花王株式会社以其「铸造用无机涂层砂『Kao ICS』的开发」荣获一般社团法人日本化学工业协会第58回(2025年度)日化协技术奖之「环境技术奖」。该奖项旨在表彰通过开发及工业化优秀的化学技术,对化学产业及经济社会发展有所贡献的业绩。其中,「环境技术奖」授予那些在降低环境负荷方面具有显著效果的独创性技术或改良技术,并对科学技术进步有所贡献的团体。 同时,公司亦以「嗅觉受体全面评估系统『ScentVista 400®』的开发」荣获「综合奖」,本年度共获两项殊荣。这代表来自不同领域的技术均获得了高度评价。 获奖技术背景 铸造是将高温熔化的金属注入用砂制成的模具(铸模)中,待其冷却凝固后制成所需形状的金属制品(铸件)的方法。由于能够成形复杂的形状,此法广泛应用于汽车、工具机等多个领域的零件制造。在铸造不可或缺的铸模制作过程中,广泛使用以耐热性高的有机材料酚醛树脂作为黏合剂,预先涂布在砂粒表面的有机涂层砂(图1)。 然而,有机涂层砂虽然在干燥状态下易于操作,但会因熔融金属的高温而分解,产生臭气和有害气体。结果不仅造成作业环境问题,产生的气体也容易导致铸件内部或表面出现缺陷(气孔缺陷),成为高品质铸件制造的一大障碍。为应对这些课题,近年来,使用不易产生气体的无机材料水玻璃涂层砂受到关注。但由于水玻璃是液体,砂粒容易黏附,对于复杂形状的模具填充困难,加上其吸湿性会导致在高湿度下制成的铸模损坏,这些都成为普及的阻碍因素。 因此,花王致力于开发一种新的无机涂层砂,既使用无机材料,又能保持如有机涂层砂般的干爽流动状态。 - 获奖技术概要 花王研究了多种材料及其组合以替代水玻璃作为黏合剂,并着眼于一种特定的硅酸盐。通过开发独家技术将其固定在砂粒表面,花王发现可以在不损害其原有干爽流动性的情况下,维持干燥状态。此外,通过添加特殊的无机添加剂,也确立了抑制吸湿性、防止铸模在高湿度下损坏的技术。基于以上研究成果,花王开发了新的无机涂层砂技术「Kao ICS」(图2)。 > 1. 抑制铸造时的臭气和气体产生,有助于改善作业环境和提高铸件品质。 2. 在干燥状态下具有优异的流动性,可利用现有的有机涂层砂设备。 3. 在涂层砂制造和铸造过程中,与有机涂层砂相比,总二氧化碳排放量减少约50%。 花王在铸造用材料等技术开发方面已有超过50年的经验。未来,花王希望通过「Kao ICS」应用的铸造用无机涂层砂的实用化,为铸造行业的进一步发展做出贡献。