PUコールドボックスバインダー

最高度の品質・生産性要求に応える高性能

コールドボックス法は、特に鋳造部品の大規模量産ラインに最適な中子造型法であり、高い工程信頼性と生産性をその特徴としています。コールドボックス法最大の強みはその反応性の高さにあり、それが中子の造型サイクルを短縮を可能にしています。しかし、ASKケミカルズは、コールドボックス法の生産性をさらに高めつつ、人と環境にも優しい中子造型法へと改善することにも成功しました。

当社のコールドボックスシステムは、以下に挙げる数々のメリットをお客様に約束します。

>> 環境と作業者のメリット

  • 中子造型および鋳造時の臭気が減少する
  • BTXガス発生が少ない
  • モノマー含有量が少ない
  • 低臭・無害溶剤を使用している

>>生産性向上のメリット

  • 高い反応性によるサイクルタイムを短縮できる
  • 樹脂のしみつきや型汚れの低減により金型稼働率が向上する
  • 金型清掃時間を短縮でき
  • 中子強度が向上により、混練砂可使時間が長くなる

>>品質向上のメリット

  1. 工程に最適なバインダー選択により鋳造欠陥が減少できる
  2. 強度向上により中子造型時および塗型乾燥時の寸法安定性が高くなる
  3. 変形しにくいので鋳込み時の中子寸法安定性が高い
  4. 高い工程信頼性と高強度により中子品質、安定性がともに高い

>>コスト低減のメリット

  • バインダー使用量が低減できる
  • レジンのしみつきや型汚れが少なく造型稼働率が向上する
  • 造型性が良く中子不良が減少する
  • バインダーの反応性が高く触媒使用量が減少する

 

製品の選択

ISOCURETM

  • 工程信頼性が高い
  • 造型性が非常に良い;砂の品質が多少低くても十分な可使時間が得られ品質が高い中子造型が可能
  • 水性塗型による強度劣化が少ない
  • ガス発生量が少ない

ECOCURETM

  • 高生産性
  • バインダー添加量、アミン消費量ともに低減できる
  • 有害排出物の発生量が少ない

ECOCURETM HE

この高生産性コールドボックスバインダーシステムは、経済性と環境性の両方に関する新基準となるものです。コールドボックス法の更なる開発を進める最大の目的は、付加価値を高めることにあります。可能な限りバインダー添加量を少なくすることもその目的の一つです。それにより、アミン使用量、臭気、排出物、金型の清浄度あるいはガス発生量など多くの要因に好影響を与えることができます。これらはすべて鋳物の品質、生産性、そして環境保護の各面でメリットとなり、コスト低減を確かなものとします。これこそが、正にASKケミカルズがご提供する新しい“High Efficient (高効率)”コールドボックスバインダーシステムです。

>>ASKケミカルズの高効率コールドボックスバインダーシステムはバインダー添加量を平均25%下げることが可能な上、次のような特性を兼ね備えています。

  • BTXの排出量が最大42%低減(コスト低減、環境と作業者の保護)
  • アミン消費量が最大25%低減(コスト低減、有害な排出物および臭気低減)
  • 造型個数が最大16%向上(コスト削減および生産性向上)
  • ガス発生量および凝縮物生成量が最大25%低減(金型稼働率が向上、金型清掃時間の短縮および生産性の向上)
  • ISOCURETMおよびECOCURETMバインダーの硬化には、Catalyst 700シリーズのアミン触媒の中から各々に最適な触媒が選択できます。

ECOCURETM SL

鋳造工程においては、溶剤使用量が少ないほど有害な排出物の量も少なくなります。ASKケミカルズは、好評のECOCURETMシリーズに新たなコールドボックスバインダーを加え、鋳造工程、とりわけアルミニウム合金鋳造において、排出物を大幅に削減することができるようになりました。

ECOCURETM SL(Solvent Less=無溶剤)は、コールドボックスバインダー・Part IIを、イソシアネートに特殊な添加剤を混ぜることにより、無溶剤化したものです。特別に開発されたPart Iとの組み合わせにより、ECOCURETM SLは排出物の発生を大幅に削減し、エネルギー消費量および材料費を削減し、また、その取り扱い性を改善します。

 

適用分野

コールドボックス法は、主として自動車用鋳鉄、アルミニウム合金鋳物の分野で使用されています。

>>鋳鉄鋳物

エンジン部品

  • 効率性が高い(反応性が良い)
  • 工程信頼性が高い(バインダーおよびアミン消費量が少ない)

ディスクブレーキ鋳物

  • 生産性が高い(サイクルタイムが短い)
  • 寸法安定性が高い(中子抜型、ハンドリングおよび塗型乾燥後)

ターボチャージャー鋳物

  • 熱間安定性が良い
  • 鋳肌がきれい

油圧部品

  • 寸法精度が高い(熱間時の変形が小さい)   
  • 特殊な鉱物や添加剤との適合性が高い

 

>>アルミニウム合金鋳物

シリンダーヘッド鋳物

  • ガス、凝縮物の発生量が少ない
  • 寸法精度が高い
  • 煙の発生量が少ない    
  • 崩壊性が抜群に良い

エンジンブロック鋳物

  • ガス発生量が少ない
  • 寸法精度が高い
  • 煙の発生量が少ない
  • 崩壊性が抜群

 

コールドボックス法

基礎

その名称からも分かるとおり、PUコールドボックス法は、二種類の化学成分のウレタン化反応に基づくものです。第一成分(Part I)としてフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を、第二成分(Part II)としてイソシアネートを砂に混合し、型に充填後、塩基性触媒、具体的には第三級アミンを混練砂中に吹き込むことにより重縮合反応が起き、砂型を硬化させます。

性能パラメーター

ウレタン化反応は極めて速く、これがコールドボックス法を量産鋳物に最適な造型法にしています。鋳型強度が高く、高い工程信頼性のある高速で自動化された中子造型が可能です。コールドボックス中子は、造型後短時間で鋳込み可能となり、また高い熱間安定性を発揮するのでウォータージャケットやオイル通路中子でも寸法精度良く生産できることもその特徴です。コールドボックスバインダーはほぼ中性であるため、機械処理、または熱処理による再生砂を高比率で使用可能です。

特性と長所

  • 迅速な型交換が可能
  • 熱間安定性が良い     
  • 硬化反応が速く、短いサイクルタイムにより生産性は高い
  • 初期強度が高く、中子の抜型性が良いので中子破損が少ない
  • 寸法精度が高い
  • 中子表面が滑らか     
  • 金型およびエネルギーコストが低い

コールドボックス法が広く使用されている最大の理由は、複雑な形状の中子を、高い寸法精度で生産性良く造型できることにあります。中子造型の工程全体を見ると、抜型直後に中子組み立てそして塗型工程へと進むことができ、つまり造型から鋳込みまでに要する時間のサイクルタイムの短い点が、他の造型法より際立っています。そして、鋳込み後の中子の砂落ちの良さや、砂再生法選択の幅が広く、再生砂を高い比率で使用可能であることは、コールドボックス法が中子造型法として如何に完成度が高いかわかります。

コールドボックス法の基本

バインダー成分、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂およびイソシアネートを砂と混合し、中子型に充填後、触媒によって硬化させます。バインダー添加量は、中子の種類および使用砂の質によって変わりますが、通常、各バインダー成分をそれぞれ0.4%から1.2%の範囲で添加します。硬化反応によって形成される砂粒間のバインダーブリッジ(SEM画像)が、強固で安定した鋳型ができたことが確認できます。鋳込み後は、このバインダーブリッジが熱分解によって弱くなり、中子砂は機械的な振動を加える程度で簡単に除去することができます。

優位性

経済的で自動化された中子造型が可能であること、そして中子工程を“オンライン化”できる極めて高い可能性があります。中子は、造型後直ちに金型、または生型に挿入され、鋳込まれます。これにより、シェルモールド法の約2倍の生産性を実現しています。

コールドボックス法の要件

国際的な競争の中で地位を確立するための最も重要な前提条件は、複雑な形状を持った鋳物を品質高く、かつ安価に生産することです。PUコールドボックスバインダーに対して最も重要な市場要件としては次のようなことがあげられます。

  • 高い反応性
  • 有害物質の排出や臭気汚染が少ないこと、あるいはモノマー分(未反応フェノールおよびホルムアルデヒド)の低濃度化を実現
  • アミン使用量の削減
  • 混練砂可使時間が長いこと
  • 金型清浄度が高いこと
  • 高強度
  • 耐熱性(熱間安定性)が高いこと
  • 水性塗型に対する安定性(耐水安定性)が高いこと