JPH04339536A - シェルモールド用フェノール樹脂 - Google Patents
シェルモールド用フェノール樹脂Info
- Publication number
- JPH04339536A JPH04339536A JP10745891A JP10745891A JPH04339536A JP H04339536 A JPH04339536 A JP H04339536A JP 10745891 A JP10745891 A JP 10745891A JP 10745891 A JP10745891 A JP 10745891A JP H04339536 A JPH04339536 A JP H04339536A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- phenol
- acid
- reaction
- shell mold
- Prior art date
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シェルモールド用樹脂
に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明
は鋳込み温度が比較的低いアルミニウム、およびその合
金、或はマグネシウム合金などのためのシェルモールド
形成に適した、すなわち鋳込み後の鋳型崩壊性を著しく
向上させたシェルモールド用フェノール樹脂に関するも
のである。
に関するものである。更に詳しく述べるならば、本発明
は鋳込み温度が比較的低いアルミニウム、およびその合
金、或はマグネシウム合金などのためのシェルモールド
形成に適した、すなわち鋳込み後の鋳型崩壊性を著しく
向上させたシェルモールド用フェノール樹脂に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】シェルモールド形成用に用いられている
樹脂材料としては、一般的にフェノールとホルムアルデ
ヒドとを酸性またはアルカリ性で反応せしめて得られた
樹脂があるが、これらの樹脂材料はアルミニウムのよう
な比較的低融点金属の鋳込みには適さない。これは、こ
れらの金属の注湯温度が低いために、従来の樹脂材料を
用いて形成された鋳型が崩壊性を示さず、従って、成形
後に再加熱して砂落し作業を要し、このためコストが高
くなるという問題点があるためである。
樹脂材料としては、一般的にフェノールとホルムアルデ
ヒドとを酸性またはアルカリ性で反応せしめて得られた
樹脂があるが、これらの樹脂材料はアルミニウムのよう
な比較的低融点金属の鋳込みには適さない。これは、こ
れらの金属の注湯温度が低いために、従来の樹脂材料を
用いて形成された鋳型が崩壊性を示さず、従って、成形
後に再加熱して砂落し作業を要し、このためコストが高
くなるという問題点があるためである。
【０００３】この問題点を解決するために、ノボラック
樹脂にシクロペンタジエン系油や２価フェノールを共存
させる方法、酸化剤を添加する方法、炭素や有機酸のア
ルカリ塩を添加する方法等が様々に試みられているが、
いまだ満足できる結果が得られていない。
樹脂にシクロペンタジエン系油や２価フェノールを共存
させる方法、酸化剤を添加する方法、炭素や有機酸のア
ルカリ塩を添加する方法等が様々に試みられているが、
いまだ満足できる結果が得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳込み後に
加熱などの操作を必要とせず、機械的衝撃だけで砂落し
作業が可能なシェルモールド用フェノール樹脂を提供し
ようとするものである。
加熱などの操作を必要とせず、機械的衝撃だけで砂落し
作業が可能なシェルモールド用フェノール樹脂を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点解決のために鋭意研究をかさねた結果、セルロース系
物質を含む木質系原料とフェノール化合物との、酸触媒
の存在下における溶解反応生成物が、フェノールとホル
マリンから調製される通常のノボラック樹脂よりも低い
熱分解温度を示すことを見出し、本発明を完成した。
点解決のために鋭意研究をかさねた結果、セルロース系
物質を含む木質系原料とフェノール化合物との、酸触媒
の存在下における溶解反応生成物が、フェノールとホル
マリンから調製される通常のノボラック樹脂よりも低い
熱分解温度を示すことを見出し、本発明を完成した。
【０００６】本発明のシェルモールド用フェノール樹脂
は、本質系原料と、フェノール化合物との、酸触媒の存
在下における溶解反応生成物を主成分として含むもので
ある。このような本発明のシェルモールド用フェノール
樹脂は、アルミニウム、マグネシウム、およびそれらの
合金のような比較的低い融点を有する金属材料の鋳造の
ためのシェルモールド用樹脂として、好適なものである
。
は、本質系原料と、フェノール化合物との、酸触媒の存
在下における溶解反応生成物を主成分として含むもので
ある。このような本発明のシェルモールド用フェノール
樹脂は、アルミニウム、マグネシウム、およびそれらの
合金のような比較的低い融点を有する金属材料の鋳造の
ためのシェルモールド用樹脂として、好適なものである
。
【０００７】
【作用】以下本発明を詳細に説明する。本発明のフェノ
ール樹脂調製のための原料としては、パルプ、木材繊維
、紙、古紙、木粉、チップ、単板くず、セルロース、バ
ガス、モミガラ、麦わら、等のリグノセルロース類およ
びセルロース類を主成分とする木質系物質と、以下の化
合物群から選ばれたフェノール化合物を用いることがで
きる。
ール樹脂調製のための原料としては、パルプ、木材繊維
、紙、古紙、木粉、チップ、単板くず、セルロース、バ
ガス、モミガラ、麦わら、等のリグノセルロース類およ
びセルロース類を主成分とする木質系物質と、以下の化
合物群から選ばれたフェノール化合物を用いることがで
きる。
【０００８】（１）一価フェノール化合物：例えば、フ
ェノール、ｏ−，ｍ−、およびｐ−クレゾール、３，５
−、２，３−、および２，６−キシレノール、ｏ−，ｍ
−、およびｐ−プロピルフェノール、ｏ−，ｍ−、およ
びｐ−ブチルフェノール、ｏ−，ｍ−、およびｐ−ｓｅ
ｃ −ブチルフェノール、ｏ−，ｍ−およびｐ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェノール、ヘキシルフェノール、フェニル
フェノール、オクチルフェノール、およびナフトールな
ど
ェノール、ｏ−，ｍ−、およびｐ−クレゾール、３，５
−、２，３−、および２，６−キシレノール、ｏ−，ｍ
−、およびｐ−プロピルフェノール、ｏ−，ｍ−、およ
びｐ−ブチルフェノール、ｏ−，ｍ−、およびｐ−ｓｅ
ｃ −ブチルフェノール、ｏ−，ｍ−およびｐ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェノール、ヘキシルフェノール、フェニル
フェノール、オクチルフェノール、およびナフトールな
ど
【０００９】（２）二価フェノール化合物：例えばカ
テコール、レゾルシノール、キノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＢおよびビスフェノールＦなど
テコール、レゾルシノール、キノール、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＢおよびビスフェノールＦなど
【０
０１０】（３）三価フェノール化合物：例えばピロガロ
ール、クロログリシン、トリヒドロベンゼン、および浸
食子酸。
０１０】（３）三価フェノール化合物：例えばピロガロ
ール、クロログリシン、トリヒドロベンゼン、および浸
食子酸。
【００１１】本発明方法に用いられる溶解反応用酸触媒
は、下記の化合物群から選ばれた少なくとも一員からな
るものであることが好ましい。
は、下記の化合物群から選ばれた少なくとも一員からな
るものであることが好ましい。
【００１２】（１）無機（鉱）酸：例えば塩酸、硫酸、
リン酸および臭化水素など
リン酸および臭化水素など
【００１３】（２）有機酸
（イ）カルボン酸：ギ酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸、お
よび安息香酸など （ロ）有機スルホン酸：例えばフェノールスルホン酸お
よびｐ−トルエンスルホン酸など （ハ）有機スルフィン酸：例えばフェノールスルフィン
酸 （ニ）その他：例えば尿酸
よび安息香酸など （ロ）有機スルホン酸：例えばフェノールスルホン酸お
よびｐ−トルエンスルホン酸など （ハ）有機スルフィン酸：例えばフェノールスルフィン
酸 （ニ）その他：例えば尿酸
【００１４】（３）ルイス酸：例えば四塩化チタン、塩
化アルミニウムなど、
化アルミニウムなど、
【００１５】溶解反応用酸触媒は、一般に、本質系原料
の重量に対し、０．１〜２０％の割合で用いられること
が好ましい。
の重量に対し、０．１〜２０％の割合で用いられること
が好ましい。
【００１６】本発明のフェノール樹脂は、上記木質系物
質と、フェノール化合物とを、０．１：１〜０．５：１
の割合で混合し、これを酸触媒の存在下で溶解反応させ
、必要により濃縮操作により生成水および未反応フェノ
ールを留出させることによって調製される。
質と、フェノール化合物とを、０．１：１〜０．５：１
の割合で混合し、これを酸触媒の存在下で溶解反応させ
、必要により濃縮操作により生成水および未反応フェノ
ールを留出させることによって調製される。
【００１７】上記溶解反応において、その溶解温度に格
別の限定はなく、使用される木質系物質の種類およびそ
の濃度、フェノール化合物の種類、並びに反応圧力など
に応じて適宜設定することができる。一般に常圧溶解の
場合、溶解温度は、 １００〜２００ ℃であることが
好ましく、加圧溶解の場合、溶解温度は ２００〜３０
０ ℃であることが好ましい。
別の限定はなく、使用される木質系物質の種類およびそ
の濃度、フェノール化合物の種類、並びに反応圧力など
に応じて適宜設定することができる。一般に常圧溶解の
場合、溶解温度は、 １００〜２００ ℃であることが
好ましく、加圧溶解の場合、溶解温度は ２００〜３０
０ ℃であることが好ましい。
【００１８】溶解反応は、反応系を攪拌下に、一般には
、１〜１０時間、好ましくは２〜５時間上記濃度に加熱
することによって行われる。
、１〜１０時間、好ましくは２〜５時間上記濃度に加熱
することによって行われる。
【００１９】本発明のシェルモールド用フェノール樹脂
は、従来のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂と同様に
、ケイ砂粒子の表面を被覆することが出来る。この被覆
処理の標準的条件において、あらかじめ １５０℃に加
熱したケイ砂を高速混合機に投入し、本発明のフェノー
ル樹脂を３％（重量）混合し、６０秒間攪拌した後、こ
れにヘキサミンの水溶液（ヘキサミン添加量：２０％対
樹脂）を加え、攪拌処理後、ケイ砂重量に対して０．１
％のステアリン酸カルシウムを添加し、冷却した後、ふ
るい分けすれば本発明の樹脂により被覆されたケイ砂が
得られる。
は、従来のフェノール−ホルムアルデヒド樹脂と同様に
、ケイ砂粒子の表面を被覆することが出来る。この被覆
処理の標準的条件において、あらかじめ １５０℃に加
熱したケイ砂を高速混合機に投入し、本発明のフェノー
ル樹脂を３％（重量）混合し、６０秒間攪拌した後、こ
れにヘキサミンの水溶液（ヘキサミン添加量：２０％対
樹脂）を加え、攪拌処理後、ケイ砂重量に対して０．１
％のステアリン酸カルシウムを添加し、冷却した後、ふ
るい分けすれば本発明の樹脂により被覆されたケイ砂が
得られる。
【００２０】
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明のフェノール
樹脂の調製と樹脂被覆ケイ砂の性状を示す。
樹脂の調製と樹脂被覆ケイ砂の性状を示す。
【００２１】実施例１．
未脱墨新聞古紙８．４ｋｇと、フェノール３４ｋｇとを
、硫酸０．２５ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を開
始し、３０分後に攪拌を開始し、同時に、古紙が持ち込
んだ水および反応生成水を系外に留出しながら、内部温
度を １６０℃として溶解反応を６時間継続した。溶液
中の残硫酸量は０．１６ｋｇであった。つぎに、この反
応液に水酸化バリウム０．２７ｋｇを添加してこれを中
和した後、未反応フェノールおよび残存生成水を減圧留
出した。未反応フェノール含有率が５％になったとき工
程を前記減圧留出（濃縮）終了し、得られたフェノール
樹脂を反応釜より排出し、これを冷却粉砕してシェルモ
ールド用樹脂を得た。
、硫酸０．２５ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を開
始し、３０分後に攪拌を開始し、同時に、古紙が持ち込
んだ水および反応生成水を系外に留出しながら、内部温
度を １６０℃として溶解反応を６時間継続した。溶液
中の残硫酸量は０．１６ｋｇであった。つぎに、この反
応液に水酸化バリウム０．２７ｋｇを添加してこれを中
和した後、未反応フェノールおよび残存生成水を減圧留
出した。未反応フェノール含有率が５％になったとき工
程を前記減圧留出（濃縮）終了し、得られたフェノール
樹脂を反応釜より排出し、これを冷却粉砕してシェルモ
ールド用樹脂を得た。
【００２２】このフェノール樹脂を用いてシェルモール
ド用被覆砂を下記のようにして調製した。すなわち、あ
らかじめ １５０℃に加熱されたケイ砂を、高速混合機
に投入し、ケイ砂重量に対し３％の供試フェノール樹脂
を混合し、この混合物を上記温度において６０分間攪拌
し、これに供試フェノール樹脂重量に対し２０％のヘキ
サミン水溶液を混合し、攪拌処理を施し、次にケイ砂重
量に対し０．１％のステアリン酸カルシウムを添加し、
冷却し、ふるい分けを行って所望粒度のフェノール樹脂
被覆砂を得た。
ド用被覆砂を下記のようにして調製した。すなわち、あ
らかじめ １５０℃に加熱されたケイ砂を、高速混合機
に投入し、ケイ砂重量に対し３％の供試フェノール樹脂
を混合し、この混合物を上記温度において６０分間攪拌
し、これに供試フェノール樹脂重量に対し２０％のヘキ
サミン水溶液を混合し、攪拌処理を施し、次にケイ砂重
量に対し０．１％のステアリン酸カルシウムを添加し、
冷却し、ふるい分けを行って所望粒度のフェノール樹脂
被覆砂を得た。
【００２３】その融着点、曲げ強度、および崩壊率を測
定した。その結果を表１に示す。樹脂の融着点および曲
げ強度は、ＪＩＳ Ｋ６９１０ により測定した。
定した。その結果を表１に示す。樹脂の融着点および曲
げ強度は、ＪＩＳ Ｋ６９１０ により測定した。
【００２４】また、崩壊率は、樹脂被覆砂を ２５０℃
で加熱し、形成した３０ｍｍφ×１００ ｍｍの試験片
を、窒素雰囲気中 ４５０℃の電気炉内に設置し、１時
間保持後取り出して、９メッシュのロータップふるい分
け試験機で３分間振とうし、パスした砂の重量の全重量
に対する％をもって崩壊率を表わした。
で加熱し、形成した３０ｍｍφ×１００ ｍｍの試験片
を、窒素雰囲気中 ４５０℃の電気炉内に設置し、１時
間保持後取り出して、９メッシュのロータップふるい分
け試験機で３分間振とうし、パスした砂の重量の全重量
に対する％をもって崩壊率を表わした。
【００２５】実施例２．
未脱墨新聞古紙８．４ｋｇと、フェノール３４ｋｇとを
、塩酸０．８５ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を開
始し、３０分後に攪拌を開始し、同時に、古紙が持ち込
んだ水および反応生成水を系外に留出しながら、内部温
度を １６０℃として溶解・反応を６時間継続した。溶
液中の残塩酸量は０．３９ｋｇであった。つぎに、この
反応液に水酸化カルシウム０．３９ｋｇを添加して中和
し、次に反応液から、未反応フェノールおよび残存生成
水を減圧留出した。未反応フェノール含有率が５％にな
ったとき、前記減圧留出（濃縮）を終了し、得られる樹
脂を反応釜より排出して冷却粉砕し、シェルモールド用
樹脂を得た。その性能を表１に示す。
、塩酸０．８５ｋｇとともに反応釜に投入し、昇温を開
始し、３０分後に攪拌を開始し、同時に、古紙が持ち込
んだ水および反応生成水を系外に留出しながら、内部温
度を １６０℃として溶解・反応を６時間継続した。溶
液中の残塩酸量は０．３９ｋｇであった。つぎに、この
反応液に水酸化カルシウム０．３９ｋｇを添加して中和
し、次に反応液から、未反応フェノールおよび残存生成
水を減圧留出した。未反応フェノール含有率が５％にな
ったとき、前記減圧留出（濃縮）を終了し、得られる樹
脂を反応釜より排出して冷却粉砕し、シェルモールド用
樹脂を得た。その性能を表１に示す。
【００２６】比較例１．
フェノール１０ｋｇと、３７％ホルマリン７．３ｋｇと
を、シュウ酸０．１ｋｇとともに反応器に仕込み、３時
間還流下で反応させた後、反応液を、 １２０℃、 １
５０ｍｍＨｇで減圧濃縮し、軟化点８５℃のシェルモー
ルド用ノボラック樹脂を調製した。その性能を表１に示
す。
を、シュウ酸０．１ｋｇとともに反応器に仕込み、３時
間還流下で反応させた後、反応液を、 １２０℃、 １
５０ｍｍＨｇで減圧濃縮し、軟化点８５℃のシェルモー
ルド用ノボラック樹脂を調製した。その性能を表１に示
す。
【表１】
【００２７】表１に示されているように、比較例−１に
比べ、実施例１および２の被覆砂は、ともに崩壊性が優
れていることが明らかである。
比べ、実施例１および２の被覆砂は、ともに崩壊性が優
れていることが明らかである。
【００２８】
【発明の効果】本発明によるシェルモールド用フェノー
ル樹脂は、例えば ４５０℃程度の鋳込み温度の鋳込み
に対しても鋳込み後の崩壊性が優れており、工業的利用
価値の極めて高いものである。
ル樹脂は、例えば ４５０℃程度の鋳込み温度の鋳込み
に対しても鋳込み後の崩壊性が優れており、工業的利用
価値の極めて高いものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 木質系原料と、フェノール化合物との
、酸触媒の存在下における溶解反応生成物を主成分とし
て含むシェルモールド用フェノール樹脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10745891A JPH04339536A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | シェルモールド用フェノール樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10745891A JPH04339536A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | シェルモールド用フェノール樹脂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339536A true JPH04339536A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14459687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10745891A Pending JPH04339536A (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | シェルモールド用フェノール樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04339536A (ja) |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP10745891A patent/JPH04339536A/ja active Pending
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