JPH03180242A

JPH03180242A - 鋳型材料

Info

Publication number: JPH03180242A
Application number: JP31983089A
Authority: JP
Inventors: Tsugio Kaneko; 金古　次雄; Kazutomi Kimura; 木村　一臣; Takeshi Sawai; 毅沢井
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-06

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〕本発明は鋳型材料に関するものである。詳しくは金属鋳
造用の砂型の製造に好適な鋳型材料に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、放置強度および高温強度が大きく、塗型剤塗付の
必要のない鋳型材料として、鋳物用砂に、（ａ）フルフ
リルアルコールのような有機バインダー（ｂ）上記有機
バインダー用の硬化剤、（Ｃ）テトラ低級アルコキシシ
ランまたはそのオリゴマーのようなセラミック系バイン
ダー、（ｄ）上記セラミック系バインダー用の硬化剤、
および（ｅ）シリカのような耐火物微粉末を混合してな
る鋳型材料が知られている（特公昭６３−４０６１７）
。

この鋳型材料を用いて製造した鋳型は、セラミック系バ
インダーを用いないものに比して強度が改善されてはい
るが、まだ充分満足できる強度とは言えず、溶湯を注入
すると有機バインダーと共にセラミック系バインダーが
有するアルコキシ基も分解、燃焼するために、多量のガ
ス発生による環境汚染や、鋳型の多孔化ないし砂粒同志
の結合の弛みを生ずる欠点がある。また４戒分の薬剤を
用いるため操作が煩雑であり、設備を増設する必要があ
った。

〔発明が解決しようとする課題］本発明は上記のような欠点を解決し、しかも塗型塗布の
必要のない鋳型材料の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、特定のシラン化合物を用いることによ
り遠戚される。その要旨とするところは、鋳物川砂に、
アルコキシ基の５０％以上がフルフリルオキシ基である
テトラアルコキシシランまたはそのオリゴマー、および
硬化剤を配合してなる鋳型材料である。

本発明で使用するアルコキシ基の５０％以上がフルフリ
ルオキシ基であるテトラアルコキシシランまたはそのオ
リゴマー（以下フルフリルシリケートと略称する）は、
一般式で表わされるテトラ低級アルコキシシランまたはそのオ
リゴマーの、Ｒ’−Ｒ’で示される低級アルキル基のう
ちの５０％以上がフルフリル基Ｒ’−Ｒ’で示される低
級アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基のような低級アルキル基が挙げられ、これ
らは同種のものであっても異種のものであってもよい。

このようなフルフリルシリケートは、例えば、■ｎが１
であるテトラ低級アルコキシシランとフルフリルアルコ
ールとを触媒の存在下加熱し、遊離する低級アルコール
を留去しながら反応させる方法、この際化学量論量の水
を存在させることによって、テトラアルコキシシランの
加水分解、重縮合が起り、フルフリルシリケートのオリ
ゴマーが得られる。あるいは■ｎが１であるテトラ低級
アルコキシシランを常法に従って部分加水分解して得た
ｎが２〜約３０のオリゴマーとフルフリルアルコールと
を触媒の存在下加熱し、遊離する低級アルコールを留去
しながら反応させる方法等によって製造することができ
る。

これらの方法のうちでは■の方法の方が操作が容易であ
り、ｎの価もコントロールしやすい。

触媒としては、テトライソプロポキシチタンのようなア
ルコキシチタン、アルキル錫、酢酸マグネシウム、酢酸
カルシウム、チタン酸エステルなどが挙げられ、その使
用量はテトラ低級アルコキシシランまたはそのオリゴマ
ーに対して０．０２〜５重量％、好ましくしは０．０５
〜２重量％である。

反応温度は７０〜１５０°Ｃ１好ましくは１２０〜１４
０°Ｃである。低級アルコールの留去は、当初は常圧で
もよいが、反応の進行に従って減圧にして留去を促進す
るのがよい。

また、上記画法共、フルフリルアルコールはほぼ定量的
に反応させることができるので、フルフリル基の置換率
は仕込フルフリルアルコールの量によって調節できる。

本発明で用いるフルフリルシリケートにおいては、フル
フリル基の置換率は５０％以上であればよいが、好まし
くは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。こ
の置換率があまり小さいと放置強度の大きい鋳型が得ら
れなくなる。また、ｎは３〜１２であることが好ましい
。

フルフリルシリケートの使用量は、鋳型川砂に対して０
．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％である。あま
りに少いと本発明の効果が期待できなくなる。逆にあま
りに多いと鋳型の硬化が速すぎるようになり、他に利点
もないので不経済である。

本発明のフルフリルシリケートは、鋳物川砂と混合する
と、鋳物川砂が含有する水分等によって一部加水分解を
受けてフルフリルアルコールが遊離し、このフルフリル
アルコールが硬化剤の作用により重合硬化する。硬化剤
としては、硫酸、燐酸のような無機酸、ベンゼンスルホ
ン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸のよう
なスルホン酸類などが挙げられる。

硬化剤の使用量は、鋳物川砂に対して０．５〜４重量％
、好ましくは０．５〜２重量％である。

本発明の鋳型材料においては、上記遊離フルフリルアル
コール以外に、更にフルフリルアルコールを存在させて
もよく、相応量の硬化剤を加えて重合硬化させることは
、鋳型の放置強度増大の面から好ましい手段である。こ
こで存在させるフルフリルアルコールの量は鋳物川砂に
対して５重量％以下、好ましくは０．５〜３重量％であ
る。フルフリルアルコールの量をあまり多くすると鋳型
の硬化が速すぎるようになる。

本発明の鋳型材料には、上記の各成分以外に、種々の添
加剤を配合することもできる。添加剤の具体例としては
、（ａ）　　フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、これら
の変性樹脂のような樹脂類。

鋳型の放置強度を向上させるもので、鋳物川砂に対して
５重量％以下、例えば０．５〜３重量％。

（ｂ）　　シリカ、アルミナ、ジルコニアのような耐火
性微粉末溶湯の差込みを抑制するもので、鋳物川砂に対し５重量
％以下、例えば０６１〜３重量％。

（Ｃ）　　食塩、はう酸、はう妙のような高温強化剤。

鋳物川砂に対して５重量％以下、例えば０．１〜３重量
％。

（ｄ）　　ＩＮ蜜やデキストリンのような造型改良剤、
鋳物川砂に対して３重量％以下、例えば０．１〜２重量
％。

などが挙げられる。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本
発明はその要旨をこえない限り以下の実施例に限定され
るものではない。

実施例１テトラメトキシシランを部分加水分解して得た前示一般
式（１）におけるｎの平均が４．５のオリゴマー５１７
　ｇ、フルフリルアルコール９３２　ｇ。

およびテトライソプロポキシチタン３６０■を２１フラ
スコに仕込み、撹拌下遊離したメタノールを留去させな
がら昇温し、２時間で１２０°Ｃに到達させた。次いで
、そのままの温度で減圧にし、２時間で５０　ｔｏｒｒ
にしてメタノールの留去を完了させ、系内を常圧にもど
して冷却した。

得られたフルフリルシリケートは５ｉＯｚＷ度　　　　　　　　　　２９．２％（重量）
粘度　　　　　６７０　ｃｐ密度　　　　　　１．３４ｇ／成フルフリル基の置換率　　　　９０　％であった。

鋳物川砂１　ｋｇに対し、上記フルフリルシリケート１
．５重量％およびキシレンスルホン酸（硬化剤：０、５
重量％を加え小型ミキサーで混練し、直径５０閣、高さ
５０帥のテストピースに底形してその放置強度を測定し
たところ下記の通りであった。

放置時間（時間）　　　　強度（ｋｇ／ｃ＋ｆｌ）０、
５　　　　　　　　　１０．１１　　　　　　　　　　２１．３２４　　　　　　　　　　４５、９実施例２テトラメトキシシラン３８０　ｇ、フルフリルアルコー
ル９８０ｇおよびテトライソプロポキシチタン３５０■
を２２フラスコに仕込み、実施例１におけると同様に反
応を行った。得られたフルフリルシリケートは５ｉＯｚ濃度　　　　　　　　　　１５．３％粘度　　
　　　１４　ｃｐ密度　　　　　　１．２４ｇ／ｒｎ１フルフリル基の置換率　　　　９２　％であった。

鋳物川砂１　ｋｇに対し、上記フルフリルシリケート１
．５重量％およびキシレンスルホン酸０．５重量％を加
え、実施例１におけると同様にして、放置強度を測定し
た。結果は下記の通りであった。

放置時間（時間）　　　　強度（ｋｇ　／　ｃ宿）０．
５　　　　　　　　　１２．９１　　　　　　　　　　２４、２２４　　　　　　　　　　４６、１比較例１鋳物用砂１　ｋｇに、実施例１で用いたｎの平均が４６
５のテトラメトキシシランのオリゴマー１重量％、フル
フリルアルコール１重量％およびキシレンスルホン酸０
．５重量％を加え小型ξキサ−で混練し、実施例１にお
けると間様にして放置強度を測定した。結果は下記の通
りであった。

放置時間（時間）　　　　強度（ｋｇ　／　ｃｔ＆　）
０、５　　　　　　　　　　４．８１　　　　　　　　　　１２、５２４　　　　　　　　　　２９、６〔発明の効果〕本発明の鋳型材料は、構成成分が少なくてよいので混合
調製が容易であり、これから製造した鋳型は、放置強度
が大きく、溶湯を注入する際のガス発生が少なく高温強
度がすぐれているので、工業的価値が大きい。

三菱化戊株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳物用砂に、アルコキシ基の５０％以上がフルフ
リルオキシ基であるテトラアルコキシシランまたはその
オリゴマー、および硬化剤を配合してなる鋳型材料。
（２）アルコキシ基の５０％以上がフルフリルオキシ基
であるテトラアルコキシシランまたはそのオリゴマーが
、テトラ低級アルコキシシランとフルフリルアルコール
とを触媒の存在下加熱反応させ、またはかくして得られ
たフルフリルオキシ置換テトラアルコキシシランを加水
分解脱水重縮合して製造したものである特許請求の範囲
第（１）項記載の鋳型材料。
（３）アルコキシ基の５０％以上がフルフリルオキシ基
であるテトラアルコキシシランのオリゴマーが、テトラ
低級アルコキシシランの部分加水分解脱水重縮合物とフ
ルフリルアルコールとを触媒の存在下加熱反応させて製
造したものである特許請求の範囲第（１）項記載の鋳型
材料。