JP6978366B2 - Method of manufacturing coated sand and mold using it, and method of recycling cast sand - Google Patents

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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、並びに鋳物砂の再生方法に関するものである。 The present invention relates to a coated sand, a method for producing a mold using the coated sand, and a method for regenerating cast sand.

従来より、金属溶湯の鋳造に用いられる鋳型の一つとして、耐火性骨材からなる鋳物砂を所定の粘結剤にて被覆してなるコーテッドサンドを用いて、目的とする形状に造型して得られたものが、用いられている。具体的には、日本鋳造工学会編の「鋳造工学便覧」第78〜90頁には、そのようなコーテッドサンドにおける粘結剤として、水ガラスの如き無機系粘結剤の他、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、従来から提案されている。 Conventionally, as one of the molds used for casting molten metal, coated sand made of refractory aggregate and coated with a predetermined binder is used to form a mold into a desired shape. The obtained one is used. Specifically, in "Casting Engineering Handbook" edited by the Japan Foundry Engineering Society, pages 78-90, as a binder in such coated sand, in addition to an inorganic binder such as water glass, a phenol resin and the like are used. Organic binders using resins such as furan resin and urethane resin have been clarified, and various methods for molding self-hardening molds using these binders have been conventionally proposed.

例えば、特許文献1(特開2012−76115号公報)においては、耐火性骨材(鋳物砂)の表面に、粘結剤として水ガラス等の所定の水溶性無機化合物を含有する固形のコーティング層が被覆されてなる、流動性が良好な粘結剤コーテッド耐火物(コーテッドサンド)が、明らかにされている。また、同文献には、そのような流動性が良好な粘結剤コーテッド耐火物(コーテッドサンド)を、鋳型造型のための成形型の成形キャビティ内に充填した後、その成形型内に水蒸気を通気せしめることにより、粘結剤コーテッド耐火物(コーテッドサンド)の固化が進行し、目的とする鋳型が得られる手法についても、明らかにされている。 For example, in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-76115), a solid coating layer containing a predetermined water-soluble inorganic compound such as water glass as a binder on the surface of a refractory aggregate (casting sand). A highly fluid binder coated refractory (coated sand), which is coated with, has been clarified. Further, in the same document, such a binder coated refractory (coated sand) having good fluidity is filled in a molding cavity of a molding mold for molding, and then steam is introduced into the molding mold. The method of solidifying the binder coated refractory (coated sand) by aeration and obtaining the desired mold has also been clarified.

ここで、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、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、従来より知られている。しかしながら、特許文献1に開示のものを始めとする、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にあっては、鋳造後の鋳型から鋳物砂(耐火性骨材)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せず、逆に焼結してしまって、鋳物砂(耐火性骨材)の表面に硬く張り付くため、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十分なものではなく、この点においても、未だ改善の余地が残されているのである。 Here, the coated sand composed of an inorganic binder such as water glass has a lower organic content than the coated sand using an organic binder, so that it is used during molding or casting. It has been conventionally known that the generation of various gases due to the heat of time is advantageously suppressed, and problems such as odor are unlikely to occur. However, in the case of coated sand constructed by using a conventional inorganic binder, such as those disclosed in Patent Document 1, the cast sand (fire-resistant aggregate) is recovered from the mold after casting. When the recovered sand is regenerated by roasting, the inorganic binder remaining on the surface of the recovered sand does not burn, but is sintered on the contrary, and the surface of the cast sand (fire-resistant aggregate) There is an inherent problem that it is difficult to regenerate because it sticks hard to the sand. In particular, in coated sand using water glass as an inorganic binder, the water glass is vitrified by the heat during casting, and the cast sand recovered after casting is roasted and polished. However, 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 does not have sufficient disintegration property of the template obtained by using it, and there is still room for improvement in this respect as well. ..

また、特許文献2(特許第5717242号公報)においては、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が被覆されていることを特徴とする粘結剤コーテッド耐火物(コーテッドサンド)が、明らかにされている。この従来の粘結剤コーテッド耐火物(コーテッドサンド)においては、水溶性無機化合物と熱硬化性樹脂とを混合して、コーティング層を形成しても良く、また個々のコーティング層をそれぞれ形成して、2層構造のコーテッドサンドにしても良いことが、明らかにされている。 Further, in Patent Document 2 (Patent No. 5717242), the surface of the refractory aggregate is coated with a solid coating layer containing a water-soluble inorganic compound and a thermosetting resin as a binder. The characteristic binder coated refractory (coated sand) has been clarified. In this conventional binder coated refractory (coated sand), a water-soluble inorganic compound and a thermosetting resin may be mixed to form a coating layer, or individual coating layers may be formed. It has been clarified that a two-layer coated sand may be used.

しかしながら、上記特許文献2の如きコーテッドサンドでは、水溶性無機化合物のアルカリ成分によって、熱硬化性樹脂がアルカリ劣化してしまうようになるため、特にアルカリ性の高い水溶性無機化合物を用いた場合において、材質の特性を考慮せずに、水溶性無機化合物と熱硬化性樹脂を混合したものや2層構造にしたものでは、水溶性無機化合物によるアルカリで熱硬化性樹脂が劣化して、コーティング層による結合力が低下することにより、鋳型強度が低下する恐れがあった。 However, in the coated sand as in Patent Document 2, the alkaline component of the water-soluble inorganic compound causes the thermosetting resin to be alkaline-deteriorated. Therefore, especially when a highly alkaline water-soluble inorganic compound is used, In the case of a mixture of a water-soluble inorganic compound and a thermosetting resin or a two-layer structure without considering the characteristics of the material, the thermosetting resin is deteriorated by the alkali of the water-soluble inorganic compound, and the coating layer is used. There was a risk that the mold strength would decrease due to the decrease in the binding force.

特開2012−76115号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-76115 特許第5717242号公報Japanese Patent No. 5717242

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景と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、水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によるコーティング層の劣化を抑え、高い鋳型強度を維持しつつ、鋳型の崩壊性に優れていると共に、鋳肌が良好であり、鋳物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。また、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有利に製造することが出来る方法や、かかるコーテッドサンドを用いた鋳型の製造方法、更には、そのような鋳型からの鋳物砂の再生方法を提供することをも、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 thereof is to suppress deterioration of the coating layer due to the alkaline component of the water-soluble inorganic binder and to have high mold strength. It is an object of the present invention to provide a coated sand which is excellent in the disintegration property of the mold, has a good casting surface, and is easy to regenerate the casting sand while maintaining the above. Further, the present invention has a method capable of advantageously producing coated sand having such excellent properties, a method for producing a mold using such coated sand, and further, a method for producing cast sand from such a mold. Providing a reproduction method is also a solution.

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。 The present invention can be suitably carried out in various embodiments listed below in order to solve the above-mentioned problems, and each of the embodiments described below is adopted in any combination. It is possible. It should be noted that the aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, and can be recognized based on the invention idea that can be grasped from the description of the entire specification. Should be understood.

(1) 耐火性骨材からなる鋳物砂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、アルカリ性の水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる固体 状の第二のコーティング層が形成されてなる少なくとも二層の被覆構造を呈する乾 態のコーテッドサンドにして、前記第一のコーティング層で被覆された鋳物砂が、 その50gを、前記水溶性無機粘結剤の3.0%濃度の溶液の50gに混合せしめ て、20℃の温度下で24時間保持したときに、該鋳物砂の第一のコーティング層 における固形分の30質量%以下の溶出量である特性を有するように構成されてい 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、熱可塑性樹脂及び架橋硬化性樹脂からなる群より選ばれてな る前記態様(1)に記載のコーテッドサンド。
(3) 前記架橋硬化性樹脂が、110秒以下のゲル化時間を有している前記態様(2) に記載のコーテッドサンド。
(4) 前記有機化合物が、架橋硬化性樹脂の硬化物である前記態様(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) 前記架橋硬化性樹脂の硬化物が、フェノール樹脂又はフェノールウレタン樹脂の 硬化物である前記態様(4)に記載のコーテッドサンド。
(6) 前記コーテッドサンドにおける含水分量が、1.5質量%以下である前記態様(
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) 前記第一のコーティング層の厚さが、0.1〜6μmである前記態様(1)乃至 前記態様(6)の何れか1つに記載のコーテッドサンド。
(8) 前記粘結剤組成物に、無機酸化物粒子が含有せしめられている前記態様(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) 前記無機酸化物粒子が、二酸化珪素粒子、酸化アルミニウム粒子及び酸化チタン 粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種である前記態様(8)に記載のコーテ ッドサンド。
(10) 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 種である前記態様(1)乃至前記態様(9)の何れか1つに記載のコーテッドサン ド。
(11) 前記態様(1)乃至前記態様(10)の何れか1つに記載のコーテッドサンド を、所定の成形型の成形キャビティ内に充填した後、水蒸気を通気させて、かかる 成形型内で保持し、固化乃至は硬化せしめることにより、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) 前記成形型が、80℃〜200℃の温度に加熱されている前記態様(11)に 記載の鋳型の製造方法。
(13) 前記態様(1)乃至前記態様(10)の何れか1つに記載のコーテッドサンド に、水を添加して、湿態化させ、その湿態状のコーテッドサンドを、成形型内に充 填した後、かかる成形型内で保持し、固化乃至は硬化せしめることにより、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。
(14) 前記成形型が、80℃〜300℃の温度に加熱されている前記態様(13)に 記載の鋳型の製造方法。
(15) 前記成形型の保持中に、該成形型内に熱風又は過熱水蒸気が通気せしめられる 前記態様(11)乃至前記態様(14)の何れか1つに記載の鋳型の製造方法。
(16) 前記態様(1)乃至前記態様(10)の何れか1つに記載のコーテッドサンド の固化物乃至は硬化物からなる鋳型を用いて、鋳造を行なった後、該鋳型から鋳物 砂を回収し、乾式再生処理を施して、再生砂を得ることを特徴とする鋳物砂の再生 方法。
(1) A solid first coating layer containing an organic compound is formed so as to cover the surface of cast sand made of fire-resistant aggregate, and further, the first coating layer is to be coated. In addition, a dry coated sand having a coating structure of at least two layers in which a solid second coating layer made of a binder composition containing an alkaline water-soluble inorganic binder is formed is prepared as described above. When the casting sand coated with one coating layer is mixed with 50 g of the 3.0% concentration solution of the water-soluble inorganic binder and held at a temperature of 20 ° C. for 24 hours. , A coated sand characterized by having a characteristic of an elution amount of 30% by mass or less of the solid content in the first coating layer of the casting sand.
(2) The coated sand according to the above aspect (1), wherein the organic compound is selected from the group consisting of a thermoplastic resin and a crosslink curable resin.
(3) The coated sand according to the above aspect (2), wherein the crosslinkable curable resin has a gelation time of 110 seconds or less.
(4) The coated sand according to any one of the above aspects (1) to (3), wherein the organic compound is a cured product of a crosslink curable resin.
(5) The coated sand according to the above aspect (4), wherein the cured product of the crosslinkable curable resin is a cured product of a phenol resin or a phenol urethane resin.
(6) The embodiment in which the water content in the coated sand is 1.5% by mass or less (6).
The coated sand according to any one of 1) to (5) above.
(7) The coated sand according to any one of the embodiments (1) to (6), wherein the thickness of the first coating layer is 0.1 to 6 μm.
(8) The coated sandwich according to any one of the above-mentioned embodiments (1) and (7), wherein the binder composition contains inorganic oxide particles.
(9) The coated sand according to the above aspect (8), wherein the inorganic oxide particles are at least one selected from the group consisting of silicon dioxide particles, aluminum oxide particles and titanium oxide particles.
(10) The embodiment (1) to the embodiment (9), wherein the water-soluble inorganic binder is at least one selected from the group consisting of water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum acid and potassium carbonate. ) Is described in any one of the coated sands.
(11) The coated sand according to any one of the above-mentioned embodiments (1) to (10) is filled in a molding cavity of a predetermined molding mold, and then steam is aerated in the molding mold. A method for producing a mold, which comprises obtaining a desired mold by holding, solidifying or hardening.
(12) The method for producing a mold according to the above aspect (11), wherein the molding die is heated to a temperature of 80 ° C. to 200 ° C.
(13) Water is added to the coated sand according to any one of the embodiments (1) to (10) to moisten the coated sand, and the wet coated sand is placed in a molding die. A method for producing a mold, which comprises obtaining a desired mold by holding it in such a molding mold after filling and solidifying or curing it.
(14) The method for producing a mold according to the above aspect (13), wherein the molding die is heated to a temperature of 80 ° C. to 300 ° C.
(15) The method for producing a mold according to any one of the above embodiments (11) to (14), wherein hot air or superheated steam is aerated in the mold while the mold is being held.
(16) Casting is performed using a mold made of the solidified or cured product of the coated sand according to any one of the above-mentioned aspects (1) to (10), and then the casting sand is removed from the mold. A method for regenerating cast sand, which is characterized in that it is collected and subjected to a dry regeneration process to obtain recycled sand.

このような本発明に従う乾態のコーテッドサンドによれば、以下に列挙せる如き各種の効果が奏され得ることとなるのである。
(A)有機化合物を含有する固体状の第一のコーティング層の上に、アルカリ性の水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物による第二のコーティング層が形成され、且つかかる第一のコーティング層が、第二のコーティング層の形成に用いられる水溶性無機粘結剤に対して、規定された溶出量以下となるように、構成されているところから、第二のコーティング層を構成する水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によって、第一のコーティング層の有機化合物が変性せしめられて、コーティング層の劣化が惹起されるようなことを、効果的に防止し、以て、そのような二つのコーティング層を有するコーテッドサンドから造型される鋳型において、高い鋳型強度を維持することが出来る。
(B)本発明に従う乾態のコーテッドサンドからなる鋳型を用いて、鋳造を実施すると、金属溶湯によってもたらされる熱によって、鋳物砂表面の固体状の第一のコーティング層に含まれる有機化合物が効果的に熱分解され、以て、鋳物砂から第二のコーティング層が剥がれ易くなって、鋳造後の鋳型の崩壊性が良好なものとなる。また、鋳造後の鋳型より回収される鋳物砂にあっては、上記した有機化合物の熱分解によって、水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が鋳物砂表面から剥離し易い状態にあることから、回収した砂に対して、研磨工程等を有する乾式再生処理を施すことによって、簡単に且つ容易に再生することが可能となるのである。
(C)鋳型を用いた鋳造時に、金属溶湯の熱によって、第一のコーティング層に含まれる有機化合物が熱分解されて、ガスが発生するようになるところから、金属溶湯が鋳型を構成する鋳物砂の粒子(砂粒)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有利に形成せしめられることとなり、最終的に得られる鋳造製品の鋳肌が良好なものとなる。
(D)第一のコーティング層に含まれる有機化合物として、架橋硬化性樹脂の硬化物を用いるようにすることによって、表面安定性の良好なコーティング層を有利に形成することが出来ると共に、水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によって第一のコーティング層が劣化するのをより一層有利に防止し得ることとなるため、より高い鋳型強度を維持することが可能となる。
According to the dry coated sand according to the present invention, various effects as listed below can be achieved.
(A) A second coating layer made of a solid binder composition containing an alkaline water-soluble inorganic binder is formed and applied on the solid first coating layer containing the organic compound. The second coating layer is configured so that the first coating layer has an elution amount or less specified with respect to the water-soluble inorganic binder used for forming the second coating layer. It effectively prevents the organic compound of the first coating layer from being modified by the alkaline component of the water-soluble inorganic binder constituting the coating layer and causing deterioration of the coating layer. High mold strength can be maintained in molds molded from coated sands having such two coating layers.
(B) When casting is carried out using a mold made of dry coated sand according to the present invention, the organic compound contained in the solid first coating layer on the surface of the cast sand is effective due to the heat generated by the molten metal. The second coating layer is easily peeled off from the casting sand, and the disintegration property of the mold after casting becomes good. Further, in the casting sand recovered from the mold after casting, the solidified or cured product of the water-soluble inorganic binder is in a state of being easily peeled off from the surface of the casting sand due to the thermal decomposition of the organic compound described above. Therefore, the recovered sand can be easily and easily regenerated by subjecting it to a dry regeneration process including a polishing step.
(C) During casting using a mold, the heat of the molten metal causes the organic compounds contained in the first coating layer to be thermally decomposed to generate gas. Therefore, the molten metal constitutes a casting. A gas layer that suppresses the intrusion between sand particles (sand particles) is advantageously formed between the mold surface and the cast product, and the cast surface of the finally obtained cast product is good. Become.
(D) By using a cured product of a crosslink-curable resin as the organic compound contained in the first coating layer, a coating layer having good surface stability can be advantageously formed and water-soluble. Since the deterioration of the first coating layer due to the alkaline component of the inorganic binder can be prevented more advantageously, higher mold strength can be maintained.

実施例における崩壊性試験において用いられた鋳造試験用砂型の縦断面説明図である。It is a vertical cross-sectional explanatory view of the sand mold for a casting test used in the disintegration test in an Example. 実施例における崩壊性試験において得られる、廃中子を内包した鋳物の縦断面説明図である。Obtained in disintegration test in Examples is a longitudinal sectional illustration of a cast product containing therein the waste core.

ところで、本発明に従う乾態のコーテッドサンドは、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂が、水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物によって形成される第二のコーティング層にて、更に被覆されてなる2層構造において、構成されているものである。要するに、基材となる耐火性の粒状乃至は粉状材料(鋳物砂)に対して、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層と、水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物の第二のコーティング層とが積層された、二層構造となっているのである。このように、本発明のコーテッドサンドは、固体状の第一のコーティング層に加えて、鋳物砂粒子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が、アルカリ性の水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物にて構成されているところから、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のである。 By the way, in the dry coated sand according to the present invention, the cast sand coated with the solid first coating layer containing an organic compound is formed by a solid binder composition containing a water-soluble inorganic binder. It is configured in a two-layer structure further coated with a second coating layer to be formed. In short, a solid first coating layer containing an organic compound and a solid binder containing a water-soluble inorganic binder are bound to a fire-resistant granular or powdery material (casting sand) as a base material. It has a two-layer structure in which a second coating layer of the agent composition is laminated. As described above, in the coated sand of the present invention, in addition to the solid first coating layer, the second coating layer, which is a coating layer located on the outer surface of the cast sand particles, is formed by alkaline water-soluble inorganic bonding. Since it is composed of a solid binder composition containing an agent, it exhibits a dry state (appearance) having room temperature fluidity as a whole, that is, a dry state.

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。この動的安息角とは、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層の斜面が平坦面状となった状態において、かかる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。なお、コーテッドサンドが湿った状態で、円筒内で流動せずに、コーテッドサンド層の斜面が平坦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は、湿態のコーテッドサンドに分類することとする。 Here, the "dry coated sand having normal temperature fluidity" in the present invention means a coated sand from which a measured value can be obtained when the dynamic angle of repose is measured regardless of the water content. Is. This dynamic angle of repose is the volume of the coated sand contained in a cylinder whose one end in the axial direction is closed with a transparent plate (for example, in a container having a diameter of 7.2 cm and a height of 10 cm). (Put the coated sand up to half of the), hold the axis in the horizontal direction, and rotate it around the horizontal axis at a constant speed (for example, 25 rpm), so that the coated sand is flowing in the cylinder. It refers to the angle formed between the slope and the horizontal plane when the slope of the layer is flat. The dynamic angle of repose is preferably 80 ° or less, more preferably 45 ° or less, and even more preferably 30 ° or less. In particular, when the refractory aggregate is spherical, a dynamic angle of repose of 45 ° or less can be easily realized. When the coated sand is moist, it does not flow in the cylinder, the slope of the coated sand layer is not formed as a flat surface, and as a result, the dynamic angle of repose cannot be measured. It will be classified as a coated sandwich.

そして、本発明に従う乾態のコーテッドサンドを構成する鋳物砂は、鋳型の基材として機能する耐火性骨材(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、ケイ砂、再生ケイ砂をはじめ、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、これらの鋳物砂は、新砂であっても、或いは、鋳型の造型に一回或いは複数回、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。そして、そのような鋳物砂は、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 cast sand constituting the dry coated sand according to the present invention is made of a refractory aggregate (particles) that functions as a base material of the mold, and is various types of refractory conventionally used for the mold. Any of the granular or powdery materials of the nature can be used. Slag-based particles such as ferronickel-based slag and converter slag; artificial particles such as alumina-based particles and murite-based particles and their regenerated particles; alumina balls, magnesia clinker and the like can be mentioned. It should be noted that these casting sands may be new sand, or recycled sand or recovered sand that has been used once or multiple times for molding the mold, and further, such recycled sand or recovered sand. There is no problem even if the mixed sand is made by adding fresh sand to the sand and mixing it. Then, such cast sand is generally used as having a particle size of about 40 to 130 in AFS index, preferably about 60 to 110.

また、本発明のコーテッドサンドを構成する鋳物砂は、先ず、その表面が、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にて被覆されている。このように、鋳物砂の表面に、所定の第一のコーティング層が存在していることにより、後述する水溶性無機粘結剤が、直接、鋳物砂に接することはないのである。更に、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、本発明の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、鋳物砂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。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、鋳物砂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(鋳物砂粒子側から)破壊等されるため、例えば、鋳造後の鋳型より回収した鋳物砂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鋳物砂粒子表面から剥離し易くなり、鋳物砂の再生が容易となるのである。加えて、鋳型を用いた鋳造時に、第一のコーティング層に含まれる有機化合物の熱分解によりガスが発生することから、金属溶湯が鋳型を構成する鋳物砂粒子間へ侵入することを抑制するガス層が、鋳型表面と鋳造製品との間に有利に形成せしめられ、以て、最終的に得られる鋳造製品の鋳肌が良好なものとなる。 Further, the surface of the cast sand constituting the coated sand of the present invention is first coated with a first coating layer in a solid state containing an organic compound. As described above, since the predetermined first coating layer is present on the surface of the casting sand, the water-soluble inorganic binder described later does not come into direct contact with the casting sand. Further, since the first coating layer in the solid state contains an organic compound, when a molten metal is poured into a mold (hereinafter, simply referred to as a mold) made of the coated sand of the present invention, the first The organic compound contained in the coating layer of the above is thermally decomposed and gasified, and the generated gas advantageously destroys the solidified or cured product of the water-soluble inorganic binder at the joint portion between the casting sand particles. As a result, the disintegration property of the mold becomes excellent. Further, when the organic compound contained in the first coating layer is thermally decomposed and gasified, the internal pressure of the gas causes the solidified or cured product of the water-soluble inorganic binder present on the outer surface of the casting sand particles to be formed. Since it is destroyed from the inside (from the casting sand particle side), for example, in the polishing process when regenerating the casting sand recovered from the casting mold, the solidified or hardened water-soluble inorganic binder is used as the casting sand particles. It becomes easy to peel off from the surface, and it becomes easy to regenerate the casting sand. In addition, during casting using a mold, gas is generated by the thermal decomposition of the organic compound contained in the first coating layer, so that the gas that suppresses the intrusion of molten metal into the casting sand particles that make up the mold. The layer is advantageously formed between the mold surface and the cast product, thus resulting in a good cast surface of the final cast product.

しかしながら、かかる有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層は、その上に形成される第二のコーティング層を構成する粘結剤組成物に含まれるアルカリ性の水溶性無機粘結剤に常に接することになるため、コーテッドサンドの製造時から使用時までの期間で、有機化合物の材質によっては、水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によって劣化してしまうようになる。固体状の第一のコーティング層の有機化合物がアルカリ劣化することにより、第一のコーティング層と第二のコーティング層との間の接触部分が脆くなり、その結果、コーテッドサンドを用いて造型された鋳型の強度は、低下することとなる。 However, the solid first coating layer containing such an organic compound is always in contact with the alkaline water-soluble inorganic binder contained in the binder composition constituting the second coating layer formed on the solid first coating layer. Therefore, depending on the material of the organic compound, the coated sand may be deteriorated by the alkaline component of the water-soluble inorganic binder during the period from the time of manufacture to the time of use. The alkaline deterioration of the organic compound in the solid first coating layer makes the contact area between the first coating layer and the second coating layer brittle, resulting in molding using coated sand. The strength of the mold will be reduced.

このため、本発明にあっては、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂が、その50gを、前記水溶性無機粘結剤の3.0%濃度の溶液の50gに混合せしめて、20℃の温度下で24時間保持したときに、かかる鋳物砂の第一のコーティング層における固形分の30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下の溶出量となるような特性を発揮するように、第一のコーティング層が構成されているのであり、これによって、固体状の第一のコーティング層が水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によって劣化することが効果的に防止され、高い鋳型強度を維持することが出来ることとなるのである。なお、コーティング層における固形分は、固体状のコーティング層で被覆された鋳物砂の質量から、鋳物砂粒子の質量を差し引くことで、算出されるものである。実際には、固体状のコーティング層で被覆された鋳物砂から測定する場合にあっては、かかるコーティング層で被覆された鋳物砂を900℃で1時間曝熱させて、そのコーティング層を焼失せしめてなる鋳物砂の質量を、曝熱前のコーティング層で被覆された鋳物砂の質量から差し引くことで、算出された値が用いられることとなる。 Therefore, in the present invention, 50 g of the cast sand coated with the solid first coating layer containing the organic compound is used as a solution of the water-soluble inorganic binder at a concentration of 3.0%. When mixed with 50 g and held at a temperature of 20 ° C. for 24 hours, the solid content in the first coating layer of the cast sand is 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass. The first coating layer is configured so as to exhibit the following elution amount, whereby the solid first coating layer is formed by the alkaline component of the water-soluble inorganic binder. Deterioration is effectively prevented, and high mold strength can be maintained. The solid content in the coating layer is calculated by subtracting the mass of the casting sand particles from the mass of the casting sand coated with the solid coating layer. In practice, when measuring from casting sand coated with a solid coating layer, the casting sand coated with such a coating layer is exposed to heat at 900 ° C. for 1 hour to burn the coating layer. The calculated value is used by subtracting the mass of the foundry sand from the mass of the foundled sand coated with the coating layer before the heat exposure.

本発明において、そのような水溶液状にした水溶性無機粘結剤に溶出され難い有機化合物は、鋳物砂粒子の表面に固体状のコーティング層を形成せしめ得るものであって、且つかかる固体状のコーティング層が、濃度3.0%の液状の水溶性無機粘結剤に溶出され難く、規定された溶出量以下となるものであれば、特に限定されるものではないが、一般に、熱可塑性樹脂や架橋硬化性樹脂若しくはその硬化物からなる群より選ばれる少なくとも一種が、好ましく用いられることとなる。その中で、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又は非存在の下、加熱若しくは非加熱(常温)下において架橋硬化性を発現するものである。また、そのような架橋硬化性樹脂としては、硬化速度をより速くさせ、アルカリに対する溶出量をより一層抑制するために、150℃の測定温度で、ゲル化時間が110秒以下、好ましくは30〜110秒、より好ましくは50〜105秒、さらに好ましくは60〜100秒であるものが、有利に用いられることとなる。なお、ゲル化時間の測定は、JACT試験法RS−5「ゲル化時間試験法」に準じて行われる。 In the present invention, the organic compound that is difficult to be eluted with such an aqueous solution of a water-soluble inorganic binder can form a solid coating layer on the surface of the cast sand particles, and is in such a solid state. The coating layer is not particularly limited as long as it is difficult to elute into a liquid water-soluble inorganic binder having a concentration of 3.0% and the elution amount is less than the specified amount, but is generally a thermoplastic resin. At least one selected from the group consisting of a crosslinkable curable resin or a cured product thereof is preferably used. Among them, the crosslinkable curable resin is, for example, heated or heated in the presence or absence of a curing agent such as hexamethylenetetramine, an organic ester, an organic acid, a carbon dioxide gas, a peroxide, a metal ion, an amine, or a curing catalyst. It exhibits crosslink curability under non-heating (normal temperature). Further, as such a crosslinkable curable resin, in order to increase the curing rate and further suppress the elution amount with respect to alkali, the gelation time is 110 seconds or less, preferably 30 to 30 at a measurement temperature of 150 ° C. 110 seconds, more preferably 50 to 105 seconds, still more preferably 60 to 100 seconds will be advantageously used. The gelation time is measured according to the JACT test method RS-5 “Gelification time test method”.

また、熱可塑性樹脂としては、具体的には、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樹脂、パラフィン、ポリエチレン、ポリプロピレンを、挙げることが出来る。それらの中でも、コーテッドサンドの製造のし易さや水溶液状にした水溶性無機粘結剤に対する低溶出量の観点から、特にポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレンが、好ましく用いられる。 Specific examples of the thermoplastic resin include polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polystyrene, styrene acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene / acrylonitrile copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, and polymethyl. Resins such as methacrylate, paraffin, polyethylene, polypropylene can be mentioned. Among them, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, and polystyrene are particularly preferably used from the viewpoint of ease of production of coated sand and low elution amount with respect to the aqueous solution of the water-soluble inorganic binder.

さらに、本発明においては、有機化合物として、架橋硬化性樹脂の硬化物を用いることが、推奨される。ここで、架橋硬化性樹脂の硬化物とは、低分子のもの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。溶融粘度の低い低分子の材料を用いて、鋳物砂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、規定値以下に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、アルカリ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(c)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%であるものが、最も好ましい。 Furthermore, in the present invention, it is recommended to use a cured product of a crosslink curable resin as the organic compound. Here, the cured product of the crosslinkable curable resin is a product in which the molecular weight is increased to a high molecular weight compound by subjecting a low molecular weight material to a curing reaction. After coating the surface of cast sand particles with a low-molecular-weight material with low melt viscosity, the cross-linking curable resin is cured by heating or adding a curing agent to form a solid coating layer. As a result, the amount of elution of the formed coating layer can be effectively suppressed to a specified value or less, and in particular, in a highly cured product of a crosslink curable resin, elution is substantially eliminated. Further, the cured product of the cross-linking curable resin can form a high molecular weight coating layer having good surface stability, and both coating property and surface stability can be achieved. When the crosslinkable curable resin is cured, it does not elute into the aqueous solution of the water-soluble inorganic binder, so that deterioration due to alkali is prevented and high mold strength can be maintained. Further, the cured product of the cross-curable resin has 1) suppressed softening of the coating layer due to heat, improved mold strength, and 2) required for pre-curing, as compared with the uncured cross-curable resin. Since a large amount of heat is consumed, the supplied heat is effectively used for thermal decomposition, and the thermal decomposition is accelerated, so that the disintegration property of the mold is further improved, and 3) the gas accompanying the curing is released in advance. Therefore, there is an advantage that the amount of gas generated during casting can be suppressed. In the present invention, the cured product of the crosslinkable resin means that the ratio (c) 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. It is most preferably 100% by mass.

なお、そのような硬化物として用いられる架橋硬化性樹脂としては、具体的には、フェノール系樹脂、フェノールウレタン系樹脂、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や、必要に応じてこれらの樹脂を組み合わせた樹脂混合物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できる観点から、特に、ノボラック型やレゾール型のフェノール系樹脂や、フェノール系樹脂にポリイソシアネート化合物を組み合わせて形成されるフェノールウレタン系樹脂が、好ましく採用される。 Specific examples of the crosslinkable curable resin used as such a cured product include a phenol-based resin, a phenol-urethane-based resin, an epoxy resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, and a polyfunctional acrylamide-based resin (particularly). (Refer to Kohei 7-106421), unsaturated alkyd resins, unsaturated fatty acid-modified alkyd resins, diallyl phthalate resins, and resin mixtures in which these resins are combined, if necessary, and the like can be mentioned. Among them, from the viewpoint of more advantageously enjoying the effects of the present invention, a novolak-type or resol-type phenol-based resin or a phenol-urethane-based resin formed by combining a phenol-based resin with a polyisocyanate compound is particularly preferable. Will be adopted.

また、本発明において、鋳物砂表面に形成されるコーティング層(第一)の構成成分たる有機化合物は、鋳物砂粒子への被覆性の観点より、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く、鋳物砂粒子への被覆性への観点より、100,000,000以下のものが、好ましく用いられる。 Further, in the present invention, the organic compound which is a constituent component of the coating layer (first) formed on the surface of the casting sand is a polymer compound (polymer, multimer) from the viewpoint of coating property to the casting sand particles. Is desirable. Specifically, a polymer compound (weight) having a weight average molecular weight of 300 or more, preferably 300 to 100,000,000, more preferably 500 to 50,000,000, and even more preferably 800 to 20,000,000. Combined, multimer) will be used advantageously. Even organic compounds that are not included in the category of polymer compounds (polymers, multimers) are preferably those having a molecular weight of 300 or more from the viewpoint of surface stability of the solid coating layer, and are cast sand. From the viewpoint of coating property on particles, those having 100,000,000 or less are preferably used.

さらに、本発明に従う乾態のコーテッドサンドにおいては、鋳物砂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、鋳物砂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。なお、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。 Further, in the dry coated sand according to the present invention, it is effective to include the coupling agent in the first coating layer provided on the surface of the cast sand. By impregnating the first coating layer with a coupling agent, the wettability and adhesiveness of the first coating layer can be improved, and the bond between the casting sand and the first coating layer can be strengthened. There is an advantage that can be done. As the coupling agent contained in the first coating layer, for example, known ones such as a silane coupling agent, a zircon coupling agent, and a titanium coupling agent can be mentioned as suitable ones. 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, and more preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic compound. It is said to be the ratio of.

なお、本発明において、上述の如くして、鋳物砂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、さらに好ましくは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。なお、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鋳物砂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鋳物砂粒子の断面を、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、断面粒子をランダムに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、この膜厚は、鋳物砂粒子が球状である場合において、鋳物砂粒子の平均粒子径と、鋳物砂粒子及び有機化合物の添加量から算出することも可能である。 In the present invention, as described above, the film thickness of the solid first coating layer formed on the surface of the cast sand is generally 0.1 to 6 μm, preferably 0.2 to 5 μm, more preferably. Is 0.3 to 3 μm, more preferably 0.5 to 2 μm. When this film thickness is thinner than 0.1 μm, it becomes difficult to form it as a coating layer, and it is effectively gasified inside a second coating layer made of a binder composition containing a water-soluble inorganic binder. On the other hand, if it is thicker than 6 μm, the amount of organic compounds may be too large and an odor may be generated. As a method for measuring the thickness of such a coating layer, a cross section of the casting sand particles in which the casting sand particles on which the coating layer is formed is embedded in an epoxy resin or the like and cut using a cutting device such as an ion cutter is used. Examples thereof include a method in which observation is performed using an optical machine such as an optical microscope or an electronic microscope, 10 cross-sectional particles are randomly selected, and the film thickness of the coating layer is measured. Further, this film thickness can be calculated from the average particle size of the cast sand particles and the amount of the cast sand particles and the organic compound added when the cast sand particles are spherical.

そして、本発明に従う乾態の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で被覆された鋳物砂が、更に、アルカリ性の水溶性無機粘結剤を含む固体状の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。この固体状の粘結剤組成物に含まれるアルカリ性の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、本発明の効果がアルカリの強い水溶性無機粘結剤において有利に発揮され得ることから、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 dry coated sand according to the present invention, the cast sand coated with the above-mentioned first coating layer is a solid binder composition further containing an alkaline water-soluble inorganic binder. It is covered and configured by a second coating layer formed in. As the alkaline water-soluble inorganic binder contained in this solid binder composition, any one conventionally used in coated sand can be used. For example, water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum oxide, potassium carbonate, sodium vanadate, sodium borate, etc. may be used alone or in combination of two or more selected from them. Is possible. Among them, water glass, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium aluminum oxide and potassium carbonate are preferably used because the effect of the present invention can be advantageously exerted in a water-soluble inorganic binder having a strong alkalinity. From the viewpoint of ease of handling and the strength of the mold finally obtained, 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。 The water glass used here is an aqueous solution of a soluble silicic acid compound, and examples of such a silicic acid compound include sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, and lithium silicate. , Ammonium silicate and the like can be mentioned, but in particular, in the present invention, sodium silicate (soda silicate) will be advantageously used. Further, it does not matter if water glass is used as a main component and a water-soluble binder such as a thermosetting resin, a saccharide, a protein, a synthetic polymer, a salt or an inorganic polymer is blended. When water glass is used in combination with another water-soluble binder, the proportion of water glass in 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良く、また2種以上のものを混合することで、SiO2 /Na2O のモル比を調製することも可能である。 As described above, sodium silicate, which is a water glass, which is advantageously used in the present invention, is usually classified into the types of Nos. 1 to 5 according to the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O and used. Specifically, sodium silicate No. 1 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.0 to 2.3, and sodium silicate No. 2 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. The molar ratio is 2.4 to 2.6, and sodium silicate No. 3 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.8 to 3.3. In addition, sodium silicate No. 4 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 3.3 to 3.5, and sodium silicate No. 5 has a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. Is 3.6 to 3.8. Among these, sodium silicate Nos. 1 to 3 are also specified in JIS-K-1408. Then, these sodium silicates may be used alone or in a mixed manner, or two or more kinds of sodium silicates may be mixed to prepare a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. Is also possible.

なお、本発明に従う乾態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、鋳物砂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 a dry coated sand according to the present invention, the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is generally 1.9 or more as the sodium silicate constituting the water glass used as a binder. , It is preferably 2.0 or more, more preferably 2.1 or more, and in the above-mentioned classification of sodium silicate, sodium silicate corresponding to No. 1 and No. 2 is used particularly advantageously. Become. Such sodium silicate No. 1 and No. 2 respectively provide a coated sand having good characteristics and being stable even in a wide range of sodium silicate concentration in water glass. Further, the upper limit of the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O in such sodium silicate is appropriately selected according to the characteristics of 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 becomes smaller than 1.9, a large amount of alkali is present in the water glass, so that the solubility of the water glass in water increases and the coated sand deteriorates due to moisture absorption. It may be easier to do. On the other hand, sodium silicate having a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of more than 3.5 has low solubility in water, so that the adhesion area between the casting sand particles cannot be obtained in the finally obtained mold. 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となる。 Further, the water glass used in the present invention means a solution of a silicic acid compound in a state of being dissolved in water, and when the coated sand of the present invention is produced, it is in the state of a stock solution as purchased on the market. In addition to being used, it will be used in a diluted state by adding water to such a stock solution. The non-volatile content (water glass component) obtained by removing volatile substances such as water and solvent from such water glass is called a solid content, which corresponds to the above-mentioned soluble silicic acid compound such as sodium silicate. It is a thing. Further, the higher the proportion of such solid content, the higher the concentration of the silicic acid compound in the water glass. Therefore, the solid content of the water glass used in the present invention corresponds to the ratio excluding the water content in the undiluted solution when it is composed only of the undiluted solution, while the undiluted solution is made into water. When a diluted solution obtained by diluting is used, the ratio excluding the amount of water in the stock solution and the amount of water used for dilution corresponds to the solid content of the water glass used. Will be.

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鋳物砂と混練乃至は混合することにより、かかる鋳物砂に対して、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ある。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、鋳物砂に対して、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 the water glass component (soluble silicic acid compound) and the like, but is advantageously 20 to 50% by mass. It is desirable that it is contained in a proportion. Using water glass in which the water glass component corresponding to the solid content is appropriately present in the aqueous solution, the casting sand is formed by kneading or mixing with the casting sand coated with the first coating layer. On the other hand, it is possible to prepare an admixture in which the water glass component is evenly and uniformly dispersed, whereby the target mold can be advantageously molded according to the present invention. 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 performed for the production of the coated sand. It is necessary to raise the temperature and lengthen the heating time. On the other hand, if the proportion of solid content in the water glass becomes too high, it becomes difficult to prepare an admixture in which the water glass component is evenly dispersed with respect to the cast sand, and the target mold can be used. It is desirable to prepare the water glass in the form of an aqueous solution so that the solid content is 50% by mass or less, and therefore the water content is 50% by mass or more, because it may cause a problem in the characteristics.

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・xH2 O;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, as sodium phosphate which is one of the water-soluble inorganic binders used in the present invention, monosodium phosphate hydrate (NaH 2 PO 4 · xH 2 O; x is a known integer) and phosphoric acid. Disodium hydrate (Na 2 HPO 4 · x'H 2 O; x'is a known integer), trisodium phosphate hydrate (Na 3 PO 4 · x "H 2 O; x" is a known integer) ) Etc. can be mentioned. Sodium phosphate is soluble in water, as represented by the dissolved amount of trisodium phosphate hydrate in 100 g of water being 25.8 g (20 ° C.), and disodium phosphate water. The melting point of sodium phosphate is relatively high, as typified by the melting point of Japanese products being 1340 ° C. Therefore, the coated sand formed by forming the second coating layer using sodium phosphate as a water-soluble inorganic binder can be easily disintegrated with water to produce a mold having high heat resistance. .. Similarly, sodium carbonate, sodium aluminum oxide, or potassium carbonate, which are water-soluble inorganic binders, also exert the same effect as the above sodium phosphate, and they are used to form a second coating layer. The coated sand is easily disintegrated with water and exhibits the characteristic that it is possible to produce 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、鋳物砂(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、鋳物砂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、十分な量の水溶性無機粘結剤を含む固体状の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、鋳物砂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、鋳物砂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。 Further, in the coated sand according to the present invention, the above-mentioned water-soluble inorganic binder has a mass equivalent to that of a solid, and a solid content equivalent to that of a liquid, which is converted into solid content. It is desirable to use it in an amount of 0.1 to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the material), and in particular, an amount of 0.2 to 2.0 parts by mass. Adopted in an advantageous way. Here, when the amount of the water-soluble inorganic binder used becomes too small, a sufficient amount of the water-soluble inorganic binder is contained on the solid first coating layer provided on the surface of the casting sand. It becomes difficult to form a second coating layer made of a solid binder composition, which may cause a problem that it becomes difficult to sufficiently solidify or cure the coated sand. Further, even if the amount of the water-soluble inorganic binder used is too large, an excessive amount of the water-soluble inorganic binder is present on the solid first coating layer provided on the surface of the casting sand. As a result, the casting sand particles may stick to each other and form agglomerates (composite particles), which adversely affects the physical characteristics of the mold and makes it difficult to remove the sand from the core after casting the metal. It also causes problems.

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固体状の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 solid second coating layer formed of the binder composition containing such a water-soluble inorganic binder is allowed to exist on the first coating layer at an appropriate thickness. However, the thickness is generally 0.1 to 6 μm, preferably 0.2 to 5 μm, more preferably 0.3 to 3 μm, still more preferably about 0.5 to 2 μm, and it is advantageous. The thickness will be thicker than that of the first 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。即ち、アルミ箔製皿(縦:9cm、横:9cm、高さ:1.5cm)内に、試料10gを秤量して収容し、180±1℃に保持した加熱板上に置き、20分間放置した後、かかる試料皿を、反転させて、更に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%)={[乾燥後の試料皿の質量(g)−試料皿の質量(g)]
/[乾燥前の試料皿の質量(g)−試料皿の質量(g)]}×100
The solid content of the water-soluble inorganic binder is measured as follows. That is, 10 g of the sample was weighed and contained in an aluminum foil dish (length: 9 cm, width: 9 cm, height: 1.5 cm), placed on a heating plate maintained at 180 ± 1 ° C., and left for 20 minutes. After that, the sample dish is inverted and left on the heating plate for another 20 minutes. Next, the sample dish dried by heating is taken out from the heating plate, allowed to cool in a desiccator, weighed, and the solid content (% by mass) is calculated by the following formula.
Solid content (% by mass) = {[Mass of sample dish after drying (g) -Mass of sample dish (g)]
/ [Mass of sample dish before drying (g) -Mass of sample dish (g)]} x 100

また、上述した水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物からなる第二のコーティング層中には、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、鋳物砂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、カップリング剤を第一のコーティング層又は第二のコーティング層の何れか一方に含有せしめることにより、享受することが可能であるが、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がそれぞれカップリング剤を含有していることにより、それら両者間の結合力がより向上し、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ため、更に好ましいと言うことが出来る。粘結剤組成物に含有せしめるカップリング剤としては、第一のコーティング層に含有可能なカップリング剤として先に列記したものを、例示することが出来る。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。 Further, the coupling agent can be contained in the second coating layer made of the solid binder composition containing the water-soluble inorganic binder described above. By including the coupling agent in the binder composition, the wettability and the adhesiveness are improved, and the bond between the first coating layer and the second coating layer formed on the surface of the cast sand is strengthened. Can be done. It should be noted that such an effect can be enjoyed by incorporating the coupling agent in either the first coating layer or the second coating layer, but the first coating layer and the second coating can be enjoyed. Since both of the layers contain a coupling agent, the binding force between the two layers is further improved, and the strength of the finally obtained mold is further improved, which is more preferable. I can say. Examples of the coupling agent to be contained in the binder composition include those listed above as the coupling agents that can be contained in the first coating layer. The content of the coupling agent in the binder composition is generally 0.5 to 10 parts by mass, preferably 1 part by mass with respect to 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、水溶性無機粘結剤を含有する固体状の粘結剤組成物には、有利には、無機酸化物粒子が含有せしめられる。粘結剤組成物が無機酸化物粒子を含有していることにより、コーテッドサンドの流動性や充填性、更には最終的に得られる鋳型の耐湿性向上に効果がある。本発明において用いられる無機酸化物粒子の大きさは、共にコーテッドサンドを構成する鋳物砂粒子よりも小さなものであることが好ましく、具体的には、平均粒子径が0.01μm以上300μm以下、より好適には0.3μm以上200μm以下、特に好適には0.5μm以上100μm以下である無機酸化物粒子が用いられる。なお、この平均粒子径は、レーザ回折式の粒度分布測定装置等によって測定される粒度分布より、求めることが可能である。また、粘結剤組成物における無機酸化物粒子の含有量は、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、5〜200質量部、好ましくは10〜100質量部の割合とされる。 Further, the solid binder composition containing the water-soluble inorganic binder is advantageously contained with the inorganic oxide particles. Since the binder composition contains the inorganic oxide particles, it is effective in improving the fluidity and filling property of the coated sand, and further improving the moisture resistance of the finally obtained mold. The size of the inorganic oxide particles used in the present invention is preferably smaller than that of the cast sand particles constituting the coated sand, and specifically, the average particle size is 0.01 μm or more and 300 μm or less. Inorganic oxide particles having a size of 0.3 μm or more and 200 μm or less, and particularly preferably 0.5 μm or more and 100 μm or less are used. The average particle size can be obtained from the particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device or the like. The content of the inorganic oxide particles in the binder composition is generally 5 to 200 parts by mass, preferably 10 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the water-soluble inorganic binder contained therein. The ratio is 100 parts by mass.

なお、上記で用いられる無機酸化物粒子は、球状粒子でも、非球状粒子でも良いが、球状粒子である方が、本発明の効果がより有利に発揮され、特に、より良好な鋳肌を有する鋳造製品を得ることが可能ならしめられる点において、好ましい。そして、そのような球状粒子は、一般に認識される程度の球状を呈するものであればよく、必ずしも真球状を呈することが必要とされるものではないが、通常、真球度が0.5以上であるものが、また好ましくは0.7以上であるものが、更に好ましくは0.9以上であるものが、有利に用いられることとなる。ここで、真球度とは、走査型電子顕微鏡を用いた観察において、単粒子のものを無作為に10個選択し、その投影形状から得られたアスペクト比(短径/長径の比)の平均値を意味するものである。なお、球状ではない無機酸化物粒子を用いた場合、そのような無機酸化物粒子の表面には突起や窪みが存在していることから、例えば、無機酸化物粒子が、供給された水分によって溶液状となった水溶性無機粘結剤と共に、鋳物砂粒子間を流動しようとすると、無機酸化物粒子表面の突起等が鋳物砂粒子や他の無機酸化物粒子とぶつかる等して、滑り止め作用が生じてしまい、鋳物砂粒子間への水溶性無機粘結剤及び無機酸化物粒子の流動が妨げられ、その結果、最終的に得られる鋳型の充填性や、その強度を低下させる恐れがある。 The inorganic oxide particles used above may be spherical particles or non-spherical particles, but the spherical particles are more advantageous in the effect of the present invention and have a better casting surface in particular. It is preferable in that it makes it possible to obtain a cast product. The spherical particles may have a spherical shape that is generally recognized, and are not necessarily required to have a true spherical shape, but usually have a sphericity of 0.5 or more. Those having a value of 0.7 or more, and more preferably those having a value of 0.9 or more are advantageously used. Here, the sphericity is the aspect ratio (minor axis / major axis ratio) obtained from the projected shape of 10 single particles randomly selected in observation using a scanning electron microscope. It means the average value. When non-spherical inorganic oxide particles are used, since protrusions and dents are present on the surface of such inorganic oxide particles, for example, the inorganic oxide particles are dissolved by the supplied water. When trying to flow between the cast sand particles together with the water-soluble inorganic binder in the form, the protrusions on the surface of the inorganic oxide particles collide with the cast sand particles and other inorganic oxide particles, and have an anti-slip effect. Will occur, and the flow of the water-soluble inorganic binder and the inorganic oxide particles between the cast sand particles will be hindered, and as a result, the filling property of the finally obtained mold and its strength may be deteriorated. ..

また、かかる無機酸化物粒子を構成する材質については、特に限定されるものではないが、無機金属酸化物であることが好ましい。この無機金属酸化物からなる粒子としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等からなる粒子が有利に用いられるのであるが、それらの中でも、特に、二酸化珪素粒子は、強アルカリ性の水ガラス等の水溶性無機粘結剤が二酸化珪素の表面上に形成されたシラノール基と反応することが出来、また水の蒸発に際して、二酸化珪素と固形となった水溶性無機粘結剤との間に強固な結合が形成されて、鋳型強度を向上させ得る点において、好ましいと言うことが出来る。なお、二酸化珪素には、結晶質と非晶質とがあるが、非晶質の方が望ましく、そして非晶質二酸化珪素としては、沈殿シリカ、電気アーク中又は火炎加水分解で生成した焼成シリカ、ZrSiO4 の熱分解により生成したシリカ、酸素を含むガスで金属珪素を酸化することにより生成した二酸化珪素、溶融及びその後の急冷により結晶石英から生成される球状粒子である石英ガラス粉末等を、例示することが出来る。これらは、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用いることも可能である。なお、本発明において、二酸化珪素は、無機金属酸化物として取り扱うものとする。また、無機酸化物粒子の代わりに、又は併用して、シリコーン樹脂粒子を添加しても良い。 The material constituting the inorganic oxide particles is not particularly limited, but is preferably an inorganic metal oxide. As the particles made of the inorganic metal oxide, particles made of silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide or the like are advantageously used. Among them, the silicon dioxide particles are particularly strong alkaline water glass or the like. The water-soluble inorganic binder can react with the silanol groups formed on the surface of silicon dioxide, and when water evaporates, it is strong between the silicon dioxide and the solid water-soluble inorganic binder. It can be said that it is preferable in that a bond is formed and the template strength can be improved. There are two types of silicon dioxide, crystalline and amorphous, but amorphous is preferable, and the amorphous silicon dioxide is precipitated silica, calcined silica produced in an electric arc or by flame hydrolysis. , Silica produced by thermal decomposition of ZrSiO 4 , silicon dioxide produced by oxidizing metallic silicon with a gas containing oxygen, quartz glass powder which is a spherical particle produced from crystalline quartz by melting and subsequent quenching, and the like. It can be illustrated. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, silicon dioxide is treated as an inorganic metal oxide. Further, the silicone resin particles may be added instead of or in combination with the inorganic oxide particles.

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固体状の粘結剤組成物には、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固体状の粘結剤組成物には、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。 Further, in the present invention, it is also effective to include a known moisture resistance improving agent in the solid binder composition constituting the second coating layer. By incorporating the moisture resistance improving agent into the binder composition, it is possible to improve the moisture resistance of the finally obtained mold. In addition, the binder composition may contain a surfactant. The dry coated sand according to the present invention is prepared (manufactured) by 1) the presence of the surfactant because the surfactant is contained in the binder composition containing the water-soluble inorganic binder. ), The amount of water added at the time of) can be suppressed to the minimum necessary, 2) the surface tension of water is suppressed, the fluidity of the coated sand is improved, and 3) molding is performed. In addition to being excellent in mold releasability from the molding mold, the mold can also advantageously enjoy the effects of exhibiting excellent strength and the like. As such a surfactant, any of a cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, a silicone-based surfactant and a fluorine-based surfactant can be used. , Can be used. Further, the solid 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 swelling property of the coated sandwich that has been moistened during molding is solidified or cured by heating. It will be possible to maintain it stably until it is done.

更にまた、本発明に従う乾態のコーテッドサンドにおいては、鋳物砂粒子の周囲を覆う固体状の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、固体状の第二のコーティング層の外周面に、層として形成しても良い。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、固体状の粘結剤組成物を調製する際に、水溶性無機粘結剤等と共に組成物内に添加し、その調製された、添加剤を含む粘結剤組成物を、鋳物砂と混練又は混合せしめる方法や、粘結剤組成物とは別個に、所定の添加剤を、鋳物砂に対して添加して、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 dry coated sand according to the present invention, if necessary, a lubricant or a mold release agent is contained in the binder composition constituting the solid second coating layer that surrounds the cast sand particles. It is also possible to appropriately contain various other known additives such as. In particular, the lubricant may be formed as a layer on the outer peripheral surface of the solid second coating layer. In order to include such an additive in the binder composition, when the solid binder composition is prepared, it is added to the composition together with a water-soluble inorganic binder and the like, and the preparation thereof is performed. The method of kneading or mixing the binder composition containing the additive with the casting sand, or adding a predetermined additive to the casting sand separately from the binder composition, as a whole. A method of uniformly kneading or mixing is adopted.

ところで、本発明に従う乾態のコーテッドサンドは、1)先ず、鋳物砂の表面に、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せしめた後、2)かかるコーティング層が形成された鋳物砂に対して、水溶性無機粘結剤を含む水溶液状の粘結剤組成物を添加し、混練乃至は混合せしめると共に、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たコーテッドサンドを得る手法に従って、有利に製造することが可能である。 By the way, in the dry coated sand according to the present invention, 1) first, a solid first coating layer containing an organic compound is formed on the surface of the casting sand, and then 2) the casting in which such a coating layer is formed. An aqueous solution-like binder composition containing a water-soluble inorganic binder is added to sand, and the mixture is kneaded or mixed, and the water is evaporated to form a solid binder composition. The second coating layer (coating layer) can be advantageously produced according to the method of obtaining the coated sand formed on the first coating layer.

このような製造方法に従って、本発明に係る乾態のコーテッドサンドを製造するに際しては、先ず、鋳物砂の表面に、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、鋳物砂の表面に、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 dry coated sand according to the present invention according to such a production method, first, in order to form a solid first coating layer containing an organic compound on the surface of the cast sand, it is known. From various methods, those according to the characteristics of the organic compound and the like are appropriately selected and adopted. For example, as a method for forming a first coating layer, which is a solid coating layer containing an organic compound, on the surface of cast sand, known methods such as a dry hot coat method and a cold coat method can be 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℃に加熱した鋳物砂に添加して混合せしめ、鋳物砂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で鋳物砂の表面を被覆させ、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、鋳物砂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などの溶剤に溶解して液状とし、その液状物を鋳物砂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、鋳物砂表面に固体状のコーティング層を形成する方法である。 In the dry hot coat method, a solid organic compound is added to and mixed with casting sand heated to 120 to 180 ° C., and the solid organic compound is melted by the heat of the casting sand to melt the solid organic compound. This is a method of forming a solid coating layer on the surface of the casting sand by covering the surface of the casting sand with the obtained organic compound and then cooling while maintaining the mixed state. The cold coat method is a method in which an organic compound is dissolved in a solvent such as methanol to make it liquid, and the liquid material is added to the casting sand and mixed to volatilize the solvent to volatilize the surface of the casting sand. It is a method of forming a solid coating layer.

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性硬化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℃に予熱した鋳物砂を、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、鋳物砂粒子(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鋳物砂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、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、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。 When a crosslinkable curable resin is used as the organic compound, for example, after forming a solid coating layer according to the above-mentioned coating method, further heating and / or adding a curing agent or a curing catalyst is added. As a result, a method of curing the crosslinkable curable resin and increasing the molecular weight of the crosslinkable curable resin contained in the coating layer will be adopted. When the crosslinkable 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 5 to 60 minutes for reaction curing, or preheated to 150 ° C. to 300 ° C. There is a method of kneading the cast sand for about 5 to 60 minutes in a kneader heated to 120 ° C. to 300 ° C. for reaction curing. In addition, when the crosslink curable resin contained in the first coating layer is cured, there is a possibility that the cast sand particles (sand particles) may be bonded to each other to form an integral lump or a composite particle. In order to improve the surface condition of the cast sand coated with the first coating layer, it is preferable to perform reaction curing while kneading with a kneader (speed muller) having a high rotation speed. Further, since peeling may occur and fine powder may be generated when kneaded for a long time, it is preferable to adopt a method of reacting at a high temperature and in a short time. When the crosslinkable curable resin is a phenol urethane resin, a method of curing by mixing a phenol resin and a known polyisocyanate compound is adopted. Further, even when the crosslinkable curable resin is cured by using a curing agent, it is desirable to adopt a method of reaction curing while kneading with a kneader.

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鋳物砂を、更に、水溶性無機粘結剤を含む固体状の粘結剤組成物にて被覆せしめて、第二のコーティング層を形成するに際しては、一般に、鋳物砂に対して、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、かかる鋳物砂の表面が水溶性無機粘結剤にて均一に覆われた状態を呈する混和物を調製し、次いで、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、かかる手法においては、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鋳物砂に対して、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。 Next, the cast sand having the first solid coating layer containing the organic compound provided on the surface thereof is further coated with the solid binder composition containing the water-soluble inorganic binder to obtain the first coating. In forming the second coating layer, generally, an aqueous solution-like water-soluble inorganic binder as a binder composition is kneaded or mixed with an additive used as necessary with respect to the casting sand. At the very least, prepare an admixture in which the surface of the cast sand is uniformly covered with a water-soluble inorganic binder, and then evaporate (evaporate) the water contained in the prepared admixture. , A method of obtaining a dry coated sand having a target room temperature fluidity by forming a second coating layer in a solid state on the first coating layer is adopted. In such a method, the evaporation of water in the admixture needs to be carried out rapidly before the solidification or hardening of the water-soluble inorganic binder is promoted. Therefore, in the present invention, the first step is made. Moisture content within 5 minutes, more preferably within 3 minutes, after the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution is added (mixed) to the foundry sand on which one coating layer is formed. It is desirable to skip the to make a dry coated sand. If the evaporation time is long, the kneading (mixing) cycle becomes long, the productivity is lowered, and the water-soluble inorganic binder is exposed to CO 2 in the air for a long time, resulting in deactivation. This is because there is a high 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20〜50質量%となるように、調製される。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、乾燥器等で加熱した時の質量変化によって、測定可能である。 The water content of the dry coated sand thus obtained is 1.5% by mass or less, preferably 0.1 to 1.2% by mass, and more preferably 0.2 to 1 with respect to the coated sand. It is adjusted to be 0.0% by mass. When water glass is used as the water-soluble inorganic binder, the content is 5 to 55% by mass, preferably 10 to 50% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass with respect to the solid content of the water glass. So prepared. The water content of the coated sand can be measured by the Karl Fischer method or the mass change when heated by a dryer or the like.

また、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鋳物砂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鋳物砂に、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、そのような鋳物砂の熱によって極めて迅速に蒸散せしめられ得ることとなるのであり、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のである。なお、この鋳物砂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、鋳物砂を加熱して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。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、水に希釈したものを用いることが可能である。更に、鋳物砂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、鋳物砂に対して個別に添加することも可能である。 Further, in the manufacturing process of such a dry coated sand, as one of the effective means for rapidly evaporating the water content in the above-mentioned admixture, the cast sand on which the first coating layer is formed is previously provided. A method of preparing an admixture by heating and kneading or mixing a water-soluble inorganic binder (caking agent composition) in the form of an aqueous solution is adopted. By kneading or mixing the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution with the preheated casting sand, the water derived from the water-soluble inorganic binder in the form of an aqueous solution can be removed. It is possible to evaporate very quickly by the heat of such casting sand, and thus the moisture content of the obtained coated sand can be effectively reduced, and the dry coated sand having room temperature fluidity can be obtained. , Will be obtained in an advantageous manner. The preheating temperature of the cast sand is appropriately selected according to the type and blending amount of the water-soluble inorganic binder used, the amount of water in the aqueous solution of the water-soluble inorganic binder, and the like. By the way, for example, in the case of water glass, it is desirable to heat the cast sand to a temperature of generally about 100 to 160 ° C, preferably about 110 to 140 ° C. If this preheating temperature becomes too low, it will not be possible to effectively evaporate the water, and it will take time to dry the admixture. Therefore, it is desirable to adopt a temperature of 100 ° C. or higher. If the preheating temperature becomes too high, the water-soluble inorganic binder component will be solidified (cured) when the obtained coated sand is cooled, and in addition, composite particles will be formed. There is a risk of problems with its function, especially its physical properties such as strength. Further, in the production of the dry coated sand according to the present invention, the aqueous water-soluble inorganic binder as the binder composition is used when the water-soluble inorganic binder used is a solid. Is used in a state of being previously dissolved in water. On the other hand, even in the case of a liquid water-soluble inorganic binder, it is possible to use one diluted with water in order to adjust its viscosity. Further, it is also possible to individually add a solid or liquid water-soluble inorganic binder and water to the casting sand at the time of kneading or mixing with the casting sand or the like.

かくして得られた、本発明に従う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、以下の二つの方法を採用することが出来る。即ち、第1の方法としては、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一方、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。また、第2の方法としては、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が通気せしめられるものであり、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)となり、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ものである。 Various conventionally known methods can be adopted when molding a target mold by using the dry coated sand according to the present invention thus obtained. For example, the following two methods can be adopted. That is, as a first method, a dry coated sand is moistened by kneading with water at a molding site, and the wet coated sand is given a target mold. While filling into the molding cavity of, the mold is heated to a temperature of 80-300 ° C. and held in the mold until the filled coated sand dries. In addition, as a second method, after filling a dry coated sand in a molding cavity of a molding mold that gives a target mold, steam is blown into the molding cavity, and steam is generated in a packed phase made of the coated sand. It is aerated, and by this aeration of water vapor, moisture is supplied to the dry coated sand to become moist (moistened), and until such wet coated sand dries. , 80-200 ° C., held in a mold heated to 80-200 ° C.

かかる造型に際して、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、予め加熱により保温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、その予熱による保温温度としては、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。 At the time of such molding, it is desirable that the molding dies such as dies and wooden dies, which are filled with dry coated sand having normal temperature fluidity, are kept warm by heating in advance, thereby kneading with water and steam. Drying of the coated sand moistened with water vapor can be promoted in an advantageous manner. As the heat retention temperature by the preheating, generally, the temperature of 80 to 300 ° C., preferably 90 to 250 ° C., more preferably about 100 to 200 ° C. is desirable in the first method, and 80 in the second method. A temperature of about 200 ° C., preferably 90 to 150 ° C., more preferably about 100 to 140 ° C. is desirable. If the heat retention temperature is too high, it becomes difficult for steam to pass to the surface of the mold, while if the temperature is too low, it takes 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、目的とする鋳型の造型を行うものであるが、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℃で予熱して用いても良い。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一種以上のものを、一緒に添加しても良い。また、他の添加剤等が液体の場合には、液体中に水は溶液中に水が含有されたものを用いても良い。 By the way, in the first method, when the dry coated sand and water are kneaded (mixed), the dry coated sand is transported to the molding site, which is the manufacturing site of the mold, and then at the molding site. After adding water to moisten the mold, the obtained moist coated sand is filled in a molding mold to form a target mold, and the dry state is used there. In the process of adding water to the coated sand to moisten it, it is sufficient to moisten the coated sand by simply adding a predetermined amount of water and the dry coated sand to an appropriate mixer and mixing them. From a certain point, it can be carried out by an extremely simple work, and it can be carried out extremely easily and easily even in a molding site where the working environment is bad. Further, the coated sand may be preheated at 40 ° C. to 100 ° C. before use by adding water. When water is added, one or more selected from other additives, a curing accelerator, and a water-soluble inorganic binder for readjusting the mold strength may be added together. When the other additive or the like is a liquid, water contained in the solution may be used as the water in the liquid.

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。 Further, in the second method, when steam is blown into the coated sand (filled phase) filled in the molding cavity of the molding mold, the temperature of the steam is generally about 80 to 150 ° C., more preferably 95 to. It is about 120 ° C. When high-temperature steam is used, a large amount of energy is required for its production, so that a steam temperature of around 100 ° C. is particularly advantageous. Further, 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. Further, as the ventilation time, a ventilation time of about 2 seconds to about 60 seconds is generally adopted. This is because if the aeration time of the water vapor is too short, it becomes difficult to sufficiently moisten the surface of the coated sand in a dry state, and if the aeration time is too long, it constitutes a coating layer on the surface of the coated sand. This is because there is a risk that the water-soluble inorganic binder may dissolve or flow out.

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、硬化剤をガス状又は霧状にして通気しても良く、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良い。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ものである。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こと等が挙げられる。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良い。 Here, in the above-mentioned first method and the second method, hot air or superheated steam is blown into the mold to positively dry the packed phase made of moist coated sand, and the packed phase is aerated. Such a method is preferably adopted. By such aeration of hot air or superheated steam (hot air, etc.), the inside of the packed phase of the coated sand is quickly dried, and the solidification or hardening of the packed phase is promoted more advantageously, and thus the hardening is performed. In addition to advantageously increasing the speed, it is possible to advantageously enhance the properties such as the bending strength of the obtained mold, and it is also possible to advantageously contribute to shortening the molding time of the mold. Further, in the first method, for example, before the aeration of hot air or the like, in the second method, for example, between the aeration of steam and the aeration of hot air or the like, the solidification or curing of the packed phase is more advantageous. In order to promote it, the curing agent may be aerated in the form of gas or mist, and by neutralizing the water-soluble inorganic binder with this curing agent, it is possible to further promote the solidification or curing. be. It should be noted that the curing agent may be aerated at the same time as the aeration of hot air or the like in the first method, and at the same time as the aeration of steam or the aeration of the hot air in the second method. Further, as another method for positively drying the packed phase, the pressure inside the molding die may be reduced. By such a reduced pressure, the coated sand filled in the cavity of the molding die is dried and solidified. Examples of the depressurizing method include depressurizing the inside of the molding die by a known suction means. Further, when the pressure inside the mold is reduced, hot air or superheated steam may be blown into the mold in order to promote evaporation of water.

なお、上記の造型時に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、γ−プロピオンラクトン、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。 The curing agent used during the above molding includes organic acids such as carbon dioxide (carbonated water), sulfuric acid, hydrochloric acid, nitrate, phosphoric acid, oxalic acid, carboxylic acid, and paratoluenesulfonic acid, methyl formate, and ethyl formate. , Esters such as propyl formate, γ-butyrolactone, γ-propion lactone, ethylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, glycerin diacetate, triacetin, propylene carbonate, and monohydric alcohols such as methanol, ethanol, butanol, hexanol, octanol, etc. Etc. can be exemplified. These curing agents can be used alone, or can be used by mixing two or more kinds of them.

そして、本発明に従う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である。即ち、有機化合物を含有する固体状の第一のコーティング層が、第二のコーティング層を構成する水溶性無機粘結剤のアルカリ成分によって劣化することが効果的に防止され、鋳型の高い強度を維持することが可能となる。さらに、かかる鋳型を用いて鋳造を実施すると、金属溶湯によってもたらされる熱によって、鋳物砂表面の固体状の第一のコーティング層に含まれる有機化合物が効果的に熱分解し、かかる熱分解によってガスが発生するところから、鋳造後の鋳型の崩壊性が良好なものとなるのである。 Then, using the dry coated sand according to the present invention, the excellent effects described below can be advantageously enjoyed in any of the molds obtained according to the above-mentioned manufacturing method and the molds obtained according to other manufacturing methods. It is possible to do. That is, the solid first coating layer containing the organic compound is effectively prevented from being deteriorated by the alkaline component of the water-soluble inorganic binder constituting the second coating layer, and the high strength of the mold is increased. It will be possible to maintain. Further, when casting is carried out using such a mold, the heat generated by the molten metal effectively decomposes the organic compound contained in the solid first coating layer on the surface of the casting sand, and the heat decomposition causes gas. From the place where the above occurs, the disintegration property of the mold after casting becomes good.

また、本発明に従う乾態のコーテッドサンドからなる鋳型を用いて、鋳造を実施し、かかる鋳造後の鋳型より回収される鋳物砂(回収砂)にあっては、鋳物砂表面に存在する有機化合物の熱分解により発生したガスによって、水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物が鋳物砂表面から剥離し易い状態にあることから、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。 Further, casting is performed using a mold made of dry coated sand according to the present invention, and in the casting sand (recovered sand) recovered from the mold after casting, an organic compound present on the surface of the casting sand is used. Since the solidified or cured product of the water-soluble inorganic binder is in a state where it is easily peeled off from the surface of the casting sand due to the gas generated by the thermal decomposition of the sand, such recovered sand should be subjected to dry regeneration treatment. Therefore, it can be easily regenerated.

ここで、回収砂に対する乾式再生処理とは、回収砂の再生方法として従来より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る。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、乾式再生処理と称されている。 Here, the dry regeneration treatment for the recovered sand can be adopted by any method as long as it is a conventionally known dry regeneration treatment method as a method for regenerating the recovered sand. Generally, a method for treating recovered sand, which includes at least a polishing treatment and, if necessary, a firing treatment, a classification treatment, and the like, is called a dry regeneration treatment.

また、乾式再生処理における研磨処理では、回収砂の粒子表面に残存する付着物が削り取られることとなる。具体的には、回収砂を回転するロータ内に投入して、研磨処理することにより、回収砂は鋳物砂の一粒一粒に解砕され、更には、鋳物砂粒子の表面の付着物(水溶性無機粘結剤の固化物乃至は硬化物)が削り落とされることとなる。なお、研磨方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ロータリーリクレーマー、サンドフレッシャー、サンドシャイナー等を用いた研磨を挙げることが出来る。また、研磨処理における、研磨時間等の各種研磨条件は、回収砂表面における付着物の付着状況に応じて、適宜に決定される。 Further, in the polishing treatment in the dry regeneration treatment, the deposits remaining on the particle surface of the recovered sand are scraped off. Specifically, by putting the recovered sand into a rotating rotor and polishing it, the recovered sand is crushed into individual casting sand particles, and further, deposits on the surface of the casting sand particles (adhesion on the surface of the casting sand particles). The solidified or cured product of the water-soluble inorganic binder will be scraped off. The polishing method is not particularly limited, and examples thereof include polishing using a rotary reclaimer, a sand fresher, a sand shiner, and the like. Further, various polishing conditions such as polishing time in the polishing treatment are appropriately determined according to the state of adhesion of deposits on the surface of the recovered sand.

また、焼成処理は、回収砂に付着しているコーティング層の有機化合物、ゴミや不純物等を燃焼させて除去することを目的として実施されるものである。かかる焼成処理には、例えばロータリーキルンやトンネルキルン等の焙焼炉が用いられ、回収砂を焙焼炉内に随時、投入しながら、炉内にて回収砂が焼成される。なお、焙焼炉内の焼成温度は、200〜700℃、好ましくは300〜700℃、より好ましくは350〜650℃、更に好ましくは400〜600℃とされる。焼成温度が200℃より低いと、回収砂に付着しているゴミ等が十分に燃焼しない恐れがある。その一方、焼成温度が700℃を超えると、回収砂表面に残存している水溶性無機粘結剤が焼結し、砂粒子の表面から剥がれ難くなる恐れがある。このような焼成処理は、上述した研磨処理よりも前に行なっても良く、後に行なっても良く、研磨処理の前後において行なっても良い。 Further, the firing treatment is carried out for the purpose of burning and removing organic compounds, dust, impurities and the like in the coating layer adhering to the recovered sand. For such a firing process, for example, a roasting furnace such as a rotary kiln or a tunnel kiln is used, and the recovered sand is fired in the furnace while the recovered sand is thrown into the roasting furnace at any time. The firing temperature in the roasting furnace is 200 to 700 ° C, preferably 300 to 700 ° C, more preferably 350 to 650 ° C, and even more preferably 400 to 600 ° C. If the firing temperature is lower than 200 ° C., there is a risk that dust and the like adhering to the recovered sand will not be sufficiently burned. On the other hand, if the firing temperature exceeds 700 ° C., the water-soluble inorganic binder remaining on the surface of the recovered sand may be sintered and it may be difficult to peel off from the surface of the sand particles. Such a firing process may be performed before or after the above-mentioned polishing process, or may be performed before or after the polishing process.

さらに、分級処理は、一般に、上記した研磨処理の後に、或いは、研磨処理後に焼成処理が実施された場合には、かかる焼成処理の後に、実施されるものであり、上記した処理の工程から取り出された鋳物砂処理物を、空気流により流動させて、集塵装置によって、そのような鋳物砂処理物に含まれる微粉体を取り除く集塵工程と、ふるいにより鋳物砂処理物に含まれる異物を取り除くふるい工程とを有している。具体的には、集塵工程では、空気流により鋳物砂処理物を流動させて、かかる鋳物砂処理物に含まれている、それまでの工程では取り除けなかった削りかす、塵及び微粉等の微細な介在物を、駆動状態の集塵装置で除去するものであり、これによって、鋳物砂処理物から微小な残留物が効果的に取り除かれることとなる。また、ふるい工程では、ふるいを用いて、鋳物砂処理物の粒子径を分級することで、そのような鋳物砂処理物に含まれる、これまでの工程では取り除けなかった異物が取り除かれる。これにより、適切な粒子径の砂が選択的に取り出され得るのである。 Further, the classification treatment is generally carried out after the above-mentioned polishing treatment or, when the baking treatment is carried out after the polishing treatment, after such a baking treatment, and is taken out from the above-mentioned treatment step. The dust collection process of removing the fine powder contained in such a cast sand treated product by the dust collecting device by flowing the cast sand treated product with an air flow, and the foreign matter contained in the cast sand treated product by sieving. It has a sieving process to remove. Specifically, in the dust collection process, the cast sand treated product is made to flow by an air flow, and fine particles such as shavings, dust, and fine powder contained in the cast sand treated product, which could not be removed by the previous steps, are made to flow. The inclusions are removed by a driven state dust collector, which effectively removes minute residues from the cast sand treatment. Further, in the sieving step, by classifying the particle size of the cast sand treated product using a sieve, foreign substances contained in such the cast sand treated product, which could not be removed by the previous steps, are removed. As a result, sand having an appropriate particle size can be selectively taken out.

なお、本発明において採用される分級処理は、上述の如き集塵工程及びふるい工程を有するものに限定されるものではなく、例えば、集塵工程及びふるい工程の何れか一方のみを有するものであっても何等差し支えなく、また、ふるい工程を実施した後に集塵工程を実施するものであっても何等差し支えない。更に、分級工程は、鋳物砂を所定の大きさで分級することが出来る手法であれば、他の如何なる公知の手法をも採用可能である。 The classification process adopted in the present invention is not limited to the one having the dust collecting step and the sieving step as described above, and is, for example, one having only one of the dust collecting step and the sieving step. However, there is no problem even if the dust collection process is performed after the sieving process is performed. Further, as the classification step, any other known method can be adopted as long as the casting sand can be classified to a predetermined size.

そして、上述の如くして、本発明に従う回収鋳物砂の再生方法によって再生された鋳物砂は、再び、コーテッドサンドの製造工程や鋳型の造型工程に提供され、特性の優れた鋳型を与える鋳物砂として、有利に用いられることとなるのである。 Then, as described above, the foundry sand regenerated by the method for regenerating the recovered cast sand according to the present invention is again provided to the coated sand manufacturing process and the mold molding process to give a mold having excellent characteristics. As a result, it will be used advantageously.

以下に、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、コーティング層の硬化率の測定、コーティング層で被覆された鋳物砂の溶出量の測定、含水分量の測定、実施例や比較例で得られたコーテッドサンド(CS)からなる鋳型の鋳型強度、鋳肌、崩壊性及び研磨剥離性の評価は、それぞれ、以下のようにして行なった。 Hereinafter, the present invention will be clarified more specifically by using some examples, but the present invention shall not be construed in any way by the description of such examples. Should be understood. In the following examples and comparative examples, "%" and "part" are both shown on a mass basis unless otherwise specified. Further, measurement of the curing rate of the coating layer, measurement of the elution amount of the casting sand coated with the coating layer, measurement of the water content, the mold strength of the mold made of coated sand (CS) obtained in Examples and Comparative Examples, The casting surface, disintegration property and abrasion peelability were evaluated as follows, respectively.

−第一のコーティング層の硬化率の測定−
有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂10gを精秤し、メタノール50gに浸漬する。スターラーで10分間撹拌の後、ろ紙で濾過を行い、メタノール分と砂分とに分ける。砂分を常温で風乾してメタノール分を飛ばした後、110℃の熱風乾燥機で30分間乾燥して、そのメタノール浸漬後の鋳物砂の質量を精秤する。硬化率は、次式に基づいて算出する。
硬化率(質量%)=[[固体状の第一のコーティング層の質量 − (浸漬前の固体状の 第一のコーティング層で被覆された鋳物砂の質量 − 浸漬後の固 体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂の質量)} / 固体状の第一のコーティング層の質量]×100
-Measurement of cure rate of the first coating layer-
10 g of cast sand coated with a solid first coating layer containing an organic compound is precisely weighed and immersed in 50 g of methanol. After stirring with a stirrer for 10 minutes, filter with filter paper and separate into methanol and sand. After the sand is air-dried at room temperature to remove the methanol, the sand is dried in a hot air dryer at 110 ° C. for 30 minutes, and the mass of the cast sand after being soaked in methanol is weighed. The curing rate is calculated based on the following equation.
Curing rate (% by mass) = [[Mass of solid first coating layer- (Mass of cast sand coated with solid first coating layer before immersion-First solid after immersion Mass of cast sand coated with the coating layer of)} / Mass of the solid first coating layer] × 100

なお、固体状の第一のコーティング層の質量は、コーテッドサンドのレジン添加量から硬化時の減量分(TG等で算出)を差し引いて算出しても良く、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂(A)を900℃で1時間焼成して、焼成前の鋳物砂(A)質量から焼成後の鋳物砂質量を差し引いて算出しても良い。 The mass of the solid first coating layer may be calculated by subtracting the weight loss at the time of curing (calculated by TG or the like) from the amount of the resin added to the coated sand, and the solid first coating layer containing an organic compound may be calculated. The cast sand (A) coated with the coating layer of No. 1 may be calcined at 900 ° C. for 1 hour, and the mass of the cast sand after calcining may be subtracted from the mass of the cast sand (A) before calcining.

−第一のコーティング層で被覆された鋳物砂の溶出量の測定−
先ず、有機化合物を含む固体状の第一のコーティング層で被覆された鋳物砂50gを、精秤する。これを、鋳物砂A(浸漬前)とする。
この鋳物砂Aを、コーテッドサンドに用いられる水溶性無機粘結剤の濃度3.0%溶液(水ガラス水溶液又は炭酸カリウム水溶液を水で希釈して調整)に添加して、1分間撹拌した後、室温20℃の雰囲気中で24時間静置させることによって、浸漬処理を行った。次いで、取り出された鋳物砂に対して、純水で表面洗浄を行って、アルカリ分を除去した後、100℃で1時間、熱風乾燥機で乾燥を行い、更にその後、質量を精秤した。これを鋳物砂B(浸漬後)とする。
次に、上記で得られた鋳物砂A(浸漬前)と鋳物砂B(浸漬後)とについて、900℃×1時間の条件下、各々焼成を行い、その焼成後の鋳物砂A(浸漬前)と焼成後の鋳物砂B(浸漬後)の質量をそれぞれ精秤する。
溶出量は、下記式によって算出する。
溶出量(質量%)=[{(鋳物砂Aの質量 − 焼成後の鋳物砂Aの質量)−(鋳物砂 Bの質量 − 焼成後の鋳物砂Bの質量)}/(鋳物砂Aの質量 − 焼成後の鋳物砂Aの質量)]×100
-Measurement of elution of foundry sand coated with the first coating layer-
First, 50 g of cast sand coated with a solid first coating layer containing an organic compound is precisely weighed. This is referred to as casting sand A (before immersion).
This casting sand A is added to a solution of a water-soluble inorganic binder used for coated sand at a concentration of 3.0% (adjusted by diluting a water glass aqueous solution or a potassium carbonate aqueous solution with water) and stirred for 1 minute. The immersion treatment was carried out by allowing the mixture to stand for 24 hours in an atmosphere at room temperature of 20 ° C. Next, the surface of the extracted casting sand was washed with pure water to remove alkaline components, and then dried at 100 ° C. for 1 hour with a hot air dryer, and then the mass was precisely weighed. This is referred to as casting sand B (after immersion).
Next, the casting sand A (before immersion) and the casting sand B (after immersion) obtained above are each fired under the conditions of 900 ° C. × 1 hour, and the casting sand A (before immersion) after the firing is performed. ) And the mass of the cast sand B (after immersion) after firing are precisely weighed.
The elution amount is calculated by the following formula.
Elution amount (mass%) = [{(mass of casting sand A-mass of casting sand A after firing)-(mass of casting sand B-mass of casting sand B after firing)} / (mass of casting sand A) -Mass of cast sand A after firing)] x 100

−含水分量の測定−
コーテッドサンド(CS)の20gを精秤する。110℃の熱風乾燥機内で30分間加熱し、コーテッドサンド中の水分を除去し、乾燥後のコーテッドサンド(CS)の質量を測定する。コーテッドサンド中の含水分量は、以下の式で算出する。
含水分量(%/CS)={(乾燥前のCSの質量 − 乾燥後のCSの質量)/乾燥前 のCSの質量}×100
-Measurement of water content-
Weigh 20 g of coated sand (CS). It is heated in a hot air dryer at 110 ° C. for 30 minutes to remove water in the coated sand, and the mass of the coated sand (CS) after drying is measured. The water content in the coated sand is calculated by the following formula.
Moisture content (% / CS) = {(mass of CS before drying-mass of CS after drying) / mass of CS before drying} x 100

−鋳型強度の測定−
各CSを用いて得られた強度試験片について、その破壊荷重を、測定器(高千穂精機株式会社製:デジタル鋳物砂強度試験機)を用いて測定し、その破壊荷重に基づいて、下記の式により、抗折強度を算出して、鋳型強度とする。なお、ここでは、求められた抗折強度(kgf/cm2 )に、重力加速度9.8を掛けて、N/cm2 表記のSI単位に換算して表示することとする。
抗折強度=1.5×LW/ab2
[但し、L:支点間距離(cm)、w:破壊荷重(kgf)、a:試験片の幅(cm)、 b:試験片の厚み(cm)]
-Measurement of mold strength-
For the strength test pieces obtained using each CS, the breaking load was measured using a measuring instrument (manufactured by Takachiho Seiki Co., Ltd .: digital casting sand strength tester), and based on the breaking load, the following formula was used. The bending strength is calculated and used as the mold strength. Here, the obtained bending strength (kgf / cm 2 ) is multiplied by the gravitational acceleration of 9.8 and displayed in SI units expressed in N / cm 2.
Anti-folding strength = 1.5 x LW / ab 2
[However, L: distance between fulcrums (cm), w: breaking load (kgf), a: width of test piece (cm), b: thickness of test piece (cm)]

−崩壊性試験−
先ず、図1に示される様に、予め常温自硬性砂で作製された、上部に注湯注入口2と下部に中子の幅木固定部4を有する半割れ中空主型6(キャビティ直径:6cm、高さ:6cm)の内に、各々のCSを用いて作製した幅木部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、更に半割れ中空主型6を相互に接着固定して、鋳造試験用砂型12を作製する。尚、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の注湯注入口2から鉄溶湯FC150(温度1350±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16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、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。
B:打撃回数30回以内で、全ての中子CSが排出。
C:打撃回数60回以内で、全ての中子CSが排出。
D:打撃回数60回で、50%以上〜100%未満の量の中子CSが排出。
E:打撃回数60回で、0〜50%未満の量の中子CSが排出。
-Collapse test-
First, as shown in FIG. 1, a semi-cracked hollow main mold 6 (cavity diameter:: A circular aerial core 10 (diameter: 5 cm, height: 5 cm) having a skirting board portion 8 produced by using each CS is bonded and fixed by the skirting board fixing portion 4 within 6 cm (diameter: 5 cm, height: 6 cm). After that, the half-cracked hollow main molds 6 are further adhered and fixed to each other to prepare a sand mold 12 for a casting test. In addition, in order to prevent hot water leakage during casting, clamp the bonded main mold with a vise or wrap it with a wire to firmly fix it. Next, molten iron FC150 (temperature 1350 ± 50 ° C.) was poured from the pouring injection port 2 of the sand mold 12 for casting test to solidify it, and then the main mold 6 was broken to form a cylindrical casting shown in FIG. The circular non-aerial core 10 is discharged by taking out the 16 and hitting the casting 16 at room temperature with an air hammer. At the time of such discharge, the chipping pressure is set to 0.3 MPa, and the casting 16 is hit with an air hammer every 3 seconds. Then, the ease of discharging the CS (hereinafter referred to as core CS) constituting the circular airless core 16 from the casting 16 is evaluated on a five-point scale according to the criteria shown below. In the present invention, A to C are accepted.
A: All core CSs are discharged within 10 hits.
B: All core CSs are discharged within 30 hits.
C: All core CSs are discharged within 60 hits.
D: With 60 hits, 50% or more and less than 100% of core CS is discharged.
E: With 60 hits, less than 0 to 50% of the core CS is discharged.

−鋳肌の評価−
前述の崩壊性試験にて得られた鋳物を半分に切断し、鋳肌(鋳物の肌)の状況を目視及び手触りにて確認し、以下に示す基準に従って4段階で評価する。本発明においては◎及び○を合格とする。
◎:焼き付きが認められず、且つ、表面も滑らかである。
○:焼き付きは認められないものの、表面にザラツキが認められる。
△:鋳肌の一部に焼き付きが認められ、表面にザラツキも認められる。
×:鋳肌の全面に焼き付きが認められ、表面にザラツキも認められる。
-Evaluation of casting surface-
The casting obtained in the above-mentioned disintegration test is cut in half, and the condition of the casting surface (casting surface) is visually and touched, and evaluated in four stages according to the following criteria. In the present invention, ⊚ and ◯ are acceptable.
⊚: No seizure is observed and the surface is smooth.
◯: Burn-in is not observed, but roughness is observed on the surface.
Δ: Burn-in is observed on a part of the cast surface, and roughness is also observed on the surface.
X: Burn-in is observed on the entire surface of the cast surface, and roughness is also observed on the surface.

−研磨剥離性試験−
前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)の100gを、ボールミルに入れて、1時間、研磨した。その後、200メッシュで1分間の篩分けを行い、鋳物砂と剥離した微粉とに分離し、得られた微粉量を測定し、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、A〜Cを合格とする。
A:鋳物砂の質量に対して、微粉量が3質量%以上である。
B:鋳物砂の質量に対して、微粉量が2質量%以上、3質量%未満である。
C:鋳物砂の質量に対して、微粉量が1質量%以上、2質量%未満である。
D:鋳物砂の質量に対して、微粉量が0.5質量%以上、1質量%未満である。
E:鋳物砂の質量に対して、微粉量が0.5質量%未満である。
-Abrasion peelability test-
100 g of the sand (recovered sand) constituting the circular aerial core, which was taken out in the above-mentioned disintegration test, was placed in a ball mill and polished for 1 hour. After that, sieving is performed for 1 minute with 200 mesh, separated into cast sand and exfoliated fine powder, the amount of fine powder obtained is measured, and the ease of exfoliation in the recovered sand is determined in 5 steps according to the criteria shown below. Evaluate with. In the present invention, A to C are accepted.
A: The amount of fine powder is 3% by mass or more with respect to the mass of the cast sand.
B: The amount of fine powder is 2% by mass or more and less than 3% by mass with respect to the mass of the cast sand.
C: The amount of fine powder is 1% by mass or more and less than 2% by mass with respect to the mass of the cast sand.
D: The amount of fine powder is 0.5% by mass or more and less than 1% by mass with respect to the mass of the cast sand.
E: The amount of fine powder is less than 0.5% by mass with respect to the mass of the foundry sand.

また、各CSを製造する際に用いたレゾール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。 As for the resole-type phenol resin and the like used in manufacturing each CS, those manufactured according to the following procedure or commercially available products were prepared.

(1)レゾール型フェノール樹脂Aの調製
フェノール940g、47%ホルムアルデヒド水溶液766g、及び20%苛性ソーダ水溶液23.5gを加え、70℃に昇温・保持して、20分経過後に、ヘキサメチレンテトラミン34gを添加し、更に40分経過後に、ヘキサメチレンテトラミン79gを添加して、70℃で反応させ、粘度(30℃)が1000cPになった時点で、メチレンビスステアリン酸アマイド47g、サリチル酸28.2g、20%アラビアゴム水溶液94gを添加して、粒状物を生成させて懸濁液とし、更に70℃で3時間反応させた後、50℃以下まで冷却して、濾過により水を切って、含水樹脂の粒状物(含水率:15%)を得た。次いで、エアー式流動装置で常温の空気を送り、その後徐々に空気の温度を70℃まで昇温し、そのまま1時間乾燥して、重量平均分子量(Mw)が3200、ゲル化時間が90秒のレゾール型フェノール樹脂Aを得た。
(1) Preparation of resol-type phenol resin A 940 g of phenol, 766 g of 47% formaldehyde aqueous solution, and 23.5 g of 20% caustic soda aqueous solution were added, and the temperature was raised and maintained at 70 ° C., and after 20 minutes, 34 g of hexamethylenetetramine was added. After 40 minutes of addition, 79 g of hexamethylenetetramine was added and reacted at 70 ° C., and when the viscosity (30 ° C.) reached 1000 cP, 47 g of methylene bisstearic acid amide, 28.2 g of salicylic acid, 20 94 g of a% Arabic rubber aqueous solution was added to form granules to form a suspension, which was further reacted at 70 ° C. for 3 hours, cooled to 50 ° C. or lower, and drained by filtration to form a water-containing resin. Granules (moisture content: 15%) were obtained. Next, air at room temperature was sent by an air-type flow device, and then the temperature of the air was gradually raised to 70 ° C. and dried for 1 hour as it was, with a weight average molecular weight (Mw) of 3200 and a gelation time of 90 seconds. A resol type phenol resin A was obtained.

(2)レゾール型フェノール樹脂Bの準備
レゾール型フェノール樹脂Bとして、市販品である、旭有機材株式会社製の液状のHP3000A(重量平均分子量(Mw)600、不揮発分70%)を準備した。
(2) Preparation of Resol-type Phenol Resin B As the resol-type phenol resin B, a commercially available liquid HP3000A (weight average molecular weight (Mw) 600, non-volatile content 70%) manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd. was prepared.

(3)ノボラック型フェノール樹脂の調製
フェノール940部及び47%ホルマリン水溶液447部を用い、これにシュウ酸2.8部を加えて、100℃で5時間反応させ、次いで50トールの減圧下で180℃まで加熱した後、脱水及び脱フェノールを行って、重量平均分子量(Mw)が2690のノボラック型フェノール樹脂を得た。
(3) Preparation of novolak-type phenol resin Using 940 parts of phenol and 447 parts of 47% formalin aqueous solution, 2.8 parts of oxalic acid was added thereto, and the mixture was reacted at 100 ° C. for 5 hours, and then 180 under a reduced pressure of 50 tolls. After heating to ° C., dehydration and dephenolization were carried out to obtain a novolak-type phenol formaldehyde having a weight average molecular weight (Mw) of 2690.

(4)フェノールウレタン樹脂の準備
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:1220)と、ポリイソシアネート化合物として、ポリメリックMDI(旭有機材株式会社製;CB‐MT3)を準備し、鋳物砂の表面にコーティング層を形成せしめる際に、それら2種の樹脂を1:1(質量比)の割合で混合して、混合物として、準備した。
(4) Preparation of phenol urethane resin Bengilik ether type phenol resin (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd., trade name: CBP-160EH, Mw: 1220) and polyvinyl MDI (manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) as a polyisocyanate compound; CB-MT3) was prepared, and when the coating layer was formed on the surface of the cast sand, the two resins were mixed at a ratio of 1: 1 (mass ratio) to prepare as a mixture.

(5)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)のポリ酢酸ビニル溶液(重量平均分子量(Mw)220,000、濃度65%)を準備した。
(5) Preparation of polyvinyl acetate As polyvinyl acetate, a polyvinyl acetate solution of Gosenil M35-X6 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., 35% methanol solution) (weight average molecular weight (Mw) 220,000, concentration 65%) ) Was prepared.

−乾態CSの製造例1−
鋳物砂として、再生砂(旭有機材株式会社製の再生砂A5)を準備すると共に、有機化合物として、レゾール型フェノール樹脂Aを準備した。そして、かかる再生砂を約130℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工製)に投入し、更に、上記準備したレゾール型フェノール樹脂Aを、再生砂の100部に対して0.5部の割合において添加して、3分間の混練を行ない、かかるレゾール型フェノール樹脂Aを溶融させる一方、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、鋳物砂粒子の表面に、レゾール型フェノール樹脂Aからなる固体状の第一のコーティング層を形成した。この形成された固体状の第一のコーティング層の膜厚は、鋳物砂粒子を球状とした平均粒子径と、鋳物砂及び有機化合物(レゾール型フェノール樹脂A)の添加量より、0.4μmと算出された。そして、このようにして形成された第一のコーティング層の硬化率とこのコーティング層で被覆された鋳物砂の溶出量をそれぞれ測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
− Production example of dry CS 1-
Recycled sand (recycled sand A5 manufactured by Asahi Organic Materials Co., Ltd.) was prepared as casting sand, and resole-type phenol resin A was prepared as an organic compound. Then, after heating the regenerated sand to a temperature of about 130 ° C., the regenerated sand is put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works), and the above-prepared resole-type phenol resin A is further added to 0.5 with respect to 100 parts of the regenerated sand. Resol is added to the surface of the cast sand particles by adding them in proportions of parts and kneading for 3 minutes to melt the resole-type phenol formaldehyde A, while stirring and mixing until the sand granules collapse and then taking them out. A solid first coating layer made of the type phenol resin A was formed. The thickness of the formed solid first coating layer is 0.4 μm based on the average particle diameter of the cast sand particles as a spherical shape and the amount of the cast sand and the organic compound (resole-type phenol resin A) added. Calculated. Then, the curing rate of the first coating layer thus formed and the elution amount of the casting sand coated with this coating layer were measured, and the results are shown in Table 1 below.

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:2.4)を準備し、これを用いて、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鋳物砂を、約130℃の温度に加熱した後、ワールミキサー(遠州鉄工製)に投入し、更に、上記調製された水ガラス水溶液を、再生砂の100部に対して3.5部(固形成分:1.4部)の割合にて添加して、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、鋳物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にて構成される、乾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、0.2質量%であった。 Next, as a water glass as a water-soluble inorganic binder, a commercially available product: sodium silicate No. 2 (trade name: manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., molar ratio of SiO 2 / Na 2 O: 2.4) was prepared. Was used to prepare a water glass aqueous solution having a solid component (concentration) of 41%. Then, the previously prepared casting sand provided with the first solid coating layer on the surface is heated to a temperature of about 130 ° C., and then put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works) to further prepare the above. The water glass aqueous solution was added at a ratio of 3.5 parts (solid component: 1.4 parts) to 100 parts of the regenerated sand, kneaded for 3 minutes, and stirred and mixed until uniform. In a dry state, it is composed of a first coating layer formed on the surface of cast sand by taking it out after squeezing, and a second coating layer in a solid state formed by an aqueous solution of water glass. Obtained coated sand (CS1). The water content of the obtained CS1 was 0.2% by mass.

−乾態CSの製造例2〜4−
乾態CSの製造例1において、第一のコーティング層形成時のレゾール型フェノール樹脂の使用量を、それぞれ1.0部、2.0部、5.5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、乾態のコーテッドサンド(CS2〜CS4)を得た。この得られたCS2〜CS4の含水分量は、それぞれ0.2質量%、0.2質量%、0.5質量%であった。また、それらCS2〜CS4における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
− Production example of dry CS 2-4-
In the production example 1 of the dry state CS, the above production examples except that the amounts of the resol type phenol resin used at the time of forming the first coating layer were 1.0 part, 2.0 part, and 5.5 parts, respectively. A dry coated sand (CS2-CS4) was obtained according to the same procedure as in 1. The water contents of the obtained CS2 to CS4 were 0.2% by mass, 0.2% by mass, and 0.5% by mass, respectively. Further, the curing rate of the first coating layer in CS2 to CS4 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例5−
乾態CSの製造例1において、レゾール型フェノール樹脂Aを、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液に代え、またポリ酢酸ビニル樹脂溶液を、再生砂の100部に対して1.5部の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS5)を得た。この得られたCS5の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS5における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
-Production example of dry CS 5-
In Production Example 1 of dry CS, the resol-type phenol resin A was replaced with the polyvinyl acetate resin solution, and the polyvinyl acetate resin solution was added at a ratio of 1.5 parts to 100 parts of the regenerated sand. A dry coated sand (CS5) was obtained in the same procedure as in Production Example 1 except for the above. The water content of the obtained CS5 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS5 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例6−
乾態CSの製造例2において、第一のコーティング層で被覆された鋳物砂を得た後、かかるコーティング層が形成された鋳物砂を180℃の恒温槽に30分間入れて、レゾール型フェノール樹脂Aの硬化を促進させる工程を加えることにより、第一のコーティング層のレゾール型フェノール樹脂Aを硬化率100%まで硬化させたこと以外は、上記製造例2と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS6)を得た。この得られたCS6の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS6における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
-Production example of dry CS 6-
In Production Example 2 of Dry CS, after obtaining the casting sand coated with the first coating layer, the casting sand on which the coating layer is formed is placed in a constant temperature bath at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a resole-type phenol resin. Dry coated according to the same procedure as in Production Example 2 above, except that the resole-type phenol resin A in the first coating layer was cured to a curing rate of 100% by adding a step of promoting the curing of A. Sand (CS6) was obtained. The water content of the obtained CS6 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS6 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例7−
乾態CSの製造例1において、レゾール型フェノール樹脂Aを、レゾール型フェノール樹脂Bに代え、レゾール型フェノール樹脂Bを、再生砂の100部に対して1.4部の割合において添加し、第一のコーティング層で被覆された鋳物砂を得た後、かかるコーティング層が形成された鋳物砂に、トルエンスルホン酸を35%/樹脂の割合で加えて、常温中で混合することによって、レゾール型フェノール樹脂Bを硬化率100%まで硬化させたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS7)を得た。この得られたCS7の含水分量は、0.2質量%であった。また、かかるCS7における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
-Production example of dry CS 7-
In Production Example 1 of the dry state CS, the resol-type phenol resin A was replaced with the resol-type phenol resin B, and the resol-type phenol resin B was added at a ratio of 1.4 parts to 100 parts of the regenerated sand. After obtaining the casting sand coated with one coating layer, toluenesulfonic acid is added at a ratio of 35% / resin to the casting sand on which the coating layer is formed, and the mixture is mixed at room temperature to form a resol type. A dry coated sand (CS7) was obtained according to the same procedure as in Production Example 1 except that the phenol resin B was cured to a curing rate of 100%. The water content of the obtained CS7 was 0.2% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS7 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例8−
乾態CSの製造例1において、レゾール型フェノール樹脂Aを、ノボラック型フェノール樹脂に代え、またノボラック型フェノール樹脂を、再生砂の100部に対して1.0部の割合において添加して、混練時にヘキサメチレンテトラミン0.15部を加え、コーティング層で被覆された鋳物砂を得た後、かかるコーティング層が形成された鋳物砂を180℃の恒温槽に30分間入れて、ノボラック型フェノール樹脂の硬化を促進させる工程を加えることにより、第一のコーティング層のノボラック型フェノール樹脂を硬化率100%まで硬化させたこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS8)を得た。得られたCS8の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS8における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
-Production example of dry CS 8-
In Production Example 1 of dry CS, the resol-type phenol resin A is replaced with the novolak-type phenol resin, and the novolak-type phenol resin is added at a ratio of 1.0 part to 100 parts of the regenerated sand and kneaded. Occasionally, 0.15 parts of hexamethylenetetramine was added to obtain cast sand coated with a coating layer, and then the cast sand on which the coating layer was formed was placed in a constant temperature bath at 180 ° C. for 30 minutes to form a novolak-type phenol resin. A dry coated sand (CS8) was prepared according to the same procedure as in Production Example 1 above, except that the novolak-type phenol formaldehyde in the first coating layer was cured to a curing rate of 100% by adding a step of promoting curing. ) Was obtained. The water content of the obtained CS8 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS8 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例9−
乾態CSの製造例1において、第一のコーティング層を形成する有機化合物を、レゾール型フェノール樹脂Aから、フェノールウレタン樹脂に代えるべく、以下の手順に従って、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1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS9)を得た。即ち、再生砂を130℃の温度でワールミキサー(遠州鉄工製)に投入し、更に、フェノールウレタン樹脂を形成するための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を、質量比1:1で、それらの合計量が1.3部となる量において添加して、ミキサー中で混練を行ない、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(固形分:1.0部)となって、100%硬化するまで撹拌、混合せしめた後に、取り出した。この得られたCS9の含水分量は、0.2質量%であった。また、かかるCS9における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表1に示す。
-Production example of dry CS 9-
In Production Example 1 of Dry CS, except that the first coating layer was formed according to the following procedure in order to replace the organic compound forming the first coating layer with the phenol urethane resin from the resole type phenol resin A. Obtained a dry coated sand (CS9) according to the same procedure as in Production Example 1. That is, the regenerated sand is put into a whirl mixer (manufactured by Enshu Iron Works) at a temperature of 130 ° C., and a benzic ether type phenol resin for forming a phenol urethane resin and a polyisocyanate compound are further mixed at a mass ratio of 1: 1. , Add in an amount such that the total amount thereof is 1.3 parts, knead in a mixer, and the benzylic ether type phenol resin and the polyisocyanate compound react with each other to form a phenol urethane resin (solid content: 1. 0 parts), stirred and mixed until 100% cured, and then taken out. The water content of the obtained CS9 was 0.2% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS9 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 1 below.

−乾態CSの製造例10−
乾態CSの製造例6において、無機酸化物粒子として、二酸化珪素粒子:エルケムマイクロシリカ(商品名、エルケム・ジャパン株式会社製、平均粒子径:0.15μm)の1部を、水ガラス水溶液に添加したこと以外は、上記製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS10)を得た。この得られたCS10の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS10における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 10-
In Production Example 6 of Dry CS, a part of silicon dioxide particles: Elchem microsilica (trade name, manufactured by Elchem Japan Co., Ltd., average particle diameter: 0.15 μm) was added to an aqueous solution of water glass as inorganic oxide particles. A dry coated sand (CS10) was obtained according to the same procedure as in Production Example 6 except that the particles were added. The water content of the obtained CS10 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS10 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例11−
乾態CSの製造例6において、無機酸化物粒子として、二酸化珪素粒子:HS312(商品名、新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、平均粒子径:9.5μm)の1部を、水ガラス水溶液に添加したこと以外は、上記製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS11)を得た。この得られたCS11の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS11における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 11-
In Production Example 6 of Dry CS, a part of silicon dioxide particles: HS312 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd., average particle diameter: 9.5 μm) was added to the water glass aqueous solution as inorganic oxide particles. A dry coated sand (CS11) was obtained according to the same procedure as in Production Example 6 above. The water content of the obtained CS11 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS11 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例12−
乾態CSの製造例6において、無機酸化物粒子として、酸化アルミニウム粒子:AZ−75(商品名、新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、平均粒子径:2.5μm)の1部を、水ガラス水溶液に添加したこと以外は、上記製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS12)を得た。この得られたCS12の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS12における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 12-
In Production Example 6 of Dry CS, a part of aluminum oxide particles: AZ-75 (trade name, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd., average particle diameter: 2.5 μm) was used as an aqueous solution of water glass as inorganic oxide particles. A dry coated sand (CS12) was obtained according to the same procedure as in Production Example 6 except that the particles were added to the above-mentioned production example 6. The water content of the obtained CS12 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS12 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例13−
乾態CSの製造例2において、第一のコーティング層で被覆された鋳物砂を得た後、かかるコーティング層が形成された鋳物砂を180℃の恒温槽に5分間入れて、レゾール型フェノール樹脂Aの硬化を促進させる工程を加えることにより、第一のコーティング層のレゾール型フェノール樹脂Aを硬化率85%まで硬化させたこと以外は、上記製造例2と同様の手順に従って、乾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、0.2質量%であった。また、かかるCS13における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 13-
In Production Example 2 of Dry CS, after obtaining the casting sand coated with the first coating layer, the casting sand on which the coating layer is formed is placed in a constant temperature bath at 180 ° C. for 5 minutes to obtain a resole-type phenol resin. Dry coated according to the same procedure as in Production Example 2 above, except that the resole-type phenol resin A in the first coating layer was cured to a curing rate of 85% by adding a step of promoting the curing of A. Sand (CS13) was obtained. The water content of the obtained CS13 was 0.2% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS13 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例14−
乾態CSの製造例6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%の炭酸カリウム水溶液を用いて、その使用量を3部にしたこと以外は、上記製造例6と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS14)を得た。この得られたCS14の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS14における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 14-
In the production example 6 of the dry state CS, the above production example except that the potassium carbonate aqueous solution having a solid component (concentration) of potassium carbonate of 50% was used instead of the water glass aqueous solution and the amount used was 3 parts. A dry coated sand (CS14) was obtained according to the same procedure as in 6. The water content of the obtained CS14 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS14 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例15−
乾態CSの製造例1において、固体状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と同様の手順に従って、この乾態のコーテッドサンド(CS15)を得た。得られたCS15の含水分量は、0.2質量%であった。また、かかるCS15における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 15-
This dry coated sandwich (CS15) was obtained in the same procedure as in Production Example 1 above, except that the step of forming the solid coating layer was not carried out in Production Example 1 of dry CS. The water content of the obtained CS15 was 0.2% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS15 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例16−
乾態CSの製造例15において、無機酸化物粒子として、二酸化珪素粒子:エルケムマイクロシリカ(商品名、エルケム・ジャパン株式会社製、平均粒子径:0.15μm)の1部を、水ガラス水溶液に添加したこと以外は、上記製造例15と同様の手順に従って、乾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、0.3質量%であった。また、かかるCS16における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 16-
In Production Example 15 of Dry CS, a part of silicon dioxide particles: Elchem microsilica (trade name, manufactured by Elchem Japan Co., Ltd., average particle diameter: 0.15 μm) was added to an aqueous solution of water glass as inorganic oxide particles. A dry coated sand (CS16) was obtained according to the same procedure as in Production Example 15 except that the particles were added. The water content of the obtained CS16 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS16 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例17−
乾態CSの製造例1において、レゾール型フェノール樹脂Aを、ノボラック型フェノール樹脂に代え、このノボラック型フェノール樹脂を、再生砂の100部に対して1.0部の割合において添加したこと以外は、上記製造例1と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS17)を得た。この得られたCS17の含水分量は、0.3質量%であった。また、かかるCS17における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 17-
Except for the fact that the resol-type phenol resin A was replaced with the novolak-type phenol resin in Production Example 1 of the dry CS, and this novolak-type phenol resin was added at a ratio of 1.0 part to 100 parts of the regenerated sand. A dry coated sand (CS17) was obtained according to the same procedure as in Production Example 1. The water content of the obtained CS17 was 0.3% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS17 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−乾態CSの製造例18−
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%の炭酸カリウム水溶液を用いて、その使用量を3部とし、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と同様の手順に従って、乾態のコーテッドサンド(CS18)を得た。この得られたCS18の含水分量は、0.4質量%であった。また、かかるCS18における第一のコーティング層の硬化率とそのようなコーティング層が形成された鋳物砂の溶出量についても、同様に測定し、それらの結果を、下記表2に示す。
-Production example of dry CS 18-
In Production Example 1 of Dry CS, instead of the aqueous glass solution, an aqueous solution of potassium carbonate having a solid component (concentration) of potassium carbonate of 50% was used, and the amount used was 3 parts, and the solid first coating was used. A dry coated sand (CS18) was obtained according to the same procedure as in Production Example 1 except that the step of forming the layer was not carried out. The water content of the obtained CS18 was 0.4% by mass. Further, the curing rate of the first coating layer in CS18 and the elution amount of the casting sand on which such a coating layer was formed were also measured in the same manner, and the results are shown in Table 2 below.

−鋳型の造型例I(実施例1〜14、比較例1〜4)−
上記した各手順に従って製造されたCS1〜CS18(温度:20℃)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(コーテッドサンド)を準備した。次いで、撹拌機内より取り出した湿態状の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のゲージ圧力の下で、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を、各々、固化(硬化)させて、鋳型強度測定用の試験片(2.54×2.54×20cm)及び円形無空中子の試験体(φ5×5cm)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に対応する鋳型を用いて、それぞれ、鋳型強度、鋳肌、崩壊性、研磨剥離性を測定し、それらの結果を、下記表1及び表2に併せ示した。なお、実施例1〜14、比較例1〜4の各々に係る鋳型(試験体)を作製する際に使用したCSは、下記表1及び表2に示す通りである。
-Molding Example I (Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 4)-
CS1 to CS18 (temperature: 20 ° C.) manufactured according to the above procedures were put into a Shinagawa universal stirrer (5DM-r type, manufactured by Dalton Corporation) at room temperature, and water was further added. CS (coated sand) moistened was prepared by adding the mixture in a stirrer at a ratio of 2.0 parts to 100 parts of CS and stirring the mixture. Next, the wet-state CS taken out from the stirrer was blown into a molding die heated to 150 ° C. with a blow pressure of 0.3 MPa to fill it, and then held in the molding die for 1 minute and 30 seconds. Then, under a gauge pressure of 0.03 MPa, hot air at 300 ° C. was blown for 1 minute and 30 seconds to solidify (cure) each of the CS filled in the molding die, and to measure the mold strength. Molds used as a test piece (2.54 × 2.54 × 20 cm) and a test piece (φ5 × 5 cm) of a circular aerial core were prepared. Then, the mold strength, casting surface, disintegration property, and polishing peelability were measured using the molds corresponding to each of the obtained CSs, and the results are also shown in Tables 1 and 2 below. The CS used when preparing the templates (test specimens) according to each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 are as shown in Tables 1 and 2 below.

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かかる表1及び表2の結果より明らかな如く、実施例1〜14において用いられたCS1〜14は、何れも、第一のコーティング層が第二のコーティング層の水溶性無機粘結剤の水溶液に対して規定値以下の溶出量となるように構成されているところから、それらCSから得られる鋳型が、優れた鋳型強度を有し、また鋳肌の良好な鋳物を与えるものであると共に、崩壊性や研磨剥離性において優れていることが認められる。 As is clear from the results of Tables 1 and 2, in each of CS1 to 14 used in Examples 1 to 14, the first coating layer is an aqueous solution of a water-soluble inorganic binder having a second coating layer. Since the elution amount is configured to be less than or equal to the specified value, the molds obtained from these CSs have excellent mold strength and give a casting with a good casting surface. It is recognized that it is excellent in disintegration property and polishing peelability.

これに対して、第一のコーティング層の存在しない、又は存在しても、水溶性無機粘結剤水溶液による溶出が顕著な第一のコーティング層を設けたCS15〜18を用いた比較例1〜4においては、鋳型強度、鋳肌、崩壊性、研磨剥離性の何れにおいても劣る結果となっていることが認められる。 On the other hand, Comparative Examples 1 to 18 using CS15-18 provided with the first coating layer in which the first coating layer does not exist, or even if it exists, the elution by the water-soluble inorganic binder aqueous solution is remarkable. In No. 4, it is recognized that the results are inferior in all of the mold strength, the casting surface, the disintegration property, and the polishing peelability.

−鋳型の造型例II(実施例15〜28、比較例5〜8)−
上記した各手順に従って製造されたCS1〜CS18(温度:20℃)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のゲージ圧力の下で温度100℃の水蒸気と、0.2MPaのゲージ圧の下で窒素ガスとを、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)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のゲージ圧力の下で、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を固化(硬化)させることにより、鋳型強度の試験片(2.54×2.54×20cm)及び円形無空中子の試験体(φ5×5cm)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に対応する鋳型を用いて、それぞれ、鋳型強度、鋳肌、崩壊性、研磨剥離性を測定し、それらの結果を、下記表3及び表4に併せ示した。なお、実施例15〜28、比較例5〜8の各々に係る鋳型(試験体)を作製する際に使用したCSは、下記表3及び表4に示す通りである。
-Molding Example II (Examples 15 to 28, Comparative Examples 5 to 8)-
CS1 to CS18 (temperature: 20 ° C.) manufactured according to each of the above procedures are blown into a molding die heated to 100 ° C. at a blow pressure of 0.3 MPa to fill them, and then further. 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 and aerated through the coated sand (CS) phase filled in the molding die. I made it. Then, after the aeration of such steam is completed, hot air having a temperature of 300 ° C. is blown for 2 minutes and 40 seconds under a gauge pressure of 0.03 MPa to solidify (cure) the CS filled in the molding die. As a result, a mold used as a test piece of mold strength (2.54 × 2.54 × 20 cm) and a test piece of a circular aerial core (φ5 × 5 cm) was prepared. Then, the mold strength, casting surface, disintegration property, and polishing peelability were measured using the molds corresponding to each of the obtained CSs, and the results are also shown in Tables 3 and 4 below. The CS used when preparing the templates (test specimens) according to each of Examples 15 to 28 and Comparative Examples 5 to 8 are as shown in Tables 3 and 4 below.

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かかる表3及び表4の結果より明らかな如く、先の鋳型の造型例Iとは異なり、水蒸気通気による鋳型造型方法を採用した場合にあっても、かかる鋳型の造型例Iと同様な結果が得られた。即ち、実施例1〜14に対応する実施例15〜28においては、優れた結果が得られたのに対して、先の比較例1〜4に対応する比較例5〜8においては、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のである。 As is clear from the results of Tables 3 and 4, unlike the above-mentioned mold molding example I, even when the mold molding method by steam aeration is adopted, the same result as that of the mold molding example I is obtained. Obtained. That is, excellent results were obtained in Examples 15 to 28 corresponding to Examples 1 to 14, whereas the present invention was obtained in Comparative Examples 5 to 8 corresponding to Comparative Examples 1 to 4 above. It is acknowledged that the purpose of is not fully achieved.

Claims (14)

耐火性骨材からなる鋳物砂の表面を被覆するように、架橋硬化性樹脂若しくはその硬化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、アルカリ性の水溶性無機粘結剤を含む粘結剤組成物からなる固体状の第二のコーティング層が形成されてなる少なくとも二層の被覆構造を呈する乾態のコーテッドサンドにして、
前記第一のコーティング層で被覆された鋳物砂が、その50gを、前記水溶性無機粘結剤の3.0%濃度の溶液の50gに混合せしめて、20℃の温度下で24時間保持したときに、該鋳物砂の第一のコーティング層における固形分の30質量%以下の溶出量である特性を有するように構成されていることを特徴とするコーテッドサンド。
A solid first coating layer containing a crosslinkable curable resin or a cured product thereof is formed so as to cover the surface of cast sand made of a fire-resistant aggregate, and the first coating layer is further formed. A dry coated sand having at least two coating structures formed by forming a solid second coating layer consisting of a binder composition containing an alkaline water-soluble inorganic binder so as to be coated. ,
50 g of the cast sand coated with the first coating layer was mixed with 50 g of a 3.0% concentration solution of the water-soluble inorganic binder and kept at a temperature of 20 ° C. for 24 hours. The coated sand is characterized in that it is configured to have a characteristic of an elution amount of 30% by mass or less of the solid content in the first coating layer of the cast sand.
前記架橋硬化性樹脂が、110秒以下のゲル化時間を有している請求項に記載のコーテッドサンド。 The coated sand according to claim 1 , wherein the crosslinkable curable resin has a gelation time of 110 seconds or less. 前記架橋硬化性樹脂が、フェノール樹脂又はフェノールウレタン樹脂である請求項1又は請求項2に記載のコーテッドサンド。 The cross-linked cured resins are coated sand according to claim 1 or claim 2 which is a phenolic resin or a phenolic urethane resins. 前記コーテッドサンドにおける含水分量が、1.5質量%以下である請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 The coated sand according to any one of claims 1 to 3 , wherein the water content in the coated sand is 1.5% by mass or less. 前記第一のコーティング層の厚さが、0.1〜6μmである請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 The coated sand according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thickness of the first coating layer is 0.1 to 6 μm. 前記粘結剤組成物に、無機酸化物粒子が含有せしめられている請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 The coated sandwich according to any one of claims 1 to 5 , wherein the binder composition contains inorganic oxide particles. 前記無機酸化物粒子が、二酸化珪素粒子、酸化アルミニウム粒子及び酸化チタン粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項に記載のコーテッドサンド。 The coated sand according to claim 6 , wherein the inorganic oxide particles are at least one selected from the group consisting of silicon dioxide particles, aluminum oxide particles, and titanium oxide particles. 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種である請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンド。 The invention according to any one of claims 1 to 7 , wherein 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. Coated sand. 請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンドを、所定の成形型の成形キャビティ内に充填した後、水蒸気を通気させて、かかる成形型内で保持し、固化乃至は硬化せしめることにより、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。 The coated sand according to any one of claims 1 to 8 is filled in a molding cavity of a predetermined molding mold, and then water vapor is aerated to hold the coated sand in the molding mold to solidify or cure the coated sand. A method for manufacturing a mold, which comprises obtaining a desired mold by casting. 前記成形型が、80℃〜200℃の温度に加熱されている請求項に記載の鋳型の製造方法。 The method for producing a mold according to claim 9 , wherein the molding die is heated to a temperature of 80 ° C. to 200 ° C. 請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンドに、水を添加して、湿態化させ、その湿態状のコーテッドサンドを、成形型内に充填した後、かかる成形型内で保持し、固化乃至は硬化せしめることにより、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。 Water is added to the coated sand according to any one of claims 1 to 8 to moisten the coated sand, and the wet-state coated sand is filled in the molding die, and then the molding die is used. A method for producing a mold, which comprises obtaining a desired mold by holding it inside and solidifying or hardening it. 前記成形型が、80℃〜300℃の温度に加熱されている請求項11に記載の鋳型の製造方法。 The method for manufacturing a mold according to claim 11 , wherein the molding die is heated to a temperature of 80 ° C. to 300 ° C. 前記成形型の保持中に、該成形型内に熱風又は過熱水蒸気が通気せしめられる請求項乃至請求項12の何れか1項に記載の鋳型の製造方法。 The method for producing a mold according to any one of claims 9 to 12 , wherein hot air or superheated steam is aerated in the mold while the mold is being held. 請求項1乃至請求項の何れか1項に記載のコーテッドサンドの固化物乃至は硬化物からなる鋳型を用いて、鋳造を行なった後、該鋳型から鋳物砂を回収し、乾式再生処理を施して、再生砂を得ることを特徴とする鋳物砂の再生方法。 After casting using the mold made of the solidified or cured product of the coated sand according to any one of claims 1 to 8, the cast sand is recovered from the mold and subjected to a dry regeneration treatment. A method for regenerating cast sand, which is characterized by applying and obtaining regenerated sand.
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