JPH08174136A - 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フェノール・アルデヒド変性樹脂(A) と、ア
ルコール類、エーテル類及びポリオキシアルキレン化合
物又は混合物の中から選ばれる１種以上(B) とを必須成
分とすることを特徴とする鋳型用粘結剤組成物、この粘
結剤組成物を配合した鋳型組成物、およびこの粘結剤組
成物を使用して鋳型を製造する方法。 【効果】 従来の製造方法によって得られる鋳型に比べ
高強度の鋳型が得られ、その結果、粘結剤の使用量の低
減が可能となるため、鋳物砂の回収が容易となり、ま
た、鋳込時の鋳型から発生するガス量を減少し得るの
で、ガス欠陥の発生を抑制し健全な鋳物が製造でき、実
用上有益なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳型を製造する際に使用
する粘結剤組成物に関するものである。又、この粘結剤
組成物を配合した鋳型組成物、およびこの粘結剤組成物
を使用して、鋳型を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機粘結剤を用いて主型や中子のような
鋳型を製造する造型法として、自硬性鋳型法、コールド
ボックス鋳型法、クローニング法（シェル法）は公知で
ある。特に有機自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心
に生産性、鋳物品質、安全衛生上の観点から無機系に代
わって既に汎用的な造型法となっている。

【０００３】一方、従来、中、高速で鋳型を製造するに
はフェノール樹脂を粒状耐火物に被覆した、いわゆるコ
ーテッドサンドを加熱硬化して鋳型を製造するクローニ
ング法が幅広く使用されている。

【０００４】しかし、鋳型製造時の省エネルギー、鋳型
生産速度、更に鋳型、鋳物の品質を改善するために、ガ
ス状又はエロゾル状物質で常温硬化させるコールドボッ
クス鋳型法がクローニング法を代替する鋳型の製造法と
して鋳物業界で真剣に導入が試みられてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機自硬性鋳型造型法
及びガス硬化性鋳型造型法に用いられる粘結剤組成物と
して、水溶性フェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液
を粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物
砂用粘結剤組成物が、特開昭50-130627 号公報、特開昭
58-154433 号公報や特開昭58-154434 号公報により公知
である。また、ビスフェノールとホルムアルデヒドとを
縮重合させたフェノール系樹脂を粘結剤として使用する
こと (特開昭62-40948号公報、特開昭63-40636号公報)
や、カリウムアルカリ性ビスフェノール・フェノール共
重合型レゾール樹脂を粘結剤として使用すること (特開
平5-123818号公報) も公知である。

【０００６】また、最近ではガス硬化の鋳型造型法とし
て二酸化炭素を用いるプロセスが提案されている（特公
平1-224263号公報）。これは、有機エステルのガスに比
べ人体への悪影響が少ない二酸化炭素のガスを使用する
ため、安全衛生上の観点から特に注目されている。

【０００７】これらの粘結剤を用いた鋳型造型法は粘結
剤中に硫黄原子を含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳
型造型法に比較して浸硫の傾向が小さい等の長所を有す
るが、反面酸硬化性鋳型造型法に比較して、鋳型強度が
低い、可使時間が短い、砂再生性が劣るなどの欠点を有
しており、更にその改良が望まれている。

【０００８】特開平2-255754号公報には、水溶性フェノ
ール樹脂及びエーテルアルコール又はケトンアルコール
を必須成分とする鋳物用砂型の製造方法が、特開平2-25
5754号公報には、水溶性フェノール樹脂及びフェノキシ
アルコールを必須成分とする鋳物用砂型の製造方法が、
特開平4-118148号公報には、水溶性フェノール樹脂及び
エーテル類を必須成分とする鋳物用砂型の製造方法が、
特開平4-118149号公報及び特開平4-118145号公報には、
水溶性フェノール樹脂及びポリオキシアルキレン化合物
を必須成分とする鋳物用砂型の製造方法が、特開平4-11
8150号公報には、水溶性フェノール樹脂及びアルコール
類を必須成分とする鋳物用砂型の製造方法が開示されて
いるが、得られる鋳型の強度が低いという問題点があっ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題点
を解決すべく鋭意研究の結果、フェノール・アルデヒド
変性樹脂を粘結剤とし、これを有機エステル及び／又は
炭酸ガスで硬化せしめる鋳型用粘結剤組成物において、
フェノール・アルデヒド変性樹脂に特定の化合物類を使
用することにより、鋳型強度が大幅に向上することを見
出し本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち本発明は、フェノール・アルデヒド変
性樹脂と、アルコール類、エーテル類及びポリオキシア
ルキレン化合物又は混合物の中から選ばれる１種以上と
を必須成分とすることを特徴とする鋳型用粘結剤組成物
に関する。

【００１１】また、本発明は、耐火性骨材 100重量部に
対して、前記の鋳型用粘結剤組成物0.1〜15重量部から
なる混合物を混練して得られることを特徴とする鋳型組
成物に関する。

【００１２】更に、本発明は、前記の鋳型用粘結剤組成
物を用い、かつ硬化剤として有機エステル及び／又は炭
酸ガスを用いることを特徴とする鋳型の製造方法に関す
る。

【００１３】本発明において用いられるアルコール類と
しては、炭素数３〜12の１価アルコール、分子中に芳香
環を少なくとも１個有するアルコール、開鎖エーテルア
ルコール及びフェノキシアルコールが好ましい。

【００１４】本発明において用いられるアルコール類と
して具体的には、次の様なものが挙げられる。

【００１５】炭素数３〜12の１価アルコールとしては、
プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチル
アルコール、イソブチルアルコール、 sec−ブチルアル
コール、tert−ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコー
ル、イソアミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプ
チルアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコ
ール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシ
ルアルコール、ラウリルアルコール、アリルアルコー
ル、クロチルアルコール、プロパルギルアルコールが挙
げられる。

【００１６】分子中に芳香環を少なくとも１個有するア
ルコールとしては、シクロペンタノール、シクロヘキサ
ノール、ベンジルアルコール、シンナミルアルコール、
フルフリルアルコール等である。

【００１７】開鎖エーテルアルコールとしては、プロピ
レン・グリコール・メチルエーテル、プロポキシプロパ
ノール、トリプロピレン・グリコール・メチルエーテ
ル、ジプロピレン・グリコール・メチルエーテル、エチ
レン・グリコール・メチルエーテル、ジエチレン・グリ
コール・エチルエーテル、ジエチレン・グリコール・ブ
チルエーテル、エチレン・グリコール・ｎ−ブチルエー
テル、ジエチレングリコール・エーテル及びトリエチレ
ン・グリコール・エーテルが挙げられる。

【００１８】フェノキシアルコールとしては、フェノキ
シエタノール、１−フェノキシ−２−プロパノール、２
−(4−ブロモフェノキシ) エタノール、２−(4−クロロ
フェノキシエタノールが挙げられる。

【００１９】本発明において用いられるエーテル類とし
ては、分子中に少なくとも１個の芳香環を有するもの、
またはこれらのエーテル類を形成している５員環又は６
員環中に酸素原子を１以上有するものが好ましい。

【００２０】本発明において用いられるエーテル類とし
て具体的には次の様なものが挙げられる。

【００２１】アニソール、フェネトール、ブチルフェニ
ルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトル
エン、ジベンジルエーテル、ジフェニルエーテル、ベン
ジルエチルエーテル、ベラトロール、テトラヒドロフラ
ン、グリシジルフェニルエーテル等である。

【００２２】本発明において用いられるポリオキシアル
キレン化合物又は混合物として好ましいものは、下記の
一般式(I) で示される化合物及び分子中にポリオキシア
ルキレン結合を有している界面活性剤である。

【００２３】R₁O−(R₂O)_m−R₃ (I) 上記一般式(I) において、 R₁,R₃は各々独立して炭素原
子数１〜４の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基で、R₂は
炭素原子数２〜４の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基で
あることが好ましい。ここでR₂が炭素原子数２の飽和脂
肪族炭化水素基である時、好ましい重合度ｎとしては１
≦ｍ＜140 である。また、R₂が炭素原子数３の飽和又は
不飽和脂肪族炭化水素基である時、好ましい重合度ｍと
しては１≦ｍ＜35である。

【００２４】更に、本発明において用いられるポリオキ
シアルキレン化合物又は混合物として好ましいものは、
下記の一般式(II)で示される。

【００２５】R₄O−(R₅O)_n−H (II) 上記一般式(II)において、R₄は炭素原子数１〜４の飽和
又は不飽和脂肪族炭化水素基又は水素で、R₅は炭素原子
数２〜４の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基であること
が好ましい。ここでR₅が炭素原子数２の飽和脂肪族炭化
水素基である時、好ましい重合度n'としては３＜ｎ＜14
0 である。また、R₅が炭素原子数３の飽和又は不飽和脂
肪族炭化水素基である時、好ましい重合度ｎとしては３
＜ｎ＜35である。

【００２６】本発明において用いられるポリオキシアル
キレン化合物又は混合物として具体的には次の様なもの
が挙げられる。

【００２７】エチレングリコールジメチルエーテル、エ
チレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコー
ルジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエ
ーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロ
ピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコ
ールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチ
ルエーテル、ブチレングリコールジメチルエーテル、ブ
チレングリコールジエチルエーテル、ブチレングリコー
ルジプロピルエーテル、ブチレングリコールジブチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチ
ルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテ
ル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエ
チレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリ
コールジエチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等で
ある。

【００２８】また、分子中にポリオキシアルキレン結合
を有している界面活性剤は、具体的には、ポリオキシエ
チレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエー
テル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマ
ー、ポリオキシエチレンアルキルアミン等である。

【００２９】また、かかる界面活性剤において好ましい
ＨＬＢの範囲は 5.0〜18.0であり、更に好ましいＨＬＢ
の範囲は 9.0〜16.0である。

【００３０】更に、その他には、炭素数６〜22のアルキ
ル基を有するポリオキシエチレン脂肪酸エステル、及び
炭素数６〜22のアルキル基を有するグリセリン脂肪酸エ
ステル、炭素数６〜22のアルキル基を有するポリオキシ
エチレンソルビタン脂肪酸エステル等のエステル型界面
活性剤が好ましい。

【００３１】本発明の粘結剤組成物を用いることによ
り、鋳型強度を大幅に改善し得る理由は次の如く推定さ
れる。即ち、上記の如き化合物類を存在させることによ
り、耐火性粒状材料とフェノール・アルデヒド変性樹脂
との表面水素結合を誘起して、界面接着性の改善等の表
面特性を化学的に向上せしめたこと、また硬化鋳型の組
成物界面、即ち固体−液体、液体−液体界面への浸透性
及び拡散性と耐火性粒子に対する凝集力等の特性とを物
理的に改善、改質し、向上せしめたことによると考えら
れる。

【００３２】本発明の鋳型用粘結剤組成物を製造するに
は、フェノール・アルデヒド変性樹脂に対し、本発明に
係る上記の化合物類をフェノール・アルデヒド変性樹脂
の固形分に対し通常 0.1〜50重量％、好ましくは１〜40
重量％使用する。該化合物が0.1重量％未満では鋳型強
度向上効果が殆どなく、逆に50重量％を超えると鋳型強
度が低下する。

【００３３】フェノール・アルデヒド変性樹脂と上記の
如き化合物類とを併用する形態としては、フェノール・
アルデヒド変性樹脂又は水溶液中に含有させてもよい
し、硬化剤として有機エステルを使用する場合有機エス
テル中に混合せしめてもよいし、或いはそれらと別途に
耐火性粒状材料に添加してもよい。またこの際、周知の
溶媒に希釈して混練性を高めて添加することもできる。

【００３４】本発明の鋳型用粘結剤組成物を用いて鋳型
を自硬性鋳型造型法によって製造するには、耐火性粒状
材料 100重量部に、本発明の鋳型用粘結剤組成物をアル
カリ水溶液の形態で固形分として 0.1〜15重量部、好ま
しくは 0.3〜５重量部及び硬化剤である有機エステル0.
05〜９重量部、好ましくは 0.1〜５重量部を周知の方法
で混練し、従来の自硬性鋳型製造プロセスをそのまま利
用して鋳型を製造することができる。

【００３５】また、本発明において、鋳型をガス硬化性
鋳型造型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料
100重量部に、本発明の鋳型用粘結剤組成物をアルカリ
水溶液の形態で固形分として 0.1〜15重量部、好ましく
は 0.3〜５重量部を加えた混練砂を手込め、もしくは加
圧空気でのブローイングにより模型中に充填し、次いで
ガス状もしくはエロゾル状の有機エステル0.05〜９重量
部を吹き込んでフェノール・アルデヒド変性樹脂混合物
を硬化させることにより、鋳型を製造する。

【００３６】本発明に用いられる有機エステルとして
は、ラクトン類或いは炭素数１〜10の一価又は多価アル
コールと炭素数１〜10の有機カルボン酸より誘導される
有機エステルの単独もしくは混合物が用いられるが、自
硬性鋳型造型法ではγ−ブチロラクトン、プロピオンラ
クトン、ε−カプロラクトン、ギ酸エチル、エチレング
リコールジアセテート、エチレングリコールモノアセテ
ート、トリアセチン等を用いるのが好ましく、ガス硬化
性鋳型造型法ではギ酸メチルを用いるのが好ましい。更
に、ガス状等の有機エステルに代えて、炭酸ガスを使用
して鋳型用粘結剤組成物を硬化させる場合には、粘結剤
組成物中に適正量の硼酸、硼酸塩、アルミン酸塩等のオ
キシアニオンを有する化合物を添加し、このオキシアニ
オンを有する化合物と炭酸ガスの共働作用によって、フ
ェノール・アルデヒド変性樹脂を硬化させることができ
る (特開平1-224263号公報) 。本発明の鋳型用粘結剤組
成物については自硬性鋳型造型法でもガス硬化性鋳型造
型法でも、特に制限されるものではない。

【００３７】本発明で用いられるフェノール・アルデヒ
ド変性樹脂は、下記の一般式(1) で表されるビスフェノ
ール類から選ばれる１種以上の化合物と、アルデヒド化
合物とを共縮合して得られるもの、もしくは、フェノー
ル類から選ばれる１種以上の化合物及び上記の一般式
(1) で表されるビスフェノール類から選ばれる１種以上
の化合物と、アルデヒド化合物とを共縮合して得られる
ものである。

【００３８】

【化３】

【００３９】一般式(1) で表されるビスフェノール類の
具体例としては、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、ビスフェノ
ールＺ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＡＦ、ビス
フェノールＡＰ、ジ− sec−ブチル−ビスフェノール
Ａ、ジ−イソプロピル−ビスフェノールＡ、 1,1−エチ
リデン−ビスフェノール、メチル−エチル−メチレン−
ビスフェノールＡ、メチルイソブチル−メチレン−ビス
フェノール、メチル−ヘキシル−メチレン−ビスフェノ
ール、メチル−フェニル−メチレン−ビスフェノール、
4,4'−チオジフェノール等が挙げられ、それらが単独で
又は混合して使用される。

【００４０】フェノール類としては、下記の一般式 (2)
〜(4) で表される化合物の中から選ばれる１種以上が使
用される。

【００４１】

【化４】

【００４２】(式中、R₅及びR₆は、水素原子又は炭素数
２以下の炭化水素基を表わす。)

【００４３】

【化５】

【００４４】(式中、R₇は、水素原子、水酸基又は炭素
数２以下の炭化水素基を表わす。)

【００４５】

【化６】

【００４６】(式中、R₈は、炭素数３以上の脂肪族炭化
水素基又は芳香族炭化水素基を表わす。) 。

【００４７】フェノール類のうち、一般式(2) で表され
る化合物の具体例としては、フェノール、クレゾール、
3,5−キシレノール等が挙げられる。一般式(3) で表さ
れる化合物は多価フェノールであって、具体例として
は、レゾルシノールやカテコール等が挙げられる。ま
た、一般式(4) で表される化合物は、主としてパラ位に
炭素数３以上のアルキル基やフェニル基が結合したもの
であり、具体例としては、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
ニルフェノール等が挙げられる。また、カシューナッツ
殻液のような各種のフェノール類の混合物等も使用でき
る。特に、フェノール類としては、フェノールとクレゾ
ールの混合物が好ましい。

【００４８】また、アルデヒド化合物としては、ホルム
アルデヒド、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、単独で又は混合して使用される。

【００４９】ビスフェノール類、もしくはフェノール類
及びビスフェノール類と、アルデヒド化合物とを共縮合
する際、各化合物のモル比は、以下の通りであるのが好
ましい。即ち、ビスフェノール類のモル数、もしくはフ
ェノール類のモル数とビスフェノール類のモル数との合
計モル数に対する、アルデヒド化合物のモル数の比が1.
0〜5.0 〔 (ビスフェノール類のモル数、もしくはフェ
ノール類のモル数＋ビスフェノール類のモル数) ：アル
デヒド化合物のモル数＝１： 1.0〜5.0 〕であるのが好
ましい。特に、アルデヒド化合物のモル数の比が 1.5〜
3.0 であるのが、より好ましい。アルデヒド化合物のモ
ル数の比が 1.0未満になると、得られたフェノール・ア
ルデヒド変性樹脂を使用して造型しても、鋳型の強度が
充分に向上しない傾向が生じる。逆に、アルデヒド化合
物のモル数の比が 5.0を超えると、得られたフェノール
・アルデヒド変性樹脂のアルデヒド臭が強く、作業環境
が悪くなる恐れがある。また、フェノール類とビスフェ
ノール類を併用する場合、フェノール類のモル数に対す
る、ビスフェノール類のモル数の比は、 0.001〜1000程
度 (フェノール類のモル数：ビスフェノール類のモル数
＝１： 0.001〜1000) が好ましい。特に、ビスフェノー
ル類のモル数の比が0.01〜90であるのがより好ましい。
ビスフェノール類のモル数が 0.001未満であったり、或
いは1000を超えると、得られる鋳型の強度が充分に向上
しない傾向が生じる。

【００５０】ビスフェノール類、もしくはフェノール類
及びビスフェノール類と、アルデヒド化合物との共縮重
合は、一般的に水溶液中で行われ、フェノール・アルデ
ヒド変性樹脂が得られる。例えば、所定量のビスフェノ
ール類もしくはフェノール類及びビスフェノール類を溶
解させた水溶液中に、所定量のアルデヒド化合物を徐々
に添加しながら、共縮重合させて得るのが好ましい。こ
の際、反応触媒としては、水酸化カリウム(KOH) 、水酸
化ナトリウム(NaOH)、水酸化リチウム(LiOH)等のアルカ
リ触媒が使用されるが、特に、水酸化カリウムを使用す
るのが好ましい。本発明におけるフェノール・アルデヒ
ド変性樹脂は、アルカリ性水溶液に調整されるため、共
縮重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、共縮重合を終えた後、所定量の水酸化カリウムを添
加してもよい。また、共縮重合を終えた後において、水
酸化カリウムと共に水酸化ナトリウムや水酸化リチウム
を併用して、所定のアルカリ性になるようにしてもよ
い。更に、酸触媒を使用して共縮重合させた後、次いで
水酸化カリウム等のアルカリ触媒を使用して共縮重合を
進行させてもよい。フェノール・アルデヒド変性樹脂の
アルカリ水溶液において、ビスフェノール類の水酸基の
モル数、もしくはフェノール類の水酸基のモル数とビス
フェノール類の水酸基のモル数との合計モル数に対す
る、全アルカリのモル数の比は、 0.2〜1.2 であるのが
好ましい。また、アルカリ水溶液中における、フェノー
ル・アルデヒド変性樹脂の濃度は、30〜75重量％である
のが好ましい。

【００５１】また、フェノール・アルデヒド変性樹脂
は、更にアルコール類を共縮合することにより、耐火性
粒状材料と混練した場合における、混練砂の流動性及び
模型への充填性に優れるものとなる。アルコール類とし
ては、炭素数２〜10の１価アルコールが好ましく、例え
ば、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコ
ール、 sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコー
ル、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ヘ
キシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアル
コール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシ
ルアルコール等が挙げられる。特に、１価アルコールと
して、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、
ブチルアルコール、イソブチルアルコール、 sec−ブチ
ルアルコール又はtert−ブチルアルコールを使用するの
が最も好ましい。配合割合としては、ビスフェノール類
のモル数、もしくはフェノール類のモル数とビスフェノ
ール類のモル数との合計モル数に対して0.0001〜0.5 倍
モルが好ましい。特に、アルコール類が0.01〜0.2 倍モ
ルであるのがより好ましい。アルコール類のモル数が0.
0001倍モル未満になると、アルコール類を添加する効果
がなく、逆に、 0.5倍モルを超えると鋳型の強度が充分
に向上しない傾向が生じる。

【００５２】耐火性粒状材料としては、石英質を主成分
とする珪砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン
砂、アルミナサンド等の無機耐火性粒状材料が使用され
るが、特に限定されるものではない。

【００５３】また、更に鋳型強度を向上させる目的でシ
ランカップリング剤を加えても差し支えない。好ましい
シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランやγ−（２−アミノエチル）アミノプ
ロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００５４】

【実施例】以下、実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。

【００５５】〔鋳型用粘結剤組成物水溶液１の調整〕50
％水酸化カリウム水溶液に、表１及び表２に示したモル
比で定められる量のフェノール類とビスフェノール類と
アルコール類とを加え、攪拌し溶解させた。この溶液を
80℃に保持しながら、表１及び表２に示したモル比で定
められる量のアルデヒド化合物を徐々に加えた。そし
て、反応溶液中におけるフェノール・アルデヒド変性樹
脂の重量平均分子量が2500に達する時点まで80℃で反応
を続けた。重量平均分子量が2500に達する時点の判定
は、反応溶液の粘度を測定することによって行った。反
応終了後、室温まで冷却した後、フェノール類の水酸基
のモル数とビスフェノール類の水酸基のモル数の合計モ
ル数に対する、水酸化カリウムのモル数の比が0.85とな
るように、50％水酸化カリウム水溶液を加えた。以上の
ようにして、フェノール・アルデヒド変性樹脂のアルカ
リ水溶液を得た。そして、表１及び表２に示した各種の
化合物をフェノール・アルデヒド変性樹脂水溶液中に添
加した。以上のようにして、鋳型用粘結剤組成物水溶液
１を調整した。なお、粘結剤組成物水溶液中の粘結剤組
成物 (フェノール・アルデヒド変性樹脂、各種の化合
物）の含有量は50重量％であった。フェノール・アルデ
ヒド変性樹脂水溶液の固形分量は、空気循環式炉内で秤
量した試料(2.0±0.1g) を３時間 100℃に加熱すること
によって測定した。

【００５６】なお、表１及び表２中のＡなる項目は、フ
ェノール類のモル数、ビスフェノール類のモル数、もし
くはフェノール類のモル数とビスフェノール類のモル数
との合計モル数に対する、アルデヒド化合物のモル数の
比である。即ち、〔アルデヒド化合物のモル数／ (フェ
ノール類のモル数＋ビスフェノール類のモル数) 〕であ
る。また、Ｂなる項目は、フェノール類とビスフェノー
ル類を併用した場合、フェノール類のモル数に対する、
ビスフェノール類のモル数の比である。即ち、〔ビスフ
ェノール類のモル数／フェノール類のモル数〕である。
さらに、Ｃなる項目は、フェノール類のモル数、ビスフ
ェノール類のモル数、もしくはフェノール類のモル数と
ビスフェノール類のモル数との合計のモル数に対する、
アルコール類のモル数の比である。即ち、〔アルコール
類のモル数／ (フェノール類のモル数＋ビスフェノール
類のモル数) 〕である。

【００５７】〔鋳型用粘結剤組成物水溶液２の調整〕反
応溶液中におけるフェノール・アルデヒド変性樹脂の重
量平均分子量が1800に達する時点まで反応を続けた以外
は、鋳型用粘結剤組成物水溶液１と同一の方法で、鋳型
用粘結剤組成物水溶液２を調整した。表３及び表４に反
応モル比及び添加した化合物の種類を示す。添加した化
合物の量はフェノール・アルデヒド変性樹脂水溶液の固
形分に対して15重量％である。

【００５８】〔鋳型用粘結剤組成物水溶液３の調整〕鋳
型用粘結剤組成物水溶液２の調整の際に、反応終了後に
得られたフェノール・アルデヒド変成樹脂の水溶液90重
量部と、四硼酸ナトリウム・10水和物５重量部と、95％
水酸化カリウム５重量部とを混合して、鋳型用粘結剤組
成物水溶液３を調整した。表５及び表６に反応モル比及
び添加した化合物の種類を示す。添加した化合物の量は
フェノール・アルデヒド変性樹脂水溶液の固形分に対し
て20重量％である。

【００５９】実施例１〜14、比較例１〜４ 自硬性鋳型造型法における鋳型強度を評価した。即ち、
珪砂 100重量部に対して、トリアセチンを 0.3重量部、
鋳型用粘結剤組成物水溶液１を 1.5重量部添加混練して
なる混合物を、50mmφ×50mmｈのテストピース用模型に
充填し、混練から24時間後の圧縮強度を測定した。ま
た、同時に混練砂の流動性・充填性を測定した。即ち、
内径50mm、内部有効長 100mmの試験筒の底部に受台を取
り付け、3mm 目の篩を通して、試験筒に混練砂を粗充填
する。次に、上部の余分な混練砂をかき落として、「ジ
ョージ・フィシャー社製のコンパクタビリティ・テスタ
ー」にかけ、10kg/cm²のスクイズ圧で加圧した。この後
における混練砂の高さの減少を測定し、この減少高さＸ
mm〔＝Ｃ．Ｂ．（コンパクタビリティー）〕を混練砂の
流動性・充填性の指標とした。Ｘが小さい程、混練砂の
流動性及び充填性が良いことを示している。結果を表１
及び表２に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】実施例15〜27及び比較例５〜８ ガス硬化性鋳型造型法における鋳型強度を評価した。即
ち、珪砂 100重量部に対し、鋳型用粘結剤組成物水溶液
２を 2.0重量部添加混練してなる混合物を、50mmφ×50
mmｈのガス硬化用テストピース用模型に充填した。この
模型中に 1.5重量部のガス状のギ酸メチルを注入し、注
入後から24時間後の圧縮強度を測定した。結果を表３及
び表４に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】

【００６５】実施例28〜40及び比較例９〜12 耐火性粒状材料である珪砂 100重量部に対し、鋳型用粘
結剤組成物水溶液３を3.5重量部添加混練した混合物を5
0mmφ×50mmｈのガス用テストピース枠に充填し、炭酸
ガスを10リットル／分の流速で２分間通気させ、ガス硬
化性鋳型製造法で鋳型を造型した。この鋳型の24時間経
過後の圧縮強度(kg/cm²)を測定した。その結果を表５及
び表６に示す。

【００６６】

【表５】

【００６７】

【表６】

【００６８】

【発明の効果】上記の実施例で明白なように、本発明の
製造方法によれば、従来の製造方法によって得られる鋳
型に比べ高強度の鋳型が得られる。その結果、粘結剤の
使用量の低減が可能となるため、鋳物砂の回収が容易と
なり、また、鋳込時の鋳型から発生するガス量を減少し
得るので、ガス欠陥の発生を抑制し健全な鋳物が製造で
き、実用上有益なものとなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 61/12 ＬＭＲ 71/02 ＬＱＥ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の一般式(1) で表されるビスフェノ
   ール類から選ばれる１種以上の化合物と、アルデヒド化
   合物とを共縮合して得られたフェノール・アルデヒド変
   性樹脂(A) と、アルコール類、エーテル類及びポリオキ
   シアルキレン化合物又は混合物の中から選ばれる１種以
   上(B) とを必須成分とすることを特徴とする鋳型用粘結
   剤組成物。 【化１】
2. 【請求項２】 フェノール類から選ばれる１種以上の化
   合物及び下記の一般式(1) で表されるビスフェノール類
   から選ばれる１種以上の化合物と、アルデヒド化合物と
   を共縮合して得られたフェノール・アルデヒド変性樹脂
   (a) と、アルコール類、エーテル類及びポリオキシアル
   キレン化合物又は混合物の中から選ばれる１種以上(b)
   とを必須成分とすることを特徴とする鋳型用粘結剤組成
   物。 【化２】
3. 【請求項３】 ビスフェノール類としてビスフェノール
   Ａ又はビスフェノールＦを使用する請求項１又は２記載
   の鋳型用粘結剤組成物。
4. 【請求項４】 フェノール類としてフェノールとクレゾ
   ールとの混合物を使用する請求項２又は３記載の鋳型用
   粘結剤組成物。
5. 【請求項５】 フェノール・アルデヒド変性樹脂が、さ
   らにアルコール類を共縮合して得られたものである請求
   項１〜４の何れか１項に記載の鋳型用粘結剤組成物。
6. 【請求項６】 耐火性骨材 100重量部に対して、請求項
   １〜５の何れか１項に記載の鋳型用粘結剤組成物 0.1〜
   15重量部からなる混合物を混練して得られることを特徴
   とする鋳型組成物。
7. 【請求項７】 耐火性骨材 100重量部に対して、有機エ
   ステル硬化剤0.05〜９重量部、請求項１〜５の何れか１
   項に記載の鋳型用粘結剤組成物 0.1〜15重量部からなる
   混合物を混練して得られることを特徴とする鋳型組成
   物。
8. 【請求項８】 請求項１〜５の何れか１項に記載の鋳型
   用粘結剤組成物を用い、かつ硬化剤として有機エステル
   及び／又は炭酸ガスを用いることを特徴とする鋳型の製
   造方法。