JPS6216845A - 鋳型用粘結剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス硬化性鋳型用粘結剤組成物に関するもので
ある。更に詳しくは、本発明は耐火性粒状物に酸硬化性
樹脂と酸化剤を添加混練し、型枠に成型後、ガス状又は
エロゾル状の二酸化硫黄を注入して鋳型を製造する所謂
酸硬化性コールドボックスに使用する改良された粘結剤
組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

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ツ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。

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。

コールドボックス法にはフラン系樹脂を代表とする酸硬
化性樹脂を過酸化物を酸化剤として二酸化硫黄により硬
化させる酸硬化コールドボックスと、ポリオールとポリ
イソシアネートとをエロゾル状の第３級アミンを触媒と
して硬化するウレタンコールドボックスがある。

この中でウレタンコールドボックスを使用した鋳型は、
鋳物製造時の鋳砂の崩壊性が悪いとか、砂かみ、すくわ
れ、ピンホール、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生し易い等
の欠点がある。

それに対して酸硬化コールドボックスは前記の難点を解
決する方法として近年急速に注目を集めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこの酸硬化コールドボックスの鋳型生産性を改
良するに適した粘結剤組成物に関するもである。

即ち、酸硬化性コールドボックス鋳型は鋳型製造時省エ
ネルギーである、鋳型製造速度が速い、製造された鋳型
の品質、鋳物の品質が優れる等、従来のクローニング法
、ウレタンコールドボックス法よりも優れた特徴を数々
有するが、改善すべき課題も又有する。

その課題として一つに鋳型製造用模型の汚染所謂じみつ
きがある。じみつきとは耐火性粒状物に添加混練し、被
覆された液状粘結剤組成物が鋳型成型時に粒状物同志の
衝突、硬化ガスや余剰の硬化ガス洗浄用の加圧空気等の
流体により粒状物表面から剥離等され、模型表面に付着
し、同一模型で繰り返し鋳型製造すると、この付着が繰
り返されじみつきとして積層されるものである。このじ
みつきが発生すると模型表面の平滑性が損なわれ、鋳型
の表面安定性を低下させる等、鋳型の品質に悪影響を及
ぼしたり、このしみつき除去のための清掃時間を要する
等生産性を阻害する要因となる。

更に、鋳型強度不足により鋳型が壊れるという課題を生
じることがある。液状粘結剤の粘度が高いと、液状粘結
剤を耐火性粒状物に添加混練した際、耐火性粒状物を液
状粘結剤が十分被覆しない。又、耐火性粒状物に添加混
練被覆された液状粘結剤組成物の流動性が悪く、模型に
十分充填できない為、鋳型を模型より取り出す際及び鋳
型の運搬時に十分な強度が出ていないため、鋳型が壊れ
ることがあり、鋳型の品質及び生産性が低下する。又、
鋳型に溶湯を鋳込む際、鋳型の強度不足により、差し込
みや砂かみ等が起こり、鋳物の品質及び生産性が低下す
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究の結果、粘結剤中のフルフリル
アルコール含有量と模型汚染とに密接な関係が有り、又
、液状粘結剤の粘度が、液状粘結剤の耐火性粒状物への
被覆性及び耐火性粒状物に添加混練被覆された液状粘結
剤組成物が金型への充填性及び造型された鋳型強度に密
接な関係があることを解明し、本発明に至ったものであ
る。

即ち、本発明は、フルフリルアルコールを主原料とし、
過酸化物を酸化剤として二酸化硫黄により鋳型を製造す
る際のガス硬化性粘結剤であって、フルフリルアルコー
ルを単独で重縮合させるか、又は他の成分と混合乃至は
共縮合せしめて、粘結剤中フルフリルアルコール含有量
を３０重量％以下とするか、あるいは粘結剤原料中フル
フリルアルコール含有量と粘結剤中フルフリルアルコー
ル含有量との比を１　：０．６以下とするよう混合乃至
は反応によりフルフリルアルコール含有量を低減させた
酸硬化性樹脂と、次の（ａ）〜（１，１の少なくとも１
種とを含有することを特徴とする鋳型用粘結剤組成物を
提供するものである。

（ａｌ　　−ｉ式Ｒ，−０−ＲＺ、Ｒ＋−Ｃ−Ｒｚ又は
Ｒ，−ＣＩＯテ示される化合物（Ｒ＋及びＲ２は炭素原
子数１〜８の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基）。

（Ｒ，及びＲ４は炭素原子数１８以下の脂肪族炭化水素
基又は水素原子）。

（Ｃ）　　ヘンゼン環に付く置換基が、メトキシ基、ア
ルデヒド基又はニトロ基のそれぞれ１個又は２個以上又
は２種以上、又はヒドロキシル基を含めた２種以上、又
はヒドロキシル基が２個以上である芳香族化合物。

（ｄｉ　　炭素原子数が５〜１２である脂肪族炭化水素
。

（１３）　　五員環又は六員環中に酸素原子を１以上持
つ複素環式化合物又はフラン環にアルデヒド基を１以上
持つ化合物。

（ｆ）　　一般式Ｒ５−Ｃｏｏ−Ｒ，で示される化合物
（Ｒ５及びＲ５は炭素原子数１８以下の脂肪族炭化水素
基、但し一方は水素原子であり得る）。

（Ｒ７は炭素原子数８以下の脂肪族炭化水素基）。

（Ｒ１１及びＲ７は炭素原子数８以下の飽和又は不飽和
脂肪族炭化水素基又は水素原子） （１）　　一般式Ｒ３゜−Ｃ００−Ｒ１１−００Ｃ−Ｒ
１２で示される化合物（Ｒ１゜、Ｒ１１及びＲ１□は炭
素原子数６以下の脂肪族炭化水素基）。

（ｊ）一般式Ｒ，３−ＣＯｏ−Ｒ，４−０〜ＲＩ５で示
される化合物（Ｒ＋＊　、Ｒ１４及びＲＩ５は炭素原子
数４以下の脂肪族炭化水素基）。

（ＲＩ６　、ＲＩ７及びＲＩＢは炭素原子数６以下の脂
肪族炭化水素又は芳香族炭化水素基）。

（１１天然動植物油脂又は天然樹脂。

本発明の粘結剤組成物は、上記のフルフリルアルコール
の含有量を低減させた酸硬化性樹脂により模型汚染を大
幅に減少せしめ、また、硬化を遅延させない上記（ａ）
〜（１１からなる群から選ばれる少なくとも一種により
粘結剤の粘度を低くし、鋳型の生産性及び鋳型の品質を
大きく向上させることができる。

本発明の粘結剤として好ましいものは、フルフリルアル
コールを主原料とし、フェノール類、フェノール類／ア
ルデヒド重縮合物、尿素、尿素／アルデヒド重縮合物、
メラミン、メラミン／アルデヒド重縮合物、ケトン／ア
ルデヒド重縮合物、芳香族炭化水素／アルデヒド重縮合
物、−分子中に１個以上のアルデヒド基を有する化合物
の少なくとも一種を混合乃至共縮合せしめたものである
。更に好ましいものは粘結剤中フルフリルアルコール含
有量が２０重量％以下で、且つ粘結剤原料中フルフリル
アルコール含有量と粘結剤中フルフリルアルコール含有
量との比が１：０．４以下のものである。

又、本発明において酸硬化性樹脂と併用される上記（ａ
）〜（１）の化合物又は混合物としては具体的には次の
ようなものが挙げられる。

ジプロピルエーテル、メチルエチルケトン、プロピオン
アルデヒド、ヘプチルアルデヒド、ジプロピルエーテル
、ジペンチルアセトン、アリルアセトン、イソブチルビ
ニルエーテル、トルエン、キシレン、アミルベンゼン、
ドデシルベンゼン、ベンズアルデヒド、アニソール、ニ
トロベンゼン、ジニトロベンゼン、サリチルアルデヒド
、アニスアルデヒド、レゾルシノー元、フロログルシノ
ール、イソプレン、ヘプタン、オクタン、フラン、ジオ
キサン、フルフラール、酢酸エチル、酢酸ヘキシル、オ
レイン酸メチル、安息香酸メチル、安息香酸ヘキシル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、フタル
酸ジビニル、エチレングリコールジアセテート、プロピ
レングリコールジアセテート、酢酸エチルセロソルブ、
酢酸ブチルセロソルブ、亜リン酸トリブチル、亜リン酸
トリフェニル、ヒマシ油、アマニ油、粗トール油、ウッ
ドロジン等であり、これらの１種又は２種以上が、酸硬
化性樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部、好
ましくは１．０〜３０重量部併用使用される。

又、本発明において、鋳型の強度、耐湿性のためシラン
カップリング剤を含有させる等の公知の添加剤を含有せ
しめることもできる。

本発明の粘結剤を使用して鋳型を製造する際の耐火性粒
状物としては酸化珪素を主成分とする珪砂の他、ジルコ
ン砂、クロマイト砂等が使用される。酸化剤としてはメ
チルエチルケトン過酸化物を主成分とする過酸化物組成
物の他、脂肪族、芳香族ハイドロ過酸化物組成物等が使
用される。

通常粒状物１００重量部に粘結剤０．５〜２重量部、酸
化剤０．２〜１重量部使用するが、これらにより本発明
を制限するものではない。

又、鋳型製造用模型としては、鉄、アルミニウム等の金
型、エポキシ、ウレタン等の樹脂型及び木型があるが、
通常本用途の如き高速で大量に鋳型を製造する分野では
耐久性の点から金型を多く使用するがこれに限定される
ものではない。

〔実施例〕

以下に本発明を更に詳細に説明するために実施例を述べ
るが、本実施例により本発明の範囲を制限するものでは
ない。

実施例１〜１０及び比較例１〜５ フルフリルアルコールとホルマリンを縮合させた表−１
に記載のもの〔原料中のフルフリルアルコール含有量（
＾）と粘結剤中のフルフリルアルコール含有量（Ｂ）の
比（Ａ／Ｂ）で表す〕を製造し、更にこのものに粘性を
調整するため溶剤、希釈剤及び尿素／ホルマリン樹脂等
表−１に記載のものを添加混合した。

これらの粘結剤を珪砂に対し１．２重量部、メチルエチ
ルケトン過酸化物０．５重量部を混じ、水平割鋳型自動
造型機にて空気圧３．０ｋｇ／ｃ＋ａで混練砂を充填し
た後、二酸化硫黄ガスを注入し、余剰のガスを加圧空気
で洗浄して鋳型及び曲げ強度測定用テストピースを成型
した。

加圧空気と共に混練砂を注入する口（ブロー口）の真下
に１ｃｍ角の鉄板を粘着し、繰り返し２００回鋳型を成
型した後、鉄板を剥がして汚染物の付着量を測定した。

曲げ強度は鋳型抜型から数えて１０秒後に測定した。

〔発明の効果］ 本実施例で明白の様に、本発明により模型への付着汚染
が大幅に低減され、鋳型製造作業中の模型清掃作業が少
なくなり、また、鋳型強度が向上することにより鋳型の
不良数が少なくなる結果、造型停止時間が減少し、生産
性が向上し、鋳型の品質も大幅に向上する他、煩雑な作
業がなくなり、生産性、品質面で大幅に改善された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フルフリルアルコールを主原料とし、過酸化物を酸
   化剤として二酸化硫黄により鋳型を製造する際のガス硬
   化性粘結剤であって、フルフリルアルコールを単独で重
   縮合させるか、又は他の成分と混合乃至は共縮合せしめ
   て、粘結剤中フルフリルアルコール含有量を３０重量％
   以下とするか、あるいは粘結剤原料中フルフリルアルコ
   ール含有量と粘結剤中フルフリルアルコール含有量との
   比を１：０．６以下とするよう混合乃至は反応によりフ
   ルフリルアルコール含有量を低減させた酸硬化性樹脂と
   、次の（ａ）〜（ｌ）の少なくとも１種とを含有するこ
   とを特徴とする鋳型用粘結剤組成物。 （ａ）一般式Ｒ＿１−Ｏ−Ｒ＿２、▲数式、化学式、表
   等があります▼又はＲ＿１−ＣＨＯで示される化合物（
   Ｒ＿１及びＲ＿２は炭素原子数１〜８の飽和又は不飽和
   脂肪族炭化水素基）。 （ｂ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示さ
   れる化合物 （Ｒ＿３及びＲ＿４は炭素原子数１８以下の脂肪族炭化
   水素基又は水素原子）。 （ｃ）ベンゼン環に付く置換基が、メトキシ基、アルデ
   ヒド基又はニトロ基のそれぞれ１個 又は２個以上又は２種以上、又はヒドロキ シル基を含めた２種以上、又はヒドロキシ ル基が２個以上である芳香族化合物。 （ｄ）炭素原子数が５〜１２である脂肪族炭化水素。 （ｅ）五員環又は六員環中に酸素原子を１以上持つ複素
   環式化合物又はフラン環にアルデ ヒド基を１以上持つ化合物。 （ｆ）一般式Ｒ＿５−ＣＯＯ−Ｒ＿６で示される化合物
   （Ｒ＿５及びＲ＿６は炭素原子数１８以下の脂肪族炭化
   水素基、但し一方は水素原子であり得る）。 （ｇ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示さ
   れる化合物 （Ｒ＿７は炭素原子数８以下の脂肪族炭化水素基）。 （ｈ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示さ
   れる化合物 （Ｒ＿８及びＲ＿９は炭素原子数８以下の飽和又は不飽
   和脂肪族炭化水素基又は水素原子） （ｉ）一般式Ｒ＿１＿０−ＣＯＯ−Ｒ＿１＿１−ＯＯＣ
   −Ｒ＿１＿２で示される化合物（Ｒ＿１＿０、Ｒ＿１＿
   １及びＲ＿１＿２は炭素原子数６以下の脂肪族炭化水素
   基）。 （ｊ）一般式Ｒ＿１＿３−ＣＯＯ−Ｒ＿１＿４−Ｏ−Ｒ
   ＿１＿５で示される化合物（Ｒ＿１＿３、Ｒ＿１＿４及
   びＲ＿１＿５は炭素原子数４以下の脂肪族炭化水素基）
   。 （ｋ）一般式▲数式、化学式、表等があります▼で示さ
   れる化合物 （Ｒ＿１＿６、Ｒ＿１＿７及びＲ＿１＿８は炭素原子数
   ６以下の脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素基）。 （ｌ）天然動植物油脂又は天然樹脂。 ２、（ａ）〜（ｌ）の化合物又は混合物の量が酸硬化性
   樹脂１００重量部に対して、０．５〜５０重量部である
   特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３、フェノール類、フェノール類／アルデヒド重縮合物
   、尿素、尿素／アルデヒド重縮合物、メラミン、メラミ
   ン／アルデヒド重縮合物、ケトン／アルデヒド重縮合物
   、芳香族炭化水素／アルデヒド重縮合物、一分子中に一
   個以上のアルデヒド基を有する化合物の少なくとも一種
   を混合乃至は共縮合せしめた特許請求の範囲第１項記載
   の組成物。