(57)【要約】  本発明のレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物は、フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、無機酸アルカリ金属塩の含有量が、フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記フェノール樹脂が、２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂の含有量が、前記フェノール樹脂全体に対して、５重量％以上１００重量％以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
当該フェノール樹脂組成物の１５０℃におけるゲルタイムが、４０秒以上１６０秒以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定した、当該フェノール樹脂組成物の軟化点が、７０℃以上１２０℃以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項７】
骨材と、前記骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、請求項１から６のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項８】
請求項７に記載のレジンコーテッドサンドであって、
下記の測定方法で得られた易崩壊性率が、５０％以上である、レジンコーテッドサンド。
（易崩壊性率の測定方法）
当該レジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得る。
得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１を測定する。
得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２を測定する。
式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出する。
【請求項９】
請求項７または８に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記骨材が、球状硅砂を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記硬化剤が、ヘキサメチレンテトラミンを含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、滑剤を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドの硬化物で構成される、鋳物用の中子。
【請求項１３】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物、レジンコーテッドサンド、鋳物用の中子、および鋳物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで鋳物用の中子を形成するためのレジンコーテッドサンドにおいて様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、８８．０〜９９．９重量パーセントの珪砂（ＳｉＯ２）を含む鋳物砂にノボラック型フェノール樹脂と金属粉末とを添加し、更に、ヘキサメチレンテトラミンを添加し加熱下において混練し、かつ滑剤としてのステアリン酸カルシュームを添加することにより、鋳物砂の表面に金属粉末含有フェノール樹脂被覆を形成したレジンコーテッドサンドを得る、と記載されている（特許文献１の表１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０６０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献１に記載のレジンコーテッドサンドにおいて、易崩壊性および強度の点で改善の余地があることが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）は、一般的に次のように使用される。
まず、ＲＣＳを造形金型に充填し、加熱により硬化して砂型（中子）を形成する。続いて、得られた中子（造形品）を金型（主型）に配置し、金型と中子との間隙に溶融した金属（たとえば、鉄やアルミニウムなど）を注湯する。その後、冷却し、金型を外し、中子をノックアウトし、鋳物の中から中子を除去して、鋳物製品を製造するための鋳物を得ることができる。【０００６】
本発明者が検討した結果、注湯時の中子には強度が要求されるとともに、その後のノックアウト時の中子において易崩壊性が要求されることが判明した。
そこで、本発明者は、中子の要求特性に関して、中子の形成に用いるＲＣＳに着眼して検討したところ、ＲＣＳに崩壊剤を添加することにより易崩壊性を向上させることを試みたが、反対に強度が低下してしまうことが分かった。そして、崩壊剤の添加量を増大させると、強度は一層低下するものであった。
また、崩壊剤とフェノール樹脂とを単に混合してＲＣＳを作製した場合、詳細なメカニズムは定かでないが、フェノール樹脂中において崩壊剤が分散されないと考えられ、その結果、ＲＣＳにおいて崩壊剤による易崩壊性の効能が想定どおりに発揮されないことが分かった。そのため、この作製方法で、崩壊剤の添加量を低くすると、易崩壊性が想定以上に低下してしまうことが判明した。【０００７】
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、ＲＣＳに用いるフェノール樹脂中に崩壊剤を予め分散させた上で、崩壊剤の添加量を低く抑えることにより、易崩壊性とともに強度が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
詳細なメカニズムは定かでないが、フェノール樹脂中に崩壊剤を予め加熱混合することで、ＲＣＳ中における崩壊剤の分散性が高くなり、低量の崩壊剤でも十分な易崩壊性の効果が得られるため、強度と易崩壊性のトレードオフを改善できる、と考えられる。【０００９】
本発明によれば、
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物が提供される。【００１０】
また本発明によれば、
骨材と、前記骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、上記フェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を含む、レジンコーテッドサンドが提供される。【００１１】
また本発明によれば、上記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成される、鋳物用の中子が提供される。【００１２】
また本発明によれば、
上記レジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法が提供される。【００１３】
また本発明によれば、上記鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、易崩壊性および強度に優れたレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物、それを用いたレジンコーテッドサンド、鋳物用の中子、および鋳物の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１６】
【図１】実施例・比較例のＲＣＳの曲げ強度と易崩壊性率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
【００１８】
本実施形態のフェノール樹脂組成物は、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であり、フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含むことができる。このフェノール樹脂組成物中において、無機酸アルカリ金属塩の含有量は、フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下とすることができる。
【００１９】
本実施形態によれば、上記フェノール樹脂組成物を用いてなるＲＣＳで中子を形成することにより、注湯時の中子の強度を高められるとともに、ノックアウト時の中子の易崩壊性を向上できる。
【００２０】
本発明者の知見によれば、崩壊剤の種類を適切に選択した上で、ＲＣＳに用いるフェノール樹脂中に崩壊剤を予め混合し、その崩壊剤の添加量を適切に制御することにより、易崩壊性とともに強度を改善することができる。すなわち、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩を用い、この無機酸アルカリ金属塩の含有量を下限値以上とすることで易崩壊性を高めつつも、その含有量を上限値以下とすることにより強度を向上させることが可能である。
【００２１】
しかしながら、本発明者が検討した結果、フェノール樹脂と、崩壊剤と、骨材と、必要に応じて硬化剤や滑剤を単に混練混合しただけでは、崩壊剤がフェノール樹脂中に分散されずと考えられ、その結果、十分な易崩壊性が得られないことが判明した。
【００２２】
これに対して、詳細なメカニズムは定かでないが、フェノール樹脂を加熱溶融させて後、そのフェノール樹脂中に崩壊剤を予め溶融混合することで、フェノール樹脂内部において崩壊剤（無機酸アルカリ塩）を高度に分散できるため、フェノール樹脂および骨材を含むＲＣＳ中における崩壊剤の分散性を向上できる。そのため、低量の崩壊剤でも十分な易崩壊性の効果が得られるので、中子における強度と易崩壊性のトレードオフを改善できる、と考えられる。
【００２３】
本実施形態によれば、このような崩壊剤（無機酸アルカリ金属塩）が分散されたフェノール樹脂で構成されたフェノール樹脂組成物を用い、そのフェノール樹脂組成物および骨材を含むＲＣＳを得て、このＲＣＳを硬化させてなる中子を用いることにより、鋳型の製造プロセスにおける製造安定性を高めることができる。
【００２４】
現在、鋳物製品の複雑化や軽量化が益々進んでおり、このような開発環境に対応して、上記鋳型の製造プロセスにおいて、注湯する金属として、鉄（約１２００℃）よりも溶融温度が低い金属であるアルミニウム（約７００℃）を使用することが多い。そのような場合、ノックアウト時における中子の易崩壊性が一層要求される。これに対して、本実施形態では、溶融温度が低い金属を使用した場合でも、易崩壊性に優れた上記の中子を使用することで、鋳型の製造安定性を維持することが可能である。
【００２５】
本実施形態において、鋳型製品は、各種様々な用途に用いることが可能であるが、たとえば、自動車用部品、建設機械用部品、工作機械用部品、電気機器用部品、配管等が挙げられる。この中でも自動車用部品としては、たとえば、ウオータージャケット、エンジンブロック、シリンダヘッド、カムシャフト等のエンジン部品、マニホールド等の吸気・排気系部品、ディスク、キャリバー等のブレーキ部品、ターボ部品、トランスミッション、ディファレンシャル部品等の動力伝達装置部品等が挙げられる。
本実施形態の鋳型は、上記のような鋳型製品の製造に好適に用いることが可能である。
【００２６】
以下、本実施形態のフェノール樹脂組成物、ＲＣＳの各成分について説明する。
【００２７】
（フェノール樹脂組成物）
本実施形態のフェノール樹脂組成物は、フェノール樹脂と崩壊剤とを含むものである。このフェノール樹脂組成物は、ＲＣＳの形成に用いられるもので、ＲＣＳとは異なり、ＲＣＳの構成成分の一つである骨材を含まないものと定義できる。
【００２８】
上記崩壊剤は、無機酸アルカリ金属塩を用いることができる。
上記無機酸アルカリ金属塩は、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金属の塩であり、１価のアルカリ金属塩であることが好ましい。無機酸としては、たとえば、硫酸、硝酸等の強酸、亜硫酸、亜硝酸等の弱酸等が挙げられる。アルカリ金属塩と無機酸とを適宜組み合わせて使用することができる。
この中でも、易崩壊性および分散性の観点から、亜硫酸アルカリ金属塩を用いることができ、好ましくは亜硫酸ナトリウムを用いることができる。
上記無機酸アルカリ金属塩は、単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
本発明者の知見によれば、有機酸塩やアンモニウム塩は、上記の無機酸アルカリ金属塩と比較して、適当な易崩壊性が得られない。
【００３０】
ＲＣＳを用いた鋳造プロセスにおいて、鉄（約１２００℃）鋳型から、アルミニウム（約７００℃）鋳型の需要が高まっており、より低温での易崩壊性が要求されている。上記の無機酸アルカリ金属塩は、有機酸塩やアンモニウム塩と比べて、比較的低温加熱条件下での易崩壊性を向上させることができる。
【００３１】
上記無機酸アルカリ金属塩の含有量の下限値は、上記フェノール樹脂全体（固形分１００重量部）に対して、たとえば、０．１質量部以上であり、好ましくは０．３質量部以上であり、より好ましくは０．５質量部以上である。これにより、ＲＣＳの硬化物の強度を高めることができる。一方で、上記無機酸アルカリ金属塩の含有量の上限値は、上記フェノール樹脂の固形分１００重量部に対して、たとえば、１０質量部以下であり、好ましくは８質量部以下であり、より好ましくは５質量部以下である。これにより、ＲＣＳの硬化物の易崩壊性を高めることができる。
【００３２】
本実施形態において、フェノール樹脂の固形分とは、フェノール樹脂中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。
【００３３】
上記フェノール樹脂は、一般に使用されているフェノール樹脂であれば特に制限はない。
上記フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類とホルムアルデヒドやケトン類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂、上記したフェノール類とジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルから合成されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノールアラルキル樹脂、トリスフェノールメタン骨格を有するフェノール樹脂、などが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
上記フェノール樹脂は、たとえば、フェノール類とアルデヒド類とを反応させることにより得るこができる。酸性条件下で反応させることで、ノボラック型フェノール樹脂が得られる。の酸性条件として、例えば、公知の有機酸または無機酸等の酸性触媒を用いることができる。
【００３５】
上記フェノール類としては、例えば、フェノール環数は１核体、２核体または３核体などのいずれでもよく、フェノール性水酸基数は、１個でも２個以上でもよい。
上記フェノール類の一例としては、特に限定されないが、例えば、フェノール；オルソクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール等のクレゾール；２、３−キシレノール、２、４−キシレノール、２、５−キシレノール、２、６−キシレノール、３、５−キシレノール等のキシレノール；２，３，５−トリメチルフェノール、２−エチルフェノール、４−エチルフェノール、２−イソプロピルフェノール、４−イソプロピルフェノール、ｎ−ブチルフェノール、イソブチルフェノール、ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ヘキシルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、クミルフェノール、アリルフェノール等のアルキルフェノール；１−ナフトール、２−ナフトール等のナフトール；フルオロフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、ヨードフェノール等のハロゲン化フェノール、ｐ−フェニルフェノール、アミノフェノール、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、トリニトロフェノール等の１価フェノール置換体；レゾルシン、アルキルレゾルシン、ピロガロール、カテコール、アルキルカテコール、ハイドロキノン、アルキルハイドロキノン、フロログルシン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ジヒドロキシナフタリン、ナフタレン等の多価フェノール；などが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、フェノール類は、フェノール、クレゾール、キシレノールおよびアルキルフェノールからなる群より選ばれた２種以上を含ことができる。
【００３６】
上記アルデヒド類としては、特に限定されないが、例えば、ホルマリンやパラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒド；トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、ｎ−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、ｏ−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。これらのアルデヒド類は単独または２種以上を組み合わせて使用してもよい。この中でも、アルデヒド類は、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドを含むことができ、生産性および安価な観点から、ホルマリンまたはパラホルムアルデヒドを用いることができる。
【００３７】
また、フェノール類とアルデヒド類のモル比（Ｆ／Ｐモル比）は、フェノール類１モルに対し、例えば、アルデヒド類を０．４〜１．０モルとしてもよく、好ましくは０．６〜０．９モルとすることができる。アルデヒド類を上記範囲とすることで、未反応フェノール量を少なくすることができ、歩留まりを上げることができる。
【００３８】
反応方法としては、反応の開始時にフェノール類とアルデヒド類を全量一括して反応容器に仕込み、触媒を添加し反応してもよく、また反応初期の発熱を抑制するために、フェノール類と触媒を仕込んだ後アルデヒド類を逐次添加して反応させてもよい。
【００３９】
また、反応温度は、例えば、６０℃〜１２０℃としてもよく、好ましくは８０℃〜１００℃としてもよい。これにより、効率よく反応を十分に進めることができる。なお、反応時間は、特に制限はなく、出発原料の種類、配合モル比、触媒の使用量及び種類、反応条件に応じて適宜決定すればよい。
【００４０】
上記酸性触媒としては、特に限定されないが、例えば、蓚酸、酢酸などの有機カルボン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機スルホン酸、有機ホスホン酸、塩酸、硫酸などの無機酸などが挙げられる。この中でも無機酸を用いることができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
酸性触媒の添加量は、特に限定されないが、例えば、フェノール類１モルに対して、０．００１〜４．０モルであることが好ましく、より好ましくは、０．０１〜０．５モルである。
【００４２】
本実施形態における反応溶媒としては、水を用いてもよいが、有機溶剤を用いてもよい。有機溶剤としては、非極性溶媒を用いて非水系を用いることができる。有機溶剤の一例としては、例えば、アルコール類、ケトン類、芳香族類で、アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン等で、ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン等で、芳香族類としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
本実施形態によれば、酸性条件下、フェノール類とアルデヒド類とを反応させることにより２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を得るこができる。
上記フェノール樹脂は、２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を含むことができる。
【００４４】
２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂の含有量が、上記フェノール樹脂の固形分全体に対して、たとえば、５重量％以上１００重量％以下であり、好ましくは３０質量％以上であり、より好ましくは５０質量％以上であり、さらに好ましくは６０質量％以上である。これにより、崩壊剤の分散性を効果的に高めることが可能となり、また種々の特性を有するフェノール樹脂との組み合わせが可能になる。
【００４５】
本実施形態のフェノール樹脂組成物は、フェノール樹脂と崩壊剤とを加熱混合することにより得ることができる。このフェノール樹脂組成物は、２５℃で固形の固形樹脂組成物である。崩壊剤は、フェノール樹脂の合成プロセス時に添加してもよく、合成後のフェノール樹脂に添加してもよい。混合は、加熱した状態で混合することが好ましく、フェノール樹脂またはその原料成分が溶融した状態で溶融混合する方法が好ましい。これにより、崩壊剤の分散性を一層高めることが可能である。
【００４６】
上記フェノール樹脂組成物の１５０℃におけるゲルタイムは、たとえば、４０秒以上１６０秒以下であり、好ましくは５０秒以上１５０秒以下であり、より好ましくは６０秒以上１４０秒以下である。ゲルタイムを適切に選択することにより、鋳物の成型性が良好になるという効果が得られる。
【００４７】
上記ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７により測定した、当該フェノール樹脂組成物の軟化点は、たとえば、７０℃以上１２０℃以下であり、好ましくは７３℃以上１１０℃以下であり、より好ましくは７５℃以上１００℃以下である。軟化点を適切に選択することにより、溶融したフェノール樹脂が砂に均一にコーティングすることで、高強度且つ安定した品質のＲＣＳが生産できるという効果が得られる。
【００４８】
（レジンコーテッドサンド）
本実施形態のレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）は、中子形成用のレジンコーテッドサンドである。上記ＲＣＳは、骨材と、骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備えるものである。この樹脂層は、上記のフェノール樹脂組成物および硬化剤を含むことができる。
ここでいう被覆とは、一部被覆または全面被覆のいずれも含むものである。
【００４９】
上記骨材は、石英質を主成分とする硅砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、ムライト砂、合成ムライト砂、マグネシア、アルミナ系人工砂、サンパール砂及びこれらの回収砂、再生砂等の砂が挙げられる。上記の砂としては、新砂、回収砂、再生砂、あるいはこれらの混合物など、特に限定することなく種々を使用することができる。
上記砂の形状としては、適宜選択できるが、分散性の観点から、球状であることが好ましい。この中でも、耐火性および分散性の観点から、上記骨材は球状硅砂を含むことが好ましい。
【００５０】
上記樹脂層は、硬化剤を含むことができる。
上記硬化剤としては、上記フェノール樹脂組成物の硬化剤であれば公知のものを使用することができるが、たとえば、ヘキサメチレンテトラミンを用いることができる。
【００５１】
上記硬化剤の含有量は、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、例えば、１０重量部〜５０重量部、好ましくは１３重量部〜４０重量部、より好ましくは１５重量部〜３０重量部である。これにより、適度な強度を有するＲＣＳを実現できる。
【００５２】
上記樹脂層は、滑剤を含むことができる。
滑剤としては、たとえば、エチレンビスステアリン酸アマイド，エチレンビスオレイン酸アマイド，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，パルミチン酸アマイド，オレイン酸アマイド，メチロールアマイド，ステアリン酸カルシウム，ポリエチレンワックス，パラフィンワックス，モンタンワックス，カルナバワックス等が使用できる。
【００５３】
上記樹脂層は、上記フェノール樹脂組成物、硬化剤、滑剤などを含むＲＣＳ用樹脂組成物からなる樹脂層で構成され得る。
【００５４】
本実施形態のＲＣＳの製造方法の一例としては、次のような工程が挙げられる。まず、所定の温度に加熱した骨材を、ミキサー等の混練機に投入する。骨材は、たとえば、１３０〜１６０℃、好ましくは１３０〜１５０℃に加熱する。続いて、ミキサー中に樹脂層を構成するＲＣＳ樹脂組成物の各成分を投入する。各成分は同時に添加しても、別々に添加してもよい。骨材の熱を利用して、ＲＣＳ樹脂組成物を溶融混練して、骨材表面に樹脂層を被覆させることができる。たとえば、上記フェノール樹脂組成物、硬化剤を水に溶解させたもの（たとえば、ヘキサ水）、滑剤の順で添加してもよい。
以上により、本実施形態のＲＣＳを得ることができる。
【００５５】
本発明者の知見によれば、下記の易崩壊性率の測定方法に基づくことにより、ＲＣＳの易崩壊性を簡便かつ安定的に評価可能であることが見出された。易崩壊性率（％）という指標に基づく場合、易崩壊性率が４０％以上であれば、鋳型の製造プロセスにおいて、ノックアウト時の中子に要求される易崩壊性の要求水準を満たすものと考えられる。
【００５６】
本実施形態のＲＣＳの易崩壊性率は、たとえば、５０％以上であり、好ましくは５５％以上であり、より好ましくは６０％以上である。
【００５７】
上記易崩壊性率の測定方法としては、次のようなものである。
まず、レジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得る。
得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１を測定する。
得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２を測定する。
式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出する。
【００５８】
本実施形態のＲＣＳを硬化処理した硬化物により、鋳型用の中子を構成することが可能である。この鋳物用の中子を利用した鋳物の製造工程の一例としては、次のようなものが挙げられる。
【００５９】
本実施形態の鋳物の製造工程は、本実施形態のレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、得られた中子を主型中に配置した後、主型と中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、冷却し、主型を脱型した後、中子を崩壊（ノックアウト）して、鋳物を得る工程と、を含むことができる。
【００６０】
得られた鋳物は、各種の鋳物製品を製造するために好適に利用できる。
本実施形態によれば、鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法を提供できる。
【００６１】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００６２】
＜フェノール樹脂組成物の調製＞
（フェノール樹脂組成物Ａ）
冷却器、攪拌装置を備えた反応容器に、フェノール１０００部、蓚酸１０部、３７％ホルマリン６０３部（Ｆ／Ｐ＝０．７）を仕込み、攪拌しながら昇温し、９５〜１００℃にて４時間反応を行った後、大気圧にて内温１４０℃になるまで加熱脱水し、さらに減圧下で軟化点が９０℃になるまで脱フェノールを行い、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０５０であるノボラック型フェノール樹脂（フェノール樹脂Ｘ）を得た。ゲルタイムは９０秒、軟化点は８４℃であった。
１００部の得られたフェノール樹脂Ｘを加熱溶融させた後、１部の崩壊剤１（亜硫酸ナトリウム：Ｎａ２Ｓ０３）を混合し、冷却、固化させることにより、フェノール樹脂組成物Ａを得た。【００６３】
（フェノール樹脂組成物Ｂ）
亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ０３）の添加量を２部に変更した以外は、フェノール樹脂組成物Ａの調製方法と同様にして、フェノール樹脂組成物Ｂを得た。【００６４】
（フェノール樹脂組成物Ｃ）
亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ０３）の添加量を３部に変更した以外は、フェノール樹脂組成物Ａの調製方法と同様にして、フェノール樹脂組成物Ｃを得た。【００６５】
（フェノール樹脂組成物Ｄ）
亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ０３）の添加量を１５部に変更した以外は、フェノール樹脂組成物Ａの調製方法と同様にして、フェノール樹脂組成物Ｄを得た。【００６６】
（フェノール樹脂組成物Ｅ）
冷却器、攪拌装置を備えた反応容器に、フェノール９００部、ビスフェノールＡ１００部、蓚酸１０部、３７％ホルマリン５６８部を仕込み、攪拌しながら昇温し、９５〜１００℃にて４時間反応を行った後、大気圧にて内温１４０℃になるまで加熱脱水し、さらに減圧下で軟化点が９０℃になるまで脱フェノールを行い、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０５０であるビスフェノールＡ変性ノボラック型フェノール樹脂（フェノール樹脂Ｙ）を得た。ゲルタイムは１４０秒、軟化点は８４℃であった。
１００部のフェノール樹脂Ｙを加熱溶融させた後、１部の崩壊剤１（亜硫酸ナトリウム）を混合し、冷却、固化させることにより、フェノール樹脂組成物Ｅを得た。【００６７】
＜レジンコーテッドサンドの作成＞
（実施例１）
フェノール樹脂組成物Ａの１０５部と１３０〜１４０℃に加熱した骨材１（再生硅砂）の７０００部とを、実験用ワールミキサーに投入し、６０秒間混錬した。更に、硬化剤１（ヘキサメチレンテトラミン）の２３部を水１０５部に溶解したものを添加し、送風冷却し、その後、滑剤１（ステアリン酸カルシウム）の７部を添加して、レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を得た。【００６８】
（実施例２）
フェノール樹脂組成物Ａに代えて、フェノール樹脂組成物Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にして、ＲＣＳを得た。【００６９】
（実施例３）
フェノール樹脂組成物Ａに代えて、フェノール樹脂組成物Ｃを使用した以外は、実施例１と同様にして、ＲＣＳを得た。
（実施例４）
フェノール樹脂組成物Ａに代えて、フェノール樹脂組成物Ｅを使用した以外は、実施例１と同様にして、ＲＣＳを得た。【００７０】
（比較例１）
フェノール樹脂Ｘの１０５部と１３０〜１４０℃に加熱した骨材１（再生硅砂）の７０００部とを、実験用ワールミキサーに投入し、６０秒間混錬した。更に、硬化剤１（ヘキサメチレンテトラミン）の２３部を水１０５部に溶解したものを添加し、送風冷却し、その後、滑剤１（ステアリン酸カルシウム）の７部を添加して、レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を得た。【００７１】
（比較例２）
フェノール樹脂組成物Ａに代えて、フェノール樹脂組成物Ｄを使用した以外は、実施例１と同様にして、ＲＣＳを得た。【００７２】
（比較例３）
フェノール樹脂Ｘの１０５部と、崩壊剤１（亜硫酸ナトリウム）の１部と、１３０〜１４０℃に加熱した骨材１（再生硅砂）の７０００部とを、実験用ワールミキサーに投入し、６０秒間混錬した。更に、硬化剤１（ヘキサメチレンテトラミン）の２３部を水１０５部に溶解したものを添加し、送風冷却し、その後、滑剤１（ステアリン酸カルシウム）の７部を添加して、レジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）を得た。【００７３】
（軟化点）
得られたフェノール樹脂組成物の軟化点を、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定した。結果を表１に示す。【００７４】
（ゲルタイム）
１ｇの試料（得られたフェノール樹脂組成物）を、１５０℃に保った熱板上にのせ、スパチュラで、常時、かき混ぜながら、スパチュラを持ち上げても、試料が糸を引かなくなるまでの時間（秒）を測定した。結果を表１に示す。【００７５】
【表１】
2019142488.tif 000003
【００７６】
表１中、比較例３の「−」は、上記＜フェノール樹脂組成物の調製＞で得られたフェノール樹脂組成物Ｅの中に崩壊剤が含まれないことを意味する。【００７７】
得られたレジンコーテッドサンドについて、下記の評価項目に基づいて評価を行った。【００７８】
（曲げ強度）
得られたレジンコーテッドサンドを用いて、ＪＩＳ−Ｋ−６９１０（検体の焼成条件：２５０℃で６０秒間）に準ずるＪＩＳ式テストピース（幅：１０ｍｍ×厚さ：１０ｍｍ×長さ：６０ｍｍ）を作製し、その得られたＪＩＳ式テストピース（以下、単にテストピース又はＴＰとも言う。）について、ＪＡＣＴ試験法ＳＭ−１に準じて、その曲げ強度（Ｎ／ｃｍ２）を測定した。評価結果を表１に示す。【００７９】
（易崩壊性率）
レジンコーテッドサンドの易崩壊性率は以下のようにして測定した。
まず、得られたレジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得た。
続いて、得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１（ｇ）を測定した。
続いて、得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２（ｇ）を測定した。
その後、式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出した。【００８０】
実施例１〜４、比較例１〜３の上記の曲げ強度、易崩壊性率を図１にプロットした。比較例１、２のプロットを結んだものを基準線と呼称する。基準線に示されるように、通常、強度と易崩壊性はトレードオフの関係を示すことが分かる。崩壊剤の添加量を単純に増減させる手法では、この基準線上を移動するのみである。これに対して、実施例１〜４に示すように、崩壊剤の分散性を高めることにより、基準線が示すトレードオフを改善できることが分かった。なお、比較例３は、崩壊剤の添加量は実施例２と同じであるが、分散性が低い場合の例を示すものである。【００８１】
（融着点）
融着点の測定は、ＪＡＣＴ試験法Ｃ−１（融着点試験法）により行った。すなわち、温度勾配をもたせた金属棒の上に、測定しようとするＲＣＳを手早く散布し、６０秒後に上記金属棒から１０ｃｍ離れた位置に、案内棒に沿って移動する口径１．０ｍｍのノズルを、空気圧０．１ＭＰａで低温部から高温部に向けて往復１回動かして金属棒上のＲＣＳを吹き飛ばす。吹き飛ばされたＲＣＳと吹き飛ばされなかったＲＣＳの境界線の温度を１℃まで読み取ることにより、融着点（℃）を求めた。評価結果を表１に示す。【００８２】
実施例１〜４のレジンコーテッドサンドは、比較例１〜３と比べて、強度および易崩壊性の両立という優れた特性を有するものである。実施例１〜４のレジンコーテッドサンドは、鋳物用の中子に好適に用いることが可能である。そして、その中子を用いることにより、鋳物の製造プロセス安定性を高めることができる。【００８３】
この出願は、２０１８年１月１６日に出願された日本出願特願２０１８−００５１３７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2019142488.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月24日(2019.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記フェノール樹脂が、２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂の含有量が、前記フェノール樹脂全体に対して、５重量％以上１００重量％以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
当該フェノール樹脂組成物の１５０℃におけるゲルタイムが、４０秒以上１６０秒以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定した、当該フェノール樹脂組成物の軟化点が、７０℃以上１２０℃以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項７】
骨材と、前記骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、請求項１から６のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項８】
請求項７に記載のレジンコーテッドサンドであって、
下記の測定方法で得られた易崩壊性率が、５０％以上である、レジンコーテッドサンド。
（易崩壊性率の測定方法）
当該レジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得る。
得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１を測定する。
得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２を測定する。
式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出する。
【請求項９】
請求項７または８に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記骨材が、球状硅砂を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記硬化剤が、ヘキサメチレンテトラミンを含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、滑剤を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドの硬化物で構成される、鋳物用の中子。
【請求項１３】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上１０質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物が提供される。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月20日(2019.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記フェノール樹脂が、２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂の含有量が、前記フェノール樹脂全体に対して、５重量％以上１００重量％以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩中の無機酸が、硫酸、硝酸、亜硫酸、および亜硝酸からなる群から選ばれる、フェノール樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
当該フェノール樹脂組成物の１５０℃におけるゲルタイムが、４０秒以上１６０秒以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定した、当該フェノール樹脂組成物の軟化点が、７０℃以上１２０℃以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項８】
骨材と、前記骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、請求項１から７のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項９】
請求項８に記載のレジンコーテッドサンドであって、
下記の測定方法で得られた易崩壊性率が、５０％以上である、レジンコーテッドサンド。
（易崩壊性率の測定方法）
当該レジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得る。
得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１を測定する。
得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２を測定する。
式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出する。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記骨材が、球状硅砂を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記硬化剤が、ヘキサメチレンテトラミンを含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、滑剤を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドの硬化物で構成される、鋳物用の中子。
【請求項１４】
骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物の製造方法であって、
フェノール樹脂またはその原料成分が溶融した状態で、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩を、加熱混合する工程を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、
フェノール樹脂組成物の製造方法。
【請求項１５】
骨材と、請求項１４に記載のフェノール樹脂組成物の製造方法で得られたフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を加熱混練する工程を含む、
前記骨材の表面を被覆する樹脂層を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の製造方法で得られたレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物が提供される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また本発明によれば、
骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物の製造方法であって、
フェノール樹脂またはその原料成分が溶融した状態で、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩を、加熱混合する工程を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、
フェノール樹脂組成物の製造方法が提供される。
また本発明によれば、
骨材と、上記のフェノール樹脂組成物の製造方法で得られたフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を加熱混練する工程を含む、
前記骨材の表面を被覆する樹脂層を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドの製造方法が提供される。
また本発明によれば、
上記の製造方法で得られたレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法が提供される。
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月10日(2019.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記フェノール樹脂が、２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂を含む、フェノール樹脂組成物。
【請求項３】
請求項２に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記２５℃で固形のノボラック型フェノール樹脂の含有量が、前記フェノール樹脂全体に対して、５重量％以上１００重量％以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩中の無機酸が、硫酸、硝酸、亜硫酸、および亜硝酸からなる群から選ばれる、フェノール樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
当該フェノール樹脂組成物の１５０℃におけるゲルタイムが、４０秒以上１６０秒以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物であって、
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定した、当該フェノール樹脂組成物の軟化点が、７０℃以上１２０℃以下である、フェノール樹脂組成物。
【請求項７】
骨材と、前記骨材の表面を被覆する樹脂層と、を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、請求項１から６のいずれか１項に記載のフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項８】
請求項７に記載のレジンコーテッドサンドであって、
下記の測定方法で得られた易崩壊性率が、５０％以上である、レジンコーテッドサンド。
（易崩壊性率の測定方法）
当該レジンコーテッドサンドを所定温度にて成型した成型物を、空気を遮断した雰囲気下で６００℃、２０分間の条件で焼成して焼成物を得る。
得られた焼成物の振盪試験前の重量Ｗ１を測定する。
得られた焼成物を２０メッシュの篩上に設置し、この篩を、ロータップ式ふるい振盪機にて２分間振盪させる振盪試験を実施する。そして、振盪試験後２０メッシュの篩上に残った焼成物の重量Ｗ２を測定する。
式：（重量Ｗ１−重量Ｗ２）／重量Ｗ１から、上記易崩壊性率（％）を算出する。
【請求項９】
請求項７または８に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記骨材が、球状硅砂を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記硬化剤が、ヘキサメチレンテトラミンを含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドであって、
前記樹脂層は、滑剤を含む、レジンコーテッドサンド。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載のレジンコーテッドサンドの硬化物で構成される、鋳物用の中子。
【請求項１３】
骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物の製造方法であって、
フェノール樹脂またはその原料成分が溶融した状態で、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩を、加熱混合する工程を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、
フェノール樹脂組成物の製造方法。
【請求項１４】
骨材と、請求項１３に記載のフェノール樹脂組成物の製造方法で得られたフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を加熱混練する工程を含む、
前記骨材の表面を被覆する樹脂層を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の製造方法で得られたレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の鋳物の製造方法で得られた鋳物を用いて鋳物製品を製造する工程を含む、鋳物製品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、
フェノール樹脂と、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩と、を含み、骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物であって、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、レジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また本発明によれば、
骨材を含まないレジンコーテッドサンド形成用のフェノール樹脂組成物の製造方法であって、
フェノール樹脂またはその原料成分が溶融した状態で、崩壊剤として無機酸アルカリ金属塩を、加熱混合する工程を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩が、亜硫酸アルカリ金属塩を含み、
前記無機酸アルカリ金属塩の含有量が、前記フェノール樹脂１００重量部に対して、０．１質量部以上８質量部以下である、
フェノール樹脂組成物の製造方法が提供される。
また本発明によれば、
骨材と、上記のフェノール樹脂組成物の製造方法で得られたフェノール樹脂組成物と、硬化剤と、を加熱混練する工程を含む、
前記骨材の表面を被覆する樹脂層を備える、中子形成用のレジンコーテッドサンドの製造方法が提供される。
また本発明によれば、
上記の製造方法で得られたレジンコーテッドサンドを造形金型に充填し、硬化し、脱型することにより、前記レジンコーテッドサンドの硬化物で構成された中子を得る工程と、
得られた中子を主型中に配置した後、前記主型と前記中子との間隙に溶融した金属材料を注湯する工程と、
冷却し、前記主型を脱型した後、前記中子を崩壊して、鋳物を得る工程と、を含む、鋳物の製造方法が提供される。
【国際調査報告】
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