JPH02295633A - シエルモールド用樹脂被覆砂 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、シェルモールド用樹脂被覆砂に間するもので
あり、更に詳しくは骨剤として珪砂再生砂を用いて樹脂
量を増加することなく、鋳型造形時に高強度の樹脂被覆
砂が得られるシエルモールド用樹脂被覆砂に間する． く従来の技術〉 従来、シエルモールド用樹脂被覆砂を製造する際使用さ
れるフェノール樹脂としては、一般にフェノール類とホ
ルムアルデヒド類を、モル比０．４〜０．９の割合で、
酸性触媒の存在下で反応させて得られた固形ノボラック
型フェノール樹脂、あるいはこれをメタノールに溶解し
た液状タイプのノボラック型フェノール樹脂を粘結剤と
し、硬化剤にヘキサメチレンテトラミン（以下ヘキサミ
ン）を用い、これらを常温または加熱した珪砂と混合し
て樹脂被覆砂を作成し、この樹脂被覆砂を用いて鋳型を
製造する方法が広く利用されている．このシェルモール
ド用樹脂被覆砂としては例えば特間昭５　１−７７５２
６号公報に間示されている樹脂被覆砂は、樹脂被覆砂を
製造するにあたり、排砂温度を樹脂の軟化点以下に調整
することを特徴として、樹脂被覆砂のプロッキングを防
止しているが、珪砂再生砂を用い樹脂被覆砂を作成した
場合所定の強度が得られない欠点がある。

又、特開昭５９−２　１　５２４　１号公報に間示され
ている樹脂被覆砂は樹脂とアミノシラン及びアミドを同
時に被覆し、高強度の樹脂被覆砂を得ることを特徴とし
ているが、珪砂再生砂を用い樹脂被覆砂を作成した場合
、所定の強度が得られない欠点がある． 更に、特開昭６３−９３４４３号公報に間示されている
樹脂被覆砂は、無機酸を触媒としてノボラック型フェノ
ール樹脂を被覆したもので、ジルコンサンド再生砂に限
定し高強度の樹脂被覆砂が得られているが、他の珪砂再
生砂を用いた場合、例えばアヤラギ珪砂再生砂を用いた
場合所定の強度が得られない欠点がある． く発明が解決しようとする課題〉 上記特開昭５　１−７７５２６号公報、特開昭５９−２
　１　５２４　１号公報、特開昭６３−９３４４３号公
報等に間示されている樹脂被覆砂には、主にシリカ系の
珪砂及びジルコン系の特殊砂が骨剤として使用されてお
り、珪砂新砂を使用する場合は、粘結剤としては、触媒
として一般に多用されている有機酸、例えばシュウ酸、
ギ酸、酢酸なとのカルボン酸やベンゼンスルホン酸、キ
シレンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸なとのスル
ホン酸または無機酸、例えば塩酸、硫酸、燦水硫酸、発
煙硫酸、硝酸、発煙硝酸、リン酸（メタリン酸、ピロリ
ン酸、オルトリン酸、三リン酸、四リン酸）などを単独
で、あるいは有機酸と無機酸とを併用して合成したノボ
ラック型フェノール樹詣であれば、特に問題なく所定の
強度が得られる。

しかし、珪砂再生砂を用いた場合は、珪砂新砂を用いた
場合と比べて珪砂のｐ　Ｈ、酸消費量、微量成分、粘土
分等の変動が生じ、特にアルカリ側に移行するため、そ
の結果上記触媒のうち、カルボン酸、スルホン酸などの
有機酸単独及び無機ａｅｍ独で合成したノボラック型フ
ェノール樹脂を粘結剤として使用した場合は、硬化阻害
を受けるため樹脂被覆砂の強度が低く希望する強度が得
られない．この為所定の強度を得るためには、樹脂量を
増加する必要があり、その結果次に示すような欠点を生
じる． （１）フェノール樹脂は、珪砂再生砂に比べ極めて価格
が高いため鋳型造型コストが高くなる． （２）樹脂量が多くなる為、鋳込み時に発生するガス量
が多く、ガス欠陥不良が多発しやすい． （３）樹ＷＩ量が多くなる為、混練り時の負荷が大きく
なり混練り機の損傷が激しい。

本発明はこれらの欠点を改良し、骨剤として珪砂再生砂
を用いて樹脂量を増加することなく鋳型造型時に良好な
る強度を得ることが出来るシエルモールド用樹脂被覆砂
を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討を重
ねた結果、珪砂再生砂を用いる場合、粘結剤として、有
機酸及びまたは無機酸を触媒として用いて反応したノボ
ラック型フェノール樹脂にカルボン酸を添加＃嗜したノ
ボラック型フェノール樹脂を用いることにより、鋳型造
型時に高強度を得るシエルモールド用樹脂被覆砂となる
ことを見い出し本発明に至った． 即ち、本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂は粘結剤を
燃焼により除去した珪砂再生砂又は珪砂再生砂と珪砂新
砂との混合物に、有機酸及び又は無機酸を触媒として用
いて反応したノボラック型フェノール樹脂にカルボン酸
を添加套漬したノボラック型フェノール樹脂を被覆する
ことを特徴とする． 本発明の樹脂被覆砂に用いられるノボラック型フェノー
ル樹脂の特徴は、触媒としてシュウ酸、酢酸、塩酸、硫
酸、無水硫酸、発煙硫酸、硝酸、発煙硝酸、オルトリン
酸、ピロリン酸、メタリン酸、三リン酸又は四リン酸等
の有機酸及び又は無機酸の１種又は２種以上を併用して
反応したものにカルボン酸として、サリチル酸、安息香
酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸、無水フタル酸
、テレフタル酸、トリメリット酸、ビロメリット酸、メ
リット酸、アジビン酸等の１種又は２種以上を゛　フェ
ノール樹脂１００ｌｉ量部に 対し、１〜２０重量部好ましくは２〜１０！ｊｌ部添加
参曇念城、たものであることにある。これらの有機酸及
び又はｗ４機酸の触媒とカルボンｆｉｅ會添加レ ｉ輪遼一た樹脂により、珪砂再生砂の影響を受け八 ることなく安定して高強度を有するシエルモールド用樹
脂被覆砂を得ることができる． ノボラック型フェノール樹脂の合成に際し、フェノール
類とホルムアルデヒド類のモル比は、特に限定はないが
通常０．４〜０．９である．触媒の量は特に限定はない
が、フェノール類に対し０．　　１〜２．０重量％とす
ることが好ましい．合成条件は通常のノボラック型フェ
ノール樹脂の合成条件が採用される．珪砂再生砂又は珪
砂再生砂と珪砂新砂との混合物１００重量部に対してこ
れを被覆するノボラック型フェノール樹脂の量は１．　
　０〜３．　　０重量部とすることが好ましい．３．０
重量部をこえると鋳型の崩壊性が悪くなり、１．０重量
部未溝では鋳型の強度が不足するので好ましくはない。

樹脂被覆砂の製造方法は一般に行われている方法が用い
られ特に限定するものではない。

また、ノボラック型フェノール樹脂としては、通常用い
られてきたフェノール・ホルムアルデヒドノボラック型
フェノール樹脂のほかハイオルソ型ノボラック樹脂、ア
ルキルフェノール類で変性されたノボラック樹脂も、有
機酸及び又は無機酸を触媒としてカルボン酸を添加念弐
している限り使用することが出来る． 本発明に用いられるノボラック型フェノール樹脂中には
本発明の本質的な硬化を阻害しない範囲で必要に応じ、
ヘキサメチレンテトラミン等の硬化剤、滑剤、珪砂と樹
脂との接着力を大きくするためのシランカップリング剤
等を配合してもよい．フェノール樹脂に滑剤を内添させ
ることは、鋳型の強度向上、耐プロツキング性の向上を
もたらすためにも好ましい。

このような滑剤としてはエチレンビスステアリン酸アマ
イド、メチレンビスステアリン酸アマイド、ステアリン
酸アマイド、ステアリン酸カルシウム等が使用できる。

滑剤の量はフェノール樹脂１００重量部に対し、１．　
　０〜５．　　Ｏｌｉｆｆｉ部が好ましい。

本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂に配合するシラン
カツブリング剤の配合量はフェノール樹脂１００重量部
に対して、０．０５〜２．　　０重量部とすることが好
ましい． く作用〉 珪砂再生砂を用いて、粘結剤として有機酸又は無機酸を
触媒として用い反応したノボラツク型フェノール樹脂に
カルボン酸を添加舎壽したノボラック型フェノール樹脂
を用いることにより高強度が得られる理由は定かではな
く、その理論的解明は今後の研究を待たなければならな
いが、珪砂再生砂がアルカリ側であるため酸性の強いフ
ェノール樹脂を使用することにより中和作用による反応
促進効果があると推定される． 〈実施例〉 本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明は
実施例に限定されるものではない．尚、各実施例に記載
されているｒ部』及びｒ％』は特に断わりのないかぎり
重量基準である．実施例ｌ 温度計、コンデンサー　かきまぜ機の付いたセパラブル
三ツ口フラスコにフェノール１　０００部、５０％ホル
マリン５１１部、シュウ１１７部を仕込み攪拌しながら
徐々に加温し還流温度で３時間反応を行った．次にサリ
チル酸５０部を添加し減圧脱水を行いフラスコ内の温度
が１６０℃に達した時点を終点として、滑剤としてのエ
チレンビスステアリン酸アマイド１０部を添加し均一に
溶解させた後取り出し軟化点８０℃の樹脂９８０部を得
た．この樹脂をアヤラギ珪砂再生砂１００部に対し２．
５部添加し、常法により樹脂を被覆し、シエルモールド
用樹脂被覆砂を得た． 実施例２ 実施例１と同様な方法でシュウ酸７部のかわりに１０％
塩酸１０部を用いて反応し、サリチル酸５０部を添加古
肴し、軟化点８０℃の樹脂９８０部を得た．この樹脂を
アヤラギ珪砂再生砂１００ＮＢに対し２．５部添加し、
常法により樹脂を被覆し、シェルモールド用樹脂被覆砂
を得た． 実施例３ 実施例１と同様な方法で、シュウ酸７部の代わりにオル
トリン酸１０部を用いて反応し、無水フタル＠　５　０
部を添加＃噴し、軟化点７８℃の樹脂９５０部を得た。

この樹脂をアヤラギ珪砂再生砂１００部に対し、２．５
部添加し、常法により樹脂を被覆し、シェルモールド用
樹脂被覆砂を得た．実施例４ 実施例ｌと同様な方法で、シュウ酸７部の代わりに１０
％塩酸５部及びオルトリン酸５部を用いて反応し、安息
香酸５０部を添加合曇し軟化点８０℃の樹脂９８０部を
得た．この樹脂をアヤラギ珪砂再生砂１００部に対し２
．５部添加し、常法により樹脂を被覆し、シエルモール
ド用樹脂被覆砂を得た． 実施例５ 実施例ｌと同様な装置にフェノール１　０００部、５０
％ホルマリン５１１部、シュウ酸７部を仕込み、徐々に
加温し、還流温度にて３時間反応を行った。次に減圧脱
水を行い、フラスコ内温度が１６０℃に達した時点で取
り出し、軟化点８０’Ｃの樹脂９８０部を得た．この樹
脂をアヤラギ珪砂再生１ｉＩ１　００部に対し、２．５
部添加し、常法により樹脂を被覆し、シェルモールド用
樹脂被覆砂を得た． 実施例６ 実施例ｌと同様な装置にフェノールｉ　ｏｏｏ部、５０
％ホルマリン５１１部、ｌＯ％塩ｉｅｉｏ部を仕込み、
徐々に加温し、還流温度にて３時間反応を行った．次に
減圧脱水を行い、フラスコ内温度が１６０℃に達した時
点で取り出し、軟化点８０℃の樹Ｎ９８０部を得た．こ
の樹脂をアヤラギ珪砂再生砂１００部に対し、２．５部
添加し、常法により樹脂を被覆し、シエルモールド用樹
脂被覆砂を得た． 樹脂被覆砂の特性を表１に記す． 又、アヤラギ珪砂再生砂の代わりにアヤラギ珪砂新砂を
用いて前記アヤラギ珪砂再生砂と同様な操作を行い、樹
脂被覆砂を製造したものを参考までに併記する。

尚、樹脂被覆砂の試験方法は下記の通りである．曲げ強
さ（Ｋｇｆ／ｃＷｌ′） ：　　，ＭＳ　　Ｋ６９１０による． 融着点（’Ｃ）：ＪＡＣＴ試験方法Ｃ−１による．高温
強度（Ｋｇｆ／ｃぜ） ：．ＩＡＣＴ試験方法ＳＭ−１　０に 準じ測定し、焼成温度２３０℃ 焼成時間３０秒の高温引っ張り 表ｌ 試験による． 表１より本発明のシェルモールド用樹脂被覆砂の特性は
従来の有機酸及びまたは無Ｗ酸を触媒として合成したノ
ボラック型フェノール樹脂に比べて、珪砂再生砂使用で
は、鋳型強度が２０％以上向上しており、ほぼ新砂を用
いたものと同等なる結果が得られる。

く発明の効果〉 本発明による鋳型用フェノール樹脂を用いると、珪砂再
生砂の影響を受けることのない、高強度の樹脂被覆砂が
得られることができる。

これらの特性を有する樹脂被覆砂は、鋳型造型時の作業
性に優れ、シエルモールド法の鋳型用バインダーとして
幅広く利用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粘結剤を燃焼により除去した珪砂再生砂又は珪砂再
   生砂と珪砂新砂との混合物に、有機酸又は無機酸を触媒
   として用いて反応したノボラッック型フェノール樹脂に
   カルボン酸を、フェノール１００重量部に対し１〜２０
   重量部の割合で添加したノボラック型フェノール樹脂を
   被覆 することを特徴とするシェルモールド用樹脂被覆砂。 ２、ノボラック型フェノール樹脂の触媒がシュウ酸、酢
   酸、塩酸、硫酸、無水硫酸、発煙硫酸、硝酸、発煙硝酸
   、メタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、三リン酸又
   は四リン酸からなる群から選ばれた１種又は２種以上で
   ある特許請求範囲第１項記載のシェルモールド用樹脂被
   覆砂。 ３、カルボン酸がサリチル酸、安息香酸、ｐ−ヒドロキ
   シ安息香酸、フタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、
   トリメリット酸、ピロメリット酸、メリット酸、アジピ
   ン酸からなる群から選ばれた１種又は２種以上である特
   許請求の範囲第１項記載のシェルモールド用樹脂被覆砂
   。