JPH0579104B2 - - Google Patents
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- JPH0579104B2 JPH0579104B2 JP60198594A JP19859485A JPH0579104B2 JP H0579104 B2 JPH0579104 B2 JP H0579104B2 JP 60198594 A JP60198594 A JP 60198594A JP 19859485 A JP19859485 A JP 19859485A JP H0579104 B2 JPH0579104 B2 JP H0579104B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、有機自硬性鋳型用樹脂組成物に係
り、詳しくは吸圧造型法による鋳型の製造に好適
な粘結剤として用いられる有機自硬性樹脂組成物
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、鋳造分野において、酸性触媒による有機
系粘結剤の自硬性機能を応用し、常温において鋳
型を製造する有機自硬性鋳型の製造方法は広く知
られ、多くの鋳物工場で利用されている。 しかしながら、この造型方法における木型等の
模型枠への鋳物砂、粘結剤および酸性触媒からな
る混練砂の充填は手込め作業によるものが多く、
かつ混練砂の充填から抜型までの硬化時間が15〜
60分と長いため、鋳型の生産性は他の造型プロセ
スに比して必ずしも優れているものとは言えな
い。特に生産性が要求される鋳型サイズのものに
ついては、最近、第三級アミンやSO2ガスを通気
して、瞬時に粘結剤を硬化させて鋳型を製造する
高生産性を特徴とするコールドボツクス法と称さ
れるガス硬化型鋳型造型法による代替も試みられ
ているが、毒性の大きな第三級アミンやSO2ガス
などを使用するため、作業環境の悪化を招来する
問題点を有する。 然るに、かかる有機自硬性鋳型の製造におい
て、作業環境を損うことなく高生産性を提供する
鋳型製造法、すなわち、前記混練砂を模型枠に充
填する方法において、従来の手込作業に替えて減
圧という物理的手段を用い瞬時に充填し、次いで
２〜５分位の短時間で硬化させる吸圧鋳型造型法
の開発がなされている。 この吸圧鋳型造型法に使用する粘結剤として、
従来の尿素フラン樹脂、フエノール樹脂などを適
用すると硬化速度が十分でなく、この要求を満す
べく、粘結剤の硬化を促進させるために酸性触媒
を増加すると、硬化速度は向上するが、分解ガス
による作業環境の悪化あるいは鋳型の到達強度
（以下、鋳型強度と称する）の低下などを招く不
都合がある。 また、フエノールフラン樹脂の場合、硬化速度
は満足されるものであるが、鋳型強度が低いとい
う問題点を有する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記のような問題点に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、吸圧鋳型造型法
により鋳型を製造するに際し、好適な硬化速度と
鋳型強度を同時に兼ね備えた粘結剤として有用な
有機自硬性鋳型用樹脂組成物を提供することであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、前記従来技術の問題点を解決す
べく鋭意研究を行なつた結果、このような吸圧鋳
型造型法では、前記混練砂を模型枠に充填させた
のち、鋳型を模型枠より取り出すまでの抜型時
間、すなわち、硬化時間が従来の手込方法におけ
る15〜60分に対して２〜５分と非常に速くなるた
め、鋳物砂、粘結剤および酸性触媒からなる混練
砂で実用上支障のない鋳型を製造することが可能
な時間、すなわち、可使時間の微妙な調整が必要
であることを知見し、この知見に基づき、本発明
者らは、フエノール類変性フラン樹脂に特定量の
尿素系樹脂を配合した樹脂組成物を吸圧鋳型造型
法の粘結剤として使用したところ、実用的な硬化
速度と鋳型強度を有することを見出し、本発明を
完成するに至つたものである。 即ち、本発明の要旨は、フエノール類変性フラ
ン樹脂と尿素系樹脂とを混合して成る有機自硬性
鋳型用樹脂組成物であつて、該尿素系樹脂の配合
量がフエノール類変性フラン樹脂100重量部に対
し、１〜15重量部である、吸圧鋳型造型法に好適
な、有機自硬性鋳型用樹脂組成物にある。以下、
本発明について詳細に説明する。 本発明において使用されるフエノール類変性フ
ラン樹脂は、フエノール類とフルフリルアルコー
ルの配合重量に対し、50重量％以下のフエノール
類で変性されたフエノール類変性フラン樹脂であ
り、フエノール類が50重量％を超えてフラン変性
フエノール樹脂になると鋳型強度および硬化速度
が低下して好ましくない。 通常、フエノール類変性フラン樹脂は、例えば
フエノール類と例えばホルマリンまたはパラホル
ムアルデヒド等のホルムアルデヒド類を縮合させ
たのち減圧濃縮し、更にフルフリルアルコールを
添加し混合あるいは共縮合させたのち必要に応じ
て更に減圧濃縮を行なう方法、フエノール類、フ
ルフリルアルコールおよび例えばホルマリンまた
はパラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒド類
を共縮合させたのち減圧濃縮し、必要に応じてフ
ルフリルアルコールを添加し、混合あるいは共縮
合させたのち減圧濃縮を行なう方法等で得られる
が、これらに限定されるものではない。 また、フエノール類はフエノール、クレゾー
ル、キシレノール、レゾルシノール、カテコー
ル、ビスフエノール類、ビスフエノールＡなどか
ら選ばれた１種または２種以上の混合物であり、
ホルムアルデヒド類はホルマリンまたはパラホル
ムアルデヒドである。 本発明に使用される尿素系樹脂は、尿素および
その誘導体などの尿素類とホルムアルデヒド類を
反応させて得られる樹脂およびそのアルキルエー
テル化樹脂、またはフエノール類、メラミンなど
の単独又は混合物で変性された変性樹脂など例示
的に示されるも、これらの限定されるものではな
い。 また、その配合量は、前記フエノール類変性フ
ラン樹脂100重量部に対し、１〜15重量部であり、
１重量部未満では本発明の目的を達成できず、ま
た15重量部を超えると硬化速度が低下する。 本発明に係る有機自硬性鋳型用樹脂組成物は、
前記フエノール類変性フラン樹脂と前記尿素系樹
脂を配合し、撹拌混合して製造するほうが低粘度
になるので好ましいが、極端に粘度が増加しない
程度であれば必要に応じて50〜70℃の温度で短時
間反応させてもよい。 また、使用目的に応じて、当該技術分野におい
て一般に用いられているシランカツプリン剤等と
同効物質、尿素等の添加剤を該樹脂組成物の性能
を阻害しない範囲内で使用してもよい。 〔作用〕 フエノール変性フラン樹脂に尿素系樹脂を添加
することにより、少なくとも該フラン樹脂の特徴
とする硬化性能（速硬性）を損うことなく、逆に
欠点でもある鋳型強度を向上させる作用機構に就
いて、明確ではないが次のように提案される。 速硬性を特徴とするフエノール変性フラン樹脂
は混練又は混練砂充填等の作業過程において、す
でに硬化反応が始まるため鋳型の到達強度（鋳型
強度）は低下する。 これに対し、尿素系樹脂を添加することにより
上記したような改善効果があらわれるのは、該フ
ラン樹脂の急速な硬化反応を微妙に緩和させるよ
うに作用して、混練又は混練砂充填等の作業過程
での硬化反応を抑制し、その後に急速な硬化反応
を開始して強度の発現を示すために硬化速度を損
うこと実用上支障のない鋳型強度が付与されるも
のと思われる。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例をその比較例と共に説明
するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に
限定するものではない。また、記載されている部
および％は特定的な記載がない限り、重量部およ
び重量％を意味する。 実施例１〜３および比較例１〜２ 環流冷却管、温度計、および撹拌装置を備えた
三口反応フラスコにフエノール1000ｇ、37％ホル
マリン1294ｇ、20％水酸化ナトリウム水溶液25ｇ
を入れ、90℃で２時間反応させたのち、60〜160
mmHgAbの減圧下で脱水してレゾール型フエノー
ル樹脂を得た。 次いで、得られた該フエノール樹脂にフルフリ
ルアルコール4000ｇを添加し、更に、70℃で30分
間反応させてフエノール変性フラン樹脂（粘結剤
Ａ：比較例１）を得た。この粘結剤A100ｇあた
り尿素樹脂（商品名ユーロイド22、三井東圧化学
(株)製）をそれぞれ２ｇ，６ｇ，10ｇ配合して本発
明の粘結剤Ｂ，Ｃ，Ｄ（実施例１〜３）を調製し
た。また比較のため粘結剤A100ｇに前記尿素樹
脂20ｇを添加して粘結剤Ｅ（比較例２）を調製し
た。 なお、前記粘結剤Ａ〜Ｅそれぞれに対し、シラ
ンカツプリング剤（商品名SH6020、トーレシリ
コン(株)製）を0.5％配合した。 比較例 ３ 環流冷却管、温度計、撹拌装置を備えた三口反
応フラスコにフエノール1000ｇ，37％ホルマリン
1294ｇ，20％水酸化ナトリウム水溶液25ｇを入
れ、90℃で２時間反応させた後、60〜160mm
HgAbの減圧下で脱水して、レゾール型フエノー
ル樹脂を得た。次いで、フルフリルアルコール
539ｇを添加し、70℃で30分間反応し、フラン変
性フエノールを得た。得られた該フエノール樹脂
100ｇあたり、前記尿素樹脂６ｇを配合し、更に、
該フエノール樹脂と該尿素樹脂の合計量に対し、
前記シランカツプリング剤（商品名SH6020）を
0.5％配合し、粘結剤Ｆ（比較例３）を調整した。 これらの粘結剤の性能を比較対照するため、速
練機にフリーマントル砂1000ｇとキシレンスルホ
ン酸とベンゼンスルホン酸の80％混合溶液５ｇを
加え、30秒間混練し、続いて粘結剤を12ｇ加え、
15秒間混練し、この混練砂を直ちに、下部にベン
トホールを設けた９個の50φ×50hのテストピー
スを同時に作成しうるホツパー付き金型に投入
し、160mmHgAbの減圧下で30秒間、吸引充填し
た。テストピースは、混練終了後、３分、５分、
24時間毎に抜型し、その鋳型強度（抵抗力）を測
定した。その結果を表に示す。
り、詳しくは吸圧造型法による鋳型の製造に好適
な粘結剤として用いられる有機自硬性樹脂組成物
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、鋳造分野において、酸性触媒による有機
系粘結剤の自硬性機能を応用し、常温において鋳
型を製造する有機自硬性鋳型の製造方法は広く知
られ、多くの鋳物工場で利用されている。 しかしながら、この造型方法における木型等の
模型枠への鋳物砂、粘結剤および酸性触媒からな
る混練砂の充填は手込め作業によるものが多く、
かつ混練砂の充填から抜型までの硬化時間が15〜
60分と長いため、鋳型の生産性は他の造型プロセ
スに比して必ずしも優れているものとは言えな
い。特に生産性が要求される鋳型サイズのものに
ついては、最近、第三級アミンやSO2ガスを通気
して、瞬時に粘結剤を硬化させて鋳型を製造する
高生産性を特徴とするコールドボツクス法と称さ
れるガス硬化型鋳型造型法による代替も試みられ
ているが、毒性の大きな第三級アミンやSO2ガス
などを使用するため、作業環境の悪化を招来する
問題点を有する。 然るに、かかる有機自硬性鋳型の製造におい
て、作業環境を損うことなく高生産性を提供する
鋳型製造法、すなわち、前記混練砂を模型枠に充
填する方法において、従来の手込作業に替えて減
圧という物理的手段を用い瞬時に充填し、次いで
２〜５分位の短時間で硬化させる吸圧鋳型造型法
の開発がなされている。 この吸圧鋳型造型法に使用する粘結剤として、
従来の尿素フラン樹脂、フエノール樹脂などを適
用すると硬化速度が十分でなく、この要求を満す
べく、粘結剤の硬化を促進させるために酸性触媒
を増加すると、硬化速度は向上するが、分解ガス
による作業環境の悪化あるいは鋳型の到達強度
（以下、鋳型強度と称する）の低下などを招く不
都合がある。 また、フエノールフラン樹脂の場合、硬化速度
は満足されるものであるが、鋳型強度が低いとい
う問題点を有する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記のような問題点に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、吸圧鋳型造型法
により鋳型を製造するに際し、好適な硬化速度と
鋳型強度を同時に兼ね備えた粘結剤として有用な
有機自硬性鋳型用樹脂組成物を提供することであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、前記従来技術の問題点を解決す
べく鋭意研究を行なつた結果、このような吸圧鋳
型造型法では、前記混練砂を模型枠に充填させた
のち、鋳型を模型枠より取り出すまでの抜型時
間、すなわち、硬化時間が従来の手込方法におけ
る15〜60分に対して２〜５分と非常に速くなるた
め、鋳物砂、粘結剤および酸性触媒からなる混練
砂で実用上支障のない鋳型を製造することが可能
な時間、すなわち、可使時間の微妙な調整が必要
であることを知見し、この知見に基づき、本発明
者らは、フエノール類変性フラン樹脂に特定量の
尿素系樹脂を配合した樹脂組成物を吸圧鋳型造型
法の粘結剤として使用したところ、実用的な硬化
速度と鋳型強度を有することを見出し、本発明を
完成するに至つたものである。 即ち、本発明の要旨は、フエノール類変性フラ
ン樹脂と尿素系樹脂とを混合して成る有機自硬性
鋳型用樹脂組成物であつて、該尿素系樹脂の配合
量がフエノール類変性フラン樹脂100重量部に対
し、１〜15重量部である、吸圧鋳型造型法に好適
な、有機自硬性鋳型用樹脂組成物にある。以下、
本発明について詳細に説明する。 本発明において使用されるフエノール類変性フ
ラン樹脂は、フエノール類とフルフリルアルコー
ルの配合重量に対し、50重量％以下のフエノール
類で変性されたフエノール類変性フラン樹脂であ
り、フエノール類が50重量％を超えてフラン変性
フエノール樹脂になると鋳型強度および硬化速度
が低下して好ましくない。 通常、フエノール類変性フラン樹脂は、例えば
フエノール類と例えばホルマリンまたはパラホル
ムアルデヒド等のホルムアルデヒド類を縮合させ
たのち減圧濃縮し、更にフルフリルアルコールを
添加し混合あるいは共縮合させたのち必要に応じ
て更に減圧濃縮を行なう方法、フエノール類、フ
ルフリルアルコールおよび例えばホルマリンまた
はパラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒド類
を共縮合させたのち減圧濃縮し、必要に応じてフ
ルフリルアルコールを添加し、混合あるいは共縮
合させたのち減圧濃縮を行なう方法等で得られる
が、これらに限定されるものではない。 また、フエノール類はフエノール、クレゾー
ル、キシレノール、レゾルシノール、カテコー
ル、ビスフエノール類、ビスフエノールＡなどか
ら選ばれた１種または２種以上の混合物であり、
ホルムアルデヒド類はホルマリンまたはパラホル
ムアルデヒドである。 本発明に使用される尿素系樹脂は、尿素および
その誘導体などの尿素類とホルムアルデヒド類を
反応させて得られる樹脂およびそのアルキルエー
テル化樹脂、またはフエノール類、メラミンなど
の単独又は混合物で変性された変性樹脂など例示
的に示されるも、これらの限定されるものではな
い。 また、その配合量は、前記フエノール類変性フ
ラン樹脂100重量部に対し、１〜15重量部であり、
１重量部未満では本発明の目的を達成できず、ま
た15重量部を超えると硬化速度が低下する。 本発明に係る有機自硬性鋳型用樹脂組成物は、
前記フエノール類変性フラン樹脂と前記尿素系樹
脂を配合し、撹拌混合して製造するほうが低粘度
になるので好ましいが、極端に粘度が増加しない
程度であれば必要に応じて50〜70℃の温度で短時
間反応させてもよい。 また、使用目的に応じて、当該技術分野におい
て一般に用いられているシランカツプリン剤等と
同効物質、尿素等の添加剤を該樹脂組成物の性能
を阻害しない範囲内で使用してもよい。 〔作用〕 フエノール変性フラン樹脂に尿素系樹脂を添加
することにより、少なくとも該フラン樹脂の特徴
とする硬化性能（速硬性）を損うことなく、逆に
欠点でもある鋳型強度を向上させる作用機構に就
いて、明確ではないが次のように提案される。 速硬性を特徴とするフエノール変性フラン樹脂
は混練又は混練砂充填等の作業過程において、す
でに硬化反応が始まるため鋳型の到達強度（鋳型
強度）は低下する。 これに対し、尿素系樹脂を添加することにより
上記したような改善効果があらわれるのは、該フ
ラン樹脂の急速な硬化反応を微妙に緩和させるよ
うに作用して、混練又は混練砂充填等の作業過程
での硬化反応を抑制し、その後に急速な硬化反応
を開始して強度の発現を示すために硬化速度を損
うこと実用上支障のない鋳型強度が付与されるも
のと思われる。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例をその比較例と共に説明
するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に
限定するものではない。また、記載されている部
および％は特定的な記載がない限り、重量部およ
び重量％を意味する。 実施例１〜３および比較例１〜２ 環流冷却管、温度計、および撹拌装置を備えた
三口反応フラスコにフエノール1000ｇ、37％ホル
マリン1294ｇ、20％水酸化ナトリウム水溶液25ｇ
を入れ、90℃で２時間反応させたのち、60〜160
mmHgAbの減圧下で脱水してレゾール型フエノー
ル樹脂を得た。 次いで、得られた該フエノール樹脂にフルフリ
ルアルコール4000ｇを添加し、更に、70℃で30分
間反応させてフエノール変性フラン樹脂（粘結剤
Ａ：比較例１）を得た。この粘結剤A100ｇあた
り尿素樹脂（商品名ユーロイド22、三井東圧化学
(株)製）をそれぞれ２ｇ，６ｇ，10ｇ配合して本発
明の粘結剤Ｂ，Ｃ，Ｄ（実施例１〜３）を調製し
た。また比較のため粘結剤A100ｇに前記尿素樹
脂20ｇを添加して粘結剤Ｅ（比較例２）を調製し
た。 なお、前記粘結剤Ａ〜Ｅそれぞれに対し、シラ
ンカツプリング剤（商品名SH6020、トーレシリ
コン(株)製）を0.5％配合した。 比較例 ３ 環流冷却管、温度計、撹拌装置を備えた三口反
応フラスコにフエノール1000ｇ，37％ホルマリン
1294ｇ，20％水酸化ナトリウム水溶液25ｇを入
れ、90℃で２時間反応させた後、60〜160mm
HgAbの減圧下で脱水して、レゾール型フエノー
ル樹脂を得た。次いで、フルフリルアルコール
539ｇを添加し、70℃で30分間反応し、フラン変
性フエノールを得た。得られた該フエノール樹脂
100ｇあたり、前記尿素樹脂６ｇを配合し、更に、
該フエノール樹脂と該尿素樹脂の合計量に対し、
前記シランカツプリング剤（商品名SH6020）を
0.5％配合し、粘結剤Ｆ（比較例３）を調整した。 これらの粘結剤の性能を比較対照するため、速
練機にフリーマントル砂1000ｇとキシレンスルホ
ン酸とベンゼンスルホン酸の80％混合溶液５ｇを
加え、30秒間混練し、続いて粘結剤を12ｇ加え、
15秒間混練し、この混練砂を直ちに、下部にベン
トホールを設けた９個の50φ×50hのテストピー
スを同時に作成しうるホツパー付き金型に投入
し、160mmHgAbの減圧下で30秒間、吸引充填し
た。テストピースは、混練終了後、３分、５分、
24時間毎に抜型し、その鋳型強度（抵抗力）を測
定した。その結果を表に示す。
【表】
〔発明の効果〕
以上の説明より明らかなごとく、本発明に係る
有機自硬性鋳型用樹脂組成物を吸圧鋳型造型法の
粘結剤として使用した場合、従来のフエノール変
性フラン樹脂に比べ、鋳型強度は大幅に向上し、
かつ改善された硬化速度を有するため、鋳型の造
型サイクルは短縮され、生産性を大幅に向上させ
ることができる。 また、毒性の強い第三級アミンやSO2ガスを通
気して鋳型を製造する必要もないため、作業環境
の悪化という問題も解消される。
有機自硬性鋳型用樹脂組成物を吸圧鋳型造型法の
粘結剤として使用した場合、従来のフエノール変
性フラン樹脂に比べ、鋳型強度は大幅に向上し、
かつ改善された硬化速度を有するため、鋳型の造
型サイクルは短縮され、生産性を大幅に向上させ
ることができる。 また、毒性の強い第三級アミンやSO2ガスを通
気して鋳型を製造する必要もないため、作業環境
の悪化という問題も解消される。
Claims (1)
- １ フエノール類変性フラン樹脂と尿素系樹脂と
を混合して成る有機自硬性鋳型用樹脂組成物であ
つて、該尿素系樹脂の配合量がフエノール類変性
フラン樹脂100重量部に対し、１〜15重量部であ
ることを特徴とする有機自硬性鋳型用樹脂組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19859485A JPS6259664A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 有機自硬性鋳型用樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19859485A JPS6259664A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 有機自硬性鋳型用樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259664A JPS6259664A (ja) | 1987-03-16 |
| JPH0579104B2 true JPH0579104B2 (ja) | 1993-11-01 |
Family
ID=16393782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19859485A Granted JPS6259664A (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 有機自硬性鋳型用樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6259664A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109385038A (zh) * | 2017-08-11 | 2019-02-26 | 宁夏共享化工有限公司 | 用于增材制造的自硬化有机合成树脂混合物及其用途 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075240A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS54150456A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | Resin composition for self-curable mold |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP19859485A patent/JPS6259664A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075240A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-20 | ||
| JPS54150456A (en) * | 1978-05-18 | 1979-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | Resin composition for self-curable mold |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6259664A (ja) | 1987-03-16 |
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