JP2831794B2 - 鋳物用砂型の製造方法 - Google Patents
鋳物用砂型の製造方法Info
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- JP2831794B2 JP2831794B2 JP2089636A JP8963690A JP2831794B2 JP 2831794 B2 JP2831794 B2 JP 2831794B2 JP 2089636 A JP2089636 A JP 2089636A JP 8963690 A JP8963690 A JP 8963690A JP 2831794 B2 JP2831794 B2 JP 2831794B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自硬性鋳型及びガス硬化性鋳型における鋳物
用砂型の製造方法に関するものである。
用砂型の製造方法に関するものである。
更に詳しくは、シランカップリング剤と水溶性フェノ
ール樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルで硬
化せしめるプロセスに用いられる改良された鋳物用砂型
の製造方法に関するものである。
ール樹脂を粘結剤として用い、これを有機エステルで硬
化せしめるプロセスに用いられる改良された鋳物用砂型
の製造方法に関するものである。
有機粘結剤を用いて主型や中子のような鋳型を製造す
る造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型
法、クローニング法（シェル法）は公知である。特に有
機自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳
物品質、安全衛生上の観点から無機系に代って既に汎用
的な造型法となっている。
る造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型
法、クローニング法（シェル法）は公知である。特に有
機自硬性鋳型造型法は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳
物品質、安全衛生上の観点から無機系に代って既に汎用
的な造型法となっている。
一方、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、いわゆるコーテッドサ
ンドを加熱硬化して鋳型製造するクローニング法が幅広
く使用されている。
ル樹脂を粒状耐火物に被覆した、いわゆるコーテッドサ
ンドを加熱硬化して鋳型製造するクローニング法が幅広
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に、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きている。
更に鋳型、鋳物の品質を改善するために、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きている。
有機自硬性鋳型造型法及びガス硬化性鋳型造型法に用
いられる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を
粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物砂
用粘結剤組成物が、特開昭50−130627号公報、特開昭58
−154433号公報、特開昭58−154434号公報等により公知
である。
いられる粘結剤組成物として、水溶性フェノール樹脂を
粘結剤とし、これを有機エステルで硬化せしめる鋳物砂
用粘結剤組成物が、特開昭50−130627号公報、特開昭58
−154433号公報、特開昭58−154434号公報等により公知
である。
この粘結剤を用いた鋳型造型法は粘結剤中に硫黄原子
を含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳物造型に比較し
て浸硫による影響が少ないという特徴を有する反面、得
られる鋳型の強度が低いため、造型に必要となる樹脂の
添加量が非常に多く、注湯時の発生ガスが量が多く、ガ
ス欠陥が出やすい。更に経済性も良くないといった欠点
や、砂の再利用性が劣る等の欠点を有しており、改良が
望まれている。
を含まないため酸硬化性樹脂を用いた鋳物造型に比較し
て浸硫による影響が少ないという特徴を有する反面、得
られる鋳型の強度が低いため、造型に必要となる樹脂の
添加量が非常に多く、注湯時の発生ガスが量が多く、ガ
ス欠陥が出やすい。更に経済性も良くないといった欠点
や、砂の再利用性が劣る等の欠点を有しており、改良が
望まれている。
通常この粘結剤を用いて得られる鋳型の強度を向上さ
せるために、粘結剤にシランカップリング剤が併用され
ており、その効果も認められるものの、酸硬化性樹脂に
比べると未だ効果は低く、更にその改良が望まれてい
る。
せるために、粘結剤にシランカップリング剤が併用され
ており、その効果も認められるものの、酸硬化性樹脂に
比べると未だ効果は低く、更にその改良が望まれてい
る。
本発明者らは前記問題点を解決すべく鋭意研究の結
果、シランカップリング剤と水溶性フェノール樹脂を粘
結剤とし、これを有機エステルを硬化せしめる鋳物用砂
型の製造方法において、粘結剤の成分として更に炭素数
１〜８のアルキル基を有するアルキルシリケートもしく
はもの低縮合物又は変性もしくは未変性のシリコンオイ
ルを使用することにより、鋳型強度が大幅に向上するこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
果、シランカップリング剤と水溶性フェノール樹脂を粘
結剤とし、これを有機エステルを硬化せしめる鋳物用砂
型の製造方法において、粘結剤の成分として更に炭素数
１〜８のアルキル基を有するアルキルシリケートもしく
はもの低縮合物又は変性もしくは未変性のシリコンオイ
ルを使用することにより、鋳型強度が大幅に向上するこ
とを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、シランカップリング剤と水溶性フ
ェノール樹脂を粘結剤とし、有機エステルを硬化剤とし
て耐火性粒状材料を造型する鋳物用砂型の製造方法にお
いて、粘結剤の成分として更に炭素数１〜８のアルキル
基を有するアルキルシリケートもしくはその低縮合物又
は変性もしくは未変性のシリコンオイル（以下シラン化
合物という。）を使用することを特徴とする鋳物用砂型
の製造方法を提供するものである。
ェノール樹脂を粘結剤とし、有機エステルを硬化剤とし
て耐火性粒状材料を造型する鋳物用砂型の製造方法にお
いて、粘結剤の成分として更に炭素数１〜８のアルキル
基を有するアルキルシリケートもしくはその低縮合物又
は変性もしくは未変性のシリコンオイル（以下シラン化
合物という。）を使用することを特徴とする鋳物用砂型
の製造方法を提供するものである。
従来より、シランカップリング剤が鋳型強度を向上さ
せるために有効であるとして粘結剤の一成分として広く
使用されている。その代表的な化合物の構造は下記の一
般式 （式中、 ｎは２又は３、 Ｒはメチル基又はエチル基、 Ｘは有機レジンと結合し得る有機反応基で、 代表的なものにビニル、メタクリル、エポキシ、アミ
ノ、メルカプト等がある。） で表わされる。
せるために有効であるとして粘結剤の一成分として広く
使用されている。その代表的な化合物の構造は下記の一
般式 （式中、 ｎは２又は３、 Ｒはメチル基又はエチル基、 Ｘは有機レジンと結合し得る有機反応基で、 代表的なものにビニル、メタクリル、エポキシ、アミ
ノ、メルカプト等がある。） で表わされる。
この化合物と本発明で粘結剤に更に添加するシラン化
合物とを比較すると、構造中にSiを含むという共通点は
あるものの、両者の構造には大きな違いがあり、本発明
に用いられるシラン化合物を粘結剤の成分としてシラン
カップリング剤と併用添加することが顕著なが鋳型強度
向上効果を有することは従来全く知られていなかった。
合物とを比較すると、構造中にSiを含むという共通点は
あるものの、両者の構造には大きな違いがあり、本発明
に用いられるシラン化合物を粘結剤の成分としてシラン
カップリング剤と併用添加することが顕著なが鋳型強度
向上効果を有することは従来全く知られていなかった。
本発明において、鋳物用砂型を自硬性鋳型造型法によ
って製造するには、耐火性粒状材料100重量部に、シラ
ンカップリング剤を0.001〜１重量部、好ましくは0.002
〜0.1重量部、シラン化合物を0.001〜10重量部、好まし
くは0.002〜５重量部、硬化剤である有機エステル0.05
〜９重量部、好ましくは0.1〜５重量部及び水溶性フェ
ノール樹脂水溶液0.4〜15重量部、好ましくは0.6〜５重
量部を周知の方法で混練し、従来の自硬性鋳型製造プロ
セスをそのまま利用して鋳型を製造することができる。
って製造するには、耐火性粒状材料100重量部に、シラ
ンカップリング剤を0.001〜１重量部、好ましくは0.002
〜0.1重量部、シラン化合物を0.001〜10重量部、好まし
くは0.002〜５重量部、硬化剤である有機エステル0.05
〜９重量部、好ましくは0.1〜５重量部及び水溶性フェ
ノール樹脂水溶液0.4〜15重量部、好ましくは0.6〜５重
量部を周知の方法で混練し、従来の自硬性鋳型製造プロ
セスをそのまま利用して鋳型を製造することができる。
本発明に用いられるシランカップリング剤及びシラン
化合物は有機エステル或いは水溶性フェノール樹脂に予
め混合後、耐火性粒状材料に添加しても、或いはそれら
と別途に耐火性粒状材料に添加しても差し支えないが、
有機エステルに予め混合するか別途に添加することが好
ましい。
化合物は有機エステル或いは水溶性フェノール樹脂に予
め混合後、耐火性粒状材料に添加しても、或いはそれら
と別途に耐火性粒状材料に添加しても差し支えないが、
有機エステルに予め混合するか別途に添加することが好
ましい。
また、本発明において、鋳物用砂型がガス硬化性鋳型
造型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料100
重量部に、シランカップリング剤を、0.001〜１重量
部、好ましくは0.002〜0.1重量部、シラン化合物を0.00
1〜10重量部好ましくは0.002〜５重量部及び水溶性フェ
ノール樹脂水溶液0.4〜15重量部を加えた混練砂を手込
めもしくは加圧空気でのブローイングにより模型中に充
填し、次いでガス状もしくはエロゾン状の有機エステル
0.05〜９重量部を吹き込んで硬化させ、鋳型を製造す
る。
造型法によって製造するには、まず耐火性粒状材料100
重量部に、シランカップリング剤を、0.001〜１重量
部、好ましくは0.002〜0.1重量部、シラン化合物を0.00
1〜10重量部好ましくは0.002〜５重量部及び水溶性フェ
ノール樹脂水溶液0.4〜15重量部を加えた混練砂を手込
めもしくは加圧空気でのブローイングにより模型中に充
填し、次いでガス状もしくはエロゾン状の有機エステル
0.05〜９重量部を吹き込んで硬化させ、鋳型を製造す
る。
本発明に用いられる有機エステルとしてはラクトン類
或いは炭素数１〜10の一価又は多価アルコールと炭素数
１〜10の有機カルボン酸より導かれる有機エステルの単
独もしくは混合物が用いられるが、自硬性鋳型造型法で
はγ−ブチロラクトン、プロピオンラクトン、ε−カプ
ロラクトン、ギ酸エチル、エチレングリコールジアセテ
ート、エチレングリコールモノアセテート、トリアセチ
ン等を用いるのが好ましく、ガス硬化性鋳型造型法では
ギ酸メチルを用いるのが好ましい。
或いは炭素数１〜10の一価又は多価アルコールと炭素数
１〜10の有機カルボン酸より導かれる有機エステルの単
独もしくは混合物が用いられるが、自硬性鋳型造型法で
はγ−ブチロラクトン、プロピオンラクトン、ε−カプ
ロラクトン、ギ酸エチル、エチレングリコールジアセテ
ート、エチレングリコールモノアセテート、トリアセチ
ン等を用いるのが好ましく、ガス硬化性鋳型造型法では
ギ酸メチルを用いるのが好ましい。
本発明に用いられる水溶性フェノール樹脂とは有機エ
ステル硬化可能な樹脂であり、例えばフェノール、クレ
ゾール、レゾルシノール、3,5−キシレノール、ビスフ
ェノールＡ、その他の置換フェノールを含めたフェノー
ル類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフ
ラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等との反応に
よって得られるフェノール樹脂が挙げられる。これらの
フェノール樹脂の縮合が挙げられる。これらのフェノー
ル樹脂の縮合に用いられる適当なアルカリ性物質は水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム及びこ
れらの混合物であるが、水酸化カリウムが最も好まし
い。
ステル硬化可能な樹脂であり、例えばフェノール、クレ
ゾール、レゾルシノール、3,5−キシレノール、ビスフ
ェノールＡ、その他の置換フェノールを含めたフェノー
ル類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフ
ラールアルデヒド及びアルデヒドの混合物等との反応に
よって得られるフェノール樹脂が挙げられる。これらの
フェノール樹脂の縮合が挙げられる。これらのフェノー
ル樹脂の縮合に用いられる適当なアルカリ性物質は水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム及びこ
れらの混合物であるが、水酸化カリウムが最も好まし
い。
耐火性粒状材料としては石英質を主成分とする珪砂の
他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ
サンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に限
定されるものではない。
他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ
サンド等の無機耐火性粒状材料が使用されるが、特に限
定されるものではない。
本発明に用いられる炭素数１〜８のアルキル基を有す
るアルキルシリケートとしてはメチルシリケート、エチ
ルシリケート等及びその低級縮合物が挙げられる。ま
た、シリコンオイルとしてはジメチルシロキサン、フッ
素化シリコン、エポキシ変性シリコン、フェニル化変性
シリコン、アルキルフェニル変性シリコン、ポリエーテ
ル変性シリコン等が用いられる。
るアルキルシリケートとしてはメチルシリケート、エチ
ルシリケート等及びその低級縮合物が挙げられる。ま
た、シリコンオイルとしてはジメチルシロキサン、フッ
素化シリコン、エポキシ変性シリコン、フェニル化変性
シリコン、アルキルフェニル変性シリコン、ポリエーテ
ル変性シリコン等が用いられる。
また、本発明に用いられるシランカップリング剤とし
てはγ−アミノプロピルトリエトキシシランやγ−（２
−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げ
られる。本発明においてはこのシランカップリング剤を
粘結剤に併用する。
てはγ−アミノプロピルトリエトキシシランやγ−（２
−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げ
られる。本発明においてはこのシランカップリング剤を
粘結剤に併用する。
以下、実施例をもって本発明のを詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例をのみに限定されるものではな
い。
本発明はこれらの実施例をのみに限定されるものではな
い。
実施例１〜６及び比較例１ 自硬性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化（硬化
速度）を評価した。
速度）を評価した。
即ち、クロマイト砂100重量部に対し、トリアセチン
を0.20重量部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
0.5重量％（対フェノール樹脂）を含有する水溶液フェ
ノール樹脂（固形分49％、重量平均分子量2300）を1.0
重量部及び表−１に示す各種シラン化合物0.05重量部添
加混練した混合物を50mmφ×50mmhのテストピース用模
型に充填し、混練後の抗圧力の経時変化を測定した。
を0.20重量部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
0.5重量％（対フェノール樹脂）を含有する水溶液フェ
ノール樹脂（固形分49％、重量平均分子量2300）を1.0
重量部及び表−１に示す各種シラン化合物0.05重量部添
加混練した混合物を50mmφ×50mmhのテストピース用模
型に充填し、混練後の抗圧力の経時変化を測定した。
結果を表−１に示す。
実施例７〜13及び比較例２ ガス硬化性鋳型造型法における鋳型強度の経時変化
（硬化速度）を評価した。
（硬化速度）を評価した。
即ち、珪砂100重量部に対し、γ−グリシドキシプロ
トリメトキシシラン0.5重量％（対フェノール樹脂）を
含有する水溶性フェノール樹脂（固形分49％、重量平均
分子量2300）を2.0重量及び表−２に示す各種シラン化
合物を0.05重量部添加混練した混合物を50mmφ×50mmh
のガス硬化用テストピース模型に充填した。
トリメトキシシラン0.5重量％（対フェノール樹脂）を
含有する水溶性フェノール樹脂（固形分49％、重量平均
分子量2300）を2.0重量及び表−２に示す各種シラン化
合物を0.05重量部添加混練した混合物を50mmφ×50mmh
のガス硬化用テストピース模型に充填した。
この模型中に3.0重量部のガス状のギ酸メチルを注入
し、注入後の抗圧力の経時変化を測定した。
し、注入後の抗圧力の経時変化を測定した。
結果を表−２に示す。
〔発明の効果〕 上記の実施例で明白なように、本発明の製造方法によ
れば、従来の製造方法よって得られる鋳型に比べ高強度
の鋳型が得られる。
れば、従来の製造方法よって得られる鋳型に比べ高強度
の鋳型が得られる。
その結果、粘結剤の使用量の低減が可能となるため、
鋳物砂の回収が容易となり、また、鋳込時の鋳型から発
生するガス発生量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を
抑制し健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとな
る。
鋳物砂の回収が容易となり、また、鋳込時の鋳型から発
生するガス発生量を減少し得るので、ガス欠陥の発生を
抑制し健全な鋳物が製造でき、実用上有益なものとな
る。
Claims (1)
- 【請求項１】シランカップリング剤と水溶性フェノール
樹脂を粘結剤とし、有機エステルを硬化剤として耐火性
粒状材料を造型する鋳物用砂型の製造方法において、粘
結剤の成分として更に炭素数１〜８のアルキル基を有す
るアルキルシリケートもしくはその低縮合物又は変性も
しくは未変性のシリコンオイルを使用することを特徴と
する鋳物用砂型の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089636A JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
| GB9104627A GB2242683B (en) | 1990-04-03 | 1991-03-05 | Process for making foundry sand mold |
| US07/666,203 US5169880A (en) | 1990-04-03 | 1991-03-07 | Process for making foundry sand mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2089636A JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291124A JPH03291124A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2831794B2 true JP2831794B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=13976256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2089636A Expired - Lifetime JP2831794B2 (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 鋳物用砂型の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5169880A (ja) |
| JP (1) | JP2831794B2 (ja) |
| GB (1) | GB2242683B (ja) |
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| US5858549A (en) * | 1997-01-07 | 1999-01-12 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | (Hydroxyalkyl)urea crosslinking agents |
| US5840822A (en) * | 1997-09-02 | 1998-11-24 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Mono(hydroxyalkyl)urea and oxazolidone crosslinking agents |
| JP3941814B2 (ja) * | 2002-11-08 | 2007-07-04 | 新東工業株式会社 | 鋳型造型方法 |
| US7019047B2 (en) * | 2003-07-25 | 2006-03-28 | Ashland Licensing And Intellectual Property Llc | Acrylate-free binders containing an epoxy resin and an alkyl silicate |
| JP5297731B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2013-09-25 | 花王株式会社 | 再生鋳物砂の製造方法 |
| JP5422193B2 (ja) * | 2008-12-17 | 2014-02-19 | 花王株式会社 | 硬化剤組成物及び鋳型の製造方法 |
| MX339544B (es) | 2008-12-18 | 2016-05-31 | Tenedora Nemak Sa De Cv | Metodo y composicion de aglomerante para fabricacion de moldes y/o corazones de arena para fundicion. |
| CN101941044B (zh) * | 2010-09-03 | 2012-09-05 | 吴江市液铸液压件铸造有限公司 | 一种碱性酚醛树脂自硬砂 |
| FR2972946B1 (fr) | 2011-03-22 | 2013-03-29 | Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda | Systemes liants de fonderie |
| CN104226890B (zh) * | 2014-09-30 | 2016-06-22 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 铸造用的水玻璃增强剂及制备方法 |
| KR20180028412A (ko) * | 2015-05-14 | 2018-03-16 | 에이에스케이 케미칼스 엘엘씨 | ３성분 폴리우레탄 결합제 시스템 |
| CN108772534B (zh) * | 2018-06-26 | 2020-07-28 | 重庆长江造型材料（集团）股份有限公司 | 一种覆膜砂及其制备方法 |
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| JPS5152321A (en) * | 1974-11-01 | 1976-05-08 | Sumitomo Durez Co | Igatano seizohoho |
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| US5021539A (en) * | 1989-03-24 | 1991-06-04 | Acme Resin Corporation | Alkaline benzylic ether phenolic resin binders |
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