JPS5913543A - レジンコ−テツドサンド組成物とその製造方法 - Google Patents

レジンコ−テツドサンド組成物とその製造方法

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JPS5913543A
JPS5913543A JP12069082A JP12069082A JPS5913543A JP S5913543 A JPS5913543 A JP S5913543A JP 12069082 A JP12069082 A JP 12069082A JP 12069082 A JP12069082 A JP 12069082A JP S5913543 A JPS5913543 A JP S5913543A
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佐伯　幸雄
Shigeru Nemoto
茂 根本
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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】 本発明は、アルミニウムとか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（二連したンエルモ
ールド用レジンコーテツドサンド組成物、およびその製
造方法Ｅ関する。
最近、自動車の鋳造部品には１重さを軽減するため儒、
従来の鉄のかわりに、アルミニウムとかマグネシウムの
ような軽金属を使うが、これらの材料は低融点を持って
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。
一方、レジンコーテツドサンド（−よる鋳型を鋳造時（
二使用したのち、省資源を目的として、シェル鋳型を処
理して砂を回収後、この砂を鋳造用（二再使用し、砂の
歩留りを極力向上する方法がとり入れられている。
鉄系金属の場合は、注湯時のシェル鋳型の内部温度が８
００〜１０００℃であるため、結合剤として使用されて
いるフェノール樹脂が高温にさらされて、はとんど熱分
解すること（二より、注湯後のシェル鋳型の強度が自然
（：低下するので、鋳造後、シェル中子を砂状で鋳物よ
り取り出すことが容易であるが、アルミニウムとかマグ
ネシウムのような低融点の金属の鋳造ｆ二おいては、注
湯時のシェル鋳型の内部温度が３００〜ｂ このため、シェル鋳型中のフェノール樹脂の分解が不十
分となり、なお、シェ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、シェル中子を鋳物より能
率よく取り出すことが著しく困餠となる場合がある。従
って、このような場合、鋳ぐるみされているシェル中子
を砂状（二して取り出す（−は焼成炉等を通して長時間
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、大量のアルミニウム鋳物を製造する場合、
生産性の向上と省エネルギー（二対する太きな障害とな
っている。
次（二発明の詳細を述べる。
アルミニウムの様な低融点の金属を注湯する時シェル鋳
型の崩壊性を促進するには、結合剤として使用されてい
るフェノール樹脂の硬化後に生ずる化学的３休元架橋構
造はメチレン基、メチン基、ジメチレンエーテル基など
より成る。これらの架橋構造のうちジメチレンエーテル
基は、加熱（二よりメチレン基に変化する。一方、メチ
レン基およびメチン基とも熱分解（二対して安定である
ため分解するには、高いエネルギーを必要とする。
従って、フェノール樹脂の熱分解を３００〜４００℃と
いう低温で起る様にする一つの方法として、熱（二安定
なメチレン基およびメｊｙ基の酸化熱分解）の活性化−
ネルギーを低下する様な触婢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。
本発明者らはアルミニウムの様な低融点金属を鋳造後、
シェル鋳型の崩壊性を促進させるべく、前述の様な触媒
効果を与える物質を鋭意研究した結果、フェノール樹脂
で鋳物砂粒を被覆したコーデッドサンドにおいて、芳香
族ニトロ化物を存在させること（二より、注湯後のシェ
ル鋳型の崩壊性がきわめて著しく促進されることを見出
した。
本発明の芳香族ニトロ化物は０シトロフエノール、ｐ−
＝）ロフェノール、　ｍ−ｗ　トロフェノール、２．４
　ジニトロフェノール、　２．５ジニトロフエノール、
２．６ジニトロフエノール、ジニトロナフタリンなどで
ある。これらの芳香族ニトロ化物め１種以上を４Ｊ、４
用することがで六る。
本発明の芳香族ニトロ化物のフェノール樹脂への配合割
合は、フェノール樹脂１００車引部（二対して０．２〜
４０重量部の範囲が最適である。芳香族ニトロ化物が０
．２重量部未満の場合は、シェル鋳型の崩壊性促進の効
果が乏しく、また４０重量部を越える場合は得られたシ
ェル鋳型の強度および硬化性などの特性値が低下する。
芳香族ニトロ化物のフェノール樹脂への配合方法は、フ
ェノール樹脂の製造時、フェノールとポルノ・アルデヒ
ドの反応開始時、反応中、または反応終了後のいずれの
時点での配合が可能である。
あるいは１、フェノール樹脂の製造後、フェノール樹脂
と芳香族ニトロ化物を粉砕混合して分散する方法、エク
ストルーダーなどの混練１畿（二より溶融混合する方法
なども可能である。
さら（＝、レジンコーテツドサンド組成物の製造工程中
（二で芳香族ニトロ化物を配合することもできる。
レジンコーテツドサンド組成物の製造工程中の添加時期
）慮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、芳香族ニトロ化物はそのまま、あるいは媒体に分
散または溶解して配合する。
いずれの配合方法（＝よっても得られたレジンコーテツ
ドサンド組成物から製造されたシェル鋳型の崩壊性は著
しく促進される。
本発明で使用されるフェノール樹脂は、ノボラック型樹
脂とレゾール型樹脂およびノボラック型樹脂とレゾール
型樹脂の混合物のいずれの樹脂も使用可能である。
本発明のフェノール樹脂の製造時、原料とじて使用され
るフェノールは、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、カシューナラトンエ
ルオイルなどを存在せしめたものも使用できる。またホ
ルムアルデヒドはホルマリン、バ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、ノボラック型樹脂の反応触媒は一般（＝、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。
レゾール型樹脂の反応触媒は、一般（＝アンモニア、ト
リエチルアミン、水酸化ナトリウノ・、水酸化バリウム
などの塩基性物質が使用される。
本発明を好まし〈実施するための滑剤は、通常の滑剤が
使用できるがエチレンビスステアリン酸アマイド、メテ
レンビヌステアリン酸アマイド、オキンステアリン酸ア
マイド、ステアリン酸アマイド、メチロールステアリン
酸アマイドが好ましい。
また、こ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（二も添加
しても滑剤を内含したフェノール樹脂ができる。
本発明が一採用するレジンコーテツドサンド組成物の製
造方法としては、ドライホットコート法、セミホットコ
ート法、コールドコート法、粉末溶剤法のいずれの方法
であってもよいが１本発明をさらＣ二好まし〈実施する
にはドライホットコート法が推奨される。
以下、本発明を実施例（二より説明する。しかし本発明
は、これら実施例Ｃ二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１
％」はすべて１重量部Ｊおよび「重量％」を示す。
製造例１．２ 冷却器と攪拌器付き反応釜を２個準備し、これの各々に
フェノール１０００部、３７％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分間還流反応後、メチレンビスス
テアリン酸アマイド１０部、さら（−２，４ジニトロフ
エノールおよびジニトロナフタリンを各々反応釜（二１
種ずつそれぞれ１００部を添加した。混合分散させた後
、真空下で脱水反応を行ない釜出しした。ノボラック型
フェノール樹脂を各々１０７０部得た０芳香族ニトロ化
物の配合量は、ノボラック型フェノール樹脂１００部に
対して各々１０部であった。
製造例３．４ 冷却器と攪拌器付き反応釜を２個準備し、これの各々に
フェノール１０００部、３７％ホルマリン１７９５部、
次いで２８％アンモニア水１６０部、５０％水酸化ナト
リウム水溶液９０部を添加した。徐々に昇温し、温度が
９６℃（＝達してから、加分間還流反応後、メチレンビ
スステアリン酸アマイド４０部、さらに２．４ジニトロ
フエノール、およびジニトロナフタリンを各々反応釜に
１種ずつ、それぞれ２２０部を添加した。混合物を混合
分散させた後、真空下で脱水反応を行ない釜出し急冷し
た。レゾール型フェノール樹脂を各々１３２０部得た０
芳香族ニトロ化物の配合量は、レゾール型フェノール樹
脂１００部に対して各々２０部であった。
製造例５．６ 冷却器と攪拌器付き反応釜を２個準備し、これの各々Ｃ
ニブエノール１０００部、３７％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９
６℃に達してから３０分間還流反応した後、メチレンと
スステアリン酸アマイド１０部、さら（＝２．４ジニト
ロフエノールを各々反応釜にそれぞれ０部、４８５部を
添加した。混合物を混合分散させた後、真空下で脱水反
応を行ない釜出しした。
ノボラック型フェノール樹脂を各々９７０部、　１４５
５部得た０芳香族ニトロ化物の配合量は、ノボラック型
フェノール樹脂１００部（二対して各々０部、５０部で
あった。
製造例７゜ 冷却器と撹拌器利き反応釜を準備し、これ（＝フェノー
ル１０００部、３７％ポルマリン１７９５部、次いで２
８％アンモニア水１６０部、５０％水酸化ナトリウム水
溶液６０部を添加した。徐々口昇温し、温度が９６℃（
二連してから３０分間還流反応した後、メチレンビスス
テアリン酸アマイド４０部を添加して真空下で脱水反応
を行ない釜出し急冷した。レゾール型フェノール樹脂１
１００部得た。
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−（＝仕込み、製造例１にて得られた
ノボラック型フェノール樹脂１４０部を添加した後、４
０秒間混練した。
ついで、ヘキサメチレンテトラミン２１部を水１０５部
（二溶解して添加しコーテツドサンドが崩壊するまで混
練した。さらに、ステアリン酸カルシウム７部を添加し
、３０秒間混合して排砂してエヤレーンヨンを行ないレ
ジンコーテツドサンド組成物を得た。
実施例２゜ 製造例２（二て得られたノボラック型フェノール樹脂を
使用した以外は実施例１と同様の製造条件（二てレジン
コーテツドサンド組成物を得た。
実施例３゜ 温度１３０〜１４０℃（−加熱した三栄６号珪砂７００
０部をワールミキサーに仕込み、製造例３にて得られた
レゾール型フェノール樹脂１４０部を添加した後４０秒
間混練後、１０５部の冷却水を添加し、レジンコーテツ
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、３０秒間混合して、排砂して、エヤレー
ションを行ないレジンコーテツドサンド組成物を得た。
実施例４゜ 製造例４にて得られたレゾール型フェノール樹脂を使用
した以外は、実施例３と同様の製造条件（二てレジンコ
ーテツドサンド組成物を得た。
実施例５ 温度１３０〜１４０’Ｃ１二加熱した三栄６号珪砂７０
００部をワールミキサーに仕込み、製造例５（二て得ら
れたノボラック型フェノール樹脂１３０部を添加した後
、２０秒間混練した。ついで、２．４ジニトロフエノー
ルを１３部添加し２０秒間混練した。ヘキサメチレンテ
トラミン２１部を水１０５部に溶解して添加し、レジン
コーテツドサンドが崩壊するまで混練した。
ついでステアリン酸カルシウム７部を添加し、３０秒間
混合して、υ］砂してエヤレーンヨンを行ないレジンコ
ーテツドサンド組成物を得た。
実施例６゜ 温度１３０〜１４０℃口加熱した三栄６号珪砂７０００
部をワールミキサーに仕込み、２，４ジニトロフエノー
ルを１３部添加し、２０秒間混練した。
ついで製造例５（二で得られたノボラック型フェノール
樹脂７８部と製造例７（二て得られたレゾール型フェノ
ール樹脂５２部を添加し２０秒間混練した。
さらにヘキサメチレンテトラミン１３部を水６３部に溶
解して添加し、レジンコーテツドサンドが崩壊するまで
混練した。
ついでステアリン酸カルシウム７部を添加し、（９）秒
間混合して、排砂してエヤレーンヨンを行ないレジンコ
ーテツドサンド組成物を得た。
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５にて得られたノ
ボラック型フェノール樹脂１４０部を添加した後、４０
秒間混練後、ヘキサメチレンテトラミン２１部を水１０
５部（＝溶解して添加し、レジン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、３０秒間混合して、排砂して、エヤレーションを
行ないレジンコーテツドサンドを得た。
比較例２゜ 製造例６じて得られたノボラック型フェノール樹脂を使
用する以外は、比較例１と同様の製造条件（二でレジン
コーテツドサンド組成物を得た。
比較例３゜ 温度１３０〜１４０℃（二加熱した三栄６号珪砂７００
０部をワールミキサー（＝仕込み１、製造例７（二で得
られたレゾール型フェノール樹脂１４０部を添加した後
、４０秒間混練後１０５部の冷却水を添加し、レジンコ
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、３０秒間混合して、排砂して、
エヤレーン四ンを行ないレジンコーテツドサンドを得た
。
実施例１．２．３．４．５．６．および比較例１．２．
３．　にて得られた各々のレジンコーテツドサンド組成
物の特性値、およびシェル鋳型の崩壊性を第１表；二示
す。
なお試験方法は次の通りである。
曲げ強さ　：　ＪＡＣＴ試験法８Ｍ−１による。
粘　着　点　：　ＪＡＣＴ試験法試験法口よる。
熱間引張り強さ　二ＪＡＣＴ試験法５Ｍ−１０（二よる
。
崩　壊　性　ニレジンコーテツドサンドを直径２９關、
長さ１５０闘の鉄バイブに入れ、 ２５０℃３０分間予備焼成する。パイ プをアルミｍ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（二て、衝撃を加 え、１回毎（−崩壊した砂を取り出 し、残砂量を測定し、残砂量がＯ Ｃ二なった衝撃回数をもとめる。
第１図（二おいて、Ａはサンプル、 Ｂはハンマ一部を表わす。
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３０ｃＩｎに取り付けられ、ハンマ一部は水平（
＝持ち上げられてか ら自然落下させ、支点を中心（ニし て、サンプルに向け、ｉ衝撃を加え る。
【図面の簡単な説明】
第１図は崩壊性を試験するための１１８撃試験機である
。 Ａはサンプル、 Ｂはハンマ一部、 Ｃはハンマ一部を取イ」けである支点。

Claims (1)

  1. 【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、芳香族ニトロ化物を存在さ
    せてなる崩壊性を促進させたレジンコーテツドサンド組
    成物。 （２）、芳香族ニトロ化物が０−、−　）ロフェノール
    、ｐ−＝−トロフェノール、ｍ−二トロフェノール、２
    ．４ジニトロフエノール、２．５ジニトロフエノール、
    ２．６ジニトロフエノール、ジニトロナフタリンである
    特許請求の範囲第１項記載のレジンコーテッド−９−ン
    ド組成物。 （３）、芳香族ニトロ化物の配合用がフェノール樹脂１
    ００重量部に対して０．２〜４０重■部である特ＹＦ　
    Ｎｉ’Ｊ求の範囲第１項記載のレジンコーテツドサンド
    組成物。 （４）、フェノールん、１脂がノボラック型フェノール
    樹脂である特許！！Ｉ’ｌ求の範囲第１項または第３項
    記載のレジンコーテツドサンド組成物。 （５）、　　フェノール樹脂がレゾール型フェノール樹
    脂である特許請求の範囲第１項または第３項記載のレジ
    ンコーテツドサンド組成物。 （６）、フェノール樹月旨がノボラック型フェノール樹
    脂とレゾール型フェノール樹脂の混合樹脂である特許請
    求の範囲第１項または第３項記載のレジンコーテツドサ
    ンド組成物。 （力、フェノール樹脂が滑剤を内含することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項、第３項、第４項、第５項また
    は第６項記載のレジンコーテツドサンド組成物、 （８）、フェノール樹脂で鋳物用砂粒を被覆するレジン
    コーテノドーリーンドの胛コ告方ン去（二おいて、芳香
    族ニトロ化物を存在させてなる崩壊性を促進させたレジ
    ンコープノドサンド組成′ｔｃｊの製造方法。 （９）、芳香族ニド「１化物が０−二トロフェノール、
    ｐ−二トｏ　フェノール、ｍ−ニトロフτ、ノール、２
    ４ジニトロラエノール、２．５ジニトロフェ７−ル、２
    ．６Ｄニトロフエノール、ジニトロナフタリンである特
    許請求の範囲第８項記載のレジンコーテツドサンド組成
    物の製造方法。 （１（Ｉｌ、　　芳香族ニトロ化物の配合量がフェノー
    ル樹脂１００重量部（二対して０．２〜４０重量部であ
    る特許請求の範囲第８項記載のレジンコーテツドサンド
    組成物の！５造方法。 ０１）、フェノール樹脂がノボラック型フェノール樹脂
    である特許請求の範囲第８項または第１０項記載のレジ
    ンコーテツドサンド組成物の製造方法。 （＋２１．　　フェノール樹脂がレゾール型フェノール
    樹脂である特許請求の範囲第８項または第１０項記載の
    レジンコーテツドサンド組成物の製造方法。 （１３）、　　フェノール樹脂がノボラック型フェノー
    ル樹脂と、レゾール型フェノール樹脂の混合樹脂である
    特許請求の範囲第８項または第１０項記載のレジンコー
    テッド、サンド組成物の製造方法。 １、フェノール樹脂が滑剤を内含することを特徴とする
    特許請求の範囲＄８項、第１０項、第１１項、第１２項
    または第１３項記載のレジンコーテツドサンド組成物の
    製造方法。
JP12069082A 1982-07-13 1982-07-13 レジンコ−テツドサンド組成物とその製造方法 Pending JPS5913543A (ja)

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