JPH0899151A

JPH0899151A - 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法

Info

Publication number: JPH0899151A
Application number: JP23703994A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kiyouchika; 直喜京近; Keisuke Matsumoto; 啓介松本
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JP3221803B2

Abstract

(57)【要約】【構成】フェノール・アルデヒド変性樹脂と、ポリビ
ニルフェノール類の１種以上又はノボラック型フェノー
ル樹脂の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、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し、更に詳しくは、鋳型強度を改
善しうる粘結剤組成物に関するものである。また、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4-135,035 号公報には、水溶性フェ
ノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂を必須成分
とする鋳物用砂型の製造方法が、特開平4-135,036 号公
報には、水溶性フェノール樹脂及びポリビニルフェノー
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ポリビニルフ
ェノール類又はノボラック型フェノール樹脂を使用する
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、下記の一般式(A) で示されるポリビニルフェ
ノール類の１種以上又はノボラック型フェノール樹脂の
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】

【化５】

【００１２】（式中、 Xはメチル基又は水素又はこれら
２種以上の組み合わせで、R₁は水素又はC₁〜C₁₀の脂肪
族及び芳香族炭化水素基で、R₂はビニルフェノール、ス
チレン、メチルメタクリレート及びヒドロキシメチルメ
タクリレートなどのビニル基を有する化合物から誘導さ
れる結合基で、 m＋n は５〜100 の整数で且つ mは０で
ない整数である。）。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】本発明において用いられるポリビニルフェ
ノール類を表わす (A)式は、下記の式で表されるポリマ
ーの構成単位（以下Ａ単位という）が m個と-R₂-（以下
Ｂ単位という）が n個結合していることだけを示すもの
ではなく、Ａ単位とＢ単位とのランダム共重合、ブロッ
ク共重合、グラフト共重合等を包含しているが規則的或
いは不規則な順序で連なっている構造をも包含してい
る。

【００１６】

【化６】

【００１７】また、好ましいポリビニルフェノール類と
しては、重量平均分子量が1500〜5000であり、さらに好
ましくは1600〜3000である。

【００１８】本発明において用いられるノボラック型フ
ェノール樹脂として好ましいものは、フェノール類モノ
マーとして、例えばフェノール、クレゾール、レゾルシ
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、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、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フロ
ログリンシ、クロロフェノール、ジクロロフェノール及
びその他の置換フェノールを含めたフェノール類があげ
られ、アルデヒド類のモノマーとしては、ホルムアルデ
ヒド、フルフラール、グリオキザール、ベンズアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、トリオキサン及びアクロレイン
等があげられる。フェノール類とアルデヒド類を酸性下
で縮合させる触媒としては、シュウ酸、塩酸、硫酸など
の酸性物質及び有機酸金属塩などである。

【００１９】フェノール・アルデヒド変性樹脂と上記の
如きポリビニルフェノール類又はノボラック型フェノー
ル樹脂を併用する形態としては、フェノール・アルデヒ
ド変性樹脂水溶液中に溶解させても良いし、フェノール
・アルデヒド変性樹脂水溶液中へ溶解させると著しく増
粘するか或いは溶解しないものは、周知の溶媒を用い溶
解させた後、フェノール・アルデヒド変性樹脂とは別途
に耐火性粒状材料に添加してもよい。この際、添加順序
は特に限定されない。

【００２０】ポリビニルフェノール類又はノボラック型
フェノール樹脂の組成割合は、フェノール・アルデヒド
変性樹脂の固形分量に対し２〜40重量％、好ましくは５
〜30重量％である。

【００２１】本発明において、鋳型を自硬性鋳型製造法
によって製造するには、耐火性粒状材料 100重量部に、
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、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。

【００２２】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重量部に対して、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重量部となるように添加して混練する。得られ
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
ノール樹脂混合物を硬化させることにより、鋳型を製造
する。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】

【化７】

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【化８】

【００２９】(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。)

【００３０】

【化９】

【００３１】(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。)

【００３２】

【化１０】

【００３３】(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。) 。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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(KOH) 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(NaOH)や水
酸化リチウム(LiOH)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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】本発明におけるフェノール・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。

【００４２】

【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。

【００４３】〔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に示した各種のポリビニルフェノール類 (丸善
石油化学（株）製) の50％メタノール溶液又は表１に示
し且つ下記の製造法で得た各種ノボラック型フェノール
樹脂の50％メタノール溶液をフェノール・アルデヒド変
性樹脂 100重量部に対して、20重量部水溶液中に添加し
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、ポリビニルフェノ
ール類又はノボラック型フェノール樹脂) の含有量は50
重量％であった。

【００４４】なお、表１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。以下、表中のＡ〜Ｃは、これと同様
である。

【００４５】〔鋳型用粘結剤組成物水溶液２の調整〕50
％水酸化カリウム水溶液に、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
1800に達する時点まで80℃で反応を続けた。重量平均分
子量が1800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２に示した各種のポリビニルフェノール類 (丸善
石油化学（株）製) の50％メタノール溶液をフェノール
・アルデヒド変性樹脂 100重量部に対して、10重量部、
又は表２に示し且つ下記の製造法で得た各種ノボラック
型フェノール樹脂の50％メタノール溶液をフェノール・
アルデヒド変性樹脂 100重量部に対して、20重量部水溶
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、ポリビ
ニルフェノール類又はノボラック型フェノール樹脂) の
含有量は50重量％であった。

【００４６】〔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
成物水溶液を調整した。

【００４７】〔ノボラック型フェノール樹脂の製造法〕
フェノールに対し 0.8倍モルのパラホルムアルデヒド及
び0.01倍モルのシュウ酸を加え、還流温度で所定の重量
平均分子量になるまで反応させた。次に冷水を多量に加
えて反応を停止させた後、常圧で脱水を行い、脱水終了
後ただちに冷却されているバットに反応物を流し込み、
ノボラック樹脂を得た。また、ｏ−クレゾールなどのフ
ェノール類は、固体ならば水などの溶媒にて溶解したう
え、同様の合成方法で所望の樹脂を得た。また、ハイオ
ルソノボラックを得る場合は、触媒に有機酸の金属塩を
用いた。

【００４８】実施例１〜９、比較例１〜５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
に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】実施例10〜18及び比較例６〜10 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２に
示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】実施例19〜27及び比較例11〜１５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50mmφ×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
３に示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】

【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。

【００５５】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。

Claims

【特許請求の範囲】

【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
樹脂と、下記の一般式(A) で示されるポリビニルフェノ
ール類の１種以上又はノボラック型フェノール樹脂の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。【化１】【化２】（式中、 Xはメチル基又は水素又はこれら２種以上の組
み合わせで、R₁は水素又はC₁〜C₁₀の脂肪族及び芳香族
炭化水素基で、R₂はビニルフェノール、スチレン、メチ
ルメタクリレート及びヒドロキシメチルメタクリレート
などのビニル基を有する化合物から誘導される結合基
で、 m＋n は５〜100 の整数で且つ mは０でない整数で
ある。）
【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
と、下記の一般式(A) で示されるポリビニルフェノール
類の１種以上又はノボラック型フェノール樹脂の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。【化３】【化４】（式中、 Xはメチル基又は水素又はこれら２種以上の組
み合わせで、R₁は水素又はC₁〜C₁₀の脂肪族及び芳香族
炭化水素基で、R₂はビニルフェノール、スチレン、メチ
ルメタクリレート及びヒドロキシメチルメタクリレート
などのビニル基を有する化合物から誘導される結合基
で、 m＋n は５〜100 の整数で且つ mは０でない整数で
ある。）
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。