JPH0578553A - アルカリ性のレゾール型フエノール・アルデヒド樹脂結合剤組成物 - Google Patents
アルカリ性のレゾール型フエノール・アルデヒド樹脂結合剤組成物Info
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- JPH0578553A JPH0578553A JP4072372A JP7237292A JPH0578553A JP H0578553 A JPH0578553 A JP H0578553A JP 4072372 A JP4072372 A JP 4072372A JP 7237292 A JP7237292 A JP 7237292A JP H0578553 A JPH0578553 A JP H0578553A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の結合剤組成物は、これを鋳物砂と混合
してこの混合物で鋳型又は中子を作った場合に、これに
二酸化炭素ガスを通して硬化させたあとの強度が弱かっ
たり、保存中に強度が低下したり、塗型剤を塗布して実
用に供しようとすると、強度が低下したりする等の欠点
があったので、この欠点を改良することを目的とする。 【構成】 レゾール型のフェノール・アルデヒド樹脂の
アルカリ性水溶液と、その樹脂と安定な複合体を生成す
ることのできるオキシアニオンと、フェニルエチレング
リコールエーテルとを含んだ結合剤組成物であって、上
記樹脂の水溶液中では、アルカリ対フェノールのモル比
が１．５対１から２．５対１であって、その中に存在す
るアルカリの量が、樹脂とオキシアニオンとの間で安定
な複合体の生成することを実質的に防ぐに充分な量とな
っている。
してこの混合物で鋳型又は中子を作った場合に、これに
二酸化炭素ガスを通して硬化させたあとの強度が弱かっ
たり、保存中に強度が低下したり、塗型剤を塗布して実
用に供しようとすると、強度が低下したりする等の欠点
があったので、この欠点を改良することを目的とする。 【構成】 レゾール型のフェノール・アルデヒド樹脂の
アルカリ性水溶液と、その樹脂と安定な複合体を生成す
ることのできるオキシアニオンと、フェニルエチレング
リコールエーテルとを含んだ結合剤組成物であって、上
記樹脂の水溶液中では、アルカリ対フェノールのモル比
が１．５対１から２．５対１であって、その中に存在す
るアルカリの量が、樹脂とオキシアニオンとの間で安定
な複合体の生成することを実質的に防ぐに充分な量とな
っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋳造用鋳型又は中子
のような粒子状材料の成形体を作るのに用いられるアル
カリ性のレゾール型フェノール・アルデヒド結合剤組成
物、及びその使用方法に関するものである。
のような粒子状材料の成形体を作るのに用いられるアル
カリ性のレゾール型フェノール・アルデヒド結合剤組成
物、及びその使用方法に関するものである。
【０００２】ヨーロッパ特許公開第０３２３０９６Ａ号
公報は、レゾール型フェノール・アルデヒド樹脂と、そ
の樹脂と安定な複合物を生成することのできるオキシア
ニオンとのアルカリ性水溶液からなる結合剤組成物を記
載している。この０３２３０９６Ａ号公報は、また鋳造
用鋳型又は中子のような粒子状材料の成形体を作る方法
を記載しているが、そこでは粒子状材料と結合剤組成物
との混合物を所望の形に成形し、その後オキシアニオン
を樹脂と反応させて安定な複合体を生成させ、樹脂を硬
化させるために、その成形体に二酸化炭素ガスを通して
いる。
公報は、レゾール型フェノール・アルデヒド樹脂と、そ
の樹脂と安定な複合物を生成することのできるオキシア
ニオンとのアルカリ性水溶液からなる結合剤組成物を記
載している。この０３２３０９６Ａ号公報は、また鋳造
用鋳型又は中子のような粒子状材料の成形体を作る方法
を記載しているが、そこでは粒子状材料と結合剤組成物
との混合物を所望の形に成形し、その後オキシアニオン
を樹脂と反応させて安定な複合体を生成させ、樹脂を硬
化させるために、その成形体に二酸化炭素ガスを通して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題及び課題解決のための手
段】この結合剤組成物が、さらにフェニルエチレングリ
コールエーテルを含んでいると、結合剤組成物がその性
能を向上させるものであることが見出された。
段】この結合剤組成物が、さらにフェニルエチレングリ
コールエーテルを含んでいると、結合剤組成物がその性
能を向上させるものであることが見出された。
【０００４】この発明によると、レゾール型フェノール
・アルデヒド樹脂のアルカリ性水溶液と、その樹脂と反
応して安定な複合体を形成することのできるオキシアニ
オンとを含んだ結合剤組成物であって、その水溶液内に
存在するアルカリの量が、樹脂とオキシアニオンとの間
で安定な複合体が生成するのを実質的に防ぐに充分であ
り、アルカリ対フェノールのモル比が１．５対１から
２．５対１までの間にあって、結合剤組成物がさらにフ
ェニルエチレングリコールエーテルを含んでいるよう
な、結合剤組成物が提供される。
・アルデヒド樹脂のアルカリ性水溶液と、その樹脂と反
応して安定な複合体を形成することのできるオキシアニ
オンとを含んだ結合剤組成物であって、その水溶液内に
存在するアルカリの量が、樹脂とオキシアニオンとの間
で安定な複合体が生成するのを実質的に防ぐに充分であ
り、アルカリ対フェノールのモル比が１．５対１から
２．５対１までの間にあって、結合剤組成物がさらにフ
ェニルエチレングリコールエーテルを含んでいるよう
な、結合剤組成物が提供される。
【０００５】この発明の別の特徴によると、アルカリ対
フェノールのモル比が１．５対１から２．５対１の範囲
内にあるレゾール型フェノール・アルデヒド樹脂のアル
カリ性水溶液と、その樹脂と反応して安定な複合体を生
成することのできるオキシアニオンと、フェニルエチレ
ングリコールエーテルとからなる結合剤組成物と、粒子
状材料との混合物を所望の形に成形し、オキシアニオン
を樹脂と反応させて安定な複合体を生成させ、樹脂を硬
化させるために、成形体内に二酸化炭素ガスを通すこと
から成る、粒子状材料の成形体を製造する方法が提供さ
れる。
フェノールのモル比が１．５対１から２．５対１の範囲
内にあるレゾール型フェノール・アルデヒド樹脂のアル
カリ性水溶液と、その樹脂と反応して安定な複合体を生
成することのできるオキシアニオンと、フェニルエチレ
ングリコールエーテルとからなる結合剤組成物と、粒子
状材料との混合物を所望の形に成形し、オキシアニオン
を樹脂と反応させて安定な複合体を生成させ、樹脂を硬
化させるために、成形体内に二酸化炭素ガスを通すこと
から成る、粒子状材料の成形体を製造する方法が提供さ
れる。
【０００６】この発明の結合剤組成物及び方法は、鋳造
用鋳型と中子を製造するのにとくに価値があるので、こ
の発明をその用途について説明する。
用鋳型と中子を製造するのにとくに価値があるので、こ
の発明をその用途について説明する。
【０００７】この発明の結合剤組成物に用いられる適当
なフェノール・アルデヒド樹脂とオキシアニオン、並び
にそのフェノール・アルデヒド樹脂を製造するに適した
方法は、ヨーロッパ特許公開０３２３０９６Ａ号公報に
記載されているので、その公報の開示をこの中で参考ま
でに組み入れることとする。
なフェノール・アルデヒド樹脂とオキシアニオン、並び
にそのフェノール・アルデヒド樹脂を製造するに適した
方法は、ヨーロッパ特許公開０３２３０９６Ａ号公報に
記載されているので、その公報の開示をこの中で参考ま
でに組み入れることとする。
【０００８】フェニルエチレングリコールエーテルは、
例えば、純粋な化合物として用いられ、又は不純物とし
てフェニルジエチレングリコールエーテルを含んだ工業
材料用のフェニルモノエチレングリコールエーテルであ
ってもよい。
例えば、純粋な化合物として用いられ、又は不純物とし
てフェニルジエチレングリコールエーテルを含んだ工業
材料用のフェニルモノエチレングリコールエーテルであ
ってもよい。
【０００９】結合剤組成物中に含まれるフェニルエチレ
ングリコールエーテルの最適な量は、樹脂の組成によっ
て異なるが、結合剤組成物の重量を基準として１−１０
重量％の範囲内にあるのが普通であり、２−５重量％の
範囲内にあるのが好ましい。
ングリコールエーテルの最適な量は、樹脂の組成によっ
て異なるが、結合剤組成物の重量を基準として１−１０
重量％の範囲内にあるのが普通であり、２−５重量％の
範囲内にあるのが好ましい。
【００１０】フェニルエチレングリコールエーテルの存
在は、鋳造用鋳型と中子を製造するための結合剤とした
とき、結合剤組成物の性能に１つ又は２つ以上の有利な
効果を与えるが、その効果は特定樹脂の組成によって異
なる。
在は、鋳造用鋳型と中子を製造するための結合剤とした
とき、結合剤組成物の性能に１つ又は２つ以上の有利な
効果を与えるが、その効果は特定樹脂の組成によって異
なる。
【００１１】その有利な効果は、 (i) 二酸化炭素ガスを使用してガス処理した直後の鋳
型又は中子の強度が改善される、 (ii) ガス処理後使用されるまで、例えば２４時間又は
それ以上貯蔵されると、鋳型又は中子の強度が改善され
る、 (iii) アルコール性塗型剤を塗布し、燃焼乾燥させて貯
蔵すると、鋳型又は中子の強度が改善される、 (iv) 混練砂の流動性が増す、 (v) 鋳型又は中子の表面仕上げ及びかどの硬さが改善
される、 などである。
型又は中子の強度が改善される、 (ii) ガス処理後使用されるまで、例えば２４時間又は
それ以上貯蔵されると、鋳型又は中子の強度が改善され
る、 (iii) アルコール性塗型剤を塗布し、燃焼乾燥させて貯
蔵すると、鋳型又は中子の強度が改善される、 (iv) 混練砂の流動性が増す、 (v) 鋳型又は中子の表面仕上げ及びかどの硬さが改善
される、 などである。
【００１２】この結合剤組成物は、また結合剤組成物の
重量を基準として、普通０．２−１．０重量％の量のシ
ラン、例えばガンマアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、フェノールトリメトキシシラン又は
ガンマグリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む
ことが好ましい。
重量を基準として、普通０．２−１．０重量％の量のシ
ラン、例えばガンマアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、フェノールトリメトキシシラン又は
ガンマグリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む
ことが好ましい。
【００１３】
【実施例】次の実施例は、この発明を具体的に説明する
ものである。
ものである。
【００１４】
【実施例１】次の組成を持ったレゾール型フェノール・
ホルムアルデヒド樹脂を合成した。 フェノール 800.00g ９１％Ｗ／Ｗパラホルムアルデヒド 642.20g ５０％Ｗ／Ｗ苛性ソーダ溶液 40.85g Ｆ：Ｐモル比 2.3 ：1 ＯＨ：Ｐモル比 0.06：1 出発組成物中の水 5.2 ％Ｗ／
Ｗ
ホルムアルデヒド樹脂を合成した。 フェノール 800.00g ９１％Ｗ／Ｗパラホルムアルデヒド 642.20g ５０％Ｗ／Ｗ苛性ソーダ溶液 40.85g Ｆ：Ｐモル比 2.3 ：1 ＯＨ：Ｐモル比 0.06：1 出発組成物中の水 5.2 ％Ｗ／
Ｗ
【００１５】次の操作を行った。 １．フェノールを投入し溶融する、 ２．パラホルムアルデヒドと水酸化ナトリウム溶液の一
部を投入し、１分間に１℃の割合で６０−６５℃にまで
加熱する、 ３．冷却して発熱反応を押さえ、６０−６５℃に維持
し、その間に１時間にわたって残りの水酸化ナトリウム
溶液を加える、 ４．１分間に１℃の割合で７５℃まで加熱する、 ５．３０分間７５℃に維持する、 ６．１分間に１℃の割合で８５℃まで加熱する、 ７．ペイント、リサーチ、アソシエーション、バブル、
ビスコーシティ、チューブス（Paint Research Associa
tion Bubble Viscosity Tubes)を使って、１５ｇの５０
％Ｗ／Ｗ水酸化カリウム溶液で薄めた２５ｇサンプル上
で測定すると、樹脂が２５℃で４０００−６０００セン
チポイズの粘度に達するに充分な時間８５℃に維持す
る。
部を投入し、１分間に１℃の割合で６０−６５℃にまで
加熱する、 ３．冷却して発熱反応を押さえ、６０−６５℃に維持
し、その間に１時間にわたって残りの水酸化ナトリウム
溶液を加える、 ４．１分間に１℃の割合で７５℃まで加熱する、 ５．３０分間７５℃に維持する、 ６．１分間に１℃の割合で８５℃まで加熱する、 ７．ペイント、リサーチ、アソシエーション、バブル、
ビスコーシティ、チューブス（Paint Research Associa
tion Bubble Viscosity Tubes)を使って、１５ｇの５０
％Ｗ／Ｗ水酸化カリウム溶液で薄めた２５ｇサンプル上
で測定すると、樹脂が２５℃で４０００−６０００セン
チポイズの粘度に達するに充分な時間８５℃に維持す
る。
【００１６】この樹脂を用いて、重量で下記組成を持っ
た基本結合剤１を作った。 樹脂 ２５ 部 ５０％水酸化カリウム溶液 ３５ 部 硼砂 ５．５ 部 ガンマアミノプロピルトリエトキシシラン ０．３９部
た基本結合剤１を作った。 樹脂 ２５ 部 ５０％水酸化カリウム溶液 ３５ 部 硼砂 ５．５ 部 ガンマアミノプロピルトリエトキシシラン ０．３９部
【００１７】この樹脂に水酸化カリウム溶液を加え、発
熱反応のための温度上昇を制御し、樹脂を冷却した。硼
砂を樹脂中に加え、それが溶解するまで混合した。その
後３０℃以下の温度でシランを加えた。基本結合剤中で
のアルカリ対フェノールのモル比は、約２対１であっ
た。
熱反応のための温度上昇を制御し、樹脂を冷却した。硼
砂を樹脂中に加え、それが溶解するまで混合した。その
後３０℃以下の温度でシランを加えた。基本結合剤中で
のアルカリ対フェノールのモル比は、約２対１であっ
た。
【００１８】９８重量％の基本結合剤１中に２重量％の
純粋なフェニルモノエチレングリコールエーテルを溶解
して、基本結合剤１の一部から結合剤組成物２を作っ
た。
純粋なフェニルモノエチレングリコールエーテルを溶解
して、基本結合剤１の一部から結合剤組成物２を作っ
た。
【００１９】下記の操作によって鋳物砂の結合剤として
この２つの結合剤をテストした。
この２つの結合剤をテストした。
【００２０】すなわち、砂の重量を基準として３重量％
の結合剤をチェルフォード(Chelford)６０の砂（ＡＦＳ
粒度指数６２）と混合し、ＡＦＳ５０ｍｍ×５０ｍｍ直
径の標準の円柱状中子を作るのにこの混合物を使用し
た。砂の温度は１８℃であった。０．３５Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力と６．０リットル／分の流量で、二酸化炭素ガス
を色々な時間通過させることによって、この中子を硬化
させた。
の結合剤をチェルフォード(Chelford)６０の砂（ＡＦＳ
粒度指数６２）と混合し、ＡＦＳ５０ｍｍ×５０ｍｍ直
径の標準の円柱状中子を作るのにこの混合物を使用し
た。砂の温度は１８℃であった。０．３５Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力と６．０リットル／分の流量で、二酸化炭素ガス
を色々な時間通過させることによって、この中子を硬化
させた。
【００２１】この中子の一部をガス処理をした直後に、
高乾圧縮強度付属機形式ＰＨＤ(High-Dry Compressive
Strength Attachment Type PHD) を付設したジョージフ
イッシャー万能強度試験機形式ＰＦＡ(George Fischer
Universal Strength MachineType PFA)によりテストし
た。また、中子の一部を乾燥貯蔵条件（温度１７−２０
℃、相対湿度３０−３５％）下で、３日間貯蔵したのち
にテストし、中子の残りを湿潤条件（温度２６−２８
℃、相対湿度８５−９０％）下に、３日間貯蔵したのち
にテストした。
高乾圧縮強度付属機形式ＰＨＤ(High-Dry Compressive
Strength Attachment Type PHD) を付設したジョージフ
イッシャー万能強度試験機形式ＰＦＡ(George Fischer
Universal Strength MachineType PFA)によりテストし
た。また、中子の一部を乾燥貯蔵条件（温度１７−２０
℃、相対湿度３０−３５％）下で、３日間貯蔵したのち
にテストし、中子の残りを湿潤条件（温度２６−２８
℃、相対湿度８５−９０％）下に、３日間貯蔵したのち
にテストした。
【００２２】得られた結果を下記第１表に示す。
【００２４】
【実施例２】実施例１の基本結合剤１の１部を使用し、
９５重量％の基本結合剤１中に５重量％の純粋フェニル
モノエチレングリコールエーテルを溶解して、結合剤組
成物３を作った。
９５重量％の基本結合剤１中に５重量％の純粋フェニル
モノエチレングリコールエーテルを溶解して、結合剤組
成物３を作った。
【００２５】実施例１において、貯蔵試験のために３日
の代わりに２４時間試験用中子を貯蔵したという以外
は、実施例１に記載した通りに結合剤１と結合剤３とを
テストした。
の代わりに２４時間試験用中子を貯蔵したという以外
は、実施例１に記載した通りに結合剤１と結合剤３とを
テストした。
【００２６】得られた結果を下記の第２表に示す。
【００２７】
【実施例３】基本結合剤１の重量を基準にして、２、
４、７．５及び１０重量％の純粋のフェニルモノエチレ
ングリコールエーテル（ＰＭＥＧＥ）をそれぞれ含んだ
一連の結合剤４−７を、基本結合剤１から作った。
４、７．５及び１０重量％の純粋のフェニルモノエチレ
ングリコールエーテル（ＰＭＥＧＥ）をそれぞれ含んだ
一連の結合剤４−７を、基本結合剤１から作った。
【００２８】実施例１に記載したと同じ操作によってこ
れらの結合剤をテストした。砂の温度は１８−１８．５
℃であり、乾燥貯蔵条件は１７−１９℃で４０−４５％
の相対湿度であり、湿潤貯蔵条件は２５−２７℃で８０
−９０％の相対湿度であった。
れらの結合剤をテストした。砂の温度は１８−１８．５
℃であり、乾燥貯蔵条件は１７−１９℃で４０−４５％
の相対湿度であり、湿潤貯蔵条件は２５−２７℃で８０
−９０％の相対湿度であった。
【００２９】得られた結果を下記第３表、第４表及び第
５表に示す。
５表に示す。
【００３０】
【００３１】
【００３２】この実施例の結果は、基本樹脂にフェニル
モノエチレングリコールエーテルを加えた利点を中子の
強度で示している。中子のガス処理直後の強度は、約４
重量％の添加でピークになる傾向を持つが、貯蔵後の強
度は、添加量が多くなるにつれて連続的に改善されるこ
とを示している。
モノエチレングリコールエーテルを加えた利点を中子の
強度で示している。中子のガス処理直後の強度は、約４
重量％の添加でピークになる傾向を持つが、貯蔵後の強
度は、添加量が多くなるにつれて連続的に改善されるこ
とを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガーリイ、スミス イギリス国、ウエストミドランズ、ビー 74、２エーワイ、サツトンコールドフイー ルド、ストリートリイ、バンクサイドクレ ツセント、３ (72)発明者 マーチン、ブラドレイ イギリス国、ウエストミドランズ、ビー 37、６エスゼツド、ソリハル、チエルムズ リイウツド、ライクロフトアベニユ、29
Claims (8)
- 【請求項１】 レゾール型のフェノール・アルデヒド樹
脂のアルカリ性水溶液と、その樹脂と安定な複合体を形
成することのできるオキシアニオンとを含んだ結合剤組
成物であって、その溶液中に存在するアルカリの量が、
樹脂とオキシアニオンとの間で安定な複合体が生成する
ことを実質的に防ぐに充分であり、その結合剤組成物は
１．５対１から２．５対１のアルカリ対フェノールのモ
ル比を持ち、またその結合剤組成物がフェニルエチレン
グリコールエーテルを含んでいることを特徴とする、結
合剤組成物。 - 【請求項２】 フェニルエチレングリコールエーテル
が、フェニルモノエチレングリコールエーテル、又はフ
ェニルモノエチレングリコールエーテルとフェニルジエ
チレングリコールエーテルとの混合物であることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項に記載する結合剤組成
物。 - 【請求項３】 フェニルエチレングリコールエーテル
が、結合剤組成物の重量を基準として１−１０重量％の
量だけ存在していることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載する結合剤組成物。 - 【請求項４】 フェニルエチレングリコールエーテル
が、結合剤組成物の重量を基準として２−５重量％の量
だけ存在していることを特徴とする、特許請求の範囲第
３項に記載する結合剤組成物。 - 【請求項５】 結合剤組成物がさらにシランを含んでい
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１−４項の何れ
か１つの項に記載する結合剤組成物。 - 【請求項６】 シランがガンマアミノプロピルトリエト
キシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、フェノールトリメトキシシ
ラン又はガンマグリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンであることを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記
載する結合剤組成物。 - 【請求項７】 存在するシランの量が、結合剤組成物の
重量を基準として０．２５から１．０重量％であること
を特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載する結合剤
組成物。 - 【請求項８】 粒子状材料と結合剤組成物とが含まれた
混合物を所望の形に成形し、その成形体内へ二酸化炭素
ガスを通して結合剤組成物を固化させることからなる粒
子状材料の成形体を製造する方法であって、そこで用い
られる結合剤組成物が、特許請求の範囲第１−７項に記
載する何れか１つの項の組成物であることを特徴とす
る、粒子状材料の成形体を製造する方法。
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