JPH0318530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は気化性硬化剤を使用する鋳型の製造法
に関する。 従来の技術 ガス硬化型粘結剤を使用する鋳型の製造法とし
ては、水ガラス等の無機系粘結剤を炭酸ガスで硬
化する方法（炭酸ガス硬化法、ベンジリツクエー
テル型フエノール樹脂とポリイソシアネートの混
合物をアミンガスで硬化する方法（イソキユア
法）、フラン樹脂と過酸化物の混合物を亜流酸ガ
スで硬化する方法（ハードツクス法）等が知られ
ているが、無機系粘結剤を使用する炭酸ガス硬化
法は鋳込後の鋳型の崩壊性が悪く、仕上げ工数が
嵩み、また砂の回収性や廃砂によつて生ずる環境
破壊等の問題があり、また有機系粘結剤を使用す
るイソキユア法またはハードツクス法の場合に
は、鋳型の崩壊性及び砂の回収性は良好である
が、有毒なガスを使用するので作業環境衛生上好
ましくないだけでなく、鋳物にガス欠陥、スス欠
陥およびベーニング欠陥等が生じやすいという問
題がある。 このような問題を解消するために、レゾール型
ナトリウムフエノラート樹脂を有機エステルで硬
化させる技術（特開昭50−130627号公報参照）、
カリウムアルカリフエノールホルムアルデヒド樹
脂を有機エステルで硬化させる技術（特開昭58−
154433号公報参照）およびカリウムアルカリフエ
ノールホルムアルデヒド樹脂を蟻酸アルキルで硬
化させる技術（特開昭58−154434号公報）が提案
されている。 しかしながらこれらの技術においては、十分な
鋳型強度を得るためには骨材に対して比較的高い
添加率の粘結剤を使用しなければならないため、
鋳物にガス欠陥等が発生したり、鋳込後の鋳型の
崩壊性や砂の回収性が悪くなるばかりでなく、作
業環境衛生も悪化するという難点は依然として払
拭されていない。 発明が解決しようとする問題点 本発明は前記の問題点を解消し、骨材に対して
低添加率の粘結剤を使用して高強度の鋳型を製造
する方法を提供するためになされたものである。 問題点を解決するための手段 即ち本発明は、鋳物砂100重量部に対し、カリ
ウムアルカリレゾール型ビスフエノール樹脂水溶
液含有粘結剤0.5〜６重量部を含む組成物を鋳型
枠内へ成型し、該成型物に有機エステルガスを通
気させて硬化させることを特徴とする鋳型の製造
法（但し、カリウムアルカリレゾール型ビスフエ
ノール樹脂はビスフエノール１モルに対し、カリ
ウムを0.8モル以上、およびホルムアルデヒドを
1.4〜5.0モル反応させて得られるものである）に
関する。 本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂とは、一般式： ［式中、R₁およびR₂はそれぞれ独立して、水素
またはメチルを示す。］で表わされるビスフエノ
ールを水酸化カリウムの存在下ホルムアルデヒド
と反応させて得られるカリウムアルカリレゾール
型ビスフエノール樹脂である。 本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂のフエノール性水酸基の一部は
カリウム金属と反応している。カリウムの量はカ
リウム：ビスフエノールのモル比で0.8：１〜
2.4：１、好ましくは0.9：１〜2.0：１が適当であ
る。カリウムのモル比がビスフエノール１モルに
対して0.8以下の場合は樹脂分を50重量％にして
も粘度が20℃で数1000cp以上となり実用が困難
である。2.4以上のときは実用的な配合では鋳型
の圧縮強度が10Kg／cm²以下となり実用的でない。 ホルムアルデヒド：ビスフエノールのモル比は
1.4：１〜5.0：１、好ましくは1.7：１〜3.5：１
のものが適している。ホルムアルデヒドのモル比
がビスフエノール１モルに対して1.4以下では樹
脂分50重量％の粘度が20℃で1000cp以上となり、
実用が困難となり、かつ鋳型強度が不十分であ
り、5.0以上では未反応ホルムアルデヒドや鋳型
成型時鋳込時の脱ホルムアルデヒド反応により刺
激臭が多くなり実用的でない。 R₁およびR₂はそれぞれ独立して、水素または
メチル基である。特に好ましくは両者がメチル基
のもの、即ち、ビスフエノールＡのカリウムアル
カリレゾール型ホルムアルデヒド縮合物である。 本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂を用いると、従来のガス硬化型
のカリウムアルカリフエノールホルムアルデヒド
樹脂（例えば特開昭58−154434号公報）に比べて
骨材に対して低添加量でより優れた強度を備えた
鋳型を得ることができる。 本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂の有効固形分は、30〜70重量
％、より好ましくは、45〜65重量％含まれている
のがよい。 本発明に使用する鋳物砂用粘結剤には、上記樹
脂と鋳物砂との粘結性を改良するためカツプリン
グ剤を配合してもよい。カツプリング剤としては
チタネート、ボロン等を用いてもよいが、特に好
ましくはシランカツプリング剤である。シランカ
ツプリング剤の代表的な例は、３−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン等である。カツプリ
ング剤の使用量はカリウムアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂に対して0.05〜３重量％、より
好ましくは0.1〜１重量％である。 本発明に使用する樹脂組成物は上記カリウムア
ルカリレゾール型ビスフエノール樹脂を通常30〜
70重量％の水溶液に調製する。30重量％以下の樹
脂含有量では、水分量が多すぎ鋳型の強度発現が
充分ではなく、70重量％以上の樹脂含有量では粘
性が高くなり、取扱い上問題がある。 本発明に使用する粘結剤はさらに他の従来公知
の粘結剤、例えば、レゾール型フエノールホルム
アルデヒド樹脂等を含有していてもよい。 本発明に使用する粘結剤に配合し得る他の添加
剤としては、例えばアルコール類、グリコール類
等が例示される。 本発明方法においては、上記のようにして調製
されるカリウムアルカリレゾール型ビスフエノー
ル樹脂水溶液含有粘結剤を鋳物砂に配合し、この
配合物を所定の形状を有する鋳型枠内へ成型し、
該成型物に気化性有機エステル硬化剤をガス状で
通気させてこれを硬化させる。 硬化剤として用いることが出来る気化性有機エ
ステルとしては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ブチ
ロラクトン、カプロラクトン、エチレングリコー
ルモノアセテート、エチレングリコールジアセテ
ート、ジアセチン、トリアセチンなどが挙げられ
る。 硬化剤の使用量としてはカリウムアルカリレゾ
ール型ビスフエノール樹脂100重量部に対し５〜
40重量部、特に10〜30重量部が適当である。 さらに、鋳型製造用の木型や金型自体必ずしも
完全に密閉されていないため、ガス状の硬化剤は
通気中に木型や金型から漏れるためその様な場合
は更に多量の硬化剤を必要とする場合がある。 本発明に用いる鋳物砂としては珪砂、オリビン
砂、クロマイト砂、ジルコン砂等が挙げられる。
カリウムアルカリレゾール型ビスフエノール樹脂
の添加量は鋳物砂100重量部当り、0.5〜６重量
部、特に0.8〜３重量部である。 本発明を実施例により、具体的に説明する。 実施例 (1) ガス硬化型鋳物砂用粘結剤の製造： ビスフエノールA273ｇ、水381ｇを撹拌器、温
度計、コンデンサーを具えた１四ツ口フラスコ
に仕込み、撹拌しながら、95％水酸化カリウム
77.8ｇと92％パラホルムアルデヒド97.8ｇを徐々
に加え、95℃に加熱し、粘度が250cp（20℃）に
達するまで反応を継続し、カリウムアルカリレゾ
ール型ビスフエノール樹脂を調製した。40℃に冷
却後、0.4重量％の３−グリシドキシプロピルト
リメトキシシランを加え、30分撹拌した後冷却
し、樹脂分50重量％の粘結剤を得た。 (2) 標準試験片による強度試験： 珪砂（パールサンド）100重量部に対し、上記
粘結剤2.0重量部を加え１分間混合した、 この混合砂を標準の50φ×50hｍ／ｍ試験片に
成型し、該成型物に蟻酸メチルガスを通気させて
得られた硬化試験片の圧縮強さを表−１に示す。 (3) 耐水性試験： 上記標準試験片を水中に５秒間デイツピング
し、常温下に30分間放置した後の強度の低下率を
測定する耐水性試験を実施し、表−１に示す様な
結果が得られた。強度の低下率（％）は、式： 100−デイツピング30分後の圧縮強さ／デイツピング前
の圧縮強さ×100 から求めた。 (5) 崩壊性の評価試験 上記試験片をアルミニウム箔で包装して電気炉
内に入れ、所定温度で所定時間保持した後、取り
出して室温まで放冷し、圧縮強さを測定し、次式
から求めた残留強度率を表−１に示す： 加熱後の圧縮強さ／加熱前の圧縮強さ×100 比較例 (1) カリウムアルカリフエノールホルムアルデヒ
ド樹脂の製造： フエノール261ｇ、水279ｇを撹拌器、温度計、
コンデンサーを具えた１四ツ口フラスコに仕込
み、95％水酸化カリウム82ｇ、92％パラホルムア
ルデヒド181ｇを徐々に加えた。次いで、95℃に
加熱し粘度が150cp（20℃）に達するまで反応を
継続した後冷却し、0.4重量％のγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランを40℃で加え、樹脂分60
重量％の粘結剤を得た。 (2) 標準試験片による強度試験： 実施例と同様の手法により実施した。結果を表
１に示す。 (3) 耐水性試験： 実施例と同様の方法で測定した。結果を表−１
に示す。 (4) 崩壊性の評価試験： 実施例１と同様の方法で測定した。結果を表−
１に示す。

【表】

【表】 発明の効果 本発明方法によつて造型された鋳型は従来のナ
トリウムフエノラート樹脂またはカリウムアルカ
リフエノールホルムアルデヒド樹脂を用いて得ら
れる鋳型に比べ、低粘結剤量で高強度が得られる
特長があり、その結果、鋳物砂の回収が容易とな
り、鋳込時の鋳型から発生するガス発生量を減少
しガス欠陥の発生を抑制し、作業環境への悪影響
が少なくなるなど有益なものである。 従来、鋳物と鋳型間の焼着防止、鋳肌の改善
等々の目的で溶湯と接する鋳型表面に塗型が施工
される。かつてはアルコール性塗型剤が用いられ
てきたが、作業環境の悪化、危険物としての取扱
い上の問題で水性塗型剤へ移行しつつある。本発
明によつて造型された鋳型は、従来法によつて得
られる鋳型に比べ、耐水性が優れており、水性塗
型の旋工による強度低下は起らず非常に好ましい
性質であると言える。 また、本発明によつて造型された鋳型は高湿度
下に保管しても吸湿による強度劣化がほとんど起
こらず、従来法によつて得られる鋳型に比べて崩
壊性も良好で作業上有利である。 さらに本発明においては、従来のイソキユア法
やハードツクス法の場合のような有毒な硬化剤を
必要とせず、また、鋳物に対してガス欠陥等をも
たらす窒素分を含有しない粘結剤を使用するので
作業環境衛生上および鋳造品の品質上有利であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳物砂100重量部に対し、カリウムアルカリ
   レゾール型ビスフエノール樹脂水溶液含有粘結剤
   0.5〜６重量部を含む組成物を鋳型枠内へ成型し、
   該成型物に有機エステルガスを通気させて硬化さ
   せることを特徴とする鋳型の製造法（但し、カリ
   ウムアルカリレゾール型ビスフエノール樹脂はビ
   スフエノール１モルに対し、カリウムを0.8モル
   以上、およびホルムアルデビドを1.4〜5.0モル反
   応させて得られるものである）。 ２ 有機エステルが蟻酸メチル、蟻酸エチル、ブ
   チロラクトン、カプロラクトン、エチレングリコ
   ールモノアセテート、エチレングリコールジアセ
   テート、ジアセチンおよびトリアセチンから成る
   群から選択される気化性有機エステルである第１
   項記載の製造法。