JPS60261639A - 鋳物鋳型用自硬性結合剤組成物 - Google Patents

鋳物鋳型用自硬性結合剤組成物

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JPS60261639A
JPS60261639A JP11559784A JP11559784A JPS60261639A JP S60261639 A JPS60261639 A JP S60261639A JP 11559784 A JP11559784 A JP 11559784A JP 11559784 A JP11559784 A JP 11559784A JP S60261639 A JPS60261639 A JP S60261639A
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正人 秋葉
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秀夫 国友
Tadayoshi Matsuura
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    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規にして有用なる鋳物鋳型用自硬性結合剤組
成物に関し、さらに詳細には、ビスフェノールFで変性
された特定の酸硬化型フェノール・アルデヒド系樹脂初
期縮合物を必須の成分として含んで成る、高強度の自硬
性結合剤組成物に関する。
鋳造物ないしは鋳型品をつくるさいに用いられる鋳型は
鋳物砂を主材とする骨材物質に所望量の結合剤を混合さ
せ、次いでそれを硬化せしめることによって得られる。
ところで、かかる結合剤の一般的な要求性能として、ま
ず高強度のものであることが挙げられるのは言うまでも
ない。
高強度を有するものでさえあれば、作業上に多少のバラ
ツキがあったとしても、安定して目的に合致した鋳型が
得られるし、結合剤の使用量をも低減させることができ
るから経済的でさえある。
こうした鋳型などの高強度化を達成するには、結合剤に
対して砂への濡れ性をよくするべき措置が講じられ、そ
れが肝要なことであるが、そのためには、できるだけ初
期の縮合物であって、かつ低粘度物であるべきことが必
要である。
しかしながら、初期縮合物というものは概してMelt
ホルマリン量が多かったり、遊離フェノールの含有率も
高かったりして、高強度のものでありながら臭気が甚だ
しくて、作業環境上、好ましいものとは言えず、おのず
と二律相反の関係にあるこうした強度と臭気などとのバ
ランスをはかるべく、結合剤樹脂を設計せざるを得ない
のが一般的である。
ところが、こうした強度と臭気などとのバランスが完全
にとれた結合剤は、目下の処、見出されていないという
のが現状である。
しかるに、本発明前らは当該低臭性能と強度性能とのバ
ランス化の十に立って設計され、)m常市販されている
酸硬化型自硬性フェノール樹脂結合剤の強度性能をさら
に向−トせしめるべく鋭意検討を進めた結果、ビスフェ
ノールFで変fIトされたこの種のフェノール樹脂結合
剤が鋳物鋳型の大幅な怖度向」―化を果し得ることを見
出して、本発明を完成させるに到った。
すなわち、本発明は必須の成分として、アルカリ金属お
よび/またはアルカリ土類金属系化合物触媒の存在下に
フェノール類とホルムアルデヒド類とを11.15〜1
.65なるモル比で用い、しかも得られる生成樹脂初期
縮合物を基準として3〜15重瞼%のビスフェノールF
をも用いて変性せしめて得られるビスフェノールF変性
の酸硬化型フェノール・アルデヒド系樹脂初期縮合物を
含んで成り、かつ不揮発分が55〜85重量%で、25
°Cにおける粘度が150センチボイズ(cps)以下
なる鋳物鋳型用自硬性結合剤組成物を提供するものであ
り、はぼ浦富の自硬骨結合剤用の樹脂設計に従ったレゾ
ール型フェノール系樹脂初期縮合物を本発明の対象とし
、当該樹脂初期縮合物をビス7・) エノールFという
特定の二抗体化合物で変性せしめること・:1 によって、得られる目的結合剤組成物の不揮発分(N 
V)および粘度が1−掲された如き特定の範囲内にある
酸硬化に通した、強度性能と低臭性能とのバランスがと
れ、しかも強度が一段と高められた結合剤組成物を提供
するものである。
ここにおいて、まず、フェノール類とアルデヒド類との
モル比は、通常1:1.15〜1 :1.65なる範囲
内であり、好ましくは1:1.30〜1:1.55なる
範囲内である。
フェノール類としてはフェノールが最も好ましいが、レ
ゾルシン、キシレノールまたはクレゾールの如き他のフ
ェノール類で一部置き換えてもよいし、アルデヒド類と
してはホルムアルデヒドが最も好ましいが、アセトアル
デヒドまたはグリオキザールの如き他のアルデヒド類で
一部置き換えてもよいことは勿論である。
次に、前記した反応用触媒としてはナトリウムもしくは
カリウムなどのアルカリ金属、またはカルシウムもしく
はバリウムなどのアルカリ土類金属のそれぞれの酸化物
、水酸化物ないしは弱酸塩などが挙げられ、これらは1
種または2種以−ヒの混合物として用いられるし、これ
らアルカリ金属とアルカリ土類金属との両系にまたがる
化合物であってもよいことは勿論である。
そして、これらの反応触媒は反応の終了後に中和されて
失効(失活)されるのが一般的である。
以上のような各原料を用いて本発明組成物の必須結合剤
成分たる、ビスフェノール変性のM硬化型フェノール・
ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合物を調製するには、次
の如き種々の方法が考えられる。
すなわち、■初期反応開始時にビスフェノールFをも同
時に加えて常法に従って各原料を反応せしめる方法、■
常法に従って反応を進め、反応途中からビスフェノール
Fを加え、部分的に反応せしめる方法や、■常法に従っ
て反応を進めたのち、反応終点においてビスフェノール
Fを加え、殆ど反応させないという方法などがある。
これらのうち、上記■なる方法による場合は実質的に反
応が進行していないので、単に混合されているにすぎな
い程度のものであるが、変性効果も大きく、しかも反応
制御も簡単である処から、最も好ましいのは上記■なる
方法であると言える。
かかるビスフェノールFの変性は、得られる結合剤生成
物、つまりビスフェノールF変性の酸硬化型フェノール
・ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合物を基準として3〜
15重沿%、好ましくは5〜10重量%なる範囲内が適
当である。
かかる変性のために用いられるビスフェノールFの使用
量が3重量%未満である場合には、変性の効果が顕著で
はなくなるし、逆に15重量%を超える場合には、単な
る夾−5〜 雑物として作用するためか、効果は経時的に減少し易く
なるので、いずれも好ましくない。
このようにして得られるヒスフェノール変性の酸硬化型
フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合物の不揮
発分としては55〜75N量%なる範囲内が適当であり
、また当該縮合物の25℃における粘度としては150
 cps以下が適当である。
かくして得られる本発明組成物は、いわば酸硬化型フェ
ノール・ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合物と未反応の
ビスフェノールFとの混合物であり、これらの両成分の
相乗効果によって前述した如き本発明の目的が達成され
るが、本発明組成物にはキシレンスルホン酸もしくはベ
ンゼンスルホン酸の如き有機酸または硫酸の如き無機酸
のような酸硬化剤などを含めることができる。
本発明組成物は鋳鋼、鋳鉄、ラフタイル鋳鉄・やアルミ
ニうムまたは銅などの各種合金用の鋳物鋳型の調製に用
いられる。
次に、本発明を実施例および比較例により具体的に説明
するが、以下において部および%は特に断りのない限り
、すべて重量基準であるものとする。
実施例1 フェノールの470部、ビスフェノールFの116部お
6一 よび42%ホルマリンの536部を、温度計、冷却器お
よび攪拌機を備えたフラスコに仕込み、反応用触媒とし
て48%水酸化カリウム水溶液の23.5部を加え、1
時間かけて80℃に昇温させ、同温度におけろ水希釈能
(水トレランス)が500%に達するまで反応せしめて
直ちに冷却し、次いで70%パラトルエンスルホン酸水
溶液でpHが6.5〜7.0となるように中和し、しか
るのち真空蒸留せしめて、NVが68.5%で、粘度が
] 10 cps fLル、ビスフェノールF変性のフ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂初期縮合物溶液を得た
この樹脂初期縮合物のビスフェノールF変性率は10%
であり、当該縮合物の水希釈能は100%であり、かつ
遊離ホルマリン分は0.3%であった。
実施例2 フェノールの470部および42%ホルマリンの536
部を温度計、冷却器および攪拌機付きフラスコに仕込み
、48%水酸化カリウム水溶液の23.5部を加え、1
時間を要して徐々に80℃まで昇温させ、同温度におけ
る水希釈能が300%になるまで反応せしめて直ちに冷
却し、次いで70%パラトルエンスルホン酸水溶液でp
l+を6.5〜7.011 となるよう中和し、しかる
のち真空蒸留せしめた。
次いで得られた酸硬化型ビスフェノール・ホルムアルデ
ヒド系樹脂初期縮合物に、メタノールで70%濃度とな
るように溶解させたビスフェノールF熔液を、この樹脂
初期縮合物を基準として固形分換算で10%となる割合
で混合せしめて樹脂液となした。
ここに得られた樹脂液、つまりビスフェノールF変性の
酸硬化型フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合
物溶液の性状値はNVが68.0%、粘度が80 cp
s 、 Milliホルマリン分が0.3%であり、か
つ水希釈能は100%であった。
実施例3 フェノールの470部および42%ポルマリンの482
部を、温度針、冷却器および攪拌機を付したフラスコに
仕込み、水酸化バリウムの18.8部を加え、1時間に
百って徐々に80℃まで昇温させ、次いで同温度での水
希釈能が300%となるまで反応せしめ、しかるのち冷
却し、70%パラトルエンスルホン酸水溶液でpHを6
.5〜7.0となるように中和せしめ、次いで真空蒸留
せしめて酸硬化型フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂
初期縮合物溶液を得た。
しかるのち、この樹脂溶液に対して固形分換算で10%
なる割合の、メタノールで70%濃度となるように熔解
されたビスフェノールF熔液を混合せしめて樹脂液、つ
まり本発明組成物を得た。
かくして得られた令耐脂液の性状値はNVが70.0%
、粘度が75 cps 、 fi離ホルマリン分は0.
2%で、かつ水希釈能が180%であった。
比較例1 ビスフェノールFの使用を一切欠如し、80℃における
水希釈能を290%とし、かつ70%パラトルエンスル
ホン酸によりpH7,0に中和させるように変更した以
外は、実施例1と同様にして対照用の樹脂組成物を得た
かくして得られた樹脂組成物はNVが70.0%で、か
つ粘度が120 cpsなる樹脂溶液であり、またこの
樹脂の遊離ホルマリン分は0.6%で、かつ水希釈能は
200%であった。
比較例2 ビスフェノールFを混合せしめる工程を全く欠如した以
外は、実施例3と同様にして、未変性の酸硬化型フェノ
ール・ホルムアルデヒド系樹脂初期縮合物を得た。
この対照用樹脂溶液のNVは69.1%、粘度は110
cps 、遊離ホルマリン分は0.5%で、かつ水希釈
能は220%であった。
以−Lの各実施例および比較例で得られたそれぞれの樹
脂組成物についての性能評価を、鋳物鋳型用酸硬化型自
硬性9− 結合剤としての適性をみるために、次のような方法で比
較検討した処を、第1表にまとめて示す。
すなわち、90 rpmなる小型多腕式ミキサーにフリ
ーマントル新砂の3000部を入れ、酸硬化剤として8
0%パラトルエンスルホン酸メタノール溶液の9.6f
i(50%対樹脂)を加えて45秒間混練せしめ、次い
でそれぞれの樹脂組成物の24部(0,8%対砂)を加
えて更に45秒間混練せしめ、直ちに直径が50++n
で高さが501なるポリ塩化ビニール製の割型に各別に
手込めにて型込めして造型せしめ、かかる型込めから0
.5時間後、1.0時間後、3.0時間後、5.0時間
後および24時間後において、それぞれ測定直前に脱型
させて測定したのが常態における圧縮強度であり、また
1掲の如く各樹脂組成物を各別に混練したのち10分間
放置してから手込めにて造型せしめ、かかる手込めから
24時間後に脱型させて測定したのが可使強度である。
−10= 第1表 これらの結果からも明らかなように、本発明の組成物は
従来の無変性フェノール・ホルムアルデヒド系樹脂に比
して、自硬性特型用結合剤に適用した場合に、初期強度
(立ち」:り強度)が良好で、つまり初期における強度
が顕著で、しかも最終強度(24時間後の強度)が非常
に高く、加えて作業性にすぐれた結合剤であることが知
れる。
代理人 弁理士 高 橋 勝 利 −11−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 反応用触媒としてアルカリ金属および/またはアルカリ
    土類金属系化合物を用い、フェノール類とアルデヒド類
    とをt:t15〜1.65なるモル比で用い、しかも得
    られる生成樹脂初期縮合物を基準として3〜15重量%
    のビスフェノールFをも用いて変性セしめて得られるビ
    スフェノールF変性の酸硬化型フェノール・アルデヒド
    系樹脂初期縮合物を必須の成分として含んで成り、かつ
    不揮発分が55〜85重量%で、25℃における粘度が
    150センチボイズ以下なる鋳物鋳型用自硬性結合剤組
    成物。
JP11559784A 1984-06-07 1984-06-07 鋳物鋳型用自硬性結合剤組成物 Granted JPS60261639A (ja)

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