JPS60121037A - 鋳型用粘結組成物 - Google Patents

鋳型用粘結組成物

Info

Publication number
JPS60121037A
JPS60121037A JP22839383A JP22839383A JPS60121037A JP S60121037 A JPS60121037 A JP S60121037A JP 22839383 A JP22839383 A JP 22839383A JP 22839383 A JP22839383 A JP 22839383A JP S60121037 A JPS60121037 A JP S60121037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
ammonium
weight
melamine resin
melamine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22839383A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Ohashi
圭二 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP22839383A priority Critical patent/JPS60121037A/ja
Publication of JPS60121037A publication Critical patent/JPS60121037A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 (発明の関連する技術分野) この発明は鋳型または中子の製造に用いる鋳型用粘結組
成物に関するものである。
(従来技術) 従来の鋳造用鋳型および中子に関しては、合金の種類を
問わず鋳型粘結剤としては、例えば(株)工業調査会発
行の[プラスチック技術全書15Jに記載されているよ
うに7エノール樹脂を使用したシェルモールド法が、そ
の造型法として広く使用されている。特に中子において
は、生産性、寸法精度が優れているため、はとんどがシ
ェルモールド法で製造され重用されている。しかしなが
ら、このような従来のシェルモールド法にあっては、ア
ルミニウム合金のような低融点の軽金属鋳物の鋳型、特
に中子に使用した場合、溶湯熱でフェノール樹脂の一部
が熱変化を起こし、極めて強固な黒鉛構造に変化するた
め、中子の残留強度が著しく高く、鋳込み後、鋳物ごと
約500°Cの高温で5〜10時間に亘る長時間の「砂
焼き」と称する加熱を行ない、黒鉛構造となっている粘
結剤残渣を燃焼せしめて排出しており、多大なエネルギ
ーを消費する。
一方、黒鉛構造を形成するのは、フェノール樹脂のベン
ゼン環に帰因するという研究結果に基づいて、ベンゼン
環を含まない熱硬化性樹脂の探索が行なわれている。例
えば特開昭56−59560号公報に記載されている不
飽和ポリエステル樹脂Gj:中子の残留強度が低く、砂
焼きは不必要となる利点は有るが、断面積の小さい部分
のある中子を形成したときに、その部分の強度を充分に
得るには樹脂量が多くなり、鋳込時に樹脂が分解して発
生するガス量が若干多くなるという問題があった。
°この他に発明者等が研究したメラミン樹脂は、耐熱性
が高くかつ分子内にトリアジン環をもっているため38
0°C付近で急激に熱分解するため温時強度、崩壊性と
もフェノール樹脂に比べ良好である。しかし、エンジン
のシリンダーヘッドのように形状が複雑で鋳込み後、崩
壊砂の排出口が小さいものではメラミン樹脂であっても
崩壊性が不十分であり、未だ満足すべき鋳型用粘結組成
物は開発されていないのが現状である。以上より、焼成
成形時の強度(耐熱性)が高く、かつ熱分解性(崩壊性
)が良好な、鋳型用粘結組成物の開発が切望されている
(発明の開示) 発明者らは上記の点に注目し、上記要望にこたえるべく
鋭意研究の結果、メラミン樹脂に崩壊助剤としてリン酸
アンモニウム化合物を添加せしめることにより、温時強
度、崩壊性ともきわめて良好な性能をもった鋳型用粘結
組成物が得られることを確かめこの発明を達成するに至
った。
即ちこの発明はメラミン樹脂(6)とリン酸アンモ2′
ニウム化合物(B)を主成分とした鋳型用粘結組成物に
関するものである。
この発明で使用するメラミン樹脂(A)とは、メラミン
とホルマリンの反応により分子内にメチロール基を付与
したメラミン、またはその初期縮合物であるオリゴマー
を指すが、更にメラミン樹脂に少量の他の樹脂をブレン
ドしたものも包含されるものと解さるべきである。かか
る他の樹脂としては強度の面から考えてメラミンと反応
し得るものが好ましく、例えばエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂等があり、通常5重量%以下の分量をブレンドす
ると、メラミン樹脂単独の場合に比し粘度が低くなり、
砂に一層均一に被覆することができる。
また樹脂被覆砂が保存中にブロッキングしないためにも
、これらメラミン樹脂の軟化点は60″C以上であるの
が好ましい。
マタこの発明で使用するリン酸アンモニウム化合物(B
)とは、例えば第一リン酸アンモニウム、第ニリン酸ア
ンモニウム、第三リン酸アンモニウムおよびポリリン酸
アンモニウムなどを指す。
以下メラミン樹脂に、第一リン酸アンモニウムを添加し
た鋳型用粘結組成物を例により、その作用を説明する。
第一リン酸アンモニウム(NH,H,PO,)は、80
0°C付近で急激に熱分解を始め、アンモニアガスを発
生し、更に五酸化リンに分解するまでに次々に水を発生
させる。従ってメラミン樹脂に第一リン酸アンモニウム
を添加した鋳型粘結剤は、鋳型作製時(200〜250
°C)には、メラミン樹脂の耐熱性により温時強度が高
くまたアルミニウム鋳込み後は、鋳込まれたアルミニウ
ム(湯)が冷却しつつ鋳型を熱するが一般に鋳型は熱伝
導率が悪く、鋳込み中においては、鋳型の湯の触れる部
分の薄い層を除き、鋳型内部には湯の温度は十分に伝っ
ていないため、鋳型がこわれることもなく、強度も高く
、形状を保持できる。その後湯の冷却が進むにつれ、鋳
型内部の温度が上昇し、8oo″C付近に達すると、第
一リン酸アンモニウムが分解し、アンモニアまたは水を
発生させ、ガス圧力により粘結剤の層に亀裂を生じさせ
て強度を低下さ仕ると共にメラミン樹脂そのものが、8
80°C付近より熱分解して強度を低下させるため、崩
壊性が著しく向上する。この時点では湯は凝固しており
、それ自体で十分の強度を有しているので、鋳型の強度
が低下しても凝固した湯の形状に何等影響を与えない。
以上より、メラミン樹脂にリン酸アンモニウム化合物を
添加した鋳型粘結剤は、温時強度、崩壊性ともに極めて
良好であり、複雑な形状で排出口が小さい鋳型において
も十分に実用に供し得る。
この発明においてメラミン樹脂に対するリン酸アンモニ
ウム化合物の添加量は、多量なほど、崩壊性が向上する
が、あまり多いと分解ガスが多量に発生し、鋳型折れの
原因になる。また鋳型作製時のメラミン樹脂の硬化を阻
害する原因にもなるので、リン酸アンモニウムの添加量
はメラミン樹脂100重量部に対し1.0〜80重量部
がよい。
特に温時強度と崩壊性のバランスを考えれば、5.0〜
15重量部がより好ましい。
またリン酸アンモニウム化合物中でも、特にボリリン酸
アンモニウムは分子中に多くのアンモニウムが配位結合
しており、少ない添加量で多くのアンモニアカスを発生
させるので、崩壊性がより良好である。
またメラミン樹脂は150〜200°Cで十分に熱硬化
するが、イミダゾールを硬化促進剤として添加すると、
硬化が促進され、鋳型の温時強度が向上するのでより好
ましい。イミダゾールとしては、特に分子内に少なくと
も1個以上のメチロール基を有するものが好ましく、例
えば2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチル
イミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒド四キシメ
チルイミダゾール等がある。イミダゾールを硬化促進剤
として添加する場合の添加量は、1〜5重ffi%の範
囲が好ましく、1重量%未満では効果かなく、5重量%
より多く添加しても効果が増大することはない。
尚この発明の鋳型用粘結組成物には、この発明の目的を
阻害しない限りにおいて、樹脂被覆砂の滑り性の改良目
的で助剤類、砂と粘結剤の接着性全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、或いはけ
い砂以外の無機充填剤を併用することも可能である。こ
れらカップリング剤はエポキシ樹脂に対して0.1〜5
重量1部の範囲で加えるのが好ましい。この範囲外であ
ると中子の強度が低下する場合がある。
この発明の鋳型用粘結剤を使用して樹脂被覆砂を製造す
るにあたっては、通常充分に予熱されたけい砂に、この
発明の粘結用組成物を添加混合して冷却し、砂表面に粘
結樹脂を融着させる方法がとられるが、この発明の粘結
用組成物を有機溶剤や水等に溶解または分散してけい砂
と混合、乾燥させる方法も用いることができる。
上記方法によって得られた樹脂被覆砂は、通常150℃
以上、好ましくは180〜250°Cに加熱した金型に
流し込み80秒乃至3分間経過後脱型し、鋳型または中
子を得ることができる。
(発明の実施例) 次にこの発明を実施例、比較例および試験例により説明
する。
・実施例1 200℃に予熱した6号砕砂4kgをスピードミキサー
に投入し、160°Cになった時点で、メラミン樹脂(
日本カーバイド製、商品名二カレジン5305、軟化点
110℃)80gを投入した後−120°Cになった時
点で、硬化促逼剤である2−フェニル−4−メチル−5
−ヒドロキシメチルイミダゾール(四国ファインケミカ
ル製キュアゾール2P4MH2)49 と第一リン酸ア
ンモニウム(三井東圧化学(株)製)8gを投入し、砂
粒がブロッキングしはじめた際にステアリン酸カルシウ
ム4gを加え実施例1の樹脂被覆砂を得た。
実施例2〜8 実施例1において、第一リン酸アンモニウムを0.89
 (1重量部)、2.4ノ(8重量部)、4g(5重量
部)、12g(15重量部)、169(20重量部)、
20g(25重量部)、249(80重量部)加えた以
外は同様にして実施例2〜8の7種類の樹脂被覆砂を作
成した。
比較例1〜8 実施例1において、第一リン酸アンモニウムの添加量を
無添加、289(35重量部)、82g(40重量部)
にした以外は同様にして比較例1〜8の8種類の樹脂被
覆砂を得た。
実施例9〜16 実施例1において、第一リン酸アンモニウムに換えて、
ポリリン酸アンモニウム(モンサンド社製、商品名PH
08OHEOK P/ao )を、0.8り(1重量部
)、2.49 (8重量部)、4g(5重量部)、8り
(10重量部)、12 (’ 15重量部)、169(
20重置部)、209(25重量部)、24り(80重
量部)添加した以外は同様にして実施例9〜16の8種
類の樹脂被覆砂を作成した。
比較例4〜6 実施例9において、ポリリン酸アンモニウムの添加量を
、無添加、28り(85重量部)、329(40重量部
)とした以外は同様にして比較例4〜6の8種類の樹脂
被覆砂を作成した。
・実施例17 200°Cに予熱した6号けい砂4kgをスピードミキ
サーに投入し、160°Cになった時点で前記メラミン
樹脂二カレジン5805を809投入し、130℃でシ
ランカップリング剤A−174(日本コニカ−製、商品
名)4りをエタノール20ccに希釈した溶液全添加し
、連続して2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチル
イミダゾール(四国ファインケミカル社製、商品名キュ
アゾール2PHz)41gと、ホ゛リリン酸アンモニウ
ムPH08OHEGK ”/’80t”sりを投入し、
砂粒がブロッキングしはじめた際にステアリン酸カルシ
ウム4りを加え、実施例17の樹脂被覆砂を得た。
実施例18 実施例17において、キュアゾール2 P)IZを無添
加にした以外は同様にして実施例18の樹脂被覆砂を得
た。
試験例1 実施例1〜16および比較例1〜6で作成した樹脂被覆
砂を直ちに250℃で70秒焼成し、試20験片を作成
し、この焼成温度においてシェル砂高温引張強度試験機
を用いて強度試験を行った。高温引張強度測定結果を実
施例1〜8、比較例1〜8については第1図の曲線1に
、実施例9〜16、比較例4〜6については第2図の曲
線3に示す。
次に実施例17および18で作成した樹脂被覆砂につき
同様に温時引張強度を測定し、得た結果を第1表に示す
試験例2 実施例1〜16および比較例1〜6で作成した樹脂被覆
砂を200°Cに加熱した金型に流し込み、280°C
で5分間保持し、50X50X20門の試験片を作成し
た。これ等の試験片をそれぞれ170 X 125 m
rxの寸法のアルミニウム箔に包み、500°Cの炉に
入れ21.5分後に炉から取出し、冷却した。この加熱
処理は樹脂被覆砂から実際に鋳型を作成した場合に、通
常では一番崩壊性の恋い状態に相当する加熱条件である
このように加熱処理した試験片をロータツブ形ふるい分
は機械を用いてロータツブ試験と砂落ち最の関係を測定
した。ここで砂落ち量はメッシュナ4の金網を通過した
砂のみを対象とした。この測定結果を実施例1〜8、比
較例1〜8については第1図の曲線2に、実施例9〜1
6、比較例4〜6については第2図の曲線今に示す。
ここでいう「ロータツブ形ふるいわけ機械」はJISZ
2602の粒度試験方法に用いる機械で、4メツシユの
ふるいに前記試験片を入れ、下に受皿を配して1分間ふ
るい分けを行った。この結果試験片の重量に対する受皿
に落ちた砂の重量%をもって崩壊性とした。
前記と同様に、実施例17および18で作成した樹脂被
覆砂につき崩壊性を測定し、得た結果を第1表に併記す
る。
この発明の粘結組成物を加熱した場合に発生するガスの
発生風を調べるために、前述の実施例18および16と
同様に作成した粘結用組成物各59試料■および■と、
比較のための不飽和ポリエステル(三井東圧化学(株)
装面品名ニスターNaooo:、)に硬化剤と−してク
メンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド
、ターシャリブチルパーベンゾニードを合計で樹脂に対
し3.9重量%加えた樹脂5f7(試料■)とを窒素ガ
ス雰囲気で600°Cに加熱し分解ガス量を測定し、得
た結果を第3図に示す。尚第8図中曲線1は試料■につ
いて、曲線2は試料■について、曲線8は試料■につい
ての結果を夫々示す。第3図から、この発明の粘結組成
物が不飽和ポリエステルよりもガス発生量が少ないこと
がわかる。
(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明の鋳型用粘結組成物
はメラミン樹脂とリン酸アンモニウム化合物の特定量を
主成分として榊成されているため、第1図および第2図
からもわかるように優れた温・時強度並びに崩壊性を有
するものであり、従来必1要とされていた初造後の加熱
処理を省略でき、今後のアルミニウム合金等の低融点鋳
物の鋳型または中子の粘結剤として利用価値が極めて大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1〜8、比較例1〜8の樹脂被覆砂の温
時引張強度および崩壊率を示す曲線図、第2図は実施例
9〜16、比較例4〜6の樹脂被覆砂の温時引張強度お
よび崩壊率を示す曲線図、第3図は実施例18および1
6の粘結組成物と1f・不飽和ポリエステルの加熱時に
おける分解ガス発生量を示すグラフである。 特許出願人 日産自動車株式会社 第2図 !:’)’)Alt、’?7(”7APHO5CHEC
K %季力171(%)第3図 づrンjqギFff厚n(升ン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L メラミン樹脂(4)と、この樹脂(4)100重量
    部に対し1〜80重量部のリン酸アンモニウム化合物(
    B)とを主成分として成ることを特徴とする鋳型用粘結
    組成物。
JP22839383A 1983-12-05 1983-12-05 鋳型用粘結組成物 Pending JPS60121037A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22839383A JPS60121037A (ja) 1983-12-05 1983-12-05 鋳型用粘結組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22839383A JPS60121037A (ja) 1983-12-05 1983-12-05 鋳型用粘結組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60121037A true JPS60121037A (ja) 1985-06-28

Family

ID=16875760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22839383A Pending JPS60121037A (ja) 1983-12-05 1983-12-05 鋳型用粘結組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60121037A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI308507B (ja)
US4607067A (en) Foundry sand binder
JPS60121037A (ja) 鋳型用粘結組成物
JPS5870939A (ja) シエルモ−ルド用レジンコ−テツドサンドとその製造法
JPS61169127A (ja) シエルモ−ルド用レジンコ−テツドサンドの製造法
JPS60145237A (ja) 鋳物砂用粘結組成物
JPS59127946A (ja) シエルモ−ルド用レジンコ−テツドサンド
JPS60145240A (ja) 鋳型粘結用組成物
JPS60145236A (ja) 鋳物砂用粘結組成物
JPS613630A (ja) 鋳砂の製造方法
JPS5978747A (ja) シエルモ−ルド用樹脂被覆砂粒
JPS60145239A (ja) 鋳物砂用粘結剤
JP2018140425A (ja) 再生砂の製造方法および鋳物砂の製造方法
JPS6096346A (ja) 鋳型粘結用組成物
US10456829B2 (en) Method for modifying refractory molding particles and refractory molding particles obtained thereby and process for producing mold
JPS6021144A (ja) 鋳物砂用粘結剤
JP2023152693A (ja) 崩壊性に優れた鋳型の製造方法
JPH02137639A (ja) 鋳型用粘結剤
JPH0255138B2 (ja)
JPS6021145A (ja) 鋳物砂用粘結剤
JPS5973143A (ja) シエルモ−ルド用樹脂被覆砂粒
JPS61144235A (ja) 鋳物砂用粘結剤
JPS6039450B2 (ja) 鋳型成型用の樹脂被覆砂粒
JPS6163334A (ja) シェルモールド用レジンコーテッドサンドの製造法
JPS5933054A (ja) 軽合金鋳物砂用樹脂組成物およびその製造方法