JP2698665B2 - 鋳型の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋳型の製造方法に関するものであり、更に詳
しくは、耐火性骨材に酸硬化性樹脂と酸性硬化剤を作用
させて鋳型を製造する自硬性及びガス硬化性コールドボ
ックスの鋳型の製造方法に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

フルモールド法は、発泡ポリスチレンにて製作した模
型を鋳型内より抜型することなく、鋳型内に充填したま
まで鋳型としての利用が可能である。その為、一体成形
された模型を使用できるために鋳型の製造工程も簡略化
され、それによる工数低減は顕著なものがある。

このようにメリットの多いフルモード法も、多種少量
生産工場では種々な問題により従来の模型材料の代用と
して利用されている割合は、非常に少ない。すなわち、
製品鋳物が大きくなると鋳込まれた溶湯熱によってポリ
スチレンより気化発生するガス量が多くなり、鋳型の通
気度の悪い場合には、気化した発生ガスを鋳込溶湯内に
巻き込み、ガス欠陥として残留する問題などが発生する
ことがある。

一方、発泡ポリスチレンを構成する炭素が粘稠な残渣
となって鋳物上面に付着し鋳肌を悪くすることも多い。

これらの問題の為に、模型材料としての発泡ポリスチ
レンの利用は、模型を鋳型内より除去する従来の鋳型造
型法のように、分割型とし鋳込前に抜型したり、また木
材の一部代用とし利用しているケースが多い。

フルモールド法には前記のような長所があるが、発泡
ポリスチレンを鋳型内に充填し注湯することに起因する
鋳造欠陥も多々ある。それで、上記欠点をなくする為、
耐火性骨材に酸硬化性樹脂と酸性硬化剤を作用させて鋳
型が硬化した時点で、鋳型より発泡スチロール模型を抜
き取る事がよく行われている。

しかし、酸硬化製樹脂を用いた場合、鋳型の硬化時に
酸硬化製樹脂の収縮により鋳型が収縮し、鋳型よりの発
泡スチロール模型の離型性が悪く発泡スチロール模型を
むしりとる等の方法を行う為、発泡スチロール模型の離
型に時間を要する。又、鋳型に傷がつくことがあり、鋳
物品質が低下する欠点もあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこのような課題を解決すべく、鋭意研究
を行った結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、耐火性骨材に、鋳物用粘結剤として
フラン樹脂、レゾール型フェノール樹脂又はこれらを混
合もしくは共縮合させた酸硬化性樹脂、酸性硬化剤、並
びにＡ−１〜Ａ＋１の溶解度パラメータ（但し、Ａは合
成樹脂発泡体の溶解度パラメータを示す）をもつ溶剤を
添加混練した鋳砂に、合成樹脂発泡体製の模型を埋設
し、鋳型成型後該発泡体を抜型することを特徴とする鋳
型の製造方法を提供するものである。

本発明に用いられる酸硬化性樹脂として好ましいもの
は、フルフリルアルコール或いはフェノール類を主原料
とし、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール／
アルデヒド重縮合物、フェノール類、フェノール類／ア
ルデヒド重縮合物、尿素、尿素／アルデヒド重縮合物、
メラミン、メラミン／アルデヒド重縮合物、ケトン／ア
ルデヒド重縮合物、芳香族炭化水素／アルデヒド重縮合
物、一分子中に１個以上のアルデヒド基を有する化合物
の少なくとも一種を混合乃至共縮合せしめたものが挙げ
られる。

このような酸硬化性樹脂は耐火性骨材に対して0.05〜
10重量％添加するのが好ましい。

又、本発明において用いられる、酸性硬化剤としては
パラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機
スルホン酸や、リン酸、硫酸等の無機酸やこれらの混合
物が挙げられるが、特に限定されるものではない。

このような酸性硬化剤は耐火性骨材に対して0.05〜５
重量％添加するのが好ましい。

又、本発明に用いられるＡ−１〜Ａ＋１の溶解度パラ
メータをもつ溶剤、即ち合成樹脂発泡体と近い溶解度パ
ラメータをもつ溶剤は、合成樹脂発泡体を溶解もしくは
収縮させる様な溶剤であり、具体的には次のようなもの
が挙げられる。

即ち、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメ
ン、テトラリン、ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、
エチルトルエン、トリメチルベンゼン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、エ
チレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコー
ルジブチルエーテル、ジエチルグリコールジメチルエー
テル、ジプロピルエーテル、ベンズアルデヒド、メチル
プロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチ
ルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、メチルシク
ロヘキサノン、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブ
チル、酢酸ペンチル、フタル酸ジブチル、エチレングリ
コールジアセテート、ジエチレングリコールジエチルエ
ーテルアセテート等である。

これら溶剤の一種又は二種以上が、耐火性骨材100重
量部に対して0.05〜５重量部、好ましくは0.1〜２重量
部使用される。

本発明における上記溶剤の耐火性骨材への添加方法と
しては、耐火性骨材へ直接添加する方法或いは酸性硬化
性樹脂又は酸性硬化剤等に溶解或いは分散させて添加す
る方法があり、特に限定されるものではない。

尚、各種溶剤及び合成樹脂の溶解度パラメータは「高
分子データハンドブック」（高分子学会偏1986）、「高
分子分析ハンドブック」（朝倉書店、昭和40年５月30日
発行）に記載されている。

本発明において、合成樹脂発泡体としては、ポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の発泡体が用い
られるが、特にポリスチレンが一般的である。

ポリスチレン発泡体においては、発泡体の収縮効果及
び鋳型の硬化特性への影響を考えた場合、溶剤としては
芳香族炭化水素が好ましい。即ち、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、テ
トラリン、ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、エチル
トルエン等が好ましい。

又、本発明において、発泡スチロール模型等の合成樹
脂発泡体製の模型の砂型よりの離型性をより改善せしめ
る為、合成樹脂発泡体製の模型に予め、無機粉末・塗料
等を塗布する場合が有るが、特に限定されるものではな
い。

又、本発明において、鋳型の強度アップ、耐湿性向上
のためシランカップリング剤を酸硬化性樹脂に含有させ
る等の公知の添加剤を含有せしめることもできる。

本発明において、鋳型を製造するには、本発明に係わ
る粘結剤と共に、耐火性骨材として、石英質を主成分と
する硅砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂等が使用され
るが、特に限定されるものではない。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではな
い。

実施例１〜５及び比較例１〜２ 鋳物用フラン樹脂使用硅砂再生砂100重量部に対し、
酸硬化性樹脂（花王（株）製，「カオーライトナー340
B」）0.8重量部、硬化剤（花王（株）製，「カオーライ
トナーTK−３」）0.4重量部、及び表−１に示す溶剤を
表−１に示す量混練した混練砂で、500ccポリカップの
中に24×50×135mmの発泡スチロール（溶解度パラメー
タ9.1）を埋め込み、0.5時間、1.5時間後に発泡スチロ
ールを引抜き、抜けの程度及び発泡スチロールの状態を
観察した。

又、上記の混練した砂を用い、直径50mm、高さ50mmの
円筒形のテストピースを作成し、混練後0.5時間、1.5時
間、24時間後の砂型の圧縮強度を測定した。

結果を表−１に示す。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐火性骨材に、鋳物用粘結剤としてフラン
   樹脂、レゾール型フェノール樹脂又はこれらを混合もし
   くは共縮合させた酸硬化性樹脂、酸性硬化剤、並びにＡ
   −１〜Ａ＋１の溶解度パラメータ（但し、Ａは合成樹脂
   発泡体の溶解度パラメータを示す）をもつ溶剤を添加混
   練した鋳砂に、合成樹脂発泡体製の模型を埋設し、鋳型
   成型後該発泡体を抜型することを特徴とする鋳型の製造
   方法。
2. 【請求項２】溶剤の沸点が80℃以上であることを特徴と
   する請求項１記載の鋳型の製造方法。
3. 【請求項３】酸硬化性樹脂、酸性硬化剤及び溶剤の添加
   量が耐火性骨材に対してそれぞれ、酸硬化性樹脂0.05〜
   10重量％、酸性硬化剤0.05〜５重量％及び溶剤0.05〜５
   重量％であることを特徴とする請求項１記載の鋳型の製
   造方法。