JPH0117780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、鋳物工業において、砂型を製造する
為のバインダー（結合材）に用いられる軽合金用
鋳物砂バインダー組成物に関するものである。 本発明の鋳物砂バインダー組成物は、軽合金を
鋳込んだ後の砂型の崩壊性に優れる。 従来、鋳物砂バインダー組成物としては、フエ
ノールとアルデヒドとの反応で得られるフエノー
ル樹脂とポリイソシアネートとを、アミン系触媒
で短時間に硬化させることが知られている（例え
ば、特公昭45−32820号公報、特公昭49−37486号
公報、特公昭48−25431号公報、特公昭49−17141
号公報など参照）。これらの鋳物砂バインダー組
成物は、鋳込温度が1300〜1600℃である鋳鉄、鋳
鋼用には、バインダーとしての耐熱性及び鋳込後
の砂型の崩壊性に優れる。しかし、鋳込温度が、
800℃以下の軽合金用としては、バインダーとし
ての耐熱性が高すぎ、鋳込後の砂型の崩壊性が非
常に悪い。この為、鋳物工程で、中子として使用
した砂型の砂落ちが悪く、砂落しの為の余分の工
程、人手が必要となる。 軽合金用鋳物砂バインダーとしては、特公昭55
−7338号公報も知られているが、このバインダー
は強度レベルが低く、耐熱性、梅雨期などの高湿
時の耐湿性などが悪く実用化されていない。又、
特公昭51−33506号公報の鋳物砂バインダーは、
可使時間が短い問題があつた。 本発明者は、上記問題の無い軽合金用鋳物砂バ
インダーを鋭意研究し、常温硬化或いはアミン含
有ガスによる速硬性に優れ、バインダーの強度、
耐熱性および鋳込後の砂型の崩壊性のバランスに
も優れ、可使時間も長い軽合金用鋳物砂バインダ
ー組成物の開発に成功し、本発明を完成するに至
つた。 すなわち、本発明は、下記(a)、(b)、(c)成分を含
有する軽合金用鋳物砂バインダー組成物であり、
(c)成分100重量部に対して(b)成分を10〜200重量部
配合した点に要旨を有するものである。 (a) 有機ポリイソシアネート化合物 (b) フエノール類とアルデヒド類との反応により
得られるフエノール性水酸基を２個以上有する
オリゴマー (c) フエノール性水酸基を２個有する、上記(b)成
分以外のフエノール系化合物。 本発明に用いる(a)成分の有機ポリイソシアネー
ト化合物は、ポリウレタン用原料として一般に広
く用いられている有機ポリイソシアネート化合物
より適宜選択して用いることができ、ジ或いはト
リイソシアネートが好ましい。 適当な有機ポリイソシアネート化合物として
は、ヘキサメチレンジイソシアネートのような脂
肪族イソシアネート；４，4′−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート等の脂環式イソシアネート；２，４および
２，６トリレンジイソシアネート、ジフエニルメ
タンジイソシアネート、トリフエニルメタントリ
イソシアネート、１，５ナフタリンジイソシアネ
ート、ポリメチレンポリフエニレンイソシアネー
ト、クロロフエニレン−２，４−ジイソシアネー
ト等の芳香族ポリイソシアネート；キシリレンジ
イソシアネートおよびそのメチル誘導体などがあ
げられる。 これらの中でも、芳香族ポリイソシアネートが
好ましく、特に、ジフエニルメタンジイソシアネ
ート、トリフエニルメタントリイソシアネートお
よびこれらの混合物を用いることが好ましい。 これらの有機ポリイソシアネート化合物は、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベ
ンゼン、キユメン、ジイソプロピルベンゼン、エ
チルベンゼン製造時の副生重質油、キユメン製造
時の副生重質油などの芳香族炭化水素に溶解して
用いてもよい。 (b)成分の原料となるフエノール類としては、フ
エノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ
−クレゾール、パラ−ｔ−ブチルフエノール、ノ
ニルフエノール等がある。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、ブチ
ルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、フルフリ
ルアルデヒド等がある。(b)成分であるフエノール
類とアルデヒド類との反応により得られるフエノ
ール性水酸基を２個以上有するオリゴマーは、上
記フエノール類とアルデヒド類との反応により得
られ、例えばノボラツク型フエノール樹脂、レゾ
ール型フエノール樹脂、メチロール基及び／又は
メチレンエーテル結合を有するフエノール樹脂が
ある。 (c)成分のフエノール性水酸基を２個有するフエ
ノール系化合物は、例えば、レゾルシン、カテコ
ール、ヒドロキノン、ピロガロール、フロログル
シン、アルキルレゾルシン、ビスフエノールＡ、
ビスフエノールＦ、ビスフエノールＣ、ビスフエ
ノールＨ、ジヒドロキシビフエニル、４−メチル
−２，４−ビス（ｐ−ヒドロキシフエニル）ペン
ト−１−エン等があり、(b)成分のフエノール類と
アルデヒド類との反応により得られるフエノール
性水酸基を２個以上有するオリゴマーは含まな
い。 有機ポリイソシアネート化合物と反応させるこ
とにより、ポリウレタンを生成せしめ、鋳物砂を
硬化せしめるために用いる(b)成分及び(c)成分の配
合割合いは、鋳込における砂型の大きさ、砂の種
類等により最適条件は変わるが、少なくとも、(c)
成分100重量部に対し、(b)成分を10〜200重量部配
合するのが、鋳込時の耐熱性及び鋳込後の砂型の
崩壊性のバランスの点から必要である。(b)成分が
10重量部未満であると、鋳込時の耐熱性が不足
し、鋳込による砂型の破壊が起こる。又、200重
量部を越えると、耐熱性があり過ぎ、鋳込後の砂
型の崩壊性が悪くなる。尚(c)成分100重量部に対
する(b)成分の好ましい配合割合は20〜200重量部
程度である。 (b)成分及び(c)成分を合計したものに含まれるヒ
ドロキシル基１当量に対し、(a)成分のイソシアネ
ート基が0.3〜３当量、好ましくは0.6〜２当量と
なるように配合するのがよい。 (b)成分及び(c)成分は、通常溶剤に溶かし、(a)成
分と、又は、砂と混合し易い量及び粘度として使
用する。用いられる溶剤は、例えば、セロソルブ
アセテート、エチレングリコールジアセテート、
イソホロン、ブチルセロソルブアセテート、シク
ロヘキサノン、３−メトキシ酢酸ブチル、ジエチ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート等
の極性溶剤である。又、キシレン、キユメン、エ
チルベンゼン等の芳香族炭化水素を前記極性溶剤
と組合せて使用できる。 本発明の鋳物砂用バインダーは、鋳物砂と混合
して用いるが、鋳物砂100重量部に対し、(a)成分、
(b)成分及び(c)成分の合計量が0.3〜５重量部配合
するのが好ましい。 本発明には、必要に応じ、γ−アミノプロピル
エトキシシラン、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、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン等のシラン処理
剤を、バインダーの耐湿性を向上する目的で、
(a)、(b)及び(c)成分の合計量100重量部に対し、
0.005〜0.5重量部添加することもできる。 本発明の組成物を、鋳物砂と混合した後、常温
で砂型を造型する場合、公知の触媒、例えば、ジ
ブチル錫ジラウレート等の金属塩、Ｎ−エチルモ
ルホリン等の第３級アミンなどを添加して、迅速
硬化させることができる。この時、触媒の添加量
は、(a)、(b)及び(c)成分の合計量100重量部に対し、
５重量部以下が好ましい。又、アミン含有ガスと
接触させて急速に硬化させる場合には、トリエチ
ルアミンなど公知の沸点の低い第３級アミンを用
いることができ、通常窒素ガス或いは空気などの
不活性ガスをキヤリヤーガスとして用い、５容量
％以下の濃度で使用する。 次に、実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。 なお、実施例及び比較例中の「部」及び「％」
は、重量基準である。 製造例 １ フエノール2028ｇ、パラホルムアルデヒド1440
ｇ、ナフテン酸亜鉛溶液（８％）30ｇ及びベンゼ
ン240mlを３つ口フラスコに入れ、110℃、３時間
加熱し、反応を行つた。反応は、水とベンゼンと
の留出で進行する。反応後、反応系にジエチレン
グリコールジエチルエーテル300ml及びベンゼン
30mlを加えた。この後、１時間還流を行い、この
反応系に上記エーテルを更に300ml添加した。７
時間後、セロソルブアセテート1200mlを添加して
本発明の(b)成分であるオリゴマーを得た。このオ
リゴマーは、赤外吸収スペクトルからベンジルエ
ーテル型フエノール樹脂であることを確めた。 実施例１〜４、比較例１〜６ 表１に示した(b)成分と(c)成分であるビスフエノ
ールＡのセロソルブアセテート溶液（濃度50％）
とを、表１記載の比率で混合し、その混合液10部
をあやらぎ硅砂６号1000部に添加し、均一に混合
した。更に、この砂へ(a)成分である市販のポリメ
チレンポリイソシアネートのキシレン溶液（濃度
75％）を10部添加し、均一に混合した。これを自
動車のインテークマニホールドの中子木型へ充填
し、窒素を吹き込み気化させたトリエチルアミン
を50秒間通し、硬化させた。この中子を、生砂型
で造型した外型にセツトし、760℃に熔融したア
ルミニウムを注湯した。１時間後に型をばらし、
鋳物製品からの中子砂の落ち方を、鋳物をハンマ
ーでたたき、何回で中子砂が大部分崩壊して除去
できるかにより調べた。 また、同一の鋳物砂組成物を直径５cm、高さ13
cmの円筒状金型へ入れ、標準つき固め試験機で５
cm高さとなるようつき固めた後、トリエチルアミ
ンを含有する窒素ガスを10秒通し硬化させた直後
及び４時間後の抗圧力を測定した。 結果を表１に示した。表１から、本発明の鋳物
砂バインダー組成物が、崩壊性〜強度（抗圧力）
のバランスに優れることが明らかである。

【表】

【表】 注 明和化成製、フエノール−ホルムアルデヒド縮
合物。
実施例５及び６、比較例７及び８ (b)成分をイソキユアパート（保土谷化学製、
フエノール−ホルムアルデヒド樹脂の有機溶剤溶
液）に、(a)成分をイソキユアパート（保土谷化
学製、ポリイソシアネートの有機溶剤溶液）とし
た他は、実施例１〜４と同様にして抗圧力及び崩
壊性を調べた。 結果を表２に示す。表２から、本発明の優れる
ことが明らかである。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記(a)、(b)、(c)成分を含有する軽合金用鋳物
   砂バインダー組成物であり、(c)成分100重量部に
   対して(b)成分を10〜200重量部配合したものであ
   ることを特徴とする軽合金用鋳物砂バインダー組
   成物。 (a) 有機ポリイソシアネート化合物 (b) フエノール類とアルデヒド類との反応により
   得られるフエノール性水酸基を２個以上有する
   オリゴマー (c) フエノール性水酸基を２個有する、上記(b)成
   分以外のフエノール系化合物。