JPS63177938A - 鋳物用樹脂被覆砂の製造方法 - Google Patents

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、アルミニウム鋳物など比較的鋳込温度の低い
鋳物の製造に用いられる鋳型の崩壊性を改良した鋳物用
樹脂被覆砂の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に鋳物用樹脂被覆砂に用いられる粘結剤は、フェノ
ールとホルムアルデヒドを酸性またはアルカリ性で反応
して得られる樹脂であるが、これらのフェノール樹脂を
アルミニウム鋳物のような鋳込温度の低い鋳物用砂型に
用いた場合には、鋳込後の砂落し作業に非常に大きな費
用と労力が必要となる。

すなわち、これらのフェノール樹脂を用いた場合には、
鋳込後でも注湯温度が低いために鋳型はなお強固性を保
持しており、その後５００℃位の高温で６〜１２時間も
加熱処理をした後で衝撃を加えなければ崩壊しない。

本発明者らは、崩壊性を改良するには、フェノール樹脂
にリン酸エステルを配合することが有効であることを見
い出し、特開昭５７−２０９７４１号公報、特開昭５８
−３７４５号公報、特開昭５８−８６９５４号公報で開
示した。

上述のように、従来の方法において、フェノール樹脂に
リン酸エステル類を配合すると、崩壊性が改良され、リ
ン酸エステル類の配合量を多くすればするほど崩壊性は
良くなる。しかしリン酸エステル類は常温で液状または
低融点の化合物であるため樹脂被覆砂の融着点が低下し
、保管中にブロッキングするという問題点を生ずる。

本発明は、融着点が高く、崩壊性の良好な鋳物用樹脂被
覆砂を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、リン酸エステル類のかわりに、リン酸エ
ステル類および／または亜すン酸エステル頻とビスフェ
ノールＡとを反応させて得られる反応物を用いることに
より融着点が高く、崩壊性が良好な鋳物用樹脂被覆砂が
得られることを見い出し本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、１００〜２００℃に加熱した珪砂
に（ａ）固形フェノール樹脂、（ｂ）リン酸エステル類
および／または亜リン酸エステル類とビスフェノールＡ
とを反応させて得られる反応物、および必要に応じ（ｃ
）ヘキサメチレンテトラミンを被覆することを特徴とす
る鋳物用樹脂被覆砂の製造方法を提供するものである。

本発明において用いられる（ａ）の固形フェノール樹脂
としては、固形ノボラック樹脂、固形アンモニアレゾー
ル樹脂などが使用できるが、固形アンモニアレゾール樹
脂が崩壊性の改良効果の点から好ましい。

固形フェノール樹脂として固形ノボラック樹脂を使用す
る場合には硬化剤として（ｃ）のヘキサメチレンテトラ
ミンを使用することが必要である。

本発明において用いられる（ｂ）の反応物はリン酸エス
テル類および／または亜リン酸エステル類とビスフェノ
ールＡとを反応させてエステル交換を行うことにより得
られる。

これらの反応割合は、リン酸エステル類および／または
亜すン酸エステル類１．０モルに対し、ビスフェノール
Ａを０．５〜３．０モルとすることが好ましい。ビスフ
ェノールＡが０．５モル未満では反応物の分子量が小さ
く、また未反応のリン酸エステル類、亜リン酸エステル
類が多く残るため融着点が低下する。また、３．０モル
を超えると、未反応のビスフェノールＡが多く残るため
硬化が遅くなったり、反応物中のリン含有量が低下する
ため崩壊性が悪くなる。

本発明に使用されるリン酸エステル類としてはトリメチ
ルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチル
ホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブトキ
シエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ト
リクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート
、タレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェ
ニルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリス
テアリルホスフェート等が挙げられる。

亜リン酸エステル類としては、トリメチルホスファイト
、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト
、トリドデシルホスファイト、ジメチルホスファイト、
ジエチルホスファイト、ジブチルホスファイト等が挙げ
られる。

リン酸エステル、亜リン酸エステルとビスフェノールＡ
とのエステル交換反応を行うには触媒を使用することが
好ましい。触媒としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸鉛などの炭酸塩、酸化亜鉛、酸化バリウムなど
の金属酸化物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
の金属水酸化物、トリエチルアミン、ジエチルアミンな
どのアミン類が好ましく用いられる。

エステル交換反応の反応温度については特に限定される
ものではないが、１２０〜１８０”Ｃで反応を行うこと
が好ましい。また、反応を促進するため反応により生成
したアルコールを除去しながら反応させることが好まし
い。

（ａ）の固形フェノール樹脂、（ｂ）の反応物、（ｃ）
ヘキサメチレンテトラミンは均一に混合して珪砂に被覆
することが好ましい。（ｂ）の反応物は（ａ）の固形フ
ェノール樹脂１００重量部に対して２〜５０重量部配合
して使用することが好ましい。

また、珪砂には前記（ａ）　（ｂ）　（ｃ）成分の他に
、必要に応じ、滑剤およびシランカップリング剤を配合
したものを被覆してもよい。

一般にリン酸エステル類ハ、（ＲＯｈＰ＝Ｏ１亜リン酸
エステル類は（ＲＯｈＰで表され常温で液状または低融
点の化合物である。これらとビスフェノールＡとをエス
テル交換反応させると、エステル類が３官能性化合物、
ビスフェノールＡが２官能性化合物として働き、エステ
ル類に相当するアルコールＲＯＨが生成し、エステル類
は高分子化していく。鋳物用樹脂被覆砂の融着点は被覆
する樹脂の分子量が大きいほど高くなるから、リン酸エ
ステル類、亜リン酸エステル類を使用した場合に比較し
、これらのエステル交換を行った反応物を用いると融着
点が高（なる。また、これらの反応物は融着点を低下さ
せないから、配合量を増すことができ、フェノール樹脂
に対するリン含有量を高くすることが可能となり崩壊性
が向上するものと考えられる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

工五主上交換反庭曳人■製造 攪拌機、還流コンデンサ、温度計を備えた四ツ目フラス
コにトリフェニルホスフェート３２６ｇ、ビスフェノー
ルＡ２０５ｇ、炭酸カリウム１０ｇを仕込みオイルバス
上で昇温した。１６０℃で３時間反応させた後濃縮を行
い、生成したフェノールを除去し、反応物Ａ３８３ｇを
得た。反応物Ａの軟化点は７８℃であった。

エステル交換反応物Ｂの製造 ビスフェノールＡの量を３４２ｇに変えた以外は反応物
Ａと同様に合成した。反応物Ｂの収量は５０７ｇ、軟化
点は８０℃であった。

エニ±ｙ又換反展皇旦■星盈 トリフェニルホスフェート３２６ｇをトリフェニルホス
ファイト３１０ｇに変えた以外は反応物Ａと同様に合成
した。反応物の収量は３４８　ｇ。

軟化点は８５℃であった。

固形ノボラック樹脂の合成 攪拌機、還流コンデンサ、温度計を備えた四ツ目フラス
コにフェノール１８８０ｇ、８０％バラホルムアルデヒ
ド３７５ｇ、３７％ホルマリン４０５ｇおよびＩＮ塩酸
を仕込み、攪拌しながらオイルバス上で加熱し、還流温
度で反応液が乳化するまで反応させた。その後さらに２
時間還流反応を行った後、減圧濃縮を行い、軟化点８５
℃の固形ノボラック樹脂を得た。

固形アンモニアレゾール樹脂の製造 攪拌機、還流コンデンサ、温度計を備えた四ツ目フラス
コにフェノール９４０ｇ、３７％ホルマリン１４６０ｇ
、２５％アンモニア水１３６ｇを仕込み、攪拌しながら
、オイルバス上で加熱し、７０℃で１時間反応させ、つ
いで減圧下で濃縮を行いながら徐々に昇温し内温が９０
℃になった時に反応物を取り出し放冷し軟化点８０℃の
固形アンモニアレゾール樹脂を得た。

実施例１ １４０℃に加熱したフリーマントル珪砂８　ｋｇと、ア
ンモニアレゾール樹脂１２０ｇ、反応物Ａ４８ｇとをス
ピードミキサで３０秒間混練した汲水１００ｇを添加し
た。３０秒混練後８ｇのステアリン酸カルシウムを添加
し、２０秒間混合後、排出し樹脂被覆砂を得た。

実施例２ 反応物Ａの量を２４ｇとした以外は実施例１と同様に製
造した。

実施例３ 反応物Ａを反応物Ｂに変えた以外は実施例１と同様に製
造した。

実施例４ 反応物Ａを反応物Ｃに変えた以外は実施例１と同様に製
造した。

実施例５ １４０℃に加熱したフリーマントル珪砂８　ｋｇと、ノ
ボラック樹脂１２０ｇ、反応物Ａ４８ｇとをスピードミ
キサで３０秒間混練した後、１５％ヘキサメチレンテト
ラミン水溶液１２０ｇを添加した。

３０秒混練後８ｇのステアリン酸カルシウムを添加し、
２０秒間混合後、排出し樹脂被覆砂を得た。

比較例１ 反応物Ａをトリフェニルホスフェートに変えた以外は実
施例２と同様に製造した。

比較例２ 反応物Ａをトリフェニルホスフェートに変えた以外は実
施例１と同様に製造した。

実施例、比較例の効果を比較するため、樹脂被覆砂の特
性を下表に示す。トリフェニルホスフェートを使用した
比較例１．２は融着点が低くブロッキングの心配がある
のに対し、実施例１〜５では融着点を高くすることがで
きた。

また実施例１．３．４．５ではフェノール樹脂に対する
リン配合量を増すことにより比較例２のように融着点を
低下させることなく崩壊率を高（することができた。

測定方法 融着点；　ＪＡＣＴシェルモールド法作業蒸作業基準。

曲げ強度ｉ　ＪＡＣＴシェルモールド法作業蒸作業基準
。

崩壊率；２５０℃に加熱した３０φＸ５０ａｍＨの金型
に樹脂被覆砂を入れ４００℃電気炉中で３分間硬化させ
テストピースを作製した。５００℃に加熱した金型中に
封入し、空気を遮断するため同温度に加熱したツクをか
ぶせ、５ＱＱ℃炉中で２０分間焼成した後、放冷した。

このテストピースを２８メツシユの篩にのせ、ロータツ
ブ篩振とう機を用い１分間振とうし、その試験片重量か
ら次式により崩壊率を求めた。

〔発明の効果〕

本発明により、融着点が高く、かつ崩壊性の良好な鋳物
用樹脂被覆砂を得ることができ、本発明の工業的価値は
極めて大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１００〜２００℃に加熱した珪砂に（ａ）固形フェ
   ノール樹脂、（ｂ）リン酸エステル類および／または亜
   リン酸エステル類とビスフェノールＡとを反応させて得
   られる反応物、および必要に応じ（ｃ）ヘキサメチレン
   テトラミンを被覆することを特徴とする鋳物用樹脂被覆
   砂の製造方法。 ２、固形フェノール樹脂が固形アンモニアレゾール樹脂
   である特許請求の範囲第１項記載の鋳物用樹脂被覆砂の
   製造方法。 ３、リン酸エステル類がトリフェニルホスフェートであ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の鋳物用樹脂
   被覆砂の製造方法。