1. 新しく成形したコアや修復した部分にすぐに塗装をしてはいけないのはなぜですか?

金型とコアを新しく成形または修理した直後は、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、塗料に含まれる水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内の未反応のポリイソシアネートも水と反応して効果がなくなります。アルコール系塗料の場合、塗布直後の発火により未反応樹脂が過熱する可能性があり、最終的にこれらすべてが金型とコアの表面安定性を損ないます。

2. フルフリルアルコールを 70% ～ 80% 含むフラン自己硬化樹脂が室温での最終強度が最も高くなるのはなぜですか?

フラン系自己硬化性樹脂の室温での最終強度は、尿素ホルムアルデヒド樹脂に対するフルフリルアルコールの比率および水分含有量の影響を受けます。尿素ホルムアルデヒド樹脂の比率が高いほど、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比率の増加 (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、硬化速度および最終強度が低下します。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減少傾向が、尿素ホルムアルデヒド樹脂の比率の増加による増加傾向を上回ります。そのため、室温での最終強度は、フルフリルアルコール含有量が 70% ～ 80% のときに最大になります。

3. 過剰な触媒活性や硬化剤の過剰添加が樹脂砂の最終強度の低下につながるのはなぜですか？

触媒活性が過剰であったり、硬化剤が過剰に添加されていたりすると、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十分に伸長・整列せず、架橋プレポリマーによって三次元構造が阻害されます。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。その結果、硬化は速やかに進み、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なぜ適さないのでしょうか？

リン酸を硬化剤として使用すると、砂型と中子を鋳込んだ後、リン酸は溶融金属の熱で分解せず、砂粒子の表面にリン酸塩の析出物を形成します。このリン酸塩は再生処理によって除去することが困難であるため、リサイクル砂から製造された樹脂砂の強度が著しく低下します。また、鋳型の膨張率が増加し、砂介在欠陥の発生確率も高まります。

5. 酸硬化性メチルフェノール樹脂自己硬化性砂の硬化剤として、無機酸ではなく、遊離酸含有量が低く、総酸含有量が高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く、架橋反応の過程で樹脂自身の重合反応によって生成される水に加えて、多量の水が放出されます。この水は硬化剤を希釈し、反応を遅くします。硬化剤の遊離酸含有量を増やすだけで硬化速度は速くなりますが、樹脂砂の強度は著しく低下します。総酸価を高めることで、強度の大幅な低下を防ぎながら硬化速度を確保できます。無機酸は一般に遊離酸含有量が高く、相溶性が悪いため、総酸度が高く遊離酸含有量の低い有機酸を選択することをお勧めします。

6. 酸硬化メチルフェノール樹脂砂に添加する硬化剤の量を樹脂のパーセンテージで表す必要があるのはなぜですか?

主な理由は、樹脂の本来の特性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ります。樹脂は工場を出荷する前に酸で中和されており、弱酸性であるため、フラン樹脂よりも酸性硬化剤の影響を受けにくく、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）、架橋反応中に樹脂自身の凝縮によって水が生成されるほか、多量の混和性水も放出され、これが硬化剤を希釈します。樹脂の添加量が多いほど、水による硬化剤の希釈効果が強くなるため、同じ硬化速度を維持するためには、硬化剤の添加量も同時に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に対する割合で計算し、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。