JPS63227652A - フエノ−ル樹脂結合剤 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、速硬化性のノボラック型フェノール樹脂結合
剤に関するものであり、さらに詳しくは鋳型、フェルト
、砥石、摩擦材等における珪砂、繊維、砥粒のような有
機、無機の基材を結合させるための速硬化性のノボラッ
ク型フェノール樹脂結合剤に間するものである。

［従来の技術］ 従来ノボラック型フェノール樹脂（以下ノボラック樹脂
という）の硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミン
、パラホルムアルデヒドやトリオキサンなどのホルムア
ルデヒド源が用いられており、一般的にはへキサメチレ
ンテトラミン（以下へキサという）が広く用いられてい
る。

ノボラック樹脂にヘキサを配合して得られる組成物は硬
化時間は短く十分満足できるものであるが、さらに作業
能力を向上させるために一層硬化時間を短縮することが
当業界で強く望まれている。硬化時間を短縮させて速硬
化性のノボラック樹脂結合剤を得ようとする試みが従来
からいろいろなされている。

例えばノボラック樹脂とへキサとの反応においては、フ
ェノール性水酸基に対してオルソ−オルソ位に結合した
メチレン橋を数多く有する、いわゆるパイオルソノボラ
ック樹脂の硬化速度が速いことを利用した速硬化性ノボ
ラック樹脂結合剤を得る方法（特公昭５３−３５５９６
号、特開昭５４−１２７９９７号、特開昭５９−８０４
１８号）が知られている。

他の方法としてノボラック樹脂およびヘキサにサリチル
酸などの芳香族カルボン酸を添加する方法（特公昭３６
−２０５８９号、特公昭６０−３１３４０号）、ノボラ
ック樹脂に対して０．５〜５重量％の脂肪族飽和ジカル
ボン酸を添加する方法（特開昭５３−１２４１１８号）
、またノボラック樹脂に対して約１ないし約５重量％の
尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素などの尿素化合物
を添加する方法（特公昭５３−２６５６２号）が知られ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来知られている硬化時間を短かくする方法で
は、ノボラック樹脂の硬化時間を短縮することができる
ものの、他の問題点が生ずるのを避けることができない
。

たとえば、パイオルツノホラツク樹脂の場合、合成方法
のコントロールが難しく、ゲル化の危険性又は、安定し
た品質のノボラック樹脂が得難いうえ、収率が悪くコス
ト面においても問題がある。

一方カルボン酸や尿素化合物を添加する場合、硬化時間
の短縮の効果は小さく、また一般にはノボラック樹脂に
対して、２ない１７３重量％の添加が必要であ兆。その
ために、ノボラック樹脂の軟化点が大巾に低下し、フェ
ルトや砥石、摩擦材などに使用される粉体のノボラック
樹脂の場合、樹脂のブロックを起す原因となり、製品不
良を起したり、ひいては使用できなくなるという問題が
ある。またシェルモールド用砂粒に用いられる場合は、
樹脂のみならず樹脂被覆砂粒もブロックを起したり、砂
粒の流動性の低下からくる鋳型の砂づまり不良を起すと
いう問題が生ずる。またカルボン酸の場合、樹脂の軟化
点を低下させるだけでなく、刺激臭を発生させ作業環境
を悪くするという問題も生ずる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者は硬化時間が従来の速硬化性のノボラック樹脂
結合剤にも増して著しく短縮され、しかも上記の問題点
の生じないノボラック樹脂結合剤を開発すべく鋭意研究
を重ねてきた。その結果ノボラック樹脂に特定の有機酸
とアンモニウム塩を組み合せることにより、所期の目的
を達成することを見い出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明はフェノール類１モルに対して、ホルム
アルデヒド類０．５０〜０．９５モルを酸性触媒の下で
縮合反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂と
安息香酸、サチリル酸、アジピン酸、コハク酸およびフ
タル酸から選ばれる有機酸および硝酸アンモニウム、硫
酸アンモニウム、塩化アンモニウムおよび安息香酸アン
モニウムから選ばれるアンモニウム塩とからなることを
特徴とするフェノール樹脂結合剤である。本発明で用い
られるノボラック型フェノール樹脂の原料として使用さ
れるフェノール類はフェノール、クレゾール、キシレノ
ール、ジオキシベンゼン、ビスフェノールＡなどを単独
または混合して用いられる。

ホルムアルデヒド類としては、ホルマリン、パラホルム
アルデヒドなどが用いられる。

酸性の触媒は塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸または酢
酸、しゅう酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸の
単独または混合物が用いられる。

次に本発明のフェノール樹脂結合剤は、例えば次のよう
に製造される。

フェノール１モルに対して、３７％ホルマリンを０．５
〜０．９５モルを酸性触媒（塩酸またはシュウ酸が好ま
しい。）の下で所定時間還流状態で縮合反応させる。そ
の後減圧下濃縮脱水を１５０〜１９０℃程度まで行い、
ノボラック樹脂を得る。このノボラック樹脂に有機酸お
よびアンモニウム塩を溶解させて必要に応じて粉体状ま
たは粒状に処理して速硬化性のフェノール樹脂結合剤を
得る。

有機酸およびアンモニウム塩の添加量は使用する条件に
より一概に限定されないが、通常フェノール樹脂１００
重量部に対して０．１〜３．０重量部、好ましくは０．
２〜１．５重量部が最適である。また有機酸およびアン
モニウム塩の添加方法は、上記のようにノボラック樹脂
中に樹脂合成時において均一に溶解又は分散させること
が最も好ましいが、これに限定されるものではなく粉砕
時や使用時に添加することもできる。

本発明のフェノール樹脂結合剤には、上記のほかに、ス
テアリン酸、ステアリン酸塩、パラフィン、ポリエチレ
ンワックス、エチレンビスステアリン酸アミドなとの滑
剤、アミノシランやエポキシシランなどのシランカップ
リング剤など必要に応じて含有させることができる。

［作用］ 本発明のフェノール樹脂結合剤は、ノボラック樹脂に均
一に溶解または分散させた有機酸およびアンモニウム塩
が添加されている。この安息香酸やサリチル酸などの有
機酸は、ノボラック樹脂の硬化剤であるヘキサの分解を
促進し、さらに硫酸アンモニウムなどのアンモニウム塩
が同様にヘキサの分解を促進するというふたつの働きが
相乗的に作用し少ない添加量でノボラック樹脂の硬化時
間を大巾に短縮する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を示すが、木発明はこれに限定肖
れない。

［実施例１〜７、および比較例１〜７］フ工ノール１０
０重量部、３７％ホルマリン５９重量部を温度計、コン
デンサー付きの反応缶に仕込み、ざらにシュウ酸０．５
重量部を加え、シュウ酸０．５重量部を加え、還流下９
０分間縮合反応させる。次いで−６０〜−７０ｃｍＨｇ
の減圧下で脱水濃縮を１７０℃まで行い９８重量部のノ
ボラック樹脂を得る。このノボラック樹脂１００重量部
に表１に示す有機酸およびアンモニウム塩を溶解させフ
ェノール樹脂結合剤を得た。

これらのフェノール樹脂結合剤を微粉砕しゲルタイムお
よび軟化点を測定した。

結果を表１に併せて示した。なおゲルタイムはフェノー
ル樹脂１００重量部に対しヘキサを１５重量部混合し、
ＪＩＳ　　Ｋ６９１０に準拠し１５０℃の熱板上で測定
した。軟化点はＪＩＳ　　Ｋ　　−６９１０に準拠して
測定した。

つぎに、木発明の応用例を示す。

［応用例１］ 実施例１．４．６および比較例２．６のフェノール樹脂
結合剤を用い以下の方法によりシェルモールド用樹脂被
覆砂粒（以下ＲＣ３という）を得、それらの特性を測定
した。結果を表２に示す。

ＲＣ３は、スピードミキサー（遠州鉄工製、Ｎ５Ｃ−２
型）に１６０℃に加熱したフーカ砂８ｋｇを投入し、上
記フェノール樹脂結合剤を１６０℃加えて３０秒間混練
し、次いで水１２０ｇ中にヘキサ２４ｇを溶解した水溶
液を加え、砂粒が崩壊するまで攪拌したのち、ステアリ
ン酸カルシウムを８ｇ加えさらに２０秒間攪拌し、排砂
してＲＣ３を得た。

（以下余白） （応用例２） 実施例２．５．７および比較例４．７のフェノール樹脂
結合剤を１００部に対して、ヘキサ１５部とステアリン
酸カルシウム０．５部を粗粉砕しながら混合し、さらに
微粉砕し平均粒径８μｍの微粉末としてフェルト用結合
剤を得た。

以上で得られたフェルト用結合剤２５部と綿繊維１００
部を反毛機で混合し、２６０ｘ２４０Ｘ８０　（ｍｍ）
、重量４５〜５０ｇのフリースを作り、それを厚さ１０
ｍｍまで２００℃で５分間加熱プレスし、密度０．０６
〜０．０７ｇ／ｃｍ３のフェルトを成形した。得られた
フェルトより直ちに５０×１５０　ｘ　１０　（ｍｍ）
の試験片を３枚切り出し、各試験片を支点間距離が１０
ｃｍの梁の上に乗せ、中央に１００ｇの荷重をかけ、１
０秒後のたわみ量を測定した。たわみ量が小さい程硬化
性は良い。

また上記と同様な試験片を常温まで冷却したのち、テン
シロン型引張り試験機で引張り強度を測定した。

フェルト用結合剤のブロッキング特性は、フェルト用結
合剤２５ｇを直径５０ｍｍの円筒容器に入れ１ｋｇの荷
重をかける。これを４０℃のオーブンに入れ、７２時間
後２４メツシユの篩上に取り出し、篩上に残ったフェル
ト用結合剤の重量を測定し、百分率でブロック率を表わ
した。結果を表３に示した。

表　　　３ ［発明の効果］ 本発明のフェノール樹脂結合剤は、実施例に見られるよ
うに、ゲルタイムが短かく硬化速度の速いフェノノール
樹脂結合剤である。さらにフェノール樹脂精舎剤の軟化
点の低下が少なくブロックを起しにくいフェノール樹脂
結合剤である。

また応用例の結果から明らかなように、本発明のフェノ
ール樹脂結合剤は、ＲＣ３に応用した場合、融着点が高
＜ＲＣ３のブロッキングや砂づまり不良などを起し難く
、さらに温間曲げ強度が高いため鋳型造型の生産性が向
上するという利点がある。

またフェルトに応用した場合、ブロック率が少なく、た
わみ量が少ないことから硬化性が良好であることがわか
る。

以上のように、本発明のフェノール樹脂結合剤は、従来
のものに比べ硬化時間が大幅に短縮され、さらに軟化点
の大巾な低下を起さずブロックのない優れたものである
。

特許出願人　　アイシン化工株式会社 代表者　　宮地治夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フェノール類１モルに対して、ホルムアルデヒド類０．
   ５０〜０．９５モルを酸性触媒の下で縮合反応させて得
   られるノボラック型フェノール樹脂と、安息香酸、サリ
   チル酸、アジピン酸、コハク酸およびフタル酸から選ば
   れる有機酸および硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム
   、塩化アンモニウムおよび安息香酸アンモニウムから選
   ばれるアンモニウム塩とからなることを特徴とするフェ
   ノール樹脂結合剤。