JP3330886B2 - 鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法 - Google Patents
鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型を製造するた
めに用いられる鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法に
関し、特に鋳型の強度を十分なものとすることができる
鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法に関するものであ
る。
めに用いられる鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法に
関し、特に鋳型の強度を十分なものとすることができる
鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、粒状耐火材料を用いて自硬性
鋳型造型法、コールドボックス鋳型法、シェルモールド
法等の造型法により主型、中子等の鋳型を製造する際に
は、粒状耐火材料に粘結剤を添加することが行われてい
る。この粘結剤としては、水溶性フェノール樹脂が広く
用いられている。水溶性フェノール樹脂には、鋳型造型
時に発生する臭気等による作業環境悪化を防ぐことがで
き、かつ鋳物欠陥が少ないという利点がある。
鋳型造型法、コールドボックス鋳型法、シェルモールド
法等の造型法により主型、中子等の鋳型を製造する際に
は、粒状耐火材料に粘結剤を添加することが行われてい
る。この粘結剤としては、水溶性フェノール樹脂が広く
用いられている。水溶性フェノール樹脂には、鋳型造型
時に発生する臭気等による作業環境悪化を防ぐことがで
き、かつ鋳物欠陥が少ないという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記粘
結剤を用いて作製された鋳型は、強度の点で満足できる
ものでなかった。特に、粒状耐火材料として再生材料を
用いて鋳型を作製した場合には、鋳型の強度が不十分と
なりやすい問題があった。本発明は、上記事情に鑑みて
なされたもので、鋳型の強度を十分なものとすることが
できる鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法を提供する
ことを目的とする。
結剤を用いて作製された鋳型は、強度の点で満足できる
ものでなかった。特に、粒状耐火材料として再生材料を
用いて鋳型を作製した場合には、鋳型の強度が不十分と
なりやすい問題があった。本発明は、上記事情に鑑みて
なされたもので、鋳型の強度を十分なものとすることが
できる鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決すべく鋭意検討した結果、水溶性フェノール樹脂
と、硬い酸となりうる金属と、単量体のヒロドキシフェ
ノール類化合物を必須成分とする鋳型用樹脂組成物を用
いることによって、鋳型の強度が大幅に向上することを
見い出し、本発明を完成させるに至った。従って、本発
明の鋳型用樹脂組成物は、粒状耐火材料と混合して鋳型
を製造するための鋳型用樹脂組成物であって、水溶性フ
ェノール樹脂と、硬い酸となり得る金属と、単量体のヒ
ドロキシフェノール類化合物を必須成分とし、粒状耐火
材料の表面に結合した前記金属と、前記単量体のヒドロ
キシフェノール類化合物とが結合することにより、鋳型
の強度を向上させることを特徴とするものである。上記
金属およびヒドロキシフェノール類化合物おいては、そ
れぞれアルミニウム、レゾルシノールを用いるのが好ま
しい。これらアルミニウム、レゾルシノールを用いるこ
とによって鋳型強度向上効果をいっそう高めることがで
きる。また、本発明の鋳型の製造方法は、上記鋳型用組
成物と有機エステル硬化剤を粒状耐火材料に添加、混合
し、得られた混合物を造型することを特徴とするもので
ある。粒状耐火材料としては再生材料を用いることがで
きる。
を解決すべく鋭意検討した結果、水溶性フェノール樹脂
と、硬い酸となりうる金属と、単量体のヒロドキシフェ
ノール類化合物を必須成分とする鋳型用樹脂組成物を用
いることによって、鋳型の強度が大幅に向上することを
見い出し、本発明を完成させるに至った。従って、本発
明の鋳型用樹脂組成物は、粒状耐火材料と混合して鋳型
を製造するための鋳型用樹脂組成物であって、水溶性フ
ェノール樹脂と、硬い酸となり得る金属と、単量体のヒ
ドロキシフェノール類化合物を必須成分とし、粒状耐火
材料の表面に結合した前記金属と、前記単量体のヒドロ
キシフェノール類化合物とが結合することにより、鋳型
の強度を向上させることを特徴とするものである。上記
金属およびヒドロキシフェノール類化合物おいては、そ
れぞれアルミニウム、レゾルシノールを用いるのが好ま
しい。これらアルミニウム、レゾルシノールを用いるこ
とによって鋳型強度向上効果をいっそう高めることがで
きる。また、本発明の鋳型の製造方法は、上記鋳型用組
成物と有機エステル硬化剤を粒状耐火材料に添加、混合
し、得られた混合物を造型することを特徴とするもので
ある。粒状耐火材料としては再生材料を用いることがで
きる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の鋳型用樹脂組成物は、水
溶性フェノール樹脂と、硬い酸となりうる金属と、単量
体のヒドロキシフェノール類化合物を必須成分とするも
のである。上記水溶性フェノール樹脂は、有機エステル
硬化剤の存在下で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
めたフェノール類化合物を、アルカリ性物質の水溶液の
中でホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデ
ヒド類化合物又はこれらの混合物と重縮合反応させるこ
とによって得られるものである。また上記水溶性フェノ
ール樹脂には、尿素、メラミン等のホルマリン縮合が可
能なモノマーを、重量比で主たる構成単位とならない程
度（例えば０．０５〜５重量％）共縮合させることもで
きる。
溶性フェノール樹脂と、硬い酸となりうる金属と、単量
体のヒドロキシフェノール類化合物を必須成分とするも
のである。上記水溶性フェノール樹脂は、有機エステル
硬化剤の存在下で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
めたフェノール類化合物を、アルカリ性物質の水溶液の
中でホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデ
ヒド類化合物又はこれらの混合物と重縮合反応させるこ
とによって得られるものである。また上記水溶性フェノ
ール樹脂には、尿素、メラミン等のホルマリン縮合が可
能なモノマーを、重量比で主たる構成単位とならない程
度（例えば０．０５〜５重量％）共縮合させることもで
きる。
【０００６】上記水溶性フェノール樹脂の製造の際に好
適に用いられるアルカリ性物質としては、アルカリ金属
の水酸化物である水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化リチウム及びこれらの混合物を挙げることができ
る。なお、水溶性フェノール樹脂の材料であるフェノー
ル類化合物としてレゾルシノール等のヒドロキシフェノ
ール類化合物を使用した場合、このヒドロキシフェノー
ル類化合物は樹脂中に単量体として存在せず、アルデヒ
ド類化合物と重縮合した形態となるため、本発明の鋳型
用樹脂組成物では、水溶性フェノール樹脂の材料として
ヒドロキシフェノール類化合物を使用した場合にも、上
記単量体のヒドロキシフェノール類化合物が別途必要と
なる。
適に用いられるアルカリ性物質としては、アルカリ金属
の水酸化物である水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化リチウム及びこれらの混合物を挙げることができ
る。なお、水溶性フェノール樹脂の材料であるフェノー
ル類化合物としてレゾルシノール等のヒドロキシフェノ
ール類化合物を使用した場合、このヒドロキシフェノー
ル類化合物は樹脂中に単量体として存在せず、アルデヒ
ド類化合物と重縮合した形態となるため、本発明の鋳型
用樹脂組成物では、水溶性フェノール樹脂の材料として
ヒドロキシフェノール類化合物を使用した場合にも、上
記単量体のヒドロキシフェノール類化合物が別途必要と
なる。
【０００７】上記硬い酸となりうる金属（以下、単に金
属ということがある）とは、ＨＳＡＢ(Hard and Soft A
cids and Bases)理論に基づいて定められたもので、例
えばアルミニウム、ランタン、チタン、ベリリウム、マ
グネシウム、カルシウム、鉄、ストロンチウム、クロ
ム、バリウム、ガリウムを挙げることができる。この金
属としては、単体のほか、酸化物、水酸化物、無機酸
塩、有機酸塩、錯化合物などの形態のものを使用するこ
とができる。これらのなかでも、鋳型強度向上効果の点
からアルミニウムを用いるのが好ましく、特に、AlNH
4(SO4)2・12H2O、AlK(SO4)2・12H2O、Al(NO3)3・9H2Oを用
いると、より高い強度向上効果を得ることができるため
好ましい。また上記金属は、粉末化して使用することが
できる。
属ということがある）とは、ＨＳＡＢ(Hard and Soft A
cids and Bases)理論に基づいて定められたもので、例
えばアルミニウム、ランタン、チタン、ベリリウム、マ
グネシウム、カルシウム、鉄、ストロンチウム、クロ
ム、バリウム、ガリウムを挙げることができる。この金
属としては、単体のほか、酸化物、水酸化物、無機酸
塩、有機酸塩、錯化合物などの形態のものを使用するこ
とができる。これらのなかでも、鋳型強度向上効果の点
からアルミニウムを用いるのが好ましく、特に、AlNH
4(SO4)2・12H2O、AlK(SO4)2・12H2O、Al(NO3)3・9H2Oを用
いると、より高い強度向上効果を得ることができるため
好ましい。また上記金属は、粉末化して使用することが
できる。
【０００８】上記金属の添加量は、樹脂組成物に対し該
金属の重量に換算して０．０００５〜５重量％、好まし
くは０．００１〜３重量％とするのが望ましい。この添
加量が０．０００５重量％未満であると、鋳型の強度向
上効果が低下するため好ましくない。また５重量％を越
える量としても、それ以上鋳型強度向上効果を高めるこ
とができず、材料コストが嵩むのみとなるため好ましく
ない。
金属の重量に換算して０．０００５〜５重量％、好まし
くは０．００１〜３重量％とするのが望ましい。この添
加量が０．０００５重量％未満であると、鋳型の強度向
上効果が低下するため好ましくない。また５重量％を越
える量としても、それ以上鋳型強度向上効果を高めるこ
とができず、材料コストが嵩むのみとなるため好ましく
ない。
【０００９】ヒドロキシフェノール類化合物としては、
レゾルシノール、ハイドロキノン、カテコール、フロロ
グルシノールを挙げることができる。これらのなかでも
特に、鋳型強度向上効果の点からレゾルシノールを用い
るのが好ましい。ヒドロキシフェノール類化合物の添加
量は、樹脂組成物に対し０．０１〜１５重量％、好まし
くは０．０５〜５重量％とするのが望ましい。この添加
量が０．０１重量％未満であると、鋳型の強度向上効果
が低下するため好ましくない。また１５重量％を越える
量としても、それ以上鋳型強度向上効果を高めることが
できず、材料コストが嵩むのみとなるため好ましくな
い。
レゾルシノール、ハイドロキノン、カテコール、フロロ
グルシノールを挙げることができる。これらのなかでも
特に、鋳型強度向上効果の点からレゾルシノールを用い
るのが好ましい。ヒドロキシフェノール類化合物の添加
量は、樹脂組成物に対し０．０１〜１５重量％、好まし
くは０．０５〜５重量％とするのが望ましい。この添加
量が０．０１重量％未満であると、鋳型の強度向上効果
が低下するため好ましくない。また１５重量％を越える
量としても、それ以上鋳型強度向上効果を高めることが
できず、材料コストが嵩むのみとなるため好ましくな
い。
【００１０】また、本発明の鋳型用樹脂組成物は、従来
公知のシランカップリング剤を含むものとすることもで
きる。シランカップリング剤の好ましい具体例として
は、γ−アミノプロピルエトキシシラン、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。シランカップリング剤の添加量は、樹脂組成物に対
し０．０１〜２重量％とするのが好ましい。
公知のシランカップリング剤を含むものとすることもで
きる。シランカップリング剤の好ましい具体例として
は、γ−アミノプロピルエトキシシラン、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。シランカップリング剤の添加量は、樹脂組成物に対
し０．０１〜２重量％とするのが好ましい。
【００１１】以下、本発明の鋳型の製造方法について詳
しく説明する。本発明の鋳型の製造方法では、上記鋳型
用樹脂組成物と、有機エステル硬化剤を粒状耐火材料に
添加、混合し、得られた混合物を、従来公知の自硬性鋳
型造型法等の造型法により成型し、鋳型用樹脂組成物を
硬化させ、粒状耐火材料が鋳型用樹脂組成物を介して互
いに強固に接合した鋳型を得る方法を採用することがで
きる。
しく説明する。本発明の鋳型の製造方法では、上記鋳型
用樹脂組成物と、有機エステル硬化剤を粒状耐火材料に
添加、混合し、得られた混合物を、従来公知の自硬性鋳
型造型法等の造型法により成型し、鋳型用樹脂組成物を
硬化させ、粒状耐火材料が鋳型用樹脂組成物を介して互
いに強固に接合した鋳型を得る方法を採用することがで
きる。
【００１２】粒状耐火材料としては、石英質を主成分と
する珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、ア
ルミナサンド等を使用することができる。粒状耐火材料
は、新材料、再生材料のいずれを用いることもできる。
再生材料を使用する場合、再生材料は、従来公知の機械
研磨法、焙焼法によって再生されたものを使用すること
ができる。粒状耐火材料としては、平均粒径が５０〜２
０００μｍであるものを使用するのが好ましい。
する珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、ア
ルミナサンド等を使用することができる。粒状耐火材料
は、新材料、再生材料のいずれを用いることもできる。
再生材料を使用する場合、再生材料は、従来公知の機械
研磨法、焙焼法によって再生されたものを使用すること
ができる。粒状耐火材料としては、平均粒径が５０〜２
０００μｍであるものを使用するのが好ましい。
【００１３】有機エステル硬化剤としては、ラクトン類
化合物を用いることができる。また炭素数１〜１０の１
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を用いることもできる。具
体例としては、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、蟻酸エチル、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、トリアセチンを挙げることができる。これらは特に
造型法として自硬性鋳型造型法を用いる場合に好適であ
る。有機エステル硬化剤の添加量は、粒状耐火材料１０
０重量部に対し０．０５〜１０重量部とするのが好まし
い。
化合物を用いることができる。また炭素数１〜１０の１
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を用いることもできる。具
体例としては、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、蟻酸エチル、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、トリアセチンを挙げることができる。これらは特に
造型法として自硬性鋳型造型法を用いる場合に好適であ
る。有機エステル硬化剤の添加量は、粒状耐火材料１０
０重量部に対し０．０５〜１０重量部とするのが好まし
い。
【００１４】上記鋳型用樹脂組成物は、例えば次のよう
にして粒状耐火材料に添加することができる。上記鋳型
用樹脂組成物の成分である上記金属を粒状耐火材料に添
加するには、上記金属または金属化合物を、水溶性フェ
ノール樹脂の材料である上記フェノール類化合物に予め
添加しておいたり、重縮合反応完了後の水溶性フェノー
ル樹脂に添加することにより、金属含有フェノール樹脂
を調製し、これを粒状耐火材料に添加、混合する方法を
採ることができる。また、上記金属または金属化合物
を、予め上記有機エステル硬化剤に添加しておき、これ
を粒状耐火材料に添加する方法を採用することもでき
る。
にして粒状耐火材料に添加することができる。上記鋳型
用樹脂組成物の成分である上記金属を粒状耐火材料に添
加するには、上記金属または金属化合物を、水溶性フェ
ノール樹脂の材料である上記フェノール類化合物に予め
添加しておいたり、重縮合反応完了後の水溶性フェノー
ル樹脂に添加することにより、金属含有フェノール樹脂
を調製し、これを粒状耐火材料に添加、混合する方法を
採ることができる。また、上記金属または金属化合物
を、予め上記有機エステル硬化剤に添加しておき、これ
を粒状耐火材料に添加する方法を採用することもでき
る。
【００１５】上記ヒドロキシフェノール類化合物を粒状
耐火材料に添加するには、このヒドロキシフェノール類
化合物を重縮合反応完了後の水溶性フェノール樹脂に添
加、混合し、この混合物を粒状耐火材料に添加する方法
や、予めヒドロキシフェノール類化合物を有機エステル
硬化剤に添加しておき、これを粒状耐火材料に添加する
方法を採ることができる。
耐火材料に添加するには、このヒドロキシフェノール類
化合物を重縮合反応完了後の水溶性フェノール樹脂に添
加、混合し、この混合物を粒状耐火材料に添加する方法
や、予めヒドロキシフェノール類化合物を有機エステル
硬化剤に添加しておき、これを粒状耐火材料に添加する
方法を採ることができる。
【００１６】鋳型の強度向上効果を高めるには、有機エ
ステル硬化剤により水溶性フェノール樹脂が硬化する反
応が、上記金属およびヒドロキシフェノール類化合物の
存在下で行われるのが好ましい。このため、上記金属お
よびヒドロキシフェノール類化合物は、水溶性フェノー
ル樹脂と有機エステル硬化剤を混合する工程以前または
直後に添加するのが好ましい。
ステル硬化剤により水溶性フェノール樹脂が硬化する反
応が、上記金属およびヒドロキシフェノール類化合物の
存在下で行われるのが好ましい。このため、上記金属お
よびヒドロキシフェノール類化合物は、水溶性フェノー
ル樹脂と有機エステル硬化剤を混合する工程以前または
直後に添加するのが好ましい。
【００１７】上記鋳型用樹脂組成物の粒状耐火材料に対
する添加量は、粒状耐火材料１００重量部に対し０．５
〜２０重量部とするのが好ましい。
する添加量は、粒状耐火材料１００重量部に対し０．５
〜２０重量部とするのが好ましい。
【００１８】本発明の鋳型用樹脂組成物は、硬い酸とな
りうる金属と、単量体のヒドロキシフェノール類化合物
を必須成分とするものであるので、鋳型の強度を著しく
向上させることができる。また、粒状耐火材料として再
生材料を用いた場合でも、鋳型の強度を十分なものとす
ることができる。特に、上記金属およびヒドロキシフェ
ノール類化合物として、それぞれアルミニウム、レゾル
シノールを用いることによって、鋳型強度向上効果をい
っそう高めることができる。
りうる金属と、単量体のヒドロキシフェノール類化合物
を必須成分とするものであるので、鋳型の強度を著しく
向上させることができる。また、粒状耐火材料として再
生材料を用いた場合でも、鋳型の強度を十分なものとす
ることができる。特に、上記金属およびヒドロキシフェ
ノール類化合物として、それぞれアルミニウム、レゾル
シノールを用いることによって、鋳型強度向上効果をい
っそう高めることができる。
【００１９】上記鋳型用樹脂組成物を用いることによっ
て、鋳型の強度向上効果が得られる理由は次のようなも
のであると推察することができる。上記硬い酸となりう
る金属（例えばアルミニウム）は、その一部がイオン化
し、粒状耐火材料表面において、粒状耐火材料を構成す
る珪酸化合物等の化合物との間で強固な結合を形成する
ことができる。また、ヒドロキシフェノール類化合物
（例えばレゾルシノール）は、フェノール類化合物であ
るため鋳型用樹脂組成物の大部分を占める水溶性フェノ
ール樹脂に対する親和性が高く、しかも水酸基において
上記粒状耐火材料表面の上記金属に対し結合しやすい性
質をもつ。このため、上記金属とヒドロキシフェノール
類化合物の双方を添加することによって、粒状耐火材料
と鋳型用樹脂組成物との界面において、上記金属とヒド
ロキシフェノール類化合物による結合が形成され、粒状
耐火材料と鋳型用樹脂組成物との間の接合力が高まり、
上記鋳型強度向上効果が得られると考えられる。上記金
属、ヒドロキシフェノール類化合物として、それぞれア
ルミニウム、レゾルシノールを用いることによって、鋳
型強度向上効果をいっそう高めることができるのは、こ
れらを用いることによって上記結合がより強固なものと
なるためであると考えられる。
て、鋳型の強度向上効果が得られる理由は次のようなも
のであると推察することができる。上記硬い酸となりう
る金属（例えばアルミニウム）は、その一部がイオン化
し、粒状耐火材料表面において、粒状耐火材料を構成す
る珪酸化合物等の化合物との間で強固な結合を形成する
ことができる。また、ヒドロキシフェノール類化合物
（例えばレゾルシノール）は、フェノール類化合物であ
るため鋳型用樹脂組成物の大部分を占める水溶性フェノ
ール樹脂に対する親和性が高く、しかも水酸基において
上記粒状耐火材料表面の上記金属に対し結合しやすい性
質をもつ。このため、上記金属とヒドロキシフェノール
類化合物の双方を添加することによって、粒状耐火材料
と鋳型用樹脂組成物との界面において、上記金属とヒド
ロキシフェノール類化合物による結合が形成され、粒状
耐火材料と鋳型用樹脂組成物との間の接合力が高まり、
上記鋳型強度向上効果が得られると考えられる。上記金
属、ヒドロキシフェノール類化合物として、それぞれア
ルミニウム、レゾルシノールを用いることによって、鋳
型強度向上効果をいっそう高めることができるのは、こ
れらを用いることによって上記結合がより強固なものと
なるためであると考えられる。
【００２０】ところで、一般に、再生された粒状耐火材
料の表面には、水溶性フェノール樹脂等の粘結剤が、劣
化により粒状耐火材料に対する接合力が低下した状態で
残留しやすい。このため、再生材料を用いて作製された
鋳型においては、粘結剤が、上記劣化粘結剤を介して粒
状耐火材料に接合することになり、これらの間の接合力
が低下しやすく、強度が低いものとなりやすい。これに
対し、上記鋳型用樹脂組成物を用いた場合には、上記金
属とヒドロキシフェノール類化合物が粒状耐火材料と上
記劣化粘結剤の間に入り込み、上記結合形成によりこれ
ら粒状耐火材料と上記劣化粘結剤との間の接合力を高め
ることができる。このため、粒状耐火材料として再生材
料を用いた場合でも鋳型の強度低下を防ぐことができる
と考えられる。
料の表面には、水溶性フェノール樹脂等の粘結剤が、劣
化により粒状耐火材料に対する接合力が低下した状態で
残留しやすい。このため、再生材料を用いて作製された
鋳型においては、粘結剤が、上記劣化粘結剤を介して粒
状耐火材料に接合することになり、これらの間の接合力
が低下しやすく、強度が低いものとなりやすい。これに
対し、上記鋳型用樹脂組成物を用いた場合には、上記金
属とヒドロキシフェノール類化合物が粒状耐火材料と上
記劣化粘結剤の間に入り込み、上記結合形成によりこれ
ら粒状耐火材料と上記劣化粘結剤との間の接合力を高め
ることができる。このため、粒状耐火材料として再生材
料を用いた場合でも鋳型の強度低下を防ぐことができる
と考えられる。
【００２１】また、上記鋳型用樹脂組成物は上記金属と
ヒドロキシフェノール類化合物の双方を含むものである
ため、この鋳型用樹脂組成物を用いることによって、可
使時間、すなわち粒状耐火材料と鋳型用樹脂組成物と硬
化剤を混合してから混合物が硬化するまでの時間を長く
することができる。このため、作製するべき鋳型が大型
であり、混合物を型に注入するのに長時間を要する場合
においても、型への注入過程における混合物の流動性低
下を原因として鋳型に欠陥が生じるのを防ぐことができ
る。これに対し、例えば上記金属を含み、ヒドロキシフ
ェノール類化合物を含まない鋳型用樹脂組成物を用いた
場合には、可使時間が不十分となる可能性がある。
ヒドロキシフェノール類化合物の双方を含むものである
ため、この鋳型用樹脂組成物を用いることによって、可
使時間、すなわち粒状耐火材料と鋳型用樹脂組成物と硬
化剤を混合してから混合物が硬化するまでの時間を長く
することができる。このため、作製するべき鋳型が大型
であり、混合物を型に注入するのに長時間を要する場合
においても、型への注入過程における混合物の流動性低
下を原因として鋳型に欠陥が生じるのを防ぐことができ
る。これに対し、例えば上記金属を含み、ヒドロキシフ
ェノール類化合物を含まない鋳型用樹脂組成物を用いた
場合には、可使時間が不十分となる可能性がある。
【００２２】また、本発明の鋳型の製造方法では、自硬
性鋳型造型法に限らず、ガス硬化性鋳型造型法、すなわ
ち粒状耐火材料に上記鋳型用樹脂組成物を添加し、これ
らに有機エステル硬化剤ガスを接触させることにより樹
脂組成物を硬化させる方法により造型を行うこともでき
る。この場合、有機エステル硬化剤ガスとしては、蟻酸
メチルを用いるのが好ましい。
性鋳型造型法に限らず、ガス硬化性鋳型造型法、すなわ
ち粒状耐火材料に上記鋳型用樹脂組成物を添加し、これ
らに有機エステル硬化剤ガスを接触させることにより樹
脂組成物を硬化させる方法により造型を行うこともでき
る。この場合、有機エステル硬化剤ガスとしては、蟻酸
メチルを用いるのが好ましい。
【００２３】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。 合成例１ 撹拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた４つ口フラ
スコにフェノール２１５重量部、水２３２重量部、４８
％水酸化カリウム２１０重量部を仕込み、撹拌しながら
５０％ホルムアルデヒド２３０重量部を徐々に加え、８
０℃に加熱しつつ、この混合液の粘度が１００ｃＰ（２
５℃）に達するまで反応を継続した。冷却後、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランを１重量部、アルミニウ
ムまたはアルミニウム化合物を表１、２に示す濃度（ア
ルミニウム重量に換算）になるように加え、更にレゾル
シノールを表１、２に示す濃度となるよう加え、樹脂溶
液を得た。
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。 合成例１ 撹拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた４つ口フラ
スコにフェノール２１５重量部、水２３２重量部、４８
％水酸化カリウム２１０重量部を仕込み、撹拌しながら
５０％ホルムアルデヒド２３０重量部を徐々に加え、８
０℃に加熱しつつ、この混合液の粘度が１００ｃＰ（２
５℃）に達するまで反応を継続した。冷却後、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランを１重量部、アルミニウ
ムまたはアルミニウム化合物を表１、２に示す濃度（ア
ルミニウム重量に換算）になるように加え、更にレゾル
シノールを表１、２に示す濃度となるよう加え、樹脂溶
液を得た。
【００２４】合成例２ 合成例１と同様にして得られた粘度１００ｃＰ（２５
℃）の混合液を冷却した後、この混合液にγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランを１重量部加え、樹脂溶液を
得た。
℃）の混合液を冷却した後、この混合液にγ−アミノプ
ロピルトリメトキシシランを１重量部加え、樹脂溶液を
得た。
【００２５】合成例３ 合成例１と同様にして得られた粘度１００ｃＰ（２５
℃）の混合液を冷却した後、混合液にγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランを１重量部、アルミニウムまたは
アルミニウム化合物を表１、２に示す金属濃度になるよ
うに加え、樹脂溶液を得た。
℃）の混合液を冷却した後、混合液にγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランを１重量部、アルミニウムまたは
アルミニウム化合物を表１、２に示す金属濃度になるよ
うに加え、樹脂溶液を得た。
【００２６】合成例４ 合成例１と同様にして得られた粘度１００ｃＰ（２５
℃）の混合液を冷却した後、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランを１重量部、レゾルシノールを表１、２に
示す濃度となるよう加え樹脂溶液を得た。
℃）の混合液を冷却した後、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランを１重量部、レゾルシノールを表１、２に
示す濃度となるよう加え樹脂溶液を得た。
【００２７】合成例５ アルミニウムまたはアルミニウム化合物に代えて、表３
に示す金属（濃度は金属重量に換算）を用い、合成例１
と同様にして樹脂溶液を得た。
に示す金属（濃度は金属重量に換算）を用い、合成例１
と同様にして樹脂溶液を得た。
【００２８】合成例６ レゾルシノールに代えて、表３に示すヒドロキシフェノ
ール類化合物を用い、合成例１と同様にして樹脂溶液を
得た。
ール類化合物を用い、合成例１と同様にして樹脂溶液を
得た。
【００２９】実施例１〜１２ 再生砂（再生材料）１００重量部に対してトリアセチン
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例１に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例１に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
【００３０】実施例１３〜２４ 再生砂１００重量部に対して、合成例１に示す樹脂溶液
を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍ
ｍｈに成型し、蟻酸メチル（有機エステル硬化剤）を用
いたガッシングにより硬化させて得られた試験片の圧縮
強さを測定した。
を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍ
ｍｈに成型し、蟻酸メチル（有機エステル硬化剤）を用
いたガッシングにより硬化させて得られた試験片の圧縮
強さを測定した。
【００３１】実施例２５〜３４ 再生砂（再生材料）１００重量部に対してトリアセチン
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例５に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例５に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
【００３２】実施例３５〜３７ 再生砂（再生材料）１００重量部に対してトリアセチン
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例６に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
（有機エステル硬化剤）を０．４重量部添加混練し、こ
れに合成例６に示す樹脂溶液を２．０重量部添加混練
し、混合砂を得た。この混合砂を５０φ×５０ｍｍｈに
成型し、得られた試験片の圧縮強さを測定した。
【００３３】比較例１ 再生砂１００重量部に対してトリアセチン０．４重量部
添加、混練し、合成例２に準じて得られた樹脂溶液を
２．０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍ
ｈの試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定し
た。
添加、混練し、合成例２に準じて得られた樹脂溶液を
２．０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍ
ｈの試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定し
た。
【００３４】比較例２ 再生砂１００重量部に対してトリアセチン０．４重量部
添加混練し、合成例３に準じて得られた樹脂溶液を２．
０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍｈの
試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定した。
添加混練し、合成例３に準じて得られた樹脂溶液を２．
０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍｈの
試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定した。
【００３５】比較例３ 再生砂１００重量部に対してトリアセチン０．４重量部
添加混練し、合成例４に準じて得られた樹脂溶液を２．
０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍｈの
試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定した。
添加混練し、合成例４に準じて得られた樹脂溶液を２．
０重量部添加混練した混合砂を、５０φ×５０ｍｍｈの
試験片に成型し、この試験片の圧縮強さを測定した。
【００３６】比較例４ 再生砂１００重量部に対して、合成例２に準じて得られ
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
【００３７】比較例５ 再生砂１００重量部に対して、合成例３に準じて得られ
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
【００３８】比較例６ 再生砂１００重量部に対して、合成例４に準じて得られ
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
た樹脂溶液を２．０重量部添加混練した混合砂を、５０
φ×５０ｍｍｈに成型し、蟻酸メチルを用いたガッシン
グにより硬化させて得られた試験片の圧縮強さを測定し
た。
【００３９】再生砂の調製 珪砂新砂１００重量部に、トリアセチン０．２８重量部
を添加混練し、さらに水溶性フェノール樹脂を１．４重
量部添加混練した混合砂を用いて鋳型を造型し、ＦＣＤ
−４００（Ｓ／Ｍ＝４）で鋳造した後の回収砂を、日本
鋳造製Ｍロータリーリクレーマーを用いて３パス再生し
た。この操作を４回繰り返し、再生砂として試験に用い
た。
を添加混練し、さらに水溶性フェノール樹脂を１．４重
量部添加混練した混合砂を用いて鋳型を造型し、ＦＣＤ
−４００（Ｓ／Ｍ＝４）で鋳造した後の回収砂を、日本
鋳造製Ｍロータリーリクレーマーを用いて３パス再生し
た。この操作を４回繰り返し、再生砂として試験に用い
た。
【００４０】実施例１〜３７と比較例１〜６により得ら
れた試験片の圧縮強さの測定結果をそれぞれ表１ないし
表３に示す。
れた試験片の圧縮強さの測定結果をそれぞれ表１ないし
表３に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】表１ないし表３より、上記金属とヒドロキ
シフェノール類化合物を用いた実施例の鋳型用樹脂組成
物を用いて作製された試験片は、これら金属、ヒドロキ
シフェノール類化合物を添加しない比較例１、４のもの
に比べ、著しく高い強度を示したことがわかる。また、
実施例の樹脂組成物を用いて作製された試験片は、金属
（アルミニウム）、ヒドロキシフェノール類化合物（レ
ゾルシノール）のうちいずれか１つを用いた比較例２、
３、５、６のものに比べ、明らかに高い強度を示したこ
とがわかる。また、上記金属としてアルミニウム（特に
AlNH4(SO4)2・12H2O、AlK(SO4)2・12H 2O、Al(NO3)3・9H
2O）を用い、かつヒドロキシフェノール類化合物として
レゾルシノールを用いることによって、強度向上効果を
いっそう高めることができたことがわかる。
シフェノール類化合物を用いた実施例の鋳型用樹脂組成
物を用いて作製された試験片は、これら金属、ヒドロキ
シフェノール類化合物を添加しない比較例１、４のもの
に比べ、著しく高い強度を示したことがわかる。また、
実施例の樹脂組成物を用いて作製された試験片は、金属
（アルミニウム）、ヒドロキシフェノール類化合物（レ
ゾルシノール）のうちいずれか１つを用いた比較例２、
３、５、６のものに比べ、明らかに高い強度を示したこ
とがわかる。また、上記金属としてアルミニウム（特に
AlNH4(SO4)2・12H2O、AlK(SO4)2・12H 2O、Al(NO3)3・9H
2O）を用い、かつヒドロキシフェノール類化合物として
レゾルシノールを用いることによって、強度向上効果を
いっそう高めることができたことがわかる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋳型用樹
脂組成物にあっては、水溶性フェノール樹脂と、硬い酸
となりうる金属と、単量体のヒドロキシフェノール類化
合物を必須成分とするものであるので、鋳型の強度を著
しく向上させることができる。また、粒状耐火材料とし
て再生材料を用いた場合でも、鋳型の強度を十分なもの
とすることができる。
脂組成物にあっては、水溶性フェノール樹脂と、硬い酸
となりうる金属と、単量体のヒドロキシフェノール類化
合物を必須成分とするものであるので、鋳型の強度を著
しく向上させることができる。また、粒状耐火材料とし
て再生材料を用いた場合でも、鋳型の強度を十分なもの
とすることができる。
フロントページの続き (72)発明者 森田 清司 群馬県高崎市宿大類町700番地 群栄化 学工業株式会社内 審査官 有田 恭子 (56)参考文献 特開 平４−339537（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23780（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23781（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−118144（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−200481（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−277791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 1/00 - 3/00
Claims (5)
- 【請求項１】 粒状耐火材料と混合して鋳型を製造する
ための鋳型用樹脂組成物であって、 水溶性フェノール樹脂と、硬い酸となり得る金属と、単
量体のヒドロキシフェノール類化合物を必須成分とし、 粒状耐火材料の表面に結合した前記金属と、前記単量体
のヒドロキシフェノール類化合物とが結合することによ
り、鋳型の強度を向上させることを 特徴とする、鋳型用
樹脂組成物。 - 【請求項２】 前記金属の添加量が０．０００５〜５重
量％であり、前記単量体のヒロドキシフェノール類の添
加量が０．０１〜１５重量％であることを特徴とする鋳
型用樹脂組成物。 - 【請求項３】 前記粒状耐火材料が再生材料であること
を特徴とする請求項１または２に記載の鋳型用組成物。 - 【請求項４】 粒状耐火材料と有機エステル硬化剤と混
合して鋳型を製造するための請求項１〜３のいずれか一
項に記載の鋳型用樹脂組成物。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋳
型用樹脂組成物と有機エステル硬化剤を、粒状耐火材料
に添加、混合し、得られた混合物を造型する、前記粒状
耐火材料の表面に結合した前記金属と、前記単量体のヒ
ドロキシフェノール類化合物とが結合することにより、
鋳型の強度を向上させることを特徴とする、鋳型の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34216698A JP3330886B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34216698A JP3330886B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158091A JP2000158091A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3330886B2 true JP3330886B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18351641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34216698A Expired - Lifetime JP3330886B2 (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | 鋳型用樹脂組成物及び鋳型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3330886B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP34216698A patent/JP3330886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000158091A (ja) | 2000-06-13 |
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