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JPH02165840A - 鋳物用砂型の鋳型材料および鋳物用砂型の製造方法 - Google Patents

鋳物用砂型の鋳型材料および鋳物用砂型の製造方法

Info

Publication number
JPH02165840A
JPH02165840A JP63321404A JP32140488A JPH02165840A JP H02165840 A JPH02165840 A JP H02165840A JP 63321404 A JP63321404 A JP 63321404A JP 32140488 A JP32140488 A JP 32140488A JP H02165840 A JPH02165840 A JP H02165840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicate
active hydrogen
mold
containing compound
sand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63321404A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Katano
片野　弘章
Tetsuya Tanaka
哲哉 田中
Takeshi Sawai
毅 沢井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M D KASEI KK
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
M D KASEI KK
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M D KASEI KK, Mitsubishi Kasei Corp filed Critical M D KASEI KK
Priority to JP63321404A priority Critical patent/JPH02165840A/ja
Priority to US07/566,457 priority patent/US5138014A/en
Priority to DE68922305T priority patent/DE68922305T2/de
Priority to PCT/JP1989/001276 priority patent/WO1990006962A1/ja
Priority to EP90901010A priority patent/EP0401388B1/en
Publication of JPH02165840A publication Critical patent/JPH02165840A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/02—Polysilicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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〕 この発明は、金属鋳造品を製造する場合に使用される鋳
物用砂型の製造に用いられる鋳型材料及びかかる鋳型材
料を用いた砂型の製造方法に関する。特に強度がすぐれ
、かつ塗型を全く必要としないか、あるいは簡単な塗型
しが必要としない鋳物用砂型を製造することができる鋳
型材料および鋳物用砂型の製造方法に関するものである
。
〔従来の技術〕
一般に、種々の金属の鋳造品を製造するのに使用される
鋳物用砂型（以下、単に砂型ともいう）は、大別して２
通りの方法、すなわち、例えば３２５メツシュ以上の粒
度を有する粗粒の珪砂、ジルコンサンド等からなる鋳物
用砂（以下、単に砂ともいう）を有機系バインダーによ
って固める方法と、無機系バインダーによって固める方
法によって製造される。
そのうち、前者の有機系バインダーを使用する方法とし
ては、例えば、砂に混合させたフェノール樹脂またはフ
ラン樹脂を、硫酸、燐酸、トルエンスルホン酸またはキ
シレンスルホン酸のような強酸性の硬化剤で硬化して、
この砂を固める方法、フェノール樹脂、ポリイソシアネ
ートおよび塩基性触媒の３者を砂と混合し、この触媒に
よりフェノール樹脂とポリイソシアネートとのウレタン
化反応を起こさせて砂を硬化させる方法（ペップセット
法）、および油変性アルキッド樹脂、ナフテン酸金属塩
およびポリイソシアネートの３者の混合によって起こる
ウレタン化反応を利用して砂を固める方法（ジノキュア
法）があり、また後者の無機系バインダーを使用する方
法としては、セメントで砂を固めて鋳型を造型する方法
（ＯＪプロセス）および珪酸ソーダを含有させた砂にＣ
Ｏ２ガスを圧入して、砂を硬化させる方法が知られてい
る。
しかし、前記の有機系バインダーによって製造された砂
型は、いずれも一般に溶湯注入後の強度（以下「高温強
度」という）が劣るとともに、その砂型に溶湯が注入さ
れると、有機系バインダーが燃焼し砂粒どうしの結合が
緩み、溶湯が砂の間に侵入する所謂差込み事故が発生す
る。溶湯の砂型内部への侵入を防ぐためには、砂型の溶
湯と接触する部分に、塗型材料として黒鉛、雲母粉、木
炭粉、滑石等を主剤とした塗型剤を刷毛またはスプレー
等で塗布しなければならず、この塗型作業は砂型製造費
の３０〜５０％も占めて、砂型のコストアップの主要な
一因をなしていた。
この問題に対して、特公昭６３−４０６１７号は、有機
系バインダーにて砂型を製造する際に従来の添加成分の
他さらに、セラミック系バインダー（エチルシリケート
のようなテトラアルコキシシラン、これの加水分解脱水
重縮合生成物、水分散性シリカゾル、およびアルコール
分散型シリカゾルのうちの１種または２種以上）および
、このセラミック系バインダーの硬化剤（ポリイソシア
ネート化合物）の２成分を添加することによって、常温
大気下に一定時間放置した後の強度（以下「放置強度」
という）、高温強度にすぐれ、かつ塗型を全く必要とし
ないか、あるいは簡単な塗型しか必要としない鋳型材料
を提案している。
しかし、この方法は砂型を製造する際に従来から使用さ
れている有機系バインダーとその硬化剤に更にセラミッ
ク系バインダーとその硬化剤の２成分を新たに追加添加
するために設備変更しなくてはならない。またフェノー
ル樹脂の様に硬化剤としてインシアネートを使用する有
機系バインダーの場合においても、セラミック系バイン
ダーを添加するための設備変更が必要である。
〔発明が解決しようとする課題〕
この問題に対して本発明者らは、セラミック系バインダ
ーとその硬化剤であるポリイソシアネートを混合しｌ成
分とすることができれば、従来の設備をそのまま或いは
僅かな変更で使用し得ると考えた。
すなわちイソシアネートを使用する有機系バインダーを
用いる場合は、セラミック系バインダーとその硬化剤を
イソシアネートに混合添加すればよく設備変更は必要な
くなる。またイソシアネートを使用しないを機系バイン
ダーにおいても追加成分は１種のみとなる。
しかし、セラミック系バインダーの内、水分散性シリカ
ゾルおよびアルコール分散性シリカゾルは、その水やア
ルコールがイソシアネートと反応してしまうためインシ
アネートと混合できない。
またテトラアルコキシシランおよびこの加水分解脱水重
縮合生成物は、イソシアネートとは反応しないが相溶し
ない。
本発明者らは、このテトラアルコキシシランおよびその
加水分解脱水重縮合生成物（以下、単にシリケート化合
物と称す）をインシアネートに可溶化させるべく鋭意検
討を重ね、これらシリケート化合物を、特定の化合物と
反応させることによりイソシアネートと均一に相溶する
ことを見いだし本発明の鋳型材料及び砂型の製造方法を
完成した。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の目的は、放置強度、高温強度に優れ、かつ塗型
を全く必要としないか、あるいはスプレー程度の簡単な
塗型しか必要としない鋳物用砂型を製造することができ
る鋳型材料を提供することにある。
そして本発明の要旨は、少くとも鋳物用砂、有機系バイ
ンダー、硬化剤およびシリケート含有ポリイソシアネー
ト組成物からなる鋳型材料であって、前記シリケート含
有ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネートと
、これに対して１／９〜９重量倍のシリケート含有化合
物からなり、該シリケート含有化合物は、テトラアルコ
キシシランを加水分解率が０〜６５％の範囲で加水分解
脱水重縮合して得たシリケートオリゴマーをａ）分子量
８０以上５００未満の官能基数１の活性水素含を化合物
と、アルコキシ基数／活性水素数が１〜１５の範囲で反
応させた生成物または、シリケートオリゴマーを、 ｂ）分子量５００以上の官能基数２以下の活性水素含有
化合物と、アルコキシ基数／活性水素数が１０〜１００
の範囲で反応させた生成物であることを特徴とする鋳型
材料及びこれを用いる鋳物用砂型の製法に存する。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の鋳型材料において使用される有機系バインダー
としては、フルフリルアルコール、フェノール樹脂、ま
たはポリエステル樹脂等の他、これらを変性または反応
させた樹脂、例えば尿素・フラン樹脂、フェノール・フ
ラン樹脂、ポリエステル・フラン樹脂、フェノールまた
はポリエステル−イソシアネート型樹脂等従来砂型の有
機系バインダーとして使用されている種々の合成樹脂が
用いられる。これらの合成樹脂は、砂型の放１強度を向
上させると共に、砂の焼き付きを防止する作用を発揮す
るが、その含有量が少ないと前記作用が十分でなく、−
労合有量が多いと砂型の崩壊性が低下すると共に、コス
トも高くなるので、その量は０．４〜３％（砂に対する
重量基準）の範囲で使用される。
有機系バインダーの硬化剤としては、使用する有機系バ
インダーにより異なるが、従来この種硬化剤として知ら
れているものが使用される。具体的には硫酸、燐酸、ベ
ンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスル
ホン酸等の強酸類、イソシアネート類特にシリケート含
有ポリイソシアネートとして用いられるものと同じポリ
イソシアネート等が使用できる。一般にこれらの硬化剤
の添加量が砂に対し重量で０．２％未満では有機系バイ
ンダーの硬化が十分でなく、またそれが２％を越えると
、硬化速度が早くなりすぎて造形作業を円滑に遂行でき
なくなることから、その添加量は０．２〜２％（砂に対
する重量基準）の範囲で使用される。
また、イソシアネート系の硬化剤については、後述する
様にシリケート含有ポリイソシアネート組成物に添加し
て使用するのが都合が良い。
本発明に使用されるシリケート含有ポリイソシアネート
組成物は、ポリイソシアネートとシリケート含有化合物
との混合物である。ポリイソシアネートは、−分子中に
２個以上のイソシアネート基を有する有機化合物であっ
て、脂肪族系および芳香族系ポリイソシアネート化合物
、さらにこれらの変性物が包含される。脂肪族系ポリイ
ソシアネートとしては例えば、ヘキサメチレンジイソシ
アネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキ
シルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジ
イソシアネート等があり、芳香族系ポリイソシアネート
としては例えば、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、ポリメリックジフェニルメ
タンジイソシアネート等（これらは種々の異性体を含む
）があり、これらの変性物としては、カルボジイミド変
性物、プレポリマー変性物等がある６本発明における好
ましいポリイソシアネートは、芳香族系ポリイソシアネ
ートの変性物であり、特に好ましくはジフェニルメタン
ジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイ
ソシアネートおよびこれらの変性物である。
更に具体的にはジフェニルメタンジイソシアネートは、
以下に示す構造を持つものである。
ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートは、ジ
フェニルメタンジイソシアネートの重合物でありＮＣ０
％２９〜３５であり、粘度２５００ｃｐｓ（２５℃）以
下のものである。これらの変性物としては、カルボジイ
ミド変性物、プレポリマー変性物等がある。カルボジイ
ミド変性物は、公知のリン系触媒を用いてカルボジイミ
ド結合を導入したものであり、プレポリマー変性物は、
イソシアネートとポリオールとを反応させ末端にイソシ
アート基を残したものであり、このプレポリマー用ポリ
オールとしてはポリウレタン樹脂用のすべてのポリオー
ルが使用できる。
本発明で使用されるシリケート含有化合物を得るには、
下式で示されるテトラアルコキシシランまたはそのオリ
ゴマーが使用される。
０Ｒ１ （ここでＲ３−Ｒ４は、同じであっても異なってもよく
メチル、エチル、ブチル等のアルキル基である。） シリケートオリゴマーは、上記のテトラアルコキシシラ
ンモノマーを加水分解脱水重縮合して得る。その反応は
下記（１）式の通りである。オリゴマーの製造はテトラ
アルコキシシランモノマー中に酸性、中性あるいはアル
カリ性の水を必要量だけ加え反応によって生じるアルコ
ール（加えた水の２倍モルを生じる）を除去することに
よって行われる。シリケートオリゴマーの加水分解率と
は、（Ｉｆ）式に従って計算される。値であり、求める
加水分解率によって加える水の量は決ってくる。
Ｓｉ（ＯＲ）４　＋　　ｎＨ２Ｏ−５ｉ（ＯＲ）ａ４ｎ
Ｏｎ＋２ｎＲＯＨ（１）即ち、テトラアルコキシシラン
の全てのアルコキシ基が分解したものは加水分解率１０
０％、２つのアルコキシ基が分解したものは加水分解率
５０％として表す。加水分解率は１００％まで可能であ
るが、１００％加水分解品は完全なＳｉＯ□の固体であ
り、加水分解率が７０％をこえるものはゼラチン状のゲ
ルもしくは固体であり、また加水分解率が６５〜７０％
までのものは粘度が高く、さらに空気中の僅かな水分と
反応しゲル化してしまい貯蔵安定性及び取扱が非常に困
難である。従って本発明ではテトラアルコキシシランモ
ノマー（すなわち加水分解率０）あるいは加水分解率６
５％までのシリケートオリゴマー、好ましくは加水分解
率１０〜６０％、さらに好ましくは４０〜６０％のシリ
ケートオリゴマーが使用される。これらを含めて加水分
解率θ〜６５％のシリケートオリゴマーあるいは単にシ
リケートオリゴマー６と称す。
これらのシリケートオリゴマーをポリイソシアネートに
可溶化させるためには、 ａ）分子量８０以上５００未満で官能基数１の活性水素
含有化合物とアルコキシ基数／活性水素数比１〜１５の
範囲で反応させるかまたは、ｂ）分子量５００以上で官
能基数２以下の活性水素含有化合物とアルコキシ基数／
活性水素数比ｌ０〜１００の範囲で反応させる。本発明
に使用されるこれらの活性水素含有化合物としては、以
下に示すＩから■のものがある。
■　分子量８０以上５００未満のモノアルコール、好ま
しくは、芳香族環を含有する化合物。例えばフェノール
、ベンジルアルコール、２−フェノキシエタノール、２
．４−ジメチルフェノール等がある。
■　ポリエーテル系アルコール １価アルコールもしくは１価カルボン酸にアルキレンオ
キサイドを付加し分子量を８０以上５００未満としたも
の。１価アルコールとしては、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパツール、ブタノール、フェノール、ベン
ジルアルコール等力ある。１価のカルボン酸としては、
例えばギ酸、酢酸、酪酸、安息香酸等がある。アルキレ
ンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等がある。
■　ポリエーテル系アルコール ■官能基数１１価アルコールもしくは１価カルボン酸に
アルキレンオキサイドを、少なくとも６モル以上、好ま
しくは１０モル以上付加し、分子量を５００以上、好ま
しくは５００〜１５００としたもの、１価アルコール、
１価カルボン酸、アルキレンオキサイドとしては、■に
示したものが使用できる。
■官能基数２２価アルコールもしくは２価カルボン酸に
アルキレンオキサイドを少な（とも８モル以上、好まし
くは１０モル以上付加し分子量を５００以上、好ましく
は８００〜２０００としたもの。２価アルコールとして
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール
、ブタンジオール、ビスフェノールＡ１ハイドロキノン
、カテコール等がある。２・価カルボン酸としては、例
えばマレイン酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、ダ
イマー酸等がある。アルキレンオキサイドとしては、■
と同じものが使用できる。
■　ポリエステル系アルコール ジカルボン酸と２価アルコールとをエステル化反応させ
分子量を５００以上、好ましくは１０００〜２０００と
したもの。ジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、
コハク酸、アジピン酸、フタル酸、ダイマー酸等がある
。２価アルコールとしては、■に示したアルコール類、
および■の２価アルコールにアルキレンオキサイドを付
加したものも使用できる。
活性水素化合物が官能基数が３以上のポリエーテル、ポ
リエステルアルコールでは、シリケートオリゴマーと反
応を行うと、その生成物がゲル化もしくは固化してしま
うため使用できない。また分子量が８０未満の官能基数
が１の活性水素化合物、または分子量が５００未満の官
能基数が２の活性水素化合物では得られる反応物はイソ
シアネートと相溶せず分離してしまうため使用できない
。
活性水素含有化合物とシリケートオリゴマーとの反応は ａ）分子量が８０以上５００未満で官能基数が１の活性
水素化合物では、アルコキシ基数／活性水素数比１〜工
５好ましくは３〜１５の範囲または、 ｂ）分子量５００以上で官能基数が２以下の活性水素化
合物では、アルコキシ基数／活性水素数比ｌ０〜１００
．好ましくは１５〜８０の範囲で行う。ここでアルコキ
シ基数／活性水素数比とは、下記の式によって表される
値である。
アルコキシ基数　　　アルコキシ基当量×活性水素数　
　　　活性水素当量　　×シリケートオリゴマーの使用
量 活性水素含有化合物の使用量 アルコキシ基当量とは、シリケートオリゴマー１ｇ中の
アルコキシ基の数であり、式（１）において、Ｒをメチ
ル基とすればアルコキシ基当量は、（ＩＩＩ）式のよう
に与えられる。
加水分解率４０％の場合、ｎ　＝　０．８であるから、
アルコキシ基当量は０．０２０８となる。活性水素当量
とは、活性水素含有化合物１ｇ中の活性水素の数であり
、その水酸基価を用いて（■）弐のように与えられる。
水酸基価１１２の活性水素含有化合物の活性水素当量は
、０．００２０である。
以上のことから、シリケートオリゴマーの加水分解率及
び活性水素含有化合物の水酸基価が解っていれば、両者
の反応割合は決まる。そしてその反応方法には下記の２
通りがある。
■所定量のシリケートオリゴマーと所定量の活性水素含
有化合物とを、反応容器に取り窒素雰囲気下にて６０〜
１４０℃に昇温し、反応によって生じるアルコールを除
去する。反応は遊離の活性水素がなくなるまで、すなわ
ち生じるアルコール量が加えた活性水素数と同モル数以
上となるまで行う必要があるが、この間モル数以上に出
てくるアルコールはシリケートオリゴマー同士の縮合に
よって生じるアルコールであるため、あまり除去し過ぎ
てはいけない。アルコールを除去し過ぎるということは
、即ちシリケートオリゴマーの加水分解率を上げる事と
同じであり、上げすぎると反応混合液全体がゲル化する
か固化してしまう、尚反応に際して触媒は使用してもし
なくてもよい。
使用する場合触媒は、通常のエステル化触媒、エステル
交換触媒、例えばアルキルスズ、酢酸マグネシウム、酢
酸カルシウム、チタン酸エステル等が使用できる。
■所定量のシリケートオリゴマーと所定量の活性水素含
有化合物とを、反応容器に取り、減圧下にて４０〜１２
０℃まで昇温し、反応によって生じるアルコールを除去
する。生じるアルコール及び触媒については■と同様で
ある。
本発明ではシリケートオリゴマーと分子量８０以上５０
０未満の活性水素を１つ含有する化合物とをアルコキシ
基数／活性水素数比１〜１５、好ましくは３〜１５の範
囲で反応させるが、この比が１未満では、アルコールが
残ってしまい、このアルコールがイソシアネートと反応
してしまうため混合できない。またこの比が１５を越え
る場合は活性水素含有化合物量が少なすぎるため反応生
成物はイソシアネートに可溶化しない。またシリケート
オリゴマーと分子量５００以上で活性水素を１つまたは
２つ含有する化合物とをアルコキシ基数／活性水素数比
１０〜１００、好ましくは１５〜８０の範囲で反応させ
るが、この比が１０未満では活性水素含有化合物量が多
いため、反応生成物はゲル化もしくは固化してしまう。
またこの比が１００を越える場合は活性水素含有化合物
が少なすぎるため反応生成物はイソシアネートと相溶し
ない。
シリケートオリゴマーと活性水素含有化合物とを反応さ
せたもの（シリケート含有化合物と称す）とポリイソシ
アネートとの混合割合はポリイソシアネート／シリケー
ト含有化合物比が９０／１０〜１０　／　９０　（ｗｔ
／ｗｔ）、好ましくは８０／２０〜４０　／　６０　（
ｗｔ／ｗｔ）である。この組成物の貯蔵および取扱には
水に十分注意することが必要である。
とくにシリケート含有化合物のほうがイソシアネートよ
り水に対する反応性が高いため、シリケート含有化合物
は空気中の水分とも容易に反応し、不溶性のシリカ（Ｓ
ｉＣｈ）を生じてしまう。またこの組成物に可溶な、他
のイソシアネート、シリコーン界面活性剤および有機溶
剤を添加して使用することは構わない。
シリケート含をポリイソシアネート中のシリカ分（Ｓｉ
０ｇ％）が砂に対する重量基準で０．０５％未満では、
高温、放置強度がです、また塗型作業の省略または簡略
化が出来ない。また２％を越すと砂型の崩壊性が悪化す
ることからシリカ分が０．１〜２％（砂に対する重量基
準）の範囲が良い。
またポリイソシアネート成分はセラミックバインダーで
あるシリケート含有化合物の硬化剤としては砂に対する
重量基準で０．０６〜２％の範囲で用いられる。ポリイ
ソシアネートはまた、前述の有機系バインダーの硬化剤
としても用いられる。有機系バインダーの硬化剤として
の使用量は前述の如く、砂に対し重量基準で０．２〜２
％である。シリケート含有ポリイソシアネート中のポリ
イソシアネートはシリケート含有化合物の硬化剤として
の使用量と有機系バインダーの硬化剤としてのポリイソ
シアネートの両方を加算した量であってもよい。
本発明の鋳型材料を用いて鋳物用砂型を製造する方法は
特に規定されるものではなく、一般の砂型の製造方法に
従って製造することができる。すなわち、鋳物砂に有機
系バインダー、その硬化剤、シリケート含有組成物を任
意の順序で順次添加混合し、金型等に注入、放置するこ
とにより製造される。あるいは、有機系バインダーがイ
ソシアネートの場合は、有機系バインダーおよびシリケ
ート含有ポリイソシアネート組成物を順次あるいは逆の
順序で砂に添加、混合し、金型に注入、放置すればよい
。
また、鋳型の製造に際しては砂、有機系バインダー、そ
の硬化剤およびシリケート含有ポリイソシアネート以外
に、本発明の効果を阻害する惧れのない限り一般に鋳型
製造に用いられる種々の添加物、例えば、シリカアルミ
ナ等の耐火物微粉末、各種安定剤等を併用することがで
きる。
本発明に於ては鋳物用砂に添加された有機系バインダー
は添加された硬化剤と反応して硬化し、この際バインダ
ーの種類により異なるが水あるいはアルコール等を遊離
し、これがイソシアネートと反応してシリケート含有ポ
リイソシアネートを硬化させる。かくして得られた鋳物
用砂型は放置強度、高温強度共に優れており、これを用
いて製造した鋳物の性状も優れている。特にシリケート
含有ポリイソシアネート組成物を用いることにより塗型
をすることなく、塗型を行なった従来法と同等の性状の
鋳物を得ることができる。
〔実施例〕
本発明の鋳型材料およびこれを用いた鋳型の製造を実施
例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を超え
ない限り以下の実施例に制約されるものではない。
林−料 ａ）有機系バインダー：フルフリルアルコールｂ）有機
系バインダー用硬化剤：トルエンスルホン酸 Ｃ）シリケート含有ポリイソシアネート組成物（以下Ｓ
Ｈと略す）ニ ジリケード含有化合物： ■テトラメチルシリケートの４０％加水分解オリゴマー
とビスフェノールＡにエチレンオキサイドを付加したポ
リエーテルポリオール（分子Ｎ９９８、官能基数２）と
を、アルコキシ基数／活性水素＝２０にて反応させたも
の（Ｓ　ｉ　Ｏｘ　３６．５ｗｔ％） ■テトラメチルシリケートの４００％加水分解オリゴマ
ーとアジピン酸系ポリエステルポリオール（分子量１４
００、官能基数２）とを、アルコキシ基数／活性水素数
＝２０にて反応させたもの　（Ｓ　ｉ　０２３２．６ｗ
ｔ％）■テトラメチルシリケートの５０％加水分解オリ
ゴマーとブタノールにエチレンオキサイド／プロピレン
オキサイド（４０／６０ｍｏ１％）を付加したポリエー
テルアルコール（分子量７００、官能基数１）とを、ア
ルコキシ基数／活性水素数＝２５で反応させたもの。
（ＳｉＯｚ３７．６會Ｌ％） ■テトラメチルシリケートの４０％加水分解オリゴマー
とベンジルアルコール（分子１１０８）とを、アルコキ
シ基数／活性水素数−５で反応させたもの（Ｓ　ｉ　Ｏ
ｘ　３９．６ｗｔ％）ポリイソシアネート：ポリメリッ
クジフェニルメタンジイソシアネート（粘度１５００ｃ
ｐｓ／　２５℃、ＮＣ０％３１．３％）上記シリケート
含有化合物、ポリイソシアネートおよび、粘度調整剤と
してテトラエチレンクロライド（ＴＣＥ）を、下記の割
合にて混合した組成物 シリケート含有化合物／ポリイソシアネート／　Ｔ　Ｃ
Ｅ　（ｗｔ／ｗｔ） ＳＨ−１：（シリケート含有化合物■）３５／’５０／
１５ ＳＨ−１（シリケート含有化合物■） ３２１５３／１５ ＳＨ−１（シリケート含有化合物■） ４０１５０／１０ ＳＨ−４：（シリケート含有化合物■）４０１５０／１
０ ｄ）鋳物用砂：フリーマントル、平均粒度４９μ蒙 Ｃ）溶湯：ダクタイル元湯、温度１３２０℃上記の材料
を用いて下記の方法にて鋳物を製造した。
サンドミキサーに鋳物用砂２０　ｋｇを入れ、ミキサー
を回転させながらこれに有機系バインダー硬化剤（ｂ）
を砂に対し０．５ｗｔ％加え、２〜・３分間攪拌し、つ
いでシリケート含有ポリイソシアネート組成物（ｃ）を
１．０〜２．Ｏｅｔ％加え１〜１．５分間攪拌し、最後
に有機系バインダー（ａ）を１．０ｗｔ％加え１〜１．
５分間攪拌し、その後ミキサーを止めこの鋳型材料を２
４０　Ｘ　２４０　Ｘ　１６５　ｔｍｍの内側寸法を有
する金枠内の模型（この模型は１２０　Ｘ　１２０　Ｘ
　７５　ｔａＩＩｍの寸法を有す）のまわりに手早く詰
めて造型し、このままの状態で１時間放置後固まった砂
型を取り出した。
さらに比較のため、シリケート含有ポリイソシアネート
組成物を用いない従来どうりの砂型を下記のように作成
した。
サンドミキサーに鋳物用砂をとり、攪拌しつつ有機系バ
インダー硬化剤（ｂ）を０．５ｅｖｔ％加え２〜３分間
攪拌し、ついで有機系バインダー（ａ）を１．　Ｏｗｔ
％加え１〜１．５分間攪拌し、ミキサーを止め、同様に
して砂型を製造した。
これらシリケート含有ポリイソシアネート組成物を含む
砂型はいずれも塗型をせず、また比較用砂型は１つは塗
型をせず１つは塗型（大阪化成■社製ダイアキ＋ストン
−ＦＡをイソプロピルアルコールにて希釈して使用）を
行い注湯を行った。
注湯は、１３２０℃のダクタイル元湯を用い、重量約５
　ｋｇの鋳物を作成し、シッットブラストを行わず、そ
のまま鋳物表面を観察し評価した。評価結果を表１に示
す。評価はいずれも肉眼で行い、優秀なものを◎、良好
なものを○、不良なものを×で表した。また放置強度（
室温２４時間放置後）は、ジョージ・フィッシャー社製
のインパクトペネトレーションテスターにて測定し、測
定結果を表１に示す。
〔発明の効果〕
本発明によれば放置強度および高温強度に優れた鋳物用
砂型を製造することができ、且つ、かかる砂型を用いて
鋳物を製造する際は煩雑な塗型をすることなく優れた性
状の鋳物を得ることができる。しかも鋳型を製造する際
は有機系バインダーとシリケート含有ポリイソシアネー
トの２成分、場合により更に有機系バインダーの硬化剤
の３成分を添加するだけで良いので従来の装置をそのま
ま、あるいは僅かな装置の改良で使用することができる
。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）少くとも鋳物用砂、有機系バインダー、その硬化
    剤およびシリケート含有ポリイソシアネート組成物から
    なる鋳型材料であって、前記シリケート含有ポリイソシ
    アネート組成物が、ポリイソシアネートと、これに対し
    て１／９〜９重量倍のシリケート含有化合物からなり、
    該シリケート含有化合物は、テトラアルコキシシランを
    加水分解率が０〜６５％の範囲で加水分解脱水重縮合し
    て得たシリケートオリゴマーを ａ）分子量８０以上５００未満の官能基数１の活性水素
    含有化合物と、アルコキシ基数／活性水素数が１〜１５
    の範囲で反応させた生成物、またはシリケートオリゴマ
    ーを ｂ）分子量５００以上の官能基数２以下の活性水素含有
    化合物と、アルコキシ基数／活性水素数が１０〜１００
    の範囲で反応させた生成物であることを特徴とする鋳物
    用砂型の鋳型材料。
  2. （２）鋳物用砂に少くとも有機系バインダー、その硬化
    剤およびシリケート含有ポリイソシアネート組成物を添
    加混合して鋳物用砂型を製造する方法において、シリケ
    ート含有ポリイソシアネート組成物として、テトラアル
    コキシシランを加水分解率０〜６５％の範囲で加水分解
    脱水重縮合して得たシリケートオリゴマーを ａ）分子量８０以上５００未満の官能基数１の活性水素
    含有化合物と、アルコキシ基数／活性水素数が１〜１５
    の範囲で反応させた生成物またはシリケートオリゴマー
    を ｂ）分子量５００以上の官能基数２以下の活性水素含有
    化合物と、アルコキシ基数／活性水素数が１０〜１００
    の範囲で反応させた生成物であるシリケート含有化合物
    をポリイソシアネートに対し１／９〜９重量倍配合した
    組成物を使用することを特徴とする製造方法
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