JP7316137B2 - Binder composition for mold making - Google Patents
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Description
本発明は、鋳型造型用粘結剤組成物に関する。 The present invention relates to a binder composition for mold making.
一般に、酸硬化性鋳型は、珪砂等の耐火性粒子に、酸硬化性樹脂を含有する鋳型造型用粘結剤組成物と、スルホン酸、硫酸、リン酸等を含有する硬化剤組成物とを添加し、これらを混練した後、得られた混練砂を木型等の原型に充填し、酸硬化性樹脂を硬化させて製造される。酸硬化性樹脂には、フラン樹脂やフェノール樹脂等が用いられており、フラン樹脂には、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール・尿素・ホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール・ホルムアルデヒド樹脂、フルフリルアルコール・フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、その他公知の変性フラン樹脂等が用いられている。このような鋳型の製造方法は自由度の高い造型作業が可能であり、また鋳型の熱的性質に優れることから高品質の鋳物が製造できるため、機械部品や建設機械部品、あるいは自動車用部品等の鋳物を鋳造する際に広く使用されている。 In general, an acid-curable mold is prepared by combining refractory particles such as silica sand with a binder composition for mold molding containing an acid-curable resin and a curing agent composition containing sulfonic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or the like. After adding and kneading these, the resulting kneaded sand is filled in a master such as a wooden mold, and the acid-curable resin is cured to produce the product. Furan resins and phenolic resins are used as acid-curable resins. Furan resins include furfuryl alcohol, furfuryl alcohol-urea-formaldehyde resin, furfuryl alcohol-formaldehyde resin, furfuryl alcohol-phenol- Formaldehyde resin and other known modified furan resins are used. This method of manufacturing molds allows for a highly flexible molding operation, and because the molds have excellent thermal properties, high-quality castings can be produced. It is widely used in casting castings of
フルフリルアルコールは酸硬化性樹脂やフラン樹脂の構成成分として用いられており、重要なキーマテリアルであるが、フルフリルアルコールは環境規制に伴い安定に供給されない状況が続いている。そのため、フルフリルアルコールと代替することができる剤が検討されている。 Furfuryl alcohol is used as a component of acid-curable resins and furan resins, and is an important key material. Therefore, agents that can replace furfuryl alcohol are being investigated.
フルフリルアルコールと代替し得る剤として、フルフリルアルコールがとうもろこしの芯の主成分であるＣ５糖から製造されていることなどから糖類が検討されている（例えば、特許文献１）。 As an agent that can replace furfuryl alcohol, saccharides have been studied because furfuryl alcohol is produced from C5 sugar, which is the main component of the core of corn (for example, Patent Document 1).
しかしながら、フルフリルアルコールの代替を目的とした糖を含有する従来の粘結剤組成物では、鋳型強度が低下するという課題があった。 However, conventional binder compositions containing sugar intended to replace furfuryl alcohol have the problem of reduced mold strength.
本発明は、フルフリルアルコールの一部を代替しても鋳型強度を維持することができる鋳型造型用粘結剤組成物を提供する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a binder composition for mold making, which can maintain mold strength even when a part of furfuryl alcohol is replaced.
本発明の鋳型造型用粘結剤組成物は、フラン樹脂と、トリアセチンとを含有する。 The binding agent composition for mold molding of the present invention contains a furan resin and triacetin.
本発明によれば、フルフリルアルコールの一部を代替しても鋳型強度を維持することができる鋳型造型用粘結剤組成物を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder composition for mold making which can maintain mold intensity|strength can be provided, even if it substitutes a part of furfuryl alcohol.
＜鋳型造型用粘結剤組成物＞
本実施形態の鋳型造型用粘結剤組成物（以下、単に粘結剤組成物ともいう）は、フラン樹脂と、トリアセチンとを含有する。本実施形態の粘結剤組成物によれば、フルフリルアルコールの一部を代替しても鋳型強度を維持することができる鋳型造型用粘結剤組成物を提供することができる。本実施形態の粘結剤組成物がこのような効果を奏する理由は定かではないが、以下の様に考えられる。
<Binder composition for mold making>
The binding agent composition for mold molding of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as the binding agent composition) contains a furan resin and triacetin. According to the binder composition of the present embodiment, it is possible to provide a binder composition for mold making that can maintain mold strength even when furfuryl alcohol is partly replaced. Although the reason why the binding agent composition of the present embodiment exhibits such an effect is not clear, it is considered as follows.
グリセリンがアセチル化されたトリアセチンは、グリセリンに比べ、水には溶解しにくくフルフリルアルコールに溶解するという特徴を持つ。これは、グリセリンの水酸基をアセチル化することでフラン樹脂との相溶性が高まり均一化が促進されることになり、局所的な弱い部分がグリセリンの配合に比べて低減されることにより、フルフリルアルコール等が用いられるフラン樹脂として、鋳型強度を向上することができると考えられる。 Triacetin, which is acetylated glycerin, is less soluble in water than glycerin and soluble in furfuryl alcohol. This is because acetylating the hydroxyl group of glycerin increases compatibility with furan resin and promotes homogenization, and local weak points are reduced compared to blending glycerin, so furfuryl As a furan resin in which alcohol or the like is used, it is thought that the mold strength can be improved.
〔トリアセチン〕
本実施形態の鋳型造型用粘結剤組成物は、フルフリルアルコールと代替しても鋳型強度を維持する観点から、トリアセチンを含有する。
[Triacetin]
The binding agent composition for mold molding of the present embodiment contains triacetin from the viewpoint of maintaining mold strength even when furfuryl alcohol is substituted.
前記粘結剤組成物におけるトリアセチンの含有量は、フルフリルアルコールの含有量を減らして、供給安定性を向上させる観点から、０．１質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、３質量％以上が更に好ましい。前記粘結剤組成物中のトリアセチンの含有量は、高い鋳型強度を発現させる観点から、４０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１５質量％以下が更に好ましく、１２質量％以下がより更に好ましく、１０質量％以下がより更に好ましい。また、前記粘結剤組成物中のトリアセチンの含有量は、以上の観点を踏まえて、０．１～４０質量％が好ましく、１～２０質量％がより好ましく、３～１５質量％が更に好ましく、３～１２質量％がより更に好ましく、３～１０質量％がより更に好ましい。 The content of triacetin in the binder composition is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, from the viewpoint of reducing the content of furfuryl alcohol and improving supply stability. % or more by mass is more preferable. The content of triacetin in the binder composition is preferably 40% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, and 12% by mass or less, from the viewpoint of expressing high mold strength. is still more preferable, and 10% by mass or less is even more preferable. Further, the content of triacetin in the binder composition is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and even more preferably 3 to 15% by mass, based on the above viewpoints. , more preferably 3 to 12% by mass, and even more preferably 3 to 10% by mass.
〔フラン樹脂〕
前記フラン樹脂は、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールの縮合物、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物（尿素変性フラン樹脂）、尿素とエチレン尿素とアルデヒド類の縮合物（尿素・エチレン尿素共縮合樹脂）、メラミンとアルデヒド類の縮合物、及び尿素とアルデヒド類の縮合物よりなる群から選ばれる１種からなるものや、これらの群から選ばれる２種以上の混合物からなるものが例示できる。また、これらの群から選ばれる２種以上の共縮合物からなるものも使用できる。このうち、鋳型の硬化速度向上と鋳型強度向上の観点から、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールの縮合物及びフルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合物から選ばれる１種以上、並びにこれらの共縮合物を使用するのが好ましい。
[Furan resin]
The furan resin includes furfuryl alcohol, condensates of furfuryl alcohol, condensates of furfuryl alcohol and aldehydes, condensates of furfuryl alcohol, urea and aldehydes (urea-modified furan resins), urea, ethylene urea and aldehydes. Condensates (urea/ethylene urea cocondensation resins), condensates of melamine and aldehydes, and condensates of urea and aldehydes, or 2 selected from these groups A mixture of more than one species can be exemplified. A cocondensate of two or more selected from these groups can also be used. Among these, one or more selected from furfuryl alcohol, condensates of furfuryl alcohol, condensates of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, and cocondensation thereof, from the viewpoint of improving the curing speed of the mold and improving the mold strength. I prefer to use things.
前記フラン樹脂の合成に用いられるモノマー組成物は、フルフリルアルコールを含有し、目的の縮合物に応じて、例えば、アルデヒド類、尿素、フェノール類、及びメラミンから選ばれる１種以上のモノマーが選択され、使用できる。 The monomer composition used for synthesizing the furan resin contains furfuryl alcohol, and one or more monomers selected from, for example, aldehydes, urea, phenols, and melamine are selected depending on the desired condensate. available and available.
前記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキザール、フルフラール、テレフタルアルデヒド、ヒドロキシメチルフルフラール等が挙げられ、これらのうち１種以上を適宜使用できる。鋳型強度向上の観点からは、ホルムアルデヒドを用いるのが好ましく、造型時のホルムアルデヒド発生量低減の観点からは、フルフラールやテレフタルアルデヒド、ヒドロキシメチルフルフラールを用いるのが好ましい。 Examples of the aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal, furfural, terephthalaldehyde, hydroxymethylfurfural and the like, and one or more of these can be used as appropriate. From the viewpoint of improving mold strength, it is preferable to use formaldehyde, and from the viewpoint of reducing the amount of formaldehyde generated during molding, it is preferable to use furfural, terephthalaldehyde, and hydroxymethylfurfural.
前記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦなどが挙げられ、これらのうち１種以上を使用できる。 Examples of the phenols include phenol, cresol, resorcinol, bisphenol A, bisphenol C, bisphenol E and bisphenol F, and one or more of these can be used.
フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物を製造する場合には、フルフリルアルコール１モルに対して、アルデヒド類を０．０１～１モル使用することが好ましい。また、フルフリルアルコールとアルデヒド類と尿素の縮合物を製造する場合には、フルフリルアルコール１モルに対して、アルデヒド類を０．０５～３モル、尿素を０．０３～１．５モル使用することが好ましい。 When producing a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, it is preferable to use 0.01 to 1 mol of aldehydes per 1 mol of furfuryl alcohol. Further, when producing a condensate of furfuryl alcohol, aldehydes and urea, 0.05 to 3 mol of aldehydes and 0.03 to 1.5 mol of urea are used per 1 mol of furfuryl alcohol. preferably.
フラン樹脂を合成する際の反応温度は、使用する原料により異なり、得られる粘結剤組成物の粘度、アルデヒドの残留量、製造時間短縮、フラン樹脂の暴走反応の防止や、原料の蒸発防止の観点から、５０～１５０℃が好ましく、７０～１３０℃がより好ましく、８０～１３０℃が更に好ましい。同様の観点から、フラン樹脂を合成する際の反応時間は、０．５～１２時間が好ましく、１～１０時間がより好ましく、３～８時間が更に好ましい。 The reaction temperature for synthesizing the furan resin varies depending on the raw materials used, and the viscosity of the resulting binder composition, the amount of residual aldehyde, the shortening of the production time, the prevention of the runaway reaction of the furan resin, and the evaporation of the raw materials. From the point of view, 50 to 150°C is preferable, 70 to 130°C is more preferable, and 80 to 130°C is even more preferable. From the same point of view, the reaction time for synthesizing the furan resin is preferably 0.5 to 12 hours, more preferably 1 to 10 hours, and even more preferably 3 to 8 hours.
フラン樹脂を製造する際、フラン樹脂、原料のフルフリルアルコール、原料に含まれる水、反応中に生成する水等が含まれるが、経済性の観点から除去しなくてもよい。フラン樹脂組成物は、フラン樹脂、フルフリルアルコール及びフラン樹脂以外の成分、例えば水等を含有する。 When furan resin is produced, furan resin, raw material furfuryl alcohol, water contained in the raw material, water generated during the reaction, and the like are included, but they do not have to be removed from the viewpoint of economy. The furan resin composition contains furan resin, furfuryl alcohol and components other than furan resin, such as water.
前記粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、鋳型強度向上の観点から、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましく、６８質量％以上が更に好まし、７２質量％以上がより更に好ましい。前記粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、粘度低減の観点から、９８質量％以下がより好ましく、９５質量％以下が更に好ましい。また、前記粘結剤組成物におけるフラン樹脂の含有量は、鋳型強度向上の観点及び粘度低減の観点から、５０～９８質量％が好ましく、６０～９５質量％がより好ましく、６８～９５質量％が更に好ましく、７２～９５質量％がより更に好ましい。 From the viewpoint of improving mold strength, the content of the furan resin in the binder composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 68% by mass or more, and 72% by mass or more. Even more preferred. From the viewpoint of viscosity reduction, the content of the furan resin in the binder composition is more preferably 98% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less. Further, the content of the furan resin in the binder composition is preferably 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, more preferably 68 to 95% by mass, from the viewpoint of improving mold strength and reducing viscosity. is more preferred, and 72 to 95% by mass is even more preferred.
〔硬化促進剤〕
本実施形態の粘結剤組成物中には、鋳型強度を向上させる観点から、硬化促進剤が含まれていてもよい。硬化促進剤の具体例及び添加量は、国際公開公報２０１５／０９８６４２に記載されている。
[Curing accelerator]
The binder composition of the present embodiment may contain a curing accelerator from the viewpoint of improving mold strength. Specific examples and amounts of curing accelerators are described in International Publication 2015/098642.
＜水＞
前記粘結剤組成物中には、さらに水が含まれてもよい。例えば、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物などの各種縮合物を合成する場合、水溶液状の原料を使用したり縮合水が生成したりするため、縮合物は、通常、水との混合物の形態で得られる。このような縮合物を粘結剤組成物に使用するにあたり、水は必要に応じて、トッピング等で除去しても構わないが、硬化反応速度を維持できる限り、製造の際にあえて除去する必要はない。また、前記粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する目的などで、水をさらに添加してもよい。前記粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する目的で水をさらに添加する場合、前記粘結剤組成物の水の含有量は０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、３質量％以上が更に好ましい。ただし、硬化反応速度を維持する観点から、前記粘結剤組成物の水の含有量は３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましい。また、前記粘結剤組成物の水の含有量は、前記粘結剤組成物を取扱いやすい粘度に調整する観点、及び硬化反応速度を維持する観点から、０．５～３０質量％が好ましく、１～２５質量％がより好ましく、３～２５質量％が更に好ましい。
<Water>
The binder composition may further contain water. For example, when synthesizing various condensates such as a condensate of furfuryl alcohol and aldehydes, the condensate is usually in the form of a mixture with water, since aqueous raw materials are used or condensation water is produced. is obtained by When using such a condensate in a binder composition, water may be removed by topping or the like as necessary, but it is necessary to remove water during production as long as the curing reaction rate can be maintained. no. Further, water may be further added for the purpose of adjusting the viscosity of the binder composition so that it is easy to handle. When water is further added for the purpose of adjusting the viscosity of the binder composition to be easy to handle, the content of water in the binder composition is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. , more preferably 3% by mass or more. However, from the viewpoint of maintaining the curing reaction rate, the content of water in the binder composition is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less. Further, the content of water in the binder composition is preferably 0.5 to 30% by mass from the viewpoint of adjusting the viscosity of the binder composition to be easy to handle and from the viewpoint of maintaining the curing reaction speed. 1 to 25% by mass is more preferable, and 3 to 25% by mass is even more preferable.
＜その他の添加剤＞
また、前記粘結剤組成物中には、更にシランカップリング剤等の添加剤が含まれていてもよい。例えば、前記粘結剤組成物中にシランカップリング剤が含まれていると、得られる鋳型の最終強度をより向上させることができるため好ましい。シランカップリング剤の具体例としては、国際公開公報２０１５／０９８６４２に記載されているものが挙げられる。シランカップリング剤としては、鋳型の強度を向上させる観点から、Ｎ－β－（アミノエチル）－γ－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－β－（アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－β－（アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシランが好ましく、Ｎ－β－（アミノエチル）－γ－アミノプロピルメチルジメトキシシランがより好ましい。
<Other additives>
In addition, the binder composition may further contain an additive such as a silane coupling agent. For example, if the binder composition contains a silane coupling agent, the final strength of the resulting mold can be further improved, which is preferable. Specific examples of silane coupling agents include those described in International Publication 2015/098642. As the silane coupling agent, from the viewpoint of improving the strength of the template, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, Aminosilanes such as N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane are preferred, and N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane is more preferred.
シランカップリング剤の前記粘結剤組成物中の含有量は、鋳型の最終強度を向上させる観点から、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましい。シランカップリング剤の前記粘結剤組成物中の含有量は、同様の観点から、０．５質量％以下が好ましく、０．３質量％以下がより好ましい。 From the viewpoint of improving the final strength of the mold, the content of the silane coupling agent in the binder composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more. From the same viewpoint, the content of the silane coupling agent in the binder composition is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less.
＜鋳型用組成物＞
前記粘結剤組成物は、耐火性粒子及び硬化剤組成物と混合して鋳型用組成物とすることができる。本実施形態の鋳型用組成物は、前記粘結剤組成物、耐火性粒子及び硬化剤組成物を含有する。
<Mold composition>
The binder composition can be mixed with refractory particles and a hardener composition to form a foundry composition. The foundry composition of the present embodiment contains the binder composition, the refractory particles and the curing agent composition.
〔耐火性粒子〕
前記耐火性粒子としては、珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナ砂、ムライト砂、合成ムライト砂等の従来公知のものを使用でき、また、使用済みの耐火性粒子を回収したものや再生処理したものなども使用できる。
[Refractory particles]
As the refractory particles, conventionally known ones such as silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, alumina sand, mullite sand, and synthetic mullite sand can be used. Recycled materials can also be used.
〔硬化剤組成物〕
前記硬化剤組成物は、前記粘結剤組成物を硬化させる硬化剤を含有するものであれば特に限定なく用いることができる。当該硬化剤としては酸系硬化剤が例示でき、キシレンスルホン酸（特に、ｍ－キシレンスルホン酸）やトルエンスルホン酸（特に、ｐ－トルエンスルホン酸）、メタンスルホン酸等のスルホン酸系化合物、リン酸、酸性リン酸エステル等のリン酸系化合物、硫酸等を含む酸性水溶液など、従来公知のものを１種以上が使用できる。ただし、スルホン酸や硫酸などの硫黄を含む酸を含有する硬化剤組成物を使用した場合、鋳造時に二酸化硫黄ガスが発生するため、２，６－ジヒドロキシ安息香酸、及び／又はしゅう酸のみを含有することが好ましい。この場合、鋳造時の二酸化硫黄ガスの発生を防ぐことができる。硬化剤組成物中の硫黄を含む酸の含有量は、３０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が更に好ましく、１質量％以下がより更に好ましい。
[Curing agent composition]
The curing agent composition may be used without particular limitation as long as it contains a curing agent that cures the binder composition. Examples of the curing agent include acid-based curing agents such as xylenesulfonic acid (especially m-xylenesulfonic acid), toluenesulfonic acid (especially p-toluenesulfonic acid), sulfonic acid compounds such as methanesulfonic acid, phosphorus One or more of conventionally known substances such as acids, phosphoric acid compounds such as acid phosphate esters, and acidic aqueous solutions containing sulfuric acid and the like can be used. However, if a curing agent composition containing a sulfur-containing acid such as sulfonic acid or sulfuric acid is used, sulfur dioxide gas is generated during casting, so only 2,6-dihydroxybenzoic acid and/or oxalic acid are contained. preferably. In this case, generation of sulfur dioxide gas during casting can be prevented. The content of the sulfur-containing acid in the curing agent composition is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less.
前記硬化剤組成物中の硬化剤の含有量は、最終的な鋳型強度向上の観点から、５～５０質量％であることが好ましく、１０～４０質量％であることがより好ましい。 The content of the curing agent in the curing agent composition is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, from the viewpoint of improving final mold strength.
前記鋳型用組成物において、耐火性粒子１００質量部に対して、前記粘結剤組成物０．５～３．０質量部、前記硬化剤組成物０．０７～２．０質量部含有することが好ましい。 In the casting composition, 0.5 to 3.0 parts by mass of the binder composition and 0.07 to 2.0 parts by mass of the curing agent composition are contained with respect to 100 parts by mass of the refractory particles. is preferred.
また、前記鋳型用組成物中の前記硬化剤組成物の含有量は、鋳型強度向上の観点から粘結剤組成物１．０質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．１４質量部以上、更に好ましくは０．２質量部以上であり、好ましくは０．８質量部以下、より好ましくは０．６質量部以下、更により好ましくは０．４質量部以下である。以上を総合すると、前記鋳型用組成物中の前記硬化剤組成物の含有量は、鋳型強度向上の観点から粘結剤組成物１．０質量部に対して、好ましくは０．１～０．８質量部、より好ましくは０．１４～０．６質量部、より更に好ましくは０．２～０．４質量部である。 In addition, the content of the curing agent composition in the foundry composition is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.1 part by mass or more, with respect to 1.0 parts by mass of the binder composition from the viewpoint of improving the strength of the mold. is 0.14 parts by mass or more, more preferably 0.2 parts by mass or more, preferably 0.8 parts by mass or less, more preferably 0.6 parts by mass or less, and even more preferably 0.4 parts by mass or less be. Summarizing the above, the content of the curing agent composition in the foundry composition is preferably 0.1 to 0.1 parts per 1.0 part by mass of the binder composition from the viewpoint of improving the strength of the foundry mold. 8 parts by mass, more preferably 0.14 to 0.6 parts by mass, and even more preferably 0.2 to 0.4 parts by mass.
＜鋳型の製造方法＞
本実施形態の鋳型用組成物を硬化させることによって鋳型を製造することができる。本実施形態の鋳型の製造方法において、従来の鋳型の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。好ましい鋳型の製造方法として、耐火性粒子と本実施形態の鋳型造型用粘結剤組成物と、前記鋳型造型用粘結剤組成物を硬化させる硬化剤組成物とを混合して鋳型用組成物を得る混合工程、及び前記鋳型用組成物を型枠に詰め、当該鋳型用組成物を硬化する硬化工程を有する鋳型の製造方法が挙げられる。
<Mold manufacturing method>
A casting mold can be produced by curing the casting composition of the present embodiment. In the mold manufacturing method of the present embodiment, the mold can be manufactured by using the conventional mold manufacturing process as it is. As a preferred casting mold manufacturing method, the refractory particles, the binder composition for casting molds of the present embodiment, and a curing agent composition for curing the binding agent composition for casting molds are mixed to form a composition for casting molds. and a curing step of filling the mold composition into a mold and curing the mold composition.
前記混合工程は、耐火性粒状材料と硬化剤組成物を含有する鋳型造型用硬化剤組成物とを混合する第１混合工程、及び第１混合工程後に得られた混合物に鋳型造型用粘結剤組成物を混合する第２混合工程を有するのが好ましい。 The mixing step includes a first mixing step of mixing a refractory granular material and a hardener composition for mold making containing a hardener composition, and adding a binder for mold making to the mixture obtained after the first mixing step. It is preferred to have a second mixing step of mixing the composition.
前記混合工程では、本実施形態の効果を阻害しない程度に酸硬化性樹脂、硬化促進剤、水、シランカップリング剤等の添加剤、酸性物質、及び溶剤等を添加してもよい。 In the mixing step, an acid-curable resin, a curing accelerator, water, an additive such as a silane coupling agent, an acidic substance, a solvent, and the like may be added to such an extent that the effects of the present embodiment are not impaired.
前記混合工程において、各原料を混合する方法としては、公知一般の手法を用いることが出来、例えば、バッチミキサーにより各原料を添加して混練する方法や、連続ミキサーに各原料を供給して混練する方法が挙げられる。 In the mixing step, as a method for mixing each raw material, a known general method can be used, for example, a method of adding each raw material by a batch mixer and kneading, or a method of supplying each raw material to a continuous mixer and kneading. method.
以下、本発明を具体的に示す実施例等について説明する。 EXAMPLES Examples and the like specifically showing the present invention will be described below.
＜実施例１～３、比較例１～３＞ <Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3>
〔フラン樹脂組成物の調製〕
三ツ口フラスコにフルフリルアルコール１００質量部とパラホルムアルデヒド３５質量部と尿素１３質量部を混合し２５質量％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ９に調整した。反応混合物を１００℃に昇温後、同温度で１時間反応させた。３７質量％塩酸でｐＨ４．５に調整し、更に１００℃で１時間反応させた。その後、２５質量％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に調整し、尿素５質量部を添加して、１００℃で３０分反応させ、フラン樹脂組成物を得た。フラン樹脂組成物の組成は、尿素変性フラン樹脂７１．７質量％、フルフリルアルコール１９．５質量％、水８．８質量％であった。
[Preparation of furan resin composition]
100 parts by mass of furfuryl alcohol, 35 parts by mass of paraformaldehyde and 13 parts by mass of urea were mixed in a three-necked flask and adjusted to pH 9 with a 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution. After the temperature of the reaction mixture was raised to 100° C., the reaction was carried out at the same temperature for 1 hour. The pH was adjusted to 4.5 with 37% by mass hydrochloric acid, and the mixture was further reacted at 100° C. for 1 hour. After that, the pH was adjusted to 7 with a 25% by mass sodium hydroxide aqueous solution, 5 parts by mass of urea was added, and the mixture was reacted at 100° C. for 30 minutes to obtain a furan resin composition. The composition of the furan resin composition was 71.7% by mass of urea-modified furan resin, 19.5% by mass of furfuryl alcohol, and 8.8% by mass of water.
〔鋳型造型用粘結剤組成物の調製〕
上記のフラン樹脂組成物、フルフリルアルコール、トリアセチンまたはグリセリン、水、シランカップリング剤としてＮ－β－（アミノエチル）－γ－アミノプロピルメチルジメトキシシランを用いて、表１に示す組成になるように混合し、実施例１～３及び比較例１～３の鋳型造型用粘結剤組成物を調整した。なお、表１中、ＦＦＡはフルフリルアルコールを意味する。
[Preparation of Binder Composition for Mold Making]
Using the above furan resin composition, furfuryl alcohol, triacetin or glycerin, water, and N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane as a silane coupling agent, the composition shown in Table 1 was obtained. to prepare the binder compositions for mold making of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. In Table 1, FFA means furfuryl alcohol.
〔鋳型用組成物の製造〕
２５℃、５５％ＲＨの条件下で、フラン再生硅砂１００質量部に対し、硬化剤組成物０．３２質量部を添加し、実施例１～３及び比較例１～３の鋳型造型用粘結剤組成物０．８質量部を添加し、これらを混合して鋳型用組成物を得た。上記フラン再生硅砂としては、空気中、１０００℃で１時間加熱したときの質量減少率（ＬＯＩ）が１．９質量％で、粒度３８（ＡＦＳ）のものを用いた。上記硬化剤組成物は花王クエーカー社製 カオーライトナー硬化剤 ＵＳ－３及びＣ－２１(いずれもキシレンスルホン酸、硫酸との水溶液)を用い、それらをＵＳ―３／Ｃ―２１＝４０：６０の比率で配合し試験を実施した。
[Manufacture of mold composition]
Under the conditions of 25° C. and 55% RH, 0.32 parts by mass of the curing agent composition was added to 100 parts by mass of furan-regenerated silica sand, and the caking molds of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared. 0.8 parts by mass of the agent composition was added and mixed to obtain a casting composition. As the furan-regenerated silica sand, sand having a mass loss rate (LOI) of 1.9% by mass when heated at 1000° C. for 1 hour in air and a grain size of 38 (AFS) was used. Kao Lightener US-3 and C-21 (both aqueous solutions with xylenesulfonic acid and sulfuric acid) manufactured by Kao Quaker Co., Ltd. are used for the above-mentioned curing agent composition. Tests were carried out by blending in proportions.
〔試験例〕
混練直後の鋳型用組成物を直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円柱形状のテストピース枠に充填したものを、圧縮強度１ＭＰa到達時に抜型を行い、充填から２４時間後に、ＪＩＳ Ｚ ２６０４－１９７６に記載された方法で、圧縮強度（ＭＰａ）を測定し、「２４時間後の圧縮強度」とした。「２４時間後の圧縮強度」の値が高いほど鋳型強度に優れる。結果を表１に示す。
[Test example]
The casting composition immediately after kneading was filled in a cylindrical test piece frame with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm, and the mold was removed when the compressive strength reached 1 MPa. The compressive strength (MPa) was measured by the method described above, and was defined as "compressive strength after 24 hours". The higher the value of "compressive strength after 24 hours", the better the mold strength. Table 1 shows the results.
表１の結果から、実施例１～３は、それぞれ比較例１～３に比べ、鋳型強度に優れていることがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that Examples 1 to 3 are superior in mold strength to Comparative Examples 1 to 3, respectively.
Claims (4)
前記鋳型造型用粘結剤組成物中の前記トリアセチンの含有量が、０．１～４０質量％である、鋳型造型用粘結剤組成物。 A binder composition for mold molding containing furan resin and triacetin ,
A binder composition for mold making, wherein the triacetin content in the binder composition for mold making is 0.1 to 40% by mass.
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