JPH0321254B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリヒドロキシル化合物、特に澱粉
性物質（amylaceous meterial）と、架橋剤（交
叉結合剤）とを水性媒体の中で用いる新規な粘結
剤組成物（binder system）を利用した鋳型の製
作方法に関するものである。更に詳細には、本発
明は、水性媒体中において安定しており、かつ水
分の蒸発の後において、実質的に水気や湿気に対
して抵抗力を示す組成物を形成する粘結剤組成物
に関するものである。そして、この本発明による
粘結剤組成物は、特に鋳物工業における中子や主
型の成形に有益である。 澱粉、デキストリン等の多糖類をも含めた澱粉
性物質を、架橋剤を用いて架橋するという手法は
よく知られている。効果的な架橋剤は、２つ或い
はそれ以上の官能基を含むものであり、それは例
えば澱粉（starch）の如き澱粉性物質の少なくと
も２つの水酸基に反応し得るものである。その架
橋反応なるものは、工業的には架橋剤の所要量を
水性澱粉の懸濁液に、最終目的製品の要請に従
い、所要の温度とPHにおいて添加することにより
行われるのが典型的なやり方になつている。 このような架橋反応は、広汎的な適用範囲で利
用されており、例えば、最終用途の粘着剤に耐水
性が要求されるような場合には、澱粉を基剤とす
る粘着剤が形成されるに際し、各種の添加剤が、
熱可塑性または熱硬化性の樹脂類と共に添加され
ることとなる。その例は、グリオキサール、ジア
ルデヒド澱粉、尿素ホルムアルデヒド、メラミン
−ホルムアルデヒド、レゾルシノール−ホルムア
ルデヒド、アセトン・ホルムアルデヒド等々であ
る。かかる添加剤や樹脂は、上記の粘着剤に耐水
性特性を付与するものである。米国特許第
3357846号の開示するところによれば、着色され
た耐水性のコーテイング剤組成物は、水中に拡散
し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
キシル材料、並びに該粘結剤には不溶性の薬剤で
あるグリオキサールを含んでいる。このコーテイ
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3700611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
3293057号には、澱粉、尿素と多官能性アルデヒ
ド−例えばグリオキサール、ジアルデヒド澱粉等
−とを通常、100〓以上の温度下で、かつ酸性の
条件下にて反応させて得た組成物を硬化させて、
高い耐水性を有するフイルム（膜）を形成する方
法が開示されている。米国特許第3127393号に示
される同様な方法は、アルデヒドに反応性を示す
アミド基を有する澱粉誘導体と、一つのポリアミ
ド系化合物、例えばグリオキサール、ジアルデヒ
ド澱粉、アルフア−ヒドロキシアジプアルデヒド
等との反応によつて形成される耐水性薄膜と表面
被膜（coating）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じく米国特許第
3597313号に開示されている。そこで提供される
ものは、例えばグリオキサールの如き多官能性の
アルデヒドであり、不飽和の脂肪族アルコールの
カチオン系ポリマーを架橋せしめて一種の樹脂を
生じさせて、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、紙製品に一時的な濕り強さ
を与えるのに役立つている。 今日に至るまで、水性媒体の中では安定してい
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、澱粉ベースの粘着剤を工
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2867615号の如
きは、グリオキサールまたはその同族体の一つを
澱粉性物質と反応させて得られるグリオキサール
化（glyoxalated）澱粉化合物を開示している。
そこで出来上がつたものは、水に不溶の澱粉−グ
リオキサールのゲルであり、これが第２の工程で
加熱させられて粘着性の溶液となるが、それは乾
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2999032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、以下のものが挙げ
られる：米国特許第3051591号；米国特許第
3135738号；米国特許第3238193号；米国特許第
3275576号；米国特許第3277025号。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
しているその他の特許には、次の如きものがあ
る：米国特許第2894859号；米国特許第3251702
号：および米国特許第3565651号。 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、フエノール類、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コア・オイルと
して周知の酸化性のオイル類である場合もある。
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PHの変化による
ものであり、後者の場合には毒性があと共に／ま
たは環境に対して望ましくない化学的化合物を用
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。 熱エネルギーの投入によつて硬化を行うことの
必要な粘結剤は、中子または主型の製作に消費さ
れる膨大なエネルギー量の故に、またそれに付随
して発生するコストのために、初めから非常に不
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、即ちホツト・ボツクス
法、シエル法、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、ホツト・ボツクス法では
1700000BTU（428400キロカロリー）、シエル法で
は2504200BTU（731059キロカロリー）、そしてコ
ア・オイル法では3512000BTU（885024）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、多くの鋳物工
場をして、粘結剤の硬化を熱する手法からPHの変
化を必要とする手法へと転換を余儀なくさせた。
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、フエノール・ノーベーク法、フラ
ン・ノーベーク法、フエノール・イソシアネート
法、およびフラン・コールド・ボツクス法による
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て満足
な中子や主型を製作することが必要となるので、
やはり色々の不都合をもたらすこととなる。例え
ば、フエノール・ノーベーク法は、トルエンスル
ホン酸或はベンゼンスルホン酸を必要とし、フエ
ノール・イソシアネート法は、メチレンビス−４
フエニルイソシアネートあるいはトリエチルアミ
ンのガスを用い、またフラン・コールド・ボツク
ス法は二酸化硫黄を利用せねばならない。つま
り、これらの方法は全てその過程において、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、
この種環境的に望ましからざる物質を必要とせ
ず、また如何なる触媒も一切必要としないのであ
る。現在利用されている更に別の粘結剤組成物と
しては、上記硬化法とか、コールド・ボツクス法
と呼ばれるものがある。この方法も、また同様に
その硬化の過程において発する高度の悪臭蒸気の
ためにまことに不具合なものである。 現在鋳物工業で中子および主型の製作に汎用さ
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外であるが、一
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時に分解し
て一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上にも処分
上にも問題を残すものである。従つて、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上で投棄さ
れなければならない。 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うな粘結剤
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4013629号と米国
特許第4098859号は夫々次のような粘結剤組成物
を開示している。即ち、この組成物は澱粉等の澱
粉性物質を含むポリヒドロキシル化合物、グリオ
キサール、ならびにグリオキサールとポリヒドロ
キシル化合物との架橋反応の速度をコントロール
するためのアルカリ金属ハライドの触媒を含む。
上記米国特許には、アルカリ金属ハライドの不存
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、粘結剤組成物の効用
は著しく減少することとなる。米国特許第
4106548号によれば、そこに開示されている中子
も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金
属水酸化物、および少なくとも一種のアルカリ金
属炭酸塩を含み、いつぽう米国特許第4080213号
においては、砂型組成物のための粘結剤としてマ
ルトトリオーズ（maltotriose）の繰返し構造単
位が互いにアルフア−１，６結合を通じて連結さ
れている高分子量の線状ポリマーたるプルラン
（pullulan）が利用されている。最後に米国特許
第4196768号においては、乾燥硬化された砂型が
下記の諸工程を含むプロセスにより製作される：
（）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、（）該混合物を温度60〜140℃の範囲で予熱
する工程、（）該混合物を加熱状態で型にいれ
て造形する工程（）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、サツカ
ライド、ポリサ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。即ち、(a)時に有毒となり、ま
た環境的に好ま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、(b)水性媒体中において安
定した化合物を作り得る、(c)単にその水分を除去
するだけで硬化されることができ、硬化するため
に熱を加えたり、環境的に好ましくない化学的化
合物を使用することの何れもが必要でないという
特徴を備えた澱粉性物質は従来の粘結剤組成物に
は使われていなかつたのである。従つて、本発明
の目的は、有毒で悪臭を放つ或いは環境的に好ま
しくない化学的化合物を使用することなく、大気
温度中において単に混合、混和または混練するの
みで形成せしめられ得る粘結剤組成物を用いた鋳
型の製作方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、水性媒体中において安定
であり、且つ処方後に長期且つ安定したシエルフ
ライフを有する粘結剤組成物を提供することにあ
る。 本発明の他の目的は、単に水分を除去するのみ
で硬化せしめられ得る粘結剤組成物を提供するこ
とにあり、その場合に先行技術に知られる如き熱
エネルギーの投入も、粘結剤の硬化を触媒するた
めの環境上好ましくない化学的化合物を使用する
ことも、及び／またはPHを変化させて粘結剤の硬
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、該粘結剤組成物を
含む多孔性の構造を通じて正また負の圧力の下に
空気または該粘結剤組成物に対して不活性なガス
を送り込むことにより、それから水分を除去し
て、硬化せしめられ得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、環境汚染問題を最低
にくい止め、臭気と毒性を最低レベルに押さえ得
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、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
け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材のい
ずれにも適用可能であり、同時に型ばらし
（shake−out）後の再使用砂、つまり再生砂にも
適用可能な粘結剤組成物の提供ということであ
る。 本発明の更に別の目的は、かくの如き粘結剤組
成物を取り入れた中子並びに主型を提供すること
にあり、それらの中子と主型は、旧来のものにま
つわる欠点を払拭して良好な構造を保証する能力
を有し、同時に高い引つかき抵抗性、引張強さお
よび耐水性を備え、更に物理的特性を喪失するこ
とのない長いシエルフライフを有し、更に、型若
しくは模型から容易に離型し得る特性を有するこ
とを特徴とするものである。更に上記に関連する
本発明の目的は、金属溶湯を中子または主型に導
入するに際して、緩やかなガス発生速度を示し、
発生するガス量も少なく、分解ガス並びに残渣物
が仮りに生じても、環境的に許容範囲にある、等
の条件を満たす中子や主型の提供に存するもので
ある。 本発明の別の目的として、短時間に完全に硬化
して、迅速な鋳造を許し、且つ型、模型あるいは
コアボツクスから容易に離型可能な中子及び主型
の提供を挙げることができる。 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けに限定する意図ではない
ことは理解されよう。むしろ逆に、発明者の真意
は、頭記の特許請求の範囲に述べられている発明
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、鋳造の準備としての中子
と主型に関連して説明されているけれども、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、断熱材、段ボー
ル箱などに用いられる粒状物質、薄片状物
（flakes）、繊維類、或いはチツプ等に適用して有
用である。 要約すれば、本発明による粘結剤組成物は、糖
類、多糖類、澱粉、デキストリンなどの澱粉性物
質と、該澱粉性物質のための架橋剤と、水とを含
む。そして該粘結剤組成物を構成する前記諸成分
間の相互比率はある割合で選ばれ、それにより該
粘結剤組成物が大気温度の下で形成されることが
可能となり、前記澱粉性物質と前記架橋剤との反
応を禁止し、または促進するための触媒類の使用
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排除されるので
ある。前記の粘結剤組成物の出発物質は夫々、水
性媒体中において互いに混合せしめられる際に極
めて安定したものであり、その粘結剤組成物は単
に水分を除去するだけで硬化され、且つその硬化
速度は上記の水分の除去速度の関数となる。ま
た、その水分の除去速度は、水分除去のために選
ばれた方法によつ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つて、ここに、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、典型的に鋳物工業に
おいて中子と主型を準備するために用いられる骨
剤の結合に適用して特に有効なものである。該粘
結剤組成物は、(a)水和性または水溶性であり、且
つ架橋可能な性質を備えた澱粉性物質、(b)前記澱
粉性物質のための架橋剤、及び(c)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、それにより
該粘結剤組成物が、大気温度の下の水性媒体中に
おいて安定的に保持され得ると共に、水分を除去
することによつて硬化させて、全く水に不溶の粘
結剤を形成するものである。ここで、「水和性
（water hydratable）」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。即ち、水和性或い
は水溶性にして且つ架橋可能な澱粉性物質が、水
が過剰となつ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
ブロツクする。このようにして、前記の水は、か
なりの程度まで、前記澱粉性物質と架橋剤との間
の、前記干渉のない場合に起こり得る反応を制止
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応は平衡状態
に達し、この状態では架橋生成物は、仮に生じた
としても、ほんの微量にしか過ぎないものと推論
が成り立つ。水分が除去されることによつて、澱
粉性物質の水酸基は、干渉から開放されて、前記
の架橋剤との反応が可能となるので、その架橋反
応はスムースに進行する。かくして、水および水
と共沸する全ての物質が除去されれば、前記の澱
粉性物質は架橋剤で架橋せしめられて、そこに安
定した耐水性物質で、たとえば薄膜の如きものを
形成せしめ、それが粒状の物質を結合し得るので
ある。 本発明の粘結剤組成物に好適に使用される澱粉
性物質は、上記のごとく、水に溶解できるか、ま
たは水和性でなければならない。また、澱粉性物
質と架橋剤の両者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ればならない。それ
によつて澱粉性物質は、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。しかし
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は、相対的に高
い濃度のアミロペクチン分子を持つている澱粉性
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（branched chain
molecule）であり、つまり、各分子に対して多
くの水酸基を持つており、それにより澱粉性物質
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
を持つており、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・ヒドロシレート
（starch hydrosylate）、植物ゴム質類、デキスト
リン類、ペクチン類、粘漿剤類などの澱粉性物質
は、それ等が上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す限り、好適
に使用し得るものである。このグループに属し且
つ上記の必要条件に合致する澱粉性物質は、自然
に生ずる以下の諸々の植物を湿式臼ひき工程
（wet milling）によつて果たされる。即ち、とう
もろこし、ワクシーコーン（waxy corn）、ミロ
（milo）、タピオカ、ポテト、ソーガム
（sorghum）、小麦、米、大麦、裸麦、ライ表、サ
ゴ（sago）等の穀粒、根或いは塊茎、更にいな
ごまめ、グア（guar）、カラヤ（karaya）、かん
てん、コラギーニン（corageenin）、アラビツク
（arabic）、トラガカント（tragacanth）、アルギ
ン（algin）、アンギコ（angico）、メスカイト
（mesquite）、アドール（ador）、インデアン
（Indian）、スターキユーリア（sterculia）、しゆ
すの木、さくらんぼ、サツサ（sassa）等の粘奨
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、固形分が高く、粘度
が低いデキストリン水溶液または懸濁液を形成す
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注目に
値する。一般的にいつて、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、また同一の粘度に対しては、固形物が多
い。同じ様にして、澱粉類に比較した場合、冷水
溶解度が高く、溶液中におけるゲル化傾向は低い
といえる。デキストリン類、特に分岐鎖（有枝
鎖）デキストリン類については、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溶解し、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、一旦水が除去されると急
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（film）を形成する。 かくして、カナリーデキストリン（canary
dextrine）、ブリテイツシユガム（British
sums）、およびホワイトデキストリン（white
dextrine）は、好適に使用され得ることとなる。
ホワイトデキストリンの類は低温で作られ、約３
％の枝分れ（branching）と、約５％から90％以
上に及ぶ範囲での冷水溶解性を持つものと考えら
れる。然るに、黄色乃至カナリーデキストリン類
は、ホワイト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、その平均枝別れも約20％
と高い数値を示している。アミロペクチン含有量
の多い澱粉から作られるカナリーデキストリン類
は、アミロース含有量の高い澱粉類から作られる
カナリーデキストリン類よりも好ましい。ブリテ
イツシユガム類は、カナリーデキストリン類に似
て分岐（枝分れ）の度合が高く、20乃至25％のオ
ーダーに存る。これらのデキストリン類の好まし
い順序を、分岐の度合に応じてつけてみると、最
も好ましいカナリーデキストリンから始めて、ブ
リテイツシユガム、ホワイトデキストリンの順と
なる。ホワイトカナリーデキストリン、ブリテイ
ツシユガム、及びホワイト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
解つたが、一方で最も速い硬化速度と最も良好な
架橋反応は、分岐鎖カナリーデキストリン類を使
用した場合に起こつ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、薄手ノリ澱粉（thin boiling
starch：昭和50年12月１日共立出版株式会社発行
の「化学大辞典６」縮刷版、第62頁、左欄「デキ
ストリン」の項参照）の類とモルトデキストリン
（malto−dextrine）類である。モルトデキスト
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、酸また酵素の類
の作用によつて作られるもので、とうもろこしは
栄養価の高い糖類に転換されるものである。モル
トデキストリンの類は、約20以下のデキストリン
当量を持つている。 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）澱粉の如く、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あるいは第
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、カチオン性に
変化させると、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。殆どの澱粉性物質はカ
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、それが澱粉性物質を架橋して耐水性の
安定した化合物を生ずる。このような態様で澱粉
性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、澱粉性物質と反
応してはならないということである。しかし反対
に、水分（水）がその粘結剤組成物から除去され
た時には、急速にその澱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ければならな
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、アルデヒドの半体（moiety）を有
するもので、それにより澱粉性物質のヒドロキシ
ル基とヘミアセタール（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、アジポアルデヒド、α−ヒドロキシ・アジ
ポアルデヒド、グリオキサール、その他を含んで
いる。その他の架橋剤は、ジメチロール尿素、尿
素ホルムアルデヒド；それに、グリオキサール樹
脂、例えばグリオキサールの１モル、ホルムアル
デヒドの２モル、及び尿素の１モルの反応により
形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、グリオキサールとグリオ
キサ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
だけ独立でも使用できるが、他種の架橋剤と組み
合わせて使用することも可能で、それによつて澱
粉性物質と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、グリオキサールが架橋剤と
して使用される場合には、その澱粉性物質との反
応が、往々にして急速に過ぎて望ましくなく、従
つてグリオキサールとグリオキサール樹脂との組
み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。グリオキサール樹脂
ジヒドロキシエチレン尿素は、架橋反応をコント
ロールし、架橋反応の速度を望ましいレベルまで
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ては、そこにふく
まれる水（水分）の量が、決定的とまで言わない
が非常に重要なことである。一方では、粘結剤組
成物は、ある程度まで澱粉性物質と架橋剤との間
の反応を抑止し且つ、粘結剤組成物を決定的に流
動体たらしめ、もつてそれが中子や主型を成形す
るための骨材と混合し得るように、ポンプにかけ
たり、計量したりすることができる程に、充分な
水を含んでいなければならない。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。従つて、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称するもので、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も決
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、架橋剤と澱粉性物質が
その重量比率において約0.1：１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、単にその水分の
大部分を除去するだけで容易に硬化して、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除去は大気下での
蒸発をも含めて、便宜な手段であれば何れによる
も差し支えない。但し、自然蒸発は硬化に必要以
上に長い時間を要するので、実際的な観点から通
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するために使用され
る場合には、水分蒸発の速度を早め、粘結剤組成
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組成物
と骨材を含む混合物の中へ、ガス、特に好ましく
は空気を通過させることにより短縮することがで
きる。そしてそのことは、粘結剤組成物及び骨材
の何れに対しても悪影響を及ぼすものではない。
真空誘引によるガスの流れ、加圧ガスの流れ、真
空蒸発乾燥等の何れもその実施が可能である。 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。一般的に言つて、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つて早く
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かかつている
次第である。粗大骨材の場合には、骨材粒は、微
細骨材の場合における程、粒子間の間隔が詰まつ
ていない。したがつて、粗大骨材の場合には、乾
燥用ガスが骨材中を抜けてより迅速に通過する傾
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るのが通
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る。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、水とグリオキサール
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わせおよび入れ替えも
あり得る。その何れの場合にも、澱粉性物質とそ
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、満足裡に実施さ
れ得る。この様な次第で、説明のための例に掲げ
たケースでは、使用される架橋剤はグリオキサー
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
がグリオキサールの水溶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なる。 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、それにオツテイシカ・オイ
ル（otticica 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。
MgCl₂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つている。 本発明の別の一局面として、ここに、骨材
（aggregate）と末硬化の粘結剤組成物を含むコ
アミツクス及び／またはモールドミツクスにし
て、水分を除去することにより鋳造用のコア（中
子）及び／またモールド（主型）に転換され得る
ものが提供されている。本明細書には頭記の特許
請求の範囲を含めて、「コアミツクス（core
mix）」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る混合物
を指称しており、「コアミツクス」という言葉を
用いる場合には、それがコア（中子）とモールド
（主型）の両方の製作基準として好適に用いられ
る混合物、換言すれば造型用混合物を指す様に意
図されたものと解されたい。 一般的に、コアミツクスはここに開示された粘
結剤組成物と混和された骨材を含んでいる。新砂
（生砂）、再生砂（shake−out sandまたは
reclaim sand）などの骨材は、前に準備された
粘結剤組成物と混合されて、コアミツクスを組成
してよい。また、粘結剤組成物の構成成分、即ち
澱粉性物質、架橋剤、及び水は、別々に独立して
添加されても色々な組み合わせで（これまでに詳
述した、構成成分相互間の反応性を考慮に入れ
て）添加されても、また骨材との混合で添加され
て、コアミツクスを形成しても差し支えない。後
者の技法が一般的には好ましい。その理由は、コ
アミツクスの製作基準に要する水の量を最低に押
さえ得るからである。従つてコアミツクスを硬化
する際に除去すべき水分の量はそれだけ少なくな
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。 コアミツクスの組成、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じ、
粘結剤のコストを有効にコントロールするために
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
属が何であれ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、鋳造が灰
銑（ねずみ銑）について行われる場合程に通例切
実なものではない。そのため粘結剤は非常に強く
あらねばならぬ必要はない。それが又乾燥固形物
の含有量は少なくて良い。しかしながら、満足で
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量の澱粉性
物質が、その混合物中に含まれていなければなら
ないのである。 標準的な場合で、粘結剤組成物の構成乃至組成
は、コアミツクスを形成するために用いられる骨
材の100重量部当り、澱粉性物質が約0.5〜約５重
量部、架橋剤が約0.05〜５重量部（この場合澱粉
性物質の架橋剤に対する重量の比率は、約１：
0.1〜約１：１の範囲内にある）、及び水が約５重
量部以内となつている。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、骨材の100重量部当り、
澱粉性物質が約1.25〜約２重量部、澱粉性物質の
架橋剤に対す重量比は、約１：0.1〜約１：１の
範囲になければならない。そして、水は、骨材の
100重量部当り約３重量部以内である。 本発明の更に別の一局面によれば、ここに開示
された粘結剤を用いてつくられた中子と主型がい
くつか提供されている。中子及び／または主型
は、所望の形と詳細仕様を有する、前に記述した
通りの方法で用意されたコアミツクスから、グリ
ーンコア（green core）を形成し、そのグリー
ンコアに、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、本質的に耐水性を持
つ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」な
る言葉は、所望の形と諸々の詳細仕様を備えたコ
ア（中子）或いはモールド（主型）に成形され
た、コアミツクスからなる未硬化の鋳型を指称す
るものである。上記に述べたように、このグリー
ンコアを通じて加圧空気を強制通過させてもよい
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。 このようなコアミツ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。ここに用いている「シリカサ
ンド（珪砂）」（silica sand）という言葉は、山
の砂のみならず、湖沼の砂、その他の水辺の砂を
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、また意外の長所は、従来の粘結剤組成物と異
なり、それを再生砂（shake−out sand）と共に
用いて満足にコアミツクスを、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
いう事である。この道の精通者にはよく解つてい
る通り、再生砂は少なくとも１回は鋳造サイクル
の中で使用された砂で、一般に広範囲の物質によ
つて汚染されているのである。これらの汚染物質
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ぼす可能
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できなか
つたのである。その理由は、それら組成物が汚染
とかPHに敏感なところに在るのである。したがつ
て、これら色々の汚染物質を除去し、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、
この再生砂に対して広汎且つ高価な処理を行い、
従来の粘結剤の使用が可能になるまで、該砂のPH
を克明にコント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、本組成物はかかる汚染や広範囲
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。 以下に紹介する諸例は、何れも説明のためのも
のであつて、本発明をそれらに限定する意図のも
のではない。これら諸例は、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ツ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である。 定 義 これから紹介する諸例に現れる呼称、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 solids）は存在する澱粉
性物質のみを指称する。それは含有骨
材を含まない。 “rpm”は１分間当りの回転数を表す。 “ｇ”はグラム数を表す。 “psi”は１平方インチ当りのポンド数を表す。 “AFS GFN”は米国鋳造業者協会の粒度を表
す数字である。 “cm”はセンチメータである。 “℃”は摂氏の温度数である。 “スターチARD2396”は米国：メイヅ社
（Maize Co.）から市販されている高
官能カチオン性澱粉を指称する。 “デキストリンARD2395”は米国：メイヅ社
（Maize Co.）から市販されている高
官能デキストリンを指称する。 “デキストリンARD2397”は米国：メイヅ社
（Maize Co.）から市販されている低
官能デキストリンを指称する。 “エアロテツクス・リアクタント（Aerotex
Reactant）900”は１モルのグリオキ
サール、２モルのホルムアルデビド、
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モノマーを指称
する。それはアメリカン・サイアナミ
ツド（American Cyanamid）から市
販されている。 本発明によつ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
べる手順に従つて行われた。 冷間引張強さ ジヨージ・フイツシヤ（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）のドツクボーン（dog−bone）
コア見本につき破壊テストをした。吹き込みは、
日本製の若林ボツスクタイプ吹込機により、圧力
80psiにて行つた。 なお、テストは、見本箱の中において、見本を
通じて空気を送つて硬化しつつ、温度約０℃で４
時間、そのまま放置して続けられた。冷間引張強
さはpsiで表され、直接のモデルPFGのテスト機
の剪断計で読み取つた。３個の見本を破壊した際
の平均引張強さが記録された。 ひつかき硬さ デイエタート・デトロイト（Dietert−
Detroit）のコア硬さテスターの、標準モデルNo.
674を用いて、１インチのドツグボーン（dog−
bone）見本のひつかき硬さを計測した。吹き込
みは、日本製の若林ボツスクタイプ吹込機によ
り、圧力80psiにて行つた。なお、テストは、見
本箱の中において、見本を通じて空気を送つて硬
化しつつ、温度約０℃で４時間そのまま放置して
続けられた。鉄板上のテスターの目盛を０にした
上で、硬さテスターの外輪上を３回転させられ
た。そしてひつかき硬さは直接該装置の目盛で読
み取つた。 硬化時間 円筒形のコア見本で、直径７cm、高さ15.5cmの
ものを通して、圧力70psiの大気が送られた。そ
のコアの形成は、端の開いた通気性の木製コアボ
ツクスを手詰めすることによつて行つた。空気の
見本の中を通して送り、見本を硬化させるに必要
とした通気時間が記録された。 実施例 １ 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分間に亘つて混合せしめ
た。本水溶液は、そこから水分を除去するまでは
硬化しなかつた。 実施例 ２〜５ 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いて製作する過
程を示すものである。各例においては、夫々コア
ミツクスが先ず作られ、それが金属鋳造に適する
コアミツクス見本に転換させられてゆく。使用さ
れた骨材は日本の海砂で、AFS−GFN−54であ
つた。澱粉性物質の量及びタイプ、カキの量及び
タイプ、そして水の量などは夫々の例毎に異なつ
ていた。 各例において作られたコアミツクスは、容量10
キログラム、直径18インチのＳ−ブレード型ミキ
サーに、10000ｇの砂を詰め、そこへ澱粉性物質、
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50rpmで３分間混合した。前
記ブレードミキサーから取り出したコアミツクス
は、上記に説明した手順に従つて、引張強さ、ひ
つかき硬さ、及び硬化時間を計るためにテストさ
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、骨材の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
たはグリオキサール樹脂の水溶液によつて供給さ
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つ
た。

【表】 上記に述べた如く見本につき計測された引張強
さ、ひつかき硬さ、及び硬化時間は、以下の第２
表に示されている。

【表】 実施例 ６〜８ これ等の実施例は、本発明による粘結剤組成物
を用いた、金属鋳造に好適な中子と主型の製作を
説明するものであり、その場合の組成物が、デキ
ストリンと、澱粉とから構成される澱粉性物質を
用いているケースである。これ等の実施例におい
て、粘結剤組成物は２つ或いは３つの構成部に分
けて作られた。つまり、Ａ、Ｂ、及びＣ部でらあ
る。本組成物を数部に分けるのは、実際に業界に
採用されるであろう調製方法に近づけるためであ
る。３部が使用される場合には、Ａ部は、澱粉を
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
ストリンを添加し、最後に20分間撹拌することに
より調製された。Ｂ部は、グリオキサール、グリ
オキサール樹脂、それにデキストリンを、大気温
度下で20分間にわたり混合することにより調製さ
れた。Ｃ部は、純粋デキストリン或いは澱粉と、
デキストリン粉末の混和したものであつた。上記
３つの例における３つの構成部の組成は、骨材の
100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。

【表】 コアミツクスは、100Kgの容量を持つ、直径18
インチのＳ−ブレードミキサーに、10000ｇの日
本の海砂：AFS−GFN−54を詰め、そこへＣ部、
Ｂ部、そしてＡ部を添加し、該混合物をブレード
速度50rpmで３分間混合することにより調製され
た。そこに出来あがつたコアミツクスは、上記に
説明した手順により、引張強さ、ひつかき硬さ、
そして硬化時間を計測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100重量部当りの重量部におい
て第４表に示されている。

【表】

【表】 実施例８においては、グリオキサールの水溶液
とグリオキサール樹脂によつて供給された水の量
が、粘結剤組成物が要求する水の総量を満たした
ので、それ以上水は一切追加する必要がなかつ
た。上記の如く調製された見本につき計測された
引張強さ、ひつかき硬さ、及び硬化時間は第５表
に掲げられている。

【表】 実施例 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主型の
製作効率を説明するものである。 コアミツクスは、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。唯一の
異なるところは、前記実施例２〜８においては、
日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
PHを示すAFS−GFN−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、これらのミツ
クスから製作されたコア見本につき、計測された
引張強さ、ひつかき硬さ、及び硬化時間は以下の
第６表に掲げられている。

【表】 実施例 16〜19 これらの実施例は、粘結剤組成物が硬化させら
れた後の耐水性とそれによる安定性とを説明する
ものである。実施例16、17、18及び19におけるコ
アミツクスは、夫々実施例５、６、12及び13にお
けると同じやり方で、同じ原材料を用いて、また
同じ混合比率で製作された。これらのミツクスか
らつくられたコアの耐水性をテストするために、
見本コアは24時間、100％の相対湿度の大気で満
たされたキヤビネツト中に置かれた。そして引張
強さと、ひつかき硬さがテストされた。その結
果、この湿度条件下におかれた各々の見本の引張
強さとひつかき硬さは、それぞれ相対応する元の
コア見本の引張強さ及びひつかき硬さとの間に、
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における新しい砂の場合、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。 実施例 20 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つたコア見本の製作を説
明するものである。この場合の粘結剤組成物は、
Ａ部とＢ部という二つの部から成るものである。 粘結剤Ａ部は、ビーカー中に、200ｇの水、18
ｇの澱粉：ARD2396、80ｇのデキストリン：
ARD2395、そして２ｇの亜麻仁油を投入し；そ
の混合物を95℃まで熱し；25分間混ぜ合わせる；
最後に該混合物を冷却する、という手順で調製さ
れた。 粘結剤Ｂ部は、ビーカーに、60ｇのデキストリ
ン：ARD2397、150ｇのグリオキサール（水性媒
体中に40％の固形物）、及び50ｇのグリオキサー
ル樹脂（Aerotex Reactant 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。 ドツグボーン見本は、きれいな日本の海砂で、
AFS−GFN−54のものを、Ｓ−ブレードミキサ
ーに導入し、そこへ粘結剤組成物で、粘結剤Ａ部
２％、Ｂ部１％を含むものを添加し、３分間
50rpmで回転して混合し、更に若林式送風機で
80psiの圧力で該混合物に吹き付けを行うことに
より製作された。その見本は引張強さ285psi、ひ
つかき硬さ90、そして硬化時間60秒の結果を示し
た。 同様なドツグボーン見本が、日本の海砂、
AFS−GFN−65のもの（再生砂で、1.7％の粘土
を含み、且つ8.6のPHを示すもの）を用い、粘結
剤組成物にして、粘結剤Ａ部を２％、Ｂ部を１％
を含むものを添加して製作された。これらの見本
は、引張強さ281psi、ひつかき硬さ88、そして硬
化時間60秒の結果を示した。 実施例２〜20で製作されたコアミツクスの各々
は、いわゆる灰銑鋳造テストの結果を基礎にした
中子と主型の製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２〜20の混合物の各々は、平坦な円形
のテストコアで、直径200mm、厚さ15mmのものに
成形された。テスト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して接触
可能になつていた。該鋳物砂は、160×110mm、深
さ20mm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、発生ガスの量、色、
および臭気が観測された。観測の結果は、次の通
りであつた。ガスの発生量は、通例鋳造が鋳物砂
を用いて行われる場合に比して少しも多くなかつ
た。発生ガスは白色にして薄く、水蒸気に似たも
のであつた。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つた。 各テストコアにつき鋳造された金属は満足すべ
き状態にあつた。仕上げ表面の滑らかさは、鋳物
毎に僅かな違いはあつたが、これと言う程の表面
の欠陥は無かつた。更に、金属鋳物を切り割つて
見たところにも、何等表面下の欠陥を見い出せな
かつた。 したがつて、以上説明し且つ例示したところか
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解される。その特徴とは、
(a)大気温度の下で成形される事が可能である、(b)
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)
大気温度と大気の湿度条件下で安定した組成物を
形成することができる、(d)また、その組成物は単
にその水分を除去するだけで硬化させられるので
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／または粘結剤を硬化さ
せるためにPH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
は、再生砂も含まれるのである。更には、本発明
の組成物は、高いひつかき硬さ、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、低いガス発生量を示すのみならず、事実上無
臭であり、また環境的に好ましくない物質を発生
したり、蓄積したりすることもないのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳物用の中子や主型等の鋳型の製作方法であ
   つて、 (a) 骨材と；澱粉、デキストリン、ペクチン、粘
   漿剤類、スターチ・ヒドロシレート及び植物ゴ
   ム質類からなる群から選ばれた、水和可能にし
   て且つ架橋せしめられ得る、水の存在下では実
   質的に架橋剤とは反応しない澱粉性物質と；該
   澱粉性物質を架橋せしめて耐水性の化合物を形
   成するための、多官能性アルデヒド及び尿素の
   うちから選ばれた少なくとも一つの架橋剤と；
   更に水とを含む造型用混合物を、それが大気温
   度では安定であり且つ水の除去によつて硬化せ
   しめられて安定な耐水性組成物を与える前記澱
   粉性物質、前記架橋剤及び前記水の配合割合に
   おいて、調製する工程と、 (b) 該造型用混合物を用いて、所定の形状の未硬
   化の鋳型を形成する工程と、 (c) 該未硬化の鋳型から水を少なくとも相当部分
   除去して、前記澱粉性物質を前記架橋剤にて架
   橋せしめることにより、実質的に耐水性を備え
   た硬化鋳型を形成する工程とを、 含むことを特徴とする鋳型の製作方法。 ２ 前記デキストリンが、カナリーデキストリ
   ン、ホワイトデキストリン、及びブリテイツシユ
   ガムからなる群より選ばれる特許請求の範囲第１
   項記載の製作方法。 ３ 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１項記載の製作方法。 ４ 前記澱粉が、薄手ノリ澱粉である特許請求の
   範囲第１項記載の製作方法。 ５ 前記澱粉が、カチオン性澱粉である特許請求
   の範囲第１項記載の製作方法。 ６ 前記多官能性アルデヒドが、ジアルデヒド澱
   粉、グルタルアルデヒド、アジポアルデヒド、α
   −ヒドロキシアジポアルデヒド、及びグリオキサ
   ールからなる群より選ばれる特許請求の範囲第１
   項記載の製作方法。 ７ 前記架橋剤が、グリオキサールである特許請
   求の範囲第１項記載の製作方法。 ８ 前記尿素が、ジメチロール尿素、尿素ホルム
   アルデヒド、及びジヒドロキシエチレン尿素から
   なる群より選ばれる特許請求の範囲第１項記載の
   製作方法。 ９ 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項記載の製作方
   法。 １０ 前記尿素が、ジヒドロキシエチレン尿素で
   あり、且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９項記載の製作方法。 １１ 前記骨材が、シリカサンド、ジルコンサン
   ド、及びオリビンサンドからなる群より選ばれる
   特許請求の範囲第１項記載の製作方法。 １２ 前記骨材が、再生砂である特許請求の範囲
   第１項記載の製作方法。 １３ 前記造型用混合物が、前記骨材の100重量
   部当り、約0.5〜約５重量部の澱粉性物質と、約
   0.05〜約５重量部の架橋剤と、約５重量部以下の
   水とを含む特許請求の範囲第１項記載の製作方
   法。 １４ 前記澱粉性物質の前記架橋剤に対する重量
   比率が、約１：0.1〜約１：１の範囲にある特許
   請求の範囲第１３項記載の製作方法。 １５ 前記造型用混合物が、前記骨材の100重量
   部当り、約1.25〜約2.0重量部の澱粉性物質と、
   該澱粉性物質に対し、重量比率において約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１項記載の製
   作方法。 １６ 前記造型用混合物が、乾性油、反応性ポリ
   マー、または反応性モノマーを含む特許請求の範
   囲第１項記載の製作方法。 １７ 前記乾性油が、亜麻仁油、桐油、及びオツ
   テイシカ・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項記載の製作
   方法。 １８ 前記水が、蒸発によつて除去せしめられる
   特許請求の範囲第１項記載の製作方法。 １９ 前記水が、前記未硬化鋳型を通過せしめら
   れる真空誘引によるガス流によつて除去せしめら
   れる特許請求の範囲第１項記載の製作方法。 ２０ 前記水が、前記未硬化鋳型を通過せしめら
   れる圧力誘引によるガス流によつて除去される特
   許請求の範囲第１項記載の製作方法。 ２１ 前記水が、真空蒸発乾燥によつて除去され
   る特許請求の範囲第１項記載の製作方法。