JP2000063623A - 結合剤組成物及びそれを用いた成形体の製造方法 - Google Patents
結合剤組成物及びそれを用いた成形体の製造方法Info
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- JP2000063623A JP2000063623A JP10238798A JP23879898A JP2000063623A JP 2000063623 A JP2000063623 A JP 2000063623A JP 10238798 A JP10238798 A JP 10238798A JP 23879898 A JP23879898 A JP 23879898A JP 2000063623 A JP2000063623 A JP 2000063623A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の鋳造工場を主体とする鉄鋼関係職場等
の作業環境の改善に繋がるようまた冶金学的に鋳物欠陥
に繋がるような成分を含まず、いわゆるクリーンな鋳物
ができる粘結剤組成物の提供をすること。 【解決手段】 フェノール類とホルムアルデヒド類を酸
性触媒を用い高沸点溶剤の存在下に反応させて得たノボ
ラック型フェノール樹脂にアルカリ金属水酸化物及び該
ノボラック型フェノール樹脂と安定な複合体を形成する
キレート化剤を添加してなる結合剤組成物であり、この
結合剤組成物を、粒子状耐火骨材と混合して所望の形状
に成形し炭酸ガスを通しそれにより成形物を硬化させる
粒子状耐火骨材成形体の製造方法である。
の作業環境の改善に繋がるようまた冶金学的に鋳物欠陥
に繋がるような成分を含まず、いわゆるクリーンな鋳物
ができる粘結剤組成物の提供をすること。 【解決手段】 フェノール類とホルムアルデヒド類を酸
性触媒を用い高沸点溶剤の存在下に反応させて得たノボ
ラック型フェノール樹脂にアルカリ金属水酸化物及び該
ノボラック型フェノール樹脂と安定な複合体を形成する
キレート化剤を添加してなる結合剤組成物であり、この
結合剤組成物を、粒子状耐火骨材と混合して所望の形状
に成形し炭酸ガスを通しそれにより成形物を硬化させる
粒子状耐火骨材成形体の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳物用主型、中子
や鉄鋼用耐火容器等の成形体を製造するための結合剤組
成物、及びこの結合剤組成物を粒子状耐火骨材に混合し
て所望の形状に成形した後、炭酸ガスを通しそれにより
結合剤組成物を硬化させる耐火骨材成形体の製造方法に
関するものである。
や鉄鋼用耐火容器等の成形体を製造するための結合剤組
成物、及びこの結合剤組成物を粒子状耐火骨材に混合し
て所望の形状に成形した後、炭酸ガスを通しそれにより
結合剤組成物を硬化させる耐火骨材成形体の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳造工業等における常温ガス硬化
鋳型造型には、無機系及び有機系による方法がある。水
ガラスを用いる無機系粘結剤を炭酸ガスで硬化させる方
法は簡易に鋳型造型ができ、注湯時有害ガスの発生が少
ない反面、注湯後の鋳型の崩壊性が悪く仕上げ工数が有
機系粘結剤に比べ高く、更に砂の回収・再生が困難と言
う欠点がある。一方、有機系粘結剤を用いるガス硬化造
型法としては、フラン樹脂や尿素変性フラン樹脂と過酸
化物の混合砂を亜硫酸ガスで硬化させるハードックス法
やベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシ
アネートの混合物をガス状の第三級アミンで硬化させる
方法がある。これらの造型方法は、鋳型強度に優れまた
注湯後の鋳型崩壊性が良好であるが、造型時の有害ガス
の漏洩問題、鋳物へのガス欠陥、すす欠陥、ベーニング
欠陥等を与える等冶金学上多くの問題点が指摘されてい
る。更に、発生するＳＯX、ＮＯXガスによる作業環境の
悪化、大気汚染による酸性雨の原因との指摘もあり、社
会問題となっている。
鋳型造型には、無機系及び有機系による方法がある。水
ガラスを用いる無機系粘結剤を炭酸ガスで硬化させる方
法は簡易に鋳型造型ができ、注湯時有害ガスの発生が少
ない反面、注湯後の鋳型の崩壊性が悪く仕上げ工数が有
機系粘結剤に比べ高く、更に砂の回収・再生が困難と言
う欠点がある。一方、有機系粘結剤を用いるガス硬化造
型法としては、フラン樹脂や尿素変性フラン樹脂と過酸
化物の混合砂を亜硫酸ガスで硬化させるハードックス法
やベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシ
アネートの混合物をガス状の第三級アミンで硬化させる
方法がある。これらの造型方法は、鋳型強度に優れまた
注湯後の鋳型崩壊性が良好であるが、造型時の有害ガス
の漏洩問題、鋳物へのガス欠陥、すす欠陥、ベーニング
欠陥等を与える等冶金学上多くの問題点が指摘されてい
る。更に、発生するＳＯX、ＮＯXガスによる作業環境の
悪化、大気汚染による酸性雨の原因との指摘もあり、社
会問題となっている。
【０００３】このような欠点を解決する目的で、粘結剤
に冶金学的に優れた塩基性物質を用い製造する技術が望
まれていた。この造型技術として、レゾール型フェノー
ル樹脂をギ酸メチルガスを用いる鋳型を製造する方法
（特公昭６１−３７０２２号公報）もあるが、ギ酸メチ
ルの引火点が低く特殊引火性に該当するため取扱いに注
意が必要である。また、レゾール型フェノール樹脂のア
ルカリ性水溶液にオキシアニオンを含ませ粘結剤を用い
炭酸ガスで硬化させる方法（特開平１−２２４２６３号
公報）がある。鋳物業界はコスト・環境問題から骨材は
回収・再生使用するのが前提である。しかし、これらの
レゾール型フェノール樹脂をベースとするシステムは大
過剰のアルカリ金属水酸化物を使用する必要がある。ア
ルカリ金属は、溶融金属を注湯するような高温では鋳型
骨材の融着剤として働き骨材同士を焼結させ骨材の回収
・再生を阻害する欠陥をもっており、このアルカリ金属
の減少が求められている。更には又、これらの方法は他
の有機系粘結剤に比べ作業環境の点は優れ改善が見られ
るがガス硬化法の特徴である製造直後の抜型強度や鋳型
強度が低い欠点がある。
に冶金学的に優れた塩基性物質を用い製造する技術が望
まれていた。この造型技術として、レゾール型フェノー
ル樹脂をギ酸メチルガスを用いる鋳型を製造する方法
（特公昭６１−３７０２２号公報）もあるが、ギ酸メチ
ルの引火点が低く特殊引火性に該当するため取扱いに注
意が必要である。また、レゾール型フェノール樹脂のア
ルカリ性水溶液にオキシアニオンを含ませ粘結剤を用い
炭酸ガスで硬化させる方法（特開平１−２２４２６３号
公報）がある。鋳物業界はコスト・環境問題から骨材は
回収・再生使用するのが前提である。しかし、これらの
レゾール型フェノール樹脂をベースとするシステムは大
過剰のアルカリ金属水酸化物を使用する必要がある。ア
ルカリ金属は、溶融金属を注湯するような高温では鋳型
骨材の融着剤として働き骨材同士を焼結させ骨材の回収
・再生を阻害する欠陥をもっており、このアルカリ金属
の減少が求められている。更には又、これらの方法は他
の有機系粘結剤に比べ作業環境の点は優れ改善が見られ
るがガス硬化法の特徴である製造直後の抜型強度や鋳型
強度が低い欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の鋳造
工場を主体とする鉄鋼関係職場等の作業環境の改善に繋
がり、また冶金学的に鋳物欠陥に繋がるような成分を含
まず、いわゆるクリーンな鋳物ができる粘結剤組成物の
提供をすることにある。更に本発明の重要な要件の一つ
は原料の入手容易性及び低コストである。本発明者等
は、このような鋳型の速硬化造型、作業環境改善、鋳物
欠陥の減少等の併立という課題を解決するために鋭意研
究した結果、粒子状耐火骨材にノボラック型フェノール
樹脂をアルカリ金属水溶性とし、これにキレート化剤を
含ませた粘結剤を混合して造型した鋳型に炭酸ガスを吹
込み硬化させることにより、問題となるアルカリ金属の
減少と鋳型強度を向上させることを見出し、本発明を完
成するに至った。
工場を主体とする鉄鋼関係職場等の作業環境の改善に繋
がり、また冶金学的に鋳物欠陥に繋がるような成分を含
まず、いわゆるクリーンな鋳物ができる粘結剤組成物の
提供をすることにある。更に本発明の重要な要件の一つ
は原料の入手容易性及び低コストである。本発明者等
は、このような鋳型の速硬化造型、作業環境改善、鋳物
欠陥の減少等の併立という課題を解決するために鋭意研
究した結果、粒子状耐火骨材にノボラック型フェノール
樹脂をアルカリ金属水溶性とし、これにキレート化剤を
含ませた粘結剤を混合して造型した鋳型に炭酸ガスを吹
込み硬化させることにより、問題となるアルカリ金属の
減少と鋳型強度を向上させることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、フェノール類
とホルムアルデヒド類を酸性触媒を用い高沸点溶剤の存
在下に反応させて得たノボラック型フェノール樹脂にア
ルカリ金属水酸化物及び該ノボラック型フェノール樹脂
と安定な複合体を形成するキレート化剤を添加してなる
ことを特徴とする結合剤組成物であり、この結合剤組成
物を、粒子状耐火骨材と混合して所望の形状に成形し炭
酸ガスを通しそれにより成形物を硬化させることを特徴
とする粒子状耐火骨材成形体の製造方法である。
とホルムアルデヒド類を酸性触媒を用い高沸点溶剤の存
在下に反応させて得たノボラック型フェノール樹脂にア
ルカリ金属水酸化物及び該ノボラック型フェノール樹脂
と安定な複合体を形成するキレート化剤を添加してなる
ことを特徴とする結合剤組成物であり、この結合剤組成
物を、粒子状耐火骨材と混合して所望の形状に成形し炭
酸ガスを通しそれにより成形物を硬化させることを特徴
とする粒子状耐火骨材成形体の製造方法である。
【０００６】本発明に於いて使用されるフェノール類と
しては、例えばフェノール、クレゾール、レゾルシノー
ル、カテコール、イソプロペニルフェノールのダイマ
ー、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルフェ
ノール、オクチルフェノール、アミルフェノール、その
他の置換フェノールである。アルデヒド類としてはホル
マリン、パラホルムアルデヒド、フルフラール、α−ポ
リオキシメチレン、アセトアルデヒド等であるがこれに
限定されるものではない。アルデヒド類とフェノール類
の反応モル比は０.５／１〜２.２／１であることが好ま
しく、 ０.７／１〜 １.８／１であることがさらに好ま
しい。酸性触媒としてはシュウ酸、塩酸、リン酸、硫
酸、硼酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホ
ン酸、キシレンスルホン酸等の無機酸又は有機酸の単独
又は２種以上の混合物である。かかるノボラック型フェ
ノール樹脂においてフェノール類の一部を尿素、メラミ
ン、リグニン、その他アルデヒド類と反応しうる化合物
と置き換えることも本発明に含まれる。
しては、例えばフェノール、クレゾール、レゾルシノー
ル、カテコール、イソプロペニルフェノールのダイマ
ー、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルフェ
ノール、オクチルフェノール、アミルフェノール、その
他の置換フェノールである。アルデヒド類としてはホル
マリン、パラホルムアルデヒド、フルフラール、α−ポ
リオキシメチレン、アセトアルデヒド等であるがこれに
限定されるものではない。アルデヒド類とフェノール類
の反応モル比は０.５／１〜２.２／１であることが好ま
しく、 ０.７／１〜 １.８／１であることがさらに好ま
しい。酸性触媒としてはシュウ酸、塩酸、リン酸、硫
酸、硼酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホ
ン酸、キシレンスルホン酸等の無機酸又は有機酸の単独
又は２種以上の混合物である。かかるノボラック型フェ
ノール樹脂においてフェノール類の一部を尿素、メラミ
ン、リグニン、その他アルデヒド類と反応しうる化合物
と置き換えることも本発明に含まれる。
【０００７】次にフェノール型ノボラック樹脂に添加す
るアルカリ金属水酸化物としては水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム等の水溶液である。特に
好ましくは樹脂に低粘性を与える水酸化カリウムであ
る。これらの単独又は２種以上の混合物として使用する
ことも好ましい。フェノールに対するアルカリ金属水酸
化物のモル比は１.０／１〜３.５／１であり、特に１.
５／１〜２.５／１であることが好ましい。
るアルカリ金属水酸化物としては水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム等の水溶液である。特に
好ましくは樹脂に低粘性を与える水酸化カリウムであ
る。これらの単独又は２種以上の混合物として使用する
ことも好ましい。フェノールに対するアルカリ金属水酸
化物のモル比は１.０／１〜３.５／１であり、特に１.
５／１〜２.５／１であることが好ましい。
【０００８】高沸点溶剤は１００℃以上の沸点を持ちア
ルカリに対して化学的に安定なものであれば良く、グリ
コール類、ケトン類、アルコール類がある。グリコール
類としてグリコール又はグリコールエーテルでエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、カルビトール、ブチルカルビトール、グリコールエ
ーテル、グリコールエーテルとしては、ブチルグリコー
ル、ブチルジグリコール、イソブチルジグリコール、ヘ
キシルジグリコール、アリルグリコール、フェニルグリ
コール、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコール、
フェニルプロピレングリコール等でケトン類としてはホ
ロン、イソホロン、シクロヘキサノン等でありアルコー
ル類としてはフルフリルアルコール、テトラヒドロフル
フリルアルコール単独又は２種以上の混合物として使用
ことができる。高沸点溶剤の使用量としてはフェノール
樹脂と相溶できる量であれば良く、通常はフェノールに
対し５〜１００重量％である。
ルカリに対して化学的に安定なものであれば良く、グリ
コール類、ケトン類、アルコール類がある。グリコール
類としてグリコール又はグリコールエーテルでエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、カルビトール、ブチルカルビトール、グリコールエ
ーテル、グリコールエーテルとしては、ブチルグリコー
ル、ブチルジグリコール、イソブチルジグリコール、ヘ
キシルジグリコール、アリルグリコール、フェニルグリ
コール、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコール、
フェニルプロピレングリコール等でケトン類としてはホ
ロン、イソホロン、シクロヘキサノン等でありアルコー
ル類としてはフルフリルアルコール、テトラヒドロフル
フリルアルコール単独又は２種以上の混合物として使用
ことができる。高沸点溶剤の使用量としてはフェノール
樹脂と相溶できる量であれば良く、通常はフェノールに
対し５〜１００重量％である。
【０００９】本発明に使用されるキレート化剤としては
硼酸、硼酸塩、スズ酸、スズ酸塩、ケイ酸塩、アルミン
酸塩等がある。硼酸塩としては硼酸カリウム、硼酸ナト
リウム、硼酸マグネシウム、硼酸亜鉛、硼酸バリウム、
硼酸アンモニウム等の一般式ｘＭ2Ｏ・ｙＢ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ
をもつ化合物である。特に好ましくは天然に存在する硼
酸ナトリウム(ホウ砂)、硼酸カリウム、硼酸、あるいは
入手の容易な硼酸アンモニウムである。これらの単独又
は２種以上の混合物として使用することもできる。フェ
ノールに対するキレート化剤モル比は０.１／１〜１.０
／１であることが好ましい。
硼酸、硼酸塩、スズ酸、スズ酸塩、ケイ酸塩、アルミン
酸塩等がある。硼酸塩としては硼酸カリウム、硼酸ナト
リウム、硼酸マグネシウム、硼酸亜鉛、硼酸バリウム、
硼酸アンモニウム等の一般式ｘＭ2Ｏ・ｙＢ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ
をもつ化合物である。特に好ましくは天然に存在する硼
酸ナトリウム(ホウ砂)、硼酸カリウム、硼酸、あるいは
入手の容易な硼酸アンモニウムである。これらの単独又
は２種以上の混合物として使用することもできる。フェ
ノールに対するキレート化剤モル比は０.１／１〜１.０
／１であることが好ましい。
【００１０】本発明の結合剤組成物は、通常粒子状耐火
骨材１００重量部に対して０．５〜１０重量部の範囲で
使用されるが、好ましくは１〜６重量部である。粒子状
耐火骨材は結合剤組成物と混合して所望の形状に成形さ
れ、炭酸ガスを通気し、それにより樹脂結合剤を硬化さ
せ鋳型に造型される。炭酸ガスの使用量は粒子状耐火骨
材１００重量部に対して０．０１〜４０重量部、好まし
くは０．１〜１５重量部である。炭酸ガスの使用量が粒
子状耐火骨材１００重量部に対して ０.１重量部未満の
場合は炭酸ガスの量が不十分で、鋳型強度が低く、１５
重量部を越えると硬化に寄与せず無駄になる量が多く不
経済となる。炭酸ガスは空気と併用してもよく、又空気
をパージ拡散ガスとして使用しても良い。
骨材１００重量部に対して０．５〜１０重量部の範囲で
使用されるが、好ましくは１〜６重量部である。粒子状
耐火骨材は結合剤組成物と混合して所望の形状に成形さ
れ、炭酸ガスを通気し、それにより樹脂結合剤を硬化さ
せ鋳型に造型される。炭酸ガスの使用量は粒子状耐火骨
材１００重量部に対して０．０１〜４０重量部、好まし
くは０．１〜１５重量部である。炭酸ガスの使用量が粒
子状耐火骨材１００重量部に対して ０.１重量部未満の
場合は炭酸ガスの量が不十分で、鋳型強度が低く、１５
重量部を越えると硬化に寄与せず無駄になる量が多く不
経済となる。炭酸ガスは空気と併用してもよく、又空気
をパージ拡散ガスとして使用しても良い。
【００１１】粒子状耐火骨材としては、石英質を主成分
とする天然珪砂、人造珪砂、クロマイトサンド、ジルコ
ンサンド、オリビンサンド、アルミナサンド、ムライト
サンド、合成ムライトサンド、マグネシア、マグネシア
クリンカー及びこれ等の回収砂、再生砂等が挙げられ
る。本発明においては、これらの粒子状耐火骨材は新
砂、再生砂、回収砂又はこれらの１種以上の混合砂を用
いることができる。
とする天然珪砂、人造珪砂、クロマイトサンド、ジルコ
ンサンド、オリビンサンド、アルミナサンド、ムライト
サンド、合成ムライトサンド、マグネシア、マグネシア
クリンカー及びこれ等の回収砂、再生砂等が挙げられ
る。本発明においては、これらの粒子状耐火骨材は新
砂、再生砂、回収砂又はこれらの１種以上の混合砂を用
いることができる。
【００１２】鋳型の造型方法としては、混合砂を充填し
た後、減圧し炭酸ガスで常圧まで置換して鋳型を硬化さ
せるＶＲＨ造型法、あるいは吸圧造型法又は減圧造型法
に適用できるものであるが、これらに限定されるもので
はなく、その他の造型法を使用してもよい。本発明の結
合剤組成物には、γ−ミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、フ
ェノールトリメトキシシランのようなシランカップリン
グ剤を含む事が鋳型強度改善のために望ましい。シラン
カップリング剤の量は通常結合剤組成物に対して、０.
２〜２.０重量％である。本発明の結合剤組成物は水溶
性であるが、必要ならばフルフリルアルコール、メタノ
ール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類又はグリコール、グリ
コールエーテル類、エステル類等の溶剤で一部を置き換
えることができる。
た後、減圧し炭酸ガスで常圧まで置換して鋳型を硬化さ
せるＶＲＨ造型法、あるいは吸圧造型法又は減圧造型法
に適用できるものであるが、これらに限定されるもので
はなく、その他の造型法を使用してもよい。本発明の結
合剤組成物には、γ−ミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、フ
ェノールトリメトキシシランのようなシランカップリン
グ剤を含む事が鋳型強度改善のために望ましい。シラン
カップリング剤の量は通常結合剤組成物に対して、０.
２〜２.０重量％である。本発明の結合剤組成物は水溶
性であるが、必要ならばフルフリルアルコール、メタノ
ール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類又はグリコール、グリ
コールエーテル類、エステル類等の溶剤で一部を置き換
えることができる。
【００１３】本発明の結合剤組成物の特徴は、フェノー
ル類とホルムアルデヒド類を酸性触媒を用い少量の高沸
点溶剤の存在下に反応させてノボラック型フェノール樹
脂を得ることであり、このことによりノボラック型フェ
ノール樹脂を低分子量に抑え樹脂を低粘度にすることが
できる。従って、鋳型混練砂の流動性を向上させ強度向
上を図ることができる。また、通常であればゲル化する
か反応中に固液分離するため実施することができない高
モル比の反応であっても、高沸点溶剤の存在下にて反応
させることにより、ゲル化や固液分離することなく均一
な反応物を得ることができる。
ル類とホルムアルデヒド類を酸性触媒を用い少量の高沸
点溶剤の存在下に反応させてノボラック型フェノール樹
脂を得ることであり、このことによりノボラック型フェ
ノール樹脂を低分子量に抑え樹脂を低粘度にすることが
できる。従って、鋳型混練砂の流動性を向上させ強度向
上を図ることができる。また、通常であればゲル化する
か反応中に固液分離するため実施することができない高
モル比の反応であっても、高沸点溶剤の存在下にて反応
させることにより、ゲル化や固液分離することなく均一
な反応物を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。しかし
本発明は実施例により限定されるものではない。また実
施例、比較例で示される「部」及び「％」は全て「重量
部」及び「重量部％」である。 《結合剤組成物の合成例１》冷却器と攪拌付きの反応容
器にフェノール４７０部(5.00モル)、ジエチレングリコ
ール８０部、３７％ホルマリン３４５部(4.26モル)、シ
ュウ酸４部を仕込み徐々に昇温し１００℃で還流させ
た。還流開始から２時間この温度に保持した。その後真
空脱水冷却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛
性カリウム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂
１８０部(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノ
プロピルエトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物
（Ａ）を得た。
本発明は実施例により限定されるものではない。また実
施例、比較例で示される「部」及び「％」は全て「重量
部」及び「重量部％」である。 《結合剤組成物の合成例１》冷却器と攪拌付きの反応容
器にフェノール４７０部(5.00モル)、ジエチレングリコ
ール８０部、３７％ホルマリン３４５部(4.26モル)、シ
ュウ酸４部を仕込み徐々に昇温し１００℃で還流させ
た。還流開始から２時間この温度に保持した。その後真
空脱水冷却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛
性カリウム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂
１８０部(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノ
プロピルエトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物
（Ａ）を得た。
【００１５】《結合剤組成物の合成例２》冷却器と攪拌
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、エチ
レングリコール６０部、フェニルグリコールエーテル３
０部、３７％ホルマリン４０５部(7.00モル)、シュウ酸
４部を仕込み徐々に昇温し１００℃で還流させた。還流
開始から２時間この温度に保持した。その後真空脱水冷
却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛性カリウ
ム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂１８０部
(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｂ）を得
た。
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、エチ
レングリコール６０部、フェニルグリコールエーテル３
０部、３７％ホルマリン４０５部(7.00モル)、シュウ酸
４部を仕込み徐々に昇温し１００℃で還流させた。還流
開始から２時間この温度に保持した。その後真空脱水冷
却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛性カリウ
ム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂１８０部
(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｂ）を得
た。
【００１６】《結合剤組成物の合成例３》冷却器と攪拌
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、ジエ
チレングリコール６５部、３７％ホルマリン６７０部
(8.26モル)、シュウ酸４部を仕込み徐々に昇温し１００
℃で還流させた。還流開始から２時間この温度に保持し
た。その後真空脱水冷却を行い７０℃に保持し冷却しな
がら５０％苛性カリウム１０００部(8.91モル)を添加
し、さらに硼砂１８０部(1.88モル)、ベンジルジグリコ
ール３０部を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｃ）を得
た。
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、ジエ
チレングリコール６５部、３７％ホルマリン６７０部
(8.26モル)、シュウ酸４部を仕込み徐々に昇温し１００
℃で還流させた。還流開始から２時間この温度に保持し
た。その後真空脱水冷却を行い７０℃に保持し冷却しな
がら５０％苛性カリウム１０００部(8.91モル)を添加
し、さらに硼砂１８０部(1.88モル)、ベンジルジグリコ
ール３０部を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｃ）を得
た。
【００１７】《結合剤組成物の比較例１》冷却器と攪拌
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、３７
％ホルマリン１１３５部(14モル)、水酸化ナトリウム４
０部(0.5モル)を仕込み徐々に昇温し８０℃で還流させ
た。還流開始から２時間この温度に保持した。その後冷
却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛性カリウ
ム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂１８０部
(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｄ）を得
た。
付きの反応容器にフェノール４７０部(5.00モル)、３７
％ホルマリン１１３５部(14モル)、水酸化ナトリウム４
０部(0.5モル)を仕込み徐々に昇温し８０℃で還流させ
た。還流開始から２時間この温度に保持した。その後冷
却を行い７０℃に保持し冷却しながら５０％苛性カリウ
ム１０００部(8.91モル)を添加し、さらに硼砂１８０部
(1.88モル)を添加溶解させ、その後γ−アミノプロピル
エトキシシラン ０.５％を加え結合剤組成物（Ｄ）を得
た。
【００１８】《鋳型造型》合成例１、２、３及び比較例
１で得られた結合剤組成物を珪砂１０００部に対して
２.５部加え１分間混合した。配合砂を金型内で５０Φ
×５０mmのテストピースを造型し、続いて炭酸ガスを通
気させ硬化させた。金型より硬化した鋳型を取り出し経
時毎の鋳型圧縮強度を測定した。その結果を表１に示
す。 ・炭酸ガスの通気条件：０.５Kg／cm2、２０Ｌ／分 ・鋳型造型に用いた珪砂：パールサンド ５.５号
１で得られた結合剤組成物を珪砂１０００部に対して
２.５部加え１分間混合した。配合砂を金型内で５０Φ
×５０mmのテストピースを造型し、続いて炭酸ガスを通
気させ硬化させた。金型より硬化した鋳型を取り出し経
時毎の鋳型圧縮強度を測定した。その結果を表１に示
す。 ・炭酸ガスの通気条件：０.５Kg／cm2、２０Ｌ／分 ・鋳型造型に用いた珪砂：パールサンド ５.５号
【００１９】《結合剤組成物の比較例２》市場にて多く
使用されているアミンコールドボックス法（フェノール
ウレタン硬化法）の樹脂であるスミライトレジンＰＲー
５１６７０（住友デュレズ株式会社製、レゾール型フェ
ノール樹脂）と硬化剤ＨＰー３１（ポリメリックＭＤ
Ｉ)とからなる結合剤組成物（Ｅ）を２.５部用い、前記
と同一の珪砂１０００部で造型しトリエチルアミンガス
で硬化させた。その結果を表１に示す。 ・トリエチルアミンの通気条件：１Kg／cm2、２０Ｌ／
分
使用されているアミンコールドボックス法（フェノール
ウレタン硬化法）の樹脂であるスミライトレジンＰＲー
５１６７０（住友デュレズ株式会社製、レゾール型フェ
ノール樹脂）と硬化剤ＨＰー３１（ポリメリックＭＤ
Ｉ)とからなる結合剤組成物（Ｅ）を２.５部用い、前記
と同一の珪砂１０００部で造型しトリエチルアミンガス
で硬化させた。その結果を表１に示す。 ・トリエチルアミンの通気条件：１Kg／cm2、２０Ｌ／
分
【００２０】《測定方法》
１．充填密度：５０Φ×５０mmのテストピースを造型
し、次いで炭酸ガス（比較例２においてはトリエチルア
ミンガス）を通気硬化させた後、金型より硬化した鋳型
を取り出して重量を測定しテストピースの体積より充填
密度を算出する。 ２．圧縮強度：５０Φ×５０mmのテストピースを造型
し、次いで炭酸ガス（比較例２においてはトリエチルア
ミンガス）を通気し硬化させた後、金型より硬化した鋳
型を取り出し、万能型アムスラー圧縮試験器にて強度測
定を行う。 ３．鋳物欠陥：鋳物月刊誌「ＪＡＣＴニュース」1980年
11月20日号、11頁の『鋳造試験評価「ラストラスカーボ
ン」鋳型評価法』により評価した。即ち、鋳鉄溶湯（14
00℃）を鋳込み、冷却し鋳型を崩壊した後カーボン欠陥
の有無にて評価した。
し、次いで炭酸ガス（比較例２においてはトリエチルア
ミンガス）を通気硬化させた後、金型より硬化した鋳型
を取り出して重量を測定しテストピースの体積より充填
密度を算出する。 ２．圧縮強度：５０Φ×５０mmのテストピースを造型
し、次いで炭酸ガス（比較例２においてはトリエチルア
ミンガス）を通気し硬化させた後、金型より硬化した鋳
型を取り出し、万能型アムスラー圧縮試験器にて強度測
定を行う。 ３．鋳物欠陥：鋳物月刊誌「ＪＡＣＴニュース」1980年
11月20日号、11頁の『鋳造試験評価「ラストラスカーボ
ン」鋳型評価法』により評価した。即ち、鋳鉄溶湯（14
00℃）を鋳込み、冷却し鋳型を崩壊した後カーボン欠陥
の有無にて評価した。
【００２１】
表 １
実 施 例 比較例 １ ２ ３ ４ １ ２
珪砂の量 1000 1000 1000 1000 1000 1000
結合剤組成物 種類 Ａ Ｂ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ 添加量 2.5 2.5 3.0 2.5 2.5 2.5
造型通気時臭気 なし なし なし なし なし アミン臭
炭酸ガス通気時間(秒) 30 30 30 30 45 40
圧縮強度(Kg／cm2)
造型直後 25 28 30 22 15 35
24時間後 39 38 39 35 24 45
充填密度 1.478 1.492 1.489 1.491 1.489 1.496 鋳物欠陥 なし なし なし なし なし 煤欠陥
【００２２】
【発明の効果】本発明の結合剤組成物は、ガス硬化法と
して市場にて多く使用されているアミンコールドボック
ス法のようなアミン臭等の臭気がなく、また有機溶剤を
含有しないか又は少量の含有であるので、注湯時の作業
環境が改善され、更に注湯時、煤等の欠陥に繋がる物質
を含まずクリーンな鋳物が得られる。また、従来の方法
である前記比較例１のようなレゾール型フェノール樹脂
より鋳型強度が改善され高速鋳型造型が可能になる。本
発明において、フェノール類とホルムアルデヒド類を酸
性触媒を用い高沸点溶剤の存在下に反応させることによ
りノボラック型フェノール樹脂を低分子量に抑え樹脂を
低粘度にすることができる。従って、鋳型混練砂の流動
性を向上させ強度向上を図ることができる。
して市場にて多く使用されているアミンコールドボック
ス法のようなアミン臭等の臭気がなく、また有機溶剤を
含有しないか又は少量の含有であるので、注湯時の作業
環境が改善され、更に注湯時、煤等の欠陥に繋がる物質
を含まずクリーンな鋳物が得られる。また、従来の方法
である前記比較例１のようなレゾール型フェノール樹脂
より鋳型強度が改善され高速鋳型造型が可能になる。本
発明において、フェノール類とホルムアルデヒド類を酸
性触媒を用い高沸点溶剤の存在下に反応させることによ
りノボラック型フェノール樹脂を低分子量に抑え樹脂を
低粘度にすることができる。従って、鋳型混練砂の流動
性を向上させ強度向上を図ることができる。
Claims (9)
- 【請求項１】 フェノール類とホルムアルデヒド類を酸
性触媒を用い高沸点溶剤の存在下に反応させて得たノボ
ラック型フェノール樹脂にアルカリ金属水酸化物及び該
ノボラック型フェノール樹脂と安定な複合体を形成する
キレート化剤を添加してなることを特徴とする結合剤組
成物。 - 【請求項２】 酸性触媒が、無機酸又は有機酸の単独又
は２種以上の混合物である請求項１記載の結合剤組成
物。 - 【請求項３】 高沸点溶剤が、アルコール類、グリコー
ル類、ケトン類であり単独又は２種以上の混合物である
請求項１又は２記載の結合剤組成物。 - 【請求項４】 ノボラック型フェノール樹脂のホルムア
ルデヒド類とフェノール類の反応モル比が０.５／１〜
２.２／１である請求項１、２又は３記載の結合剤組成
物。 - 【請求項５】 アルカリ金属水酸化物が、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムの単独又は２種
以上の混合物である請求項１、２、３又は４記載の結合
剤組成物。 - 【請求項６】 キレート化剤が、硼酸、硼酸塩、スズ
酸、スズ酸塩、ケイ酸塩、アルミン酸塩の単独又は２種
以上の混合物である請求項１、２、３、４又は５記載の
結合剤組成物。 - 【請求項７】 キレート化剤が、硼酸ナトリウム、硼酸
カリウム、又は硼酸アンモニウムである請求項１、２、
３、４又は５記載の結合剤組成物。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６又は７記
載の結合剤組成物を、粒子状耐火骨材と混合して所望の
形状に成形し炭酸ガスを通しそれにより成形物を硬化さ
せることを特徴とする粒子状耐火骨材成形体の製造方
法。 - 【請求項９】 混合する結合剤組成物が、粒子状耐火骨
材に対して ０.５〜１０重量％である請求項８記載の粒
子状耐火骨材成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238798A JP2000063623A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 結合剤組成物及びそれを用いた成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10238798A JP2000063623A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 結合剤組成物及びそれを用いた成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000063623A true JP2000063623A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=17035454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10238798A Pending JP2000063623A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 結合剤組成物及びそれを用いた成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000063623A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101948022B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-05-02 | 주식회사 디알레보텍 | 주조용 무기바인더 조성물 및 이를 이용한 중자 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP10238798A patent/JP2000063623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101948022B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-05-02 | 주식회사 디알레보텍 | 주조용 무기바인더 조성물 및 이를 이용한 중자 |
| WO2019164022A1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 주식회사 디알레보텍 | 주조용 무기바인더 조성물 및 이를 이용한 중자 |
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