JP3173906B2 - 鋳型成型用砂組成物及び鋳型の製造方法 - Google Patents
鋳型成型用砂組成物及び鋳型の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、再生砂を主体として用
いた鋳型成型用砂組成物、鋳型の製造方法及び鋳型成型
用硬化剤組成物に関するものである。更に詳しくは、酸
硬化性フラン樹脂を硬化させて鋳型を製造する際、成型
された鋳型中の窒素含量及びリン含量、好ましくは、窒
素含量、リン含量及び硫黄含量が一定の範囲となる様調
整することにより、また、再生砂、硬化剤中の硫黄含量
／（リン含量＋硫黄含量）で表される重量比が一定の範
囲となる様調製することにより作業環境が良好でガス欠
陥のない鋳造品が得られる鋳型成型用砂組成物、鋳型の
製造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物に関するものであ
る。
いた鋳型成型用砂組成物、鋳型の製造方法及び鋳型成型
用硬化剤組成物に関するものである。更に詳しくは、酸
硬化性フラン樹脂を硬化させて鋳型を製造する際、成型
された鋳型中の窒素含量及びリン含量、好ましくは、窒
素含量、リン含量及び硫黄含量が一定の範囲となる様調
整することにより、また、再生砂、硬化剤中の硫黄含量
／（リン含量＋硫黄含量）で表される重量比が一定の範
囲となる様調製することにより作業環境が良好でガス欠
陥のない鋳造品が得られる鋳型成型用砂組成物、鋳型の
製造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、砂型の製造において結合剤として
フラン樹脂を使用することは例えば特公昭39−1543号公
報等により公知であり、触媒としてリン酸等の酸水溶液
が使用できることも公知である。又、フラン樹脂の硬化
用触媒として五酸化リン（P205）を使用することも特開
昭47−16324 号公報により公知である。当初、フラン樹
脂の硬化用触媒として、このようにリン酸の濃厚溶液が
広く使用された。これらの溶液は比較的低毒性である
が、反応性が低く、鋳型へのリンの蓄積等によりしばし
ばピンホール等の鋳造欠陥を引き起こしたため、フラン
樹脂の硬化用触媒として、ベンゼンスルホン酸、トルエ
ンスルホン酸、キシレンスルホン酸のような芳香族スル
ホン酸が広く使用されるようになった。しかしながら、
芳香族スルホン酸は注湯時の熱により分解して有毒な分
解生成物を作業環境中に放出する。最近このような硫黄
含有ガス及び鋳物作業場を汚染する煙霧に関する苦情が
多発している。
フラン樹脂を使用することは例えば特公昭39−1543号公
報等により公知であり、触媒としてリン酸等の酸水溶液
が使用できることも公知である。又、フラン樹脂の硬化
用触媒として五酸化リン（P205）を使用することも特開
昭47−16324 号公報により公知である。当初、フラン樹
脂の硬化用触媒として、このようにリン酸の濃厚溶液が
広く使用された。これらの溶液は比較的低毒性である
が、反応性が低く、鋳型へのリンの蓄積等によりしばし
ばピンホール等の鋳造欠陥を引き起こしたため、フラン
樹脂の硬化用触媒として、ベンゼンスルホン酸、トルエ
ンスルホン酸、キシレンスルホン酸のような芳香族スル
ホン酸が広く使用されるようになった。しかしながら、
芳香族スルホン酸は注湯時の熱により分解して有毒な分
解生成物を作業環境中に放出する。最近このような硫黄
含有ガス及び鋳物作業場を汚染する煙霧に関する苦情が
多発している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
砂型製造においてリン酸系の化合物を含有する触媒を用
いたフラン樹脂の硬化は、硬化速度の点、混練時の流動
性の点、吸湿劣化の点、砂中の窒素、リン又は硫黄の蓄
積に起因する鋳造品のガス欠陥の点等において一長一短
があり、全ての点で満足できるものとは言えない。とり
わけ砂中の窒素、リン又は硫黄の蓄積に起因する鋳造品
のガス欠陥の発生、砂の吸湿性及び作業環境は最も重要
な解決すべき課題であり、その改善が望まれている。
砂型製造においてリン酸系の化合物を含有する触媒を用
いたフラン樹脂の硬化は、硬化速度の点、混練時の流動
性の点、吸湿劣化の点、砂中の窒素、リン又は硫黄の蓄
積に起因する鋳造品のガス欠陥の点等において一長一短
があり、全ての点で満足できるものとは言えない。とり
わけ砂中の窒素、リン又は硫黄の蓄積に起因する鋳造品
のガス欠陥の発生、砂の吸湿性及び作業環境は最も重要
な解決すべき課題であり、その改善が望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記問題点
を解決すべく鋭意研究の結果、鋳物砂に酸硬化性フラン
樹脂から成る結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エ
ステル及びリン酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上
のリン酸系化合物又はかかるリン酸系化合物及び芳香族
スルホン酸、脂肪族スルホン酸及び硫酸よりなる群から
選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合物を含有
する触媒を添加し、フラン樹脂を硬化させて砂型を製造
する際、得られる鋳型中の窒素％、リン％を一定の範囲
内になる様調整することにより、好ましくは窒素、リ
ン、硫黄％を一定の範囲内になる様調整することによ
り、ガス欠陥のない鋳造品が得られるとの知見を得、更
に、再生砂中或いは硬化剤中の硫黄含量とリン含量の和
に対する硫黄含量の比率を一定の範囲となる様調製する
ことにより、砂の吸湿性及び作業環境の改善がなされる
との知見を得て、本発明を完成するに至ったものであ
る。
を解決すべく鋭意研究の結果、鋳物砂に酸硬化性フラン
樹脂から成る結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エ
ステル及びリン酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上
のリン酸系化合物又はかかるリン酸系化合物及び芳香族
スルホン酸、脂肪族スルホン酸及び硫酸よりなる群から
選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合物を含有
する触媒を添加し、フラン樹脂を硬化させて砂型を製造
する際、得られる鋳型中の窒素％、リン％を一定の範囲
内になる様調整することにより、好ましくは窒素、リ
ン、硫黄％を一定の範囲内になる様調整することによ
り、ガス欠陥のない鋳造品が得られるとの知見を得、更
に、再生砂中或いは硬化剤中の硫黄含量とリン含量の和
に対する硫黄含量の比率を一定の範囲となる様調製する
ことにより、砂の吸湿性及び作業環境の改善がなされる
との知見を得て、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【０００５】即ち本発明は、繰り返し鋳型の製造に使用
される再生砂からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂
10重量部以下からなる砂と、酸硬化性フラン樹脂からな
る結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及び
リン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のリ
ン酸系化合物を含有する触媒からなり、成型された鋳型
中の窒素含量が0.3重量％以下であり、且つリン含量が
0.8重量％以下であることを特徴とする鋳型成型用砂組
成物に関する。又本発明は、繰り返し鋳型の製造に使用
される再生砂からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂
10重量部以下からなる砂に対し、酸硬化性フラン樹脂か
らなる結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル
及びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
のリン酸系化合物を含有する触媒とを添加し、該フラン
樹脂を硬化させる鋳物用砂型の製造に於て、成型された
鋳型中の窒素含量が0.3重量％以下、且つリン含量が0.8
重量％以下となる様再生砂を処理することを特徴とする
鋳型の製造方法に関する。更に本発明は、繰り返し鋳型
の製造に使用される再生砂からなるか又は再生砂90重量
部以上と新砂10重量部以下からなる砂に対し、酸硬化性
フラン樹脂からなる結合剤と硬化剤とを添加し、該フラ
ン樹脂を硬化させて鋳物用砂型を製造する際に用いる硬
化剤であって、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及
びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
リン酸系化合物と、芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン
酸及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
スルホン酸系化合物を含有し、かつ硬化剤中の硫黄含量
／(リン含量＋硫黄含量)で表される重量比が、0.01以
上、0.7以下であることを特徴とする硬化剤組成物に関
する。
される再生砂からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂
10重量部以下からなる砂と、酸硬化性フラン樹脂からな
る結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及び
リン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のリ
ン酸系化合物を含有する触媒からなり、成型された鋳型
中の窒素含量が0.3重量％以下であり、且つリン含量が
0.8重量％以下であることを特徴とする鋳型成型用砂組
成物に関する。又本発明は、繰り返し鋳型の製造に使用
される再生砂からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂
10重量部以下からなる砂に対し、酸硬化性フラン樹脂か
らなる結合剤と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル
及びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
のリン酸系化合物を含有する触媒とを添加し、該フラン
樹脂を硬化させる鋳物用砂型の製造に於て、成型された
鋳型中の窒素含量が0.3重量％以下、且つリン含量が0.8
重量％以下となる様再生砂を処理することを特徴とする
鋳型の製造方法に関する。更に本発明は、繰り返し鋳型
の製造に使用される再生砂からなるか又は再生砂90重量
部以上と新砂10重量部以下からなる砂に対し、酸硬化性
フラン樹脂からなる結合剤と硬化剤とを添加し、該フラ
ン樹脂を硬化させて鋳物用砂型を製造する際に用いる硬
化剤であって、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及
びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
リン酸系化合物と、芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン
酸及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以上の
スルホン酸系化合物を含有し、かつ硬化剤中の硫黄含量
／(リン含量＋硫黄含量)で表される重量比が、0.01以
上、0.7以下であることを特徴とする硬化剤組成物に関
する。
【０００６】酸硬化性フラン樹脂を結合剤とし、これを
リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル、リン酸塩から選
ばれる１種又は２種以上のリン酸系化合物又はかかるリ
ン酸系化合物及び芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸
及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のス
ルホン酸系化合物を含有する触媒により硬化させて鋳物
用砂型を製造する場合、本発明で規定する鋳型成型用組
成物、鋳型の製造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物を用
いれば、作業環境が良好でガス欠陥のない十分実用性の
ある鋳造品が得られる。従来、このような再生砂及び新
砂の比率で粘結剤を用いて一定値以下の窒素含量の鋳型
成型用砂組成物、好ましくは一定の範囲内の窒素含量、
リン含量の鋳型成型用砂組成物、更に好ましくは一定の
範囲内の窒素含量、リン含量、硫黄含量の鋳型成型用砂
組成物、また、一定範囲内の硫黄含量／（リン含量＋硫
黄含量）で表される重量比の再生砂、硬化剤を使用し
て、造型、鋳込み、再生を繰り返し行う場合、作業環境
が良好でガス欠陥のない鋳造品が得られることは全く知
られていなかった。本発明の実施に当って成型された鋳
型中の窒素含量、リン含量及び硫黄含量を低下させて一
定の範囲内に窒素含量、リン含量及び硫黄含量を調整す
る様再生砂を処理する手段としては、鋳型成型に用いる
再生砂表面の機械的摩耗による再生方法、又は焙焼によ
る再生方法、又は水洗による再生方法等が公知であり、
特に限定されるものではない。
リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル、リン酸塩から選
ばれる１種又は２種以上のリン酸系化合物又はかかるリ
ン酸系化合物及び芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸
及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のス
ルホン酸系化合物を含有する触媒により硬化させて鋳物
用砂型を製造する場合、本発明で規定する鋳型成型用組
成物、鋳型の製造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物を用
いれば、作業環境が良好でガス欠陥のない十分実用性の
ある鋳造品が得られる。従来、このような再生砂及び新
砂の比率で粘結剤を用いて一定値以下の窒素含量の鋳型
成型用砂組成物、好ましくは一定の範囲内の窒素含量、
リン含量の鋳型成型用砂組成物、更に好ましくは一定の
範囲内の窒素含量、リン含量、硫黄含量の鋳型成型用砂
組成物、また、一定範囲内の硫黄含量／（リン含量＋硫
黄含量）で表される重量比の再生砂、硬化剤を使用し
て、造型、鋳込み、再生を繰り返し行う場合、作業環境
が良好でガス欠陥のない鋳造品が得られることは全く知
られていなかった。本発明の実施に当って成型された鋳
型中の窒素含量、リン含量及び硫黄含量を低下させて一
定の範囲内に窒素含量、リン含量及び硫黄含量を調整す
る様再生砂を処理する手段としては、鋳型成型に用いる
再生砂表面の機械的摩耗による再生方法、又は焙焼によ
る再生方法、又は水洗による再生方法等が公知であり、
特に限定されるものではない。
【０００７】本発明に使用する酸硬化性フラン樹脂とし
ては、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール−
尿素樹脂、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド樹
脂、フルフリルアルコール−フェノール樹脂、フルフリ
ルアルコール−レゾルシノール樹脂、フルフリルアルコ
ール−メラミン樹脂、フルフリルアルコールポリマー等
の一種、又は二種以上が使用される。又、公知技術で知
られている種々の変性剤等と共に使用されても差し支え
ない。
ては、フルフリルアルコール、フルフリルアルコール−
尿素樹脂、フルフリルアルコール−ホルムアルデヒド樹
脂、フルフリルアルコール−フェノール樹脂、フルフリ
ルアルコール−レゾルシノール樹脂、フルフリルアルコ
ール−メラミン樹脂、フルフリルアルコールポリマー等
の一種、又は二種以上が使用される。又、公知技術で知
られている種々の変性剤等と共に使用されても差し支え
ない。
【０００８】更に、鋳型強度をより向上させる目的でシ
ランカップリング剤を加えても差し支えない。シランカ
ップリング剤としては、例えばγ−（ 2−アミノ）アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン等が挙げられる。
ランカップリング剤を加えても差し支えない。シランカ
ップリング剤としては、例えばγ−（ 2−アミノ）アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン等が挙げられる。
【０００９】本発明に用いられるリン酸、結合リン酸、
リン酸エステル及びリン酸塩の群から選ばれる１種又は
２種以上のリン酸系化合物又はかかるリン酸系化合物及
び芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸及び硫酸よりな
る群から選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合
物を含有する触媒としては各種のものが例示されるが、
リン酸、縮合リン酸、又はメチルリン酸、エチルリン酸
等のリン酸エステル、リン酸カリウム、リン酸水素カリ
ウム等のリン酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上の
化合物の単独又はメチルスルホン酸、エチルスルホン酸
等の脂肪族スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエン
スルホン酸、キシレンスルホン酸等のアルキル若しくは
アリールスルホン酸、フェノールスルホン酸等の芳香族
スルホン酸或いは硫酸との混合物が好ましい。更に、カ
ルボン酸等の有機酸、塩酸、硝酸等の無機酸との混合物
を使用してもなんら差し支えない。また、それらの使用
量は所望の硬化時間に合わせて適宜調整される。
リン酸エステル及びリン酸塩の群から選ばれる１種又は
２種以上のリン酸系化合物又はかかるリン酸系化合物及
び芳香族スルホン酸、脂肪族スルホン酸及び硫酸よりな
る群から選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合
物を含有する触媒としては各種のものが例示されるが、
リン酸、縮合リン酸、又はメチルリン酸、エチルリン酸
等のリン酸エステル、リン酸カリウム、リン酸水素カリ
ウム等のリン酸塩の群から選ばれる１種又は２種以上の
化合物の単独又はメチルスルホン酸、エチルスルホン酸
等の脂肪族スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエン
スルホン酸、キシレンスルホン酸等のアルキル若しくは
アリールスルホン酸、フェノールスルホン酸等の芳香族
スルホン酸或いは硫酸との混合物が好ましい。更に、カ
ルボン酸等の有機酸、塩酸、硝酸等の無機酸との混合物
を使用してもなんら差し支えない。また、それらの使用
量は所望の硬化時間に合わせて適宜調整される。
【００１０】耐火性粒状材料としては石英質を主成分と
する珪砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン
砂、アルミナサンド等の新砂若しくは再生砂が使用さ
れ、再生砂としては通常の機械的摩耗式或は焙焼式で得
られるものが使用されるが、摩耗式で再生されたものが
収率も高く、経済的に優れ、一般的であり好ましい。
する珪砂の他、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン
砂、アルミナサンド等の新砂若しくは再生砂が使用さ
れ、再生砂としては通常の機械的摩耗式或は焙焼式で得
られるものが使用されるが、摩耗式で再生されたものが
収率も高く、経済的に優れ、一般的であり好ましい。
【００１１】本発明による鋳型成型用砂組成物を使用し
て鋳型を製造するには、従来の常法に従って、まず砂 1
00部（重量基準、以下同じ）に対し、触媒 0.2〜３部を
混合し、次いでフラン樹脂 0.6〜５部を混合して成型す
るのが一般的であるが、この方法、順序に限定されるも
のではない。混合、成型、硬化温度としても特に加熱、
冷却の必要はなく、雰囲気温度により使用して差し支え
ない。また本発明の硬化触媒を使用するに際し、例えば
硬化を促進するための添加剤等従来公知の添加剤の使用
は一向に差し支えなく、本発明の範囲に含まれるもので
ある。
て鋳型を製造するには、従来の常法に従って、まず砂 1
00部（重量基準、以下同じ）に対し、触媒 0.2〜３部を
混合し、次いでフラン樹脂 0.6〜５部を混合して成型す
るのが一般的であるが、この方法、順序に限定されるも
のではない。混合、成型、硬化温度としても特に加熱、
冷却の必要はなく、雰囲気温度により使用して差し支え
ない。また本発明の硬化触媒を使用するに際し、例えば
硬化を促進するための添加剤等従来公知の添加剤の使用
は一向に差し支えなく、本発明の範囲に含まれるもので
ある。
【００１２】以上のようにして再生砂、触媒及びフラン
樹脂の三者が添加混練され、その硬化後の鋳型中の窒素
含量は、再生砂に新たに添加されたフラン樹脂中の窒素
量及び残留したフラン樹脂による再生砂中の窒素量の和
として定められる。一方、鋳型中のリン含量は、再生砂
に新たに添加された触媒中のリン量及び残留した触媒に
よる再生砂中のリン量の和として定められる。更に、鋳
型中の硫黄含量は、再生砂に新たに添加された触媒中の
硫黄量及び残留した触媒による再生砂中の硫黄量の和と
して定められる。
樹脂の三者が添加混練され、その硬化後の鋳型中の窒素
含量は、再生砂に新たに添加されたフラン樹脂中の窒素
量及び残留したフラン樹脂による再生砂中の窒素量の和
として定められる。一方、鋳型中のリン含量は、再生砂
に新たに添加された触媒中のリン量及び残留した触媒に
よる再生砂中のリン量の和として定められる。更に、鋳
型中の硫黄含量は、再生砂に新たに添加された触媒中の
硫黄量及び残留した触媒による再生砂中の硫黄量の和と
して定められる。
【００１３】鋳型中の窒素含量は 0.3重量％以下の範囲
が必要であり、 0.002重量％以上、0.22重量％以下の範
囲が好ましい。窒素含量が 0.3重量％を越えると注入さ
れた鋳鉄溶湯が鋳型の空間を充満していく過程に於て、
溶解するアンモニウム化合物（NH X )が増加し、凝固の
際に窒素ガスとして外部に排出された時の軌跡としてピ
ンホールが発生し易いため好ましくない。また窒素含量
を 0.002重量％未満にするには、フラン樹脂中の尿素樹
脂量の低減、樹脂の添加量の低減が必要であり、実用的
な鋳型強度が得られず、また更に強力な再生或は多量の
新砂補給が必要であり、経済的でないため好ましくな
い。
が必要であり、 0.002重量％以上、0.22重量％以下の範
囲が好ましい。窒素含量が 0.3重量％を越えると注入さ
れた鋳鉄溶湯が鋳型の空間を充満していく過程に於て、
溶解するアンモニウム化合物（NH X )が増加し、凝固の
際に窒素ガスとして外部に排出された時の軌跡としてピ
ンホールが発生し易いため好ましくない。また窒素含量
を 0.002重量％未満にするには、フラン樹脂中の尿素樹
脂量の低減、樹脂の添加量の低減が必要であり、実用的
な鋳型強度が得られず、また更に強力な再生或は多量の
新砂補給が必要であり、経済的でないため好ましくな
い。
【００１４】また上記の窒素含量の範囲に加えて、鋳型
中のリン含量は0.8重量％以下であり、0.008重量％以
上、0.55重量％以下の範囲が更に好ましい。鋳型中のリ
ン含量が0.8重量％を越えると鋳型溶湯界面反応によ
り、リン化鉄を生成し、鋳物表面にあばた状の欠陥が生
じ、好ましくない。またリン含量を0.008重量％未満に
するには、用いられる硬化用触媒の低減が必要であり、
実用的な硬化速度及び鋳型強度が得られず、また更に強
力な再生或は多量の新砂補給が必要であり、経済的でな
いため、好ましくない。
中のリン含量は0.8重量％以下であり、0.008重量％以
上、0.55重量％以下の範囲が更に好ましい。鋳型中のリ
ン含量が0.8重量％を越えると鋳型溶湯界面反応によ
り、リン化鉄を生成し、鋳物表面にあばた状の欠陥が生
じ、好ましくない。またリン含量を0.008重量％未満に
するには、用いられる硬化用触媒の低減が必要であり、
実用的な硬化速度及び鋳型強度が得られず、また更に強
力な再生或は多量の新砂補給が必要であり、経済的でな
いため、好ましくない。
【００１５】更に上記の窒素含量及びリン含量の範囲に
加えて、スルホン酸系化合物を含有する触媒を用いた場
合の鋳型中の硫黄含量は 0.005重量％以上、 0.7重量％
以下の範囲が更に好ましい。鋳型中の硫黄含量が 0.7重
量％を越えると溶湯により熱分解して生成する多量のSO
X ガスが作業環境を著しく悪化するため好ましくない。
また硫黄含量を 0.005重量％未満にするには、用いられ
る硬化剤の低減が必要であり、実用的な硬化速度及び鋳
型強度が得られず、また更に強力な再生或は多量の新砂
補給が必要であり、経済的でないため、好ましくない。
加えて、スルホン酸系化合物を含有する触媒を用いた場
合の鋳型中の硫黄含量は 0.005重量％以上、 0.7重量％
以下の範囲が更に好ましい。鋳型中の硫黄含量が 0.7重
量％を越えると溶湯により熱分解して生成する多量のSO
X ガスが作業環境を著しく悪化するため好ましくない。
また硫黄含量を 0.005重量％未満にするには、用いられ
る硬化剤の低減が必要であり、実用的な硬化速度及び鋳
型強度が得られず、また更に強力な再生或は多量の新砂
補給が必要であり、経済的でないため、好ましくない。
【００１６】触媒としてスルホン酸系／リン酸系を併用
した場合の再生砂中の硫黄含量／ (リン含量＋硫黄含
量) で表される重量比は、0.005 以上、 0.5以下の範囲
が好ましく、0.01以上、 0.4以下の範囲が更に好まし
い。再生砂中の上記重量比が 0.005未満であると再生砂
の吸湿が激しく著しく鋳型の硬化を阻害し、好ましくな
い。また、再生砂中の上記重量比が 0.5を越えると硫黄
系熱分解ガスが多量に生成し作業環境が著しく悪化し、
好ましくない。
した場合の再生砂中の硫黄含量／ (リン含量＋硫黄含
量) で表される重量比は、0.005 以上、 0.5以下の範囲
が好ましく、0.01以上、 0.4以下の範囲が更に好まし
い。再生砂中の上記重量比が 0.005未満であると再生砂
の吸湿が激しく著しく鋳型の硬化を阻害し、好ましくな
い。また、再生砂中の上記重量比が 0.5を越えると硫黄
系熱分解ガスが多量に生成し作業環境が著しく悪化し、
好ましくない。
【００１７】好ましい範囲としては、硬化剤中の硫黄含
量／ (リン含量＋硫黄含量) で表される重量比は、0.01
以上、 0.7以下の範囲が好ましく、0.03以上、 0.6以下
の範囲が更に好ましい。硬化剤中の上記重量比が0.01未
満であると再生砂の吸湿が激しく著しく鋳型の硬化を阻
害し、好ましくない。また、硬化剤中の上記重量比が0.
7を越えると作業環境が著しく悪化し、好ましくない。
量／ (リン含量＋硫黄含量) で表される重量比は、0.01
以上、 0.7以下の範囲が好ましく、0.03以上、 0.6以下
の範囲が更に好ましい。硬化剤中の上記重量比が0.01未
満であると再生砂の吸湿が激しく著しく鋳型の硬化を阻
害し、好ましくない。また、硬化剤中の上記重量比が0.
7を越えると作業環境が著しく悪化し、好ましくない。
【００１８】フラン樹脂及び触媒の砂に対する必要配合
量は要求される鋳型の強度により決定されるので、鋳型
中の窒素含量を 0.3重量％以下、リン含量を 0.8重量％
以下及び硫黄含量を 0.7重量％以下にするためには、上
記の窒素量、リン量及び硫黄量の分析により再生砂中の
窒素含有量、リン含有量及び硫黄含量を管理し、再生砂
が繰返し使用されて仮に鋳型中の窒素含量、リン含量及
び硫黄含量が限度を越えた場合には、更に繰返し再生
（１台の再生機では２パス以上で、又は数台の再生機を
直列に連結して砂を再生する）或は焙焼再生により再生
砂中の窒素含量、リン含量及び硫黄含量を低減するか、
又窒素含有量の更に低い樹脂及びリン含有量或は硫黄含
有量の更に低い触媒を用いる等により鋳型中の窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を低減させれば良い。
量は要求される鋳型の強度により決定されるので、鋳型
中の窒素含量を 0.3重量％以下、リン含量を 0.8重量％
以下及び硫黄含量を 0.7重量％以下にするためには、上
記の窒素量、リン量及び硫黄量の分析により再生砂中の
窒素含有量、リン含有量及び硫黄含量を管理し、再生砂
が繰返し使用されて仮に鋳型中の窒素含量、リン含量及
び硫黄含量が限度を越えた場合には、更に繰返し再生
（１台の再生機では２パス以上で、又は数台の再生機を
直列に連結して砂を再生する）或は焙焼再生により再生
砂中の窒素含量、リン含量及び硫黄含量を低減するか、
又窒素含有量の更に低い樹脂及びリン含有量或は硫黄含
有量の更に低い触媒を用いる等により鋳型中の窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を低減させれば良い。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。尚、実施例及び比較例中の％は重量％を示す。自
硬性鋳型造型法において、各鋳型中の窒素含量、リン含
量、硫黄含量及びガス欠陥について評価した。実施例１ 後述の再生砂の調整方法で得られた砂中窒素含量が0.12
％、リン含量が0.28％の再生砂 100重量部に対し、85％
濃度のリン酸を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含
量が 1.0％であるフラン樹脂を 0.8重量部添加混練して
なる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.13％、リン含
量が0.37％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、こ
の鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法
によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１
に示す。
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。尚、実施例及び比較例中の％は重量％を示す。自
硬性鋳型造型法において、各鋳型中の窒素含量、リン含
量、硫黄含量及びガス欠陥について評価した。実施例１ 後述の再生砂の調整方法で得られた砂中窒素含量が0.12
％、リン含量が0.28％の再生砂 100重量部に対し、85％
濃度のリン酸を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含
量が 1.0％であるフラン樹脂を 0.8重量部添加混練して
なる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.13％、リン含
量が0.37％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、こ
の鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法
によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１
に示す。
【００２０】ガス欠陥の発生個数を測定する「液体浸透
探傷法」の概要は、下記の通りである。 1)前処理 ： 洗浄液により試験品の表面を清浄にす
る。 2)浸透処理： 試験面に浸透液のスプレーを塗布し、十
分に濡らす。 3)洗浄処理： 20分の浸透時間経過後、洗浄液により欠
陥以外の試験面に付着している余剰の浸透液を除去す
る。 4)現像処理： 洗浄処理の終わった試験面に現像液を塗
布し、欠陥中に残留している浸透液を試験面に吸い出
す。 5)観察 ： 現像処理によってできた支持模様を目視
によって観察する。
探傷法」の概要は、下記の通りである。 1)前処理 ： 洗浄液により試験品の表面を清浄にす
る。 2)浸透処理： 試験面に浸透液のスプレーを塗布し、十
分に濡らす。 3)洗浄処理： 20分の浸透時間経過後、洗浄液により欠
陥以外の試験面に付着している余剰の浸透液を除去す
る。 4)現像処理： 洗浄処理の終わった試験面に現像液を塗
布し、欠陥中に残留している浸透液を試験面に吸い出
す。 5)観察 ： 現像処理によってできた支持模様を目視
によって観察する。
【００２１】実施例２〜10 実施例１と同様に所定の窒素含量、リン含量の再生砂に
所定のリン含量の触媒、及び所定の窒素含量のフラン樹
脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量を表１に示した如くの値に設定し、大同式
ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得ら
れた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法によ
りガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に示
す。
所定のリン含量の触媒、及び所定の窒素含量のフラン樹
脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量を表１に示した如くの値に設定し、大同式
ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得ら
れた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法によ
りガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に示
す。
【００２２】比較例１ 後述の再生砂の調製方法で得られた砂中の窒素含量が0.
26％、リン含量が0.48％の再生砂 100重量部に対し、85
％濃度のリン酸を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素
含量が 6.0％のフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してな
る混合砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.31％、リン含量
が0.58％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この
鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法に
よりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に
示す。
26％、リン含量が0.48％の再生砂 100重量部に対し、85
％濃度のリン酸を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素
含量が 6.0％のフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してな
る混合砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.31％、リン含量
が0.58％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この
鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法に
よりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に
示す。
【００２３】比較例２〜３ 比較例１と同様に所定の窒素含量、リン含量の再生砂に
所定のリン含量の硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン
樹脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量を表１にに示した如くの値に設定し、大同
式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得
られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法に
よりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に
示す。尚、大同式ドーナツ型試験鋳型の形状は図１、図
２及び図３に示す如く、中空円状のドーナツ上に40mmφ
のゲート１と90mmφのライザー２が同心円状に取付けら
れている。
所定のリン含量の硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン
樹脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量を表１にに示した如くの値に設定し、大同
式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得
られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法に
よりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表１に
示す。尚、大同式ドーナツ型試験鋳型の形状は図１、図
２及び図３に示す如く、中空円状のドーナツ上に40mmφ
のゲート１と90mmφのライザー２が同心円状に取付けら
れている。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例11〜13 比較例１で用いた再生砂を繰返し再生させて大同式ドー
ナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳造品について、液体浸透探傷法によりガス欠陥の発生
個数を測定した。その結果を表２に示す。
ナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳造品について、液体浸透探傷法によりガス欠陥の発生
個数を測定した。その結果を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】実施例14 後述の再生砂の調整方法で得られた砂中窒素含量が0.12
％、リン含量が0.31％及び硫黄含量が0.30％の再生砂 1
00重量部に対し、トルエンスルホン酸12.5％、ベンゼン
スルホン酸20.0％、P2O5として40.0％を含有する硬化剤
を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含量が 1.0％で
あるフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してなる混合砂を
用い、鋳型中の窒素含量が0.13％、リン含量が0.37％、
硫黄含量が0.32％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製
し、この鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透
探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果
を表３に示す。
％、リン含量が0.31％及び硫黄含量が0.30％の再生砂 1
00重量部に対し、トルエンスルホン酸12.5％、ベンゼン
スルホン酸20.0％、P2O5として40.0％を含有する硬化剤
を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含量が 1.0％で
あるフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してなる混合砂を
用い、鋳型中の窒素含量が0.13％、リン含量が0.37％、
硫黄含量が0.32％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を作製
し、この鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体浸透
探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果
を表３に示す。
【００２８】実施例15〜23 実施例14と同様に所定の窒素含量、リン含量、硫黄含量
の再生砂に所定量のスルホン酸系化合物及びリン酸系化
合物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹
脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を表３に示した如くの値に設
定し、大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に
注湯して得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸
透探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結
果を表３に示す。
の再生砂に所定量のスルホン酸系化合物及びリン酸系化
合物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹
脂を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を表３に示した如くの値に設
定し、大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に
注湯して得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸
透探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結
果を表３に示す。
【００２９】比較例４ 後述の再生砂の調製方法で得られた砂中の窒素含量が0.
32％、リン含量が０．５９％、硫黄含量が０．５５％の
再生砂 100重量部に対し、メタンスルホン酸 5.0％、ト
ルエンスルホン酸20.0％、P2O5として40.0％を含有する
硬化剤を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含量が
6.0％のフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してなる混合
砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.37％、リン含量が0.65
％、硫黄含量が0.57％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を
作製し、この鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体
浸透探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その
結果を表３に示す。
32％、リン含量が０．５９％、硫黄含量が０．５５％の
再生砂 100重量部に対し、メタンスルホン酸 5.0％、ト
ルエンスルホン酸20.0％、P2O5として40.0％を含有する
硬化剤を0.36重量部加え、次いで樹脂中の窒素含量が
6.0％のフラン樹脂を 0.8重量部添加混練してなる混合
砂を用い、鋳型中の窒素含量が0.37％、リン含量が0.65
％、硫黄含量が0.57％なる大同式ドーナツ型試験鋳型を
作製し、この鋳型に注湯して得られた鋳造品につき液体
浸透探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その
結果を表３に示す。
【００３０】比較例５〜６ 比較例４と同様に所定の窒素含量、リン含量、硫黄含量
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量、硫黄含量を表３にに示した如くの値に設定
し、大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注
湯して得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透
探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果
を表３に示す。
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量、硫黄含量を表３にに示した如くの値に設定
し、大同式ドーナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注
湯して得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透
探傷法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果
を表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】実施例24〜26 比較例４で用いた再生砂を繰返し再生させて大同式ドー
ナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳造品について、液体浸透探傷法によりガス欠陥の発生
個数を測定した。その結果を表４に示す。
ナツ型試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳造品について、液体浸透探傷法によりガス欠陥の発生
個数を測定した。その結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】
【００３４】実施例27 後述の再生砂の調整方法で得られた砂中窒素含量が0.04
％、リン含量が0.09％、硫黄含量が0.09％の再生砂 100
重量部に対し、フェノールスルホン酸10.5％、硫酸 9.4
％、P2O5として22.9％を含有する硬化剤を0.36重量部加
え、次いで樹脂中の窒素含量が 1.0％であるフラン樹脂
を 0.8重量部添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の
窒素含量が0.05％、リン含量が0.13％、硫黄含量が0.11
％なるチェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に
注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法によりガ
ス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表５に示す。
％、リン含量が0.09％、硫黄含量が0.09％の再生砂 100
重量部に対し、フェノールスルホン酸10.5％、硫酸 9.4
％、P2O5として22.9％を含有する硬化剤を0.36重量部加
え、次いで樹脂中の窒素含量が 1.0％であるフラン樹脂
を 0.8重量部添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の
窒素含量が0.05％、リン含量が0.13％、硫黄含量が0.11
％なるチェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に
注湯して得られた鋳造品につき液体浸透探傷法によりガ
ス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表５に示す。
【００３５】実施例28〜38 実施例27と同様に所定の窒素含量、リン含量、硫黄含量
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量を表５に示した如くの値に設定し、チェーンホ
イール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳型品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法によりガ
ス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表５に示す。
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量を表５に示した如くの値に設定し、チェーンホ
イール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯して得られた
鋳型品につき実施例１と同様に液体浸透探傷法によりガ
ス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表５に示す。
【００３６】
【表５】
【００３７】実施例39 後述の再生砂の調整方法で得られた砂中の窒素含量が0.
21％、リン含量が0.17％、硫黄含量が0.14％の再生砂10
0重量部に対し、硫酸15.0％、キシレンスルホン酸29.7
％、P2O5として22.9％を含有する硬化剤を0.36重量部加
え、次いで樹脂中の窒素含量が6.0％のフラン樹脂を0.8
重量部添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量が0.26％、リン含量が0.21％、硫黄含量が0.18％なる
チェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯し
て得られた鋳造品につき液体浸透探傷法によりガス欠陥
の発生個数を測定した。その結果を表６に示す。
21％、リン含量が0.17％、硫黄含量が0.14％の再生砂10
0重量部に対し、硫酸15.0％、キシレンスルホン酸29.7
％、P2O5として22.9％を含有する硬化剤を0.36重量部加
え、次いで樹脂中の窒素含量が6.0％のフラン樹脂を0.8
重量部添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含
量が0.26％、リン含量が0.21％、硫黄含量が0.18％なる
チェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯し
て得られた鋳造品につき液体浸透探傷法によりガス欠陥
の発生個数を測定した。その結果を表６に示す。
【００３８】実施例40〜41、比較例７〜12 実施例39と同様に所定の窒素含量、リン含量、硫黄含量
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量、硫黄含量を表６に示した如くの値に設定し、
チェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯し
て得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷
法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表
６に示す。尚、チェーンホイール試験鋳型の形状は図３
に示す。
の再生砂に所定のスルホン酸系化合物及びリン酸系化合
物を含有する硬化剤、及び所定の窒素含量のフラン樹脂
を添加混練してなる混合砂を用い、鋳型中の窒素含量、
リン含量、硫黄含量を表６に示した如くの値に設定し、
チェーンホイール試験鋳型を作製し、この鋳型に注湯し
て得られた鋳造品につき実施例１と同様に液体浸透探傷
法によりガス欠陥の発生個数を測定した。その結果を表
６に示す。尚、チェーンホイール試験鋳型の形状は図３
に示す。
【００３９】
【表６】
【００４０】実施例42 珪砂100重量部に対し、トルエンスルホン酸35.0％、メ
タンスルホン酸2.7％、硫酸20.0％、P2O5として15.3％
を含有する硬化剤を0.33重量部加え、次いで樹脂中の窒
素含量が2.5％のフラン樹脂を0.65重量部添加混練して
なる混合砂を用い鋳型を作製し、熔湯／鋳型の重量比が
2.5の鋳物を鋳造し回収した砂をクラッシャーにかけ、
日本鋳造（株）製Ｍ型ロータリークレーマーを用いて再
生し、次いでその再生砂95重量部と新砂５重量部に対
し、上記樹脂、硬化剤を加え鋳型の作製、鋳造、回収、
再生のサイクルを20回繰り返し、20回目の鋳造時に作業
環境を測定した。その労働安全衛生法の管理区分結果を
表７に示す。また、上記20回目の再生砂を25℃、90％RH
の環境に24時間放置後、再生砂の吸湿量を後述の再生砂
の吸湿量の測定方法に基づき測定した。更に、上記の吸
湿した再生砂を用いて鋳型の圧縮強度を測定した。その
結果を表７に示す。
タンスルホン酸2.7％、硫酸20.0％、P2O5として15.3％
を含有する硬化剤を0.33重量部加え、次いで樹脂中の窒
素含量が2.5％のフラン樹脂を0.65重量部添加混練して
なる混合砂を用い鋳型を作製し、熔湯／鋳型の重量比が
2.5の鋳物を鋳造し回収した砂をクラッシャーにかけ、
日本鋳造（株）製Ｍ型ロータリークレーマーを用いて再
生し、次いでその再生砂95重量部と新砂５重量部に対
し、上記樹脂、硬化剤を加え鋳型の作製、鋳造、回収、
再生のサイクルを20回繰り返し、20回目の鋳造時に作業
環境を測定した。その労働安全衛生法の管理区分結果を
表７に示す。また、上記20回目の再生砂を25℃、90％RH
の環境に24時間放置後、再生砂の吸湿量を後述の再生砂
の吸湿量の測定方法に基づき測定した。更に、上記の吸
湿した再生砂を用いて鋳型の圧縮強度を測定した。その
結果を表７に示す。
【００４１】実施例43〜47、比較例13〜14 実施例42と同様にして再生砂の吸湿量、作業環境測定、
及び圧縮強度を測定した。その結果を表７に示す。
及び圧縮強度を測定した。その結果を表７に示す。
【００４２】
【表７】
【００４３】再生砂の調製方法 新砂或いは再生砂、樹脂、酸性硬化触媒を用いて造型し
た鋳型を用い、鋳造し回収した砂をクラッシャーにか
け、日本鋳造（株）製Ｍ型ロータリーリクレマーを用い
て再生した。又、各表に示すように、各種再生砂の窒素
含量、リン含量、硫黄含量の値については上記のロータ
リーリクレマーを用いてパス回数を調整して得られたも
のを使用した。
た鋳型を用い、鋳造し回収した砂をクラッシャーにか
け、日本鋳造（株）製Ｍ型ロータリーリクレマーを用い
て再生した。又、各表に示すように、各種再生砂の窒素
含量、リン含量、硫黄含量の値については上記のロータ
リーリクレマーを用いてパス回数を調整して得られたも
のを使用した。
【００４４】鋳型中及び再生砂中の窒素含量 (窒素％)
の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、ケルダール窒素分析法にて測定した。鋳型中及び再生砂中のリン含量 (リン％) の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、 ICP（誘導結合プラズマ発光分析装置）
にて測定した。鋳型中及び再生砂中の硫黄含量 (硫黄％) の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、燃焼中和滴定法にて測定した。
の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、ケルダール窒素分析法にて測定した。鋳型中及び再生砂中のリン含量 (リン％) の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、 ICP（誘導結合プラズマ発光分析装置）
にて測定した。鋳型中及び再生砂中の硫黄含量 (硫黄％) の測定方法 鋳型砂或いは再生砂を 150メッシュ以下に微粉砕したも
のを試料とし、燃焼中和滴定法にて測定した。
【００４５】樹脂中の窒素含量 (窒素％) の測定方法 ケルダール窒素分析法にて測定した。硬化剤中のリン含量 (リン％) の測定方法 ICP（誘導結合プラズマ発光分析装置）にて測定した。硬化剤中の硫黄含量 (硫黄％) の測定方法 燃焼中和滴定法にて測定した。
【００４６】再生砂の吸湿量の測定方法 供試再生砂を 105℃の乾燥炉に１時間放置後、デシケー
ター中で25℃まで冷却し以下の式により再生砂の吸湿量
を測定した。
ター中で25℃まで冷却し以下の式により再生砂の吸湿量
を測定した。
【００４７】
【数１】
【００４８】
【発明の効果】本発明の鋳型成型用砂組成物、鋳型の製
造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物は、以上述べたよう
に窒素を含有するフラン樹脂とリン酸、縮合リン酸、リ
ン酸エステル及びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種
又は２種以上のリン酸系化合物及び／又は芳香族スルホ
ン酸、脂肪族スルホン酸等の有機スルホン酸、硫酸等の
群から選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合物
を含有する触媒を用い、且つ再生砂に残留する窒素含
量、リン含量、硫黄含量を低減させることにより、鋳型
を造型する際に新たに添加されるフラン樹脂の窒素量及
び触媒のリン量、硫黄量と、使用する再生砂中に残留し
ていた窒素量、リン量及び硫黄量との和によって決定さ
れる鋳型中の窒素含量及びリン含量、好ましくは窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を一定の範囲内に調整してな
ることを特徴とするもので、作業環境が良好で、得られ
る鋳造品のガス欠陥の発生が大幅に減少し、健全な鋳物
が製造でき、実用上非常に有益なものとなる。
造方法及び鋳型成型用硬化剤組成物は、以上述べたよう
に窒素を含有するフラン樹脂とリン酸、縮合リン酸、リ
ン酸エステル及びリン酸塩よりなる群から選ばれる１種
又は２種以上のリン酸系化合物及び／又は芳香族スルホ
ン酸、脂肪族スルホン酸等の有機スルホン酸、硫酸等の
群から選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合物
を含有する触媒を用い、且つ再生砂に残留する窒素含
量、リン含量、硫黄含量を低減させることにより、鋳型
を造型する際に新たに添加されるフラン樹脂の窒素量及
び触媒のリン量、硫黄量と、使用する再生砂中に残留し
ていた窒素量、リン量及び硫黄量との和によって決定さ
れる鋳型中の窒素含量及びリン含量、好ましくは窒素含
量、リン含量及び硫黄含量を一定の範囲内に調整してな
ることを特徴とするもので、作業環境が良好で、得られ
る鋳造品のガス欠陥の発生が大幅に減少し、健全な鋳物
が製造でき、実用上非常に有益なものとなる。
【図１】大同式ドーナツ型試験鋳型の試験片の形状を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】大同式ドーナツ型試験鋳型の試験片の形状を示
す正面図である。
す正面図である。
【図３】大同式ドーナツ型試験鋳型の試験片の形状を示
す右側面図である。
す右側面図である。
【図４】チェーンホイール型試験鋳型の形状を示す平面
図である。
図である。
１ ゲート ２ ライザー ３ 上型 ４ 下型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 雅之 愛知県豊橋市富士見台６−２−１ (72)発明者 水野 渉 愛知県豊橋市中浜町182 (56)参考文献 特開 昭57−58948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−37240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−53344（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22C 1/00 - 1/26
Claims (14)
- 【請求項１】 繰り返し鋳型の製造に使用される再生砂
からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂10重量部以下
からなる砂と、酸硬化性フラン樹脂からなる結合剤と、
リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及びリン酸塩より
なる群から選ばれる１種又は２種以上のリン酸系化合物
を含有する触媒からなり、成型された鋳型中の窒素含量
が0.3重量％以下であり、且つリン含量が0.8重量％以下
であることを特徴とする鋳型成型用砂組成物。 - 【請求項２】 成型された鋳型中の窒素含量が0.002重
量％以上、0.22重量％以下であることを特徴とする請求
項１記載の鋳型成型用砂組成物。 - 【請求項３】 成型された鋳型中のリン含量が0.008重
量％以上、0.55重量％以下であることを特徴とする請求
項１又は２記載の鋳型成型用砂組成物。 - 【請求項４】 触媒が芳香族スルホン酸、脂肪族スルホ
ン酸及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
のスルホン酸系化合物を含有し、かつ成型された鋳型中
の硫黄含量が0.005重量％以上、0.7重量％以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の鋳型
成型用砂組成物。 - 【請求項５】 再生砂中の硫黄含量／(リン含量＋硫黄
含量)で表される重量比が、0.005以上、0.5以下である
ことを特徴とする請求項４記載の鋳型成型用砂組成物。 - 【請求項６】 再生砂中の硫黄含量／(リン含量＋硫黄
含量)で表される重量比が、0.01以上、0.4以下であるこ
とを特徴とする請求項４又は５記載の鋳型成型用砂組成
物。 - 【請求項７】 繰り返し鋳型の製造に使用される再生砂
からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂10重量部以下
からなる砂に対し、酸硬化性フラン樹脂からなる結合剤
と、リン酸、縮合リン酸、リン酸エステル及びリン酸塩
よりなる群から選ばれる１種又は２種以上のリン酸系化
合物を含有する触媒とを添加し、該フラン樹脂を硬化さ
せる鋳物用砂型の製造に於て、成型された鋳型中の窒素
含量が0.3重量％以下、且つリン含量が0.8重量％以下と
なる様再生砂を処理することを特徴とする鋳型の製造方
法。 - 【請求項８】 成型された鋳型中の窒素含量が0.002重
量％以上、0.22重量％以下となる様再生砂を処理するこ
とを特徴とする請求項７記載の鋳型の製造方法。 - 【請求項９】 成型された鋳型中のリン含量が0.008重
量％以上、0.55重量％以下となる様再生砂を処理するこ
とを特徴とする請求項７又は８記載の鋳型の製造方法。 - 【請求項１０】 触媒が芳香族スルホン酸、脂肪族スル
ホン酸及び硫酸よりなる群から選ばれる１種又は２種以
上のスルホン酸系化合物を含有し、かつ成型された鋳型
中の硫黄含量が0.005重量％以上、0.7重量％以下となる
様再生砂を処理することを特徴とする請求項７〜９の何
れか１項に記載の鋳型の製造方法。 - 【請求項１１】 再生砂中の硫黄含量／(リン含量＋硫
黄含量)で表される重量比が、0.005以上、0.5以下であ
ることを特徴とする請求項１０記載の鋳型の製造方法。 - 【請求項１２】 再生砂中の硫黄含量／(リン含量＋硫
黄含量)で表される重量比が、0.01以上、0.4以下である
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の鋳型の製造
方法。 - 【請求項１３】 繰り返し鋳型の製造に使用される再生
砂からなるか又は再生砂90重量部以上と新砂10重量部以
下からなる砂に対し、酸硬化性フラン樹脂からなる結合
剤と硬化剤とを添加し、該フラン樹脂を硬化させて鋳物
用砂型を製造する際に用いる硬化剤であって、リン酸、
縮合リン酸、リン酸エステル及びリン酸塩よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上のリン酸系化合物と、芳香
族スルホン酸、脂肪族スルホン酸及び硫酸よりなる群か
ら選ばれる１種又は２種以上のスルホン酸系化合物を含
有し、かつ硬化剤中の硫黄含量／(リン含量＋硫黄含量)
で表される重量比が、0.01以上、0.7以下であることを
特徴とする硬化剤組成物。 - 【請求項１４】 硫黄含量／(リン含量＋硫黄含量)で表
される重量比が、0.03以上、0.6以下であることを特徴
とする請求項１３記載の硬化剤組成物。
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Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP3-329385 | 1991-12-13 | ||
| JP32938591 | 1991-12-13 | ||
| JP33313292A JP3173906B2 (ja) | 1991-12-13 | 1992-12-14 | 鋳型成型用砂組成物及び鋳型の製造方法 |
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| JPH05237587A JPH05237587A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3173906B2 true JP3173906B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=26573179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33313292A Expired - Lifetime JP3173906B2 (ja) | 1991-12-13 | 1992-12-14 | 鋳型成型用砂組成物及び鋳型の製造方法 |
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-
1992
- 1992-12-14 JP JP33313292A patent/JP3173906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05237587A (ja) | 1993-09-17 |
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