JPS6119331B2 - - Google Patents

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JPS6119331B2
JPS6119331B2 JP15615381A JP15615381A JPS6119331B2 JP S6119331 B2 JPS6119331 B2 JP S6119331B2 JP 15615381 A JP15615381 A JP 15615381A JP 15615381 A JP15615381 A JP 15615381A JP S6119331 B2 JPS6119331 B2 JP S6119331B2
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JP
Japan
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sand
mold
temperature
present
curing agent
Prior art date
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Application number
JP15615381A
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English (en)
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JPS5858956A (ja
Inventor
Kazusane Tanaka
Hiroshi Ozawa
Eiji Higashinakagaha
Akio Matsuyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温時の鋳型強度が大きくかつ溶融金
属の注湯時の鋳型の熱崩壊性が良好である鋳型粘
結剤に関する。
従来より鋳型成型において、ノボラツク型又は
レゾール型のフエノールホルムアルデヒド樹脂が
多用されているが、溶融金属の注湯時の鋳型の熱
崩壊性が不良であり、特に中子鋳型を用いたアル
ミニウム合金等低温溶融金属の鋳造においては、
中子鋳型の排砂が困難な為に、排砂の為の鋳造品
の後加熱(砂焼きという)を要し、省エネルギ
ー、省力化の観点から大巾な改善が望まれてい
る。かかる観点から種々の熱崩壊性に優れた粘結
剤の開発が試みられているが、これを満足しても
造型直後の温時鋳型強度が十分なものは殆ど得ら
れず、新しい粘結剤の出現が切望されている。
本発明は、かかる従来技術の欠点を大巾に改善
し、温時の鋳型強度が大きくかつ熱崩壊性に優
れ、特にアルミニウム合金鋳造用中子に好適な鋳
型粘結剤である。
すなわち、本発明は、 (a) トリグリシジルイソシアヌレート及び/又は
トリ(βメチルグリシジル)イソシアヌレート
と、 (b) ジシアンジアミド及びその誘導体、有機酸ヒ
ドラジド並びにイミダゾール誘導体から成る群
より選ばれた1種以上の硬化剤と、 から成る鋳型粘結用組成物である。
ジグリシジルイソシアヌレート、ジ(βメチル
グリシジル)イソシアヌレート、も使用可能であ
り、またトリグリシジルイソシアヌレート又はト
リ(βメチルグリシジル)イソシアヌレートと多
価カルボン酸や多価フエノール等との付加反応に
よつて得られる1分子中に2個以上のグリシジル
基を有するオリゴマーや以上から選ばれる2種以
上の混合物も使用可能である。
本発明に用いられる硬化剤は、例えばジシアン
ジアミド、グアニジン、グアニジン塩、ビグアニ
ド、グアニジン若しくはビグアニドのアリール基
置換体のようなジシアンジアミド系の各種誘導
体、例えばコハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジ
ヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、パラオ
キシ安息香酸ジヒドラジド、サリチル酸ジヒドラ
ジド、フエニルアミノプロピオン酸ヒドラジドの
ような有機酸ヒドラジド、例えばシアノエチル置
換イミダゾール有機酸塩、アジン置換イミダゾー
ル、イミダゾールの金属塩等のイミダゾール誘導
体類、があり、これらの1種以上を用いることが
できる。これらの硬化剤は、前記のイソシアヌル
環を有する多価グリシジル化合物と常温では反応
せず、加温時に短時間で反応をする硬化剤であ
り、通常150℃以上の温度で数分以内にグリシジ
ル基との反応を完結し得る硬化剤である。これら
の硬化剤が、熱時の鋳型強度と熱崩壊性の観点か
ら使用できる。
更に、上記のイソシアヌル環を有する多価グリ
シジル化合物と硬化剤の鋳型造型における反応速
度を調整する為に、硬化促進剤を併用してもよ
く、例えばジメチルアミノフエノールのようなア
ミノフエノール、ジアザビシクロウンデセン及び
その塩、3(p−クロロフエニル)−1,1−ジ
メチル尿素のような尿素誘導体等が硬化促進剤と
して用いられ、更に硬化剤としても作用するイミ
ダゾール誘導体及び有機酸ヒドラジドはジシアン
ジアミド誘導体の硬化促進剤としても有効であ
る。中でも上記尿素誘導体が効果的である。
本発明に用いられる上記のイソシアヌル環を有
する多価グリシジル化合物とその硬化剤からなり
必要に応じては硬化促進剤をも含む鋳型粘結剤の
鋳砂への添加量は、鋳砂に対し通常1〜10重量
%、好ましくは1.5〜5重量%、特に好ましくは
1.5〜3重量%である。一般に粘結剤の量を増せ
ば熱時の鋳型強度は向上するが、熱崩壊性が低下
するのみならず溶融金属を鋳型に注湯する際のガ
ス発生量が増大し、鋳物に欠陥を生じやすい。し
かし、本発明の鋳型粘結剤は少量の鋳砂への添加
量において極めて高い熱時の鋳型強度を付与する
ことができるので、かかる観点からも好ましいも
のである。
上記のイソシアヌル環を有する多価グリシジル
化合物と上記の硬化剤の配合割合は、個々の組合
わせにより最適値が異なるが、通常グリシジル基
の当量数に対し、硬化剤の反応可能な活性水素基
が0.5〜4.0倍当量、好ましくは1.0〜2.5倍当量と
なるよう用いられる。硬化剤の活性水素が当量比
の観点からは過剰となる配合割合が推奨されるの
は、鋳型造型の際に急激な加熱がなされ、また短
時間で造型を完了する為、反応において有効に消
費される硬化剤量に限度があるためと考えられ
る。
また本発明に硬化促進剤を併用する場合には、
硬化促進剤が同時に硬化剤として作用する場合、
すなわち例えばイミダゾール誘導体又は有機酸ヒ
ドラジツド類を用いる場合は、これらを上記の硬
化剤に含めて考えて、上記した配合割合で用いる
のが一般的である。一方、硬化促進剤としてのみ
作用するものを用いる場合には、個々の組合わせ
や所望の条件にもよるが、通常上記の多価グリシ
ジル化合物と硬化剤の合計量に対し1〜10、好ま
しくは3〜8重量%の範囲で用いられる。この添
加量が少ないと反応促進が不充分となりやすく、
多いと反応が速すぎたり温時の抗張力が低下した
りする。
尚本発明の鋳型粘結剤組成物に、多価フエノー
ルのグリシジルエーテル、多価カルボン酸のグリ
シジルエステル、脂環族エポキシ樹脂等の多価エ
ポキシ樹脂を混合使用すること、ノボラツク、レ
ゾール等のフエノールホルムアルデヒド樹脂を必
要に応じその硬化剤とともに混合鋳造すること
も、本発明の目的を阻害しない限りにおいて可能
である。この他、鋳砂の滑り性を改良する目的で
の助剤類、砂と粘結剤の接着性を改良するシラン
カツプリング剤、チタンカツプリング剤等の助
剤、或いは硅砂以外の無機充填剤の併用も可能で
ある。
本発明の鋳型用粘結剤組成物の実用に際して
は、予熱された鋳砂に本発明の鋳型用粘結剤を添
加混合して冷却し鋳砂表面に粘結剤を融着させて
混合するする方法、本発明の鋳型用粘結剤組成物
を有機溶媒や水等に溶解又は分散して予熱された
又はされていない鋳砂と混合、乾燥する方法或い
は本発明の鋳型用粘結剤組成物を微粉砕して常温
において鋳砂と混合する方法等各種の鋳砂との混
合法が用いられるが、混合状態の均一性の点から
適当に予熱された鋳砂に混合する方法が、また資
材や操作の数を減少し、更に省エネルギー、省資
源の意味から液媒を用いない方法が特に好まし
い。通常、少なくとも150℃以上に予熱された鋳
砂に本発明の多価グリシジル化合物を加え、混合
冷却しながら本発明硬化剤又は硬化促進剤との混
合物の微粉末或いはこれらの溶液又は分散液を鋳
砂が通常130℃以下の温度となつてから添加する
ことが一般的である。
このようにして得れた本発明の鋳型粘結用組成
物によつて被覆された鋳砂は、通常150℃以上、
好ましくは180〜250℃に加熱された金型の中に流
し込み、30秒〜3分経過後脱型し、鋳型を得る。
かくして得られた鋳型は、優れた温時の鋳型強度
を有するので上記の鋳型作成時の不良率が極めて
低く、またアルミ等の軽合金鋳物に用いても熱崩
壊性が優れているので排砂の為の砂焼き工程が全
く不要となる。
以下実施例を示し、本発明を具体的に説明す
る。
尚、実施例1がジシアンジアミドを、実施例2
がジシアンジアミド誘導体を、実施例3、4がイ
ミダゾール誘導体を、実施例5が有機酸ヒドラジ
ドを各々硬化剤として用いた実施例である。
実施例 1 200℃に予熱された6号硅砂1Kgを、冷却可能
なジヤケツト付、撹拌混合槽に入れ冷却しながら
撹拌し、硅砂温度が160℃でトリグリシジルイソ
シアヌレート20gを加えて硅砂表面に融着させ、
続いて110℃にてジシアンジアミドの微粉末(平
均粒径40μ)4g並びに硬化促進剤として3−
(p−クロロフエニル)−1,1−ジメチル尿素1
g及び滑り助剤としてステアリン酸カルシウム1
gを加えて撹拌冷却して本発明の鋳型粘結用組成
物で被覆したコーテツドサンドを得た。
上記のコーテツドサンドを高温引張試験を用
い、200℃で60秒で成型し、直ちに温時の抗張力
を測定しした結果、温時の抗張力は21Kg/cm2であ
つた。
次に上記のコーテツドサンドを用いて熱崩壊性
試験を行つた。熱崩壊性試験は、200℃に予熱し
た内径30mm、高さ30mmの円筒状金型に上記のコー
テツドサンドを流し込み、200℃で60秒間加熱
後、脱型して中子を作成し、ベンナトイト系生型
で別途作成された内径70mm深さ70mmの円筒状主型
に直径10mm長さ10mmの排出口を取り付けて上記中
子をセツトし、650℃のアルミニウム合金溶融物
を注湯して冷却凝固させた後、主型を壊し、ロー
タツプ試験機により振動を与えてアルミニウム鋳
物排出口からの中子の排出状態を判定したとこ
ろ、砂焼き工程なくしてロータツプ試験機で5分
間の振動により中子は完全に排出された。
実施例 2 実施例1で用いた混合槽は、200℃に予熱した
6号硅砂1000gを入れ冷却しながら撹拌を行い、
硅砂の温度を150℃にした時点で、トリ(βメチ
ルグリシジル)イソシアヌレート90重量及びジ
(βメチルグリシジル)イソシアヌレート10重量
%の混合物22gを加えて硅砂表面に融着させ、
100℃にてフエニルビグアニドの微粉末(平均粒
径40μ)3g及滑り助剤としてステアリン酸カル
シウム1gを加えて撹拌冷却し、本発明の鋳型粘
結用組成物で被覆したコーテツドサンドを得た。
次に実施例1と同様にして温時の抗張力の測定
及び熱崩壊性試験を行つた。温時の抗張力は17
Kg/cm2であり、また熱崩壊性は砂焼き工程なくし
てロータツプ試験5分間の振動で中子は完全に排
出された。
実施例 3 実施例1で用いた混合槽に200℃に予熱した6
号硅砂1000gを入れ、冷却しながら撹拌を行い、
硅砂の温度が160℃に達した時点で、トリグリシ
ジルイソシアヌレート80重量%とトリグリシジル
イソシアヌレート2モル及びビスフエノールA1
モルの付加物である4官能性多価グリシジ化合物
20重量%との混合物25gを加えて硅砂表面に融着
させ、100℃にて、1−シアノエチル−2−エチ
ル−4−メチルイミダゾールトリメリテートの微
粉末(平均粒径35μ)3g及び滑り助剤としてス
テアリン酸カルシウム1gを加えて撹拌冷却、本
発明の粘結用組成物で被覆したコーテツドサンド
を得た。
次に実施例1と同様にして温時の抗張力の測定
及び熱崩壊性試験を行つた。温時の抗張力は18
Kg/cm2であり、また熱崩壊性は砂焼き工程なくし
てロータツプ試験機5分間の振動で中子は完全に
排出された。
実施例 4 実施例1で用いた混合槽に200℃に予熱した6
号硅砂1000gを入れ、冷却しながら撹拌を行い硅
砂の温度が160℃に達した時点で、トリグリシジ
ルイソシアヌレート95重量%とジグリシジルイソ
シアヌレート5重量%との混合物20gを添加して
硅砂表面に融着させ、100℃にてグアニジン炭酸
塩5gとアジン置換イミダゾール(キユアゾール
C11 Z−アジン、四国化成社製商品名)1gの
混合微粉末(平均粒径50μ)及び滑り助としてス
テアリン酸カルシウム1gを加えて撹拌冷却し本
発明の鋳型粘結用組成物で被覆したコーテツドサ
ンドを得た。
次に実施例1と同様にして温時の抗張力の測定
及び熱崩壊性試験を行つた。温時の抗張力は20
Kg/cm2であり、また熱崩壊性は砂焼工程なくして
ロータツプ試験機5分間の振動で中子は完全に排
出された。
実施例 5 実施例1で用いた混合槽に200℃に予熱したた
6号硅砂1000gを入れ冷却しながら撹拌を行い、
硅砂の温度が160℃に達した時点でトリグリシジ
ルイソシアヌレート20gを添加して硅砂表面に融
着させ100℃にてアジピン酸ジヒドラジドの微粉
末(平均粒径40μ)3g及び滑り助としてステア
リン酸カルシウム1gを加えて撹拌冷却し本発明
の鋳型粘結剤組成物で被覆したコーテツドサンド
を得た。
次に実施例1と同様にして、温時の抗張力の測
定及び熱崩壊性試験を行つた。温時の抗張力は18
Kg/cm2であり、また熱崩壊性は砂焼工程なくして
ロータツプ試験機5分間の振動で中子は完全に排
出された。
比較例 1 実施例1で用いた混合槽に200℃に予熱した6
号硅砂1000gを入れ、冷却しながら撹拌を行い硅
砂の温度が160℃に達した時点で、ノボラツク型
フエノール樹脂22gを加え硅砂表面に融着させ
110℃にてヘキサメチレンテトラミンの20%水溶
液15g及び滑り助剤としてステアリン酸カルシウ
ム1gを加えて撹拌冷却し比較例の鋳型粘結剤組
成物で被覆したコーテツドサンドを得た。
次に実施例1と同様な方法で温時の抗張力の測
定及び熱崩壊性試を行つた。但し成型条件のみ
は、別途の実験でこの比較例のコーテツドサンド
を用いた場合に最高の温時強度を示した230℃、
90秒の条件で行つた。温時の抗張力は18Kg/cm2
あり、また熱崩壊性試験では砂焼きのないロータ
ツプ試験機の振動10分間では僅か5%しか中子を
排出できなかつた。
比較例 2 〔不飽和ポリエステル樹脂の重合〕 フマル酸1126g、無水フタル酸44g、エチレン
グリコール617g及びジエチレングリコール56g
を2の4つ口フラスコに仕込み常法によるエス
テル化縮合反応により酸価25の不飽和ポリエステ
ルを得た。これを120℃に冷却しハイドロキン
0.42g、ジクミルパーオキサイド56g及びジアリ
ルフタレート140gを加え充分撹拌混合、室温ま
で冷却し不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。
〔コーテツドサンドの製造および評価〕
実施例1で用いた混合槽に200℃に予熱した6
号硅砂1000gを入れ、冷却しながら撹拌を行い硅
砂の温度が160℃に達した時点で、上記の方法に
より得られた不飽和ポリエステル樹脂組成物25g
を加え、続いてシランカツプリング剤(日本ユニ
カー(株)製、商品名A−174)0.03g、炭酸亜
鉛2.5g及びステアリン酸カルシウム1gを加え
冷却排出しコーテツドサンドを得た。
次に実施例1と同様な方法で温時の抗張力の測
定及び熱崩壊性試験を行つた。但し成型条件のみ
は、230℃、70秒の条件で行つた温時の抗張力は
10.5Kg/cm2であり、また熱崩壊性は実施例1と同
様砂焼き工程なくして、ロータツプ試験機5分間
の振動により中子は完全に排出された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) トリグリシジルイソシアヌレート及び/
    又はトリ(βメチルグリシジル)イソシアヌレ
    ートと、 (b) ジシアンジアミド及びその誘導体、有機酸ヒ
    ドラジド並びにイミダゾール誘導体から成る群
    より選ばれた1種以上の硬化剤と、 から成る鋳型粘結用組成物。
JP15615381A 1981-10-02 1981-10-02 鋳型粘結用組成物 Granted JPS5858956A (ja)

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JPS5858956A JPS5858956A (ja) 1983-04-07
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