JPS6240949A - コ−テツドサンド用樹脂組成物 - 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】 産業上の利用分野 本発明はシェルモールド法に用いられるコーテツドサン
ド用樹脂組成物に関する。

従来技術 従来、一般にシェルモールド法に用いるコーテツドサン
ド用樹脂組成物としては、フェノール類とホルムアルデ
ヒド類を触媒の存在下で反応したノボラック型フェノー
ル樹脂と硬化剤としてのへギサメヂレンテトラミンから
成る組成物が知られ、この混合物を鋳物用砂粒と混合し
てシェルモールド用レジンコーテツドサンドが作られて
いる。

しかしながら、従来のフェノール樹脂を用いたコーテツ
ドサンドより作られたシェル鋳型（Ｊ１造型時の焼成中
にヘキサメチレンテトラミンが分解してアンモニア臭を
発生し、作業環境を悪くする欠点がある。また注湯時に
おいてもヘキサメチレンテトラミンの熱分解によって発
生する窒素ガスが鋳物に悪影響を及ぼすという欠点もあ
る。

さらに、鉄のごとき高融点金属を鋳造する際フェノール
樹脂を用いたコーテッドザンドシエル鋳型を用いると、
鋳型が高温にさらされ、フェノール樹脂が熱分解し、鋳
型は崩壊する。しかしながら、アルミニウムのような低
融点の軽金属を注湯した場合、シェル鋳型の内部温度が
３００〜５００°Ｃという低温にとどまる。このため、
フェノール樹脂の熱分解が不十分となり、崩壊性が悪く
、中子を鋳物より取り出すのが著しく困難となる場合が
ある。このため、シェル中子を取り出すには、鋳物を焼
成炉でいわゆる砂焼きと称する長時間加熱をして中子を
崩壊させろ方法がとられている。このことは、エネルギ
ーの無駄と生産性の低下につながり、改良が望まれてい
る。

一方、フルフラールやフルフリルアルコールを主成分と
し、これに尿素、ホルムアルデヒド、フェノールなどを
配合し、酸触媒を用いて重合させて得られろ液状の初期
硬化物（通常、フラン樹脂と称されている）が、ポット
ボックス用等の鋳物砂川粘結剤として用いられている。

しかし、これらのフルフリルアルコールを主成分とする
樹脂は、フルフリルアルコールがモノマーかフラン環を
分子中に１つしか含まない低分子物質であるため、常温
で液体であり、鋳物用砂粒と混合しても、ウェットな状
態にとどまり、シェルモールド用のさらさらとした流動
性のよいコーテツドサンドを得ることはできない。

特公昭４０−２８４４３号公報に（ｊｌ　シェルモール
ド用粘結剤にフルフリルアルコール変性尿素ホルムアル
デヒド樹脂の初期縮合物を用いろ提案がされている。こ
の技術（」、従来のフラン樹脂が低粘度でシェルモール
ド用コーティング砂を得るには不適当であったため、そ
の粘度をあげかつ速硬性とするためウレイドとしたもの
であり、低温鋳造時における中子の崩壊性を向」−させ
る等の技術は全く示唆されていない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は従来シェルモールド用コーテヅドザンド用粘結
剤として用いられていた、フェノール系樹脂の欠点であ
るアルミニウム鋳型のごとき低温鋳造時における中子の
分解不良や、硬化剤（ヘキザメヂレンテトラミン）に起
因するアンモニウム臭ならびに熱分解によって生ずる窒
素ガスにもとづく鋳物欠陥等を生じないコーテツドサン
ド用樹脂組成物を提供する。

問題点を解決するための手段 −３〜 本発明は１分子中にフラン環を２個以」二含むフラン樹
脂を主成分とする鋳物用コーテツドサンド用樹脂組成物
に関する。

本発明に用いるフラン樹脂はフルフリルアルコールまた
はフルフリルアルコールとアルデヒド類とを酸触媒の存
在下に反応させて得られる重合度２〜ＩＯ１特に２〜４
の樹脂である。

フルフリルアルコール単独あるいはフルフリルアルコー
ルとアルデヒド類を反応させるための酸性触媒としては
、リン酸、硫酸、塩酸等の無機酸水溶液、またキシレン
スルポン酸、トルエンスルポン酸、ベンゼンスルホン酸
、蓚酸、乳酸等の有機酸を用いることもできる。反応後
、反応液を中和して未反応フルフリルアルコール、未反
応アルデヒド類、縮合水を除去するため減圧下で脱水操
作を行い、１分子中にフラン環を２個以上含むように重
合反応を進める。反応物を水で洗浄してから脱水操作を
してもよい。

また本発明において、アルデヒド類としてはホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、グリオキザ一部等を使用す
ることができる。本発明は必らずしもアルデヒド類を用
いなくても良いが、用いない場合に比べ、一般に樹脂の
反応を速く進めることができる。

本発明の樹脂成分として、フェノール類、例えばフェノ
ール、クレゾール、ビスフェノール等を一部配合しても
よいが、これらを配合すると一般に樹脂粘度は低下する
。

本発明樹脂組成物は一般に常温で固体であるが、これを
微粉砕するか、あるいは塊状のまま加熱した鋳物砂中に
投入し、ミキサーで十分攪拌することにより、鋳物砂表
面に均一に付着させる。

鋳物砂１００重量部に対し、本発明樹脂組成物０．８〜
８重量部、特に１〜５重量部を配合する。

本発明樹脂組成物には必要により、カップリング剤（例
え、ばジメトキシシラン）、滑剤（スｌテアリン酸カル
シウム）等を配合してもよい。

さらに本発明によるコーテツドサンド用樹脂組成物を用
いて、鋳物用砂粒と混合してコーテツドサンドを作製す
る方法において、滑剤として脂肪酸アマイド類、脂肪酸
カルシウム類、ワックス類を添加して流動性を改良して
もよい。これらはあらかじめ樹脂組成物に内添して用い
てもよい。また、強度改良剤としてシラン化合物を樹脂
組成物に内添するか、あるい（Ｊコ−テッドサンド作製
時に添加してもよい。

本発明をさらに効果的にならしめろ方法として、コーテ
ツドサンドを作製する場合、蓚酸、ザリチル酸、マレイ
ン酸、ホウ酸、パラトルエンスルポン酸等の常温で固形
の酸を樹脂組成物に対して０５〜１０重重％添加するこ
とにより、コーテツドサンドの焼成温度を低くしたり、
焼成時間を短くすることができる。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

夾施％ｊ＋ 四ツ目フラスコにフルフリルアルコール３００ｇ、水１
５０ｇ、反応触媒として２０％りん酸４ｇを添加して１
）Ｔ（２，０とした。徐々に温度をあげて、反応温度９
５℃で９時間反応させた。

反応後、２０％水酸化ナトリウム水溶液により反応液を
中和して１）Ｈ６，５とした。その後、減圧度−６００
ｍｍＨｇで樹脂温度り月０５℃になるまで脱水した。

次に、２００°Ｃに加熱したフラタリーザンド４ｋｇを
スピードミギザーに投入して、」二記の樹脂組成物１２
０ｇを添加し、混合物がブロッキングを始めた時にステ
アリン酸カルシウム４ｇを加えて冷却し、コーテツドサ
ンドを作製した。流動性のあるコーテツドサンドを得た
。このコーテツドサンドの抗折力を測定した。結果を表
１に示す。

また、このコーテツドサンドを用いたシェル鋳型でアル
ミニウム鋳物ＡＣ−４０を鋳込んだところ、フェノール
樹脂を用いたシェル鋳型に比べ、崩壊性が非常に良好で
あった。

実施例２ 実施例１の合成法で３７％ホルマリン８０ｇを添加する
他は実施例１を繰返した。このコーテツドサンドを用い
て抗折力を測定したところ表＝１に示す結果が得られた
。

また、このコーテツドサンドを用いたシェル鋳型でアル
ミニウム鋳物ＡＣ１Ｃを鋳込んだところ、フェノール樹
脂を用いたシェル鋳型に比べ崩壊性が非常に良好であっ
た。

実施週４一 実施例２において合成した樹脂にジメトキシノランを樹
脂に対し０．５重量％添加した。

実施例１と同様にして、」二記の樹脂を使用してコーテ
ツドサンドを作製した。

該コーテツドサンドを用いて得られた砂型の試験結果を
表−Ｉに示す。

実施例４ 実施例２において合成した樹脂にメヂレンビスステアリ
ン酸アミドを対樹脂３％添加した。

実施例１と同方法により、上記の樹脂を使用してコーテ
ツドサンドを作製した。

」二記コーテツドサンドから得られた砂型の試験結果を
表−１に示す。

実施例５ 実施例１で作製したフランコーテツドサンドに硬化促進
剤として固体酸性物質（ザリチル酸）を鋳物砂に対し０
．１重量％添加した。

表−１に実施例１〜５において作製したフランコーテツ
ドサンドを用いた砂型の試験結果を示す。

表−１ ［単　　位：　　Ｋｇ／ｃｍ’、金型保持時間６０秒］
［曲げ強さ：　　ＪＩＳ　　Ｋ６９１０により測定］発
明の効果 本発明コーテツドサンド用樹脂組成物を被覆した鋳物砂
をアルミニウム等の低温鋳造（内部温度３００〜５００
℃）用中子に用いると、鋳造後、中子は容易に崩壊して
簡単に取り除くことができる。従って、従来のフェノー
ル系樹脂のごとき高温での砂焼を必要とせず、鋳造工程
を簡略化し、時間を短縮できる。また、ヘキザメチレン
テトラミンのごとき硬化剤を必要としないため、鋳造工
程での窒素ガスの発生がなく、従って、窒素ガスにもと
づく鋳造欠陥を生じない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１分子中にフラン環を２個以上含むフラン樹脂を主
   成分とする鋳物用コーテッドサンド用樹脂組成物。 ２、フラン樹脂がフルフリルアルコールの単独重合体で
   ある第１項記載の樹脂組成物。 ３、フラン樹脂がフルフリルアルコールとアルデヒドと
   の重合体である第１項記載の樹脂組成物。 ４、１分子中にフラン環を２〜４個有する第１項記載の
   樹脂組成物。 ５、フラン樹脂を３０〜１００重量％含有する第１項記
   載の樹脂組成物。