JPH0144423B2 - - Google Patents

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、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際に優
れた強度と崩壊性を有するシエルモールド用レジ
ンコーテツドサンドの製造方法に関するものであ
る。 ＜従来技術＞ 最近、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、マグネ
シウムのような軽金属を使うが、これらの材料は
低融点の性質を持つている。今後、これらの軽金
属の鋳造がますます普及するとみられている。 鉄系金属の場合は、注湯後のシエル鋳型の内部
温度が800〜1000℃であるため、結合材として使
用されているフエノール樹脂が高温にさらされて
ほとんど熱分解することにより、注湯後のシエル
鋳型の強度が自然に低下するので、鋳造後シエル
中子を砂状で鋳物より取り出すことが容易である
が、アルミニウム、マグネシウムのような低融点
の金属の鋳造においては、注湯時のシエル鋳型の
内部温度が、300〜400℃という低温にとどまる。
このためシエル鋳型中のフエノール樹脂の分解が
不十分となり、なおシエル鋳型は十分な強度を保
持しているので、複雑な鋳物形状ではシエル中子
を鋳物より能率よく取り出すことが著しく困難と
なる場合がある。従つてこのような場合、鋳ぐる
みされているシエル中子を砂状にして取り出すに
は焼成炉などを通して最時間加熱した後、衝撃を
与えて崩壊させる方法をとらねばならない。この
ことは大量のアルミニウム鋳物を製造する場合生
産物の向上と省エネルギーに対する大きな障害と
なつている。 ＜発明の目的＞ フエノール樹脂の熱分解を300〜400℃という低
温で起るようにする一つの方法として熱分解の活
性化エネルギーを低下する触媒効果を有する物質
を添加することが奏効すると考えられる。 本発明者らは、フエ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、周期
律表でｂ、ａ、ｂ、ａ、ｂ、の各族
の中から選ばれた一種以上の元素の臭化物を存在
させることにより注湯後のシエル鋳型の崩壊性が
促進されることを見出している。（特願昭58−
172137号） 本発明者らは、さらにシエル鋳型の強度を高水
準に保ちつつ、注湯後の崩壊性をさらに向上させ
る方法を鋭意研究した結果、本発明を完成させる
に至つたものである。本発明は、加熱した砂に、
変性せぬままの滑剤含有量が固形レゾール型フエ
ノール樹脂100重量部に対し0.2〜５重量部である
滑剤内含固形レゾール型フエノール樹脂と固型ノ
ボラツク型フエノール樹脂を85／15〜45／55重量
比で添加し、さらに周期律表でｂ、ａ、
ｂ、ａ、ｂ、の各族の中から選ばれた元素
の臭化物を全樹脂添加量に対して１〜15重量％、
およびヘキサメチレンテトラミンを全樹脂添加量
に対して８重量％以下添加して砂を被覆すること
を特徴とするシエルモールド用レジンコーテツド
サンドの製造方法であり、かかる方法によりシエ
ル鋳型の強度と崩壊性が高水準に両立することが
可能となつた。 ＜発明の構成＞ 本発明で使用される滑剤内含固形レゾール型フ
エノール樹脂はフエ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のフエノール樹脂である。ま
た本発明で使用される固形ノボラツク型フエノー
ル樹脂はフエノール類とアルデヒド類を酸触媒の
存在下で反応させて得られた固形のフエノール樹
脂である。固形ノボラツク型フエノール樹脂に滑
剤を併用することも可能である。 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、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、
カルナバワツクス、モンタンワツクス、パラフイ
ンワツクス、ポリエチレンワツクスなどが好まし
い。固形レゾールの滑剤含有量が0.2〜５重量部
の場合、シエル鋳型の強度と崩壊性の向上に特に
効果がある。滑型含有量が固形レゾール100重量
部に対して0.2重量部未満の場合、シエル鋳型の
強度と崩壊性の向上効果が乏しく、また５重量部
をこえると熱間強度が低下する。また、これらの
滑剤は固形レゾール型フエ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固形レゾール型
フエノール樹脂が得られる。 本発明のフエノール樹脂の製造時、原料として
使用されるフエノール類は、フエノール、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、カシユーナツトシエルオイルなどを存
在せしめたものも使用できる。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。レゾール型フエ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。またノボラツク型フエノール樹脂の反
応触媒は一般に蓚酸、塩酸、硫酸などの酸性物質
および有機酸金属塩である。滑剤内含個形レゾー
ル型フエノール樹脂と固形ノボラツク型フエノー
ル樹脂の割合は85／15〜45／55重量比である。こ
の比率が85／15をこえるとシエル鋳型の強度が低
下し、また45／55未満の場合シエル鋳型の崩壊性
が低下する。 本発明において、特に使用する臭化物は周期律
表でｂ、ａ、ｂ、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２銅、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１種以上を使用す
ることができる。 これらの臭化物の添加量は滑剤内含固形レゾー
ル型フエノール樹脂と固形ノボラツク型フエノー
ル樹脂の全樹脂添加量に対して１〜15重量％であ
る。臭化物の添加量が１重量％以下の場合、シエ
ル鋳型の崩壊性が低下し、また15重量％をこえる
と強度が低下する。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エノール樹脂の添
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。 本発明においてヘキサメチレンテトラミンの添
加量は全樹脂添加量に対して８重量％以下とす
る。ヘキサメチレンテトラミンはレジンコーテツ
ドサンドの速硬化性とシエル鋳型の高強度を付与
する。ヘキサメチレンテトラミンの添加量が８重
量％をこえるとシエル鋳型の崩壊性が低下する。 本発明をさらに効果的に実施するには固形ノボ
ラツク型フエノール樹脂がシランカツプリング剤
および分子量が500未満のアミドを含有すること
が望ましい。これらの含有はシエル鋳型の強度と
崩壊性をさらに向上する。シランカツプリング剤
としてはアミノシラン、エポキシシランおよびビ
ニルシランなどであり、また分子量が500未満の
アミドとしては、、アクリルアミド、ジメチルア
クリルアミド、アセト酢酸アニリド、ホルムアミ
ド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルベンズア
ミド、Ｎ−フエニルプロピオンアミド、メチロー
ルステアロアミド、Ｎ−フエニルアセトアミド、
ジメチルアセトアミド、アセトアミド、ステアリ
ルアミド、プロピオンアミドなどが望ましい。 ＜発明の効果＞ 本発明方法に従うと、従来の方法では不可能で
あつたシエル鋳型の高強度と良崩壊性の両立が可
能となるので、工業的な軽金属用のシエルモール
ド用レジンコーテツドサンドの製造方法として好
適である。 ＜実施例＞ 以下、本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例によつ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フラスコを準備し、これに
フエノール1000部、37％ホルマリン1840部、次い
で28％アンモニア水120部、50％水酸化ナトリウ
ム水溶液50部を添加した。徐々に昇温し温度が96
℃に達してから25分間還流反応した後、エチレン
ビスステアリン酸アマイド50部を添加して、真空
下で脱水反応を行ない排出し急冷し、常温で固形
の滑剤内含固形レゾール型フエノール樹脂1160部
を得た。 製造例 ２ 冷却器と撹拌器付きフラスコを準備し、これに
フエノール1000部、37％ホルマリン640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30分間還流反応した後、真空下で
脱水反応を行ない排出し急冷し、常温で固形のノ
ボラツク型フエノール樹脂640部を得た。 製造例 ３ 冷却器と撹拌器付きフラスコを準備し、これに
フエノール1000部、37％ホルマリン1840部、次い
で28％アンモニア水120部、50％水酸化ナトリウ
ム水溶液50部を添加した。徐々に昇温し温度が96
℃に達してから25分間還流反応した後、真空下で
脱水反応を行ない排出し急冷し、常温で固形の固
形レゾール型フエノール樹脂110部を得た。 製造例 ４ 冷却器と撹拌器付きフラスコを準備し、これに
フエノール1000部、37％ホルマリン640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30分間還流反応した後、真空下で
脱水反応をした。メチレンビスステアリン酸アマ
イド35部、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン３部、およびプロピオンアミド６部を添加し混
合後排出し急冷し、常温で固形のノボラツク型フ
エノール樹脂714部を得た。 実施例 １ 温度130〜140℃に加熱した三栄６号珪砂7000部
をワールミキサーに仕込み、製造例１で得られた
滑剤内含固形レゾール型フエノール樹脂105部お
よび製造例２で得られた固形ノボラツク型フエノ
ール樹脂70部を添加した後45秒間混練した。次い
で臭化マンガン14部を添加し10秒間混練した。さ
らに、ヘキサメチレンテトラミン７部を水16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。30秒間混
合して排砂して、エヤレーシヨンを行ないレジン
コーテツドサンドを得た。 実施例 ２ 温度130〜140℃に加熱した三栄６号珪砂7000部
をワールミキサーに仕込み、製造例１で得られた
滑剤内含固形レゾール型フエノール樹脂96部およ
び製造例４で得られた固形ノボラツク型フエノー
ル樹脂79部を添加した後、30秒間混練した。次い
で、臭化亜鉛18部を水18部に溶解した臭化亜鉛水
溶液を添加し15秒間混練した。さらに、ヘキサメ
チレンテトラミン９部を水21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。30秒間混合して、排砂し
てエヤレーシヨンを行ないレジンコーテツドサン
ドを得た。 比較例 １ 温度130〜140℃に加熱した三栄６号珪砂7000部
をワールミキサーに仕込み、製造例３で得られた
固形レゾール型フエノール樹脂105部および製造
例２で得られた固形ノボラツク型フエノール樹脂
70部を添加した後、45秒間混練した。次いで、臭
化マンガン14部を添加し10秒間混練した。さら
に、ヘキサメチレンテトラミン７部を水16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。30秒間混
合して排砂して、エヤレーシヨンを行ないレジン
コーテツドサンドを得た。 比較例 ２ 臭化マンガンおよびヘキサメチレンテトラミン
を添加しない以外は比較例１と同様の製造条件に
てレジンコーテツドサンドを得た。 比較例 ３ 温度130〜140℃に加熱した三栄６号珪砂7000部
をワールミキサーに仕込み、製造例４で得られた
固形ノボラツク型フエノール樹脂175部を添加し
た後、45秒間混練した。ついでヘキサメチレンテ
トラミン26部を水88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。30秒間混合して排砂して、エヤレ
ーシヨンを行ないレジンコーテツドサンドを得
た。 比較例 ４ 温度130〜140℃に加熱した三栄６号珪砂7000部
をワールミキサーに仕込み、製造例３で得られた
固形レゾール型フエノール樹脂175部を添加した
後、45秒間混練した。ついで水66部を添加し、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。30秒間混合して
排砂して、エヤレーシヨンを行ないレジンコーテ
ツドサンドを得た。 実施例１、２および比較例１、２、３、４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。 曲げ強さ：JACT試験法SM−１による 粘着点：JACT試験法Ｃ−１による 熱間引張り強さ：JACT試験法SM−10による 崩壊性：レジンコーテツサンドを直径29ｍ／ｍ、
長さ150ｍ／ｍの鉄パイプに充填し、250℃で30
分間予備焼成する。パイプをアルミ箔で被覆
し、370℃で３時間処理する。放冷後パイプを
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０になつた衝撃回数をもとめ
る。第１図に於いて、Ａはサンプル、Ｂはハン
マー部を表わす。ハンマー部は支点Ｃを中心に
回転する腕である。ハンマー部の支点は高さ30
cmに取り付けられ、ハンマー部は水平に持ち上
げられてから自然落下させ、支点を中心にし
て、サンプルに向け衝撃を加える。

【表】

【表】 【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はハンマー部、Ｃはハンマー
部を取付けてある支点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱した砂に、変性せぬままの滑剤含有量が
   固形レゾール型フエノール樹脂100重量部に対し
   0.2〜５重量部である滑剤内含固形レゾール型フ
   エノール樹脂と、固形ノボラツク型フエノール樹
   脂を85／15〜45／55重量比で添加し、さらに周期
   律表でｂ、ａ、ｂ、ａ、ｂ、の各族
   の中から選ばれた元素の臭化物を全樹脂添加量に
   対して１〜15重量％、およびヘキサメチレンテト
   ラミンを全樹脂添加量に対して８重量％以下添加
   して砂を被覆することを特徴とするシエルモール
   ド用レジンコーテツドサンドの製造方法。 ２ 滑剤がエチレンビスステアリン酸アマイド、
   メチレンビスステアリン酸アマイド、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、カルナバワツク
   ス、モンタンワツクス、パラフインワツクス、ポ
   リエチレンワツクスの群から選ばれた一種以上で
   ある特許請求の範囲第１項記載のシエルモールド
   用レジンコーテツドサンドの製造方法。 ３ 固形ノボラツク型フエノール樹脂がシランカ
   ツプリング剤および分子量が500未満のアミドを
   含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のシエルモールド用レジンコーテツドサンド
   の製造方法。