JPS59202135A - 結合剤被覆砂粒 - Google Patents

結合剤被覆砂粒

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JPS59202135A
JPS59202135A JP7591883A JP7591883A JPS59202135A JP S59202135 A JPS59202135 A JP S59202135A JP 7591883 A JP7591883 A JP 7591883A JP 7591883 A JP7591883 A JP 7591883A JP S59202135 A JPS59202135 A JP S59202135A
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binder
sand grains
coated sand
urea
melamine compound
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Shigemitsu Yoshimi
吉見 重光
Kenji Matsuzaki
松崎 賢二
Masayuki Kato
正行 加藤
Yoshinari Watanabe
渡辺 嘉也
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HISAGOYA KK
Toto Ltd
Aisin Chemical Co Ltd
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HISAGOYA KK
Toto Ltd
Aisin Chemical Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B22C1/2233Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/2246Condensation polymers of aldehydes and ketones

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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】 本発明は、鋳型の中子等に使用する結合剤被覆砂粒、特
に銅合金鋳型に適した結合剤被覆砂粒に関するものであ
る。
銅合金鋳物は鋳鉄鋳物に比べて、鋳造時の金属の凝固温
度範囲が非常に大きいために、中子から発生する燃焼ガ
ス特に水素ガスが悪影響し、ブローホール、ピンホール
等のガス欠陥が発生しやすい。主型に生砂型を用い、中
子に結合剤被覆砂粒を用いたシェルモールド鋳型を使用
する場合においては、生砂型とシェルモールド鋳型の冷
却速度の違いにより主型面と中子面に溶湯の冷却速度の
アンバランスが生じてヒケ栄が発生しやすい。
発明者等は上記鋳造欠陥を克服するために、種々研究の
結果、冷却能力の高い結合剤被覆砂粒を用いて、シェル
モールドを形成することにより、鋳造欠陥が大きく減少
することを確認し本発明を完成したものである。
本発明の結合剤被覆砂粒は、鋳物砂と該鋳物砂−2− の表面に被覆された結合剤とで構成される結合剤被覆砂
粒において、 上記結合剤はメラミン化合物または尿素メラミン化合物
が混入された固形レゾール型フェノール樹脂にりなるこ
とを特徴とするものである。
本発明の結合剤被覆砂粒を用いて作ったシェルモールド
は、溶湯の熱により結合剤が分解し、大きな吸熱を伴う
。この吸熱により、溶湯の冷却を速め、鋳造欠陥が解消
されるものであろうと考えられる。
本発明の結合剤被覆砂粒の特色をなす結合剤は、その構
成成分としてレゾール型フェノール樹脂を含む。レゾー
ル型フェノール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂と
同様に、一定温度で軟化し、鋳物砂等の砂粒表面に被覆
できるという特色を有する。さらに、レゾール型フェノ
ール樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂と比較し、鋳
型の成形時には、このメチロール基が加熱によってメチ
レンエーテル結合し、その結合数がノボラックに比べて
多くなり、注湯時には高温であるため瞬間的−3− に分解し吸熱を伴う。従って、レゾール型フェノール樹
脂自体が大きな吸熱反応を早し、溶湯の冷却を早める。
上記結合剤の伯の主要構成要素であるメラミン化合物又
は尿素メラミン化合物は共に多量のメチロール基を含有
し、レゾール型フェノール樹脂と同様に鋳型の成形時に
は、メチレンエーテル結合、メチレンアミン結合の数が
極度に増加した注湯時には瞬間的に分解し吸熱反応を呈
し、大量の熱を奪う。従って、本発明の結合剤被覆砂粒
で形成されたシェルモードは、冷却能力のすぐれたシェ
ルモードとなる。
尚、ここでレゾール型フェノール樹脂とは、アンモニア
等のアルカリ性触媒でフェノールとホルマリンとを重縮
合した樹脂をさづ。尚、この樹脂の主要成分がレゾール
型フェノールであればよく、その伯用途に応じてカシコ
オイル変性等の変性されたレゾール型フェノール樹脂で
あってもよい。
メラミン化合物とは、メラミン単体、又は、メラミンと
ホルムアルデヒドを反応させて得られる−  4 − メチロールメラミンで、例えば、モノメチロールメラミ
ン、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、
テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン
、ヘキサメチロールメラミン又はこれらのメチロールメ
ラミンとアルコールのエーテル化物の化合物をいう。
尿素メラミン化合物とは、上記メラミン化合物と尿素、
あるいは、尿素とホルムアルデヒドとを反応させて得ら
れるメチロール尿素、又はこれらのメチロール尿素とア
ルコールのエーテル化物の混合物をいう。ここでメチロ
ールメラミン100重量部に対して、尿素又は、メチロ
ール尿素は、0〜100重量部の化合物がよい。メチロ
ール尿素としては、モノメチロール尿素、ジメチロール
尿素、トリメチロール尿素、テトラメチロール尿素等が
使用できる。
結合剤を構成するレゾール型フェノール樹脂と、メラミ
ン化合物又は、尿素メラミン化合物は混合状態で存在し
、部分的に反応している場合もありうるが可能な限り混
合物として存在するのが好ま−  5 − しい。又本発明の結合剤被覆砂粒を通常の方法でシェル
モールドとする場合においても、シェルモールド中にお
ける結合剤を構成する上記レゾール型フェノール樹脂と
メラミン化合物又は尿素メラミン化合物は可能な限り、
反応せず、両者は混合状態で存在する様にする。
本発明の結合剤被覆砂粒の製造方法は代表的な製造方法
として次の4つの方法がある。第1の方法は、通常のレ
ゾール型フェノール樹脂の製造途中の減圧脱水工程前に
、メラミン化合物又は尿素メラミン化合物を混合し、そ
の後減圧脱水してメラミン化合物又は尿素メラミン化合
物が混合されたレゾール型フェノール、樹脂を調整し、
この樹脂を通常のホットマーリング方法で鋳物砂表面に
被覆し、結合剤被覆砂粒を得る方法である。第2の方法
は、通常の方法で得られたレゾール型フェノール樹脂に
メラミン化合物又は尿素メラミン化合物を固相状態で混
合分散させて結合剤とし、この結合剤を通常のホットマ
ーリング方法で鋳物砂に被覆することにより得る方法で
ある。第3の方法−〇  − は通常の方法で夫々レゾール型フェノール樹脂及びメラ
ミン化合物又は尿素メラミン化合物を単独に製造してお
き、通常のホットマーリング法で結合剤被覆砂粒を製造
する際に、まず、レゾール型フェノール樹脂を添加し、
その後に、メラミン化合物又は尿素メラミン化合物を添
加し以後通常の方法により、結合剤被覆砂粒を製造する
方法である。第4の方法は、通常のホットマーリング法
で鋳物砂とレゾール型フェノール樹脂で鋳物砂の表面に
レゾール型フェノール樹脂を被覆した後、冷却水中にメ
ラミン化合物又は尿素メラミン化合物を溶解し、この冷
却水を添加し、以後通常の方法により結合剤被覆砂粒を
得る方法である。なお、その伯のコールドマーリング、
セミホットマーリングの方法によっても本発明の結合剤
被覆砂粒を得てもよい。
本発明の結合剤被覆砂粒の製造時において、レゾール型
フェノール樹脂とメラミン化合物又は尿素メラミン化合
物が可能な限り反応しない条件をえらんで混合被覆する
ことが重要である。
−7一 本発明の結合剤被覆砂粒を用いてシェルモールドを作る
方法は、通常のシェルモールド製造法をそのまま用いる
ことができる。即ち、加熱されたものである。
本発明の結合剤被覆砂粒を用いて得られるシェルモール
ドは、結合剤を構成するレゾール型フェノール樹脂及び
メラミン化合物、尿素メラミン化合物によりメチレンエ
ーテル結合、メチレンアミン結合を多量に含有し、この
結合が溶湯の熱により分解するため大きな吸熱が起り、
溶湯の冷却を促進するものである。従って、本発明の結
合剤被覆砂粒を用いることにより、ブローホール、ビン
ボール、ヒケ巣等の鋳造欠陥が効果的に少なくすること
ができる。
なお、本発明の結合剤被覆砂粒は鋼鋳物のためのシェル
モールド用としてすぐれているが、鋳鉄等の他の金属の
ためのシェルモールド用としても使用できる。
−8− 以下、実施例により説明する。
なお、実施例では全てドライホットマーリングで実施し
た。しかし、ドライホットマーリングに限られるもので
はない。
フェノール100重量部と、37%ホルマリン122重
量部をアンモニア触媒を用いて反応させ、レゾール型フ
ェノール樹脂を得た。このレゾール型フェノール樹脂1
00重量部に、トリメチロールメラミン43重市部を混
合し、結合剤とした。
この結合剤を約150℃に加熱された鋳物砂に対し2重
間%の結合剤を添加し、通常のホットマーリング法によ
り本発明の結合剤被覆砂粒を得た。
この結合剤被覆砂粒を用いて、通常の方法で250℃に
加熱されたシェル金型中に、結合剤被覆砂粒を充填し、
約1分金型中で硬化して図に示す水道用金具の鋳物用中
子1を製造した。この鋳物用中子1と生型砂で作った主
型2により図に示す鋳型を作り銅合金を、鋳込み温度1
200℃で鋳込んだ。尚、1枠18個込めて水道用金具
を鋳造した。得られた水道用金具18個について、それ
ら−  9  − の中央を切断し、鋳物の中子面、外表面を観察し、ヒケ
巣発生数を調べた。又、被覆砂粒の融着点(’C)常温
強度(kMcl)8間強度(k(1/cm2)を夫々測
定した。ここで温間温度とは、テストピース寸法22x
22X203n+mを金型温酊250℃で40秒間焼成
し、金型から離型15秒後の抗折力をいう。尚、結果を
表に示す。
実施例2 実施例1と同様の方法でレゾール型フェノール樹脂を製
造した。このレゾール型フェノール樹脂100重量部に
対して、尿素14重量部、トリメチロールメラミン29
重量部を混合して結合剤を得た。この結合剤を用いて、
実施例1と同様に本発明の結合剤被覆砂粒を形成した。
又結合剤被覆砂粒を用いて、図に示す鋳物用中子1を作
り、同様に銅合金を鋳込んで水道用金具を鋳造した。得
られた水道用金具の鋳造欠陥並びに被覆砂粒の特性を調
べた。これらの結果を表に示す。
実施例3 フェノール10011部と37%ホルマリン1− 10
 − 22重量部をアンモニア触媒を用いて反応させた。
次にこの得られた初期縮合物100重邑重吊対して67
重量部のトリメチロールメラミンを配合し、混合した後
、減圧脱水して結合剤を得た。この結合剤を用いて、実
施例1と同様に結合剤被覆砂粒を形成し、この結合剤被
覆砂粒を用いて鋳物用中子1を作り、更に実施例1と同
じ方法で銅合金を鋳込み、水道用金具を製造した。得ら
れた水道用金具のm造欠陥並びに被覆砂粒の特性を夫々
調べた。これらの結果を表に示す。
実施例4 実施例1と同じレゾール型フェノール樹脂を用い、15
0℃に加熱されたシリカサンド100重量部をスピード
マラーに投入し、継いで上記レゾール型フェノール樹脂
1.4重量部を添加し、30秒混練した。その後トリメ
チロールメラミンの50%水溶液を1.8重量部添加し
、混練し、砂が崩壊した時点でステアリン酸カルシウム
0.1重量部を添加し、30秒混練した後スピードマラ
ーより取り出し室温まで冷却して本発明の結合剤−11
− 被覆砂粒を19だ。この結合剤被覆砂粒を使用して、実
施例1と同様に水道用金具をII造した。得られた金臭
の鋳物欠陥を同様に調べた。又、被覆砂粒の特性を調べ
た。これらの結果を表に合わせて示す。
実施例5 実施例の4の方法において、トリメチロールメラミンの
50%水溶液の変わりに尿素1重量部に対し、トリメチ
ロールメラミン5重量部の混合物の50%水溶液を用い
た。その他は実施例4とまったく同様にして結合剤被覆
砂粒、鋳物用中子を作り、水道用金具を製造した。水道
用金具の鋳造欠陥及び被覆砂粒の鋳型特性を夫々調べた
結果を表に示す。
比較例1 尚、比較例として実施例1で用いたのと同様のレゾール
型フェノール樹脂のみを結合剤とした。
この結合剤を用いて、実施例1と同様に結合剤被覆砂粒
を作り、更に、鋳物用中子を作り銅合金をvj造し、水
道用金具を製造した。得られた金具の−12− −13− 鋳込み結果及び被覆砂粒の特性を夫々調べた。結果を表
に比較例1として示す。
比較例2 フェノール100重量部と、37%ホルマリン74川吊
部をシュウ酸触媒を用いて反応させ、通常のノボラック
型フlノール樹脂を製造した。このノボラック型フェノ
ール型樹脂を結合剤とし、実施例1と同様の方法でシリ
カサンドに対して2重間%添加し、結合剤被覆砂粒を製
造した。この結合剤被覆砂粒を用いて、同様に鋳物用中
子を作り、水道用金具を鋳造した。得られた金具の鋳造
欠陥並びに被覆砂粒の特性を夫々調べた。結果を表に示
す。
実施例1〜5及び比較例1及び比較例2の結果から明ら
かな様に、鋳型特性を示す融着点は、実施例のものが9
8℃〜103℃であった。これに対して比較例は100
℃及び101℃であり、融着点に関しては実施例の結合
剤被覆砂粒を用いた中子も、比較例の砂粒を用いた中子
もほとんど差貢がない。又常温強度についても実施例の
ものが−14− 40、2kQ/cm2〜4.8.6kg/cm’ T”
アリ、比較例の44.7及び45 、4 kg/am2
と比較して大きな差異はなかった。更に温間強度につい
ては、本実施例の鋳型が10.5〜12.3k(1/C
m2と比較例の13.0及び13 、2 k(1/cn
u ニ比較して若干小さめであった。しかし、実際の鋳
造工程においては特別な障害は認められなかった。
実施例1〜実施例5については、いずれの水道用金具に
ついても18個中いずれもピンホール、ブローボール、
ヒケ巣等の鋳造欠陥は発生せず、すべて良好な鋳物が得
られた。これに対して比較例1は、18個中11にヒケ
巣の発生が見られ、比較例2については、18子中16
個にヒケ巣がみられた。これらの表より本発明の結合剤
被覆砂粒が鋳造欠陥の少ないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の実施例及び比較例に示す結合剤被覆砂粒
を用いて作られた鋳物用中子1を用いた鋳型の断面図で
ある。 1・・・鋳物用中子   2・・・主型−15−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳物砂と該鋳物砂の表面に被覆された結合剤とで
    構成される結合剤被覆砂粒において、上記結合剤はメラ
    ミン化合物または尿素メラミン化合物が混入されたレゾ
    ール型フェノール樹脂よりなることを特徴とする結合剤
    被覆砂粒。
  2. (2)メラミン化合物または尿素メラミン化合物の混入
    −はレゾール型フェノール樹脂100重量部に対して5
    〜100重量部である特許請求の範囲第1項記載の結合
    剤被覆砂粒。
  3. (3)メラミン化合物はメラミン、メチロールメラミン
    、メチロールメラミンのエーテル化物の少な(とも1つ
    以上である特許請求の範囲第2項記載の結合剤被覆砂粒
  4. (4)尿素メラミン化合物は尿素、メチロール尿素、メ
    チロール尿素のエーテル化物の少なくとも1つ以上とメ
    ラミン化合物の混合物である特許請−1− 求の範囲第2項記載の結合剤被覆砂粒。
JP7591883A 1983-04-28 1983-04-28 結合剤被覆砂粒 Granted JPS59202135A (ja)

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JPH0255138B2 JPH0255138B2 (ja) 1990-11-26

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910521A (en) * 1998-04-01 1999-06-08 Borden Chemical, Inc. Benzoxazine polymer composition
US6410776B1 (en) * 1999-01-29 2002-06-25 Bakelite Ag Method for producing resols

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56109134A (en) * 1980-01-31 1981-08-29 Ube Ind Ltd Self-hardening molding sand composition

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