JPH07178507A - 鋳型の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェノラート樹脂を貯蔵安定性に優れ、使用
自由度が広く、遊離アルデヒド類が少なく、輸送コスト
の低いものとして鋳型の造形法を改良すること。 【構成】 （Ａ）耐火性骨材、（Ｂ）メチロール基を有
しかつフェノール核１モルに対し０．１〜１．０モルの
アルカリ金属を含有する粉末状の水溶性フェノラート樹
脂、（Ｃ）水を、必要に応じてさらに（Ｄ）酸解離指数
ｐＫａが９．８２以下の酸性物質、このような酸性物質
を発生させる無機塩及び有機エステルから選ばれる少な
くとも１種などを、接触させ、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、鋳造用の主型や中子と
して利用される鋳型の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特開昭５８−１５４４３３号公
報、特開昭５８−１５４４３４号公報等で開示されたカ
リウムアルカリ性フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の
水溶液を有機エステルで硬化させる鋳型の製造法が普及
し始めている。

【０００３】しかしながら、この種の鋳型の製造法で使
用される樹脂水溶液は、（１）液体であるために樹脂の
ポットライフが短く貯蔵安定性に欠けるため、樹脂の粘
度上昇に伴う品質や作業能率の低下を来すこと、（２）
分子量が高いことが鋳型性能を良くするポイントである
にも拘わらず液体で取り扱われるため、その粘度と濃度
との関係で分子量の調整に限界があること、（３）造型
時や注湯時に発生する有害で不快臭を伴う遊離アルデヒ
ド類により作業環境が悪化すること、（４）樹脂濃度が
通常５０重量％程度の水溶液であるため単価に占める輸
送コストが大きいことなどの問題が残されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとでなされたもので、貯蔵安定性に優れ、しか
も使用時の自由度が広く、造型・注湯時の作業環境を改
善し、かつ輸送コストを低減することができる粉末状の
水溶性フェノラート樹脂を使用した鋳型の製造法を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、従来のフェノ
ラート樹脂水溶液の代わりに、特定の組成を有する粉末
状の水溶性フェノラート樹脂と水とを組み合せて用いる
と、前記課題の解決に極めて有効であることを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、第一の本発明は、（Ａ）耐火性
骨材１００重量部に、（Ｂ）メチロール基を有し、かつ
フェノール核１モルに対して０．１〜１．０モルのアル
カリ金属を含有する粉末状の水溶性フェノラート樹脂
０．２〜５．０重量部と（Ｃ）水０．００１〜２０重量
部とを、Ｂ／Ｂ＋Ｃ（重量比）＝０．２〜０．９９の範
囲になるように接触させることにより硬化させることを
特徴とする鋳型の製造法。

【０００７】また第二の本発明は、下記ＩにII及びIII
を接触させることにより硬化させることを特徴とする鋳
型の製造法。 Ｉ （Ａ）耐火性骨材、 II （Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）メチロール
基を有し、かつフェノール核１モルに対して０．１〜
１．０モルのアルカリ金属を含有する粉末状の水溶性フ
ェノラート樹脂０．２〜５．０重量部と（Ｃ）水を０．
００１〜２０重量部とを、Ｂ／Ｂ＋Ｃ（重量比）＝０．
２〜０．９９の範囲になるように使用する。 III （Ｄ）酸解離指数ｐＫａが９．８２以下の酸性物
質、アルカリ金属と接触して酸解離指数ｐＫａが９．８
２以下の酸性物質を発生させる無機塩及び有機エステル
の中から選ばれた１種以上。

【０００８】さらに第三の本発明は、（Ａ）耐火性骨材
と（Ｂ）メチロール基を有し、かつフェノール核１モル
に対して０．１〜１．０モルのアルカリ金属を含有する
粉末状の水溶性フェノラート樹脂とを混合する工程と、
該工程で得られた混合物を成形型内に充填する工程と、
該混合物に（Ｃ）水と（Ｄ′）酸解離指数ｐＫａが９．
８２以下の酸性物質及び／又は有機エステルをガス状で
接触させることにより硬化させる工程からなることを特
徴とする鋳型の製造法である。

【０００９】本発明の製造法において、（Ａ）成分とし
て用いられる耐火性骨材は、鋳型の基体として機能する
耐火性物質であり、例えばケイ砂や再生ケイ砂をはじ
め、アルミナサンド、オリビンサンド、ジルコンサン
ド、クロマイトサンドなどの特殊砂、フェロクロム系ス
ラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグなどのスラ
グ系粒子、ナイガイセラビーズなどの多孔質粒子及びこ
れらの再生粒子、アルミナボール、マグネシアクリンカ
ーなどが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるも
のではない。

【００１０】また本発明の製造法において、（Ｂ）成分
として用いられるメチロール基を有する粉末状の水溶性
フェノラート樹脂は、後述する水成分、又は該水成分と
硬化剤成分の存在下に粘結もしくは固結状態で硬化する
粘結剤成分であり、このような樹脂の基本的な性質を左
右するポイントは、メチロール基を有するフェノール樹
脂のフェノール核１モルに対して０．１〜１．０モル、
好ましくは０．２〜０．８モルのアルカリ金属を含ませ
ることによって達成されるが、重要なことは常温におい
て粉体としたものが使用される点である。

【００１１】なお、ここでいうフェノール核とは、１ケ
以上の水酸基を有するベンゼン環を構成単位（１モル）
とするものであって、例えばフェノール、レゾルシノー
ルなどはフェノール核１モルとして、またビスフェノー
ルＡなどはフェノール核２モルとして計算される。また
前記アルカリ金属の量が０．１モル未満では、特に高分
子領域で水溶性が悪くなるため使用時にアルカリを追加
する必要があり、逆に１．０モルを越えると、鋳型中に
残留するアルカリ量が多くなり、耐火性骨材の融点降下
を惹起する虞れがある。また前記フェノラート樹脂を構
成するフェノール樹脂の数平均分子量は、貯蔵時のブロ
ック化を回避する観点から、好ましくは４００以上、よ
り好ましくは６００以上である。

【００１２】このような粉末状の水溶性フェノラート樹
脂は、例えばフェノール類とアルデヒド類とを、酸性触
媒の存在下で反応させたのち塩基性触媒及び必要に応じ
てアルデヒド類を加えて更に反応させるか、あるいは塩
基性触媒又は酸性触媒の存在下で反応させたのち、アル
カリ金属化合物の総計配合量がフェノール核１モルに対
して０．１〜１．０モルの範囲になるように調整し、さ
らに反応させるか又は反応させずに単に混合溶解して樹
脂水溶液を作製したのち、これを固体状態まで脱水濃
縮、好ましくは加熱減圧機能を有する２軸式ニーダーや
スプレードライヤーにより処理し、必要に応じて粉砕し
て製造することができる。特に、スプレードライヤーで
前記樹脂水溶液を噴霧乾燥した場合、比表面積が大き
く、かつ使用時の分散及び溶解が容易な球状をした粉末
で、しかも遊離アルデヒド類を殆ど含まない無臭性の樹
脂を得ることができるので好ましい。

【００１３】前記フェノール類としては、例えばフェノ
ール、クレゾール、キシレノール、パラターシャリブチ
ルフェノール、レゾルシノール、カテコール、ビスフェ
ノールＦ、ビスフェノールＡ及びビスフェノール類の精
製残渣などが挙げられるが、もちろんこれらに限定され
るものではない。アルデヒド類としては、例えばホルマ
リン、パラホルムアルデヒド、ポリオキシメチレンなど
のホルムアルデヒド類をはじめ、グリオキザール、フル
フラール、ベンズアルデヒドなどが挙げられるが、もち
ろんこれらに限定されるものではない。これらの反応物
は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合
せて用いてもよい。また、原料仕込み時及び必要に応じ
て反応過程で加えられるアルデヒド類の使用量は、フェ
ノール類１モルに対して０．８モル以上、好ましくは１
〜５モル、より好ましくは１．２〜５モルの範囲で選ば
れる。

【００１４】また、酸性触媒や塩基性触媒などの反応触
媒は特に限定されないが、酸性触媒としては、例えばシ
ュウ酸、パラトルエンスルホン酸、塩酸、硫酸、酢酸亜
鉛、塩化亜鉛、ホウ酸亜鉛などが挙げられる。塩基性触
媒としては、例えばアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水酸化物又は酸化物、リン酸ナトリウム、アンモニ
ア、ヘキサメチレンテトラミンなどが挙げられる。これ
らの反応触媒は、それぞれを単独で用いてもよいし、２
種以上を組み合せて用いてもよい。

【００１５】また、前記塩基性触媒又はフェノール樹脂
の水溶化剤として用いられるアルカリ金属化合物として
は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属酸化物及びこ
れらの混合物などが挙げられるが、好ましくはアルカリ
金属水酸化物、中でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム及びこれらの混合物が特に好ましい。

【００１６】さらに本発明の製造法において、（Ｃ）成
分として用いられる水は、前記（Ｂ）成分の粘結剤を溶
解して前記（Ａ）成分の耐火性骨材や後述する硬化剤成
分との接触を高める媒質的働きをなす成分で、下記のご
とく、鋳型造型法に応じて液体、ミスト、湿気ないし水
蒸気（ガス体）などの状態で用いられる。

【００１７】本発明の製造法において、（Ａ）成分の耐
火性骨材に対する（Ｂ）成分の粘結剤と（Ｃ）成分の水
との配合割合、すなわちＢ／Ｂ＋Ｃ（重量比）は、所望
の鋳型造型法や鋳型の大きさに応じて決定されるが、一
般的には（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分
０．２〜５．０重量部と（Ｃ）成分０．００１〜２０重
量部とを、Ｂ／Ｂ＋Ｃの比が０．２〜０．９９になるよ
うな範囲で選ばれる。（Ｂ）成分の配合量が０．２重量
部未満では、鋳型強度が低く実用的でなく、逆に５重量
部を越えると、必要以上の鋳型強度を発現するためその
必要性がない。また（Ｃ）成分の配合量が０．００１重
量部未満では、樹脂の溶解が不十分となり、逆に２０重
量部を越えると、健全な鋳物の製造に支障を来し好まし
くない。

【００１８】なお、前記（Ａ）成分の耐火性骨材に
（Ｂ）成分の粘結剤及び（Ｃ）成分の水を接触させる方
法は特に限定されないが、好ましくは（Ａ）成分と
（Ｂ）成分との混合物に（Ｃ）成分を接触させる方法で
あり、そのほか（Ａ）成分に（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分
を同時的に接触させる方法でもよい。

【００１９】次に、前記した（Ｂ）成分と（Ｃ）成分と
の配合割合（Ｂ／Ｂ＋Ｃ）と鋳型造型法との関係を例示
的に示すが、もちろんそれらに限定されるものではな
い。

【００２０】Ｂ／Ｂ＋Ｃの比が０．２に近い条件で得ら
れる樹脂被覆骨材は、（Ｃ）成分が多い良好な湿態流動
性を示すことから、例えばアニオン系又はカチオン系界
面活性剤の存在下で高速撹拌混合しながら後述する硬化
剤を配合すれば、発泡流動性を利用した有機流動自硬性
鋳型造型法のように、成形型内への単純な流し込み充填
により大型で複雑な鋳型を製造することができる。

【００２１】一方、Ｂ／Ｂ＋Ｃの比が０．９９に近い条
件で得られる樹脂被覆骨材は、（Ｃ）成分が少ない良好
な乾態流動性を示すことから、あたかもベントナイトと
水分による生型造型法のように、単に加圧及び／又は振
動により成形型内に混合物を充填しながら突き固めて硬
化させる方法、具体的には、例えば静圧造型、ジョルト
造型、スクイズ造型及びこれらの組合せなどの物理的造
型法で鋳型を製造することができる。この際、粘結剤成
分中に硫酸ばん土粉末（酸系硬化剤）を混合して使用す
れば、前記物理的手段で粘結造型された鋳型は、造型後
に硫酸バンドと粘結剤との反応に基づく硬化によって強
度発現を大きくすることができる。

【００２２】さらに、他の好ましい鋳型造型法の例とし
ては、（１）前記粘結剤と耐火性骨材との予備混合物
に、加熱により水を発生する硬化剤を添加、混合して得
られる乾態の混合物を、ブロー式鋳型造型機により加熱
された成形金型内にブロー充填し、硬化させて鋳型を製
造する方法、（２）前記粘結剤と耐火性骨材とを混合し
て得られる乾態の混合物をブロー式鋳型造型機により成
形金型内にブロー充填したのち、湿った空気や水蒸気を
通気し、硬化させて鋳型を製造する方法、又は炭酸ガス
（酸系硬化剤）やギ酸メチル（エステル系硬化剤）を湿
りガス体として通気することで速硬的に鋳型を製造する
方法などが挙げられる。

【００２３】また、Ｂ／Ｂ＋Ｃの比を０．５程度に調整
し、かつ後述する酸系又は有機エステル系硬化剤を使用
した場合は、通常の常温自硬性鋳型造型法と変わらない
要領で鋳型を製造することができる。

【００２４】本発明の製造法において、（Ｄ）成分とし
て用いられる２５℃における水溶液中での酸解離指数ｐ
Ｋａが９．８２以下の酸性物質（すなわちフェノールよ
り強い酸性を有する酸性物質）若しくはアルカリ金属と
接触することにより該酸性物質（ｐＫａ９．８２以下）
を発生させる無機塩類（以上は酸系硬化剤）又は有機エ
ステルは、前記粘結剤中のアルカリ金属と反応して粘結
剤の水溶性を喪失させるとともに固結硬化させる働きを
なす硬化剤成分であって、このような酸系硬化剤の例と
しては、例えば炭酸ガス、炭酸、炭酸マグネシウム、リ
ン酸アルミニウム、塩化鉄、硫酸アルミニウム（硫酸バ
ンド）、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、有機ス
ルホン酸２価金属塩などが挙げられるが、もちろんこれ
らに限定されるものではない。中でも炭酸ガス、リン酸
アルミニウム、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）などが
好ましい。

【００２５】一方、有機エステル系硬化剤としては、例
えばギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチ
ル、クエン酸トリエチル、コハク酸ジメチル、マロン酸
ジメチル、セバシン酸ジメチル、シュウ酸ジメチル、ア
クリル酸メチル、エチレングリコールジアセート、ジア
セチン、トリアセチンなどのカルボン酸エステル類、γ
−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラ
クトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、
ε−カプロラクトンなどのラクトン類、又はエチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、４−エチルジオ
キソロン、４−ブチルジオキソロン、４，４−ジメチル
ジオキソロン、４，５−ジメチルジオキソロンなどの環
状アルキレンカーボネート類などが挙げられるが、もち
ろんこれらに限定されるものではない。中でもギ酸メチ
ル、トリアセチン、γ−ブチロラクトン、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネートなどが好ましい。

【００２６】本発明の製造法において、前記（Ｄ）成分
の硬化剤（酸性物質、無機塩類及び有機エステル）を用
いる際には、それぞれを単独で用いてもよく、２種以上
を組み合せて用いてもよい。また、その配合量は、粘結
剤の性質、硬化剤の種類及び鋳型造型法により異なる
が、一般的には（Ｂ）成分の粘結剤１００重量部に対し
５重量部以上、好ましくは１０〜２００重量部、より好
ましくは１０〜１００重量部の範囲で選ばれる。配合量
が５重量部未満では硬化が不十分となり好ましくない。

【００２７】また前記（Ａ）成分の耐火性骨材に（Ｂ）
成分の粘結剤、（Ｃ）成分の水及び（Ｄ）成分の硬化剤
を接触させる方法としては、下記が例示されるが、もち
ろんこれらに限定されるものではない。 （Ａ）成分と（Ｂ）成分との混合物に（Ｃ）成分と
（Ｄ）成分とを個別に又は同時的に接触させる方法。 （Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｄ）成分の混合物に
（Ｃ）成分を接触させる方法。 （Ａ）成分に（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分
を同時的に接触させる方法。 （Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の混合物に
（Ｄ）成分を接触させる方法。

【００２８】本発明の製造法で用いられる樹脂被覆骨材
には、鋳型造型法に応じ、従来用いられる添加物、例え
ば、鋳型強度の改善に適した下記のシランカップリング
剤、樹脂被覆骨材の流動性向上による鋳型の充填密度の
改善に適した、例えばケロシン、ミネラルスピリットな
どの親油性湿潤剤、有機流動自硬性鋳型造型の際に用い
られる、例えばアルキルアリールスルホネート、硫酸エ
ステル塩、第４級アンモニウム塩、ホリエチレングリコ
ールアルキルアリールエーテルなどの界面活性剤、鋳型
の硬化を促進する、例えば粉末状のＭｇ（ＯＨ）₂ 、Ｍ
ｇＯ、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、ＣａＯなどの硬化促進剤などを
配合することができる。

【００２９】本発明方法では、従来樹脂水溶液中では経
変を生じて効能が低下するようなシランカップリング剤
でも使用できる利点を有するため、その種類は特に限定
なく使用できるが、好ましくは、例えばγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルエチルジエトキシシランなどのアミノ系シラン、γ−
グリシドキシプロピ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
ン等のエポキシ系シランである。なお、これらは水成分
と混合して用いるのが好ましいが、場合によっては粘結
剤にあらかじめ含有させておいてもよい。

【００３０】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的か
つ詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定
されるものではない。

【００３１】製造例１ 撹拌機、還流冷却器及び温度計を備えた反応缶にフェノ
ール９４kg、４７重量％ホルマリン１１５kg及びシュウ
酸１００ｇを仕込み、撹拌下に昇温して１００℃で３０
分間反応させたのち、４０℃に冷却した。次いで、あら
かじめＫＯＨ１１．２kg（フェノール核１モルに対して
０．２モル）を水２０kgに溶解したＫＯＨ水溶液を徐々
に添加したのち、７０℃で約６０分間反応させてメチロ
ール基を更に付加したフェノラート樹脂水溶液（以下、
樹脂水溶液Ａという）を得た。

【００３２】製造例２ 撹拌機、温度計及び減圧機能を備えた３口反応フラスコ
に製造例１で調製した樹脂水溶液Ａ５kgを採取したの
ち、減圧下で加熱しながら濃縮して水分及び遊離ホルム
アルデヒドを除去した。次いで、除去された留去物に相
当する量の水を添加してフェノラート樹脂水溶液（以
下、樹脂水溶液Ｂという）を得た。

【００３３】製造例３ 製造例２で用いた同様の３口反応フラスコに製造例１で
調製した樹脂水溶液Ａ５kgを採取したのち、５０重量％
ＫＯＨ水溶液を９４０ｇ（フェノール核１モルに対して
ＫＯＨ０．６モル）添加してフェノラート樹脂水溶液
（以下、樹脂水溶液Ｃという）を得た。

【００３４】製造例４ 製造例１又は３で調製した樹脂水溶液Ａ又はＣのそれぞ
れを実験用スプレードライヤー（大川原製作所（株）
製）により噴霧乾燥して２種類の粉末状の水溶性フェノ
ラート樹脂を得た。これらの樹脂を以下粉末状樹脂Ｄ又
は粉末状樹脂Ｅという。

【００３５】次に、上記製造例１〜４で調製した各樹脂
の性状を表１に示す。なお、遊離ホルムアルデヒドは、
試料を中和した後塩酸ヒドロキシアミン法により測定し
た。また数平均分子量は、東ソー（株）製ＨＬＣ８０１
０型ゲル濾過クロマトグラフィー（分離カラムはＧＸＬ
１０００＋２０００、溶離液はテトラヒドロフラン１ml
／min 、ＵＶ検出器）により分子量分布曲線を得、これ
を標準ポリスチレンに基づく分子量検量線により校正し
て求めた。使用した試料は、粉末状フェノラート樹脂の
水溶液又はフェノラート樹脂水溶液に炭酸ガスを吹き込
むことによって樹脂を沈殿させたのち、濾過分離、水
洗、乾燥して得た樹脂約０．１ｇをテトラヒドロフラン
５０mlに溶解して調製した。また粘度はＢ型粘度計によ
り測定した。

【００３６】

【表１】

【００３７】参考例１ 前記製造例１〜４で調製した各樹脂のポットライフをみ
るために、表２に示すような経時の粘度変化を調査し
た。但し、粉末状樹脂は容器に密封して保存し、粘度を
測定するごとに５０重量％樹脂水溶液に調製して測定し
た。なお、保管温度は３５℃で、粘度はポイズ／２０℃
で表示した。その結果を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】実施例１ 品川式ミキサー内で三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇと製
造例４で調製した粉末状樹脂Ｄ１０ｇとを予備混合した
のち、あらかじめ用意しておいた水１０ｇとアミノ系シ
ラン０．０４ｇとエチレンカーボネート／γ−ブチロラ
クトン混合液４ｇとの混合物を添加し、再び混合して樹
脂被覆砂を得た。次いで、これを鋳型成形木型内に手込
め充填したのち常温下で放置し、２５分、１時間及び２
４時間ごとに鋳型（直径５０mm×高さ５０mm）を抜型し
てその抗圧力を測定した。また、前記樹脂被覆砂を作製
する際に北川式検知管によりホルムアルデヒド濃度を測
定した。その結果を表３に示す。

【００４０】実施例２ 実施例１において、粉末状樹脂Ｄ及び混合液の添加量を
２倍量にする以外は、実施例１と同様にして鋳型の抗圧
力と樹脂被覆砂作製時のホルムアルデヒド濃度を測定し
た。その結果を表３に示す。

【００４１】比較例１ 実施例１において、粉末状樹脂Ｄ１０ｇの代わりに、製
造例１で調製した樹脂水溶液Ａ２０ｇを使用する以外
は、実施例１と同様にして鋳型の抗圧力と樹脂被覆砂作
製時のホルムアルデヒド濃度を測定した。その結果を表
３に示す。

【００４２】比較例２ 比較例１において、樹脂水溶液Ａの添加量を２倍量にす
る以外は、比較例１と同様にして鋳型の抗圧力と樹脂被
覆砂作製時のホルムアルデヒド濃度を測定した。その結
果を表３に示す。

【００４３】

【表３】 上記表３より明らかなように、本発明の製造法により得
られる鋳型は、従来鋳型と全く遜色ない性能を有する結
果であった。

【００４４】実施例３および比較例３，４ 実施例１において、粉末状樹脂Ｄ１０ｇの代わりに、３
５℃で３ケ月間保管した粉末状樹脂Ｄ１０ｇ（実施例
３）及び樹脂水溶液Ａ２０ｇ（比較例３）を使用する以
外は、実施例１と同様にして鋳型の抗圧力を測定した。
その結果を表４に示す。なお、比較例３で得た樹脂被覆
砂は、混合ムラが多いため、前記樹脂水溶液Ａを水で低
粘度化処理した樹脂水溶液Ａ^- を用いて同様に実施した
比較例４をあわせて表４に示す。

【００４５】

【表４】

【００４６】実施例４ 品川式ミキサー内で三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇと製
造例４で調製した粉末状樹脂Ｅ３０ｇとを予備混合した
のち、あらかじめ用意しておいた水８ｇとエポキシ系シ
ラン０．１４ｇとの混合物を添加し、再び混合して粒子
間の固着や樹脂の偏析がない樹脂被覆砂を得た。次い
で、これをスタンプ式造型機で突き固めて鋳型（直径５
０mm×高さ５０mm）を作成した。得られた鋳型の抗圧力
は０．９kg／cm² であった。

【００４７】実施例５ 品川式ミキサー内で三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇとケ
ロシン１．５ｇとエポキシ系シラン０．０７ｇを予備混
合したのち、製造例４で調製した粉末状樹脂Ｅ１５ｇを
添加し、再び混合して、粒子間の固着や樹脂の偏析がな
い樹脂被覆砂を得た。得られた樹脂被覆砂は、ポリ袋中
に密封保管して４８時間後に造型テストを行った。造型
テストは、樹脂被覆砂を実験用ブロー式鋳型造型機によ
り成形金型内（常温又は１５０℃）にブロー充填したの
ち、（１）水タンク内でバブリングさせた湿った炭酸ガ
ス又はギ酸メチルを常温で通気して硬化させる方法、
（２）加温蒸気をキャリヤーとする炭酸ガス又はギ酸メ
チルを通気して硬化させる方法により、それぞれの鋳型
（直径５０mm×高さ５０mm）を作成し造型直後、１時間
後及び２４時間後の鋳型の抗圧力を測定した。その結果
を表５に示す。特に、本発明方法によれば高引火性であ
るギ酸メチルを従来技術より安全に使用できた点は新し
い発見であった。

【００４８】

【表５】

【００４９】実施例６ 品川式ミキサー内で三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇとケ
ロシン１．５ｇとエポキシ系シラン０．０７ｇとを予備
混合したのち、製造例４で調製した粉末状樹脂Ｅ１５ｇ
と硫酸アルミニウム粉末１０ｇとを添加して再び混合
し、さらに水４ｇを添加、混合して樹脂被覆砂を得た。
次いで、これをスタンプ式造型機で突き固めて鋳型（直
径５０mm×高さ５０mm）を作成したところ、成形直後は
手で持てる程度の湿態強度を有するものであり、更に放
置して強度（抗圧力）を測定したところ、表６に示すよ
うな結果であった。

【００５０】

【表６】

【００５１】実施例７ 品川式ミキサー内で三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇとケ
ロシン１．５ｇとエポキシ系シラン０．０７ｇとを予備
混合したのち、製造例４で調製した粉末状樹脂Ｅ１５ｇ
と硫酸アルミニウム１８水和物１５ｇとを添加し、再び
混合して粒子間の固着や樹脂の偏析がない樹脂被覆砂を
得た。次いで、これを実験用ブロー式鋳型造型機により
除湿エアーで１５０℃に温調された成形金型内にブロー
充填して結晶水の分解により水分を発生させると同時に
フェノラート樹脂のアルカリ金属を中和させてなる鋳型
（長さ１２０mm×幅２５mm×高さ２５mm）を作成した。
得られた鋳型の強度（抗折力）は２５kg／cm² であり、
鋳型として充分使用されるものであった。

【００５２】実施例８ 品川式ミキサー内でフリマントル砂１０００ｇと製造例
４で調製した粉末状樹脂Ｅ２０ｇとを予備混合したの
ち、あらかじめ用意しておいた水４０ｇ、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ソーダ２ｇ、アミノ系シラン０．１ｇ及
びエチレンカーボネート８ｇの混合物を添加し、さらに
混合を続けて起泡状態の流し込み可能な樹脂被覆砂を得
た。次いで、これをポリエチレン製成形型内に流し込
み、常温で２４時間放置して鋳型（直径５０mm×高さ５
０mm）を作成した。得られた鋳型は、抗圧力が１５kg／
cm² 、密度が１．２ｇ／cm² 程度の軽いポーラスなもの
であった。

【００５３】実施例９ 先ず、製造例４で調製した粉末状樹脂Ｅ５０ｇと水５０
ｇとエポキシ系シラン０．５ｇを混合して樹脂水溶液を
準備した。次いで、三河ケイ砂Ｖ−６号１０００ｇと前
記樹脂水溶液を３０ｇとγ−ブチロラクトン６ｇとを品
川式ミキサー内で混合して樹脂被覆砂を得た。次いで、
これを成形木型内に手込め充填し、常温で２４時間放置
して鋳型（直径５０mm×高さ５０mm）を作成した。得ら
れた鋳型の抗圧力は４５kg／cm² であった。

【００５４】実施例１０ 遠州鉄工（株）製スピードミキサー内でカルサイナー方
式で再生したシェルモード用ケイ砂１０kgと樹脂水溶液
Ａの固形分に対して０．５重量％のアミノ系シランを加
えた樹脂水溶液Ａ′を用いて製造例４と同様にして調製
した粉末状樹脂Ｄ′３００ｇとを混合しながら、超音波
加湿器で水蒸気を吹き込み、内容物が湿気を帯びた時
点、すなわち樹脂被覆ができた時点で水蒸気の吹き込み
を中止し、次いで加温された窒素ガスを吹き込んで水分
を蒸発させた後、ステアリン酸カルシウム５ｇを添加し
て乾態の通気硬化型樹脂被覆砂を得た。次いで、これを
実験用ブロー式鋳型造型機により常温の成形金型内にブ
ロー充填し、さらに加温蒸気をキャリアーとするギ酸メ
チルを通気して鋳型（長さ１２０mm×幅２５mm×高さ２
５mm）を作成した。得られた鋳型の強度（抗折力）は、
３０kg／cm² であり、更に金型温度を１５０℃にして同
様に造型した鋳型の強度は６０kg／cm² であった。

【００５５】

【発明の効果】本発明の鋳型の製造法によれば、遊離ホ
ルムアルデヒド含有量が極めて少なく、かつ経時変化が
小さい粉末状の水溶性フェノラート樹脂を用いるため、
従来のフェノラート樹脂水溶液を用いて鋳型を製造する
際の対策、例えば樹脂の品質維持に必要な保冷管理（樹
脂の経時変化防止）や作業環境の臭気対策等を施す必要
がなく、また樹脂の粘度上昇に伴う作業能率の低下を来
すこともなく、しかも従来法と遜色のない性能を有する
鋳型を提供することができる。その結果、前記対策に従
来要していた費用を大幅に削減し得るのみならず、作業
能率の向上や輸送コストの大幅な低減を可能とし総じて
鋳型の製造コストを大幅に低減できる。

【００５６】また、粉末状の水溶性フェノラート樹脂を
用いる本発明方法は、鋳型造型法に応じて各種粘結剤を
保管、使用するという従来概念を打破する契機として極
めて意義ある方法であり、本発明方法によれば、単に水
を使用するのみで、従来の生型造型法同様の物理的造型
法を適用できるし、さらには、これに硬化剤を併用する
のみで、従来の化学的造型法、例えば常温硬化法、ガス
通気硬化法、シェルモールド法同様の造型法を適用でき
るなど、単一の粘結剤で各種造型法を活用できる。その
結果、従来の鋳型造型法のような粘結剤を保管し、使用
するという煩わしさを幾分なりとも解消し得、作業の合
理化、強いては合理化な造型ラインの確立に寄与するも
のと期待される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間野 秀隆 愛知県丹羽郡扶桑町大字南山名字新津26番 地の４ 旭有機材工業株式会社愛知工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）耐火性骨材１００重量部に、
   （Ｂ）メチロール基を有し、かつフェノール核１モルに
   対して０．１〜１．０モルのアルカリ金属を含有する粉
   末状の水溶性フェノラート樹脂０．２〜５．０重量部と
   （Ｃ）水０．００１〜２０重量部とを、Ｂ／Ｂ＋Ｃ（重
   量比）＝０．２〜０．９９の範囲になるように接触させ
   ることにより硬化させることを特徴とする鋳型の製造
   法。
2. 【請求項２】 下記ＩにII及びIII を接触させることに
   より硬化させることを特徴とする鋳型の製造法。 Ｉ （Ａ）耐火性骨材、 II （Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）メチロール
   基を有し、かつフェノール核１モルに対して０．１〜
   １．０モルのアルカリ金属を含有する粉末状の水溶性フ
   ェノラート樹脂０．２〜５．０重量部と（Ｃ）水を０．
   ００１〜２０重量部とを、Ｂ／Ｂ＋Ｃ（重量比）＝０．
   ２〜０．９９の範囲になるように使用する。 III （Ｄ）酸解離指数ｐＫａが９．８２以下の酸性物
   質、アルカリ金属と接触して酸解離指数ｐＫａが９．８
   ２以下の酸性物質を発生させる無機塩及び有機エステル
   の中から選ばれた１種以上。
3. 【請求項３】 （Ｄ）成分が硫酸アルミニウム、リン酸
   アルミニウム、エチレンカーボネート、プロピレンカー
   ボネート、トリアセチン、γ−ブチロラクトンの中から
   選ばれた１種以上である請求項２記載の鋳型の製造法。
4. 【請求項４】 （Ａ）耐火性骨材と（Ｂ）メチロール基
   を有し、かつフェノール核１モルに対して０．１〜１．
   ０モルのアルカリ金属を含有する粉末状の水溶性フェノ
   ラート樹脂とを混合する工程と、該工程で得られた混合
   物を成形型内に充填する工程と、該混合物に（Ｃ）水と
   （Ｄ′）酸解離指数ｐＫａが９．８２以下の酸性物質及
   び／又は有機エステルをガス状で接触させることにより
   硬化させる工程からなることを特徴とする鋳型の製造
   法。
5. 【請求項５】 （Ｄ′）成分が炭酸ガス及び／又はガス
   状ギ酸メチルである請求項４に記載の鋳型の製造法。
6. 【請求項６】 粉末状の水溶性フェノラート樹脂を構成
   するフェノール樹脂の数平均分子量が４００以上であ
   り、アルカリ金属がナトリウム、カリウム及びこれらの
   混合物である請求項１〜５のいずれかに記載の鋳型の製
   造法。