KR860000548B1 - 주물용 불포화 폴리에스테르수지 피복모래의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

주물용 불포화 폴리에스테르수지 피복모래의 제조방법

제1도는 수지피복모래의 부피밀도의 측정장치의 정면도.

제2도는 모형코어의 성형을 나타내기 위한 금형의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 삼각깔떼기 12 : 용기

13 : 수지피복모래 21 : 상부금형

22 : 하부금형 23 : 모형코어

24 : 취입구 25 : 기공

본 발명의 주물용 모래를 결합해서 코어 또는 주형을 형성할 때에 사용하는 주물 모래의 결합용 수지조성물로서, 특히 가교제(架橋劑)를 필요로 하지 않은 불포화폴리에스테르 수지피복 모래의 제조 방법에 관한 것이다.

종래 코어 또는 주형을 형성할 때는, 페놀수지를 사용한 수지피복 모래를 사용해 왔으나, 이 수지피복모래를 소성해서 제조한 코어 또는 주형은 강도가 높아서 취급이 용이한 것, 경화속도가 크므로 단시간 성형이 가능한 것 등의 잇점이 있기 때문에 널리 사용되고 있으나, 그 반면 페놀수지의 경화제에 사용하는 헥사메틸렌테트라민으로부터 소성성형시에 암모니아가스가 발생해서 환경을 나쁘게 하는 결점, 혹은 용탕온도가 주철보다 훨씬 낮은 알루미늄 합금주물 등의 코어 또는 주형으로서 사용했을 경우, 용탕열에서의 페놀수지가 불완전분해 때문에 탄화상태로 되어 주조 후의 코어 또는 주형은 더욱 강도가 부가되어, 모래떨기가 극히 곤란하게 되어, 특히 코어로서 사용했을 경우는, 약 50℃로 주물마다 가연해서 탄화상태의 페놀수지를 분해하는 "모레굽기"라는 공정을 필요로 하는 결점을 갖고 있었다.

본 발명자들은, 위에서 설명한 바와 같이 알루미늄합금주물 등과 같이 낮은 용탕온도의 주물에 페놀수지 피복모래를 사용했을 경우의 모든 결점을 개선하기 위하여 예의 연구한 결과, 이미 페놀수지 대신에 불포화폴리에스테르수지를 주성분으로 한 수지 피복모래를 발명하고, 주조 후의 붕괴성을 현저히 향상시키고, 또한 코어 또는 주형을 만들 때의 자극적인 냄새의 저감을 행하여 왔다. 그러나 본 발명에 있어서는, 불포화폴리에스테르 수지에 상온에서 액체의 가교제를 사용하고 있기 때문에, 수지피복모래가 약간의 점착성을 가지므로, 유동성이 나쁘고 특히 얇은 부분을 가진 코어 또는 주형을 소성 성형할 때에 얇은 부분에 상당하는 부분의 성형틀 공간에의 이 수지피복 모래의 충전이 불충분해질 경우가 생길 문제점을 안고 있다.

본 발명자들은 이 불포화폴리에스테르 수지피복모래에 대해서 다시 여러가지의 연구를 행한 결과, 여기에 가교제를 전혀 필요로 하지 않는 불포화폴리에스테르수지 피복모래의 제조방법을 개발해서, 문제점이었든 수지 피복모래의 점착성의 문제를 해결할 수가 있었다. 본 발명의 특징은 주물용 모래에 피복한, 상온에서는 고체이고, 또한 점착성이 없는 불포화폴리에스테르수지를 코어 혹은 주형으로 성형해서 소성하는 단계에 있어서 자치가교로 경화반응을 진행하도록 하기 위해서 이 경화반응을 일으키게 하는 중합 개시제를 이 불포화폴리에스테르수지와 전혀 용해성이 없는 유기용제에 용해하고, 이 용액과 불포화폴리에스테르수지를 가열한 모래에 첨가해서 수지피복모래를 만드는 데에 있다. 더욱 상세히는, 주물모래에 결합용의 수지(본 발명의 경우 불포화폴리에스테르수지)를 첨가하고, 주물모래의 열로 수지를 용해하면서 피복하는 과정으로, 상기 설명한 중합개시제를 용해한 유기용제를 첨가하면, 주물용 모래의 열로 유기용제는 휘발제거되어, 중합개시제만이 수지중에 혼합된다. 불포화폴리에스테르수지와 용해성이 있는 유기용제를 사용하면 유기용제도 수지지에 혼합되어 만들어진 수지 피복모래에 접착성이 생기게 되어 바람직하지 못하다.

본 발명에 공시할 수 있는 불포화폴리에스테르수지는, 적어도 일종의 에틸렌성 불포화 2중 결합을 갖는 다가카르복시산류 또는 그 무수믈과 다가알코올과의 에스테르화반응 또는 에스테르교환반응에 의해서 생성된다. 이 불포화폴리에스테르수지의 고온 특성, 특히 고온 강도를 향상시키기 위해서, 이 에틸렌성불포화 2중 결합을 갖는 다가카르복시산류 또는 그 무수믈의 일부를 에탈렌성불포화 2중결합을 갖지 않는 다가카르복시산류 또는 그 무수물 또는 그 알킬에스테르류 또는 모노카르복시산류로 대체하는 것도 가능하다.

상기한 적어도 일종의 에틸렌성 불포화 2중 결합을 갖는 다가카르복시산류 또는 그 무수물로서는 예를들면 무수말레산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등이 있다. 또 상기의 에틸렌성불포화 2중 결합을 갖지 않는 다가카르복시산 또는 그 무수물 또는 그 알킬에스테르류로서는, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 무수프탈산, 디메틸테레프탈테이트, 무수하이믹산, 무수테트라히드프로프탈산, 무수메틸테트라히드로프탈산, 무수헥사히드로프탈산, 호박산아디프산, 무수트리메리트산, 트리카르복시에틸이소시안레이트, 부탄테트라카르복시산 등이 있다. 또 상기의 모노카르복시산류로서는, 예를들면 안식향산, 아비에트산, 지방산 등이 있다.

상기의 다가알코올로서는, 에틸렌글리코올, 프로필렌글리코올, 디에틸렌글리코올, 디프로필렌글리코올, 1, 4-부탄디올, 1, 6-헥산디올, 네오펜틸글리코올, 트리메틸펜탄디올, 수소첨가비스페노올, 디메틸올시클로헵산, 폴리이프시론카플로락탐, 메타크시리렌디글리코올, 트리메틸로올에탄, 트리메티로올프로판, 글리세린, 펜타엘리트리로올, 트리스히드록시에틸이소시안레이트 등이 있다.

본 발명에서 사용하는 불포화폴리에스테르수지는, 상기의 원료를 통상 150-250℃의 온도로 가열 혼합해서 반응에 따라서 생성하는 물 또는 알코올을 반응계 외에 유거하므로서 제조한다. 또 본 발명의 불포화폴리에스테르수지는 자체 가교에 의해서 경화 반응이 진행되기 때문에, 수지 1000g 중 에틸렌성불포화 2중 결합의 함유량이 3당량 이상인 것이 바람직하며, 3당량 미만에서는, 코어 또는 주형의 주물용 모래결합용으로서 사용했을 때는 성형 강도가 저하해서 실제의 생산이 불가능하기 때문에 3당량 이상이 되도록 에틸렌불포화 2중결합을 갖는 다가카르산류 등의 양을 선택할 필요가 있다.

본 발명에서 사용하는 불포화폴리에스테르수지는, 상기의 다가카르복시산류 등과 다가알코올의 선택에 따라 입체적 대칭성의 정도가 달라지게 때문에, 결정성을 나타낼 경우와 결정성을 나타내지 않는 경우가 있으나, 어느 것이나 본 발명에 사용할 수가 있으며, 주물용 모래 결합용으로서 사용할 경우 수지피복모래의 제조에 있어서의 취급, 혹은 제조한 수지피복모래의 성능상, 이 불포화폴리에스테르수지는 상온에서 점착성이 없고, 융점 또는 연화점이 60℃ 이상이며 또한 융점 또는 연화전 상한 온도보다 30℃ 높은 온도범위에서 용융 점도가 500 포이스 이하, 바람직하기는 250 포이스 이하가 되도록 제조조건을 조정할 필요가 있다.

본 발명에 있어서는, 불포화폴리에스테르수지의 중합반응을 일으키도록 하기 위해서 중합개시제를 사용한다. 이 중합개시제의 첨가 방법으로서 유기용제에 용해하는 방법을 채택하나, 이 때 본 발명에 관한 불포화폴리에스테르수지와 거의 용해성이 없는 유기용제의 선택이 필요하다. 본 발명에서 사용하는 불포화폴리에스테르수지는 상온에서 점착성이 없는 고체인 것이 특징이며, 따라서 종래의 상온에서 액체상의 불포화폴리에스테르수지와 같이, 중합개시제의 첨가는 상온에서 균일하게 혼합하는 것은 불가능하고, 이 때문에 고온용융법에 의한 수지피복모래의 제조공정 중에서 첨가하는 방법을 채용하는 것이 된다. 이 때 중합개시제를 단독으로 첨가하면 수지피복모래에 균일하게 혼합하는 것은 곤란하며, 제조한 수지피복모래에 의한 코어 또는 주형의 소성성형 강도를 현저하게 저하시키게 된다. 이 경우 중합개시제를 유기용제에 용해해서 부피를 증가하는 것이 균일 혼합에 지극히 유효하나, 이때 사용할 수 있는 유기용제의 구비해야 할 조건으로서, 본 발명에서 사용하는 불포화폴리에스테르 수지와 전혀 용해성이 없는 것 및 수지피복 모래 제조 과정에서 모래의 열로 휘발제거할 수 있게 된다는 것이다.

불포화폴리에스테르 수지와 전혀 용해성이 없는 유기용제와는, 구체적으로 본 발명에 관한 불포화폴리에스테르 수지 10중량부와 유기용제 10중량부를 유기용기에 담아서 불포화폴리에스테르수지의 융점 또는 연화점 이상으로 가온해서 교환교반한 다음, 상온에서 냉각해서 불포화폴리에스테르 수지와 유기용제가 분리하든가, 혹은 백탁(白濁)하는 유기용제이다.

상기한 본 발명에 사용하는 유기용제는 불포화폴리에스테르 수지의 화학구조에 따라 선정되나, 이 불포화폴리에스테르수지가 결정성을 가질 경우에는, 예를 들면 지방족탄화수소류, 방향족탄화수소류, 지환족탄화수소류, 알코올류, 에스테르류, 글리코올에테르류, 케톤류, 염화탄소류 등 광범위한 유기용제가 단독 또는 혼합물로 사용할 수 있는데 대해, 결정성을 갖지 않는 경우에는 통상 예를 들면, 지방족탄화수소류, 방향족, 탄화수소류, 지환족탄화수소류, 알코올류, 염화탄소류의 일부의 유기용제가 적당하며, 결정성을 갖는 경우에 비해서 비결 정성은 사용될 유기용제의 종류가 제한된다.

이들 유기용제는 본 발명에서 사용하는 불포화폴리에스테르수지와 상호간에 용해성이 없어도 수지피복모래에 잔존하면 수지 피복모래에 점착성을 부여하는 원인이 되어 바람직하지 못하다. 이 때문에 유기용제는 수지피복모래 제조공정에서 휘발제거할 수 있는 것이 아니면 안된다. 또, 수지를 모래에 피복하는 과정에서는 수지의 경화반응이 일어나지 않는 조건에서 행하는 것이 필요한 조건이며, 불포화폴리에스테르수지를 사용한 본 발명에서는, 경화반응을 일으키게 하는 중합개시제의 첨가온도를 1분 반감기의 온도를 상한온도로서 첨가 혼합하는 것이 바람직하고, 따라서 중합개시제를 용해하는 유기용제도, 이 중합개시제의 1분 반감기의 온도 이하의 비등점 온도를 가진 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 120℃ 이하의 비등점을 갖는 것이 유용하다.

사용하는 유기용제는, 수지물 모래에 피복하는 공정에서 휘발제거하기 때문에, 가스화된 유기용제의 환경에 미치는 영향도 당연히 고려할 필요가 있고, 또 생산가면에서도 싼 것이 사용상 유익하며, 특히 에틸알코올이 이들 조건을 만족하는 바람직한 유기용제이다.

중합개시제를 용해하는 유기용매의 양은, 수지량에 대해서 20-40 중량부가 적당하며, 20중량부 미만에서는 중합개시제의 불균일화가 생겨, 과다하면 교반시간이 오래 걸려 수지피복층의 박리를 일으켜서 어느 경우에도 강도 저하를 일으키므로 바람직하지 못하다.

본 발명에 불포화폴리에스테르수지에 첨가하는 중합개시제를 벤질과산화물, 라우릴과산화물, 디 3차부틸과산화아디페이트, 디쿠밀과산화물, 메틸에틸케톤과산화물, 3차부틸과산화벤조에이트, 큐멘히드로과산화물, 아세틸과산화물, t-부틸히드로과산화물 등의 유기과산화물을 들 수가 있다. 코어 또는 주형의 소성성형의 조건에 맞추어서, 이들 규에서 1종 혹은 2종 이상을 병용한다.

이하 본 발명에 상세한 내용을 실시예에 따라 설명한다.

[실시예 1]

푸마르산 1126g, 무수프탈산 44g, 에틸렌글리코올 617g, 디에틸렌글리코올 56g을 교반기, 온도계 및 증류 액응축기를 갖춘 반응조에 넣어서, 통상법에 의한 에스테르축합 반응에 의해서 산가 25의 불포화폴리에스테르수지를 제조해서, 130℃에서 까지 냉각한 시점에서 약 300g의 비이커에 꺼내어, 나머지는 실온까지 냉각해서 고정시켰다. 이 불포화폴리에스테르수지는 25시간 후에 점착성이 없는 고체가 되었으므로, 조오 크러셔(JawCrusher)로 분쇄하여, 9메쉬의 표준체로 통과한 분쇄물 100g식 10등분으로 나누어서, 수지피복모래 제조용수지로 했다. 한편 130℃에서 꺼낸 약 300g의 불포화폴리에스 테르수지는, 유조(Coil Bath)로 보온하여, BL형 회전점도계를 사용해서 130℃에서의 용융점도를 측정한 바 58포이스였다. 용융점도측정후, 시료속에 온도계를 삽입하여, 실온중에 방치하였든바, 103℃에서 경화가 시작되어 불투명한 결정성 불포화폴리에스테르수지로 되었다.

상기 설명의 10개로 나눈 시료에 대해서는 본 발명예로서 에틸알코올을 유기용제로서 사용하여 6종의 수지피복모래를 제조하고, 나머지 4종의 시료에 대해서는불포화폴리에스테르수지의 가교제로서 사용되고 있는 수지 스틸렌 단위체를 유기용제 대신 사용해서 비교예로서 4종의 수지 피복모래의 제조를 행하였다. 본 실시예의 수지피복모래의 제조는, 먼저 알코올틸에 10, 20, 30, 40, 50, 60g에 각각 중합개시제 벤질과산화물 1.5g(불포화폴리에스테르수지 100중량부에 1.5 중량부첨가) 및 디쿠밀과산화물 1.5g(불포화폴리에스테르수지 100중량부에 1.5 중량부첨가, 따라서 중합개시제 합계 3.0 중량부 첨가가 된다)를 용해하였다. 다음에 180℃로 예열한 닛고오규사(日光

) 4kg을 주식회사 엔슈우철공소(일본국 소재) 제 고속믹서에 투입하여 교반을 행하면서 이 불포화폴리에스테르수지 100g을 160℃에서 투입하고 다시 교반하여 모래열로 충분히 수지가 용융되어 모래알에 피복되는 것을 기다려서, 중합개시제를 용해한 에틸알코올액 13g을 투입해서 다시 교반을 계속하고, 모래알이 블록킹(수지의 경화 때문에 모래알끼리 연결되어 덩어리가 되는 상태)하기 시작한 시점에서 스테아르산칼슘 4g(불포화폴리에스테르수지 100중량에 대해서 4중량부)를 첨가하고, 다시 교반을 계속해서, 모래알이 완전히 분리한 시점에서 고속믹서에서 꺼내어서 시료(1)의 수지피복모래를 얻었다. 마찬가지로 중합 개시제를 용해한 에틸알코올액이 양만을 23g, 33g, 43g, 53g, 63g로 바꾸어서 시료 2-6의 5종의 수지피복모래를 얻었다. 다음에 스티렌단위체를 사용한 비교예에 있어서는, 먼저 스티렌단위체 10g, 20g, 30g, 40g의 각각에 본 발명예의 시료 1-6과 마찬가지로 벤조일과산화물 1.5g및 디쿠밀과산화물 1.5g를 혼합용해해서 4종류의 스티렌단위체액 a, b, c, d를 만들었다. 수지피복 모래의 제조는 본 발명예와 마찬가지로 180℃에 애열한 닛고오규사 4kg를 이 고속믹서에 투입 교반하고, 160℃에서 불포화폴리에스테르수지 100g를 투입하고, 수지가 용융하여 완전히 모래알에 피복된 시점에서 중합개시제를 용해한 스티렌단 위체액의 13g를 투입하고 다시 교반을 계속해서 모래알이 블록킹하기 시작한 시점에서 본 발명예와 마찬가지로 스테아르산칼슘 4g를 투입하여 교반을 계속하고, 모래알이 분리된 시점에서 고속믹서에서 꺼내어 비교예의 시료 A의 수지피복 모래를 얻었다. 첨가하는 스트렌단위액을 b, c, d로 바꾼 이외에는 시료 A와 조건을 같이해서 비교예의 시료 B, C, D의 3종의 수지피복모래를 얻었다.

본 발명예의 시험재료 1-6 및 비교예의 시험재료 A-D의 10종의 수지피복모래에 대해서는, 고온강도시험, 부피밀도측정을 행하였다.

고온강도 시험은 코어 또는 주형의 소성성형시의 강도를 알기 위한 목적으로 행한 것이며 미국 데이터어트회사제의 "패각사고온 강도 시험기"를 사용하였다. 시험은 상하히이터가 내장된 금형에 협지된 표주박형의 금형에 수지피복모래를 채워서 소성후 즉시 인장시험을 행하는 것으로서, 소성온도는 230℃, 소성시간은 70초로 일정하다. 10회의 시험의 평균치를 고온강도로 하였다. 결과를 제1표에 표시한다.

부피밀도측정은 코어 또는 주형의 모래다져짐성을 평가할 목적으로 행할 것이며, 제1도에 표시하는 바와같이 200g(일정)의 수지 피복모래(13)를 삼각깔떼기(11)에 넣어, 일정높이에서 아래쪽 용기(12)에 자연 낙하시켜 넘친 부분을 굵어내어서 용기내에 채워진 량을 측정해서 부피 밀도로 하였다. 결과는 제1표에 표시한다.

[표 1]

(주) 고온강도의 시험조건 230℃×70sec

제1표에서 본 실시예의 시료와 비교예의 시료를 비교하면, 고온 강도에 대해서는 대체로 동등하나, 부피밀도에 대해서는 본 실시예의 쪽이 현저하게 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 그 이유는 비교예의 경우는 액체인 스티렌단위가 불포화폴리에스테르수지 중에 존재하기 때문에 약간이기는 하나 점착성을 띠므로서 수지피복모래의 유동성이 저하하여 부피밀도를 나쁘게 하는 것이 원인으로 생각된다. 이에 반해서 본 실시예에서는, 유기용매로서 사용한 에틸알코올, 고속믹서에 의한 수지피복모래의 제조과정에서 휘발하기 때문에 수지피복 모래 중에는 잔존하지 않고 피복된 수지에 점착성이 거의 없고 수지피복 모래의 유동성이 높으며, 이 때문에 부피 밀도는 극히 높은 값이 되었다.

한편 고온강도는, 수지자체의 고온강도, 수지량, 모레알간의 실질적인 접착면 등의 상승 결과로서 나타나는 값이나, 모래다져짐성이 나쁜(즉, 모래입자간의 실질적인 접착면은 적다) 비교예가 본 실시예와 대체로 동등한 강도를 나타내고 있는 것은, 스티렌단위체가 불포화폴리에스테르수지분자간의 가교제로서 작용하는 것은 생각하면, 모래에 대해서의 수지첨가량이 스티렌단위체의 첨가량분 만큼 많아지므로 인한 것이다.

[실시예 2]

실시예 1에서 표시한 반응조에 푸마르산 835g, 이소프탈산 300g, 에틸렌글리코올 279g, 프로필렌글리코올 274g 및 수소첨가 비스페놀 A 176g을 넣어 가열 혼합해서 생성하는 물을 제거하면서 온돋를 높혀 220℃까지 냉각하고 약 300g을 비이커에 담아서 실시예 1과 마찬가지로 130℃의 용해점도 및 경화온도를 측정했다. 130℃에서의 용융점도는 150 포이스이며, 연화점은 105℃의 반투명인 비결정성의 불포화폴리에스테르수지였다. 한편 나머지의 수지는 실온까지 냉각해서 실시예 1과 마찬가지로 분쇄하고 체로 쳐서 100g 식 10개의 시료로 나누웠다.

10개의 시료는 후술하는 바와 같이 본 실시예의 시료 7-12의 6종과 비교예의 시료 F-H의 4종에 사용했다. 수지피복모래의 제조는 실시예 1에 표시한 장치를 사용했다. 중합개시제는 벤조일과화물 1.5g(불포화폴리에스테르수지 100중량부의 대해서 1.5 중량부), 디쿠밀과산화물 1.5g(불포화폴리에스테르수지 1.5 중량부)의 2종을 병용하여 메틸알코올 10g (시료 7) 20g (시료 8), 30g (시료 9), 40g(시료 10), 50g(시료11), 60g(시료 12) 및 스틸렌단위체 10g(비교예 E), 20g(비교예F), 30g(비교예 G)40g(비교예 H)에 각각 용해했다. 수지피복모래의 제조는 실시예 1과 마찬가지로 180℃로 예열한 닛고오규사 4kg에 160℃에서 불포화폴리에스테르수지를 투입하고, 모래알에 충분히 피복되었을 때에 중합개시제를 용해한 메틸알코올액(본실시예의 경우) 또는 스티렌단위체액(비교액의 경우)을 첨가해서, 수지피복모래가 브로킹을 일으키기 시작했을 때에 스테아르칼슘 4g을 첨가해서 모래알이 분리된 시점에서 꺼내어서 수지피복모래를 얻었다. 수지피복모래의 평가는 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 결과를 제2표에 표시한다.

[표 2]

(주) 고온강도의 시험조건 230℃×70sec

제2표에서 알 수 있는 바와 같이 본 실시예의 쪽이 부피밀도는 현저하게 높고, 또 고온강도에 대해서도 본 실시예가 약간높다.

[실시예 3]

실시예 1에서 사용한 반응조에 푸마르산 1137g, 아디프산 29g, 에틸렌글리코올 652g을 넣어 에스테르화 축합반응에 의해서 산가 30의 불포화폴리에스테르수지를 얻었다. 이것을 130℃까지 냉각하고 실시예 1과 마찬가지로 일부를 꺼내어 130℃의 용융점도를 측정하였든바 48 포이스였다. 용융점도측정 후 다시 냉각을 계속해서 연화점을 측정한 바 102℃이며, 경회된 것은 불투염유백색의 결정성 불포화폴리에스테르가 되었다. 한편 나머지 수지는 그대로 냉각해서, 경화 후 분쇄해서 체로 쳐 100g식 10등분했다. 중합개시제는 디쿠밀 과산화물을 불포화폴리에스테르수지 100 중량부에 대해서, 2중량부가 되도록 저울로 계량해서 에탄올 10g, 20g, 30g, 40g, 50g, 60g에 각각 용해하고 본 실시예의 시료 13-18에, 또 비교예로서 가교제인 디아릴프타레이트단위체 10g, 20g, 30g, 40g에 각각 용해해서 비교예의 시료 I, J, K, L에 공시하였다. 수지피복모래의 제조는 실시예 1과 마찬가지의 설비를 사용하고 같은 방법으로 제조하였다. 결과를 제3표에 료시한다.

[표 3]

(주) 고온강도 시험조건 230℃×70sec

이 실시예에 있어서도, 부피밀도는 현저하게 높은 것을 알 수 있다. 또 비교예의 경우는 디아릴프타레이트단위체가 스티렌모노마아모보다 내열성이 양호하기 때문에, 고온강도는 스티렌단위체, 사용의 경우보다도 약각 높다는 것도 판명되었다.

[실시예 4]

실시예 1에서 사용한 반응조 프라므산 776g, 무수트리메리트산 422g, 에틸렌글리코올 409g, 디메티로울시클로헥산 303g을 넣어 가열 혼합해서 생성하는 물을 제거하면서 온도를 상승시켜 210℃로 5시간 반응을 행해서 본 발명에 공시하는 산가 32 불포화폴리에스테르수지 1400g을 얻었다. 본 수지의 130℃에서의 용융점도는 125 포이스로 연화점은 110℃이고, 반투명의 비결정성불포화폴리에스테르수지였다. 중합개시제는 다쿠밀과산화물을 본 수지 100중량부에 대해서 2중량부가 되도록 저울로 계량해서 헥산 10g, 20g, 30g, 40g, 50g, 60g에 각각 용해하고, 또 디아릴프탈에이트단위체 10g, 20g, 30g, 40g에 각각 용해해서 실시예의 시료 19 24 및 비교예의 시료 M, N, O, P에 공시했다.

수지피복모래의 제조는 실시예 1과 같은 설비를 사용해서, 같은 조건으로 행하고, 수지첨가량은 규사 100중량부에 대해서 불포화폴리에스테르수지 2.5 중량부가 되도록 첨가했다. 결과를 제4표에 표시한다.

[표 4]

(주) 고온강도의 시험조건 230℃×70sec

이상 실시예 1-4에 표시한 결과를 종합하면 다음과 같은 효과가 확인된다.

가) 액체의 가교제를 사용하지 않기 때문에 제조한 수지피복모래가 점착성을 나타내지 않고, 부피밀도가 현저하게 높아진 것.

나) 따라서 코어 또는 주형에 사용했을 경우, 성형금형의 형상을 보다 충실하고 정확하게 재현할 수 있게 되어, 주조시의 금속침입(Metal penetration) 등의 결합의 발생을 방지할 수 있게 되었다.

다) 중합개시의 균일한 혼합을 위해서 액체가교제의 사용 대신에 통상의 유기용제를 사용하기 때문에 생산가면에서 저렴하게 된다는 것.

라) 종래의 액체가교제를 사용했을 경우, 중합반응으로 가교제도 경화수지속에 삽입되므로 모래에 대한 경화수지량이 많아지는 것에 대해서, 본 발명에서는 경화수지는 불포화폴리에스테르수지 뿐이기 때문에, 특히 코어에 사용했을 때 주조시의 발생 가스량이 적고, 가스에 의한 결함발생을 저감할 수 있는 것.

마) 고온강도에 관해서는, 실시예와 비교예에서는 스티렌단위체 혹은 다아릴프타레이트 단위체가 중합반응시에 경화물 속에 삽이되기 때문에, 소성성형후의 경화수지량이 많아졌기 때문이라고 생각한다.

[실시예 5]

이상과 같이 본 발명의 수지피복모래는 부필밀도가 높고 모래다져짐성이 양호하다고 생각되기 때문에, 모형 코어에 의해서 모래다져짐성을 확인했다. 모형 코어는 제2도에 표시한 상부금형(21) 하부금형(22)의 상하 2분할의 금형을 230℃로 예열해두고, 4kg/㎝¹의 압력으로 취입구 (24)에서 취입에 의해서 채워넣고, 그 대로 2분간 방치해서 금형열로 소성성형을 행하였다. 공시된 수지피복모래는 상기 실시예의 시료 3, 9, 15, 21 및 비교예의 시료 A, E, I, M의 8종류이며 각각 3회 모형 코어(23)을 소성성형하고, 그 중량의 평균으로 모래채워짐성의 평가를 행하였다. 결과를 제5표에 표시한다.

[표 5]

모형 코어의 모래채워짐성의 결과

제5표에서, 본 실시예의 시료는 약 125g, 비교예에서는 약 111g이며 약 11% 모래채워짐이 좋아지고 있다. 모형코어는 표면도 평활한데 대해서, 비교예의 경우는 표면이 거칠기가 크고, 용량의 주입에 의한 주조결합의 발생을 야기하는 요인이 다수 현인되었다.

Claims (3)

1. 불포화폴리에스테르수지와 중합개시체를 가열한 모래에 가해서 수지피복모래를 제조하는 방법에 있어서, 이 불포화폴리에스테르수지의 중합개시제를 불포화폴리에스테르수지와 상호간에 용해성이 없는 유기용제에 용해새서 불포화폴리에스테르수지 피복모래의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 불포화폴리에스테르로서 상온에 있어서 고체이며 접착성이 없고 또한 연화점 혹은 융점 이상에 있어서 500 포이스 이하의 점성을 나타내는 불포화폴리에스테르 중합체를 사용하는 것을 특징으로 하는 주물용불포화폴리에스테르수지 피복모래의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 유기용제로서 지방족탄화수소류, 방향족탄화수소류, 지환족탄화수소류, 알코올류, 에스테르류, 에테르, 글리코올에테르류, 염화탄소류 중 비등점이 120℃ 이하의 단위체 혹은 혼합물로 사용하는 것을 특징으로 하는 주물용 불포화폴리에스테르 수지 피복모래의 제조 방법.

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