JP2892467B2 - 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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- JP2892467B2 JP2892467B2 JP23640990A JP23640990A JP2892467B2 JP 2892467 B2 JP2892467 B2 JP 2892467B2 JP 23640990 A JP23640990 A JP 23640990A JP 23640990 A JP23640990 A JP 23640990A JP 2892467 B2 JP2892467 B2 JP 2892467B2
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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
の界面活性剤の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
の界面活性剤の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HLBが５〜18
である特定の界面活性剤の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。
である特定の界面活性剤の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。
本発明において用いられる界面活性剤は、分子中にポ
リオキシアルキレン結合を有する界面活性剤である。具
体的には、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェノールエーテル、オキシエチレンオキシ
プロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンアル
キルアミン等である。
リオキシアルキレン結合を有する界面活性剤である。具
体的には、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェノールエーテル、オキシエチレンオキシ
プロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンアル
キルアミン等である。
又かかる界面活性剤のHLBの範囲は5.0〜18.0であり、
更に好ましいHLBの範囲は9.0〜16.0である。
更に好ましいHLBの範囲は9.0〜16.0である。
本発明の粘結剤組成物を用いることにより、鋳型強度
を大幅に改善し得る理由は次の如く推定される。即ち、
上記の如き界面活性剤の１種又は２種以上を存在させる
ことにより、耐火性粒状材料と水溶性フェノール樹脂と
の表面水素結合を誘起して、界面接着性の改善等の表面
特性を化学的に向上せしめたこと、また硬化鋳型の組成
物界面、即ち固体−液体、液体−液体界面への浸透性及
び拡散性と耐火性粒子に対する凝集力等の特性とを物理
的に改善、改質し、向上せしめたことによると考えられ
る。
を大幅に改善し得る理由は次の如く推定される。即ち、
上記の如き界面活性剤の１種又は２種以上を存在させる
ことにより、耐火性粒状材料と水溶性フェノール樹脂と
の表面水素結合を誘起して、界面接着性の改善等の表面
特性を化学的に向上せしめたこと、また硬化鋳型の組成
物界面、即ち固体−液体、液体−液体界面への浸透性及
び拡散性と耐火性粒子に対する凝集力等の特性とを物理
的に改善、改質し、向上せしめたことによると考えられ
る。
水溶性フェノール樹脂と上記の如き界面活性剤の１種
又は２種以上の混合物とを併用する形態としては、水溶
性フェノール樹脂又は水溶液中に含有させてもよいし、
有機エステル中に攪拌混合せしめてもよいし、或いはそ
れらと別途に耐火性粒状材料に添加してもよい。またこ
の際、周知の溶媒に希釈して混練性を高めて添加するこ
ともできる。
又は２種以上の混合物とを併用する形態としては、水溶
性フェノール樹脂又は水溶液中に含有させてもよいし、
有機エステル中に攪拌混合せしめてもよいし、或いはそ
れらと別途に耐火性粒状材料に添加してもよい。またこ
の際、周知の溶媒に希釈して混練性を高めて添加するこ
ともできる。
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0.1〜５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重量部及び界面活性剤0.01〜
５重量部、好ましくは0.05〜３重量部を周知の方法で混
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0.1〜５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重量部及び界面活性剤0.01〜
５重量部、好ましくは0.05〜３重量部を周知の方法で混
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重量部及び界面活性
剤0.01〜５重量部、好ましくは0.05〜３重量部を加えた
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0.05〜９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重量部及び界面活性
剤0.01〜５重量部、好ましくは0.05〜３重量部を加えた
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0.05〜９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。
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。
実施例１〜５及び比較例１〜４ 自硬性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化を評価
した。
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、水溶性フェノール樹脂を1.5重量部及び表−１
に示す各種界面活性剤を0.15重量部添加混練してなる混
合物を、直径が50mmで高さが50mmであるテストピース用
模型に充填し、混練後の圧縮強度の経時変化を測定し
た。
重量部、水溶性フェノール樹脂を1.5重量部及び表−１
に示す各種界面活性剤を0.15重量部添加混練してなる混
合物を、直径が50mmで高さが50mmであるテストピース用
模型に充填し、混練後の圧縮強度の経時変化を測定し
た。
結果を表−１に示す。
実施例６〜10及び比較例５〜８ ガス硬化性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化を
評価した。
評価した。
即ち、珪砂100重量部に対し、水溶性フェノール樹脂
を2.0重量部及び表−２に示す各種界面活性剤を0.2重量
部添加混練してなる混合物を、直径が50mmで高さが50mm
であるガス硬化用テストピース模型に充填した。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
後の圧縮強度の経時変化を測定した。
を2.0重量部及び表−２に示す各種界面活性剤を0.2重量
部添加混練してなる混合物を、直径が50mmで高さが50mm
であるガス硬化用テストピース模型に充填した。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
後の圧縮強度の経時変化を測定した。
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、また、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、また、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。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−280940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−161544（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22C 1/00 - 1/26
Claims (3)
- 【請求項１】水溶性フェノール樹脂と、分子中にポリオ
キシアルキレン結合を有しHLBが５〜18である界面活性
剤の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。 - 【請求項２】界面活性剤のHLBが９〜16である請求項１
記載の鋳物砂用粘結剤組成物。 - 【請求項３】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又は２記載の鋳物砂用粘結剤組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640990A JP2892467B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640990A JP2892467B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118145A JPH04118145A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2892467B2 true JP2892467B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17000330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23640990A Expired - Lifetime JP2892467B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892467B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6474322B2 (ja) * | 2014-06-17 | 2019-02-27 | 花王株式会社 | 鋳型造型用粘結剤組成物 |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23640990A patent/JP2892467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04118145A (ja) | 1992-04-20 |
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