特開 2024-126777 鋳物砂の再生方法、鋳物砂の製造方法、及び砂型の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126777

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】鋳物砂の再生方法、鋳物砂の製造方法、及び砂型の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 5/00 20060101AFI20240912BHJP

   B22C 1/22 20060101ALI20240912BHJP

   B22F 10/14 20210101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B22C5/00 C

B22C5/00 A

B22C1/22 B

B22F10/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035403

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000200301

【氏名又は名称】ＪＦＥミネラル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】早津 岳宏

【テーマコード（参考）】

4E092

4E093

4K018

【Ｆターム（参考）】

4E092AA02

4E092AA45

4E092AA50

4E092BA10

4E093AA01

4E093FA03

4K018EA51

(57)【要約】

【課題】 性状の異なる鋳物砂の再生を実操業において実現可能な鋳物砂の再生方法を提供する。
【解決手段】 まず、砂型１６の成型時に樹脂１５が付着しなかった混練砂１４（未硬化砂１８）に対して所定量の所定樹脂１９を混練して所定樹脂混練砂２０を得る樹脂混練工程５を行うようにした。また、樹脂混練工程５で得られた所定樹脂混練砂２０、及び砂型１６の成型時に樹脂１５が付着した混練砂１４（樹脂硬化砂１７）のそれぞれを解砕して解砕物２１を得る解砕工程６を行うようにした。そして、解砕工程６で得た解砕物２１を焙焼して再生砂１２を生成する焙焼再生工程８を行うようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法で使用された鋳物砂の再生方法であって、
前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂に対して所定量の所定樹脂を混練して所定樹脂混練砂を得る樹脂混練工程と、
前記樹脂混練工程で得た前記所定樹脂混練砂及び前記砂型の成型時に前記樹脂が付着した前記混練砂を解砕して解砕物を得る解砕工程と、
前記解砕工程で得た前記解砕物を焙焼して再生砂を生成する焙焼再生工程と、
を有する鋳物砂の再生方法。

【請求項2】

前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂は、前記砂型の成型時に前記樹脂が印刷されなかった前記混練砂、前記砂型の成型に使用されなかった前記混練砂、及び汚れた前記鋳物砂の少なくとも何れかであり、
前記砂型の成型時に前記樹脂が付着した前記混練砂は、鋳造に使用された前記砂型、及び前記砂型の成型時に前記樹脂が付着したが前記砂型を構成しない前記混練砂の少なくとも何れかである
請求項１に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項3】

前記所定樹脂は、フラン樹脂及びフェノール樹脂の少なくとも何れかを含む
請求項１に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項4】

前記樹脂混練工程において、前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂である未硬化砂１００重量部に対して０．１重量部以上５.０重量部以下の前記所定樹脂を混練する
請求項１に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項5】

前記焙焼再生工程において、３００℃以上５５０℃以下の焙焼温度で前記解砕物を焙焼する
請求項１に記載の鋳物砂の再生方法。

【請求項6】

樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法に使用する鋳物砂の製造方法であって、
新砂に対して請求項１から５の何れか１項に記載の鋳物砂の再生方法で得た再生砂を所定量混合して鋳物砂を製造する
鋳物砂の製造方法。

【請求項7】

前記鋳物砂の製造工程において、前記新砂１００重量部に対して０重量部超１００重量部以下の前記再生砂を混合する
請求項６に記載の鋳物砂の製造方法。

【請求項8】

樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法による砂型の製造方法であって、
前記硬化剤と前記鋳物砂とを混練する工程において、新砂に対して請求項１から５の何れか１項に記載の鋳物砂の再生方法で得た再生砂を所定量混合した鋳物砂を使用する
砂型の製造方法。

【請求項9】

前記硬化剤と前記鋳物砂とを混練する工程において、前記新砂１００重量部に対して０重量部超１００重量部以下の前記再生砂を混合した鋳物砂を使用する
請求項８に記載の砂型の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳物砂の再生方法、鋳物砂の製造方法、及び砂型の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋳造品の製造方法として、鋳物砂で成型した砂型を用いた鋳造方法が広く使用されている。このような砂型の成型に用いられる鋳物砂は、成型性等を考慮して特殊な加工が施されたものが使用されるため、高価なものである。そのため、従来から砂型の製造工程で使用された鋳物砂を再生する試みがなされている。
鋳物砂の再生に関する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、シェルモールド鋳造の鋳型形成に使用された鋳物砂に付着しているレジン（樹脂）を焙焼により除去して再生するための鋳物砂再生方法が記載されている。特許文献１に記載のシェルモールド鋳造においては、再生のために回収される鋳物砂の全てに樹脂が付着している。そのため、焙焼により樹脂を除去して再生する場合に、ムラのない燃焼が可能であり、性状が均一な再生砂を比較的容易に得ることが可能である。
一方、近年、より複雑な形状の砂型の成型が可能な方法として、積層造形法が用いられるようになってきている。特に、インクジェット式の積層造形法は、大型の砂型を短時間で成型できる方法として注目されている。インクジェット式の積層造形法は、樹脂を硬化させるための触媒である硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂を一層ずつ積層しながら、各層にインクジェット式のノズルから樹脂を印刷することで砂型の成型を行う方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７－３１４０８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、インクジェット式の積層造形法で使用した鋳物砂を再生しようとした場合、以下のような問題があった。すなわち、再生するために回収される鋳物砂には、砂型として使用された樹脂が表面に硬化付着した樹脂硬化砂だけでなく、硬化剤のみが付着した未硬化砂が含まれる。このような性状の異なる鋳物砂を再生のために焙焼しようとすると、鋳物砂の性状に起因する燃焼ムラを生じ、均一な再生砂を得ることが難しかった。
そのため、インクジェット式の積層造形法においては、性状の異なる鋳物砂を回収して再生することは、実操業において実現することが困難であった。

【0005】

本発明は、性状の異なる鋳物砂の再生を実操業において実現可能な鋳物砂の再生方法、鋳物砂の製造方法、及び砂型の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の鋳物砂の再生方法の一態様は、（ａ）樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法で使用された鋳物砂の再生方法であって、（ｂ）砂型の成型時に樹脂が付着しなかった混練砂に対して所定量の所定樹脂を混練して所定樹脂混練砂を得る樹脂混練工程と、（ｃ）樹脂混練工程で得た所定樹脂混練砂及び砂型の成型時に樹脂が付着した混練砂を解砕して解砕物を得る解砕工程と、（ｄ）解砕工程で得た解砕物を焙焼して再生砂を生成する焙焼再生工程と、を有することを要旨とする。

【0007】

本発明の砂型の製造方法の一態様は、（ａ）樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法による砂型の製造方法であって、（ｂ）硬化剤と鋳物砂とを混練する工程において、鋳物砂として、新砂に対して上記再生方法で得た再生砂を所定量混合した鋳造用鋳物砂を使用することを要旨とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る砂型の製造方法における造形サイクルを示す図である。

【図2】焙焼再生工程で用いられる流動焙焼炉の模式的な構成を示す図である。

【図3】樹脂硬化砂及び未硬化砂のＴＧ－ＤＴＡ分析による熱量測定結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明者らは、インクジェット式の積層造形法で回収される、性状の異なる鋳物砂（樹脂硬化砂、未硬化砂）の再生において、以下の課題を発見した。
砂型として使用された樹脂が表面に硬化付着した樹脂硬化砂と、硬化剤のみが付着した未硬化砂とは、もともとの鋳物砂は同じでも表面に付着している物質（樹脂＋硬化剤、硬化剤のみ）が異なるため、図３に示すように、加熱時の挙動が大きく異なる。図３は、樹脂硬化砂及び未硬化砂のＴＧ－ＤＴＡ分析による熱量測定結果を示す図である。樹脂としては、フラン樹脂、フェノール樹脂を用いた。また、薬剤の添加条件を一般的に積層造形法に用いられる濃度として、鋳物砂１００重量部に対して硬化剤０．２重量部、樹脂２．０重量部とした。図３より、未硬化砂は、樹脂硬化砂に比べて熱量が低いことが分かる。
具体的には、樹脂硬化砂には、付着樹脂が燃焼する際の発熱現象のみ発生するが、未硬化砂には、樹脂硬化砂同様に４００～６００℃付近の付着物燃焼（例えば、硬化剤の燃焼）による発熱だけではなく、それよりも低温側に、大量付着している溶剤等揮発（例えば、硬化剤に含まれる溶剤等の揮発）による吸熱現象が発生する。そのため、これらの砂（樹脂硬化砂、未硬化砂）を再び鋳物砂として使用するための再生処理を行なうべく、従来の再生処理と同様にすべての砂を同時に焙焼した場合、燃焼室内で焙焼挙動の違いによる不均一な状況が生まれ、均質な再生砂を得ることが困難となる。なお、図３の右側と左側とで「未硬化砂」の熱量の数値が異なるのは、硬化剤の種類が異なるためである。

【0010】

以下に、本発明の実施形態に係る鋳物砂の再生方法、鋳物砂の製造方法、及び砂型の製造方法の一例を、図１～図３を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果は例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
本発明の第１の実施形態に係る砂型の製造方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る砂型の製造方法における造形サイクルを示す図である。図１の砂型の製造方法は、インクジェットヘッドノズルを用いて、樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法である。
図１に示すように、砂型の製造方法（インクジェット式の積層造形法）は、混練工程１と、成型工程２と、鋳造工程３と、鋳型及び砂回収工程４と、樹脂混練工程５と、焙焼再生工程８と、鋳物砂製造工程９とを含む造形サイクルを有している。

【0011】

混練工程１では、鋳物砂１０と硬化剤１３とを混練して混練砂１４とする。鋳物砂１０の少なくとも一部は、後述する焙焼再生工程８から導入する再生砂１２とする。鋳物砂１０の原料は、特に限定されないが、例えば、天然の砂、人工砂又はこれらの混合物を用いることができる。天然の砂としては、例えば、天然硅砂、ジルコン砂が挙げられる。また、人工砂としては、例えば、焼結法、溶融法又は火炎溶融法で作製された人工砂が挙げられる。人口砂の組成としては、例えば、アルミナ（Ａｌ－Ｏ系）、ムライト（Ａｌ－Ｓｉ－Ｏ系）、ムライト－ジルコン（Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｒ－Ｏ系）の混合系を採用できる。

【0012】

硬化剤１３は、成型工程２において混練砂１４に印刷される樹脂１５（バインダー）を硬化させるための触媒として作用するものであれば、特に限定されない。硬化剤１３としては、例えば、樹脂１５として、フラン樹脂やフェノール樹脂等の有機樹脂を用いる場合には、常温において有機樹脂を硬化させられるものが好ましい。例えば、キシレンスルホン酸やトルエンスルホン酸を主成分とする硬化剤が挙げられる。硬化剤１３の混練比率は、鋳物砂１０の全質量に対して０．０１～１．０質量％の範囲が好ましい。

【0013】

成型工程２では、インクジェット式の積層造形法を用いて、混練砂１４を一層ずつ積層しながら、各層に樹脂１５を印刷することで、砂型１６を造形する。例えば、インクジェット式の三次元積層造形装置１００を用いて、まず、ブレード機構により鋳物砂１０と硬化剤１３を混練した混練砂１４の薄層を平らな表面上に均一に拡げる。続いて、この薄層における所定の領域に対して、砂型１６の形状を３次元ＣＡＤで設計して得られたデータに基づき、インクジェットノズルヘッドを走査させて樹脂１５を印刷する。樹脂１５が印刷された領域の層は、接合状態となるとともに、既に形成済の下層とも結合する。そして、樹脂１５が印刷された領域の層によって砂型１６全体が完成するまで、薄層を上部に順次形成させ、樹脂１５を印刷する工程を繰り返す。最終的に、樹脂１５が付着されなかった領域は、非結合状態であるため、砂型１６から容易に除去できる。以上の操作により、三次元積層造形装置１００を用いて、所望の三次元構造の砂型１６を製造できる。
樹脂１５としては、例えば、有機樹脂を採用できる。特に、フラン樹脂、フェノール樹脂を用いるのが好ましい。フラン樹脂としては、例えば、フルフリルアルコール、フルフリルアルコールとアルデヒド類の縮合物、尿素とアルデヒド類の縮合物よりなる群から選ばれる１種以上か、上記群から選ばれる２種以上の縮合物からなるフラン樹脂が挙げられる。またフェノール樹脂としては、フェノール類とアルデヒド類の縮合物が挙げられる。

【0014】

また、成型工程２では、硬化した砂型１６を混練砂１４から取り出す際に、樹脂１５が印刷されなかった混練砂１４と、砂型１６に付着している混練砂１４とを個別に回収する。「樹脂１５が印刷されなかった混練砂１４」は、後述する「砂型１６の成型時に樹脂１５が印刷されなかった混練砂１４」である。また、「砂型１６に付着している混練砂１４」は、後述する「砂型１６の成型時に樹脂１５が付着したが砂型１６を構成しない混練砂１４」である。これらの混練砂１４は、吸引装置によって回収することが好ましい。
鋳造工程３では、成型工程２で造形された砂型１６を用いて鋳造を行い、鋳造品を得る。また、鋳型及び砂回収工程４では、砂型１６の成型時に樹脂１５が付着した混練砂１４（以下、「樹脂硬化砂１７」とも呼ぶ）を回収する。樹脂硬化砂１７としては、例えば、鋳造に使用された砂型１６、及び砂型１６の成型時に樹脂１５が付着したが砂型１６を構成しない混練砂１４の少なくとも何れかが挙げられる。「鋳造に使用された砂型１６」としては、例えば、鋳造品を取り出すために破壊した砂型１６の破片が挙げられる。また、「砂型１６の成型時に樹脂１５が付着したが砂型１６を構成しない混練砂１４」としては、例えば、砂型１６を混練砂１４から取り出す際に、砂型１６に付着していた混練砂１４が挙げられる。砂型１６に付着していた混練砂１４の回収は成型工程２内で行われる。

【0015】

樹脂混練工程５では、砂型１６の成型時に樹脂１５が付着しなかった混練砂１４（以下、「未硬化砂１８」とも呼ぶ）に対して所定量の所定樹脂１９を混練して所定樹脂混練砂２０を得る。未硬化砂１８としては、例えば、砂型１６の成型時に樹脂１５が印刷されなかった混練砂１４、及び混練時こぼれ砂等（例えば、砂型１６の成型に使用されなかった混練砂１４、汚れた鋳物砂１０を含む）の少なくとも何れかが挙げられる。「砂型１６の成型に使用されない混練砂１４」や「汚れた鋳物砂１０」としては、例えば、三次元積層造形装置１００のトラブルやメンテナンスによって発生するものが挙げられる。また、所定樹脂１９としては、例えば、三次元積層造形装置１００で用いられる樹脂１５と同等のものが望ましく、有機樹脂、特に、フラン樹脂やフェノール樹脂を用いるのが好ましい。フラン樹脂やフェノール樹脂としては、例えば、上述したような、樹脂１５のフラン樹脂やフェノール樹脂として挙げたものと同様のものを採用できる。また、混練機としては、有機自硬性粘結材用として通常使用されるものであれば、連続式、バッチ式のどちらでも採用できる。例えば、日本アイリッヒ株式会社製のアイリッヒミキサーが挙げられる。
また、所定樹脂１９の混練比率は、１００重量部の未硬化砂１８に対して０．１重量部以上５.０重量部以下の所定樹脂１９を混練する。これにより、後工程において砂の流動性を維持でき、また、実際に印刷される樹脂量（樹脂硬化砂１７の樹脂量）に近づけることができる。

【0016】

解砕工程６では、鋳型及び砂回収工程４で回収した樹脂硬化砂１７、及び樹脂混練工程５で得た所定樹脂混練砂２０を解砕して解砕物２１を得る。例えば、粉砕機(ジョークラッシャー、ハンマークラッシャー等)を用いて、樹脂硬化砂１７及び所定樹脂混練砂２０を３mm以下に解砕し、焙焼前原料タンクに投入する。これにより、砂型１６（樹脂硬化砂１７）を粉砕して混合を簡単化でき、後工程の混合工程７において、樹脂硬化砂１７と所定樹脂混練砂２０とを均一に混合でき、樹脂硬化砂１７と所定樹脂混練砂２０との比率の影響を抑えた安定的な焙焼原料を生成できる。また、混合工程７では、解砕工程６で得た解砕物２１を均一に混合する。これにより、後述する流動焙焼炉２００（図２参照）に投入する砂の性状を均質化することができる。混合工程７は、焙焼前原料タンク内で行われる。混合工程７で混合される解砕物２１が含む樹脂硬化砂１７と未硬化砂１８との比率は、特に制限されるものではなく、それぞれ０～１００％の範囲をとることができる。

【0017】

焙焼再生工程８では、混合工程７で混合した解砕物２１を焙焼して再生砂１２とする。具体的には、図２に示すような流動焙焼炉２００を用いて焙焼することで、解砕物２１の再生を行うことが好ましい。例えば、ブロワ（不図示）によって燃焼室２０２の下部より空気２０１を吹き込み、解砕物２１を燃焼室２０２内で流動化させ、流動化された解砕物２１（以下「砂流動層２０３」とも呼ぶ）にバーナー２０４の炎をあてる。これにより、表面の硬化剤１３、樹脂１５及び所定樹脂１９を蒸発又は燃焼させて再生砂１２とする。
ここで、例えば、燃焼室２０２内に解砕物２１に代えて未硬化砂１８を投入した場合、流動焙焼炉２００では、砂流動層２０３の温度維持には、バーナー炎の輻射熱が主に用いられる。しかし、構造上、下部から流入する低温の空気２０１のために輻射熱が遮られるため、未硬化砂１８に焼けムラが発生し、再生砂１２の品質が低下する可能性があった。
これに対し、第１の実施形態では、解砕物２１の砂粒子表面に樹脂１５又は所定樹脂１９が付着しているため、砂粒子一つ一つが発熱燃焼し、解砕物２１に焼けムラが発生せず、再生砂１２は均質に再生される。また、砂粒子自体が樹脂１５又は所定樹脂１９により発熱燃焼することで、砂流動層２０３の温度維持のためのバーナー燃焼を弱めることにつながり、燃料を効率的に使用できるようになる。また、砂流動層２０３の温度を維持しつつ、バーナー燃焼を弱めることができるため、燃焼室２０２内の温度上昇を抑制できる。

【0018】

解砕物２１の焙焼温度としては、例えば、３００℃以上１０００℃以下が挙げられる。特に、３００℃以上５５０℃の範囲を用いるのが好ましい。すなわち、３００℃以上５５０℃以下の焙焼温度で解砕物２１を焙焼するのが好ましい。ここで、炉内温度が５５０℃より大きい場合には、流動焙焼炉２００の炉材の劣化が早まり、破砕した炉材が再生砂１２に混入する可能性がある。また、単に炉内温度を下げた場合、硬化剤１３を十分に蒸発又は燃焼させられない可能性がある。これに対し、第１の実施形態では、未硬化砂１８の粒子表面に所定樹脂１９を付着させることで、未硬化砂１８の粒子を発熱燃焼しやすくさせ、解砕物２１の焙焼温度を炉内温度よりも高めることができ、炉内温度を下げながらも高品質の再生が可能になる。なお、解砕物２１の焙焼温度とは、砂流動層２０３に設置された温度計２０５で測定される砂流動層２０３（解砕物２１）の温度を意味する。

【0019】

鋳物砂製造工程９では、新砂１１に対して焙焼再生工程８で再生した再生砂１２を所定量混合して鋳物砂１０を製造する。例えば、新砂１１と再生砂１２とを所定の割合で混合した鋳物砂１０を混練工程１に導入する。新砂１１と再生砂１２との混合割合は、例えば、１００重量部の新砂１１に対して０重量部超１００重量部以下の再生砂１２を混合する。これにより、鋳物砂１０の品質を維持でき、三次元積層造形装置１００の設定変更の必要がなくて済む。なお、本実施形態では、新砂１１と再生砂１２とを混合した鋳物砂１０を混練工程１に導入する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、新砂１１と混合せずに、再生砂１２をそのまま鋳物砂１０として混練工程１に導入する構成としてもよい。即ち、砂型１６の造形に用いる鋳物砂１０は再生砂１００％としてもよい。

【0020】

ここで、樹脂硬化砂１７と未硬化砂１８との発生割合は鋳造品毎に異なる。そのため、例えば、単に樹脂硬化砂１７と未硬化砂１８とを同時焙焼して再生処理を行う場合、図３に示すように、性状に起因する燃焼ムラを生じ、再生砂１２の品質が変化する可能性があった。それゆえ、一定品質の再生砂１２を製造するためには、ロット毎の焼成温度や焼成時間の調整や十分な条件での焙焼・再生が必要となり、コスト増となる可能性があった。
また、例えば、このような性状に起因する燃焼ムラをなくすために、樹脂硬化砂１７、及び未硬化砂１８をある一定の割合で混合したものを焙焼して再生処理を行う場合、それぞれ発生する割合が製品によって異なるため、再生可能な量が少なくなる可能性がある。
また、例えば、再生する分量を増やす目的で、性状が異なる砂（樹脂硬化砂１７、未硬化砂１８）毎に焙焼条件を変えて再生処理する場合、回収後にそれらを厳密に分別する必要が生じ、多くの手間がかかる可能性がある。また、砂（樹脂硬化砂１７、未硬化砂１８）毎に貯鉱槽等の専用ラインが必要になるため、再生に要する費用が嵩む可能性がある。
そのため、インクジェット式の積層造形法においては、性状の異なる鋳物砂１０を回収して再生することは、実操業において実現することが困難であった。

【0021】

これに対し、第１の実施形態に係る鋳物砂の再生方法では、まず、砂型１６の成型時に樹脂１５が付着しなかった混練砂１４（未硬化砂１８）に対して所定量の所定樹脂１９を混練して所定樹脂混練砂２０を得る樹脂混練工程５を行うようにした。また、得られた所定樹脂混練砂２０、及び砂型１６の成型時に樹脂１５が付着した混練砂１４（樹脂硬化砂１７）のそれぞれを解砕して解砕物２１を得る解砕工程６を行うようにした。そして、解砕で得た解砕物２１を焙焼して再生砂１２を生成する焙焼再生工程８を行うようにした。
これにより、未硬化砂１８に所定樹脂１９が混練され、また、樹脂硬化砂１７（砂型１６）及び所定樹脂混練砂２０の両方が解砕されることで、流動焙焼炉２００に投入する解砕物２１（砂）の性状を均質化でき、性状に起因する燃焼ムラの発生を抑制できる。そのため、上述したような、ロット毎の焼成温度や焼成時間の調整や十分な条件での焙焼・再生が必要なく、均質な再生砂１２を得ることができ、コスト増を防止することができる。
また、例えば、上述したような、樹脂硬化砂１７及び未硬化砂１８をある一定の割合で混合したものを焙焼して再生処理を行う場合と異なり、再生可能な量を増大できる。
また、例えば、上述したような、性状が異なる砂（樹脂硬化砂１７、未硬化砂１８）毎に焙焼条件を変えて再生処理する場合と異なり、回収後に再生砂１２を分別する必要がなく、また砂（樹脂硬化砂１７、未硬化砂１８）毎の貯鉱槽等の専用ラインも必要ない。
そのため、第１の実施形態に係る鋳物砂の再生方法によれば、インクジェット式の積層造形法における、性状の異なる鋳物砂１０の再生を実操業において実現できる。

【0022】

なお、本発明は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法で使用された鋳物砂の再生方法であって、
前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂に対して所定量の所定樹脂を混練して所定樹脂混練砂を得る樹脂混練工程と、
前記樹脂混練工程で得た前記所定樹脂混練砂及び前記砂型の成型時に前記樹脂が付着した前記混練砂を解砕して解砕物を得る解砕工程と、
前記解砕工程で得た前記解砕物を焙焼して再生砂を生成する焙焼再生工程と、
を有する鋳物砂の再生方法。
（２）
前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂は、前記砂型の成型時に前記樹脂が印刷されなかった前記混練砂、前記砂型の成型に使用されなかった前記混練砂、及び汚れた前記鋳物砂の少なくとも何れかであり、
前記砂型の成型時に前記樹脂が付着した前記混練砂は、鋳造に使用された前記砂型、及び前記砂型の成型時に前記樹脂が付着したが前記砂型を構成しない前記混練砂の少なくとも何れかである
前記（１）に記載の鋳物砂の再生方法。
（３）
前記所定樹脂は、フラン樹脂及びフェノール樹脂の少なくとも何れかを含む
前記（１）又は（２）に記載の鋳物砂の再生方法。
（４）
前記樹脂混練工程において、前記砂型の成型時に前記樹脂が付着しなかった前記混練砂である未硬化砂１００重量部に対して０．１重量部以上５.０重量部以下の前記所定樹脂を混練する
前記（１）から（３）の何れかに記載の鋳物砂の再生方法。
（５）
前記焙焼再生工程において、３００℃以上５５０℃以下の焙焼温度で前記解砕物を焙焼する
前記（１）から（４）の何れかに記載の鋳物砂の再生方法。
（６）
樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法に使用する鋳物砂の製造方法であって、
新砂に対して前記（１）から（５）の何れかに記載の鋳物砂の再生方法で得た再生砂を所定量混合して鋳物砂を製造する
鋳物砂の製造方法。
（７）
前記鋳物砂を製造する工程において、前記新砂１００重量部に対して０重量部超１００重量部以下の前記再生砂を混合する
前記（６）に記載の鋳物砂の製造方法。
（８）
樹脂を硬化させる硬化剤と鋳物砂とを混練した混練砂に対して前記樹脂を印刷して砂型を造形するインクジェット式の積層造形法による砂型の製造方法であって、
前記硬化剤と前記鋳物砂とを混練する工程において、新砂に対して前記（１）から（５）の何れかに記載の鋳物砂の再生方法で得た再生砂を所定量混合した鋳物砂を使用する
砂型の製造方法。
（９）
前記硬化剤と前記鋳物砂とを混練する工程において、前記新砂１００重量部に対して０重量部超１００重量部以下の前記再生砂を混合した鋳物砂を使用する
前記（８）に記載の砂型の製造方法。

【符号の説明】

【0023】

１…混練工程、２…成型工程、３…鋳造工程、４…砂回収工程、５…樹脂混練工程、６…解砕工程、７…混合工程、８…焙焼再生工程、９…鋳物砂製造工程、１０…鋳物砂、１１…新砂、１２…再生砂、１３…硬化剤、１４…混練砂、１５…樹脂、１６…砂型、１７…樹脂硬化砂、１８…未硬化砂、１９…所定樹脂、２０…所定樹脂混練砂、２１…解砕物、１００…三次元積層造形装置、２００…流動焙焼炉、２０１…空気、２０２…燃焼室、２０３…砂流動層、２０４…バーナー、２０５…温度計

【図1】

【図2】

【図3】