JPS62279048A

JPS62279048A - 鋳物用自硬性結合剤組成物

Info

Publication number: JPS62279048A
Application number: JP12030386A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Otsuka; 大塚　新次郎; Tadayoshi Matsuura; 松浦　忠義; Masato Akiba; 正人秋葉
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-03

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】３、発明の詳細な説明【産業上の利用分野〕本発明は鋳造に必要な砂鋳型造型用の自硬性結合剤組成
物に関し、特に常温で硬化し、低粘性。

貯蔵安定性９強度性能に優れた鋳物用自硬性結合剤組成
物に関するものである。

〔従来の技術〕

鋳物鋳型抄造型用の常温自硬性結合剤としては、酸硬化
タイプのフラン樹脂、フェノール樹脂が主流を占めてい
る。

フラン樹脂は、通常フルフリルアルコールーユリャホル
ムアルデヒド樹脂が、またフェノール樹脂は、水溶性の
フェノールホルムアルデヒド樹脂が一般的に用いられて
いる。そして、これらの樹脂に対する硬化剤として、強
酸類である硫酸、ベンゼンスルフォン酸等が使用されて
いる。

一方、アルカリ性フェノール樹脂水溶液を有機エステル
系硬化剤により硬化させる方法も特開昭５０−１３０６
２７号（鋳型の製造方法）及び特開昭５８−１５４４３
３号（鋳型及び中子）において知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

有機系結合剤は無機系結合剤に比較して、造型スピード
が速く、寸法精度が良好であり、使用砂が再生可能であ
る等、多くの利点があり急速に普及しつ＼ある。しかし
ながら、有機系結合剤は無機系に比較して耐熱性が劣り
、注湯時の分解ガス発生量が多いことに起因したガス欠
陥があるため、出来る限り低粘性で砂に対する濡れ性を
改善し、樹脂添加量を低減し、なおかつ高強度を発現さ
せることが必要である。

特に、フェノール樹脂はフラン樹脂と比較して粘性が高
く、冬場は増粘のため混線供給時のポンプアップが不能
となったり、夏場は貯蔵安定性が悪く、実用的には２週
間程度の安定性しかないという問題点を持っている。こ
の為、低粘性で貯蔵安定性に優れ、かつ強度性能が良好
な結合剤の開発が切望されている。

本発明者らは前記した問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、水溶性フェノール樹脂をエステル系硬化剤で
硬化させる鋳物用自硬性結合剤において、低粘性、貯蔵
安定性に優れ、かつ強度性能も良好に維持する水溶性フ
ェノール樹脂を見い出し、本発明を完成するに至った。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明を概説すれば、本発明は水溶性フェノール樹脂と
有機エステル系硬化剤とから成る鋳物用自硬性結合剤組
成物において、前記水溶性フェノール樹脂が少くとも２
種のアルカリ金属塩基性触媒を用いて調製される水溶性
フェノール樹脂であることを特徴とする鋳物用自硬性結
合剤組成物に関するものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明で使用する水溶性フェノール樹脂成分は、ホルム
アルデヒドとフェノールのモル比が１．０〜３．０のも
の、好ましくは１．５〜２．０モルの範囲のものである
。

そして本発明で使用する水溶性フェノール樹脂成分は、
その調製時に触媒として水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属系、水酸化カルシウム、水酸化バ
リウム等のアルカリ土類金属系より選ばれた２種のアル
カリ金属塩基性混合触媒を用いて調製されたものである
。

単独触媒の場合、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カル
シウム、水酸化バリウム等の単独使用の場合はフェノー
ル樹脂を合成する時に粘度上昇が激しかったり、又、水
酸化カリウム単独使用の場合は、樹脂の合成時には問題
ないが鋳型造型時の強度が低くかつ、可使時間が極端に
短縮される等の欠点がある。また、触媒使用量が少量過
ぎると樹脂合成時の粘度上昇が激しく、逆に多量過すぎ
ると樹脂の有効成分が減少し強度性能が低下してしまう
。

触媒使用量はフェノールに対して０．５〜１．０モル。

水酸化カリウム／水酸化ナトリウムの使用割合は１７１
〜４／ｌ（モル比）の範囲である。

本発明で使用する水溶性フェノール樹脂液のＰＨは１０
〜１３位が好ましく、ＰＨが低く過ぎるとエステル系硬
化剤を加えた時、硬化が非常に遅くなる。

本発明で使用する硬化剤としての有機エステル成分には
、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチル、
ブチロラクトン、カプロラクトン。

エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコー
ルジアセテート、ジアセチン、トリアセチン等がある。

この中で、強度性能を考慮するとガンマ−ブチロラクト
ンが最も好ましいものである。

本発明になる鋳物用自硬性結合剤組成物は、前記した水
溶性フェノール樹脂成分と有機エステル系硬化剤成分を
必須とするものであるが、この他強度性能を改善する目
的でシラン化合物（例えばガンマ−アミノプロピル　ト
リエトキシシラン）などを配合しても良い。

（実　施　例）以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。

実施例１フェノール４７０部と４２％ホルマリン７１４部（Ｆ／
Ｐモル比＝２）を温度計、冷却器、および撹拌機を備え
たフラスコに仕込み、反応触媒として４８％水酸化カリ
ウム２６３部と４８％水酸化ナトリウム１２５部）（Ｋ
ＯＨ／ＮａＯＨモル比＝１．５、触媒７２モル比＝０．
７５）を発熱に注意しながら１．５時間で滴下し、更に
１時間要して８５℃に昇温し、８５℃で５時間反応させ
た。

反応終了後冷却し、市販のアミノシランＡ−１，１００
（Ｕ、Ｃ，Ｃ社製）を収量に対して０．３％加え、水溶
性フェノール樹脂液を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５５．２粘　度　　　＝９０センチポイズ（２５℃）Ｐ　　Ｈ：
１１．５実施例２触媒として４８％水酸化カリウム３５０部と４８％水酸
化ナトリウム１６７部に変更した以外は実施例１と同様
な操作で（Ｆ／Ｐモル比＝２．０．　ＫＯＨ／ＮａＯＨ
モル比＝１．５．触媒７２モル比＝　１．０）水溶性フ
ェノール樹脂液を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５４．３粘　度　　　ニア５センチポイズ（２５℃）Ｐ　　Ｈ：
１２．３実施例３フェノール４７０部、４２％ホルマリン８９３部（Ｆ／
Ｐモル比＝２．５）及び触媒として４８％水酸化カリウ
ム３５０部と４８％水酸化ナトリウム１６７部（ＫＯＨ
／ＮａＯＨモル比＝１．５、触媒７２モル比＝１．０）
を用い実施例１と同様な操作で水溶性フェノール樹脂液
を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５０．５粘　度　　　＝５０センチボイズ（２５℃）Ｐ　　Ｈ：
１２．４実施例４フェノール４７０部、４２％ホルマリン８９３部（Ｆ／
Ｐモル比＝２．５）及び触媒として４８％水酸化カリウ
ム４０９部と４８％水酸化ナトリウム１２５部（ＫＯＨ
／ＮａＯＨモル比＝　２．３３、触媒７２モル比＝　１
．０）を用い実施例１と同様な操作で水溶性フェノール
樹脂液を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５０．９粘　度　　　＝４５センチボイス（２５℃）Ｐ　　Ｈ：
１２．５く比較例１〉　〈フェノール樹脂の調製に、触媒として
ＮａＯＨのみを用いた例〉 −’／　　− フェノール４７０部と４２％ホルマリン７１４部（Ｆ／
Ｐモル比＝　２．０）を温度計、冷却器、および撹拌機
を備えたフラスコに仕込み、触媒として４８％水酸化ナ
トリウム３１２部（３，７４モル）を発熱に注意しなが
ら１．５時間で滴下し、更に１時間で８５℃に昇温し、
８５℃で５時間反応後、冷却し市販のアミノシランＡ　
−１１００（Ｕ、Ｃ，Ｃ社製）を収量に対して０．３％
加え、水溶性フェノール樹脂液を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５４．９粘　度　　　：２１０センチポイズ（２５℃）Ｐ　　Ｈ
：１１．８〈比較例２〉　〈フェノール樹脂の調製に触媒としてＫ
ＯＩ（のみを用いた例〉触媒を４８％水酸化カリウム４３９部（３，７６モル）
に変更した以外は比較例１と同様な操作で水溶性フェノ
ール樹脂液を得た。

・得られた樹脂液の性状不揮発分（％）　：　５４．４粘　度　　　＝１５０センチポイズ（２５℃）Ｐ　　　
Ｈ：１１．９実施例１〜４及び比較例１〜２で調製した樹脂の安定性
試験及び鋳型用としての性能評価を試験した。

１）安定性試験４０℃における水溶液フェノール樹脂液の３０日間放置
後の粘度の経時変化を測定した。結果を第１図に示す。

２）強度性能評価小型多腕式ミキサー（９０ｒｐｍ）にフリーマントル新
砂３，０００部を入れ、これにガンマ−ブチロラクトン
の６０％水溶液１８部を加え、３０秒間混練したのち、
実施例及び比較例で調製した各種樹脂液４５部を加え更
に３０秒間混練、直ちに、塩化ビニール製５０ｍ／ｍΦ
Ｘ５０ｍ／ｍＨの割型に手込め造型し、０．５゜１．０
．３．０．２４．０時間後に圧縮強さを測定し、常態強
度とした。可使強度は混練砂を混練後１０分間放置して
から手込め造型し、２４時間後に圧縮強さを測定したも
のである。測定結果を第１表に示す。

第１表匍融膿汲び可使強度（ｋｇ／、ｄ〔注〕混線・放
置条件砂温度　　１５℃ 放置温度　１５℃ 湿度　６７％ＲＨ〔発明の効果〕本発明は、２種類のアルカリ金属塩基性触媒を用いて調
製した水溶性フェノール樹脂と有機エステル系硬化剤と
から成る鋳造用鋳型造型用結合剤組成物を提供するもの
である。

本発明になる前記水溶性フェノール樹脂は、従来の樹脂
と比較して低活性、貯蔵安定性に優れ、かつ鋳型造型に
適用した場合も初期（０，５時間後）・最終強度（２４
時間後）において、さらに可使時間の延長、即ち作業性
の面において優れた特性を発現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各種の水溶性フェノール樹脂液の粘度変化（
４０″’ＣＸ３０日間）を示すものである。

Claims

【特許請求の範囲】１）水溶性フェノール樹脂と有機エステル系硬化剤とか
ら成る鋳物用自硬性結合剤組成物において、前記水溶性
フェノール樹脂が少なくとも２種のアルカリ金属塩基性
触媒を用いて調製される水溶性フェノール樹脂であるこ
とを特徴とする鋳物用自硬性結合剤組成物。２）２種のアルカリ金属塩基性触媒の一方が、水酸化カ
リウムであり、他方が水酸化ナトリウムであり、水酸化
カリウム／水酸化ナトリウムのモル比が１／１〜４／１
であることを特徴とする第１項記載の鋳物用自硬性結合
剤組成物。