JPH04371343A

JPH04371343A - 高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物

Info

Publication number: JPH04371343A
Application number: JP14873791A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sakai; 満酒井; Kazuhiko Kiuchi; 一彦木内; Minoru Maeda; 実前田
Original assignee: Kao Quaker Co Ltd
Current assignee: Kao Quaker Co Ltd
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1992-12-24

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧で軽合金を鋳造す
るダイカストにおいてアンダーカット部に適用される砂
中子を製造する際に用いられる組成物に関するものであ
る。更に詳しくは、数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数　１００
ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合金を鋳造するダイカストに
おいてアンダーカット部に適用される砂中子を、耐火性
粒状骨材に硬化剤と粘結剤組成物を添加混練したものを
　１００℃以上に保持された金型に充填して加熱硬化し
て製造する際に用いられる高圧鋳造砂中子用粘結剤組成
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
中空製品あるいはアンダーカット製品を圧力鋳造で製造
する場合、製品を分割して鋳造した後、溶接その他の工
法で組み立てる方法で行われている。しかし、崩壊性砂
中子が使用できれば複雑な形状の製品の一体成型鋳造が
可能になり、鋳物品質の向上及びコスト・メリットが期
待できる。このような崩壊性砂中子の一部としては塩中
子が使用されているが、塩中子は複雑な形状の中子の成
型が難しく、更には、専用の金型及び成型機が必要であ
るためコスト高になり、省エネルギー、合理化のために
も代替する崩壊性砂中子が要求されている。砂中子成型
プロセスとしては、耐火性粒状骨材にフェノールノボラ
ック樹脂を被覆した、所謂レジンコーテッドサンドを成
型して熱硬化させるシェルモールド法が幅広く使用され
ている。このプロセスは設備的に簡便であり、作業的に
使用しやすい等の利点があるが、シェル砂中子は崩壊性
が悪く、バラシ工程で砂型を取り出すために熱処理を施
す必要があり、また、このプロセスは　２５０〜３００
　℃で焼成硬化させるのが通常で、それに起因して、鋳
型の歪み、変形による鋳物の寸法不良、作業環境等種々
の難点があり、これらの大幅な改善が望まれていた。

【０００３】そこで、これらの問題に対処するため、過
去数多くの研究がなされた。それらの中の１つとして、
特公昭６１−２９８１６　号公報が開示されたが、これ
は耐火性粒状骨材、酸硬化性樹脂、及び低級脂肪族スル
ホン酸又は芳香族スルホン酸と弱塩基との塩からなる触
媒の混合物を用いることにより、　１５０〜２００　℃
の低温で加熱硬化する所謂ウォームボックス法である。これにより、温度による鋳型の歪み、変形による鋳物の
寸法精度や作業環境等が大幅に改善され、鋳鉄分野を中
心に広まっている。しかしながら、更に広範囲に適用で
きる造型システムとして、鋳型の物性向上、鋳物品質の
向上、作業環境等の改善が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究の結果、本発明を完成するに到っ
たものである。即ち、数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数１００
　ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合金を鋳造するダイカスト
においてアンダーカット部に適用される砂中子を耐火性
粒状骨材に硬化剤と粘結剤組成物を添加混練した後加熱
硬化して製造する際に用いられる粘結剤組成物であって
、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール−ホル
マリン、尿素−ホルマリンの少なくとも１種の共縮合物
又は混合物を主成分とし、更に下記の（ａ）　〜（ｋ）
　から選ばれた熱可塑性樹脂の少なくとも１種：（ａ）　クマロン樹脂（ｂ）　ケトン樹脂（ｃ）　酢酸ビニル樹脂（ｄ）　ポリスチレン（ｅ）　ポリビニルアルコール（ｆ）　石油樹脂（ｇ）　ジシクロペンタジエン樹脂（ｈ）　ロジン（ｉ）　オルガノソルボリシス−リグニン（ｊ）　ビス
フェノールＡ残渣（ｋ）　レゾルシン残渣と、ホルマリン捕捉剤とを含有することを特徴とする高
圧鋳造砂中子用粘結剤組成物に係るものである。

【０００５】本発明の粘結剤組成物中の主成分としては
、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール−ホル
マリン、尿素−ホルマリンの少なくとも１種の共縮合物
又は混合物が、鋳込み後の砂中子の崩壊性を更に改善す
るために使用され、それに併用される（ａ）　〜（ｋ）
　の熱可塑性樹脂の含有量は３〜３０重量％が好ましい
。本発明の粘結剤組成物中の熱可塑性樹脂含有量が３重
量％未満では砂中子の初期強度を向上する効果が非常に
小さく、３０重量％を越えると系の粘度が高くなり、混
練砂の流動性が悪く、砂中子強度が低下する。熱可塑性
樹脂の重量平均分子量としては、　３００〜５０，００
０のものが砂中子の初期強度を大幅に向上するので好ま
しい。重量平均分子量　３００未満では初期強度を向上
させる効果が非常に小さく、５０，０００を越えると系
の粘度が高くなり、混練砂の流動性が悪く、砂中子強度
が低下する。

【０００６】本発明における粘結剤組成物中のホルマリ
ン捕捉剤の含有量は１．０　〜１０．０重量％が好まし
い。含有量が　１．０重量％未満では砂中子を加熱硬化
して製造する際のホルマリン臭に起因する環境改善効果
が非常に小さく、１０．０重量％を越えると、砂中子を
加熱硬化した後の樹脂の高分子量化が進まず、また架橋
密度も低下し、砂中子強度が低下する。ホルマリン捕捉
剤としては、尿素、フェノール、クレゾール、キシレノ
ール又はレゾルシンが好ましい。本発明における粘結剤
組成物は耐火性粒状骨材１０００重量部に対して５〜５
０重量部の割合で使用するのが好ましい。５重量部未満
では充分な砂中子強度が得られず、５０重量部を越える
と混練砂の流動性に悪影響を与える。本発明の粘結剤組
成物を用いて鋳型を製造する場合は、耐火性骨材と硬化
剤と共に混練して、１００　℃以上に保持された金型に
充填して、加熱硬化を行う。

【０００７】本発明に使用される硬化剤組成物としては
弱塩基と低級脂肪族スルホン酸又は芳香族スルホン酸と
の塩を主成分とするものが使用され、通常耐火性粒状骨
材１０００重量部に対して１〜３０重量部の割合で使用
される。１重量部未満では充分な初期強度が得られず、
３０重量部を越えると過度に硬化することになり、砂中
子の表面安定性が著しく低下する。一般に、硬化剤組成
物は粘結剤組成物１００　重量部に対して１５〜８０重
量部の割合で使用するのが好ましい。尚、本発明におけ
る硬化剤組成物は通常、水や溶剤の溶液として使用され
る。この硬化剤組成物中に、澱粉、コーンスターチ、グ
ルコース、デキストリン等の糖類及びその誘導体等を含
有してもよい。

【０００８】酸硬化性樹脂に、鋳型強度や取り扱い易さ
を向上させるために、他の性能に悪影響を与えない範囲
内で希釈剤を混合しても差し支えない。その配合量は２
０重量％以下であることが好ましい。使用できる希釈剤
を具体的に例示すれば、ベンゼン、キシレン等の芳香族
炭化水素や、メタノール、エタノール、フルフリルアル
コール等のアルコール類や、ジエチルエーテル、アニソ
ール、アセタール等のエーテル類や、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類や、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等の複素環炭化水素や、酢酸メチル、酢酸エチ
ル等のエステル類や、エチレングリコール、グリセリン
等の多価アルコール類や、２−メトキシエタノール、２
−エトキシエタノール等のセロソルブ類や、２−メトキ
シエチルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、
２−ブトキシエチルアセテート、２−フェノキシエチル
アセテート等のセロソルブアセテート類や、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート等のカルビト
ールアセテート類等が挙げられる。更に、鋳型強度をよ
り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−アミノ）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、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン等が挙げられる。本発明のシステムで
砂中子を製造する際の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、ジルコンサンド、クロマイト
サンド等が使用される。

【０００９】また、上記の様にして製造された砂中子は
、表面に従来一般に知られている表面被覆剤、即ちジル
コンフラワー、合成雲母、コロイダルシリカ等の耐火物
及び糖蜜、ヘントナイト等のバインダー成分を水、低級
アルコール等に混合して成る表面被覆剤を塗布・乾燥せ
しめて皮膜を形成した後に、金型内にセットし、数１０
ｋｇ／ｃｍ２　〜数１００　ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で軽
合金をダイカスト機で鋳造する。

【００１０】

【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例により制限されるものではな
い。実施例１〜１１及び比較例１〜６オーストラリア産フラタリー硅砂１０００重量部に対し
、硬化剤組成物（トルエンスルホン酸−銅塩：４０重量
％、メタノール：４０重量％、水：２０重量％）　４．
５重量部、表１に示す粘結剤組成物１５重量部を添加混
練した砂混合物をフランウォームボックス用垂直割造型
機に空気圧　４．０Ｋｇ／ｃｍ２にて吹き込み硬化温度
　１８０℃で３０秒間焼成し、砂の振出し性評価用砂中
子を成型した。シェルの砂中子はレジンコーテッドサン
ド（Ｒｅｓｉｎ　Ｃｏａｔｅｄ　Ｓａｎｄ，ＲＣＳ）を
シェル用垂直割造型機に空気圧　１．５Ｋｇ／ｃｍ２に
て吹き込み、硬化温度　３００℃で１分間焼成して成型
した。成型した砂中子にジルコンフラワー７０重量部、
合成雲母２０重量部、コロイダルシリカ１０重量部、ヘ
ントナイト５重量部、糖蜜２重量部及び水４０重量部よ
り成る表面被覆剤を塗布・乾燥せしめて皮膜を形成した
後に、金型内にセットし、　１００ｋｇ／ｃｍ２　の圧
力でアルミニウム合金（材質ＡＣ−４Ｃ）をダイカスト
機で鋳造し砂の振出し性を評価した。その結果を表１及
び表２に示す。また、同様に２５×２５×２５０ｍ／ｍ
　の曲げ強度測定用砂中子を硬化温度　１８０℃で２０
秒間焼成し、焼成後１５秒後の曲げ強度を測定した。そ
の結果を表１及び表２に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】

【発明の効果】高圧で軽合金を鋳造するダイカストにお
いてアンダーカット部に適用される砂中子を製造する際
に、本発明の粘結剤組成物を用いることにより、鋳型の
物性向上と、鋳物品質の向上と、作業環境等の改善とが
可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　数１０ｋｇ／ｃｍ２　〜数１００　ｋ
ｇ／ｃｍ２　の圧力で軽合金を鋳造するダイカストにお
いてアンダーカット部に適用される砂中子を、耐火性粒
状骨材に硬化剤と粘結剤組成物を添加混練した後、加熱
硬化して製造する際に用いられる粘結剤組成物であって
、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール−ホル
マリン、尿素−ホルマリンの少なくとも１種の共縮合物
又は混合物を主成分とし、更に下記の（ａ）　〜（ｋ）
　から選ばれた熱可塑性樹脂の少なくとも１種とホルマ
リン捕捉剤とを含有することを特徴とする高圧鋳造砂中
子用粘結剤組成物。（ａ）　クマロン樹脂（ｂ）　ケトン樹脂（ｃ）　酢酸ビニル樹脂（ｄ）　ポリスチレン（ｅ）　ポリビニルアルコール（ｆ）　石油樹脂（ｇ）　ジシクロペンタジエン樹脂（ｈ）　ロジン（ｉ）　オルガノソルボリシス−リグニン（ｊ）　ビス
フェノールＡ残渣（ｋ）　レゾルシン残渣
【請求項２】　　（ａ）　〜（ｋ）　の熱可塑性樹脂及
びホルマリン捕捉剤の含有率が、粘結剤組成物中各々３
〜３０重量％及び１．０　〜１０．０重量％である請求
項１記載の高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物。
【請求項３】　　熱可塑性樹脂の平均分子量が　３００
〜５００００　である請求項１記載の高圧鋳造砂中子用
粘結剤組成物。
【請求項４】　　ホルマリン捕捉剤が尿素、フェノール
、クレゾール、キシレノール又はレゾルシンである請求
項１及び２記載の高圧鋳造砂中子用粘結剤組成物。