JPH06154938A - シェルモールド用樹脂 - Google Patents
シェルモールド用樹脂Info
- Publication number
- JPH06154938A JPH06154938A JP30511892A JP30511892A JPH06154938A JP H06154938 A JPH06154938 A JP H06154938A JP 30511892 A JP30511892 A JP 30511892A JP 30511892 A JP30511892 A JP 30511892A JP H06154938 A JPH06154938 A JP H06154938A
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- acid
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- acids
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬化時間が短く、流動性が良好で、かつ強度
の優れたシェルモールド用樹脂を提供する。 【構成】 木質系原料とフェノール化合物とを、酸触媒
の存在下で溶解反応させて得られる木質系フェノール樹
脂に有機酸を混合したシェルモールド用樹脂。
の優れたシェルモールド用樹脂を提供する。 【構成】 木質系原料とフェノール化合物とを、酸触媒
の存在下で溶解反応させて得られる木質系フェノール樹
脂に有機酸を混合したシェルモールド用樹脂。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シェルモールド用樹脂
に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明
は、硬化時間が短く、流動性および強度の優れたシェル
モールド用樹脂に関するものである。
に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明
は、硬化時間が短く、流動性および強度の優れたシェル
モールド用樹脂に関するものである。
【０００２】
【従来技術】シェルモールド形成用に用いられている樹
脂材料としては、一般的にフェノールとホルムアルデヒ
ドとを酸性またはアルカリ性で反応せしめて得られた樹
脂があるが、これらの樹脂材料はアルミニウムのような
比較的低融点金属の鋳込みには適さない。これは、これ
らの金属の注湯温度が低いために、従来の樹脂材料を用
いて形成された鋳型が崩壊性を示さず、従って、形成後
に再加熱して砂落し作業を要し、このためコストが高く
なるという問題点があるためである。
脂材料としては、一般的にフェノールとホルムアルデヒ
ドとを酸性またはアルカリ性で反応せしめて得られた樹
脂があるが、これらの樹脂材料はアルミニウムのような
比較的低融点金属の鋳込みには適さない。これは、これ
らの金属の注湯温度が低いために、従来の樹脂材料を用
いて形成された鋳型が崩壊性を示さず、従って、形成後
に再加熱して砂落し作業を要し、このためコストが高く
なるという問題点があるためである。
【０００３】この問題点を解決するために、ノボラック
樹脂にシクロペンタジエン系油や２価フェノールを共存
させる方法、酸化剤を添加する方法、炭素や有機酸のア
ルカリ塩を添加する方法等が様々に試みられているが、
いまだ満足できる結果が得られていない。
樹脂にシクロペンタジエン系油や２価フェノールを共存
させる方法、酸化剤を添加する方法、炭素や有機酸のア
ルカリ塩を添加する方法等が様々に試みられているが、
いまだ満足できる結果が得られていない。
【０００４】本発明者らは、既に、木質系原料例えば古
紙と、フェノール化合物例えば石炭酸とを、酸触媒の存
在下で、１５０℃近辺に加温し、かつ撹拌下で、溶解反
応させた樹脂（以後これを木質系フェノール樹脂と呼
ぶ）を、シェルモールド用に応用出来ることを明らかに
し、木質系フェノール樹脂がシェルモールド用樹脂とし
て、コーテッドサンドの造形・焼成後の加熱崩壊性（型
ばらし性）の優れていることを示した（特願平３−１０
７４５８）。
紙と、フェノール化合物例えば石炭酸とを、酸触媒の存
在下で、１５０℃近辺に加温し、かつ撹拌下で、溶解反
応させた樹脂（以後これを木質系フェノール樹脂と呼
ぶ）を、シェルモールド用に応用出来ることを明らかに
し、木質系フェノール樹脂がシェルモールド用樹脂とし
て、コーテッドサンドの造形・焼成後の加熱崩壊性（型
ばらし性）の優れていることを示した（特願平３−１０
７４５８）。
【０００５】しかしながら、従来のシェルモールド用樹
脂としての木質系フェノール樹脂は、軟化点がやや高い
ことや、硬化速度が遅いことによって、シェルの強度が
充分でない等の問題点があった。軟化点が高いことの一
因には、樹脂の調製段階で古紙などの木質成分が１００
％溶解しないで微量残っており、これが樹脂中の有機フ
ィラーとなって樹脂そのものの流動性を阻害することが
あげられる。従って、この分野の樹脂としては、従来か
ら使用されているノボラック樹脂に比べ、流動性はやや
劣っていた。また、硬化速度については、市販のノボラ
ック樹脂で、ハイオルソ樹脂を使用した速硬化性タイプ
のものよりも、ゲル化に長時間を要していた。
脂としての木質系フェノール樹脂は、軟化点がやや高い
ことや、硬化速度が遅いことによって、シェルの強度が
充分でない等の問題点があった。軟化点が高いことの一
因には、樹脂の調製段階で古紙などの木質成分が１００
％溶解しないで微量残っており、これが樹脂中の有機フ
ィラーとなって樹脂そのものの流動性を阻害することが
あげられる。従って、この分野の樹脂としては、従来か
ら使用されているノボラック樹脂に比べ、流動性はやや
劣っていた。また、硬化速度については、市販のノボラ
ック樹脂で、ハイオルソ樹脂を使用した速硬化性タイプ
のものよりも、ゲル化に長時間を要していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のシェ
ルモールド用樹脂の有する上記問題点を改善し、硬化時
間が短く、流動性が良好で、かつ強度の優れたシェルモ
ールド用樹脂を提供しようとするものである。
ルモールド用樹脂の有する上記問題点を改善し、硬化時
間が短く、流動性が良好で、かつ強度の優れたシェルモ
ールド用樹脂を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のシェルモールド
用樹脂は、木質系原料とフェノール化合物との、酸触媒
の存在下における溶解反応生成物と、有機酸類とを混合
することを特徴とするものである。
用樹脂は、木質系原料とフェノール化合物との、酸触媒
の存在下における溶解反応生成物と、有機酸類とを混合
することを特徴とするものである。
【０００８】本発明によりもたらされる樹脂により、硬
化速度向上効果と同時に、樹脂の流動性改善、言い換え
ると、樹脂の軟化温度の低下効果も発現させることを見
いだしたものである。また、この軟化温度の低下によっ
て、サンドの被覆性も大幅に改善され、コーテッドサン
ドのシェル強度を大幅に向上したものである。
化速度向上効果と同時に、樹脂の流動性改善、言い換え
ると、樹脂の軟化温度の低下効果も発現させることを見
いだしたものである。また、この軟化温度の低下によっ
て、サンドの被覆性も大幅に改善され、コーテッドサン
ドのシェル強度を大幅に向上したものである。
【０００９】
【作用】以下、本発明の構成を詳細に説明する。本発明
のシェルモールド用樹脂を調製するための原料として
は、パルプ、木材繊維、紙、古紙、木粉、チップ、単板
くず、セルロース、バガス、モミガラ、麦わら等のリグ
ノセルロース類およびセルロース類を主成分とする木質
系物質と、以下の化合物から選ばれたフェノール化合物
を用いることができる。
のシェルモールド用樹脂を調製するための原料として
は、パルプ、木材繊維、紙、古紙、木粉、チップ、単板
くず、セルロース、バガス、モミガラ、麦わら等のリグ
ノセルロース類およびセルロース類を主成分とする木質
系物質と、以下の化合物から選ばれたフェノール化合物
を用いることができる。
【００１０】（１）一価フェノール化合物：例えば、フ
ェノール，ｏ−、ｍ−、およびｐ−クレゾール、3，5
−、2，3−、および2，6−キシレノール、ｏ−、ｍ−、
およびｐ−ブチルフェノール、ｏ−、ｍ−、およびｐ−
プロピルフェノール、ｏ−、ｍ−、およびｐ−tert−ブ
チルフェノール、ヘキシルフェノール、フェニルフェノ
ール、オクチルフェノール、およびナフトールなど
ェノール，ｏ−、ｍ−、およびｐ−クレゾール、3，5
−、2，3−、および2，6−キシレノール、ｏ−、ｍ−、
およびｐ−ブチルフェノール、ｏ−、ｍ−、およびｐ−
プロピルフェノール、ｏ−、ｍ−、およびｐ−tert−ブ
チルフェノール、ヘキシルフェノール、フェニルフェノ
ール、オクチルフェノール、およびナフトールなど
【００１１】（２）二価フェノール化合物：例えば、カ
テコール、レゾルシノール、キノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＢおよびビスフェノールＦなど
テコール、レゾルシノール、キノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＢおよびビスフェノールＦなど
【００１２】（３）三価フェノール化合物：例えば、ピ
ロガロール、クロログリシン、トリヒドロベンゼン、お
よび没食子酸など
ロガロール、クロログリシン、トリヒドロベンゼン、お
よび没食子酸など
【００１３】本発明に用いられる溶解反応用酸触媒は、
下記の化合物群から選ばれた少なくとも一員からなるも
のであることが好ましい。
下記の化合物群から選ばれた少なくとも一員からなるも
のであることが好ましい。
【００１４】（１）無機（鉱）酸：例えば塩酸、硫酸、
リン酸および臭化水素など
リン酸および臭化水素など
【００１５】（２）有機酸 （イ）カルボン酸：ギ酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、お
よび安息香酸など （ロ）有機スルホン酸：例えばフェノールスルホン酸お
よびｐ−トルエンスルホン酸など （ハ）有機スルフィン酸：例えばフェノールスルフィン
酸など （ニ）その他：例えば尿酸
よび安息香酸など （ロ）有機スルホン酸：例えばフェノールスルホン酸お
よびｐ−トルエンスルホン酸など （ハ）有機スルフィン酸：例えばフェノールスルフィン
酸など （ニ）その他：例えば尿酸
【００１６】（３）ルイス酸：例えば四塩化チタン、塩
化アルミニウムなど
化アルミニウムなど
【００１７】溶解反応用酸触媒は、一般に、木質系原料
の重量に対し、０．１〜２０％の割合で用いられること
が好ましい。
の重量に対し、０．１〜２０％の割合で用いられること
が好ましい。
【００１８】本発明のシェルモールド用樹脂は、上記木
質系原料とフェノール化合物とを、０．１：１〜０．
５：１の割合で混合し、さらに、酸触媒を添加して、１
００〜２００℃の温度で、２〜５時間溶解反応させた
後、濃縮操作により生成水および未反応フェノール化合
物を留出させて木質フェノール樹脂を生成し、次いでこ
れに有機酸を混合することによって調製される。
質系原料とフェノール化合物とを、０．１：１〜０．
５：１の割合で混合し、さらに、酸触媒を添加して、１
００〜２００℃の温度で、２〜５時間溶解反応させた
後、濃縮操作により生成水および未反応フェノール化合
物を留出させて木質フェノール樹脂を生成し、次いでこ
れに有機酸を混合することによって調製される。
【００１９】混合する有機酸としては、安息香酸、サリ
チル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、
フェノールスルホン酸などの芳香系有機酸、およびアジ
ピン酸、コハク酸、酒石酸などの脂肪族系有機酸等が例
示され、これらの酸を単独で使用してもよく、あるいは
数種類のものを併用してもよい。
チル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、
フェノールスルホン酸などの芳香系有機酸、およびアジ
ピン酸、コハク酸、酒石酸などの脂肪族系有機酸等が例
示され、これらの酸を単独で使用してもよく、あるいは
数種類のものを併用してもよい。
【００２０】有機酸の木質フェノール樹脂への添加率
は、０．５〜３０％であり、好ましくは１．０〜１０％
である。また、添加方法は、予め樹脂に溶解しておいて
も良いし、コーテッドサンド調製時に加えても良い。
は、０．５〜３０％であり、好ましくは１．０〜１０％
である。また、添加方法は、予め樹脂に溶解しておいて
も良いし、コーテッドサンド調製時に加えても良い。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、樹脂のゲル化時間およびシェルの曲げ強
度は、ＪＩＳ Ｋ６９１０により、また軟化点測定は、
ＪＩＳ Ｋ２５１３によりそれぞれ測定した。
明する。なお、樹脂のゲル化時間およびシェルの曲げ強
度は、ＪＩＳ Ｋ６９１０により、また軟化点測定は、
ＪＩＳ Ｋ２５１３によりそれぞれ測定した。
【００２２】実施例１ 未脱墨新聞古紙８．４ｋｇと、フェノール３４ｋｇと
を、硫酸０．２２ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を
開始し、次いで３０分後に撹拌を開始し、同時に、古紙
が持ち込んだ水および生成水を系外に留出しながら、内
部温度を１６０℃として、溶解反応を６時間継続した。
次に、この反応液に水酸化カルシウムを添加して中和し
た後、未反応フェノールおよび残存生成水を減圧留出し
た。未反応フェノール含有率が５％になったとき減圧留
出を終了し、反応釜より生成した木質系フェノール樹脂
を排出し、これを冷却粉砕して粉状の木質系フェノール
樹脂を得た。次いで木質系フェノール樹脂１００重量部
に対して安息香酸を３重量部添加し、オートクレーブ中
で１００℃に加熱して５分間溶解混合し、シェルモール
ド用樹脂を得た。得られたシェルモールド用樹脂のゲル
化時間および軟化点を測定した結果を表１に示す。
を、硫酸０．２２ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を
開始し、次いで３０分後に撹拌を開始し、同時に、古紙
が持ち込んだ水および生成水を系外に留出しながら、内
部温度を１６０℃として、溶解反応を６時間継続した。
次に、この反応液に水酸化カルシウムを添加して中和し
た後、未反応フェノールおよび残存生成水を減圧留出し
た。未反応フェノール含有率が５％になったとき減圧留
出を終了し、反応釜より生成した木質系フェノール樹脂
を排出し、これを冷却粉砕して粉状の木質系フェノール
樹脂を得た。次いで木質系フェノール樹脂１００重量部
に対して安息香酸を３重量部添加し、オートクレーブ中
で１００℃に加熱して５分間溶解混合し、シェルモール
ド用樹脂を得た。得られたシェルモールド用樹脂のゲル
化時間および軟化点を測定した結果を表１に示す。
【００２３】次に、コーテッドサンドを以下の方法で調
製した。すなわち、あらかじめ１５０℃に加熱したフラ
タリーサンド１０ｋｇを高速混合機に投入し、更に上記
シェルモールド用樹脂０．２５ｋｇを投入し、６０秒間
高速混合した後、１５％ヘキサミン水溶液０．２５ｋｇ
を投入して６０秒間混合し、次いでステアリン酸カルシ
ウム１０ｇを投入して１５秒間撹拌したのち、排砂して
コーテッドサンドを得た。このコーテッドサンドを用い
て、ＪＩＳ Ｋ６９１０に従い、金型中で２５０℃で５
分間焼成して曲げ強度用の試験片を調製し、曲げ強度を
測定した。測定結果を表１に示す。
製した。すなわち、あらかじめ１５０℃に加熱したフラ
タリーサンド１０ｋｇを高速混合機に投入し、更に上記
シェルモールド用樹脂０．２５ｋｇを投入し、６０秒間
高速混合した後、１５％ヘキサミン水溶液０．２５ｋｇ
を投入して６０秒間混合し、次いでステアリン酸カルシ
ウム１０ｇを投入して１５秒間撹拌したのち、排砂して
コーテッドサンドを得た。このコーテッドサンドを用い
て、ＪＩＳ Ｋ６９１０に従い、金型中で２５０℃で５
分間焼成して曲げ強度用の試験片を調製し、曲げ強度を
測定した。測定結果を表１に示す。
【００２４】実施例２ 実施例１において安息香酸の添加量を５重量部とした以
外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およ
びコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモール
ド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およ
びコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモール
ド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
【００２５】実施例３ 実施例１において安息香酸の添加量を７重量部とした以
外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およ
びコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモール
ド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およ
びコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモール
ド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
【００２６】実施例４ 実施例１において、有機酸としてサリチル酸を使用した
以外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
以外は、実施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
【００２７】実施例５ 実施例２において、有機酸としてサリチル酸を使用した
以外は、実施例２と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
以外は、実施例２と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
【００２８】実施例６ 実施例３において、有機酸としてサリチル酸を使用した
以外は、実施例３と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
以外は、実施例３と同様にしてシェルモールド用樹脂お
よびコーテッドサンドを作製した。得られたシェルモー
ルド用樹脂およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化
点、曲げ強度の測定結果を表１に示す。
【００２９】比較例１ 実施例１において、有機酸を添加しなかった以外は、実
施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およびコーテ
ッドサンドを作製した。得られたシェルモールド用樹脂
およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化点、曲げ強
度の測定結果を表１に示す。
施例１と同様にしてシェルモールド用樹脂およびコーテ
ッドサンドを作製した。得られたシェルモールド用樹脂
およびコーテッドサンドのゲル化時間、軟化点、曲げ強
度の測定結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１から明かなように、比較例１に比べ、
実施例１〜６は、それぞれの有機酸添加率で、ゲル化時
間の大幅短縮、軟化点の低下および曲げ強度の大幅向上
が認められ、本発明の効果が確認された。
実施例１〜６は、それぞれの有機酸添加率で、ゲル化時
間の大幅短縮、軟化点の低下および曲げ強度の大幅向上
が認められ、本発明の効果が確認された。
【００３２】
【発明の効果】本発明によるシェルモールド用樹脂は、
有機酸の添加により、従来の木質系フェノール樹脂の性
能を大幅に向上させることができたものであり、工業的
利用価値が極めて高いものである。
有機酸の添加により、従来の木質系フェノール樹脂の性
能を大幅に向上させることができたものであり、工業的
利用価値が極めて高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 滋呂 東京都江東区東雲１丁目10番６号 王子製 紙株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 木質系原料とフェノール化合物との、酸
触媒の存在下における溶解反応生成物と、有機酸類とを
混合したシェルモールド用樹脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30511892A JPH06154938A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | シェルモールド用樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30511892A JPH06154938A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | シェルモールド用樹脂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06154938A true JPH06154938A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=17941322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30511892A Pending JPH06154938A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | シェルモールド用樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06154938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010001988A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | 国立大学法人京都大学 | 加熱・加圧により硬化する組成物 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30511892A patent/JPH06154938A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010001988A1 (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | 国立大学法人京都大学 | 加熱・加圧により硬化する組成物 |
| JP5472639B2 (ja) * | 2008-07-03 | 2014-04-16 | 国立大学法人京都大学 | 加熱・加圧により硬化する組成物 |
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