JP2504672B2

JP2504672B2 - 鋳物砂用粘結剤組成物及び鋳型組成物

Info

Publication number: JP2504672B2
Application number: JP4235974A
Authority: JP
Inventors: 昭吉田; 渉水野; 直喜京近; 等船田; 克己松山
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPH05192737A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自硬性鋳型及びガス硬化
性鋳型における有機エステル硬化型鋳物砂用粘結剤組成
物の改良に関するものであり、更に詳しくは水溶性フェ
ノール樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルに
より硬化させるプロセスに用いられる改良された鋳物砂
用粘結剤組成物に関するものである。

【０００２】また、本発明はかかる鋳物砂用粘結剤組成
物を配合した鋳型組成物に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】有機粘結剤を用いて主型や中子のような
鋳型を製造する造型法として、自硬性鋳型法、コールド
ボックス鋳型法、クローニング法（シェル法）は公知で
ある。特に有機自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心
に生産性、鋳物品質、安全衛生上の観点から無機系に代
わって既に汎用的な造型法となっている。一方、従来、
中、高速で鋳型を製造するにはフェノール樹脂を粒状耐
火物に被覆した、所謂コーテッドサンド(Coated Sand)
を加熱硬化して鋳型を製造するクローニング法が幅広く
使用されている。しかし、鋳型製造時の省エネルギー、
鋳型生産速度、更に鋳型、鋳物の品質を改善するため
に、ガス状又はエロゾル状物質で常温硬化させるコール
ドボックス鋳型法がクローニング法を代替する鋳型の製
造法として鋳物業界で真剣に導入が試みられてきてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有機自硬性鋳型造型法
及びガス硬化性鋳型造型法に用いられる粘結剤組成物と
して、水溶性フェノール樹脂を粘結剤とし、これを有機
エステルで硬化せしめる鋳物砂用粘結剤組成物が、特開
昭50−130627号公報、特開昭58−154433号公報、特開昭
58−154434号公報等により公知である。この粘結剤組成
物を用いた鋳型造型法では粘結剤組成物中に硫黄元素を
含まないため、酸硬化性樹脂を用いた鋳物造型法に比較
して浸硫による影響が少ないという特徴を有する反面、
特に造型時及び鋳造時に発生するホルムアルデヒド臭気
による作業環境及び該粘結剤を用いた混練砂の流動性及
び充填性の改善等に課題があった。

【０００５】また、水溶性フェノール樹脂を用いた混練
砂は、フラン樹脂やフェノールウレタン樹脂等を用いた
場合に比べ混練砂の流動性及び模型等への充填性が悪
い。このため、樹脂の混練ムラや造型された鋳型の表面
強度の低下及び鋳型表面の凹凸が発生するため、鋳造さ
れた鋳物に欠陥が発生する。具体的には砂カミ、焼着、
差し込み、絞られ等の鋳物欠陥が発生し、品質低下の原
因となり、その改善が要望されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく鋭意研究の結果、水溶性フェノール樹脂を
粘結剤とし、これを有機エステルにより硬化させる鋳物
砂用粘結剤組成物において、水溶性フェノール樹脂にホ
ルムアルデヒド捕捉剤として有機窒素化合物の１種又は
２種以上を併用してなる有機エステル硬化型鋳物砂用粘
結剤組成物を使用することにより、鋳物砂型の造型及び
鋳造時に発生するホルムアルデヒド臭気を大幅に抑制
し、作業環境を著しく向上させ、また混練砂の流動性と
充填性を改善でき、その結果、鋳物欠陥のない優れた鋳
型を製造できることを見出し、本発明を完成するに到っ
たものである。

【０００７】即ち本発明は、水溶性フェノール樹脂と有
機窒素化合物を必須成分とすることを特徴とする有機エ
ステル硬化型鋳物砂用粘結剤組成物、及び耐火性骨材10
0 重量部に対して、有機エステル硬化剤0.05〜９重量
部、前記の鋳物砂用粘結剤組成物0.4 〜15重量部からな
る混合物を混練して得られることを特徴とする鋳型組成
物に関する。

【０００８】本発明で用いられる水溶性フェノール樹脂
は、有機エステルで硬化可能な樹脂であり、例えばフェ
ノール、クレゾール、レゾルシノール、 3,5−キシレノ
ール、ビスフェノールＡ、その他の置換フェノールを含
めたフェノール類を、大量のアルカリ性物質の水溶液の
中でホルムアルデヒド単独或はアセトアルデヒド、フル
フラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等のアルデ
ヒドとの併用による反応によって得られるフェノール樹
脂が挙げられるが、ホルムアルデヒド単独が好ましい。
これらの水溶性フェノール樹脂の製造の際に用いられる
適当なアルカリ性触媒は、アルカリ金属の水酸化物であ
る水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム
及びこれらの混合物であるが、水酸化カリウムが最も好
ましい。水溶性フェノール樹脂は、粉末状で鋳物用砂又
はその再生砂に添加しても良いが、予め上記の有機窒素
化合物類の水溶液又はこれらのスラリー分散液を調製し
て添加しても良い。

【０００９】本発明に於ては有機窒素化合物として好ま
しくは、尿素、尿素化合物、アミド化合物及びアミン化
合物の１種又は２種以上が用いられる。

【００１０】本発明において用いられる尿素としては、
粒状尿素、尿素水溶液、又はその他の溶剤に溶かした尿
素でも良い。尿素化合物としては、アルデヒド類と尿素
の化合物であるモノメチロール尿素、ジメチロール尿
素、トリメチロール尿素、更にこれらの縮合物である尿
素ホルマリン樹脂、尿素酸塩類としてシュウ酸尿素、燐
酸尿素、硝酸尿素、硫酸尿素、又尿素の複塩類として尿
素石膏、硫酸マグネシウム尿素、硝酸マグネシウム尿
素、硝酸石灰尿素等が挙げられる。アミド化合物として
は、アクリル酸アミド、アミドスルホン酸、アミド燐
酸、アミド硫酸、及びこれらの金属アミドとして、アミ
ドスルホン酸Ca、アミドスルホン酸Mg、アミドスルホン
酸Al、アミドスルホン酸Fe、アミドスルホン酸Zn、その
他アミド燐酸、アミド硫酸等の金属塩類等が挙げられ
る。又アミン化合物としては、脂肪族１級アミン、脂肪
族２級アミン、不飽和脂肪族アミン、脂環式アミン、芳
香族アミン、環状アミン（ヘキサミン、メラミン等）等
が挙げられる。

【００１１】本発明に用いられる上記の有機窒素化合物
類は粉末状で鋳物用砂又はその再生砂に添加しても良い
が、予め上記の有機窒素化合物類の水又は溶剤溶液又は
これらのスラリー分散液を調製して添加しても良い。溶
剤溶液にする場合の溶剤としては、エタノール、プロパ
ノール等の低級アルコール、グリセリン、エチレングリ
コール等の多価アルコール、アセトン及びエステル化合
物等の一般周知の溶剤が挙げられる。

【００１２】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物を製造する
には、水溶性フェノール樹脂に上記の有機窒素化合物の
１種又は２種以上を単に溶存させても良いが、水溶性フ
ェノール樹脂の反応段階で添加し、樹脂組成物の化学構
造に組み込んでも良い。或は、鋳型造型しようとする鋳
物砂、又は再生砂に樹脂を混練しようとする時に直接前
処理的に上記の有機窒素化合物を水溶液、溶剤溶液（有
機エステルやその他の溶剤中に溶存させる）、分散液等
の形態にして混練しても差し支えない。

【００１３】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物に於ては、
本発明に係わる上記の有機窒素化合物の含量は窒素重量
％として水溶性フェノール樹脂中に 0.1〜10重量％が好
ましく、更に好ましくは0.1 〜５重量％である。窒素重
量％が 0.1重量％未満では鋳型造型時及び鋳造時に発生
するホルムアルデヒド臭の抑制効果が殆どなく、一方10
重量％を超えると鋳物品質が劣る等の問題が発生し易く
なる場合がある。更に水溶性フェノール樹脂中に含有さ
れる上記の有機窒素化合物の窒素重量％が0.1 〜５重量
％の範囲がホルムアルデヒド臭の抑制効果が非常に発揮
され、且つ繰り返し使用される再生砂で鋳型造型し鋳造
しても鋳物品質が特に問題とならない範囲である。

【００１４】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物を使用する
ことにより、ホルムアルデヒド臭の抑制効果により環境
改善と混練砂の流動性及び充填性を改良できるが、更に
界面活性剤を併用することにより、ホルムアルデヒド臭
の抑制効果に加えて、混練砂の流動性と充填性をより一
層改善することができる。これは尿素、尿素化合物、ア
ミド化合物等の有機窒素化合物と界面活性剤を併用する
ことにより、双方の効果が相乗的に向上するものと思わ
れる。

【００１５】本発明に用いられる界面活性剤としては、
ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界
面活性剤、両性界面活性剤等が使用できる。界面活性剤
の具体例としては、アニオン界面活性剤としては、脂肪
酸石鹸（例えばステアリン酸の金属塩）、ロジン酸石
鹸、ナフテン酸石鹸、脂肪酸サルコシド、蛋白質分解物
脂肪酸アミド石鹸等の脂肪酸型界面活性剤が、長鎖アル
コール硫酸エステル塩（例えば２−エチルヘキシル硫酸
エステルの金属塩、オレイル硫酸エステルの金属塩
等）、第二アルコール硫酸エステル塩、オレフィン硫酸
エステル塩、脂肪酸エチレングリコリド硫酸エステル
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸エステル
塩、脂肪酸モノグリセリド脂肪酸エステル塩、脂肪酸多
価アルコール硫酸エステル塩、硫酸化油（オリーブ油、
ヒマシ油、牛脂、糠油、綿実油、菜種油、トウモロコシ
油、その他の植物油、マッコウ鯨油、ロウ等）、脂肪酸
アルキル硫酸エステル塩、脂肪酸アミド硫酸エステル塩
（オレイン酸、リシノール酸アミドの硫酸化物）、脂肪
酸アニリド硫酸エステル塩（オレイン酸アニリドの硫酸
化物）、脂肪酸モノアルカノールアミド硫酸エステル塩
等の硫酸エステル塩型界面活性剤が、アルカン (C₈〜C
₂₀)スルホン酸塩、石油スルホン酸塩、α−オレフィン
スルホン酸塩塩、α−スルホ脂肪酸塩、スルホエタノー
ル脂肪酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、脂肪酸ア
ミドスルホン酸塩、アルケニルスルホコハク酸塩、ジア
ルケニルスルホコハク酸塩、スルホコハク酸モノアルキ
ルアミド、ポリオキシエチレンイソオチルフェニルエー
テルスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン
縮合物、ナフタレンスルホン酸塩、ジナフチルメタンス
ルホン酸塩、アルキルフェノールスルホン酸塩、リグニ
ンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩(ABS,
LAS)、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、ア
ルキル燐酸エステル塩（２−エチルヘキシルホスフェー
ト等）、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテ
ル燐酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノ
ール燐酸エステル塩等のスルホン酸塩及び燐酸エステル
塩型界面活性剤が使用でき、塩の形態としては、K 塩、
Na塩、Li塩、アンモニウム塩等が挙げられ、特に限定さ
れるものではない。

【００１６】また、非イオン界面活性剤としては、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、
ポリオキシエチレンアビエチルアルコール、ポリオキシ
エチレンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルアミド、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピ
レングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレングリコールエチレンジアミン、ポリオキシエチレ
ンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンジ脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸
エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリ脂肪酸エ
ステル等のポリオキシエチレン型界面活性剤が、エチレ
ングリコールモノ脂肪酸エステル、プロピレングリコー
ルモノ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノ脂肪
酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエ
リトリット脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エス
テル、ソルビタンセスキ脂肪酸エステル、ソルビタント
リ脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、脂肪酸モノエ
タノールアミド、脂肪酸モノイソプロパノールアミド等
の多価アルコール型及びアルキロールアミド型界面活性
剤が、ポリオキシエチレンアルキルアミン、N −アルキ
ルプロピレンジアミン、N −アルキルポリエチレンポリ
アミン、N −アルキルポリエチレンポリアミンジメチル
硫酸塩、アルキルビグアニド、長鎖アミンオキシド等の
アミン型界面活性剤が使用できる。

【００１７】また、カチオン界面活性剤としては、長鎖
１級アミン塩（酢酸塩、塩酸塩）、ジアルキルジメチル
アンモニウム塩、アルキルジメチルエチルアンモニウム
塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキ
ルピリジニウム塩、アルキルキノリウム塩、アルキルイ
ソキノリウム塩、アルキルピリジニウム硫酸塩、アシル
アミノエチルジエチルアミン塩（蟻酸塩、酢酸塩、乳酸
塩）、アシルアミノエチルメチルジエチルアンモニウム
塩、脂肪酸ポリエチレンポリアミド、アシルアミノエチ
ルピリジニウム塩、アシルコラミノホルミルメチルピリ
ジニウム塩等の第四級アンモニウム塩及びアミド結合ア
ンモニウム塩型が、ステアリロオキシメチルピリジニウ
ム塩、脂肪酸トリエタノールアミン、脂肪酸トリエタノ
ールアミン蟻酸塩、ポリオキシエチレン脂肪酸トリエタ
ノールアミン、脂肪酸ジブチルアミノエタノール、セチ
ルオキシメチルピリジニウム塩、ｐ−イソオクチルフェ
ノキシエトキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩
等のエステル結合アミン及びエーテル結合を有する第四
級アンモニウム塩型が、アルキルイミダゾリン、１−ヒ
ドロキシエチル−２−アルキルイミダゾリン、１−アセ
チルアミノエチル−２−アルキルイミダゾリン、２−ア
ルキル−４−ヒドロキシメチルオキサゾリン及びこれら
の四級塩等の複素環アミン型界面活性剤が使用できる。

【００１８】また、両性界面活性剤としては、N −アル
キルトリグリシン、ジメチルアルキルベタイン、N −ア
ルキルオキシメチル−N,N −ジエチルベタイン、アルキ
ルベタイン、N −アルキル−β−アミノプロピオン酸
塩、アルキルジ（アミノエチル）グリシン塩酸塩、ジア
ルキルジエチレントリアミノ酢酸の塩酸塩、N −アルキ
ルタウリン塩、アミノエチルイミダゾリン有機酸塩等が
使用できる。

【００１９】その他、フッ素系界面活性剤、シリコン系
界面活性剤等も使用でき、界面活性剤としては特に限定
されない。

【００２０】界面活性剤の配合量は特に限定されない
が、好ましくは水溶性フェノール樹脂100 重量部に対し
て0.01〜10重量部、より好ましくは0.05〜５重量部であ
る。界面活性剤の配合量が上記の範囲を外れると、混練
砂の流動性と充填性が悪くなる。

【００２１】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物に界面活性
剤を併用する場合、水溶性フェノール樹脂に上記の界面
活性剤の１種又は２種以上を単に溶存させても良いし、
或は、鋳型造型しようとする鋳物砂又は再生砂に水溶性
フェノール樹脂を混練しようとする時に直接前処理的に
上記の界面活性剤を粉末状で、或いは水溶液、溶剤溶液
（有機エステルやその他の溶剤中に溶存させる）、分散
液等の形態にして混練しても差し支えない。溶剤溶液に
する場合の溶剤としては、エタノール、プロパノール等
の低級アルコール、グリセリン、エチレングリコール等
の多価アルコール、アセトン及びエステル化合物等の一
般周知の溶剤が挙げられる。

【００２２】また、本発明の鋳物砂用粘結剤組成物に、
シランカップリング剤を併用する場合、シランカップリ
ング剤は本発明の鋳物砂用粘結剤剤組成物 100重量部に
対して 0.001〜１重量部、好ましくは 0.002〜0.5 重量
部を添加し、通常のプロセスによって鋳型を造型するこ
とができる。本発明に用いられるシランカップリング剤
としては公知のものが用いられるが、好ましいものとし
てγ−アミノプロピルトリエトキシシランやγ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げら
れる。本発明においてはこのシランカップリング剤を粘
結剤組成物と併用するのが好ましい。

【００２３】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物を用いて鋳
物用砂型を自硬性鋳型造型法によって製造するには、耐
火性粒状材料 100重量部に、硬化剤である有機エステル
0.05〜９重量部、好ましくは 0.1〜５重量部及び本発明
の鋳物砂用粘結剤組成物0.4〜15重量部、好ましくは 0.
6〜５重量部を周知の方法で混練し鋳型組成物を得、従
来の自硬性鋳型製造プロセスをそのまま利用して鋳型を
製造することができる。

【００２４】本発明の鋳型組成物に用いられる硬化剤で
ある有機エステルとしてはラクトン類或は炭素数１〜10
の一価又は多価アルコールと炭素数１〜10の有機カルボ
ン酸より誘導される有機エステルの単独若しくは混合物
が用いられるが、自硬性鋳型造型法ではγ−ブチロラク
トン、プロピオラクトン、ε−カプロラクトン、ギ酸エ
チル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリ
コールモノアセテート、トリアセチン等を用いるのが好
ましく、特に自硬性鋳型造型法については、かかる化合
物類を上記の有機エステル硬化剤に溶存せしめることが
できる。又、ガス硬化性鋳型造型法ではギ酸メチルを用
いるのが好ましい。本発明の鋳物砂用粘結剤組成物につ
いては自硬性鋳型造型法でもガス硬化性鋳型造型法で
も、特に制限されるものではない。

【００２５】本発明の鋳型組成物においては、耐火性粒
状材料としては石英質を主成分とする珪砂の他、クロマ
イト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナサンド等の
再生砂が使用される。特に耐火性粒状材料としては再生
後及び／又は回収後の骨材を主成分とするものが好まし
い。

【００２６】本発明の鋳物砂用粘結剤組成物を用いるこ
とにより、鋳物砂型の造型時及び鋳造時のホルムアルデ
ヒド臭気を大幅に抑制し、作業環境を著しく向上させる
ことができるものである。その作用としては次の如く推
定される。即ち、水溶性フェノール樹脂に上記有機窒素
化合物類の１種又は２種以上とを存在させることによ
り、水溶性フェノール樹脂が硬化反応する際、発生する
ホルムアルデヒドと反応して捕捉するためホルムアルデ
ヒド臭が抑制されると考えられる。

【００２７】また、本発明の鋳物砂用粘結剤組成物に界
面活性剤を併用することにより、混練砂の流動性及び充
填性が改善される理由としては、該粘結剤で混練した砂
表面に界面活性剤の疎水基が配向し、潤滑の効果を示
し、混練砂の流動性及び充填性が向上するものと推測さ
れる。また、尿素等の有機窒素化合物が混練砂の流動性
及び充填性の向上に効果的な理由としては、水溶性フェ
ノール樹脂が硬化剤である有機エステルにより高分子化
する反応誘発時に発生するホルムアルデヒドと有機窒素
化合物とが反応生成した親油性の有機窒素化合物−ホル
ムアルデヒド付加物が生成するため前記の作用で混練砂
の流動性及び充填性が向上するものと推測される。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００２９】実施例１〜15及び比較例１自硬性鋳型造型法において鋳型造型及び鋳造時に発生す
るホルムアルデヒド臭気を評価した。即ち、砂の種類が
フリーマントル硅砂 100重量部に対し、硬化剤であるト
リアセチン 0.375重量部、グリシドキシシラン 0.5重量
％（対フェノール樹脂）及び表１に示す化合物を窒素重
量％として２％（水溶性フェノール樹脂中）を含有する
水溶性フェノール樹脂（固形分49％、重量平均分子量23
00、粘度100cps）組成物を 1.5重量部添加混練して成る
混合物から造型した鋳型を用い、鋳物材質FC−25(S/M＝
3.5 、ここで S/Mとは鋳型の重量と鋳造物の重量比を表
わす）を鋳造した。この時の鋳型造型中及び鋳造終了15
分後に発生するホルムアルデヒド臭気を官能的に評価し
た。その結果を表１に示す。尚、フェノールとホルムア
ルデヒドとのモル比（仕込みモル比）は、ホルムアルデ
ヒド／フェノール＝1.8 、又フェノールと水酸化カリウ
ムとのモル比（仕込みモル比）は、水酸化カリウム／フ
ェノール＝0.9 であった。

【００３０】

【表１】

【００３１】* ホルムアルデヒド臭気の評価基準（以下
の実施例及び比較例にても同じ） ◎ ホルムアルデヒド臭気が殆どしない。 ○ ホルムアルデヒド臭気が僅かにする。 △ ホルムアルデヒド臭気がある程度し、目に刺激性が
認められる。 × ホルムアルデヒド臭気が強く、目に刺激性が充分認
められる。

【００３２】実施例16〜21及び比較例２自硬性鋳型造型法において鋳型造型及び鋳造時に発生す
るホルムアルデヒド臭気及び鋳物品質を評価した。即
ち、砂の種類がフリーマントル硅砂 100重量部に対し、
硬化剤であるトリアセチン 0.375重量部、グリシドキシ
シラン 0.5重量％（対フェノール樹脂）及び水溶性フェ
ノール樹脂中に窒素重量％がそれぞれ表２に示す値とな
るように有機窒素化合物類を溶存させた水溶性フェノー
ル樹脂（固形分49％、重量平均分子量2300、粘度100cp
s）を 1.5重量部添加混練して成る混合物から造型した
鋳型を用い、鋳物材質FC−25(S/M＝3.5 、ステップコー
ン）を鋳造した。この時の鋳型造型中及び鋳造終了15分
後に発生するホルムアルデヒド臭気を官能的に評価した
後、鋳物品質を観察した。その結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】実施例22〜36及び比較例３自硬性鋳型造型法において、粘結剤組成物に界面活性剤
を併用した場合の鋳型造型及び鋳造時に発生するホルム
アルデヒド臭気を評価した。即ち、砂の種類がフリーマ
ントル硅砂 100重量部に対し、硬化剤であるトリアセチ
ン 0.375重量部、グリシドキシシラン 0.5重量％（対フ
ェノール樹脂）及び表３に示す化合物を窒素重量％とし
て２％（水溶性フェノール樹脂中）及び表３に示す各種
界面活性剤を２重量％（水溶性フェノール樹脂中）を含
有する水溶性フェノール樹脂（固形分49％、重量平均分
子量2300、粘度100cps）組成物を 1.5重量部添加混練し
て成る混合物から造型した鋳型を用い、鋳物材質FC−25
(S/M＝3.5 、ここで S/Mとは鋳型の重量と鋳造物の重量
比を表わす）を鋳造した。この時の鋳型造型中及び鋳造
終了15分後に発生するホルムアルデヒド臭気を官能的に
評価した。その結果を表３に示す。尚、フェノールとホ
ルムアルデヒドとのモル比（仕込みモル比）は、ホルム
アルデヒド／フェノール＝1.8 、又フェノールと水酸化
カリウムとのモル比（仕込みモル比）は、水酸化カリウ
ム／フェノール＝0.9 であった。また、嵩比重を以下の
方法により測定した。その結果を表３に示す。＜嵩比重測定方法＞多品種少量生産型高効率鋳造技術連
絡会議報告書「有機鋳型用骨材の嵩比重試験方法」の測
定法により、実施例24〜38及び比較例３で調製した水溶
性フェノール樹脂を用いて鋳型を造型したものを、24時
間後、この鋳型をばらし、このばらし砂を用いて20℃、
60％RHの環境条件下に24時間放置した後、嵩比重の測定
を行なった。嵩比重の値が高い程、砂の充填性及び流動
性が良いことを示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】注）表中、POE はポリオキシエチレンの略
であり、PEG はポリエチレングリコールの略である。ま
た、界面活性剤のうち、実施例34のパーフルオロアルキ
ルカルボン酸塩は、大日本インキ (株) 製の「メガファ
ックF-120 」であり、実施例35のシリコン系界面活性剤
は、日本ユニカー (株) 製の「SILWET FZ-2161」であ
る。

【００３７】実施例37〜42及び比較例４自硬性鋳型造型法において、粘結剤組成物に界面活性剤
を併用した場合の鋳型造型及び鋳造時に発生するホルム
アルデヒド臭気及び鋳物品質を評価した。即ち、砂の種
類がフリーマントル硅砂 100重量部に対し、硬化剤であ
るトリアセチン 0.375重量部、ラウリル硫酸ナトリウム
２重量％（対フェノール樹脂）及びグリシドキシシラン
0.5重量％（対フェノール樹脂）及び水溶性フェノール
樹脂中に窒素重量％がそれぞれ表４に示す値となるよう
に有機窒素化合物類を溶存させた水溶性フェノール樹脂
（固形分49％、重量平均分子量2300、粘度100cps）を
1.5重量部添加混練して成る混合物から造型した鋳型を
用い、鋳物材質FC−25(S/M＝3.5 、ステップコーン）を
鋳造した。この時の鋳型造型中及び鋳造終了15分後に発
生するホルムアルデヒド臭気を官能的に評価した後、鋳
物品質を観察した。また前記の方法に準じて嵩比重を測
定した。これらの結果を表４に示す。

【００３８】

【表４】

【００３９】実施例43〜46 自硬性鋳型造型法において、粘結剤組成物に界面活性剤
を併用した場合の界面活性剤の添加量と鋳物品質の関係
を評価した。即ち、砂の種類がフリーマントル硅砂 100
重量部に対し、硬化剤であるトリアセチン 0.375重量
部、界面活性剤としてジ（２−エチルヘキシル）スルホ
コハク酸ナトリウムを表５に示す量及びグリシドキシシ
ラン 0.5重量％（対フェノール樹脂）及び水溶性フェノ
ール樹脂中に窒素重量％が１重量％となるように粒状尿
素を溶存させた水溶性フェノール樹脂（固形分49％、重
量平均分子量2300、粘度100cps）を 1.5重量部添加混練
して成る混合物から造型した鋳型を用い、鋳物材質FC−
25(S/M＝3.5 、ステップコーン）を鋳造した。この時の
ガス欠陥の有無を観察した。また前記の方法に準じて嵩
比重を測定した。これらの結果を表５に示す。

【００４０】

【表５】

【００４１】

【発明の効果】上記の実施例で明白な様に、本発明の鋳
物砂用粘結剤組成物を用いて、有機エステルにより硬化
させることにより、鋳物砂型の造型及び鋳造時に発生す
るホルムアルデヒド臭気を大幅に抑制し、作業環境を著
しく向上させ、改善することができる。また、本発明の
鋳物砂用粘結剤組成物に更に界面活性剤を併用すること
により、鋳型造型用の混練砂の流動性と充填性を改善す
ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松山克己愛知県豊橋市高師町字北新切205 (56)参考文献特開昭56−84743（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性フェノール樹脂と有機窒素化合物
を必須成分とすることを特徴とする有機エステル硬化型
鋳物砂用粘結剤組成物。
【請求項２】有機窒素化合物が尿素、尿素化合物、ア
ミド化合物、及び／又はアミン化合物である請求項１記
載の鋳物砂用粘結剤組成物。
【請求項３】尿素、尿素化合物、アミド化合物、及び
／又はアミン化合物の含量が窒素重量％として水溶性フ
ェノール樹脂中に 0.1〜10重量％である請求項２記載の
鋳物砂用粘結剤組成物。
【請求項４】更に界面活性剤を含有する請求項１〜３
の何れか１項記載の鋳物砂用粘結剤組成物。
【請求項５】界面活性剤を水溶性フェノール樹脂100
重量部に対して0.01〜10重量部含有する請求項４記載の
鋳物砂用粘結剤組成物。
【請求項６】耐火性骨材100 重量部に対して、有機エ
ステル硬化剤0.05〜９重量部、請求項１〜５の何れか１
項記載の鋳物砂用粘結剤組成物0.4 〜15重量部からなる
混合物を混練して得られることを特徴とする鋳型組成
物。
【請求項７】耐火性骨材が再生後及び／又は回収後の
骨材を主成分とすることを特徴とする請求項６記載の鋳
型組成物。