JPH0510177B2 - - Google Patents

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JPH0510177B2
JPH0510177B2 JP59013019A JP1301984A JPH0510177B2 JP H0510177 B2 JPH0510177 B2 JP H0510177B2 JP 59013019 A JP59013019 A JP 59013019A JP 1301984 A JP1301984 A JP 1301984A JP H0510177 B2 JPH0510177 B2 JP H0510177B2
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JP
Japan
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carbon atoms
mold
aliphatic hydrocarbon
formula
general formula
Prior art date
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JP59013019A
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JPS60158943A (ja
Inventor
Yasuyuki Kawakatsu
Yoshihiro Ejiri
Kazuo Ito
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Kao Quaker Co Ltd
Original Assignee
Kao Quaker Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0510177B2 publication Critical patent/JPH0510177B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/20Compositions 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 of organic agents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は鋳型の製造方法に関する。更に詳しく
は、耐火性粒状材料に酸硬化性樹脂と過酸化物と
エーテル類、ケトン類、アルデヒド類、脂肪族炭
化水素、芳香族炭化水素等の化合物、又は天然動
植物油脂等の混合物を添加混練成型した砂型に、
ガス状又はエロゾル状の二酸化硫黄を吹き込ん
で、初期の鋳型強度を増進させ且つ生産速度を改
良する鋳型の製造方法に関するものである。 従来、鋳物工場で中子及び主型を製造するに当
り、産業廃棄物公害の低減、生産性の合理化、迅
速性等、種々の利点により有機自硬性粘結剤を使
用する鋳型製造法が、水ガラス、セメント等無機
系粘結剤を使用する製造法に替わり広く使用され
る様になつた。 しかし有機自硬性粘結剤を使用する従来の鋳型
製造法もいくつかの難点が存在し、例えば粒状耐
火物と混練された有機自硬性粘結剤は、自硬性故
に、模型に充填されて目的とする鋳型を造型する
際に通常数十分から数時間の硬化強度発現の為の
放置時間が必要であり、一方混練開始から自硬成
分の化学反応が始まる為、粒状耐火物粒子間に粘
結力が失われ、作業に伴なう可使時間が限定され
るという問題点がある。 従つて鋳型製造に長時間を要し、かつ混練砂の
可使時間に制限がある有機自硬性鋳型法は中・大
量の鋳型生産を必要とする分野には適当でない。 通常、これらの用途には従来よりフエノール樹
脂を耐火性骨材に被覆したものを熱硬化させるク
ローニング法や、フラン系樹脂を使用するホツト
ボツクス法があるが、近年省エネルギー、更に生
産性を向上させるため、コールドボツクス法と呼
ばれる所の、砂型にガス状又はエロゾル状物質を
吹き込んで、瞬時に鋳型を製造する方法がこれら
の分野で実用化されつつある。 コールドボツクス法の一つに有機ポリイソシア
ネートとポリオール型樹脂を鋳型用粘結剤として
用い、エロゾル状の3級アミンを注入して鋳型を
硬化させるウレタン系コールドボツクス法があ
る。併しながらこの方法は鋳物製造時の鋳砂の崩
壊性が悪いとか、砂かみ、すくわれ、ピンホー
ル、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生しやすい等の欠
点が存在している。 それに替えてフラン系、フエノール系、尿素系
樹脂の如き酸硬化性樹脂を酸化剤存在下にガス状
あるいはエロゾル状の二酸化硫黄を吹き込んで硬
化させる「酸硬化性コールドボツクス法」(特許
第807786号)が前記ウレタン系コールドボツクス
法の難点を解決する方法として近年急速に注目を
集めている。 本発明はこの酸硬化性コールドボツクス法の改
良に関するものである。即ち中大量に連続造型さ
れる鋳型生産分野で、コールドボツクス法を利用
して製造する場合は、混練された耐火性粒状物を
型枠に充填後、数分間望ましくは1分以内で機械
的手段を用いて型枠から取り出される必要があつ
た。従来の酸硬化性樹脂と過酸化物だけで造型さ
れた鋳型は、30秒での初期強度が十分でなく、部
分的に破損を起したり、鋳型の充填不良等がみら
れた。 本発明者らは、鋭意研究の結果、鋳型生産性を
更に向上させるため、成型後1分以内の初期強度
を改善する製造法として、耐火性粒状材料中に、
エーテル類、ケトン類、アルデヒド類、脂肪族炭
化水素、芳香族炭化水素等の1種又は2種以上の
化合物、又は天然動植物油脂等の1種以上の混合
物を添加し、撹伴混練した後、酸硬化性樹脂及び
過酸化物を添加混練するか、又は耐火性粒状材料
に、酸硬化性樹脂を添加混練後、エーテル類、ケ
トン類、アルデヒド類、脂肪族炭化水素、芳香族
炭化水素等の1種又は2種以上の化合物、又は天
然動植物油脂等の1種又は2種以上の混合物を添
加し、更に過酸化物を添加混練し、ガス状又はエ
ロゾル状の二酸化硫黄を吹き込んで鋳型を製造す
る方法を見出した。 フルフリルアルコール、尿素、フエノール及び
メラミンの1種又は2種以上のホルマリンとの重
縮合物又はこれらの2種以上の混合物からなる酸
硬化性樹脂と、過酸化物と、耐火性粒状材料に対
して0.05〜2.0重量%の下記のa)〜l)の化合
物又は混合物の1種又は2種以上とを予め混合す
ること無しに使用時に添加混練し成型して得られ
た砂型に対して、ガス状又はエロゾル状の二酸化
硫黄を吹き込むことを特徴とする鋳型の製造方法
に関わるものである。 a 一般式R1−O−R2
【式】又はR1− CHOで示される化合物(R1及びR2は炭素原子
数2〜8の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基) b 一般式
【式】で示される化合物(R1 及びR2は炭素原子数18以下の脂肪族炭化水素
基又は水素) c ベンゼン環に付く置換基が、メトキシ基、ア
ルデヒド基又はニトロ基の夫々1個又は2個以
上又は2種以上、又はヒドロキシル基を含めた
2種以上である芳香族化合物 d 炭素原子数が5〜12である脂肪族炭化水素 e 五員環又は六員環中に酸素原子を1以上持つ
複素環式化合物又はフラン環にアルデヒド基を
1以上持つ化合物 f 一般式R1−COO−R2で示される化合物(R1
及びR2は炭素原子数18以下の脂肪族炭化水素
基、但し一方は水素であり得る) g 一般式
【式】で示される化合物 (R1は炭素原子数8以下の脂肪族炭化水素基) h 一般式
【式】で示される化合物 (R1及びR2は炭素原子数8以下の不飽和脂肪族
炭化水素基) i 一搬式R1−COO−R2−OOC−R3で示される
化合物(R1,R2及びR3は炭素原子数6以下の
脂肪族炭化水素基) j 一般式R1−COO−R2−O−R3で示される化
合物(R1,R2及びR3は炭素原子数4以下の脂
肪族炭化水素基) k 一般式
【式】で示される化合物(R1, R2及びR3は炭素原子数6以下の脂肪族炭化水
素又は芳香族炭化水素基) l 天然動植物油脂又は天然樹脂 本発明に於て耐火性粒状材料又は酸硬化性樹脂
で被覆された耐火性粒状材料中に添加混練される
上記a)〜l)の化合物又は混合物としては具体
的には次の様なものがあげられる。スチレン、ジ
ビニルベンゼン、トルエン、キシレン、ジブチル
ケトン、メチルエチルケトン、亜リン酸トリ−n
−ブチル、アクリル酸−n−ブチル、メタクリル
酸−n−ブチル、メタクリル酸アリル、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、ジプロピルエ
ーテル、イソブチルビニルエーテル、アニソー
ル、アリルエーテル、フラン、酢酸ブチルセロソ
ルブ、アクリル酸ビニル、アリルアセトン、メシ
チルオキシド、カプロン、p−アニスアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド、フルフラール、1,4ジ
オキサン、蟻酸n−ヘキシル、酢酸−n−ブチ
ル、酢酸ベンジル、プロピオン酸−n−ブチル、
ヤシ酸メチル、オレイン酸メチル、プロピレング
リコールジアセテート、n−ヘキサン、イソプレ
ン、n−ヘプタン、ヒマシ油、テレピン油、粗ト
ール油等であり、これらの1種又は2種以上が、
耐火性粒状材料に対して0.05重量%〜2重量%、
望ましくは0.1重量%〜1重量%使用される。更
にこれに過酸化物が添加混練された組成物は、上
記a)〜l)の化合物又は混合物が添加混練され
ないものに比べて、型枠への充填性に富むと共
に、硬化した鋳型の初期強度が一段と向上する。
その理由は詳細が判明している訳ではないが、恐
らく組成物界面、すなわち固体−液体、液体−液
体界面に働きかけて、粒子に対する濡れ浸透及び
拡散を容易にすると共に物理的分散性が付与され
るものと推察される。同時に二酸化硫黄ガスと過
酸化物との化学反応を促進させる作用を併せ持つ
ていると推察される。上記a)〜l)の化合物又
は混合物の使用量が耐火性粒状材料に対して0.05
重量%未満では粒子に対する濡れ浸透及び拡散性
向上の効果がなく、又耐火性粒状材料に対して
2.0重量%を越えると酸硬化性樹脂に対する希釈
効果が大きくなり過ぎ、強度低下を起こす。 本発明における酸硬化性樹脂a)〜l)の化合
物又は混合物との配合割合は、重量比で100:5
〜100:50が好ましい。化合物又は混合物の比率
が酸硬化性樹脂100重量部に対して5重量部未満
では粒子に対する濡れ浸透及び拡散性向上の効果
が少なく、又50重量部を越えると酸硬化性樹脂に
対する希釈効果が大きくなり過ぎ、強度低下を起
こす。 本発明に用いられる、酸硬化性樹脂は、酸を硬
化触媒として、硬化し得る樹脂であれば全て使用
可能で、一般にはフラン、尿素、フエノール、メ
ラミンの1種又は2種以上のホルマリン重縮合物
又はこれ等重縮合物の2種以上の混合物である。
又耐火性粒状材料としては、硅質分の高い硅砂、
ジルコン、クロマイト、アルミナ、オリビン砂等
の鋳造用耐火物粒子であれば本質的に何れも使用
可能である。過酸化物としては、ケトン系、ジア
シル系、ジアルキル系等の有機過酸化物及び過酸
化水素等の無機系過酸化物の夫々単独もしくは2
種以が上用いられる。これら酸硬化性樹脂並びに
過酸化物の使用量は従来通常使用される量範囲で
あれば凡て使用可能である。通常、耐火性粒状材
料1000重量部に対して、酸硬化性樹脂5〜30重量
部、過酸化物3〜10重量部使用される。 以下に、本発明をより詳細に説明するため実施
例をあげて説明するが、これにより本発明の範囲
を制限するものではない。 実施例 耐火性粒状材料であるフラタリー砂(オースト
ラリア産)2000g中に第1表に示す化合物又は混
合物の1種以上を加えて1分間キツチンミキサー
で撹拌混練後、フラン尿素ホルマリン樹脂20gを
加えて1分間撹拌混練した。これに活性酸素が10
%であるメチルエチルケトンパーオキサイド8g
を加えて、更に1分間撹拌混練した。 混合終了した試料を鋳型用型枠(25×25×250)
にコアシユーター〔新東工業(株)製〕を用いて充填
後、二酸化硫黄ガスを注入し、鋳型を成型した。 混練砂の充填性及び初期曲げ強度を評価するに
当り、成型後の鋳型重量と二酸化硫黄ガス吹き込
み開始から数えて30秒後の曲げ強度を測定した。 第1表に示した値は、例示の化合物又は混合物
を加えなかつた場合の鋳型重量と初期曲げ強度
(ブランク)を100とした比率で示す。
【表】
【表】 第1表に示す様に、ブランクに比べて本発明の
実施例のものは、鋳型充填密度が向上する為、重
量比で5%〜26%上昇すると共に、初期強度にお
いても10%〜95%の上昇しており、本発明の製造
法の有用性が認められる。 実施例30〜35、比較例1〜3 耐火性粒状材料であるフラタリー砂2000g中
に、第2表に示す化合物又は混合物の1種以上を
加えて1分間キツチンミキサーで撹拌混練後、第
2表記載の酸硬化性樹脂20gを加えて1分間撹拌
混練した。これに活性酸素が10%であるメチルエ
チルケトンパーオキサイド8gを加えて、更に1
分間撹拌混練した。 この混練物を用いて実施例1〜29と同様に、曲
げ強度測定用鋳型を成型し、二酸化硫黄ガス吹き
込み開始から数えて30秒後の曲げ強度を測定し
た。 結果を第2表に示した。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 耐火性粒状材料に、フルフリルアルコール、
    尿素、フエノール及びメラミンの1種又は2種以
    上のホルマリンとの重縮合物又はこれらの2種以
    上の混合物からなる酸硬化性樹脂と、過酸化物
    と、耐火性粒状材料に対して0.05〜2.0重量%の
    下記のa)〜l)の化合物又は混合物の1種又は
    2種以上とを予め混合すること無しに使用時に添
    加混練し成型して得られた砂型に対して、ガス状
    又はエロゾル状の二酸化硫黄を吹き込むことを特
    徴とする鋳型の製造方法。 a 一般式R1−O−R2,【式】又はR1− CHOで示される化合物(R1及びR2は炭素原子
    数1〜8の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基) b 一般式【式】で示される化合物(R1 及びR2は炭素原子数18以下の脂肪族炭化水素
    基又は水素) c ベンゼン環に付く置換基が、メトキシ基、ア
    ルデヒド基又はニトロ基の夫々1個又は2個以
    上又は2種以上、又はヒドロキシル基を含めた
    2種以上である芳香族化合物 d 炭素原子数が5〜12である脂肪族炭化水素 e 五員環又は六員環中に酸素原子を1以上持つ
    複素環式化合物又はフラン環にアルデヒド基を
    1以上持つ化合物 f 一般式R1−COO−R2で示される化合物(R1
    及びR2は炭素原子数18以下の脂肪族炭化水素
    基、但し一方は水素であり得る) g 一般式【式】で示される化合物 (R1は炭素原子数8以下の脂肪族炭化水素基) h 一般式【式】で示される化合物 (R1及びR2は炭素原子数8以下の不飽和脂肪族
    炭化水素基) i 一搬式R1−COO−R2−OOC−R3で示される
    化合物(R1,R2及びR3は炭素原子数6以下の
    脂肪族炭化水素基) j 一般式R1−COO−R2−O−R3で示される化
    合物(R1,R2及びR3は炭素原子数4以下の脂
    肪族炭化水素基) k 一般式【式】で示される化合物(R1, R2及びR3は炭素原子数6以下の脂肪族炭化水
    素又は芳香族炭化水素基) l 天然動植物油脂又は天然樹脂 2 耐火性粒状材料に先ずa)〜l)の化合物又
    は混合物の1種又は2種以上を添加し、撹拌混練
    した後、酸硬化性樹脂及び過酸化物を添加混練
    し、ガス状又はエロゾル状の二酸化硫黄を吹き込
    む特許請求の範囲第1項記載の鋳型の製造方法。 3 耐火性粒状材料に酸硬化性樹脂を添加混練し
    た後、a)〜l)の化合物又は混合物の1種又は
    2種以上を添加し、更に過酸化物を添加混練し、
    ガス状又はエロゾル状の二酸化硫黄を吹き込む特
    許請求の範囲第1項記載の鋳型の製造方法。
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