JPH09239486A - シェルモールド用樹脂被覆砂 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、従来の被覆砂よりも常態強度が高
く、注湯後の鋳型の崩壊性が優れたシェルモールド用樹
脂被覆砂を提供する。 【構成】 本発明に係るシェルモールド用樹脂被覆砂
は、フェノール類（Ｐ）とトリアジン化合物（Ｔ）との
モル比（Ｐ／Ｔ）＝４．０〜１９．０、ホルムアルデヒ
ド類（Ｆ）とフェノール類（Ｐ）及びトリアジン化合物
（Ｔ）とのモル比｛Ｆ／（Ｐ＋Ｔ）｝＝０．４５〜０．
９０の範囲で構成される混合物を、酸性触媒によりｐＨ
４．０以下で反応させて得たノボラック型フェノール・
トリアジン共縮合樹脂を砂に被覆することで製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明はシェルモールド用樹脂被
覆砂に関し、更に詳しくは常態強度が高く、注湯後の鋳
型の崩壊性を改善したシェルモールド用樹脂被覆砂に関
するものである。

【従来の技術】従来、シェルモールド用樹脂被覆砂を製
造する際使用されるフェノール樹脂としては、一般にホ
ルムアルデヒド類（Ｆ）とフェノール類（Ｐ）をモル比
（Ｆ／Ｐ）＝０．４〜０．９の割合で、酸性触媒の存在
下で反応させて得られた固形ノボラック型フェノール樹
脂を粘結剤とし、硬化剤にヘキサメチレンテトラミン
（以下ヘキサミン）を用い、これらを加熱した珪砂と混
合して樹脂被覆砂を作成し、この樹脂被覆砂を用いて鋳
型を製造する方法が広く利用されている。しかしこれら
従来のフェノール樹脂では、高強度を与えるためには樹
脂の硬化密度を高めたり、樹脂添加量を増やさねばなら
ず、必然的に耐熱性が向上する結果、注湯後における鋳
型中子が高温に処理されていない部分の崩壊性が悪く、
砂落としが非常に困難であった。ノボラック型フェノー
ル樹脂にトリアジン化合物／ホルムアルデヒド縮合樹脂
をブレンドによりあるいは珪砂との混練時に添加する等
の方法は既知となっているが、充分な強度が得られなか
ったり、また融着点が低下しブロッキングを誘発すると
いう欠点があり実用化に至っていないのが現状である。
また充分な崩壊性も得られない。

【発明が解決しようとする課題】本発明はノボラック型
フェノール・トリアジン共縮合樹脂を用いることで、注
湯後の崩壊性が優れ、しかも従来の被覆砂よりも高強度
を有するシェルモールド用フェノール樹脂被覆砂を提供
することを目的とする。

【発明の構成】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意検討を重ねた結果、シェルモールド
用フェノール樹脂の製造に際しトリアジン化合物を共縮
合させて得られる樹脂で被覆した砂を用いれば、耐熱性
の高い三次元網目構造の一部が乱れ、熱分解温度を低下
させることにより常温では高強度を保ちつつ、注湯後の
崩壊性が著しく改善されることを見いだした。本発明の
ノボラック型フェノール・トリアジン共縮合樹脂は、フ
ェノール類（Ｐ）とトリアジン化合物（Ｔ）のモル比
（Ｐ／Ｔ）＝４．０〜１９．０、ホルムアルデヒド類
（Ｆ）とフェノール（Ｐ）およびトリアジン化合物
（Ｔ）のモル比｛Ｆ／（Ｐ＋Ｔ）｝＝０．４５〜０．９
０の範囲で構成される混合物を酸性触媒によりｐＨ４．
０以下に調整し反応させることにより得られる。本発明
に使用されるフェノール類はフェノールあるいはｏ−ク
レゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール類のような
アルキルフェノール類、ビスフェノール類ならびにこれ
らフェノール類の混合物である。本発明に使用させるト
リアジン化合物としては、メラミン、アセトグアナミ
ン、ベンゾグアナミン等トリアジン環を有する化合物な
らびに、これらトリアジン化合物の混合物が挙げられ
る。本発明に使用されるホルムアルデヒド類としては、
ホルマリンまたはパラホルムアルデヒド、トリオキサ
ン、ポリオキシメチレン、テトラオキシメチレンならび
にこれらのホルムアルデヒド重合体などの混合物が挙げ
られる。本発明に使用される酸性触媒とは無機酸（硫酸
・塩酸など）、有機酸（パラトルエンスルホン酸、シュ
ウ酸など）のいずれかまたはこれらの混合物を使用する
ことができる。本発明に用いられるノボラック型フェノ
ール・トリアジン共縮合樹脂は上記原材料を用いて合成
される。まず、反応容器にフェノール類、トリアジン化
合物をそれらのモル比（Ｐ／Ｔ）＝４．０〜１９．０と
なるように仕込み、次いでこれらに対して、ホルムアル
デヒド類をモル比｛Ｆ／（Ｐ＋Ｔ）｝＝０．４５〜０．
９０になるように仕込む。ついで触媒をｐＨ４以下にな
るように添加したのち徐々に温度を上昇させ、常圧、１
００℃にて還流開始より２〜８ｈ反応し、ついで２００
℃まで昇温しながら脱水を行い、２００℃に達したとこ
ろで、真空濃縮によりさらに含有水分、未反応フェノー
ルを除去して目的の樹脂が得られる。上述の方法で得ら
れた樹脂に、内部滑剤（エチレンビスステアロアミド
等）、シランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン等）を添加する。上述の方法で得られた
樹脂は、ゲルタイムが長いものの、実施例の項に示す通
りベンド値は比較例とほぼ同等であり、作業には支障を
きたさない。ゲル状態つまり三次元の網目構造はフェノ
ール単独のものと異なることが予想される。このノボラ
ック型フェノール・トリアジン共縮合樹脂を、予め１０
０〜１８０℃に過熱した珪砂に添加、混練し、更にヘキ
サミンを水に溶解したヘキサミン水溶液を添加し、樹脂
被覆砂が崩壊するまで混練後、ステアリン酸カルシウム
やステアリン酸亜鉛等の滑剤を添加し、樹脂被覆砂を得
る。樹脂の添加量は砂に対して０．５〜６．０％、好ま
しくは１．０〜３．０％である。ヘキサミンの添加量
は、樹脂に対して５〜２５％、好ましくは１０〜２０％
である。混練は通常の方法によれば良く、また鋳物砂と
しては珪砂の他、ジルコン砂、クロマイト砂、オリビン
砂、アルミナ砂、ムライト砂等、従来技術と全く同様に
適用できる。このようにして得られた樹脂被覆砂は、高
強度を有し、注湯後の鋳型の崩壊性に優れている。

【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、
例中の部または％は特に断りのない限り、重量部であ
る。 ［実施例１］反応容器にフェノール６７８部、メラミン
１０１部、５０％ホルマリン１９２部を仕込んだ。次い
でシュウ酸２７部を仕込み、徐々に昇温して、１００℃
に達してから４時間還流反応を行った。次いで２００℃
まで昇温しながら脱水反応を行い、２００℃に達したと
ころで、１４．２Ｐａに減圧してさらに含有水分及び、
未反応フェノールを除去したのち、内部滑剤・シランカ
ップリング剤を添加し、冷却用バットに取り出し、常温
で固形のノボラック型フェノール・メラミン共縮合樹脂
４９２部を得た。このノボラック型フェノール・メラミ
ン共縮合樹脂１６０部を、予め１４０〜１５０℃に加熱
した珪砂８０００部に添加し、遠州鉄工製スピードマラ
ーで６０秒間混練し、更にヘキサミン２４部を水１２０
部に溶解したヘキサミン水溶液を添加し、樹脂被覆砂が
崩壊するまで混練した後、ステアリン酸カルシウム８部
を添加し、１０秒間混合し、樹脂被覆砂を得た。 ［実施例２］反応容器にフェノール７１５部、メラミン
５０部、５０％ホルマリン２８８部を仕込んだ。次いで
シュウ酸２９部を仕込み、徐々に昇温して、１００℃に
達してから４時間還流反応を行った。次いで２００℃ま
で昇温しながら脱水反応を行い、２００℃に達したとこ
ろで、１４．２Ｐａに減圧してさらに含有水分及び、未
反応フェノールを除去したところで、内部滑剤・シラン
カップリング剤を添加し、冷却バットに取り出し、常温
で固形のノボラック型フェノール・メラミン共縮合樹脂
６７２部を得た。このノボラック型フェノール・メラミ
ン共縮合樹脂１６０部を、実施例１と同様に混練し、樹
脂被覆砂を得た。 ［実施例３］反応容器にフェノール４４７部、ベンゾグ
アナミン２８部、５０％ホルマリン１８０部を仕込ん
だ。次いでシュウ酸１８部を仕込み、徐々に昇温して、
１００℃に達してから４時間還流反応を行った。次いで
２００℃まで昇温しながら脱水反応を行い、２００℃に
達したところで、１４．２Ｐａに減圧してさらに含有水
分及び、未反応フェノールを除去したところで、内部滑
剤・シランカップリング剤を添加し、冷却バットに取り
出し、常温で固形のノボラック型フェノール・グアナミ
ン共縮合樹脂４１６部を得た。 このノボラック型フ
ェノール・グアナミン共縮合樹脂１６０部を、実施例１
と同様に混練し、樹脂被覆砂を得た。 ［比較例１］反応容器にフェノール４００部、５０％ホ
ルマリン１７９部を仕込んだ。次いで１０％塩酸２部を
仕込み、徐々に昇温して１００℃に達してから４時間還
流反応を行った。次いで２００℃まで昇温しながら脱水
反応を行い、２００℃に達したところで、１４．２Ｐａ
に減圧してさらに含有水分及び未反応フェノールを除去
したところで、内部滑剤・シランカップリング剤を添加
し、冷却バットに取り出し、常温で固形のノボラック型
フェノール樹脂３９５部を得た。このノボラック型フェ
ノール樹脂１６０部を、実施例１と同様に混練し、樹脂
被覆砂を得た。 ［比較例２］反応容器にフェノール２６０部、ビスフェ
ノールＡ１４０部、５０％ホルマリン１０９部を仕込ん
だ。次いで１０％塩酸２部を仕込み、徐々に昇温して１
００℃に達してから４時間還流反応を行った。次いで２
００℃まで昇温しながら脱水反応を行い、２００℃に達
したところで、１４．２Ｐａに減圧してさらに含有水分
及び未反応フェノールを除去したところで、内部滑剤・
シランカップリング剤を添加し、冷却バットに取り出
し、常温で固形のノボラック型フェノール樹脂３３８部
を得た。このノボラック型フェノール樹脂１６０部を、
実施例１と同様に混練し、樹脂被覆砂を得た。 ［比較例３］比較例１の樹脂９５に対し、メラミン５部
を溶融混合した。このノボラック型フェノール樹脂・メ
ラミン混合物１６０部を、実施例１と同様に混練し、樹
脂被覆砂を得た。

【試験例】

・樹脂試験方法 冷間抗折強度；ＪＩＳ Ｋ６９１０による。 融着点；ＪＡＣＴ試験方法Ｃ−１による。

【表１】樹脂特性

【表２】樹脂被覆砂特性

【発明の効果】本発明により得られる鋳型用ノボラック
型フェノール・トリアジン化合物共縮合樹脂を用いる
と、高強度を有し、注湯後の鋳型の崩壊性に優れたシェ
ルモールド用樹脂被覆砂を得ることができる。これによ
り、鋳型造型時の作業性に優れたシェルモールド法の鋳
型用バインダーとして幅広く利用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェノール類（Ｐ）とトリアジン環
   （Ｔ）を有する化合物（以下トリアジン化合物）のモル
   比（Ｐ／Ｔ）＝４．０〜１９．０、ホルムアルデヒド類
   （Ｆ）とフェノール類およびトリアジン化合物のモル比
   ｛Ｆ／（Ｐ＋Ｔ）｝＝０．４５〜０．９０の範囲で構成
   される混合物を酸性触媒によりｐＨ４．０以下で反応さ
   せて得たノボラック型フェノール・トリアジン共縮合樹
   脂を砂に被覆してなることを特徴とする、高強度・易崩
   壊性シェルモールド用樹脂被覆砂。