JPH09192776A - 鋳物砂用粘結剤組成物 - Google Patents
鋳物砂用粘結剤組成物Info
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- JPH09192776A JPH09192776A JP19020196A JP19020196A JPH09192776A JP H09192776 A JPH09192776 A JP H09192776A JP 19020196 A JP19020196 A JP 19020196A JP 19020196 A JP19020196 A JP 19020196A JP H09192776 A JPH09192776 A JP H09192776A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂
水溶液を粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめ
るガス硬化性鋳型造型法に用いられる改良された粘結剤
組成物の提供。 【解決手段】 フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の重
量平均分子量が2100〜8000、好ましくは2500〜5000であ
るアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液か
らなることを特徴とするガス硬化性鋳型の鋳物砂用粘結
剤組成物。
水溶液を粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめ
るガス硬化性鋳型造型法に用いられる改良された粘結剤
組成物の提供。 【解決手段】 フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の重
量平均分子量が2100〜8000、好ましくは2500〜5000であ
るアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液か
らなることを特徴とするガス硬化性鋳型の鋳物砂用粘結
剤組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス硬化性鋳型における
粘結剤組成物に関するものである。更に詳しくは、アル
カリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤
として用い、これを有機エステルで硬化せしめるガス硬
化性鋳型造型法に用いられる改良された粘結剤組成物に
関するものである。
粘結剤組成物に関するものである。更に詳しくは、アル
カリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤
として用い、これを有機エステルで硬化せしめるガス硬
化性鋳型造型法に用いられる改良された粘結剤組成物に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】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
わり既に汎用的な造型法となっている。
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
わり既に汎用的な造型法となっている。
【0003】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所謂コーテッ
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
が巾広く使用されている。
はフェノール樹脂を粒状耐火物に被覆した所謂コーテッ
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
が巾広く使用されている。
【0004】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、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
ス鋳型製造法が、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来ている。
生産速度、更に鋳型、鋳物の品質を改善するため、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
ス鋳型製造法が、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来ている。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】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、アルカリフェノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、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号公報や特開昭58−154434号公報によ
り公知である。
法に用いられる粘結剤組成物として、アルカリフェノー
ル−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、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号公報や特開昭58−154434号公報によ
り公知である。
【0006】この粘結剤を用いたガス硬化性鋳型造型法
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
いた鋳型造型法に比較して浸硫の傾向が小さい等の長所
を有するが、反面酸硬化性鋳型造型法に比較して、鋳型
強度が低い、可使時間が短い、砂再生性が劣るなどの欠
点を有しており、更にその改良が望まれている。
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
いた鋳型造型法に比較して浸硫の傾向が小さい等の長所
を有するが、反面酸硬化性鋳型造型法に比較して、鋳型
強度が低い、可使時間が短い、砂再生性が劣るなどの欠
点を有しており、更にその改良が望まれている。
【0007】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、前記問
題点を解決すべく、鋭意研究の結果、適正な範囲の重量
平均分子量を有するフェノールホルムアルデヒド樹脂を
用いたアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶
液を粘結剤とすることにより、これを有機エステルで硬
化せしめるガス硬化性鋳型造型法において、低レベルの
樹脂量で鋳型最終強度を低下させることなく、初期強度
が大幅に改善されることを見い出し、本発明に到達し
た。
題点を解決すべく、鋭意研究の結果、適正な範囲の重量
平均分子量を有するフェノールホルムアルデヒド樹脂を
用いたアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶
液を粘結剤とすることにより、これを有機エステルで硬
化せしめるガス硬化性鋳型造型法において、低レベルの
樹脂量で鋳型最終強度を低下させることなく、初期強度
が大幅に改善されることを見い出し、本発明に到達し
た。
【0008】即ち、本発明は、アルカリフェノール−ホ
ルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、これを有機エ
ステルで硬化せしめるガス硬化性鋳型造型法に用いられ
る粘結剤組成物であって、フェノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂の重量平均分子量が2100〜8000、好ましくは2500
〜5000であるアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂水溶液からなることを特徴とする鋳物砂用粘結剤組成
物に係わるものであり、本発明の粘結剤組成物を用いる
ことにより、鋳型最終強度を低下させることなく、鋳型
の初期強度を大幅に改善することができる。
ルムアルデヒド樹脂水溶液を粘結剤とし、これを有機エ
ステルで硬化せしめるガス硬化性鋳型造型法に用いられ
る粘結剤組成物であって、フェノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂の重量平均分子量が2100〜8000、好ましくは2500
〜5000であるアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹
脂水溶液からなることを特徴とする鋳物砂用粘結剤組成
物に係わるものであり、本発明の粘結剤組成物を用いる
ことにより、鋳型最終強度を低下させることなく、鋳型
の初期強度を大幅に改善することができる。
【0009】鋳型の初期強度に対して粘結剤組成物の重
量平均分子量は、硬化速度、濡れ性、充填性、硬化剤の
分散性など、それらの相互作用を含めた複雑な要因のバ
ランスと密接に関係していると思われる。特にコールド
ボックス法においては、粘結剤を混練した鋳物砂を加圧
空気で複雑な形状の金型へ吹き込むため、前記関係は特
に密接である。それ故、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂の重量平均分子量を適正な範囲に調整することは極
めて重要である。
量平均分子量は、硬化速度、濡れ性、充填性、硬化剤の
分散性など、それらの相互作用を含めた複雑な要因のバ
ランスと密接に関係していると思われる。特にコールド
ボックス法においては、粘結剤を混練した鋳物砂を加圧
空気で複雑な形状の金型へ吹き込むため、前記関係は特
に密接である。それ故、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂の重量平均分子量を適正な範囲に調整することは極
めて重要である。
【0010】即ち本発明におけるフェノール−ホルムア
ルデヒド樹脂の重量平均分子量を2100〜8000、好ましく
は2500〜5000にすることにより、鋳型の初期強度は大幅
に改善される。分子量がこの範囲を外れると初期強度は
著しく低下する。
ルデヒド樹脂の重量平均分子量を2100〜8000、好ましく
は2500〜5000にすることにより、鋳型の初期強度は大幅
に改善される。分子量がこの範囲を外れると初期強度は
著しく低下する。
【0011】尚、樹脂の重量平均分子量はGPC(ゲル
パーミェーションクロマトグラフィー)により求められ
る。本発明における重量平均分子量の測定条件は下記の
実施例に示した。
パーミェーションクロマトグラフィー)により求められ
る。本発明における重量平均分子量の測定条件は下記の
実施例に示した。
【0012】本発明におけるフェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂製造時の反応触媒は通常KOHが用いられる
が、所定量のKOHの全量を反応触媒として用いても良
いし、また触媒として必要最小限の量以外は反応後場合
によってはNaOHやLiOHと一緒に添加することも
可能である。但し、粘結剤中の全アルカリとフェノール
のモル比は 0.3:1〜 1.2:1が好ましい。
ヒド樹脂製造時の反応触媒は通常KOHが用いられる
が、所定量のKOHの全量を反応触媒として用いても良
いし、また触媒として必要最小限の量以外は反応後場合
によってはNaOHやLiOHと一緒に添加することも
可能である。但し、粘結剤中の全アルカリとフェノール
のモル比は 0.3:1〜 1.2:1が好ましい。
【0013】また本発明におけるアルカリフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂は水溶液として得られるが、水溶
液中の固型物含量は50〜75重量%であることが望まし
い。
ホルムアルデヒド樹脂は水溶液として得られるが、水溶
液中の固型物含量は50〜75重量%であることが望まし
い。
【0014】本発明におけるフェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂製造反応時のホルムアルデヒドとフェノールの
モル比は 1.5:1〜 2.5:1の範囲が好ましい。ホルム
アルデヒド量が上記範囲より小さい場合は鋳型強度の低
下が大きい。また上記範囲よりも大きい場合は可使時間
の改善効果は低下する。
ヒド樹脂製造反応時のホルムアルデヒドとフェノールの
モル比は 1.5:1〜 2.5:1の範囲が好ましい。ホルム
アルデヒド量が上記範囲より小さい場合は鋳型強度の低
下が大きい。また上記範囲よりも大きい場合は可使時間
の改善効果は低下する。
【0015】また、更に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。好ましい
シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランやγ−(2−アミノエチル)アミノプロ
ピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ランカップリング剤を加えても差し支えない。好ましい
シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルト
リエトキシシランやγ−(2−アミノエチル)アミノプロ
ピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0016】本発明の粘結剤組成物を用いてガス硬化性
鋳型を製造するには、先ず耐火性粒状物 100重量部にア
ルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液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。
鋳型を製造するには、先ず耐火性粒状物 100重量部にア
ルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液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。
【0017】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、ギ酸メチルが好
ましい。
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、ギ酸メチルが好
ましい。
【0018】また、耐火性粒状材料としては石英質を主
成分とする硅砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリ
ビン砂等の無機耐火性粒状物が使用されるが、特に限定
されるものではない。
成分とする硅砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリ
ビン砂等の無機耐火性粒状物が使用されるが、特に限定
されるものではない。
【0019】
【実施例】以下、実施例をもって本発明の詳細を説明す
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。尚、本実施例における重量平均分子量は、GP
Cにより下記条件で測定した。
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。尚、本実施例における重量平均分子量は、GP
Cにより下記条件で測定した。
【0020】<重量平均分子量の測定法> (a) サンプル調製 試料に適量の水を加え、H2SO4を加え中和する。生成
した沈澱を濾過分離し、水洗し、乾燥する。これをテト
ラヒドロフラン(THF)に溶解し、GPC用のサンプ
ルを調製した。 (b) カラム:ガードカラムTSK(東洋曹達工業(株)
製)HXL(6.5mmφ×4cm)1本とTSK3000HXL
(7.8mmφ×30cm)1本とTSK2500HXL(7.8mmφ×30
cm)1本。注入口側よりガードカラム→3000HXL→25
00HXL接続。 (c) 標準物質:ポリスチレン(東洋曹達工業(株)製) (d) 溶出液: THF、流速;1ml/min(圧力40〜70kg/cm2)。 (e) カラム温度:室温(20〜25℃) (f) 検出器:UV(紫外分光光度計) 波長はフェノールの紫外極大ピークにより定量した。 (g) 分子量計算の為の分割法 時間分割(2秒) 尚、GPC測定に際し、使用した測定機器及び接続法は
図1の通りである。図中、1は溶媒、2はポンプ、3は
試料注入バルブ、4は脈動・圧力・流量制御回路、5は
ガードカラム、6は3000HXLカラム、7は2500HXL
カラム、8はUV検出器、9はデーター処理装置、10は
廃液である。
した沈澱を濾過分離し、水洗し、乾燥する。これをテト
ラヒドロフラン(THF)に溶解し、GPC用のサンプ
ルを調製した。 (b) カラム:ガードカラムTSK(東洋曹達工業(株)
製)HXL(6.5mmφ×4cm)1本とTSK3000HXL
(7.8mmφ×30cm)1本とTSK2500HXL(7.8mmφ×30
cm)1本。注入口側よりガードカラム→3000HXL→25
00HXL接続。 (c) 標準物質:ポリスチレン(東洋曹達工業(株)製) (d) 溶出液: THF、流速;1ml/min(圧力40〜70kg/cm2)。 (e) カラム温度:室温(20〜25℃) (f) 検出器:UV(紫外分光光度計) 波長はフェノールの紫外極大ピークにより定量した。 (g) 分子量計算の為の分割法 時間分割(2秒) 尚、GPC測定に際し、使用した測定機器及び接続法は
図1の通りである。図中、1は溶媒、2はポンプ、3は
試料注入バルブ、4は脈動・圧力・流量制御回路、5は
ガードカラム、6は3000HXLカラム、7は2500HXL
カラム、8はUV検出器、9はデーター処理装置、10は
廃液である。
【0021】実施例1〜4及び比較例1〜2 50%KOH水溶液中にKOHと当モル比のフェノールを
加え、撹拌、溶解した。この溶液を80℃に保ちながら、
フェノールに対し、2モル倍の50%ホルムアルデヒド水
溶液を徐々に加えた。そして反応溶液中のフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるま
で80℃で反応し、各種重量平均分子量のアルカリフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を得た。得られた樹
脂水溶液を用い、ガス硬化性鋳型造型法における有機エ
ステル注入後の鋳型強度の経時変化(硬化速度)を評価
した。即ち、硅砂 100重量部に、得られた樹脂水溶液
2.0重量部を添加混練した混合物を、50mmφ×50mmh 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
0.8 重量部のガス状及びエロゾル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。結果を表1
に示す。
加え、撹拌、溶解した。この溶液を80℃に保ちながら、
フェノールに対し、2モル倍の50%ホルムアルデヒド水
溶液を徐々に加えた。そして反応溶液中のフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるま
で80℃で反応し、各種重量平均分子量のアルカリフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を得た。得られた樹
脂水溶液を用い、ガス硬化性鋳型造型法における有機エ
ステル注入後の鋳型強度の経時変化(硬化速度)を評価
した。即ち、硅砂 100重量部に、得られた樹脂水溶液
2.0重量部を添加混練した混合物を、50mmφ×50mmh 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
0.8 重量部のガス状及びエロゾル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。結果を表1
に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】上記の実施例で明白な様に、本発明によ
りアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂を粘結剤
とし、これを有機エステルで硬化せしめるガス硬化性鋳
型造型法において、鋳型最終強度を低下させることな
く、大幅に鋳型の初期強度を向上させ、鋳型の生産性を
著しく向上させることができる。
りアルカリフェノール−ホルムアルデヒド樹脂を粘結剤
とし、これを有機エステルで硬化せしめるガス硬化性鋳
型造型法において、鋳型最終強度を低下させることな
く、大幅に鋳型の初期強度を向上させ、鋳型の生産性を
著しく向上させることができる。
【図1】 本発明におけるGPCによる分子量測定の際
使用した測定機器及び接続法を示す工程図である。
使用した測定機器及び接続法を示す工程図である。
1 溶媒 2 ポンプ 3 試料注入バルブ 4 脈動・圧力・流量制御回路 5 ガードカラム 6 3000HXLカラム 7 2500HXLカラム 8 UV検出器 9 データー処理装置 10 廃液
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】実施例1〜4及び比較例1〜3 50%KOH水溶液中にKOHと当モル比のフェノールを
加え、撹拌、溶解した。この溶液を80℃に保ちながら、
フェノールに対し、2モル倍の50%ホルムアルデヒド水
溶液を徐々に加えた。そして反応溶液中のフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるま
で80℃で反応し、各種重量平均分子量のアルカリフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を得た。得られた樹
脂水溶液を用い、ガス硬化性鋳型造型法における有機エ
ステル注入後の鋳型強度の経時変化(硬化速度)を評価
した。即ち、硅砂 100重量部に、得られた樹脂水溶液
2.0重量部を添加混練した混合物を、50mmφ×50mmh 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
0.8 重量部のガス状及びエロゾル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。結果を表1
に示す。
加え、撹拌、溶解した。この溶液を80℃に保ちながら、
フェノールに対し、2モル倍の50%ホルムアルデヒド水
溶液を徐々に加えた。そして反応溶液中のフェノール−
ホルムアルデヒド樹脂が所定の重量平均分子量になるま
で80℃で反応し、各種重量平均分子量のアルカリフェノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂水溶液を得た。得られた樹
脂水溶液を用い、ガス硬化性鋳型造型法における有機エ
ステル注入後の鋳型強度の経時変化(硬化速度)を評価
した。即ち、硅砂 100重量部に、得られた樹脂水溶液
2.0重量部を添加混練した混合物を、50mmφ×50mmh 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
0.8 重量部のガス状及びエロゾル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。結果を表1
に示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【表1】
Claims (2)
- 【請求項1】 アルカリフェノール−ホルムアルデヒド
樹脂水溶液を粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せ
しめるガス硬化性鋳型造型法に用いられる粘結剤組成物
であって、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂の重量平
均分子量が2100〜8000であるアルカリフェノール−ホル
ムアルデヒド樹脂水溶液からなることを特徴とする鋳物
砂用粘結剤組成物。 - 【請求項2】 重量平均分子量が2500〜5000である特許
請求の範囲第1項記載の組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190201A JP2810651B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | ガス硬化性鋳型造型法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190201A JP2810651B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | ガス硬化性鋳型造型法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61094076A Division JPH062299B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09192776A true JPH09192776A (ja) | 1997-07-29 |
| JP2810651B2 JP2810651B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=16254145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8190201A Expired - Lifetime JP2810651B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | ガス硬化性鋳型造型法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810651B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154433A (ja) * | 1982-01-21 | 1983-09-13 | ボ−ドン(ユ−ケイ)リミテツド | 鋳造用鋳型および中子の製造方法 |
| JPS62252633A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | Kao Corp | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP8190201A patent/JP2810651B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154433A (ja) * | 1982-01-21 | 1983-09-13 | ボ−ドン(ユ−ケイ)リミテツド | 鋳造用鋳型および中子の製造方法 |
| JPS62252633A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | Kao Corp | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2810651B2 (ja) | 1998-10-15 |
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