JPS5947043A - 鋳物用の中子及び主型等のための粘結剤組成 - Google Patents

鋳物用の中子及び主型等のための粘結剤組成

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JPS5947043A
JPS5947043A JP14311483A JP14311483A JPS5947043A JP S5947043 A JPS5947043 A JP S5947043A JP 14311483 A JP14311483 A JP 14311483A JP 14311483 A JP14311483 A JP 14311483A JP S5947043 A JPS5947043 A JP S5947043A
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Pii Antonitsuku Jieemuzu
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J- & M kk
Daiwa Manufacturing Co Ltd
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J- & M kk
Daiwa Manufacturing Co Ltd
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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
    • B22C1/26Compositions 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 carbohydrates; of distillation residues therefrom

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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、ポリヒドロキシル化合物、14に關粉什物’
fq (amylaceous mcうLcrial 
)と、架橋剤(交叉結合剤)とを水性媒体の中で用いる
XJ1規ノ、目−I粘剤組成物(1+1nder !N
ystem )に関−44)l)の〈轡多)ろ。
史にh′1′、8IIIには、本発明は、水性媒体中&
、Z 、l:;いて安定しており、かつ水分の蒸発の後
にオンいて、実質的に水気や湿気に対して抵抗力を小ず
組成物を形成する粘結剤n1成物に関するものてあ、′
、。そ(7て、ごの本発明に、1、る粘結剤組成物?J
、1.′lに鋳物−C/ごにおける中子や上型の成形に
有益゛Cある。
11tQ J )、デキストリン等の多糖灯1をもかめ
た澱粉性、物質を、架橋ffl+を用いて架橋−J−る
という手lJ、< c;tよく知られている。効果的な
架橋剤は、2つ或いはそれ以上の官能ノ、(を含むもの
′(あり、それは例えば澱粉(sLarch)の如き澱
粉性物5irtの少なくともνつの水酸JI1.に反1
6 L/ f4#るものCある。その架橋反応なるもの
は、工業的に心、1架114i刑の所要+7+を水性澱
わ)の懸A:°、l液に、最終ト1的製品の゛)j福i
’i L:二titい1、所要のi’+t?を度とp 
IJにおいて冷加°4ることす、二J、すjlわれるの
が典型的なやり力になっている。
ごのような架橋反応は、広?・l、的な適用範囲(利用
されており、例えば、最終用途の粘着/l’田dlll
水性が要求されるような場合には、澱粉を基ff’1点
する粘着剤が形成されるに際し、各種の添加剤か、熱可
塑性または熱硬化性の樹1IF1’!4j″(と共にl
お加さイ′1゜ることとなる。その例は、グリオキ・す
・−ル、−7−〕″ルデヒド澱粉、尿素ホルムアルデヒ
ド、メラミン−ポルムアルデヒド、レゾルシノール−十
ルムアルデヒド、アセトン・ホルJ1アルデに1等々C
ある。かかる添加剤や樹脂は、」1記の粘着剤にMl水
性特性をイ」与するものである。米国!i許第:i +
 :(57+846号の開示するところによれば一着色
さ;11.たil;i1水性のコーチ4ング剤絹成物は
、水中にllz< +iV シた顔料と粘結剤を含み、
その粘結剤は、置換澱粉あるいはポリビニルアルコール
等のポリヒドロキシル利料、並びに該粘結剤には不溶性
の薬剤であるグリオキザールを含んでいる。このコーテ
ィング剤組成物は、水分を蒸発させるために乾燥させら
れると、極めて勝れた耐水性の特徴を示す。また米国特
許第3,700,611号に開示の粘着剤は、ポリビニ
ルアルコール、グリオキサール、ならびに水性媒体中に
拡散したシス1,2−ポリオールと1.3−ポリオール
からなる群より選ばれたポリオールを含んでいる。同じ
様に米国特許第3.2!]、’j、057号には、澱粉
、尿素と多官能性アルデヒ1 例えばグリオキサール2
ジアルデヒド澱粉等 とを通常、100″F以上の温度
下で、かつ酸性の条件下にて反応さゼで得た組成物を硬
化さ−Uて、商い面]水性を有するフィルム()漠)を
形成Jる方法が開示されている。米国特許第3,127
.393号tこ示される同様な方法は、アルデヒドに反
応1η、を7+、ずアミド基を有する澱粉誘導体と、=
一つの;1゛リノ゛ミド系化物、例えばグリオキザール
、シアルテヒド澱粉。
アルファーヒドロキシアジブアルー)−ヒ1′等との反
応によって形成される耐水性薄膜と表面波11S’j 
((:(1aging )の形成のプロセスである。こ
れにかなり類似した製品が同しく米国特許第3,597
,313号Gこ開示されている。そこで提供されるもの
は、例えばグリオキづ−ルの如き多官能性の一1′ルデ
し1′であり、不飽和の脂肪族アルコールのカチメン系
ポリマーを架橋せしめて一種の樹脂を生しさ−lで、そ
れを製紙工程中において一種の添加剤として使用され、
紙製品に一時的な漏り強さを与えるのに役立っている。
今日に至るまで、水性媒体の中では安定し“(いて、水
分が蒸発した後には決して水に溶解することのない組成
物である、澱粉ヘースの粘着剤を−L業的、商業的に好
適に生産する努力が払われてきたのである。例えば、米
国特許第2,1Hi7,615 ’−t−の如きは、グ
リオキーリ°−ルまたはその同族体の つを澱粉性物質
と反応させて得られるグリオキサ−ル化(glyoxa
lal、etl )澱粉化合物を開示している。
そこで出来上が、、たものは、水に不溶の殻粉−クリオ
ギザールのゲルであり、これが第2のゴー稈で加熱させ
られて粘着性の溶液となるが、それiJ、乾燥されると
、常温の下でさえ、殆ど水に不溶の薄膜を提供する。更
に別の安定した粘着物質が米国特許第2.999.03
2号に開示されている。そこに示されているものは、ア
ミロース溶液(アミロペクチンを含有することもある)
の調整方法である。
この場合のアミロース溶液は、高い温度の下でアミロー
スを、ホルムアルデヒド、グリオキサールおよびグリオ
キサールを生ずる諸物質等からなる群より選ばれた1つ
またはそれ以上のアルデヒド系化合物と反応せしめるこ
とにより得られるのである。
澱粉の架橋やグリオキサールまたは他の適当な架橋剤を
用いる特定の澱粉誘導体の架橋を開示しているその他の
特許としては、以下の4)のが挙げられる:米国特許第
3,05L591号漬米国特許第3゜135.738号
;米国特許第3.238.193号;米国特許第3,2
75,576号;米国特許第3.27’?、(125’
弓。さらに澱粉性物質の粘着剤および粘結剤への転換に
ついて開示していに)その他の特許には、次の如きらの
がある:米国特許第2.891.85!l冒:米国VY
許第3.251,702号=1′夕よび米国特許第+(
+ 56+11 b+11 ”シー。
現在鋳物工業で中子および/または主型の製作に用いら
れている有機粘結剤の多くは、熱硬化性の樹脂であり、
例えば、フェノールg3 、尿素、ホルムアルデヒド、
フランおよびそれらの混合物であり、あるいはまた鋳物
工業界で二1ア・オイルとして周知の酸化性のオイル4
Ji+である場合もある。
この種粘結剤の硬化に典型的に用いられている手法は熱
エネルギーの投入か、或はl)I+の変化G、蒔[、る
ものであり、後者の場合にIre、’ i性かあると1
1.に/または環境に対して望ましくない化’?’的化
金化合物いて所要の重合とそれに続く粘結剤の硬化を行
うことが必要となる。
熟エネルギーの投入に、1、−9て硬化を11・)、二
1との必要な粘結剤は、中子または主型の製作に〆1″
躍νされる膨大なエネルギ量の故に、またそれb:二(
・1随して発生ずるコストのために、初めから升席に不
利なものなのである。この種の粘結剤組成物で最も広く
用いられるもの、即ちホット・ボックス法。
シェル法、およびコア・オイル法においては、夫々その
エネルギー消費が次の如く報告されている。
即ち、1米トンの中子または主型を製作するために、ホ
ット・ボックス法では1,700,000 BTU (
428,400キlコカロリー)、シェル法では2,5
04,200 BTU (73L059キロカロリー)
、そしてコア・オイル法では3,512,000 BT
 U (885,024)キロカロリー)が消費される
とされている。しかるに、本発明による粘結剤において
は、その硬化に熱エネルギの投入を全く必要としないの
である。
最近のエネルギコストの暴騰は、多くの鋳物コニ場をし
て、粘結剤の硬化を熱によzll演法らpHの変化を必
要とする手法へと転換を余(i′!なくさせた。このタ
イプの粘結剤組成物で最も広く利用されているものは、
フェノール・ノーヘーク法、フラン・ノーヘーク法、フ
ェノール・イソシアネート法、およびフラン・コールド
・ボックス法によるものである。しかしながら、これら
の方法による粘結剤組成物もまた、極めて有毒で危険な
、且つ環境を毒する性質の薬品を触媒として用いc 1
.):H足な中子や主型を製作することかζ12・iに
jとなるので、やはり色々の不都合をもたらすことと4
1′る。例えば、フェノール・ノーベークυ、は、1ル
コニンノ、ルボン酸或はヘンゼンスルボン酸を必要とし
、フJ。
ノール・イソシアネート法は、ノーf−Lノンビス−4
フエニルイソシアネ−1・あるいは1−リコニチルアミ
ンのガスを用い、またフラン・コールド・ボ/クス法ば
二酸化硫黄を利用せねばな(しない。つまり、これらの
方法は全てその過程におい′C1この様に環境という観
点から望ましくない化学薬品を用いる。然るに、本発明
による粘結剤組成物は、ごの種環境的に望ましからざる
物質を必要と・けす、また如何なる触媒も一切必要とし
ないのである。呪在利用されている更に別の粘結剤組成
物としては、」二記硬化法とか、二1−ル1.゛・ボッ
クス法とo−pばれるものがある。この方法も、また同
1′I(にその硬化の過程において発する高度の悪与り
と気のためにまごとに不具合な0のである。
現在鋳物工業で中子および主型の製作に/It用される
粘結剤組成物の別の欠点といえば、これ等の物質が全て
、但し珪酸塩だけは例夕1で山4が、−・つまたはそれ
以上の芳香族炭化水素化合物を含んでいることである。
この種の粘結剤組成物は、鋳造の過程において金属溶湯
と接触する110に分解し。
て−・連のガスと残渣物とに分かれる。それらの多くは
、許容毒性限界値が低いため使用J二にも処分上にも問
題を残すものである。従って、それら粘結剤組成物は鋳
物工場で注意深く取り扱う必要があるのである。また同
様に、分解による生成物は望ましくない浸出物である可
能性もあり、これまた慎重に取扱うことを要し、多くの
場合、非常に遠方で且つ承認された場所に運搬した」二
で投棄されなげればならない。
さらに最近は、先行技術における粘結剤組成物の不具合
を克服しようとして、中子や主型の製作に好適であり且
つ澱粉性物質を含むよ・)な粘結剤組成物の提供に努力
が向けられて来ている。かくの如くして、例えば米国特
許第4,013,629号と米国特許第4,098,8
5jII号は夫々次のような粘結剤組成物を開示してい
る。nIJち、この組成物4:を殻わ)等の殿粉性物質
を含むポリヒトl’lギソル化イー物、グリオキザール
、ならびにグリオキリ°−ルとポリ1−ドロキシル化ぞ
、物との架橋反応の辻度をI :/ l +1−ルする
ためのアルカリ全屈ノ\う(1θ刈r14B媒を+’+
む。上記米国q′1許には、アルカリ金属ハライI’ 
(7)不存在下では、反応が非常に急速に進行するので
、もし触媒が用いられなければ、粘結剤組成物のりj用
は著しく減少することとなる。米国特許第4,10G、
548によれし1、そこに開示されている中f’ b 
しくは主型の組成物は、砂、デキストリンの如き親水性
の粘結剤、少なくとも一種のアルカリ・Ti1it:水
酸化物、および少なくとも一種のアルカリ金属炭酸塩を
含み、いっぽう米国特許第4.(180,213号にお
いては、砂型組成物のための!+’i結刑として゛lル
1−トリオーズ(maltotriose ) C’)
t’i1反し11!t ’+ri中11)が互いにアル
ファー1.6結合を通して連結されている高分子量のL
lf状ポリマーたるプルラン(pullulan>が利
用されている。最後に米1)−1’ljr i’l第1
1.1!1G、768号においては、乾燥硬化された砂
型が1・記の諸工程を含むプロセスにより製作される:
(j)型砂、水、および水溶性の粘結剤(例えば、デキ
ストリンの如きもの)を混合し混練する工程。
(i+)該混合物を温度60〜140℃の範囲で予熱す
る工程、(iii)該混合物を加熱状態で型にいれて造
形する工程、  (iν)該造形物を通じて空気流を発
生乃至導入してその型から水分を除去して硬化せしめる
]工程。
これまで説明した先行技術に現れた各種の粘結剤組成物
は、何れも澱粉、デキストリン、ザツカライド、ポリザ
ツカライド等の澱粉性物質を含み、以下の諸特徴を備え
たポリヒドロキシル化合物を含んでいない。即ぢ、(8
1時に有毒となり、また環境的に好iしくない化学的化
合物を使用することなく形成され得る、(bl水性媒体
中において安定した化合物を作り得る、tc)単にその
水分を除去するだりで硬化されることができ、硬化ずく
)ために熱を加えたり、環境的に好ましくない化′″j
!的化合物化合物することの何れもが必要でないという
特徴を備えた()技A5) (it物t、Lfは従来の
4′1、粘剤H111成物にt、し使われていなかった
のである。従−1て、本発明のL」的は、有毒で悪臭を
放つ或いL;1. IEt境的に好i1iしくない化学
的化合物を使用することなく、人気温度中において単に
混合、混和または11昌jli−J71の力て形成−已
しめられi(Iる粘結剤組成物を11t供」るごとにあ
る。
本発明の別の目的は、水性媒体中において安定−ζあり
、且つ処方後に長期且つ安定したシj−ルフライフを有
する粘結剤組成物を提供するごとにある。
本発明の他の目的は、単に水分・全除去するの・力で硬
化ししめられ得る粘結剤組成物をI足供することにあり
、その場合に先行技術に知られる如き夕!?エネルギー
の投入も、粘結剤の硬化を触媒する/コめの環境」二好
ましくない化学的化合物を使用Jることも、及び/また
はp Hを変1ヒさ−lて’tl’、l結剤の硬化を促
進することも、必要としないものである。
更に具体的には、その目的は、該:VIi結剤結成組成
物む多孔性の構造を通して止また1′Jの圧力の士に空
気または該粘結剤組成物に対して不71’+11、なカ
ッ、を送り込むことにより、それから水分く除去して、
硬化せしめられi!7るような粘結剤組成物を提供する
ことにある。
本発明の更に別の目的は、環境lIJ染問題を最低にく
い止め、臭気と毒性を最低レヘ、ルに押さえi4るよう
な粘結剤組成物を提供するごと(1]ある。
本発明の更に別の目的は、鋳物用の中子及び主型製作の
全ての既知の方法に適用可能な新しい粘結剤組成物を提
供することにある。そして、それは以下の二重目的の併
合されたものである。即ち、鉄および非鉄の両鋳造分野
において求められる広汎なパラメータに容易に適応し得
ると共に、かかる鉄および非鉄の各鋳造分野グループ内
におりる広汎なるパラメータにも容易に適応し得る如き
粘結剤組成物の提供ということにある。更に、その目的
を詳説するならば、鋳物工業において典型的に中子及び
主型の成形に用いられる骨(Aのいずれにも適用可能で
あり、同貼に型ばらし7 (!i I+ a k c 
−ouL )後の再使用砂、つまり+M生妙にも)所用
可能な1゛?1?1結剤の1111供とい・)ごとであ
る。
本発明の更に別(す1−目的は、かくのg+uき:h!
i結剤絹成物を取り入れ)こ中子並びに」−1型をIJ
t供Jることにあり、それらの中子と主型は、111来
のものにl;つわる欠点を払1.1: L ’ζζ良法
$/j造を1呆証−・3る能力を自し、同時に11Gい
引っかき抵抗性、引張強さおよび耐水性を備、10、更
に物理的特性を喪失°・1ろことのない1シいシ4.ル
フラーイフを有し、史G、二、ノ1謬ン1−しくは模型
から容易に離型しillる信性を杓することを待機とす
るらのである。更に」−記に関連する本発明の目的は、
金属/8湯を中子または」−ソ1″1に導入するに際し
て 緩やかなガス光41ニ速度を示し、発生ずるガス量
も少なく、分]す1″カス並びに残Δlf物か仮りに生
じてす、環境的に許容1・n囲にあろ、“9の条件を1
AThたず中r−や主型の提供に存するも0)である。
本発明の別のL」的として、短■、冒j11に完全に硬
化して、迅速な鋳造を許し、11.つ型、模型あイ1い
はコアボックスから容易に離型1υ能な中r及びl:、
 jil、1の提(j(を挙げる、−とができろ。
本発明のこれ以外の目的及び利点は、以下に詳述する説
明から自然に明らかになるであろう。
本発明は、ある幾つかの好ましい実施例に関連して説明
が進められるが、それは決して本発明をそれら特定の実
施例だし」に限定する意15!1(はないことば理解さ
れよ・)。むしろ逆に、発明ffの貫息は、明記の特許
請求の範囲に述へられている発明の精神と範囲に含まれ
るあらゆる変形、変種乃至同等物に及ぶのである。例え
ば、ここに開示する新しい粘結剤組成物は、鋳造の準6
1hとしての中子と主型に関連して説明されている&J
れども、それは耐水性粘結剤を要求する他の分野に適用
しても効用を見い出し得るものと解すべきである。本発
明による粘結剤組成物は特に、圧縮板(ハードボード)
、装飾パネル、パイプ類、断熱イ1、段ボール箱などに
用いられる粒状物質、薄片状物(flakes) 、 
16維類、或いはチップ等に適用して有用である。
要約すれば、本発明による粘結剤&Jl成物は、糖類、
多糖類、#’!’51 、デギス(・リンなどの4蒙ス
で51性物質と、該澱粉性物?・Tのための架橋剤と、
水出を含む。そして該粘11’l’j剤組成物を構成−
一1′イ〕前記−;;成分間の相互比率はある割合で選
ばイ17、・それに11、り該粘結剤組成物が人気温度
の下で形成され4〕ごとか可能となり、前記’deX紛
性物質性物質架橋剤との反応を禁止し、または促進する
ための触媒り〕1の使用が不必要となり、更に有毒であ
るとか環境的に好ましくない化学的化合物の使用が1ノ
1除されるのである。前記の粘結剤組成物の出発物り′
(は人々、水性媒体中において互いに混合−μしめられ
る際M Miめで安定したものであり、その粘結剤組成
物C51単に水分を除去するだけで硬化され、11一つ
その硬化速度は上記の水分の1徐去速度の関数となる6
;にだ、その水分の除去速度は、水分除去のために選ば
れた方法によってコントロールが可能なものである。
本発明のある一側面に従って、ごごに、新規な粘結剤組
成物が提供される。この組成物は、粒状物を結合するこ
とが可能で、典型的に鋳物し¥ざにおいて中子と主型を
準(jf!するために用いられる・1“1剤の結合に適
用して船に有すノなもので、多、る。昌粘結剤組成物は
、(all相和性たは水溶性c2あり、且つ架橋可能な
性質を備えた澱粉性物質、(bl前記澱粉性物質のため
の架橋剤、及びIC))水を含んでいる。
前記澱粉性物質、架橋剤及び水の各構成成分の構成比率
として所定の割合を選び、ぞれ(2,二より該粘結剤組
成物が、人気温度の下の水性媒体中にJJいて安定的に
保持され得ると共に、水分を除去Jることによって硬化
させて、全く水に不溶の粘結剤を形成するものである。
ここで、[水Tl11!L(w+i terhydra
table) Jという言葉は、「水溶性」をも含むも
のと理解されるべきである。
本発明はこれをある特定の理論に限定しようとする意図
を有するものではないが、しかし次の様な事が信じられ
るものである。即ら、永和性或いは水溶性にして且つ架
橋可能な澱粉性物質が、水が過剰となっている水性媒体
中に存在する場合には、その水は、前記澱粉性物質の分
子上の反応座席、換言すれば水酸基に、その水酸基との
水素結合を通じて結合することにより、干渉し、または
ブロックする。このようにして、前記の水は、かなりの
程度まで、前記穀わ)骨物質と架1喬剤との間の、前記
干渉のない場合に起こり(2する反応を制止することに
なる。更に、過剰の水の存在下において、澱粉性物質と
架橋剤との間の反1c、は平衡IJe態に達し、この状
態では架橋生成物は、仮に4にしたとしても、はんのα
′1セ’jj16.二しか過7\Z1“いちの、と11
1論が成り立つ。水分が除去されるごとによって、澱粉
性物質の水酸店は、干渉から開放され″C2前記の架橋
剤との反応が可能となるので、その架1t;反応はスム
ースに進行する。かくし”(、水お、1、び水と共沸す
る全ての物質が除去されれG11.11;1記のj4粉
性物質は架橋剤で架橋・uしめられて、そご6.二安定
した剛水什物%iりで、たとえば薄11Aの如きものを
形成せしめ、そILが粒状の物質を結合しg7るのであ
る。
本発明の粘結剤組成物に好適に使用される4;ツ粉性物
質は、」二記のごとく、水に溶1す1″できるか、また
は水和性でなしjればならない。また、澱粉I11物質
と架橋剤の両打が共に水性媒体中にある場合には、澱粉
性物質のための架橋剤に比して、その澱粉性物質は水に
親近的でなけらばならない。それによって澱粉性物質は
、架橋剤との間に感知される程の反応を起こすことはな
いのである。U7かしながら、使用される澱粉性物質が
架橋剤にて急速に架橋されて安定した耐水性の組成物ま
たは薄膜を形成するには、その澱粉性物質は架橋剤と急
速に反応し得るものでなければならない。
本発明の粘結剤組成物においてkl、相対的に高い濃度
のアミロペクチン分子を持っている澱粉性物質を使用す
るのが望ましいのであるが、その理由は、そのアミロペ
クチン分子は、相対的に高い官能性を有する分岐鎖分子
(branct+ed chainmolecule)
であり、つまり、各分子に幻して多くの水酸基を持って
おり、それによりS粉性物質に水和性の好ましい特性を
付与するが、しかし一方該澱粉性物質は水分が除去され
たときにおいては、無数の場所において架橋剤で架橋さ
れる能力を持っており、安定した耐水性の組成物を形成
することになるのである。
砂糖類、澱粉、スターチ・ヒドロシレー1・(sLar
ch hydrosylat、e) 、植物ゴム質灯1
、デキストリン類、ペクチン類、枯罪剤3」i 2;と
の殻1′5)什物−121は、それ等が」−記に示した
溶解性及び、/または水和性と反応性という必要条件を
満た4限り、好適に使用し得るものである。このグルー
プに屈しく1.つ上記の必要条件に合致する澱粉性物5
″目、1、自′Iリコノ11’る以下の諸々の植物を湿
式口ひき1−稈(wet milling )によって
果たされる。即し、とうもろこし、ワクシm=1−ン(
−aXy(、’(ll’rl ) +  ’−じグ(m
ilo) + タピオカ、ポテト、ソーガム(sorg
hum ) +小麦、米、大麦、裸麦、う・イ麦、リゴ
(sago)等の穀粒、根或いは塊茎、史にい7.”;
 、lまめ、グア(guar) 、カラヤ(1(il+
’1lyn) +かん′ζん、コラギニニン(COra
Jjeenll+) + アラしツク(arabic)
 +  lラガカント(lragacro+ Ll+)
 + アルギン(alBin ) 、アンギコ(ang
ieo) 、メスカイト(mesquiLe) +  
アドール(ador) +  □インデアン(Indi
an) + スターキューリア(s Lercu I 
ia) +  シゆずの木、さくらんぼ、ザノザ(!;
 a !; S tr )等の粘漿剤である。
本発明の粘結剤組成物のため特に好適に選ばれる澱粉性
物質は、分岐鎖(有枝鎖)にして高官能性のデキストリ
ン類であり、固形分がil’li < 、粘度が低いデ
キストリン水溶液または懸m l+)j、を形成する。
しかしながら一方直線状或いは直鎖状のデキストリン類
も同様に使用可能であることも月151に値する。一般
的にいって、デキストリン類、澱粉類或いは薄手ノリ澱
粉類に比較した場合、粘度は低く、また同一の粘度に刻
しては、固j]−物が多い。
同じ様にして、澱粉類に比較した場合、冷水溶)す1″
度が高く、溶液中におけるゲル化4+;j 1i1Jt
:1.’ fl(いきいえる。デキス[・リン類、特に
分岐j1”j(自枝鎖)テキストリン頻については、そ
れらが本発明による粘結剤組成物中に使用された場合に
は、そのデキストリンは容易に水に熔解し、且つ水の存
在下では、架橋剤とは感知される程度までには反応を示
さない。しかし、一旦昧が除去されると急速にその架橋
剤と反応し始め、その結果安定した耐水性の薄膜(fi
lm)を形成する。
かくして、カナリープキストリン(c a n a r
 ydexLrinc) 、ブリティッシュカム(Br
i Li5h gums)、およびボワイトデキストリ
ン(誓旧Le dexLrine)は、好適に使用され
得ることとなる。ホ1ノイ1〜デキストリンの頬は低温
で作られ、約3%の枝分れ(branching )と
、約5%から90%以−し−に及ぶ範囲での冷水溶解性
を持一つものと考えられろ。
然るに、黄色乃至カナリープキス1リン灯1ば、ホ・ノ
イドデキストリン類が作られる場合よりもかなり高温で
作られ、その平均枝別れt)約2096と高い数値を示
している。アミ11ペクチン含自11;の多い澱粉から
作られるカナリープキス1リン31“lは、7ミ1コー
ス含有頃の高いlQ粉類から作られるカナリープキス1
リン類よりも好ましい。ブリう一イ・ノシュガム類は、
カナリープキスI・リン類に似′(分岐(枝分れ)の度
合が高く、20乃’y、、、 750弧のオーダーに在
る。これらのデキストリン頬の々r、jEL、。
い順序を、分岐の度合に応じてつりでのると、最も好ま
しいカナリープキス1リンから始めて、フリティッシュ
ガム、ホワイトテキス1−リンの順、となる。ホワイト
カナリーブキス1〜リン、ブリティッシュガム、及びボ
ワイI・デキストリンが澱粉類に比し、例外的ともいえ
る程よく作用することが解ったが、一方で最も速い硬化
速度と最も良好な架橋反応は、分岐鎖カナリープキス1
リン類を使用した場合に起こっていることが発見された
他の手を加えられた澱粉類で、同じく好適に使用され得
るものは、薄手ノリ澱4’5)  (Ll+ inbo
iling 5tarch)の類とモル1デキスI・リ
ン(malto−dextrine)類である。モル1
デキスI・リン類は、同じく好ましいものであるが、そ
れはスターチ・ヒドロシレートである。それらは純粋に
精製されたとうもろこしから、酸まノこ酵3L−の類の
作用によって作られるもので、とうもろごしは栄養価の
高い糖類に転換されるのでる。モルI・デキストリンの
類は、約20以下のデキストリン当量を持っている。
同様に、澱粉性物質からの誘導体の類は、例えばカチオ
ン性(cationic) m粉の如く、好適に使用す
ることができる。この様にして、例えば次のような事が
発見された。即ち、カチオン性澱粉類、例えばアミノ基
が置換されて第:3あるいし、1第4アミンとなる澱粉
のアミノエチル誘導体の如きものがその架橋剤に対する
澱粉の反応性を著しく増加したということである。また
、カヂオン性に変化さ・けると、架橋剤に好都合な反応
場所を形成するものらしく、それにより一層強力な反応
結合を示すものと思料される。殆どの191;)什物質
はカチオン化することが可能である。
更に、本発明によれば、粘結剤組成物は架橋剤を使用し
、それが殿粉性物質を架橋して面1水性の安定した化合
物を生ずる。ごの、Lうな態様て殻8′5)什物質を架
橋せしめ得る架橋剤ならば、どれでも使用して差し支え
ない。更に付加するが、非常に重要なことは、好適な架
橋剤というものは、水の存在下で感知できる程度にまで
、ilF:を粉什物り1と反応してはならないというこ
とである。しかし反則に、水分(水)がその粘結剤組成
物から除去された時には、急速にその#粉性物質と反応
して安定した耐水性の化合物を生成させなりればならな
い。
標準的な架橋剤は、2若しくは多官能性の化学的化合物
で、澱粉性物質の2つ或いはそれ以上の分子を架橋せし
める能力を有する。更に好ましい架橋剤は、アルデヒド
の半休(moiety)をaするもので、それにより澱
粉性物質のヒドロキシル基とへミアセクール(hemi
−acetal )を形成する。このタイプの架橋剤は
、多官能性のアルデヒド、例えばジアルデヒド澱粉、グ
ルタルアルデヒド、アジボアルデヒド、α−ヒドロキシ
・アジボアルデヒド、グリオキサール、その他を含んで
いる。その他の架橋剤は、ジメヂロール尿素、l+f累
ホルムアルデヒド;それに、グリオキーリ°−ル111
1脂、例えばグリオキザールの1モル、ンにルAアルデ
ヒドの2モル、及び尿素の1モルの反応によりJ「成さ
れるジヒドロキシエチレン尿素を含んでいる。望ましい
架橋剤は、グリオキザールとグリオキザール樹脂ジヒド
ロキシエチレン尿素である。
この場合注意すべきことは、その架橋剤はそれだLj独
立でも使用できるが、他種の架橋剤と組め合わせて使用
することも可能で、それによって°Q殿粉性物質の望ま
しい架橋反応を行わせ、所望の安定した耐水性の粘結剤
を形成することもできることである。例えば、グリオキ
ザールが架橋剤として使用される場合には、そのW& 
15)什物質との反応が、往々にして急速に過ぎて望ま
しくなく、従ってグリオキザールとグリオキザール樹脂
との組め合わせが利用されて、前記の反応速度を抑制す
るのに役立つが如きである。グリオキザール4Mj脂ジ
ヒドロキシエチレン尿素は、架橋反応を:Jントロール
し、架橋反応の速度を望ましいし・\ルまで抑制する目
的で利用し得ることが既に見い出されている。
本発明の粘結剤組成物におい一7r 4;I、そごにふ
くまれる水(水分)の量が、決定的とまで言7#′)な
いが非常に重要な、′、とである。−・力で番、1、粘
結剤組成物は、ある程度J・で殿粉性物質と架橋剤との
間の反応を抑止しル−フ、粘結剤組成物を決定的C,二
流動体たらしめ、11ってそれが中子や上型を成形する
ための骨材と混合し得るように、ポンプにかりたり、8
1Mしたりすることができる程に、充分な水を含んでい
なげればならない。反対に他方では、特に実施上の立場
から、該粘結剤組成物が過剰の水を含み、その粘結剤組
成物から水分の除去を行う際に、脱水に要する時間が望
ましくないまでに長引くことは具合が悪いのである。そ
れ故に、かかる粘結剤組成物は、所要の条件下に許され
る限り高い割合で固形物を含有することが望ましい。
従って、水性の粘結剤組成物は、その含有する全固形物
量が該組成物の全重量の少なくとも40%に達している
ことが望ましい。ここに、「全固形物」という言葉は、
使用される澱粉性物質と架橋剤との総量を指祢するもの
で、それらの物質が現に水に溶解されているかいないか
には係らないのである。
同様に、澱粉性物質と架橋剤の相対的割合4)決定的な
ものではなく、要は所望の固形にして且つ耐水性の組成
物或いは薄膜(film)を形成するに足る澱粉性物質
を架橋するために、充分な量の架橋剤が存在していなけ
ればならないという事である。この目的のためには、架
橋剤とm t5)什物質がその重量比率において約o、
t:iから約1=1で含まれる粘結剤組成物が望ましい
という事が見い出された。
本発明による粘結剤組成物は、1F喝こその水分の大部
分を除去するだLJで容易に硬化して、安定した耐水性
の組成物や薄膜になるのである。その水(水分)の粘結
剤組成物からのi!;i′−去は人気−1”rの蒸発を
も含めて、便宜な手段であればC11Iれに、j、ろも
差し支えない。但し、自然ブ之発は硬化に・ν・”21
以上に長い時間を要するので、実際的な観点か(:2通
例好ましいものではない。それ故、特に粘結剤組成物が
多孔性の成形品を形成ずろためC,X使用される場合に
は、水分)木発の速度をIilめ、粘結剤A、11成物
の硬化時間を短縮することが好ましい。硬化時間は、粘
結剤組成物あるいは未硬化粘結剤N、11成物と刊祠を
含む混合物の中へ、ガス、特に好ましくは空気を通過さ
・ヒることにより短縮することができる。そしてそのこ
とば、粘結剤組成物及び骨(、イの何れに対しても悪影
響を及はずものではない。
真空誘引によるガスの流れ、加圧ガスの流れ、t′工空
蒸発乾燥等の何れもその実施がi”J fiuである。
澱粉性物質と架橋剤との間の反応は迅速に進行するので
、硬化速度は一般に、水分の除去速度の関数となる。一
般的に言って、水分の除去速度が早くなればなる程、硬
化速度もそれに従って早くなる。例えば、粘結剤組成物
中に存在する水分の量が多ければ多い程、澱粉性物質と
架橋剤との間に起こる架橋反応の前に除去されねばなら
ない水分の量はそれだけ多くなる。同様に、水分除去の
速度は、利用される骨材の通気性にががっている次第で
ある。粗大骨材の場合には、骨(21粒は、微細骨材の
場合における程、粒子間のl;則り、;が詰まっていな
い。したがって、粗大骨4Aの場合には、乾燥用ガスが
骨材中を抜けてより迅速に1lrl過する傾向がある。
そして圧力が一定と仮定すれば、硬化時間は、微細骨材
の場合に比して短くな、イlのが通例である。
本発明による粘結剤組成物は、大気の温度及び圧力の下
で作製されることが便利であく、。例えば水は、標準乾
燥度にある澱粉性物質に加えられ、それと混合される。
その後に架橋剤が添加されるのである。別の仕方として
、水とグリオギーリールの混合物中に澱粉性物質が加え
られても差し支えない。勿論、本発明による粘結剤組成
物に含まれる混合物質の異なる組み合ね一已および入れ
替えもあり得る。その何れの場合にも、1liV 1’
3)什物質とそのための架橋剤との間の反応が感知でき
る程にまで進行することを許さない限り、l^:i足裡
に実施されiqる。この様な次第で、説明のための例に
掲げたゲースでは、使用される架橋剤はグリオキリール
の溶液であり、それは40%のグリオキサール水溶液と
して簡単に入手できるものであり、粘結剤組成物の必要
含有水分たる60%の水は、その全量がグリオキザール
の水、/8液として供給されるもので足り、追加補充の
水は不用ということに2<る。
本発明による粘結剤組成物については、その殆どの場合
において、それ自身についても、また中子や主型の生産
に関しても満足すべきものであるが、特に鋳造金属が極
めて高い温度であるときには、その粘結剤組成物に乾性
油、反応性ポリマー或いは反応性モノマーの類を添加し
て、製作される中子や主型の耐熱強さを増すことは望ま
しいことである。乾性油は澱粉性物質と架橋してその主
型を強化する傾向がある。好適な乾性油としては、亜麻
仁油、桐油、それにオソティシカ・オイル(otLic
ica oil)などが挙げられる。
同じ様に、粘結剤組成物中には、アルカリ土類金属ハラ
イドが含まれても構わない。特に、鋳造中のガスの発生
速度と発生量を抑制するために、尿素系架橋剤が用いら
れる場合にそうである。
MgCβ2がこの目的のために満足すべきものであり、
且つ好ましいことが解っている。
本発明の別の一局面として、ここに、・1゛1・月(a
ggregate )と未硬化の粘結剤組成物を含むコ
アミックス及び/またはモールドミックスにして、水分
を除去することにより鋳造用のコア(申子)及び/また
モールド(主型)に転換されiqるものが提供されてい
る。本明細書には明記の特許請求の範囲を含めて、「コ
アミックス(core m1x) Jという言葉が便宜
上用いられているが、それが硬化して中子または主型に
なり得ろltX、自物を脂狛、しており、「コア壮ノク
ス」という出葉を用いる場合には、それがコア(中子)
とモール!” (、’IJ、S′りの両方の製作率f!
:fiとして好適に用いられる混合物を指す様に意図さ
れたものと191″されたい。
−・般的に、コアミックスはこ、二に開小さ;b、 J
、・粘結剤組成物と混和された骨材を含んでいる。新砂
(生砂)、再η二砂(5bake−out、 sCo+
d  ’it二にはr(+claim 5and)など
の骨材は、前にlj「−イ!:+’tされた粘結剤組成
物と混合されて、−2アミソクスをフ11成してよい。
また、粘結剤組成物の4^1成成分、I!If ’=:
+ nR粉外性物質架橋剤、及び水は、別々に独立し−
Ct会加されても色々な組み自ね−1で(ごれま゛(に
11゛r述した、構成成分相互間の反応性をJ血に入れ
゛0添加されても、また骨材との混合で添加され−(、
コアミックスを形成しても差し支えない。i& ?iの
技法が一般的には好ましい。その理111は、″1アミ
ノクスの製作準備に要する水の量を最低に押さえ得るか
らである。従ってコアミックスを硬化ずろ際に除去すべ
き水分の量はそれた&J少なくなり、中子及び主型の製
作全体の効率は上昇するのであある。
コアミックスの組成、澱粉性物質のタイプ、そして特に
そこに含まれる澱粉性物質の量、この三つは、鋳造され
るべき特定の金属の要請に応し、粘結剤のコストを有効
にコン1−ロールするために色々と変化させられ得るの
である。中子及び/または主型の強度に対す要求は、鋳
造されるべき金属が何であるかにより多くの場合変わる
ものであるという事が、この様にして承認される。例え
ば、鋳造がアルミニウムについて行われる場合には、中
子と主型に対する強度の要求は、鋳’+iliが灰銑(
ねずみ銑)について行われる場合程にiin例切実なも
のではない。そのため粘結剤G、[非常に強くあらねば
ならぬ必要はない。それが又乾燥固形物の含有■は少な
くて良い。しかしながら、1111−足できる中子と主
型を成形するには、そこに存在する全べての骨材を効果
的に結合する足るぢ1の戯わ)1!I物質が、その混合
物中に含まれていなし、Iればならないのである。
標準的な場合で、粘結剤組成物の1111成乃至組成は
、コアミックスを形成するために用いられる骨材の10
0重量部当り、R粉性物質が約0.5〜約5重量部、架
橋剤が約0.05〜約5市1iij、部(この場合澱粉
性物質の架橋剤に対する止りの比率&J、約1:0.1
〜約1:lの範囲内にある)、及び水が約5重量部以内
となっている。ここに説明のための一例を示すならば、
灰銑が鋳造される場合、粘結剤組成物の好ましい組成は
、骨)」の10()屯舅部当り、澱粉性物質が約1.2
5〜約2中量部、j没粉性物質の架橋剤に刻す重量比は
、約1 : 0.1〜約■:1の範囲になりればならな
い。そして、水は、骨材の100重量部当り約3重量部
以内である。
本発明の更に別の−・局面によれば、ここに開示された
粘結剤を用いてつくられた中tと圭(1)がいくつか提
供されている。中子及び/また1、1」−型は、所望の
形と詳細(」(pを有する、前に記述した通りの方法で
用意さり、〕こ:Jアミソクスから、グリーンコアCB
reen core)を形成し、そのグリーン:J −
J’に、その組成物に対して不活性なガス、好ましくは
空気を通過させて、本質的に制水性1i1′1)った硬
化コアを形成せしめることにより、製造される。
ここに用いられている「グリーンコア1なる言葉は、所
望の形と諸々の詳細仕様を備えた:ノア(中子)或いは
モールド(主型)に成形されノこ未硬化のコアミックス
を指称するものである。−1=記に述べたように、この
グリーンコアを通して加圧空気を強制通過さゼてもよい
し、更に別の方法として、本グリーンコアに真空を引き
込むことも差し支えない。
このようなコアミックス並びにそれに続く中子と主型は
、かかる目的に対して一般的に鋳物産業で用いられる如
何なる骨材をも使用可能とする。
シリカサンド(珪砂)、ジルコンサンド、オリビンサン
ド(カンラン石砂)、その他をも含めて使用可能なので
ある。ここJこ用いている[シリカサンド(珪砂) J
  (silica 5and )という言葉は、山の
砂のめならず、湖沼の砂、その他水辺の砂をも含むので
ある。
本発明による粘結剤組成物の、格段に驚くべき、また意
外の長所G、1、従来の粘結剤組成物と異なり、これを
再生砂(!;I+;+ke−out 5and)と」(
に用いて満足にコアミック、)、を、それ故にまた、中
子及び/または主型まで製作することができるという2
旧ごある。この道の精通者にはよく解−7ている通り、
再生砂は少なくとも1回は鋳造サイクルの中″(使用さ
れた砂で、一般に広範囲の物質に上ゲc?ri染されて
いるのである。これらの篤染物質は、例えば活性また不
活性の無機物(例えば粘土)及び有機物などであり、そ
れらは砂のpH、砂の水分度合、その他砂の性質に影響
を及は−4゛11能性のあるものである。従来用いられ
てきた粘結剤組成物は、再生砂と一緒では満足に使用て
きなか−、たのである。その理由は、それら組成物がt
’i染とかr・IIに敏感なところに在るのである。し
たがゲ(、これら色々のlη染物質を除去し、または少
なくともそれを許容のレベルまで低減するために、この
1111−砂に対して法尻ロ一つ高価な処理を行い、従
来の1’+’i結剤の使用が可能になるまで、該妙のp
l+を鬼門にコン1〜ロールしていたのである。しかる
に、本発明による粘結剤組成物においては、再生砂に処
理とか処置とかを施す必要が無いのである。何故ならば
、本組成物ばかがる汚染や広範囲に亘るpHの変化によ
る悪い影響を受けることがないからである。ここに開示
されている粘結剤組成物を使用した場合には、再生砂か
ら満足すべき中子も、主型も製作されているのである。
以下に紹介する語例は、何れも説明のためのものであっ
て、本発明をそれらに限定する意図のものではない。こ
れら語例は、本発明による粘結剤組成物のいくつかを例
示的に説明し、併せて金属溶湯の鋳造に適する鋳物用中
子及び/または主型に成形可能なコアミックスの調製に
おける、該粘結剤組成物の使用状況を説明するもの”C
ある。
定−一一一1 これから紹介する語例に現れるul称、記号、言葉及び
略号は、それぞれ次に示す意味を持つものである。
″乾燥固形物” (dry 5olids)は存在する
0粉性物質のめを指称する。それは 含有骨材を含まない。
” r p m ”   は1分間当りの回1回数を表
す。
II  gll   はグラム数を表す・IT pSi
 II   は1平方インチ当りのボン1−故を表す。
”I’lFS GFN ”  は米国鋳造業者協会の粒
度を表す数字である。
II  cm  II   はセンチメータである。
′″ °C″  は摂氏の温度数である。
″スターヂへRD 2396 ”は 米国:メイヅ社(Maize Co、 )から市販され
ている高官11ヒカヂ オン性戯粉を指称する。
″デキストリンへRD 2395 ”は米国:メイヅ社
(Maize C(1,)から市販され゛(いろ高官f
jlデキ ストリンを指称する。
1′デキストリン八17112397 ”は米国:メイ
ツ?J: (Maize G(1,)から市販されてい
る低官能デキ ストリンを1旨称する。1 ″エアロテックス・リアクタニ/1 (八erol;ex  Reactant)  900
      ” 4よ1モルのグリオキサール、2モ ルのホルムアルデヒド、及び1 モルの尿素から形成されたジヒ ドロキシエチレン尿素上ツマ− を指称する。それはアメリカン ・サイアづ−ミソド(八meric、anCyanam
id)から市販されている。
本発明によって調製されたいくつかの中子及び主型に対
して実施した諸テストの結果もまた紹介されているが、
それらのテストは、殆ど以下に述べる手順に従って行わ
れた。
盈皿■久分雀 ジョージ・フイツク+ (George Fisher
 )の引張りテスト機の、標準モデルPFGを用いて、
1インチ(2,5cm)のトングボーン(dol+−b
one)コア見本につき破壊のテストをした。吹き込み
は、日本製の苦杯ポックスクイブ吹込機により、圧力8
0ps iにて11った。
なお、テストは、見本箱の中において、見本を通して空
気を送っ゛(硬化しつつ、温度約0℃で4時間、そのま
ま放置して続りられ)こ。冷間引張強さはpsiで表さ
れ、直接のモデル13 F G o)−、−スl−機の
剪断d1で読み取った。3個の見本を破吠した際の平均
引張強さが記録された。
碩−りだ氷裂番− デイエクート・デトロイト(1)ieL(!rL−De
Lroi L)のコア硬さテスターの、標準モデルNo
、 674を用いて、1インチのドッグAr−ン(do
l;−bont+)見本のひっかき硬さを計測した。吹
き込めは、「14−製の竹林ボックスタイプ吹込機に、
k/)、圧力80psiにて行った。なお、テスiは見
本箱の中において、見本を通して空気を送って硬化し一
ノつ、温度約0“Cで4時間そのまま放置して続りられ
た。
鉄板上のテスターの目盛を0にした」−で、硬さテスタ
ーの外輪上を3回転させられた。そしてひっかき硬さは
直接該装置の目盛で読み取った。
硬化片肌 円筒形のコア見本で、直径7cm、高1ご15.5 c
mのものを通して、圧カフ0ps iの人気が送られた
。そのコアの形成は、端の開いた通気性の木製コアボッ
クスを手詰めすることによって行、た。
空気を見本の中を通して送り、見本を硬化さセるに必要
とした通気時間が記録された。
実星促−エ ビーカー中に、200gの水、175gのデキストリン
、それに175gのグリオキサール(水溶液中40%固
形物)を入れて、20分間に亘って混合せしめた。本水
溶液は、そごから水分を除去するまでは硬化しなかった
実施園−1ニエ 実施例2〜5は、金属鋳造に用いる中子と主型を本発明
による粘結剤組成物を用にζ製作する過程を示すもので
ある。各側においては、人々コアミックスが先ず作られ
、それが金属鋳造に適するコアミックス見本に転換させ
られてゆく。使用された骨キイは日本の海砂で、A F
 S −CF N −54であった。澱粉性物質の量及
びタイプ、カキの量及びタイプ、そして水の暖などは人
々の別毎に異なっていた。
各側において作られたコアミックスは、容量」0キし2
グラム、直径18インチのS−プレー1型ミキサーに、
I 0000 gの砂を詰め、そご・\澱粉性物質、架
橋剤、及び水(使用の時に)を添加し、その混合物をブ
レード速度50 r p mで3分間混合した。前記ブ
レード速度号−から取り出したコアミックスは、上記に
説明した手順にti(=って、引張強さ、ひっかき硬さ
、及び硬化時間を計るためにテス1〜された。
実施例2〜5の夫々において用いられた粘結剤組成物の
組成が、骨相の100部当りの部数で第1表に示されて
いる。粘結剤組成物の各組成成分は、夫々次の順序によ
り別々に添加された。即ち、澱粉性物質、水と、そして
架橋剤である。実施例4と5においては、グリオキサー
ル及び/またはグリオキザール樹脂の水溶液によって供
給された水の量が、粘結剤組成物の総所要の水の量を充
分に満たすので、水の追加は全く不要であった。
芽 J 表 ブui!J列迦− 筋荀月皿底:     2  3   l+   、5
グリオキザール※ 175  5(12f10 20(
1水       200  115  −−   −
全乾燥固形物   175 171 175 175総
水iii      305 175 240 180
※グリオキサールとグリオキサール樹脂は水性媒体中に
おいては40%の固形物質であった。
上記に述べた如く見本につき計測された引張強さ、ひっ
かき硬さ、及び硬化時間は、以下の第2表に示されてい
る。
第−じL−表 2     227    93   12(+3  
    231    93(i 04     28
8    9 Ei    I (15529997ら
 () 二友諦−(り11   C,−二二ゴ一旦−これ等の実
施例は、本発明に、1.7バ’Jj結剤絹成物を用いた
、金属鋳造に好適な中子と−L型の製1′)4説明する
ものであり、その場合の組成物が、デ:1−ス1へリン
と、澱1゛5)とから構成される公泣扮什物1.!tを
用いているケースである。これ等の実施例に才几Aで、
粘結剤組成物は2つ或いは3つの構成f1しこ分けて作
られた。・つまり、A、B、及び0部でらある。本組成
物を数部に分けるのは、実際に業1/i!4・二採用さ
れるであろう調製方法に近づりるためである。3部が使
用される場合には、A部は、49粉を水と混合し、その
混合物を温度95℃で20分間加熱し、澱粉と水の混合
物にまだそれが熱い間にデキストリゾを添加し、最後に
20分間攪拌するごとにより調製された。B部は、グリ
オキザール。
グリオキサール樹脂、それにデキストリンを、人気温度
下で20分間にわたり混合することによりfllil製
された。0部は、純粋デキストリン或いば澱粉と、デキ
ストリン粉末の混和したものであった。
上記3つの例における3つの構成部の組成は、骨材の1
00重量部当りの重量部を単位として第3表に示されて
いる。
第一」L−表 実施例隔 旧人:            6  7  8人里 澱粉(ΔRD 2396)   50  4(10水 
         134  12(10グリオキザー
ル樹脂  H)  150 1(10(八erotex
  Reac、tanL  900)デキストリン  
   20  4(14(1旦皿 デキストリン     85  80  85澱粉  
     0  0  5(1コアミツクスは、100
kgの容Flを持つ、直径18インチのS−ブレードミ
キザーに、10000gの日本の海砂: A F S 
−G F N−54を詰め、そこへc(1+、B部、そ
してA部を添加し、該混合物をブレード速度50 r 
p mで3分間混合するごとにより調製された。そこに
川床あが−1たコアミックスは、上記に説明した手順に
ょ幻、引張強さ、ひっかき硬さ、そして硬化時間をa1
δj+lするようテストされた。
これら各実施例6〜8に用いられた粘結剤組成物の組成
は、骨材の1oo重ju部当りの重量部において第4表
に示されている。
星−土」 丈岸−例隔 塾藍朋Ω皿戒二      6 7 8部1m15) 
 (ARD  2396)        50   
 40    50グリオキサール※    90  
−  75グリオキサール樹脂 (八erotex  Reactant  900) 
   10   150   100水       
   134  120  −全乾燥固形物     
175 180 175総水量      194 2
10 105※グリオキザールとグリオキザール樹脂は
水性媒体中において710%の固形物であった。水性媒
体は、総水量の一部 を構成した。
実施例8においては、グリオキザールの水溶液とグリオ
キサール樹脂によって供給された水の室が、粘結剤組成
物が要求する水の総バ1を満たし、たので、それ以上水
は−・切迫加する必要がなかった。
上記の如く調製された見本につき:H/l!’Iされた
引張強さ、ひっかき?+−11+さ、及び硬化11S間
は第5ノ、に掲げられている。
6     229     92    907  
    ′i!19     89     Q (1
82949630 二)(1≦bIIiJり11 9〜15実施例9〜15
は、本発明の粘結剤組成物を用いる、再生砂からの金属
鋳造に好適な中子とに型の製作効率を説明するものであ
る。
コアミックスは、この場合においても、実施例2〜8で
用いられたと同じやり方、同じ材料物質、及び同じ混合
比率で製作されている。11「ニーの異なるところは、
前記実施例2〜8においては、[1本の海砂が用いられ
ているのに対し、この実施例9〜15では、1.7%の
粘土を含有し、且つ8.6のp Hを示すAFS−GF
N−65の再生砂を用いたことだけである。上述した手
順により、これらのミックスから製作されたコア見本に
9き、開側された引張強さ、ひっかき硬さ、及び硬化時
間は以下の第6表に掲げられている。
第6表 9  23り  94 120 10  220 91   (io ll   280 95 105 12  291 96  60 13  218 87  90 14  198 85  90 15      287   96    30娼虻例
  16〜19− これらの実施例は、粘結剤組成物が硬化さ−Uられた後
の耐水性とそれによる安定性とを説明すζ)ものである
。実施例IG、17.lf+及び10におりるコアミッ
クスは、夫々実施例5.G、12及び13にお番ノると
同しやり方で 同じ原4,1 M+11を用いて、また
同じ混合比率で製作された。これらのミックスからつく
られたコアの而・1水性をテストするために、見本−1
アは24時間、100%の相対湿度の人気で満たされた
キートビ゛;(ソ1〜中に置かれた。そして引張強さと
、ひっかき硬さがテス1〜された。その結果、この湿度
条(’l下におかれた各々の見本の引張強さとひっかき
硬さ番よ、それぞれ相対応する元の:1ア見本の引張強
さ及びひっかき硬さとの間に、顕著な相違がないという
事が発見された。実施例5及び6におりる新しい砂の場
合、および実施例12及び13における再生砂の場合の
双方共に満足すべき結果が得られたのである。
次讃」[−Ll 本例は、この発明による粘結剤組成物への乾性油の導入
およびそれを使ったコア見本の製作を説明するものであ
る。この場合の粘結剤A、1[成物ば、A部と8部とい
う二つの部から成るものである。
粘結剤入部は、ビーカー中に、20 (1、、の水、1
8gの澱粉:ARD  2396.80Irのデキスト
リン:ARD  2395.そして2IYの亜麻仁油を
投入し;その混合物を95°Cまでダ1シし;25分間
混ぜ合わゼる;最後に該混合物を76却する、という手
順で調製された。
粘結剤8部は、ビーカーに、6 (l IF、 LハI
′キス1−リン:ARD  2397.150gのグリ
オキサール(水性媒体中に40%の固形物)、及び50
gのグリオキサール樹脂(Aerotex Iンcac
1.++nt 900;同じく水性媒体中、40%の固
形物)を導入し、溶液が得られるまで、これを混合する
ことにより調製された。
トングボーン見本は、きれいな日本の海砂で、AFS−
GFN−54のものを、S−ブレードミキザーに導入し
1、そこへ粘結剤組成物で、粘結刑へ部2%、B部1%
を含むものを添加し、3分間5Qrpmで回転して混合
し、更に竹林式jX風機で80ps +の圧力で該混合
物に吹き伺のを行うことにより製作された。その見本は
引張強さ23)5ps+、ひっかき硬さ90.そして硬
化時間〔10秒の結果を示し7だ。
同様なド・ングボーン見本が、口Aテの海砂、AFS 
−G F N−G 、’+山もの(百η砂で、1.7 
%の粘土を含め、且つ11. (’rのp Hを示ずち
の)を用い、粘結剤組成物にり、2′ζ、粘結剤Δ部を
2%313部を1%を含むもの4添加して製作された。
これらの見本は、引張強ン\281psi、ひ−っかき
硬さ88、そして硬化■、11間60秒の結果を示した
実施例2〜20で製作されたコアミノクツ0活ゝ;。
々ば、いわゆる灰むし鋳造テストの結果を基6(−にし
た中子と主型のqtJ作に用いるには好適であることが
見い出された。そのテストは次の様にして行われた。実
施例2へ・20の混合物の各々は、甲j11な円形のテ
ストコアで、直径200開 1’、’さI ’、r m
mのものに成形された。ケス1−コアは鋳物砂の中に埋
め込まれたが、砂の中に明けられている窓を通じて接触
可能になっていた。該鋳物砂は、IGOXllomm、
深さ20隨の長方形の貯溜槽に成形され、そこへ金属を
鋳込むことができた。1420℃の灰銑の溶湯が、4秒
間という総注入時間内に、30cmの高さからテストコ
アの表面に注がれた。
この注入プロセスの間に、発生ガスの晴2色。
および臭気が観測された。観測の結果は、次の通りであ
った。ガスの発生量は、通例&)j′j’+’、tが鋳
物砂を用いて行われる場合に仕して少しも多くなかった
。発生ガスは白色にして薄く、水蒸気に似たものであっ
た。また、使用された粘結剤組成物に帰すべき何等の臭
いも観測されなかった。
各テストコアにつき鋳造された金属は〆1M足すべき状
態にあった。仕上げ表面の滑らかさは、鋳物毎に僅かな
違いはあったが、これた言う程の表面の欠陥は無かった
。更に、金属鋳物を切り割って見たところにも、何等表
面下の欠陥を見い出さなかった。
したかって、ν上説明し且つ例示したとごろから、本発
明は次の色々の特徴を備えた粘結剤組成物を提供するこ
とが理IMPされる。その特徴とA、I、(a1人気^
n度の下で成形される事が++J能である2、(11)
有毒または環境的に好ましくない化学的化合物の発生可
能性を回避し或いは最低に抑制し得る、(C〕)大気温
度と大気のA11度条件下で安定した組成物を形成する
ごとがてさる、(dlまた、ぞの組成物心、巨1゛1に
その水分を除去するだので硬化さ−lられるのて熱エネ
ルギーを投入する必要もなく、そのうえ環境的に好まし
くない化学的化合物を用いて、粘結剤の硬化を触媒し、
及び/または粘7.′、剤を硬化させるためにp I(
の変化を起こすことも必要がない、ことである。
本粘結剤組成物は、鉄及び非鉄の両方の金属の鋳造に使
用する中子と主型の製作に使用される。
この粘結剤組成物は、一般に鋳物産業で典型的に用いら
れる骨材と共に使用されるが、その中に目、再生砂も含
まれるのである。更にIJ、、本発明の組成物は、高い
ひっかき硬ざ、高い引張強さ、高い耐水性、及び従来の
中子や主型の欠点を取り除いた良好な鋳物を創出する能
力を備えている。そのうえ、この粘結剤組成物を用いた
中子や主型は、出願人 株式会社 ジェーアンドエム 同  株式会社 大和製作所

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)架橋せしめられ得る水和iiJ能な111jン粉
    性物質、該澱粉性物質のための架橋剤、及O・水を含む
    粘結剤組成物にして、前記澱15)性物a、架橋剤並び
    に水が、該粘結剤組成物が人気?A!L度では安定であ
    り且つ前記水の大部分の除去に、Lり硬化−uしめられ
    ゛(安定な耐氷性組成物をI副え、i:、 :’f’1
    合に15いて配合されているごとをJ1r徴とず4.粘
    結剤組成物。 (2)前記澱粉性物質が、1lff粉、デキストリン7
    ペクチン、粘脩剤類、スターチ・しドし1シt・−1−
    類、植物ゴム質類、及び砂糖の糖類からなる群から選ば
    れたー物質であるHIh許iIi’i求の範囲第1項記
    載の粘結剤組成物。 (3)前記デキストリンが、カナリーデキストリン、ボ
    ワイトデキストリン、及びブリテイノンエガムからなる
    群より選ばれた−・物aIである特許請求の範囲第2項
    記載の粘結剤組成物。 (4)前記デキストリンが、モルト−デキストリンであ
    る特許請求の範囲第2項記載の粘結剤組成物。 (5)前記澱粉が、薄手ノリ澱15)で、」〕る特許請
    求の範囲第2項記載の粘結剤組成物。 (6)前記澱粉が、カチオン性澱粉゛(7ある特許請求
    の範囲第2項記載の粘結剤組成物。 (7)前記架橋剤が多官能性アルデヒドである特許請求
    の範囲第1項記載の粘結剤組成物。 (8)前記架橋剤がジアルデヒド澱粉、グルタルアルデ
    ヒド、アジボアルデヒ1.CI−ヒIし!キシアジボア
    ルデヒド、およびグリ:Jギーリ・−ルからなる群より
    選ばれた多官能性アルデヒドである特許請求の範囲第7
    項記載の粘結剤組成物。 (9)前記架橋剤が、グリオキサールである特許請求の
    範囲第7項記載の粘結剤組成物。 (10)前記架橋剤が、尿素である特fl’ at’i
    求の範囲第1項記載の粘結剤組成物。 (11)前記架橋剤が、ジメチロール尿素、尿素ホルム
    アルデヒド、およびシヒ1−“ロキシエチレン尿素から
    なる群より選ばれた一種の尿素である特許請求の範囲第
    10項記載の粘結剤組成物。 (12)前記架橋剤が、尿素と多官能性アルデヒドの混
    合物を含む特許請求の範囲第1項記載の粘結剤組成物。 (13) 前記尿素が、ジヒドし1;トシエチレン尿素
    であり、かつ前記アルデヒドがグリオキサールである特
    許請求の範囲第s 2 h:ri記載の粘結剤組成物。 (14)前記粘結剤組成物中に’1j−Jる前記録わ)
    他物質と前記架橋剤の総量が、該粘結剤組成物の総重量
    に刻し゛(少なくとも40%である特許請求の範囲第1
    rn記載の粘結剤組成物。 (15)前記架1.4ii剤と前記録わ)他物質が、該
    粘1+’i剤組成物に、前−tlの後者に対する市川比
    率ζ略0.1:1ないり、、、 l : 1の範囲内に
    おいて存在する特許請求の範囲第1項またG、1第+ 
    4 srI記・1・(の粘結剤組成物。 (16)前記粘結剤組成物が、乾性油1反応141ポリ
    マー、または反応性モノマーを含む特許請求の範囲第1
    項記載の粘結剤組成物。 (17)前記乾性油が、亜麻仁油、桐油、およびオンテ
    ィシカ・オイルからなる群より選ばれた一種のオイルで
    ある特許請求の範囲第16項記載の粘結剤組成物。 (18)前記水が、蒸発によって除去せしめれる特許請
    求の範囲第1項記載の粘結剤組成物。 (19)前記水が、前記粘結剤組成物中を通過する真空
    誘引されるガスの流れにより除去せしめられる特許請求
    の範囲第1項記載の粘結剤組成物。 (20)前記水が、前記粘結剤組成物中を通過する加圧
    ガス流により除去せしめられる特許請求の範囲第1項記
    載の粘結剤組成物。 (21)骨相と前記特許請求の範囲第1項に記載する粘
    結剤組成物を含み、水分を除去することにより鋳物用中
    子に転換せしめられ得るコアミックス。 (22)水分を除去することにより、鋳物用中子に転換
    され得るコアミックスにしζ、骨相と、水和可能にしζ
    江つ架橋せしめられ得る澱4′51性物質と、該澱15
    )他物質のノこめの架橋剤と、水とを含め、且つ該澱粉
    性物質、該架橋剤、及び該水が、該、:zアミソクスが
    人気6ik度中において安定である割合で配合せしめら
    れ、また該澱粉性物質と該架橋剤が、該コアミックスか
    ら水分が実質的に除去された時、該澱粉性物質が硬化−
    Uしめられる割合において配合せしめられ゛(いるコア
    ミックス。 り23)前記コアミックスが、骨相の100 t’l’
    j 、lii部当り、約0.5〜約5重が部の4y 1
    5)什物!i:  約0.05〜5重量部の架橋剤、お
    よび約5車61部以下の水を含む特許請求の範囲第21
    項または第22項記載のコアミックス。 (24)前記澱粉性物質と1iiJ記架橋剤のl1ir
    IE比率が、約に0.1〜約1:1の範囲にある特許請
    求の範囲第23項記載のコアミックス。 (25)前記コアミックスが、骨4;(O) I (1
    (l屯111部当り、約1.25〜約2.D重量部の澱
    粉性物質と、重量割合で該R粉性物質に対して約0.1
    :1〜約1:1の範囲にある架橋剤と、約3重量部以下
    の水とを含む特許請求の範囲第21項または第22項記
    載のコアミックス。 (26)前記骨材が、シリカサンド、ジルコンサンド、
    およびオリビンサンドからなる!11′より選ばれた一
    種の砂である特許請求の範囲第21項または第22項記
    載のコアミックス。 (27)前記骨材が再住砂である特許請求の範11JI
    第21項または第22項に記載の::I −)’ ”:
    ソクス。 (2B)中子または主型の製作方法であって、0))骨
    相と、水和可能にしてかつ架橋せしめられ得る澱粉性物
    質と、該澱粉性物質のための架橋剤と、更に水とを含む
    コアミックスから未硬化のグリーンコアを形成し、しか
    してその際、前記澱粉性物質、前記架橋剤、お2Lび前
    記本タ前記コアミックス中において所定の割合に保つご
    とにより該コアミックスを大気温度中において安定せし
    める工程と、(b)前記グリーンコアがら該水を少なく
    とも相当部分除去し、以て実質的に而・)水性を備えた
    硬化コアを形成する工程とを、含むことを特徴とする中
    子または上型の製作方法。 (29)前記コアミックスが、・1′1月の100市m
    部当り、約0.5〜約5重川部のめ粉性物質と、約0.
    05〜約5重量゛部の架橋剤と、約5小111部以下の
    水とを含む特許請求の範囲第281/1記載の製作方法
    。 (30)前記澱粉性物質の前記架1高剤にylする重量
    比率が、約1 : 0. ]〜約11の範囲lにある特
    許請求の範囲第29項記載の製作力lノ、。 (3()前記二lアミソクスが、・i’l” 4;l’
     0川()()中量部当り、約1.25〜約2.0重置
    部のj)旧’t) f!l:物省:と、該澱粉(11物
    質に対し、重量比率において約0.1:1−約l:1の
    範囲にある架橋剤2:、約3重量部以]の水とを含ム!
    11′ftll1’l求0) Qjij囲第28項記載
    の製作方法。 (32)前記水が、前記グリーン−IJをi、Lft 
    過−1iシめられる真空誘引によるガス流に、、f−、
    てl!;i、人Qしめられる4、、l、許if?求の範
    囲第21i 1Y↓記載の製作゛方法。 (33)前記水か、前記グリーンコアを通過ゼしめられ
    る圧力誘引によるガス流によっ゛C除去される特許請求
    の範囲第28項記載の製作方法。 (34)前記水が、真空茄発乾燥に、■、って1徐去さ
    れる特許請求の範囲第28項記載の製作方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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