JP4152100B2

JP4152100B2 - ウレタン系鋳型用離型剤を用いて成る有機粘結剤及び鋳型材料

Info

Publication number: JP4152100B2
Application number: JP2001382020A
Authority: JP
Inventors: 督金井
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003181594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂型鋳造で用いられるウレタン系鋳型（主型、中子）を造型する際の離型トラブルの改善に有効なウレタン系鋳型用離型剤及びその製造方法並びに該離型剤を用いて成る有機粘結剤並びに鋳型材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
砂型鋳造で用いられる代表的なウレタン系鋳型としては、硬化触媒の存在下、有機溶媒可溶性フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物との常温での反応を利用した加熱を必要としない省エネ型の鋳型造型法、例えばコールドボックス法で量産的に製造されるガス硬化鋳型及び常温自硬性法で非量産的に製造される自硬性鋳型が広く知られている。とくに、コールドボックス法はシェルモールド法の競合技術として最近重視されるようになってきた。
【０００３】
このコールドボックス法は、粒状耐火性骨材と２液型有機粘結剤（フェノール樹脂有機溶媒溶液とポリイソシアネート化合物若しくはその有機溶媒溶液）とをミキサー内で混練して有機粘結剤で被覆された粒状耐火性骨材、即ち鋳型材料を製造し、これを成形型内にブロー充填した後アミン系硬化触媒を通気することにより、該成形型内の鋳型材料を短時間に硬化させてガス硬化鋳型（以下、鋳型という）を造型する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の鋳型材料は、成形型から硬化させた鋳型を取り出す際に鋳型材料の硬化粒子ないし鋳型の一部が型表面に固着して鋳型表面にざらつきや鋳型に欠損部を生じる現象、一般に「しみつき」と称される離型トラブルを引き起こし易い。当然、このような表面滑らかさが欠けた鋳型を用いた鋳造では鋳肌の美しい鋳物を得ることが困難となるし、大きな欠損部がある場合には不良鋳型として処分される。このため、造型現場においては、しみつきが生じ易い箇所に離型剤を毎回塗布したり、または頻繁に清掃するなどの処置を余儀なくされており、生産コストの増大や生産性の低下を来している。かかる事情から当該技術分野では鋳型材料の成形型へのしみつき性の改善が強く求められている。
【０００５】
本発明は、上述のしみつき現象に伴う離型トラブルを克服するためになされたものであって、第１の目的は、鋳型強度を損なうことなく、鋳型材料の成形型へのしみつき性の抑制に有効なウレタン系鋳型用離型剤を提供することにある。また、第２の目的は、フェノール樹脂の有機溶媒溶液や有機溶媒溶液からの分離がないウレタン系鋳型用離型剤を提供することにある。また、第３の目的は、該離型剤の製造方法を提供することにある。さらに、第４及び第５の目的は、かかるウレタン系鋳型用離型剤を、さらには作業環境の改善に有用な脂肪酸モノエステルを必須成分とするウレタン系鋳型用有機粘結剤及びウレタン系鋳型用鋳型材料を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題につき鋭意研究した結果、特定の変性ポリブタジエンを用いることにより、鋳型強度を損うことなく、鋳型材料の成形型へのしみつき性が大幅に改善できることを知見し、この知見を基にさらに研究して本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、第１の態様として、フェノール樹脂成分、ポリイソシアネート成分、及び分子の両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンと、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択される、分子内にフェノール核を２個有する化合物とを反応させて得た、分子の両末端にフェノール性水酸基を有する変性ポリブタジエンを含む、ウレタン系鋳型用離型剤を必須の構成成分とし、このフェノール変性ポリブタジエンは、粒状耐火性骨材に添加されるフェノール樹脂成分とポリイソシアネート成分との合計量１００質量部に対して０．００１〜２０質量部の割合で含有されることを特徴とするウレタン系鋳型用有機粘結剤である。
【０００９】
また、本発明は、第２の態様として、前記第１の態様において、さらに有機溶媒として脂肪酸モノエステルを含むことを特徴とする請求項１に記載のウレタン系鋳型用有機粘結剤に関する。
【００１０】
さらに、本発明は、第３の態様として、前記第１又は第２の態様において、有機粘結剤を必須成分として含むことを特徴とするウレタン系鋳型用鋳型材料に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るウレタン系鋳型用離型剤（以下、離型剤成分という）は、主として後述の２液型有機粘結剤（フェノール樹脂成分とポリイソシアネート成分）を用いて製造された鋳型材料の成形型へのしみつき性の抑制に有効な離型能を有する化合物又はその有機溶媒溶液であって、具体的には、分子の両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンと、分子内にフェノール核を２以上有する化合物とを反応させて得た、分子の両末端にフェノール性水酸基を有する変性ポリブタジエン（以下、単にフェノール変性ポリブタジエンという）、好ましくは有機溶媒への溶解性の点で有利な両末端にフェノール性水酸基を有する変性ポリブタジエン、又はこれらのフェノール変性ポリブタジエンと炭素数１０以上の高級脂肪酸及び／又は不飽和脂肪酸変性アルキド樹脂との組み合せである。
【００１２】
このフェノール変性ポリブタジエンは、先ず分子の両末端にアルコール性水酸基を有するポリブタジエン（以下、単にアルコール変性ポリブタジエンという）とポリイソシアネート化合物とを反応させて分子の両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンを調製し、次に該イソシアネート変性ポリブタジエンと、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択される、分子内にフェノール核を２個有する化合物とを反応させることによって製造される。かかる反応は、特に限定されないが、一般には無触媒及び必要に応じてナフテン酸鉛などの反応触媒を用いて２０〜１００℃の温度で、好ましくは有機溶媒の存在下に１〜１０時間ほど行われる。
【００１３】
上記の反応に適用されるアルコール変性ポリブタジエンは、その数平均分子量が２００未満ではしみつき性の抑制効果が小さく、逆に５００００を超えると粒状耐火性骨材へのコーティング性が低下する傾向にあるため、通常２００〜５００００の範囲にあるものが使用される。さらに、有機溶媒への溶解性を考慮すると数平均分子量としては５００〜１００００の範囲が好ましいが、より好ましくは５００〜５０００の範囲である。このアルコール変性ポリブタジエンの好適な具体例としては、例えばＧ１０００（商品名、日本石油化学株式会社製）、Ｒ１５ＨＴ及びＲ４５ＨＴ（いずれも商品名、出光石油化学株式会社製）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
なお、アルコール変性ポリブタジエンの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフの測定によるポリスチレン換算値であって次の条件で測定することができる。
◇ 標準ポリスチレン：ＴＳＫ−標準ポリスチレン
◇ 装置：ＳＣ−８０２０
◇ カラム充填剤：ＴＳＫ−ＧｅｌＧ２０００Ｈ_XL＋ＴＳＫ−ＧｅｌＧ４０００Ｈ_XL
◇ 溶離液：テトラヒドロフラン（溶出速度１．０ml／分）
◇ 検出条件：ＲＩ検出器
【００１５】
次に、ポリイソシアネート化合物は、上記の反応において、離型能を有するアルコール変性ポリブタジエンと有機溶媒への溶解性改善能を有する、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択される、分子内にフェノール核を２個有する化合物との連結機能を有する化合物であって、このようなポリイソシアネート化合物としては、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、ポリメリックＭＤＩという）などの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート、これらのポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基を有するプレポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されない。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
このポリイソシアネート化合物の中でも、芳香族ポリイソシアネート、特にジフェニルメタンジイソシアネートが有機溶媒への溶解性改善度の点から好ましい。ポリイソシアネート化合物の配合量は特に限定されないが、分子量の著しい増大や副生成物の生成を考慮すると、好ましくはアルコール変性ポリブタジエンが有するアルコール性水酸基１モルに対し、ポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基としては１．５〜３．５モルであり、特に好ましくは２．０〜３．０モルである。
【００１７】
次に、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択される、分子内にフェノール核を２個有する化合物は、上述したごとく前反応で調製された分子両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンと反応することにより、アルコール変性ポリブタジエンの有機溶媒への溶解性を改善する役割を成す化合物である。
【００１８】
このような分子内にフェノール核を２個有する化合物は、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択され、特にビスフェノールＡがより好ましい。かかる分子内にフェノール核を２個有する化合物の配合量は特に限定はないが、過剰の未反応化合物の存在はその種類によって鋳型強度に悪影響を及ぼすおそれがあることを考慮すると、好ましくは前反応で用いたポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基１モルに対し、かかる分子内にフェノール核を２個有する化合物が有するフェノール性水酸基としては１．０〜１．２モルである。
【００１９】
かくして得られたフェノール変性ポリブタジエンは、一般的には後述のフェノール樹脂成分に溶解して用いられるか、又は有機溶媒に溶解した溶液として用いられるが、長期間保存してもフェノール変性ポリブタジエンの分離を生じることがないという利点がある。なお、フェノール変性ポリブタジエンの有機溶媒溶液は、鋳型材料調製時にフェノール樹脂成分及びポリイソシアネート成分とともに使用される。
【００２０】
このフェノール変性ポリブタジエンは、粒状耐火性骨材に添加されるフェノール樹脂成分とポリイソシアネート成分との合計量１００質量部に対して０．００１〜２０質量部の割合で使用されるが、好ましくは０．０１〜１０質量部、より好ましくは０．０１〜５質量部である。使用量が０．００１質量部未満ではしみつき抑制効果が小さく、逆に２０質量部を超えると鋳型強度が低下する傾向がある。
【００２１】
このフェノール変性ポリブタジエンは、さらなるしみつき防止効果のため、炭素数が１０以上の高級脂肪酸、例えば飽和脂肪酸（例えばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸など）、不飽和脂肪酸（例えばオレイン酸、リノール酸、リノレン酸など）及びこの不飽和脂肪酸を主成分とする混合物（例えばトール油脂肪酸、アマニ油脂肪酸など）及び／又は不飽和脂肪酸変性アルキド樹脂（例えば変性剤：トール油脂肪酸、アマニ油脂肪酸など）と併用することが好ましい。前記高級脂肪酸の中でも、有機溶媒に対する溶解性が高くて低温でも分離しにくく、製品の保管、使用条件が広い不飽和脂肪酸や不飽和脂肪酸を主成分とする混合物が好ましいが、特に後者の混合物が好ましい。
【００２２】
この高級脂肪酸及び／又は不飽和脂肪酸変性アルキド樹脂は、フェノール樹脂成分１００質量部に対して０．０１〜５質量部の割合で使用される。使用量が０．０１質量部未満では併用効果が認められず、逆に５質量部を超えると鋳型強度の低下が大きくなる傾向がある。
【００２３】
本発明に係る有機粘結剤は、例えば金属イオン、トリエチルアミンなどの硬化触媒の存在下に常温で架橋硬化することにより粒状耐火性骨材を結合して強度を発現させるとともに、鋳型材料の成形型へのしみつき性を抑制できるバインダーであって、少なくともフェノール樹脂成分、ポリイソシアネート成分及び前記ウレタン系鋳型用離型剤（離型剤成分）を必須成分として、構成されている。
【００２４】
このフェノール樹脂成分は、一般に低粘度化、ポリイソシアネート成分との相溶性、粒状耐火性骨材へのコーティング性、鋳型強度などの観点から、下記のフェノール樹脂を極性有機溶媒と非極性有機溶媒との組み合わせ溶媒により約４０〜８０質量％の溶液に調製して使用される。また、フェノール樹脂成分には、必要に応じて強度向上剤として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、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カルボン酸クロリドやホスホン酸クロリド、ホスホニルクロリドなどを配合することができる。
【００２５】
前記フェノール樹脂としては、酸性二価金属塩、酸性及び塩基性触媒の存在下にフェノール類とアルデヒド類とを反応させると得られる有機溶媒可溶性のフェノール樹脂（例えばベンジルエーテル型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂など）、該フェノール樹脂の製造時ないし製造後に変性剤を反応ないし混合して成る変性フェノール樹脂並びにこれらの混合物などが例示されるが、これらに限定されない。
【００２６】
ここでいうフェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール、キシレノール、ｐ−tert−ブチルフェノールなどのアルキルフェノール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡなどのビスフェノール及びこれらの混合物などが例示される。また、アルデヒド類としては例えばホルマリン、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレン及びこれらの混合物などが例示される。また、変性剤としては例えばアルキド樹脂、キシレン樹脂、エポキシ化合物、ポリビニルアルコール、尿素、アミド類、アマニ油、カシュナッツオイル、ロジン及びこれらの混合物などが例示される。
【００２７】
また、有機溶媒としては、例えばイソホロンなどのケトン類、二塩基酸メチルエステル混合物のような二塩基酸エステル、大豆油メチルエステルのような植物油メチルエステル、リノレン酸メチル、ステアリン酸ブチルのような脂肪酸モノエステルなどのエステル類、イソプロピルエーテルなどのエーテル類、フルフリルアルコールなどの極性有機溶媒及び例えばイプゾール１５０（商品名、出光石油株式会社製石油系溶媒）、昭石ハイゾール（商品名、昭和シェル石油株式会社製石油系溶媒）などの非極性有機溶媒が例示される。この中でも特開平９−２５３７８６号公報、特開２０００−８４６４３号公報などに記載されている脂肪酸モノエステルは、環境問題の観点から、前記非極性有機溶媒の代用若しくは低減に有益である。
【００２８】
一方、ポリイソシアネート成分は、一般に低粘度化、フェノール樹脂成分との相溶性、粒状耐火性骨材へのコーティング性、鋳型強度などの観点から、前述したポリイソシアネート化合物を、好ましくは非極性有機溶媒により約４０〜９０質量％の溶液に調製して一般に使用されるが、場合よっては原液の状態でも使用される。このようなポリイソシアネート化合物の具体例としては、前述のフェノール変性ポリブタジエンの製造において列挙したポリイソシアネート化合物が例示できる。
【００２９】
本発明に係る鋳型材料は、例えば粒状耐火性骨材；フェノール樹脂成分、ポリイソシアネート成分及び離型剤成分を必須成分とする有機粘結剤並びに必要に応じて硬化触媒を好ましくは５０℃程度を限度とする骨材温度でミキサーにより十分に混練することによって製造される。そして、得られた鋳型材料、例えば硬化剤を含む鋳型材料は、成形型内に充填し、場合によって加振しながら充填し、数時間〜２４時間程度室温で放置して硬化させる常温自硬性法により、又は前述したようなコールドボックス法により鋳型とされる。この際、フェノール樹脂成分及びポリイソシアネート成分は、粒状耐火性骨材１００質量部に対し、それぞれの成分を通常０．０１〜５．０質量部、好ましくは０．１〜３．０質量部の割合で使用される。
【００３０】
ここでいう粒状耐火性骨材としては、例えば珪砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド、アルミナサンドなどの特殊砂、フェロクロム系のスラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグなどのスラグ系粒子、ナイガイセラビーズ（商品名）のようなムライト系人工粒子及びこれらの回収砂及び／又は再生砂などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
【実施例】
次に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、「部」及び「％」はすべて「質量部」及び「質量％」を意味する。
【００３２】
実施例１＜ウレタン系鋳型用離型剤の調製＞
撹拌器、還流冷却器、温度計及び窒素導入管を備えた反応フラスコ内にアルコール変性ポリブタジエンとして、分子の両末端にアルコール性水酸基を有するポリブタジエン（出光石油化学株式会社製商品名Ｒ１５ＨＴ、数平均分子量１２００、水酸基含有量１．８３モル／１０００部）を１８部、ポリイソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート（三井化学株式会社製商品名コスモネートＰＨ、イソシアネート基含有量３３．５質量％）を１１部を入れた後、窒素雰囲気下に撹拌混合しながら８０℃にて３時間反応させて分子の両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンを得た。次いで、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）６０部及びビスフェノールＡを１１部添加した後窒素雰囲気下に撹拌均一化し、次いでナフテン酸鉛０．００８５部を添加し、５０℃で１時間反応させて分子の両末端にフェノール性水酸基を有する変性ポリブタジエン（フェノール変性ポリブタジエン）の含有量が４０％の溶液、いわゆるウレタン系鋳型用離型剤の有機溶媒溶液を得た。
【００３３】
＜有機粘結剤Ａの調製＞
フェノール樹脂成分の構成成分である旭有機材工業株式会社製ベンジルエーテル型フェノール樹脂５０部、二塩基酸メチルエステル混合物１７部、石油系溶媒２８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部と、離型剤成分の上記４０％フェノール変性ポリブタジエン溶液５部とを撹拌混合して離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−１）を調製した。この離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−１）は、フェノール樹脂成分９８％及びフェノール変性ポリブタジエン２％とからなり、また調製後６ヶ月放置してもフェノール変性ポリブタジエンの分離は認められなかった。また、ポリイソシアネート成分（ｂ−１）は、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックＭＤＩ（三井化学株式会社製商品名コスモネートＭ２００）７５部、石油系溶媒２５部及びイソフタル酸クロリド０．３部を撹拌混合して調製した。これらの２成分｛（ａ−１）及び（ｂ−１）｝をセットにして有機粘結剤Ａとした。
【００３４】
＜鋳型材料の作製及びその評価＞
実験室用品川式ミキサー内に三栄６号珪砂１００部と、上記の有機粘結剤Ａ、即ち離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−１）とポリイソシアネート成分（ｂ−１）をそれぞれ０．９部添加したのち４０秒間混練して鋳型材料Ａを作製した。得られた鋳型材料については、下記試験法により抜型直後の鋳型強度の測定及びしみつき性の評価を行った。それらの結果を表１に示す。
【００３５】
１．抜型直後の鋳型強度の測定
コールドボックス造型機のサンドマガジン内に鋳型材料を入れた後、これを鋳型強度試験片作製用金型内に０．３ＭＰａのゲージ圧でブロー充填した。次に、前記金型内にトリエチルアミンガスジェネレーターにより０．０５ＭＰａのゲージ圧でトリエチルアミンを１秒間ガッシングし、０．３ＭＰａのゲージ圧で１０秒間エアーパージした後抜型して抗折力試験片（幅３０mm×長さ８０mm×厚み１０mm）を作製した。得られた試験片は直ちにシェルモールド抗折力試験機（東測精密株式会社製）により曲げ強度を測定し、これを抜型直後の鋳型強度（Ｎ／ｃｍ²）とした。
【００３６】
２．しみつき性の測定
コールドボックス造型機のサンドマガジン内に鋳型材料を入れた後、図２に示す試験金型３（上部に直径１０mmのブロー口２を有し、底部にあらかじめ秤量したしみつき性評価用金属片１を着脱自在に埋設したもの）内に鋳型材料をブロー圧０．４ＭＰａで充填し、トリエチルアミンガスをゲージ圧０．０５ＭＰａで１秒間ガッシングし、ゲージ圧０．１ＭＰａで１５秒間エアーパージした後試験金型３から鋳型を取り除く造型操作を繰り返しながら、５、１０、１５及び２０回目ごとに試験金型３から前記金属片１を取り外して秤量し、試験前と試験後の金属片１の質量差をしみつき量（ｍｇ）とし、数値が大きいほどしみつき性が悪い、即ち離型性が悪いと判断した。
【００３７】
実施例２
実施例１と全く同様にして調製した離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−１）１００．３部に、さらに高級脂肪酸としてトール油脂肪酸１．５部を添加混合して得た離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−２）と、実施例１に記載のポリイソシアネート成分（ｂ−１）をセットにして有機粘結剤Ｂとした。この離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−２）は、フェノール樹脂成分９６．５％と、フェノール変性ポリブタジエン２．０％及びトール油脂肪酸１．５％からなり、また調製後６ヶ月放置してもフェノール変性ポリブタジエン及びトール油脂肪酸の分離は認められなかった。また、実施例１と同様にして有機粘結剤Ｂによる鋳型材料Ｂを作製した。得られた鋳型材料については、実施例１に記載の試験法により抜型直後の鋳型強度の測定及びしみつき性の評価を行った。それらの結果を表１に示す。
【００３８】
実施例３
先ず、フェノール樹脂成分の構成成分であるベンジルエーテル型フェノール樹脂５５部、二塩基酸メチルエステル混合物２０部、大豆油メチルエステル２０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部と、離型剤成分の４０％フェノール変性ポリブタジエン溶液５部及びトール油脂肪酸１．５部を撹拌混合して離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−３）を調製した。この離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−３）は、フェノール樹脂成分９６．５％と、フェノール変性ポリブタジエン２．０％及びトール油脂肪酸１．５％からなり、また調整後６ヶ月放置してもフェノール変性ポリブタジエン及びトール油脂肪酸の分離は認められなかった。また、ポリイソシアネート成分（ｂ−２）は、ポリイソシアネート化合物としてポリメリックＭＤＩを８５部、大豆油メチルエステル１５部及びイソフタル酸クロリド０．３部を撹拌混合して調整した。これら２成分｛（ａ−３）及び（ｂ−２）｝をセットして有機粘結剤Ｃとした。
【００３９】
次に、実施例１と同様にして有機粘結剤Ｃによる鋳型材料Ｃを作製した。得られた鋳型材料については、実施例１に記載の試験法により抜型直後の鋳型強度の測定及びしみつき性の評価を行った結果、大豆油メチルエステルは石油系溶媒と遜色のない性能を有することが確認された。それらの結果を表１に示す。
【００４０】
比較例１
先ず、ベンジルエーテル型フェノール樹脂５０部、二塩基酸メチルエステル混合物２２部、石油系溶媒２８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部を撹拌混合して得たフェノール樹脂成分（ａ−４）と、実施例１に記載のポリイソシアネート成分（ｂ−１）とをセットにして有機粘結剤Ｄとした。次に、実施例１と同様にして有機粘結剤Ｄによる鋳型材料Ｄを作製した。得られた鋳型材料については、実施例１に記載の試験法により抜型直後の鋳型強度の測定及びしみつき性の評価を行なった。それらの結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
比較例１と全く同様にして調製したフェノール樹脂成分（ａ−４）１００．３部に、さらにトール油脂肪酸１．５部を添加混合して得た離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−５）と、実施例１に記載のポリイソシアネート成分（ｂ−１）とをセットにして有機粘結剤Ｅとした。この離型剤含有フェノール樹脂成分（ａ−５）は、フェノール樹脂成分９８．５％及びトール油脂肪酸１．５％からなり、また調製後６ヶ月放置してもトール油脂肪酸の分離は認められなかった。次に、実施例１と同様にして有機粘結剤Ｅによる鋳型材料Ｅを作製した。得られた鋳型材料については、実施例１に記載の試験法により抜型直後の鋳型強度の測定及びしみつき性の評価を行なった。それらの結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係るウレタン系鋳型用離型剤及びこれを用いた有機粘結剤並びに鋳型材料は次のような効果を奏する。
１．本発明に係るウレタン系鋳型用離型剤は、鋳型強度を損うことなく、鋳型材料の成形型へのしみつき性を顕著に改善し得、しかもフェノール樹脂の有機溶媒溶液に容易に溶解して使用できるため、新たな離型剤添加設備を設けなくても、現有混練設備による鋳型材料の製造が容易にできるなど著しく高い利便性を提供することができる。
２．本発明に係る有機粘結剤では、フェノール樹脂の有機溶媒溶液から分離しない溶解安定性に優れたウレタン系鋳型用離型剤を含むフェノール樹脂成分を用いるため、安定した離型能を発揮し、造型工程の安定化に寄与することができる。また、脂肪酸モノエステルは石油系溶媒と遜色ない性能を有するため、代替溶媒として使用することにより作業環境の改善に寄与することができる。
３．本発明に係る鋳型材料は、鋳型強度を損うことなく、造型時の成形型へのしみつき性を大幅に改善できるため、従来のように離型剤の塗布や金型の清掃の必要がなく、しかも造型不良を低減し得るなど生産コストや生産性を改善することができる。また、得られた鋳型の表面は滑らかであるため、鋳肌の美しい鋳物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】しみつき性を測定するための試験片作製用金型の側断面図である。
【符号の説明】
１…金属片
２…ブロー口
３…試験金型

Claims

フェノール樹脂成分、ポリイソシアネート成分、及び分子の両末端にイソシアネート基を有する変性ポリブタジエンと、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦから選択される、分子内にフェノール核を２個有する化合物とを反応させて得た、分子の両末端にフェノール性水酸基を有する変性ポリブタジエンを含む、ウレタン系鋳型用離型剤を必須の構成成分とし、このフェノール変性ポリブタジエンは、粒状耐火性骨材に添加されるフェノール樹脂成分とポリイソシアネート成分との合計量１００質量部に対して０．００１〜２０質量部の割合で含有されることを特徴とするウレタン系鋳型用有機粘結剤。
さらに有機溶媒として脂肪酸モノエステルを含むことを特徴とする請求項１に記載のウレタン系鋳型用有機粘結剤。
請求項１又は２に記載の有機粘結剤を必須成分として含むことを特徴とするウレタン系鋳型用鋳型材料。