JP3169456B2 - 鋳型の製造方法 - Google Patents
鋳型の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アシュランド法によっ
て鋳造用の鋳型を硬化させて製造する際の、その硬化挙
動の改善に関する。
て鋳造用の鋳型を硬化させて製造する際の、その硬化挙
動の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳造用の鋳型の工業的製造方法と
しては、その製造に際し加熱を必要としないため、エネ
ルギー消費の点で有利なアシュランド法（例えば、コー
ルドボックス法、ノーべーク法）が知られている。例と
して、アシュランドコールドボックス法による鋳型の製
造方法について説明する。まず、フェノール樹脂溶液、
ポリイソシアネート化合物溶液及び粒状耐火性骨材をミ
キサーで混合して粘結剤で被覆された粒状耐火性骨材を
調製し、これを鋳型製造用の型枠内に吹き込んで成形す
る。次に、この型枠内に第三級アミン等の硬化触媒を透
過させることにより常温で硬化させ脱型して、鋳造用の
鋳型を製造する。
しては、その製造に際し加熱を必要としないため、エネ
ルギー消費の点で有利なアシュランド法（例えば、コー
ルドボックス法、ノーべーク法）が知られている。例と
して、アシュランドコールドボックス法による鋳型の製
造方法について説明する。まず、フェノール樹脂溶液、
ポリイソシアネート化合物溶液及び粒状耐火性骨材をミ
キサーで混合して粘結剤で被覆された粒状耐火性骨材を
調製し、これを鋳型製造用の型枠内に吹き込んで成形す
る。次に、この型枠内に第三級アミン等の硬化触媒を透
過させることにより常温で硬化させ脱型して、鋳造用の
鋳型を製造する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法には、硬化温度、硬化触媒の使用量、硬化時間
等の硬化条件の変動により、鋳型の硬化が完結しない場
合を生じ、その結果、鋳型製造の歩留まり率が低下した
り不安定となるという問題点がある。本発明は、硬化条
件が変動しても、鋳型の硬化を安定的に完結させること
により、鋳型製造の効率を向上させることを目的とす
る。
来の方法には、硬化温度、硬化触媒の使用量、硬化時間
等の硬化条件の変動により、鋳型の硬化が完結しない場
合を生じ、その結果、鋳型製造の歩留まり率が低下した
り不安定となるという問題点がある。本発明は、硬化条
件が変動しても、鋳型の硬化を安定的に完結させること
により、鋳型製造の効率を向上させることを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の鋳型の製造方法は、フェノール樹脂、ポリ
イソシアネート化合物、硬化増進剤及び溶剤を含む粘結
剤により被覆された粒状耐火性骨材を型枠内に導入して
成形し、次いで前記型枠内に硬化触媒を導入して硬化さ
せる方法であって、前記硬化増進剤が有効成分として酸
アミド及び／又は尿素誘導体を含有することを特徴とす
る。
に、本発明の鋳型の製造方法は、フェノール樹脂、ポリ
イソシアネート化合物、硬化増進剤及び溶剤を含む粘結
剤により被覆された粒状耐火性骨材を型枠内に導入して
成形し、次いで前記型枠内に硬化触媒を導入して硬化さ
せる方法であって、前記硬化増進剤が有効成分として酸
アミド及び／又は尿素誘導体を含有することを特徴とす
る。
【０００５】本発明において使用されるフェノール樹脂
は、フェノール類とホルムアルデヒドとの付加・縮合で
得られる、有機溶剤溶解性のベンジルエーテル樹脂、レ
ゾール樹脂あるいはノボラック樹脂である。
は、フェノール類とホルムアルデヒドとの付加・縮合で
得られる、有機溶剤溶解性のベンジルエーテル樹脂、レ
ゾール樹脂あるいはノボラック樹脂である。
【０００６】ポリイソシアネート化合物としては、公知
の芳香族、脂肪族あるいは脂環式のポリイソシアネート
を使用することができ、具体的には例えば、ジフェニル
メタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレン
ポリイソシアネート（以下ポリメックＭＤＩという）、
ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアネートを挙げることができ
る。
の芳香族、脂肪族あるいは脂環式のポリイソシアネート
を使用することができ、具体的には例えば、ジフェニル
メタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレン
ポリイソシアネート（以下ポリメックＭＤＩという）、
ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロ
ヘキシルメタンジイソシアネートを挙げることができ
る。
【０００７】本発明における硬化増進剤とは、型枠内に
導入された粘結剤被覆粒状耐火性骨材に硬化触媒を作用
させた場合、その硬化が完結する量を増大させる成分で
あり、その有効成分は酸アミド、尿素誘導体である。こ
れらの化合物は、単独であっても混合して使用されても
よい。酸アミドはイミドを含み、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド、オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジアル
キルベンツアミド、Ｎ−アルキルコハク酸イミド等のほ
かに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の環状酸アミドも
好ましい。尿素誘導体としては、例えば、テトラメチル
尿素、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルウレア等のほかに、１，３
−ジメチル−２−イミダゾリドン等の環状ウレアも好ま
しい。
導入された粘結剤被覆粒状耐火性骨材に硬化触媒を作用
させた場合、その硬化が完結する量を増大させる成分で
あり、その有効成分は酸アミド、尿素誘導体である。こ
れらの化合物は、単独であっても混合して使用されても
よい。酸アミドはイミドを含み、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド、オレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジアル
キルベンツアミド、Ｎ−アルキルコハク酸イミド等のほ
かに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の環状酸アミドも
好ましい。尿素誘導体としては、例えば、テトラメチル
尿素、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルウレア等のほかに、１，３
−ジメチル−２−イミダゾリドン等の環状ウレアも好ま
しい。
【０００８】粘結剤用の溶剤としては、アシュランド法
における粘結剤被覆粒状耐火性骨材の調製において使用
される溶剤は、いずれも本発明において使用することが
できる。具体的には、脂肪族炭化水素系、脂環式炭化水
素系、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、ケト
ン系、エステル系、エーテル系、アルコール系等の有機
溶剤を単独でまたは混合して使用することができる。さ
らに、粘結剤溶液は、所望により、樹脂成分と骨材との
接着性の向上を図るため３−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン等のシラン化合物、可使時間延長剤とし
てイソフタル酸クロリドを代表例とする酸クロリドのほ
か、劣化防止剤、乾燥防止剤、離型剤等を含むことがで
きる。
における粘結剤被覆粒状耐火性骨材の調製において使用
される溶剤は、いずれも本発明において使用することが
できる。具体的には、脂肪族炭化水素系、脂環式炭化水
素系、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、ケト
ン系、エステル系、エーテル系、アルコール系等の有機
溶剤を単独でまたは混合して使用することができる。さ
らに、粘結剤溶液は、所望により、樹脂成分と骨材との
接着性の向上を図るため３−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン等のシラン化合物、可使時間延長剤とし
てイソフタル酸クロリドを代表例とする酸クロリドのほ
か、劣化防止剤、乾燥防止剤、離型剤等を含むことがで
きる。
【０００９】本発明において使用される粒状耐火性骨材
は、具体的には例えば、微粉状の砂、粘土質の砂、再生
砂等を含むあらゆる種類の砂であるが、通常の鋳物砂が
好ましく、５０〜６００μ程度の砂が特に好ましい。フ
ェノール樹脂、ポリイソシアネート化合物あるいは溶剤
各々の粒状耐火性骨材に対する配合割合は、鋳型の硬化
性の改善及び強度確保の点から、それぞれ粒状耐火性骨
材に対し全て０．０１〜１０重量％の範囲が好ましく、
特に０．１〜５．０重量％の範囲が好ましい。硬化増進
剤は、有効成分として、フェノール樹脂１００重量部に
対して、１〜５０重量部の範囲の量を使用するのが好ま
しく、５〜２０重量部の範囲の量を使用するのが特に好
ましい。
は、具体的には例えば、微粉状の砂、粘土質の砂、再生
砂等を含むあらゆる種類の砂であるが、通常の鋳物砂が
好ましく、５０〜６００μ程度の砂が特に好ましい。フ
ェノール樹脂、ポリイソシアネート化合物あるいは溶剤
各々の粒状耐火性骨材に対する配合割合は、鋳型の硬化
性の改善及び強度確保の点から、それぞれ粒状耐火性骨
材に対し全て０．０１〜１０重量％の範囲が好ましく、
特に０．１〜５．０重量％の範囲が好ましい。硬化増進
剤は、有効成分として、フェノール樹脂１００重量部に
対して、１〜５０重量部の範囲の量を使用するのが好ま
しく、５〜２０重量部の範囲の量を使用するのが特に好
ましい。
【００１０】粘結剤被覆粒状耐火性骨材の調製は、例え
ばフェノール樹脂、ポリイソシアネート化合物、硬化増
進剤及び溶剤から成る粘結剤溶液と粒状耐火性骨材と
を、好ましくは−１０〜５０℃の範囲の温度で、ミキサ
ーにより各成分が均一に混合するように十分に混練する
ことによって行なうことができる。粘結剤溶液は、あら
かじめフェノール樹脂溶液とイソシアネート化合物溶液
とを別々に調製し、いずれか一方又は双方に硬化増進剤
を添加しておくか、あるいはこれらの溶液とは別に硬化
増進剤の溶液を調製しておき、粒状耐火性骨材との混練
時に、これらの溶液を粒状耐火性骨材に添加することが
好ましい。調製した粘結剤被覆粒状耐火性骨材を、例え
ば、サンドマガジン内に貯留し、エアーによる吹き込み
によってその所望量を鋳型製造用型枠内に導入し、次い
で、塩基、アミン、金属イオン等のアシュランド法にお
いて通常使用される硬化触媒を前記型枠内に導入し、脱
型することによって、鋳型を製造する。
ばフェノール樹脂、ポリイソシアネート化合物、硬化増
進剤及び溶剤から成る粘結剤溶液と粒状耐火性骨材と
を、好ましくは−１０〜５０℃の範囲の温度で、ミキサ
ーにより各成分が均一に混合するように十分に混練する
ことによって行なうことができる。粘結剤溶液は、あら
かじめフェノール樹脂溶液とイソシアネート化合物溶液
とを別々に調製し、いずれか一方又は双方に硬化増進剤
を添加しておくか、あるいはこれらの溶液とは別に硬化
増進剤の溶液を調製しておき、粒状耐火性骨材との混練
時に、これらの溶液を粒状耐火性骨材に添加することが
好ましい。調製した粘結剤被覆粒状耐火性骨材を、例え
ば、サンドマガジン内に貯留し、エアーによる吹き込み
によってその所望量を鋳型製造用型枠内に導入し、次い
で、塩基、アミン、金属イオン等のアシュランド法にお
いて通常使用される硬化触媒を前記型枠内に導入し、脱
型することによって、鋳型を製造する。
【００１１】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に詳細に説明する。以下、「部」は全て「重量部」を意
味する。実施例１〜４ まず、保土谷化学工業株式会社製ベンジルエーテル基含
有フェノール樹脂５０部、イソホロン２０部、石油系溶
剤（丸善石油株式会社製ＳＷ−１８００）３０部及び３
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．３部か
ら成る溶液を調製した。この溶液中に、前記フェノール
樹脂５０部に対して、表１に示す所定量の硬化増進剤Ｎ
−メチル−２−ピロリドンを添加して溶解させた。別
に、ポリメリックＭＤＩ７５部、石油系溶剤（出光興産
株式会社製ＩＰ−１５０）２５部及びイソフタル酸クロ
リド０．３部から成る溶液を調製した。フリーマントル
珪砂１００部に対して、前記フェノール樹脂溶液と前記
ポリイソシアネート溶液をそれぞれ０．９部の比率で添
加し、品川式ミキサーで９０秒間混練した。この粘結剤
被覆砂のうち４６０部を通気装置に接続可能な直径５０
ｍｍ、高さ３００ｍｍの円筒形金型にはかり取り、充填
密度が１．６７ｇ／ｃｃとなるようにつき固めた。次
に、通気装置中にマイクロシリンジで０．０３ｍｌのト
リエチルアミンを注入し前記金型に接続し、３０リット
ル／分で４０秒間通気キュアリングした。通気１分後に
砂型をとり出し、硬化した部分を秤量した。また別に、
前記粘結剤被覆砂をドッグボーン形砂型用金型をとりつ
けた浪速製作所製Ｖ−ＴＯＰ３３０Ｃコールドボックス
造型機のサンドマガジン内に移し、サンドマガジン内に
３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲージ圧でブローしてドッグボ
ーン形砂型用金型に吹き込んだ。次に、トリエチルアミ
ンガスジェネレーターにより２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲ
ージ圧で１秒間ガッシングし、前記金型内を透過させて
キュアリングした後、３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲージ圧
で３秒間エアーパージし脱型してドッグボーン形砂型を
製造し、この砂型の密度と引っ張り強度を測定した。製
造した鋳型（砂型）の硬化した部分を秤量した結果とそ
の性能を、表１に示す。
に詳細に説明する。以下、「部」は全て「重量部」を意
味する。実施例１〜４ まず、保土谷化学工業株式会社製ベンジルエーテル基含
有フェノール樹脂５０部、イソホロン２０部、石油系溶
剤（丸善石油株式会社製ＳＷ−１８００）３０部及び３
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．３部か
ら成る溶液を調製した。この溶液中に、前記フェノール
樹脂５０部に対して、表１に示す所定量の硬化増進剤Ｎ
−メチル−２−ピロリドンを添加して溶解させた。別
に、ポリメリックＭＤＩ７５部、石油系溶剤（出光興産
株式会社製ＩＰ−１５０）２５部及びイソフタル酸クロ
リド０．３部から成る溶液を調製した。フリーマントル
珪砂１００部に対して、前記フェノール樹脂溶液と前記
ポリイソシアネート溶液をそれぞれ０．９部の比率で添
加し、品川式ミキサーで９０秒間混練した。この粘結剤
被覆砂のうち４６０部を通気装置に接続可能な直径５０
ｍｍ、高さ３００ｍｍの円筒形金型にはかり取り、充填
密度が１．６７ｇ／ｃｃとなるようにつき固めた。次
に、通気装置中にマイクロシリンジで０．０３ｍｌのト
リエチルアミンを注入し前記金型に接続し、３０リット
ル／分で４０秒間通気キュアリングした。通気１分後に
砂型をとり出し、硬化した部分を秤量した。また別に、
前記粘結剤被覆砂をドッグボーン形砂型用金型をとりつ
けた浪速製作所製Ｖ−ＴＯＰ３３０Ｃコールドボックス
造型機のサンドマガジン内に移し、サンドマガジン内に
３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲージ圧でブローしてドッグボ
ーン形砂型用金型に吹き込んだ。次に、トリエチルアミ
ンガスジェネレーターにより２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲ
ージ圧で１秒間ガッシングし、前記金型内を透過させて
キュアリングした後、３．０ｋｇｆ／ｃｍ2 のゲージ圧
で３秒間エアーパージし脱型してドッグボーン形砂型を
製造し、この砂型の密度と引っ張り強度を測定した。製
造した鋳型（砂型）の硬化した部分を秤量した結果とそ
の性能を、表１に示す。
【表１】 表１より、鋳型の密度及び引っ張り強度を低下させるこ
となく、その硬化量を著しく増大することができた。ま
た、常温、９０％湿度の雰囲気下で２４時間放置後の引
っ張り強度（耐湿性）も改善された。
となく、その硬化量を著しく増大することができた。ま
た、常温、９０％湿度の雰囲気下で２４時間放置後の引
っ張り強度（耐湿性）も改善された。
【００１２】実施例５〜７ 実施例１において、硬化増進剤として所定量のＮ−メチ
ル−２−ピロリドンのかわりに所定量のオレイン酸アミ
ドを使用した以外は、実施例１と同様にして鋳型を製造
した。製造した鋳型の硬化した部分を秤量した結果を表
２に示す。
ル−２−ピロリドンのかわりに所定量のオレイン酸アミ
ドを使用した以外は、実施例１と同様にして鋳型を製造
した。製造した鋳型の硬化した部分を秤量した結果を表
２に示す。
【表２】
【００１３】実施例８〜１０ 実施例１において、硬化増進剤として所定量のＮ−メチ
ル−２−ピロリドンのかわりに表３に示す硬化増進剤を
５部使用した以外は、実施例１と同様にして鋳型を製造
した。製造した鋳型の硬化した部分を秤量した結果を表
３に示す。
ル−２−ピロリドンのかわりに表３に示す硬化増進剤を
５部使用した以外は、実施例１と同様にして鋳型を製造
した。製造した鋳型の硬化した部分を秤量した結果を表
３に示す。
【表３】 比較例１ 実施例１において、硬化増進剤を使用しない以外は実施
例１と同様にして鋳型を製造した。製造した鋳型の硬化
した部分を秤量した結果とその性能を表１あるいは表
２、表３に示す。
例１と同様にして鋳型を製造した。製造した鋳型の硬化
した部分を秤量した結果とその性能を表１あるいは表
２、表３に示す。
【００１４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、製造
した鋳型の引っ張り強度等の、鋳造用の鋳型に必要な性
能を低下させることなく、その硬化量を増大させること
ができる。そのため、鋳型の硬化の完結がより完全とな
り、硬化条件が例えば季節により変動しても、鋳型製造
の歩留まり率が飛躍的に向上すると共に安定化し、鋳型
製造の効率を著しく向上させることができる。その結
果、硬化触媒の使用量を低減させたり、硬化時間を短縮
させることも可能となる。
した鋳型の引っ張り強度等の、鋳造用の鋳型に必要な性
能を低下させることなく、その硬化量を増大させること
ができる。そのため、鋳型の硬化の完結がより完全とな
り、硬化条件が例えば季節により変動しても、鋳型製造
の歩留まり率が飛躍的に向上すると共に安定化し、鋳型
製造の効率を著しく向上させることができる。その結
果、硬化触媒の使用量を低減させたり、硬化時間を短縮
させることも可能となる。
フロントページの続き (72)発明者 本間 司 神奈川県横浜市鶴見区大黒町７番43号 保土谷アシュランド株式会社 技術研究 所内 (56)参考文献 特開 昭62−93042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−92037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 1/00 - 1/26
Claims (1)
- 【請求項１】 フェノール樹脂、ポリイソシアネート化
合物、硬化増進剤及び溶剤を含む粘結剤により被覆され
た粒状耐火性骨材を型枠内に導入して成形し、次いで前
記型枠内に硬化触媒を導入して硬化させる鋳型の製造方
法において、 前記硬化増進剤が有効成分として酸アミド及び／又は尿
素誘導体を含有することを特徴とする前記方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32622292A JP3169456B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32622292A JP3169456B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 鋳型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142821A JPH06142821A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3169456B2 true JP3169456B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=18185356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32622292A Expired - Lifetime JP3169456B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169456B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6232368B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-05-15 | Borden Chemical, Inc. | Ester cured binders |
| JP4481839B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-06-16 | 旭有機材工業株式会社 | 鋳型用有機粘結剤及びこれを用いて得られる鋳物砂組成物並びに鋳型 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP32622292A patent/JP3169456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06142821A (ja) | 1994-05-24 |
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Legal Events
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