1. 新しく成形されたコアや修理箇所にすぐに塗装を施すべきではないのはなぜですか？

金型やコアを新たに成形または修理した時点では、樹脂の硬化反応はまだ初期段階にあります。水性塗料の場合、塗料中の水分が樹脂の正常な硬化を妨げます。フェノールウレタン自己硬化樹脂中の未反応ポリイソシアネートも水と反応して効果を失います。アルコール系塗料の場合、塗布直後に引火すると未反応樹脂が過熱する可能性があります。最終的に、これらすべてが金型やコアの表面安定性を損なうことになります。

2. なぜフラン系自己硬化樹脂室温での最終濃度が最も高いのは、フルフリルアルコールを70～80％含有する製品ですか？

最終的な強さフラン系自己硬化樹脂室温での最終強度は、フルフリルアルコールと尿素ホルムアルデヒド樹脂の比率と水分含有量によって影響を受けます。尿素ホルムアルデヒド樹脂の割合が高いほど、室温での最終強度は高くなります。フルフリルアルコール含有量が80%を超えると、窒素含有量が減少し、フルフリルアルコール含有量の増加に伴って室温での最終強度が低下します。尿素ホルムアルデヒド樹脂の割合の増加（およびフルフリルアルコール含有量の減少）は、樹脂の水分含有量の増加につながり、硬化速度と最終強度を低下させます。フルフリルアルコール含有量が70%未満の場合、水分含有量による最終強度の低下傾向が、尿素ホルムアルデヒド樹脂の割合の増加による増加傾向を上回るため、室温での最終強度は、フルフリルアルコール含有量が70%から80%の間にあるときに最大になります。

3. 過剰な触媒活性や過剰な硬化剤の添加は、なぜ樹脂砂の最終強度の低下につながるのでしょうか？

触媒活性が過剰であったり、硬化剤を過剰に添加したりすると、樹脂砂の予備硬化段階が過度に短くなります。樹脂中の不規則にカールした塊状のプレポリマーは完全に伸長・整列せず、架橋したプレポリマーによって三次元構造がブロックされてしまいます。そのため、多くの活性基が反応に参加できず、高重合度ポリマーの形成が阻害されます。結果として、硬化は急速に進み、初期強度は高くなりますが、最終強度は著しく低下します。

4. リン酸は、自己硬化性樹脂砂のリサイクルにおける硬化剤として適さないのはなぜですか？

リン酸が硬化剤砂型とコアに溶融金属を流し込んだ後、リン酸は溶融金属の熱によって分解されず、砂粒子の表面にリン酸塩として析出します。これらのリン酸塩は再生処理によって除去するのが難しく、再生砂から製造された樹脂砂の強度を著しく低下させます。また、鋳型の膨張率を高め、砂の混入欠陥が発生する可能性も高まります。

5. 酸硬化型メチルフェノール樹脂自己硬化砂の硬化剤として、無機酸ではなく、遊離酸含有量が少なく総酸含有量が多い有機酸を選択することが推奨されるのはなぜですか？

酸硬化型メチルフェノール樹脂は水分含有量が高い。架橋反応中、樹脂自身の重合によって生じる水に加えて、大量の水が放出される。この水は硬化剤を希釈し、反応速度を低下させる。硬化剤の遊離酸含有量を単純に増加させることで硬化速度を速めることができるが、樹脂砂の強度が著しく低下する。全酸価を増加させることで、強度の著しい低下を避けつつ硬化速度を確保できる。無機酸は一般的に遊離酸含有量が高く、相溶性が低い。全酸価が高く遊離酸含有量が低い有機酸を選択するのが望ましい。

6. 酸硬化型メチルフェノール樹脂砂に添加する硬化剤の量を、樹脂量に対する割合（パーセント）で表す必要があるのはなぜですか？

主な理由は、樹脂の固有の性質と架橋反応の希釈効果であり、硬化剤の添加量を樹脂の量に合わせて調整する必要があるためです。樹脂は工場出荷前に酸で中和され弱酸性であるため、フラン樹脂よりも酸性硬化剤に対する感度がはるかに低く、架橋反応を起こすにはより高い酸濃度が必要です。樹脂は水分含有量が高く（約15%以上）、架橋反応中に、自身の凝縮によって水を生成するだけでなく、大量の混和性水も放出し、硬化剤を希釈します。樹脂の添加量が多いほど、硬化剤に対する水の希釈効果が強くなるため、同じ硬化速度を維持するには、硬化剤の添加量を同期して増やす必要があります。したがって、硬化剤の添加量は樹脂の割合として計算し、樹脂の添加量が増えるにつれて添加量も増やす必要があります。