特許 6091013 鋳物およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6091013

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】鋳物およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 29/00 20060101AFI20170227BHJP

   G06K 19/06 20060101ALI20170227BHJP

   G06K 1/12 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   B22D29/00 G

   B22D29/00 B

   B22D29/00 Z

   G06K19/06 009

   G06K1/12 A

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-197716(P2014-197716)

(22)【出願日】2014年9月29日

(65)【公開番号】特開2016-68099(P2016-68099A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2015年4月14日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】305022598

【氏名又は名称】株式会社日立メタルプレシジョン

(72)【発明者】

【氏名】坂口 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】青戸 浩樹

【審査官】 藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３２２６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３１５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７４５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０１１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８２２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０５４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２４０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０３８８５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２６２１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ ２９／００−３１／００

Ｇ０６Ｋ １／００−５／０４

Ｇ０６Ｋ １９／００−１９／１８

Ｂ２１Ｃ ５１／００

Ｂ４１Ｍ １／００−３／１８

Ｂ４１Ｍ ７／００−９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以上２０μｍ以下である鋳肌に、インクによるバーコードまたは二次元コードのマーキングを有する、鋳物。

【請求項2】

耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌の表面温度を４０℃以上７０℃以下に昇温した後に、インクを用いて前記鋳肌の表面にマーキングを行う、鋳物の製造方法。

【請求項3】

前記昇温前に前記鋳肌のブラスト処理を行う、請求項２に記載の鋳物の製造方法。

【請求項4】

前記マーキングはインクジェット式の印刷装置によって行う、請求項３に記載の鋳物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳物およびその製造方法に関し、特に、金属溶湯との接触面が耐火物粉末からなる鋳型を用いて鋳造された鋳肌にインクによるマーキングを有する鋳物およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋳物に対し、製造日や製造番号などを表す文字、数字、および図形などからなる個別の識別マークを付ける（以下、「マーキング」という。）ことがある。鋳物へのマーキングは、例えば、鋳型肌（鋳型の表面）に識別マークの鏡像を彫り込むことによって鋳肌（鋳物の表面）に凸の識別マークを鋳出す方法（特許文献１）や、レーザマーキング装置や彫刻機によって鋳肌に対し、あるいは鋳肌を機械加工した後の平滑な表面に対し、凹の識別マークを彫り込む方法（特許文献２）などがある。また、特許文献２には、金型を用いて鋳造された鋳物（Ｍｇ鋳造製品）の機械加工後の加工面に対し、インクを用いてマーキングを行う記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０９−２３４５４３号公報

【特許文献2】特開２００１−２０５４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１、２に記載された凸または凹のマーキング方法では、鋳物が、本来の機能を奏するために必要のない凸部または凹部を、その表面に有することになる。例えば、過給機用羽根車など、特に高速回転させて使用する鋳物の場合、回転中の振れ回りを抑制するためのバランスを考慮した設計が容易でないことや、実物のバランスの調整作業が難しいといった不都合があった。また、特許文献２に記載されたレーザ照射や彫刻によるマーキング方法では、鋳物の表面性状および鋳造組織が変化して機械的性質が変化しやすいため、鋳物の品質に影響を与えることがあった。

【0005】

特許文献２に記載されたインクを用いたマーキング方法では、鋳物が、本来は必要のない凸部または凹部を、その表面に有することはない。しかし、このインクを用いたマーキング方法は、金型の平滑な表面の転写によって形成された比較的平滑な鋳肌や機械加工後の平滑な加工面を対象とし、表面が粗い鋳放ちの鋳肌やブラスト処理された鋳肌を対象とする技術ではなかった。

【0006】

本発明の目的は、金属溶湯と接触する鋳型肌が耐火物粉末からなる鋳型を用いて鋳造された鋳放ちの鋳肌やブラスト処理された鋳肌を対象とするインクを用いたマーキング技術に係る課題を解決し、そのような鋳肌にインクによるマーキングを有する鋳物およびその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、表面が粗い鋳放ちの鋳肌やブラスト処理された鋳肌に対してインクを用いたマーキングを行う技術を開発する過程において、マーキングにおけるインクの滲みが鋳物の温度、特に鋳肌の温度の影響を強く受けることを見出し、本発明に到達した。

【0008】

すなわち本発明の鋳物は、表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ以上２０μｍ以下である鋳肌に、インクによるバーコードまたは二次元コードのマーキングを有する。
前記鋳肌はブラスト処理されていてもよい。

【0009】

上述した本発明の鋳物は、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌の表面温度を４０℃以上７０℃以下に昇温した後に、インクを用いて前記鋳肌の表面にマーキングを行う製造方法によって作製することができる。
前記昇温前に前記鋳肌のブラスト処理を行うことが好ましい。
前記マーキングはインクジェット式の印刷装置によって行うことができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の鋳物の製造方法によれば、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌に対してインクによるマーキングを行うことができる。従って、鋳物の表面（鋳肌）にマーキングによる凸部またはマーキングを行うための凹部を形成する必要がなく、鋳物の表面性状および鋳造組織の変化を引き起こすことがない。よって、例えば、過給機用羽根車など、特に高速回転させて使用する鋳物の場合、本発明の作用効果を奏し、バランス設計や実物のバランス調整の効率向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る鋳物の製造工程の概要を示す図である。

【図2】インクによるマーキングについて説明するための鋳物の概念図である。

【図3】ホットプレートを用いて鋳肌の表面を昇温する工程を含むマーキング工程を示す図である。

【図4】ハロゲンヒータを用いて鋳肌の表面を昇温する工程を含むマーキング工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る鋳物の実施形態およびその製造方法について、適宜図面を用いて詳細に説明する。
本発明に係る鋳物（インクによるマーキングを行う前の鋳物）は、例えば、図１に示す精密鋳造プロセスによって作製することができる。具体的には、まず、消失性材料を用いて鋳物の外形に対応する外形を有する消失性模型を作製する（模型作製工程）。続いて、消失性模型の表面を耐火物粉末を含む鋳型材を用いて多層に被覆して外殻を形成し、外殻内から消失性模型を除去し、外殻を構成する耐火物粉末を焼結して鋳型を作製する（鋳型作製工程）。その後、鋳型内に金属溶湯を注入して鋳物を鋳造する（鋳造工程）。冷却後、鋳型を除去して鋳物を取り出し、鋳物の表面を清浄化する（鋳型ばらし工程）。鋳型ばらし工程後、さらに、砂などを吹き付けることによって鋳物の表面に残存する鋳型材などを除去するブラスト処理を行ってもよい。こうした製造プロセスの場合、鋳物の形状は、消失性模型によって鋳型の内部に形成されたキャビティの形状と実質的に同等である。

【0013】

上述した製造プロセスを含む製造方法によって作製された鋳物（インクによるマーキングを行う前の鋳物）は、耐火物粉末からなる鋳型肌（外殻の内面）の転写によって形成された鋳肌を有する。耐火物粉末からなる鋳型肌（外殻の内面）は、耐火物粉末に含まれる大きな粒子（粗粒）や焼結組織に存在する空隙による無数の凹凸を有するため、上述した機械加工による金型の平滑な肌に比べ、特段に粗い。そのため、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成される鋳造直後の鋳肌（鋳放ちの鋳肌）もまた、鋳型肌と同等程度に粗い。また、鋳放ちの鋳肌に対し、さらに一般的なブラスト処理を行った場合でも、表面組織の除去を伴う研磨加工および研削加工、あるいは表面溶出を伴う化成処理によるような表面平滑性が得られないため、その表面粗さを特段に小さくすることはできない。従って、特許文献２に記載されたマーキング方法では、表面が粗い鋳放ちの鋳肌やブラスト処理された鋳肌に対し、インクによるマーキングを行うことができない。なお、本発明の「耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌」には、上記のブラスト処理を施されたものも含むものとする。

【0014】

本発明に係る鋳物（インクによるマーキングを有する鋳物）は、例えば上述した製造プロセスを含む製造方法によって作製された鋳物（インクによるマーキングを行う前の鋳物）の鋳肌、すなわち、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌に対し、インクによるマーキングを行うことによって作製される。本発明に係る鋳物の材質は、一般的なロストワックス精密鋳造法の適用が可能な、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｔｉ系合金、および、これらの耐熱性が強化された耐熱合金や超耐熱合金であってよい。本発明に係る鋳物の概念図を図２に示す。図２に示す鋳物１は、外形が円錐台で、２つの平面と１つの斜面１１からなる。この鋳物１を上述した製造プロセスを含む製造方法によって作製し、その一方の平面（マーキング面１０）に対し、インクによるマーキングを行う場合を挙げて説明する。マーキング面１０および斜面１１は、耐火物粉末からなる鋳型肌（外殻の内面）の転写によって形成された鋳肌であり、サンドブラストなどのブラスト処理が行われていてもよい。なお、本発明はその主旨を越えない限り、図２に示す鋳物１に限定されない。

【0015】

（鋳肌の表面粗さ）
本発明においては、後述する理由により、鋳肌のように無数の凹凸を有するとともに非定常な凹凸を有する可能性がある表面性状を最も的確に表すことができる粗さパラメータとして最大高さ粗さ（Ｒｚ）を選定した。また、鋳肌の全体的な凹凸を有する表面性状の水準を最も的確に表すことができる粗さパラメータとして算術的平均粗さ（Ｒａ）を選定した。なお、表面性状を表す粗さパラメータは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：２０１３に規定される。

【0016】

Ｒｚ値は、粗さ曲線の基準長さにおける最も高い山頂と最も低い谷底との縦倍率の方向の距離、すなわち測定表面に存在するキズおよび凹凸の山頂と谷底との標高差の最大値である。そのため、Ｒｚ値は、山高さおよび谷深さの影響を強く受け、粗さ曲線すなわち測定表面に一つの異常なキズまたは凹凸が存在していた場合、その一つの異常なキズまたは凹凸が被測定面の表面性状を代表することになる。例えば、鋳肌上に異常なキズまたは凹凸を有する鋳物がマーキング工程に供給され、その異常なキズまたは凹凸に対してインクが付着してマーキングの一部を構成した場合、その異常なキズまたは凹凸に対応するマーキングの輪郭は大きく歪んでしまう可能性が大きい。こうした非定常で発生する異常なキズまたは凹凸を含む鋳肌の表面性状は、最大高さ粗さ（Ｒｚ値）によれば適切に表すことができる。

【0017】

Ｒａ値は、粗さ曲線の基準長さにおける山高さおよび谷深さが一様に平均化された値であるため、測定表面の凹凸の大きさを一様に平均化した値といえる。従って、Ｒａ値は、鋳肌の全体的な表面粗さ（表面性状）の水準を的確に表したい場合は好適である。しかし、鋳肌のように無数の凹凸を有するとともに非定常な凹凸を有する可能性がある表面性状を的確に表したい場合、一つひとつの凹凸の山高さおよび谷深さの影響が緩和されてしまうため、本発明ではＲａ値よりもＲｚ値の方が適当である。

【0018】

鋳物１の鋳肌の表面粗さ（Ｒｚ値およびＲａ値）を確認するために、インクによるマーキングを行う前に、成分組成が同じ３０個の鋳物１を任意に選び、そのマーキング面１０および斜面１１の表面粗さ（ＲｚおよびＲａ）を測定した。測定においては、サンドブラスト後、マーキング面１０および斜面１１それぞれの表面上のほぼ同一領域を測定した。

【0019】

【表1】

【0020】

表１は、３０個分の鋳物１のマーキング面１０における粗さ測定値の平均値、最大値、および最小値である。本発明が対象とする鋳物は、例えばロストワックス法などの精密鋳造法で一般的に使用されている耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌を有すると考えてよく、特段に粗い表面性状が求められる鋳物の場合を除き、本発明における鋳物は、表１に示すマーキング面１０の表面粗さと同等程度、つまり、やや大きいか、やや小さいか、程度の表面粗さの鋳肌を有すると考えてよい。従って、本発明における鋳物のインクによるマーキングを有する鋳肌は、Ｒｚ値が２０μｍ以下、Ｒａ値が３μｍ以下であってよい。また、少なくとも上述した研磨加工、研削加工、および化成処理によるような平滑性を有していない表面をもつ鋳物、すなわち、Ｒｚ値が５μｍ以上、Ｒａ値が１μｍ以上の表面粗さをもつ鋳物であると、特に本発明の作用効果を奏し、有用である。

【0021】

なお、鋳肌のＲｚ値が２０μｍを超える場合、鋳肌の表面の凸部の山頂から凹部の谷底までの距離（鋳肌の表面上からの谷深さ）が大きくなるため、マーキングを読み取るときに焦点が合う範囲（被写界深度）が広がる。そのため、インクによるマーキングを読み取る際に、そのマーキングの広い被写界深度に起因して焦点が合い難くなるため、マーキングの読み取り精度が低下することがある。従って、鋳肌のＲｚ値は好ましくは１５μｍ以下である。また、鋳肌のＲｚ値およびＲａ値がより小さくなって鋳肌の表面がより平滑になることは好ましく、鋳肌にインクによるマーキングを有することも、鋳肌のマーキングを読み取ることも、より容易になる。

【0022】

本発明が対象とするインクによるマーキングは、バーコードまたは二次元コードであってよい。バーコードおよび二次元コードは、製造日や製造番号などの各種の情報が所定のルールに基づいてコード化された図形（グラフィックシンボル）であり、これを読み取って解析することによって有意な識別情報として利用できる。バーコードは、１つの方向に情報を持つ一次元コードであり、製造日や製造番号などの所定の情報を文字や数字で１文字ずつ印字する方式に比べ、識別に必要な印字面積を小さくできる。二次元コードは、水平および垂直の２つの方向に情報を持つため好ましく、一次元コードであるバーコードに比べ、より多くの情報を持たせ、かつ、印字面積をより小さくできる。なお、二次元コードは、小さな正方形を上下左右に配列させるマトリックス式（マトリックスコード）でも、複数のバーコードを上下に重ねるスタック式（スタックコード）でもよい。

【0023】

本発明に係る鋳物（インクによるマーキングを有する鋳物）は、鋳物の表面形状や鋳造組織を実質的に変化させることがない例えばインクジェット式やスタンプ式の印刷装置を使用し、マーキングを行う前の鋳物の鋳肌の表面上にインクを噴射もしくは転写して付着させることによって作製することができる。好ましくはインクジェット式の印刷装置であり、鋳肌に対して非接触で印字できるため表面形状の影響を受け難い。また、鋳肌へのマーキングに使用するインクは、例えば、工業用の切削油および炭化水素系洗浄液に対して優れた耐性を有し、乾燥が早く、汎用性が高い、産業用インクジェットプリンターに適するインクを使用することが好ましい。例えば、沸点が約８０℃のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を主溶剤とする耐アルコール性インクを用いることができる。

【0024】

本発明に係る製造方法における重要な特徴は、リーダーによる読み取りを可能にするインクによるマーキングを行うに当たり、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌の表面温度を４０℃以上に昇温した後に、インクを用いて前記鋳肌の表面にマーキングを行うことである。この場合、前記昇温前に、鋳肌のブラスト処理を行うことが好ましい。ブラスト処理は、鋳物に付着しやすく、インクの鋳肌上での濡れ拡がりを阻害する鋳型片、鋳物バリ片、砂などの塵埃、および水分や油分などを除去することができる。これにより、鋳物の鋳肌は、ブラスト処理を行わない鋳肌に比べ、インクによるマーキングを行いやすい表面性状を有することができる。

【0025】

インクによるマーキングを行うときに、鋳肌の表面が室温（２５℃程度）である場合、鋳肌に付着した液体のインクが鋳肌上で過剰に濡れ拡がって滲むことがある。インクの過剰な濡れ拡がりによる滲みを伴うマーキングは、鋳肌上でインクが乾燥した後に読み取り装置（リーダー）で読み取ることができたとしても、所定の情報として正確な識別を行うことができないことがある。鋳肌の表面温度が本発明において定める４０℃以上である場合、鋳肌上に付着したインクの乾燥を早めることができるため、インクが鋳肌上で過剰に濡れ拡がって滲むことを抑制することができる。これにより、輪郭がはっきりしたマーキングを鋳肌上に定着することができる。従って、このマーキングをリーダーで読み取って解析することにより、マーキングの持つ識別情報を正確に得ることができる。

【0026】

また、上述した沸点が約８０℃のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を主溶剤とする耐アルコール性インクを使用する場合、鋳肌の表面温度が６０℃を超えるようになると、鋳肌上に付着したインクの乾燥が特段に早まることがある。さらに７０℃を超えると、インクの乾燥があまりにも早過ぎるため、鋳肌上に付着したインクの濡れ拡がりがマーキングとしての有意な輪郭を形成する前に止まることがある。このような場合、鋳肌の表面温度の昇温は７０℃以下とすることが好ましい。これにより、鋳肌上でのインクの濡れ拡がりをマーキングとしての有意な輪郭を形成する程度まで継続させることができる。なお、前記昇温の上限値（前記７０℃）は、本来、インクに含まれる液体成分（特に沸点）および鋳肌の表面性状（特に表面粗さＲ_Ｚ値）などの条件に適するように決定すればよいが、さらに、インクの入手のしやすさ、生産効率、およびマーキング品質の安定性の観点から、好ましくは６５℃、より好ましくは６０℃である。

【0027】

また、鋳肌の表面温度を４０℃以上に昇温する場合、鋳物を全体加熱してもよいし、マーキングを行う鋳肌を部分加熱してもよい。加熱方法は、直接加熱、伝導加熱、赤外線加熱、遠赤外線加熱、高周波加熱、およびマイクロ波加熱などから、適宜選定すればよい。加熱装置は、例えば、バーナー、熱風または温風の吹付装置、電熱器、ホットプレート、オーブン、ハロゲンヒター、カーボンヒーター、セラミックスヒーター、赤外線または遠赤外線のランプ、高周波またはマイクロ波を利用した加熱装置などから、適宜選定すればよい。本発明においては、装置構成が簡易、取り扱いが簡便、連続的に作業しやすいなどの利点から、ホットプレート、ヒーター類、およびランプ類の使用を推奨する。

【0028】

次に、インクを用いて図２に示す鋳物１のマーキング面１０にマーキングを行うプロセス（マーキング工程）について、適宜図面を参照しながら説明する。

【0029】

図３に示すマーキング工程は、ホットプレート２０を用いて鋳物１を部分加熱し、マーキングを行う領域を含む鋳肌の表面を昇温する工程を含む。
図３（ａ）に示す加熱工程では、マーキング面１０がホットプレート２０の加熱面２１に向かうように、鋳物１をホットプレート２０上に載置する。ホットプレート２０が始動すると、加熱面２１が発熱し、その熱が加熱面２１から伝導あるいは輻射して鋳物１に達し、マーキング面１０を含む領域の温度が上昇する。やがて、マーキング面１０の表面温度が所定の温度（以下、「温度Ｔ１」という。）に達する。

【0030】

ホットプレート２０を用いる加熱工程に続く、図３（ｂ）に示すマーキング工程では、マーキング面１０が印刷装置３０の印字ヘッド３１に向かうように、鋳物１を配置する。この移動の間に、マーキング面１０の表面温度は徐々に下降する。接触式測温計や放射温度計などを用いて、マーキング面１０の表面温度がマーキングを印刷する所定の温度（以下、「温度Ｔ２」という。）に達したことを確認した直後、速やかに印刷装置３０を始動し、鋳肌であるマーキング面１０に対してインクによるマーキングを行う。マーキング面１０に付着したインクは、マーキング面１０の表面温度に応じて液体成分の蒸発および色成分の定着が起こり、マーキング面１０上にインクの色成分によるマーキングが形成される。このとき、インクの濡れ拡がりによる滲みの程度は、蒸発に要する時間、すなわちマーキング面１０の表面の温度Ｔ２によって変化する。

【0031】

マーキングを行う領域を含む鋳肌の表面を昇温する工程は、図３（ａ）に示すホットプレート２０を用いる加熱工程に替えて、ハロゲンヒーター２５を用いる加熱工程によってもよい。図４は、ハロゲンヒーター２５を用いる加熱工程を含むマーキング工程を示す。この工程では、図３（ｂ）に示すマーキング工程と同様に、マーキング面１０が印刷装置３０の印字ヘッド３１に向かうように、鋳物１を配置する。また、鋳物１のマーキング部２の上方からハロゲンヒーター２５からの照射が行われるように、ハロゲンヒーター２５の照射部２６を配置する。このとき、鋳物１のマーキング部２に対し、可能な限り垂直に熱照射が行われると熱効率がよい。

【0032】

ハロゲンヒーター２５を始動すると、照射部２６から赤外域の光を熱源とする熱が鋳物１のマーキング部２を含む領域に照射され、鋳肌であるマーキング面１０上のマーキング部２を含む領域の温度が上昇する。やがて、マーキング部２を含む領域の表面温度が所定の温度Ｔ２に達する。温度Ｔ２に達したことを確認した直後、上述したマーキング工程と同様に速やかに印刷装置３０を始動し、鋳肌であるマーキング面１０に対してインクによるマーキングを行う。なお、ハロゲンヒーターなどの赤外域の光を熱源とする加熱装置は、熱効率が良いため比較的短時間での昇温が可能であり、かつ、装置が小型で取扱いが簡便であるため、鋳肌の表面の昇温に好適である。

【0033】

その後の図３（ｃ）に示す検査工程では、マーキングの目視検査に加え、リーダー（読み取り装置）４０によるマーキングの読み取り検査を行う。マーキング面１０上のマーキング部２がリーダー４０の撮像レンズ４１に向かうように鋳物１を配置し、リーダー４０を始動してマーキング部２に印刷されているマーキングの読み取りを行う。目視検査では、マーキングの鮮明さを判定するために、インクの滲みの程度（滲みレベル）を確認する。読み取り検査では、マーキングのリーダーによる読み取りの可否、読み取り感度レベル、およびマーキングのもつ有意な識別情報の再現性を確認する。なお、読み取り感度レベルにより、リーダーがマーキングを読み取って解析し、マーキングのもつ有意な識別情報を認識し、その認識情報を出力または表示する動作に要した処理時間、および読み取りの正確さなどを総合的に判定する。また、マーキングの設計上の情報と、リーダーによって読み取り表示された情報とを比較し、両者が一致している場合に識別情報の再現性ありと判定する。

【0034】

以上述べたように、図１に示す鋳物（インクによるマーキングを行う前の鋳物）の製造プロセスに次いで、図３（ａ）または図４に示す加熱工程、図３（ｂ）に示すマーキング工程、および図３（ｃ）に示す検査工程を含む製造プロセスにより、耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌であるマーキング面１０に対し、マーキング面１０の表面温度を４０℃以上に昇温した後にインクを用いてマーキングを行う製造方法により、インクによるマーキングを鋳肌であるマーキング面１０に有する鋳物１を作製することができる。

【0035】

次に、実際にインクを用いて鋳肌にマーキングを印刷するマーキングテストを行った。マーキングは、縦が６ｍｍで横が６ｍｍのマトリックス式の二次元コード（マトリックスコード）とした。マーキングテストでは、鋳肌へのマーキングができるか否か、マーキングの輪郭がはっきりしているか否か、リーダー（読み取り装置）を用いたマーキングの読み取りができるか否か、読み取り情報の信頼性（読み取り精度）について調べた。具体的には、表１に示す鋳肌の表面粗さ（Ｒｚ値およびＲａ値）を確認したときの鋳物１を使用し、上述したハロゲンヒーター２５を用いた加熱工程およびマーキング工程と同様な方法により、鋳物１の鋳肌であるマーキング面１０に対し、インクを用いてマーキングを行った。鋳物１のマーキング面１０と印刷装置３０の印字ヘッド３１の間の距離は約３０ｍｍである。次いで、上述した検査工程と同様な方法により、鋳物１のマーキング面１０上のインクによるマーキングを調べた。

【0036】

マーキングテストでは、加熱装置は７５Ｗのハロゲンヒーターを使用した。印刷装置は、リンクス（Ｌｉｎｘ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｐｌｃ）製の産業用インクジェットプリンター（型式７９００、耐アルコール黒インク１０７５を耐アルコールソルベント１５７５で希釈）を使用した。なお、前記黒インクは、沸点が約８０℃のメチルエチルケトンを含む液体成分と、黒色のクロム錯体染料とを少なくとも含む。リーダーは、ＣＯＧＮＥＸ製バーコードリーダー（ＤａｔａＭａｎ１００Ｑ−ＥＣＣ２００、１／３−ｉｎｃｈ ＣＭＯＳ ｗ／Ｇｌｏｂａｌ ｓｈｕｔｔｅｒ（７５２×４８０ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ、３ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｌｅｎｓ（６．２ｍｍ、Ｆ：５ ａｐｅｒｔｕｒｅ） ｗｉｔｈ ４０ｍｍ、 ６５ｍｍ ａｎｄ １０５ｍｍ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ）を使用した。

【0037】

マーキングテストにおいて、マーキングを印刷する鋳肌の表面温度の狙い値（温度Ｔ２）は、室温（２５℃）、３５℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃の６条件とした。また、加熱装置にハロゲンヒーター２５を用いた場合の照射時間は、マーキング部２を含む領域の表面温度（温度Ｔ２）が約５０℃に達する約３秒の条件に加え、５秒および１０秒の条件も確認した。なお、照射なし（照射時間０秒）では温度Ｔ２が約２５℃であった。
マーキングテストの結果を表２に示す。

【0038】

【表2】

【0039】

表１に示すように、鋳物１のマーキング面１０の表面の温度Ｔ２が３５℃以下のテスト番号１、２、７では、マーキングのインクの滲みが大きく輪郭が鮮明でなかったため、リーダ−によるマーキングの読み取りができなかった。また、温度Ｔ２が７５℃のテスト番号１０では、マーキングのインクの滲みが小さかった（ほとんどなかった）が、インクが濡れ拡がってマーキングを形成する前にインクの液体成分が蒸発してしまうことがあった。この場合、リーダーによる読み取り感度が小さく、マーキングの一部の読み取りができないこともあった。また、テスト番号３〜６、８、９では、マーキングのインクの滲みが小さく輪郭が鮮明であり、リーダ−によるマーキングの読み取りができ、識別情報の再現性にも特に問題がなかった。

【0040】

以上より、インクを用いて耐火物粉末からなる鋳型肌の転写によって形成された鋳肌の表面にマーキングを行う場合、マーキングを行う鋳肌の表面を、少なくとも温度Ｔ２が３５℃を超え、４０℃以上に昇温するとよいことが確認できた。また、この場合であっても、リーダ−によるマーキングの読み取り感度レベルに違いが認められた。読み取り感度レベルは、温度Ｔ２が５０℃（テスト番号４、８）および６０℃（テスト番号５、９）の場合が最も良好であった。次いで読み取り感度レベルが良好であったのは、表２中に「中〜大」で示す温度Ｔ２が４０℃（テスト番号３）の場合であった。表２中に「小〜中」で示す温度Ｔ２が７０℃（テスト番号６）の場合の読み取り感度レベルは比較的小さかった。従って、マーキングの読み取り効率を重視する場合は、温度Ｔ２を７０℃未満に設定することが好ましいことが分った。

【符号の説明】

【0041】

１．鋳物、２．マーキング部、１０．マーキング面、１１．斜面、２０．ホットプレート、２１．加熱面、２５．ハロゲンヒーター、２６．照射部、３０．印刷装置、３１．印字ヘッド、４０．リーダー、４１．撮像レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】