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Giessereihilfsstoff zur Beschichtung von Giessereimodellen und Kernkasten
Die zur Herstellung von Gussformen aus Sand dienenden Holzmodelle werden vor ihrer Verwendung mit einer oder mehreren Lackschichten versehen, um dadurch das Holzmodell einerseits vor zu starkem Abrieb zu schützen, sowie ein Quellen und damit eine Verformung des Modells zu verhindern und anderseits ein Festkleben des Sandes an das Modell möglichst zu unterbinden. In der Zeit, als die Ausformung der Sandformen noch von Hand erfolgte, genügte als Lackierung eine Lackierung auf Basis des Schellack und später des Manilakopals. In der Folgezeit sind diese Naturharze zum Teil durch spritlösliche Kunstharze verdrängt worden, die häufig in Kombination mit Nitrozellulose verwendet wurden.
Dadurch nun, dass die Herstellung der Sandformen heute nach verschiedenen Verfahren erfolgt, die alle eine besonders grosse Beanspruchung der Oberfläche der Modelle bedingen, genügt der alte Lackschutz gegen Feuchtigkeitseinwirkung und Abrieb nicht mehr. Durch die neuen Formverfahren sind die
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besondere Anforderungen an die Alkalibeständigkeit gestellt werden. Diesen Anforderungen sind die spritlöslichen Harze aus chemischen Gründen nicht gewachsen. Die in diesen Lacken enthaltenen, freien Harzsäuren unterliegen der Verseifung besonders leicht, wodurch die Lackoberfläche aufgeweicht wird, was zu einer Reihe von Unannehmlichkeiten wie Ankleben des Sandes und hohem Abrieb führt.
Auch die modernen, härtbaren Kunstharzlacke auf Aminoplast- und Phenoplastbasis führen zu einer den modernen Formherstellungsverfahren nicht standhaltenden Beschichtung. Zwar sind diese Lacke in chemischer Hinsicht brauchbar, jedoch offenbar zu spröde, wodurch die beschichteten Modelle einer starken Abnutzung unterliegen. In diesem Fall ist auch die erhöhte Klebefreudigkeit der erhaltenen Oberfläche hinderlich, die zur Verhinderung des Anklebens des ForD ; 1materials die Verwendung von Petroleum und andern Ölen oder von sogenannter Graphitschwärze als Trennmittel notwendig macht. Diese der leichteren Trennung förderlichen Massnahmen bedingen aber weitere Missstände. So dringen z. B.
Petroleum und Öle in die Modelle ein, wodurch eine notwendig werdende Reparatur oder eine nachträgliche Änderung praktisch unmöglich wird, weil sich mit solchen Hilfsmaterialien getränkte Holzkörper nicht mehr haltbar leimen und lackieren lassen. Graphitschwärze auf der andern Seite führt zu einer Verschmutzung der Modelle und vor allem zu einem Überdecken der Kernmarken und beeinflusst bei wiederholter Anwendung bei ein und demselben Modell durch Ansetzen einer Graphitschicht die Masshaltigkeit des Modells.
Ausser den genannten Kunstharzlacken wurden noch eine Reihe anderer synthetischer Lacke, wie Chlorkautschuklack und Zweikomponentenlacke, für die Modellbeschichtung eingesetzt. Auch diese Lacke erwiesen sich nur teilweise als geeignet, indem sie entweder den gestellten Anforderungen nicht gewachsen waren oder in ihrer Anwendung zu kompliziert oder nicht für alle Formherstellungsverfahren einsetzbar waren. In diesem letzteren Falle bestand der Zwang, für die verschiedenen Formverfahren gesonderte Lackqualitäten nebeneinander auf Lager zu halten. Dass unter diesen Umständen Verwechslungen häufig waren, die oft zu erheblichen Verlusten führten, liegt auf der Hand.
Zur Verbesserung der Abriebfestigkeitwerden, wie bekannt ist, die Modelle und Kernkästen mit einem Modellschleifgrund versehen, der bei sehr guter Fülle besten Verbund zwischen Holz und Lackierung ge-
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währleistet. Auf diese Grundierung werden dann zur Glättung der Oberfläche mehrere Schichten Modell- lack aufgetragen. Trotz dieser Verbesserung ist die Haltbarkeit dieser Beschichtungen nur begrenzt. Es besteht daher auch heute noch ein grosses Interesse an einer möglichst universell anwendbaren abriebfesten
Modellbeschichtung.
Die Erfindung befasst sich daher mit einer Streichmasse zu einer solchen Beschichtung von Giesserei- modellenundKemkasten auf Basis von Lackträgern, Lösungsmitteln, Pigmenten, Füll-und Zusatzstoffen, die erfindungsgemäss ausser einer unlöslichen Seife mindestens ein vernetzendes Kunstharz sowie gegebenen- falls trocknende Filmbildner mit Zusatzstoffen als Lackträger enthält. Vorzugsweise enthält diese Streich- masse als unlösliche Seife Zinkstearat.
Die Verwendung unlöslicher Seifen als Zusatz zu Streichmassen für die Schleiflackherstellungistbe- kannt. Hiebei dient der Zusatz der Seife zu einer besseren Schleifbarkeit, offenbar als Auswirkung einer herabgesetzten Abriebfestigkeit. Die Verwendung einer ähnlich zusammengesetzten Streichmasse zur Be- schichtung von Modellen, bei denen bekanntlich hohe Anforderungen an die Abriebfestigkeit gestellt werden, ist aus diesem Grunde keineswegs naheliegend. Es muss vielmehr als überraschend bezeich- net werden, dass durch ein und denselben Zusatz bei zwei verschiedenen Anwendungsgebieten jeweils zwei ganz verschiedene Wirkungen erzielt werden.
Ungeachtet des im speziellen Falle verwendeten, vernetzenden Kunstharzes hat der Gehalt von un- löslicher Seife, insbesondere von Zinkstearat, in den erfindungsgemässen Streichmassen eine sehr wesentliche Erhöhung der Trennwirkung der damit hergestellten Beschichtung zur Folge, was an sich schon zu einer Erhöhung der Lebensdauer führt.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Streichmasse ist es vor allem zu werten, dass bei Ab- formungen sehr komplizierter Kerne mit klebefreudigen Sandmischungen in Kohlensäure-Erstarrungs-,
Zement-, Erstarrungsöl-, Kemöl-und kalthärtenden Kunstharz-Verfahren keinerlei Schweissen oder Kleben festzustellen ist.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Lackträger nicht lediglich nur ein vernetzendes Kunstharz enthält, sondern wenn noch andere auftrocknende Filmbildner darin enthalten sind. Durch einen solchen Filmbildner wird vor allem bewirkt, dass die Streichmasse nach ihrem Auftragen auf die Modelle usw. schon nach relativ kurzer Zeit einen trockenen Eindruck macht, was eine Voraussetzung für die Weiterbehandlung des Anstriches ist. Besonders geeignet hat sich für diesen Zweck Nitrozellulose erwiesen.
Der Gehalt an unlöslicher Seife macht vor allem auch die Verwendung von Lackträgern, die bisher wegen ihrer Klebefreudigkeit für den vorliegenden Verwendungszweck als ungeeignet angesehen worden sind, möglich. So kann mit Vorteil als vernetzendes Kunstharz ein Polyesterharz als Lackträger dienen. Ganz besonders geeignet erweist sich ein durch ungesättigte Fettsäuren modifiziertes Alkydharz. Ausser diesem oder einem ähnlichen Alkydharz enthält eine bevorzugte Streichmasse gegebenenfÅalls noch andere Zusätze wie Verlaufmittel und Sikkative. Die unter Verwendung modifizierter Alkydharze aufgebaute, erfindungsgemässe Streichmasse führt zu einer Modellbeschichtung mit einem matten, eierschalenartigen Glanz. Die Trennwirkung, die sich bei mit dieser bevorzugten.
Streichmasse beschichten Modellen zeigt, überrascht insbesondere wegen der relativ rauhen Oberflächenstruktur. Eine wohlabgewogene, gegenseitige Abstimmung aller Bestandteile der bevorzugten Streichmasse führt zu einem Beschichtungsmittel, das nicht nur durch eine hohe Trennwirkung der damit behandelten Oberflächen auffällt und daher, was seine Abnützung betrifft, alle für diesen Zweck bekannten Lacke übertrifft, sondern das auch durch eine ausgezeichnete Fülle auffällt, so dass im Gegensatz zu der bisher üblichen, dreimaligen Beschichtung eine zweimalige, gegebenenfalls auch nur einmalige Beschichtung ausreicht.
Eine solche bevorzugte Streichmasse weist eine gute Verstreichbarkeit und guten Verlauf auf, ist nach Verdünnung spritzfähig und trocknet trotz der oxydativen Vernetzung sehr schnell durch, was im Hinblick auf Zeitgewinn sehr wichtig ist. Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung. Die Mengenverhältnisse der einzelnen Zusätze sind in diesem Beispiel ganz auf die Verwendung von Äthanol als Lösungsmittel zugeschnitten. Durch Verwendung anderer Lösungsmittel, beispielsweise von höheren Alkoholen und Estern usw., können die Verhältnisse in weiten Grenzen variiert werden.
Beispiel : Zunächst wird das Bindemittel hergestellt. Dieses Bindemittel setzt sich zusammen aus ;
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13, 5 kg Kollodiumwolle 65/35
6, 5 kg Dibutylphthalat 24, 0 kg phenolharzmodifiziertes Leinöl-holzölalkydharz 19, 0 kg Äthanol 5, kg Isopropanol 10 kg Isopropylglykol 10 kg Xylol 10 kg Solvent Naphtha
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59 Gewichtsteile dieses Bindemittels werden mit 2 Teilen Toluidinrot, 2 Teilen Bleichromat, 7 Teilen Asbestpulver, 25,5 Teilen Bariumsulfat, 0, 5 Teilen gefällter Kieselsäure, 1 Teil Zinkstearat und 3 Teilen Natriummontmorillonat als Gel in Benzolkohlenwasserstoffen zusammengemischt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Streichmasse zur Beschichtung von Giessereimodellen und Kernkästen auf Basis von Lackträgern, Lösungsmitteln, Pigmenten, Fall-und Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausser einer unlöslichen Seife mindestens ein vernetzendes Kunstharz als Lackträger sowie gegebenenfalls trocknende Filmbildner mit Zusatzstoffen enthält.