JPH0468059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、シエルモールド用樹脂被覆砂粒に関
し、主型または中子の製造に適した低臭気シエル
モールド用樹脂被覆砂粒に関する。 〔従来の技術〕 混練時、造型時および注湯時に発生する有害な
ガスがきわめて少ない低臭気シエルモールド用樹
脂被覆砂粒として、従来、 (A) アンモニアを主体とした固形アンモニア・レ
ゾール樹脂を用いたもの（特公昭52−12658）、 (B) レゾール型フエノール樹脂に、フエノール
類、１価および２価金属の塩化物、硝酸塩など
の塩類および有機酸から選ばれた硬化促進剤を
添加したもの（特公昭51−27406）、 (C) アルカリ金属触媒とアンモニアとを併用した
固形レゾール樹脂を用いるもの（特公昭57−
3447） (D) アンモニアまたはアミノ化合物から選ばれた
少なくとも１つの化合物と金属水酸化物とを併
用した固形レゾール樹脂を用いるもの（特開昭
54−128933）等がある。 しかし上記(A)，(B)，(C)および(D)のシエルモール
ド用樹脂被覆砂粒は、低臭気であるが曲げ強度等
の強度が十分に良好はいえない。特に上記(B)のシ
エルモールド用樹脂被覆砂粒では硬化速度は改善
されるが、常温強度がさらに低くなる傾向があ
る。従つて上記従来のシエルモールド用樹脂被覆
砂粒においては、曲げ強度等の向上のため樹脂の
使用量が多くなり、経済性に欠ける等の問題点が
あつた。しかも上記(A)，(C)および(D)においては、
アンモニア又はアルキルアミンから成るアミノ化
合物（尿素は含まれない。）を用いて形成したレ
ゾール樹脂は知られているが、アンモニアを縮合
剤として形成されたレゾール樹脂と尿素とで構成
されたものは、まだ知られていない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記問題点を克服するものであり、
低臭気で、曲げ強度等に優れたシエルモールド用
樹脂被覆砂粒を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂粒は、鋳
物砂と、鋳物砂の表面に被覆された結合材とから
なり、結合材は、アンモニアを縮合剤として形成
された固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂
と尿素とで構成され、尿素は該固形アンモニアレ
ゾール型フエノール樹脂100重量部に対して0.5〜
5.0重量部含有されていることを特徴とする。 本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂粒の構成
要素の一つは鋳物砂である。鋳物砂は鋳型造型材
料であるシエルモールド用樹脂被覆砂粒の主体を
成す。鋳物砂は、造型前は流動性に富むことを要
求されるとともに、鋳込み後は鋳込みに耐え得る
程度の耐熱性を要求される。この鋳物砂の種類、
大きさ、形状等は、特に限定されず、通常用いら
れるものを用いることができる。該鋳物砂の種類
としては、珪砂、オリビンサンド、クロマイトサ
ンド、ジルコンサンド、溶融石英粒、アルミナ粒
等が適しており、その粒径は70μ〜1000μ程度が
よい。 本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂粒の他の
構成要素は、上記鋳物砂の表面に被覆された結合
材である。結合材は、前記鋳物砂を相互に結合
し、所定の鋳型形状に造型する機能を有し、アン
モニアを縮合剤として形成された固形アンモニア
レゾール型フエノール樹脂と尿素とで構成されて
いる。 ここで「固形アンモニアレゾール型フエノール
樹脂と尿素とで構成されている」とは、通常この
フエノール樹脂に単に尿素を未反応の状態で混合
したものを意味するが、所定の鋳型形状に造型す
る機能を損なわない程度に、尿素が反応し架橋し
たもの又はそれらの両方を含むものをも意味す
る。 上記固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂
とは、アンモニアを縮合剤として固形化されたレ
ゾール型フエノール樹脂である。即ち該固形アン
モニアレゾール型フエノール樹脂は、原料として
フエノール、キシレノール、クレゾールなどのフ
エノール類と、ホルマリン、パラホルムアルデヒ
ドなどのアルデヒド類が使用され、さらにアンモ
ニア、第１および第２アミン類、アルカリ金属、
アルカリ土類金属の水酸化物等のうちの少なくと
も１つの化合物を触媒（なおアンモニアは縮合剤
としても機能する。）として縮合反応させ、減圧
脱水等の公知の方法で固形化された樹脂である。
通常、該アルデヒド類は、フエノール１モルに対
して、１モル以上が添加される。 なお上記固形アンモニアレゾール型フエノール
樹脂は、アンモニアを縮合剤として用いたもので
あるので、アンモニア自体がメチロール基と縮合
して架橋するし、またアンモニアがメチロール基
と縮合してできた樹脂中に含まれるアミノ基（例
えば二級アミン−NH−）がさらに尿素と反応し
架橋する。 上記「尿素」とは、アンモニアがメチロール基
と縮合してできた樹脂中に含まれるアミノ基（例
えば二級アミン−NH−）と反応し架橋して、シ
エルモールド用樹脂被覆砂粒の強度および硬化性
を向上させるためのものである。 尿素の添加割合は、固形アンモニアレゾール型
フエノール樹脂100重量部に対して、0.5〜5.0重
量部である。この0.5重量部未満では添加効果が
ほとんどないし、5.0重量部より以上では被覆樹
脂の吸湿性が大きくなり、いずれも好ましくない
ためである。なお尿素の添加割合は、固形アンモ
ニアレゾール型フエノール樹脂100重量部に対し
て1.5〜3.0重量部が好ましい。 尿素の添加時期は、混練時である。即ち該添加
時期は固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂
の製造後であつて、樹脂被覆砂粒を得るまでの間
であればよい。またその添加方法は、固形アンモ
ニアレゾール型フエノール樹脂に混合したり、ま
た冷却水に尿素を溶解させてこの冷却水を添加し
たりすることができる。なお該添加方法は後者が
好ましい。尿素の添加を最も簡便に行なうことが
できるからである。 また混練時に、シラン化合物である耐湿向上
剤、フエノール類、有機スルホン酸、硝酸カルシ
ウム等の無機塩類等である硬化促進剤等の添加剤
を尿素と同時に添加することができる。 〔作 用〕 鋳型の強度は、混練時の樹脂の流れはもちろ
ん、造型時の樹脂の流れに大きく影響される。尿
素を添加することで被覆された樹脂の流れが良く
なり強度の向上が得られる。また固形アンモニア
レゾール樹脂の含窒素化合物（例えば−NH−）
は尿素とさらに反応して、架橋するため強度の向
上・硬化性の向上があると考えられる。 〔実施例〕 以下、実施例により本発明を説明する。 実施例 １〜２ (1) 固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂の
製造 還流冷却器、温度計および撹拌装置の付いた反
応容器に、フエノール100重量部（以下部という）
および37％ホルマリン162部を仕込んだ。次いで
28％アンモニア水15部を徐々に添加し、反応液を
60〜65℃に維持し、ガードナー気泡粘度管にて粘
度Ｓ〜Ｔ（20℃下）で反応を終えた。続いて650〜
700mmHgの減圧下で脱水し、反応樹脂液温が65℃
に達した時常圧にもどし、メタノール35部添加し
均一に混和し冷却する。この混合樹脂液を通常の
スプレー乾燥機で190〜200℃でスプレー乾燥し、
樹脂100部に対し３部のステアリン酸カルシウム
を添加混合し、打粉して400〜600μの球状の固形
アンモニアレゾール型フエノール樹脂（樹脂Ａと
いう）を得た。 (2) シエルモールド用樹脂被覆砂粒の製造方法 温度140〜150℃に加熱した珪砂（フーカ砂）を
スピードミキサーに仕込み、珪砂100部に対し、
上記により製造された樹脂Ａを2.0部添加し、30
秒混練した。次いで尿素を溶解させた冷却水1.5
部を添加し、被覆砂粒が崩壊するまで混練し、そ
の後0.1部のステアリン酸カルシウムを添加し20
秒混練した。その後、排砂し冷却してシエルモー
ルド用樹脂被覆砂粒（以下単に樹脂被覆砂粒とい
う）を得た。 なお尿素添加量は、実施例１では樹脂A100重
量部に対して1.0重量部（以下PHRという）であ
り、実施例２では3.0PHRである。 (3) 樹脂被覆砂粒の性能評価 上記により製造された樹脂被覆砂粒について、
それぞれ融着点、常温曲げ強度、温間曲げ強度を
評価し、その結果を表に示した。 尚、上記試験に用いた試験方法のうち、融着点
はJACT試験法Ｃ−１に、又常温曲げ強度は
JISK−6910に、温間曲げ強度はJACT試験法SM
−５に準じて行なつた。 実施例 ３〜８ (1) 固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂の
製造 フエノール100部、85％パラホルムアルデヒド
56部および50％水酸化ナトリウム水溶液１部とを
90〜95℃で60分反応させ、次に50℃まで冷却し28
％アンモニア水溶液18部を徐々に添加し65〜70℃
の温度で気泡粘度Ｘ〜Ｙまで反応させた。続いて
650〜700mmHgの減圧下で脱水し、再び70℃にな
るまで加熱する。さらに常圧にもどしメタノール
を40部添加し、以下上記実施例１〜２と同様にし
て固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂（樹
脂Ｂという）を得た。 (2) 樹脂被覆砂粒の製造方法

【表】

〔発明の効果〕

本発明のシエルモールド用樹脂被覆砂粒は、鋳
物砂と、該鋳物砂の表面に被覆された結合材とか
ら成り、該結合材は、アンモニアを縮合剤として
形成された固形アンモニアレゾール型フエノール
樹脂と尿素とで構成されていることを特徴とす
る。 本シエルモールド用樹脂被覆砂粒は、従来のシ
エルモールド用樹脂被覆砂粒と比べて、樹脂の使
用量が同じであれば曲げ強度が優れる。従つて本
シエルモールド用樹脂被覆砂粒においては、樹脂
の使用量が少なくても曲げ強度に優れるので、本
シエルモールド用樹脂被覆砂粒は安価であり経済
的にも優れる。この効果は、以下にのべる尿素の
作用のためと考えられる。即ち鋳型の強度は、混
練時の樹脂の流れはもちろん、造型時の樹脂の流
れに大きく影響される。尿素を添加することで被
覆された樹脂の流れが良くなり強度の向上が得ら
れる。また固形アンモニアレゾール樹脂の含窒素
化合物（例えば−NH−）は尿素とさらに反応し
て、架橋するため強度の向上・硬化性の向上があ
ると考えられる。 さらに本シエルモールド用樹脂被覆砂粒におい
て添加される尿素は安価のため、経済的でもあ
る。また本シエルモールド用樹脂被覆砂粒におい
ては、ヘキサメチレンテトラミンを使用しないの
で本シエルモールド用樹脂被覆砂粒は低臭気であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳物砂と、該鋳物砂の表面に被覆された結合
   材とからなり、 該結合材は、アンモニアを縮合剤として形成さ
   れた固形アンモニアレゾール型フエノール樹脂と
   尿素とで構成され、該尿素は該固形アンモニアレ
   ゾール型フエノール樹脂100重量部に対して0.5〜
   5.0重量部含有されていることを特徴とするシエ
   ルモールド用樹脂被覆砂粒。