JPH04123837A

JPH04123837A - 鋳物砂用粘結剤組成物

Info

Publication number: JPH04123837A
Application number: JP24072690A
Authority: JP
Inventors: Hajime Murayama; 肇村山; Minoru Maeda; 実前田; Shigeo Nakai; 茂夫仲井
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1992-04-23

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〕本発明は加熱硬化製造法によって鋳型を製造する際に用
いられる鋳物砂川粘結剤組成物に関するものである。更
に詳しくは、酸硬化性樹脂と硬化剤からなり、耐火性粒
状骨材に混練してこれを加熱硬化させて鋳型を得る際に
用いられる鋳物砂川粘結剤組成物に関するものである。

〔従来の技術及びその課題］従来、加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性粒状骨材
にフェノールノボラック樹脂を被覆し、ヘキサメチレン
テトラミンを触媒として加熱硬化せしめる、所謂シェル
モード法がある。

この加熱硬化法は設備的に簡便であり、作業的に使用し
易い等の利点により現在加熱硬化鋳型製造法としては最
も多く使用されている。しかしながら、硬化時間が長く
、硬化温度が高い為、金型の歪み、鋳型の歪みが多く、
鋳型のハリ取り作業が欠かゼす、また寸法精度も不充分
であった。更に硬化温度が高い事による作業環境の劣悪
さ、及びフェノール樹脂とへキサメチレンテトラミンの
熱分解臭気による作業環境の汚染も著しく、これらの大
幅な改善が望まれていた。

また、２５０°Ｃ付近で耐火性粒状骨材にフェノルレゾ
ール樹脂やフラン分の少ないフェノール又は尿素／ホル
マリン変成フラン樹脂等の酸硬化性樹脂と、塩化アンモ
ニウム、シュウ酸等の硬化触媒との混合物を加熱硬化さ
せる、所謂ホットボックス法が有る。これは硬化時間も
シェルモールド法よりは短く、温度による歪み、寸法精
度や熱的作業環境の面でも改善されるが、更に硬化時間
の短縮、鋳型の物性向上、作業環境の改善が望まれてい
る。

これらに対して耐火性粒状骨材に酸硬化性樹脂及び硬化
剤としての強酸と弱塩基の塩からなる粘結剤を混合した
混合物を２００°Ｃ付近の比較的低温で加熱硬化させる
、所謂ウオームボックス法は前記の難点を解決する方法
として近年り速に注目を集めている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ウオームボックス法は、鋳型製造時の省エネルギー効果
が高いこと、鋳型製造速度が速いこと、製造された鋳型
の品質が優れること、製造された鋳物の内部欠陥が少な
いこと等、従来のシェルモールド法、ホットボックス法
より優れた数々の特徴を有するが、製造された鋳物の表
面粗度、所謂鋳肌がやや劣っており、この点を改善する
ことが望まれている。

本発明は、ウオームホックス法の特徴を生かしつつ、製
造された鋳物の表面粗度、所謂鋳肌の改善が達成される
鋳物用粘結剤組成物を提供することを目的とする。

ウオームボックス法において鋳肌の滑らかさを左右する
要因としては、 ■　鋳型の充填密度などの造粒技術面での要因■　使用
する耐火性粒状骨材の粒度・材質等の要因 ■　鋳物用粘結剤組成物が熱分解時に発生ずるガス組成
などの粘結剤面での要因等が挙げられる。

これらの要因のうち、造型技術面においては種／、検討
がなされているが、鋳型や造型機の違いによる制約も多
く、実用化は困難である。また、骨材面では粒度、材質
が鋳物の鋳肌以外の諸性質にも大きな影響を与える等の
制約があり、やはり実用化は難しい。それ故、上記課題
に対し、粘結剤面からの改善が強く要望されているのが
現状である。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らは、鋭意研究の結果ウオームホックス法にお
いて、用いられる粘結剤にビスフェノールＡ反応残渣、
ロジン、ロジンエステル、クマロン−インデン樹脂、リ
グニン、シンクロペンタジエン−アリルアルコール共重
合体及びクレゾール反応残渣からなる群より選ばれる少
なくとも１種以上の樹脂又はその混合物を含有させるこ
とで、製造される鋳物の鋳肌が大幅に改善されることを
見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、酸硬化性樹脂、及び強酸と弱塩基の塩
からなり、耐火性粒状骨材に混練してこれを加熱硬化さ
せることにより鋳型を成型する際に用いられる鋳物砂川
粘結剤組成物であって、前記酸硬化性樹脂が下記の組成
を有することを特徴とする鋳物砂川粘結剤組成物を提供
するものである。

（ａ）レゾール型フェノール樹脂　　２０〜３５重量％
（ｂ）フル７１Ｊルアルコール又はフラン樹脂４０〜６
５重量％（ｃ）ビスフェノールＡ反応残渣、ロジン、ロジンエス
テル、クマロン−インデン樹脂、リグニン、ジシクロペ
ンタジェン−アリルアルコル共重合体及びクレゾール反
応残渣からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の樹
脂又はその混合物　　　　　　　　１５〜３０重量％木
発明に用いられる酸硬化性樹脂は（ａ）レゾール型フェ
ノール樹脂、（ｂ）フルフリルアルコール又はフラン樹
脂及び（ｃ）ビスフェノールＡ反応残渣、ロジン、ロジ
ンエステル、クマロン−インデン樹脂、リグニン、ジシ
クロペンタジェンアリルアルコール共重合体及びクレゾ
ール反応残渣からなる群より選ばれる少なくとも１種以
上の樹脂を含有する。

（ａ）のレゾール型フェノール樹脂としてはフェノール
系樹脂、例えばフェノール、クレゾール、キシレノール
、レゾルシン、アルキルフェノール、フェニルフェノー
ル、ビスフェノールＡ等の少なくとも一種と、アルデヒ
ドを縮合せしめたレゾール型樹脂が挙げられる。

（ｂ）のフラン系樹脂としては尿素・メラミン・尿素／
アルデヒド重縮合物・メラミン／アルデヒド重縮合物・
アルデヒドの少なくとも一種とフルフリルアルコールを
混合または、共縮合せしめた樹脂が用いられる。

（ｃ）の樹脂としては、ビスフェノールＡ反応残渣、ク
マロン・インデン樹脂、ロジン、ロジンエステル、ＯＳ
リグニン、ジシクロペンタジェンアリルアルコール共重
合体、クレゾール反応残渣等が挙げられる。

酸硬化性樹脂中のレゾール型フェノール樹脂が２０重量
％より少ないと鋳物表面粗度が悪化したり、硬化速度が
遅くなったりする。また３５重量％よりも多いとやはり
鋳物表面粗度が悪化したり、可使時間が短くなり使い勝
手が悪くなったりする。また、酸硬化性樹脂中のフルフ
リルアルコール又はフラン樹脂が４０重量％よりも少な
いと鋳型強度が低下し、６５重量％よりも多いと鋳物表
面粗度が悪化する。更に酸硬化性樹脂中の（ｃ）の樹脂
が１５重量％よりも少ないと鋳物表面粗度が悪化し、３
０重量％よりも多いと鋳型強度が極端に低下する。

本発明において強酸と弱塩基の塩は粘結剤中の硬化剤と
して作用し、低級脂肪族スルホン酸又は芳香族スルホン
酸のような強酸、具体的には、メチルスルホン酸、エチ
ルスルホン酸、ヘンゼンスルホン酸、トルエンスルホン
酸、キシレンスルホン酸、フェノールスルホン酸等の酸
の少なくとも一種とアルミニウム、銅、亜鉛、鉄等の少
なくとも一種との塩を用いるのが好ましい。弱塩基とし
ては、Ｃｕ　（Ｏｌｌ）　２、Ｚｎ　（Ｏｆ（）　２、
Ｆｅ（Ｏｌｌ）ｚ、ＡＩ（０１１）３等が挙げられる。

本発明の鋳物砂川粘結剤組成物における酸硬化性樹脂と
強酸と弱塩基の塩の配合比率は、酸硬化性樹脂１００重
量部に対して強酸と弱塩基の塩を５〜５０重量部、好ま
しくは１０〜３０重量部である。また、本発明の鋳物砂
用粘結剤組成物は耐火性粒状骨材１００重量部に対して
０．５〜４重量部、好ましくは０．８〜２．５重量部添
加される。

本発明の粘結剤組成物は酸硬化性樹脂、強酸と弱塩基の
塩、及び必要に応して用いられる添加剤を別々に耐火性
粒状骨材に混合するのが好ましく、特に強酸と弱塩基の
塩、添加剤、酸硬化性樹脂の順に混合するのが好ましい
。

本発明の鋳物砂川粘結剤組成物には必要に応じて、通常
この分野で用いられる変性剤等の添加剤を併用すること
ができる。

本発明の鋳物砂川粘結剤組成物に併用できるものとして
は、ボリヒニルアルコール、ポリフタジエン、キシレン
樹脂、スチレン樹脂等のポリマー及びオリゴマー、ロジ
ン、エステルガム等の天然物、希釈剤としてヘンセン、
キシレン等の芳香族炭化水素やメタノール、エタノール
等の１価アルコール等が挙げられる。また、鋳型強度を
向上させる目的でシランカップリング剤を加えても差し
支えない。シランカップリング剤としては、例えばγ−
（２−アミン）アミノプロピルメチルジメトキシシラン
、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｔ−メルカプ）・プロピ
ルトリメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロピルｉ−
リメトキシシラン等が挙げられる。

これらを併用する場合、酸硬化性樹脂と混合して添加し
ても、別に耐火性粒状骨材と混合しても差し支えない。

〔発明の効果〕

本発明の鋳物砂川粘結剤組成物によって成型された鋳物
を用いて製造される鋳物の鋳肌の滑らかさは大幅に向上
される。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

尚、例中の部は何れも重量基準である。

（１）レゾール型フェノール樹脂の調製常法により、フ
ェノール１モルに対し、ホルムアルデヒド１．３モルを
ＫＯＨ触媒を用いて反応温度８０°Ｃで６時間反応させ
、２５°Ｃにおいて粘度５０００ｃｐｓのレゾール型フ
ェノール樹脂を得た。

実施例１〜７及び比較例１〜３上記で得られたレゾール型フェノール樹脂、フルフリル
アルコール及び表−１に示す各種の樹脂を表−１に示ず
量混合し、表−１に示す温度で加熱攪拌して酸硬化性樹
脂を得た。

この酸硬化性樹脂等を用いて鋳型の最終抗折力及び鋳物
表面の粗度を以下の方法で評価した。

即ち、島根集塵浮選珪砂（ＡＦＳ粒度指数５６）　１０
０部に対し、酸硬化性樹脂２部、硬化剤としてｐトルエ
ンスルホン酸銅塩の水−メタノール溶液（１度４０重量
％）を０．６部及び鋳型強度を向上する目的で花王りエ
ーカー■より市販されている商標名「カオーライトナー
Ｊ−２０Ｊ　Ｏ，１部を混合し、混練砂組成物を得た。

この混練砂組成物を空気により２００°Ｃに加熱された
金型内に吹き込み、９０秒間加熱した後取り出し、階段
状試験片用鋳型を得、この鋳型内に材質ＦＣ−２５の溶
湯を注湯温度１４２０°Ｃ１注湯所要時間７秒間で注湯
し、冷却して第１図のような階段状試験片を得た。

この階段状試験片の上面６ケ所を触針式表面粗度測定器
により測定し、その平均値を鋳物表面粗度とした。

以上の結果を表１に示す。

表 ■

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は実施例で用いた階段状試験片の平面図、
第１図（ｂ）はその側面図である。尚、図中寸法単位は
ｍｍである。

Claims

【特許請求の範囲】１　酸硬化性樹脂、及び強酸と弱塩基の塩からなり、耐
火性粒状骨材に混練してこれを加熱硬化させることによ
り鋳型を成型する際に用いられる鋳物砂用粘結剤組成物
であって、前記酸硬化性樹脂が下記の組成を有すること
を特徴とする鋳物砂用粘結剤組成物。（ａ）レゾール型フェノール樹脂２０〜３５重量％（ｂ）フルフリルアルコール又はフラン樹脂４０〜６５
重量％（ｃ）ビスフェノールＡ反応残渣、ロジン、ロジンエス
テル、クマロン−インデン樹脂、リグニン、シンクロペ
ンタジエン−アリルアルコール共重合体及びクレゾール
反応残渣からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の
樹脂又はその混合物１５〜３０重量％２　強酸と弱塩基の塩が、低級脂肪族スルホン酸又は芳
香族スルホン酸の少なくとも１種と弱塩基の塩である請
求項１記載の鋳物砂用粘結剤組成物。３　低級脂肪族スルホン酸又は芳香族スルホン酸と弱塩
基の塩が、ベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸
、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸及び低級ア
ルキルスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも１
種とアルミニウム、銅、亜鉛及び鉄からなる群より選ば
れる少なくとも１種との塩である請求項２記載の鋳物砂
用粘結組成物。