專利名稱：鑄型的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂的耐火性粒子和水溶性酚醛樹脂制造鑄型時使用的固化劑組合物、以及使用了該固化劑組合物的鑄型用組合物和鑄型的制造方法。
背景技術(shù)：
作為使用粘結(jié)劑制造主型或型芯等鑄型的造型法，已知自固化性鑄型造型法。作為上述自固化性鑄型造型法，已知用酯系固化劑使作為粘結(jié)劑的水溶性酚醛樹脂固化的鑄、型造型法。作為在鑄型的造型中使用的耐火性粒子，硅砂、鋯石砂、鉻鐵礦砂、橄欖石砂等是以往一直廣泛使用的，但近年來，如下述專利文獻(xiàn)I所示，以氧化鋁硅酸鹽為主體的用燒結(jié)法得到的人工合成多鋁紅柱石砂由于耐火度、熱膨脹性、耐磨損性、耐破碎性優(yōu)良，所以漸漸被使用。最近，為了制造高強度且表面平滑的鑄型，使用了用熔融法制造的人工砂(下述專利文獻(xiàn)2等)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2000-153337號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-202577號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，當(dāng)使用由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂作為耐火性粒子、并用酯系固化劑使水溶性酚醛樹脂固化而造型鑄型時，與使用新砂的情況相比，混煉砂的干燥顯著加快，所以作業(yè)性惡化。特別是，當(dāng)造型較大的鑄型或復(fù)雜形狀的鑄型時，由于混煉砂的填砂作業(yè)需要時間，所以被迫進(jìn)行匆忙的作業(yè)。另外，由于干燥后的混煉砂混入，鑄型強度和鑄件品質(zhì)會下降。在以往的自固化性鑄型造型法中，對于使用由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂時的混煉砂的干燥防止，并未充分研究。此外，使用由用燒結(jié)法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂時，觀察不到這樣的混煉砂的顯著干燥。本發(fā)明提供一種即使用于造型的作業(yè)時間變長、也能夠防止混煉砂的干燥的固化劑組合物、以及使用了該固化劑組合物的鑄型用組合物和鑄型的制造方法。用于解決問題的手段本發(fā)明的鑄型的制造方法具有下述工序?qū)⒛突鹦粤Ｗ印⑺苄苑尤渲约昂絮セ衔锏墓袒瘎┙M合物進(jìn)行混煉而得到混煉砂的工序、和將所述混煉砂進(jìn)行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂，所述固化劑組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。
本發(fā)明的鑄型用組合物含有耐火性粒子、水溶性酚醛樹脂以及含有酯化合物的固化劑組合物，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂，其中，所述鑄型用組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。本發(fā)明的固化劑組合物是在使用耐火性粒子和水溶性酚醛樹脂制造鑄型時使用的含有酯化合物的固化劑組合物，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂，其中，所述固化劑組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的固化劑組合物，即使用于造型的作業(yè)時間變長，也能夠防止混煉砂的干燥。另外，根據(jù)本發(fā)明的鑄型用組合物以及鑄型的制造方法，造型作業(yè)性變得良好，而且能夠防止鑄型強度的下降。
具體實施例方式本發(fā)明的固化劑組合物是以在使用耐火性粒子和水溶性酚醛樹脂制造鑄型時使用的固化劑組合物作為對象，其中所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂。以下，對本發(fā)明的固化劑組合物的含有成分進(jìn)行說明?！从糜诜乐够鞜捝暗母稍锏某煞帧当景l(fā)明的固化劑組合物中，作為用于防止混煉砂的干燥的成分(以下稱作防干燥成分)，可以含有選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。其中，從防止混煉砂的干燥的觀點出發(fā)，優(yōu)選含有選自三甘醇以及芐基醇中的一種以上。作為上述防干燥成分，在使用選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上時，從防止混煉砂的干燥的觀點出發(fā)，其含量優(yōu)選為2重量％以上，更優(yōu)選為4重量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為8重量％。另外，從鑄型強度的觀點出發(fā)，選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上的含量優(yōu)選為50重量％以下，更優(yōu)選為40重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30重量％以下。綜合上述觀點，選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上的含量優(yōu)選為2 50重量％，更優(yōu)選為4 40重量％,進(jìn)一步優(yōu)選為8 30重量% O〈酯化合物〉本發(fā)明的固化劑組合物中，作為使水溶性酚醛樹脂固化的成分，含有酯化合物。作為酯化合物，可以使用能夠作為水溶性酚醛樹脂的固化劑使用的以往公知的酯化合物，但從水溶性酚醛樹脂的固化性的觀點出發(fā)，優(yōu)選分子內(nèi)具有I 5個酯鍵的酯化合物。例如可以列舉出內(nèi)酯類、或由碳原子數(shù)為I 10的一元醇或多元醇與碳原子數(shù)為I 10的有機羧酸衍生的有機酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等無機酯。其中，從鑄型強度的觀點出發(fā)，優(yōu)選有機酯。有機酯中，來自羧酸的部分可以是直鏈，也可以是支鏈，支鏈優(yōu)選α -位的支鏈。作為有機酯的具體例子，可以列舉出Y-丁內(nèi)酯、甲酸乙酯、乙二醇二乙酸酯、乙二醇單乙酸酯、三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、2-乙基琥珀酸二甲酯、2-甲基戊二酸二甲酯、2-甲基己二酸二甲酯、2-乙基己酸甲酯、2_乙基己酸乙酯、2-甲基癸二酸二甲酯、2-乙基壬二酸二甲酯、2-乙基戊二酸二乙酯、2-正丙基戊二酸二甲酯、2-正丁基琥珀酸二乙酯、2-正丁基琥珀酸二甲酯、2-甲基庚二酸二乙酯、2-甲基辛二酸二甲酯等，從鑄型強度的觀點出發(fā)，在氣溫或砂的溫度較低或者作業(yè)時間較短的情況下，優(yōu)選Y-丁內(nèi)酯、甲酸乙酯，在氣溫或砂的溫度較高或者作業(yè)時間較長的情況下，優(yōu)選乙酰乙酸乙酯、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、2-乙基琥珀酸二甲酯、2-甲基戊二酸二甲酯、2-甲基己二酸二甲酯。當(dāng)氣溫或砂溫度不高也不低或者作業(yè)時間不長也不短的情況下，優(yōu)選三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯、乙二醇二乙酸酯。本發(fā)明中，上述的酯化合物可以單獨使用，也可以2種以上混合使用。此外，當(dāng)使用三甘醇二乙酸酯作為酯化合物時，由于三甘醇二乙酸酯具有防止干燥的作用，所以也可以不含有防干燥成分。從鑄型強度的觀點出發(fā)，固化劑組合物中的酯化合物的含量優(yōu)選為50重量％以上，更優(yōu)選為60重量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為70重量％以上。另外，從防止固化反應(yīng)的過度促進(jìn)的觀點以及提高鑄型的各特性的性能的觀點出發(fā)，固化劑組合物中的酯化合物的含量優(yōu)選為98重量％以下，更優(yōu)選為96重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為94重量％以下。綜合上述觀點，固化劑組合物中的酯化合物的含量優(yōu)選為50 98重量％，更優(yōu)選為60 96重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為70 94重量％。
當(dāng)使用三甘醇二乙酸酯作為上述酯化合物時，從鑄型強度的觀點出發(fā)，在氣溫或砂的溫度較低或者作業(yè)時間較短的情況下，其含量優(yōu)選為I 20重量％，在氣溫或砂的溫度較高或者作業(yè)時間較長的情況下，其含量優(yōu)選為30 98重量％。從防止干燥的觀點出發(fā)，本發(fā)明的固化劑組合物中必須含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。從混煉剛剛結(jié)束后就進(jìn)行了填砂的24小時后的壓縮強度的觀點出發(fā)，防干燥成分與酯化合物的優(yōu)選組合是選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上與三甘醇二乙酸酯的組合，更優(yōu)選的組合是選自三甘醇以及芐基醇中的一種以上與三甘醇二乙酸酯的組合。從混煉剛剛結(jié)束后就進(jìn)行了填砂的24小時后的壓縮強度的觀點出發(fā)，選自三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上與選自作為酯化合物的三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯以及乙二醇二乙酸酯中的一種以上的重量比優(yōu)選為4/96 30/70，更優(yōu)選為10/90 25/75。進(jìn)而，從混煉剛剛結(jié)束后就進(jìn)行了填砂的24小時后的壓縮強度的觀點出發(fā)，選自三甘醇以及芐基醇中的一種以上與選自作為酯化合物的三甘醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯以及乙二醇二乙酸酯中的一種以上的重量比優(yōu)選為4/96 30/70，更優(yōu)選為10/90 25/75。<其它成分>本發(fā)明的固化劑組合物中，還可以含有酚化合物單體以及不會阻礙本發(fā)明的效果這種程度的香料、表面活性劑等添加劑。(酚化合物單體)本發(fā)明的固化劑組合物中還可以含有酚化合物單體。這是因為即使在外部空氣溫度較高時(例如40°C以上的情況)，也能夠在不降低鑄型的最終強度的情況下延長凝固時間。作為酚化合物單體，可以列舉出例如苯酚、甲酚、二甲苯酚、枯基苯酚、壬基苯酚、丁基苯酚、苯基苯酚、乙基苯酚、辛基苯酚、戊基苯酚、萘酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚C、兒茶酚、氫醌、聯(lián)苯三酚、間苯三酚、以及它們的混合物等。還可以使用間苯二酚殘渣、雙酚A殘渣、或氯代苯酚、二氯苯酚等或其它的取代苯酚等。本發(fā)明中，這些酚化合物單體可以單獨使用，也可以2種以上混合使用。其中，當(dāng)優(yōu)選含有間苯二酚或雙酚A、更優(yōu)選含有間苯二酚時，能夠在不降低鑄型的最終強度的情況下進(jìn)一步延長凝固時間。當(dāng)本發(fā)明的固化劑組合物含有上述酚化合物單體時，從延長凝固時間的觀點出發(fā)，其含量在固化劑組合物中優(yōu)選為I重量％以上，更優(yōu)選為2重量％以上。另外，從維持最終強度的觀點出發(fā)，上述酚化合物單體的含量在固化劑組合物中優(yōu)選為30重量％以下，更優(yōu)選為20重量％以下。綜合上述觀點，上述酚化合物單體的含量在固化劑組合物中優(yōu)選為I 30重量％，更優(yōu)選為2 20重量％。(表面活性劑)本發(fā)明的固化劑組合物中，還可以以不會阻礙本發(fā)明的效果的程度含有表面活性齊U。其中，當(dāng)含有聚氧乙烯(5)月桂基醚等非離子性表面活性劑時，可以減少從混煉砂中發(fā)出的臭氣，因而是優(yōu)選的。上述添加劑的添加量相對于酯化合物100重量份優(yōu)選為O. 001 20重量份。 本發(fā)明中，上述的防干燥成分或三甘醇二乙酸酯不是含有在固化劑組合物中而是另外添加，這樣也能夠獲得與上述同樣的效果。即，本發(fā)明的鑄型用組合物含有耐火性粒子、水溶性酚醛樹脂以及含有酯化合物的固化劑組合物，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂，其中，所述鑄型用組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。本發(fā)明的鑄型用組合物中的選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上可以是作為固化劑組合物的一種成分來含有，也可以是作為水溶性酚醛樹脂的一種成分來含有，還可以在混合耐火性粒子、水溶性酚醛樹脂以及固化劑組合物時另外添加。此時的防干燥成分或三甘醇二乙酸酯的添加時機沒有特別限定。另外，上述的本發(fā)明的固化劑組合物中可以含有的其它成分即使不含在固化劑組合物中而是另外添加，也能夠獲得與上述同樣的效果。即，間苯二酚等酚化合物單體、或者香料、表面活性劑等添加劑可以作為固化劑組合物的一種成分來含有，也可以作為水溶性酚醛樹脂的一種成分來含有，還可以在混合耐火性粒子、水溶性酚醛樹脂以及固化劑組合物時另外添加。此時的干其它成分的添加時機沒有特別限定，只要在制備后的鑄型用組合物(混煉砂)中含有間苯二酚等酚化合物單體、或者香料、表面活性劑等添加劑即可。下面，對本發(fā)明的鑄型的制造方法進(jìn)行說明。在本發(fā)明的鑄型的制造方法中，由在耐火性粒子中添加上述的本發(fā)明的固化劑組合物和水溶性酚醛樹脂而得到的鑄型用組合物(混煉砂)來制造鑄型。即，本發(fā)明的鑄型的制造方法具有下述工序?qū)⒛突鹦粤Ｗ印⑺苄苑尤渲约氨景l(fā)明的固化劑組合物進(jìn)行混煉而得到混煉砂的工序、和將所述混煉砂進(jìn)行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂。從造型作業(yè)性和提高鑄型強度的觀點出發(fā)，作為上述的其它成分的酚化合物單體、尤其是間苯二酚優(yōu)選含有在混煉砂中，但更優(yōu)選含有在固化劑組合物中。下面，對本發(fā)明的鑄型的制造方法中使用的混煉砂中含有的成分進(jìn)行說明。此外，對于與上述的本發(fā)明的固化劑組合物重復(fù)的內(nèi)容，省略說明。<耐火性粒子>本發(fā)明中，使用以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂的耐火性粒子。此外，作為由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂以外的耐火性粒子，還可以含有硅砂、鋯石砂、鉻鐵礦砂、橄欖石砂、水泥砂等。另外，還可以含有用燒結(jié)法制造的人工砂。為了更有效地發(fā)揮上述的本發(fā)明的固化劑組合物的效果(防止混煉砂的干燥)，本發(fā)明中使用的耐火性粒子優(yōu)選以大約100重量％的含有率含有上述再生砂，另外，“以大約100重量％的含有率含有上述再生砂”是指當(dāng)不可避免地含有上述再生砂以外的耐火性粒子時，其含量如果為2重量％以下，則也是可以含有的。用熔融法制造的人工砂是指例如使用含有氧化鋁和二氧化硅的起始原料并通過熱等使其熔融、造粒后得到的人工砂。特別是，從耐火性以及生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，優(yōu)選含有40重量％以上的氧化鋁的氧化鋁砂，更優(yōu)選含有55 90重量％的氧化鋁的氧化鋁砂，進(jìn)一步優(yōu)選含有67 90重量％的氧化鋁的氧化鋁砂。使起始原料的熔融物?；姆椒梢粤信e出噴霧該熔融物的方法、向該熔融物吹送空氣的方法等。S卩，熔融物在空氣中以熔融狀態(tài)被風(fēng)力粉碎成具有規(guī)定的粒度分布的粒 子，被風(fēng)力粉碎后，通過熔融粒子自身的表面張力而形成具有規(guī)定的表面積的鑄造用砂(耐火性粒子)。熔融方法沒有特別限定，可以利用電弧爐、坩堝爐、感應(yīng)電爐(高頻爐、低頻爐等)、電阻式電爐、反射爐、旋轉(zhuǎn)爐、真空熔解爐、沖天爐等使其熔融?；蛘撸€可以使用將起始原料在火焰中熔融而進(jìn)行球狀化的方法(火焰熔融法)。人工砂的起始原料例如可以從具有耐火性的礦產(chǎn)原料或合成原料中選擇。例如，作為氧化鋁源，可以列舉出鋁土礦、礬土頁巖、氧化鋁、氫氧化鋁等。另外，作為二氧化硅源，可以列舉出硅石、硅砂、石英、方英石、非晶質(zhì)二氧化硅、長石、葉蠟石。另外，作為氧化鋁源兼二氧化硅源，可以列舉出高嶺土、礬土頁巖、鋁土礦、云母、硅線石、紅柱石、多鋁紅柱石、沸石、蒙脫石、埃洛石等。上述的起始原料可以單獨使用，或者也可以2種以上混合使用。本發(fā)明中可以使用的再生砂是將利用使用水溶性酚醛樹脂造型得到的鑄型制造鑄件后拆散的砂經(jīng)過一般的再生方法(濕式、干式、熱式等)進(jìn)行I次以上的再生處理而得到的砂，用干式(特別是磨損式)再生得到的砂因收率高、經(jīng)濟上劃算，因而是優(yōu)選的。另外，也可以組合上述的再生方法來進(jìn)行再生。從提高鑄型的強度的觀點出發(fā)，本發(fā)明中可以使用的再生砂的灼燒減量(LOI)優(yōu)選為O. I 20重量％，更優(yōu)選為O. 2 10重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為O. 2 5重量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為O. 2 2. O重量％。此外，上述LOI是指在空氣中、于500°C下加熱2小時后的重量減少率。<水溶性酚醛樹脂>本發(fā)明的鑄型的制造方法中可以使用的非水溶性酚醛樹脂是能夠用酯化合物固化的樹脂，一般是在堿性條件下通過使酚化合物和醛化合物縮聚而得到的樹脂。其中作為酚化合物，可以使用包括苯酚、雙酚A、雙酚F、甲酚、3，5- 二甲苯酚、間苯二酚、兒茶酚、壬基苯酚、對叔丁基苯酚、異丙烯基苯酚、苯基苯酚、其它的取代苯酚的酚類、腰果殼液等各種酚化合物的混合物等。制造時，它們可以使用一種，或者也可以2種以上混合使用。另外，作為醛化合物，可以使用甲醛、糠醛、乙二醛等中的一種或2種以上混合使用。上述化合物根據(jù)需要還可以以水溶液的形式來使用。另外，上述化合物中也可以混合尿素、三聚氰胺、環(huán)己酮等能夠與醛化合物縮合的單體、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、丁醇等一元的脂肪族醇化合物、水溶性高分子的聚丙烯酸鹽、纖維素衍生物高分子、聚乙烯醇、木質(zhì)素衍生物等。作為水溶性酚醛樹脂的合成中使用的堿性催化劑，可以列舉出LiOH、NaOH, KOH等堿金屬的氫氧化物，特別是優(yōu)選Na0H、K0H。另外，上述的堿性催化劑也可以混合使用。在水溶性酚醛樹脂的合成中，醛化合物相對于酚化合物的摩爾比優(yōu)選為I. O
6.O摩爾倍，更優(yōu)選為I. I 5. 5摩爾倍。另外，堿性催化劑相對于酚化合物的摩爾比優(yōu)選為O. 2 5. O摩爾倍，更優(yōu)選為O. 5 4. O摩爾倍。本發(fā)明中，從鑄型強度的觀點出發(fā)，水溶性酚醛樹脂中的固體成分重量(105°C下 干燥3小時后的固體重量)優(yōu)選為25 90重量％，更優(yōu)選為30 85重量％。另外，從鑄型強度的觀點出發(fā)，水溶性酚醛樹脂的重均分子量(Mw)優(yōu)選為500 8000，更優(yōu)選為800 5000。此外，水溶性酚醛樹脂的重均分子量(Mw)可以用GPC (凝膠滲透色譜)在下述條件下測定。(水溶性酚醛樹脂的重均分子量的測定方法)(a)樣品制備在試樣中加入相同重量的離子交換水，加入O. I重量％的H2SO4進(jìn)行中和。將生成的沉淀過濾分離，水洗，干燥。將其溶解于四氫呋喃(THF)中，從而制備GPC用的樣品。(b)色譜柱使用保護柱TSX (東洋曹達(dá)工業(yè)公司制)HXL (6. 5mmΦ X4cm) I根、TSK3000HXL (7. 8ι πιΦ X30cm) I 根、TSK2500HXL (7. 8ι πιΦ X30cm) I 根。從注入口側(cè)按照保護柱-3000HXL-2500HXL的順序連接。(C)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)聚苯乙烯(東洋曹達(dá)工業(yè)公司制)(d)洗脫液THF (流速lcm3/min)(e)柱溫25°C(f)檢測器紫外分光光度計(在酚的紫外吸收的最大峰的波長處進(jìn)行定量)(g)用于分子量計算的分割法時間分割(2sec)本發(fā)明中，可以直接利用以往的自固化性鑄型造型法的工藝來制造鑄型。填砂時的混煉砂的溫度通常為-10 50°C左右，從確保凝固時間的觀點出發(fā)，優(yōu)選為-5 40°C，更優(yōu)選為O 35°C。從混煉砂的混煉剛剛結(jié)束至混煉砂的填砂結(jié)束為止的作業(yè)時間通常為I 9分鐘左右，但上述作業(yè)時間達(dá)到10分鐘以上時，以往如果使用由熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂并通過自固化性鑄型造型法來制造鑄型，則混煉砂的干燥顯著加快，作業(yè)性惡化。根據(jù)本發(fā)明的固化劑組合物，上述作業(yè)時間即使在10分鐘以上，也能夠防止混煉砂的干燥。例如，當(dāng)使用本發(fā)明的固化劑組合物制造復(fù)雜形狀的鑄型時，上述作業(yè)時間優(yōu)選為10分鐘以上、更優(yōu)選為12分鐘以上、進(jìn)一步優(yōu)選為15分鐘以上時，本發(fā)明的效果更加顯著。另外，從生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，上述作業(yè)時間優(yōu)選為60分鐘以下，更優(yōu)選為30分鐘以下。從鑄型強度的觀點出發(fā)，混煉砂中的固化劑組合物的含量相對于耐火性粒子100重量份優(yōu)選為O. 01 5重量份，更優(yōu)選為O. I 3重量份。另外，從鑄型強度、作業(yè)性、臭氣以及成本的觀點出發(fā)，混煉砂中的水溶性酚醛樹脂的含量以其固體成分的含量計，相對于耐火性粒子100重量份優(yōu)選為O. I 10重量份,更優(yōu)選為O. 5 5重量份。此外,作為獲得上述混煉砂的方法，可以列舉出利用間歇式攪拌機添加各成分并進(jìn)行混合的方法、將各成分供給至連續(xù)式攪拌機并進(jìn)行混合的方法。另外，本發(fā)明中，還可以在混煉砂中配合硅烷偶聯(lián)劑或尿素等其它的添加劑。作為硅烷偶聯(lián)劑的例子，可以列舉出Y-(2-氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基娃燒、Y _氣基丙基二乙氧基娃燒、Y _環(huán)氧丙氧基丙基二甲氧基娃燒、N-β (氣基乙基)Y -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等。硅烷偶聯(lián)劑的配合量相對于水溶性酚醛樹脂100重量份(固體成分換算)優(yōu)選為O. 001 10重量份,更優(yōu)選為O. 02 I重量份。本發(fā)明的鑄型的制造方法適合于用于制造鋁鑄件等非鐵合金系鑄件、鑄鋼系鑄件或鑄鐵系鑄件等的鑄型的造型，但并不特別限定于與鑄造相關(guān)的用途。實施例下面，用具體的實施例等對本發(fā)明進(jìn)行說明。此外，將混煉砂進(jìn)行填砂時的氣氛溫度、混煉砂的表面干燥評價時的氣氛溫度以及壓縮強度評價時的氣氛溫度均設(shè)定為25°C(55%RH)。<由人工砂構(gòu)成的再生砂的制備方法>相對于用熔融法制造的人工氧化鋁砂(二 ^ ^一 > #40L、山川產(chǎn)業(yè)公司制)的新砂100重量份，添加水溶性酚醛樹脂(Kao step SH_8010、Kao-Quaker公司制)1· 2重量份和作為水溶性酚醛樹脂的固化劑的甘油三乙酸酯O. 3重量份，將它們混煉并使用得到的混煉砂來造型鑄型。使用得到的鑄型來鑄造鑄件材質(zhì)FC-250 (S/M=4、其中S/Μ表示鑄型的重量
(S)與鑄造物的重量(M)之比)，將回收的砂加入破碎機，使用日本鑄造公司制的M型旋轉(zhuǎn)式回收設(shè)備進(jìn)行再生。將以上的工序重復(fù)10次，然后將得到的再生砂(L0I 0. 6重量％)用于以下所示的評價中。此外，對于實施例4和比較例2，是將上述再生砂和二 ^ ^一 > #40L的新砂按照再生砂新砂=70 30的重量比混合后使用。另外，對于參考例I，是將上述再生砂和二 ^ ^一> #40L的新砂按照再生砂新砂=60:40的重量比混合后使用。<混煉砂的表面干燥評價>相對于表I所示的氧化鋁砂100重量份，添加水溶性酚醛樹脂(Kao st印SH-8010、Kao-Quaker公司制)1. 2重量份和表I所示的固化劑組合物O. 3重量份，將它們混煉并將得到的混煉砂在暴露于外部空氣的開放狀態(tài)下放置，從混煉剛剛結(jié)束開始，每隔I分鐘通過手指觸摸來確認(rèn)混煉砂的表面的干燥狀態(tài)，測定直到干燥為止的時間。此外，“混煉砂的表面是干燥的狀態(tài)”是指混煉砂的濕潤性消失，砂粒之間粘接在一起的狀態(tài)。另外，對從混煉剛剛結(jié)束開始10分鐘后的混煉砂的表面的干燥狀態(tài)，通過手指觸摸按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評價。(干燥狀態(tài)的評價基準(zhǔn))A :砂粒之間未粘接，與剛混煉后的砂具有同等水平的濕潤性。B:砂粒之間未粘接，但不具有與剛混煉后的砂同等水平的濕潤性。C :砂粒之間粘接在一起。〈24小時后的壓縮強度〉相對于表I所示的氧化鋁砂100重量份，添加水溶性酚醛樹脂(Kao st印SH-8010、 Kao-Quaker公司制)1. 2重量份和表I所示的固化劑組合物O. 3重量份，將它們混煉而得到混煉砂。將得到的混煉砂進(jìn)行填砂，成型試件(50mmX 50mm Φ )。填砂使用剛混煉后的混煉砂和混煉后放置10分鐘(氣氛溫度與填砂時的溫度相同)的混煉砂這2種。然后，對于在25°C (55%RH)的條件下成型后經(jīng)過24小時后的試件，用JIS Z2604-1976中記載的方法(壓 縮速度為5mm/sec)測定壓縮強度(鑄型強度)。此外，壓縮強度設(shè)定為用負(fù)載的負(fù)荷除以試件的截面積而得到的值。
權(quán)利要求
1.一種鑄型的制造方法，其具有下述工序?qū)⒛突鹦粤Ｗ?、水溶性酚醛樹脂以及含有酯化合物的固化劑組合物進(jìn)行混煉而得到混煉砂的工序、和將所述混煉砂進(jìn)行填砂并造型的工序， 其中，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂， 所述固化劑組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄型的制造方法，其中，所述混煉砂進(jìn)一步含有間苯二酚。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄型的制造方法，其中，所述固化劑組合物進(jìn)一步含有間苯二酚。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的鑄型的制造方法，其中，所述人工砂是氧化鋁砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項所述的鑄型的制造方法，其中，從所述混煉剛剛結(jié)束后至填砂結(jié)束為止的作業(yè)時間為10分鐘以上。
6.一種鑄型用組合物，其含有耐火性粒子、水溶性酚醛樹脂以及含有酯化合物的固化劑組合物，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂， 其中，所述鑄型用組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄型用組合物，其進(jìn)一步含有間苯二酚。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鑄型用組合物，其被用于鑄型的制造，在所述鑄型的制造中，從所述鑄型用組合物的混煉剛剛結(jié)束后至填砂結(jié)束為止的作業(yè)時間為10分鐘以上。
9.一種固化劑組合物，其是在使用耐火性粒子和水溶性酚醛樹脂制造鑄型時使用的含有酯化合物的固化劑組合物，所述耐火性粒子以70重量％以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂， 其中，所述固化劑組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-I-醇以及芐基醇中的一種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固化劑組合物，其進(jìn)一步含有間苯二酚。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使造型的作業(yè)時間變長、也能夠防止混煉砂的干燥的固化劑組合物、以及使用了該固化劑組合物的鑄型用組合物和鑄型的制造方法。該鑄型的制造方法具有下述工序?qū)⒛突鹦粤Ｗ?、水溶性酚醛樹脂以及含有酯化合物的固化劑組合物進(jìn)行混煉而得到混煉砂的工序、和將所述混煉砂進(jìn)行填砂并造型的工序，其中，所述耐火性粒子以70重量%以上的含有率含有由用熔融法制造的人工砂構(gòu)成的再生砂，所述固化劑組合物含有選自三甘醇二乙酸酯、三甘醇、3-苯基丙烷-1-醇以及芐基醇中的一種以上。
文檔編號B22C1/10GK102665961SQ20108005853
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者伊奈由光, 船田等, 鍵谷昌彥 申請人:花王株式會社