JP2747054B2

JP2747054B2 - 鋳型製造用被覆砂

Info

Publication number: JP2747054B2
Application number: JP1229076A
Authority: JP
Inventors: 一彦木内; 重昭高階
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH0390246A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は加熱硬化して鋳型を成型する被覆砂に関する
ものである。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性粒状骨
材にフェノールノボラック樹脂を被覆し、ヘキサメチレ
ンテトラミンを触媒として約300℃近辺で加熱硬化せし
める、所謂シェルモールド法がある。この加熱硬化法は
設備点に簡便であり、作業的に使用しやすい等の利点に
より現在加熱硬化鋳型製造法としては最も多く使用され
ている。しかしながら、硬化時間が長く、硬化温度が高
いため、金型の歪、鋳型の歪が多く、鋳型のバリ取り作
業が欠かせず、又、寸法精度も不充分であった。更に硬
化温度が高い事による作業環境の劣悪さ及びフェノール
樹脂、ヘキサメチレンテトラミンの熱分解臭気による作
業環境の汚染も著しく、これらの大幅な改善が望まれて
いた。

また、150℃から250℃近辺で耐火性粒状骨材にフラン
樹脂、フェノールレゾール樹脂やフェノール又は尿素／
ホルマリン変性フラン樹脂等の酸硬化性樹脂と、塩化ア
ンモニウム、シュウ酸等の硬化触媒を混じた混合物を加
熱硬化し、鋳型を生産する方法がある。これは硬化時間
がシェルモールド法よりは短く、温度による歪、寸法精
度や熱的作業環境の面でも改善される。

しかしながら、これらのフラン樹脂、フェノールレゾ
ール樹脂やフェノール又は尿素／ホルマリン変性フラン
樹脂等の酸硬化性樹脂は常温で液体であり、従ってこれ
を鋳物用耐火性骨材と混合した場合、混練砂は湿った状
態であり、シェルモールド法のような乾態砂に比較し、
充填性が劣るためブロー方案等の対応が必要である。

このように従来の加熱硬化鋳型造型法に用いられる鋳
物砂には各々一長一短があり、これらの長所を兼ね備え
るような更に優れた鋳物砂が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記課題を解決すべき鋭意研究の結果、
特定の樹脂成分と硬化剤成分を耐火性粒状骨材表面に予
めコーティングし、骨材表面に固形のレジンコーティン
グ層を形成した鋳型製造用被覆砂が他の性能を低下させ
ることなく大幅に鋳型の硬化速度及び充填性を向上でき
ることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、常温で固体である次の樹脂成分
（イ），（ロ）と硬化剤とを耐火性骨材表面に被覆した
加熱硬化鋳型製造用被覆砂を提供するものである。

（ｉ）澱粉から誘導される分子内に２つ以上のアルデ
ヒド基を有する化合物（ii）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、ｍは０又は１、ｎは０又は１、１は１〜５の数
を表す。ただしｍ＝０のときｎ＝１、ｍ＝１のときｎ＝
０である。）（iii）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、m,nは２又は３、k,1は０〜50の数を表す。R₁，
R₂はそれぞれＨ−又はCH₃−を表す。）（iv）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、ｍは０〜４、ｎは２〜３の数を表し、ＲはＨ
−，CH₃−，C₂H₅−，C₃H₇−,HO−，H₃CO−,HOOC−，H₂N
−の少なくとも１種である。）上記（ｉ）〜（iv）の中
から選ばれた１種又は２種以上のポリアルデヒド化合
物。

樹脂成分（ロ）常温で固体であり、活性水素を持ち樹脂成分（イ）と
反応して（X;アルデヒド残基）を生成し得る化合物。

本発明に用いられる樹脂成分（ロ）としては、例えば
フェノール系モノマー、フェノール系樹脂、アミノ化合
物、アミノ系樹脂、芳香族炭化水素系樹脂等が挙げられ
る。好ましくはビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
レゾルシノール、キシレノール等のフェノール系モノマ
ー、フェノール系樹脂、尿素、尿素樹脂、キシレン樹脂
等が挙げられる。

また、本発明に用いられる樹脂成分には従来公知の変
性剤の少なくとも一種を混合もしくは共縮合させること
もできる。

樹来公知の変性剤を具体的に例示すれば、クマロン・
インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル、アルキッド樹
脂、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、エチレン・
ビニルアセテート、ポリビニルアセテート、ポリブタジ
エン、ポリエーテル、ポリエチレンイミン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラー
ル、フェノキシ樹脂、酢酸セルロース、キシレン樹脂、
トルエン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂、ポリビニル
ホルマール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン等
のポリマー及びオリゴマーや、リグニン、リグニンスル
ホン酸、ロジン、エステルガム、植物油、ビチューメ
ン、重油、カチューナット殻液、バニリン、タンニン類
等の天然物や、澱粉、コーンスターチ、グルコース、デ
キストリン等の糖類及びその誘導体や、レゾルシン残
渣、クレゾール残渣、2,2,4−トリメチル−４−（ヒド
ロキシフェニル）クマロンとイソプロペニルフェノール
の反応副生物、テレフタル酸とエチレングリコールの反
応副生成物等の反応残渣及び副生物や、ポリエチレング
リコール等の多価アルコールや、アセトン、シクロヘキ
サノン、アセトフェノン等のケトン類及びアルデヒドと
の縮合物や、ジシアンジアミド、アクリルアミド、チオ
尿素等のアミノもしくはイミノ化合物及びそれらのアル
デヒド縮合物や、フルフラール、グリオキザール等のア
ルデヒド化合物や、イソシアヌル酸エステル、不飽和脂
肪酸エステル等のエステル化合物などである。

本発明に用いられる樹脂成分は（イ），（ロ）ともに
常温で固体であるが、これを微粉砕するか、あるいは塊
状のまま加熱した鋳物砂中に投入するか、あるいは溶剤
に溶解した後、鋳物砂中に投入することにより耐火性骨
材表面に均一に付着させる。

本発明において、樹脂成分（イ），（ロ）は耐火性骨
材100重量部に対し（イ）＋（ロ）総量で0.5〜８重量
部、好ましくは１〜５重量部を配合する。そのうち、樹
脂成分（イ）は耐火性骨材100重量部に対し0.1〜５重量
部、好ましくは0.3〜３重量部を配合する。

本発明の樹脂成分（イ），（ロ）は予め一部反応させ
た状態で砂に被覆してもよいが、一般には反応させない
状態で砂に被覆する。被覆中に砂は加熱されているの
で、その熱により一部反応が進行することがある。

本発明における樹脂成分（イ），（ロ）には本発明の
効果を更に一層大きくするためにシランカップリング剤
（例えばγ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン）、
滑材（例えばステアリン酸カルシウム）等を配合しても
よい。

また、本発明における硬化剤としてはシュウ酸、サリ
チル酸、マレイン酸、ホウ酸、ベンゼンスルホン酸、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
ン酸等の酸の少なくとも１種、あるいはシュウ酸、サリ
チル酸、マレイン酸、ホウ酸、トルエンスルホン酸、キ
シレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸等の有機スルホ
ン酸等と銅、鉄、アルミニウム、亜鉛、尿素、メラミ
ン、アミンなどとの塩、塩化銅、塩化鉄等のルイス酸等
の常温で固体の酸あるいは塩が使用され、その配合量
は、樹脂成分（イ）＋（ロ）総量に対して0.5〜50重量
％、好ましくは10〜40重量％である。この硬化剤を樹脂
成分と共に砂に被覆することにより鋳型造型時の被覆砂
の硬化時間を短くすることができる。

本発明において用いられる耐火性粒状骨材としては、
石英質を主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイ
ト砂、オリビン砂等が使用されるが、特にこれらに限定
されものではない。

〔実施例〕

以下実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜８オーストラリア産フラタリー珪砂100重量部に、表−
１に示す如き硬化剤の20％メタノール溶液を２重量部、
表−１に示す如き樹脂成分（ロ）の20％メタノール溶液
５重量部を加えてミキサーにて混練し、溶剤を蒸発させ
た後、表−１に示す如き樹脂成分（イ）の20％メタノー
ル溶液５重量部を加えてミキサーにて混練し、溶剤を蒸
発させた後、ステアリン酸カルシウム0.1重量部を加え
て混練し、流動性のある被覆砂を得た。

この被覆砂を、予め180℃に加熱した25×25×250m/m
の型枠に加圧空気と共に吹き込んで充填し、10秒間焼成
して鋳型を成型した。

抜型後10秒後の曲げ強度及び鋳型かさ比重を測定し
た。結果を表−１に示す。

比較例1,2 オーストラリア産フラタリー珪砂100重量部に対し、
軟化点85℃、平均分子量1150のノボラック型フェノール
樹脂２重量部、20％ヘキサメチレンテトラミン水溶液1.
5重量部、ステアリン酸カルシウム0.1重量部を被覆した
樹脂被覆砂を、予め表−２に示す温度に加熱した25×25
×250m/mの金型に加圧空気と共に吹き込んで充填し、表
−２に示す時間焼成して鋳型を成型し、実施例１と同様
の評価を行った。結果を表−２に示す。

比較例3,4 オーストラリア産フラタリー珪砂100重量部に表−２
に示す如き硬化剤の20％水溶液を0.45重量部、尿素変性
フラン樹脂を1.5重量部使用して作った被覆砂を、予め
表−２に示す温度に加熱した25×25×250m/mの金型に加
圧空気と共に吹き込んで充填し、表−２に示す時間焼成
して鋳型成型し、実施例１と同様の評価を行った。結果
を表−２に示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】常温で固体である次の樹脂成分（イ），
（ロ）と硬化剤とを耐火性骨材表面に被覆した加熱硬化
鋳型製造用被覆砂。樹脂成分（イ）（ｉ）澱粉から誘導される分子内に２つ以上のアルデ
ヒド基を有する化合物（ii）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、ｍは０又は１、ｎは０又は１、ｌは１〜５の数
を表す。ただしｍ＝０のときｎ＝１、ｍ＝１のときｎ＝
０である。）（iii）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、m,nは２又は３、k,lは０〜50の数を表す。R₁，
R₂はそれぞれＨ−又はCH₃−を表す。）（iv）下記の式で表されるポリアルデヒド（式中、ｍは０〜４、ｎは２〜３の数を表し、ＲはＨ
−，CH₃−，C₂H₅−，C₃H₇−,HO−，H₃CO−,HOOC−，H₂N
−の少なくとも１種である。）上記（ｉ）〜（iv）の中
から選ばれた１種又は２種以上のポリアルデヒド化合
物。樹脂成分（ロ）常温で固体であり、活性水素を持ち樹脂成分（イ）と反
応して（X;アルデヒド残基）を生成し得る化合物。