JPH02197348A - ホットボックス用樹脂被覆砂粒 - Google Patents

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］ 本発明はホットボックス法に用いる樹脂被覆砂粒に関す
る。特に銅合金鋳物の製造に適したホットボックスに用
いる樹脂被覆砂粒に関するものである。

［従来の技術］ 銅合金鋳物は鋳鉄鋳物に比べて、鋳造時の金属の凝固温
度範囲が非常に大きいために、主型に金型を用い、中子
にフェノール樹脂を主成分とするシェルモールド法によ
り成型された中子鋳型を使用した場合、またフラン系樹
脂のホットボックス法により成型された中子鋳型を使用
した場合においては、金型と中子鋳型の冷却速度の違い
により主型面と中子鋳型面との間に溶湯の冷却速度のア
ンバランスが生じヒケ巣が発生しやすいという問題があ
りた。

これらの問題を解決するために、尿素−フラン樹脂変性
フェノールノボラック樹脂（特開昭５８−１８８５４０
号公報）やメラミン化合物または尿素メラミン化合物を
混入されたレゾール型フェノール樹脂よりなる結合剤被
覆砂粒（特開昭５９−２０２１３５号公報）などが知ら
れているが、これらの樹脂被覆砂粒は、ヒケ巣不良防止
、注湯後の中子鋳型の崩壊性および造型サイクル等の生
産性が十分満足されているとはいえず、シランカップリ
ング剤を含有した尿素ホルムアルデヒド樹脂水溶液にア
ンモニウム塩からなる硬化剤による銅合金鋳物の製造に
適したホットボックス法に用いる樹脂被覆砂粒が提供さ
れている。（特願昭６３−５７２０８号） ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら尿素ホルムアルデヒド樹脂は加熱硬化する
際にホルムアルデヒドが発生する。このホルムアルデヒ
ドは硬化剤中のアンモニウム塩により、一部は捕捉され
るが、ホルムアルデヒドとの反応性が弱いため発生する
ホルムアルデヒドを充分とらえることができず、特に鋳
型造型時においてホルムアルデヒドが発生し、作業環境
を悪化するという問題点がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記の問題点を解決し、臭気の少ない
銅合金鋳物の製造に適したホットボックス法に用いる樹
脂被覆砂粒を提供することにある。

すなわち、本発明は鋳物砂、樹脂および硬化剤とからな
るホットボックス用樹脂被覆砂粒において、前記樹脂が
シランカップリング剤を含有し、固形分４０重量％〜６
０重量％の尿素ホルムアルデヒド樹脂水溶液であり、前
記硬化剤が塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン
酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、硝酸アンモニウム
のアンモニウム塩の少なくとも１種類および第１鉄塩と
からなる水溶液であることを特徴とするホットボックス
用樹脂被覆砂粒である。

本発明で用いる尿素ホルムアルデヒド樹脂とは、ホルム
アルデヒド／尿素モル比１．５〜２．５の配合で水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ストロンチウムな
どのアルカリ性触媒を用いメチロール化反応を進めさら
に酸でＰＨ調整し、メチレン化反応を進め中和したのち
濃縮し、所定の固形分に水で調整して得られる。また本
発明で用いる尿素ホルムアルデヒド樹脂は、メラミンと
の共縮合樹脂をも含んでいる。この尿素ホルムアルデヒ
ド樹脂は水混和性は９倍以上が好適であり、この樹脂水
溶液のＰＨは７．０〜８．０が好ましい。この尿素ホル
ムアルデヒド樹脂には、アミノシラン、エポキシシラン
等のシランカップリング剤を含有させることが必須であ
る。

このシランカップリング剤の配合割合は、尿素ホルムア
ルデヒド樹脂固形分１００重量部に対して、０．２〜１
．０重量部が好ましい。特にアミノシランが好ましい。

本発明で用いる硬化剤は、塩化アンモニウム、硫酸アン
そニウム、リン酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、酢
酸アンモニウム等のアンモニウム塩の少なくとも１種類
および硫酸第１鉄、硝酸第１鉄、炭酸第１鉄等の無機第
１鉄塩、または酢酸第１鉄、シュウ酸第１鉄、クエン酸
第１鉄等の有機第１鉄塩の１種または２種以上の混合物
とからなる水溶液である。さらに硬化性の調整のため塩
化亜鉛、塩化アンモニウム、硝酸カルシウムなどの塩や
、塩酸、リン酸などの酸を混合使用することができる。

［発明の作用および効果］ 本発明の樹脂被覆砂粒は、シランカップリング剤を含有
した尿素ホルムアルデヒド樹脂を用いたことにより、熱
分解時の発熱量を抑制し、主型である金型表面と中子面
の冷却速度を近づけ、ヒケ巣の発生を防止する。またシ
ランカップリング剤を含有することで尿素ホルムアルデ
ヒド樹脂の耐水性および曲げ強度を向上させる。

また硬化剤として、アンモニウム塩および第１鉄塩を用
いることにより、硬化性が良く、かつ、尿素ホルムアル
デヒド樹脂が加熱硬化時に発生するホルムアルデヒドを
効率よく捕捉し、作業環境を改善する。

［実施例］ （尿素ホルムアルデヒド樹脂の調整） （１）尿素ホルムアルデヒド樹脂ニスレジン５Ｃ−１［
松栄化学工業■製］１’ＯＯ重量部、シランカップリン
グ剤ＫＢＥ−９０３［信越化学工業■製］０．５重量部
、およびイオン交換水４０重量部を混合し、充分攪拌し
てホットボックス用樹脂Ａを得た。

（硬化剤の調整） （１）塩化アンモニウム１０重量部と硫酸第１鉄２５重
量部とイオン交換水１６５重量部を混合攪拌し硬化剤Ａ
を得た。

（２）塩化アンモニウム１０重量部と硫酸第１鉄５０重
量部と、イオン交換水１４０重量部を混合攪拌し、硬化
剤Ｂを得た。

（３）塩化アンモニウム１０重量部と硫酸第１鉄７５重
量部とイオン交換水１１５重量部を混合攪拌し硬化剤Ｃ
を得た。

（４）塩化アンモニウム１０重量部とイオン交換水１９
０重量部を混合攪拌し硬化剤りを得た。

［実施例−１コ シンプソン式サンドミルにフラタリー珪砂８ｋｇ、硬化
剤Ａ２４ｇを投入し、１分間混練する。さらにホットボ
ックス用樹脂Ａを１２０ｇ添加し、１分間混線をして樹
脂被覆砂粒を得た。試験結果を表に示す。

［実施例−２コ 硬化剤Ａを硬化剤Ｂに替えた以外は実施例−１と同様に
して樹脂被覆砂粒を得、試験結果を表に示した。

［実施例−３］ 硬化剤Ａを硬化剤Ｃに替えた以外は実施例−１と同様に
して樹脂被覆砂粒を得、試験結果を表に示した。

［比較例］ 硬化剤Ａを硬化剤りに替えた以外は実施例−１と同様に
して樹脂被覆砂粒を得、試験結果を表に示した。

（以下余白） 表 試験結果 なお表に示した試験方法は以下の如くである。

温間強度：縦２２．４ｍｍ、横２２．４１１ＩＩｎ、長
さ２０３．２ｍｍのテストピースが得られる金型を２５
０℃に加熱し、この金型 に実施例、比較例で得られた砂粒を所 定時間焼成した後脱型し、脱型後１５ 秒後の曲げ強度。

放置強度：温間強度と同様にしてテストピースを造型し
、常温まで冷却した後の曲げ 強度。

可使時間：樹脂被覆砂粒を２５℃にて放置し、一定時間
毎に放置強度を測定し、混練 直後の放置強度の８０％になるまでの 時間。

ヒケ巣発生：実施例、比較例で得た砂粒で図に示す中子
を作成し、銅合金を注湯温度 １０００℃で鋳込み、銅合金鋳物を得 る。得られた鋳物の中央を切断し、 鋳物の中子面、外表面を観察し、ヒケ 巣発生数を調べた。

表には、銅合金鋳物１６ケ中ヒケ巣の 発生した数を表示した。

ホルムアルデヒド濃度：樹脂被覆砂粒１ｇを正確に燃焼
ボートに秤量する。この燃焼 ボートを３００℃に保たれた管状電気 炉の中央部に入れ、乾燥エアーをｉＩＬ／ｗｉｎの流量
で通気させ、発生ガスをサンプリングパックに１０分間
採取し た。これを直ちに乳用式検知管を用い てホルムアルデヒド濃度を測定する。

表かられかるように、実施例１〜３の樹脂被覆砂粒は、
比較例の樹脂被覆砂粒に比べ、曲げ強度、可使時間およ
びヒケ巣発生については同等の性能を保ちながら、ホル
ムアルデヒド発生量が１７６〜１／２４に低減している
ことがわかる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例および比較例に示す樹脂被覆砂粒
を用いて作られた鋳物用中子１を用いた鋳型の断面図で
ある。 １：鋳物用中子　　　　２：主型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳物砂、樹脂および硬化剤とからなるホットボッ
   クス用樹脂被覆砂粒において、該樹脂がシランカップリ
   ング剤を含有し、かつ固形分が４０重量％〜６０重量％
   の尿素ホルムアルデヒド樹脂水溶液であり、該硬化剤が
   塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニ
   ウム、硝酸アンモニウム、酢酸アンモニウム等のアンモ
   ニウム塩の少なくとも１種類および第１鉄塩とからなる
   水溶液であることを特徴とするホットボックス用樹脂被
   覆砂粒。