JP7202237B2 - Coated sand and mold manufacturing method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、コーテッドサンド及びそれを用いた鋳型の製造方法に係り、特に、崩壊性に優れて再生が容易な鋳型を与え得るコーテッドサンド、及び崩壊性に優れて再生が容易な鋳型の有利な製造方法に関するものである。 The present invention relates to a coated sand and a mold manufacturing method using the same, and in particular, a coated sand that can provide a mold that is excellent in disintegration and is easy to regenerate, and a mold that is excellent in disintegration and is easy to regenerate. It relates to a manufacturing method.
従来より、鉄やアルミニウム等の金属溶湯の鋳造に用いられる鋳型の一つとして、耐火性骨材を所定の粘結剤にて被覆してなるコーテッドサンドを鋳物砂として用いて、目的とする形状に造型して得られたものが、知られている。そして、そのようなコーテッドサンドにおける被覆層の形成に用いられる粘結剤としては、水ガラスやリン酸ナトリウムの如き水溶性の無機系粘結剤の他、フェノール樹脂やフラン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を用いた有機系粘結剤が明らかにされており、また、それら粘結剤を用いて、自硬性鋳型を造型する各種の手法が、種々提案されている。 Conventionally, as one of the molds used for casting molten metal such as iron and aluminum, coated sand made by coating a refractory aggregate with a predetermined binder is used as foundry sand to obtain the desired shape. is known. Binders used to form the coating layer in such coated sand include water-soluble inorganic binders such as water glass and sodium phosphate, as well as phenol resins, furan resins, urethane resins, and the like. Organic binders using resins have been clarified, and various techniques for forming self-hardening molds using these binders have been proposed.
ところで、水ガラス等の無機系粘結剤を用いて構成されるコーテッドサンドは、有機系粘結剤を用いたコーテッドサンドと比較して、有機分の含有量が少ないために、造型時や鋳造時の熱による種々のガスの発生が有利に抑制され、臭気等の問題を発生し難いものであることが、知られている。しかしながら、従来の無機系粘結剤を用いて構成されるコーテッドサンド(鋳型材料又は鋳物砂)にあっては、鋳造後の鋳型から耐火性骨材(砂)を回収し、その回収砂を焙焼処理によって再生しようとすると、回収砂の表面に残存する無機系粘結剤が燃焼され得ず、逆に焼結してしまって、耐火性骨材(砂)の表面に硬く張り付くようになるところから、その再生が困難であるという問題を内在している。特に、無機系粘結剤として水ガラスを用いたコーテッドサンドは、鋳造時の熱によって、水ガラスがガラス化してしまい、鋳造後に回収した鋳物砂に対して焙焼処理及び研磨処理を実施しても、砂表面のガラス化した水ガラスを除去することが、非常に困難であるという問題がある。また、無機系粘結剤を用いた従来のコーテッドサンドには、それを用いて得られる鋳型の崩壊性が充分でないという問題も、内在するものであった。 By the way, coated sand composed of an inorganic binder such as water glass has a lower organic content than a coated sand using an organic binder, so it is difficult to use during molding or casting. It is known that the generation of various gases due to the heat of time is advantageously suppressed, and problems such as odor are less likely to occur. However, in the case of coated sand (mold material or foundry sand) constructed using a conventional inorganic binder, refractory aggregate (sand) is recovered from the mold after casting, and the recovered sand is roasted. When trying to regenerate by burning, the inorganic binder remaining on the surface of the collected sand cannot be burned, and instead it is sintered and sticks firmly to the surface of the refractory aggregate (sand). As a result, there is an inherent problem that reproduction is difficult. In particular, coated sand using water glass as an inorganic binder causes the water glass to vitrify due to the heat during casting. Also, there is a problem that it is very difficult to remove the vitrified water glass on the sand surface. In addition, the conventional coated sand using an inorganic binder has an inherent problem that the mold obtained using the sand does not have sufficient collapsibility.
このため、水ガラス等の無機系粘結剤からなる被覆が形成されてなるコーテッドサンドを用いて造型された鋳型において、その鋳造後における崩壊性や回収砂の再生性を改善せしめるべく、各種の方策が提案されており、例えば、特開昭50-128620号公報においては、砂粒子の表面に熱可塑性樹脂をコーティングして樹脂被膜を形成せしめ、更にその樹脂被膜の上に、水ガラス層が形成されてなる積層構造の鋳物砂(コーテッドサンド)が明らかにされており、そこでは、そのようなコーテッドサンドにおける樹脂被膜を与える熱可塑性樹脂が加熱されることによって、軟化、ガス化、或は炭素粒子化することによって、コーテッドサンドの水ガラス被膜が破壊されて、鋳型の崩壊性が向上するようになることが、明らかにされている。 For this reason, in a mold molded using a coated sand coated with an inorganic binder such as water glass, in order to improve the collapsibility after casting and the reclaimability of recovered sand, various methods have been developed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 50-128620, the surface of sand particles is coated with a thermoplastic resin to form a resin film, and a water glass layer is formed on the resin film. Formed laminated foundry sand (coated sand) is disclosed in which the thermoplastic resin that provides the resin coating in such coated sand is heated to soften, gasify, or It has been clarified that the formation of carbon particles destroys the water glass coating of the coated sand, thereby improving the collapsibility of the mold.
また、特開昭54-35821号公報においては、砂粒子表面に疎水性樹脂被膜を形成し、更にその上に、無機粘結剤の被膜を形成してなる積層構造のコーテッドサンドとすることにより、そのようなコーテッドサンドから得られる鋳型の鋳造後の崩壊性が向上される一方、また機械的処理によって、砂表面に付着している粘結剤が容易に剥離され得ることが、明らかにされている。更に、特開2012-76114号公報にも、耐火性骨材の表面に、粘結剤として水溶性無機化合物と熱硬化性樹脂を含有する固形のコーティング層を形成してなる粘結剤コーテッド耐火物が明らかにされ、これによって、崩壊性が良好であり、耐熱性や強度に優れた鋳型を提供することが出来るとされている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-35821, by forming a hydrophobic resin film on the surface of sand particles and further forming a film of an inorganic binder thereon to form a coated sand with a layered structure, It has been revealed that the post-cast disintegration properties of molds obtained from such coated sand are improved, while the binder adhering to the sand surface can be easily removed by mechanical treatment. ing. Furthermore, in JP-A-2012-76114, a binder-coated refractory is formed by forming a solid coating layer containing a water-soluble inorganic compound and a thermosetting resin as a binder on the surface of a refractory aggregate. It is said that it is possible to provide a mold with good disintegration property, excellent heat resistance and strength.
しかしながら、それら従来から提案されている積層構造のコーテッドサンドを用いて造型された鋳型は、一部の金属溶湯の鋳造においてのみ、所定の崩壊性向上効果を奏するに過ぎないものであって、全ての金属溶湯に対して、優れた崩壊性の向上効果を発揮し得るものではなかったのである。即ち、上記した積層構造の各コーテッドサンドを用いて得られた鋳型の崩壊性の向上効果は、鋳込温度乃至は注湯温度が1300~1500℃となる鉄溶湯の鋳造の如き、所謂高温鋳造において、認められるに過ぎないものであって、鋳込温度乃至は注湯温度が700℃前後となるアルミニウム溶湯の鋳造の如き、所謂低温鋳造においては、所望の崩壊性が充分に発揮され得ず、当然のことながら、回収砂の再生における問題も、充分に解決されてはいない。 However, the conventionally proposed molds made using coated sand having a laminated structure exhibit a predetermined collapsibility improvement effect only in the casting of a part of molten metal. Therefore, it was not possible to exhibit an excellent effect of improving the collapsibility against the molten metal. That is, the effect of improving the collapsibility of the mold obtained by using each coated sand of the laminated structure described above is the so-called high-temperature casting such as casting of molten iron at a casting temperature or pouring temperature of 1300 to 1500 ° C. However, in so-called low-temperature casting such as casting of molten aluminum in which the casting temperature or pouring temperature is around 700 ° C., the desired crumbling property cannot be sufficiently exhibited. As a matter of course, the problem of reclaiming recovered sand has not been satisfactorily resolved either.
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、高温鋳造においては勿論のこと、低温鋳造においても、崩壊性が良好な鋳型を有利に形成し得るコーテッドサンドを提供することにあり、また他の課題とするところは、回収砂の再生が容易なコーテッドサンドを提供することにある。更に、本発明は、そのような優れた特性を有するコーテッドサンドを用いて、有用な鋳型を有利に製造する方法を提供することも、その解決課題とするものである。 Here, the present invention has been made against the background of such circumstances, and the problem to be solved is a mold that has good collapsibility not only in high-temperature casting but also in low-temperature casting. Another object of the present invention is to provide a coated sand that can be advantageously formed, and another object is to provide a coated sand that facilitates recycling of recovered sand. A further object of the present invention is to provide a method for advantageously producing useful molds using coated sand having such excellent properties.
そして、本発明は、上記した課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組合せにおいても採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載から把握され得る発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。 In order to solve the above-described problems, the present invention can be suitably implemented in various aspects as listed below, and each aspect described below can be used in any combination Adoptable. It should be noted that the aspects and technical features of the present invention are not limited to those described below, and can be recognized based on the inventive idea that can be grasped from the description of the entire specification. should be understood.
(1) 耐火性骨材の表面を被覆するように、有機化合物を含む固体状の第一のコーティ ング層が形成されていると共に、更に、該第一のコーティング層を被覆するように 、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる第二のコーティング層が形成され てなる積層構造のコーテッドサンドにおいて、前記第一のコーティング層に、酸素 酸塩、有機カルボン酸塩及び有機リン酸エステルからなる群より選ばれた少なくと も1つ以上の化合物を含有せしめてなることを特徴とするコーテッドサンド。
(2) 前記有機化合物が、架橋硬化性樹脂及びその硬化物、熱可塑性樹脂、並びに炭水 化物からなる群より選択されてなることを特徴とする前記態様(1)に記載のコー テッドサンド。
(3) 前記水溶性無機粘結剤が、水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化 アルミニウムナトリウム及び炭酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種 であることを特徴とする前記態様(1)又は前記態様(2)に記載のコーテッドサ ンド。
(4) 前記酸素酸塩又は前記有機カルボン酸塩が、前記有機化合物の100質量部に対 して1~300質量部の割合において、含有せしめられることを特徴とする前記態 様(1)乃至前記態様(3)の何れか1つに記載のコーテッドサンド。
(5) 前記有機リン酸エステルが、前記有機化合物の100質量部に対して0.5~1 00質量部の割合において、含有せしめられることを特徴とする前記態様(1)乃 至前記態様(4)の何れか1つに記載のコーテッドサンド。
(6) 前記第一のコーティング層に、更に、金属酸化物が含有せしめられることを特徴 とする前記態様(1)乃至前記態様(5)の何れか1つに記載のコーテッドサンド 。
(7) 前記金属酸化物が、前記有機化合物の100質量部に対して1~300質量部の 割合において、含有せしめられることを特徴とする前記態様(6)に記載のコーテ ッドサンド。
(8) 常温流動性を有しない湿態のコーテッドサンドとして、形成されていることを特 徴とする前記態様(1)乃至前記態様(7)の何れか1つに記載のコーテッドサン ド。
(9) 常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドとして、形成されていることを特徴 とする前記態様(1)乃至前記態様(7)の何れか1つに記載のコーテッドサンド 。
(10) 前記態様(8)に記載の湿態のコーテッドサンドを用い、それを、成形型の成 形キャビティ内に充填して、かかる成形型内で保持することにより、該成形型の成 形キャビティ内に充填されたコーテッドサンドを固化乃至は硬化せしめて、目的と する鋳型を得ることを特徴とする鋳型の製造方法。
(11) 前記態様(9)に記載の乾態のコーテッドサンドを用い、それを、所定の成形 型の成形キャビティ内に充填して、水蒸気を通気させた後、該成形型内で保持する ことにより、かかる成形型の成形キャビティ内に充填されたコーテッドサンドを固 化乃至は硬化せしめて、目的とする鋳型を得ることを特徴とする鋳型の製造方法。(12) 前記態様(9)に記載の乾態のコーテッドサンドを用い、それに、水を添加し て、湿態化させた後、その湿態状のコーテッドサンドを、成形型の成形キャビティ 内に充填して、該成形型内で保持することにより、かかる成形キャビティ内に充填 されたコーテッドサンドを固化乃至は硬化せしめて、目的とする鋳型を得ることを 特徴とする鋳型の製造方法。
(1) A solid first coating layer containing an organic compound is formed so as to coat the surface of the refractory aggregate, and a water-soluble coating layer is further formed so as to coat the first coating layer. In the coated sand having a laminated structure in which the second coating layer made of the binder composition containing the organic inorganic binder is formed, the first coating layer contains an oxate, an organic carboxylate and an organic phosphor. A coated sand characterized by containing at least one or more compounds selected from the group consisting of acid esters.
(2) The coated sand according to the aspect (1), wherein the organic compound is selected from the group consisting of a crosslinked curable resin and its cured product, a thermoplastic resin, and a carbohydrate.
(3) The water-soluble inorganic binder is at least one selected from the group consisting of water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum oxide and potassium carbonate. The coated sand according to the aspect (2).
(4) The above aspects (1) to 300, wherein the oxyacid salt or the organic carboxylate is contained at a ratio of 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound. The coated sand according to any one of the aspects (3).
(5) Aspects (1) to (1), wherein the organic phosphate ester is contained in a proportion of 0.5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound. 4) Coated sand according to any one of items.
(6) The coated sand according to any one of the aspects (1) to (5), wherein the first coating layer further contains a metal oxide.
(7) The coated sand according to the aspect (6), wherein the metal oxide is contained in a proportion of 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound.
(8) The coated sand according to any one of the above aspects (1) to (7), which is formed as a wet coated sand having no normal temperature fluidity.
(9) The coated sand according to any one of the above aspects (1) to (7), which is formed as a dry coated sand having normal temperature fluidity.
(10) Molding a mold by using the wet coated sand according to the aspect (8), filling it into the molding cavity of the mold, and holding it in the mold. 1. A mold manufacturing method comprising the step of solidifying or hardening coated sand filled in a cavity to obtain a desired mold.
(11) Using the dry coated sand according to the aspect (9), filling it into the molding cavity of a predetermined molding die, allowing water vapor to pass through, and then holding it in the molding die. A mold manufacturing method characterized by solidifying or hardening the coated sand filled in the molding cavity of the mold by a process to obtain the desired mold. (12) Using the dry coated sand according to the aspect (9), adding water to it to make it moist, and then placing the wet coated sand in the molding cavity of the mold. A mold manufacturing method characterized by solidifying or hardening the coated sand filled in the molding cavity by filling and holding it in the mold to obtain the desired mold.
このように、本発明に従うコーテッドサンドにあっては、耐火性骨材の表面に積層形成された2種のコーティング層のうち、下側の層となる、有機化合物を含む第一のコーティング層に含有せしめられた、酸素酸塩や有機カルボン酸塩、或は有機リン酸エステルによって、かかる第一のコーティング層の熱分解が促進せしめられたり、或はその炭化が促進されたりして、第一のコーティング層が脆化せしめられ、以て、その上側に位置する第二のコーティング層が剥がれ易くなることによって、そのようなコーテッドサンドから得られる鋳型の崩壊性が更に向上せしめられ得ることとなったのであり、そしてそれによって、鋳込温度乃至は注湯温度の低いアルミニウム溶湯を用いた鋳造においても、そこで用いられた鋳型の崩壊性が有利に高められ得ることとなったのである。 Thus, in the coated sand according to the present invention, of the two types of coating layers laminated on the surface of the refractory aggregate, the first coating layer containing an organic compound, which is the lower layer, The contained oxysalt, organic carboxylate, or organic phosphate accelerates the thermal decomposition of the first coating layer, or accelerates the carbonization of the first coating layer. The second coating layer becomes brittle, which makes the second coating layer located thereover easier to peel off, thereby further improving the collapsibility of the mold obtained from such coated sand. As a result, even in casting using molten aluminum with a low casting temperature or low pouring temperature, the collapsibility of the mold used therein can be advantageously enhanced.
しかも、本発明に従うコーテッドサンドにあっては、耐火性骨材の表面に形成された積層構造のコーティング層が、鋳造時に加わる熱の作用によって剥がれ易くなっているところから、鋳込温度乃至は注湯温度の低い金属溶湯の鋳造工程から回収される回収砂の再生操作を有利に行なうことが可能となるのであり、その再生工程において一般に採用される研磨操作において、研削による高度の研磨処理を施すことなく、回収砂同士の衝突程度の物理的な衝撃を加えることからなる、軽度の研磨処理により、効果的に再生することが出来、以て、再利用可能な再生砂(耐火性骨材)を有利に得ることが出来ることとなるのである。 Moreover, in the coated sand according to the present invention, the layered coating layer formed on the surface of the refractory aggregate is easily peeled off by the action of heat applied during casting. It is possible to advantageously perform the reclaiming operation of recovered sand recovered from the casting process of molten metal with a low hot water temperature. Recycled sand (refractory aggregate) that can be effectively recycled by a mild polishing process that applies a physical impact to the extent that the collected sand collides with each other, and is therefore reusable. can be advantageously obtained.
また、本発明に従うコーテッドサンドにおいては、有機化合物を含む第一のコーティング層が固体状にて形成されているところから、有機化合物の揮発等による臭気の問題が発生し難いものとなっていることに加えて、そのようなコーテッドサンドから造型された鋳型を用いた鋳造工程において加わる金属溶湯の熱により、そのコーティング層に含まれる有機化合物の熱分解にて発生するガスにより、金属溶湯が鋳型を構成するコーテッドサンド(耐火性骨材)の粒子間に侵入するのを抑制するガス層が、鋳型表面と鋳造製品との間に効果的に形成されるようになり、最終的に得られる鋳造製品の鋳肌が良好に改善され得るのである。 Further, in the coated sand according to the present invention, since the first coating layer containing the organic compound is formed in a solid state, the problem of odor due to volatilization of the organic compound or the like is unlikely to occur. In addition, due to the heat of the molten metal applied in the casting process using the mold molded from such coated sand, the gas generated by the thermal decomposition of the organic compound contained in the coating layer causes the molten metal to move the mold. A gas layer that suppresses intrusion between particles of the constituent coated sand (refractory aggregate) is effectively formed between the mold surface and the cast product, and the finally obtained cast product The casting surface of the steel can be improved satisfactorily.
先ず、本発明において対象とするコーテッドサンド(鋳物砂)は、第一のコーティング層で被覆されてなる耐火性骨材が第二のコーティング層にて更に被覆されてなる2種の層の積層構造において、構成されているものである。要するに、耐火性の粒状乃至は粉状の骨材(粒子)に対して、所定の第一のコーティング層と所定の第二のコーティング層とが順次積層されてなる二層構造において、構成されているのである。そして、そのようなコーテッドサンドは、その外表面に位置する被覆層となる、第二のコーティング層の状態に応じて、全体として常温流動性を有する乾いた状態(外観)、即ち乾態状を呈しているもの(乾態のコーテッドサンド)として、或は全体として常温流動性を有しない湿った状態(外観)、即ち湿態状を呈しているもの(湿態のコーテッドサンド)として、それぞれ形成されることとなる。 First, the coated sand (foundry sand) targeted in the present invention has a laminated structure of two layers, in which a refractory aggregate coated with a first coating layer is further coated with a second coating layer. In, it is configured. In short, a two-layer structure in which a predetermined first coating layer and a predetermined second coating layer are sequentially laminated on a refractory granular or powder aggregate (particles). There is. Depending on the state of the second coating layer, which is the coating layer located on the outer surface of the coated sand, the coated sand as a whole is in a dry state (appearance) having fluidity at room temperature, that is, in a dry state. (dry coated sand), or as a wet state (appearance) that does not have normal temperature fluidity as a whole, that is, as a wet state (wet coated sand). It will be done.
ここで、本発明における「常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド」とは、含水分量の如何に拘わらず、動的安息角を測定した際に、測定値が得られるコーテッドサンドを意味するものである。具体的には、ここでの動的安息角とは、軸方向の一方の端部が透明な板材で閉塞されてなる円筒内に、測定のためのコーテッドサンドを収容して(例えば、直径7.2cm×高さ10cmの容器に、その体積の半分まで、コーテッドサンドを入れる)、軸心が水平方向となるように保持し、一定速度(例えば、25rpm)で水平な軸心回りに回転させることにより、円筒内で流動しているコーテッドサンドの表面が平坦な傾斜面形状となった状態において、かかる傾斜面と水平面との間に形成される角度をいうものである。この動的安息角は、80°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、30°以下が更に好ましい。特に、耐火性骨材が球状である場合において、45°以下の動的安息角が容易に実現され得るのである。一方、コーテッドサンドが湿った状態で、円筒内において流動せずに、コーテッドサンドの表面が平坦な傾斜面として形成されず、その結果、動的安息角を測定することが出来ないものが、本発明における「常温流動性を有しない湿態のコーテッドサンド」に分類されるものである。 Here, the term "dry coated sand having normal temperature fluidity" in the present invention means coated sand that gives a measured value when the dynamic angle of repose is measured, regardless of the water content. is. Specifically, the dynamic repose angle here means that a coated sand for measurement is accommodated in a cylinder (for example, diameter 7 .2 cm x 10 cm high container filled with coated sand to half its volume), held so that the axis is horizontal, and rotated about the horizontal axis at a constant speed (e.g., 25 rpm). Thus, when the surface of the coated sand flowing in the cylinder has a flat inclined surface shape, it refers to the angle formed between the inclined surface and the horizontal surface. The dynamic angle of repose is preferably 80° or less, more preferably 45° or less, and even more preferably 30° or less. Especially when the refractory aggregate is spherical, a dynamic angle of repose of 45° or less can be easily achieved. On the other hand, when the coated sand is wet, it does not flow in the cylinder, the surface of the coated sand is not formed as a flat inclined surface, and as a result, the dynamic angle of repose cannot be measured. It is classified as a "wet coated sand that does not have normal temperature fluidity" in the invention.
そして、上述の如き乾態又は湿態のコーテッドサンドを構成する耐火性骨材は、鋳型の基材として機能する耐火性粒子からなるものであって、従来から鋳型用として利用されてきている各種の耐火性の粒状乃至は粉状材料が何れも用いられ得、具体的には、硅砂、再生硅砂をはじめ、アルミナサンド、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド等の特殊砂や、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグ等のスラグ系粒子;アルミナ系粒子、ムライト系粒子等の人工粒子及びこれらの再生粒子;アルミナボール、マグネシアクリンカー等を挙げることが出来る。なお、これらの耐火性骨材は、新砂であっても、或いは、鋳型の造型に一回或は複数回使用された再生砂又は回収砂であっても、更には、そのような再生砂や回収砂に新砂を加えて混合せしめてなる混合砂であっても、何等差支えない。さらに、そのような耐火性骨材は、一般に、AFS指数で、40~130程度の粒度のものとして、好ましくは60~110程度の粒度のものとして、用いられることとなる。 The refractory aggregate that constitutes the dry or wet coated sand described above is made of refractory particles that function as the base material of the mold. Any of refractory granular or powdery materials can be used. Specifically, silica sand, recycled silica sand, special sand such as alumina sand, olivine sand, zircon sand, chromite sand, ferrochrome slag, Slag-based particles such as ferronickel-based slag and converter slag; artificial particles such as alumina-based particles and mullite-based particles, and regenerated particles thereof; alumina balls, magnesia clinker, and the like. These refractory aggregates may be fresh sand, reclaimed sand or reclaimed sand that has been used once or several times to form a mold. Mixed sand obtained by adding new sand to recovered sand and mixing them may be used without any problem. Furthermore, such refractory aggregates are generally used with a particle size of about 40 to 130, preferably about 60 to 110, in terms of AFS index.
また、本発明に従うコーテッドサンドを得るべく、そのような耐火性骨材の表面を被覆するように、有機化合物を含有する固体状態の第一のコーティング層が形成されることとなるのである。そして、そこにおいて用いられる有機化合物としては、耐火性骨材(粒子)の表面に固体状のコーティング層を形成することが可能であるものは勿論のこと、固体状のコーティング層に含有せしめることが可能であるものであれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、架橋硬化性樹脂及びその硬化物、熱可塑性樹脂、並びに炭水化物からなる群より選ばれる少なくとも1つ以上の化合物が、好適に用いられることとなる。 Also, in order to obtain the coated sand according to the present invention, a solid state first coating layer containing an organic compound is formed so as to cover the surface of such refractory aggregate. As the organic compound used there, it is possible to form a solid coating layer on the surface of the refractory aggregate (particles), and it is possible to include it in the solid coating layer. Although it is not particularly limited as long as it is possible, in the present invention, at least one or more compounds selected from the group consisting of crosslinked curable resins and cured products thereof, thermoplastic resins, and carbohydrates , will be preferably used.
なお、かかる第一のコーティング層の形成に好適に用いられる架橋硬化性樹脂とは、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、有機エステル、有機酸、炭酸ガス、過酸化物、金属イオン、アミン等の硬化剤若しくは硬化触媒の存在下又は非存在下において、加熱若しくは非加熱(常温)下にて架橋硬化反応を発現するものである。具体的には、フェノール系樹脂やフェノールウレタン系樹脂の他、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、多官能性アクリルアミド系樹脂(特公平7-106421号公報参照)、不飽和アルキッド樹脂、不飽和脂肪酸変性アルキッド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、更には、必要に応じてこれらの樹脂を組み合わせてなる混合樹脂等を挙げることが出来る。それらの中でも、本発明の効果をより有利に享受出来る観点から、特に、ノボラック型やレゾール型等のフェノール系樹脂の他、そのようなフェノール系樹脂とポリイソシアネート化合物との混合物からなるフェノールウレタン系樹脂形成材料が、好ましく用いられることとなる。 The cross-linkable curable resin suitably used for forming such a first coating layer includes, for example, hexamethylenetetramine, organic esters, organic acids, carbon dioxide gas, peroxides, metal ions, curing agents such as amines, or In the presence or absence of a curing catalyst, a cross-linking curing reaction is expressed under heating or non-heating (normal temperature). Specifically, in addition to phenol-based resins and phenol-urethane-based resins, epoxy resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, polyfunctional acrylamide-based resins (see JP-B-7-106421), unsaturated alkyd resins, unsaturated Examples include saturated fatty acid-modified alkyd resins, diallyl phthalate resins, and, if necessary, mixed resins obtained by combining these resins. Among them, from the viewpoint of being able to enjoy the effects of the present invention more advantageously, in particular, in addition to phenolic resins such as novolak type and resol type, phenol urethane-based mixtures of such phenolic resins and polyisocyanate compounds A resin-forming material will preferably be used.
ここで、本発明において、第一のコーティング層の形成材料として推奨される架橋硬化性樹脂の硬化物とは、低分子量の架橋硬化性樹脂を硬化反応させることによって、高分子化合物へ分子量を増加させたものである。具体的には、溶融粘度の低い低分子の材料を用いて、耐火性骨材粒子の表面をコーティングした後に、加熱や硬化剤の添加によって、架橋硬化性樹脂を硬化させて、固体状のコーティング層を形成するものであり、これにより、形成されたコーティング層の溶出量を、効果的に抑えることが出来、特に、架橋硬化性樹脂の高度の硬化物では、実質的にほとんど溶出することはなくなる。また、架橋硬化性樹脂の硬化物によって、表面安定性の良好な高分子量のコーティング層を形成することが出来、被覆性と表面安定性の両立が可能となる。そして、架橋硬化性樹脂が硬化することにより、水溶液状にした水溶性無機粘結剤には溶出しなくなるため、水溶性無機粘結剤による劣化が防止されて、高い鋳型強度を維持することが出来る。更に、架橋硬化性樹脂の硬化物には、未硬化の架橋硬化性樹脂と比較して、1)熱によるコーティング層の軟化が抑えられて、鋳型強度が向上し、また2)予め硬化に必要な熱量が消費されているため、供給される熱が有効に熱分解に使用され、熱分解が速くなるので、鋳型の崩壊性がより向上し、更には3)予め硬化に伴うガスが放出されていることから、鋳造時のガスの発生量が抑えられる、という利点もある。なお、本発明において、架橋硬化性樹脂の硬化物とは、コーティング層における硬化した樹脂の割合が、一般に80質量%以上、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上であるものであり、特に100質量%であるもの(完全に硬化されたもの)が、最も好ましい。 Here, in the present invention, the cured product of the cross-linking curable resin recommended as the material for forming the first coating layer is a high molecular weight compound obtained by subjecting a low-molecular-weight cross-linking curable resin to a curing reaction. It is what I let you do. Specifically, after coating the surface of the refractory aggregate particles with a low-molecular-weight material with a low melt viscosity, the crosslinking curable resin is cured by heating or adding a curing agent to form a solid coating. It forms a layer, and as a result, the elution amount of the formed coating layer can be effectively suppressed. Gone. In addition, the cured product of the crosslinked curable resin can form a high-molecular-weight coating layer with good surface stability, making it possible to achieve both coverage and surface stability. When the crosslinked curable resin is cured, it is no longer eluted into the water-soluble inorganic binder, which prevents deterioration due to the water-soluble inorganic binder and maintains high mold strength. I can. Furthermore, the cured product of the crosslinked curable resin has the properties that 1) the softening of the coating layer due to heat is suppressed and the strength of the mold is improved, and 2) the mold strength is improved as compared with the uncured crosslinked curable resin. Since a large amount of heat is consumed, the supplied heat is effectively used for thermal decomposition, and thermal decomposition is accelerated, so that the collapsibility of the mold is further improved. This also has the advantage of suppressing the amount of gas generated during casting. In the present invention, the cured product of the crosslinked curable resin means that the proportion of the cured resin in the coating layer is generally 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. Yes, especially 100% by weight (completely cured) is most preferred.
また、有機化合物の一つである熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート等の合成樹脂や、酢酸セルロース、パラフィン等を挙げることが出来る。それらの中でも、溶剤溶解性(成膜性)の観点から、特に、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、酢酸セルロール、ポリカーボネートが、好ましく用いられる。 Examples of thermoplastic resins, which are organic compounds, include polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, Synthetic resins such as polyvinyl chloride and polymethyl methacrylate, cellulose acetate, paraffin and the like can be mentioned. Among them, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polystyrene, ethylene/vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, cellulose acetate, and polycarbonate are particularly preferably used from the viewpoint of solvent solubility (film formability).
さらに、炭水化物としては、例えば、グルコース、フルクトース、ガラクトース、ラクトース、スクロース、マルトース、トレハロース、澱粉、グリコーゲン、セルロースからなるもの等を挙げることが出来る。それらの中でも、成膜性の観点から、特にトレハロース、澱粉、グリコーゲンが好ましい。 Carbohydrates include, for example, glucose, fructose, galactose, lactose, sucrose, maltose, trehalose, starch, glycogen and cellulose. Among them, trehalose, starch, and glycogen are particularly preferred from the viewpoint of film-forming properties.
加えて、その他の有機化合物として、アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、ジアクリルアミドジメチルエーテル、メチレンビスアクリルアミド、エチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジアクリルアミド等を用いることも、可能である。 In addition, other organic compounds such as acrylamide, N-methylolacrylamide, diacrylamide dimethyl ether, methylenebisacrylamide, ethylenebisacrylamide, and ethyleneglycol diacrylamide can be used.
また、そのような第一のコーティング層の構成成分たる有機化合物は、耐火性骨材に対する被覆性の観点より、高分子化合物(重合体、多量体)であることが、望ましい。具体的には、重量平均分子量が300以上、好ましくは300~100,000,000、より好ましくは500~50,000,000、更に好ましくは800~20,000,000である高分子化合物(重合体、多量体)が、有利に用いられることとなる。なお、高分子化合物(重合体、多量体)の範疇に含まれない有機化合物であっても、固体状のコーティング層の表面安定性の観点より、分子量が300以上であるものが好ましい。 Moreover, the organic compound, which is a constituent component of such a first coating layer, is desirably a high-molecular compound (polymer, multimer) from the viewpoint of covering the refractory aggregate. Specifically, a polymer compound (heavy coalescence, multimers) will be used to advantage. Even organic compounds that are not included in the category of high-molecular compounds (polymers, multimers) preferably have a molecular weight of 300 or more from the viewpoint of surface stability of the solid coating layer.
さらに、本発明においては、水難溶性乃至は水不溶性の有機化合物が有利に用いられ得、特に、水不溶性の有機化合物が、固体状のコーティング層に含まれる有機化合物として、好適である。何故ならば、易水溶性の有機化合物を用いると、第一のコーティング層の上に第二のコーティング層を形成するべく用いられる、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物に含まれる水分中に、それが溶け出してしまい、固体状のコーティング層が維持出来なくなる恐れがあるからである。そして、本発明においては、25℃の水100gに対する溶解度が、1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.3質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下である有機化合物が、固体状の第一のコーティング層に含まれる有機化合物として、有利に採用されるのである。ここで、溶解度とは、有機化合物の10gを25℃の水100gに投入し、1時間撹拌し、更に1時間静置させたときの溶媒(水)に溶けている有機化合物の量を意味するものである。また、水不溶性の有機化合物とは、水に溶解しない有機化合物である。 Furthermore, in the present invention, a poorly water-soluble or water-insoluble organic compound can be advantageously used, and a water-insoluble organic compound is particularly suitable as the organic compound contained in the solid coating layer. Because the easily water-soluble organic compound is used to form the second coating layer on the first coating layer, it is included in the binder composition containing the water-soluble inorganic binder. This is because there is a possibility that it will dissolve in water and the solid coating layer cannot be maintained. In the present invention, the solubility in 100 g of water at 25° C. is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less. An organic compound is advantageously employed as the organic compound contained in the solid first coating layer. Here, the solubility means the amount of the organic compound dissolved in the solvent (water) when 10 g of the organic compound is added to 100 g of water at 25° C., stirred for 1 hour, and allowed to stand still for 1 hour. It is. A water-insoluble organic compound is an organic compound that does not dissolve in water.
従って、上述の如き、有機化合物を含有する固体状態の第一のコーティング層が、耐火性骨材の表面に存在していることにより、第二のコーティング層を構成する水溶性無機粘結剤が直接に耐火性骨材に接触するようなことが、有利に回避され得ることとなるのである。そして、この固体状態の第一のコーティング層は有機化合物を含有するものであることから、それら第一及び第二のコーティング層が積層形成されたコーテッドサンドを用いてなる鋳型(以下、単に鋳型という)に金属溶湯を注湯すると、第一のコーティング層に含まれる有機化合物が熱分解して、ガス化し、その発生したガスによって、耐火性骨材粒子間の接合部分における水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が有利に破壊されることとなり、これによって、鋳型の崩壊性は優れたものとなるのである。また、第一のコーティング層に含まれる有機化合物が熱分解してガス化すると、そのガスの内圧によって、耐火性骨材粒子外表面に存在する水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が、内側から(耐火性骨材粒子側から)破壊等されるため、例えば、鋳造後の鋳型より回収した耐火性骨材を再生する際の研磨工程において、固化乃至は硬化した水溶性無機粘結剤を耐火性骨材粒子表面から剥離し易くなり、耐火性骨材の再生が容易となるのである。 Therefore, as described above, the solid-state first coating layer containing the organic compound is present on the surface of the refractory aggregate, so that the water-soluble inorganic binder constituting the second coating layer is Advantageously, direct contact with the refractory aggregate can be avoided. Since the solid-state first coating layer contains an organic compound, a mold (hereinafter simply referred to as mold ), the organic compound contained in the first coating layer is thermally decomposed and gasified, and the generated gas acts as a water-soluble inorganic binder at the joints between the refractory aggregate particles. Advantageously, the solidified or hardened product of the mold is destroyed, thereby making the mold excellent in collapsibility. When the organic compound contained in the first coating layer is thermally decomposed and gasified, the internal pressure of the gas causes the water-soluble inorganic binder present on the outer surface of the refractory aggregate particles to solidify or harden. However, since it is destroyed from the inside (from the refractory aggregate particle side), for example, in the polishing process when regenerating the refractory aggregate recovered from the casting mold, solidified or hardened water-soluble inorganic clay It becomes easier to separate the binder from the surface of the refractory aggregate particles, and the regeneration of the refractory aggregate becomes easier.
しかしながら、かくの如き第一のコーティング層を設けることによって得られる、鋳型の崩壊性や回収砂の再生に際しての優れた特徴は、鋳込温度乃至は注湯温度が1300~1500℃となる鉄溶湯の鋳造等の如き高温鋳造時において認められ、鋳込温度乃至は注湯温度が700℃前後であるアルミニウム溶湯を用いた鋳造等の如き低温鋳造では、その特徴を充分に発揮し得ないことが、本発明者らの更なる検討の結果、明らかとなったのである。 However, the excellent characteristics of mold collapsibility and recovery of recovered sand obtained by providing such a first coating layer are due to the casting temperature or pouring temperature of molten iron of 1300 to 1500 ° C. However, in low-temperature casting such as casting using molten aluminum in which the casting temperature or pouring temperature is around 700 ° C., the characteristics cannot be fully exhibited. , was clarified as a result of further studies by the present inventors.
そこで、本発明にあっては、上述の如き低温鋳造に供された鋳型であっても、その崩壊性が有利に向上せしめられ得ると共に、かかる低温鋳造後の鋳型より回収した砂からの水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物(第二のコーティング層)の除去をも容易に為し得るようにして、その再生処理を簡単に行ない得るようにすべく、前述の如き有機化合物を含む第一のコーティング層に、更に、酸素酸塩、有機カルボン酸塩及び有機リン酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも1つ以上の化合物を含有せしめるようにしたのである。 Therefore, according to the present invention, it is possible to advantageously improve the collapsibility even in the mold subjected to the above-described low-temperature casting, and the water-soluble sand recovered from the mold after such low-temperature casting. In order to facilitate the removal of the solidified or cured inorganic binder (second coating layer) and facilitate the recycling process, the organic compound as described above is used. The first coating layer further contains at least one or more compounds selected from the group consisting of oxates, organic carboxylates and organic phosphates.
このように、本発明に従って、酸素酸塩や有機カルボン酸塩が、第一のコーティング層中に存在せしめられることにより、金属溶湯の注湯時の加熱作用にて、それら酸素酸塩や有機カルボン酸塩が熱分解して、酸素が発生せしめられ、これによって、コーティング層の有機化合物に酸素を付与して、その燃焼を促すことにより、熱分解が促進されることとなるからであり、また、第一のコーティング層中に存在せしめられた有機リン酸エステルは、コーティング層の有機化合物から水素を奪うことによって、かかる有機化合物の炭化を促進せしめ、以て、耐火性骨材に被覆された有機化合物の第一のコーティング層はより一層脆くなって、水溶性無機粘結剤の第二のコーティング層が耐火性骨材から剥がれ易くなるのである。これによって、鋳込温度乃至は注湯温度が700℃程度となる低温鋳造においても、鋳型の崩壊性が良好となり、アルミニウム溶湯の鋳造においても、充分な崩壊性が得られることとなる。しかも、一般的な研削による研磨(高度研磨処理又はハード研磨)を採用するまでもなく、回収砂同士を衝突させるような物理的な軽度の衝撃(ソフト研磨乃至は軽度の研磨処理)を実施するだけで、再生が可能となり、これによって、回収砂の再生処理が容易ならしめられ得ると共に、耐火性骨材の表面が研削により削り取られる恐れも、有利に回避され得ることとなるのである。 As described above, according to the present invention, the presence of the oxysalt and the organic carboxylate in the first coating layer causes the oxysalt and the organic carboxylate to react with the heating action during pouring of the molten metal. This is because the acid salt is thermally decomposed to generate oxygen, which provides oxygen to the organic compound of the coating layer and promotes its combustion, thereby promoting thermal decomposition. , the organic phosphate ester present in the first coating layer promotes the carbonization of the organic compound by depriving the organic compound of the coating layer of hydrogen, thereby coating the refractory aggregate with The first coating layer of organic compound becomes more brittle and the second coating layer of water-soluble inorganic binder is more likely to peel off the refractory aggregate. As a result, even in low-temperature casting at a casting temperature or pouring temperature of about 700° C., the disintegration property of the mold is improved, and sufficient disintegration property is obtained even in casting of molten aluminum. In addition, there is no need to adopt general polishing by grinding (high-level polishing or hard polishing), and a light physical impact (soft polishing or light polishing) that causes collected sand to collide with each other is performed. This makes it possible to easily reclaim the recovered sand, and also advantageously avoids the possibility that the surface of the refractory aggregate will be scraped off by grinding.
なお、かかる本発明において、第一のコーティング層に含有せしめられる酸素酸塩としては、Li,Na,K等のアルカリ金属やMg,Ca等のアルカリ土類金属の如き、各種金属の硝酸塩、過マンガン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、炭酸塩等を例示することが出来、また、有機カルボン酸塩としては、各種金属のシュウ酸塩や酒石酸塩等を挙げることが出来る。 In the present invention, examples of oxyacid salts contained in the first coating layer include nitrates of various metals such as alkali metals such as Li, Na and K and alkaline earth metals such as Mg and Ca; Manganates, molybdates, tungstates, carbonates and the like can be exemplified, and organic carboxylates include oxalates and tartrates of various metals.
そして、それら酸素酸塩や有機カルボン酸塩は、第一のコーティング層中の有機化合物の100質量部に対して、一般に1~300質量部、好ましくは20~250質量部、より好ましくは40~220質量部の割合において、含有せしめられることとなる。因に、水溶性無機粘結剤を含む第二のコーティング層に対して、添加剤を、多量に、例えば水溶性無機粘結剤の固形分に対して30質量%以上にもなる割合において含有せしめたりすると、コーテッドサンドの結合力が低下して、そのようなコーテッドサンドから造型された鋳型の強度の低下を招くようになるのであるが、本発明にあっては、それら酸素酸塩や有機カルボン酸塩は、第一のコーティング層に含有せしめられるものであるところから、その含有量を多くすることが可能となり、それによって酸素酸塩や有機カルボン酸塩の添加効果をより一層有利に発揮させ得ることとなるのである。尤も、それら酸素酸塩や有機カルボン酸塩の含有量が多くなり過ぎると、鋳型強度に悪影響をもたらすようになる。一方、それら酸素酸塩や有機カルボン酸塩の含有量が少なくなり過ぎると、それらの添加効果を充分に享受し難くなるのである。 These oxyacid salts and organic carboxylates are generally 1 to 300 parts by mass, preferably 20 to 250 parts by mass, more preferably 40 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound in the first coating layer. It will be contained at a rate of 220 parts by mass. Incidentally, the second coating layer containing the water-soluble inorganic binder contains a large amount of additives, for example, at a rate of 30% by mass or more with respect to the solid content of the water-soluble inorganic binder. If the oxyacid salt or the organic Since the carboxylate is contained in the first coating layer, it is possible to increase the content of the carboxylate, thereby exhibiting the effect of addition of the oxyacid salt and the organic carboxylate more effectively. It will be possible to do so. However, if the content of these oxyacid salts and organic carboxylates is too high, the strength of the mold is adversely affected. On the other hand, if the content of these oxoacid salts and organic carboxylates is too low, it becomes difficult to fully enjoy the effects of their addition.
また、本発明に従って、耐火性骨材の表面に被覆する第一のコーティング層に含有せしめられる有機リン酸エステルとしては、特に限定されるものではなく、モノリン酸エステル、縮合リン酸エステル等の公知のものを、単独で又は組み合わせて、用いることが出来、その中で、モノリン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2-アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイド、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レジルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、ホスファフェナントレン、トリス(1-クロロ-2-プロピル)ホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、テトラキス(2-クロロエチル)ジクロロイソペンチルジホスフェート、2,2-ビス(クロロメチル)-1,3-プロパンビス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(2,3-ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、2,2-ビス(クロロメチル)トリメチレンビス(ビス(2-クロロエチル)ホスフェート)、ポリオキシアルキレンビスジクロロアルキルホスフェート等を挙げることが出来る。 Further, according to the present invention, the organic phosphate to be contained in the first coating layer covering the surface of the refractory aggregate is not particularly limited, and known monophosphates, condensed phosphates, etc. can be used alone or in combination, among which monophosphates include, for example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri(2-ethylhexyl) phosphate, tributoxyethyl phosphate, tri phenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, tris(isopropylphenyl) phosphate, tris(phenylphenyl) phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl(2-ethylhexyl) phosphate, di(isopropylphenyl)phenyl phosphate, monoisodecyl phosphate, 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, melamine phosphate, Dimelamine phosphate, melamine pyrophosphate, triphenylphosphine oxide, tricresylphosphine oxide, diphenyl methanephosphonate, diethyl phenylphosphonate, resylcinol bis(diphenyl phosphate), bisphenol A bis(diphenyl phosphate), phosphaphenanthrene, tris (1-chloro-2-propyl) phosphate, tris(chloroethyl) phosphate, tris(dichloropropyl) phosphate, tetrakis(2-chloroethyl) dichloroisopentyl diphosphate, 2,2-bis(chloromethyl)-1,3- Propanebis(chloroethyl)phosphate, Tris(2,3-dibromopropyl)phosphate, Tris(tribromoneopentyl)phosphate, 2,2-bis(chloromethyl)trimethylenebis(bis(2-chloroethyl)phosphate), Poly Oxyalkylenebisdichloroalkyl phosphate and the like can be mentioned.
さらに、縮合リン酸エステルとしても、特に限定されるものではなく、例えば、トリアルキルポリホスフェート、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ-2,6-キシリル)ホスフェート(大八化学工業株式会社製PX-200)、ハイドロキノンポリ(2,6-キシリル)ホスフェート、並びにこれらの縮合物等の縮合リン酸エステルを挙げることが出来る。 Furthermore, the condensed phosphate is not particularly limited, and examples thereof include trialkyl polyphosphate, resorcinol polyphenyl phosphate, resorcinol poly(di-2,6-xylyl) phosphate (PX -200), hydroquinone poly(2,6-xylyl) phosphate, and condensed phosphates such as these condensates.
なお、そのような縮合リン酸エステルは、また、市販されているものの中から選択することも可能であり、例えば、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(大八化学工業株式会社製CR-733S)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(大八化学工業株式会社製CR-741)、芳香族縮合リン酸エステル(大八化学工業株式会社製CR-747)、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(株式会社ADEKA製アデカスタブPFR)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(株式会社ADEKA製アデカスタブFP-600、同FP-700)、非ハロゲン縮合リン酸エステル(大八化学工業株式会社製DAIGURD-580、同DAIGURD-610)、含ハロゲン縮合リン酸エステル(大八化学工業株式会社製CR-504L、同CR-570、同DAIGURD-540)等が、適宜に選択されることとなる。 Such condensed phosphate esters can also be selected from commercially available ones, such as resorcinol polyphenyl phosphate (CR-733S manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol A poly Cresyl phosphate (CR-741 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), aromatic condensed phosphate ester (CR-747 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), resorcinol polyphenyl phosphate (ADEKA STAB PFR manufactured by ADEKA Co., Ltd.), bisphenol A Polycresyl phosphate (ADEKA Co., Ltd. ADEKA STAB FP-600, ADEKA STAB FP-700), non-halogen condensed phosphate (DAIGURD-580, DAIGURD-610 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), halogen-containing condensed phosphate (CR-504L, CR-570, and DAIGURD-540 manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) and the like are selected as appropriate.
このような有機リン酸エステルは、第一のコーティング層中の有機化合物の100質量部に対して、一般に0.5~100質量部、好ましくは1~60質量部、より好ましくは5~35質量部の割合において、含有せしめられることとなる。かかる有機リン酸エステルの含有量が少なくなり過ぎると、その添加効果を充分に奏し難くなるからであり、またその含有量が多くなり過ぎると、一般に液体である有機リン酸エステルが、第一のコーティング層の表面に滲出するようになって、第二のコーティング層の形成に際して、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物中に混入して、コーテッドサンドの結合力を低下せしめ、そのようなコーテッドサンドから造型される鋳型の強度を低下せしめる等の問題を惹起する恐れがある。 Such an organic phosphate ester is generally 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 60 parts by weight, more preferably 5 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic compound in the first coating layer. will be included in the ratio of parts. This is because if the content of the organic phosphate ester becomes too small, it becomes difficult to achieve the effect of adding it sufficiently. It exudes to the surface of the coating layer, and when forming the second coating layer, it is mixed in the binder composition containing the water-soluble inorganic binder to reduce the binding strength of the coated sand, thereby There is a risk of causing problems such as lowering the strength of a mold molded from such coated sand.
そして、本発明にあっては、有機化合物を含む第一のコーティング層に対して、上述の如き酸素酸塩、有機カルボン酸塩及び有機リン酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも1つ以上の化合物と共に、更に、金属酸化物が有利に含有せしめられることとなる。この金属酸化物は、金属溶湯の注湯時の加熱による、第一のコーティング層を構成する有機化合物の熱分解にて発生するガス中の活性な水素やCOを酸化して、不活性なH2O やCO2 に変化させることで、鋳造時のガス欠陥を防止したり、また、コーテッドサンドを用いて造型される鋳型になりより性(柔軟性)を付与して、鋳造時のベーニングを防止する作用を有し、更に、発生するCO2 によって、鋳造時に、有効なガスフィルム層が鋳型表面に形成されるようになるところから、注湯された鉄溶湯やアルミニウム溶湯等の侵入を抑制乃至は阻止して、形成される鋳物製品に良好な鋳肌を与える等の特徴を発揮することとなる。 In the present invention, at least one or more selected from the group consisting of oxyacid salts, organic carboxylates and organic phosphate esters as described above is applied to the first coating layer containing an organic compound. Along with the compound, a metal oxide will also advantageously be included. This metal oxide oxidizes the active hydrogen and CO in the gas generated by the thermal decomposition of the organic compound that constitutes the first coating layer due to heating during pouring of the molten metal, to form an inert H By changing to 2 O or CO 2 , gas defects during casting can be prevented, and the mold molded using coated sand can be given more flexibility (flexibility) to prevent veining during casting. In addition, the generated CO 2 forms an effective gas film layer on the mold surface during casting, so it suppresses the intrusion of molten iron, aluminum, etc. Or it prevents it, and exhibits characteristics such as giving a good casting surface to the cast product to be formed.
また、かかる金属酸化物としては、例えば、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄、酸化第一コバルト、酸化第二コバルト、酸化第一ニッケル、酸化第二ニッケル、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化亜鉛等を挙げることが出来るが、勿論、これらに限定されるものではないことが理解されるべきである。また、そのような金属酸化物は、第一のコーティング層中の有機化合物の100質量部に対して、一般に1~300質量部、好ましくは20~250質量部、より好ましくは40~200質量部の割合において、含有せしめられることとなる。この金属酸化物の含有量が少な過ぎる場合には、その添加効果を充分に享受することが出来ず、また、その含有量が多くなり過ぎると、第一のコーティング層の表面が凹凸化して、鋳型強度に悪影響をもたらすようになる。 Examples of such metal oxides include ferrous oxide, ferric oxide, triiron tetraoxide, cobaltous oxide, cobaltic oxide, nickelous oxide, nickelic oxide, and cuprous oxide. , cupric oxide, zinc oxide, etc., but it should be understood that they are not, of course, limited to these. In addition, such a metal oxide is generally 1 to 300 parts by mass, preferably 20 to 250 parts by mass, more preferably 40 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound in the first coating layer. will be contained at a rate of If the content of this metal oxide is too small, the effect of addition cannot be fully enjoyed, and if the content is too large, the surface of the first coating layer becomes uneven, It comes to have an adverse effect on the mold strength.
さらに、本発明に従うコーテッドサンドにおいては、耐火性骨材の表面に設けられた第一のコーティング層に、カップリング剤を含有せしめることが有効である。第一のコーティング層にカップリング剤を含有せしめることにより、かかる第一のコーティング層の濡れ性及び接着性を向上せしめ得て、耐火性骨材と第一のコーティング層との間の結合を強化することが出来る利点がある。そして、この第一のコーティング層に含有せしめるカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、ジルコンカップリング剤、チタンカップリング剤等として公知のものを、好適なものとして挙げることが出来る。また、コーティング層中のカップリング剤の含有量は、有機化合物の100質量部に対して、一般に0.5~10質量部、好ましくは1~5質量部、より好ましくは1~3質量部の割合とされる。 Furthermore, in the coated sand according to the present invention, it is effective to incorporate a coupling agent into the first coating layer provided on the surface of the refractory aggregate. By including a coupling agent in the first coating layer, the wettability and adhesion of such first coating layer can be improved to enhance the bond between the refractory aggregate and the first coating layer. There are advantages to being able to As the coupling agent contained in the first coating layer, for example, known ones such as silane coupling agents, zircon coupling agents, titanium coupling agents, etc. can be mentioned as suitable ones. Further, the content of the coupling agent in the coating layer is generally 0.5 to 10 parts by mass, preferably 1 to 5 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound. Percentage.
なお、本発明において、上述の如くして、耐火性骨材表面に形成される固体状の第一のコーティング層の膜厚は、一般に0.1~6μm、好ましくは0.2~5μm、より好ましくは0.3~3μm、更に好ましくは0.5~2μmとされる。この膜厚が、0.1μmより薄くなると、コーティング層として形成することが困難となると共に、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物よりなる第二のコーティング層の内側において有効にガス化させるのが困難となる恐れがあり、一方6μmよりも厚くなると、有機化合物が多くなり過ぎて、臭気が発生する恐れがある。ここで、そのようなコーティング層の膜厚の測定方法としては、コーティング層が形成された耐火性骨材粒子をエポキシ樹脂等に埋め込み、イオンカッター等のカッティング装置を用いて切断した耐火性骨材粒子の断面を、光学顕微鏡や電子顕微鏡等の光学機械を用いて観察を行ない、その粒子断面をランダムに10点選定して、コーティング層の膜厚を計測する方法等を挙げることが出来る。また、そのような膜厚は、耐火性骨材粒子が球状であるとして、その耐火性骨材粒子の平均粒子径と、耐火性骨材粒子及び有機化合物等の添加量とから、算出することも可能である。 In the present invention, the film thickness of the solid first coating layer formed on the surface of the refractory aggregate as described above is generally 0.1 to 6 μm, preferably 0.2 to 5 μm, and more It is preferably 0.3 to 3 μm, more preferably 0.5 to 2 μm. If the film thickness is less than 0.1 μm, it becomes difficult to form the coating layer, and the inside of the second coating layer made of the binder composition containing the water-soluble inorganic binder is effectively gaseous. On the other hand, if the thickness is more than 6 μm, the amount of organic compounds may be too much and odor may be generated. Here, as a method for measuring the film thickness of such a coating layer, refractory aggregate particles having a coating layer formed thereon are embedded in epoxy resin or the like, and the refractory aggregate is cut using a cutting device such as an ion cutter. A method of observing the cross section of a particle using an optical instrument such as an optical microscope or an electron microscope, randomly selecting 10 points on the cross section of the particle, and measuring the film thickness of the coating layer can be mentioned. In addition, such a film thickness can be calculated from the average particle diameter of the refractory aggregate particles and the amount of addition of the refractory aggregate particles and the organic compound, etc., assuming that the refractory aggregate particles are spherical. is also possible.
そして、本発明に従うコーテッドサンドにあっては、上述した第一のコーティング層にて被覆された耐火性骨材が、更に、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物にて形成される第二のコーティング層によって被覆されて、構成されているのである。即ち、第一のコーティング層の上に、更に、第二のコーティング層が形成されてなる積層構造の被覆を有するコーテッドサンドとして、構成されるのである。このような粘結剤組成物に含まれる水溶性無機粘結剤としては、従来よりコーテッドサンドにおいて使用されているものであれば、如何なるものであっても、用いることが可能であり、例えば、水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、炭酸カリウム、バナジン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム等が、単独で、又は、それらの中から選ばれた2種以上を組み合わせて、用いることが可能である。それらの中でも、本発明にあっては、水ガラス、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム及び炭酸カリウムの使用が好ましく、更に、取扱いの容易性及び最終的に得られる鋳型強度の観点よりすれば、水ガラスや水ガラスを主成分とするものが、より好ましく用いられることとなる。 In the coated sand according to the present invention, the refractory aggregate coated with the first coating layer is further formed with a binder composition containing a water-soluble inorganic binder. It is covered by a second coating layer. That is, it is configured as a coated sand having a coating of a laminated structure in which a second coating layer is further formed on the first coating layer. As the water-soluble inorganic binder contained in such a binder composition, any one conventionally used in coated sand can be used. Water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum oxide, potassium carbonate, sodium vanadate, sodium borate, etc. can be used alone or in combination of two or more selected from them. is. Among them, water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum oxide and potassium carbonate are preferably used in the present invention. For example, water glass or one containing water glass as a main component is more preferably used.
ここで用いられる水ガラスとは、可溶性のケイ酸化合物の水溶液であって、そのようなケイ酸化合物としては、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム等を挙げることが出来るが、特に、本発明にあっては、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ)が有利に用いられることとなる。また、水ガラスを主成分として用いて、他に熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類や無機高分子等の水溶性粘結剤を配合しても、何等差し支えない。なお、水ガラスと他の水溶性バインダとを併用する場合において、粘結剤の全量における水ガラスの割合は60質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90%質量以上とされる。 Water glass as used herein is an aqueous solution of a soluble silicate compound such as sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium silicate. , ammonium silicate, etc., but in particular, sodium silicate (sodium silicate) is advantageously used in the present invention. In addition, water glass may be used as a main component, and water-soluble binders such as thermosetting resins, sugars, proteins, synthetic polymers, salts and inorganic polymers may be blended without any problem. When water glass is used in combination with another water-soluble binder, the ratio of water glass to the total amount of the binder is 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. .
このように、本発明において有利に用いられる、水ガラスたるケイ酸ナトリウムは、通常、SiO2 /Na2O のモル比により、1号~5号の種類に分類されて、用いられている。具体的には、ケイ酸ナトリウム1号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.0~2.3であるものであり、またケイ酸ナトリウム2号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.4~2.6であるものであり、更にケイ酸ナトリウム3号は、SiO2 /Na2O のモル比が2.8~3.3であるものである。加えて、ケイ酸ナトリウム4号は、SiO2 /Na2O のモル比が3.3~3.5であるものであり、またケイ酸ナトリウム5号は、SiO2 /Na2O のモル比が3.6~3.8であるものである。これらの中で、ケイ酸ナトリウム1号~3号は、JIS-K-1408にても規定されている。そして、これらのケイ酸ナトリウムは、単独での使用の他、混合して用いられてもよく、また2種以上のものを混合することで、SiO2 /Na2O のモル比を調整することも可能である。 Thus, sodium silicate, which is water glass, which is advantageously used in the present invention, is usually classified into types 1 to 5 according to the molar ratio of SiO 2 /Na 2 O and used. Specifically, sodium silicate No. 1 has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 2.0 to 2.3, and sodium silicate No. 2 has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 2.0 to 2.3. The molar ratio is 2.4 to 2.6, and sodium silicate No. 3 has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 2.8 to 3.3. In addition, sodium silicate No. 4 has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 3.3 to 3.5, and sodium silicate No. 5 has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of is 3.6 to 3.8. Among these, sodium silicate Nos. 1 to 3 are also defined in JIS-K-1408. These sodium silicates may be used singly or in combination, and two or more of them may be mixed to adjust the SiO 2 /Na 2 O molar ratio. is also possible.
なお、本発明に従う所定のコーテッドサンドを有利に得るべく、粘結剤として用いられる水ガラスを構成するケイ酸ナトリウムとしては、SiO2 /Na2O のモル比が、一般に1.9以上、好ましくは2.0以上、より好ましくは2.1以上であるものが望ましく、上記したケイ酸ナトリウムの分類において、1号及び2号に相当するケイ酸ナトリウムが、特に有利に用いられることとなる。かかるケイ酸ナトリウム1号及び2号は、それぞれ、水ガラス中のケイ酸ナトリウム濃度が広い範囲においても、安定して、特性の良好なコーテッドサンドを与えるものである。また、そのようなケイ酸ナトリウムにおけるSiO2 /Na2O のモル比の上限は、水溶液の形態にある水ガラスの特性に応じて適宜に選定されることとなるが、一般に3.5以下、好ましくは3.2以下、より好ましくは2.7以下とされることとなる。ここで、SiO2 /Na2O のモル比が1.9よりも小さくなると、水ガラスに多くのアルカリが存在することとなるため、水に対する水ガラスの溶解性が上がり、コーテッドサンドが吸湿劣化し易くなる恐れがある。一方、SiO2 /Na2O のモル比が3.5よりも大きいケイ酸ナトリウムでは、水に対する溶解性が低いため、最終的に得られる鋳型において、耐火性骨材粒子間における接着面積が稼げず、鋳型強度が低下するという問題を生じる恐れがある。 In order to advantageously obtain the desired coated sand according to the present invention, the sodium silicate constituting the water glass used as the binder generally has a SiO 2 /Na 2 O molar ratio of 1.9 or more, preferably is 2.0 or more, more preferably 2.1 or more, and in the above classification of sodium silicates, sodium silicates corresponding to Nos. 1 and 2 are particularly advantageously used. Such sodium silicate Nos. 1 and 2 provide coated sand stably with good properties even in a wide range of sodium silicate concentrations in water glass. Also, the upper limit of the molar ratio of SiO 2 /Na 2 O in such sodium silicate is appropriately selected according to the properties of the water glass in the form of an aqueous solution, but is generally 3.5 or less, It is preferably 3.2 or less, more preferably 2.7 or less. Here, when the molar ratio of SiO 2 /Na 2 O is less than 1.9, a large amount of alkali is present in the water glass, so the solubility of the water glass in water increases, and the coated sand deteriorates due to moisture absorption. It may become easier. On the other hand, sodium silicate with a molar ratio of SiO 2 /Na 2 O greater than 3.5 has low solubility in water, so that in the finally obtained mold, the adhesion area between the refractory aggregate particles increases. However, there is a risk that the mold strength will decrease.
また、本発明において用いられる水ガラスは、水に溶けた状態のケイ酸化合物の溶液のことを意味し、本発明のコーテッドサンドを製造するに際しては、市場において購入されたままの原液の状態において用いられる他、そのような原液に水を添加して、希釈した状態において用いられることとなる。そして、そのような水ガラスから、水や溶剤等の揮発する物質を除いた不揮発分(水ガラス成分)を固形分と言い、これが、上記したケイ酸ナトリウム等の可溶性のケイ酸化合物に相当するものである。また、そのような固形分の割合が高い程、水ガラス中のケイ酸化合物濃度は、高くなるものである。従って、本発明において用いられる水ガラスの固形分とは、それが原液のみにて構成される場合においては、かかる原液中の水分量を除いた割合に相当することとなり、一方、原液を水にて希釈して得られる希釈液が用いられる場合にあっては、原液中の水分量と希釈に用いられた水の量とを除いた割合が、使用される水ガラスの固形分に相当することになる。 Further, the water glass used in the present invention means a solution of a silicic acid compound dissolved in water. In addition to being used, water is added to such a stock solution to be used in a diluted state. The non-volatile content (water glass component) obtained by removing volatile substances such as water and solvents from such water glass is called solid content, which corresponds to the soluble silicate compound such as sodium silicate described above. It is. Also, the higher the proportion of such solids, the higher the silicic acid compound concentration in the water glass. Therefore, the solid content of the water glass used in the present invention, when it is composed only of the undiluted solution, corresponds to the ratio excluding the water content in the undiluted solution. When a diluted solution obtained by diluting with become.
ところで、そのような水ガラス中の固形分は、水ガラス成分(可溶性ケイ酸化合物)の種類等に応じて、適宜の割合とされることとなるが、有利には、20~50質量%の割合において、水ガラス成分が含有せしめられていることが望ましい。この固形分に相当する水ガラス成分を適度に水溶液中に存在せしめた水ガラスを用いて、第一のコーティング層にて被覆されてなる耐火性骨材と混練乃至は混合することにより、かかる第一のコーティング層の表面に対して、水ガラス成分がムラなく、均一に分散した状態の混和物を調製することが出来、それによって、目的とする鋳型を、本発明に従って、有利に造型することが可能となる。なお、水ガラス中における水ガラス成分(可溶性ケイ酸化合物)の濃度が低くなり過ぎて、水ガラス成分(固形分)の合計量が20質量%未満となると、コーテッドサンドの製造のために、加熱温度を高くしたり、加熱時間を長くしたりする必要が生じる。一方、水ガラス中における固形分の割合が高くなり過ぎると、第一のコーティング層を設けた耐火性骨材に対して、水ガラス成分がムラなく、均一に分散した状態の混和物を調製することが困難となり、目的とする鋳型の特性において問題を惹起する恐れがあるところから、かかる固形分は50質量%以下、従って水分量が50質量%以上の割合となるように、水溶液の形態にある水ガラスを調製することが望ましい。 By the way, the solid content in such water glass is set to an appropriate ratio depending on the type of water glass component (soluble silicic acid compound), etc., but is preferably 20 to 50% by mass. It is desirable that the water glass component is included in proportion. Water glass in which a water glass component corresponding to the solid content is appropriately present in an aqueous solution is kneaded or mixed with the refractory aggregate coated with the first coating layer to obtain the second It is possible to prepare a mixture in which the water glass component is evenly and uniformly dispersed on the surface of one coating layer, thereby advantageously molding the desired mold according to the present invention. becomes possible. If the concentration of the water glass component (soluble silicic acid compound) in the water glass becomes too low and the total amount of the water glass component (solid content) is less than 20% by mass, heating is required to produce the coated sand. It becomes necessary to raise the temperature or lengthen the heating time. On the other hand, when the proportion of solids in the water glass becomes too high, a mixture is prepared in which the water glass component is evenly and uniformly dispersed in the refractory aggregate provided with the first coating layer. Since this may cause problems in the properties of the desired mold, the solid content is 50% by mass or less, and the water content is 50% by mass or more. It is desirable to prepare a certain water glass.
また、本発明において用いられる水溶性無機粘結剤の一つであるリン酸ナトリウムとしては、リン酸一ナトリウム水和物(NaH2PO4・xH2O ;xは公知の整数)、リン酸二ナトリウム水和物(Na2HPO4・x'H2O ;x'は公知の整数)、リン酸三ナトリウム水和物(Na3PO4・x"H2O ;x"は公知の整数)等を挙げることが出来る。そして、水100gに対するリン酸三ナトリウム水和物の溶解量が25.8g(20℃)であることに代表されるように、リン酸ナトリウムは水に可溶性であり、また、リン酸二ナトリウム水和物の融点が1340℃であることに代表されるように、リン酸ナトリウムの融点は比較的高い。このため、水溶性無機粘結剤としてリン酸ナトリウムを用いて、第二のコーティング層を形成してなるコーテッドサンドは、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することが可能である。同様に水溶性無機粘結剤である、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、又は炭酸カリウムにあっても、上記リン酸ナトリウムと同様な効果を発揮し、それらを用いて第二のコーティング層を形成してなるコーテッドサンドは、水で容易に崩壊し、耐熱性が高い鋳型を製造することが可能である特徴を発揮することとなるのである。 Further, sodium phosphate, which is one of the water-soluble inorganic binders used in the present invention, includes monosodium phosphate hydrate (NaH 2 PO 4 ·xH 2 O; x is a known integer), phosphoric acid Disodium hydrate ( Na2HPO4.x'H2O ; x' is a known integer), Trisodium phosphate hydrate ( Na3PO4.x "H2O; x " is a known integer ), etc. can be mentioned. Sodium phosphate is soluble in water, as typified by the fact that the amount of trisodium phosphate hydrate dissolved in 100 g of water is 25.8 g (20° C.). The melting point of sodium phosphate is relatively high, as typified by the melting point of 1340° C. of the hydrate. For this reason, the coated sand formed by forming the second coating layer using sodium phosphate as a water-soluble inorganic binder is easily disintegrated by water, and it is possible to manufacture a mold with high heat resistance. be. Similarly, sodium carbonate, sodium aluminum oxide, or potassium carbonate, which are water-soluble inorganic binders, exhibit the same effect as the above sodium phosphate, and are used to form the second coating layer. The coated sand is easily disintegrated by water, and exhibits the characteristic that it is possible to manufacture a mold having high heat resistance.
さらに、上述した水溶性無機粘結剤は、本発明に従うコーテッドサンドにおいて、固体の場合はその質量が、液体の場合は固形分のみとして考えた場合の固形分換算が、耐火性骨材の100質量部に対して、0.1~2.5質量部の割合となる量において用いられることが望ましく、中でも、0.2~2.0質量部の割合となる量が、特に有利に採用される。ここで、かかる水溶性無機粘結剤の使用量が少なくなり過ぎると、耐火性骨材の表面に設けられた固体状の第一のコーティング層上に、充分な量の水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる第二のコーティング層が形成され難くなり、コーテッドサンドの固化乃至は硬化が充分に行なわれ難くなる問題を生じる恐れがある。また、水溶性無機粘結剤の使用量が多くなり過ぎても、耐火性骨材の表面に設けられた固体状の第一のコーティング層上に、過剰な量の水溶性無機粘結剤が存在することとなり、耐火性骨材粒子が相互に固着して団塊化(複合粒子化)する恐れがあり、そのために、鋳型物性に悪影響をもたらし、また金属溶湯を鋳込んだ後の中子の砂落としを難しくする問題等をも惹起するようになる。 Furthermore, in the coated sand according to the present invention, the above-mentioned water-soluble inorganic binder has a solid content conversion of 100% of the refractory aggregate when the mass is considered as a solid content, and when the liquid content is considered as a solid content only. It is preferably used in an amount of 0.1 to 2.5 parts by mass with respect to parts by mass, and among them, an amount of 0.2 to 2.0 parts by mass is particularly advantageously employed. be. Here, if the amount of the water-soluble inorganic binder used becomes too small, a sufficient amount of the water-soluble inorganic binder is deposited on the first solid coating layer provided on the surface of the refractory aggregate. It becomes difficult to form the second coating layer made of the binder composition containing the above, and there is a possibility that the solidification or curing of the coated sand may be difficult to be performed sufficiently. Also, even if the amount of the water-soluble inorganic binder used is too large, an excessive amount of the water-soluble inorganic binder is formed on the solid first coating layer provided on the surface of the refractory aggregate. There is a risk that the refractory aggregate particles will adhere to each other and form agglomerates (composite particles), which will adversely affect the physical properties of the mold, and the core after casting the molten metal. It also causes problems such as making it difficult to remove the sand.
そして、そのような水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物にて形成された第二のコーティング層は、適宜の厚さにおいて、第一のコーティング層上に存在せしめられることとなるが、その厚さとしては、一般に0.1~6μm、好ましくは0.2~5μm、より好ましくは0.3~3μm、更に好ましくは0.5~2μm程度において、有利には、該第一のコーティング層よりも厚い厚さとされることとなる。 Then, the second coating layer formed of the binder composition containing such a water-soluble inorganic binder is present on the first coating layer with an appropriate thickness. , Its thickness is generally 0.1 to 6 μm, preferably 0.2 to 5 μm, more preferably 0.3 to 3 μm, and still more preferably 0.5 to 2 μm. It will be thicker than the coating layer.
なお、水溶性無機粘結剤における固形分の測定は、以下のようにして実施されることとなる。即ち、アルミ箔製皿(縦:9cm、横:9cm、高さ:1.5cm)内に、試料10gを収容して秤量した後、180±1℃に保持した加熱板上に置き、20分間放置し、更にその後、かかる試料収容皿を、反転させて、20分間、上記加熱板上に放置する。次いで、その加熱による乾燥の施された試料収容皿を、加熱板上から取り出して、デシケータ中で放冷した後、秤量を行って、次式により、固形分(質量%)が算出される。
固形分(質量%)={[乾燥後の試料収容皿の質量(g)-皿自体の質量(g)]
/[乾燥前の試料収容皿の質量(g)-皿自体の質量(g)]}×100
In addition, the measurement of solid content in a water-soluble inorganic binder will be implemented as follows. That is, after placing 10 g of the sample in an aluminum foil dish (length: 9 cm, width: 9 cm, height: 1.5 cm) and weighing it, place it on a heating plate maintained at 180 ± 1 ° C. for 20 minutes. After that, the sample-accommodating dish is inverted and left on the heating plate for 20 minutes. Next, the sample storage dish that has been dried by heating is removed from the heating plate, allowed to cool in a desiccator, weighed, and the solid content (% by mass) is calculated by the following equation.
Solid content (% by mass) = {[mass of sample storage dish after drying (g) - mass of dish itself (g)]
/ [mass of sample storage dish before drying (g) - mass of dish itself (g)]} x 100
また、上述した水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる第二のコーティング層中には、第一のコーティング層と同様なカップリング剤を含有せしめることが可能である。かかる粘結剤組成物にカップリング剤を含有せしめることにより、濡れ性と接着性とが向上し、耐火性骨材表面に形成された第一のコーティング層と第二のコーティング層との結合を強化することが出来る。なお、かかる効果は、第一のコーティング層及び第二のコーティング層の両者にそれぞれカップリング剤が含有せしめられていることにより、より高められ、最終的に得られる鋳型においても、強度がより一層向上することとなる。また、粘結剤組成物におけるカップリング剤の含有量は、そこに含まれる水溶性無機粘結剤の固形分の100質量部に対して、一般に0.5~10質量部、好ましくは1~5質量部、より好ましくは1~3質量部の割合とされる。 In addition, the second coating layer made of the binder composition containing the water-soluble inorganic binder described above can contain the same coupling agent as the first coating layer. By including a coupling agent in such a binder composition, wettability and adhesiveness are improved, and bonding between the first coating layer and the second coating layer formed on the surface of the refractory aggregate is facilitated. can be strengthened. This effect is further enhanced by containing a coupling agent in both the first coating layer and the second coating layer, and the strength of the finally obtained mold is further increased. It will improve. The content of the coupling agent in the binder composition is generally 0.5 to 10 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the solid content of the water-soluble inorganic binder contained therein. The ratio is 5 parts by mass, more preferably 1 to 3 parts by mass.
さらに、本発明において、第二のコーティング層を構成する粘結剤組成物には、公知の耐湿性向上剤を含有せしめることも有効である。粘結剤組成物に耐湿性向上剤を含有せしめることにより、最終的に得られる鋳型の耐湿性の向上を図ることが出来る。加えて、かかる粘結剤組成物には、界面活性剤を含有せしめることも可能である。水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物中に界面活性剤が含有せしめられていることにより、本発明に従う乾態のコーテッドサンドは、1)界面活性剤の存在により、その調製(製造)の際に添加される水分量を必要最低限に抑えることが可能ならしめられ、また、2)水の表面張力が抑制され、コーテッドサンドの流動性が向上し、更に、3)造型された鋳型が、成形型からの離型性に優れていることに加えて、優れた強度をも発揮する、等の効果を、有利に享受することが出来る。そのような界面活性剤としては、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤の何れをも、用いることが出来る。また、第二のコーティング層を構成する粘結剤組成物には、多価アルコールを含有せしめることも可能である。水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物中に多価アルコールが含有せしめられていることにより、鋳型造型の際に、湿態状態にしたコーテッドサンドの膨潤性を、加熱によって固化又は硬化されるまで、安定して維持することが可能となる。 Furthermore, in the present invention, it is effective to incorporate a known moisture resistance improver into the binder composition constituting the second coating layer. By including a moisture resistance improver in the binder composition, the moisture resistance of the finally obtained mold can be improved. In addition, such binder compositions may contain surfactants. By including a surfactant in the binder composition containing the water-soluble inorganic binder, the dry coated sand according to the present invention can: 1) be prepared (manufactured) due to the presence of the surfactant; 2) the surface tension of water is suppressed and the fluidity of the coated sand is improved; It is possible to advantageously enjoy effects such as that the mold exhibits excellent strength in addition to excellent releasability from the mold. Examples of such surfactants include cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, silicone surfactants and fluorosurfactants. , can be used. Also, the binder composition constituting the second coating layer may contain a polyhydric alcohol. Since the polyhydric alcohol is contained in the binder composition containing the water-soluble inorganic binder, the swellability of the coated sand in a wet state is solidified or hardened by heating. It can be maintained stably until
更にまた、本発明に従う湿態や乾態のコーテッドサンドにおいては、第一のコーティング層が形成された耐火性骨材粒子の外表面を覆う第二のコーティング層を構成する粘結剤組成物中に、必要に応じて、滑剤や離型剤等の他の公知の各種添加剤を適宜に含有せしめることも可能である。特に、滑剤は、第二のコーティング層の外表面に、別個の層として存在せしめることも可能である。なお、そのような添加剤を粘結剤組成物に含有せしめるには、水溶性無機粘結剤等と共に混合して、粘結剤組成物を調製し、その調製された、添加剤を含む粘結剤組成物を、第一のコーティング層を形成した耐火性骨材と混練又は混合せしめる方法や、粘結剤組成物に混入することなく、所定の添加剤を別個に用いて、第二のコーティング層を形成した耐火性骨材に対して添加して、全体を均一に混練乃至は混合せしめる方法等が、採用される。 Furthermore, in the wet or dry coated sand according to the present invention, the binder composition constituting the second coating layer covering the outer surface of the refractory aggregate particles on which the first coating layer is formed In addition, if necessary, other known additives such as lubricants and release agents can be added as appropriate. In particular, the lubricant can be present as a separate layer on the outer surface of the second coating layer. In addition, in order to include such an additive in the binder composition, the binder composition is prepared by mixing with a water-soluble inorganic binder or the like, and the prepared binder containing the additive is prepared. A method of kneading or mixing the binder composition with the refractory aggregate forming the first coating layer, or a method of using a predetermined additive separately without mixing the binder composition into the second A method of adding to the refractory aggregate on which the coating layer is formed and uniformly kneading or mixing the whole is adopted.
ところで、本発明に従うコーテッドサンドは、1)先ず、耐火性骨材の表面に、前記した有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層を形成せしめた後、2-1)かかるコーティング層が形成された耐火性骨材に対して、前記した水溶性無機粘結剤を含む液状の粘結剤組成物を添加して、混練乃至は混合せしめることにより、湿態状の粘結剤組成物からなる第二のコーティング層(被覆層)が、第一のコーティング層上に形成されてなる湿態のコーテッドサンドとして、または、2-2)前記液状の粘結剤組成物との混練乃至は混合と共に、その水分を蒸発させることにより、固体状の粘結剤組成物からなる第二のコーティング層(被覆層)が、第一のコーティング層上に形成されてなる乾態のコーテッドサンドとして、それぞれ有利に製造することが可能である。 By the way, the coated sand according to the present invention is prepared by: 1) first forming a solid first coating layer containing the organic compound on the surface of the refractory aggregate, and then 2-1) forming such a coating layer. The liquid binder composition containing the water-soluble inorganic binder is added to the refractory aggregate obtained above, and kneaded or mixed to remove the wet binder composition. as a wet coated sand in which a second coating layer (coating layer) is formed on the first coating layer, or 2-2) kneading or mixing with the liquid binder composition together with, by evaporating the moisture, a second coating layer (coating layer) made of a solid binder composition is formed on the first coating layer as a dry coated sand, respectively It is possible to manufacture advantageously.
このような製造方法に従って、本発明に従う湿態又は乾態のコーテッドサンドを製造するに際しては、先ず、耐火性骨材の表面に、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層を形成するために、公知の各種手法の中から、有機化合物の特性等に応じたものが適宜に選択されて、採用される。例えば、耐火性骨材の表面に、有機化合物を含有する固体状の被覆層である第一のコーティング層を形成する手法としては、ドライホットコート法やコールドコート法等の公知の手法を例示することが出来るが、固体状のコーティング層を形成できるのであれば、その方法は、特に限定されるものではない。 When producing the wet or dry coated sand according to the present invention according to such a production method, first, a solid first coating layer containing an organic compound is formed on the surface of the refractory aggregate. Furthermore, from among various known methods, a method suitable for the characteristics of the organic compound is appropriately selected and employed. For example, as a method of forming the first coating layer, which is a solid coating layer containing an organic compound, on the surface of the refractory aggregate, known methods such as a dry hot coating method and a cold coating method are exemplified. However, the method is not particularly limited as long as a solid coating layer can be formed.
なお、ドライホットコート法とは、固体状の有機化合物を、120~180℃に加熱した耐火性骨材に添加して混合せしめ、耐火性骨材の熱によって固体状の有機化合物を溶融させることにより、その溶融した有機化合物にて耐火性骨材の表面を被覆させ、しかる後に、その混合状態を保持したまま、冷却することによって、耐火性骨材表面に固体状のコーティング層を形成する方法である。また、コールドコート法とは、有機化合物をそのままで、あるいはメタノール等の溶剤に溶解して液状とし、その液状物を耐火性骨材に添加して混合せしめ、溶剤を揮発させること等によって、耐火性骨材表面に固体状のコーティング層を形成する方法である。 The dry hot coating method is a method in which a solid organic compound is added to and mixed with a refractory aggregate heated to 120 to 180° C., and the solid organic compound is melted by the heat of the refractory aggregate. by coating the surface of the refractory aggregate with the molten organic compound, and then cooling while maintaining the mixed state to form a solid coating layer on the surface of the refractory aggregate. is. In the cold coating method, an organic compound is used as it is or dissolved in a solvent such as methanol to form a liquid, and the liquid is added to the refractory aggregate and mixed. This is a method of forming a solid coating layer on the surface of elastic aggregate.
また、有機化合物として架橋硬化性樹脂を用いる場合にあっては、例えば、上記したコート法に従って固体状のコーティング層を形成した後、更なる加熱により、及び/又は公知の硬化剤若しくは硬化触媒を添加することにより、架橋硬化性樹脂を硬化させ、コーティング層に含まれる架橋硬化性樹脂の分子量を増大させる手法が、採用されることとなる。そして、加熱によって架橋硬化性樹脂を硬化させる場合には、例えば、120℃~300℃の恒温槽に入れて、5~60分程保持することによって反応硬化させたり、150℃~300℃に予熱した耐火性骨材を、架橋硬化性樹脂と共に、120℃~300℃に加熱した混練機において5~60分間ほど混練して、反応硬化させたりする方法等がある。なお、第一のコーティング層に含まれる架橋硬化性樹脂を硬化させる場合にあっては、耐火性骨材粒子(砂粒)が相互に結合して、一体塊状化したり、複合粒子を作る恐れがあるところから、第一のコーティング層で被覆された耐火性骨材の表面状態を良好なものとするために、回転数の速い混練機(スピードマラー)で混練しつつ、反応硬化させることが好ましい。また、長時間混練すると、剥離が起こり、微粉が発生する可能性があるところから、高温で且つ短時間で反応させる方法を採用するのが好ましい。なお、架橋硬化性樹脂がフェノールウレタン系樹脂である場合には、フェノール樹脂と公知のポリイソシアネート化合物とを混合することにより、硬化させる手法が採用される。また、ヘキサメチレンテトラミン、トリエチルアミン等の硬化剤を用いて、架橋硬化性樹脂を硬化させる場合にあっても、それらを、耐火性骨材と共に、混練機で混練させながら、反応硬化させる手法を採用することが、望ましい。 In the case of using a crosslinked curable resin as an organic compound, for example, after forming a solid coating layer according to the above-described coating method, further heating and/or a known curing agent or curing catalyst is added. A method of curing the cross-linking curable resin by adding it and increasing the molecular weight of the cross-linking curable resin contained in the coating layer is adopted. When the cross-linking curable resin is cured by heating, for example, it is placed in a constant temperature bath at 120°C to 300°C and held for about 5 to 60 minutes for reactive curing, or preheated to 150°C to 300°C. There is a method of kneading the obtained refractory aggregate together with a cross-linkable curable resin in a kneader heated to 120° C. to 300° C. for about 5 to 60 minutes for reaction hardening. In the case of curing the cross-linked curable resin contained in the first coating layer, the refractory aggregate particles (sand grains) may bond with each other to form an integral mass or form composite particles. Therefore, in order to improve the surface condition of the refractory aggregate coated with the first coating layer, it is preferable to react and harden the aggregate while kneading it with a kneader having a high rotation speed (speed muller). Further, if kneaded for a long time, peeling may occur and fine powder may be generated. Therefore, it is preferable to adopt a method of reacting at high temperature in a short time. When the cross-linkable curable resin is a phenol urethane resin, a method of curing by mixing the phenol resin and a known polyisocyanate compound is employed. In addition, even when curing a cross-linking curable resin using a curing agent such as hexamethylenetetramine or triethylamine, a method of reaction curing while kneading them with a refractory aggregate in a kneader is adopted. It is desirable to
次いで、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層が表面に設けられてなる耐火性骨材を、更に、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物にて被覆せしめて、湿態状又は固体状(乾態状)の第二のコーティング層を形成するに際しては、一般に、かかる第一のコーティング層が設けられた耐火性骨材に対して、粘結剤組成物としての水溶液状の水溶性無機粘結剤を、必要に応じて用いられる添加剤と共に、混練乃至は混合せしめて、均一に混和することにより、第一のコーティング層の上に、湿態状乃至は乾態状の第二のコーティング層が形成されてなる本発明に従うコーテッドサンドが、湿態状態乃至は乾態状態において得られることとなるのである。なお、かかる混和の条件は、水溶液状の水溶性無機粘結剤の種類や水分量等に応じて適宜に決定されるところであり、また混和の際の温度としては、湿態のコーテッドサンドを得る場合においては、一般に常温~40℃程度とされることとなる。 Next, the refractory aggregate having a surface provided with a solid first coating layer containing an organic compound is further coated with a binder composition containing a water-soluble inorganic binder to obtain a wet state. In forming the second coating layer in a state or solid state (dry state), generally, the refractory aggregate provided with such a first coating layer is coated with an aqueous solution as a binder composition. is kneaded or mixed with additives used as necessary, and mixed uniformly to form a wet or dry state on the first coating layer Thus, the coated sand according to the present invention having the second coating layer formed thereon can be obtained in a wet or dry state. The conditions for such mixing are appropriately determined according to the type and amount of water of the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution. In some cases, the temperature is generally about room temperature to 40°C.
具体的には、上述せる湿態のコーテッドサンドを製造するに際しては、得られるコーテッドサンドが適度な湿態状態を呈するように、その含水分量が調整されることとなるが、例えば、水溶性無機粘結剤として水ガラスを用いた場合には、コーテッドサンドにおける含水分量は、水ガラスの固形分量の55質量%より多くなるように、好ましくは70~900質量%、より好ましくは95~500質量%となるように調整される。このように、含水分量が調整された湿態のコーテッドサンドにあっては、鋳型造型時に成形型に充填する際のブローエアーによって湿態のコーテッドサンドが乾燥してブロックするのを防ぎ、湿態のコーテッドサンドの湿潤性が有利に確保され得ることに加えて、そのようなコーテッドサンドを用いて造型された鋳型においても、優れた特性が付与されたものとなる。なお、コーテッドサンドの含水分量は、カールフィッシャー法や乾燥機等で加熱したときの重量変化によって測定可能である。 Specifically, when producing the wet coated sand described above, the water content is adjusted so that the resulting coated sand exhibits an appropriate wet state. When water glass is used as the binder, the water content in the coated sand is preferably 70 to 900% by mass, more preferably 95 to 500% by mass so that the solid content of the water glass is greater than 55% by mass. %. In this way, the wet coated sand with the adjusted moisture content prevents the wet coated sand from drying out and blocking due to the blow air when filling the mold during mold making. In addition to being able to advantageously secure the wettability of the coated sand, excellent properties are imparted to the mold molded using such coated sand. The water content of the coated sand can be measured by the Karl Fischer method or by weight change when heated with a dryer or the like.
一方、乾態のコーテッドサンドの製造においては、上述の如く、第一のコーティング層が設けられた耐火性骨材と水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物との均一な混和物を得た後、その調製された混和物に含まれる水分を蒸発(蒸散)せしめて、第一のコーティング層の上に、固体状態の第二のコーティング層を形成することによって、目的とする常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドを得る手法が採用される。なお、そのような手法においては、混和物中の水分の蒸散は、水溶性無機粘結剤の固化乃至は硬化が進む前に迅速に行なわれる必要があり、そのために、本発明にあっては、第一のコーティング層が形成されている耐火性骨材に対して、水溶液の形態にある水溶性無機粘結剤を投入(混合)してから、5分以内に、より好ましくは3分以内に、含有水分を飛ばして、乾態のコーテッドサンドとすることが望ましい。かかる蒸散の時間が長くなると、混練(混合)サイクルが長くなり、生産性が低下する他、水溶性無機粘結剤が空気中のCO2 に触れる時間が長くなって、失活する等の問題を生じる恐れが高くなるからである。 On the other hand, in the production of the dry coated sand, as described above, a uniform mixture of the refractory aggregate provided with the first coating layer and the binder composition containing the water-soluble inorganic binder is prepared. After obtaining, the desired room temperature fluidity is obtained by evaporating (transpiration) the water contained in the prepared mixture to form a second coating layer in a solid state on the first coating layer. A technique for obtaining a dry coated sand having properties is adopted. In such a method, it is necessary that the water in the mixture evaporate rapidly before the solidification or hardening of the water-soluble inorganic binder proceeds. , within 5 minutes, more preferably within 3 minutes, after adding (mixing) the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution to the refractory aggregate on which the first coating layer is formed. In addition, it is desirable to evaporate the contained water to obtain a dry coated sand. If the transpiration time becomes longer, the kneading (mixing) cycle becomes longer, productivity decreases, and the water-soluble inorganic binder becomes inactive due to longer contact time with CO 2 in the air. This is because the risk of causing
そして、このようにして得られる乾態のコーテッドサンドにおける含水分量は、コーテッドサンドに対して1.5質量%以下、好ましくは0.1~1.2質量%、より好ましくは0.2~1.0質量%になるように調整される。また、水溶性無機粘結剤として水ガラスを用いた場合には、水ガラスの固形分量に対して5~55質量%、好ましくは10~50質量%、より好ましくは15~50質量%となるように、調整される。このようなコーテッドサンドの含水分量は、前述せる如く、カールフィッシャー法や乾燥機等で加熱したときの質量変化によって、測定可能である。 The moisture content of the dry coated sand thus obtained is 1.5% by mass or less, preferably 0.1 to 1.2% by mass, more preferably 0.2 to 1%, based on the coated sand. 0% by mass. Further, when water glass is used as the water-soluble inorganic binder, it is 5 to 55% by mass, preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 50% by mass based on the solid content of water glass. so that it is adjusted. The moisture content of such coated sand can be measured by the Karl Fischer method or by mass change when heated with a dryer or the like, as described above.
なお、そのような乾態のコーテッドサンドの製造工程において、上記した混和物中の水分を迅速に蒸散せしめるための有効な手段の一つとして、第一のコーティング層の形成された耐火性骨材を予め加熱しておき、それに、水溶液の形態にある水溶性無機粘結剤(粘結剤組成物)を混練乃至は混合して、混和物を調製する手法が、採用される。この予め加熱された耐火性骨材に、水溶液の形態にある水溶性無機粘結剤を混練乃至は混合せしめるようにすることによって、水溶液の形態にある水溶性無機粘結剤に由来する水分は、そのような耐火性骨材の熱によって極めて迅速に蒸散せしめられ得るのであり、以て、得られるコーテッドサンドの含水分量を効果的に低下せしめ得て、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドが、有利に得られることとなる。また、混和物中の水分を迅速に蒸散せしめるための他の手段として、120℃以上の熱風を通気しながら混練乃至は混合してもよく、耐火骨材を40℃~80℃に予め加熱しておき、減圧しながら水溶性無機粘結剤を混練乃至は混合してもよい。 In the manufacturing process of such a dry coated sand, as one of the effective means for rapidly evaporating the moisture in the mixture, the refractory aggregate on which the first coating layer is formed is preheated and kneaded or mixed with a water-soluble inorganic binder (binder composition) in the form of an aqueous solution to prepare a mixture. By kneading or mixing the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution with the preheated refractory aggregate, the water derived from the water-soluble inorganic binder in the form of the aqueous solution is The heat of such refractory aggregates can evaporate very quickly, thereby effectively reducing the water content of the resulting coated sand and providing a dry coated sand having normal temperature fluidity. is advantageously obtained. In addition, as another means for rapidly evaporating water in the mixture, kneading or mixing may be performed while blowing hot air at 120°C or higher, and the refractory aggregate is preheated to 40°C to 80°C. After that, the water-soluble inorganic binder may be kneaded or mixed while reducing the pressure.
そこで、かかる第一のコーティング層の形成された耐火性骨材の予熱温度としては、使用される水溶性無機粘結剤の種類や配合量、更には水溶性無機粘結剤の水溶液中の水分量等に応じて、適宜に選定されるところであるが、例えば水ガラスの場合には、一般に100~160℃程度、好ましくは110~140℃程度の温度に、第一のコーティング層形成耐火性骨材を加熱して、水溶性無機粘結剤との混練を行なうことが望ましい。この予熱温度が低くなり過ぎると、水分の蒸散を効果的に行なうことが出来ず、混和物の乾燥に時間がかかるようになるところから、100℃以上の温度を採用することが望ましいのであり、また予熱温度が高くなり過ぎると、得られるコーテッドサンドの冷却時に、水溶性無機粘結剤成分の固化(硬化)が進行し、加えて、複合粒子化も進行するようになるところから、コーテッドサンドとしての機能、特に強度の如き物性に問題を生じる恐れがある。 Therefore, the preheating temperature of the refractory aggregate on which the first coating layer is formed depends on the type and amount of the water-soluble inorganic binder used, and the water content in the aqueous solution of the water-soluble inorganic binder. Although it is appropriately selected depending on the amount etc., for example, in the case of water glass, generally about 100 to 160 ° C., preferably about 110 to 140 ° C. It is desirable to heat the material and knead it with the water-soluble inorganic binder. If the preheating temperature is too low, the water cannot evaporate effectively and it takes a long time to dry the mixture. On the other hand, if the preheating temperature is too high, solidification (hardening) of the water-soluble inorganic binder component proceeds during cooling of the resulting coated sand, and in addition, formation of composite particles also proceeds. There is a risk of causing problems in physical properties such as the function as a material, especially strength.
また、本発明に従う乾態のコーテッドサンドを製造するに際して、粘結剤組成物としての水溶液状の水溶性無機粘結剤は、使用される水溶性無機粘結剤が固体状のものである場合には、予め水に溶かした状態において用いられる。一方、液体状の水溶性無機粘結剤にあっても、その粘度を調整するために、水にて希釈したものを用いることが可能である。更に、耐火性骨材等との混練乃至は混合時に、固体状又は液体状の水溶性無機粘結剤と水とを、耐火性骨材に対して個別に添加することも可能である。 Further, when producing the dry coated sand according to the present invention, the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution as the binder composition is used when the water-soluble inorganic binder used is solid is used in a pre-dissolved state in water. On the other hand, even a liquid water-soluble inorganic binder can be diluted with water to adjust its viscosity. Further, when kneading or mixing with the refractory aggregate, the solid or liquid water-soluble inorganic binder and water can be separately added to the refractory aggregate.
かくして得られた、本発明に従う湿態や乾態のコーテッドサンドを用いて、目的とする鋳型を造型するに際しては、従来より公知の各種手法を採用することが出来る。例えば、上述した湿態のコーテッドサンドを、目的とする鋳型を与える成形型の成形キャビティ内に充填する一方、かかる成形型を80~300℃、好ましくは100~200℃の温度に加熱、保持して、充填されたコーテッドサンドが乾燥するまで、成形型内で保持する方法がある。このような成形型内での加熱保持により、充填された湿態のコーテッドサンドの固化乃至は硬化が進行して、目的とする鋳型を得ることが出来るのである。 The wet or dry coated sand according to the present invention thus obtained can be used to form the desired mold using various conventionally known techniques. For example, while filling the wet coated sand described above into the molding cavity of a mold that provides the desired mold, the mold is heated to a temperature of 80 to 300° C., preferably 100 to 200° C. and maintained. and hold it in the mold until the filled coated sand dries. By holding the heat in the mold, solidification or hardening of the filled wet coated sand progresses, and the desired mold can be obtained.
すなわち、上記温度に加熱された成形型のキャビティ内に、湿態のコーテッドサンドを充填し、保持することにより、コーテッドサンドを構成する耐火性骨材粒子が、周囲に存在する粘結剤組成物に含まれる水溶性無機粘結剤を介して相互に結合して連結し、一体的な鋳型形状を呈するコーテッドサンドの集合体(結合物)が、形成されるのである。このとき、水溶性無機粘結剤の硬化を促進させるための添加剤として、キャビティ内に、所定の硬化剤を液体の状態にて又は気体の状態にて導入するようにしてもよい。なお、水溶性無機粘結剤は、通常、何の添加剤も加えられていなければ、水の蒸発乾固により固化し、また硬化剤が加えられている場合には、硬化することとなる。本発明において、コーテッドサンドの集合体(結合体)からなる鋳型は、そのようなコーテッドサンドが、単に固化したもの(固化物)及び硬化剤によって硬化されたもの(硬化物)、の何れをも含むものである。 That is, a binder composition in which refractory aggregate particles constituting the coated sand are present in the surroundings by filling and holding wet coated sand in the cavity of the mold heated to the above temperature. Through the water-soluble inorganic binder contained in the coated sand, an aggregate (combination) of the coated sand is formed, which is connected to each other and presents an integral template shape. At this time, as an additive for accelerating the curing of the water-soluble inorganic binder, a predetermined curing agent may be introduced into the cavity in the form of liquid or gas. Incidentally, the water-soluble inorganic binder is generally solidified by evaporation of water to dryness if no additives are added, and is hardened if a hardening agent is added. In the present invention, the mold composed of an aggregate (bonded body) of coated sand may be either simply solidified coated sand (solidified product) or cured with a curing agent (cured product). includes.
また、湿態のコーテッドサンドを成形型のキャビティ内で加熱するに際しては、有利には、予め所定の温度に加熱(予熱)され、その温度に保持された状態の成形型を準備した後、かかる成形型のキャビティ内にコーテッドサンドを充填して、コーテッドサンドを加熱するようにすることが好ましい。このように、成形型を予め加熱しておくことにより、コーテッドサンドの乾燥を早め、造型時間の短縮化を図ることが可能である。この予熱による保持温度としては、80~300℃、好ましくは100~200℃、より好ましくは120~180℃が採用される。乾燥を早め、造型時間を短縮することと、添加剤による耐湿強度の向上を図る観点より、かかる保持温度は、80℃以上であることが好ましく、また耐火性骨材粒子間の結合が充分に形成される前に水分が蒸発し、鋳型強度が発現しなくなるという問題の発生を防止する観点より、300℃以下であることが好ましい。このような温度範囲内の温度にて成形型を加熱することにより、最終的に得られる鋳型の耐湿強度を向上せしめ得ると共に、コーテッドサンドの乾燥が、有利に進行せしめられ得るのである。 In addition, when heating the wet coated sand in the cavity of the mold, it is advantageous to heat (preheat) to a predetermined temperature in advance and prepare the mold held at that temperature. Preferably, the cavity of the mold is filled with the coated sand and the coated sand is heated. By preheating the molding die in this manner, the coated sand can be dried quickly, and the molding time can be shortened. The holding temperature for this preheating is 80 to 300.degree. C., preferably 100 to 200.degree. C., more preferably 120 to 180.degree. The holding temperature is preferably 80° C. or higher from the viewpoint of accelerating the drying, shortening the molding time, and improving the moisture resistance strength by the additive, and the bonding between the refractory aggregate particles is sufficient. The temperature is preferably 300° C. or less from the viewpoint of preventing the occurrence of the problem that the mold strength does not develop due to the evaporation of water before the mold is formed. By heating the mold at a temperature within such a temperature range, the moisture resistance strength of the finally obtained mold can be improved and the drying of the coated sand can be advantageously advanced.
さらに、コーテッドサンドの成形型内での保持中に、水の蒸発を促進させるために、成形型内に熱風又は過熱水蒸気を吹き込み、成形型内の充填相(コーテッドサンド)に通気せしめるようにする手法が、好適に採用される。このような熱風又は過熱水蒸気の通気によって、コーテッドサンドからなる充填相の内部にまで迅速に乾燥させて、かかる充填相の固化乃至は硬化をより一層有利に促進せしめ、以て、固化(硬化)速度を有利に高めると共に、得られる鋳型の抗折強度等の特性をも有利に高め得ることとなる他、鋳型の造型時間の短縮にも、有利に寄与し得るのである。また、コーテッドサンドの成形型内での保持中に、コーテッドサンドの固化乃至は硬化をより有利に促進させるため、二酸化炭素、アルゴン、窒素、ヘリウムのうち少なくとも1種からなるキャリアガスを成形型内に吹き込み、その充填相に通気せしめるようにする手法が、好適に採用される。その際、二酸化炭素は硬化剤として、また、アルゴン、窒素及びヘリウムは固化促進剤として、それぞれ作用する。そのようなキャリアガスを水溶性無機粘結剤に作用させることにより、コーテッドサンドの固化乃至は硬化をより促進させることが可能である。なお、熱風又は過熱水蒸気の通気と、キャリアガスの通気とは、その何れか一方のみを実施してもよいが、それら両者を実施することも可能であり、その場合において、熱風又は過熱水蒸気の通気とキャリアガスの通気を同時に実施したり、熱風又は過熱水蒸気の通気の後にキャリアガスを通気したり、或はキャリアガスの通気の後に熱風又は過熱水蒸気を通気したりする等の手法が採用される。要するに、成形型のキャビティ内に、湿態のコーテッドサンドを充填せしめた後、成形型内での保持中であれば、如何なるタイミングで、熱風等及び/又はキャリアガスの通気を実施しても、何等差し支えないのである。 Furthermore, while the coated sand is held in the mold, hot air or superheated steam is blown into the mold to promote the evaporation of water so that the filled phase (coated sand) in the mold is aerated. method is preferably employed. Such ventilation of hot air or superheated steam quickly dries even the inside of the filled phase composed of the coated sand, and further advantageously accelerates the solidification or curing of the filled phase, thereby solidifying (hardening). In addition to advantageously increasing the speed, the properties of the resulting mold such as bending strength can be advantageously improved, and the molding time of the mold can be advantageously shortened. In addition, in order to promote solidification or hardening of the coated sand more favorably while the coated sand is held in the mold, a carrier gas comprising at least one of carbon dioxide, argon, nitrogen and helium is introduced into the mold. A technique of blowing into and aerating the packed phase is preferably employed. Carbon dioxide then acts as a curing agent, and argon, nitrogen and helium as solidification accelerators. By allowing such a carrier gas to act on the water-soluble inorganic binder, it is possible to further accelerate the solidification or hardening of the coated sand. Only one of the ventilation of hot air or superheated steam and the ventilation of carrier gas may be performed, but it is also possible to perform both of them. Techniques such as performing aeration and carrier gas aeration at the same time, aeration of hot air or superheated steam followed by aeration of carrier gas, or aeration of carrier gas followed by aeration of hot air or superheated steam are adopted. be. In short, after the cavity of the mold is filled with the wet coated sand, as long as it is held in the mold, hot air and/or carrier gas can be ventilated at any timing, It doesn't matter.
また、本発明に従う湿態のコーテッドサンドを用いた鋳型の造型については、上述の如き、成形型内において加熱する方法以外にも、成形型内に、前記せる硬化剤を導入することによって、コーテッドサンドを固化乃至は硬化せしめる方法や、コーテッドサンドが充填された成形型内を減圧することによってコーテッドサンドを固化乃至は硬化せしめる方法も、採用することが可能である。 In addition to the method of heating in the mold as described above, the molding of the mold using the wet coated sand according to the present invention can be performed by introducing the above-described curing agent into the mold. A method of solidifying or hardening the sand or a method of solidifying or hardening the coated sand by reducing the pressure in the mold filled with the coated sand can also be employed.
ここで、成形型内への硬化剤の導入は、水溶性無機粘結剤と硬化剤との反応によって、硬化を進行させることにある。硬化剤の導入方法としては、成形型へ充填する前のコーテッドサンドに対して硬化剤を添加し、かかる硬化剤が添加されたコーテッドサンドを成形型内に充填する手法、並びに、成形型内に充填されたコーテッドサンドに対して、硬化剤をキャリアガスとして通気することによって導入する手法、の何れをも採用可能である。また、成形型内で保持している間に、硬化剤による硬化が進行するが、その際に、水の蒸発を促進させるために、成形型内に熱風又は過熱水蒸気を吹き込むことも、有効である。更には、コーテッドサンドの固化乃至は硬化をより有利に促進させるために、二酸化炭素、アルゴン、窒素、ヘリウムのうち少なくとも1種からなるキャリアガスを成形型内に吹き込むことも出来る。なお、硬化剤の添加を行なう場合、成形型の加熱は必ずしも必要とされるものではないが、固化乃至は硬化をより有利に促進させるために、成形型を加熱することが好ましい。 Here, introduction of the curing agent into the mold is to promote curing through reaction between the water-soluble inorganic binder and the curing agent. As a method of introducing the curing agent, a method of adding the curing agent to the coated sand before filling the mold and filling the coated sand to which the curing agent has been added into the mold, and a method of filling the mold with the coated sand. It is possible to adopt any method of introducing the hardening agent as a carrier gas into the filled coated sand by aeration. Curing by the curing agent progresses while it is held in the mold. At this time, it is also effective to blow hot air or superheated steam into the mold in order to accelerate the evaporation of water. be. Furthermore, in order to promote solidification or hardening of the coated sand more advantageously, a carrier gas comprising at least one of carbon dioxide, argon, nitrogen and helium can be blown into the mold. When the curing agent is added, heating of the mold is not necessarily required, but it is preferable to heat the mold in order to promote solidification or curing more advantageously.
そこにおいて用いられる硬化剤としては、二酸化炭素(炭酸水)、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、シュウ酸、カルボン酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸や、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、γ-ブチロラクトン、β-プロピオラクトン、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、グリセリンジアセテート、トリアセチン、プロピレンカーボネート等のエステルや、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール等の一価のアルコール等を、例示することが出来る。これら硬化剤は、単独で用いられ得ることは勿論のこと、2種以上のものを混合して、使用することも可能である。 Examples of curing agents used there include organic acids such as carbon dioxide (carbonated water), sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, oxalic acid, carboxylic acid, paratoluenesulfonic acid, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, Esters such as γ-butyrolactone, β-propiolactone, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, glycerin diacetate, triacetin, propylene carbonate, and monohydric alcohols such as methanol, ethanol, butanol, hexanol, octanol, etc. I can give an example. These curing agents can be used alone, and can also be used in combination of two or more.
また、成形型内を減圧する方法は、かかる減圧によって、成形型のキャビティ内に充填されたコーテッドサンドを乾燥固化させることにある。この減圧方法としては、例えば、公知の吸引手段によって成形型内を減圧する方法等を挙げることが出来る。なお、成形型の減圧を行なう場合、成形型の加熱は必ずしも必要とされるものではないが、固化乃至は硬化をより有利に促進させるために、成形型を加熱することが好ましい。 Further, the method of depressurizing the inside of the mold is to dry and solidify the coated sand filled in the cavity of the mold by such decompression. Examples of the decompression method include a method of decompressing the inside of the mold by a known suction means. When the mold is depressurized, it is not always necessary to heat the mold, but it is preferable to heat the mold in order to promote solidification or curing more advantageously.
一方、乾態のコーテッドサンドを用いて、目的とする鋳型を造型するに際しては、例えば、以下の二つの方法を採用することが出来る。即ち、第1の方法は、乾態のコーテッドサンドを、鋳型造型現場で水と混練することにより湿態化させ、その湿態状とされたコーテッドサンドを、目的とする鋳型を与える成形型の成形キャビティ内に充填すると共に、かかる成形型を80~300℃の温度に加熱して、充填されたコーテッドサンドが乾燥するまで、成形型内で保持されるようにした水添加方式である。また、第2の方法は、目的とする鋳型を与える成形型の成形キャビティ内に乾態のコーテッドサンドを充填した後に、成形キャビティ内に水蒸気を吹き込み、コーテッドサンドからなる充填相内に水蒸気を通気せしめるようにした方法であって、この水蒸気の通気によって、乾態のコーテッドサンドに対して水分が供給されて、湿態状(湿らせた状態)とされた後、そのような湿態状のコーテッドサンドが乾燥するまで、80~200℃に加熱された成形型内で保持されるようにする水蒸気通気方式である。 On the other hand, the following two methods, for example, can be used to mold the desired mold using the dry coated sand. That is, in the first method, the dry coated sand is kneaded with water at the mold making site to make it wet, and the wet coated sand is used in a mold to give the desired mold. It is a water addition method in which the mold is heated to a temperature of 80 to 300° C. and held in the mold until the filled coated sand is dried. In the second method, after filling the molding cavity of the mold that provides the desired mold with dry coated sand, water vapor is blown into the molding cavity to ventilate the water vapor into the filled phase composed of the coated sand. In the method, the aeration of the water vapor supplies moisture to the dry coated sand to bring it into a wet state (moistened state), and then, after such a wet state, It is a water vapor ventilation system in which the coated sand is held in a mold heated to 80 to 200° C. until it is dried.
かくの如き造型に際して、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンドが充填せしめられる、金型や木型等の成形型は、予め加熱されていることが望ましく、それによって、水との混練や水蒸気によって湿態化されたコーテッドサンドの乾燥が、有利に進行せしめられ得るのである。なお、その予熱温度としては、一般に、第1の方法では、80~300℃、好ましくは90~250℃、より好ましくは100~200℃程度の温度が望ましく、第2の方法では、80~200℃、好ましくは90~150℃、より好ましくは100~140℃程度の温度が、望ましい。この保温温度が高過ぎると、成形型の表面にまで蒸気が通り難くなるのであり、一方、温度が低過ぎると、造型された鋳型の乾燥に時間を要するようになる。 In such molding, it is desirable that the mold, such as a metal mold or a wooden mold, into which the dry coated sand having room-temperature fluidity is filled is preheated, so that kneading with water or steam is performed. Drying of the coated sand moistened by can be allowed to proceed advantageously. The preheating temperature is generally 80 to 300° C., preferably 90 to 250° C., more preferably 100 to 200° C. in the first method, and 80 to 200° C. in the second method. C., preferably 90-150.degree. C., more preferably about 100-140.degree. If the heat retention temperature is too high, it will be difficult for the steam to pass through the surface of the mold, while if the temperature is too low, it will take time to dry the molded mold.
ところで、上記第1の方法は、乾態のコーテッドサンドと水とを混練(混合)する場合に、乾態のコーテッドサンドを、鋳型の製造場所たる造型現場まで運搬した後、その造型現場にて、水を添加して湿態化させた後、その得られた湿態状のコーテッドサンドを成形型に充填して、先の湿態のコーテッドサンドの造型の場合と同様にして、目的とする鋳型の造型を行なうものであるが、そこにおいて、乾態のコーテッドサンドに水を加えて、湿態化する工程は、単に、乾態のコーテッドサンドと所定量の水とを適当なミキサに投入して、混合せしめることにより、コーテッドサンドを湿らせれば足りるものであるところから、極めて単純な作業にて実施され得て、作業環境の悪い造型現場においても、極めて簡単に且つ容易に行ない得るのである。また、水を添加する前に、コーテッドサンドを予め40℃~100℃に予熱して用いてもよい。なお、水の添加時には、他の添加剤、硬化促進剤、鋳型強度の再調整のための水溶性無機粘結剤から選ばれる1種以上のものを、一緒に添加してもよい。また、他の添加剤等が液体の場合には、その液体中に水が含有されたものを用いてもよい。 By the way, in the above first method, when the dry coated sand and water are kneaded (mixed), the dry coated sand is transported to the molding site where the mold is manufactured, and then kneaded at the molding site. , After adding water to make it wet, the resulting wet coated sand is filled in a mold, and the desired product is obtained in the same manner as in the case of molding the wet coated sand. The process of adding water to the dry coated sand to make it wet is simply putting the dry coated sand and a predetermined amount of water into a suitable mixer. Since it is sufficient to moisten the coated sand by mixing and mixing, it can be carried out with extremely simple work, and can be carried out very simply and easily even at a molding site where the work environment is poor. be. Also, the coated sand may be preheated to 40° C. to 100° C. before adding water. At the time of adding water, one or more substances selected from other additives, curing accelerators, and water-soluble inorganic binders for readjusting mold strength may be added together. Moreover, when other additives are liquid, the liquid containing water may be used.
また、上記第2の方法において、成形型の成形キャビティ内に充填されたコーテッドサンド(充填相)に水蒸気を吹き込むにあたり、その水蒸気の温度は、一般に80~150℃程度、より望ましくは95~120℃程度とされる。高温の水蒸気を採用すると、その生産のために多量のエネルギーが必要となるところから、特に100℃付近の水蒸気温度が有利に採用されることとなる。また、そのような通気せしめられる水蒸気の圧力としては、ゲージ圧で、0.01~0.3MPa程度、より好ましくは0.02~0.1MPa程度の値が有利に採用される。更に、その通気時間としては、一般に、2秒程度から60秒程度までの通気時間が、採用されることとなる。この水蒸気の通気時間が短くなり過ぎると、乾態のコーテッドサンドの表面を充分に湿らせることが困難となるからであり、また通気時間が長くなり過ぎると、コーテッドサンド表面の被覆層を構成する水溶性無機粘結剤が溶解、流出する等の問題を生じる恐れがあるからである。 In the second method, when steam is blown into the coated sand (filling phase) filled in the molding cavity of the mold, the temperature of the steam is generally about 80 to 150°C, more preferably 95 to 120°C. °C. If high-temperature steam is used, a large amount of energy is required for its production, so a steam temperature of around 100° C. is particularly advantageous. Moreover, as the pressure of the water vapor to be ventilated, a gauge pressure of about 0.01 to 0.3 MPa, more preferably about 0.02 to 0.1 MPa is advantageously adopted. Furthermore, as the ventilation time, generally, a ventilation time of about 2 seconds to about 60 seconds is adopted. This is because if the aeration time of this water vapor is too short, it will be difficult to sufficiently wet the surface of the dry coated sand, and if the aeration time is too long, it will form a coating layer on the surface of the coated sand. This is because problems such as dissolution and outflow of the water-soluble inorganic binder may occur.
ここで、上記した第1の方法及び第2の方法においては、湿ったコーテッドサンドからなる充填相を積極的に乾燥させるべく、成形型内に熱風又は過熱水蒸気を吹き込み、かかる充填相に通気せしめるようにする手法が、好適に採用される。このような熱風又は過熱水蒸気(熱風等)の通気によって、コーテッドサンドの充填相の内部にまで迅速に乾燥させて、かかる充填相の固化乃至は硬化をより一層有利に促進せしめ、以て、硬化速度を有利に高めると共に、得られる鋳型の抗折強度等の特性をも有利に高め得ることとなる他、鋳型の造型時間の短縮にも、有利に寄与し得るのである。また、上記第1の方法では、例えば熱風等の通気の前に、上記第2の方法では、例えば水蒸気の通気と熱風等の通気との間に、充填相の固化乃至は硬化をより有利に促進させるため、前記した硬化剤をガス状又は霧状にして通気してもよく、この硬化剤で水溶性無機粘結剤を中和することにより、その固化乃至は硬化をより促進させることが可能である。なお、硬化剤の通気は、上記第1の方法においては熱風等の通気と同時に、上記第2の方法においては水蒸気の通気と同時に、又は熱風等の通気と同時に行なっても、何等差支えない。また、充填相を積極的に乾燥させる他の方法として、成形型内を減圧してもよい。かかる減圧によって、成形型のキャビティ内に充填されたコーテッドサンドを乾燥固化させるようにするのである。減圧方法としては、例えば、公知の吸引手段によって成形型内を減圧する等の手法が挙げられる。また、成形型内を減圧する際に、水の蒸発を促進させるべく、成形型内に熱風又は過熱水蒸気を吹き込んでも、何等差支えない。 Here, in the first method and the second method described above, hot air or superheated steam is blown into the mold to actively dry the filled phase composed of the wet coated sand, and the filled phase is made to aerate. A method to make it so is preferably adopted. Such ventilation of hot air or superheated steam (hot air, etc.) quickly dries even the inside of the filled phase of the coated sand, thereby promoting the solidification or curing of the filled phase more advantageously, thereby curing. In addition to advantageously increasing the speed, the properties of the resulting mold such as bending strength can be advantageously improved, and the molding time of the mold can be advantageously shortened. In the first method, the solidification or hardening of the filling phase is more advantageously performed, for example, before the aeration of hot air or the like, and in the second method, for example, between the aeration of water vapor and the aeration of hot air or the like. In order to accelerate the curing, the above curing agent may be gaseous or misted and aerated. By neutralizing the water-soluble inorganic binder with this curing agent, the solidification or curing can be further accelerated. It is possible. The curing agent may be aerated simultaneously with hot air in the first method, or at the same time with water vapor or hot air in the second method. Also, as another method for actively drying the filled phase, the inside of the mold may be decompressed. Such reduced pressure dries and solidifies the coated sand filled in the cavity of the mold. As a decompression method, for example, there is a method of decompressing the inside of the mold by a known suction means. In addition, when depressurizing the inside of the mold, hot air or superheated steam may be blown into the mold in order to promote the evaporation of water.
そして、本発明に従う湿態や乾態のコーテッドサンドを用いて、上記した製造方法に従って得られる鋳型、並びにその他の製造方法に従って得られる鋳型の何れにあっても、以下に述べる優れた効果を有利に享受することが可能となる。即ち、コーテッドサンドの積層構造のコーティング層のうち、水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる第二のコーティング層の下側に位置する、有機化合物を含む第一のコーティング層に、酸素酸塩、有機カルボン酸塩及び有機リン酸エステルのうちの少なくとも1つが含有せしめられていることによって、鋳造時において、金属溶湯によってもたらされる熱により、特に、アルミニウム溶湯の如き鋳造温度乃至は注湯温度が低い場合でも、その鋳造時の熱の作用によって、かかるコーテッドサンドの積層構造の被覆層が耐火性骨材の表面から一段と剥離し易くなり、その結果、鋳造後の鋳型の崩壊性がより一層良好なものとなるのである。 Then, using the wet or dry coated sand according to the present invention, the following excellent effects can be obtained in both the mold obtained by the above-described manufacturing method and the mold obtained by other manufacturing methods. It becomes possible to enjoy That is, among the coating layers of the laminated structure of the coated sand, the first coating layer containing the organic compound located below the second coating layer made of the binder composition containing the water-soluble inorganic binder. , an oxate, an organic carboxylate and an organic phosphate, the heat generated by the molten metal during casting reduces the casting temperature or Even when the pouring temperature is low, the action of heat during casting makes it easier for the coating layer of the laminated structure of the coated sand to separate from the surface of the refractory aggregate, and as a result, the collapse of the mold after casting. becomes even better.
また、本発明に従う湿態や乾態のコーテッドサンドから造型された鋳型を用いて、所定の金属溶湯の鋳造を実施し、そしてその鋳造後の鋳型より回収されるコーテッドサンド(回収砂)にあっては、コーテッドサンド(耐火性骨材)表面に存在する有機化合物の効果的な熱分解や炭化の促進によって、第二のコーティング層を構成する水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が、耐火性骨材の表面から、より一層剥離し易い状態となっているところから、そのような回収砂に対して乾式再生処理を施すことにより、容易に再生することが可能である。 In addition, using a mold molded from wet or dry coated sand according to the present invention, casting of a predetermined molten metal is performed, and the coated sand (recovered sand) recovered from the mold after casting In this case, by promoting effective thermal decomposition and carbonization of the organic compounds present on the surface of the coated sand (refractory aggregate), the water-soluble inorganic binder constituting the second coating layer is solidified or hardened. However, since it is in a state where it is easier to separate from the surface of the refractory aggregate, it is possible to easily reclaim such recovered sand by subjecting it to dry reclaiming treatment.
ここで、回収砂に対する乾式再生処理には、従来から回収砂の再生方法として公知の乾式再生処理方法であれば、如何なる方法であっても採用することが出来、一般に、少なくとも研磨処理を含み、必要に応じて、焼成処理や分級処理等をも含んで構成される回収砂の処理方法が採用されることとなるが、特に、本発明にあっては、コーテッドサンドの被覆層が、鋳造温度乃至は注湯温度の低いアルミニウム溶湯の鋳造においても、剥離され易くなっているところから、一般に採用されている研削による高度の研磨(ハード研磨)を採用することなく、回収砂同士を衝突させるような物理的な衝撃による軽度の研磨(ソフト研磨)のみでの再生も可能である特徴を有しているのである。特に、そのようなソフト研磨を採用することによって、コーテッドサンドを構成する耐火性骨材の表面が削り取られる恐れも、解消することが可能となる。勿論、本発明にあっては、回収砂の再生に、ソフト研磨のみならず、通常のハード研磨も採用され得ることは、言うまでもないところである。 Here, for the dry regeneration treatment of the recovered sand, any dry regeneration treatment method conventionally known as a method for reclaiming recovered sand can be employed, and generally includes at least polishing treatment, If necessary, a method for treating recovered sand that includes firing treatment, classification treatment, etc. is adopted. Or even in the casting of molten aluminum with a low pouring temperature, since it is easy to separate, it is possible to collide the collected sand without adopting the generally adopted advanced polishing by grinding (hard polishing). It has the characteristic that it can be regenerated only by light polishing (soft polishing) by physical impact. In particular, by adopting such soft polishing, it is possible to eliminate the possibility that the surface of the refractory aggregate constituting the coated sand will be scraped off. Needless to say, according to the present invention, not only soft sanding but also ordinary hard sanding can be used for reclaiming recovered sand.
そして、上述の如くして、回収砂を再生して得られた耐火性骨材は、再び、コーテッドサンドの製造工程に提供され、更に、その得られたコーテッドサンドが、鋳型の造型工程に提供されて、特性の優れた鋳型の形成に、有利に用いられることとなるのである。 Then, as described above, the refractory aggregate obtained by regenerating the recovered sand is again provided to the coated sand manufacturing process, and the obtained coated sand is further provided to the mold molding process. As a result, it can be advantageously used to form a mold with excellent properties.
以下に、本発明に係る幾つかの実施例を用いて、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等限定的に解釈されるものでないことが理解されるべきである。なお、以下の実施例や比較例において、「%」及び「部」は、特に断りのない限りにおいて、何れも、質量基準にて示されている。また、実施例や比較例で得られたコーテッドサンド(CS,CE-CS)の含水分量の測定、そのようなCS(CE-CSを含む。以下、同様とする)を用いて得られた鋳型の崩壊性試験、回収砂の再生性の評価、鋳造して得られた鋳物製品のガス欠陥やベーニングの評価は、それぞれ、以下のようにして行なった。 The present invention will be clarified more specifically below using some examples according to the present invention, but the present invention should not be construed in any limited way by the description of such examples. It should be understood that the In the following examples and comparative examples, "%" and "parts" are expressed on a mass basis unless otherwise specified. In addition, the measurement of the water content of the coated sand (CS, CE-CS) obtained in Examples and Comparative Examples, the mold obtained using such CS (including CE-CS; hereinafter the same) The collapsibility test, evaluation of reclaimability of recovered sand, and evaluation of gas defects and veining of casting products obtained by casting were carried out as follows.
-CSの含水分量の測定-
磁性皿に試料となるCSの所定量を載せて、電子天秤にて精秤し、加熱前のCS試料の質量(M1)を求める。次いで、磁性皿に載せたCS試料を電熱器で130℃まで加熱して、30分間保持した後、室温まで冷却して、加熱後のCS試料の質量(M2)を精秤する。そして、その得られた加熱前のCS試料の質量(M1)と加熱後のCS試料の質量(M2)とを用いて、CS中の水分量(W1)を、下記の式(1)より算出する。次に、CSに対する水溶性無機粘結剤の固形分量(B1)を、下記の式(2)を用いて算出し、その後、CS中の水分量(W1)及びCSに対する水溶性無機粘結剤の固形分量(B1)より、水溶性無機粘結剤の固形分量に対する水分量(第二のコーティング層における水溶性無機粘結剤の固形分量に対するCSの水分量:W2)を、下記の式(3)を用いて算出する。なお、それらの式において、B2は、CS試料の100gに対して添加された水溶性無機粘結剤の固形分量(g)である。
W1=[(M1-M2)/M1]×100 ・・・(1)
B1=[B2/(100+B2)]×(100-W1) ・・・(2)
W2=(W1/B1)×100 ・・・(3)
-Measurement of moisture content of CS-
A predetermined amount of CS as a sample is placed on a magnetic dish and accurately weighed with an electronic balance to determine the mass (M1) of the CS sample before heating. Next, the CS sample placed on the magnetic dish is heated to 130° C. with an electric heater, held for 30 minutes, cooled to room temperature, and the mass (M2) of the heated CS sample is accurately weighed. Then, using the obtained mass of the CS sample before heating (M1) and the mass of the CS sample after heating (M2), the water content (W1) in the CS is calculated from the following formula (1). do. Next, the solid content (B1) of the water-soluble inorganic binder with respect to CS is calculated using the following formula (2), and then the water content (W1) in CS and the water-soluble inorganic binder with respect to CS From the solid content (B1), the water content relative to the solid content of the water-soluble inorganic binder (the water content of CS relative to the solid content of the water-soluble inorganic binder in the second coating layer: W2) is calculated by the following formula ( 3) is used for calculation. In these formulas, B2 is the solid content (g) of the water-soluble inorganic binder added to 100 g of the CS sample.
W1=[(M1−M2)/M1]×100 (1)
B1=[B2/(100+B2)]×(100−W1) (2)
W2=(W1/B1)×100 (3)
-崩壊性試験-
先ず、図1に示されるように、所定の常温自硬性砂を用いて予め作製された、上部に溶湯注入口2と下部に中子の幅木固定部4とを有する一方の半割れ中空主型6(キャビティ直径:6cm、高さ:6cm)の内に、各々のCSを用いて作製された幅木部8を有する円形無空中子10(直径:5cm、高さ:5cm)を、幅木固定部4で接着固定した後、他方の半割れ中空主型6を組み付けて、それら二つの半割れ中空主型6,6を相互に接着固定することにより、鋳造試験用砂型12を作製する。なお、鋳造時の湯漏れを防ぐために、接着した主型を万力等でクランプするか、針金を巻いてしっかりと固定する。次に、この鋳造試験用砂型12の溶湯注入口2から、鉄溶湯FC150(温度:1350±50℃)又はアルミニウム溶湯AC4C(温度:700±50℃)を注湯し、凝固せしめた後、主型6を壊して、図2に示す円筒状の鋳物16を取り出す。そして、室温になった鋳物16に対して、エアハンマを用いて打撃を繰り返し加えることにより、円形無空中子10を排出する。かかる排出に際しては、チッピング圧は0.3MPaとし、鋳物16に対して、3秒毎に、エアハンマで打撃を加える。そして、鋳物16からの、円形無空中子10を構成するCS(以下、中子CSという)の排出のし易さを、以下に示す基準に従い、5段階で評価する。本発明においては、その評価基準において、A~Cを合格とする。
A:打撃回数10回以内で、全ての中子CSが排出される。
B:打撃回数30回以内で、全ての中子CSが排出される。
C:打撃回数60回以内で、全ての中子CSが排出される。
D:打撃回数60回で、50%以上~100%未満の量の中子CSが排出される。
E:打撃回数60回で、0~50%未満の量の中子CSが排出される。
-Disintegration test-
First, as shown in FIG. 1, one of the hollow main halves was prepared in advance using a predetermined room temperature self-hardening sand, and had a
A: All cores CS are discharged within 10 hits.
B: All the cores CS are discharged within 30 hits.
C: All cores CS are discharged within 60 hits.
D: 50% or more and less than 100% of the core CS is ejected by hitting 60 times.
E: 0 to less than 50% of the core CS is discharged at 60 impacts.
-再生性の評価-
上述の崩壊性試験にて取り出された、円形無空中子を構成していた砂(回収砂)を、400℃の温度で、60分間焙焼した後、ハード研磨又はソフト研磨を施した。即ち、ハード研磨としては、かかる焙焼された回収砂300gを、直径20mmの真球状のアルミナ製ボール500gと共に、内径180mm×長さ190mmのアルミナ製ボールミル(株式会社エイシン製卓上ボールミル:形式BM10)に収容して、回転速度120rpmにて10分間研磨する方法を採用した。また、ソフト研磨としては、かかる焙焼された回収砂の5000gを、遠州鉄工株式会社製のワールミキサーに収容して、回転速度60rpmで、10分間撹拌、混合することにより、砂同士を衝突させて、研磨する方式を採用した。そして、それら研磨処理の施された回収砂を、200メッシュの篩で、1分間の篩分けを行ない、砂と剥離された微粉(水溶性無機粘結剤)とに分離し、その得られた微粉量を測定して、回収砂における剥離のし易さを、以下に示す基準に従って5段階で評価する。本発明においては、その評価基準において、A~Cを合格とする。
A:回収砂の質量に対して、微粉量が1.0質量%以上である。
B:回収砂の質量に対して、微粉量が0.8質量%以上、1.0質量%未満である。
C:回収砂の質量に対して、微粉量が0.5質量%以上、0.8質量%未満である。
D:回収砂の質量に対して、微粉量が0.3質量%以上、0.5質量%未満である。
E:回収砂の質量に対して、微粉量が0.3質量%未満である。
-Evaluation of reproducibility-
The sand (recovered sand) that had formed the circular aneurons taken out in the above-mentioned collapsibility test was roasted at a temperature of 400° C. for 60 minutes, and then hard-polished or soft-polished. That is, as the hard polishing, 300 g of the roasted recovered sand is placed in an alumina ball mill with an inner diameter of 180 mm and a length of 190 mm (desktop ball mill manufactured by Eisin Co., Ltd.: type BM10) together with 500 g of spherical alumina balls having a diameter of 20 mm. , and polished for 10 minutes at a rotational speed of 120 rpm. Further, as soft polishing, 5000 g of the roasted recovered sand was placed in a whirl mixer manufactured by Enshu Iron Works Co., Ltd., and stirred and mixed for 10 minutes at a rotation speed of 60 rpm to cause the sands to collide with each other. A polishing method was adopted. Then, the polished recovered sand is sieved with a 200-mesh sieve for 1 minute to separate the sand and the exfoliated fine powder (water-soluble inorganic binder). The amount of fine powder is measured, and the easiness of peeling of the recovered sand is evaluated on a scale of 5 according to the following criteria. In the present invention, in the evaluation criteria, A to C are accepted.
A: The amount of fine powder is 1.0% by mass or more with respect to the mass of recovered sand.
B: The amount of fine powder is 0.8% by mass or more and less than 1.0% by mass with respect to the mass of recovered sand.
C: The amount of fine powder is 0.5% by mass or more and less than 0.8% by mass with respect to the mass of recovered sand.
D: The amount of fine powder is 0.3% by mass or more and less than 0.5% by mass with respect to the mass of recovered sand.
E: The amount of fine powder is less than 0.3% by mass with respect to the mass of recovered sand.
-ガス欠陥及びベーニングの評価-
各CSを用いて、シリンダーヘッド鋳造用鋳型をそれぞれ造型した後、低圧鋳造法により、アルミニウム溶湯AC4C(温度:700±50℃)を注湯して、20個のシリンダーヘッドを鋳造する。そして、その得られたシリンダーヘッド(鋳物)の全てを切断して、内部を観察し、ガス欠陥の有無及びベーニング(鋳バリ)の有無を観察して、以下の基準に従って、ガス欠陥とベーニングの評価を、5段階で行なう。なお、それらの評価において、A~Cが、何れも合格とする。
・ガス欠陥が認められるシリンダーヘッドの個数
A:0~1個、B:2~3個、C:4~5個、D:6~7個、E:8個以上
・ベーニングの存在するシリンダーヘッドの個数
A:0~1個、B:2~3個、C:4~5個、D:6~7個、E:8個以上
-Evaluation of gas defects and veining-
After forming a cylinder head casting mold using each CS, 20 cylinder heads are cast by pouring molten aluminum AC4C (temperature: 700±50° C.) by a low pressure casting method. Then, all of the obtained cylinder heads (castings) are cut, the inside is observed, the presence of gas defects and the presence of veining (casting burrs) are observed, and gas defects and veining are determined according to the following criteria. Evaluation is done on a 5-point scale. In these evaluations, A to C are all considered acceptable.
・Number of cylinder heads with gas defects A: 0 to 1, B: 2 to 3, C: 4 to 5,
また、各CSを製造する際に用いた有機化合物であるノボラック型フェノール樹脂等については、各々、以下の手順に従って製造したもの又は市販品を準備した。 In addition, novolak type phenolic resins and the like, which are organic compounds used in producing each CS, were prepared according to the following procedures or commercially available products.
(1)ノボラック型フェノール樹脂の調製
温度計、撹拌装置及びコンデンサを備えた反応容器に、フェノールの940部、47%ホルマリンの479部、シュウ酸の2.8部を投入した。次いで、撹拌下、反応容器内を徐々に昇温して、還流温度に到達せしめた後、90分間還流して反応させ、更に、反応液の温度が170℃になるまで、加熱及び減圧濃縮することにより、重量平均分子量(Mw)が2900のノボラック型フェノール樹脂を得た。
(1) Preparation of novolac-type phenolic resin Into a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a condenser were charged 940 parts of phenol, 479 parts of 47% formalin and 2.8 parts of oxalic acid. Next, while stirring, the temperature inside the reaction vessel is gradually raised to reach the reflux temperature, and then the mixture is refluxed for 90 minutes for reaction, and further heated and concentrated under reduced pressure until the temperature of the reaction solution reaches 170°C. Thus, a novolak-type phenol resin having a weight average molecular weight (Mw) of 2,900 was obtained.
(2)レゾール型フェノール樹脂の準備
レゾール型フェノール樹脂として、アンモニアレゾール型フェノール樹脂である旭有機材株式会社製のSP400(商品名、Mw:2100)を、準備した。
(2) Preparation of resol-type phenolic resin As a resol-type phenolic resin, SP400 (trade name, Mw: 2100) manufactured by Asahi Yukizai Co., Ltd., which is an ammonia resol-type phenolic resin, was prepared.
(3)フェノールウレタン樹脂形成用材料の準備
ベンジリックエーテル型フェノール樹脂(旭有機材株式会社製、商品名:CBP‐160EH、Mw:1200)と、ポリイソシアネート化合物としてのポリメリックMDI(旭有機材株式会社製;CB‐MT3)とを準備し、耐火性骨材の表面にコーティング層を形成せしめる際に、それら2種の成分を1:1(質量比)の割合で混合した混合物を、フェノールウレタン樹脂形成用材料として、用いた。
(3) Preparation of materials for forming phenol urethane resin Benzylic ether type phenol resin (manufactured by Asahi Yukizai Co., Ltd., trade name: CBP-160EH, Mw: 1200) and polymeric MDI (Asahi Yukizai Co., Ltd.) as a polyisocyanate compound Company; It was used as a resin forming material.
(4)ポリ酢酸ビニルの準備
ポリ酢酸ビニルとして、ゴーセニールM35-X6(日本合成化学工業株式会社製、メタノール35%溶液)からなるポリ酢酸ビニル溶液[重量平均分子量(Mw)220000、濃度65%]を準備した。
(4) Preparation of polyvinyl acetate Polyvinyl acetate solution [weight average molecular weight (Mw) 220000, concentration 65%] made of Gohsenyl M35-X6 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., methanol 35% solution) as polyvinyl acetate prepared.
-湿態CSの製造例1-
耐火性骨材として、市販のフラタリー硅砂(#60)を準備すると共に、有機化合物として、先に調製されたノボラック型フェノール樹脂を準備した。そして、フラタリー硅砂を約130℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工株式会社製)に投入し、更に、フラタリー硅砂の100部に対して、ノボラック型フェノール樹脂を2部の割合において、また酸素酸塩の一つとしての硝酸カリウムを0.1部の割合において、それぞれ添加して、3分間の混練を行ない、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、フラタリー硅砂(粒子)の表面に、硝酸カリウムを含むノボラック型フェノール樹脂からなる固体状の第一のコーティング層(第一層)を形成した。
-Production example 1 of wet CS-
Commercially available Flutary silica sand (#60) was prepared as the refractory aggregate, and the previously prepared novolak-type phenolic resin was prepared as the organic compound. Then, after heating the fluttery silica sand to a temperature of about 130° C., it is put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works Co., Ltd.). 0.1 part of potassium nitrate as one of the oxysalts is added to each and kneaded for 3 minutes to evaporate the moisture while the sand grains are stirred and mixed until the lumps of sand grains collapse, and then taken out. As a result, a solid first coating layer (first layer) made of a novolac-type phenolic resin containing potassium nitrate was formed on the surface of the fluttery silica sand (particles).
次いで、水溶性無機粘結剤たる水ガラスとして、市販品:2号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:2.5)を用いて、固形成分(濃度)が41%である水ガラス水溶液を準備した。そして、先に準備した、表面に固体状の第一のコーティング層が設けられたフラタリー硅砂を、常温のまま、品川式万能攪拌機(5DM-r型、株式会社ダルトン製)に投入し、更に、上記水ガラス水溶液を、フラタリー硅砂の100部に対して3.0部の割合において添加して、3分間の混練を行ない、均一になるまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、第一のコーティング層の上に、水ガラスからなる第二のコーティング層(第二層)が設けられてなる湿態のコーテッドサンド(CS1)を得た。この得られたCS1の含水分量は、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。 Next, commercial product: No. 2 sodium silicate (trade name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., SiO 2 /Na 2 O molar ratio: 2.5) was used as water glass as a water-soluble inorganic binder, and solidified. A water glass aqueous solution with a component (concentration) of 41% was prepared. Then, the previously prepared Flutary silica sand having a solid first coating layer on its surface is put into a Shinagawa-type universal stirrer (5DM-r type, manufactured by Dalton Co., Ltd.) at room temperature, and further, 3.0 parts of the water glass aqueous solution is added to 100 parts of Flutary silica sand, kneaded for 3 minutes, stirred until uniform, mixed, and taken out to form the first coating. A wet coated sand (CS1) was obtained in which a second coating layer (second layer) made of water glass was provided on the layer. The water content of the obtained CS1 was an amount corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例2~5-
湿態CSの製造例1において、第一のコーティング層の形成時における硝酸カリウムの使用量を、それぞれ、0.3部、0.5部、1.0部又は2.0部としたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CS2~CS5)を、それぞれ得た。それら得られたCS2~CS5の含水分量は、何れも、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 2 to 5 of Wet CS-
Except that in Production Example 1 of Wet CS, the amount of potassium nitrate used in forming the first coating layer was set to 0.3 parts, 0.5 parts, 1.0 parts, or 2.0 parts, respectively. , Various wet coated sands (CS2 to CS5) were obtained according to the same procedure as in Production Example 1 above. Each of the obtained CS2 to CS5 had a water content corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例6~12-
湿態CSの製造例3において、硝酸カリウムに代えて、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸カルシウム、モリブデン酸ナトリウム、又はタングステン酸カリウムを用いたこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CS6~CS12)を、それぞれ得た。それら得られたCS6~CS12の含水分量は、何れも、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 6 to 12 of Wet CS-
In wet CS production example 3, the above production was performed except that sodium nitrate, magnesium nitrate, calcium nitrate, potassium permanganate, calcium permanganate, sodium molybdate, or potassium tungstate was used instead of potassium nitrate. Following the same procedure as in Example 3, various wet coated sands (CS6-CS12) were obtained respectively. Each of the obtained CS6 to CS12 had a water content corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例13-
湿態CSの製造例3において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、先に準備されたレゾール型フェノール樹脂を用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS13)を得た。この得られたCS13の含水分量は、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production example 13 of wet CS-
In wet state CS production example 3, the same procedure as in production example 3 above, except that the first coating layer was formed using the previously prepared resol-type phenolic resin instead of the novolac-type phenolic resin. A wet coated sand (CS13) was obtained according to The water content of the obtained CS13 was an amount corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例14-
湿態CSの製造例3において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、先に準備されたフェノールウレタン樹脂形成用材料(ベンジリックエーテル型フェノール樹脂+ポリイソシアネート化合物)の2.8部を用いて、フェノールウレタン樹脂からなる第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS14)を得た。なお、かかる第一のコーティング層の形成に際して、フラタリー硅砂とフェノールウレタン樹脂形成用材料との撹拌、混合操作は、かかるフェノールウレタン樹脂形成用材料を構成するベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とが反応して、フェノールウレタン樹脂となって、硬化、固体化するまで、実施された。そして、このようにして得られたCS14の含水分量は、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production example 14 of wet CS-
In Wet CS Production Example 3, phenol A moist coated sand (CS14) was obtained in the same manner as in Production Example 3 above, except that a first coating layer made of urethane resin was formed. In forming the first coating layer, the stirring and mixing operation of the fluttery silica sand and the phenol urethane resin-forming material is carried out by mixing the benzylic ether type phenol resin and the polyisocyanate compound that constitute the phenol urethane resin-forming material. reacted to form a phenol urethane resin, which was cured and solidified. The water content of CS14 thus obtained was equivalent to 144% of the solid content of water glass.
-湿態CSの製造例15-
湿態CSの製造例3において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、先に準備されたポリ酢酸ビニル溶液の3.08部を用いると共に、コーティング層形成時に溶剤を蒸発させて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS15)を得た。この得られたCS15の含水分量は、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production example 15 of wet CS-
In wet CS production example 3, 3.08 parts of the previously prepared polyvinyl acetate solution was used in place of the novolak-type phenolic resin, and the solvent was evaporated during the formation of the coating layer to form the first coating layer. A wet coated sand (CS15) was obtained according to the same procedure as in Production Example 3 above, except that the was formed. The water content of the obtained CS15 was an amount corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例16-
湿態CSの製造例3において、水ガラス水溶液に代えて、炭酸カリウムの固形成分(濃度)が50%であり、25℃の粘度が8cPとなるように調整された炭酸カリウム水溶液を用いると共に、その使用量を3.5部としたこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS16)を得た。この得られたCS16の含水分量は、炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Production example 16 of wet CS-
In wet CS production example 3, instead of the water glass aqueous solution, a potassium carbonate aqueous solution having a potassium carbonate solid content (concentration) of 50% and having a viscosity at 25° C. of 8 cP was used, A moist coated sand (CS16) was obtained in the same manner as in Production Example 3, except that the amount used was 3.5 parts. The water content of the obtained CS16 was an amount corresponding to 100% of the solid content of potassium carbonate.
-湿態CSの製造例17~19-
湿態CSの製造例1において、硝酸カリウムに代えて、有機リン酸エステルの一つであるトリエチルホスフェートの0.1部、0.2部、又は0.3部を用いたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CS17~CS19)を、それぞれ得た。それら得られたCS17~CS19の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 17 to 19 of Wet CS-
In wet CS production example 1, the above production was performed except that 0.1 part, 0.2 part, or 0.3 part of triethyl phosphate, which is one of organic phosphoric acid esters, was used instead of potassium nitrate. Following the same procedure as in Example 1, various wet coated sands (CS17-CS19) were obtained respectively. The water contents of CS17 to CS19 thus obtained corresponded to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例20~22-
湿態CSの製造例18において、トリエチルホスフェートに代えて、トリブチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、又はトリフェニルホスフェートを用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例18と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CS20~CS22)を、それぞれ得た。それら得られたCS20~CS22の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 20 to 22 of Wet CS-
In wet CS production example 18, the same as production example 18 above except that tributyl phosphate, tricresyl phosphate, or triphenyl phosphate was used instead of triethyl phosphate to form the first coating layer. According to the procedure, various wet coated sands (CS20-CS22) were obtained respectively. The water contents of CS20 to CS22 thus obtained corresponded to 144% of the solid content of water glass.
-湿態CSの製造例23~25-
湿態CSの製造例13~15において、硝酸カリウムに代えて、トリエチルホスフェートの0.2部を用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、それぞれ上記製造例13~15と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CS23~CS25)を、それぞれ得た。それら得られたCS23~CS25の含水分量は、何れも、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 23 to 25 of Wet CS-
The same procedure as in Production Examples 13 to 15 above, except that 0.2 parts of triethyl phosphate was used in place of potassium nitrate to form the first coating layer in Production Examples 13 to 15 of wet CS. Various coated sands (CS23-CS25) in wet state were obtained respectively according to. Each of the obtained CS23 to CS25 had a water content corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例26-
湿態CSの製造例18において、水ガラス水溶液に代えて、炭酸カリウムの固形成分(濃度)が50%であり、25℃の粘度が8cPとなるように調整された炭酸カリウム水溶液を用いて、その使用量を3.5部にしたこと以外は、上記製造例18と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS26)を得た。この得られたCS26の含水分量は、炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Wet CS Production Example 26-
In wet CS production example 18, instead of the aqueous solution of water glass, an aqueous potassium carbonate solution having a potassium carbonate solid content (concentration) of 50% and having a viscosity of 8 cP at 25°C was used. A wet coated sand (CS26) was obtained in the same manner as in Production Example 18 except that the amount used was changed to 3.5 parts. The water content of the obtained CS26 was an amount corresponding to 100% of the solid content of potassium carbonate.
-湿態CSの製造例27,28-
湿態CSの製造例3において、硝酸カリウムの0.5部に加えて、更に、トリエチルホスフェートの0.2部又はトリブチルホスフェートの0.2部を用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CS27,CS28)を、それぞれ得た。それら得られたCS27及びCS28の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 27 and 28 of wet CS-
Except that in wet CS production example 3, in addition to 0.5 parts of potassium nitrate, 0.2 parts of triethyl phosphate or 0.2 parts of tributyl phosphate were used to form the first coating layer. obtained two wet coated sands (CS27 and CS28), respectively, according to the same procedure as in Production Example 3 above. The water contents of CS27 and CS28 obtained respectively corresponded to 144% of the solids content of the water glass.
-湿態CSの製造例29,30-
湿態CSの製造例3において、硝酸カリウムの0.5部と共に、更に、金属酸化物である酸化第二鉄の1.0部又は酸化第二銅の1.0部を用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例3と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CS29,CS30)を、それぞれ得た。それら得られたCS29及びCS30の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 29 and 30 of wet CS-
In wet CS production example 3, together with 0.5 parts of potassium nitrate, 1.0 parts of ferric oxide or 1.0 parts of cupric oxide, which are metal oxides, are used to prepare the first Two wet coated sands (CS29, CS30) were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the coating layer was formed. The water contents of CS29 and CS30 obtained respectively corresponded to 144% of the solid content of water glass.
-湿態CSの製造例31,32-
湿態CSの製造例27において、金属酸化物である酸化第二鉄又は酸化第二銅のそれぞれの1.0部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例27と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CS31,CS32)を、それぞれ得た。それら得られたCS31及びCS32の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 31 and 32 of Wet CS-
In Production Example 27 of Wet CS, except that 1.0 part of each of ferric oxide or cupric oxide, which is a metal oxide, was further used to form the first coating layer, the above production example Two wet coated sands (CS31, CS32) were obtained respectively following the same procedure as in 27. The water contents of the obtained CS31 and CS32 were each equivalent to 144% of the solids content of the water glass.
-湿態CSの製造例33,34-
湿態CSの製造例9において、トリエチルホスフェートの0.2部、又は酸化第二鉄の1.0部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例9と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CS33,CS34)を、それぞれ得た。それら得られたCS33及びCS34の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 33 and 34 of Wet CS-
In Production Example 9 of wet CS, the same as Production Example 9 above, except that 0.2 parts of triethyl phosphate or 1.0 part of ferric oxide was further used to form the first coating layer. Two wet coated sands (CS33, CS34) were obtained respectively according to the procedure of . The water contents of the obtained CS33 and CS34 respectively corresponded to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例35,36-
湿態CSの製造例18において、酸化第二鉄又は酸化第二銅の1.0部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例18と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CS35,CS36)を、それぞれ得た。それら得られたCS35及びCS36の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Production Examples 35 and 36 of Wet CS-
In Wet CS Production Example 18, except that 1.0 part of ferric oxide or cupric oxide was further used to form the first coating layer, following the same procedure as in Production Example 18 above, Two wet coated sands (CS35, CS36) were obtained respectively. The water contents of the obtained CS35 and CS36 respectively corresponded to 144% of the solids content of the water glass.
-湿態CSの製造例37-
湿態CSの製造例18において、酸化第二鉄の0.7部と酸化第二銅の0.3部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例18と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS37)を得た。この得られたCS37の含水分量は、水ガラスの固形分量の144%に相当する量であった。
-Wet CS Production Example 37-
In Production Example 18 of wet CS, 0.7 parts of ferric oxide and 0.3 parts of cupric oxide were further used to form the first coating layer, as in Production Example 18 above. A wet coated sand (CS37) was obtained following a similar procedure. The water content of the obtained CS37 was an amount corresponding to 144% of the solid content of the water glass.
-湿態CSの製造例38-
湿態CSの製造例26において、酸素酸塩の一つである硝酸カリウムの0.5部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例26と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS38)を得た。この得られたCS38の含水分量は、炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Wet CS Production Example 38-
In Wet CS Production Example 26, following the same procedure as in Production Example 26 above, except that 0.5 parts of potassium nitrate, which is one of the oxates, was further used to form the first coating layer, A wet coated sand (CS38) was obtained. The water content of the obtained CS38 was an amount corresponding to 100% of the solid content of potassium carbonate.
-湿態CSの製造例39-
湿態CSの製造例16において、金属酸化物の一つである酸化第二鉄の1.0部を更に用いて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記製造例16と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS39)を得た。この得られたCS39の含水分量は、炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Wet CS Production Example 39-
In Production Example 16 of wet CS, the same procedure as in Production Example 16 above was performed, except that 1.0 part of ferric oxide, which is one of the metal oxides, was further used to form the first coating layer. A wet coated sand (CS39) was obtained according to the procedure. The water content of the obtained CS39 was an amount corresponding to 100% of the solid content of potassium carbonate.
-湿態CSの製造例40-
湿態CSの製造例39において、硝酸カリウムの0.5部に代えて、有機リン酸エステルの一つであるトリエチルホスフェートの0.2部を用いたこと以外は、上記製造例39と同様の手順に従って、湿態のコーテッドサンド(CS40)を得た。この得られたCS40の含水分量は、炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Production example 40 of wet CS-
In wet CS Production Example 39, the same procedure as in Production Example 39 above, except that 0.2 parts of triethyl phosphate, which is one of organic phosphoric acid esters, was used instead of 0.5 parts of potassium nitrate. A wet coated sand (CS40) was obtained according to The water content of the obtained CS40 was an amount corresponding to 100% of the solid content of potassium carbonate.
-湿態CE-CSの製造例1,2-
湿態CSの製造例1及び16において、それぞれ、固体状の第一のコーティング層を形成する工程を実施しなかったこと以外は、上記製造例1及び16と同様の手順に従って、湿態の二つのコーテッドサンド(CE-CS1,CE-CS2)を、それぞれ得た。それら得られたCE-CS1及びCE-CS2の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%及び炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Production Examples 1 and 2 of Wet CE-CS-
In wet state CS production examples 1 and 16, respectively, except that the step of forming a solid first coating layer was not performed, according to the same procedure as in production examples 1 and 16, wet two Two coated sands (CE-CS1, CE-CS2) were obtained, respectively. The water contents of the obtained CE-CS1 and CE-CS2 corresponded to 144% of the solids content of water glass and 100% of the solids content of potassium carbonate, respectively.
-湿態CE-CSの製造例3~7-
湿態CSの製造例1,13~16において、それぞれ、第一のコーティング層に硝酸カリウムを添加しなかったこと以外は、上記製造例1,13~16と同様の手順に従って、湿態の各種コーテッドサンド(CE-CS3~CE-CS7)を、それぞれ得た。それら得られたCE-CS3~CE-CS7の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量の144%、又は炭酸カリウムの固形分量の100%に相当する量であった。
-Production Examples 3 to 7 of Wet CE-CS-
In Production Examples 1 and 13 to 16 of wet state CS, each wet state coating was prepared according to the same procedure as in Production Examples 1 and 13 to 16, except that potassium nitrate was not added to the first coating layer. Sands (CE-CS3 to CE-CS7) were obtained respectively. The water contents of CE-CS3 to CE-CS7 obtained were respectively 144% of the solid content of water glass and 100% of the solid content of potassium carbonate.
-鋳型の造型例 I(実施例1~40、比較例1~7)-
上記した各手順に従って製造された湿態のCS1~40及びCE-CS1~7を、それぞれ、150℃に加熱された成形金型内に充填した後、成形金型内で保持して、加熱せしめることにより、かかる成形型内に充填された各CS及びCE-CSを、それぞれ、硬化せしめて、円形無空中子の試験片(直径:5cm×高さ:5cm)とシリンダーヘッド鋳造用鋳型として用いられる各種の鋳型を、作製した。次いで、それら得られた各CS及びCE-CSに対応する鋳型を用いて、それぞれ、崩壊性及び再生性の評価を行ない、また、ガス欠陥やベーニングの有無を調べて、その評価を行ない、それらの結果を、下記表1~表6に併せ示した。なお、実施例1~40及び比較例1~7の各々に係る鋳型(試験体)を作製する際に使用したCS及びCE-CSは、下記表1~表6に示す通りである。
- Molding Example I (Examples 1 to 40, Comparative Examples 1 to 7) -
The wet CS1 to 40 and CE-CS1 to 7 produced according to the procedures described above are respectively filled in a mold heated to 150° C., then held in the mold and heated. By doing so, each CS and CE-CS filled in the mold is cured and used as a circular test piece (diameter: 5 cm × height: 5 cm) and a mold for casting a cylinder head. Various templates were made. Next, using the molds corresponding to each of the CS and CE-CS thus obtained, evaluation of disintegration and reproducibility was performed, and the presence or absence of gas defects and veining was examined and evaluated. The results are also shown in Tables 1 to 6 below. Tables 1 to 6 below show the CS and CE-CS used to prepare the molds (test specimens) of Examples 1 to 40 and Comparative Examples 1 to 7.
かかる表1乃至表5の結果より明らかなように、本発明に従う湿態のコーテッドサンドCS1~CS40を用いて得られた鋳型(実施例1~40)にあっては、注湯温度が高いFe溶湯を用いた鋳造の場合は勿論、注湯温度が低いAl溶湯の鋳造の場合にあっても、鋳造後の鋳型の崩壊性が優れていることが認められる。また、Al溶湯の鋳造後に回収した砂については、そこに付着している水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物を除去するに際して、ハード研磨の場合は勿論のこと、ソフト研磨においても、その除去が容易であるところから、本発明に従う湿態のコーテッドサンドを用いて造型された鋳型からの回収砂の再生操作が、極めて容易であることが理解される。更に、コーテッドサンドの第一のコーティング層には、酸素酸塩や有機リン酸エステルに加えて、金属酸化物が含有せしめられていることによって、ガス欠陥やベーニング等の鋳造欠陥が有利に改善され得ることも認めることが出来る。 As is clear from the results in Tables 1 to 5, the molds (Examples 1 to 40) obtained by using the wet coated sands CS1 to CS40 according to the present invention had a high pouring temperature of Fe. It is recognized that the collapse property of the mold after casting is excellent not only in the case of casting using molten metal, but also in the case of casting molten Al with a low pouring temperature. Regarding the sand recovered after the casting of molten Al, when removing the solidified or hardened material of the water-soluble inorganic binder adhering thereto, it is necessary not only in the case of hard polishing but also in soft polishing. , it is easy to remove the wet coated sand according to the present invention. Furthermore, since the first coating layer of the coated sand contains a metal oxide in addition to the oxysalt and the organic phosphate, casting defects such as gas defects and veining are advantageously improved. You can also accept that you get it.
これに対して、前記表6から明らかな如く、有機化合物を含む第一のコーティング層が設けられなかった湿態のコーテッドサンドであるCE-CS1やCE-CS2を用いて得られた鋳型(比較例1,2)にあっては、Fe溶湯やAl溶湯の何れの鋳造後の崩壊性も充分ではなく、また、それらの鋳造後に回収された砂についても、ソフト研磨は勿論のこと、ハード研磨においても、それを再生することは困難であった。更に、有機化合物を含む第一のコーティング層を設けた場合にあっても、そのような第一のコーティング層に酸素酸塩や有機リン酸エステル等が含有せしめられていない、湿態のコーテッドサンドであるCE-CS3~CE-CS7を用いて得られた鋳型(比較例3~7)にあっては、注湯温度が高いFe溶湯の鋳造においては、その鋳造後の鋳型の崩壊性は優れているものの、注湯温度が低いAl溶湯の鋳造後の鋳型の崩壊性は充分でなく、また回収砂の再生処理においても、ソフト研磨では、付着している水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物を簡単に除去し難いことが、認められるのである。 On the other hand, as is clear from Table 6, the molds obtained using CE-CS1 and CE-CS2, which are wet-state coated sands not provided with the first coating layer containing an organic compound (comparative In Examples 1 and 2), the collapsibility after casting of both the molten Fe and the molten Al is not sufficient, and the sand recovered after the casting is subjected to hard polishing as well as soft polishing. Even in , it was difficult to reproduce it. Furthermore, even when a first coating layer containing an organic compound is provided, the wet coated sand does not contain an oxate, an organic phosphate, or the like in the first coating layer. In the molds obtained using CE-CS3 to CE-CS7 (Comparative Examples 3 to 7), in casting molten Fe at a high pouring temperature, the mold collapse property after casting is excellent. However, the collapsibility of the mold after casting molten Al with a low pouring temperature is not sufficient. Also, it is recognized that the cured product is difficult to remove easily.
-乾態CSの製造例1-
耐火性骨材として、フラタリー硅砂(#60)を準備すると共に、有機化合物として、先に調製されたノボラック型フェノール樹脂を準備した。そして、かかるフラタリー硅砂を約130℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工株式会社製)に投入し、更に上記準備したノボラック型フェノール樹脂を、フラタリー硅砂の100部に対して2部の割合において添加し、更に、硝酸カリウムの0.5部を加えて、3分間、混練することにより、水分を蒸発せしめる一方、砂粒塊が崩壊するまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、フラタリー硅砂の粒子表面に、ノボラック型フェノール樹脂からなる固体状の第一のコーティング層(第一層)を形成せしめた。
-Production example 1 of dry CS-
Flutary silica sand (#60) was prepared as a refractory aggregate, and the previously prepared novolak-type phenolic resin was prepared as an organic compound. After heating the fluttery silica sand to a temperature of about 130° C., it is put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works Co., Ltd.), and 2 parts of the novolak type phenol resin prepared above is added to 100 parts of the fluttery silica sand. Further, 0.5 part of potassium nitrate is added and kneaded for 3 minutes to evaporate the water content, while stirring and mixing until the sand grain lumps collapse and then taken out to obtain fluttery silica sand. A solid first coating layer (first layer) made of a novolak-type phenolic resin was formed on the particle surface.
次いで、水溶性無機粘結剤たる水ガラスとして、市販品:2号ケイ酸ナトリウム(商品名:富士化学株式会社製、SiO2 /Na2O のモル比:2.5)を用いて、固形成分(濃度)が41%の水ガラス水溶液を調製した。そして、先に準備された、表面に固体状の第一のコーティング層が設けられたフラタリー硅砂を、約50℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工株式会社製)に投入し、更に、上記調製された水ガラス水溶液を、フラタリー硅砂の100部に対して3.0部の割合にて添加して、ワールミキサー内に120℃の熱風を通気しながら5分間の混練を行ない、均一になるまで撹拌、混合せしめた後に取り出すことにより、フラタリー硅砂の表面に形成された第一のコーティング層の上に、更に、水ガラス水溶液により形成された固体状態の第二のコーティング層(第二層)にて構成される、乾態のコーテッドサンド(CS41)を得た。この得られたCS41の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して18%に相当する量であった。 Next, commercial product: No. 2 sodium silicate (trade name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., SiO 2 /Na 2 O molar ratio: 2.5) was used as water glass as a water-soluble inorganic binder, and solidified. A water glass aqueous solution with a component (concentration) of 41% was prepared. Then, the previously prepared flattery silica sand having a surface provided with a solid first coating layer is heated to a temperature of about 50° C., then put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works Co., Ltd.), and further 3.0 parts of the water glass aqueous solution prepared above was added to 100 parts of Flutary silica sand, and kneaded in a whirl mixer for 5 minutes while blowing hot air at 120°C to obtain a uniform mixture. By stirring and mixing until it becomes A dry coated sand (CS41) was obtained, consisting of a layer). The water content of the obtained CS41 was an amount corresponding to 18% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例2-
乾態CSの製造例1において、硝酸カリウムに代えて、過マンガン酸カリウムを用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS42)を得た。この得られたCS42の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して20%に相当する量であった。
-Production example 2 of dry CS-
A dry coated sand (CS42) was obtained in the same manner as in Dry CS Production Example 1, except that potassium permanganate was used in place of potassium nitrate in Dry CS Production Example 1. . The water content of the obtained CS42 was an amount corresponding to 20% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例3-
乾態CSの製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、レゾール型フェノール樹脂の2部を用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS43)を得た。この得られたCS43の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して19%に相当する量であった。
-Production example 3 of dry CS-
A dry coated sand was prepared in the same manner as in Dry CS Production Example 1, except that 2 parts of a resol-type phenolic resin was used in place of the novolac-type phenolic resin in Dry CS Production Example 1. (CS43) was obtained. The water content of the obtained CS43 was an amount corresponding to 19% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例4-
乾態CSの製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、先に準備されたフェノールウレタン樹脂形成用材料(ベンジリックエーテル型フェノール樹脂+ポリイソシアネート化合物)の2.8部を用いて、フェノールウレタン樹脂からなる第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS44)を得た。なお、フラタリー硅砂とフェノールウレタン樹脂形成用材料との撹拌、混合は、かかるフェノールウレタン樹脂形成用材料を構成するベンジリックエーテル型フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物とが反応して、フェノールウレタン樹脂を形成し、硬化、固体化するまで行なった。そして、その得られたCS44の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して16%に相当する量であった。
-Production Example 4 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 1, phenol A dry coated sand (CS44) was obtained in the same manner as in Dry CS Production Example 1, except that a first coating layer made of a urethane resin was formed. The stirring and mixing of the fluttery silica sand and the phenol urethane resin forming material causes the reaction between the benzylic ether type phenol resin and the polyisocyanate compound that constitute the phenol urethane resin forming material to form the phenol urethane resin. , hardened and solidified. The water content of the obtained CS44 was equivalent to 16% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例5-
乾態CSの製造例1において、ノボラック型フェノール樹脂に代えて、先に準備されたポリ酢酸ビニル溶液の3.08部を用いると共に、コーティング層形成時に、溶剤を蒸発させて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS45)を得た。この得られたCS45の含水分量は、水ガラスの固形分量の19%に相当する量であった。
-Production Example 5 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 1, 3.08 parts of the previously prepared polyvinyl acetate solution was used in place of the novolak-type phenolic resin, and the solvent was evaporated during the formation of the coating layer to form the first coating. A dry coated sand (CS45) was obtained in the same manner as in Dry CS Production Example 1 except that a layer was formed. The water content of the obtained CS45 was an amount corresponding to 19% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例6-
乾態CSの製造例1において、水ガラス水溶液に代えて、炭酸カリウムの固形成分(濃度)が50%であり、25℃の粘度が8cPとなるように調整され炭酸カリウム水溶液を用いて、その使用量を3.5部としたこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS46)を得た。この得られたCS46の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して26%に相当する量であった。
-Production Example 6 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 1, instead of the aqueous solution of water glass, an aqueous potassium carbonate solution having a solid component (concentration) of potassium carbonate of 50% and adjusted to have a viscosity of 8 cP at 25° C. was used. A dry coated sand (CS46) was obtained in the same manner as in Dry CS Production Example 1, except that the amount used was 3.5 parts. The water content of the obtained CS46 was an amount corresponding to 26% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例7,8-
乾態CSの製造例1において、硝酸カリウムに代えて、トリエチルホスフェート又はトリブチルホスフェートの0.2部を用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態の二つのコーテッドサンド(CS47,CS48)を、それぞれ得た。それら得られたCS47及びCS48の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して18%及び17%に相当する量であった。
-Production Examples 7 and 8 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 1, except that 0.2 parts of triethyl phosphate or tributyl phosphate was used instead of potassium nitrate, following the same procedure as in Dry CS Production Example 1, two dry CS Coated sands (CS47, CS48) were obtained respectively. The water contents of the obtained CS47 and CS48 corresponded to 18% and 17%, respectively, of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例9~11-
乾態CSの製造例3~5において、それぞれ、硝酸カリウムに代えて、トリエチルホスフェートの0.2部を用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例3~5と同様の手順に従って、乾態の各種コーテッドサンド(CS49~CS51)を、それぞれ得た。それら得られたCS49~CS51の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して21%、19%、18%に相当する量であった。
-Production Examples 9 to 11 of Dry CS-
In Dry CS Production Examples 3 to 5, dry CS was prepared according to the same procedure as in Dry CS Production Examples 3 to 5, except that 0.2 parts of triethyl phosphate was used instead of potassium nitrate. of various coated sands (CS49 to CS51) were obtained, respectively. The water contents of CS49 to CS51 thus obtained corresponded to 21%, 19% and 18% of the solid content of the water glass, respectively.
-乾態CSの製造例12-
乾態CSの製造例6において、硝酸カリウムに代えて、トリエチルホスフェートの0.2部を用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS52)を得た。この得られたCS52の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して27%に相当する量であった。
-Production Example 12 of Dry CS-
A dry coated sand (CS52) was prepared in the same manner as in Dry CS Production Example 6, except that 0.2 parts of triethyl phosphate was used instead of potassium nitrate in Dry CS Production Example 6. got The water content of the obtained CS52 was an amount corresponding to 27% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例13,14-
乾態CSの製造例1において、酸素酸塩である硝酸カリウムと共に、リン酸エステルであるトリエチルホスフェートの0.2部、又は金属酸化物である酸化第二鉄の1.0部を更に用いたこと以外は、上記乾態CSの製造例1と同様の手順に従って、乾態の二つのコーテッドサンド(CS53,CS54)を、それぞれ得た。それら得られたCS53及びCS54の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して20%及び17%に相当する量であった。
-Production Examples 13 and 14 of dry CS-
In Dry CS Production Example 1, 0.2 part of triethyl phosphate as a phosphoric acid ester or 1.0 part of ferric oxide as a metal oxide was further used together with potassium nitrate as an oxate. Except for this, two dry coated sands (CS53 and CS54) were obtained in the same manner as in Dry CS Production Example 1 above. The water contents of CS53 and CS54 obtained corresponded to 20% and 17%, respectively, of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例15-
乾態CSの製造例14において、トリエチルホスフェートの0.2部を更に添加して、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例14と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS55)を得た。この得られたCS55の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して19%に相当する量であった。
-Production Example 15 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 14, dry CS was prepared according to the same procedure as in Dry CS Production Example 14, except that 0.2 parts of triethyl phosphate was further added to form a first coating layer. of coated sand (CS55) was obtained. The water content of the obtained CS55 was an amount corresponding to 19% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例16,17-
乾態CSの製造例2において、トリエチルホスフェートの0.2部、又は酸化第二鉄の1.0部を更に添加して、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例2と同様の手順に従って、乾態の二つのコーテッドサンド(CS56,CS57)を、それぞれ得た。それら得られたCS56及びCS57の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して18%及び17%に相当する量であった。
- Dry CS Production Examples 16 and 17 -
In Dry CS Production Example 2, 0.2 part of triethyl phosphate or 1.0 part of ferric oxide was further added to form the first coating layer, but the above dry CS was Two dry coated sands (CS56, CS57) were respectively obtained according to the same procedure as in Production Example 2. The water contents of the obtained CS56 and CS57 corresponded to 18% and 17%, respectively, of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例18-
乾態CSの製造例7において、金属酸化物である酸化第二鉄の1.0部を更に加えて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例7と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS58)を得た。この得られたCS58の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して19%に相当する量であった。
-Production Example 18 of Dry CS-
In Dry CS Production Example 7, the same as Dry CS Production Example 7 above, except that 1.0 parts of ferric oxide, which is a metal oxide, was further added to form the first coating layer. A dry coated sand (CS58) was obtained according to the procedure of . The water content of the obtained CS58 was an amount corresponding to 19% of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例19,20-
乾態CSの製造例6において、トリエチルホスフェートの0.2部、又は酸化第二鉄の1.0部を更に添加して、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例6と同様の手順に従って、乾態の二つのコーテッドサンド(CS59,CS60)を、それぞれ得た。それら得られたCS59及びCS60の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して27%及び28%に相当する量であった。
-Production Examples 19 and 20 of dry CS-
In Dry CS Production Example 6, 0.2 part of triethyl phosphate or 1.0 part of ferric oxide was further added to form the first coating layer, but the above dry CS was Two dry coated sands (CS59, CS60) were respectively obtained according to the same procedure as in Production Example 6. The water contents of CS59 and CS60 obtained corresponded to 27% and 28%, respectively, of the solid content of the water glass.
-乾態CSの製造例21-
乾態CSの製造例12において、金属酸化物である酸化第二鉄の1.0部を更に添加せしめて、第一のコーティング層を形成したこと以外は、上記乾態CSの製造例12と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS61)を得た。この得られたCS61の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して28%に相当する量であった。
-Production Example 21 of Dry CS-
Dry CS Production Example 12 is the same as Dry CS Production Example 12, except that 1.0 part of ferric oxide, which is a metal oxide, is further added to form the first coating layer. A dry coated sand (CS61) was obtained following a similar procedure. The water content of the obtained CS61 was an amount corresponding to 28% of the solid content of the water glass.
-乾態CE-CSの製造例8,9-
乾態CSの製造例1又は6において、固体状の第一のコーティング層を形成する工程を実施しなかったこと以外は、上記乾態CSの製造例1又は6と同様の手順に従って、乾態の二つのコーテッドサンド(CE-CS8,CE-CS9)を、それぞれ得た。それら得られたCE-CS8及びCE-CS9の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して17%及び28%に相当する量であった。
-Production Examples 8 and 9 of dry CE-CS-
Dry CS production example 1 or 6, except that the step of forming a solid first coating layer was not carried out, followed by the same procedures as in dry CS production example 1 or 6 above. were obtained respectively (CE-CS8, CE-CS9). The water contents of the obtained CE-CS8 and CE-CS9 corresponded to 17% and 28%, respectively, of the solid content of the water glass.
-乾態CE-CSの製造例10~13-
乾態CSの製造例1,3~5において、第一のコーティング層に硝酸カリウムを添加しなかったこと以外は、上記乾態CSの製造例1,3~5と同様の手順に従って、乾態の各種コーテッドサンド(CE-CS10~CE-CS13)を、それぞれ得た。それら得られたCE-CS10~CE-CS13の含水分量は、それぞれ、水ガラスの固形分量に対して18%、20%、19%、18%に相当する量であった。
-Production Examples 10 to 13 of Dry CE-CS-
In Dry CS Production Examples 1, 3 to 5, except that potassium nitrate was not added to the first coating layer, dry CS was produced in the same manner as in Dry CS Production Examples 1, 3 to 5. Various coated sands (CE-CS10 to CE-CS13) were obtained respectively. The water contents of CE-CS10 to CE-CS13 thus obtained corresponded to 18%, 20%, 19% and 18% of the solid content of the water glass, respectively.
-乾態CE-CSの製造例14-
乾態CSの製造例6において、第一のコーティング層に硝酸カリウムを添加しなかったこと以外は、上記乾態CSの製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CE-CS14)を得た。この得られたCE-CS14の含水分量は、水ガラスの固形分量に対して27%に相当する量であった。
-Production Example 14 of Dry CE-CS-
In Dry CS Production Example 6, a dry coated sand (CE-CS14) was prepared according to the same procedure as in Dry CS Production Example 6 above, except that potassium nitrate was not added to the first coating layer. Obtained. The water content of the obtained CE-CS14 was equivalent to 27% of the solid content of the water glass.
-鋳型の造型例(水添加方式)II(実施例41~61、比較例8~14)-
上記した各手順に従って製造された乾態のCS41~CS61又はCE-CS8~CE-CS14を、それぞれ、常温のまま、品川式万能撹拌機(5DM-r型、株式会社ダルトン製)に投入し、更に、水を、CS又はCE-CSの100部に対して2.0部の割合にて、撹拌機内に添加し、撹拌することにより、それぞれ湿態化させたCS又はCE-CSを準備した。次いで、撹拌機内より取り出した湿態状のCS又はCE-CSを、150℃に加熱された成形金型内に、0.3MPaのブロー圧で吹き込んで充填した後、成形金型内で1分30秒間保持し、その後、0.03MPaのゲージ圧の下において、300℃の熱風を1分30秒間吹き込むことにより、かかる成形型内に充填されたCS又はCE-CSを、各々、固化(硬化)させて、円形無空中子の試験体(直径:5cm×高さ:5cm)として用いられる鋳型とシリンダーヘッド鋳造用鋳型を、それぞれ作製した。次いで、それら得られた各CS又は各CE-CSに対応する鋳型を用いて、それぞれ、注湯試験を行ない、鋳型の崩壊性や回収砂の再生性の評価を行ない、また、ガス欠陥やベーニングの有無を調べて、その評価を行ない、それらの結果を、下記表7乃至表10に併せ示した。なお、実施例41~61、比較例8~14の各々に係る鋳型(試験体)を作製する際に使用したCS及びCE-CSは、下記表7乃至表10に示す通りである。
- Molding example of mold (water addition method) II (Examples 41 to 61, Comparative Examples 8 to 14) -
The dry CS41 to CS61 or CE-CS8 to CE-CS14 produced according to the above procedures are each charged into a Shinagawa universal stirrer (type 5DM-r, manufactured by Dalton Co., Ltd.) at room temperature, Furthermore, water was added in a stirrer at a ratio of 2.0 parts to 100 parts of CS or CE-CS, and stirred to prepare moistened CS or CE-CS, respectively. . Next, the wet CS or CE-CS taken out from the stirrer is blown into a molding die heated to 150° C. at a blow pressure of 0.3 MPa, and then left in the molding die for 1 minute. Hold for 30 seconds, then blow hot air at 300 ° C. for 1 minute and 30 seconds under a gauge pressure of 0.03 MPa to solidify (harden) the CS or CE-CS filled in the mold. ) to prepare a mold for use as a circular no-aerial test body (diameter: 5 cm×height: 5 cm) and a mold for casting a cylinder head. Next, using the molds corresponding to each CS or each CE-CS thus obtained, a pouring test is performed to evaluate the collapsibility of the mold and the reproducibility of the recovered sand. The presence or absence of was investigated and evaluated, and the results are also shown in Tables 7 to 10 below. Tables 7 to 10 below show the CS and CE-CS used to prepare the molds (test specimens) of Examples 41 to 61 and Comparative Examples 8 to 14.
かかる表7乃至表9の結果より明らかな如く、実施例41~61で用いられたCS41~61は、何れも、先の実施例1~40の場合と同様な優れた結果を示すものであることが認められた。即ち、乾態のCS41~61を用いて得られた各鋳型にあっては、注湯温度が高いFe溶湯の鋳造の場合は勿論のこと、注湯温度が低いAl溶湯の鋳造の場合にあっても、鋳造後の鋳型の崩壊性が優れていることが認められ、また、Al溶湯の鋳造後に回収した砂については、そこに付着している水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物を除去するに際して、ハード研磨の場合は勿論のこと、ソフト研磨においても、その除去が容易であるところから、本発明に従う乾態のコーテッドサンドを用いて造型された鋳型からの回収砂の再生操作が極めて容易であることが理解される。更に、コーテッドサンドの第一のコーティング層に、酸素酸塩や有機リン酸エステルに加えて、所定の金属酸化物を含有せしめることによって、ガス欠陥やベーニング等の鋳造欠陥が有利に改善され得ることも認めることが出来る。 As is clear from the results of Tables 7 to 9, CS41 to 61 used in Examples 41 to 61 all show excellent results similar to those of Examples 1 to 40. was recognized. That is, in each mold obtained using CS41 to 61 in a dry state, not only in the casting of molten Fe with a high pouring temperature, but also in the casting of molten Al with a low pouring temperature. However, it was found that the mold after casting was excellent in collapsibility, and the sand recovered after casting the molten Al was found to be a solidified or hardened water-soluble inorganic binder adhering to it. When removing objects, it is easy to remove not only hard sand but also soft sand. It is understood that the operation is extremely easy. Furthermore, casting defects such as gas defects and veining can be advantageously improved by including a predetermined metal oxide in addition to the oxysalt and the organic phosphoric acid ester in the first coating layer of the coated sand. can also be recognized.
これに対して、前記表10から明らかな如く、第一のコーティング層が何等設けられていない乾態のコーテッドサンドであるCE-CS8やCE-CS9を用いて得られた(比較例8,9)にあっては、Fe溶湯やAl溶湯の何れの鋳造後の崩壊性も充分ではなく、また、それらの鋳造後に回収された砂にあっても、ソフト研磨は勿論のこと、ハード研磨においても、再生することが困難であった。更に、第一のコーティング層を設けた場合にあっても、そのような第一のコーティング層に、酸素酸塩や有機リン酸エステル等が含有せしめられていない乾態のコーテッドサンドであるCE-CS10~CE-CS14を用いて得られた鋳型(比較例10~14)にあっては、注湯温度が高いFe溶湯の鋳造後の鋳型の崩壊性は優れていることが認められるものの、注湯温度が低いAl溶湯の鋳造後の鋳型の崩壊性は充分でなく、また回収砂の再生処理においても、ソフト研磨では、付着している水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物を簡単に除去し難いことを、認めることが出来る。 On the other hand, as is clear from Table 10, CE-CS8 and CE-CS9, which are dry coated sands with no first coating layer, were used (Comparative Examples 8 and 9 ), the collapsibility after casting of either molten Fe or molten Al is not sufficient, and even in the sand recovered after casting, not only soft polishing but also hard polishing , was difficult to play. Furthermore, even when the first coating layer is provided, the dry coated sand CE- In the molds obtained using CS10 to CE-CS14 (Comparative Examples 10 to 14), it was found that the mold collapse property after casting molten Fe with a high pouring temperature was excellent. The collapsibility of the mold after casting molten aluminum with a low hot water temperature is not sufficient. It can be admitted that it is difficult to remove easily.
-鋳型の造型例(水蒸気通気方式)III(実施例62~65、比較例15~18)-
上記で製造された乾態のCS41,47,49,50又はCE-CS8,10~12を用い、それらを、それぞれ、100℃に加熱された成形金型内に、0.3MPaのブロー圧で吹き込んで、充填せしめた後、更に、0.04MPaのゲージ圧の下における温度100℃の水蒸気と、0.2MPaのゲージ圧の下における窒素ガスとを、20秒間同時に吹き込み、成形金型内に充填したコーテッドサンド(CS/CE-CS)相に通気せしめた。次いで、そのような水蒸気の通気が終了した後、0.03MPaのゲージ圧の下において、温度300℃の熱風を2分40秒間吹き込み、成形金型内に充填されたCS,CE-CSを固化(硬化)させることにより、円形無空中子の試験体(直径:5cm×高さ5cm)として用いられる鋳型を、それぞれ作製した。そして、それら得られた各CS,CE-CSに対応する鋳型を用いて、それぞれ、崩壊性や回収砂の再生性の評価を行ない、それらの結果を、下記表11に併せ示した。なお、実施例62~65、比較例15~18の各々に係る鋳型(試験体)を作製する際に使用したCS及びCE-CSは、下記表11に示す通りである。
- Molding example of mold (water vapor ventilation method) III (Examples 62 to 65, Comparative Examples 15 to 18) -
Using the dry CS41, 47, 49, 50 or CE-CS8, 10-12 produced above, each of them is placed in a mold heated to 100 ° C. at a blow pressure of 0.3 MPa. After blowing and filling, steam at a temperature of 100° C. under a gauge pressure of 0.04 MPa and nitrogen gas under a gauge pressure of 0.2 MPa are simultaneously blown for 20 seconds into the mold. The packed coated sand (CS/CE-CS) phase was aerated. Then, after such ventilation of water vapor is completed, hot air at a temperature of 300°C is blown for 2 minutes and 40 seconds under a gauge pressure of 0.03 MPa to solidify the CS and CE-CS filled in the mold. By (curing), a mold used as a test body of a circular aneuron (diameter: 5 cm×height 5 cm) was produced, respectively. Then, using the molds corresponding to each CS and CE-CS thus obtained, evaluations of collapsibility and reclaimability of recovered sand were carried out, and the results are also shown in Table 11 below. The CS and CE-CS used to prepare the molds (test specimens) of Examples 62-65 and Comparative Examples 15-18 are shown in Table 11 below.
かかる表11の結果より明らかな如く、成形型内に水蒸気を吹き込んで、乾態のコーテッドサンドを固化乃至は硬化せしめることにより、目的とする鋳型(中子)を造型する鋳型造型方法を採用した場合にあっても、本発明に従うCSを用いた実施例62~65においては、先の表7乃至表9と同様な優れた結果を得ることが出来た。これに対して、第一のコーティング層が設けられていない乾態のコーテッドサンドであるCE-CS8や、第一のコーティング層に酸素酸塩や有機リン酸エステルが含有せしめられていない乾態のコーテッドサンドであるCE-CS10~12を用いて得られた鋳型にあっては、何れも、先の表10と同様な結果となっており、本発明の目的が充分に達成され得ないことが認められる。 As is clear from the results in Table 11, a mold making method was adopted in which the desired mold (core) was made by blowing water vapor into the mold to solidify or harden the dry coated sand. In any case, in Examples 62 to 65 using CS according to the present invention, excellent results similar to those in Tables 7 to 9 above could be obtained. On the other hand, CE-CS8, which is a dry coated sand that is not provided with the first coating layer, and dry state that does not contain an oxate or an organic phosphate in the first coating layer. All of the molds obtained using CE-CS10 to 12, which are coated sands, have the same results as in Table 10 above, indicating that the object of the present invention cannot be sufficiently achieved. Is recognized.
2 溶湯注入口 4 幅木固定部
6 主型 8 幅木部
10 中子 12 砂型
14 廃中子排出口 16 鋳物
2 Molten
Claims (10)
前記第一のコーティング層に、酸素酸塩及び有機リン酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも1つ以上の化合物を含有せしめてなると共に、前記酸素酸塩は、前記有機化合物の100質量部に対して1~300質量部の割合において含有せしめられる一方、前記有機リン酸エステルは、前記有機化合物の100質量部に対して0.5~100質量部の割合において含有せしめられることを特徴とするコーテッドサンド。 A solid first coating layer containing an organic compound is formed so as to cover the surface of the refractory aggregate, and a water-soluble inorganic caking layer is further coated so as to cover the first coating layer. In a coated sand having a laminated structure in which a second coating layer made of a binder composition containing an agent is formed,
The first coating layer contains at least one or more compounds selected from the group consisting of oxysalts and organic phosphates, and the oxysalt is 100 parts by mass of the organic compound. 1 to 300 parts by mass of the organic compound, while the organic phosphate ester is contained in a ratio of 0.5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound. coated sand.
Using the dry coated sand of claim 7 , add water to it to make it wet, fill the wet coated sand into the molding cavity of the mold, and A mold manufacturing method comprising the step of solidifying or hardening the coated sand filled in the mold cavity by holding it in the mold to obtain the intended mold.
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