KR20180099639A - Sand containing dots for injection molding and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

인공 모래 및/또는 천연 모래로부터 유래되는 골재(aggregate), 점결제(binder), 및 필요에 따라 경화제(hardening agent), 및 블로킹 방지제가 지방산 아미드(fatty acid amide)인 블로킹 방지제(antiblocking agent)를 포함하는 주형용 점결제 함유 모래. An antiblocking agent, which is an aggregate, a binder and, if necessary, a hardening agent derived from artificial sand and / or natural sand and a fatty acid amide, Containing sand for containing molds.

Description

주형용 점결제 함유 모래 및 그 제조방법Sand containing dots for injection molding and its manufacturing method

본 발명은 주형용 점결제 함유 모래(binder-containing foundry sand) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 반복하여 사용한 후에도 주형 강도의 감소가 억제된 주형용 점결제 함유 모래 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a binder-containing foundry sand and a method of making the same. More particularly, the present invention relates to a dot-containing sand for casting in which the decrease in mold strength is suppressed even after repeated use, and a method for producing the same.

주조 산업에서 주형을 제조하는 방법 중 하나는 쉘 몰드법(shell molding) 이다. 이 방법은 점결제로 코팅된 모래와, 필요에 따라 경화제(수지 코팅 모래: RCS, 주형용 점결제 함유 모래)를 미리 가열된 금형에 채우고, 소성(baking)하여 주형을 만드는 방법이다.One of the methods for manufacturing molds in the casting industry is shell molding. This method is a method of filling a pre-heated mold with a sand coated with a binder and a hardening agent (resin-coated sand: RCS, sand containing the dot for settlement) for baking to form a mold.

현재, 쉘 몰드법과 같은 주형 제조방법에 사용되고 있는 규사(silica sand)를 비롯한, 다양한 주형용 점결제 함유 모래 골재(aggregates)가 있다. 주형용 점결제 함유 모래는 인공 모래 또는 천연 모래로부터 유래하는 골재(aggregate), 점결제(binder), 및 필요에 따라 경화제(hardening agent) 및 블로킹 방지제(antiblocking agent)를 함유한다. 여기서 점결제에는, 예를 들어 열경화성 수지(예를 들면, 페놀 수지)가 사용 될 수 있고, 필요에 따라 경화제(예를 들면, 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine))가 사용될 수 있다.  At present, there are a variety of sandwich aggregates for die casting including silica sand used in a mold manufacturing method such as a shell mold method. The dot-containing sand for a mortar contains an aggregate, a binder and, if necessary, a hardening agent and an antiblocking agent derived from artificial sand or natural sand. For example, a thermosetting resin (for example, a phenol resin) may be used for the point settlement, and a hardening agent (for example, hexamethylenetetramine) may be used if necessary.

블로킹 방지제(antiblocking agent)는 제품의 블로킹을 방지하거나, 또는 주형용 점결제 함유 모래를 원하는 주형 형상으로 성형하는 것을 용이하게 하기 위해 사용된다. 주조 산업 분야에서 일반적으로 사용되는 블로킹 방지제는 스테아린산 칼슘(calcium stearate)이다. 예를 들어, 일본 특허공개공보 제2006-334612호(특허 문헌 1)에는 블로킹 방지제로서 스테아린산 칼슘을 이용하는 것이 기재 되어있다.Antiblocking agents are used to prevent blocking of the product or to facilitate molding of the sand containing dentifrice for the mold into the desired mold shape. The anti-blocking agent commonly used in the casting industry is calcium stearate. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-334612 (Patent Document 1) discloses the use of calcium stearate as an antiblocking agent.

특허 문헌 1: 일본 특허공개공보 제2006-334612호Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-334612

주조 산업 분야에서 자원 고갈 및 산업 폐기물의 규제 때문에, 주형 폐사(waste mold sand)를 주조에 재사용 함으로써 주형 폐사의 양을 감소시키는 것이 연구되어 왔다. Due to resource depletion and regulation of industrial waste in the casting industry, it has been studied to reduce the amount of mold mortar by reusing waste mold sand in casting.

주형 폐사에는 블로킹 방지제 또는 점결제 성분으로부터 유래된 탄화물 및 무기 물질을 함유한다. 주형 폐사는 일반적으로 400~1000℃의 온도 범위에서 열 재생(thermal reclamation)하여 열 재생된 모래(thermal reclaimed sand)를 얻고, 열 재생된 모래를 건식 연마(dry-polishing)하여 골재로 재생된다(이하, 재생 모래 라 한다). 이 재생 모래를 사용했을 때, 주형은 충분한 강도를 갖지 못한다. The cast mortars contain carbide and inorganic materials derived from an antiblocking agent or a viscous component. The mold mortars are generally regenerated as aggregates by thermal reclamation in a temperature range of 400-1000 ° C. to obtain a thermal reclaimed sand and dry-polishing the heat regenerated sand ( Hereinafter referred to as reclaimed sand). When this regenerated sand is used, the mold does not have sufficient strength.

따라서, 모래가 재생되었을 때에도 충분한 강도를 제공할 수 있는 주형용 점결제 함유 모래를 제공하는 것이 요구된다. Therefore, it is required to provide a dot-containing sand for a die capable of providing sufficient strength even when the sand is regenerated.

본 발명자들은 재생된 주형용 점결제 함유 모래로 제조된 주형의 강도가 저하되는 원인을 연구하였으며, 재생 모래로부터 물로 용출하는 칼슘 이온 용출량과 주형 강도 사이에 일정한 관계가 존재하는 것을 발견하였다. 구체적으로, 본 발명자들은 칼슘 이온 용출 농도가 높으면 성형 강도가 저하된다는 것을 알아 냈다. 본 발명자들은 칼슘 이온은 블로킹 방지제로서 사용되는 스테아린산 칼슘(calcium stearate)에서 유래된다는 관점에서, 블로킹 방지제 종류를 검토함으로써, 주형 강도 저하의 억제가 가능하다는 것을 찾아 냈다. 이로부터, 본 발명자들은 본 발명을 완성 하였다.The present inventors have studied the cause of the decrease in the strength of the mold made from the regenerated sand containing the dot for settlement, and found that there is a certain relationship between the amount of calcium ion eluted from the reclaimed sand and the mold strength. Specifically, the present inventors have found that when the calcium ion elution concentration is high, the molding strength is lowered. The inventors of the present invention have found that inhibition of the mold strength can be suppressed by examining kinds of antiblocking agents from the viewpoint that calcium ions originate from calcium stearate used as an antiblocking agent. The present inventors have thus completed the present invention.

따라서, 본 발명은 인공 모래 및/또는 천연 모래로부터 유래되는 골재(aggregate), 점결제(binder), 및 필요에 따라 경화제(hardening agent), 및 블로킹 방지제가 지방산 아미드(fatty acid amide)인 블로킹 방지제(antiblocking agent)를 포함하는 주형용 점결제 함유 모래를 제공한다. Accordingly, the present invention provides an antiblocking agent, which is an aggregate derived from artificial sand and / or natural sand, a binder and, if necessary, a hardening agent, and an antiblocking agent which is a fatty acid amide, and an antiblocking agent.

또한, 본 발명은 주형용 점결제 함유 모래의 제조 방법으로서,The present invention also provides a method for producing sand for dot-containing sand for a mold,

열 재생된 모래를 얻기 위하여 400~1000℃의 온도 범위에서 주조 후의 주형 폐사를 열 재생하고, 그리고 상기 열 재생된 모래를 골재로서 재생하기 위하여 상기 열 재생된 모래를 건식 연마하고,Heat-regenerating the cast mortar after casting in a temperature range of 400 to 1000 ° C to obtain heat regenerated sand, dry-polishing the heat regenerated sand to regenerate the heat regenerated sand as an aggregate,

상기 골재를 점결제 및 필요에 따라 경화제와 혼합하고, 그리고Mixing the aggregate with a curing agent, if necessary, and

상기 골재, 상기 점결제, 및 필요에 따라 경화제와의 혼합물을, 블로킹 방지제가 지방산 아미드인 블로킹 방지제와 혼합하는 주형용 점결제 함유 모래의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method for producing a dot-containing sand for a mold, which comprises mixing the aggregate, the binder, and, if necessary, a mixture with a hardener, with an antiblocking agent, which is a fatty acid amide, with the antiblocking agent.

본 발명의 재생 방법에 따르면, 재생 후에도 충분한 주형 강도를 제공 할 수 있는 주형용 점결제 함유 모래를 제공할 수 있다. 본 발명자들은 주조 산업 분야에서 칼슘 이온이 주형 강도의 저하와 관련되어 있는 것이 예상 밖의 것임을 인지하고, 이 분야에서 지방산 아미드(fatty acid amide)가 블로킹 방지제로서 일반적으로 사용되지 않았음을 인지하고 있다. According to the regeneration method of the present invention, it is possible to provide a dot-containing sand for a mold capable of providing a sufficient mold strength even after regeneration. The present inventors have recognized that it is unexpected that calcium ions are associated with a decrease in mold strength in the field of casting industry and recognize that fatty acid amide is not generally used as an antiblocking agent in this field.

또한, 이하 중 하나의 경우, 재생 후에도 더욱 충분한 주형 강도를 나타낼 수 있는 주형용 점결제 함유 모래를 제공할 수 있다. Furthermore, in one of the following cases, it is possible to provide a dot-containing sand for a mold which can exhibit a sufficient mold strength even after regeneration.

(a) 블로킹 방지제가 90℃ 이상의 용융점을 나타내는 지방산 아미드이다;(a) the anti-blocking agent is a fatty acid amide having a melting point of 90 DEG C or higher;

(b) 블로킹 방지제가 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide), 에틸렌 비스-베헨산아미드(ethylene bis-behenamide), 에틸렌 비스-라우린산아미드(ethylene bis-lauramide), 에틸렌 비스-카프린산아미드(ethylene bis-caprinamide) 및 메틸렌 비스-스테아르산아미드(methylene bis-stearamide)에서 선택된다;(b) the antiblocking agent is selected from the group consisting of ethylene bis-stearamide, ethylene bis-behenamide, ethylene bis-lauramide, ethylene bis- Selected from ethylene bis-caprinamide and methylene bis-stearamide;

(c) 블로킹 방지제는 골재, 점결제 및 경화제의 합계 100질량부에 대해서 0.01~10.0질량부가 포함된다; (c) the antiblocking agent is contained in an amount of 0.01 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of the aggregate, the binder and the curing agent;

(d) 블로킹 방지제가 15%이하의 블로킹율을 나타내는 양으로 포함된다; 및(d) the anti-blocking agent is included in an amount that represents a blocking ratio of 15% or less; And

(e) 주형용 점결제 함유 모래는 인공 모래, 점결제로부터 유래하는 골재, 필요에 따라 경화제, 및 블로킹 방지제가 지방산 아미드인 블로킹 방지재를 포함하고, 그리고(e) The sand containing the pressure-sensitive adhesive for a mold includes an artificial sand, an aggregate derived from a binder, a curing agent if necessary, and an antiblocking agent, which is a fatty acid amide, and

인공 모래는 이하를 만족한다: Artificial sand satisfies the following:

(1) 알루미나 40~90질량% 및 실리카 60~10질량%를 포함하는 합성 멀라이트(synthetic mullite) 및/또는 합성 커런덤(synthetic corundum)을 주성분으로 포함하고, 그리고(1) comprises as main components synthetic mullite and / or synthetic corundum comprising 40 to 90 mass% alumina and 60 to 10 mass% silica, and

(2) 상기 주형용 점결제 함유 모래를 600℃에서 1시간 열 재생하고, 그리고(2) heat-regenerating the sand containing the pressure-sensitive adhesive for molds at 600 ° C for 1 hour, and

상기 주형용 점결제 함유 모래를 건식 연마 공정에 부가한 후 상기 주형용 점결제 함유 모래를 0.05M-HCl 수용액에서 1시간 교반 시킨 용액이 0.25mg/L초과 및 51.11mg/L미만의 칼슘 이온 용출 농도를 나타낸다. After adding the above-mentioned viscous solution-containing sand to the dry polishing step, the solution containing the above-mentioned viscous solution-containing sand for 1 hour in an aqueous 0.05M-HCl solution was subjected to a calcium ion elution of more than 0.25 mg / L and less than 51.11 mg / Respectively.

도 1은 실시예에 사용한 열 재생으로(thermal reclamation furnace)의 개략도 이다.
도 2는 실시예에 사용한 회전식 리클레이머(rotary reclaimer)의 개략도 이다.
도 3은 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 1의 주형용 점결제 함유 모래의 새로운 모래 사용 시 굽힘 강도와 5번째 재생 시의 굽힘 강도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 2의 주형용 점결제 함유 모래에 첨가된 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)양과 블로킹율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 3의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 3의 주형용 점결제 함유 모래의 재생 반복수, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 3의 주형용 점결제 함유 모래의 새로운 모래 사용 시 굽힘 강도와 5 번째 재생 시의 굽힘 강도와의 관계를 나타내는 그래프이다.Figure 1 is a schematic view of a thermal reclamation furnace used in an embodiment.
2 is a schematic view of a rotary reclaimer used in the embodiment.
3 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength, and the concentration of calcium ion elution in the sand containing the dot for settlement of Example 1;
4 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength, and the concentration of calcium ion elution in the sand containing the dot for settlement of Example 1;
5 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength and the calcium ion elution concentration of the sand containing the matrix for the mold of Example 1. Fig.
6 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength, and the calcium ion elution concentration of the sand containing the dot for settlement of Example 1;
7 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength, and the concentration of calcium ion elution in the sand containing the dot for settlement of Example 1;
8 is a graph showing the relationship between the bending strength at the time of using a new sand and the bending strength at the time of the fifth regeneration of the sand for dot-containing sand for a mold of Example 1;
9 is a graph showing the relationship between the amount of ethylene bis-stearamide added to the sand containing the matrix for mold for Example 2 and the blocking ratio.
10 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength, and the concentration of calcium ion elution in the sand containing the dot for settlement of Example 3;
11 is a graph showing the relationship between the repetition rate of regeneration, the bending strength and the calcium ion elution concentration of the sand containing the dot for settlement of Example 3;
12 is a graph showing the relationship between the bending strength at the time of using a new sand and the bending strength at the time of the fifth regeneration of the sand containing the dot for settlement of Example 3;

(주형용 점결제 함유모래)(Sand containing dots for injection)

주형용 점결제 함유모래는 골재, 점결제 및 블로킹 방지제를 포함한다.The dot-containing sand for casting includes aggregates, binders and antiblocking agents.

(1) 블로킹 방지제는 지방산 아미드(fatty acid amide)이다.(1) The anti-blocking agent is a fatty acid amide.

지방산 아미드에는 탄소수 6~22의 지방산 아미드를 사용할 수 있다. 예를 들면, 고급 지방산으로서는 카프린산(capric acid), 운데실산(undecylic acid), 라우린산(lauric acid), 트리데실산(tridecylic acid), 미리스틱산(myristic acid), 펜타데실산(pentadecylic acid), 팔미트산(palmitic acid), 헵타데실산(heptadecylic acid), 스테아린산(stearic acid), 노나데칸산(nonadecanoic acid), 아라킨산(arachic acid), 베헨산(Behenic acid), 리그노세린산(lignoceric acid) 등의 포화 지방산, 올레산(oleic acid), 리놀산(linoleic acid) 등의 불포화 지방산을 들 수 있다.The fatty acid amide may be a fatty acid amide having 6 to 22 carbon atoms. For example, higher fatty acids include capric acid, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, heptadecylic acid, stearic acid, nonadecanoic acid, arachic acid, behenic acid, Saturated fatty acids such as lignoceric acid, and unsaturated fatty acids such as oleic acid and linoleic acid.

지방산 아미드는 90℃이상의 용융점을 가지는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 용용점은 120℃이상이다. 용용점은 JIS K0064-1992에 따라 측정할 수 있다.The fatty acid amide preferably has a melting point of at least 90 캜. A more preferable melting point is 120 deg. The melting point can be measured according to JIS K0064-1992.

바람직한 지방산 아미드로서는 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide), 에틸렌 비스-베헨산아미드(ethylene bis-behenamide), 에틸렌 비스- 라우린산아미드(ethylene bis-lauramide), 에틸렌 비스-카프린산아미드(ethylene bis-caprinamide), 메틸렌 비스-스테아르산아미드(methylene bis-stearamide)를 예로 들 수 있다;Preferred fatty acid amides include ethylene bis-stearamide, ethylene bis-behenamide, ethylene bis-lauramide, ethylene bis-capric acid amide, ethylene bis-caprinamide, and methylene bis-stearamide;

블로킹 방지제는 지방산 아미드를 주성분으로 하고, 400~1000℃의 온도 범위에서 열 재생(thermal reclamation)하여 열 재생된 모래(thermal reclaimed sand)를 얻고 상기 열 재생된 모래를 건식 연마(dry-polishing)하여 얻어진 골재를 이용하여 주형용 점결제 함유 모래를 제조했을 경우, 굽힘 강도가 저하하지 않는 정도에서 기타 블로킹 방지제와 함께 사용할 수 있다. 주성분이란, 예를 들면 50질량% 이상, 70질량% 이상, 90질량% 이상 또는 100질량%를 의미한다. The anti-blocking agent comprises a fatty acid amide as a main component, thermal reclamation in a temperature range of 400 to 1000 ° C to obtain a thermal reclaimed sand, dry-polishing the heat regenerated sand, When the obtained aggregate is used to produce sand for viscosity measurement for a mold, it can be used together with other antiblocking agents to such an extent that the bending strength is not lowered. The main component means, for example, 50 mass% or more, 70 mass% or more, 90 mass% or more, or 100 mass%.

상기 지방산 아미드는 인공 모래 및/또는 천연 모래에서 유래되는 골재에 점결제와 필요에 따라 경화제가 코팅된 가장 바깥 면에 존재하는 것이 바람직하다.It is preferable that the fatty acid amide is present on the outermost surface of the aggregate derived from artificial sand and / or natural sand, which is coated with a binder and, if necessary, a curing agent.

상기 지방산 아미드는 15%이하의 블로킹율을 일으키는 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 블로킹율이 이 범위 이내이면, 주형용 점결제 함유 모래에 포함되는 지방산 아미드 양이 주형용으로 적절하다고 판단할 수 있다. 블로킹율이 15%보다 큰 경우, 유동성이 충분하지 않기 때문에 주물의 표면에 거침이 발생하고, 주형이 적절하게 제조되지 못한다. 또한, 주형용 점결제 함유 모래가, 제품을 저장하는 플렉시블 컨테이너 백(flexible container bags)에서 블로킹을 일으킬 가능성이 있다. It is preferred that the fatty acid amide is included in an amount that causes a blocking ratio of up to 15%. When the blocking ratio is within this range, it can be judged that the amount of the fatty acid amide contained in the sand containing the binder for molding is appropriate for the casting mold. If the blocking ratio is larger than 15%, roughness occurs on the surface of the casting due to insufficient flowability, and the mold can not be manufactured properly. In addition, sand containing dentifrice for a mold is likely to cause blocking in flexible container bags storing the product.

블로킹 방지의 관점에서, 구체적인 지방산 아미드 함유량은 골재, 점결제 및 경화제의 합계100질량부 당 0.01~10.0질량부로 할 수 있다. 보다 바람직한 함유량은 0.02~5.0질량부, 더욱 바람직한 함유량은 0.03~1.0질량부이다. From the viewpoint of preventing blocking, the specific fatty acid amide content may be 0.01 to 10.0 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the aggregate, the binder and the curing agent. A more preferable content is 0.02 to 5.0 parts by mass, and a more preferable content is 0.03 to 1.0 parts by mass.

주형용 점결제 함유 모래를 구성하는 블로킹 방지제 종류는, 예를 들면 이하의 순서로 확인될 수 있다. The types of antiblocking agents constituting the sand for dot-containing pour for molding can be confirmed, for example, in the following order.

즉, 우선 마이크로 매니퓰레이터(예를 들어, 시마즈(Shimadzu) 회사에서 제조된 마이크로 매니퓰레이터 시스템 MMS-77)를 이용하여, 주형용 점결제 함유 모래의 표면에서 블로킹 방지제를 채취한다. 얻어진 시료를 적외선 분광 분석법(infrared spectroscopic analysis)(예를 들어, SpectrumOne FT-IR/MultiScope 현미경 적외 현미경 시스템: PerkenElmer 에의해 제작된)을 하여, IR차트를 얻는다. 얻어진 IR차트를 기존의 지방산 아미드의 IR차트와 비교함으로써 블로킹 방지제 종류를 확인할 수 있다.That is, first, an anti-blocking agent is collected from the surface of the sand containing the dentifrice for molding by using a micro manipulator (for example, a micro manipulator system MMS-77 manufactured by Shimadzu Corporation). The obtained sample is subjected to infrared spectroscopic analysis (for example, a SpectrumOne FT-IR / MultiScope microscope infrared microscope system: manufactured by PerkenElmer) to obtain an IR chart. By comparing the obtained IR chart with the IR chart of the existing fatty acid amide, it is possible to confirm the type of antiblocking agent.

또한, 주형용 점결제 함유 모래를 구성하는 블로킹 방지제 양은, 적당한 용제를 이용하여 블로킹 방지제를 분리하고, 분리물을 분광 분석법(spectroscopic analysis), 가스 크로마토그래피법(gas chromatography), 액체 크로마토그래피법(liquid chromatography)의 공지 방법으로 분석함으로써, 측정할 수 있다.In addition, the amount of the antiblocking agent constituting the sand containing the matrix for a mold may be determined by separating the antiblocking agent using a suitable solvent and subjecting the separated product to spectroscopic analysis, gas chromatography, liquid chromatography liquid chromatography).

(2) 골재 (2) aggregate

골재는 인공모래 및/또는 천연모래에서 유래된다. 인공모래 및 천연모래는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 알루미나 모래(alumina sand), 실리카 모래(silica sand), 지르콘 모래(zircon sand), 크로마이트 모래(chromite sand), MgO/SiO₂ 가 함유된 모래 및 이들의 혼합 모래를 들 수 있다. Aggregates are derived from artificial sand and / or natural sand. Artificial sand and natural sand are not particularly limited, and examples thereof include alumina sand, silica sand, zircon sand, chromite sand, MgO / SiO ₂ Sand and mixed sand thereof.

알루미나 모래(alumina sand)에는 Al₂O₃ 이외에 SiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, CrO₂, MgO, CaO, K₂O, TiO₂ 등의 다른 성분이 포함될 수 있다. 또한, 알루미나 모래(alumina sand)는 Al₂O₃와 SiO₂를 포함한 합성 멀라이트(synthetic mullite) 및/또는 합성 커런덤(synthetic corundum)을 포함한 인공 모래일 수 있다.Alumina sand (alumina sand) may include other components such as Al ₂ O ₃ in addition to _{SiO 2, Fe 2 O 3,} Cr 2 O 3, CrO 2, MgO, CaO, K 2 O, TiO 2. In addition, the alumina sand may be artificial sand including synthetic mullite and / or synthetic corundum including Al ₂ O ₃ and SiO ₂ .

합성 멀라이트(synthetic mullite) 및 합성 커런덤(synthetic corundum)은 알루미나(Al₂O₃) 40~90질량%, 실리카(SiO₂) 60~10질량%로 구성될 수 있다. 또한 알루미나와 실리카의 비율은 각각 60~90질량%과 40~10질량% 일 수 있다.합성 멀라이트 및 합성 커런덤에는 알루미나 및 실리카 이외에 Fe₂O₃, Cr₂O₃, CrO₂, MgO, CaO, K₂O, TiO₂ 등의 다른 성분이 포함될 수 있다. 인공 모래에서 차지하는 합성 멀라이트 및/또는 합성 커런덤의 비율은 50 질량% 이상일 수 있다.Synthetic mullite and synthetic corundum can be composed of from 40 to 90% by weight of alumina (Al ₂ O ₃ ) and from 60 to 10% by weight of silica (SiO ₂ ). The ratio of alumina to silica may be 60 to 90% by mass and 40 to 10% by mass, respectively. In addition to alumina and silica, synthetic mullite and synthetic corundum may contain Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , CrO ₂ , MgO, CaO , K ₂ O, TiO _2, and the like. The proportion of synthetic mullite and / or synthetic corundum in the artificial sand may be at least 50 mass%.

또한, 골재는 6x10⁴/d~1.8x10⁶/d (여기서, d는 구상물(spherical substance)의 평균 입자 크기(μm))의 체적 당 표면적(cm²/cm³)을 가지는 것이 바람직하다. 아래의 설명은, 300~425μm의 범위의 골재를 예를 들어 설명한다. 이 골재의 평균 입자 지름은 300μm와 425μm의 중간인 362.5μm이라고 가정하면, 표면적은 165.5~4965.5cm²/cm³의 범위가 된다. 여기서 표면적이 1.8x106/d(cm²/cm³) 이상일 경우, 골재는 큰 거친 표면을 갖고, 골재 입자들의 상호 접촉에 의해 골재가 파괴되어, 폐기물의 발생량이 증가하기 때문에 바람직하지 않다. 여기서 사용된 표면적은, 비표면적 측정기(BELSORP 28SA AUTOMATIC GAS ADSORPTION APPARATUS: available from BEL Japan, Inc.)를 이용하여 단위 그램당 비표면적을 측정하고, 그 비표면적에 진밀도를 곱하여 얻어진 값이다. 단위 체적 당 표면적은 1.6x10⁶/d 이하가 바람직하고, 1.45x10⁶/d 이하가 더욱 바람직하고, 1.3x10⁶/d 이하가 더욱 바람직하고, 1.1x10⁶/d 이하가 특히 바람직하다.It is also preferable that the aggregate has a surface area (cm ² / cm ³ ) per volume of ⁶ × ^{10 4} / d to 1.8 × 10 ⁶ / d, where d is the average particle size (μm) of the spherical substance. In the following description, an aggregate having a size in the range of 300 to 425 mu m will be described as an example. Assuming that the average particle diameter of this aggregate is 362.5 mu m which is intermediate between 300 mu m and 425 mu m, the surface area is in the range of 165.5 to 4965.5 cm ² / cm ³ . Here, when the surface area is 1.8 × ¹⁰ 6 / d (cm ² / cm ³ ) or more, the aggregate has a large rough surface and the aggregate is destroyed by the mutual contact of the aggregate particles, thereby increasing the amount of waste generated. The surface area used here is a value obtained by measuring a specific surface area per gram of a specimen using a specific surface area meter (BELSORP 28SA AUTOMATIC GAS ADSORPTION APPARATUS: available from BEL Japan, Inc.) and multiplying the specific surface area by the true density. Surface area per unit volume of 1.6x10 ⁶ / d or less are preferred, and particularly preferred is 1.45x10 ⁶ / d or less are more preferable, and, and 1.3x10 ⁶ / d or less, more preferably 1.1x10 ⁶ / d or less.

또한 골재는 둥근 입자 모양을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 둥근 정도의 지표인 입형 계수가 1.2이하인 것이 바람직하고, 1.1이하인 것이 더욱 바람직하다. 입형 계수가 1.2이하일 경우, 골재의 주형에서 충전율이 향상되고, 주형은 통기성(permeability)이 향상된다. 또한, 구에 가까운 형상이기 때문에 골재의 상호의 접촉에 의해 발생하는 폐기물의 발생량을 줄일 수 있다. It is also preferable that the aggregate has a round particle shape. Concretely, it is preferable that the grain size coefficient, which is an index of roundness, is 1.2 or less, more preferably 1.1 or less. When the grain size coefficient is 1.2 or less, the filling rate is improved in the mold of the aggregate, and the permeability of the mold is improved. Further, since the shape is close to the sphere, the amount of waste generated due to the mutual contact of the aggregates can be reduced.

여기에 사용된 입형 계수는 모래 표면적 측정기(George Fischer Ltd.)를 이용하여 산출한 값을 의미한다. 즉, 입형 계수는 1g당 실제의 골재 표면적을 이론 표면적으로 나눈 값을 의미한다. 이론 표면적이란 골재가 모두 구라고 가정했을 경우의 표면적을 말한다. 따라서, 입형 계수가 1에 가까울수록 구에 가까운 형상인 것을 나타낸다. The grain size coefficient used herein refers to a value calculated using a sand surface area meter (George Fischer Ltd.). That is, the grain size coefficient means a value obtained by dividing the actual aggregate surface area per 1 g by the theoretical surface area. Theoretical surface area is the surface area when all the aggregates are assumed to be spheres. Therefore, the closer the grain size coefficient is to 1, the closer the shape to the sphere.

골재는 30~1180μm의 입도 분포를 가질 수 있다. 입자 크기가 30μm보다 작은 경우, 통기성(permeability)이 저하될 수 있다. 입자 크기가 1180μm보다 큰 경우, 주물의 표면이 거칠어 질 수 있다. 예를 들어, 보다 바람직한 입도 분포는 212~1180μm(JIS10 와 14호 상당), 150~820μm(JIS20와 28호 상당), 106~600μm(JIS35와 48호 상당), 75~425μm(JIS65와 100호 상당), 53~300μm(JIS150와 200호 상당)를 들 수 있다. 이들 입도 분포는, 철 또는 주강품의 종류(주철품, 보통 주강품, 스테인리스 주강품, 고Mn강품, 알루미늄 합금품, 구리 합금품 등), 주물의 크기, 주물의 두께 등의 주조 조건에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 골재는 30μm미만의 모래를 발명의 효과가 저해되지 않는 범위(예를 들면 25 질량%이하)에서 포함할 수 있다. The aggregate may have a particle size distribution of 30 to 1180 mu m. If the particle size is smaller than 30 μm, the permeability may be lowered. When the particle size is larger than 1180 mu m, the surface of the casting may become rough. For example, a more preferable particle size distribution is 212 to 1180 占 퐉 (corresponding to JIS10 and No. 14), 150 to 820 占 퐉 (corresponding to JIS20 and 28), 106 to 600 占 퐉 (corresponding to JIS35 and No. 48), 75 to 425 占(Equivalent to JIS 150 and 200). These particle size distributions can be appropriately selected according to the casting conditions such as the type of iron or cast steel (cast iron, ordinary cast steel, stainless steel casting, high manganese casting, aluminum alloy casting, copper alloy casting, etc.) . The aggregate may contain sand having a size of less than 30 탆 in a range where the effect of the invention is not impaired (for example, 25% by mass or less).

입도 분포는 주물사(foundry molding sand) 입자크기 시험 방법(JIS Z2601)으로 측정한 값을 말한다. 이 방법을 개략 설명하면, 예를 들어, 공칭 치수(nominal dimension) 30μm를 갖는 체(sieve)의 위에 1180μm의 체를 겹친다. 1180μm의 체의 위에 원료를 올려놓고, 로탭 체 진동기(Ro-tap sieve shaker) 와 같은 체 진동기를 움직인다. 2개의 체 사이에 남아 있는 물질을 입도 분포 30~1180μm를 갖는 모래 라고 한다. The particle size distribution refers to the value measured by the foundry molding sand particle size test method (JIS Z2601). To briefly describe this method, for example, a sieve of 1180 μm is overlaid on a sieve having a nominal dimension of 30 μm. Place the raw material on a sieve of 1180 μm and move the sieve vibrator such as a Ro-tap sieve shaker. The material remaining between the two sieves is called sand with a particle size distribution of 30 ~ 1180μm.

골재 및 주형용 점결제 함유 모래는 단위 체적 당 표면적, 입자 표면 계수 및 입도 분포는 거의 동일하다.The surface area, particle surface coefficient and particle size distribution per unit volume of the sand containing the aggregate and the dot for settlement are almost the same.

상기 설명한 표면적을 가지는 합성 멀라이트(the synthetic mullite) 및/또는 합성 커런덤(synthetic corundum)을 포함한 골재는 알루미나와 실리카를 포함한 합성 멀라이트 및/또는 합성 커런덤의 원료를 용융시키고, 용융물에 공기를 분사함으로써 얻을 수 있다. 따라서, 용융물은 취입된 공기에 의해 소정의 입도 분포를 갖는 입자로 분쇄되고, 용융 입자의 표면 장력에 의해 소정의 표면적을 갖는 골재가 제공된다. 용융 방법은 특별히 제한되지 않으며, 아크로(arc furnace), 도가니로(crucible furnace), 유도 전기로(induction electric furnace)(고주파로, 저주파로 등), 저항식 전기로(resistance electric furnace), 반사로(reverberatory furnace), 회전로(rotary furnace), 진공 용해로(vacuum melting furnace), 큐폴라로(cupola furnace) 등이 사용 될 수 있다. 이 중에서, 조작이 비교적 간편한 아크로가 바람직하다. Aggregates containing the synthetic mullite and / or synthetic corundum having the surface areas described above melt the raw materials of synthetic mullite and / or synthetic corundum, including alumina and silica, and inject air into the melt . Thus, the melt is pulverized into particles having a predetermined particle size distribution by the blown air, and an aggregate having a predetermined surface area is provided by the surface tension of the molten particles. The melting method is not particularly limited, and examples of the melting method include an arc furnace, a crucible furnace, an induction electric furnace (high frequency furnace, low frequency furnace furnace), a resistance electric furnace, a reverberatory furnace, a rotary furnace, a vacuum melting furnace, a cupola furnace, and the like may be used. Among them, an arc which is relatively easy to operate is preferable.

합성 멀라이트 및/또는 합성 커런덤을 포함한 골재의 입도 분포, 외관 등은 합성 멀라이트 및 합성 커런덤의 원료 조성, 용융 온도, 에어 분사 시의 에어 속도 및 용융물과 에어와의 접촉 각도로 조정할 수 있다. 여기서 용융 온도는 1600~2200℃의 범위인 것이 바람직하다. 에어 속도는 80~120m/sec인 것이 바람직하다. 접촉 각도는 60~90°인 것이 바람직하다. The particle size distribution, appearance, etc. of the aggregate containing the synthetic mullite and / or synthetic corundum can be adjusted by the composition of the raw materials of the synthetic mullite and synthetic corundum, the melting temperature, the air velocity during air injection, and the angle of contact between the melt and air. The melting temperature is preferably in the range of 1600 to 2200 ° C. The air speed is preferably 80 to 120 m / sec. The contact angle is preferably 60 to 90 degrees.

공기 분사 후 수냉을 실행하는 것이 바람직하다.It is preferable to perform water cooling after air injection.

(2) 점결제(Binder)(2) Point settlement (Binder)

점결제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 퓨란 수지(furan resin), 페놀 수지(phenolic resin), 오일 우레탄 수지(oil-modified urethane resin), 페놀 우레탄 수지(phenolic urethane resin), 알칼리 페놀 수지(alkaline phenolic resin), 규산 소다(sodium silicate), 벤토나이트(bentonite)를 포함 할 수 있다. 점결제는 점결제의 종류에 따른 경화제로 경화할 수 있다. 퓨란 수지(furan resin)용 경화제의 예시로서 황산(sulphuric acid), 인산(phosphoric acid), 인산 에스테르(phosphate esters), 피로인산(pyrophosphoric acid) 등의 무기산, 자일렌 설폰산(xylenesulphonic acid), 톨루엔 설폰산(toluenesulphonic acid), 벤젠설폰산(benzenesulphonic acid) 등의 유기산 등을 들 수 있다. 알칼리 페놀 수지(alkaline phenolic resin)용 경화제의 예시로서는 락톤류(lactones)(예를 들어, 프로피온 락톤(propiolactone)), 포름산 에틸(ethyl formate), 포름산 메틸(methyl formate), 트리아세틴(triacetin) 등의 유기 에스테르(organic esters)등을 들 수 있다. 페놀 수지(phenolic resin)용 경화제로서 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine)을 들 수 있다. 페놀 우레탄 수지(phenolic urethane resin)용 경화제로서는 트리에틸아민(triethylamine), 피리딘계 화합물(pyridine-containing compounds) 등을 들 수 있다. 규산 소듐(sodium silicate)용 경화제로서는 탄산가스(carbon dioxide gas), 다이카르시움시리케이트(dicalcium silicate), 유기 에스테르(organic esters) 등을 들 수 있다. The binder is not particularly limited and includes, for example, furan resin, phenolic resin, oil-modified urethane resin, phenolic urethane resin, alkaline phenol resin phenolic resin, sodium silicate, and bentonite. The point payment can be cured with a curing agent according to the type of point payment. Examples of the curing agent for the furan resin include inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, phosphate esters and pyrophosphoric acid, xylenesulphonic acid, toluene, And organic acids such as toluenesulphonic acid and benzenesulphonic acid. Examples of the curing agent for an alkaline phenolic resin include lactones (for example, propiolactone), ethyl formate, methyl formate, triacetin, etc. And organic esters. As a curing agent for a phenolic resin, hexamethylenetetramine may be mentioned. Examples of the curing agent for the phenolic urethane resin include triethylamine, pyridine-containing compounds and the like. Examples of the curing agent for sodium silicate include carbon dioxide gas, dicalcium silicate, and organic esters.

점결제는 골재 100질량부 당 0.4~10질량부 포함되어 있는 것이 바람직하다. 함유량이 0.4질량부 미만일 경우, 골재의 결합이 충분하지 않을 수 있기 때문에, 주형 강도가 저하할 수 있다. 함유량이 10질량부 초과일 경우, 주물의 표면에 점결제로 부터 유래된 성분이 부착되거나, 주형 폐사의 재생 시간이 길어 질 수 있다. 바람직한 함유량은 0.2~2.0질량부이고, 더욱 바람직한 함유량은 0.4~3 질량부이다. 단위 체적 당의 표면적이 60,000/d~1,800,000/d (d는 구상물의 평균 입자 크기(㎛)) 의 범위를 갖는 골재는 점결제 양을 0.2~2.0질량부로 감소 시킬 수 있다. 점결제 양이 적을 때, 칼슘 이온이 주형 강도를 저하시키는 영향이 증가하고, 따라서 본 발명의 적용이 특히 유용하다.It is preferable that the binder is contained in an amount of 0.4 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the aggregate. When the content is less than 0.4 part by mass, the aggregate may not be sufficiently bonded, and the strength of the mold may be lowered. When the content is more than 10 parts by mass, components originating from the binder may adhere to the surface of the casting, or the regeneration time of the casting mortar may be prolonged. The preferable content is 0.2 to 2.0 parts by mass, and the more preferable content is 0.4 to 3 parts by mass. Aggregates having a surface area per unit volume of 60,000 / d to 1,800,000 / d, where d is the average particle size (탆) of the spherical particles, can be reduced to 0.2 to 2.0 parts by mass. When the amount of the crosslinking agent is small, the influence of the calcium ions on the strength of the mold decreases, and therefore the application of the present invention is particularly useful.

(4) 주형용 점결제 함유 모래 제조 방법 (4) Manufacturing method of sand containing dots for molds

주형용 점결제 함유 모래는 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 골재를 혼합기(mixer)에서 가열 및 혼합하고, 점결제를 혼합기에 투입하여, 점결제와 골재의 혼합물을 얻는다. 점결제가 경화제에 의해 경화되는 경우, 경화제가 혼합된다. 이어서, 혼합기 내에 블로킹 방지제를 투입함으로써, 점결제와 필요에 따라 경화제로 피복한 골재의 가장 바깥면에 블로킹 방지제를 존재시킬 수 있다. 점결제 및 경화제는 골재의 전부 또는 일부 표면을 피복하고 있다고 생각된다. 또한 블로킹 방지제는 점결제 및 경화제로 피복된 골재의 전부 또는 일부 표면을 피복하고 있다고 생각된다. The dot-containing sand for casting can be produced by a known method. For example, the aggregates are heated and mixed in a mixer, and the binder is put into a mixer to obtain a mixture of binder and aggregate. When the binder is cured by the curing agent, the curing agent is mixed. Subsequently, an anti-blocking agent may be added to the outermost surface of the aggregate coated with a curing agent, if necessary, by pouring an anti-blocking agent into the mixer. It is considered that the binder and the curing agent coat all or part of the surface of the aggregate. It is considered that the antiblocking agent covers all or a part of the surface of the aggregate coated with the binder and the curing agent.

블로킹 방지제의 투입량과 주형용 점결제 함유 모래에서의 블로킹 방지제의 함유량은 거의 동일함이 확인되었다. It was confirmed that the input amount of the antiblocking agent and the content of the antiblocking agent in the sand containing the matrix for the mold were almost the same.

지방산 아미드를 블로킹 방지제로 함유한 주형용 점결제 함유 모래를 사용하여 주조한 후에 발생하는 주형 폐사에서 유래된 재생 모래를 사용할 경우, 예를 들면 이하의 열 재생 공정과 연마 공정을 거침으로써, 주형 폐 모래를 재생 모래로 바꿀 수 있다.When reclaimed sand derived from a mold mortar, which is formed after casting using sand containing dentifrices for molds containing an aliphatic acid amide as an antiblocking agent, is used, for example, by the following thermal regeneration step and polishing step, You can turn sand into recycled sand.

(i) 열 재생 공정(Thermal reclamation process) (i) Thermal reclamation process

열 재생 공정은 400~1000℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 주형 폐사에 열 재생 공정을 실시함으로써, 주형 폐사에 포함되는 블로킹 방지제 및 점결제로부터 유래된 성분은 연소되어 탄화되고 제거된다. 골재 표면의 잔류물을 마모 공정(attrition process)으로 제거하고, 재생 모래가 얻어 질 수 있다. 여기서, 종래 블로킹 방지제로서 스테아린산 칼슘(calcium stearate)에서 유래하는 칼슘 성분은 모래 표면에 축적된다. 이 칼슘 성분은 마모 공정(attrition process)을 거쳐도 완전하게 제거할 수 없다.The thermal regeneration process can be carried out in a temperature range of 400 to 1000 ° C. By performing the thermal regeneration process on the mold mortar, the antiblocking agent contained in the mold mortar and the components derived from the binder are burnt and carbonized and removed. The residue of the aggregate surface is removed by an attrition process, and recycled sand can be obtained. Here, as a conventional anti-blocking agent, a calcium component derived from calcium stearate is accumulated on a sand surface. This calcium component can not be completely removed through the attrition process.

열 재생 공정의 온도가 400℃보다 낮으면, 탄화(carbonisation)가 충분히 수행되지 않을 수 있고, 그 결과 재생된 주형용 점결제 함유 모래(재생 모래)로 얻은 주형의 강도가 감소될 수 있다. 온도가 1000℃보다 높으면, 탄화가 충분히 수행 될 수 있지만, 재생 모래에 함유된 무기 성분에 따라 재생 모래의 표면이 용융됨으로써, 모래 입자가 응집 될 수 있다. 바람직한 온도 범위는 400~800℃이고, 더욱 바람직한 온도 범위는 500~800℃이다.If the temperature of the thermal regeneration process is lower than 400 ° C, carbonization may not be sufficiently performed, and as a result, the strength of the mold obtained from the recycled dot-containing sand (recycled sand) for molds may be reduced. If the temperature is higher than 1000 캜, carbonization can be sufficiently performed, but the surface of the reclaimed sand is melted depending on the inorganic component contained in the reclaimed sand, so that the sand particles can be agglomerated. The preferred temperature range is 400 to 800 deg. C, and the more preferable temperature range is 500 to 800 deg.

열 재생 시간은, 예를 들어 0.5~2.5시간으로 할 수 있다. 열 재생 시간이 0.5 시간 미만의 경우, 탄화(carbonisation)가 충분히 수행되지 않을 수 있고, 그 결과 재생 모래로 얻은 주형 강도가 저하하는 일이 있다. 여기서 열 재생 시간의 상한을 2.5시간으로 한 이유는, 주형 폐사를 더 많은 시간으로 열 재생해도, 열 재생에 의한 효과가 증가되지 못하고, 연료의 소비에 의해 재생 비용이 증가하기 때문이다. 바람직한 열 재생 시간은 1.5~2.5시간이고, 더욱 바람직한 열 재생 시간은 1.75~2.25시간이다. The heat regeneration time may be, for example, 0.5 to 2.5 hours. If the heat regeneration time is less than 0.5 hour, carbonization may not be sufficiently performed, and as a result, the strength of the mold obtained from recycled sand may be lowered. The reason why the upper limit of the heat regeneration time is set to 2.5 hours is that the effect of heat regeneration can not be increased even if the casting mold is thermally regenerated for a longer time and the regeneration cost is increased due to the consumption of fuel. A preferable heat regeneration time is 1.5 to 2.5 hours, and a more preferable heat regeneration time is 1.75 to 2.25 hours.

열 재생 공정의 분위기는 주형 폐사에 포함되는 점결제를 탄화할 수 있기만 하면 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 산소(예를 들어, 공기 중에서)를 함유하는 분위기 중에서 수행된다.The atmosphere of the thermal regeneration process is not particularly limited as long as it can carbonize the binder contained in the cast mortar and is generally carried out in an atmosphere containing oxygen (for example, in air).

열 재생 장치(thermal reclaimer)는 주형 폐사를 열 재생할 수 있기만 하면, 그 구성은 특별히 제한되지 않는다. 열 재생 장치 내의 주형 폐사는 유동하거나 또는 아니어도 되지만; 균일하게 열 재생된 열 재생된 모래를 얻기 위해, 유동하고 있는 것이 바람직하다. 열 재생 장치는 회분 식(batch type) 또는 연속 식(continuous type)일 수 있다. 처리 효율의 측면에서, 연속 식 유동 열 재생 장치를 사용하는 것이 바람직하다.The constitution of the thermal reclaimer is not particularly limited as long as the thermal reclaimer can thermally regenerate the mold waste. The mold dead in the thermal regenerator may or may not be flowing; In order to obtain heat regenerated sand that is uniformly thermally regenerated, it is preferable to flow. The thermal regenerator may be a batch type or a continuous type. From the viewpoint of treatment efficiency, it is preferable to use a continuous flow heat recovery apparatus.

연속 식 유동 열 재생 장치에는 다양한 구성 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 모래가 흐르는 방향과 모래를 유동 시키기 위한 공기가 흐르는 방향이 교차하는 열 재생 장치, 및 양방향이 대향하고 평행한 열 재생 장치를 들 수 있다. 열 효율을 고려하면 후자의 열 재생 장치가 바람직하다. 특히, 모래가 흐르는 방향이 중력의 방향과 같고, 공기가 흐르는 방향이 중력의 방향과 반대 방향인 열 재생 장치는, 열 효율이 높기 때문에, 열 재생을 위한 연료를 감소시킬 수 있어 바람직하다.Various types of constituent devices are known for continuous flow heat recovery devices. For example, there can be mentioned a thermal regenerator in which the direction of the sand flows and a direction in which air flows in order to flow the sand, and a thermal regenerator in which both directions are opposed and parallel to each other. Considering thermal efficiency, the latter thermal regenerating apparatus is preferable. Particularly, the thermal regenerating apparatus in which the direction of the sand flows is the same as the direction of gravity and the direction in which the air flows is opposite to the direction of gravity, is preferable because the fuel for thermal regeneration can be reduced because of high heat efficiency.

모래가 흐르는 방향이 중력의 방향과 같은 상기 열 재생 장치에서는, 열 재생 장치 상부에서 주형 폐사가 투입되고, 열 재생 장치 내부를 낙하한다. 낙하한 모래는 열 재생 장치 하부에서 뿜어 올라오는 공기에 의해, 일정 위치에 유동층으로서 일정시간 지지된다. 일정 위치로 지지된 모래는, 버너와 같은 가열 수단에 의해 일정시간 열 재생된다. 유동층의 하부에 위치하는 모래는 유동층의 상부에 공급되는 모래에 의해 서서히 내려가고, 열 재생 장치 바닥부에 열 재생된 모래로서 낙하하게 된다. 이런 종류의 열 재생 장치는, 열 재생된 모래의 열을 다음에 투입되는 주형 폐사의 가열에 사용할 수 있으므로, 열효율이 높다는 특징을 가진다.In the above-described thermal regenerating apparatus in which the direction of the sand flows is the direction of the gravity, the mold dead is put in the upper part of the thermal regenerator and drops inside the thermal regenerator. The dropped sand is supported as a fluidized bed at a predetermined position for a certain period of time by the air blown from the bottom of the thermal regenerator. The sand supported at a predetermined position is thermally regenerated for a predetermined time by a heating means such as a burner. The sands located in the lower part of the fluidized bed are gradually lowered by the sand supplied to the upper part of the fluidized bed and fall down as heat regenerated sand to the bottom of the thermal regenerator. This type of thermal regenerator is characterized in that the heat of the heat regenerated sand can be used for heating the cast mortar to be fed next, and thus the heat efficiency is high.

(ii) 마모 공정(Attrition process) (ii) Attrition process.

열 재생 공정으로 얻어진 열 재생된 모래는 마모 공정을 거친다. 마모 공정에서 열 재생된 모래의 표면에 존재하는 잔류물을 제거함으로써, 주형의 원료로 사용되는 골재로서 주형 폐사를 재생할 수 있다. The heat regenerated sand obtained by the thermal regeneration process is subjected to a wear process. By removing the residues present on the surface of the heat regenerated sand in the abrasion process, the mold mortar can be regenerated as an aggregate to be used as a raw material for the mold.

마모 공정은 건식 마모(dry attriting)공정, 습식 마모(wet attriting)공정 또는 이들의 조합 일 수 있다. The abrasion process may be a dry attrition process, a wet attrition process, or a combination thereof.

건식 방법의 예로써, 모래를 고속 기류에 의해 장치 내에서 상승시키고, 충돌 판에 충돌시킴으로써, 모래 입자간의 충돌과 마찰에 의해 마모처리하는 샌드 리클레이머(sand reclaimer)를 이용하는 방법, 고속 회전하는 로터 위에 모래를 투입하고, 그 원심력으로 발생하는 투사 모래와 낙하하는 투입 모래 사이에서 일어나는 충돌과 마찰에 의해 마모처리하는 고속 회전 로터리 리클레이머(rotary reclaimer)를 이용하는 방법, 모래 입자끼리의 마찰을 이용하여 마모 처리하는 교반 밀(agitator mill)을 이용한 방법을 들 수 있다.As an example of the dry method, there is a method in which a sand reclaimer is used which raises sand in a device by a high-speed air stream and makes a collision with the impingement plate by abrasion and friction between sand particles, A method of using a high-speed rotary reclaimer that puts sand on the rotor and causes friction between the projected sand generated by the centrifugal force and the falling sand that falls and abrasion by abrasion is used, And a method of using an agitator mill in which abrasion treatment is carried out using the abrasive grains.

습식 방법의 예로써, 블레이드를 회전시킨 트로프(trogh) 내에서 모래 입자들의 상호 마찰에 의해 마모 처리하는 트로프 마모 장치(trough attriting apparatus)를 사용한 방법을 들 수 있다. As an example of the wet method, there is a method using a trough attriting apparatus for abrading the sand particles by mutual friction in a trog rotated by a blade.

마모(attrition) 공정은 건식 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 건식 방법은 수자원(water resource)이 부족한 장소에서도, 주형용 점결제 함유 모래를 제조하는 것이 가능하다. 또한, 배수의 처리가 필요 없기 때문에 환경의 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.The attrition process is preferably performed by a dry method. The dry method is also capable of producing sand containing dentifrice for a mold, even in a place where water resources are insufficient. In addition, since it is not necessary to perform drainage treatment, the influence of the environment can be suppressed.

그런데 블로킹 방지제로서 스테아린산 칼슘(calcium stearate)을 함유한 종래의 주형용 점결제 함유 모래가, 건식 마모(dry attrition) 공정으로부터 주형 폐사에 의해 반복적으로 재생되는 경우, 주형 강도가 감소한다는 단점이 있었다. 발명자들은 재생 모래의 칼슘량을 측정했는데, 재생 수가 증가할 때 마다 칼슘량이 증가하고, 칼슘량과 주형 강도 사이에 일정한 관계가 존재하는 것을 찾아냈다. 따라서, 발명자들은, 마모(attrition) 공정을 건식 방법으로 수행하더라도 재생 모래에 칼슘의 축적을 억제할 수 있으므로, 블로킹 방지제로서 칼슘을 포함하지 않는 지방산 아미드를 사용하여, 주형 강도의 저하를 방지할 수 있다는 것을 찾아냈다. However, there has been a disadvantage that the conventional sand containing calcium stearate as an antiblocking agent for molds is repetitively regenerated by mold deadening from a dry attrition process, the mold strength is reduced. The inventors measured the amount of calcium in the reclaimed sand, and found that the amount of calcium increases with each increase in the number of regeneration, and there is a constant relationship between the amount of calcium and the strength of the mold. Therefore, the inventors have found that even when the attrition process is carried out by a dry method, the accumulation of calcium in the reclaimed sand can be suppressed, and therefore, the use of the fatty acid amide containing no calcium as the antiblocking agent can be used to prevent the lowering of the mold strength .

건식 마모(dry attrition) 공정은 열 재생된 모래의 표면에 존재하는 탄화물을 제거할 수 있기만 하면, 그 조건은 특별히 제한되지 않는다. The condition of the dry attrition process is not particularly limited as long as it can remove the carbide present on the surface of the heat regenerated sand.

(iii) 다른 실시 예들(iii) Other embodiments

(1) 주형 폐사는 열 재생 공정 전에 분쇄 공정(pulveriser)이 적용될 수 있다. 분쇄 공정을 적용함으로써, 주형 폐사의 응집체(aggregates)를 분쇄할 수 있으므로, 주형 폐사로부터 재생 모래의 수율을 증가 시킬 수 있다.(1) The mortar can be pulverized before the thermal regeneration process. By applying the pulverizing process, the agglomerates of the mold mortar can be crushed, and the yield of reclaimed sand can be increased from the mold mortar.

(2) 주형 폐사는 열 재생 공정을 거치기 전에 자기 분리기(magnetic separator)를 적용해도 된다. 자기 분리기를 적용함으로써, 주형 폐사에 포함되는 주조 찌꺼기를 제거할 수 있으므로, 주형 폐사로부터 재생 모래의 수율을 증가 시킬 수 있다.(2) Magnetic separators may be applied to molds before they undergo a thermal regeneration process. By applying the magnetic separator, the casting residue contained in the casting mortar can be removed, so that the yield of reclaimed sand can be increased from the casting mortar.

(3) 열 재생 공정에서 얻어진 열 재생된 모래는, 마모(attriton) 공정 전에 냉각 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 냉각 공정을 수행함으로써, 급격한 온도 변화에 의한 열 재생된 모래의 균열을 방지할 수 있으므로, 주형 폐사로부터 재생 모래의 수율을 증가 시킬 수 있다. 냉각 공정은 열 재생된 모래를 유동시키면서 수행함으로써, 열 재생된 모래의 냉각을 균일하게 수행할 수 있다. (3) The heat regenerated sand obtained in the heat regeneration process preferably performs a cooling process before the attriton process. By performing the cooling process, it is possible to prevent the cracks of the heat regenerated sand due to the abrupt temperature change, so that the yield of recycled sand can be increased from the mold dead. By performing the cooling process while flowing the heat regenerated sand, it is possible to uniformly perform cooling of the heat regenerated sand.

(4) 마모(attrition) 공정 후의 모래는, 원하는 입도 분포에 따라 재생 모래를 분류를 위한 분류 단계를 거칠 수있다.(4) The sand after the attrition process can be subjected to a classification step for sorting the reclaimed sand according to a desired particle size distribution.

실시예 1 Example 1

블로킹 방지제로서 스테아린산 칼슘(calcium stearate), 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide), 에틸렌 비스-베헨산아미드(ethylene bis-behenamide), 에틸렌 비스-라우린산 아미드(ethylene bis-lauramide) 및 에틸렌 비스-카프린산아미드(ethylene bis-caprinamide)가 각각 주형용 점결제 함유 모래을 생산하기 위해 사용되었다. 주형용 점결제 함유 모래를 이하의 순서로 제작하고, 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도를 측정했다.Examples of antiblocking agents include calcium stearate, ethylene bis-stearamide, ethylene bis-behenamide, ethylene bis-lauramide, and ethylene bis- Bis-caprinamide was used to produce sand for dentifrice for molds, respectively. The sand containing dots for casting was produced in the following order, and the bending strength and the calcium ion elution concentration were measured.

(1) 주형용 점결제 함유 모래의 생산(1) Production of sand containing dyes for molds

골재로는, 주형용 점결제 함유 모래로 사용되지 않은 에스파르(Espearl)#60 (야마카와산업(Yamakawa Sangyo Co., Ltd): 단위체적 당 표면적 3300 cm²/cm³, 입도 분포 53~600μm, 입형 계수 1.03, 알루미나와 실리카를 합계로 94질량% (알루미나:실리카=77질량%:23질량%) 포함한 합성 멀라이트를 40질량%, 합성 커런덤 10질량% 포함) 을 사용했다. 이 에스파르#60을 새로운 모래(new sand)라 한다. 골재를 160℃로 가열하고, 혼합기(Enshu Tekko K.K., Type NSC-1)에 넣어 골재의 온도를 150℃로 유지했다. 골재 100질량부에 대해서 0.8질량부의 점결제 HP-333N(히타치 케미컬(Hitachi Chemical Co., Ltd)의 노볼락계 페놀 수지(novolac phenolic resin))를 첨가하면서, 골재를 약 60초간 교반하여 점결제를 골재에 코팅하였다. 이들의 교반하면서, 점결제 100질량부에 대해서 15질량부의 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine, 경화제) 및 골재 100질량부에 대해서 1.3질량부의 물(경화제의 분산매)을 첨가하고 약 45초간 교반하여, 점결제와 경화제의 혼합물을 골재에 코팅하였다. 점결제, 경화제 및 골재의 혼합물을 교반하면서, 점결제, 경화제 및 골재의 혼합물 100질량부에 대해서 0.06질량부 블로킹 방지제를 첨가하고, 약 15초간 교반하여, 주형용 점결제 함유 모래(RCS)를 얻었다. 결과물 RCS는 응집체 (agglomeration)를 제거하기 위해, 메쉬 크기(mesh size) 1180μm의 체(size)에서 체질하였다. As the aggregate, Espearl # 60 (Yamakawa Sangyo Co., Ltd.) having a surface area of 3300 cm ² / cm ³ per unit volume and a particle size distribution of 53 to 600 μm , A particle size coefficient of 1.03, a total content of alumina and silica of 94 mass% (alumina: silica = 77 mass%: 23 mass%) and 40 mass% of synthetic mullite and 10 mass% of synthetic corundum) was used. The Esper # 60 is called the new sand. The aggregate was heated to 160 캜 and placed in a mixer (Enshu Tekko KK, Type NSC-1) to maintain the aggregate temperature at 150 캜. 0.8 parts by mass of viscous HP-333N (novolac phenolic resin of Hitachi Chemical Co., Ltd) was added to 100 parts by mass of the aggregate, and the aggregate was stirred for about 60 seconds, Was coated on the aggregate. While stirring them, 1.3 parts by mass of water (dispersion medium of a curing agent) was added to 15 parts by mass of hexamethylenetetramine (curing agent) and 100 parts by mass of the aggregate with respect to 100 parts by mass of the binder, and the mixture was stirred for about 45 seconds, A mixture of the binder and the curing agent was coated on the aggregate. 0.06 part by mass of anti-blocking agent was added to 100 parts by mass of the mixture of the binder, the curing agent and the aggregate while stirring the mixture of the binder, the curing agent, and the aggregate, and the mixture was stirred for about 15 seconds to obtain RCS . The resulting RCS was sieved in a mesh size of 1180 [mu] m to remove agglomeration.

결과물 RCS는 이하의 순서에 따라 굽힘 강도를 측정했다. 굽힘 강도는 주형 강도를 나타낸다. The resultant RCS was measured for bending strength according to the following procedure. The bending strength represents the strength of the mold.

(2) 굽힘 강도의 측정(Measurement of bending strength)(2) Measurement of bending strength

(a) 시험 편(test pieces)의 준비(a) Preparation of test pieces

굽힘 강도를 측정하기 위한 테스트 방법으로서의 JACT시험 방법 SM-1에 따라, 시험 편의 굽힘 강도를 측정했다. 구체적인 측정 조건은 아래와 같다. The bending strength of the test piece was measured according to JACT Test Method SM-1 as a test method for measuring the bending strength. Specific measurement conditions are as follows.

각각 깊이 10mm, 폭 10mm 및 길이 60mm의 오목부(recessed part)를 5개 가지는 하부 주형 및 하부 주형의 뚜껑으로서 상부 주형이 준비된다. 하부 및 상부 주형이 250℃±3℃로 가열되고, 오목부에는 약 50g의 주형용 점결제 함유 모래가 채워졌다. 오목부에 채워진 주형용 점결제 함유 모래의 상부 표면은, 스크레이핑 판(scraping plate) 에 의해 매끄럽게 되었다. 하부 주형과 상부 주형은 맞춰지고, 60초간 소성(bake)된다. 소성 후, 상부 금형을 제거하고, 하부 금형의 상부 표면 및 소성물(baked articles)의 상부 표면이 맞도록(levelled off), 소성물이 깎인다. 소성물은 하부 주형으로부터 제거 됨으로써, 시험 편을 얻었다. 상부 주형을 열고, 하부 주형에서 시험 편을 제거할 때까지의 시간을 30초로 세팅했다.An upper mold is prepared as a cover for the lower mold and the lower mold having five recessed parts each having a depth of 10 mm, a width of 10 mm and a length of 60 mm. The lower and upper molds were heated to 250 ° C ± 3 ° C, and the recesses were filled with about 50g of dots-containing sand for molding. The upper surface of the sand containing dentifrice filled in the recesses was smoothed by a scraping plate. The lower mold and the upper mold are aligned and baked for 60 seconds. After firing, the upper mold is removed and the upper surface of the lower mold and the upper surface of the baked articles are leveled off, and the fired product is chopped. The fired product was removed from the lower mold to obtain test pieces. The time until the upper mold was opened and the test piece was removed from the lower mold was set to 30 seconds.

얻어진 시험 편은 데시케이터(desiccator)에서 실온(약 25℃)까지 냉각하고, 굽힘 강도가 측정 될 때까지 유지 했다. The test pieces obtained were cooled from the desiccator to room temperature (about 25 ° C) and held until the bending strength was measured.

시험 편의 제작을 3회 수행하고, 주형용 점결제 함유 모래 당 15개의 시험 편을 얻었다.The preparation of the test piece was carried out three times, and 15 test pieces per sand containing the dot for settlement were obtained.

(b) 굽힘 강도의 측정(Measurement of bending strength)(b) Measurement of bending strength

각각 60°의 선단 각도, 1.5R의 선단 곡률, 길이 10 mm 이상을 갖는 1쌍의 볼록 부재를 간격이 50 mm가 되도록 시험 편 장착 스테이지(test piece mounting stage) 상에 배치하여, 부재는 길이 방향으로 평행했다. 시험 편 장착 스테이지 상에, 시험 편의 깎인 면이 스테이지 측 또는 스테이지 대향 측(상부 측) 에 놓이지 않도록, 시험 편이 장착되었다.  A pair of convex members each having a tip angle of 60 DEG, a tip curvature of 1.5R and a length of 10 mm or more were placed on a test piece mounting stage so that the interval was 50 mm, . The test piece was mounted on the test piece mounting stage such that the cut surface of the test piece was not placed on the stage side or the stage opposite side (upper side).

시험 편의 상부 표면 중앙에, 60°의 선단 각도 및 1.5R의 선단 곡률을 가지는 하중 쐐기(load wedges)를 이용하여 하중이 가해졌다. 하중을 가함으로써, 테스트 피스가 접힌 시점(fractured)의 하중치를 기록했다. 이 하중 시험은 15개의 시험 편에 대해 각각 실행되었다. At the center of the upper surface of the test piece, a load was applied using load wedges having a tip angle of 60 ° and a tip curvature of 1.5R. By applying a load, the load value of the fractured point of the test piece was recorded. This load test was carried out for each of the 15 test pieces.

하중의 결과값으로 부터 이하의 식에 따라 굽힘 하중이 계산되었다. The bending load was calculated from the result of the load according to the following equation.

σfb=3×l×P/2×W×h² σfb = 3 × l × P / 2 × W × h 2

여기서, σfb는 굽힘 하중(kgf/cm²), l은 시험 편 장착 스테이지 상의 한 쌍의 돌출 부재 사이의 거리 (5cm), P는 하중 값(kgf), W는 시험 편의 폭(1cm), h는 시험 편의 높이(1cm)이다. Here, σfb the bending load (kgf / cm ^2), l is the distance (5cm) between the pair of projecting pieces on the test piece mounting stage, P is a load value (kgf), W is a specimen width (1cm), h Is the height of the test piece (1 cm).

굽힘 강도(kgf/cm²)는 15개의 굽힘 하중의 평균치로 얻어졌다.The bending strength (kgf / cm ² ) was obtained as an average value of 15 bending loads.

(3) 주형용 점결제 함유 모래의 재생(Recycle of binder-containing foundry sand) (3) Recycle of binder-containing foundry sand

상기 굽힘 강도를 측정한 시험 편을 분쇄(pulverized)하고, 분쇄물(pulverized material)은 열 재생 공정 및 건식 마모(dry attrition) 공정을 거쳐, 골재로 재생했다. The test piece having the measured bending strength was pulverized, and the pulverized material was subjected to a thermal regeneration process and a dry attrition process to regenerate the aggregate.

도 1에 나타낸 바와 같이, 열 재생 공정은 JFE 파이프 피팅 열 재생 장치(JFE Pipe Fitting Mfg., Co., Ltd., Type JTR-G-1)를 사용하고, 열 재생 온도 600℃, 열 재생 장치 내 유동 차압 4.5 MPa, 모래 투입량 2.5t/시간의 조건으로 실행되었다. 이 조건에서는 주형 폐사의 실제 처리 시간은 약 1시간이었다. 도 1에서, 1은 열 재생 장치(thermal reclaimer), 2는 분쇄물 투입구(pulverized material inlet), 3은 버너(burner), 4는 유동 층(fluidized bed), 5는 열 교환기(heat exchanger), 6은 유동화 모래 공기 입구(an air inlet for fluidizing sand), 7은 냉각용 공기 입구(cooling air inlet), 8은 유동 쿨러(fluidized cooler), 9는 모래 배출 밸브(sand discharge valve), 10은 공기 노즐(air nozzle), 11은 유동 차압계(flowing differential pressure gauge), 12는 배기 가스 출구(exhaust gas outlet)를 의미한다.As shown in Fig. 1, the thermal regeneration process was performed using a JFE pipe fitting heat regenerator (JFE Pipe Fitting Mfg. Co., Ltd., Type JTR-G-1) A differential pressure of 4.5 MPa, and a sand feed rate of 2.5 t / hour. Under this condition, the actual processing time of mold dead was about 1 hour. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a thermal reclaimer, 2 denotes a pulverized material inlet, 3 denotes a burner, 4 denotes a fluidized bed, 5 denotes a heat exchanger, 6 is an air inlet for fluidizing sand, 7 is a cooling air inlet, 8 is a fluidized cooler, 9 is a sand discharge valve, 10 is air An air nozzle, 11 a flowing differential pressure gauge, and 12 an exhaust gas outlet.

건식 마모(dry attrition)는 도 2에 나타내는 바와 같은 S형 회전식 리클레이머(S-type rotary reclaimer, from Nippon Chuzo K.K )을 사용하여 전류 부하 20~40A, 모래 투입량 2~3t/시간으로 하는 조건에서 연속으로 수행했다. 도 2 에서, 21은 오리피스(orifice), 22는 쉘프(shelf), 23은 쉘프 링(shelf ring), 24는 로터리 드럼(rotary drum), 25는 팬(fan), 26은 모터 (motor), 27은 캡(cap)을 의미한다. Dry attrition was carried out by using a S-type rotary reclaimer (from Nippon Chuzo KK) as shown in Fig. 2 under conditions of a current load of 20 to 40 A and a sand input of 2 to 3 t / . 2, 21 is an orifice, 22 is a shelf, 23 is a shelf ring, 24 is a rotary drum, 25 is a fan, 26 is a motor, 27 denotes a cap.

(4) 재생된 RCS의 굽힘 강도의 측정 (4) Measurement of bending strength of regenerated RCS

공정(1)과 동일한 방법으로 RCS 생산, 공정(2)와 동일한 방법으로 굽힘 강도 측정, 공정(3)과 동일한 방법으로 RCS의 재생을 5회 반복했다. 굽힘 강도의 결과는 표 1에 나타난다.RCS production in the same manner as in the step (1), bending strength measurement in the same manner as in the step (2), and regeneration of the RCS were repeated 5 times in the same manner as in the step (3). The results of the bending strength are shown in Table 1.

표 1에는 새로운 모래 및 재생된 골재의 칼슘 이온(Ca²⁺ 이온) 용출 농도가 나타난다. Table 1 shows the concentration of calcium ions (Ca ²⁺ ions) eluted from new sand and recycled aggregate.

(칼슘 이온 용출 농도)(Calcium ion elution concentration)

(1) 내 표준 용액(internal standard solution) 및 표준 용액(standard solution)의 준비(1) Preparation of internal standard solution and standard solution

· 내 표준 용액(Y: 50mg/L) · Standard solution (Y: 50mg / L)

칸토 화학(Kanto Chemical Co., Inc) 으로 부터의 이트륨 표준 용액(yttrium standard solution)(Y: 1000 mg/L, 원자 흡수 분석용) 25mL를 부피 플라스크 500 mL에 넣고, 정제수(pure water)를 게이지 라인(gauge line)까지 더했다.Add 25 mL of a yttrium standard solution (Y: 1000 mg / L, for atomic absorption analysis) from Kanto Chemical Co., Inc. to 500 mL of a volumetric flask, I added a gauge line.

·표준 용액(Ca: 100mg/L) Standard solution (Ca: 100 mg / L)

칸토 화학(Kanto Chemical Co., Inc)으로 부터의 ICP 방출 분광 분석(ICP emission spectrometric analysis)용 표준 용액 IV(Ca: 1000mg/L) 10mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더했다.10 mL of standard solution IV (Ca: 1000 mg / L) for ICP emission spectrometric analysis from Kanto Chemical Co., Inc. was added to 100 mL of volumetric flask, and purified water was added to the gauge line.

·표준 용액(Ca: 10mg/L)Standard solution (Ca: 10 mg / L)

표준 용액(Ca: 100mg/L) 10mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더했다. 10 mL of the standard solution (Ca: 100 mg / L) was added to 100 mL of volumetric flask, and purified water was added to the gauge line.

·표준 용액(Ca: 1mg/L) Standard solution (Ca: 1 mg / L)

표준 용액(Ca: 10mg/L) 10mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더했다.10 mL of the standard solution (Ca: 10 mg / L) was added to 100 mL of a volumetric flask, and purified water was added to the gauge line.

·표준 용액(Ca: 0.1mg/L) Standard solution (Ca: 0.1 mg / L)

표준 용액(Ca: 1mg/L) 10mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더했다.10 mL of the standard solution (Ca: 1 mg / L) was added to 100 mL of volumetric flask, and purified water was added to the gauge line.

·표준용액(Ca: 0.01mg/L) Standard solution (Ca: 0.01 mg / L)

표준용액(Ca: 0.1mg/L) 10mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더했다.10 mL of the standard solution (Ca: 0.1 mg / L) was added to 100 mL of a volumetric flask, and purified water was added to the gauge line.

(2) 검량선(calibration curve)의 작성(측정 범위 Ca: 0~10mg/L) (2) Preparation of calibration curve (measurement range Ca: 0 ~ 10mg / L)

내표준 용액(Y: 50mg/L) 20 mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 표준 용액(Ca: 10mg/L), 표준 용액(Ca: 1mg/L), 표준 용액(Ca: 0.1mg/L), 표준 용액(Ca: 0.01mg/L)를 각각 게이지 라인까지 더했다. 또한 공 시험으로, 내 표준 용액(Y: 50mg/L) 20 mL를 부피 플라스크 100mL에 넣고, 정제수를 게이지 라인까지 더하여 표준 용액을 준비했다. 용액은 시마즈 회사(Shimadzu Corporation) 로부터 입수 가능한 ICP방출 분광기(ICPS-8100) 에서 측정되었고, 칼슘 이온 농도와 지시값 사이의 관계를 나타내는 검량선(calibration curve)을 작성하였다.(Ca: 10mg / L), the standard solution (Ca: 1mg / L), the standard solution (Ca: 0.1mg / L), and the standard solution (Y: 50mg / Standard solution (Ca: 0.01 mg / L) was added to each gauge line. In a blank test, 20 mL of the standard solution (Y: 50 mg / L) was added to 100 mL of a volumetric flask, and purified water was added to the gage line to prepare a standard solution. The solution was measured on an ICP emission spectrometer (ICPS-8100) available from Shimadzu Corporation and a calibration curve was drawn to indicate the relationship between the calcium ion concentration and the indicated value.

(3) 시료 용액의 준비(3) Preparation of sample solution

모래 시료 50g을 300mL폴리에틸렌제비커(polyethylene beaker)에 넣고, 정제수 50mL 및 0.1mol/L염산 용액 50mL를 넣고, 자석 교반기(magnetic stirrer)에서 1시간 동안 교반하였다. 교반 후, 혼합물을 JIS P 3801 여과지(화학 분석용)에 따른 유리 섬유 여과지에 의해 여과하였다. 여과 후, 용액을 ADVANTEC 사의 멤브레인(membrane) 필터(구멍 크기: 0.45μm)를 통해 다시 진공 여과하여 시료 용액(원액)을 얻었다. 또한 공 시험으로, 300mL폴리에틸렌제비커(polyethylene beaker)에 정제수 50mL및 0.1mol/L염산 용액 50mL를 넣고, 동일한 과정을 거쳤다. 50 g of the sand sample was placed in a 300 mL polyethylene beaker, and 50 mL of purified water and 50 mL of a 0.1 mol / L hydrochloric acid solution were added and stirred for 1 hour on a magnetic stirrer. After stirring, the mixture was filtered through a glass fiber filter paper according to JIS P 3801 filter paper (for chemical analysis). After filtration, the solution was again vacuum filtered through a membrane filter (pore size: 0.45 mu m) of ADVANTEC to obtain a sample solution (undiluted solution). In the blank test, 50 mL of purified water and 50 mL of 0.1 mol / L hydrochloric acid solution were added to a 300 mL polyethylene beaker and subjected to the same procedure.

(4) 시료 용액의 측정 (4) Measurement of sample solution

내 표준 용액(Y: 50mg/L) 10mL을 부피 플라스크 50mL에 넣고, 시료 용액(원액)을 게이지 라인까지 넣고, 시마즈(Shimadzu) 회사로부터 입수 가능한 ICP 발광 분석 장치(ICPS-8100)에서 측정했다. 칼슘 이온 용출 농도는 측정된 칼슘 이온 농도와 공 시험(blank test)에서 얻은 농도의 차이로 계산되었다. 칼슘 이온 농도가 검량선(calibration curve)의 측정 범위를 초과할 경우, 측정 범위 내가 되도록 시료 용액(원액)을 정제수(pure water)로 희석하여 시료 용액(희석액)을 얻고, 내 표준 용액(Y: 50mg/L) 10mL를 부피 플라스크 50mL에 넣고, 시료 용액(희석액)을 게이지 라인까지 넣고, 그리고 시마즈(Shimadzu) 회사로부터 입수 가능한 ICP발광 분석 장치(ICPS-8100)에서 측정하여 칼슘 이온 농도를 얻었다. 시료 용액(희석)을 측정 할 때, 칼슘 이온 농도는 측정된 칼슘 이온 농도와 희석 인자의 곱으로부터 공 시험에서 얻은 농도를 뺀 값으로 계산된다.10 mL of the standard solution (Y: 50 mg / L) was placed in 50 mL of a volumetric flask and the sample solution (undiluted solution) was placed on the gauge line and measured by an ICP light emission analyzer (ICPS-8100) available from Shimadzu Corporation. Calcium ion elution concentration was calculated as the difference between the measured calcium ion concentration and the concentration obtained in the blank test. When the calcium ion concentration exceeds the measurement range of the calibration curve, the sample solution (diluted solution) is diluted with purified water to obtain the sample solution (diluted solution) so as to be within the measurement range, / L) was placed in 50 mL of a volumetric flask and the sample solution (diluted solution) was added to the gauge line and measured by an ICP emission spectrometer (ICPS-8100) available from Shimadzu to obtain a calcium ion concentration. When measuring the sample solution (dilution), the calcium ion concentration is calculated as the product of the measured calcium ion concentration and the dilution factor minus the concentration obtained in the blank test.

[표 1][Table 1]

표 1에 기초하여 재생 반복수(가로축), 굽힘 강도 및 칼슘 이온 용출 농도(세로축)와의 관계를 각 블로킹 방지제 종류 마다 도 3~7에 나타난다. 도 3은 스테아린산 칼슘(calcium stearate), 도 4는 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide), 도 5는 에틸렌 비스-베헨산 아미드(ethylene bis-behenamide), 도 6은 에틸렌 비스-라우린산아미드(ethylene bis-lauramide), 도 7은 에틸렌 비스-카프린산아미드(ethylene bis-caprinamide)를 블로킹 방지제로 한 결과를 나타낸다. 또한, 각 블로킹 방지제의 새로운 모래 사용 시의 굽힘 강도와 5번째 재생 시의 굽힘 강도와의 관계를 추출하여 도 8에 정리했다. 도 8 에는, Ca-St는 스테아린산 칼슘(calcium stearate)을 StA는 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)를 BeA는 에틸렌 비스-베헨산아미드(ethylene bis-behenamide), LaA는 에틸렌 비스 라우린산 아미드(ethylene bis-lauramide), CpA는 에틸렌 비스-카프린산 아미드(ethylene bis-caprinamide)를 의미한다.The relationship between the number of repetition cycles (horizontal axis), bending strength and calcium ion elution concentration (vertical axis) based on Table 1 is shown in Figs. 3 to 7 for each type of anti-blocking agent. Fig. 3 is a graph showing the activity of calcium stearate, Fig. 4 is ethylene bis-stearamide, Fig. 5 is ethylene bis-behenamide, Fig. 6 is ethylene bis- Ethylene bis-lauramide, and FIG. 7 shows the result of using ethylene bis-caprinamide as an anti-blocking agent. The relation between the bending strength at the time of using the new sand of each anti-blocking agent and the bending strength at the time of the fifth regeneration is extracted and summarized in Fig. In Fig. 8, Ca-St represents calcium stearate, StA represents ethylene bis-stearamide, BeA represents ethylene bis-behenamide, LaA represents ethylene bis-stearamide, Ethylene bis-lauramide, and CpA means ethylene bis-caprinamide.

표 1 및 도 3~7에는, 스테아린산 칼슘(calcium stearate)은 재생을 반복할 때마다 굽힘 강도가 저하하고 있는 것에 반해, 지방산 아미드(fatty acid amides)는 거의 변화하고 있지 않음을 알 수 있다. 도 3에는, 굽힘 강도는 골재에 부착되는 2가 이온인 칼슘 이온의 증가와 함께 감소하는 경향이 보인다. 따라서 칼슘 이온은 점결제에 악영향(예를 들어, 점결제의 칼슘이온의 킬레이트(chelating)에 의한 점도의 증가)을 주고 있다고 추측된다. 한편, 도 4~7에는, 지방산 아미드는 칼슘을 포함하지 않기 때문에 이러한 악영향을 주지 않는 것으로 가정한다. In Table 1 and FIGS. 3 to 7, it can be seen that the bending strength is lowered every time the regeneration of calcium stearate is repeated, while the fatty acid amides are hardly changed. In Fig. 3, the bending strength tends to decrease with the increase of calcium ions, which are divalent ions attached to the aggregate. Therefore, it is presumed that the calcium ion gives an adverse effect on the viscosity (for example, an increase in viscosity due to chelating of the calcium ion of the binder). On the other hand, in Figs. 4 to 7, it is assumed that the fatty acid amide does not contain calcium and thus does not give such an adverse effect.

각 블로킹 방지제의 굽힘 강도 저하에 주는 영향을 나타내는 도 8에서 알 수 있듯이, 지방산 아미드를 블로킹 방지제로서 사용하는 경우 현저한 우수성을 나타내는 것을 알 수 있다. 도 4~7에서 검출된 칼슘 이온은 점결제에 포함되어 있는 칼슘 이온으로부터 유래된다고 생각된다. 이 도면들에서 검출되는 칼슘 이온의 양은, 칼슘을 포함하지 않는 점결제를 사용하면 더욱 감소될 수 있다. As can be seen from Fig. 8 showing the influence on the decrease in the bending strength of each antiblocking agent, it is found that the use of the fatty acid amide as the antiblocking agent shows remarkable superiority. It is believed that the calcium ions detected in Figs. 4 to 7 are derived from the calcium ions contained in the binder. The amount of calcium ions detected in these figures can be further reduced by using a calcium-free dentifrice.

실시예 2 Example 2

에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)의 첨가량이 블로킹율(blocking rate)에 주는 영향이 이하의 순서에 의해 확인되었다. The influence of the addition amount of ethylene bis-stearamide on the blocking rate was confirmed by the following procedure.

(1)주형용 점결제 함유 모래의 생산 (1) Production of sand containing dyes for molds

골재로는, 주형용 점결제 함유 모래로 사용되지 않은 에스파르(Espearl)#60 (Yamakawa Sangyo Co., Ltd로부터 입수 가능)을 사용했다.골재를 160℃로 가열하고, 혼합기(Enshu Tekko K.K., Type NSC-1)에 넣어 골재의 온도를 150℃로 유지했다. 골재 100질량부에 대해서 0.8질량부의 점결제 HP-333N(히타치 케미컬(Hitachi Chemical Co., Ltd)로부터 입수 가능한 노볼락계 페놀 수지(novolac phenolic resin))를 첨가하면서, 골재를 약 60초간 교반하여 점결제를 골제에 코팅하였다. 이들을 교반하면서, 점결제 100질량부에 대해서 24질량부의 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine, 경화제) 및 골재 100질량부에 대해서 1.6질량부의 물 (경화제의 분산매)을 첨가하고 약 45초간 교반하여, 점결제와 경화제의 혼합물을 골재에 코팅하였다. 점결제, 경화제 및 골재의 혼합물을 교반하면서, 점결제, 경화제 및 골재의 혼합물 100질량부에 대해서 표 2에 보여지는 다양한 양의 에틸렌 비스-스테아린산 아미드(ethylene bis-stearamide)를 첨가하고, 약 15초간 교반하여, RCS를 얻었다. 결과물 RCS는 응집체 (agglomeration)를 제거하기 위해, 메쉬 크기(mesh size) 1180μm의 체(size)에 올려졌다.As the aggregate, Espearl # 60 (available from Yamakawa Sangyo Co., Ltd.), which was not used as the sand containing the dot for settlement, was used. The aggregate was heated to 160 ° C and mixed in a mixer (Enshu Tekko KK, Type NSC-1) to maintain the aggregate temperature at 150 占 폚. 0.8 parts by mass of viscous HP-333N (novolac phenolic resin available from Hitachi Chemical Co., Ltd.) was added to 100 parts by mass of the aggregate, and the aggregate was stirred for about 60 seconds The ointment was coated onto the bone matrix. While stirring, 1.6 parts by mass of water (a dispersion medium of a curing agent) was added to 24 parts by mass of hexamethylenetetramine (curing agent) and 100 parts by mass of the aggregate with respect to 100 parts by mass of the binder, and the mixture was stirred for about 45 seconds, And a hardener were coated on the aggregate. While stirring a mixture of binder, hardener and aggregate, various amounts of ethylene bis-stearamide as shown in Table 2 were added to 100 parts by weight of a mixture of binder, hardener and aggregate, and about 15 And the mixture was stirred for one second to obtain RCS. The resulting RCS was sieved to a mesh size of 1180 [mu] m to remove agglomeration.

(2) 블로킹율의 측정(Measurement of blocking rate) (2) Measurement of blocking rate

블로킹율은 이하의 순서로 JACT 시험 방법의 C-3의 블로킹 시험 방법에 기초해 측정되었다. The blocking ratio was measured based on the blocking test method of C-3 of the JACT test method in the following order.

50ml의 유리 비커에 RCS를 100g 투입하여 시료를 얻었다. 시료를 45~50℃로 유지된 항온조(thermostat chamber)(AS ONE Corporation으로부터 입수 가능한 ONW-450S)에서 60분간 가열했다. 항온조의 습도는 약 1L의 물을 함유하는 알루미늄 배트(aluminum vat)를 항온조 내에 놓음으로써 40~60%로 유지되었다. 100 g of RCS was added to a 50 ml glass beaker to obtain a sample. The sample was heated in a thermostat chamber (ONW-450S available from AS ONE Corporation) maintained at 45-50 ° C for 60 minutes. The humidity of the thermostat was maintained at 40-60% by placing an aluminum vat containing about 1 L of water in the thermostat.

60분 후, 가열 된 RCS를 6메쉬의 체(sieve)에서 체질 하였다. 체에 남아있는 RCS양을 측정하고, 이것을 전체 RCS양에 대한 백분율로하여 블로킹율로 계산하였다. After 60 minutes, the heated RCS was sieved in a 6 mesh sieve. The amount of RCS remaining in the sieve was measured and this was calculated as the blocking rate as a percentage of the total amount of RCS.

결과를 표 2에 나타낸다. 표 2 결과를 도 9에서 그래프화 하였다. The results are shown in Table 2. The results of Table 2 are graphed in FIG.

[표 2][Table 2]

표 2 및 도 9로부터, 에틸렌 비스-스테아린산아미드 첨가량이 골재, 점결제 및 경화제의 합계 100질량부에 대해서 0.01~10.0질량부의 범위에서는, 에틸렌 비스-스테아린산아미드를 첨가하지 않는 경우와 비교하여 블로킹율을 15%이하로 할 수 있다. It can be seen from Table 2 and Fig. 9 that the addition amount of the ethylene bis-stearic acid amide is in the range of 0.01 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of the aggregate, the binder and the curing agent, To 15% or less.

실시예 3 Example 3

블로킹 방지제로서 스테아린산 칼슘(calcium stearate) 및 에틸렌 비스- 스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)를 각각 사용하고, 골재로서 주형용 점결제 함유 모래로서 사용되지 않은 실리카 모래(silica sand)(Yamakawa Sangyo Co., Ltd로부터 입수 가능한 플래터리 모래(flattery sand); 입도 분포 75~600μm, 입형 계수 1.43)를 사용하고, 점결제 사용량을 1.0질량부/골재 100질량부로 하는 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 굽힘 강도를 측정하였다. 측정 결과를 각 윤활제 종류 마다 도 10및 11에 나타내었다. 도 10은 스테아린산 칼슘(calcium stearate), 도 11은 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)를 블로킹 방지제로서 사용한 결과이다. 또한, 각 블로킹 방지제의 새로운 모래를 사용할 때의 굽힘 강도 및 5번째 재생 시의 굽힘강도를 추출해 도 12에 표시하였다. Silica stearate (ethylene stearate) and ethylene bis-stearamide were used as anti-blocking agents, and silica sand (Yamakawa Sangyo Co., Ltd., Except that a flattery sand (particle size distribution: 75 to 600 μm, particle size factor: 1.43) available from Nippon Paper Industries Ltd. was used, and 1.0 parts by mass of the binder and 100 parts by mass of the aggregate were used. The strength was measured. The measurement results are shown in Figs. 10 and 11 for each type of lubricant. Fig. 10 shows results of using calcium stearate, and Fig. 11 shows results of using ethylene bis-stearamide as an anti-blocking agent. Further, the bending strength at the time of using the new sand of each anti-blocking agent and the bending strength at the time of the fifth regeneration were extracted and shown in Fig.

도 10~12에서, 실리카모래를 골재로 했을 경우에도 스테아린산 칼슘(calcium stearate)은 재생을 반복할 때마다 굽힘 강도가 저하하고 있는 것에 비해, 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide)는 거의 변화하고 있지 않다.10 to 12, even when silica sand is used as the aggregate, the calcium stearate shows a decrease in bending strength at every repetition of regeneration, whereas ethylene bis-stearamide shows almost no change I do not.

1: 열 재생 장치 2: 분쇄물 투입구
3: 버너 4: 유동 층
5: 열 교환기 6: 유동화 모래 공기 입구
7: 냉각용 공기 입구 8: 유동 쿨러
9: 모래 배출 밸브 10: 공기 노즐
11: 유동 차압계 12: 배기 가스 출구
21: 오리피스 22: 쉘프
23: 쉘프 링 24: 로터리 드럼
25: 팬 26: 모터
27: 캡1: thermal regenerator 2: pulverized water inlet
3: burner 4: fluidized bed
5: heat exchanger 6: fluidized sand air inlet
7: cooling air inlet 8: floating cooler
9: Sand drain valve 10: Air nozzle
11: Flow differential pressure gauge 12: Exhaust gas outlet
21: Orifice 22: Shelf
23: shelf ring 24: rotary drum
25: Fan 26: Motor
27: Cap

Claims (7)

인공 모래 및/또는 천연 모래로부터 유래되는 골재(aggregate),
점결제(binder), 및
필요에 따라 경화제(hardening agent), 및 블로킹 방지제가 지방산 아미드(fatty acid amide)인 블로킹 방지제(antiblocking agent)를 포함하는 주형용 점결제 함유 모래. Aggregates derived from artificial sand and / or natural sand,
Binder, and
Containing sand for a mold, comprising a hardening agent if necessary, and an antiblocking agent wherein the antiblocking agent is a fatty acid amide. 제1 항에 있어서,
상기 블로킹 방지제는 융점이 90℃이상을 갖는 지방산 아미드(fatty acid)인 주형용 점결제 함유 모래. The method according to claim 1,
Wherein the antiblocking agent is a fatty acid fatty acid having a melting point of at least 90 캜. 제1 항에 있어서,
상기 블로킹 방지제는 에틸렌 비스-스테아린산아미드(ethylene bis-stearamide), 에틸렌 비스-베헨산아미드(ethylene bis-behenamide), 에틸렌 비스-라우린산아미드(ethylene bis-lauramide), 에틸렌 비스-카프린산아미드(ethylene bis-caprinamide) 및 메틸렌 비스-스테아르산아미드(methylene bis-stearamide) 에서 선택되는 주형용 점결제 함유 모래.The method according to claim 1,
The antiblocking agent may be at least one selected from the group consisting of ethylene bis-stearamide, ethylene bis-behenamide, ethylene bis-lauramide, ethylene bis-capric acid amide (ethylene bis-caprinamide) and methylene bis-stearamide. 제1 항에 있어서,
상기 블로킹 방지제는 상기 골재, 상기 점결제 및 상기 경화제의 합계 100 질량부에 대하여 0.01~10.0질량부 포함되어 있는 주형용 점결제 함유 모래.The method according to claim 1,
Wherein the antiblocking agent is contained in an amount of 0.01 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the total of the aggregate, the binder and the hardener. 제1 항에 있어서,
상기 블로킹 방지제는 15%이하의 블로킹율을 일으키는 양으로 포함되어 있는 주형용 점결제 함유 모래.The method according to claim 1,
Wherein the antiblocking agent is contained in an amount to cause a blocking ratio of 15% or less. 제1 항에 있어서,
상기 주형용 점결제 함유 모래는 인공 모래로부터 유래되는 상기 골재(aggregate), 상기 점결제(binder), 필요에 따라 상기 경화제(hardening agent), 및 상기 블로킹 방지제가 지방산 아미드(fatty acid amide)인 상기 블로킹 방지제(antiblocking agent)를 포함하고,
상기 인공 모래는,
(1) 알루미나 40~90질량% 및 실리카 60~10질량%를 포함하는 합성 멀라이트(synthetic mullite) 및/또는 합성 커런덤(synthetic corundum)을 주성분으로 포함하고, 그리고
(2) 상기 주형용 점결제 함유 모래를 600℃에서 1시간 열 재생하고, 그리고
상기 주형용 점결제 함유 모래를 건식 연마 공정에 부가한 후 상기 주형용 점결제 함유 모래를 0.05M-HCl 수용액에서 1시간 교반 시킨 용액이 0.25mg/L 초과 및 51.11mg/L 미만의 칼슘 이온 용출 농도를 나타내는,
주형용 점결제 함유 모래.The method according to claim 1,
The above-mentioned viscosity-imparting sand for molding may be prepared by mixing the aggregate derived from artificial sand, the binder, if necessary, the hardening agent and the fatty acid amide, An anti-blocking agent,
The artificial sand,
(1) comprises as main components synthetic mullite and / or synthetic corundum comprising 40 to 90 mass% alumina and 60 to 10 mass% silica, and
(2) heat-regenerating the sand containing the pressure-sensitive adhesive for molds at 600 ° C for 1 hour, and
After adding the above-mentioned viscous solution-containing sand to the dry polishing step, the solution containing the above-mentioned viscous solution-containing sand for 1 hour in an aqueous 0.05M-HCl solution was subjected to a calcium ion elution of more than 0.25 mg / L and less than 51.11 mg / Lt; / RTI >
Containing sand for injection molding. 제1 항에 기재된 주형용 점결제 함유 모래의 제조 방법으로서,
열 재생된 모래를 얻기 위하여 400~1000℃의 온도 범위에서 주조 후의 주형 폐사를 열 재생하고, 그리고 상기 열 재생된 모래를 골재로서 재생하기 위하여 상기 열 재생된 모래를 건식 연마하고,
상기 골재를 점결제 및 필요에 따라 경화제와 혼합하고, 그리고
상기 골재, 상기 점결제, 및 필요에 따라 경화제와의 혼합물을, 블로킹 방지제가 지방산 아미드인 블로킹 방지제와 혼합하는 주형용 점결제 함유 모래의 제조 방법.









A method for producing sand for dot-containing sand for a mold according to claim 1,
Heat-regenerating the cast mortar after casting in a temperature range of 400 to 1000 ° C to obtain heat regenerated sand, dry-polishing the heat regenerated sand to regenerate the heat regenerated sand as an aggregate,
Mixing the aggregate with a curing agent, if necessary, and
Wherein the mixture of the aggregate, the binder, and the curing agent as needed is mixed with an antiblocking agent, which is a fatty acid amide, with the antiblocking agent.

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