JPH11267789A

JPH11267789A - 鋳型造型用組成物及び該組成物を用いた鋳型の造型方法

Info

Publication number: JPH11267789A
Application number: JP9538898A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 智幸伊藤; Yuji Miyashita; 雄次宮下; Toshio Hirohashi; 利夫広橋; Akihiro Okubo; 明浩大久保
Original assignee: Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Gun Ei Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、乾燥することにより高い鋳型強度や
耐熱性、耐湿性を付与する水溶性の多糖類、多官能アル
デヒド化合物及び酸性触媒を必須成分とする粘結剤を用
いた鋳型造型用組成物を提供する。【解決手段】珪砂、ジルコン砂、オリビン砂、クロマイ
ト砂、アルミナ砂、ムライト砂の１種または２種以上の
骨材と、該骨材１００重量部に対して単糖ユニットが１
０以上の糖類でなおかつ常温で水に１重量％以上可溶で
ある水溶性多糖類及び２つ以上のアルデヒド基を有する
多官能アルデヒド化合物から成り、水溶性多糖類と多官
能アルデヒドを規定範囲内で混合し更に合計した固形分
の濃度が１〜７０重量％の水溶性である粘結剤を０．５
〜１０重量部と、酸の解離定数がＫａ＝１×１０^-5以上
の無機酸または有機酸を前記粘結剤の固形分１００重量
部に対して０．１〜２５重量部添加混合し、乾燥して鋳
型が得られることを特徴とする鋳型造型用組成物であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術】本発明は、乾燥硬化させること
で、高強度で耐湿性、耐熱性に優れ、臭気の非常に少な
い鋳型が得られる、鋳型造型用組成物及び該組成物を用
いた鋳型の造型方法に関する。

【従来の技術】従来、鋳型の造型方法には種々の方法が
あり、これに使われる粘結剤も多岐にわたるが、大別し
て無機粘結剤と有機粘結剤になる。無機粘結剤を用いる
造型方法としては主に珪酸塩をフェロシリコン（Ｎプロ
セス）、ダイカルシウムシリケート（ダイカル法）ある
いはＣＯ₂ガスで硬化させる方法などがある。珪酸塩を
用いた鋳型は鋳造後の崩壊性の悪さ及び多量の廃棄物を
発生するなどの欠点がある。有機粘結剤を用いる造型方
法としては、シェルモールド法のような熱硬化性鋳型、
フラン樹脂やフェノール樹脂を酸あるいはエステルを用
いて硬化させる常温硬化性鋳型、また、ウレタン樹脂あ
るいはフェノール樹脂をアミンガス、エステルガスある
いはＣＯ₂ガスで硬化させるガス硬化性鋳型等の造型方
法がある。これらの有機粘結剤を用いる鋳型造型時にお
いてはホルムアルデヒド等の臭気の発生や有機溶剤、毒
性のある硬化剤あるいは触媒の使用による作業環境の悪
化等の欠点がある。更にこれらは注湯時において粘結
剤、有機溶剤、硬化剤、触媒及び粘結剤の硬化物が熱分
解して種々の有害ガスや臭気を発生させ工場内作業環境
及び工場周辺の外部環境を悪化させる欠点がある。一
方、これら無機粘結剤及び有機粘結剤の上記の様な欠点
のない粘結剤としては天然物及び天然物由来の水溶性糊
粘結剤を用いる技術がある（特開昭５２−１２０２２５
号公報、特開昭５９−７６６４２号公報、特公平３−２
１２５４号公報）。しかしながら、実用に供する鋳型の
強度を得るには多量の水溶性糊粘結剤を必要とし、実用
的でない。また、水溶性糊粘結剤を用いた鋳型は、鋳型
造型後大気中の水分の吸湿による鋳型の強度劣化が著し
いため、造型後すぐに注湯せねばならないという作業工
程上の制約がある。また、鉄を注湯するのに充分な耐熱
性が得られないどころか、比較的低温なアルミ等の軽合
金を注湯するのにさえ充分な耐熱性が得られない。その
ために、鋳物製品の鋳肌が悪く、寸法精度の高い鋳物を
作ることが困難である。更にこれらの水溶性糊粘結剤を
水溶液で保存する場合、微生物などによる腐敗が起こり
易く、貯蔵安定性、衛生上の欠点がある。

【発明が解決しようとする課題】このような無機粘結剤
の崩壊性や廃砂の問題及び従来の水溶性糊粘結剤や有機
粘結剤の鋳型強度不足や保存安定性、作業環境や外部環
境への悪影響等の欠点を解消した鋳型を得るべく鋭意研
究した結果、水溶性の多糖類と該水溶性糖類を架橋させ
るための２つ以上のアルデヒド基を有する多官能アルデ
ヒド化合物及び酸性触媒を必須成分とし、さらに水溶性
の酸硬化性樹脂、補助剤、シランカップリング剤及び界
面活性剤を含む粘結剤を用いることにより、充分な耐熱
性を持ちながらも易崩壊性で砂再生も容易であり、鋳型
強度や保存安定性に優れ、かつ有害な臭気発生による作
業環境の悪化のない鋳型を得ることに成功し、本発明を
完成するに至った。

【課題を解決するための手段】本発明の鋳型造型用組成
物は、珪砂、ジルコン砂、オリビン砂、クロマイト砂、
アルミナ砂、ムライト砂の１種または２種以上の骨材
と、該骨材１００重量部に対して単糖ユニットが１０よ
り大きい糖類でなおかつ常温で水に１重量％以上可溶で
ある水溶性多糖類及び該糖類の架橋剤として２つ以上の
アルデヒド基を有する多官能アルデヒド化合物から成
り、水溶性多糖類と多官能アルデヒド化合物の固形分重
量比が水溶性多糖類：多官能アルデヒド化合物＝５０：
５０〜９９：１で更に水溶性多糖類と多官能アルデヒド
化合物を合計した固形分の濃度が１〜７０重量％の水溶
性である粘結剤を０．５〜１０重量部と、酸の解離定数
がＫａ＝１×１０^-5以上の無機酸または有機酸を前記粘
結剤の固形分１００重量部に対して０．１〜２５重量部
添加混合し、乾燥して鋳型を得るようにしたことを特徴
とするものである。本発明の鋳型の造型方法は、珪砂、
ジルコン砂、オリビン砂、クロマイト砂、アルミナ砂、
ムライト砂の１種または２種以上の骨材と、該骨材１０
０重量部に対して単糖ユニットが１０より大きい糖類で
なおかつ常温で水に１重量％以上可溶である水溶性多糖
類及び該糖類の架橋剤として２つ以上のアルデヒド基を
有する多官能アルデヒド化合物から成り、水溶性多糖類
と多官能アルデヒド化合物の固形分重量比が水溶性多糖
類：多官能アルデヒド化合物＝５０：５０〜９９：１で
更に水溶性多糖類と多官能アルデヒド化合物を合計した
固形分の濃度が１〜７０重量％の水溶性である粘結剤
０．５〜１０重量部と、酸の解離定数がＫａ＝１×１０
^-5以上であり、前記粘結剤の固形分１００重量部に対し
て０．１〜２５重量部添加混合した無機酸または有機酸
とからなる鋳型造型用組成物を、金型に注入して加熱
し、乾燥させて鋳型を造型することを特徴とするもので
ある。本発明を更に詳細に説明する。本発明に用いられ
る骨材としては、上述したように、珪砂、ジルコン砂、
オリビン砂、クロマイト砂、アルミナ砂、ムライト砂等
がある。該骨材１００重量部に対して、水溶性多糖類と
２つ以上のアルデヒド基を有する多官能アルデヒド化合
物から成り、それらの固形分重量比が水溶性多糖類：多
官能アルデヒド＝５０：５０〜９９：１であり、更にそ
れらの固形分濃度が１〜７０重量％の水溶性である粘結
剤を０．５〜１０重量部と酸の解離定数がＫａ＝１×１
０^-5以上の無機酸または有機酸を前記粘結剤の固形分１
００重量部に対して０．１〜２５重量部添加混合し乾燥
して鋳型が得られることを特徴とする鋳型造型用組成物
を提供することが本発明の目的である。本発明に用いら
れる水溶性多糖類としては、単糖ユニットが１０より大
きい糖類でなおかつ、常温で水に１重量％以上可溶のも
のをいう。具体的には、デキストリン、ＨＥＣやＣＭＣ
などの加工されたセルロース、デキストラン、レバン、
プルラン、アルギン酸類、ペクチン、ヘミセルロース、
グルコマンナン、ガラクトマンナン、アラビアゴムなど
の植物ゴム、ヒアルロン酸などである。また、必須成分
として２つ以上のアルデヒド基を有する多官能アルデヒ
ド化合物と酸性触媒を含むことにより、該水溶性糖類を
乾燥硬化により架橋せしめ、鋳型の耐熱性向上及び耐水
性の向上が可能である。ここで上記水溶性多糖類の規定
を外れた、特に常温での水への溶解度が１重量％未満の
多糖類を用いた場合には、充分な鋳型強度を得るのに多
量の粘結剤を必要とし、鋳型の乾燥工程において長時間
を要することとなる。また、水に溶解したときの粘性も
高く、砂との混練性が悪くなり、更には得られる混練砂
の流動性も悪くなる。本発明における粘結剤中にはオリ
ゴ糖の添加も有効である。ここでいうオリゴ糖とは、単
糖ユニットが２〜１０である天然の少糖類又は例えば澱
粉などの多糖類を酸又は酵素を用いて加水分解して得ら
れる糖類を指す。オリゴ糖を添加した場合、砂との混練
性が向上し、充填密度、鋳型強度が向上する。また、添
加するオリゴ糖中に単糖が混入している場合もあるが、
これらも使用可能である。本発明における粘結剤は、鋳
型強度の更なる向上及び注湯時のアルミニウムあるいは
鉄の溶湯が凝固するまでの間の鋳型の形状保持に関わる
熱間強度を維持させるため、水溶性のフェノール樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂の酸硬化性樹脂
の少なくとも１種類を併用すると効果的である。また、
該粘結剤には補助剤として蛋白質、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸ソーダ、酢酸ビニル樹脂等の水溶性
高分子を併用することも有効である。更に該粘結剤には
シランカップリング剤や界面活性剤を添加することによ
り、鋳型のより高い常態強度とより優れた保存安定性を
得る事ができる。本発明における該粘結剤の固形分濃度
は１〜７０重量％であり、好ましくは１０〜４０重量％
である。固形分濃度が７０重量％を超える濃度では、該
粘結剤の粘度が高くなり、骨材と粘結剤の充分な混練が
困難になるとともに、混練砂の流動性が悪くなる。一
方、固形分量が１重量％未満では水分量が多く鋳型の乾
燥に時間がかかるばかりでなく、実用に供し得る鋳型強
度が得られない。また、粘結剤中の必須成分である水溶
性多糖類と、２つ以上のアルデヒド基を有する多官能ア
ルデヒド化合物との配合割合は、上記固形分のうち多糖
類が５０〜９９重量％である。固形分中の糖類の配合量
が９９重量％を越える濃度では多官能アルデヒドの割合
が少なく、糖類との架橋点も少なくて十分な架橋効果が
得られず、そのため、耐熱性及び耐湿性への効果が小さ
い。また、５０重量％未満では、つまり多官能アルデヒ
ドの割合が多くなっても著しい架橋効果は得られない。
また、架橋剤の量の方が多くなり経済的に不利である。
更に架橋反応の架橋触媒としての酸が必要であり、酸の
解離定数がＫａ＝１×１０^-5以上の酸性触媒が必要であ
る。当然酸の解離定数がＫａ＝１×１０^-5未満である酸
では十分な触媒作用が得られないため架橋が不十分とな
り、十分な耐湿性、耐熱性が得られない。本発明の粘結
剤の必須成分として２つ以上のアルデヒド基を有する有
機化合物を用いる。この多官能アルデヒドとしては、ジ
アルデヒド澱粉、グルタルアルデヒド、グリオキサー
ル、マロンジアルデヒド、アジピンジアルデヒド、マレ
インジアルデヒド、フタルアルデヒド、イソフタルアル
デヒドなどを用いる事ができる。また、架橋反応に必要
な酸性触媒の種類としては、例えば、塩酸、硫酸等の無
機酸、シュウ酸、ベンゼンスルホン酸、ギ酸、酢酸等の
有機酸であり、酸の解離定数がＫａ＝１×１０^-5以上の
酸性触媒であれば特に限定されるものではない。本発明
の添加剤の１つとして水溶性のフェノール樹脂、ユリア
樹脂、メラミン樹脂及びフラン樹脂の酸硬化性樹脂を用
いる。水溶性フェノール樹脂としてはレゾール型水溶性
フェノール樹脂が一般的に用いる事ができる。これらの
フェノール樹脂はフェノール類とアルデヒド類とを、ア
ルカリまたは酸触媒存在下で縮合させて得られるもので
ある。フェノール類としては、例えばフェノール、クレ
ゾール、レゾルシノール、ビスフェノールＡ、ビスフェ
ノールＦ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＨ、クミ
ルフェノール、ノニルフェノール、イソプロペニルフェ
ノール精製残渣、ビスフェノールＡ精製残渣、ビスフェ
ノールＦ精製残渣、ブチルフェノール、フェニルフェノ
ール、エチルフェノール、オクチルフェノール、アミル
フェノール、ナフトール、カテコール、ハイドロキノ
ン、ピロガロールあるいはこれらの置換体を含めたフェ
ノール類が挙げられる。アルデヒド類としてはホルマリ
ン、パラホルムアルデヒド、α−ポリオキシメチレン、
アセトアルデヒド等があるがこれらに限定されるもので
はない。また、これらフェノール類とアルデヒド類とを
縮合させる触媒としては、シュウ酸、塩酸、硫酸等の酸
性物質及び有機酸金属塩、または水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸
化物あるいはアルカリ土類金属の水酸化物等がある。そ
の他の水溶性の酸硬化性樹脂としては、尿素、メチロー
ル尿素、ジメチロール尿素、ジヒドロキシエチレン尿素
を主成分とする尿素樹脂、メラミンと前述のアルデヒド
類とをアルカリまたは酸を触媒として反応させて得られ
るメラミン樹脂、あるいはフルフリルアルコール樹脂、
フルフリルアルコール・フルフラール共縮合樹脂、フル
フリルアルコール・尿素共縮合樹脂、フルフリルアルコ
ール・フェノール共縮合樹脂、フルフラール・フェノー
ル共縮合樹脂などを用いることができる。これら水溶性
のフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フラン
樹脂は酸性触媒存在のもと乾燥時あるいは注湯時急激に
高分子化する、もしくは水溶性糖と架橋反応することに
より、鋳型強度の向上、注湯時の熱間強度の向上、鋳型
の耐湿性の向上による鋳型保存安定性向上に効果があ
り、また粘結剤自体の微生物などの影響による腐敗防止
に効果がある。また、補助剤としての蛋白質、ポリビニ
ールアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、酢酸ビニ
ル樹脂のような水溶性高分子を添加することも有効であ
る。これらの水溶性高分子を添加することにより溶解乾
燥後に強固な膜が形成され、鋳型の耐湿性が向上する。
蛋白質とは、ペプチドを含む植物性あるいは動物性の蛋
白質をいう。例えば、大豆蛋白、小麦蛋白、その他豆
類、穀物類の蛋白質、カゼイン、アルブミン、コラーゲ
ン、ヘモグロビン等動物、菌類由来の蛋白質をいう。ま
た、これらの蛋白質には植物及び動物、菌類由来の酵素
類も含まれる。ポリビニールアルコールには、完全鹸化
物、中間鹸化物、部分鹸化物のポリビニールアルコール
を含み、重合度２００〜３０００程度のものが好まし
い。また、変性されたポリビニールアルコールも含まれ
る。酢酸ビニル樹脂では、溶液型またはエマルジョン型
の酢酸ビニル樹脂がよく、場合により塩化亜鉛、塩化ア
ルミニウム、硝酸ジルコニル等の金属塩を含み耐湿性の
向上された酢酸ビニル樹脂も含まれる。これらの補助剤
は、粘結剤中に、その固形分１００重量部に対して固形
分で１〜３０重量部使用することができる。また、これ
らの補助剤は粘結剤中に加えて溶液とすることなく、粘
結剤と骨材の混練時に添加して、使用することもでき
る。また、本発明における粘結剤中には、シランカップ
リング剤や界面活性剤を併用することにより、より一層
混練砂の流動性及び鋳型の強度を向上させることができ
る。シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシ
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−（２−アミノエチル）アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、Ｎ−グリシジル−Ｎ，Ｎ−ビ
ス（３−（トリメトキシシリル）プロピル）アミン、ウ
レイドプロピルトリエトキシシラン等を使用することが
できる。上記のシランカップリング剤は、該粘結剤の固
形分１００重量部に対して０．１〜５重量部添加するこ
とが好ましい。本発明に用いられる界面活性剤として
は、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオ
ン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性
剤、フッ素系界面活性剤等が使用可能であり、界面活性
剤としては特に限定されない。これら界面活性剤は粘結
剤と骨材との濡れ性を改善する効果がある。模型に充填
する際の混練砂の流動性も向上する。流動性の向上によ
り、鋳型の充填密度が向上し高い鋳型強度が得られると
ともに、表面の優れた鋳型を得ることができる。界面活
性剤の配合量は、該粘結剤の固形分１００重量部に対し
て０．０１〜５重量部が好ましい。

【実施例】以下、実施例をあげて本発明に係る鋳型造型
用組成物及び鋳型造型方法を更に詳しく説明する。但
し、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、
その要旨の範囲内で種々変形実施が可能である。１．架橋剤の添加量及び酸性触媒の添加量を変えての比
較評価実施例［実施例１］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、水７１．２重
量部を混合し、表１に示す粘結剤を得た。次に珪砂（飯
豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘結剤を４．
０重量部添加し、更にフェノールスルホン酸水溶液（固
形分５０重量％）０．２重量部（粘結剤の固形分１００
重量部に対して１０重量部）を混練機にて、６０秒間混
練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得た。混練砂を予め
１５０℃に加熱した１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍテス
トピース金型に圧力２９４ｋＰａでブローイングし、１
５０℃のまま４分間保持し、乾燥硬化させ、造型した。
得られた鋳型の造型直後及び、恒温恒湿室（３５℃、８
０％）内に４８ｈｒ保管した後の、曲げ強度を測定し
た。更に、７００℃のマッフル炉中に３分間入れたの
ち、常温で空冷した後の強度（残留強度）を測定した。
結果を表２に示す。［実施例２］アラビアゴム２５．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）１１．０重量部、水６４．０
重量部を混合し、表１に示す粘結剤を得た。次に珪砂
（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘結剤を
４．０重量部添加し、更にフェノールスルホン酸水溶液
（固形分５０重量％）０．２重量部（粘結剤の固形分１
００重量部に対して１０重量部）を混練機にて、６０秒
間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得た。以下実施
例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測定し
た。結果を表２に示す。［比較例１］デキストリン２０．０重量部、水８０．０
重量部を混合し、表１に示す粘結剤を得た。次に珪砂
（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘結剤を
４．０重量部添加し、混練機にて、６０秒間混練し鋳型
造型用組成物（混練砂）を得た。以下実施例１と同様の
方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測定した。結果を表
２に示す。［比較例２］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（有効成分４０％）８．８重量部、水７１．２重量
部を混合し、後記表１に示す粘結剤を得た。次に珪砂
（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘結剤を
４．０重量部添加し、混練機にて、６０秒間混練し鋳型
造型用組成物（混練砂）を得た。以下実施例１と同様の
方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測定した。結果を表
２に示す。［比較例３］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（有効成分４０％）７０重量部、水１０重量部を混
合し、表１に示す粘結剤を得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６
号珪砂）１００重量部に対して該粘結剤を４．０重量部
添加し、更にフェノールスルホン酸水溶液（固形分５０
重量％）０．４重量部（粘結剤の固形分１００重量部に
対して１０重量部）を混練機にて、６０秒間混練し鋳型
造型用組成物（混練砂）を得た。

【表１】注：粘結剤の固形分１００重量部に対する添加量を示
す。

【表２】２．粘結剤に各種添加剤を添加しての比較評価実施例［実施例３］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、水溶性レゾー
ル型フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製ＰＬ−
４７４６（固形分５０重量％））１０．０重量部、水６
１．２重量部を混合し、表３に示す粘結剤を得た。次に
珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘結
剤を４．０重量部添加し、更にフェノールスルホン酸水
溶液（固形分５０重量％）０．３重量部（粘結剤の固形
分１００重量部に対して１０重量部）を混練機にて、６
０秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得た。以下
実施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測
定した。結果を表４に示す。［実施例４］コーンスターチを出発原料とし、以下のよ
うにしてオリゴ糖溶液を調整した。コーンスターチに水
を加えて３０％懸濁液とした後、ｐＨを６．０に調整
し、懸濁液１００重量部に対して、α−アミラーゼ（大
和化成株式会社製クライスターゼＴ１０）を０．０３
重量部添加して９０〜１００℃にて加水分解反応を行っ
た。ＯｌｉｇｏＰＷ（東ソー株式会社製）のカラムを
使用した高速液体クロマトグラフィーによる分析で平均
単糖ユニットが５前後になったところでシュウ酸を添加
してｐＨ４．３以下とし、反応を終了した。次いで濃縮
乾燥を行い粉末状のオリゴ糖を得た。平均単糖ユニット
は５．７であった。上記オリゴ糖を１０．０重量部、プ
ルラン２０．０重量部、グリオキサール（固形分４０重
量％）８．８重量部、水６１．２重量部を混合し、表３
に示す粘結剤を得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１
００重量部に対して該粘結剤を４．０重量部添加し、更
にフェノールスルホン酸水溶液（固形分５０重量％）
０．４重量部（粘結剤の固形分１００重量部に対して１
０重量部）を混練機にて、６０秒間混練し鋳型造型用組
成物（混練砂）を得た。以下実施例１と同様の方法にて
鋳型を造型し、曲げ強度を測定した。結果を表４に示
す。［実施例５］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、大豆ペプチド
蛋白（不二製油株式会社製ハイニュート）４．０重量
部、水６７．２重量部を混合し、表３に示す粘結剤を得
た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対し
て該粘結剤を４．０重量部添加し、更にフェノールスル
ホン酸水溶液（固形分５０重量％）０．３重量部（粘結
剤の固形分１００重量部に対して１０重量部）を混練機
にて、６０秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得
た。以下実施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ
強度を測定した。結果を表４に示す。［実施例６］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、シランカップ
リング剤（日本ユニカー株式会社製Ａ−１１００）
０．２重量部、水７１．０重量部を混合し、表３に示す
粘結剤を得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重
量部に対して該粘結剤を４．０重量部添加し、更にフェ
ノールスルホン酸水溶液（固形分５０重量％）０．２重
量部（粘結剤の固形分１００重量部に対して１０重量
部）を混練機にて、６０秒間混練し鋳型造型用組成物
（混練砂）を得た。以下実施例１と同様の方法にて鋳型
を造型し、曲げ強度を測定した。結果を表４に示す。［実施例７］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、フッ素系界面
活性剤（住友３Ｍ株式会社製ＦＣ−１２９）０．１重
量部、水７１．１重量部を混合し、表３に示す粘結剤を
得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対
して該粘結剤を４．０重量部添加し、更にフェノールス
ルホン酸水溶液（固形分５０重量％）０．２重量部（粘
結剤の固形分１００重量部に対して１０重量部）を混練
機にて、６０秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を
得た。以下実施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲
げ強度を測定した。結果を表４に示す。［実施例８］デキストリン２０．０重量部、グリオキサ
ール（固形分４０重量％）８．８重量部、水溶性レゾー
ル型フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製ＰＬ−
４７４６（固形分５０重量％））６．０重量部、実施例
４と同様にして得られたオリゴ糖を１０．０重量部、大
豆ペプチド蛋白（不二製油株式会社製ハイニュート）
２．０重量部、シランカップリング剤（日本ユニカー株
式会社製Ａ−１１００）０．２重量部、フッ素系界面
活性剤（住友３Ｍ株式会社製ＦＣ−１２９）０．１重
量部、水５２．９重量部を混合し、表３に示す粘結剤を
得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対
して該粘結剤を４．０重量部添加し、更にフェノールス
ルホン酸水溶液（固形分５０重量％）０．４重量部（粘
結剤の固形分１００重量部に対して１０重量部）を混練
機にて、６０秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を
得た。以下実施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲
げ強度を測定した。結果を表４に示す。［比較例４］デキストリン２０．０重量部、水溶性レゾ
ール型フェノール樹脂（群栄化学工業株式会社製ＰＬ
−４７４６（固形分５０重量％））１０．０重量部、水
７０．０重量部を混合し、表３に示す粘結剤を得た。次
に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対して該粘
結剤を４．０重量部添加し、混練機にて、６０秒間混練
し鋳型造型用組成物（混練砂）を得た。以下実施例１と
同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測定した。結
果を表４に示す。［比較例５］デキストリン２０．０重量部、大豆ペプチ
ド蛋白（不二製油株式会社製ハイニュート）４．０重
量部、水７６．０重量部を混合し、表３に示す粘結剤を
得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重量部に対
して該粘結剤を４．０重量部添加し、混練機にて、６０
秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得た。以下実
施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ強度を測定
した。結果を表４に示す。［比較例６］デキストリン２０．０重量部、シランカッ
プリング剤（日本ユニカー株式会社製Ａ−１１００）
０．２重量部、水７９．８重量部を混合し、表３に示す
粘結剤を得た。次に珪砂（飯豊Ｆ−６号珪砂）１００重
量部に対して該粘結剤を４．０重量部添加し、混練機に
て、６０秒間混練し鋳型造型用組成物（混練砂）を得
た。以下実施例１と同様の方法にて鋳型を造型し、曲げ
強度を測定した。結果を表４に示す。

【表３】注１．実施例における粘結剤は多糖類：グリオキサール
＝８５：１５の固形分比を持つ。注２．実施例における粘結剤はフェノールスルホン酸を
多糖類１００重量部に対して１０重量部含む。注３．数値は粘結剤（多糖類＋多官能アルデヒド＋水）
の固形分１００重量部に対する併用重量部を示す。

【表４】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、水溶性の
多糖類と多官能アルデヒド化合物及び酸性触媒を必須成
分とする粘結剤、更に水溶性の酸硬化性樹脂、オリゴ
糖、補助剤、シランカップリング剤及び界面活性剤を含
む水溶性粘結剤を使用することにより、高強度で耐湿
性、耐熱性に優れた鋳型を得るための鋳型造型用組成物
及び該組成物を用いた鋳型の造型方法を提供することが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大久保明浩群馬県高崎市宿大類町700番地群栄化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪砂、ジルコン砂、オリビン砂、クロマイ
ト砂、アルミナ砂、ムライト砂の１種または２種以上の
骨材と、該骨材１００重量部に対して単糖ユニットが１
０より大きい糖類でなおかつ常温で水に１重量％以上可
溶である水溶性多糖類及び該糖類の架橋剤として２つ以
上のアルデヒド基を有する多官能アルデヒド化合物から
成り、水溶性多糖類と多官能アルデヒド化合物の固形分
重量比が水溶性多糖類：多官能アルデヒド化合物＝５
０：５０〜９９：１で更に水溶性多糖類と多官能アルデ
ヒド化合物を合計した固形分の濃度が１〜７０重量％の
水溶性である粘結剤を０．５〜１０重量部と、酸の解離
定数がＫａ＝１×１０^-5以上の無機酸または有機酸を前
記粘結剤の固形分１００重量部に対して０．１〜２５重
量部添加混合し、乾燥して鋳型を得るようにしたことを
特徴とする鋳型造型用組成物。
【請求項２】前記水溶性多糖類が、デキストリン、ヒド
ロキシ化セルロースやカルボキシル化セルロース等の化
工されたセルロース、デキストラン、プルラン、レバ
ン、アルギン酸類、ペクチン、ヘミセルロース、グルコ
マンナン、ガラクトマンナン、植物ゴム、ヒアルロン酸
からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１記載
の鋳型造型用組成物。
【請求項３】前記粘結剤に、該粘結剤の固形分１００重
量部に対して、天然の少糖類及び／又は澱粉或いは高分
子糖類から得られる単糖ユニットが２〜１０のオリゴ糖
を固形分で１〜３００重量部含むことを特徴とする請求
項１又は２記載の鋳型造型用組成物。
【請求項４】前記粘結剤に、該粘結剤の固形分１００重
量部に対して、水溶性のフェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂、フラン樹脂のうち少なくとも１種類を固
形分で１〜５０重量部含むことを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の鋳型造型用組成物。
【請求項５】前記粘結剤に、該粘結剤の固形分１００重
量部に対して、補助剤として澱粉、蛋白質、ポリビニル
アルコール、ポリアクリル酸ソーダ、酢酸ビニル樹脂の
うち少なくとも１種類を固形分で１〜３０重量部含むこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
鋳型造型用組成物。
【請求項６】前記粘結剤に、該粘結剤の固形分１００重
量部に対して、シランカップリング剤０．１〜５重量部
含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に
記載の鋳型造型用組成物。
【請求項７】前記粘結剤に、該粘結剤の固形分１００重
量部に対して、界面活性剤０．０１〜５重量部含むこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の鋳
型造型用組成物。
【請求項８】珪砂、ジルコン砂、オリビン砂、クロマイ
ト砂、アルミナ砂、ムライト砂の１種または２種以上の
骨材と、該骨材１００重量部に対して単糖ユニットが１
０より大きい糖類でなおかつ常温で水に１重量％以上可
溶である水溶性多糖類及び該糖類の架橋剤として２つ以
上のアルデヒド基を有する多官能アルデヒド化合物から
成り、水溶性多糖類と多官能アルデヒド化合物の固形分
重量比が水溶性多糖類：多官能アルデヒド化合物＝５
０：５０〜９９：１で更に水溶性多糖類と多官能アルデ
ヒド化合物を合計した固形分の濃度が１〜７０重量％の
水溶性である粘結剤０．５〜１０重量部と、酸の解離定
数がＫａ＝１×１０^-5以上であり、前記粘結剤の固形分
１００重量部に対して０．１〜２５重量部添加混合した
無機酸または有機酸とからなる鋳型造型用組成物を、金
型に注入して加熱し、乾燥させて鋳型を造型することを
特徴とする鋳型の造型方法。