JP7358450B2 - Compositions containing oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof - Google Patents

Compositions containing oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof Download PDF

Info

Publication number
JP7358450B2
JP7358450B2 JP2021502727A JP2021502727A JP7358450B2 JP 7358450 B2 JP7358450 B2 JP 7358450B2 JP 2021502727 A JP2021502727 A JP 2021502727A JP 2021502727 A JP2021502727 A JP 2021502727A JP 7358450 B2 JP7358450 B2 JP 7358450B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxidized
binder
binder composition
weight
carbonaceous material
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.)
Active
Application number
JP2021502727A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021519699A (en
JPWO2019191555A5 (en
Inventor
エス. ラファイ,ビクター
ティブッス,ジェルミ
Original Assignee
アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド
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 アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド filed Critical アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド
Publication of JP2021519699A publication Critical patent/JP2021519699A/en
Publication of JPWO2019191555A5 publication Critical patent/JPWO2019191555A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7358450B2 publication Critical patent/JP7358450B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/18Compositions 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 inorganic agents
    • B22C1/181Cements, oxides or clays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/18Compositions 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 inorganic agents
    • B22C1/186Compositions 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 inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

[優先権主張]
本PCT国際出願は、2018年3月30日付けで出願された米国仮特許出願第62/650,698号の優先権の利益を主張し、その主題は、引用することによりその全体が本出願の一部をなす。
[Priority claim]
This PCT International Application claims the benefit of priority from U.S. Provisional Patent Application No. 62/650,698, filed March 30, 2018, the subject matter of which is incorporated herein by reference in its entirety. form part of

本開示の実施の形態は包括的に鋳造の間の放出物を低減するために有用な組成物、並びにそのような組成物の調製方法および使用方法に関する。 Embodiments of the present disclosure generally relate to compositions useful for reducing emissions during casting, and methods of preparing and using such compositions.

鋳造は、例えば金属といった加熱した液体材料を型に注ぎ込み、冷却することで物品を調製する鋳造方法である。鋳造された金属物品は、その後に鋳造物が放出(release)される、または「たたき出される(knocked out)」。鋳造は、注型、冷却、鋳造の相をたたき出す間に放出される揮発性有機化合物(VOCs)の如き、有害大気汚染物質を含む様々な放出物をもたらす。安全性および環境問題は、鋳造の間に放出されるベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、およびキシレン(一般に「BTEX」と称される)を含むVOCs、一酸化炭素(CO)並びにメタン(CH)に関連付けられる。これらの放出物は、ある種の安全性と環境問題を生み出す。 Casting is a casting process in which an article is prepared by pouring a heated liquid material, such as metal, into a mold and allowing it to cool. The cast metal article is then released or "knocked out." Foundry produces a variety of emissions, including hazardous air pollutants, such as volatile organic compounds (VOCs) released during the casting, cooling, and beating phases of the casting. Safety and environmental concerns are associated with VOCs, including benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene (commonly referred to as "BTEX"), carbon monoxide (CO) and methane ( CH4 ) released during casting. It will be done. These emissions create certain safety and environmental concerns.

鋳造プロセスからの放出物は、型を作るために用いられた化合物、例えばバインダー組成物から形成される生型鋳型用組成物に関連する。したがって、型の性能および鋳造物の鋳造品質を維持しつつ、鋳造の間に有害な放出物の量を低減する材料から生型鋳型用組成物が作られることが望ましい。 Emissions from the casting process are associated with green molding compositions formed from the compounds used to make the molds, such as binder compositions. It is therefore desirable that green molding compositions be made from materials that reduce the amount of harmful emissions during casting while maintaining mold performance and casting quality of the casting.

本開示は、生型法を含む砂型鋳造に有用な組成物、その様な組成物の調製、およびそれらの使用方法を含む。 The present disclosure includes compositions useful in sand casting, including green casting, the preparation of such compositions, and methods of their use.

例えば、本開示は、炭素質材料、および無機結着剤を含むバインダー組成物であって、炭素質材料および無機結着剤の少なくとも一方が酸化されているバインダー組成物を含む。本開示のいくつかの態様によれば、バインダー組成物は約0.1重量%から約20.0重量%の炭素質材料を含んでよい。例えば、バインダー組成物の総重量に対して、約2重量%から約22重量%、約5重量%から約20重量%、約7.5重量%から約17.5重量%、または約10重量%から約15重量%の炭素質材料を含んでよい。いくつかの実施例では、炭素質材料は石炭、褐炭(lignite)、亜炭(lignite coal)、レオナルダイト(leonardite)、グラファイト、無煙炭(anthracite)、セルロース、またはこれらの組み合わせを含む。本開示のいくつかの実施例では、バインダー組成物は無機結着剤を約75重量%から約88重量%、または約80重量%から約85重量%の如き、約70重量%から約90重量%含んでよい。例示的な無機結着剤として、ナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、またはこれらの混合物が挙げられる。本開示のいくつかの態様において、無機結着剤のFe2+/Fe3+の比が、例えば1.0未満、1未満、0.9未満、0.8未満の如き、1.2未満となるように酸化されてよい。 For example, the present disclosure includes a binder composition that includes a carbonaceous material and an inorganic binder, wherein at least one of the carbonaceous material and the inorganic binder is oxidized. According to some aspects of the present disclosure, the binder composition may include from about 0.1% to about 20.0% by weight carbonaceous material. For example, from about 2% to about 22%, from about 5% to about 20%, from about 7.5% to about 17.5%, or about 10% by weight, based on the total weight of the binder composition. % to about 15% by weight of carbonaceous material. In some examples, the carbonaceous material includes coal, lignite, lignite coal, leonardite, graphite, anthracite, cellulose, or combinations thereof. In some embodiments of the present disclosure, the binder composition comprises about 70% to about 90% by weight of an inorganic binder, such as about 75% to about 88% by weight, or about 80% to about 85% by weight. % may be included. Exemplary inorganic binders include sodium bentonite, calcium bentonite, or mixtures thereof. In some embodiments of the present disclosure, the Fe 2+ /Fe 3+ ratio of the inorganic binder is less than 1.2, such as less than 1.0, less than 1, less than 0.9, less than 0.8. It may be oxidized as such.

本開示のいくつかの態様によると、バインダー組成物は高アスペクト比珪酸塩を含んでよい。本開示のいくつかの態様において、バインダー組成物は、組成物の総重量に対して、例えば約0.5重量%から約4.0重量%、約1重量%から約3.5重量%、または約3.5重量%から約5.0重量%の如き、例えば約0.3重量%から約4.5重量%の高アスペクト比珪酸塩の如き、バインダー組成物の総重量に対して約0.1重量%から約5.0重量%の高アスペクト比珪酸塩を含んでよい。本開示のいくつかの態様において、高アスペクト比珪酸塩はマイカまたはタルクを含んでよい。追加的にまたは代替え的に、高アスペクト比珪酸塩が白雲母(muscovite)、パラゴナイト(paragonite)、リシア雲母(lepidolite)、金雲母(phlogopite)、黒雲母(biotite)、またはこれらの組み合わせを含んでよい。 According to some aspects of the present disclosure, the binder composition may include a high aspect ratio silicate. In some embodiments of the present disclosure, the binder composition comprises, for example, from about 0.5% to about 4.0%, from about 1% to about 3.5%, based on the total weight of the composition. or about 3.5% to about 5.0% by weight, such as about 0.3% to about 4.5% high aspect ratio silicates, based on the total weight of the binder composition. It may contain from 0.1% to about 5.0% by weight high aspect ratio silicates. In some embodiments of the present disclosure, the high aspect ratio silicate may include mica or talc. Additionally or alternatively, the high aspect ratio silicates include muscovite, paragonite, lepidolite, phlogopite, biotite, or combinations thereof. good.

本開示は上記の、または本明細書の他の場所に記載のバインダー組成物および凝集体(aggregate)を含む生型鋳型用組成物をさらに含む。凝集体は珪砂、ジルコン砂、アルミノ珪酸塩、またはこれらの混合物を含んでよい。 The present disclosure further includes green molding compositions comprising binder compositions and aggregates as described above or elsewhere herein. The aggregate may include silica sand, zircon sand, aluminosilicate, or mixtures thereof.

本開示は鋳物用組成物を調製する方法をさらに含む。例えば、該方法は炭素質材料を酸化すること、および酸化された炭素質材料と無機結着剤を組み合わせることによりバインダー組成物を調製することを含む。該方法は、酸化された炭素質材料と無機結着剤を組み合わせる前に、後に、または同時に酸化された炭素質材料と高アスペクト比珪酸塩を組み合わせることをさらに含む。本開示のいくつかの態様によると、炭素質材料の酸化が炭素質材料を、例えばソーダ灰、過酸化水素、オゾン、またはこれらの組み合わせの如き、酸化剤で処理することを含む。本開示のいくつかの態様において、無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比が、例えば0.9未満、0.8未満、0.7未満、0.6未満、または0.5未満の如き、1未満であってよい。該方法が、生型鋳型用組成物を形成するためにバインダー組成物に凝集体および水を加えることをさらに含んでよい。本開示のいくつかの態様によると、生型鋳型用組成物が、例えば約22.5N/mから約30.0N/m、または約24.0N/mから約27.5N/mの如き、約21.5N/mから約30.5N/mの範囲の生型圧縮強度(green compression strength)を有してよい。追加的にまたは代替え的に、生型鋳型用組成物が、例えば、約2.6N/mから約3.6N/m、約2.9N/mから約3.5N/m、または約3.1N/mから約3.4N/mの如き、約2.5N/mから約3.7N/mの範囲に生型剪断強度(green shear strength)を有してよい。 The disclosure further includes a method of preparing a foundry composition. For example, the method includes oxidizing a carbonaceous material and preparing a binder composition by combining the oxidized carbonaceous material with an inorganic binder. The method further includes combining the oxidized carbonaceous material and the high aspect ratio silicate before, after, or simultaneously with combining the oxidized carbonaceous material and the inorganic binder. According to some aspects of the present disclosure, oxidizing the carbonaceous material includes treating the carbonaceous material with an oxidizing agent, such as, for example, soda ash, hydrogen peroxide, ozone, or a combination thereof. In some embodiments of the present disclosure, the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ of the inorganic binder is, for example, less than 0.9, less than 0.8, less than 0.7, less than 0.6, or less than 0.5. It may be less than 1, such as. The method may further include adding aggregate and water to the binder composition to form a green molding composition. According to some aspects of the present disclosure, the green molding composition has a yield of, for example, from about 22.5 N/m 2 to about 30.0 N/m 2 , or from about 24.0 N/m 2 to about 27.5 N/m 2 . The green compression strength may range from about 21.5 N/m 2 to about 30.5 N/m 2 , such as 2 . Additionally or alternatively , the green molding composition may e.g. or having a green shear strength in the range of about 2.5 N/m 2 to about 3.7 N/m 2 , such as about 3.1 N/m 2 to about 3.4 N/m 2 . good.

本開示は物品を造形(molding)する方法をさらに含む。例えば、該方法は、加熱された材料を型に導入することであって、該型は上記または本明細書の他の場所に記載のバインダー組成物および/または生型鋳型用組成物のいずれかを含み、かつ加熱された材料を冷却することを含む。該方法は、加熱された材料を型に導入した後に、例えば0.12mg/g未満、0.10mg/g未満、0.08mg/g未満、0.06mg/g未満、0.05mg/g未満の如き、0.15mg/g未満のBTEXを放出する型をさらに含んでよい。 The disclosure further includes a method of molding an article. For example, the method includes introducing the heated material into a mold, the mold containing any of the binder compositions and/or green molding compositions described above or elsewhere herein. and cooling the heated material. The method includes, for example, less than 0.12 mg/g, less than 0.10 mg/g, less than 0.08 mg/g, less than 0.06 mg/g, less than 0.05 mg/g, after introducing the heated material into the mold. It may further include forms that release less than 0.15 mg/g BTEX, such as.

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本開示の様々な例示的な態様を示し、記載とともに、本開示の原理を説明するために役立つ。 The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate various illustrative aspects of the disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.

実施例2で生型鋳型用組成物から測定されたBTEX放出物のグラフである。2 is a graph of BTEX emissions measured from the green molding composition in Example 2.

以下に、本開示の特定の態様を、より詳細に記載する。引用することにより本出願の一部をなす用語および/または定義と矛盾する場合には、本明細書に示される用語および定義を優先する。 Certain aspects of the disclosure are described in more detail below. In the event of any conflict with terms and/or definitions that are incorporated by reference into this application, the terms and definitions set forth herein will control.

本明細書で使用される場合に、用語「含む("comprises," "comprising,")」、またはこれらの他のいかなる変形語も、非排他的な包括を範囲に含むものと解釈されるため、要素の列挙を含むプロセス、方法、組成物、物品、または装置は、これらの要素だけを含むものではなく、そのようなプロセス、方法、組成物、物品、または装置に表現上列挙されていない他の要素またはそれらに固有の要素も含み得る。用語「例示的」は、「理想的」ではなく「例」の意味で使用される。 As used herein, the term "comprises," "comprising," or any other variation thereof shall be construed to include non-exclusive inclusion. , a process, method, composition, article, or device that includes a listing of elements does not include only those elements and is not expressly enumerated in such process, method, composition, article, or device. Other or unique elements may also be included. The term "exemplary" is used in the sense of "example" rather than "ideal."

本明細書で使用される場合に、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈に特段の記載がない限り、複数形の指示対象を含む。用語「ほぼ」および「約」は、参照された数または値とほとんど同じであることを指す。本明細書で使用される場合に、用語「ほぼ」および「約」は、具体的な量または値の±5%を含むと理解されるべきである。 As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. The terms "approximately" and "about" refer to about the same as the referenced number or value. As used herein, the terms "approximately" and "about" are to be understood to include ±5% of a particular amount or value.

本開示の態様は、無機結着剤、例えば粘土鉱物、および炭素質材料を含み、無機結着剤および/または炭素質材料は少なくとも部分的に酸化されている、バインダー組成物、並びにそれらの調製方法および使用方法を含む。例えば、バインダー組成物は、例えば砂の如き、凝集体と組み合わせて生型法に用いられてよい。 Aspects of the present disclosure provide binder compositions, and their preparation, comprising an inorganic binder, such as a clay mineral, and a carbonaceous material, wherein the inorganic binder and/or the carbonaceous material is at least partially oxidized. Including methods and uses. For example, the binder composition may be used in a green mold process in combination with an aggregate, such as sand.

本開示による組成物は、一または複数の無機結着剤を含んでよい。例示的な結着剤は、これらに限定されるものではないが、例えばベントナイトの如き、天然および合成粘土(clay)が挙げられる。ベントナイトは、主に例えばモンモリロナイトといったスメクタイト鉱物を含むフィロケイ酸塩の粘土である。異なる種類のベントナイトは、一般的に支配的な組成物の元素に因んで、カリウムベントナイト、ナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、およびアルミニウムベントナイトの様に名付けられる。例えば、組成物(例えば、バインダー組成物)は、ナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、カリウムベントナイト、リチウムベントナイト、アルミニウムベントナイト、およびこれらの混合物から選ばれる少なくとも一つを含んでよい。ベントナイトはバインダー組成物に可塑性を与えてもよい。いくつかの実施例において、無機結着剤はベントナイトと他の無機結着剤の混合物を含んでよい。 Compositions according to the present disclosure may include one or more inorganic binders. Exemplary binders include, but are not limited to, natural and synthetic clays, such as bentonite. Bentonite is a phyllosilicate clay that primarily contains smectite minerals, such as montmorillonite. Different types of bentonite are generally named according to the predominant compositional element, such as potassium bentonite, sodium bentonite, calcium bentonite, and aluminum bentonite. For example, the composition (eg, binder composition) may include at least one selected from sodium bentonite, calcium bentonite, potassium bentonite, lithium bentonite, aluminum bentonite, and mixtures thereof. Bentonite may impart plasticity to the binder composition. In some embodiments, the inorganic binder may include a mixture of bentonite and other inorganic binders.

無機結着剤は、いかなる地球上の地理的地点または地域で入手されてよい。例えば、本開示の無機結着剤は、米国の西部、中西部、および/または南部の地域(これらに限定されるものではないが、ワイオミング、モンタナ、サウスダコタ、インディアナ、ミシガン、ウィスコンシン、オハイオ、ミシシッピ、およびアラバマが挙げられる)、ギリシャ、ドイツ、トルコ、イタリア、ブルガリア、中国、インド、ロシア、またはブラジル、その他の国および世界中の地理的地域で入手されてよい。地理的に異なる地域の粘土は化学的組成が異なる場合がある。例えば、インドで得られた粘土は米国で得られた粘土に比べて高いレベルで酸化されているかもしれない。 Inorganic binders may be obtained at any geographic point or region on Earth. For example, the inorganic binders of the present disclosure may be used in the western, midwestern, and/or southern regions of the United States, including, but not limited to, Wyoming, Montana, South Dakota, Indiana, Michigan, Wisconsin, Ohio, and Mississippi. , and Alabama), Greece, Germany, Turkey, Italy, Bulgaria, China, India, Russia, or Brazil, and other countries and geographic regions around the world. Clays from different geographical regions may have different chemical compositions. For example, clay obtained in India may have higher levels of oxidation than clay obtained in the United States.

本開示のいくつかの態様によると、無機結着剤は、例えば75重量%から100重量%のベントナイトの如き、少なくとも75重量%のベントナイトを含んでよい。例えば、無機結着剤は少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%、または少なくとも95重量%のベントナイトを、例えば約85重量%から約95重量%の、または約90重量%から約98重量%のベントナイトを含んでよい。 According to some aspects of the present disclosure, the inorganic binder may include at least 75% by weight bentonite, such as from 75% to 100% by weight bentonite. For example, the inorganic binder may contain at least 80%, at least 85%, at least 90%, or at least 95% by weight of bentonite, such as from about 85% to about 95%, or from about 90% to about It may contain 98% by weight bentonite.

本開示のいくつかの例示的なバインダー組成物において、組成物の総重量に対する無機結着剤の総和は、約75重量%から約88重量%、または約80重量%から約85重量%の如き、約70重量%から約90重量%の範囲であってよい。例えば、バインダー組成物は、バインダー組成物の総重量に対し約75重量%、約80重量%、約83重量%、約85重量%、または約88重量%の無機結着剤を含んでよい。 In some exemplary binder compositions of the present disclosure, the sum of the inorganic binders relative to the total weight of the composition is from about 75% to about 88%, or from about 80% to about 85%, by weight. , may range from about 70% to about 90% by weight. For example, the binder composition may include about 75%, about 80%, about 83%, about 85%, or about 88% by weight of an inorganic binder based on the total weight of the binder composition.

本開示のいくつかの態様によると、無機結着剤は少なくとも部分的に酸化されてよい。例えば、無機結着剤は一または複数の酸化剤、これらに限定されるものではないが、過酸化水素(H)、酸素(O)、オゾン(O)、またはソーダ灰(炭酸ナトリウム)(NaCO)が挙げられる、と組み合わされまたは晒されてよい。いくつかの実施例において、酸化剤は水溶液であってよい。無機結着剤は反応を可能にする適切な方法によって酸化剤と組み合わされてよい。例えば、酸化剤は無機結着剤と、例えば約1:75から約1:15、または約1:50から約1:25の如き、1:100から10:1(酸化剤:無機結着剤)の重量比の範囲で混合されてよい。いくつかの実施例において、酸化剤は無機結着剤と混練され、一定期間、例えば約5分から約48時間、例えば約30分、約1時間、約2時間、約4時間、約8時間、約12時間、約24時間、または約48時間静置されてよい。 According to some aspects of the present disclosure, the inorganic binder may be at least partially oxidized. For example, the inorganic binder may include one or more oxidizing agents, including, but not limited to, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), or soda ash ( Sodium carbonate) (Na 2 CO 3 ) may be combined with or exposed to. In some examples, the oxidizing agent may be an aqueous solution. The inorganic binder may be combined with the oxidizing agent by any suitable method that enables the reaction. For example, the oxidizing agent may be mixed with the inorganic binder in a ratio of 1:100 to 10:1, such as from about 1:75 to about 1:15, or from about 1:50 to about 1:25. ) may be mixed within a range of weight ratios. In some embodiments, the oxidizing agent is mixed with the inorganic binder for a period of time, such as from about 5 minutes to about 48 hours, such as about 30 minutes, about 1 hour, about 2 hours, about 4 hours, about 8 hours. It may be left undisturbed for about 12 hours, about 24 hours, or about 48 hours.

追加的にまたは代替え的に、無機結着剤は自然酸化のレベル(例えば、ある期間にわたって環境酸化剤(environmental oxidant)に曝されること)に従って選択してよい。例えば、無機結着剤は結合剤を獲得した地理的位置(例えば、天然粘土鉱床)により異なる酸化レベルを有してよい。さらに、表面下の無機結着剤の深さも無機結着剤の酸化度に影響を与えてよい。例えば、表面レベルのまたは表面近くの粘土鉱物は、典型的には、地中深くの粘土鉱物と比較して酸素、オゾン、および/または環境ラジカル(例えば、OH、NOなど)如き、大気中の酸化剤への曝露が多く、より酸化されていることが予想される。 Additionally or alternatively, the inorganic binder may be selected according to its level of natural oxidation (eg, exposure to environmental oxidants over a period of time). For example, inorganic binders may have different oxidation levels depending on the geographic location from which the binder was obtained (eg, natural clay deposits). Furthermore, the depth of the inorganic binder below the surface may also affect the degree of oxidation of the inorganic binder. For example, surface-level or near-surface clay minerals are typically more sensitive to atmospheric conditions such as oxygen, ozone, and/or environmental radicals (e.g., OH, NO2, etc.) compared to clay minerals deep underground. is expected to be more oxidized due to higher exposure to oxidizing agents.

無機結着剤は加熱処理を通して、例えば鋳造プロセスの間、酸化を受けてよい。こうして、例えば、鋳造プロセスにより部分的に酸化された無機結着剤は新しいバインダー組成物にリサイクルされてよい。 The inorganic binder may undergo oxidation through heat treatment, for example during a casting process. Thus, for example, partially oxidized inorganic binder due to a casting process may be recycled into a new binder composition.

無機結着剤の様々な成分の酸化状態は、その相対的な酸化度を評価するために用いられてよい。例えば、ベントナイトの如き粘土鉱物は典型的には鉄を含み、鉄は異なる酸化状態、具体的にはFe2+(第一鉄)、およびFe3+(第二鉄)で存在してよい。第一鉄と第二鉄の相対的濃度はベントナイトの酸化量、例えば酸化還元状態を評価するために用いることができる。Fe2+のFe3+に対する濃度は無機結着剤の酸可溶性鉄を測定することで決定してよい。 The oxidation state of the various components of the inorganic binder may be used to assess their relative degree of oxidation. For example, clay minerals such as bentonite typically contain iron, which may exist in different oxidation states, specifically Fe 2+ (ferrous), and Fe 3+ (ferric). The relative concentrations of ferrous and ferric iron can be used to assess the amount of oxidation, eg, redox state, of bentonite. The concentration of Fe 2+ relative to Fe 3+ may be determined by measuring the acid soluble iron of the inorganic binder.

(相対的な酸化度を示すものとして)酸可溶性鉄含有量は以下の手順で決定することができる。50mlのネルゲンバイアル(Nelgene vial)中で粘土試料2グラムを50mlの0.5MのHSOと混合する。ベントナイト粒子が沈降した後に、0.25mlに定量した上澄みをピペットで50mlバイアルに入れ、25mlの脱イオン水を加えた。それから、1mlに定量したFerroZine(商標)(3-(2-ピリジル)-5,6-ジフェニル-1,2,4-トリアジン-4’,4”-ジスルホン酸ナトリウム)指示薬を加え、混合する。得られた第一鉄イオン(Fe2+)とFerroZine(商標)との間に形成された着色複合体を分光光度計で測定し、可溶鉄検量線に対して可溶化第一鉄の量を計算する。その後、約200mgのアスコルビン酸を(Fe3+をFeへ還元するために)溶液に加え、粘土の総鉄含有として得られた色を測定した。 Acid soluble iron content (as an indication of relative degree of oxidation) can be determined by the following procedure. Mix 2 grams of clay sample with 50 ml of 0.5M H 2 SO 4 in a 50 ml Nelgene vial. After the bentonite particles had settled, the supernatant was pipetted to 0.25 ml into a 50 ml vial and 25 ml of deionized water was added. Then add 1 ml of FerroZine™ (sodium 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine-4',4''-disulfonate) indicator and mix. The colored complex formed between the obtained ferrous ion (Fe 2+ ) and FerroZine (trademark) was measured with a spectrophotometer, and the amount of solubilized ferrous iron was calculated against the soluble iron calibration curve. Approximately 200 mg of ascorbic acid was then added to the solution (to reduce Fe 3+ to Fe 2 ) and the resulting color was measured as the total iron content of the clay.

いくつかの非限定的な実施例において、無機結着剤は約270ppmから約335ppmのFe2+および約525ppmから約700ppmのFe3+(例えば、Fe3+に対するFe2+の比の範囲が約0.4から約0.6)を含んでよい。例えば、無機結着剤は約300ppmから約315ppmのFe2+および約575ppmから約635ppmのFe3+を含んでよい。これらの範囲は単なる例示であり、Fe2+に対してFe3+の量が多いほどより酸化された材料の指標を与える。 In some non-limiting examples, the inorganic binder comprises about 270 ppm to about 335 ppm Fe 2+ and about 525 ppm to about 700 ppm Fe 3+ (e.g., a ratio of Fe 2+ to Fe 3+ ranges about 0.4). to about 0.6). For example, the inorganic binder may include about 300 ppm to about 315 ppm Fe 2+ and about 575 ppm to about 635 ppm Fe 3+ . These ranges are merely exemplary; higher amounts of Fe 3+ relative to Fe 2+ give an indication of a more oxidized material.

本開示のいくつかの態様によれば、無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比(Fe2+/Fe3+)は、1.0未満、0.9未満、0.8未満、0.7未満、0.6未満、0.5未満の如き、1.2未満であってよい。例えば無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比は約0.5から約1.5、約0.75から約1.25、または約0.8から約1.2の範囲であってよい。いくつかの実施例において、無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比は約0.5、約0.6、約0.7、約0.8、約0.9、約1.0、または約1.1であってよい。 According to some aspects of the present disclosure, the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ (Fe 2+ /Fe 3+ ) of the inorganic binder is less than 1.0, less than 0.9, less than 0.8, 0.7 It may be less than 1.2, such as less than 0.6, less than 0.5. For example, the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ of the inorganic binder may range from about 0.5 to about 1.5, about 0.75 to about 1.25, or about 0.8 to about 1.2. . In some embodiments, the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ of the inorganic binder is about 0.5, about 0.6, about 0.7, about 0.8, about 0.9, about 1.0, or about 1.1.

本開示のいくつかの態様において、バインダー組成物は少なくとも一つの炭素質材料を含んでよい。炭素質材料は、無機、有機、それらの混合物であってよい。本明細書の組成物に有用であり得る炭素質材料は、これらに限定されるものではないが、石炭(例えば、亜炭(lignite coal)および石炭粉(sea coal)の如き、瀝青炭(bituminous coal)が挙げられる)、褐炭(lignite)、レオナルダイト、グラファイト、無煙炭、セルロース、およびこれらの組み合わせが挙げられる。少なくとも一つの実施例において、組成物は、石炭、石炭とグラファイトの組み合わせ、石炭と褐炭の組み合わせを含む。 In some embodiments of the present disclosure, the binder composition may include at least one carbonaceous material. Carbonaceous materials may be inorganic, organic, or mixtures thereof. Carbonaceous materials that may be useful in the compositions herein include, but are not limited to, coal (e.g., bituminous coal, such as lignite coal and sea coal). lignite, leonardite, graphite, anthracite, cellulose, and combinations thereof. In at least one embodiment, the composition includes coal, a combination of coal and graphite, or a combination of coal and lignite.

本開示のいくつかの態様によると、組成物(例えば、バインダー組成物)中の炭素質材料の総重量は、約0.1重量%から約30重量%の範囲であってよい。例えば、組成物は、組成物の総重量に対して、炭素質材料を約1重量%から約25重量%、約2重量%から約22重量%、約5重量%から約20重量%、約7.5重量%から約17.5重量%、または約10重量%から約15重量%含んでよい。 According to some aspects of the present disclosure, the total weight of carbonaceous materials in the composition (eg, binder composition) may range from about 0.1% to about 30% by weight. For example, the composition may contain about 1% to about 25%, about 2% to about 22%, about 5% to about 20%, about It may contain from 7.5% to about 17.5%, or from about 10% to about 15%.

本開示のいくつかの態様において、組成物は、例えば組成物の総重量に対して石炭を、例えば約7.5重量%から約20.0重量%、約8.0重量%から約18.0重量%、約9.0重量%から約15.0重量%、または約10.0重量%から約12.5重量%の如き、約5.0重量%から約25.0重量%の範囲で含んでよい。 In some embodiments of the present disclosure, the composition includes, for example, from about 7.5% to about 20.0%, from about 8.0% to about 18%, by weight of coal, based on the total weight of the composition. A range of about 5.0% to about 25.0% by weight, such as 0% by weight, about 9.0% to about 15.0% by weight, or about 10.0% to about 12.5% by weight. may be included.

本開示のいくつかの態様において、炭素質材料は少なくとも部分的に酸化されてよい。例えば、炭素質材料は、一または複数の酸化剤に曝されて(反応させられて)よい。このように、例えば、酸化された炭素質材料の粒子を提供するように、少なくとも炭素質材料の最外表面(例えば、炭素質材料の粒子の表面)が一または複数の酸化剤へ曝露することで処理されてよい。例示的な酸化剤としては、これらに限定されるものではないが、過酸化水素(H)、酸素(O)、オゾン(O)、ソーダ灰(NaCO)が挙げられる。いくつかの実施例において、2またはそれ以上の前記酸化剤を含む酸化剤を組み合わせて用いてよい。少なくとも一の実施例において、炭素質材料は過酸化水素、ソーダ灰、または過酸化水素およびソーダ灰の両方に曝されることで酸化された石炭粒子(coal particles)を含む。少なくとも一の実施例において、炭素質材料は水溶液中で酸化剤に曝されることで酸化された石炭粒子を含む。 In some embodiments of the present disclosure, the carbonaceous material may be at least partially oxidized. For example, the carbonaceous material may be exposed to (reacted with) one or more oxidizing agents. Thus, for example, exposing at least the outermost surface of the carbonaceous material (e.g., the surface of the particles of carbonaceous material) to one or more oxidizing agents so as to provide particles of carbonaceous material that are oxidized. It may be processed by Exemplary oxidizing agents include, but are not limited to, hydrogen peroxide ( H2O2 ), oxygen ( O2 ), ozone ( O3 ), and soda ash ( Na2CO3 ). It will be done. In some embodiments, oxidizing agents may be used in combination, including two or more of the aforementioned oxidizing agents. In at least one embodiment, the carbonaceous material includes coal particles that have been oxidized by exposure to hydrogen peroxide, soda ash, or both hydrogen peroxide and soda ash. In at least one embodiment, the carbonaceous material includes coal particles that have been oxidized by exposure to an oxidizing agent in an aqueous solution.

炭素質材料は適切な方法で酸化されてよい。例えば、酸化剤は炭素質材料と混合されまたは混練され、その結果得られた混合物を一定の期間(例えば、少なくとも5分、15分、30分、1時間、2時間、3時間、6時間、12時間、18時間、24時間、30時間、36時間、42時間、または48時間)静置することができる。いくつかの実施例において、炭素質材料は酸化剤に、例えば少なくとも1日、少なくとも3日、少なくとも5日、少なくとも10日、少なくとも15日の如き、数日にわたって接して配置される。追加的にまたは代替的に、約1日から約12日、約2日から約10日、約3日から約9日、約4日から約8日の如き、数日にわたって酸化剤は炭素質材料に接してよい。 The carbonaceous material may be oxidized in any suitable manner. For example, the oxidizing agent may be mixed or kneaded with the carbonaceous material and the resulting mixture may be mixed or kneaded for a period of time (e.g., at least 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 6 hours, 12 hours, 18 hours, 24 hours, 30 hours, 36 hours, 42 hours, or 48 hours). In some embodiments, the carbonaceous material is placed in contact with the oxidizing agent for several days, such as at least 1 day, at least 3 days, at least 5 days, at least 10 days, at least 15 days. Additionally or alternatively, the oxidizing agent is applied to the carbonaceous material over a period of several days, such as from about 1 to about 12 days, from about 2 days to about 10 days, from about 3 days to about 9 days, from about 4 days to about 8 days. May come into contact with the material.

酸化剤の量は炭素質材料の重量に対して約0.02重量%から約8重量%、約0.05から約5.0重量%、または約1重量%から約3重量%の如き、約0.01重量%から約10.0重量%の範囲であってよい。例えば、炭素質材料の重量に対する酸化剤の重量の比は、例えば約1:75から約1:15、約1:50から約1:25の如き、約1:100から約1:10の範囲であってよい。 The amount of oxidizing agent is from about 0.02% to about 8%, from about 0.05 to about 5.0%, or from about 1% to about 3% by weight, based on the weight of the carbonaceous material. It may range from about 0.01% to about 10.0% by weight. For example, the ratio of the weight of the oxidizing agent to the weight of the carbonaceous material ranges from about 1:100 to about 1:10, such as from about 1:75 to about 1:15, from about 1:50 to about 1:25. It may be.

本開示のいくつかの態様において、炭素質材料は約0.1重量%から約15重量%の酸化剤を含む溶液で処理されてよい。例えば、溶液は約0.2重量%から約12重量%の、約0.5重量%から約11重量%の、約1重量%から約10重量%の、または約2重量%から約8重量%の酸化剤を含んでよい。少なくとも一つの実施例において、溶液は重量で約3%の過酸化水素を含んでよい。いくつかの実施例において、溶液は例えば約9重量%、約8重量%、約7重量%、約6重量%、約5重量%、約4重量%、約3重量%、約2重量%、または約1重量%の如き、約10重量%未満のソーダ灰を含んでよい。追加的にまたは代替え的に、炭素質材料は複数の酸化剤を含む(例えば、水溶液の如き)溶液で処理されてよい。 In some embodiments of the present disclosure, carbonaceous materials may be treated with a solution containing from about 0.1% to about 15% by weight oxidizing agent. For example, the solution may contain about 0.2% to about 12%, about 0.5% to about 11%, about 1% to about 10%, or about 2% to about 8% by weight. % oxidizing agent. In at least one embodiment, the solution may include about 3% hydrogen peroxide by weight. In some examples, the solution contains, for example, about 9% by weight, about 8% by weight, about 7% by weight, about 6% by weight, about 5% by weight, about 4% by weight, about 3% by weight, about 2% by weight, or less than about 10% by weight soda ash, such as about 1% by weight. Additionally or alternatively, the carbonaceous material may be treated with a solution (eg, such as an aqueous solution) containing multiple oxidizing agents.

いくつかの実施例において、炭素質材料は加熱処理により酸化されてよい。例えば、炭素質材料は砂型鋳造の間に酸素に曝され、および高温にされることで部分的に酸化されてもよく、これら酸化された炭素質材料を少なくとも部分的に再利用のために回収されてよい。 In some embodiments, the carbonaceous material may be oxidized by heat treatment. For example, carbonaceous materials may be partially oxidized by being exposed to oxygen and elevated temperatures during sand casting, and these oxidized carbonaceous materials may be at least partially recovered for reuse. It's okay to be.

本明細書の組成物は一または複数の高アスペクト比珪酸塩をさらに含んでよい。粒子のアスペクト比(ρ)は粒子の主軸に沿った長さを幅で除したものと定義してよい。「高アスペクト比珪酸塩」という語は、例えば10から1000の間のアスペクト比の如き、少なくとも10のアスペクト比を有するシリカ鉱物を含む。例えば、本明細書の組成物は約10から約500の、約10から約250の、約10から約200の、約10から約150の、約20から約100の、約20から約80の、約30から約100の、約40から約100の、約40から約80の、または約50から約70の範囲のアスペクト比、例えば約20、約25、約30、約35、約40、約45、約50、約55、約60、約65、約70、約75、約80のアスペクト比を有するケイ酸塩を含んでよい。 The compositions herein may further include one or more high aspect ratio silicates. The aspect ratio (ρ) of a particle may be defined as the length along the principal axis of the particle divided by the width. The term "high aspect ratio silicates" includes silica minerals having an aspect ratio of at least 10, such as an aspect ratio between 10 and 1000. For example, the compositions herein may contain about 10 to about 500, about 10 to about 250, about 10 to about 200, about 10 to about 150, about 20 to about 100, about 20 to about 80 , about 30 to about 100, about 40 to about 100, about 40 to about 80, or about 50 to about 70, such as about 20, about 25, about 30, about 35, about 40, The silicates may have aspect ratios of about 45, about 50, about 55, about 60, about 65, about 70, about 75, about 80.

本明細書の組成物に好適な例示的な高アスペクト比珪酸塩としては、これらに限定されるものではないが、マイカおよびタルクが挙げられる。本明細書の組成物に好適なマイカ鉱物としては、これらに限定されるものではないが、白雲母、パラゴナイト、金雲母、黒雲母、およびこれらの組み合わせが挙げられる。 Exemplary high aspect ratio silicates suitable for the compositions herein include, but are not limited to, mica and talc. Mica minerals suitable for the compositions herein include, but are not limited to, muscovite, paragonite, phlogopite, biotite, and combinations thereof.

本開示によるバインダー組成物は、バインダー組成物の総重量に対して、約0.1重量%から約4.8重量%の、約0.2重量%から約4.5重量%の、約0.5重量%から約4.0重量%の、約0.8重量%から約3.8重量%の、約1.0重量%から約3.5重量%の、約1.2重量%から約3.0重量%の、約1.5重量%から約3.0重量%の、約1.8重量%から約2.8重量%の、または約2.0重量%から約2.5重量%の如き、約0.1重量%から約5.0重量%の高アスペクト比珪酸塩を含んでよい。例えば、バインダー組成物はバインダー組成物の総重量に対して、約0.5重量%、約1.0重量%、約1.2重量%、約1.5重量%、約1.8重量%、約2.0重量%、約2.1重量%、約2.2重量%、約2.3重量%、約2.4重量%、または約2.5重量%の高アスペクト比珪酸塩を含んでよい。 Binder compositions according to the present disclosure may contain from about 0.1% to about 4.8%, from about 0.2% to about 4.5%, about 0.0% by weight, from about 0.2% to about 4.5%, based on the total weight of the binder composition. .5% to about 4.0%, from about 0.8% to about 3.8%, from about 1.0% to about 3.5%, from about 1.2% by weight about 3.0%, about 1.5% to about 3.0%, about 1.8% to about 2.8%, or about 2.0% to about 2.5% by weight. %, such as from about 0.1% to about 5.0% by weight, of high aspect ratio silicates. For example, the binder composition may be about 0.5%, about 1.0%, about 1.2%, about 1.5%, about 1.8% by weight based on the total weight of the binder composition. , about 2.0%, about 2.1%, about 2.2%, about 2.3%, about 2.4%, or about 2.5% by weight of a high aspect ratio silicate. may be included.

上記の様に、本明細書の組成物は、例えば生型鋳型を調製するための凝集体と組み合わせるのに好適なバインダー組成物であってよい。本開示のいくつかの態様において、バインダー組成物は、バインダー組成物の総重量に対して、約70重量%から約90重量%の少なくとも一つの無機結着剤、約0.1重量%から約30重量%の少なくとも一つの炭素質材料、および約0.1重量%から約5.0重量%の少なくとも一つの高アスペクト比珪酸塩を含んでよい。例えば、バインダー組成物は、バインダー組成物の総重量に対して、約75重量%から約85重量%の無機結着剤、約1重量%から約25重量%、約5重量%から約22重量%、または約10重量%から約15重量%の炭素質材料、および約1重量%から約4重量%、または約2重量%から約3重量%の高アスペクト比珪酸塩材料を含んでよい。いくつかの実施例において、無機結着剤はベントナイト、例えばナトリウムベントナイトおよび/またはカルシウムベントナイトを含み、並びに炭素質材料は石炭を含む。いくつかの実施例において、高アスペクト比珪酸塩はマイカを含む。 As mentioned above, the compositions herein may be binder compositions suitable for combination with aggregates, for example, to prepare green molds. In some embodiments of the present disclosure, the binder composition includes from about 70% to about 90% by weight of at least one inorganic binder, from about 0.1% to about It may include 30% by weight of at least one carbonaceous material and from about 0.1% to about 5.0% by weight of at least one high aspect ratio silicate. For example, the binder composition may include from about 75% to about 85% by weight of an inorganic binder, from about 1% to about 25%, from about 5% to about 22% by weight, based on the total weight of the binder composition. %, or about 10% to about 15% by weight carbonaceous material, and about 1% to about 4%, or about 2% to about 3%, high aspect ratio silicate material. In some examples, the inorganic binder includes bentonite, such as sodium bentonite and/or calcium bentonite, and the carbonaceous material includes coal. In some examples, the high aspect ratio silicate includes mica.

本開示のいくつかの態様において、無機結着剤および炭素質材料の少なくとも一方、または両方は、少なくとも部分的に酸化されてよい。少なくとも一つの実施例で、無機結着剤(または少なくとも2以上の無機結着剤の一つ)および炭素質材料(または少なくとも2以上の炭素質材料の一つ)の両方が酸化されている。無機結着剤および炭素質材料はバインダー組成物を調製するために組み合わせる前に別々に酸化されてもよく、または同時に若しくは実質的に同時に酸化されてよい。 In some embodiments of the present disclosure, at least one or both of the inorganic binder and the carbonaceous material may be at least partially oxidized. In at least one embodiment, both the inorganic binder (or one of the at least two or more inorganic binders) and the carbonaceous material (or one of the at least two or more carbonaceous materials) are oxidized. The inorganic binder and carbonaceous material may be oxidized separately before being combined to prepare the binder composition, or may be oxidized simultaneously or substantially simultaneously.

少なくとも一つの実施例において、(例えば、一または複数の酸化剤に曝すことで)炭素質材料をまず酸化し、その後酸化された炭素質材料を無機結着剤と組み合わせる。さらなる実施例において、無機結着剤および炭素質材料をまず組み合わせて、それから得られた混合物を、例えば、一または複数の酸化剤に曝すことで酸化する。高アスペクト比珪酸塩は任意に、酸化された炭素材料と無機結着剤が組み合わされる前に、後に、同時に酸化された炭素質材料と組み合わされてよい。 In at least one embodiment, the carbonaceous material is first oxidized (eg, by exposure to one or more oxidizing agents) and then the oxidized carbonaceous material is combined with an inorganic binder. In a further embodiment, the inorganic binder and the carbonaceous material are first combined and the resulting mixture is oxidized, for example, by exposure to one or more oxidizing agents. The high aspect ratio silicate may optionally be combined with the oxidized carbonaceous material at the same time, before or after the oxidized carbon material and inorganic binder are combined.

本明細書のバインダー組成物の揮発性有機化合物および/または水の量はVOCおよび強熱減量(LOI)試験を経て測定されてよい。VOCおよびLOI測定は、AFS標準および試験手順(AFS Mold and Core Test Handbook)に従って実施されてよい。VOCは900°F(482°C)の温度で気化する組成物中の原料の量の測定を指す。LOI値は高温で加熱すること(材料の「高度の加熱」)、特に鋳造中の温度、例えばAFS5100-00-00-Sに従えば982°C(~1800°F)で加熱する前および後の材料の重量の差を指す。LOI値は、鋳造中に存在する温度に加熱すると分解する生型鋳型用組成物中の可燃性物質、例えば有機化合物の量を示す。 The amount of volatile organic compounds and/or water in the binder compositions herein may be determined via VOC and loss on ignition (LOI) testing. VOC and LOI measurements may be performed according to AFS Standards and Test Procedures (AFS Mold and Core Test Handbook). VOC refers to the measurement of the amount of raw material in a composition that vaporizes at a temperature of 900°F (482°C). LOI values are determined by heating at high temperatures (“high heating” of the material), especially at temperatures during casting, e.g. 982°C (~1800°F) according to AFS5100-00-00-S, before and after heating. refers to the difference in weight of materials. The LOI value indicates the amount of flammable materials, such as organic compounds, in the green molding composition that decompose when heated to the temperatures present during casting.

いくつかの実施例において、バインダー組成物は、例えば約13.5重量%から約18重量%、約14重量%から約17.5重量%、または約14.5重量%から約17重量%の如き、約13.0重量%から約18.5重量%の範囲のVOC含有量を有してよい。追加的にまたは代替え的に、本明細書のバインダー組成物は、例えば約23%、約24%、約25%、または約26%の如き、約22%から約27%の範囲のLOI値を示してよい。 In some embodiments, the binder composition comprises, for example, about 13.5% to about 18%, about 14% to about 17.5%, or about 14.5% to about 17% by weight. may have a VOC content ranging from about 13.0% to about 18.5% by weight. Additionally or alternatively, the binder compositions herein have an LOI value in the range of about 22% to about 27%, such as about 23%, about 24%, about 25%, or about 26%. You can show it.

本明細書のバインダー組成物は、生型鋳型用組成物を製造するために少なくとも一つの凝集体と水と組み合わされてよい。本明細書で用いられる「凝集体」という語は、例えばそれぞれが同じまたは実質的に同じ組成物を含む粒子である均質な材料、並びに例えば単一の粒子に凝集した異なる組成物の材料を含む不均質な粒子または複合粒子を含む。本明細書の組成物に好適な凝集体は、例えば天然および合成の砂、および砂複合材料(sand composite materials)が挙げられる。本明細書の組成物に用いてよい凝集体の例としては、これらに限定されるものではないが、珪砂(SiO2)、クロマイト砂(FeCr2O4)、およびジルコン砂(ZrSiO4)が挙げられ、それらのいずれもが任意にマグネシウム、アルミニウム、マンガン、および/または炭素(例えば、グラファイト)の如き、他の元素を含んでよい。他のタイプの砂および他の凝集体も同様に企図され、本明細書の原理から逸脱することなく、本明細書の組成物で使用してよい。 The binder compositions herein may be combined with at least one aggregate and water to produce a green molding composition. As used herein, the term "aggregate" includes homogeneous materials, e.g. particles each containing the same or substantially the same composition, as well as materials of different compositions, e.g. agglomerated into a single particle. Contains heterogeneous or composite particles. Aggregates suitable for the compositions herein include, for example, natural and synthetic sands and sand composite materials. Examples of aggregates that may be used in the compositions herein include, but are not limited to, silica sand (SiO 2 ), chromite sand (FeCr 2 O 4 ), and zircon sand (ZrSiO 4 ). any of which may optionally contain other elements such as magnesium, aluminum, manganese, and/or carbon (eg, graphite). Other types of sand and other aggregates are likewise contemplated and may be used in the compositions herein without departing from the principles herein.

本開示のいくつかの態様において、生型鋳型用組成物は、組成物の総重量に対して約72重量%から約88重量%、約74重量%から約84重量%、または約76重量%から約82重量%の如き、組成物の総重量に対して少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、少なくとも90重量%の如き、約70重量%から約90重量%の少なくとも一つの凝集体の如き、生型鋳型用組成物の総重量に対して少なくとも70重量%の少なくとも一つの凝集体を含んでよい。 In some embodiments of the present disclosure, the green molding composition is about 72% to about 88%, about 74% to about 84%, or about 76% by weight based on the total weight of the composition. from about 70% to about 90%, such as from at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90% by weight, based on the total weight of the composition The green molding composition may contain at least 70% by weight of at least one agglomerate, such as one agglomerate, based on the total weight of the green molding composition.

生砂(green sand)は生型鋳型用組成物の総重量に対して約2.75重量%から約6.25重量%の範囲の水分含有量を提供する水をさらに含んでよい。例えば、生型鋳型用組成物は、生型鋳型用組成物の総重量に対して約2.94重量%から約5.08重量%、約3.13重量%から約5.43重量%、約4.19重量%から約5.08重量%、約4.33重量%から約5.94重量%の水分含有量を有してよい。生型鋳型用組成物が鋳造手順で処理される前に、組成物の水分含有量は約2.94重量%から約3.16重量%、約重量%から約重量%、または約重量%から約重量%の範囲であってよい。例えば、生型鋳型用組成物の総重量に対して2.90重量%、2.92重量%、2.94重量%、2.96重量%、2.98重量%、3.00重量%、3.02重量%、3.04重量%、3.06重量%、3.08重量%、3.10重量%、3.12重量%、または3.14重量%。 The green sand may further include water to provide a moisture content ranging from about 2.75% to about 6.25% by weight based on the total weight of the green molding composition. For example, the green molding composition may be about 2.94% to about 5.08%, about 3.13% to about 5.43% by weight, based on the total weight of the green molding composition. It may have a moisture content of about 4.19% to about 5.08%, about 4.33% to about 5.94% by weight. Before the green molding composition is processed in a casting procedure, the moisture content of the composition is from about 2.94% to about 3.16%, from about % to about %, or from about % by weight. It may range from about % by weight. For example, 2.90% by weight, 2.92% by weight, 2.94% by weight, 2.96% by weight, 2.98% by weight, 3.00% by weight, based on the total weight of the green mold composition, 3.02%, 3.04%, 3.06%, 3.08%, 3.10%, 3.12%, or 3.14% by weight.

(例えば、無機結着剤および炭素質材料を含む)本開示のバインダー組成物から調製される生型鋳型用組成物は、生型鋳型用組成物の総重量に対して約5%から約20%、約8重量%から約16重量%、または約10重量%から約15重量%のバインダー組成物を含んでよい。例えば、生型鋳型用組成物は、約70重量%から約90重量%の少なくとも一つの凝集体、約5%から約20%の(例えば、無機結着剤および炭素質材料を含む)バインダー組成物、および約2.75重量%から約6.25重量%の水分(water moisture)を含んでよい。 Green molding compositions prepared from the binder compositions of the present disclosure (e.g., including an inorganic binder and a carbonaceous material) can contain from about 5% to about 20% by weight, based on the total weight of the green molding composition. %, about 8% to about 16%, or about 10% to about 15% by weight of the binder composition. For example, the green molding composition may include about 70% to about 90% by weight of at least one aggregate, about 5% to about 20% of a binder composition (e.g., including an inorganic binder and a carbonaceous material). and about 2.75% to about 6.25% water moisture.

生型鋳型用組成物の性能は、生型鋳型用組成物の一連の特性に従って分析されてよい。例えば、生型鋳型は数ある特性の中でもVOC、LOI、水分含有量、コンパクタビリティ、透過性、湿潤引張強度、生型剪断強度、メチレンブルー取り込み、および/またはAFS粘土含有量といった測定を用いて、特性づけられまたは評価されてよい。これらの測定は典型的にはAFS標準および試験手順(AFS Mold and Core Test Handbook)に従い行われる。 The performance of a green casting composition may be analyzed according to a series of properties of the green casting composition. For example, green molds can be measured using measurements such as VOC, LOI, moisture content, compactability, permeability, wet tensile strength, green shear strength, methylene blue uptake, and/or AFS clay content, among other properties. May be characterized or evaluated. These measurements are typically performed according to AFS standards and test procedures (AFS Mold and Core Test Handbook).

一般的に生型鋳型用組成物の試験は直径50.8mm(2インチ)および高さ50.8mm(2インチ)のシリンダー形状の試験片(つまり、2インチ×2インチの円筒形サンプル)、または直径50mmおよび高さ50mmのシリンダー形状の試験片で行う。本明細書のバインダー組成物から調製された生型鋳型用組成物は上記のVOCおよびLOI測定により試験されてよい。本開示による生型鋳型用組成物は、約2.0重量%から約2.2重量%の如き、約1.8重量%から約2.4重量%の範囲のVOC含有量を有してよい。本明細書の生型鋳型用組成物のLOIレベルは約3.5重量%から約4.5重量%、約3.7重量%から約4.2重量%、または約3.8重量%から約4.0重量%の範囲であってよい。 Typically, green molding compositions are tested using a cylindrical specimen measuring 2 inches in diameter and 2 inches in height (i.e., a 2 inch by 2 inch cylindrical sample). Alternatively, a cylinder-shaped test piece with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm is used. Green molding compositions prepared from the binder compositions herein may be tested by VOC and LOI measurements as described above. Green molding compositions according to the present disclosure have a VOC content ranging from about 1.8% to about 2.4% by weight, such as from about 2.0% to about 2.2% by weight. good. The LOI level of the green molding compositions herein may be from about 3.5% to about 4.5%, from about 3.7% to about 4.2%, or from about 3.8% by weight. It may range from about 4.0% by weight.

生型圧縮強度とは、圧縮荷重でサンプルを破壊させるために必要な圧力を指す。本開示による生型鋳型用組成物は、約21.0N/cmから約32.0N/cm、約21.5N/cmから約31.0N/cm、約22.0N/cmから約30.5N/cm、約22.5N/cmから約30.0N/cm、または約24.0N/cmから約27.5N/cmの如き、約20.0N/cmから約35.0N/cmの範囲の生型圧縮強度を有してよい。 Green compressive strength refers to the pressure required to cause a sample to fail under compressive load. The composition for green mold molding according to the present disclosure is about 21.0 N/cm 2 to about 32.0 N/cm 2 , about 21.5 N/cm 2 to about 31.0 N/cm 2 , about 22.0 N/cm 2 about 20.0 N/cm 2 , such as from about 30.5 N/cm 2 , from about 22.5 N/cm 2 to about 30.0 N/cm 2 , or from about 24.0 N/cm 2 to about 27.5 N/cm 2 It may have a green compressive strength ranging from 2 to about 35.0 N/cm 2 .

生型剪断強度とは、剪断荷重下、例えば横方向の力、でサンプルを破壊させるために必要な応力を指す。本開示による生型鋳型用組成物は、約2.6N/cmから約3.8N/cm、約2.7N/cmから約3.6N/cm、約2.9N/cmから約3.5N/cm、約3.1N/cmから約3.4N/cmの如き、約2.4N/cmから約4.0N/cmの範囲の生型剪断強度を有してよい。 Green shear strength refers to the stress required to cause a sample to fail under shear loading, such as a lateral force. The green molding composition according to the present disclosure has an energy density of about 2.6 N/cm 2 to about 3.8 N/cm 2 , about 2.7 N/cm 2 to about 3.6 N/cm 2 , about 2.9 N/cm 2 to about 3.5 N/cm 2 , from about 3.1 N/cm 2 to about 3.4 N/cm 2 , from about 2.4 N/cm 2 to about 4.0 N/cm 2 . may have.

湿潤引張強度は、砂型の痂皮形成、または鋳造物の望まない突起若しくは粗さの形成を妨げる能力決定するために有用な基準である。鋳造中に、溶融した金属に隣接する砂からの水が戻され、乾いた砂と湿った砂との間に濃縮ゾーンが生成される。この層中の砂の強度が湿潤引張強度と考えられる。湿潤引張値が高いほど、痂皮となる傾向が小さくなる。本開示による生型鋳型用組成物は、室温(~25℃)で約0.302N/cmから約0.432N/cm、約0.308N/cmから約0.400N/cm、約0.333N/cmから約0.395N/cm、または約0.340N/cmから約0.386N/cmの如き、約0.300N/cmから約0.510N/cmの範囲の湿潤引張強度を有してよい。 Wet tensile strength is a useful criterion for determining the ability of a sand mold to resist eschar formation, or the formation of undesirable bumps or roughness in a casting. During casting, water from the sand adjacent to the molten metal is returned, creating a zone of concentration between the dry and wet sand. The strength of the sand in this layer is considered the wet tensile strength. The higher the wet tensile value, the less the tendency to crust. The green molding composition according to the present disclosure has a yield of about 0.302 N/cm 2 to about 0.432 N/ cm 2 , about 0.308 N/cm 2 to about 0.400 N/cm 2 at room temperature (~25° C.), from about 0.300 N/cm 2 to about 0.510 N/cm 2 , such as from about 0.333 N/cm 2 to about 0.395 N/cm 2 , or from about 0.340 N/cm 2 to about 0.386 N/cm 2 It may have a wet tensile strength in the range of .

コンパクタビリティ(「圧縮性」とも称する。)は圧縮時の生砂の体積の変化を評価する。コンパクタビリティは、サンプルに約140psiの圧力を3秒与えた後のサンプルの高さの減少率(percentage)として測定される。本開示による生型鋳型用組成物は、約44.0%から約47.0%の、約44.5%から約46.5%の、または約45.0%から約46.0%の如き、約43.5%から約47.5%の範囲のコンパクタビリティを有してよい。 Compactability (also referred to as "compressability") evaluates the change in volume of green sand during compaction. Compactability is measured as the percentage decrease in height of the sample after applying a pressure of about 140 psi to the sample for 3 seconds. Green molding compositions according to the present disclosure contain about 44.0% to about 47.0%, about 44.5% to about 46.5%, or about 45.0% to about 46.0%. The compactability may range from about 43.5% to about 47.5%.

メチレンブルー(mL)試験は、生型鋳型用組成物中に残っている水を吸収する能力を有する無機結合材料、例えば粘土、の量の測定である。水を吸収する無機結合材料の能力は、生型鋳型用組成物から調製された型の強さに影響を与える。本開示による例示的なバインダー組成物は、約49mLから約63mL、約51mLから約61mL、約53mLから約59mL、または約53mLから約57mLの如き、約47mLから約65mLの範囲のメチレンブルーレベルを有する。 The Methylene Blue (mL) test is a measurement of the amount of inorganic binder material, such as clay, that has the ability to absorb water remaining in the green molding composition. The ability of the inorganic binder material to absorb water affects the strength of molds prepared from green molding compositions. Exemplary binder compositions according to the present disclosure have methylene blue levels ranging from about 47 mL to about 65 mL, such as about 49 mL to about 63 mL, about 51 mL to about 61 mL, about 53 mL to about 59 mL, or about 53 mL to about 57 mL. .

AFS粘土含有量試験は、生型鋳型用組成物中の細粒土と吸水材料の量を示す。試験は、典型的には水による撹拌洗浄と苛性ソーダによる希釈を繰り返すことで、50gの生砂試料中の粘土の量を測定する。試料の最初の重量と試料の最終乾燥重量との差を2倍したものがAFS粘土含有量である。本開示による例示的なバインダー組成物は約9.0%から約11.5%、約9.4%から約11%、約9.6%から約10.8%、約9.8%から約10.5%、約10.0%から約10.3%のAFS粘土含有量測定範囲を有する。 The AFS clay content test indicates the amount of fine soil and water-absorbing material in the green molding composition. The test measures the amount of clay in a 50 g sample of green sand, typically by repeated agitation washing with water and dilution with caustic soda. The AFS clay content is twice the difference between the initial weight of the sample and the final dry weight of the sample. Exemplary binder compositions according to the present disclosure include about 9.0% to about 11.5%, about 9.4% to about 11%, about 9.6% to about 10.8%, about 9.8% to It has an AFS clay content measurement range of about 10.5%, about 10.0% to about 10.3%.

材料の鋳造により様々な放出物、例えば、VOCを含むガスや粒子が放出される。これらの放出物のほとんどが、鋳造プロセスの注入、冷却、および振とう(shake out)段階で放出される。鋳造プロセスからの典型的な放出物は、これらに限定されるものではないが、水蒸気、CO、CO、CH、およびBTEX(ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、およびキシレン)ガスが挙げられる。これら放出物は、生型鋳型用組成物を調製するために用いたバインダー組成物(例えば、例示的に無機結着剤、炭素質材料、および任意に高アスペクト比珪酸塩を含むバインダー組成物)の質量に対する放出された化合物の質量を測定してよい。 Casting of materials releases various emissions, such as gases and particles, including VOCs. Most of these emissions are released during the pouring, cooling, and shake out stages of the casting process. Typical emissions from the casting process include, but are not limited to, water vapor, CO, CO2 , CH4 , and BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene) gases. These emissions may be removed from the binder composition used to prepare the green molding composition (e.g., a binder composition illustratively including an inorganic binder, a carbonaceous material, and optionally a high aspect ratio silicate). The mass of the compound released relative to the mass of the compound may be measured.

いくつかの実施例において、本明細書の生型鋳型用組成物のBTEXの放出レベルは、0.12mg未満、0.10mg未満、0.08mg未満、0.06mg未満、0.05mg未満の如き、0.15mg未満の生型鋳型用組成物の調製に用いたバインダー組成物のグラム当たりのBTEXの生成であってよい。例えば、BTEX放出物のレベルは、例えば約0.02mg/gから約0.09mg/g、約0.03mg/gから約0.07mg/g、または約0.02mg/gから約0.06mg/gの如き、約0.01mg/gから約0.10mg/gのバインダー組成物のグラム当たりのBTEXの生成重量(グラム)であってよい。 In some embodiments, the release level of BTEX of the green molding compositions herein is less than 0.12 mg, less than 0.10 mg, less than 0.08 mg, less than 0.06 mg, less than 0.05 mg, etc. , less than 0.15 mg of BTEX per gram of binder composition used to prepare the green molding composition. For example, the level of BTEX emissions may be, for example, from about 0.02 mg/g to about 0.09 mg/g, from about 0.03 mg/g to about 0.07 mg/g, or from about 0.02 mg/g to about 0.06 mg The production weight (grams) of BTEX per gram of binder composition may be from about 0.01 mg/g to about 0.10 mg/g, such as from about 0.01 mg/g to about 0.10 mg/g.

本明細書の生型鋳型用組成物のCOの放出は生型鋳型用組成物の調製に用いたバインダー組成物のグラム当たり約7.2mg未満であってよい。例えば、生型鋳型用組成物は、生型鋳型用組成物の調製に用いたバインダー組成物のグラム当たり3.13mgから約7.20mgの間、約3.29mgから約6.99mg放出してよい。 The CO 2 emissions of the green molding compositions herein may be less than about 7.2 mg per gram of binder composition used to prepare the green molding composition. For example, the green molding composition may release between 3.13 mg and about 7.20 mg, between about 3.29 mg and about 6.99 mg per gram of binder composition used to prepare the green mold composition. good.

本開示の追加的なまたは代替的な態様において、本明細書の生型鋳型用組成物のCOの放出は、生型鋳型の調製に用いたバインダー組成物のグラム当たり2.15mg/g未満、2.00mg/g未満、1.90mg/g未満、1.80mg/g未満、1.75mg/g未満の如き、約2.18mg/g未満であってよい。例えば、CO放出レベルは約1.65mg/gから約2.20mg/g、約1.84mg/gから約2.15mg/gであってよい。 In additional or alternative aspects of the present disclosure, the green molding compositions herein have a CO release of less than 2.15 mg/g per gram of binder composition used to prepare the green mold; It may be less than about 2.18 mg/g, such as less than 2.00 mg/g, less than 1.90 mg/g, less than 1.80 mg/g, less than 1.75 mg/g. For example, the CO release level may be about 1.65 mg/g to about 2.20 mg/g, about 1.84 mg/g to about 2.15 mg/g.

追加的にまたは代替え的に、本明細書の生型鋳型用組成物のメタン(CH)の放出は、生型鋳型用組成物の調製に用いたバインダー組成物のグラム当たり0.5mg未満であってよい。例えば、CH放出のレベルは、約0.18mg/gから約0.24mg/g、約0.19mg/gから約0.21mg/gであってよい。 Additionally or alternatively, the green molding compositions herein emit less than 0.5 mg of methane ( CH4 ) per gram of binder composition used to prepare the green molding composition. It's good. For example, the level of CH 4 release may be from about 0.18 mg/g to about 0.24 mg/g, from about 0.19 mg/g to about 0.21 mg/g.

本開示の態様は、以下の例示的な実施形態を開示する非限定的な番号を付された段落を参照してさらに説明される。 Aspects of the present disclosure are further described with reference to the following non-limiting numbered paragraphs disclosing exemplary embodiments.

1.炭素質材料、無機結着剤、および高アスペクト比珪酸塩を含むバインダー組成物であって、前記炭素質材料または前記無機結着剤の少なくとも一方が酸化されているバインダー組成物。 1. A binder composition comprising a carbonaceous material, an inorganic binder, and a high aspect ratio silicate, wherein at least one of the carbonaceous material or the inorganic binder is oxidized.

2.炭素質材料および無機結着剤を含むバインダー組成物であって、前記無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比が1.2未満となるように前記無機結着剤が酸化されているバインダー組成物。 2. A binder composition comprising a carbonaceous material and an inorganic binder, wherein the inorganic binder is oxidized such that the ratio of Fe 2+ to Fe 2+ of the inorganic binder is less than 1.2. Composition.

3.酸化された炭素質材料および無機結着剤を含むバインダー組成物であって、前記酸化された炭素質材料が酸化剤による処理により調製されるバインダー組成物。 3. A binder composition comprising an oxidized carbonaceous material and an inorganic binder, wherein the oxidized carbonaceous material is prepared by treatment with an oxidizing agent.

4.前記酸化剤がソーダ灰、過酸化水素、オゾン、またはこれらの組み合わせを含む、段落3に記載の組成物。 4. 4. The composition of paragraph 3, wherein the oxidizing agent comprises soda ash, hydrogen peroxide, ozone, or a combination thereof.

5.前記無機結着剤のFe2+/Fe3+の比が1未満である段落1~4のいずれか1つに記載の組成物。 5. The composition according to any one of paragraphs 1 to 4, wherein the inorganic binder has a Fe 2+ /Fe 3+ ratio of less than 1.

6.前記無機結着剤がナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、またはこれらの混合物を含む段落1~5のいずれか1つに記載の組成物。 6. A composition according to any one of paragraphs 1 to 5, wherein the inorganic binder comprises sodium bentonite, calcium bentonite, or a mixture thereof.

7.前記無機結着剤を約70重量%から約90重量%含む段落1~6のいずれか1つに記載の組成物。 7. The composition of any one of paragraphs 1-6, comprising from about 70% to about 90% by weight of the inorganic binder.

8.前記炭素質材料または前記酸化された炭素質材料が酸化炭(例えば、酸化亜炭(oxidized lignite coal)、酸化瀝青炭(oxidized bituminous coal)、または酸化石炭粉(oxidized sea coal))、酸化褐炭(oxidized lignite)、酸化レオナルダイト(oxidized leonardite)、酸化グラファイト、酸化無煙炭(oxidized anthracite)、酸化セルロース、またはこれらの組み合わせを含む段落1~7のいずれか1つに記載の組成物。 8. The carbonaceous material or the oxidized carbonaceous material is oxidized carbon (e.g., oxidized lignite coal, oxidized bituminous coal, or oxidized sea coal), oxidized lignite ), oxidized leonardite, oxidized graphite, oxidized anthracite, oxidized cellulose, or a combination thereof.

9.約0.1重量%から約20.0重量%の前記炭素質材料または前記酸化された炭素質材料を含む段落1~8のいずれか1つに記載の組成物。 9. The composition of any one of paragraphs 1-8 comprising from about 0.1% to about 20.0% by weight of said carbonaceous material or said oxidized carbonaceous material.

10.さらに高アスペクト比珪酸塩を含む段落2~9のいずれか1つに記載の組成物。 10. A composition according to any one of paragraphs 2 to 9 further comprising a high aspect ratio silicate.

11.高アスペクト比珪酸塩がマイカまたはタルクを含む段落1~10のいずれか1つに記載の組成物。 11. A composition according to any one of paragraphs 1 to 10, wherein the high aspect ratio silicate comprises mica or talc.

12.約0.1重量%から約5.0重量%の高アスペクト比珪酸塩を含む段落1、10、または11のいずれか1つに記載の組成物。 12. 12. The composition of any one of paragraphs 1, 10, or 11, comprising from about 0.1% to about 5.0% by weight high aspect ratio silicate.

13.高アスペクト比珪酸塩が白雲母(muscovite)、パラゴナイト(paragonite)、リシア雲母(lepidolite)、金雲母(phlogopite)、黒雲母(biotite)、またはこれらの組み合わせを含む段落1または10~12に記載の組成物。 13. according to paragraphs 1 or 10-12, wherein the high aspect ratio silicate comprises muscovite, paragonite, lepidolite, phlogopite, biotite, or combinations thereof. Composition.

14.段落1~13のいずれか1つに記載のバインダー組成物および凝集体を含む生型鋳型用組成物。 14. A green molding composition comprising a binder composition according to any one of paragraphs 1 to 13 and an aggregate.

15.凝集体が珪砂、ジルコン砂、アルミノ珪酸塩、またはこれらの混合物を含む段落14に記載の生型鋳型用組成物。 15. 15. The green molding composition of paragraph 14, wherein the aggregate comprises silica sand, zircon sand, aluminosilicate, or a mixture thereof.

16.鋳物用組成物を調製する方法であって、任意に炭素質材料を酸化すること、および酸化された炭素質材料と無機結着剤とを組み合わせることにより段落1~13のいずれか1つに記載のバインダー組成物を調製することを含む方法。 16. 14. A method of preparing a foundry composition according to any one of paragraphs 1 to 13, optionally oxidizing a carbonaceous material and combining the oxidized carbonaceous material with an inorganic binder. A method comprising preparing a binder composition of.

17.前記炭素質材料の酸化が前記炭素材料を酸化剤で処理することを含む段落16に記載の方法。 17. 17. The method of paragraph 16, wherein oxidizing the carbonaceous material comprises treating the carbonaceous material with an oxidizing agent.

18.前記酸化剤がソーダ灰、過酸化水素、オゾン、またはこれらの組み合わせを含む、段落17に記載の方法。 18. 18. The method of paragraph 17, wherein the oxidizing agent comprises soda ash, hydrogen peroxide, ozone, or a combination thereof.

19.前記酸化された炭素質材料と無機結着剤を組み合わせる前に、後に、または同時に、前記酸化された炭素質材料と高アスペクト比珪酸塩を組み合わせることをさらに含む段落16~18のいずれか1つに記載の方法。 19. Any one of paragraphs 16-18, further comprising combining the oxidized carbonaceous material and a high aspect ratio silicate before, after, or simultaneously with combining the oxidized carbonaceous material and an inorganic binder. The method described in.

20.前記無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比が1.2未満または1未満である段落16~19のいずれか1つに記載の方法。 20. 20. A method according to any one of paragraphs 16 to 19, wherein the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ of the inorganic binder is less than 1.2 or less than 1.

21.生型鋳型用組成物を形成するために前記バインダー組成物に凝集体と水とを加えることをさらに含み、任意に、前記生型鋳型用組成物が約21.5N/mから約30.5N/mの範囲に生型圧縮強度(green compression strength)を有する段落16~20のいずれか1つに記載の方法。 21. further comprising adding agglomerates and water to the binder composition to form a green molding composition, optionally the green molding composition comprising about 21.5 N/m 2 to about 30.0 N/m 2 . 21. A method according to any one of paragraphs 16 to 20, having a green compression strength in the range of 5 N/ m2 .

22.前記生型鋳型用組成物が約2.5N/mから約3.7N/mの範囲に生型剪断強度(green shear strength)を有する段落21に記載の方法。 22. 22. The method of paragraph 21, wherein the green molding composition has a green shear strength in the range of about 2.5 N/ m2 to about 3.7 N/ m2 .

23.物品を造形する方法であって、前記方法が加熱された材料を型に導入することであって、前記型が炭素質材料、無機結着剤、アスペクト比珪酸塩、水、および凝集体の混合物を含み、前記炭素質材料または前記無機結着剤の少なくとも一方が酸化され、並びに前記加熱された材料を冷却することを含む方法。 23. A method of shaping an article, the method comprising introducing a heated material into a mold, the mold comprising a mixture of a carbonaceous material, an inorganic binder, an aspect ratio silicate, water, and an aggregate. wherein at least one of the carbonaceous material or the inorganic binder is oxidized and cooling the heated material.

24.前記加熱された材料を型に導入した後に前記型が0.10mg/g未満のBTEXを放出する段落23に記載の方法。 24. 24. The method of paragraph 23, wherein the mold releases less than 0.10 mg/g BTEX after introducing the heated material into the mold.

25.炭素質材料が酸化炭を含む段落23または24に記載の方法。 25. 25. The method of paragraph 23 or 24, wherein the carbonaceous material comprises oxidized carbon.

26.高アスペクト比珪酸塩がマイカまたはタルクを含む段落23~25のいずれか1つに記載の方法。 26. 26. A method according to any one of paragraphs 23-25, wherein the high aspect ratio silicate comprises mica or talc.

27.鋳造の間の放出物の低減のための段落1~13のいずれか1つに記載のバインダー組成物および/または段落14または15に記載の生型鋳型用組成物の使用。 27. Use of a binder composition according to any one of paragraphs 1 to 13 and/or a green molding composition according to paragraphs 14 or 15 for reducing emissions during casting.

前記放出物がBTEXを含む段落27に記載の使用。 The use according to paragraph 27, wherein said emissive material comprises BTEX.

本開示の他の態様および実施形態は、本明細書に開示される実施形態の仕様および実施を考慮すると当業者には明らかであろう。 Other aspects and embodiments of the disclosure will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and practice of the embodiments disclosed herein.

以下の実施例は本開示を当然限定することなく例示されるに過ぎない。本開示は、上記記載と以下の実施例と一致する追加の態様および実施形態を包含することが理解されよう。 The following examples are merely illustrative, without of course limiting the present disclosure. It will be understood that the present disclosure encompasses additional aspects and embodiments consistent with the above description and the following examples.

実施例1 Example 1

鋳造の間の放出物に対する酸化の効果を研究するために、4種類のバインダー組成物が調製された。それぞれのバインダー組成物は、重量基準で80%のベントナイトと20%の石炭を含んでいた。組成物1および4は、天然のナトリウムベントナイト(BPM National Standardの市販品)より調製された。組成物2および3は組成物1および4で用いたベントナイトよりも高度に酸化されたベントナイトを用いて調製した。組成物1および2は市販の石炭を用いて調製された。組成物3および4は酸化炭を用いて調製された、ここで組成物4の3つの異なるバリエーションが調製された。具体的には、酸化炭は25ポンドの組成物1および2で用いた市販の石炭と同じタイプの石炭および3つの酸化剤溶液:10%ソーダ灰溶液、3%過酸化水素溶液、または室温の水の1つから調製された。それぞれの場合において、石炭は酸化剤溶液の中に置き10日間そのままにし、その後酸化炭は水で洗浄された。その後、酸化炭を水分含有量が3%未満になるまでオーブン中で225°Fで乾燥した。下記表1に組成物1~4をまとめた。

Figure 0007358450000001
Four different binder compositions were prepared to study the effect of oxidation on emissions during casting. Each binder composition contained 80% bentonite and 20% coal by weight. Compositions 1 and 4 were prepared from natural sodium bentonite (commercial product of BPM National Standard). Compositions 2 and 3 were prepared using bentonite that was more highly oxidized than the bentonite used in Compositions 1 and 4. Compositions 1 and 2 were prepared using commercially available coal. Compositions 3 and 4 were prepared using oxidized carbon, where three different variations of composition 4 were prepared. Specifically, the oxidized carbon was 25 pounds of the same type of commercially available coal used in compositions 1 and 2 and three oxidizer solutions: 10% soda ash solution, 3% hydrogen peroxide solution, or room temperature. Prepared from one of water. In each case, the coal was placed in the oxidizer solution and left for 10 days, after which the oxidized coal was washed with water. The oxidized carbon was then dried in an oven at 225°F until the moisture content was less than 3%. Compositions 1 to 4 are summarized in Table 1 below.
Figure 0007358450000001

実施例2 Example 2

生型鋳型特性および砂型鋳造中の放出物を測定するための対応する生型鋳型用組成物1~4を調製するために組成物1~4のそれぞれを砂および水と組み合わせた。それぞれの生型鋳型用組成物は、生型鋳型用組成物の総重量に対して9重量%のベントナイトおよび生型鋳型用組成物の総重量に対して1.8重量%の石炭を組み合わせることで調製された。その後42~48%のコンパクタビリティを達成するために水を加えた。AFS標準および試験手順(AFS Mold and Core Test Handbook)に従って鋳造する前に生型鋳型特性(生型圧縮強度、生型剪断強度、湿潤引張強度、透過性、メチレンブルー、およびAFSクレイ)を測定した。 Each of compositions 1-4 was combined with sand and water to prepare corresponding green mold compositions 1-4 for measuring green mold properties and emissions during sand casting. Each green molding composition combines 9% by weight bentonite based on the total weight of the green molding composition and 1.8% by weight coal based on the total weight of the green molding composition. It was prepared in Water was then added to achieve a compactability of 42-48%. Green mold properties (green compressive strength, green shear strength, wet tensile strength, permeability, methylene blue, and AFS clay) were measured before casting according to AFS standards and test procedures (AFS Mold and Core Test Handbook).

試験鋳造のために、試験用型が生型鋳型用組成物1~4のそれぞれから作成され、溶融した金属が型に流し込まれた。冷却後、金属が取り除かれ、生型鋳型は次の試験鋳造に再利用された。それぞれの生型鋳型用組成物は4回の試験鋳造サイクルで加熱され、それぞれの生型鋳型用組成物の生型鋳型特性が、各加熱サイクル後に同じAFS標準および試験手順に従って測定された。データを表2~表5に示す。

Figure 0007358450000002

Figure 0007358450000003

Figure 0007358450000004

Figure 0007358450000005
For test casting, test molds were made from each of green molding compositions 1-4, and molten metal was poured into the molds. After cooling, the metal was removed and the green mold was reused for the next test casting. Each green molding composition was heated in four test casting cycles, and the green molding properties of each green molding composition were measured following each heating cycle according to the same AFS standards and test procedures. The data are shown in Tables 2-5.
Figure 0007358450000002

Figure 0007358450000003

Figure 0007358450000004

Figure 0007358450000005

表2~5に示すように、組成物1~4は同様の湿潤引張強度を示した。組成物3および4は改善した生型圧縮強度を示した。組成物1および2は改善した生型剪断強度を示した。これらの結果は、酸化された粘土(clay)および/または酸化炭の使用は、同等のまたは改善した生型鋳型特性をもたらすことを示唆する。 As shown in Tables 2-5, compositions 1-4 exhibited similar wet tensile strengths. Compositions 3 and 4 showed improved green compressive strength. Compositions 1 and 2 exhibited improved green shear strength. These results suggest that the use of oxidized clay and/or oxidized carbon provides equivalent or improved green mold properties.

4回の加熱サイクル後、生型鋳型用組成物1~4のそれぞれの約5~10gの部分を組成物の水分含有量を十分に減らすために急速乾燥機(speed drier)で乾燥した。それから、それぞれ1gに秤量した2つのサンプルをそれぞれの乾燥した砂組成物について、CO、CO、CH、HOおよびBTEXの放出を測定するために試験した。それぞれのサンプルを石英ガラスのるつぼに置き、管状炉(Ansyco)に連結したガラス棒(glass rod)に挿入した。管状炉およびガラス棒は窒素で充填されていた。サンプルが管状炉に挿入される前に、制御測定値を記録するために炉から放出されるガスの初期測定が行われた、すなわち、サンプルを加えることに先立ち、管状炉に存在する放出ガスの量が測定された。制御測定値は、テストされた最初のサンプルに対してのみ、または管状炉の機能をテストするために必要に応じて記録された。制御測定値は、最大5分の期間にわたって記録された。その後、サンプルがガラス棒を完全に通過するまでサンプルが入ったガラスのるつぼを管状炉に導いた。フーリエ変換赤外線分光法(FT-IR Gasmet Analyzer)を使用して、各サンプルが放出するガスの量に応じて、4~7分の間の範囲の期間をかけて、各サンプルのBTEX、CO、およびCHの排出量を測定する間、管状炉は約900°Cの温度に維持された。管状炉に連結されたサンプルから放出されたガスの量を曲線で示すモニターによりサンプルから放出されたガスの量が観察された。放出されたガスの測定は全てのカーブがゼロに向かうまで、その時点でサンプルからさらなるガスが放出されなくなるまで、行われた。測定期間中に放出された各ガスの量を決定するために各放出ガス曲線の下の面積を計算した。それぞれのサンプルのガス放出量の測定後、ガラスるつぼとサンプルをオーブンから取り除き、冷却するために室温で放置した。一旦冷却し、サンプルの残りの重量を測定した。 After four heating cycles, approximately 5-10 g portions of each of green molding compositions 1-4 were dried in a speed drier to sufficiently reduce the moisture content of the compositions. Two samples weighing 1 g each were then tested for each dry sand composition to determine the release of CO2 , CO, CH4 , H2O and BTEX. Each sample was placed in a quartz glass crucible and inserted into a glass rod connected to a tube furnace (Ansyco). The tube furnace and glass rod were filled with nitrogen. Before the sample was inserted into the tube furnace, an initial measurement of the gases emitted from the furnace was taken to record control measurements, i.e., the amount of emitted gas present in the tube furnace was measured prior to adding the sample. amount was measured. Control measurements were recorded only on the first sample tested or as needed to test the functionality of the tube furnace. Control measurements were recorded over periods of up to 5 minutes. The glass crucible containing the sample was then introduced into a tube furnace until the sample completely passed through the glass rod. Using a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR Gasmet Analyzer), the BTEX, CO, The tube furnace was maintained at a temperature of approximately 900 °C while measuring the emissions of CH4 and CH4 . The amount of gas released from the sample was observed by a monitor connected to a tube furnace that curved the amount of gas released from the sample. Measurements of released gas were taken until all curves approached zero, at which point no further gas was released from the sample. The area under each released gas curve was calculated to determine the amount of each gas released during the measurement period. After measuring the outgassing rate of each sample, the glass crucible and sample were removed from the oven and left at room temperature to cool. Once cooled, the remaining weight of the sample was measured.

それぞれの組成物の2つのサンプルの放出データを平均し、相当する生型鋳型用組成物を調製するために用いるバインダー組成物のグラム当たりの特定のガスの放出物の質量を決定した(mg/g)。CO、CO、CH、水(水蒸気)、およびBTEXの放出量を表6に示す。

Figure 0007358450000006
The emission data for two samples of each composition were averaged to determine the mass of specific gas emissions per gram of binder composition used to prepare the corresponding green molding composition (mg/g). g). Table 6 shows the emissions of CO 2 , CO, CH 4 , water (steam), and BTEX.
Figure 0007358450000006

それぞれのバインダー組成物のBTEX放出量を図1に示す。図1に示すように、酸化炭を含む生型鋳型用組成物(組成物3および4)は、市販の酸化されていない石炭を含む生型鋳型用組成物(組成物1および2)と比較して少ない量のBTEXを放出した。さらに、酸化ベントナイトを含む組成物(組成物2および4)は、酸化プロセスを経ていないベントナイトを含む生型鋳型用組成物よりも少ないBTEXの放出を示した。これら結果は、バインダー組成物に酸化された材料を用いることで、鋳造中に生成されるある種の放出物、例えばBTEX、の量が低減することを示唆する。 The BTEX release amount of each binder composition is shown in FIG. As shown in Figure 1, green molding compositions containing oxidized carbon (compositions 3 and 4) were compared to green molding compositions containing commercially available unoxidized coal (compositions 1 and 2). and released a small amount of BTEX. Additionally, compositions containing oxidized bentonite (compositions 2 and 4) exhibited less BTEX release than green molding compositions containing bentonite that had not undergone an oxidation process. These results suggest that the use of oxidized materials in the binder composition reduces the amount of certain emissions produced during casting, such as BTEX.

本明細書およびその実施例は、例示的なものであるとみなされるにすぎず、本開示の真の範囲および趣旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。 The specification and examples thereof are to be considered as exemplary only, with a true scope and spirit of the disclosure being indicated by the following claims.

Claims (19)

炭素質材料;
無機結着剤;および
高アスペクト比珪酸塩
を含むバインダー組成物であって、
少なくとも前記無機結着剤が酸化され
前記無機結着剤がナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、またはこれらの混合物を含むバインダー組成物。
carbonaceous material;
A binder composition comprising an inorganic binder; and a high aspect ratio silicate, the binder composition comprising:
at least the inorganic binder is oxidized ,
A binder composition , wherein the inorganic binder comprises sodium bentonite, calcium bentonite, or a mixture thereof .
炭素質材料;および
酸化された無機結着剤;
を含むバインダー組成物であって、
前記無機結着剤のFe3+に対するFe2+の比が1.2未満であり、
前記無機結着剤がナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、またはこれらの混合物を含むバインダー組成物。
carbonaceous material; and oxidized inorganic binder;
A binder composition comprising:
The ratio of Fe 2+ to Fe 3+ of the inorganic binder is less than 1.2,
A binder composition , wherein the inorganic binder comprises sodium bentonite, calcium bentonite, or a mixture thereof .
酸化された炭素質材
含むバインダー組成物であって、
前記酸化された炭素質材料が酸化剤による処理により調製される請求項1に記載のバインダー組成物。
oxidized carbonaceous material
A binder composition comprising :
The binder composition of claim 1, wherein the oxidized carbonaceous material is prepared by treatment with an oxidizing agent.
前記酸化剤がソーダ灰、過酸化水素、オゾン、またはこれらの組み合わせを含む、請求項3に記載のバインダー組成物。 4. The binder composition of claim 3, wherein the oxidizing agent comprises soda ash, hydrogen peroxide, ozone, or a combination thereof. 前記無機結着剤のFe2+/Fe3+の比が1未満である請求項1~3のいずれか1項に記載のバインダー組成物。 The binder composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic binder has a Fe 2+ /Fe 3+ ratio of less than 1. 前記無機結着剤を70重量%から90重量%含む請求項1~3のいずれか1項に記載のバインダー組成物。 The binder composition according to any one of claims 1 to 3, comprising 70 % to 90 % by weight of the inorganic binder. 前記炭素質材料が酸化炭、酸化褐炭(oxidized lignite)、酸化レオナルダイト(oxidized leonardite)、酸化グラファイト、酸化無煙炭(oxidized anthracite)、酸化セルロース、またはこれらの組み合わせを含む請求項1~3のいずれか1項に記載のバインダー組成物。 4. The carbonaceous material comprises oxidized carbon, oxidized lignite, oxidized leonardite, oxidized graphite, oxidized anthracite, oxidized cellulose, or a combination thereof. The binder composition described in . 前記酸化炭が酸化亜炭(oxidized lignite coal)、酸化瀝青炭(oxidized bituminous coal)、または酸化石炭粉(oxidized sea coal)である請求項7に記載のバインダー組成物。8. The binder composition of claim 7, wherein the oxidized carbon is oxidized lignite coal, oxidized bituminous coal, or oxidized sea coal. .1重量%から20.0重量%の前記炭素質材料を含む請求項1~3のいずれか1項に記載のバインダー組成物。 0 . A binder composition according to any one of claims 1 to 3, comprising from 1% to 20.0 % by weight of said carbonaceous material. さらに高アスペクト比珪酸塩を含む請求項2または3に記載のバインダー組成物。 The binder composition according to claim 2 or 3, further comprising a high aspect ratio silicate. 前記高アスペクト比珪酸塩がマイカまたはタルクを含む請求項1または10に記載のバ
インダー組成物。
A binder composition according to claim 1 or 10, wherein the high aspect ratio silicate comprises mica or talc.
.1重量%から5.0重量%の前記高アスペクト比珪酸塩を含む請求項1または10に記載のバインダー組成物。 0 . 1% to 5 % by weight. A binder composition according to claim 1 or 10, comprising 0% by weight of said high aspect ratio silicate. 前記高アスペクト比珪酸塩が白雲母(muscovite)、パラゴナイト(paragonite)、リシア雲母(lepidolite)、金雲母(phlogopite)、黒雲母(biotite)、またはこれらの組み合わせを含む請求項1または10に記載のバインダー組成物。 11. The high aspect ratio silicate of claim 1 or 10, wherein the high aspect ratio silicate comprises muscovite, paragonite, lepidolite, phlogopite, biotite, or combinations thereof. Binder composition. 請求項1~3のいずれか1項に記載のバインダー組成物および凝集体(aggregate)を含む生型鋳型用組成物。 A green molding composition comprising a binder composition according to any one of claims 1 to 3 and an aggregate. 前記凝集体が珪砂、ジルコン砂、アルミノ珪酸塩、またはこれらの混合物を含む請求項14に記載の生型鋳型用組成物。 15. The green molding composition of claim 14, wherein the aggregate comprises silica sand, zircon sand, aluminosilicate, or a mixture thereof. 物品を造形(molding)する方法であって、前記方法が:
加熱された材料を型に導入することであって、前記型が炭素質材料、無機結着剤、高アスペクト比珪酸塩、水、および凝集体の混合物を含み、
少なくとも前記無機結着剤が酸化され、並びに
前記加熱された材料を冷却すること
を含み、
前記無機結着剤がナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、またはこれらの混合物を含む方法。
A method of molding an article, the method comprising:
introducing a heated material into a mold, said mold comprising a mixture of carbonaceous material, an inorganic binder, a high aspect ratio silicate, water, and aggregates;
at least the inorganic binder is oxidized, and cooling the heated material ,
The method wherein the inorganic binder comprises sodium bentonite, calcium bentonite, or a mixture thereof .
前記加熱された材料を前記型に導入した後に前記型が0.10mg/g未満のBTEXを放出する請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16 , wherein the mold releases less than 0.10 mg/g BTEX after introducing the heated material into the mold. 前記炭素質材料が酸化炭を含む請求項16または17に記載の方法。 18. A method according to claim 16 or 17 , wherein the carbonaceous material comprises oxidized carbon. 前記高アスペクト比珪酸塩がマイカまたはタルクを含む請求項1618のいずれか1項に記載の方法。 A method according to any one of claims 16 to 18 , wherein the high aspect ratio silicate comprises mica or talc.
JP2021502727A 2018-03-30 2019-03-29 Compositions containing oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof Active JP7358450B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862650698P 2018-03-30 2018-03-30
US62/650,698 2018-03-30
PCT/US2019/024779 WO2019191555A1 (en) 2018-03-30 2019-03-29 Compositions comprising oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021519699A JP2021519699A (en) 2021-08-12
JPWO2019191555A5 JPWO2019191555A5 (en) 2022-04-06
JP7358450B2 true JP7358450B2 (en) 2023-10-10

Family

ID=68060822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021502727A Active JP7358450B2 (en) 2018-03-30 2019-03-29 Compositions containing oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210023609A1 (en)
JP (1) JP7358450B2 (en)
KR (1) KR102638138B1 (en)
CN (1) CN112512724B (en)
BR (1) BR112020019759B1 (en)
WO (1) WO2019191555A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524977A (en) 2001-05-01 2004-08-19 インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Cast sand core and expansion control method therefor
CN1654141A (en) 2004-02-12 2005-08-17 株式会社土芳产业 Casting mold and method for manufacturing the same
JP2006175510A (en) 2004-12-24 2006-07-06 Toyota Motor Corp Method and device for molding water-soluble core
JP2009507093A (en) 2005-09-02 2009-02-19 アシュラント−ジュートヒェミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Molding material mixture containing borosilicate glass
JP2009291801A (en) 2008-06-03 2009-12-17 Yoshitsugu Gunji Carbonaceous additive for green sand casting mold
JP2010506730A (en) 2006-10-19 2010-03-04 アシュラント−ジュートヒェミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Molding material mixture containing carbohydrates
US20110226436A1 (en) 2008-09-05 2011-09-22 Ralf-Joachim Gerlach Core or foundry sand coated and/or mixed with water glass with a water content in the range of greater than or equal to approximately 0.25% by weight to approximately 0.9% by weight
WO2017165536A1 (en) 2016-03-25 2017-09-28 S & B Industrial Minerals North America, Inc. Compositions and methods of use thereof in sandcasting
WO2018043412A1 (en) 2016-08-31 2018-03-08 旭有機材株式会社 Casting mold manufacturing method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2256047A (en) * 1941-03-14 1941-09-16 Peerpatco Inc Foundry composition
CH541522A (en) * 1969-03-21 1973-09-15 Dolle Waldemar Process for the production of bodies from expanded, mineral material
JPS5229265B2 (en) * 1971-12-08 1977-08-01
US4167398A (en) * 1978-03-13 1979-09-11 American Colloid Company Carbonaceous briquette and method for making same
JPS5662643A (en) * 1979-10-25 1981-05-28 Kunimine Kogyo Kk Activated bentonite
GB2121017B (en) * 1982-05-14 1985-09-04 English Clays Lovering Pochin Process for beneficiating bentonite
JP3098181B2 (en) * 1995-11-08 2000-10-16 花王株式会社 Method for producing mold, mold composition and binder composition for mold
US5769933A (en) * 1996-06-21 1998-06-23 Amcol International Corporation Activated carbon foundry sand additives and method of casting metal for reduced VOC emissions
US5810918A (en) * 1996-06-21 1998-09-22 Amcol International Corporation Method of analyzing and/or treating foundry sands for reduced VOCs
US5695554A (en) * 1996-06-21 1997-12-09 Amcol International Corporation Foundry sand additives and method of casting metal, comprising a humic acid-containing ore and in-situ activated carbon or graphite for reduced VOC emissions
US6410635B1 (en) * 1999-02-22 2002-06-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Curable coating compositions containing high aspect ratio clays
MY171475A (en) * 2012-07-04 2019-10-15 Philip Morris Products Sa Combustible heat source with improved binding agent
CN109661283B (en) * 2016-06-20 2023-01-31 S & B工业矿石北美公司 Clay binder material and method for making same
WO2018039404A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 S & B Industrial Minerals North America, Inc. Compositions comprising silicates and methods of use thereof in sand casting

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524977A (en) 2001-05-01 2004-08-19 インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Cast sand core and expansion control method therefor
CN1654141A (en) 2004-02-12 2005-08-17 株式会社土芳产业 Casting mold and method for manufacturing the same
JP2005224833A (en) 2004-02-12 2005-08-25 Tsuchiyoshi Industry Co Ltd Casting mold and its manufacturing method
JP2006175510A (en) 2004-12-24 2006-07-06 Toyota Motor Corp Method and device for molding water-soluble core
JP2009507093A (en) 2005-09-02 2009-02-19 アシュラント−ジュートヒェミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Molding material mixture containing borosilicate glass
JP2010506730A (en) 2006-10-19 2010-03-04 アシュラント−ジュートヒェミー−ケルンフェスト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Molding material mixture containing carbohydrates
JP2009291801A (en) 2008-06-03 2009-12-17 Yoshitsugu Gunji Carbonaceous additive for green sand casting mold
US20110226436A1 (en) 2008-09-05 2011-09-22 Ralf-Joachim Gerlach Core or foundry sand coated and/or mixed with water glass with a water content in the range of greater than or equal to approximately 0.25% by weight to approximately 0.9% by weight
JP2012501850A (en) 2008-09-05 2012-01-26 ミネルコ ゲーエムベーハー Core sand or casting sand, core sand or casting sand manufacturing method, mold part manufacturing method, mold part, core sand or casting sand usage method, and core manufacturing tool
WO2017165536A1 (en) 2016-03-25 2017-09-28 S & B Industrial Minerals North America, Inc. Compositions and methods of use thereof in sandcasting
WO2018043412A1 (en) 2016-08-31 2018-03-08 旭有機材株式会社 Casting mold manufacturing method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
理化学辞典第4版,日本,岩波書店,1991年01月10日,p.113-114

Also Published As

Publication number Publication date
KR102638138B1 (en) 2024-02-16
EP3774117A1 (en) 2021-02-17
CN112512724A (en) 2021-03-16
BR112020019759B1 (en) 2023-11-28
KR20200135516A (en) 2020-12-02
JP2021519699A (en) 2021-08-12
US20210023609A1 (en) 2021-01-28
WO2019191555A1 (en) 2019-10-03
CN112512724B (en) 2023-11-07
BR112020019759A2 (en) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101346041B1 (en) Process for the preparation of sulphur cement or a sulphur cement-aggregate composite
Noorvand et al. Physical and chemical characteristics of unground palm oil fuel ash cement mortars with nanosilica
Lemić et al. Surface modification of sepiolite with quaternary amines
CN109661283B (en) Clay binder material and method for making same
JP7358450B2 (en) Compositions containing oxidized materials for sand casting and methods of preparation and use thereof
BR112016025694B1 (en) MOLDING MATERIAL MIXING, MULTICOMPONENT SYSTEM AND METHODS FOR THE PRODUCTION OF MOLDS OR MALES
PT762945E (en) COMPOSITION UNDERSTANDING RECOVERED SAND FOR THE PRODUCTION OF FOUNDRIES AND MOLDS OF METHOD FOR THEIR PREPARATION AND METHOD OF PRODUCTION OF FOUNDRIES AND MOLDS
KR20160119766A (en) Method for producing moulds and cores for metal casting, using a carbonyl compound, and moulds and cores produced according to said method
BR112018069325B1 (en) BINDER COMPOSITION, SAND CASTING METHOD AND ARTICLE MOLDING METHOD
JP2021516209A (en) Hydration heat reducing agent with improved long-term storage
CN106242503B (en) It is a kind of with permeable and water retention property ceramic panel and preparation method thereof
Cheng et al. Study on the effects Nano‐SiO2 and spent catalyst ratios on characteristics of metakaolin‐based geopolymers
US20190184449A1 (en) Compositions comprising silicates and methods of use thereof in sand casting
RU2136624C1 (en) Concrete mix
Van der Lugt et al. Radon emanation from concrete and the influence of using flyash in cement
JPS6338254B2 (en)
US2160873A (en) Refractory materials
SU1235608A1 (en) Composition for making foundry moulds and cores
JP2013233584A (en) Casting mold and method for manufacturing the same
Żymankowska-Kumon Assessment criteria of bentonite binding properties
RU1836174C (en) Fluid mixture for manufacturing moulds and cores
Permana et al. Stoneware Ceramic Synthesis with Iron Sand as a Filler Material
US20160075603A1 (en) Binder Compositions and Method of Synthesis
Connan et al. Effect of autoclaving temperature on calcium silicate-based building products containing clay-brick waste
PL244996B1 (en) Molding sand bound with bentonite with carbon additive

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220329

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220329

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230502

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7358450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150