JPH04279241A - 鋳型の製造法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強度に優れかつ型ばら
し後の崩壊性の良好な鋳型の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヒドロキシル化合物とポリイソシ
アネート化合物とを触媒を使用して硬化させる反応を利
用する鋳型の製造方法としては、例えば特公昭４５−３
２８２０号公報に記載の方法が知られている。すなわち
、フェノール誘導体とアルデヒドとを縮合させて製造し
たフェノール樹脂、ポリイソシアネートおよび砂を混合
し、成形し、これに３級アミンを通過させることにより
、鋳型を製造する方法が知られている。一方、コールド
ボックス鋳型用組成物として、鋳型砂の粘結剤として使
用するベンジリックエーテル型フェール樹脂と２，２′
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとポリイソ
シアネートとからなるものが知られている（特開昭５８
−１１６９５１号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法により製造された鋳型の性能は、実用上十分とは言
えない。すなわち、中子折れ等の鋳造欠陥を防止するた
めには、鋳型の強度は一定の水準以上であることが必須
であり、強度は高ければ高いほど好ましい。また、鋳物
の生産性向上のためには、鋳込み後は硬化した粘結剤成
分が熱により劣化して鋳型が崩壊しやすい状態となって
いることが必要である。しかしながら、従来の方法によ
る鋳型は、強度と崩壊性の両性能を共に実用に適するほ
ど十分に満足させるものではなかった。本発明は、鋳物
特に軽金属鋳物の製造に適する、十分な強度を有しかつ
鋳造に使用した後に崩壊性に優れた鋳型の製造法を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ヒドロ
キシル成分、ポリイソシアネート化合物及び耐火性骨材
からなる樹脂被覆骨材を枠型に収納し、次いで前記樹脂
被覆骨材の隙間に３級アミンの蒸気を通過させてなる鋳
型の製造法であって、前記ヒドロキシル成分が（Ａ）グ
リセリンまたはトリメチロールプロパンへのエチレンオ
キサイドまたはプロピレンオキサイドの付加によって生
ずる、エーテル結合と末端ヒドロキシル基を有するエー
テル型トリオール、（Ｂ）２，２′−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンおよび（Ｃ）ベンジリックエー
テル型フェノール樹脂からなること、を特徴とする前記
製造法が提供される。

【０００５】本発明においてヒドロキシル成分の一成分
として使用されるエーテル型トリオールは、開始剤とし
てグリセリンまたはトリメチロールプロパンを使用し、
これにエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド
を付加させて得られるものであり、５，０００以下の分
子量のものが好ましい。ベンジリックエーテル型フェノ
ール樹脂は、例えば特公昭４５−３２８２０号公報に開
示されているような、２個のオルト位置が未置換のフェ
ノール類とアルデヒド誘導体とを触媒の存在下で反応さ
せて得られる縮合生成物である。すなわち、ベンジリッ
クエーテル型フェノール樹脂の製造に好ましいフェノー
ル類は、２位および６位が未置換でありかつ３位、４位
、５位が炭化水素基、オキシ炭化水素基、ハロゲン原子
で置換されていてもよいフェノール系化合物である。 最も好ましいフェノール類はオキシベンゼンである。ま
た好ましいアルデヒド誘導体は、一般式ＲＣＨＯ（式中
、Ｒは水素原子または１〜８個の炭素原子を有する炭化
水素基を示す。）で表わされる化合物である。本発明に
おいて使用されるヒドロキシル成分は、前記エーテル型
トリオールおよび前記ベンジリックエーテル型フェノー
ル樹脂以外に、２，２′−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパンをも含有する組成物である。この組成物に
おいて、エーテル型トリオールは１０〜２８重量％、２
，２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンは５
０〜８０重量％、およびベンジリックエーテル型フェノ
ール樹脂は８〜２５重量％であることが、製造した鋳型
の強度および鋳造に使用した後の鋳型の崩壊性を共に実
用に供しうる程度に確保する上で、最も好ましい。ヒド
ロキシル成分は、ポリイソシアネート化合物と非反応性
の溶剤に溶解し、適当な粘度に調整して使用することも
できる。この溶剤としては例えば、脂肪族、芳香族また
は脂環式あるいは塩素化炭化水素、エステル、これらの
混合溶剤を挙げることができ、さらに具体的には石油ス
ピリット、エチルセロソルブアセテートを挙げることが
できる。

【０００６】本発明で使用されるポリイソシアネート化
合物は、２〜５個のイソシアネート基を有する脂肪族、
脂環族または芳香族ポリイソシアネート、またはそれら
のイソシアネートプレポリマーである。またこれらの混
合物も使用しうる。例えば、２，４−および２，６−ト
ルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシア
ネート，これらの粗製品、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、シクロペンチレンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フェ
ニレンジイソシアネートを挙げることができる。ポリイ
ソシアネート化合物は、ヒドロキシル成分に対して１０
〜５００重量％の割合で使用できるが、好ましくは５０
〜２００重量％である。ポリイソシアネート化合物は、
これに非反応性の溶剤を加えて適当な粘度に調節した溶
液として使用するのが好ましい。

【０００７】本発明で使用される耐火性骨材は、鋳物砂
として使用しうるあらゆる種類の砂、あるいはこれを主
成分とする耐火性材料の粉末である。例えば、鋳物砂と
して使用することのできる粒径５０〜６００μ程度の砂
、微粉状の砂、粘土質の砂、再生砂を使用することがで
きる。

【０００８】ヒドロキシル成分、ポリイソシアネート化
合物各々の耐火性骨材に対する配合割合は、それぞれ砂
に対して０．２〜１０重量％の範囲が好ましい。ヒドロ
キシル成分、ポリイソシアネート化合物および耐火性骨
材の混合は、できるだけ湿気の不存在下かつ−１０〜５
０℃の範囲の温度で、各成分が均一に混合するようにミ
キサーにより十分に混練することによって行なう。ヒド
ロキシル成分とポリイソシアネート化合物は、好ましく
は溶剤を用いて、あらかじめ均一に混合しておき、これ
を耐火性骨材と混合して使用しうる。このようにして調
製した樹脂被覆骨材を、例えば鋳型製造用金型内に圧縮
空気または機械的方法により導入し、次いで触媒として
３級アミンの蒸気を骨材の隙間に通過させ、樹脂被覆骨
材を反応硬化させて鋳型を製造する。３級アミンの例と
しては、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、ト
リエチルアミン、トリプロピルアミン、モノエチルプロ
ピルアミンを挙げることができ、これらは不活性ガス又
は空気と混合して使用するのが好ましい。さらに本発明
においては、３−グリシドオキシプロピルトリメトキシ
シラン等のシラン化合物を樹脂被覆骨材の調製に併用し
て、樹脂成分と骨材との接着性の向上を図ることもでき
る。

【０００９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に詳細に説明する。以下、「部」は全て「重量部」を、
「％」は全て「重量％」を意味する。 実施例１〜９ 粘結剤の調製 （ヒドロシキル成分の調製）表１に示したような種類と
配合比で、エーテル型トリオール（以下トリオールと略
称する。）と２，２′−ビス（ヒドロキシフェニル）プ
ロパン（以下ビスフェノールＡと略称する。）ならびに
フェノールとパラホルムアルデヒドを使用して特公昭４
７−５０８７３に記載の方法で製造したベンジリックエ
ーテル型フェノール樹脂（以下フェノール樹脂と略称す
る。）を３−メトキシブチルアセテート中で６５〜７０
℃に加熱して３０分攪拌して溶解した。続いて４０℃に
冷却し３−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン
を全量の０．３％加えて１０分間攪拌した。 （ポリイソシアネート溶液の調製）ポリメチレンポリフ
ェニルイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製
ミリオネートＭＲ２００）を石油溶剤に７５％の濃度と
なるように溶解した。 鋳型の製造 （強度試験用鋳型の製造）鋳物砂としてパールサンド１
０００部を品川式ダルトンミキサーに秤量し、その上に
表１に示したヒドロシキル成分８部と上記に調製したポ
リイソシアネート溶液８部を注加し、２分間混練して混
練砂を作製した。次に５０φ×５０ｈの空孔を持つ木型
の空孔内に混練砂を充填し、乾燥した空気を用いてトリ
エチルアミンの蒸気を３秒間通過し、続いてこの空気を
５秒間通気して圧縮試験用のテストピースを製造した。 （崩壊性試験用鋳型の製造）強度試験用鋳型の製造と同
じようにして、混練砂を長径４３ｍｍφ、短径２５ｍｍ
φ、高さ４５ｍｍｈの空孔のある木型に充填し、次いで
トリエチルアミンと空気を通気して崩壊性試験用中子を
製造した。 鋳型の性能試験 （鋳型の強度試験）５０φ×５０ｈ（ｍｍ）の試験体を
、製造直後（３０秒）と１時間静置後と翌日に、アーム
スラー試験機で圧縮破壊試験を行って圧縮強度を測定し
た。 （崩壊性の試験）崩壊性試験用鋳型のテストピース中子
を主型に型組みして、７００℃に溶解したアルミニュー
ムを注湯し、１時間後に型組みをばらし、鋳物の上部に
ハンマーで２０回衝撃を与えて、中子を崩壊落下させた
。崩壊性の良さは、中子全体量に対する崩壊して落下し
た重量の百分率（％）で判定した。衝撃の方法は、ハン
マー重量を２ｋｇとし、ハンマーを支える腕の長さは５
３０ｍｍ、ハンマーの高さ２６０ｍｍから腕の回転で自
然落下させた。

【表１】 　　Ｇ４１０＝武田薬品工業製　　　　　　　　　　ア
クトコール　　　　　　　　　　　　Ｇ４１０　　　　
　　　　　　　　グリセリンポリエーテルトリオール　
　Ｔ４００＝旭電化（株）製　　　　　　　　　　アデ
カポリエーテル　　　　　　Ｔ４００　　　　　　　　
　　　　トリメチロールプロパンポリエーテルトリオー
ル表１に示すとおり、本発明の方法により製造した鋳型
は、中子鋳型として鋳型造型直後の搬送に必要な１５ｋ
ｇ／ｃｍ２　以上の圧縮強度を有し、時間を追って型組
みに必要な強度を発現し、しかもアルミニュームの鋳込
み温度で鋳込み後は、適当に熱分解して砂が６０％以上
崩壊した。

【００１０】比較例１〜５ ヒドロキシル成分のうち１成分乃至２成分が含まれない
ことを除いて、実施例１〜８と同様に鋳型を製造して、
強度並びに崩壊性の試験を行った。

【表２】 表２に示すとおり、鋳型造型直後の強度が高いと砂の崩
壊性が悪いか、崩壊性が良いと強度が低すぎるかの欠点
があり、生産性の高い鋳型製造に適しない。

【００１１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の方法により
、十分な強度を有すると共に鋳造に使用した後の崩壊性
にも優れた鋳型を製造することができる。そのため、本
発明の方法により製造した鋳型を使用して、従来公知の
ガス硬化法により鋳物を特にアルミニューム等の軽金属
鋳物を効率よく製造することが可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ヒドロキシル成分、ポリイソシアネー
   ト化合物及び耐火性骨材からなる樹脂被覆骨材を枠型に
   収納し、次いで前記樹脂被覆骨材の隙間に３級アミンの
   蒸気を通過させてなる鋳型の製造法であって、前記ヒド
   ロキシル成分が（Ａ）グリセリンまたはトリメチロール
   プロパンへのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキ
   サイドの付加によって生ずる、エーテル結合と末端ヒド
   ロキシル基を有するエーテル型トリオール、（Ｂ）２，
   ２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンおよび
   （Ｃ）ベンジリックエーテル型フェノール樹脂からなる
   こと、を特徴とする前記製造法。
2. 【請求項２】　　前記ヒドロキシル成分が、１０〜２８
   重量％の（Ａ）グリセリンまたはトリメチロールプロパ
   ンへのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド
   の付加によって生ずる、エーテル結合と末端ヒドロキシ
   ル基を有するエーテル型トリオール、５０〜８０重量％
   の（Ｂ）２，２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
   ロパンおよび８〜２５重量％の（Ｃ）ベンジリックエー
   テル型フェノール樹脂からなる、請求項１記載の製造法
   。