JPS6368241A - Production of resin-coated sand for shell mold - Google Patents

Production of resin-coated sand for shell mold

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JPS6368241A
JPS6368241A JP21184586A JP21184586A JPS6368241A JP S6368241 A JPS6368241 A JP S6368241A JP 21184586 A JP21184586 A JP 21184586A JP 21184586 A JP21184586 A JP 21184586A JP S6368241 A JPS6368241 A JP S6368241A
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JP
Japan
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resin
phenol
coated sand
sand
weight
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JP21184586A
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Japanese (ja)
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Masae Kuroda
黒田 正栄
Takeshi Sumi
武志 澄
Etsuji Kubo
久保 悦司
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce resin-coated sand for a shell mold having an excellent curing speed, mold strength and blocking property of the coated sand by coating heated sand with a layer consisting of specific novolak type phenolic resins and hexamine. CONSTITUTION:100pts.wt. raw material sand heated to 130-160 deg.C is put into a mixer and the solid novolak type phenolic resin (A) having <=60% ortho rate is added thereto and the mixture is kneaded. The novolak type phenolic resin (B) contg. <=10wt% phenol monomer, having >=60% ortho rate and contg. >=35wt% (phenol dikaryon + phenol trikaryon) component is added to and mixed with the mixture in such a manner that the ratio of A/B is in a 9/1-4/6 range and the total of the two resins is 0.5-4.0pts.wt. An aq. hexamine soln. is successively added as the hexamine at 0.10-0.75pts.wt. thereto an finally a lubricant such as calcium stearate is added at 0.5-5.0pts.wt. and the mixture is kneaded to coat the sand surface. The resin-coated sand for the shell mold having the excellent characteristics is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシェルモールド用樹脂被覆砂の製造方法に関す
るものであり、特にホットマーリング法による樹脂被覆
砂の硬化速度が速く、鋳型強度、および樹脂被覆砂のブ
ロッキング性に優れたシェルモールド用樹脂被覆砂の製
造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing resin-coated sand for shell molds, and in particular, the hardening speed of the resin-coated sand by hot marling is fast, mold strength, and The present invention relates to a method for producing resin-coated sand for shell molds that has excellent blocking properties.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

−Sにシェルモールド法では、フェノールとホルムアル
デヒドを酸性触媒により反応させて得られるノボラック
型フェノール樹脂が粘結剤として、ヘキサミンが硬化剤
として使用されている。
In the -S shell molding method, a novolac type phenol resin obtained by reacting phenol and formaldehyde with an acidic catalyst is used as a binder, and hexamine is used as a curing agent.

最近、業界では、省エネルギーの観点から成形温度の低
下や成形サイクルの短縮が図れるいわゆる速硬化タイプ
のシェルモールド用樹脂被覆砂が要望されている。
Recently, there has been a demand in the industry for so-called fast-curing type resin-coated sand for shell molds that can lower molding temperatures and shorten molding cycles from the viewpoint of energy conservation.

一般に鋳型の硬化速度を速くするには、ヘキサミンとの
反応が速いハイオルソ樹脂が用いられている。ハイオル
ソ樹脂は、フェノールとホルムアルデヒドとを合成触媒
として酢酸亜鉛や酢酸コバルトを用いることにより高分
子化させて得られる。
Generally, to increase the curing speed of a mold, a high ortho resin that reacts quickly with hexamine is used. High ortho resin is obtained by polymerizing phenol and formaldehyde using zinc acetate or cobalt acetate as a synthesis catalyst.

しかし、このようなハイオルソ樹脂を単独で使用すると
、流動性が悪くなり、鋳型強度の低下が大きくなるとい
う欠点があった。また、流動性向上のため低分子化する
と融着点が低くなり、樹脂被覆砂のブロッキングを招く
ため、この方法には限界があった。
However, when such a high ortho resin is used alone, there is a drawback that fluidity deteriorates and mold strength decreases significantly. In addition, this method has its limitations because reducing the molecular weight to improve fluidity lowers the melting point and causes blocking of the resin-coated sand.

硬化速度が速く、かつ鋳型強度に優れたシェルモールド
用樹脂被覆砂として満足するものは未だ開発されていな
い。
A satisfactory resin-coated sand for shell molds that has a fast curing speed and excellent mold strength has not yet been developed.

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

上述の如く、従来の方法では、鋳型の硬化速度は改善さ
れるものの鋳型強度が大きく低下したり、樹脂被覆砂が
ブロッキングするという問題点があった。
As mentioned above, in the conventional method, although the curing speed of the mold is improved, there are problems such as a significant decrease in mold strength and blocking of the resin-coated sand.

本発明は、鋳型の硬化速度、鋳型強度および樹脂被覆砂
のブロッキング性共に優れるシェルモールド用樹脂被覆
砂の製造方法を提供せんとするものである。
The present invention aims to provide a method for producing resin-coated sand for shell molds that is excellent in mold curing speed, mold strength, and blocking properties of resin-coated sand.

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

本発明者らは、鋳型の硬化速度が速く、鋳型強度、樹脂
被覆砂のブロッキング性に優れたシェルモールド用樹脂
被覆砂を得るため、鋳型の硬化メカニズムについて検討
したところ、樹脂粘結剤の硬化時の流動特性が硬化速度
や鋳型強度に大きく影響しており、更に樹脂粘結剤であ
るノボラック型フェノール樹脂の分子量やオルソ率とへ
キサジンとの硬化性および流動特性について鋭意検討し
たところ、フェノール樹脂のフェノール2核体や3核体
等の低分子成分は流動性に優れているが、硬化が遅いと
いう欠点があり、また、フェノール樹脂のフェノール4
核体以上の高分子成分は、硬化性に優れているが流動性
が悪いという欠点があることを見い出した。そこで樹脂
被覆砂の粘結剤であるフェノール樹脂の高分子成分のオ
ルソ率を小さくし、かつ低分子成分のオルソ率を大きく
することにより、流動性も硬化性も良好な樹脂被覆砂が
得られ′ることを見い出し、本発明を完成するに至った
In order to obtain resin-coated sand for shell molds that has a fast mold curing speed and excellent mold strength and blocking properties of resin-coated sand, the present inventors investigated the mold curing mechanism and found that the hardening of the resin binder The flow characteristics of the resin binder, the novolak type phenol resin, have a large influence on the curing speed and mold strength.We also conducted a thorough study of the molecular weight and ortho ratio of the novolak type phenolic resin, which is a resin binder, and the curing properties and flow characteristics of hexazine. Low-molecular components such as phenol binuclear bodies and trinuclear bodies of resins have excellent fluidity, but they have the disadvantage of slow curing.
It has been found that polymeric components higher than the core have excellent curability but have a drawback of poor fluidity. Therefore, by reducing the ortho ratio of the high molecular weight component of the phenol resin, which is the binder for resin-coated sand, and increasing the ortho ratio of the low molecular weight component, resin-coated sand with good fluidity and curing properties can be obtained. The present inventors have discovered that the present invention has been completed.

すなわち、本発明のシェルモールド用樹脂被覆砂の製造
方法は、加熱した砂に、オルソ率が60%未満である固
形ノボラック型フェノール樹脂(A)、オルソ率が60
%以上で(フェノール2核体+フェノール3核体)成分
の含有量が35重量%以上であるノボラック型フェノー
ル樹脂(B)およびヘキサミンを添加し、被覆すること
を特徴とする。
That is, in the method for producing resin-coated sand for shell molds of the present invention, a solid novolac type phenolic resin (A) having an ortho rate of less than 60% and a solid novolac type phenol resin (A) having an ortho rate of 60% are added to heated sand.
It is characterized by adding and coating a novolak type phenol resin (B) and hexamine having a content of (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body) component of 35% or more by weight.

本発明でいうフェノール樹脂のオルソ率はO位/(O位
+P位)を示しており、フェノール樹脂の赤外線吸収ス
ペクトルを測定しく日立製作所a1製 270−30型
を用いKBr法で測定した)、上申らの方法に従い(参
考文献:ノボラック型樹脂の結合様式と硬化速度の関係
:高化ユ、93(i956))、次式により求めた。た
だし、1600cm−’付近に現れるヘンゼン核の透過
率を40〜50%に調整した。
The ortho rate of the phenolic resin in the present invention indicates O position/(O position + P position), and the infrared absorption spectrum of the phenol resin was measured by the KBr method using a model 270-30 manufactured by Hitachi, Ltd. A1), According to the method of Kamishin et al. (Reference: Relationship between bonding mode and curing rate of novolac type resins: Koka Yu, 93 (i956)), it was determined by the following formula. However, the transmittance of Hensen's nucleus appearing around 1600 cm-' was adjusted to 40 to 50%.

1ogD、6o   −ト 1.44  X  1og
Dsz。
1ogD, 6o-to 1.44 x 1og
Dsz.

(1)式 Drbo  : 760cm−’の透過率Dszo  
: 820 cm−’の透過率フェノール樹脂のフェノ
ール2核体+フェノール3核体成分の含有量は、高速液
体クロマトグラフィー HLC−802URを用い(溶
媒:THF、カラムニTSK−GEL、G2000Hs
  :3本、G3000Hfi:1本、 東洋曹達工業
蛙荀製商品名)で得られたチャートを切り取り、重量法
により求めた。ただし、本発明でいう含有量とはフェノ
ール樹脂のうちフェノールモノマーを除いた樹脂に対し
ての値である。
(1) Formula Drbo: Transmittance Dszo at 760 cm-'
: Transmittance of 820 cm-' The content of the phenol binuclear body + phenol trinuclear body component of the phenol resin was determined using high performance liquid chromatography HLC-802UR (solvent: THF, column Ni-TSK-GEL, G2000Hs).
: 3 pieces, G3000Hfi: 1 piece, Toyo Soda Kogyo Kagyun Co., Ltd. (trade name) were cut out and determined by gravimetric method. However, the content referred to in the present invention is the value for the resin excluding the phenol monomer from among the phenol resins.

フェノールモノマーは上記HLC−802URを用い、
検量線により求めた。
The above HLC-802UR was used as the phenol monomer,
It was determined using a calibration curve.

ここで、第1図は塩酸触媒により得られた固形ノボラッ
ク型フェノール樹脂の分析チャートの一例であり、図中
の符号1.2.3および4はそれぞれフェノールモノマ
ー、フェノール2核体、フェノール3核体およびフェノ
ール4核体以上の高分子量成分の領域を表す。第1図の
分析チャート上の各変位点間で垂直線を下ろして、各垂
直線間をその属する各多核体刑の領域と見做した。そし
て、フェノールモノマーピークの中心点からX点および
7点までの距i!11Jx、 yを測定した。以後本発
明では、フェノールモノマーからの距離x、yの所で垂
直線を引き、各々フェノール2核体、フエノール3核体
およびフェノール4核体以上の高分子量の領域に分割す
ることにした。第2図は酢酸亜鉛触媒により得られたノ
ボラック型フェノール樹脂の分析チャートの一例であり
、上記の分割の様式を示したものである。
Here, Fig. 1 is an example of an analysis chart of a solid novolak type phenol resin obtained by hydrochloric acid catalyst, and the symbols 1, 2, 3 and 4 in the figure are phenol monomer, phenol dinuclear, and phenol trinuclear, respectively. represents the region of high molecular weight components of 4-nuclear bodies and phenol tetranuclear bodies. A vertical line was drawn between each displacement point on the analysis chart of FIG. 1, and the area between each vertical line was regarded as the region of each polynuclear body to which it belonged. Then, the distance i from the center point of the phenol monomer peak to point X and point 7! 11Jx, y were measured. Hereinafter, in the present invention, vertical lines are drawn at distances x and y from the phenol monomer to divide the region into high molecular weight regions of phenol dinuclear, phenol trinuclear, and phenol tetranuclear, respectively. FIG. 2 is an example of an analysis chart of a novolak type phenolic resin obtained using a zinc acetate catalyst, and shows the above-mentioned method of division.

本発明において使用されるフェノール類としては、フェ
ノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノール等
が用いられる。ホルムアルデヒド類としては、パラホル
ム、ホルマリンなどが用いられる。
As the phenols used in the present invention, phenol, cresol, xylenol, bisphenol, etc. are used. Paraform, formalin, etc. are used as formaldehydes.

本発明に使用される固形ノボラック型フェアノール樹脂
(A)の製造方法については、特に限定しないが、以下
の方法が好ましい。
The method for producing the solid novolak-type phenol resin (A) used in the present invention is not particularly limited, but the following method is preferred.

フェノール類1モルに対してホルムアルデヒド頽0.6
〜0.9モルと塩酸、シュウ酸、リン酸等の酸性触媒、
塩化亜鉛等の触媒を添加し、還流温度で4〜6時間反応
させた後、常法により脱水濃縮を行い、軟化点80℃で
終点とする。
0.6 formaldehyde per mole of phenols
~0.9 mol and an acidic catalyst such as hydrochloric acid, oxalic acid, phosphoric acid,
After adding a catalyst such as zinc chloride and reacting at a reflux temperature for 4 to 6 hours, dehydration and concentration are performed by a conventional method to reach a softening point of 80°C.

固形ノボラック型フェノール樹脂(A)のオルソ率は6
0%未満、好ましくは40〜50%とする。オルソ率が
60%以上であれば鋳型強度の低下が大きくなり、好ま
しくない。
The ortho rate of solid novolac type phenolic resin (A) is 6
Less than 0%, preferably 40-50%. If the ortho rate is 60% or more, the mold strength will decrease significantly, which is not preferable.

オルソ率の調整は、触媒の種類と量を調節することによ
って行う。
The ortho ratio is adjusted by adjusting the type and amount of the catalyst.

また、本発明に使用されるノボラック型フェノール樹脂
(13)の製造方法については、特に限定しないが、以
下の方法が好ましい。
Further, the method for producing the novolac type phenolic resin (13) used in the present invention is not particularly limited, but the following method is preferred.

フェノール1モルに対して、ホルムアルデヒド0.3〜
0.6モルと酢酸コバルト、酢酸亜鉛等の2価金属塩触
媒を添加し、還流温度で4〜6時間反応させた後、常法
により脱水濃縮を行う。未反応フェノールが10重量%
未満になったところで合成終点とし、必要に応じてメタ
ノール等の有機溶媒を添加して、液状のノボラック型フ
ェノール樹脂とする。
Formaldehyde 0.3 to 1 mole of phenol
After adding 0.6 mol and a divalent metal salt catalyst such as cobalt acetate or zinc acetate and reacting at reflux temperature for 4 to 6 hours, dehydration and concentration are performed by a conventional method. 10% by weight of unreacted phenol
The synthesis is terminated when the amount becomes less than 100%, and if necessary, an organic solvent such as methanol is added to obtain a liquid novolac type phenol resin.

ノボラック型フェノール樹脂(B)のオルソ率は60%
以上とする。オルソ率が60%未満であれば速硬化の効
果が少ないので好ましくない。
The ortho rate of novolak type phenolic resin (B) is 60%
The above shall apply. If the ortho rate is less than 60%, the effect of rapid curing will be small, which is not preferable.

また、この樹脂(B)の(フェノール2核体↑フェノー
ル3核体)成分の含有量は35重重量以上とする。35
重重量未満であれば、流動性が悪くなり、鋳型強度の低
下を招くため、好ましくない。
Further, the content of the component (phenol dinuclear body↑phenol trinuclear body) of this resin (B) is 35 weight or more. 35
If it is less than the weight, the fluidity becomes poor and mold strength decreases, which is not preferable.

さらに、ノボラック型フェノール樹脂(B)のフェノー
ルモノマー含有量は、10重世%未満とすることが好ま
しい。10重量%以上であると樹脂被)W砂中にも多く
残存することとなり、樹脂被覆砂のブロッキングを招く
原因となるため好ましくない。5重量%以下であること
が更に好ましい。
Furthermore, the phenol monomer content of the novolac type phenolic resin (B) is preferably less than 10% by weight. If the amount is 10% by weight or more, a large amount will remain in the resin-coated W sand, causing blocking of the resin-coated sand, which is not preferable. More preferably, it is 5% by weight or less.

ただし、本発明においては、ノボラック型フェノール樹
脂(B)の(フェノール2核体+フェノール3核体)の
低分子成分の含有量が35重星%以上であるため、樹脂
の軟化点が低くなり、保存中における樹脂のブロッキン
グを起こす等、取り扱いが困難となる場合が多い。この
ため、樹脂に有機溶剤を添加し、液状とすることが好ま
しい。
However, in the present invention, since the content of the low molecular weight component (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body) of the novolac type phenolic resin (B) is 35% or more, the softening point of the resin is low. , handling is often difficult due to resin blocking during storage. For this reason, it is preferable to add an organic solvent to the resin to make it liquid.

有機溶剤としては、特に限定しないが、メタノール、ア
セトン、メチルエチルケトン等が好ましい。
The organic solvent is not particularly limited, but methanol, acetone, methyl ethyl ketone, etc. are preferable.

有機溶剤の添加量については、特に1ffl定しないが
、ノボラック型フェノール樹脂(B)100重量部に対
して有機溶剤を10〜100重量部添加することが好ま
しい。10重量部未満では、粘度が高くなり、取り扱い
が困難となる。一方、100重世部を越えると粘度が低
くなり、取り扱い易くはなるが、100重量部を越えて
まで添加する必要はなく、コストアンプにつながるため
、好ましくない。
Although the amount of the organic solvent to be added is not particularly determined by 1 ffl, it is preferable to add 10 to 100 parts by weight of the organic solvent to 100 parts by weight of the novolac type phenol resin (B). If it is less than 10 parts by weight, the viscosity becomes high and handling becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the viscosity decreases and it becomes easier to handle, but it is not necessary to add more than 100 parts by weight, which leads to cost increase, which is not preferable.

本発明方法における固形ノボラック型フェノール樹脂(
A)/ノボラック型フェノール樹脂(B)の配合比は、
特に限定はしないが、9/1〜4/6が好ましい。9/
1を越えると硬化速度を速くする効果が少なく、また、
4/6未満であれば樹脂被覆砂の融着点が低くなり、ブ
ロッキングを招く原因となるため好ましくない。
Solid novolac type phenolic resin (
The blending ratio of A)/novolac type phenolic resin (B) is:
Although not particularly limited, 9/1 to 4/6 is preferable. 9/
If it exceeds 1, there is little effect of increasing the curing speed, and
If it is less than 4/6, the fusion point of the resin-coated sand becomes low, which is undesirable because it causes blocking.

砂に対する固形ノボラック型フェノール樹脂(A)およ
びノボラック型フェノール樹脂(B)の配合量は、砂1
00重量部に対して固形ノボランク型フェノール樹脂(
A)とノボラック型フェノール樹脂(B)の合計量が0
.5〜4.0重量部とすることが好ましい。0.5重量
部未満では鋳型強度が低くなるため好ましくない。また
、4.0重量部を越えるとニス1−アンプとなるため好
ましくない。
The blending amount of solid novolac type phenolic resin (A) and novolac type phenolic resin (B) with respect to sand is as follows:
00 parts by weight of solid novolank type phenolic resin (
The total amount of A) and novolac type phenolic resin (B) is 0
.. The amount is preferably 5 to 4.0 parts by weight. If it is less than 0.5 parts by weight, mold strength will be lowered, which is not preferable. Moreover, if it exceeds 4.0 parts by weight, the varnish becomes 1-amp, which is not preferable.

砂に対するヘキサミンの添加量は、砂100ffi量部
に対してヘキサミン0.10〜0.75重量部が好まし
い。0.10重量部未満では鋳型の硬化性が悪くなり、
また、0.75重量部を越えると、鋳型成形時にアンモ
ニアガス等が多く発生し、作業1!2境の点から好まし
くない。
The amount of hexamine added to the sand is preferably 0.10 to 0.75 parts by weight per 100 ffi parts of sand. If it is less than 0.10 parts by weight, the hardenability of the mold will deteriorate,
On the other hand, if it exceeds 0.75 parts by weight, a large amount of ammonia gas etc. will be generated during mold forming, which is undesirable from the point of view of work 1 and 2.

砂に固形ノボラック型フェノール樹脂(A)とノボラッ
ク型フェノール樹脂(B)を添加する方法は特に限定し
ない。砂にこれらの樹脂を同時に添加しても、また、別
々に添加してもよい。好ましくは、ミキサーに加熱した
砂を投入し、砂の温度が130°C−160℃の所で固
形ノボラック型フェノール樹脂(A)を添加し、20〜
40秒混練した後、ノボラック型フェノール樹脂(B)
を添加することが好ましい。更に20〜40秒混練した
後、常法に従いヘキサミン水溶液を添加し、混練を続け
る。樹脂被覆砂がほぐれたらステアリン酸カルシウム等
の滑剤を添加し、10〜60秒混練して、ミキサーより
排出する。
The method of adding the solid novolac type phenolic resin (A) and novolac type phenolic resin (B) to the sand is not particularly limited. These resins may be added to the sand simultaneously or separately. Preferably, heated sand is put into a mixer, and when the temperature of the sand is 130°C to 160°C, solid novolac type phenolic resin (A) is added,
After kneading for 40 seconds, novolac type phenol resin (B)
It is preferable to add. After kneading for an additional 20 to 40 seconds, an aqueous hexamine solution is added according to a conventional method, and kneading is continued. When the resin-coated sand is loosened, a lubricant such as calcium stearate is added, kneaded for 10 to 60 seconds, and discharged from the mixer.

本発明に使用されるフェノール樹脂には、鋳型強度を向
上させるため、シランカップリング剤を添加することが
好ましい。シランカップリング剤としては、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエ
チル)T−アミノプロピルトリメトキシシラン、T−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン等が用いられる。シラ
ンカップリング剤の添加量は、フェノール樹脂100重
量部に対して0.05〜3.0重量部が好ましい。0゜
05重世部未満では効果が小さく、3.0重量部を越え
るとコストが高くなるため好ましくない。
It is preferable to add a silane coupling agent to the phenolic resin used in the present invention in order to improve mold strength. As the silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)T-aminopropyltrimethoxysilane, T-aminopropyltrimethoxysilane, etc. are used. The amount of the silane coupling agent added is preferably 0.05 to 3.0 parts by weight per 100 parts by weight of the phenol resin. If the amount is less than 0.05 parts by weight, the effect will be small, and if it exceeds 3.0 parts by weight, the cost will increase, which is not preferable.

また、本発明に使用されるフェノール樹脂には、鋳型の
硬化速度を更に速くするために、芳香族有機酸を添加す
ることができる。芳香族有機酸としてはサリチル酸や安
息香酸等が用いられる。芳香族有機酸の添加量は、フェ
ノール樹脂100重量部に対して0.05〜4.0重量
部が好ましい。0.05重量部未満では効果が小さく、
4.0重量部を越えると樹脂被覆砂のブロッキングの原
因となるため好ましくない。
Further, an aromatic organic acid can be added to the phenolic resin used in the present invention in order to further increase the curing speed of the mold. As the aromatic organic acid, salicylic acid, benzoic acid, etc. are used. The amount of the aromatic organic acid added is preferably 0.05 to 4.0 parts by weight per 100 parts by weight of the phenol resin. If it is less than 0.05 parts by weight, the effect is small;
If it exceeds 4.0 parts by weight, it is not preferable because it causes blocking of the resin-coated sand.

また、本発明に使用されるフェノール樹脂には、通常シ
ェルモールド用樹脂粘結剤に用いられている滑剤を添加
することができるが、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、固形ノボラ・7り型フェ
ノール樹脂(A)100重量部に対して0゜5〜5.0
重量部が好ましい。0.5重量部未満では効果が小さく
、5.0重量部を越えると鋳型強度の低下を招くため、
好ましくない。
Furthermore, the phenolic resin used in the present invention can contain a lubricant that is normally used as a resin binder for shell molds. Acid amide, methylolamide, methylene bisstearamide, calcium stearate, polyethylene wax, paraffin wax, montan wax, carnauba wax, etc. are used. The amount of the lubricant added is not particularly limited, but it is 0.5 to 5.0 parts by weight per 100 parts by weight of the solid Novola 7-type phenolic resin (A).
Parts by weight are preferred. If it is less than 0.5 parts by weight, the effect will be small, and if it exceeds 5.0 parts by weight, it will cause a decrease in mold strength.
Undesirable.

〔作用〕[Effect]

本発明のシェルモールド用樹脂被覆砂の製造方法におい
ては、固形ノボラック型フェノール樹脂(A)のオルソ
率を60%未満とすることにより、樹脂の流動性が良好
となった。また、オルソ率60%以上のノボラック型フ
ェノール樹脂(B、)を併用したことにより、速硬化性
が得られた。さらに樹脂(B)の(フェノール2核体+
フェノール3核体)成分の含有量を35重量%以上とし
たことにより、流動性が良好となった。このことにより
、鋳型の硬化速度を速くし、かつ鋳型強度や樹脂被覆砂
のブロッキング性に優れた樹脂被覆砂が得られた。
In the method for producing resin-coated sand for shell molds of the present invention, the ortho rate of the solid novolac type phenolic resin (A) is less than 60%, thereby improving the fluidity of the resin. Further, by using a novolac type phenol resin (B) having an ortho ratio of 60% or more, fast curing properties were obtained. Furthermore, resin (B) (phenol dinuclear body +
By setting the content of the trinuclear phenol component to 35% by weight or more, the fluidity was improved. As a result, resin-coated sand was obtained which increased the curing speed of the mold and had excellent mold strength and blocking properties of the resin-coated sand.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが
、本発明のZ’A囲はこれら例によってなんら限定され
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the Z'A range of the present invention is not limited in any way by these examples.

実施例1 攪拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた四ツ目フラ
スコに、フェノール1880g、80%パラホルム45
0g、37%ホルマリン320gおよびIN塩酸4gを
秤量し、攪拌しなから油浴上で加熱し、還流温度で4時
間反応させた後、常法により脱水ン農縮を行い、軟化点
80゛Cで終点とした。内温140〜150℃でエチレ
ンビスステアリン酸アマイド40gを添加し、30分間
加加熱台し、更にKBM−603(N−β (アミノエ
チル)T−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化
学工業a局商品名)を添加した。30分間加加熱台した
後、皿出しを行い、オルソ率41%の固形ノボラック型
フェノール樹脂(a)を得た。
Example 1 In a four-eye flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 1880 g of phenol and 45 g of 80% paraform were added.
0g, 37% formalin and 4g of IN hydrochloric acid were weighed, heated on an oil bath without stirring, and reacted at reflux temperature for 4 hours, followed by dehydration and shrinkage in a conventional manner to obtain a softening point of 80°C. It was the end point. Add 40 g of ethylene bisstearamide at an internal temperature of 140 to 150°C, heat on a heating table for 30 minutes, and then add KBM-603 (N-β (aminoethyl) T-aminopropyltrimethoxysilane, Shin-Etsu Chemical Industry A product). name) was added. After heating on a heating stand for 30 minutes, the dish was taken out to obtain a solid novolac type phenol resin (a) with an ortho rate of 41%.

また、攪拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた四ツ
目フラスコにフェノール1880g、80%パラホルム
300g、37%ホルマリン80gおよび酢酸亜鉛5g
を秤量し、攪拌しながら油浴上で加熱し、還流温度で4
時間反応させた。その後、減圧度700 mmHgで濃
縮を行い、未反応フェノールが4重量%になったら終点
とし、軟化点70℃のノボラック型フェノール樹脂(b
)を得た。この樹脂(b)のオルソ率は69%であり、
(フェノール2核体+フェノール3核体)成分の含有量
は45重景%であり、フェノール七ツマ−の含有量は4
重量%であった。
Also, in a four-eye flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 1880 g of phenol, 300 g of 80% paraform, 80 g of 37% formalin, and 5 g of zinc acetate were added.
Weighed and heated on an oil bath with stirring, at reflux temperature for 4 hours.
Allowed time to react. Thereafter, concentration was performed at a reduced pressure of 700 mmHg, and the end point was reached when unreacted phenol reached 4% by weight.
) was obtained. The ortho rate of this resin (b) is 69%,
The content of the (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body) component is 45%, and the content of phenol heptanium is 45%.
% by weight.

スピードミキサーに150 ’Cに加熱したフラタリー
珪砂8 kgと上記樹脂(a)90gと上記樹脂(b)
50gを投入し、30秒混練した。その後20%へキサ
ミン水溶液100gを添加・し、樹脂被覆砂がほぐれた
ら8gのステアリン酸カルシウムを添加し、20秒混練
してミキサーから排出し、樹脂被覆砂を得た。得られた
樹脂被覆砂の特性を表1に示す。
8 kg of flattery silica sand heated to 150'C in a speed mixer, 90 g of the above resin (a), and the above resin (b)
50g was added and kneaded for 30 seconds. Thereafter, 100 g of a 20% aqueous hexamine solution was added, and when the resin-coated sand was loosened, 8 g of calcium stearate was added, kneaded for 20 seconds, and discharged from the mixer to obtain resin-coated sand. Table 1 shows the properties of the resin-coated sand obtained.

実施例2 攪拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた四ツ目フラ
スコに、フェノール1880g、80%パラホルム37
5g、37%ホルマリン320gおよび塩化亜鉛10g
を秤量し、攪拌しなから油浴上で加熱し、還流温度で4
時間反応させた。その後常圧により脱水濃縮を行い、1
20℃になったら再び還流温度で3時間反応させた後、
常法により脱水濃縮を行い、軟化点80°Cf:霧冬点
とした。
Example 2 In a four-eye flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 1880 g of phenol and 37 g of 80% paraform were added.
5g, 320g 37% formalin and 10g zinc chloride
Weigh out, heat on an oil bath without stirring, and boil at reflux temperature for 4 hours.
Allowed time to react. After that, dehydration and concentration were performed under normal pressure, and 1
When the temperature reached 20°C, the reaction was carried out again at reflux temperature for 3 hours, and then
Dehydration and concentration were carried out by a conventional method, and the softening point was set at 80° Cf: foggy point.

実施例1と同様にエチレンビスステアリン酸アマイドと
KBM−603を添加し、固形ノボラック型フェノール
樹脂(c)を得た。オルソ率は55%であった。また、
実施例1で得られた樹脂(b)500gにメタノール1
25gを投入して混合し、樹脂(d)を得た。スピード
ミキサーに150℃に加熱したフラタリー珪砂8 kg
と上記樹脂(c)100gを投入し、20秒混練した後
、樹脂(d)50gを投入し、20秒混練した。その後
実施例1と同様にして樹脂被覆砂を得た。得られた樹脂
被覆砂の特性を表1に示す。
Ethylene bisstearamide and KBM-603 were added in the same manner as in Example 1 to obtain a solid novolac type phenol resin (c). The ortho rate was 55%. Also,
1 part of methanol was added to 500 g of the resin (b) obtained in Example 1.
25 g was added and mixed to obtain resin (d). 8 kg of flattery silica sand heated to 150°C in a speed mixer
100 g of the above resin (c) were added and kneaded for 20 seconds, and then 50 g of resin (d) was added and kneaded for 20 seconds. Thereafter, resin-coated sand was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the properties of the resin-coated sand obtained.

比較例1 80%パラホルム450gの代わりに、80%パラホル
ム375gを用いた他は実施例1の固形ノボラック型フ
ェノール樹脂(a)の製造方法と同様にして固形ノボラ
ック型フェノール樹脂(e)を得た。この樹脂(e)の
オルソ率は54%であった。
Comparative Example 1 A solid novolak phenolic resin (e) was obtained in the same manner as in the method for producing solid novolak phenolic resin (a) of Example 1, except that 375 g of 80% paraform was used instead of 450 g of 80% paraform. . The ortho rate of this resin (e) was 54%.

この樹脂(e)140gを用い、実施例1と同様にして
樹脂被覆砂を得た。得られた樹脂被覆砂の特性を表1に
示す。
Using 140 g of this resin (e), resin-coated sand was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the properties of the resin-coated sand obtained.

比較例2 攪拌機、還流コンデンサー、温度計を備えた四ツ目フラ
スコに、フェノール1880g、80%パラホルム37
5g、37%ホルマリン80 gオよび酢酸亜鉛10g
を秤量し、攪拌しなから油浴上で加熱し、還流温度で4
時間反応させた。その後常圧により脱水濃縮を行い、内
温か170℃になったら終点とした。実施例1と同様に
エチレンビスステアリン酸アマイド、KBM−603を
添加し、固形ノボラック型フェノール樹脂(f)を得た
。この樹脂(f)のオルソ率は69%であり、(フェノ
ール2核体+フェノール3核体)成分の含有量は30重
猾%であり、フェノールモノマー含有量は15重量%で
あった。
Comparative Example 2 In a four-eye flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer, 1880 g of phenol and 37 g of 80% paraform were added.
5g, 37% formalin 80g and zinc acetate 10g
Weigh out, heat on an oil bath without stirring, and boil at reflux temperature for 4 hours.
Allowed time to react. Thereafter, dehydration and concentration were performed under normal pressure, and when the internal temperature reached 170°C, it was considered as the end point. Ethylene bisstearamide and KBM-603 were added in the same manner as in Example 1 to obtain a solid novolac type phenol resin (f). The ortho rate of this resin (f) was 69%, the content of the (phenol binuclear body + phenol trinuclear body) component was 30% by weight, and the phenol monomer content was 15% by weight.

上記で得られた樹脂(f)140gを用い、実施例1と
同様にして樹脂被覆砂を得た。得られた樹脂波IW砂の
特性を表1に示す。
Resin-coated sand was obtained in the same manner as in Example 1 using 140 g of the resin (f) obtained above. Table 1 shows the properties of the resin-corrugated IW sand obtained.

比較例3 比較例2で得られた樹脂(f)100gにメタノール2
5gを投入して混合し、樹脂(g)を得た。
Comparative Example 3 2 methanol was added to 100 g of the resin (f) obtained in Comparative Example 2.
5 g was added and mixed to obtain a resin (g).

樹脂(a)90gと上記樹脂(g)62.5gを用い、
実施例2と同様にして樹脂被覆砂を得た。
Using 90 g of resin (a) and 62.5 g of the above resin (g),
Resin-coated sand was obtained in the same manner as in Example 2.

得られた樹脂被覆砂の特性を表1に示す。Table 1 shows the properties of the resin-coated sand obtained.

なお、表1中、各特性は下記の如くして測定した。In addition, each characteristic in Table 1 was measured as follows.

融着点:JACTシェル作業基準による。Fusion point: Based on JACT shell work standards.

強度:JACTシェル作業基準による。Strength: Based on JACT shell work standards.

ベンド:230℃にセットした平面金型70×1401
iI上に、暉==]型金型50 X 120111亮さ
5 mmを置き、樹脂被覆砂を充填する。その後、炉温
350℃内に40秒放置し、その後取り出し、10秒後
に支点間100鰭の治具上に置き、500g荷重をかけ
たときのたわみ量を測定した。たわみ量の小さい程硬化
性が速いことを示している。
Bend: Flat mold 70 x 1401 set at 230℃
A mold 50×120111 5 mm in height is placed on top of iI and filled with resin-coated sand. Thereafter, it was left in a furnace temperature of 350° C. for 40 seconds, then taken out, and 10 seconds later, it was placed on a jig with 100 fins between fulcrums, and the amount of deflection when a load of 500 g was applied was measured. It is shown that the smaller the amount of deflection, the faster the curing property.

(以下余白) 表1 従来、硬化速度を速くするにはオルソ率60%以上の固
形ハイオルソ樹脂が用いられていた。このような樹脂で
は流動性が劣るため、鋳型強度が大幅に低下したり、ま
た、流動性を向上させるため低分子化すると樹脂被覆砂
のブロッキングを招く等の欠点があった。そこで固形ノ
ボラック型フェノール樹脂のオルソ率を60%未満とし
、流動性を良好とした。また、速硬化性とするために、
゛オルソ率60%以上のノボラック型フェノール樹脂を
併用し、かつ、流動性も良好とするために(フェノール
2核体+フェノール3核体)成分の含有量を35重量%
以上とした。実施例、比較例を用いて、具体的数値で説
明する。
(Margins below) Table 1 Conventionally, solid high ortho resins with an ortho rate of 60% or more have been used to increase the curing speed. Such resins have disadvantages such as poor fluidity, resulting in a significant drop in mold strength, and lowering the molecular weight to improve fluidity causes blocking of the resin-coated sand. Therefore, the ortho ratio of the solid novolac type phenol resin was set to less than 60% to improve fluidity. In addition, for quick curing,
゛In order to use a novolak type phenol resin with an ortho rate of 60% or more and to have good fluidity, the content of the components (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body) was 35% by weight.
That's all. This will be explained using specific numerical values using Examples and Comparative Examples.

本発明方法の実施例1.2で得られたシェルモールド用
樹脂被覆砂は、比較例1で得られた従来の一般のシェル
モールド用樹脂被覆砂と比べて強度、融着点は同等で、
かつベンドが3.5 mm−1,1會鳳と低下しており
、速硬化となっていることがわかる。
The resin-coated sand for shell molds obtained in Example 1.2 of the method of the present invention has the same strength and melting point as the conventional resin-coated sand for shell molds obtained in Comparative Example 1,
In addition, the bending was reduced to 3.5 mm-1.1, indicating rapid curing.

本発明方法の実施例1.2による樹脂被覆砂を比較例2
による従来のハイオルソ樹脂を用いた樹脂被覆砂と比べ
てみると、硬化速度は同等で、かつ、鋳型強度も5%程
度高い。また、融着点も6°C高く、樹脂被覆砂のブロ
ッキング性にも優れている。
Comparative Example 2 Resin-coated sand according to Example 1.2 of the method of the invention
Compared to the conventional resin-coated sand using high-ortho resin, the curing speed is the same, and the mold strength is about 5% higher. Furthermore, the fusion point is 6°C higher and the blocking properties of resin-coated sand are also excellent.

また、本発明に用いられる固形ノボラック型フェノール
樹脂(A)と従来のハイオル・し樹脂とを配合した比較
例3と実施例1.2で得られた樹脂被覆砂とを比べてみ
ると、実施例1.2で得られた樹脂被覆砂は強度が10
%程度高くなっており、。
In addition, when comparing Comparative Example 3, in which the solid novolac type phenolic resin (A) used in the present invention and a conventional high-ol resin was blended, and the resin-coated sand obtained in Example 1.2, it was found that the resin-coated sand obtained in Example 1.2 was The resin-coated sand obtained in Example 1.2 has a strength of 10
% higher.

他の特性はほぼ同等である。これは、ノボラック型フェ
ノール樹脂の(フェノール2核体+フェノール3核体)
成分の含有量の影響によるものである。
Other characteristics are almost the same. This is a novolak type phenolic resin (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body)
This is due to the influence of the content of the ingredients.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の方法によって得られたシェルモールド用樹脂被
覆砂は、鋳型の硬化速度、鋳型強度および樹脂被覆砂の
プロフキング性共に優れ、その工業的価値は大である。
The resin-coated sand for shell molds obtained by the method of the present invention has excellent mold hardening speed, mold strength, and profking property of the resin-coated sand, and has great industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は塩酸触媒により得られた固形ノボラック型フェ
ノール樹脂の赤外線吸収スペクトルによる分析チャート
の一例であり、第2図は酢酸亜鉛触媒により得られたノ
ボラック型フェノール樹脂の赤外線吸収スペクトルによ
る分析チャートの一例である。
Figure 1 is an example of an analysis chart based on an infrared absorption spectrum of a solid novolac type phenolic resin obtained using a hydrochloric acid catalyst, and Figure 2 is an example of an analysis chart based on an infrared absorption spectrum of a novolac type phenolic resin obtained using a zinc acetate catalyst. This is an example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、加熱した砂に、オルソ率が60%未満である固形ノ
ボラック型フェノール樹脂(A)、オルソ率が60%以
上で(フェノール2核体+フェノール3核体)成分の含
有量が35重量%以上であるノボラック型フェノール樹
脂(B)およびヘキサミンを添加し、被覆することを特
徴とするシェルモールド用樹脂被覆砂の製造方法。 2、ノボラック型フェノール樹脂(B)のフェノールモ
ノマー含有量が10重量%未満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の製造方法。 3、ノボラック型フェノール樹脂(B)に有機溶剤が添
加されている特許請求の範囲第1項または第2項記載の
シェルモールド用樹脂被覆砂の製造方法。 4、固形ノボラック型フェノール樹脂(A)/ノボラッ
ク型フェノール樹脂(B)の配合比が9/1〜4/6で
ある特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の
シェルモールド用樹脂被覆砂の製造方法。 5、砂100重量部に対し、固形ノボラック型フェノー
ル樹脂(A)とノボラック型フェノール樹脂(B)が合
計量で0.5〜4.0重量部、ヘキサミンが0.10〜
0.75重量部を添加する特許請求の範囲第1項、第2
項、第3項または第4項記載のシェルモールド用樹脂被
覆砂の製造方法。
[Claims] 1. A solid novolac type phenolic resin (A) having an ortho rate of less than 60% and a component (phenol dinuclear body + phenol trinuclear body) having an ortho rate of 60% or more are added to heated sand. A method for producing resin-coated sand for shell molds, which comprises adding and coating a novolac type phenolic resin (B) and hexamine having a content of 35% by weight or more. 2. The method for producing resin-coated sand for shell molds according to claim 1, wherein the novolac type phenolic resin (B) has a phenol monomer content of less than 10% by weight. 3. The method for producing resin-coated sand for shell molds according to claim 1 or 2, wherein an organic solvent is added to the novolac type phenolic resin (B). 4. The shell mold according to claim 1, 2 or 3, wherein the blending ratio of solid novolac type phenolic resin (A)/novolac type phenolic resin (B) is 9/1 to 4/6. Method for producing resin-coated sand for use. 5. For 100 parts by weight of sand, the total amount of solid novolac type phenolic resin (A) and novolac type phenol resin (B) is 0.5 to 4.0 parts by weight, and hexamine is 0.10 to 4.0 parts by weight.
Claims 1 and 2 adding 0.75 parts by weight
The method for producing resin-coated sand for shell molds according to item 3, item 4, or item 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0270352A (en) * 1988-09-02 1990-03-09 Gun Ei Chem Ind Co Ltd Phenol resin for mold

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0270352A (en) * 1988-09-02 1990-03-09 Gun Ei Chem Ind Co Ltd Phenol resin for mold

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