JP2865420B2 - 硬化性耐火性組成物及びその製法 - Google Patents

硬化性耐火性組成物及びその製法

Info

Publication number
JP2865420B2
JP2865420B2 JP2501758A JP50175890A JP2865420B2 JP 2865420 B2 JP2865420 B2 JP 2865420B2 JP 2501758 A JP2501758 A JP 2501758A JP 50175890 A JP50175890 A JP 50175890A JP 2865420 B2 JP2865420 B2 JP 2865420B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
binder
filler
saponification
type
refractory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2501758A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04502450A (ja
Inventor
リシャール，ジェラール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
APURIKASHION DO PURODEYUI IND E SHIMIIKU SOC
Original Assignee
APURIKASHION DO PURODEYUI IND E SHIMIIKU SOC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by APURIKASHION DO PURODEYUI IND E SHIMIIKU SOC filed Critical APURIKASHION DO PURODEYUI IND E SHIMIIKU SOC
Publication of JPH04502450A publication Critical patent/JPH04502450A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2865420B2 publication Critical patent/JP2865420B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63472—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/24—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of oily or fatty substances; of distillation residues therefrom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63492—Natural resins, e.g. rosin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • C04B2111/00887—Ferrous metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ａ）大きな機械的特性を有する耐火性鉱物
粒子である充填剤、例えば、シリカ、アルミナ、又は炭
素、ｂ）前記充填剤の粒子を一緒に結合するための、従
って、前記充填剤に適した熱硬化性型の少なくとも一種
類の第一の又は主要な結合剤、及びｃ）前記第一結合剤
の欠陥を改良し且つ（又は）補正するための少なくとも
一種類の第二結合剤からなる種類の、そのまま冷間又は
熱間硬化することができる耐火性組成物で、鋳造製造の
ための型及び中子（core）の製造、煉瓦及び円塊（co
b）の製造、溶鉱炉の流出口のための栓物体の製造用に
特に考えられた耐火性組成物に関する。
一般に本発明が関与する耐火性組成物は、全て耐火性
製品を成形し、一時的又は永久的機械的特性を持たせな
ければならない分野に関する。
鋳物工業で型及び中子を製造するために現在最も広く
用いられている二つの技術の内の一つは、混合物中に耐
火性充填剤粒子（例えば、シリカ、耐火粘度、ジルコ
ン、クロマイト）、及びそれと一緒に前記充填剤の重量
の一般に0.7〜２％の僅かな量の、前記充填剤粒子を一
緒に結合するための少なくとも一種類の第一の又は主要
な結合剤で、熱間又は冷間重合可能で、後者の場合には
組成物硬化の時に組成物中に導入される液体又はガス状
の硬化又は触媒によって重合することができる熱硬化性
樹脂の中から選択された結合剤を用いることにある。
最も広く用いられている二つの技術の内、前記最初の
技術とその利用法に関して同じ二番目の方法は、第一の
又は主要な結合剤としてアルカリ性珪酸塩（alkalinesi
licate）、又は天然又は合成粘度を用いることにある。
硬化後、即ち充填剤粒子を一緒に結合する結合剤物質
の架橋後、それら技術のいずれによっても良好な機械的
特性を持ち、それらの模様を忠実に圧印複製することが
できる型及び中子が得られる。
金属、鋼、鉄及び非鉄金属を次に鋳造した時、それら
の型又は中止は結合剤の破壊により崩壊し、その結果希
望の形を有する金属部品が取り出される。
しかし、これらの技術は全て長い間用いられてきてい
るが、種々の改良にも拘わらず依然としてそれらの限界
を示しており、適切な鋳造部品を得るために工夫に頼る
必要が屡々ある。
例えば、鋼部品を鋳造するために、中子が冷却した
時、金属がその収縮を完了しきれないと形成される裂
け、即ち、亀裂、表面又は内部亀裂、及び他の開口を生
じないように中子を掘り出す必要が屡々ある。実際可塑
性に欠けるため熱間状態で余りにも強く、余りにもゆっ
くり崩壊する場合、中子は冷却しつつある金属に応力を
生じそのため裂け（split）と呼ばれるこれらの欠陥を
生ずることになる。
部品、特に鉄、鋼、及び銅合金の部品を鋳造する場
合、鋳造金属と接触する型及び中子の表面に、少なくと
も一つの耐火性被覆層で、それ自身の清浄化を有し、満
足すべき表面品質を有する部品を与えるとができる被覆
層を適用するのが実際上必須になっている。
これらの欠点を解決するため、粒状充填剤及び結合剤
からなる組成物に、充填剤粒子上への結合剤の付着を改
良するシランの如き連結剤を添加することが提案されて
いる。シランの利点は、それらが良好な機械的特性を有
する鋳物用型及び中子を得ることができるようにし、充
填剤の量に対する結合剤の量を補助的に減少させること
ができることである。残念ながらシランの導入は、含有
される或る不可欠な活性化物質にとって有害なものにな
り、型及び中子の構造のそれらが熱せられている時の可
撓性に対し有害である。
アルミナ、シリカ、炭素、マグネシア、窒化物、及び
他の可塑性をもたない物品（コランダム、ステアタイ
ト、ボーキサイト、シリマナイト、クロマイト、炭化カ
ルシウム）から作られた耐火性煉瓦及び円塊の分野で
は、これらの原料は殆ど珪酸塩（ナトリウム、マグネシ
ウムの珪酸塩、又はエチルシリケート）又は石灰によっ
て通常一緒に結合されており、そのような原料及びそれ
らの鉱物結合剤中に常に大きな割合で存在する水によ
り、希望する絶縁特性に重大な影響を与える変形や亀裂
を起こさせないようにしたい場合には、煉瓦及び円塊の
乾燥は特に長く繊細になる。
溶鉱炉の流出口を塞ぐ物体の分野では、伝統的技術と
してアルミナ、砂、炭化珪素及び炭素の如き耐火性物質
を、その耐火性物質に対し約25重量％のコールタール
で、充填剤粒子を一緒に結合する観点から通常満足な結
合剤を構成するコールタールと混合したものを用いてい
る。残念ながら、そのような耐火性組成物を高温に持っ
て行くと、コールタールはかなりの量の煙を出す。現在
これらの煙は人々にとって不快なものであるのみなら
ず、就中、毒性及び発癌性をもち、従って、上述の目的
でコールタールを使用することは既にある国々では禁止
されている。
コールタールの欠点を考慮に入れて、それを、特に熱
硬化性合成樹脂の中から選択された他の結合剤により置
き換えることが既に提案されている。例えば、米国特許
第2,709,659号、第2,938,807号、及び第3,007,805号明
細書は、コールタールの代わりにフェノール・ホルムア
ルデヒド又はフェノール・ホルモン（formol）型の樹脂
を用いることを提案しており、フランス特許第2,232,59
6号、及び第2,353,642号明細書には、このコールタール
の代わりにフラン又はフラン系の樹脂で置き換えること
が提案されている。
しかし、これらの有機結合剤自身も欠点を有する。そ
れらは耐火性材料粒子を正確に一緒に結合することがで
きない。それらは結合される粒状充填剤の12〜15重量％
の程度の非常に高い％で使用されなければならない。そ
れらは充填剤にそれらの溶媒を同時に添加することを必
要とし、それと共に勿論熱せられた時放出される通常有
害な揮発性物質が導入される。
従って、栓物体を製造するために考えられた耐火性組
成物は到底経済的に維持できず、然も、どんな結合剤が
用いられても、それらは常に導入物を放出し、屡々毒性
の煙を、用いられた場合には放出する。従って、そのよ
うな耐火性組成物の使用は限定されている。
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂又はフラン樹脂の
如き合成結合剤の一部分の代替物としてシランを導入す
ることは、栓物体を製造する分野では非効果的であるこ
とが判明しており、実際的には合成結合剤の％は、一緒
に結合される粒状充填剤に対し最低12〜15重量％に留ま
っている。
従って、耐火性鉱物粒子である充填剤と、それら充填
剤粒子を一緒に結合するための少なくとも一種類の結合
剤とを用いた今まで言及した活動分野の全てにおいて、
二つの制約があるため、最適な量の結合剤、又は最適な
量の複数の結合剤の混合物を使用することができなくな
っていることが常に見出されている： 即ち、用いられた結合剤（単数又は複数）の量の比例
した汚染、及び 結合剤のコストとが高く、工業的生産者はそれらをで
きるだけ僅かな量で用いるようにしなければならないこ
とである。
従って、これらの状況下では、結合剤は決して最適の
やり方でそれらの特性を与えているのではないことは明
らかである。結合剤は非常に僅かな割合で用いると、一
緒に結合したい粒状充填剤を完全に且つ均一に被覆する
ことができなくなることは明らかである。一例として、
鋳物工業で慣用的やり方で用いられている珪酸質砂は13
m2/kgの程度の比表面積を有し、この表面が僅か７〜20g
の樹脂で被覆されなければならないことが知られてい
る。換言すれば、結合剤の被覆力は650〜1,850m2/kgで
なければならず、それはペイントの被覆力と比較して全
く異なっている。
従って、結合剤がそれらの接着剤としての品質を全て
一様に発揮できるように、結合剤の表面張力を充分低下
することができる湿潤剤を結合物質と一緒にすることが
提案されている。残念ながらこれに関して行われてきた
全ての試験は失望的なものであり、前述のシランだけ
が、技術的観点からではないとしても、少なくとも経済
的な観点から有効な解決法になることが判明しているだ
けである。
結合すべき粒状充填剤に第一の又は主要な結合剤の外
に二次的結合剤を添加することも興味を引くものにはな
らないことが判明している。なぜなら、第一結合剤の堅
い構造が優勢なままで残り、加熱状態で可撓性の欠乏が
持続し、そのため前述の組成物を鋳造製造を用いると裂
けを起こすからである。更に、第一結合剤とその二次的
合剤は、互いに特別な相容性を持たず、従って、それら
の混合物は不均質になる。
本発明の目的は、最初の特性に共通な手段により、溶
鉱炉の流出口のための栓物体の製造、煉瓦及び円塊製造
を行う鋳物工業、及び結合するために一時的又は永久的
効果を有する少なくとも一種類を熱硬化性結合剤を使用
することを含む耐火性材料を用いる一般に全ての工業で
用いられる耐火性組成物を結合するための技術に関して
これまで説明してきた欠点を解決することにある。
結合剤を、純粋で簡単な表面活性剤とを一緒にするこ
とからなる試験は確信の持てる結果を与えることにはな
らなかったので、本特許出願の出願人は、希望の用途に
適合する第一又は主要な結合剤と、膜を形成することが
できる第二又は補助的結合剤とを、その第二結合剤を最
適濡れ能力を与えるように変性させながら一緒にするこ
とについて研究を行なった。
単なる表面活性剤の代わりに濡れ性添加剤を、結合性
と特定の濡れ性と膜形成性とを同時に有する新しい生成
物によって置き換えると、著しく改良された結果になる
であろうと言うことは実際に理解できるであろう。更
に、この改良は一層大きくすることができる。なぜな
ら、単なる表面活性剤以外の薬品を用いた場合、もはや
単純な表面活性剤に特有の非常に低い配合％によって制
約されることはなくなるからである。
従って、本出願人の研究は「変性第二結合剤」と呼ば
れる新しい生成物の概念に向けられており、それは正し
く選択されるならば、次の性質を一緒に有するものであ
る： ａ）熱硬化性第一結合剤の性質を補充する性質を有し、
従って、その第一結合剤と同様に希望の用途に適合する
結合及び膜形成効果。
ｂ）熱硬化性第一結合剤と優れた相容性を与える乳化性
品質。
ｃ）第二結合剤と熱硬化性第一結合剤とが緊密に一緒に
なり、結合すべき充填剤粒子を完全に被覆するようにな
る特別な濡れ性。
そのような変性第二結合剤により、第一結合剤の特性
に対する変化及び補足性をもたらすことにより、結局そ
の第一結合剤の欠点を解決し、技術的に非常に優れた最
終的結果を、経済的因子を見失うことなく得ることがで
きるようになる。実際、前に説明した三つの性質の組合
せにより、第二結合剤が変性されていない場合に必要に
なる量よりも非常に明確に少ない全結合剤量（熱硬化性
第一結合剤＋第二結合剤）を用いれば良いようになる。
更に、第二結合剤の濡れ性及び乳化性により、用いら
れる生成物の量を非常に実質的に減少させることができ
るので、この減少の当然の結果として揮発性物質の含有
量が非常に僅かで、そのまま硬化することができる耐火
性組成物を得ることができる。従って、全ての基本的成
分、特に第一結合剤（単数又は複数）及び第二結合剤
（単数又は複数）が正しく選択されている限り、汚染の
危険は実際上存在していない。
従って本発明は、第一の主題として、そのまま冷間又
は熱間硬化することができる耐火性組成物で、ａ）大き
な機械的特性を有する耐火性鉱物粒子である充填剤、例
えば、シリカ、アルミナ、又は炭素、ｂ）前記充填剤の
粒子を一緒に結合するための、従って前記充填剤に適し
た熱硬化性型の少なくとも一種類の第一の又は主要な結
合剤、及びｃ）前記第一結合剤の欠陥を改良し且つ（又
は）補正するための少なくとも一種類の第二結合剤、か
らなり、鋳造製造のための型及び中子の製造、煉瓦及び
円塊の製造、溶鉱炉の流出口のための栓物体の製造用に
特に考えられた耐火性組成物であって、第二結合剤が鹸
化により変性することができる充分な酸価を有する炭素
質生成物の鹸化によって得られたものであり、このよう
にして前記第二結合剤はそれ自体の乳化性により第一結
合剤と相容性のあるものにされていることを特徴とする
耐火性組成物を与える。
もし必要ならば、鹸化は、もし直接充分に達成されな
い場合にはエステル化を先に行なう。
第二の主題として、勿論本発明は、少なくとも一種類
の熱硬化性型の第一又は主要な結合剤と混合されて、大
きな機械的特性を有する耐火性粒子である充填剤、例え
ば、シリカ、アルミナ、炭素の粒子を一緒に結合するた
めの第二結合剤で、鹸化により変性することができる充
分な酸価を有する炭素質生成物の鹸化により得られたも
のであることを特徴とする第二結合剤を与える。
第三の主題として、本発明は、結合すべき充填剤に適
した少なくとも一種類の熱硬化性第一結合剤、及び前記
特徴を満足する少なくとも一種類の第二結合剤とからな
る複合結合剤も与える。第二結合剤はこのようにしてそ
れ自体の結合性及び膜形成性を主要結合剤に賦与する。
更に、このように定義された第二結合剤は、それ自身の
乳化性により、多くの第一結合剤との大きな相容性（そ
れは鹸化しなければ存在いないであろう）を与え、それ
によって均質な複合結合剤を生成させることができる。
本発明は、有利な主題として、鹸化後第二結合剤を構
成する鹸化変性可能な炭素質生成物を、第一結合剤を構
成するためのアルカリ性縮合樹脂を製造するのに通常用
いられている縮合剤の代わりにその全置換又は部分的置
換物として用い、それによって新規な特性及び改良され
た濡れ性を有する新規な型の複合均質結合剤を生成させ
ることを特徴とする複合結合剤の製造方法を与える。
最後に第四の主題として、本発明は、ａ）大きな機械
的特性を有する耐火性鉱物粒子である充填剤、例えば、
シリカ、アルミナ、又は炭素、ｂ）前記充填剤の粒子を
結合するのに適した熱硬化性型の少なくとも一種類の第
一の又は主要な結合剤、及びｃ）前記第一結合剤の欠陥
を改良し且つ（又は）補正するための少なくとも一種類
の第二結合剤からなり、鋳物製造のための型及び中子の
製造、煉瓦及び円塊の製造、溶鉱炉の流出口のための栓
物体の製造用に特に考えられた型の耐火性組成物の、硬
化を目的とした製造方法であって、充填剤を固める前の
充填剤と第一結合剤との混合物、又は充填剤と混合する
前の第一結合剤、又は第一結合剤を配合する前又は配合
中の充填剤に、鹸化により変性することができる充分な
酸価を有する炭素質生成物の鹸化によって得られた第二
結合剤で、このようにしてそれ自体の乳化性により熱硬
化性第一結合剤と相溶性のあるものにされた第二結合剤
を添加することを含むことを特徴とする製造方法を与え
る。
鹸化後第二結合剤を構成する炭素質生成物は、それが
もたなければならない特徴を念願に入れて、次のことが
同時に可能な広い範囲の天然及び合成生成物から選択さ
れる： 自然の状態で膜形成性をもち、使用状態により冷間又
は熱間状態で結合性を有すること、及び 鹸化により変性された状態で、結合すべき耐火性充填
剤の濡れを改善する表面活性特性、及び出来るだけ完全
に熱硬化性基礎結合剤との相容性を持つことができるよ
うになる乳化性を有すること。
本発明の目的により、次の鹸化可能な炭素質生成物を
例として挙げることができるが、それに限定されるもの
ではない： １） 結合性及び膜形成を有し、無機又は有機塩基との
反応により変性した時、希望の濡れ及び乳化能力を有す
る経済的石鹸を生ずる天然樹脂（特にロジン、ピッチ、
及びガム）及び合成樹脂。
２） 乾性（siccative）及び半乾性（simi−siccativ
e）植物油及びそれらの脂肪酸〔例えば、棉、亜麻、ト
ウモロコシ、オイチシカ、ブドウ種子、荏（perill
a）、ヒマ（castor）、ごま、大豆、ひまわり、桐〕、
及び魚油（例えば、ニシン、イワシ）で、（後者のもの
はもし望むならばエステル化を先に行なってから）鹸化
により変性すると、全ての範囲の相容性を与え、顕著な
乳化及び濡れ性を常に有するもの。
３） 合成油（例えば、芳香族石油留分、紙パルプ製造
の副産物として得られるトール油及びそれらの脂肪酸）
で、それらの脂肪酸及び樹脂酸は両方共鹸化して、もし
必要ならば、その前にエステル化して、希望の乳化及び
濡れ性を有する第二結合剤を与えることができるもの。
鹸化により変性することができる炭素質生成物の酸価
は40〜300であるのが有利である。この酸価は基本的炭
素質生成物、即ちもし鹸化を直接充分に実現できない場
合にはその生成物に加えることができるエステル化の前
の酸価である。
更に第二結合剤は、複合結合剤〔第一結合剤（単数又
は複数）＋第二結合剤（単数又は複数）〕の10〜60重量
％を構成するのが好ましい。
本発明の主題を更に説明するために、本発明を限定す
るものではなく、純粋に例示するための例として、鋳物
工業のための鋳型及び中子の製造及び（又は）煉瓦及び
円塊の製造及び（又は）溶鉱炉の流出口の栓物体の製造
のための種々の組成物について以下に記述する。
これらの工業は全て、実際に主要な材料として入手で
きる実質的に同じ範囲の熱硬化性結合剤を指定し、用い
ており、これらの天然或は合成結合剤は無機（例えば、
未処理粘土又は活性化粘、アルカリ性珪酸塩）又は有機
（例えば、脂肪酸、アクリル、アルキッド、アミノプラ
スチック酸、クマロン、炭化水素誘導体、エポキシ、フ
ラン、植物油、インデン、フェノプラスト、ポリエステ
ル、ポリウレタン、天然樹脂）である。
三つの主な関連用途で、本発明に従う第一結合剤と一
緒にされる第二結合剤は、その第一結合剤に添加物とし
て、或いはその一部分の代替物として配合することがで
きる。しかし、最も有利なのは、第二結合剤を第一結合
剤の一部分の代替物として用いることであり、特に本発
明を実施する際に慣用的技術を適用する際に（特に栓物
体の製造及び煉瓦及び円塊の製造のために）配合しなけ
ればならない同じ第一結合剤の量よりも少ない量の複合
結合剤（第一＋第二）を容易に与えられるように用いら
れるであろう。
本発明の適用の次の例を与える前に、本発明が関与す
るものに近い分野、即ちセラミックの成形分野で、ポリ
ビニルアルコール（PVA）及びエチレンと酢酸ビニルの
共重合体（EVA）の如き熱可塑性結合剤を用いることは
知られている。これらの熱可塑性結合剤は後でセラミッ
ク材料の性質を発揮させることができるように必然的に
水性媒体に入れて用いられる。
欧州特許出願EP−Ａ−0,220,491及び特開昭60−54,96
7号公報はそのような熱可塑性結合剤に関する。
一層容易に濡らすことができるセラミックペーストを
得るために、これらの熱可塑性結合剤の一部分（通常20
％〜90％）を鹸化することも知られている。しかし、本
発明によって提案される鹸化法とは対照的に次のことに
注意すべきである： ａ）セラミック物体を成形する問題が存在しない、セラ
ミック成形に近似した分野では、このようにして鹸化さ
れた熱可塑性結合剤はほんの一時的なものである。実
際、その結合剤は130℃より低い温度で軟化することが
できなければならず、どの場合でも160℃以下である温
度で軟化できなければならず、更にその結合剤は炭素質
残渣を残すことなく200℃程度の比較的低い温度で容易
に分解することが望まれている。
ｂ）本発明の目的とする用途の三つの分野では、それと
は反対に、物体の成形問題及び熱間状態でのそれらの物
体の非常に良好な性能についての問題が存在し、熱硬化
性第一結合剤と鹸化第二結合剤によって形成された複合
結合剤は炭素質構造体を残し、それは更に全ての用途
で、特に溶鉱炉の流出口の栓物体を製造するのに極めて
望ましい。更にこの複合結合剤は、就中、軟化相を持っ
ていてはならず、就中、少なくとも耐火性充填剤が結合
されていない限り、消失してはならない。
別の相違点としてセラミックの成形に用いられる鹸化
熱可塑性結合剤は水に非常によく溶け、セラミック材料
の性質を後で発揮させることができるように適切な量の
水を存在させるための必然的に水性媒体中に入れて用い
られるのに対し、本発明による熱硬化性結合剤は無水媒
体中で用いられるか、又は僅かに微量の水の存在下で用
いられることに注意すべきである。なぜなら、水は、溶
融鋳造金属との反応で常に表面欠陥を生じ、或る場合に
は爆発を起こす有害物質だからである。
鋳物工業の分野で以下に与える用途の最初の例の中
で、全ての試験がAFS55/60の微粒指数を有する特別な珪
酸質砂を用いて行われたことに注意すべきである。これ
らの実施例で、複合結合剤は次の程度の量の充填剤と混
合された： 実施例１及び２では充填剤の重量の0.6〜1.2％、 実施例３〜７では充填剤の重量の0.8〜1.4％、 実施例８では2.5〜５％、 実施例９では0.8〜1.3％。
実施例１ 鋼部品を鋳造するための鋳物製造では、最も広く用い
られている結合剤、即ち、フラン（又はフラン系）型又
はフェノール型の樹脂は、部品の外観（鋳型と金属との
有害な反応）の観点からも、或は裂けの観点からも充分
満足できるものではないことは知られている。なぜな
ら、砂粒子を結合して作った、熱間状態で過度に堅い中
子が部品の収縮に抵抗するからである。これらの欠点は
溶接による補修に多くの時間を費やす結果になる。
一方、本発明によって提案されているような複合結合
剤を用いると、熱間状態で可撓性を賦与しながら裂けが
起きるのを防ぐ第二結合剤を第一結合剤と一緒にするこ
とが可能になる。この場合第二結合剤は、天然樹脂、合
成熱可塑性樹脂、又は希望する結果に従って樹脂酸の含
有量を選択することができるトール油の中から選択する
のが有利である。
しかし、前に定義した第二結合剤を砂充填剤に添加す
る如く、第一結合剤（フラン樹脂又はフェノール樹脂）
の外に添加する場合には、後者の堅い構造体が優勢なま
まになており、熱間状態での可撓性の欠如が存続し、従
って裂けの欠陥をもたらすことになる。
一つの態様として、もし第二の結合剤を第一結合剤の
一部部と置き換えると、希望の可撓性結果が得られる
が、鋳型及び中子の砂の機械的特性が、そのままでは不
均質混合物を形成する二つの結合剤の間の物理的非相容
性のため非常に低くなり、成形及び鋳造操作を正確に行
うことができず、生成部品に品質に対する危険を犯すこ
となく行うこともできなくなる。
本発明は、使用した時にその重要性が完全に現れてく
る。なぜなら、第二結合剤が正確に変性されると、それ
は第一結合剤を構成する樹脂と完全に相容性になるから
である。その結果、このようにして形成された複合結合
剤の、機械的特性と熱間状態での可撓性とを共に有する
結合特性によって鋼部品の裂けを防止することができ
る。
一般にこの特別な用途に対し、「変性」第二結合剤と
は、無機塩基（例えば、バリタ、石灰、リチア、ソー
ダ、カリウム、又は、それらの塩、アルカリ性アルレー
ト）、又は有機塩基（例えば、アミン、アンモニア）で
乳化された樹脂又はトール油である。
例えば、鋳物工業で鋼を鋳造することを目的とした複
合結合剤を得るためには、第一結合剤を構成する樹脂の
変化を裂けるため、外囲温度又は約50℃を越えない温度
で、 レゾール型のフェノール樹脂又はフラン樹脂65部、 35％の樹脂酸を含むトール油30部、 トリエタノールアミン５部、 を、好ましくはフェノール又はフラン樹脂を導入する前
にトール油石鹸を生ずるように注意しながら混合する。
このようにして完全に均質な複合結合剤が得られ、そ
れは鉱物充填剤に対し優れた濡れ性を有し、第一結合剤
（フェノール又はフラン樹脂）に、形成される鋳型及び
中子、従って鋳造部品の表面状態を改良するトール油に
より、存在していなかった希望の性質を与える。
更に、トール油の樹脂酸の存在により、フェノール又
はフラン樹脂だけが用いられた時に確かに存在する裂け
の欠陥を防ぐことができる。なぜなら、熱可塑性である
ためには、前記配合を満足する複合結合剤により結合さ
れた砂粒子物体により形成された中子に、熱間状態で樹
脂酸はある可撓性を与えるからである。
実施例２ 第二の例として、同じく鋼を鋳造する鋳物製造用に考
えられた複合結合剤を得るために、次の混合物をつくっ
た： レゾール型のフェノール樹脂又はフラン樹脂65部、 コロファン（colopthane）30部、 トリエタノールアミン５部。
この混合物は鋳造部品の品質に関しては同じ結果を与
えたが、コロファンの熱可塑性により与えられた熱間状
態での可撓性は一層大きかった。そのような熱可塑性に
より、裂け型の欠陥に対して通常の鋼よりも一層敏感で
あると言われている合金化鋼及び高度に合金化した鋼の
裂け欠陥を解決することができる。
実施例３ 鋳物工業では鉄部品を鋳造するためには、用いられる
結合剤（フラン、フェノール、ウレタン、エポキシ、又
はアクリル系の樹脂）とは無関係に、それらの結合剤は
常に余りにも僅かな割合で存在するため、炭素質物質を
充分発生することはなく、それらだけでは鋳造部品の精
細な外観を与えることはできず、従って前文で説明した
幾らかペイントのやり方で鋳造部品の顆粒状表面外観を
消す耐火性被覆を適用する必要があることが知られてい
る。商標名「コンラドソン（Conradson）」として市販
されている炭素に富む炭化水素系第二結合剤を添加する
ことによりその問題を解決することができるであろう。
残念ながらこれらの炭素水素系結合剤と使用された樹脂
との間の種類の非相容性のため、多量の炭化水素系結合
剤を用いることが必要になり、鋳造で起きるガス発生の
ため、環境問題及び鋳型の或る領域内にガスが蓄積する
ことによって部品に欠陥が生ずる危険がある問題の両方
のために、その実施は不可能になっている。
この場合も、最初の炭化水素系第二結合剤を適当な塩
基で鹸化することによる変性によって、慣用的第一結合
剤との乳化が可能になり、このようにして形成された複
合結合剤に珪酸質充填剤を濡らす性質を与えることがで
き、鋳型及び中子に被覆を適用する必要がなく、無傷の
部品を得るのに必要な炭化水素系結合剤の量を著しく減
少させることができる。有害なガスの発生も勿論それに
相当して減少する。
例えば、耐火性層の被覆を介在させることなく鉄部品
を鋳造することができる優れた複合結合剤は60〜70℃で
次のものを混合することによる： 70％のフリフリルアルコールを又はレゾール型のフェ
ノール樹脂を含むフラン樹脂60部、 300〜360℃で蒸留し、「コンラドソン」炭素に富む軟
質ピッチ35部、 モルホリン５部。
実施例４ 鉄を鋳造するために、例えば次のもの： 70％のフリフリルアコール及び30％の尿素ホルモル樹
脂、又はレゾール型のフェノール樹脂を含むフラン樹脂
70％、 亜麻仁油26部 トリイソプロパノールアミン４部、 を、結合すべき砂充填剤に対し適切な基本的第一結合剤
を構成する樹脂をその中に入れる前に、鹸化によリ亜麻
仁油石鹸を充分生ずるように注意しながら、50℃で混合
することにより別の複合結合剤が得られる。
それによって、フラン樹脂の利点を有するが、更に無
機充填剤（例えば、砂、ジルコン、耐火粘土）の濡れを
向上させ、鋳造中、鋳型・金属界面に保護性の膜（scre
en）を生ずる炭素に転化する亜麻仁油の存在により非常
に改良された外観を鋳造部品に与える複合結合剤が得ら
れる。
実施例５ 鉄を鋳造するために、 フェノール又はフラン樹脂70部、 水素化イワシ油26.5部、 ジイソプロパノールアミン3.5部、 を50〜60℃で混合することによって、被覆をもたない鋳
造部品の品質の観点から興味ある結果が得られた。
この複合結合剤は、実施例４で得られたものと実質的
に同じ品質の鋳造部品を与えた。
実施例６ 同じく鉄を鋳造するために、 65％のフルフリルアルコールを含むフェノール・尿素
・フラン樹脂65部、 ペンタエリトリトールによりエステル化されたトール
油のマレエート22部、 クマロン・インデン樹脂10部、 トリエタノールアミン３部 を混合することにより鋳造部品の品質の観点から特に興
味ある複合結合剤が得られた。
実際この複合結合剤は、鋳造の瞬間に、次第に炭素質
物質を発生し、それが鋳型・金属界面に低圧のガス状膜
を形成し、それが被覆を適用することなく、部品の表面
に精細な外観を生ずる。
この複合結合剤は次の特徴を有することに注意すべき
である： 第一結合剤と、二種類の第二結合剤で、その一方が鹸
化により変性される前にエステル化によって更に変性さ
れている第二結合剤とによって形成されている。
比較的少量のトリエタノールアミンによる鹸化により
最終的に変性されている。
実施例７ 鉄及び鋼を鋳造するために、ポリウレタン型の樹脂が
むしろ広く使用されている。しかし、薄い部品は別とし
て、やはり被覆の適用を欠くことができない。
高オルトフェノール樹脂40部、 イソシアネート40部、 トール油18部、 ジイソプロパノールアミン２部、 からなる複合結合剤は、大型の部品でも被覆を用いるこ
となく良好な表面品質を有する部品を与える。
実施例８ 鉄及び鋼の鋳造では、非常に親水性（hydroscopic）
生成物である珪酸塩化結合剤を使用することは、中子の
破壊及びそれらの湿分吸収と言う悪い特性のため余り好
ましくないことも知られている。ここでは、珪酸塩を使
用することは、二酸化炭素CO2の流れによって粒子結合
後の粒状物質を硬化することができる限り重要なことで
ある。本発明により、変性された適切な第二結合剤を第
一結合剤に添加することにより、この第一結合剤の全て
の利点、特にCO2の流れによって硬化することの利点、
就中、必要な補足的機械的特性及び湿分吸収に対する保
護を与え、鋳造後の破壊を改善する利点を維持しながら
珪酸塩の量を限定することができることが見出されてい
る。
CO2によって硬化するそのような方法で用いられる本
発明による混合物は、 珪酸ナトリウム70重量部、 トール油27部、 トリエタノールアミン３部、 を混合することにより得られる。
この混合物は、CO2と迅速によく反応する結合剤を与
え、それは鋳型及び中子に精細な表面外観を与え、湿っ
た環境の中でも鋳造前の保存に対し、通常得られない完
全な抵抗性を確実に与える。
鋳造部品はトール油の存在により精細な表面外観を与
え、就中、中子の破壊がかなり改善されるのに対し、珪
酸ナトリウム単独では非常に悪い。
実施例９ 鉄及び鋼の鋳造で、二酸化硫黄SO2を通ずることによ
って硬化される結合剤と混合した耐火性粒子の充填剤を
結合することからなる商標名「ハルドックス（Hardo
x）」として商業的に知られている方法に従い、鋳型及
び中子を製造することができるようにする本発明による
複合結合剤の別の例は、それが、 高反応性、即ち、高度に前重合されたフラン樹脂80
部、又はエポキシ樹脂又はアクリル樹脂80部、 トール油、又はペンタエリトリトール或はグリセリン
によりエステル化されたトール油17.45部、 トリイソプロパノールアミン2.55部、 からなることを特徴とする。
この複合結合剤により、何等「被覆」を適用すること
なく、完全な表面の輝きを有し、実質的に鋳造部品の外
観を改良する非常に精細な中子又は鋳型を得ることがで
きる。この輝きは高反応性を有するフラン（又はエポキ
シ樹脂、又はアクリル樹脂）及びトール油の両方が大き
な濡れ能力を有することによる。
更に、そのような複合結合剤は、この方法により製造
される鋳型及び中子からの剥離を促進する潤滑特性を有
し、更にそれは道具（模様型及び中子ボックス）の汚れ
をかなり少なくし、そのことは生産性を向上させる利点
を与える。
実施例10 小さな部品を大量生産するのに用いられている「生
の」鋳型、又は「生の砂」鋳型を用いて鉄を鋳造する場
合、砂の重量に対して４〜６重量％の量の粘土系合成
砂、特にベントナイト及び水が非常に広く用いられてい
る。例えば、デキストリン、澱粉及びアルギネートの如
き0.5〜1.5％の湿分安定化剤を添加することにより屡々
変性されたこれらの砂は、鋳型及び中子の製造の両方で
用いられている。しかし、一方の乾燥状態での性能特性
から得られる反対の動きと、他方の部品欠陥を生じない
ようにするのに必要な低い湿分とにより、その間の折衷
を必要とするが、それらはめったに満足されることはな
い。例えば、中間被覆を存在させずに精細な部品を製造
するのに必要な炭素発生性を第一結合剤に賦与するため
に、例えば粉砕石炭又は石油ピッチの形の固体炭素質添
加物が屡々用いられている。
しかし、本発明によれば、変性第二結合剤を0.3〜1.5
％第一結合剤〔天然粘土、又はベントナイトで、アミロ
イド素材（amyloid element）が添加されたもの、又は
添加されていないもの〕に添加すると、水を少なくして
も依然として一層よく砂を被覆することができ、それに
よって完全な品質の部品を得ることができる（慣用的な
ものでは不可能である）。（もし砂が新しいものでな
く、再生されたものであり、従って変性第二結合剤の残
留物を既に含んでいるならば、この第二結合剤を0.05〜
0.2％添加するだけで一般に充分であろう）。
例えば、 トール油（又は他の植物油）70部、 レゾール型フェノール樹脂24部、 カリウム６部、 からなる混合物は、第二結合剤として固体炭素質添加剤
に置き換わって有利な液体添加剤を与え、次の幾つかの
利点を有する： ａ）従来技術による鋳造は、石油ピッチ及び粉砕石炭が
鋳造時に高度に発癌性の生成物であるベンゾピレンを放
出するために毒性があるのに対し、部品を鋳造する時の
毒性は全くない。
ｂ）液体状であり、従って、粉末カーボンブラック及び
ピッチとは対照的に計量し易く奇麗である。
ｃ）砂の濡れが改善され、与えれた結果に対し使用量を
少なくすることができる。
ｄ）改良された規則性と共に部品の表面外観が精細であ
り、炭素質ガスの発生が遥かに一層徐々に行われ従って
圧力が低く、それにより炭素質生成物の添加が幾らか過
度に行われた場合、「生の」鋳型に屡々現れるガスによ
る欠陥を生じない。
面白いことに、前述の配合に相当する第二結合剤も鋼
鋳造で非常に興味ある技術的結果を与える。実際一方で
はこの添加剤の濡れ性は「締まり（gripping）」、従っ
て鋳型の表面外観（鋳造部品の表面に見られることにな
る）を改良し、他方ガスの発生が鋳造中非常に徐々に行
われるので、それは液体金属と反応せず、砂を金属から
保護する「膜」を単に構成するだけであり、それによっ
て非常に明確に改良された品質及び外観を有する部品を
与える。
実施例11 溶鉱炉の流出口のための栓物体を製造するために、大
きな割合で用いられるコールタールに基づいて慣用的第
一結合剤が種々の国の規則によって禁止されている汚染
及び毒性の危険を与えることが知られている。
コールタール系結合剤を種々の樹脂、特にホルム・フ
ェノール樹脂を基にした結合剤で置き換えることが提案
されていることが分かる。
この新しい方法は、どのような代替樹脂が用いられよ
うとも、常に当然の結果として揮発性物質を加えること
になる溶媒及び可塑剤の添加によって希望の結果を得る
ために12〜15％の第一結合剤を添加することを要求して
いる。
一方本発明を適用すると、耐火性物質に非常に富み、
複合結合剤（第一＋第二）を僅か６〜10％しか含まない
栓物体を得ることができるようになる。
一例として溶鉱炉の栓物体のための優れた複合結合剤
は、 フラン樹脂、又はレゾール型フェノール樹脂52部、 トール油40部、 カリウム８部、 を乳化することにより得られる。
フラン樹脂及びトール油のカリウムによる鹸化により
得られるトール油石鹸からなる複合結合剤は、半分の結
合剤で、溶媒、可塑剤、又は湿潤剤等の他の添加を行う
ことなく必要な機械的特性を与える。
換言すれば、この方法で、本発明による複合結合剤を
６〜10％用いて製造された耐火性物体は全ての必要な性
質を有する。即ち、 ａ）押し出しのし易さ、 ｂ）120〜130゜までの熱間状態での良好な性能、 ｃ）溶鉱炉の改良された生産性を確実に与える200℃を
越える温度での迅速な硬化、 ｄ）高温での大きな結合力、 ｅ）有害なガス空腔がないこと、 ｆ）有害な揮発性及び毒性放出物がないことによる衛生
的な環境、 ｇ）液体の鉄及びスラグによる腐食に対する良好な抵
抗、 ｈ）何カ月もの長い貯蔵期間の物体の保存。
屡々相反するようなこれら品質の全ては次のことによ
って与えられる： 変性した第二結合剤（本例の場合トール油石鹸）の特
に効果的な濡れ及び乳化力（それは結合剤の全量を半分
に減少させることができる）、 熱間又は冷間状態で毒性物質を含まない変性第二結合
剤の選択、 第一結合剤と変性第二結合剤との間の完全な相容性
で、それによって耐火性物質を、非常に僅かな量の結合
剤で適切に被覆することができ、然も、それに模範的可
塑性を賦与し、溶媒を用いる必要がないためにその物体
の保存中その可塑性は一定のままであること。
実施例12 新たに施行された衛生基準に優れた仕方で適合する溶
鉱炉流出口のための別の栓物体を、トール油石鹸を添加
し、もし必要ならば、トール油ピッチ石鹸を添加したフ
ェノール樹脂を用いることにより得ることができる。
通常フランス特許第2,232,596号、及びフランス特許
第2,353,642号に記載された慣用的方法に従い、樹脂第
一結合剤、特にフェノール樹脂を10〜15％の量で用い
（もし必要ならば、その発明に従い変性していない別の
二次的結合剤と一緒にして）、それにより冷間及び熱間
状態の両方で或る毒性を有するが、タールよりは毒性が
低い多量の遊離フェノールが導入される。
一方、本発明を実施する場合、第一結合剤として充填
剤に対し３〜６重量％の少量のフェノール樹脂を配合
し、然も、変性第二結合剤により、充填剤に対し１〜６
重量％の程度の量で添加して希望の機械的性質を得るこ
とができる。その時のフェノール樹脂の使用は使用者に
とって完全に無害になる。
更に、与えられた量で最も確実な結果を一般に与える
レゾール型のフェノール樹脂を使用した場合、本発明に
従って用いられる方法は付加的な利点を与える。
実際、レゾールはある期間に亙って良くない保存状態
を示す残念な欠点を有し、従ってこの種の樹脂を用いて
製造された栓物体の寿命を非常に限定している。本発明
で要求されているような一つの第二結合剤の如き変性さ
れた適切な第二結合剤を使用すると、数カ月程度の保存
期間を得ることは容易になる。
例えば、溶鉱炉用の栓物体のための複合結合剤は、 レゾール型のフェノール樹脂62部、 コーンオイル33部、 トリエタノールアミン５部、 を混合することにより得られる。この複合結合剤は、栓
物体を製造するためには通常の耐火性材料（例えば、粘
土、アルミナ、シリカ、炭化珪素、耐火粘土、黒鉛）に
添加して、通常のタールの代わりに用いられ、改良され
た硬化時間、優れた機械的及び化学的耐スラグ性が得ら
れる。
一例として、フランス特許第2,232,596号又はフラン
ス特許第2,353,642号に記載された方法の一つを適用す
ることにより、或る物体を結合するのに25％のタールが
用いられた場合、慣用的フェノール樹脂12〜15％が用い
られ、更にこの樹脂とは非相容性の二次的結合剤が用い
られる。
上で提案された複合結合剤の優れた濡れ性及び膜形成
を考慮すると、用いられた耐火性充填剤に対し、この複
合結合剤は４〜10％添加すれば充分である。
更にこの結合剤は、大きな割合で用いられているター
ル及びフェノール樹脂とは対照的に、全く毒性がない。
更に、適当な第二結合剤を含まない慣用的フェノール
樹脂と混合した物体の場合と比較して、貯蔵した時のそ
の物体の保存状態は数カ月長くなる。
実施例13 栓物体を製造する耐火性物体製造の場合のように、鋳
物工業では、非常に利用価値の広い複合結合剤が、 フラン又はフェノール樹脂60部、 25〜30％の樹脂酸を有するトール油35部、 リチア（リチウム水和物）５部、 を乳化することにより得られる。
樹脂を導入する前にリチア・トール油アルカリ性石鹸
を生成させ、二つの成分の間の完全な均質性を得るよう
にすることが常に好ましいであろう。
そのような複合結合剤は、種々の耐火性充填剤（例え
ば、アルミナ、ボーキサイト、炭素、コランダム、マグ
ネシア、ムライト、窒化物、シリカ、珪酸ジルコニウ
ム）又は金属充填剤（例えば、クロマイト、金属小球、
酸化鉄）に対し選れた濡れ性を有する。
実施例14 耐火性レンガ又は合成円塊を製造する場合、実施例１
〜13に記載した種々の複合結合剤はどの場合でも濡れ性
を与え、その濡れ性は樹脂単独又はアルカり性珪酸塩或
は有機シリケートが与えるものよりも遥かに大きい。
これらの濡れ性は耐火性充填剤の性質（酸性、中性、
又はアルカリ性）とは無関係に見出されるであろう。
意図した特定の用途によって要求される機械的強度に
従い、そのようなレンガ又は円塊は、複合結合剤３〜30
％の範囲の添加により製造されるであろう。そのような
割合は、用いられる耐火物又は混合耐火物の粒子の細か
さ及びそれらの種類に特定な化学的反応、特にアルカリ
性耐火性充填剤との化学反応に直接関係している。
しかし、この割合では、第二結合剤により形成された
石鹸を添加しない場合の同じ第一樹脂を用いた時に用い
られる割合よりも常に低いであろう。
例えば、主として88部のシリカ及び12部の炭素からな
る円塊は、本発明による複合結合剤を10〜12％用いて結
合されるであろうが、第一樹脂単独では本方法に従い同
じ結合を得るのに15〜20％程度の量で用いられなければ
ならなず、結合剤の燃焼により一層多くの煙りが出、コ
ストも高くなるであろう。
実施例15 本発明を実施する場合、レンガ及び円塊を製造するの
に別の適用方法も可能である。これらの用途では、フリ
フリルアルコールに溶解したノボラック型のフェノール
樹脂を用いることが益々頻繁に行われるようになってき
ている。残念ながらそのような混合物はコストが高いた
め特定の用途に限定されたままになっている。
本発明の利用の可能性をそれにまで拡張することが二
つの理由から現在可能である： これまで保存のために用いられてきた唯一の樹脂であ
るノボラック樹脂を、一層低い割合でレゾール型の一層
効果的な樹脂によって置き換えることができること。
変性された第二結合剤はアルカリ性耐火性充填剤（マ
グネシア又はその他の耐火物）に対し非常に大きな漏れ
性を与えるため、必要な全結合剤量は一層合理的で経済
的なものになること。
前記実施例の殆どにおいて、石鹸、即ち第二結合剤
を、それを第一結合剤と混合する前に別に製造すること
が提案されている。しかし、このようなやり方の手順は
何等限定的なものではない。例えば、第一結合剤の樹脂
がアルカリ性縮合型のもの（例えば、フェノール樹脂、
尿素ホルモル樹脂、フラン樹脂）である全ての場合に、
即ち、簡単に言えば実際上ノボラックを除く全ての樹脂
の場合、第一結合剤を製造する時の縮合剤として第二結
合剤を用いることもできる。その場合、「アルカリ性縮
合樹脂、鹸化可能な炭素質生成物、及び塩基」によって
構成された複合結合剤は一回の操作で製造される。
第二結合剤を硬化すべき物体中に導入することに関し
て、それは次のことにより行うことができることは全く
明らかである： 充填剤と第一と結合剤との混合物中に、充填剤を固め
る前に第二結合剤を添加するか、又は 今説明したように一回の操作で複合結合剤を形成する
ために、第一結合剤を製造する時、又は前記第一結合剤
を別に製造した後に、第二結合剤を第一結合剤に、それ
と充填剤とを混合する前に添加するか、又は 第一結合剤を配合する前に、又は配合中に充填剤へ前
記第二結合剤を添加するが、この場合も第一結合剤は第
二結合剤とは別個に製造されているか、又は同時に製造
され、今述べたように一回の操作で複合結合剤を形成す
るようにしてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/622 - 35/636 C04B 35/66

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）大きな機械的特性を有する耐火性鉱物
    粒子である充填剤、例えば、シリカ、アルミナ、又は炭
    素、ｂ）前記充填剤の粒子を一緒に結合するための、従
    って前記充填剤に適した熱硬化性型の少なくとも一種類
    の第一の又は主要な粘土型または珪酸塩型の結合剤、及
    びｃ）前記第一結合剤の欠陥を改良し且つ（又は）補正
    するための少なくとも一種類の第二結合剤からなる種類
    の、冷間又は熱間状態でそのまま硬化される耐火性組成
    物で、鋳物製造のための型及び中子の製造、煉瓦及び円
    塊の製造、溶鉱炉の流出口のための栓物体の製造用に特
    に考えられた耐火性組成物であって、第二結合剤が鹸化
    により変性することができる充分な酸価を有する炭素質
    生成物の鹸化によって得られたものであり、このように
    して前記第二結合剤はそれ自体の乳化性により粘土型ま
    たは珪酸塩型の熱硬化性第一結合剤と相容性のあるもの
    されていることを特徴とする耐火性組成物。
  2. 【請求項２】鹸化により変性可能な炭素質生成物が、天
    然又は合成樹脂、及び（又は）植物、動物、又は合成
    油、及び（又は）脂肪酸又は前記油の樹脂酸の中から選
    択されることを特徴とする請求項１に記載の耐火性組成
    物。
  3. 【請求項３】鹸化によって変性可能な炭素質生成物の酸
    価が40〜300の間にあることを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の耐火性組成物。
  4. 【請求項４】炭素質生成物が鹸化操作前にエステル化さ
    れることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火性組
    成物。
  5. 【請求項５】第二結合剤が（第一＋第二）複合結合剤の
    10〜60重量％を構成することを特徴とする請求項１〜４
    のいずれか１項に記載の耐火性組成物。
  6. 【請求項６】大きな機械的特性を有する耐火性鉱物粒子
    である充填剤、例えば、シリカ、アルミナ、炭素の粒子
    を一緒に結合するための複合結合剤で、前記充填剤を結
    合するのに適した熱硬化型の少なくとも一種類の第一又
    は主要な粘土型または珪酸塩型の結合剤と、少なくとも
    一種類の第二結合剤との混合物からなる複合結合剤にお
    いて、前記第二結合剤が鹸化により変性することができ
    る充分な酸化を有する炭素質生成物の鹸化により得られ
    たものであり、このようにして第二結合剤がそれ自身の
    乳化性により前記粘土型または珪酸塩型の熱硬化性第一
    結合剤と相容性があるものにされていることを特徴とす
    る複合結合剤。
  7. 【請求項７】鹸化後第二結合剤を構成する、鹸化により
    変性可能な炭素質生成物が、天然又は合成樹脂、及び
    （又は）植物、動物、又は合成油、及び（又は）樹脂酸
    又は前記油の樹脂酸の中から選択されることを特徴とす
    る請求項６に記載の複合結合剤。
  8. 【請求項８】鹸化後第二結合剤を構成する、鹸化により
    変性可能な炭素質生成物が、第一結合剤を構成すること
    を目的としたアルカリ性縮合樹脂を製造するのに通常用
    いられる縮合剤の全部の又は部分的代替物として用いら
    れ、それによって新規な特性及び改良された濡れ性を有
    する新規な種類の複合体であるが均質な結合剤を生成す
    る結果になることを特徴とする請求項６又は７に記載の
    複合結合剤の製造方法。
  9. 【請求項９】ａ）大きな機械的特性を有する耐火性鉱物
    粒子である充填剤、例えば、シリカ、アルミナ、又は炭
    素、ｂ）対象になる前記充填剤の粒子を結合するのに適
    した熱硬化性型の少なくとも一種類の第一の又は主要な
    粘土型または珪酸塩型の結合剤、及びｃ）前記第一結合
    剤の欠陥を改良し且つ（又は）補正するための少なくと
    も一種類の第二結合剤からなる種類の耐火性組成物で、
    特に鋳物製造のための型及び中子の製造、煉瓦及び円塊
    の製造、溶鉱炉の流出口のための栓物体の製造のための
    耐火性組成物を硬化を目的として製造する方法であっ
    て、充填剤を固める前の充填剤と第一結合剤との混合
    物、又は充填剤と混合する前の第一結合剤、又は第一結
    合剤を配合する前又は配合中の充填剤に、鹸化により変
    性することができる充分な酸価を有する炭素質生成物の
    鹸化によって得られた第二結合剤で、このようにしてそ
    れ自体の乳化性により前記熱硬化性第一結合剤と相容性
    のあるものにされた第二結合剤を添加することを含むこ
    とを特徴とする製造方法。
JP2501758A 1988-12-28 1989-12-27 硬化性耐火性組成物及びその製法 Expired - Lifetime JP2865420B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR88/17348 1988-12-28
FR8817348A FR2640965B1 (ja) 1988-12-28 1988-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04502450A JPH04502450A (ja) 1992-05-07
JP2865420B2 true JP2865420B2 (ja) 1999-03-08

Family

ID=9373543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2501758A Expired - Lifetime JP2865420B2 (ja) 1988-12-28 1989-12-27 硬化性耐火性組成物及びその製法

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0451181B1 (ja)
JP (1) JP2865420B2 (ja)
KR (1) KR970009991B1 (ja)
AT (1) ATE142610T1 (ja)
AU (1) AU647379B2 (ja)
CA (1) CA2006648A1 (ja)
DE (1) DE68927181T2 (ja)
ES (1) ES2094147T3 (ja)
FR (1) FR2640965B1 (ja)
WO (1) WO1990007477A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274351B (zh) * 2007-03-29 2010-04-14 沈阳工业大学 一种铸造粘结剂及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5946488B2 (ja) * 1978-08-07 1984-11-13 極東脂肪酸株式会社 アレルギ−反応抑制剤
JPS6054967A (ja) * 1983-09-02 1985-03-29 日本合成化学工業株式会社 セラミツクバインダ−
EP0220491A3 (en) * 1985-09-24 1988-05-11 Kuraray Co., Ltd. Water-soluble binder and hot-melt binder for molding ceramics
DE3637720A1 (de) * 1986-11-05 1988-05-11 Ruetgerswerke Ag Ungeformte, feuerfeste massen
US4765950A (en) * 1987-10-07 1988-08-23 Risi Industries, Inc. Process for fabricating parts from particulate material

Also Published As

Publication number Publication date
ATE142610T1 (de) 1996-09-15
EP0451181A1 (fr) 1991-10-16
EP0451181B1 (fr) 1996-09-11
JPH04502450A (ja) 1992-05-07
WO1990007477A1 (fr) 1990-07-12
KR970009991B1 (ko) 1997-06-20
FR2640965B1 (ja) 1992-12-31
AU647379B2 (en) 1994-03-24
DE68927181T2 (de) 1997-04-24
ES2094147T3 (es) 1997-01-16
KR910700211A (ko) 1991-03-14
CA2006648A1 (fr) 1990-06-28
AU4826990A (en) 1990-08-01
FR2640965A1 (ja) 1990-06-29
DE68927181D1 (de) 1996-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6007435B2 (ja) 鋳造用塗型剤
KR20100017588A (ko) 반응 가스 결함을 방지하기 위한 주조 주형 및 심형용 코팅 화합물
CA2157009A1 (en) Methods for fabricating shapes by use of organometallic, ceramic precursor binders
US3432312A (en) Refractory mold composition and method
JP2020514078A (ja) 高圧ダイカストにおける鋳造用中子のための組成物及び方法
US4505750A (en) Foundry mold and core sands
CN110494234B (zh) 包含用于减少铸造缺陷的添加剂的铸型材料混合物
AU2009209473B2 (en) Compositions containing certain metallocenes and their uses
JP2865420B2 (ja) 硬化性耐火性組成物及びその製法
CN111069525B (zh) 一种耐高温无机塑型剂及其制备方法
US4636262A (en) Additive for green molding sand
JPH07508255A (ja) 振動可能な樹脂結合耐火物組成物
GB1582461A (en) Manufacture of moulds or mould cores and moulding material for use with the method
TW201821180A (zh) 高發熱冒口保溫套及其製造方法
JPS5849511B2 (ja) 不定形耐火物
US2501297A (en) Synthetic foundry sands
US2256046A (en) Foundry composition
JPH0669597B2 (ja) 低膨張性鋳型用材料
JPH0337816B2 (ja)
SU1222394A1 (ru) Состав дл получени противопригарного покрыти на литейных формах
CN116809846A (zh) 一种防球墨铸铁件粘砂的无碳添加剂及其应用
EA040214B1 (ru) Смесь формовочных материалов, содержащая добавки для снижения количества дефектов при литье
CN112846069A (zh) 一种无机砂芯模具粘砂抑制剂、添加剂及应用
KR19990087427A (ko) 코어 및 냉각 주형 제조용 조물사
JPH0240412B2 (ja) Kataoyobishomogatanakagoyohifuku