JPS6015648B2 - シエルモ−ルド用樹脂の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シェルモールド用砂粒の結合剤として使用
される樹脂を製造する方法に関するものである。

シェルモールド用砂粒の結合剤として、フェノール類と
アルデヒド類とを酸性触媒の存在下で反応させて縛られ
るノボラツク型フェノール樹脂、またはアルカリ性触媒
のもとで反応させて得られるレゾール型フェノール樹脂
が広く使用されている。

しかしながら通常のフェノール樹脂を主体とする結合剤
を用いて得られた鋳型は、注湯時の熱膨張による寸法変
化が箸るしく、製品鋳物の寸法精度が低下するという欠
点を有する。この熱膨張は、Ｓｉ０２分の多い砂粒を使
用したときにさらに顕著に現われ、寸法変化ばかりでな
く、鋳型にクラツクを発生させることもある。その理由
は、砂粒が落陽の熱を受けて加熱されたときに、５７５
つ○附近でＳｉ０２がＱ→Ｂ変態を起して急激に膨張し
、これが結合剤自体の熱膨張に重畳されることに起因す
ると考えられている。この熱晒彰張を抑制できる樹脂を
得るために、フェノール１０礎部‘こ対して５〜７礎都
のピスフェ／−ルＡ精製残笹を加えたものに触媒の存在
下でホルムアルヂヒドを作用させる方法がすでに提案さ
れている（特公昭５５−９０１１号公報）。しかしこの
変性フェノール樹脂を用いて得られた鋳型も、急熱膨張
率、曲げ強さなどの点で満足すべきものとはいえない。
この発明は、熱駒髪張率、とくに急熱膨張率がきわめて
小さい鋳型を得ることができる安価なシェルモールド用
樹脂の製造方法を提供することを目的としている。

この発明方法においては、ビスフェ／−ルＡの精製時に
創生する創生物（以下「ＳＲ酸」という）１０の重量部
に対してホルムアルデヒド７〜４０重量部を酸性または
アルカリ性触媒の存在下で反応させる。

ＳＲ酸は、硫酸または濃塩酸のような触媒の存在下でフ
ェノールとァセトンとを反応させ、この反応生成物から
ピスフェ／ールＡを精製する過程で副生した副生物で、
種々の形態のビスフェノール類、クロマン化合物、未反
応フェ／ール等を含有している。したがってこのＳＲ酸
にホルムアルデヒドを反応させることによって生成した
樹脂も、種々の形態のフェノール樹脂を主体とする多種
の化合物を含有する。そしてフェノール樹脂は、酸性触
媒が使用された場合にはノポラツク型であり、アルカリ
性触媒が使用された場合にはしゾール型である。レゾー
ル型フェノール樹脂を主体とする生成物の場合には、加
熱するだけで硬化するが、ノボラック型を主体とする場
合には、ヘキサメチレンテトラミンのような硬化剤の添
加が必要である。ＳＲ酸に対するホルムアルデヒドの配
合比は、ＳＲ酸１０の重量部に対してホルムアルデヒド
７〜４０重量部の範囲内である。

ホルムアルデヒドの使用量が７重量部以下の場合には禾
反応のフェノール成分が多く残存し、また４の重量部以
上の場合には未反応のァルデヒド成分が多く残存するこ
とになる。このようにして得られた樹脂を砂粒に被覆し
、この被覆砂粒を用いて常法にしたがって得られた鋳型
は、従来のシェルモールド用樹脂を用いて得られた鋳型
と比較して、ほぼ同等の鋳型強度を有し、そして馨るし
く小さい急熱膨夕張率を有することが実験により確認さ
れた。

実施例 １ １その三ッロフラスコに、ＳＲ酸５００夕および３７％
ホルマリン１６１夕を仕込み、７び０に加熱してからシ
ュウ酸２．１夕を添加したのち、還流温度で１１０分間
反応させ、ついでモノェタノールアミンを添加して内容
物のｐＨを３．０〜４．０に調整した。

つぎに−６０〜一６５肌Ｈｇの減圧下で濃縮脱水を行い
、内容物の温度が１８０ＣＯに達したときに減圧、加熱
を中止し、ワックス１６夕、アミノシラン１．５夕を添
加、溶解させたのち排出して冷却固化させて、融′真５
８ｑｏのノボラック型樹脂を得た。実施例 ２ １そのセパラブルフラスコに、ＳＲ酸５００夕および３
７％ホルマリン３６０夕を仕込み、４０℃に加熱してか
ら２０％ＮａＯＨ水溶性２０夕を添加し、８５〜９０℃
で４び分間メチロール化反応を行わせた。

ついで内容物を５０二０まで冷却してから２５％アンモ
ニア水５１夕を添加し、再び７０〜７５ｑｏに加熱して
８０分間反応させた。得られた生成物に、ビスフェノー
ルＳ２０‐夕、アミノシラン３夕を添加し、一６０〜一
６５狐Ｈｇの減圧下で濃縮脱水を行い、液溢が９５ｑｏ
に達したときに直ちに内容物を排出して冷却固化させ、
重量平均分子量１４８０のレゾール型樹脂を得た。この
固化した樹脂を６〜２０メッシュに破砕し、ワックス３
ｐｈｒを混合、打粉した。比較例 １ １その三ツロフラスコに、フェノール６００２、３７％
ホルマリン４１４夕を仕込み、７０℃に加熱してからシ
ュウ酸２．１夕を添加してから、還流温度で１５０分間
反応させた。

つぎに−６０〜一６５伽Ｈｇの減圧下で濃縮脱水を行い
、内容物の温度が１６０℃に達したときに減圧、加熱を
中止し、ワックス１９夕を添加、溶解させたのち排出し
て冷却固化させ、融点６ぼ０、平均分子量２４９０のノ
ボラック樹脂を得た。比較例 ２ １そのセパラブルフラスコに、フェノール５００夕、８
５％パラホルムアルデヒド３３８夕、２５％アンモニア
水７５夕を仕込み、６０〜６５ｑ０の温度で１２０分間
反応させた。

ついで−６０〜一６５伽Ｈｇの減圧下で濃縮脱水を行い
、液温が１００℃に達したときに直ちに内容物を排出し
て冷却固化させ、重量平均分子量１７３０のレゾール樹
脂を得た。これを６〜２０メッシュに破砕し、ワックス
３ｐｈｒを混合、打粉した。上記の実施例１、２および
比較例１、２で得た樹脂をそれぞれ使用して、４種の樹
脂被覆砂粒が調製された。

この調製は、スピードミキサー（達州鉄工製ＮＳＣ−２
型）に、１６０℃に加熱したフーカーサンド８ｋ９を投
入し、実施例、比較例で得た樹脂１６０夕を加えて３明
＠間健投渡練し、ついで水１２０夕を加え、砂粒が崩壊
するまで燈拝したのち、ついでステアリン酸カルシウム
８夕を加えてさらに２の砂間縄拝することによって行わ
れた。なお実施例１および比較例１で得られたノボラッ
ク樹脂が使用された場合には、蝿伴涙糠の途中で投入さ
れる水１２０タ中に溶解させた状態で、硬化剤としての
へキサメチレンテトラミン２４夕が添加された。これら
の樹脂被覆砂粒の融着点と、各砂粒を使用して得られた
鋳型の物性とを第１表に示す。

なお雛着点はＪＡＣＴ試験法Ｃ−１に、曲げ強さはＪＩ
ＳＫ一６９１０に、そして急熱膨張率はＪＡＣＴ試験法
ＳＭ−７にそれぞれもとづいて測定された。第１表第１
表の結果から駅）かなように、この発明方法によって得
られた樹脂を用いて製造された鋳型は、従釆のフェノー
ル樹脂を用いて得られた鋳型と比較して、ほぼ同等の鋳
型強度を保持しながら、急熱膨張率がきわめて小さくな
っている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ビスフエノールＡの精製時に副生する副生物１００
   重量部に対してホルムアルデヒド７〜４０重量部を配合
   し、酸性またはアルカリ性触媒の存在下で反応させるこ
   とを特徴とするシエルモールド用樹脂の製造方法。