JPS6228042A - Binder resin composition for casting mold - Google Patents

Binder resin composition for casting mold

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JPS6228042A
JPS6228042A JP60167263A JP16726385A JPS6228042A JP S6228042 A JPS6228042 A JP S6228042A JP 60167263 A JP60167263 A JP 60167263A JP 16726385 A JP16726385 A JP 16726385A JP S6228042 A JPS6228042 A JP S6228042A
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JP
Japan
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resin
aldehyde
composition
phenol
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP60167263A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunsui Takahashi
高橋 春水
Masuo Sawa
澤 益男
Kazuhiko Kiuchi
一彦 木内
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the productivity of a casting mold by mixing a resol type resin obtd. by condensing a specific phenol compd. alone or mixture composed of >=2 kinds thereof and aldehyde and furan resin under specific conditions thereby forming a binder. CONSTITUTION:The resol type resin is obtd. by condensing the un-substed.or substd. monovalent or divalnet phenol compd. such as phenol or cresol alone or the mixture composed of >=2kinds thereof and aldehyde. Such resin and the furan resin are then mixed or the furan resin and phenol compd. are subjected to co-condensation to obtain the resin compsn. The resin compsn. is formed by satisfying the conditions given by formula [I] and the binder for the casting mold is constituted of such compsn. The initial strength of the casting mold is improved by the above-mentioned method without deteriorating the other performacnes thereof. The productivity of the casting mold is consequently improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自硬性鋳型及び酸硬化性コールドボックス鋳型
における粘結剤樹脂組成物に関するものである。更に詳
しくは、フェノールフラン系樹脂を主体とする改良され
た鋳型用粘結剤樹脂組成物に関するものであり、特に酸
硬化性コールドボックス鋳型に適した粘結剤樹脂組成物
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a binder resin composition for self-hardening molds and acid-curing cold box molds. More specifically, the present invention relates to an improved binder resin composition for molds containing a phenol-furan resin as a main component, and particularly to a binder resin composition suitable for acid-curable cold box molds.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

有機粘結剤を用いて主型や中子のような鋳型を製造する
造型法として、自硬性鋳型法、コールドボックス鋳型法
、クローニング法(シェル法)は公知である。特に有機
自硬性鋳型は機械鋳物分野を中心に生産性、鋳物品質、
安全衛生上の観点から無機系に代わり既に汎用的な造型
法となっている。
The self-hardening mold method, the cold box mold method, and the cloning method (shell method) are known as molding methods for producing molds such as main molds and cores using organic binders. In particular, organic self-hardening molds are used mainly in the mechanical casting field to improve productivity, casting quality, and
It has already become a general-purpose molding method in place of inorganic molding methods from a safety and health standpoint.

一方、従来、中、高速で鋳型を製造するにはフェノール
樹脂を粒状耐火物に被覆した所謂コーテツドサンドを加
熱硬化して鋳型を製造するクローニング法が巾広く使用
されている。
On the other hand, conventionally, in order to manufacture molds at medium to high speeds, a cloning method has been widely used in which molds are manufactured by heating and curing so-called coated sand in which granular refractories are coated with phenolic resin.

しかし、鋳型製造時の省エネルギー、鋳型生産速度、更
に鋳型、鋳物の品質を改善するため、ガス状又はエロゾ
ル状物質で常温硬化させるコールドボックス鋳型製造法
が、クローニング法を代替する鋳型の製造法として鋳物
業界で真剣に導入が試みられて来ている。
However, in order to save energy during mold manufacturing, improve mold production speed, and improve the quality of molds and castings, the cold box mold manufacturing method, which hardens at room temperature using gaseous or aerosol substances, has become an alternative mold manufacturing method to the cloning method. Serious attempts are being made to introduce it in the foundry industry.

コールドボックス法にはフラン系樹脂を代表とする酸硬
化性樹脂を過酸化物を酸化剤として二酸化硫黄により硬
化させる酸硬化コールドボックスと、ポリオールとポリ
イソシアネートとをエロゾル状の第3級アミンを触媒と
して硬化するウレタンコールドボックスがある。
The cold box method involves an acid-curing cold box in which acid-curing resins, typically furan-based resins, are cured with sulfur dioxide using peroxide as an oxidizing agent, and polyols and polyisocyanates are cured in an aerosol form of tertiary amine as a catalyst. There is a urethane cold box that hardens as

この中でウレタンコールドボックスを使用した鋳型は、
鋳物製造時の鋳砂の崩壊性が悪いとか、砂かみ、すくわ
れ、ピンホール、すす欠陥等の鋳造欠陥が発生し易い等
の欠点がある。
Among these, molds using urethane cold boxes are
There are disadvantages such as poor disintegration of casting sand during casting production, and the tendency to cause casting defects such as sand trapping, scooping, pinholes, and soot defects.

それに対して酸硬化コールドボックスは前記の難点を解
決する方法として近年急速に注目を集めている。
On the other hand, acid-curing cold boxes have been rapidly attracting attention in recent years as a method for solving the above-mentioned difficulties.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

少量多品種を中心とした鋳物分野における自硬性鋳型法
で使用される粘結剤として、従来よりフェノール系樹脂
、フラン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂又はその
変性物が用いられてきた。しかし、鋳型特性及び鋳物品
質上の理由で、最近はフラン系樹脂を主体とする粘結剤
が広く用いられているのが現状である。特にフェノール
系樹脂はフラン系樹脂に比べ、低廉で−あるが、貯蔵安
定性や初期強度等に問題があるため、フェノール系樹脂
のみならず、フェノールフラン系樹脂が十分に実用化さ
れるには至っておらず、更に改良が望まれている。
BACKGROUND ART Phenol resins, furan resins, urea resins, melamine resins, or modified products thereof have conventionally been used as binders for self-hardening molding methods in the field of casting, which focuses on small-lot, high-mix production. However, for reasons of mold properties and quality of castings, binders based on furan resins have recently been widely used. In particular, phenol resins are cheaper than furan resins, but they have problems with storage stability and initial strength, so it is difficult for not only phenol resins but also phenol furan resins to be fully put into practical use. This has not been achieved yet, and further improvements are desired.

又、少品種多量の鋳型を中、高速で製造する酸硬化性コ
ールドボックスにおいても、酸硬化性樹脂としてフラン
系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂及びこれらの変
性樹脂が挙げられるが、その中でも特にフラン系樹脂の
みが実用化されつつあるのが現状である。即ち、コール
ドボックス法により、中、大量の鋳型を製造するには自
動造型機が使用されており、耐火性粒状材料に酸硬化性
樹脂と過酸化物が添加混練されて耐火性粒状材料表面を
被覆し、空気圧等によって自動的に充填成型、硬化、取
り出しが1分以内のサイクルで連続的に行われている。
In addition, for acid-curing cold boxes that produce molds in small quantities and in large quantities at medium to high speeds, acid-curing resins include furan resins, phenol resins, urea resins, and modified resins of these. In particular, at present, only furan-based resins are being put into practical use. In other words, automatic molding machines are used to manufacture medium to large quantities of molds using the cold box method, in which acid-curing resin and peroxide are added and kneaded to the refractory granular material to coat the surface of the refractory granular material. Covering, filling, molding, curing, and removal are performed continuously in a cycle of less than one minute automatically using air pressure or the like.

特にフェノール系樹脂はフラン系樹脂に比べ低廉ではあ
るが、種々の問題、特に初期強度が著しく低下する為、
このような高速の鋳型製造を要求される酸硬化性コール
ドボックス法ではフェノール系樹脂のみならずフェノー
ルフラン系樹脂も未だ実用化には至っていない。
In particular, phenolic resins are cheaper than furan resins, but they have various problems, especially their initial strength, which is significantly reduced.
In the acid-curing cold box method, which requires high-speed mold production, not only phenol resins but also phenol furan resins have not yet been put to practical use.

本発明は特に鋳型の初期強度を改良したフェノールフラ
ン系樹脂を主体とする鋳物用粘結剤樹脂組成物に関する
ものであり1、特に高速の鋳型製造を要求される酸硬化
性コールドボックスにも実用化され得る、大幅に鋳型の
初期強度を改良したフェノールフラン系樹脂を主体とす
る鋳型用粘結剤樹脂組成物を提供することを目的とする
ものである。
The present invention particularly relates to a binder resin composition for castings mainly composed of phenolic furan resin that improves the initial strength of molds1, and is particularly applicable to acid-curing cold boxes that require high-speed mold manufacturing. The object of the present invention is to provide a binder resin composition for molds, which is mainly composed of a phenolic furan resin, which can be used to improve the initial strength of molds.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、鋭意研究の結果、フェノールフラン系樹
脂を主体とする酸硬化性樹脂中の反応物もしくはモノマ
ーの状態で含まれるアルデヒドのモル数、フラン骨格の
数、フェノール化合物のモル数及び反応点の数と、鋳型
の初期強度との間に密接な関係があることを見出し本発
明を完成するに至った。
As a result of intensive research, the present inventors have determined that the number of moles of aldehydes, the number of furan skeletons, the number of moles of phenolic compounds contained in the form of reactants or monomers in acid-curing resins mainly composed of phenol-furan resins, and The present invention was completed based on the discovery that there is a close relationship between the number of reaction points and the initial strength of the mold.

即ち、本発明は、酸硬化性樹脂を粘結剤とする鋳型製造
法に用いられる粘結剤樹脂組成物であって、酸硬化性樹
脂が、非置換或いは置換一価又は二価フェノール化合物
の単独もしくは二種以上の混合物とアルデヒドを縮合せ
しめて得られるレゾール型樹脂とフラン系樹脂を混合せ
しめるか、フラン系樹脂と前記フェノール化合物とアル
デヒドを共縮合せしめて得られる樹脂組成物であり、且
つ (へ十B)/(3xB+k×C)=0.3 〜1.0但
し、A:組成物100g中に反応物もしくはモノマーの
状態で含まれるアルデヒド のモル数 B:組成物100g中に含まれるフラン環の数 C:&u成動物100g中に含まれるフェノール性水酸
基の数 に:ホルムアルデヒドと付加反応可能な状態のオルト及
びバラ位の上記フェ ノール化合物一分子中の合計数 なる条件を満足することを特徴とする鋳型用粘結剤樹脂
組成物に係わるものである。
That is, the present invention relates to a binder resin composition used in a mold manufacturing method using an acid-curable resin as a binder, wherein the acid-curable resin contains an unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compound. A resin composition obtained by mixing a resol-type resin obtained by condensing an aldehyde alone or in a mixture of two or more types with a furan-based resin, or by co-condensing a furan-based resin, the phenolic compound, and an aldehyde, and (h x B) / (3 x B + k x C) = 0.3 to 1.0 However, A: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition as a reactant or monomer B: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition The number of furan rings C: &u The number of phenolic hydroxyl groups contained in 100 g of an adult animal: The total number in one molecule of the above phenolic compound in ortho and rose positions capable of addition reaction with formaldehyde. The present invention relates to a characteristic binder resin composition for molds.

本発明の粘結剤樹脂組成物により、鋳型の初期強度が大
幅に改善される。特にその効果は酸硬化性コールドボッ
クス法において顕著であり、鋳型の生産性が大幅に向上
する。
The binder resin composition of the present invention significantly improves the initial strength of the mold. This effect is particularly remarkable in the acid-curing cold box method, and mold productivity is greatly improved.

鋳型の初期強度は、濡れ性、充填性、硬化反応速度、硬
化過程における分子構造等、諸々の要因の複合されたバ
ランスによって決定される。
The initial strength of a mold is determined by a complex balance of various factors such as wettability, fillability, curing reaction rate, and molecular structure during the curing process.

前記条件式(A+B) / (3X B+k x C)
はこれら要因の中でも硬化反応速度及び硬化過程の分子
構造と密接に関係していると思われ、鋳型の初期強度に
大きな影響を与える。その適正な範囲は0,3〜1.0
、好ましくは0.3〜0.7であり、この範囲を外れた
場合、極めて初期強度は低下する。
The above conditional expression (A+B) / (3X B+k x C)
Among these factors, it seems to be closely related to the curing reaction rate and the molecular structure of the curing process, and has a large influence on the initial strength of the mold. The appropriate range is 0.3 to 1.0
, preferably from 0.3 to 0.7, and if it is outside this range, the initial strength will be extremely reduced.

従来、フェノールフラン系樹脂の初期強度向上を前記条
件式の観点から検討したものは未だ見当たらず、本発明
によりフェノールフラン系樹脂を粘結剤とする鋳型の初
期強度を大幅に改善することが可能となった。
Until now, there has been no research that has investigated the improvement of the initial strength of phenolic furan resins from the viewpoint of the above conditional expression, but the present invention makes it possible to significantly improve the initial strength of molds using phenolic furan resins as a binder. It became.

本発明に用いられる非置換或いは置換一価又は二価フェ
ノール化合物を具体的に例示すれば、フェノール、クレ
ゾール、キシレノール、ブチルフェノール、ノニルフェ
ノール、レゾルシン、メチレンビスフェノール、カテコ
ール等であり、好ましくは一般式(I) H (式中、R1及びRtは水素原子又は炭素数1〜9個の
炭化水素基) で表されるフェノール化合物であり、更に好ましくはフ
ェノール、クレゾール、キシレノールから選ばれる少な
くとも一種のフェノール化合物である。
Specific examples of unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol compounds used in the present invention include phenol, cresol, xylenol, butylphenol, nonylphenol, resorcinol, methylenebisphenol, catechol, etc., and preferably compounds of the general formula (I ) H (wherein R1 and Rt are hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 9 carbon atoms), and more preferably at least one phenol compound selected from phenol, cresol, and xylenol. be.

尚、前記条件式中のkの値は、ホルムアルデヒドと付加
反応可能な状態のオルト及びバラ位のフェノール化合物
一分子中の合計数であり、例えばフェノール、トクレゾ
ール、3.5−キシレノールのkの値は3である。又、
2種以上のフェノール化合物の混合体はその混合比に応
じた平均数で表される。
The value of k in the above conditional expression is the total number of ortho- and rose-position phenol compounds in one molecule that are capable of addition reaction with formaldehyde. The value is 3. or,
A mixture of two or more types of phenol compounds is expressed as an average number depending on the mixing ratio.

本発明におけるフラン系樹脂とは、フルフリルアルコー
ル、フルフリルアルコール/アルデヒド縮合物、フルフ
リルアルコール縮金物、フルフリルアルコール/尿素/
アルデヒド縮合物、フルフリルアルコール/メラミン/
アルデヒド縮合物等を主体とする酸硬化性樹脂であり、
特に限定されるものではない。
The furan resin in the present invention refers to furfuryl alcohol, furfuryl alcohol/aldehyde condensate, furfuryl alcohol condensate, furfuryl alcohol/urea/
Aldehyde condensate, furfuryl alcohol/melamine/
It is an acid-curing resin mainly composed of aldehyde condensates, etc.
It is not particularly limited.

本発明におけるアルデヒドとしては芳香族アルデヒド、
脂肪族アルデヒド等が用いられるが、好ましくは脂肪族
アルデヒドである。脂肪族アルデヒドとして好ましいも
のは、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリ
オキザール、アセトアルデヒドの少なくとも一種であり
、更に好ましいものは、バラホルムアルデヒド、ホルム
アルデヒドの少なくとも一種又はそれらの一部をグリオ
キザール、アセトアルデヒド等の他のアルデヒドで変性
したアルデヒドである。
The aldehydes in the present invention include aromatic aldehydes,
Although aliphatic aldehydes and the like are used, aliphatic aldehydes are preferred. Preferred aliphatic aldehydes are at least one of formaldehyde, paraformaldehyde, glyoxal, and acetaldehyde, and more preferred are at least one of paraformaldehyde and formaldehyde, or a portion thereof modified with other aldehydes such as glyoxal and acetaldehyde. It is an aldehyde.

通常アルデヒドはフェノール化合物との縮合のみならず
、フラン系樹脂にも含まれる。それ故、前記条件式中の
アルデヒドはその両者に含まれるアルデヒドである。
Aldehydes are usually contained not only in condensation with phenolic compounds but also in furan resins. Therefore, the aldehyde in the above conditional formula is an aldehyde included in both of them.

本発明の粘結剤樹脂組成物はフラン系樹脂を混合もしく
は共縮合せしめたフェノール系樹脂を主体とするが、変
性剤として例えば、尿素や尿素/アルデヒド縮合物と混
合もしくは共縮合させることもできるし、また、従来公
知の変性剤の少なくとも一種を混合もしくは共縮合させ
ることもできる。従来公知の変性剤を具体的に例示すれ
ば、クマロン・インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル
、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール、エポキシ樹
脂、エチレン・ビニルアセテート、ポリビニルアセテー
ト、ポリブタジェン、ポリエーテル、ポリエチレンイミ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリビ
ニルブチラール、フェノキシ樹脂、酢酸セルロース、キ
シレン樹脂、トルエン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂
、ポリビニルホルマール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂
、ナイロン等のポリマー及びオリゴマーや、リグニン、
リグニンスルホン酸、ロジン、エステルガム、植物油、
ビチューメン、重油、カシューナツト穀潰、バニリン、
タンニン類等の天然物や、澱粉、コーンスターチ、グル
コース、デキストリン等の糖類及びその誘導体や、レゾ
ルシン残渣、クレゾール残a 、2.2 、4−トリメ
チル−4−(ヒドロキシフェニル)クマロンとイソプロ
ペニルフェノールの反応副生物、テレフタル酸とエチレ
ングリコールの反応副生物等の反応残渣及び副生物や、
ポリエチレングリコール等の多価アルコールや、アセト
ン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン類及
びアルデヒドとの縮合物や、ジシアンジアミド、アクリ
ルアミド、チオ尿素等のアミノもしくはイミノ化合物及
びそれらのアルデヒド縮合物や、フルフラール、グリオ
キザール等のアルデヒド化合物や、イソシアヌル酸エス
テル、不飽和脂肪酸エステル等のエステル化合物などで
ある。これら変性剤の変性率は20%以下であることが
好ましい。
The binder resin composition of the present invention is mainly composed of a phenolic resin mixed with or co-condensed with a furan-based resin, but it can also be mixed with or co-condensed with, for example, urea or a urea/aldehyde condensate as a modifier. However, it is also possible to mix or co-condense at least one of conventionally known modifiers. Specific examples of conventionally known modifiers include coumaron/indene resin, petroleum resin, polyester, alkyd resin, polyvinyl alcohol, epoxy resin, ethylene/vinyl acetate, polyvinyl acetate, polybutadiene, polyether, polyethyleneimine, and polychloride. Polymers and oligomers such as vinyl, polyacrylic acid ester, polyvinyl butyral, phenoxy resin, cellulose acetate, xylene resin, toluene resin, polyamide, styrene resin, polyvinyl formal, acrylic resin, urethane resin, nylon, lignin,
Lignosulfonic acid, rosin, ester gum, vegetable oil,
Bitumen, heavy oil, crushed cashew nut, vanillin,
Natural products such as tannins, saccharides and their derivatives such as starch, corn starch, glucose, and dextrin, resorcin residues, cresol residues, 2.2, 4-trimethyl-4-(hydroxyphenyl)coumarone, and isopropenylphenol. Reaction by-products, reaction residues and by-products such as reaction by-products of terephthalic acid and ethylene glycol,
Polyhydric alcohols such as polyethylene glycol, condensates with ketones and aldehydes such as acetone, cyclohexanone, and acetophenone, amino or imino compounds such as dicyandiamide, acrylamide, and thiourea, and their aldehyde condensates, furfural, glyoxal, etc. These include aldehyde compounds, and ester compounds such as isocyanuric acid esters and unsaturated fatty acid esters. The modification rate of these modifiers is preferably 20% or less.

更に、本発明における粘結剤樹脂組成物の粘度を反応条
件のコントロールや希釈剤により25℃で1〜1000
cpsにすることで尚一層鋳型の初期強度を向上させる
ことができる。粘度が小さすぎると砂粒表面のミクロな
孔中への樹脂の吸着のため、有効に砂粒表面への樹脂の
コーティングが阻害される。粘度が大きすぎると鋳物砂
への濡れ性や均一分散性が低下する。
Furthermore, the viscosity of the binder resin composition in the present invention can be adjusted to 1 to 1000 at 25°C by controlling the reaction conditions and using a diluent.
By using cps, the initial strength of the mold can be further improved. If the viscosity is too low, the resin will be adsorbed into the microscopic pores on the surface of the sand grains, which will prevent the resin from effectively coating the surface of the sand grains. If the viscosity is too high, the wettability and uniform dispersibility of the resin to foundry sand will decrease.

上記目的に使用できる希釈剤を具体的に例示すれば、ベ
ンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エ
タノール、フルフリルアルコール等のアルコール類、ジ
エチルエーテル、アニソール、アセタール等のエーテル
類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン等の複素環炭化水素、酢酸
メチル、酢酸エチル等のエステル類、エチレングリコー
ル、グリセリン等の多価アルコール類、2−メトキシエ
タノール、2−エトキシエタノール等のセロソルブ類、
2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルア
セテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−フェノ
キシエチルアセテート等のセロソルブアセテート類、ジ
エチレングリコール七ノエチルエーテルアセテート等の
カルピトールアセテート類の少なくとも一種が挙げられ
る。尚、希釈剤は予め樹脂組成物に、又は鋳物砂混練直
前に樹脂組成物に混合しても差支えない。その配合量は
組成物に対し20%以下であることが好ましい。
Specific examples of diluents that can be used for the above purpose include aromatic hydrocarbons such as benzene and xylene, alcohols such as methanol, ethanol, and furfuryl alcohol, ethers such as diethyl ether, anisole, and acetal, acetone, Ketones such as methyl ethyl ketone, heterocyclic hydrocarbons such as tetrahydrofuran and dioxane, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, cellosolves such as 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol. ,
Examples include at least one of cellosolve acetates such as 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, and 2-phenoxyethyl acetate, and carpitol acetates such as diethylene glycol 7-noethyl ether acetate. Note that the diluent may be mixed into the resin composition in advance or immediately before kneading the foundry sand. The blending amount thereof is preferably 20% or less based on the composition.

又、本発明における組成物中に含まれる水分の量は10
%以下であることが好ましい。それ以上の水分を含む場
合は、本発明の効果は著しく低下する。更に未反応物等
として含まれるモノマーフェノール化合物の量も10%
以下であることが好ましい。それ以上のモノマーフェノ
ール化合物を含む場合は、著しく初期強度が低下するか
、もしくは貯蔵安定性が悪化する。更に未反応物等とし
て含まれるモノマーアルデヒドの量も10%以下である
ことが好ましい、それ以上のモノマーアルデヒドを含む
場合は、モノマーアルデヒドに起因する臭気により著し
く作業性が悪化する。
Further, the amount of water contained in the composition of the present invention is 10
% or less. If more water is contained, the effects of the present invention will be significantly reduced. Furthermore, the amount of monomer phenol compounds contained as unreacted substances, etc. is also 10%.
It is preferable that it is below. If more monomer phenol compounds are contained, the initial strength will be significantly lowered or the storage stability will be deteriorated. Furthermore, it is preferable that the amount of monomer aldehyde contained as unreacted substances is 10% or less; if more monomer aldehyde is contained, the workability will be significantly deteriorated due to the odor caused by the monomer aldehyde.

更に、鋳型の強度をより向上させる目的でシランカップ
リング剤を加えても差支えない。シランカップリング剤
としては、例えば、γ−(2−アミノ)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メト
キシシラン、T−アミノプロピルトリエトキシシラン、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロビルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Furthermore, a silane coupling agent may be added for the purpose of further improving the strength of the mold. Examples of the silane coupling agent include γ-(2-amino)aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, T-aminopropyltriethoxysilane,
Examples include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane.

本発明において自硬性鋳型法の硬化剤としては、パラト
ルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機スルホ
ン酸や、リン酸、硫酸等の無機酸やこれらの混合物が使
用されるが、特に限定されるものではない。また、酸硬
化性コールドボックス法の過酸化物としては、ケトン系
、芳香族系等の有機過酸化物及び過酸化水素等の無機過
酸化物が使用されるが、特に限定されるものではない。
In the present invention, as the hardening agent for the self-hardening mold method, organic sulfonic acids such as para-toluenesulfonic acid and xylene sulfonic acid, inorganic acids such as phosphoric acid and sulfuric acid, and mixtures thereof are used, but there are no particular limitations. It's not a thing. In addition, organic peroxides such as ketone and aromatic peroxides and inorganic peroxides such as hydrogen peroxide are used as peroxides in the acid-curing cold box method, but are not particularly limited. .

鋳型を製造するには、本発明に係る粘結剤と共に、耐火
性粒状材料として、石英質を主成分とする珪砂の他、ジ
ルコン砂、クロマイト砂、オリピン砂等が使用されるが
、特に限定されるものではない。
In order to manufacture a mold, silica sand containing quartz as a main component, zircon sand, chromite sand, oripin sand, etc. are used as a refractory granular material together with the binder according to the present invention, but there are no particular limitations. It is not something that will be done.

又、粘結剤樹脂組成物の添加時期は、硬化剤もしくは過
酸化物を鋳物砂に混練する前でも後でも差支えないが、
混練砂の可使時間がより長い点から、自硬性の場合は硬
化剤添加後、又、酸硬化性コールドボックス法の場合は
過酸化物添加混練前の方が好ましい。
In addition, the time of addition of the binder resin composition may be before or after kneading the curing agent or peroxide into the foundry sand, but
In view of the longer pot life of the kneaded sand, it is preferable to use it after adding a curing agent in the case of self-hardening, or before adding peroxide and kneading in the case of the acid-curing cold box method.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例をもって本発明の詳細な説明するが、本発
明は本実施例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1〜6及び比較例1〜2 常法により種々反応量のフェノール、フルフリルアルコ
ール、パラホルムアルデヒドを所定時間反応させ、反応
終了後パラトルエンスルホン酸水溶液で中和し、メタノ
ール5%を加え、条件式(A+8) / (3x B+
k x C)の値が表−1に示すような種々の粘結剤樹
脂組成物を得、酸硬化性コールドボックス法及び自硬性
鋳型法における初期強度を測定した。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 Various reaction amounts of phenol, furfuryl alcohol, and paraformaldehyde were reacted for a predetermined time using a conventional method, and after the reaction was completed, the mixture was neutralized with an aqueous solution of para-toluenesulfonic acid, and 5% methanol was added. , conditional expression (A+8) / (3x B+
Various binder resin compositions having k x C) values shown in Table 1 were obtained, and their initial strengths in an acid-curing cold box method and a self-hardening mold method were measured.

酸硬化性コールドボックス法の初期強度はオーストラリ
ア産フラタリー珪砂100重量部に得られた粘結剤樹脂
組成物1,4重量部及びMl!KPO系過酸化物0.5
重量部を添加混練した混合物を25 X 25 X 2
50 m/mの型枠内へ加圧空気と共に吹き込んで充填
し、次いで二酸化硫黄ガスを型枠内へ吹き込んで鋳型を
成型し、二酸化硫黄ガス吹き込み後30秒後の鋳型曲げ
強度を測定した。
The initial strength of the acid-curing cold box method was determined by adding 1.4 parts by weight of the resulting binder resin composition to 100 parts by weight of Australian flattery silica sand and Ml! KPO peroxide 0.5
The mixture obtained by adding and kneading parts by weight was 25 x 25 x 2
Pressurized air was blown into a 50 m/m mold to fill it, and then sulfur dioxide gas was blown into the mold to form a mold, and the bending strength of the mold was measured 30 seconds after the sulfur dioxide gas was blown into the mold.

自硬性鋳型法の初期強度は、フリーマントル珪砂100
重量部に対し、硬化剤としてパラトルエンスルホン酸7
5%水溶液を0.5重量部、得られた粘結剤樹脂組成物
を1.4重量部添加混練した混合物を直ちに50 m/
wφ×5抛ahのテストピース模型に充填し、30分後
の圧縮強度を測定した。
The initial strength of the self-hardening mold method is 100% of Freemantle silica sand.
7 parts by weight of para-toluenesulfonic acid as a curing agent
0.5 parts by weight of a 5% aqueous solution and 1.4 parts by weight of the obtained binder resin composition were added and kneaded, and the mixture was immediately mixed into 50 m/
It was filled into a test piece model of wφ×5 ah, and the compressive strength was measured after 30 minutes.

結果を表−1に示す。The results are shown in Table-1.

表   −1 実施例7〜12及び比較例3〜4 常法により種々反応量のフェノールとパラホルムアルデ
ヒドを所定時間反応させ、反応終了後パラトルエンスル
ホン酸水溶液で中和し、フェノール樹脂を得、これに更
にフルフリルアルコールとホルムアルデヒドの反応量が
既知のフルフリルアルコール/ホルムアルデヒド縮合物
を混合して、条件式(A+B) / (3X B+k 
xのの値が表−2に示すような種々の粘結剤樹脂組成物
を得た。
Table-1 Examples 7 to 12 and Comparative Examples 3 to 4 Various reaction amounts of phenol and paraformaldehyde were reacted for a predetermined time using a conventional method, and after the reaction was completed, neutralization was performed with an aqueous solution of para-toluenesulfonic acid to obtain a phenol resin. Furthermore, a furfuryl alcohol/formaldehyde condensate with a known reaction amount of furfuryl alcohol and formaldehyde is mixed, and the conditional formula (A+B) / (3X B+k
Various binder resin compositions having the values of x shown in Table 2 were obtained.

得られた粘結剤樹脂組成物を用いて実施例1〜6に示す
方法で酸硬化性コールドボックス法及び自硬性鋳型法に
おける初期強度を測定した。
Using the obtained binder resin compositions, the initial strengths in the acid-curing cold box method and the self-hardening mold method were measured by the methods shown in Examples 1 to 6.

結果を表−2に示す。The results are shown in Table-2.

表   −2 〔発明の効果〕 本実施例で明白の様に、本発明により、粘結剤としてフ
ェノールフラン系樹脂を主体とする酸硬化性樹脂を用い
る自硬性鋳型法及び酸硬化性コールドボックス法におい
て、他の性能を低下させることなく、大幅に鋳型の初期
強度を向上させることができる。特に酸硬化性コールド
ボックス法ではその効果が顕著であり、鋳型の生産性を
著しく向上させることができる。
Table 2 [Effects of the Invention] As is clear from this example, the present invention enables the self-hardening mold method and the acid-hardening cold box method to use an acid-curing resin mainly composed of phenolfuran resin as a binder. In this case, the initial strength of the mold can be significantly improved without deteriorating other performances. The effect is particularly remarkable in the acid-curing cold box method, and the productivity of molds can be significantly improved.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、酸硬化性樹脂を粘結剤とする鋳型製造法に用いられ
る粘結剤樹脂組成物であって、酸硬化性樹脂が、非置換
或いは置換一価又は二価フェノール化合物の単独もしく
は二種以上の混合物とアルデヒドを縮合せしめて得られ
るレゾール型樹脂とフラン系樹脂を混合せしめるか、フ
ラン系樹脂と前記フェノール化合物とアルデヒドを共縮
合せしめて得られる樹脂組成物であり、且つ (A+B)/(3×B+k×C)=0.3〜1.0但し
、A:組成物100g中に反応物もしくはモノマーの状
態で含まれるアルデヒド のモル数 B:組成物100g中に含まれるフラン環 の数 C:組成物100g中に含まれるフェノー ル性水酸基の数 k:ホルムアルデヒドと付加反応可能な 状態のオルト及びパラ位の上記フェ ノール化合物一分子中の合計数 なる条件を満足することを特徴とする鋳型用粘結剤樹脂
組成物。 2、(A+B)/(3×B+k×C)の値が0.3〜0
.7である特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3、フェノール化合物が一般式( I )で表される化合
物であり、前記条件式中のkが3である特許請求の範囲
第1項記載の組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1及びR_2は水素原子又は炭素数1〜9
個の炭化水素基) 4、アルデヒドが脂肪族アルデヒドである特許請求の範
囲第1項記載の組成物。 5、一般式( I )で表されるフェノール化合物がフェ
ノール、クレゾール、キシレノールの少なくとも一種で
ある特許請求の範囲第3項記載の組成物。 6、脂肪族アルデヒドがホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒド、グリオキザール、アセトアルデヒドの少な
くとも一種である特許請求の範囲第4項記載の組成物。
[Scope of Claims] 1. A binder resin composition used in a mold manufacturing method using an acid-curable resin as a binder, wherein the acid-curable resin is an unsubstituted or substituted monohydric or dihydric phenol. It is a resin composition obtained by mixing a resol type resin obtained by condensing a single compound or a mixture of two or more compounds with an aldehyde and a furan resin, or by cocondensing a furan resin, the above phenol compound, and an aldehyde. , and (A+B)/(3×B+k×C)=0.3 to 1.0 However, A: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition in the form of a reactant or monomer B: Number of moles of aldehyde contained in 100 g of the composition The number of furan rings contained C: the number of phenolic hydroxyl groups contained in 100 g of the composition k: the total number of the above phenolic compounds in one molecule at ortho and para positions capable of addition reaction with formaldehyde. A binder resin composition for molds, characterized by: 2. The value of (A+B)/(3×B+k×C) is 0.3 to 0
.. 7. The composition according to claim 1, wherein the composition is 3. The composition according to claim 1, wherein the phenol compound is a compound represented by general formula (I), and k in the conditional formula is 3. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the formula, R_1 and R_2 are hydrogen atoms or carbon atoms from 1 to 9.
4. The composition according to claim 1, wherein the aldehyde is an aliphatic aldehyde. 5. The composition according to claim 3, wherein the phenol compound represented by general formula (I) is at least one of phenol, cresol, and xylenol. 6. The composition according to claim 4, wherein the aliphatic aldehyde is at least one of formaldehyde, paraformaldehyde, glyoxal, and acetaldehyde.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008049815A (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Mazda Motor Corp Vehicle body front part structure
WO2017090748A1 (en) * 2015-11-27 2017-06-01 花王株式会社 Kit for forming casting mold
JP2019107668A (en) * 2017-12-18 2019-07-04 花王株式会社 Hardening accelerator for die molding

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