JPH04371347A - 高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧で軽合金を鋳造す
るダイカストにおいてアンダーカット部に適用される砂
中子を製造する際に用いられる粘結剤組成物に関するも
のである。更に詳しくは、数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数　
１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合金を鋳造するダイカ
ストにおいてアンダーカット部に適用される砂中子を耐
火性粒状骨材に粘結剤樹脂と酸化剤を添加混練した混合
物を二酸化硫黄により成形して製造する際に用いられる
高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
中空製品あるいはアンダーカット製品を圧力鋳造で製造
する場合、製品を分割して鋳造した後、溶接その他の工
法で組み立てる方法で行われている。

【０００３】しかし、崩壊性砂中子が使用できれば複雑
な形状の製品の一体成型鋳造が可能になり、鋳物品質の
向上及びコスト・メリットが期待できる。このような崩
壊性砂中子の一部としては塩中子が使用されている。塩
中子は複雑な形状の中子の成型が難しく、更には、専用
の金型及び成型機が必要であるためコスト高になり、省
エネルギー、合理化のためにも代替する崩壊性砂中子が
要求されている。砂中子成型プロセスとしては、耐火性
粒状骨材にフェノールノボラック樹脂を被覆した、所謂
レジンコーテッドサンドを成型して熱硬化させるシェル
モールド法が幅広く使用されているが、シェル砂中子は
崩壊性が悪く、バラシ工程で砂型を取り出すために熱処
理を施す必要があり、工程数が増える等好ましくない。

【０００４】崩壊性の良いプロセスとしては、耐火性粒
状骨材に酸硬化性樹脂と過酸化物組成物を添加混練し成
型した砂型に、ガス状又はエロゾル状の二酸化硫黄を吹
き込んで砂中子を製造するフランコールドボックス法等
が挙げられる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは高速鋳型造
型法の中でも崩壊性の良いフランコールドボックス法に
比べ、更に崩壊性を改良せしめるべく鋭意研究の結果、
本発明を完成するに到ったものである。即ち、本発明は
数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数　１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧
力で軽合金を鋳造するダイカストにおいてアンダーカッ
ト部に適用される砂中子を、耐火性粒状骨材に粘結剤樹
脂と酸化剤を添加混練した混合物を二酸化硫黄により成
型して製造する方法に使用する粘結剤組成物であって、
分子内に２以上のエポキシ基、ビニル基、及びビニリデ
ン基のうちいずれか１種以上を有する化合物を主成分と
する事を特徴とする高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物。

【０００６】本発明に用いられる分子内に２以上のエポ
キシ基を含有する化合物として好ましいものは、分子内
に少なくとも１つの芳香環を持つ化合物、例えば、ビス
フェノールＡジグリシジルエーテル、　１，４−ジグリ
シジルオキシベンゼン、ジグリシジルサリチレート、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂等である。更に好ましいものは、次
の一般式（Ｉ）又は、（ＩＩ）で表わされる、例えばフ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂等の化合物の単独又は２種以上の混
合又はこれらを含む組成物が挙げられる。

【０００７】

【化４】

【０００８】（式中、ｎ　は０〜１０までの整数であり
、ｍ　は０〜４までの整数、Ｒ　は炭素数１〜１２まで
の炭化水素基、Ｘ　はＨ　又はメチル基を表わす）

【０
００９】

【化５】

【００１０】（式中、Ｘ　　は、−ＣＨ２Ｏ−又は−Ｃ
Ｈ２ＯＣＯ−、　Ｌは０以上の整数、ｎ　は０以上の整
数、ｍ　は１以上の整数）これらの分子内に２以上のエ
ポキシ基を含有する化合物として更に好ましいものは次
の一般式（ＩＩＩ）　で表わされる、例えば、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂等の化合物の単独又は２以
上の混合物又はこれらを含む混合物が挙げられる。

【００１１】

【化６】

【００１２】（式中、ｎ　は０〜１０までの整数を表す
）又、本発明に用いられる分子内に２以上のビニル基又
はビニリデン基を含有する化合物として好ましいものは
、分子内に少なくとも１つの芳香環を有し、更に２以上
のアクリレート基、メタクリレート基或はアリル基を有
する化合物、例えば、ビスフェノールＡジメタクリレー
ト、フタル酸ジアリル、トリメリット酸トリアリル、ビ
スフェノールＡジグリシジルエーテルジメタクリレート
等の単独又は２種以上の混合物又はこれらを含む組成物
である。更に好ましいものは分子内に２以上のアリル基
を含有する化合物であり、特に次の一般式（ＩＶ）で表
わされる、例えばトリメリット酸トリアリル、フタル酸
ジアリル等の化合物の単独又はこれを含む組成物が挙げ
られる。

【００１３】

【化７】

【００１４】（式中、ｎ　は２〜６までの整数を表わす
）尚、本発明で使用する分子内に２以上のエポキシ基を
含有する化合物、及び分子内に２以上のビニル基又はビ
ニリデン基を含有する化合物には、製造上の未反応物が
含まれるが、その未反応物が１０％以下であれば、本発
明による鋳型の製造に好適である。

【００１５】本発明に用いられる１分子中に少なくとも
１つのエポキシ基及び／または少なくとも１つのビニル
基及び／又はビニリデン基を有する化合物として好まし
い一群のものは、下記（１）　〜（４）　に示すエポキ
シ化合物とアクリル酸、メタクリル酸の少なくとも１種
より誘導されるハーフエステルの如き、分子内に少なく
とも１つの芳香環を含有する化合物である。 （１）　フェノール類及びフェノール類ノボラック型オ
リゴマーとエピクロルヒドリンとの反応で誘導されるエ
ポキシ化合物。 （２）　芳香族多価カルボン酸とエピクロルヒドリンと
の反応で誘導されるエポキシ化合物。 （３）　ビニルフェノール、ビニル安息香酸等の活性水
素を持ったスチレン誘導体とエピクロルヒドリンとの反
応で誘導されるエポキシ化合物のラジカル重合体。 （４）　ビニルフェノール、ビニル安息香酸等の活性水
素を持ったスチレン誘導体のラジカル重合体とエピクロ
ルヒドリンとの反応で誘導されるエポキシ化合物。又、
本発明に用いられる１分子中に少なくとも１つのエポキ
シ基と少なくとも１つのビニル基、又はビニリデン基を
含有する化合物として好ましい他の一群のものは、例え
ばフェノールノボラック型エポキシ樹脂とアクリル酸の
ハーフエステル、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
とメタクリル酸のハーフエステル、ビスフェノールＡジ
グリシジルエーテルとメタクリル酸のハーフエステル、
ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸の
ハーフエステル、４−ビニルフェニルグリシジルエーテ
ルの重合物とメタクリル酸のハーフエステル、４−ビニ
ルフェニルグリシジルエーテルの重合物とアクリル酸の
ハーフエステル等である。これらの化合物は単独又は２
種以上の混合物又はこれらを含む組成物として用いるこ
とができる。

【００１６】又、本発明に用いられる１分子中のエポキ
シ基と、ビニル基とビニリデン基との和との比が平均　
０．２〜１．０　であることが好ましい。更に好ましく
は両者の比が０．４〜０．７　である。０．２　未満で
は、崩壊性の改善が不充分な場合があり、１．０　を超
えると鋳型強度が低下する傾向が認められる。又、本発
明に用いられる過酸化物として好ましいものとしては、
分子中に少なくとも１つの芳香環を有する化合物の単独
又は２種以上の混合物又はこれらを含む組成物が挙げら
れる。最も好ましくは、芳香族ハイドロパーオキサイド
の単独又は２種以上の混合物又はこれらを含む組成物で
ある。

【００１７】又、本発明においては、粘性の調整等で溶
剤を使用しても良く、基本的には全ての溶剤が使用でき
る。好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族系の溶剤、又はメチレンクロライド、　１，１，１
−トリクロルエタンなどのハロゲン系溶剤の単独又は２
種以上の混合物が挙げられる。更に、本発明において粘
結剤樹脂中に鋳型の表面安定性、耐湿性を改善する目的
でシランカップリング剤等を含有させる等、公知の添加
剤を併用することもできる。

【００１８】本発明に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
マイト砂等を使用するのが好適である。通常、耐火性粒
状骨材　１００重量部に対して粘結剤組成物　０．５〜
３重量部、過酸化物　０．１〜２重量部が使用される。 本発明の粘結剤組成物を使用して製造された砂中子は、
表面に従来一般に知られている表面被覆剤、即ちジルコ
ンフラワー、合成雲母、コロイダルシリカ等の耐火物及
び糖蜜、ヘントナイト等のバインダー成分を水、低級ア
ルコール等に混合して成る表面被覆剤を塗布・乾燥せし
めて皮膜を形成した後に、金型内にセットし、数１０ｋ
ｇ／ｃｍ２　〜数　１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合
金をダイカスト機で鋳造する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない
。 実施例１及び比較例１ 粘結剤組成物として、表１に示す本発明にかかるエポキ
シ化合物とアクリル化合物を含む組成物、及び比較のた
めに従来より使用されているフラン樹脂を用い、又表１
に示す過酸化物を酸化剤として用いて、鋳型を成形した
。比較のためシェル砂を加熱硬化法にて成形した。鋳型
の成形はオーストラリア産フラタリー硅砂　１，０００
重量部に粘結剤樹脂１２重量部、過酸化物４重量部を添
加混練した砂混合物を、５０ｍ／ｍ　φ×５０ｍ／ｍ　
の円柱状模型に充填した後、ＳＯ２　ガスを１秒間、加
圧空気を５秒間通気して砂中子を成型した。シェルの円
柱状砂中子はレジンコーテッドサンド（ＲｅｓｉｎＣｏ
ａｔｅｄ　Ｓａｎｄ，ＲＣＳ）　をシェル用垂直割造型
機に空気圧　１．５Ｋｇ／ｃｍ２にて吹き込み、硬化温
度　３００℃で１分間焼成して成型した。成型した砂中
子にジルコンフラワー７０重量部、合成雲母２０重量部
、コロイダルシリカ１０重量部、ヘントナイト５重量部
、糖蜜２重量部、及び水４０重量部より成る表面被覆剤
を塗布・乾燥せしめて皮膜を形成した後に、金型内にセ
ットし、１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力でアルミニウム合
金（材質ＡＣ−４Ｃ）をダイカスト機で鋳造し砂の振出
し性を評価した。その結果を表１に示す。

【００２０】実施例２及び比較例２ 粘結剤組成物として、表１に示す本発明にかかる１分子
中に少なくとも１つのエポキシ基及び／又は少なくとも
１つのビニル基及び／又はビニリデン基を含有する化合
物及び比較のため従来より使用されているフラン樹脂を
、表２に示す過酸化物を酸化剤として用いて、鋳型を成
形した。又比較のためシェル砂を加熱硬化法にて表１と
同様に成形した。鋳型の成型及び砂の振出性の評価は実
施例１及び比較例１と同様に行った。その結果を表２に
示す。

【００２１】

【発明の効果】本発明の粘結剤組成物を使用すれば、従
来の製造法によって得られる鋳型に比べ優れた鋳型の崩
壊性（砂の振出し性）が得られる。その結果、高圧鋳造
に於けるバラシ工程を大幅に削減でき、実用上非常に有
益なものとなる。

【００２２】

【表１】

【００２３】注）実施例１−１〜１−１１は１８％の溶
剤として　１，１，１−トリクロルエタンを含む。 　　　　崩壊率９０％に到達するコアノック時間　　　
　０〜２０ｓｅｃ　　　○　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２０〜４０ｓｅｃ　　　△　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４０ｓｅｃ　以上　　×

【００２４】

【表２】

【００２５】注）実施例２−１〜２−１１は１８％の溶
剤として　１，１，１−トリクロルエタンを含む。 　　　　崩壊率９０％に到達するコアノック時間　　　
　０〜２０ｓｅｃ　　　○　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２０〜４０ｓｅｃ　　　△　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４０ｓｅｃ　以上　　×

【００２６】

【化８】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数　１００ｋ
   ｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合金を鋳造するダイカストにお
   いてアンダーカット部に適用される砂中子を、耐火性粒
   状骨材に粘結剤樹脂と酸化剤を添加混練した混合物を二
   酸化硫黄により成型して製造する方法に使用する粘結剤
   組成物であって、分子内に２以上のエポキシ基、ビニル
   基、及びビニリデン基のうちいずれか１種以上を有する
   化合物を主成分とする事を特徴とする高圧鋳造砂中子用
   粘結剤組成物。
2. 【請求項２】　　化合物が、更に芳香環を有する請求項
   １記載の粘結剤組成物。
3. 【請求項３】　　化合物が、一般式（Ｉ）　又は（ＩＩ
   ）で表わされる請求項２記載の粘結剤組成物。 【化１】 （式中、ｎ　は０〜１０までの整数であり、ｍ　は０〜
   ４までの整数、Ｒ　は炭素数１〜１２までの炭化水素基
   、Ｘ　はＨ　又はメチル基を表わす） 【化２】 （式中、Ｘ　　は、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＣＨ２ＯＣＯ−
   、　Ｌは０以上の整数、ｎ　は０以上の整数、ｍ　は１
   以上の整数）
4. 【請求項４】　　化合物が、更に２個以上
   のアクリレート基、メタクリレート基、及びアリル基の
   いずれか１種以上を有する請求項２記載の粘結剤組成物
   。
5. 【請求項５】　　化合物が、一般式（ＩＶ）で表わされ
   る請求項４記載の粘結剤組成物。 【化３】 （式中、ｎ　は２〜６までの整数を表す）
6. 【請求項６】
   　　化合物が、１個以上のエポキシ基と１個以上のビニ
   ル基及び／又はビニリデン基とを有する請求項１又は２
   記載の粘結剤組成物。
7. 【請求項７】　　１分子中のエポキシ基と、ビニル基と
   ビニリデン基との和との比が平均　０．２〜１．０　で
   ある請求項６記載の粘結剤組成物。