JPS62127140A - シエルモ−ルド用樹脂被覆砂 - Google Patents

シエルモ−ルド用樹脂被覆砂

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JPS62127140A
JPS62127140A JP26531785A JP26531785A JPS62127140A JP S62127140 A JPS62127140 A JP S62127140A JP 26531785 A JP26531785 A JP 26531785A JP 26531785 A JP26531785 A JP 26531785A JP S62127140 A JPS62127140 A JP S62127140A
Authority
JP
Japan
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sand
resin
type phenolic
phenolic resin
coated sand
Prior art date
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Pending
Application number
JP26531785A
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English (en)
Inventor
Masae Kuroda
黒田 正栄
Takeshi Sumi
武志 澄
Etsuji Kubo
久保 悦司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62127140A publication Critical patent/JPS62127140A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、砂型強度および鋳型の成形性に優れたシェル
モールド用樹脂被覆砂に関する。
〔従来の技術〕
鋳型の製作方法の一つにフェノール樹脂とヘキサミンを
加熱硬化するシェルモールド法があり、砂型強度が高い
、成形速度が速い等の理由で自動車業界を中心に広く利
用されている。
最近、原価低減の観点から、フェノール樹脂の添加量低
減や成形速度の向上が図れる高強度かつ速硬化なシェル
モールド用フェノール樹脂が要求されている。
鋳型の硬化性を改良するために、アルカリ土金属の酸化
物や水酸化物をフェノールに対し0.2〜1%触媒に用
いてフェノール樹脂のオルソ率(0位70位+p位 X
100をオルソ率とした)を向上させる方法が提案され
ているが、砂型強度の低下が大きく、特殊な分野でしか
使用されていない。また、硬化促進剤としてp−フェニ
レンジアミン等を添加しヘキサミンとの反応を速くする
ような方法も提案されているが、鋳型の硬化速度が不十
分であったり、あるいは砂型強度の低下が大きすぎたり
して、強度と硬化性を両立できるものはないのが実情で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は砂型強度が高く、硬化性も良好なシェルモール
ド用樹脂被覆砂を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは砂型強度と硬化性について鋭意検討したと
ころ、フェノール樹脂のオルソ率が硬化性に影響を与え
、オルソ率45〜50%のノボラック型フェノール樹脂
が強度も良好なこと、また、ノボラック型フェノール樹
脂のオルソ率を向上させるために用いた合成触媒中のア
ルカリ土金属が強度低下の原因であることを見出し、本
発明に至った。
砂型強度が高く硬化性も良好なシェルモールド用樹脂被
覆砂を得るには、砂100重量部に対してアルカリ土金
属の含有率が0.05%未満で、オルソ率が45〜50
%のノボラック型フェノール樹脂0.5〜4重量部とへ
キサミン0.1−1.2重量部を被覆してシェルモール
ド用樹脂被覆砂とする。
本発明のアルカリ土金属とはアルカリ上金属の酸化物、
水酸化物、塩化物、硫化物、炭酸塩等のアルカリ土金属
を含有した化合物をいう。
ノボラック型フェノール樹脂中のアルカリ土金属の含有
率が0.05重世%を越えると鋳型の強度が低下し好ま
しくない。
また、ノボラック型フェノール樹脂のオルソ率が45%
未満であれば、速硬化性の硬化が小さく、50%を越え
ると強度低下が大きくなり好ましくない。
砂に添加するノボラック型フェノール樹脂は0゜5重量
部未満では砂型強度が低く実用に耐えず、また、4重量
部を越えると鋳物のガス欠陥の原因となるため好ましく
ない。
ヘキサミンの添加量は0.1重量部未満であれば、砂型
の硬化が不十分となり、1.2重量部を越えると、鋳物
のガス欠陥や作業環境を悪くするため好ましくない。
本発明に用いられるノボラック型フェノール樹脂はフェ
ノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノールA
、カテコール、レゾルシン等のフェノール類とパラホル
ムを主体としたホルムアルデヒド含有物を、塩酸、シュ
ウ酸、リン酸等の酸性触媒を用いて反応させて得られる
ものであり、その分子量は限定されるものではない。反
応系の水分量を小さくすることにより目的のオルソ率を
有するノボラック型フェノール樹脂を得る。また、触媒
としてアルカリ土金属を用いた場合は水洗などによりこ
れを除く。
また、このようなノボラック型フェノール樹脂には滑剤
やその他の添加物が添加されていてもよい。
滑剤としては、エ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
チロールアマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド
、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレンワックス、パ
ラフィンワックス、モンタンワックス、カルナバワック
ス等が用いられる。滑剤の添加量については特に限定し
ないが、ノボラック型フェノール樹脂100重量部に対
して0.5〜5.0重量部が好ましい。滑剤の添加温度
は特に限定しないが150℃以上が好ましい。又、添加
後の混合時間は特に限定しないが1時間以上混合するの
が好ましい。
ノボラック型フェノール樹脂に砂と樹脂の接着力を大き
くするためにシランカップリング剤を添加するのが好ま
しい。この添加方法は、特に限定しない。シランカップ
リング剤としては特に限定するものではないが、アミノ
シランカップリング剤が好ましく、N−β(アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β
 (アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等
が用いられ、その添加量はノボラック型フ工ノール樹脂
100重量部に対して0.05重量部〜2重量部が使用
される。0.05重量部未満ではカップリング剤による
強度向上の効果が小さく、2重量部を越えるとフェノー
ル樹脂にプロキングの危険性があり好ましくない。 硬
化性を向上させるためにフェノール樹脂にサリチル酸や
安息香酸等の有機酸を添加することも好ましい。有機酸
はノボラック型フェノール樹脂100重量部に対して0
.05〜3重量部用いられる。0.05重量部未満では
効果が小さく、3重量部を越えると強度低下が大きくな
り好ましくない。
〔作用〕
本発明の効果が発現する理由としては、オルソ率が高い
ノボラック型フェノール樹脂を用いることにより硬化性
が速くなり、またアルカリ土金属はフェノール樹脂とへ
キサミンが反応するときにシェル流れを短くしこれが強
度低下をもたらすと考えられるが、本発明のノボラック
型フェノール樹脂はアルカリ土金属の含有率が小さいた
め強度が高くなったものと思われる。
(実施例〕 以下本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 〔ノボラック型フェノール樹脂の合成]温度計、攪拌機
を備えた31四ツ目フラスコにフェノール 1410g
とパラホルム(三井東圧化学製、ホルムアルデヒド分:
80%)420gと8%塩酸 1.0gを投入し、オイ
ルバス上で界温し、115℃で常圧濃縮しながら4時間
反応させた後、冷却し90℃になったら8%塩酸2.0
gを投入し、再び115℃で常圧濃縮しながら4時間反
応させた後、昇温し600 鶴Hgで減圧)4縮を行い
、軟化点が85℃になったら合成終点とし、オルソ率4
8%のノボラック型フェノール樹脂(A)を得た。
〔樹脂被覆砂の製造方法〕
170℃に加熱したフラタリー珪砂 8 kgを遠州鉄
工製スピードミキサー内に投入し攪拌し、内温か140
℃になったら、上記樹脂(A)160gを投入し30秒
攪拌混合した後、ヘキサミン24gを水100gに溶解
させたヘキサミン水溶液を添加し攪拌混合を続け、混練
砂がほぐれたらステアリン酸カルシウム 8gを添加し
、20秒間攪拌混合した後取り出しシェルモールド用樹
脂被覆砂を得た。得られたノボラック型フェノール樹脂
(A)と樹脂被覆砂の特性を表−1に示す。
実施例2 実施例1で得られたノボラック型フェノール樹脂(A)
300gを140℃に加熱した後、安息香酸3gを添加
し、30分間攪拌しノボラック型フェノール樹脂(B)
を得た。
得られた上記樹脂(B)160gを用い、実施例1と同
様に樹脂被覆砂を得た。結果を表−1に示す。
実施例3 実施例1で得られたノボラック型フェノール樹脂(A)
500gを140℃に加熱した後、シランカップリング
剤としてKBM−602(N−β(アミノエチル)T−
プロピルメチルジメトキシシラン、信越シリコーン社製
)5gを添加し、30分間攪拌しノボラック型フェノー
ル樹脂(C)を得た。
得られた上記樹脂(C)160gを用い実施例1と同様
にして樹脂被覆砂を得た。
実施例4 温度計、攪拌機を備えた37!四ツロフラスコにフェノ
ール 1410gとパラホルム(三井東圧製、ホルムア
ルデヒド分二80%)420gと8%塩酸 1.0gと
塩化亜鉛 1.0gを投入し、実施例1と同様に樹脂を
合成し、オルソ率48%のノボラック型フェノール樹脂
(D)を得た。
得られた上記樹脂(D)160gを用い実施例1と同様
に樹脂被覆砂を得た。
得られたノボラック型フェノール樹脂(D)と樹脂被覆
砂の特性を表−1に示す。
比較例1 温度計、攪拌機、還流冷却器を(+iNえた3f!四ツ
L]フラスコにフェノール 1410gと37%ホルマ
リン 912gと8%塩酸 1.5gを投入し、十イル
ハス上で昇温し、還流温度で2時間反応させた後冷却し
、内温か90°Cになったら8%塩酸3.0gを投入し
、再び2時間還流温度で反応させた後減圧/;縮を行い
、軟化点が85°Cになったら終点とし、ノボラック型
フェノール樹脂(D)を得た。
得られた樹脂(D)160gを用い、実施例1と同様に
樹脂被覆砂を得た。
得られたノボラック型フェノール樹脂(D)と樹脂被覆
砂の特性を表−1に示す。
比較例2 温度計、撹拌機、還流冷却器を備えた31四ツ目フラス
コにフェノール 1410gと37%ホルマリン 91
2gと塩化亜鉛 5.0gと8%塩酸 2.0gを投入
し、オイルハス上で昇温し、還流温度で6時間反応させ
た後常圧4縮を行い界温し、内温か120°Cになった
ら7層線を止め、120°Cで4時間反応させた後60
0uu1gで減圧/ll縮を行い、軟化点が85℃にな
ったら終点とし、ノボラック型フェノール樹脂(E)を
得た。
得られた樹脂(E)160gを用い、実施例1と同様に
樹脂被覆砂を得た。
得られたノボラック型フェノール樹脂(E)と樹脂被覆
砂の特性を表−1に示す。
比較例3 比較例2において、8%塩酸2.0gを用いない他は比
較例2と同様に合成しノボラック型フェノール樹脂(F
)を得た。
得られたノボラック型フェノール樹脂(F)と樹脂被覆
砂の特性を表−1に示す。
以下余白 注1)オルソ率の測定方法 日立製作所製の赤外線分光光度計270−30型を用い
、試料1.5mg/KB r 198.5mgのKBr
Br法で測定し、1600cm−’の透過率を40〜5
0%となるように調節し、その時の760cm−1と8
20cm−’に出るピークの透過率から土中らの方法に
従い次式により算出した。
log  Dフロ。
オルソ率(%)−X100 10gDtbo + 1.44X logDaz。
U)rho  : 760cm−’の透過率D1120
  : 820cm−’(D透過率注2)砂型強度 J
ACT試験法による。
注3)融着点  JACT試験法による。
注4)硬化温度 測定温度にセットした平板金型70X1401fi上に
固コ型金型 内寸50 X 120 璽*  厚み5鶴
を置き樹脂被覆砂を充填したものを炉温500℃内に2
5秒放置し、その後取り出し10秒後に支点間距離10
0■lの治具上に置き、500g荷重かけたとき試験片
が折れる最高温度を硬化温度とした。硬化温度が低いも
のほど速硬化である。
〔発明の効果〕
本発明のシェルモールド用樹脂被覆砂は硬化性に優れ、
また砂型強度も大きく、その工業的価値は掻めて大であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、砂100重量部に対してアルカリ土金属の含有率が
    0.05重量%未満で、オルソ率45〜50%であるノ
    ボラック型フェノール樹脂0.5〜4重量%とヘキサミ
    ン0.1〜1.2重量部を被覆したことを特徴とするシ
    ェルモールド用樹脂被覆砂。 2、ノボラック型フェノール樹脂がシランカップリング
    剤が添加されているものである特許請求の範囲第1項記
    載のシェルモールド用樹脂被覆砂。 3、ノボラック型フェノール樹脂がサリチル酸、安息香
    酸等の有機酸が添加されているものである特許請求の範
    囲第1項記載のシェルモールド用樹脂被覆砂。
JP26531785A 1985-11-26 1985-11-26 シエルモ−ルド用樹脂被覆砂 Pending JPS62127140A (ja)

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Cited By (8)

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