JP4221633B2 - シェルモールド用樹脂粘結剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシェルモールド用樹脂粘結剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋳物用樹脂被覆砂(以下ＲＣＳと略)に用いられている粘結剤は、フェノールとホルムアルデヒドを酸性またはアルカリ性で反応させて得られるノボラック型またはレゾール型フェノール樹脂が用いられているが、これを用いた鋳型は剛性が高く、鋳込み時に割れを生じる欠点を有している。このため、フェノール樹脂にビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ精製残サ物やビンソールなどを配合し割れ防止する方法が一般に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フェノール樹脂に上記材料を配合する方法では、硬化速度が遅くなる、曝熱時にススが発生しやすい、造型時に特異な臭気を発生する、また、ビスフェノールＡは環境ホルモン問題の懸念があるなどの問題があった。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、これらの欠点のないシェルモールド用樹脂粘結剤を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のシェルモールド用樹脂粘結剤は、フェノール樹脂１００重量部に対して、テルペン類とフェノールの付加体(以下ＴＰＰｈ付加体と略)５〜１００重量部を混合または混融させることを特徴とするものである。
本発明の粘結剤を被覆したＲＣＳを用いて２００〜３００℃で製造された鋳型は、従来の鋳型に比べて、曝熱時にススが発生せず割れ防止にも効果のあることが確認できた。
本発明において使用されるフェノール樹脂のフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノールなどが用いられ、アルデヒド類としては、パラホルム、ホルマリンなどが用いられる。
本発明に使用されるフェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂およびそれらの混合物、混融物が使用できる。ノボラック型フェノール樹脂としては、通常用いられているフェノール・ホルムアルデヒドノボラック型フェノール樹脂の他、ハイオルソ型ノボラック樹脂、アルキルフェノール変性ノボラック樹脂が使用される。
【０００５】
本発明に使用できるレゾール型フェノール樹脂としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物を触媒として得られるレゾール型フェノール樹脂、アンモニアまたはアミン類を触媒として得られるレゾール型フェノール樹脂、アンモニアまたはアミン類とアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物との併用触媒によって得られるレゾール型フェノール樹脂が使用できる。
上記ノボラック型フェノール樹脂粘結剤とレゾール型フェノール樹脂粘結剤を併用してＲＣＳを製造することも可能である。また、フェノール樹脂としてレゾール型フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の混融物を使用することは鋳型強度が向上するため好ましい。
【０００６】
ノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを併用または混融して用いる場合、両者の割合は特に制限はないが、レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して、ノボラック型フェノール樹脂６０重量部以下、好ましくは３０〜５０重量部である。ノボラック型フェノール樹脂が多すぎると硬化速度が遅くなる傾向がある。
本発明に使用されるＴＰＰｈ付加体としては、テルペンジフェノール、テルペンフェノール共重合体物いずれも同様の効果が得られる。テルペンジフェノール、テルペンフェノール共重合体物としては、ＹＰ-９０、ＹＰ-９０Ｌ(いずれも、ヤスハラケミカル社製商品名)などが挙げられる。添加量は、５重量部未満では効果が小さく、１００重量部を越えると強度の低下が著しく好ましくない。
本発明に使用されるフェノール樹脂中には、本発明の本質的な効果を阻害しない範囲で、必要に応じ、当業界において常用される芳香族有機酸等の硬化促進剤、滑剤およびシランカップリング剤などを配合してもよい。
芳香族有機酸としてはサリチル酸や安息香酸等が用いられる。芳香族有機酸の添加量はフェノール樹脂１００重量部に対して、０.０５〜５重量部が好ましい。０.０５重量部未満では効果が小さく、５重量部を超えるとＲＣＳがブロッキングしやすくなる傾向がある。
【０００７】
滑剤は、鋳型強度の向上、耐ブロッキング性の向上をもたらすため配合することが好ましい。滑剤としては、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、オキシステアリン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、オレイン酸アマイド、メチロールアマイト、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、モンタンワックス、カルナバワックス等が使用できる。滑剤の添加量はフェノール樹脂１００重量部に対して、０.３〜５重量部使用することが望ましい。０.３重量部未満では効果が小さく、５重量部以上では硬化速度が遅くなり、砂粒間の接着力が阻害される傾向がある。
滑剤を配合する方法は、特に限定されないが、フェノール樹脂合成後１５０℃以上で添加混合することが好ましい。また、滑剤は樹脂製造後、粘結剤と砂とを混練してＲＣＳを製造する際に添加することもできる。
【０００８】
シランカップリング剤は通常、砂と樹脂との接着力を大きくするために配合する。本発明のシェルモールド用樹脂粘結剤に配合しうるシランカップリング剤としては、特に限定するものではないが、アミノシランカップリング剤が好ましく、Ｎ−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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等が用いられ、その配合量は特に限定されないが、フェノール樹脂１００重量部に対して、０.０５〜５重量部使用することが望ましい。０.０５重量部未満ではカップリング剤による強度向上の効果が小さく、５重量部を超えるとＲＣＳがブロッキングしやすくなる傾向がある。
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。
【０００９】
【実施例】
実施例１
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つロフラスコにフェノール１３４０ｇ、３７％ホルマリン９１６ｇ及び蓚酸１０ｇを添加し、攪拌しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、減圧下で濃縮を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでＴＰＰｈ付加体(ヤスハラケミカル製:ＹＰ-９０)１２１５ｇ、滑材としてエチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加し１時間攪拌混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤２５７０ｇを得た。
実施例２
実施例１のＹＰ-９０の量を３５０ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
実施例３
実施例１のＹＰ-９０の量を１０８ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４５８ｇを得た。
実施例４
実施例１のＹＰ-９０の代わりにＴＰＰｈ付加体として(ヤスハラケミカル製:ＹＰ-９０Ｌ)１２１５ｇを用いたほかは実施例１と同様の操作を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでエチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤２５７０ｇを得た。
実施例５
実施例４のＹＰ-９０Ｌの量を３５０ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
実施例６
実施例４のＹＰ-９０Ｌの量を１０８ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４５８ｇを得た。
【００１０】
比較例１
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つロフラスコにフェノール１３４０ｇ、３７％ホルマリン９１６ｇおよび蓚酸１０ｇを添加し、攪拌しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、減圧下で濃縮を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでエチレンビスステアリン酸アマイド２８ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４００ｇを得た。
比較例２
比較例１の配合で、比較例１と同様の操作を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、ビスフェノールＡ３５０ｇ、エチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
【００１１】
樹脂被覆砂(ＲＣＳ)の製造
１５０℃に加熱した再生砂１０kｇに上記実施例および比較例で得られた各樹脂２３０ｇをスピードミキサーで４０秒間混練した後、次いで１５％ヘキサメチレンテトラミン水溶液１３５ｇを添加、砂が崩壊するまで混練し、更にステアリン酸カルシウム１０ｇを添加し２０秒間混合後、ミキサーから排出しＲＣＳを得た。得られたＲＣＳを用いて抗折強度、融着点、ベンド、曝熱時における膨張特性ならびに膨張特性測定時にスス発生の様子を目視判定した。ＲＣＳ特性結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】
表１に示す結果から明らかなごとく、本発明によれば、熱膨張特性に優れ、また、曝熱時のスス発生が少ないＲＣＳが得られ、優れたシェルモールド用粘結剤を提供することが可能になった。
【発明の属する技術分野】
本発明はシェルモールド用樹脂粘結剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋳物用樹脂被覆砂(以下ＲＣＳと略)に用いられている粘結剤は、フェノールとホルムアルデヒドを酸性またはアルカリ性で反応させて得られるノボラック型またはレゾール型フェノール樹脂が用いられているが、これを用いた鋳型は剛性が高く、鋳込み時に割れを生じる欠点を有している。このため、フェノール樹脂にビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ精製残サ物やビンソールなどを配合し割れ防止する方法が一般に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フェノール樹脂に上記材料を配合する方法では、硬化速度が遅くなる、曝熱時にススが発生しやすい、造型時に特異な臭気を発生する、また、ビスフェノールＡは環境ホルモン問題の懸念があるなどの問題があった。
本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、これらの欠点のないシェルモールド用樹脂粘結剤を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のシェルモールド用樹脂粘結剤は、フェノール樹脂１００重量部に対して、テルペン類とフェノールの付加体(以下ＴＰＰｈ付加体と略)５〜１００重量部を混合または混融させることを特徴とするものである。
本発明の粘結剤を被覆したＲＣＳを用いて２００〜３００℃で製造された鋳型は、従来の鋳型に比べて、曝熱時にススが発生せず割れ防止にも効果のあることが確認できた。
本発明において使用されるフェノール樹脂のフェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノールなどが用いられ、アルデヒド類としては、パラホルム、ホルマリンなどが用いられる。
本発明に使用されるフェノール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂およびそれらの混合物、混融物が使用できる。ノボラック型フェノール樹脂としては、通常用いられているフェノール・ホルムアルデヒドノボラック型フェノール樹脂の他、ハイオルソ型ノボラック樹脂、アルキルフェノール変性ノボラック樹脂が使用される。
【０００５】
本発明に使用できるレゾール型フェノール樹脂としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物を触媒として得られるレゾール型フェノール樹脂、アンモニアまたはアミン類を触媒として得られるレゾール型フェノール樹脂、アンモニアまたはアミン類とアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物との併用触媒によって得られるレゾール型フェノール樹脂が使用できる。
上記ノボラック型フェノール樹脂粘結剤とレゾール型フェノール樹脂粘結剤を併用してＲＣＳを製造することも可能である。また、フェノール樹脂としてレゾール型フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の混融物を使用することは鋳型強度が向上するため好ましい。
【０００６】
ノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを併用または混融して用いる場合、両者の割合は特に制限はないが、レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して、ノボラック型フェノール樹脂６０重量部以下、好ましくは３０〜５０重量部である。ノボラック型フェノール樹脂が多すぎると硬化速度が遅くなる傾向がある。
本発明に使用されるＴＰＰｈ付加体としては、テルペンジフェノール、テルペンフェノール共重合体物いずれも同様の効果が得られる。テルペンジフェノール、テルペンフェノール共重合体物としては、ＹＰ-９０、ＹＰ-９０Ｌ(いずれも、ヤスハラケミカル社製商品名)などが挙げられる。添加量は、５重量部未満では効果が小さく、１００重量部を越えると強度の低下が著しく好ましくない。
本発明に使用されるフェノール樹脂中には、本発明の本質的な効果を阻害しない範囲で、必要に応じ、当業界において常用される芳香族有機酸等の硬化促進剤、滑剤およびシランカップリング剤などを配合してもよい。
芳香族有機酸としてはサリチル酸や安息香酸等が用いられる。芳香族有機酸の添加量はフェノール樹脂１００重量部に対して、０.０５〜５重量部が好ましい。０.０５重量部未満では効果が小さく、５重量部を超えるとＲＣＳがブロッキングしやすくなる傾向がある。
【０００７】
滑剤は、鋳型強度の向上、耐ブロッキング性の向上をもたらすため配合することが好ましい。滑剤としては、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、オキシステアリン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、オレイン酸アマイド、メチロールアマイト、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、モンタンワックス、カルナバワックス等が使用できる。滑剤の添加量はフェノール樹脂１００重量部に対して、０.３〜５重量部使用することが望ましい。０.３重量部未満では効果が小さく、５重量部以上では硬化速度が遅くなり、砂粒間の接着力が阻害される傾向がある。
滑剤を配合する方法は、特に限定されないが、フェノール樹脂合成後１５０℃以上で添加混合することが好ましい。また、滑剤は樹脂製造後、粘結剤と砂とを混練してＲＣＳを製造する際に添加することもできる。
【０００８】
シランカップリング剤は通常、砂と樹脂との接着力を大きくするために配合する。本発明のシェルモールド用樹脂粘結剤に配合しうるシランカップリング剤としては、特に限定するものではないが、アミノシランカップリング剤が好ましく、Ｎ−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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等が用いられ、その配合量は特に限定されないが、フェノール樹脂１００重量部に対して、０.０５〜５重量部使用することが望ましい。０.０５重量部未満ではカップリング剤による強度向上の効果が小さく、５重量部を超えるとＲＣＳがブロッキングしやすくなる傾向がある。
以下、本発明を実施例に基づき更に説明する。
【０００９】
【実施例】
実施例１
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つロフラスコにフェノール１３４０ｇ、３７％ホルマリン９１６ｇ及び蓚酸１０ｇを添加し、攪拌しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、減圧下で濃縮を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでＴＰＰｈ付加体(ヤスハラケミカル製:ＹＰ-９０)１２１５ｇ、滑材としてエチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加し１時間攪拌混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤２５７０ｇを得た。
実施例２
実施例１のＹＰ-９０の量を３５０ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
実施例３
実施例１のＹＰ-９０の量を１０８ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４５８ｇを得た。
実施例４
実施例１のＹＰ-９０の代わりにＴＰＰｈ付加体として(ヤスハラケミカル製:ＹＰ-９０Ｌ)１２１５ｇを用いたほかは実施例１と同様の操作を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでエチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤２５７０ｇを得た。
実施例５
実施例４のＹＰ-９０Ｌの量を３５０ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
実施例６
実施例４のＹＰ-９０Ｌの量を１０８ｇにしたほかは実施例１と同様の操作を行いノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４５８ｇを得た。
【００１０】
比較例１
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つロフラスコにフェノール１３４０ｇ、３７％ホルマリン９１６ｇおよび蓚酸１０ｇを添加し、攪拌しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、減圧下で濃縮を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、次いでエチレンビスステアリン酸アマイド２８ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤１４００ｇを得た。
比較例２
比較例１の配合で、比較例１と同様の操作を行い、軟化点が８５℃になったら終点とし、ビスフェノールＡ３５０ｇ、エチレンビスステアリン酸アマイド３４ｇを添加混合し、ノボラック型フェノール樹脂粘結剤１７００ｇを得た。
【００１１】
樹脂被覆砂(ＲＣＳ)の製造
１５０℃に加熱した再生砂１０kｇに上記実施例および比較例で得られた各樹脂２３０ｇをスピードミキサーで４０秒間混練した後、次いで１５％ヘキサメチレンテトラミン水溶液１３５ｇを添加、砂が崩壊するまで混練し、更にステアリン酸カルシウム１０ｇを添加し２０秒間混合後、ミキサーから排出しＲＣＳを得た。得られたＲＣＳを用いて抗折強度、融着点、ベンド、曝熱時における膨張特性ならびに膨張特性測定時にスス発生の様子を目視判定した。ＲＣＳ特性結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【発明の効果】
表１に示す結果から明らかなごとく、本発明によれば、熱膨張特性に優れ、また、曝熱時のスス発生が少ないＲＣＳが得られ、優れたシェルモールド用粘結剤を提供することが可能になった。
Claims (2)
- フェノール樹脂１００重量部に対して、テルペン類のフェノール付加体を５〜１００重量部を混合または混融させてなるシェルモールド用樹脂粘結剤。
- フェノール樹脂がノボラック型フェノール樹脂とレゾール型フェノール樹脂の混合物である請求項１記載のシェルモールド用樹脂粘結剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079248A JP4221633B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | シェルモールド用樹脂粘結剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079248A JP4221633B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | シェルモールド用樹脂粘結剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259786A JP2001259786A (ja) | 2001-09-25 |
| JP4221633B2 true JP4221633B2 (ja) | 2009-02-12 |
Family
ID=18596517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079248A Expired - Lifetime JP4221633B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | シェルモールド用樹脂粘結剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4221633B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109128008A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-04 | 南通新邦化工科技有限公司 | 一种覆膜砂用润滑剂及其制备方法 |
-
2000
- 2000-03-16 JP JP2000079248A patent/JP4221633B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109128008A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-04 | 南通新邦化工科技有限公司 | 一种覆膜砂用润滑剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001259786A (ja) | 2001-09-25 |
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