JPH02211929A

JPH02211929A - 有機系発泡流動自硬性鋳型組成物

Info

Publication number: JPH02211929A
Application number: JP3207989A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 昭吉田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-02-10
Publication date: 1990-08-23

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〕本発明は有機系発泡流動自硬性鋳型組成物に関するもの
で、詳しくは鋳型強度、発泡安定性、流動可使時間を改
善した有機系発泡流動自硬性鋳型組成物に関するもので
ある。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来よ
り有機系樹脂、例えばフラン系樹脂、フェノール系樹脂
もしくはフラン−フェノール系樹脂をバインダーの主成
分とし、硬化剤、水分、界面活性剤（発泡剤）を配合し
て有機系発泡流動自硬性鋳型を製造することは知られて
いる。しかしながら、これらの配合組成物を用いて鋳物
砂に発泡流動性を付与させるには、鋳物砂を適度な湿潤
状態にしなければならず、自ずから水分を多く配合せざ
るを得なく、鋳型強度低下の原因にもなっていた。又、
鋳型強度を上げるにはこれらのバインダー成分及び硬化
剤を増加せざるを得なく造形コストが高い欠点が生じて
いた。又、これらの配合組成では発泡流動砂の使用可能
な時間、所謂、流動可使時間が制限され鋳型の造形時の
充填作業時間が制約されていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意研究の結果
、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明は、鋳物砂１００重量部に対して、フラン
系もしくはフェノール系樹脂である酸硬化型樹脂０．５
〜５．０重量部、硬化剤０．１〜５．０重量部、界面活
性剤０．０１〜５．０重量部、水０．５〜５．０重量部
を必須成分とする有機系発泡流動自硬性鋳型組成物にお
いて、更に添加剤として多価アルコール類もしくは脂肪
族エーテルアルコール類０．５〜３．０重量部を混練し
てなる有機系発泡流動自硬性鋳型組成物を提供するもの
である。

本発明でバインダー成分として用いられる酸硬化型樹脂
のうちフラン系樹脂とは、フルフリルアルコールとホル
ムアルデヒドとの初期縮合物を主体とし、必要に応じて
フェノール、尿素、メラミンで変性したものを云い、フ
ェノール系樹脂とは、フェノールとホルムアルデヒドの
初期縮合物を主体とし、必要に応じ、フルフリルアルコ
ール、尿素、メラミンで変性したものを五つＯ一般に、発泡流動性を有する鋳物砂を作るには、砂粒間
に液相を形成させ発泡させるべく液体成分を増加させる
必要があり、前記のバインダー成分と水分が自ずから多
く配合される傾向にある。特に、水分を増加させ鋳物砂
に充分な湿潤状態を付与させ砂粒間にミクロな気泡を形
成させる、所謂ミクロベアリング効果により流動性を向
上させている。ここでミクロな気泡を形成させるにはバ
インダー成分及び配合量、硬化剤、水分、界面活性剤（
発泡剤）の選定及び調整が必要である。しかしながら、
本発明による前記添加剤を用いる事により、水分の低減
が可能となり、その結果、鋳型強度の向上及び気泡の粘
性の向上による発泡安定化、及び発泡流動砂の流動可使
時間が延長され、鋳型の造形及び充填作業性が向上され
る。

本発明の鋳型組成物中の酸硬化型樹脂の配合量は鋳物砂
１００重量部に対して０．５〜５．０重量部であり、０
．５重量部未満であると鋳型強度が著しく低下し、また
逆に５．０重量部を超えると鋳造時においてガス発生量
が多くなり、鋳物欠陥が発生し易くなる。又、硬化剤の
配合量は鋳物砂１００重量部に対して０．１〜５．０重
量部であり、０．１重量部未満であると未硬化を起こし
易く、また逆に５．０重量部を超えると可使時間が取り
にくく、造型作業が困難となる。又、界面活性剤の配合
量は鋳物砂１００重量部に対してｏ、ｏｉ〜５．０重量
部であり、０．０１重量部未満であると一般的に発泡性
が悪くなり、また逆に５．０重量部を超えると硬化阻害
を起こし易くなる。又、水の配合量は鋳物砂１００重量
部に対して０．５〜５．０重量部であり、０．５重量部
未満であると界面活性剤と同様に発泡性が悪くなり、ま
た逆に５．０重量部を超えると硬化阻害を起こすなどの
諸問題が発生する。

本発明で添加剤として使用される多価アルコール類とし
ては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ト
リエチレングリコール、１゜２−ブタンジオール、１，
３−ブタンジオール、１．４−ブタンジオール、２．３
−ブタンジオール、１．５−ベンタンジオール、２−ブ
チン−１，４−ジオール、２−メチル−２，４−ベンタ
ンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等
の２価アルコール類、及びグリセリン等の３価アルコー
ル類、及びソルビトール等の糖アルコール類が挙げられ
、又、脂肪族エーテルアルコール類としては、２−メト
キシエタノール、２−エトキシエタノール、２−（メト
キシメトキシ）エタノール、２−イソプロポキシエタノ
ール、２−ブトキシェタノール、２−（イソペンチルオ
キシ）エタノール、２−（ヘキシルオキシ）エタノール
等が挙げられる。

これらの添加剤の添加量は、鋳物砂１００重量部に対し
て０．５〜３．０重量部であり、添加量が０．５重量部
未満であると発泡安定性が悪＜、３．０重量部を越える
と最終鋳型強度が低くなる。又、前記添加剤の添加量に
より、ある程度の鋳型密度のコントロールが出来る。即
ち鋳型のなりより性が一段と付与され鋳型自体の断熱効
果及び熱間時の鋳型の膨張が低下し、鋳造後の溶湯の凝
固途中に生ずる鋳型への応力、即ち、熱間膨張歪が緩和
され鋳鋼鋳物の熱間亀裂等による鋳物欠陥防止に極めて
効果的である。

又、前記以外の添加剤としてｍ個低級アルコールである
メタノール、エタノール、プロピルアルコール等を用い
た場合、鋳型硬化速度が著しく低下する。又、これらの
添加剤は破泡作用があり発泡安定性が不良となる。

本発明に用いられる硬化剤としては、正燐酸、ピロ燐酸
、硫酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ア
ルキルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等が挙
げられ、特に限定されるものではないが、アルキルベン
ゼンスルホン酸、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸は硬
化剤として作用するとともに界面活性剤としても作用す
るので、これらを使用するのが好ましい。

本発明に用いられる界面活性剤としては、通常の陰イオ
ン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤が使用される。

しかしながら陽イオン性界面活性剤、或いは両イオン性
界面活性剤は普通、窒素原子を含む化合物であり、酸性
硬化剤をマスキングする作用があるため使用できない。

上記の硬化剤、界面活性剤の両方の作用をもつ化合物を
使用する場合には、その化合物の使用量を、硬化剤、界
面活性剤の夫々の使用量として計算する。

又、本発明の鋳型組成物中にシランカップリング剤を含
有させ、更に鋳型強度を向上させることも可能である。

用いられるシランカップリング剤としては、ｒ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン
、Ｔ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロビ
ルトリメトキシシラン等が挙げられ、特に限定されるも
のではない。

〔作用及び効果〕

本発明の有機系発泡流動自硬性鋳型組成物により、鋳型
強度及び発泡安定性及び流動可使時間が延長され、鋳型
の造形及び充填作業に対し大幅な簡素化が計られる。

本発明において、多価アルコール類もしくは脂肪族エー
テルアルコール類の添加により鋳型強度、発泡安定性、
流動可使時間が改善されるが、このメカニズムとしては
砂粒間の液体連続相が適度な粘性を有しミクロな気泡が
発生すると考えられる。

従って、鋳型の造型及び充填作業に対し大幅な簡素化が
計られ、特にラミング作業が困難であるフルモールド法
、或いは複雑な鋳型の造型作業でも簡便に鋳型を製造す
ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜７揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水０．５重量部及び表
−１に示す本発明の添加剤１．０重量部を混練し続いて
フラン樹脂（花王りエーカー■製「カオーライトナー３
４０ＢＪ　）　３．０　！ｉｔ部を混練し発泡流動砂を
得た。これを用い径５０ｍ、高さ５０ｍの円筒形のテス
トピースを２５°Ｃで成形し、２４時間後の鋳型圧縮強
度を測定した。

更に、発泡流動砂の発泡安定性を測定するため、上記の
発泡流動砂を透明な径５０ｎｍ、高さ２００■の円筒形
のテストピースに充填し５分後の上型面の沈下した長さ
を測定した。即ち沈下した長さが短い程発泡安定性が良
好であることを示す。

又、発泡流動砂の流動可使時間を測定するため、上記の
発泡流動砂を１５分間放置した後これを用い径５０ａｕ
ａ、高さ５０ｍｍの円筒形のテストピースを２５°Ｃで
成形し、２４時間後の鋳型圧縮強度を測定した。

これらの結果を表−１に示す。

比較例１揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水０．５重量部及び添
加剤として１価アルコール類であるメタノール１．０重
量部を混練し続いてフラン樹脂（花王りエーカー■製［
カオーライトナー３４０ＢＪ　）　３．０重量部を混練
し発泡流動砂を得た。

この発泡流動砂について実施例１〜７と同様に２４時間
後の鋳型圧縮強度、５分後の発泡安定性及び流動可使時
間を測定した。

これらの結果を表−１に示す。

比較例２揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水０．５重量部及び添
加剤として１価アルコール類であるエタノール１．０重
量部を混練し続いてフラン樹脂（花王りエーカー味製「
カオーライトナー３４０ＢＪ　）　３．０重量部を混練
し発泡流動砂を得た。

これらの結果を表−１に示す。

比較例３揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水１．５重量部を混練
し続いてフラン樹脂（花王りエーカー卸製「カオーライ
トナー３４０ＢＪ　）３．０重量部を混練し発泡流動砂
を得た。

これらの結果を表−１に示す。

実施例８揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水１．０重量部及びエ
チレングリコール０６５重量部を混練し、続いてフラン
樹脂（花王りエーカー■製「カオーライトナー３４０Ｂ
、　）　３．０重量部を混練し発泡流動砂を得た。

これらの結果を表−２に示す。

実施例９揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水０．５重量部及びプ
ロピレングリコール２．０重量部を混練し続いてフラン
樹脂（花王りエーカー■製「カオーライトナー３４０Ｂ
Ｊ　）　３．０重量部を混練し発泡流動砂を得た。

これらの結果を表−２に示す。

比較例４揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水１８４５重量部及び
エチレングリコール０５０５重量部を混練し、続いてフ
ラン樹脂（花王りエーカー■製「カオーライトナー３４
０ＢＪ　”）　３．０重量部を混練し発泡流動砂を得た
。

これらの結果を表−２に示す。

比較例５揚滓浮選珪砂５号の砂１００重量部に対しラウリルベン
ゼンスルホン酸２．５重量部及び水０．５重量部及びエ
チレングリコール４．０重量部を混練し、続いてフラン
樹脂（花王りエーカー■製「カオーライトナー３４０Ｂ
Ｊ　）　３．０重量部を混練し発泡流動砂を得た。

これらの結果を表−２に示す。

Claims

【特許請求の範囲】

鋳物砂１００重量部に対して、フラン系もしくはフェノ
ール系樹脂である酸硬化型樹脂０．５〜５．０重量部、
硬化剤０．１〜５．０重量部、界面活性剤０．０１〜５
．０重量部、水０．５〜５．０重量部を必須成分とする
有機系発泡流動自硬性鋳型組成物において、更に添加剤
として多価アルコール類もしくは脂肪族エーテルアルコ
ール類０．５〜３．０重量部を混練してなる有機系発泡
流動自硬性鋳型組成物。