<EMI ID=1.1>
La présente invention concerne des liants composée contenant un silicate de métal alcalin s'utilisant, en particulier, pour la production des noyaux et moules de fonderie.
Il est de pratique courante d'utiliser des solutions aqueuses d'un silicate de métal alcalin et, en particulier, des solutions de silicate de sodium comme liants pour les sables destinés à la production des moules et noyaux
<EMI ID=2.1>
on poids d'un silicate de sodium présentant un rapport
<EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1>
ge résultant ont façonné on un moule ou noyau. Du dioxyde
<EMI ID=5.1>
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
langé avec lo silicate do sodium ot le sable, puis le nouveau mélange est façonné en un moula ou noyau qui durcit au repos par une réaction chimique entre le durcisseur ot le silicate do sodium.
Un inconvénient do ces doux procédés ont qu'après la coulée, les soûles et noyaux sont difficiles à rompre ot détacher du métal coulé solidifié. Cet inconvénient peut
<EMI ID=8.1>
compliquée ot lorsque les soûles et noyaux sont utilisée
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
Parmi les agents de désagrégation qui ont été utilisés, il convient de citer les hydrates de carbone ot les matières en contenant comme les matières cellulosiques, les amidons et les sucres, par exemple le saccharose et le
<EMI ID=13.1>
Il est connu d'utiliser pour la fabrication des produits de papeterie, des compositions adhésives contenant un silicate de métal alcalin et une dextrine boratée (voir,
<EMI ID=14.1>
La dextrine boratée est produite par addition d'un borate de <EMI ID=15.1>
tion no conviendrait pas comme liant pour un sable do fonderie.
Il est par ailleurs connu suivant le brevet
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
telle addition est trop importante pour permettre la dissolu-
<EMI ID=18.1>
alcalin et lorsqu'il est utilisé en concentration plus faible pour l'ajustement du pH, le borax n'a d'effet utile que lorsqu'il est ajouté aux constituants de l'adjuvant. En outre, lorsqu'il est incorporé à l'adjuvant, l'hydrate de carbone ne conserve pas son identité en tant qu'hydrate de carbone.
La Demanderesse a découvert à présent que lorsque certains hydrates de carbone sont complexés avec certains sels comprenant des oxanions et spécialement avec des borates, les complexes résultants peuvent être utilisés avec avantage en association avec des liants pour .sables de fonderie comprenant des silicates de métaux alcalins"
L'invention a donc pour objet un liant composé en solution aqueuse obtenu par mélange :
(i) d'un silicate de métal alcalin,
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
de glycanes, les glycanitols, les glycanitols issus'd'oligosaccharides, les aonosaccharides et disaccharides et leurs dérivés, et
(iii) un oxanion de bore, d'étain, de germanium, de tellure ou d'arsenic pouvant former un complexe hydrosoluble avec l'hydrate de carbone.
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
(ii) d'un hydrate "Sa carbone sensiblement hydrosoluble choisi parmi les glycanes, les oligosaccharides issus
<EMI ID=25.1>
saccharides, les monosaccharides et dissaccharides et leurs dérivés, et
(iii) un oxanion de bore, d'étain, de germanium, de tellure ou d'arsenic pouvant former un complexe hydrosoluble avec l'hydrate de carbone.
Le silicate de métal alcalin préféré est le sili-
<EMI ID=26.1>
peut varier dans un domaine:étendu, par exemple de 2,0:1 à
<EMI ID=27.1> <EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
Des mélanges de deux hydrates de carbone ou davantage et/ou de deux oxanions ou davantage 'peuvent être utilisés.
Les glycanes sont des dérivés polymères de mono-
<EMI ID=30.1>
un cétose. Des exemples de glycanes sont les glucanes (polymères de glucose), les xylanes (polymères de xylose) et les glucoxylanes (copolymères de glucose et de xylose).
<EMI ID=31.1>
viennent pas pour les liants composés conformes à l'invention parce qu'ils ne sont pas hydrosolubles. Des glycanes appropriés sont disponibles sous forme de constituants des produits d'hydrolyse d'amidon ou de sirops de glucose.
<EMI ID=32.1>
dérivés de glycanes obtenus par rupturs acide, enzymatique ou autres de la liaison :les glycanes de départ. Des oligosaccharides issus de glycanes qui conviennent sont
<EMI ID=33.1>
se d'amidon ou de sirops de glucose.
Les glycanitols sont obtenus par réduction des glycanes. Le monosaccharide constitutif du glycane peut être un aldose ou un cétose. Pendant la formation d'un glycanitol, la configuration stéréochimique du radical terminal d'aldose ou de cétose substitué peut se conserver ou bien peut subir une conversion conduisant au dérivé d'alcool polyhydroxylé. Par exemple, la réduction d'un radical terminal réducteur substitué comme un radical terminal de glucose substitué dans une dextrine d'amidon peut se faire avec conservation de la configuration conduisant ainsi à un glucitol substitué
(comme le sorbitol) ou bien avec conversion en un mannitol substitué dans lequel la configuration de l'atome de carbone n[deg.] 2 est modifiée. Des glycanitols convenables sont disponibles sous forme de constituants de produits d'hydrolyse d'amidon hydrogénés.
Les glycanitols issus d'oligosaccharides sont obtenus par réduction des oligosaccharides eux-mêmes issus de glycanes et sont disponibles, par exemple sous forme de constituants de produits d'hydrolyse d'amidon hydrogénés. Des exemples d'autres glycanitols issus d'oligosaccharides sont les dérivés
de dissaccharides, comme le maltitol issu du maltose,
et le lactitol issu du lactose.
Des exemples de monosaccharides convenables sont notassent le glucose, le mannose et le fructose. Des exemples de disaccharides appropriés sont le saccharose, le maltose et le lactose.
Des exemples de dérivés de monosaccharides convena-
<EMI ID=34.1>
par exemple,par réduction du xylose.
Las matières contenant des hydrates de carbone disponibles dans le commerce, qui peuvent comprendre un ou plusieurs hydrates de carbone,conviennent. Des exemples en sent la mélasse provenant du raffinage du saccharose, le sérum provenant du traitement du lait, le sucre inverti ou partiellement inverti qui est un mélange de saccharose, de fructose et de glucose et les sirops de glucose précités.
Des dérivés d'hydrates de carbone dans lesquels la- structure est modifiée ailleurs qu'au radical terminal réducteur par des opérations telles que l'éthérification, l'estérification ou l'oxydation conviennent aussi. Des exemples de ces dérivés sont les sirops d'amidon oxydé, les esters d'amidon et les éthers carboxyalkyliques d'amidon.
Les hydrates de carbone préférés sont les hydrates de carbone stabilisés dont le pouvoir réducteur a été supprimé afin qu'ils acquièrent sensiblement la stabilité en milieu alcalin.
Les hydrates de carbone stabilisés peuvent être obtenus par hydrogénation ou par d'autres réactions qui font disparaître le pouvoir réducteur, par exemple l'éthérification, l'estérification ou l'oxydation ou bien par réaction avec l'urée ou un dérivé de l'urée.
Des exemples d'hydrates de carbone stabilisés
sont les glycanitols, les glycanitols issus d'oligosaccharides, les hexitols et les pentitols.
Les hydrates de carbone stabilisés préférés sont les produits d'hydrolyse d'amidon stabilisés que décrit le brevet belge <EMI ID=35.1>
L'équivalent de dextrose est défini comme étant le pouvoir réducteur, c'est-à-dire la teneur en sucre réducteur du pro- - - duit d'hydrolyse d'amidon à exprimer en D-glucose et sur base sèche. Le produit d'hydrolyse d'amidon peut être stabilisé
par oxydation sélective, par réaction avec l'urée ou un
dérivé de l'urée ou par hydrogénation. Le procédé préféré
est l'hydrogénation catalytique au moyen d'hydrogène. Après
la stabilisation, l'équivalent de dextrose du produit d'hy-
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
L'oxanion peut être apporté au liant composé sous <EMI ID=38.1>
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
<EMI ID=41.1>
sols à oxanion conduisant aux résultats les plus favorables et que ces sels sont à choisir par préférence parmi les solo à oxanion disponibles.
Le liant composé peut être ajouté à la matière ' particulaire par des additions distinctes de solutions aqueuses du silicate de métal alcalin, de l'hydrate de carbone ou du sol à oxanion, ou bien deux constituants quelconques ou les trois peuvent être mélanges au préalable.
<EMI ID=42.1>
aqueuse do l'hydrate de carbone ou avec le silicate de métal <EMI ID=43.1>
<EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
choisi en particulier dans le liant composé aqueux et peut
<EMI ID=46.1>
<EMI ID=47.1>
De préférence, la quantité d'oxanion on présence suffit pour complexer sensiblement tout l'hydrate de carbone.
<EMI ID=48.1>
en poids de silicate de métal alcalin, 3 à 27% en poids d'hy-
<EMI ID=49.1>
La constitution d'une combinaison particulière do silicate do métal alcalin, d'hydrate de carbone et d'oxanion dépend de différents facteurs, comme la nature de l'hydrate de carbone, le degré de solubilité mutuelle dos trois constat- <EMI ID=50.1>
différents avantages dans la fabrication dos moules et noyaux do fonderie.
Lorsque les moules et noyaux sont durcis par injection de dioxyde de carbone, l'injection du gaz peut
<EMI ID=51.1>
rante, ce qui permet une économie de dioxyde de carbone et diminue le risque d'un surgazage par rapport 0. d'autres liants silicates. En outre, les moules et noyaux ont davantage de résistance immédiatement après le traitement par le
<EMI ID=52.1>
leur augmentation de résistance" leur aptitude à l'effrittement, c'est-à-dire à la fragmentation et au dégagement des <EMI ID=53.1>
<EMI ID=54.1>
au moyen de ses sables sont influences par la teneur
<EMI ID=55.1>
On prépare trois liants composés comme décrit cidessous.
<EMI ID=56.1>
terre et ayant un équivalent do dextrose d'environ 30 avant
<EMI ID=57.1>
<EMI ID=58.1> <EMI ID=59.1>
<EMI ID=60.1>
de sodium hydraté dans 100 parties en poids du sirop de produit d'hydrolyse d'amidon utilisé pour la préparation du
<EMI ID=61.1>
avec 80% en poids de la solution de silicate de sodium utilisée pour la préparation du liant (1).
<EMI ID=62.1>
sodium anhydre dans 100 parties en poids du sirop de produit d'hydrolyse d'amidon utilisé pour la préparation du
<EMI ID=63.1>
<EMI ID=64.1>
pour la. préparation du liant (1).
<EMI ID=65.1>
les liants (2) et (3) ont une viscosité plus élevée que celle
<EMI ID=66.1>
de viscosité sur les résultats des essais, on ajuste la viscosité des liants au moyen d'eau à une valeur de 1200 centipoises, mesurée au moyen d'un viscosimètre Brookfield RVF.
<EMI ID=67.1>
liants composés avec 100 parties en poids de sable siliceux (d'un
<EMI ID=68.1>
ble et de liant pour confectionner des noyaux cylindriques confor-
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
<EMI ID=71.1>
<EMI ID=72.1> par minute.
On mesure ensuite les résistances à la compression des noyaux résultants :
(a) sur des éprouvettes essayées immédiatement (c'est-àdire dans les 10 secondes) après l'exposition au dioxyde de carbone, <EMI ID=73.1> dans l'atmosphère relativement sèche du laboratoire,
(c) sur des éprouvottes conservées pendant 24 heures en <EMI ID=74.1>
les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant :
<EMI ID=75.1>
Ces résultats prouvent que la durée d'exposition au gaz influence non seulement la résistance immédiatement après le traitement par le gaz, mais aussi la résistance après
<EMI ID=76.1>
<EMI ID=77.1>
<EMI ID=78.1> <EMI ID=79.1>
24 heures de conservation en milieu sec.
Au contraire, le liant (2) n'exige qu'environ
20 secondes de traitement et conduit à une résistance
<EMI ID=80.1>
en milieu sec tandis que le liant (3) n'exige qu'environ
<EMI ID=81.1>
<EMI ID=82.1>
milieu sec.
Par conséquent, l'utilisation des liants (2) et
(3) permet d'économiser le dioxyde de carbone et aussi d'améliorer la résistance après conservation tant en milieu sec qu'en milieu humide.
<EMI ID=83.1>
On prépare trois liants composés comme décrit cidessous .
<EMI ID=84.1>
<EMI ID=85.1>
<EMI ID=86.1>
<EMI ID=87.1>
<EMI ID=88.1>
sorbitol utilisée pour la préparation du liant (4). On mélange 20 % en poids de la solution résultante avec 80% en poids de la solution de silicate de sodium utilisée pour la
<EMI ID=89.1>
<EMI ID=90.1>
de sodium anhydre dans 100 parties en poids de la solution
<EMI ID=91.1>
<EMI ID=92.1>
en poids de la solution de silicate de sodium utilisée pour la préparation du liant (4).
Le liant (4) a une viscosité de 660 centipoises, le
<EMI ID=93.1>
a une viscosité de 1060 centipoises.
<EMI ID=94.1>
<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
sable et de liant pour confectionner des noyaux cylindriques
<EMI ID=97.1>
<EMI ID=98.1>
On mesure ensuite les résistances à la compression des noyaux résultants : <EMI ID=99.1> de carbone, <EMI ID=100.1>
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=101.1>
<EMI ID=102.1>
On prépare la liant composé (7) comme décrit cidès sous.
<EMI ID=103.1>
sodium dans 9 parties en poids d'eau ot on mélange la dispersion résultante avec 100 parties on poids du sirop de produit d'hydrolyse d'amidon utilisé pour la préparation du liant (1) dans l'exemple 1. La viscosité du mélange de
<EMI ID=104.1> <EMI ID=105.1>
On prépare deux liants componée comme décrit cidessous.
<EMI ID=106.1>
<EMI ID=107.1> <EMI ID=108.1>
<EMI ID=109.1>
suivant.
<EMI ID=110.1>
<EMI ID=111.1> <EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
sodium anhydre dans 100 parties en poids du sirop de produit d'hydrolyse d'amidon utilisé pour la préparation du liant (10).
<EMI ID=114.1>
poids de la solution de silicate de sodium utilisée pour la préparation du liant (10).
Le produit d'hydrolyse d'amidon utilisé pour la préparation des liants (10) et (11) a un équivalent de dex-
<EMI ID=115.1>
Par dilution avec de l'eau, on ajuste à 770 centipoises la viscosité de chaque liant.
<EMI ID=116.1>
<EMI ID=117.1>
<EMI ID=118.1>
<EMI ID=119.1>
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=120.1>
<EMI ID=121.1>
logues pour ce qui est do la rapidité du traitement par le gaz et de la résistance qui peut être atteinte après ce trai-
<EMI ID=122.1>
duit à des résistances beaucoup supérieures après conservation. En présence du liant (11), une résistance initiale après
<EMI ID=123.1> <EMI ID=124.1> <EMI ID=125.1>
du liant (10) une résistance initiale après traitement par le
<EMI ID=126.1>
servation en milieu humide.
<EMI ID=127.1>
On prépare deux liants composas de la façon suivante.
<EMI ID=128.1>
d'un produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné différent issu de l'amidon de maïs et ayant un équivalent de dextrose de
<EMI ID=129.1>
de 63% en poids. Le produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné
<EMI ID=130.1>
prépondérante du maltose hydrogéné.
<EMI ID=131.1>
tipoises la viscosité des liants (12) et (13).
<EMI ID=132.1>
composés (12) et (13) avec 100 parties en poids de sable
<EMI ID=133.1>
mélanges de sable et de liant alors pour confectionner des noyaux cylindriques conformes à la norme AFS d'une hauteur <EMI ID=134.1>
alors pendant différentes durées à du dioxyde de carbone en
<EMI ID=135.1>
<EMI ID=136.1>
los 10 secondes) après l'exposition au dioxyde de carbone.
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=137.1>
<EMI ID=138.1>
<EMI ID=139.1>
<EMI ID=140.1>
<EMI ID=141.1>
quo le liant (13) exige une durée de 21 secondes seulement, ce qui correspond à une économie d'environ 16% sur la con-
<EMI ID=142.1>
<EMI ID=143.1>
<EMI ID=144.1>
<EMI ID=145.1>
sodium anhydre dans 100 parties en poids d'une solution de maltitol. On mélange 20 parties en poids de ce mélange avec
80 parties en poids d'une solution aqueuse de silicate de
<EMI ID=146.1> <EMI ID=147.1>
à-dire dans les 10 secondes)après l'exposition au dioxyde de carbone, <EMI ID=148.1> l'atmosphère relativement sèche du laboratoire.
La température lors du traitement par le gaz est de 21,0[deg.]C et la conservation est effectuée à 18 - 20[deg.]C dans
<EMI ID=149.1>
<EMI ID=150.1>
<EMI ID=151.1>
<EMI ID=152.1>
à ceux atteints avec le liant (9).
<EMI ID=153.1>
On prépare les liants composés ci-dessous.
<EMI ID=154.1>
dans 100 parties en poids d'un sirop de produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné provenant d'amidon de mais et ayant un équivalent de dextrose de moins de 0,2 et une teneur en produit d'hydrolyse d'amidon d'environ 63% en poids. On
<EMI ID=155.1>
poids d'une solution aqueuse de silicate de sodium d'un rap- <EMI ID=156.1>
<EMI ID=157.1>
<EMI ID=158.1>
de dextrose d'environ 33 avant l'hydrogénation.
<EMI ID=159.1> <EMI ID=160.1>
<EMI ID=161.1>
<EMI ID=162.1>
<EMI ID=163.1>
<EMI ID=164.1>
do bore.
<EMI ID=165.1>
On prépare le liant ci-dessous.
(19) On dissout?,; parties on poids de tétraborato
<EMI ID=166.1>
produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné utilisé pour la pré-
<EMI ID=167.1>
<EMI ID=168.1>
On mélange 0,7 partie on poids du liant (19) avec
<EMI ID=169.1> <EMI ID=170.1>
<EMI ID=171.1>
<EMI ID=172.1>
On prépare le liant ci-dessous.
<EMI ID=173.1>
<EMI ID=174.1>
100 parties en poids du produit d'hydrolyse d'amidon do mais hydrogéné utilisé pour la préparation du liant (8). On mélange
20 % en poids do la solution résultante avec 80% en
poids de la solution do silicate de sodium utilisée pour la
<EMI ID=175.1>
<EMI ID=176.1>
suivant.
<EMI ID=177.1>
<EMI ID=178.1>
<EMI ID=179.1>
<EMI ID=180.1>
atteindre une résistance Immédiatement après le traitement par
<EMI ID=181.1> <EMI ID=182.1>
après conservation en milieu humide.
<EMI ID=183.1>
sodium dans 100 parties en poids du sirop de produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné utilisé pour la préparation du liant (8).
On mélange 20 parties en poids de la solution résultante avec 80 parties on poids de la solution de silicate
<EMI ID=184.1>
<EMI ID=185.1>
<EMI ID=186.1>
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=187.1>
De façon évidente, le liant (21) permet d'atteindre la résistance beaucoup plus rapidement. Ainsi., le liant
(21) conduit à une résistance de 7,03 kg par cm<2> après en-
<EMI ID=188.1> <EMI ID=189.1>
On prépare les liants composés ci-dessous.
(23) Une solution aqueuse de glucose contenant 65% en poids de glucose.
<EMI ID=190.1>
sodium anhydre dans 100 parties en poids du liant
(23).
<EMI ID=191.1>
sodium anhydre dans 100 parties en poids du liant
(23).
(26) On dissout 10 parties on poids de mêtaborate de sodium hydrata dans 100 parties en poids du liant
(23).
On mélange 1 partie en poids de chacun des liants
(23) à (26) avec 100 parties on poids de sable
<EMI ID=192.1>
<EMI ID=193.1>
<EMI ID=194.1>
On expose ces noyaux alors pendant différentes durées à du
<EMI ID=195.1>
<EMI ID=196.1>
par minuta.
On mesure ensuite les résistances à la compression des noyaux résultants :
(a) sur des éprouvettes essayées immédiatement (c'està-dire dans les 10 secondes)après l'exposition au dioxyde de carbone, et <EMI ID=197.1> dans l'atmosphère relativement sèche du laboratoire, et <EMI ID=198.1> <EMI ID=199.1>
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=200.1>
Ces r�s�tats prouvent que les liants (24) - (26) confèrent plus rapidement la dureté lors du traitement par le gaz. Le liant (26) augmente aussi la résistance qu'il est possible d'atteindre. Pour la majeure partie de l'intervalle
<EMI ID=201.1>
améliorent aussi les propriétés de conservation des noyaux.
<EMI ID=202.1>
<EMI ID=203.1>
après le traitement par le gaz une résistance de 7,03 kg par
<EMI ID=204.1>
<EMI ID=205.1>
<EMI ID=206.1>
<EMI ID=207.1>
résistances après conservation en milieu humide d'environ
<EMI ID=208.1>
ment pour les liants (23) - (26).
<EMI ID=209.1>
On prépare les liants composés ci-dessous.
(27) Un sirop de produit d'hydrolyse d'amidon contenant un mélange de glycanes, d'oligosaccharides issus de glycanes,
<EMI ID=210.1>
de dextrose de 53 à 55 et une teneur en produit d'hydrolyse
<EMI ID=211.1>
<EMI ID=212.1>
anhydre dans 100 parties en poids du sirop de produit d'hydrolyse
<EMI ID=213.1>
La viscosité du liant (2?) est de 700 centipoises à 20[deg.]C et on amené colle du liant (28) à cette valeur par dilution. avec de l'eau..
On compare les liants (27) et (28) en opérant comme dans 1 ' exemple 13 et en ajoutant la solution de silicate de sodium décrite dans l'exemple 13.
On mesure les résistances à la compression des noyaux résultants :
(a) sur des éprouvettes essayées immédiatement après l'exposition de dioxyde de carbone. <EMI ID=214.1> dans l'atmosphère relativement sèche du laboratoire.
Les résultats obtenus sont rassemblés au tableau suivant.
<EMI ID=215.1>
<EMI ID=216.1>
<EMI ID=217.1>
<EMI ID=218.1>
<EMI ID=219.1>
<EMI ID=220.1>
<EMI ID=221.1>
<EMI ID=222.1>
<EMI ID=223.1>
<EMI ID=224.1>
sodium anhydre dans 100 parties de la solution de saccha-
<EMI ID=225.1>
20% on poids de la solution résultante avec 80% en poids de la solution aqueuse do silicate de nodium utilisée pour la <EMI ID=226.1>
<EMI ID=227.1>
<EMI ID=228.1>
<EMI ID=229.1>
<EMI ID=230.1>
<EMI ID=231.1>
<EMI ID=232.1>
<EMI ID=233.1>
sodium dans 100 parties en poids du sirop do produit d'hydrolyse d'amidon hydrogéné utilisé pour la préparation du
<EMI ID=234.1> <EMI ID=235.1>
<EMI ID=236.1>