JPH0780591A - 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物 - Google Patents

炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物

Info

Publication number
JPH0780591A
JPH0780591A JP22927493A JP22927493A JPH0780591A JP H0780591 A JPH0780591 A JP H0780591A JP 22927493 A JP22927493 A JP 22927493A JP 22927493 A JP22927493 A JP 22927493A JP H0780591 A JPH0780591 A JP H0780591A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
phenolic resin
water
carbon dioxide
casting mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22927493A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Tachikawa
俊之 立川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Durez Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Durez Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Durez Co Ltd filed Critical Sumitomo Durez Co Ltd
Priority to JP22927493A priority Critical patent/JPH0780591A/ja
Publication of JPH0780591A publication Critical patent/JPH0780591A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 粒状耐火骨材100重量部に対し水溶性フェ
ノール樹脂が3重量部であり、硼酸エステル類が前記水
溶性フェノール樹脂に対し30重量%である混合物を鋳
型造型し、これに炭酸ガスを通過させて硬化させる。 【効果】 高強度の鋳型を得ることができ、鋳型の硬化
速度も速く、得られた鋳型は有害ガスの発生が殆どな
く、作業環境が良好に保たれ、冶金学的にも優れてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は炭酸ガス硬化鋳型フェノ
ール樹脂組成物に関するものであり、水溶性フェノール
樹脂と硼酸エステルを粒状耐火骨材と混合し鋳物用主型
又は中子を成形した後、比較的安価で非毒性の炭酸ガス
を通過させることにより硬化することができ、鋳型特
性、特に耐熱性と注湯後の鋳型崩壊性が共に良好で、且
つ作業環境が良好で、高速造型できる鋳型造型方法を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鋳造工業分野において、常温硬化
型鋳型造型方法には、有機系あるいは無機系の各種粘結
剤を用いる方法がある。水ガラス等の無機系粘結剤を用
い炭酸ガスで硬化する方法は、鋳湯時に有害ガスの発生
が少ない反面、鋳湯後の鋳型の崩壊性が悪く、有機系バ
インダーに比べ仕上工数がかかること、さらに砂の回収
・再生が困難である欠点がある。一方、有機系粘結剤を
用いる造型法としては、フラン樹脂あるいは尿素変性フ
ラン樹脂と過酸化物を有機スルホン酸や硫酸あるいは亜
硫酸ガスで硬化する方法、ベンジリックエーテル型フェ
ノール樹脂とポリイソシアネートの混合物を液状やガス
状の第三級アミンで硬化する方法などがある。これらの
造型方法は、鋳湯後の鋳型崩壊性は良好であるが、造型
時の臭気や、鋳物にガス欠陥、スス欠陥、ベーニング欠
陥の発生等の悪影響を及ぼすなど、冶金学上多くの問題
点が指摘されている。更に、発生するSOx、NOxガス
による作業環境の悪化、大気汚染による酸性雨の一原因
との指摘もあり社会問題となっている。
【0003】このような欠点を解決する目的で、粘結剤
に冶金学的に優れた塩基性の物質を用い鋳型を造型する
技術が望まれていた。従来このような技術としては、レ
ゾール形フェノール系樹脂とギ酸メチルガスを用い鋳型
を製造する技術は特公昭61−37022号公報により
公知であり、またレゾール型ナトリウムフェノラート樹
脂水溶液とオキシアニオンを用いる技術が特開平1−2
24263号公報に、アルコール可溶性のフェノール樹
脂と多価金属水酸化物等を結合剤とし炭酸ガスで硬化さ
せる技術が特開昭56−66345号公報に記載されて
いる。しかし上記の方法において、ギ酸メチルを用いる
場合は、これが特殊引火物であり消防法上、現場作業上
において制約が大きい。また、上記それぞれの場合、他
の有機バインダーに比べ作業環境等の改善の点では効果
がみられるが、鋳型などの製造時における鋳型強度が低
く、また硬化速度が非常に遅くなるため、生産効率が低
いという欠点がる。現実問題として、高強度及び速硬化
性能と作業環境の改良とはバインダーの製造及び鋳型造
型面からは相反するものである。このため従来これ等の
バランスの上に立って性能の設計がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、高強度
及び速硬化と作業環境との両立という課題を解決するた
めに鋭意研究した結果、粒状耐火骨材に水溶性フェノー
ル樹脂と硬化剤として硼酸エステル類を添加混合して成
形した鋳型にガスを吹込み硬化させることにより鋳型強
度を大幅に向上させることを見出し、本発明を完成する
に至った。本発明の目的とするところは、有害ガスの発
生が少なく作業環境性に優れ、その上、鋳型の強度が大
で、硬化速度も速く、冶金学的に優れた鋳型用フェノー
ル樹脂組成物を提供するにある。
【0005】
【課題を解決する為の手段】本発明は、水溶性フェノー
ル樹脂と硼酸エステル類からなる炭酸ガス硬化鋳型用フ
ェノール樹脂組成物に関し、そして、粒状耐火骨材10
0重量部に対し水溶性フェノール樹脂が0.5〜6重量
部であり、硼酸エステル類が前記水溶性フェノール樹脂
に対し0.2〜100重量%である混合物を鋳型を成形
し、これに炭酸ガスを通過し硬化させることを特徴とす
る主型又は中子鋳型の造型方法に関するものである。
【0006】ここで粒状耐火骨材とは、天然珪砂、人造
珪砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサ
ンドなどであり、これ等の回収砂、再生砂等も含まれ
る。本発明において、水溶性フェノール樹脂は、通常フ
エノール類とホルムアルデヒド類を塩基性触媒により反
応させて得たレゾール型フェノール樹脂をアルカリ金属
化合物の水溶液に溶解させた樹脂であり、固形分が20
〜70重量%である。本発明によれば上記割合のフェノ
ール樹脂固形分を含有させることにより鋳型強度を向上
させることができる。20重量%より少ないと鋳型強度
向上効果が充分でなく、また70重量%以上では硬化速
度が遅くなり、実用的でない場合がある。
【0007】前記水溶性フェノール樹脂に使用されるフ
ェノール類は、例えばフェノール、クレゾール、レゾル
シノール、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノ
ールF、ビスフェノールC、ビスフェノールH、イソプ
ロペニルフェノールのダイマー、ビスフェノールA残
渣、クミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルフェ
ノール、オクチルフェノール、アミルフェノール、その
他の置換フェノールであり、アルデヒド類は、ホルマリ
ン、パラホルムアルデヒド、フルフラール、α―ポリオ
キシメチレン、アセトアルデヒド等があるがこれに限定
されるものではない。アルデヒド類はフエノール類1モ
ルに対し1.1〜3.6モルの範囲で使用するのが好ま
しい。
【0008】塩基性触媒としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等
のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物又は酸
化物、炭酸ソーダ、酢酸ソーダなどの弱酸・強酸塩基
塩、アンモニア水、トリエチルアミン、ヘキサミンなど
のアミン類が含まれる。レゾール型フェノール樹脂の組
成において、フェノール類の一部を尿素、メラミン、リ
グニンその他前述のアルデヒド類と反応し得る化合物に
置き換えること、あるいはアマニ油、支那桐油、カシュ
ー・ナットオイルなどの樹脂状物を生成しうる物質を配
合することも本発明に含まれる。反応して得られたレゾ
ール型フェノール樹脂に添加するアルカリ金属化合物と
しては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等があるが、
特に好ましいアルカリ金属化合物は樹脂に低粘性を与え
る水酸化カリウムである。樹脂中のアルカリ金属イオン
はフェノールのモル比に対し0.5〜4.5の範囲にあ
ることが好ましく、1.5〜3.7の範囲にあることが
更に好ましい。このモル比が0.5以下ではゲル化時間
が短くて実用性に乏しく、4.5以上ではゲル化時間が
長く鋳型強度が小さくて実用性に乏しい。
【0009】また、本発明の水溶性フェノール樹脂は、
0.2〜2.0重量%のγ―アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、フノールトリメトキシシランのようなシランカップ
リング剤を含む事が鋳型強度改善のため望ましい。本発
明の水溶性レゾール型フェノール樹脂は水溶性が極めて
大であるが、必要ならばメターノル、エタノールなどの
アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケ
トン類、エステル類等その他の溶剤で一部又は全量を置
き換えることも可能である。
【0010】本発明において、使用される硼酸エステル
類の第一のグループは一般式 B(OR)n(OH)3-n で示
され、アルコール類又はフェノール類と硼酸又は塩化硼
素との反応により合成される。前記一般式において、R
は水素、−CH3、−C25、−C49などのアルキル
基、−CH=CH2などの不飽和アルキル基、−C
65、フェニル基などが含まれる。具体的には硼酸メチ
ル、硼酸エチル、硼酸プロピル、硼酸ブチル、硼酸フェ
ノール等がある。前記硼酸エステル類の第二のグループ
は、エチレングリコール、グリセリン、トリエチレング
リコール、ジエチレングリコールなどの多価アルコール
とホウ酸からなるエステル類である。これらの硼酸エス
テルは一種又は二種以上の併用でもよい。
【0011】硼酸エステル類としては、このうち特にブ
チルアルコール、ペンチルアルコール、エチレングリコ
ール、グリセリンなどの多価アルコール、フェノール類
とのエステル化物が望ましい。メタノール、エタノール
等の硼酸エステルは硬化性が良く低粘性であるが、揮発
性があり作業上望ましくない。これ等の硼酸エステルの
添加量は水溶性フェノール樹脂に対し0.2〜100重
量%であり、より好ましくは1〜50重量%である。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。しかし
本発明は実施例により限定されるものではない。また実
施例、比較例で示される「部」及び「%」はすべて「重
量部」及び「重量%」である。 (フェノール樹脂の合成例1)冷却器と撹拌器付きの反
応容器に、フェノール470部(5.00モル)、37%ホ
ルマリン730部(9.00モル)及び50%水酸化ナトリ
ウム40部(0.50モル)を仕込み徐々に昇温し、85℃
で還流させた。還流開始から2時間この温度に保持し、
水倍率480%まで反応させた。直ちに急冷し、冷却し
ながら50%水酸化カリウム1200部を添加し、更
に、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン0.5%を
加えて目的の水溶性フェノール樹脂を得た。
【0013】(フェノール樹脂の合成例2)冷却器と撹
拌器付きの反応容器に、ビスフェノールA456部(2.
00モル)、37%ホルマリン405部(5.00モル)及び
50%水酸化カリウム56部(0.50モル)を仕込み徐々
に昇温し、95℃で還流させた。還流開始から2時間こ
の温度に保持し、粘度が100cp/25℃に達するまで
反応させた。直ちに急冷し、冷却しながら50%水酸化
カリウム900部を添加し、さらにγ―アミノプロピル
トリエトキシシラン0.5%を加えて目的の水溶性フェ
ノール樹脂を得た。
【0014】(硬化剤A)硬化剤Aとして市販の硼酸エ
チレンを使用した。 (硬化剤B)冷却器と撹拌器付きの反応容器にグリセリ
ン92部(1モル)と無水硼酸31部(0.5モル)とを仕
込み徐々に昇温85℃で2時間真空脱水反応しグリセリ
ンの硼酸エステルを得た。これを硬化剤Bとした。 (硬化剤C)冷却器と撹拌器付きの反応容器にエチレン
グリコール62部(1モル)と無水硼酸31部(0.5モ
ル)とを仕込み徐々に昇温85℃で2時間真空脱水反応
し、エチレングリコールの硼酸エステルを得た。これを
硬化剤Cとした。
【0015】これ等の水溶性フェノール樹脂及び硼酸エ
ステルを珪砂1000重量部に対してそれぞれ30重量
部及び10重量部加え1分間混合した。配合砂を50φ
×50mmの試験片形状が得られる金型に入れ造型し、こ
れに炭酸ガスを通気し硬化させた。得られた鋳型を金型
より取り出し、経時ごとの圧縮強度を測定した。また混
練後24時間経過した配合砂を用いて同様に鋳型を造型
し圧縮強度を測定し可使強度を求めた。また、砂の流動
性は作業性の良否を左右するが、これを計る尺度として
充填密度を採用した。これは硬化した50φ×50mmの
鋳型の重量を断面積で除したものである。また、28φ
×50mmの鋳型造形部を有する金型を用いて上記と同じ
方法で鋳型を作り、これをアルミニウム箔でくるみ、6
00℃で4分間加熱しその温度での圧縮強度を測定し熱
間圧縮強度とした。得られた結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明の炭酸ガス硬化鋳型用フェノール
樹脂組成物は、成形した鋳型に炭酸ガスを通気して硬化
させることにより、高強度の鋳型を容易に得ることがで
きる。そして、鋳型の硬化速度も速く、得られた鋳型は
有害ガスの発生が殆どなく、作業環境が良好に保たれ、
冶金学的にも優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 61/06 LMS

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性フェノール樹脂と硼酸エステル類
    からなる炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 水溶性フェノール樹脂は、アルカリ金属
    イオンとフェノール類に対するモル比が0.5〜4.5
    の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 硼酸エステル類が硼酸とアルコール類及
    び/又はフェノール類とのエステル化物の単独又は2種
    以上の混合物であることを特徴とする請求項1記載の組
    成物。
  4. 【請求項4】 粒状耐火骨材100重量部に対し水溶性
    フェノール樹脂が0.5〜6重量部であり、硼酸エステ
    ル類が前記水溶性フェノール樹脂に対し0.2〜100
    重量%である混合物を鋳型に成形し、これに炭酸ガスを
    通過し硬化させることを特徴とする主型又は中子鋳型の
    造型方法。
JP22927493A 1993-09-14 1993-09-14 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物 Pending JPH0780591A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22927493A JPH0780591A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22927493A JPH0780591A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0780591A true JPH0780591A (ja) 1995-03-28

Family

ID=16889549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22927493A Pending JPH0780591A (ja) 1993-09-14 1993-09-14 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0780591A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107234209A (zh) * 2017-07-26 2017-10-10 成都桐林铸造实业有限公司 一种覆膜砂及其制备方法
CN111957880A (zh) * 2020-08-14 2020-11-20 欧区爱铸造材料(中国)有限公司 一种用于提高砂芯强度的耐潮湿性的冷芯盒粘结剂

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107234209A (zh) * 2017-07-26 2017-10-10 成都桐林铸造实业有限公司 一种覆膜砂及其制备方法
CN111957880A (zh) * 2020-08-14 2020-11-20 欧区爱铸造材料(中国)有限公司 一种用于提高砂芯强度的耐潮湿性的冷芯盒粘结剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5032642A (en) Phenolic resin compositions
US4495316A (en) Acid-curable fluoride-containing no-bake foundry resins
KR960012865B1 (ko) 개선된 결합제 조성물, 그를 포함한 주형 성형 조성물 및 주물용 코어 및 주형의 제조방법
JPH0780591A (ja) 炭酸ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物
EP0606149B1 (en) Binder composition for mold and method for producing mold
JPS6240948A (ja) 鋳型の製造法
JPH07308731A (ja) ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物
JPH0890148A (ja) 鋳型用フェノール樹脂組成物
JP3250926B2 (ja) 鋳型組成物および鋳型の製造方法
JPH0890149A (ja) ガス硬化鋳型用フェノール樹脂組成物
JP2831830B2 (ja) 鋳物砂用粘結剤組成物
JP3301236B2 (ja) 鋳型用粘結剤組成物及び鋳型の製造方法
JP3124487B2 (ja) 炭酸ガス硬化用粘結剤組成物
US4971132A (en) Alkaline phenolic resole resin binders
JP3181480B2 (ja) 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法
JP3131038B2 (ja) 鋳造成形用粘結剤組成物、鋳造成形用組成物、および鋳造用鋳型又は中子の製造方法
JP3221803B2 (ja) 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法
JP3221802B2 (ja) 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法
JPH08174137A (ja) 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法
JPH04253544A (ja) 鋳型用組成物
JPH1177232A (ja) 鋳物砂用粘結剤組成物
JPH08174136A (ja) 鋳型用粘結剤組成物、鋳型組成物および鋳型の製造方法
JPS6045022B2 (ja) 鋳型の製造方法
JPH04138837A (ja) 鋳型用組成物
NZ232869A (en) Methylolated phenolic novolak resin composition and its use in foundry moulding compositions