JPS6049829A - 加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびそのＭ遣方
法に関するものであ、０１特に王にアルミニウム＠物、
合金鋳物など比較的鋳込温度の低い鋳物のＭ這に用いら
れる鋳込み俊の鋳型の崩壊性を著しく改良しπ力り熱硬
化型鈎物用樹脂被積砂およびそのＭ遣方法に関丁ゐもの
である〇 一般に力ｐ熱硬化型鋳物用伺脂被後砂に用いられる被傷
用粘Ｍ剤はフェノールとホルムアルデヒドを酸性又はア
ルカリ注で反応して倚らＩ″Ｌ／）樹脂であるが、これ
らの７エノール倒脂を用いるシェルモールド法をアルミ
＃ｉ物のような鋳込与渦度の低い鋳物用砂型Ｖｃ通用し
た揚台には鋳型の崩壊性が忌（５００℃位の高温で６〜
１２時間の加熱処理が必袈で、駒込−９−俊の砂洛し作
条に非常に大きな費用とガカか必要となっている０そこ
で鋳型の崩壊性を改良するｋめにフェノール位１腫にハ
ロゲン化合物やリン化会物を添７ＪＩ］′Ｔる刀ＦＡが
提業されているが禾だ十分な崩壊性が得られていない。

荷に最近は、エネルギーの節減が叫ばれてνり力０熱処
理を低減するかつ現行のシェルモールド法と同等の作条
のでさる加熱製化型餉物用柄脂仮慌砂が強く☆望でれて
いる。

本発明者に、鋳込み俊加熱処理を低減し容易に崩壊し、
かつ現行のシェルモールド法と同等の作条ので＠ゐ加熱
硬化型に物用樹脂被懺砂を鋭意検討した結来繭物用砂に
プロノクイソシ坏−ト化合物とレゾール型フェノール樹
脂を貧有する組厄物葡破援した南脂僅彼砂を使用するこ
とによりνｄ込み彼の崩壊性が著しく改善烙扛、かつ現
行のシェルモールド法と同等のｒμ莱（砂のｌｉｔ動性
、映化逮度）がでさることｔ児い出し２−０ 丁なわち不発明によれば上記からな４１７Ｊｌｌ熱硬化
型鋳智用樹脂板核砂を１５０℃〜５５０℃に力口熱さ牡
た金型に光填させると、ブロックイソシアネート化合物
のブロックｒｏｌｌが踏＾（トし、発生するインシアネ
ート化合物とレゾール型フェノール樹脂のメチロール基
及びボ識基等が反応しウレタン結合によＶ鋳型７５’強
固にｌり抜型可能な強度ＶＣ達する。又鋳型の崩壊性が
著しく向上丁ゐ０これは鋳型の形成にウレタン結付を用
いているｌｃめと思われる。

本発明に用いる組成物のブロックイソシアネート化合物
としてはポリインシアネート化合物とインシアネートブ
ロック沖］との付加反応生成物が用いられる。ポリイン
シアネート化合物としては従来公知のインシアネートｓ
を２個以上有するインシアネート化合物のいずｎも使用
することかでさ、父、これらのポリイソシアネート化合
物とエチレングリコール、グロビレングリコール、トリ
メナロールプロパン、グリセリン、ポリエーテルポリオ
ール類なとの油性水系化合物などを反工６芒ぜに禾ＲＭ
インシアネート丞含有化合物なども用いらｎる。

インシアイ・−トプロソク刑としては、従来より用いら
れているものにいす社も使用丁ゐことができ、フェノー
ル、クレゾール、キシレノールノニルフェノール等のフ
ェノールｆｆｉ、ｔ　−フテルアルコール等の第５級ア
ルコール類、アセチルアセトン、マロン敲ジエステルな
どの曲性メチレン化合物、メチルアニリン、ジンエニル
アミンなどの芳香族アミン類、フタル岐イミドなどのイ
ミド類、ε−カプロラクタムなどのラクタム類、エチレ
ンイミンなどのイミン類、尿素類、オキシム類、血亜硫
戚塩須、ホウ眼知ｌどがあゐ。本発明に用いるブロック
インシアネート化合物は、上記インシアネート化合物と
１ソシアネートブロツク化剤とを従来公知の方法によＶ
反応源ぜて倚らｎる。

又不発明に用いるレゾール型フェノール樹脂としては砂
の乾悪性保持のためビスフェノール類を用いたレゾール
樹脂が好ましく史に常温で固形のものが好逢しい０レゾ
ール型フエノール樹脂としては、メチロール基τもった
フェノール樹脂であ扛はいずれでも使用することができ
又レゾール型フェノール切刃行の台底についても特に限
足しないがフェノール、クレゾール、ビスンエノールＡ
、ビスンエノ・−ルＳ１　ビスフェノールＦ等のフェノ
ール耕とホルムアルデヒドをＮａＯＨ，Ｂａ（ＯＨ）ユ
、アンモニア、トリメチルアミン等の合成触媒を用いて
反応式せ従来公知の方法により得ら扛る。レゾール型ビ
ス２エノールツ１［１脂としては、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＳ１　ビスフェノールＦ等のビスフェノ
ールーとホルムアルデヒドをＮａＯＨ，Ｂａ（ＯＨ）、
アンモニア、トリ、メチルアミン等のｊ咄媒を用いて反
応式−＋！：／）ことにより得られる樹脂が用いられる
。

レゾール型ビスフェノール樹廁としてビスフェノールＡ
１モルに対してホルムアルデヒドは１．５〜４．０モル
を反応式ぜて得られる樹脂が好１しく用いられる。ホル
ムアルデヒド７！ｉＸ１．５モル未満であるとメチロー
ル基が少な（なＶ峻化速題が遅ぐなり、又ホルムアルデ
ヒドが４．０モルを越えると砂型の力ｌ熱級化時にホル
ムアルデヒド某力柿薫（ｌり好１しくない。

不発明の鋳物用樹脂被し砂は９０〜１８０℃に刀１熱ち
れた餉−川砂に固形βるいに浴数のブロックインシアネ
ート化合物と同型あるいは酊液のレゾール型フェノール
樹脂葡撹拌混合せしめ、この混合工程中に必☆に応じ電
媒を蒸発せしめることにより侍られ／）ｏ副物妙の協度
が１８０°Ｃヶ越えるとブロックイソシアネート化合物
の解離が始１９り）物用伺崩扱穏砂のラインが短かぐな
ゐばカリで７ｘ、（砂型り強度も低下し好１しくない。

又濃度が９０℃禾満の場８、樹脂の被徐が不十分となっ
たり浴媒の蒸発が不十分となり、錆物用側呟４−１ｔＬ
挺砂の融府点が低くｌクブロッキングτ赳こ丁ので好壕
しくない０又、用いるブロックイソシアネート化合物と
レゾール型フェノール樹脂の配合側合（里毎比）は９５
：５刀・ら５：９５の範囲で用いられ好壕しくは８５：
１５から５０　：　７０のイ（１囲で用いられる０ ブロックインシアイードが多丁きると硬化が遅＜［ｖＸ
ｓ　レゾール型ンヱノールｋｉ脂が多丁ぎゐと砂長の崩
駅性が）嶽（ｌる０ 又、駒物用側１１ｔｆ仮後砂二表這丁ゐ医Ｖコブｐツク
インシアネート化合物とレゾール型フェノール樹脂の混
合方法に特に限尾するものでなく砂と攪拌混合する前に
両成分を予め混合していても又混合時に別々に投入して
もよい。

又本発明で用いる鋳物川砂としては通常鋳物用に使用し
ているものはいず牡でもよくジルコン砂、オリピン砂も
使用でさる。

砂と混合し僅史する岨ｇ物中のブロックイソシアネート
化合物とレゾールにフェノール樹脂の合計量に鋳物川砂
に対して乙Ｏｂ・よ０．６瓜胤％であジ好筐しくに６．
０〜０．５虚■％である。添加する樹脂合計量が７％を
越え心と鋳物峡矩時のガス欠陥の原因となるだけでなく
１１ｉＩ］格も尚（なりよくない。又０脂５％未満であ
ると砂型の張度か低（な９実用に耐えない。

又１本発明で得られ′ｆＣ鋳物用側脂樹脂砂に従来公知
のブロックイソシアネート化合物の解罰触媒のいずれも
使用できジグテルテンジ２ウレート、埴化第２スズナフ
テン醒コバルト等を添加してもよく触媒の姫加重は樹脂
向形分に対し０．０１〜１．０基食％でめる。

又鋳物用樹脂被租砂ＶｃＭｔ　ｊＪ＃性を良好にするπ
めにシェルモールド法で用いらｎているステアリン酸カ
ルシウムのよりな滑合ＩＪ　ｋ　’Ｍ≦加してもよ（滑
剤の添加量はｆｉｋｉ物用砂に用砂て０．０５〜ａｚｉ
童％である。

以下不発明の実施例を示す０ 実施例１ （レゾール型フェノール樹脂の合成） 還流冷２４′ｌ器を備えつけた４つロフラスコにビスフ
ェノールＡ２２８０ｇ６７％ホルマリン１６２０ｇ？Ｌ
−投入し２０％Ｎａ０）ｉ　水Ｍ？Ｊｊ　４０　ｇ　ｋ
添加し還流温度で２時間反応させた故脱水娘鰯を行ない
向状何脂か得られた０ （鋳物用樹脂被榎砂の製造法） 混練慎に１６０°Ｃにカロ熱したフラタリー珪砂８ｋｇ
にコロネートＡＰステーフ゛ル（日本ポリウレタン社製
、フェノールでマスクＧｔ’ｌＪｃインシアネート化合
物、軟化点豹１００℃）１２０ｇと上記で得られたレゾ
ール型フェノール位（１１ｉｉ４０ｇを加えて砂が崩洩
する葦で攪拌混合する０その１没ステアリン敵方ルンウ
ム８ｇを力Ｉ］え更に２０秒間混合し鋳物用４ｇ（脂板
憶砂が得られた。

砂型曲性を表−１に示す。

実施例２ 混線機に１１０℃に加熱した７ラタリー珪砂８１（にコ
ロネートＡＰステーブル１００ｇとアセトン６０ｇ１−
らなゐ浴液と実施例１で侍らｔたレゾール弗フェノール
樹脂１００ｇとアセト／６０ｇからなる浴液’ｃｌＪＤ
χて砂が崩敲丁ゐ筐で撹拌混合する。その佼ステアリン
版カルシウム８ｇを加え更に２０秒向ｍ’８’　Ｌ％鋳
物用例胆被覆砂が得られた。

砂仰特住を表−１に示す。

実施例５ 混線機に１６０℃に加熱したフラタリー珪砂８ｋｇにタ
レランクロスリンキングエイジェントＵＴ（住友バイエ
ルウレタン社製、ε−カグロラクタムでマスクされたイ
ンシアネート化会吻、軟化黙約１００℃）１００ｇ’ｆ
加えて４０＄撹拌混合した俊＃、糸例１で得られたレゾ
ール型フェ／　−ル樹脂６　［１ｇとメタノール３［］
ｇカラ７にる溶液を加えて砂が崩象丁／：Ｄまで攪拌混
合する。

その俊ステアリン酸カルシウム８ｇ全加え更に２０秒１
ｂ」混合し餉９勿用側絹扱憶砂が狗られた。

砂型％住を表−１Ｖｃ示す。

実施例４ ジブチルチンジラウレート１．６　ｇ　ｋ’ｌＡＦ、加
した以外１′：［実施例６とＩＯＪ様にてシシ物用樹脂
被槓砂が得られた。砂型物件ケ表−１に示す。

比較ｆ０１ （ノボラック型フェノール４す（脂の製這）還流冷却器
？Ｉ：勺ｊＩｊえつ？′ｆた４つロフラスコに７工ノー
ル１８８０ｇ５’７％ホルマリン２４４　ｇ。

８０％パラホルムアルデヒド４８８　ｇｅ投入しシュウ
散４ｇ全６≦加し遠流渦襄で６時間反応させ′ｆｃ俊脱
水凝縮を行ない固状イν＋Ｉ１１が得られた。

（餉物用樹脂被株砂の製送） 混線様に１６０℃に加熱し７ｔフラタリ一珪伜８ｋｇに
上記で得られたノボラック型フェノール樹脂１６０ｇを
加えて、４０秒間攪拌混合した後へキサメテレンテト２
ミン２４ｇと水８０ｇからなる溶液を加えて砂が崩壊す
る葦で撹拌混会丁ゐ０その後ステアリン酸カルシウム８
ｇｋ加え史に２０秒間混合し鋳物用脩脂扱柑砂がイθら
れた。砂型８作を表−１ｔｃ示す。

比較ｆ！１２ 混線機に１６０℃に加熱したフンタリー珪砂ｓｋｇＫ＝
＋口＄−トＡＰ、ｚ、テーブル１ｏｏｇと比較例１で得
られにノボラック型フェノールイ的脂６０ｇ盆加えて砂
が崩壊丁／）まで撹拌混合丁６０その後ステアリン岐カ
ルシウム８ｇを加え更に２０秒間混混合、鋳物用街脂被
価砂が得られ７ｆｔ□砂型物性を表−１に示す。

比較例５ 混ａ磯［１１０℃に加熱したフラタリー珪砂８ｋｇにコ
ロネートＡＰステーブル１００ｇとアセトン６０ｇから
なる浴液とサンエックスＨ５−２０７（三洋化底工菓社
製、シュクローズ糸ポリオール粘度約１７０Ｐ／２５℃
）６’Ｏｇとアセトン５０ｇ２７・らなる溶液をガロえ
て６分間混合し１ｃ俵ステアリン取カルシウム８ｇｔ加
え更［２０秒間混混合鋳物用樹脂被覆砂が得られｋＯ砂
型特性を表−１に示す０ − レ １で ［ｔ ７ ＊１　曲げ強度　：　ＪＩＳ−に６９１０法にて測定＊
２　１ｉ＃看点　：　ＪＡＣＴ法にて測だ＊６　砂型崩
壊率：２５０℃に加熱し’ｒｃｓｏφＸ５Ｑｍｍｌ（の
金型ｖｃ＠物用・１１１（１ｊｉ被後砂を入れ４００℃
篭気炉中で３分間硬化させテストビースン作敢丁ゐ０無
酸索状態に憔った５００℃に力０熱した金型に耐大し５
００℃炉中で２０分ｊｈＪら６成し／ζ依放冷する０こ
のテストヒースを２８メツシユの２ルーＶＣのせロータ
ップフルイ振とり機を用いて１分間振とうしその減少片
から次式により崩壊率をめた。

＊４　ベンド　：測定温度にセットした平板金型７０Ｘ
１４０圃１上に匡＝コ型金型内寸５０　Ｘ　１２Ｑｍｍ
尚式５　ｎ１ｎｌを匝＠駒譲り用樹脂伏榎砂を元凋した
ものを炉諦５５Ｑ’Ｃ内に４Ｑ秒放置しその匈とジ出し
１０ｅ候に支点間距罰１００耶の待共土ＶＣ直き５００
ｇ何Ｎτη達Ｊｙｃときのたわみ指荀測定した。

低温で７ｔわみ営の少ないものはず便化が速いこと忙意
味する。

不発明でイｂらＩ′Ｌｒｃ　力り熱硬化型餉物用樹脂被
６砂に砂の流動性、砂型の硬化迎就及び砂型の崩壊性に
俊ｎている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鈎物用砂にブロックイソシアネート化合物とレゾー
   ル型フェノール＃お旨を含有丁ゐ組成物を被覆したこと
   を％倣とする加熱硬化型鋳物用側脂伎榎砂。 ２、　レゾール型フェノール倒脂がレゾール型ビスフェ
   ノール樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲量１
   項記載のカロ熱硬化型飼物用倒脂被餉砂。 ３、　レソ°−ル型ビスフェノール何８ａがビスフェノ
   ールＡ１モルに対してホルムアルデヒド１゜５〜４．０
   モルを反応させて侍られる樹脂であゐことを特徴とする
   特許請求の軛囲第２項Ｍｅ載の力り熱硬化型鋳物用イｒ
   Ｒ脂破機砂。 ４、　ω９０〜１８０　℃に刀旧鴇しに鋳９勿用砂とｂ
   ）ブロックイソシアネート化合物とＣ）レゾール型フェ
   ノール衝脂を位拌混合丁ゐこと′５を特徴と丁ゐ加熱硬
   化型鋳物用４１７（脂被α砂の製造方法０ ５、ブロックインシアイ・−ト化合物か當渦で１形であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の力ｌ熱
   硬化型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 ６、　レゾール型フェノール樹１１ｆｌｆが常温で固形
   であることを特徴とする籍＃’ｇ＋￥求の範囲第４項記
   載の加熱硬化Ｍ駒物用イ匈廁被核砂の製造方ｆｆ：０ ７、　レゾール型フェノール樹脂かレゾール型ビスフェ
   ノール４ｉｔｌ力旨であることを特徴とする特許請求の
   範囲第４．！Ａ又は第６項記載の力ロ熱硬化型鋳物用街
   Ｂ’？Ｉ被根砂の製造方法。 ８、　レゾール型ビスフェノール樹脂がビスフェノール
   Ａ１モルに対してホルムアルデヒド１゜５〜４．０モル
   を反応させて倚られゐ樹脂であることを特徴とする特許
   請求の範門第７項Ｂ己載の加熱硬化型鋳物用街脂被榎砂
   の製造方法。