JPH1177232A - 鋳物砂用粘結剤組成物 - Google Patents
鋳物砂用粘結剤組成物Info
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- JPH1177232A JPH1177232A JP24399997A JP24399997A JPH1177232A JP H1177232 A JPH1177232 A JP H1177232A JP 24399997 A JP24399997 A JP 24399997A JP 24399997 A JP24399997 A JP 24399997A JP H1177232 A JPH1177232 A JP H1177232A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シェルモールド法による鋳物の製造で、注湯時
は鋳型の強度を維持して、しかも低温（３５０〜４００
℃付近）でも崩壊し易い鋳型用の鋳物砂用粘結剤組成物
を提供すること。 【解決手段】アミノメチレン結合とベンゾオキサジン環
を有する熱硬化性樹脂および硬化促進剤を必須成分とし
て含有する鋳物砂用粘結剤組成物。
は鋳型の強度を維持して、しかも低温（３５０〜４００
℃付近）でも崩壊し易い鋳型用の鋳物砂用粘結剤組成物
を提供すること。 【解決手段】アミノメチレン結合とベンゾオキサジン環
を有する熱硬化性樹脂および硬化促進剤を必須成分とし
て含有する鋳物砂用粘結剤組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シェルモールド用
の鋳物の鋳物砂用粘結剤で、特にアルミ鋳物を製造する
際の鋳型の崩壊性、鋳物強度、耐ピールバック性、低熱
膨張性の良好なレジンコーテッドサンド用の樹脂組成物
に関する。
の鋳物の鋳物砂用粘結剤で、特にアルミ鋳物を製造する
際の鋳型の崩壊性、鋳物強度、耐ピールバック性、低熱
膨張性の良好なレジンコーテッドサンド用の樹脂組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】シェルモールド用の鋳型は、新砂あるい
は再生砂に１４０〜１７０℃に溶解したフェノール樹脂
を被覆したレジンコーテッドサンドを、２２０〜３００
℃の温度の金型に吹き込んでフェノール樹脂を硬化させ
て製造している。フェノール樹脂は、他の樹脂に比べて
耐熱性に優れているため、鉄等の溶融金属（１２００〜
１５００℃）の注湯時には鋳型は壊れず、溶融金属が固
化した後に樹脂が劣化して鋳型を崩壊することができ
た。しかし、最近自動車関連の部品等で、軽量化を目的
にアルミ部品が使用されるようになってきており、アル
ミ合金のような低温溶湯（約７００℃）の場合、従来の
フェノール樹脂の鋳型では、樹脂の劣化が起こりにく
く、金属固化後に鋳型が崩壊せずに鋳物中に残るといっ
た問題があった。この対策として、注湯後鋳物を高温炉
で長時間熱処理を行い、残存鋳物を除去する方法が一般
的であるが、物理的な衝撃を鋳物に与えて除去する方法
もある。何れの方法でも、かなりのエネルギーを必要と
するため、鋳物用の鋳物砂用粘結剤で易崩壊性樹脂の要
求があった。易崩壊性樹脂の手法として、高温時に樹脂
の劣化を促進させる目的で添加剤の検討がなされてい
る。これは炭化、酸化促進剤をノボラックのフェノール
樹脂に添加して崩壊性を向上させているが、鋳型強度が
低下する問題があった。また、樹脂の骨格にＣ−Ｃ結合
より結合エネルギーの小さいＣ−Ｎ結合を導入して樹脂
劣化を促進させる手法も検討されているが、メラミンや
尿素等で変性した樹脂は、目標の崩壊性が得られていな
い。
は再生砂に１４０〜１７０℃に溶解したフェノール樹脂
を被覆したレジンコーテッドサンドを、２２０〜３００
℃の温度の金型に吹き込んでフェノール樹脂を硬化させ
て製造している。フェノール樹脂は、他の樹脂に比べて
耐熱性に優れているため、鉄等の溶融金属（１２００〜
１５００℃）の注湯時には鋳型は壊れず、溶融金属が固
化した後に樹脂が劣化して鋳型を崩壊することができ
た。しかし、最近自動車関連の部品等で、軽量化を目的
にアルミ部品が使用されるようになってきており、アル
ミ合金のような低温溶湯（約７００℃）の場合、従来の
フェノール樹脂の鋳型では、樹脂の劣化が起こりにく
く、金属固化後に鋳型が崩壊せずに鋳物中に残るといっ
た問題があった。この対策として、注湯後鋳物を高温炉
で長時間熱処理を行い、残存鋳物を除去する方法が一般
的であるが、物理的な衝撃を鋳物に与えて除去する方法
もある。何れの方法でも、かなりのエネルギーを必要と
するため、鋳物用の鋳物砂用粘結剤で易崩壊性樹脂の要
求があった。易崩壊性樹脂の手法として、高温時に樹脂
の劣化を促進させる目的で添加剤の検討がなされてい
る。これは炭化、酸化促進剤をノボラックのフェノール
樹脂に添加して崩壊性を向上させているが、鋳型強度が
低下する問題があった。また、樹脂の骨格にＣ−Ｃ結合
より結合エネルギーの小さいＣ−Ｎ結合を導入して樹脂
劣化を促進させる手法も検討されているが、メラミンや
尿素等で変性した樹脂は、目標の崩壊性が得られていな
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
に鑑みなされたもので、シェルモールド法による鋳物の
製造において、注湯時は鋳型の強度を維持して、しかも
低温（３５０〜４００℃付近）でも崩壊し易い鋳型用の
鋳物砂用粘結剤組成物を提供することを目的とする。
に鑑みなされたもので、シェルモールド法による鋳物の
製造において、注湯時は鋳型の強度を維持して、しかも
低温（３５０〜４００℃付近）でも崩壊し易い鋳型用の
鋳物砂用粘結剤組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、Ｃ−Ｃ結合
より結合エネルギーの小さいＣ−Ｎ結合を導入すること
を目的に、ベンゾオキサジン化合物について検討した。
その結果、上記ベンゾオキサジン環にアミノメチレン構
造を導入することで、３５０〜４００℃の温度で、樹脂
が劣化することを見い出し、崩壊性を向上できた。ま
た、３００℃以下の温度では、樹脂の構造は安定で鋳型
作製の造型時での鋳型強度は低下しないことも見い出し
た。すなわち、本発明は、アミノメチレン結合とベンゾ
オキサジン環を有する熱硬化性樹脂および硬化促進剤を
必須成分として含有する鋳物砂用粘結剤組成物に関す
る。
を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、Ｃ−Ｃ結合
より結合エネルギーの小さいＣ−Ｎ結合を導入すること
を目的に、ベンゾオキサジン化合物について検討した。
その結果、上記ベンゾオキサジン環にアミノメチレン構
造を導入することで、３５０〜４００℃の温度で、樹脂
が劣化することを見い出し、崩壊性を向上できた。ま
た、３００℃以下の温度では、樹脂の構造は安定で鋳型
作製の造型時での鋳型強度は低下しないことも見い出し
た。すなわち、本発明は、アミノメチレン結合とベンゾ
オキサジン環を有する熱硬化性樹脂および硬化促進剤を
必須成分として含有する鋳物砂用粘結剤組成物に関す
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内容について詳細
に説明する。本発明に用いられるアミノメチレン結合と
ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂とは、ベンゾ
オキサジン環の開環重合反応により硬化する樹脂であ
り、例えばフェノール性水酸基を有する化合物と、１級
アミンと、ホルムアルデヒドから下式のように合成され
る。
に説明する。本発明に用いられるアミノメチレン結合と
ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂とは、ベンゾ
オキサジン環の開環重合反応により硬化する樹脂であ
り、例えばフェノール性水酸基を有する化合物と、１級
アミンと、ホルムアルデヒドから下式のように合成され
る。
【化１】 （式中のＲ１はメチル基、フェニル基、または少なくと
も１つの炭素数１〜３のアルキル基若しくはアルコシル
基で置換されたフェニル基である。）
も１つの炭素数１〜３のアルキル基若しくはアルコシル
基で置換されたフェニル基である。）
【０００６】フェノール性水酸基を有する化合物として
は、多官能フェノール樹脂、ビスフェノール化合物、ト
リスフェノール化合物、テトラフェノール化合物、フェ
ノール樹脂等が挙げられる。多官能フェノールとして
は、カテコール、ヒドロキノン、レゾルシノールが挙げ
られる。ビスフェノール化合物としては、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＦ及びその位置異性体、ビスフェ
ノールＳ、テトラフルオロビスフェノールＡ等が挙げら
れる。フェノール樹脂の場合、比較的耐熱性が良好であ
り熱劣化がおこりにくい。ビスフェノール化合物、トリ
スフェノール化合物、テトラフェノール化合物の場合
は、３５０〜４００℃の温度で熱劣化が著しい。フェノ
ール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾ
ール型フェノール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、
アルキルフェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂等が
挙げられる。１級アミンとしては、具体的にメチルアミ
ン、エチルアミン、アニリン、トルイジン、アニシジン
等の置換アニリン等が挙げられる。脂肪族アミンである
と、得られた熱硬化性樹脂は、熱分解性は良好で崩壊性
も向上するが、硬化が速いため合成時にゲル化する問題
点がある。芳香族アミンであると、得られた熱硬化性樹
脂は、熱分解性は良好で崩壊性も向上するが、硬化性が
遅くなる。
は、多官能フェノール樹脂、ビスフェノール化合物、ト
リスフェノール化合物、テトラフェノール化合物、フェ
ノール樹脂等が挙げられる。多官能フェノールとして
は、カテコール、ヒドロキノン、レゾルシノールが挙げ
られる。ビスフェノール化合物としては、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＦ及びその位置異性体、ビスフェ
ノールＳ、テトラフルオロビスフェノールＡ等が挙げら
れる。フェノール樹脂の場合、比較的耐熱性が良好であ
り熱劣化がおこりにくい。ビスフェノール化合物、トリ
スフェノール化合物、テトラフェノール化合物の場合
は、３５０〜４００℃の温度で熱劣化が著しい。フェノ
ール樹脂としては、ノボラック型フェノール樹脂、レゾ
ール型フェノール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、
アルキルフェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂等が
挙げられる。１級アミンとしては、具体的にメチルアミ
ン、エチルアミン、アニリン、トルイジン、アニシジン
等の置換アニリン等が挙げられる。脂肪族アミンである
と、得られた熱硬化性樹脂は、熱分解性は良好で崩壊性
も向上するが、硬化が速いため合成時にゲル化する問題
点がある。芳香族アミンであると、得られた熱硬化性樹
脂は、熱分解性は良好で崩壊性も向上するが、硬化性が
遅くなる。
【０００７】上記のベンゾオキサジン環を有する熱硬化
性樹脂は、ヒドロキシル基のオルト位の少なくとも１つ
が水素であるヒドロキシフェニレン基を、１分子中に２
以上有する化合物（以下反応しうるヒドロキシフェニレ
ン基を有する化合物という）と１級アミンとの混合物
を、７０℃以上に加熱したホルマリン等のホルムアルデ
ヒド類中に添加して、７０〜１１０℃、好ましくは８０
〜１００℃で２〜５時間反応させ、その後、１２０℃以
下の温度で減圧乾燥することによって得られる。上記反
応において、通常反応し得るヒドロキシフェニレン基を
有する化合物の全フェノール性ヒドロキシル基１モルに
対し、１級アミンを０．５〜１．０モル、好ましくは
０．６〜１．０モル、１級アミン１モルに対し、ホルム
アルデヒド２モル以上の比で反応させる。１級アミンが
０．５モルより少ないと、架橋密度の低下を招き、樹脂
軟化点が低くなる場合がある。上記のベンゾオキサジン
環を有する熱硬化性樹脂は、１５０℃以上、鋳型造型時
での好ましい温度としては、２２０〜３００℃に加熱す
ることで、触媒や硬化剤を用いないで、副生成物を生じ
ることなく硬化する。
性樹脂は、ヒドロキシル基のオルト位の少なくとも１つ
が水素であるヒドロキシフェニレン基を、１分子中に２
以上有する化合物（以下反応しうるヒドロキシフェニレ
ン基を有する化合物という）と１級アミンとの混合物
を、７０℃以上に加熱したホルマリン等のホルムアルデ
ヒド類中に添加して、７０〜１１０℃、好ましくは８０
〜１００℃で２〜５時間反応させ、その後、１２０℃以
下の温度で減圧乾燥することによって得られる。上記反
応において、通常反応し得るヒドロキシフェニレン基を
有する化合物の全フェノール性ヒドロキシル基１モルに
対し、１級アミンを０．５〜１．０モル、好ましくは
０．６〜１．０モル、１級アミン１モルに対し、ホルム
アルデヒド２モル以上の比で反応させる。１級アミンが
０．５モルより少ないと、架橋密度の低下を招き、樹脂
軟化点が低くなる場合がある。上記のベンゾオキサジン
環を有する熱硬化性樹脂は、１５０℃以上、鋳型造型時
での好ましい温度としては、２２０〜３００℃に加熱す
ることで、触媒や硬化剤を用いないで、副生成物を生じ
ることなく硬化する。
【０００８】本発明に用いられるベンゾオキサジン環を
有する熱硬化性樹脂は、２種類以上組み合わせて用いる
こともできる。また、これらの熱硬化性樹脂を予め８０
〜１８０℃、好ましく１２０〜１６０℃で後処理するこ
とにより、その一部を予備重合させ、造型時の硬化速度
や樹脂の溶融粘度を調整することもできる。本発明にお
いて、前記熱硬化性樹脂と併用される樹脂としては、ノ
ボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂
を用いることができる。ノボラック型フェノール樹脂と
しては、フェノールノボラック型やビスフェノールノボ
ラック樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフ
ェノール樹脂等が挙げられる。レゾール型フェノール樹
脂としては、液状、固形レゾールの何れも用いることが
できる。また、ジメチレンエーテル型レゾール、メチロ
ール型レゾール等も用いることができる。ベンゾオキサ
ジン環を有する熱硬化性樹脂は、自硬化性であるが硬化
反応が遅いことと、高温での強度が弱い問題点がある。
硬化を速くするためには、硬化促進剤の添加が必要であ
る。硬化促進剤としては、カテコール、ビスフェノール
Ａ等の多官能フェノール化合物、ｐ−トルエンスルホン
酸、ｐ−フェノールスルホン酸、キシレンスルホン酸等
のスルホン酸類、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、ア
ジピン酸等のカルボン酸類、コバルト（II）アセチルア
セトネート、アルミニウム(III) アセチルアセトネー
ト、ジルコニウム（IV）アセチルアセトネート等の金属
錯体、酸化カルシウム、酸化コバルト、酸化マグネシウ
ム、酸化鉄等の金属酸化物、水酸化カルシウム、イミダ
ゾール、ジアザシクロウンデセン及びフェニルホスホン
酸等が挙げられる。これらは１種でまたは２種以上の混
合物として用いられる。硬化促進剤の添加量としては、
樹脂成分１００重量部に対して５〜２０重量部である。
５重量部未満では硬化が遅くなり実用的ではなく、また
２０重量部をこえると硬化が速すぎるしコスト的に不利
となる。
有する熱硬化性樹脂は、２種類以上組み合わせて用いる
こともできる。また、これらの熱硬化性樹脂を予め８０
〜１８０℃、好ましく１２０〜１６０℃で後処理するこ
とにより、その一部を予備重合させ、造型時の硬化速度
や樹脂の溶融粘度を調整することもできる。本発明にお
いて、前記熱硬化性樹脂と併用される樹脂としては、ノ
ボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂
を用いることができる。ノボラック型フェノール樹脂と
しては、フェノールノボラック型やビスフェノールノボ
ラック樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフ
ェノール樹脂等が挙げられる。レゾール型フェノール樹
脂としては、液状、固形レゾールの何れも用いることが
できる。また、ジメチレンエーテル型レゾール、メチロ
ール型レゾール等も用いることができる。ベンゾオキサ
ジン環を有する熱硬化性樹脂は、自硬化性であるが硬化
反応が遅いことと、高温での強度が弱い問題点がある。
硬化を速くするためには、硬化促進剤の添加が必要であ
る。硬化促進剤としては、カテコール、ビスフェノール
Ａ等の多官能フェノール化合物、ｐ−トルエンスルホン
酸、ｐ−フェノールスルホン酸、キシレンスルホン酸等
のスルホン酸類、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、ア
ジピン酸等のカルボン酸類、コバルト（II）アセチルア
セトネート、アルミニウム(III) アセチルアセトネー
ト、ジルコニウム（IV）アセチルアセトネート等の金属
錯体、酸化カルシウム、酸化コバルト、酸化マグネシウ
ム、酸化鉄等の金属酸化物、水酸化カルシウム、イミダ
ゾール、ジアザシクロウンデセン及びフェニルホスホン
酸等が挙げられる。これらは１種でまたは２種以上の混
合物として用いられる。硬化促進剤の添加量としては、
樹脂成分１００重量部に対して５〜２０重量部である。
５重量部未満では硬化が遅くなり実用的ではなく、また
２０重量部をこえると硬化が速すぎるしコスト的に不利
となる。
【０００９】また、高温での強度を改善するために、架
橋密度を上げる必要がある。その架橋密度向上剤として
は、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール等のアミ
ン類や多官能のエポキシ樹脂が挙げられる。これら架橋
密度向上剤の添加量としては、樹脂成分１００重量部に
対して５〜２０重量部である。５重量部未満では架橋度
が低く熱的強度が低い。また２０重量部をこえると臭気
が強くなりコスト的にも不利となる。また、ベンゾオキ
サジン環を有する熱硬化性樹脂は、従来の熱硬化性樹脂
であるフェノール樹脂に比べて、吸湿しにくいといった
特徴がある。この現象はフェノール性ヒドロキシル基が
窒素原子との相互作用により、固定されているためと考
えられる。この特徴は、従来のフェノール樹脂を使用し
たレジンコーテッドサンドのブロッキング現象を改善で
きるものである。樹脂の流動性を向上させ、また造型時
の金型からの離型性を向上させる目的のワツクスとして
は、ステアリン酸塩や脂肪族アマイドとその誘導体等を
用いることができる。レジンコーテッドサンドを製造す
る際、砂表面と樹脂との界面で接着力を向上させる目的
のカップリング剤としては、例えばアミノシラン、ジア
ミノシラン、トリアミノシラン、ウレイド変性アミノシ
ラン、ビニルシラン、ビニルベンジルシラン、ベンジル
アミノシラン、カチオニックシラン、エポキシシラン等
が挙げられる。これらは１種でまたは２種以上の混合物
として用いられる。添加量は樹脂成分に対し０．５〜５
重量％である。本発明の、樹脂組成物を珪砂に対して
１．５〜３．０％配合し、ヘキサメチレンテトラミン無
しで、珪砂と樹脂を混練して、レジンコーテッドサンド
を作製する。さらに、このレジンコーテッドサンドを２
２０〜３００℃の金型に充填して、３０〜３００秒硬化
させて鋳型を作製する。この鋳型は、従来のフェノール
樹脂の鋳型に比べ崩壊性、鋳型強度、耐ピールバック
性、低膨張性を向上させることができる。また、ベンゾ
オキサジン環を有する熱硬化性樹脂単独のものより、硬
化を速くすることができる。
橋密度を上げる必要がある。その架橋密度向上剤として
は、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール等のアミ
ン類や多官能のエポキシ樹脂が挙げられる。これら架橋
密度向上剤の添加量としては、樹脂成分１００重量部に
対して５〜２０重量部である。５重量部未満では架橋度
が低く熱的強度が低い。また２０重量部をこえると臭気
が強くなりコスト的にも不利となる。また、ベンゾオキ
サジン環を有する熱硬化性樹脂は、従来の熱硬化性樹脂
であるフェノール樹脂に比べて、吸湿しにくいといった
特徴がある。この現象はフェノール性ヒドロキシル基が
窒素原子との相互作用により、固定されているためと考
えられる。この特徴は、従来のフェノール樹脂を使用し
たレジンコーテッドサンドのブロッキング現象を改善で
きるものである。樹脂の流動性を向上させ、また造型時
の金型からの離型性を向上させる目的のワツクスとして
は、ステアリン酸塩や脂肪族アマイドとその誘導体等を
用いることができる。レジンコーテッドサンドを製造す
る際、砂表面と樹脂との界面で接着力を向上させる目的
のカップリング剤としては、例えばアミノシラン、ジア
ミノシラン、トリアミノシラン、ウレイド変性アミノシ
ラン、ビニルシラン、ビニルベンジルシラン、ベンジル
アミノシラン、カチオニックシラン、エポキシシラン等
が挙げられる。これらは１種でまたは２種以上の混合物
として用いられる。添加量は樹脂成分に対し０．５〜５
重量％である。本発明の、樹脂組成物を珪砂に対して
１．５〜３．０％配合し、ヘキサメチレンテトラミン無
しで、珪砂と樹脂を混練して、レジンコーテッドサンド
を作製する。さらに、このレジンコーテッドサンドを２
２０〜３００℃の金型に充填して、３０〜３００秒硬化
させて鋳型を作製する。この鋳型は、従来のフェノール
樹脂の鋳型に比べ崩壊性、鋳型強度、耐ピールバック
性、低膨張性を向上させることができる。また、ベンゾ
オキサジン環を有する熱硬化性樹脂単独のものより、硬
化を速くすることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。 ［樹脂の合成］ 〔１〕ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の合成
（Ｉ） ビスフェノールＡ０．９ｋｇ（４ｍｏｌ相当）にアニリ
ン０．３ｋｇとブチルアミン０．３５ｋｇ及びＭＥＫ
０．２ｋｇを混合し、８０℃で５時間撹拌し、均一な混
合溶液を調整した。５リットルフラスコ中にホルマリン
（３７％水溶液）１．３ｋｇを仕込み９０℃に加熱し、
ここへ前に調整したビスフェノールＡ／アニリン／ブチ
ルアミン／ＭＥＫの混合溶液を１時間かけて少しずつ添
加した。添加終了後５時間、還流温度に保ち、その後に
１００〜１１０℃で２時間、減圧して縮合水を除去し、
釜出し前にワックスとカップリング剤を添加して、アミ
ノメチレン構造のあるベンゾオキサジン環を有する熱硬
化性樹脂を得た。 〔２〕ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の合成
（II） ビスフェノールＡ０．９ｋｇ（４ｍｏｌ相当）にアニリ
ン０．７５ｋｇと及びＭＥＫ０．２ｋｇを混合し、８０
℃で５時間撹拌し、均一な混合溶液を調整した。５リッ
トルフラスコ中に、ホルマリン（３７％水溶液）１．３
ｋｇを仕込み９０℃に加熱し、ここへ前に調整したビス
フェノールＡ／アニリン／ＭＥＫの混合溶液を１時間か
けて少しずつ添加した。添加終了後５時間、還流温度に
保ち、その後に１００〜１１０℃で２時間、減圧して縮
合水を除去し、釜出し前にワックスとカップリング剤を
添加してアミノメチレン構造のあるベンゾオキサジン環
を有する熱硬化性樹脂を得た。 〔３〕ノボラック型フェノール樹脂の合成（Ａ） フェノール１．９ｋｇ、ホルマリン（３７％水溶液）
１．３ｋｇ、シュウ酸１５ｇを５リットルフラスコに仕
込み、還流温度で６時間反応させた。引き続きフラスコ
内部を減圧して未反応フェノール及び水を除去した。そ
の後、カップリング剤、ワックスを添加して、フェノー
ル樹脂を作製した。 〔４〕ノボラック型フェノール樹脂の合成（Ｂ） フェノール１．９ｋｇ、ホルマリン（３７％水溶液）
１．３ｋｇ、シュウ酸１５ｇを５リットルフラスコに仕
込み、還流温度で６時間反応させた。引き続きフラスコ
内部を減圧して未反応フェノール及び水を除去した。そ
の後、カップリング剤、ワックス及び崩壊剤を添加し
て、フェノール樹脂を作製した。
て、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。 ［樹脂の合成］ 〔１〕ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の合成
（Ｉ） ビスフェノールＡ０．９ｋｇ（４ｍｏｌ相当）にアニリ
ン０．３ｋｇとブチルアミン０．３５ｋｇ及びＭＥＫ
０．２ｋｇを混合し、８０℃で５時間撹拌し、均一な混
合溶液を調整した。５リットルフラスコ中にホルマリン
（３７％水溶液）１．３ｋｇを仕込み９０℃に加熱し、
ここへ前に調整したビスフェノールＡ／アニリン／ブチ
ルアミン／ＭＥＫの混合溶液を１時間かけて少しずつ添
加した。添加終了後５時間、還流温度に保ち、その後に
１００〜１１０℃で２時間、減圧して縮合水を除去し、
釜出し前にワックスとカップリング剤を添加して、アミ
ノメチレン構造のあるベンゾオキサジン環を有する熱硬
化性樹脂を得た。 〔２〕ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の合成
（II） ビスフェノールＡ０．９ｋｇ（４ｍｏｌ相当）にアニリ
ン０．７５ｋｇと及びＭＥＫ０．２ｋｇを混合し、８０
℃で５時間撹拌し、均一な混合溶液を調整した。５リッ
トルフラスコ中に、ホルマリン（３７％水溶液）１．３
ｋｇを仕込み９０℃に加熱し、ここへ前に調整したビス
フェノールＡ／アニリン／ＭＥＫの混合溶液を１時間か
けて少しずつ添加した。添加終了後５時間、還流温度に
保ち、その後に１００〜１１０℃で２時間、減圧して縮
合水を除去し、釜出し前にワックスとカップリング剤を
添加してアミノメチレン構造のあるベンゾオキサジン環
を有する熱硬化性樹脂を得た。 〔３〕ノボラック型フェノール樹脂の合成（Ａ） フェノール１．９ｋｇ、ホルマリン（３７％水溶液）
１．３ｋｇ、シュウ酸１５ｇを５リットルフラスコに仕
込み、還流温度で６時間反応させた。引き続きフラスコ
内部を減圧して未反応フェノール及び水を除去した。そ
の後、カップリング剤、ワックスを添加して、フェノー
ル樹脂を作製した。 〔４〕ノボラック型フェノール樹脂の合成（Ｂ） フェノール１．９ｋｇ、ホルマリン（３７％水溶液）
１．３ｋｇ、シュウ酸１５ｇを５リットルフラスコに仕
込み、還流温度で６時間反応させた。引き続きフラスコ
内部を減圧して未反応フェノール及び水を除去した。そ
の後、カップリング剤、ワックス及び崩壊剤を添加し
て、フェノール樹脂を作製した。
【００１１】実施例１〜７、比較例１〜４ ［混練によるレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）の作
製］１５０℃に加熱されたフラタリー珪砂１０ｋｇに、
表１、表２に示す樹脂組成物を２００ｇ（２％対砂）配
合し、混練機で４５秒混練する。その後、表１、表２の
条件により水に溶解したサリチル酸及びヘキサミンを混
練中の砂／樹脂に添加する。その後砂がほぐれた時点
で、ステアリン酸カルシウム（１０ｇ）を添加してレジ
ンコーテッドサンドを得る。評価結果を表１、表２に示
す。 ［レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）の特性評価方法］
鋳型強度は、自動造型機（浪速製作所製）で２５０℃、
６０ｓ焼成して試験片とし、冷却後曲げ試験機で強度を
測定した。熱間強度は、上記試験片を造型した後、直ち
に曲げ試験機で強度を測定した。崩壊性は、上記試験片
を冷却後、４００℃の高温炉で１０分間処理し、冷却後
曲げ試験機で強度を測定する。崩壊率は、常温での強度
から、４００℃で処理した試験片の強度を差し引いた値
と常温での強度との割合で算出した。耐ピールバック性
（耐ＰＢ性）は、小型ダンプボックス方式（ＪＡＣＴ
法）による。金型温度２８０℃、焼成時間３０ｓ。熱膨
張率は、直径３０ｍｍ高さ５０ｍｍの試験片を作製し、
冷却後、熱膨率測定機（小沢製作所製ＥＯＳ−１型）に
より測定した。測定時の炉内温度１０００℃。
製］１５０℃に加熱されたフラタリー珪砂１０ｋｇに、
表１、表２に示す樹脂組成物を２００ｇ（２％対砂）配
合し、混練機で４５秒混練する。その後、表１、表２の
条件により水に溶解したサリチル酸及びヘキサミンを混
練中の砂／樹脂に添加する。その後砂がほぐれた時点
で、ステアリン酸カルシウム（１０ｇ）を添加してレジ
ンコーテッドサンドを得る。評価結果を表１、表２に示
す。 ［レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）の特性評価方法］
鋳型強度は、自動造型機（浪速製作所製）で２５０℃、
６０ｓ焼成して試験片とし、冷却後曲げ試験機で強度を
測定した。熱間強度は、上記試験片を造型した後、直ち
に曲げ試験機で強度を測定した。崩壊性は、上記試験片
を冷却後、４００℃の高温炉で１０分間処理し、冷却後
曲げ試験機で強度を測定する。崩壊率は、常温での強度
から、４００℃で処理した試験片の強度を差し引いた値
と常温での強度との割合で算出した。耐ピールバック性
（耐ＰＢ性）は、小型ダンプボックス方式（ＪＡＣＴ
法）による。金型温度２８０℃、焼成時間３０ｓ。熱膨
張率は、直径３０ｍｍ高さ５０ｍｍの試験片を作製し、
冷却後、熱膨率測定機（小沢製作所製ＥＯＳ−１型）に
より測定した。測定時の炉内温度１０００℃。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、従来のフェノール樹脂
では達成し得なかった低温における崩壊性が向上し、３
００℃の温度までは鋳型強度の劣化がなく安定した鋳型
が得られる。
では達成し得なかった低温における崩壊性が向上し、３
００℃の温度までは鋳型強度の劣化がなく安定した鋳型
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 勝 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 高田 新吾 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 相沢 輝樹 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 平井 康之 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 長瀬 英雄 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 沼田 俊一 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内
Claims (2)
- 【請求項１】アミノメチレン結合とベンゾオキサジン環
を有する熱硬化性樹脂および硬化促進剤を必須成分とし
て含有する鋳物砂用粘結剤組成物。 - 【請求項２】フェノール樹脂を併用することを特徴とす
る請求項１記載の鋳物砂用粘結剤組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24399997A JP4122545B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24399997A JP4122545B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177232A true JPH1177232A (ja) | 1999-03-23 |
| JP4122545B2 JP4122545B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=17112217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24399997A Expired - Lifetime JP4122545B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 鋳物砂用粘結剤組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4122545B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8754147B2 (en) | 2006-05-18 | 2014-06-17 | Fairmount Minerals, Ltd. | No hexa shell sand |
| CN112517845A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 安徽省隆兴铸造有限公司 | 一种阀门铸造用砂型的制备方法及砂型 |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP24399997A patent/JP4122545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8754147B2 (en) | 2006-05-18 | 2014-06-17 | Fairmount Minerals, Ltd. | No hexa shell sand |
| CN112517845A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 安徽省隆兴铸造有限公司 | 一种阀门铸造用砂型的制备方法及砂型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4122545B2 (ja) | 2008-07-23 |
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