KR102466629B1 - 입자상 비정질 이산화규소 및 산을 포함하는 주조 산업용 코팅 조성물 - Google Patents

입자상 비정질 이산화규소 및 산을 포함하는 주조 산업용 코팅 조성물 Download PDF

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Abstract

주조에 사용되며, 특히 입자상 비정질 이산화 규소(SiO2) 및 최대 pH 5의 수성상을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이며, 또한, 물유리-결합 주조 몰딩 부재에 코팅되고, 특히 물유리-결합 주조 몰드 및 주조 코어에 코팅되며, 각각은 본 발명의 코팅 조성물을 포함한다. 또한, 물유리-결합 주조 몰딩 부재 상의 코팅을 형성하는 본 발명의 코팅 조성물의 용도와 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 주조 몰딩 부재(몰드 또는 코어)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 마찬가지로, 내용물로 본 발명의 코팅 조성물을 포함하는 키트에 관한 것이다.

Description

입자상 비정질 이산화규소 및 산을 포함하는 주조 산업용 코팅 조성물
본 발명은 주조에 사용되며, 특히 입자상 비정질 이산화 규소(SiO2) 및 pH 5 이상, 바람직하게는 pH 4 이상의 수성상을 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이며, 또한, 물유리-결합 주조 몰딩 부재에 코팅되고, 특히 물유리-결합 주조 몰드 및 주조 코어에 코팅되며, 각각은 본 발명의 코팅 조성물을 포함한다. 또한, 본 발명은 물유리-결합 주조 몰딩 부재 상의 코팅을 형성하는 본 발명의 코팅 조성물의 용도와 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 주조 몰딩 부재(몰드 또는 코어)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 마찬가지로, 내용물로 본 발명의 코팅 조성물을 포함하는 키트에 관한 것이다. 본 발명은 첨부된 청구항에 의하여 규정된다.
소모품 몰드의 주조는 특히 금속 주조에서 흡사 그물 형상의 부품을 생산하는 광범위한 방법이다. 주조 후, 몰드는 파괴되고 주조물이 제거된다. 몰드는 음각(negatives)이다: 이는 캐비티(cavity)를 포함하고 있어서, 주조가 수행되어, 제작이 의도된 주조물을 형성한다. 향후의 주조물의 내부 윤곽은 코어에 의해 형성 될 수 있다. 몰드의 제조에 있어서, 캐비티는 제조될 주조물의 모델에 의해 몰딩 재료로 주조될 수 있다. 코어는 일반적으로 별도의 코어 박스로 성형된다.
주조 몰드(본 발명을 위해 "주형"이라고도 지칭함) 및 주조 코어(본 발명을 위해 "코어"라고도 지칭함)에 사용되는 몰드 베이스 재료는 주로 세척된 분급 실리카 모래와 같은 과립형 내화물이다. 그 자체로 알려진 또 다른 적합한 몰드 베이스 재료는 예를 들어 지르콘 샌드, 크로마이트 샌드, 샤모트, 올리빈 샌드, 장석-함유 샌드 및 안달루사이트 샌드이다. 몰드 베이스 재료는 또한 언급된 것 중 상이한 몰드 베이스 재료 또는 다른 바람직한 몰드 베이스 재료의 혼합물일 수 있다. 내화성 몰드 베이스 재료는 바람직하게는 자유 유동 형태로 존재하여, 적절한 캐비티 내로 도입되어 내부에서 압축될 수 있게 한다. 몰드 베이스 재료 또는 대응하는 몰딩 재료 혼합물(몰딩 재료)은 주조 몰드의 강도를 증가시키기 위해 압축된다. 주조 몰드를 제조하기 위해, 몰드 베이스 재료는 유기 또는 무기 몰딩 재료 결합제(결합제)를 사용하여 결합된다. 몰딩 재료 결합제는 몰딩 재료의 입자 사이에 강한 응집력을 형성하여, 주조 몰드에 요구되는 기계적 안정성을 제공한다. 산업 현장에서의 몰드 및 코어의 제조는 입자상 성분이 압축되고 결합제가 경화되는 사출 기계 또는 성형 기계에서 일반적으로 유리하게 발생하며, 이는 또한 본 발명과 관련하여 사용된 몰드 및 코어에 대해서 마찬가지이다.
주조 몰드를 제조하기 위해, 유기 또는 무기 결합제를 사용할 수 있고, 경화는 냉간 또는 고온 공정에 의해 각각 수행될 수 있다. 당업자에게 의해 참조되는 바와 같은 냉간 공정은 주조 몰드의 가열 없이 본질적으로 실온에서 수행하는 것이다. 여기서 경화는 대개 화학 반응에 의해 발생하고, 예를 들어, 상기 화학 반응은 예를 들어 성형 후, 촉매 가스가 경화될 몰딩 재료 혼합물을 통과함으로써 개시되며, 이 혼합물은 몰드 베이스 재료와 몰딩 재료 결합제를 포함한다. 고온 공정의 경우에, 몰드 재료 혼합물은 성형 후, 예를 들어 몰딩 재료 결합제에 존재하는 용매를 제거하거나 및/또는 예를 들어, 몰딩 재료 결합제가 가교 결합에 의해 경화되는 화학 반응을 개시하는데 충분히 높은 온도로 가열된다.
모든 유기 몰딩 재료 결합체의 공통적인 특징은, 경화 메카니즘에 관계없이, 주조 몰드에 액체 금속을 도입할 때, 열 분해가 발생하며, 도중에 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 페놀, 포름알데히드 및 기타 열분해 및/또는 크랙 산물(이들 중 일부는 미확인)과 같은 오염 물질을 방출할 수 있다. 다양한 조치가 이러한 배출을 최소화하는데 성공했지만, 그럼에도 불구하고 유기 몰딩 재료 결합제의 경우 현재 이들을 완전히 회피할 수는 없다.
주조 과정에서 분해 생성물의 방출을 최소화하거나 방지하기 위해, 무기 물질을 기반으로 하고, 극히 적은 분율의 유기 화합물을 함유하는 몰딩 재료 결합제가 사용될 수 있다. 이러한 유형의 몰딩 재료 결합제 시스템은 예를 들어 GB 782205 A, US 6972059 B1, US 5582232 A, US 5474606 A 및 US 7022178의 문헌으로부터 상당한 시간 동안 이미 공지되어 있다.
용어 "무기 몰딩 재료 결합제(inorganic molding material binder)"는 대개 바람직하게는 95 중량% 초과 정도, 보다 바람직하게는 99 중량% 초과 및 매우 바람직하게는 완전히 수분 및 무기 재료로 이루어진 몰딩 재료 결합제를 하기에서 의미하며, 이러한 종류의 무기 재료 결합제 중의 유기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 중량% 미만, 보다 바람직하게는 1 중량% 미만 및 매우 바람직하게는 0 중량%이다.
본 명세서와 관련하여 "무기적으로 결합된(inorganically bound)"이라는 표현은 몰드 또는 코어가 (전술한 바와 같이) 무기 몰딩 재료 결합제와 결합되는 것은 의미한다.
무기 몰딩 재료 결합제의 구성 성분으로 특히 중요한 것은 알칼리 금속 물유리(waterglass)이다. 알칼리 금속 물유리는 유리질, 즉 용융물로부터 이들의 혼합물 및 또한 상응하는 수용액으로 고형화된 비정질 수용성 나트륨, 칼륨 및 리튬 실리케이트를 의미한다. 하기 용어 "물유리"는 비정질 수용성 나트륨, 칼륨 및/또는 리튬 실리케이트 및/또는 그들의 수용액 및/또는 상기 실리케이트의 혼합물 및/또는 각각의 경우 M2O에 대한 SiO2의 몰 모듈러스(molar modulus)(몰비)가 1.6 내지 4.0, 바람직하게는 1.8 내지 2.5의 범위인 그들의 용액을 지칭하며, M2O는 산화 리튬, 산화 나트륨 및 산화 칼륨의 총량을 의미한다. "물유리-결합(waterglass-bound)"이라는 표현은 주조 몰딩 부재, 특히 몰드 또는 코어가 물유리를 포함하거나 물유리로 구성된 몰딩 재료 결합제를 사용하여 생산되거나 생산 가능한 것을 의미한다. US 7770629 B2 명세서에는, 예를 들어, 내화성 몰드 베이스 재료 뿐만 아니라 물유리-기반의 몰딩 재료 결합제와 입자상 금속 산화물을 포함하는 몰딩 재료 혼합물이 제안되며, 사용되는 입자상 금속 산화물은 바람직하게는 침강(precipitated) 실리카 또는 훈증(fumed) 실리카이다.
그러나, 유기 몰딩 재료 결합제와 비교하여, 무기 몰딩 재료 결합제도 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 공지된 무기 몰딩 재료 결합제를 사용하여 제조된 주조 몰드 또는 코어는 대기 수분 및/또는 물 또는 수분 습기에 대해 비교적 낮거나 보다 낮은 안정성을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 주조 몰드 또는 코어가 유기 몰딩 재료 결합제와 같이 장기간에 걸쳐 저장되는 것은 확실히 불가능하다.
특히, 철 및 강의 주조와 관련하여, 주조 몰딩 부재의 표면, 보다 상세하게는 몰드 및 코어의 표면, 특히 주조 금속과 접촉하는 표면은 일반적으로 "내화성 코팅"이라고 지칭되는 코팅으로 코팅된다. 본 명세서에서 내화성 코팅은 몰드/코어와 금속 사이의 경계층 또는 장벽층을 형성하는데, 그 중에서도 특히 이 지점에서 결함 메커니즘의 억제하는 것을 제어하거나, 야금 효과를 이용하고자 한다. 일반적으로, 주조 기술에서 내화성 코팅은 특히 당업자에게 공지된 다음의 기능을 수행하도록 의도된다:
- 주조물 표면의 평활도(smoothness) 향상;
- 액체 금속과 몰드 또는 코어의 분리 극대화;
- 몰드/코어 성분과 용융물 성분 사이의 화학 반응을 방지하여, 몰드/코어와 주조물 사이의 분리 용이함: 및/또는
- 가스 버블, 침투, 플래시 및/또는 스캡(scab)과 같은 주조물의 표면 결함 방지.
상기 언급된 및 또한 적절한 경우, 몰드 또는 코어에 도포되는 코팅 조성물과 내화성 코팅의 정확한 조성물에 의해, 추가 기능이 일반적으로 특히 의도된 목적에 대해 설정되고 최적화되며, 및/또는 조정된다.
주조에 사용하는 코팅 조성물은 하기 성분을 일반적으로 포함하거나 하기 성분으로 이루어진다: (i) 하나 또는 그 이상의 입자상 내화물, 즉 미세 입자, 내화성 또는 고내화성 무기 물질, (ii) 하나 또는 그 이상의 화합물을 포함하는 캐리어 액체(물, 알코올, 등), 및 (iii) 추가 성분으로서, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 내화성 코팅 결합제(이하, 간단히 "결합제"라고도 함) 및/또는 살생물제 및/또는 습윤제 및/또는 유변 첨가제. 따라서, 몰드 및 코어의 코팅용 즉시 사용가능한(ready-to-use) 코팅 조성물은 일반적으로 캐리어 유체, 예를 들어 수성 캐리어 액체(즉, 수분-함유) 또는 비수성 캐리어 액체(즉, 무수(water-free)) 내의 미세 입자상 내화성 또는 고내화성 무기 물질(내화물)의 현탁액이고; 상세하게는 캐리어 액체와 관련하여, 하기 설명을 참조한다.
내화성 코팅 또는 코팅 조성물은 예를 들어 스프레이(spraying), 침지(dipping), 유동 코팅(flow coating) 또는 스프레딩(speading)과 같은 적절한 도포 공정에 의해 주조 몰드의 내부 윤곽 또는 코어에 도포되고 그 위에서 건조되어 내화성 코팅 또는 내화성 코팅 필름 기초의 코팅을 제공한다. 내화성 코팅 기초의 코팅은 열 또는 복사 에너지의 공급에 의해, 예를 들어 마이크로파 방사선에 의해, 또는 대기 중 건조에 의해 건조될 수 있다. 캐리어 액체에 가연성 화합물을 포함하는 코팅 조성물의 경우, 건조는 또한 이들 화합물의 연소에 의해 발생할 수 있다.
본 명세서 및 당업자의 통상적인 이해와 일치하는 "내화물(refractory)"이란 용어는 적어도 단시간 동안, 철 용융물, 일반적으로 주철의 주조 또는 고형화에 관련된 온도 노출을 견딜 수 있는 조성물, 재료 및 미네랄을 지칭하는데 사용된다. "고내화물(highly refractory)"이라고 지칭되는 조성물, 재료 및 미네랄은 강의 용융물의 주조 열을 간략히 견딜 수 있는 것이다. 강 용융물의 주조 중 발생할 수 있는 온도는 일반적으로 철 또는 주철 용융물의 주조 중에 발생할 수 있는 온도 보다 높다. 내화 조성물, 재료 및 미네랄(내화물) 및 고내화성 조성물, 재료 및 미네랄은 예를 들어 DIN 51060:2000-06에서 당업자에게 공지된다.
코팅 조성물에 사용되는 내화물은 통상적으로 무기 산화물, 실리케이트 또는 점토 광물이다. 본 발명과 관련하여 또한 적합한 내화물의 예는 석영(이산화 규소), 산화 알루미늄, 이산화 지르코늄, 알루미늄 실리케이트, 필로실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 올리빈, 탈크, 운모, 흑연, 코크스, 장석, 규조토, 카올린, 소성 카올린, 메타 카올리나이트, 산화철, 크로마이트 및 보크 사이트이며, 각각은 개별적으로 또는 서로 임의의 원하는 조합으로 사용될 수 있다. 내화물은 이들 중에서 액체 금속의 침투와 관련하여 주조 몰드 또는 코어 내의 공극을 밀봉하는 역할을 한다. 또한, 내화물은 주조 몰드 또는 코어와 액체 금속 사이에 단열재를 형성한다. 내화물은 보통 분말 형태로 제공된다. 다르게 지시되지 않는 한, 이러한 경우의 분말 형태의 내화물은 (바람직하게는 ISO 13320:2009-10에 따른 광산란에 의해 측정된) 0.1 내지 500 ㎛, 바람직하게는 1 내지 200 ㎛ 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 내화물로서 특히 적합한 것은 사용된 특정 금속 용융물의 온도보다 적어도 200 ℃ 높은 융점을 갖는 물질 및/또는 금속 용융물과 임의의 반응을 일으키지 않는 물질이다.
내화물은 보통 캐리어 액체 중에 분산되어 있다. 캐리어 액체는 구성 성분 또는 코팅 조성물의 성분으로서, 바람직하게는 표준 조건(20 ℃ 및 1013.25 hPa) 하에서 액체 형태이며 및/또는 160 ℃ 및 표준 압력(1013.25 hPa)에서 증발 가능하다. 본 발명의 문맥에서 또한 적합한 바람직한 캐리어 액체는 수분 및 유기 캐리어 액체 및 또한 이들 서로의 혼합물 및/또는 추가의 성분의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 적합한 유기 캐리어 액체는 바람직하게는 폴리 알콜 및 폴리 에테르 알콜을 포함하는 알콜이다. 바람직한 알코올은 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올 (2-프로판올), n-부탄올 및 글리콜이다. 수분 및 (수용액을 포함하는) 수성 혼합물은 종종 캐리어 액체로서 바람직하다.
내화성 코팅 결합제(바인더)의 주요 목적은 몰딩 재료에서 코팅 조성물에 존재하는 내화물을 고정시키는 것이다. 본 발명과 관련하여 또한 적합한 결합제의 예는 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 아세테이트 및/또는 상기 중합체의 상응하는 공중합체와 같은 합성 수지(유기 중합체) 또는 합성 수지의 분산물이다. 폴리비닐 알콜이 바람직하다. 또한 결합제로서 천연 수지, 덱스트린, 전분 및 펩티드가 적합하다.
살생물제는 박테리아의 침입을 방지한다. 본 발명과 관련하여 적합한 살생물제의 예는 포름 알데히드, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(MIT), 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(CIT) 및 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(BIT)이다. 살생물제, 바람직하게는 언급된 개별 살생물제는 (주조 몰드 또는 코어에 직접 도포하고자 하는) 즉시 사용가능한 코팅 조성물의 총 질량에 대해 각각의 경우에 10 내지 1000 ppm, 바람직하게는 50 내지 500 ppm의 총량으로 통상적으로 사용된다.
유변 첨가제(표준제)는 가공에 필요한 내화성 코팅 유동성을 설정하기 위해 사용된다. 본 발명과 관련하여 또한 적합한 무기 표준제는 예를 들어, 나트륨 벤토나이트 또는 아타풀자이트(palygorskite)와 같은 팽윤성 점토이다. 본 발명과 관련하여 또한 적합한 유기 표준제의 예는 셀룰로오스 유도체, 보다 상세하게는 카복시메틸-, 메틸-, 에틸-, 하이드록시 에틸- 및 하이드록시 프로필 셀룰로오스와 같은 팽윤성 중합체, 식물 점액, 폴리비닐피롤리돈, 펙틴, 젤라틴, 한천-한천(agar-agar), 폴리펩타이드 및/또는 알지네이트를 포함한다. 상기 유변 첨가제 또는 표준제는 본 발명의 코팅 조성물의 바람직한 성분이다.
특히 코팅 조성물이 수용액(즉, 캐리어 액체로서 수분을 포함하거나 또는 캐리어 액체의 성분으로서 수분을 포함)인 경우 또한 습윤제를 사용하여, 보다 효과적인 습윤성 몰딩 재료를 달성할 수 있다. 당업자에게 이온성 습윤제 및 비이온성 습윤제가 공지되어 있다. 사용되는 이온성 습윤제는 예를 들어 디옥틸설포석시네이트이고, 사용되는 비이온성 습윤제는 예를 들어 알킨다이올 또는 에톡시화 알킨다이올이다. 상기 습윤제는 또한 본 발명의 수성 코팅 조성물의 바람직한 성분이다.
코팅 조성물은 소포제, 안료 및/또는 염료를 추가로 포함할 수 있다. 사용 된 소포제는 예를 들어, 실리콘 오일 또는 미네랄 오일일 수 있다. 안료의 예로는 적색 및 황색 산화철 및 또한 흑연이 있다. 염료의 예는 당업자에게 공지된 상업용 염료이다. 상기 소포제, 안료 및/또는 염료는 또한 본 발명의 코팅 조성물의 바람직한 성분이다.
환경 및 배출물 보호 분야에서 증가하는 요구 사항을 충족시키기 위해, 무기 몰딩 재료 결합제, 특히 물유리-함유 몰딩 재료 결합제는 철과 강의 주조 분야에서도 몰드 및 코어 제작에 있어서 향후 중요성을 확보해야 한다. 요구되거나 또는 필요한 주조 품질을 달성하기 위해, 전술한 바와 같이, 내화성 코팅으로 무기물이 결합된 몰드 및 코어를 코팅하는 것이 일반적으로 필요하거나 유리하다. 따라서, 환경 및 배출물 보호의 관점에서, 내화성 코팅을 선택하여, 가능한 한 유기 캐리어 액체의 사용을 피하고, 바람직하게는 수성 내화성 코팅, 즉 수분 함유 내화성 코팅을 단독 캐리어 액체 또는 적어도 캐리어 액체의 주된 분율으로서 적용하는 것이 논리적으로 또한 가치가 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 무기 몰딩 재료 결합제, 바람직하게는 물유리-함유 몰딩 재료 결합제를 사용하여 생성된 주조 몰딩 부재, 특히 몰드 및 코어는 수분 또는 수성 습기에의 노출에 대해 낮은 안정성을 갖는다. 따라서, 수성 코팅 조성물에 존재하는 수분은 이들로 처리된(코팅된) 무기 결합 몰드 및 코어를 손상시킬 수 있다. 결과적으로, 특히, 그렇게 코팅된 몰드 및 코어의 강도가 현저하게 감소될 수 있다. 주조 기술(예를 들어, WO 00/05010A1 참조)에서 알려진 이러한 특정 문제는, 예를 들어, 몰드 및 코어의 특히 치밀한 경화, 도포된 내화성 코팅의 건조 또는 몰딩 재료 혼합물의 적용을 위해 비용이 들고, 불편한 처리과정을 포함하며, 사용된 기존의 수단으로는 부적절하게 대응되어 왔다.
문헌 WO 00/05010은 사용된 코팅 조성물이 수용성 또는 수-혼합성 특정 보조제를 포함할 때, 특히 이산화탄소로 가스 처리되고 규산 나트륨과 결합된 몰드 및 코어에 도포되는 수분 기반 코팅이 어떻게 가능한지 설명한다.
문헌 WO 2013/044904 A1은 수분-함유 내화성 코팅의 성분으로서, 특정 점도의 조합을 통해 비정상적인 높은 고형분 함량을 갖지만 점도를 갖는 내화성 코팅을 제조할 수 있는 가능성을 설명하고 있으나, 그럼에도 불구하고, 이는 무기 몰딩 재료 결합제와 결합되고, 이들 내화성 코팅으로 코팅된 코어 및 몰드의 품질을 명백히 향상시킨 시판하는 즉시 사용가능한 내화성 코팅과 견줄만하다.
문헌 DE 10 2011 115 025 A1 및 WO 2013/050022 A2는 수성 코팅 조성물이 특정 농도 범위의 특정 염과 혼합될 때, 코팅된 무기 코어 및 몰드의 품질 향상을 설명하고, 특히 상기 코어 및 몰드의 저장 안정성의 명백한 향상을 설명한다. 해당 염은 마그네슘의 염 및/또는 망간의 염, 특히 이들의 황산염 및 염화물이다.
문헌 DE 10 2011 115 024 A1 및 WO 2013/050023 A2는 특정 첨가제가 수성 코팅 조성물에 첨가될 때, 코팅된 무기 코어 및 몰드의 품질이 명백하게 향상되고, 특히 그들의 저장 안정성이 향상된다는 것을 나타낸다. 코팅 조성물의 첨가제 성분으로서 포름산(메탄산)의 에스테르가 사용되며, 에스테르화에 사용되는 알코올 또는 알코올 혼합물의 사슬 길이는 특히 평균적으로 탄소 원자 6 개 미만, 보다 바람직하게는 탄소 원자 3개 미만이다.
문헌 DE 10 2006 040 385 A1은 세라믹 및 유리질 결합제에 기초한 온도-안정성 BN 몰드 이형층을 개시하고; 그러나, 본 문헌은 주조에 사용되는 (상응하는 입자상 몰드 기재 물질에 기초한) 무기물로 결합된 몰드 또는 코어에 대한 용도를 개시하지 않는다.
본 출원의 우선권 출원과 관련하여, 독일 특허청은 다음의 선행 기술을 검색하였다: DE　10　2006　040　385　A1, DE　10　2006　002　246　A1, DE　10　2005　041　863　A1, 및 DE　15　08　913　A.
그러나, 본 출원인의 조사에서 제시된 바와 같이, 상술한 종래 기술에 따른 절차의 경우에도 관련 문제가 여전히 존재한다.
따라서, 종래 기술로부터 시작하여, 다음의 유리한 특성 중 하나 또는 그 이상, 바람직하게는 모두를 갖거나 가능하게 하고자 하는 주조에서 사용되는 추가-개선된 코팅 조성물에 대한 필요성이 존재한다:
- 이들과 함께 제조가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어의 강도는 특히, 몰드 및 코어가 무기 몰딩 재료 결합제, 보다 상세하게는 물유리-함유 몰딩 재료 결합제로 제조된 경우, 공지된 수분-함유 내화성 코팅 또는 코팅 조성물로 코팅된 몰드 및 코어에 비해 증가되어야한다;
- 이들과 함께 제조가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어의 저장 안정성 및 대기 수분에 대한 내성은 공지된 수분-함유 내화성 코팅 또는 코팅 조성물로 코팅된 몰드 및/또는 코어에 비해 증가되어야 한다;
- 코팅 조성물 자체의 저장 안정성은 공지된 수분-함유 코팅 조성물에 비해 현저하게 손상되지 않거나 또는 심지어 증가될 수 있다;
- 고온의 몰드 및/또는 코어(즉, 50 ℃ 초과의 온도, 바람직하게는 50 내지 100 ℃의 온도를 갖는 이들 몰드 및/또는 코어)에 코팅 조성물을 도포하는 것은 가능하거나 적어도 개선되어야 한다;
- 이들과 함께 제조가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어는 높은, 바람직하게는 무결점의 주조 품질, 보다 바람직하게는 결함없는 주조 품질 및/또는 주조 표면의 평활성을 가능하게 한다;
- 무기물이 결합된, 특히 물유리-결합된 주조 몰딩 부재, 특히 몰드 및/또는 코어의 사용은 철의 주조 및/또는 강의 주조 또한 가능하도록 하며, 또한 이들 목적을 위한 사용 가능성은 연장될 것이다.
본 발명의 목적은 일반적으로 전술한 하나 또는 그 이상의 특성을 갖거나 가능하게 하는 주조에 사용되는 코팅 조성물을 특정하는 것이다.
본 발명의 주된 목적은 이들의 특성, 특히 이들의 강도에 악영향을 주지 않으며, 무기 결합된, 보다 상세하게는 물유리-결합된 주조 몰딩 부재, 바람직하게는 몰드 및/또는 코어에 사용될 수 있는 주조에 사용되는 코팅 조성물을 개발하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 코팅된 무기 결합된 주조 몰딩 부재, 특히 주조 몰드 및/또는 주조 코어를 제공하는 것이며, 이들 각각은 본 발명에 따라 특정되는 코팅 조성물을 포함한다.
본 발명의 다른 목적은 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 무기 결합된 주조 몰딩 부재를 제조하기 위한 상응하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 또한 본 발명에 따라 특정된 코팅 조성물을 내용물로 포함하는 키트를 제공하고자 한다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 파라미터, 특성 및 구성 요소의 특히 바람직한 조합을 포함하여 첨부된 청구 범위에서 보다 자세히 정의되거나 기술된다. 본 발명의 특정 및/또는 바람직한 실시형태는 이하에서 보다 정확하게 설명된다. 다르게 나타내지 않는 한, 본 발명의 바람직한 양태 또는 실시형태는 본 발명의 다른 양태 또는 실시형태, 특히 다른 바람직한 양태 또는 실시형태와 조합될 수 있다. 각각의 경우에 다시 각각의 바람직한 양태 또는 실시형태 서로의 조합은 본 발명의 바람직한 양태 또는 실시형태를 생성한다. 본 발명의 코팅 조성물에 대한 본 발명과 관련하여 설명되거나 선호되는 것으로 기술된 실시형태, 양태 또는 특성은 각각의 경우에 또한 본 발명과 관련된 그 용도, 본 발명의 방법, 본 발명의 코팅된 몰드 또는 코어 및 본 발명의 키트에 대하여 상응하거나 또는 동일한 의미로 유효하다.
보다 상세히 특정된 실시형태, 구성 요소 또는 특성을 "포함하는(comprise)" 또는 "포함하는(contain)" 본 발명의 코팅 조성물, 본 발명과 관련된 사용, 본 발명의 방법, 본 발명의 코팅된 몰드 또는 코어 및 본 발명의 키트가 하기 설명되며, 상기 코팅 조성물, 용도, 공정, 코팅된 몰드 또는 코어 또는 키트의 좁은 범위에서 이해되는 대응하는 변형이 각각의 경우에 또한 개시되는 것으로 의미되며, 상기 변형은 각각의 경우에 보다 상세히 정의된 이러한 실시형태, 구성 요소 또는 특성으로 이루어된다.
본 발명에 따라, 상기 일반 목적의 주요 목적 및 추가로 제시된 양태는:
(a) pH 5 이하, 바람직하게는 pH 4 이하의 수성상;
(b) 입자상 비정질 이산화 규소; 및
(c) 하나 또는 그 이상의 추가 내화물을 포함하며,
주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 상에 코팅을 형성한다. 주요 목적은 또한 주조에 사용하기 위해 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 상에 코팅을 형성하기 하기 위한 코팅 조성물의 상응하는 용도에 의해 달성된다
정확성에 대한 어떠한 보증도 없이, 본 발명의 수성 코팅 조성물이 그에 따라 사용되는 경우, 코팅 조성물의 수분 분율이 물유리-결합 코팅된 주조 몰딩 부재(몰드 또는 코어)의 알칼리 금속 실리케이트 프레임에서의 결합 구조가 공격 받는 것을 의미하는 반면, 입자상 비정질 이산화 규소의 존재하에 산-염기 반응과 같은 추가의 화학 반응은 가능하게 일시적으로 다시 제거되는 결합 구조의 약화를 초래하고, 선행 기술과 비교하여 그러한 코팅된 물유리-결합 주조 몰딩 부재의 부분에서 궁극적인 결과로서 강도의 증가를 초래한다.
본 발명의 목적을 위해, 본 발명의 코팅 조성물 중의 pH 값은 각각의 경우에 현탁액으로부터 바람직하게는 표준 방법 DIN 19260:2012-10에 의해 결정된다.
본 발명과 관련되어, 용어 "입자상 비정질 이산화 규소"는 입자상 합성 이산화 규소, 바람직하게는 침강 실리카 및/또는 훈증 실리카를 지칭한다. 훈증 실리카의 사용이 바람직하다.
본 발명의 목적을 위해, 입자상 비정질 이산화 규소(성분 (b))는 성분 (c)의 "추가" 내화물의 일부로서 간주되지 않는다.
침강 실리카는 그 자체로 공지되어 있고, 예를 들어 알칼리 금속 실리케이트 수용액과 무기산의 반응에 의해 그 자체로 공지된 방식으로 수득될 수 있다: 생성 된 침전물을 이어서 분리하고, 건조시키고, 경우에 따라 분쇄한다. 훈증 실리카는 유사하게 그 자체로 공지되어 있으며, 바람직하게는 고온에서 기상으로부터의 응고에 의해 그 자체로 공지된 방식으로 수득될 수 있다. 훈증 실리카는 예를 들어 사염화 규소의 화염 가수 분해에 의해, 또는 본 발명의 목적에 있어서 바람직하게는 아크로(arc furnace)에서 코크스 또는 무연탄으로 실리카 샌드를 환원시켜, 일산화 규소 가스를 형성하고 이어서 산화시켜 이산화 규소를 형성함으로써, 생성될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 비정질의 입자상 이산화 규소의 또 다른 형태는 이산화 지르코늄의 제조 중에 얻어진다. 입자상 비정질 이산화 규소의 제조를 위한 그 자체로 알려진 또 다른 가능성은 이산화 규소 용융물을 분사하는 것이다: 이 경우에 1 차 비정질 이산화 규소 입자는 (다른 바람직한 제조 공정에서와 마찬가지로) 그라인딩 공정에 의하지 않고 형성된다.
상기 확인된 제조 작업 후, 1 차 비정질 이산화 규소 입자("1 차 입자(primary particle)")는 종종 응집된 형태, 즉 1 차 입자의 응집체로서 존재한다. 입자상 비정질 이산화 규소의 1 차 입자의 입자 형상은 바람직하게는 구형이다. 1 차 입자의 구형 형태는 예를 들어 주사 전자 현미경에 의해 관찰될 수 있다. 바람직하게는 입자상 비정질 이산화 규소의 1 차 입자는 구형이고, 2 차원 현미경(바람직하게는 주사 전자 현미경) 이미지의 평가에 의해 결정된 0.9 이상의 구형도를 갖는다.
바람직한 내화물(예를 들어. 성분 (c) 참조)은 석영, 산화 알루미늄, 이산화 지르코늄, 알루미늄 실리케이트, 필로실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 올리빈, 탈크, 운모, 흑연, 코크스, 장석, 규조토, 카올린, 소성 카올린, 메타 카올리나이트, 산화철 및 보크 사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질로 이루어진다.
본 발명의 코팅 조성물은 특히 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 상에, 바람직하게는 입자상 비정질 이산화 규소의 적어도 일 분율을 포함하는 물유리-결합 몰드 또는 코어 상에 코팅을 형성하는데 적합하다.
입자상 비정질 이산화 규소(또한 종래의 몰드 베이스 재료)를 포함하는 것을 포함하는 물유리-결합 몰드 및 코어 및 그 제조 방법은 예를 들어, 문헌 WO 2006/024540 및 WO 2009/024540에서 그 자체로 알려져 있다. 그 자체로 공지된 전술한 몰드 및 코어는 본 발명의 목적에 적합하다.
성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소의 1 차 입자가 (i) 구형이며 및/또는 (ii) 레이저 회절로 측정된 D90 < 10 ㎛, 바람직하게는 < 1 ㎛인 본 발명의 코팅 조성물이 바람직하다. 바람직하게는 성분 (b)의 입자상 이산화 규소의 1 차 입자는 (i) 구형이고 2 차원 현미경 이미지의 평가에 의해 결정된 0.9 이상의 구형도를 갖는다. 현대의 상용 전자 또는 광학 현미경 시스템은 디지털 이미지 분석을 가능하게하여, 입자 형태를 편리하게 결정한다. 디지털 이미지 분석은 구형도의 연구에 선호된다.
본 발명의 코팅 조성물은 성분 (c)가 석영, 산화 알루미늄, 이산화 지르코늄, 알루미늄 실리케이트, 필로실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 올리빈, 탈크, 운모, 흑연, 코크스, 장석, 규조토, 카올린, 소성 카올린, 메타 카올리나이트, 산화철 및 보크 사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 포함하며,
및/또는
성분 (a)가 무기산 및 유기산으로 이루어된 그룹으로부터 선택되고, 바람직하게는 pKa < 5, 보다 바람직하게는 pKa < 4를 갖는 하나 또는 그 이상의 산을 포함하며,
- 유기산은 바람직하게는 모노-, 디- 및 트리 카르복실산, 바람직하게는 25 ℃ 및 1013 mbar에서 고체인 모노-, 디- 및 트리 카르복실산, 보다 바람직하게는 시트르산 및 옥살산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
및/또는
- 무기산은 바람직하게는 염산, 질산 및 인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
및/또는
성분 (b) 내 또는 성분 (b)로서 입자상 비정질 이산화 규소는 2차 성분으로서 (i) 지르코늄 다이옥사이드, (ii) 탄소 및/또는 (iii) 루이스 산을 포함하며,
및/또는
수성상 (a)는 pH 4 이하인 것이 바람직하다.
입자상 비정질 이산화 규소의 1 차 입자의 "D90"은 이들 입자 크기의 분포를 나타낸다. 입자 크기 분포는 레이저 회절에 의해 그 자체로 공지된 방식으로, 바람직하게는 DIN ISO 13320:2009-10에 따른 표준 방법에 의해 측정된다. 체적-평균 크기 분포 함수의 누적 빈도 분포에 대해 본 명세서에서 확인된 D90 값은 1 차 입자의 90 체적%가 특정 값(예를 들어, 10 ㎛)과 같거나 작은 입자 크기를 갖는다는 것을 나타낸다. 입자 크기 분포를 측정하기 위한 적합한 기구는 예를 들어, 영국의 Malvern의 "Mastersizer 3000" 유형, 바람직하게는 미국 Beckman Coulter의 "Coulter LS 230" 유형의 그 자체로 공지된 레이저 회절 기기이며, 그 측정은 바람직하게는 "편광 강도 차동 산란(Polarization Intensity Differential Scattering, "PIDS") 기술에 의해 수행된다. 전술한 레이저 회절 기술에 있어서, 산란된 광 신호는 각각의 경우 바람직하게는 1 차 입자의 굴절 및 흡수 거동을 고려한 Mie 이론에 따라 평가된다.
입자상 비정질 이산화 규소의 1 차 입자가 응집체(agglomerate) 및/또는 집합체(aggregate) 및/또는 그렇지 않으면 복수의 1 차 입자의 화합물로서 존재하는 경우, 1차 입자의 입자 크기 분포를 결정하기 전에, 이들은 바람직하게는 기계적 수단 또는 그 자체로 공지된 방식으로 유사하게 원만히 분리되어, 가능한 한 왜곡된 결과를 배제한다.
본 발명과 관련하여, 용어 "2 차 성분"은 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소가 예를 들어 입자상 비정질 이산화 규소에 상위 생성물 및/또는 처리 공정으로부터의 불순물 또는 부착물로서 기인할 수 있는 단지 소량의 이러한 2 차 성분을 포함하는 것을 의미한다. 상기 2 차 성분은 각각의 경우 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소의 총 질량에 대해, 바람직하게는 18 중량% (또는 질량 분율) 이하, 보다 바람직하게는 12 중량% 이하, 가장 바람직하게는 8 중량% 이하의 양으로 존재한다
성분 (b) 중의 상기 2 차 성분 중 하나는 루이스 산일 수 있다. 그러나, 둘 또는 그 이상의 루이스 산 및/또는 이들의 혼합물이 포함될 수 도 있다. 본 발명과 관련하여 "루이스 산"은 G.N. 루이스에 의해 제안된 접근법에 따른 산으로서, 산은 전자쌍 수용체, 즉 불완전한 희귀-가스 구성을 갖는 분자 또는 이온으로, 루이스 염기에 의해 제공된 전자쌍을 수용하고 이 염기와 함께 소위 루이스 생성물을 형성한다. 루이스 산은 친전자성이지만, 루이스 염기는 친핵성이다. 결과적으로, 종래의 개념에 따라 산이 아닌 분자 및 이온은 또한 산으로 해석될 수 있다.
바람직하게는 또한, 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명의 바람직한 코팅 조성물은 하기 성분 중 하나 또는 그 이상 또는 전부를 포함한다:
- 하나 또는 그 이상의 살생물제,
- 하나 또는 그 이상의 습윤제,
- 하나 또는 그 이상의 유변 첨가제, 및
- 하나 또는 그 이상의 결합제, 바람직하게는 폴리비닐 알코올.
적합한 살생물제는 살미생물제(microbicide), 특히 살균제(batericide), 살 조제(algicide) 및/또는 살진균제(fungicide)와 같은 통상적인 살생물제를 포함한다. 바람직하게는 상기 언급된 살생물제가 사용될 수 있다. 적합한 습윤제는 바람직하게는 상기 언급된 습윤제이다. 적합한 유변 첨가제는 바람직하게는 상기 언급된 유변 첨가제이다. 적합한 결합제는 바람직하게는 상기 언급된 결합제이다. 폴리비닐 알콜은 특히 바람직한 결합제이다.
마찬가지로 바람직한 것은 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명의 바람직한 코팅 조성물이며, 코팅 조성물의 총 질량에 대해 수성상 (a)의 무기산 및 유기산의 총 질량의 비율은 0.1% 내지 10%, 바람직하게는 1% 내지 5%, 바람직하게는 2.5% 내지 3.5% 범위이며,
및/또는
성분 (a)의 수성상의 총 질량에 대한 수분의 질량의 비율은 50%를 초과, 바람직하게는 70%를 초과, 보다 바람직하게는 90%를 초과하며,
및/또는
코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 80 중량% 미만, 바람직하게는 45 중량% 미만의 고체 함량을 가지며,
및/또는
코팅 조성물은 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소의 분율을 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 1 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게 5 중량% 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 8 중량% 내지 17 중량%의 범위로 포함하며,
및/또는
코팅 조성물은 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소 및 성분 (c)의 추가 내화물의 총 분율을 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 25 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 45 중량% 내지 55 중량%의 범위로 포함한다.
본 발명의 코팅 조성물 중의 고형분 함량은 바람직하게는 1976년 3월, 섹션 6 버젼의 Verein Deutscher Gießereifachleute의 데이터 시트 P79에 따라 본 발명과 관련하여 결정된다.
추가로 바람직한 실시형태는 하나 또는 그 이상의 결합제, 바람직하게는 폴리비닐 알코올을 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로, 2 중량% 이하로, 바람직하게는 0.05 내지 0.80 중량%의 범위의 양으로 포함하는 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명의 바람직한 코팅 조성물이다.
본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 사용하기 위한 코팅 조성물은 바람직하게는 즉시 사용가능하며, 이는 주조 몰드 또는 코어에의 즉각적인 도포를 위한 것임을 의미한다. 대안적으로, 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 사용하기 위한 코팅 조성물은 농축물(concentrate)의 형태를 취할 수 있으며, 이 경우 주조 몰드 또는 코어에 도포하기 전에 특히 수분 또는 수성 혼합물의 첨가에 의해 희석하고자 하는 것이다. 이는 다르게 지시되거나 명시되지 않는 한, 본 발명의 모든 실시형태에 적용된다. 각각의 개별 경우에, 당업자는 코팅 조성물이 즉시 사용가능한지 또는 추가로 희석되어야 하는지 결정한다.
본 발명의 또 다른 주제는, 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 코팅을 생성하기 위한, 바람직한 것으로 명시된 이의 실시형태를 포함하는 전술한 본 발명의 코팅 조성물의 용도이다.
본 발명의 코팅 조성물에 대해 지시된 모든 양태, 특히 바람직한 특징, 이의 특징의 조합은 또한 본 발명의 코팅 조성물의 본 발명에 따른 (또는 전체적으로) 용도에 적절하게 변경 적용 가능(mutatis mutandis)하다.
본 발명과 관련하여 이러한 용도의 바람직한 실시형태에서, 코팅은 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 상에서 스프레이, 침지, 유동 코팅, 및 스프레딩으로 이루어진 그룹으로 선택된 도포 방법, 바람직하게는 침지에 의해 수행된다.
마찬가지로 바람직한 것은 본 발명에 따른 전술한 용도 또는 본 발명에 따른 바람직한 용도이며, 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어가 입자상 비정질 이산화 규소(바람직하게는 또한 예를 들어 하나 또는 그 이상의 종래의 몰드 베이스 재료)를 포함하며,
및/또는
코팅 조성물은 철 또는 강의 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포되며,
및/또는
코팅 조성물은 900 ℃ 초과, 바람직하게는 1250 ℃ 초과의 온도를 갖는 금속 용융물의 주조에 사용되고, 바람직하게는 철 및/또는 강을 포함하는 금속 용융물의 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포되며,
및/또는
코팅 조성물은 50 ℃ 초과, 바람직하게는 70 ℃ 초과, 보다 바람직하게는 100 ℃ 온도 미만의 물유리-결합 코어 또는 물유리 몰드의 온도에서, 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포된다. 이러한 조건에서 놀랍게도, 이러한 조건 하에서 형성되거나 남아있는 생성된 몰드 또는 생성된 코어는 후속 작업 및/또는 가공 단계에 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 주제는 코팅 조성물의 저장 안정성의 향상을 위한
(a) pH 5 이하, 바람직하게는 pH 4 이하의 수성상; 및
(c) 하나 또는 그 이상의 추가 내화물을 포함하는, 코팅 조성물 바람직하게는 본 발명과 관련되어 상기 개시된 바와 같은 및/또는 본 발명과 관련되어 바람직한 바와 같은 코팅 조성물에서 입자상 비정질 이산화 규소의 용도이다.
본 발명의 주제는 마찬가지로 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅함에 따른 물유리-결합 코어 또는 물유리-결합 몰드의 굴곡 강도에 유해한 효과를 감소시키는 위한 수단으로서,
(a) pH 5 이하, 바람직하게는 pH 4 이하의 수성상; 및
(c) 하나 또는 그 이상의 추가 내화물을 포함하는,
코팅 조성물 바람직하게는 본 발명과 관련되어 상기 개시된 바와 같은 및/또는 본 발명과 관련되어 바람직한 바와 같은 코팅 조성물에서 입자상 비정질 이산화 규소의 용도이다. 바람직하게는 물유리-결합 코어 또는 물유리-결합 몰드는 입자상 비정질 이산화 규소를 포함한다.
본 발명과 관련하여, "고 굴곡 강도(high flexural strength)"는 주조 몰딩 부재, 바람직하게는 코어 또는 몰드의 부분에서, 주조 몰딩 부재가 실질적으로 부재의 부서짐(shattering) 없이 처리될 수 있는 굴곡 강도를 의미한다.
본 발명의 추가 주제는 또한 주조에 사용되는, 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 몰드, 바람직하게는 고 굴곡 강도를 갖는 몰드 또는 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 코어, 바람직하게는 고 굴곡 강도를 갖는 코어의 제조 방법이며, 이는 하기 단계를 포함한다:
(1) 본 발명과 관련하여 상기 개시된 바와 같은 및/또는 본 발명과 관련하여 바람직한 바와 같은 코팅 조성물을 제공하거나 제조하는 단계;
(2) 미코팅된 물유리-결합 몰드 또는 미코팅된 물유리-결합 코어를 제공하거나 제조하는 단계; 및
(3) 단계 (1)로부터 제공되거나 제조된 코팅 조성물을 제공되거나 제조된 몰드 또는 제공되거나 제조된 코어에 도포하는 단계.
제공되거나 제조된 미코팅된 몰드 또는 제공되거나 제조된 미코팅된 코어는 입자상 비정질 이산화 규소를 포함하며,
및/또는
미코팅된 물유리-결합 몰드 또는 미코팅된 물유리-결합 코어는
- 이산화 탄소로 가스처리(gassing)하거나,
- 에스테르 또는 인산염을 혼합하거나,
또는
- 가열된 도구 내에서 고온 공기로 가스처리함으로써, 제공되거나 제조된 몰딩 재료 혼합물이 경화되어, 단계 (2)에서 제조되는 본 발명의 방법이 바람직하다.
제공되거나 또는 제조된 몰딩 재료 혼합물을 경화시키기 위한 상술한 특정 방법은 그 자체로 공지되어 있다. 경화에 적합한 인산염으로서, 예를 들어 알루미늄 포스페이트를 사용할 수 있다.
본 발명의 방법의 단계 (1)에서 제조되거나 제공된 코팅 조성물은 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 적당량의 수분(water)을 초기에 도입할 수 있고, 이어서 코팅 조성물을 제조하기 위한 추가 성분은 고 전단 교반기, 예를 들어 톱니 바퀴 교반기(toothed-wheel stirrer) 또는 용해기 교반기(dissolver stirrer)와 같은 적합한 교반기를 사용하여 교반하면서 원하는 양으로 각각 초기 차지(initial charge)에 첨가될 수 있다. 필요하다면 성분은 첨가 전 또는 첨가 중에 통상적인 방법으로 혼입될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 선택적으로, 하나 또는 그 이상의 유변 첨가제는, 초기 수분 차지(initial water charge)에 투입 전 또는 후에, 개별적으로 또는 하나 또는 그 이상의 내화물과 함께 고-전단 교반기를 사용하여 혼입될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 내화물은 임의의 첨가된 유변 첨가제와 함께 혼입되지 않는다면, 이들은 또한 개별적으로 혼입될 수 있고 초기 수분 차지에 첨가될 수 있다. 그 후, 예를 들어, 코팅 조성물의 추가 성분을 임의의 순서로, 바람직하게는 교반하면서, 바람직하게는 고전단 교반기를 사용하여, 초기 수분 차지 - 선택적으로 유변 첨가제 및/또는 내화물을 포함하는 초기 수분 차지에 첨가할 수 있으며, 예시로서, 하나 또는 그 이상의 산, 하나 또는 그 이상의 내화성 코팅 결합제, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 살생물제, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 습윤제, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 소포제, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 안료 및/또는 하나 또는 선택적으로 그 이상의 염료를 포함한다.
본 발명의 방법의 단계 (1)에서 제조되거나 제공된 코팅 조성물은 주조 몰딩 부재에 적용하기 위한 준비가 되어 있어서, 예를 들어, 몰드 또는 코어용 침지조(dlipping bath)로서 사용하기에 적합한 농도로 존재할 수 있다. 또한, 전술한 코팅 조성물을 종래의 방법으로 먼저 농축물로서 제조할 수 있는데, 이는 예를 들어 단지 코팅 조성물의 사용 직전과 같이, 나중에 예를 들어 몰드 및/또는 코어에 적용하기에 적합한 즉시 사용가능한 농도(또는 일관성)로 수분을 추가로 첨가할 수 있다. 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 따라 사용된 코팅 조성물에 관하여 본 발명의 내용에서 양 또는 조건이 기술된다면, 각각의 경우에 언급된 코팅 조성물은 다르게 기술되지 않는 한, (주조 몰드 또는 코어에 즉각적으로 적용하는 의도로) 즉시 사용할 수 있다. 일반적으로, 몰드 또는 코어 상에서 의도된 코팅 작업 직전에 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 따른 용도에 대한 코팅 조성물의 개별 성분을 서로 혼합할 필요는 없다; 대신에, 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 따른 용도를 위한 저장 안정성이 높기 때문에, 매우 초기 단계에 혼합을 실시할 수 있다.
본 발명의 방법의 단계 (2)에서 제공되거나 제조된 미코팅된 바람직하게는 물유리-결합 몰드 또는 제공되거나 제조된 미코팅된 바람직하게는 물유리-결합 코어는 예를 들어, 문헌 WO　2006/024540 또는 WO 2009/056320에 기술된 종래의 방법에 의해 제조될 수 있다.
제공되거나 제조된 몰드 또는 제공되거나 제조된 코어에 단계 (1)로부터 제공되거나 제조된 코팅 조성물을 단계 (3)에서 도포하는 것은 본 발명의 방법의 단계 (2)에 따라, 그 자체로 공지된 방식에 의해, 바람직하게는 적절하게 상기 언급된 도포 방법에 의해, 보다 바람직하게는 몰드 또는 코어를 침지 조로서 제공된, 본 발명의 코팅 조성물 또는 본 발명에 따라 사용된 코팅 조성물에 침지함에 의하여 수행할 수 있다.
제공되거나 제조된 미코팅된 몰드 또는 제공되거나 제조된 미코팅된 코어에 대한 도포는 50 ℃ 초과, 바람직하게는 70 ℃ 초과, 보다 바람직하게는 100 ℃ 미만의 온도의 제공되거나 제조된 몰드 또는 제공되거나 제조된 코어의 온도에서 수행되며,
및/또는
제공되거나 제조된 미코팅된 몰드 또는 제공되거나 제조된 미코팅된 코어에 대한 도포는 스프레이, 침지, 유동 코팅, 및 스프레딩으로 이루어진 그룹으로 선택된 도포 방법, 바람직하게는 침지에 의해 수행되는 본 발명의 방법 또는 본 발명의 바람직한 방법이 마찬가지로 바람직하다.
본 발명은 또한 주제로서 주조에서 사용되는 코팅된 물유리-결합 몰드 또는 코팅된 물유리-결합 코어를 가지며, 이는 본 발명에 따라 상기 기재된 바와 같은 및/또는 본 발명에 따라 바람직한 코팅 조성물을 포함한다.
바람직하게는 상기 몰드 및 상기 코어는 수분-함유 내화물 코팅으로 코팅된 물유리-결합 몰드 또는 수분-함유 내화물 코팅으로 코팅된 물유리-결합 코어를 제조하는 본 발명에 따라 전술한 바와 같은 및/또는 본 발명에 따라 바람직한 방법에 의해 제조 가능하다.
물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 각각은 입자상 비정질 이산화 규소를 포함하는 유형의 본 발명의 코팅된 몰드 또는 본 발명의 코팅된 코어가 추가로 바람직하다.
마찬가지로, 본 발명의 주제는 900 ℃ 초과, 바람직하게는 1250 ℃ 초과, 바람직하게는 철 및/또는 강을 포함하는 금속 용융물의 주조에 사용되는 전술한 본 발명의 코팅된 몰드 및/또는 본 발명에 따른 바람직한 코팅된 몰드 또는 전술한 본 발명의 코팅된 코어 및/또는 본 발명에 따른 바람직한 코팅된 코어이다.
본 발명의 추가 주제는 또한
(U) 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 코팅을 제조하는 전술한 본 발명의 코팅 조성물 및/또는 본 발명에 따라 바람직한 코팅 조성물;
(V) 물유리를 포함한 결합제; 및
(W) 입자상 비정질 이산화 규소를 개별 성분으로 포함하는 키트이다.
본 발명의 코팅 조성물은 선행 기술로부터 공지된 비교 가능한 코팅 조성물에 비해 특히 다음의 이점을 나타내고 및/또는 실체화하는 것으로 확인된다:
- 이와 함께 제조 가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어, 특히 이와 함께 제조 가능한 코팅된 무기 결합된 몰드 및/또는 코어, 바람직하게는 이와 함께 제조 가능한 물유리-결합 몰드 및/또는 코어의 개선된 강도;
- 이와 함께 제조 가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어, 특히 이와 함께 제조 가능한 코팅된 무기 결합된 몰드 및/또는 코어, 바람직하게는 이와 함께 제조 가능한 물유리-결합 몰드 및/또는 코어의 개선된 저장 안정성;
- 이와 함께 제조 가능한 코팅된 몰드 및/또는 코어, 특히 이와 함께 제조 가능한 코팅된 무기 결합된 몰드 및/또는 코어, 바람직하게는 이와 함께 제조 가능한 물유리-결합 몰드 및/또는 코어의 개선된 대기 내습성;
- 고온의 몰드 및/또는 코어(즉, 바람직하게는 50 ℃ 초과의 온도, 바람직하게는 50 내지 100 ℃의 온도 범위를 갖는 코어 및 몰드)에 개선된 도포 가능성 - 이러한 특성에 의해, 예를 들어 대량 생산에서 보다 신속한 작업 순서를 가능하게 하고, 이상적으로는 단위 시간 당 높은 조각 비율을 가능하게하는 속성; 및/또는
- 본 발명의 내화성 코팅의 상응하는 사용에 의해 철 및/또는 강 주물을 위한 무기물이 결합된, 바람직하게는 물유리-결합된 주조 몰딩 부재, 보다 상세하게는 몰드 및/또는 코어의 개선된 사용 가능성.
이러한 이점은 본 발명의 다른 주제 및 양태에 대해 적절하게 변경(mutatis mutandis)될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 본 발명을 보다 상세하게 기술하고 설명하고자 한다.
실시예 1: 코팅 조성물의 제조
표 1에 나타낸 본 발명의 코팅 조성물("SZ1") 및 또한 비발명, 비교 코팅 조성물("SZ2" 및 "SZ3")은 각각 나타낸 성분을 혼합하여 통상적인 방법으로 제조하였다:
이 목적을 위해 각각의 경우에 필요한 양의 수분을 초기에 유리 비이커에 투입하였고(각 경우에 배치(batch) 크기는 "농축물"로서 약 2 kg의 코팅 조성물, 표 1 참조), 유변 첨가제 및 내화물(필로실리케이트, 지르콘 분쇄물, 흑연)을 첨가한 다음, 이들 성분을 고-전단 용해기 교반기를 사용하여 통상적인 방식으로 3 분 동안 혼입시켰다. 코팅 조성물의 다른 성분(표 1 참조)을 지시된 비율로 첨가한 다음, 고-전단 용해기 교반기로 추가로 2 분 동안 교반하였다. 이를 통해 각각의 경우에 표 1에 나타낸 희석 가능한 내화성 코팅-조성물의 농축물을 제공하였다.
표 1의 "DIN grinds"에 대한 참조는 각각 코팅 조성물의 성분이 기저 상태로 존재한다는 것을 나타내며, 이 성분의 샘플을 (DIN ISO 3310-1:2001-09에 따라) 명시된 수치에 대응하는 ㎛ 단위의 공칭 메쉬 크기를 갖는 분석체(예를 들어, "80"은 메쉬 크기가 80 ㎛인 분석체(analytical sieve)"를 나타냄)로 체질한 후, 잔류물은 각 경우에 사용된 샘플의 양을 기준으로 1 내지 10 중량%의 범위이다.
[표 1]
본 발명의 코팅 조성물과 비발명 코팅 조성물(각각은 희석 가능한 "농축물"로서 수득됨)
Figure 112019079897824-pct00001
("./."은 어떠한 분율을 포함하지 않은 것을 의미함)
상기 표 1에 나타낸 희석 가능한 내화성 코팅 조성물 농축물을 후속적으로 (침지 공정, 바람직하게는 침지조의 형태에 의해, 몰드 및/또는 코어에 도포하기 위하여) 물로 희석하여, 본 발명의 의도된 용도로 사용 준비가 된 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 각각의 희석물과 각각의 경우에 사용된 희석물로부터 즉시 사용가능한 준비된 코팅 조성물의 다른 특성은 하기 표 1a에 나타낸다:
[표 1a]
(침지 조 또는 침지 탱크를 위해) 사용 준비된 코팅 조성물의 제조 및 특성
Figure 112019079897824-pct00002
표 1a로부터 명백한 바와 같이, 본 명세서에서 의도된 목적을 위한 코팅 조성물의 침지 도포 또는 침지 조에 의한 시험용 코어에의 도포는 (i) 시험용 코어에의 도포 각각의 특성과 또한 (ii) 코팅된 시험용 코어 각각의 결과 특성을 용이하게 비교하도록 보장된 방법으로 제조하였다(밀도 및 유동 시간은 가능한 한 유사하게 설정됨): 그러나 비발명 코팅 조성물 SZ2 및 SZ3에 대해 본 발명의 코팅 조성물 SZ1의 pH를 차별화함.
표 1a에 나타낸 즉시 사용가능한 코팅 조성물의 밀도를 표준 시험 방법 DIN EN ISO 2811-2:2011(방법 A)에 따라 측정하였다.
표 1a에 나타낸 즉시 사용가능한 코팅 조성물의 유동 시간은 DIN 4 컵으로 측정하여, 표준 시험 방법 DIN 53211(1974)에 따라 측정하였다.
표 1a에 나타낸 즉시 사용가능한 코팅 조성물의 pH 값은 각각 현탁액으로부터 표준 시험 방법 DIN 19260:2012-10에 따라 측정하였다.
코팅 조성물 SZ1 및 SZ2는 각각 유변 첨가제로서 아타풀자이트를 함유하였다. 코팅 조성물 SZ3은 문헌 WO 00/05010에 기재된 유형이다.
실시예 2: 주조 코어의 연화 조사
주조 코어의 연화(즉, 굴곡 강도의 최대 강하)를 결정하기 위해, (표 4에 표시된 "코어 시스템 1"에 따라) "시험용 코어"(시험 표본)를 Multiserw의 코어 사출 장치(모델 LUT, 가스 압력: 2 bar, 발사 시간: 3.0 초, 사출 압력: 4.0 bar)에서 통상적으로 제조되었다. 코어 제조 후 1 시간 동안, 시험용 코어는 실온(25 ℃)에서 침지(조건: 1 초 침지, 코팅 조성물에서 3 초의 유지 시간, 1 초의 제거)에 의해 상기 언급된 즉시 사용가능한 코팅 조성물 "SZ1", "SZ2" 및 "SZ3"(표 1a 참조)로 코팅되었다. 내화성 코팅의 습윤 필름 두께는 각각 약 250 ㎛로 조정되었다. 그 후, 코팅된 시험용 코어를 강제-공기 오븐(120 ℃에서 1 시간)에서 건조시키고, 건조 조건 하에서 이들의 굴곡 강도의 변화를 조사하였다.
코팅된 시험용 코어 각각은 1 시간에 걸쳐 건조되었고, 그 동안 이들의 굴곡 강도는 건조 시 다양한 시간에서 측정되었으며(1972 년 10 월, Verein Deutscher Gießereifachleute의 데이터 시트 R202에 표시된 정의에 해당하는 N/cm2 단위), 이 후 건조 작업이 끝나고 한 시간 후 다시 건조하였으며, 각각의 경우 표준 측정 프로그램 "Rg1v_B 870.0 N/cm2"(3 점 굽힘 강도)로 "Multiserw-Morek LRu-2e" 유형의 표준 테스트 기구가 사용되었다.
조사된 코팅된 시험용 코어에 대하여 표 2는 각각의 경우에서, 건조가 시작되기 전 각각의 새로 코팅된(여전히 젖은 상태) 시험용 코어의 굴곡 강도(초기 값)의 각 경우에 기초하여, 건조 조건 하에서 명시된 시간 동안 굴곡 강도의 최대 낙하 값(%)을 보고한다.
[표 2]
건조 조건 하에서 코팅된 시험용 코어의 강도 하락
Figure 112019079897824-pct00003
본 명세서와 이하에서 "코어 파괴(core failure)"라는 표현은 각각의 경우 건조 공정 동안 코팅된 코어의 무효화를 의미하며, 이는 코팅된 코어가 각각의 경우 굴곡 강도의 측정 및 이후에 예상되는 주조 공정에 대해 사용 불가능하다는 것을 의미한다.
표 2에 보고된 값으로부터, 다른 것들 중에서, 본 발명의 코팅 조성물(SZ1)로 코팅된 시험용 코어의 굴곡 강도의 최대 강하는 비발명 비교 코팅 조성물(SZ2 및 SZ3)보다 현저히 작다는 것을 알 수 있다. 표 2의 값으로부터 비발명 비교 코팅 조성물 SZ2의 경우, 선택된 조건 하에서 임의의 사용 가능한 코팅된 코어를 제조 할 수 없음이 또한 명백하다.
실시예 3 : 코팅 및 비코팅된 주조 코어의 저장 안정성의 조사
저장 안정성을 결정하기 위해, 종래의 방법(실시예 2와 유사함)으로 제조된 물유리-결합 시험용 코어(시험 표본)를 제조하였고, 이들의 굴곡 강도는 전술한 바와 같이 이들의 제조(1 시간의 저장 시간, 30 내지 60 %의 상대 습도, 20 내지 25 ℃의 온도) 직후 미코팅된 각각의 경우에서 결정되었다; 표 3 참조("1 시간 후 미코팅" 항목).
또한, 대응하는 시험용 코어는 하기 표 3에서 지시된 바와 같이 코어 제조 후 1 시간 후(즉, 이들의 제조로부터 동일한 각각의 시간 간견 후) 실온(25 ℃)에서 코팅 조성물(SZ1 및 SZ2)로 코팅되며, 이 후 각각의 경우 침지(조건: 1 초 침지; 코팅 조성물에서 3 초 유지 시간, 1 초 제거)(코팅 조성물은 실시예 1에 기재됨) 및 강제-공기 오븐에서 120 ℃로 1 시간 동안 건조되었다. 이 후 코팅된 건조된 시험용 코어는 (코팅된 코어를 제조할 수 있는 한 또는 코어 파괴가 관찰되지 않은 한) 7 일 동안 저장 테스트를 받았다. 저장시 온도는 각각의 경우 35 ℃였으며; 상대 습도는 각각의 경우 75 %였다. 저장 시험이 끝난 후, 시험용 코어의 굴곡 강도가 전술한 바와 같이 결정되었다. 이들 저장 시험의 결과는 하기 표 3에 나타내었다. 실시예 3의 모든 시험에서 사용된 시험용 코어("코어 시스템 1")는 이들의 제조 조건은 하기 표 4에서 설명된다.
[표 3]
코팅된 주조 코어 및 미코팅된 주조 코어의 저장 안정성의 결정
Figure 112019079897824-pct00004
표 3에 보고된 값으로부터, 이들 중에서 7 일간 보관한 후 본 발명의 코팅 조성물(SZ1)로 코팅된 물유리-결합 시험용 코어는 초기 강도의 약 40%를 여전히 가지며, 반면에 비발명 비교 코팅 조성물(SZ2)로 코팅된 시험용 코어는 비교 조건에서 사용할 수 없었다: 저장 동안에 멀리 떨어졌기 때문에, 그 굴곡 강도는 상기 조건 하에서 더 이상 측정할 수 없었다. 시험 조건 하에서, 단지 131 분 후 미코팅된 비교 코어가 파손되었으며 즉, 본 발명의 코팅 조성물을 시험용 코어에 도포하여. 시험용 코어에서 건조 조건 하에서 안정화되게 하였다.
[표 4]
코어 시스템 1의 제조 조건
Figure 112019079897824-pct00005
코어 시스템 1은 표 4에 나타낸 바와 같이 몰딩 재료, 결합제 및 첨가제 성분으로만 구성되었다.
코어 시스템 1에 대해 표 4에 나타낸 결합제는 상업용 알칼리 금속 물유리 결합제 "Cordis® 8511"(Huttenes-Albertus Chemische Werke GmbH)이었다.
코어 시스템 1에 대해 표 4에 나타낸 첨가제는 주성분(≥95 중량 %)이 입자상 비정질 이산화 규소인 "Anorgit® 8396"(Huttenes-Albertus Chemische Werke GmbH)인 상용 바인더 첨가제였다.
실시예 4: 코팅된 주조 코어의 굴곡 강도 조사
물유리-결합 시험용 코어(시험용 표본)은 (사용된 코어 사출 장치의 중간 유지 이후를 제외하고는 실시예 2에 기술된 것과 유사한) 종래의 방법으로 제조되었고, 이들의 굴곡 강도는 전술한 바와 같이 이들의 제조(20 내지 25 ℃의 온도 범위, 상대 습도 30 내지 60%에서 1 시간 저장 시간) 직후 미코팅된 각각의 경우에 비교 목적으로 측정되었다(시험용 코어의 제조 조건은 표 6 참조).
또한, 하기 표 5에 나타낸 시험용 코어를 상이한 코어 온도에서 침지(조건 : 1 초 침지; 코팅 조성물에서 3 초의 유지 시간, 1 초 제거)(실시예 1에서와 같은 코팅 조성물의 지정)에 의해 코팅하고, 각각의 경우 강제-공기 오븐에서 120 ℃에서 1 시간 동안 건조시켰다. 실온으로 냉각시키고 24 시간의 저장 시간(30 내지 60 % 범위의 상대 습도, 20 내지 25 ℃ 범위의 온도) 후, 굴곡 강도는 코팅된, 건조된 시험용 코어에 대해 측정하였다.
굴곡 강도의 측정 결과는 하기 표 5에 보고된다. 이 경우 두 개의 서로 다른 시험용 코어("코어 시스템 A" 및 "코어 시스템 B")가 사용되었으며, 각각의 제조 조건은 하기 표 6에 보고된다. 여기서, 본 발명의 코팅 조성물(SZ1)이 또한 상이한 온도(25 ℃, 50 ℃ 및 90 ℃ 각각)를 갖는 시험용 코어에 도포되었다.
[표 5]
코팅된 주조 코어의 굴곡 강도 측정
Figure 112019079897824-pct00006
* 코어 시스템 1에 대한 표 3의 해당 값으로부터 측정된 값의 편차는 본질적으로 코어 사출 장치의 유지 관리의 결과로 해석된다.
표 5에 보고된 값으로부터, 상이한 코어 온도에서 본 발명의 코팅 조성물로 코팅된 주조 코어가 높은 굴곡 강도를 달성한다는 것을 알 수 있다. 특히, 표 5에 기재된 값은 본 발명의 코팅 조성물을 사용하면, 주조 코어가 비교적 고온, 예를 들어 50 내지 100 ℃ 범위의 온도에서 성공적으로 코팅될 수 있음을 보여준다. 반면 비발명 비교 코팅 조성물(SZ2)을 사용하면, 비슷한 조건에서 사용할 수 있는 코어를 제조할 수 없으며, 대신 이 코어가 건조 과정에서 파괴된다.
[표 6]
코어 시스템 A 및 B의 제조 조건
Figure 112019079897824-pct00007
코어 시스템 A와 B는 경화 시간이 다르다는 것을 제외하고 동일한 성분과 동일한 방식으로 제조되었다.
표 6의 코어 시스템 A 및 B에 표시된 결합제 및 첨가제는 각각의 경우 표 4와 관련하여 표시된 결합제("Cordis® 8511") 및 첨가제("Anorgit® 8396")에 대응하였다.
상기 언급된 코어 시스템 A, B 및 C는 각각 표 6에 나타낸 바와 같이 몰딩 재료, 결합제 및 선택적으로 임의로 첨가제 성분으로만 이루어졌다.

Claims (25)

  1. 주조에 사용되는, 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재의 제조 방법에 있어서, 하기 단계를 포함하는 방법:
    (1) (a) pH 5 이하의 수성상;
    (b) 입자상(particulate) 비정질 이산화 규소; 및
    (c) 하나 또는 그 이상의 추가 내화물을 포함하는 코팅 조성물을 제공하거나 제조하는 단계;
    (2) 미코팅된 물유리-결합 몰딩 부재를 제공하거나 제조하는 단계; 및
    (3) 단계 (1)로부터 제공되거나 제조된 코팅 조성물을 제공되거나 제조된 몰딩 부재에 도포하는 단계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소의 1 차(primary) 입자는 (i) 구형이며, 및/또는 (ii) 레이저 회절에 의해 측정된 D90 < 10 ㎛를 갖는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    성분 (b)의 입자상 비정질 이산화규소의 1 차 입자는 (i) 구형이고, 2 차원 현미경 이미지의 평가에 의해 결정되는 0.9 이상의 구형도(sphericity)를 갖는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    성분 (c)는 석영, 산화 알루미늄, 이산화 지르코늄, 알루미늄 실리케이트, 필로실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 올리빈, 탈크, 운모, 흑연, 코크스, 장석, 규조토, 카올린, 소성 카올린, 메타 카올리나이트, 산화철 및 보크 사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 포함하며,
    또는
    성분 (a)는 무기산 및 유기산으로 이루어된 그룹으로부터 선택된, pKa < 5를 갖는 하나 또는 그 이상의 산을 포함하며,
    - 상기 유기산은 모노-, 디- 및 트리 카르복실산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
    또는
    - 상기 무기산은 염산, 질산 및 인산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
    또는
    성분 (b) 내 또는 성분 (b)로서 입자상 비정질 이산화 규소는 2차 성분으로서 (i) 지르코늄 다이옥사이드, (ii) 탄소 및/또는 (iii) 루이스 산을 포함하며,
    또는
    (a) 수성상의 pH는 4 이하인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    코팅 조성물은 하기 성분 중 하나 또는 그 이상 또는 모두를 포함하는 방법:
    - 하나 또는 그 이상의 살생물제(biocide),
    - 하나 또는 그 이상의 습윤제(wetting agent),
    - 하나 또는 그 이상의 유변 첨가제(rheological additive), 및
    - 하나 또는 그 이상의 결합제(binder).
  6. 제 1 항에 있어서,
    코팅 조성물에서,
    코팅 조성물의 총 질량에 대해 (a) 수성상의 무기산 및 유기산의 총 질량의 비율은 0.1% 내지 10% 범위이며,
    또는
    성분 (a)의 수성상의 총 질량에 대한 수분(water)의 질량의 비율은 50%를 초과하며,
    또는
    코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 80 중량% 미만의 고체 함량을 가지며,
    또는
    코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소의 분율을 1 중량% 내지 30 중량%의 범위로 포함하며,
    또는
    코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 질량에 대해 성분 (b)의 입자상 비정질 이산화 규소 및 성분 (c)의 추가 내화물의 총 분율을 25 중량% 내지 80 중량%의 범위로 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    코팅 조성물은 하나 또는 그 이상의 결합제를 코팅 조성물의 총 질량을 기준으로 2 중량% 이하의 총 양으로 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어 상의 코팅은 스프레이(spraying), 침지(dipping), 유동 코팅(flow coating), 및 스프레딩(spreading)으로 이루어진 그룹으로 선택된 도포 방법에 의해 수행되는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어는 입자상 비정질 이산화 규소를 포함하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    코팅 조성물은 철 또는 강의 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포되며,
    또는
    코팅 조성물은 900 ℃ 초과의 온도를 갖는 금속 용융물의 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포되며,
    또는
    코팅 조성물은 50 ℃ 초과 온도의 물유리-결합 코어 또는 물유리 몰드의 온도에서, 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 도포되는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    제공되거나 제조된 미코팅된 몰딩 부재는 입자상 비정질 이산화 규소를 포함하며,
    또는
    미코팅된 물유리-결합 몰딩 부재는
    - 이산화 탄소로 가스처리(gassing)하거나,
    - 에스테르 또는 인산염을 혼합하거나,
    또는
    - 가열된 도구 내에서 고온 공기로 가스처리함으로써,
    제공되거나 제조된 몰딩 재료 혼합물이 경화되어, 단계 (2)에서 제조되는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제공되거나 제조된 미코팅된 몰딩 부재에 도포하는 단계는 50 ℃ 초과 온도의 제공되거나 제조된 몰딩 부재의 온도에서 수행되거나,
    또는
    제공되거나 제조된 미코팅된 몰딩 부재에 도포하는 단계는 스프레이(spraying), 침지(dipping), 유동 코팅(flow coating), 및 스프레딩(spreading)으로 이루어진 그룹으로 선택된 도포 방법에 의해 수행되는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에서 정의된 코팅 조성물을 포함하는 주조에 사용되는 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재.
  14. 주조에 사용되는, 수분-함유 내화성 코팅으로 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재의 제조 방법에 있어서, 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조 가능한, 제 13 항의 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재로서, 상기 제조 방법은
    (1) 코팅 조성물을 제공하거나 제조하는 단계;
    (2) 미코팅된 물유리-결합 몰딩 부재를 제공하거나 제조하는 단계; 및
    (3) 단계 (1)로부터 제공되거나 제조된 코팅 조성물을 제공되거나 제조된 몰딩 부재에 도포하는 단계를 포함하는 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재.
  15. 제 13 항에 있어서,
    코팅된 물유리-결합 몰딩 부재는 입자상 비정질 이산화 규소를 포함하는 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재.
  16. 제 13 항에 있어서,
    900 ℃ 초과의 온도를 갖는 금속 용융물의 주조에 사용되는 코팅된 물유리-결합 몰딩 부재.
  17. (U) 주조에 사용되는 물유리-결합 몰드 또는 물유리-결합 코어에 코팅을 제조하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 의해 정의된 코팅 조성물;
    (V) 물유리를 포함한 결합제; 및
    (W) 입자상 비정질 이산화 규소를 개별 성분으로 포함하는 키트.
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