JP6240474B2 - Self-hardening binder composition for mold making - Google Patents

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Description

本発明は、自硬性鋳型造型用粘結剤組成物、及びこれを用いた鋳型用組成物及び鋳型の製造方法に関する。   The present invention relates to a binder composition for molding a self-hardening mold, a mold composition using the same, and a method for producing the mold.

酸硬化性自硬性鋳型は、珪砂等の耐火性粒子に、フラン樹脂等の酸硬化性樹脂を含有する自硬性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。   Acid-curing self-hardening mold is a hardened material containing a self-hardening mold-forming binder containing acid-hardening resin such as furan resin, and phosphoric acid, organic sulfonic acid, sulfuric acid, etc. An agent is added and these are kneaded, and then the obtained kneaded sand is filled in an original mold such as a wooden mold and the acid curable resin is cured.

前記フラン樹脂には、原料であるアルデヒド類が含まれる。当該アルデヒド類は鋳型造型時に揮発するため、アルデヒド臭が発生し、作業環境の悪化の原因になっている。そのため、鋳型造型時のアルデヒド類の揮発を抑制することが求められている。   The furan resin contains aldehydes as raw materials. Since the aldehydes volatilize at the time of mold making, an aldehyde odor is generated, which causes a deterioration of the working environment. Therefore, it is required to suppress the volatilization of aldehydes during mold making.

前記課題を解決するため、例えば、特許文献1には、アルキル尿素等の尿素化合物及びフラン樹脂から得られる鋳型用樹脂組成物が開示されている。特許文献2には、フェノール系レゾール樹脂、フラン樹脂、レゾルシン樹脂、フェノール系レゾルシン樹脂、エチレン尿素末端樹脂よりなる群から選んだ樹脂系物質及びこれらの混合物が開示されている。特許文献3には尿素含有量が1〜10重量%であり、且つ25℃におけるpHが7〜10であるフラン樹脂組成物が開示されている。   In order to solve the above problems, for example, Patent Document 1 discloses a resin composition for a mold obtained from a urea compound such as an alkyl urea and a furan resin. Patent Document 2 discloses a resin-based substance selected from the group consisting of phenol-based resole resins, furan resins, resorcin resins, phenol-based resorcin resins, ethylene urea-terminated resins, and mixtures thereof. Patent Document 3 discloses a furan resin composition having a urea content of 1 to 10% by weight and a pH of 7 to 10 at 25 ° C.

特開2008―183580号公報JP 2008-183580 A 特開昭53−49053号公報JP-A-53-49053 特開2006−70247号公報JP 2006-70247 A

しかしながら、特許文献1では、硬化時に発生するアルデヒド類の低減が十分ではない。特許文献2に開示されたエチレン尿素末端樹脂は、樹脂構造が具体的でない。特許文献3に開示された樹脂組成物は、pHを調整する必要があり、特定の硬化促進剤を用いなければ鋳型強度が低下する。   However, in patent document 1, the reduction | decrease of the aldehyde generate | occur | produced at the time of hardening is not enough. The ethylene urea-terminated resin disclosed in Patent Document 2 does not have a specific resin structure. The resin composition disclosed in Patent Document 3 needs to be adjusted in pH, and the mold strength is reduced unless a specific curing accelerator is used.

本発明は、pHを調整することなく、保存安定性に優れつつも、鋳型造型時のホルムアルデヒド臭を低減することができ、さらに、得られる鋳型の強度を維持することができる自硬性鋳型造型用粘結剤組成物、及びこれを用いた鋳型用組成物を提供する。   The present invention is for self-hardening mold molding, which can reduce formaldehyde odor during mold molding, while maintaining excellent storage stability without adjusting pH, and can maintain the strength of the resulting mold. A binder composition and a composition for a mold using the same are provided.

本発明の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物は、フラン樹脂、尿素、並びにアルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有し、当該尿素の含有量が0.8質量%以上2.0質量%以下であり、かつ25℃におけるpHが6.0以下である自硬性鋳型造型用粘結剤組成物である。   The self-hardening mold forming binder composition of the present invention contains at least one selected from furan resin, urea, alkylene urea and alkyl urea, and the urea content is 0.8% by mass or more. It is a binder composition for self-hardening mold making having a content of 2.0% by mass or less and a pH at 25 ° C. of 6.0 or less.

本発明の鋳型用組成物は、耐火性粒子と、前記自硬性鋳型造型用粘結剤組成物と、当該自硬性鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを含有する鋳型用組成物である。   The mold composition of the present invention is a mold composition comprising refractory particles, the self-hardening mold making binder composition, and a curing agent for curing the self-hardening mold making binder composition. It is a thing.

本発明の鋳型の製造方法は、耐火性粒子と、前記自硬性鋳型造型用粘結剤組成物と、前記自硬性鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを混合して鋳型用組成物を得る混合工程、及び前記鋳型用組成物を型枠に詰め、当該鋳型用組成物を硬化する硬化工程を含む鋳型の製造方法である。   The method for producing a mold of the present invention comprises a method for mixing a refractory particle, a binder composition for self-hardening mold making, and a curing agent for curing the binder composition for self-hardening mold making. A mold manufacturing method including a mixing step of obtaining a composition, and a curing step of filling the mold composition in a mold and curing the mold composition.

本発明によれば、pHを調整することなく、保存安定性に優れつつも、鋳型造型時のホルムアルデヒド臭を低減することができ、さらに、得られる鋳型の強度を維持することができる自硬性鋳型造型用粘結剤組成物を提供することができる。また、本発明によれば、保存安定性に優れつつも、鋳型造型時のホルムアルデヒド臭を低減することができ、さらに、得られる鋳型の強度を維持することができる鋳型用組成物及び鋳型の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a self-hardening mold capable of reducing the formaldehyde odor during mold molding and maintaining the strength of the mold obtained while maintaining excellent storage stability without adjusting the pH. A binder composition for molding can be provided. In addition, according to the present invention, a mold composition and a mold can be produced that are excellent in storage stability, can reduce formaldehyde odor during mold molding, and can maintain the strength of the resulting mold. A method can be provided.

本実施形態の自硬性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、フラン樹脂、尿素、並びにアルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有し、当該尿素の含有量が0.8質量%以上2.0質量%以下であり、かつ25℃におけるpHが6.0以下である。本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物は、pHを調整することなく、保存安定性に優れつつも、鋳型造型時のホルムアルデヒド臭を低減することができ、さらに、得られる鋳型の強度を維持することができるという効果を奏する。このような効果を奏する理由は定かではないが、以下の様に考えられる。   The self-hardening mold making binder composition of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “binder composition”) includes at least one selected from furan resin, urea, alkylene urea, and alkyl urea. And the urea content is 0.8 mass% or more and 2.0 mass% or less, and the pH at 25 ° C. is 6.0 or less. The self-hardening binder for molding molds according to the present embodiment is capable of reducing the formaldehyde odor during mold molding, while maintaining excellent storage stability without adjusting the pH. There exists an effect that intensity | strength can be maintained. The reason for such an effect is not clear, but is considered as follows.

混合時に発生するホルムアルデヒドを低減するには尿素の添加が有効であるが、pH6以下の粘結剤組成物に尿素を添加すると、高温保存時に尿素がアルデヒド類と反応し沈殿を生じる。また、pHを調整することで沈殿は抑制可能であるが、鋳型強度が低下する。本実施形態に係る自硬性鋳型造型用粘結剤組成物は、アルキレン尿素・アルキル尿素を添加することでpHを調整することなく沈殿物の溶解性を向上させることが出来るため、保存安定性に優れつつも、鋳型造型時のホルムアルデヒド臭を低減することができ、さらに、得られる鋳型の強度を維持することができる。   Addition of urea is effective for reducing formaldehyde generated during mixing. However, when urea is added to a binder composition having a pH of 6 or less, urea reacts with aldehydes during high temperature storage to cause precipitation. Moreover, precipitation can be suppressed by adjusting the pH, but the mold strength is reduced. The binder composition for self-hardening mold making according to this embodiment can improve the solubility of the precipitate without adjusting the pH by adding alkylene urea / alkyl urea, so that the storage stability is improved. Although excellent, the formaldehyde odor at the time of mold making can be reduced, and the strength of the obtained mold can be maintained.

以下、本実施形態の粘結剤組成物に含有される成分について説明する。   Hereinafter, the components contained in the binder composition of the present embodiment will be described.

〔自硬性鋳型造型用粘結剤組成物〕
<フラン樹脂>
本実施形態の粘結剤組成物は、鋳型の硬化速度を向上させる観点及び鋳型の最終強度を向上させる観点から、酸硬化性樹脂としてフラン樹脂を含む。
[Binder composition for self-hardening mold making]
<Furan resin>
The binder composition of the present embodiment contains a furan resin as an acid curable resin from the viewpoint of improving the curing rate of the mold and the final strength of the mold.

本実施形態では、作業の容易性の観点から、酸硬化性樹脂としてフラン樹脂を使用する。当該フラン樹脂は、フルフリルアルコールを含有するモノマー組成物を重合して得られるものであり、且つ鋳型造型用の粘結剤に使用できる限り、特に限定なく使用することができる。当該フラン樹脂の例としては、フルフリルアルコールの縮合物、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとフェノール類とアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと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種以上からなる共縮合物が挙げられる。このうち、鋳型強度向上の観点から、フルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物が好ましく、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物がより好ましい。   In the present embodiment, a furan resin is used as the acid curable resin from the viewpoint of ease of work. The furan resin can be used without particular limitation as long as it is obtained by polymerizing a monomer composition containing furfuryl alcohol and can be used as a binder for mold making. Examples of the furan resin include furfuryl alcohol condensate, furfuryl alcohol and aldehyde condensate, furfuryl alcohol and urea condensate, furfuryl alcohol, phenol and aldehyde condensate, furfuryl alcohol. And a condensate composed of one or more selected from the group consisting of a condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, or two or more selected from the above group. Of these, from the viewpoint of improving mold strength, a condensate of furfuryl alcohol and urea, a condensate of furfuryl alcohol, melamine and aldehydes, a condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes are preferred, and furfuryl alcohol and urea. A condensate of aldehydes is more preferable.

前記フラン樹脂の合成に用いられるモノマー組成物は、フルフリルアルコールを含有し、目的の縮合物に応じて、例えば、アルデヒド類、尿素、フェノール類、及びメラミンから選ばれる1種以上のモノマーが選択され、使用できる。   The monomer composition used for the synthesis of the furan resin contains furfuryl alcohol, and one or more monomers selected from, for example, aldehydes, urea, phenols, and melamine are selected according to the desired condensate. And can be used.

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、ヒドロキシメチルフルフラール等が挙げられ、これらのうち1種以上を適宜使用できる。鋳型強度向上の観点からは、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、ヒドロキシメチルフルフラールを用いるのが好ましい。   Examples of the aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal, furfural, terephthalaldehyde, and hydroxymethylfurfural, and one or more of these can be used as appropriate. From the viewpoint of improving the 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, terephthalaldehyde, or hydroxymethylfurfural.

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、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、フルフリルアルコールとアルデヒド類と尿素の縮合物を製造する場合には、フルフリルアルコール1モルに対して、アルデヒド類を0.05〜3モル、尿素を0.03〜1.5モル使用することが好ましい。 When manufacturing the condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, it is preferable to use 0.01-1 mol of aldehydes with respect to 1 mol of furfuryl alcohol. Moreover, when manufacturing the condensate of furfuryl alcohol, aldehydes, and urea, 0.05-3 mol of aldehydes and 0.03-1.5 mol of urea are used with respect to 1 mol of furfuryl alcohol. It is preferable to do.

フラン樹脂を合成する際の反応温度は、使用する原料により異なり、得られる粘結剤組成物の粘度、アルデヒドの残留量、製造時間短縮、フラン樹脂の暴走反応の防止や、原料の蒸発防止の観点から、50〜150℃が好ましく、70〜130℃がより好ましく、80〜130℃が更に好ましい。同様の観点から、フラン樹脂を合成する際の反応時間は、0.5〜12時間が好ましく、1〜10時間がより好ましく、3〜8時間が更に好ましい。   The reaction temperature when synthesizing the furan resin varies depending on the raw materials used, and the viscosity of the resulting binder composition, residual amount of aldehyde, shortening the production time, preventing runaway reaction of the furan resin, and preventing evaporation of the raw material. From a viewpoint, 50-150 degreeC is preferable, 70-130 degreeC is more preferable, and 80-130 degreeC is still more preferable. From the same viewpoint, the reaction time for synthesizing the furan resin is preferably 0.5 to 12 hours, more preferably 1 to 10 hours, and further preferably 3 to 8 hours.

フラン樹脂を製造する際、フラン樹脂、原料のフルフリルアルコール、原料に含まれる水、反応中に生成する水等が含まれるが、経済性の観点から除去しなくてもよい。フラン樹脂組成物は、フラン樹脂、フルフリルアルコール及びフラン樹脂以外の成分、例えば水等を含有する。   When the furan resin is produced, furan resin, furfuryl alcohol as a raw material, water contained in the raw material, water generated during the reaction, and the like are included, but it may not be removed from the viewpoint of economy. The furan resin composition contains components other than furan resin, furfuryl alcohol and furan resin, such as water.

本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、鋳型強度向上の観点から、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、65質量%以上が更に好ましい。本実施形態の粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、粘度低減の観点から、98質量%以下がより好ましく、95質量%以下が更に好ましい。また、本実施形態の粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、鋳型強度向上の観点及び粘度低減の観点から、50〜98質量%が好ましく、60〜95質量%がより好ましく、65〜95質量%が更に好ましい。   The content of the furan resin in the binder composition for self-hardening mold making of the present embodiment is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 65% by mass or more from the viewpoint of improving the mold strength. preferable. The content of the furan resin in the binder composition of the present embodiment is more preferably 98% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or less, from the viewpoint of viscosity reduction. In addition, the content of the furan resin in the binder composition of the present embodiment is preferably 50 to 98 mass%, more preferably 60 to 95 mass%, from the viewpoint of improving the mold strength and reducing the viscosity. 95 mass% is still more preferable.

<尿素>
本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素とは、ホルムアルデヒドやフルフリルアルコールと縮合反応していない尿素であり、未反応分として残存したものでも、別途添加されたものでも何れでも良い。自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素の含有量は、ホルムアルデヒド低減の観点から、0.90質量%以上であり、0.95質量%以上が好ましく、1.00質量%以上がより好ましい。自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素の含有量は、加熱時の窒素ガス低減の観点から、2.0質量%以下であり、1.9質量%以下が好ましく、1.7質量%以下がより好ましい。また、自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素の含有量は、ホルムアルデヒド低減の観点、及び加熱時の窒素ガス低減の観点から、0.90〜2.0質量%であり、0.95〜1.9質量%が好ましく、1.00〜1.70質量%がより好ましい。なお、自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素は、実施例に記載の方法により測定する。
<Urea>
Urea in the binder composition for self-hardening mold making of the present embodiment is urea that has not undergone condensation reaction with formaldehyde or furfuryl alcohol, either remaining as an unreacted component or separately added. Either is fine. From the viewpoint of reducing formaldehyde, the urea content in the binder composition for self-hardening mold making is 0.90% by mass or more, preferably 0.95% by mass or more, and more preferably 1.00% by mass or more. preferable. From the viewpoint of reducing nitrogen gas during heating, the urea content in the self-hardening mold forming binder composition is 2.0% by mass or less, preferably 1.9% by mass or less, and 1.7% by mass. % Or less is more preferable. In addition, the urea content in the self-hardening mold forming binder composition is 0.90 to 2.0% by mass from the viewpoints of reducing formaldehyde and reducing nitrogen gas during heating. 95-1.9 mass% is preferable, and 1.00-1.70 mass% is more preferable. Urea in the binder composition for self-hardening mold making is measured by the method described in the examples.

<アルキレン尿素及びアルキル尿素>
本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物は、アルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有する。
<Alkylene urea and alkyl urea>
The binder composition for self-hardening mold making of this embodiment contains at least one selected from alkylene urea and alkyl urea.

前記アルキレン尿素としては、保存安定性向上の観点からエチレン尿素、プロピレン尿素が例剤され、またそれらが好ましい。   Examples of the alkylene urea include ethylene urea and propylene urea, which are preferable from the viewpoint of improving storage stability.

前記アルキル尿素としては、メチル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、シクロヘキシル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、ジプロピル尿素、ジシクロヘキシル尿素が例示され、エチル尿素、プロピル尿素、ジメチル尿素が好ましい。   Examples of the alkyl urea include methyl urea, ethyl urea, propyl urea, cyclohexyl urea, dimethyl urea, diethyl urea, dipropyl urea, and dicyclohexyl urea, and ethyl urea, propyl urea, and dimethyl urea are preferable.

前記アルキレン尿素及び前記アルキル尿素の中でも、保存安定性向上の観点から、エチレン尿素がより好ましい。   Among the alkylene urea and the alkyl urea, ethylene urea is more preferable from the viewpoint of improving storage stability.

本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素の合計の含有量は、保存安定性向上の観点から、0.05質量%以上が好ましく、0.08質量%以上がより好ましく、0.10質量%以上が更に好ましい。また、本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素の合計の含有量は、加熱時の窒素ガス低減の観点から、3.0質量%以下が好ましく、2.0質量%以下がより好ましく、1.5質量%以下が更に好ましい。以上の観点から、本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素の合計の含有量は、0.05〜3.0質量%が好ましく、0.08〜2.0質量%がより好ましく、0.10〜1.5質量%が更に好ましい。   The total content of alkylene urea and alkyl urea in the self-hardening mold forming binder composition of the present embodiment is preferably 0.05% by mass or more, and 0.08% by mass from the viewpoint of improving storage stability. The above is more preferable, and 0.10% by mass or more is still more preferable. Further, the total content of alkylene urea and alkyl urea in the self-hardening mold forming binder composition of the present embodiment is preferably 3.0% by mass or less from the viewpoint of reducing nitrogen gas during heating. 0.0 mass% or less is more preferable, and 1.5 mass% or less is still more preferable. From the above viewpoint, the total content of alkylene urea and alkyl urea in the self-hardening binder composition for mold making according to this embodiment is preferably 0.05 to 3.0% by mass, and 0.08 to 2%. 0.0 mass% is more preferable, and 0.10-1.5 mass% is still more preferable.

<尿素化合物>
本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素及び尿素の合計の含有量は、混合時のホルムアルデヒド臭低減の観点から、0.95質量%以上が好ましく、1.00質量%以上がより好ましく、1.10質量%以上が更に好ましい。また、本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素及び尿素の合計の含有量は、加熱時の窒素ガス低減の観点から、3.5質量%以下が好ましく、3.0質量%以下がより好ましく、2.5質量%以下が更に好ましい。以上の観点から、本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物における、アルキレン尿素及びアルキル尿素の合計の含有量は、0.95〜3.5質量%が好ましく、1.00〜3.0質量%がより好ましく、1.10〜2.5質量%が更に好ましい。
<Urea compound>
The total content of alkylene urea, alkyl urea and urea in the self-hardening mold forming binder composition of the present embodiment is preferably 0.95% by mass or more from the viewpoint of reducing formaldehyde odor during mixing. 0.000 mass% or more is more preferable, and 1.10 mass% or more is still more preferable. In addition, the total content of alkylene urea, alkyl urea, and urea in the self-hardening mold forming binder composition of the present embodiment is preferably 3.5% by mass or less from the viewpoint of reducing nitrogen gas during heating. 3.0 mass% or less is more preferable, and 2.5 mass% or less is still more preferable. From the above viewpoint, the total content of alkylene urea and alkyl urea in the self-hardening binder composition for mold making according to this embodiment is preferably 0.95 to 3.5% by mass, and 1.00 to 3%. 0.0 mass% is more preferable, and 1.10 to 2.5 mass% is still more preferable.

<硬化促進剤>
本実施形態の粘結剤組成物中には、鋳型の割れを防ぐ観点、及び最終的な鋳型強度を向上させる観点から、硬化促進剤が含まれていてもよい。硬化促進剤としては、最終的な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)、フェノール誘導体、芳香族ジアルデヒド、及びタンニン類からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
<Curing accelerator>
The binder composition of the present embodiment may contain a curing accelerator from the viewpoint of preventing cracking of the mold and improving the final mold strength. As the curing accelerator, from the viewpoint of improving the final mold strength, a compound represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as curing accelerator (1)), a phenol derivative, an aromatic dialdehyde, and tannin. One or more selected from the group consisting of categoricals is preferred.

Figure 0006240474
〔式中、X及びXは、それぞれ水素原子、CH又はCの何れかを表す。〕
Figure 0006240474
[Wherein, X 1 and X 2 each represent a hydrogen atom, CH 3 or C 2 H 5 . ]

粘結剤組成物中の硬化促進剤の含有量は、鋳型の最終強度を向上させる観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1.8質量%以上であることがより好ましく、2.5質量%以上であることが更に好ましく、3.0質量%以上であることがより更に好ましい。粘結剤組成物中の硬化促進剤の含有量は、硬化促進剤のフラン樹脂への溶解性の観点及び鋳型の最終強度を向上させる観点から、63質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。   The content of the curing accelerator in the binder composition is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.8% by mass or more, from the viewpoint of improving the final strength of the mold. The content is more preferably 2.5% by mass or more, and still more preferably 3.0% by mass or more. The content of the curing accelerator in the binder composition is preferably 63% by mass or less and 50% by mass from the viewpoint of improving the solubility of the curing accelerator in the furan resin and improving the final strength of the mold. % Or less is more preferable and 40% by mass or less is still more preferable.

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、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。なかでも、最終的な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。   As the curing accelerator (1), 2,5-bishydroxymethylfuran, 2,5-bismethoxymethylfuran, 2,5-bisethoxymethylfuran, 2-hydroxymethyl-5-methoxymethylfuran, 2-hydroxy Examples include methyl-5-ethoxymethylfuran and 2-methoxymethyl-5-ethoxymethylfuran. Among these, 2,5-bishydroxymethylfuran is preferably used from the viewpoint of improving the final template strength.

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、鋳型の深部硬化性の観点及び最終的な鋳型強度を向上させる観点から、レゾルシンが好ましい。粘結剤組成物中の前記フェノール誘導体の含有量は、フェノール誘導体のフラン樹脂への溶解性の観点及び、最終的な鋳型強度を向上させる観点から、1〜25質量%であることが好ましく、2〜15質量%であることがより好ましく、3〜10質量%であることが更に好ましい。なかでも、レゾルシンを用いる場合は、粘結剤組成物中のレゾルシンの含有量は、レゾルシンのフラン樹脂への溶解性の観点、及び最終的な鋳型強度を向上させる観点から、1〜10質量%であることが好ましく、2〜7質量%であることがより好ましく、3〜6質量%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, resorcin is preferable from the viewpoint of deep moldability of the mold and the viewpoint of improving the final mold strength. The content of the phenol derivative in the binder composition is preferably 1 to 25% by mass from the viewpoint of the solubility of the phenol derivative in the furan resin and the final mold strength, It is more preferably 2 to 15% by mass, and further preferably 3 to 10% by mass. In particular, when resorcin is used, the content of resorcin in the binder composition is 1 to 10% by mass from the viewpoint of the solubility of resorcin in the furan resin and the final mold strength. It is preferable that it is 2-7 mass%, and it is still more preferable that it is 3-6 mass%.

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等が挙げられる。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等を意味する。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、芳香族ジアルデヒドをフラン樹脂に十分に溶解させる観点、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質量%であり、より好ましくは0.5〜10質量%であり、更に好ましくは1〜5質量%である。   Examples of the aromatic dialdehyde include terephthalaldehyde, phthalaldehyde, isophthalaldehyde, 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 preventing cracking of the mold, terephthalaldehyde and terephthalaldehyde derivatives are preferable, and terephthalaldehyde is more preferable. The content of the aromatic dialdehyde in the binder composition is preferably 0.1 to 0.1 from the viewpoint of sufficiently dissolving the aromatic dialdehyde in the furan resin and suppressing the odor of the aromatic dialdehyde itself. It is 15 mass%, More preferably, it is 0.5-10 mass%, More preferably, it is 1-5 mass%.

タンニン類としては、縮合タンニンや加水分解型タンニンが挙げられる。これら縮合タンニンや加水分解型タンニンの例としては、ピロガロール骨格やレゾルシン骨格を持つタンニンが挙げられる。また、これらタンニン類を含有する樹皮抽出物や植物由来の葉、実、種、植物に寄生した虫こぶ等の天然物からの抽出物を添加しても構わない。 Examples of tannins include condensed tannins and hydrolyzed tannins. Examples of these condensed tannins and hydrolyzed tannins include tannins having a pyrogallol skeleton and a resorcin skeleton. Moreover, you may add the extract from natural products, such as a leaf bark extract containing these tannins, and a leaf derived from a plant, a fruit, a seed | species, and a worm hump parasitic on a plant.

<水>
本実施形態の粘結剤組成物中には、さらに水が含まれてもよい。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、水との混合物の形態で得られる。このような縮合物を粘結剤組成物に使用するにあたり、水は必要に応じて、トッピング等で除去しても構わないが、硬化反応速度を維持できる限り、製造の際に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、水をさらに添加してもよい。粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する目的で水をさらに添加する場合、粘結剤組成物の水の含有量は0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましい。ただし、硬化反応速度を維持する観点から、粘結剤組成物の水の含有量は30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。また、粘結剤組成物の水の含有量は、粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する観点、及び硬化反応速度を維持する観点から、0.5〜30質量%が好ましく、1〜25質量%がより好ましく、3〜25質量%が更に好ましい。
<Water>
The binder composition of the present embodiment may further contain water. 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 water. It is obtained by. When using such a condensate in a binder composition, water may be removed by topping, if necessary, but it must be removed during production as long as the curing reaction rate can be maintained. There is no. Further, water may be further added for the purpose of adjusting the binder composition to a viscosity that is easy to handle. When water is further added for the purpose of adjusting the binder composition to a viscosity that is easy to handle, the water content of the binder composition is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. More preferably, it is more than mass%. However, from the viewpoint of maintaining the curing reaction rate, the water content of the binder composition is preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. In addition, the water content of the binder composition is preferably 0.5 to 30% by mass from the viewpoint of adjusting the viscosity of the binder composition to an easy-to-handle viscosity and maintaining the curing reaction rate. 25 mass% is more preferable, and 3-25 mass% is still more preferable.

<その他の添加剤>
また、粘結剤組成物中には、更にシランカップリング剤等の添加剤が含まれていてもよい。例えば、粘結剤組成物中にシランカップリング剤が含まれていると、得られる鋳型の最終強度をより向上させることができるため好ましい。シランカップリング剤としては、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシランや、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トリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン、スルフィドシラン、メタクリロキシシラン、アクリロキシシランなどが用いられる。好ましくは、アミノシラン、エポキシシラン、ウレイドシランである。より好ましくはアミノシラン、エポキシシランであり、更に好ましくはアミノシランである。アミノシランの中でも、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。シランカップリング剤の粘結剤組成物中の含有量は、鋳型の最終強度を向上させる観点から、0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましい。シランカップリング剤の粘結剤組成物中の含有量は、同様の観点から、0.5質量%以下が好ましく、0.3質量%以下がより好ましい。
<Other additives>
Further, the binder composition may further contain an additive such as a silane coupling agent. For example, it is preferable that a silane coupling agent is contained in the binder composition because the final strength of the obtained mold can be further improved. As the silane coupling agent, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)- aminosilanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane Epoxy silanes such as 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, ureido silane, mercapto silane, sulfide silane, methacryloxy silane, acryloxy silane and the like are used. Amino silane, epoxy silane, and ureido silane are preferable. More preferred are aminosilane and epoxysilane, and even more preferred is aminosilane. Among aminosilanes, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane is preferable. The content of the silane coupling agent in the binder composition is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more from the viewpoint of improving the final strength of the mold. From the same viewpoint, the content of the silane coupling agent in the binder composition is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.3% by mass or less.

また、前記イオン化合物は、亜硫酸水素イオン、亜硫酸イオン、ピロ亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン、チオン酸イオン及び亜ジチオン酸イオンからなる群から選ばれる1種以上の陰イオンを含有するイオン化合物である。   The ionic compound is an ionic compound containing one or more anions selected from the group consisting of bisulfite ion, sulfite ion, pyrosulfite ion, thiosulfate ion, thionate ion and dithionite ion.

前記イオン化合物は、陽イオンとの塩の形で粘結剤組成物に添加されることが好ましい。亜硫酸水素イオン化合物として亜硫酸の酸性塩、亜硫酸イオン化合物として亜硫酸の塩、ピロ亜硫酸イオン化合物としてピロ亜硫酸の塩、チオ硫酸イオン化合物としてチオ硫酸の塩、チオン酸イオン化合物としてテトラチオン酸の塩、亜ジチオン酸イオン化合物として亜ジチオン酸の塩を用いることができる。鋳型の硬化速度向上と鋳型強度向上の観点から、陰イオンとしては、チオ硫酸イオン、亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンが好ましく、チオ硫酸イオン及び亜硫酸水素イオンがより好ましく、チオ硫酸イオンが更に好ましい。   The ionic compound is preferably added to the binder composition in the form of a salt with a cation. Sulfurous acid salt as bisulfite ion compound, sulfite salt as sulfite ion compound, pyrosulfite salt as pyrosulfite ion compound, thiosulfate salt as thiosulfate ion compound, tetrathionate salt as dithionate compound, dithione A salt of dithionite can be used as the acid ion compound. From the viewpoint of improving the mold curing speed and mold strength, the anions are preferably thiosulfate ions, hydrogen sulfite ions and sulfite ions, more preferably thiosulfate ions and hydrogen sulfite ions, and even more preferably thiosulfate ions.

イオン化合物として塩を用いる場合、イオン化合物中の陽イオンとして金属塩が挙げられる。金属塩としては1価や2価及び3価以上の金属を挙げることができる。粘結剤組成物の保存安定性を向上させる観点から、2価以下の金属が好ましく、1価の金属が更に好ましい。   When a salt is used as the ionic compound, a metal salt is given as a cation in the ionic compound. Examples of the metal salt include monovalent, divalent and trivalent metals. From the viewpoint of improving the storage stability of the binder composition, a metal having a valence of 2 or less is preferred, and a monovalent metal is more preferred.

本実施形態のイオン化合物中の陽イオンは、鋳型の硬化速度向上及び鋳型強度向上の観点から、周期律表第1族、2族及び12族の元素よりなる群から選ばれる1種以上の元素からなる陽イオン(金属イオン)が好ましく、周期律表第1族及び2族の元素よりなる群から選ばれる1種以上の元素からなる陽イオンがより好ましく、周期律表第1族の元素よりなる群から選ばれる1種以上の元素からなる陽イオンが更に好ましい。同様の観点から、周期律表第1族ではNaイオン及びKイオンが好ましく、Naイオンがより好ましい。同様の観点から、周期律表第2族ではMgイオン及びCaイオンが好ましく、周期律表第12族ではZnイオンが好ましい。周期律表第1族、2族及び12族の元素の中で、同様の観点から、Naイオン、Kイオン、Mgイオン、Caイオン及びZnイオンが好ましく、Naイオン及びKイオンがより好ましく、Naイオンが更に好ましい。   The cation in the ionic compound of the present embodiment is one or more elements selected from the group consisting of elements of Group 1, Group 2 and Group 12 of the periodic table from the viewpoint of improving the mold curing rate and mold strength. A cation (metal ion) is preferable, a cation consisting of one or more elements selected from the group consisting of Group 1 and Group 2 elements of the Periodic Table is more preferable, and than Group 1 elements of the Periodic Table A cation composed of one or more elements selected from the group is more preferred. From the same viewpoint, Na ion and K ion are preferable in the first group of the periodic table, and Na ion is more preferable. From the same point of view, Mg ion and Ca ion are preferable in Group 2 of the periodic table, and Zn ion is preferable in Group 12 of the periodic table. Among the elements of Groups 1, 2 and 12 of the periodic table, from the same viewpoint, Na ion, K ion, Mg ion, Ca ion and Zn ion are preferable, Na ion and K ion are more preferable, Na Ions are more preferred.

亜硫酸水素イオン(HSO -)の塩の具体例としては、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素リチウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸水素亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of the salt of hydrogen sulfite ion (HSO 3 ) include sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, lithium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite, zinc hydrogen sulfite and the like.

亜硫酸イオン(SO 2-)の塩の具体例としては、亜硫酸ナトリウム(無水物又は7水和物)、亜硫酸カリウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸マグネシウム(6水和物)、亜硫酸カルシウム(1/2水和物)、亜硫酸亜鉛(2水和物)、亜硫酸バリウム、亜硫酸ビスマス、亜硫酸銀等が挙げられる。 Specific examples of the salt of sulfite ion (SO 3 2− ) include sodium sulfite (anhydrous or heptahydrate), potassium sulfite, lithium sulfite, magnesium sulfite (hexahydrate), calcium sulfite (1/2 water) Japanese hydrate), zinc sulfite (dihydrate), barium sulfite, bismuth sulfite, silver sulfite and the like.

ピロ亜硫酸イオン(S 2-)の塩の具体例としては、ピロ亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸カリウム、ピロ亜硫酸マグネシウム、ピロ亜硫酸カルシウム、ピロ亜硫酸亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of the salt of pyrosulfite ion (S 2 O 5 2− ) include sodium pyrosulfite, potassium pyrosulfite, magnesium pyrosulfite, calcium pyrosulfite, and zinc pyrosulfite.

チオ硫酸イオン(S 2-)の塩の具体例としてはチオ硫酸ナトリウム(無水物又は5水和物)、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸バリウム(1水和物)、チオ硫酸マグネシウム(6水和物)、チオ硫酸カルシウム、チオ硫酸亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of the salt of thiosulfate ion (S 2 O 3 2− ) include sodium thiosulfate (anhydrous or pentahydrate), potassium thiosulfate, barium thiosulfate (monohydrate), magnesium thiosulfate (6 Hydrate), calcium thiosulfate, zinc thiosulfate and the like.

チオン酸イオン(S 2-)の塩の具体例としては、テトラチオン酸ナトリウム(2水和物)テトラチオン酸カリウム、テトラチオン酸マグネシウム、テトラチオン酸カルシウム、テトラチオン酸亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of the salt of thionate ion (S X O 6 2− ) include sodium tetrathionate (dihydrate) potassium tetrathionate, magnesium tetrathionate, calcium tetrathionate, zinc tetrathionate and the like.

亜ジチオン酸イオン(S 2-)の塩の具体例としては、亜ジチオン酸ナトリウム、亜ジチオン酸カリウム、亜ジチチオン酸マグネシウム、亜ジチオン酸カルシウム、亜ジチオン酸亜鉛等が挙げられる。 Specific examples of the salt of dithionite ion (S 2 O 4 2− ) include sodium dithionite, potassium dithionite, magnesium dithiothionite, calcium dithionite, zinc dithionite and the like.

これらのイオン化合物の中で、鋳型の硬化速度向上と鋳型強度向上の観点から亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸マグネシウム、チオ硫酸カルシウム、テトラチオン酸ナトリウム及び亜ジチオン酸ナトリウムが好ましく、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸マグネシウム及びチオ硫酸カルシウムがより好ましく、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸マグネシウムおよびチオ硫酸カルシウムが更に好ましく、チオ硫酸ナトリウムがより更に好ましい。   Among these ionic compounds, sodium bisulfite, potassium bisulfite, sodium sulfite, sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, magnesium thiosulfate, calcium thiosulfate, sodium tetrathionate from the viewpoint of improving the mold curing speed and mold strength. And sodium dithionite, sodium bisulfite, potassium bisulfite, sodium sulfite, sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, magnesium thiosulfate and calcium thiosulfate are more preferred, sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, magnesium thiosulfate and Calcium thiosulfate is more preferable, and sodium thiosulfate is still more preferable.

イオン化合物中の陰イオンの含有量の測定に関して、亜硫酸水素イオン、亜硫酸イオン、ピロ亜硫酸イオン、チオ硫酸イオン、チオン酸イオン及び亜ジチオン酸イオンの定量分析はイオンクロマト分析法や元素分析で確認できる。またこれらの塩のアルカリ金属等はICP発光分析法で定性及び定量分析ができる。   Quantitative analysis of bisulfite ion, sulfite ion, pyrosulfite ion, thiosulfate ion, thionate ion and dithionite ion can be confirmed by ion chromatography and elemental analysis for the measurement of anion content in ionic compounds . Further, alkali metals of these salts can be qualitatively and quantitatively analyzed by ICP emission spectrometry.

前記イオン化合物の含有量は、鋳型の硬化速度向上及び鋳型強度向上の観点から、粘結剤組成物中0.006質量%以上であることが好ましく、0.09質量%以上がより好ましく、0.02質量%以上が更に好ましい。前記イオン化合物の含有量は、粘結剤組成物の保存安定性の観点から、粘結剤組成物中0.6質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下が更に好ましい。以上の観点から、前記イオン化合物の含有量は、粘結剤組成物中0.006〜0.6質量%であることが好ましく、0.09〜0.5質量%がより好ましく、0.02〜0.2質量%が更に好ましい。   The content of the ionic compound is preferably 0.006% by mass or more, more preferably 0.09% by mass or more in the binder composition, from the viewpoint of improving the curing rate of the mold and improving the mold strength. More preferred is 0.02% by mass or more. The content of the ionic compound is preferably 0.6% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less in the binder composition from the viewpoint of storage stability of the binder composition. More preferably, it is 2% by mass or less. From the above viewpoint, the content of the ionic compound is preferably 0.006 to 0.6% by mass in the binder composition, more preferably 0.09 to 0.5% by mass, and 0.02 -0.2 mass% is still more preferable.

本実施形態の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物は、鋳型強度向上の観点から、25℃におけるpHが6.0以下であり、5.5以下が好ましく、5.0以下がより好ましい。pHの下限は特に限定は無いが、金属腐食性抑制の観点から2.0以上が好ましい。自硬性鋳型造型用粘結剤組成物のpHを上記範囲内に制御するには、自硬性鋳型造型用粘結剤組成物に、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水溶液、又はシュウ酸水溶液等の酸性水溶液を添加することによって調整することができる。なお、本明細書において、pHは、実施例に記載の方法により測定する。   From the viewpoint of improving the mold strength, the self-hardening binder composition for mold making of the present embodiment has a pH at 25 ° C. of 6.0 or less, preferably 5.5 or less, and more preferably 5.0 or less. The lower limit of the pH is not particularly limited, but is preferably 2.0 or more from the viewpoint of suppressing metal corrosion. In order to control the pH of the self-hardening mold making binder composition within the above range, the self-hardening mold making binder composition may be added to an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution, or It can adjust by adding acidic aqueous solution, such as acidic aqueous solution. In addition, in this specification, pH is measured by the method as described in an Example.

〔鋳型用組成物〕
本実施形態の粘結剤組成物は、耐火性粒子及び硬化剤と混合して鋳型用組成物とすることができる。本実施形態の鋳型用組成物は、本実施形態の粘結剤組成物、耐火性粒子及び硬化剤を含有する。
[Mold composition]
The binder composition of this embodiment can be mixed with refractory particles and a curing agent to form a mold composition. The mold composition of this embodiment contains the binder composition of this embodiment, refractory particles and a curing agent.

前記耐火性粒子としては、珪砂、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 ones such as silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, alumina sand, mullite sand, synthetic mullite sand, etc. can be used. Recycled ones can also be used.

前記硬化剤は、本実施形態の粘結剤組成物を硬化させる硬化剤である。当該硬化剤としては、キシレンスルホン酸(特に、m−キシレンスルホン酸)やトルエンスルホン酸(特に、p−トルエンスルホン酸)、メタンスルホン酸等のスルホン酸系化合物、リン酸、酸性リン酸エステル等のリン酸系化合物、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。これらのなかでも、最終的な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、前記溶剤や前記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、最終的な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、最終的な鋳型強度向上の観点から、5〜50質量%であることが好ましく、10〜40質量%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、メタノールやエタノールを含有させることが好ましい。   The said hardening | curing agent is a hardening | curing agent which hardens the binder composition of this embodiment. Examples of the curing agent include xylene sulfonic acid (particularly m-xylene sulfonic acid), toluene sulfonic acid (particularly p-toluene sulfonic acid), sulfonic acid compounds such as methane sulfonic acid, phosphoric acid, acidic phosphoric acid ester, and the like. One or more conventionally known compounds such as an acidic aqueous solution containing phosphoric acid compound, sulfuric acid and the like 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 final mold strength. Moreover, when the said solvent and the said carboxylic acid are contained, since the moisture content in a hardening | curing agent is reduced, final mold intensity | strength further improves. The content of the solvent or the carboxylic acid in the curing agent is preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass, from the viewpoint of improving the final mold strength. Moreover, it is preferable to contain methanol and ethanol from a viewpoint of reducing the viscosity of a hardening | curing agent.

最終的な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、前記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、前記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い。前記カルボン酸類としては、最終的な鋳型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 final mold strength, the alcohols are preferably propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, benzyl alcohol, and the ether alcohols include 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 the esters include butyl acetate, butyl benzoate, Ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl Ether acetate are preferred. As the carboxylic acids, a carboxylic acid having a hydroxyl group is preferable, and lactic acid, citric acid, and malic acid are more preferable from the viewpoint of improving the final template strength and reducing odor.

本実施形態の鋳型組成物において、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、鋳型の硬化速度を向上させる観点及び鋳型の最終強度を向上させる観点から、耐火性粒子100質量部に対して、粘結剤組成物が0.5質量部以上が好ましく、経済性の観点及び鋳物品質向上の観点から、耐火性粒子100質量部に対して、1.5質量部以下が好ましい。鋳型の硬化速度を向上させる観点及び鋳型の最終強度を向上させる観点から、耐火性粒子100質量部に対して、硬化剤は0.07質量部以上が好ましく、経済性の観点及び鋳物品質向上の観点から、耐火性粒子100質量部に対して、1.0質量部以下が好ましい。   In the mold composition of the present embodiment, the ratio of the refractory particles, the binder composition, and the curing agent can be appropriately set, but from the viewpoint of improving the mold curing rate and the mold final strength, the fire resistance The binder composition is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conductive particles, and 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory particles from the viewpoint of economy and improvement in casting quality. Part or less is preferred. From the viewpoint of improving the curing rate of the mold and the final strength of the mold, the curing agent is preferably 0.07 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the refractory particles. From a viewpoint, 1.0 mass part or less is preferable with respect to 100 mass parts of refractory particles.

更に、粘結剤組成物と硬化剤の質量比は、鋳型の硬化速度を向上させる観点及び鋳型の最終強度を向上させる観点から、粘結剤組成物100質量部に対して、硬化剤20質量部以上が好ましく、30質量部以上がより好ましい。粘結剤組成物と硬化剤の質量比は、経済性の観点及び鋳物品質向上の観点から、粘結剤組成物100質量部に対して、硬化剤60質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましい。   Furthermore, the mass ratio of the binder composition to the curing agent is 20 masses for the curing agent with respect to 100 mass parts of the binder composition from the viewpoint of improving the curing rate of the mold and the final strength of the mold. Part or more is preferable, and 30 parts by mass or more is more preferable. The mass ratio of the binder composition and the curing agent is preferably 60 parts by mass or less, and 50 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the binder composition, from the viewpoints of economy and improved casting quality. Is more preferable.

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する観点と、ミキサーでの混合効率の観点から、粘結剤組成物中のフラン樹脂100質量部に対して硬化剤10質量部以上が好ましく、15質量部以上がより好ましい。粘結剤組成物と硬化剤の質量比は、経済性の観点及び鋳物品質向上の観点から、粘結剤組成物100質量部に対して、硬化剤40質量部以下が好ましく、35質量部以下がより好ましく、25質量部以下が更に好ましい。   Furthermore, the content of the curing agent is 10 masses of the curing agent with respect to 100 parts by mass of the furan resin in the binder composition from the viewpoint of minimizing the amount of water contained in the mold and the mixing efficiency in the mixer. Part or more is preferable, and 15 parts by mass or more is more preferable. The mass ratio of the binder composition and the curing agent is preferably 40 parts by mass or less, and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder composition, from the viewpoints of economy and improved casting quality. Is more preferable, and 25 parts by mass or less is still more preferable.

本実施形態の粘結剤組成物は、鋳型製造に好適に使用される。   The binder composition of this embodiment is suitably used for mold production.

〔鋳型の製造方法〕
本実施形態の鋳型用組成物を硬化させることによって鋳型を製造することができる。本実施形態の鋳型の製造方法において、従来の鋳型の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。好ましい鋳型の製造方法として、耐火性粒子と本実施形態の鋳型造型用粘結剤組成物と、前記鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを混合して鋳型用組成物を得る混合工程、及び前記鋳型用組成物を型枠に詰め、当該鋳型用組成物を硬化する硬化工程を有する鋳型の製造方法が挙げられる。
[Mold manufacturing method]
A mold can be produced by curing the mold composition of the present embodiment. In the mold manufacturing method of the present embodiment, the mold can be manufactured using the conventional mold manufacturing process as it is. As a preferred mold production method, a mold composition is obtained by mixing refractory particles, a mold-forming binder composition of the present embodiment, and a curing agent for curing the mold-molding binder composition. Examples thereof include a mixing step and a method for producing a mold having a curing step of filling the mold composition in a mold and curing the mold composition.

上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の組成物、製造方法、或いは用途を開示する。   In relation to the above-described embodiment, the present invention further discloses the following composition, production method, or application.

<1>フラン樹脂、尿素、並びにアルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有し、当該尿素の含有量が0.8質量%以上2.0質量%以下であり、かつ25℃におけるpHが6.0以下である自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。 <1> Furan resin, urea, and at least one selected from alkylene urea and alkyl urea are contained, the urea content is 0.8% by mass or more and 2.0% by mass or less, and 25 ° C. A binder composition for molding a self-hardening mold having a pH of 6.0 or less.

<2>前記フラン樹脂が、好ましくはフルフリルアルコールの縮合物、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとフェノール類とアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと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種以上からなる共縮合物、より好ましくはフルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物、更に好ましくはフルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物である前記<1>の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<3>前記フラン樹脂の含有量が、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは65質量%以上、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下、好ましくは50〜98質量%、より好ましくは60〜95質量%、更に好ましくは65〜95質量%である前記<1>又は<2>の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<4>前記尿素の含有量が、好ましくは0.90質量%以上、より好ましくは0.95質量%以上、更に好ましくは1.00質量%以上、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.9質量%以下、更に好ましくは1.7質量%以下、好ましくは0.90〜2.0質量%、より好ましくは0.95〜1.9質量%、更に好ましくは1.00〜1.70質量%である前記<1>〜<3>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<5>前記アルキレン尿素が、好ましくはエチレン尿素及び/又はプロピレン尿素である前記<1>〜<4>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<6>前記アルキレン尿素が、好ましくは、エチレン尿素、プロピレン尿素よりなる群から選ばれる1種以上である前記<1>〜<5>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<7>前記アルキル尿素が、好ましくは、メチル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、シクロヘキシル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、ジプロピル尿素、ジシクロヘキシル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、ジメチル尿素よりなる群から選ばれる1種以上である前記<1>〜<6>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<8>前記アルキレン尿素及び前記アルキル尿素の合計の含有量が、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.08質量%以上、更に好ましくは0.10質量%以上、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.5質量%以下、好ましくは0.05〜3.0質量%、より好ましくは0.08〜2.0質量%、更に好ましくは0.10〜1.5質量%である前記<1>〜<7>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<9>アルキレン尿素、アルキル尿素、及び尿素の合計の含有量が、好ましくは0.95質量%以上、より好ましくは1.00質量%以上、更に好ましくは1.10質量%以上、好ましくは3.5質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下、好ましくは0.95〜3.5質量%、より好ましくは1.00〜3.0質量%、更に好ましくは1.10〜2.5質量%である前記<1>〜<8>の何れかの自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。
<10>更に、硬化促進剤を含有する前記<1>〜<9>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物。
<11>前記硬化促進剤の含有量が、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.8質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上、より更に好ましくは3.0質量%以上であり、好ましくは63質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である、前記<10>の鋳型造型用粘結剤組成物。
<12>前記硬化促進剤が、下記一般式(1)で表される硬化促進剤(1)、多価フェノール類、及び芳香族ジアルデヒドからなる群より選ばれる1種以上である前記<10>又は<11>の鋳型造型用粘結剤組成物。

Figure 0006240474
〔式中、X及びXは、それぞれ水素原子、CH又はCの何れかを表す。〕
<13>更に、水分を含有し、粘結剤組成物中の水分含有量が、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上であり、更に好ましくは3質量%以上であり、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、好ましくは0.5〜30質量%であり、より好ましくは1〜25質量%であり、更に好ましくは3〜25質量%である前記<1>〜<12>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物。
<14>更に、シランカップリング剤を含有する、前記<1>〜<13>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物。
<15>前記シランカップリング剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.3質量%以下である、前記<14>の鋳型造型用粘結剤組成物。
<16>前記シランカップリング剤がN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランである前記<14>又は<15>の鋳型造型用粘結剤組成物。
<17>25℃におけるpHが、好ましくは6.0以下であり、より好ましくは5.5以下であり、更に好ましくは5.0以下であり、好ましくは2.0以上である、前記<1>〜<16>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物。
<18>耐火性粒子と、前記<1>〜<17>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物と、前記鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを含有する、鋳型用組成物。
<19>前記耐火性粒子と前記粘結剤組成物と前記硬化剤との比率が、前記耐火性粒子100質量部に対して、前記粘結剤組成物が好ましくは0.5質量部以上1.5質量部以下で、前記硬化剤が好ましくは0.07質量部以上1.0質量部以下である、前記<18>の鋳型用組成物。
<20>前記粘結剤組成物と前記硬化剤の質量比は、前記粘結剤組成物100質量部に対して、好ましくは硬化剤20質量部以上、より好ましくは30質量部以上であり、好ましくは硬化剤60質量部以下、より好ましくは50質量部以下である、前記<18>又は<19>の鋳型用組成物。
<21>前記硬化剤の含有量が、粘結剤組成物中のフラン樹脂100質量部に対して好ましくは10質量部以上であり、より好ましくは15質量部以上であり、好ましくは40質量部以下であり、より好ましくは35質量部以下であり、更に好ましくは25質量部以下である、前記<18>〜<20>の何れかの鋳型用組成物。
<22>前記耐火性粒子と、前記<1>〜<17>の何れかの鋳型造型用粘結剤組成物と、前記鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを混合して、鋳型用組成物を得る混合工程、及び前記鋳型用組成物を型枠に詰め、当該鋳型用組成物を硬化する硬化工程を含む鋳型の製造方法。
<23>フラン樹脂、尿素、並びにアルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有し、当該尿素の含有量が0.8質量%以上2.0質量%以下であり、かつ25℃におけるpHが6.0以下である組成物の、自硬性鋳型造型用粘結剤組成物としての使用。
<24>前記フラン樹脂が、好ましくはフルフリルアルコールの縮合物、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとフェノール類とアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと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種以上からなる共縮合物、より好ましくはフルフリルアルコールと尿素の縮合物、フルフリルアルコールとメラミンとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物、更に好ましくはフルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物である前記<23>の使用。
<25>前記フラン樹脂の含有量が、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは65質量%以上、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下、好ましくは50〜98質量%、より好ましくは60〜95質量%、更に好ましくは65〜95質量%である前記<23>又は<24>の使用。
<26>前記尿素の含有量が、好ましくは0.90質量%以上、より好ましくは0.95質量%以上、更に好ましくは1.00質量%以上、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.9質量%以下、更に好ましくは1.7質量%以下、好ましくは0.90〜2.0質量%、より好ましくは0.95〜1.9質量%、更に好ましくは1.00〜1.70質量%である前記<23>〜<25>の何れかの使用。
<27>前記アルキレン尿素が、好ましくはエチレン尿素及び/又はプロピレン尿素である前記<23>〜<26>の何れかの使用。
<28>前記アルキレン尿素が、好ましくは、エチレン尿素、プロピレン尿素よりなる群から選ばれる1種以上である前記<23>〜<27>の何れかの使用。
<29>前記アルキル尿素が、好ましくは、メチル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、シクロヘキシル尿素、ジメチル尿素、ジエチル尿素、ジプロピル尿素、ジシクロヘキシル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、ジメチル尿素よりなる群から選ばれる1種以上である前記<23>〜<28>の何れかの使用。
<30>前記アルキレン尿素及び前記アルキル尿素の合計の含有量が、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.08質量%以上、更に好ましくは0.10質量%以上、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.5質量%以下、好ましくは0.05〜3.0質量%、より好ましくは0.08〜2.0質量%、更に好ましくは0.10〜1.5質量%である前記<23>〜<29>の何れかの使用。
<31>更に、硬化促進剤を含有する前記<23>〜<30>の何れかの使用。
<32>前記硬化促進剤の含有量が、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.8質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上、より更に好ましくは3.0質量%以上であり、好ましくは63質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である、前記<31>の使用。
<33>前記硬化促進剤が、下記一般式(1)で表される硬化促進剤(1)、多価フェノール類、及び芳香族ジアルデヒドからなる群より選ばれる1種以上である前記<31>又は<32>の使用。
Figure 0006240474
〔式中、X及びXは、それぞれ水素原子、CH又はCの何れかを表す。〕
<34>更に、水分を含有し、粘結剤組成物中の水分含有量が、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上であり、更に好ましくは3質量%以上であり、好ましくは30質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、好ましくは0.5〜30質量%であり、より好ましくは1〜25質量%であり、更に好ましくは3〜25質量%である前記<23>〜<33>の何れかの使用。
<35>更に、シランカップリング剤を含有する、前記<23>〜<34>の何れかの使用。
<36>前記シランカップリング剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.3質量%以下である、前記<35>の使用。
<37>前記シランカップリング剤がN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランである前記<35>又は<36>の使用。
<38>25℃におけるpHが、好ましくは6.0以下であり、より好ましくは5.5以下であり、更に好ましくは5.0以下であり、好ましくは2.0以上である、前記<23>〜<37>の何れかの使用。 <2> The furan resin is preferably a furfuryl alcohol condensate, a furfuryl alcohol / aldehyde condensate, a furfuryl alcohol / urea condensate, a furfuryl alcohol / phenol condensate / aldehyde condensate, One or more selected from the group consisting of furyl alcohol, melamine and aldehydes, one or more selected from the group consisting of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, or a cocondensate consisting of two or more selected from the above group, more preferably The condensate of furfuryl alcohol and urea, the condensate of furfuryl alcohol, melamine and aldehydes, the condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, more preferably the condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes. <1> a binder composition for self-hardening mold making.
<3> The content of the furan resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, further preferably 65% by mass or more, preferably 98% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, preferably Is 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and still more preferably 65 to 95% by mass, <1> or <2> the binder composition for self-hardening mold making.
<4> The urea content is preferably 0.90% by mass or more, more preferably 0.95% by mass or more, still more preferably 1.00% by mass or more, preferably 2.0% by mass or less, more preferably Is 1.9% by mass or less, more preferably 1.7% by mass or less, preferably 0.90 to 2.0% by mass, more preferably 0.95 to 1.9% by mass, and still more preferably 1.00 to 1.00% by mass. The binder composition for self-hardening mold making according to any one of <1> to <3>, which is 1.70% by mass.
<5> The self-hardening mold forming binder composition according to any one of <1> to <4>, wherein the alkylene urea is preferably ethylene urea and / or propylene urea.
<6> The self-hardening mold forming binder composition according to any one of <1> to <5>, wherein the alkylene urea is preferably one or more selected from the group consisting of ethylene urea and propylene urea.
<7> The alkyl urea is preferably selected from the group consisting of methyl urea, ethyl urea, propyl urea, cyclohexyl urea, dimethyl urea, diethyl urea, dipropyl urea, dicyclohexyl urea, ethyl urea, propyl urea, dimethyl urea. The self-hardening mold forming binder composition according to any one of <1> to <6>, wherein the composition is a seed or more.
<8> The total content of the alkylene urea and the alkyl urea is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.08% by mass or more, still more preferably 0.10% by mass or more, preferably 3. 0 mass% or less, more preferably 2.0 mass% or less, still more preferably 1.5 mass% or less, preferably 0.05 to 3.0 mass%, more preferably 0.08 to 2.0 mass%, More preferably, the binder composition for self-hardening mold making according to any one of <1> to <7>, which is 0.10 to 1.5% by mass.
<9> The total content of alkylene urea, alkyl urea, and urea is preferably 0.95% by mass or more, more preferably 1.00% by mass or more, further preferably 1.10% by mass or more, preferably 3 0.5% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, further preferably 2.5% by mass or less, preferably 0.95-3.5% by mass, more preferably 1.00-3.0% by mass. More preferably, the binder composition for self-hardening mold making according to any one of <1> to <8>, which is 1.10 to 2.5% by mass.
<10> The binder composition for mold making according to any one of <1> to <9>, further comprising a curing accelerator.
<11> The content of the curing accelerator is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.8% by mass or more, still more preferably 2.5% by mass or more, and still more preferably 3.0% by mass. It is above, Preferably it is 63 mass% or less, More preferably, it is 50 mass% or less, More preferably, it is 40 mass% or less, The binder composition for mold making of said <10>.
<12> Said <10>, wherein the curing accelerator is at least one selected from the group consisting of a curing accelerator (1) represented by the following general formula (1), a polyhydric phenol, and an aromatic dialdehyde. > Or <11> a binder composition for mold making.
Figure 0006240474
[Wherein, X 1 and X 2 each represent a hydrogen atom, CH 3 or C 2 H 5 . ]
<13> Further, water is contained, and the water content in the binder composition is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more. Preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, and still more preferably 3 to 3% by mass. The binder composition for mold making according to any one of <1> to <12>, wherein the composition is 25% by mass.
<14> The binder composition for mold making according to any one of <1> to <13>, further comprising a silane coupling agent.
<15> The content of the silane coupling agent is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass. % Or less, the binder composition for mold making according to the above <14>.
<16> The binder composition for molding according to the above <14> or <15>, wherein the silane coupling agent is N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane.
<17> The pH at 25 ° C. is preferably 6.0 or less, more preferably 5.5 or less, still more preferably 5.0 or less, and preferably 2.0 or more, <1 The binder composition for mold making according to any one of> to <16>.
A mold comprising <18> refractory particles, a binder for molding a mold according to any one of <1> to <17>, and a curing agent for curing the binder composition for molding. Composition.
<19> The ratio of the refractory particles, the binder composition, and the curing agent is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the refractory particles. <18> The mold composition according to the above <18>, wherein the curing agent is preferably in the range of 0.07 parts by mass to 1.0 part by mass.
<20> The mass ratio of the binder composition and the curing agent is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the binder composition. The mold composition according to <18> or <19>, preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less.
<21> The content of the curing agent is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, and preferably 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the furan resin in the binder composition. The composition for a mold according to any one of the above <18> to <20>, which is below, more preferably 35 parts by mass or less, and still more preferably 25 parts by mass or less.
<22> Mixing the refractory particles, the binder for mold making according to any one of <1> to <17>, and a curing agent for curing the binder composition for mold making. A mold production method comprising: a mixing step of obtaining a mold composition; and a curing step of filling the mold composition in a mold and curing the mold composition.
<23> Furan resin, urea, and at least one selected from alkylene urea and alkyl urea, the urea content is 0.8% by mass or more and 2.0% by mass or less, and 25 ° C. Use of a composition having a pH of 6.0 or less as a binder composition for self-hardening mold making.
<24> The furan resin is preferably a furfuryl alcohol condensate, a furfuryl alcohol and aldehyde condensate, a furfuryl alcohol and urea condensate, a furfuryl alcohol, a phenol and an aldehyde condensate, One or more selected from the group consisting of furyl alcohol, melamine and aldehydes, one or more selected from the group consisting of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, or a cocondensate consisting of two or more selected from the above group, more preferably The condensate of furfuryl alcohol and urea, the condensate of furfuryl alcohol, melamine and aldehydes, the condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, more preferably the condensate of furfuryl alcohol, urea and aldehydes. Use of <23>.
<25> The content of the furan resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, further preferably 65% by mass or more, preferably 98% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, preferably Is 50 to 98 mass%, more preferably 60 to 95 mass%, still more preferably 65 to 95 mass%, the use of <23> or <24> above.
<26> The urea content is preferably 0.90% by mass or more, more preferably 0.95% by mass or more, still more preferably 1.00% by mass or more, preferably 2.0% by mass or less, more preferably Is 1.9% by mass or less, more preferably 1.7% by mass or less, preferably 0.90 to 2.0% by mass, more preferably 0.95 to 1.9% by mass, and still more preferably 1.00 to 1.00% by mass. Any use of <23> to <25>, which is 1.70% by mass.
<27> The use according to any one of <23> to <26>, wherein the alkylene urea is preferably ethylene urea and / or propylene urea.
<28> The use according to any one of <23> to <27>, wherein the alkylene urea is preferably one or more selected from the group consisting of ethylene urea and propylene urea.
<29> The alkyl urea is preferably selected from the group consisting of methyl urea, ethyl urea, propyl urea, cyclohexyl urea, dimethyl urea, diethyl urea, dipropyl urea, dicyclohexyl urea, ethyl urea, propyl urea, dimethyl urea. Any use of <23> to <28>, which is a seed or more.
<30> The total content of the alkylene urea and the alkyl urea is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.08% by mass or more, still more preferably 0.10% by mass or more, preferably 3. 0 mass% or less, more preferably 2.0 mass% or less, still more preferably 1.5 mass% or less, preferably 0.05 to 3.0 mass%, more preferably 0.08 to 2.0 mass%, The use of any one of <23> to <29>, more preferably 0.10 to 1.5% by mass.
<31> The use of any one of <23> to <30>, further comprising a curing accelerator.
<32> The content of the curing accelerator is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.8% by mass or more, still more preferably 2.5% by mass or more, and still more preferably 3.0% by mass. The use of <31> above, preferably 63% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and still more preferably 40% by mass or less.
<33> The above <31, wherein the curing accelerator is at least one selected from the group consisting of a curing accelerator (1) represented by the following general formula (1), a polyhydric phenol, and an aromatic dialdehyde. > Or <32>.
Figure 0006240474
[Wherein, X 1 and X 2 each represent a hydrogen atom, CH 3 or C 2 H 5 . ]
<34> Further, water is contained, and the water content in the binder composition is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more. Preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, and still more preferably 3 to 3% by mass. Any one of the above <23> to <33>, which is 25% by mass.
<35> Furthermore, the use in any one of said <23>-<34> containing a silane coupling agent.
<36> The content of the silane coupling agent is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass. % <35> or less.
<37> Use of <35> or <36>, wherein the silane coupling agent is N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane.
<38> The pH at 25 ° C. is preferably 6.0 or less, more preferably 5.5 or less, still more preferably 5.0 or less, and preferably 2.0 or more, <23 Use of any of> to <37>.

以下、本発明を具体的に示す実施例等について説明する。   Examples and the like specifically showing the present invention will be described below.

(実施例1〜7、比較例1〜10)
フルフリルアルコール/ホルムアルデヒド/尿素での構成モル比が2.5/3.6/1であるフルフリルアルコール尿素ホルムアルデヒド樹脂41.1質量部、フルフリルアルコール28.6質量部、水分14.6質量部、シランカップリング剤としてN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン0.2質量部、30%チオ硫酸ナトリウム0.1質量部、その他成分2質量部を混合して、フラン樹脂組成物を得た。当該フラン樹脂組成物、フルフリルアルコール、水、尿素、苛性カリ、エチレン尿素、エチル尿素を加えて表1に示す組成の粘結剤組成物を得た。
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-10)
41.1 parts by weight of furfuryl alcohol urea formaldehyde resin having a molar ratio of furfuryl alcohol / formaldehyde / urea of 2.5 / 3.6 / 1, 28.6 parts by weight of furfuryl alcohol, 14.6 parts by weight of water Parts, 0.2 parts by mass of N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane as a silane coupling agent, 0.1 parts by mass of 30% sodium thiosulfate, and 2 parts by mass of other components were mixed, A furan resin composition was obtained. The furan resin composition, furfuryl alcohol, water, urea, caustic potash, ethylene urea, and ethyl urea were added to obtain a binder composition having the composition shown in Table 1.

〔評価方法〕
<粘結剤組成物のpH>
粘結剤組成物のpHは、該粘結剤組成物と、該粘結剤組成物と等質量のイオン交換水とを混合して、25℃にてpHメーターにて測定した。
〔Evaluation method〕
<PH of binder composition>
The pH of the binder composition was measured with a pH meter at 25 ° C. by mixing the binder composition, the binder composition and an equal amount of ion-exchanged water.

<粘結組成物の保存安定性>
得られた樹脂を110ccガラス製スクリュー管に100g詰めて、35℃の恒温槽にて保存し、毎日目視にて観察した。明らかに沈殿の発生が確認できた日を開始日からの経過日数として表した。なお、表中「90日以上」は90日目で沈殿の発生が認められなかったことを示す。
<Storage stability of caking composition>
100 g of the obtained resin was packed in a 110 cc glass screw tube, stored in a thermostatic bath at 35 ° C., and observed visually every day. The day when the occurrence of precipitation was clearly confirmed was expressed as the number of days elapsed from the start date. In the table, “90 days or more” indicates that no precipitation was observed on the 90th day.

<発生するアルデヒドの量>
25℃、55%RHの雰囲気下で、再生珪砂2000質量部に対し、キシレンスルホン酸/硫酸系硬化剤〔花王クエーカー社製 カオーライトナー硬化剤 US−3と、花王クエーカー社製 カオーライトナー硬化剤 C−21との混合物(質量比を同等の硬化速度になるように調整)〕8.0質量部を添加し、次いであらかじめ調製した上記粘結剤組成物20.0質量部を添加し、これらを混合して混練砂を得た。得られた混練砂を1Lポリ容器に50g採取し蓋をし、60分後に、ポリ容器内のホルムアルデヒド量を測定した。測定方法は、ホルムアルデヒド用検知管(ガステック製、91L)をポリ容器上部に開けた穴から先端を差込み、気体採取器(ガステック製、GV−100S)により1.5分間の吸引を連続5回行った。そして、検知管内変色した指示値をホルムアルデヒド発生量とした。
<Amount of aldehyde generated>
Under an atmosphere of 25 ° C. and 55% RH, with respect to 2000 parts by mass of regenerated silica sand, a xylene sulfonic acid / sulfuric acid-based curing agent [Kaolite Curing Agent US-3 manufactured by Kao Quaker Co., Ltd .; -21 mixture (adjusted so that the mass ratio is equivalent to the curing speed)] 8.0 parts by mass, then 20.0 parts by mass of the above-mentioned binder composition prepared in advance was added. By mixing, kneaded sand was obtained. 50 g of the obtained kneaded sand was collected in a 1 L plastic container, capped, and 60 minutes later, the amount of formaldehyde in the plastic container was measured. The measuring method is that a formaldehyde detector tube (Gastech, 91L) is inserted at the tip through a hole formed in the upper part of the plastic container, and suction is continued for 1.5 minutes with a gas collector (Gastech, GV-100S). I went twice. And the indicated value discolored in the detection tube was defined as the amount of formaldehyde generated.

<粘結剤組成物中の水分>
JIS K 0068に示される化学製品の水分試験法にて測定した。
<Moisture in the binder composition>
It was measured by a moisture test method for chemical products shown in JIS K 0068.

<粘結剤組成物中の尿素含有量>
自硬性鋳型造型用粘結剤組成物中の尿素は、以下のLC/MS分析操作により測定した。
(LC/MS分析条件)
カラム:TSK−gelAmido80(4.6mmφ×250mm)
移動相:アセトニトリル/水=95/5(アイソクラティック)
カラムオーブン:40℃
流速:1.0mL/min(MS導入スプリット:1/4)
検出:MSD(SIM):POSI検出 m/z:60.1±10
分解能0.5amu、DWELLTIME:250msec、イオン源ヒータ:300℃
分析時間:15分
サンプル調製:アセトン/水=95/5で希釈
<Urea content in binder composition>
Urea in the self-hardening mold forming binder composition was measured by the following LC / MS analysis operation.
(LC / MS analysis conditions)
Column: TSK-gelAmido80 (4.6 mmφ × 250 mm)
Mobile phase: acetonitrile / water = 95/5 (isocratic)
Column oven: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min (MS introduction split: 1/4)
Detection: MSD (SIM): POSI detection m / z: 60.1 ± 10
Resolution 0.5 amu, DWELLTIME: 250 msec, ion source heater: 300 ° C.
Analysis time: 15 minutes Sample preparation: diluted with acetone / water = 95/5

得られた粘結剤組成物について、上述した方法で各項目の評価を行った。結果を表1に示す。実施例1〜7の全ては鋳型粘結剤として評価した場合に使用できるレベルにあることが確認できた。なお、比較例7は鋳型粘結剤に使用した場合の初期の強度が出ず、使用できるレベルではなかった。また、比較例10はホルムアルデヒドの発生量が多く、臭気が著しかったので評価しなかった。   About the obtained binder composition, each item was evaluated by the method mentioned above. The results are shown in Table 1. It was confirmed that all of Examples 1 to 7 were at levels that could be used when evaluated as mold binders. In Comparative Example 7, the initial strength when used as a mold binder was not obtained, and it was not at a usable level. Comparative Example 10 was not evaluated because the amount of formaldehyde generated was large and the odor was significant.

Figure 0006240474
Figure 0006240474

Claims (6)

フラン樹脂、尿素、並びにアルキレン尿素及びアルキル尿素から選ばれる少なくともいずれか1つを含有し、当該尿素の含有量が0.8質量%以上2.0質量%以下であり、かつ25℃におけるpHが6.0以下である自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。   It contains at least one selected from furan resin, urea, alkylene urea and alkyl urea, the urea content is 0.8% by mass or more and 2.0% by mass or less, and the pH at 25 ° C. A binder composition for self-hardening mold making which is 6.0 or less. 前記アルキレン尿素が、エチレン尿素及び/又はプロピレン尿素である請求項1に記載の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。   The binder composition for self-hardening mold making according to claim 1, wherein the alkylene urea is ethylene urea and / or propylene urea. 前記アルキレン尿素及びアルキル尿素の合計の含有量が、0.05質量以上3.0質量以下である請求項1又は2に記載の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。 The total content of alkylene urea and alkyl urea is 0 . It is 05 mass % or more and 3.0 mass % or less, The binder composition for self-hardening mold making of Claim 1 or 2. さらに水を3質量%以上含有する請求項1〜3いずれか1項に記載の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物。   Furthermore, the binder composition for self-hardening mold making of any one of Claims 1-3 which contains 3 mass% or more of water. 耐火性粒子と、請求項1〜4の何れか1項に記載の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物と、当該自硬性鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを含有する鋳型用組成物。   It contains a refractory particle, a binder composition for self-hardening mold making according to any one of claims 1 to 4, and a curing agent for curing the binder composition for self-hardening mold making. Mold composition. 耐火性粒子と、請求項1〜4の何れか1項に記載の自硬性鋳型造型用粘結剤組成物と、前記自硬性鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤とを混合して鋳型用組成物を得る混合工程、及び前記鋳型用組成物を型枠に詰め、当該鋳型用組成物を硬化する硬化工程を含む鋳型の製造方法。   A refractory particle, a binder composition for self-hardening mold making according to any one of claims 1 to 4, and a curing agent for curing the binder composition for self-hardening mold making are mixed. A mold manufacturing method including a mixing step of obtaining a mold composition and a curing step of filling the mold composition into a mold and curing the mold composition.
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