JP2831831B2 - 鋳物砂用粘結剤組成物 - Google Patents
鋳物砂用粘結剤組成物Info
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- JP2831831B2 JP2831831B2 JP25557990A JP25557990A JP2831831B2 JP 2831831 B2 JP2831831 B2 JP 2831831B2 JP 25557990 A JP25557990 A JP 25557990A JP 25557990 A JP25557990 A JP 25557990A JP 2831831 B2 JP2831831 B2 JP 2831831B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔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造型法に用
いられる鋳物砂用粘結剤組成物に関するものである。
いられる鋳物砂用粘結剤組成物に関するものである。
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鋳型造型法
に用いられる改良された有機エステル硬化型鋳物砂用粘
結剤組成物に関するものである。
用い、これを有機エステルにより硬化させる鋳型造型法
に用いられる改良された有機エステル硬化型鋳物砂用粘
結剤組成物に関するものである。
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。
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、いわゆるコーテッドサ
ンド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。
ル樹脂を粒状耐火物に被覆した、いわゆるコーテッドサ
ンド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。
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。
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−ホル
ムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、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号公報や特開昭58-154
434号公報により公知である。
いられる粘結剤組成物として、水溶性フェノール−ホル
ムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、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号公報や特開昭58-154
434号公報により公知である。
この粘結剤を用いた鋳型造型法は粘結剤中に硫黄原子
を含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳型造型法に比較
して浸硫の傾向が小さい等の長所を有するが、反面酸硬
化性鋳型造型法に比較して、鋳型強度が低い、可使時間
が短い、砂再生性が劣るなどの欠点を有しており、更に
その改良が望まれている。
を含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳型造型法に比較
して浸硫の傾向が小さい等の長所を有するが、反面酸硬
化性鋳型造型法に比較して、鋳型強度が低い、可使時間
が短い、砂再生性が劣るなどの欠点を有しており、更に
その改良が望まれている。
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型造型法に用いられる鋳物砂
用粘結剤組成物において、水溶性フェノール樹脂に特定
のポリビニルフェノール類の１種又は２種以上を併用し
てなる鋳物砂用粘結剤組成物を使用することにより、鋳
型強度を大幅に向上させることを見出し、本発明を完成
するに到った。
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型造型法に用いられる鋳物砂
用粘結剤組成物において、水溶性フェノール樹脂に特定
のポリビニルフェノール類の１種又は２種以上を併用し
てなる鋳物砂用粘結剤組成物を使用することにより、鋳
型強度を大幅に向上させることを見出し、本発明を完成
するに到った。
即ち本発明は、水溶性フェノール樹脂と下記一般式
（１）で示されるポリビニルフェノール類の１種又は２
種以上と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に関するものである。
（１）で示されるポリビニルフェノール類の１種又は２
種以上と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に関するものである。
（上記一般式（１）において、Ｘはメチル基又は水素又
はこれら２種以上の組み合わせで、Ｒ1は水素又はＣ1〜
Ｃ10の脂肪族及び芳香族炭化水素基で、Ｒ2はビニルフ
ェノール、スチレン、メチルメタクリレート及びヒドロ
キシメチルメタクリレートなどのビニル基を有する化合
物から誘導される結合基で、ｍ＋ｎは５〜100の整数で
且つｍは０でない整数である。） （以下Ａ単位という）がｍ個と−Ｒ2−（以下Ｂ単位と
いう）がｎ個結合していることを示すものではなく、Ａ
単位とＢ単位とのランダム共重合、ブロック共重合、グ
ラフト共重合等を包含しているが規則的或いは不規則な
順序で連なっている構造をも包含している。
はこれら２種以上の組み合わせで、Ｒ1は水素又はＣ1〜
Ｃ10の脂肪族及び芳香族炭化水素基で、Ｒ2はビニルフ
ェノール、スチレン、メチルメタクリレート及びヒドロ
キシメチルメタクリレートなどのビニル基を有する化合
物から誘導される結合基で、ｍ＋ｎは５〜100の整数で
且つｍは０でない整数である。） （以下Ａ単位という）がｍ個と−Ｒ2−（以下Ｂ単位と
いう）がｎ個結合していることを示すものではなく、Ａ
単位とＢ単位とのランダム共重合、ブロック共重合、グ
ラフト共重合等を包含しているが規則的或いは不規則な
順序で連なっている構造をも包含している。
また、好ましいポリビニルフェノール類としては、重
量平均分子量が1500〜5000であり、さらに好ましくは16
00〜3000である。
量平均分子量が1500〜5000であり、さらに好ましくは16
00〜3000である。
水溶性フェノール樹脂と上記の如きポリビニルフェノ
ール類を併用する形態としては、水溶性フェノール樹脂
水溶液中に溶解させても良いし、水溶性フェノール樹脂
へ溶解させると著しく増粘するか或いは溶解しないもの
は、周知の溶媒を用い溶解させた後、水溶性フェノール
樹脂とは別途に耐火性粒状材料に添加してもよい。この
際、添加順序は特に限定されない。
ール類を併用する形態としては、水溶性フェノール樹脂
水溶液中に溶解させても良いし、水溶性フェノール樹脂
へ溶解させると著しく増粘するか或いは溶解しないもの
は、周知の溶媒を用い溶解させた後、水溶性フェノール
樹脂とは別途に耐火性粒状材料に添加してもよい。この
際、添加順序は特に限定されない。
ポリビニルフェノール類の組成割合は、水溶性フェノ
ール樹脂の固形分量に対し５〜40重量％である。
ール樹脂の固形分量に対し５〜40重量％である。
本発明の有機エステル硬化型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1.5〜５重量部、
水溶性フェノール樹脂水溶液を固形分として0.4〜15重
量部、好ましくは0.6〜５重量部及びポリビニルフェノ
ール類の１種又は２種以上の混合物を水溶性フェノール
樹脂水溶液の固形分量に対し５〜40重量％、好ましくは
７〜30重量％になるように含有させたものを周知の方法
で混練し、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。
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1.5〜５重量部、
水溶性フェノール樹脂水溶液を固形分として0.4〜15重
量部、好ましくは0.6〜５重量部及びポリビニルフェノ
ール類の１種又は２種以上の混合物を水溶性フェノール
樹脂水溶液の固形分量に対し５〜40重量％、好ましくは
７〜30重量％になるように含有させたものを周知の方法
で混練し、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。
また、本発明において、鋳物用砂型をガス硬化性鋳型
造型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料100
重量部に、水溶性フェノール樹脂水溶液を固形分として
0.4〜15重量部、好ましくは0.6〜５重量部及びポリビニ
ルフェノール類の１種又は２種以上の混合物を水溶性フ
ェノール樹脂水溶液の固形分量に対し５〜40重量％、好
ましくは７〜30重量％になるように含有させたものから
なる混練砂を手込め、もしくは加圧空気でのブローイン
グにより模型中に充填し、次いでガス状もしくはエロゾ
ル状の有機エステル0.08〜９重量部を吹き込んでフェノ
ール樹脂混合物を硬化させることにより、鋳型を製造す
る。
造型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料100
重量部に、水溶性フェノール樹脂水溶液を固形分として
0.4〜15重量部、好ましくは0.6〜５重量部及びポリビニ
ルフェノール類の１種又は２種以上の混合物を水溶性フ
ェノール樹脂水溶液の固形分量に対し５〜40重量％、好
ましくは７〜30重量％になるように含有させたものから
なる混練砂を手込め、もしくは加圧空気でのブローイン
グにより模型中に充填し、次いでガス状もしくはエロゾ
ル状の有機エステル0.08〜９重量部を吹き込んでフェノ
ール樹脂混合物を硬化させることにより、鋳型を製造す
る。
本発明に用いられる有機エステルとしては、ラクトン
類或いは炭素数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
の単独も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、プロピオンラクトン、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、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。
類或いは炭素数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
の単独も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、プロピオンラクトン、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、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。
本発明に用いられる水溶性フェノール樹脂とは有機エ
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、キシレノール、ビスフェノ
ールＡ、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチル
フェノール、フェニルフェノール、エチルフェノール、
オクチルフェノール、アミルフェノール、ナフトール、
ビスフェノールＦ、ビスフェノールＣ、カテコール、ハ
イドロキノン、ピロガロール、フロログルシン、リグニ
ン、ビスフェノールＡ残渣、クレゾール残渣、クロロフ
ェノール、ジクロロフェノール、その他の置換フェノー
ルを含めたフェノール類と、ホルムアルデヒド、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
混合物等との反応によって得られるフェノール樹脂が挙
げられる。これらのフェノール樹脂の縮合に用いられる
適当なアルカリ性物質は水酸化ナトリウム、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。
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、キシレノール、ビスフェノ
ールＡ、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチル
フェノール、フェニルフェノール、エチルフェノール、
オクチルフェノール、アミルフェノール、ナフトール、
ビスフェノールＦ、ビスフェノールＣ、カテコール、ハ
イドロキノン、ピロガロール、フロログルシン、リグニ
ン、ビスフェノールＡ残渣、クレゾール残渣、クロロフ
ェノール、ジクロロフェノール、その他の置換フェノー
ルを含めたフェノール類と、ホルムアルデヒド、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
混合物等との反応によって得られるフェノール樹脂が挙
げられる。これらのフェノール樹脂の縮合に用いられる
適当なアルカリ性物質は水酸化ナトリウム、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。
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
ナサンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に
限定されるものではない。
の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミ
ナサンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に
限定されるものではない。
また、更に鋳型強度を向上させる目的でシランカップ
リング剤を加えても差し支えない。好ましいシランカッ
プリング剤としては、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
メトキシシラン等が挙げられる。
リング剤を加えても差し支えない。好ましいシランカッ
プリング剤としては、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
メトキシシラン等が挙げられる。
本発明における水溶性フェノール樹脂水溶液の固形分
量は、空気循環式炉内で秤量した試料（2.0±0.1g）を
３時間100℃に加熱することによって測定した。
量は、空気循環式炉内で秤量した試料（2.0±0.1g）を
３時間100℃に加熱することによって測定した。
以下、実施例をもって本発明を詳細に説明するが、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。
発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
［水溶性フェノール樹脂の製造］−（Ａ） 50％KOH水溶液中にKOHと当モル比のフェノールを加
え、攪拌溶解した。この溶液を80℃に保ちながらフェノ
ールに対し２倍モルの50％ホルムアルデヒド水溶液を徐
々に加えた。そして反応溶液中のフェノールホルムアル
デヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるまで80℃で反
応させ、水溶性フェノール樹脂を得た。
え、攪拌溶解した。この溶液を80℃に保ちながらフェノ
ールに対し２倍モルの50％ホルムアルデヒド水溶液を徐
々に加えた。そして反応溶液中のフェノールホルムアル
デヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるまで80℃で反
応させ、水溶性フェノール樹脂を得た。
実施例１〜４、比較例１〜３ 自硬性鋳型造型法における鋳型強度を評価した。
即ち、珪砂100重量部に対して、トリアセチンを0.25
重量部、上記（Ａ）で得た水溶性フェノール樹脂（重量
平均分子量3000）及び表−１に示した各種ポリビニルフ
ェノール類（丸善石油化学（株）製）の50％メタノール
溶液を0.3重量部添加混練してなる混合物を、50mmφ×5
0mmhのテストピース用模型に充填し、混練から24時間後
の圧縮強度を測定した。
重量部、上記（Ａ）で得た水溶性フェノール樹脂（重量
平均分子量3000）及び表−１に示した各種ポリビニルフ
ェノール類（丸善石油化学（株）製）の50％メタノール
溶液を0.3重量部添加混練してなる混合物を、50mmφ×5
0mmhのテストピース用模型に充填し、混練から24時間後
の圧縮強度を測定した。
結果を表−１に示す。
実施例５〜８及び比較例４〜６ ガス硬化性鋳型造型法における鋳型強度を評価した。
即ち、珪砂100重量部に対し、上記（Ａ）で得た水溶
性フェノール樹脂（重量平均分子量3000）及び表−２に
示した各種ポリビニルフェノール類（丸善石油化学
（株）製）を0.2重量部添加混練してなる混合物を、50m
mφ×50mmhのガス硬化用テストピース用模型に充填し
た。この模型中に3.0重量部のガス状のギ酸メチルを注
入し、注入後から24時間後の圧縮強度を測定した。
性フェノール樹脂（重量平均分子量3000）及び表−２に
示した各種ポリビニルフェノール類（丸善石油化学
（株）製）を0.2重量部添加混練してなる混合物を、50m
mφ×50mmhのガス硬化用テストピース用模型に充填し
た。この模型中に3.0重量部のガス状のギ酸メチルを注
入し、注入後から24時間後の圧縮強度を測定した。
結果を表−２に示す。
〔発明の効果〕 上記の実施例で明白なように、本発明の製造方法によ
れば、従来の製造方法によって得られる鋳型に比べ高強
度の鋳型が得られる。
れば、従来の製造方法によって得られる鋳型に比べ高強
度の鋳型が得られる。
その結果、粘結剤の使用量の低減が可能となるため、
鋳物砂の回収が容易となり、ま、鋳込時の鋳型から発生
するガス量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を抑制し
健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとなる。
鋳物砂の回収が容易となり、ま、鋳込時の鋳型から発生
するガス量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を抑制し
健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとなる。
Claims (2)
- 【請求項１】水溶性フェノール樹脂と下記一般式（１）
で示されるポリビニルフェノール類の１種又は２種以上
と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。 （上記一般式（１）において、Ｘはメチル基又は水素又
はこれら２種以上の組み合わせで、Ｒ1は水素又はＣ1〜
Ｃ10の脂肪族及び芳香族炭化水素基で、Ｒ2はビニルフ
ェノール、スチレン、メチルメタクリレート及びヒドロ
キシメチルメタクリレートなどのビニル基を有する化合
物から誘導される結合基で、ｍ＋ｎは５〜100の整数で
且つｍは０でない整数である。） - 【請求項２】有機エステルがガス状であることを特徴と
する請求項１記載の鋳物砂用粘結剤組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25557990A JP2831831B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25557990A JP2831831B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04135036A JPH04135036A (ja) | 1992-05-08 |
| JP2831831B2 true JP2831831B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17280681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25557990A Expired - Fee Related JP2831831B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831831B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25557990A patent/JP2831831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04135036A (ja) | 1992-05-08 |
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