JPH06579A - 鋳造成形用粘結剤組成物、鋳造成形用組成物、および鋳造用鋳型又は中子の製造方法 - Google Patents

鋳造成形用粘結剤組成物、鋳造成形用組成物、および鋳造用鋳型又は中子の製造方法

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JPH06579A
JPH06579A JP18284192A JP18284192A JPH06579A JP H06579 A JPH06579 A JP H06579A JP 18284192 A JP18284192 A JP 18284192A JP 18284192 A JP18284192 A JP 18284192A JP H06579 A JPH06579 A JP H06579A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 式HCOOR(Rは炭素数1〜3のアルキル
基。)で示される蟻酸エステルを含む硬化剤の蒸気又は
エアロゾルにより硬化しうる、成分(A)シラン化合
物、(B)水溶性フェノール樹脂、(C)ポリビニルア
ルコール、及び必要により溶媒を含有する鋳造成形用粘
結剤組成物である。また、この粘結剤組成物に、さらに
成分(D)粒状耐火性骨材を含有する鋳造成形用組成物
である。この鋳造成形用組成物を中子取り又は鋳型枠内
に収納して成形し、次いでこの成形物に式HCOOR
(Rは炭素数1〜3のアルキル基。)で示される蟻酸エ
ステルを含む硬化剤の蒸気又はエアロゾルを通過させて
硬化させる鋳造用鋳型又は中子の製造方法である。 【効果】 成形した鋳型は従来より著しく高い圧縮強
度、熱間(圧縮)強度及び表面安定性を有し、しかも注
湯して鋳物の製造を完了した後の鋳型の崩壊性が一段と
優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強度、表面安定性等の
性能に優れた鋳造用の鋳型又は中子(以下鋳型と略称す
る。)の製造、及びそのために使用する組成物に関す
る。
【従来の技術】従来、鋳込みの際に刺激性の酸ガスを発
生しない鋳造用鋳型を迅速かつ能率よく製造する方法と
しては、例えば、粒状耐火性骨材に特定のカリウムアル
カリ性フェノール・ホルムアルデヒド樹脂及びシラン化
合物を混合して、エステル系触媒により硬化させる、特
開昭58−154434号公報に記載の技術が知られて
いる。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来公知の方法によって成形された鋳型は、強度が
低く、しかもその表面が粗くつまり表面安定性が良くな
かった。更に、鋳込み完了後の鋳型の崩壊性も悪い。そ
のため、鋳物の品質低下の原因となっている。本発明
は、高い鋳型強度及び鋳型の表面安定性を有し、かつ鋳
込み完了後の鋳型崩壊性にも優れた鋳造用鋳型の製造方
法、及びそれに使用する鋳造成形用粘結剤組成物及び鋳
造成形用組成物を提供することを目的とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の鋳造成形用粘結剤組成物は、一般式HC
OOR(但し、Rは炭素数1〜3のアルキル基を表わ
す。)で示される蟻酸エステルを含む硬化剤の蒸気又は
エアロゾルにより硬化しうる、下記成分(A)、
(B)、(C)、及び必要により溶媒を含有することを
特徴とする。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。 本発明の鋳造成形用組成物は、一般式HCOOR(但
し、Rは炭素数1〜3のアルキル基を表わす。)で示さ
れる蟻酸エステルを含む硬化剤の蒸気又はエアロゾルに
より硬化しうる、下記成分(A)、(B)、(C)、
(D)、及び必要により溶媒を含有することを特徴とす
る。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。 (D)粒状耐火性骨材。 本発明の鋳造用鋳型の製造方法は、下記成分(A)、
(B)及び(C)を含有する粘結剤組成物の溶液と
(D)粒状耐火性骨材を混合し、この混合物を中子取り
又は鋳型枠内に収納して成形し、次いでこの成形物に一
般式HCOOR(但し、Rは炭素数1〜3のアルキル基
を表わす。)で示される蟻酸エステルを含む硬化剤の蒸
気又はエアロゾルを通過させて硬化させることを特徴と
する。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。
【0004】本発明における粒状耐火性骨材としては、
けい砂、クロム鉄鉱砂、ジルコン砂、かんらん石砂等の
従来鋳型鋳造用に使用される耐火性の粒状砂のほか、粘
土質の砂、再生砂も使用することができる。本発明に用
いられる水溶性フェノール樹脂とは有機エステルで硬化
可能な樹脂であり、例えばフェノール、クレゾール、レ
ジルシノール、キシレノール、ビスフェノールA、クミ
ルフェノール、ノニルフェノール、ブチルフェノール、
フェニルフェノール、エチルフェノール、オクチルフェ
ノール、アミルフェノール、ナフトール、ビスフェノー
ルF、ビスフェノールC、カテコール、ハイドロキノ
ン、ピロガロール、フロログルシン、リグニン、ビスフ
ェノールA残渣、クレゾール残渣、クロロフェノール、
ジクロロフェノール、その他の置換フェノールを含めた
フェノール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、
フルフラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等との
反応によって得られるフェノール樹脂が挙げられる。こ
れらのフェノール樹脂の縮合に用いられる適当なアルカ
リ性物質は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
リチウム及びこれらの混合物であるが、水酸化カリウム
が最も好ましい。本発明における水溶性フェノール樹脂
としてはカリウムアルカリ性フェノール・ホルムアルデ
ヒド樹脂が好ましく、通常、固形分50〜75重量%の
溶液、特に水溶液として使用される。本発明におけるポ
リビニルアルコールは、その重合度、ケン化度に限定は
なく、公知のものはいずれも使用することができるが、
ケン化度はその溶剤に対する溶解性、ゲル化性の点か
ら、80〜99%の範囲であることが好ましく、重合度
はその溶液の粘度の点から2500以下であることが好
ましい。更にポリビニルアルコールの配合量は、粘結剤
組成物溶液とした場合の粘度及び鋳型の強度の点から、
水溶性フェノール樹脂100重量部(固形分として)に
対して、0.1〜10重量部の範囲が好ましく、0.5
〜5重量部の範囲が特に好ましい。
【0005】ポリビニルアルコールは、製造した水溶性
フェノール樹脂に配合してもよく、水溶性フェノール樹
脂の製造の際にあらかじめ配合しておいてもよい。本発
明におけるシラン化合物は、形成鋳型の強度を改善する
ために、樹脂溶液に対して0.05〜3重量%の範囲で
使用するのが好ましく、その例としては、γ−グリシド
キシ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等を挙げることができる。
【0006】鋳造用鋳型の製造は、粒状耐火性骨材と粘
結剤組成物とを慣用の方法によって混合し、成形するこ
とによって行う。通気性のよい中子取りと鋳型枠もま
た、従来のガス除去法で使用されている慣用型のものを
使用することができる。本発明の粒状耐火性骨材と粘結
剤組成物の有機溶剤、水等の溶液とを配合した組成物を
成形した型には、蟻酸メチル等の蟻酸エステルを、通
常、不活性担持体ガス中の蒸気又はエアロゾルとして、
常温あるいはそれより若干高い温度で通過・吸収させて
硬化させる。この不活性担持体ガスとは、例えば空気、
窒素又は炭酸ガスである。使用される蟻酸エステル硬化
剤の量は、樹脂溶液に対して5〜60重量%の範囲が好
適である。硬化剤の吸収に要する時間は、型の大きさと
形状及び樹脂の種類に依存するが、数秒間から数分間の
範囲である場合がほとんどである。硬化剤吸収後、鋳型
を枠から取り出す際、鋳型の損傷を防止するためには、
十分な時間放置してから枠から鋳型を取り出すのが好ま
しい。この時間は、鋳型に加温した不活性担持体ガスを
通過させることによって短縮することができる。本発明
の粘結剤組成物溶液は、粒状耐火骨材に対して、0.5
〜8重量%の範囲で配合するのが好ましい。成型鋳型の
強度の点からは、1〜3重量%の範囲で配合するのがさ
らに好ましい。
【0007】
【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明を更
に詳細に説明する。実施例及び比較例において、「部」
は全て「重量部」を意味し、「%」は全て「重量%」を
意味する。実施例1〜9、比較例1〜4 粘結剤組成物の調製 100%フェノール27.2部とKOH10部を含む水
溶液を混合して溶解した。この中に46.9部の37%
ホルムアルデヒド水溶液をさらに加えた(ホルムアルデ
ヒド:フェノールのモル比は2.0:1)。この混合物
溶液を還流下で3時間加熱した後に冷却して、固形分5
0%のカリウムアルカリ性フェノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂の水溶液を製造した。このカリウムアルカリ性フ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂水溶液中に、この樹脂
100部(固形分として)に対し表1及び表2に示す配
合量の15%あるいは30%ポリビニルアルコール水溶
液と、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを
1部加えて充分に混合し、粘結剤組成物を調製した。表
1において、ポリビニルアルコールは15%水溶液を配
合し、その配合量を固形分に換算して示す。表1中、ポ
リビニルアルコールGL−05は重合度約500、ケン
化度88%、KH−20は重合度約2000、ケン化度
80%、NL−05は重合度約500、ケン化度99
%、NM−14は重合度約1400、ケン化度99%、
そしてPVA−217は重合度約1700、ケン化度8
8%である。表2において、実施例9では30%ポリビ
ニルアルコール水溶液を配合し、それ以外の実施例では
15%ポリビニルアルコール水溶液を配合し、比較例で
はそれぞれ対比する実施例の場合に加えられた量に相当
する量の水を加えた。 〔物性測定方法〕粘度は、B型粘度計を用いて、25℃
において測定した。固形分含量は、空気循環炉内で試料
2.0±0.1gを100℃で3時間加熱して測定し
た。
【0008】鋳型試験片の製造 フリーマントル珪砂と前記のとおり製造した粘結剤組成
物溶液とを、珪砂に対して粘結剤組成物が固形分として
2.0%となる量で配合し混合して、鋳造成形用組成物
を調製した。この鋳造成形用組成物を使用してサンドラ
ンマー法で鋳型枠内に成型したものに、蟻酸メチル−空
気混合ガスを常温で作用させることにより、直径50m
m、高さ50mmの鋳型試験片を製造した。製造した鋳
型試験片の性能を表1及び表2に示す。
【0009】〔性能試験方法〕 1.圧縮強度 鋳型試験片製造後、常温(20℃)、50%相対温度で
の硬化3時間経過後あるいは硬化24時間経過後におけ
る鋳型試験片の圧縮強度(kgf/cm2 )を測定。 2.表面安定性 鋳型試験片を常温(20℃)で10メッシュの篩上で2
分間振とうして、篩上に残った鋳型試験片の残存率を
(重量)%で表示。 3.熱間表面安定性 鋳型試験片を400℃、600℃あるいは800℃でそ
れぞれ1分間加熱した後、10メッシュの篩上で2分間
振とうして、それぞれ篩上に残った鋳型試験片の残存率
を(重量)%で表示。 4.熱間(圧縮)強度 鋳型試験片を700℃で5分間加熱した後、直ちに鋳型
試験片の圧縮強度(kgf/cm2 )を測定。 5.残留強度 鋳型試験片を700℃で5分間加熱した後、常温(20
℃)で24時間放置後の鋳型試験片の圧縮強度(kgf
/cm2 )を測定。
【0010】
【表1】
【表2】
【0011】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明により成形
した鋳型は従来より著しく高い圧縮強度、熱間(圧縮)
強度及び表面安定性を有し、しかも注湯して鋳物の製造
を完了した後の鋳型の崩壊性が一段と優れている。その
ため、自動車用鋳物等の精密鋳物を高品質でかつ能率よ
く製造することが可能となった。更に、本発明により製
造した鋳型の表面安定性が優れているため、従来の精密
な表面が要求される鋳物製造用の鋳型に使用されていた
塗型が不要となった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式HCOOR(但し、Rは炭素数1
    〜3のアルキル基を表わす。)で示される蟻酸エステル
    を含む硬化剤の蒸気又はエアロゾルにより硬化しうる、
    下記成分(A)、(B)、(C)、及び必要により溶媒
    を含有することを特徴とする鋳造成形用粘結剤組成物。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。
  2. 【請求項2】 一般式HCOOR(但し、Rは炭素数1
    〜3のアルキル基を表わす。)で示される蟻酸エステル
    を含む硬化剤の蒸気又はエアロゾルにより硬化しうる、
    下記成分(A)、(B)、(C)、(D)、及び必要に
    より溶媒を含有することを特徴とする鋳造成形用組成
    物。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。 (D)粒状耐火性骨材。
  3. 【請求項3】 下記成分(A)、(B)及び(C)を含
    有する粘結剤組成物の溶液と(D)粒状耐火性骨材を混
    合し、この混合物を中子取り又は鋳型枠内に収納して成
    形し、次いでこの成形物に一般式HCOOR(但し、R
    は炭素数1〜3のアルキル基を表わす。)で示される蟻
    酸エステルを含む硬化剤の蒸気又はエアロゾルを通過さ
    せて硬化させること、を特徴とする鋳造用鋳型又は中子
    の製造方法。 (A)シラン化合物。 (B)水溶性フェノール樹脂。 (C)ポリビニルアルコール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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