JPS63303643A

JPS63303643A - レジンコ−テツドサンド

Info

Publication number: JPS63303643A
Application number: JP13493687A
Authority: JP
Inventors: Yukio Saeki; 佐伯　幸雄; Toshiaki Nishimura; 敏秋西村; Kazuichi Ikeda; 池田　一市
Original assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-12-12
Also published as: JPH0317578B2

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〕本発明はアルミニウムやマグネシウムのような、鉄に比
較して低融点の金属を鋳造するのに適したシェルモール
ド用レジンコーテツドサンドに関する。

〔従来技術〕

自動車の鋳造部品には、重さを軽減するために、従来の
鉄のかわりにアルミニウムやマグネシウムのような軽金
属を使う機会が増加している。これらの低融点の金属の
鋳造においては、注湯時のシェル鋳型の内部温度が３０
０〜４００℃という低温に留まるため、シェル鋳型中の
フェノール樹脂の分解が不十分となり、シェル鋳型はな
お十分な強度を保持しているので、複雑な鋳物形状では
シェル中子を能率よく取り出すことが著しく困難となる
場合がある。このような場合、鋳ぐるみされているシェ
ル中子を取り出すには、焼成炉を通して長時間加熱した
後、衝撃を与えて崩壊させる方法をとらねばならない、
このことは生産性の向上と省エネルギーに対する大きな
障害となっている。

軽合金の鋳造時にシェル鋳型中のフェノール樹脂の熱分
解を促進させる物質を、レジンコーテツドサンドの製造
時に添加、混合して鋳型の崩壊性を向上させる方法が種
々報告されている０例えば特開昭５８−７７７３８号に
は周期律表でＩａ。

Ｉｂ、Ｉｌａ、Ｉｌｂ、ｍａ、ｒＶａ、Ｖａ、Ｖｌｂ、
■ａ、■ｂ、■の各族から選ばれた元素のカルボン酸塩
の例がある。この方法によるとシェル鋳型の崩壊性及び
冷間強度が高く、鋳込み時の金型の腐食が発生しない長
所があるものの、フェノール樹脂の硬化速度が低下する
という欠点があった。

また、特公昭６０−１５４１７号には臭素化無機化合物
の例がある。この方法によるとシェル鋳型の冷間強度が
高く崩壊性もよいものの、鋳込み時に金型の腐食が発生
しやすいという欠点を有する。金型は腐食がわずかでも
発生すると、製造して得られた鋳物の鋳肌が悪化し使用
に耐えない。

〔発明の目的〕

本発明者らはシェル鋳型の造型時、フェノール樹脂の硬
化速度が早く、且つ得られた鋳型の冷間強度が高く、さ
らに軽合金の鋳造時に鋳型の崩壊性が優れ、且つ金型を
腐食させないレジンコーテツドサンドを得んとして研究
した結果、フェノール樹脂に対して、特定元素のモノカ
ルボン酸塩と、特定元素の臭化物を共存させ、かつフェ
ノール樹脂に滑剤を内含させてなるレジンコーテツドサ
ンドを用いることにより可能となることを見出し、本発
明を完成するに至ったものである。

〔発明の構成〕

本発明は、フェノール樹脂で鋳物用砂粒を被覆したレジ
ンコーテツドサンドにおいて、フェノール樹脂１００重
量部に対して、周期律表でＩａ。

Ｉｂ、Ｉｌａ、ｎｂ、Ｉ［［ａ、ＩＶａ、Ｖａ、Ｖｌｂ
、■ａ、■ｂ、■の各族の中から選ばれた元素のモノカ
ルボン酸塩を０．６〜１５重量部、及び周期律表でＩｂ
、［Ｉａ、ｎｂ、　■ａ、■ｂ、■の各族の中から選ば
れた元素の臭化物を０．３〜ｌＯ重量部を存在せしめ、
かつフェノール樹脂中に滑剤を０．３〜４重量％内合さ
せてなるレジンコーテツドサンドを要旨とするものであ
る。

本発明で使用される滑剤内含フェノール樹脂はフェノー
ル類とアルデヒド類を酸触媒の存在下で反応させ、さら
に滑剤を併用して得られた固形ノボラック型フェノール
樹脂、又はフェノール類とアルデヒド類をアルカリ触媒
の存在下で反応させ、さらに滑剤を併用し、て得られた
固−形レゾール型フェノール樹脂である。

本発明を実施するための滑剤は通常の滑剤が使用できる
が、特にエチレンビスステアリン酸アマイド５オキシス
テアリン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、メチロー
ルステアリン酸アマイド。

カルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワッ
クス、ポリエチレンワックスなどが好ましい、滑剤含有
量が０．′３〜４重量％の場合、鋳型の強度と崩壊性の
向上に特に効果がある。滑剤含有量が０．３重量％未満
の場合、鋳型の強度と崩壊性の向上効果が乏しく、また
４重量％をこえると熱間強度が低下する。また、これら
の滑剤はフェノール樹脂の製造時、反応開始前、反応中
および反応終了後のいずれのときに添加しても滑剤を内
含したフェノール樹脂が得られる。

本発明のフェノール樹脂の製造時、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
ールなどであるが、レゾルシン。

カテコール、ハイドロキノン、アニリン、尿素。

メラミン、カシューナツトシェルオイルなどを共存せし
めるたちのも使用できる。またアルデヒド類は、ホルマ
リン、パラホルムアルデヒド、トリオキサンなどから選
ばれたアルデヒド物質を使用できる。またノボラック型
フェノール樹脂の反応触媒は一般に蓚酸、塩酸、硫酸な
どの酸性物質または有機酸金属塩であり、レゾール型フ
ェノール樹脂の反応触媒は一般にアンモニア、トリエチ
ルアミン、水酸化ナトリウム、水酸化バリウムなどの塩
基性物質が使用される。

本発明において、特に使用する春巻モノカルボン酸塩は
周期律表でＩａ、Ｉｂ、　　■ａ、Ｉ［ｂ、［［［ａ、
ＩＶａ、Ｖａ、Ｖｌｂ、■ａ、■ｂ、■の各族の中から
選ばれた元素のモノカルボン酸塩であり、たとえば蟻酸
ナトリウム、蟻酸ニッケル、蟻酸亜鉛、酢酸コバルト、
酢酸マンガン、酢酸ニッケル。

酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸亜鉛。

酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸バリウムなどであ
る。これらのモノカルボン酸の添加量は滑剤内含フェノ
ール樹脂１００重量部に対して０．６〜１５重量部であ
る。モノカルボン酸の添加量が０．６重量部未満の場合
、鋳型の崩壊性が低下し、また１５重量部をこえると冷
間強度が低下する。

本発明において使用する臭化物は周期律表で■ｂ、（Ｉ
ａ、Ｉｌｂ、［［［ａ、■ｂ、■の各族の中から選ばれ
た元素の臭化物であり、たとえば臭化カルシウム、臭化
マンガン、２臭化鉄、８臭化３鉄。

臭化第２ｗ４．臭化亜鉛、臭化アルミニウムなどである
。これらの臭化物の添加量は滑剤内含フェノール樹脂１
００３１１ｉ！を部に対して０．３〜１０重量部である
。臭化物の添加量が０．３重量部未満の場合、鋳型の崩
壊性が低下し、また１０重量部をこえると金型の腐食が
発生する恐れがある。

モノカルボン酸及び臭化物のレジンコーテツドサンド製
造工程中の添加時期はフェノール樹脂の添加前または添
加後、あるいは同時のいかなる場合も可能である。また
、モノカルボン酸及び臭化物はそのまま、あるいは媒体
に分散または溶解して配合する。

〔発明の効果〕

本発明に従うと、従来の方法では不可能であったシェル
鋳型の速硬化性、高強度、良崩壊性と金型に対する無腐
食性などが可能となるので、工業的な軽金属用のシェル
モールド用レジンコーテツドサンドとして好適である。

（実施例〕以下、本発明は実施例により説明するが本発明はこれら
実施例によって限定されるものではない。

また、各実施例、比較例に記載されている「部」および
「％」はすべて「重量部」および「重量％」を示す。

製造例１冷却器と撹拌器付き反応釜にフェノール１０００部、３
７％ホルマリン６５０部、次いで蓚酸１０部を仕込んだ
、徐々に昇温し、温度が９６℃に達してから１２０分間
還流反応を行った後真空下で脱水反応をした。エチレン
ビスステアリン酸アマイド２０部を添加し、混合後排出
し急冷し、常温で固形のノボラック型フェノール樹脂９
７０部を得た。

製造比較例１冷却器と撹拌器付き反応釜にフェノール１０００部、３
７％ホルマリン６５０部、次いで蓚酸１０部を仕込んだ
、徐々に昇温し、温度が９６℃に達してから１２０分間
還流反応を行った。

真空下で脱水反応をした後排出し象、冷し、常温で固形
のノボラック型フェノール樹脂９５０部を得た。

実施例１温度１３０〜１４０℃に加熱したフラタリー珪砂７００
０部をワールミキサーに仕込み、製造例１で得られた固
形ノボラック型フェノール樹脂１１９部を添加した後、
蟻酸ニッケル６部及び臭化マンガン３部を添加し４５秒
間混練した。

さらにヘキサメチレンテトラミン１８部を水６０部に溶
解したヘキサメチレンテトラミン水溶液を添加し、コー
テツドサンドが崩壊するまで混練後、ステアリン酸カル
シウム７部を添加した。

１５秒間混合して排砂してレジンコーテツドサンドを得
た。

実施例２温度１３０〜１４０°Ｃに加熱したフラタリー珪砂７０
００部をワールミキサーに仕込み、製造例１で得られた
固形ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添加した後
、蟻酸亜鉛４部及び臭化亜鉛４部を添加し４５秒間混練
した。

さらにヘキサメチレンテトラミン２１部を水７０部に溶
解したヘキサメチレンテトラミン水溶液を添加し、コー
テツドサンドが崩壊するまで混練後、ステアリン酸カル
シウム７部を添加した。

実施例３温度１３０〜１４０℃に加熱したフラタリー珪砂７００
０部をワールミキサーに仕込み、製造例１で得られた固
形ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添加した後、
酢酸コバルト７部及び２臭化鉄２部を添加し４５秒間混
練した。

さらにヘキサメチレンテトラミン２１部を水７０部に溶
解したヘキサメチレンテトラ水溶液を添加し、コーテツ
ドサンドが崩壊するまで混練後、ステアリン酸カルシウ
ム７部を添加した。１５秒間混合して排砂してレジンコ
ーテツドサンドを得た。

比較例１温度１３０〜１４０℃に加熱したフラタリー珪砂７００
０部をワールミキサーに仕込み、製造比較例１で得られ
た固形ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添加し４
５秒間混練した。

比較例２温度１３０〜１４０℃に加熱したフラタリー珪砂７００
０部をワールミキサーに仕込み、製造比較例１で得られ
た固形ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添゛加し
た後、蟻酸亜鉛１６部を添加し４５秒間混練した。

■５秒間混合して排砂してレジンコーテツドサンドを得
た。

比較例３温度１３０〜１４０°Ｃに加熱したフラタリー珪砂７０
００部をワールミキサーに仕込み、製造比較例１で得ら
れた固形ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添加し
た後、臭化亜鉛６部を添加し４５秒間混練した。

さらにヘキサメチレンテトラミン２１部を水７０部に溶
解したヘキサメチレンテトラミン水溶液を添加し、コー
テツドサンドが崩壊するまで混線後、ステアリン酸カル
シウム７部を添加した。

１５秒間混合して排砂してレジンコーテッドサン・ドを
得た。

実施例１，２．３及び比較例１．２．３にて得られた各
々のレジンコーテツドサンドの特性値を第１表に示す。

なお試験方法は次の通りである。

冷間曲げ強さ：ＪＡＣＴ試験法５Ｍ−１による。

硬化速度：ＪＡＣＴ試験法５Ｍ−５による。金型温度２５０℃ 崩壊性：レジンコーテツドサンドを直径２９糟／請、長さ１５０
ｍ／ｍの鉄パイプに充填し、２５０℃で３０分間予備焼
成した。パイプをアルミ箔で被覆し、４００℃で３時間
焼成した。

放冷後バイブを取り出して、第１図の衝撃試験機にて衝
撃を加え、１回毎に崩壊した砂を取り出し、残砂量を測
定し、残砂量がＯになった衝撃回数をもとめた。第１図
において、Ａはサンプル、Ｂはハンマ一部ヲ表ス、ハン
マ一部は支点Ｃを中心に回転する腕である。

ハンマ一部の支点は高さ３０ＣＩＩに取り付けられ、ハ
ンマ一部は水平に持ち上げられてから自然落下させ、支
点を中心にして、サンプルに向は衝撃を加える。

金型腐食の有ｖＡニレジンコーテツドサンドを直径２９ｍ／ｍ、長さ１５０
ｇ＋／ｍの鉄パイプに充填し、その中６部に長さＬｏｏ
ｍ／慣、幅１０請／■、厚み３ＩＩ／−の鉄板を挿入し
、２５０°Ｃで３０分間予備焼成した。パイプ全体をア
ルミ箔で被覆し、４００°Ｃで３時間焼成した。放冷後
、鉄パイプ中の鉄板を取り出した。この作業を２０回く
り返し後、鉄板の腐食の発生の有無を目視で観察した。

【図面の簡単な説明】

第１図は崩壊性を試験するための衝撃試験機の側面図で
ある。Ａはサンプル、Ｂはハンマ一部、Ｃはハンマ一部を取付けである支点。特許出願人　　住友デュレズ株式会社第　　１　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フェノール樹脂で鋳物用砂粒を被覆したレジンコ
ーテッドサンドにおいて、フェノール樹脂１００重量部
に対して、周期律表で I ａ、 I ｂ、IIａ、IIｂ、III
ａ、IVａ、Ｖａ、VIｂ、VIIａ、VIIｂ、VIIIの各族の中
から選ばれた元素のモノカルボン酸塩を０．６〜１５重
量部、及び周期律表で I ｂ、IIａ、IIｂ、IIIａ、VII
ｂ、VIIIの各族の中から選ばれた元素の臭化物を０．３
〜１０重量部を存在せしめ、かつフェノール樹脂中に滑
剤を０．３〜４重量％内含させてなるレジンコーテッド
サンド。
（２）モノカルボン酸塩が蟻酸ナトリウム、蟻酸ニッケ
ル、蟻酸亜鉛、酢酸コバルト、酢酸マンガン、酢酸ニッ
ケル、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸亜鉛、
酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸バリウムである特
許請求の範囲第１項記載のレジンコーテッドサンド。
（３）臭化物が臭化カルシウム、臭化マンガン、２臭化
鉄、８臭化３鉄、臭化第２鋼、臭化亜鉛、臭化アルミニ
ウムである特許請求の範囲第１項記載のレジンコーテッ
ドサンド。