JPH0573495B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は加熱硬化製造方法に於いて鋳型を製造
する際に用いられる硬化剤組成物に関するもので
ある。更に詳しくは、耐火性粒状骨材と酸硬化性
樹脂との混合物を硬化させるための加熱硬化鋳型
用硬化剤組成物に関するものである。 〔従来の技術及びその問題点〕 従来、加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性
粒状骨材にフエノールノボラツク樹脂を被覆し、
ヘキサメチレンテトラミンを触媒として約300℃
近辺で加熱硬化せしめる、所謂シエルモールド法
がある。この加熱硬化法は設備的に簡便であり、
作業的に使用しやすい等の利点により現在加熱硬
化鋳製造法としては最も多く使用されている。し
かしながら、硬化時間が長く、硬化温度が高いた
め、金型の歪、鋳型の歪が多く、鋳型のバリ取り
作業が欠かせず、また寸法精度も不充分であつ
た。更に硬化温度が高い事による作業環境の劣悪
さ及びフエノール樹脂、ヘキサメチレンテトラミ
ンの熱分解臭気による作業環境の汚染も著しく、
これらの大幅な改善が望まれていた。 また、250℃近辺で、耐火性粒状骨材にフエノ
ールレゾール樹脂やフラン分の少ないフエノール
又は尿素／ホルマリン変性フラン樹脂等の酸硬化
性樹脂と、塩化アンモニウム、シユウ酸等の硬化
触媒を混じた混合物を加熱硬化する、所謂ホツト
ボツクス法がある。これは硬化時間もシエルモー
ルド法よりは短く、温度による歪、寸法精度や熱
的作業環境の面でも改善されるが、更に硬化時間
の短縮、鋳型の物性向上、作業環境の改善が望ま
れている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究
の結果、特定のスルホン酸塩と塩化第二銅又は／
及び塩化第二鉄とを含有する硬化剤が他の性能を
低下させることなく、大幅に鋳型の硬化速度を向
上せしめることを見出し本発明を完成するに致つ
た。 即ち、本発明は、耐火性粒状骨材100重量部に
対して、酸硬化性樹脂0.5〜５重量部及び硬化剤
組成物0.1〜３重量部からなる混合物を用いて鋳
型を成型する際に用いられる硬化剤組成物であつ
て、弱塩基と低級脂肪族スルホン酸又は／及び芳
香族スルホン酸の塩と、塩化第二銅又は／及び塩
化第二鉄とを含有することを特徴とする加熱硬化
鋳型用硬化剤組成物を提供するものである。 本発明において、低級脂肪族スルホン酸として
は、例えばメタンスルホン酸等の低級アルキルス
ルホン酸が挙げられ、また芳香族スルホン酸とし
ては、例ればベンゼンスルホン酸、フエノールス
ルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホ
ン酸等が挙げられる。また、本発明において、弱
塩基としては、例えばアルミウム、銅、亜鉛、鉄
等の金属塩が挙げられる。 即ち、本発明における弱塩基と低級脂肪族スル
ホン酸又は／及び芳香族スルホン酸の塩は、上記
スルホン酸と上記弱塩基を反応させて得られる塩
であり、特にベンゼンスルホン酸、フエノールス
ルホン酸、トルエンスルホン酸またはキシレンス
ルホン酸の少なくとも１種と、銅または鉄の少な
くとも１種との塩が好ましい。 本発明においけ弱塩基と低級脂肪酸スルホン酸
又は／及び芳香族スルホン酸の塩(A)の硬化剤組成
物中における含有量は0.5〜50重量％が好ましく、
更に好ましくは５〜40重量％である。 また、本発明における塩化第二銅又は／及び塩
化第二鉄(B)の硬化剤組成物中における含有量は２
〜45重量％が好ましく、更に好ましくは５〜30重
量％である。 更に、本発明における弱塩基と低級脂肪族スル
ホン酸又は／及ぶ芳香族スルホン酸の塩(A)と、塩
化第二銅又は／及び塩基第二鉄の少なくとも１種
(B)との重量比(A)／(B)は１／９〜６／４の範囲が好
ましく、(A)／(B)をこの範囲に保つことにより、硬
化速度は更に向上する。(A)／(B)が上記範囲よりも
大きくなると、鋳型内部の硬化が不充分となり、
強度低下を引き起こす。また(A)／(B)が上記範囲よ
りも小さくなると可使時間が短くなり、鋳型強度
の低下を招き、鋳型の表面安定性が損なわれる。 上記可使用時間というのは、実質部分の重合反
応が起こり始めるまで硬化剤組成物を樹脂と混合
したままの状態で保持し得る時間を意味する。可
使時間が比較的短い硬化系の場合、材料を混合す
る鋳造職人による反復作動努力を必要とするか、
または早期硬化、即ち砂による中子素材を形成す
べき金型またはパターンに入れる前に硬化した材
料を廃棄さぜるを得ないために起きる薬剤浪費を
来すようになる。 尚、本発明における硬化剤組成物は通常水や溶
剤の溶液として用いられるが、硬化剤溶液中に澱
粉、コーンスターチ、グルコース、デキストリン
等の糖類およびその誘導体を含有させることもで
きる。 本発明の硬化剤組成物を用いて鋳型を製造する
際の硬化剤組成物の添加量は、酸硬化性樹脂100
重量部に対して10〜100重量部が好ましく、更に
好ましくは15〜50重量部である。 本発明に用いられる酸硬化性樹脂は、フルフリ
ルアルコール、フルヒルアルコールとアルデヒド
の縮合物、フエノール化合物とアルデヒドの縮合
物の単独もしく少なくとも１種以上の混合物或い
は共縮合せしめた縮合物を主体とする樹脂であ
り、用いられるフエノール化合物としては、例え
ばフエノール、クレゾール、キシレート、レゾル
シン、メチレンビスフエノール、カテコール等が
挙げられ、好ましくはフエノール、クレゾール、
キシレノールである。 また、本発明に用いられる酸硬化性樹脂には変
性剤として例えば、尿素や尿素／アルデヒド縮合
物を混合もしくは共縮合させることもできるし、
また従来公知の変性剤の少なくとも一種を混合も
しくは共縮合させこともできる。 従来公知の変性剤を具体的に例示すれば、クマ
ロン・インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル、
アルキツド樹脂、ポリビニルアルコール、エポキ
シ樹脂、エチレン・ビニルアセテート、ポリビニ
ルアセテート、ポリブタジエン、ポリエーテル、
ポリエチレンイミン、ポリ塩化ビニル、ポリアク
リル酸エステル、ポリビニルブチラール、フエノ
キシ樹脂、酢酸セルロース、キシレン樹脂、トル
エン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂、ポリビニ
ルホルマール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナ
イロン等のポリマー及びオリゴマーや、リグニ
ン、リグニンスルホン酸、ロジン、エステルガ
ム、植物油、ビチユーメン、重油、カシユーナツ
ト殻液、バニリン、タンニン種類等の天然物や、
澱粉、コーンスターチ、グルコール、デキストリ
ン等の糖類及びその誘導体や、レゾルシン残渣、
クレゾール残渣２，２，４−トリメチル−４−
（ヒドロキシフエニル）クマロンとイソプロペニ
ルフエノールの反応副生物、テレフタル酸とエチ
レングリコールの反応副生成物等の反応残渣及び
副生物や、ポリエチレングリコール等の多価アル
コールや、アセトン、シクロヘキサノン、アセト
フエノン等のケトン類及びアルデヒドとの縮合物
や、ジシアンジアミド、アクリルアミド、チオ尿
素等のアミノもしくはイミノ化合物及びそれらの
アルデヒド縮合物や、フルフラール、グリオキザ
ール等のアルデヒド化合物や、イソシアヌル酸エ
ステル、不飽和脂肪酸エステル等のエステル化合
物などである。これら変性剤の変性率は20％以下
であることが好ましい。 更に、酸硬化性樹脂に、鋳型強度や取り扱い易
さを向上させるために、他の性能に悪影響を与え
ない範囲内で希釈剤を混合しても差し支えない。
その配合量は20重量％以下であることが好まし
い。使用できる希釈剤を具体的に例示すれば、ベ
ンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素や、メタノ
ール、エタノール、フルフリルアルコール等のア
ルコール類や、ジエチルエーテル、アニソール、
アセタール等のエーテル類や、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類や、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等の複素環炭化水素や、酢酸メチ
ル、酢酸エチル等のエステル類や、エチレングリ
コール、グリセリン等の多価アルコール類や、２
−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール
等のセロソルブ類や、２−メトキシエチルアセテ
ート、２−エトキシエチルアセテート、２−ブト
キシエチルアセテート、２−フエノキシエチルア
セテート等のセロソルブアセテート類や、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート等
のカルビトールアセテート類等が挙げられる。 更に、鋳型強度をより向上させる目的でシラン
カツプリング剤を加えても差し支えない。シラン
カツプリング剤としては、例えば、γ−（２−ア
ミノ）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 鋳型を製造するには、本発明に係る硬化剤組成
物と共に耐火性粒状骨材として、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、オ
リンビン砂等が使用されるが、特に限定されるも
のではない。 〔実施例〕 以下、実施例をもつて本発明の詳細を説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例１〜７、比較例１〜２ オーストラリア産フラタリー珪砂100重量部に、
表−１に示す如き塩化第二銅又は／及び塩化第二
鉄と、弱塩基とスルホン酸の塩とを含有する水−
メタノール（１：４重比）溶液を0.45重量部、尿
素変性フラン樹脂1.5重量部添加混合した混合物
を、予め180℃に加熱した25×25×250ｍ／ｍの金
型に加圧空気と共に吹き込んで充填し、10秒間焼
成して鋳型を成型し、焼成後10秒後の鋳型曲げ強
度を測定した。また、混練装置４時間の混練砂に
ついても焼成後10秒後の鋳型曲げ強度を測定し
た。 結果を表−１に示す。

【表】 ＊：混練砂放置中に硬化

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐火性粒状骨材100重量部に対して、酸硬化
   性樹脂0.5〜５重量部及び硬化剤組成物0.1〜３重
   量部からなる混合物を用いて鋳型を成型する際に
   用いられる硬化剤組成物であつて、弱塩基と低級
   脂肪族スルホン酸又は／及び芳香族スルホン酸の
   塩と、塩化第二銅又は／及び塩化第二鉄とを含有
   することを特徴とする加熱硬化鋳型用硬化剤組成
   物。 ２ 弱塩基と低級脂肪族スルホン酸又は／及び芳
   香族スルホン酸の塩が、ベンゼンスルホン酸、フ
   エノールスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシ
   レンスルホン酸または低級アルキルスルホン酸の
   少なくとも１種と、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄
   の少なくとも１種との塩である特許請求の範囲第
   １項記載の硬化剤組成物。 ３ 弱塩基と低級脂肪族スルホン酸又は／及び芳
   香族スルホン酸の塩(A)と、塩化第二銅又は／及び
   塩化第二鉄(B)とを、重量比(A)／(B)＝１／９〜６／
   ４となる割合で含有する特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の硬化剤組成物。