CN102665961A - 铸型的制造方法 - Google Patents

铸型的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102665961A
CN102665961A CN201080058535.4A CN201080058535A CN102665961A CN 102665961 A CN102665961 A CN 102665961A CN 201080058535 A CN201080058535 A CN 201080058535A CN 102665961 A CN102665961 A CN 102665961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sand
curing agent
casting mold
agent composition
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201080058535.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102665961B (zh
Inventor
键谷昌彦
伊奈由光
船田等
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Publication of CN102665961A publication Critical patent/CN102665961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102665961B publication Critical patent/CN102665961B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B22C1/2233—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/2246—Condensation polymers of aldehydes and ketones
    • B22C1/2253—Condensation polymers of aldehydes and ketones with phenols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B22C1/10—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives for influencing the hardening tendency of the mould material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种即使造型的作业时间变长、也能够防止混炼砂的干燥的固化剂组合物、以及使用了该固化剂组合物的铸型用组合物和铸型的制造方法。该铸型的制造方法具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。

Description

铸型的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在使用含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂的耐火性粒子和水溶性酚醛树脂制造铸型时使用的固化剂组合物、以及使用了该固化剂组合物的铸型用组合物和铸型的制造方法。
背景技术
作为使用粘结剂制造主型或型芯等铸型的造型法，已知自固化性铸型造型法。作为上述自固化性铸型造型法，已知用酯系固化剂使作为粘结剂的水溶性酚醛树脂固化的铸型造型法。
作为在铸型的造型中使用的耐火性粒子，硅砂、锆石砂、铬铁矿砂、橄榄石砂等是以往一直广泛使用的，但近年来，如下述专利文献1所示，以氧化铝硅酸盐为主体的用烧结法得到的人工合成多铝红柱石砂由于耐火度、热膨胀性、耐磨损性、耐破碎性优良，所以渐渐被使用。最近，为了制造高强度且表面平滑的铸型，使用了用熔融法制造的人工砂（下述专利文献2等）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-153337号公报
专利文献2：日本特开2004-202577号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，当使用由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂作为耐火性粒子、并用酯系固化剂使水溶性酚醛树脂固化而造型铸型时，与使用新砂的情况相比，混炼砂的干燥显著加快，所以作业性恶化。特别是，当造型较大的铸型或复杂形状的铸型时，由于混炼砂的填砂作业需要时间，所以被迫进行匆忙的作业。另外，由于干燥后的混炼砂混入，铸型强度和铸件品质会下降。在以往的自固化性铸型造型法中，对于使用由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂时的混炼砂的干燥防止，并未充分研究。此外，使用由用烧结法制造的人工砂构成的再生砂时，观察不到这样的混炼砂的显著干燥。
本发明提供一种即使用于造型的作业时间变长、也能够防止混炼砂的干燥的固化剂组合物、以及使用了该固化剂组合物的铸型用组合物和铸型的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的铸型的制造方法具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
本发明的铸型用组合物含有耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，其中，所述铸型用组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
本发明的固化剂组合物是在使用耐火性粒子和水溶性酚醛树脂制造铸型时使用的含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，其中，所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
发明的效果
根据本发明的固化剂组合物，即使用于造型的作业时间变长，也能够防止混炼砂的干燥。另外，根据本发明的铸型用组合物以及铸型的制造方法，造型作业性变得良好，而且能够防止铸型强度的下降。
具体实施方式
本发明的固化剂组合物是以在使用耐火性粒子和水溶性酚醛树脂制造铸型时使用的固化剂组合物作为对象，其中所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂。以下，对本发明的固化剂组合物的含有成分进行说明。
<用于防止混炼砂的干燥的成分>
本发明的固化剂组合物中，作为用于防止混炼砂的干燥的成分（以下称作防干燥成分），可以含有选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。其中，从防止混炼砂的干燥的观点出发，优选含有选自三甘醇以及苄基醇中的一种以上。
作为上述防干燥成分，在使用选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上时，从防止混炼砂的干燥的观点出发，其含量优选为2重量%以上，更优选为4重量%以上，进一步优选为8重量%。另外，从铸型强度的观点出发，选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上的含量优选为50重量%以下，更优选为40重量%以下，进一步优选为30重量%以下。综合上述观点，选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上的含量优选为2～50重量%，更优选为4～40重量%，进一步优选为8～30重量%。
<酯化合物>
本发明的固化剂组合物中，作为使水溶性酚醛树脂固化的成分，含有酯化合物。作为酯化合物，可以使用能够作为水溶性酚醛树脂的固化剂使用的以往公知的酯化合物，但从水溶性酚醛树脂的固化性的观点出发，优选分子内具有1～5个酯键的酯化合物。例如可以列举出内酯类、或由碳原子数为1～10的一元醇或多元醇与碳原子数为1～10的有机羧酸衍生的有机酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等无机酯。其中，从铸型强度的观点出发，优选有机酯。有机酯中，来自羧酸的部分可以是直链，也可以是支链，支链优选α-位的支链。作为有机酯的具体例子，可以列举出γ-丁内酯、甲酸乙酯、乙二醇二乙酸酯、乙二醇单乙酸酯、三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、2-乙基琥珀酸二甲酯、2-甲基戊二酸二甲酯、2-甲基己二酸二甲酯、2-乙基己酸甲酯、2-乙基己酸乙酯、2-甲基癸二酸二甲酯、2-乙基壬二酸二甲酯、2-乙基戊二酸二乙酯、2-正丙基戊二酸二甲酯、2-正丁基琥珀酸二乙酯、2-正丁基琥珀酸二甲酯、2-甲基庚二酸二乙酯、2-甲基辛二酸二甲酯等，从铸型强度的观点出发，在气温或砂的温度较低或者作业时间较短的情况下，优选γ-丁内酯、甲酸乙酯，在气温或砂的温度较高或者作业时间较长的情况下，优选乙酰乙酸乙酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、2-乙基琥珀酸二甲酯、2-甲基戊二酸二甲酯、2-甲基己二酸二甲酯。当气温或砂温度不高也不低或者作业时间不长也不短的情况下，优选三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯、乙二醇二乙酸酯。本发明中，上述的酯化合物可以单独使用，也可以2种以上混合使用。此外，当使用三甘醇二乙酸酯作为酯化合物时，由于三甘醇二乙酸酯具有防止干燥的作用，所以也可以不含有防干燥成分。
从铸型强度的观点出发，固化剂组合物中的酯化合物的含量优选为50重量%以上，更优选为60重量%以上，进一步优选为70重量%以上。另外，从防止固化反应的过度促进的观点以及提高铸型的各特性的性能的观点出发，固化剂组合物中的酯化合物的含量优选为98重量%以下，更优选为96重量%以下，进一步优选为94重量%以下。综合上述观点，固化剂组合物中的酯化合物的含量优选为50～98重量%，更优选为60～96重量%，进一步优选为70～94重量%。
当使用三甘醇二乙酸酯作为上述酯化合物时，从铸型强度的观点出发，在气温或砂的温度较低或者作业时间较短的情况下，其含量优选为1～20重量%，在气温或砂的温度较高或者作业时间较长的情况下，其含量优选为30～98重量%。
从防止干燥的观点出发，本发明的固化剂组合物中必须含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
从混炼刚刚结束后就进行了填砂的24小时后的压缩强度的观点出发，防干燥成分与酯化合物的优选组合是选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上与三甘醇二乙酸酯的组合，更优选的组合是选自三甘醇以及苄基醇中的一种以上与三甘醇二乙酸酯的组合。从混炼刚刚结束后就进行了填砂的24小时后的压缩强度的观点出发，选自三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上与选自作为酯化合物的三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯以及乙二醇二乙酸酯中的一种以上的重量比优选为4/96～30/70，更优选为10/90～25/75。进而，从混炼刚刚结束后就进行了填砂的24小时后的压缩强度的观点出发，选自三甘醇以及苄基醇中的一种以上与选自作为酯化合物的三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯以及乙二醇二乙酸酯中的一种以上的重量比优选为4/96～30/70，更优选为10/90～25/75。
<其它成分>
本发明的固化剂组合物中，还可以含有酚化合物单体以及不会阻碍本发明的效果这种程度的香料、表面活性剂等添加剂。
（酚化合物单体）
本发明的固化剂组合物中还可以含有酚化合物单体。这是因为即使在外部空气温度较高时（例如40℃以上的情况），也能够在不降低铸型的最终强度的情况下延长凝固时间。
作为酚化合物单体，可以列举出例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、枯基苯酚、壬基苯酚、丁基苯酚、苯基苯酚、乙基苯酚、辛基苯酚、戊基苯酚、萘酚、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚C、儿茶酚、氢醌、联苯三酚、间苯三酚、以及它们的混合物等。还可以使用间苯二酚残渣、双酚A残渣、或氯代苯酚、二氯苯酚等或其它的取代苯酚等。本发明中，这些酚化合物单体可以单独使用，也可以2种以上混合使用。其中，当优选含有间苯二酚或双酚A、更优选含有间苯二酚时，能够在不降低铸型的最终强度的情况下进一步延长凝固时间。
当本发明的固化剂组合物含有上述酚化合物单体时，从延长凝固时间的观点出发，其含量在固化剂组合物中优选为1重量%以上，更优选为2重量%以上。另外，从维持最终强度的观点出发，上述酚化合物单体的含量在固化剂组合物中优选为30重量%以下，更优选为20重量%以下。综合上述观点，上述酚化合物单体的含量在固化剂组合物中优选为1～30重量%，更优选为2～20重量%。
（表面活性剂）
本发明的固化剂组合物中，还可以以不会阻碍本发明的效果的程度含有表面活性剂。其中，当含有聚氧乙烯（5）月桂基醚等非离子性表面活性剂时，可以减少从混炼砂中发出的臭气，因而是优选的。上述添加剂的添加量相对于酯化合物100重量份优选为0.001～20重量份。
本发明中，上述的防干燥成分或三甘醇二乙酸酯不是含有在固化剂组合物中而是另外添加，这样也能够获得与上述同样的效果。即，本发明的铸型用组合物含有耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，其中，所述铸型用组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。本发明的铸型用组合物中的选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上可以是作为固化剂组合物的一种成分来含有，也可以是作为水溶性酚醛树脂的一种成分来含有，还可以在混合耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及固化剂组合物时另外添加。此时的防干燥成分或三甘醇二乙酸酯的添加时机没有特别限定。
另外，上述的本发明的固化剂组合物中可以含有的其它成分即使不含在固化剂组合物中而是另外添加，也能够获得与上述同样的效果。即，间苯二酚等酚化合物单体、或者香料、表面活性剂等添加剂可以作为固化剂组合物的一种成分来含有，也可以作为水溶性酚醛树脂的一种成分来含有，还可以在混合耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及固化剂组合物时另外添加。此时的干其它成分的添加时机没有特别限定，只要在制备后的铸型用组合物（混炼砂）中含有间苯二酚等酚化合物单体、或者香料、表面活性剂等添加剂即可。
下面，对本发明的铸型的制造方法进行说明。在本发明的铸型的制造方法中，由在耐火性粒子中添加上述的本发明的固化剂组合物和水溶性酚醛树脂而得到的铸型用组合物（混炼砂）来制造铸型。即，本发明的铸型的制造方法具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及本发明的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂。从造型作业性和提高铸型强度的观点出发，作为上述的其它成分的酚化合物单体、尤其是间苯二酚优选含有在混炼砂中，但更优选含有在固化剂组合物中。下面，对本发明的铸型的制造方法中使用的混炼砂中含有的成分进行说明。此外，对于与上述的本发明的固化剂组合物重复的内容，省略说明。
<耐火性粒子>
本发明中，使用以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂的耐火性粒子。此外，作为由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂以外的耐火性粒子，还可以含有硅砂、锆石砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、水泥砂等。另外，还可以含有用烧结法制造的人工砂。
为了更有效地发挥上述的本发明的固化剂组合物的效果（防止混炼砂的干燥），本发明中使用的耐火性粒子优选以大约100重量%的含有率含有上述再生砂，另外，“以大约100重量%的含有率含有上述再生砂”是指：当不可避免地含有上述再生砂以外的耐火性粒子时，其含量如果为2重量%以下，则也是可以含有的。
用熔融法制造的人工砂是指：例如使用含有氧化铝和二氧化硅的起始原料并通过热等使其熔融、造粒后得到的人工砂。特别是，从耐火性以及生产率的观点出发，优选含有40重量%以上的氧化铝的氧化铝砂，更优选含有55～90重量%的氧化铝的氧化铝砂，进一步优选含有67～90重量%的氧化铝的氧化铝砂。
使起始原料的熔融物粒化的方法可以列举出喷雾该熔融物的方法、向该熔融物吹送空气的方法等。即，熔融物在空气中以熔融状态被风力粉碎成具有规定的粒度分布的粒子，被风力粉碎后，通过熔融粒子自身的表面张力而形成具有规定的表面积的铸造用砂（耐火性粒子）。熔融方法没有特别限定，可以利用电弧炉、坩埚炉、感应电炉（高频炉、低频炉等）、电阻式电炉、反射炉、旋转炉、真空熔解炉、冲天炉等使其熔融。或者，还可以使用将起始原料在火焰中熔融而进行球状化的方法（火焰熔融法）。
人工砂的起始原料例如可以从具有耐火性的矿产原料或合成原料中选择。例如，作为氧化铝源，可以列举出铝土矿、矾土页岩、氧化铝、氢氧化铝等。另外，作为二氧化硅源，可以列举出硅石、硅砂、石英、方英石、非晶质二氧化硅、长石、叶蜡石。另外，作为氧化铝源兼二氧化硅源，可以列举出高岭土、矾土页岩、铝土矿、云母、硅线石、红柱石、多铝红柱石、沸石、蒙脱石、埃洛石等。上述的起始原料可以单独使用，或者也可以2种以上混合使用。
本发明中可以使用的再生砂是将利用使用水溶性酚醛树脂造型得到的铸型制造铸件后拆散的砂经过一般的再生方法（湿式、干式、热式等）进行1次以上的再生处理而得到的砂，用干式（特别是磨损式）再生得到的砂因收率高、经济上划算，因而是优选的。另外，也可以组合上述的再生方法来进行再生。
从提高铸型的强度的观点出发，本发明中可以使用的再生砂的灼烧减量（LOI）优选为0.1～20重量%，更优选为0.2～10重量%，进一步优选为0.2～5重量%，更进一步优选为0.2～2.0重量%。此外，上述LOI是指在空气中、于500℃下加热2小时后的重量减少率。
<水溶性酚醛树脂>
本发明的铸型的制造方法中可以使用的非水溶性酚醛树脂是能够用酯化合物固化的树脂，一般是在碱性条件下通过使酚化合物和醛化合物缩聚而得到的树脂。其中作为酚化合物，可以使用包括苯酚、双酚A、双酚F、甲酚、3,5-二甲苯酚、间苯二酚、儿茶酚、壬基苯酚、对叔丁基苯酚、异丙烯基苯酚、苯基苯酚、其它的取代苯酚的酚类、腰果壳液等各种酚化合物的混合物等。制造时，它们可以使用一种，或者也可以2种以上混合使用。另外，作为醛化合物，可以使用甲醛、糠醛、乙二醛等中的一种或2种以上混合使用。上述化合物根据需要还可以以水溶液的形式来使用。另外，上述化合物中也可以混合尿素、三聚氰胺、环己酮等能够与醛化合物缩合的单体、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、丁醇等一元的脂肪族醇化合物、水溶性高分子的聚丙烯酸盐、纤维素衍生物高分子、聚乙烯醇、木质素衍生物等。
作为水溶性酚醛树脂的合成中使用的碱性催化剂，可以列举出LiOH、NaOH、KOH等碱金属的氢氧化物，特别是优选NaOH、KOH。另外，上述的碱性催化剂也可以混合使用。
在水溶性酚醛树脂的合成中，醛化合物相对于酚化合物的摩尔比优选为1.0～6.0摩尔倍，更优选为1.1～5.5摩尔倍。另外，碱性催化剂相对于酚化合物的摩尔比优选为0.2～5.0摩尔倍，更优选为0.5～4.0摩尔倍。
本发明中，从铸型强度的观点出发，水溶性酚醛树脂中的固体成分重量（105℃下干燥3小时后的固体重量）优选为25～90重量%，更优选为30～85重量%。另外，从铸型强度的观点出发，水溶性酚醛树脂的重均分子量（Mw）优选为500～8000，更优选为800～5000。
此外，水溶性酚醛树脂的重均分子量（Mw）可以用GPC（凝胶渗透色谱）在下述条件下测定。
（水溶性酚醛树脂的重均分子量的测定方法）
（a）样品制备：在试样中加入相同重量的离子交换水，加入0.1重量%的H2SO4进行中和。将生成的沉淀过滤分离，水洗，干燥。将其溶解于四氢呋喃（THF）中，从而制备GPC用的样品。
（b）色谱柱：使用保护柱TSX（东洋曹达工业公司制）HXL（6.5mmφ×4cm）1根、TSK3000HXL（7.8mmφ×30cm）1根、TSK2500HXL（7.8mmφ×30cm）1根。从注入口侧按照保护柱-3000HXL-2500HXL的顺序连接。
（c）标准物质：聚苯乙烯（东洋曹达工业公司制）
（d）洗脱液：THF（流速：1cm3/min）
（e）柱温：25℃
（f）检测器：紫外分光光度计（在酚的紫外吸收的最大峰的波长处进行定量）
（g）用于分子量计算的分割法：时间分割（2sec）
本发明中，可以直接利用以往的自固化性铸型造型法的工艺来制造铸型。填砂时的混炼砂的温度通常为-10～50℃左右，从确保凝固时间的观点出发，优选为-5～40℃，更优选为0～35℃。
从混炼砂的混炼刚刚结束至混炼砂的填砂结束为止的作业时间通常为1～9分钟左右，但上述作业时间达到10分钟以上时，以往如果使用由熔融法制造的人工砂构成的再生砂并通过自固化性铸型造型法来制造铸型，则混炼砂的干燥显著加快，作业性恶化。根据本发明的固化剂组合物，上述作业时间即使在10分钟以上，也能够防止混炼砂的干燥。例如，当使用本发明的固化剂组合物制造复杂形状的铸型时，上述作业时间优选为10分钟以上、更优选为12分钟以上、进一步优选为15分钟以上时，本发明的效果更加显著。另外，从生产率的观点出发，上述作业时间优选为60分钟以下，更优选为30分钟以下。
从铸型强度的观点出发，混炼砂中的固化剂组合物的含量相对于耐火性粒子100重量份优选为0.01～5重量份，更优选为0.1～3重量份。另外，从铸型强度、作业性、臭气以及成本的观点出发，混炼砂中的水溶性酚醛树脂的含量以其固体成分的含量计，相对于耐火性粒子100重量份优选为0.1～10重量份，更优选为0.5～5重量份。此外，作为获得上述混炼砂的方法，可以列举出利用间歇式搅拌机添加各成分并进行混合的方法、将各成分供给至连续式搅拌机并进行混合的方法。
另外，本发明中，还可以在混炼砂中配合硅烷偶联剂或尿素等其它的添加剂。作为硅烷偶联剂的例子，可以列举出γ-（2-氨基）丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β（氨基乙基）γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等。硅烷偶联剂的配合量相对于水溶性酚醛树脂100重量份（固体成分换算）优选为0.001～10重量份，更优选为0.02～1重量份。
本发明的铸型的制造方法适合于用于制造铝铸件等非铁合金系铸件、铸钢系铸件或铸铁系铸件等的铸型的造型，但并不特别限定于与铸造相关的用途。
实施例
下面，用具体的实施例等对本发明进行说明。此外，将混炼砂进行填砂时的气氛温度、混炼砂的表面干燥评价时的气氛温度以及压缩强度评价时的气氛温度均设定为25℃（55%RH）。
<由人工砂构成的再生砂的制备方法>
相对于用熔融法制造的人工氧化铝砂（エスパ一ル#40L、山川产业公司制）的新砂100重量份，添加水溶性酚醛树脂（Kao step SH-8010、Kao-Quaker公司制）1.2重量份和作为水溶性酚醛树脂的固化剂的甘油三乙酸酯0.3重量份，将它们混炼并使用得到的混炼砂来造型铸型。使用得到的铸型来铸造铸件材质FC-250（S/M=4、其中S/M表示铸型的重量（S）与铸造物的重量（M）之比），将回收的砂加入破碎机，使用日本铸造公司制的M型旋转式回收设备进行再生。将以上的工序重复10次，然后将得到的再生砂（LOI：0.6重量%）用于以下所示的评价中。此外，对于实施例4和比较例2，是将上述再生砂和エスパ一ル#40L的新砂按照再生砂：新砂=70：30的重量比混合后使用。另外，对于参考例1，是将上述再生砂和エスパ一ル#40L的新砂按照再生砂：新砂=60:40的重量比混合后使用。
<混炼砂的表面干燥评价>
相对于表1所示的氧化铝砂100重量份，添加水溶性酚醛树脂（Kao stepSH-8010、Kao-Quaker公司制）1.2重量份和表1所示的固化剂组合物0.3重量份，将它们混炼并将得到的混炼砂在暴露于外部空气的开放状态下放置，从混炼刚刚结束开始，每隔1分钟通过手指触摸来确认混炼砂的表面的干燥状态，测定直到干燥为止的时间。此外，“混炼砂的表面是干燥的状态”是指混炼砂的湿润性消失，砂粒之间粘接在一起的状态。另外，对从混炼刚刚结束开始10分钟后的混炼砂的表面的干燥状态，通过手指触摸按照以下的基准进行评价。
（干燥状态的评价基准）
A：砂粒之间未粘接，与刚混炼后的砂具有同等水平的湿润性。
B：砂粒之间未粘接，但不具有与刚混炼后的砂同等水平的湿润性。
C：砂粒之间粘接在一起。
<24小时后的压缩强度>
相对于表1所示的氧化铝砂100重量份，添加水溶性酚醛树脂（Kao stepSH-8010、Kao-Quaker公司制）1.2重量份和表1所示的固化剂组合物0.3重量份，将它们混炼而得到混炼砂。将得到的混炼砂进行填砂，成型试件（50mm×50mmφ）。填砂使用刚混炼后的混炼砂和混炼后放置10分钟（气氛温度与填砂时的温度相同）的混炼砂这2种。然后，对于在25℃（55%RH）的条件下成型后经过24小时后的试件，用JIS Z2604-1976中记载的方法（压缩速度为5mm/sec）测定压缩强度（铸型强度）。此外，压缩强度设定为用负载的负荷除以试件的截面积而得到的值。
Figure BDA00001795215200121
如表1所示，对于实施例1～13，所有的评价项目都显示出良好的值。另一方面，对于比较例1～4，至少有一个评价项目与实施例1～13相比是显著差的结果。另外，有关参考例1，由于新砂的比例比实施例1～13高（再生砂：新砂=60：40），所以观察不到混炼砂的明显干燥。此外，在实施例1～12中，制备混炼砂时，不在固化剂组合物中配合防干燥成分，而在配合固化剂组合物后另外配合防干燥成分，这样也能够获得与表1所示的实施例1～12同样的结果。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.（修改后）一种铸型的制造方法，其具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，
其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上，
所述混炼砂进一步含有间苯二酚。
2.（删除）
3.（修改后）一种铸型的制造方法，其具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，
其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上，
所述固化剂组合物进一步含有间苯二酚。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的铸型的制造方法，其中，所述人工砂是氧化铝砂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铸型的制造方法，其中，从所述混炼刚刚结束后至填砂结束为止的作业时间为10分钟以上。
6.（修改后）一种铸型用组合物，其含有耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
其中，所述铸型用组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上，且进一步含有间苯二酚。
7.（删除）
8.根据权利要求6或7所述的铸型用组合物，其被用于铸型的制造，在所述铸型的制造中，从所述铸型用组合物的混炼刚刚结束后至填砂结束为止的作业时间为10分钟以上。
9.（修改后）一种固化剂组合物，其是在使用耐火性粒子和水溶性酚醛树脂制造铸型时使用的含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
其中，所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上，且进一步含有间苯二酚。
10.（删除）

Claims (10)

1.一种铸型的制造方法，其具有下述工序：将耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物进行混炼而得到混炼砂的工序、和将所述混炼砂进行填砂并造型的工序，
其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的铸型的制造方法，其中，所述混炼砂进一步含有间苯二酚。
3.根据权利要求1所述的铸型的制造方法，其中，所述固化剂组合物进一步含有间苯二酚。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的铸型的制造方法，其中，所述人工砂是氧化铝砂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铸型的制造方法，其中，从所述混炼刚刚结束后至填砂结束为止的作业时间为10分钟以上。
6.一种铸型用组合物，其含有耐火性粒子、水溶性酚醛树脂以及含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
其中，所述铸型用组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
7.根据权利要求6所述的铸型用组合物，其进一步含有间苯二酚。
8.根据权利要求6或7所述的铸型用组合物，其被用于铸型的制造，在所述铸型的制造中，从所述铸型用组合物的混炼刚刚结束后至填砂结束为止的作业时间为10分钟以上。
9.一种固化剂组合物，其是在使用耐火性粒子和水溶性酚醛树脂制造铸型时使用的含有酯化合物的固化剂组合物，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂构成的再生砂，
其中，所述固化剂组合物含有选自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及苄基醇中的一种以上。
10.根据权利要求9所述的固化剂组合物，其进一步含有间苯二酚。
CN201080058535.4A 2009-12-24 2010-12-20 铸型的制造方法 Active CN102665961B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009292867 2009-12-24
JP2009-292867 2009-12-24
PCT/JP2010/072889 WO2011078117A1 (ja) 2009-12-24 2010-12-20 鋳型の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102665961A true CN102665961A (zh) 2012-09-12
CN102665961B CN102665961B (zh) 2015-05-27

Family

ID=44195643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080058535.4A Active CN102665961B (zh) 2009-12-24 2010-12-20 铸型的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120261087A1 (zh)
EP (1) EP2581148B1 (zh)
JP (1) JP5670172B2 (zh)
KR (1) KR101421190B1 (zh)
CN (1) CN102665961B (zh)
MY (1) MY162995A (zh)
WO (1) WO2011078117A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104525837A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种灰铸铁大件用手工型砂及其制备方法
CN104525834A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种高压造型面砂及其制备方法
CN104525836A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种可回收粘土型砂及其制备方法
CN106457362A (zh) * 2014-06-17 2017-02-22 花王株式会社 铸型造型用粘结剂组合物

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104117625A (zh) * 2014-06-26 2014-10-29 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 一种废保温砖醇基铸造涂料及其制作方法
JP7078406B2 (ja) * 2017-01-23 2022-05-31 花王株式会社 鋳型用添加剤
JP6489394B1 (ja) * 2018-03-02 2019-03-27 株式会社小西鋳造 鋳造用砂型の製造方法
JP6558614B1 (ja) * 2019-02-13 2019-08-14 株式会社小西鋳造 砂ブロックの製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089837A (en) * 1977-03-07 1978-05-16 Manley Bros. Of Indiana, Inc. Shell molding process and composition
JPS59113014A (ja) * 1982-12-20 1984-06-29 Sumitomo Bakelite Co Ltd 離型性樹脂及び離型性樹脂組成物
JPH10216895A (ja) * 1997-02-06 1998-08-18 Kao Corp 鋳型用粘結剤組成物
CN1378489A (zh) * 1999-10-12 2002-11-06 博登化学公司 酯固化粘结剂的改进
JP2009022980A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Kao Corp 鋳型の製造方法
WO2009035134A1 (ja) * 2007-09-12 2009-03-19 Kao Corporation 再生鋳物砂の製造方法
WO2010117022A1 (ja) * 2009-04-10 2010-10-14 花王株式会社 硬化剤組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4168984A (en) * 1978-02-09 1979-09-25 Martin Marietta Corporation Hydraulic cement mixes and process for improving cement mixes
US4644022A (en) * 1985-11-27 1987-02-17 Acme Resin Corporation Cold-setting compositions for foundry sand cores and molds
US5646199A (en) * 1991-07-22 1997-07-08 Kao Corporation Composition for mold
JP2542144B2 (ja) * 1992-01-30 1996-10-09 花王株式会社 有機エステル硬化型鋳物砂用粘結剤組成物及びこれを用いた鋳型の製造方法
JP3025762B1 (ja) 1998-11-16 2000-03-27 花王株式会社 鋳型製造方法
KR200190753Y1 (ko) * 2000-02-28 2000-08-01 최병국 즉각적인 온수사용이 가능한 급탕장치
JP4326916B2 (ja) 2002-12-09 2009-09-09 花王株式会社 球状鋳物砂

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089837A (en) * 1977-03-07 1978-05-16 Manley Bros. Of Indiana, Inc. Shell molding process and composition
JPS59113014A (ja) * 1982-12-20 1984-06-29 Sumitomo Bakelite Co Ltd 離型性樹脂及び離型性樹脂組成物
JPH10216895A (ja) * 1997-02-06 1998-08-18 Kao Corp 鋳型用粘結剤組成物
CN1378489A (zh) * 1999-10-12 2002-11-06 博登化学公司 酯固化粘结剂的改进
JP2009022980A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Kao Corp 鋳型の製造方法
WO2009035134A1 (ja) * 2007-09-12 2009-03-19 Kao Corporation 再生鋳物砂の製造方法
WO2010117022A1 (ja) * 2009-04-10 2010-10-14 花王株式会社 硬化剤組成物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王金良等: "再生砂用酯固化碱性酚醛树脂合成工艺", 《铸造》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106457362A (zh) * 2014-06-17 2017-02-22 花王株式会社 铸型造型用粘结剂组合物
CN106457362B (zh) * 2014-06-17 2018-11-13 花王株式会社 铸型造型用粘结剂组合物
CN104525837A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种灰铸铁大件用手工型砂及其制备方法
CN104525834A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种高压造型面砂及其制备方法
CN104525836A (zh) * 2014-12-01 2015-04-22 繁昌县恒鑫汽车零部件有限公司 一种可回收粘土型砂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
MY162995A (en) 2017-07-31
JP2011148000A (ja) 2011-08-04
KR20120109565A (ko) 2012-10-08
JP5670172B2 (ja) 2015-02-18
EP2581148B1 (en) 2018-10-24
US20120261087A1 (en) 2012-10-18
EP2581148A4 (en) 2017-01-25
CN102665961B (zh) 2015-05-27
WO2011078117A1 (ja) 2011-06-30
EP2581148A1 (en) 2013-04-17
KR101421190B1 (ko) 2014-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102665961B (zh) 铸型的制造方法
KR101298252B1 (ko) 경화제 조성물
JP2706523B2 (ja) 造形耐火物物品および他の硬化物品製作用のリチウム含有レゾール組成物
CN106457362B (zh) 铸型造型用粘结剂组合物
JP7079093B2 (ja) 鋳型造型用粘結剤組成物
US5043412A (en) Ambient temperature curing, high carbon contributing compositions
JP2009022980A (ja) 鋳型の製造方法
JP5541783B2 (ja) 水溶性フェノール樹脂組成物の製造方法
JPH10216895A (ja) 鋳型用粘結剤組成物
CN103056277A (zh) 铸钢件的保温补贴材料及工艺方法
JP6411082B2 (ja) 鋳型造型用粘結剤組成物
JP5422193B2 (ja) 硬化剤組成物及び鋳型の製造方法
CN100427242C (zh) 干式中间罐涂布材料及其施工方法
JP3025762B1 (ja) 鋳型製造方法
WO2023054430A1 (ja) 鋳型組成物
JP2010253517A (ja) かき型造型用組成物
CA1339943C (en) Ambient tempetature curing, high carbon contributing composition
JPH04135035A (ja) 鋳物砂用粘結剤組成物
JP2000153338A (ja) 鋳型製造方法
CZ25238U1 (cs) Formovací směs pro výrobu odlitků pojená organickým pojivém
CN101428333A (zh) 高温金属铸造砂芯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant