JPH0573496B2

JPH0573496B2 -

Info

Publication number: JPH0573496B2
Application number: JP18474387A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sakai; Kazuhiko Kiuchi; Masuo Sawa
Original assignee: Kao Quaker Co Ltd
Current assignee: Kao Quaker Co Ltd
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1993-10-14
Also published as: JPS6431541A

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於いて鋳型を製造す
る際に用いられる硬化剤組成物に関するものであ
る。更に詳しくは、耐火性粒状骨材と酸硬化性樹
脂との混合物を硬化させるための加熱硬化鋳型用
硬化剤組成物に関するものである。〔従来の技術及びその問題点〕従来、加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性
粒状骨材にフエノールノボラツク樹脂を被覆し、
ヘキサメチレンテトラミンを触媒として約300℃
近辺で加熱硬化せしめる、所謂シエルモールド法
がある。この加熱硬化法は設備的に簡便であり、
作業的に使用しやす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
ため、金型の歪、鋳型の歪が多く、鋳型のバリ取
り作業が欠かせず、また寸法精度も不充分であつ
た。更に硬化温度が高い事による作業環境の劣悪
さ及びフエノール樹脂、ヘ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℃近辺で、耐火性粒状骨材にフエノ
ールレゾール樹脂やフラン分の少ないフエノール
又は尿素／ホルマリン変性フラン樹脂等の酸硬化
性樹脂と、塩化アンモニウム、シユウ酸等の硬化
触媒を混じた混合物を加熱硬化する、所謂ホツト
ボツクス法がある。これは硬化時間もシエルモー
ド法よりは短く、温度による歪、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。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究
の結果、特定のスルホン酸塩と遊離のスルホン酸
を含有する硬化剤が他の性能を低下させることな
く、大幅に鋳型の硬化速度を向上せしめることを
見い出し本発明を完成するに到つた。即ち、本発明は、耐火性粒状骨材と酸硬化性樹
脂との混合物を硬化させるための硬化剤組成物で
あつて、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含み、かつ遊離のスルホン
酸を５〜50重量％含有することを特徴とする加熱
硬化鋳型用硬化剤組成物を提供するものである。本発明において、低級脂肪族スルホン酸として
は、例えばメタンスルホン酸等の低級アルキルス
ルホン酸が挙げられ、また芳香族スルホン酸とし
ては、例えばベンゼンスルホン酸、フエノールス
ルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホ
ン酸等が挙げられる。また、本発明において、弱
塩基としては、例えばアルミニウム、銅、亜鉛、
鉄等の金属塩が挙げられる。即ち、本発明における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は、上記スル
ホン酸と上記弱塩基を反応させて得られる塩であ
り、特にベンゼンスルホン酸、フエノールスルホ
ン酸、トルエンスルホン酸またはキシレンスルホ
ン酸の少なくとも１種と、銅または鉄の少なくと
も１種との塩が好ましい。本発明において、遊離のスルホン酸としては、
前記の低級脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸
等を挙げることができる。また本発明の硬化剤組
成物中に含有される遊離のスルホン酸の量は５〜
50重量％、好ましくは５〜30重量％である。尚、本発明の硬化剤組成物中には上記スルホン
酸の塩が好ましくは10〜60重量％含まれ、また、
水、アルコールなどの溶剤が20〜85重量％含まれ
るのが好ましい。望ましい硬化剤組成物と酸硬化性樹脂との系に
あたつては、所与の作業温度においてはたとえ硬
化剤組成物が存在していても樹脂の早期硬化が於
きることはないが、所望の温度に達するか、また
はそれを超えれば樹脂が急速かつ完全に硬化しな
くてはならない。また、可視時間が比較的短い硬化系の場合、材
料を混合する鋳造職人による反復作業努力を必要
とするか、または早期硬化、すなわち、砂による
中子素材を形成すべき金型またはパターンに入れ
る前に硬化の状態となつた材料を処分せざるを得
ない為に起きる薬剤浪費を来すようになる。尚、
上記「可使時間」というのは実質部分の重合反応
が起こり始めるまで、硬化剤組成物を樹脂と混合
したままの状態で保持し得る時間を意味する。すなわち、本発明における弱塩基とスルホン酸
の塩を主成分とする硬化剤組成物中に含有される
遊離のスルホン酸の量が50重量％を超えると、可
使時間が最近の実際の鋳造実施の際に受入可能な
可使時間に比べて短いという欠点が生じる。尚、本発明の硬化剤組成物は、通常水や溶剤の
溶液として用いられるが、硬化剤溶液中に澱粉、
コーンスターチ、グルコール、デキストリン等の
糖類及びその誘導体を含有させることもできる。本発明に用いられる酸硬化性樹脂は、フルフリ
ルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒ
ドの縮合物、フエノール化合物とアルデヒドの縮
合物の単独もしくは少なくとも１種以上の混合物
或いは共縮合せしめた縮合物を主体とする樹脂で
あり、用いられるフエノール化合物としては、例
えばフエトール、クレゾール、キシレノール、レ
ゾルシン、メチレンビスフエノール、カテコール
等が挙げられ、好ましくはフエノール、クレゾー
ル、キシレノールである。また、本発明に用いられる酸硬化性樹脂には変
性剤として例えば、尿素や尿素／アルデヒド縮合
物を混合もしくは共縮合させることもできるし、
また従来公知の変性剤の少なくとも一種を混合も
しくは共縮合させることもできる。従来公知の変性剤を具体的に例示すれば、クマ
ロン・インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル、
アルキツド樹脂、ポリビニルアルコール、エポキ
シ樹脂、エチレン・ビニルアセテート、ポリビニ
ルアセテート、ポリブタジエン、ポリエーテル、
ポリエチレンイミン、ポリ塩化ビニル、ポリアク
リル酸エステル、ポリビニルブチラール、フエノ
キシ樹脂、酢酸セルロース、キシレン樹脂、トル
エン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂、ポリビニ
ルホルマール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナ
イロン等のポリマー及びオリゴマーや、リグニ
ン、リグニンスルホン酸、ロジン、エステルガ
ム、植物湯、ビチユーメン、重油、カシユーナツ
ト殻液、バニリン、タンニン類等の天然物や、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や、レゾルシン残渣、ク
レゾール残渣、２，２，４−トリメチル−４−
（ヒドロキシフエニル）クマロンとイソプロペニ
ルフエノールの反応副生物、テレフタル酸とエチ
レングリコールの反応副生物等の反応残渣及び副
生物や、ポリエチレングリコール等の多価アルコ
ールや、アセトン、シクロヘキサノン、アセトフ
エノン等のケトン類及びアルデヒドとの縮合物
や、ジシアンアミド、アクリルアミド、チオ尿素
等のアミノもしくはイミノ化合物及びそれらのア
ルデヒド縮合物や、フルフラール、グリオキザー
ル等のアルデヒド化合物や、イソシアヌル酸エス
テル、不飽和脂肪酸エステル等のエステル化合物
などである。これら変性剤の変性率は20％以下で
あることが好ましい。更に、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20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−フエノキシエチルア
セテート等のセロソルブアセテート類や、ジエチ
レンル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
カツプリング剤を加えても差し支えない。シラン
カツ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、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。鋳型を製造するには、本発明に係る硬化剤組成
物と共に耐火性粒状骨材として、石英質を主成分
とする硅砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、オ
リビン砂等が使用されるが、特に限定されるもの
ではない。〔実施例〕以下、実施例をもつて本発明の詳細を説明する
が、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。実施例１〜10、比較例１〜４オーストラリア産フラタリー硅砂100重量部に、
表−１に示す如き弱塩基とスルホン酸の塩、及び
遊離のスルホン酸を含有する水−メタノール
（１：４重量比）溶液を0.45重量部、尿素変性フ
ラン樹脂を1.5重量部添加混合した混合物を、予
め180℃に加熱した25×25×250ｍ／ｍの金型に加
圧空気と共に吹き込んで充填し、10秒間焼成して
鋳型を成型し、焼成後10秒間の鋳型曲げ強度を測
定した。結果を表−１に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１耐火性粒状骨材と酸硬化性樹脂との混合物を
硬化させるための硬化剤組成物であつて、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
の塩を含み、かつ遊離のスルホン酸を５〜50重量
％含有することを特徴とする加熱硬化鋳型用硬化
剤組成物。２弱塩基と低級脂肪族スルホン酸又は芳香族ス
ルホン酸との塩がベンゼンスルホン酸、フエノー
ルスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンス
ルホン酸または低級アルキルスルホン酸の少なく
とも１種と、アルミニウム、銅、亜鉛、鉄の少な
くとも１種との塩である特許請求の範囲第１項記
載の硬化剤組成物。３遊離のスルホン酸の含有量が５〜30重量％で
ある特許請求の範囲第１項記載の硬化剤組成物。