WO2007105347A1 - シェルモールド用樹脂組成物及びレジンコーテッドサンド - Google Patents

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shell
aromatic condensed
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Daiki Oniyanagi
Masaru Wada
Yoshirou Oowada
Tetsurou Saikawa
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Hitachi Chemical Company, Ltd.
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    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for shell mold and a resin-coated sand (hereinafter referred to as RCS) useful for producing a cage mold. More specifically, a shell that suppresses the generation of smoke during vertical molding and has good disintegration after pouring and maintains the vertical strength in the manufacture of aluminum articles with a low pouring temperature.
  • RCS resin-coated sand
  • Hot-merling method that is, heated new sand or recycled sand and phenolic resin. After melting, it is manufactured by adding a hexamethylenetetramine aqueous solution as a curing agent. The obtained RCS is blown into a predetermined mold to cure phenolic resin and used as a mold.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 58-3745
  • the present invention relates to a resin composition for a shell mold, in which the generation of smoke is suppressed during molding of a bowl, and the disintegration property and the bowl strength of phenol resin are maintained, and a resin using the same
  • the purpose is to provide coated sand.
  • the resin composition for shell mold according to the present invention comprises phenol resin and aromatic condensed phosphate ester.
  • the resin composition for a shell mold according to the present invention includes 3 to 30 parts by weight of the aromatic condensed phosphate ester with respect to 100 parts by weight of the phenol resin. To do.
  • the resin composition for shell mold according to the present invention is characterized in that it contains the above-mentioned phenol resin, novolac-type phenol resin, and resol-type resin resin.
  • the resin composition for a shell mold according to the present invention includes more than 0 and 100 parts by weight or less of the novolac-type phenol resin for 100 parts by weight of the resol-type phenol resin. It is characterized by that.
  • the resin composition for a shell mold according to the present invention is characterized in that the aromatic condensed phosphate ester power is a compound represented by the following formula (I).
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and all R 1 may be the same or different.
  • R 2 represents a carbon atom having a divalent aromatic group 6 O represents an organic group of ⁇ 20)
  • the resin composition for shell mold according to the present invention is characterized by further containing a lubricant.
  • the resin composition for shell mold according to the present invention is characterized by further containing a silane coupling agent.
  • the resin-coated sand according to the present invention is characterized by being obtained using the above-mentioned resin composition for shell mold.
  • an aromatic condensed phosphate ester compound as a disintegrant, it is possible to maintain the characteristics of disintegration, bending strength, and fusion point.
  • a resin composition sand for a shell mold in which the generation of smoke is suppressed and the mold strength is maintained, and the resin-coated sand using the same.
  • the resin composition for shell mold according to the present invention contains phenol resin and aromatic condensed phosphate.
  • the phenolic resin in the resin composition for shell molds according to the present invention is an RCS used for manufacturing main molds and cores (hereinafter referred to as metal molds) for shell molds such as pig iron, pig steel, and aluminum. Used as a binder. Materials used in manufacturing phenolic resin Of the materials, phenol, cresol, xylenol, catechol, etc. are used as phenols, and paraformaldehyde, formalin, etc. are used as aldehydes.
  • Examples of the phenolic resin include novolac-type phenolic resin, resol-type phenolic resin, and mixtures and melts thereof.
  • the novolac-type phenolic resin includes novolac-type resinous resins obtained by synthesizing with an acid catalyst with a molar ratio of phenols to aldehydes (aldehydes Z-phenols, the same shall apply hereinafter) less than 1 and metal acetates.
  • Examples of the catalyst include a no-ortho-type novolac-type resin and an alkyl-modified phenol-type resin.
  • a resol type phenol resin a resol type phenol resin when a molar ratio of phenols and aldehydes is 1 or more and a hydroxide of alkali metal or alkaline earth metal is used as a catalyst.
  • a resol type phenolic resin obtained by using a hydroxide, alkali metal or alkaline earth metal hydroxide in combination with a catalyst or ammonia or amines can be used.
  • novolac type phenolic resin and resol type phenolic resin are used in combination or mixed, there is no particular limitation on the ratio of both, but for 100 parts by weight of resol-type phenolic resin, novolac-type phenolic resin is used. It is more preferable to add more than 0 and not more than 100 parts by weight of cocoa but more preferably 40 to 70 parts by weight. When the novolac type phenolic resin exceeds 100 parts by weight, the curing rate tends to be slow.
  • the resin composition for a shell mold according to the present invention contains an aromatic condensed phosphate.
  • This aromatic condensed phosphate ester is very effective as a disintegrant that improves the disintegration property of the cocoon type after the incorporation.
  • the compounding amount of the aromatic condensed phosphate is preferably 3 to 30 parts by weight, more preferably 8 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of phenolic resin. When the amount of the aromatic condensed phosphate is less than 3 parts by weight, the disintegration effect is reduced. On the other hand, if the blending amount of the aromatic condensed phosphate exceeds 30 parts by weight, the soft spot of rosin becomes prominent. When the RCS is manufactured, the fusion point is lowered to cause blocking, and the mold strength is lowered and the curing rate tends to be lowered.
  • aromatic condensed phosphate ester in the present invention for example, a compound represented by the following formula (I) can be used.
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and all R 1 may be the same or different.
  • R 2 represents a carbon atom having a divalent aromatic group 6 O represents an organic group of ⁇ 20)
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and all R 1 s may be the same or different! Alkyl groups may be mixed. In addition, alkyl groups having different carbon numbers may be mixed.
  • Preferred R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and more preferred R 1 is a compound obtained by substituting 0 to 2 methyl groups into one phenol group in the above formula (I).
  • R 2 represents a C 6-20 organic group having a divalent aromatic group.
  • the organic group having a divalent aromatic group may be an organic group having an aromatic group such as a substituted or unsubstituted phenylene group, biphenylene group or naphthylene group in the main chain skeleton.
  • R 2 may contain a halogen atom such as a chlorine atom or an odor atom.
  • Preferable R 2 includes a bifluoro-lene alkylene group and a fluoro-lene group as represented by the following formula (II).
  • the aromatic condensed phosphate ester according to the present invention is good even when 100% fresh sand, 100% reclaimed sand, or a mixture of fresh sand and reclaimed sand is selected when selecting sand as a refractory granular material when producing RCS. Show a good collapse effect.
  • a lubricant and a silane coupling agent that are commonly used in the industry may be added as necessary, as long as the essential effects of the present invention are not impaired.
  • Lubricants are preferred because they provide improved saddle strength and improved blocking resistance.
  • examples of lubricants include ethylene bis-stearic acid amide, ethylene bis-stearic acid amide, methylene bis-stearic acid amide, oxystearic acid amide, stearic acid amide, palmitic acid amide, oleic acid amide, methylol amide, calcium stearate, polyethylene wax, Paraffin wax, montan wax, strong lunaba wax, etc. can be used.
  • the addition amount of the lubricant is desirably 0.3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of phenolic resin. If the amount is less than 3 parts by weight, the effect of improving the strength and blocking resistance is small. If the amount exceeds 5 parts by weight, the curing rate becomes slow and the adhesion between sand grains is hindered.
  • the method of blending the lubricant is not particularly limited, but it is desirable to add it at a temperature of 150 ° C or higher.
  • the mixing time after the addition is not particularly limited, but it is preferable to mix for 1 hour or more.
  • the lubricant can also be added when the RCS is produced by kneading the binder and sand after producing the shell mold resin.
  • the silane coupling agent is usually added to increase the adhesive force between the sand and the shell mold resin. Add to the resin composition for shell molds according to the present invention.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, but an aminosilane coupling agent is preferable.
  • aminosilane coupling agents N- ⁇ (aminoethyl) ⁇ aminopropyltrimethoxysilane, N-j8 (aminoethyl) ⁇ -aminopropylmethyl dimethyoxysilane, ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, etc. are used. It is done.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is not particularly limited, but it is desirable to use 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of phenol resin. If the amount is less than 0.05 parts by weight, the effect of improving the strength by the coupling agent is small. If the amount exceeds 5 parts by weight, there is a risk of blocking the phenol resin, which is not preferable.
  • the resin-coated sand according to the present invention is produced from a refractory granular material which is an aggregate for saddle-shaped and the above-mentioned resin composition for shell mold.
  • the refractory granular material include quartz sand, chromite sand, zircon sand, olivine sand, mullite sand, synthetic mullite sand, magnesia, recovered sand, and reclaimed sand.
  • various refractory granular materials can be used without any particular limitation, such as fresh sand, recovered sand, reclaimed sand, or mixed sand thereof.
  • the particle size distribution and particle size of the refractory granular material can be selected without particular limitation as long as the refractory granular material can withstand forging and is suitable for forming a saddle shape.
  • a fire-resistant granular material heated to a predetermined temperature is charged into, for example, a mixer, and the above-described resin composition for shell mold is melt-coated on the fire-resistant granular material and then kneaded.
  • the refractory granular material is heated to, for example, 130 to 160 ° C., and the heated refractory granular material and the above resin composition for shell mold are kneaded, and then contains, for example, hexamethylenetetramine as a curing agent.
  • Sarakuko for example, calcium stearate as a lubricant is added and dispersed to obtain RCS.
  • Example 1 A four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer. ) 171 g and oxalic acid (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) 0.55 g were mixed and heated on an oil bath with stirring until the reaction solution was emulsified at reflux temperature. Then, concentration is performed under reduced pressure, and the end point is reached when the soft spot reaches 90 ° C.
  • Example 1 A novolak-type phenol as in Example 1 except that the amount of the aromatic condensed phosphate ester of Example 1 (trade name: CR-741, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) was changed to 27.4 g 826 g of fat was obtained.
  • 1, 3 phenol-bis (dixylenyl) phosphate (trade name PX-20 0), which is an aromatic condensed phosphate, is used. 108.5 g of Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) was added to obtain 882 g of novolac-type phenol resin.
  • a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer, phenol (Mitsui Igaku Co., Ltd.) 873g, 92% paraform (Folmol) 125g, 37% formalin (Nihon Kaisei Co., Ltd.) ) 171 g and oxalic acid (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) 0.55 g were mixed and heated on an oil bath with stirring until the reaction solution was emulsified at reflux temperature. Thereafter, concentration was performed under reduced pressure, and when the soft softening point reached 90 ° C., the end point was reached, and 773 g of a novolac type phenol resin was obtained.
  • the used sand of RCS is free mantle, and the amount of greaves added is 1.5% (weight against sand).
  • the characteristics of RCS shown below were evaluated, and the measurement results are shown in Table 1.
  • the flexural strength was measured in accordance with JIS K 6910 (Funol grease test method). In other words, the fired RCS specimen was supported at both ends, and the bending strength (kgZcm 2 ) was defined as the maximum bending stress when a concentrated load was applied to the center from above.
  • the molding conditions for the test piece were a mold temperature of 250 ° C and firing for 60 seconds.
  • the fusion point was measured by the JACT test method C1 (fusion point test method). That is, quickly spray RCS to be measured on a metal rod with a temperature gradient and move along the guide rod to a position 10 cm away from the metal rod 60 seconds later 1. Nozzle of Omm The air rod is reciprocated one turn from the low temperature part to the high temperature part with air pressure 0. IMPa to blow off the RCS on the metal rod. The fusion point (° C) was obtained by reading the temperature of the boundary line between blown RCS and non-blown RCS up to 1 ° C.
  • the disintegration rate was calculated from the difference between the bending strength at room temperature and the bending strength after heat treatment at 400 ° C for 15 minutes (see the following formula).
  • the resin composition for shell mold according to the present invention maintains the characteristics of disintegration, bending strength, and fusion point by using an aromatic condensed phosphate ester as a disintegrant. It is possible to suppress the generation of smoke at the time of making a saddle type and maintain the saddle type strength. Therefore, the resin composition for shell mold according to the present invention is useful for resin-coated sand, and is particularly suitable for the production of aluminum articles.

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Abstract

　鋳型の造型時において煙の発生が抑制され、且つ、フェノール樹脂の崩壊性及び鋳型強度を維持したシェルモールド用樹脂組成物、及びこれを用いたレジンコーテッドサンドを提供する。シェルモールド用樹脂組成物は、フェノール樹脂及び芳香族縮合リン酸エステルを含む。フェノール樹脂は、鋳鉄、鋳鋼、アルミニウムなどのシェルモールド鋳造用の主型及び中子等の製造に用いられるレジンコーテッドサンドの結合剤として用いられる。また、芳香族縮合リン酸エステルは、鋳込み後の鋳型の崩壊性を改善する崩壊剤として、非常に有効である。

Description

明 細 書
シェルモールド用樹脂組成物及びレジンコーテッドサンド
技術分野
[0001] 本発明は、铸物の铸型を製造するのに有用なシェルモールド用榭脂組成物及びレ ジンコーテッドサンド（以下、 RCSという）に関する。さら〖こ詳しくは、铸型造型時の煙 の発生が抑制され、且つ、注湯温度の低いアルミニウム铸物の製造において、注湯 後の崩壊性が良好で铸型強度も維持しているシェルモールド用榭脂組成物及びレ ジンコーテッドサンドに関する。 背景技術
[0002] シェルモールド用レジンコーテッドサンドの製造方法は多種多様である力 一般的 には、生産性及び品質の面力 ホットマーリング法、すなわち加熱された新砂又は再 生砂とフエノール榭脂とを溶融させた後、硬化剤であるへキサメチレンテトラミン水溶 液を添加し製造されている。得られた RCSは所定の金型に吹き込んで、フエノール 榭脂を硬化させて铸型として使用されている。
[0003] ところで、最近自動車関連の部品等において、軽量ィ匕を目的にアルミニウム部品が 使用されるようになってきており、アルミニウム合金のような低温注湯 (約 700°C)の铸 物製造が増えてきて 、る。溶解温度が低温のアルミニウム合金で铸物を製造する場 合、従来のフエノール榭脂を用いた铸型では、榭脂の分解、劣化が起こりに《なり、 金属固化後に铸型自体が崩壊せず、铸物中に残るといった問題があった。
[0004] この対策として、注湯後の铸物を再度高温炉で熱処理を行!ヽ、残存铸型を除去す る方法と物理的な衝撃を铸物に与えて除去する方法がある。いずれの方法も力なり のエネルギーを必要とし、また铸物製品に二次的な負荷が加えられるといった問題 があった。これらの改善方法として、例えばリン酸エステル類 (特許文献 1参照）を崩 壊剤として用いる方法が提案されて 、る。
[0005] 特許文献 1：特開昭 58— 3745号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0006] また、上述した低温注湯の铸物製造の場合、铸型力 発生するフエノール榭脂等 の結合剤に含まれるリン酸エステルが蒸発、気化することにより、ャ-ゃススなどを含 む煙が発生し、作業環境上好ましくないという問題点があった。しかしながら、造型時 に煙の発生が少なぐ注湯後の崩壊性が良好で、しかも铸型強度も維持しているシェ ルモールド用樹脂組成物は、未だ得られていないのが実状である。従って、造型時 に煙の発生が少な ヽ、崩壊剤を含むシェルモールド用榭脂組成物及びこの榭脂組 成物を使用したレジンコーテッドサンドが求められている。
[0007] 本発明は、铸型の造型時において煙の発生が抑制され、且つ、フエノール榭脂の 崩壊性及び铸型強度を維持したシェルモールド用榭脂組成物、及びこれを用いたレ ジンコーテッドサンドを提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0008] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、本発明によるシェルモールド用榭 脂組成物は、フエノール榭脂及び芳香族縮合リン酸エステルを含むことを特徴とする
[0009] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、前記フエノール榭脂 100重量部に対して、前記芳香族縮合リン酸エステルを 3〜30重量部含むことを特 徴とする。
[0010] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、前記フエノール榭脂 力 ノボラック型フエノール榭脂と、レゾール型フエノール榭脂とを含むことを特徴とす る。
[0011] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、前記レゾール型フエ ノール榭脂 100重量部に対して、前記ノボラック型フエノール榭脂を 0を超えて 100 重量部以下含むことを特徴とする。
[0012] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、前記芳香族縮合リン 酸エステル力 次の（I)式で示すィ匕合物であることを特徴とする。
[化 1]
Figure imgf000004_0001
(式中、 R1は、水素原子又は炭素数 1〜8のアルキル基を示し、全ての R1が同一でも 異なっていても良い。 R2は、 2価の芳香族基を有する炭素数 6〜20の有機基を示す o )
[0013] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、さらに、滑剤を含むこ とを特徴とする。
[0014] また、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物にあっては、さらに、シランカツプリ ング剤を含むことを特徴とする。
[0015] また、本発明によるレジンコーテッドサンドにあっては、前記シェルモールド用榭脂 組成物を用いて得られることを特徴とする。
発明の効果
[0016] 本発明によれば、芳香族縮合リン酸エステル系化合物を崩壊剤として使用すること により、崩壊性、抗折強度、融着点の特性を維持することができ、铸型の造型時にお いて煙の発生が抑制され、且つ、铸型強度を維持したシェルモールド用榭脂組成物 、及びこれを用いたレジンコーテッドサンドを提供することができるという効果を奏する
発明を実施するための最良の形態
[0017] 〔シェルモールド用榭脂組成物〕
本発明によるシェルモールド用榭脂組成物は、フエノール榭脂及び芳香族縮合リン 酸エステルを含む。
[0018] (フエノール榭脂）
本発明によるシェルモールド用榭脂組成物におけるフエノール榭脂は、铸鉄、铸鋼 、アルミニウムなどのシェルモールド铸造用の主型及び中子（以下、铸型という）の製 造に用いられる RCSの結合剤として用いられる。フエノール榭脂を製造するときの材 料のうち、フエノール類としては、フエノール、クレゾール、キシレノール、カテコール 等が用いられ、アルデヒド類としてはパラホルムアルデヒド、ホルマリン等が使用され る。
[0019] フエノール榭脂としては、ノボラック型フエノール榭脂、レゾール型フエノール榭脂及 びそれらの混合物、溶融物が挙げられる。ノボラック型のフエノール榭脂としては、フ ェノール類とアルデヒド類のモル比（アルデヒド類 Zフエノール類、以下同様）を 1未 満として酸触媒で合成した時に得られるノボラック型榭脂や、酢酸金属塩触媒を使用 したノ、ィオルソ型のノボラック型榭脂及びアルキル変性のフエノール榭脂等が挙げら れる。
[0020] また、レゾール型のフエノール榭脂としては、フエノール類とアルデヒド類のモル比 を 1以上としてアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸ィ匕物を触媒にしたときのレゾー ル型フエノール榭脂、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸ィ匕物を触媒とアンモ- ァ又はアミン類を併用して得られるレゾール型フエノール榭脂が使用できる。
[0021] 上記ノボラック型フエノール榭脂とレゾール型フエノール榭脂を併用して、 RCSを製 造することも可能である。また、フエノール榭脂としてノボラック型フエノール榭脂とレ ゾール型フエノール樹脂の混融物を使用することもできる。ノボラック型フエノール榭 脂とレゾール型フエノール榭脂とを併用又は混融して用いる場合、両者の割合は特 に制限はないが、レゾール型フエノール榭脂 100重量部に対して、ノボラック型フエノ 一ル榭脂を、 0を超えて 100重量部以下配合するのが好ましぐより好ましくは 40〜7 0重量部である。ノボラック型フ ノール榭脂が 100重量部を超えると硬化速度が遅く なる傾向にある。
[0022] (芳香族縮合リン酸エステル）
本発明によるシェルモールド用榭脂組成物は、芳香族縮合リン酸エステルを含む。 この芳香族縮合リン酸エステルは、铸込み後の铸型の崩壊性を改善する崩壊剤とし て、非常に有効である。芳香族縮合リン酸エステルの配合量は、フエノール榭脂 100 重量部に対して、 3〜30重量部が好ましぐより好ましく 8〜15重量部である。芳香族 縮合リン酸エステルの配合量が 3重量部未満であると崩壊性の効果が小さくなる。一 方、芳香族縮合リン酸エステルの配合量が 30重量部を超えると榭脂の軟ィ匕点が著し く低下し、 RCSを製造したときに融着点が低下してブロッキングの要因になるうえ、铸 型強度が低くなり硬化速度も遅くなる傾向にある。
[0023] 本発明における芳香族縮合リン酸エステルとしては、例えば、次の（I)式で示すィ匕 合物が使用できる。
[0024] [化 1]
Figure imgf000006_0001
(式中、 R1は、水素原子又は炭素数 1〜8のアルキル基を示し、全ての R1が同一でも 異なっていても良い。 R2は、 2価の芳香族基を有する炭素数 6〜20の有機基を示す o )
[0025] ここで、 R1は、水素原子又は炭素数 1〜8のアルキル基を示し、全ての R1が同一で も異なって!/ヽても良ぐ水素原子と炭素数 1〜8のアルキル基が混合されて ヽても良 い。また、炭素数の異なるアルキル基が混合されていても良い。好ましい R1は、水素 原子又はメチル基力 なり、さらに好ましい R1としては、上記 (I)式で 1つのフエ-ル 基にメチル基を 0〜2個ずつ置換したィ匕合物である。
[0026] R2は、 2価の芳香族基を有する炭素数 6〜20の有機基を示す。 2価の芳香族基を 有する有機基とは、主鎖骨格に置換又は非置換のフエ-レン基、ビフヱ二レン基、ナ フチレン基等の芳香族基を有する有機基であれば良い。また、 R2は、塩素原子や臭 素原子等のハロゲン原子を含んでいても良い。好ましい R2としては、下記 (II)式で表 されるようなビフヱ-レンアルキレン基ゃフヱ-レン基などが含まれる。
[0027] [化 2]
Figure imgf000006_0002
[0028] より具体的には、芳香族縮合リン酸エステルとして、 CR- 741 ( aージフエノキシホ スホリノレ一 ω—フエノキシポリ（η= 1〜3) [ォキシ一 1, 4—フエ二レンイソプロピリデン - 1, 4—フエ-レンォキシ（フエノキシホスホリル）]を主成分とする）、 CR—733S (フ 工-レンビス（フエ-ルクレゾールホスフエノート））、 CR— 747 (2, 2—ビス {4— [ビス ( (モノ又はジ)メチルフエノキシ）ホスホリルォキシ]フエ-ル}プロパン）、 ΡΧ— 200 (1 , 3—フエ-レンビス（ジキシレニル)ホスフェート）（いずれも大八化学工業株式会社 製の商品名）等を単独で又はこれらの 2種以上の混合物、混融物等が挙げられる。
[0029] 本発明による芳香族縮合リン酸エステルは、 RCSを製造する時の耐火性粒状材料 である砂の選択では、新砂 100%又は再生砂 100%、又は新砂と再生砂の混合系 でも良好な崩壊効果を示す。
[0030] (その他の添加成分）
本発明で使用されるフ ノール榭脂中には、本発明の本質的な効果を阻害しない 範囲で、必要で応じ、当業界において常用されている滑剤及びシランカップリング剤 などを添加してもよい。滑剤は、铸型強度の向上、耐ブロッキング'性の向上をもたら すため好ましい。滑剤としては、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスォレ イン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、ォキシステアリン酸アマイド、ステ アリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ォレイン酸アマイド、メチロールアマイド、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、力 ルナバワックス等が使用できる。
[0031] 滑剤の添加量は、フエノール榭脂 100重量部に対して、 0. 3〜5重量部使用するこ とが望ましい。 0. 3重量部未満では強度向上、耐ブロッキング性の効果が小さぐ 5 重量部を超えると硬化速度が遅くなり、砂粒間の接着力を阻害するので好ましくない 。滑剤を配合する方法は、特に限定しないが、 150°C以上の温度において添加する ことが望ましい。また、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 ことが好ましい。また、滑剤はシェルモールド用榭脂を製造した後、粘結剤と砂とを混 練して RCSを製造する際に添加することもできる。
[0032] シランカップリング剤は、通常、砂とシェルモールド用榭脂との接着力を大きくする ために添加されるものである。本発明によるシェルモールド用榭脂組成物に配合しう る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 グ剤が好ましい。アミノシランカップリング剤としては、 N— β (アミノエチル） γ ァ ミノプロピルトリメトキシシラン、 N— j8 (アミノエチル） γ—ァミノプロピルメチルジメト キシシラン、 γ—ァミノプロピルトリエトキシシラン等が用いられる。シランカップリング 剤の配合量は、特に限定されないが、フエノール榭脂 100重量部に対して 0. 05〜5 重量部使用することが望ましい。 0. 05重量部未満ではカップリング剤による強度向 上の効果が小さぐ 5重量部を超えるとフエノール榭脂にブロッキングの危険性があり 、好ましくない。
[0033] 〔レジンコーテッドサンド (RCS)〕
本発明によるレジンコーテッドサンドは、铸型用骨材である耐火性粒状材料と上記 シェルモールド用榭脂組成物とから製造される。ここで、耐火性粒状材料としては、 石英質を主成分とする珪砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、ムライト砂、合成 ムライト砂、マグネシア及びこれらの回収砂、再生砂等が挙げられる。本発明におい ては、新砂、回収砂、再生砂、あるいはこれらの混合砂など、特に限定することなく種 々の耐火性粒状材料を使用することができる。また、耐火性粒状材料の粒度分布及 び粒径は、铸造に耐えうる耐火性と、铸型形成に好適であれば、特に制限なく選択 できる。
[0034] RCSは、所定の温度に加熱された耐火性粒状材料を例えばミキサーに投入し、上 述したシェルモールド用榭脂組成物を耐火性粒状材料に溶融被覆させた後、混練 すること〖こよって製造することができる。一例として、耐火性粒状材料を例えば 130〜 160°Cに加熱し、加熱された耐火性粒状材料と上記シェルモールド用榭脂組成物と を混練した後、硬化剤として例えばへキサメチレンテトラミンを含む水溶液を添加して 耐火性粒状材料の塊が崩れるまで混練する。さら〖こ、滑剤として例えばステアリン酸 カルシウムを投入、分散させて RCSを得る。
[0035] 以下、実施例に基づき、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下 の実施例により限定されるものではない。
実施例
[0036] (実施例 1) 攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、 a—ジフエノキシ ホスホリノレ一 ω—フエノキシポリ（η= 1〜3) [ォキシ一 1, 4—フエ二レンイソプロピリデ ン一 1 , 4—フエ-レンォキシ (フエノキシホスホリル) ]を主成分として含む芳香族縮合 リン酸エステル (商品名： CR— 741、大八化学工業株式会社製)を 109. 5g加えて、 ノボラック型フエノール榭脂 882gを得た。
[0037] (実施例 2)
実施例 1の芳香族縮合リン酸エステル (商品名： CR—741、大八化学工業株式会 社製)の配合量を 27. 4gとした以外は実施例 1と同様にして、ノボラック型フエノール 榭脂 826gを得た。
[0038] (実施例 3)
実施例 1の芳香族縮合リン酸エステル (商品名： CR—741、大八化学工業株式会 社製)の配合量を 274gとした以外は実施例 1と同様にして、ノボラック型フエノール榭 脂 996gを得た。
[0039] (実施例 4)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、芳香族縮合リン 酸エステルであるフエ-レンビス（フエ-ルクレゾールホスフエノート）（商品名： CR— 7
33S、大八化学工業株式会社製)を 109. 5gカ卩えて、ノボラック型フエノール榭脂 88 2gを得た。
[0040] (実施例 5)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、芳香族縮合リン 酸エステルである 2, 2 ビス {4 [ビス（（モノ又はジ)メチルフエノキシ）ホスホリルォ キシ]フエ-ル}プロパン (商品名： CR— 747、大八化学工業株式会社製)を 109. 5 g加えて、ノボラック型フエノール榭脂 882gを得た。
[0041] (実施例 6)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、芳香族縮合リン 酸エステルである 1, 3 フエ-レンビス（ジキシレニル）ホスフェート（商品名 PX— 20 0、大八化学工業株式会社製)を 109. 5g加えて、ノボラック型フエノール榭脂 882g を得た。
[0042] (比較例 1)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、リン酸エステルで あるトリフエ-ルホスフェート (商品名 TPP、大八化学工業株式会社製)を 109. 5gカロ えて、ノボラック型フエノール榭脂 882gを得た。
[0043] (比較例 2)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、リン酸エステルで あるジブチルヒドロキシメチルホスフェート（商品名： CR— 707、大八化学工業株式 会社製)を 109. 5g加えて、ノボラック型フエノール榭脂 882gを得た。
[0044] (比較例 3)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、次いで、リン酸エステルで ある 2—ェチルへキシルジフエニルホスフェート（商品名： # 41、大八化学工業株式 会社製)を 109. 5g加えて、ノボラック型フエノール榭脂 882gを得た。
[0045] (比較例 4)
攪拌器、還流冷却器、温度計を備えた四つ口フラスコにフエノール (三井ィ匕学株式 会社製） 873g、 92%パラホルム（フオルモル社製） 125g、 37%ホルマリン（日本ィ匕成 株式会社製) 171g及びシユウ酸 (三菱ガス化学株式会社製) 0. 55gを配合し、攪拌 しながら油浴上で加熱、還流温度で反応液が乳化するまで反応を行った。その後、 減圧下で濃縮を行い、軟ィ匕点が 90°Cになったら終点とし、ノボラック型フエノール榭 脂 773gを得た。
[0046] (榭脂被覆砂 (RCS)の製造）
150°Cに加熱した新砂 (オーストラリア産の天然砂、商品名：フリーマントル） 10kg に、上記実施例 1〜6及び比較例 1〜4で得られた各ノボラック型フエノール榭脂 150 gをスピードミキサーで 45秒間混練した後、 15%のへキサメチレンテトラミン水溶液 ( 長春人造榭脂社製） 142gを添加し、砂が崩れるまで混練し、更にステアリン酸カルシ ゥム（日本油脂株式会社製） 10gを添加して 20秒間混合後、ミキサー力も排出して R CSを得た。
[0047] 得られた RCSの使用砂はフリーマントル、榭脂添加量は 1. 5% (対砂重量)である 。下記に示した RCSの特性を評価し、測定結果を表 1に示した。 [0048] 抗折強度の測定は、 JIS K 6910 (フ ノール榭脂試験方法）に準じて行った。す なわち、焼成した RCSの試験片を両端で支持し、その中央部に上部から集中荷重を 加えたときの最大曲げ応力を抗折強度 (kgZcm2)とした。試験片の造型条件は、金 型温度 250°C、 60秒焼成である。
[0049] 融着点の測定は、 JACT試験法 C 1 (融着点試験法）により行った。すなわち、温 度勾配をもたせた金属棒の上に、測定しょうとする RCSを手早く散布し、 60秒後に 上記金属棒から 10cm離れた位置に、案内棒に沿って移動する口径 1. Ommのノズ ルを、空気圧 0. IMPaで低温部から高温部に向けて往復 1回動かして金属棒上の R CSを吹き飛ばす。吹き飛ばされた RCSと吹き飛ばされなかった RCSの境界線の温 度を 1°Cまで読み取ることにより、融着点 (°C)を求めた。
[0050] また、発煙の有無は、造型時に目視判定した。
崩壊率 (崩壊性）は、常温での抗折強度と、 400°C、 15分加熱処理後の抗折強度 の差から算出した (下記式参照)。
[0051] [数 1] 崩壊率 (常温での抗折強度 [kg/cm2¾- (400°C，15分処理後の抗折強度 [kg/cm2 ]) , QQ
ί常温での抗折強度 [kg/cm2])
[0052] [表 1]
Figure imgf000013_0001
結果から明らかな通り、実施例 1〜6では芳香族縮合リン酸エステルを添加 することにより、他の特性は同等で発煙が少な 、シェルモールド用榭脂組成物の提 供が可能となった。これに対して、比較例 1〜3では発煙が多ぐ比較例 4では発煙は 少な 、が崩壊性が劣って!/、るため、シェルモールド用榭脂組成物としては 、ずれも 不十分な特性であった。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物は、芳香族縮合リン酸ェ ステル系を崩壊剤として使用することにより、崩壊性、抗折強度、融着点の特性を維 持することができ、铸型の造型時において煙の発生が抑制され、且つ、铸型強度を 維持している。従って、本発明によるシェルモールド用榭脂組成物は、レジンコーテ ッドサンドに有用であり、特に、アルミニウム铸物の製造等に適している。

Claims

請求の範囲
[1] フエノール榭脂及び芳香族縮合リン酸エステルを含むことを特徴とするシェルモー ルド用榭脂組成物。
[2] 前記フエノール榭脂 100重量部に対して、前記芳香族縮合リン酸エステルを 3〜3
0重量部含むことを特徴とする請求項 1に記載のシェルモールド用榭脂組成物。
[3] 前記フエノール榭脂は、ノボラック型フエノール榭脂と、レゾール型フエノール榭脂と を含むことを特徴とする請求項 1に記載のシェルモールド用榭脂組成物。
[4] 前記レゾール型フエノール榭脂 100重量部に対して、前記ノボラック型フエノール 榭脂を 0を超えて 100重量部以下含むことを特徴とする請求項 3に記載のシェルモー ルド用榭脂組成物。
[5] 前記芳香族縮合リン酸エステルは、次の（I)式で示す化合物であることを特徴とす る請求項 1に記載のシェルモールド用榭脂組成物。
[化 1]
Figure imgf000015_0001
(式中、 R1は、水素原子又は炭素数 1〜8のアルキル基を示し、全ての R1が同一でも 異なっていても良い。 R2は、 2価の芳香族基を有する炭素数 6〜20の有機基を示す o )
[6] さらに、滑剤を含むことを特徴とする請求項 1に記載のシェルモールド用榭脂組成 物。
[7] さらに、シランカップリング剤を含むことを特徴とする請求項 1に記載のシェルモー ルド用榭脂組成物。
[8] 請求項 1から請求項 7のうち、いずれか 1項に記載のシェルモールド用榭脂組成物 を用いて得られることを特徴とするレジンコーテッドサンド。
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