JPS5858956A - 鋳型粘結用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 属の注湯時の鋳型の熱崩壊性が良好である鋳型粘結剤に
関する。

従来より鋳型成型において、ノボラ，り型又はレゾール
型のフェノールホルムアルデヒド樹脂が多用されている
が、溶融金属の注湯時の鋳型の熱崩壊性が不良であり、
特に中子鋳型を用いたアルミニウム合金等低温溶融金属
の鋳造においては、中子鋳型の排砂が困難な為に、排砂
の為の鋳造品の後加熱（砂焼きという）を要し、省エネ
ルギー。

省力化の観点から大巾な改善が望まれている。かかる観
点から種々の熱崩壊性に優れた粘結剤の開発が試みられ
ているが、これを満足しても造型直後の臨時鋳型強度が
十分なものは殆ど得られず、新しい粘結剤の出現が切望
されている。

本発明は、かかる従来技術の欠点を大巾に改善し、温時
の鋳型強度が大きくかつ熱崩壊性に優れ、特にアルミニ
ウム合金鋳造用中子に好適な鋳型粘結剤である。

すなわち、本発明は、インシアヌル環を有する多価グリ
ンジル化合物と常温で不活性な硬化剤からなる鋳型粘結
用組成物である。

本発明に用いられるインシアヌル環を有する多価グリシ
ジル化合物としては、トリグリシジルイノンアヌレート
又はトリ（βメチルグリシジル）インンアヌレートが最
も好適であるが、ジグリシジルインシアヌレート、ジ（
βメチルグリシジル）イソノアヌレート、も使用可能で
あり、まだトリグリシジルイソンアヌレート又はトリ（
βメチノ１グリンジル）イン／アメレートと多価カルボ
／酸や多価フェノール等との付加反応によって得られる
／分子中に３個以上のグリシジ化基を有するオ、リボマ
ーや以−１−から選ばれる２種以上の混合物も使用可能
である。丑た勿論、これらに／官能クリンジル体が混入
していて平均して２官能以上のものも使用できる。良好
な温時強度を得るためには、好ましくは２ｊ官能以上、
より好ましくは、２７官能以上のグリシジル官能性を有
するものが望ましい。

本発明に用いられる常温で不活性な硬化剤とは、前記の
インシアヌル環を有する多価グリンジル化合物と常温で
は反応せず、加温時に短時間で反応をする硬化剤であり
、好ましくは７．５θ℃以上の温度で数分以内にグリシ
ジ化基との反応を完結し得る硬化剤である。上記の常温
で不活性な硬化剤としては、例えばジシアンジアミド、
グアニジン１グアニジン塩、ビグアニド、グアニジン若
しくはＵ　り−ｆ　二ｌ’　ノーｆリール基置換体のよ
うなジンアンジアミド系の各種誘導体類、例えばコハク
酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、インフタル
絃ジヒトラジＩ・、パラオキシ安息香酸ジヒドラジド、
サリチル酸ジヒドラジド、フェニルアミツブ１：Ｉ　ｅ
　：Ａン酸ヒドラジドのような有機酸ヒドラジド埴、例
えばノアノエチル置換イミダゾール有機酸塩、アジン置
換イミダゾール、イミダゾールの金＋３４　、ｔＡｘ等
のイミダゾール誘導体類、例えば無水フタ’ｌＥｌ＆、
無水ｌ・リメリフト酸、無水テトラヒドロフタル酸、無
水へキサヒドロフタル酸、無水メチルデトラヒトロフタ
ル酸、無水メチルナジック酸、照水ビロメリ、ト酸のよ
うな酸無水物類及び例えはメタノエニレンジアミン、ジ
アミノジフェニルスルフォンのような芳香族ジアミノ類
等があり、これらの７種以上を用いるこ、とができる。

これ等の常温で不活性な硬化剤の中でも１本発明におい
てはジンアンジアミド系の各種誘導体類、有機酸ジヒド
ラジド類及びイミダゾール誘導体類が、熱時の鋳型強度
と熱崩壊性の観点から特に好ましい。

更に、」−記のイアシアヌル環ｔｆ有する多価グリシジ
ル化合物と常温で不活性な硬化剤の鋳型造型における反
応速度を調整する為知、硬化促進剤全併用してもよく、
例えばジメチルアミンフェノールのようなアミンフェノ
ール類、ジアザビ／り。

ロウ／デセン及びその塩類、３（Ｐ−クロロフェニル）
−ｉ、、ｉ−ジメチル尿素のような尿素誘導体類等が硬
化促進剤として用いられ、更に硬化剤としても作用する
イミダゾール誘導体類及び有機酸ヒドラジド類は、ジシ
アンジアミド誘導部類の硬化促進剤をしても有効である
。中でも上記尿素誘導体類が効果的である。

本発明に用いられる上記のイソ７アヌル環を有する多価
グリンジル化合物とその硬化剤がらなり必要に応じては
硬化促進剤をも含む鋳型粘結剤の鋳砂への添加量は、鋳
砂に対し通常／〜／θ重量％、好ましくは／！；〜Ｓ重
量％、特に好ましくは７５〜３市量チである。一般に粘
結剤の量を増せば熱時の鋳型強度は向上するが、熱崩壊
性が低重゛するのみｋらず溶融金属を鋳型に７」編する
際のガス発生址が増大し、鋳物に欠陥を生じやすい。し
かし、本発明の鋳型粘結剤は少ｔｔｔの鋳砂への添加量
において極めて高い熱時の鋳型・ノ虫度を付与すること
ができるので、かかる観点７シ・らも好ましいものであ
る。

上記のイアシアヌル環を有する多価グリシジル化合物と
上記の硬化剤の配合割合は、個々の組合わせにより最適
値が異なるが、通常グリシジル基の当鼠数に対し、硬化
剤の反応可能な活性水素基がθｊ−グθ倍当量、好まし
くは／θ〜＝２ｊ倍当社となるよう用いられる。硬化剤
の活性水素が当ｉ比の一点からは過剰となる配合割合が
推奨されるのは、鋳型造型の際に急激な加熱がなされ、
また短時間で造型を完了する為、反応において有効に消
費される硬化剤量に限度があるためと考えられる。

また本発明に硬化促進剤を併用する場合には、硬化促進
剤が同時に硬化剤として作用する場合、すなわち例えば
イミダゾール誘導体類又は有機酸ヒドラジノド類を用い
る場合は、これらを上記の硬化剤に含めて考えて、上記
した配合割合で用いるのが一般的である。一方、硬化促
進剤としてのみ作用するものを用いる場合には、個々の
組合わせや所望の条件にもよるが、通常上記の多価グリ
／ジル化合物と硬化剤の合計量に対し／〜／θ、好まし
くは３〜ｇ重量％の範囲で用いられる。この添加量が少
ないと反応促進が不充分となりやすく、多いと反応が速
すぎたり温時の抗張力が低下したりする。

尚本発明の鋳型粘結剤組成物に、多価フェノール類のグ
リシジルエーテル類、多価カルボン酸のグリシジルエー
テル類、脂環族エポキシ樹脂等の多価エポキシ樹脂類を
混合使用すること、ノボラック、レゾール等のフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂を必要に応じその硬化剤ととも
に混合使用することも、本発明の目的を阻害しない限り
において可能である。この他、鋳砂の滑り性を改良する
目的での助剤類、砂と粘結剤の接着性を改良するシラン
カップリング剤、チタンカップリング剤等の助剤、或い
は珪砂以外の無機充填剤の併用も可能である。

本発明の鋳型用粘結剤組成物の実用に際しては、を熱さ
ｎだ呵沙に本発明の鋳型用粘結剤全添加混せして冷却し
鋳砂表面に粘結剤全融着させて混合する方法、本発明の
鋳型用粘結剤組成物を有機溶媒や水等に溶解又は分散し
て予熱された又はされていない鋺砂と混合、乾燥する方
法或いは本発明のＡ型用粘結剤組成物を微粉砕して常温
において１ｔ７　使、”１混合する方法等各種の鋳砂と
の混合法が用いしれるが、混合状態の均一性の点から適
当に予熱された鋳砂に混合する方法が、また資材や操作
のｄｅ減少し、更に省エネルギー、省資源の意味から液
媒を用いない方法が特に好ましい。通常、少なくとも７
５０３以上に予熱された鋳砂に本発明の多価グリシジル
化合物を加え、混合冷却しながら本発明硬化剤又は硬化
促進剤との混合物の微粉末成いはこれらの溶液又は分散
液を鋳砂が通常／３θＣ以下の温度となってから添加す
ることが　　　　゛・一般的である。

このようにして得られた本発明の鋳型粘結用組成物によ
って被覆された鋳砂は、通常／ｊσ（以」ユ、好ましく
は／ｇθ〜、２．５θ°Ｃに加熱された金型Ｃ・１１に
流し込み、３０秒〜３分経過後脱型し、鋳型金得る。

かくして得られた鋳型は、優れた温時の鋳型強度を有す
るので上記の鋳型作成時の不良率が極めて低く、またア
ルミ等の軽合金鋳物に用いても熱崩壊性が優れているの
で排砂の為の砂焼き工程が全く不要となる。

以ド実施例を示し、本発明全具体的に説明する。

実施例／ ２θθ℃に予熱された６号珪砂／　ｋｇ全、冷却可能な
ジャケット付、攪拌混合槽に入れ冷却しながら攪拌し、
珪砂温度が７６θ℃でトリグリシジルインシアヌレート
３θｆを加えて珪砂表面に融着させ、続いて／１０“Ｃ
にてジシアンジアミドの微粉末（平均粒径グθμ）グｆ
並びに硬化促進剤として３−（ｐ−りｏｏフェニル）　
−／、　　／−ジメチル尿素／２及び滑９助剤としてス
テアリン酸カルンウム／ｆｆ加えて攪拌冷却して本発明
の鋳型粘結用組成物で被覆したコーテツドサンドを一得
た。

上記のコーチ、ドサンドを高温引張試験機を用ぃ、３θ
θＣで６０秒で成型し、直ちに温時の抗張力を測定した
結果、温時の抗張力は、２　／　ｋｙ’ｃｍ２であ・ン
　た　。

次に上記リコーテッドサンドを用いて熱崩壊性試験全行
った。熱崩壊性試験は、２θθ”ｃに予熱した内径３θ
画、高さ３θ面の円筒状金型に上記のコーチ、ドサンド
を流し込み、２００℃で６θ秒間加熱後、脱型して中子
を作成し、ベントナイト系生型で別途作成された内径７
０ｍｍ深さ７０ｍｍの円筒状主型に直径１０ｍｍ長さ７
８ｍｍの排出口を取り１１けて上記中子をセットし、６
５０℃のアルミニウム、合金溶融物を注湯して冷却凝固
させた後、主型を壊し、ロータツブ試験機により振動を
与えてアルミニウム鋳物排出口からの中子の排出状態を
判定したところ、砂焼き工程なくしてロータ・７プ試ｇ
＝で５分間の振動により中子は完全に排出された。

実施例２ 実施例／で用いた混合槽に、−００℃に予熱した６号珪
砂１０θθ１を入れ冷却しながら攪拌を行ぺ珪砂の温度
２ｉｓｏ℃にした時点で、トリ（βメチルグリシジル）
インシアヌレート２０重量％−及びジ（βメチルグリシ
ジル）インシアヌレート７０重量％の混合物λ２ｆｆ加
えて珪砂表面に融着させ、１００℃にてフェニルビグア
ニドの微粉末（平均粒径’１０１Ｊ３を及び滑シ助剤と
してステアリン酸カルシウム／ｆを加えて攪拌冷却し、
本発明の鋳型粘結用組成物で被覆しだコーテツドサンド
を得た。

次に実施例／と同様にして温時の抗張力の測定及び熱崩
壊性試験を行った。温時の抗張力は７７に９／ｒＢ２で
あり、また熱崩壊性は砂焼き工程なくしてロータツブ試
験機Ｓ分間の振動で中子は完全に排出された。

実施例３ 実施例／で用いた混合槽に２０θ℃に予熱した６号珪砂
／θθθを金入れ、冷却しながら攪拌を行い、珪砂の温
度が／６０℃罠達した時点で、トリダシジルイソシアヌ
レート３０重量俤とトリグリシジルインシアヌレ−トコ
モル及ヒビス７工／−／Ｉ／Ａ／物２０重駿係との混合
物２．３ｙを加えて珪砂表面ＶＣ融着させ、７６８℃に
て、／−シアノエチル−！−エチルーグーメチルイミダ
ゾールトリフリテ−１・の微粉末（平均粒径３ｊμ）３
２及び滑り助剤としてステアリン酸カル／ウム／ｆを加
えて攪拌冷却し、本発明の粘結用組成物で被覆したコー
テツドサンド金得た。

次に央／Ａｉ　ｆｔ１ｉ　／と同様にして温時の抗張力
の測定及び熱崩壊性試験を行った。温時の抗張力は／　
ｇｋｇ／’ｒｍ２であり、また熱崩壊性は砂焼き工程な
くしてロータノブ試験機Ｓ分間の振動で中子は完全に排
出された。

実施例り 実施例／で用いた混合槽にコθθ°εに予熱した６号珪
砂１０θθｆを入れ、冷却しながら攪拌を行い珪砂の温
度が７６９℃に達した時点で、トリグリシジルイソシア
ヌレ−１９３重量％とジグリシジル　　　・インシアヌ
レート３重量％との混合物２θ２を添加して珪砂表面に
融着させ、７６８℃にてグアニジン炭酸塩５２とアジン
置換イミダゾール（キュアゾールＣ／／Ｚ−アジン、四
国化我社＃商品名）／２の混合微粉末（平均粒径Ｓθμ
）及び滑り助剤としてステアリン酸カルシウム／ｆを加
えて攪拌冷却し本発明の鋳型粘結用組成物で被覆したコ
ーテツドサンドを得た。

次に実施例／と同様番（、て温時の抗張力の測定及び熱
崩壊性試験を行った。温時の抗張力は２ｇｋｇ／（・ｍ
２であり、また熱崩壊性は砂焼工程なくしてロータッグ
試験機Ｓ分間の振動で中子は完全番て排出された。

実施例５ 実施例／で用いた混合槽に２０θ℃に予熱した６号珪砂
／θθθｔを入れ冷却しながら攪拌を行い、珪砂の温度
が／乙θ“′Ｃに達した時点でトリグリシジルイソシア
ヌレートβθ１を添加して珪砂表面に融着させ／θθＣ
Ｋてアンピン酸ジヒドラジドの微粉末（平均粒径グθμ
）３？及び滑り助剤としてステアリン酸カルシウム／ｌ
を加えて攪拌冷却し本発明の鋳型粘結剤組成物で被覆し
たコーテツドサンド全得た。

次に実施例／と同様にして、温時の抗張力の測定及び熱
崩壊性試験を行った。温時の抗張力は７ｇ”ｆ／ｅ＋＋
＋２であり、また熱崩壊性は砂焼工程なくしてロータツ
ブ試験機５分間の振動で中子は完全に排出された。

比較例／ μ施しリ／で用いた混合槽に２θθ°Ｃに予熱した乙は
珪砂／θθθｆを入れ、冷却しながら攪拌を行い珪砂の
温度が７乙θ℃に達した時点で、ノボラック型フェノー
ル樹脂、２．．７ｆを加え珪砂表面に融着させ／／θ’
ＵＫてヘキサメチレンテトラミンの３θチ水溶１／、５
ｆ及び屑り助剤としてステアリン酸カルシウム／ｆを加
えて攪拌冷却し比較例の鋳型粘結剤組成物で被覆したコ
ーテツドサンドを得た。

次に実施例／と同様な方法で温時の抗張力の測定及び熱
崩壊性試験を行った。但し成型条件のみは、別途の実験
でこの比較例のコーテツドサンドを用いた場合に最高の
温時強度を示した２３０℃。

２０秒の条件で行った。温時の抗張力は／　ｇ　Ｗｃｓ
＋２であり、また熱崩壊性試験では砂焼きのないロータ
、プ試験機の振動７９分間では僅か５％しか中子を排出
できなかった。

比較例！ 〔不飽和ポリエステル樹脂の重合〕２ ７−ｚル酸／／、２Ａｆｓ無水フタル酸ｔｉｔｉｔ、エ
チレングリコール６／７ｆ及びジエチレングリコールＳ
乙２を２ｔのｑつロフラスコに仕込み常法によるエステ
ル化縮合反応により酸価２５の不飽和ポリエステルを得
た。これを７３９℃に冷却しハイドロキンθ￥、２　ｆ
、　　ジクミルパーオキサイド°゛Ｓ乙２及びンアリル
フタレート／グθｔを加え充分攪拌混合、室温まで冷却
し不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。

〔コーテツドサンドの製造および評価〕実施例／で用い
た混合槽に２θθ゛ＣＫ予熱した乙号珪砂／θθθｆｆ
入れ、冷却しながら攪拌を行い珪砂の温度が７６θ℃に
達した時点で、上記の方法により得られた不飽和ポリエ
ステル樹脂組成物７２５２を加え、続いてンランカップ
リング剤炭酸亜鉛、２Ｓ２及びステアリン酸カルシウム
／ｌを加え冷却排出しコーテツドサンドを得た。

次に実施例／と同様な方法で温時の抗張力の測定及び熱
崩壊性試験を行った。但し成へ１（条件のみは、２３０
℃、７０秒の条件で行った温時の抗張力は／θ３　ｋｇ
１０ｎ２であり、また熱崩壊性は実施例／と同様砂焼き
工程なくして、ロータツブ試験機Ｓ分間の振動により中
子は完全に排出された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／インシアヌル環を有する多価グリシジル化合物と常温
   で不活性な硬化剤からなる鋳型粘結用組成物。 ！、前記常温で不活性な硬化剤が、ジシアンジアミド及
   びその誘導体類、有機酸ヒドラジド類並びにイミダゾー
   ル誘導体類から成る群より選ばれた少なくとも７種であ
   る特許請求の範囲第１項記載の鋳型粘結用組成物。