DE102018121769A1 - Process for producing a metallic casting or a hardened molded part using an aliphatic binder system - Google Patents

Process for producing a metallic casting or a hardened molded part using an aliphatic binder system Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren (i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks und/oder (ii) zur Herstellung eines gehärteten Formteils, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken sowie eine Formstoffmischung zur Verwendung in diesem Verfahren. Weiter wird beschrieben die Verwendung eines durch ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate vernetzten, Hydroxygruppen umfassenden, aliphatischen Polymers als Bindemittel eines Formteils zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken. Ebenfalls beschrieben wird ein gehärtetes Formteil zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, einschließlich eines grünstandsfesten Formteils, und vorzugsweise herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Zudem wird beschrieben die Verwendung von Biopolymeren aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine als Bindemittel oder Bindemittelkomponente zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils in der Gießereiindustrie.A method is described (i) for producing a metallic casting and / or (ii) for producing a hardened molding, selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, for use in casting metallic castings, and a molding material mixture for use therein Method. The use of an aliphatic polymer which is crosslinked by one or more aliphatic polyisocyanates and contains hydroxyl groups is also described as a binder of a molded part for use in the casting of metallic castings. Also described is a hardened molded part for use in the casting of metallic castings, including a green part which is stable on green, and which can preferably be produced by the process according to the invention. It also describes the use of biopolymers from the group of poly-D-glucosamines as binders or binder components for the production of a green molded part in the foundry industry.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks und/oder (ii) zur Herstellung eines gehärteten Formteils, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken sowie eine Formstoffmischung, insbesondere zur Verwendung in diesem Verfahren.The present invention relates to a process (i) for producing a metallic casting and / or (ii) for producing a hardened molding, selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, for use in casting metallic castings, and a molding material mixture, in particular for use in this procedure.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines durch ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate vernetzten, Hydroxygruppen umfassenden, aliphatischen Polymers als Bindemittel eines Formteils zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken.Furthermore, the present invention relates to the use of an aliphatic polymer, which is crosslinked by one or more aliphatic polyisocyanates and comprises hydroxyl groups, as a binder of a molded part for use in the casting of metallic castings.

Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung ein gehärtetes Formteil zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, einschließlich eines grünstandsfesten Formteils, und vorzugsweise herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.The present invention likewise relates to a hardened molded part for use in the casting of metallic castings, including a molded part which is stable on green, and preferably can be produced by the process according to the invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von Biopolymeren aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine als Bindemittel oder Bindemittelkomponente zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils in der Gießereiindustrie.The present invention also relates to the use of biopolymers from the group of the poly-D-glucosamines as binders or binder components for the production of a green-stable molded part in the foundry industry.

Im Metallguss eingesetzte Gießerei-Formteile (nachfolgend auch kurz als „Formteile“ bezeichnet), insbesondere Kerne, Gussformen und Speiser (einschließlich Speiserkappen und -umhüllungen bzw. Speiserhülsen), bestehen regelmäßig aus einem feuerfesten Formgrundstoff, der je nach Einsatzzweck einen oder mehrere feuerfeste Feststoffe, beispielsweise Quarzsand, und/oder einen oder mehrere partikuläre Leichtfüllstoffe, beispielsweise Spheres aus Flugasche, beinhaltet, und einem geeigneten Bindemittel, das dem Formteil nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug (etwa einem Formteilkasten wie einem Kernkasten oder einem Formkasten, s.u.) eine ausreichende mechanische Festigkeit verleiht. Im unausgehärteten Zustand wird die Mischung aus Formgrundstoff und Bindemittel, welche gegebenenfalls noch weitere Additive enthalten kann, als „Formstoffmischung“ bezeichnet.Foundry molded parts used in metal casting (hereinafter also referred to as “molded parts”), in particular cores, molds and feeders (including feeder caps and wrappings or feeder sleeves), consist regularly of a refractory base material which, depending on the application, contains one or more refractory solids , for example quartz sand, and / or one or more particulate light fillers, for example spheres from fly ash, and a suitable binder which gives the molded part sufficient mechanical after removal from the mold (for example a molded part box such as a core box or a molded box, see below) Gives strength. In the uncured state, the mixture of molding base material and binder, which may also contain other additives, is referred to as a “molding material mixture”.

Feuerfeste Feststoffe liegen bevorzugt partikulär und in einer rieselfähigen Form vor, so dass sie, nach Einarbeitung in eine Formstoffmischung in eine geeignete Hohlform (das Formwerkzeug, s.o.) eingefüllt und dort verdichtet werden können. Speiser und Kerne werden zu diesem Zweck meist in Kernschießmaschinen unter Druck in eine Form eingebracht, d.h. „geschossen“. Kleinere Formteile werden oft ebenfalls geschossen, während größere Formteile, insbesondere größere Gussformen, meist in einem Formkasten durch Stampfen geformt werden. Allgemein können alle Formteile auch durch Stampfen in entsprechenden Formen, beispielsweise im Handform-Verfahren, hergestellt werden. Um schießbare oder stampfbare Formstoffmischungen zu erhalten, muss deren Feuchtigkeitsgehalt, bei wasserbasierten Bindemitteln insbesondere deren Wassergehalt, entsprechend so eingestellt werden, dass die Formstoffmischung für den entsprechenden Formvorgang eine ausreichende Formstabilität aufweist, bzw. es muss das Verhältnis der flüssigen Bestandteile der Fomstoffmischung zu deren festen Bestandteilen entsprechend eingestellt werden.Refractory solids are preferably particulate and in a free-flowing form, so that after incorporation into a molding material mixture they can be filled into a suitable hollow mold (the molding tool, see above) and compressed there. For this purpose, feeders and cores are usually introduced into a mold in core shooters under pressure, i.e. "Shot". Smaller moldings are often also shot, while larger moldings, especially larger molds, are usually molded in a mold box by stamping. In general, all molded parts can also be produced by stamping in appropriate shapes, for example using the hand molding method. In order to obtain shootable or tampable molding material mixtures, their moisture content, and in the case of water-based binders in particular their water content, must be set accordingly so that the molding material mixture has sufficient dimensional stability for the corresponding molding process, or the ratio of the liquid components of the molding material mixture to their solid content Components are set accordingly.

Formteile wie Gussformen, Kerne und Speiser müssen verschiedene Gießerei-typische Anforderungen erfüllen. Art und Ausmaß der Erfüllung dieser Anforderungen werden dabei wesentlich durch das zu ihrer Herstellung eingesetzte Bindemittel bestimmt:Molded parts such as molds, cores and feeders must meet various typical foundry requirements. The type and extent of the fulfillment of these requirements are essentially determined by the binder used to manufacture them:

Nach der Herstellung eines Formteiles, d.h. unmittelbar nach der Entnahme des Formteiles aus dem Herstellungs-Werkzeug, sollte das Formteil eine möglichst hohe Festigkeit aufweisen. Die Festigkeiten zu diesem Zeitpunkt („Anfangsfestigkeit“, auch bezeichnet als „Grünstandsfestigkeit“, siehe auch unten) sind besonders wichtig für die sichere Handhabung von Kernen, Gussformen oder Speisern bei der Entnahme aus dem Herstellungs-Werkzeug.After the production of a molded part, i.e. immediately after the molded part has been removed from the production tool, the molded part should have the highest possible strength. The strengths at this point in time (“initial strength”, also referred to as “green stability”, see also below) are particularly important for the safe handling of cores, molds or feeders when they are removed from the manufacturing tool.

Auch eine hohe sogenannte Endfestigkeit (d.h. die Festigkeit nach vollständiger Aushärtung des Formteils) und eine hohe Temperaturbeständigkeit eines Formteils beim eigentlichen Metall-Abguss sind wichtig, insbesondere für Kerne und Gussformen, damit sich das Formteil unter dem Gewicht des Gießmetalls nicht verformt (d.h. eine gute Formbeständigkeit während des Gießvorganges behält, auch als „Abgussfestigkeit“ bezeichnet) und das damit hergestellte Metall-Gussstück möglichst ohne Gussfehler hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang ist es auch wichtig, dass die eingesetzten Formteile eine möglichst saubere bzw. glatte Oberfläche ohne Verzerrungen oder dergleichen aufweisen, da sich sonst Oberflächen-Defekte der Formteile auf die Oberflächen der mit ihrer Hilfe hergestellten Metall-Gussstücke übertragen können.A high so-called final strength (i.e. the strength after the molded part has completely hardened) and a high temperature resistance of a molded part during the actual metal casting are important, especially for cores and molds, so that the molded part does not deform under the weight of the cast metal (i.e. a good one Retains its shape during the casting process, also referred to as "casting resistance") and the metal casting produced with it can be made as far as possible without casting defects. In this context, it is also important that the molded parts used have as clean or smooth a surface as possible without distortions or the like, since otherwise surface defects of the molded parts can be transferred to the surfaces of the metal castings produced with them.

Weiterhin ist eine hohe Beständigkeit der Formteile gegen wässrige Feuchtigkeit von großem Vorteil. Allgemein erlaubt eine solche hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit eine längere Lagerdauer der Formteile, selbst unter anspruchsvollen klimatischen Bedingungen (warmes, feuchtes Klima) und im Idealfall über mehrere Tage oder Wochen, was eine Produktion von Formteilen auf Vorrat sowie deren Lagerhaltung erleichtert oder erst ermöglicht. Hierdurch gewinnt die industrielle Fertigung von Metall-Gusstücken mit diesen Formteilen erheblich an Flexibilität. Es hat sich außerdem gezeigt, dass bei allen im Metallguss eingesetzten Formteilen, insbesondere bei Speisern, eine Wasseraufnahme (etwa während deren Lagerung durch Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft) dazu führen kann, dass sich bei den hohen Temperaturen des Metall-Abgusses aus entsprechenden Wassereinlagerungen Dampfblasen bilden, welche zur Lunkerbildung im Metall-Gussstück führen können, wodurch dieses dann unbrauchbar wird. Im Extremfall kann es durch schlagartige Wasserdampfbildung sogar zu Explosionen kommen. Ebenso ist eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit der Formteile vorteilhaft, da sie z.B. deren Verwendung mit unterschiedlichen Schlichtentypen und insbesondere auch mit wasserbasierten Schlichten erlaubt. Schlichten sind Trennmittel auf keramischer Basis, welche in gewissen Fällen den direkten Kontakt zwischen Formteilen, beispielsweise Kernen, und der Metallschmelze verhindern sollen, damit diese den hohen thermischen Belastungen beim Metall-Abguss besser widerstehen können. Furthermore, the high resistance of the molded parts to aqueous moisture is a great advantage. In general, such a high level of moisture resistance allows the molded parts to be stored for a longer period of time, even under demanding climatic conditions (warm, humid climate) and ideally over several days or weeks, which facilitates the production of molded parts in stock and their storage. As a result, the industrial production of metal castings with these molded parts gains considerable flexibility. It has also been shown that with all molded parts used in metal casting, in particular with feeders, water absorption (for example during their storage due to the absorption of moisture from the air) can lead to the corresponding water deposits at the high temperatures of the metal casting Form vapor bubbles, which can lead to the formation of voids in the metal casting, which then makes it unusable. In extreme cases, sudden water vapor formation can even lead to explosions. A high level of moisture resistance of the molded parts is also advantageous, since it allows, for example, their use with different types of size and in particular also with water-based sizes. Finishes are release agents on a ceramic basis, which in certain cases are intended to prevent direct contact between molded parts, for example cores, and the molten metal, so that they can better withstand the high thermal loads during metal casting.

Im Hinblick auf eine hohe Metall-Abgussgüte ist es auch wünschenswert, dass Formteile der Metallschmelze möglichst wenig Wärmeenergie entziehen, z.B. durch Reaktionen des Bindemittels, wie sie etwa bei bekannten Schmelzreaktionen von Wasserglasbindern auftreten können. Ein solcher Entzug von Wärmeenergie kann zu vorzeitiger Erstarrung der Metallschmelze führen und dadurch zu einem unvollständigen Guss. Diese Charakterisierung eines Bindemittels durch dessen Eigenschaften, selbst Wärmeenergie aufzunehmen, wird auch als dessen „Abschreckverhalten“ bezeichnet. Insbesondere bei Speisern ist eine besonders gute Wäremisolierwirkung erwünscht oder notwendig, um die Metallschmelze beim Metall-Abguss möglichst lange flüssig zu halten und eine möglichst geringe Lunkerbildung im Metall-Gussstück zu erreichen, wobei eine allenfalls auftretende Lunkerbildung möglichst weit außerhalb des gefertigten Metall-Gussstückes (etwa nur im Speiser) auftreten darf.In view of a high metal casting quality, it is also desirable that molded parts withdraw as little thermal energy from the molten metal, e.g. by reactions of the binder, such as can occur in known melting reactions of water glass binders. Such a withdrawal of thermal energy can lead to premature solidification of the molten metal and thus to an incomplete casting. This characterization of a binder by its properties to absorb thermal energy itself is also referred to as its "quenching behavior". Particularly in the case of feeders, a particularly good thermal insulation effect is desired or necessary in order to keep the molten metal liquid as long as possible during the casting of the metal and to achieve the lowest possible formation of voids in the metal casting, any void formation occurring as far as possible outside the finished metal casting ( only in the feeder).

Nach erfolgtem Gießvorgang soll sich ein Formteil dann unter dem Einfluss der vom Gießmetall abgegebenen Hitze möglichst so zersetzen, dass es seine mechanische Festigkeit verliert, also der Zusammenhalt zwischen einzelnen Partikeln des Formgrundstoffs verloren geht. Im Idealfall zerfällt das Formteil dann wieder zu feinen Partikeln des Formgrundstoffs, die sich mühelos und möglichst rückstandsfrei vom Metall-Gussstück entfernen lassen. Handelt es sich bei dem Formteil um einen Kern, führen solche vorteilhaften Zerfallseigenschaften zu einer besonders guten Entkernbarkeit eines Metall-Gussstückes.After the casting process has taken place, a molded part should then decompose as much as possible under the influence of the heat emitted by the casting metal in such a way that it loses its mechanical strength, that is to say the cohesion between individual particles of the base material is lost. In the ideal case, the molded part then disintegrates into fine particles of the basic molding material, which can be removed from the metal casting effortlessly and with as little residue as possible. If the molded part is a core, such advantageous disintegration properties lead to a particularly good removability of a metal casting.

In diesem Zusammenhang ist es auch besonders wünschenswert, dass die Zersetzung des Formteils, welche in der Regel mit einer thermischen Zersetzung des Bindemittels einhergeht, möglichst emissionsfrei, d.h. ohne Emission unangenehmer Gerüche und/oder sogar gesundheitsgefährdender Stoffe, vonstattengeht, um eine Belästigung oder gesundheitliche Gefährdung des in der Gießerei tätigen Personals möglichst gering zu halten, zu vermindern oder im Idealfall auszuschließen. Eine solche Beeinträchtigung durch unangenehme Gerüche und/oder gesundheitsgefährdender Stoffe kann vor allem beim Abguss mit der heißen Metallschmelze auftreten, in welchem Fall insbesondere die meist aus der Gussform herausragenden Speiser die Hauptursache bilden, aber auch noch nach dem Erstarren des Metall-Gussstücks, wenn dieses von der Gussform befreit („ausgepackt“ oder „entformt“) wird.In this context, it is also particularly desirable that the decomposition of the molded part, which is usually accompanied by thermal decomposition of the binder, is as emission-free as possible, i.e. without the emission of unpleasant smells and / or even substances that are hazardous to health, in order to minimize, reduce or ideally exclude any nuisance or health risks to the personnel working in the foundry. Such an impairment due to unpleasant smells and / or substances hazardous to health can occur especially when casting with the hot molten metal, in which case the feeders, which usually protrude from the mold, are the main cause, but also after the metal casting has solidified, if this is freed from the mold ("unpacked" or "demolded").

Zur Herstellung von Formteilen für die Gießereiindustrie sind bereits verschiedene organische und anorganische Bindemittel bekannt, die alle mit für sie typischen Beschränkungen oder Nachteilen behaftet sind.Various organic and inorganic binders are already known for the production of molded parts for the foundry industry, all of which have limitations or disadvantages typical of them.

Im Bereich der organischen Bindemittel und Bindemittelsysteme sind solche bekannt, deren Aushärtung jeweils durch kalte oder heiße Verfahren erfolgen kann.In the field of organic binders and binder systems, those are known which can be cured by cold or hot processes.

Bei heißhärtenden Verfahren wird die Formstoffmischung nach der Formgebung z.B. durch das erwärmte Formwerkzeug auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, um das im Bindemittel enthaltene Lösemittel auszutreiben und/oder um eine chemische Reaktion zu initiieren, durch welche das Bindemittel ausgehärtet wird. Ein Beispiel für ein solches heißhärtendes Verfahren ist das sogenannte „Hot-Box-Verfahren“. Es wird heute hauptsächlich in der Großserienfertigung von Kernen angewendet.In the case of thermosetting processes, the molding material mixture is shaped e.g. heated to a sufficiently high temperature by the heated molding tool in order to drive off the solvent contained in the binder and / or to initiate a chemical reaction by means of which the binder is cured. An example of such a thermosetting process is the so-called "hot box process". Today it is mainly used in the large-scale production of cores.

Als kalthärtende Verfahren bezeichnet man dabei solche Verfahren, welche im Wesentlichen ohne Erhitzen des zur Kernherstellung verwendeten Formwerkzeugs durchgeführt werden, i.d.R. bei Raumtemperatur oder bei einer durch eine etwaige, meist chemische, Reaktion verursachten Temperatur. Die Aushärtung erfolgt beispielsweise durch ein Gas, welches durch die zu härtende Formstoffmischung geleitet wird und dabei eine entsprechende chemische Reaktion auslöst. Ein Beispiel für ein solches kalthärtendes Verfahren ist das sogenannte „Cold-Box-Verfahren“, welches heute in großem Umfang in der Gießereiindustrie eingesetzt wird.Cold-hardening processes are processes which are carried out essentially without heating the mold used for core production, usually at room temperature or at a temperature caused by any, usually chemical, reaction. The curing takes place, for example, by a gas which is passed through the molding material mixture to be hardened and thereby triggers a corresponding chemical reaction. An example of such a cold-hardening process is the so-called “cold box process”, which is used extensively in the foundry industry today.

Sowohl Hot-Box-Verfahren als auch Cold-Box-Verfahren setzen nach dem Stand der Technik allerdings organische Bindemittel auf Phenolharzbasis ein. Diese weisen unabhängig von ihrer genauen Zusammensetzung den Nachteil auf, dass sie bei ihrer erwünschten Zersetzung durch die beim Metall-Abguss herrschenden Temperaturen z.T. erhebliche Mengen an Schadstoffen wie z.B. Benzol, Toluol und Xylol (auch „BTX“ abgekürzt) freisetzen. Außerdem führt der Metall-Abguss solcher organischen Bindemittel in aller Regel zu unerwünschten Geruchs- und Qualm- bzw. Rauch-Emissionen. Bei einigen derartigen Bindemittelsystemen treten unerwünschte Emissionen sogar schon bei der Herstellung und/oder der Lagerung der Formteile auf.According to the prior art, both hot-box processes and cold-box processes use organic binders based on phenolic resin. Irrespective of their exact composition, these have the disadvantage that, in the event of their desired decomposition, they are partly caused by the temperatures prevailing during metal casting. considerable amounts of pollutants such as Release benzene, toluene and xylene (also abbreviated "BTX"). In addition, the metal casting of such organic binders generally leads to undesirable odor and smoke or smoke emissions. In some such binder systems, undesirable emissions even occur during the manufacture and / or storage of the molded parts.

Als eine Alternative zu den vorgenannten organischen Bindemitteln sind entsprechende anorganische Bindemittel bekannt, welche die vorgenannte Erscheinung der Freisetzung unerwünschter Geruchs- bzw. Schadstoffe beim Metall-Abguss nicht oder nur in viel geringerem Umfang aufweisen. Ein Beispiel für ein solches anorganisches Bindemittel ist Wasserglas. Die entsprechende Formstoffmischung besteht im Wesentlichen aus Formgrundstoff, beispielsweise Quarzsand, und Wasserglas (als einer wässrigen Lösung von Alkalisilikaten). Die geformten Formstoffmischungen werden z.B. durch Begasen mit CO2 ausgehärtet.As an alternative to the aforementioned organic binders, corresponding inorganic binders are known which do not have the aforementioned phenomenon of releasing undesirable odors or pollutants during metal casting, or do so only to a much lesser extent. An example of such an inorganic binder is water glass. The corresponding molding material mixture essentially consists of molding material, for example quartz sand, and water glass (as an aqueous solution of alkali silicates). The shaped molding material mixtures are cured, for example, by gassing with CO 2 .

Die Verwendung solcher anorganischen Bindemittel ist jedoch mit anderen, typischen Nachteilen verbunden: So weisen aus anorganischen Bindemitteln hergestellte Formteile oft nur geringe Festigkeiten auf. Dies tritt besonders deutlich unmittelbar nach der Entnahme des Formteils aus dem Werkzeug zutage. Daneben führt Ihre häufig geringe Feuchtigkeitsbeständigkeit zu einer eingeschränkten Lagerfähigkeit der damit hergestellten Formteile. Weiterhin zeigen anorganische Bindemittel oft keine ausreichenden Zerfallseigenschaften, wodurch dann aufwändiges Nachbearbeiten der mit entsprechenden Formteilen hergestellten Metall-Gussstücke nötig wird. Es ist auch bekannt, dass wasserglasgebundene Speiser in der Regel weniger gute Isolationseigenschaften aufweisen, als mit organischen Bindemitteln gebundene Speiser. Schließlich sind anorganische Bindersysteme wie Wasserglas auch dafür bekannt, dass sie beim Metall-Abguss merklich selbst Wärmeenergie aufnehmen, d.h. verbrauchen, wodurch die Metallschmelze verhältnismäßig früh erstarrt so dass es zu Gießfehlern kommen kann. Dies trifft vor allem für den Eisen- und Stahlguss mit den dort erforderlichen hohen Abgusstemperaturen zu.However, the use of such inorganic binders is associated with other, typical disadvantages: moldings made from inorganic binders often have only low strengths. This is particularly evident immediately after the molded part has been removed from the tool. In addition, their often low moisture resistance leads to a limited shelf life of the molded parts produced with them. In addition, inorganic binders often do not have sufficient disintegration properties, which means that time-consuming reworking of the metal castings produced with corresponding molded parts is necessary. It is also known that waterglass-bound feeders generally have less good insulation properties than feeders bound with organic binders. Finally, inorganic binder systems such as water glass are also known to noticeably absorb heat energy when metal is poured, i.e. consume, whereby the metal melt solidifies relatively early so that casting errors can occur. This is especially true for iron and steel casting with the high casting temperatures required there.

Im Stand der Technik werden bereits eine Reihe von auch organischen Bindemitteln sowie Verfahren zur Herstellung von Formteilen unter Einsatz solcher Bindemittel diskutiert:

  • Das Dokument DE 10 2007 031376 A1 beschreibt ein alternatives Cold-Box-Verfahren mit Rohölen.
  • Das Dokument DE 196 154 00 A1 beschreibt ein Polymer, seine Verwendung als Bindemittel zur Herstellung keramischer Grünkörper und ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Gegenständen.
  • In dem Dokument JPH 061 57860 A werden Wasser-resistente Zusammensetzungen beschrieben.
  • In dem Dokument JPS 61 276813 A werden härtbare Zusammensetzungen angegeben.
  • Das Dokument EP 677 346 A2 betrifft ein Gießverfahren unter Verwendung eines Gießkerns aus synthetischem Harz, einen synthetischen Harzkern sowie ein Gusswerkstück.
  • In dem Dokument WO 96/26231 A1 wird ein chemischer Binder beschrieben, umfassend einen Ester-basierten Polyol, ein Isocyanat und einen Katalysator.
  • Das Dokument WO 2011/044003 A2 betrifft auf Lignit-Urethan basierende Harze für Gusssand mit verbesserter Leistung.
  • In dem Dokument WO 2017/071695 A1 werden Phenol-Formaldehydharz-freie Bindemittel für Gießerei-Formsande beschrieben.
A number of organic binders as well as processes for the production of molded parts using such binders are already discussed in the prior art:
  • The document DE 10 2007 031376 A1 describes an alternative cold box process with crude oils.
  • The document DE 196 154 00 A1 describes a polymer, its use as a binder for the production of ceramic green bodies and a process for the production of ceramic objects.
  • JPH 061 57860 A describes water-resistant compositions.
  • In document JPS 61 276813 A curable compositions are given.
  • The document EP 677 346 A2 relates to a casting method using a synthetic resin casting core, a synthetic resin core and a casting workpiece.
  • In the document WO 96/26231 A1 describes a chemical binder comprising an ester-based polyol, an isocyanate and a catalyst.
  • The document WO 2011/044003 A2 concerns lignite-urethane based resins for cast sand with improved performance.
  • In the document WO 2017/071695 A1 Phenol-formaldehyde resin-free binders for foundry molding sands are described.

Es besteht jedoch auch angesichts des Standes der Technik noch ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Herstellung metallischer Gussstücke bzw. zur Herstellung gehärteter Formteile zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, welches eine, mehrere und im Idealfall alle der folgenden vorteilhaften Eigenschaften verwirklicht:

  • - eine hohe, jedenfalls für praktische Einsatzzwecke ausreichende, Anfangsfestigkeit der nach dem Verfahren hergestellten Formteile;
  • - eine hohe Endfestigkeit der nach dem Verfahren hergestellten Formteile;
  • - eine hohe Abgussfestigkeit bzw. Temperaturbeständigkeit der nach dem Verfahren hergestellten Formteile;
  • - eine saubere bzw. glatte Oberfläche der nach dem Verfahren hergestellten Formteile;
  • - eine möglichst hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. eine möglichst hohe Wasserfestigkeit der nach dem Verfahren hergestellten Formteile, so dass u.a. eine möglichst gute bzw. lange Lagerfähigkeit der Formteile auch bei unterschiedlichen Klimabedingungen resultiert und/oder diese mit wasserbasierten Schlichten eingesetzt werden können;
  • - eine möglichst geringe Wärmeenergieaufnahme und im Idealfall eine gute Wärmeisolierungswirkung beim Metall-Abguss der nach dem Verfahren hergestellten Formteile;
  • - eine möglichst geringe Emission von Geruchs- und/oder Schadstoffen sowie von Rauch oder Qualm der nach dem Verfahren hergestellten Formteile, insbesondere unter den Bedingungen eines Metall-Abgusses, sowohl beim Abguss von Leichtmetallen und deren Legierungen als auch beim Eisen- und Stahlabguss;
  • - der wenigstens teilweise Einsatz nachwachsender Ausgangsstoffe;
  • - einen möglichst geringen apparativen Aufwand bei der Durchführung des Verfahrens, insbesondere eine Durchführbarkeit (auch) ohne heizbare Werkzeuge (d.h. durchführbar mindestens ähnlich einem bekannten Cold-Box-Herstellungsverfahren und mit einer entsprechenden apparativen Ausstattung).
However, even in view of the prior art, there is still a need for a method for producing metallic castings or for producing hardened molded parts for use in casting metallic castings, which realizes one, more and, ideally, all of the following advantageous properties:
  • - A high, at least for practical purposes, sufficient initial strength of the molded parts produced by the process;
  • - A high final strength of the molded parts produced by the process;
  • - a high casting resistance or temperature resistance of the molded parts produced by the process;
  • - A clean or smooth surface of the molded parts produced by the process;
  • - The highest possible moisture resistance or the highest possible water resistance of the molded parts produced by the process, so that among other things the best possible or long shelf life of the molded parts results even under different climatic conditions and / or these can be used with water-based sizes;
  • - The lowest possible heat energy absorption and ideally a good heat insulation effect when casting metal from the molded parts produced by the process;
  • - The lowest possible emission of odors and / or pollutants as well as smoke or smoke from the molded parts produced by the process, in particular under the conditions of a metal casting, both when casting light metals and their alloys and when casting iron and steel;
  • - the at least partial use of renewable raw materials;
  • the least possible outlay in terms of apparatus when carrying out the method, in particular feasibility (also) without heatable tools (ie feasible at least similar to a known cold box production method and with appropriate apparatus).

Weiterhin besteht auch ein Bedürfnis nach einem Bindemittel für ein Formteil beim Gießen von metallischen Gussstücken, welches eine, mehrere und im Idealfall alle der oben angegebenen vorteilhaften relevanten Eigenschaften aufweist bzw. bewirkt sowie nach einer Formstoffmischung zur Verwendung in einem solchen Verfahren. Weiter besteht auch ein Bedürfnis nach einem Formteil, welches eine, mehrere und im Idealfall alle, der im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren genannten relevanten Eigenschaften aufweist. Ebenfalls besteht auch noch ein Bedürfnis nach einem Bindemittel, das es erlaubt, grünstandsfeste Formteile für die Anwendung in der Gießereiindustrie zu fertigen, v.a. im Sinne einer flexiblen Gestaltung von entsprechenden Herstellungsverfahren.Furthermore, there is also a need for a binder for a molded part in the casting of metallic castings, which has or effects one, several and, ideally, all of the advantageous relevant properties specified above, and for a molding material mixture for use in such a process. There is also a need for a molded part which has one, several and, ideally, all of the relevant properties mentioned in connection with the method described above. There is also still a need for a binder which allows green-stable molded parts to be produced for use in the foundry industry, especially in terms of flexible design of corresponding manufacturing processes.

Es war daher eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussstückes bzw. zur Herstellung eines gehärteten Formteils zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken zur Verfügung zu stellen, welches eine, mehrere und im Idealfall alle der oben angegebenen vorteilhaften Eigenschaften bewirkt bzw. aufweist sowie eine Formstoffmischung v.a. zur Verwendung in dem vorgenannten Verfahren.It was therefore a primary object of the present invention to provide a method for producing a metallic casting or for producing a hardened molded part for use in casting metallic castings, which process brings about one, more and, ideally, all of the advantageous properties stated above or has and a molding material mixture va for use in the aforementioned method.

Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bindemittel zur Verwendung für ein Formteil beim Gießen von metallischen Gussstücken anzugeben, welches eine, mehrere und im Idealfall alle der oben angegebenen vorteilhaften relevanten Eigenschaften aufweist bzw. bewirkt.It was a further object of the present invention to provide a binder for use in a molded part in the casting of metallic castings, which has or effects one, several and ideally all of the advantageous relevant properties indicated above.

Eine spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es auch, ein gehärtetes Formteil für die Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken bereitzustellen, welches eine, mehrere und im Idealfall alle der im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren genannten relevanten Eigenschaften aufweist.A specific object of the present invention was also to provide a hardened molded part for use in the casting of metallic castings, which has one, several and ideally all of the relevant properties mentioned in connection with the method described above.

Zusätzlich bestand eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Bindemittel bereitzustellen, das es erlaubt, auch grünstandsfeste Formteile für die Anwendung in der Gießereiindustrie zu fertigen, möglichst bei Raumtemperatur.In addition, it was an object of the present invention to provide a binder which also makes it possible to produce moldings which are green-stable for use in the foundry industry, if possible at room temperature.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die primäre Aufgabe sowie weitere Aufgaben und/oder Teilaufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden durch ein erfindungsgemäßes Verfahren i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks und/oder ii) zur Herstellung eines gehärteten Formteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, mit folgenden Schritten:

  • V1) Herstellen einer Formstoffmischung, umfassend die folgenden Bestandteile (oder bestehend aus den folgenden Bestandteilen):
    1. a) mindestens einen Formgrundstoff,
    2. b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I),
    3. c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
      • c1) ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und
      • c2) ein oder mehrere Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere;
      und
    4. d) Wasser;
  • V2) Formen der Formstoffmischung, und anschließend
  • V3) Härten der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes in einem oder mehreren Schritten, so dass ein gehärtetes Formteil resultiert.
It has now surprisingly been found that the primary object and further objects and / or partial objects of the present invention are achieved by a method i) according to the invention for producing a metallic casting and / or ii) for producing a hardened molded part selected from the group consisting of a mold , Core and feeder, for use in casting metallic castings, with the following steps:
  • V1) Preparation of a molding material mixture comprising the following constituents (or consisting of the following constituents):
    1. a) at least one basic molding material,
    2. b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups - CH 2 -CH (OH) - (I),
    3. c) as hardener component, one or both components selected from the group consisting of:
      • c1) one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and
      • c2) one or more polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s);
      and
    4. d) water;
  • V2) shaping the molding material mixture, and then
  • V3) hardening the molded molding material mixture or a resulting, non-hardened secondary product in one or more steps, so that a hardened molded part results.

Die Erfindung sowie erfindungsgemäß bevorzugte Kombinationen bevorzugter Parameter, Eigenschaften und/oder Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert. Bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden auch in der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Beispielen angegeben bzw. definiert.The invention and combinations of preferred parameters, properties and / or components of the present invention which are preferred according to the invention are defined in the appended claims. Preferred aspects of the present invention are also specified or defined in the following description and in the examples.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, einschließlich seiner Varianten und bevorzugten Varianten, lassen sich gehärtete Formteile für die Gießereiindustrie herstellen, insbesondere Formen, Kerne und Speiser (isolierende Speiser sowie exotherme Speiser, einschließlich Speiserkappen und Speiserhülsen), welche eine Vielzahl von vorteilhaften Eigenschaften aufweisen. Je nach Ausgestaltung des Verfahrens (bzw. seiner Varianten oder bevorzugten Varianten) können eine, mehrere, oder im Idealfall alle der vorstehend aufgeführten vorteilhaften Eigenschaften verwirklicht werden. Allen Varianten und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemeinsam, dass darin lediglich geringe Emissionen von Geruchs- und/oder Schadstoffen sowie von Rauch oder Qualm auftreten. In bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens treten sogar nur sehr geringe Emissionen von Geruchs- und/oder Schadstoffen sowie von Rauch oder Qualm auf. Weiterhin ist allen Varianten und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemeinsam, dass die danach hergestellten Formteile nur wenig zur Aufnahme von Wärmeenergie neigen und ein vorteilhaftes Abschreckverhalten zeigen.With the method according to the invention, including its variants and preferred variants, hardened molded parts can be produced for the foundry industry, in particular molds, cores and feeders (insulating feeders and exothermic feeders, including feeder caps and feeder sleeves), which have a large number of advantageous properties. Depending on the design of the method (or its variants or preferred variants), one, several or, ideally, all of the advantageous properties listed above can be achieved. All variants and configurations of the method according to the invention have in common that only low emissions of odor and / or pollutants as well as of smoke or smoke occur in them. In preferred embodiments of the method according to the invention, only very low emissions of odorous and / or pollutants as well as smoke or smoke occur. Furthermore, all variants and configurations of the method according to the invention have in common that the molded parts produced thereafter have little tendency to absorb thermal energy and exhibit advantageous quenching behavior.

In dem vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird die Formstoffmischung im Schritt V1) vorzugsweise hergestellt durch intensives Vermischen der Komponenten a) bis d) miteinander, um eine möglichst homogene Verteilung in der Formstoffmischung zu erhalten. Das Vermischen der Komponenten miteinander erfolgt auf an sich bekannte Weise, beispielsweise mit einem für diese Zwecke geeigneten Rührer, etwa einem Flügelrührer. Zu bevorzugten Ausgestaltungen der Bestandteile a) bis c) siehe unten.In the process according to the invention specified above, the molding material mixture in step V1) is preferably produced by intensively mixing the components a) to d) with one another in order to obtain a homogeneous distribution in the molding material mixture. The components are mixed with one another in a manner known per se, for example with a stirrer suitable for this purpose, for example a paddle stirrer. For preferred configurations of components a) to c) see below.

In Schritt V2) wird die Formstoffmischung zu einer dreidimensionalen Struktur geformt, ausgewählt aus Gussform, Kern und Speiser (einschließlich Speiserkappen und Speiserhülsen). Vorzugsweise wird der Schritt V2) in einem Formwerkzeug durchgeführt.In step V2) the molding material mixture is formed into a three-dimensional structure, selected from the casting mold, core and feeder (including feeder caps and feeder sleeves). Step V2) is preferably carried out in a molding tool.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff „Formwerkzeug“ jedes Werkzeug, welches in der Gießereiindustrie zur Formgebung von Formteilen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser (einschließlich Speiserkappen und Speiserhülsen), eingesetzt werden kann, insbesondere Formteilkästen (einschließlich Formkästen und Kernkästen) und Schießmaschinen zum Schießen von Formteilen, insbesondere Kernschießmaschinen.In the context of the present invention, the term “molding tool” denotes any tool which can be used in the foundry industry for shaping molded parts, preferably selected from the group consisting of casting mold, core and feeder (including feeder caps and feeder sleeves), in particular molded part boxes (including Molding boxes and core boxes) and shooting machines for shooting molded parts, in particular core shooting machines.

Sofern das Formen in Schritt V2) in einer Schießmaschine durchgeführt wird, wird dazu vorzugsweise vor oder beim Formen der Formstoffmischung das Verhältnis von Gesamt-Feuchtigkeitsgehalt zu Gesamt-Feststoffgehalt in der Formstoffmischung so eingestellt, dass die Formstoffmischung in einer Schießmaschine verschießbar bzw. in einem Formteilkasten stampfbar ist. Diese Einstellung ist dem Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres möglich.If the molding in step V2) is carried out in a shooting machine, the ratio of total moisture content to total solids content in the molding material mixture is preferably set before or during molding of the molding material mixture such that the molding material mixture can be fired in a shooting machine or in a molding box is stompable. This setting is readily possible for the person skilled in the art.

Der Schritt V3) des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Härten der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes, so dass ein gehärtetes Formteil resultiert. Vorzugsweise resultiert durch das Härten in Schritt V3) ein mindestens formbeständig gehärtetes Formteil. „Formbeständig“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein Formteil mit dieser Eigenschaft seine Form so beibehält, auch z.B. nach Entfernung des Formwerkzeugs, dass es mindestens ohne Verlust oder Beeinträchtigung seiner Form gehandhabt und beispielsweise am Herstellungsort zu einer nachfolgenden weiteren Verarbeitungsstätte transportiert werden kann. Step V3) of the method according to the invention specified above comprises hardening the molded molding material mixture or a non-hardened secondary product resulting therefrom, so that a hardened molded part results. The hardening in step V3) preferably results in an at least dimensionally hardened molded part. In this context, “dimensionally stable” means that a molded part with this property retains its shape, even after the mold has been removed, for example, that it can be handled at least without loss or impairment of its shape and, for example, can be transported to a further processing site at the place of manufacture.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst das Härten der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes in Schritt V3) einen, zwei oder alle drei Schritte (jeweils soweit in einer bestimmten Variante oder Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • V31) Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere (in der geformten Formstoffmischung und/oder dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt) so dass ein grünstandsfestes Formteil resultiert (Näheres dazu siehe unten),
  • V32) Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder (sofern vorher Schritt V31) durchgeführt wurde) des grünstandsfesten Formteils durch Erhitzen und/oder Entfernen von Wasser (Näheres dazu siehe unten), und
  • V33) Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere der Formel I (Bestandteil b)) mit Isocyanat-Gruppen der Polyisocyanate (Bestandteil c1), soweit vorhanden), vorzugsweise der aliphatischen Polyisocyanate, in der geformten Formstoffmischung und/oder in dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder in dem grünstandsfesten Formteil (sofern vorher Schritt V31) durchgeführt wurde), so dass als gehärtetes Formteil ein vernetztes Formteil resultiert (Näheres dazu siehe unten).
In the context of the present invention, the hardening of the shaped molding material mixture or a non-hardened secondary product resulting therefrom in step V3) comprises one, two or all three steps (in each case as far as applicable in a specific variant or embodiment of the method according to the invention) selected from the group consisting of :
  • V31) Precipitation of at least portions of the one or more biopolymers (in the molded molding material mixture and / or the resulting, non-hardened secondary product), so that a green component is obtained (for further details see below),
  • V32) treating the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or (if step V31 was carried out beforehand) the green stand-resistant molded part by heating and / or removing water (for details see below), and
  • V33) Crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) (formula b) (component b)) with isocyanate groups of the polyisocyanates (component c1), if present), preferably the aliphatic polyisocyanates, in the molded molding material mixture and / or in it The resulting, non-hardened secondary product and / or in the green-stable molded part (if step V31 was carried out beforehand), so that a cross-linked molded part results as a hardened molded part (for details see below).

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung und übereinstimmend mit dem üblichen Verständnis in der Fachwelt bedeutet der Begriff „grünstandsfest“ „formbeständig bzw. formstabil gehärtet bzw. vorgehärtet, aber noch nicht für den eigentlich vorgesehenen Zweck ausreichend gehärtet oder ausgehärtet“. Ein grünstandsfestes Formteil weist etwa eine zur Entnahme aus einem Formwerkzeug oder eine zur Überführung in einen nächsten Verarbeitungsschritt ausreichende Härte auf, weist aber meistens noch keine ausreichende Härte für den letztlich vorgesehenen Zweck auf, hier also für die Verwendung zur Herstellung eines metallischen Gussstücks. Die Herstellung eines grünstandsfesten Formteils im erfindungsgemäßen Verfahren ist beispielsweise dann bevorzugt, wenn das Verfahren ohne beheizbare Formwerkzeuge ausgeführt wird: ein grünstandsfestes Formteil kann dann zusammen mit oder auch ohne das zu seiner Herstellung verwendete Formwerkzeug weiter behandelt werden, insbesondere gemäß Schritt V32) und/oder Schritt V33) des erfindungsgemäßen Verfahrens, beispielsweise in einem üblichen Trockenofen. Zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils in Schritt V3) bzw. V31) ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anwesenheit von Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, in der Formstoffmischung erforderlich. Ein nach Schritt V31) erhaltenes grünstandsfestes Formteil stellt ein gehärtetes Formteil im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.In the context of the present invention and in accordance with the usual understanding in the professional world, the term “green-stable” means “dimensionally stable or dimensionally stable hardened or pre-hardened, but not yet hardened or hardened sufficiently for the intended purpose”. A green part that is stable on green has, for example, a hardness that is sufficient for removal from a molding tool or for transfer to a next processing step, but usually still does not have sufficient hardness for the ultimately intended purpose, here for use in the production of a metallic casting. The production of a green part that is stable in the process according to the invention is preferred, for example, when the process is carried out without heatable molds: a green part that is stable in the green can then be treated further with or without the mold used for its production, in particular according to step V32) and / or Step V33) of the method according to the invention, for example in a conventional drying oven. In order to produce a green part that is resistant to green standing in step V3) or V31), the presence of constituent c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, in the molding material mixture is required by the process according to the invention. A green-stable molded part obtained after step V31) represents a hardened molded part in the sense of the present invention.

In den bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin das Härten in Schritt V3) den Schritt V31) umfasst, werden zumindest Anteile, vorzugsweise wird die Gesamtmenge, der im Verfahren eingesetzten ein oder mehreren Biopolymere (vorzugsweise des Chitosans, dazu siehe unten) aus den wässrigen Anteilen der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes ausgefällt. Vorzugsweise geschieht dies auf an sich bekannte Weise durch Erhöhung des pH-Wertes dieser wässrigen Anteile. Die pH-Wert-Erhöhung kann auf jede bekannte Weise erfolgen, beispielsweise durch Zugabe von wässriger Lauge. Vorzugsweise wird der pH-Wert der wässrigen Anteile der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes erhöht durch Begasen mit einer oder mehreren unter den Reaktionsbedingungen gasförmigen alkalischen Verbindungen, vorzugsweise mit einem oder mehreren unter den Reaktionsbedingungen gasförmigen Aminen. Vorzugsweise ist das eine oder ist eines der mehreren gasförmigen Amine N,N,-Dimethylpropyla-min. Durch die Erhöhung des pH-Wertes in der geformten Formstoffmischung oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes, welches jeweils die ein oder mehreren Biopolymere aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine (vorzugsweise Chitosan) enthält, fallen zumindest Anteile dieser Biopolymere aus den wässrigen Bestandteilen der geformten Formstoffmischung oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes aus, so dass ein grünstandsfestes Formteil resultiert. Die Herstellung eines grünstandsfesten Formteils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann dabei auf an sich bekannte Weise erfolgen, insbesondere entsprechend dem Schritt des Härtens bzw. Aushärtens einer geformten Formstoffmischung (oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes) im Cold-Box-Verfahren: da zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Temperaturerhöhung (Erhitzen) nötig ist, kann dieser Schritt beispielsweise in einem an sich bekannten Cold-Box-Werkzeug durchgeführt werden. Hierfür eignet sich etwa eine Cold-Box-Kernschießmaschine ohne Heizvorrichtung, ohne dass hierfür nennenswerte Änderungen daran vorgenommen werden müssten, da etwa im Cold-Box-Verfahren der Schritt des Aushärtens der geformten Formstoffmischung (oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes) ebenfalls vorzugsweise mittels Begasen mit einem gasförmigen Amin erfolgt. Es können auf die vorgenannte Weise grünstandsfeste Gussformen, Kerne und Speiser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.In the preferred embodiments of the process according to the invention, in which the hardening in step V3) comprises step V31), at least proportions, preferably the total amount, of the one or more biopolymers used in the process (preferably the chitosan, see below) are obtained from the aqueous Shares of the molded molding material mixture or a resulting, not hardened secondary product precipitated. This is preferably done in a manner known per se by increasing the pH of these aqueous fractions. The pH can be increased in any known manner, for example by adding aqueous alkali. The pH value of the aqueous portions of the shaped molding material mixture or of an uncured secondary product resulting therefrom is preferably increased by gassing with one or more alkaline compounds which are gaseous under the reaction conditions, preferably with one or more amines which are gaseous under the reaction conditions. The one or more of the several gaseous amines is preferably N, N, -dimethylpropyla-min. As a result of the increase in the pH in the molded molding material mixture or the resulting, uncured secondary product, which in each case contains the one or more biopolymers from the group of poly-D-glucosamines (preferably chitosan), at least portions of these biopolymers fall out of the aqueous ones Ingredients of the molded molding material mixture or the resulting, not hardened secondary product, so that a green-stable molded part results. The production of a green part that is resistant to green stands can be carried out in a manner known per se, in particular according to the step the hardening or hardening of a shaped molding material mixture (or a non-hardened secondary product resulting therefrom) in the cold box process: since no temperature increase (heating) is necessary to produce a green-stable molded part according to the process of the invention, this step can be carried out, for example, in one step known cold box tool can be performed. A cold box core shooter without a heating device is suitable for this, without having to make any noteworthy changes to it, since in the cold box process, for example, the step of curing the molded molding material mixture (or the resulting, non-hardened secondary product) is also preferred by gassing with a gaseous amine. In the aforementioned manner, green molds, cores and feeders can be produced using the method according to the invention.

Die geformte Formstoffmischung (wie erhalten nach Schritt V2)) und/oder ein daraus entstandenes, nicht gehärtetes Folgeprodukt und/oder ein grünstandsfestes Formteil (wie erhalten nach Schritt V31)), wird vorzugsweise noch gemäß Schritt V32) weiter behandelt (siehe unten). Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Formteil weist nach Durchführung des Schrittes V32) meistens bereits eine ausreichende Härte für die Verwendung zur Herstellung eines metallischen Gussstücks auf. Das Behandeln in Schritt V3) bzw. V32) wird durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, und/oder durch den Entzug von Wasser aus Formstoffmischung, Folgeprodukt bzw. grünstandsfestem Formteil (wie vorstehend angegeben) erreicht, wie unten näher beschrieben.The shaped molding material mixture (as obtained after step V2)) and / or a non-hardened secondary product resulting therefrom and / or a green-stable molded part (as obtained after step V31)) is preferably further treated according to step V32) (see below). A molded part produced by the method according to the invention usually already has sufficient hardness for use in producing a metallic casting after step V32) has been carried out. The treatment in step V3) or V32) is carried out by heating the molded molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green component that is resistant to green residue, and / or by removing water from the molding material mixture, secondary product or green component that is resistant to green residue ( as indicated above) achieved as described in more detail below.

Soweit möglich (d.h. sofern in der Formstoffmischung in Schritt V1) der Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere, vorhanden ist) und gewünscht, wird ein nach Schritt V31) und/oder nach Schritt V32) erhaltenes (gehärtetes) Formteil in Schritt V33) weiter umgesetzt zu einem vernetzten (gehärteten) Formteil, durch Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere der Formel I mit Isocyanat-Gruppen der Polyisocyanate. Zur Herstellung eines vernetzten Formteils in Schritt V3) bzw. V33) ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anwesenheit von Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere, in der Formstoffmischung erforderlich.As far as possible (ie if component c2), one or more polyisocyanates are present as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) in the molding material mixture in step V1) and is desired, one after step V31) and / or after step V32 ) obtained (hardened) molded part in step V33) further converted into a crosslinked (hardened) molded part, by crosslinking hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) of formula I with isocyanate groups of the polyisocyanates. To produce a crosslinked molding in step V3) or V33), the presence of component c2), one or more polyisocyanates as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers, in the molding material mixture is required by the process according to the invention.

Das Vernetzen lassen der Hydroxygruppen mit den Isocyanat-Gruppen in Schritt V33) wird vorzugsweise durchgeführt durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils und den, vorzugsweise gleichzeitigen, Entzug von Wasser daraus, so dass es bei entsprechender Durchführung des Schrittes V32) und Anwesenheit von Bestandteil c2) in der Formstoffmischung zur mindestens teilweisen Vernetzung der Hydroxygruppen mit den Isocyanat-Gruppen kommt (Schritt V33)). In Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchen der Schritt V3) sowohl den Schritt V32) als auch den Schritt V33) umfasst, resultiert daher als Produkt bzw. Endprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein vernetztes (gehärtetes) Formteil, welches ein gehärtetes Formteil im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Näheres dazu siehe unten.The crosslinking of the hydroxyl groups with the isocyanate groups in step V33) is preferably carried out by heating the molded molding material mixture and / or the resulting uncured follow-up product and / or the green-resistant molded part and the, preferably simultaneous, removal of water therefrom, so that if step V32) is carried out accordingly and component c2) is present in the molding material mixture, the hydroxyl groups are at least partially crosslinked with the isocyanate groups (step V33)). In variants of the method according to the invention, in which step V3) comprises both step V32) and step V33), the product or end product of the method according to the invention therefore results in a crosslinked (hardened) molded part, which is a hardened molded part in the sense of the present Represents invention. See below for details.

Ein vernetztes (gehärtetes) Formteil (wie erhalten nach Durchführung von beiden Schritten V32) und Schritt V33)) weist in aller Regel eine ausreichende Härte für die Verwendung zur Herstellung eines metallischen Gussstücks auf und weist zusätzlich vorzugsweise eine vorteilhafte hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. eine hohe Wasserfestigkeit auf. Auch die Anfangsfestigkeit, die Endfestigkeit sowie die Abgussfestigkeit eines solchen vernetzten (gehärteten) Formteils sind in der Regel jeweils besonders hoch.A cross-linked (hardened) molded part (as obtained after carrying out both steps V32) and step V33)) generally has sufficient hardness for use in the production of a metallic casting and additionally preferably has an advantageous high moisture resistance or high water resistance on. The initial strength, the final strength and the casting strength of such a crosslinked (hardened) molded part are generally particularly high.

Bevorzugt ist ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren), wobei

  • - die Formstoffmischung als Härterkomponente c) (mindestens) den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, umfasst, und vorzugsweise (zusätzlich) den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, vorzugsweise aliphatische Polyisiocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere, umfasst

und/oder (vorzugsweise „und“)
  • - das Härten in Schritt V3) umfasst
    • V31) (bei Anwesenheit des Bestandteils c1)) das Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere, vorzugsweise durch Erhöhen des pH-Wertes der wässrigen Anteile der geformten Formstoffmischung, besonders bevorzugt durch Kontaktieren, vorzugsweise Begasen, mit einer alkalisch reagierenden gasförmigen Verbindung, ganz besonders bevorzugt durch Begasen mit einem gasförmigen Amin, so dass ein grünstandsfestes Formteil resultiert;
    und/oder (vorzugsweise „und“)
    • V32) das Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder (sofern vorher Schritt V31) durchgeführt wurde) des grünstandsfesten Formteils,
      • - durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder (vorzugsweise „und“)
      • - durch Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil.
Preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (ii) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred), wherein
  • - The molding material mixture as hardener component c) comprises (at least) component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, and preferably (additionally) component c2), one or more polyisocyanates, preferably aliphatic polyisiocyanates , as a crosslinking agent for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s)

and / or (preferably "and")
  • - the hardening in step V3)
    • V31) (in the presence of component c1)) the precipitation of at least portions of the one or more biopolymers, preferably by increasing the pH of the aqueous portions of the molded molding mixture, particularly preferably by contacting, preferably gassing, with an alkaline gaseous compound, very particularly preferably by gassing with a gaseous amine, so that a green-stable molded part results;
    and / or (preferably "and")
    • V32) the treatment of the shaped molding material mixture and / or the resulting, non-hardened secondary product and / or (if step V31 was carried out beforehand) the molded part which is stable on green,
      • by heating the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green part which is resistant to green standing, preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range from 150 ° C. to 250 ° C. and very particularly preferably in the range from 180 ° C. to 230 ° C., and / or (preferably “and”)
      • - By removing water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, non-hardened secondary product and / or from the green-proof molded part.

In vielen Fällen ist auch eine Ausgestaltung des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, wobei die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine umfasst (d.h. die Härterkomponente c) umfasst in dieser Ausgestaltung nicht den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate). In dieser in vielen Fällen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils der Schritt V31), das Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere, durchgeführt. Vorzugsweise wird in dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schritt V32) entweder mit der geformten Formstoffmischung (wie erhalten nach Schritt V2), dann ohne vorherige Durchführung des Schrittes V31)) oder - vorzugsweise - mit dem grünstandsfesten Formteil (wie erhalten nach Schritt V31), dann zusätzlich zu und nach vorheriger Durchführung des Schrittes V31)) durchgeführt.In many cases, an embodiment of the method according to the invention specified above is preferred, the molding material mixture as hardener component c) comprising only component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines (ie the hardener component c) comprises in this embodiment does not include component c2), one or more polyisocyanates). In this embodiment of the method according to the invention, which is preferred in many cases, step V31), the precipitation of at least portions of the one or more biopolymers, is preferably carried out to produce a green stand-resistant molded part. In this embodiment of the method according to the invention, step V32) is preferably carried out either with the shaped molding material mixture (as obtained after step V2), then without carrying out step V31 beforehand)) or - preferably - with the green part which is resistant to green (as obtained after step V31), then carried out in addition to and after the previous step V31)).

Das Entfernen von Wasser in Schritt V32) wird (in allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche den Schritt V32) und das Entfernen von Wasser umfassen) durch eine, zwei oder durch alle drei Maßnahmen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • - Gefriertrocknen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils,
  • - Vakuumtrocknen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, und
  • - Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils (und Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil);
ausgeführt. Vorzugsweise wird das Entfernen von Wasser in Schritt V32) (in allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche den Schritt V32) und das Entfernen von Wasser umfassen) ausgeführt durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils und (vorzugsweise gleichzeitiges) Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil.The removal of water in step V32) (in all variants of the method according to the invention, which include step V32) and the removal of water) is selected by one, two or by all three measures from the group consisting of:
  • Freeze-drying the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green part which is stable on greenery,
  • - Vacuum drying of the shaped molding material mixture and / or of the resulting, not hardened secondary product and / or of the molded part which is stable on green, and
  • - heating the molded molding material mixture and / or the resulting uncured secondary product and / or the green-resistant molded part (and removing water from the molded molding material mixture and / or the resulting uncured secondary product and / or the green-stable molded part);
executed. Preferably, the removal of water in step V32) (in all variants of the method according to the invention, which include step V32) and the removal of water) is carried out by heating the molded molding material mixture and / or the resulting uncured follow-up product and / or the green-resistant molded part and (preferably simultaneous) removal of water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, not hardened secondary product and / or from the green-stable molded part.

Bevorzugt ist auch eine Ausgestaltung des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise eines erfindungsgemäßen Verfahrens (ii) (vorzugsweise eines vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens), wobei die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine umfasst und welches, zusätzlich zu und nach dem oben definierten Schritt V31), den Schritt umfasst:

  • V32) das Behandeln des grünstandsfesten Formteils,
    • - durch Erhitzen des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder (vorzugsweise „und“)
    • - durch Entfernen von Wasser aus der dem grünstandsfesten Formteil.
Also preferred is an embodiment of the method according to the invention specified above, preferably a method according to the invention (ii) (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred), the molding material mixture as hardener component c) only comprising component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and which, in addition to and after step V31) defined above, comprises the step:
  • V32) the treatment of the green-stable molded part,
    • by heating the molded part which is stable on green, preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range from 150 ° C. to 250 ° C. and very particularly preferably in the range from 180 ° C. to 230 ° C., and / or (preferably "and")
    • - By removing water from the molded part that is green-proof.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, als auch zusätzlich den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate. In dieser Ausgestaltung lassen sich Formteile mit besonders vorteilhaften Eigenschaften herstellen, insbesondere Formteile mit einer besonders hohen Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. einer besonders hohen Wasserfestigkeit sowie mit einer besonders hohen Anfangsfestigkeit, einer besonders hohen Endfestigkeit sowie einer besonders hohen Abgussfestigkeit.In a further, particularly preferred embodiment of the process according to the invention, the molding material mixture comprises, as hardener component c), both component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, and additionally component c2), one or more Polyisocyanates. In this embodiment, molded parts with particularly advantageous properties can be produced, in particular molded parts with a particularly high moisture resistance or a particularly high water resistance and with a particularly high initial strength, a particularly high final strength and a particularly high cast resistance.

In der vorgenannten, besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1) als auch zusätzlich den Bestandteil c2) umfasst, sind die Polyisocyanate des Bestandteils c2) vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • - aromatischen Polyisocyanaten, vorzugsweise wasserverträglichen aromatischen Polyisocyanaten,
  • - aliphatischen Polyisocyanaten, vorzugsweise den unten näher bezeichneten bevorzugten aliphatischen Polyisocyanaten und
  • - deren Gemischen.
In the aforementioned, particularly preferred embodiment of the process according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises both component c1) and component c2), the polyisocyanates of component c2) are preferably selected from the group consisting of:
  • aromatic polyisocyanates, preferably water-compatible aromatic polyisocyanates,
  • - Aliphatic polyisocyanates, preferably the preferred aliphatic polyisocyanates described below and
  • - their mixtures.

Aromatische Polyisocyanate (wie vorstehend angegeben) haben den Vorteil, dass sie mit den ein oder mehreren aliphatischen Polymeren jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I vernetzbar sind und sich daher gut zur Herstellung von Formteilen mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit eignen. Jedoch ist der Einsatz aromatischer Polyisocyanate insbesondere dann nicht vorteilhaft, wenn es bei der Herstellung gehärteter Formteile in der Gießereiindustrie darauf ankommt, möglichst emissionsarm zu arbeiten und möglichst wenige Geruchs- und/oder Schadstoffe zu erzeugen, da beim Einsatz aromatischer Polyisocyanate derartige unerwünschte Emissionen vermehrt auftreten.Aromatic polyisocyanates (as stated above) have the advantage that they can be crosslinked with the structural units of the formula I which contain hydroxyl groups in each case with the one or more aliphatic polymers and are therefore suitable for the production of moldings with high moisture resistance. However, the use of aromatic polyisocyanates is not particularly advantageous if the production of hardened molded parts in the foundry industry is important to work with as little emissions as possible and to produce as few odor and / or pollutants as possible, since aromatic polyisocyanates are used in such undesirable emissions .

In allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchen in Schritt V1) der Bestandteil c2) eingesetzt wird, umfassen die Polyisocyanate des Bestandteils c2) daher vorzugsweise aliphatische Polyisocyanate, besonders bevorzugt die unten näher bezeichneten bevorzugten aliphatischen Polyisocyanate. Die vorgenannten aliphatischen Polyisocyanate bzw. die bevorzugten aliphatischen Polyisocyanate machen in diesen bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens (in welchen in Schritt V1) der Bestandteil c2) eingesetzt wird) vorzugsweise einen Anteil von ≥ 75 Gew.-%, besonders bevorzugt von ≥ 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von ≥ 95 Gew.-% aus, bezogen auf die Gesamtmasse der in der Formstoffmischung eingesetzten (bzw. vorliegenden) ein oder mehreren Polyisocyanate. In einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Polyisocyanate des Bestandteils c2) nur aliphatische Polyisocyanate, vorzugsweise nur die unten näher bezeichneten bevorzugten aliphatischen Polyisocyanate.In all variants of the process according to the invention in which component c2) is used in step V1), the polyisocyanates of component c2) therefore preferably comprise aliphatic polyisocyanates, particularly preferably the preferred aliphatic polyisocyanates described in more detail below. In these preferred variants of the process according to the invention (in which component c2) is used in step V1), the abovementioned aliphatic polyisocyanates or the preferred aliphatic polyisocyanates preferably make up a proportion of 75 75% by weight, particularly preferably of 90 90%. -% and very particularly preferably from ≥ 95 wt .-%, based on the total mass of one or more polyisocyanates used (or present) in the molding material mixture. In a particularly preferred variant of this embodiment of the process according to the invention, the polyisocyanates of component c2) comprise only aliphatic polyisocyanates, preferably only the preferred aliphatic polyisocyanates described below.

Aliphatische Polyisocyanate haben den Vorteil, dass sie noch weniger zum Auftreten von unerwünschten Emissionen von Geruchs- und/oder Schadstoffen sowie von Rauch oder Qualm bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beitragen als beispielsweise aromatische (d.h. organische, aromatische Ringe enthaltende) Polyisocyanate.Aliphatic polyisocyanates have the advantage that they contribute even less to the occurrence of undesirable emissions of odors and / or pollutants and of smoke or fumes when carrying out the process according to the invention than, for example, aromatic (i.e. containing organic, aromatic rings) polyisocyanates.

In der besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1) als auch zusätzlich den Bestandteil c2) umfasst, wird vorzugsweise zur Herstellung eines grünstandsfesten Formteils der Schritt V31), das Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere, durchgeführt.In the particularly preferred embodiment of the process according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises both constituent c1) and additionally constituent c2), step V31), the precipitation of at least portions of the one or more, is preferably used to produce a green-resistant molded part several biopolymers.

Sofern in dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schritt V32) durchgeführt wird, wird dieser entweder mit der geformten Formstoffmischung und/oder mit dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt (wie erhalten nach Schritt V2)) durchgeführt, oder dieser wird vorzugsweise, zusätzlich nach Durchführung des Schrittes V31), mit dem grünstandsfesten Formteil durchgeführt. Das Entfernen von Wasser in Schritt V32) kann dann durch eine, durch zwei oder durch alle drei der oben angeführten Maßnahmen (Gefriertrocknen, Vakuumtrocknen, Erhitzen) durchgeführt werden.If step V32) is carried out in this embodiment of the method according to the invention, this is carried out either with the molded molding material mixture and / or with the resulting uncured secondary product (as obtained after step V2)), or this is preferably, additionally after carrying out step V31), carried out with the molded part which is stable on the green. The removal of water in step V32) can then be carried out by one, by two or by all three of the measures mentioned above (freeze drying, vacuum drying, heating).

In der besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1) als auch zusätzlich den Bestandteil c2) umfasst, wird vorzugsweise zusätzlich zu Schritt V32) (und vorzugsweise gleichzeitig mit diesem) auch der Schritt V33) ausgeführt. Das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen und Isocyanatgruppen in Schritt V33) zur Herstellung des vernetzten Formteils umfasst dabei vorzugsweise:

  • - das Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und
  • - das Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil, vorzugsweise aus dem grünstandsfesten Formteil;
In the particularly preferred embodiment of the method according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises both component c1) and component c2), step V33) is preferably carried out in addition to step V32) (and preferably simultaneously with this) . The crosslinking of hydroxyl groups and isocyanate groups in step V33) to produce the crosslinked molding preferably comprises:
  • - The heating of the molded molding material mixture and / or the resulting non-hardened secondary product and / or the green part, preferably the green part, preferably to a temperature in the range from 100 ° C to 300 ° C, particularly preferably in the range from 150 ° C up to 250 ° C and very particularly preferably in the range from 180 ° C to 230 ° C, and
  • - The removal of water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, not hardened secondary product and / or from the green-proof molded part, preferably from the green-proof molded part;

Das Härten in Schritt V3) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst demnach in diesem Fall neben dem Schritt V32) auch den Schritt V33) (wie vorstehend definiert).The hardening in step V3) of the method according to the invention therefore also includes step V33) (as defined above) in this case in addition to step V32).

Wie oben angeführt, lässt sich eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte geformte Formstoffstoffmischung und/oder ein daraus entstandenes, nicht gehärtetes Folgeprodukt ebenso zum gehärteten Formteil bzw. zum vernetzten (gehärteten) Formteil umsetzten wie ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes grünstandsfestes Formteil. D.h. Schritt V32) kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Schritt V2) oder nach Schritt V31) ausgeführt werden. Umgekehrt ist es jedoch nicht bevorzugt, den Schritt V31) nach dem Schritt V32) durchzuführen, da ein Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere in der geformten Formstoffmischung und/oder in dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt (in Schritt V31)) nach deren bzw. dessen Erhitzen bzw. nach dem Entfernen von Wasser aus dieser bzw. aus diesem in der Regel technisch nicht sinnvoll oder nicht möglich ist.As mentioned above, a molded molding material mixture produced by the method according to the invention and / or a non-hardened secondary product resulting therefrom can also be converted to the hardened molded part or to the crosslinked (hardened) molded part, like a green-stable molded part produced by the method according to the invention. I.e. Step V32) can be carried out according to the method according to the invention after step V2) or after step V31). Conversely, however, it is not preferred to carry out step V31) after step V32), since a precipitation of at least portions of the one or more biopolymers in the molded molding material mixture and / or in the resulting uncured follow-up product (in step V31)) after it has been heated or after water has been removed from it or from it, this is generally not technically expedient or not possible.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erhitzt man zur Durchführung von Schritt V32) (und vorzugsweise zusätzlich bzw. gleichzeitig von Schritt V33)) eine (in Schritt V2) hergestellte) geformte Formstoffstoffmischung und/oder ein daraus entstandenes, nicht gehärtetes Folgeprodukt, in der Regel zusammen mit dem Formwerkzeug (beispielsweise einem Formteilkasten oder einem Schießkopf), in einer Trockenvorrichtung, beispielsweise einem Trockenofen, einem Bandtrockner, einem Durchlauftrockner, einem Tunneltrockner oder einem Trockenband, oder auch durch Hindurchleiten durch die geformte Formstoffmischung eines erhitzten Gases, vorzugsweise von erhitzter Luft, auf eine vorstehend angegebene Temperatur, und entfernt vorzugsweise - besonders bevorzugt gleichzeitig - Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt. Vorzugsweise wird in dieser Verfahrensvariante als Trockenvorrichtung ein Trockenofen, besonders bevorzugt ein Umluft-Trockenofen eingesetzt. Anschließend kann (sofern vorhanden oder noch vorhanden) das gehärtete Formteil üblicherweise aus dem Formwerkzeug entnommen werden.In a variant of the method according to the invention, to carry out step V32) (and preferably additionally or simultaneously from step V33)), a shaped molding material mixture (produced in step V2) and / or a non-hardened secondary product resulting therefrom is generally heated together with the molding tool (for example a molding box or a shooting head), in a drying device, for example a drying oven, a belt dryer, a continuous dryer, a tunnel dryer or a drying belt, or also by passing a heated gas, preferably heated air, through the shaped molding material mixture to a temperature indicated above, and preferably - particularly preferably at the same time - removes water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, non-hardened secondary product. In this process variant, a drying oven is preferably used as the drying device, particularly preferably a circulating air drying oven. The hardened molded part can then usually be removed from the mold (if present or still available).

In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erhitzt man zur Durchführung von Schritt V32) (und vorzugsweise zusätzlich bzw. gleichzeitig von Schritt V33)) ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes grünstandsfestes Formteil, entweder zusammen mit dem Formwerkzeug (beispielsweise einem Formteilkasten oder einem Schießkopf) oder vorzugsweise ohne das Formwerkzeug, in einer Trockenvorrichtung, beispielsweise einem Trockenofen, einem Bandtrockner, einem Durchlauftrockner, einem Tunneltrockner oder einem Trockenband, auf eine vorstehend angegebene Temperatur, und entfernt vorzugsweise - und besonders bevorzugt gleichzeitig - Wasser aus dem grünstandsfesten Formteil. Vorzugsweise wird auch in dieser Verfahrensvariante als Trockenvorrichtung ein Trockenofen, besonders bevorzugt ein Umluft-Trockenofen eingesetzt. In another variant of the method according to the invention, to carry out step V32) (and preferably additionally or simultaneously from step V33)), a green-stable molded part produced by the method according to the invention is heated, either together with the molding tool (for example a molding box or a shooting head) or preferably without the molding tool, in a drying device, for example a drying oven, a belt dryer, a continuous dryer, a tunnel dryer or a drying belt, to a temperature specified above, and preferably - and particularly preferably at the same time - removes water from the green-stable molded part. In this variant of the method, too, a drying oven is preferably used as the drying device, particularly preferably a circulating air drying oven.

Der Vorteil dieser zuletzt genannten Verfahrensvariante liegt vor allem darin, dass das grünstandsfeste Formteil nicht in einem Formwerkzeug und insbesondere nicht in einem beheizbaren Formwerkzeug zum gehärteten Formteil (insbesondere zum vernetzten, gehärteten Formteil) umgesetzt werden muss, sondern (beispielsweise bei Raumtemperatur) aus dem Formwerkzeug entnommen und separat in einer geeigneten Trockenvorrichtung (insbesondere durch ein vorstehend angegebenes Erhitzen und Entfernen von Wasser) zum gehärteten Formteil (insbesondere zum vernetzten Formteil) umgesetzt werden kann. Es können auf diese Weise nicht-beheizbare Formwerkzeuge wie an sich bekannte Cold-Box-Kernschießmaschinen zum Formen der Formstoffmischung oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder zum Herstellen des grünstandsfesten Formteils eingesetzt werden, so dass beispielsweise für die Durchführung dieser erfindungsgemäßen Verfahrensvariante keine aufwändigen und kostenintensiven Umrüstungen an für Cold-Box-Verfahren ausgerüsteten Produktionsorten nötig werden. Da die Durchführung dieser Verfahrensvariante aber nicht auf die Durchführung in nicht-beheizbaren Formwerkzeugen beschränkt ist, kann sie an unterschiedlich apparativ ausgerüsteten Produktionsorten durchgeführt werden, so dass die weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Industrie sehr flexibel genutzt werden können.The advantage of this last-mentioned method variant lies above all in the fact that the green part which is stable on the green is not in a mold and in particular not in a heatable mold to the hardened molded part (in particular to the crosslinked, hardened molded part), but instead (for example at room temperature) removed from the mold and separately in a suitable drying device (in particular by heating and removing water as described above) to the hardened molded part (in particular for crosslinked Molding) can be implemented. In this way, non-heatable molding tools such as cold box core shooters known per se can be used for molding the molding material mixture or the resulting, non-hardened secondary product and / or for producing the green-stable molded part, so that, for example, for carrying out this process variant according to the invention No time-consuming and costly retrofits to production sites equipped for cold box processes are necessary. However, since the implementation of this process variant is not limited to the implementation in non-heatable molds, it can be carried out at production sites equipped with different equipment, so that the further advantages of the process according to the invention can be used very flexibly in industry.

Allgemein ist die Einstellung der genauen Verfahrensparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens in Schritt V32) und/oder in Schritt V33), beispielsweise die Dauer des Erhitzens, die Temperatur des Trockenofens oder des erhitzten Gases, die Durchströmungsdauer mit erhitztem Gas (d.h. die Dauer des Hindurchleitens des erhitzten Gases) sowie der Druck des erhitzten Gases (sofern eingesetzt) in starkem Maße abhängig von den Eigenschaften des durch Aushärten herzustellenden Formteils wie seiner Größe, seinem Gewicht, seinem Volumen oder seinen Wandstärken. Nötigenfalls können die im Einzelfall geeigneten Parameter vom Fachmann in Vorversuchen auf an sich bekannte Weise ermittelt werden.In general, the setting of the exact process parameters of the process according to the invention in step V32) and / or in step V33), for example the duration of the heating, the temperature of the drying oven or of the heated gas, the flow time with heated gas (ie the duration of the passage of the heated gas) Gas) and the pressure of the heated gas (if used) to a large extent depending on the properties of the molded part to be produced by curing, such as its size, its weight, its volume or its wall thickness. If necessary, the parameters suitable in the individual case can be determined by the skilled person in preliminary tests in a manner known per se.

Bevorzugt ist weiterhin ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren),
wobei

  • - die Formstoffmischung als Härterkomponente c) (mindestens) den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, vorzugsweise aliphatische Polyisocyanate, umfasst, und/oder
  • - das Härten in Schritt V3) umfasst
    • V32) das Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder (bei Anwesenheit des Bestandteils c1) und vorheriger Durchführung des Schrittes V31)) des grünstandsfesten Formteils,
      • - durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder (vorzugsweise „und“)
      • - durch Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil,
      und (zusätzlich zu Schritt V31) und/oder V32), vorzugsweise zusätzlich zu Schritt V32)) vorzugsweise
    • V33) das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere der Formel I mit Isocyanat-Gruppen der Polyisocyanate, in der geformten Formstoffmischung und/oder in dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder in dem grünstandsfesten Formteil, so dass als gehärtetes Formteil ein vernetztes Formteil resultiert.
Also preferred is an inventive method specified above, preferably an inventive method (ii) (preferably an inventive method described above or below as preferred),
in which
  • - The molding material mixture as hardener component c) comprises (at least) component c2), one or more polyisocyanates, preferably aliphatic polyisocyanates, and / or
  • - The hardening in step V3) includes
    • V32) the treatment of the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or (in the presence of component c1) and prior execution of step V31)) of the green-stable molded part,
      • by heating the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green part which is resistant to green standing, preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range from 150 ° C. to 250 ° C. and very particularly preferably in the range from 180 ° C. to 230 ° C., and / or (preferably “and”)
      • by removing water from the molded molding material mixture and / or from the non-hardened secondary product resulting therefrom and / or from the green part which is stable on greenery,
      and (in addition to step V31) and / or V32), preferably in addition to step V32)) preferably
    • V33) the crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) of the formula I with isocyanate groups of the polyisocyanates, in the molded molding material mixture and / or in the resultant uncured secondary product and / or in the green component which is stable on green, so that it is cured Molding results in a cross-linked molding.

In vielen Fällen ist auch eine Ausgestaltung des vorstehend angegebenen, bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, wobei die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur die Härterkomponente c2), ein oder mehrere Polyisocyanate umfasst (d.h. die Härterkomponente c) umfasst in dieser Ausgestaltung nicht den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine):

  • In dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c2) (nicht aber den Bestandteil c1)) umfasst, umfassen die Polyisocyanate des Bestandteils c2) vorzugsweise einen Anteil von ≥ 75 Gew.-%, besonders bevorzugt von ≥ 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von ≥ 95 Gew.-% an aliphatischen Polyisocyanaten, vorzugsweise an (den oben angegebenen und unten näher definierten) erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden aliphatischen Polyisocyanaten, bezogen auf die Gesamtmasse der in der Formstoffmischung eingesetzten (bzw. vorliegenden) ein oder mehreren Polyisocyanate des Bestandteils c2). In einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Polyisocyanate des Bestandteils c2) nur aliphatische Polyisocyanate, vorzugsweise nur die unten näher bezeichneten bevorzugten aliphatischen Polyisocyanate, als Bestandteil c2). In dieser bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens (worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c2) umfasst) wird kein grünstandsfestes Formteils hergestellt.
In many cases, an embodiment of the preferred method according to the invention specified above is also preferred, the molding material mixture as hardener component c) only comprising hardener component c2), one or more polyisocyanates (ie in this embodiment, hardener component c) does not comprise component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines):
  • In this embodiment of the process according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises only component c2) (but not component c1)), the polyisocyanates of component c2) preferably comprise a proportion of 75 75% by weight, particularly preferably of ≥ 90% by weight and very particularly preferably of ≥ 95% by weight of aliphatic polyisocyanates, preferably of aliphatic polyisocyanates to be preferably used according to the invention (above and defined below), based on the total mass of the (or present) one or more polyisocyanates of component c2). In a particularly preferred variant of this embodiment of the process according to the invention, the polyisocyanates comprise of component c2) only aliphatic polyisocyanates, preferably only the preferred aliphatic polyisocyanates described in more detail below, as component c2). In this preferred embodiment of the process according to the invention (in which the molding material mixture comprises only component c2) as hardener component c), no molded part which is stable on green is produced.

In der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c2) (nicht aber den Bestandteil c1)) umfasst, wird Schritt V32) und vorzugsweise zusätzlich (und vorzugsweise gleichzeitig mit Schritt V32)) Schritt V33) jeweils analog bzw. entsprechend durchgeführt wie vorstehend für die Ausgestaltung des Verfahrens angegeben, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1) als auch zusätzlich den Bestandteil c2) umfasst. Dabei wird Schritt V32) jeweils mit der geformten Formstoffmischung (wie erhalten nach Schritt V2)) oder einem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt durchgeführt (nicht aber mit einem grünstandsfesten Formteil).In the preferred embodiment of the method according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises only component c2) (but not component c1)), step V32) and preferably additionally (and preferably simultaneously with step V32)) step V33) are carried out in each case carried out analogously or correspondingly as indicated above for the design of the process, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises both component c1) and component c2). Step V32) is carried out in each case with the shaped molding material mixture (as obtained after step V2)) or with a resultant, non-hardened follow-up product (but not with a molded part which is green-proof).

Zu der besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, als auch zusätzlich den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, umfasst, siehe oben.For the particularly preferred embodiment of the process according to the invention, in which the molding material mixture as hardener component c) comprises both component c2), one or more polyisocyanates, and additionally component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, includes, see above.

Es ist demnach bevorzugt ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks und/oder ii) zur Herstellung eines gehärteten Formteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren), mit folgenden Schritten:

  • V1) Herstellen einer Formstoffmischung, umfassend die folgenden Bestandteile:
    1. a) mindestens einen Formgrundstoff,
    2. b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I),
    3. c) als Härterkomponente beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
      • c1) ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und
      • c2) ein oder mehrere Polyisocyanate, vorzugsweise aliphatische Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere;
      und
    4. d) Wasser;
  • V2) Formen der Formstoffmischung, und anschließend
  • V3) Härten der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes, wobei das Härten in Schritt V3) umfasst
    • V31) das Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere, vorzugsweise durch Erhöhen des pH-Wertes der wässrigen Anteile der geformten Formstoffmischung, besonders bevorzugt durch Kontaktieren, vorzugsweise Begasen, mit einer alkalisch reagierenden gasförmigen Verbindung, ganz besonders bevorzugt durch Begasen mit einem gasförmigen Amin, so dass ein grünstandsfestes Formteil resultiert; und/oder (vorzugsweise „und“)
    • V32) das Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise des grünstandsfesten Formteils (nach vorheriger Durchführung des Schrittes V31)),
      • - durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils (vorzugsweise des grünstandsfesten Formteils), vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder (vorzugsweise „und“)
      • - durch Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil (vorzugsweise aus dem grünstandsfesten Formteil),
      und (zusätzlich zu Schritt V31) und/oder V32), vorzugsweise zusätzlich zu Schritt V32)) vorzugsweise
    • V33) das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere der Formel I mit Isocyanat-Gruppen der Polyisocyanate in der geformten Formstoffmischung und/oder in dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder in dem grünstandsfesten Formteil (vorzugsweise in dem grünstandsfesten Formteil), so dass als gehärtetes Formteil ein vernetztes Formteil resultiert.
It is therefore preferred a method according to the invention specified above i) for producing a metallic casting and / or ii) for producing a hardened molded part selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, for use in the casting of metallic castings, (preferably one above or hereinafter referred to as the preferred method according to the invention), with the following steps:
  • V1) Preparation of a molding material mixture comprising the following constituents:
    1. a) at least one basic molding material,
    2. b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I),
    3. c) as hardener component, both components selected from the group consisting of:
      • c1) one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and
      • c2) one or more polyisocyanates, preferably aliphatic polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s);
      and
    4. d) water;
  • V2) shaping the molding material mixture, and then
  • V3) hardening the shaped molding material mixture or a resultant, non-hardened secondary product, the hardening in step V3) comprising
    • V31) the precipitation of at least portions of the one or more biopolymers, preferably by increasing the pH of the aqueous portions of the molded molding material mixture, particularly preferably by contacting, preferably gassing, with an alkaline gaseous compound, very particularly preferably by gassing with a gaseous one Amine, so that a green-stable molded part results; and / or (preferably "and")
    • V32) the treatment of the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green part that is resistant to green standing, preferably the green part that is stable to green standing (after step V31 has been carried out beforehand)),
      • - by heating the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green-resistant molded part (preferably the green-fixed molded part), preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range from 150 ° C to 250 ° C and very particularly preferably in the range from 180 ° C to 230 ° C, and / or (preferably "and")
      • by removing water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, non-hardened secondary product and / or from the green-proof molded part (preferably from the green-proof molded part),
      and (in addition to step V31) and / or V32), preferably in addition to step V32)) preferably
    • V33) the crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) of the formula I with isocyanate groups of the polyisocyanates in the molded molding material mixture and / or in the resulting uncured secondary product and / or in the green-resistant molded part (preferably in the green-fixed molded part) ), so that a cross-linked molded part results as a hardened molded part.

Es hat sich in eigenen Versuchen gezeigt, dass die nach der hier vorstehend angegebenen besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten (vernetzten) gehärteten Formteile (d.h. nach der Variante, des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die Formstoffmischung die Komponenten c1) und c2) umfasst und wobei der Schritt V32) ein Erhitzen und Entfernen von Wasser umfasst und wobei beide Schritte V32) und V33) ausgeführt werden) eine hohe Anfangsfestigkeit, eine besonders hohe Endfestigkeit (nach Aushärtung bzw. Vernetzen lassen) sowie eine besonders hohe Abgussfestigkeit und eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit beim Abguss auch mit Eisen oder Stahl aufweisen. Auffällig ist auch die vorteilhafte glatte und saubere Oberflächenstruktur dieser nach der hier vorstehend angegebenen besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten (vernetzten) gehärteten Formteile. Weiter konnte auch gezeigt werden, dass die nach dieser hier vorstehend angegebenen besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten (vernetzten) gehärteten Formteile eine besonders gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und Wasserfestigkeit aufweisen, wodurch sie ausgezeichnet für eine auch längere Lagerung über Tage oder Wochen selbst unter schwierigen Klimabedingungen (feucht-warmes Klima) geeignet sind. Beim Metall-Abguss zeigen die nach dieser hier vorstehend angegebenen besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten (vernetzten) gehärteten Formteile darüber hinaus nur eine geringe Wärmeenergie-Aufnahme, was sich in einer geringen Lunkerbildung, die auch erst in vom eigentlichen Metall-Gusstück verhältnismäßig weit entfernten Bereichen des Metall-Gusses (etwa im Speiseransatz) auftritt, niederschlägt. Diese Eigenschaft macht diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auch besonders geeignet für die Herstellung von Speisern, insbesondere von isolierenden Speisern. Nach erfolgtem Metall-Abguss zeichnen sich insbesondere die nach dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten (vernetzten) gehärteten Formteile außerdem durch ein außerordentlich vorteilhaftes Auspackverhalten aus, da sie größtenteils durch die beim Metall-Abguss freigesetzte Hitze zerfallen und so eine Weiterverarbeitung des entsprechend hergestellten Metall-Gussstückes erheblich vereinfachen, weil nur wenige oder im Idealfall keine Nachbearbeitungsschritte mehr am hergestellten Metall-Gussstück erforderlich sind.It has been shown in our own experiments that the (crosslinked) hardened moldings produced (ie according to the variant, of the process according to the invention) prepared and crosslinked according to the particularly preferred variant of the process according to the invention specified above, and in which the molding material mixture comprises components c1) and c2) step V32) comprises heating and removing water and both steps V32) and V33) are carried out) a high initial strength, a particularly high final strength (after hardening or crosslinking) as well as a particularly high casting strength and a particularly high temperature resistance during the Have castings with iron or steel. Also noticeable is the advantageous smooth and clean surface structure of these (crosslinked) hardened molded parts produced according to the particularly preferred variant of the method according to the invention specified above. Furthermore, it was also possible to show that the (crosslinked) hardened moldings produced according to this particularly preferred variant of the process according to the invention given above have particularly good moisture resistance and water resistance, which makes them excellent for long storage over days or weeks even under difficult climatic conditions ( humid and warm climate) are suitable. In the case of metal casting, the (crosslinked) hardened moldings produced according to this particularly preferred variant of the process according to the invention indicated above also show only a low heat energy absorption, which results in a small formation of voids, which is only relatively far from the actual metal casting distant areas of the metal casting (such as in the feeder neck) occurs. This property also makes this variant of the method according to the invention particularly suitable for the production of feeders, in particular of insulating feeders. After metal casting has taken place, the (crosslinked) hardened molded parts produced in accordance with this variant of the process according to the invention are also distinguished by an extraordinarily advantageous unpacking behavior, since they largely disintegrate due to the heat released during metal casting and thus further processing of the correspondingly produced metal Simplify the casting considerably because only a few or, ideally, no further processing steps are required on the metal casting produced.

Ein besonderer Vorteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteile ist deren Emissionsverhalten, vor allem während des Metall-Abgusses und beim Auspacken von Metall-Gussstücken, welche mit Hilfe dieser erfindungsgemäß hergestellten Formteile hergestellt wurden: so werden sowohl beim Metall-Abguss mit Leichtmetallen bzw. deren Legierungen (etwa beim Aluminium-Guss) als auch beim Eisen- oder StahlGuss oder beim Auspacken der entsprechend hergestellten Metall-Gussstücke kaum Qualm- bzw-. Rauchbildung, kaum Auftreten von unangenehmen Gerüchen und/oder kaum Emissionen potentiell gesundheitsgefährdender Stoffe beobachtet, wie sie beim Einsatz von herkömmlichen, insbesondere Aromaten-haltigen (wie insbesondere aromatische Polyole und aromatische Polyisocyanate enthaltenden), organischen Gießerei-Bindemitteln regelmäßig vorkommen. Dies gilt insbesondere für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Speiser. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (insbesondere nach dessen bevorzugten Varianten) hergestellte isolierende Speiser zeigen, auch bei den verhältnismäßig niedrigen Temperaturen des Leichtmetallgusses, kaum unerwünschten Emissionen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte exotherme Speiser zeigen auch bei oder nach dem Abbrand kaum unerwünschte Emissionen (wie Qualmentwicklung). Besonders geringe Qualm- bzw. Rauchbildung, besonders geringes Auftreten von unangenehmen Gerüchen und/oder besonders geringe Emissionen potentiell gesundheitsgefährdender Stoffe werden beobachtet, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren überwiegend oder ausschließlich aliphatische Polyisocyanate als Bestandteil c2) eingesetzt werden, vorzugsweise die in diesem Text als bevorzugt bezeichneten aliphatischen Polyisocyanate, und/oder wenn im erfindungsgemäßen Verfahren bestenfalls geringe Mengen und vorzugsweise keine weiteren Aromaten-haltigen Bestandteile eingesetzt werden.A particular advantage of the molded parts produced by the process according to the invention is their emission behavior, especially during metal casting and when unpacking metal castings which have been produced with the aid of these molded parts produced according to the invention: in metal casting with light metals or their alloys (for example in aluminum casting) as well as in iron or steel casting or when unpacking the correspondingly produced metal castings hardly any smoke or. Smoke formation, hardly any occurrence of unpleasant smells and / or hardly any emissions of substances which are potentially harmful to health are observed, as they occur regularly when using conventional organic foundry binders, especially those containing aromatics (such as those containing aromatic polyols and aromatic polyisocyanates in particular). This applies in particular to feeders produced using the method according to the invention. Insulating feeders produced by the method according to the invention (in particular according to its preferred variants) show hardly any undesirable emissions, even at the relatively low temperatures of the light metal casting. Exothermic feeders produced by the method according to the invention show hardly any undesirable emissions (such as smoke development) even during or after the combustion. Particularly low smoke or smoke formation, particularly low occurrence of unpleasant odors and / or particularly low emissions of substances which are potentially hazardous to health are observed if predominantly or exclusively aliphatic polyisocyanates are used as component c2) in the process according to the invention, preferably those designated as preferred in this text aliphatic polyisocyanates, and / or if at best small amounts and preferably no other aromatics-containing constituents are used in the process according to the invention.

Bevorzugt ist auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren),
wobei die eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I

  • - herstellbar sind durch mindestens partielle Verseifung von Polyvinylacetat; und/oder
  • - ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate und deren Gemische; und/oder
  • - ≥ 75 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung, neben den als Bestandteil c1) eingesetzten ein oder mehreren Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, insgesamt eingesetzten, Hydroxygruppen umfassenden organischen Polymere ausmachen; und/oder
  • - ein oder mehrere Polyvinylalkohole umfassen, wobei die Gesamtheit der eingesetzten Polyvinylalkohole vorzugsweise
    • - einen Hydrolysegrad von > 50 Mol-% (d.h. im Bereich von 50,1 Mol-% bis 100 Mol-%) aufweist, vorzugsweise bestimmt gemäß der Methode wie angegeben in Dokument DE 10 2007 026 166 A1 , Paragraphen [0029] bis [0034], und besonders bevorzugt einen Hydrolysegrad aufweist im Bereich von 70 Mol-% bis 100 Mol-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 80 Mol-% bis 100 Mol-%, vorzugsweise bestimmt gemäß der Methode nach DIN EN ISO 15023-02 2017-02 Entwurf, Anhang D, und/oder
    • - eine dynamische Viskosität im Bereich von 0,1 bis 30 mPa · s aufweist, vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 15 mPa · s, besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 10 mPa · s, jeweils bestimmt an einer 4 %-igen (w/w) wässrigen Lösung der Gesamtheit der eingesetzten Polyvinylalkohole bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02 ; und/oder
    • - ≥ 75 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I ausmacht.
Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (ii) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred),
the aliphatic polymers used each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups
  • - Can be produced by at least partial saponification of polyvinyl acetate; and or
  • - are selected from the group consisting of polyvinyl alcohols, polyvinyl acetates and mixtures thereof; and or
  • ≥ 75% by weight, preferably ≥ 90% by weight, particularly preferably ≥ 98% by weight, of the total mass of the molding material mixture, in addition to the one or more biopolymers used as component c1), selected from the group of poly- D-glucosamines, total organic polymers used which comprise hydroxyl groups; and or
  • - comprise one or more polyvinyl alcohols, the entirety of the polyvinyl alcohols used preferably
    • - Has a degree of hydrolysis of> 50 mol% (ie in the range from 50.1 mol% to 100 mol%), preferably determined according to the method as indicated in the document DE 10 2007 026 166 A1 , Paragraphs [0029] to [0034], and particularly preferably has a degree of hydrolysis in the range from 70 mol% to 100 mol%, very particularly preferably in the range from 80 mol% to 100 mol%, preferably determined according to the method to DIN EN ISO 15023-02 2017-02 Draft, Appendix D, and / or
    • has a dynamic viscosity in the range from 0.1 to 30 mPas, preferably in the range from 1.0 to 15 mPas, particularly preferably in the range from 2.0 to 10 mPas, each determined at a 4% -igen (w / w) aqueous solution of all of the polyvinyl alcohols used at 20 ° C. DIN 53015: 2001-02 ; and or
    • ≥ 75% by weight, preferably 90 90% by weight, particularly preferably 98 98% by weight, of the total mass of the aliphatic polymers used overall in the molding material mixture in each case comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen die einzusetzenden aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I vollständig (d.h. zu 100 Gew.-%) als ein oder mehrere Polyvinylalkohole vor.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the aliphatic polymers to be used are in each case fully (that is to say 100% by weight) structural units of the formula I containing hydroxyl groups as one or more polyvinyl alcohols.

Die in Schritt V1) des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Formstoffmischung umfasst als Hydroxygruppen umfassende organische Polymere die Bestandteile b), ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I, und (sofern vorhanden bzw. eingesetzt) c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine. Vorzugsweise machen im erfindungsgemäßen Verfahren in der in Schritt V1) hergestellten Formstoffmischung die Bestandteile b) und (sofern vorhanden bzw. eingesetzt) c1) ≥ 95 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten organischen, Hydroxygruppen umfassenden, organischen Verbindungen aus. In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens machen in der in Schritt V1) hergestellten Formstoffmischung die Bestandteile b) und (sofern vorhanden bzw. eingesetzt) c1) 100 Gew.-% der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung insgesamt einzusetzenden organischen, Hydroxygruppen umfassenden, organischen Verbindungen aus.The molding material mixture produced in step V1) of the process according to the invention comprises, as organic polymers comprising hydroxyl groups, constituents b), one or more aliphatic polymers each comprising structural units of formula I comprising hydroxyl groups, and (if present or used) c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines. In the process according to the invention, the constituents b) and (if present or used) c1) preferably make 95 95% by weight, particularly preferably 98 98% by weight, of the total mass in the molding material mixture overall in the molding material mixture prepared in step V1) used organic, comprising hydroxy groups, organic compounds. In a particularly preferred variant of the process according to the invention, constituents b) and (if present or used) c1) make up 100% by weight of the total mass of the organic hydroxyl groups comprising organic groups to be used in total in the molding material mixture in step V1) Connections out.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, die ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) zum Herstellen bzw. bei der Herstellung der Formstoffmischung in Schritt V1) mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig einzusetzen als wässrige Mischung umfassend ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I. Vorzugsweise umfasst diese wässrige Mischung die ein oder mehreren aliphatischen Polymere in einer Gesamtmenge (Konzentration) im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 15 Gew.-% bis 35 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Mischung umfassend ein oder mehrere aliphatische Polymere.According to the invention, it is preferred to use the one or more aliphatic polymers each comprising hydroxyl group-containing structural units of the formula I (component b)) for producing or in the preparation of the molding material mixture in step V1) at least partially and preferably completely as an aqueous mixture comprising one or more aliphatic polymers each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I. This aqueous mixture preferably comprises the one or several aliphatic polymers in a total amount (concentration) in the range from 10% by weight to 40% by weight, particularly preferably in the range from 15% by weight to 35% by weight and very particularly preferably in the range from 20% by weight. -% to 30 wt .-%, based on the total mass of the aqueous mixture comprising one or more aliphatic polymers.

Vorzugsweise liegen die eingesetzten ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I, vorzugsweise die ein oder mehreren Polyvinylalkohole, in der besagten wässrigen Mischung zu ≥ 90 Gew.-%, vorzugsweise zu ≥ 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an eingesetzten ein oder mehreren aliphatischen Polymeren, gelöst vor.The one or more aliphatic polymers used, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I, preferably the one or more polyvinyl alcohols, are in the said aqueous mixture in an amount of 90 90% by weight, preferably ≥ 95% by weight, based on the Total mass of one or more aliphatic polymers used, dissolved before.

Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend angegebenen ein oder mehreren aliphatischen Polymere, insbesondere die vorstehend als bevorzugt angegebenen ein oder mehreren Polyvinylalkohole, wesentlich zu den vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten, gehärteten Formteile beitragen. Insbesondere tragen die vorstehend genannten ein oder mehreren aliphatischen Polymere bei zu der guten Feuchtigkeitsbeständigkeit bzw. Wasserfestigkeit, Endfestigkeit und Abgussfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten, gehärteten Formteile.It has been shown that the one or more aliphatic polymers specified above, in particular the one or more polyvinyl alcohols specified above as preferred, make a significant contribution to the advantageous properties of the hardened moldings produced according to the invention. In particular, the abovementioned one or more aliphatic polymers contribute to the good moisture resistance or water resistance, final strength and cast resistance of the hardened moldings produced according to the invention.

Offenbar tragen die vorstehend angegebenen ein oder mehreren aliphatischen Polymere, insbesondere die vorstehend als bevorzugt angegebenen ein oder mehreren Polyvinylalkohole, auch wesentlich dazu bei bzw. sind diese sogar ursächlich für die vorteilhaften geringen Emissionseigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder dessen bevorzugten Varianten hergestellten gehärteten Formteile - insbesondere für die geringe bzw. sehr geringe Emission von Qualm bzw. Rauch und/oder von Geruchs- und/oder Schadstoffen beim oder nach dem Metall-Abguss sowie die geringe oder sehr geringe Emission von Geruchs- und/oder Schadstoffen bei der Herstellung oder Lagerung der gehärteten Formteile. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die erfindungsgemäß einzusetzenden aliphatischen Polymere praktisch keine bzw. keine aromatischen Bestandteile enthalten, welche häufig als Ursache für schädliche Emissionen genannt werden.Apparently, the above-mentioned one or more aliphatic polymers, in particular the above-mentioned one or more polyvinyl alcohols, also make a significant contribution or are even the cause of the advantageous low emission properties of the hardened molded parts produced by the process according to the invention or its preferred variants. in particular for the low or very low emission of smoke or smoke and / or odors and / or pollutants during or after the metal casting and the low or very low emissions of odors and / or pollutants during manufacture or storage the hardened molded parts. This is probably due to the fact that the aliphatic polymers to be used according to the invention contain practically no or no aromatic constituents, which are frequently cited as the cause of harmful emissions.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren aliphatischen Polymere sind daher vorzugsweise frei von Aromaten-haltigen Bestandteilen und/oder anderen Bestandteilen welche unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens Rauch-, Qualm-, Geruchs- und/oder Schadstoffemissionen in nennenswertem Umfang verursachen.The one or more aliphatic polymers to be used according to the invention are therefore preferably free from aromatics-containing constituents and / or other constituents which, under the conditions of the method according to the invention, cause significant amounts of smoke, smoke, odor and / or pollutant emissions.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren aus den vorstehend angegebenen Gründen nicht in Anwesenheit von Aromaten-haltigen organischen Verbindungen durchgeführt bzw. ist die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formstoffmischung Aromaten-frei (d.h. die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formstoffmischung enthält und auch die zu deren Herstellung eingesetzten Bestandteile enthalten vorzugsweise keine Aromaten-haltigen organischen Verbindungen).For the reasons given above, the process according to the invention is preferably not carried out in the presence of aromatic-containing organic compounds or the molding material mixture produced in the process according to the invention is aromatic-free (ie contains the molding material mixture produced in the process according to the invention and also contains the constituents used for its production preferably no aromatic compounds containing organic compounds).

Vorzugsweise enthält die in Schritt V1) hergestellte Formstoffmischung auch keinen als Katalysator für die Vernetzung zwischen den ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) mit den ein oder mehreren Polyisocyanaten, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere wirksame Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Organozinnverbindungen, Organoaluminiumverbindungen, Dimethylcyclohexylamin, N-substituierte Pyrrolidone, N-substituierte Imidazole, Triazinderivate, Diazabicyclooctan oder quartäre Ammoniumsalze (wie angegeben in WO 2017/071695 A1 ).The molding material mixture prepared in step V1) preferably also does not contain any structural units of the formula I (constituent b)) which contain hydroxyl groups and which comprise the one or more aliphatic polymers and the one or more polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the or the aliphatic polymer active compound, selected from the group consisting of organotin compounds, organoaluminum compounds, dimethylcyclohexylamine, N-substituted pyrrolidones, N-substituted imidazoles, triazine derivatives, diazabicyclooctane or quaternary ammonium salts (as indicated in WO 2017/071695 A1 ).

Bevorzugt ist weiterhin auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren),
wobei

  • - das eine oder eines oder mehrere der mehreren (oder alle) Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine Chitosan umfassen, wobei das Chitosan vorzugsweise
    • - einen Deacetylierungsgrad von > 70 Mol-%, vorzugsweise von > 75 Mol-% und besonders bevorzugt von > 80 Mol-% aufweist, bestimmt mittels 1H-NMR-Spektroskopie, und/oder
    • - eine dynamische Viskosität von > 500 mPa · s, vorzugsweise von > 600 mPa · s, besonders bevorzugt von ≥ 700 mPa · s aufweist, jeweils bestimmt an einer 1 %-igen (w/w) Lösung des Chitosans in 1 %-iger (w/w) Essigsäure bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02 ,
    und/oder
  • - das Verhältnis der Summe
    • - der Gesamtmasse der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I und
    • - der Gesamtmasse an eingesetzten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, zur
    • - Gesamtmasse an eingesetztem Formgrundstoff,
im Bereich von 0,2 : 100 bis 13 : 100 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,3 : 100 bis 10 : 100, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 : 100 bis 9 : 100.Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (ii) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred),
in which
  • - The one or one or more of the several (or all) biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines comprise chitosan, the chitosan preferably
    • has a degree of deacetylation of> 70 mol%, preferably of> 75 mol% and particularly preferably of> 80 mol%, determined by means of 1 H-NMR spectroscopy, and / or
    • - Has a dynamic viscosity of> 500 mPa · s, preferably of> 600 mPa · s, particularly preferably of ≥ 700 mPa · s, each determined on a 1% (w / w) solution of the chitosan in 1% (w / w) acetic acid at 20 ° C after DIN 53015: 2001-02 ,
    and or
  • - the ratio of the sum
    • - The total mass of the aliphatic polymers used, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I and
    • - The total mass of biopolymers used selected from the group of poly-D-glucosamines
    • - total mass of molding material used,
is in the range from 0.2: 100 to 13: 100, preferably in the range from 0.3: 100 to 10: 100, particularly preferably in the range from 0.5: 100 to 9: 100.

In der vorstehend angegebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das bevorzugt einzusetzende Chitosan vorzugsweise einen Deacetylierungsgrad im Bereich von 65 Mol-% bis 95 Mol-%, besonders bevorzugt im Bereich von 70 Mol-% bis 95 Mol-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 75 Mol-% bis 95 Mol-% und äußerst bevorzugt im Bereich von 80 Mol-% bis 95 Mol-%, auf.In the embodiment of the process according to the invention specified above, the chitosan to be used preferably has a degree of deacetylation in the range from 65 mol% to 95 mol%, particularly preferably in the range from 70 mol% to 95 mol%, very particularly preferably in the range from 75 mole% to 95 mole% and most preferably in the range of 80 mole% to 95 mole%.

In der vorstehend angegebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das bevorzugt einzusetzende Chitosan vorzugsweise eine dynamische Viskosität im Bereich von 500 mPa · s bis 1100 mPa · s, besonders bevorzugt im Bereich von 600 mPa · s bis 800 mPa · s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 700 mPa · s bis 800 mPa · s und äußerst bevorzugt im Bereich von 720 mPa · s bis 770 mPa · s auf, jeweils bestimmt an einer 1 %-igen (w/w) Lösung des Chitosans in 1 %-iger (w/w) Essigsäure bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02 (bestimmt mit dem Kugelfallviskosimeter nach Höppler).In the embodiment of the method according to the invention specified above, the chitosan to be used preferably has a dynamic viscosity in the range from 500 mPa · s to 1100 mPa · s, particularly preferably in the range from 600 mPa · s to 800 mPa · s, very particularly preferably in the range from 700 mPas to 800 mPas and most preferably in the range from 720 mPas to 770 mPas, each determined on a 1% (w / w) solution of the chitosan in 1% (w / w) acetic acid at 20 ° C after DIN 53015: 2001-02 (determined with the Höppler falling ball viscometer).

Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend angegebenen bevorzugten Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, insbesondere das vorstehend angegebene bevorzugte Chitosan, besonders geeignet sind, um in Kombination mit den erfindungsgemäß einzusetzenden weiteren Bestandteilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Formstoffmischung herzustellen, welche zuerst in Schritt V31) zu einem grünstandsfesten Formteil und anschließend durch weitere Behandlung in Schritt V32) und vorzugsweise zusätzlich in Schritt V33) in ein gehärtetes Formteil (bzw. in ein vernetztes, gehärtetes Formteil) überführt werden kann, welches die oben angegebenen vorteilhaften Eigenschaften aufweist. Der Einsatz von Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine eröffnet außerdem die Möglichkeit, zur Herstellung von gehärteten Formteilen für die Verwendung in der Gießereiindustrie wenigstens teilweise auf nachwachsende Rohstoffe zurückzugreifen.It has been shown that the above-mentioned preferred biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, in particular the above-mentioned preferred chitosan, are particularly suitable for producing a molding material mixture in combination with the further constituents to be used according to the invention by the process according to the invention, which can first be converted in step V31) to a green part which is stable on green and then by further treatment in step V32) and preferably additionally in step V33) in a hardened molded part (or in a crosslinked, hardened molded part) which has the advantageous properties indicated above having. The use of biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines also opens up the possibility, at least in part, of using renewable raw materials to produce hardened molded parts for use in the foundry industry.

Erfindungsgemäß ist es ebenfalls bevorzugt, die ein oder mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine (Bestandteil c1)), sofern vorhanden bzw. eingesetzt, zum Herstellen der Formstoffmischung in Schritt V1) mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig einzusetzen als wässrige Zubereitung umfassend ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine. Vorzugsweise umfasst die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende wässrige Zubereitung die ein oder mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine in einer Gesamtmenge (Konzentration) im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 Gew.-% bis 7,5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Zubereitung umfassend ein oder mehrere Biopolymere. Die wässrige Zubereitung kann zusätzlich eine zur teilweisen oder vollständigen Lösung der ein oder mehreren Biopolymeren geeignete Menge einer oder mehrerer geeigneter Säuren umfassen. Vorzugsweise umfasst die wässrige Zubereitung bis zu 5 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Zubereitung, an einer oder mehreren Säuren, ausgewählt aus den Säuren, welche einen pKs-Wert im Bereich von 3 bis 7, vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 6,5 aufweisen und vorzugsweise keine aromatischen organischen Verbindungen bzw. Reste enthalten. Besonders bevorzugt handelt es sich bei besagten einen oder mehreren Säuren um eine oder mehrere organische Säuren, vorzugsweise um eine oder mehrere einprotonige organische Säuren. Ganz besonders bevorzugt ist die eine oder mindestens eine der mehreren besagten Säuren Essigsäure.According to the invention, it is also preferred to use the one or more biopolymers selected from the group of the poly-D-glucosamines (component c1)), if present or used, at least partially and preferably completely, to prepare the molding material mixture in step V1) as an aqueous preparation comprising one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines. The aqueous preparation to be used in the process according to the invention preferably comprises the one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines in a total amount (concentration) in the range from 0.5% by weight to 10% by weight, particularly preferably in the Range from 1% by weight to 7.5% by weight and very particularly preferably in the range from 1.5% by weight to 5% by weight, based on the total mass of the aqueous preparation comprising one or more biopolymers. The aqueous preparation can additionally comprise an amount of one or more suitable acids which is suitable for partially or completely dissolving the one or more biopolymers. The aqueous preparation preferably comprises up to 5% by weight, particularly preferably up to 2.5% by weight, based on the total mass of the aqueous preparation, of one or more acids, selected from the acids which have a pKa value in the Range from 3 to 7, preferably in the range from 3.5 to 6.5 and preferably contain no aromatic organic compounds or radicals. Particularly preferably, said one or more acids are one or more organic acids, preferably one or more single-proton organic acids. The one or at least one of the said acids is very particularly preferably acetic acid.

Vorzugsweise liegen die eingesetzten ein oder mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise Chitosan, in der besagten wässrigen Zubereitung zu ≥ 90 Gew.-%, vorzugsweise zu ≥ 95 Gew.-%, gelöst vor, bezogen auf die Gesamtmasse an eingesetzten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine.The one or more biopolymers used are preferably selected from the group of the poly-D-glucosamines, preferably chitosan, in the said aqueous preparation in an amount of 90 90% by weight, preferably ≥ 95% by weight, dissolved before, based on the total mass of biopolymers used selected from the group of poly-D-glucosamines.

Es ist ebenfalls bevorzugt ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren), wobei die in Schritt V1) als Bestandteil c2) eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate (sofern eingesetzt bzw. vorhanden) aliphatische Polyisocyanate (im Sinne von im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt einzusetzenden aliphatischen Polyisocyanaten) umfassen,
wobei

  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate nichtionisch oder ionisch hydrophiliert sind, und/oder
  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine Polyethergruppe oder eine Sulfonatgruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder
  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine Polyethergruppe und zudem eine Urethan- und/oder eine Allophanatgruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder
  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine oder mehrere 2,4,6-Trioxotriazingruppen umfasst bzw. umfassen sowie vorzugsweise eine Polyethergruppe oder eine Sulfonatgruppe, vorzugsweise eine Polyethergruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder
  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine oder mehrere 2,4,6-Trioxotriazingruppen sowie eine Polyethergruppe und zudem eine Urethan- und/oder eine Allophanatgruppe, vorzugsweise eine Urethangruppe, umfasst bzw. umfassen, und/oder
  • - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate selbstemulgierende und/oder selbst-wasseremulgierbare aliphatische Polyisocyanate umfassen, und/oder
  • - die eingesetzten ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate ≥ 50 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 75 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate ausmachen.
It is also preferred to use a process according to the invention specified above, preferably a process according to the invention (ii) (preferably a process according to the invention described above or below as preferred), the one or more polyisocyanates used as component c2) (if used or present) comprise aliphatic polyisocyanates (in the sense of aliphatic polyisocyanates to be used preferably in the process according to the invention),
in which
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates are nonionically or ionically hydrophilized, and / or
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprises or comprise a polyether group or a sulfonate group, and / or
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprises or comprise a polyether group and also a urethane and / or an allophanate group, and / or
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprises or comprise one or more 2,4,6-trioxotriazine groups and preferably comprises or comprises a polyether group or a sulfonate group, preferably a polyether group, and / or
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprise one or more 2,4,6-trioxotriazine groups and a polyether group and also a urethane and / or an allophanate group, preferably a urethane group, and / or
  • - The one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprise self-emulsifying and / or self-water-emulsifiable aliphatic polyisocyanates, and / or
  • the one or more aliphatic polyisocyanates used ≥ 50% by weight, preferably 75 75% by weight, particularly preferably 90 90% by weight and very particularly preferably 98 98% by weight, of the one or all used in the molding material mixture make up several polyisocyanates.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorstehend angegebenen bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens machen die eingesetzten ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate 100 Gew.-% der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate aus.In a preferred embodiment of the preferred variant of the process according to the invention specified above, the one or more aliphatic polyisocyanates used make up 100% by weight of the total mass of the one or more polyisocyanates used overall in the molding material mixture.

Die vorstehend angegebenen, erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate sind vorzugsweise solche mit mindestens zwei freien Isocyanatgruppen, so dass diese zu einer Vernetzung mit freien Hydroxygruppen der aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I geeignet sind.The above-mentioned one or more aliphatic polyisocyanates which are preferably used according to the invention are preferably those with at least two free isocyanate groups, so that they are suitable for crosslinking with free hydroxyl groups of the aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I which contain hydroxyl groups.

Die vorstehend angegebenen, erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate umfassen vorzugsweise aliphatische und cycloaliphatische Polyisocyanate. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden aliphatischen Polyisocyanate keine aromatischen Gruppen (d.h. sind Aromatenfrei), aus den vorstehend angegebenen Gründen (Vermeidung von Rauch-, Qualm-, Geruchs- und/oder Schadstoffemissionen durch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteile).The above-mentioned one or more aliphatic polyisocyanates to be used according to the invention preferably include aliphatic and cycloaliphatic polyisocyanates. The aliphatic polyisocyanates to be preferably used according to the invention preferably do not contain any aromatic groups (i.e. are free from aromatics), for the reasons given above (avoidance of smoke, smoke, odor and / or pollutant emissions by the molded parts produced by the process according to the invention).

Vorzugsweise handelt es sich bei den erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanaten um selbstemulgierende bzw. selbst-wasseremulgierbare aliphatische Polyisocyanate, wie sie beispielsweise beschrieben sind in dem Buch von Ulrich Meier-Westhues: „Polyurethane - Lacke, Kleb- und Dichtstoffe“, Hannover: Vincentz Network 2007 (ISBN: 3-86630-896-5 bzw. 978-3-86630-896-1), S. 43-46. Preferably, the one or more aliphatic polyisocyanates to be used according to the invention are self-emulsifying or self-water-emulsifiable aliphatic polyisocyanates, as described, for example, in the book by Ulrich Meier-Westhues: "Polyurethanes - Varnishes, Adhesives and Sealants", Hanover : Vincentz Network 2007 (ISBN: 3-86630-896-5 or 978-3-86630-896-1), pp. 43-46.

Die vorstehend angegebenen, erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate umfassen vorzugsweise aliphatische Polyisocyanate ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

  • - nichtionisch hydrophylierten aliphatischen Polyisocyanaten vom Polyetherurethan-Typ, beispielsweise Bayhydur® 3100, Bayhydur® VP LS 2306, Desmodur® DA-L und Desmodur® DN
  • - nichtionisch hydrophylierten aliphatischen Polyisocyanaten vom Polyetherallophanat-Typ, beispielsweise Bayhydur® 304 und Bayhydur® 305 und
  • - ionisch hydrophilierten aliphatischen Polyisocyanaten vom Sulfonat-Typ, beispielsweise Bayhydur® XP 2487/1, Bayhydur® XP 2547, Bayhydur® XP 2570 und Bayhydur® XP 2655.
The above-mentioned one or more aliphatic polyisocyanates to be used according to the invention preferably comprise aliphatic polyisocyanates selected from the group consisting of:
  • - Nonionically hydrophylated aliphatic polyisocyanates of the polyether urethane type, for example Bayhydur® 3100, Bayhydur® VP LS 2306, Desmodur® DA-L and Desmodur® DN
  • - Nonionically hydrophylated aliphatic polyisocyanates of the polyether allophanate type, for example Bayhydur® 304 and Bayhydur® 305 and
  • - Ionically hydrophilized aliphatic polyisocyanates of the sulfonate type, for example Bayhydur® XP 2487/1, Bayhydur® XP 2547, Bayhydur® XP 2570 and Bayhydur® XP 2655.

Besonders bevorzugt im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nichtionisch hydrophylierten aliphatischen Polyisocyanaten vom Polyetherurethan-Typ, beispielsweise Bayhydur® 3100, Bayhydur® VP LS 2306, Desmodur® DA-L und Desmodur® DN. Ein ganz besonders bevorzugt im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzendes aliphatisches Polyisocyanat ist Desmodur® DA-L (CAS RN 125252-47-3).One or more aliphatic polyisocyanates to be used with particular preference in the process according to the invention are selected from the group consisting of nonionically hydrophylated aliphatic polyisocyanates of the polyether urethane type, for example Bayhydur® 3100, Bayhydur® VP LS 2306, Desmodur® DA-L and Desmodur® DN. A very particularly preferred aliphatic polyisocyanate to be used in the process according to the invention is Desmodur® DA-L (CAS RN 125252-47-3).

Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend bezeichneten bevorzugten selbstemulgierenden bzw. selbst-wasseremulgierbaren aliphatischen Polyisocyanate unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgesprochen gut geeignet sind als Vernetzungsmittel für die ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I, d.h. gerade auch in einer wässrigen Mischung oder einem wässrigen Bindemittelsystem.It has been shown that the preferred self-emulsifying or self-water-emulsifiable aliphatic polyisocyanates described above are extremely suitable under the conditions of the process according to the invention as crosslinking agents for the structural units of the formula I, each comprising hydroxyl groups and comprising hydroxyl groups, i.e. especially in an aqueous mixture or an aqueous binder system.

Im Umfang der Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die in Schritt V1) hergestellte Formstoffmischung als Härterkomponente c) (mindestens) den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere (nur oder auch, vorzugsweise auch, neben dem Bestandteil c1)), umfasst, ist ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren) bevorzugt, wobei die ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) und die ein oder mehrere Polyisocyanate als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere (Bestandteil c2)) bereitgestellt bzw. eingesetzt werden als eine wässrige Mischung als erstes Bindemittelsystem umfassend:

  • b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), und
  • c2) ein oder mehrere Polyisocyanate als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere.
To the extent of the variants of the process according to the invention, in which the molding material mixture prepared in step V1) as hardener component c) (at least) component c2), one or more polyisocyanates, as crosslinking agent for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) (only or also, preferably also , in addition to constituent c1)), a preferred process according to the invention, preferably a process (ii) according to the invention (preferably a process according to the invention described above or below as preferred) is preferred, the one or more aliphatic polymers each comprising structural units containing hydroxyl groups of the formula I (component b)) and the one or more polyisocyanates as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) (component c2)) are provided or used as an aqueous mixture as the first binder system comprising:
  • b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), and
  • c2) one or more polyisocyanates as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers.

Vorzugsweise umfasst die vorgenannte, im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Formstoffmischung in Schritt V31) einzusetzende wässrige Mischung als erstes Bindemittelsystem (nachfolgend auch bezeichnet als „erstes Bindemittelsystem“) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I in einer Gesamtmenge im Bereich von 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 Gew.-% bis 35 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Bindemittelsystems.The aforementioned aqueous mixture to be used in the process according to the invention for producing the molding material mixture in step V31) preferably comprises, as the first binder system (hereinafter also referred to as “first binder system”), one or more structural units of the formula I containing hydroxyl groups, each comprising hydroxyl groups, in a total amount in the range from 5% by weight to 40% by weight, particularly preferably in the range from 7.5% by weight to 35% by weight and very particularly preferably in the range from 10% by weight to 30% by weight, based on the total mass of the first binder system.

Vorzugsweise umfasst das vorgenannte, im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende erste Bindemittelsystem die ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate in einer Gesamtmenge im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Bindemittelsystems.The aforementioned first binder system to be used in the process according to the invention preferably comprises the one or more aliphatic polyisocyanates in a total amount in the range from 1% by weight to 20% by weight, particularly preferably in the range from 2.5% by weight to 15% by weight .-% and very particularly preferably in the range of 3 wt .-% to 10 wt .-%, based on the total mass of the first binder system.

In einer bevorzugten Variante des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ergänzen sich in der wässrigen Mischung als erstes Bindemittelsystem die Gewichtsanteile der Bestandteile b), c2) (jeweils wie oben definiert) und d) Wasser zu 100 Gew.-%, d.h. zur Gesamtmasse der wässrigen Mischung als erstes Bindemittelsystem. In a preferred variant of the method according to the invention specified above, the weight fractions of constituents b), c2) supplement each other in the aqueous mixture as the first binder system. (each as defined above) and d) water to 100 wt .-%, ie to the total mass of the aqueous mixture as the first binder system.

Vorzugsweise liegen in der wässrigen Mischung als erstes Bindemittelsystem die eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I zu ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zu ≥ 95 Gew.-%, gelöst vor, bezogen auf die Gesamtmasse an eingesetzten aliphatischen Polymeren.Preferably, in the aqueous mixture as the first binder system, the aliphatic polymers used are each comprising structural units of the formula I comprising hydroxyl groups in a solution of 90 90% by weight, particularly preferably ≥ 95% by weight, based on the total mass of aliphatic polymers used .

In den vorstehend oder nachfolgend angegebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens worin die in Schritt V1) hergestellte Formstoffmischung als Härterkomponente c) (mindestens) den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere (nur oder auch, vorzugsweise auch, neben dem Bestandteil c1)), umfasst, ist es bevorzugt, wenn die Bestandteile der Formstoffmischung b) und c2) erst unmittelbar vor der Herstellung der Formstoffmischung miteinander in Kontakt gebracht werden, vorzugsweise nicht früher als eine Stunde vor der Herstellung der Formstoffmischung. Auf diese Weise wird einem unerwünschten vorzeitigen Beginn einer Vernetzungsreaktion der ein oder mehreren Polyisocyanate mit Hydroxygruppen der ein oder mehreren aliphatischen Polymere (z.B. noch in Abwesenheit des Formgrundstoffes) vorgebeugt.In the variants of the process according to the invention specified above or below, in which the molding material mixture prepared in step V1) as hardener component c) (at least) component c2), one or more polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) (only or also, preferably also, in addition to the component c1)), it is preferred if the components of the molding material mixture b) and c2) are brought into contact with one another only immediately before the production of the molding material mixture, preferably not earlier than one hour before the production of the molding material mixture . This prevents an undesirable premature start of a crosslinking reaction of the one or more polyisocyanates with hydroxyl groups of the one or more aliphatic polymers (e.g. in the absence of the basic molding material).

Es hat sich in eigenen Versuchen auch gezeigt, dass eine besonders gut zu verarbeitende und zu formende, beispielsweise in Schießmaschinen oder Formteilkästen (etwa Kernkästen), Formstoffmischung erhalten wird, wenn die Bestandteile b), ein oder mehrere aliphatische Polymere, und c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, der Formstoffmischung in Schritt V1) in den oben angegebenen Mengen bzw. Mengenverhältnissen eingesetzt werden.It has also been shown in our own experiments that a mixture of molding materials is obtained if components b), one or more aliphatic polymers, and c2) are particularly easy to process and shape, for example in shooting machines or molding boxes (such as core boxes) or more polyisocyanates, the molding material mixture used in step V1) in the amounts or proportions given above.

Es hat sich außerdem in eigenen Versuchen gezeigt, dass die bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die ein oder mehreren aliphatischen Polymere (Bestandteil b)) und die ein oder mehreren Polyisocyanate (Bestandteil c2)) in Form einer wässrigen Mischung als erstes Bindemittelsystems eingesetzt werden, zu einer besonders homogenen Vermischung der Bestandteile b) und c2) miteinander führt, so dass z.B. das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere mit Isocyanat-Gruppen des Vernetzungsmittels in Anwesenheit des Formgrundstoffes (Schritt V33)) besonders vollständig erfolgt und somit die geformte Formstoffmischung (oder ein daraus entstandenes, nicht gehärtetes Folgeprodukt) besonders vollständig und homogen in ein gehärtetes Formteil bzw. in ein vernetztes, gehärtetes Formteil überführt wird.It has also been shown in our own experiments that the preferred variant of the process according to the invention, in which the one or more aliphatic polymers (component b)) and the one or more polyisocyanates (component c2)) are used in the form of an aqueous mixture as the first binder system , leads to a particularly homogeneous mixing of components b) and c2) with one another, so that, for example the crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) with isocyanate groups of the crosslinking agent takes place particularly completely in the presence of the basic molding material (step V33)) and thus the shaped molding material mixture (or a non-hardened secondary product resulting therefrom) is particularly completely and homogeneously integrated into one hardened molding or is converted into a crosslinked, hardened molding.

Im Umfang der bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die in Schritt V1) hergestellte Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, als auch den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere, umfasst, ist ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren) bevorzugt, wobei die Bestandteile b), c1) und c2) bereitgestellt bzw. eingesetzt werden als eine wässrige Mischung als zweites Bindemittelsystem umfassend:

  • b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I),
  • c1) ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und
  • c2) ein oder mehrere Polyisocyanate, vorzugsweise ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere.
Within the scope of the preferred variants of the process according to the invention, in which the molding material mixture produced in step V1) as hardener component c) contains both component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, and component c2) or a plurality of polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s), an above-mentioned inventive method, preferably an inventive method (ii) (preferably an above-mentioned or hereinafter preferred inventive method) is preferred, the components b) , c1) and c2) are provided or used as an aqueous mixture as a second binder system comprising:
  • b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I),
  • c1) one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and
  • c2) one or more polyisocyanates, preferably one or more aliphatic polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers.

Vorzugsweise umfasst die vorgenannte, im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende wässrige Mischung als zweites Bindemittelsystem (nachfolgend auch als „zweites Bindemittelsystem“ bezeichnet) die ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I in einer Gesamtmenge im Bereich von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des wässrigen zweiten Bindemittelsystems. The aforementioned aqueous mixture to be used in the process according to the invention preferably comprises, as a second binder system (hereinafter also referred to as “second binder system”), the one or more aliphatic polymers, each comprising structural units of the formula I comprising hydroxyl groups, in a total amount in the range from 5% by weight to 30% by weight, particularly preferably in the range from 7.5% by weight to 25% by weight and very particularly preferably in the range from 10% by weight to 20% by weight, based on the total mass of the aqueous second Binder system.

Vorzugsweise umfasst die vorgenannte, im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende wässrige Mischung als zweites Bindemittelsystem die ein oder mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,25 Gew.-% bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,4 Gew.-% bis 3,5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des wässrigen zweiten Bindemittelsystems.The aforementioned aqueous mixture to be used in the process according to the invention preferably comprises, as a second binder system, the one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines in a total amount in the range from 0.25% by weight to 5% by weight, particularly preferably in the range from 0.4% by weight to 3.5% by weight and very particularly preferably in the range from 0.5% by weight to 2.5% by weight, based on the total mass of the aqueous second binder system .

Vorzugsweise umfasst das vorgenannte, im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende zweite Bindemittelsystem die ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate in einer Gesamtmenge im Bereich von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 Gew.-% bis 7,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des wässrigen zweiten Bindemittelsystems.The aforementioned second binder system to be used in the process according to the invention preferably comprises the one or more aliphatic polyisocyanates in a total amount in the range from 1% by weight to 15% by weight, particularly preferably in the range from 2% by weight to 10% by weight. % and very particularly preferably in the range from 2.5% by weight to 7.5% by weight, based on the total mass of the aqueous second binder system.

In einer bevorzugten Variante des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ergänzen sich in derwässrigen Mischung als zweites Bindemittelsystem die Gewichtsanteile der Bestandteile b), c1), c2) (jeweils wie oben definiert) und d) Wasser zu 100 Gew.-%, d.h. zur Gesamtmasse der wässrigen Mischung als zweites Bindemittelsystem.In a preferred variant of the method according to the invention specified above, the weight fractions of the components b), c1), c2) (in each case as defined above) and d) water in the aqueous mixture as a second binder system add up to 100% by weight, i.e. to the total mass of the aqueous mixture as a second binder system.

Vorzugsweise liegen in der wässrigen Mischung als zweites Bindemittelsystem die eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I zu ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt zu ≥ 95 Gew.-%, gelöst vor, bezogen auf die Gesamtmasse an eingesetzten aliphatischen Polymeren.Preferably, in the aqueous mixture as the second binder system, the aliphatic polymers used each have structural units of the formula I comprising hydroxyl groups at a concentration of ≥ 90% by weight, particularly preferably ≥ 95% by weight, in solution, based on the total mass of aliphatic polymers used .

Es hat sich gezeigt, dass die bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, worin die ein oder mehreren aliphatischen Polymere (Bestandteil b)), die ein oder mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine (Bestandteil c1)) und die ein oder mehreren Polyisocyanate (Bestandteil c2)) in Form eines zweiten Bindemittelsystems eingesetzt wird, zu einer besonders homogenen Vermischung seiner Bestandteile miteinander führt, so dass insbesondere das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere mit Isocyanat-Gruppen des Vernetzungsmittels in Anwesenheit des Formgrundstoffes besonders vollständig erfolgt und somit die geformte Formstoffmischung besonders vollständig und homogen in ein gehärtetes Formteil bzw. in ein vernetztes, gehärtetes Formteil überführt wird.It has been shown that the preferred variant of the method according to the invention, wherein the one or more aliphatic polymers (component b)), the one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines (component c1)) and the one or several polyisocyanates (component c2)) is used in the form of a second binder system, leads to a particularly homogeneous mixing of its components with one another, so that, in particular, the crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers with isocyanate groups of the crosslinking agent in the presence of the mold base material in particular takes place completely and thus the molded molding material mixture is particularly completely and homogeneously transferred into a hardened molded part or into a cross-linked, hardened molded part.

Bevorzugt ist auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren), wobei

  • - das Verhältnis
  • - der Gesamtmasse an zur Herstellung der Formstoffmischung (in Schritt V1)) eingesetzten wässrigen Mischung oder wässrigen Mischungen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der wässrigen Mischung umfassend ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I, der wässrigen Zubereitung umfassend ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, der wässrigen Mischung als erstes Bindemittelsystem und der wässrigen Mischung als zweites Bindemittelsystem; zur
  • - Gesamtmasse an eingesetztem Formgrundstoff (in Schritt V1));
im Bereich von 1 :100 bis 50 : 100 liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,5 : 100 bis 40 : 100, besonders bevorzugt im Bereich von 2 : 100 bis 35 : 100.Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (ii) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred), wherein
  • - The relationship
  • - The total mass of aqueous mixture or aqueous mixtures used for producing the molding material mixture (in step V1)), preferably selected from the group consisting of the aqueous mixture comprising one or more aliphatic polymers, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I, comprising the aqueous preparation one or more biopolymers selected from the group of the poly-D-glucosamines, the aqueous mixture as the first binder system and the aqueous mixture as the second binder system; to
  • - total mass of molding raw material used (in step V1);
is in the range from 1: 100 to 50: 100, preferably in the range from 1.5: 100 to 40: 100, particularly preferably in the range from 2: 100 to 35: 100.

Die Einstellung des vorstehend genannten (Zahlen-)Verhältnisses der Summe aus der Gesamtmasse der eingesetzten wässrigen Mischung oder wässrigen Mischungen zu der Gesamtmasse an eingesetztem Formgrundstoff wird dabei vorzugsweise so durchgeführt, dass eine zu einem Formteil, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, verschießbare oder stampfbare Formstoffmischung resultiert. Es hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass das im Einzelfall geeignete Verhältnis (bei jeweils unveränderten Konzentrationen der eingesetzten wässrigen Mischungen) u.a. von der Art des eingesetzten Formgrundstoffes abhängt: so liegt das vorstehend angegebene geeignete Zahlenverhältnis meist im höheren Bereich (d.h. näher an der Obergrenze von 50 : 100 oder 40 : 100) in Fällen, in denen ein Formgrundstoff mit einem geringeren Schüttgewicht (vorzugsweise als Quarzsand) eingesetzt wird, während das vorstehend angegebene geeignete Zahlenverhältnis eher im niedrigeren Bereich (d.h. näher an der Untergrenze von 1 : 100 oder 1,5 : 100) liegt in Fällen, in denen ein Formgrundstoff mit einem höheren Schüttgewicht (vorzugsweise Quarzsand) eingesetzt wird.The setting of the above-mentioned (numerical) ratio of the sum of the total mass of the aqueous mixture or aqueous mixtures used to the total mass of mold base material is preferably carried out in such a way that one to a molded part, selected from the group consisting of mold, core and Feeder, shootable or tampable molding material mixture results. In this context, it has been shown that the ratio that is suitable in the individual case (with the concentrations of the aqueous mixtures used unchanged) depends, among other things, on the type of molding material used: the suitable numerical ratio given above is usually in the higher range (ie closer to the upper limit) of 50: 100 or 40: 100) in cases where a mold base material with a lower bulk density (preferably as quartz sand) is used, while the suitable numerical ratio given above tends to be in the lower range (ie closer to the lower limit of 1: 100 or 1.5: 100) is in cases in which a molding material with a higher bulk density (preferably quartz sand) is used.

Bevorzugt ist auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren) (vorzugsweise ein erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Formstoffmischung als Härterkomponente c) sowohl den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, als auch zusätzlich den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate umfasst),
wobei

  • - das Verhältnis der Summe
    • - der Gesamtmasse der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I und
    • - der Gesamtmasse an eingesetzten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine (sofern vorhanden bzw. eingesetzt),
    zur
    • - Gesamtmasse der als Vernetzungsmittel eingesetzten, vorzugsweise aliphatischen, Polyisocyanate (sofern vorhanden bzw. eingesetzt)
    im Bereich von 1 : 1 bis 10 : 1 liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,5 : 1 bis 7,5 : 1 besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 5 : 1.
Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method according to the invention (ii) (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred) (preferably a method according to the invention, the molding material mixture as hardener component c) comprising both component c1), one or more Biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, as well as component c2), which comprises one or more polyisocyanates),
in which
  • - the ratio of the sum
    • - The total mass of the aliphatic polymers used, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I and
    • - the total mass of biopolymers used selected from the group of poly-D-glucosamines (if present or used),
    to
    • - Total mass of the preferably aliphatic polyisocyanates used as crosslinking agents (if present or used)
    is in the range from 1: 1 to 10: 1, preferably in the range from 1.5: 1 to 7.5: 1, particularly preferably in the range from 2: 1 to 5: 1.

Es hat sich gezeigt, dass bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den vorgenannten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine (Bestandteil c1)), den aliphatischen Polymeren jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) und den als Vernetzungsmittel eingesetzten, vorzugsweise aliphatischen, Polyisocyanaten (Bestandteil c2), in den vorstehend angegebenen Mengen und Verhältnissen ein grünstandsfestes Formteil resultiert, welches ausgezeichnet geeignet ist für die weitere Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt des Vernetzenlassens von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere mit Isocyanat-Gruppen des Vernetzungsmittels (Schritt V33)), so dass ein grünstandsfestes Formteil besonders gut (in Schritt V32)) in ein gehärtetes Formteil bzw. (durch Schritt V32) und zusätzlich Schritt V33)) in ein vernetztes, gehärtetes Formteil überführt werden kann.It has been shown that when carrying out the process according to the invention with the abovementioned biopolymers selected from the group of the poly-D-glucosamines (component c1)), the aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I (component b)) and the as Crosslinking agents used, preferably aliphatic, polyisocyanates (component c2), in the amounts and ratios given above results in a green-stable molded part which is excellently suitable for further processing by the process according to the invention in the step of crosslinking hydroxyl groups of the or the aliphatic polymers with isocyanate Groups of the crosslinking agent (step V33)), so that a green-stable molded part can be converted particularly well (in step V32)) into a hardened molded part or (through step V32) and additionally step V33)) into a crosslinked, hardened molded part.

Bevorzugt ist auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (ii) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren),
wobei der (mindestens eine) Formgrundstoff umfasst:

  • - einen oder mehrere partikuläre feuerfeste Feststoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
    • - Oxide, Silicate und Carbide, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg, Fe und Ca,
    • - Mischoxide, Mischcarbide und Mischnitride, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg, Fe und Ca, und
    • - Graphit
    und/oder
  • - einen oder mehrere partikuläre Leichtfüllstoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    • - Kern-Hülle-Partikel, vorzugsweise aufweisend einen Glaskern und eine feuerfeste Hülle, besonders bevorzugt mit einer Schüttdichte im Bereich von 470-500 g/L, vorzugsweise wie beschrieben im Dokument WO 2008/113765 A1 ;
    • - feuerfeste Kompositpartikel, vorzugsweise wie beschrieben in oder hergestellt gemäß Dokument WO 2017/093371 A1 ;
    • - Spheres, vorzugsweise Spheres aus Flugasche, wie z.B. Spheres „Fillite 106“ der Fa. Omya GmbH;
    • - Perlit, vorzugsweise geblähter Perlit wie insbesondere geblähter Perlit mit den Namen „Eurocell 140“, „Eurocell 145“, „Eurocell 150“ oder „Eurocell 300“ der Fa. RS Rohstoff-Sourcing GmbH;
    • - geschlossen-porige Mikro-Kugeln aus expandiertem Perlit, vorzugsweise wie beschrieben im Dokument WO 2017/174826 A1 ;
    • - Reisschalenasche, vorzugsweise wie beschrieben im Dokument WO 2013/014118 A2 ;
    • - Blähglas,
    • - Glashohlkugeln, und
    • - keramische Hohlkugeln, vorzugsweise Hohlkugelkorund.
Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (ii) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred),
wherein the (at least one) basic molding material comprises:
  • - One or more particulate refractory solids, preferably selected from the group consisting of
    • Oxides, silicates and carbides, each comprising one or more elements from the group consisting of Si, Al, Zr, Ti, Mg, Fe and Ca,
    • - Mixed oxides, mixed carbides and mixed nitrides, each comprising one or more elements from the group consisting of Si, Al, Zr, Ti, Mg, Fe and Ca, and
    • - graphite
    and or
  • one or more particulate light fillers, preferably selected from the group consisting of:
    • - Core-shell particles, preferably having a glass core and a refractory shell, particularly preferably with a bulk density in the range of 470-500 g / L, preferably as described in the document WO 2008/113765 A1 ;
    • - Refractory composite particles, preferably as described in or produced according to the document WO 2017/093371 A1 ;
    • - Spheres, preferably spheres made from fly ash, such as Spheres “Fillite 106” from Omya GmbH;
    • - Perlite, preferably expanded perlite, such as expanded perlite with the names "Eurocell 140", "Eurocell 145", "Eurocell 150" or "Eurocell 300" from RS Rohstoff-Sourcing GmbH;
    • - Closed-pore micro-balls made of expanded pearlite, preferably as described in the document WO 2017/174826 A1 ;
    • - Rice bowl ash, preferably as described in the document WO 2013/014118 A2 ;
    • - expanded glass,
    • - hollow glass spheres, and
    • - Ceramic hollow spheres, preferably hollow spherical corundum.

Die vorgenannten einen oder mehreren partikulären feuerfesten Feststoffe können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden und so den im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Formgrundstoff bilden. Ebenso können die vorgenannten einen oder mehreren partikulären Leichtfüllstoffe einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden und so den einzusetzenden Formgrundstoff bilden. Natürlich können auch die einen oder mehreren partikulären feuerfeste Feststoffe in Kombination mit den einen oder mehreren partikulären Leichtfüllstoffe als Formgrundstoff eingesetzt werden und so den einzusetzenden Formgrundstoff bilden. Je nach Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. je nach herzustellendem gehärteten Formteil, wählt der Fachmann den jeweils geeigneten Formgrundstoff aus. Beispielsweise kann zur Herstellung einer einfachen Gussform lediglich Quarzsand als Formgrundstoff gewählt werden. Weiter kann beispielsweise zur Herstellung eines Speisers eine Mischung von Quarzsand mit einem oder mehreren partikulären Leichtfüllstoffen gewählt werden oder es können dafür auch ausschließlich ein oder mehrere partikuläre Leichtfüllstoffe gewählt werden, vorzugsweise ausgewählt aus der vorstehend definierten, bevorzugten Gruppe von Leichtfüllstoffen.The aforementioned one or more particulate refractory solids can be used individually or in combination with one another and thus form the basic molding material to be used in the process according to the invention. Likewise, the aforementioned one or more particulate light fillers can be used individually or in combination with one another and thus form the basic molding material to be used. Of course, the one or more particulate refractory solids in combination with the one or more particulate light fillers can also be used as the basic molding material and thus form the basic molding material to be used. Depending on the intended use of the method according to the invention, i.e. Depending on the hardened molded part to be produced, the person skilled in the art selects the suitable basic molding material. For example, only quartz sand can be selected as the basic molding material for producing a simple casting mold. Furthermore, a mixture of quartz sand with one or more particulate light fillers can be selected, for example, for the production of a feeder, or one or more particulate light fillers can also be selected for this purpose, preferably selected from the preferred group of light fillers defined above.

Der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Formgrundstoff kann zusätzlich zu den vorstehend genannten bevorzugten Inhaltsstoffen noch weitere, vorzugsweise partikuläre, Bestandteile enthalten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus elementaren Metallen (beispielsweise Aluminium), Oxidationsmitteln und Zündmitteln. So kann etwa zur Herstellung eines exothermen Speisers der einzusetzende Formgrundstoff zusätzlich zu den vorstehend genannten Bestandteilen (ausgewählt aus feuerfesten Feststoffen und Leichtfüllstoffen) Aluminium, Eisenoxid, an sich für diesen Zweck bekannte Oxidationsmittel und an sich für diesen Zweck bekannte Zündmittel enthalten.In addition to the preferred ingredients mentioned above, the mold base material to be used in the process according to the invention can also contain further, preferably particulate, constituents, preferably selected from the group consisting of elemental metals (for example aluminum), oxidizing agents and ignition agents. For example, in order to produce an exothermic feeder, the molding base material to be used may contain aluminum, iron oxide, oxidizing agents known per se for this purpose and ignition agents known per se in addition to the abovementioned constituents (selected from refractory solids and light fillers).

Bevorzugt ist auch ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren, vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verfahren (i) (vorzugsweise ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnetes erfindungsgemäßes Verfahren) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks mit folgendem zusätzlichen Schritt (vorzugsweise zusätzlich ausgeführt nach Durchführung von Schritt V32) und/oder Schritt V33), besonders bevorzugt zusätzlich ausgeführt nach Durchführung von beiden Schritten V32) und V33)):

  • V4) Kontaktieren des gehärteten Formteils, vorzugsweise wie erhalten nach Schritt V32) und vorzugsweise zusätzlich Schritt V33), mit einem Gießmetall zur Herstellung eines metallischen Gussstücks, wobei das Gießmetall vorzugsweise in Kontakt mit dem gehärteten Formteil erstarrt, wobei vorzugsweise
    • - das Gießmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Zink und deren Legierungen
    und/oder
    • - die Temperatur des Gießmetalls beim Abguss nicht höher ist als 900 °C;
    so dass ein metallisches Gussstück resultiert.
Also preferred is a method according to the invention specified above, preferably a method (i) according to the invention (preferably a method according to the invention designated above or below as preferred) for producing a metallic casting with the following additional step (preferably additionally carried out after performing step V32) and / or Step V33), particularly preferably additionally carried out after carrying out both steps V32) and V33)):
  • V4) contacting the hardened molded part, preferably as obtained after step V32) and preferably additionally step V33), with a casting metal for producing a metallic casting, the casting metal preferably solidifying in contact with the hardened molded part, preferably
    • - The cast metal is selected from the group consisting of aluminum, magnesium, tin, zinc and their alloys
    and or
    • - The temperature of the cast metal during casting is not higher than 900 ° C;
    so that a metallic casting results.

In dem vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussstücks ist das Gießmetall beim Kontaktieren des gehärteten Formteils bzw. des vernetzten, gehärteten Formteils, mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig flüssig. Als Gießmetall eignet sich jedes vergießbare Metall bzw. jede vergießbare Metalllegierung, insbesondere Leichtmetalle sowie deren Legierungen, beispielsweise Aluminium, Magnesium, Zinn und Zink; sowie Eisen und Stahl. In the preferred method according to the invention for producing a metallic casting described above, the casting metal is at least partially and preferably completely liquid when the hardened molded part or the crosslinked, hardened molded part comes into contact. Any castable metal or castable metal alloy, in particular light metals and their alloys, for example aluminum, magnesium, tin and zinc, is suitable as the casting metal; as well as iron and steel.

Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass beim Kontaktieren des erfindungsgemäß hergestellten gehärteten Formteils, insbesondere beim Kontaktieren des erfindungsgemäß hergestellten vernetzten, gehärteten Formteils, mit dem Gießmetall - unabhängig von der Natur des Gießmetalls - allenfalls geringe Mengen an Ruß bzw. Rauch oder Qualm gebildet werden und kaum, bzw. im Idealfall keine, gasförmigen, potentiell für Menschen gesundheitsschädlichen Emissionen entstehen, etwa durch die Zersetzung des vernetzten Bindemittels des vernetzten, gehärteten Formteils unter der Einwirkung der Hitze des flüssigen Gießmetalls. Dies gilt sogar auch bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen im Bereich von 600 °C bis 900 °C, so dass sich die vorgenannte bevorzugte Verfahrensvariante (i) ganz besonders für die Herstellung metallischer Gussstücke eignet, wobei das Gießmetall ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung ist: Es ist nämlich bekannt, dass bei den verhältnismäßig niedrigen, beim Leichtmetall-Abguss herrschenden Temperaturen (verglichen mit den Temperaturen beim Eisen- oder Stahlabguss) herkömmliche, derzeit häufig verwendete, Cold-Box-Bindemittel oft nur unvollständig thermisch zersetzt werden, so dass gerade in diesen Fällen - sowohl beim Metall-Abguss als auch beim Auspacken der Formen - eine besonders starke Rauch-, Qualm- bzw. Rußbildung sowie eine starke Freisetzung gasförmiger, Aromaten-haltiger Emissionen auftreten, welche meist von unangenehmen Gerüchen begleitet werden und für Menschen potentiell gesundheitsschädlich sind.It has been shown in our own investigations that when contacting the hardened molded part produced according to the invention, in particular when contacting the crosslinked, hardened molded part produced according to the invention, with the cast metal - regardless of the nature of the cast metal - small amounts of soot or smoke or smoke are formed are and hardly, or ideally no, gaseous emissions that are potentially harmful to humans, for example through the decomposition of the crosslinked binder of the crosslinked, hardened molded part under the action of the heat of the liquid casting metal. This even applies to relatively low temperatures in the range from 600 ° C to 900 ° C, so that the aforementioned preferred process variant (i) is particularly suitable for the production of metallic castings, the cast metal being a light metal or a light metal alloy: it is Namely, it is known that at the relatively low temperatures prevailing in light metal casting (compared to the temperatures in iron or steel casting), conventional, currently frequently used, cold box binders are often only incompletely thermally decomposed, so that precisely in these cases - Both when casting metal and when unpacking the molds - there is a particularly strong formation of smoke, smoke or soot as well as a strong release of gaseous, aromatic-containing emissions, which are usually accompanied by unpleasant smells and are potentially harmful to people's health.

Solche Nachteile bestehen bei Verwendung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gehärteten Formteilen bzw. bei Durchführung der vorstehend angegebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante (i), insbesondere den in diesem Text beschriebenen bevorzugten Verfahrensvarianten (i), dagegen in wesentlich geringerem Ausmaß oder im Idealfall gar nicht. Da von Speisern bzw. Speiserkappen durch ihre Position an der Kontaktfläche von Gießformen zur Umgebungsluft eine besonders starke Emissionsgefährdung beim Metall-Abguss ausgeht, ist die vorstehend angegebene, bevorzugte erfindungsgemäße Verfahrensvariante (i) besonders effektiv, wenn als gehärtete Formteile nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Speiser bzw. Speiserkappen hergestellt (Verfahrensvariante (ii)) bzw. eingesetzt (Verfahrensvariante (i)) werden, insbesondere wenn diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vernetzt wurden (in Schritt V33)).Such disadvantages exist when using hardened moldings produced by the process according to the invention or when carrying out the preferred process variant (i) according to the invention specified above, in particular the preferred process variants (i) described in this text, on the other hand to a much lesser extent or ideally not at all. Since feeders or feeder caps pose a particularly strong emission hazard in metal casting due to their position on the contact surface of casting molds with the ambient air, the preferred process variant (i) according to the invention indicated above is particularly effective if feeders or Feeder caps are produced (process variant (ii)) or used (process variant (i)), in particular if they have been crosslinked by the process according to the invention (in step V33)).

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein gehärtetes Formteil, vorzugsweise herstellbar nach einem vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren (ii) (vorzugsweise nach einem vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, umfassend die folgenden Bestandteile:

  1. a) mindestens einen Formgrundstoff,
  2. b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), und
  3. c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    • c1) ein oder mehrere, vorzugsweise ausgefällte, Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise umfassend Chitosan und
    • c2) ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, wobei vorzugsweise die Hydroxygruppen der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) mindestens teilweise vorliegen als durch Vernetzung mit Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate gehärtetes, vorzugsweise vernetztes, gehärtetes, Bindemittel.
The present invention further relates to a hardened molded part, preferably producible by a process according to the invention (ii) given above (preferably by a process according to the invention described above or below as preferred) selected from the group consisting of mold, core and feeder, for use in the casting of metallic castings, comprising the following components:
  1. a) at least one basic molding material,
  2. b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), and
  3. c) as hardener component, one or both components selected from the group consisting of:
    • c1) one or more, preferably precipitated, biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably comprising chitosan and
    • c2) one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, preferably the hydroxyl groups of the aliphatic polymers used, each comprising at least partially structural units of the formula I (component b)) containing hydroxyl groups, as at least partially hardened, preferably crosslinked, by crosslinking with isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used , hardened, binder.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen gehärteten Formteils und möglicher Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen Aspekten miteinander gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren vorstehend angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.With regard to preferred configurations of the hardened molded part according to the invention and possible combinations of one or more associated aspects with one another, the explanations given above for the method according to the invention apply accordingly, and vice versa.

Bevorzugt ist als vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes, gehärtetes Formteil ein grünstandsfestes Formteil, umfassend als Härterkomponente c) den Bestandteil c1), ein oder mehrere ausgefällte Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise umfassend Chitosan. Preferred as the above-mentioned hardened molded part according to the invention is a green molded part comprising, as hardener component c), component c1), one or more precipitated biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably comprising chitosan.

Sofern das erfindungsgemäße grünstandsfeste Formteil zusätzlich auch Bestandteil c2), ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, umfasst, liegen diese ein oder mehreren Poyisocyanate sowie die ein oder mehreren aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I in dem grünstandsfesten Formteil vorzugsweise unvernetzt (miteinander) vor.If the green-resistant molded part according to the invention additionally also comprises component c2), one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, these are one or more polyisocyanates and the one or more aliphatic polymers, each containing structural units of the formula I comprising hydroxyl groups, preferably uncrosslinked in the green-fixed molded part ( with each other).

Bevorzugt ist als vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes, gehärtetes Formteil weiterhin auch ein (vernetztes) gehärtetes Formteil, umfassend als Härterkomponente c) den Bestandteil c2), ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, wobei die Hydroxygruppen der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) mindestens teilweise vorliegen als durch Vernetzung mit Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate (Bestandteil c2)) vernetztes, gehärtetes, Bindemittel.Preferred as the above-mentioned hardened molding according to the invention is also a (crosslinked) hardened molding comprising, as curing component c), component c2), one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, the hydroxyl groups of the aliphatic polymers used each comprising structural units containing hydroxyl groups Formula I (component b)) is at least partially present as a hardened binder crosslinked by crosslinking with isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used (component c2)).

Sofern ein erfindungsgemäßes gehärtetes (bzw. vernetztes, gehärtetes) Formteil ein durch Vernetzung von Hydroxyyruppen der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I (Bestandteil b)) mit Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate (Bestandteil c2)) vernetztes Bindemittel umfasst, wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung angenommen, dass in dem erfindungsgemäßen Formteil die Hydroxygruppen des vernetzten bzw. vernetzenden aliphatischen Polymers nach der erfolgten Vernetzung durch die Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate (zumindest überwiegend) nicht mehr frei vorliegen, sondern (zumindest überwiegend) an der Ausbildung von Urethangruppen mit den Isocyanatgruppen beteiligt sind.If a hardened (or crosslinked, hardened) molded part according to the invention comprises a crosslinked binder by crosslinking hydroxy groups of the aliphatic polymers used, each comprising structural units of the formula I (component b)) containing isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used (component c2)) For the purposes of the present invention, it is assumed that in the molded part according to the invention the hydroxyl groups of the crosslinked or crosslinking aliphatic polymer are no longer freely available (at least predominantly) but (at least predominantly) after the crosslinking by the isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used ) are involved in the formation of urethane groups with the isocyanate groups.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein gehärtetes Formteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, hergestellt oder herstellbar nach einem vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren (ii) (oder einem in diesem Text beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren).The present invention also relates to a hardened molded part selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, produced or producible by a method according to the invention specified above, preferably by a method (ii) according to the invention (or a preferred method according to the invention described in this text).

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des erfindungsgemäß hergestellten oder herstellbaren gehärteten Formteils und möglicher Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen Aspekten miteinander gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren und für das erfindungsgemäße gehärtete Formteil vorstehend angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.With regard to preferred configurations of the hardened molding produced or producible according to the invention and possible combinations of one or more associated aspects with one another, the explanations given above for the method according to the invention and for the hardened molding according to the invention apply accordingly, and vice versa.

Ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes (vernetztes) gehärtetes Formteil (oder ein entsprechendes, in diesem Text beschriebenes bevorzugtes erfindungsgemäßes vernetztes, gehärtetes Formteil oder ein nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren herstellbares, vernetztes, gehärtetes Formteil) ist bevorzugt, wobei das Verhältnis

  • - der Gesamtmasse des im Formteil vorliegenden gehärteten Bindemittels zur
  • - Gesamtmasse des im Formteil vorliegenden Formgrundstoffes
im Bereich von 0,1 : 100 bis 10 : 100, vorzugsweise im Bereich von 0,5 : 100 bis 7 : 100 und besonders bevorzugt im Bereich von 0,6 : 100 bis 6 : 100, liegt.A previously specified (crosslinked) hardened molded part according to the invention (or a corresponding preferred crosslinked, hardened molded part according to the invention described in this text or a crosslinked, hardened molded part which can be produced by the above described method according to the invention) is preferred, the ratio
  • - The total mass of the hardened binder present in the molded part
  • - Total mass of the basic molding material present in the molded part
is in the range from 0.1: 100 to 10: 100, preferably in the range from 0.5: 100 to 7: 100 and particularly preferably in the range from 0.6: 100 to 6: 100.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Formstoffmischung, vorzugsweise zur Herstellung eines gehärteten Formteils (einschließlich eines grünstandsfesten Formteils, sofern als Härterkomponente der Bestandteil c1) anwesend ist und/oder eines vernetzten, gehärteten Formteils, sofern als Härterkomponente der Bestandteil c2) anwesend ist), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, umfassend die folgenden Bestandteile:

  1. a) mindestens einen Formgrundstoff,
  2. b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I),
  3. c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    • c1) ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise Chitosan, und
    • c2) ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere;
    und
  4. d) Wasser.
The present invention also relates to a molding material mixture, preferably selected for the production of a hardened molded part (including a green-proof molded part, if component c1) is present as the hardener component and / or a crosslinked, hardened molded part, if component c2) is present as the hardener component) from the group consisting of mold, core and feeder, for use in casting metallic castings, comprising the following components:
  1. a) at least one basic molding material,
  2. b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I),
  3. c) as hardener component, one or both components selected from the group consisting of:
    • c1) one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan, and
    • c2) one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers;
    and
  4. d) water.

In einer besonders bevorzugten Variante der vorstehend angeführten erfindungsgemäßen Formstoffmischung umfasst diese als Härterkomponente c) den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise Chitosan, und zusätzlich den Bestandteil c2), ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere.In a particularly preferred variant of the above-mentioned molding material mixture according to the invention, this comprises, as hardener component c), component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan, and additionally component c2), one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers.

In einer bevorzugten Variante der vorstehend angeführten erfindungsgemäßen Formstoffmischung umfasst diese als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise Chitosan, aber nicht den Bestandteil c2), ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere.In a preferred variant of the above-mentioned molding material mixture according to the invention, this comprises, as hardener component c), only component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan, but not component c2), one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers.

In einer anderen bevorzugten Variante der vorstehend angeführten erfindungsgemäßen Formstoffmischung umfasst diese als Härterkomponente c) nur den Bestandteil c2), ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate (vorzugsweise ein oder mehrere im vorliegenden Text als erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzende aliphatische Polyisocyanate) als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere, aber nicht den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise Chitosan.In another preferred variant of the above-mentioned molding material mixture according to the invention, this comprises, as hardener component c), only component c2), one or more aliphatic polyisocyanates (preferably one or more aliphatic polyisocyanates to be used in the present text as preferred according to the invention) as crosslinking agents for hydroxyl groups aliphatic polymers, but not component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Formstoffmischung und möglicher Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen Aspekten miteinander, gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße gehärtete Formteil und das erfindungsgemäß hergestellte oder herstellbare gehärtete Formteil vorstehend angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.With regard to preferred configurations of the molding material mixture according to the invention and possible combinations of one or more associated aspects with one another, the explanations given above for the method according to the invention, the hardened molded part according to the invention and the hardened molded part produced or producible according to the invention apply accordingly, and vice versa.

Die vorstehend angegebene erfindungsgemäße Formstoffmischung (oder eine vorstehend angeführte, in diesem Text als bevorzugt bezeichnete erfindungsgemäße Formstoffmischung) ist zur Verwendung in dem vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren geeignet und dafür vorgesehen.The above-mentioned molding material mixture according to the invention (or a molding material mixture according to the invention mentioned above, referred to in this text as preferred) is suitable for use in the method according to the invention specified above and is intended therefor.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines durch ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate vernetzten aliphatischen Polymers umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), vorzugsweise eines derart vernetzten Polyvinylalkohols, als Bindemittel eines gehärteten Formteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken.The present invention also relates to the use of an aliphatic polymer crosslinked by one or more aliphatic polyisocyanates comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), preferably of a crosslinked polyvinyl alcohol, as a binder of a hardened molded part selected from the group consisting of mold, core and feeder, for use in the casting of metallic castings.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung und möglicher Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen Aspekten miteinander gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße gehärtete Formteil, das erfindungsgemäß hergestellte oder herstellbare gehärtete Formteil sowie für die erfindungsgemäße Formstoffmischung vorstehend angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.With regard to preferred embodiments of the use according to the invention and possible combinations of one or more associated aspects with one another, the statements given above for the method according to the invention, the hardened molded part according to the invention, the hardened molded part produced or producible according to the invention and for the molding material mixture according to the invention apply accordingly, and vice versa.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch die Verwendung von Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise von Chitosan, als Bindemittel oder Bindemittelkomponente zur Herstellung eines gehärteten Formteils, vorzugsweise eines grünstandsfesten Formteils, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, in der Gießereiindustrie.The present invention also relates to the use of biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan, as binders or binder components for producing a hardened molded part, preferably a green-shaped molded part, selected from the group consisting of a mold, core and Feeder, in the foundry industry.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung von Biopolymeren und möglicher Kombinationen von einem oder mehreren zugehörigen Aspekten miteinander gelten die für das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße gehärtete Formteil, das erfindungsgemäß hergestellte oder herstellbare gehärtete Formteil, die erfindungsgemäße Formstoffmischung sowie die erfindungsgemäße Verwendung eines durch ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate vernetzten aliphatischen Polymers vorstehend angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt. With regard to preferred configurations of the use of biopolymers according to the invention and possible combinations of one or more associated aspects with one another, the same applies to the method according to the invention, the hardened molded part according to the invention, the hardened molded part produced or producible according to the invention, the molding material mixture according to the invention and the use according to the invention of one or more aliphatic polyisocyanates crosslinked aliphatic polymer in accordance with the explanations given above, and vice versa.

Beispiele:Examples:

Die nachfolgend angegebenen Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben und erklären, ohne ihren Umfang zu beschränken.The examples given below are intended to describe and explain the invention in more detail without restricting its scope.

Soweit nicht anders angegeben, wurden die Versuche jeweils unter Laborbedingungen (Normaldruck, Temperatur 20 °C, Luftfeuchtigkeit 50 %) durchgeführt.Unless otherwise stated, the tests were carried out under laboratory conditions (normal pressure, temperature 20 ° C, humidity 50%).

Beispiel 1: Herstellung von FormstoffmischungenExample 1: Production of molding material mixtures

Es wurden die in der untenstehenden Tabelle 1 angegebenen und unter der Tabelle 1 näher beschriebenen Bestandteile verwendet, um Formstoffmischungen herzustellen.The constituents given in Table 1 below and described in more detail under Table 1 were used to produce mixtures of molding materials.

Die Formstoffmischungen „F-Cold-Box“ und „F-Wasserglas“ sind nicht-erfindungsgemäße bzw. nicht erfindungsgemäß einzusetzende Vergleichs-Formstoffmischungen. Die Formstoffmischungen und „F-V6“ und „F-E6+“ sind erfindungsgemäße bzw. erfindungsgemäß einzusetzende Formstoffmischungen. Tabelle 1: Bestandteile von Formstoffmischungen Bestandteil Formstoffmischung F-Cold-Box F-Wasserglas F-V6 F-E6+ Quarzsand BO42 [Gewichtsteile] 100 100 100 100 Wässrige PVAL-Mischung [Gewichtsteile] 0 0 3,6 3,428 Aliphatisches Polyisocyanat [Gewichtsteile] 0 0 0 0,286 Wässrige Zubereitung von Chitosan [Gewichtsteile] 0 0 2,4 2,286 Cold-Box Aktivator 6324 [Gewichtsteile] 1,2 0 0 0 Cold-Box Gasharz 7241 [Gewichtsteile] 1,2 0 0 0 Natronwasserglas-Binder 48/50 [Gewichtsteile] 0 1,5 0 0 The molding material mixtures “F-Cold-Box” and “F-water glass” are comparative molding material mixtures not according to the invention or not to be used according to the invention. The molding material mixtures and “F-V6” and “F-E6 +” are molding material mixtures according to the invention or to be used according to the invention. Table 1: Components of molding material mixtures component Molding material mixture F cold box F water glass F-V6 F-E6 + Quartz sand BO42 [parts by weight] 100 100 100 100 Aqueous PVAL mixture [parts by weight] 0 0 3.6 3,428 Aliphatic polyisocyanate [parts by weight] 0 0 0 0.286 Aqueous preparation of chitosan [parts by weight] 0 0 2.4 2,286 Cold-box activator 6324 [parts by weight] 1.2 0 0 0 Cold box gas resin 7241 [parts by weight] 1.2 0 0 0 Soda water glass binder 48/50 [parts by weight] 0 1.5 0 0

Als Formgrundstoff wurde Quarzsand BO 42 (CAS-Nr. 014808-60-7) der Firma Bodensteiner Sandwerk GmbH & Co. KG eingesetzt.Quartz sand BO 42 (CAS No. 014808-60-7) from Bodensteiner Sandwerk GmbH & Co. KG was used as the basic molding material.

Als wässrige PVAL-Mischung wurde eine 25 Gew.-%-ige Lösung von Polyvinylalkohol (> 93 % Polyvinylalkohol) mit einem Hydrolysegrad von ca. 88 Mol-% und einer dynamischen Viskosität im Bereich von 3,5 bis 4,5 mPa · s (gemessen als 4 Gew.-%-ige wässrige Lösung bei 20 °C nach DIN 53015), Methanolgehalt: 3 Gew.-%; CAS RN 25213-24-5 (Kuraray Europe GmbH), eingesetzt.A 25% by weight solution of polyvinyl alcohol (> 93% polyvinyl alcohol) with a degree of hydrolysis of approx. 88 mol% and a dynamic viscosity in the range from 3.5 to 4.5 mPa · s was used as the aqueous PVAL mixture (measured as a 4% by weight aqueous solution at 20 ° C. according to DIN 53015), methanol content: 3% by weight; CAS RN 25213-24-5 (Kuraray Europe GmbH).

Als aliphatisches Polyisocyanat wurde das nichtionisch hydrophilierte Polyisocyanat „Desmodur® DA-L“ (Covestro AG) vom Polyetherurethan-Typ (CAS RN 125252-47-3) eingesetzt.The non-ionically hydrophilized polyisocyanate "Desmodur® DA-L" (Covestro AG) of the polyether urethane type (CAS RN 125252-47-3) was used as the aliphatic polyisocyanate.

Als wässrige Zubereitung von Chitosan wurde eine 2,5 Gew.-%-ige Lösung (bezogen auf die Gesamtmasse der Lösung) von Chitosan 85/1000 (mit einem Deacetylierungsgrad von 85 Mol-% und einer dynamischen Viskosität von 1000 mPa · s It. Herstellerangaben: Heppe Medical Chitosan GmbH) in einer 1 Gew.-%-igen wässrigen Essigsäurelösung (bezogen auf die Gesamtmasse der Lösung) eingesetzt.A 2.5% by weight solution (based on the total mass of the solution) of chitosan 85/1000 (with a degree of deacetylation of 85 mol% and one%) was used as the aqueous preparation of chitosan dynamic viscosity of 1000 mPas according to manufacturer's information: Heppe Medical Chitosan GmbH) in a 1% by weight aqueous acetic acid solution (based on the total mass of the solution).

Als Cold-Box Aktivator 6324 wurde ein zur Herstellung von Cold-Box-Bindern (Polyurethanharz auf Benzyletherbasis) übliches Polyisocyanat (Aktivator 6324 der Fa. Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH) eingesetzt.The cold box activator 6324 used was a polyisocyanate (activator 6324 from Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH) which is customary for the production of cold box binders (polyurethane resin based on benzyl ether).

Als Cold-Box Gasharz 7241 wurde ein zur Herstellung von Cold-Box-Bindern (Polyurethanharz auf Benzyletherbasis) übliches Phenolharz (Gasharz 7241 der Fa. Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH) eingesetzt.A phenolic resin (gas resin 7241 from Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH), which is customary for the production of cold box binders (polyurethane resin based on benzyl ether), was used as the cold box gas resin 7241.

Als Natronwasserglas-Binder 48/50 wurde eine wässrige Lösung eines Standard-Wasserglasbinders mit einem Wasserglasgehalt (Natriumsilikat-Gehalt) im Bereich von 35 Gew.-% bis 50 Gew.-% und einem pH-Wert bei 20 °C im Bereich von 11 bis 12 (CAS RN 1344-09-8) eingesetzt.An aqueous solution of a standard water glass binder with a water glass content (sodium silicate content) in the range from 35% by weight to 50% by weight and a pH at 20 ° C. in the range from 11 was used as the sodium water glass binder 48/50 to 12 (CAS RN 1344-09-8).

Die Formstoffmischungen wurden wie nachstehend angegeben hergestellt:

  • Formstoffmischung F-Cold-Box: die in Tabelle 1 genannten Bestandteile wurden in einem elektrischen Mischer (Bosch Profi 67) unter Rühren solange miteinander vermischt, bis eine homogene Formstoffmischung entstanden war. Die Formstoffmischung Cold-Box ist eine nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte bzw. nicht in einem solchen Verfahren einzusetzende Formstoffmischung, für Vergleichszwecke.
  • Formstoffmischung F-Wasserglas: die in Tabelle 1 genannten Bestandteile wurden in einem elektrischen Mischer (Bosch Profi 67) unter Rühren solange miteinander vermischt, bis eine homogene Formstoffmischung entstanden war. Die Formstoffmischung F-Wasserglas ist eine nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte bzw. nicht in einem solchen Verfahren einzusetzende Formstoffmischung, für Vergleichszwecke.
  • Formstoffmischung F-V6: die in Tabelle 1 genannten Bestandteile „wässrige PVAL-Mischung“ und „wässrige Zubereitung von Chitosan“ wurden in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen in einem Becherglas miteinander zu einer Bindemittel-Vormischung vermischt. Anschließend wurde der Quarzsand in einem elektrischen Mischer (Bosch Profi 67) vorgelegt und es wurde dann unter Rühren die Bindemittel-Vormischung hinzugegeben und mit dem Quarzsand vermischt. Es wurde solange weiter gerührt, bis eine homogene Formstoffmischung entstanden war. Die Formstoffmischung F-V6 ist eine ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte bzw. in einem solchen Verfahren einzusetzende Formstoffmischung.
  • Formstoffmischung F-E6+: die in Tabelle 1 genannten Bestandteile „wässrige PVAL-Mischung“ und „wässrige Zubereitung von Chitosan“ wurden in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen in einem Becherglas miteinander zu einer Bindemittel-Vormischung vermischt. Kurz vor der Herstellung der Formstoffmischung F-E6+ wurde zu der entstandenen Bindemittel-Vormischung die in Tabelle 1 angegebene Menge an aliphatischem Polyisocyanat hinzugegeben und mit der Bindemittel-Vormischung durch Vermischen miteinander (Rührmotor mit Flügelrührer) zu einem „zweiten Bindemittel-System“ (im Sinne der vorliegenden Erfindung) vereinigt. Anschließend wurde der Quarzsand in einem elektrischen Mischer (Bosch Profi 67) vorgelegt und es wurde dann unter Rühren das entstandene zweite Bindemittelsystem hinzugegeben und mit dem Quarzsand durch Vermischen vereinigt. Es wurde solange weiter gerührt, bis eine homogene Formstoffmischung entstanden war. Die Formstoffmischung F-E6+ ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte bzw. in einem solchen Verfahren einzusetzende Formstoffmischung.
The molding material mixtures were produced as follows:
  • Molding material mixture F-Cold-Box: The components listed in Table 1 were mixed in an electric mixer (Bosch Profi 67) with stirring until a homogeneous molding material mixture was obtained. The cold box molding material mixture is a molding material mixture which is not produced by the process according to the invention or is not to be used in such a process, for comparison purposes.
  • F-water glass molding material mixture: The components listed in Table 1 were mixed in an electric mixer (Bosch Profi 67) with stirring until a homogeneous molding material mixture was obtained. The molding material mixture F-water glass is a molding material mixture which is not produced by the process according to the invention or which is not to be used in such a process, for comparison purposes.
  • Molding material mixture F-V6: the components "aqueous PVAL mixture" and "aqueous preparation of chitosan" listed in Table 1 were mixed together in the amounts specified in Table 1 in a beaker to form a binder premix. The quartz sand was then placed in an electric mixer (Bosch Profi 67) and the binder premix was then added with stirring and mixed with the quartz sand. The stirring was continued until a homogeneous mixture of molding materials was obtained. The molding material mixture F-V6 is a molding material mixture produced by the process according to the invention or to be used in such a process.
  • Molding material mixture F-E6 +: the components "aqueous PVAL mixture" and "aqueous preparation of chitosan" listed in Table 1 were mixed together in the amounts specified in Table 1 in a beaker to form a binder premix. Shortly before the production of the molding material mixture F-E6 +, the amount of aliphatic polyisocyanate specified in Table 1 was added to the resulting binder premix and mixed with the binder premix by mixing them together (stirrer motor with paddle stirrer) to form a “second binder system” (im Sense of the present invention). The quartz sand was then placed in an electric mixer (Bosch Profi 67) and the second binder system formed was then added with stirring and combined with the quartz sand by mixing. The stirring was continued until a homogeneous mixture of molding materials was obtained. The molding material mixture F-E6 + is a molding material mixture produced by the process according to the invention or to be used in such a process.

Beispiel 2: Herstellung von Standard-Biegeriegeln als modellhafte FormteileExample 2: Production of standard bending bars as model molded parts

Aus den in Beispiel 1 angegebenen Formstoffmischungen F-Cold-Box, F-Wasserglas, F-V6 und F-E6+ wurden auf dem Fachmann bekannte Weise Standard-Biegeriegel (stellvertretend für ein gehärtetes Formteil zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken) für Prüfzwecke durch Rammen hergestellt (Abmessungen: 172 x 23 x 23 mm), entsprechend bzw. analog zu der Vorschrift im Merkblatt P73 (Ausgabe Februar 1996) des Vereins Deutscher Gießereifachleute (nachfolgend angegeben als „VDG Merkblatt P73“), Nr. 4.1.From the molding material mixtures F-Cold-Box, F-water glass, F-V6 and F-E6 + specified in Example 1, standard bending bars (representative of a hardened molded part for use in casting metallic castings) were used for test purposes in a manner known to the person skilled in the art Rams manufactured (dimensions: 172 x 23 x 23 mm), in accordance with or analogous to the regulation in leaflet P73 (February 1996 edition) of the Association of German Foundry Professionals (hereinafter referred to as "VDG leaflet P73"), No. 4.1.

Die vorstehend beschriebenen Biegeriegel wurden wie nachfolgend angegeben gehärtet (die Verfahren zur Härtung der Formstoffmischungen „F-Cold-Box“ und „F-Wasserglas“ wie unten angegeben entsprechen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren):

  • Biegeriegel B-Cold-Box: Die Formstoffmischung F-Cold-Box (s. Beispiel 1) wurde in einer Biegestab-Rammbüchse wie oben beschrieben durch Rammen geformt. Anschließend wurde die geformte Formstoffmischung nach dem Cold-Box-Verfahren durch Hindurchleiten von (unter den Verfahrensbedingungen) gasförmigem N,N-Dimethylpropylamin (ca. 1 ml flüssig, 15 s) entsprechend der Vorschrift im VDG Merkblatt P73, Nr. 4.3, Verfahren A, gehärtet.
  • Biegeriegel B-Wasserglas: Die Formstoffmischung F-Wasserglas wurde in einer Biegestab-Rammbüchse wie oben beschrieben durch Rammen geformt. Anschließend wurde durch die geformte Formstoffmischung (in der Biegestab-Rammbüchse) gasförmiges CO2 hindurchgeleitet. Der nach CO2-Begasung grünstandsfeste Biegeriegel wurde aus der Form entnommen (entformt) und durch Trocknen im Trockenofen für 20 min bei 210 °C und Entfernen von Wasser durch Umluft-Entlüftung des Trockenofens gehärtet (Standard-Biegeriegel, hier: Biegeriegel B-Wasserglas).
  • Biegeriegel B-V6 und B-E6+: die Formstoffmischungen F-V6 und F-E6+ (Herstellung siehe Beispiel 1) wurden jeweils in einer Biegestab-Rammbüchse wie oben beschrieben durch Rammen geformt. Anschließend wurde durch die geformten Formstoffmischungen (unter den Verfahrensbedingungen) gasförmiges N,N-Dimethylpropylamin (entsprechend ca. 1 ml flüssig, 15 s) hindurchgeleitet (Begasung in der Biegestab-Rammbüchse), wodurch jeweils ein grünstandsfester Standard-Biegeriegel (d.h. modellhaftes, gehärtetes - hier: grünstandsfestes - Formteil) resultierte. Diese grünstandsfesten Standard-Biegeriegel wurden dann aus der Rammbüchse entnommen und jeweils im Trockenofen für 20 min bei 210 °C und Entfernen von Wasser durch Umluft-Entlüftung des Trockenofens zum gehärteten Formteil (Standard-Biegeriegel, hier: Biegeriegel B-V6) bzw. zum gehärteten Formteil mit Vernetzungsschritt (Biegeriegel B-E6+) verarbeitet.
The bending bars described above were hardened as indicated below (the processes for hardening the molding material mixtures “F-Cold-Box” and “F-water glass” as indicated below correspond to processes known from the prior art):
  • Bending bar B-Cold-Box: The molding material mixture F-Cold-Box (see Example 1) was shaped in a bending rod ram as described above by ramming. The molded molding material mixture was then subjected to the cold box process by passing gaseous N, N-dimethylpropylamine (approx. 1 ml liquid, 15 s) (under the process conditions) in accordance with the instructions in VDG leaflet P73, No. 4.3, process A , hardened.
  • Bending bar B-water glass: The molding material mixture F-water glass was formed by ramming in a bending rod ram as described above. Gaseous CO 2 was then passed through the molded molding material mixture (in the bending rod ram). The bending bar, which is green-stable after CO 2 fumigation, was removed from the mold (demoulded) and hardened by drying in a drying oven for 20 min at 210 ° C and removal of water by venting the drying oven by circulating air (standard bending bar, here: bending bar B water glass ).
  • Bending bars B-V6 and B-E6 +: the molding material mixtures F-V6 and F-E6 + (production see Example 1) were each formed by ramming in a bending rod ram as described above. Subsequently, gaseous N, N-dimethylpropylamine (corresponding to approx. 1 ml liquid, 15 s) was passed through the molded molding material mixtures (under the process conditions) (gassing in the bending rod ram sleeve), whereby a green-stable standard bending bar (ie modeled, hardened) - here: green stable - molded part) resulted. These green-stable standard bending bars were then removed from the ram and each in the drying oven for 20 min at 210 ° C and removing water by venting the drying oven to the hardened molded part (standard bending bar, here: bending bar B-V6) or hardened molded part with crosslinking step (bending bar B-E6 +) processed.

Beispiel 3: Bestimmung der Endfestigkeiten von Standard-BiegeriegelnExample 3: Determination of the final strengths of standard bending bars

Es wurden jeweils die Endfestigkeiten der im vorstehenden Beispiel 2 hergestellten Standard-Biegeriegel geprüft: die Endfestigkeit des Standard-Biegeriegels B-Cold-Box wurde hierzu 24 h nach seiner Herstellung geprüft. Die Endfestigkeiten der Standard-Biegeriegel B-Wasserglas, B-V6 und B-E6+ wurden hierzu jeweils 30 min nach ihrer Herstellung (Trocknung) geprüft. Alle Standard-Biegeriegel wurden unter Laborbedingungen gelagert. Es erfolgte jeweils eine Dreifachbestimmung der Endfestigkeiten, wie beschrieben im VDG Merkblatt P73, Nr. 5.2, mit einem Georg Fischer-Festigkeitsprüfapparat Typ PFG mit Niederdruckmanometer (mit Motorantrieb).The final strengths of the standard bending bars produced in Example 2 above were tested: the final strength of the standard bending bar B-Cold-Box was checked 24 hours after its manufacture. The final strengths of the standard bending bars B-water glass, B-V6 and B-E6 + were tested for this 30 minutes after their manufacture (drying). All standard bending bars were stored under laboratory conditions. The final strengths were determined in triplicate, as described in VDG Leaflet P73, No. 5.2, with a Georg Fischer type PFG strength tester with low-pressure manometer (with motor drive).

Es wurden auf diese Weise die unten in Tabelle 2 angegebenen Biegefestigkeiten (Endfestigkeiten) der Standard-Biegeriegel ermittelt: Tabelle 2: Endfestigkeiten von Standard-Biegeriegeln Biegeriegel: B-Cold-Box B-Wasserglas B-V6 B-E6+ Biegefestigkeiten [N/cm2] 720 750 530 620 The bending strengths (final strengths) of the standard bending bars given below in Table 2 were determined in this way: Table 2: final strengths of standard bending bars Bending bar: B cold box B water glass B-V6 B-E6 + Bending strength [N / cm2] 720 750 530 620

Aus den in Tabelle 2 angegebenen Werten kann man ersehen, dass das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte gehärtete Formteile (Standard-Biegeriegel) B-V6 und B-E6+ zwar geringere Endfestigkeiten aufweisen als herkömmliche Cold-Box- oder Wasserglas-gebundene Formteile, dass aber die Endfestigkeiten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gehärteten Formteile in der Praxis vollständig ausreichend sind. Der Standard-Biegeriegel B-E6+ (mit Vernetzungsschritt hergestellt) wies einen höheren (dem entsprechenden Wert für einen Cold-Box-gebundenen Biegeriegel nahekommenden) Wert für die Endfestigkeit auf, als der Standard-Biegeriegel B-V6 (ohne Vernetzungsschritt hergestellt).It can be seen from the values given in Table 2 that the hardened molded parts (standard bending bars) B-V6 and B-E6 + produced by the process according to the invention have lower final strengths than conventional cold box or water glass-bonded molded parts, but that the final strengths of the hardened moldings produced by the process according to the invention are completely sufficient in practice. The standard bending bar B-E6 + (produced with the cross-linking step) had a higher (near the corresponding value for a cold box-bound bending bar) for the ultimate strength than the standard bending bar B-V6 (produced without the cross-linking step).

Beispiel 4: Bestimmung der Festigkeit von Standard-Biegeriegeln nach AuslagerungExample 4: Determination of the strength of standard bending bars after aging

Wie im vorstehenden Beispiel 2 hergestellte Standard-Biegeriegel B-Wasserglas und B-E6+ wurden, beginnend 24 h nach ihrer Herstellung (entspricht Auslagerungsdauer „0“), einem Lagertest unterzogen. Hierzu wurden entsprechende Biegeriegel für 60 h in einem Klimaschrank bei 40 °C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und in den in Tabelle 3 angegebenen zeitlichen Abständen wie in Beispiel 3 angegeben auf ihre (verbleibenden) Biegefestigkeiten geprüft. Die jeweils gemessenen Werte dieser Biegefestigkeiten sind unten in Tabelle 3 angegeben: Tabelle 3: Biegefestigkeiten nach 60 h Auslagerung im Klimaschrank Biegeriegel: B-Wasserglas B-E6+ Auslagerungsdauer Biegefestigkeiten [N/cm2] 0 750 620 8 h 750 260 12 h 480 290 24 h 120 290 36 h 150 270 48 h 110 260 60 h 50 270 Standard bending bars B-water glass and B-E6 + produced as in Example 2 above were subjected to a storage test starting 24 hours after their manufacture (corresponds to aging time "0"). For this purpose, corresponding bending bars were stored for 60 h in a climatic cabinet at 40 ° C. and 90% relative atmospheric humidity and tested for their (remaining) bending strengths at the time intervals specified in Table 3, as indicated in Example 3. The respectively measured values of these bending strengths are given in Table 3 below: Table 3: Flexural strength after aging in a climatic cabinet for 60 h Bending bar: B water glass B-E6 + Outsourcing period Bending strengths [N / cm 2 ] 0 750 620 8 h 750 260 12 h 480 290 24 hours 120 290 36 h 150 270 48 h 110 260 60 h 50 270

Aus den in Tabelle 3 angegebenen Werten kann man ersehen, dass bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gehärteten Formteil (Standard-Biegeriegel) B-E6+ unter den Lagerbedingungen ein Festigkeitsabfall nach 8 h zu verzeichnen ist. Danach bleibt dessen Festigkeit über die restliche Lagerdauer jedoch annähernd konstant und für praktische Zwecke ausreichend. Im Gegensatz dazu ist bei dem wasserglasgebundenen Vergleichs-Biegeriegel B-Wasserglas ein signifikanter Festigkeitsabfall nach 24 h Lagerdauer zu beobachten, der bis zum Ende der Lagerdauer weiter fortschreitet, bis zu dessen praktischer Unbrauchbarkeit.It can be seen from the values given in Table 3 that the hardened molded part (standard bending bar) B-E6 + produced by the process according to the invention shows a drop in strength after 8 hours under the storage conditions. After that, its strength remains almost constant over the rest of the storage period and is sufficient for practical purposes. In contrast, a significant drop in strength after 24 hours of storage can be observed with the water-glass-bound bending bar B-water glass, which continues until the end of the storage period until it becomes unusable.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte gehärtete Formteil (Standard-Biegeriegel, hergestellt mit Vernetzungsschritt) B-E6+ ist demnach deutlich besser für die Lagerung auch unter erschwerten Klimabedingungen (erhöhte Temperatur und Luftfeuchtigkeit) geeignet, als ein herkömmliches, wasserglasgebundenes Formteil.The hardened molded part produced by the method according to the invention (standard bending bar, produced using the crosslinking step) B-E6 + is therefore significantly better suited for storage even under difficult climatic conditions (elevated temperature and air humidity) than a conventional, water glass-bound molded part.

Beispiel 5: Bestimmung der Wasserbeständigkeit von Standard-BiegeriegelnExample 5: Determination of the water resistance of standard bending bars

Wie im vorstehenden Beispiel 2 hergestellte Standard-Biegeriegel wurden auf Regale aufgelegt, so dass nur deren Enden auflagen (Auflagefläche ca. 1/10 der Gesamtfläche der Unterseite der Standard-Biegeriegel). Die Regale mit den aufliegenden Standard-Biegeriegeln wurden in einen wassergefüllten Behälter eingebracht, so dass die Unterseiten der Standard-Biegeriegel vollständig auf der Wasseroberfläche auflagen und Wasser durch die Kapillarkräfte aufnehmen konnten. Dann wurde die Wasserfestigkeit der Standard-Biegeriegel visuell über einen unten in Tabelle 4 angegebenen Zeitraum beurteilt.Standard bending bars produced as in Example 2 above were placed on shelves so that only their ends rested (contact area approx. 1/10 of the total area of the underside of the standard bending bars). The shelves with the standard bending bars on top were placed in a water-filled container so that the undersides of the standard bending bars rested completely on the water surface and could absorb water through the capillary forces. The water resistance of the standard bending bars was then assessed visually over a period given in Table 4 below.

Die Ergebnisse dieses Versuches sind unten in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4: Wasserfestigkeit von Standard-Biegeriegeln Versuchsdauer Biegeriegel (Beobachtung) B-Cold-Box B-V6 B-E6+ 0 intakt intakt intakt 3 s intakt Oberseite zeigt Feuchtigkeit intakt 37 s intakt Vollständig durchfeuchtet intakt 82 s intakt Einbruch mittig intakt 351 s intakt Durchbruch mittig intakt The results of this experiment are shown in Table 4 below. Table 4: Water resistance of standard bending bars Test duration Bending bar (observation) B cold box B-V6 B-E6 + 0 intact intact intact 3 s intact Upper side shows moisture intact 37 s intact Completely moisturized intact 82 s intact Burglary in the middle intact 351 s intact Breakthrough in the middle intact

Aus den in Tabelle 4 angegebenen Beobachtungen kann man ersehen, dass der mit Cold-Box-Bindemittel gebundene Standard-Biegeriegel auch nach der längsten, in Tabelle 4 angegebenen Einwirkungsdauer von Wasser noch vollständig wasserfest war. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte gehärtete Biegeriegel B-V6 (hergestellt ohne Vernetzungsschritt) nahm nach kurzer Zeit Wasser auf und brach nach einiger Zeit. Der erfindungsgemäß hergestellte Biegeriegel B-E6+ wies eine höhere Wasserfestigkeit auf als der gehärtete (nicht vernetzte) Biegeriegel B-V6.It can be seen from the observations given in Table 4 that the standard bending bar bound with cold box binder was still completely water-resistant even after the longest exposure to water, as shown in Table 4. The hardened bending bar B-V6 produced by the method according to the invention (produced without a crosslinking step) took up water after a short time and broke after some time. The bending bar B-E6 + produced according to the invention had a higher water resistance than the hardened (not cross-linked) bending bar B-V6.

Beispiel 6: Verhalten von Standard-Biegeriegeln beim Eisen-Abguss Example 6: Behavior of standard bending bars when casting iron

Wie im vorstehenden Beispiel 2 hergestellte Standard-Biegeriegel B-Cold-Box (Vergleich), B-V6 (nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellt) und B-E6+ (nach erfindungsgemäßem Verfahren hergestellt) wurden mit einer herkömmlichen Alkoholschlichte (Koalid 4087 der Fa. Hüttenes-Albertus GmbH) auf an sich bekannte Weise geschlichtet (Bedingungen: Auslaufzeit 17,3 s; Tauchzeit 7 s; Trocknen 110 °C für 40 min; Wandstärke 325 µm im Nasszustand).Standard bending bars B-Cold-Box (comparison), B-V6 (produced according to the method according to the invention) and B-E6 + (manufactured according to the method according to the invention) produced in Example 2 above were mixed with a conventional alcohol size (Koalid 4087 from Hüttenes- Albertus GmbH) finished in a manner known per se (conditions: run-down time 17.3 s; immersion time 7 s; drying 110 ° C for 40 min; wall thickness 325 µm when wet).

Die mit der Alkohol-Schlichte geschlichteten Standard-Biegeriegel wurden dann in eine mit einer herkömmlichen, Zirkon-haltigen Schlichte (Zirkofluid 1219 der Fa. Hüttenes-Albertus GmbH) unverdünnt geschlichteten Furanharzform (Abmessungen 280 x 200 x 130 mm) eingelegt und in dieser Form liegend mit Eisen abgegossen (Abguss-Temperatur ca. 1440 °C; ca. 3,09 Gew.-% Kohlenstoffgehalt, ca. 1,89 Gew.-% Siliziumgehalt, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des vergossenen Eisens), so dass die Standard-Biegeriegel von dem Eisen-Gussstück jeweils vollständig umschlossen waren und beim Abguss in Bezug auf die Auflagelast (durch das Eisen als Gießmetall) eine maximale Belastung erfuhren.The standard bending bars finished with the alcohol size were then placed in a furan resin form (dimensions 280 x 200 x 130 mm) undiluted with a conventional zircon-containing size (zircon fluid 1219 from Hüttenes-Albertus GmbH) and placed in this form cast iron lying down (casting temperature approx. 1440 ° C; approx. 3.09 wt.% carbon content, approx. 1.89 wt.% silicon content, in each case based on the total mass of the cast iron), so that the standard -Bending bars were completely enclosed by the iron casting and were subjected to a maximum load during casting in relation to the bearing load (due to the iron as casting metal).

Nach dem Abgussvorgang wurden die Überreste der Standard-Biegeriegel durch Umdrehen des Eisen-Gussstückes (so dass die Überreste der Standard-Biegeriegel aus den nach unten gerichteten Öffnungen der durch die Standard-Biegeriegel erzeugten Hohlräume des Eisen-Gussstücks herausfallen konnten) aus diesem entfernt und dabei das Auspackverhalten (Entkernungsverhalten) der Standard-Biegeriegel visuell bewertet. Dabei wurden folgende Beobachtungen gemacht:

  • Die Überreste des Standard-Biegeriegels B-Cold-Box (Vergleich) waren auf die vorstehend angegebene Weise kaum aus dem Eisen-Gussstück zu entfernen; sie blieben fast vollständig im Eisen-Gussstück zurück.
  • Die Überreste der Standard-Biegeriegel B-V6 (nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, ohne Vernetzungsschritt) und B-E6+ (nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, mit Vernetzungsschritt) waren auf die vorstehend angegebene Weise sehr gut und praktisch vollständig aus dem Eisen-Gussstück zu entfernen. Es blieben kaum sichtbare Überreste im Eisen-Gussstück zurück.
After the casting process, the remains of the standard bending bars were removed by turning the iron casting (so that the remains of the standard bending bars could fall out of the downward openings of the cavities of the iron casting created by the standard bending bars) and the unpacking behavior (gutting behavior) of the standard bending bars was assessed visually. The following observations were made:
  • The remains of the standard B-Cold-Box bending bar (comparison) could hardly be removed from the iron casting in the manner described above; they remained almost entirely in the iron casting.
  • The remains of the standard bending bars B-V6 (produced by the process according to the invention, without crosslinking step) and B-E6 + (produced by the process according to the invention, with crosslinking step) were very good and practically completely from the iron casting in the manner described above remove. There were hardly any visible remains in the iron casting.

Aus den vorgenannten Beobachtungen ist ersichtlich, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte gehärtete Formteile (hier: Standard-Biegeriegel B-V6 bzw. B-E6+, stellvertretend für Kern, Speiser bzw. Form) eine sehr gute Entkernbarkeit bzw. Entformbarkeit zeigen und damit dem Vergleichs-Formteil (B-Cold Box) in dieser Hinsicht deutlich überlegen sind.From the aforementioned observations it can be seen that hardened moldings produced by the process according to the invention (here: standard bending bars B-V6 or B-E6 +, representative of the core, feeder or mold) show very good removability from the core and thus demouldability Comparative molded part (B-Cold Box) are clearly superior in this regard.

Beispiel 7: Herstellung von Standard-Prüfkörpern (Standard-Biegeriegel und Standard-Prüfzylinder) aus isolierender Speisermasse als FormstoffmischungExample 7: Production of standard test specimens (standard bending bar and standard test cylinder) from insulating feed mass as a molding material mixture

Es wurden die in der untenstehenden Tabelle 5 angegebenen Bestandteile verwendet um Formstoffmischungen für isolierende Speiser herzustellen. Die Herstellung der Formstoffmischungen erfolgte analog wie oben in Beispiel 1 angegeben.The components listed in Table 5 below were used to produce molding material mixtures for insulating feeders. The molding material mixtures were prepared analogously to that given in Example 1 above.

Anschließend wurden aus den erhaltenen Formstoffmischungen Biegeriegel geformt und analog wie oben in Beispiel 2 zu Standard-Biegeriegeln gehärtet. Weiterhin wurden aus den erhaltenen Formstoffmischungen Standard-Prüfzylinder (Höhe: 50 mm, Durchmesser: 50 mm) nach der VDG-Norm P38 durch Rammen hergestellt und analog wie oben in Beispiel 2 gehärtet, als gehärtete Formteile (30 min bei 210 °C im Umluft-Trockenofen für Standard-Biegeriegel und Standard-Prüfzylinder mit Formstoffmischung F-E6+ (2)). Im Falle der Formstoffmischung F-E6+ (2) entsprechen die wie vorstehend beschrieben hergestellten Standard-Biegeriegel bzw. Standrad-Prüfzylinder jeweils gehärteten Formteilen (mit Vernetzungsschritt) im Sinne der Erfindung.Bending bars were then formed from the molding material mixtures obtained and cured to standard bending bars in a manner analogous to that in Example 2 above. Furthermore, standard test cylinders (height: 50 mm, diameter: 50 mm) according to the VDG standard P38 were produced by ramming from the molding material mixtures obtained and hardened analogously to Example 2 above, as hardened moldings (30 min at 210 ° C. in the circulating air - Drying oven for standard bending bars and standard test cylinders with molding material mixture F-E6 + (2)). In the case of the molding material mixture F-E6 + (2), the standard bending bars or standard test cylinders produced as described above correspond to hardened molded parts (with crosslinking step) in the sense of the invention.

Von den erhaltenen Standard-Biegeriegeln „B-Cold-Box“ (Vergleich) und den erhaltenen Standard-Biegeriegeln B-E6+ (2) (erfindungsgemäß hergestellt) wurden dann die Endfestigkeiten ermittelt, analog wie oben in Beispiel 3 angegeben. Die Ergebnisse aller entsprechenden Messungen sind unten in Tabelle 5 angegeben (jeweils Mittelwerte aus 3 Messungen).The final strengths of the standard bending bars “B-Cold-Box” (comparison) and the standard bending bars B-E6 + (2) (produced according to the invention) were then determined, analogously to that given in Example 3 above. The results of all corresponding measurements are given in Table 5 below (mean values from 3 measurements in each case).

Ebenfalls sind in Tabelle 5 angegeben die jeweils ermittelten Werte der Gasdurchlässigkeiten der Standard-Biegeriegel und Standard-Prüfzylinder sowie deren Gewicht. Die Gasdurchlässigkeit ist ein Prüfwert, der Auskunft über die Gefügeverdichtung gibt. Insbesondere beim Speiser ist dies ein Kennwert, der Auskunft über die ausreichende Abführung von Gießgasen während des Abgusses geben kann. Tabelle 5: Bestandteile von Formstoffmischungen für isolierende Speiser Bestandteil Formstoffmischung F-Cold-Box (2) F-E6+ (2) Geblähter Perlit [Gewichtsteile] 100 100 Wässrige PVAL-Mischung [Gewichtsteile] 0 17,15 Aliphatisches Polyisocyanat [Gewichtsteile] 0 1,45 Wässrige Zubereitung von Chitosan [Gewichtsteile] 0 11,4 Cold-Box Aktivator 6324 [Gewichtsteile] 9,0 0 Cold-Box Gasharz 7241 [Gewichtsteile] 9,0 0 Masse Standard-Prüfzylinder [g] 47 41 Gasdurchlässigkeit Standard-Prüfzylinder 45 85 Biegefestigkeit [N/cm2] Biegeriegel (Endfestigkeiten 350 300 Table 5 also shows the respectively determined values of the gas permeability of the standard bending bars and standard test cylinders as well as their weight. The gas permeability is a test value that provides information about the structure compression. In the case of the feeder in particular, this is a characteristic value that can provide information about the sufficient removal of casting gases during the casting. Table 5: Components of molding material mixtures for insulating feeders component Molding material mixture F Cold Box (2) F-E6 + (2) Expanded perlite [parts by weight] 100 100 Aqueous PVAL mixture [parts by weight] 0 17.15 Aliphatic polyisocyanate [parts by weight] 0 1.45 Aqueous preparation of chitosan [parts by weight] 0 11.4 Cold-box activator 6324 [parts by weight] 9.0 0 Cold box gas resin 7241 [parts by weight] 9.0 0 Dimensions of standard test cylinder [g] 47 41 Gas permeability standard test cylinder 45 85 Flexural strength [N / cm 2 ] bending bar (final strengths 350 300

Die in Tabelle 5 angegebenen Bestandteile „wässrige PVAL-Mischung“, „aliphatisches Polyisocyanat“, „wässrige Zubereitung von Chitosan“, „Cold-Box Aktivator 6324“ und „Cold-Box Gasharz 7241“ entsprechen den in Beispiel 1 angegebenen Bestandteilen.The ingredients specified in Table 5 "aqueous PVAL mixture", "aliphatic polyisocyanate", "aqueous preparation of chitosan", "cold box activator 6324" and "cold box gas resin 7241" correspond to the ingredients specified in Example 1.

Aus den oben in Tabelle 5 angegebenen Ergebnissen lässt sich ersehen, dass eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte isolierende Speisermasse vergleichbare Eigenschaften aufwies, wie eine nach dem aus dem Stand der Technik bekannten Cold-Box-Verfahren hergestellte Speisermasse.It can be seen from the results given in Table 5 above that an insulating feed mass produced by the method according to the invention had properties comparable to those of a feed mass produced by the cold box method known from the prior art.

Beispiel 8: Abguss von Formteilen mit AluminiumExample 8: Casting molded parts with aluminum

Aus der oben in Beispiel 7 hergestellten isolierenden Speisermasse mit Formstoffmischung „F-Cold-Box (2)“ wurden auf dem Fachmann bekannte Weise (Begasung mit Katalysator N,N-Dimethylpropylamin) durch Verschießen in einer Kernschießmaschine isolierende (unten mit einem Boden geschlossene) Speiser hergestellt.From the insulating feed mass with molding material mixture “F-Cold-Box (2)” produced above in Example 7, isolating (gassing with catalyst N, N-dimethylpropylamine) was carried out in a manner known to the person skilled in the art by firing in a core shooting machine (closed at the bottom with a base) Manufactured.

Aus der oben in Beispiel 7 erfindungsgemäß hergestellten isolierenden Speisermasse mit Formstoffmischung „F-E6+ (2)“ wurden isolierende Speiser in der gleichen Form (wie mit der Speisermasse „F-Cold-Box (2)“) auf der Kernschießmaschine geschossen. Die Härtung erfolgte für 30 min bei 210 °C unter Wasserentzug im Trockenschrank (Umluft).From the insulating feed mass with molding material mixture “F-E6 + (2)” produced according to the invention in Example 7 above, insulating feeders were shot in the same shape (as with the feed mass “F-Cold-Box (2)”) on the core shooter. The curing was carried out for 30 min at 210 ° C. with dehydration in a drying cabinet (circulating air).

Auf die oben angegeben Weise hergestellte isolierende Speiser aus beiden eingesetzten Formstoffmischungen wurden in eine mit Cold-Box gebundene Sandform eingestellt und zur Prüfung ihres Verhaltens unter Metall-Abguss-Bedingungen jeweils mit Aluminium abgegossen. Ebenfalls auf diese Weise hergestellte weitere isolierende Speiser wurden in losen Formsand eingestellt und jeweils mit Eisen anstelle von Aluminium abgegossen.Insulating feeders produced in the above-mentioned manner from the two molding material mixtures used were placed in a sand mold bonded with a cold box and cast in each case with aluminum to test their behavior under metal casting conditions. Further insulating feeders likewise produced in this way were placed in loose molding sand and cast in each case with iron instead of aluminum.

Es wurden folgende Beobachtungen gemacht:

  • Beim Abguss mit Aluminium des mit der Vergleichs-Formstoffmischung F-Cold-Box (2) (nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren) hergestellten isolierenden Speisers wurde starke Qualmbildung beobachtet, die auch nach Entnahme des abgegossenen Speisers aus der Sandform anhielt.
  • Beim Abguss mit Aluminium der mit der Formstoffmischung F-E6+ (2) (nach dem erfindungsgemäßen Verfahren) hergestellten isolierenden Speiser wurde keine Qualmbildung festgestellt. Nach dem Abguss zeigte der erfindungsgemäß hergestellte isolierende Speiser ein deutlich besseres Auspackverhalten als der mit der Vergleichs-Formstoffmischung F-Cold-Box (2) hergestellte isolierende Speiser, d.h. der erfindungsgemäß hergestellte isolierende Speiser ließ sich deutlich leichter vom Aluminium trennen. Die entstandenen Aluminium-Gussstücke zeigten eine deutlich sauberere Oberfläche (d.h. keine Kondensatbeläge) als die Aluminium-Gussstücke, welche mit dem mit der Vergleichs-Formstoffmischung F-Cold-Box (2) hergestellten isolierenden Speiser hergestellt worden waren.
The following observations were made:
  • When casting with aluminum of the insulating feeder produced with the comparison molding material mixture F-Cold-Box (2) (not according to the method according to the invention), strong smoke formation was observed, which continued even after the cast feeder was removed from the sand mold.
  • When casting with aluminum the insulating feeders produced with the molding material mixture F-E6 + (2) (according to the method according to the invention), no smoke formation was found. After the casting, the insulating feeder produced according to the invention showed a significantly better unpacking behavior than the insulating feeder produced with the comparative molding material mixture F-Cold-Box (2), ie the insulating feeder produced according to the invention was much easier to separate from the aluminum. The resulting aluminum castings showed a significantly cleaner surface (ie no condensate deposits) than the aluminum castings, which had been produced with the insulating feeder produced with the comparative molding material mixture F-Cold-Box (2).

Beispiel 9: Probequss von Eisenwürfeln Example 9: Sample of iron cubes

Die unten in Tabelle 6 angegebenen Formstoffmischungen wurden jeweils auf dem Fachmann bekannte Weise in einer Kernschießmaschine zu (isolierenden) Speisern geformt.The molding material mixtures given below in Table 6 were each formed into (insulating) feeders in a core shooter in a manner known to the person skilled in the art.

Im Falle der Speisermischung „F-Cold-Box (3)“ erfolgte die Härtung auf dem Fachmann bekannte Weise durch Begasung mit dem Katalysator N,N-Dimethylpropylamin. Im Falle der Speisermischung „F-Wasserglas (2)“ erfolgte die Härtung für 25 min bei 210 °C im Trockenschrank (Umluft). Im Falle der Speisermasse „F-E6+ (3)“ erfolgte die Härtung zum vernetzten, ausgehärteten Formteil durch Erhitzen und Entfernen von Wasser für 30 min bei 210 °C im Trockenschrank (Umluft). Es resultierten die nicht-erfindungsgemäß hergestellten Speiser „Speiser-Coldbox“ und „Speiser-Wasserglas“ sowie der erfindungsgemäß hergestellte Speiser „Speiser-B-E6+“. Tabelle 6: Zusammensetzungen von Formstoffmischungen für Speiser Bestandteil Formstoffmischung F-Cold-Box (3) F-Wasserglas (2) F-E6+ (3) Quarzsand [Gewichtsteile] 100 100 100 Wässrige PVAL-Mischung [Gewichtsteile] 0 0 3,43 Aliphatisches Polyisocyanat [Gewichtsteile] 0 0 0,29 Wässrige Zubereitung von Chitosan [Gewichtsteile] 0 0 2,28 Cold-Box Aktivator 6324 [Gewichtsteile] 1,2 0 0 Cold-Box Gasharz 7241 [Gewichtsteile] 1,2 0 0 Natronwasserglas-Binder 48/50 [Gewichtsteile] 0 1,5 0 In the case of the feeder mixture “F-Cold-Box (3)”, curing was carried out in a manner known to the person skilled in the art by gassing with the catalyst N, N-dimethylpropylamine. In the case of the feeder mixture "F-water glass (2)" the curing took place for 25 min at 210 ° C in a drying cabinet (circulating air). In the case of the feeder mass "F-E6 + (3)", the cross-linked, hardened molded part was cured by heating and removing water for 30 min at 210 ° C. in a drying cabinet (circulating air). This resulted in the feeders “Speiser-Coldbox” and “Speiser-Wasserglas” which were not produced according to the invention and the feeder produced according to the invention “Speiser-B-E6 +”. Table 6: Compositions of molding material mixtures for feeders component Molding material mixture F Cold Box (3) F water glass (2) F-E6 + (3) Quartz sand [parts by weight] 100 100 100 Aqueous PVAL mixture [parts by weight] 0 0 3.43 Aliphatic polyisocyanate [parts by weight] 0 0 0.29 Aqueous preparation of chitosan [parts by weight] 0 0 2.28 Cold-box activator 6324 [parts by weight] 1.2 0 0 Cold box gas resin 7241 [parts by weight] 1.2 0 0 Soda water glass binder 48/50 [parts by weight] 0 1.5 0

Die in Tabelle 6 angegebenen Bestandteile entsprechen jeweils den in Beispiel 1 angegebenen Bestandteilen bzw. deren Bedeutungen.The constituents specified in Table 6 each correspond to the constituents specified in Example 1 or their meanings.

Die vorgenannten Speiser wurden jeweils durch Verwendung beim Probeguss eines Eisenwürfels (modellhaft für ein metallisches Gussstück) auf ihre anwendungstechnische Brauchbarkeit, insbesondere die Güte ihrer Speiserwirkung, überprüft. Hierzu wurden die Speiser gleicher Größe (d.h. jeweils gleichen Moduls) jeweils eingesetzt beim Probeabguss von Würfeln des Moduls (d.h. mit einem Verhältnis von Volumen zu Oberfläche von) 1,68 cm mit Eisen (GGG40) bei einer Abgusstemperatur von 1400 °C. Für die Qualitätsbewertung nutzt der Fachmann auf dem Gebiet der Gießereitechnologie häufig Würfel, die ein deutlich höheres Modul aufweisen als die Speiser, um bestmögliche Informationen zur Erstarrung aus dem Versuch entnehmen zu können. Über die Tiefe des in den Würfel hineinreichenden Lunkers wird die Qualität der Speisungswirkung erfasst, wobei tiefer in den Würfel (das Metall-Gussstück) reichende Lunker eine schlechtere Speisungswirkung bedeuten.The above-mentioned feeders were each checked for their usability, in particular the quality of their feed effect, by use in the test casting of an iron cube (model for a metallic casting). For this purpose, the feeders of the same size (i.e. the same module in each case) were used for the sample casting of cubes of the module (i.e. with a volume to surface ratio of) 1.68 cm with iron (GGG40) at a casting temperature of 1400 ° C. For the quality assessment, the specialist in the field of foundry technology often uses cubes that have a significantly higher module than the feeders, in order to be able to obtain the best possible information on solidification from the test. The quality of the feeding effect is recorded via the depth of the blow hole reaching into the cube, whereby blow holes reaching deeper into the cube (the metal casting) mean a poorer feeding effect.

Die wie vorstehend angegeben hergestellten Probewürfel wurden nach dem Abguss und Abkühlen auf Raumtemperatur in der Mitte aufgesägt (halbiert) um ihren Querschnitt freizulegen und die Qualität des Gusses zu beurteilen, sowie die Güte der Speiserwirkung der jeweils eingesetzten Speiser. Die durch Aufsägen erhaltenen Querschnitte der Probewürfel mit oben angesetzt sichtbarem Restspeiser aus Eisen wurden visuell bewertet, mit den hier unten angegebenen Ergebnissen:

  • Bei Verwendung eines nicht-erfindungsgemäß hergestellten Cold-Box-gebundenen Speisers fand unter den Versuchsbedingungen eine deutliche Lunkerbildung statt, welche bis in das metallische Gussstück hineinreichte.
  • Bei Verwendung eines nicht-erfindungsgemäß hergestellten Wasserglas-gebundenen Speisers fand unter den Versuchsbedingungen eine ausgeprägte Lunkerbildung statt, welche bis weit in das metallische Gussstück hineinreichte. Die unter den Versuchsbedingungen geringe Güte der Speiserwirkung des Wasserglas-gebundenen Speisers ist hier vermutlich auf die vergleichsweise hohe Wärmeenergie-Aufnahme des Wasserglas-Binders (bekannt als dessen unvorteilhaftes „Abschreckverhalten“) zurückzuführen und die daraus resultierende verhältnismäßig frühe Erstarrung des Gießmetalls.
  • Bei Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Speisers „Speiser-B-E6+“ traten dagegen keine Lunker im metallischen Gussstück auf, sondern im Wesentlichen nur am oberen Ende des metallischen Restspeisers.
After the casting and cooling to room temperature, the sample cubes produced as above were sawn (halved) in the middle in order to expose their cross-section and to assess the quality of the casting and the quality of the feed effect of the feeders used in each case. The cross sections of the test cubes obtained by sawing with the visible residual feeder made of iron placed on top were visually assessed, with the results given below:
  • When using a cold-box-bound feeder not produced according to the invention, a clear void formation took place under the test conditions, which reached right into the metallic casting.
  • When using a water glass-bound feeder not produced according to the invention, a pronounced void formation took place under the test conditions, which reached far into the metal casting. The low quality of the feed effect of the water glass bound feeder under the test conditions is presumably due to the comparatively high heat energy absorption of the water glass binder (known as its disadvantageous "quenching behavior") and the resulting relatively early solidification of the cast metal.
  • By contrast, when using the feeder “Speiser-B-E6 +” produced according to the invention, there were no voids in the metallic casting, but essentially only at the upper end of the residual metal feeder.

Aus den vorstehend angegebenen Beobachtungen kann daher geschlossen werden, dass ein erfindungsgemäß hergestellter Speiser ein deutlich verbessertes Speisungsvermögen besitzt als die zum Vergleich herangezogenen herkömmlichen Cold-Box- oder Wasserglas-gebundenen Speiser.It can therefore be concluded from the observations given above that a feeder produced according to the invention has a significantly improved feeding capacity than the conventional cold box or water glass-bound feeders used for comparison.

Beispiel 10: Herstellung wässriger BindemittelsystemeExample 10: Production of aqueous binder systems

Es wurden die in der untenstehenden Tabelle 7 angegebenen Bestandteile verwendet, um wässrige Bindemittelsysteme herzustellen. Tabelle 7: Bestandteile wässriger Bindemittelsysteme Bestandteil Wässrige Bindemittelsysteme WB-V6 WB-E6+ Wässrige PVAL-Mischung [Gewichtsteile] 60,00 57,14 Aliphatisches Polyisocyanat [Gewichtsteile] 0 4,76 Wässrige Zubereitung von Chitosan [Gewichtsteile] 40,00 38,10 The ingredients listed in Table 7 below were used to prepare aqueous binder systems. Table 7: Components of aqueous binder systems component Aqueous binder systems WB-V6 WB-E6 + Aqueous PVAL mixture [parts by weight] 60.00 57.14 Aliphatic polyisocyanate [parts by weight] 0 4.76 Aqueous preparation of chitosan [parts by weight] 40.00 38.10

Die in Tabelle 7 angegebenen Bestandteile „wässrige PVAL-Mischung“, „aliphatisches Polyisocyanat“ und „wässrige Zubereitung von Chitosan“ entsprechen den in Beispiel 1 angegebenen Bestandteilen.The constituents given in Table 7 “aqueous PVAL mixture”, “aliphatic polyisocyanate” and “aqueous preparation of chitosan” correspond to the constituents specified in Example 1.

Die wässrigen Bindemittelsysteme WB-V6 und WB-E6+ sind erfindungsgemäß einzusetzende wässrige Bindemittelsysteme. Das wässrige Bindemittelsystem WB-E6+ entspricht einer vorstehend beschriebenen wässrigen Mischung als zweites Bindemittelsystem.The aqueous binder systems WB-V6 and WB-E6 + are aqueous binder systems to be used according to the invention. The aqueous binder system WB-E6 + corresponds to an aqueous mixture described above as the second binder system.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007031376 A1 [0021]DE 102007031376 A1 [0021]
  • DE 19615400 A1 [0021]DE 19615400 A1 [0021]
  • EP 677346 A2 [0021]EP 677346 A2 [0021]
  • WO 9626231 A1 [0021]WO 9626231 A1 [0021]
  • WO 2011/044003 A2 [0021]WO 2011/044003 A2 [0021]
  • WO 2017/071695 A1 [0021, 0077]WO 2017/071695 A1 [0021, 0077]
  • DE 102007026166 A1 [0068]DE 102007026166 A1 [0068]
  • WO 2008/113765 A1 [0111]WO 2008/113765 A1 [0111]
  • WO 2017/093371 A1 [0111]WO 2017/093371 A1 [0111]
  • WO 2017/174826 A1 [0111]WO 2017/174826 A1 [0111]
  • WO 2013/014118 A2 [0111]WO 2013/014118 A2 [0111]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN ISO 15023-02 2017-02 [0068]DIN EN ISO 15023-02 2017-02 [0068]
  • DIN 53015:2001-02 [0068, 0078, 0080]DIN 53015: 2001-02 [0068, 0078, 0080]

Claims (15)

Verfahren i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks und/oder ii) zur Herstellung eines gehärteten Formteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, mit folgenden Schritten: V1) Herstellen einer Formstoffmischung, umfassend die folgenden Bestandteile: a) mindestens einen Formgrundstoff, b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: c1) ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und c2) ein oder mehrere Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere; und d) Wasser; V2) Formen der Formstoffmischung, und anschließend V3) Härten der geformten Formstoffmischung oder eines daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes in einem oder mehreren Schritten, so dass ein gehärtetes Formteil resultiert.Method i) for producing a metallic casting and / or ii) for producing a hardened molded part selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, for use in casting metallic castings, with the following steps: V1) producing a molding material mixture comprising the the following constituents: a) at least one basic molding material, b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), c) as hardener component, one or both constituents selected from the group consisting of: c1) one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and c2) one or more polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups of the aliphatic polymer or polymers ; and d) water; V2) shaping the molding material mixture, and then V3) hardening the molded molding material mixture or a resultant, non-hardened secondary product in one or more steps, so that a hardened molding results. Verfahren nach Anspruch 1, wobei - die Formstoffmischung als Härterkomponente c) den Bestandteil c1), ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, umfasst, und/oder - das Härten in Schritt V3) umfasst V31) das Ausfällen von zumindest Anteilen der ein oder mehreren Biopolymere, vorzugsweise durch Erhöhen des pH-Wertes der wässrigen Anteile der geformten Formstoffmischung, besonders bevorzugt durch Kontaktieren, vorzugsweise Begasen, mit einer alkalisch reagierenden gasförmigen Verbindung, ganz besonders bevorzugt durch Begasen mit einem gasförmigen Amin, so dass ein grünstandsfestes Formteil resultiert; und/oder V32) das Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, - durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder - durch Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil.Procedure according to Claim 1 , wherein - the molding material mixture as hardener component c) comprises component c1), one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, and / or - the hardening in step V3) includes V31) the precipitation of at least portions of the one or more biopolymers, preferably by increasing the pH of the aqueous portions of the shaped molding material mixture, particularly preferably by contacting, preferably gassing, with an alkaline gaseous compound, very particularly preferably by gassing with a gaseous amine, so that a green-stable molded part results ; and / or V32) the treatment of the shaped molding material mixture and / or the resulting, not hardened secondary product and / or the green-stable molded part, - by heating the molded molding material mixture and / or the resulting, uncured secondary product and / or the green-stable molded part, preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range from 150 ° C. to 250 ° C. and very particularly preferably in the range from 180 ° C. to 230 ° C., and / or by removing water from the molded molding material mixture and / or from the resulting, non-hardened follow-up product and / or from the molded part which is stable on greenery. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, vorzugsweise nach Anspruch 2, wobei - die Formstoffmischung als Härterkomponente c) den Bestandteil c2), ein oder mehrere Polyisocyanate, vorzugsweise aliphatische Polyisocyanate, umfasst, und/oder - das Härten in Schritt V3) umfasst V32) das Behandeln der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise - durch Erhitzen der geformten Formstoffmischung und/oder des daraus entstandenen Folgeproduktes und/oder des grünstandsfesten Formteils, vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 300 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 150 °C bis 250 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 180 °C bis 230 °C, und/oder - durch Entfernen von Wasser aus der geformten Formstoffmischung und/oder aus dem daraus entstandenen, nicht gehärteten Folgeprodukt und/oder aus dem grünstandsfesten Formteil, und vorzugsweise V33) das Vernetzen lassen von Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere der Formel I mit Isocyanat-Gruppen der Polyisocyanate in der geformten Formstoffmischung und/oder in dem daraus entstandenen Folgeprodukt und/oder in dem grünstandsfesten Formteil, so dass als gehärtetes Formteil ein vernetztes Formteil resultiert. Method according to one of the preceding claims, preferably according to Claim 2 , wherein - the molding material mixture as hardener component c) comprises component c2), one or more polyisocyanates, preferably aliphatic polyisocyanates, and / or - the curing in step V3) comprises V32) treating the molded molding material mixture and / or the resulting product resulting therefrom and / or the green part which is resistant to green standing, preferably - by heating the shaped molding material mixture and / or the resulting product and / or the green part which is stable to green standing, preferably to a temperature in the range from 100 ° C. to 300 ° C., particularly preferably in the range of 150 ° C to 250 ° C and very particularly preferably in the range of 180 ° C to 230 ° C, and / or - by removing water from the molded molding material mixture and / or from the resulting uncured follow-up product and / or from the green-stable molded part , and preferably V33) the crosslinking of hydroxyl groups of the aliphatic polymer (s) of the formula I with isocyan at groups of the polyisocyanates in the molded molding material mixture and / or in the resulting product and / or in the green-resistant molded part, so that a crosslinked molded part results as a hardened molded part. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I - herstellbar sind durch mindestens partielle Verseifung von Polyvinylacetat; und/oder - ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate und deren Gemische und/oder - ≥ 75 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung, neben den als Bestandteil c1) eingesetzten ein oder mehreren Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, insgesamt eingesetzten, Hydroxygruppen umfassenden organischen Polymere ausmachen, und/oder - ein oder mehrere Polyvinylalkohole umfassen, wobei die Gesamtheit der eingesetzten Polyvinylalkohole vorzugsweise - einen Hydrolysegrad von > 50 Mol-% aufweist, vorzugsweise bestimmt gemäß der Methode wie angegeben in Dokument DE 10 2007 026 166 A1, Paragraphen [0029] bis [0034], und besonders bevorzugt einen Hydrolysegrad aufweist im Bereich von 70 Mol-% bis 100 Mol-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 80 Mol-% bis 100 Mol-%, vorzugsweise bestimmt gemäß der Methode nach DIN EN ISO 15023-02 2017-02 Entwurf, Anhang D, und/oder - eine dynamische Viskosität im Bereich von 0,1 bis 30 mPa · s aufweist, vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 15 mPa · s, besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 10 mPa · s, jeweils bestimmt an einer 4 %-igen (w/w) wässrigen Lösung der Gesamtheit der eingesetzten Polyvinylalkohole bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02; und/oder - ≥ 75 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 90 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der Gesamtmasse der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I ausmacht.Method according to one of the preceding claims, wherein the aliphatic polymers used each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I. - Can be produced by at least partial saponification of polyvinyl acetate; and or - are selected from the group consisting of polyvinyl alcohols, polyvinyl acetates and mixtures thereof and or ≥ 75% by weight, preferably ≥ 90% by weight, particularly preferably ≥ 98% by weight, of the total mass of the molding material mixture, in addition to the one or more biopolymers used as component c1), selected from the group of poly- D-glucosamines, total organic polymers comprising hydroxyl groups used, and or comprise one or more polyvinyl alcohols, preferably all of the polyvinyl alcohols used has a degree of hydrolysis of> 50 mol%, preferably determined according to the method as specified in document DE 10 2007 026 166 A1, paragraphs [0029] to [0034], and particularly preferably has a degree of hydrolysis in the range from 70 mol% to 100 mol%, very particularly preferably in the range from 80 mol% to 100 mol%, preferably determined according to the method according to DIN EN ISO 15023-02 2017-02 Draft, Appendix D, and or has a dynamic viscosity in the range from 0.1 to 30 mPas, preferably in the range from 1.0 to 15 mPas, particularly preferably in the range from 2.0 to 10 mPas, each determined at a 4% -igen (w / w) aqueous solution of all of the polyvinyl alcohols used at 20 ° C according to DIN 53015: 2001-02; and or ≥ 75% by weight, preferably 90 90% by weight, particularly preferably 98 98% by weight, of the total mass of the aliphatic polymers used overall in the molding material mixture in each case comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - das eine oder eines oder mehrere der mehreren Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine Chitosan umfassen, wobei das Chitosan vorzugsweise - einen Deacetylierungsgrad von > 70 Mol-%, vorzugsweise von > 75 Mol-% und besonders bevorzugt von > 80 Mol-% aufweist, bestimmt mittels 1H-NMR-Spektroskopie, und/oder - eine dynamische Viskosität von > 500 mPa · s, vorzugsweise von > 600 mPa · s, besonders bevorzugt von ≥ 700 mPa · s aufweist, jeweils bestimmt an einer 1 %-igen (w/w) Lösung des Chitosans in 1 %-iger (w/w) Essigsäure bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02, und/oder - das Verhältnis der Summe - der Gesamtmasse der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I und - der Gesamtmasse an eingesetzten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, zur - Gesamtmasse an eingesetztem Formgrundstoff, im Bereich von 0,2 : 100 bis 13 : 100 liegt, vorzugsweise im Bereich von 0,3 : 100 bis 10 : 100, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 : 100 bis 9 : 100.Method according to one of the preceding claims, wherein - the one or one or more of the several biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines comprise chitosan, the chitosan preferably - a degree of deacetylation of> 70 mol%, preferably of> 75 mol -% and particularly preferably of> 80 mol%, determined by means of 1 H-NMR spectroscopy, and / or - a dynamic viscosity of> 500 mPa · s, preferably of> 600 mPa · s, particularly preferably of ≥ 700 mPa · S, each determined on a 1% (w / w) solution of chitosan in 1% (w / w) acetic acid at 20 ° C according to DIN 53015: 2001-02, and / or - the ratio of Sum - the total mass of the aliphatic polymers used, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I and - the total mass of biopolymers used selected from the group of poly-D-glucosamines, for the - total mass of the molding material used, in the range from 0.2: 100 to 13: 100, preferably in the range from 0.3: 100 to 10: 100, particularly preferably in the range from 0.5: 100 to 9: 100. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Polyisocyanate aliphatische Polyisocyanate umfassen, wobei - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate nichtionisch oder ionisch hydrophiliert sind, und/oder - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine Polyethergruppe oder eine Sulfonatgruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine Polyethergruppe und zudem eine Urethan- und/oder eine Allophanatgruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine oder mehrere 2,4,6-Trioxotriazingruppen umfasst bzw. umfassen sowie vorzugsweise eine Polyethergruppe oder eine Sulfonatgruppe, vorzugsweise eine Polyethergruppe umfasst bzw. umfassen, und/oder - das eine bzw. eines oder mehrere oder alle der mehreren aliphatischen Polyisocyanate eine oder mehrere 2,4,6-Trioxotriazingruppen sowie eine Polyethergruppe und zudem eine Urethan- und/oder eine Allophanatgruppe, vorzugsweise eine Urethangruppe, umfasst bzw. umfassen, und/oder - die eingesetzten ein oder mehreren aliphatischen Polyisocyanate ≥ 50 Gew.-%, vorzugsweise ≥ 75 Gew.-%, besonders bevorzugt ≥ 90 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt ≥ 98 Gew.-%, der in der Formstoffmischung insgesamt eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate ausmachen.Method according to one of the preceding claims, wherein the one or more polyisocyanates comprise aliphatic polyisocyanates, wherein - the one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates are nonionically or ionically hydrophilized, and / or - the one or one or more or all of the plurality of aliphatic polyisocyanates comprise or comprise a polyether group or a sulfonate group, and / or - the one or one or more or all of the plurality of aliphatic polyisocyanates comprise a polyether group and additionally comprise a urethane and / or an allophanate group, and / or - the one or one or more or all of the several aliphatic polyisocyanates comprises or comprise one or more 2,4,6-trioxotriazine groups and preferably comprises or comprises a polyether group or a sulfonate group, preferably a polyether group, and / or - the one or one or more or all of the several aliphatic poles yisocyanates comprise or comprise one or more 2,4,6-trioxotriazine groups and a polyether group and also a urethane and / or an allophanate group, preferably a urethane group, and / or - the one or more aliphatic polyisocyanates used ≥ 50% by weight, preferably ≥ 75% by weight, particularly preferably 90 90% by weight and very particularly preferably 98 98% by weight, of the one or more used overall in the molding material mixture Make out polyisocyanates. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - das Verhältnis der Summe - der Gesamtmasse der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I und - der Gesamtmasse an eingesetzten Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, zur - Gesamtmasse der als Vernetzungsmittel eingesetzten, vorzugsweise aliphatischen, Polyisocyanate im Bereich von 1 : 1 bis 10 : 1 liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,5 : 1 bis 7,5 : 1 besonders bevorzugt im Bereich von 2 : 1 bis 5 : 1.Method according to one of the preceding claims, in which - The relationship the sum - The total mass of the aliphatic polymers used, each comprising hydroxyl-containing structural units of the formula I and - The total mass of biopolymers used selected from the group of poly-D-glucosamines The total mass of the preferably aliphatic polyisocyanates used as crosslinking agents is in the range from 1: 1 to 10: 1, preferably in the range from 1.5: 1 to 7.5: 1, particularly preferably in the range from 2: 1 to 5: 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Formgrundstoff umfasst: - einen oder mehrere partikuläre feuerfeste Feststoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - Oxide, Silicate und Carbide, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg, Fe und Ca, - Mischoxide, Mischcarbide und Mischnitride, jeweils umfassend ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Si, AI, Zr, Ti, Mg, Fe und Ca, und - Graphit und/oder - einen oder mehrere partikuläre Leichtfüllstoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: - Kern-Hülle-Partikel, vorzugsweise aufweisend einen Glaskern und eine feuerfeste Hülle, besonders bevorzugt mit einer Schüttdichte im Bereich von 470-500 g/L; - feuerfeste Kompositpartikel; - Spheres; - Perlit, vorzugsweise geblähter Perlit; - geschlossen-porige Mikro-Kugeln aus expandiertem Perlit; - Reisschalenasche; - Blähglas, - Glashohlkugeln, und - keramische Hohlkugeln, vorzugsweise Hohlkugelkorund.Method according to one of the preceding claims, the basic molding material comprising: - One or more particulate refractory solids selected from the group consisting of Oxides, silicates and carbides, each comprising one or more elements from the group consisting of Si, Al, Zr, Ti, Mg, Fe and Ca, Mixed oxides, mixed carbides and mixed nitrides, each comprising one or more elements from the group consisting of Si, Al, Zr, Ti, Mg, Fe and Ca, and - graphite and / or one or more particulate light fillers, preferably selected from the group consisting of: Core-shell particles, preferably having a glass core and a refractory shell, particularly preferably with a bulk density in the range of 470-500 g / L; - refractory composite particles; - Spheres; - pearlite, preferably expanded pearlite; - closed-pore micro-balls made of expanded pearlite; - rice bowl ash; - expanded glass, - hollow glass spheres, and - Ceramic hollow spheres, preferably hollow spherical corundum. Verfahren i) zur Herstellung eines metallischen Gussstücks nach einem der vorstehenden Ansprüche, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 2 bis 8, mit folgendem zusätzlichen Schritt: V4) Kontaktieren des gehärteten Formteils, vorzugsweise wie erhalten nach Schritt V32) und vorzugsweise zusätzlich Schritt V33), mit einem Gießmetall zur Herstellung eines metallischen Gussstücks, wobei das Gießmetall vorzugsweise in Kontakt mit dem gehärteten Formteil erstarrt, wobei vorzugsweise - das Gießmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Zink und deren Legierungen und/oder - die Temperatur des Gießmetalls beim Abguss nicht höher ist als 900 °C; so dass ein metallisches Gussstück resultiert.Method i) for producing a metallic casting according to one of the preceding claims, preferably according to one of the Claims 2 to 8th , with the following additional step: V4) contacting the hardened molded part, preferably as obtained after step V32) and preferably additionally step V33), with a cast metal for producing a metallic casting, the cast metal preferably solidifying in contact with the hardened molded part, preferably - The casting metal is selected from the group consisting of aluminum, magnesium, tin, zinc and their alloys and / or - The temperature of the casting metal during casting is not higher than 900 ° C; so that a metallic casting results. Gehärtetes Formteil, vorzugsweise herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken, umfassend a) mindestens einen Formgrundstoff, b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), und c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: c1) ein oder mehrere, vorzugsweise ausgefällte, Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und c2) ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, wobei vorzugsweise die Hydroxygruppen der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I mindestens teilweise vorliegen als durch Vernetzung mit Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate gehärtetes, vorzugsweise vernetztes, gehärtetes, Bindemittel.Hardened molded part, preferably producible by a method according to one of the Claims 1 to 9 , selected from the group consisting of mold, core and feeder, for use in the casting of metallic castings, comprising a) at least one basic molding material, b) one or more aliphatic polymers, each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), and c) as hardener component, one or both components selected from the group consisting of: c1) one or more, preferably precipitated, biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and c2) one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, preferably the hydroxyl groups of the aliphatic polymers used, each comprising at least partially structural units of the formula I containing hydroxyl groups are present as a binder which is hardened, preferably crosslinked, hardened by crosslinking with isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used. Grünstandsfestes Formteil nach Anspruch 10, umfassend als Härterkomponente c) den Bestandteil c1), ein oder mehrere ausgefällte Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise umfassend Chitosan.Green-shaped molded part after Claim 10 comprising, as hardener component c), component c1), one or more precipitated biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably comprising chitosan. Gehärtetes Formteil nach Anspruch 10 oder 11, umfassend als Härterkomponente c) den Bestandteil c2), ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, wobei die Hydroxygruppen der eingesetzten aliphatischen Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I mindestens teilweise vorliegen als durch Vernetzung mit Isocyanatgruppen der eingesetzten ein oder mehreren Polyisocyanate vernetztes, gehärtetes, Bindemittel.Hardened molded part after Claim 10 or 11 comprising, as hardener component c), component c2), one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, the hydroxyl groups of the aliphatic polymers used in each case comprising at least partially structural units of the formula I containing hydroxyl groups being at least partially crosslinked by crosslinking with isocyanate groups of the one or more polyisocyanates used , hardened, binder. Formstoffmischung, umfassend die folgenden Bestandteile: a) mindestens einen Formgrundstoff, b) ein oder mehrere aliphatische Polymere jeweils umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), c) als Härterkomponente, ein oder beide Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: - ein oder mehrere Biopolymere ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine und - ein oder mehrere, vorzugsweise aliphatische, Polyisocyanate, als Vernetzungsmittel für Hydroxygruppen des bzw. der aliphatischen Polymere; und d) Wasser.Molding material mixture comprising the following constituents: a) at least one basic molding material, b) one or more aliphatic polymers each comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), c) as hardener component, one or both constituents selected from the group consisting of: - one or more biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines and - one or more, preferably aliphatic, polyisocyanates, as crosslinking agents for hydroxyl groups or aliphatic polymers; and d) water. Verwendung eines durch ein oder mehrere aliphatische Polyisocyanate vernetzten aliphatischen Polymers umfassend Hydroxygruppen enthaltende Struktureinheiten der Formel I -CH2-CH(OH)- (I), vorzugsweise eines derart vernetzten Polyvinylalkohols, als Bindemittel eines Formteils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, zur Verwendung beim Gießen von metallischen Gussstücken.Use of an aliphatic polymer crosslinked by one or more aliphatic polyisocyanates comprising structural units of the formula I containing hydroxyl groups -CH 2 -CH (OH) - (I), preferably a polyvinyl alcohol crosslinked in this way, as a binder of a molded part selected from the group consisting of mold, core and feeder, for use in the casting of metallic castings. Verwendung von Biopolymeren ausgewählt aus der Gruppe der Poly-D-Glucosamine, vorzugsweise von Chitosan, als Bindemittel oder Bindemittelkomponente zur Herstellung eines gehärteten Formteils, vorzugsweise eines grünstandsfesten Formteils, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gussform, Kern und Speiser, in der Gießereiindustrie.Use of biopolymers selected from the group of poly-D-glucosamines, preferably chitosan, as a binder or binder component for producing a hardened molded part, preferably a green-resistant molded part, selected from the group consisting of mold, core and feeder, in the foundry industry.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015120866A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for producing refractory composite particles and feeder elements for the foundry industry, corresponding feeder elements and uses

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6157860A (en) 1984-08-30 1986-03-24 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Waveform observing device
JPS61276813A (en) 1985-06-03 1986-12-06 Showa Highpolymer Co Ltd Curable composition
US5566742A (en) 1994-04-13 1996-10-22 Nemoto; Masaru Casting method using core made of synthetic resin, core made of synthetic resin, and cast product
US5698613A (en) 1995-02-21 1997-12-16 Mancuso Chemicals Limited Chemical binder
GB9523581D0 (en) * 1995-11-17 1996-01-17 British Textile Tech Cross-linking
DE19615400C2 (en) 1996-04-18 2001-02-15 Univ Bayreuth Lehrstuhl Fuer K Slurry and its use in the manufacture of ceramic green bodies and ceramic objects
DE102007012660B4 (en) 2007-03-16 2009-09-24 Chemex Gmbh Core-shell particles for use as filler for feeder masses
DE102007026166A1 (en) 2007-06-04 2008-12-11 Kuraray Europe Gmbh Thermoplastic shaping of polyvinyl alcohol for manufacturing granulates, foil, fibers or coating for use in pharmaceutical or cosmetic applications, involves accomplishing shaping in absence of extrusion additive
DE102007031376A1 (en) 2007-07-05 2009-01-08 GTP Schäfer Gießtechnische Produkte GmbH Cold-box process to produce e.g. molds, comprises contacting a composition comprising molding mixture and binder system in a tool, contacting the unhardened molds with a hardening catalyst containing water or mixture of water and amine
US8426494B2 (en) * 2009-10-06 2013-04-23 Amcol International Corp. Lignite urethane based resins for enhanced foundry sand performance
DE102010029235A1 (en) 2010-05-21 2011-11-24 Evonik Degussa Gmbh Hydrophilic polyisocyanates
DE102011079692A1 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Chemex Gmbh Feeders and moldable compositions for their preparation
DE102015118428A1 (en) 2015-10-28 2017-05-04 Purinvent System Gmbh Phenol-formaldehyde resin-free binders for foundry molding sands
DE102016205960A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Use of closed-pore microballs of expanded perlite as a filler for the production of moldings for the foundry industry

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015120866A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for producing refractory composite particles and feeder elements for the foundry industry, corresponding feeder elements and uses

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