JPS6221442A - 鋳型用粘結剤 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋳型用粘結剤組成物に関するものである。特に
耐火性粒状材料に、粘結剤樹脂を添加し、更に過酸化物
を添方面昆練して成る砂型に、ガス状又はエロゾル状の
二酸化硫黄を注入して鋳型を製造する方法に使用される
、改良された鋳型用粘結剤組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、中、大量の鋳型を製造するには耐火性粒状材料に
フェノール樹脂を被覆し、これを空気圧等を用いて金型
に充填し、熱硬化成型させるシェルモールド法が使用さ
れてきた。しかし、鋳型製造時の省エネルギー、鋳型生
産速度、更に鋳型、鋳物の品質を改善するため、ガス状
又はエロゾル状物質で常温硬化さセるコールドボックス
鋳型製造法が、シェルモールド法を代替する鋳型の製造
法として鋳物業界で真剣に導入が試みられて来ている。

コールドボックス法にはフラン系樹脂を代表とする酸硬
化性樹脂を粘結剤とし、過酸化物を酸化剤として二酸化
硫黄により硬化させるフランコールドボックスと、ポリ
オールとポリイソシアネートとをエロゾル状の第３級ア
ミンを触媒として硬化するウレタンコールドボックスが
ある。

この中、ウレタンコールドボックスを使用した鋳型は、
混練砂の自然硬化による可使時間の低下、あるいは鋳物
製造時の鋳砂の崩壊性が悪いとか、砂かみ、すくわれ、
ピンホール、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生し易い等の欠
点がある。

又、フランコールドボックスを使用した鋳型製造法の課
題は、鋳型製造用模型の汚染、所謂しみつきである。し
みつきとは耐火性粒状物に添加混練し、被覆された液状
粘結剤組成物が鋳型成型時に粒状物同志の衝突、硬化ガ
スや余剰の硬化ガス洗浄用の加圧空気等の流体により粒
状物表面から剥離等され、模型表面に付着し、同一模型
で繰り返し鋳型製造すると、この付着が繰り返されじみ
つきとして積層されるものである。このじみつきが発生
すると模型表面の平滑性が損なわれ、鋳型の表面安定性
を低下させる等、鋳型の品質に悪影響を及ぼしたり、こ
のしみつき除去のための清掃時間を要する等生産性を■
害する要因となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、中、大量の鋳型を製造するには自動造型機が使用
されており、耐火性粒状材料に粘結剤が混練されて、耐
火性粒状材料の表面を被覆し、空気圧等によって自動的
に充填、成型、取り出し力月分以内のサイクルで連続的
に行われている。この際、混練砂が金型へ充填される以
前に自己硬化してしまったり、あるいは金型表面での粘
結剤硬化物の積層（しみつき）は、鋳型生産性を低下さ
せる最も大きな原因の１つである。従って、コールドボ
ックス法では、更に鋳型生産性を向−卜させるため、混
練砂の可使時間の延長、金型へのしみつきの低減が強く
要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の如き問題点を解決すべく鋭意研究
の結果、混練砂の可使時間を大幅に延長し、金型へのじ
みつきを大幅に低減することにより、鋳型生産性を更に
向上させるための鋳型用粘結剤組成物として、特定のエ
ポキシ系樹脂、又は当該エポキシ系樹脂と分子内に２Ｊ
シ上のビニル基又はビニリデン基を含有する化合物とか
らなるコールドボックス鋳型製造用粘結剤組成物を見出
し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、鋳物砂に粘結剤樹脂と酸化剤を混合し
、二酸化硫黄により鋳型を成型する鋳型の製造方法に使
用するための粘結剤組成物であって、分子内に２以上の
エポキシ基を含有する化合物の少なくとも１種を主成分
とするか、又は分子内に２以−ヒのエポキシ基を含有す
る化合物の少なくとも１種と、分子内に２以−ヒのビニ
ル基又はビニリデン基を含有する化合物の少なくとも１
種を主成分とすることを特徴とする鋳型用粘結剤組成物
に係わるものである。

本発明に用いられる分子内に２以上のエポキシ基を含有
する化合物として好ましいものは、分子中に少なくとも
１つの芳香環を持つ化合物、例えば、ビスフェノールＡ
ジグリシジルエーテル、１，４−ジグリシジルオキシベ
ンゼン、ジグリシジルイソフタレート、ジグリシジルサ
リチレート、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂等である。

更に好ましいものは、次の一般式口→又は（ＩＴ）で表
される、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、
タレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の化合物の単独
又は２種以上の混合物又はこれらを含む組成物が挙げら
れる。

（式中、ｎはＯ〜１０までの整数であり、ｍは０〜４ま
での整数、Ｒは炭素数１〜１２までの炭化水素基、Ｘは
Ｈ又はメチル基を表す）（式中、Ｘは−ＣＩｌ□〇−又
は−ＣＩｌ□０ＣＯ−、ｔは０以上の整数、ｎは０以上
の整数、ｍは１以上の整数） これらの分子内に２以上のエポキシ基を含有する化合物
として更に好ましいものは次の一般式（Ｔｌｌ）で表さ
れる、例えば、タレゾールノボラック型エポキシ樹脂等
の化合物の単独又は２種以−にの混合物又はこれらを含
む組成物が挙げられる。

（式中、ｎはＯ〜１ｏまでの整数を表す）又、本発明に
用いられる分子内に２以上のビニル基又はビニリデン基
を含有する化合物として好ましいものは、分子内に少な
くとも１つの芳香環を有し、更に２以上のアクリレート
基、メタクリレート基或いはアリル基を有する化合物、
例えば、ビスフェノールＡジメタクリレート、フタル酸
ジアリル、トリメリット酸トリアリル、ビスフェノール
Ａジグリシジルエーテルジメタクリレート等の単独又は
２種以上の混合物又はこれらを含む組成物である。更に
好ましいものは分子内に２以上のアリル基を含有する化
合物であり、特に次の一般式（ＩＶ）で表される、例え
ばトリメリット酸トリアリル、フタル酸ジアリル等の化
合物の単独又はこれを含む組成物が挙げられる。

（式中、ｎは２〜６までの整数を表す）尚、本発明で使
用する分子内に２以上のエポキシ基を含有する化合物、
及び分子内に２以−ヒのビニル基又はビニリデン基を含
有する化合物には、製造−ヒの未反応物が含まれるが、
その未反応物が１０％以下であれば特に本発明の効果に
何ら支障をきたすものではない。

又、本発明に用いられる過酸化物として好ましいものと
しては、分子内に少なくとも１つの芳香環を含有する化
合物の単独又は２種以上の混合物又はこれらを含む組成
物が挙げられる。

最も好ましくは、芳香族ハイドロパーオキサイ　。

ドのｉｔｌ独又は２種以上の混合物又はこれらを含む組
成物である。

本発明で用いられる分子内に２以上のエポキシ基を含有
する化合物（Ａ）、分子内に２以上のビニル基又はビニ
リデン基を含有する化合物（Ｂ）、過酸化物（Ｃ）の３
者は基本的には、砂に混練する前に全て互いに混合して
使用することができる。しかし、貯蔵安定性を考慮する
と（Ｂ）と（Ｃ）の混合は避ける方が望ましい。

本発明においては、分子内に２以−ヒのエポキシ基を含
有する化合物４０〜９０重量％、分子内に２以上のビニ
ル基又はビニリデン基を含有する化合物０〜３０重量％
、更に過酸化物５〜５０重量％の割合で使用するのが好
ましい。

又、本発明においては、粘性の調整等で溶剤を使用して
も良く、基本的には全ての溶剤が使用できる。好ましく
は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系の溶剤
、又はメチレンクロライド、Ｌｌ、Ｌ　ｌ−リクロルエ
タンなどのハロゲン系溶剤の単独又は２種以上の混合物
が挙げられる。

更に、本発明において粘結剤樹脂中に鋳型の表面安定性
、耐湿性を改善する目的でシランカップリング剤等を含
有させる等、公知の添加剤を併用することもできる。

本発明に用いられる耐火性粒状骨材としては、石英質を
主成分とする珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂等が
使用されるが、これらにより本発明を限定するものでは
ない。

通常、耐火性粒状骨材１００重量部に粘結剤組成物０．
５〜３重量部、過酸化物０．１〜２重量部が使用される
。

〔発明の効果〕

本発明によると、混練砂の可使時間を大幅に延長し、金
型へのじみつきを大幅に低減することにより、鋳型生産
性を更に向上させるための鋳型用粘結剤組成物を提供す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を更に詳細に説明するため実施例により本
発明の利点を述べるが、以下の実施例により本発明の範
囲を制限するものではない。

実施例１〜１１及び比較例１ 粘結剤組成物として、表−１に示す本発明にかかるエポ
キシ化合物とアクリル化合物を含む組成物、及び比較の
ため従来より使用されているフラン樹脂を使用し、酸化
剤として表−１に示す過酸化物を用いて、鋳型を成型し
た。鋳型の成型はオーストラリア産フラタリー珪砂１　
、０００重量部に粘結剤組成物１２重量部、過酸化物４
重量部を添加、混練した混合物を２５　Ｘ　２５　Ｘ　
２５０　ｍ／ｍの型枠内に加圧空気と共に吹き込んで充
填し、次いで二酸化硫黄ガスを混合物の充填された型枠
内に吹き込んで鋳型を成型した。

混練直後及び混練後５時間経過した混練砂を用いて成型
した鋳型の曲げ強度を測定すると共に連続して１００回
成型した金型に予め装着した２０Ｘ４０　ｍ／ｍの金属
板へ積層した樹脂膜（しみつき）の重量を測定した。結
果を表−１に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳物砂に粘結剤樹脂と酸化剤を混合し、二酸化硫黄
   により鋳型を成型する鋳型の製造方法に使用するための
   粘結剤組成物であって、分子内に２以上のエポキシ基を
   含有する化合物の少なくとも１種を主成分とすることを
   特徴とする鋳型用粘結剤組成物。 ２、分子内に２以上のエポキシ基を含有する化合物が、
   次の一般式（ I ）又は（II）で表される化合物のうち
   少なくとも１種である特許請求の範囲第１項記載の粘結
   剤組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、ｎは０〜１０までの整数であり、ｍは０〜４ま
   での整数、Ｒは炭素数１〜１２までの炭化水素基、Ｘは
   Ｈ又はメチル基を表す） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中、Ｘは−ＣＨ＿２Ｏ−又は−ＣＨ＿２ＯＣＯ−、
   ｌは０以上の整数、ｎは０以上の整数、ｍは１以上の整
   数） ３、一般式（ I ）で表される化合物が次の一般式（II
   I）で表される化合物である特許請求の範囲第２項記載
   の粘結剤組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （式中、ｎは０〜１０までの整数を表す） ４、鋳物砂に粘結剤樹脂と酸化剤を混合し、二酸化硫黄
   により鋳型を成型する鋳型の製造方法に使用するための
   粘結剤組成物であって、分子内に２以上のエポキシ基を
   含有する化合物の少なくとも１種と、分子内に２以上の
   ビニル基又はビニリデン基を含有する化合物の少なくと
   も１種を主成分とすることを特徴とする鋳型用粘結剤組
   成物。 ５、分子内に２以上のビニル基又はビニリデン基を含有
   する化合物が、少なくとも１つの芳香環を有し、更に２
   以上のアクリレート基、メタクリレート基或いはアリル
   基を有する化合物である特許請求の範囲第４項記載の粘
   結剤組成物。 ６、分子内に２以上のアリル基を含有する化合物が次の
   一般式（IV）で表される化合物である特許請求の範囲第
   ５項記載の粘結剤組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） （式中、ｎは２〜６までの整数を表す）