JPH01186236A

JPH01186236A - 鋳物砂用バインダー組成物

Info

Publication number: JPH01186236A
Application number: JP966188A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kondo; 正紀近藤; Koichi Handa; 浩一半田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-07-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はアミンなどの塩基性ガスと接触させることによ
り常温で速硬化する鋳物用バインダー組成物に関するも
のであり、特にアルミニウム等の鋳造に際し、注湯後の
熱崩壊性に優れているバインダー組成物に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、鋳物用砂型の製造に使用されているバインダーに
は、無機系および有機系のものがある。

無機系バインダーを用いる鋳物用砂型の製造法としては
、水ガラスを表面に付着させた砂で砂型をつくり、これ
に炭酸ガスを吹き込み硬化させる方法が代表的である。

また、有機系バインダーを用いる方法としては加熱硬化
タイプと常温硬化タイプがある。加熱硬化タイプとして
はフェノール樹脂を用いた方法が代表的であり、フェノ
ール樹脂を砂の表面に溶融付着させ、金型内にエアー圧
により吹き込み加熱硬化させる。

常温硬化タイプとしてはフラン樹脂やレゾール型のフェ
ノール樹脂をパラトルエンスルホン酸やリン酸等の強酸
で硬化させて砂型をつくる方法と、レゾール型のフェノ
ール樹脂と有機イソシアネート化合物にトリエチルアミ
ン等の塩基性触媒を接触させることにより硬化させ砂型
をつくる方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、いずれの場合もアルミニウム合金のような低融
点の軽金属鋳物の鋳型、特に中子に使用した場合、溶湯
熱のみではバインダーが充分に分解せず、中子の残留強
度は著しく高く鋳込後、鋳物ごと約５００°Ｃのような
高温で５〜１０時間に亘る長時間の「砂焼き」と称する
加熱を行なって、バインダーを燃焼せしめて排出してお
り、多大なエネルギーの消費を必要とする欠点を有して
いた。

また、アルミダイカストのような高圧鋳造法においては
、高温での「砂焼き」ができないため、砂中子が使用で
きないという問題点を有していた。

このため、溶湯熱で容易に熱分解を起こす高崩壊性の鋳
型用バインダーが望まれていた。

（課題を解決するための手段）本発明は従来技術の問題点を大幅に改善し、注湯後の熱
崩壊性が良好で、特に高圧鋳造法を含むアルミニウム合
金等の鋳造に好適な鋳型を提供するものである。

すなわち本発明は鋳物砂用バインダー組成物としてａ）　有機多価アルコール化合物と、ｂ）一般式（式中のＲは少なくとも２個のイソシアネート基を有す
る有機化合物の残基、ｎは１以上の整数を示す）で表わ
されるポリイソシアネート化合物または次の構造式で表わされるイソシアネート化合物とを含有することを
特徴とするものである。

本発明に用いられる（１）式で表わされるポリイソシア
ネート化合物は、カテコール、ヒドロキノンレゾルシン
などのジヒドロキシベンゼンと、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、２
．４−トリレンジイソシアネート、メチレンビスフェニ
ルイソシアネート、Ｐ−フェニレンジイソシアネートな
どのポリイソシアネート化合物とを一般に広く用いられ
ているウレタン化反応によって得られる。

例えばポリイソシアネート化合物のトルエン溶液に触媒
として少量のトリエチルアミンを添加し、その後約７０
°Ｃの温度で充分撹拌しなからカテコールのトルエン溶
液をゆっくり滴下し反応させることによって得られる。

また（２）式で表わされるイソシアネート化合物は例え
ば、ｐ−クロロニトロベンゼンと硫化ナトリウムの反応
生成物を酸化して得られる４、４′−ジチオジフェニル
ジアミンを、ホスゲン化することにより得られる。

有機多価アルコール化合物としてはポリウレタン用原料
として一般に広く用いられているものより適宜選択して
用いることができる。

例エバエチレングリコール、１，２−プロピレングリコ
ール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール、トリメチロールプロパ
ンなどがある。

本発明のバインダー組成物は充分な耐熱性を有するが、
更に高温で鋳込む場合には、注湯時の耐熱性を増加させ
る為に、ポリウレタン用原料として一般に広く用いられ
ているポリイソシアネート化合物を添加することもでき
る。

（ａ）成分と（ｂ）成分は必要に応じて粘度を調整する
ために有機溶剤と混合して用いることもできる。

（ａ）成分と（ｂ）成分及び必要に応じて用いられる他
のポリイソシアネート化合物は、鋳物砂１００重量部に
対して０．５〜５重量部の割合で配合される。

鋳物砂は、鋳物用に用いられる砂類或いは無機粉体類で
あれば何でもよく、その粒度、種類については適宜選択
して用いうる。

本発明の組成物は鋳物砂と混合して用いられる。

バインダー組成物を混合した鋳物砂により、常温で砂型
を造型する場合、一般に用いられている「コールドボッ
クス」と称する方法を使うことができる。

すなわち、鋳物砂とバインダー組成物とを均一に混合し
、型に充填後、室温でアミンを含むガスと接触させて、
急速硬化させることにより得られる。

触媒となるアミンとしては、第３級アミンが好ましく、
特にトリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエ
タノールアミン、Ｎ−エチルモルフォリン等が好ましい
。

これらの第３級アミンは、窒素或いは空気などの不活性
ガスをキャリヤーガスとして用い、通常約５容量％以下
の濃度で型内に導入される。

（実施例）次に本発明を実施例、比較例、試験例により詳しく説明
する。

裏施■エカテコールと２．４−トリレンジイソシアネートとの反
応生成物（ＮＧＯ含１ｔ１８．４％）５０重量部をエチ
ルセロソルブアセテート５０重量部に溶解した。

この溶液１８重量部を日光珪砂６号（用鉄鉱業■製）１
０００重量部に添加し、均一に混合した後、更に市販の
トリメチロールプロパン３．１重量部を添加して均一に
混合した。このように調整した鋳物砂組成物で、第１図
、第２図に示す鋳型試験片１．　２を作成し、窒素を吹
き込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過させて
硬化させた。

１隻桝童カテコールとメチレンビスフェニルイソシアネートとの
反応生成物（ＮＧＯ含量１３．７％）５０重量部をエチ
ルセロソルブアセテート５０重量部に溶解した。この溶
液１８重量部を日光珪砂６号（用鉄鉱業■製）　１００
０重量部に添加し、均一に混合した後、更に市販のエチ
レングリコール１．７重量部を添加して均一に混合した
。このように調整した鋳物砂組成物で、第１図、第２図
に示す鋳型試験片１゜２を作成し、窒素を吹き込み気化
させたトリエチルアミンを３０秒通過させて硬化させた
。

実ＪＩＪ津１ヒドロキノンとへキサメチレンジイソシアネートとの反
応生成物（ＮＧＯ含量１９．１％）５０重量部をエチル
セロソルブアセテート５０重量部に溶解した。

この溶液１８重量部を日光珪砂５号（用鉄鉱業■製）１
０００重量部に添加し、均一に混合した後、更に市販の
トリメチロールプロパン３．１重量部を添加して均一に
混合した。このように調整した鋳物砂組成物で、第１図
、第２図に示す鋳型試験片１，２を作成し、窒素を吹き
込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過させて硬
化させた。

１血炭互レゾルシンと２．４−トリレンジイソシアネートとの反
応生成物（ＮＧＯ含量１８．４％）５０重量部をエチル
セロソルブアセテート５０重量部に溶解した。

この溶液１８重量部を日光珪砂６号（用鉄鉱業■製）１
０００重量部に添加し、均一に混合した後、更に市販の
トリメチロールプロパン２．８重量部を添加して均一に
混合した。このように調整した鋳物砂組成物で、第１図
、第２図に示す鋳型試験片１，２を作成し、窒素を吹き
込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過させて硬
化させた。

叉旌五１４．４′　−ジチオジフェニルジイソシアネート５０重
量部をエチルセロソルブアセテート５０重量部に溶解し
た。この溶液２０重量部を日光珪砂６号（用鉄鉱業■製
）　１０００重量部に添加し、均一に混合しり後、更に
市販のトリメチロールプロパン３．０重量部を添加して
均一に混合した。このように調整した鋳物砂組成物で、
第１図、第２図に示す鋳型試験片１，２を作成し、窒素
を吹き込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過さ
せて硬化させた。

１隻斑旦４．４′　−ジチオジフェニルジイソシアネート５０重
量部をエチルセロソルブアセテート５０重量部に溶解し
た。この溶液２０重量部を日光珪砂６号（用鉄鉱業■製
）　１０００重量部に添加し、均一に混合した後、更に
市販のエチレングリコール２．０重量部を添加して均一
に混合した。このように調整した鋳物砂組成物で、第１
図、第２図に示す鋳型試験片１．２を作成し、窒素を吹
き込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過させて
硬化させた。

実施五二４．４′　−ジチオジフェニルジイソシアネート５０重
量部をエチルセロソルブアセテート５０重量部に溶解し
た。この溶液２０重量部を日光珪砂５号（用鉄鉱業■製
）　１０００１！量部に添加し、均一に混合した後、更
に市販の１，４−ブタンジオール３．０重量部を添加し
て均一に混合した。このように調整した鋳物砂組成物で
、第１図、第２図に示す鋳型試験片１．２を作成し、窒
素を吹き込み気化させたトリエチルアミンを３０秒通過
させて硬化させた。

北較■ 日光珪砂６号（用鉄鉱業■製）　１０００重量部にコー
ルドボックス法用粘結剤イソキュア■ＰＡＲＴ−１３０
６（商品名；保土谷アシ二うンド■製）１０重量部を添
加し均一に混合した後、更にイソキュア■ＰＡＲＴ−Ｉ
Ｉ６００　　（商品名；保土谷アシュランド■製）１０
重量部を添加して均一に混合した。このように調整した
鋳物砂組成物で、第１図、第２図に示す鋳型試験片１．
２を作製し、窒素を吹き込み気化させたトリエチルアミ
ンを３０秒通過させて硬化させた。

（試験例〕く強度試験〉実施例１〜７および比較例で作製した第１図に示す鋳型
試験片ｌを、シェル高温引張試験機（東側精密工業■製
）を用いて室温で引張試験を行ないその強度を測定した
。

得られた結果を表１に示すゆく熱崩壊性試験〉実施例１〜７および比較例で作製した第２図に示す鋳型
試験片２を、第３図に示すような内径１００世、深さ７
０ｎｍの凹部を有する金属溶解用るつぼ３の底面から上
方１０ｍｍの位置に鋳型試験片２の下端があり、かつ金
属溶解用るつぼ３の中央にくるように、鋳型取り付は用
治具４で固定する。

その後、７００　’ＣのＡＣ２Ａアルミニウム溶湯５を
鋳型試験片の上端より１０ｍｍ下まで注湯した。

凝固冷却後、鋳型試験片２から治具４をはずし、次に鋳
物を金属溶解用るつぼ３から取り出した。

こうして得られた鋳物は、鋳型試験片上部を下に向けて
ロータツブ試験機用治具に固定し、徳寿製作所（株）製
のロータツブ試験機によって衝撃振動を与え、鋳型試験
片上部の崩壊で形成される排出口から排出された砂量を
測定し、初期の鋳型試験片重量との比で熱崩壊性求めた
。

衝撃振動の時間は、１分、３分、５分、１０分の累積で
測定した。

得られた結果を表１に併記する。

表１（発明の効果）以上のように本発明の鋳物砂用バインダー組成物を用い
ると、比較例に示したように従来知られているコー゛ル
ドボックス法用バインダーと同等の鋳型強度を有し、さ
らに鋳込後の鋳型の排出のしやすさ、即ち熱崩壊性は各
実施例で比較例に比べ著しく向上している。

鋳物に衝撃振動を加えるだけで鋳型が排出されており、
従来必要とされていた鋳造後の加熱処理を省略できるこ
とが示されている。

従って、本発明の鋳物砂用バインダー組成物を用いるこ
とにより優れた強度を有し、かつ熱崩壊性の良い鋳型、
または中子を得ることが可能になり、今後のアルミニウ
ム合金等の低融点鋳物の鋳型または中子のバインダーと
して本発明のもたらす効果は実に大きいものがあること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は強度試験に用いる厚さ６ｍｍの鋳型試験片の正
面図、第２図は熱崩壊性試験に使用する鋳型試験片の斜視図、第３図は熱崩壊性試験用の鋳造装置の断面図である。１・・・鋳型試験片　　　　　２・・・鋳型試験片３・
・・金属溶解用るつぼ　　４・・・中子取付用治具５・
・・アルミニウム溶湯特許出願人　　日産自動車株式会社代理人弁理士　　杉　村　暁　秀同　　　　弁理士　　　　杉　　　村　　　興　　　作
第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、ａ）有機多価アルコール化合物と、ｂ）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１）（式中のＲは少なくとも２個のイソシアネート基を有す
る有機化合物の残基、ｎは１以上の整数を示す）で表わ
されるポリイソシアネート化合物または次の構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼（２）で表わされるイソシアネート化合物を含有することを特
徴とする鋳物砂用バインダー組成物。