JP4181252B2

JP4181252B2 - Mold manufacturing method

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Publication number: JP4181252B2
Application number: JP24980598A
Authority: JP
Inventors: 勇井出; 徹関; 稔呉; 直之梶井
Original assignee: Lignyte Co Ltd
Current assignee: Lignyte Co Ltd
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: JP2000079444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造に用いられる鋳型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在使用されている鋳型は、生砂型や高圧造型、高速造型など粘土類等を粘結剤として用いる普通鋳型と、熱硬化性鋳型、自硬性鋳型、ガス硬化鋳型、精密鋳造用鋳型など硬化性粘結剤を用いる特殊鋳型と、その他の鋳型とに分類される。
【０００３】
普通鋳型は最も一般的な鋳型であり、鋳型砂を繰り返し使用することができて安価であるために、今なお鋳型の中心になっている。しかし、普通鋳型は粘土類や亜麻仁油などを粘結剤として用いるために、鋳型を加熱セットするにあたって１７０〜１８０℃の温度で数十分から数時間程度の長時間を必要とし、生産性が低いと共に、長時間を要する加熱セットの間に鋳型に垂れ変形や崩壊などの型くずれが生じるおそれがある。さらに、鋳込み時にガスの発生が多いため、ガス圧で鋳型が破損されたり鋳物に欠陥が発生したりし易いなどの問題がある。
【０００４】
一方、特殊鋳型は硬化性粘結剤を用い、加熱硬化あるいは、硬化剤や硬化触媒などの併用による常温硬化で粘結剤を迅速に硬化させることができ、生産性が高く、また安定した品質をもった造型を行なうことができるものであり、そしてこの特殊鋳型は手込めや注型、ブロー等で造型して硬化性粘結剤を硬化させ、次いで水平割りや垂直割り、ダンプボックス法などで模型を抜き取ることによって製造される。
【０００５】
この特殊鋳型の一つである熱硬化性鋳型には、シェルモールド法、小松ＫＹ法などがある。これらの粘結剤にはフェノール樹脂が使用され、耐火骨材の表面を熱硬化性樹脂粘結剤で被覆して調製される常温で自由流動性を持ったレジンコーテッドサンドが用いられている。そして、ガスバーナーや電気ヒーターなどで２５０℃以上に加熱した型の表面にレジンコーテッドサンドを熱融着させて鋳型を作るダンプボックス方式や、あるいは加熱した金型のキャビティにレジンコーテッドサンドを吹き込んで粘結剤を熱硬化させて鋳型を作る方式がある。しかしこの場合、生産性を向上させるために、型の温度をより高くする必要があるという問題があり、またこのように高温で加熱をすると、フェノール樹脂が硬化する際にその急激な反応に伴ってアンモニアガスやホルムアルデヒド、フェノールなどが発生し、作業環境の悪化を招くという問題がある。
【０００６】
また自硬性鋳型には、エステル硬化鋳型、Ｎプロセス、フェノールウレタン鋳型、ポリオールウレタン自硬性鋳型、フランノーベーク鋳型、フェノールノーベーク鋳型、エステル硬化フェノールノーベーク鋳型、減圧造型法、ＳＶプロセス造型法、ボールサンドプロセスなどがある。これらのうち、熱硬化性樹脂などの有機物を粘結剤として用いる自硬性鋳型は、耐火骨材と、熱硬化性樹脂と、熱硬化性樹脂を室温で硬化させるための硬化剤と、また硬化触媒として有機酸や無機酸などの強酸とをミキサーで混練して調製したレジンコーテッドサンドを型に充填し、室温で養生して粘結剤を硬化させた後に、抜型して得られる鋳型である。この場合、レジンコーテッドサンドの調製とともに粘結剤の硬化が進行しているために、短時間に作業を終わらないと型への充填不良を起こしたり、鋳型の強度低下を招くおそれがあるなど、安定した造型が難しいという問題がある。
【０００７】
また、ガス硬化鋳型には、ＣＯ₂プロセス、有機ＣＯ₂プロセス、ＶＲＨプロセス、アミンコールドボックス鋳型、エステルコールドボックス鋳型などがある。これらのうち有機物を粘結剤として用いるガス硬化鋳型は、耐火骨材と粘結剤とをミキサーで混練して調製したレジンコーテッドサンドを型に吹き込んだり、手込めなどして充填し、次に室温で硬化させるために粘結剤と反応するガスや、反応触媒のガスを型に吹き込み、粘結剤を硬化させた後、抜型して得られる鋳型である。このガス硬化鋳型の場合、レジンコーテッドサンドの可使時間は自硬性鋳型に比較して長く、硬化時間は極めて短いという長所を有する。
【０００８】
しかし、熱硬化性樹脂など有機系の粘結剤を用いたレジンコーテッドサンドの場合、室温で硬化させるために第三級アミン、ＳＯ₂、蟻酸メチルなどのガスを吹き込んで硬化させることになるが、これらの化学物質は殆どが有害であり、しかも低沸点で取り扱いが難しく、防毒ガスを着用するなど極めて慎重に取り扱う必要があり、また鋳型中に残ったガスは大気中に放出することができないため、薬品で中和したり液体に吸収させてから処理をするなど、煩雑な操作が必要になるという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、型をさほど高温に加熱する必要がなく、短時間で安定して鋳型を製造することができ、また有害化学物質を用いる必要なくしかも有毒ガスが発生することなく鋳型を製造することができる鋳型の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋳型の製造方法は、イソシアネート化合物粘結剤を耐火骨材に混合して調製されるレジンコーテッドサンドを型内に充填し、この型内に水蒸気として１１０℃以上の温度の水蒸気あるいは過熱蒸気を吹き込んで水蒸気により加熱することによって、イソシアネート化合物粘結剤を硬化させることを特徴とするものである。尚、本出願人はこの方法をスチームブロー造型法（Steam blow molding process）と呼んでいる。
【００１１】
また請求項２の発明は、型内に水蒸気と同時に硬化触媒を吹き込んでイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本発明において粘結剤としては、イソシアネート化合物を用いるものである。そしてこれに硬化剤として、イソシアネート基と反応し易い活性水素を含む化合物、例えば水、ポリオール、アミン化合物、カルボキシル化合物などを配合し、また硬化触媒として、アミン類、有機金属塩などを配合し、加熱硬化型の自硬化性にして使用することができる。硬化触媒はこのように粘結剤に配合するようにする他、後述のように型に蒸気を吹き込む際に同時に、臭気の少ない硬化触媒を吹き込むようにしてもよい。
【００１４】
粘結剤として使用する上記のイソシアネート化合物としては、−ＮＣＯ基を２個以上持つものであれば特に制限されないが、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、ｍ−キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネート、さらにはｐ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ブロック型ポリイソシアネート、ポリオール変性イソシアネート、カルボジイミドイソシアネート、イソシアネートの二量体、イソシアネートの三量体、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェノールイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、クロルフェニレン２，４−ジイソシアネート、トリレンジイソシアネートのオリゴマーなどの、液状又は粉末状のものを使用することができる。勿論、これらは単独で用いる他、複数種を混合して用いることもできる。
【００１５】
イソシアネート化合物は後述のように型に吹き込む水蒸気の水で硬化させたり、水蒸気の熱で硬化させることができるが、上記のように硬化剤を配合することができる。この硬化剤としては、特に限定されるものではないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、１，４−ブチンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどのジオール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオール、さらにフェノール樹脂などを用いることができ、さらにポリエーテルポリオールとしてポリオキシプロピレングリコール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）グリコール、ポリ（オキシブチレン）グリコール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコールなどのジオール、ポリ（オキシプロピレン）トリオール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）トリオール、ポリ（オキシプロピレン）ポリ（オキシエチレン）ポリ（オキシプロピレン）トリオールなどのトリオール、その他としてソルビトール、ペンタエリスリトール、シュクローズ、スターチなどを用いることができる。これらは単独で用いる他、複数種を混合して用いることもできる。また水も湿気吸収硬化型の硬化剤として多用されている。
【００１６】
硬化触媒としては、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、モノメチルジエチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルプロピルアミン、モノエチルプロピルアミン、トリプロピルアミン、アンモニア、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルプロピルジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ″−ペンタメチルジエチレントリアミン、
【００１７】
【化１】

、メラミン、尿素、イミダゾール、ヘキサメチレンテトラミンなどのアミン類、スタナスオクトエート、ジブチルチンジ−２−エチルヘキサエート、レジド、２−エチレンヘキソエート、ナトリウムｏ−フェニルフェネート、カリウムオレート、硝酸蒼鉛、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、塩化第二錫、塩化第二鉄、第二２−エチルヘキソエート鉄、コバルト２−エチルヘキソエート、ナフテン酸亜鉛、三塩化アンチモンなどの塩類などを例示することができる。
【００１８】
また、粘結剤や粘結剤を用いて調製したレジンコーテッドサンドの吸湿性や、硬化した鋳型の吸湿性や強度の低下を小さくするために、エチレンビスオレイン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、オキシステアリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛などの脂肪族系ワックスや、カルナバワックス、オレフィンワックス等の撥水剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤を使用することができる。
【００１９】
そして上記のイソシアネート化合物粘結剤をけい砂などの鋳型用の耐火骨材の表面に被覆することによって、本発明で使用するレジンコーテッドサンドを得ることができるものである。
【００２０】
耐火骨材にフェノール系樹脂粘結剤を被覆するにあたっては、ドライホットコート法、コールドコート法、セミホットコート法、粉末溶剤法などで行なうことができる。
【００２１】
ドライホットコート法は、固形のイソシアネート化合物粘結剤を１００〜１８０℃に加熱した耐火骨材に添加して混合し、耐火骨材による加熱によって固形イソシアネート化合物粘結剤を溶融させて、イソシアネート化合物粘結剤で耐火骨材の表面をコートさせ、しかる後にこの混合を保持したまま冷却することによって、粒状でさらさらしたレジンコーテッドサンドを得る方法である。
【００２２】
コールドコート法は、イソシアネート化合物粘結剤をそのままで、あるいは溶剤に溶解又は希釈し、これを耐火骨材に添加して混合し、溶剤を揮発させたりすることによって、さらさらとしたあるいは湿態状のレジンコーテッドサンドを得る方法である。
【００２３】
セミホットコート法は、上記溶剤に溶解した液状のイソシアネート化合物粘結剤を５０〜９０℃に加熱した耐火骨材に添加混合することによってレジンコーテッドサンドを得る方法である。
【００２４】
粉末溶剤法は、固形のイソシアネート化合物粘結剤を粉砕し、この粉砕粘結剤を耐火骨材に添加してさらに溶剤を添加し、これを混合することによってレジンコーテッドサンドを得る方法である。
【００２５】
耐火骨材とイソシアネート化合物粘結剤との混合割合は、鋳型として要求される性能によって変動があり、特に制限されるものではないが、耐火骨材１００重量部に対してイソシアネート化合物粘結剤を樹脂分換算で０．５〜４重量部程度が好ましい。またこの混合の際に必要に応じて硬化剤、硬化触媒、ワックス類、耐火骨材と粘結剤とを親和させるためのシランカップリング剤などの各種のカップリング剤等を配合することができる。
【００２６】
次に、上記のように調製されるレジンコーテッドサンドを用いて鋳型を製造する方法の一例を図１を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、内部に成形用空所３を設けて形成した型１の上面に注入孔４が設けてあり、型１の下面には金網等の網５で塞いだベントホール６が設けてある。この型は縦割りあるいは横割に割ることができるようになっている。またレジンコーテッドサンド２はホッパー７内に貯蔵してあり、ホッパー７にはコック８付きの空気供給管９が接続してある。そしてホッパー７の下端のノズル口９ａを型１の注入孔４に合致させた後、コック８を閉から開に切り代えることによって、ホッパー７内に１ｋｇｆ／ｃｍ²程度の圧力で空気を吹き込んで加圧し、ホッパー７内のレジンコーテッドサンド２を図１（ｂ）のように型１内に吹き込んで、型１の成形用空所３内にレジンコーテッドサンド２を充填する。ベントホール６は網５で塞いであるので、レジンコーテッドサンド２がベントホール６から洩れ出すことはない。
【００２７】
上記のように型１内にレジンコーテッドサンド２を充填した後、型１の注入孔４からホッパー７を外すと共に図１（ｃ）のように水蒸気パイプ１０を接続し、コック１１を開いて型１の成形用空所３内に水蒸気を吹き込む。この水蒸気としては、飽和水蒸気をさらに加熱してその飽和温度以上に上げた過熱蒸気を用いることもできる。水蒸気は型１内に充填されたレジンコーテッドサンド２の粒子間を通過してレジンコーテッドサンド２を加熱した後、網５を通してベントホール６から排出される。このように水蒸気を吹き込むことによって、型１内のレジンコーテッドサンド２の全体を瞬時に加熱し、イソシアネート化合物粘結剤の硬化を促進させると共に硬化に至らせることができる。また水蒸気の元である水はイソシアネート化合物の硬化剤ともなり、硬化剤無添加のイソシアネート化合物粘結剤を用いたレジンコーテッドサンドを硬化させることもできるものである。さらにイソシアネート化合物は１００℃以上の温度にさらされることで、自己重合反応を起こして硬化する。
【００２８】
従って、型１を高温に加熱しておく必要がなく、水蒸気による加熱でイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることができるものであり、また型１内のレジンコーテッドサンド２の全体を水蒸気によって均一に短時間で加熱することができ、安定して短時間にイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることができるものである。しかも、硬化剤や硬化触媒のような有害化学物質の蒸気を型１内に吹き込む場合のような、作業環境を悪化させるようなこともなくなるものである。型１内のレジンコーテッドサンド２のイソシアネート化合物粘結剤を硬化させるこの水蒸気としては、温度が１１０〜１８０℃程度、蒸気圧が１．５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²程度のものが好ましく、このように比較的低温の水蒸気によってイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることができ、高温で加熱してイソシアネート化合物粘結剤を硬化させる場合のような、急激な硬化反応に伴ってイソシアネート化合物のガスが発生することを抑制することができるものであり、またイソシアネート化合物のガスが多少発生しても、水蒸気の水分に吸収されて洗い流されると共に水分で硬化するため、作業環境を悪化させる臭気の発生を防ぐことができるものである。
【００２９】
またここで既述のように、臭気の少ない硬化触媒を用いる場合には、型１に水蒸気を吹き込む際に同時に、硬化触媒を吹き込むようにしてもよい。図２はこの場合に用いる装置の一例を示すものであり、まずレジンコーテッドサンド２を図１（ｂ）のように型１内に充填した後、図２に示すように、型１の注入孔４に硬化触媒吹き込み筒１３の先端のノズル口をセットする。硬化触媒吹き込み筒１３内には金網１４が張ってあり、金網１４の上には硬化触媒を染み込ませた脱脂綿１５が配置してある。また硬化触媒吹き込み筒１３の後端にはコック１６付きの水蒸気供給管１７が接続してある。そして水蒸気供給管１７から上記と同様な条件の水蒸気を硬化触媒吹き込み筒１３内に吹き込むことによって、脱脂綿１５に染み込ませた硬化触媒を水蒸気と混合させ、硬化触媒吹き込み筒１３から水蒸気と硬化触媒との混合蒸気を型１内に吹き込むことができるものである。このように型１に水蒸気を吹き込む際に同時に硬化触媒を吹き込むようにすれば、レジンコーテッドサンド２に被覆したフェノール系樹脂粘結剤やイソシアネート化合物粘結剤に硬化触媒を予め混合しておく必要がなくなり、レジンコーテッドサンド２の粘結剤の保存安定性が高くなるものである。
【００３０】
上記のように型１内に充填したレジンコーテッドサンド２のイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることによって、型１内で鋳型を成形することができるものであり、鋳型は型１を割ることによって取り出すことができる。ここで、型１内に吹き込んだ水蒸気が凝縮することを防止するために、型１を予め加熱しておいてもよい。また水蒸気によって鋳型内に含有されることになる水分を除去するために、鋳型を乾燥機などに入れて乾燥するようにしてもよい。このように加熱乾燥することによって鋳型の粘結剤が養生され、鋳型の強度を向上させることができるものである。
【００３１】
尚、イソシアネート化合物粘結剤で被覆したレジンコーテッドサンド２に、フェノール系樹脂粘結剤で被覆したレジンコーテッドサンド２を混合し、この混合したレジンコーテッドサンド２を上記のように型１に充填して、鋳型を製造するようにすることもできる。
【００３２】
【実施例】
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３３】
（実施例１）
フラッタリーけい砂１０ｋｇをワールミキサーに入れ、ＮＣＯ含量３１．０％、２５℃における粘度１８５ｃｐｓのポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート）を２００ｇ加えて９０秒間混練した後、ワールミキサーから払い出すことによって、液量が重量比率で２％の湿態状のレジンコーテッドサンドを得た。
【００３４】
次に、図１（ａ）のような直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒状の成形用空所３を設けた型１を用い、レジンコーテッドサンド２をホッパー７から１ｋｇｆ／ｃｍ²の空気圧で１０秒間吹き込むことによって、図１（ｂ）のように型１に吹き込み充填した。次いでこの型１に図１（ｃ）のように水蒸気パイプ１０を接続し、温度１５１℃、蒸気圧５ｋｇｆ／ｃｍ²の水蒸気を３０秒間吹き込んだ後、直ちに型１から脱型することによって、直径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒状の評価用鋳型を得た。
【００３５】
（実施例２）
型１を予め１００℃に加熱して用いるようにした他は、実施例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００３６】
（実施例３）
硬化触媒として融点１５９．８℃の極低臭気のトリエチレンジアミン０．４ｇをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド５ｇに溶解してワールミキサーに加えるようにした他は、実施例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００３７】
（実施例４）
型１を予め１００℃に加熱して用いるようにした他は、実施例３と同様にして評価用鋳型を得た。
【００３８】
（実施例５）
フラッタリーけい砂１０ｋｇをワールミキサーに入れ、ＮＣＯ含量２１．８％、融点１４０℃の固体のトリレンジイソシアネートの２〜３量体２００ｇをテトラヒドロフラン１００ｇに溶解させた溶液を加え、フラッタリーけい砂がサラサラとするまで混練した後、ミキサーより払い出した。これをさらに紙上に広げて風乾してテトラヒドロフランを揮散させ、自由流動性を有するレジンコーテッドサンドを得た。そしてこのレジンコーテッドサンドを用いるようにした他は、実施例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００３９】
（実施例６）
型１を予め１００℃に加熱して用いるようにした他は、実施例３と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４０】
（実施例７）
フラッタリーけい砂１０ｋｇをワールミキサーに入れ、実施例１と同じイソシアネートを１００ｇ加えて３０秒間混練し、さらにグリセリン１００ｇを加えて６０秒間混練した後、ワールミキサーから払い出すことによって、湿態状のレジンコーテッドサンドを得た。そしてこのレジンコーテッドサンドを用いるようにした他は、実施例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４１】
（実施例８）
型１を予め１００℃に加熱して用いるようにした他は、実施例３と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４２】
（実施例９）
実施例７で得たレジンコーテッドサンド２を図１（ｂ）のように型１内に充填した後、図２に示すように、型１の注入孔４に硬化触媒吹き込み筒１３をセットした。硬化触媒吹き込み筒１３内には金網１４を張ると共に金網１４の上に硬化触媒として融点が１５９．８℃で極低臭気のトリエチレンジアミンの２重量％水溶液を染み込ませた脱脂綿１５が配置してあり、硬化触媒吹き込み筒１３に接続した水蒸気供給管１７から温度１５１℃、蒸気圧５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で水蒸気を送り込むことによって、水蒸気とトリエチレンジアミンとの混合蒸気を３０秒間、硬化触媒吹き込み筒１３から型１内に吹き込んだ後、直ちに型１から脱型することによって評価用鋳型を得た。
【００４３】
（実施例１０）
ポリメリックＭＤＩ（三井化学株式会社製「コスモネート２００」）７００重量部に芳香族炭化水素系溶剤（エクソン化学株式会社製「ソルベッソ１００」）を３００重量部加えて溶解させ、２５℃における粘度が８０センチポアズのイソシアネート化合物粘結剤を得た。そしてフラッタリーけい砂１０ｋｇをワールミキサーに入れ、このイソシアネート化合物粘結剤１００ｇを加えて６０秒間混練した後、払い出すことによって、湿態状のイソシアネート化合物粘結剤被覆のレジンコーテッドサンドを得た。
【００４４】
また別に、反応容器にフェノール９４０重量部、３７％ホルマリン６４９重量部、シュウ酸４．７重量部を仕込み、約６０分を要して還流させ、そのまま１２０分間反応させた。このものを常圧で内温１６０℃まで脱水を行なった後、１００トールで減圧脱水を行なうことによって、軟化点が９５℃の固形ノボラック型フェノール樹脂のフェノール系樹脂粘結剤を得た。そして１４５℃に加熱したフラッタリーけい砂３０ｋｇをワールミキサーに入れ、このフェノール系樹脂粘結剤３００ｇを加えて３０秒間混練した後、水４５０ｇを加えて砂粒が崩壊するまで混練した後、払い出してエアーレーションを行ない、樹脂量が重量比率で１％の自由流動性のあるフェノール系樹脂粘結剤被覆のレジンコーテッドサンドを得た。
【００４５】
そしてイソシアネート化合物粘結剤被覆のレジンコーテッドサンドとフェノール系樹脂粘結剤被覆のレジンコーテッドサンドをそれぞれ５ｋｇずつ取ってミキサーに入れ、３０秒間混合した後に払い出すことによって、２種混合のレジンコーテッドサンドを得た。後は、このレジンコーテッドサンドを用いるようにした他は、実施例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４６】
（比較例１）
実施例１で得たレジンコーテッドサンド２を図１（ｂ）のように型１内に充填した後、図２に示すように、型１の注入孔４に硬化触媒吹き込み筒１３をセットした。硬化触媒吹き込み筒１３内には金網１４を張ると共に金網１４の上にトリエチルアミンを染み込ませた脱脂綿１５が配置してあり、硬化触媒吹き込み筒１３の後端には上記の水蒸気供給管１７の代わりにコック１６付きの空気供給管１７が接続してある。そして空気供給管１８から硬化触媒吹き込み筒１３に１ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で空気を供給することによって、空気とトリエチルアミンとの混合気体を１０秒間、硬化触媒吹き込み筒１３から型１内に吹き込んだ後、直ちに型１から脱型することによって評価用鋳型を得た。
【００４７】
（比較例２）
実施例５で得たレジンコーテッドサンドを用いるようにした他は、比較例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４８】
（比較例３）
実施例７で得たレジンコーテッドサンドを用いるようにした他は、比較例１と同様にして評価用鋳型を得た。
【００４９】
上記の実施例１〜１０及び比較例１〜３において、鋳型の造型時の臭いと、脱型時の臭いを、作業者の臭覚によって評価した。また、鋳型の脱型直後の圧縮強さと、鋳型を１０５℃の乾燥機中で６０分養生して冷却した後の圧縮強さを測定した。またこの養生後に乾燥機から出したときの臭いを作業者の臭覚によって評価した。これらの結果を表１及び表２に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【表２】

表１及び表２にみられるように、各実施例のものは、造型時の臭気が少ないのに対し、各比較例のものは臭気が強く、作業環境が悪いものであった。また造型後の臭いにも各実施例のものと各比較例のものは大きな差があった。圧縮強さについては、実施例５，６と比較例２とを比較すると大きな差があることが判る。これは実施例のものは水蒸気の熱と水分とによりけい砂の表面の固形状の粘結剤被膜が溶融し、硬化が進行しているのに対して、比較例のものはその温度に達していないため、硬化触媒を吹き込んでいるのにもかかわらず、反応をするには至っていないからであると考えられる。また実施例、比較例のいずれのものも、養生後の圧縮強さは養生前に比較して高くなっているが、その程度は比較例のほうが小さいものであった。これは、比較例のものでは熱による劣化が始まっているからであると考えられる。
【００５２】
【発明の効果】
上記のように本発明は、イソシアネート化合物粘結剤を耐火骨材に混合して調製されるレジンコーテッドサンドを型内に充填し、この型内に水蒸気として１１０℃以上の温度の水蒸気あるいは過熱蒸気を吹き込んで水蒸気により加熱することによって、イソシアネート化合物粘結剤を硬化させるようにしたので、水蒸気によって型内のレジンコーテッドサンドの全体を瞬時に加熱してイソシアネート化合物粘結剤を硬化させることができ、型を高温に加熱しておく必要がなく、安定して短時間に鋳型を造型することができるものであり、しかも硬化剤や硬化触媒のような有害化学物質の蒸気を型内に吹き込む場合や、型を高温に加熱して粘結剤を硬化させる場合のような、有害物質によって作業環境を悪化させるようなことがなくなるものである。
【００５３】
また請求項２の発明は、型内に水蒸気と同時に硬化触媒を吹き込んでイソシアネート化合物粘結剤を硬化させるようにしたので、レジンコーテッドサンドに被覆したフェノール系樹脂粘結剤やイソシアネート化合物粘結剤に硬化触媒を予め混合しておく必要がなくなり、レジンコーテッドサンドの保存安定性が高くなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例及び比較の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１型
２レジンコーテッドサンド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold used for casting.
[0002]
[Prior art]
Currently used molds include ordinary molds that use clay as a binder, such as green sand molds, high pressure molds, and high speed molds, as well as thermosetting molds, self-hardening molds, gas curing molds, precision casting molds, etc. It is classified into a special mold using a binder and other molds.
[0003]
Ordinary molds are the most common molds and are still the center of molds because they can be used repeatedly and are inexpensive. However, since ordinary molds use clays, linseed oil, etc. as a binder, it takes a long time of several tens of minutes to several hours at a temperature of 170 to 180 ° C. when the mold is heated and set. In addition to being low, there is a risk that mold deformation such as sagging deformation or collapse will occur in the mold during a heating set that requires a long time. Further, since a large amount of gas is generated during casting, there is a problem that the mold is easily damaged by the gas pressure or defects in the casting are easily generated.
[0004]
On the other hand, special molds use a curable binder, and can cure the binder quickly by heat curing or room temperature curing using a combination of a curing agent and a curing catalyst, etc., and high productivity and stable quality. This special mold can be molded by handing, casting, blowing, etc. to cure the curable binder, and then split horizontally, vertically, dump box method, etc. It is manufactured by extracting the model at
[0005]
Thermosetting molds that are one of the special molds include a shell mold method and a Komatsu KY method. A phenol resin is used for these binders, and resin-coated sand having free fluidity at room temperature prepared by coating the surface of a refractory aggregate with a thermosetting resin binder is used. Then, the resin-coated sand is blown into the cavity of a heated mold, or a dump box type in which a resin-coated sand is thermally fused to the surface of a mold heated to 250 ° C. or higher with a gas burner or an electric heater. There is a method of making a mold by thermosetting the binder. However, in this case, in order to improve productivity, there is a problem that it is necessary to raise the temperature of the mold, and heating at such a high temperature is accompanied by a rapid reaction when the phenol resin is cured. As a result, ammonia gas, formaldehyde, phenol, and the like are generated, causing a problem that the working environment is deteriorated.
[0006]
Self-hardening molds include ester curing molds, N process, phenol urethane molds, polyol urethane self-hardening molds, flan no bake molds, phenol no bake molds, ester cured phenol no bake molds, reduced pressure molding methods, SV process molding methods, There is a ball sand process. Among these, a self-hardening mold using an organic substance such as a thermosetting resin as a binder is a refractory aggregate, a thermosetting resin, a curing agent for curing the thermosetting resin at room temperature, and curing. It is a mold obtained by filling a mold with resin-coated sand prepared by kneading a strong acid such as an organic acid or inorganic acid as a catalyst in a mixer, curing at room temperature and curing the binder, and then removing the mold. . In this case, since the curing of the binder is progressing together with the preparation of the resin-coated sand, there is a possibility that the mold may be poorly filled unless the work is completed in a short time, or the strength of the mold may be reduced. There is a problem that stable molding is difficult.
[0007]
Examples of the gas curing mold include a CO ₂ process, an organic CO ₂ process, a VRH process, an amine cold box mold, and an ester cold box mold. Of these, gas curing molds using organic substances as binders are filled with resin-coated sand prepared by kneading refractory aggregates and binders with a mixer, or filled by hand, etc. This is a mold obtained by blowing a gas that reacts with the binder or a reaction catalyst gas to cure at room temperature, and then curing the binder and then removing the mold. In the case of this gas-curing mold, the pot life of the resin-coated sand is longer than that of the self-curing mold, and the curing time is extremely short.
[0008]
However, in the case of resin-coated sand using an organic binder such as a thermosetting resin, in order to cure at room temperature, a gas such as tertiary amine, SO ₂ , methyl formate is blown and cured. Most of these chemicals are harmful, have a low boiling point, are difficult to handle, must be handled with extreme care, such as wearing a gas, and the gas remaining in the mold cannot be released into the atmosphere. Therefore, there has been a problem that complicated operations such as neutralization with chemicals or treatment after absorption in a liquid are required.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points. It is not necessary to heat the mold to a very high temperature, the mold can be produced stably in a short time, and there is no need to use harmful chemical substances. It is an object of the present invention to provide a mold manufacturing method that can manufacture a mold without generating poisonous gas.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the mold production method according to the present invention, a resin-coated sand prepared by mixing an isocyanate compound binder with a refractory aggregate is filled in a mold, and water vapor at a temperature of 110 ° C. or higher is used as water vapor in the mold. The isocyanate compound binder is hardened by blowing superheated steam and heating with steam . In addition, this applicant calls this method a steam blow molding method (Steam blow molding process).
[0011]
The invention of claim 2 is characterized in that a curing catalyst is blown into the mold simultaneously with water vapor to cure the isocyanate compound binder.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0013]
In the present invention, an isocyanate compound is used as the binder. And as a curing agent, a compound containing an active hydrogen that easily reacts with an isocyanate group, for example, water, a polyol, an amine compound, a carboxyl compound, and the like are blended, and as a curing catalyst, an amine, an organic metal salt, and the like are blended, It can be used by making it thermosetting self-curing. The curing catalyst may be blended into the binder as described above, or a curing catalyst with less odor may be blown simultaneously with blowing steam into the mold as described later.
[0014]
The isocyanate compound used as a binder is not particularly limited as long as it has two or more -NCO groups, but 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, dianisidine diisocyanate, m-xylene diisocyanate. , Aromatic isocyanates such as naphthalene diisocyanate and metaxylylene diisocyanate, aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, lysine diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, block-type poly Isocyanate, polyol-modified isocyanate, carbodiimide isocyanate, dimer of isocyanate, iso It is possible to use a liquid or powdered one such as an trimer of anate, triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenol isocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, chlorophenylene 2,4-diisocyanate, tolylene diisocyanate oligomer, etc. it can. Of course, these may be used alone or in combination.
[0015]
The isocyanate compound can be cured with water of steam blown into the mold as described later, or can be cured with the heat of water vapor, but a curing agent can be blended as described above. The curing agent is not particularly limited, but ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, 1,6-hexanediol, heptanediol, octanediol, 1,4-butynediol, diethylene glycol, neodymium Diols such as pentyl glycol, triols such as trimethylolpropane and glycerin, and phenol resins can be used. Polyether propylene glycol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) glycol, poly (oxy Diols such as butylene) glycol and poly (oxytetramethylene) glycol, poly (oxypropylene) triol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) tri Lumpur, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) poly triol such as (oxypropylene) triol, can be used sorbitol as other, pentaerythritol, Gerhard closed, starch and the like. These may be used alone or in combination of a plurality of types. Water is also frequently used as a moisture absorption curable curing agent.
[0016]
Curing catalysts include trimethylamine, dimethylethylamine, monomethyldiethylamine, triethylamine, diethylpropylamine, monoethylpropylamine, tripropylamine, ammonia, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N, N-dimethylbenzylamine, N, N-dimethyllaurylamine, N, N-dimethylpiperazine, triethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropyldiamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-butanediamine, N, N, N', N'-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine,
[0017]
[Chemical 1]

, Amines such as melamine, urea, imidazole, hexamethylenetetramine, stannous octoate, dibutyltin di-2-ethylhexaate, resin, 2-ethylenehexoate, sodium o-phenylphenate, potassium oleate, sodium lead nitrate, Illustrative salts such as tetra (2-ethylhexyl) titanate, stannic chloride, ferric chloride, ferric 2-ethylhexoate iron, cobalt 2-ethylhexoate, zinc naphthenate, antimony trichloride, etc. be able to.
[0018]
In addition, in order to reduce the hygroscopicity of the resin-coated sand prepared using the binder and the binder, and the hygroscopicity of the cured mold and a decrease in strength, ethylene bisoleic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, Methylene bis-stearic acid amide, oxystearic acid amide, palmitic acid amide, calcium stearate, aluminum stearate, zinc stearate and other aliphatic waxes, carnauba wax, olefin wax and other water repellents, γ-aminopropyltriethoxy Coupling agents such as silane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane can be used.
[0019]
The resin-coated sand used in the present invention can be obtained by coating the above-mentioned isocyanate compound binder on the surface of a refractory aggregate for casting such as silica sand.
[0020]
In coating the fireproof aggregate with the phenolic resin binder, it can be performed by a dry hot coating method, a cold coating method, a semi-hot coating method, a powder solvent method, or the like.
[0021]
In the dry hot coating method, a solid isocyanate compound binder is added to and mixed with a refractory aggregate heated to 100 to 180 ° C., and the solid isocyanate compound binder is melted by heating with the refractory aggregate to obtain an isocyanate compound. In this method, the surface of the refractory aggregate is coated with a binder, and then cooled while maintaining this mixing, thereby obtaining a granular and free-flowing resin-coated sand.
[0022]
In the cold coating method, the isocyanate compound binder is dissolved or diluted in a solvent as it is, added to a refractory aggregate, mixed, and the solvent is volatilized, so that the solvent is volatilized or wet. This is a method for obtaining a resin-coated sand.
[0023]
The semi-hot coating method is a method of obtaining a resin-coated sand by adding and mixing a liquid isocyanate compound binder dissolved in the above solvent to a refractory aggregate heated to 50 to 90 ° C.
[0024]
The powder solvent method is a method of obtaining a resin-coated sand by pulverizing a solid isocyanate compound binder, adding the pulverized binder to a refractory aggregate, adding a solvent, and mixing the mixture.
[0025]
The mixing ratio of the refractory aggregate and the isocyanate compound binder varies depending on the performance required as a mold and is not particularly limited. However, the isocyanate compound binder is added to 100 parts by weight of the refractory aggregate. About 0.5 to 4 parts by weight in terms of resin content is preferable. In addition, various kinds of coupling agents such as a silane coupling agent for making the curing agent, the curing catalyst, the wax, the refractory aggregate and the binding agent compatible with each other can be blended as necessary. .
[0026]
Next, an example of a method for producing a mold using the resin-coated sand prepared as described above will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1 (a), an injection hole 4 is provided on the upper surface of a mold 1 formed by providing a molding cavity 3 therein, and the bottom surface of the mold 1 is closed by a net 5 such as a metal mesh. A hole 6 is provided. This type can be divided vertically or horizontally. The resin-coated sand 2 is stored in a hopper 7, and an air supply pipe 9 with a cock 8 is connected to the hopper 7. Then, after the nozzle port 9a at the lower end of the hopper 7 is matched with the injection hole 4 of the mold 1, the cock 8 is switched from closed to open so that air is blown into the hopper 7 at a pressure of about 1 kgf / cm ^2. The resin-coated sand 2 in the hopper 7 is blown into the mold 1 as shown in FIG. 1 (b), and the resin-coated sand 2 is filled into the molding space 3 of the mold 1. Since the vent hole 6 is blocked by the net 5, the resin coated sand 2 does not leak from the vent hole 6.
[0027]
After the resin-coated sand 2 is filled in the mold 1 as described above, the hopper 7 is removed from the injection hole 4 of the mold 1 and the steam pipe 10 is connected as shown in FIG. Steam is blown into the molding cavity 1. As this water vapor, superheated steam obtained by further heating saturated water vapor and raising it to the saturation temperature or higher can also be used. The water vapor passes between the particles of the resin-coated sand 2 filled in the mold 1 to heat the resin-coated sand 2 and then is discharged from the vent hole 6 through the net 5. By blowing water vapor in this way, the entire resin-coated sand 2 in the mold 1 can be instantaneously heated to accelerate the curing of the isocyanate compound binder and to cure. Water, which is the source of water vapor, also serves as a curing agent for the isocyanate compound, and can cure the resin-coated sand using the isocyanate compound binder without adding a curing agent. Furthermore, when the isocyanate compound is exposed to a temperature of 100 ° C. or higher, it undergoes a self-polymerization reaction and is cured.
[0028]
Therefore, it is not necessary to heat the mold 1 to a high temperature, and the isocyanate compound binder can be cured by heating with steam, and the entire resin-coated sand 2 in the mold 1 is uniformly made with steam. It can be heated in a short time, and the isocyanate compound binder can be cured stably in a short time. In addition, the work environment is not deteriorated as in the case where a vapor of a harmful chemical substance such as a curing agent or a curing catalyst is blown into the mold 1. As the steam to cure the isocyanate compound binder of resin-coated sand 2 in the mold 1, the temperature is about 110 to 180 ° C., those having a vapor pressure of about 1.5~10kgf / cm ² Preferably, thus Isocyanate compound binder can be cured by relatively low temperature water vapor, and isocyanate compound gas is generated along with a rapid curing reaction, such as when the isocyanate compound binder is cured by heating at a high temperature. In addition, even if some amount of isocyanate compound gas is generated, it is absorbed into water vapor and washed away and hardens with water, thus preventing the generation of odors that deteriorate the working environment. Is something that can be done.
[0029]
Further, as described above, when a curing catalyst having a low odor is used, the curing catalyst may be blown at the same time when water vapor is blown into the mold 1. FIG. 2 shows an example of an apparatus used in this case. First, the resin-coated sand 2 is filled in the mold 1 as shown in FIG. 1B, and then the injection hole of the mold 1 is shown in FIG. 4, the nozzle opening at the tip of the curing catalyst blowing cylinder 13 is set. A metal mesh 14 is stretched in the curing catalyst blowing cylinder 13, and absorbent cotton 15 impregnated with the curing catalyst is disposed on the metal mesh 14. A steam supply pipe 17 with a cock 16 is connected to the rear end of the curing catalyst blowing cylinder 13. Then, by blowing steam under the same conditions as above from the steam supply pipe 17 into the curing catalyst blowing cylinder 13, the curing catalyst soaked in the absorbent cotton 15 is mixed with the steam, and the steam and curing catalyst are mixed from the curing catalyst blowing cylinder 13. The mixed steam can be blown into the mold 1. Thus, if the curing catalyst is blown at the same time when steam is blown into the mold 1, it is necessary to previously mix the curing catalyst with the phenol resin binder or isocyanate compound binder coated on the resin-coated sand 2. The storage stability of the binder of the resin-coated sand 2 is improved.
[0030]
By curing the isocyanate compound binder of the resin-coated sand 2 filled in the mold 1 as described above, the mold can be molded in the mold 1, and the mold is taken out by breaking the mold 1. be able to. Here, in order to prevent the water vapor blown into the mold 1 from condensing, the mold 1 may be heated in advance. Moreover, in order to remove the water | moisture content which will be contained in a casting_mold | template with water vapor | steam, you may make it dry by putting a casting_mold | template in a dryer. By heating and drying in this manner, the binder of the mold is cured, and the strength of the mold can be improved.
[0031]
The resin-coated sand 2 coated with a phenolic resin binder is mixed with the resin-coated sand 2 coated with an isocyanate compound binder, and the mold 1 is filled with the mixed resin-coated sand 2 as described above. Thus, a mold can be manufactured.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
[0033]
(Example 1)
By putting 10 kg of fluttered silica sand in a whirl mixer, adding 200 g of polymer MDI (polymethylene polyphenyl polyisocyanate) having an NCO content of 31.0% and a viscosity of 185 cps at 25 ° C. for 90 seconds, and then discharging from the whirl mixer A wet resin-coated sand having a liquid amount of 2% by weight was obtained.
[0034]
Next, using a mold 1 provided with a cylindrical molding cavity 3 having a diameter of 50 mm and a height of 50 mm as shown in FIG. 1A, the resin-coated sand 2 is removed from the hopper 7 at an air pressure of 1 kgf / cm ^2. By blowing for 1 second, the mold 1 was blown and filled as shown in FIG. Next, a steam pipe 10 is connected to the mold 1 as shown in FIG. 1C, and steam having a temperature of 151 ° C. and a steam pressure of 5 kgf / cm ² is blown for 30 seconds, and then immediately removed from the mold 1 to obtain a diameter. A cylindrical evaluation mold having a size of 50 mm and a height of 50 mm was obtained.
[0035]
(Example 2)
A mold for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mold 1 was heated to 100 ° C. in advance.
[0036]
(Example 3)
Evaluation mold in the same manner as in Example 1 except that 0.4 g of ultra-low odor triethylenediamine having a melting point of 159.8 ° C. was dissolved in 5 g of N, N-dimethylformamide as a curing catalyst and added to a whirl mixer. Got.
[0037]
Example 4
An evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mold 1 was heated to 100 ° C. in advance.
[0038]
(Example 5)
Add 10 kg of fluttery silica sand to a whirl mixer, add a solution of 200 g of a solid tolylene diisocyanate having an NCO content of 21.8% and a melting point of 140 ° C. dissolved in 100 g of tetrahydrofuran. After kneading, the mixture was discharged from the mixer. This was further spread on paper and air-dried to volatilize tetrahydrofuran to obtain a resin-coated sand having free fluidity. An evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 1 except that this resin-coated sand was used.
[0039]
(Example 6)
An evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mold 1 was heated to 100 ° C. in advance.
[0040]
(Example 7)
Add 10 kg of flattered silica sand to a whirl mixer, add 100 g of the same isocyanate as in Example 1 and knead for 30 seconds, add 100 g of glycerin and knead for 60 seconds, and then discharge from the whirl mixer to give a wet resin Obtained coated sand. An evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 1 except that this resin-coated sand was used.
[0041]
(Example 8)
An evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mold 1 was heated to 100 ° C. in advance.
[0042]
Example 9
After the resin-coated sand 2 obtained in Example 7 was filled in the mold 1 as shown in FIG. 1B, the curing catalyst blowing cylinder 13 was set in the injection hole 4 of the mold 1 as shown in FIG. In the curing catalyst blowing cylinder 13, a wire mesh 14 is stretched, and absorbent cotton 15 impregnated with a 2 wt% aqueous solution of triethylenediamine having a melting point of 159.8 ° C. and an extremely low odor is disposed on the wire mesh 14. Then, by sending steam at a temperature of 151 ° C. and a steam pressure of 5 kgf / cm ² from a steam supply pipe 17 connected to the curing catalyst blowing cylinder 13, a mixed steam of water vapor and triethylenediamine is fed for 30 seconds to the curing catalyst blowing cylinder 13. After being blown into the mold 1, the mold for evaluation was obtained by immediately removing the mold from the mold 1.
[0043]
(Example 10)
300 parts by weight of an aromatic hydrocarbon solvent (“Solvesso 100” manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) is added to 700 parts by weight of Polymeric MDI (“Cosmonate 200” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), and the viscosity at 25 ° C. is 80 The isocyanate compound binder of centipoise was obtained. Then, 10 kg of flattery silica sand was placed in a whirl mixer, 100 g of this isocyanate compound binder was added and kneaded for 60 seconds, and then discharged to obtain a resin coated sand coated with a wet isocyanate compound binder.
[0044]
Separately, 940 parts by weight of phenol, 649 parts by weight of 37% formalin, and 4.7 parts by weight of oxalic acid were charged in a reaction vessel, refluxed for about 60 minutes, and allowed to react for 120 minutes. This was dehydrated at normal pressure to an internal temperature of 160 ° C. and then dehydrated under reduced pressure at 100 Torr to obtain a phenolic resin binder of a solid novolac type phenol resin having a softening point of 95 ° C. Then, 30 kg of fluttered silica sand heated to 145 ° C. is placed in a whirl mixer, 300 g of this phenolic resin binder is added and kneaded for 30 seconds, 450 g of water is added and kneaded until the sand grains collapse, and then discharged to air. Then, a resin-coated sand coated with a phenolic resin binder having a free flow of 1% by weight of the resin was obtained.
[0045]
Then, 5 kg each of resin-coated sand coated with an isocyanate compound binder and resin-coated sand coated with a phenolic resin binder are put into a mixer, mixed for 30 seconds, and then discharged, whereby two types of resin-coated sand are mixed. Got. Thereafter, an evaluation mold was obtained in the same manner as in Example 1 except that this resin-coated sand was used.
[0046]
(Comparative Example 1)
After the resin-coated sand 2 obtained in Example 1 was filled in the mold 1 as shown in FIG. 1B, the curing catalyst blowing cylinder 13 was set in the injection hole 4 of the mold 1 as shown in FIG. Absorbent cotton 15 in which a wire mesh 14 is stretched and soaked with triethylamine is disposed on the wire mesh 14 in the curing catalyst blowing tube 13, and instead of the water vapor supply tube 17 at the rear end of the curing catalyst blowing tube 13. An air supply pipe 17 with a cock 16 is connected. After air is supplied from the air supply pipe 18 to the curing catalyst blowing cylinder 13 at a pressure of 1 kgf / cm ² , a mixed gas of air and triethylamine is blown into the mold 1 from the curing catalyst blowing cylinder 13 for 10 seconds. The mold for evaluation was obtained by immediately removing the mold from the mold 1.
[0047]
(Comparative Example 2)
An evaluation mold was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the resin-coated sand obtained in Example 5 was used.
[0048]
(Comparative Example 3)
An evaluation mold was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the resin-coated sand obtained in Example 7 was used.
[0049]
In said Examples 1-10 and Comparative Examples 1-3, the odor at the time of molding of a casting_mold | template and the odor at the time of mold removal were evaluated by the odor sense of the operator. Further, the compressive strength immediately after demolding of the mold and the compressive strength after the mold was cured in a dryer at 105 ° C. for 60 minutes and cooled were measured. Moreover, the odor when taking out from a dryer after this curing was evaluated by the odor sense of the worker. These results are shown in Tables 1 and 2.
[0050]
[Table 1]

[0051]
[Table 2]

As can be seen in Tables 1 and 2, the examples had less odor during molding, whereas the comparative examples had strong odor and a poor working environment. Also, the odor after molding was greatly different between the examples and the comparative examples. As for the compressive strength, it can be seen that when Examples 5 and 6 are compared with Comparative Example 2, there is a large difference. In this example, the solid binder film on the surface of the silica sand melts and cures due to the heat and moisture of water vapor, whereas the comparative example reaches that temperature. This is considered to be because the reaction was not reached despite the blowing of the curing catalyst. Moreover, although the compressive strength after curing was higher in both Examples and Comparative Examples than before curing, the degree was smaller in Comparative Examples. This is considered to be because the deterioration of the comparative example has begun.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the present invention fills a mold with resin-coated sand prepared by mixing an isocyanate compound binder with a refractory aggregate, and steam or superheated steam at a temperature of 110 ° C. or higher as steam in the mold. Since the isocyanate compound binder is cured by blowing water and heating with water vapor, the entire resin coated sand in the mold can be instantaneously heated with water vapor to cure the isocyanate compound binder. The mold does not need to be heated to a high temperature, and the mold can be stably formed in a short time. In addition, harmful chemical vapors such as curing agents and curing catalysts are blown into the mold. In addition, the work environment is not deteriorated by harmful substances, such as when the binder is cured by heating the mold to a high temperature. That.
[0053]
In the invention of claim 2, since the isocyanate compound binder is cured by blowing a curing catalyst into the mold simultaneously with water vapor, the phenolic resin binder or isocyanate compound binder coated on the resin-coated sand. It is no longer necessary to preliminarily mix a curing catalyst, and the storage stability of the resin-coated sand is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, and (a), (b), and (c) are cross-sectional views, respectively.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the present invention and a comparative example.
[Explanation of symbols]
1 type 2 resin coated sand

Claims

Filling the mold with resin-coated sand prepared by mixing an isocyanate compound binder with a refractory aggregate, blowing steam or superheated steam at a temperature of 110 ° C. or more into the mold as steam, and heating with steam A process for producing a mold, characterized in that an isocyanate compound binder is cured by

The method for producing a mold according to claim 1, wherein the isocyanate compound binder is cured by blowing a curing catalyst into the mold simultaneously with water vapor.