JP4452553B2 - ガスキュア型コールドボックス法鋳型用鋳型製造方法 - Google Patents
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Description
「新版 鋳型造型法」、社団法人鋳造技術普及協会発行、1988年、p.163
フェノール樹脂溶液、イソシアネート溶液及び粒状耐火性骨材を混練機で各成分が均一に混合するように混練する。粘結剤溶液は比較的低粘度なので、どのようなタイプの混練機でも容易に混練できるが、混練時に骨材の温度が上昇したり、粘結剤に含まれている溶剤が蒸発しやすい混練機は避けるべきである。粘結剤と骨材は−10〜50℃の範囲で混練するのが好ましい。鋳型製造用粘結剤組成物と粒状耐火性骨材とを混練して調製した混練砂は外気と極力接触しないようにする。混練砂はサンドホッパーに直接落とし込むのが好ましい。混練砂は、手込めあるいはブロー方式で、造型機の型枠に充填する。
硬化のために、型枠に充填された混練砂へ送り込んだN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンとキャリアガスの混合気体は、ポリオールであるフェノール樹脂とイソシアネート化合物の反応に対する触媒として作用した後、型枠から排出される。N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを含んだ気体を大気中に放出するのは、環境上好ましくなく、また鋳型製造の作業環境を劣悪にするので、排ガス処理装置でN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを回収して実質上無臭状態にしてから大気中へ放出する。排ガス処理装置としては洗浄塔方式があり、中和液として硫酸水溶液を使用する。
排ガス処理装置から触媒N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを回収した硫酸水溶液を耐食性の容器、槽に移しかえる。耐食性の容器、槽としては、ステンレス製容器、ガラスを被覆した金属容器、ポリエチレン製などの樹脂容器などが使用できる。
鋳型製作時に試験鋳型製作用金型を通気したN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンを含むガスは、試験鋳型製作用金型に接続された塩化ビニル製のパイプを通じて塩化ビニル製の容器に入れられた10wt%硫酸水溶液に通しN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンを硫酸水溶液に溶解、回収した。硫酸水溶液のpHが4以上になるとN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンが硫酸水溶液に溶解する量、すなわち、回収効率が急激に低下するので、pHが4になったら硫酸水溶液を交換する。N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンが溶解した上記の硫酸水溶液を、塩化ビニル製の容器に移し替え、この硫酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加し、N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンが溶液上部に液状の層として分離した後、この溶液を蒸留してN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンを回収した。回収したN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンは、再度、鋳型の硬化触媒として使用する。具体的な水酸化ナトリウムの添加量は、N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンが溶解したpH4の10wt%硫酸水溶液1000g当たり、127gであり、蒸留で回収できたN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンの量は155gであった。また、N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンが溶解した硫酸水溶液に水酸化ナトリウムを添加すると硫酸は硫酸ナトリウムとなる。この硫酸ナトリウム水溶液は10倍量の水で希釈して工業排水として処理した。
硬化触媒としてトリエチルアミンを使用した以外は、実施例1と同様にして、種々の通気時間で硬化した後、実施例1と同様に、硬化して鋳型となった部分の重量を測定した。測定結果を表1に示す。トリエチルアミンは市販の試薬特級を使用した。
Claims (10)
- ポリオールであるフェノール樹脂0.1〜3.0質量部とイソシアネート化合物0.1〜3.0質量部とを混合して、100質量部の粒状耐火性骨材を被覆し、該被覆された粒状耐火性骨材をガスキュア型コールドボックス法の鋳型製造用型枠内に充填して成形し、前記したポリオールであるフェノール樹脂に対して1質量%以上の質量のN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを気体状にして、硬化触媒として該鋳型製造用型枠の内部に注入し、注入された気体状のN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンが該鋳型製造用型枠の外部に最終的に排出された時に、排出された気体状のN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンの全量を硫酸水溶液に吸収させて気体状のN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンが大気中に放出されるのを防止し、N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンが溶解した硫酸水溶液に、該N,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよびN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンよりも塩基性の強い塩基性物質または塩基性水溶液を加えて、硫酸水溶液を塩基性にしてN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを硫酸水溶液上部に液層として析出させた後、この溶液の蒸留を行ってN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを液体として回収し、さらに脱水することによって、回収したN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよび/またはN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンを再度鋳型製造用硬化触媒として使用すること、を特徴とするガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したポリオールであるフェノール樹脂とイソシアネート化合物の合計量が、粒状耐火性骨材100質量部に対して0.2〜3.0質量部である、請求項1記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したポリオールであるフェノール樹脂がベンジリックエーテル型フェノール樹脂である、請求項1または請求項2記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したイソシアネート化合物がポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートである、請求項1〜3いずれかの項に記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したフェノール樹脂の重量平均分子量が500〜5000である、請求項1〜4いずれかの項に記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記した粒状耐火性骨材の平均粒径が50〜600マイクロメートルである、請求項1〜5いずれかの項に記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよびN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンよりも塩基性の強い塩基性物質が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムから選択される1種類または2種類以上の混合物である、請求項1記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記した塩基性物質が水酸化ナトリウムである請求項1記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記したN,N−ジメチル−N−イソプロピルアミンおよびN,N−ジメチル−N−n−プロピルアミンよりも塩基性の強い塩基性水溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムから選択される1種類または2種類以上の混合物の水溶液である、請求項1記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
- 前記した塩基性水溶液が水酸化ナトリウム水溶液である請求項1記載のガスキュア型コールドボックス法鋳造用鋳型製造方法。
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