JP2000513272A - 中子および鋳型用結合剤 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ケイ酸塩、リン酸塩、ならびに脂肪族カーボネート、環状アルキレンカー ボネート、脂肪族カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、リン酸エステ ルおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる触媒の混合物: を含む結合剤組成物。 2.該触媒が式I: R1-O-(CO)-O-R2 I, (式中R1およびR2は同一かまたは異なることができ、C1ないしC6アルキルか ら選ばれる)を有する少なくとも1種の脂肪族カーボネートを含む請求項1記載 の組成物。 3.該触媒が式II: (式中R3およびR4は独立して水素及びC1ないしC10アルキルからなる群から 選ばれる)を有する少なくとも1種の環状アルキレンカーボネートを含む請求項 1記載の組成物。 4.該触媒がエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカー ボネートおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項1記載の組成物。 5.該脂肪族カルボン酸エステルを含み、さらに該脂肪族カルボン酸エステル が脂肪族カルボン酸部分と脂肪族アルコール部分との反応生成物であり、該脂肪 族カルボン酸部分が炭素原子が1ないし20個のモノカルボン酸および炭素原子 が2ないし20個のジカルボン酸から選ばれ、該脂肪族部分が炭素原子が1ない し20個の脂肪族アルコール、炭素原子が1ないし20個の脂肪族ポリオール、 式III(a)のエーテルアルコール: R5―(OR6)m-OH III(a), (式中R5は炭素原子が1ないし20個の飽和または不飽和アルキル部分、各R6 は独立して炭素原子が2ないし4個のアルキレン部分、またmは1から8の整数 )、および式III(b)のエーテルポリオール: R7―(OR8)m−OH III(b), (式中R7は炭素原子が1ないし20個の飽和又は不飽和アルキル部分、各R8は 独立して炭素原子が2ないし4個のアルキレン部分、またmは式III(a)と同 様である。但しR7またはR8の少なくとも1つは式III(b)に示すヒドロキシ 基に加えてヒドロキシ置換されているものとする。)からなる群から選ばれる請 求項1記載の組成物。 6.該触媒が式IV(a): {式中aは0から5の整数、bは1から6の整数、R9はC1ないしC20アルキレ ン、またYはCcH2c-a-b+2(式中cは2から20の整数、aとbの合計は最大 6)、任意に式IV(a)の少なくとも1つの−OH基は式(OR6)mのエーテル 基を介してYに結合され、また任意に式IV(a)の少なくとも1つの−(O−C (O)−R9−H)基は式(OR6)m(式中各R6は独立して炭素原子が2ないし 4個のアルキレン部分、また各mは独立して1から8の整数)の他のエーテル基 を介してYに結合される}を有する少なくとも1種の脂肪族カルボン酸エステル を含む請求項5記載の組成物。 7.該触媒が式IV(c): {式中aは0から5の整数、各R6は独立して炭素原子が2から4個のアルキレ ン部分、YはCcH2c-a+1(式中cは2から20の整数)、mは1から8の整数 、またR9はC1ないしC20アルキレン}を有する少なくとも1種のカルボン酸エ ス テルを含む請求項6記載の組成物。 8.該触媒が式V:(式中各R5およびR6は独立して式III(a)と同様であり、n=0から8、ま たR10は結合またはC1ないしC18アルキレン)を有する少なくとも1種のカル ボン酸エステルを含む請求項5記載の組成物。 9.該触媒が式VI: (式中xは2ないし10に等しく、またR12およびR13は独立してHおよびC1 ないしC4アルキルならびにそれらの混合物からなる群から選ぶことができる) を有する少なくとも1種の環状カルボン酸エステルを含む請求項1記載の組成物 。 10.該触媒が式VIII: OP(OR14)3 VIII, {式中各R14は独立してH、直鎖状または分枝鎖状C1ないしC16アルキル、− C6H5、−C6H4R15(式中R15は直鎖状または分枝鎖状C1ないしC12アルキ ル)、および−R16−C6H5(式中R16は直鎖状または分枝鎖状C1ないしC6ア ルキレン)からなる群から選ばれ、せいぜい2つのR14基がHである}を有する 少なくとも1種のリン酸エステルを含む請求項1記載の組成物。 11.該触媒がジメチルスクシネート、ジメチルグルタレート、ジメチルアジ ペート、プロピオラクトン、ブチロラクトン、カプロラクトン、モノアセチン、 ジアセチン、トリアセチン、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリ コールジアセテートおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項1記載 の組成物。 12.該触媒が該結合剤の重量を基準として約5ないし25重量%の量で存在 する請求項1記載の組成物。 13.粒状物質の造形品を製造するための組成物であって請求項1記載の該結 合剤および粒状物質を含む組成物。 14.該粒状物質が砂であって、該砂が該組成物の総重量を基準として95− 99.6重量%の量で存在する請求項13記載の組成物。 15.該ケイ酸塩が、アルカリ金属ケイ酸塩およびアンモニウムケイ酸塩から なる群から選ばれる少なくとも1種のケイ酸塩である請求項1記載の組成物。 16.該ケイ酸塩が1.1:1ないし3.85:1のSiO2:Na2O比を有 する請求項1記載の組成物。 17.該ケイ酸塩が2.0:1−2.7:1の範囲のSiO2/Na2O比を有 する請求項1記載の組成物。 18.該リン酸塩がアルカリ金属リン酸塩およびアンモニウムリン酸塩からな る群から選ばれた少なくとも1種のリン酸塩である請求項1記載の組成物。 19.該ケイ酸塩がケイ酸ナトリウムを含み、また該リン酸塩がポリリン酸ナ トリウムおよびポリリン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種のポ リリン酸塩である請求項1記載の組成物。 20.該結合剤の該リン酸塩成分が式((PO3)nO)3(式中nは1−32 の平均鎖長)のイオン部分を有する請求項1記載の組成物。 21.該結合剤の該リン酸塩成分がポリリン酸ナトリウムである請求項1記載 の組成物。 22.該リン酸塩が式((PO3)nO)(式中nは平均鎖長で、3から32( 3および32を含む)である)のイオン部分を有するポリリン酸塩である請求項 1記載の組成物。 23.さらに界面活性剤を含む請求項1記載の組成物。 24.有機硫酸塩、有機スルホン酸塩、有機リン酸エステル及びそれらの混合 物からなる群から選ばれる水溶性アニオン界面活性剤をさらに含む請求項1記載 の組成物。 25.該ケイ酸塩:リン酸塩比が固形分を基準として約97.5:2.5ない し約40:60である請求項1記載の組成物。 26.該ケイ酸塩:リン酸塩比が固形分を基準として約95:5ないし60: 40である請求項1記載の組成物。 27.乾燥ケイ酸塩成分、乾燥リン酸塩成分、ならびに脂肪族カーボネート、 環状アルキレンカーボネート、脂肪族カルボン酸エステル、環状カルボン酸エス テル、リン酸エステルおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる触媒を含む 系。 28.ケイ酸塩、リン酸塩、ならびに脂肪族カーボネート、環状アルキレンカ ーボネート、脂肪族カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、リン酸エス テルおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる触媒を混合ずることを含む結 合剤の製造法。 29.該触媒が、 (A) 式Iのアルキレンカーボネート: R1-O-(CO)-O-R2 I, (式中R1およびR2は同一かまたは異なることができ、C1ないしC6アルキルか ら選ばれる)、 (B) 式IIの環状有機カーボネート: (式中R3およびR4は独立して水素およびC1ないしC10アルキルからなる群か ら選ばれる)、 (C) 脂肪族カルボン酸エステル{該脂肪族カルボン酸エステルは脂肪族カ ルボン酸部分と脂肪族アルコール部分との反応生成物であって、該カルボン酸部 分は炭素原子が1ないし20個のモノカルボン酸および炭素原子が2ないし20 個のジカルボン酸から選ばれ、該脂肪族部分は炭素原子が1ないし20個の脂肪 族アルコール、炭素原子が1ないし20個の脂肪族ポリオール、式III(a)の エーテルアルコール: R5―(OR6)m−OH III(a), (式中R5は炭素原子が1ないし20個の飽和または不飽和アルキル部分、各R6 は独立して炭素原子が2ないし4個のアルキレン部分、mは1から8の整数)、 および式III(b)のエーテルポリオール: R7-(OR8)m−OH III(b), (式中R7は炭素原子が1ないし20個の飽和又は不飽和アルキル部分、各R8は 独立して炭素原子が2ないし4個のアルキレン部分、mは式III(a)と同様で ある。ただしR7またはR8の少なくとも1つは式III(b)に示されるヒドロキ シ基に加えてヒドロキシ置換されているものとする)からなる群から選ばれる} 、 (D) 式VIの環状カルボン酸エステル: (式中xは2ないし10に等しく、R12およびR13は独立してHおよびC1ない しC4アルキルならびにそれらの混合物からなる群から選ばれる)、および (E) 式VIIIを有するリン酸エステル: OP(OR14)3 VIII, {式中各R14は独立してH、直鎖状または分枝鎖状C1ないしC16アルキル、C6 H5、C6H4R15(式中R15は直鎖状または分枝鎖状C1ないしC12アルキル)、 および−R16−C6H5(式中R16は直鎖状または分枝鎖状C1ないしC6アルキレ ン)からなる群から選ばれ、せいぜい2つのR14がHである} からなる群から選ばれる請求項28記載の方法。 30.該触媒がジメチルスクシネート、ジメチルグルタレートおよびジメチル アジペート、プロピオラクトン、ブチロラクトン、カプロラクトン、モノアセチ ン、ジアセチン、トリアセチン、エチレングリコールジアセテート、ジエチレン グリコールジアセテート、ならびにそれらの混合物からなる群から選ばれる請求 項28記載の方法。 31.該触媒がエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカ ーボネートおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項28記載の方法 。 32.請求項13記載の組成物を供給し; 該組成物を成形し;さらに 該組成物を硬化させること を含む粒状物質と結合剤との結合方法。 33.前記供給工程が、少なくとも1種の前記ケイ酸塩、少なくとも1種の前 記リン酸塩、および少なくとも1種の前記触媒を該粒状物質に添加して該組成物 を生成させることを含む請求項32記載の方法。 34.該粒状物質に該触媒を添加する前に該ケイ酸塩およびリン酸塩を添加す る請求項33記載の方法。 35.該粒状物質に水を加えて水性混合物を生成させ、そこにおいて該粒状物 質が鋳物砂であり、該ケイ酸塩がケイ酸ナトリウムであって、該ケイ酸ナトリウ ムおよびリン酸塩を該水性混合物に加えることをさらに含む請求項33記載の方 法。 36.該成形工程が該混合物を型内に充填することを含む請求項32記載の方 法。 37.該組成物の該供給が現場において該リン酸塩を生成させることを含む請 求項32記載の方法。 38.現場における該生成がリン酸類と塩基とを接触させることを含む請求項 37記載の方法。 39.現場における該生成が前駆物質リン酸塩を酸および塩基からなる群の一 員と接触させて現場で該リン酸塩を生成させることを含む請求項37記載の方法 。 40.該組成物が水性であって、該粒状物質、該ケイ酸塩、該リン酸塩、およ び水を混合して成形させる請求項32記載の方法。 41.粒子の成形塊を含み、該塊の個々の該粒子を、少なくとも1種の水溶性 ケイ酸塩、および少なくとも1種のリン酸塩、ならびに脂肪族カーボネート、環 状有機カーボネート、脂肪族カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステルおよ びそれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の触媒を含む結合剤と ともに結合させ、かつ生成した結合剤が水に可溶であることを含む水に崩壊可能 な鋳型。 42.該鋳型が500°−1400℃の範囲の温度に曝露後水に崩壊可能であ る請求項41記載の鋳型。 43.該粒子がシリカ、アルミナ、炭化ケイ素、マグネサイト、ドロマイト、 ケイ酸アルミニウム、ムル石、カーボン、フォルステライト、クロムマグネシア 、ジルコン、クレー、クロマイト、シャモットおよびオリビンからなる群から選 ばれる少なくとも1つの物質からなる請求項41記載の鋳型。 44.該結合剤が該鋳型に乾燥型ばらし性を与える請求項41記載の鋳型。 45.前記リン酸塩が“n”数のリン酸単位((PO3)nO)(式中nは3か ら32(3および32の両者を含む)の数平均値)を有する請求項41記載の鋳 型。 46.nが4から21(4および21の両者を含む)である請求項45記載の 鋳型。 47.該砂と該結合剤とを混合する以前にはケイ酸イオンとリン酸イオンとの 同形置換(isomorphic replacement)が起こらない請求 項45記載の鋳型。 48.請求項41記載の鋳型を備え、前記鋳型に溶融金属を鋳込むことを含む 金属鋳物の製造法。 49.粒状物質を結合剤と結合させる方法であって、該方法が、少なくとも1 種のケイ酸塩、少なくとも1種のリン酸塩、脂肪族カーボネート、環状アルキレ ンカーボネート、脂肪族カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、リン酸 エステルおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の触媒の 混合物を含む水性結合剤系、ならびに結合させるべき該粒状物質を供給すること を含み、さらに前記供給工程が該リン酸塩を現場で生成させることを含む方法。
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