铸件制造用结构体的制作方法

本发明涉及一种铸件制造用结构体。

背景技术：

铸件通常通过将木制模具或金属模具等为基础以铸造用砂形成内部具有型腔的铸模，并且根据需要在该型腔内配置型芯后，向该型腔供给熔液来进行制造。木制模具、金属模具的制造要求加工熟练，加工困难，存在铸模较重等的缺点，并且还产生废弃处理的问题，在量产铸件以外的情况下难以使用。另外，使用了铸造用砂的砂型由于通过向通常的砂中添加粘合剂使其固化从而保持形状，因此，为了砂的再利用需要进行再生处理工序，导致再利用成本增大。而且，也会产生再生处理时还产生粉尘等废弃物等的问题。

作为解决这样的问题的技术，提出了有关纸浆等有机纤维和无机纤维的成型体(专利文献1)、以无机颗粒为主成分并向其中添加作为粘结剂的热固性树脂和无机纤维等的成型体(专利文献2和3)的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-181472号公报

专利文献2：美国专利7651592号说明书

专利文献3：美国专利8387683号说明书

技术实现要素：

本发明涉及一种铸件制造用结构体，其含有无机纤维、层状粘土矿物和该层状粘土矿物以外的无机颗粒，有机成分的含量为5质量％以下。

另外，本发明涉及一种铸件制造用结构体，其含有无机纤维、层状粘土矿物和该层状粘土矿物以外的无机颗粒，在1000℃下经过30分钟加热时的质量减少率为5质量％以下。

附图说明

图1是实施例和比较例的铸件制造用结构体的质量减少率的曲线图。

具体实施方式

根据专利文献1～3中记载的成型体，在一定程度上解决了铸模的加工性、轻量化和废弃处理的问题。但是，这些文献所记载的成型体在浇铸时因来自成型体所含的有机材料的燃烧气体所引起的铸件的气体缺陷、所制造的铸件的表面平滑性的方面，存在改善的余地。

因此，本发明涉及一种能够消除上述现有技术所具有的缺点的铸件制造用结构体。

以下，根据其优选的实施方式对本发明进行说明。本发明的铸件制造用结构体(以下，简称为“结构体”。)含有无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物。本说明书中的“铸件制造用结构体”，根据上下文是指构成铸模的一个部件的部件，例如分割式模具和铸模本身。本说明书中的“质量％”只要没有特别说明，表示相对于铸件制造用结构体的整体质量的质量比例。

本发明的铸件制造用结构体含有无机颗粒。本发明中的无机颗粒用于提高作为目标的铸件制造用结构体的耐热性。本发明的结构体所含的无机颗粒，只要没有特别说明，是指除后述的层状粘土矿物以外的无机颗粒。

作为本发明中使用的无机颗粒，例如可以列举黑曜石、石墨、莫来石、二氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化铝和滑石等。这些之中，从耐烧粘性的观点考虑，优选使用石墨、莫来石和黑曜石，其中，从耐热性的观点考虑，更优选使用石墨和莫来石。一般而言，石墨分类为：如鳞状石墨或土状石墨等天然产出的石墨；和将石油焦炭、炭黑或沥青等作为原料人工制造的人造石墨。这些石墨中，从提高结构体的成型性的观点考虑，优选使用鳞状石墨。这些无机颗粒可以单独使用或将二种以上组合使用。

从提高结构体的透气性而抑制铸件的气体缺陷的观点考虑，本发明中使用的无机颗粒的平均粒径优选为1μm以上、更优选为10μm以上。另外，从结构体在浇铸时也维持充分的热强度的观点考虑，无机颗粒的平均粒径优选为3000μm以下、更优选为500μm以下。更具体而言，无机颗粒的平均粒径优选为1μm以上3000μm以下、更优选为10μm以上500μm以下。为了使无机颗粒的平均粒径成为上述的范围，可以使用公知的粉碎装置进一步实施粉碎处理。

粉碎处理的方法没有特别限定，例如可以进行干式粉碎或湿式粉碎。作为干式粉碎中使用的粉碎装置，例如可以列举辊磨机、滚动球磨机、振动球磨机、振动棒磨机、振动管磨机、行星式球磨机或离心流化磨等容器驱动介质研磨机、塔式粉碎机、搅拌槽式研磨机、流通槽式研磨机或环形式研磨机等介质搅拌式研磨机、高速离心辊磨机或角磨机(angmill)等压紧剪切研磨机、研钵、石磨、微粒磨碎机(masscolloider)、双轴式轮碾机(fretmill)、磨轮式碾机、刀式粉碎机(knifemill)、销棒粉碎机、切碎机(cuttermill)或锤磨机等。另外，作为湿式粉碎中使用的粉碎装置，例如可以列举：在该装置内放入成为粉碎处理的对象的无机颗粒、水等液体介质、以及球或珠等粉碎介质，通过螺杆等搅拌子对介质赋予旋转动力来进行粉碎处理的介质粉碎装置；以及高压均质机或超高压均质机等的无介质粉碎装置等。

无机颗粒的平均粒径例如能够通过使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置(la-950v2、株式会社堀场制作所制造)测定粒径分布来获得。关于粒径分布的测定，附件使用干式单元，对无机颗粒经压缩空气分散后的粉末状态的粒径进行测定。关于测定条件，将压缩空气的压力设为0.20mpa、将流量设为320l/min，并以激光的吸光度达到95％～99％的方式调整试样的投入量来进行测定。由所得到的体积基准的粒径分布计算粒径的平均值，将其定义为平均粒径。

从使结构体在制造时和浇铸时的形状保持性、表面平滑性和脱模性良好的观点考虑，无机颗粒的含量优选为40质量％以上、更加优选为60质量％以上。另外，无机颗粒的含量优选为90质量％以下、更加优选为85质量％以下。具体而言，从同样的观点考虑，无机颗粒的含量优选为40质量％以上90质量％以下、更加优选为60质量％以上85质量％以下。

本发明的铸件制造用结构体含有无机纤维。本发明中使用的无机纤维主要用于维持铸件制造用结构体的所希望的形状，特别优选为不因铸造时的熔融金属的热而燃烧且能够维持该结构体的形状的无机纤维。作为本发明中使用的无机纤维，例如可以列举碳纤维和岩棉等人造矿物纤维、陶瓷纤维、以及天然矿物纤维。这些之中，从在浇铸时的高温环境下维持结构体的形状和强度的观点考虑，优选使用碳纤维，更优选使用沥青基或聚丙烯腈(pan)基的碳纤维，更加优选使用聚丙烯腈(pan)基碳纤维。这些无机纤维可以单独使用或将二种以上组合使用。

从提高铸件制造用结构体的成型性和均匀性的观点考虑，无机纤维的平均纤维长度优选为0.5mm以上、更优选为1mm以上。另外，无机纤维的平均纤维长度优选为15mm以下、更优选为8mm以下、更加优选为5mm以下。具体而言，从同样的观点考虑，无机纤维的平均纤维长度优选为0.5mm以上15mm以下、更优选为1mm以上8mm以下、更加优选为1mm以上5mm以下。无机纤维的平均纤维长度，例如能够使用纤维长度测定器(optestequipmentinc.制造、hiresfiberqualityanalyzer)等装置进行测定。

在含有碳纤维作为无机纤维的情况下，从提高结构体在制造时的成型性和浇铸时的形状保持性的观点考虑，碳纤维的含量优选为1质量％以上、更优选为2质量％以上。另外，碳纤维的含量优选为20质量％以下、更优选为16质量％以下。具体而言，从同样的观点考虑，碳纤维的含量优选为1质量％以上20质量％以下、更优选为2质量％以上16质量％以下。

从提高结构体在制造时的成型性和浇铸时的形状保持性的观点考虑，本发明中的无机纤维的含量优选为1质量％以上、更优选为2质量％以上。另外，无机纤维的含量优选为20质量％以下、更优选为16质量％以下。具体而言，从同样的观点考虑，无机纤维的含量优选为1质量％以上20质量％以下、更优选为2质量％以上16质量％以下。

然而，上述专利文献1～3的技术中，除了上述无机颗粒、无机纤维以外，还混合纸浆或热固性树脂等有机材料来制成铸件制造用的结构体。作为有机材料混合有纸浆的情况下，结构体加工时制成以水为溶剂的纸浆浆料维持流动性，在抄纸后能够干燥固化的性质，从提高结构体的加工性、形状保持性的方面而言是有利的。另外，作为有机材料混合有热固性树脂的情况下，该树脂作为将无机颗粒和无机纤维结合的粘合剂发挥作用，因此，从提高结构体的形状保持性的方面而言是有利的。然而，这样的有机材料容易因浇铸时的燃烧或熔融而产生气体，因此，该气体会成为使铸件的铸造缺陷(孔、裂纹等的气体缺陷)产生的原因之一。另一方面，当以降低铸件的气体缺陷为目的而降低有机材料的含量时，结构体的加工性和形状保持性会显著下降。其结果，无法有效率地生产具有所希望的尺寸精度的铸件。

为了解决这样的问题，本发明者进行了深入研究，其结果发现，通过代替纸浆或树脂等有机材料而使用由无机材料构成的层状粘土矿物，从而即使实质上不含有有机材料时，也能够维持结构体的加工性和形状保持性，并且所制得的铸件的表面平滑性高，能够降低气体缺陷的发生率。

本发明的铸件制造用结构体含有层状粘土矿物。本发明中的层状粘土矿物主要用于通过层状粘土矿物介于含有无机颗粒、无机纤维的材料之间来对结构体赋予成型性，进而赋予常温和热强度。

作为本发明中使用的层状粘土矿物，能够使用以层状硅酸盐矿物为代表的具有层状结构的结晶性的无机化合物。层状粘土矿物可以是天然的，也可以是人工制得的。作为层状粘土矿物的具体例子，能够列举高岭石族、蒙皂石族和云母族等所代表的粘土矿物。作为高岭石族的粘土矿物，例如可以列举高岭石。作为蒙皂石族的粘土矿物，例如可以列举蒙脱石、膨润土、皂石、锂蒙脱石、贝得石、硅镁石和绿脱石等。作为云母族的粘土矿物，例如可以列举蛭石、埃洛石和四硅云母等。此外，也能够使用作为层状双氢氧化物的水滑石等。特别是在上述的层状粘土矿物中，从与含水状态下的各成分的粘结力强、成型时的形状赋予性的观点考虑，优选使用蒙脱石、膨润土。另外，从浇铸时的耐热性的观点考虑，优选使用高岭石、蒙脱石。这些各种层状粘土矿物可以单独使用或将2种以上组合使用。

层状粘土矿物的平均粒径优选为0.1μm以上、更优选为1μm以上、另外，优选为500μm以下、更优选为200μm以下。具体而言，层状粘土矿物的平均粒径优选为0.1μm以上500μm以下、更优选为1μm以上200μm以下。在层状粘土矿物的颗粒为板状的情况下，该矿物的平均粒径是指最长边的长度。通过使用具有该范围的平均粒径的层状粘土矿物，能够使在铸件制造用结构体中的分散性变得良好，其结果，能够进一步提高铸件制造用结构体的成型性和强度。层状粘土矿物的平均粒径能够利用与上述无机颗粒的平均粒径的测定方法同样的方法进行测定。为了使层状粘土矿物的平均粒径在上述的范围，可以使用与无机颗粒同样的粉碎装置进一步进行粉碎。

本发明中的层状粘土矿物的含量，从使铸件制造用结构体的成型性良好的观点考虑，优选为1质量％以上、更优选为3质量％以上、进一步优选为5质量％以上。另外，从抑制铸造时来自结构体的气体产生量、降低铸件的气体缺陷的发生率的观点考虑，层状粘土矿物的含量的上限优选为50质量％以下、更优选为30质量％以下、更加优选为20质量％以下。具体而言，层状粘土矿物的含量优选为1质量％以上50质量％以下、更优选为3质量％以上30质量％以下、更加优选为5质量％以上20质量％以下。

在含有蒙脱石作为层状粘土矿物的情况下，从使铸件制造用结构体的成型性良好的观点考虑，蒙脱石的含量优选为1质量％以上、更优选为3质量％以上、进一步优选为5质量％以上。另外，从抑制铸造时来自结构体的气体产生量、降低铸件的气体缺陷的发生率的观点考虑，蒙脱石的含量的上限优选为50质量％以下、更优选为30质量％以下、更加优选为20质量％以下。具体而言，蒙脱石的含量优选为1质量％以上50质量％以下、更优选为3质量％以上30质量％以下、更加优选为5质量％以上20质量％以下。

本发明的铸件制造用结构体通过含有层状粘土矿物，能够降低在铸造时等高温环境下的质量减少率。铸件制造用结构体的质量减少率可以视为与铸造时来自该结构体的气体产生率大致相同，因此，质量减少率越少，意味着能够越稳定地维持结构体的成型性、形状保持性和热强度，并且能够越有助于所制得的铸件的尺寸精度的维持以及气体缺陷的降低。

具体而言，本发明的铸件制造用结构体优选在氮气氛下以1000℃经过30分钟加热时的质量减少率为5质量％以下、更优选为3质量％以下，另外，其下限越低越优选，实际上，只要下限值为5质量％左右就能够充分地达成本发明的目的。质量减少率的测定方法在后述的实施例中详细描述。

本发明的铸件制造用结构体中，除了上述成分以外，只要不损害本发明的效果，也可以配合含有有机成分的材料(以下，也将其称为“有机材料”。)。作为含有有机成分的材料，例如可以列举纸浆、淀粉、热固性树脂、着色剂、热膨胀性颗粒等的粘结剂、形状保持剂等有机材料。从有效地降低铸件的气体缺陷的发生的观点考虑，使用含有有机成分的材料时，相对于铸件制造用结构体整体的有机成分的含量优选为5质量％以下、更优选为1质量％以下、进一步优选实质上不含有。另外，允许不可避免地混入来自无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物的有机成分、或在后述的结构体的制造中所使用的水中所含的有机成分。此外，有机成分是指其结构中具有烃的天然物或化合物。

在本发明的铸件制造用结构体中，除了上述成分以外，只要不损害本发明的效果，也可以涂敷涂模剂。涂模剂的目的在于防烧粘性、表面平滑性和脱模性的改善。作为涂模剂，例如可以列举以耐火颗粒为主原料并且作为有机成分含有热固性树脂或硅酮等的材料等这样的在砂型铸造或壳型铸造等中通用的涂模剂。

以上是关于本发明的铸件制造用结构体的说明，以下说明本发明的铸件制造用结构体的制造方法。本制造方法大致分为：将无机纤维、层状粘土矿物、层状粘土矿物以外的无机颗粒和分散介质混合来制作结构体前体的工序；和利用压模对上述结构体前体进行热压，一边将该结构体前体干燥固化一边进行成型的工序。

首先，将无机纤维、层状粘土矿物、层状粘土矿物以外的无机颗粒和分散介质混合来制作结构体前体(混合工序)。具体而言，将无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物均匀地混合后，再添加水等分散介质进行混炼，制作结构体前体。结构体前体例如能够利用人手或公知的混炼装置进行混炼来制作。特别优选适于糊或面团(dough)等高粘度的搅拌的万能搅拌机、捏合机或加压式捏合机等。在使用混炼装置的情况下，例如能够通过使用台式捏合机(株式会社入江商会制造)以20rpm混炼10分钟来进行。相对于含有无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物的混合物的合计100质量份，水等分散介质的添加量优选为40质量份以上60质量份以下。

层状粘土矿物在其干燥状态下为粒状或粉状，通过与水混合，从而与层状粘土矿物的单位结晶层间所含的阳离子水合，水分子进入该层间。对于湿润状态的层状粘土矿物，层状粘土矿物的单位结晶层间的距离因水分子而增加，从而溶胀，成为具有粘性的流体。层状粘土矿物的流体兼具流动性和粘性，因此，能够容易地进入无机颗粒与无机纤维之间，并且能够像将它们彼此结合的粘合剂那样发挥作用。结构体前体含有无机颗粒、无机纤维、层状粘土矿物和水，是能够容易因外力而变形的面团状的物质。

从提高结构体的成型性的观点考虑，可以将面团状的结构体前体供给至外力赋予装置进行拉伸，制成片材形状(拉伸工序)。作为外力赋予装置，只要是能够将结构体前体拉伸成片材形状的构成，就没有特别限制，例如，能够将结构体前体供给至一对拉伸辊之间、或拉伸辊与平板之间，进行拉伸。该工序中，结构体前体处于能够容易因外力而变形的状态。

接下来，利用压模对面团状或片状的结构体前体进行热压，一边将该结构体前体干燥固化，一边成型为具有目标的铸模的形状的结构体(热压工序)。压模具有与进行成型的铸件制造用结构体的外形对应的形状。通过利用该压模对结构体前体进行热压，将压模的形状转印至结构体前体的同时，一边将结构体前体所含的水分脱水而使其干燥固化、一边成型成具有目标的铸模的形状的结构体。经过该工序的结构体成为不能因外力而容易地变形的结构体。成型后的结构体可以以组合两个为一组的分割式模具而形成铸模的方式，成型为具有朝向外部开口的型腔，也可以成为一体成型的结构体。

通过利用加热和加压，从结构体前体中将水分进行脱水，该前体所含的层状粘土矿物失去存在于其单位结晶层间的水分子。由于失去水分子，层状粘土矿物一边与无机颗粒和无机纤维一起在结构体的内部形成致密的结构，一边收缩并固化。其结果，在无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物之间产生剪切力，变得难以因外力而容易地变形，并且能够有效地发挥结构体的形状保持性。

从容易进行自结构体前体的脱水的观点考虑，热压时的加热温度优选为70℃以上、更优选为100℃以上。热压时的加热温度优选为250℃以下、更优选为200℃以下。具体而言，优选为70℃以上250℃以下、更优选为100℃以上200℃以下。另外，从制造效率的观点考虑，其加热时间优选设为1分钟以上。另外，从同样的观点考虑，优选设为60分钟以下。具体而言，优选设为1分钟以上60分钟以下。另外，从提高结构体的成型性的观点考虑，热压时的压力优选为0.5mpa以上、更优选为1mpa以上。另外，从同样的观点考虑，优选为20mpa以下、更优选为10mpa以下。具体而言，优选为0.5mpa以上20mpa以下、更优选为1mpa以上10mpa以下。

本发明的铸件制造用结构体，从降低因水蒸气引起的铸件的气体缺陷的观点考虑，优选将其水分量设为5质量％以下、更优选设为3质量％以下。铸件制造用结构体中的水分量，可以在上述的热压工序中调节，也可以通过除了热压工序之外还进行干燥工序来调节。在进行干燥工序的情况下，能够使用公知的恒温槽或热风干燥装置等，并且加热温度和加热时间可以与上述同样地进行。

在将由两个为一组的分割式模具构成的铸件制造用结构体组合成铸模时，通过按照上述方法将结构体制成一组分割式模具之后，以将型腔侧作为内侧的方式再接合分割式模具，从而能够制造目标的铸模。作为分割式模具的接合方法，例如可以利用螺钉或夹子等接合部件或通用粘接剂、如覆盖一组分割式模具的砂型等来进行接合。

铸件制造用结构体的厚度可以根据目标的铸件的形状来适当设定，至少与熔融金属接触的部分的厚度优选为0.2mm以上10mm以下、更优选为1mm以上5mm以下。通过具有这样的厚度，能够得到浇铸时的充分的热强度，并且能够维持形状保持性，因而优选。

经过以上的工序制得的本发明的铸件制造用结构体由比较轻量并且具有耐热性的无机成分构成，因此，作为该结构体也是轻量的，并且具有高耐热性。特别是本发明的铸件制造用结构体通过含有无机颗粒、无机纤维和层状粘土矿物，从而兼具高的常温强度和热强度及高的形状保持性。

使用了本发明的铸件制造用结构体的铸件的制造方法可以通过通常的铸造方法进行。即，从形成于铸件制造用结构体的浇注口将熔融金属注入，进行浇铸。然后，在结束浇铸后，冷却至规定的温度，去掉铸件制造用结构体，使铸件露出。然后，也可以根据需要，对铸件实施修剪处理等后处理。

特别是在将本发明的铸件制造用结构体用作铸模来制造铸件的情况下，与将含有砂型、有机材料的结构体用作铸模的情况相比，能够有效地降低结构体对铸件的烧粘、以及气体缺陷等铸件缺陷，其结果，能够制造尺寸精度和表面平滑性优异的铸件。能够制造尺寸精度和表面平滑性优异的铸件能够减少为了使所制得的铸件成为所希望的形状和尺寸精度的后处理，其结果，能够降低铸件的制造成本。

以上，基于其优选的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。

关于上述的实施方式，本发明还公开以下的铸件制造用结构体。

＜1＞一种铸件制造用结构体，其中，含有无机纤维、层状粘土矿物和该层状粘土矿物以外的无机颗粒，有机成分的含量为5质量％以下。

＜2＞一种铸件制造用结构体，其中，含有无机纤维、层状粘土矿物和该层状粘土矿物以外的无机颗粒，在1000℃下经过30分钟加热时的质量减少率为5质量％以下。

＜3＞上述＜1＞或＜2＞所述的铸件制造用结构体，其中，上述无机颗粒含有选自黑曜石、石墨和莫来石中的1种以上。

＜4＞上述＜1＞～＜3＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，上述无机纤维含有碳纤维。

＜5＞上述＜1＞～＜4＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，上述无机纤维的平均纤维长度为0.5mm以上15mm以下。

＜6＞上述＜1＞～＜5＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，上述层状粘土矿物含有选自膨润土和蒙脱石中的1种以上。

＜7＞上述＜1＞～＜6＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，在氮气氛下以1000℃经过30分钟加热时的质量减少率优选为5质量％以下、更优选为3质量％以下。

＜8＞上述＜1＞～＜7＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机颗粒的含量优选为40质量％以上、更加优选为60质量％以上，优选为90质量％以下、更加优选为85质量％以下，无机颗粒的含量优选为40质量％以上90质量％以下、更加优选为60质量％以上85质量％以下。

＜9＞上述＜1＞～＜8＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机颗粒的平均粒径优选为1μm以上、更优选为10μm以上，优选为3000μm以下、更优选为500μm以下，优选为1μm以上3000μm以下、更优选为10μm以上500μm以下。

＜10＞上述＜1＞～＜9＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机纤维的平均纤维长度优选为0.5mm以上、更优选为1mm以上，优选为15mm以下、更优选为8mm以下、更加优选为5mm以下，优选为0.5mm以上15mm以下、更优选为1mm以上8mm以下、更加优选为1mm以上5mm以下。

＜11＞上述＜1＞～＜10＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，无机纤维的含量优选为1质量％以上、更优选为2质量％以上，优选为20质量％以下、更优选为16质量％以下，优选为1质量％以上20质量％以下、更优选为2质量％以上16质量％以下。

＜12＞上述＜1＞～＜11＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，在含有碳纤维作为无机纤维的情况下，碳纤维的含量优选为1质量％以上、更优选为2质量％以上，优选为20质量％以下、更优选为16质量％以下，优选为1质量％以上20质量％以下、更优选为2质量％以上16质量％以下。

＜13＞上述＜1＞～＜12＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，层状粘土矿物的含量优选为1质量％以上、更优选为3质量％以上、进一步优选为5质量％以上，其上限优选为50质量％以下、更优选为30质量％以下、更加优选为20质量％以下，优选为1质量％以上50质量％以下、更优选为3质量％以上30质量％以下、更加优选为5质量％以上20质量％以下。

＜14＞上述＜1＞～＜13＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，在作为层状粘土矿物含有蒙脱石的情况下，蒙脱石的含量优选为1质量％以上、更优选为3质量％以上、进一步优选为5质量％以上，其上限优选为50质量％以下、更优选为30质量％以下、更加优选为20质量％以下，优选为1质量％以上50质量％以下、更优选为3质量％以上30质量％以下、更加优选为5质量％以上20质量％以下。

＜15＞上述＜1＞～＜14＞中任一项所述的铸件制造用结构体，其中，层状粘土矿物的平均粒径优选为0.1μm以上、更优选为1μm以上，另外，优选为500μm以下、更优选为200μm以下，层状粘土矿物的平均粒径优选为0.1μm以上500μm以下、更优选为1μm以上200μm以下。

＜16＞一种铸件制造用结构体的制造方法，其中，具备：

将无机纤维、层状粘土矿物、层状粘土矿物以外的无机颗粒和分散介质混合来制作结构体前体的工序；和

利用压模对上述结构体前体进行热压，一边将该结构体前体干燥固化一边进行成型的工序。

＜17＞上述＜16＞所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，上述热压时的加热温度优选为70℃以上、更优选为100℃以上，优选为250℃以下、更优选为200℃以下，优选为70℃以上250℃以下、更优选为100℃以上200℃以下。

＜18＞上述＜16＞或＜17＞所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，上述热压时的加热时间优选设为1分钟以上，优选设为60分钟以下，优选设为1分钟以上60分钟以下。

＜19＞上述＜16＞～＜18＞中任一项所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，上述热压时的压力优选为0.5mpa以上、更优选为1mpa以上，优选为20mpa以下、更优选为10mpa以下，优选为0.5mpa以上20mpa以下、更优选为1mpa以上10mpa以下。

＜20＞上述＜16＞～＜19＞中任一项所述的铸件制造用结构体的制造方法，其中，在上述热压中，将上述结构体前体所含的水分脱水，使该结构体前体的水分量优选为5质量％以下、更优选为3质量％以下。

＜21＞一种铸件的制造方法，其中，使用上述＜1＞～＜15＞中任一项所述的铸件制造用结构体并浇铸熔融金属。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行更详细地说明。然而，本发明的范围不限于这些实施例。

〔实施例1〕

使用含有62质量％的平均粒径27μm的黑曜石(kinseimatecco.,ltd.制造、nicecatchflour#330)作为无机颗粒、含有8质量％的平均纤维长度3mm的pan基碳纤维(三菱化学株式会社制造、pyrofiltr03cma4m)作为无机纤维、含有30质量％的平均粒径145μm的蒙脱石(kunimineindustriesco.,ltd.制造、kunipiaf)作为层状粘土矿物的混合物，按照上述的方法制造铸件制造用结构体。相对于混合物100质量份，水的添加量为50质量份。将结构体前体的加热温度和加热时间设为140℃、10分钟，将热压时的压力设为5mpa。

〔实施例2〕

作为无机颗粒，代替黑曜石而含有平均粒径48μm的鳞状石墨(伊藤石墨工业株式会社制造、srp-150)77质量％，使蒙脱石的含量为15质量％，除此以外，与实施例1同样地制造铸件制造用结构体。

〔实施例3〕

作为无机颗粒，代替鳞状石墨而使用平均粒径30μm的莫来石77质量％，除此以外，与实施例2同样地制造铸件制造用结构体。

〔实施例4～6〕

将莫来石、碳纤维和蒙脱石以表1所示的比例混合，除此以外，与实施例3同样地制造铸件制造用结构体。

〔实施例7～9〕

将作为有机材料的酚醛树脂和蒙脱石以表1所示的比例混合，除此以外，与实施例3同样地制造铸件制造用结构体。

〔比较例1〕

本比较例中，制造代替层状粘土矿物而含有有机纤维和热固性树脂作为有机材料的铸件制造用结构体。有机材料中，作为有机纤维含有平均纤维长度1mm的旧报纸纸浆(游离度(csf)150cc)26质量％，作为热固性树脂含有酚醛树脂(airwaterbellpearlinc.制造的“bellpearl(注册商标)s-890”)18质量％。无机颗粒(黑曜石)和无机纤维(东丽株式会社制造、toraycachop)的含量如表1所示。

＜原料浆料的制备＞

向以下的表1所示的原料中适量混合聚丙烯酰胺类凝集剂(mitsui-cytecltd.制造、a110)，制备相对于水以3质量％的比例分散的原料浆料。

＜铸件制造用结构体的抄造成型＞

作为抄纸模具，使用具有型腔形成面的一对分割式模具、在该型腔形成面配置有规定目径的网、且形成有连通型腔形成面与外部的多个连通孔的模具。利用螺杆泵(mohnopump)使上述原料浆料循环，一边向上述抄纸模具内加压注入规定量的浆料，一边通过上述连通孔排水，使规定的纤维层叠体堆积在上述网的表面。注入规定量的原料浆料后，将0.2mpa的加压空气向堆积有该纤维层叠体的抄纸模具内供给约30秒，对该纤维层叠体进行脱水。将所得到的纤维层叠体从抄纸模具中取出，转移至加热至220℃的干模。作为干模，使用具有型腔形成面的一对分割式模具且形成有连通该型腔形成面与外部的多个连通孔的模具。在干燥工序中，从上述干模的上方开口部插入袋状的弹性型芯，在密闭的该干模内，向该弹性型芯内供给加压流体(压缩空气、0.2mpa)，使该弹性型芯膨胀。然后，将上述纤维层叠体压向该干模的内表面，一边转印该干模的内表面形状，一边使该纤维层叠体干燥。进行规定时间(90秒)的加压干燥后，抽出上述弹性型芯内的加压流体，使该弹性型芯收缩，使其从上述干模内撤出。然后，将所得到的成型体从上述干模中取出并冷却，得到比较例1的铸件制造用结构体。

〔比较例2〕

本比较例中，制造代替层状粘土矿物而含有有机纤维、热固性树脂和热膨胀性颗粒作为有机材料的铸件制造用结构体。有机材料中，作为有机纤维含有平均纤维长度1mm的旧报纸纸浆(游离度(csf)150cc)4质量％，作为热固性树脂含有酚醛树脂(airwaterbellpearlinc.制造、s890)12质量％，作为热膨胀性颗粒含有热膨胀性微胶囊(松本油脂制药株式会社制造、matsumotomicrospheref-105d)4质量％。无机颗粒(鳞状石墨)和无机纤维(三菱丽阳株式会社制造、pyrofil)的含量如表1所示。除此之外，与比较例1同样地制造铸件制造用结构体。

〔质量减少率的评价〕

质量减少率的评价是使用热重测定装置(seikoinstrumentsinc.制造、sta7200rvtg/dta)，将各实施例和各比较例的铸件制造用结构体在氮气氛下从30℃以升温速度20℃/分钟加热至1000℃，将其质量的变化以温度的函数进行测定，求出其质量减少率。将结果示于图1和表1。

〔铸件的表面粗糙度〕

以各实施例和各比较例的铸件制造用结构体为铸模，向该铸模中流入含有铸铁的1350℃的熔融金属，制造铸件。依据jisb0601:2013测定所制得的铸件的表面粗糙度(ra)(μm)。表面粗糙度(ra)的数值越低，则铸件的表面平滑性越高。将结果示于表1。

如图1和表1所示，不含有机材料或者含有有机材料5质量％以下的各实施例中，以1000℃加热时的质量减少率为5质量％以下。相对于此，含有超过5质量％的有机材料的各比较例中，质量减少率超过5质量％，可知气体的产生显著。由此可知，含有层状粘土矿物的各实施例的铸件制造用结构体能够降低铸造时的铸件的气体缺陷。

另外，如表1所示，可知与各比较例相比，各实施例的铸件的表面粗糙度(ra)较低。由此可知，含有层状粘土矿物的各实施例的铸件制造用结构体的铸模的表面平滑性优异。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种轻量并且铸模等的成型性良好、浇铸时的热强度和形状保持性也优异的铸件制造用结构体。

另外，根据本发明，能够提供所得到的铸件的表面平滑性优异、并且在铸件的气体缺陷的产生率降低方面优异的铸件制造用结构体。