JPH0780599A - Casting method for casting mold - Google Patents

Casting method for casting mold

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JPH0780599A
JPH0780599A JP24994693A JP24994693A JPH0780599A JP H0780599 A JPH0780599 A JP H0780599A JP 24994693 A JP24994693 A JP 24994693A JP 24994693 A JP24994693 A JP 24994693A JP H0780599 A JPH0780599 A JP H0780599A
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binder
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epoxy group
casting mold
mold
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昭 吉田
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Abstract

PURPOSE:To produce a casting mold which is rapid in improvement of casting mold strength, has the high casting mold strength and has the good surface stability of the casting mold. CONSTITUTION:System sand is obtd. by uniformly kneading an aq. soln. of a resol type water-soluble phenolic resin which is a binder and a compd. having an epoxy group which is a hardener into a refractory granular material. This system sand is packed into a molding flask for gas curing. Gaseous or aerosol org. ester is thereafter sprayed to the system sand to bring the org. ester into contact with the compd. having the epoxy group. As a result, the compd. having the epoxy group is activated, by which the curing reaction of the binder (resol type water-soluble phenolic resin) is accelerated. Then, the effect of rapidly improving the casting mold strength and improving the productivity of the casting mold is obtd. The degree of curing of the binder is increased and the casting mold having the high casting mold strength and the good surface stability is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐火性粒状材料に、レ
ゾール型水溶性フェノール樹脂よりなる粘結剤を添加混
練し、この粘結剤を硬化させて、鋳型を製造する方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a mold by adding and kneading a binder made of a resole-type water-soluble phenolic resin to a refractory granular material and curing the binder. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、鋳型は、耐火性粒状材料と粘
結剤とを混練した混練砂を、型枠(模型)に充填し、そ
の後粘結剤を、所定の硬化剤で硬化させることにより製
造されている。例えば、鋳鋼分野においては、水ガラス
を主体とする粘結剤を使用した、水ガラス/CO2法や
水ガラス/ダイカル法が用いられている。近年、水ガラ
スに代わる粘結剤として、フラン系樹脂,レゾール型水
溶性フェノール樹脂,ウレタン系樹脂等の各種の有機系
硬化性樹脂が開発され、使用され始めている。この中で
も、レゾール型水溶性フェノール樹脂は、ガス状又はエ
アロゾル状の有機エステルで硬化するため、ガス硬化性
鋳型製造時の作業環境の悪化を防止でき、水ガラスに代
わる粘結剤として好適なものである(特開昭50-130627
号公報,特公昭61-43132号公報,特公昭61-37022号公
報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a mold is prepared by filling a mold (model) with kneading sand obtained by kneading a refractory granular material and a binder, and then hardening the binder with a predetermined curing agent. Is manufactured by. For example, in the field of cast steel, a water glass / CO 2 method and a water glass / dical method using a binder mainly composed of water glass are used. In recent years, various organic curable resins such as furan-based resins, resol-type water-soluble phenolic resins and urethane-based resins have been developed and started to be used as binders in place of water glass. Among these, the resol-type water-soluble phenolic resin, which is cured with a gaseous or aerosol organic ester, can prevent the deterioration of the working environment during the production of the gas-curable mold, and is suitable as a binder in place of water glass. (Japanese Patent Laid-Open No. 50-130627
Japanese Patent Publication, Japanese Patent Publication No. 61-43132, Japanese Patent Publication No. 61-37022).

【0003】しかしながら、このレゾール型水溶性フェ
ノール樹脂よりなる粘結剤と耐火性粒状材料とを混練し
て、ガス硬化法で鋳型を製造する場合、フラン系樹脂よ
りなる粘結剤を使用した場合に比べて、以下の如き欠点
があった。即ち、得られる鋳型の強度が低く、且つ得ら
れる鋳型の表面安定性が悪いという欠点があった。これ
らの欠点は、いずれも、硬化したレゾール型水溶性フェ
ノール樹脂の粘結力が弱いために生じるものである。更
に、レゾール型水溶性フェノール樹脂は、硬化速度が遅
いという欠点があった。従って、ガス硬化法で鋳型を製
造した後、比較的長時間放置しておかないと、鋳物の作
成のために使用できないということがあった。
However, when a binder made of the resol-type water-soluble phenolic resin and a refractory granular material are kneaded to produce a mold by a gas curing method, and a binder made of a furan resin is used. However, there were the following drawbacks. That is, there is a defect that the strength of the obtained mold is low and the surface stability of the obtained mold is poor. All of these drawbacks are caused by the weak binding force of the cured resol-type water-soluble phenolic resin. Further, the resol-type water-soluble phenol resin has a drawback that the curing speed is slow. Therefore, after the mold has been manufactured by the gas curing method, the mold may not be used for producing a casting unless it is left for a relatively long time.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、レ
ゾール型水溶性フェノール樹脂よりなる粘結剤に、エポ
キシ基を持つ化合物を添加しておき、ガス状又はエアロ
ゾル状の有機エステルとこのエポキシ基を持つ化合物を
接触させることによって、エポキシ基を持つ化合物を活
性化させ、レゾール型水溶性フェノール樹脂の硬化速度
を速めると共に、硬化の程度を高めてレゾール型水溶性
フェノール樹脂の粘結力を向上させようというものであ
る。
Therefore, in the present invention, a compound having an epoxy group is added to a binder composed of a resol-type water-soluble phenolic resin to prepare a gaseous or aerosol organic ester and the epoxy compound. By contacting the compound having a group, the compound having an epoxy group is activated to accelerate the curing speed of the resol-type water-soluble phenolic resin and increase the degree of curing to enhance the cohesive strength of the resol-type water-soluble phenolic resin. It is to improve.

【0005】なお、レゾール型水溶性フェノール樹脂の
粘結力を向上させるためには、レゾール型水溶性フェノ
ール樹脂に、親水性エポキシ樹脂オリゴマーの如きエポ
キシ基を持つ化合物を配合した二成分系の粘結剤を使用
すればよいことは知られている(特開平4-298591号公
報)。しかし、親水性エポキシ樹脂オリゴマーに、ガス
状又はエアロゾル状の有機エステルを接触させて、レゾ
ール型水溶性フェノール樹脂の硬化速度を速めること
は、知られていない。本発明は、このような新規な知見
に基づいてなされたものである。
In order to improve the cohesive strength of the resol-type water-soluble phenolic resin, a two-component system of a mixture of the resole-type water-soluble phenolic resin and a compound having an epoxy group such as a hydrophilic epoxy resin oligomer is used. It is known that a binder may be used (JP-A-4-298591). However, it is not known to contact the hydrophilic epoxy resin oligomer with a gaseous or aerosol organic ester to accelerate the curing rate of the resol-type water-soluble phenol resin. The present invention has been made based on such novel findings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、耐火性
粒状材料に、粘結剤であるレゾール型水溶性フェノール
樹脂水溶液と、硬化剤であるエポキシ基を持つ化合物と
を均一に混練して混練砂を得た後、該混練砂をガス硬化
用の型枠に充填し、ガス状又はエアロゾル状の有機エス
テルを吹き付けて、該エポキシ基を持つ化合物に該有機
エステルを接触させることよって、粘結剤の硬化反応を
促進させることを特徴とする鋳型の製造方法に関するも
のである。
That is, according to the present invention, a refractory granular material is uniformly kneaded with an aqueous solution of a resol type water-soluble phenolic resin which is a binder and a compound having an epoxy group which is a curing agent. After obtaining the kneading sand by filling the kneading sand in a mold for gas curing, spraying a gaseous or aerosol organic ester, by contacting the organic ester with the compound having the epoxy group, The present invention relates to a method for producing a mold, which comprises accelerating a curing reaction of a binder.

【0007】本発明において使用する粘結剤は、一般的
にレゾール型水溶性フェノール樹脂よりなるものが用い
られる。レゾール型水溶性フェノール樹脂は、フェノー
ル類とアルデヒド化合物とを、水酸化カリウム等のアル
カリ性触媒の存在下で、縮合させて得られるものであ
る。フェノール類としては、フェノール、クレゾール、
3,5-キシレノール、ノニルフェノール,p-tert-ブチル
フェノール,イソプロペニルフェノール,フェニルフェ
ノール等のアルキルフェノール、レゾルシノール,カテ
コール,ハイドロキノン,フロログリシン等の多価フェ
ノール、ビスフェノールA,ビスフェノールF,ビスフ
ェノールC,ビスフェノールE等のビスフェノール類等
が用いられる。また、カシューナット殻液,リグニン,
タンニンのようなフェノール系化合物の混合物よりなる
ものも、フェノール類として使用することができる。こ
れら各種のフェノール類は、1種の物質を単独で使用し
てもよいし、2種以上の物質を混合してアルデヒド化合
物と共縮合させてもよい。
The binder used in the present invention is generally a resol type water-soluble phenol resin. The resol-type water-soluble phenol resin is obtained by condensing phenols and an aldehyde compound in the presence of an alkaline catalyst such as potassium hydroxide. Phenols include phenol, cresol,
Alkylphenols such as 3,5-xylenol, nonylphenol, p-tert-butylphenol, isopropenylphenol, phenylphenol, polyphenols such as resorcinol, catechol, hydroquinone, phloroglysin, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol C, bisphenol E, etc. Bisphenols and the like are used. In addition, cashew nut shell liquid, lignin,
A mixture of phenolic compounds such as tannin can also be used as the phenols. For these various phenols, one kind of substance may be used alone, or two or more kinds of substances may be mixed and co-condensed with the aldehyde compound.

【0008】フェノール類と縮合させるためのアルデヒ
ド化合物としては、ホルマリン,パラホルムアルデヒ
ド,フルフラール,グリオキザール等が使用される。ア
ルデヒド化合物の使用量は、フェノール類1モル当た
り、1〜3モル、好ましくは1.5〜2モル使用される。アル
デヒド化合物の使用量が1モル未満であると、得られた
レゾール型水溶性フェノール樹脂よりなる粘結剤を硬化
させても粘結力が十分でなく、鋳型強度が向上しない傾
向が生じる。逆に、アルデヒド化合物の使用量が3モル
を超えると、レゾール型水溶性フェノール樹脂からのア
ルデヒド臭が強く、作業環境が悪化する傾向が生じる。
Formalin, paraformaldehyde, furfural, glyoxal and the like are used as aldehyde compounds for condensation with phenols. The amount of the aldehyde compound used is 1 to 3 mol, preferably 1.5 to 2 mol, per 1 mol of the phenol. If the amount of the aldehyde compound used is less than 1 mol, even if the obtained binder of the resol-type water-soluble phenolic resin is cured, the binding force is insufficient and the mold strength tends not to be improved. On the other hand, when the amount of the aldehyde compound used exceeds 3 mol, the aldehyde odor from the resol-type water-soluble phenol resin is strong and the working environment tends to deteriorate.

【0009】フェノール類とアルデヒド化合物との縮合
は、一般的にアルカリ水溶液中で行なわれ、レゾール型
水溶性フェノール樹脂が得られるのである。この際、反
応触媒としては、水酸化カリウム(KOH)を使用する
のが好ましく、従って水酸化カリウム水溶液中で縮合さ
せるのが好ましい。また、レゾール型水溶性フェノール
樹脂は、一般的にアルカリ水溶液の形で供給されるた
め、縮合の際に所定量の水酸化カリウムを使用しても良
いし、また反応触媒として最小限の水酸化カリウムを使
用し、縮合を終えたあと、所定量の水酸化カリウムを添
加してもよい。また、縮合を終えたあとにおいては、水
酸化カリウムと共に水酸化ナトリウム(NaOH),水
酸化リチウム(LiOH)或いはヘキサメチレンテトラ
ミン等のアミン類を併用して、所定のアルカリ性になる
ようにしてもよい。レゾール型水溶性フェノール樹脂の
アルカリ水溶液中において、アルカリ(塩基)のモル数
は、フェノール性水酸基1モルに対して、0.03〜1モルで
あるのが好ましい。ここで、フェノール性水酸基とは、
レゾール型水溶性フェノール樹脂が有している全てのO
H基、即ち芳香環に直接結合しているOH基及びメチレ
ン基を介して芳香環に結合しているOH基のいずれをも
包含するものである。アルカリ(塩基)のモル数が0.03
モル未満になると、硬化させたレゾール型水溶性フェノ
ール樹脂の粘結力が低下する傾向が生じる。逆に、アル
カリ(塩基)のモル数が1モルを超えると、強アルカリ
水溶液になって、取り扱い上、危険である。
Condensation of phenols and aldehyde compounds is generally carried out in an aqueous alkaline solution to obtain a resol-type water-soluble phenol resin. At this time, it is preferable to use potassium hydroxide (KOH) as a reaction catalyst, and therefore it is preferable to condense it in an aqueous solution of potassium hydroxide. In addition, since the resol-type water-soluble phenolic resin is generally supplied in the form of an aqueous alkaline solution, a predetermined amount of potassium hydroxide may be used during the condensation, or a minimum amount of hydroxide as a reaction catalyst may be used. After using potassium to complete the condensation, a predetermined amount of potassium hydroxide may be added. Further, after the condensation is completed, potassium hydroxide may be used together with amines such as sodium hydroxide (NaOH), lithium hydroxide (LiOH), or hexamethylenetetramine so as to have a predetermined alkalinity. . In the alkaline aqueous solution of the resol-type water-soluble phenolic resin, the number of moles of alkali (base) is preferably 0.03 to 1 mol per 1 mol of the phenolic hydroxyl group. Here, the phenolic hydroxyl group
All the O contained in the resol-type water-soluble phenolic resin
The H group, that is, both the OH group directly bonded to the aromatic ring and the OH group bonded to the aromatic ring through the methylene group are included. The number of moles of alkali (base) is 0.03
When the amount is less than the molar amount, the cohesive force of the cured resol-type water-soluble phenol resin tends to decrease. On the other hand, if the number of moles of alkali (base) exceeds 1 mole, it becomes a strong alkaline aqueous solution, which is dangerous in handling.

【0010】レゾール型水溶性フェノール樹脂水溶液中
には、得られる鋳型の強度を向上させるために、シラン
カップリング剤が含有されていてもよい。シランカップ
リング剤としては、従来公知の各種のものを使用するこ
とができ、特に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,γ-(2
-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン,N-
グリシジル-N,N-ビス[3-(トリメトキシシリル)プロピ
ル]アミン等を使用するのが好ましい。そして、シラン
カップリング剤が含有されている又は含有されていない
レゾール型水溶性フェノール樹脂水溶液の粘度は、25℃
において、800cps以下であるのが好ましく、特に200cps
以下であるのが好ましい。この粘度が800cpsを超える
と、耐火性粒状材料と均一に混練しにくくなる傾向が生
じる。なお、この粘度はB型粘度計により測定したもの
である。また、このレゾール型水溶性フェノール樹脂水
溶液の固形分含量、即ち水分を除いた含有量は、35〜75
重量%であることを好ましい。固形分含量が35重量%未
満であると、得られる鋳型の強度が十分向上しない傾向
が生じる。逆に、固形分含量が75重量%を超えると、粘
度が800cpsを超える傾向となって、耐火性粒状材料と均
一に混練しにくくなる傾向が生じる。なお、この固形分
含量は、秤量試料(2.0±0.1g)を熱風乾燥機内で、3
時間105℃に加熱することにより、水分を蒸発させて、
(水分蒸発後の試料の重量/秤量試料の重量)×100=
固形分含量なる式によって算出したものである。
A silane coupling agent may be contained in the resol type water-soluble phenolic resin aqueous solution in order to improve the strength of the obtained template. As the silane coupling agent, various conventionally known ones can be used, and particularly γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- (2
-Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, N-
Glycidyl-N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] amine and the like are preferably used. The viscosity of the resol type water-soluble phenolic resin aqueous solution containing or not containing the silane coupling agent is 25 ° C.
Is preferably 800 cps or less, especially 200 cps
The following is preferable. If this viscosity exceeds 800 cps, it tends to be difficult to uniformly knead the refractory granular material. The viscosity is measured by a B-type viscometer. Further, the solid content of this resol type water-soluble phenolic resin aqueous solution, that is, the content excluding water is 35 to 75
It is preferable that it is wt%. If the solid content is less than 35% by weight, the resulting mold tends to have insufficient strength. On the contrary, when the solid content exceeds 75% by weight, the viscosity tends to exceed 800 cps, and it tends to be difficult to uniformly knead with the refractory granular material. In addition, this solid content is 3 in a hot air dryer using a weighed sample (2.0 ± 0.1 g).
By heating to 105 ° C for an hour to evaporate water,
(Weight of sample after evaporation of water / weight of sample to be weighed) × 100 =
It is calculated by the formula of solid content.

【0011】一方、レゾール型水溶性フェノール樹脂と
共に、耐火性粒状材料に混練されるエポキシ基を持つ化
合物としては、ポリグリセロールポリグリシジルエーテ
ル,ソルビトールポリグリシジルエーテル,ペンタエリ
スリトールポリグリシジルエーテル,ジグリセロールポ
リグリシジルエーテル,トリグリシジルトリス(2-ヒド
ロキシエチル)イソシアヌレート,グリセロールポリグ
リシジルエーテル等のポリエポキシ化合物、エチレン-
プロピレングリコールジグリシジルエーテル,プロピレ
ン-ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル,
ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル,
レゾルシンジグリシジルエーテル,ネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテル,1,6-ヘキサンジオールジグ
リシジルエーテル,ビスフェノールSジグリシジルエー
テル等のジエポキシ化合物、フェノール(EO)5グリ
シジルエーテル,p-tert-ブチルフェニルグリシジルエ
ーテル,2-エチルヘキシルグリシジルエーテル等のモノ
エポキシ化合物等を使用することができる。
On the other hand, as the compound having an epoxy group to be kneaded into the refractory granular material together with the resol-type water-soluble phenolic resin, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl are used. Polyepoxy compounds such as ether, triglycidyl tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, glycerol polyglycidyl ether, ethylene-
Propylene glycol diglycidyl ether, propylene-polypropylene glycol diglycidyl ether,
Polytetramethylene glycol diglycidyl ether,
Diepoxy compounds such as resorcin diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, phenol (EO) 5 glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, 2 -A monoepoxy compound such as ethylhexyl glycidyl ether can be used.

【0012】また、エポキシ基を持つ化合物に接触させ
るためのガス状又はエアロゾル状の有機エステルとして
は、蟻酸メチル,トリアセチン,γ−ブチロラクトン,
エチレングリコールモノアセテート,エチレングリコー
ルジアセテート等を使用することができる。エポキシ基
を持つ化合物に、ガス状又はエアロゾル状の有機エステ
ルを接触させる量は、エポキシ基を持つ化合物とレゾー
ル型水溶性フェノール樹脂の合計量100重量部に対し
て、有機エステルが30〜300重量部の割合であるのが好
ましい。有機エステルを接触させる割合が、30重量部未
満であると、レゾール型水溶性フェノール樹脂よりなる
粘結剤の硬化速度が十分に速くならない傾向が生じる。
また、有機エステルを接触させる割合が、300重量部を
超えても、レゾール型水溶性フェノール樹脂よりなる粘
結剤の硬化速度が、もはや速くならない傾向が生じる。
Further, as a gaseous or aerosol organic ester for contacting a compound having an epoxy group, methyl formate, triacetin, γ-butyrolactone,
Ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate and the like can be used. The amount of the organic ester in the form of gas or aerosol that is brought into contact with the compound having an epoxy group is 30 to 300 parts by weight of the organic ester based on 100 parts by weight of the total amount of the compound having an epoxy group and the resol-type water-soluble phenolic resin. It is preferably a part ratio. If the proportion of contact with the organic ester is less than 30 parts by weight, the curing rate of the binder composed of the resol-type water-soluble phenol resin tends not to be sufficiently high.
Further, even if the proportion of the organic ester to be contacted exceeds 300 parts by weight, there is a tendency that the curing speed of the binder made of the resol-type water-soluble phenol resin is no longer high.

【0013】以上のようにして準備された、レゾール型
水溶性フェノール樹脂水溶液よりなる粘結剤とエポキシ
基を持つ化合物とを、耐火性粒状材料に均一に添加混練
して混練砂を得る。そして、この混練砂をガス硬化用の
型枠に充填し、前記したガス状又はエアロゾル状の有機
エステルを混練砂に吹き付ける。そうすると、有機エス
テルが、混練砂中のエポキシ基を持つ化合物と接触し、
このエポキシ基を持つ化合物を活性化する。そして、レ
ゾール型水溶性フェノール樹脂とエポキシ基を持つ化合
物との結合(重合)反応が促進され、レゾール型水溶フ
ェノール樹脂が硬化して、鋳型を得ることができるので
ある。このような鋳型の製造において、耐火性粒状材料
に対する、粘結剤中のレゾール型水溶性フェノール樹脂
やエポキシ基を持つ化合物の添加量は、以下のとおりで
あるのが好ましい。即ち、耐火性粒状材料100重量部に
対して、レゾール型水溶性フェノール樹脂が0.5〜6重量
部となるように添加し、またエポキシ基を持つ化合物が
0.05〜3重量部となるように添加するのが好ましい。ま
た、ガス状又はエアロゾル状の有機エステルの混練砂へ
の通気量は、前記したとおり、エポキシ基を持つ化合物
とレゾール型水溶性フェノール樹脂の合計量100重量部
に対して、30〜300重量部程度が好ましい。なお、使用
する耐火性粒状材料としては、従来公知の各種のものを
用いることができ、例えば、石英質を主成分とする珪
砂,クロマイト砂,ジルコン砂,オリビン砂,アルミナ
砂,ムライト砂,合成ムライト砂等を使用することがで
きる。また、耐火性粒状材料として、これらの再生砂や
回収砂を主体とするものも使用することができるのは、
言うまでもない。
The binder prepared from the aqueous solution of resol type water-soluble phenolic resin and the compound having an epoxy group prepared as described above are uniformly added to the refractory granular material and kneaded to obtain kneading sand. Then, this kneading sand is filled in a gas curing mold, and the above-mentioned gaseous or aerosol organic ester is sprayed onto the kneading sand. Then, the organic ester comes into contact with the compound having an epoxy group in the kneading sand,
The compound having this epoxy group is activated. Then, the bonding (polymerization) reaction between the resol-type water-soluble phenolic resin and the compound having an epoxy group is promoted, the resol-type water-soluble phenolic resin is cured, and a template can be obtained. In the production of such a mold, the addition amount of the resole-type water-soluble phenolic resin or the compound having an epoxy group in the binder is preferably as follows with respect to the refractory granular material. That is, with respect to 100 parts by weight of the refractory granular material, the resole-type water-soluble phenolic resin is added so as to be 0.5 to 6 parts by weight, and the compound having an epoxy group is added.
It is preferable to add 0.05 to 3 parts by weight. Further, the amount of gas or aerosol-like organic ester aeration to the kneading sand is, as described above, 30 to 300 parts by weight with respect to the total amount 100 parts by weight of the compound having an epoxy group and the resol-type water-soluble phenol resin. A degree is preferable. As the refractory granular material to be used, various conventionally known materials can be used. For example, silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, alumina sand, mullite sand containing synthetic silica as a main component, synthetic sand Mullite sand or the like can be used. Further, as the refractory granular material, those mainly composed of these reclaimed sand and recovered sand can be used.
Needless to say.

【0014】また、本発明に用いるレゾール型水溶性フ
ェノール樹脂水溶液よりなる粘結剤中に又はエポキシ基
を持つ化合物よりなる溶液中に、ノニオン界面活性剤,
カチオン界面活性剤,アニオン界面活性剤,両性界面活
性剤等の各種界面活性剤、或いは尿素,尿素化合物,ア
ミド化合物等の有機窒素化合物を含有させておくことに
より、耐火性粒状材料と混練した混練砂の流動性やガス
硬化用の型枠への充填性を向上させることができる。更
に、耐火性粒状材料として再生砂を使用する場合には、
塩化カルシウムや酸化アルミニウム等の各種多価金属塩
を含有させておくことにより、得られる鋳型の強度を向
上させることができる。
Further, in the binder made of the resol type water-soluble phenolic resin aqueous solution used in the present invention or in the solution made of the compound having an epoxy group, a nonionic surfactant,
Kneading and kneading with refractory granular materials by incorporating various surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants, or organic nitrogen compounds such as urea, urea compounds and amide compounds It is possible to improve the fluidity of sand and the filling property into a mold for gas hardening. Furthermore, when using recycled sand as a refractory granular material,
By incorporating various polyvalent metal salts such as calcium chloride and aluminum oxide, the strength of the obtained template can be improved.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

実施例1〜7、比較例1及び2 50%KOH水溶液中に、KOHと等モル比のフェノール
を加え、攪拌・溶解させた。この水溶液を80℃に保持し
ながら、フェノール1モルに対して、ホルマリンが2モル
となるように、50%ホルマリン水溶液を徐々に加えて、
フェノールとホルマリンとの縮合反応を進行させた。そ
して、この反応溶液の粘度が110cps(25℃)に達する時
点まで、80℃で反応を続けた。この粘度に達した時点
で、反応溶液を室温まで冷却し、フェノール性水酸基1
モルに対して、KOHのモル数が0.70となるように、50
%KOH水溶液を加え、樹脂水溶液を得た。この樹脂水
溶液100重量部に対して、γ-グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランを0.5重量部添加し、粘度が50cps(25
℃)のレゾール型水溶性フェノール樹脂水溶液よりなる
粘結剤を得た。なお、レゾール型水溶性フェノール樹脂
水溶液の固形分含量は、50重量%であった。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 Into a 50% KOH aqueous solution, phenol was added in an equimolar ratio to KOH and stirred and dissolved. While maintaining this aqueous solution at 80 ° C, 50% formalin aqueous solution was gradually added to 1 mol of phenol so that the amount of formalin was 2 mol,
The condensation reaction of phenol and formalin was allowed to proceed. Then, the reaction was continued at 80 ° C. until the viscosity of the reaction solution reached 110 cps (25 ° C.). When this viscosity is reached, the reaction solution is cooled to room temperature and phenolic hydroxyl group 1
50 mol, so that the number of moles of KOH is 0.70
% KOH aqueous solution was added to obtain an aqueous resin solution. To 100 parts by weight of this resin aqueous solution, 0.5 part by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added, and the viscosity was 50 cps (25
A binder comprising an aqueous solution of resol type water-soluble phenolic resin (° C.) Was obtained. The solid content of the resol-type water-soluble phenolic resin aqueous solution was 50% by weight.

【0016】一方、表1に示したエポキシ基を持つ化合
物を準備した。そして、このエポキシ基を持つ化合物と
前記したレゾール型水溶性フェノール樹脂水溶液(表1
中では単に「フェノール樹脂水溶液」と表現した。)と
を、表1に示した割合で、且つエポキシ基を持つ化合物
とレゾール型水溶性フェノール樹脂との合計量が2.0重
量部となるように、耐火性粒状材料である珪砂(フラタ
リー)100重量部に対して添加混練した。得られた混練
砂を、直ちに50mmφ×50mmφのガス硬化用テストピース
枠に充填し、ガス状の有機エステルである蟻酸メチル
を、エポキシ基を有する化合物とレゾール型水溶性フェ
ノール樹脂の合計量100重量部に対して、60重量部の割
合で通気させて、テスト鋳型を得た。但し、比較例3に
ついては、ガス状の有機エステルを通気させずに、テス
ト鋳型を得た。なお、この硬化試験は、雰囲気温度25
℃,砂温25℃,湿度60%RHの条件下で行なった。
On the other hand, the compounds having an epoxy group shown in Table 1 were prepared. Then, the compound having this epoxy group and the above-mentioned aqueous solution of resol type water-soluble phenolic resin (Table 1
Inside, it was simply expressed as "phenolic resin aqueous solution". ) And 100% by weight of silica sand (flattery), which is a refractory granular material, so that the total amount of the compound having an epoxy group and the resol-type water-soluble phenolic resin is 2.0 parts by weight in the proportions shown in Table 1. Kneading was carried out for each part. The obtained kneading sand is immediately filled in a test piece frame for gas curing of 50 mmφ × 50 mmφ, methyl formate which is a gaseous organic ester, the total amount of the epoxy group-containing compound and the resol-type water-soluble phenol resin is 100% by weight. The test mold was obtained by venting 60 parts by weight with respect to parts. However, for Comparative Example 3, a test template was obtained without passing the gaseous organic ester. Note that this curing test was performed at an ambient temperature of 25
℃, sand temperature 25 ℃, humidity 60% RH.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】そして、得られたテスト鋳型の1分経過後
の圧縮強度[kg/cm2],30分経過後の圧縮強度[kg/c
m2],24時間経過後の圧縮強度[kg/cm2]を各々測定
し、表2に示した。また、得られた鋳型の表面安定性
(SSI)も表2に示した。
Then, the compression strength of the obtained test mold after 1 minute [kg / cm 2 ] and the compression strength after 30 minutes [kg / c]
m 2 ], and the compressive strength after 24 hours [kg / cm 2 ] were measured and are shown in Table 2. The surface stability (SSI) of the obtained template is also shown in Table 2.

【0019】[0019]

【表2】 [Table 2]

【0020】表2中におけるSSI(%)は、鋳型の表
面安定性を示すものであり、混練直後に造型したテスト
鋳型を用い「有機鋳型の試験方法[多品種少量生産型高
効率鋳造技術連絡会議報告書(昭和61年2月)]104有機
鋳型の表面安定度試験方法p7」に基づいて行なった。即
ち、テスト鋳型をふるい上で60秒間振盪し、振盪後の重
量を測定する。そして、振盪前のテスト鋳型の重量をW
1(g)とし、振盪後のテスト鋳型の重量をW2(g)と
すると、SSI(%)は次式により求められる。即ち、
SSI(%)=(W2/W1)×100である。従って、S
SI(%)は、その値が大きいほど、鋳型の表面安定性
が良好であることを示すものである。
The SSI (%) in Table 2 indicates the surface stability of the mold, and the test mold prepared immediately after kneading was used to test the “testing method of organic mold [multi-product small-quantity production high-efficiency casting technology contact]. Conference report (February 1986)] 104 Surface stability test method of organic mold p7 ”. That is, the test mold is shaken for 60 seconds on a sieve, and the weight after shaking is measured. Then, the weight of the test mold before shaking is W
SSI (%) is calculated by the following equation, where 1 (g) and the weight of the test mold after shaking are W 2 (g). That is,
SSI (%) = (W 2 / W 1 ) × 100. Therefore, S
The SI (%) shows that the larger the value, the better the surface stability of the mold.

【0021】表2の結果から明らかなとおり、エポキシ
基を持つ化合物にガス状の有機エステルを接触させて粘
結剤を硬化させた場合には、エポキシ基を持つ化合物を
使用せずにガス状の有機エステルのみを使用して粘結剤
を硬化させた場合(比較例2)に比べて、鋳型強度(圧
縮強度)の向上が速やかに行われていることが分かる。
即ち、粘結剤(レゾール型水溶性フェノール樹脂)の硬
化速度が速くなっていることが分かる。また、レゾール
型水溶性フェノール樹脂を用いない場合(比較例1)
は、実質的な粘結剤が存在しないため、必要な鋳型強度
(圧縮強度)が全く得られないことが分かる。更に、ガ
ス状の有機エステルを使用せずに、レゾール型水溶性フ
ェノール樹脂とエポキシ基を持つ化合物とを硬化させた
場合(比較例3)は、鋳型強度(圧縮強度)の向上が遅
々として進行しないことが分かる。即ち、粘結剤の硬化
速度が非常に遅いことが分かる。更に、実施例の如く、
エポキシ基を持つ化合物にガス状の有機エステルを接触
させて、粘結剤を硬化させた場合には、比較例の場合に
比べて、表面安定性も向上していることが分かる。
As is clear from the results in Table 2, when the compound having an epoxy group was brought into contact with a gaseous organic ester to cure the binder, the compound having an epoxy group was not used. It can be seen that the mold strength (compressive strength) is improved more rapidly than in the case where the binder is cured using only the organic ester of (Comparative Example 2).
That is, it can be seen that the curing speed of the binder (resol-type water-soluble phenolic resin) is high. Further, when the resol type water-soluble phenolic resin is not used (Comparative Example 1)
It can be seen that since the substantial binder does not exist, the required mold strength (compressive strength) cannot be obtained at all. Furthermore, when the resol-type water-soluble phenolic resin and the compound having an epoxy group are cured without using a gaseous organic ester (Comparative Example 3), the mold strength (compressive strength) is slowly improved. You can see that it will not progress. That is, it can be seen that the curing speed of the binder is very slow. Furthermore, as in the embodiment,
It can be seen that the surface stability is improved when the binder is cured by bringing the compound having an epoxy group into contact with a gaseous organic ester and curing the binder.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、鋳型を
製造する際に使用する粘結剤(レゾール型水溶性フェノ
ール樹脂)を速やかに硬化させるため、粘結剤にエポキ
シ基を持つ化合物を添加配合し、そして、ガス状又はエ
アロゾル状の有機エステルをエポキシ基を持つ化合物に
接触させて、エポキシ基を持つ化合物の活性化を図らん
とするものである。従って、活性化したエポキシ基を持
つ化合物が、粘結剤と結合(重合)するので、この結合
(重合)反応の速度が速くなり、粘結剤の硬化を促進さ
せると共に、粘結剤の結合(重合)の程度も高くなり、
粘結剤の粘結力も更に向上するのである。依って、本発
明に係る方法で鋳型を製造すれば、速やかに鋳型強度の
高い鋳型を得ることができ、鋳型の生産性を格段に向上
させるという効果を奏するのである。更に、粘結剤の硬
化が十分に進行するため、得られる鋳型の表面安定性も
格段に向上するという効果も奏するのである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention is a compound having an epoxy group in the binder in order to rapidly cure the binder (resole type water-soluble phenolic resin) used in producing a mold. Is added and mixed, and the gaseous or aerosol organic ester is brought into contact with the compound having an epoxy group to activate the compound having an epoxy group. Therefore, the compound having an activated epoxy group is bonded (polymerized) with the binder, so that the speed of this bonding (polymerization) reaction is accelerated, the curing of the binder is accelerated, and the binder is bonded. The degree of (polymerization) also increases,
The binding power of the binding agent is further improved. Therefore, if a mold is manufactured by the method according to the present invention, a mold having a high mold strength can be rapidly obtained, and the productivity of the mold can be remarkably improved. Furthermore, since the curing of the binder sufficiently proceeds, the surface stability of the obtained mold is also significantly improved.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐火性粒状材料に、粘結剤であるレゾー
ル型水溶性フェノール樹脂水溶液と、硬化剤であるエポ
キシ基を持つ化合物とを均一に混練して混練砂を得た
後、該混練砂をガス硬化用の型枠に充填し、ガス状又は
エアロゾル状の有機エステルを吹き付けて、該エポキシ
基を持つ化合物に該有機エステルを接触させることよっ
て、粘結剤の硬化反応を促進させることを特徴とする鋳
型の製造方法。
1. A refractory granular material is uniformly kneaded with an aqueous solution of a resol type water-soluble phenolic resin which is a binder and a compound having an epoxy group which is a curing agent to obtain kneading sand, and then the kneading. To accelerate the curing reaction of the binder by filling sand with a gas-curing mold and spraying a gaseous or aerosol organic ester to bring the organic ester into contact with the compound having the epoxy group. And a method for producing a mold.
【請求項2】 有機エステルが蟻酸メチルである請求項
1記載の鋳型の製造方法。
2. The method for producing a mold according to claim 1, wherein the organic ester is methyl formate.
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