JPH0346213B2

JPH0346213B2 -

Info

Publication number: JPH0346213B2
Application number: JP60180904A
Authority: JP
Inventors: Mikihiro Hiramatsu; Akira Manji; Mitsuo Yokoi
Original assignee: KOBE RIKAGAKU KOGYO KK
Current assignee: KOBE RIKAGAKU KOGYO KK
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1991-07-15
Also published as: JPS6240948A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は鋳型の製造法に関する。従来技術鋳物砂用粘結剤として、従来水ガラス等を用い
る無機系粘結剤とフラン樹脂、フエノール樹脂等
を用いる有機粘結剤が知られている。無機系粘結剤は鋳込後の鋳型の崩壊性が悪く、
仕上げ工数が嵩み、また砂の回収性に問題があ
り、廃砂によつて生ずる環境破壊等々の問題があ
る。有機系粘結剤では無機系粘結剤の欠点である鋳
型の崩壊性及び砂の回収性は良好であるが、フラ
ン自硬性粘結剤では硬化触媒に主に有機スルホン
酸を用いるため硫黄が球状化黒鉛鋳鉄における球
状化阻害、浸硫などの鋳物に対して悪影響を及ぼ
す。また、従来一般に知られている自硬性フエノ
ール樹脂は主として、レゾール型フエノールホル
ムアルデヒド樹脂であり、これに使用する硬化触
媒も有機スルホン酸を用いるため、フラン自硬性
粘結剤と同様な欠点を有する。この様な欠点を解消する目的で、粘結剤にレゾ
ール型ナトリウムフエノラート樹脂を適用するこ
とが特開昭50−130627号公報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適用する
ことが特開昭58−154433号公報に示されている。
しかし、上記粘結剤では鋳型用骨材に対する添加
率を高くしないと鋳型として充分な強度を示さ
ず、粘結剤添加率を高くすると、鋳造作業時の環
境への悪影響、さらに鋳物へのガス欠陥等の悪影
響及び鋳込後の鋳型の崩壊性、砂の回収性が悪く
なる。発明が解決しようとする問題点本発明は従来の常温自硬性型の無機あるいは有
機粘結剤の欠点を解消し、鋳型用骨材に対し低添
加率で高い強度の鋳型を常温で製造するための方
法、特に樹脂組成物の粘度の経時変化が少ない、
耐湿性に優れた鋳型を得る方法を提供することを
目的とする。問題点を解決するための手段本発明は鋳物砂100重量部に対し、アルカリレ
ゾール型ビスフエノール樹脂30〜70重量％を含む
鋳物砂用粘結剤水溶液0.5〜６重量部および低分
子量有機カルボン酸エステル類およびラクトン類
からなる群から選ばれる有機エステルを上記粘結
剤水溶液100重量部当り10〜40重量部を混合し、
所定形状に成型し、常温硬化させることを特徴と
する鋳型の製造法に関する。本発明に用いる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
またはメチル基を示す〕で表わされるビスフエノ
ール化合物をアルカリ性アルカリ金属化合物の存
在下、ホルムアルデヒドと反応させて得られるア
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少なくとも一部
はアルカリで中和されている。アルカリとしては
アルカリ金属を用いるが、その内、特に水酸化カ
リウムが好ましい。アルカリの量はアルカリ：ビ
スフエノールのモル比で1.2：１〜2.4：１、好ま
しくは1.7：１〜2.1：１が適当である。モル比
1.2：１以下では、樹脂の水溶性が悪くなり、
2.4：１以上のモル比では不十分な強度しか得ら
れず実用的ではない。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。1.4：１以下のモル比では
強度が不十分で実用的ではない。また、5.0：１
以上のモル比では、樹脂中の残留ホルムアルデヒ
ド濃度が高くなりこれの刺激臭により、作業環境
が悪化する。 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。本発明に係るアルカリレゾール型ビスフエノー
ル樹脂を用いると、従来のアルカリレゾール型フ
エノール樹脂（例えば特開昭50−130627号公報）
に比べて鋳型骨材に対し低添加率でより優れた強
度を備えた鋳型を得ることができる。本発明に係る鋳物砂用粘結剤水溶液には、前記
アルカリレゾール型ビスフエノール樹脂および水
を含み、さらに上記樹脂と鋳物砂との粘結性を改
良するためのカツプリング剤、その他の粘結用樹
脂類、溶剤類等を配合してもよい。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アル
カリレゾール型ビスフエノール樹脂水溶液に対し
て0.05〜３重量％、より好ましくは0.1〜１重量
％である。本発明に用いる鋳物砂用粘結剤水溶液は上記ア
ルカリレゾール型ビスフエノール樹脂を通常30〜
70重量％、より好ましくは45〜65重量％含む。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。本発明に係る粘結剤水溶液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配合して用いてもよい。本発明に係る粘結剤水溶液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
類等の溶剤類が例示される。本発明方法において、鋳物砂に鋳物砂粘結剤水
溶液および硬化剤を同時に配合してもよく、予
め、鋳物砂に粘結剤水溶液を混合し、次いで硬化
剤を配合してもよく、あるいは鋳物砂と硬化剤を
予め混合したものに粘結剤水溶液を混合してもよ
い。また、鋳型を製造する直前に粘結剤水溶液と
硬化剤を混合し、これと鋳物砂とを混合してもよ
い。鋳物砂と硬化剤を予め混合しておくと、最も
配合量の少ない硬化剤を鋳物砂に均一に混合する
ことができ、局部的な急速硬化が避けられ、また
混合状態で鋳物砂を保存できるので、工業的生産
性の点で有利であるが、本発明はこれに限定され
るものではない。各成分を混合した後、所定の形
状に成形して常温硬化させる。硬化剤として用いることが出来る有機エステル
としては、低分子量有機カルボン酸エステル類と
ラクトン類がある。低分子量有機カルボン酸エス
テル類としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、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；ラクトン類としてはブチロラクトン、カプロ
ラクトンなどが挙げられる。硬化剤の使用量としてはアルカリレゾール型ビ
スフエノール樹脂水溶液100重量部に対し10〜40
重量部、特に20〜30重量部が適当である。硬化剤
の使用量が樹脂水溶液100重量部に対し10重量部
未満では鋳型強度が不足し、40重量部を越える
と、硬化剤を増加させた割に鋳型強度の上昇がわ
ずかであり、経済的な理由とガス発生量の増大を
きたすため実用的でない。本発明に用いる粘結剤水溶液を適用し得る鋳物
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。アルカリレゾール型
ビスフエノール樹脂水溶液の添加量は鋳物砂100
重量部当り0.5〜６重量部、特に0.8〜３重量部で
ある。0.5重量部未満では鋳型強度が不足し、通
常鋳物に要請される強度は６重量部で十分に達成
される。また、樹脂量が６重量部を越えるとガス
発生量が増大し鋳物の品質に悪影響を及ぼす場合
がある。本発明を実施例により、具体的に説明する。実施例１ (1) 鋳物砂用粘結剤の製造：ビスフエノールA228ｇ、水332ｇ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、水酸化カリウム112ｇ
と92％パラホルムアルデヒド81.5ｇを徐々に加
え、95℃に加熱し、粘度が80cp（20℃）に達する
まで反応を継続し、アルカリレゾール型ビスフエ
ノール樹脂水溶液を調製した。60℃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（フリーマントル砂）100重量部に対し、
硬化剤のトリアセチンを0.45重量部加え撹拌器で
１分間混合した後、上記粘結剤1.5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、常温で所定時間静置した後強度試験を実
施した。得られた経時圧縮強度を表−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−２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。 (4) 粘結剤の経時変化：上記粘結剤を40±２℃の恒温槽に放置した場合
の経時粘度変化をＢ型粘度計にて測定した。結果
を表−３に示した。粘度測定温度は20℃とした。比較例１ (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188ｇ、水146ｇ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、水酸化カリウム118ｇ、92％パラホルムアル
デヒド130ｇを徐々に加えた。次いで、95℃加熱
し粘度が250cp（20℃）に達するままで反応を継
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65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１と同様の手法により実施した。結果を
表−１に示した。 (3) 耐水性試験：実施例１と同様の方法で測定した。結果を表−
２に示した。 (4) 粘結剤経時変化：実施例１と同様の方法で測定した。結果を表−
３に示した。

【表】

【表】発明の効果本発明方法で製造された鋳型は従来技術のナト
リウムフエノラート樹脂、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た方法に比
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
明に係る鋳物砂用粘結剤水溶液によつて造型され
た鋳型は、従来技術に比べ、特に耐水性が優れて
おり、水性塗型の施工による強度低下は全く起ら
ず非常に好ましい性質であると言える。また、本発明に係る鋳物砂用粘結剤水溶液で造
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らず、作業上非常に有利で
ある。さらに、本発明に係る粘結剤水溶液は高温度下
に保管しても、粘度上昇が少なく、実際的な作業
面での粘結剤の取扱がたやすくなる。また、従来からの有機系粘結剤は酸硬化のもの
が多く、生型、CO₂型と組合せて用いることが出
来なかつたが、本発明方法で得られる鋳型は酸硬
化型でないため、生型、CO₂型と組合せて用いる
ことができ、そのメリツトは大きい。本発明は、有機粘結剤、特にフラン自硬性鋳型
の様に、硬化触媒にスルホン酸を用いることな
く、また粘結剤中に鋳物に対しピンホール等のガ
ス欠陥を引起す窒素分を含まず、鋳込時の境環汚
染、浸硫、球状化阻害、ピンホール等々の鋳造欠
陥を減少することが出来る鋳型の製造法を提供し
得る。

Claims

【特許請求の範囲】１鋳物砂100重量部に対し、アルカリレゾール
型ビスフエノール樹脂30〜70重量％を含む鋳物砂
用粘結剤水溶液0.5〜６重量部および低分子量有
機カルボン酸エステル類およびラクトン類からな
る群から選ばれる有機エステルを上記粘結剤水溶
液100重量部当り10〜40重量部を混合し、所定形
状に成型し、常温硬化させることを特徴とする鋳
型の製造法。２低分子量有機カルボン酸エステル類またはラ
クトン類を鋳物砂に予め混合した後、粘結剤を添
加する第１項記載の方法。