JPS6258809B2 - - Google Patents

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JPS6258809B2
JPS6258809B2 JP15935183A JP15935183A JPS6258809B2 JP S6258809 B2 JPS6258809 B2 JP S6258809B2 JP 15935183 A JP15935183 A JP 15935183A JP 15935183 A JP15935183 A JP 15935183A JP S6258809 B2 JPS6258809 B2 JP S6258809B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
sand
coated
resol type
thermosetting
Prior art date
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Expired
Application number
JP15935183A
Other languages
English (en)
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JPS6049829A (ja
Inventor
Masae Kuroda
Takeshi Sumi
Yukio Yoshimura
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B22C1/2233Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B22C1/2273Polyurethanes; Polyisocyanates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

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
の製造方法に関するものであり、特に主にアルミ
ニウム鋳物、合金鋳物など比較的鋳込温度の低い
鋳物の製造に用いられる鋳込み後の鋳型の崩壊性
を著しく改良した加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂お
よびその製造方法に関するものである。 一般に加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂に用いられ
る被覆用粘結剤はフエノールとホルムアルデヒド
を酸性又はアルカリ性で反応して得られる樹脂で
あるが、これらのフエノール樹脂を用いるシエル
モールド法をアルミ鋳物のような鋳込み温度の低
い鋳物用砂型に適用した場合には鋳型の崩壊性が
悪く500℃位の高温で6〜12時間の加熱処理が必
要で、鋳込み後の砂落し作業に非常に大きな費用
と労力が必要となつている。そこで鋳型の崩壊性
を改良するためにフエノール樹脂にハロゲン化合
物やリン化合物を添加する方法が提案されている
が未だ十分な崩壊性が得られていない。特に最近
は、エネルギーの節減が叫ばれており加熱処理を
低減するかつ現行のシエルモールド法と同等の作
業のできる加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂が強く要
望されている。 本発明者は、鋳込み後加熱処理を低減し容易に
崩壊し、かつ現行のシエルモールド法と同等の作
業のできる加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂を鋭意検
討した結果鋳物用砂にブロツクイソシネート化合
物とレゾール型フエノール樹脂を含有する組成物
を被覆した樹脂被覆砂を使用することにより鋳込
み後の崩壊性が著しく改善され、かつ現行のシエ
ルモールド法と同等の作業(砂の流動性、硬化速
度)ができることを見い出した。 すなわち本発明によれば上記からなる加熱硬化
型鋳物用樹脂被覆砂を150℃〜350℃に加熱された
金型に充填させると、ブロツクイソシアネート化
合物のブロツク剤が解離し、発生するイソシアネ
ート化合物とレゾール型フエノール樹脂のメチロ
ール基及び水酸基等が反応しウレタン結合により
鋳型が強固になり抜型可能な強度に達する。又鋳
型の崩壊性が著しく向上する。これは鋳型の形成
にウレタン結合を用いているためと思われる。 本発明に用いる組成物のブロツクイソシアネー
ト化合物としてはポリイソシアネート化合物とイ
ソシアネートブロツク剤との付加反応生成物が用
いられる。ポリイソシアネート化合物としては従
来公知のイソシアネート基を2個以上有するイソ
シアネート化合物のいずれも使用することがで
き、又、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、プロピレングリコール、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、ポリエーテル
ポリオール類などの活性水素化合物などを反応さ
せた末端イソシアネート基含有化合物なども用い
られる。 イソシアネートブロツク剤としては、従来より
用いられているものはいずれも使用することがで
き、フエノール、クレゾール、キシレノールノニ
ルフエノール等のフエノール類、t−ブチルアル
コール等の第3級アルコール類、アセチルアセト
ン、マロン酸ジエステルなどの活性メチレン化合
物、メチルアニリン、ジフエニルアミンなどの芳
香族アミン類、フタル酸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、重
亜硫酸塩類、ホウ酸類などがある。本発明に用い
るブロツクイソシアネート化合物は、上記イソシ
アネート化合物とイソシアネートブロツク化剤と
を従来公知の方法により反応させて得られる。 又本発明に用いるレゾール型フエノール樹脂と
しては砂の乾燥性保持のためビスフエノール類を
用いたレゾール樹脂が好ましく更に常温で固形の
ものが好ましい。レゾール型フエノール樹脂とし
ては、メチロール基をもつたフエノール樹脂であ
ればいずれでも使用することができ又レゾール型
フエノール樹脂の合成についても特に限定しない
がフエノール、クレゾール、ビスフエノールA、
ビスフエノールS、ビスフエノールF等のフエノ
ール類とホルムアルデヒドをNaOH、Ba
(OH)2、アンモニア、トリメチルアミン等の合成
触媒を用いて反応させ従来公知の方法により得ら
れる。レゾール型ビスフエノール樹脂としては、
ビスフエノールA、ビスフエノールS、ビスフエ
ノールF等のビスフエノール類とホルムアルデヒ
ドをNaOH、Ba(OH)2アンモニア、トリメチル
アミン等の触媒を用いて反応させることにより得
られる樹脂が用いられる。 レゾール型ビスフエノール樹脂としてビスフエ
ノールA1モルに対してホルムアルデヒドは1.5〜
4.0モルを反応させて得られる樹脂が好ましく用
いられる。ホルムアルデヒドが1.5モル未満であ
るとメチロール基が少なくなり硬化速度が遅くな
り、又ホルムアルデヒドが4.0モルを越えると砂
型の加熱硬化時にホルムアルデヒド臭が強くなり
好ましくない。 本発明の鋳物用樹脂被覆砂は90〜180℃に加熱
された鋳物用砂に固形あるいは溶液のブロツクイ
ソシアネート化合物と固型あるいは溶液のレゾー
ル型フエノール樹脂を撹拌混合せしめ、この混合
工程中に必要に応じ溶媒を蒸発せしめることによ
り得られる。鋳物砂の温度が180℃を越えるとブ
ロツクイソシアネート化合物の解離が始まり鋳物
用樹脂被覆砂のライフが短かくなるばかりでなく
砂型の強度も低下し好ましくない。又温度が90℃
未満の温度、樹脂の被覆が不十分となつたり溶媒
の蒸発が不十分となり、鋳物用樹脂被覆砂の融着
点が低くなりブロツキングを起こすので好ましく
ない。 又、用いるブロツクイソシアネート化合物とレ
ゾール型フエノール樹脂の配合割合(重量比)は
95:5から5:95の範囲で用いられ好ましくは
85:15から30:70の範囲で用いられる。 ブロツクイソシアネートが多すぎると硬化が遅
くなり又、レゾール型フエノール樹脂が多すぎる
と砂型の崩壊性が悪くなる。 又、鋳物用樹脂被覆砂を製造する際にブロツク
イソシアネート化合物とレゾール型フエノール樹
脂の混合方法は特に限定するものでなく砂と撹拌
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用砂としては通常鋳物用
に使用しているものはいずれでもよくジルコン
砂、オリビン砂も使用できる。 砂と混合し被覆する組成物中のブロツクイソシ
アネート化合物とレゾール型フエノール樹脂の合
計量は鋳物用砂に対して7.0醵0.3重量%であり好
ましくは3.0〜0.5重量%である。添加する樹脂合
計量が7%を越えると鋳物製造時のガス欠陥の原
因となるだけでなく価格も高くなりよくない。又
0.3%未満であると砂型の強度が低くなり実用に
耐えない。 又、本発明で得られた鋳物用樹脂被覆砂に従来
公知のブロツクイソシアネート化合物の解離触媒
のいずれも使用できジブチルチンジラウレート、
塩化第2スズナフテン酸コバルト等を添加しても
よく触媒の添加量は樹脂固形分に対し0.01〜1.0
重量%である。 又鋳物用樹脂被覆砂に流動性を良好にするため
にシエルモールド法で用いられているステアリン
酸カルシウムのような滑剤を添加してもよく、滑
剤の添加量は鋳物用砂に対して0.05〜0.2重量%
である。 以下本発明の実施例を示す。 実施例 1 (レゾール型フエノール樹脂の合成) 還流冷却器を備えつけた4つ口フラスコにビス
フエノールA2280g37%ホルマリン1620gを投入
し20%NaOH水溶液40gを添加し還流温度で2時
間反応させた後脱水濃縮を行ない固状樹脂が得ら
れた。 (鋳物用樹脂被覆砂の製造法) 混練機に160℃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(日本ポリウレタン
社製、フエノールでマスクされたイソシアネート
化合物、軟化点約100℃)120gと上記で得られた
レゾール型フエノール樹脂40gを加えて砂が崩壊
するまで撹拌混合する。その後ステアリン酸カル
シウム8gを加え更に20秒間混合し鋳物用樹脂被
覆砂が得られた。 砂型特性を表−1に示す。 実施例 2 混練機に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
からなる溶液と実施例1で得られたレゾール型フ
エノール樹脂100gとアセトン60gからなる溶液
を加えて砂が崩壊するまで撹拌混合する。その後
ステアリン酸カルシウム8gを加え更に20秒間混
合し、鋳物用樹脂被覆砂が得られた。 砂型特性を表−1に示す。 実施例 3 混練機に160℃に加熱したフラタリー珪砂8Kg
にクレランクロスリンキングエイジエントUT
(住友バイエルウレタン社製、ε−カプロラクタ
ムでマスクされたイソシアネート化合物、軟化点
約100℃)100gを加えて40秒撹拌混合した後実施
例1で得られたレゾール型フエノール樹脂60gと
メタノール30gからなる溶液を加えて砂が崩壊す
るまで撹拌混合する。その後ステアリン酸カルシ
ウム8gを加え更に20秒間混合し鋳物用樹脂被覆
砂が得られた。砂型特性を表−1に示す。 実施例 4 ジブチルチンジラウレート1.6gを添加した以
外は実施例3と同様にて鋳物用樹脂被覆砂が得ら
れた。砂型特性を表−1に示す。 比較例 1 (ノボラツク型フエノール樹脂の製造) 還流冷却器を備えつけた4つ口フラスコにフエ
ノール1880g37%ホルマリン244g、80%パラホ
ルムアルデヒド488gを投入しシユウ酸4gを添
加し還流温度で3時間反応させた後脱水濃縮を行
ない固状樹脂が得られた。 (鋳物用樹脂被覆砂の製造) 混練機に160℃に加熱したフラタリー珪砂8Kg
に上記で得られたノボラツク型フエノール樹脂
160gを加えて、40秒間撹拌混合した後ヘキサメ
チレンテトラミン24gと水80gからなる溶液を加
えて砂が崩壊するまで撹拌混合する。その後ステ
アリン酸カルシウム8gを加え更に20秒間混合し
鋳物用樹脂被覆砂が得られた。砂型特性を表−1
に示す。 比較例 2 混練機に160℃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と比較例1で得
られたノボラツク型フエノール樹脂60gを加えて
砂が崩壊するまで撹拌混合する。その後ステアリ
ン酸カルシウム8gを加え更に20秒間混合し、鋳
物用樹脂被覆砂が得られた。砂型特性を表−1に
示す。 比較例 3 混練機に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
からなる溶液とサンニツクスHS−207(三洋化成
工業社製、シユクローズ系ポリオール粘度約
170P/25℃)60gとアセトン30gからなる溶液
を加えて3分間混合した後ステアリン酸カルシウ
ム8gを加え更に20秒間混合し鋳物用樹脂被覆砂
が得られた。砂型特性を表−1に示す。
【表】 本発明で得られた加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂
は砂の流動性、砂型の硬化速度及び砂型の崩壊性
に優れている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋳物用砂にブロツクイソシアネート化合物と
    レゾール型フエノール樹脂を含有する組成物を被
    覆したことを特徴とする加熱硬化型鋳物用樹脂被
    覆砂。 2 レゾール型フエノール樹脂がレゾール型ビス
    フエノール樹脂であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の加熱硬化型鋳物用樹脂被覆
    砂。 3 レゾール型ビスフエノール樹脂がビスフエノ
    ールA1モルに対してホルムアルデヒド1.5〜4.0モ
    ルを反応させて得られる樹脂であることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の加熱硬化型鋳物
    用樹脂被覆砂。 4 (a)90〜180℃に加熱した鋳物用砂と(b)ブロツ
    クイソシアネート化合物と(c)レゾール型フエノー
    ル樹脂を撹拌混合することを特徴とする加熱硬化
    型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 5 ブロツクイソシアネート化合物が常温で固形
    であることを特徴とする特許請求の範囲第4項記
    載の加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 6 レゾール型フエノール樹脂が常温で固形であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂の製造方法。 7 レゾール型フエノール樹脂がレゾール型ビス
    フエノール樹脂であることを特徴とする特許請求
    の範囲第4項又は第6項記載の加熱硬化型鋳物用
    樹脂被覆砂の製造方法。 8 レゾール型ビスフエノール樹脂がビスフエノ
    ールA1モルに対してホルムアルデヒド1.5〜4.0モ
    ルを反応させて得られる樹脂であることを特徴と
    する特許請求の範囲第7項記載の加熱硬化型鋳物
    用樹脂被覆砂の製造方法。
JP15935183A 1983-08-31 1983-08-31 加熱硬化型鋳物用樹脂被覆砂およびその製造方法 Granted JPS6049829A (ja)

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