JP5430313B2 - Binder composition for mold making - Google Patents

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本発明は、酸硬化性樹脂及び加水分解型タンニンを含有する鋳型造型用粘結剤組成物と、これを用いた鋳型の製造方法に関する。   The present invention relates to a binder composition for mold making containing an acid curable resin and hydrolyzable tannin, and a method for producing a mold using the same.

酸硬化性自硬性鋳型は、ケイ砂等の耐火性粒子に、酸硬化性樹脂を含有する鋳型造型用粘結剤と、リン酸、有機スルホン酸、硫酸等を含有する硬化剤とを添加し、これらを混練した後、得られた混練砂を木型等の原型に充填し、酸硬化性樹脂を硬化させて製造される。酸硬化性樹脂には、フラン樹脂やフェノール樹脂等が用いられており、フラン樹脂には、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール・尿素ホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール・ホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール・フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、その他公知の変性フラン樹脂等が用いられている。   An acid-curable self-hardening mold is obtained by adding a mold-forming binder containing an acid-curable resin and a curing agent containing phosphoric acid, organic sulfonic acid, sulfuric acid, etc. to refractory particles such as silica sand. After kneading these, the obtained kneaded sand is filled into a mold such as a wooden mold and the acid curable resin is cured. Furan resin, phenol resin, etc. are used for acid curable resin. Furan resin is furfuryl alcohol, furfuryl alcohol / urea formaldehyde resin, furfuryl alcohol / formaldehyde resin, furfuryl alcohol / phenol / formaldehyde. Resins and other known modified furan resins are used.

鋳型を製造する上で、重要な条件の一つとして、鋳型の生産性が挙げられる。自硬性鋳型においては、鋳型の生産性を上げるためには、原型に混練砂を充填した後、鋳型の硬化速度を上げ、原型から鋳型を抜型するまでに要する時間(抜型時間)を短くする必要がある。   One of the important conditions for producing a mold is the productivity of the mold. For self-hardening molds, in order to increase mold productivity, it is necessary to increase the mold curing speed after filling the mold with kneaded sand and shorten the time required to remove the mold from the mold (molding time). There is.

鋳型の生産性を向上させるために、例えば、特許文献1には、フラン化合物の添加により、鋳型の硬化速度を上げた粘結剤組成物が開示されている。   In order to improve the productivity of the mold, for example, Patent Document 1 discloses a binder composition in which the curing rate of the mold is increased by adding a furan compound.

一方、作業環境の観点からは、鋳型造型時におけるホルムアルデヒドや、鋳物鋳造時における硫黄酸化物等の悪臭の原因となる硬化剤中の硫黄成分の低減が望まれており、種々の方策が提案されている。例えば、特許文献2には、アカシア、ケブラコ、ラジアータパイン等の樹皮から抽出された、縮合型タンニンを主成分とする抽出物を含有する粘結剤組成物が開示されている。また、特許文献3には、フルフリルアルコール中に尿素ホルムアルデヒド樹脂等のアミノプラストを溶解してフラン樹脂とする際に、アミノプラストの沈殿防止策として、多核ポリフェノールのグリコシドを添加したフラン樹脂組成物が開示されている。また、特許文献4には、植物由来の葉、実、種、植物に寄生した虫こぶ等の天然物から抽出された植物性天然物抽出組成物を含む粘結剤組成物が開示されている。そして、鋳型の最終強度を十分なものとするために鋳型強度向上剤としてアミノシランカップリング剤が用いられている。   On the other hand, from the viewpoint of the working environment, it is desired to reduce sulfur components in hardeners that cause bad odors such as formaldehyde during mold casting and sulfur oxides during casting, and various measures have been proposed. ing. For example, Patent Document 2 discloses a binder composition containing an extract mainly composed of condensed tannin extracted from bark such as acacia, quebraco, and radiatapine. Patent Document 3 discloses a furan resin composition in which polynuclear polyphenol glycosides are added as a preventive measure for precipitation of aminoplasts when aminoplasts such as urea formaldehyde resin are dissolved in furfuryl alcohol to form furan resins. Is disclosed. Patent Document 4 discloses a binder composition containing a plant natural product extract composition extracted from a natural product such as a plant-derived leaf, fruit, seed, or worm hump parasitic on a plant. . In order to make the final strength of the mold sufficient, an aminosilane coupling agent is used as a mold strength improver.

特開2006-70247号公報JP 2006-70247 A 特開2007-326122号公報JP 2007-326122 A 特開昭56-81359号公報JP 56-81359 A 特開2009-119505号公報JP 2009-119505 A

しかしながら、加水分解型タンニンとアミノシランカップリング剤が共存した場合、フラン樹脂、加水分解型タンニン及びアミノシランカップリング剤を含有する粘結剤組成物は、保存安定性が悪く、粘結剤組成物中に沈殿が生じてしまう課題があった。通常、粘結剤組成物はタンクに保存され、配管によりミキサーへ供給されて、鋳物砂及び硬化剤と混合される。この様な沈殿が生じると、配管の詰まり等により、樹脂の供給安定性が不十分となり、鋳型強度が低下したり、タンクへの蓄積により有効なタンクの容量が低下する等、取り扱い上問題となる。   However, when the hydrolyzable tannin and the aminosilane coupling agent coexist, the binder composition containing the furan resin, the hydrolyzed tannin and the aminosilane coupling agent has poor storage stability, and the binder composition contains There was a problem that precipitation occurred. Usually, the binder composition is stored in a tank, supplied to a mixer by piping, and mixed with foundry sand and a hardener. If such precipitation occurs, the supply stability of the resin will be insufficient due to clogging of the pipe, etc., and the strength of the mold will decrease, and the effective tank capacity will decrease due to accumulation in the tank. Become.

本発明は、鋳型の硬化速度を向上させ、かつ、鋳型強度に優れ、樹脂の沈殿が生じないという保存安定性に優れる鋳型造型用粘結剤組成物、及びこれを用いた鋳型の製造方法を提供する。   The present invention provides a binder composition for mold making that improves the mold curing rate, has excellent mold strength, and does not cause resin precipitation, and a mold manufacturing method using the same. provide.

本発明の鋳型造型用粘結剤組成物は、酸硬化性樹脂(A)、加水分解型タンニン(B)並びにエポキシシラン、メルカプトシラン及びウレイドシランから選ばれる1種以上のシランカップリング剤(C)を含有する鋳型造型用粘結剤組成物である。   The binder composition for mold making of the present invention comprises an acid curable resin (A), a hydrolyzable tannin (B), and at least one silane coupling agent (C) selected from epoxy silane, mercaptosilane, and ureidosilane. ) Containing a binder composition for mold making.

本発明の鋳型の製造方法は、耐火性粒子、鋳型造型用粘結剤組成物及び硬化剤を含む混合物を硬化する工程を有する鋳型の製造方法であって、前記鋳型造型用粘結剤組成物として前記本発明の鋳型造型用粘結剤組成物を使用する鋳型の製造方法である。   The mold production method of the present invention is a mold production method comprising a step of curing a mixture containing refractory particles, a mold forming binder composition and a curing agent, and the mold forming binder composition It is a manufacturing method of the casting_mold | template which uses the binder composition for casting_mold | template shaping | molding of the said this invention as.

本発明の鋳型造型用粘結剤組成物によれば、鋳型の硬化速度を向上させ、かつ、鋳型強度に優れ、樹脂の沈殿が生じないという保存安定性に優れ、更にpH依存性がなく汎用性に優れる鋳型造型用粘結剤組成物を提供できる。また、本発明の鋳型の製造方法によれば、安定な一液の鋳型造型用粘結剤組成物を用いるので、操作が簡便で、鋳型の生産性が良好となる。   According to the binder composition for mold making of the present invention, the mold curing rate is improved, the mold strength is excellent, the resin is not precipitated, and the storage stability is excellent. It is possible to provide a binder composition for mold making having excellent properties. Further, according to the method for producing a mold of the present invention, since a stable one-pack binder composition for mold making is used, the operation is simple and the mold productivity is good.

本発明の鋳型造型用粘結剤組成物(以下、単に「粘結剤組成物」ともいう)は、鋳型を製造する際の粘結剤として使用されるものであって、酸硬化性樹脂(A)、加水分解型タンニン(B)並びにエポキシシラン、メルカプトシラン及びウレイドシランから選ばれる1種以上のシランカップリング剤(C)を含有する。以下、本発明の粘結剤組成物に含有される成分について説明する。   The binder composition for mold making of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “binder composition”) is used as a binder when producing a mold, and is an acid-curable resin ( A), hydrolyzable tannin (B), and one or more silane coupling agents (C) selected from epoxy silane, mercaptosilane and ureidosilane. Hereinafter, the components contained in the binder composition of the present invention will be described.

<酸硬化性樹脂(A)>
酸硬化性樹脂としては、従来公知の樹脂が使用でき、例えば、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フェノール類とアルデヒド類の縮合物、メラミンとアルデヒド類の縮合物、及び尿素とアルデヒド類の縮合物よりなる群から選ばれる1種からなるものや、これらの群から選ばれる2種以上の混合物からなるものが使用できる。また、これらの群から選ばれる2種以上の共縮合物からなるものも使用できる。このうち、樹脂粘度の観点から、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、及び尿素とアルデヒド類の縮合物から選ばれる1種以上、並びにこれらの共縮合物を使用するのが好ましい。フルフリルアルコールは、原料が非石油資源である植物から製造できるため、環境の観点からは、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、及びこれらの共縮合物を使用するのが好ましい。粘結剤組成物中の窒素含有量を後述する好適な範囲に調整する観点、及びコストの観点からは、尿素とアルデヒド類の縮合物、及び尿素とアルデヒド類の縮合物とフルフリルアルコールとの共縮合物を使用するのが好ましく、該アルデヒド類としてはホルムアルデヒドを使用するのがより好ましい。粘結剤組成物中の窒素含有量を後述する好適な範囲に調整する観点、及び鋳型の硬化速度の観点からは、メラミンとアルデヒド類の縮合物、及びメラミンとアルデヒド類の縮合物とフルフリルアルコールとの共縮合物を使用するのが好ましく、メラミンとホルムアルデヒドの縮合物を使用するのがより好ましい。
<Acid curable resin (A)>
As the acid curable resin, conventionally known resins can be used, for example, furfuryl alcohol, condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, condensate of phenols and aldehydes, condensate of melamine and aldehydes, and urea. And those consisting of one kind selected from the group consisting of condensates of aldehydes and those consisting of a mixture of two or more kinds selected from these groups can be used. Moreover, what consists of 2 or more types of cocondensates chosen from these groups can also be used. Among these, from the viewpoint of resin viscosity, it is preferable to use one or more selected from furfuryl alcohol, a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, and a condensate of urea and aldehydes, and co-condensates thereof. . Since furfuryl alcohol can be produced from a plant whose raw material is a non-petroleum resource, it is preferable to use furfuryl alcohol, furfuryl alcohol and aldehyde condensates, and co-condensates thereof from the viewpoint of the environment. . From the viewpoint of adjusting the nitrogen content in the binder composition to a suitable range described later, and from the viewpoint of cost, the condensate of urea and aldehydes, and the condensate of urea and aldehydes and furfuryl alcohol It is preferable to use a cocondensate, and it is more preferable to use formaldehyde as the aldehydes. From the viewpoint of adjusting the nitrogen content in the binder composition to a suitable range described later, and from the viewpoint of the curing rate of the mold, the condensate of melamine and aldehydes, and the condensate of melamine and aldehydes and furfuryl It is preferable to use a co-condensate with alcohol, and it is more preferable to use a condensate of melamine and formaldehyde.

前記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキザール、フルフラール、テレフタルアルデヒド等が挙げられ、これらのうち1種以上を適宜使用できる。鋳型強度の観点からは、ホルムアルデヒドを用いるのが好ましく、造型時のホルムアルデヒド発生量低減の観点からは、フルフラールやテレフタルアルデヒドを用いるのが好ましい。   Examples of the aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal, furfural, terephthalaldehyde, and the like, and one or more of these can be used as appropriate. From the viewpoint of mold strength, it is preferable to use formaldehyde, and from the viewpoint of reducing the amount of formaldehyde generated during molding, it is preferable to use furfural or terephthalaldehyde.

前記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールFなどが挙げられ、これらのうち1種以上を使用できる。   Examples of the phenols include phenol, cresol, resorcin, bisphenol A, bisphenol C, bisphenol E, and bisphenol F, and one or more of these can be used.

フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物を製造する場合には、硬化速度向上及び鋳型強度向上の観点から、フルフリルアルコール1モルに対して、アルデヒド類を0.01〜1モル使用することが好ましい。また、フェノール類とアルデヒド類の縮合物を製造する場合には、鋳型強度向上の観点から、フェノール類1モルに対して、アルデヒド類を1〜3モル使用することが好ましい。また、メラミンとアルデヒド類の縮合物を製造する場合には、鋳型強度向上の観点から、メラミン1モルに対して、アルデヒド類を1〜3モル使用することが好ましい。また、尿素とアルデヒド類の縮合物を製造する場合には、鋳型強度向上の観点から、尿素1モルに対して、アルデヒド類を1〜2モル使用することが好ましく、1.5〜1.8モル使用することがより好ましい。   In the case of producing a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, it is preferable to use 0.01 to 1 mol of aldehyde with respect to 1 mol of furfuryl alcohol from the viewpoint of improving the curing speed and improving the mold strength. . Moreover, when manufacturing the condensate of phenols and aldehydes, it is preferable to use 1-3 mol of aldehydes with respect to 1 mol of phenols from a viewpoint of mold intensity | strength improvement. Moreover, when manufacturing the condensate of a melamine and aldehydes, it is preferable to use 1-3 mol of aldehydes with respect to 1 mol of melamine from a viewpoint of mold intensity | strength improvement. Moreover, when manufacturing the condensate of urea and aldehydes, it is preferable to use 1-2 mol of aldehydes with respect to 1 mol of urea from a viewpoint of a mold | die strength improvement, and 1.5-1.8. It is more preferable to use molar.

粘結剤組成物中の酸硬化性樹脂の含有量は、鋳型強度を十分に発現する観点から、好ましくは55〜95重量%であり、より好ましくは60〜90重量%であり、更に好ましくは65〜85重量%である。   The content of the acid curable resin in the binder composition is preferably 55 to 95% by weight, more preferably 60 to 90% by weight, and still more preferably from the viewpoint of sufficiently expressing the mold strength. 65 to 85% by weight.

本発明の粘結剤組成物は、得られる鋳型の強度を高める観点から、粘結剤組成物中の窒素含有量が0.5重量%以上であることが好ましく、1.0重量%以上がより好ましく、2.0重量%以上が更に好ましい。また、鋳物の窒素ガス欠陥を低減する観点から粘結剤組成物中の窒素含有量は、6.0重量%以下であることが好ましく、5.0重量%以下がより好ましく、4.0重量%以下が更に好ましい。上記観点を総合すると、粘結剤組成物中の窒素含有量は、0.5〜6.0重量%であることが好ましく、1.0〜5.0重量%がより好ましく、2.0〜4.0重量%が更に好ましい。粘結剤組成物中の窒素含有量を上記範囲内に調整するには、粘結剤組成物中の窒素含有化合物の含有量を調整すればよい。窒素含有化合物としては、尿素、メラミン、尿素とアルデヒド類の縮合物、メラミンとアルデヒド類の縮合物、尿素樹脂及び尿素変性樹脂等が好ましい。粘結剤組成物中の窒素含有量は、ケルダール法により定量することが出来る。更には、尿素、尿素樹脂、フルフリルアルコール・尿素樹脂(尿素変性樹脂)、及びフルフリルアルコール・尿素ホルムアルデヒド樹脂由来の窒素量は、尿素由来のカルボニル基(C=O基)を13C-NMRで定量することで求めることも出来る。   In the binder composition of the present invention, the nitrogen content in the binder composition is preferably 0.5% by weight or more, and 1.0% by weight or more from the viewpoint of increasing the strength of the obtained mold. More preferred is 2.0% by weight or more. Further, from the viewpoint of reducing nitrogen gas defects in the casting, the nitrogen content in the binder composition is preferably 6.0% by weight or less, more preferably 5.0% by weight or less, and 4.0% by weight. % Or less is more preferable. Taking the above viewpoints together, the nitrogen content in the binder composition is preferably 0.5 to 6.0% by weight, more preferably 1.0 to 5.0% by weight, and 2.0 to 4.0% by weight is more preferable. In order to adjust the nitrogen content in the binder composition within the above range, the content of the nitrogen-containing compound in the binder composition may be adjusted. As the nitrogen-containing compound, urea, melamine, a condensate of urea and aldehydes, a condensate of melamine and aldehydes, a urea resin, a urea-modified resin, and the like are preferable. The nitrogen content in the binder composition can be quantified by the Kjeldahl method. Furthermore, the amount of nitrogen derived from urea, urea resin, furfuryl alcohol / urea resin (urea-modified resin), and furfuryl alcohol / urea formaldehyde resin was determined by 13C-NMR for the carbonyl group (C = O group) derived from urea. It can also be obtained by quantification.

<加水分解型タンニン(B)>
本発明の粘結剤組成物は、鋳型の硬化速度を速める観点から、加水分解型タンニンを含む。加水分解型タンニンは、タンニン酸とも呼ばれるポリフェノールの一種であり、希塩酸に添加して煮沸した際に加水分解して水溶性の物質となる性質を有するものである。例えば、双子葉植物の葉、種、果実、虫嬰等から抽出された、多価フェノール酸と多価アルコールとのエステルである。好ましい加水分解型タンニンは、入手容易性、成分安定性及び抽出効率の高さの観点から、没食子及び/又は五倍子(ウルシ科のヌルデまたは同属植物の虫嬰)から抽出された加水分解型タンニンであり、糖類と没食子酸などとのエステルである。なお、加水分解型タンニンは、加水分解しうるエステル結合の数が多い点及び水分との相互作用を持ちやすい点でフラボノイド系のポリフェノールが縮合した縮合型タンニンとは、異なる構造群に属するものである。
<Hydrolyzed tannin (B)>
The binder composition of the present invention contains hydrolyzable tannin from the viewpoint of increasing the curing rate of the mold. Hydrolyzed tannin is a kind of polyphenol also called tannic acid, and has the property of hydrolyzing into a water-soluble substance when added to dilute hydrochloric acid and boiled. For example, it is an ester of a polyhydric phenolic acid and a polyhydric alcohol extracted from leaves, seeds, fruits, insect worms and the like of dicotyledonous plants. Preferred hydrolyzable tannins are hydrolyzed tannins extracted from gallic and / or pentaploids (Nurdeaceae or insects of the same genus) from the viewpoint of availability, component stability, and high extraction efficiency. Yes, it is an ester of sugar and gallic acid. Hydrolyzed tannin belongs to a different structural group from condensed tannin condensed with flavonoid polyphenols in that it has a large number of ester bonds that can be hydrolyzed and is likely to interact with moisture. is there.

加水分解型タンニンの分子量は、粘結剤組成物への溶解性の観点から、好ましくは500〜3000であり、より好ましくは1000〜2000であり、更に好ましくは1500〜2000である。また、粘結剤組成物中の加水分解型タンニンの含有量は、粘結剤組成物への溶解性の観点、及び鋳型の深部硬化性を高める観点から、好ましくは0.1〜40重量%であり、より好ましくは1〜20重量%であり、更に好ましくは1〜15重量%であり、更により好ましくは5〜10重量%である。   From the viewpoint of solubility in the binder composition, the molecular weight of the hydrolyzable tannin is preferably 500 to 3000, more preferably 1000 to 2000, and further preferably 1500 to 2000. Further, the content of the hydrolyzable tannin in the binder composition is preferably 0.1 to 40% by weight from the viewpoint of solubility in the binder composition and from the viewpoint of enhancing the deep curability of the mold. More preferably, it is 1-20 weight%, More preferably, it is 1-15 weight%, More preferably, it is 5-10 weight%.

鋳型の深部硬化性と加水分解型タンニンとの関連性については、詳細は不明であるが、加水分解型タンニンを含有する粘結剤組成物と、硬化剤とが混合されると、加水分解型タンニン中のエステルの加水分解反応が生じ、その反応水の分だけ硬化反応系から水分が消費されることにより外気に晒されていない鋳型の深部においても、脱水縮合反応である酸硬化性樹脂(特にフラン樹脂)の反応が促進されるためであると推察される。   Although the details of the relationship between the deep curability of the mold and the hydrolyzable tannin are unknown, when the binder composition containing hydrolyzable tannin and the curing agent are mixed, the hydrolyzable type Acid curable resin that is a dehydration condensation reaction occurs in the deep part of the mold that is not exposed to the outside air due to the hydrolysis reaction of the ester in tannin and the consumption of water from the curing reaction system by the amount of the reaction water ( This is presumably because the reaction of furan resin) is promoted.

なお、上述した加水分解型タンニンは、前述のように天然材料から得ることができるため、たとえ石油資源が逼迫したとしても、優れた粘結剤組成物を安定して提供することができる。また、加水分解型タンニンは、フラン樹脂等の酸硬化性樹脂への溶解性が良好なため、粘結剤組成物を長期間保存した際の沈殿や濁りの発生を抑制することができる。これにより、鋳型製造の際、粘結剤組成物の自動供給設備において、粘結剤組成物の安定供給が可能となる。   In addition, since the hydrolyzable tannin described above can be obtained from natural materials as described above, an excellent binder composition can be stably provided even if petroleum resources are tight. In addition, hydrolyzable tannin has good solubility in an acid curable resin such as furan resin, and therefore can suppress the occurrence of precipitation and turbidity when the binder composition is stored for a long period of time. This makes it possible to stably supply the binder composition in an automatic supply facility for the binder composition during mold production.

<エポキシシラン、メルカプトシラン及びウレイドシランから選ばれる1種以上のシランカップリング剤(C)>
本発明の粘結剤組成物は、エポキシシラン、メルカプトシラン及びウレイドシランから選ばれる1種以上のシランカップリング剤(C)を含む。本発明の特定シランカップリング剤(C)は鋳型強度を向上させる観点と、粘結剤組成物に沈殿を生じない観点から配合される。従来公知のアミノシランを加水分解型タンニンと併用すると、両者がゲル化を起こし、粘結剤組成物中での溶解度が低下し、沈殿が発生してしまう。
<One or more silane coupling agents (C) selected from epoxy silane, mercaptosilane, and ureidosilane>
The binder composition of the present invention contains one or more silane coupling agents (C) selected from epoxy silane, mercaptosilane, and ureidosilane. The specific silane coupling agent (C) of the present invention is blended from the viewpoint of improving the mold strength and from the viewpoint of not causing precipitation in the binder composition. When a conventionally known aminosilane is used in combination with hydrolyzable tannin, both cause gelation, the solubility in the binder composition decreases, and precipitation occurs.

エポキシシランとは、エポキシ基を含有しているシランカップリング剤である。更に、アミノ基を含有していないことが好ましい。具体的な例としては、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン及び3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが挙げられる。シランカップリング剤の反応性の観点から、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。   Epoxy silane is a silane coupling agent containing an epoxy group. Furthermore, it is preferable that no amino group is contained. Specific examples include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and 3-glycidoxypropyltri An ethoxysilane is mentioned. From the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferable.

メルカプトシランとは、メルカプト基を含有しているシランカップリング剤である。更にアミノ基を含有していないことが好ましい。具体的な例としては、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン及び3−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。シランカップリング剤の反応性の観点から、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランがより好ましい。   Mercaptosilane is a silane coupling agent containing a mercapto group. Furthermore, it is preferable that no amino group is contained. Specific examples include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. From the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is more preferable.

ウレイドシランとは、ウレイド基を含有しているシランカップリング剤である。更にアミノ基を含有していないことが好ましい。具体的な例としては、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルメチルジメトキシシラン及び3−ウレイドプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。シランカップリング剤の反応性の観点から、3-ウレイドプロピルトリエトキシシランがより好ましい。   Ureidosilane is a silane coupling agent containing a ureido group. Furthermore, it is preferable that no amino group is contained. Specific examples include 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropylmethyldimethoxysilane and 3-ureidopropylmethyldiethoxysilane. From the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent, 3-ureidopropyltriethoxysilane is more preferable.

本発明の特定のシランカップリング剤(C)の粘結剤組成物中の含有量は、鋳型強度向上及びコストの観点から、0.01〜0.7重量%であることが好ましく、0.05〜0.5重量%であることがより好ましく、0.08〜0.3重量%であることが更に好ましい。   The content of the specific silane coupling agent (C) of the present invention in the binder composition is preferably 0.01 to 0.7% by weight from the viewpoint of improvement in mold strength and cost. More preferably, it is 05-0.5 weight%, and it is still more preferable that it is 0.08-0.3 weight%.

本発明の特定のシランカップリング剤(C)の中でも、鋳型強度の観点からメルカプトシラン及びウレイドシランが好ましく、ウレイドシランがより好ましい。また、エポキシシラン、メルカプトシラン、ウレイドシランのうち、二種又は三種以上を選択し、上記含有量の範囲で併用しても構わない。   Among the specific silane coupling agents (C) of the present invention, mercaptosilane and ureidosilane are preferable from the viewpoint of mold strength, and ureidosilane is more preferable. Moreover, 2 types or 3 types or more may be selected from epoxy silane, mercapto silane, and ureido silane, and you may use together in the range of the said content.

<芳香族ジアルデヒド及びフェノール誘導体からなる群より選ばれる硬化促進剤(D)>
本発明の粘結剤組成物は、可使時間を長くし、かつ抜型時間を短くする観点、即ち、同じ可使時間の場合は抜型時間を短くすることができる観点から、硬化促進剤である芳香族ジアルデヒド及びフェノール誘導体からなる群より選ばれる硬化促進剤(D)〔以下、単に「硬化促進剤(D)」という〕を含むことが好ましい。粘結剤組成物中の硬化促進剤(D)の含有量は、可使時間を長くして抜型時間を短くする観点、即ち、同じ可使時間の場合は抜型時間を短くすることができる観点から、好ましくは0.1〜25重量%であり、より好ましくは0.5〜15重量%であり、更に好ましくは1〜10重量%である。なお、硬化促進剤(D)は、粘結剤組成物中に含まれるものに加えて、硬化促進剤としての第3成分として、混練砂に別添してもよい。
<Hardening accelerator (D) selected from the group consisting of aromatic dialdehyde and phenol derivative>
The binder composition of the present invention is a curing accelerator from the viewpoint of increasing the pot life and shortening the mold release time, that is, from the viewpoint of shortening the mold release time in the case of the same pot life. It preferably contains a curing accelerator (D) selected from the group consisting of aromatic dialdehydes and phenol derivatives (hereinafter simply referred to as “curing accelerator (D)”). The content of the curing accelerator (D) in the binder composition is a viewpoint that extends the pot life and shortens the mold release time, that is, the viewpoint that the mold release time can be shortened in the case of the same pot life. Therefore, it is preferably 0.1 to 25% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight, and still more preferably 1 to 10% by weight. The curing accelerator (D) may be added to the kneaded sand as a third component as a curing accelerator in addition to those contained in the binder composition.

酸硬化性樹脂(A)、加水分解型タンニン(B)及び硬化促進剤(D)が共存することにより、可使時間を長くし、かつ抜型時間を短くでき、即ち、同じ可使時間の場合は抜型時間を短くすることができ、更に鋳型の深部硬化性が向上し、その上、鋳型の割れが防止できる。明確な機構は不明ではあるが、芳香族ジアルデヒドのアルデヒド基又はフェノール誘導体の水酸基が架橋剤的に加水分解型タンニンに作用していると推測される。   When the acid curable resin (A), the hydrolyzable tannin (B) and the curing accelerator (D) coexist, the pot life can be increased and the mold release time can be shortened, that is, the same pot life. Can shorten the die-cutting time, further improve the deep curability of the mold, and prevent the mold from cracking. Although the clear mechanism is unknown, it is speculated that the aldehyde group of the aromatic dialdehyde or the hydroxyl group of the phenol derivative acts on the hydrolyzable tannin as a crosslinking agent.

芳香族ジアルデヒドとしては、テレフタルアルデヒド、フタルアルデヒド及びイソフタルアルデヒド等並びにそれらの誘導体が挙げられる。それらの誘導体とは、基本骨格としての2つのホルミル基を有する芳香族化合物の芳香環にアルキル基等の置換基を有する化合物を意味する。可使時間を長くし、かつ抜型時間を短くする観点、即ち、同じ可使時間の場合は抜型時間を短くすることができる観点、及び鋳型の割れを防ぐ観点からテレフタルアルデヒド及びテレフタルアルデヒドの誘導体が好ましく、テレフタルアルデヒドがより好ましい。粘結剤組成物中の芳香族ジアルデヒドの含有量は、可使時間を長くして抜型時間を短くする観点、即ち、同じ可使時間の場合は抜型時間を短くすることができる観点、芳香族ジアルデヒドを酸硬化性樹脂に十分溶解させる観点及び芳香族ジアルデヒド自体の臭気を抑制する観点から、好ましくは0.1〜15重量%であり、より好ましくは0.5〜10重量%であり、更に好ましくは1〜5重量%である。   Aromatic dialdehydes include terephthalaldehyde, phthalaldehyde, isophthalaldehyde, and the like, and derivatives thereof. These derivatives mean compounds having a substituent such as an alkyl group on the aromatic ring of an aromatic compound having two formyl groups as the basic skeleton. From the viewpoint of extending the pot life and shortening the mold release time, that is, from the viewpoint of shortening the mold release time for the same pot life, and from the viewpoint of preventing cracking of the mold, terephthalaldehyde and terephthalaldehyde derivatives are used. Preferably, terephthalaldehyde is more preferable. The content of the aromatic dialdehyde in the binder composition is a viewpoint that lengthens the pot life and shortens the mold release time, that is, the viewpoint that the mold release time can be shortened when the same pot life is used. From the viewpoint of sufficiently dissolving the aromatic dialdehyde in the acid curable resin and suppressing the odor of the aromatic dialdehyde itself, it is preferably 0.1 to 15% by weight, more preferably 0.5 to 10% by weight. Yes, more preferably 1 to 5% by weight.

フェノール誘導体としては、例えばレゾルシン、クレゾール、ヒドロキノン、フロログルシノール、メチレンビスフェノール等が挙げられる。なかでも、鋳型強度を向上させる観点から、レゾルシン、フロログルシノールが好ましく、レゾルシンがより好ましい。粘結剤組成物中のフェノール誘導体の含有量は、フェノール誘導体の酸硬化性樹脂への溶解性の観点及び鋳型強度を向上させる観点から、1.5〜25重量%であることが好ましく、2.0〜15重量%であることがより好ましく、3.0〜10重量%であることが更に好ましい。   Examples of the phenol derivative include resorcin, cresol, hydroquinone, phloroglucinol, methylene bisphenol, and the like. Among these, from the viewpoint of improving the mold strength, resorcin and phloroglucinol are preferable, and resorcin is more preferable. The content of the phenol derivative in the binder composition is preferably 1.5 to 25% by weight from the viewpoint of the solubility of the phenol derivative in the acid-curable resin and the mold strength. It is more preferably from 0 to 15% by weight, still more preferably from 3.0 to 10% by weight.

全硬化促進剤中の硬化促進剤(D)が占める割合は、鋳型強度の向上の観点から、50〜100重量%が好ましく、70〜100重量%がより好ましく、90〜100重量%が更に好ましく、実質上100重量%がより更に好ましい。   The proportion of the curing accelerator (D) in the total curing accelerator is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight, and still more preferably 90 to 100% by weight, from the viewpoint of improving the mold strength. 100% by weight is even more preferable.

<硬化促進剤(D)以外の硬化促進剤>
本発明の粘結剤組成物中には、上述した芳香族ジアルデヒド及びフェノール誘導体からなる群より選ばれる硬化促進剤(D)以外の硬化促進剤が含まれていてもよい。芳香族ジアルデヒド及びフェノール誘導体からなる群より選ばれる硬化促進剤(D)以外の硬化促進剤としては、鋳型強度を向上させる観点から、下記一般式(1)で表される化合物(以下、硬化促進剤(1)という)が好ましい。
<Curing accelerator other than curing accelerator (D)>
The binder composition of the present invention may contain a curing accelerator other than the curing accelerator (D) selected from the group consisting of the above-mentioned aromatic dialdehydes and phenol derivatives. As a curing accelerator other than the curing accelerator (D) selected from the group consisting of an aromatic dialdehyde and a phenol derivative, from the viewpoint of improving the mold strength, a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter, curing) Accelerator (referred to as (1)) is preferred.

〔式中、X1及びX2は、それぞれ水素原子、CH3又はC25の何れかを表す。〕 [Wherein, X 1 and X 2 each represent a hydrogen atom, CH 3 or C 2 H 5 . ]

硬化促進剤(1)としては、2,5−ビスヒドロキシメチルフラン、2,5−ビスメトキシメチルフラン、2,5−ビスエトキシメチルフラン、2−ヒドロキシメチル−5−メトキシメチルフラン、2−ヒドロキシメチル−5−エトキシメチルフラン及び2−メトキシメチル−5−エトキシメチルフランが挙げられる。中でも、鋳型強度を向上させる観点から、2,5−ビスヒドロキシメチルフランを使用するのが好ましい。2,5−ビスヒドロキシメチルフランは、2,5−ビスメトキシメチルフランや2,5−ビスエトキシメチルフランに比べて、反応性が高く、例えばフルフリルアルコールを主成分として含む粘結剤組成物の硬化反応を促進させることができるからである。粘結剤組成物中の硬化促進剤(1)の含有量は、溶解性の観点及び鋳型強度を向上させる観点から、0.5〜63重量%であることが好ましく、1.8〜50重量%であることがより好ましく、2.5〜50重量%であることが更に好ましく、3.0〜40重量%であることが更により好ましい。   As the curing accelerator (1), 2,5-bishydroxymethylfuran, 2,5-bismethoxymethylfuran, 2,5-bisethoxymethylfuran, 2-hydroxymethyl-5-methoxymethylfuran, 2-hydroxy Mention may be made of methyl-5-ethoxymethylfuran and 2-methoxymethyl-5-ethoxymethylfuran. Among these, 2,5-bishydroxymethylfuran is preferably used from the viewpoint of improving the mold strength. 2,5-bishydroxymethylfuran has a higher reactivity than 2,5-bismethoxymethylfuran and 2,5-bisethoxymethylfuran, and is a binder composition containing, for example, furfuryl alcohol as a main component. This is because the curing reaction can be promoted. The content of the curing accelerator (1) in the binder composition is preferably 0.5 to 63% by weight, and 1.8 to 50% by weight from the viewpoints of solubility and mold strength. %, More preferably 2.5 to 50% by weight, and even more preferably 3.0 to 40% by weight.

<水分>
本発明の粘結剤組成物中には、さらに水分が含まれてもよい。例えば、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物などの各種縮合物を合成する場合、水溶液状の原料を使用したり縮合水が生成したりするため、縮合物は、通常、水分との混合物の形態で得られるが、このような縮合物を粘結剤組成物に使用するにあたり、合成過程に由来するこれらの水分をあえて除去する必要はない。また、粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する目的などで、水分をさらに添加してもよい。ただし、水分が過剰になると、酸硬化性樹脂の硬化反応が阻害されるおそれがあるため、粘結剤組成物中の水分含有量は0.5〜30重量%の範囲とすることが好ましく、粘結剤組成物を扱いやすくする観点と硬化反応速度を維持する観点からより好ましくは1〜10重量%であり、更に、樹脂の沈殿を生じず、硬化速度を妨げない観点から、好ましくは1〜6重量%である。また、深部硬化性を向上させる観点から、10重量%以下が好ましく、樹脂の沈殿を生じず、硬化速度を妨げない観点から、5重量%以下とすることがより好ましい。
<Moisture>
The binder composition of the present invention may further contain moisture. For example, when synthesizing various condensates such as a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, an aqueous raw material is used or condensed water is generated. Therefore, the condensate is usually in the form of a mixture with moisture. However, when such a condensate is used in a binder composition, it is not necessary to darely remove these moisture derived from the synthesis process. In addition, moisture may be further added for the purpose of adjusting the binder composition to a viscosity that is easy to handle. However, if the moisture is excessive, the curing reaction of the acid curable resin may be inhibited. Therefore, the moisture content in the binder composition is preferably in the range of 0.5 to 30% by weight, From the viewpoint of making the binder composition easy to handle and maintaining the curing reaction rate, it is more preferably 1 to 10% by weight. Further, from the viewpoint of not causing the precipitation of the resin and not hindering the curing rate, preferably 1 ~ 6% by weight. Further, from the viewpoint of improving deep-part curability, it is preferably 10% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less from the viewpoint of preventing resin precipitation and preventing the curing rate.

<pH>
本発明の粘結剤組成物は、粘結剤組成物のpHが4〜9であっても、樹脂の沈殿が生じず、尿素を含有する樹脂の場合にも安定した粘結剤組成物を得ることができるので、樹脂のpHによる制限を受けることなく、汎用的に使用できるという利点がある。フラン樹脂は酸硬化性であることから、長期保存における樹脂の粘度上昇を防ぐ観点から、粘結剤組成物のpHは3以上が好ましく、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上である。一方、鋳型の硬化速度をより速くする観点からは、pHは9以下が好ましく、より好ましくは8以下、更に好ましくは7以下である。通常、pHは、粘結剤組成物の保存期間・保存温度と鋳型の硬化速度により適宜設定される。
<PH>
The binder composition of the present invention is a stable binder composition even in the case of a resin containing urea, in which the resin does not precipitate even when the pH of the binder composition is 4-9. Since it can be obtained, there is an advantage that it can be used universally without being restricted by the pH of the resin. Since the furan resin is acid curable, the pH of the binder composition is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and still more preferably 5 or more, from the viewpoint of preventing an increase in the viscosity of the resin during long-term storage. On the other hand, from the viewpoint of further increasing the mold curing rate, the pH is preferably 9 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 7 or less. Usually, the pH is appropriately set depending on the storage period / storage temperature of the binder composition and the curing rate of the mold.

一方、加水分解型タンニン(B)との相互作用によってモノアミノシラン型やジアミノシラン型のシランカップリング剤は、配合後1日程度経過した時に、通常、粘結剤組成物中に沈殿が生じるが、特に、pHが高い領域では、沈殿発生量が多い。即ち、長期保存期間中の樹脂の粘度上昇を防ぐためにpHを高くすることが出来ない。この事は、加水分解型タンニンの反応性が高く、これを配合した粘結剤組成物は、長期保存時の粘度上昇率が高いことを考えると、粘度上昇の抑制と沈殿発生の抑制の両立ができないことを意味する。尚、pHは粘結剤組成物と等重量のイオン交換水を混合したときの混合溶液のpHを25℃にて、pHメーターを用いて測定されるものである。   On the other hand, when the monoaminosilane type or diaminosilane type silane coupling agent is interacted with the hydrolyzable tannin (B), precipitation usually occurs in the binder composition when about one day has passed after compounding. In particular, in the region where the pH is high, the amount of precipitation is large. That is, the pH cannot be increased in order to prevent an increase in the viscosity of the resin during a long storage period. This is because both hydrolyzable tannin has high reactivity, and the binder composition containing this has both high viscosity increase rate and long-term storage. Means you can't. The pH is measured with a pH meter at 25 ° C. when the binder composition and an equal weight of ion-exchanged water are mixed.

本発明の粘結剤組成物は、耐火性粒子、鋳型造型用粘結剤組成物及び硬化剤を含む混合物を硬化させる工程を有する鋳型の製造方法に好適である。即ち、本発明の鋳型の製造方法は、鋳型造型用粘結剤組成物として上記本発明の粘結剤組成物を使用する鋳型の製造方法である。   The binder composition of the present invention is suitable for a method for producing a mold having a step of curing a mixture containing refractory particles, a binder composition for mold making, and a curing agent. That is, the method for producing a mold of the present invention is a method for producing a mold using the above-mentioned binder composition of the present invention as a binder composition for mold making.

本発明の鋳型の製造方法では、従来の鋳型の製造方法の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。例えば、上記本発明の粘結剤組成物と、この粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを耐火性粒子に加え、これらをバッチミキサーや連続ミキサーなどで混練することによって、上記混合物(混練砂)を得ることができる。   In the mold manufacturing method of the present invention, the mold can be manufactured using the process of the conventional mold manufacturing method as it is. For example, by adding the binder composition of the present invention and a curing agent for curing the binder composition to the refractory particles and kneading them with a batch mixer or a continuous mixer, the mixture (kneading) Sand).

耐火性粒子としては、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ砂、ムライト砂、合成ムライト砂等の従来公知のものを使用でき、また、使用済みの耐火性粒子を回収したものや再生処理したものなども使用できる。   As the refractory particles, conventionally known particles such as silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, alumina sand, mullite sand, and synthetic mullite sand can be used. Recycled ones can also be used.

硬化剤としては、キシレンスルホン酸(特にm−キシレンスルホン酸)及びトルエンスルホン酸(特にp−トルエンスルホン酸)等のスルホン酸系化合物、リン酸系化合物、硫酸等を含む酸性水溶液など、従来公知のものを1種以上使用できる。更に、硬化剤中にアルコール類、エーテルアルコール類及びエステル類よりなる群から選ばれる1種以上の溶剤や、カルボン酸類を含有させることができる。これらの中でも、鋳型の深部硬化性の向上や、鋳型強度の向上を図る観点から、アルコール類、エーテルアルコール類が好ましく、エーテルアルコール類がより好ましい。また、上記溶剤やカルボン酸類を含有させると、硬化剤中の水分量が低減されるため、鋳型の深部硬化性が更に良好になると共に、鋳型強度が更に向上する。前記溶剤や前記カルボン酸類の硬化剤中の含有量は、鋳型強度向上の観点から、5〜50重量%であることが好ましく、10〜40重量%であることがより好ましい。また、硬化剤の粘度を低減させる観点からは、メタノール、エタノールを含有させることができる。   Curing agents such as sulfonic acid compounds such as xylene sulfonic acid (especially m-xylene sulfonic acid) and toluene sulfonic acid (particularly p-toluene sulfonic acid), acidic aqueous solutions containing phosphoric acid compounds, sulfuric acid and the like are conventionally known. One or more of these can be used. Further, the curing agent may contain one or more solvents selected from the group consisting of alcohols, ether alcohols and esters, and carboxylic acids. Among these, alcohols and ether alcohols are preferable, and ether alcohols are more preferable from the viewpoint of improving the deep curability of the mold and improving the mold strength. Moreover, when the said solvent and carboxylic acid are contained, since the moisture content in a hardening | curing agent is reduced, the deep-part curability of a casting_mold | template will become still more favorable, and casting_mold | template strength will further improve. The content of the solvent or the carboxylic acid in the curing agent is preferably 5 to 50% by weight and more preferably 10 to 40% by weight from the viewpoint of improving the mold strength. Moreover, methanol and ethanol can be contained from a viewpoint of reducing the viscosity of a hardening | curing agent.

鋳型の深部硬化性の向上や、鋳型強度の向上を図る観点から、前記アルコール類としては、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ベンジルアルコールが好ましく、エーテルアルコール類としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテルが好ましく、エステル類としては、酢酸ブチル、安息香酸ブチル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートが好ましく、カルボン酸類としては、強度向上及び臭気低減の観点から、水酸基を持つカルボン酸が好ましく、乳酸、クエン酸、リンゴ酸がより好ましい。   From the viewpoint of improving the deep curability of the mold and improving the mold strength, the alcohol is preferably propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, or benzyl alcohol, and the ether alcohol is ethylene glycol. Monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monophenyl ether are preferred, and esters include butyl acetate, Butyl benzoate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol Preferably mono butyl ether acetate, the carboxylic acids, from the viewpoint of improving the strength and odor reduction, preferably a carboxylic acid having a hydroxyl group, lactic acid, citric acid, malic acid are more preferred.

混練砂における耐火性粒子と粘結剤組成物と硬化剤との比率は適宜設定できるが、耐火性粒子100重量部に対して、粘結剤組成物が0.5〜1.5重量部で、硬化剤が0.07〜1重量部の範囲が好ましい。このような比率であると、十分な強度の鋳型が得られやすい。更に、硬化剤の含有量は、鋳型に含まれる水分量を極力少なくし、鋳型の深部硬化性を向上させる観点と、ミキサーでの混合効率の観点から、粘結剤組成物中の酸硬化性樹脂100重量部に対して10〜40重量部であることが好ましく、15〜35重量部であることがより好ましく、18〜25重量部であることが更に好ましい。   The ratio of the refractory particles, the binder composition and the curing agent in the kneaded sand can be set as appropriate, but the binder composition is 0.5 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the refractory particles. The curing agent is preferably in the range of 0.07 to 1 part by weight. With such a ratio, it is easy to obtain a mold having sufficient strength. Furthermore, the content of the curing agent is such that the amount of water contained in the mold is reduced as much as possible to improve the deep curability of the mold, and from the viewpoint of mixing efficiency in the mixer, the acid curability in the binder composition. The amount is preferably 10 to 40 parts by weight, more preferably 15 to 35 parts by weight, and still more preferably 18 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.

以下、本発明を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。   Examples and the like specifically showing the present invention will be described below. In addition, the evaluation item in an Example etc. measured as follows.

<粘結剤組成物及び縮合物の窒素含有量>
JIS M 8813に示されるケルダール法にて測定を行った。
<Nitrogen content of binder composition and condensate>
Measurement was performed by the Kjeldahl method shown in JIS M 8813.

<粘結剤組成物の水分含有量>
京都電子工業社製カールフィッシャー水分測定器(MKS−510N)を用いて、カールフィッシャー法により水分含有量を測定した。滴定試薬にはハイドラナールコンポジット5(リーデル・デハーン社製)を用いた。また、脱水溶剤にはMS(三菱化成社製)を用いた。
<Moisture content of binder composition>
Using a Karl Fischer moisture meter (MKS-510N) manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., the moisture content was measured by the Karl Fischer method. Hydranal composite 5 (manufactured by Riedel De Haan) was used as a titration reagent. In addition, MS (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) was used as the dehydrating solvent.

<粘結剤組成物のpH>
粘結剤組成物中のpHは、水酸化ナトリウム水溶液及びシュウ酸水溶液で、表1に示した値に調整した。測定方法は、粘結剤組成物と等重量のイオン交換水を混合して、25℃にてpHメーターにて測定した。
<PH of binder composition>
The pH in the binder composition was adjusted to the values shown in Table 1 with an aqueous sodium hydroxide solution and an aqueous oxalic acid solution. The measurement method was performed by mixing a binder composition and an equal weight of ion-exchanged water and measuring at 25 ° C. with a pH meter.

<保存安定性(配合1日後の外観)>
各成分を配合して作製した、下記実施例及び比較例の粘結剤組成物を20mlの透明のガラス製試薬瓶に入れて密栓をして、25℃、55%RHに保存し、配合1日後に外観を目視で確認し、以下の基準(a〜c)で評価した。
a:全く変化がなく、透明である。
b:わずかに沈殿がみられる。
c:沈殿がみられる。
<Storage stability (appearance after 1 day of formulation)>
The binder compositions of the following Examples and Comparative Examples prepared by blending each component were placed in a 20 ml transparent glass reagent bottle, sealed, and stored at 25 ° C. and 55% RH. The appearance was visually confirmed after a day and evaluated according to the following criteria (ac).
a: No change at all and transparent.
b: Slight precipitation is observed.
c: Precipitation is observed.

<鋳型強度(圧縮強度)>
混練直後の混練砂を直径50mm、高さ50mmの円柱形状のテストピース枠に充填した。充填後1時間経過した時に抜型を行い、一部をJIS Z 2604−1976に記載された方法で、圧縮強度(MPa)を測定した。また、残りを抜型後、25℃、55%RHの条件下で24時間放置した後、同様に圧縮強度(MPa)を測定した。
<Mold strength (compressive strength)>
The kneaded sand immediately after kneading was filled into a cylindrical test piece frame having a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. When 1 hour passed after filling, the mold was removed, and the compressive strength (MPa) was partially measured by the method described in JIS Z 2604-1976. Further, after removing the remaining mold, the mold was allowed to stand for 24 hours at 25 ° C. and 55% RH, and the compression strength (MPa) was measured in the same manner.

(実施例1〜9及び比較例1〜8)
25℃、55%RHの条件下で、フラン再生砂100重量部に対し、0.32重量部の硬化剤(m−キシレンスルホン酸の53重量%水溶液)を加え、次いで表1に示す粘結剤組成物0.9重量部を添加し、これらを混合して混練砂を得た。なお、上記フラン再生砂としては、空気中、1000℃で1時間加熱したときの重量減少率(LOI)が1.0重量%のものを用いた。
(Examples 1-9 and Comparative Examples 1-8)
Under conditions of 25 ° C. and 55% RH, 0.32 parts by weight of a curing agent (53% by weight aqueous solution of m-xylene sulfonic acid) was added to 100 parts by weight of regenerated furan sand, and then the caking shown in Table 1 0.9 parts by weight of the agent composition was added and mixed to obtain kneaded sand. In addition, as said furan reproduction | regeneration sand, the weight reduction | decrease rate (LOI) when heated at 1000 degreeC for 1 hour in the air was used.

表1及び表2に示すように、実施例1〜9は、何れの評価項目についても良好な結果が得られた。一方、比較例1〜8は、少なくとも1つの評価項目について、実施例1〜9に比べて顕著に劣る結果であった。即ち、シランカップリング剤がない場合は鋳型強度が悪く、フェニル型やビニル型のシランカップリング剤は満足できる鋳型強度に達成できなかった。一方、モノアミノシラン型やジアミノシラン型のシランカップリング剤は鋳型強度は満足するものの、沈殿が生じ、粘結剤組成物としては致命的な欠陥を生じた。この結果から、本発明によれば、鋳型強度に優れ、樹脂の沈殿が発生せず保存安定性に優れる鋳型造型用粘結剤組成物を提供できることが確認された。更に、フラン樹脂の長期保存における粘度上昇を防止すべく、pHを7(中性)に調整した場合、本発明においては、実施例7に示す通り、粘結剤組成物中に沈殿が生じないのに対して、比較例7のように、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランを用いた場合においては、pH7において沈殿が発生した。即ち、樹脂の配合設計上、自由度が低下している。また、粘結剤組成物中の水分量を増やすと、アミノシランを用いた場合においては、比較例8のように沈殿の発生の程度が低減するが、皆無になる程ではなかった。   As shown in Table 1 and Table 2, in Examples 1 to 9, good results were obtained for any of the evaluation items. On the other hand, Comparative Examples 1 to 8 were results that were significantly inferior to Examples 1 to 9 for at least one evaluation item. That is, in the absence of the silane coupling agent, the mold strength was poor, and the phenyl type and vinyl type silane coupling agents could not achieve satisfactory mold strength. On the other hand, monoaminosilane-type and diaminosilane-type silane coupling agents were satisfactory in mold strength, but precipitated, resulting in fatal defects as a binder composition. From this result, it was confirmed that according to the present invention, it is possible to provide a binder composition for mold making that is excellent in mold strength, does not cause resin precipitation, and has excellent storage stability. Furthermore, when the pH is adjusted to 7 (neutral) to prevent an increase in viscosity during long-term storage of the furan resin, in the present invention, as shown in Example 7, no precipitation occurs in the binder composition. On the other hand, when N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane was used as in Comparative Example 7, precipitation occurred at pH 7. That is, the degree of freedom is reduced in the resin composition design. Further, when the amount of water in the binder composition was increased, when aminosilane was used, the degree of occurrence of precipitation was reduced as in Comparative Example 8, but not so much that it was completely eliminated.

Claims (5)

酸硬化性樹脂(A)、加水分解型タンニン(B)並びにエポキシシラン、メルカプトシラン及びウレイドシランから選ばれる1種以上のシランカップリング剤(C)を含有する鋳型造型用粘結剤組成物。   Binder composition for mold making containing acid curable resin (A), hydrolyzable tannin (B), and at least one silane coupling agent (C) selected from epoxy silane, mercaptosilane and ureidosilane. 酸硬化性樹脂(A)が、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フェノール類とアルデヒド類の縮合物、メラミンとアルデヒド類の縮合物、及び尿素とアルデヒド類の縮合物よりなる群から選ばれる1種以上、又は前記群から選ばれる2種以上の共縮合物からなる請求項1記載の鋳型造型用粘結剤組成物。   The acid curable resin (A) comprises furfuryl alcohol, a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, a condensate of phenols and aldehydes, a condensate of melamine and aldehydes, and a condensate of urea and aldehydes. The binder composition for mold making according to claim 1, comprising one or more selected from the group, or two or more cocondensates selected from the group. 更に、芳香族ジアルデヒド及びフェノール誘導体からなる群より選ばれる硬化促進剤(D)を含有する請求項1又は2記載の鋳型造型用粘結剤組成物。   Furthermore, the binder composition for mold making of Claim 1 or 2 containing the hardening accelerator (D) chosen from the group which consists of an aromatic dialdehyde and a phenol derivative. 水分含有量が1〜6重量%である請求項1〜3の何れか1項記載の鋳型造型用粘結剤組成物。   Moisture content is 1 to 6 weight%, The binder composition for mold making of any one of Claims 1-3. 耐火性粒子、鋳型造型用粘結剤組成物及び硬化剤を含む混合物を硬化させる工程を有する鋳型の製造方法であって、
前記鋳型造型用粘結剤組成物が、請求項1〜4の何れか1項記載の鋳型造型用粘結剤組成物である、鋳型の製造方法。
A method for producing a mold comprising a step of curing a mixture comprising refractory particles, a binder composition for mold making, and a curing agent,
The manufacturing method of a casting_mold | template in which the said binder composition for mold making is the binder composition for mold making of any one of Claims 1-4.
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