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JPS5842771B2 - foundry sand - Google Patents

foundry sand

Info

Publication number
JPS5842771B2
JPS5842771B2 JP1302577A JP1302577A JPS5842771B2 JP S5842771 B2 JPS5842771 B2 JP S5842771B2 JP 1302577 A JP1302577 A JP 1302577A JP 1302577 A JP1302577 A JP 1302577A JP S5842771 B2 JPS5842771 B2 JP S5842771B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
oil
foundry sand
alkyl silicate
alkyd resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP1302577A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5399034A (en
Inventor
英雄 角田
修二 小野
昭二 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP1302577A priority Critical patent/JPS5842771B2/en
Publication of JPS5399034A publication Critical patent/JPS5399034A/en
Publication of JPS5842771B2 publication Critical patent/JPS5842771B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、常温または加熱により硬化する鋳物砂に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to foundry sand that hardens at room temperature or by heating.

従来、鋳物砂の主成分である耐火物粒子の粘結剤は、無
機系、有機系に大別される。
Conventionally, binders for refractory particles, which are the main components of foundry sand, are broadly classified into inorganic and organic binders.

無機系粘結剤の代表的なものとして水ガラスやベントナ
イトがあり、有機系粘結剤の代表的なものとしてフェノ
ール樹脂やフラン樹脂がある。
Typical inorganic binders include water glass and bentonite, and typical organic binders include phenol resin and furan resin.

一般に、無機系粘結剤を用いた鋳型は注湯後も高強度を
有しているため崩壊性が著しく劣り、特に、中子等、鋳
ぐまれる部分に用いた場合鋳型を崩して仕上げるときに
非常に困難な作業となる。
In general, molds using inorganic binders have high strength even after pouring, so their collapsibility is extremely poor.Especially when used for parts to be cast, such as cores, when the mold is broken and finished. This will be an extremely difficult task.

有機系粘結剤を用いた鋳型は、崩壊性は良好であるが、
衛生面での問題が多い。
Although molds using organic binders have good disintegration properties,
There are many hygiene issues.

たとえば、フェノール樹脂を用いたシェル・モールド法
は、ノボラック型フェノール樹脂とへキサ・メチレンテ
トラミンを耐火物粒子に被覆した鋳物砂を、300℃前
後に予熱した金型に充填し焼成して作られるものである
が、被覆時から注湯後までアンモニア。
For example, the shell mold method using phenolic resin is made by filling molding sand in which refractory particles are coated with novolac-type phenolic resin and hexamethylenetetramine into a mold preheated to around 300°C and firing. However, it contains ammonia from the time of coating to the time of pouring.

フェノール、ホルマリン、シアン等の有害ガスを発生す
る。
Generates harmful gases such as phenol, formalin, and cyanide.

本発明の目的は、常温または加熱により硬化し、高強度
を有すると共に、注湯後の崩壊性が良く、しかも有害性
ガスの発生の少ない鋳物砂を提供することにある。
An object of the present invention is to provide foundry sand that hardens at room temperature or by heating, has high strength, has good disintegration properties after pouring, and generates less harmful gases.

本発明者等は上記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、耐火物粒子に常温強度を上げるために有効なビ
ニル系樹脂、耐熱性に有効なアルキル・シリケート、更
に水溶塗型乾燥時における保持強度を表わす耐水性に有
効な脂肪油もしくはアルキッド樹脂を加えれば上記の目
的が達成できることを見出して本発明に到達したもので
ある。
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have developed a vinyl resin that is effective for increasing the strength of refractory particles at room temperature, an alkyl silicate that is effective for heat resistance, and a water-soluble coating type drying method. The present invention was achieved by discovering that the above object can be achieved by adding a fatty oil or an alkyd resin effective for water resistance, which represents the retention strength in .

本発明において耐火物粒子に加える第1成分のビニル系
樹脂としては、具体的には、酢酸ビニル樹脂、ポリ・ビ
ニル・アルコール等を、その溶媒であるアルコール、エ
ステル、水などの一種又は、二種以上の混合溶剤に溶か
したものを使用する。
In the present invention, as the first component vinyl resin added to the refractory particles, specifically, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol, etc., and one or two of its solvents such as alcohol, ester, water, etc. Use a solution dissolved in a mixed solvent of more than 100% of the species.

ビニル系樹脂の特徴は溶剤に溶は易く、常温における接
着力が太きいなどの利点がある半面、耐熱性が極めて低
く、しかも耐水性が低い欠点がある。
Vinyl resins have advantages such as being easily soluble in solvents and having strong adhesive strength at room temperature, but they also have the disadvantages of extremely low heat resistance and low water resistance.

これを改善するために、耐熱性を高める方法として第2
成分であるところのアルキル・シリケートを、耐水性を
高める方法として第3戒分である脂肪油もしくはアルキ
ッド樹脂を添加する。
In order to improve this, the second method of increasing heat resistance is
The third component, fatty oil or alkyd resin, is added to the alkyl silicate as a component to improve water resistance.

第2成分のアルキル・シリケートは、メチル、エチル、
ブチル、フェニル、オクチル、ラリウルなどのアルキル
基を有する硅酸エステルである。
The second component alkyl silicate is methyl, ethyl,
It is a silicate ester having an alkyl group such as butyl, phenyl, octyl, or rariul.

本発明においては、アルキル・シリケートを酸性触媒存
在下で加水分解することにより、アルコール。
In the present invention, alcohol is produced by hydrolyzing an alkyl silicate in the presence of an acidic catalyst.

水及びシリカとに分離し易い硅酸ゾルとした後、前記ビ
ニル樹脂と混合するのであるが、これによりビニル系樹
脂の耐熱性を著しく増加させることができる。
After forming a silicic acid sol that is easily separated into water and silica, it is mixed with the vinyl resin, which can significantly increase the heat resistance of the vinyl resin.

しかも硬化後にはアルコールが揮発し、シリカしか残ら
ないためアルキル・シリケート加水分解液からの有害ガ
ス発生は全くない。
Furthermore, after curing, the alcohol evaporates and only silica remains, so no harmful gases are generated from the alkyl silicate hydrolyzate.

しかしながら、第1成分のビニール系樹脂および第2戒
分のアルキル・シリケートを添加したものにおいては、
水溶性塗型を塗布し炉中で乾燥させると、炉中が140
℃前後になると軟化して変形する。
However, in the case where vinyl resin as the first component and alkyl silicate as the second component are added,
When a water-soluble coating is applied and dried in an oven, the temperature in the oven becomes 140%.
At around ℃, it becomes soft and deformed.

そこで、耐水性を増するために第3成分の脂肪油もしく
はアルキッド樹脂を添加する。
Therefore, a third component, fatty oil or alkyd resin, is added to increase water resistance.

脂肪油としては亜麻仁油、大豆油、荏油、魚油、桐油、
ヒマワリ油、クルミ油、ヒマシ油、オイチカシ油等の乾
性のものを使用する。
Fatty oils include linseed oil, soybean oil, perilla oil, fish oil, tung oil,
Use drying oils such as sunflower oil, walnut oil, castor oil, and oil.

脂肪油は、単独では、これまでにも亜麻仁油や桐油が使
用されているが、大量に添加しなければならず、またそ
の硬化が酸化重合であり、その速度が遅いため200℃
前後に加熱する必要があった。
As for fatty oils, linseed oil and tung oil have been used so far, but they must be added in large quantities, and their curing is oxidative polymerization, which is slow and can be heated to 200°C.
Had to heat it back and forth.

しかし、本発明ではアルキル・シリケートにより耐熱性
を与え、脂肪油は耐水性のみを補なえばよいため、僅か
の添加量で良く、加熱も必須の要件ではない。
However, in the present invention, the alkyl silicate provides heat resistance, and the fatty oil only needs to supplement water resistance, so only a small amount is required, and heating is not an essential requirement.

アルキッド樹脂としては基本的には、フタル酸、イソフ
タル酸、マイレン酸、フマール酸、セバシン酸、アジピ
ン酸、酒石酸、リンゴ酸等の多塩基酸とグリセリン、ペ
ンタエリスリトール、エチレンクリコール、ソルビトー
ル等の多価アルコールとの縮合によって得られる高分子
エステルであるが、実用的には、この状態で使われるこ
とは少なく、亜麻仁油、大豆油、荏油、魚油、桐油等の
脂肪油を含ませて脂肪酸変性したものや、ロジン。
Alkyd resins basically include polybasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, sebacic acid, adipic acid, tartaric acid, and malic acid, and polybasic acids such as glycerin, pentaerythritol, ethylene glycol, and sorbitol. It is a polymeric ester obtained by condensation with a hydric alcohol, but it is rarely used in this state for practical purposes. Denatured or rosin.

エステルロジン、フェノールレジンなどの樹脂で変性し
たものが使用される。
Those modified with resins such as ester rosin and phenol resin are used.

この場合アルキッド樹脂と脂肪油との割合は脂肪油含量
25〜75%である。
The proportion of alkyd resin and fatty oil in this case is between 25 and 75% fatty oil content.

本発明の粘結剤組成物の揮発分除去後の固形物はビニル
系樹脂、アルキル・シリケートから析出するシリカ分お
よび、脂肪油もしくはアルキッド樹脂より成る。
The solid matter of the binder composition of the present invention after removal of volatile matter consists of vinyl resin, silica precipitated from alkyl silicate, and fatty oil or alkyd resin.

そして、その固形物の重量割合は、粘結剤組成物の揮発
分除去後の固形物全体を100%とすると、ビニル系樹
脂30〜60φ、アルキル・シリケートから析出するシ
リカ分20〜50%、脂肪油もしくはアルキッド樹脂1
0〜30%の範囲のもので後述するように良好な結果が
得られている。
The weight percentage of the solids is, assuming that the entire solids after removing the volatile matter of the binder composition is 100%, the vinyl resin is 30 to 60 φ, the silica content precipitated from the alkyl silicate is 20 to 50%, Fatty oil or alkyd resin 1
Good results have been obtained in the range of 0 to 30%, as will be described later.

また鋳物砂と粘結剤組成物の揮発分除去後の固形物との
重量割合は、耐火物粒子として珪砂を使用した場合、珪
砂100重量部に対しビニル系樹脂0.3〜1.2重量
部、アルキル・シリケートから析出するシリカ分0.2
〜1.0重量部、脂肪油もしくはアルキッド樹脂0.0
5〜1.0重量部になるように配合したものは後述する
ように良好な結果が得られている。
In addition, when silica sand is used as the refractory particles, the weight ratio of the foundry sand to the solid matter after removing the volatile matter of the binder composition is 0.3 to 1.2 parts by weight of vinyl resin per 100 parts by weight of silica sand. part, silica content precipitated from alkyl silicate 0.2
~1.0 parts by weight, fatty oil or alkyd resin 0.0
As will be described later, good results have been obtained when the amount is 5 to 1.0 parts by weight.

本発明における鋳物砂の硬化反応は、ビニル系樹脂の溶
剤、アルキル・シリケート加水分解液の揮発分を除去し
、脂肪油もしくはアルキッド樹脂を酸化重合させること
により完了する。
The curing reaction of foundry sand in the present invention is completed by removing the vinyl resin solvent and the volatile components of the alkyl silicate hydrolyzate and oxidatively polymerizing the fatty oil or alkyd resin.

方法としては、ビニル系樹脂の溶剤、アルキル・シリケ
ート・加水分解液の揮発分の除去は、鋳物砂中に空気を
流し通気することが有効であり、加熱した空気では更に
促進される。
As a method, it is effective to remove the volatile components of the vinyl resin solvent, alkyl silicate, and hydrolyzed solution by flowing air through the foundry sand, and heated air further accelerates the removal.

脂肪油もしくはアルキッド樹脂の酸化重合は、一般には
加熱雰囲気中に於いて促進される。
Oxidative polymerization of fatty oils or alkyd resins is generally promoted in a heated atmosphere.

以上のように加熱した空気を送るまたは加熱雰囲気にさ
らすという2つの硬化方法の共通点は加熱であり、本発
明の鋳物砂の硬化方法は加熱空気を流すことが最も望ま
しい。
As mentioned above, the common feature of the two curing methods of supplying heated air and exposing to a heated atmosphere is heating, and it is most desirable for the method of curing foundry sand of the present invention to flow heated air.

しかし本発明は硬化方法を限定するものではなく、常温
放置や加熱炉中でも、前述の方法よりも長時間を要する
が硬化することはできる。
However, the present invention does not limit the curing method, and curing can be performed by leaving at room temperature or in a heating oven, although it takes a longer time than the above-mentioned method.

又、脂肪油もしくはアルキッド樹脂の酸化重合に要する
時間は、ビニル系樹脂の溶剤、アルキル・シリケート・
加水分解液の揮発分の除去による硬化時間よりも長時間
を要するため、本発明では、硬化時間を短縮する方法と
して、脂肪油もしくはアルキッド樹脂硬化の触媒である
ナフテン酸金属セッケンを、あらかじめ脂肪油もしくは
アルキッド樹脂に混合し、それを加熱し重合を途中まで
進めたり、鋳物砂混練時に添加することにより調整する
In addition, the time required for oxidative polymerization of fatty oil or alkyd resin depends on the solvent of vinyl resin, alkyl silicate,
Since curing time is longer than that required by removing the volatile matter from the hydrolyzed liquid, in the present invention, as a method of shortening the curing time, a naphthenic acid metal soap, which is a catalyst for curing fatty oil or alkyd resin, is added to fatty oil or alkyd resin in advance. Alternatively, it can be adjusted by mixing it with an alkyd resin and heating it to advance polymerization halfway, or by adding it during kneading of foundry sand.

ナフテン酸金属セッケンの金属としては、銅、コバルト
、鉛、マンガン、亜鉛があり、脂肪油もしくはアルキッ
ド樹脂100重量部に対しての重量割合は、あらかじめ
脂肪油もしくはアルキッド樹脂に添加する場合には0.
1〜1重量部、鋳物砂混練時に添加する場合には1〜5
0重量部で良好な結果が得られる。
The metals in the naphthenic acid metal soap include copper, cobalt, lead, manganese, and zinc, and the weight ratio with respect to 100 parts by weight of fatty oil or alkyd resin is 0 when added to the fatty oil or alkyd resin in advance. ..
1 to 1 part by weight, 1 to 5 parts by weight when added during kneading of foundry sand
Good results are obtained with 0 parts by weight.

以上のごとき鋳物砂よりなる鋳型は、充分な強度を持ち
、耐水性もよく、造型時および鋳込時における有害ガス
の発生が殆んどなく、その後の崩壊性も良好である。
A mold made of the above-mentioned foundry sand has sufficient strength, good water resistance, almost no harmful gases generated during molding and casting, and has good disintegration properties afterward.

以下、本発明の実施例について述べる。Examples of the present invention will be described below.

なお、塗型試験結果の実施要領は、試験片寸法横、縦2
5關、長さ170mmの乾燥型標準抗折試験片を作り、
市販の水溶性塗型を50ボーメに希釈した液に10秒間
浸漬後、130℃の炉中で乾燥し、乾燥途中に変形や折
れたりしなかったものを良とした。
In addition, the implementation procedure for the coating mold test results is as follows:
A dry standard bending test piece with a length of 5 mm and a length of 170 mm was prepared.
A commercially available water-soluble coating mold was immersed in a solution diluted to 50 Baumé for 10 seconds, and then dried in an oven at 130°C, and those that did not deform or break during drying were evaluated as good.

また、抗折力は、前記乾燥型標準抗折試験片を室温で測
定したものである。
Further, the transverse rupture strength was measured using the dry standard transverse rupture test piece at room temperature.

なお本実験に於ける粘結剤の基本成分を表1ないし表4
に示す。
The basic components of the binder used in this experiment are shown in Tables 1 to 4.
Shown below.

表1はビニル系樹脂溶液、表2は、アルキル・シリケー
ト・加水分解液、表3は、脂肪油、表4は、アルキッド
樹脂の配合組成を示す。
Table 1 shows the blending composition of the vinyl resin solution, Table 2 shows the alkyl silicate hydrolyzed solution, Table 3 shows the fatty oil, and Table 4 shows the blending composition of the alkyd resin.

本発明の第3戒分として脂肪油を用いた場合の実験例を
表5に、アルキッド樹脂を用いた場合の実験例を表6に
示す。
Table 5 shows experimental examples using fatty oil as the third precept of the present invention, and Table 6 shows experimental examples using alkyd resin.

表5および表6に示されるように、本発明で特定した成
分を用いた全試験片は、水溶性塗型を塗布し、130℃
の炉中で乾燥*しても、乾燥途中で変形や折れたりしな
かったし、また抗折力も25kg/cr?を以上であっ
た。
As shown in Tables 5 and 6, all test pieces using the components specified in the present invention were coated with a water-soluble coating and heated at 130°C.
Even when it was dried in an oven*, it did not deform or break during drying, and its transverse rupture strength was 25 kg/cr? That's all for now.

※3 有効シリカ分が約40優の4〜6量体を主とする
低線合体混合物。
*3 A low-linearity composite mixture mainly consisting of tetra-hexamers with an effective silica content of about 40 or more.

※4 濃塩酸を20倍の水で希釈したもの。*4 Concentrated hydrochloric acid diluted 20 times with water.

※5 アルキル・シリケート加水分解液から析出するシ
リカ分。
*5 Silica content that precipitates from alkyl silicate hydrolyzate.

※6 符号gが、脂肪酸変性型、符号りが、 樹脂変性型のアルキッド樹脂である。*6 The code g is fatty acid modified type, the code is It is a resin-modified alkyd resin.

市販品であるため、詳細な配合組成は 不明。Since it is a commercially available product, the detailed composition is not available. not clear.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 耐火物粒子にビニル系樹脂、アルキル・シリケート
、および脂肪油もしくはアルキッド樹脂を含ませてなる
鋳物砂。
1. Foundry sand made by impregnating refractory particles with vinyl resin, alkyl silicate, and fatty oil or alkyd resin.
JP1302577A 1977-02-10 1977-02-10 foundry sand Expired JPS5842771B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1302577A JPS5842771B2 (en) 1977-02-10 1977-02-10 foundry sand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1302577A JPS5842771B2 (en) 1977-02-10 1977-02-10 foundry sand

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5399034A JPS5399034A (en) 1978-08-30
JPS5842771B2 true JPS5842771B2 (en) 1983-09-21

Family

ID=11821589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1302577A Expired JPS5842771B2 (en) 1977-02-10 1977-02-10 foundry sand

Country Status (1)

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JP (1) JPS5842771B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6468677A (en) * 1987-09-10 1989-03-14 Komatsu Mfg Co Ltd Position detecting method for moving body
JPH0452881B2 (en) * 1983-11-10 1992-08-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0452881B2 (en) * 1983-11-10 1992-08-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind
JPS6468677A (en) * 1987-09-10 1989-03-14 Komatsu Mfg Co Ltd Position detecting method for moving body

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JPS5399034A (en) 1978-08-30

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