JPS6240948A - 鋳型の製造法 - 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 本発明は鋳物砂用粘結剤に関する。

従来技術 鋳物砂川粘結剤として、従来水ガラス等を用いる無機系
粘結剤とフラン樹脂、フェノール樹脂等を用いる有機粘
結剤が知られている。

無機系粘結剤は鋳込後の鋳型の崩壊性が悪く、仕」二げ
工数が嵩み、また砂の回収性に問題があり、廃砂によっ
て生ずる環境破壊等々の問題がある。

有機系粘結剤では無機系粘結剤の欠点である鋳型の崩壊
性及び砂の回収性は良好であるが、フラン自硬性粘結剤
では硬化触媒に主に有機スルホン酸を用いるため硫黄が
球状化黒鉛鋳鉄における球状化疎外、浸硫などの鋳物に
対して悪影響を及ぼず。また、従来一般に知られている
自硬性フェノール樹脂は主として、レゾール型フェノー
ルホルムアルデヒド樹脂であり、これに使用ずろ硬化触
媒も有機スルポン酸を用いるため、フラン自硬性粘結剤
と同様な欠点を有する。

この様な欠点を解消する目的で、粘結剤にレゾール型ナ
トリウムフェノラート樹脂を適用することが特開昭５０
−１３０６２７号公報およびカリウムアルカリフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂を適用することが特開昭５８−
１５４４３３号公報に示されている。しかし、−に記粘
結剤では使用量を多くしないと鋳型として充分な強度を
示さず、粘結剤量を多くすると、鋳造作業時の環境への
悪影響、さらに鋳物へのガス欠陥等の悪影響及び鋳込後
の鋳型の崩壊性、砂の回収性が悪くなる。

発明が解決しようとする訓贋ム 本発明は従来の無機あるいは有機粘結剤の欠点を解消し
、少量で高い強度の鋳型を製造することのできる鋳物砂
川粘結剤、特に樹脂組成物の粘度の経時変化が少ない、
耐湿性に優れた鋳型を得るための鋳物砂用粘結剤を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明はアルカリレゾール型ビスフェノール樹脂と有機
エステルから成る鋳物砂川粘結剤に関する。

本発明に用いるアルカリレゾール型ビスフェノール樹脂
とは、一般式 ［式中、ＭおよびＭｏ　は、水素、アルカリ金属；Ｒ１
およびＲ２はそれぞれ独立して、水素またはメチル；ｍ
およびｎは両者の合計が１．４〜５゜０の数を示す。］
で表イっされる化合物とポルムアルデヒドを反応させて
得られるアルカリビスフェノール樹脂である。

本発明アルカリビスフェノール樹脂のフェノール性水酸
乱の少なくとも一部はアルカリで中和されている。アル
カリとしてはアルカリ金属を用いるが、その内、特に水
酸化カリウムが好ましい。

アルカリのｆｆ１ｉＪアルカリ　：ビスフェノールのモ
ル比で１２１〜２．４：］、好ましく　ＰＩ：　Ｉ　、
　７　：１〜２１：１が適当である。モル比１２１以下
では、樹脂の水溶性が悪くなり、２．４・１以−にのモ
ル比では不十分な強度しか得られず実用的で（Ｊない。

ホルムアルデヒド・ビスフェノールのモル比ば１．４：
Ｉ〜５０・１　、好ましく　ｉ：Ｊ：　１　、７　：　
］〜３．５：Ｉのものが適している。１．４：Ｉ以下の
モル比では強度が不十分で実用的ではない。また、５．
０：Ｉ以」二のモル比では、未反応ホルムアルデヒドの
刺激臭により、作業環境が悪化ずろ。

Ｒ３およびＲ２はそれぞれ独立して、水素またはメチル
基である。特に好ましくは両者がメチルのもの、即ち、
ビスフェノールＡのアルカリレゾール型ホルムアルデヒ
ド縮合物である。

本発明アルカリレゾール型ビスフェノール樹脂を用いる
と、従来のアルカリレゾール型フェノール樹脂（例えば
特開昭５０−１３０６２７号公報）に比べて少量でより
優れた強度を備えた鋳型を得ることができる。

本発明アルカリレゾール型ビスフェノール樹脂の有効固
形分は、３０〜７０重量％以上、より好ましくは、４５
〜６５重量％含まれているのがよい。

本発明鋳物砂用粘結剤には、」二記樹脂と鋳物砂との粘
結性を改良するためカップリング剤を配合してもよい。

カップリング剤としてはヂタネート、ボロン等を用いて
もよいが、特に好ましくはシランカップリング剤である
。シランカップリング剤の代表的な例は、３−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン等である。カップリン
グ剤の使用量はアルカリレゾール型ビスフェノール樹脂
に対して０．０５〜３重量％、より好ましくは０．１〜
１重量％である。

本発明での樹脂組成物は上記アルカリレゾール型ビスフ
ェノール樹脂を通常３０〜７’Ｏ重量％の水溶液に調製
する。３０重量％以下の樹脂含有量では、水分量が多ず
ぎ鋳型の強度発現が充分ではなく、７０重量％以」二の
樹脂含有量では粘性が高くなり、取扱い」−問題がある
。

本発明粘結剤はさらに他の従来公知の粘結剤、例えば、
レゾール型フェノールポルムアルデヒド樹脂等を配合し
て用いてもよい。

本発明粘結剤に配合し得る他の添加剤としては、例えば
アルコール類、グリコール類等が例示される。

本発明粘結剤は、鋳物砂に配合するに際し、アルカリレ
ゾールビスフェノール樹脂と硬化剤として適当な有機エ
ステルを混合する。

硬化剤として用いることが出来る有機エステルとしては
、ギ酸メチル、ギ酸エヂル、ブチロラクトン、カプロラ
クトン、エチレングリコールモノアセテート、エチレン
グリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセチンな
どが挙げられる。

硬化剤の使用量としてはアルカリレゾールビスフェノー
ル樹脂１００重量部に対しｌＯ〜４０重全部、特に２０
〜３０重量部が適当である。

本発明粘結剤を適用し得る鋳物砂として（Ｊ、珪砂、オ
リピン砂、クロマイト砂、ジルコン砂等が挙げられる。

アルカリレゾール型ビスフェノール樹脂の添加量は鋳物
砂１００ｇ当り０．５〜６ｇ、特に０．８〜３ｇである
。

本発明を実施例により、具体的に説明する。

火旌伊圧 （１）鋳物砂川粘結剤の製造： ビスフェノールＡ２２８ｇ、水３３２ｇを攪拌器、温度
計、コンデンサーを具えた１！四ツ目フラスコに仕込み
、攪拌しながら、水酸化カリウム１１２ｇと９２％パラ
ホルムアルデヒド８１．５ｇを徐々に加え、９５℃に加
熱し、粘度が８０ｃｐ（２０℃）に達するまで反応を継
続し、アルカリレゾールビスフェノール樹脂を調製した
。６０°Ｃに冷却後、０．４重量％の３−グリンドキン
プロビルトリメトキシシランを加え、３０分攪拌した後
冷却し、樹脂分５０重量％の粘結剤を得た。

（２）標準試験片による強度試験： 珪砂（フリーマントル砂）１００重量部に対し、硬化剤
のトリアセチンを０．４５重里部加え攪拌器で１分間混
合した後、」−記粘結剤１．５重量部を加え１分間混合
した。

この混合砂を標準の５０φＸ５０ｈｍ／ｍ試験片に成型
し、強度試験を実施した。得られた経時圧縮強度を表−
１に示す。

（３）耐水性試験。

−に記標準試験片を水中に５秒間ディッピングし、常温
下に３０分間放置した後の強度の低下率を測定する耐水
性試験を実施し、表−２に示す様な結果が得られた。強
度の低下率（％）は、式ディッピング酸の圧縮強さ から求めた。

（４）粘結剤の経時変化： 」―記粘結剤を４０±２°Ｃの恒温槽に放置した場合の
経時粘度変化をＢ型粘度計にて測定した。結果を表−３
に示した。粘度測定温度は２０°Ｃとした。

坦恰牡 （１）カリウムアルカリフェノールホルムアルデヒド樹
脂の製造： フェノール１８８ｇ、水１４６ｇを攪拌器、温度計、コ
ンデンサーを具えた１克四ツ目フラスコに仕込み、水酸
化カリウムＩ　Ｉ　８ｇ、９２％パラポルムアルデヒド
１３０ｇを徐々に加えた。次いで、９５℃に加熱し粘度
が２５０ｃｐ（２０°Ｃ）に達するまで反応を継続した
後冷却し、０．４重量％のγ−アミノプロピルトリエト
ギンシランを４０°Ｃで加え、樹脂分６５重量％の粘結
剤を得た。

（２）標準試験片による強度試験： 実施例１と同様の手法により実施した。結果を表−１に
示した。

（３）耐水性試験： 実施例１と同様の方法で測定した。結果を表−２に示し
た。

（４）粘結剤経時変化： 実施例１と同様の方法で測定した。結果を表−３に示し
た。

発明の効果 本発明の粘結剤で造型された鋳型は従来技術のナトリウ
ムフェノラート樹脂、カリウムアルカリフェノールホル
ムアルデヒド樹脂に比べ、低粘結剤量で高強度が得られ
る特長があり、その結果、鋳物砂の回収が容易となり、
鋳込時の鋳型から発生ずるガス発生量を減少しガス欠陥
の発生を抑制し、作業環境への悪影響が少なくなるなど
有益なものである。

従来、鋳物と鋳型間の焼肴防止、鋳肌の改善等々の目的
で溶湯と接する鋳型表面に塗型が施工される。かっては
アルコール性塗型剤が用いられてきたが、作業環境の悪
化、危険物としての取扱い」二の問題で水性塗型剤へ移
行しつつある。本発明の鋳物砂川粘結剤によって造型さ
れた鋳型は、従来技術に比べ、特に耐水性が優れており
、水性塗型の施工による強度低下は全く起らず非常に好
ましい性質であると言える。

また、本発明の鋳物砂川粘結剤で造型された鋳型は高湿
度下に保管しても吸湿による強度劣化がほとんど起らず
、作業−に非常に有利である。

さらに、本発明の粘結剤は高温度下に保管しても、粘度
上昇が少なく、実際的な作業面での粘結剤の取扱いがた
やすくなる。

また、従来からの有機系粘結剤は酸硬化のものが多く、
生型、ＣＯ７型と組合わせて用いろことが出来なかった
が、本発明の粘結剤は酸硬化型でないため、生型、ＣＯ
７型と組合せて用いろことができ、そのメリットは大き
い。

本発明は、有機粘結剤、特にフラン自硬性鋳型の様に、
硬化触媒にスルポン酸を用いることなく、また粘結剤中
に鋳物に対しピンホール等のカス欠陥を引起す窒素分を
含まず、鋳込時の環境汚染、浸硫、球状化疎外、ピンホ
ール等々の鋳造欠陥を減少することが出来る鋳物砂川粘
結剤を提供し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アルカリレゾール型ビスフェノール樹脂と有機エス
   テルから成る鋳物砂用粘結剤。