JP2020082128A - Binder composition, sand composition, manufacturing method of casting mold - Google Patents

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Abstract

To provide a binder composition capable of reducing S addition amount to refractory granular material while keeping a usable life, viscosity, and mold strength in a practical range, and to provide a sand composition and a manufacturing method of a casting mold.SOLUTION: A binder composition curing by an acid catalyst containing S-containing acid is used. The binder composition contains a following (A) component and a following (B) component, has mass ratio (A:B) of the following (A) component to the following (B) component of 100:0.5 to 100:45, and has content of the following (B) component with respect to gross mass of solid content of the binder composition of 0.5 to 30 mass%, where the (A) component is furfuryl alcohol or Furan resin and the (B) component is novolak type phenolic resin.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、粘結剤組成物、砂組成物および鋳型の製造方法に関する。 The present invention relates to a binder composition, a sand composition and a method for producing a mold.

従来、鋳造用鋳型(以下、単に「鋳型」ともいう。)の一つとして自硬性鋳型が知られている。自硬性鋳型とは、珪砂等の耐火性粒状材料に、フラン樹脂等を主成分とした粘結剤(酸硬化性粘結剤)と、硫酸やキシレンスルホン酸等の酸触媒(硬化剤)とを添加、混練した後、得られた砂組成物(混練砂)を木型、樹脂型、金型等(以下、これらを総称して「鋳型造型用型」ともいう。)に充填し、粘結剤を硬化させる方法で製造されているものである。 Conventionally, a self-hardening mold is known as one of casting molds (hereinafter, also simply referred to as “mold”). A self-hardening mold is a refractory granular material such as silica sand, a binder containing a furan resin as a main component (acid-curable binder), and an acid catalyst (curing agent) such as sulfuric acid or xylene sulfonic acid. After adding and kneading, the obtained sand composition (kneading sand) was filled in a wooden mold, a resin mold, a mold or the like (hereinafter, these are also collectively referred to as a “mold for mold making”) and the mixture was viscous. It is manufactured by a method of curing a binder.

酸硬化性粘結剤は、酸触媒により脱水反応しながら重縮合し、硬化する粘結剤であり、可使時間が短すぎると砂組成物を鋳型造型用型へ充填する前に酸硬化性粘結剤が硬化してしまうことがある。そのため、砂組成物を鋳型造型用型へ充填する時間を確保できる程度の可使時間が求められる。一方、砂組成物を鋳型造型用型へ充填した後は、生産性の観点から酸硬化性粘結剤は速く硬化することが好ましく、抜型時間は短い方が好ましい。 An acid-curable binder is a binder that undergoes polycondensation while dehydrating with an acid catalyst and cures. If the work life is too short, the acid-curable binder will be acid-curable before being filled into the mold for molding the sand composition The binder may harden. Therefore, the pot life is required so that the time for filling the sand composition into the casting mold can be secured. On the other hand, after the sand composition has been filled in the mold for molding, it is preferable that the acid-curable binder is cured quickly from the viewpoint of productivity, and the mold removal time is preferably shorter.

粘結剤の硬化速度を速める方法としては、酸触媒の添加量を増やしたり、硫黄原子含有量(S含有量)の多い酸触媒を用いたりして、耐火性粒状材料への硫黄原子添加量(S添加量)、すなわち砂組成物中のS含有量を増やす方法、粘結剤にレゾルシン等の硬化促進剤を配合する方法などが知られている。
砂組成物中のS含有量を増やすと、得られる鋳型のS含有量も増えることになる。その結果、鋳型への注湯時に発生する亜硫酸ガス等の硫黄酸化物(SOx)の量も増えるため、作業環境を悪化させる恐れがある。
As a method for accelerating the curing speed of the binder, the amount of sulfur atom added to the refractory granular material can be increased by increasing the amount of acid catalyst added or by using an acid catalyst with a high sulfur atom content (S content). (Amount of S added), that is, a method of increasing the S content in the sand composition, a method of blending a hardening accelerator such as resorcin with a binder, and the like are known.
Increasing the S content in the sand composition will increase the S content in the resulting mold. As a result, the amount of sulfur oxide (SOx) such as sulfurous acid gas generated when pouring into the mold increases, which may deteriorate the working environment.

そのため、砂組成物中のS含有量を増やさず、粘結剤の硬化速度を速めるためには、粘結剤に硬化促進剤を配合する方法が有効である。
例えば特許文献1には、フラン樹脂と、レゾルシンおよびレゾルシン系樹脂の少なくとも一方と、水酸化カルシウムとを含有する粘結剤組成物が開示されている。
Therefore, in order to increase the curing rate of the binder without increasing the S content in the sand composition, a method of adding a curing accelerator to the binder is effective.
For example, Patent Document 1 discloses a binder composition containing a furan resin, at least one of resorcin and a resorcin-based resin, and calcium hydroxide.

特許第5581114号公報Patent No. 5581114

フラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤は硬化速度が速いため、S含有量の少ない酸触媒を用いることで実用的な可使時間が得られる。しかも、S含有量の少ない酸触媒を用いるので、鋳型への注湯時に発生する硫黄酸化物の量も削減できる。加えて、フラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤は適度な粘度を維持できるため、耐火性粒状材料や酸触媒と混練しやすい。さらに、フラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤を用いれば、強度の高い鋳型が得られる。
しかしながら、近年では、レゾルシン製造メーカーの撤退に伴い、安定的な供給に懸念がある。また、レゾルシンの価格の上昇も発生している。
そのため、フラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤と同等の性能を維持しつつ、これに代わる粘結剤が求められている。
Since a binder using a furan resin and resorcin in combination has a high curing speed, a practical working life can be obtained by using an acid catalyst having a low S content. Moreover, since an acid catalyst having a low S content is used, the amount of sulfur oxide generated during pouring into the mold can be reduced. In addition, since the binder using the furan resin and resorcin together can maintain an appropriate viscosity, it is easy to knead with the refractory granular material and the acid catalyst. Furthermore, if a binder containing a furan resin and resorcin is used in combination, a mold having high strength can be obtained.
However, in recent years, with the withdrawal of resorcinol manufacturers, there is concern about stable supply. Moreover, the price of resorcin has risen.
Therefore, there is a demand for an alternative binder while maintaining the same performance as a binder using a furan resin and resorcin in combination.

本発明は上記事情を鑑みてなされたもので、可使時間、粘度および鋳型強度を実用的な範囲としつつ、耐火性粒状材料へのS添加量を削減できる粘結剤組成物、砂組成物および鋳型の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a binder composition and a sand composition capable of reducing the amount of S added to a refractory granular material while keeping the pot life, viscosity, and mold strength in practical ranges. And it aims at providing the manufacturing method of a mold.

本発明は以下の態様を有する。
[1] S含有酸を含む酸触媒で硬化させる粘結剤組成物であって、
下記(A)成分と、下記(B)成分とを含有し、
下記(A)成分と下記(B)成分との質量比(A:B)が100:0.5〜100:45であり、
前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する下記(B)成分の含有量が0.5〜30質量%である、粘結剤組成物。
(A)成分:フルフリルアルコールまたはフラン樹脂
(B)成分:ノボラック型フェノール樹脂
[2] 前記(B)成分の質量平均分子量が200〜8000である、[1]の粘結剤組成物。
[3] 前記(B)成分中に残存する原料モノマーの含有量が、前記(B)成分の固形分の総質量に対して0.1質量%未満である、[1]または[2]の粘結剤組成物。
[4] 前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する前記(A)成分の含有量が70〜99.5質量%である、[1]〜[3]のいずれかの粘結剤組成物。
[5] 前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する前記(A)成分および前記(B)成分の含有量の合計が97質量%以上である、[1]〜[4]のいずれかの粘結剤組成物。
[6] 下記(C)成分をさらに含有する、[1]〜[5]のいずれかの粘結剤組成物。
(C)成分:シランカップリング剤
[7] [1]〜[6]のいずれかの粘結剤組成物と、耐火性粒状材料と、S含有酸を含む酸触媒とを含有する、砂組成物。
[8] 前記粘結剤組成物の含有量が固形分換算で、前記耐火性粒状材料100質量部に対して0.1〜3質量部である、[7]の砂組成物。
[9] [7]または[8]の砂組成物を鋳型造型用型に充填し、前記砂組成物に含まれる粘結剤組成物を硬化させる、鋳型の製造方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A binder composition which is cured with an acid catalyst containing an S-containing acid,
Contains the following component (A) and the following component (B),
The mass ratio (A:B) of the following component (A) and the following component (B) is 100:0.5 to 100:45,
The binder composition in which the content of the following component (B) is 0.5 to 30 mass% with respect to the total mass of the solid content of the binder composition.
Component (A): Furfuryl alcohol or furan resin (B) Component: Novolac type phenol resin [2] The binder composition of [1], wherein the component (B) has a mass average molecular weight of 200 to 8000.
[3] In [1] or [2], the content of the raw material monomer remaining in the component (B) is less than 0.1% by mass based on the total mass of the solid content of the component (B). Binder composition.
[4] The binder composition according to any one of [1] to [3], wherein the content of the component (A) is 70 to 99.5 mass% with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. object.
[5] Any of [1] to [4], wherein the total content of the component (A) and the component (B) is 97% by mass or more based on the total mass of the solid content of the binder composition. Binder composition.
[6] The binder composition according to any one of [1] to [5], which further contains the following component (C).
(C) component: silane coupling agent [7] A sand composition containing the binder composition of any one of [1] to [6], a refractory granular material, and an acid catalyst containing an S-containing acid. object.
[8] The sand composition according to [7], wherein the content of the binder composition is 0.1 to 3 parts by mass in terms of solid content based on 100 parts by mass of the refractory granular material.
[9] A method for producing a mold, in which the sand composition of [7] or [8] is filled in a mold for molding, and the binder composition contained in the sand composition is cured.

本発明によれば、可使時間、粘度および鋳型強度を実用的な範囲としつつ、耐火性粒状材料へのS添加量を削減できる粘結剤組成物、砂組成物および鋳型の製造方法を提供できる。 According to the present invention, there are provided a binder composition, a sand composition and a method for producing a mold, which can reduce the amount of S added to the refractory granular material while keeping the pot life, the viscosity and the mold strength in the practical ranges. it can.

以下の明細書において、「鋳型」とは、本発明の粘結剤組成物を用いて造型してなるものである。また、「固形分」とは、100℃での不揮発分を示す。 In the following specification, the “mold” means a product produced by using the binder composition of the present invention. Further, the “solid content” refers to a nonvolatile content at 100° C.

[粘結剤組成物]
本発明の粘結剤組成物は、S含有酸を含む酸触媒で硬化させる粘結剤であり、以下に示す(A)成分と(B)成分とを含有する。粘結剤組成物は、以下に示す(C)成分をさらに含有することが好ましい。また、粘結剤組成物は(A)成分、(B)成分および(C)成分以外の成分(その他の成分)を含有していてもよい。
(A)成分:フルフリルアルコールまたはフラン樹脂
(B)成分:ノボラック型フェノール樹脂
(C)成分:シランカップリング剤
[Binder composition]
The binder composition of the present invention is a binder that is cured with an acid catalyst containing an S-containing acid and contains the following (A) component and (B) component. The binder composition preferably further contains the component (C) shown below. Further, the binder composition may contain components (other components) other than the component (A), the component (B) and the component (C).
(A) component: furfuryl alcohol or furan resin (B) component: novolac type phenol resin (C) component: silane coupling agent

<(A)成分>
(A)成分は、フルフリルアルコールまたはフラン樹脂である。
フラン樹脂は、フルフリルアルコール、尿素、ホルムアルデヒド等を主原料としている樹脂で、酸触媒により脱水反応しながら重縮合し、硬化するものである。
フラン樹脂としては、フルフリルアルコールまたはフルフリルアルコールと尿素のいずれかとアルデヒド類との縮合物または共縮合物の1種または2種以上、並びにフルフリルアルコールとの混合物を主成分とし、必要に応じてフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方とを含むものを用いることが好ましい。
<(A) component>
The component (A) is furfuryl alcohol or furan resin.
The furan resin is a resin whose main raw material is furfuryl alcohol, urea, formaldehyde, etc., and is polycondensed and cured while dehydrating with an acid catalyst.
As the furan resin, one or more condensates or co-condensates of furfuryl alcohol or furfuryl alcohol and either urea and aldehydes, and a mixture of furfuryl alcohol as a main component, are used as necessary. It is preferable to use one containing at least one of phenols and bisphenols.

フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール、レゾルシン、ノニルフェノール、カシューナッツ殻液(CNSL)などが挙げられる。これらフェノール類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ビスフェノール類としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールC、ビスフェノールS、ビスフェノールE、ビスフェノールZなどが挙げられる。これらビスフェノール類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of phenols include phenol, cresol, resorcin, nonylphenol, cashew nut shell liquid (CNSL) and the like. These phenols may be used alone or in combination of two or more.
Examples of bisphenols include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol C, bisphenol S, bisphenol E, and bisphenol Z. These bisphenols may be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、グリオキザール、グルタルジアルデヒド、フタル酸ジアルデヒドなどが挙げられる。これらアルデヒド類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ただし、縮合物の種類によっては、アルデヒド類としてグリオキザールやフルフラールを単独で使用した際には、酸硬化が進行しない場合もある。そのような場合には、アルデヒド類として少なくともホルムアルデヒドを使用すればよい。 Examples of aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, furfural, glyoxal, glutardialdehyde, phthalic dialdehyde and the like. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more. However, depending on the type of condensate, acid curing may not proceed when glyoxal or furfural is used alone as the aldehyde. In such a case, at least formaldehyde may be used as the aldehyde.

フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物または共縮合物を製造する場合には、フルフリルアルコール1モルに対して、アルデヒド類を0.1〜1モル使用することが好ましい。アルデヒド類の使用量が上記下限値以上であれば、重合度の低い縮合物となるため、可使時間の設定がより容易となる。一方、アルデヒド類の使用量が上記上限値以下であれば、重合度の高い縮合物となるため、最終鋳型強度発現がより良好となる。 When a condensate or a cocondensate of furfuryl alcohol and an aldehyde is produced, it is preferable to use 0.1 to 1 mol of the aldehyde with respect to 1 mol of the furfuryl alcohol. When the amount of the aldehydes used is at least the above lower limit, a condensate having a low degree of polymerization is obtained, so that the pot life is set more easily. On the other hand, when the amount of the aldehydes used is not more than the above upper limit value, a condensate having a high degree of polymerization is obtained, so that the final template strength is further improved.

尿素とアルデヒド類の縮合物または共縮合物を製造する場合には、尿素1モルに対して、アルデヒド類を1〜3モル使用することが好ましく、より好ましくは1.3〜2.5モルであり、さらに好ましくは1.5〜2モルである。 When producing a condensate or co-condensate of urea and aldehydes, it is preferable to use 1 to 3 moles of aldehydes, and more preferably 1.3 to 2.5 moles per 1 mole of urea. And more preferably 1.5 to 2 mol.

尿素等を由来とする窒素原子含有量は、フラン樹脂の総質量に対して、0.1〜6質量%の範囲となるようにすることが好ましく、0.1〜4.5質量%であることがより好ましい。
窒素原子含有量は鋳型の初期強度および最終強度に影響を与えるものであり、窒素原子含有量が低い場合には鋳型の初期強度が高くなる傾向にあり、窒素原子含有量が高い場合には鋳型の最終強度が高くなる傾向にある。
従って、必要に応じて窒素原子含有量を適宜調節することが好ましく、窒素原子含有量が上記範囲内であれば、初期強度と最終強度が共に好ましい鋳型を得ることが可能である。
The nitrogen atom content derived from urea or the like is preferably in the range of 0.1 to 6% by mass, and is 0.1 to 4.5% by mass, based on the total mass of the furan resin. Is more preferable.
The nitrogen atom content affects the initial strength and final strength of the template, and when the nitrogen atom content is low, the initial strength of the template tends to be high, and when the nitrogen atom content is high, the template is The final strength of the product tends to increase.
Therefore, it is preferable to appropriately adjust the nitrogen atom content as necessary, and if the nitrogen atom content is within the above range, it is possible to obtain a template in which both the initial strength and the final strength are preferable.

フラン樹脂の特に好ましい態様として以下の2つが挙げられる。なお、以下における(共)縮合物とは、縮合物および共縮合物の少なくとも一方を意味する。
i)尿素、フルフリルアルコールおよびアルデヒド類を縮合させて得られる(共)縮合物(a)と、フルフリルアルコールと、必要に応じてフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方との混合物。
ii)尿素とアルデヒド類の縮合物と、フルフリルアルコールと、必要に応じてフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方との混合物。
The following two are particularly preferable embodiments of the furan resin. The (co)condensate below means at least one of a condensate and a cocondensate.
i) A mixture of (co)condensate (a) obtained by condensing urea, furfuryl alcohol and aldehydes, furfuryl alcohol and optionally at least one of phenols and bisphenols.
ii) A mixture of a condensation product of urea and an aldehyde, furfuryl alcohol, and optionally at least one of phenols and bisphenols.

フラン樹脂がこのようなi)〜ii)の態様であると、可使時間の設定がより容易で、かつ鋳型強度をより向上させることができる。その中でも、製造が容易である観点から、i)の態様が好ましい。
i)の態様においては、フラン樹脂に占める(共)縮合物(a)の比率は5〜90質量%であると好ましく、10〜80質量%であるとより好ましい。フルフリルアルコールの比率は10〜95質量%であると好ましく、20〜90質量%であるとより好ましい。
ii)の態様においては、フラン樹脂に占める尿素とアルデヒド類の縮合物の比率は3〜30質量%であると好ましく、5〜20質量%であるとより好ましい。フルフリルアルコールの比率は70〜97質量%であると好ましく、80〜95質量%であるとより好ましい。
i)〜ii)の態様においては、フラン樹脂に占めるフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方の比率は、40質量%以下であると好ましく、1〜30質量%であるとより好ましい。
When the furan resin has such a mode as i) to ii), the pot life can be set more easily and the mold strength can be further improved. Among these, the aspect of i) is preferable from the viewpoint of easy production.
In the aspect of i), the ratio of the (co)condensate (a) in the furan resin is preferably 5 to 90% by mass, and more preferably 10 to 80% by mass. The ratio of furfuryl alcohol is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 20 to 90% by mass.
In the aspect of ii), the ratio of the condensation product of urea and aldehydes in the furan resin is preferably 3 to 30% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass. The ratio of furfuryl alcohol is preferably 70 to 97% by mass, and more preferably 80 to 95% by mass.
In the embodiments i) to ii), the ratio of at least one of the phenols and the bisphenols in the furan resin is preferably 40% by mass or less, and more preferably 1 to 30% by mass.

なお、フラン樹脂として、上述した以外にも、例えば2,5−ビス(ヒドロキシメチル)フラン、フェノール類およびビスフェノール類からなる群より選ばれる1種以上と、フルフリルアルコールとの混合物;尿素とアルデヒド類との縮合物と、フルフリルアルコールと、2,5−ビス(ヒドロキシメチル)フランとの混合物などを用いることもできる。 In addition to the above, as the furan resin, for example, a mixture of furfuryl alcohol and one or more kinds selected from the group consisting of 2,5-bis(hydroxymethyl)furan, phenols and bisphenols; urea and aldehyde. It is also possible to use a mixture of a condensate with a similar compound, furfuryl alcohol, and 2,5-bis(hydroxymethyl)furan.

フラン樹脂は、一般的な製法で得ることができる。その一例を以下に示す。
まず、フラン樹脂の原料(フルフリルアルコール、アルデヒド類、尿素等)の一部に水酸化ナトリウム水溶液などを混合してアルカリ性とし、昇温してアルデヒド類との付加物を生成する。次に、塩酸等を用いて反応液を酸性にし、フルフリルアルコールと尿素とアルデヒド類の縮合等の反応を進行させた後、再び反応液をアルカリ性にし、残りのフラン樹脂の原料と、必要に応じてシランカップリング剤とを混合して、フラン樹脂と、水と、任意でシランカップリング剤とを含む混合物を得る。
なお、ここで添加する塩酸は量が少ないため、硬化反応まで進行しない。また、未反応のフルフリルアルコールはフラン樹脂全体を低粘度にさせるための希釈剤の役割を果たし、硬化反応においては硬化物を構成する成分として樹脂化して硬化物となる。
The furan resin can be obtained by a general production method. An example is shown below.
First, a part of the furan resin raw material (furfuryl alcohol, aldehydes, urea, etc.) is mixed with an aqueous sodium hydroxide solution to make it alkaline, and the temperature is raised to form an adduct with aldehydes. Next, acidify the reaction solution using hydrochloric acid, etc., and proceed the reaction such as condensation of furfuryl alcohol, urea and aldehydes, etc., and then make the reaction solution alkaline again, and the remaining furan resin raw material and necessary Accordingly, a silane coupling agent is mixed to obtain a mixture containing a furan resin, water, and optionally a silane coupling agent.
The amount of hydrochloric acid added here is too small to proceed to the curing reaction. Further, the unreacted furfuryl alcohol plays a role of a diluent for reducing the viscosity of the furan resin as a whole, and in the curing reaction, it is resinified as a component constituting the cured product to be a cured product.

(A)成分の含有量は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対して70〜99.5質量%が好ましく、75〜99質量%がより好ましく、80〜95質量%がさらに好ましい。(A)成分の含有量が上記下限値以上であれば、粘結剤組成物の粘度の上昇を抑制できる。加えて、鋳型の強度が向上する。(A)成分の含有量が上記上限値以下であれば、粘結剤組成物中の(B)成分の含有量を確保でき、粘結剤組成物の硬化速度が速まる。 The content of the component (A) is preferably 70 to 99.5 mass%, more preferably 75 to 99 mass%, and further preferably 80 to 95 mass% with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. .. When the content of the component (A) is at least the above lower limit, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the binder composition. In addition, the strength of the mold is improved. When the content of the component (A) is at most the above upper limit value, the content of the component (B) in the binder composition can be secured, and the curing speed of the binder composition is increased.

<(B)成分>
(B)成分は、ノボラック型フェノール樹脂である。
(B)成分は、酸触媒(以下、「樹脂製造用酸触媒」ともいう。)の存在下で原料モノマーを反応させて得られたもの、具体的にはフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方と、アルデヒド類とを反応させて得られたものであり、通常、固体である。
<(B) component>
The component (B) is a novolac type phenol resin.
The component (B) is obtained by reacting raw material monomers in the presence of an acid catalyst (hereinafter, also referred to as “acid catalyst for resin production”), specifically, at least one of phenols and bisphenols. It is obtained by reacting with aldehydes and is usually a solid.

フェノール類としては、例えばフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、3,5−キシレノール、m−エチルフェノール、m−プロピルフェノール、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、o−ブチルフェノール、レゾルシノール、ハイドロキノン、カテコール、3−メトキシフェノール、4−メトキシフェノール、3−メチルカテコール、4−メチルカテコール、メチルハイドロキノン、2−メチルレゾルシノール、2,3−ジメチルハイドロキノン、2,5−ジメチルレゾルシノール、2−エトキシフェノール、4−エトキシフェノール、4−エチルレゾルシノール、3−エトキシ−4−メトキシフェノール、2−プロペニルフェノール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、2−イソプロポキシフェノール、4−ピロポキシフェノール、2−アリルフェノール、3,4,5−トリメトキシフェノール、4−イソプロピル−3−メチルフェノール、ピロガロール、フロログリシノール、1,2,4−ベンゼントリオール、5−イソプロピル−3−メチルフェノール、4−ブトキシフェノール、4−t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロキノン、4−t−ペンチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、2−フェニルフェノール、3−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3−フェノキシフェノール、4−フェノキシフェノール、4−へキシルオキシフェノール、4−ヘキサノイルレゾルシノール、3,5−ジイソプロピルカテコール、4−ヘキシルレゾルシノール、4−ヘプチルオキシフェノール、3,5−ジ−t−ブチルフェノール、3,5−ジ−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、ジ−sec−ブチルフェノール、4−クミルフェノール、ノニルフェノール、2−シクロペンチルフェノール、4−シクロペンチルフェノールなどが挙げられる。これらフェノール類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ビスフェノール類としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールC、ビスフェノールS、ビスフェノールE、ビスフェノールZなどが挙げられる。これらビスフェノール類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the phenols include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 3,5-xylenol, m-ethylphenol, m-propylphenol, m-butylphenol, p-butylphenol, o-Butylphenol, resorcinol, hydroquinone, catechol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, methylhydroquinone, 2-methylresorcinol, 2,3-dimethylhydroquinone, 2,5-dimethyl Resorcinol, 2-ethoxyphenol, 4-ethoxyphenol, 4-ethylresorcinol, 3-ethoxy-4-methoxyphenol, 2-propenylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropylphenol, 4-isopropylphenol, 3,4. 5-trimethylphenol, 2-isopropoxyphenol, 4-pyroxyphenol, 2-allylphenol, 3,4,5-trimethoxyphenol, 4-isopropyl-3-methylphenol, pyrogallol, phloroglicinol, 1,2. , 4-benzenetriol, 5-isopropyl-3-methylphenol, 4-butoxyphenol, 4-t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, 4-t-pentylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, 2-phenylphenol, 3-phenylphenol, 4-phenylphenol, 3-phenoxyphenol, 4-phenoxyphenol, 4-hexyloxyphenol, 4-hexanoylresorcinol, 3,5-diisopropylcatechol, 4-hexylresorcinol, 4-heptyloxyphenol, 3,5-di-t-butylphenol, 3,5-di-t-butylcatechol, 2,5-di-t-butylhydroquinone, di-sec-butylphenol, 4-cumylphenol, Nonylphenol, 2-cyclopentylphenol, 4-cyclopentylphenol and the like can be mentioned. These phenols may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the bisphenols include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol C, bisphenol S, bisphenol E, and bisphenol Z. These bisphenols may be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、トリオキサン、フルフラール、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、メチルヘミホルマール、エチルへミホルマール、プロピルへミホルマール、サリチルアルデヒド、ブチルヘミホルマール、フェニルへミホルマール、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o―メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒドなどが挙げられる。これらアルデヒド類は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the aldehydes include formaldehyde, trioxane, furfural, paraformaldehyde, benzaldehyde, methyl hemiformal, ethyl hemiformal, propyl hemiformal, salicylaldehyde, butyl hemiformal, phenyl hemiformal, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-. Phenylpropyl aldehyde, β-phenylpropyl aldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, Examples thereof include m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde and the like. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more.

樹脂製造用酸触媒としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸、スルホン酸、カルボン酸、または塩化亜鉛もしくは酢酸亜鉛などの金属との塩などが挙げられる。
スルホン酸としては、例えばパラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸などが挙げられる。
カルボン酸としては、例えば乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、シュウ酸、酢酸、安息香酸などが挙げられる。
これら樹脂製造用酸触媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the acid catalyst for resin production include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, sulfonic acid, carboxylic acid, and salts with a metal such as zinc chloride or zinc acetate.
Examples of the sulfonic acid include paratoluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, benzene sulfonic acid and methane sulfonic acid.
Examples of the carboxylic acid include lactic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid and benzoic acid.
These acid catalysts for resin production may be used alone or in combination of two or more.

(B)成分の質量平均分子量は、200〜8000が好ましく、200〜6500がより好ましく、200〜4000がさらに好ましく、200〜3000が特に好ましく、200〜2000が最も好ましい。(B)成分の質量平均分子量が上記下限値以上であれば、粘結剤組成物の硬化速度がより速まり、S含有量のより少ない酸触媒を用いることで実用的な可使時間が得られる。しかも、S含有量のより少ない酸触媒を用いるので、耐火性粒状材料へのS添加量(すなわち砂組成物中のS含有量)をより削減できる。(B)成分の質量平均分子量が大きくなるほど硬化速度が速まり、その結果、耐火性粒状材料へのS添加量をより削減できる傾向にあるが、(B)成分の質量平均分子量が大きくなるに連れて粘結剤組成物の粘度も上昇する傾向にある。S添加量の削減と、粘結剤組成物の粘度とのバランスを考慮すると、(B)成分の質量平均分子量は8000以下が好ましい。
(B)成分の質量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定できる。
The mass average molecular weight of the component (B) is preferably 200 to 8000, more preferably 200 to 6500, further preferably 200 to 4000, particularly preferably 200 to 3000, and most preferably 200 to 2000. When the mass average molecular weight of the component (B) is at least the above lower limit value, the curing speed of the binder composition will be faster, and by using an acid catalyst with a lower S content, a practical working life will be obtained. Be done. Moreover, since the acid catalyst having a lower S content is used, the amount of S added to the refractory granular material (that is, the S content in the sand composition) can be further reduced. The larger the mass average molecular weight of the component (B), the faster the curing rate, and as a result, the amount of S added to the refractory granular material tends to be reduced, but the mass average molecular weight of the component (B) increases. Along with this, the viscosity of the binder composition tends to increase. Considering the balance between the reduction of the amount of S added and the viscosity of the binder composition, the mass average molecular weight of the component (B) is preferably 8,000 or less.
The mass average molecular weight of the component (B) can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.

フェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方と、アルデヒド類との反応は、公知の方法により行うことができる。例えば、反応容器にフェノール類およびビスフェノール類の少なくとも一方と、アルデヒド類と、樹脂製造用酸触媒と、水等を仕込み、任意の反応温度を任意の反応時間保持する方法が挙げられる。反応終了後、必要に応じ反応液を中和し、さらに反応液を減圧濃縮して水を除去して、(B)成分を得る。なお、反応液の中和の前または後に、必要に応じて、シランカップリング剤を添加してもよい。この場合、(B)成分と、シランカップリング剤とを含む混合物が得られる。
シランカップリング剤としては、例えばN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
The reaction of at least one of the phenols and the bisphenols with the aldehyde can be performed by a known method. For example, a method may be mentioned in which at least one of phenols and bisphenols, aldehydes, an acid catalyst for resin production, water and the like are charged into a reaction vessel and an arbitrary reaction temperature is maintained for an arbitrary reaction time. After completion of the reaction, the reaction solution is neutralized if necessary, and the reaction solution is concentrated under reduced pressure to remove water to obtain the component (B). A silane coupling agent may be added before or after neutralization of the reaction solution, if necessary. In this case, a mixture containing the component (B) and the silane coupling agent is obtained.
Examples of the silane coupling agent include N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxy. Examples include propyltrimethoxysilane and the like.

(B)成分中に残存する原料モノマーの含有量は、(B)成分の総質量に対して0.1質量%未満が好ましく、0.05質量%以下がより好ましい。(B)成分中に残存する原料モノマーの含有量が上記上限値未満であれば、鋳型を造型する際において作業者への皮膚刺激を軽減できる。
(B)成分中に残存する原料モノマーの含有量は少ないほど好ましく、0質量%が特に好ましい。
The content of the raw material monomer remaining in the component (B) is preferably less than 0.1% by mass, more preferably 0.05% by mass or less, based on the total mass of the component (B). When the content of the raw material monomer remaining in the component (B) is less than the above upper limit value, skin irritation to an operator can be reduced when molding a mold.
The content of the raw material monomer remaining in the component (B) is preferably as small as possible, and 0% by mass is particularly preferable.

(B)成分の含有量は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対して0.5〜30質量%であり、1〜25質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。(B)成分の含有量が上記下限値以上であれば、粘結剤組成物の硬化速度が速まり、S含有量の少ない酸触媒を用いることで実用的な可使時間が得られる。しかも、S含有量の少ない酸触媒を用いるので、耐火性粒状材料へのS添加量を削減できる。(B)成分の含有量が上記上限値以下であれば、粘結剤組成物の粘度の上昇を抑制できる。加えて、鋳型の強度が向上する。 The content of the component (B) is 0.5 to 30% by mass, preferably 1 to 25% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass, based on the total mass of the solid content of the binder composition. When the content of the component (B) is at least the above lower limit value, the curing speed of the binder composition is increased, and a practical pot life is obtained by using an acid catalyst having a low S content. Moreover, since the acid catalyst having a low S content is used, the amount of S added to the refractory granular material can be reduced. When the content of the component (B) is at most the above upper limit value, increase in viscosity of the binder composition can be suppressed. In addition, the strength of the mold is improved.

(A)成分と(B)成分との質量比(A:B)は、100:0.5〜100:45であり、100:1〜100:30が好ましく、100:5〜100:25がより好ましい。(A)成分に対する(B)成分の割合が多くなるほど、粘結剤組成物の硬化速度が速まり、S含有量の少ない酸触媒を用いることができ、耐火性粒状材料へのS添加量を削減できる。(A)成分に対する(B)成分の割合が少なくなるほど、粘結剤組成物の粘度の上昇を抑制できる。加えて、鋳型の強度が向上する。 The mass ratio (A:B) of the component (A) and the component (B) is 100:0.5 to 100:45, preferably 100:1 to 100:30, and 100:5 to 100:25. More preferable. The higher the ratio of the component (B) to the component (A), the faster the curing rate of the binder composition, and the use of an acid catalyst having a low S content, and the amount of S added to the refractory granular material. Can be reduced. The smaller the ratio of the component (B) to the component (A), the more the increase in the viscosity of the binder composition can be suppressed. In addition, the strength of the mold is improved.

(A)成分および(B)成分の含有量の合計は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対して97質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましい。(A)成分および(B)成分の含有量の合計が上記下限値以上であれば、鋳型の強度を良好に維持できる。(A)成分および(B)成分の含有量の合計は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対して100質量%でもよい。 The total content of the components (A) and (B) is preferably 97% by mass or more, and more preferably 98% by mass or more, based on the total mass of the solid content of the binder composition. When the total content of the components (A) and (B) is at least the above lower limit value, the strength of the mold can be maintained well. The total content of the components (A) and (B) may be 100% by mass based on the total mass of the solid content of the binder composition.

<(C)成分>
(C)成分は、シランカップリング剤である。
シランカップリング剤としては、例えばN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
<(C) component>
The component (C) is a silane coupling agent.
Examples of the silane coupling agent include N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxy. Examples include propyltrimethoxysilane and the like.

なお、上述したように、(A)成分や(B)成分を製造する際にはシランカップリング剤が用いられる場合があり、その場合、(A)成分や(B)成分はシランカップリング剤との混合物として得られる。
(C)成分は、(A)成分や(B)成分の製造時に用いられたものでもよいし、粘結剤組成物の製造時に後から加えられるものでもよい。さらには砂組成物の製造時に加えられてもよく、また、予め耐火性粒状材料に(C)成分を被覆または混合させてもよい。
As described above, a silane coupling agent may be used when the component (A) or the component (B) is produced. In that case, the component (A) or the component (B) is a silane coupling agent. It is obtained as a mixture with.
The component (C) may be the one used during the production of the component (A) or the component (B), or may be added later during the production of the binder composition. Further, it may be added at the time of producing the sand composition, or the refractory granular material may be previously coated or mixed with the component (C).

(C)成分の含有量は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対して0.01〜3質量%が好ましく、0.1〜2質量%がより好ましい。(C)成分の含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度を向上させる効果が充分得られる。鋳型の強度向上効果は、(C)成分の含有量が増えるほど得られやすくなる傾向にあるが、増えすぎても効果は頭打ちになるだけである。よって、(C)成分の含有量は3質量%以下が好ましい。 The content of the component (C) is preferably 0.01 to 3% by mass, and more preferably 0.1 to 2% by mass based on the total mass of the solid content of the binder composition. When the content of the component (C) is at least the above lower limit, the effect of improving the strength of the mold can be sufficiently obtained. The effect of improving the strength of the mold tends to be more easily obtained as the content of the component (C) increases, but if the amount is too large, the effect only reaches the ceiling. Therefore, the content of the component (C) is preferably 3% by mass or less.

<その他の成分>
粘結剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて(A)成分、(B)成分および(C)成分以外の成分(その他の成分)を含有していてもよい。
粘結剤組成物に含まれるその他の成分としては、例えば(A)成分および(B)成分以外の樹脂(他の樹脂)、水などが挙げられる。
他の樹脂としては、例えばレゾール型フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂などが挙げられる。
<Other ingredients>
The binder composition contains components (other components) other than the component (A), the component (B) and the component (C), if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. May be.
Examples of other components contained in the binder composition include resins (other resins) other than the components (A) and (B), water, and the like.
Examples of other resins include resol type phenol resins, melamine resins, urea resins and the like.

水の含有量は、粘結剤組成物の総質量に対して1〜25質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましい。水の含有量が上記下限値に近いほど、鋳型の強度がより向上する。
なお、(A)成分や(B)成分を製造する際には水が用いられたり、水が生成したりする場合があり、その場合、(A)成分や(B)成分は水との混合物として得られる。
粘結剤組成物に含まれる水は、(A)成分や(B)成分の製造時に用いられたり生成したりしたものでもよいし、粘結剤組成物の製造時に後から加えられるものでもよい。
The content of water is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 1 to 15% by mass, based on the total mass of the binder composition. The closer the water content is to the above lower limit, the more improved the strength of the mold.
Water may be used or water may be produced when producing the components (A) and (B). In that case, the components (A) and (B) are mixed with water. Obtained as.
The water contained in the binder composition may be used or produced during the production of the component (A) or the component (B), or may be added afterwards during the production of the binder composition. ..

<製造方法>
粘結剤組成物は、(A)成分および(B)成分と、必要に応じて(C)成分およびその他の成分の1つ以上とを混合することで得られる。
<Manufacturing method>
The binder composition can be obtained by mixing the component (A) and the component (B) and, if necessary, one or more of the component (C) and the other component.

粘結剤組成物の粘度は、10〜300mPa・sが好ましく、15〜200mPa・sがより好ましい。
粘結剤組成物の粘度は、25℃でE型粘度計により測定される値である。
10-300 mPa*s is preferable and, as for the viscosity of a binder composition, 15-200 mPa*s is more preferable.
The viscosity of the binder composition is a value measured by an E-type viscometer at 25°C.

<作用効果>
以上説明した本発明の粘結剤組成物は、(A)成分と(B)成分とを特定の質量比で含有し、かつ(B)成分の含有量が規定されているので、硬化速度が速い。そのため、S含有量の少ない酸触媒を用いることで実用的な可使時間が得られる。しかも、S含有量の少ない酸触媒を用いるので、耐火性粒状材料へのS添加量を削減でき、鋳型への注湯時に発生する硫黄酸化物の量も削減できる。加えて、本発明の粘結剤組成物は適度な粘度を維持できるため、耐火性粒状材料や酸触媒と混練しやすい。さらに、本発明の粘結剤組成物を用いれば、強度の高い鋳型が得られる。また、(B)成分はレゾルシンに比べて低価格で入手可能であり、かつ、安定供給が可能である。
このように、本発明の粘結剤組成物によれば、可使時間、粘度および鋳型強度を実用的な範囲としつつ、耐火性粒状材料へのS添加量を削減でき、従来のフラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤と同等の性能を維持しつつ、粘結剤組成物や鋳型の製造コストを削減でき、さらには安定供給も可能である。
<Effect>
Since the binder composition of the present invention described above contains the component (A) and the component (B) in a specific mass ratio and the content of the component (B) is specified, the curing rate is fast. Therefore, by using an acid catalyst having a low S content, a practical pot life can be obtained. Moreover, since an acid catalyst having a low S content is used, the amount of S added to the refractory granular material can be reduced, and the amount of sulfur oxide generated during pouring into the mold can also be reduced. In addition, since the binder composition of the present invention can maintain an appropriate viscosity, it can be easily kneaded with a refractory granular material or an acid catalyst. Furthermore, a mold having high strength can be obtained by using the binder composition of the present invention. Further, the component (B) is available at a lower price than resorcin and can be stably supplied.
As described above, according to the binder composition of the present invention, it is possible to reduce the amount of S added to the refractory granular material while keeping the pot life, the viscosity and the mold strength in the practical ranges, and to reduce the addition amount of the conventional furan resin. While maintaining the performance equivalent to that of a binder using resorcin in combination, the manufacturing cost of the binder composition and the mold can be reduced, and stable supply is possible.

[砂組成物]
本発明の砂組成物は、上述した本発明の粘結剤組成物と、耐火性粒状材料と、S含有酸を含む酸触媒とを含む。
砂組成物は、粘結剤組成物、耐火性粒状材料および酸触媒以外の成分(その他の成分)を含んでいてもよい。
[Sand composition]
The sand composition of the present invention comprises the above-described binder composition of the present invention, a refractory granular material, and an acid catalyst containing an S-containing acid.
The sand composition may contain components (other components) other than the binder composition, the refractory granular material and the acid catalyst.

<耐火性粒状材料>
耐火性粒状材料としては、珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、非晶質シリカ、アルミナ砂、ムライト砂等の天然砂;人工砂などの従来公知のものを使用できる。また、使用済みの耐火性粒状材料を回収したもの(回収砂)や再生処理したもの(再生砂)なども使用できる。これら耐火性粒状材料は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
製造コストの観点では天然砂が好ましく、その中でも珪砂がより好ましい。熱により膨張しにくい観点では人工砂が好ましい。製造コストと耐熱性とのバランスを考慮し、天然砂と人工砂とを混合して用いてもよい。
<Fireproof granular material>
As the refractory granular material, natural sand such as silica sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, amorphous silica, alumina sand and mullite sand; conventionally known materials such as artificial sand can be used. Further, it is also possible to use a product obtained by collecting used refractory granular material (recovered sand) or a product subjected to a recycling treatment (reclaimed sand). These refractory granular materials may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of production cost, natural sand is preferable, and silica sand is more preferable. Artificial sand is preferable from the viewpoint of being less likely to expand by heat. Natural sand and artificial sand may be mixed and used in consideration of the balance between production cost and heat resistance.

耐火性粒状材料の平均粒子径は50〜600μmが好ましく、100〜550μmがより好ましく、200〜500μmがさらに好ましい。耐火性粒状材料の平均粒子径が上記下限値以上であれば、強度の高い鋳型が得られる。耐火性粒状材料の平均粒子径が上記上限値以下であれば、該鋳型を用いて鋳造される鋳物の表面性にも優れる。
耐火性粒状材料の平均粒子径は、動的光散乱法により測定した耐火性粒状材料の体積累計50%のメディアン径である。
The average particle size of the refractory granular material is preferably 50 to 600 μm, more preferably 100 to 550 μm, and further preferably 200 to 500 μm. When the average particle diameter of the refractory granular material is at least the above lower limit, a mold having high strength can be obtained. When the average particle diameter of the refractory granular material is equal to or less than the above upper limit value, the surface property of the casting cast using the mold is also excellent.
The average particle diameter of the refractory granular material is the median diameter of the cumulative volume of 50% of the refractory granular material measured by the dynamic light scattering method.

<粘結剤組成物>
砂組成物に含まれる粘結剤組成物は、上述した本発明の粘結剤組成物であり、その説明を省略する。
粘結剤組成物の含有量は固形分換算で、耐火性粒状材料100質量部に対して0.1〜3質量部が好ましく、0.2〜2質量部がより好ましい。粘結剤組成物の含有量が上記下限値以上であれば、強度がより高い鋳型が得られやすい。鋳型の強度向上効果は、粘結剤組成物の含有量が増えるほど得られやすくなる傾向にあるが、粘結剤組成物の含有量が増えるに連れて注湯時における粘結剤組成物の熱分解によるガスの発生量も増える傾向にある。鋳型の強度の向上と、注湯時におけるガス発生の軽減とのバランスを考慮すると、粘結剤組成物の含有量は2質量部以下が好ましい。
<Binder composition>
The binder composition contained in the sand composition is the binder composition of the present invention described above, and the description thereof is omitted.
The content of the binder composition is, in terms of solid content, preferably 0.1 to 3 parts by mass, more preferably 0.2 to 2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the refractory granular material. When the content of the binder composition is at least the above lower limit value, a mold having higher strength can be easily obtained. The effect of improving the strength of the mold tends to be obtained more easily as the content of the binder composition increases, but as the content of the binder composition increases, the binder composition of the binder composition during pouring is increased. The amount of gas generated by thermal decomposition also tends to increase. Considering the balance between the improvement of the strength of the mold and the reduction of gas generation during pouring, the content of the binder composition is preferably 2 parts by mass or less.

<酸触媒>
酸触媒は、鋳型を製造するに際して粘結剤組成物を硬化させる触媒である。
酸触媒は、少なくともS含有酸を含む。酸触媒は、S含有酸以外の酸(他の酸)を含んでいてもよい。
<Acid catalyst>
The acid catalyst is a catalyst that cures the binder composition when producing the mold.
The acid catalyst contains at least an S-containing acid. The acid catalyst may contain an acid (other acid) other than the S-containing acid.

S含有酸は、分子内に硫黄原子を含む酸である。
S含有酸としては、硫酸等の無機酸;有機スルホン酸等の有機酸が挙げられる。
有機スルホン酸は、スルホ基が炭素骨格に置換した有機化合物である。有機スルホン酸としては、例えばパラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸などが挙げられる。これらの中でも、硬化剤としての性能に優れる点で、キシレンスルホン酸が好ましい。これら有機スルホン酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
S含有酸としては、硬化速度および鋳型強度に優れる観点から、硫酸と有機スルホン酸とを併用することが好ましい。
The S-containing acid is an acid containing a sulfur atom in the molecule.
Examples of the S-containing acid include inorganic acids such as sulfuric acid; organic acids such as organic sulfonic acid.
Organic sulfonic acid is an organic compound in which a sulfo group is substituted on the carbon skeleton. Examples of the organic sulfonic acid include paratoluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid, benzene sulfonic acid and methane sulfonic acid. Among these, xylene sulfonic acid is preferable because of its excellent performance as a curing agent. These organic sulfonic acids may be used alone or in combination of two or more.
As the S-containing acid, it is preferable to use a combination of sulfuric acid and organic sulfonic acid from the viewpoint of excellent curing speed and mold strength.

他の酸は、S含有酸以外の酸、すなわち分子内に硫黄原子を含まない酸である。
他の酸としては、リン酸、塩酸等の無機酸;カルボン酸等の有機酸が挙げられる。
カルボン酸としては、例えば乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、シュウ酸、酢酸、安息香酸などが挙げられる。これらカルボン酸は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The other acid is an acid other than the S-containing acid, that is, an acid containing no sulfur atom in the molecule.
Examples of the other acid include inorganic acids such as phosphoric acid and hydrochloric acid; organic acids such as carboxylic acid.
Examples of the carboxylic acid include lactic acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, malonic acid, succinic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid and benzoic acid. These carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.

S含有酸の含有量は、酸触媒の総質量に対して5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。S含有酸の含有量が上記下限値以上であれば、鋳型の強度がより向上する。S含有酸の含有量は、酸触媒の総質量に対して100質量%でもよい。
酸触媒が他の酸を含む場合、S含有酸の含有量は、酸触媒の総質量に対して90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
5 mass% or more is preferable with respect to the total mass of an acid catalyst, and, as for content of S containing acid, 10 mass% or more is more preferable. When the content of the S-containing acid is at least the above lower limit, the strength of the mold will be further improved. The content of the S-containing acid may be 100% by mass based on the total mass of the acid catalyst.
When the acid catalyst contains another acid, the content of the S-containing acid is preferably 90% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less, based on the total mass of the acid catalyst.

他の酸の含有量は、酸触媒の総質量に対して10〜95質量%が好ましく、20〜90質量%がより好ましい。他の酸の含有量が上記下限値以上であれば、酸触媒および砂組成物中のS含有量をより削減できる。他の酸の含有量が上記上限値以下であれば、鋳型の強度がより向上する。 The content of the other acid is preferably 10 to 95 mass% and more preferably 20 to 90 mass% with respect to the total mass of the acid catalyst. When the content of the other acid is at least the above lower limit value, the S content in the acid catalyst and the sand composition can be further reduced. When the content of the other acid is not more than the above upper limit value, the strength of the mold is further improved.

酸触媒の含有量は、耐火性粒状材料100質量部に対して0.01〜3質量部が好ましく、0.02〜2質量部がより好ましい。酸触媒の含有量が上記下限値以上であれば、粘結剤組成物を充分に硬化することができる。酸触媒の含有量が上記上限値以下であれば、砂組成物中のS含有量をより削減できる。 The content of the acid catalyst is preferably 0.01 to 3 parts by mass, and more preferably 0.02 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. When the content of the acid catalyst is at least the above lower limit, the binder composition can be sufficiently cured. When the content of the acid catalyst is not more than the above upper limit value, the S content in the sand composition can be further reduced.

<その他の成分>
砂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて粘結剤組成物、耐火性粒状材料および酸触媒以外の成分(その他の成分)を含有していてもよい。
砂組成物に含まれるその他の成分としては、例えばシランカップリング剤、ブロッキング防止剤、水、水以外の溶媒(他の溶媒)などが挙げられる。
シランカップリング剤としては、粘結剤組成物の説明において先に例示した(C)成分が挙げられる。
ブロッキング防止剤としては、例えばゼオライト;硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の水和反応が可能な金属塩などが挙げられる。
他の溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2プロパノール等のアルコールなどが挙げられる。
<Other ingredients>
The sand composition may contain components (other components) other than the binder composition, the refractory granular material, and the acid catalyst, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. ..
Examples of other components contained in the sand composition include silane coupling agents, antiblocking agents, water, and solvents other than water (other solvents).
Examples of the silane coupling agent include the component (C) exemplified above in the description of the binder composition.
Examples of the anti-blocking agent include zeolite; metal salts capable of hydration such as magnesium sulfate, sodium sulfate and ammonium sulfate.
Examples of the other solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, and 2propanol.

<製造方法>
砂組成物は、粘結剤組成物、耐火性粒状材料および酸触媒と、必要に応じてその他の成分とを混合することで得られる。
混合方法としては、一般的な混合方法であれば特に限定はなく、例えば撹拌機などを用いる方法などが挙げられる。
<Manufacturing method>
The sand composition is obtained by mixing the binder composition, the refractory granular material and the acid catalyst, and optionally other components.
The mixing method is not particularly limited as long as it is a general mixing method, and examples thereof include a method using a stirrer.

酸触媒は先に説明した酸を単独、もしくは数種類の酸を併用して用いることができるが、ここに溶媒を使用し、溶液の状態で、すなわち酸触媒の溶液として用いてもよい。
酸触媒の溶液の総質量に対する酸触媒の含有量は、10〜100質量%が好ましく、15〜100質量%がより好ましい。
酸触媒の溶液の総質量に対する溶媒の含有量は、0〜90質量%が好ましく、0〜85質量%がより好ましい。
酸触媒の溶液に用いる溶媒としては水、アルコール、これらの混合物などが挙げられる。アルコールとしては、砂組成物に含まれる任意成分の説明において先に例示したアルコールが挙げられる。酸触媒が室温(25℃)で液体の場合、前記溶媒で希釈して用いてもよい。
As the acid catalyst, the above-mentioned acids may be used alone or in combination with several kinds of acids, but a solvent may be used here and the solution may be used, that is, the acid catalyst solution may be used.
The content of the acid catalyst with respect to the total mass of the solution of the acid catalyst is preferably 10 to 100% by mass, and more preferably 15 to 100% by mass.
The content of the solvent with respect to the total mass of the solution of the acid catalyst is preferably 0 to 90% by mass, and more preferably 0 to 85% by mass.
Examples of the solvent used for the solution of the acid catalyst include water, alcohol, and a mixture thereof. Examples of the alcohol include the alcohols exemplified above in the description of the optional components contained in the sand composition. When the acid catalyst is a liquid at room temperature (25° C.), it may be diluted with the above solvent before use.

<作用効果>
以上説明した本発明の砂組成物は、上述した本発明の粘結剤組成物を含有するので、可使時間および鋳型強度を実用的な範囲としつつ、耐火性粒状材料へのS添加量が削減されている。
また、本発明の砂組成物を用いれば、S含有量が削減された鋳型が得られるので、鋳型への注湯時に発生する硫黄酸化物の量も削減できる。
<Effect>
Since the sand composition of the present invention described above contains the binder composition of the present invention described above, the amount of S added to the refractory granular material is within the practical range of the pot life and the mold strength. Has been reduced.
Further, by using the sand composition of the present invention, a mold having a reduced S content can be obtained, so that the amount of sulfur oxide generated during pouring into the mold can be reduced.

[鋳型の製造方法]
鋳型は、上述した本発明の砂組成物を用い、該砂組成物を鋳型造型用型に充填し、砂組成物を硬化させることで製造される。
鋳型を製造する方法としては、自硬性鋳型造型法を採用することができる。すなわち、砂組成物を鋳型造型用型に充填すると、砂組成物中の粘結剤組成物が酸触媒の作用により硬化する。その結果、鋳型を得ることができる。
[Mold manufacturing method]
The mold is produced by using the above-described sand composition of the present invention, filling the sand composition in a mold for molding, and curing the sand composition.
As a method for producing a mold, a self-hardening mold making method can be adopted. That is, when the sand composition is filled in the mold for molding, the binder composition in the sand composition is cured by the action of the acid catalyst. As a result, a mold can be obtained.

<作用効果>
以上説明した本発明の鋳型の製造方法によれば、本発明の砂組成物を用いるので実用的な強度であり、S含有量が削減された鋳型を製造できる。
また、本発明により得られる鋳型はS含有量が削減されているので、鋳型への注湯時に発生する硫黄酸化物の量も削減できる。
<Effect>
According to the mold manufacturing method of the present invention described above, since the sand composition of the present invention is used, it is possible to manufacture a mold having practical strength and having a reduced S content.
Further, since the S content of the mold obtained by the present invention is reduced, the amount of sulfur oxide generated during pouring into the mold can be reduced.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。各例で用いた(A)成分、(B)成分とその比較品((B’)成分)、(C)成分、耐火性粒状材料および酸触媒を以下に示す。また、各種測定方法および評価方法は以下の通りである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The component (A), the component (B) and their comparative products (component (B')), the component (C), the refractory granular material and the acid catalyst used in each example are shown below. Further, various measuring methods and evaluation methods are as follows.

<(A)成分>
以下のようにして、前記i)の態様の(A)成分を調製した。
温度計、冷却器および撹拌機を備えた4つ口フラスコに、フルフリルアルコール827.1質量部と、尿素24.18質量部と、92質量%パラホルムアルデヒド33.9質量部と、15質量%水酸化ナトリウム水溶液2.0質量部とを投入し、80℃で1時間反応させた(第1の付加反応)。その後、10質量%塩酸3.0質量部添加して、さらに3時間反応させた(縮合反応)。その後、15質量%水酸化ナトリウム水溶液2.0質量部と、尿素14.82質量部とを添加して、さらに30分間反応させて(第2の付加反応)、反応混合物を得た。得られた反応混合物に、シランカップリング剤(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)1.8質量部を添加し、(A)成分とシランカップリング剤と水とを含む混合物(α)908.8質量部を得た。
混合物(α)の総質量に対する(A)成分の含有量は88.2質量%であり、シランカップリング剤の含有量は0.2質量%であり、水の含有量は11.6質量%である。また、(A)成分の総質量に対する窒素原子含有量は、2.3質量%であった。
<(A) component>
The component (A) of the aspect i) was prepared as follows.
In a four-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a stirrer, 827.1 parts by mass of furfuryl alcohol, 24.18 parts by mass of urea, 33.9 parts by mass of 92% by mass paraformaldehyde, and 15% by mass. 2.0 parts by mass of an aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was reacted at 80° C. for 1 hour (first addition reaction). Thereafter, 3.0 parts by mass of 10% by mass hydrochloric acid was added, and the reaction was further continued for 3 hours (condensation reaction). Then, 2.0 mass parts of 15 mass% sodium hydroxide aqueous solution and 14.82 mass parts of urea were added, and it was made to react for further 30 minutes (2nd addition reaction), and the reaction mixture was obtained. 1.8 parts by mass of a silane coupling agent (N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane) was added to the obtained reaction mixture, and the component (A), the silane coupling agent and water were included. 908.8 parts by mass of the mixture (α) was obtained.
The content of the component (A) with respect to the total mass of the mixture (α) was 88.2% by mass, the content of the silane coupling agent was 0.2% by mass, and the content of water was 11.6% by mass. Is. The nitrogen atom content was 2.3 mass% with respect to the total mass of the component (A).

<(B)成分>
(B)成分として、以下に示すものを用いた。
・ノボラック型フェノール樹脂(i):群栄化学工業株式会社製の商品名「BPF−SG」、質量平均分子量310。
・ノボラック型フェノール樹脂(ii):群栄化学工業株式会社製の商品名「PSM−4261」、質量平均分子量1050。
・ノボラック型フェノール樹脂(iii):群栄化学工業株式会社製の商品名「PSM−4324」、質量平均分子量1950。
・ノボラック型フェノール樹脂(iv):群栄化学工業株式会社製の商品名「PSM−4326」、質量平均分子量6400。
<(B) component>
The components shown below were used as the component (B).
-Novolak type phenol resin (i): trade name "BPF-SG" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., mass average molecular weight 310.
-Novolak type phenol resin (ii): trade name "PSM-4261" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., mass average molecular weight 1050.
-Novolak type phenol resin (iii): product name "PSM-4324" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., mass average molecular weight 1950.
-Novolak type phenol resin (iv): trade name "PSM-4326" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., mass average molecular weight 6400.

<(B’)成分>
(B)成分の比較品((B’)成分)として、以下に示すものを用いた。
・レゾール型フェノール樹脂:群栄化学工業株式会社製の商品名「GEB−100KF」、質量平均分子量1000。
・レゾルシン:住友化学株式会社製の商品名「レゾルシン」。
<(B') component>
As the comparative product of the component (B) (component (B′)), the following was used.
Resol type phenol resin: trade name "GEB-100KF" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., mass average molecular weight 1000.
-Resorcin: Sumitomo Chemical Co., Ltd. trade name "Resorcin".

<(C)成分>
(C)成分として、JNC株式会社製の商品名「サイラエースS−310」を用いた。
<(C) component>
As the component (C), the product name “Sila Ace S-310” manufactured by JNC Corporation was used.

<耐火性粒状材料>
耐火性粒状材料として、珪砂(三菱商事建材株式会社製、フリーマントル新砂)を用いた。
<Fireproof granular material>
Quartz sand (manufactured by Mitsubishi Corporation Building Materials Co., Ltd., Fremantle Shinsand) was used as the refractory granular material.

<酸触媒>
酸触媒として、以下に示すものを用いた。
・GH−20:硫酸およびキシレンスルホン酸を含む酸触媒(群栄化学工業株式会社製の商品名「GH−20」、酸触媒の総質量に対するS含有量17.59質量%)。
・LH−100:メタキシレンスルホン酸および乳酸を含む酸触媒(群栄化学工業株式会社製の商品名「LH−100」、酸触媒の総質量に対するS含有量3.44質量%)。
<Acid catalyst>
The following acid catalysts were used.
GH-20: Acid catalyst containing sulfuric acid and xylene sulfonic acid (trade name "GH-20" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., S content 17.59% by mass relative to the total mass of the acid catalyst).
LH-100: an acid catalyst containing metaxylene sulfonic acid and lactic acid (trade name "LH-100" manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., S content 3.44% by mass relative to the total mass of the acid catalyst).

<測定・評価>
(水の含有量の測定)
混合物(α)の水の含有量は、JIS K 0068の化学製品の水分試験方法によって求めた。
<Measurement and evaluation>
(Measurement of water content)
The water content of the mixture (α) was determined by the water content test method for chemical products of JIS K0068.

(窒素原子含有量の測定)
窒素原子含有量は、JIS K 0102の工場排水試験方法の滴定法によって求めた。
(Measurement of nitrogen atom content)
The nitrogen atom content was determined by the titration method of the JIS K 0102 factory wastewater test method.

(質量平均分子量の測定)
ノボラック型フェノール樹脂およびレゾール型フェノール樹脂の質量平均分子量は、GPC測定装置(東ソー株式会社社製、HPLC8320GPC)およびカラム(東ソー株式会社社製、TSKgel G3000HXL+G2000HKL+G2000HKL)を使用し、標準物質にポリスチレンを用いて測定した。
(Measurement of mass average molecular weight)
The mass average molecular weights of the novolac type phenol resin and the resol type phenol resin are GPC measuring device (Tosoh Corporation, HPLC8320GPC) and column (Tosoh Corporation, TSKgel G3000HXL+G2000HKL+G2000HKL), and polystyrene is used as a standard substance. It was measured.

(粘度の測定)
粘結剤組成物を測定容器に1.1mL入れ、E型粘度計(東機産業株式会社製の商品名「VISCOMETER TV−25」)を使用して、25℃における粘度を測定した。
(Measurement of viscosity)
1.1 mL of the binder composition was put in a measuring container, and the viscosity at 25° C. was measured using an E-type viscometer (trade name “VISCOMETER TV-25” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

(可使時間の測定)
可使時間は、JACT試験法HM−2によって求めた。
(Measurement of pot life)
The pot life was determined by JACT test method HM-2.

(圧縮強度の測定)
各実施例および比較例で得られたテストピースの圧縮強度(鋳型強度)は、JIS Z 2601の鋳物砂の試験方法に準じて、卓上抗圧力試験機(高千穂機械株式会社製)を用いることで測定した。
(Measurement of compressive strength)
The compressive strength (mold strength) of the test pieces obtained in each of the examples and comparative examples was determined by using a tabletop anti-pressure tester (manufactured by Takachiho Machine Co., Ltd.) in accordance with JIS Z 2601 test method for foundry sand. It was measured.

(S削減率の算出)
下記式(1)よりS削減率を求めた。
S削減率={(Y−X)/Y}×100 ・・・(1)
(式(1)中、Xは各実施例または比較例1を除く各比較例における、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量であり、Yは比較例1における、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量である。)
(Calculation of S reduction rate)
The S reduction rate was calculated from the following formula (1).
S reduction rate={(Y−X)/Y}×100 (1)
(In the formula (1), X is the amount of S added per 1 kg of the refractory granular material in each of Examples and Comparative Examples other than Comparative Example 1, and Y is per 1 kg of the refractory granular material in Comparative Example 1. It is the amount of S added.)

[実施例1]
<粘結剤組成物の製造>
(A)成分、(B)成分および(C)成分の固形分量、並びに水の配合量(混合物(α)に含まれる水を含む)が表1に示す値となるように、混合物(α)と、(B)成分としてノボラック型フェノール樹脂(i)と、(C)成分と、水とを品川式万能撹拌機(株式会社品川工業所製、MIXER)に投入し、これらを混合して粘結剤組成物を得た。
得られた粘結剤組成物の粘度を測定した。結果を表1に示す。
[Example 1]
<Production of binder composition>
The mixture (α) is adjusted so that the solid contents of the components (A), (B) and (C) and the blending amount of water (including water contained in the mixture (α)) have the values shown in Table 1. Then, the novolac-type phenol resin (i) as the component (B), the component (C), and water are introduced into a Shinagawa universal stirrer (Mixer manufactured by Shinagawa Kogyo Co., Ltd.), and the mixture is mixed. A binder composition was obtained.
The viscosity of the obtained binder composition was measured. The results are shown in Table 1.

<砂組成物の製造>
砂組成物の可使時間が10分となるように、GH−20とLH−100とを質量比(GH−20:LH−100=58:42)で混合した触媒組成物を酸触媒として用いた。
得られた触媒組成物の総質量に対するS含有量は、11.65質量%(=17.59×0.58+3.44×0.42)である。
<Production of sand composition>
A catalyst composition obtained by mixing GH-20 and LH-100 in a mass ratio (GH-20:LH-100=58:42) is used as an acid catalyst so that the sand composition has a pot life of 10 minutes. I was there.
The S content with respect to the total mass of the obtained catalyst composition was 11.65% by mass (=17.59×0.58+3.44×0.42).

耐火性粒状材料100質量部と、先に得られた粘結剤組成物0.8質量部と、触媒組成物0.32質量部とを品川式万能撹拌機(株式会社品川工業所製、MIXER)に投入し、これらを混合して砂組成物を得た。
耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量は0.373g(=0.32×0.1165×10)である。
得られた砂組成物について、S削減率を求めた。結果を表1に示す。
A Shinagawa universal stirrer (manufactured by Shinagawa Industry Co., Ltd., MIXER) containing 100 parts by mass of the refractory granular material, 0.8 parts by mass of the binder composition obtained above, and 0.32 parts by mass of the catalyst composition. ) And mixed with each other to obtain a sand composition.
The amount of S added per 1 kg of the refractory granular material is 0.373 g (=0.32×0.1165×10).
The S reduction rate was determined for the obtained sand composition. The results are shown in Table 1.

<テストピースの製造>
得られた砂組成物の一部を、直ちに温度25℃、湿度40%の条件下、内径50mm、高さ50mmの円柱状の型が形成されたテストピース作製用木型に充填して硬化させ、硬化開始から1時間経過後にテストピースを取り出した(抜型時間1時間)。
得られたテストピースについて、硬化開始から24時間経過後の圧縮強度を測定した。結果を表1に示す。
<Manufacture of test pieces>
A part of the obtained sand composition was immediately filled into a wooden mold for making a test piece in which a columnar mold having an inner diameter of 50 mm and a height of 50 mm was formed and cured under the conditions of a temperature of 25° C. and a humidity of 40%. The test piece was taken out 1 hour after the initiation of curing (molding time 1 hour).
The compressive strength of the obtained test piece was measured 24 hours after the initiation of curing. The results are shown in Table 1.

[実施例2〜20]
(B)成分の種類を表1〜4に示すものに変更し、(A)成分、(B)成分および(C)成分の固形分量、並びに水の配合量(混合物(α)に含まれる水を含む)が表1〜4に示す値となるように、混合物(α)、(B)成分、(C)成分および水の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして粘結剤組成物を製造した。
得られた粘結剤組成物の粘度を測定した。結果を表1〜4に示す。
[Examples 2 to 20]
The types of the component (B) were changed to those shown in Tables 1 to 4, and the solid contents of the components (A), (B) and (C), and the blending amount of water (the water contained in the mixture (α)). So as to have the values shown in Tables 1 to 4 except that the blending amounts of the mixture (α), (B) component, (C) component and water were changed. An agent composition was produced.
The viscosity of the obtained binder composition was measured. The results are shown in Tables 1 to 4.

得られた粘結剤組成物を用い、かつ、砂組成物の可使時間が10分となるように、GH−20とLH−100との質量比を表1〜4に示す値となるように変更した触媒組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして砂組成物およびテストピースを製造した。
触媒組成物の総質量に対するS含有量、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量、およびS削減率と、テストピースの圧縮強度を測定した。結果を表1〜4に示す。
Using the obtained binder composition, and so that the mass ratio of GH-20 and LH-100 is the value shown in Tables 1 to 4 so that the pot life of the sand composition is 10 minutes. A sand composition and a test piece were produced in the same manner as in Example 1 except that the catalyst composition changed to was used.
The S content with respect to the total mass of the catalyst composition, the S addition amount per kg of the refractory granular material, the S reduction rate, and the compressive strength of the test piece were measured. The results are shown in Tables 1 to 4.

[比較例1]
(A)成分、(B)成分および(C)成分の固形分量、並びに水の配合量(混合物(α)に含まれる水を含む)が表5に示す値となるように、混合物(α)、(B)成分、(C)成分および水の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして粘結剤組成物を製造した。
得られた粘結剤組成物の粘度を測定した。結果を表5に示す。
[Comparative Example 1]
The mixture (α) is adjusted so that the solid contents of the components (A), (B) and (C) and the blending amount of water (including water contained in the mixture (α)) have the values shown in Table 5. A binder composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the components (B), (C) and water were changed.
The viscosity of the obtained binder composition was measured. The results are shown in Table 5.

得られた粘結剤組成物を用い、かつ、砂組成物の可使時間が10分となるように、GH−20とLH−100との質量比を表5に示す値となるように変更した触媒組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして砂組成物およびテストピースを製造した。
触媒組成物の総質量に対するS含有量、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量と、テストピースの圧縮強度を測定した。結果を表5に示す。
Using the obtained binder composition, and changing the mass ratio of GH-20 and LH-100 to the values shown in Table 5 so that the pot life of the sand composition is 10 minutes. A sand composition and a test piece were produced in the same manner as in Example 1 except that the above catalyst composition was used.
The S content with respect to the total mass of the catalyst composition, the S addition amount per kg of the refractory granular material, and the compressive strength of the test piece were measured. The results are shown in Table 5.

[比較例2〜5]
(B)成分の種類を表5に示すものに変更し、(A)成分、(B)成分および(C)成分の固形分量、並びに水の配合量(混合物(α)に含まれる水を含む)が表5に示す値となるように、混合物(α)、(B)成分、(C)成分および水の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして粘結剤組成物を製造した。
得られた粘結剤組成物の粘度を測定した。結果を表5に示す。
[Comparative Examples 2 to 5]
The kind of the component (B) was changed to that shown in Table 5, and the solid contents of the components (A), (B) and (C), and the blending amount of water (including water contained in the mixture (α)). ) Becomes a value shown in Table 5, except that the blending amounts of the mixture (α), the component (B), the component (C) and water were changed to obtain a binder composition in the same manner as in Example 1. Manufactured.
The viscosity of the obtained binder composition was measured. The results are shown in Table 5.

得られた粘結剤組成物を用い、かつ、砂組成物の可使時間が10分となるように、GH−20とLH−100との質量比を表5に示す値となるように変更した触媒組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして砂組成物およびテストピースを製造した。
触媒組成物の総質量に対するS含有量、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量、およびS削減率と、テストピースの圧縮強度を測定した。結果を表5に示す。
Using the obtained binder composition, and changing the mass ratio of GH-20 and LH-100 to the values shown in Table 5 so that the pot life of the sand composition is 10 minutes. A sand composition and a test piece were produced in the same manner as in Example 1 except that the above catalyst composition was used.
The S content with respect to the total mass of the catalyst composition, the S addition amount per kg of the refractory granular material, the S reduction rate, and the compressive strength of the test piece were measured. The results are shown in Table 5.

[比較例6〜15]
(B)成分の代わりに表6、7に示す(B’)成分を用い、(A)成分、(B’)成分および(C)成分の固形分量、並びに水の配合量(混合物(α)に含まれる水を含む)が表6、7に示す値となるように、混合物(α)、(B’)成分、(C)成分および水の配合量を変更した以外は、実施例1と同様にして粘結剤組成物を製造した。
得られた粘結剤組成物の粘度を測定した。結果を表6、7に示す。
[Comparative Examples 6 to 15]
The components (B′) shown in Tables 6 and 7 are used instead of the component (B), the solid contents of the components (A), (B′) and (C), and the blending amount of water (mixture (α) Example 1 except that the amounts of the mixture (α), the component (B′), the component (C) and the water were changed so that the water content (including water contained in) was the values shown in Tables 6 and 7. A binder composition was produced in the same manner.
The viscosity of the obtained binder composition was measured. The results are shown in Tables 6 and 7.

得られた粘結剤組成物を用い、かつ、砂組成物の可使時間が10分となるように、GH−20とLH−100との質量比を表6、7に示す値となるように変更した触媒組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして砂組成物およびテストピースを製造した。
触媒組成物の総質量に対するS含有量、耐火性粒状材料1kg当たりのS添加量、およびS削減率と、テストピースの圧縮強度を測定した。結果を表6、7に示す。
Using the obtained binder composition, and so that the mass ratio of GH-20 and LH-100 has the values shown in Tables 6 and 7 so that the pot life of the sand composition is 10 minutes. A sand composition and a test piece were produced in the same manner as in Example 1 except that the catalyst composition changed to was used.
The S content with respect to the total mass of the catalyst composition, the S addition amount per kg of the refractory granular material, the S reduction rate, and the compressive strength of the test piece were measured. The results are shown in Tables 6 and 7.

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表1〜7中の(A)成分、(B)成分もしくは(B’)成分、並びに(C)成分の配合量は固形分量である。また、(C)成分の配合量には混合物(α)に含まれるシランカップリング剤の量も含まれ、水の配合量には混合物(α)に含まれる水の量も含まれる。
表1〜7中の各成分の含有量は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対する、各成分の含有量(質量%)である。「A+B」は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対する、(A)成分および(B)成分の含有量の合計(質量%)である。「A:B」は(A)成分と(B)成分との質量比である。「A+B’」は、粘結剤組成物の固形分の総質量に対する、(A)成分および(B’)成分の含有量の合計(質量%)である。「A:B’」は(A)成分と(B’)成分との質量比である。
なお、表1〜7中における各成分の配合量および含有量については、四捨五入の有効数字の関係で合計が100質量%にならない場合もある。
The compounding amounts of the component (A), the component (B) or the component (B'), and the component (C) in Tables 1 to 7 are solid contents. Further, the blending amount of the component (C) includes the amount of the silane coupling agent included in the mixture (α), and the blending amount of water includes the amount of water included in the mixture (α).
The content of each component in Tables 1 to 7 is the content (% by mass) of each component with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. “A+B” is the total content (% by mass) of the components (A) and (B) with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. “A:B” is a mass ratio of the component (A) and the component (B). “A+B′” is the total content (% by mass) of the components (A) and (B′) with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. “A:B′” is the mass ratio of the component (A) and the component (B′).
In addition, about the compounding quantity and content of each component in Tables 1-7, the sum total may not be 100 mass% because of the relation of the effective figures rounded off.

表1〜7の結果より、各実施例で得られた粘結剤組成物の粘度は、いずれも実用的な範囲内であった。また、各実施例で得られた砂組成物におけるS削減率はいずれも高く、耐火性粒状材料へのS添加量が充分に削減されていることが示された。さらに、各実施例で得られたテストピースは、比較例11〜15で得られたテストピースよりも強度が高く、いずれも実用的な範囲内であった。
対して、比較例2〜5の場合、S削減率は高かったが、同じ種類の(B)成分を用いた実施例と比べて、比較例2〜5で得られた粘結剤組成物の粘度は高く、テストピースの強度は低かった。
比較例6〜10の場合、粘結剤組成物の粘度およびテストピースの強度は実用的な範囲内であったが、S削減率が低かった。
よって、本発明の粘結剤組成物によれば、可使時間、粘度および鋳型強度を実用的な範囲としつつ、耐火性粒状材料へのS添加量を削減でき、フラン樹脂とレゾルシンとを併用した粘結剤(比較例11〜15)と同等の性能を維持しつつ、粘結剤組成物や鋳型の製造コストを削減できることが示された。

From the results of Tables 1 to 7, the viscosity of the binder composition obtained in each example was within the practical range. Further, the S reduction rate in each of the sand compositions obtained in each example was high, and it was shown that the S addition amount to the refractory granular material was sufficiently reduced. Furthermore, the test pieces obtained in the respective examples had higher strength than the test pieces obtained in Comparative Examples 11 to 15, and all were within the practical range.
On the other hand, in the case of Comparative Examples 2 to 5, the S reduction rate was high, but compared with the Examples using the same type of component (B), the binder compositions obtained in Comparative Examples 2 to 5 were used. The viscosity was high and the strength of the test piece was low.
In Comparative Examples 6 to 10, the viscosity of the binder composition and the strength of the test piece were within the practical range, but the S reduction rate was low.
Therefore, according to the binder composition of the present invention, it is possible to reduce the amount of S added to the refractory granular material while keeping the pot life, viscosity and mold strength in the practical range, and to use furan resin and resorcin in combination. It was shown that the production cost of the binder composition and the mold can be reduced while maintaining the performance equivalent to that of the binders (Comparative Examples 11 to 15).

Claims (9)

S含有酸を含む酸触媒で硬化させる粘結剤組成物であって、
下記(A)成分と、下記(B)成分とを含有し、
下記(A)成分と下記(B)成分との質量比(A:B)が100:0.5〜100:45であり、
前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する下記(B)成分の含有量が0.5〜30質量%である、粘結剤組成物。
(A)成分:フルフリルアルコールまたはフラン樹脂
(B)成分:ノボラック型フェノール樹脂
A binder composition which is cured by an acid catalyst containing an S-containing acid,
Contains the following component (A) and the following component (B),
The mass ratio (A:B) of the following component (A) and the following component (B) is 100:0.5 to 100:45,
The binder composition in which the content of the following component (B) is 0.5 to 30 mass% with respect to the total mass of the solid content of the binder composition.
(A) component: furfuryl alcohol or furan resin (B) component: novolac type phenol resin
前記(B)成分の質量平均分子量が200〜8000である、請求項1に記載の粘結剤組成物。 The binder composition according to claim 1, wherein the component (B) has a mass average molecular weight of 200 to 8000. 前記(B)成分中に残存する原料モノマーの含有量が、前記(B)成分の固形分の総質量に対して0.1質量%未満である、請求項1または2に記載の粘結剤組成物。 The binder according to claim 1 or 2, wherein the content of the raw material monomer remaining in the component (B) is less than 0.1% by mass based on the total mass of the solid content of the component (B). Composition. 前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する前記(A)成分の含有量が70〜99.5質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の粘結剤組成物。 The binder composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the component (A) is 70 to 99.5 mass% with respect to the total mass of the solid content of the binder composition. .. 前記粘結剤組成物の固形分の総質量に対する前記(A)成分および前記(B)成分の含有量の合計が97質量%以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の粘結剤組成物。 5. The total content of the component (A) and the component (B) with respect to the total mass of the solid content of the binder composition is 97% by mass or more, according to any one of claims 1 to 4. Binder composition. 下記(C)成分をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の粘結剤組成物。
(C)成分:シランカップリング剤
The binder composition according to claim 1, further comprising the following component (C).
Component (C): Silane coupling agent
請求項1〜6のいずれか一項に記載の粘結剤組成物と、耐火性粒状材料と、S含有酸を含む酸触媒とを含有する、砂組成物。 A sand composition containing the binder composition according to any one of claims 1 to 6, a refractory granular material, and an acid catalyst containing an S-containing acid. 前記粘結剤組成物の含有量が固形分換算で、前記耐火性粒状材料100質量部に対して0.1〜3質量部である、請求項7に記載の砂組成物。 The sand composition according to claim 7, wherein the content of the binder composition is 0.1 to 3 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the refractory granular material. 請求項7または8に記載の砂組成物を鋳型造型用型に充填し、前記砂組成物に含まれる粘結剤組成物を硬化させる、鋳型の製造方法。 A method for producing a mold, comprising filling the sand composition according to claim 7 or 8 in a mold for molding, and curing the binder composition contained in the sand composition.
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