JPH0455037A - ガス硬化性鋳型用粘結剤組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス硬化性鋳型用粘結剤組成物に関するもので
ある。更に詳しくは、本発明は耐火性粒状物にアルカリ
フェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし
て用い、これにガス状もしくはエロゾル状の有機エステ
ルを注入して鋳型を製造するガス硬化性鋳型製造法に用
いられる改良された鋳型用粘結側組成物に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、中、高速で鋳型を製造するにはフェノール樹脂を
粒状耐火物に被覆した所謂コーテツドサンドを加熱硬化
して鋳型を製造するクローニング法が巾広く使用されて
いる。

しかし、鋳型製造時の省エネルギー、鋳型生産速度、更
に鋳型、鋳物の品質を改善するため、ガス状もしくはエ
ロゾル状物質で常温硬化させるコールドボックス鋳型製
造法が、クローニング法を代替する鋳型の製造法として
鋳物業界で真剣に導入が試みられて来ている。

コールドボックス法にはフラン系樹脂を代表とする酸硬
化性樹脂を過酸化物を酸化側として二酸化硫黄により硬
化させる酸硬化コールドボックスと、ポリオールとポリ
イソシアネートとをエロゾル状の第３級アミンを触媒と
して硬化するウレタンコールドボックスが代表的なもの
である。

この中でウレタンコールドボックスを使用した鋳型は、
鋳物製造時の鋳砂の崩壊性が悪いとか、砂かみ、すくわ
れ、ピンホール、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生し易い等
の欠点がある。

それに対して酸硬化コールドボックスは前記の難点を解
決する方法として近年急速に注目を集めているが、数々
の利点を有する一方、しみつき等の課題もあり、更に改
良が検討されている。

上記のように、コールドボックスも今後更に汎用的な造
型法とする為に更に改良された粘結剤の開発が望まれて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記目的の鋳型造型法の一つとして、アルカリフェノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂を粘結剤とし、これにガス状
もしくはエロゾル状の有機エステルを注入する鋳型造型
法が特開昭５８−１５４４３４号公報により公知である
。

しかし、従来のＴ−アミノプロピルトリエトキシシラン
などのアミノ系シランカップリング剤を含有するアルカ
リフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤と
した場合、鋳型強度が極めて低く、溶湯により鋳型が侵
蝕されたり、多量の樹脂を用いる為に、注湯時のガス発
注量が増大したりして、鋳物品質の低下の原因となる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題点を改良すべく、鋭意研究の結
果、特定の構造を有するシランカップリング剤を含有す
るアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を
粘結剤とすることにより、低レベルの樹脂量で鋳型最終
強度を低下させることなく、初期強度が大幅に改善され
ることを見い出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、耐火性粒状物にアルカリフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤として用い、これ
にガス状もしくは、エロゾル状の有機エステルを注入し
て鋳型を製造するガス硬化性鋳型製造法に用いられる粘
結剤組成物であって、分子中にエポキシド構造及び３個
の加水分解性基を持つシランカップリング剤を含有する
ことを特徴とするガス硬化性鋳型用粘結剤組成物に係わ
るものであり、本発明の粘結剤組成物を用いることによ
り、鋳型最終強度を低下させることなく、鋳型の初期強
度を大幅に改善することができる−０ 本発明におし才るアルカリフェノールーホルムアルデ、
ヒト樹脂は公知の方法により得ることができるが１、通
常所定量のにＯＨ水溶液を反応触媒として用い一フェノ
ールとホルムアルデヒドを適当な分子量に達するまで反
応させた後、所定量のＫＯＨ水溶液、あるいはＮａＯＨ
水溶液を加えて製造される。

本発明において、アルカリフェノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂水溶液に添加するシランカップリング剤は、分子
中にエポキシド構造及び３個の加水分解性基を持つもの
であり、その添加量はアルカリフェノール−ホルムアル
デヒド樹脂水溶液に対して０．０５〜３重置％が好まし
い。

本発明に用いられる分子中にエポキシド構造及び３個の
加水分解性基を有するシランカップリング剤としては、
Ｔ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、β−（
３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシ
シラン、ｒ　−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン等が挙げられる。

シランカップリング剤であっても、分子中にエポキシド
構造を持たないアミノシラン、あるいはビニルシラン、
また、エポキシド構造を有するものでも加水分解性基が
２個以下である場合には鋳型強度の低下が大きい。

本発明におけるフェノールーホルムアルデ５ヒト樹脂製
造時の反応触媒は通常ＫＯＨが用いられるが、所定量の
ＫＯＨの全量を反応触媒として用いても良いし、また触
媒として必要最小限の量以外は反応後場台によってはＮ
ａＯＨやＬｉｏｎと一緒に添加することも可能である。

但し、粘結剤中の全アルカリとフェノールのモル比は０
．３：１〜１．２：１が好ましい。

また本発明におけるアルカリフェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂は水溶液として得られるが、水溶液中の固型物
含量は５０〜７５重量％であることが望ましい。

本発明におけるフェノール−ホルムアルデヒド樹脂製造
反応時のホルムアルデヒドとフェノールのモル比は１．
５：１〜２．５：１の範囲が好ましい。ホルムアルデヒ
ド量が上記範囲より小さい場合は鋳型強度の低下が大き
い。また上記範囲よりも大きい場合は樹脂中に未反応の
ホルムアルデヒドが残存し易く、作業環境を悪化させる
。

本発明の粘結剤組成物を用いて鋳型を製造するには、先
ず耐火性粒状物１００重量部に、分子中にエポキシド構
造及び３個の加水分解性基を有するシランカップリング
剤を含有するアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂水溶液０．４〜１５重量部を加えた混練砂を手込めも
しくは加圧空気でのブローイングにより模型中に充填し
、次いでガス状もしくはエロゾル状の有機エステル０．
０５〜９重量部を吹き込む。

用いられる有機エステルとしてはアルキル基の炭素数が
１〜３であるギ酸アルキル、好ましくはギ酸メチルが挙
げられる。

また、耐火性粒状物としては石英質を主成分とする珪砂
の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリピン砂等の無機
耐火性粒状物が使用されるが、特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１〜６及び比較例１〜７ 所定のＫＯＨとフェノールのモル比で定められる量の５
０％ＫＯＨ水溶液中にフェノールを加え、撹拌・溶解し
た。この溶液を８０℃に保ちながら、フェノールに対し
、２モル倍の５０％ホルムアルデヒド水溶液を徐々に加
えた。そして反応溶液中にフェノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂の重量平均分子量が２０００に達する時点の溶液
粘度まで８０°Ｃで反応した。

反応後室部まで冷却し、ＫＯＨとフェノールのモル比が
０．８５／　１になる様に５０％にＯＨ水溶液を加え、
アルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を得
た。これに更に表−１に示す種々のシランカップリング
剤を樹脂水溶液に添加し、粘結剤（固形物含量５０％）
を得た。

得られた粘結剤水溶液２重量部を珪砂１００重量部に添
加混練し、直ちに５０１１ＩｌφＸ　５０ａ＋ｎ＋ｈの
ガス硬化用テスト模型に充填し、０．８重量部のガス状
のギ酸メチルを模型中に注入し、テスト鋳型の圧縮強度
（ｋｇ／ｃ■２）を測定した。

結果を表−１に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　耐火性粒状物にアルカリフェノール−ホルムアルデ
   ヒド樹脂水溶液を粘結剤として用い、これにガス状もし
   くはエロゾル状の有機エステルを注入して鋳型を製造す
   るガス硬化性鋳型製造法に用いられる粘結剤組成物であ
   って、分子中にエポキシド構造及び３個の加水分解性基
   を持つシランカップリング剤を含有することを特徴とす
   るガス硬化性鋳型用粘結剤組成物。 ２　アルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液
   に対してシランカップリング剤を０．０５〜３重量％含
   有する特許請求の範囲第１項記載の組成物。