JPH03291124A - 鋳物用砂型の製造方法 - Google Patents
鋳物用砂型の製造方法Info
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- JPH03291124A JPH03291124A JP2089636A JP8963690A JPH03291124A JP H03291124 A JPH03291124 A JP H03291124A JP 2089636 A JP2089636 A JP 2089636A JP 8963690 A JP8963690 A JP 8963690A JP H03291124 A JPH03291124 A JP H03291124A
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- Japan
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- mold
- silicate
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- silane coupling
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- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions 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
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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。
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〕
本発明は自硬性鋳型及びガス硬化性鋳型における鋳物用
砂型の製造方法に関するものである。
砂型の製造方法に関するものである。
更に詳しくは、シランカップリング剤と水溶性フェノー
ル樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルで硬化
せしめるプロセスに用いられる改良された鋳物用砂型の
製造方法に関するものである。
ル樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルで硬化
せしめるプロセスに用いられる改良された鋳物用砂型の
製造方法に関するものである。
有機粘結剤を用いて主型や中子のような鋳型を製造する
造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型法
、クローニング法（シェル法）は公知である。特に有機
自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳物
品質、安全衛生上の観点から無機系に代わって既に汎用
的な造型法となっている。
造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型法
、クローニング法（シェル法）は公知である。特に有機
自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳物
品質、安全衛生上の観点から無機系に代わって既に汎用
的な造型法となっている。
一方、従来、中、高速で鋳型を製造するにはフェノール
樹脂を粒状耐火物に被覆した、いわゆるコーテツドサン
ドを加熱硬化して鋳型を製造するクローニング法が幅広
く使用されている。
樹脂を粒状耐火物に被覆した、いわゆるコーテツドサン
ドを加熱硬化して鋳型を製造するクローニング法が幅広
く使用されている。
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に、ガス状又はエロ
ゾル状物質で常温硬化させるコールドボックス鋳型法が
クローニング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きている。
に鋳型、鋳物の品質を改善するために、ガス状又はエロ
ゾル状物質で常温硬化させるコールドボックス鋳型法が
クローニング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きている。
育機自硬性鋳型造型法及びガス硬化性鋳型造型法に用い
られる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を粘
結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物砂用
粘結剤組成物が、特開昭５０−１３０６２７号公報、特
開昭５８−１５４４３３号公報、特開昭５８−１５４４
３４号公報等により公知である。
られる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を粘
結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物砂用
粘結剤組成物が、特開昭５０−１３０６２７号公報、特
開昭５８−１５４４３３号公報、特開昭５８−１５４４
３４号公報等により公知である。
この粘結剤を用いた鋳型造型法は粘結剤中に硫黄原子を
含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳物造型法に比較し
て浸硫による影響が少ないという特徴を有する反面、得
られる鋳型の強度が低いため、造型に必要となる樹脂の
添加量が非常に多く、注湯時の発生ガス量が多く、ガス
欠陥が出やすい。更に経済性も良くないといった欠点や
、砂の再利用性が劣る等の欠点を有しており、改良が望
まれている。
含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳物造型法に比較し
て浸硫による影響が少ないという特徴を有する反面、得
られる鋳型の強度が低いため、造型に必要となる樹脂の
添加量が非常に多く、注湯時の発生ガス量が多く、ガス
欠陥が出やすい。更に経済性も良くないといった欠点や
、砂の再利用性が劣る等の欠点を有しており、改良が望
まれている。
通常二〇粘結剤を用いて得られる鋳型の強度を向上衾せ
るために、粘結剤にシランカップリン剤が併用されてお
り、その効果も認められるものの、酸硬化性樹脂に比べ
ると未だ効果は低く、更にその改良が望まれている。
るために、粘結剤にシランカップリン剤が併用されてお
り、その効果も認められるものの、酸硬化性樹脂に比べ
ると未だ効果は低く、更にその改良が望まれている。
本発明者らは前記問題点を解決すべく鋭意研究の結果、
シランカップリング剤と水溶性フェノール樹脂を粘結剤
とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物用砂型の
製造方法において、粘結剤の成分として更に炭素数１〜
８のアルキル基を有するアルキルシリケートもしくはそ
の低縮合物又は変性もしくは未変性のシリコンオイルを
使用することにより、鋳型強度が大幅に向上することを
見出し本発明を完成するに至った。
シランカップリング剤と水溶性フェノール樹脂を粘結剤
とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物用砂型の
製造方法において、粘結剤の成分として更に炭素数１〜
８のアルキル基を有するアルキルシリケートもしくはそ
の低縮合物又は変性もしくは未変性のシリコンオイルを
使用することにより、鋳型強度が大幅に向上することを
見出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、シランカップリング剤と水溶性フェ
ノール樹脂を粘結剤とし、有機エステルを硬化剤として
耐火性粒状材料を造型する鋳物用砂型の製造方法におい
て、粘結剤の成分として更に炭素数１〜８のアルキル基
を有するアルキルシリケートもしくはその低縮合物又は
変性もしくは未変性のシリコンオイル（以下シラン化合
物という、）を使用することを特徴とする鋳物用砂型の
製造方法を提供するものである。
ノール樹脂を粘結剤とし、有機エステルを硬化剤として
耐火性粒状材料を造型する鋳物用砂型の製造方法におい
て、粘結剤の成分として更に炭素数１〜８のアルキル基
を有するアルキルシリケートもしくはその低縮合物又は
変性もしくは未変性のシリコンオイル（以下シラン化合
物という、）を使用することを特徴とする鋳物用砂型の
製造方法を提供するものである。
従来より、シランカップリング剤が鋳型強度を向上させ
るために有効であるとして粘結剤の一成分として広く使
用されている。その代表的な化合物の構造は下記一般式 ％式％） （） （式中、 ｎは２又は３、 Ｒはメチル基又はエチル基、 Ｘは有機レジンと結合し得る有機反応基で、代表的なも
のにビニル、メタクリル、エポキシ、アミノ、メルカプ
ト等がある。） で表される。
るために有効であるとして粘結剤の一成分として広く使
用されている。その代表的な化合物の構造は下記一般式 ％式％） （） （式中、 ｎは２又は３、 Ｒはメチル基又はエチル基、 Ｘは有機レジンと結合し得る有機反応基で、代表的なも
のにビニル、メタクリル、エポキシ、アミノ、メルカプ
ト等がある。） で表される。
この化合物と本発明で粘結剤に更に添加するシラン化合
物とを比較すると、構造中に５４を含むという共通点は
あるものの、両者の構造には大きな違いがあり、本発明
に用いられるシラン化合物を粘結剤の成分としてシラン
カップリング剤と併用添加することが顕著なが鋳型強度
向上効果を有することは従来全く知られていなかった。
物とを比較すると、構造中に５４を含むという共通点は
あるものの、両者の構造には大きな違いがあり、本発明
に用いられるシラン化合物を粘結剤の成分としてシラン
カップリング剤と併用添加することが顕著なが鋳型強度
向上効果を有することは従来全く知られていなかった。
本発明において、鋳物用砂型を自硬性鋳型造型法によっ
て製造するには、耐火性粒状材料１００重量部に、シラ
ンカップリング剤をｏ、ｏｏｉ〜１重量部、好ましくは
０．００２〜０．１重量部、シラン化合物を０．００１
〜１０重量部、好ましくは０．００２〜５重量部、硬化
剤である有機エステル０．０５〜９重量部、好ましくは
０．１〜５重量部及び水溶性フェノール樹脂水溶液０．
４〜１５重量部、好ましくは０．６〜５重量部を周知の
方法で混練し、従来の自硬性鋳型製造プロセスをそのま
ま利用して鋳型を製造することができる。
て製造するには、耐火性粒状材料１００重量部に、シラ
ンカップリング剤をｏ、ｏｏｉ〜１重量部、好ましくは
０．００２〜０．１重量部、シラン化合物を０．００１
〜１０重量部、好ましくは０．００２〜５重量部、硬化
剤である有機エステル０．０５〜９重量部、好ましくは
０．１〜５重量部及び水溶性フェノール樹脂水溶液０．
４〜１５重量部、好ましくは０．６〜５重量部を周知の
方法で混練し、従来の自硬性鋳型製造プロセスをそのま
ま利用して鋳型を製造することができる。
本発明に用いられるシランカップリング剤及びシラン化
合物は有機エステル或いは水溶性フェノール樹脂に予め
混合後、耐火性粒状材料に添加しても、或いはそれらと
別途に耐火性粒状材料に添加しても差し支えないが、有
機エステルに予め混合するか別途に添加することが好ま
しい。
合物は有機エステル或いは水溶性フェノール樹脂に予め
混合後、耐火性粒状材料に添加しても、或いはそれらと
別途に耐火性粒状材料に添加しても差し支えないが、有
機エステルに予め混合するか別途に添加することが好ま
しい。
また、本発明において、鋳物用砂型をガス硬化性鋳型造
型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料１００
重量部に、シランカップリング剤を０．００１〜１重量
部、好ましくは０．００２〜０．１重量部、シラン化合
物を０．００１〜１０重量部好ましくは０．００２〜５
重量部及び水溶性フェノール樹脂水溶液０．４〜１５重
量部を加えた混練砂を手込めもしくは加圧空気でのブロ
ーイングにより模型中に充填し、次いでガス状もしくは
エロゾル状の有機エステル０．０５〜９重量部を吹き込
んで硬化させ、鋳型を製造する。
型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料１００
重量部に、シランカップリング剤を０．００１〜１重量
部、好ましくは０．００２〜０．１重量部、シラン化合
物を０．００１〜１０重量部好ましくは０．００２〜５
重量部及び水溶性フェノール樹脂水溶液０．４〜１５重
量部を加えた混練砂を手込めもしくは加圧空気でのブロ
ーイングにより模型中に充填し、次いでガス状もしくは
エロゾル状の有機エステル０．０５〜９重量部を吹き込
んで硬化させ、鋳型を製造する。
本発明に用いられる有機エステルとしてはラクトン類或
いは炭素数１〜１０の一価又は多価アルコールと炭素数
１〜１０の有機カルボン酸より導かれる有機エステルの
単独もしくは混合物が用いられるが、自硬性鋳型造型法
ではＴ−ブチロラクトン、プロピオンラクトン、ε−カ
プロラクトン、ギ酸エチル、エチレングリコールジアセ
テート、エチレングリコールモノアセテート、トリアセ
チン等を用いるのが好ましく、ガス硬化性鋳型造型法で
はギ酸メチルを用いるのが好ましい。
いは炭素数１〜１０の一価又は多価アルコールと炭素数
１〜１０の有機カルボン酸より導かれる有機エステルの
単独もしくは混合物が用いられるが、自硬性鋳型造型法
ではＴ−ブチロラクトン、プロピオンラクトン、ε−カ
プロラクトン、ギ酸エチル、エチレングリコールジアセ
テート、エチレングリコールモノアセテート、トリアセ
チン等を用いるのが好ましく、ガス硬化性鋳型造型法で
はギ酸メチルを用いるのが好ましい。
本発明に用いられる水溶性フェノール樹脂とは有機エス
テルで硬化可能な樹脂であり、例えばフェノール、クレ
ゾール、レゾルシノール、３．５−キシレノール、ビス
フェノールＡ、その他の置換フェノールを含めたフェノ
ール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フル
フラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等との反応
によって得られるフェノール樹脂が挙げられる。これら
のフェノール樹脂の縮合に用いられる適当なアルカリ性
物質は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム及びこれらの混合物であるが、水酸化カリウムが最
も好ましい。
テルで硬化可能な樹脂であり、例えばフェノール、クレ
ゾール、レゾルシノール、３．５−キシレノール、ビス
フェノールＡ、その他の置換フェノールを含めたフェノ
ール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フル
フラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等との反応
によって得られるフェノール樹脂が挙げられる。これら
のフェノール樹脂の縮合に用いられる適当なアルカリ性
物質は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチ
ウム及びこれらの混合物であるが、水酸化カリウムが最
も好ましい。
耐火性粒状材料としては石英質を主成分とする珪砂の他
、クロマイト砂、ジルコン砂、オリピン砂、アルミナサ
ンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に限定
されるものではない。
、クロマイト砂、ジルコン砂、オリピン砂、アルミナサ
ンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に限定
されるものではない。
本発明に用いられる炭素数１〜８のアルキル基を有する
アルキルシリケートとしてはメチルシリケート、エチル
シリケート等及びその低級縮合物が挙げられる。また、
シリコンオイルとしてはジメチルシロキサン、フッ素化
シリコン、エポキシ変性シリコン、フェニル化変性シリ
コン、アルキルフェニル変性シリコン、ポリエーテル変
性シリコン等が用いられる。
アルキルシリケートとしてはメチルシリケート、エチル
シリケート等及びその低級縮合物が挙げられる。また、
シリコンオイルとしてはジメチルシロキサン、フッ素化
シリコン、エポキシ変性シリコン、フェニル化変性シリ
コン、アルキルフェニル変性シリコン、ポリエーテル変
性シリコン等が用いられる。
また、本発明に用いられるシランカップリング剤として
はＴ−アミノプロピルトリエトキシシランやｒ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン等が挙げら
れる。本発明においてはこのシランカンブリング剤を粘
結剤に併用する。
はＴ−アミノプロピルトリエトキシシランやｒ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン等が挙げら
れる。本発明においてはこのシランカンブリング剤を粘
結剤に併用する。
〔実 施 例〕
以下、実施例をもって本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１〜６及び比較例１
自硬性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化（硬化速
度）を評価した。
度）を評価した。
即ち、クロマイト砂１００重量部に対し、トリアセチン
を０．２０重量部、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン０．５重量％（対フェノール樹脂）を含有する水溶
性フェノール樹脂（固形分４９％、重量平均分子量２３
００ ）を１．０重量部及び表−１に示す各種シラン化
合物を０．０５重量部添加混練した混合物を５０ａｍ＋
φＸ５０ｍｍｂのテストピース用模型に充填し、混練後
の抗圧力の経時変化を測定した。
を０．２０重量部、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン０．５重量％（対フェノール樹脂）を含有する水溶
性フェノール樹脂（固形分４９％、重量平均分子量２３
００ ）を１．０重量部及び表−１に示す各種シラン化
合物を０．０５重量部添加混練した混合物を５０ａｍ＋
φＸ５０ｍｍｂのテストピース用模型に充填し、混練後
の抗圧力の経時変化を測定した。
結果を表−１に示す。
表
１
実施例７〜１３及び比較例２
ガス硬化性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化（硬
化速度）を評価した。
化速度）を評価した。
即ち、珪砂１００重量部に対し、γ−グリシドキシプロ
ビルトリメトキシシラン０．５重量％（対フェノール樹
脂）を含有する水溶性フェノール樹脂（固形分４９％、
重量平均分子量２３００ ）を２．０重量部及び表−２
に示す各種シラン化合物を０．０５重量部添加混練した
混合物を５０閣φ×５０閣りのガス硬化用テストピース
模型に充填した。
ビルトリメトキシシラン０．５重量％（対フェノール樹
脂）を含有する水溶性フェノール樹脂（固形分４９％、
重量平均分子量２３００ ）を２．０重量部及び表−２
に示す各種シラン化合物を０．０５重量部添加混練した
混合物を５０閣φ×５０閣りのガス硬化用テストピース
模型に充填した。
この模型中に３．０重量部のガス状のギ酸メチルを注入
し、注入後の抗圧力の経時変化を測定した。
し、注入後の抗圧力の経時変化を測定した。
結果を表−２に示す。
表
〔発明の効果〕
上記の実施例で明白なように、本発明の製造方法によれ
ば、従来の製造方法よって得られる鋳型に比べ高強度の
鋳型が得られる。
ば、従来の製造方法よって得られる鋳型に比べ高強度の
鋳型が得られる。
その結果、粘結剤の使用量の低減が可能となるため、鋳
物砂の回収が容易となり、また、鋳込時の鋳型から発生
するガス発生量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を抑
制し健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとなる。
物砂の回収が容易となり、また、鋳込時の鋳型から発生
するガス発生量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を抑
制し健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとなる。
Claims (1)
- １ シランカップリング剤と水溶性フェノール樹脂を粘
結剤とし、有機エステルを硬化剤として耐火性粒状材料
を造型する鋳物用砂型の製造方法において、粘結剤の成
分として更に炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキ
ルシリケートもしくはその低縮合物又は変性もしくは未
変性のシリコンオイルを使用することを特徴とする鋳物
用砂型の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089636A JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
| GB9104627A GB2242683B (en) | 1990-04-03 | 1991-03-05 | Process for making foundry sand mold |
| US07/666,203 US5169880A (en) | 1990-04-03 | 1991-03-07 | Process for making foundry sand mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089636A JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291124A true JPH03291124A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2831794B2 JP2831794B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=13976256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2089636A Expired - Lifetime JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5169880A (ja) |
| JP (1) | JP2831794B2 (ja) |
| GB (1) | GB2242683B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104226890A (zh) * | 2014-09-30 | 2014-12-24 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 铸造用的水玻璃增强剂及制备方法 |
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| US5858549A (en) * | 1997-01-07 | 1999-01-12 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | (Hydroxyalkyl)urea crosslinking agents |
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| KR20050074558A (ko) * | 2002-11-08 | 2005-07-18 | 신토고교 가부시키가이샤 | 건조골재혼합물 및 이를 이용한 주형조형방법과 주조용코어 |
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| FR2972946B1 (fr) | 2011-03-22 | 2013-03-29 | Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda | Systemes liants de fonderie |
| RU2717759C2 (ru) * | 2015-05-14 | 2020-03-25 | Аск Кемикалз Ллс | Трехкомпонентное связующее на основе полиуретана |
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