JP3207613B2 - 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、離型性に優れた鋳造用
の鋳型を製造する方法に関する。
の鋳型を製造する方法に関する。
【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
来の方法により鋳造用の鋳型を製造する場合には、硬化
後脱型する際の離型性が悪く、硬化した粘結剤被覆砂の
一部が型枠表面に付着するいわゆる「しみつき」の現象
が生じやすいため、表面のなめらかな鋳型が得難く、鋳
肌の美しい鋳物を得ることがむずかしい。この「しみつ
き」の現象を防ぐには、型枠を毎回清掃したり、離型剤
を塗布するなどの手段を採る必要があるが、このような
従来の方法には、型枠清掃時に製造装置を停止しなけれ
ばならないため生産性が低下し、あるいは、高価な離型
剤の使用は生産コストの増大にもつながるという問題が
ある。本発明は、引っ張り強度などの鋳型に必要な物性
を確保しつつ、硬化後脱型する際の離型性を改善し、連
続製造時の型枠の汚れの蓄積を減少させることにより、
表面がなめらかな鋳型を効率的かつ経済的に製造するこ
とのできる方法を提供することを目的とする。
来の方法により鋳造用の鋳型を製造する場合には、硬化
後脱型する際の離型性が悪く、硬化した粘結剤被覆砂の
一部が型枠表面に付着するいわゆる「しみつき」の現象
が生じやすいため、表面のなめらかな鋳型が得難く、鋳
肌の美しい鋳物を得ることがむずかしい。この「しみつ
き」の現象を防ぐには、型枠を毎回清掃したり、離型剤
を塗布するなどの手段を採る必要があるが、このような
従来の方法には、型枠清掃時に製造装置を停止しなけれ
ばならないため生産性が低下し、あるいは、高価な離型
剤の使用は生産コストの増大にもつながるという問題が
ある。本発明は、引っ張り強度などの鋳型に必要な物性
を確保しつつ、硬化後脱型する際の離型性を改善し、連
続製造時の型枠の汚れの蓄積を減少させることにより、
表面がなめらかな鋳型を効率的かつ経済的に製造するこ
とのできる方法を提供す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、長鎖アルキル基を有するモノイ
ソシアネート化合物及び必要により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
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、長鎖アルキル基を有するモノイ
ソシアネート化合物及び必要により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
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、アシュランド法で通常使用される有機溶剤溶解
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、アシュランド法で通常使用される有機溶剤溶解
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、分子
中にイソシアネート基を２以上有する公知の芳香族、脂
肪族あるいは脂環式のポリイソシアネート好ましくはジ
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Ｍ
ＤＩ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。
中にイソシアネート基を２以上有する公知の芳香族、脂
肪族あるいは脂環式のポリイソシアネート好ましくはジ
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Ｍ
ＤＩ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】モノイソシアネート化合物としては、長鎖
アルキル基を有するもの、好ましくは炭素数１０〜２０
の直鎖あるいは枝分かれの飽和あるいは不飽和のアルキ
ル基を有するものであり、具体的には、ラウリルイソシ
アネート、セチルイソシアネート、オクタデシルイソシ
アネート、オレイルイソシアネートなどを挙げることが
できる。
アルキル基を有するもの、好ましくは炭素数１０〜２０
の直鎖あるいは枝分かれの飽和あるいは不飽和のアルキ
ル基を有するものであり、具体的には、ラウリルイソシ
アネート、セチルイソシアネート、オクタデシルイソシ
アネート、オレイルイソシアネートなどを挙げることが
できる。
【０００８】粘結剤用の溶剤として、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必要に応じて使用
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、初期引っ
張り強度の向上を図るためアルキッド樹脂、変性アルキ
ッド樹脂、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。
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必要に応じて使用
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、初期引っ
張り強度の向上を図るためアルキッド樹脂、変性アルキ
ッド樹脂、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。
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。
【００１０】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。モノイソシ
アネート化合物は、フェノール樹脂あるいはポリイソシ
アネート化合物（固形分）１００重量部に対して、０．
０１〜２０重量部の範囲の量を使用するのが好ましく、
０．１〜１０重量部の範囲の量を使用するのが特に好ま
しい。
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。モノイソシ
アネート化合物は、フェノール樹脂あるいはポリイソシ
アネート化合物（固形分）１００重量部に対して、０．
０１〜２０重量部の範囲の量を使用するのが好ましく、
０．１〜１０重量部の範囲の量を使用するのが特に好ま
しい。
【００１１】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、モノ
イソシアネート化合物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
剤溶液の調製には、あらかじめフェノール樹脂溶液とポ
リイソシアネート化合物溶液とを別々に調製し、いずれ
か一方又は双方にモノイソシアネート化合物を添加して
おくか、あるいはこれらの溶液とは別にモノイソシアネ
ート化合物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しても
よい。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、モノ
イソシアネート化合物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
剤溶液の調製には、あらかじめフェノール樹脂溶液とポ
リイソシアネート化合物溶液とを別々に調製し、いずれ
か一方又は双方にモノイソシアネート化合物を添加して
おくか、あるいはこれらの溶液とは別にモノイソシアネ
ート化合物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しても
よい。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。
【００１２】
【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。
に詳細に説明する。以下、「部」は全て「重量部」を意
味する。
【００１３】実施例１ 〈粘結剤被覆砂の調製〉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、二塩
基酸メチルエステル混合物（コハク酸ジメチル：グルタ
ル酸ジメチル：アジピン酸ジメチル＝２５部：５５部：
２０部、デュポン社製ＤＢＥ）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。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。この溶液中に、前記ポリメリックＭＤＩ５０部に対
して、オクタデシルイソシアネート５部を添加して溶解
させた。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オクタデシルイソシアネートを含む
前記ポリイソシアネート溶液とをそれぞれ０．９部の比
率で添加し、品川式ミキサーで９０秒間混練して、粘着
剤被覆砂を調製した。
製ベンジルエーテル基含有フェノール樹脂５０部、二塩
基酸メチルエステル混合物（コハク酸ジメチル：グルタ
ル酸ジメチル：アジピン酸ジメチル＝２５部：５５部：
２０部、デュポン社製ＤＢＥ）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。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。この溶液中に、前記ポリメリックＭＤＩ５０部に対
して、オクタデシルイソシアネート５部を添加して溶解
させた。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オクタデシルイソシアネートを含む
前記ポリイソシアネート溶液とをそれぞれ０．９部の比
率で添加し、品川式ミキサーで９０秒間混練して、粘着
剤被覆砂を調製した。
【００１４】〈鋳型の製造とその密度及び引っ張り強度
の測定〉この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／ｃ
ｍ2 のゲージ圧で１秒間ガッシングし、前記金型内にト
リエチルアミン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。オクタデシルイソシアネート
の添加量と製造した鋳型（砂型）の性能を表１に示す。
の測定〉この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／ｃ
ｍ2 のゲージ圧で１秒間ガッシングし、前記金型内にト
リエチルアミン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。オクタデシルイソシアネート
の添加量と製造した鋳型（砂型）の性能を表１に示す。
【００１５】〈しみつき性能の測定〉前記粘着剤被覆砂
をコアシューターに入れ、次いで図２に示す木枠３内
に、口径２５ｍｍのブロー穴２からブロー圧２．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 でブローした。木枠３の底部には、しみつき
試験用金属板１を設置してある。次に、ガッシングボッ
クスにてトリエチルアミンガスをガッシングし硬化させ
た。硬化後、直ちに抜型し、金属板１を取り外して秤量
した。金属板１の前記試験実施前と実施後の重量の差を
求めて、しみつき量を算出した。金属板表面の汚れを取
り除かずに、再度、金属板１を木型３の底部に設置し、
前記操作を繰り返して、しみつき量の算出を合計１０回
行った。この結果を図１に示す。
をコアシューターに入れ、次いで図２に示す木枠３内
に、口径２５ｍｍのブロー穴２からブロー圧２．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 でブローした。木枠３の底部には、しみつき
試験用金属板１を設置してある。次に、ガッシングボッ
クスにてトリエチルアミンガスをガッシングし硬化させ
た。硬化後、直ちに抜型し、金属板１を取り外して秤量
した。金属板１の前記試験実施前と実施後の重量の差を
求めて、しみつき量を算出した。金属板表面の汚れを取
り除かずに、再度、金属板１を木型３の底部に設置し、
前記操作を繰り返して、しみつき量の算出を合計１０回
行った。この結果を図１に示す。
【００１６】比較例１ 実施例１において、オクタデシルイソシアネートを含ま
ないポリメリックＭＤＩ溶液を使用した以外は、実施例
１と同様にして鋳型を製造した。製造した鋳型の性能を
表１に示す。また、実施例１のしみつき性能の測定方法
と同様にして、しみつき性能を測定した。その結果を図
１に示す。
ないポリメリックＭＤＩ溶液を使用した以外は、実施例
１と同様にして鋳型を製造した。製造した鋳型の性能を
表１に示す。また、実施例１のしみつき性能の測定方法
と同様にして、しみつき性能を測定した。その結果を図
１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【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などの鋳型に必要な物性を確保
しつつ、鋳型製造時の離型性を顕著に改善することがで
きる。すなわち、硬化後脱型する際の離型性を改善し、
連続製造時の型枠への汚れの蓄積を減少させることによ
り、表面がなめらかな鋳型を効率的かつ経済的に製造す
ることができる。そのため、本発明の方法により製造し
た鋳型を使用して、鋳肌の美しい鋳物を更に容易かつ経
済的に製造することができる。
した鋳型の引っ張り強度などの鋳型に必要な物性を確保
しつつ、鋳型製造時の離型性を顕著に改善することがで
きる。すなわち、硬化後脱型する際の離型性を改善し、
連続製造時の型枠への汚れの蓄積を減少させることによ
り、表面がなめらかな鋳型を効率的かつ経済的に製造す
ることができる。そのため、本発明の方法により製造し
た鋳型を使用して、鋳肌の美しい鋳物を更に容易かつ経
済的に製造することができる。
【図１】 本発明の一実施例と比較例のしみつき性能を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図２】 しみつき性能測定のための試験片作製用木枠
の側断面図である。
の側断面図である。
１ 金属板
───────────────────────────────────────────────────── 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54−122395（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、長鎖アルキル基を有するモノイソシアネート化合
物及び必要により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ことを特徴とする
鋳型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926493A JP3207613B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926493A JP3207613B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 鋳型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328189A JPH06328189A (ja) | 1994-11-29 |
| JP3207613B2 true JP3207613B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=15241239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13926493A Expired - Lifetime JP3207613B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207613B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6232368B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-05-15 | Borden Chemical, Inc. | Ester cured binders |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP13926493A patent/JP3207613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06328189A (ja) | 1994-11-29 |
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