JPS588938B2 - 鋳型用樹脂被覆砂の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋳造鋳型として使用する鋳物砂、とくに、表
面に樹脂を被覆した鋳型用樹脂被覆砂の製造法に関する
ものである。

一般に、鋳物砂は、注湯前にあっては必要な強度を維持
し、鋳込後は崩壊性が良好なものが好ましい。

このため、従来、粘結剤としてフェノール樹脂等を用い
、砂の表面をフェノール樹脂等で被覆し、鋳込の際には
、必要な強度を維持しうるようにした鋳型用樹脂被覆砂
が提案されている。

しかしながら、この種の樹脂被覆砂は、鋳込温度の高い
鋳鉄等の場合には、比較的良好な崩壊性を示すものの、
鋳込温度の低いアルミ等の鋳造の場合には、崩壊性が充
分でな《、鋳込後の鋳物の砂落し特に中子の排出に手間
取るといった問題があった。

かかる問題を解消するため、特公昭５４−１２０２２９
号公報には、「フェノールホルムアルデヒド樹脂に２〜
２０重量％のポリブタジエンおよび／またはポリビニル
アルコールを相溶させた樹脂で砂を被覆」するようにし
たものが提案されている。

しかしながら、かかる樹脂被覆砂では、樹脂被膜中に崩
壊性を改良するポリブタジエンやポリビニルアルコール
が混合した状態で存在することとなるため、崩壊性が向
上する反面、鋳込時に必要な強度、と《に必要な熱間強
度が得られないといった問題が生じ、鋳物砂として必要
十分な特性を有するとは言い難い問題がある。

また、特開昭５２−５３７２３号公報には、「耐火物粒
子の表面をまずビニル系樹脂により被覆し、その上に更
に熱硬化性樹脂によって被覆した」被覆砂が開示されて
いるが、かかる構造のものは、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂でビニル系樹脂層をさらに被覆する際、両者が
相溶もしくは混合されるため、上記と同様、所期の目的
を有効に達成することができない。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、
砂を被覆する樹脂被膜を互いに相溶化させることな《相
互の独立性を保持しうるように２層化し、表層によって
粘結性を保証するとともに、内層側を崩壊性を有する層
とすることによって、熱間強度を保証し、さらに、その
内層によって鋳込後の良好な崩壊性を保証することがで
きる鋳型用樹脂被覆砂の製造法を提案するものである。

本発明にかかる鋳型用樹脂被覆砂の製造法においては、
まず、平均重合度４００以下のポリビニルアルコール溶
液もし《はポリ酢酸ビニル溶液を用意し、これを珪砂に
対し、固形分で０．１重量％以上珪砂と混練し、珪砂表
面にポリビニルアルコールもし《はポリ酢酸ビニルを被
覆する。

このポリビニルアルコールもしくはポリ酢酸ビニルは、
平均重合度４００以下好ましくは３００以下の低い重合
度のものを用いる。

低重合度のものは、熱間強度の低下を防止するうえで有
効である。

市販のポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルは平均重
合度が高く、そのままで使用すると溶液の粘度が高くな
り、珪砂表向を均一に被覆することが困難となって被覆
不良を生じ、その結果、崩壊性が悪化する。

したがって、市販のポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニルは、珪砂と混練する以前に解重合し、必要な程度に
まで粘性を低下させる。

良好な被覆性を得るためには、５０重量％濃度の溶液で
、粘度が５０〜３０００ｃｐの範囲となるような重合度
とすることが好ましい。

解重合剤としては、酸素、オゾン、過酸化水素、硝酸カ
リウム、硫酸、重クロム酸カリウム、過マンガン酸カリ
ウム、塩素酸カリウム、サラン粉等を用いることができ
るが、取扱い上過酸化水素を用いることが好ましい。

ホリビニルアルコールおよびポリ酢酸ヒニルは、夫々単
独で用いることもできるが、ポリ酢酸ビニルの部分ケン
化物を用いることもできる。

珪砂に混合するポリビニルアルコールまたはポリ酢酸ビ
ニルは、固形分にして、珪砂に対し０．１重量％以上、
好ましくは０．２〜１．０重量％添加する。

上記のように、珪砂をポリビニルアルコールまたはポリ
酢酸ビニルで被覆したのちには、その被膜をほう素化合
物とアルカリ溶液を添加することによりゲル化させる。

このゲル化処理は、この層とこの層の上に被覆するフェ
ノール樹脂層との相溶を防止し、被膜の熱間強度を向上
させるうえで有効である。

ゲル化促進剤としては、ほう酸、ほう酸ソーダ、過ほう
酸、ほう酸亜鉛等のほう素化合物を用いることができる
。

このゲル化処理に際して、アルカリ溶液をほう素化合物
に加えるようにすると、第１表に示す実験データから明
らかなように、ほう素化合物の添加量を少量化すること
ができることが判明した。

被膜をゲル化した珪砂は、通常の方法により、フェノー
ル樹脂で被覆し、最終的に鋳型用樹脂被覆砂を得る。

この場合、内層としての被膜はゲル化してあるので、フ
ェノール樹脂が内層と相溶することはない。

本発明方法に係る鋳型用樹脂被覆砂は、したがって、内
層としてゲル化した低重合度のポリビニルアルコールも
し《はポリ酢酸ビニルの被膜を有し、ゲル化した内層に
相溶せず内層とは独立した層として形成した表層として
フェノール樹脂被膜を有し、表層としてのフェノール樹
脂被膜は、必要な粘結性を与えるとともに、内層として
のゲル化層は、必要な熱間強度を保証し、鋳込時、高熱
にさらされると、粘結部が皆無となって、極めて良好な
崩壊性を示す。

本発明方法にかかる樹脂被覆砂は、その良好な崩壊性の
ゆえに、形状が複雑で熱影響の比較的小さい中子にも有
利に適用でき、また、比較的鋳込温度の低い軽合金の鋳
型に有利に適用でき、注湯後、何んらの処理を要するこ
とな《、容易に砂落しをすることができる。

さらに、本発明方法によれば、フェノール樹脂を用いた
表層の被覆に先立って内層をゲル化するので、フェノー
ル樹脂が内層と相溶することかな《、内層および表層の
機能を夫々独立に維持することができる。

また、本発明方法では、ゲル化処理に際してアルカリ溶
液を用いるので、使用するほう素化合物の量を少量とす
ることができる。

次に、本発明の実施例を説明する。

ケン化度８８％、平均重合度６００のポリ酢酸ビニルの
部分ケン化物１０００ｇに対し、３５％の過酸化水素を
５００ｇ、水１６７５ｇを加え、９５℃で６時間、三つ
口ビーカ中で攪拌して解重合させ、２０℃の粘度が２
２ ０ ＣＰのポリ酢酸ビニルの部分ケン化物を得た。

次に、１５０℃に加熱した珪砂１０ｋｇに対し、上記ポ
リ酢酸ビニルｉｏｏｙを添加し、混練機で６０秒混練し
た後、ほう酸５ｇと６ Ｎ − Ｎａ ＯＨ ８ ｒｕ
ｌと水１５０ｍｌ！どの混合物を加えてさらに６０秒混
練した後、固形物６５％の液状シエルモールド用フェノ
ール樹脂３００７を添加し、さばけた後に、ステアリン
酸カルシュウム１０グを加えて樹脂被覆砂を得た。

なお、上記シエルモールド用フェノール樹脂は、フェノ
ールｉｏｏｏｙにホルマリン７７６グ、しゆう酸５２を
加えて、９５℃で、４．５時間反応させたのち、減圧脱
水し、メタノールを適量加えて生成した。

上記方法によって得られた樹脂被覆砂の諸性質を従来の
樹脂被覆砂との比較で第２表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪砂に対し、平均重合度４００以下のポリビニルア
   ルコールもし《はポリ酢酸ビニルの粘度５０〜３０００
   ｃｐの溶液を固形分で０．１重量％以上添加して混練し
   、珪砂表面にポリビニルアルコールもし《はポリ酢酸ビ
   ニルを被覆し、次いでほう素化合物とアルカリ溶液を加
   えて上記被覆物をゲル化し、その後フェノール樹脂を添
   加混練して表面にフェノール樹脂を被覆し、珪砂表面に
   ポリビニルアルコールもしくはポリ酢酸ビニルおよびフ
   ェノール樹脂を被覆した砂粒を製造することを特徴とす
   る鋳型用樹脂被覆砂の製造法。 ２ ポリビニルアルコールもし《はポリ酢酸ビニル１０
   ０部に対し、過酸化水素２０〜６０部加えて解重合させ
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋳型用
   樹脂被覆砂の製造法。 ３ ポリビニルアルコールあるいはポリ酢酸ビニルが部
   分ケン化物からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の鋳型用樹脂被覆砂の製造法。