JPS6114043A - 加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方法 - Google Patents

加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方法

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JPS6114043A
JPS6114043A JP59133920A JP13392084A JPS6114043A JP S6114043 A JPS6114043 A JP S6114043A JP 59133920 A JP59133920 A JP 59133920A JP 13392084 A JP13392084 A JP 13392084A JP S6114043 A JPS6114043 A JP S6114043A
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resin
sand
ammonia
coated
casting
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Takeshi Sumi
武志 澄
Masae Kuroda
黒田 正栄
Etsuji Kubo
久保 悦司
Takashi Wakui
涌井 昂
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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
    • B22C1/2273Polyurethanes; Polyisocyanates

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方
法に関するものであり、特にアルミニウム鋳物、合金鋳
物など比較的鋳込温度の低い鋳物の製造に用いられる鋳
込み後の鋳型の崩壊性を著しく改良した加熱硬化型鋳物
用樹脂被覆砂およびその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂に用いられる被接用
粘結剤はフェノールとホルムアルデヒドを酸性又はアル
カリ性で反応して得られる樹脂であ名が、これらのツー
ノール樹脂を用いるシェルモールド法をアルミ鋳物のよ
うな鋳込み温度の低い鋳物用砂型に適用した場合には鋳
型の崩壊性が悪く500℃位の高温で6〜12時間の加
熱処理が必要で、鋳込み後の砂落し作業に非常に大きな
費用と労力が必要となってぃ−る。そこで鋳型の崩壊性
を改良するためにフェノール樹脂にハロゲン化合物やリ
ン化合物を添加する方法が提案メれているが未だ十分な
崩壊性が得られていない。特に最近は、エネルギーの節
減が叫ばれており加熱処理を低減するかつ現行のシェル
モールド法と同等の作業のできる加熱硬化型鋳物用樹脂
被覆砂が強く散望されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は鋳込み後加熱処理を低減し容易に崩壊し、かつ
現行のシェルモールド法と同等の作業のできる鋳型強度
に優れた加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂を得るものである
〔問題点を解決するための手段〕
鋳物砂にブロックイソシアネート化合物とビスツーノー
ルA1モルに対しホルムアルデヒド1.5〜4.0モル
、アンモニアまたはヘキサメチレンテトラミンα01〜
0.5モルを反応させて得られるアンモニアレゾール樹
脂を含有する輯成物を被罹した樹脂被覆砂を使用すると
鋳込み後の崩壊性が著しく改善され、かつ現行のシェル
モールド法と同等の作業(砂の流動性、硬化速度)がで
き特に鋳型強度を大巾に向上できる。
すなわち本発明によれば上記からな゛る加熱硬化型鋳物
用樹脂被覆砂を150℃〜550℃に加熱された金型に
充填させると、ブロックインシアネート化合物のブロッ
ク剤が解離し、発生するインシアネート化合物とアンモ
ニアレゾール樹脂のメチロール基及びアミノ基、イミノ
基、水酸基等が反応しウレタン結合により鋳型が強固に
なり抜型可能な強度に達する。又鋳型の崩壊性が著しく
向上する。これは鋳型の形成にウレタン結合を用いてい
るためと思われる。
ル・ 本発明に用いる組成物のブロックインシアネ     
  □−ト化合物としてはポリイソシアネート化合°物
とイソシアネートブロック剤との付加反応生成物が用い
られる。ポリイソシアネート化合物としては従来公知の
インシアネート基を2個以上有す・るイソシアネート化
合物のいずれも使用することができ、又、これらのポリ
イソシアネート化合物とエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、
ポリエーテルポリオール類などの活性水素化合物などを
反応させた末端インシアネート基、含有化合物なども用
いられる。
インシアネートブロック剤としては、従来より用いられ
ているものはいずれも使用することができ、フェノール
、クレゾール、キシレノールノニルフェノール等のフェ
ノール類、【−ブチルアルコール等の第5級アルコール
類、アセチルアセトン、マロン酸ジエステルなどの活性
メチレン化合物、メチルアニリン、ジフェニルアミンな
どの芳香族アミン類、フタル酸イミドなとのイミド類、
ε−カプロラクタムなどのラクタム類、エチレンイミン
などのイミン類、尿素類、オキシム類、重亜硫酸塩類、
ホウ酸類な・どがある。本発明に用いるブロックイソシ
アネート化合物件、−上記イソシアネート化合物とイソ
シアネートブロツ・り化剤とを従来公知の方法により反
応させて得られ為。
又本発明に用いるアンモニアレゾール樹脂は砂の乾態性
保持のため常温で固形のものが好ましく、崩壊性を向上
させるためにビスフェノールAのアンモニアレゾール樹
脂が用いられる。
ビスフェノールAのアンモニアレゾール樹脂はビスフェ
ノールA1モルに対してホルムアルデヒド1.5〜4.
0モル、アンモニアまたはへキサ。
メチレンテトラミン0.01〜0.5モルを反応して得
られる樹脂が用いられる。ホルムアルデヒドが1.5モ
ル未満であるとメチロール基が少なくなり硬化速度が遅
(なるため好ましくない。
又ホルムアルデヒドが4.0モルを越えると砂型の加熱
硬化時にホルムアルデヒド臭が強くなり゛ 好ましくな
い。
は0.01モル社下ではfI4型gi度の同上効未ρ)
少さく又0.5モルを越えると樹脂が高分子になりすぎ
るため逆に鋳型強度が低下し好ましくない。
アンモニアレゾール樹脂の合成方法については特に限定
されない。
本発明の閣物用樹脂被椴砂は90〜180℃に加熱され
た鋳物用砂に固形あるいは浴液のブロックイソシアネー
ト化合物と固型あるいは浴液のアンモニアレゾール樹脂
を撹拌混線せしめ、この混線工程中に必要に応じ溶媒を
蒸発せしめることにより得られる。鋳物砂の温度が18
0℃を越えるとブロックイソシアネート化合物の解離が
始まり鋳物用樹脂被覆砂のライフが短かくなるばかりで
なく砂型の強度も低下し好ましくない。又温度が90℃
未満の場合、樹脂の被接が不十分となったり溶媒の蒸発
が不十分となり、鋳物用樹脂被覆砂の融着点が低くなり
ブロッキングを起こすので好ましくない。
又、用いるブロックイソシアネート化合物とアンモニア
レゾール樹脂の配合割合(重量比)は95:5から5:
95の範囲で用いられ好ましくは85:15から30 
: 70の範囲で用いられる。
ブロックイソシアネートが多すぎると硬化が遅くなり又
、アンモニアレゾール樹脂が多すぎると砂型の崩壊性が
悪くなる。
又、鋳物用樹脂被覆砂を製造する際にブロックイソシア
ネート化合物とレゾール型フェノール樹脂の混合方法は
特に限定するものでなく砂と撹拌混合する前に両成分を
予め混合していても又混合時に別々に投入してもよい。
又本発明で用いる鋳物用砂としては通常鋳物用に使用し
ているものはいずれでもよくジルコン砂、オリピン砂も
使用できる。
砂と混疎し被覆する組成物中のプロッークイソシアネー
ト化合物とレゾール型フェノール樹脂の合計量は鋳物用
砂に対して4.0〜0.5声量%であり好ましくは50
〜1.0重量%である。添加する樹脂合計量が4%を越
えると鋳物製造時         へのガス欠陥の原
因となるだけでなく価格も高くなりよくない。又0.5
%未満であると砂型の強度が低くなり実用に耐えない。
又、本発明で得られた鋳物用樹脂被覆砂に従来公知のブ
ロックインシアネート化合物の解離触媒のいずれも使用
できジブチルチンジラウレート、塩化第2スズ、ナフデ
ン酸コバルト、オクチル酸カルシウム、オクチル酸コバ
ルト等を添加してもよく触媒の添加量は樹脂固形分に対
し0.01〜20東量%である。
又fJf物用値賭被値砂にぴし動性を良好にするたリン
酸カルシウムのような滑剤を添加してもよく、滑剤の添
加量は鋳物用砂に対してa[15〜0.2重量%である
〔実施例〕
以下本発明の実施例を示す。
実施例1 (アンモニアレゾール樹脂の合成) 還流冷却器を備えつけた4つロフラスコにビスフェノー
ルA2280g37%ホルマリン1620gを投入し2
5%アンモニア水浴液166gを添加し80℃で2時間
反応させた後脱水濃縮を行ない固状樹脂が得られた。
(鋳物用樹脂被覆砂の製造法) 混線機に160℃に加熱したフラタリー珪砂8kg及び
コロネートAPステーブル(日本ポリウレタン社製、フ
ェノールでマスクされたインシアネート化合物、軟化魚
釣100℃)120gと上記で得られたアンモニアレゾ
ール樹脂40gを加えて砂が崩壊するまで帽・拌混練す
る。
その後ステプリン酸カルシウム8gを加え更に20秒間
混合し鋳物用樹脂被覆砂が得られた。
砂型特性を表−1に示す。
実施例2 混練機に110℃に加熱したフラタリー珪砂8kg及び
コロネートAPステーブル100gとアセトン60gか
らなる溶液と実施例1で得られたアンモニアレゾール樹
脂100gと7七トン60gからなる溶液を加えて砂が
崩壊するまで撹拌混゛練する。その後ステアリン緻カル
シウム8gを加え更に20秒間混合し、駒物用桐脂  
8被覆砂が得られた。
砂型特性を表−1に示す。
実施例3 混線機に160°Cに加熱したフラタリー珪砂8kg及
びフレランクロスリンキングエイジエン)−UT(住人
バイエルウレタン社製、ε−カプロラクタムでマスクさ
れたインシアネート化合物、軟化点約100℃)100
gを加えて40秒撹拌混練した後実施例1で得られたア
ンモニアレゾール樹脂60gとメタノール50gからな
る溶液を加えて砂が崩壊するまで撹拌混合する。その後
ステアリン酸カルシウム8gを加え更に20秒間混合し
鋳物用便;脂被覆砂が得られた。砂型特性を表−1に示
す。
実施例4 ジブチルチンジラウレート1.6gを添加した以外は実
施例3と同様にて鋳物用樹脂被覆砂が得られた。砂型特
性を表−1に示す。
比較例1 (ノボラック型フェノール樹脂の製造)還流冷却器を備
えつけた4つロフラスコにフェノール1880g37%
ホルマリン244 g。
80%パラホルムアルデヒド488gを投入しシュウ酸
4gを添加し還流温度で3時間反応させた後脱水濃縮を
行ない固形樹脂を得た。
(鋳物用樹脂被覆砂の製造) 混線機に160℃に加熱したフラタリー珪砂8kg及び
上記で得られたノボラック型フェノール樹脂160gを
加えて、40秒間撹拌混線した後ヘキサメチレンテトラ
ミン24gと水80gからなる溶液を加えて砂が崩壊す
るまで撹拌混練する。その後ステアリン酸カルシウム8
gを加え更に20秒間混合し鋳物用樹脂被覆砂が得られ
た。砂型特性を表−1に示す。
比較例2 混線機に160℃に加熱したフラタリー珪砂°“g21
’=+o4−IAP“5−7’xl 00 gTh  
   。
比較例1で得られたノボラック型フェノール樹脂60g
を加えて砂が崩壊するまで撹拌混合する。その後ステア
リン酸カタシウム8gを加え更に20秒間混合し、鋳物
用樹脂被覆砂が得られた。砂型特性を表−1に示す。
比較例3 (レゾール型)mlノール樹脂の合成)還流冷却器を備
えつけた4つロフラスコにビスフェノールA2280g
37%ホルマリン1620gを投入し20%NaOH4
0gを添加し還流温度で2時間反応させた後脱水濃縮を
行ない固形樹脂を得た。
(鋳物用樹脂被覆砂の製造法) 混練機K 160℃に加熱したフラタリー珪砂8kg及
びコロネートAPステーブル120gと上記で得られた
レゾール型フェノール樹脂40gを加えて砂が崩壊する
まで撹拌混練する。その後ステアリン酸カルシウム8g
を加え更に20秒聞混合し鋳物用樹脂被覆砂が得られた
。砂型特性を表−1に示す。
表−1から実施例は比較例3℃比較して曲げ強度が優れ
現行のシェルモールド法と同等の硬化速度を有し砂型の
崩壊性に優れている。
*1曲げ強度二JIS−に6910法にて測定*2融着
点 :JACT法にて測定 *3砂型崩壊率:250℃に加熱した30φ×50關H
の金型に鋳物用樹脂被覆砂を入れ400℃電気炉中で3
分間硬化させテストピースを作成する。無酸素状態に保
った500℃((加熱した金星に封入し500℃炉中で
20分間焼成した後放冷する。このテストピースを28
メツシユのフルイにのせロータップフルイ振とう機を用
いて1分間振とうしその減少量から次式により崩壊率を
求めた。
*4ベンド;測定温度にセットした平板金型70X14
0ff1m上に回回型金型内吋50×120mm高さ5
+nmを置き鋳物用樹脂被覆砂を充填したものを炉温6
50℃内に40秒放置しその後とり出し10秒後に支点
間距□離100111mの持具上に置き500g荷重を
かけたときのたわみ量を測定した。低温でたわみ量の少
ないものは硬化が速いことを意味する。
〔発明の効果〕
本発明により崩壊性、作業性、強度に優れた鋳物用樹脂
被覆砂が得られた。
手続補正書(謄)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、鋳物用砂にブロックイソシアネート化合物とビスフ
    ェノールA1モルに対しホルムアルデヒド1.5〜4.
    0モル、アンモニアまたはヘキサメチレンテトラミン0
    .01〜0.5モルを反応させて得られるアンモニアレ
    ゾール樹脂を含有する組成物を被覆したことを特徴とす
    る加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂。 2、a)90〜180℃に加熱した鋳物用砂とb)ブロ
    ックイソシアネート化合物とc)ビスフェノールA1モ
    ルに対し、ホルムアルデヒドまたはヘキサメチレンテト
    ラミン1.5〜4.0モルを反応させて得られるアンモ
    ニアレゾール樹脂を撹拌混練することを特徴とする加熱
    硬化型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 3、ブロックイソシアネート化合物が常温で固形である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の加熱硬化
    型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 4、アンモニアレゾール樹脂が常温で固形であることを
    特徴とする特許請求の範囲第5項記載の加熱硬化型鋳物
    用樹脂被覆砂の製造方法。
JP59133920A 1984-06-28 1984-06-28 加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方法 Granted JPS6114043A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6114042A (ja) * 1984-06-28 1986-01-22 Hitachi Chem Co Ltd 鋳型の製造方法
JPS6323957A (ja) * 1986-07-14 1988-02-01 エヌ・ベ−・フィリップス・フル−イランペンファブリケン 合成樹脂組成物およびその製造方法

Citations (1)

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