.6g/カプセル）。このカプセ
ル40部を珪砂60部と均一に混合し、表２に示す樹脂と硬
化剤を用いる種々のバインダーを用い、Φ50mm×50mmの
テストピース木枠に充填して成型した。得られたテスト
ピースについて、JIS Z 2604-1976に記載された方法に
従って強度を測定した。
10部を均一に混合し、カプセル（日本薬局方ゼラチンカ
プセル#2）に充填した（0.6g/カプセル）。このカプセ
ル40部を珪砂60部と均一に混合し、表２に示す樹脂と硬
化剤を用いる種々のバインダーを用い、Φ50mm×50mmの
テストピース木枠に充填して成型した。得られたテスト
ピースについて、JIS Z 2604-1976に記載された方法に
従って強度を測定した。
【００１３】比較例１−４
カプセル化せず、各材を珪砂に均一混合した以外は実施
例１−４と同様にして成型し、強度を測定した。以上の
結果を表１に示す。
例１−４と同様にして成型し、強度を測定した。以上の
結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】実施例５−８
実施例１−４で用いたカプセル／耐火性材料／樹脂／硬
化剤の混合物をそれぞれ図１に示す1m×1m×1mの鋳型の
Ａ部に充填し、カプセルを入れない以外は同じ組成の鋳
型本体Ｂと共に硬化させた。Ａ部は鋳型本体Ｂと同様に
十分に硬化し、またこの鋳型を用いて鋳鉄を鋳込んだと
ころ、Ａ部の発熱により、同様の鋳物に対して市販の発
熱スリーブを用いた場合と同様の押湯効果が得られた。
化剤の混合物をそれぞれ図１に示す1m×1m×1mの鋳型の
Ａ部に充填し、カプセルを入れない以外は同じ組成の鋳
型本体Ｂと共に硬化させた。Ａ部は鋳型本体Ｂと同様に
十分に硬化し、またこの鋳型を用いて鋳鉄を鋳込んだと
ころ、Ａ部の発熱により、同様の鋳物に対して市販の発
熱スリーブを用いた場合と同様の押湯効果が得られた。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、バインダーと発熱成分
の相互作用による不具合なしに、強度の高い鋳物用発熱
材を製造可能な発熱要素が提供される。これによる鋳物
用発熱材は、発熱効率が高く、また鋳型と同時に造型可
能であると共に、保管時の吸湿も抑制できる。
の相互作用による不具合なしに、強度の高い鋳物用発熱
材を製造可能な発熱要素が提供される。これによる鋳物
用発熱材は、発熱効率が高く、また鋳型と同時に造型可
能であると共に、保管時の吸湿も抑制できる。
【図１】本発明の実施例で用いた鋳型の概略を示す断面
図である。
図である。
【符号の説明】
Ａ 押湯部分 Ｂ 本体部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22C 1/00
B22C 9/08
B22D 7/10
B22D 11/10
A61F 7/00
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウム及びマグネシウムから選ば
れる易酸化性物質並びに酸化剤を含有する発熱性組成物
を有機物被覆により集合化してなる発熱要素と、耐火性
粒状材料及びバインダーを用いる鋳物用発熱材の製造
法。 - 【請求項２】 前記バインダーが酸硬化性フラン樹脂バ
インダー、酸硬化性フェノール樹脂バインダー又はアル
カリフェノール樹脂バインダーである請求項１の鋳物用
発熱材の製造法。 - 【請求項３】 前記有機物が高分子化合物である請求項
１又は２記載の鋳物用発熱材の製造法。 - 【請求項４】 前記被覆がカプセルである請求項１〜３
の何れか１項記載の鋳物用発熱材の製造法。 - 【請求項５】 アルミニウム及びマグネシウムから選ば
れる易酸化性物質並びに酸化剤を含有する発熱性組成物
の集結体が、耐火性粒状材料をバインダーで硬化してな
る鋳型材料内に散在されてなる鋳物用発熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13011199A JP3457213B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 鋳物用発熱材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13011199A JP3457213B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 鋳物用発熱材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317578A JP2000317578A (ja) | 2000-11-21 |
| JP3457213B2 true JP3457213B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=15026222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13011199A Expired - Fee Related JP3457213B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 鋳物用発熱材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457213B2 (ja) |
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| JPWO2005053876A1 (ja) * | 2003-12-05 | 2007-06-28 | 明和化学工業株式会社 | 鋳物用発熱体成形材料、鋳物用発熱体、およびそれらの製造方法 |
| CN105057598A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-18 | 广东富华铸锻有限公司 | 鞍座铸件大平面点补缩工艺 |
| US9896389B2 (en) | 2015-11-11 | 2018-02-20 | International Business Machines Corporation | Heat-generating multi-compartment microcapsules |
| US10309692B2 (en) | 2015-11-11 | 2019-06-04 | International Business Machines Corporation | Self-heating thermal interface material |
| US9856404B2 (en) | 2015-11-11 | 2018-01-02 | International Business Machines Corporation | Self-heating sealant or adhesive employing multi-compartment microcapsules |
| DE102015120866A1 (de) * | 2015-12-01 | 2017-06-01 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Kompositpartikeln und von Speiserelementen für die Gießereiindustrie, entsprechende Speiserelemente und Verwendungen |
| US10278284B2 (en) | 2016-08-25 | 2019-04-30 | International Business Machines Corporation | Laminate materials with embedded heat-generating multi-compartment microcapsules |
| US9878039B1 (en) | 2016-09-01 | 2018-01-30 | International Business Machines Corporation | Microcapsule having a microcapsule shell material that is rupturable via a retro-dimerization reaction |
| JP2018058103A (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 日立金属株式会社 | 押湯形成体及びその押湯形成体を用いた鋳物の製造方法 |
| US10328535B2 (en) | 2016-11-07 | 2019-06-25 | International Business Machines Corporation | Self-heating solder flux material |
| US10696899B2 (en) | 2017-05-09 | 2020-06-30 | International Business Machines Corporation | Light emitting shell in multi-compartment microcapsules |
| CN107252872A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-17 | 西峡县众德汽车部件有限公司 | 一种发热覆膜砂及其制备方法 |
| US10900908B2 (en) | 2017-05-24 | 2021-01-26 | International Business Machines Corporation | Chemiluminescence for tamper event detection |
| US10357921B2 (en) | 2017-05-24 | 2019-07-23 | International Business Machines Corporation | Light generating microcapsules for photo-curing |
| US10392452B2 (en) | 2017-06-23 | 2019-08-27 | International Business Machines Corporation | Light generating microcapsules for self-healing polymer applications |
-
1999
- 1999-05-11 JP JP13011199A patent/JP3457213B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000317578A (ja) | 2000-11-21 |
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