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JP2005074498A - Method for producing mold for shell mold - Google Patents

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JP2005074498A
JP2005074498A JP2003310013A JP2003310013A JP2005074498A JP 2005074498 A JP2005074498 A JP 2005074498A JP 2003310013 A JP2003310013 A JP 2003310013A JP 2003310013 A JP2003310013 A JP 2003310013A JP 2005074498 A JP2005074498 A JP 2005074498A
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JP
Japan
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mold
rcs
heated
molecular weight
temperature
Prior art date
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Application number
JP2003310013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Furusawa
浩 古澤
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.)
Asahi Yukizai Corp
Original Assignee
Asahi Organic Chemicals Industry Co 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 Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd filed Critical Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Priority to JP2003310013A priority Critical patent/JP2005074498A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for making a mold having sufficient mold strength even at low temperature while securing the fluidity in producing the mold by using shell mold resin-coated sand (RCS) coated with binder. <P>SOLUTION: In the method for producing the mold for shell mold, this mold is composed of refractory grains and the binder which coats the grains. As this binder, novolak type phenolic resin (1) which contains ≤10% low molecular weight component (one-nuclide and two-nuclide) and (2) which has a dispersion ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of ≤3.0 in the measurement with gel filtration chromatography is used to obtain the RCS. The resultant RCS is pre-heated at a temperature higher than 70°C, and this RCS is filled up into a heated metallic mold to obtain the mold. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は鋳造用の主型及び中子(以下、単に鋳型という)の製造に用いられる改良されたシェルモールド用鋳型の製造方法、さらに詳しくは、鋳型造型時の金型温度が低温でも優れた鋳型強度を発現し、かつ鋳造時のヤニ発生量が少ない鋳型特性を併せ持った、シェルモールド用鋳型の製造方法に関する。   The present invention relates to an improved method for producing a mold for a shell mold used in the production of a casting main mold and a core (hereinafter simply referred to as a mold), more specifically, even when the mold temperature during mold making is low. The present invention relates to a method for producing a mold for a shell mold, which exhibits mold strength and has mold characteristics that generate a small amount of dust during casting.

従来、シェルモールド用鋳型は、耐火性粒子に熱硬化性ノボラック型フェノール樹脂などの結合剤を被覆したシェルモールド用樹脂被覆砂(以下、単に「RCS」という)を、予め250〜300℃に加熱調整された金型内に充填した後焼成して鋳型に賦形されている。このようにして得られた鋳型の肉厚の薄い部分は硬化しているものの、肉厚の厚い部分は硬化不充分のため、鋳型の実体強度が弱く、特に肉厚変動の大きい鋳型の場合には、取扱い性に問題があった。   Conventionally, as a mold for a shell mold, resin-coated sand for shell mold (hereinafter simply referred to as “RCS”) in which a refractory particle is coated with a binder such as a thermosetting novolac type phenol resin is heated in advance to 250 to 300 ° C. After filling in the adjusted mold, it is fired and shaped into a mold. Although the thin part of the mold obtained in this way is cured, the thick part is insufficiently cured, so the actual strength of the mold is weak, especially in the case of a mold with large thickness fluctuation. Had a problem in handling.

また、上記のような硬化不十分の鋳型を用いて鋳造した場合、鋳造時の熱履歴に伴って未硬化部分が硬化する際にヤニが多く発生するという問題もある。   In addition, when casting is performed using a mold that is insufficiently cured as described above, there is also a problem that a large amount of cracking occurs when an uncured portion is cured due to a heat history during casting.

さらに、熱冷媒を還流させる螺旋状に形成した中空管から成る熱交換器と被覆砂流動用気体分配管とで構成された温度調節ユニット及びこれを用いた温度調節装置は、本特許出願人により開発されている(特許文献1)が、これを単に、従来のRCSに対して用いても、上記問題点は解決されなかった。   Furthermore, a temperature control unit composed of a heat exchanger composed of a hollow tube formed in a spiral shape for refluxing the thermal refrigerant and a gas distribution pipe for flowing the coated sand, and a temperature control device using the same are disclosed in the present patent applicant. (Patent Document 1), however, the problem described above was not solved even if this was simply used for a conventional RCS.

特許第3355325号公報Japanese Patent No. 3355325

これらの問題を解決するために例えば、鋳型造型時の金型温度を高くして硬化部分をより多くしようとすると造型時の煙、臭気がきつくなり作業環境が悪化するという問題や、また金型の膨張力に起因されるひずみが大きくなり、鋳型にクラックが入り生産性が低下するという問題、さらに鋳物の寸法精度という観点からも好ましくはない。一方、逆に鋳型造型時の金型温度を変えずに金型に充填する前のRCSを70℃より高温に加熱しようとすると従来のノボラック型フェノール樹脂が被覆されたRCSでは、低核体成分量(未反応のフェノールモノマーや2核体成分)が多いため該樹脂の軟化点が低く、RCSがブロックし易く流動性が悪化しその結果、鋳型の充填不良が発生するという問題がある。また、低核体成分量が少ないノボラック型フェノール樹脂を用いる場合ではRCSの加熱時におけるブロック性という問題は解消されても鋳型強度が著しく低くなるという問題がある。   In order to solve these problems, for example, if the mold temperature during mold making is increased to try to increase the number of cured parts, the smoke and odor during molding will become harder and the working environment will deteriorate. This is not preferable from the viewpoint of the problem that the strain caused by the expansion force increases, the mold cracks and the productivity decreases, and the dimensional accuracy of the casting. On the other hand, when trying to heat the RCS before filling the mold without changing the mold temperature at the time of mold making to a temperature higher than 70 ° C., in the conventional RCS coated with the novolak type phenol resin, Since the amount (unreacted phenol monomer and binuclear component) is large, the softening point of the resin is low, the RCS is likely to block, and the fluidity is deteriorated. As a result, there is a problem that defective filling of the mold occurs. Further, when a novolac type phenol resin having a small amount of low-nuclear component is used, there is a problem that the strength of the mold is remarkably lowered even if the problem of blocking property during heating of RCS is solved.

そこで、RCSを予め70℃より高温に加熱しても流動性に支障を来すことのないRCSを用いて、さらに鋳型造型時の金型温度が低温でも十分鋳型強度を発現できるシェルモールド用鋳型の製造方法の改良が求められている。   Therefore, a mold for a shell mold that can exhibit sufficient mold strength even when the mold temperature at the time of mold making is low, using RCS that does not hinder the fluidity even if the RCS is heated to a temperature higher than 70 ° C. in advance. Improvement of the manufacturing method is demanded.

本発明者らは、これらの諸事情を鑑み鋭意研究した結果、特定の条件を満たすノボラック型フェノール樹脂が被覆された耐火性粒子を用いて、特定の方法で鋳型を製造することが有効であることを見出し、この知見をもとにさらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies in view of these circumstances, the present inventors are effective to produce a mold by a specific method using refractory particles coated with a novolak type phenol resin that satisfies a specific condition. As a result, the present invention was completed through further research based on this knowledge.

すなわち、本発明は、耐火性粒子とそれを被覆する結合剤とを有し、該結合剤として、ゲル濾過クロマトグラフによる測定において、
(1)低分子量成分(一核体と二核体)の含有量が10%以下、かつ
(2)重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が3.0以下、好ましくは2.0以下、
であるノボラック型フェノール樹脂を用いたRCSを、予め70℃より高温に加熱し、該RCSを加熱された金型に充填させて造型することを特徴とするシェルモールド用鋳型の製造方法である。
That is, the present invention has a refractory particle and a binder that coats the refractory particles.
(1) The content of low molecular weight components (mononuclear and binuclear) is 10% or less, and (2) the dispersion ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is 3.0 or less, preferably 2.0 or less,
This is a method for producing a mold for a shell mold, in which an RCS using a novolac type phenolic resin is heated to a temperature higher than 70 ° C. in advance, and the RCS is filled in a heated mold.

更に本発明は、上記発明において前記RCSを加熱する際、熱冷媒を還流させる螺旋状に形成した中空管から成る熱交換器と該RCSを流動させる気体を供給する流動用気体分配管とで構成された温度調節ユニットを有する温度調節装置により、該RCSを70℃より高温に加熱した後、加熱された金型に充填させて造型することを特徴とするシェルモールド用鋳型の製造方法である。   Further, according to the present invention, when the RCS is heated in the above-described invention, a heat exchanger composed of a spirally formed hollow tube that recirculates the thermal refrigerant and a flow gas distribution pipe that supplies a gas that flows the RCS are provided. A method for producing a mold for a shell mold, characterized in that the RCS is heated to a temperature higher than 70 ° C. by a temperature control device having a temperature control unit configured, and then the heated mold is filled and molded. .

ノボラック型フェノール樹脂の低分子量成分(1核体と2核体)は、沸点が低いため、化学的に揮発性しやすく、250〜300℃での造型時に刺激臭として発生する。また、耐熱性も低いため、ヤニ発生源となる。一方、これらの成分は、物理的に溶融粘性が著しく低く、RCSの濡れ性に優れるため強度は強くなる。つまり、低核体成分量が10%より増えると、ノボラック型フェノール樹脂の軟化が早くなりRCSのブロックが発生し易く、またヤニも多くなるが、強度は向上する。   The low molecular weight components (mononuclear and binuclear) of the novolak-type phenolic resin have a low boiling point, and thus are easily chemically volatile, and are generated as irritating odors during molding at 250 to 300 ° C. Moreover, since heat resistance is also low, it becomes a spear generation source. On the other hand, these components physically have extremely low melt viscosity and are excellent in RCS wettability, so that the strength is increased. That is, when the amount of the low-nuclear component is increased from 10%, the novolac-type phenol resin is softened quickly, RCS blocks are likely to occur, and the amount of cracks increases, but the strength is improved.

先に定義した本発明の分散比は、ノボラック型フェノール樹脂の分子量分布を簡易的に表現したものであるが、分散比が3.0を超えると、ノボラック型フェノール樹脂の軟化が早くなりRCSのブロックが発生しやすく、またヤニも多くなる。   The dispersion ratio of the present invention defined above is a simple expression of the molecular weight distribution of the novolak-type phenol resin. However, when the dispersion ratio exceeds 3.0, the novolak-type phenol resin softens faster and the RCS Blocks are likely to occur, and the number of spears increases.

ここで、従来使用されてきたRCSの加熱方法(加熱装置)についてみると、開放系容器内に入れたRCSを単に加熱(電気炉など)するいわゆる静止加熱は、RCSを加熱しても、RCS内部までの伝熱性は悪い。その結果、鋳型の内部硬化性が悪く、強度低下やヤニ発生量が多くなる傾向にある。また、従来の流動加熱は、開放系容器内に入れたRCSを、エアーレーションと開放系容器の側面及び/又は底面の局部加熱により加熱しているだけなのでRCSの均一で迅速な加熱性に劣る。   Here, regarding the heating method (heating device) of RCS that has been conventionally used, so-called static heating in which RCS placed in an open container is simply heated (such as an electric furnace) is performed even if RCS is heated. The heat transfer to the inside is bad. As a result, the internal curability of the mold is poor and the strength tends to decrease and the amount of dust generated tends to increase. In addition, the conventional fluid heating is inferior in uniform and quick heating of the RCS because the RCS placed in the open container is only heated by aeration and local heating of the side and / or bottom of the open container. .

本発明は、上記のごとき難解な問題を解決するには前記のごとき、ノボラック型フェノール樹脂を被覆結合剤としたRCSを予め70℃より高温に速やかに均一に加熱することが重要であることに、多大な努力の上に到達し、その知見に基づいてなされたものである。また、それを具体化する手段として先に述べた熱冷媒を還流させる螺旋状中空管から成る熱交換器とRCSを流動させる気体を供給する流動用気体分配管とで構成された温度調節ユニットを有する温度調節装置を利用することが最適であることに想到したものである。   In the present invention, in order to solve the difficult problems as described above, it is important that the RCS using the novolac type phenol resin as the coating binder is heated quickly and uniformly to a temperature higher than 70 ° C. in advance. Reached on a great deal of effort and based on that knowledge. Further, as a means for embodying it, a temperature control unit comprising a heat exchanger composed of a spiral hollow tube that recirculates the above-described thermal refrigerant and a flow gas distribution pipe that supplies a gas that flows RCS It has been conceived that it is optimal to use a temperature control device having

その結果、本発明は、耐ブロック性、強度、ヤニ低減の特性を共に両立し、RCSを70℃より高い温度で速やかに均一に加熱することができ、また、鋳型造型時の金型温度を従来の250〜300℃から180〜230℃へ低くすることができる。   As a result, the present invention achieves both of block resistance, strength, and spear reduction characteristics, and can heat RCS quickly and uniformly at a temperature higher than 70 ° C. In addition, the mold temperature at the time of mold making can be reduced. It can be lowered from the conventional 250-300 ° C. to 180-230 ° C.

そして、鋳型造型時の金型温度を低くすることにより、1.造型時の臭気が低減される、2.金型の歪が小さくなるため鋳型の寸法安定性が優れる、3.前記2により、寸法精度の高い鋳物が得られる、4.エネルギーコストの軽減などの効果が得られる。   And by lowering the mold temperature at the time of mold making, 1. 1. The odor during molding is reduced. 2. Excellent mold dimensional stability due to reduced mold distortion. 3. A casting with high dimensional accuracy can be obtained by the above 2. Effects such as reduction of energy costs can be obtained.

本発明によれば、RCSを予め70℃より高温に加熱しても流動性に支障を来すことのないRCSを用いて、さらに鋳型造型時の金型温度が低温でも十分鋳型強度を発現できるシェルモールド用鋳型の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, even if the RCS is preheated to a temperature higher than 70 ° C., the RCS that does not hinder the fluidity can be used, and sufficient mold strength can be exhibited even when the mold temperature during mold molding is low. A method for producing a mold for a shell mold can be provided.

本発明のシェルモールド用鋳型の製造方法に用いられるRCSは、耐火性粒子とそれを被覆する結合剤を含有するものであり、このような耐火性粒子としては、鋳型形成用骨材であって、鋳造に耐えうる耐火性と鋳型形成に適した粒径を有する粒子であればよく、その種類については特に制限されるものではない。このような耐火性粒子の例としては、ケイ砂、オリビンサンド、ジルコンサンド、クロマイトサンド、アルミナサンドなどの特殊砂、フェロクロム系スラグ、フェロニッケル系スラグ、転炉スラグなどのスラグ系粒子、ナイガイセラビーズ(商品名)のような多孔質粒子、砂鉄、カーボン粒子、ガラス粒子、陶磁器粒子及びこれらの再生粒子などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The RCS used in the method for producing a mold for a shell mold of the present invention contains refractory particles and a binder for coating the refractory particles, and such refractory particles are aggregates for mold formation. The particles are not particularly limited as long as the particles have a fire resistance that can withstand casting and a particle size suitable for mold formation. Examples of such refractory particles include special sands such as silica sand, olivine sand, zircon sand, chromite sand, and alumina sand, slag system particles such as ferrochrome slag, ferronickel slag, and converter slag, Examples thereof include porous particles such as beads (trade name), iron sand, carbon particles, glass particles, ceramic particles, and regenerated particles thereof. These may be used alone or in combination of two or more.

一方、前記結合剤としてノボラック型フェノール樹脂が用いられるが、本発明に用いられるフェノール樹脂は、ゲル濾過クロマトグラフ(以下、GPCという)の面積法で低分子量成分(一核体と二核体)の含有量が10%以下、好ましく5.0%以下であることを特徴としており、含有量が10%を超える場合は、従来の樹脂と大差なく、前述のRCSの有する問題を解消することはできない。   On the other hand, novolak-type phenol resin is used as the binder, but the phenol resin used in the present invention is a low molecular weight component (mononuclear and binuclear) by gel filtration chromatograph (hereinafter referred to as GPC) area method. The content of is 10% or less, preferably 5.0% or less. When the content exceeds 10%, the above-mentioned problems of RCS are solved without much difference from conventional resins. Can not.

第2の特徴は、GPC測定によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が3.0以下、好ましくは2.0以下の範囲に制御されたものであり、分散比の数値が小さいほど分子量分布幅が狭い樹脂であることを意味する。なお、一般的に高分子量化合物は、数平均分子量(Mn)よりも重量平均分子量(Mw)が大きく、分散比(Mw/Mn)は1を超える値となる。分散比(Mw/Mn)が3.0を超えると、ノボラック型フェノール樹脂の軟化が早くなりRCSのブロックが発生しやすく、またヤニも多くなる傾向がある。このようなノボラック型フェノール樹脂の数平均分子量としては、好ましくは600〜1500、さらに好ましくは700〜1200である。数平均分子量が600未満では、RCS融着点が低下し、熱時流動性や砂粒間の融着が生じ易くなる傾向がある。逆に1500を超えると、ノボラック型フェノール樹脂の溶融粘度が上昇して鋳型強度が低下する傾向がある。   The second feature is that the dispersion ratio (Mw / Mn) of polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) by GPC measurement is controlled to be 3.0 or less, preferably 2.0 or less. The smaller the dispersion ratio value, the narrower the molecular weight distribution width. In general, a high molecular weight compound has a weight average molecular weight (Mw) larger than a number average molecular weight (Mn), and a dispersion ratio (Mw / Mn) exceeds 1. When the dispersion ratio (Mw / Mn) exceeds 3.0, the novolac type phenol resin is quickly softened and RCS blocks are likely to occur, and there is a tendency to increase the amount of resin. The number average molecular weight of such a novolak type phenol resin is preferably 600 to 1500, and more preferably 700 to 1200. When the number average molecular weight is less than 600, the RCS fusion point is lowered, and there is a tendency that hot fluidity and fusion between sand grains are likely to occur. Conversely, if it exceeds 1500, the melt viscosity of the novolak type phenolic resin tends to increase and the mold strength tends to decrease.

前記ノボラック型フェノール樹脂において、原料の1つとして用いられるフェノール類としては、例えばフェノール、クレゾールやキシレノールなどのアルキルフェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどのビスフェノール類、ビスフェノールA残渣などのフェノール系精製残渣などが挙げられる。一方、アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、グリオキザールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the phenols used as one of the raw materials in the novolac type phenol resin include phenol, alkylphenols such as cresol and xylenol, bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F, and phenol-based purification residues such as bisphenol A residues. Is mentioned. On the other hand, examples of aldehydes include, but are not limited to, formaldehyde and glyoxal.

本発明に使われるノボラック型フェノール樹脂の製法には制限は無いが、好ましいノボラック型フェノール樹脂の製法として、製造安定性や収率の良さから、リン酸水溶液の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを反応させるにあたり、下記の反応条件を満足する不均一系反応工程を含むことを特徴とする製造方法が好ましく用いられる。
(イ)アルデヒド類の配合量がフェノール類1モルに対して0.80〜0.93モル
(ロ)リン酸の配合量がフェノール類100質量部に対して25質量部以上
(ハ)反応系中の含水量が質量基準で15〜40%
(ニ)反応温度が70℃〜還流温度
There is no limitation on the production method of the novolac type phenol resin used in the present invention. However, as a preferred production method of the novolac type phenol resin, phenols and aldehydes can be used in the presence of an aqueous phosphoric acid solution in terms of production stability and good yield. In the reaction, a production method comprising a heterogeneous reaction step that satisfies the following reaction conditions is preferably used.
(I) The blending amount of aldehydes is 0.80 to 0.93 moles per mole of phenols (b) The blending amount of phosphoric acid is 25 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of phenols (c) Reaction system Water content is 15-40% by mass
(D) Reaction temperature is 70 ° C to reflux temperature

さらに好ましくは、分散比(Mw/Mn)をより小さくするために、反応補助溶媒が用いられる。反応補助溶媒としては、具体的には、アルコール類、多価アルコール系エーテル、環状エーテル類、多価アルコール系エステル、ケトン類、スルホキシド類からなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。   More preferably, a reaction cosolvent is used in order to make the dispersion ratio (Mw / Mn) smaller. Specifically, the reaction auxiliary solvent is preferably at least one selected from the group consisting of alcohols, polyhydric alcohol ethers, cyclic ethers, polyhydric alcohol esters, ketones, and sulfoxides.

アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の一価アルコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の二価アルコール、グリセリン等の三価アルコールが挙げられる。   Examples of alcohols include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, butanediol, pentanediol, hexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and tripropylene glycol. And dihydric alcohols such as polyethylene glycol and trihydric alcohols such as glycerin.

多価アルコール系エーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールグリコールエーテル類が挙げられる。   Examples of polyhydric alcohol ethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl methyl ether, and ethylene glycol. Examples include glycol ethers.

環状エーテル類としては、例えば、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等が挙げられ、多価アルコール系エステルとしては、例えば、エチレングリコールアセテート等のグリコールエステル類等が挙げられ、ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、スルホキシド類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等が挙げられる。   Examples of the cyclic ethers include 1,3-dioxane and 1,4-dioxane. Examples of the polyhydric alcohol ester include glycol esters such as ethylene glycol acetate. Examples include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide.

反応補助溶媒は、上記の例示に限定されず、非反応性でありかつ反応時に液体を呈するものであれば固体でも使用することができ、それぞれを単独でまたは二種以上を併用してもよい。   The reaction auxiliary solvent is not limited to the above examples, and can be used as a solid as long as it is non-reactive and exhibits a liquid during the reaction, and each may be used alone or in combination of two or more. .

反応補助溶媒の配合量としては、特に限定はされないが、フェノール類100質量部に対して5質量部以上、好ましくは10〜200質量部である。   Although it does not specifically limit as a compounding quantity of a reaction auxiliary solvent, It is 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of phenols, Preferably it is 10-200 mass parts.

ノボラック型フェノール樹脂には、鋳型の物性改善の目的で従来一般的に用いられているγ‐アミノプロピルトリエトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤やエチレンビスステアリン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイドなどの滑剤を内含させておくのが望ましい。   Novolac type phenol resins include silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, which are conventionally used for the purpose of improving the physical properties of the mold, and ethylenebisstearic acid. It is desirable to include a lubricant such as amide and methylenebisstearic acid amide.

本発明に用いられるRCSの製造には、当該技術分野で従来実施されてきた製造法、例えばドライホット法、セミホット法、コールド法、粉末溶剤法などいずれも適用できるが、生産性及び品質の点からドライホット法が好適である。また、このRCSには必要に応じて、例えばレゾール型フェノール樹脂、離型剤、消臭剤、ベンガラなどを適宜配合しても差し支えない。   For the production of RCS used in the present invention, any of the production methods conventionally practiced in the technical field, such as dry hot method, semi-hot method, cold method, powder solvent method, etc., can be applied. Therefore, the dry hot method is preferable. Further, if necessary, for example, a resol type phenol resin, a release agent, a deodorant, a bengara and the like may be added to the RCS.

本発明においては、前記ノボラック型フェノール樹脂は、耐火性粒子100重量部に対し、通常0.5〜5重量部の割合で用いられ、また、硬化剤は、該ノボラック型フェノール樹脂100重量部に対し、通常5〜30重量部の割合で用いられる。硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミンが好ましいが、それ以外の公知の硬化剤も使用可能である。   In the present invention, the novolac type phenolic resin is usually used at a ratio of 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the refractory particles, and the curing agent is added to 100 parts by weight of the novolac type phenolic resin. On the other hand, it is usually used at a ratio of 5 to 30 parts by weight. As the curing agent, hexamethylenetetramine is preferable, but other known curing agents can be used.

かくして得られた、本発明に用いられるRCSは、静止加熱や流動加熱の方法が用いられ70℃より高温に加熱される。加熱方法は、流動加熱が好ましく、さらには、後記温度調節装置を用いた流動加熱が好ましい。   The RCS used in the present invention thus obtained is heated to a temperature higher than 70 ° C. using a method of static heating or fluid heating. The heating method is preferably fluid heating, and more preferably fluid heating using a temperature controller described later.

静止加熱の方法としては、具体的には開放系容器内に入れたRCSを、単に所定温度まで電気炉内で加熱する。この場合、RCSは常に静止している状態であるため、内部までの伝熱性が悪く所定温度までの均一加熱性に欠けるため、鋳型の内部硬化性が良好でなく、強度低下やヤニ発生量が多くなる傾向にある。   As a method of static heating, specifically, the RCS placed in an open container is simply heated to a predetermined temperature in an electric furnace. In this case, since the RCS is always stationary, the heat transfer to the inside is poor and the uniform heating to the predetermined temperature is poor, so the internal curability of the mold is not good, the strength is reduced, and the amount of spear generation is low. It tends to increase.

また、流動加熱の方法としては、従来の流動加熱は、開放系容器内に入れたRCSを、容器の側面及び/又は底面の加熱により加熱し、底面からのエアーレーションによりRCSを流動させ所定温度まで加熱する。この場合でも、RCSは流動していても加熱部が容器側面及び/又は底面のみの局部加熱であるため、前記同様RCSの均一加熱性に欠けたり、また、所定の温度まで加熱するのに多大な時間を要する。   As a fluidized heating method, conventional fluidized heating is performed by heating an RCS placed in an open container by heating the side surface and / or the bottom surface of the container, and flowing the RCS by aeration from the bottom surface. Until heated. Even in this case, even though the RCS is flowing, the heating part is a local heating only on the side surface and / or the bottom surface of the container. Takes a lot of time.

そこで、これらの加熱方法よりも迅速で均一に、かつ温度を制御して加熱できる方法として、本発明では後記温度調節装置を用いた流動加熱が好適に用いられる。以下、温度調節装置を用いた流動加熱について詳細に示す。   Therefore, in the present invention, fluidized heating using a temperature adjusting device, which will be described later, is suitably used as a method that can be heated more quickly and uniformly than these heating methods and with controlled temperature. Hereinafter, fluidized heating using a temperature control device will be described in detail.

また、本発明に用いる温度調節装置を図面を参照しながら説明する。本発明の第1実施の態様として示す図1は、下部にシャッター7を備えた排出口Dを有する既設の円形の粉粒体貯留槽T1 内に、差渡し径(mφ、nφ)が異なり、かつ共通の熱冷媒受入口5と熱冷媒排出口6を有する独立する2個の螺旋状熱交換器A(A1、A2)と、気体受入口4と気体吹出孔3を有する流動用気体分配管Bとで構成されている温度調節ユニットを設置して貯留部1と熱交換部2を形成して成る温度調節装置の縦断面図である。 Moreover, the temperature control apparatus used for this invention is demonstrated, referring drawings. FIG. 1 shown as the first embodiment of the present invention is different in the passing diameter (mφ, nφ) in an existing circular powder storage tank T 1 having a discharge port D provided with a shutter 7 at the bottom. And two independent helical heat exchangers A (A 1 , A 2 ) having a common thermal refrigerant inlet 5 and a thermal refrigerant outlet 6, and a flow having a gas inlet 4 and a gas outlet 3. It is a longitudinal cross-sectional view of the temperature control apparatus formed by installing the temperature control unit comprised by the gas distribution piping B, and forming the storage part 1 and the heat exchange part 2. FIG.

前記の螺旋状熱交換器Aは、差渡し径が同一又は異なるもの、あるいは順次拡径又は縮径するものを1つ配置することは可能であるが、その複数を縦列、並列状、又は同心円状に配置することにより、構造的に熱交換器群(A1、A2…)の縦横の広がり、即ちRCS貯留槽Tの形状に応じた熱交換部2の縦横の広がりを形成することができる。しかも、螺旋形状及び材質に由来する優れた熱交換能(熱交換面積及び熱交換率)を有する。したがって、熱交換部2のRCSは、深さや広がりに関係なく均等かつ効率よく熱交換(加熱又は冷却)を受けることになり、所望温度への昇温・降温が円滑に達成される。又、熱交換器を螺旋状に構成することにより、RCSの自重による下方への移動を効果的にして、下記の流動用気体分配管Bから分配されてRCSの間に存在する気体(空気)との共同作用により、熱交換器などへのRCSの付着や接触を必要に応じて防止すると共に、RCSの排出を円滑にすることができる。 In the helical heat exchanger A, it is possible to arrange one having the same or different difference diameter, or one that sequentially expands or contracts, but a plurality of them are arranged in tandem, parallel, or concentric circles. By arranging in a shape, it is possible to structurally form a vertical and horizontal spread of the heat exchanger group (A 1 , A 2 ...), That is, a vertical and horizontal spread of the heat exchange unit 2 according to the shape of the RCS storage tank T. it can. Moreover, it has excellent heat exchange capacity (heat exchange area and heat exchange rate) derived from the spiral shape and material. Therefore, the RCS of the heat exchanging unit 2 receives heat exchange (heating or cooling) equally and efficiently regardless of the depth and spread, and the temperature rise / fall to the desired temperature is smoothly achieved. Also, by configuring the heat exchanger in a spiral shape, the RCS can effectively move downward due to its own weight, and the gas (air) distributed between the following gas distribution pipes B for flow and present between the RCSs. As a result, the RCS can be prevented from adhering to or coming into contact with a heat exchanger or the like as necessary, and the RCS can be discharged smoothly.

ここでいう熱交換器Aは、螺旋状に形成した中空管から成り、主に熱交換能と加工性の観点から、好ましくは内径5〜30mm、とりわけ8〜20mmの銅管を使用し、例えば図6に示すような螺旋状(例えば(a)円錐形、(b)円筒形、(c)太鼓形及びその他異形コイル状並びに(d)平面渦巻状のものの(e)縦列形)に製作されているが、なかでも、螺旋に傾斜をもたせたものが、滞留防止および冷熱媒体の流通上好ましい。中空管の材質については前記要件を満たすものであれば特に限定はされない。かかる銅管の長さは、主にRCSの処理条件(量、温度、サイクル)を考慮して決定されるが、因みに1分間あたり26KgのRCSを5℃から40℃まで昇温するのに必要な12mmφ銅管の長さは概略延べ80m程度である。また、螺旋状熱交換器の配置間隔及び螺旋ピッチは、通常、RCSの流動状態の観察により決定するため特に限定されないが、経験的にはいずれも30mm程度の間隔を設けておく必要がある。   The heat exchanger A here is composed of a spirally formed hollow tube, preferably from the viewpoint of heat exchange ability and workability, preferably using a copper tube having an inner diameter of 5 to 30 mm, especially 8 to 20 mm, For example, it is manufactured in a spiral shape as shown in FIG. 6 (for example, (a) conical shape, (b) cylindrical shape, (c) drum shape and other irregular coil shapes, and (d) planar spiral shape (e) column shape). However, among them, the one having an inclination in the spiral is preferable in terms of prevention of retention and distribution of the cooling medium. The material of the hollow tube is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements. The length of such a copper tube is mainly determined in consideration of the RCS processing conditions (amount, temperature, cycle), but it is necessary to raise 26 Kg RCS from 5 ° C to 40 ° C per minute. The length of the 12 mmφ copper tube is approximately 80 m. Moreover, although the arrangement | positioning space | interval and spiral pitch of a helical heat exchanger are normally determined by observing the flow state of RCS, it is necessary to provide an interval of about 30 mm empirically.

また、螺旋状熱交換器1内を貫流させる熱交換用熱冷媒は、例えば熱冷媒供給装置から流量調整弁、流量計、入口端5を経て螺旋状熱交換器内を貫流して出口端6より熱冷媒供給装置に戻る回路(一部図示せず)を循環しながら流動用気体分配管Bの吹出孔3から吹出される気体と熱交換し、この気体は、さらにこれと接触流動するRCSと熱交換し、場合によっては静止RCSとの直接伝熱によるなど、熱冷媒はかかる間接又は直接的熱交換によりRCSを所定の温度に昇温あるいは冷却して温度を制御している。かかる熱冷媒としては、温度制御や加熱・冷却切替の容易さ、装置製作及び運転コストの観点から、温冷水が最適であるが、特に限定はなく、温冷水にかえて熱媒や冷媒を用いてもよい。温水の温度としては、通常40〜90℃、特に耐ブロック性対応を要する場合には、50〜80℃の温水が使用されるが、本発明においては、RCSを70℃より高温、好ましくは70℃より高温で100℃以下、より好ましくは、70℃より高温で90℃以下に加熱できるように、熱冷媒温度を循環調整する。一方、冷却の場合は、もちろん環境温度ないしは冷却された水の使用が一般的である。特に、本発明で使用する螺旋状熱交換器は、図示を省略した熱冷媒切替可能な供給装置と組み合わせることにより、加熱・冷却の停止及び再開が容易となり、休憩時や作業終了時に温度調節装置からのRCS排出作業などの面倒さから開放されるなど労働の軽減に寄与することができる。   The heat exchange heat refrigerant flowing through the inside of the spiral heat exchanger 1 flows through the inside of the spiral heat exchanger from, for example, a heat refrigerant supply device through a flow rate adjustment valve, a flow meter, and an inlet end 5 and exits at the outlet end 6. While circulating through a circuit (partially not shown) returning to the thermal refrigerant supply device, heat exchange is performed with the gas blown from the blowout hole 3 of the flow gas distribution pipe B, and this gas further flows in contact with the RCS. The thermal refrigerant heats up or cools the RCS to a predetermined temperature by such indirect or direct heat exchange, such as by direct heat transfer with the stationary RCS in some cases, and controls the temperature. As such a thermal refrigerant, hot / cold water is optimal from the viewpoints of temperature control, ease of heating / cooling switching, device manufacturing and operating costs, but there is no particular limitation, and a heating medium or refrigerant is used instead of hot / cold water. May be. The temperature of the hot water is usually 40 to 90 ° C., particularly 50 to 80 ° C. is used when it is necessary to cope with block resistance. In the present invention, the RCS is higher than 70 ° C., preferably 70 ° C. The temperature of the hot refrigerant is circulated and adjusted so that it can be heated to a temperature higher than 100 ° C. and lower than 100 ° C., more preferably higher than 70 ° C. and lower than 90 ° C. On the other hand, in the case of cooling, of course, the ambient temperature or the use of cooled water is generally used. In particular, the helical heat exchanger used in the present invention can be easily stopped and restarted by heating and cooling when combined with a supply device capable of switching a thermal refrigerant (not shown). It is possible to contribute to the reduction of labor, such as being freed from troublesome work such as RCS discharge work.

本発明に用いる温度調節ユニットを構成する流動用気体分配管Bは、図示を省略した加圧気体供給装置(例えばブロワー、コンプレッサー、圧力ボンベ)から供給される加圧された環境温度の気体、一般的には空気又はこれを除湿若しくは冷却した空気、場合によっては、窒素ガス等の不活性ガスと空気の混合ガスや不活性ガス(以下、これらの気体を代表して単に「気体」という)を受入れる気体受入口4と所望の間隔で設けた管内部と連通している複数の気体吹出孔3を有している。   The gas distribution pipe B constituting the temperature control unit used in the present invention is a gas having a pressurized ambient temperature supplied from a pressurized gas supply device (for example, a blower, a compressor, a pressure cylinder), not shown, In particular, air or air obtained by dehumidifying or cooling the air, and in some cases, a mixed gas or an inert gas of an inert gas such as nitrogen gas or air (hereinafter, these gases are simply referred to as “gas”). It has a plurality of gas blowout holes 3 communicating with the gas receiving port 4 to be received and the inside of the pipe provided at a desired interval.

前記気体吹出孔3には、加圧気体の供給を止めた際、RCSの管内流入による詰り又は気体のショートパスなどを生じにくい角度及び方向へ開口し又は覆い構造(例えばトワイヤ)にするなどの配慮が施されている。なかでも、図4に示すように、管の水平中心線より下側、例えば斜め下や真下に穿設した吹出孔3が好ましい。気体吹出孔の形状としては、吹き出し抵抗(圧損)及び加工の容易さの観点から、円形が好適であるがこれに限定されるものではない。その孔径としては、1〜6mmφ、流動状態と吹出圧の調節、気体のショートパスの防止、吹出気体量のバラツキ、気体供給装置の供給能力アップなどを考慮すると好ましくは2〜4mmφである。又、気体吹出孔の配置、数も気体の圧が高い所では小さく、又は少なく、圧の低くなるところは大き目で、又は多くするなどの工夫をすることにより、均一な熱交換が実現できるようにすることが好ましい。又、孔は、RCSによる目詰りが発生しない位置であれば、流動用分配管の縦方向の管にも併設することができる。   When the supply of pressurized gas is stopped, the gas blowing hole 3 is opened in an angle and a direction in which it is difficult to cause clogging due to inflow of RCS into the pipe or a short path of gas, or a cover structure (for example, twy) is used. Consideration is given. Especially, as shown in FIG. 4, the blow-out hole 3 drilled below the horizontal center line of the pipe, for example, obliquely below or directly below is preferable. The shape of the gas blowing hole is preferably a circle from the viewpoint of blowing resistance (pressure loss) and ease of processing, but is not limited thereto. The hole diameter is preferably 1 to 6 mmφ, considering flow state and blowing pressure adjustment, prevention of gas short path, variation in the amount of blowing gas, increase in supply capability of the gas supply device, and the like. In addition, the arrangement and number of gas blowout holes can be made small or small when the gas pressure is high, and large or large when the pressure is low, so that uniform heat exchange can be realized. It is preferable to make it. In addition, the hole can be provided in the longitudinal pipe of the flow distribution pipe at a position where clogging due to RCS does not occur.

流動用気体分配管の形状は、RCS貯留槽の形状に応じて決定されるため特に限定されないが、例えば実施態様で示すような円錐構造のほか環形、円型形、円筒形、角筒形、角錐形、放射形及びこれらの複合ないし複数縦列構造などを例示することができる。この流動用気体分配管は、一般に金属で製作されているが材質については特に限定はなく、例えば陶磁器、繊維強化プラスチック、プラスチックなどであってもよい。   The shape of the flow gas distribution pipe is not particularly limited because it is determined according to the shape of the RCS storage tank. For example, in addition to the conical structure as shown in the embodiment, an annular shape, a circular shape, a cylindrical shape, a rectangular tube shape, Examples thereof include a pyramid shape, a radial shape, and a composite or multiple column structure thereof. The gas distribution pipe for flow is generally made of metal, but the material is not particularly limited, and may be ceramic, fiber reinforced plastic, plastic, or the like.

このような流動用気体分配管Bの吹出孔3より吹出させる流動用気体は、RCSの流動化と熱交換媒体として機能するものであるが、このものは一般にRCSの性質に応じて連続又は間欠に送風される。しかも、本発明においては、前述したように熱交換能に優れた螺旋状熱交換器と熱冷媒として温冷水を好適に使用する関係上、従来の装置で多く観られる浮遊流動や気体のショートパスを生じるような風量及び吐出圧は必要とせず、少なくとも熱交換媒体としてRCS間を満たす程度の風量と、RCSの静止を防ぐ程度からRCSの置換ないしは混合を生じる程度の微流動ないし流動状態、すなわちRCSの移動はあるが浮遊を生じない程度の吐出圧の気体を供給できればよい。気体供給装置での気体の吐出圧は、RCSの種類や処理量、RCS貯留槽の構造、吹出孔径などにより異なるので一概に限定されないが、経験的にはブロワーによる連続送風では0.005〜0.02MPa、コンプレッサーによる間欠送風では0.2〜0.4MPa程度であり、また気体量は1分間あたり1〜1.5m3程度である。このため、流動処理時のレジン皮膜の剥離や発塵を防止できるなどの利点が提供される。熱交換部で使用された気体は、熱交換器から貯留部内に上昇拡散しつつ、被処理RCSと熱交換したのち廃熱として排気される。このため、熱処理サイクルの短縮、エネルギーコストの低減に寄与することができる。さらなる廃熱の利用及び発塵防止の観点から、RCS貯留槽には、排気口(図示せず)を、かつ未処理RCSの受入口等の開口部を設けた外蓋を設けるのが好ましい。さらに流動用気体分配管に、震動部あるいは震動伝達部を設けて、震動を継続したり、滞留しがちになった場合に随時震動させることにより、排出口Dからの円滑なRCSの排出が可能となる。 The flow gas blown out from the blow hole 3 of the flow gas distribution pipe B functions as a fluidization and heat exchange medium for the RCS, but this gas is generally continuous or intermittent depending on the properties of the RCS. To be blown. In addition, in the present invention, as described above, the spiral heat exchanger having excellent heat exchange capability and hot / cold water as the heat refrigerant are preferably used, so that floating flow and gas short path often observed in conventional apparatuses are used. Air flow and discharge pressure are not required, and at least the amount of air satisfying the space between the RCSs as a heat exchange medium, and the microfluidity or flow state of causing RCS replacement or mixing from the extent of preventing the RCS from stopping, that is, It is only necessary to supply a gas having a discharge pressure that does not cause floating although the RCS moves. The gas discharge pressure in the gas supply device is not limited because it varies depending on the type and processing amount of the RCS, the structure of the RCS storage tank, the diameter of the blowout hole, and the like. 0.02 MPa, intermittent blowing by a compressor is about 0.2 to 0.4 MPa, and the amount of gas is about 1 to 1.5 m 3 per minute. For this reason, there are provided advantages such as prevention of peeling and dust generation of the resin film during the flow treatment. The gas used in the heat exchange section is exhausted as waste heat after exchanging heat with the RCS to be processed while rising and diffusing from the heat exchanger into the storage section. For this reason, it can contribute to shortening of a heat treatment cycle and reduction of energy cost. From the viewpoint of further utilization of waste heat and prevention of dust generation, the RCS storage tank is preferably provided with an outer lid provided with an exhaust port (not shown) and an opening such as an untreated RCS receiving port. In addition, by installing a vibration part or a vibration transmission part in the gas distribution pipe for flow, it is possible to smoothly discharge the RCS from the outlet D by continuing to vibrate or oscillating whenever it tends to stay. It becomes.

流動用気体分配管Bの配置は、所定の温度に制御されたRCSの排出を容易に、かつ、RCSと冷熱媒体との熱交換を効率的に行うために、相対的に螺旋状熱交換器Aの下方となることが好ましい。例えば、流動用気体分配管Bは、その一部(あるいは複数の流動用気体分配管Bである場合はその内の1つ)が螺旋状熱交換器Aと重なる位置に設けられるとしても、流動用気体分配管Bの下方に設ける気体吹出孔3が螺旋状熱交換器Aの下端部よりRCS排出口Dに近くなるように配置されることが好ましい。流動用気体分配管は、RCSが滞留しないように螺旋管との配置間隔を考慮したり、水平方向の配管面を傾斜させる程の構成も有効である。さらに、複数の流動用気体分配管を、上下関係に設けたり複数並列させたりすることもできる。これらの流動用気体分配管B、螺旋状熱交換器A、RCS圧バッファCの数、配置は、相互の関係を考慮して設定できる。   The arrangement of the flow gas distribution pipe B is a relatively helical heat exchanger in order to easily discharge the RCS controlled to a predetermined temperature and to efficiently exchange heat between the RCS and the cooling medium. It is preferable to be below A. For example, even if a part of the gas distribution pipe B for flow (or one of the plurality of gas distribution pipes B for flow) is provided at a position where it overlaps the spiral heat exchanger A, It is preferable that the gas blowing hole 3 provided below the gas distribution pipe B is disposed so as to be closer to the RCS discharge port D than the lower end portion of the helical heat exchanger A. The flow gas distribution pipe is effective in consideration of the arrangement interval with the spiral pipe so that the RCS does not stay or inclining the horizontal pipe surface. Furthermore, a plurality of gas distribution pipes for flow can be provided in a vertical relationship or a plurality of gas distribution pipes can be arranged in parallel. The number and arrangement of these flow gas distribution pipes B, spiral heat exchangers A, and RCS pressure buffers C can be set in consideration of the mutual relationship.

次に、本発明に用いる温度調節装置の第2実施の態様として示す図2は、RCSの好適な連続処理を図るために縮径形RCS貯留槽T2内に、差渡し径(mφ、nφ)の異なる2個の螺旋状熱交換器A1及びA2が連結され、かつ一つの熱冷媒受入口5と一つの熱冷媒排出口6を有する1個の熱交換器と、流動用気体分配管Bと、貯留部1に一対のレベルコントローラL(L1、L2)と、RCS圧バッファCとで構成された縮径形温度調節装置の縦断面図である。 Next, FIG. 2 showing a second embodiment of the temperature control apparatus for use in the present invention, the reduced diametrical RCS reservoir T in 2 in order to provide a suitable continuous processing of RCS, the across the diameter (mφ, nφ ) Of two spiral heat exchangers A 1 and A 2 , and one heat exchanger having one heat refrigerant inlet 5 and one heat refrigerant outlet 6, and a flow gas component FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a reduced-diameter temperature control apparatus configured with a pipe B, a pair of level controllers L (L 1 , L 2 ) and an RCS pressure buffer C in the storage unit 1.

前記貯留部1に取り付けた一対のレベルコントローラLは、図示を省略したバケットエレベータなどの搬送装置により搬入されるRCSの受入れ上限量を調節するレベルコントローラL1 と下限量を調節するレベルコントローラL2 で構成されており、これらは前記搬送装置を制御して貯留部1内のRCSを定量に維持するためのRCS自動受入れを可能としている。RCSは、RCS貯留槽Tの貯留部1にバッチ式、又は連続式に供給することができる。   The pair of level controllers L attached to the storage unit 1 includes a level controller L1 that adjusts the upper limit amount of RCS that is carried in by a transport device such as a bucket elevator (not shown), and a level controller L2 that adjusts the lower limit amount. These enable the RCS automatic acceptance for controlling the said conveying apparatus and maintaining RCS in the storage part 1 in fixed quantity. The RCS can be supplied to the storage unit 1 of the RCS storage tank T in a batch type or a continuous type.

螺旋状熱交換器Aの上方近くに設けられたRCS圧バッファCは、前記レベルコントローラL(L1、L2)により貯留部1に制御的に搬入されるRCSの自重の影響を受けることなく、熱交換部2でのRCSの良好な流動状態を形成し、かつRCS排出後には貯留部から熱交換部へのRCSの供給が支障なく行なえるように機能し、副次的に発塵の抑止、また流動用気体分配管Bの下方近くに設けることにより排出時の混合作用によるRCSの温度の均一化を成すことができる。又、その双方を設置することもできる。これらのRCS圧バッファCに震動部や震動伝達部を接続して、RCSの滞留を防止し、円滑な冷却(加熱)を促進させることもできる。 The RCS pressure buffer C provided near the upper portion of the spiral heat exchanger A is not affected by the weight of the RCS that is controlled by the level controller L (L 1 , L 2 ) to be carried into the storage unit 1. It functions so that a good flow state of RCS in the heat exchanging unit 2 is formed, and the RCS supply from the storage unit to the heat exchanging unit can be performed without any trouble after the RCS is discharged. By providing near the lower part of the gas distribution pipe B for flow suppression, the temperature of the RCS can be made uniform by the mixing action at the time of discharge. It is also possible to install both of them. By connecting a vibration part or a vibration transmission part to these RCS pressure buffers C, it is possible to prevent the RCS from staying and promote smooth cooling (heating).

上記RCS圧バッファCの形状としては、上述した機能を有するものであれば特に限定されないが、RCS排出後の貯留部から熱交換部へのRCS補給能の観点から、とくにRCSの流下性を考慮した処置、たとえば、RCSが自然流下する安息角以上の勾配をもたせた及び/又はRCSが通る大きさの複数の開口部を設けた、場合によってはフッソ樹脂加工などの表面滑性化処理を施した形状、具体的には各種形状、例えば板状、格子状、すのこ状、陣笠状、山形状、円錐状、角錐状、ラッパ状、コーン状などを例示することができる。なかでも、図2に示すようなコーン状のものが好ましい。これらのRCS圧バッファCは複数を並設してもよい。RCS圧バッファCは、一般に金属で製作されているが、その材質については特に限定はなく、例えば陶磁器、繊維強化プラスチックス、プラスチックス、木材などであってもよい。螺旋状熱交換器A、流動用気体分配管B及びRCS圧バッファCのRCS貯留槽Tへの取付けは、例えば溶接、ボルト、治具など、従来知られた固着手段により適宜行うことができる。   The shape of the RCS pressure buffer C is not particularly limited as long as the RCS pressure buffer C has the above-described function. However, from the viewpoint of the RCS replenishment ability from the storage part after the RCS discharge to the heat exchange part, the flowability of the RCS is particularly taken into consideration. For example, surface lubrication treatment such as fluorine resin processing may be performed with a plurality of openings provided with a gradient equal to or greater than the angle of repose at which RCS naturally flows and / or through which RCS passes. Specifically, various shapes such as a plate shape, a lattice shape, a saw shape, a Jinka shape, a mountain shape, a cone shape, a pyramid shape, a trumpet shape, and a cone shape can be exemplified. Of these, a cone shape as shown in FIG. 2 is preferable. A plurality of these RCS pressure buffers C may be provided in parallel. The RCS pressure buffer C is generally made of metal, but the material thereof is not particularly limited, and may be ceramic, fiber reinforced plastics, plastics, wood, or the like. Attachment of the spiral heat exchanger A, the flow gas distribution pipe B, and the RCS pressure buffer C to the RCS storage tank T can be appropriately performed by conventionally known fixing means such as welding, bolts, and jigs.

上記加熱方法または温度調節装置で70℃より高温に加熱されたRCSは、引き続き180〜230℃、好ましくは190〜210℃の従来よりも低い温度に加熱された金型内にブロー充填され、60〜100秒焼成後、抜型して鋳型が得られることとなる。   The RCS heated to a temperature higher than 70 ° C. by the heating method or the temperature control device is subsequently blow-filled into a mold heated to a temperature lower than the conventional temperature of 180 to 230 ° C., preferably 190 to 210 ° C. After baking for -100 seconds, the mold is removed to obtain a mold.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、本発明のシェルモールド用鋳型を製造する際のノボラック型フェノール樹脂の分散比、低分子量成分の含有量、RCSのブロック性、臭気、鋳型の曲げ強度、ヤニ発生量については下記の試験法により測定を行なった。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. The following test methods are used for the dispersion ratio of the novolak-type phenolic resin, the content of the low molecular weight component, the blocking property of the RCS, the odor, the bending strength of the mold, and the amount of spear generation when the shell mold mold of the present invention is produced. Measurement was carried out by

(1)分散比(Mw/Mn)
東ソー株式会社製ゲル濾過クロマトグラフSC−8020シリーズビルドアップシステム(カラム:G2000Hxl+G4000Hxl、検出器:UV254nm、キャリヤー:テトラヒドロフラン1ml/分、カラム温度:38℃)測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を求めて分散比(Mw/Mn)を算出した。
(1) Dispersion ratio (Mw / Mn)
Weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene measured by Tosoh Corporation gel filtration chromatograph SC-8020 series build-up system (column: G2000Hxl + G4000Hxl, detector: UV254 nm, carrier: tetrahydrofuran 1 ml / min, column temperature: 38 ° C.) And the number average molecular weight (Mn) was calculated | required and the dispersion ratio (Mw / Mn) was computed.

(2)低分子量成分(一核体成分と二核体成分)の含有量(%)
前記ゲル濾過クロマトグラフによる分子量分布の全面積に対する一核体成分及び二核体成分の面積を百分率で表示する面積法によって測定されるそれぞれの成分含有量の合計量をノボラック型フェノール樹脂中の低分子量成分の含有量とした。なお、表1中の「N.D.」は、一核体成分が検出されなかったことを意味する。
(2) Content of low molecular weight components (mononuclear and binuclear components) (%)
The total amount of each component content measured by the area method displaying the area of the mononuclear component and the binuclear component as a percentage with respect to the total area of the molecular weight distribution by the gel filtration chromatograph is low in the novolak type phenol resin. The content of molecular weight component. “ND” in Table 1 means that no mononuclear component was detected.

(3)RCSのブロック性
RCSをそれぞれの加熱容器及び加熱装置によって加熱している際に、該容器及び該装置内におけるRCSの状態を下記の評価基準において評価した。
○:該容器及び装置内でほとんどRCSのブロックが確認されず実用上問題ないレベル
△:該容器及び装置内でRCSの若干のブロックが確認されるものの、加熱する際に支障をきたさないレベル
×:該容器及び装置内でRCSのブロックが確認され、かつ実用上問題となるレベル
(3) Blocking property of RCS When the RCS was heated by each heating container and heating device, the state of RCS in the container and the device was evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Level in which the RCS block is hardly confirmed in the container and the apparatus, and there is no practical problem. Δ: Although a slight block of RCS is confirmed in the container and the apparatus, a level that does not hinder the heating. : Level at which the RCS block is confirmed in the container and the apparatus and causes a practical problem

(4)臭気の官能試験
表1記載の設定温度に温調された金型内に、表1記載の予備加熱温度に予備加熱されたRCSをブロー充填した後60秒間焼成して円筒形鋳型(直径47mm×高さ49mm)を造型する際の臭気を下記の評価方法及び評価基準に基づく官能試験で評価した。
(i)評価方法
15名(内女性5名)の臭気パネラーが下記の評価基準に基づいて官能評価し、得られた官能評価の平均で優劣を評価した。
(ii)評価基準
○:刺激臭はほとんど感じられない。
△:刺激臭はやや感じられるが実用上支障はない。
×:刺激臭は強く感じる。
(4) Odor sensory test The mold heated to the set temperature shown in Table 1 was blow-filled with RCS preheated to the preheat temperature shown in Table 1, and then fired for 60 seconds to form a cylindrical mold ( The odor when molding a 47 mm diameter x 49 mm height was evaluated by a sensory test based on the following evaluation method and evaluation criteria.
(I) Evaluation method The odor panelists of 15 persons (including 5 women) performed sensory evaluation based on the following evaluation criteria, and evaluated superiority or inferiority by the average of the obtained sensory evaluation.
(Ii) Evaluation criteria ○: The irritating odor is hardly felt.
(Triangle | delta): Although an irritating odor is somewhat felt, there is no practical problem.
X: The pungent odor is felt strongly.

(5)曲げ強度(N/cm2
JIS K−6910に準拠して、鋳型(テストピース)を作製し測定を行った。なお、曲げ強度が250N/cm2 であれば、実用上問題のないレベルである。
(5) Bending strength (N / cm 2 )
In accordance with JIS K-6910, a mold (test piece) was prepared and measured. If the bending strength is 250 N / cm 2 , there is no practical problem.

(6)ヤニの発生量(mg)
ガラス試験管(内径27mm×長さ200mm)内に曲げ強度測定用テストピース(サイズ10mm×10mm×60mm)を入れた後、試験管の開口部付近にあらかじめ秤量したガラスウール(2.50g)を挿入してヤニの発生量測定器を作った。次に、炉内温度が600℃に保持された管状加熱炉内に前記測定器を入れて6分間爆熱処理した後、取出して常温まで放置冷却した。その後、該測定器からガラスウールを取出して、その質量を測定した。なお、ヤニの発生量(mg)は、爆熱処理後のガラスウール質量(mg)から爆熱処理前のガラスウール質量(mg)を差し引いて算出した。
〔実施例1〕
(6) Generated amount of spear (mg)
After placing a test piece for bending strength measurement (size 10 mm x 10 mm x 60 mm) in a glass test tube (inner diameter 27 mm x length 200 mm), pre-weighed glass wool (2.50 g) is placed near the opening of the test tube. Inserted to make a measuring device for the amount of spear generation. Next, the measuring device was placed in a tubular heating furnace maintained at 600 ° C., subjected to an explosion heat treatment for 6 minutes, and then taken out and allowed to cool to room temperature. Thereafter, the glass wool was taken out from the measuring instrument, and its mass was measured. In addition, the generation amount (mg) of spear was calculated by subtracting the glass wool mass (mg) before the explosion heat treatment from the glass wool mass (mg) after the explosion heat treatment.
[Example 1]

−ノボラック型フェノール樹脂の製造−
温度計、撹拌装置、コンデンサーを備えた反応容器内に、フェノール(P)を300g、92質量%パラホルムアルデヒド(F)を88.5g(F/P=0.85)、89質量%リン酸を180g(60.0%/P)、メタノール17.6g(5.87%/P)を仕込んだ後、撹拌混合により形成される白濁状態(2相混合物)のもとで、徐々に還流温度(98〜102℃)まで昇温し、さらに同温度で10時間縮合反応を行なってから反応を停止した。
-Production of novolac-type phenolic resin-
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser, 300 g of phenol (P), 88.5 g of 92% by mass paraformaldehyde (F) (F / P = 0.85), and 89% by mass phosphoric acid. After charging 180 g (60.0% / P) and 17.6 g (5.87% / P) of methanol, the mixture was gradually refluxed under a cloudy state (two-phase mixture) formed by stirring and mixing. The reaction was stopped after a condensation reaction was carried out at the same temperature for 10 hours.

次いで、撹拌混合しながらメチルイソブチルケトンを添加して縮合物を溶解した後、撹拌混合を停止して内容物を分液フラスコ内に移して静置し、メチルイソブチルケトン溶液層(上層)とリン酸水溶液層(下層)に分離させた。次いで、リン酸水溶液層を除去し、メチルイソブチルケトン溶液を数回水洗してリン酸を除いた後、再び内容物を反応容器内に戻し、減圧蒸留によりメチルイソブチルケトンを完全に除去してノボラック型フェノール樹脂330gを得た。   Next, methyl isobutyl ketone is added with stirring and mixing to dissolve the condensate. Then, stirring and mixing are stopped, and the contents are transferred into a separating flask and allowed to stand, and the methyl isobutyl ketone solution layer (upper layer) and phosphorus are mixed. Separated into an acid aqueous solution layer (lower layer). Next, after removing the phosphoric acid aqueous solution layer and washing the methyl isobutyl ketone solution with water several times to remove phosphoric acid, the contents are returned again into the reaction vessel, and methyl isobutyl ketone is completely removed by vacuum distillation to remove the novolak. 330 g of type phenol resin was obtained.

−RCSの製造、予備加熱及び鋳型の評価−
実験室用スピードミキサー内に約140〜150℃に予熱したフラタリーサンドを5000g、上記ノボラック型フェノール樹脂を75g入れて50秒間混練した後、あらかじめ冷却水75gにヘキサメチレンテトラミンを11.3g溶解させて作製した硬化剤水溶液を全量添加するとともに、形成された塊状物が粒状に崩壊するまで送風冷却し、最後にステアリン酸カルシウム5gを添加したのち15秒間混合してRCSを得た。
-Production of RCS, preheating and mold evaluation-
In a laboratory speed mixer, add 5000 g of futtery sand preheated to about 140 to 150 ° C. and 75 g of the above novolac phenol resin, knead for 50 seconds, and then dissolve 11.3 g of hexamethylenetetramine in 75 g of cooling water in advance. The entire amount of the curing agent aqueous solution prepared in this manner was added, and air cooling was performed until the formed mass collapsed into particles. Finally, 5 g of calcium stearate was added and mixed for 15 seconds to obtain RCS.

得られたRCSについては、静止加熱により80℃に予備加熱したのち、上記試験法によりRCSのブロック性、鋳型造型時の臭気の官能試験、鋳型の曲げ強度、ヤニの発生量の評価を行った。その結果を表1に示す。
〔実施例2〜8、比較例1〜3〕
The obtained RCS was preheated to 80 ° C. by static heating, and then the RCS blockability, the sensory test of odor during mold molding, the bending strength of the mold, and the amount of spear generation were evaluated by the above test methods. . The results are shown in Table 1.
[Examples 2-8, Comparative Examples 1-3]

実施例1において、表1記載のノボラック型フェノール樹脂、予備加熱方法、予備加熱温度、金型温度にした以外は、実施例1と同様の操作を行った。   In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the novolac type phenol resin, the preheating method, the preheating temperature, and the mold temperature described in Table 1 were used.

Figure 2005074498
Figure 2005074498

表1より実施例1〜8で得られたものは、予備加熱中のRCSブロック性、鋳型造型時の臭気および鋳型のヤニ発生の問題は解消され、また鋳型造型時の金型温度が低温でも十分な機械的強度を有することがわかる。これに対して比較例1で得られたものは、上記RCSのブロック性および鋳型造型時の臭気の問題がある。さらに比較例1、2および3で得られたものは共に、ヤニ発生に伴う問題があることが理解できる。   From Table 1, those obtained in Examples 1 to 8 were solved with the problems of RCS blockability during preheating, odor during mold molding and mold casting, and even when the mold temperature during mold molding was low. It can be seen that it has sufficient mechanical strength. On the other hand, what was obtained in Comparative Example 1 has the problem of the blockiness of the RCS and the odor during mold molding. Further, it can be understood that all of the samples obtained in Comparative Examples 1, 2, and 3 have a problem associated with the occurrence of spears.

図1は既設の円形RCS貯留槽T1内に、本発明で使用する温度調節装置において、一実施態様である温度調節ユニットを設置して作製した温度調節装置の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a temperature control device manufactured by installing a temperature control unit according to one embodiment of the temperature control device used in the present invention in an existing circular RCS storage tank T 1 . 図2は既設の円形縮径型RCS貯留槽T2内に、本発明で使用する温度調節装置において、他の実施態様である温度調節ユニットを設置して作製した温度調節装置の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a temperature control device manufactured by installing a temperature control unit according to another embodiment in the temperature control device used in the present invention in an existing circular reduced-diameter RCS storage tank T 2 . is there. 図3は図1及び2で用いた円錐形流動用気体分配管Bの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the conical flow gas distribution pipe B used in FIGS. 図4は図3の正面図である。FIG. 4 is a front view of FIG. 図5は図1に示す流動用気体分配管BのX−X線での気体吹出孔3の好適な位置を示す断面説明図である。FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing a preferred position of the gas blowing hole 3 along the line XX of the flow gas distribution pipe B shown in FIG. 図6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は螺旋状熱交換器Aの形状例を示す説明図で、(e)は(d)の構成単位で平面渦巻きである。6 (a), (b), (c), (d), and (e) are explanatory views showing examples of the shape of the spiral heat exchanger A, and (e) is a plane spiral in the structural unit of (d). It is.

符号の説明Explanation of symbols

A(A1,A2)…螺旋状熱交換器
B…流動用気体分配管
C…RCS圧バッファ
D…排出口
T…RCS貯留槽
L(L1,L2)…レベルコントローラ
1…貯留部
2…熱交換部
3…気体吹出孔
4…気体受入口
5…熱冷媒の受入口
6…熱冷媒の排出口
7…シャッター
A (A 1 , A 2 ) ... spiral heat exchanger B ... gas distribution pipe C for flow ... RCS pressure buffer D ... outlet T ... RCS reservoir tank L (L 1 , L 2 ) ... level controller 1 ... reservoir 2 ... Heat exchanger 3 ... Gas outlet 4 ... Gas inlet 5 ... Thermal refrigerant inlet 6 ... Thermal refrigerant outlet 7 ... Shutter

Claims (2)

耐火性粒子とそれを被覆する結合剤とを有し、該結合剤として、ゲル濾過クロマトグラフによる測定において、(1)低分子量成分(一核体と二核体)の含有量が10%以下、かつ、(2)重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が3.0以下であるノボラック型フェノール樹脂を用いたシェルモールド用樹脂被覆砂を、予め70℃より高温に加熱し、該被覆砂を加熱された金型に充填させて造型することを特徴とするシェルモールド用鋳型の製造方法。   It has a refractory particle and a binder that coats it, and, as the binder, in the measurement by gel filtration chromatography, the content of (1) low molecular weight components (mononuclear and binuclear) is 10% or less And (2) a resin-coated sand for a shell mold using a novolac-type phenolic resin having a dispersion ratio (Mw / Mn) of 3.0 or less of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn), A method for producing a mold for a shell mold, which is preliminarily heated to a temperature higher than 70 ° C. and filled with the coated sand in a heated mold. 前記シェルモールド用樹脂被覆砂を加熱する際、熱冷媒を還流させる螺旋状に形成した中空管から成る熱交換器と該被覆砂を流動させる気体を供給する流動用気体分配管とで構成された温度調節ユニットを有する温度調節装置により、該被覆砂を70℃より高温に加熱し、該被覆砂を加熱された金型に充填させて造型することを特徴とする請求項1記載のシェルモールド用鋳型の製造方法。   When the shell-coated resin-coated sand is heated, the shell-molded resin is composed of a heat exchanger composed of a spiral hollow tube that recirculates a thermal refrigerant and a flow gas distribution pipe that supplies a gas that flows the coated sand. 2. The shell mold according to claim 1, wherein the coated sand is heated to a temperature higher than 70 ° C. by a temperature regulating device having a temperature regulating unit, and the coated sand is filled in a heated mold to form the shell mold. A method for manufacturing a mold for use in a process.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008169285A (en) * 2007-01-11 2008-07-24 Sumitomo Bakelite Co Ltd Alkylbenzene-modified novolak type phenol resin, novolak type phenol resin for shell mold and resin-coated sand
JP2015077636A (en) * 2010-10-14 2015-04-23 リグナイト株式会社 Phenol resin binder composition, binder-coated refractory and method for producing the same, mold and method for producing the same

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