JPH1190580A - 鋳型成型用硬化剤組成物 - Google Patents
鋳型成型用硬化剤組成物Info
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- JPH1190580A JPH1190580A JP25324197A JP25324197A JPH1190580A JP H1190580 A JPH1190580 A JP H1190580A JP 25324197 A JP25324197 A JP 25324197A JP 25324197 A JP25324197 A JP 25324197A JP H1190580 A JPH1190580 A JP H1190580A
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Abstract
含有量を低減させることができ、亜硫酸ガスなどによる
作業環境悪化の問題を解決することのできる鋳型成型用
硬化剤組成物の提供。 【解決手段】 耐火性粒状材料と、フラン樹脂と、硬化
剤組成物とを混合し、次いでフラン樹脂を硬化させて鋳
物用砂型を製造する際に用いられる硬化剤組成物。硬化
剤組成物は、1分子中に3個以上のカルボキシル基を持
つオキシカルボン酸の少なくとも1種以上を3〜70重
量%含有する。
Description
成物に関し、特に自硬性鋳型を製造する際に好適に使用
することのできる鋳型成型用硬化剤組成物に関するもの
である。
して、フラン樹脂と、スルホン酸を主成分とする硬化剤
組成物とを、珪砂等の耐火性粒状骨材に配合、混練し
て、室温で鋳型を製造する方法が行われている。この方
法は自由度の高い造型作業が可能であり、また鋳型の熱
的性質に優れるため高品質の鋳物が生産でき、鋳型の崩
壊性や砂の再生性が良好であるといった利点を有し、非
常に広く普及している。
脂を用いた酸硬化性鋳型は多くの利点を有するが、硬化
剤組成物中に含まれるスルホン酸が鋳込み時に熱分解
し、亜硫酸ガスなどの硫黄含有ガスが発生し、作業環境
を悪化させるという問題がある。こうした問題を解決す
るための一法として、硬化剤組成物中のスルホン酸の含
有量を低減させることが考えられるが、それによって鋳
型の硬化速度が低下することのないようにしなければな
らない。
せずにスルホン酸の含有量を低減させることができ、か
くして亜硫酸ガスなどによる作業環境悪化の問題を解決
することのできる、鋳型成型用硬化剤組成物を提供する
ことを課題としている。
を解決するために鋭意検討した結果、硬化剤組成物中
に、1分子中に3個以上のカルボキシル基を持つオキシ
カルボン酸の少なくとも1種以上を含有させることによ
り、硬化剤組成物中のスルホン酸の含有量を低減させて
鋳込み時の硫黄含有ガスの発生量を低減することがで
き、しかも鋳型の硬化速度の低下という不具合も生じな
いことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち
本発明は、耐火性粒状材料と、フラン樹脂と、硬化剤組
成物とを混合し、次いでフラン樹脂を硬化させて鋳物用
砂型を製造する際に用いられる鋳型成型用硬化剤組成物
であって、1分子中に3個以上のカルボキシル基を持つ
オキシカルボン酸の少なくとも1種以上を含有すること
を特徴とするものである。
して、有機カルボン酸と有機スルホン酸とを併用するこ
とにより、可使時間が広範囲に調整可能となり、また強
度の大きい鋳型を形成できるという記載がある。そして
有機カルボン酸とは、少なくとも分子内に1個のカルボ
キシル基を含有する酸であるとしている。しかしなが
ら、具体例として挙げられているカルボン酸はマロン
酸、コハク酸、マレイン酸、シュウ酸、酢酸、乳酸、リ
ンゴ酸、酒石酸、安息香酸であり、実質的には分子内の
カルボキシル基の数は2個以下である。また、この公報
記載の技術は、高温の回収砂を有機スルホン酸で硬化す
る場合に、充填前に硬化反応が進行しすぎて十分な強度
が得られないという問題を解決するために、水やアルコ
ールに代えて有機カルボン酸で有機スルホン酸を希釈す
ることを主眼とするものであり、スルホン酸使用量の低
減により硫黄含有ガスを低減するといったものではな
く、またその際の硬化速度の問題に対処しているもので
もない。
に含まれるオキシカルボン酸とは、オキシ酸とも言わ
れ、有機化合物の1分子内にカルボキシル基と水酸基の
双方を有するものをいう。酢酸やマレイン酸のように、
分子中に水酸基を持たないカルボン酸は、硬化速度を低
減させずに硬化剤組成物中のスルホン酸含有量を低減さ
せるについての効果は高いが、鋳型の造型時に発生する
臭気が強く、作業環境を悪化させる。
1分子中にカルボキシル基を3個以上有するものである
ことが必要である。1分子中のカルボキシル基が2個以
下の場合は、スルホン酸の含有量を低減させると硬化速
度が低下してしまう。従ってこれを補うためには、スル
ホン酸の含有量を増大せねばならず、鋳込み時の硫黄含
有ガスの発生量の低減という課題を解決することができ
ない。或いは硬化剤組成物の使用量を増大させて硬化速
度の低下に対処することも考えられるが、経済的に不利
になる。
つオキシカルボン酸としては、クエン酸、イソクエン
酸、1,2,3−トリカルボキシ−1,3−ジヒドロキシプロパ
ンなどが挙げられる。これらのうち、コストが最も低い
という観点からは、クエン酸が好ましい。
70重量%含有させることが好ましい。3重量%を下回る
とスルホン酸の含有量低減による硫黄含有ガスの低減に
対する効果が十分には得られない。また、70重量%を越
える量を含有させても効果の向上は頭打ちであり、また
コストアップにつながる不利がある。含有量はさらに好
ましくは5〜50重量%であり、最も好ましくは、5〜40
重量%である。
液から構成することもできる。また硬化剤組成物中にト
ルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸などの有機スル
ホン酸を含有する場合は、その含有量を低減させること
が可能であり、しかも硬化速度の低下による不具合は生
じない。さらにまた、硬化剤組成物中にはリン酸、硫酸
などの無機酸を含有させても良い。特にリン酸は、亜硫
酸ガスの発生量を低減させ、作業環境を改善する目的に
資するものである。
部に対して0.2〜3重量部用いられる。また硬化剤組成
物を使用するに際しては、例えば硬化を促進するための
添加剤等の従来公知の添加剤の使用は一向に差し支えな
い。こうした他の添加剤としては、例えば界面活性剤が
挙げられる。
とする硅砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン
砂、アルミナサンドや人工ムライトサンド等の新砂若し
くは再生砂が使用され、再生砂としては通常機械的摩耗
式或は焙焼式で得られるものが使用されるが、摩耗式で
再生されたものが収率も高く、経済的に優れ、一般的で
あり好ましい。
ル(硬化時に硬化剤の作用により重縮合して樹脂とな
る)、フルフリルアルコール−アルデヒド類−尿素重縮
合物、フルフリルアルコール−アルデヒド類重縮合物、
フルフリルアルコール−アルデヒド類−メラミン重縮合
物、フルフリルアルコールポリマーなどが用いられる。
なおフラン樹脂は一般に、耐火性粒状材料100重量部に
対して0.6〜5重量部となる量で用いられる。またフラ
ン樹脂中には、2,5-ビスヒドロキシメチルフランなどの
硬化促進剤を含有させてもよい。
ド類としては、ホルムアルデヒド、グリオキザール、フ
ルフラールなどの従来公知のアルデヒド化合物を使用す
ることが出来る。また、公知技術で知られている種々の
変性剤とともに使用しても構わない。
的で、シランカップリング剤を加えることもできる。シ
ランカップリング剤としては、例えばN−β(アミノエ
チル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン等が挙げられる。なお、シランカップ
リング剤は、一般的にはフラン樹脂に添加されるが、耐
火性粒状材料に添加して使用しても良いし、硬化剤組成
物に添加しても良い。
用して鋳型を提供するには、従来の常法に従って、まず
砂100部(重量基準、以下に同じ)に対し、本発明の硬
化剤組成物0.2〜3部を混合し、次いでフラン樹脂0.6〜
5部を混合して成型するのが一般的であるが、この方
法、順序に限定されるものではない。混合、成型、硬化
に際しても特に加熱、冷却の必要はなく、雰囲気温度に
より使用して差し支えない。
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。尚、実施例及び比較例中の%は重量%を示す。
100重量部に対し、表1に示した硬化剤組成物を0.4重量
部加え、次いで尿素変性フラン樹脂(花王クエーカー
(株)製カオーライトナー340B)0.8重量部を添加混合
して得られた混練砂をテストピース枠に充填し、直径50
mm、高さ50mmの円柱形のテストピースを作成した。JIS
Z 2604-1976に記載された方法で、30分後のテストピー
ス本体の圧縮強度(kg/cm2)を測定したところ、表1
に示すとおりであった。また、造型時、および鋳込み時
の臭気についての測定結果を表1に併せて示す。
同様にしてテストピース本体の圧縮強度を測定し、また
造型時及び鋳込み時の臭気を測定した。
3個以上のカルボキシル基を持つオキシカルボン酸を含
有する硬化剤組成物を用いた実施例1〜5では、鋳型の
造型時および鋳込み時の臭気は何れも改善されたもので
あり、作業環境の向上につながるものである。これに対
し、分子中のカルボキシル基が2個以下のオキシカルボ
ン酸や、水酸基を持たないカルボン酸を含有する硬化剤
組成物を用いた場合は、初期強度が低くなったり、造型
時の臭気が強くなるため実用には耐えられないといった
不具合がある。かくして本発明によれば、鋳型の硬化速
度を低下させずにスルホン酸の含有量を低減させること
ができ、亜硫酸ガスなどによる作業環境悪化の問題を解
決することのできる鋳型成型用硬化剤組成物が提供され
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 耐火性粒状材料と、フラン樹脂と、硬化
剤組成物とを混合し、次いでフラン樹脂を硬化させて鋳
物用砂型を製造する際に用いられる硬化剤組成物であっ
て、1分子中に3個以上のカルボキシル基を持つオキシ
カルボン酸の少なくとも1種以上を含有することを特徴
とする鋳型成型用硬化剤組成物。 - 【請求項2】 硬化剤組成物中のオキシカルボン酸の含
有量が3〜70重量%であることを特徴とする請求項1
記載の鋳型成型用硬化剤組成物。 - 【請求項3】 オキシカルボン酸がクエン酸であること
を特徴とする請求項1又は2記載の鋳型成型用硬化剤組
成物。
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- 1997-09-18 JP JP09253241A patent/JP3130495B2/ja not_active Expired - Lifetime
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