JPS6192752A - 鋳型および中子用のバインダ−の硬化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は砂のような耐火性物質の鋳型又は中子を硬化
させるために使用されるバインダーを硬化させるための
方法および手段に関する。

本出願人の出願に係る特願昭５７−１７８９６４は、Ｍ
機物買および成る種の添加剤を含みそして注意深く管理
されたｐＨ（水素イオン濃度）を有する混合物は、その
混合物を通して二酸化炭素を通過させることにより硬化
される鋳型および中子用の新規な有機バインダー系を開
示している。本出願人出願に係る特願昭６０−７８２５
９号は、Ｉ；：２化能鉛およびくえん酸カル／ラムのよ
うな成る種の物質の添加によってそのバインダーが改良
されることを示している。

これらの両方の発明において、その発明が適用されるそ
の有機バインダーは、ポリアクリル酸ナトリウム水浴性
樹脂であり、そしてその添加剤は石灰又は好ましくは石
灰（水酸化力ルンウム）酸化マグネ／ラムおよびくえん
酸カル／ラムの混合物からなる無機物質である。

上記の発明に従って作られた鋳型および中子は、ガス化
条件、すなわちガスが通過の直後でさえ満足すべき硬度
および強さを有し、しがしその中子又は型はある期間放
置される時、これは改良され、ぞしてその強さは約２４
時間後高い値に到達する。

本発明の目的は上記に述べたバインダ゛−を使用し鋳型
および中子の強さの改良を提供し、特に損害の恐ｎなし
にただちに取扱いまたは輸送され得る高い初期強さを得
ることである。

その型を硬化させるために使用される二酸化炭素ガス中
に低炭素脂肪酸の低級アルキルエステルの蒸気を混入す
ることによって即時〔ガス樽入直後〕の強きおよび硬さ
が達成されることを本発明者は発見した。同様な結果は
、窒素又は空気のような不活性ガスにおいて同伴された
蒸気を使用することによって得られる、安定性のため担
体ガスとしてＣ０２（すなわち０２　を含まないガス）
が好ましい。しかし空気は実質上間等の効果がある。

そのアルキルエステルはそのガス中に同伴されるのに十
分な揮発性であることを確保するために低級アルキル基
および比較的低分子量のエステルである。実際において
好ましい物質はもつとも低級のギ酸メチルであり、ギ酸
エチルは成る種の結果を示し、酢酸メチルでさえ可能で
あるが、高級な基は満足しない。

窒素において同伴されたギ酸メチルは公開されたヨーロ
ッパ特許出願８６６１５号において記載されたようにま
ったく異ったタイプの樹脂、特にカリウムアルカリフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂用の唯一の硬化剤として提
案されたことは事実である。このヨーロッパ特許出願８
６６１５において、その樹脂の組成物はこの手段によっ
て成功した硬化にとって必須であることが明らかになっ
ている。本発明が適用されるその樹脂は完全に異なった
タイプであり、そして本明細書において提案されたギ酸
メチル又は同様な低沸点エステルと一諸にガス入れする
時硬化が起る。上述の本出願人の出願に係る先願におい
て述べられた無機添加物が砂混合物において存在するこ
とが本質的である。ギ酸メチル蒸気を含むガスと一諸に
ガス入れされる型又は中子においては強さは生じない。

しかし添加物なしに先願において記載されたように作ら
れたポリアクリル酸ナトリウム樹脂でのみその型又は中
子は結合される。

ギ酸メチルはその系の中でもつとも低い沸点を有するの
で好ましいエステルであり、そしてそれがため室温でそ
の液体エステル中にそのガスを吹込むことによって非常
に容易に蒸気になる。

本発明は成る種の例でさらに説明される。

下記の表１はポリアクリル酸ナトリウムペースバインダ
ーで結合された標準の２インチ（５ｃｍ×５ｃｍ）ＡＦ
Ｓ（アメリカン・ファウンドリー・ノサイアテイ）圧縮
テスト見本の形のテスト中子が硬化される時、得られた
結果全示す。その硬化は、第１には二酸化炭素単独によ
って、第二に室温で液体ギ酸メチルを通して泡立ちされ
た二酸化炭素によって導入されたギ酸メチルによってそ
して第三には室温でギ酸メチルを通して泡立ちされた窒
素によって導入されたギ酸エチルによって行なわれた。

各々の場合においてそのガスの流速はギ酸メチルを通し
て泡立ちされたかどうかにかかわらず２．５リットル／
分であった。

使用された砂混合物は次のようであった：Ａ、ポリアク
リル酸ナトナトリウム３％および石灰１％、酸化マグネ
シウム０．３％およびくえん酸カルシウム０．１％から
なる添加物１．４％からなるバインダーを含むケルホー
ドＣＣｈｅｌｆｏｒｄ）６０砂 Ｂ、　混合物Ａと同じバインダーおよ゛び添加物を持っ
たバスゲートＣＢａｔｈσαｔｅ）　　砂Ｃ４混合物Ａ
と同じバインダーおよび添加物金持つたレツドヒｋ　（
ｎｅｄｈｉｌｌ）　　６０砂り、　ポリアクリル酸ナト
リウム３．６％および唯一の添加剤として石灰１．３％
を持ったケルホード６０砂（混合物Ａと同じ砂） 上記から明らかなごとく、中子は２０秒問および６０秒
間ガス化（ガス導入）された。それらの強度は、カス化
の後ただちにおよび一定時間後に測定された。その砂／
バインダーは上記の特願昭６０　７８２５９号に記載さ
れたものである。

その中子は二酸化炭素のみのガス化の後では８０ニユー
ト／／ＣｒＩ？の強度が得られ、しかしその中子が２４
時間の放置の後ではその強度は３００ニユ一トン／ｃｍ
　’以上まで増加した。

そのサンプルをガス化した３種は２８℃の温度で室温で
そして約３０％の相対湿度で放置した。

表１は下記の結果を示す。混合物Ａ、ＥおよびＣの各々
がギ酸メチル中を通った二酸化炭素でガス化の後の強度
は二酸化炭素単独でのガス化の後の強度のほぼ二倍であ
った。しかしガス化後２４時間後でばＣＯ，＋ＨＣＱ　
ＯＣＨ，のガス化による強度はＣＯ１単独のガス化によ
る強度よりもわずかに低かった。

その中子が２０℃の温度でギ酸メチルを含むＣＯ２でガ
ス化される時、ギ酸メチルの消費は存在するポリアクリ
ル酸塩樹脂の重量の８．２％であった。これはそのギ酸
メチルが沸点（３１，８℃）以上の５０℃まで上昇した
時、樹脂の重量の３２．７％まで増加した。

表１に示すように混合物ＡはＣＯ２ではなくＮ２中に同
伴されたギ酸メチルでガス化される時、その初期のガス
化直後の強度は１８８〜２０ＯＮ／ｃｍ２と高い。これ
らのサンプルは２８℃の温度および３０％相対湿度で２
４時時間放置的約４５ＯＮα２となり、非常に強くなる
。

上述の先願特願昭５７−１７８９６号に従って混合物り
は作られた。その添加物は石灰１．３％からなり酸化マ
グネ／ラム又はくえん酸カルシウムは含まれなかった。

ＣＯｔ単独でのガス導入直後の強度は５０　Ｎ７ｃｍ”
であり、Ｎ、中にＨＣＯＯＣＨ３でのガス導入の時、そ
のガス導入直後の強度は１７２〜２１７　Ｎ７ｃｍ２で
あった。

表１の右欄はガス導入の後そのテストサンプルは２０℃
の温度および９０％相対湿度の悪い条件のもとて２４時
間保持されたテスト結果を示す。

これらの条件は強度のわずかな低下を示すが、し刀・し
そのサンプルは放ｄＭ硬くそして水不溶性であるので、
この表１の右欄は平均的な貯蔵条件でさえ、この種のバ
インダーをガス化するためにギ酸メチルが満足すべき物
質であることを示す。さらに本発明の使用は、ＣＯ２単
独によるガス化で得られた鋳型又は中子と類似の特性を
持つ鋳型又は中子を生じさせる。

実施例Ａ−Ｄに使用された鋳型縁ンリカ砂に加えてポリ
アクリル酸ナトリウムはアルカリ性不純吻の存在のため
大部分の樹脂バインダーと一諸に１吏用するのに不適で
ある海岸砂又は砂丘砂の使用を可能にする。

上述のとと（３１，８℃の沸点を有するギ酸メチルが本
発明において最良の物質であるが、他のエステルも使用
できる。特に５４．２℃の沸点を有するギ酸エチルはギ
酸メチルのように室温で高温で使用できる。この場合Ｃ
Ｏ２又Ｖ″ｉＮ２　の流速は２．５リットル／分を使用
する。上記混合物Ａを使用する実験結果は表２に示す。

表　　　２ Ａ　　６０　１３５　２２４ ２０℃　６０　２９１　３７０ でガス　６ 化 Ａ　　　　　　　６０　　　　２０２　　　　　　−１
９５５０℃　　　　　６０　　　　２１７　　　　　　
　３２１でガス 化 そのサンプルはギ酸メチルでの実験のように標準の７リ
ンダー状ＡＦＳであった。それらはガス化後２０℃の温
度および６０％相対湿度で貯蔵された。表２に述べた結
果はギ酸エチルが砂混合物Ａにおいて使用した。そのポ
リアクリレート＋添加削バインダー用の効果的な硬化剤
であることを示し、そして温度を上昇させることによっ
てガス化直後の強度が改良（はとんど２倍）されること
ケ示す。

最後に、実験はギ酸よりも高炭素含有の酸エステルの効
果を示すために行なわれた。特にテストは酢酸メチル又
は酢酸エチルを通って泡立ちされたＣＯ２又はＮ２　　
ガスを使用し従来と同じ砂混合物のサンプルのガス化（
ガス導入）のために実施された。これらの物質は２０℃
又は５０℃のどちらかでＮ２　で気化される時、非効果
的であることがわかった。

ＣＯ２で蒸気化された酢酸メチルおよび酢酸エチルが使
用される時、そのバインダーは通常の方法でＣＯ２によ
って硬化され、２０℃又は５０℃のどちらかで酢酸塩の
存在はガス化直後の強度の改良にならない。しかしなが
ら酢酸メチルではサンプルが２４時間放置された時高強
度が得られる。

実験は酢酸メチルの効果とギ酸メチルの効果を比較する
ためになされた。その結果は表３に示す。

その実験において砂−ノ（インダー混合物Ａがガス化さ
れた。第１には酢酸メチルを通って泡立ちされたＣＯ２
（２０秒および６０秒）が使用され、それからギ酸メチ
ルと酢酸メチルとの３種の混合物の各にＣＯ２が泡立ち
されたものが使用され、最後に純粋なギ酸メチル中に泡
立ちされたＣＯ２が使用された。ガス化直後、１時間後
、４時間後および２４時間後の強度が測定された。

上述の結果は酢酸メチル５０％＋竿酸メチル５０％の便
用が２４時間の貯蔵後ではギ酸メチル１００％よりも高
い強度を有することを示し、ガス化直後でも同等の結果
を示すが、酢酸メチル１００％のガス化直後では強度は
低い。

上記に述べた３種のエステルの混合物又はそれらの２種
の混合物が任意の割合で使用できることは理解できる。

（外５名）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも部分的に石灰を含む添加物を含む水溶
   性アルカリ金属ポリアクリレートと一諸に粒状の耐火物
   質から作られた鋳型又は中子中におけるバインダーを硬
   化させる方法において、その方法はその型又は中子を通
   して３以下の炭素原子を含むアルキルエステル又はその
   アルキルエステルの混合物蒸気を含む担体ガスを通過さ
   せることを特徴とする方法。
2. （２）そのアルキルエステルはギ酸メチルである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）そのアルキルエステルはギ酸エチルである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）そのアルキルエステルの混合物は酢酸メチルを含
   む特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）そのアルキルエステルはギ酸メチル、酢酸メチル
   、およびギ酸エチルの２種又は３種の混合物である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）その担体ガスは二酸化炭素である特許請求の範囲
   第１〜５項いずれか記載の方法。
7. （７）その担体ガスは窒素である特許請求の範囲第１〜
   ５項いずれか記載の方法。
8. （８）そのバインダーに加えるべき添加物は酸化金属を
   含む特許請求の範囲第１項記載の方法。
9. （９）特許請求の範囲１〜６の任意な一つの方法によっ
   て作られた鋳型又は中子。