JPS5842772B2 - Mold manufacturing method - Google Patents
Mold manufacturing methodInfo
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- JPS5842772B2 JPS5842772B2 JP3065278A JP3065278A JPS5842772B2 JP S5842772 B2 JPS5842772 B2 JP S5842772B2 JP 3065278 A JP3065278 A JP 3065278A JP 3065278 A JP3065278 A JP 3065278A JP S5842772 B2 JPS5842772 B2 JP S5842772B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はけい砂のような耐火性粒状物に、ポリビニルア
ルコール水溶液ないしは酸化剤などにより部分的に解重
合させたポリビニルアルコール水溶液と、はう酸化合物
を配合したものを、塩基性気体を用い、常温で迅速に鋳
型を製造する方法に関する。Detailed Description of the Invention The present invention uses a fire-resistant granular material such as silica sand mixed with a polyvinyl alcohol aqueous solution or a polyvinyl alcohol aqueous solution partially depolymerized with an oxidizing agent, and a gallic acid compound. , relates to a method for rapidly manufacturing a mold at room temperature using a basic gas.
今日、鋳型の製造において、常温、加熱画法が採用され
ているが鋳型を常温で硬化さすことは硬化に要するエネ
ルギー費の節減や環境改善等に大きな意義がある。Today, in the manufacture of molds, room temperature and heating methods are used, but curing molds at room temperature has great significance in reducing energy costs required for curing and improving the environment.
常温硬化に属する造型法とじては、大別して粘結剤系の
自硬化に依存するものとカス硬化によるものがある。Molding methods that belong to room temperature curing can be roughly divided into those that rely on self-curing of a binder system and those that rely on dregs curing.
このうち粘結剤系の自硬化にもとづくものとしては、け
い酸ソーダ、セメント、りん酸アルミニウム、フラン系
レジンを粘結剤とし、硬化剤を加え常温で硬化させるも
のがあるが、これらはいずれも鋳型の硬化速度が遅く、
また鋳型材混合物は常温においても徐々に硬化反応が進
行するため、その可使時間は一般に数分から数十分と短
かい。Among these, there are those that are based on self-hardening of binders, which use sodium silicate, cement, aluminum phosphate, and furan-based resin as binders, and are hardened at room temperature by adding a hardening agent. Also, the curing speed of the mold is slow,
Furthermore, since the mold material mixture undergoes a gradual curing reaction even at room temperature, its pot life is generally short, ranging from several minutes to several tens of minutes.
常温で迅速に硬化さす造型法としてはCO2プロセス、
イソキュアー法で代表される通気法がある。The CO2 process is a molding method that quickly hardens at room temperature.
There is an aeration method represented by the isocure method.
これらは砂と粘結剤からなる鋳型材混合物を模型中に充
填した後粘結剤を硬化させるガスを通気することにより
迅速に鋳型を製造し得るものである。These molds can be quickly manufactured by filling a mold material mixture consisting of sand and a binder into a model and then passing a gas through which the binder hardens.
しかしながら、このような通気造型法にも種々の問題が
存在している。However, various problems also exist in such a ventilation molding method.
けい酸ソーダを粘結剤とし、CO2で硬化させるCO2
プロセスは粘結剤が安価であり、造型が迅速にでき、作
業環境の汚染がほとんどない等多くの利点を有している
が注湯後の砂落しが困難であるという大きな欠点がある
。CO2 uses sodium silicate as a binder and hardens with CO2.
Although this process has many advantages, such as a cheap binder, rapid molding, and little contamination of the working environment, it has a major drawback in that it is difficult to remove sand after pouring.
一方、石炭酸樹脂とイソシアネートを粘結剤とし、三級
アミンと空気または窒素ガスを混合気体か霧状物として
通気し鋳型を硬化させるイソキュアー法は、石炭酸樹脂
とイソシアネート、イソシアネートと大気中の水分の反
応により砂混合物の可使時間に限定を受ける。On the other hand, the isocure method uses carbonic acid resin and isocyanate as a binder, and hardens the mold by passing a tertiary amine and air or nitrogen gas as a mixed gas or mist. The reaction limits the pot life of the sand mixture.
さらに、粘結剤の溶剤として用いる有機溶剤は環境汚染
面に問題を残す。Furthermore, organic solvents used as binder solvents pose problems in terms of environmental pollution.
本発明は鋳型材混合物の可使時間が長く、常温で迅速に
硬化し、注湯後の崩壊性が良く、環境汚染の少ない鋳型
の造型法を与えることに関する。The present invention relates to a method for molding a mold material mixture that has a long pot life, hardens quickly at room temperature, has good disintegration properties after pouring, and causes less environmental pollution.
すなわち、基本的にはポリビニルアルコール水溶液を粘
結剤とし、はう酸化合物を硬化促進剤とした鋳型材混合
物に塩基性ガスを通気し、鋳型を迅速に造型する方法に
関する。That is, the present invention basically relates to a method for quickly molding a mold by passing a basic gas through a molding material mixture using an aqueous polyvinyl alcohol solution as a binder and a halogen compound as a hardening accelerator.
以下に本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.
本発明に使用する粘結剤は基本的にはポリビニルアルコ
ールを水に溶解することによって得られる。The binder used in the present invention is basically obtained by dissolving polyvinyl alcohol in water.
ここに使用するポリビニルアルコールの重合度は一般に
市販されている300〜2400のものが適用できるが
、重合度が300〜700程度のものが好ましい。As for the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol used here, commercially available polyvinyl alcohols having a degree of polymerization of 300 to 2,400 can be used, but those having a degree of polymerization of about 300 to 700 are preferable.
重合度が1700〜2400にもおよぶポリビニルアル
コールを使用するとポリビニルアルコール水溶液の粘度
が高くなり、砂粒表面を均一に被覆することが困難とな
り、被覆不良、じまり不良による鋳型強度の低下が起き
る。When polyvinyl alcohol with a polymerization degree of 1,700 to 2,400 is used, the viscosity of the polyvinyl alcohol aqueous solution becomes high, making it difficult to uniformly coat the surface of the sand grains, resulting in a decrease in mold strength due to poor coating and poor starting.
重合度の高いポリビニルアルコール水溶液の粘度を下げ
る意味で水を多量に加え室温で200〜300cpの粘
度にすれば、砂粒子表面への均一な被覆は達成できるが
、鋳型材混合物中の水分が増す結果となるため、硬化が
おそくなるとともに初期強度の弱いものとなる。If a large amount of water is added to lower the viscosity of a polyvinyl alcohol aqueous solution with a high degree of polymerization to make it have a viscosity of 200 to 300 cp at room temperature, uniform coating on the sand particle surface can be achieved, but the moisture in the mold material mixture increases. As a result, curing becomes slow and initial strength becomes weak.
重合度が300以下のポリビニルアルコールを使用する
とポリビニルアルコール水溶液の濃度を50%以上に高
めることができ、硬化に要する時間を短かくすることが
可能となるが、この場合得られる鋳型の強度はやや不十
分である。If polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 300 or less is used, the concentration of the polyvinyl alcohol aqueous solution can be increased to 50% or more, making it possible to shorten the time required for curing, but the strength of the mold obtained in this case will be slightly lower. Not enough.
ポリビニルアルコールについてはそのケン化度について
も考慮する必要がある。Regarding polyvinyl alcohol, it is also necessary to consider its degree of saponification.
ポリビニルアルコールのケン化度は高くても低くても水
への溶解性は悪くなり、水溶液の粘度は高くなる。Whether the degree of saponification of polyvinyl alcohol is high or low, its solubility in water becomes poor and the viscosity of the aqueous solution becomes high.
このため、溶液濃度を高め鋳型の硬化を短時間で行なう
ためにはケン化度88モル%程度のポリビニルアルコー
ルを使用するのが望ましい。Therefore, in order to increase the solution concentration and harden the mold in a short time, it is desirable to use polyvinyl alcohol with a saponification degree of about 88 mol%.
市販されているポリビニルアルコールを使用し、濃度が
高く、粘度が低く、粘度安定性のよいポリビニルアルコ
ール水溶液を得るためには、たとえば酸化剤によってポ
リビニルアルコールを部分的に解重合させる処理が有益
である。In order to obtain a polyvinyl alcohol aqueous solution with high concentration, low viscosity, and good viscosity stability using commercially available polyvinyl alcohol, it is useful to partially depolymerize polyvinyl alcohol with an oxidizing agent, for example. .
この処理によりポリビニルアルコールマクロ分子に部分
的な解重合が起り、短絡類が形成され、ポリビニルアル
コールの分子内にはアルデヒド、カルボキシル、ケトン
基等が生ずる。Through this treatment, partial depolymerization occurs in the polyvinyl alcohol macromolecules, short circuits are formed, and aldehyde, carboxyl, ketone groups, etc. are generated within the polyvinyl alcohol molecules.
これらはヒドロキシル基よりも巨大であり、その立体的
な障害のためにマクロ分子の凝集点の形成をさまたげる
。These are larger than hydroxyl groups and, due to their steric hindrance, prevent the formation of macromolecular aggregation points.
したがって、ポリビニルアルコールの高濃度水溶液でも
低い粘度を長く保持することができる。Therefore, even a highly concentrated aqueous solution of polyvinyl alcohol can maintain a low viscosity for a long time.
ここに使用する酸化剤としては一般的な酸化剤、たとえ
ば酸素、オゾン、過酸化水素、硝酸カリウム、硫酸、重
クロム酸カリウム、過マンガン酸カリウム、塩素酸カリ
ウム、サラシ粉などが適用できるが過酸化水素の水溶液
が取り扱いに便利である。As the oxidizing agent used here, general oxidizing agents such as oxygen, ozone, hydrogen peroxide, potassium nitrate, sulfuric acid, potassium dichromate, potassium permanganate, potassium chlorate, and vegetable powder can be used, but peroxide An aqueous solution of hydrogen is convenient to handle.
ポリビニルアルコールのゲル化剤としてはほう酸、はう
砂などのほう酸化合物が知られている。As gelling agents for polyvinyl alcohol, boric acid compounds such as boric acid and silt are known.
またはう砂はほう酸に比較してきわめて少量でゲル化を
達成させ得る。Or, gelatinization can be achieved with a very small amount of sand compared to boric acid.
我我はほう酸化合物の添加量がポリビニルアルコールを
ゲル化させるにたりない場合においても塩基性物質を加
えれば迅速にゲル化することを見い出し、本発明におい
てはこの原理を鋳型の造型に利用した。We have discovered that even when the amount of boric acid compound added is not enough to gel polyvinyl alcohol, adding a basic substance will quickly gel it, and in the present invention, we utilized this principle in molding the mold.
はう酸化合物の添加量は一律には論じられないがほう酸
に限定するならば、ポリビニルアルコールに対し1%存
在させば本発明の方法による鋳型の硬化は達成できる。Although the amount of the boric acid compound to be added is not uniformly discussed, if it is limited to boric acid, the mold can be hardened by the method of the present invention if it is present in an amount of 1% based on polyvinyl alcohol.
しかし、より迅速な硬化のためには5〜20%存在さす
ことが好ましい。However, it is preferably present at 5-20% for more rapid curing.
はう酸を20%以上存在さすと鋳型材混合物の流動性は
悪化し、しまり不良による鋳型強度の劣化は避けられな
くなる。If 20% or more of fluoric acid is present, the fluidity of the mold material mixture deteriorates, and deterioration of mold strength due to poor compaction becomes unavoidable.
本発明に使用する塩基性物質は気化し易いものである必
要があり、この観点からアンモニアや一級、二級、三級
アミンが好ましく、具体的にはアンモニア、アンモニア
水、エチルアミン、ヂエチルアミン、トリエチルアミン
、ターシャリ−ブチルアミン、イソプロビールアミンな
どであり特にアミン類では労働衛生上3級アミン類が望
ましい。The basic substance used in the present invention needs to be easily vaporized, and from this point of view, ammonia, primary, secondary, and tertiary amines are preferable, and specifically ammonia, aqueous ammonia, ethylamine, diethylamine, and triethylamine. , tertiary-butylamine, isoprobylamine, etc. Among amines, tertiary amines are particularly desirable from the viewpoint of industrial hygiene.
実用上はアンモニアとトリエチルアミンが最も好適であ
る。Practically speaking, ammonia and triethylamine are most suitable.
これら塩基性物質は空気または窒素ガスと混合気体とす
るか霧状物として適用する。These basic substances are applied as a gas mixture with air or nitrogen gas, or as a mist.
本発明の方法による鋳型は離型後人気中に放置すること
によって強度の上昇をみるが、離型後、直ちに乾燥炉、
マイクロ波加熱等により乾燥を行なえばすみやかに高強
度を得ることが可能である。The mold produced by the method of the present invention shows an increase in strength by leaving it for a long time after being released from the mold.
High strength can be quickly obtained by drying by microwave heating or the like.
また、本発明の方法に使用する鋳型材混合物中には石炭
粉、酸化鉄等一般に鋳型材混合物中に配合される添加物
を配合しても何ら問題はない。Furthermore, there is no problem in adding additives that are generally incorporated into mold material mixtures, such as coal powder and iron oxide, into the mold material mixture used in the method of the present invention.
この本発明における粘結剤と耐火性粒状物との配合比は
従来のイソキュアー法と同様でよく、粘結剤が0.5〜
5重量%の範囲が実用可能である。The blending ratio of the binder and the refractory granules in the present invention may be the same as in the conventional Isocur method, with the binder being 0.5 to
A range of 5% by weight is practical.
0.5%未満では十分な強度が得られず、逆に5%を超
えると通気に必要な気孔が少なくなり不適である。If it is less than 0.5%, sufficient strength cannot be obtained, and if it exceeds 5%, the number of pores necessary for ventilation will decrease, which is unsuitable.
以下実施例により本発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically explained below using Examples.
重合度300〜700、ケン化度88モル%のポリビニ
ルアルコール(商品名クラレボバールPVA205)2
00gを水800ydとともに還流装置付き三ツロフラ
スコに入れ、95℃でポリビニルアルコールが完全に溶
解するまでかく拌を続け、20°Cにおける粘度が51
5cpのポリビニルアルコール水溶液を得た。Polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 300 to 700 and a degree of saponification of 88 mol% (trade name Kuraray Boval PVA205) 2
00g was placed in a Mitsuro flask equipped with a reflux device along with 800 yd of water, and stirring was continued at 95°C until the polyvinyl alcohol was completely dissolved.The viscosity at 20°C was 51.
A 5 cp polyvinyl alcohol aqueous solution was obtained.
ここで得られた水溶液1000gをあらかじめLogの
微粉末状のほう酸を均一に分散した河村けい砂6号10
kgに添加し、実験用スピードマラーで1分間混合し、
得られた鋳型材混合物を直径11//8インチ、高さ2
インチの円筒状に造型し、次いで下表に示した各種気体
を20秒間通気した。Kawamura Silica Sand No. 6 10, in which 1000 g of the aqueous solution obtained here was preliminarily dispersed with Log fine powder boric acid,
kg, mixed for 1 minute with a laboratory speed maller,
The resulting mold material mixture was 11//8 inches in diameter and 2
It was molded into an inch cylindrical shape, and then various gases shown in the table below were bubbled through it for 20 seconds.
ここで得られた鋳型の通気直後の強度は次の通りであっ
た。The strength of the mold obtained here immediately after ventilation was as follows.
以上の結果より塩基性気体によって硬化することが認め
られる。From the above results, it is confirmed that curing occurs with basic gas.
つぎに重合度300〜7001ケン化度88モル%のポ
リビニルアルコール(商品名クラレボバールPVA20
5)300gを6851rLlの水とともに、還流装置
付き三ツロフラスコに入れ、これに35%過酸化水素水
溶液を加え、95℃で6時間かく拌を行ないポリビニル
アルコールを部分的に解重合させた。Next, polyvinyl alcohol with a degree of polymerization of 300 to 7001 and a degree of saponification of 88 mol% (trade name: Kuraray Boval PVA20
5) 300 g of the solution was placed in a 35% aqueous hydrogen peroxide solution together with 6851 rL of water in a Mitsuro flask equipped with a reflux device, and the mixture was stirred at 95° C. for 6 hours to partially depolymerize the polyvinyl alcohol.
この水溶液667gを、あらかじめ微粉末状の各種はう
酸化合物を下記表に示す景物−に分散させた河村けい砂
6号10kgに添加し、実験用スピードマラーで1分間
混合し、鋳型材混合物を得た。667 g of this aqueous solution was added to 10 kg of Kawamura Silica Sand No. 6, in which various finely powdered acrylic acid compounds had been dispersed in the scenery shown in the table below, and mixed for 1 minute with an experimental speed maller to form a mold material mixture. Obtained.
得られた鋳型材混合物は直径IV8インチ、高さ2イン
チの円筒状に造型し、次いでトリエチルアミン−空気混
合気体を20秒間通気し鋳型を得た。The resulting mold material mixture was molded into a cylindrical shape with a diameter of 8 inches and a height of 2 inches, and then a triethylamine-air mixture gas was passed through the mold for 20 seconds to obtain a mold.
ここで得られた鋳型の通気直後の強度は次の通りであっ
た。The strength of the mold obtained here immediately after ventilation was as follows.
この結果より硬化に対しほう酸化合物の必要性が認めら
れる。This result confirms the necessity of a boric acid compound for curing.
以上に詳述した如く、ポリビニルアルコールにほう酸化
合物を添加してなる粘結剤に塩基性気体を通気すると鋳
型材として好ましい硬化を示すことがわかる。As described in detail above, it has been found that when a basic gas is passed through a binder made by adding a boric acid compound to polyvinyl alcohol, it exhibits a desirable curing as a mold material.
これはポリビニルアルコールとほう酸化合物が塩基性物
質によりDidiol 型の結合を生じることによる
ものと推測される。It is presumed that this is because polyvinyl alcohol and the boric acid compound form a Didiol-type bond due to the presence of a basic substance.
つぎに実施例1〜4の試料を用い、1昼夜(24時間)
放置したものと、マイクロ波で加熱乾燥したものそれぞ
れの抗圧力を測定したところ次のとおりであった。Next, using the samples of Examples 1 to 4, one day and night (24 hours)
The coercive pressures of those left standing and those heated and dried using microwaves were measured, and the results were as follows.
この表から明らかなように本発明により造型された鋳型
は十分な強度を有するものであり、また注湯後の崩壊性
も従来のイソキュアー法によるものと略ぼ同一であり、
しかもイソキュアー法のように有機溶剤を使用する必要
がないという実用的効果大なるものである。As is clear from this table, the mold made by the present invention has sufficient strength, and the disintegration properties after pouring are almost the same as those made by the conventional isocure method.
Moreover, unlike the isocure method, it is not necessary to use an organic solvent, which is a great practical effect.
Claims (1)
しは部分的に解重合させたポリビニルアルコール水溶液
と、はう酸化合物とを配合した鋳型材混合物を用いて鋳
型を造型し、これに塩基性気体を通気して硬化させるこ
とを特徴とする鋳型製造法。1. A mold is made using a molding material mixture containing fire-resistant granules, a polyvinyl alcohol aqueous solution or a partially depolymerized polyvinyl alcohol aqueous solution, and a oxalic acid compound, and a basic gas is bubbled through the mold. A mold manufacturing method characterized by hardening.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065278A JPS5842772B2 (en) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | Mold manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065278A JPS5842772B2 (en) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | Mold manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54122629A JPS54122629A (en) | 1979-09-22 |
| JPS5842772B2 true JPS5842772B2 (en) | 1983-09-21 |
Family
ID=12309717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3065278A Expired JPS5842772B2 (en) | 1978-03-16 | 1978-03-16 | Mold manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842772B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588938B2 (en) * | 1980-01-12 | 1983-02-18 | マツダ株式会社 | Manufacturing method of resin-coated sand for molds |
-
1978
- 1978-03-16 JP JP3065278A patent/JPS5842772B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54122629A (en) | 1979-09-22 |
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