JPH04111941A - シェルモールド用レジンコーテッドサンド - 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、シェルモールド用のレジンコーテツドサンド
に関するものである。

【従来の技術】

シェルモールドは、珪砂など鋳型用の耐火砂をバインダ
ー樹脂によって結合させることによって造型することで
得られる。このシェルモールドは鋳肌が滑らかで寸法精
度が良いなどの優れた特長を有しているために多用され
ている。そしてこのシェルモールド用のバインダー樹脂
としては一般に、フェノール類とアルデヒド類とをモル
比を１．０．６〜０９に調整して酸性触媒下で反応させ
たノボラック型フェノール樹脂や、あるいはフェノール
類とアルデヒド類とをモル比を１＝１〜３に調整してア
ルカリ触媒下で反応させた固形のレゾール型フェノール
樹脂が用いられ、ノボラック型フェノール樹脂では硬化
剤としてヘキサメチレンテトラミンを配合し、レゾール
型フェノール樹脂ではそのままで、加熱した鋳型用の砂
と混合してフェノール樹脂の被覆層が被覆されたレジン
コーテツドサンドを作成し、このレジンコーテツドサン
ドを加熱された金型にふりかけたり充填したりしてフェ
ノール樹脂を溶融硬化させることによってシェルモール
ドを造型するのである。 そしてこのシェルモード用レジンコーテツドサンドにお
いて、バインダー樹脂の量は低減することが望ましい。 すなわち、造型した鋳型に溶湯を注ぐ際にバインダー樹
脂が炭化されてガスが発生し、このガスが鋳物中に入り
込んで巣になっなり鋳肌を悪くしたりするおそれがある
が、バインダー樹脂の量を低減すればこの問題をそれだ
け少なくすることがてきることになる。またアルミニウ
ム等の低融点合金を用いて鋳造をおこなう場合、低融点
合金は融点か１０００°Ｃ以下と低いために鋳型のバイ
ンダー樹脂を十分に加熱分解させることができず、鋳型
を崩壊させて脱型することが困難になるが、バインダー
樹脂の量を低減すれはこの問題をそれだけ少なくするこ
とができることになる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、バインダー樹脂の量を低減すると造型し
た鋳型の強度が低下することになるために、バインダー
樹脂の量を十分に低減することかできないというのが現
状である。 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、バイ
ンダー樹脂の量を十分に低減することが可能になるシェ
ルモールド用レジンコーテツドサンドを提供することを
目的とするものである。

【課題を解決するための手段】 本発明に係るシェルモールド用レジンコーテツドサンド
は、空隙率か４４％以下の耐火砂にバインター樹脂を被
覆せしめて成ることを特徴とするものである。 以下、本発明の詳細な説明する。 耐火砂としては特に限定されるものではないが、珪砂を
用いるのが一般的である。そして本発明においてはこの
耐火砂として空隙率か４４％以下のものを用いることを
特徴とするものである。ここて空隙率とは、耐火砂の見
掛けの容積中に占める砂粒子間の空隙部の容積の比率を
いうものであり、本発明において空隙率は次の方法で測
定した数値として定義される。まず２００ｍβのメスシ
リンダーに水・メタノール−７二３（重量比）の混合溶
＞＆１００ｍｆを入れ、これに別のメスシリンターて測
定した耐火砂１００ｍＮを徐々に加えた後は密閉し、気
泡が出なくなったのを確認した後メスシリンターの液面
を読み、この数値（Ｍｍｌ）と２００ｍＺの目盛りとの
差を空隙率とする。従って、空隙率（％）−２００−Ｍ と定義される。尚、用いる溶液としては、上記水とメタ
ノールの混合溶液の他に、水に界面活性剤を加えたもの
や、他の液体でもよい。 空隙率はその数値が小さい程、空隙部の容積が小さく充
填率が高いことを意味し、少ないバインダー樹脂で耐火
砂の各粒子を結合させることができると考えられる。そ
して本発明はこの空隙率と鋳型の強度との関係を検討し
た結果、空隙率が４４％付近で強度の急激な屈曲点があ
ることを見出だして完成したものである。従って、本発
明においては空隙率が４４％以下の耐火砂を用いること
に限定されるものである。このとき同時に、耐火砂とし
ては比表面積の小さいものが好ましい。また、耐火砂の
大きさについては特に限定されるものではないが、２８
メツシュ〜２００メツシュ程度の範囲の粒度のものが好
ましい。 上記耐火砂の表面にバインダー樹脂を被覆することによ
って、シェルモード用レジンコーテツドサンドを調製す
ることができる。バインダー樹脂としては、特に限定さ
れるものではないが、ノボラック型フェノール樹脂、レ
ゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
とレゾール型フェノール樹脂との混合物なと、フェノー
ル樹脂を用いるのが好ましい。 レジンコーテツドサンドを調製するなめに耐火砂にバイ
ンダー樹脂を被覆するにあたっては、ドライホットコー
ト法、コールトコ−１へ法、セミホットコート法、粉末
溶剤法などでおこなうことができる。ドライホットコー
ト法は、固形フェノール樹脂など固形のバインダー樹脂
を１３０〜１８０°Ｃに加熱した耐火砂に添加して混合
し、耐火砂による加熱によって固形バインダー樹脂を溶
融させて溶融バインダー樹脂で耐火砂の表面をコートさ
せ、しかるのちにこの混合を保持したまま冷却し、粒状
てさらさらしたレジンコーテツドサンドを得る方法であ
る。コールドコート法は、バインター樹脂をメタノール
などの溶剤に溶解して液状になし、これを耐火砂に添加
して混合し、溶剤を揮発させることによってレジンコー
テツドサンドを得る方法である。セミホットコート法は
、上記溶剤に溶解した液状バインダー樹脂を５０〜９０
°Ｃに加熱した耐火砂に添加混合してレジンコーテット
ザンドを得る方法である。粉末溶剤法は、固形のバイン
ダー樹脂を粉砕し、この粉末樹脂を耐火砂に添加してさ
らにメタノールなどの溶剤を添加し、これを混合してレ
ジンコーテツドサンドを得る方法である。以上いずれの
方法においても粒状でさらさらしたレシンコーテツドサ
ンドを得ることができるが、作業性などの点においてド
ライボットコ−１・法やセミポットコート法が好ましい
。砂とバインター樹脂との混合割合は、シェルモールド
の要求される性能によって変動があり、特に限定される
ものてはないが、耐火砂１００重量部に対してバインダ
ー樹脂を樹脂固形分換算て１重量部以下にすることか可
能である。またこの混合の際に必要に応じて硬化剤、そ
の他耐火砂とバインダー樹脂とを親和させるためのシラ
ンカップリング剤なとの各種カップリング剤、またワッ
クスなどを配合することがてきる。 このようにして得られたレジンコーテツドサンドを常法
に従って加熱された金型にふりかけたり充填したりして
バインダー樹脂を溶融硬化させることによって、このバ
インダー樹脂による耐火砂の結き作用でシェルモールド
を造型するものである。ここて、レシンコーテツドサン
ド中のバインダー樹脂の量を低減しておくと、造型した
鋳型に溶湯を注く際にバインター樹脂が炭化されて発生
するカス量を少なくして、このカスが鋳物中に入り込ん
て巣になったり鋳肌を悪くしたりすることを低減するこ
とが可能になると共に、またバインター樹脂か溶湯の熱
で分解され易く鋳物の砂離れを良好にして鋳肌を美しく
形成することかでき、さらに低融点合金を用いて鋳造を
おこなう場合にも、バインダー樹脂を容易に分解させる
ことができ、鋳型を崩壊させて脱型することが容易にな
るものである。

【実施例】

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 実施例１−１ 空隙率が４２．０％の珪砂を用いてこれを１４０°Ｃに
加熱し、この珪砂３０ｋｇをワールミキサ一に仕込め、
これに軟化点９０°Ｃのノボラック型フェノール樹脂９
００ｇを加え、３０秒間混練した後フェノール樹脂に対
し１５％のへキサメチレンテトラミン１３５ｇを３００
ｇの水に溶解して添加し、砂粒の塊りが崩壊するまで混
練した。次いでさらにこれにステアリン酸カルシウム１
５ｇを添加し、３０秒間混練した後にこれを払い出して
エアレーションをおこない、樹脂量が重量比率て３０％
のレシンコーテツドサンドを得た。 実施例］−２〜１−５ 珪砂とフェノール樹脂との混合比率を調整すると共に同
時にヘキザメチＩ／ンテトラミンの配合量も調整し、あ
とは上記実施例］、−１と同様にして、樹脂量が２５％
のレジンコーテツドサンド（実施例１−２）、樹脂量が
２．０％のレジンコーテツドサンド（実施例１−３）、
樹脂量か１．５％のレシンコーテツドサンド（実施例１
−４．）、樹脂１が１０％の１７ジンコーテツドサンド
〈実施例１−５〉を、それぞれ得た。 実施例２−１ 空隙率か４３８％の珪砂を用いるようにした他は、上記
実施例１−１と同様にして樹脂量が３％のレジンコーテ
ツドサンドを得な。 ％［、ｆｆ１１２−２〜２−５ 珪砂とフェノール樹脂との混合比率を調整し、あとは」
１記実施例２−１と同様にして、樹脂量か２５％のレシ
ンコーテツドサンド（実施例２２）、樹脂量が２．０％
のレシンコーテツドサンド（実施例２−３）、樹脂量か
１５％のレシンコーテツドサンド（実施例２−４）、樹
脂量が１０％のレシンコーテツドサンド（実施例２−５
）を、それぞれ得た。 比較例１−１ 空隙率が４５０％の珪砂を用いるようにした他は、上記
実施例１−１と同様にして樹脂量が３０％のレシンコー
テツドサンドを得た。 比較例１−２〜１−５ 珪砂とフェノール樹脂との混な比率を調整し、あとは」
−４記比較例１−１ど同様にして、樹脂量が２５％のレ
シンコーテツドサンド〈比較例１２）、樹脂量が２．０
％のレジンコーテツドサンド（比較例１−３）、樹脂量
が１．５％のレジンコーテツドサンド（比較例１−４）
、樹脂量が１．０％のレジンコーテツドサンド（比較例
１−５）を、それぞれ得た。 比率Ｉ引λ二」。 空隙率が４６．５％の珪砂を用いるようにした他は、上
記実施例１−１と同様にして樹脂量が３０％のレジンコ
ーテツドサンドを得た。 Ｊ２−２〜２−５ 珪砂とフェノール樹脂との混合比率を調整し、あとは上
記比較例２−１と同様にして、樹脂量が２．５％のレジ
ンコーテツドサンド（比較例２２）、樹脂量が２．０％
のレジンコーテツドサンド（比較例２−３）、樹脂量が
１．５％のレジンコーテツドサンド（比較例２−４）、
樹脂量が１０％のレジンコーテツドサンド（比較例２−
５）を、それぞれ得た。 他は、上記実施例１−１と同様にして樹脂量が３．０％
のレジンコーテツドサンドを得な。 例３−２〜３−５ 珪砂とフェノール樹脂との混合比率を調整し、あとは上
記比較例３−１と同様にして、樹脂量が２５％のレジン
コーテツドサンド（比較例３２）、樹脂量が２０％のレ
ジンコーテツドサンド（比較例３−３）、樹脂量が１５
％のレジンコーテツドサンド（比較例３−４）、樹脂量
が１．０％のレジンコーテツドサンド（比較例３−５）
を、それぞれ得た。 上記実施例１，２及び比較例１乃至３によって得たレジ
ンコーテツドサンドを用いて鋳型を作成し、この鋳型に
ついて曲げ強度を測定した。測定はＪＡＣＴ試験法　Ｃ
−１に準拠しておこなった。結果を次表に示す。またそ
れぞれについての珪砂の空隙率と鋳型の強度との関係を
第１図のグラフに示す。 曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ２） 第１図のグラフにみちれるように、空隙率が４３．８％
（実施例２）と４５．０％（比較例１）との間で空隙率
と強度との間の関係のカーブの傾きが急激に変化するこ
とが確認される。また前夫にみられるように、実施例１
−１のものでは樹脂量が１．０％でも４５　、７ｋｇｆ
／ｃｍ２の大きな曲げ強度を得ることがてき、樹脂量を
低減できることが確認される。

【発明の効果】

上述のように本発明のシェルモード用レジンコーテツド
サンドは、空隙率が４４％以下の耐火砂にバインダー樹
脂を被覆せしめて形成したものであり、空隙率が４４％
以下の耐火砂を用いることによって、バインダー樹脂の
量が少なくても鋳型の強度を高く確保することができ、
耐火砂に被覆するバインダー樹脂の量を十分に低減する
ことが可能になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐火砂の空隙率と鋳型の曲げ強度との関係を示
すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空隙率が４４％以下の耐火砂にバインダー樹脂を
   被覆せしめて成ることを特徴とするシェルモールド用レ
   ジンコーテッドサンド。