JPH0225238A - 鋳型の製造法 - 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〕 本発明は粘結剤を用いて加熱硬化させる鋳型の製造法に
関するものである。

更に詳しくは、耐火性粒状骨材に酸硬化性樹脂、シラン
カップリング剤及び強酸と弱塩基との塩からなる硬化剤
を用いて加熱硬化させる際の鋳型の製造法に関するもの
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、
加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性粒状骨材にフェ
ノールノボラック樹脂を被覆し、ヘキサメチレンテトラ
ミンを触媒として約３００℃近辺で加熱硬化せしめる、
所謂シェルモールド法がある。この加熱硬化法は設備的
に簡便であり、作業的に使用しやすい等の利点により現
在加熱硬化鋳型製造法としては最も多く使用されている
。然し乍ら、硬化時間が長く、硬化温度が高いため、金
型の歪、鋳型の歪が多く、鋳型のパリ取り作業が欠かせ
ず、又、寸法精度も不充分であった。更に硬化温度が高
い事による作業環境の劣悪さ及びフェノール樹脂、ヘキ
サメチレンテトラミンの熱分解臭気による作業環境の汚
染も著しく、これらの大幅な改善が望まれていた。

又、２５０℃近辺で、耐火性粒状骨材に、フェノールレ
ゾール樹脂やフラン分の少ないフエノ−ル又は尿素／ホ
ルマリン変性フラン樹脂等の酸硬化性樹脂と、塩化アン
モニウム、シュウ酸等の硬化触媒を混じた混合物を加熱
硬化する所謂ホットボックス法がある。これは硬化時間
もシェルモールド法よりは短かく、温度による歪、寸法
精度や熱的作業環境の面でも改善されるが、更に硬化時
間の短縮、鋳型の物性向上、作業環境の改善が望まれて
いる。

特に、シランカップリング剤を予め配合した酸硬化性樹
脂を用いた従来の鋳型製造法において、鋳型を高温条件
下に保存する際、鋳型の表面安定性が著しく低下する所
謂、吸湿劣化がありその改善が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、
耐火性粒状骨材に、酸硬化性樹脂、シランカップリング
剤及び強酸と弱塩基との塩からなる硬化剤を、それぞれ
別々に又は酸硬化性樹脂とシランカップリング剤は耐火
性粒状骨材への混線直前に予め混合して添加混練した混
練砂を１００℃以上に保持された金型中に充填して加熱
硬化する鋳型の製造法が、他の性能を低下させることな
く大幅に鋳型の吸湿劣化を改善せしめることを見い出し
本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、耐火性粒状骨材１００重量部に対し、
酸硬化性樹脂０．５〜５重量部、分子中にアミノ基また
はウレイド基をもつシランカップリング剤ｏ、ｏｏｏｉ
〜１重量部、及び強酸と弱塩基との塩からなる硬化剤０
．０５〜１重量部を、それぞれ別々に又は酸硬化性樹脂
とシランカップリング剤は耐火性粒状骨材への混練直前
に予め混合して添加混練した混練砂を、１００″Ｃ以上
に保持された金型に充填して加熱硬化することを特徴と
する鋳型の製造法を提供するものである。

本発明において用いられるシランカップリング剤は、分
子中にアミノ基またはウレイド基をもつものであり、例
えば、Ｔ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
β−（アミノエチル）−Ｔ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、Ｎ−フェニル−Ｔ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−Ｔ−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
リエトキシシラン等が挙げられる。

本発明における酸硬化性樹脂とシランカップリング剤と
の配合割合は重量比で１００　：　０．０２〜１００　
：　２０が好ましく、１００　：　０．２〜１００　：
　１０が更に好ましい。シランカップリング剤の比率が
酸硬化性樹脂１００重量部に対して、０．０２重量部未
満では吸湿劣化を改善するには不充分であり、又、砂へ
の混練性も悪化する。一方、シランカップリング剤の比
率が酸硬化性樹脂１００重量部に対して、２０重量部よ
りも多いと、シランカップリング剤の塩基性、あるいは
溶剤の希釈効果により、鋳型用粘結剤組成物の硬化速度
を著しく低下させる。

尚、耐火性粒状骨材に対する酸硬化性樹脂及びシランカ
ップリング剤の混練順序は酸硬化性樹脂又はシランカッ
プリング剤のいずれが先でも、又、予め酸硬化性樹脂と
シランカップリング剤を耐火性粒状骨材への混練直前に
混合して添加しても良い、また、酸硬化性樹脂、シラン
カップリング剤、及び硬化剤の添加順序は、どのような
順序でも差し支えないが、好ましくは、硬化剤、シラン
カップリング剤、酸硬化性樹脂の順である。

又、シランカップリング剤はそのま一使用してもよいが
、砂への混練性を高める為に、鋳型の硬化を阻害せずシ
ランカップリング剤を溶解する溶剤に溶解した形で使用
するのが好ましい。

か＼る溶剤としては鋳型強度や他の性能への影響から好
ましくは１価あるいは２価の脂肪族アルコールで炭素数
が１〜３のもの、フルフリルアルコール 分子式で示されＲが炭素数１〜４の炭化水素基であるも
の、沸点が９０℃〜２２０℃の芳香族炭化水素混合物等
が挙げられ、更に好ましくは、炭素数１〜３の脂肪族ア
ルコール、フルフリルアルコール等が挙げられる。この
シランカップリング剤溶液の濃度は通常３〜５０重量％
で使用される。

自硬性分野においても、通常、酸硬化性樹脂にシランカ
ップリング剤を含有させることにより、鋳型強度の向上
をはかることは行われているが、本発明の如く、シラン
カップリング剤を酸硬化性樹脂と別法にして耐火性粒状
骨材に添加するか、又は耐火性粒状骨材への混練直前に
予め酸硬化性樹脂とシランカップリング剤を混合して添
加することにより積極的に吸湿劣化の改善をはかった例
はない。

又、自硬性分野とは異なり本発明の適用分野では１００
℃以上での加熱硬化を行なう為、硬化時の粘結剤に加わ
る歪の大きい事が、自硬性に比べ、吸湿劣化が著しい要
因の１つであると考えられるが、本発明の方法によると
、このような吸湿劣化を改善することができる。

本発明に用いられる酸硬化性樹脂は、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の縮合物、フ
ェノール化合物とアルデヒドの縮合物の単独もしくは少
なくとも１種以上の混合物或いは共縮合せしめた縮合物
を主体とする樹脂であり、用いられるフェノール化合物
としては、例えばフェノール、クレゾール、キシレノー
ル、レゾルシン、メチレンビスフェノール、カテコール
等が挙げられ、好ましくはフェノール、クレゾール、キ
シレノールである。

また、本発明に用いられる酸硬化性樹脂には変性剤とし
て例えば、尿素や尿素／アルデヒド縮合物を混合もしく
は共縮合させることもできるし、また従来公知の変性剤
の少なくとも一種を混合もしくは共縮合させることもで
きる。

従来公知の変性剤を具体的に例示すれば、クマロン・イ
ンデン樹脂、石油樹脂、ボ、リエステル、アルキッド樹
脂、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、エチレン・
ビニルアセテート、ポリビニルアセテート、ポリブタジ
ェン、ポリエーテル、ポリエチレンイミン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラール
、フェノキシ樹脂、酢酸セルロース、キシレン樹脂、ト
ルエン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂、ポリビニルホ
ルマール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン等の
ポリマー及びオリゴマーや、リグニン、リグニンスルホ
ン酸、ロジン、エステルガム、植物油、ビチューメン、
重油、カシューナツト殻液、バニリン、タンニン類等の
天然物や、澱粉、コーンスターチ、グルコース、デキス
トリン等の１０１及びその誘導体や、レゾルシン残渣、
クレゾール残渣、２，２．４−トリメチル−４−（ヒド
ロキシフェニル）クマロンとイソプロペニルフェノール
の反応副生物、テレフタル酸とエチレングリコールの反
応副生物等の反応残渣及び副生物や、ポリエチレングリ
コール等の多価アルコールや、アセトン、シクロヘキサ
ノン、アセトフェノン等のケトン類及びアルデヒドとの
縮合物や、ジシアンジアミド、アクリルアミド、千オ尿
素等のアミノもしくはイミノ化合物及びそれらのアルデ
ヒド縮合物や、フルフラール、グリオキザール等のアル
デヒド化合物や、イソシアヌル酸エステル、不飽和脂肪
酸エステル等のエステル化合物などである。これら変性
剤の変性率は２０％以下であることが好ましい。

更に、酸硬化性樹脂に、鋳型強度や取り扱い易さを向上
させるために、他の性能に悪影響を与えない範囲内で１
種または２種以上の希釈剤を混合しても差し支えない、
使用できる希２釈剤を具体的に例示すれば、ベンゼン、
キシレン等の芳香族炭化水素や、メタノール、エタノー
ル、フルフリルアルコール等のアルコール類や、ジエチ
ルエーテル、アニソール、アセタール等のエーテル類や
、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類や、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン等の複素環炭化水素や、酢
酸メチル、酢酸エチル等のエステル類や、エチレングリ
コール、グリセリン等の多価アルコール類や、２−メト
キシエタノール、２−エトキシエタノール等のセロソル
ブ類や、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシ
エチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２
−フェノキシエチルアセテート等のセロソルブアセテー
ト類や、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート等のカルピトールアセテート類等が挙げられるが
、鋳型強度や他の性能への影響から好ましくはメタノー
ル、エタノール、フルフリルアルコール等のアルコール
類や、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素や、２−
エトギシエタノール等のセロソルブ類や、２−メトキシ
エチルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、２
−ブトキシエチルアセテート、２−フェノキシエチルア
セテート等のセロソルブアセテート類等が挙げられる。

本発明において、硬化剤として用いられる強酸と弱塩基
との塩としては、塩酸、硫酸等の無機酸、トルエンスル
ホン酸等の有機スルホン酸などの強酸の少なくとも１種
と、銅、鉄、アルミニウム、亜鉛などの少なくとも１種
との塩が主成分であるものが使用される。

尚、本発明における硬化剤は通常、水や溶剤の溶液とし
て使用される。この硬化剤溶液中に澱粉、コーンスター
チ、グルコース、デキストリン等のＩ！ｉ類及びその誘
導体等を含有してもよく、特に制限するものではない。

本発明において用いられる耐火性粒状骨材としては、石
英質を主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト
砂、オリピン砂等が使用されるが、特にこれらに限定さ
れるものではない。

〔実施例〕

以下、実施例をもって本発明の詳細な説明するが、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、比較例１〜５ オーストラリア産フラタリー珪砂１００重量部に表−１
に示す如き硬化剤の２５％メタノール−水（容積比２：
１）溶液を０．４５重量部、表−１に示す如きシランカ
ップリング剤溶液を０．０４５重量部、及び酸硬化性樹
脂として尿素変性フラン樹脂を１．５重量部添加混合し
た混合物を、予め１８０℃に加熱した２５　Ｘ　２５　
Ｘ　２５０霞／−の型枠に加圧空気と共に吹き込んで充
填し、１０秒間焼成して鋳型を成型した。

成型後、直ちに鋳型を３０℃９９５％ＲＨ及び３０℃。

５５％ＲＨの恒温恒温器に放置し、２４時間後の引っか
き強度を測定した。

結果を表−１に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、耐火性粒状骨材１００重量部に対し、酸硬化性樹脂
   ０．５〜５重量部、分子中にアミノ基またはウレイド基
   をもつシランカップリング剤０．０００１〜１重量部、
   及び強酸と弱塩基との塩からなる硬化剤０．０５〜１重
   量部を、それぞれ別々に又は酸硬化性樹脂とシランカッ
   プリング剤は耐火性粒状骨材への混練直前に予め混合し
   て添加混練した混練砂を、１００℃以上に保持された金
   型に充填して加熱硬化することを特徴とする鋳型の製造
   法。