JP2892469B2 - 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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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
のケトン化合物の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
のケトン化合物の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１分子中に少
なくとも１個のカルボニル基を有する特定のケトン化合
物の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。
なくとも１個のカルボニル基を有する特定のケトン化合
物の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。
本発明に用いられるケトン化合物は、下記に例示する
ものである。
ものである。
メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、イソプ
ロピルメチルケトン、ブチルメチルケトン、イソブチル
メチルケトン、ピナコロン、ジエチルケトン、ジプロピ
ルケトン、ジイソプロピルケトン、メシチルオキシド、
メチルヘプテノン、シクロブタノン、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ホロ
ン、イソホロン、アセトフェノン、プロピオフェノン、
ブチロフェノン、バレロフェノン、ベンゾフェノン、ジ
ベンジルケトン、２−アセトナフトン、２−アセトフロ
ン、ジアセチル、アセチルベンゾイル、ベンジル、アセ
チルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタ
ン、アセトニルアセトン、フェナシルアセトン、2,6−
ペプタンジオンである。
ロピルメチルケトン、ブチルメチルケトン、イソブチル
メチルケトン、ピナコロン、ジエチルケトン、ジプロピ
ルケトン、ジイソプロピルケトン、メシチルオキシド、
メチルヘプテノン、シクロブタノン、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ホロ
ン、イソホロン、アセトフェノン、プロピオフェノン、
ブチロフェノン、バレロフェノン、ベンゾフェノン、ジ
ベンジルケトン、２−アセトナフトン、２−アセトフロ
ン、ジアセチル、アセチルベンゾイル、ベンジル、アセ
チルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタ
ン、アセトニルアセトン、フェナシルアセトン、2,6−
ペプタンジオンである。
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、
上記の如きケトン化合物の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、
上記の如きケトン化合物の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ケトン化合物の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。
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。
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重量部及びケトン化合物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重量部及びケトン化合物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重量部及びケトン化
合物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重量部及びケトン化
合物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１〜７及び比較例１〜３ 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
に示す各種ケトン化合物を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
に示す各種ケトン化合物を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８〜14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、固形分50重量％である
水溶性フェノール樹脂を2.0重量部、表−２に示す各種
ケトン化合物を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。
水溶性フェノール樹脂を2.0重量部、表−２に示す各種
ケトン化合物を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 昭62−252634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−16845（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22C 1/00 - 1/26
Claims (2)
- 【請求項１】水溶性フェノール樹脂と、メチルエチルケ
トン、メチルプロピルケトン、イソプロピルメチルケト
ン、ブチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン、ピ
ナコロン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソ
プロピルケトン、メシチルオキシド、メチルヘプテノ
ン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサ
ノン、メチルシクロヘキサノン、ホロン、イソホロン、
アセトフェノン、プロピオフェノン、ブチロフェノン、
バレロフェノン、ベンゾフェノン、ジベンジルケトン、
２−アセトナフトン、２−アセトフロン、ジアセチル、
アセチルベンゾイル、ベンジル、アセチルアセトン、ベ
ンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン、アセトニルア
セトン、フェナシルアセトン及び2,6−ペプタンジオン
から選ばれるケトン化合物の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】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 |
|---|---|---|---|
| JP23641190A JP2892469B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP23641190A JP2892469B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118147A JPH04118147A (ja) | 1992-04-20 |
| JP2892469B2 true JP2892469B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17000361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23641190A Expired - Fee Related JP2892469B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892469B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6512983B2 (ja) * | 2015-07-31 | 2019-05-15 | 花王株式会社 | 鋳型造型用粘結剤組成物 |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23641190A patent/JP2892469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04118147A (ja) | 1992-04-20 |
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