JPH067884A

JPH067884A - 鋳造用鋳型の製造方法

Info

Publication number: JPH067884A
Application number: JP4167595A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yamada; 眞山田; Toshihiko Kawasaki; 敏彦川崎; Shinichi Sekine; 新一関根
Original assignee: GUNEI BOODEN KK; Kobe Steel Ltd
Current assignee: GUNEI BOODEN KK; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1992-06-25
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】自硬性鋳型造型法にガス硬化性鋳型造型法を
併用することによって、大物鋳型の造型も低コストで可
能であり、大物鋳型及び小物鋳型の造型を高生産性で行
うことができる鋳造用鋳型の製造方法を提供する。【構成】鋳造用鋳型砂に、アルカリ性レゾール型フェ
ノール樹脂と常温で液状の有機エステル類とを混練した
ものを被覆し、型込め後、エステルガスを通気させて硬
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自硬性鋳型砂に対し揮発
性硬化剤を使用する鋳造用鋳型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳造用鋳型を製造するための鋳型
造型法として、大別して自硬性鋳型造型法（例えば、特
公昭61-43132号）とガス硬化性鋳型造型法（例えば、特
公昭61-37022号）の２通りの方法がある。

【０００３】自硬性鋳型造型法においては、有機系及び
無機系の粘結剤が知られている。この自硬性鋳型造型法
は、鋳型砂に硬化剤又は触媒を被覆した後、粘結剤を被
覆することにより、硬化させることにより鋳型を製造す
る。この場合に、この粘結剤の被覆時点から、硬化反応
が開始されており、その硬化速度は気温及び砂温の他、
粘結剤、硬化剤又は触媒の種類等の諸条件で変化する。
また、生産性を考慮すると、より早い硬化剤又は触媒を
使用することが一般的である。しかしながら、硬化速度
が早い条件のものを選ぶと、造型操作中に可使時間に達
し、硬化してしまうことがあり、そうすると本来の粘結
効果が得られないという難点がある。逆に、安全性の観
点から硬化速度が遅い条件のものを選択すると、鋳型の
強度発現が遅く、生産性が著しく劣化するという欠点が
ある。

【０００４】一方、ガス硬化性鋳型造型法においても、
有機系及び無機系の粘結剤が知られている。ガズ硬化性
鋳型造型の硬化法は、鋳型砂に粘結剤を被覆し、鋳型模
型に充填した後、夫々のガスを通気し、瞬時に硬化反応
を完結させて鋳型を得るものである。この鋳型全体を瞬
時に硬化させる方法においては、粘結剤を被覆した鋳型
砂の可使時間が極めて長く、生産性は極めて高いが、ガ
スを通気させる装置が必要であるため、適用対象が小物
の鋳型に限られてしまう。大物鋳型の造型には、設備費
が高額になり、また鋳型のハンドリング上、高い強度を
得るために必要な材料コストが高くなる等の製造コスト
上の問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の自
硬性鋳型造型法においては、硬化速度が速すぎて造型作
業中に可使時間に達して硬化してしまう危険性を回避す
るために硬化速度が遅い条件を採用すると、鋳型の強度
発現が遅く、鋳型抜型までに長時間を要し、生産性が低
いという問題点がある。また、ガス硬化性鋳型造型法に
おいては、大物の鋳型の造型が困難であるという問題点
がある。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、自硬性鋳型造型法にガス硬化性鋳型造型法
を併用することによって、大物鋳型の造型も低コストで
可能であり、大物鋳型及び小物鋳型の造型を高生産性で
行うことができる鋳造用鋳型の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋳造用鋳型
の製造方法は、鋳造用鋳型砂に、アルカリ性レゾール型
フェノール樹脂と常温で液状の有機エステル類とを混練
したものを被覆し、型込め後、エステルガスを通気させ
て硬化させることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意
検討を重ねた結果、自硬性鋳型造型法と、ガス硬化性鋳
型造型法を併用して、前述の各造型法が有する欠点を互
いに補い合うように組み合わせた新たな鋳型造型方法を
完成したものである。即ち、本発明は、先ず、アルカリ
性レゾール型フェノール樹脂と常温で液状の有機エステ
ル類とを混練したものを使用した自硬性鋳型造形法を適
用し、次いで、エステルガスからなる気体を通気させて
ガス硬化させる。

【０００９】本発明方法にて使用する粘結剤は、フェノ
ール類とホルムアルデヒド類をアルカリ性触媒の存在下
で反応させて得られるアルカリ性レゾール型フェノール
樹脂である。フェノール類としては、フェノール、クレ
ゾール、キシレノール、レゾールシノール、ビスフェノ
ールＡ及びカテコール等を単独又は併用して使用するこ
とができる。ホルムアルデヒド類としては、37％ホルマ
リン、42％ホルマリン、50％ホルマリン、パラホルムア
ルデヒド及びトリオキサンアルデヒド基を有する化合物
を単独又は併用して使用することができる。アルカリ性
触媒としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化リチウ
ム等のアルカリ金属の酸化物又は水酸化物がある。これ
らのいずれの触媒を使用してもよく、又はこれらの２種
以上の混合物を触媒として使用してもよい。

【００１０】このアルカリ性レゾール型フェノール樹脂
（以下、フェノール樹脂という）の含有量は40〜70重量
％にすることが好ましい。フェノール樹脂の含有量が40
重量％未満の場合は、水量が多すぎて粘結材の有効性が
減少する。一方、フェノール樹脂の含有量が70重量％を
超えると、粘度が高くなりすぎて使用しにくくなる。従
って、フェノール樹脂の含有量は、40〜70重量％にする
ことが好ましい。

【００１１】本発明においては、有機エステル系の自硬
性鋳型用硬化剤を使用することができる。この有機エス
テルとしては、低分子量のラクトン類、例えばγ−ブチ
ロラクトン、プロピオンラクトン、ξ−カプロラクトン
及びＣ₁〜Ｃ₁₀アルキル一価又は多価のアルコール類
と、Ｃ₁〜Ｃ₁₀カルボン酸、とりわけ酢酸とのエステル
がある。

【００１２】また、ガス硬化性鋳型用硬化剤として、低
沸点の有機エステルを使用することができる。低沸点有
機エステルとしては、ギ酸アルキルＣ₁〜Ｃ₃であって担
持体ガス中に蒸気として又はエアロゾルとして分散させ
たものが好ましい。これにより、ギ酸アルキルＣ₁〜Ｃ₃
を、そして、極めて好ましくはギ酸メチルのガスを吸収
することによって硬化させる。

【００１３】硬化剤の使用量は、フェノール樹脂100重
量部に対し、自硬性用硬化剤3〜30重量部の範囲が適当
である。更に、自硬性硬化剤の硬化途上の鋳型に対し、
ガス状硬化剤を通気して、瞬時に硬化させるためには、
フェノール樹脂100重量部に対し、3〜30重量部、好まし
くは10〜15重量部が適当である。

【００１４】また、本発明においては、粘結剤と鋳型砂
との結合力を改良するために、カップリング剤をフェノ
ール樹脂に配合しても良い。カッ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、より好ましく
はシランカップリング剤である。シランカップリング剤
の代表的な例は、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン等がある。カップリング剤の使用量はフェノー
ル樹脂に対して0.05〜3重量％、より好ましくは0.1〜1
重量％である。

【００１５】カップリング剤の使用量が0.05％未満の場
合は、添加量が少なすぎて改良効果が低い。逆に、カッ
プリング剤の使用量が3重量％を超えると、カップリン
グ剤に含まれるＮ₂が鋳物に悪影響を与えるおそれがあ
る。このため、カップリング剤の使用量は0.05〜3重量
％にすることが好ましい。

【００１６】本発明にて使用する鋳物砂としては、珪
砂、クロマイトサンド、ジルコンサンド、オリビンサン
ド、ムライト系サンド及びその回収砂又は再生処理砂等
が挙げられる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について、本発明の範
囲から外れる比較例と比較して説明する。

【００１８】実施例先ず実施例の条件について説明する。（１）自硬性及びガス硬化用粘結剤として、アルカリ性
フェノール樹脂を使用した。（２）鋳型試験片による鋳型特性試験珪砂（パールサンド再生砂）100重量部に対し、硬化剤
のエチレングリコールジアセテートを0.16重量部加え、
攪拌器付き混練機で１分間混練した後、前記粘結剤（ア
ルカリ性フェノール樹脂）を1.6重量部加え、１分間混
練した。この混練砂を、直径50mm、長さ50mmの試験片に
造型し、直ちにこの造型物にギ酸メチルガスを通気し
た。含まれる粘結剤に対し、10重量部のギ酸メチルガス
を通気させた後、得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。

【００１９】比較例１次に、比較例１の条件について説明する。（１）自硬性鋳型造型用粘結剤として、市販品群栄ボー
デン社製ＴＰＡ−１５を使用した。（２）鋳型試験片による鋳型特性試験珪砂（パールサンド再生砂）100重量部に対し、硬化剤
のエチレングリコールジアセテートを0.32重量部加え、
攪拌器付き混練機で１分間混練した後、前記粘結剤（Ｔ
ＰＡ−１５商品）を1.6重量％加え、１分間混練した。
この混練砂を、直径50mm、長さ50mmの試験片に造型し、
常温で所定時間放置した後、試験片の圧縮強さを測定し
た。

【００２０】比較例２（１）ガス硬化性鋳型造型用粘結剤として、市販品群栄
ボーデン社製ＢＳＲ−２５を使用した。（２）鋳型試験片による鋳型特性試験珪砂（パールサンド再生砂）100重量部に対し、前記粘
結剤（ＢＳＲ−２５商品名）を1.6重量部加え、１分間
混練した。この混練砂を、直径50mm、長さ50mmの試験片
に造型し、直ちにこの造型物にギ酸メチルガスを通気し
た。含まれる粘結剤に対し、50重量部通気させて得られ
た試験片の圧縮強さを測定した。これらの、実施例及び
比較例１，２の圧縮強さの測定結果を下記表１に示す。
この表１に示すように、本実施例の場合には、硬化が速
やかに進行する。これに対し、比較例１の場合は、硬化
が遅く、生産性が極めて低いものでった。また、比較例
２は、硬化は迅速に進行しているものの、硬化のため
に、大量のギ酸メチルガスを通気する必要があった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により製造
された鋳造用鋳型は、少量の硬化剤で即時に抜型可能で
あり、鋳型造型の生産性が著しく向上するという効果を
奏する。また、本発明方法は、硬化剤量が少なくて済
み、低コストで鋳造用鋳型を製造することができる。一
方、従来技術のガス硬化性鋳型造型は抜型可能までの時
間は短く、強度発現も早いが、硬化剤を大量に使用する
ため、経済的にもコストアップになる。これに対し、本
発明では大物鋳型の造型にも硬化剤が少なくてすむた
め、ガス発生機も発生容量も大型化が不要であり、設備
費用も節約できるので、本発明は極めて有益である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関根新一群馬県前橋市青梨子町1342−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造用鋳型砂に、アルカリ性レゾール型
フェノール樹脂と常温で液状の有機エステル類とを混練
したものを被覆し、型込め後、エステルガスを通気させ
て硬化させることを特徴とする鋳造用鋳型の製造方法。