JPS6340636A - 鋳型の製造法 - 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 本発明は気化性硬化剤を使用する鋳型の製造法に関する
。

従来の技術 ガス硬化型粘結剤を使用する鋳型の製造法としては、水
ガラス等の無機系粘結剤を炭酸ガスで硬化する方法（炭
酸ガス硬化法）、ベンジリックエーテル型フェノール樹
脂とポリイソンアネートの混合物をアミンガスで硬化す
る方法（インキュア法）、フラン樹脂と過酸化物の混合
物を亜硫酸ガスで硬化する方法（バードックス法）等が
知られているが、無機系粘結剤を使用する炭酸ガス硬化
法は鋳込後の鋳型の崩壊性が悪く、仕上げ工数が嵩み、
また砂の回収性や洗砂によって生ずる環境破壊等の問題
があり、また有機系粘結剤を使用するインキュア法また
はバードックス法の場合には、鋳型の崩壊性及び砂の回
収性は良好であるが、有スＩＩなガスを使用するので作
業環境衛生上好ましくないだけでなく、鋳物にガス欠陥
、スス欠陥およびベーニング欠陥等が生じやすいという
問題がある。

このような問題を解消するために、レゾール型すトリウ
ムフェノラート樹脂を有機エステルで硬化さける技術（
特開昭５０−１３０６２７号公報参照）、カリウムアル
カリフェノールホルムアルデヒド樹脂を有機エステルで
硬化させる技術（特開昭５８−１５４４３３号公報参照
）およびカリウムアルカリフェノールホルムアルデヒド
樹脂を蟻酸アルキルで硬化させる技術（特開昭５８−１
５４４３４号公報参照）が提案されている。

しかしながらこれらの技術においては、十分な鋳型強度
を得るためには比較的多量の粘結剤を使用しなければな
らないため、鋳物にガス欠陥等が発生したり、鋳込後の
鋳型の崩壊性や砂の回収性が悪くなるばかりでなく、作
業環境衛生ら悪化するという難点は依然として払拭され
ていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は前記の問題点を解消し、少量の粘結剤を使用し
て高強度の鋳型を製造する方法を提供するためになされ
たものである。

問題点を解決するための手段 即ち本発明は、カリウムアルカリレゾール塑ビスフェノ
ール樹脂水溶液含有粘結剤を配合した鋳物砂を鋳型枠内
へ成型し、該成型物に有機エステルガスを通気させて硬
化させることを特徴とする鋳型の製造法に関する。

本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビスフェノ
ール樹脂とは、一般式： ％式％［） ［式中、ＭおよびＭ′は、水素、カリウム金属；Ｒ１お
よびＲ７はそれぞれ独立して、水素またはメチル、ｍお
よびｎは両者の合計が１．４〜５゜０の数を示す。］で
表わされろ化合物とホルムアルデヒドを反応さけて得ら
れろカリウムアルカリビスフェノール樹脂である。

本発明に用いるカリウムアルカリビスフェノール樹脂の
フェノール性水酸基の一部はカリウム金属と反応してい
る。カリウムの飛はカリウム；ビスフェノールのモル比
でｏ、８：１〜２．０：Ｉ。

好ましくは０．９：ｌ〜１．６：ｌが適当である。

モル比０．８：ｌ　　以下では、樹脂の水溶性が悪くな
り、２．０＋１　　以上のモル比では不十分な強度しか
得られず実用的ではない。

ホルムアルデヒド：ビスフェノールのモル比は１．４：
ｌ〜５．Ｏ：Ｉ、好ましくは１．７・１〜３．５：ｌ　
　のものが適している。１．４：Ｉ　　以下のモル比で
は強度が不十分で実用的ではない。また、５．０・１　
以上のモル比では、未反応ホルムアルデヒドの刺激臭に
より、作業環境が悪化する。

Ｒ７およびＲ３はそれぞれ独立して、水素またはメチル
基である。特に好ましくは両者がメチルのもの、即ち、
ビスフェノールＡのカリウムアルカリレゾール型ホルム
アルデヒド縮合物である。

本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ビスフェノ
ール樹脂を用いると、従来のガス硬化型のカリウムアル
カリフェノールホルムアルデヒド樹脂（例えば特開昭５
８−１５４４３４号公報）に比べて少量でより優れた強
度を備えた鋳型を得ることができる。

本発明に用いるカリウムアルカリレゾール型ヒスフェノ
ール樹脂の有効固形分は、３０〜７０重工％以上、より
好ましくは、４５〜６５重量％含まれているのがよい。

本発明に使用する鋳物砂用粘結剤には、上記樹脂と鋳物
砂との粘結性を改良するためカップリング剤を配合して
らよい。カップリング剤としてはチタネート、ボロン等
を用いてもよいが、特に好ましくはシランカップリング
剤である。シランカップリング剤の代表的な例は、３−
プリントキンプロピルトリメトキシシラン等である。カ
ップリング剤の使用里はカリウムアルカリレゾール型ヒ
スフェノール樹脂に対して０１０５〜３重量％、より好
ましくは０．１〜１重里％である。

本発明に使用する樹脂組成物は上記カリウムアルカリレ
ゾール型ビスフェノール樹脂を通常３０〜７０重量％の
水溶液に調製する。３０重量％以下の樹脂含有量では、
水分里が多ずぎ鋳型の強度発現が充分てはなく、７０重
量％以上の樹脂含有ｍでは粘性が高くなり、取扱い上問
題がある。

本発明に使用する粘結剤はさらに他の従来公知の粘結剤
、例えば、レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂
等を含有していてもよい。

本発明に使用する粘結剤に配合し得る他の添加剤として
は、例えばアルコール類、グリコール類等が例示される
。

本発明方法においては、上記のようにして調製されるカ
リウムアルカリレゾール型ビスフェノール樹脂水溶液含
有粘結剤を鋳物砂に配合し、この混合物を所定の形状を
有する鋳型枠内へ成型し、該成型物に気化性有機エステ
ル硬化剤をガス状で通気させてこれを硬化させる。

硬化剤として用いることが出来る気化性有機エステルと
しては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ブヂロラクトン、カ
プロラクトン、エヂレングリコールモノアセテート、エ
ヂレングリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセ
チンなどが挙げられる。

硬化剤の使用量としてはカリウムアルカリレゾールビス
フェノール樹脂１００重量部に対し５〜４０重量部、特
に１０〜３０重量部が適当である。

本発明に用いる鋳物砂としては珪砂、オリピン砂、クロ
マイト砂、ジルコン砂等が挙げられる。

プＪリウムアルプＪリレ゛ゾール型ヒスフェノール楯目
旨の添加量は鋳物砂１００ｇ当り、０５〜６ｇ、特に０
８〜３ｇである。

本発明を実施例により、具体的に説明する。

Ｘ型皿 （＋）　　ガス硬化型鋳物砂川粘結剤の製造ビスフェノ
ールＡ２７３ｇ、水３８１ｇを攪拌器、温度計、コンデ
ンサーを具えた１ａ四ツロフラスコに仕込み、攪拌しな
がら、９５％水酸化カリウム７７．８ｇと９２％パラホ
ルムアルデヒド９７．８ｇを徐々に加え、９５°Ｃに加
熱し、粘度が２５０ｃｐ（２０℃）に達するまで反応を
継続し、プノリウムアルプＪリレ′ゾールヒ“スフエノ
ール楯目旨を調製した。４０℃に冷却後、０４重量％の
３−グリンドキシブロピルトリメトキンンランを加え、
３０分攪拌した後冷却し、樹脂分５０重量％の粘結剤を
得た。

（２）標準試験片による強度試験・ 珪砂（パールザンド月００重量部に対し、」二足粘結剤
２．０重量部を加え１分間混合した、この混合砂を標準
の５０φＸ５０ｈｍ／ｍ試験片に成型し、該成型物に蟻
酸メチルガスを通気させて得られた硬化試験片の圧縮強
さを表−１に示す。

（３）耐水性試験： 上記標準試験片を水中に５秒間ディッピングし、常温下
に３０分間放置した後の強度の低下率を測定する耐水性
試験を実施し、表−１に示す様な結果が得られた。強度
の低下率（％）は、式・ディッピング前の圧縮強さ から求めた。

（４）崩壊性の評価試験 」二足試験片をアルミニウム箔で包装して電気炉内に入
れ、所定温度で所定時間保持した後、取り出して室温ま
で放冷し、圧縮強さを測定し、次式から求めた残留強度
率を表−Ｉに示す。

加熱前の圧縮強さ 比較例 （１）　　カリウムアルカリフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂の製造： フェノール２６１ｇ、水２７９ｇを攪拌器、温度計、コ
ンデンサーを具えたＮ２四ツロフラスコに仕込み、９５
％水酸化カリウム８２ｇ、９２％バラホルムアルデヒド
１８１ｇを徐々に加えた。

次いで、９５°Ｃに加熱し粘度かＩ　５０ｃｐ（２０℃
）に達するまで反応を継続した後冷却し、０．４重Ｍ％
のγ−アミノプロピルトリエトキンソランを４０℃で加
え、樹脂分６０重量％の粘結剤を得た。

（２）標準試験片による強度試験： 実施例と同様の手法により実施した。結果を表−１に示
す。

（３）耐水性試験； 実施例と同様の方法で測定した。結果を表−Ｉに示す。

（４）崩壊性の評価試験 実施例１と同様の方法で測定した。結果をｋ＝ｌに示す
。

表−１ 発明の効果 本発明方法によって造型された鋳型は従来のナトリウム
フェノラ−１・樹脂またはカリウムアルカリフェノール
ホルムアルデヒド樹脂を用いて得られる鋳型に比べ、低
粘結剤憤で高強度か得られる特長があり、その結果、鋳
物砂の回収が容易となり、鋳込時の鋳型から発生するガ
ス発生量を減少しガス欠陥の発生を抑制し、作業環境へ
の悪影響が少なくなるほど有益なしのである。

従来、鋳物と鋳型間の焼石防止、鋳肌の改善等々の目的
で溶湯と接する鋳型表面に塗型が施工される。かっては
アルコール性塗型剤が用いられてきたが、作業環境の悪
化、危険物としての取扱い上の問題で水性塗型剤へ移行
しつつある。本発明によって造型された鋳型は、従来法
によって得られる鋳型に比べ、耐水性が優れており、水
性塗型の施工による強度低下は起らず非常に好ましい性
質であると言える。

また、本発明によって造型された鋳型は高湿度下に保管
しても吸湿による強度劣化がほとんど起こらず、従来法
によって得られる鋳型に比べて崩壊性ら良好で作業上有
利である。

さらに本発明においては、従来のインキュア法やバード
ックス法の場合のような有毒な硬化剤を必要とせず、ま
た、鋳物に対してガス欠陥等をもたらす窒素分を含有し
ない粘結剤を使用するので作業環境衛生上および鋳造品
の品質」二何利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カリウムアルカリレゾール型ビスフェノール樹脂水
   溶液含有粘結剤を配合した鋳物砂を鋳型枠内へ成型し、
   該成型物に有機エステルガスを通気させて硬化させるこ
   とを特徴とする鋳型の製造法。 ２、有機エステルが蟻酸メチル、蟻酸エチル、ブチロラ
   クトン、カプロラクトン、エチレングリコールモノアセ
   テート、エチレングリコールジアセテート、ジアセチン
   およびトリアセチンから成る群から選択される気化性有
   機エステルである第１項記載の製造法。