JPS6037241A - シエルモ−ルド用変性フエノ−ル樹脂組成物 - Google Patents

シエルモ−ルド用変性フエノ−ル樹脂組成物

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JPS6037241A
JPS6037241A JP14443483A JP14443483A JPS6037241A JP S6037241 A JPS6037241 A JP S6037241A JP 14443483 A JP14443483 A JP 14443483A JP 14443483 A JP14443483 A JP 14443483A JP S6037241 A JPS6037241 A JP S6037241A
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JP
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phenol
phenolic resin
reaction
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JP14443483A
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Yukio Saeki
佐伯 幸雄
Yukio Tokunaga
幸雄 徳永
Shigeru Nemoto
茂 根本
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Sumitomo Durez Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Durez Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • 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
    • B22C1/2233Compositions 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 obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/2246Condensation polymers of aldehydes and ketones
    • B22C1/2253Condensation polymers of aldehydes and ketones with phenols

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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】 本発明はシェルモールド用変性フェノール樹脂の組成物
に関するものであp、特に鋳型への注湯時に発生するク
ラックを防止するレジン粘結剤の組成物に関するもので
ある。
従来、一般にフェノール類とホルムアルデヒドを触媒の
存在下で反応したノボラック型フェノール樹脂と硬化剤
としてのへキサメチレンテトラミンの混合物、あるいは
フェノール類とホルムアルデヒドを触媒の存在下で反応
した固形のレゾール型フェノール樹脂を、加熱した鋳物
用砂粒と混合してシェルモールド用しジンコーテッドサ
ントヲ製造し、鋳型を生産するドライボットコート法が
知られている。
しかしながら、従来のフェノール樹脂を使用して得られ
たレジンコーテツドサンドより作られたシェル鋳型は注
湯時に鋳型にクラックが発生しやすいという欠点がある
。これを解決するため、フェノール樹脂またはレジンコ
ーテツドサンドにクッション効果のある物質を添加して
鋳型に柔軟性をもたせると共に、鋳型の膨張率を小さく
してクラックの発生を防止する方法がとり入れられてい
る。クッション材として、従来ピンゾール、石油系樹脂
、ロジンなどが使用されている。これらはいずれも鋳型
の膨張率を低下し、クラックの発生の防止にある程度の
効果はあるが、注湯時熱分解や揮発を起こして悪臭を発
生したシ、あるいは注湯後の鋳型の崩壊性が悪いという
欠点があった。
本発明者らはこれらの欠点を克服すべく鉄量研究した結
果、フェノール樹脂組成物において、その原料フェノー
ル成分が、(4)フェノール類、(6)ビスフェノール
Aの精製時に副生ずる副生物および(C)メタイソプロ
ベニルフェノールオリゴマーヲ主成分とし、その配合割
合が、囚成分100重量部に対して@)成分と(C)成
分の和が5重量部〜5o重量部で、かつ(B)成分と(
C)成分の比率が10/90〜9゜/10である変性フ
ェノール樹脂を使用することにより、注湯時悪臭がなく
、注湯後のシェル鋳型のクラックの発生を防止できるこ
とを見出した。なおこのような鋳型では使用済後の崩壊
性も良好である。
本発明におけるビスフェノールAのl#!製時に副生ず
る副生物とは、フェノールとアセトンを酸性触媒の存在
下で反応させ、この反応生成物からとスフエノールAを
精製する過程で副生じた副生物で、種々のビスフェノー
ル類、クロマン化合41iV、トリスフェノールなどを
含有する副生物(以下「SR酸」という)、またはジヒ
ドロキシジフェニルプロパン誌導体、クロマン化合物、
その他のポリフェノール化合物などを含有する副生物(
以下[ミレックスーBPA・ZKJという)である。
本発明におけるメタイソプロペニルフェノールオリコマ
ートハ、メタイソプロミニルフェノールを酸性下で重合
させた2〜4量体が主成分の数平均分子量が250〜5
00のオリゴマーである。
本発明で原料として使用されるフェノール類は、フェノ
ール、クレゾール、キシレノール、パラターシャリ−ブ
チルフェノール、バラオクチルフェノール、バラノニル
フェノール、パラクミルフェノール、ビスフェノールA
から選ばれた1種以上であるが、レゾルシン、カテコー
ル、ハイドロキノン、アニリンなどを存在せしめたもの
も使用できる。
本発明において、原料として使用される(4)フェノー
ル類に対する(6)ビスフェノールAの精製時ニ副生ず
る副生物、(C)メタイソプロペニルフェノールオリゴ
マーの配合量は、(2)成分100重量部に対して、(
6)成分と(C)成分の和が5〜50重量で、かつ(B
)成分と(C)成分の比率が10/90〜90/10に
おいて、良好なレジン粘結剤が得られる。[F])成分
と(C)成分の和が50重量部をこえると、粘結された
シェル鋳型の強度が低下し、また3重量部未満の場合は
変性効果が出ない。■)成分と(C)成分の比率が10
/90よ、り (B)成分が少ない場合、シェル鋳型の
注湯時における膨張率の低下効果が減少し、また90/
10より(C)成分が少ない場合、シェル鋳型の強度が
低下する。
本発明で原料として使用されるホルムアルデヒドとして
は、通常ホルマリンが使用されるが、パラホルムアルデ
ヒド、トリオキサンなどのアルデ″ヒト発生物質も使用
できる。
本発明の変性フェノール樹脂を製造時に原料として使用
される反応触婬はノボラック型フェノール樹脂の場合、
一般に蓚酸、塩酸、硫酸などの酸性物質および有機酸金
属塩、レゾール型フェノール樹脂の場合、一般にアンモ
ニア、エチルア建ンなどの第1級アミン、エチレンジア
ミン、ジエチルアミンなどの第2Rアミン、トリエチル
アミンなどの第3級アミン、苛性ソーダ−、苛性カリウ
ムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水
酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物など
の1wi以上を選んで使用する。
本発明の変性フェノール樹脂を製造する際、ビスフェノ
ールA副生物およびメタイソプロペニルフェノールオリ
ゴマーは、反応開始前、反応中および反応終了後のいず
れのときにも添加できるが、好ましい反応方法はフェノ
ール類とともに、ビス7 x /−ルA itl 生’
h オよびメタイソプロペニルフェノールオリコマ−を
配合したのち、ホルムアルデヒドを添加し、触媒の存在
下に加熱する。反応が進行している間に系内を真空にし
て水分を除去する。系内の温度は次第に上昇し臨界温度
に達したのち、反応生成物を取出し常温にまで冷却して
固化させる方法である。
本発明を好まし〈実施するためには、樹脂io。
重量部に対し、滑剤を5重量部以下変性フェノ−ル樹脂
に内含させる。滑剤は通常の滑剤が使用できるが、エチ
レンビスステアリン酸アマイド、メチレンビスステアリ
ン酸アマイド、オキシステアリン酸アマイド、ステアリ
ン酸アマイド、メチロールステアリン酸アマイドが好ま
しい。またこの滑剤はフェノール樹脂の製造時、反応開
始前、反応中および反応終了後のいずれのときに添加し
ても滑剤を内含した変性フェノール樹脂ができる。
滑剤を内含させることによシ生成した変性フェノール樹
脂の固結防止ができる。またこの樹脂を粘結剤として使
ってシェル鋳型を製造する際に、内含された滑剤が樹脂
の流動性を助長して均一な樹脂の分布を形成することに
よシシエル鋳型の強度を向上させる。
本発明を利用するレジンコーテツドサンドの製造方法と
しては、ドライホットコート法、セミホットコート法、
コールドコート法、粉末溶剤法のいずれの方法であって
もよいが、本発明をさらに好まし〈実施するにはドライ
ホットコート法が推奨される。
以下、本発明を実施例によシ説明する。しかし本発明は
、これら実施例によって限定されるものではない。また
各実施例、比較例に記載されている1部」および「%」
はすべて「重量部」および「重iチ」を示す。
実施例1 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
l’−5R酸」50部およびメタイソプロペニルフェノ
ールオリゴマー50部を添加後、37%ホルマリン65
0部、次いで蓚酸10部を添加した。
徐々に昇温し、温度が96℃に達してから90分間還流
反応後、メチレンビスステアリン酸アマイド10部を添
加した。混合物を分散させた後、真空下で脱水反応を行
ない釜出しした。常温で固形のノボラック型変性フェノ
ール樹脂1080部を得た。
実施例2 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール750部、パ
ラターシャリ−ブチルフェノール250部、「ミレック
スーBPAIIzK」125部お上びメpイソプロペニ
ルフェノールオリゴマー125部を添加後、37チホル
マリン920部、次いで35チ塩酸4部を添加した。徐
々に昇温し、温度が96℃に達してから90分間還流反
応後、メチレンビスステアリン酸アマイド12部を添加
した。混合物を分散させた後、真空下で脱水反応を行な
い釜出しした。常温で固形のノボラック型変性フェノー
ル樹脂1170部を得た0 実施例3 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール750部、パ
ラクミルフェノール250部、l’−8R酸」60部お
よびメタイソプロペニルフェノールオリゴマー90部を
添加後、37%ホルマリン1720部、次いで28チア
ンモニア水180部、50%水酸化ナトリウム水溶液8
0部を添加した。徐々に昇温し、温度が96℃に達して
から50分間還流反応した後、真空下で脱水反応を行か
い釜出し急冷した。常温で固形のレゾール型変性フェノ
ール樹脂1190部を得た。
実施例4 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール900部、パ
ラクミルフェノール100部、「SR酸」150部およ
びメタイソプロペニルフェノールオリゴマー50部を仕
込み後、37チホルマリン1580部、次いで28q6
アンモニア水150部、50%7[化ナトリウム水溶液
50部を添加した。徐々に昇温し、温度が96℃に達し
てから70分間還流反応した彼、真空下で脱水反応を行
ない釜出し急冷した。常温で固形のレゾール型変性フェ
ノール樹脂1080部を得た。
比較例1 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
37チホルマリン650部、次いで蓚酸10部を添加し
た。徐々に昇温し、温度が96℃に達してから90分間
還流反応した。その後真空下で脱水反応を行ない釜出し
した。常温で固形の7ボラツク型フ工ノール樹脂960
部を得た。
比較例2 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
「SR酸」8部およびメタインブロペニルフエノールオ
リゴマー8部を添加後、37チホルマリン650部、次
いで蓚酸10部を添加した。徐々に昇温し、温度が96
℃に達してから90分間還流反応した。その後真空下で
脱水反応を行ない釜出しした。常温で固形のノボラック
型フェノール樹脂970部を得た。
比較例3 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
「SR酸」300部およびメタイソプロペニルフェノー
ルオリゴマー300部を添加後、37%ホルマリン84
0部、次いで蓚酸10部を添加した。徐々に昇温し、温
度が96℃に達し、てから90分間還流反応した。その
後真空下で脱水反応を行ない釜出しした。常温で固形の
ノボラック型フェノール樹脂1550部を得た。
比較例4 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
「SR酸」5部およびメタインプロペニルフェノールオ
リゴマー95部を添加後、37%ホルマリン650部、
次いで蓚酸10部を添加した。徐々に昇温し、温度が9
6℃に達してから90分間還流反応後、メチレンビスス
テアリン酸アマイド10部を添加した。混合物を分散さ
せた後、真空下で脱水反応を行ない釜出しした。常温で
固形のノボラック型変性フェノール樹脂1070部を得
た。
比較例5 冷却器と攪拌器付き反応釜に、フェノール1000部、
「SR酸」95部およびメタイソプロペニルフェノール
オリゴマー5部を添加後、37%ホルマリン650部、
次いで蓚酸10部を添加した。徐々に昇温し、温度が9
6℃に達してから90分間還流反応後、メチレンビスス
テアリン酸アマイド10部を添加した。混合物を分散さ
せた後、真空下で脱水反応を行ない釜出しした。常温で
固形のノボラック型変性フェノール樹脂1080部を得
た。
各実施例、比較例で得られたフェノール樹脂を用いて、
レジンコルテッドサンドを製造した。
以下にレジンコーテツドサンドの製造例を示す。
製造例1 温度130〜140℃に加熱し九三栄6号珪砂7000
部をワールミキサーに添加し、実施例1.2および比較
例1.2.3.4.5にて得られた各樹脂140部を各
々別々に添加した後、40秒間混練した。ついでヘキサ
メチレンナト2ミフ21部を水105部に溶解して添加
し、コーテツドサンドが崩壊するまで混練した。さらに
ステアリン酸カルシウム7部を添加し、30秒間混合し
て排砂シテエヤレーションを行ないレジンコーテツドサ
ンドを得た。
製造例2 温度130〜140℃に加熱した三栄6号珪砂7000
部をワールミキサーに仕込み、実施例3.4にて得られ
た各樹脂140部を各々別々に添加した後、40秒間混
練した。ついで105部の冷却水を添加しコーテツドサ
ンドが崩壊するまで混紳した。さらにステアリン酸カル
シウム7部を添加し、排砂17てエヤレーションを行な
いレジンコーテツドサンドを得た。
製造例1および製造例2にて得られた9種類のレジンコ
ーテツドサンドとシェル鋳型の特性値を第1表に示す。
なお試験方法は次の通りである。
曲 げ 強 さ: JACT試験法5M−1による。
粘 着 点: JACT試験法C−1による。
熱間引張り強さ: JACT試験法5M−10による。
急熱膨張率: JACT試験法5M−7による。
測定温度は1ooo℃とした。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 フェノール樹脂組成物において、その原料フェノール成
    分が、 囚フェノール類、 (B)ビスフェノールAの精製時に副生する副生物、(
    Qメタイソプロペニルフェノールオリゴマーを主成分と
    し、その配合割合が(5)成分100重廿部に対して(
    B)成分と(C)成分の和が5重量部〜50重量部で、
    かつ(B)成分と(Q成分の比率が10/90〜90/
    10であることを特徴とするシェルモールド用変性フェ
    ノール樹脂組成物。
JP14443483A 1983-08-09 1983-08-09 シエルモ−ルド用変性フエノ−ル樹脂組成物 Pending JPS6037241A (ja)

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