JPS58109524A - Production of sand-binding phenolic resin - Google Patents

Production of sand-binding phenolic resin

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JPS58109524A
JPS58109524A JP20815181A JP20815181A JPS58109524A JP S58109524 A JPS58109524 A JP S58109524A JP 20815181 A JP20815181 A JP 20815181A JP 20815181 A JP20815181 A JP 20815181A JP S58109524 A JPS58109524 A JP S58109524A
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acid
resin
sand
phenolic resin
salicylic acid
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正人 秋葉
Kunio Mori
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Abstract

PURPOSE:To obtain a phenolic resin excellent in rapid curability, etc., and useful in sand binding in a shell mold process, by reacting a phenol with a formaldehyde in the presence of a specified acid catalyst and then chelating the acid catalyst. CONSTITUTION:A phenol (e.g., phenol) is reacted with a formaldehyde-yielding substance (e.g., formaldehyde) at a molar ratio of 1:0.3 in the presence of salicylic acid (below about 0.5 molar time of other acid catalysts, such as oxalic acid, can be used in combination). Then, to the resulting reaction product is added an oxide, hydroxide or weak acid salt of a metal (e.g., zinc) capable of forming a chelate with salicyclic acid (a neutralizing agent such as sodium hydroxide or ammonia can be used in combination), whereby chelation of at least 5wt% salicyclic acid and neutralization are effected. Then, the low-boiling substances are distilled out of the system by distillation to obtain a sand-binding phenolic resin.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は砂被覆用フェノール樹脂の新規、かつ有用な製
造法に関し、さらに詳細には、特定の酸触媒の存在下に
反応を行ったのち、この特定の酸とキレ−1・を形成し
うる金属の化合物で系内を中和することからなる、とり
わけシェルモールド法による砂被覆に有用なる、速硬化
性などの諸性能にすぐれたノボラック型フェノール樹脂
を製造する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a new and useful method for producing a phenolic resin for sand coating. -1. A method for producing a novolac type phenolic resin with excellent performance such as fast curing properties, which is particularly useful for sand coating by the shell mold method, and which consists of neutralizing the system with a metal compound capable of forming . Regarding.

近年、シェルモールド用樹脂被覆砂に対しては、省エネ
ルギー指向の面から、低温かつ短時間内での硬化、すな
わち速硬化性への要求が高まっているが、これは砂の結
合剤たる樹脂への要求であり、砂被覆用樹脂への速硬化
性の賦与方法が種々検討され、実施に移されている。
In recent years, there has been an increasing demand for resin-coated sand for shell molds to harden at low temperatures and within a short period of time, in other words, to be fast-curing, from the perspective of energy conservation. In response to this demand, various methods of imparting fast curing properties to sand coating resins have been studied and put into practice.

その第一は、酢酸亜鉛などを主触媒として製造される、
いわゆるハイ・オルソ・ノボラック樹脂を砂被覆用とし
て用いるものであるが、一般に、ノボラック樹脂をヘキ
サメヂレンテトラミンなどの硬化剤により熱硬化させる
場合には、オルソ/パラ結合比が高いほど速硬化性には
なるけれども、その反面、架橋密度が上がらず、硬化物
自体の熱分解も起り易くなるという傾向がある。そのた
めに、かかるハイ・オルソ・ノボラック樹脂を使用して
得られた樹脂被覆砂で鋳型を作ると、造型自体は省エネ
ルギーに遠うものであるが、出来上がった鋳型の強度が
不十分であったり、表面強度も劣るなどのため、鋳物の
肌が荒れるなどのトラブルが発生し易く、さらにかかる
ノボラック樹脂を使用して得られた被覆砂は融着点が低
目になりがちなため、殊に夏場にはブロッキングし易く
なるという欠点があった。
The first is produced using zinc acetate as the main catalyst.
So-called high ortho novolac resins are used for sand coating, but generally when novolac resins are thermally cured with a curing agent such as hexamylenetetramine, the higher the ortho/para bond ratio, the faster the curing. However, on the other hand, there is a tendency that the crosslinking density does not increase and the cured product itself tends to be thermally decomposed. For this reason, if molds are made with resin-coated sand obtained using such high ortho novolac resins, the molding itself is far from energy-saving, but the strength of the finished molds may be insufficient, Because the surface strength is poor, problems such as roughening of the surface of the casting are likely to occur, and coated sand obtained using such novolac resins tends to have a low fusion point, so it is difficult to use, especially in summer. had the disadvantage that it was easy to block.

第二に、分子量分布を広目にしたランダム・ノボラック
樹脂を使用しての樹脂被覆砂の調製法があるが、一般に
は、被覆砂の融着点も高目になるから、そのこと自体は
好ましいものの、砂に対する樹脂の濡れ性が低下する処
から、造型硬化後の鋳型の強度が出来難い上に、被覆砂
に賦与される速硬化性も小さいという欠点があった。
Second, there is a method for preparing resin-coated sand using a random novolac resin with a wide molecular weight distribution, but in general, the fusion point of the coated sand is also high, so this method is not sufficient in itself. Although this method is preferable, it has the disadvantage that the wettability of the resin with respect to sand is reduced, making it difficult to maintain the strength of the mold after mold hardening, and the quick curing property imparted to the coated sand is also low.

第三に、ノボラック樹脂の製造時あるいは樹脂被覆砂の
調製時に、サリチル酸や安息香酸などのような酸類とか
、塩化アンモニウムなどのような塩類を添加するという
方法もあり、こうした方法によるときは、前述した如き
分子量分布の高目のランダム・ノボラック樹脂と組合せ
て使用されるのが一般的ではあるが、添加される酸類や
塩類の早が少ない場合には、賦与される速硬化性も小さ
く、逆に添加肇が多くなると、造型後の鋳型の強度が低
くなったり、融着点も低下したりするという欠点があっ
た。
Thirdly, there is a method of adding acids such as salicylic acid or benzoic acid or salts such as ammonium chloride when producing novolac resin or preparing resin-coated sand. It is generally used in combination with a random novolac resin with a high molecular weight distribution, but if the amount of acids or salts added is small, the fast curing properties imparted are also small, and vice versa. If a large amount of sulfur is added to the mold, the strength of the mold after molding decreases and the fusion point also decreases.

そして第四の方法に、いわゆるダブル・コート法の一つ
として、ノボラック樹脂で砂を被覆したのら、液状レゾ
ール樹脂でさらに被覆するという方法がある。しかしな
がら、こうしたダブル・コート法によって製造された被
覆砂は速硬化性をはじめとする殆ど全ての性能にすぐれ
るものの、被覆砂を得るまでの工程が、前記したいずれ
の方法に比して煩雑になるという欠点がある。
A fourth method is a so-called double coating method in which the sand is coated with a novolac resin and then further coated with a liquid resol resin. However, although the coated sand produced by this double coat method has excellent properties in almost all aspects, including fast curing, the process to obtain the coated sand is more complicated than in any of the above-mentioned methods. It has the disadvantage of becoming.

このように、速硬化性の樹脂被覆砂を得、あるいはかか
る被覆砂に速硬化性を賦与するような樹脂を得るための
方法が数多く提案され、実施されているが、そのいずれ
もが、何らかの性能を犠牲にしての速硬化性であったり
、製造工程上ないしは作業工程上に問題点を含むもので
あったりして、満足すべき方法は、目下のところ、一つ
として見出されていない。
As described above, many methods have been proposed and implemented to obtain fast-curing resin-coated sand or to obtain resins that impart fast-curing properties to such coated sand, but none of them At present, no satisfactory method has been found, as it may require faster curing at the expense of performance, or it may involve problems in the manufacturing process or work process. .

しかるに、本発明者らはこうした現状に鑑みて鋭意研究
した結果、特定の酸触媒を選択し、フェノール類とホル
ムアルデヒド供給物質とのモル比を特定化させて反応を
行ったのち、かかる酸触媒とキレートを形成しうる金属
の化合物などを用いて系内を中和し、水などの低沸点物
を糸外に除去せしめれば、速硬化性をはじめとした悉く
の性能にすぐれたフェノール樹脂が得られること、加え
てこのようにして製造された樹脂を用いて被覆砂を得る
までの工程が一層簡便、かつ容易になることを見出して
、本発明を完成させるに到った。
However, as a result of intensive research in view of the current situation, the present inventors selected a specific acid catalyst, specified the molar ratio of phenols and formaldehyde supply material, and conducted the reaction. If the system is neutralized using a metal compound that can form a chelate and low-boiling substances such as water are removed from the yarn, a phenolic resin with excellent performance including quick curing can be produced. The present invention was completed based on the discovery that the process of obtaining coated sand using the resin thus produced is simpler and easier.

すなわち、本発明はフェノール類(alとホルムアルデ
ヒド供給物質fblとを、これら+alとfb)とのモ
ル比が1:0.3〜1.0となるようにして、サリチル
酸の単独またはこれと他の酸類との併用になる触媒の存
在下に反応させたのち、この反応系内を上記サリチル酸
とキレートを形成しうる金属の酸化物、水酸化物または
弱酸塩により、あるいはこれとさらに公知慣用の中和剤
との併用により中和させ、次いで低沸点物を系外に除去
せしめることからなる、速硬化性で、しかも他性能との
バランスも良好なる砂被覆用フェノール樹脂を製造する
方法を提供するものである。
That is, in the present invention, the molar ratio of phenols (al and formaldehyde supply material fbl, +al and fb) is 1:0.3 to 1.0, and salicylic acid alone or in combination with other After the reaction is carried out in the presence of a catalyst used in combination with an acid, the reaction system is treated with an oxide, hydroxide or weak acid salt of a metal capable of forming a chelate with the above-mentioned salicylic acid, or in addition to this in a known and customary manner. To provide a method for producing a phenolic resin for sand coating, which is quick-curing and has a good balance with other properties, by neutralizing the resin in combination with an admixture, and then removing low-boiling substances from the system. It is something.

ここにおいて、」−記したフェノール類+a+とはフェ
ノール、クレゾール、レゾルシノール、ビスフェノール
Aまたはビスフェノールのオリゴマーなどの如きフェノ
ールとその同効物質を指称するものである。
Herein, the term "phenols +a+" refers to phenol and its equivalent substances, such as phenol, cresol, resorcinol, bisphenol A, or bisphenol oligomers.

他方、前記したホルムアルデヒド供給物質山)として代
表的なものを挙げればホルムアルデヒドの他、パラホル
ムアルデヒドまたはヘキサメチレンテトラミンなどの如
きホルムアルデヒドの各種溶液またはその誘導体などで
ある。
On the other hand, typical examples of the above-mentioned formaldehyde supply material include formaldehyde, various solutions of formaldehyde such as paraformaldehyde, hexamethylenetetramine, etc., or derivatives thereof.

そして、これら両者のモル比(ibl / (Jl) 
)は0.3〜1.0なる範囲内が適当であり、この比が
0.3よりも小さくて、ホルムアルデヒド供給物質(b
lの頃が少なくなりすぎるときは、反応が遅くなり、鋳
物砂被覆用フェノール樹脂としては、もはや分子量分布
が小さくなりすぎるし、この比が1.0よりも大きくて
、ホルムアルデヒド供給物質(blの量が多くなりすぎ
るときには、反応が激しくなって、ゲル化の危険性さえ
出てくるので、いずれも好ましくない。
Then, the molar ratio of both (ibl / (Jl)
) is suitably within the range of 0.3 to 1.0, and if this ratio is smaller than 0.3, formaldehyde supply material (b
When the ratio of bl becomes too small, the reaction becomes slow and the molecular weight distribution becomes too small to be used as a phenolic resin for coating foundry sand. If the amount is too large, the reaction becomes violent and there is even a risk of gelation, which is undesirable.

また、前記したサリチル酸と併用されて酸触媒となる他
の酸類として代表的なものには、シュウ酸、塩酸または
硫酸などの如き、通常ノボラック反応において触媒とし
て使われる無機酸ないしは有機酸があり、これらの他の
酸類はサリチル酸のモル数の1/2以下で使用するのが
よい。
In addition, other typical acids that are used as acid catalysts in combination with the above-mentioned salicylic acid include inorganic acids or organic acids that are usually used as catalysts in novolak reactions, such as oxalic acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid. These other acids are preferably used in an amount of 1/2 or less of the mole number of salicylic acid.

5− 他方、前記したサリチル酸とキレートを形成しうる金属
としては多くの金属が使用しうるが、そのうちでも代表
的なものとしては亜鉛、カドミウム、水銀、銅、銀、ニ
ッケル、コバルト、鉄、マンガン、クロム、バナジウム
、チタン、アル文ニウム、鉛またはスズなどであり、そ
してこれらの金属の酸化物、水酸化物または弱酸塩とし
ては、−例として亜鉛について言えば、酸化亜鉛、水酸
化亜鉛もしくは酢酸亜鉛であり、またはこれらの水和物
であってもよいことは勿論である。但し、この弱酸塩に
限っては、前記サリチル酸と反応性を有するもので、た
とえば酢酸塩やアジピン酸の如く、解離定数(pK値)
がサリチル酸よりも大なる酸の塩類として定義されるも
のである。
5- On the other hand, many metals can be used as metals that can form chelates with the above-mentioned salicylic acid, among which representative ones include zinc, cadmium, mercury, copper, silver, nickel, cobalt, iron, and manganese. , chromium, vanadium, titanium, aluminum, lead or tin, and as oxides, hydroxides or weak acid salts of these metals - for example, for zinc, zinc oxide, zinc hydroxide or Of course, it may be zinc acetate or a hydrate thereof. However, this weak acid salt is limited to those that have reactivity with the above-mentioned salicylic acid, and has a dissociation constant (pK value) such as acetate and adipic acid.
is defined as salts of acids greater than salicylic acid.

さらに、かかるキレート形成物質と併用されうる前記の
中和剤としては、水酸化ナトリウムもしくは酸化カルシ
ウムなどの如きアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属
の酸化物ないしは水酸化物;アンモニア;1級、2級も
しくは3級のアミン類とこれらの同効物質が挙げられる
Furthermore, the neutralizing agents that can be used in combination with such chelate-forming substances include alkali metal or alkaline earth metal oxides or hydroxides such as sodium hydroxide or calcium oxide; ammonia; Examples include tertiary amines and their equivalent substances.

そして本発明方法においては、上記したそれぞれ触媒と
中和剤などの使用量はそれぞれ使用すべき触媒や中和剤
などの種類や数のいかんに拘らず、前記サリチル酸の総
量の少なくとも5重量%が金属キレートを形成して中和
されるように、これらの触媒と中和剤などとを適宜組み
合せるこ6− とが不可欠なのであって、任意の範囲に選ぶことができ
、こうした条件が保持さている限りは、これらの使用量
について特別の規制は設けられない。
In the method of the present invention, the amount of each of the above-mentioned catalysts and neutralizing agents used is at least 5% by weight of the total amount of salicylic acid, regardless of the type and number of catalysts and neutralizing agents to be used. It is essential to appropriately combine these catalysts and neutralizing agents so that metal chelates are formed and neutralized, and these can be selected within any range and as long as these conditions are maintained. As long as they are used, there will be no special regulations regarding their usage.

つまり、前記サリチル酸とキレートを形成させるべく加
えられた中和剤などが、このサリチル酸と併用された他
の酸触媒と悉く反応してしまって、目的とするサリチル
酸キレートが生成されていないような事態の発生は、本
発明に全く適わないものとなるが、前述したように、サ
リチル酸の5重電%以上が金属キレートを形成して中和
されている■りは、このサリチル酸と併用された他の酸
触媒の挙動のいかんに拘らず、またこのサリチル酸の一
部がキレート化に与かっていなくとも、本発明の効果は
全うされる。
In other words, the neutralizing agent added to form a chelate with the salicylic acid reacts with the salicylic acid and other acid catalysts used together, and the desired salicylic acid chelate is not produced. However, as mentioned above, if more than 5% of the salicylic acid is neutralized by forming a metal chelate, it may be used in combination with this salicylic acid. Regardless of the behavior of the acid catalyst, and even if some of the salicylic acid does not participate in chelation, the effects of the present invention are achieved.

このサリチル酸の総量のうち単に5重量%未満において
しかキレート化されていない場合には、こうしたキレー
ト形成による性能向上化の効果、したがって本発明の効
果は極端に小さくなるので、好ましくない。
If less than 5% by weight of the total amount of salicylic acid is chelated, the effect of improving performance due to chelate formation, and therefore the effect of the present invention, will be extremely reduced, which is not preferable.

また、本発明方法の実施に当って、前記した如きキレー
ト形成による中和の終了後において反応系外に除去され
るべき低沸点物としては、水が代表的なものではあるが
、この他に未反応のフェノール類やホルムアルデヒド供
給物質とか、揮発性の触媒などが挙げられる。
Furthermore, in carrying out the method of the present invention, water is a typical low-boiling substance that should be removed from the reaction system after the completion of neutralization by chelate formation as described above; Examples include unreacted phenols, formaldehyde supply substances, and volatile catalysts.

そして、これらの低沸点物の除去方法としては、常圧も
しくは、減圧下における蒸溜または水蒸気蒸溜であると
か、反応生成物を静置させて後の層分離を行う方法であ
るとかの公知慣用の操作手段がそのまま適用できる。
As a method for removing these low-boiling substances, known and commonly used methods include distillation or steam distillation under normal pressure or reduced pressure, and a method in which the reaction product is allowed to stand still for subsequent layer separation. The operating means can be applied as is.

本発明方法の特長は、一つには得られる樹脂がまず速硬
化性にすぐれるものであることであり、二つ目には、か
くして得られる樹脂を用いて被覆された砂(樹脂被覆砂
)もまた、速硬化性にすぐれるほか、他の諸性能に至っ
ても極めて良好であるということであるが、こうした速
硬化性は前記サリチル酸のキレートおよび/または残存
する未中和のサリチル酸が関与して賦与されるものと思
われるが、その詳細な理由については不明である。
One of the features of the method of the present invention is that the resin obtained has excellent rapid curing properties, and the second is that the resin coated with the resin thus obtained (resin-coated sand ) also has excellent fast curing properties and other properties as well, but this fast curing property is due to the involvement of the salicylic acid chelate and/or the remaining unneutralized salicylic acid. It is thought that the grant will be given in accordance with the above, but the detailed reason for this is unknown.

加えて、かかるサリチル酸キレートは鋳型の強度向上と
樹脂被覆砂の融着点向上との両性能にも寄与している。
In addition, the salicylic acid chelate contributes to both improved mold strength and improved fusion point of resin-coated sand.

この点、フェノール樹脂の製造後において、サリチル酸
が悉く遊離の状態で残存しているきは、前述したように
、サリチル酸を樹脂の調製後に添加した場合と同じこと
となって、強度も融着点も低下する。
In this regard, if salicylic acid remains in a free state after producing the phenolic resin, as mentioned above, it will be the same as adding salicylic acid after preparing the resin, and the strength will also be the same as the melting point. also decreases.

ところが、本発明方法のように、当該サリチル酸中の−
COOHをキレート化せしめることにより、遊離のサリ
チル酸が低減されるので、融着点を向上させることがで
きる。
However, as in the method of the present invention, -
By chelating COOH, free salicylic acid is reduced, so the melting point can be improved.

他方、強度の向上化という点については次のように考え
られる。
On the other hand, the following points can be considered regarding the improvement of strength.

すなわち、まず第一に、本発明方法における樹脂化反応
の過程で、このサリチル酸がフェノール樹脂鎖に反応し
て樹脂中に取り込まれるようになると、この樹脂鎖中の
サリチル酸同士がキレートを形成するものであり、その
結果、かかるキレートが一種の架橋剤として作用するこ
とになるわけであり、次に、中和工程を通して、一般的
な現象として、中和塩がフェノール樹脂中に結晶として
析出することになると、樹脂の溶融粘度が高くなる結果
、砂への濡れ性が低下し、ひいては強度の低下につなが
るのが通例ではあるが、本発明方法において、サリチル
酸のキレートはフェノール樹脂と相溶するので、砂への
濡れ性には何ら悪影響を及ぼすことがないことのためで
あり゛、これらの点などから、本発明方法によって得ら
れる樹脂を用いた被覆砂が高い鋳型強度を与えることも
説明できる。
That is, first of all, when this salicylic acid reacts with the phenolic resin chain and is incorporated into the resin during the resin formation reaction process in the method of the present invention, the salicylic acids in the resin chains form a chelate with each other. As a result, this chelate acts as a kind of crosslinking agent, and then, as a general phenomenon, during the neutralization process, the neutralized salt precipitates as crystals in the phenolic resin. However, in the method of the present invention, the salicylic acid chelate is compatible with the phenolic resin. This is because it does not have any adverse effect on the wettability of the sand.These points also explain why the coated sand using the resin obtained by the method of the present invention provides high mold strength. .

次に、実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

以下において部および%は特に断らぬ限りは、すべて重
量基準である。
All parts and percentages hereinafter are based on weight unless otherwise specified.

実施例1 還流器を備えた反応容器中に、フェノール755部と3
7%ホルムアルデヒド水溶液487部とを仕込み、さら
にサリチル酸27部を加えて8時間加熱還流させた。次
に、9− これに酢酸亜鉛二水和物34部を加えたのち、常圧蒸溜
と減圧蒸溜とを順次行って反応物の軟化点を85°Cに
調整したところ、770部のフェノール樹脂が得られた
Example 1 In a reaction vessel equipped with a reflux device, 755 parts of phenol and 3
487 parts of a 7% formaldehyde aqueous solution were charged, and 27 parts of salicylic acid was further added, followed by heating under reflux for 8 hours. Next, 9- After adding 34 parts of zinc acetate dihydrate to this, normal pressure distillation and reduced pressure distillation were performed sequentially to adjust the softening point of the reactant to 85°C, and 770 parts of phenol resin was gotten.

実施例2 酢酸亜鉛二水和物の代りに、10部の水酸化アルミニウ
ムを使用した他は、実施例1と同様の操作により軟化点
85℃のフェノール樹脂が770部得られた。
Example 2 770 parts of a phenolic resin having a softening point of 85° C. was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10 parts of aluminum hydroxide was used instead of zinc acetate dihydrate.

比較例1 還流器を備えた反応容器中に、フェノール755部と3
7%ホルムアルデヒド水溶液80部とを仕込み、さらに
シェラ酸6部を加えて10分間反応させたのち、さらに
37%ホルムアルデヒド水溶液407部を少しずつ加え
て3時間加熱還流させ、しかるのち常圧蒸溜と減圧蒸溜
とを順次行って反応物の軟化点を85℃に調整したとこ
ろ、760部のフェノール樹脂が得られた。
Comparative Example 1 In a reaction vessel equipped with a reflux device, 755 parts of phenol and 3
80 parts of a 7% formaldehyde aqueous solution were added, and 6 parts of Schereric acid were added and reacted for 10 minutes. Then, 407 parts of a 37% formaldehyde aqueous solution was added little by little and heated under reflux for 3 hours, followed by atmospheric distillation and reduced pressure. When the softening point of the reactant was adjusted to 85° C. by successively distilling, 760 parts of phenol resin was obtained.

比較例2 還流器を備えた反応容器中に、フェノール755部と3
7%ホルムアルデヒド水溶液80部とを仕込み、さらに
シュウ酸6部を加えて10分間反応させたのち、さらに
37%ホルムアルデヒド水溶液429部を少しずつ加え
て2時間加熱還流させ、しかるのち比較例1と同様の手
順により軟化点85℃のフェノール樹脂が800部得ら
れた。
Comparative Example 2 In a reaction vessel equipped with a reflux device, 755 parts of phenol and 3
After adding 6 parts of oxalic acid and reacting for 10 minutes, 429 parts of 37% formaldehyde aqueous solution was added little by little and heated under reflux for 2 hours, then the same as in Comparative Example 1. 800 parts of a phenolic resin having a softening point of 85° C. was obtained by the following procedure.

10− 比較例3 還流器を備えた反応容器中に、フェノール755部と3
7%ホルムアルデヒド水溶液450部とを仕込み、次い
で酢酸亜鉛二水和物3.8部を加えて5時間加熱還流さ
せ、しかるのち20%硫酸8.5部を加えてさらに10
時間加熱還流を続けた。次いで減圧蒸溜により270部
の低沸点物を除去してから、130〜140°Cに2時
間保ち、しかるのちさらに減圧蒸溜せしめて軟化点を8
5℃に調整したところ、720部のフェノール樹脂が得
られた。
10- Comparative Example 3 In a reaction vessel equipped with a reflux device, 755 parts of phenol and 3
450 parts of a 7% formaldehyde aqueous solution was added, then 3.8 parts of zinc acetate dihydrate was added and the mixture was heated under reflux for 5 hours, and then 8.5 parts of 20% sulfuric acid was added and the mixture was further heated to 10
Heating at reflux was continued for an hour. Next, 270 parts of low-boiling substances were removed by vacuum distillation, kept at 130-140°C for 2 hours, and then further vacuum distilled to lower the softening point to 8.
When the temperature was adjusted to 5°C, 720 parts of phenolic resin was obtained.

比較例4 比較例1により得られたフェノール樹脂の100部に安
息香酸3部を加えて溶融均一混合してフェノール樹脂組
成物を得た。
Comparative Example 4 3 parts of benzoic acid was added to 100 parts of the phenol resin obtained in Comparative Example 1, and the mixture was melted and mixed uniformly to obtain a phenol resin composition.

各実施例および比較例において得られたフェノール樹脂
またはフェノール樹脂組成物についての性能試験を次に
示すような要領で行い、それらの結果は第1表にまとめ
て示す。
Performance tests were conducted on the phenolic resins or phenolic resin compositions obtained in each of the Examples and Comparative Examples in the manner shown below, and the results are summarized in Table 1.

■ 樹脂被覆砂の調整    、。■ Adjustment of resin-coated sand.

予め140°Cに加熱してj3p>た10<1部の珪砂
をミキサーに入れ、これに各実施例および比較例におい
て得られたフェノール樹脂またはこの樹脂組成物の3部
ずつを各別に加えて1分間混合攪拌せしめた。
10<1 part of silica sand, which had been heated to 140°C in advance, was placed in a mixer, and 3 parts of the phenolic resin obtained in each Example and Comparative Example or this resin composition was added separately to this. The mixture was mixed and stirred for 1 minute.

次に、ヘキサメチレンテトラミンの0.45部を1.2
部の水に溶かして加え、さらに1分間の混合攪拌を行っ
て、加えられた水分を蒸発させたのち、0.1部のステ
アリン酸カルシウム粉末を加えて20秒間混合攪拌して
からミキサーより取り出し、各側のフェノール樹脂また
はフェノール樹脂組成物による樹脂被覆砂を得た。
Next, add 0.45 parts of hexamethylenetetramine to 1.2 parts
1 part of water and added, mixed and stirred for 1 minute to evaporate the added water, then added 0.1 part of calcium stearate powder, mixed and stirred for 20 seconds, and then removed from the mixer. Resin coated sand with phenolic resin or phenolic resin composition on each side was obtained.

■試験法 (i)融 着 点   −−−−−−−J A CT 
(鋳造技術普及協会)試験法C−1によ った。
■Test method (i) Fusion point -------J A CT
(Casting Technology Promotion Association) Test method C-1 was used.

(ii )  曲  げ  強  さ  −・−IIs
K−6910によった。
(ii) Bending strength ---IIs
According to K-6910.

(iii )た わ み   −−−−−−−230℃
の金型に樹脂被覆砂を入れて20秒間焼 成させ、次の10秒間で テストピースを取り出し、 第1図に示すように、こ のテストピースをセット してから、200gの錘 りをこのピースの中央に 乗せて、そのさいの撓み 量をダイヤルゲージで読 み取る。撓み値が小さい ほど速硬化性の被覆砂で あると言える。
(iii) Deflection ---230℃
Put the resin-coated sand into the mold and bake it for 20 seconds, take out the test piece in the next 10 seconds, set this test piece as shown in Figure 1, and then apply a 200g weight to the piece. Place it in the center and read the amount of deflection with a dial gauge. It can be said that the smaller the deflection value, the faster the coated sand hardens.

テストピースの大中さ は50X150X54mで、 撓み測定のスパンは 110龍である。The size of the test piece is 50x150x54m, The span of deflection measurement is It is 110 dragons.

(iv )耐ピールバック性−−250℃に加熱した金
型に、300gの樹脂被覆 砂をロートより落して 60秒後経った時点で、 金型を反転させて未硬化 の被覆、砂を落して除く。
(iv) Peelback resistance - 300g of resin-coated sand is dropped from a funnel into a mold heated to 250℃, and after 60 seconds, the mold is turned over and the uncured coating and sand are removed. Exclude.

以後は、金型を反転させ たままの状態に保持して、 ビールバック現象を開始 するまでの時間(秒数) を測定する。After that, invert the mold Keep it as it is, beer back phenomenon begins time (in seconds) Measure.

「ω」なる表示は、この ビールバソ、り現象の起ら なかったことを意味する。The display “ω” means this Origin of the beer batho phenomenon It means there wasn't.

13− 第    1    表 第1表中、比較例1は従来より製造されていた樹脂被覆
砂として最も標準的なタイプのものを、比較例2は太き
目な分子量分布をもったフェノール樹脂についてのもの
を、比較例りよハイ・オルソ・ノボ?ツク樹MMについ
てのものを、そして比較例4はフェノール樹脂に対して
酸類を後添加したものを例示したが、同表に示さ、れた
結果からも明らかなように、実施例1の樹脂を用いた被
覆砂の場合は比較例1のものに比して、殆どすべての性
能に互って、すぐれるものであり、他方、実施例2の樹
脂を用いた被覆砂の場合は、比較例2の場合に比して速
、硬化性の点では略々同程度の結果を示すものではある
が、その他の性能では遥かにこれを凌駕するものである
13- Table 1 In Table 1, Comparative Example 1 uses the most standard type of resin-coated sand manufactured conventionally, and Comparative Example 2 uses a phenolic resin with a wide molecular weight distribution. What is the comparative example of high ortho-novo? For Tsukuju MM, and Comparative Example 4 exemplified a phenolic resin in which acids were added afterward, but as is clear from the results shown in the same table, the resin of Example 1 was In the case of the coated sand used in Comparative Example 1, almost all performances were superior to that in Comparative Example 1. On the other hand, in the case of the coated sand using the resin of Example 2, it was better than that in Comparative Example 1. Although the results are approximately the same as in case No. 2 in terms of speed and curing properties, the other performances are far superior to those of case No. 2.

この点、比較例3の場合も速硬化性の点では優秀な結果
14− を示すものではあるが、その反面で、強度が低く、しか
も性能のバランスに欠けるものである。
In this regard, Comparative Example 3 also shows excellent results 14- in terms of rapid curing, but on the other hand, the strength is low and the performance is unbalanced.

また、比較例4の場合は、樹脂被覆砂の硬化速度を、添
加すべき酸類を適宜選択することにより、いくらかでも
本発明品に近づけることもできようが、その場合には逆
に、融着点や強度などに多大な影響を及ぼすことになり
、却って問題が多くなるものである。
In addition, in the case of Comparative Example 4, the curing speed of the resin-coated sand could be brought closer to that of the product of the present invention by appropriately selecting the acids to be added; This will have a great effect on the points and strength, and will actually cause more problems.

このように、本発明方法に従えば、この方法により得ら
れる樹脂を用いて製造された被覆砂が速硬化性にすぐれ
、しかも強度をはじめとする他の性能も良好であること
が知れる。
As described above, it is known that when the method of the present invention is followed, the coated sand produced using the resin obtained by this method has excellent fast curing properties and also has good other properties such as strength.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は焼成された樹脂被覆砂についての撓み試験を実
施するための装置を示す概略の説明図であり、図中の各
数字は次のとおりである。 t −−−−−−一錘り 2−−−−−−−テストピース 3−−=−ダイヤル・ゲージ 特許出願人 大日本インキ化学工業株式会社 15− 第 1 酪
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an apparatus for carrying out a deflection test on fired resin-coated sand, and each number in the figure is as follows. t ----------One spindle 2---Test piece 3---=-Dial Gauge Patent Applicant Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. 15- 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] サリチル酸の単独またはこれを含む酸触媒の存在下に、
(a)フェノール類と(blホルムアルデヒド供給物質
とを、(bl / (alなるモル比を0.3〜1.0
として反応させ、次いで上記サリチル酸とキレートを形
成しうる金属の酸化物、水酸化物または弱酸塩のみを用
いるか、あるいはこのキレ−1・形成性物質と中和剤と
を併用して、前記の触媒として用いたサリチル酸の総量
の5重量%以上をキレート化させて中和せしめ、しかる
のち低沸点物を系外に除去せしめることを特徴とする、
砂被覆用フェノール樹脂の製造法。
In the presence of an acid catalyst containing salicylic acid alone or containing salicylic acid,
(a) Phenols and (bl formaldehyde supply material), (bl/(al) molar ratio is 0.3 to 1.0
Then, by using only a metal oxide, hydroxide or weak acid salt capable of forming a chelate with the salicylic acid, or by using this chelate-forming substance and a neutralizing agent in combination, the above-mentioned It is characterized by chelating and neutralizing at least 5% by weight of the total amount of salicylic acid used as a catalyst, and then removing low-boiling substances from the system.
Method for producing phenolic resin for sand coating.
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