KR20060119897A - 주형의 조형방법 및 금속주조용 코어 - Google Patents

주형의 조형방법 및 금속주조용 코어 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 바인더가 가열되어도 인체에 악영향을 미치는 가스를 거의 발생시키지 않는 주형의 조형방법 및 금속주조용 코어를 제공한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 입자형상 골재에 수용성 바인더와 물로 이루어진 골재혼합물을, 교반함으로써 발포시키고, 그 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하여, 수분을 증발시켜 고화시키는 것을 포함하는, 주형의 조형방법 및 금속주조용 코어를 제공한다. 하나의 실시형태에서는, 가교제를 첨가하여 주형을 조형공간으로부터 추출하기 전후에 더욱 경화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 조형방법에 이용되는 주형조형용 골재혼합물을 제공한다.

Description

주형의 조형방법 및 금속주조용 코어{METHOD OF FORMING MOLD AND CORE FOR METAL CASTING}
본 발명은, 바인더를 함유하는 주형조형재료를 조형할 때나, 또는 바인더를 함유하는 주형조형재료를 조형한 주조용 코어를 사용하여 용탕(溶湯)을 쏟아부을 때에, 바인더가 가열되어도, 불쾌한 악취나 인체에 악영향을 미치는 가스를 거의 발생시키지 않는 주형의 조형방법, 그 조형방법에 의해 제조된 금속주조용 코어에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명의 조형방법에 이용되는 주형조형용 골재혼합물에 관한 것이다.
일본특허공고공보 H5(1993)-32148호에 나타낸 조형방법의 실시예 1에서는, 점결제로서 페놀수지를 사용하고 있는데, 조형금형의 열에 의해 바인더를 경화시킬 때에 포름알데히드, 페놀 및 암모니아와 같은 휘발가스를 발생시킨다. 발생된 가스는, 불쾌한 악취를 발생시키며, 인체에 악영향을 미친다. 혹은 실시예 2에서는 물유리(water glass)를 사용하고 있는데, 주조후의 주형을 재활용하기가 곤란하여 폐기물이 되기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 일본특허공개공보 H10(1998)-193033호에는, 바인더를 피복시킨 모래를 가열된 조형용 금형에 불어넣어 충전하고, 금형의 열에 의해 충전된 모래에 피복된 바인더를 경화시키는, 소위 셀몰드(shell mold) 조형방법이 개시되어 있다.
상기 특허문헌에 나타낸 조형방법에서는, 금형의 열에 의해 바인더를 경화시킬 때에 포름알데히드, 페놀 및 암모니아와 같은 휘발가스를 발생시킨다. 발생된 가스는, 불쾌한 악취를 발생시키며, 인체에 악영향을 미친다. 또, 상기 주형을 예컨대, 알루미늄합금의 주조에 이용했을 경우, 주형으로의 주탕(注湯)온도(pouring temperature)가 700℃ 전후이기 때문에, 수지계 바인더는 충분히 휘발 또는 분해되지 않는다. 그 결과, 주탕물이 냉각된 후에, 코어를 주탕물로부터 용이하게 제거할 수 없는 경우가 있다. 또한, 자동차 엔진용 알루미늄 주물을 제조하기 위해 이용되는 워터자켓 코어(water jacket core)는, 그 형상이 복잡하고 두께가 얇게 되어 있다. 따라서, 쏟아부은 용탕으로부터의 열전도에 의해 코어의 바인더가 완전히 소성·분해되지 않으면 주물로부터 코어 모래(core sand)를 제거하기가 곤란해진다. 상기 조형방법에서는 용탕으로부터의 열만으로는 코어의 바인더가 완전히 소성·분해되지 않기 때문에, 쏟아부은 후에 주물 및 코어를 재가열하여 제거해야만 한다.
더욱이, 일본특허공개공보 S59(1984)-47043호에 나타낸 바와 같이, 가교제로서 다관능성 알데히드, 글리옥살(glyoxal), 요소 등을 이용한 점결제 조성물을 주조에 이용한 경우에는, 포름알데히드 등의 유해가스를 발생시키기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 일본특허공개공보 S55(1980)-8328호에 나타낸 주형조형방법은, 물 및 수용성 바인더를 주체로 하는 바인더를 배합한 주물사를 냉동시키고, 상기 냉동혼 합물을 금형에 불어넣어 충전할 때나 2회째의 불어넣는 충전을 행할 때까지, 블로우 헤드내의 규사의 단위끼리가 서로 응집되어 조대화(粗大化)되기 때문에, 블로우 헤드내의 혼합물을 연속하여 금형에 충전하기가 매우 곤란하다. 따라서, 이러한 종류의 주형조형법은 종래 실용화되어 있지 않은 것이 현상황이다.
또, 수용성 바인더를 이용한 주조용 코어를 고습도하에 방치한 경우, 일반적으로 수용성 바인더는 흡수되어 결합이 약해지고, 코어가 변형되어 형태를 유지할 수 없게 되는 경우도 있다. 주조에 이용할 수 있더라도 용탕을 주형에 쏟아부었을 때에 수분이 가열되어 수증기가 발생되고, 주탕물중에 기포를 발생시킨다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명은, 첫째, 바인더를 함유하는 주형조형재료를 조형할 때나, 또는 바인더를 함유하는 주형조형재료를 조형한 주조용 코어를 사용하여 용탕을 쏟아부을 때에, 바인더가 가열되더라도, 불쾌한 악취나 인체에 악영향을 미치는 가스를 거의 발생시키지 않는 주형의 조형방법, 및 그 조형방법에 의해 제조된 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 둘째, 바인더와 모래를 함유하는 골재혼합물을 주형조형용 공간내의 세세한 부분까지 충분히 충전할 수 있는 주형의 조형방법, 및 그 조형방법에 의해 제조된 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 셋째, 주탕물이 냉각된 후, 코어를 용이하게 제거할 수 있는, 금속주조용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 비철계 합금, 예컨대, 알루미늄합금의 주조에 코어로서 이용한 경우, 주형으로의 용탕의 주탕온도가 700℃ 전후이며, 철계 재료의 주탕온도가 약 1400℃ 보다 저온이더라도, 쏟아부은 용탕의 열에 의해 바인더가 휘발 또는 분해되어, 주탕물이 냉각된 후에 용이하게 제거할 수 있는 금속주조용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 넷째, 모래와 바인더를 함유하는 골재혼합물을 조형한 주조용 코어가 고습도하에서도 보형성을 유지할 수 있는 주형조형방법, 및 그 조형방법에 의해 제조된 금속주조용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 다섯째, 양호한 주탕물을 제조할 수 있는, 알루미늄합금보다 주탕온도가 높은, 철계, 구리합금 등의 금속용 코어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 실시형태에서, 본 발명은 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물로 이루어진 골재혼합물을 교반함으로써, 상기 골재혼합물을 발포시켜, 그 발포골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하고, 상기 골재혼합물중의 수분을 증발시켜, 상기 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형시키고, 그 후에 상기 주형조형용 공간으로부터 조형주형을 추출하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법을 제공한다.
다른 실시형태에서, 본 발명은, 입자형상 골재, 수용성 바인더, 수용성 바인더와 가교반응을 일으키는 가교제, 및 물로 이루어진 골재혼합물을 교반함으로써, 골재혼합물을 발포시켜 그 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하고, 그 후에 주형조형용 공간내에서 골재혼합물중의 수분을 증발시키며, 수용성 바인더와 가교제를 가교반응시킨 후에, 주형조형용 공간으로부터 조형주형을 추출하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법을 제공한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 입자형상 골재, 수용성 바인더, 수용성 바인더와 가교반응을 일으키는 가교제, 및 물로 이루어진 골재혼합물을 교반함으로써, 골재혼합물을 발포시켜 그 골재혼합물을 상기 주형조형용 공간에 충전하고, 주형조형용 공간내에서 골재혼합물중의 수분을 증발시킨 후에, 주형조형용 공간으로부터 조형주형을 추출하고, 그 추출된 조형주형의 수용성 바이더와 가교제를 보다 완전하게 가교반응시키는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 주형의 조형방법에 의해 제조된 금속주조용 코어를 제공한다.
더욱이, 본 발명은, 본 발명에 따른 주형의 조형방법에서의 사용에 적절한 주형조형용 골재혼합물을 제공한다. 상기 주형조형용 골재혼합물은, 입자형상 골재가 균일하게 분산된 휩크림(whipped cream) 형상이 될 때까지 발포되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 골재혼합물을 교반함으로써 발포시킨 사진이다.
도 2는 본 발명을 실시하기 위한 주형의 조형장치의 종단정면도이다. 상기 도면에서, 부호 1은 혼합물, 부호 2는 실린더, 부호 3은 주형조형용 금형, 및 부호 4는 캐비티(cavity)를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바인더로부터 발생되는 가스의 성분을 질량분석계에 의해 해석한 결과이다.
본 발명의 주형의 조형방법은, 입자형상 골재, 1종류 또는 복수 종류의 수용성 바인더(경우에 따라 가교제를 더욱 첨가한다) 및 물을 포함하는 골재혼합물을 혼합하는 공정과, 상기 골재혼합물을 교반함으로써 발포시키는 공정과, 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하는 공정과, 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형하는 공정과, 조형된 주형을 주형조형용 공간으로부터 추출하는 공정과, 경우에 따라 상기 추출하는 공정 전후에 가교제를 반응시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 입자형상 골재는, 규사, 알루미늄 샌드, 올리빈 샌드, 크로마이트 샌드, 지르콘 샌드, 멀라이트 샌드, 각종 인공골재 등의 1종 이상인 것으로 이루어진다.
본 발명에서, 1종류 또는 복수 종류의 수용성 바인더는, 수분을 증발시킴으로써 굳어지는 점결제로, 당류, 수지 등이 포함된다.
또한, 상온에서 수용성인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 상온에서 수용성인 수용성 바인더는 물을 첨가하여 골재혼합물을 만들 때에, 수용성 바인더와 물을 가열하지 않고 혼합할 수 있는데, 상온에서 물에 용해되지 않는 수용성 바인더는 가열하지 않으면 물과 혼합할 수 없다.
그러나, 이와 같이 가열하지 않으면 물과 혼합되지 않는 수용성 바인더라도 가열하여 물에 혼합한 후에 상온까지 냉각한 상태에서 상기 물에 용해되어 있는 수용성 바인더라면 이용할 수 있다.
본 발명에서 수용성 바인더를 이용함으로써, 본 발명의 주형의 조형방법에 의해 조형된 코어에 용탕을 쏟아부었을 때에, 바인더가 용이하게 휘발 또는 분해되어, 주탕물로부터 코어를 용이하게 제거할 수 있다.
본 발명에 이용되는 수용성 바인더는, 비누화도(saponification degree) 80부터 95몰%의 폴리비닐알코올이나 그 유도체 혹은, 전분이나 그 유도체, 사포닌, 또는 당류의 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다. 비누화도가 95보다 크고 99몰% 이하인 것에서 뜨거운 물에 녹는 것도 사용할 수 있다. 여기서, 비누화도 80부터 95몰%의 폴리비닐알코올이나 그 유도체, 또는 α화전분, 덱스트린이나 혹은 그 유도체, 사포닌, 또는 설탕은, 상온에서 물에 가용성이다. 폴리비닐알코올 유도체의 예로서, 초산기, 카르복실기, 낙산기(酪酸基), 실라놀기 등을 함유하는 폴리비닐알코올을 들 수 있다. 전분의 예로서는, 포테이토, 옥수수, 타피오카, 및 소맥 등에서 유래하는 α화전분, 덱스트린을 들 수 있다. 전분 유도체의 예로서는, 에테르화전분, 에스테르화전분 및 가교전분을 들 수 있다. 본 발명에서 이용되는 수용성 바인더는 입수가 용이하고, α화전분, 덱스트린은 특히 값이 싸다. 또한, 당류에는, 다당류, 이당류, 단당류가 포함된다. 본 명세서에서 「다당류」란 말에는, 상온에서 물에 가용성인 임의의 식물성 다당류가 포함된다(단, 셀룰로오스는 포함되지 않는다).
본 발명에서 수용성 바인더의 함량은, 골재 100 중량부에 대해, 0.1중량부 내지 5.0중량부인 것인 바람직하다. 수용성 바인더의 양이 0.1중량부 미만에서는 충분한 강도를 갖는 조형주형을 얻을 수 없으며, 수용성 바인더의 양이 5.0중량부를 넘으면 얻어진 주형이 과잉 강도를 갖는다. 또한, 본 발명의 수용성 바인더는, 발포되기 쉽다는 점에서는 폴리비닐알코올 및 사포닌이 우수하며, 불쾌한 악취를 발생시키지 않는다는 점에서는 전분 및 당류가 우수하기 때문에 이들의 배합비율을 적절히 조정하여 실제의 주형조형이 이루어진다.
본 발명에 있어서, 경우에 따라 가교제를 더욱 첨가하여 골재혼합물중에 가교제를 함유시켜, 가교제와 수용성 바인더를 가교시키는 방법에서는, 가교제에 열을 부여함으로써, 가교반응이 촉진된다. 이에 따라, 수용성 바인더의 입자형상 골재끼리에 대한 결합이 강화되어, 수용성 바인더와 물분자가 반응을 일으키기 어려워지고, 골재혼합물을 조형한 조형주형이 고습도하에서도 충분한 성질을 유지할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 가교제는, 에스테르 결합에 의한 가교를 하는 옥살산, 말레산, 호박산, 구연산, 부탄테트라카르복실산 등의 카르복실기를 갖는 화합물 및 메틸비닐에테르-무수말레산공중합체, 이소부틸렌-무수말레산공중합체와 같은 수용액이 되면 카르복실기를 갖는 화합물이다. 또한, 본 발명에서 이용되는 가교제는, 주형의 조형시나 주탕시에 유해가스의 발생이 적은, 에스테르 결합을 하는 가교제, 즉, 카르복실기를 갖는 가교제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 가교제의 첨가량은, 수용성 바인더에 대해 적어도 5 중량%, 바람직하게는 5~300 중량%이다. 가교제의 양이 수용성 바인더에 대해 5중량%에 만족하지 않으면 가교반응에 의한 효과가 충분하지 않으며, 조형주형이 고습도하에 놓여졌을 경우, 충분한 강도를 유지할 수 없다. 또, 가교제의 양이 수용성 바인더에 대해 300 중량%를 초과하면, 고습도에 놓였을 경우에 충분한 강도를 유지 할 수 있는데, 그 효과는 300 중량%의 효과와 변하지 않기 때문에, 300 중량%보다 많은 양의 가교제를 첨가하는 것은 경제적이지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서 가교제는 수용액으로서 이용되며, 예컨대, 부탄테트라카르복실산, 구연산, 메틸비닐에테르-무수말레산공중합체의 경우, 농도가 5 중량% 이상의 수용액으로서 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 가교반응은, 조형된 주형을 주형조형용 공간으로부터 추출하기 전이나 추출한 후에 이루어지게 할 수 있다. 조형주형을 주형조형용 공간으로부터 추출한 후에 가교반응을 일으키는 경우에는, 예컨대 220℃의 분위기하에서 20분 정도, 250℃의 분위기하에서 10분 정도, 보다 높은 온도에서는 더욱 짧은 시간에 가교반응시킨다.
본 발명에 있어서 입자형상 골재, 1종류 또는 복수 종류의 수요성 바인더(경우에 따라 가교제를 더욱 첨가한다) 및 물을 포함하는 골재혼합물을 혼합하는 공정은, 예컨대 교반기를 이용하여 실시한다.
본 발명의 주형조형방법에서, 상기의 골재혼합물을 교반함으로써 발포시키는 공정에서는, 골재혼합물을 교반함으로써, 바람직하게는 기포율이 50% ~ 80%가 되도록 발포공기를 균일하게 분산시킨다. 기포율이 50% 미만에서는 조형성이 나쁘고, 80% 이상에서는 강도가 불충분해진다. 이에 따라 골재혼합물을 주형조형용 공간에 가압충전할 때에 골재혼합물이 유동하는 효과를 얻을 수 있다(도 1). 이러한 발포에 의해, 입자형상 골재혼합물은 휩크림 형상으로 균일하게 분산되어 있다. 본 발명에서 발포란, 교반조작의 정지후 10초 이상, 바람직하게는 15초 이상 기포율이 50% ~ 80%의 비율로 골재혼합물중에 존재하고 있음을 의미한다.
여기서, 기포율(%) = {(혼합물 전체의 체적) - (입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물의 체적) / (혼합물 전체의 체적)} × 100으로 계산하였다.
또, 발포시키기 위한 교반은, 혼합하는 교반기와 마찬가지로 교반기를 이용해도 되고, 다른 교반기를 이용해도 된다. 교반에 의해 발생된 발포공기를 혼합물중에 균일하게 분산시킨다.
본 발명에 있어서, 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하는 방법은, 발포시킨 골재혼합물을 실린더내에 넣어 직접 가압하는 방법이나, 혹은 에어(air)에 의해 가압하는 방법으로도 가능하다.
여기서, 실린더에 의한 직접 가압이란, 실린더(혼합물 수납수단)내의 혼합물을 가압기구의 피스톤 압입에 의해 직접 가압하는 압입방식으로 금형에 압입하는 것을 말한다. 에어에 의한 가압이란, 상술한 혼합물 수납수단내의 혼합물을 가압기구의 피스톤을 압입하는 방법에서, 피스톤 대신에 혼합물 수납수단의 상단개구부를 기밀하게 폐쇄하면서 압축공기원에 접속하는 커버를, 가압기구의 실린더의 피스톤로드의 하단에 설치하고, 혼합물의 금형으로의 압입시에는 혼합물 수납수단내의 혼합물의 상면에 압축공기(에어)를 공급하는 방법을 말한다.
본 발명의 주형조형방법에서, 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형하는 공정에서, 수분을 증발시키는 방법으로서는, 주형조형용 공간을 획정하는 고온의 금형에 의한 수분의 증발, 가열수증기 또는 마이크로파의 조사, 진공환경하에서의 방치, 필요에 따른 주형조형용 공간내 로의 통기 등이 있다.
주형조형용 공간을 획정하는 고온으로 가열된 금형에 의한 골재혼합물중의 수분 증발의 경우에서는, 교반에 의해 골재혼합물중에 분산된 기포 및 바인더중의 수분이, 가열된 금형의 열에 의해 주형중심부에 모이기 때문에, 그 중심부에서는 골재의 충전밀도가 낮은 주형이 된다. 그 주형을 주조에 이용하면, 중심부가 저충전 밀도로 되어 있기 때문에 결과적으로 바인더량이 적게되어 있고, 주형의 빈구멍부가 많기 때문에 바인더의 분해에 의한 가스 등의 배출이 용이해진다.
본 발명의 금속주조용 코어는, 상술한 본 발명의 주형의 조형방법에 의해 조형됨으로써 얻어진다. 본 발명에서 이용되는 수용성 바인더는, 주조용 코어를 조형하는 경우, 비철계 합금, 예컨대 알루미늄합금 또는 마그네슘합금의 주조에 이용한 경우, 주형으로의 주탕온도가 700℃ 전후이며, 철계 재료의 주탕온도 약 1400℃보다 저온의 용탕을 쏟아부어도, 그 열에 의해 휘발, 또는 분해되어 주탕물이 냉각된 후에 코어를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 철계 금속의 주조에 본 발명의 주조용 코어를 이용할 경우에는, 코어 표면에 코팅을 실시함으로써 정상적인 철계 주탕물이 생기며, 주형도 용이하게 배출하여 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속주조용 코어는, 금속주조용 코어의 제조 및 사용시에 발생되는 가스가, 실질적으로 불쾌한 악취가 없이 비스켓을 굽는 냄새이다.
또한, 가교제를 사용하는 경우의 바인더 용액의 보존은, 폴리비닐알코올이나 그 유도체(수용액)와 기타 바인더의 2종류로 분리되어 있어, 사용시에 양쪽을 혼합 하는 것이 바람직하다.
(실시예)
이하, 본 발명의 주형조형법에 대해 구체적으로 설명한다.
(혼합교반공정 1)
입자형상 골재 100 중량부, 상기 입자형상 골재에 대해 0.1 ~ 5.0 중량부의 바인더 성분이 되는 수용액 및, 수용성 바인더 수용액의 물과 첨가하는 물의 합계량이 1 내지 20 중량부가 되는 양의 물을 첨가하여 교반기로 교반함으로써, 기포율이 50％ ~ 80％가 되도록 골재 혼합반죽물을 발포시킨다.
(혼합교반공정 2)
입자형상 골재 100 중량부, 상기 입자형상 골재에 대해 0.1 ~ 5.0 중량부의 바인더 성분이 되는 수용액, 수용성 바인더에 대해 5 ~ 100 중량％의 가교제의 10중량％ 이상의 수용액, 및 수용성 바인더 수용액의 수분과 가교제 수용액의 수분과 첨가하는 물의 합계량이 1 내지 20 중량부가 되는 양의 물을 첨가하여 교반기로 교반함으로써, 기포율이 50％ ~ 80％가 되도록 골재 혼합반죽물을 발포시킨다.
(조형공정)
다음으로, 도 2에 기초하여 조형공정을 설명한다. 상기 혼합교반공정 2에서 얻어진 혼합물(1)을 실린더(2)내에 투입하고, 그 후에 실린더(2)를 신장시켜 골재혼합물(1)을 실린더(2)의 상부에 설치하여 두고, 200 ~ 280℃로 유지되어 있는 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내에 충전하고, 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시키고, 또한 가교반응시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부 터 조형주형을 추출한다. 혹은, 주형조형용 금형(3)내에서의 가교반응이 불충분한 경우에는, 추출한 조형주형을 수용성 바인더와 가교제가 충분히 가교반응을 일으키는 온도, 바람직하게는 200 ~ 300℃로 유지된 항온조내에 수용성 바인더와 가교제가 가교반응을 충분히 일으키는 시간, 바람직하게는 10 ~ 40분간 투입하고, 충분히 가교반응시킨 후에 조형주형을 그 항온조로부터 추출한다.
실시예 1
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon Sakubi-Poval 제품) 0.2 중량부, 전분(덱스트린NSD-L Nisshi 제품) 0.8 중량부, 구연산(Fuso Kagaku 제품) 0.2 중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시켜, 골재혼합물의 기포율을 측정한 결과 및 다른 조건에 의한 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 도 1은 테스트 No.1의 골재혼합물의 CCD사진을 나타낸 것이다.
테 스 트 No. 수용성 바인더 가교제 수분 (％) 기포율 (％)
종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부)
1 JP-05 0.2 NSD-L 0.8 구연산 0.4 4.7 63.7
2 JP-05 0.2 NSD-L 0.8 구연산 0.4 6.9 69.2
3 JP-05 0.2 NSD-L 0.8 구연산 0.4 4.3 62.5
4 사포닌 0.2 NSD-L 1.0 구연산 0.8 5.0 58.5
5 사포닌 0.2 NSD-L 1.0 구연산 0.8 8.0 61.3
6 사포닌 0.3 NSD-L 1.0 구연산 0.8 5.8 65.3
7 사포닌 0.3 NSD-L 1.0 구연산 0.8 9.2 72.0
도 1에 나타낸 바와 같이 기포가 골재혼합물중에 충분히 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있다. 또, 표 1의 테스트 No.1 ~ 7 조건의 골재혼합물을 (이하, 도 2를 참조하면서 설명함) 상기 실린더(2)내에 투입하여 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 250℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 70cm3인 캐비티(4)내에 약 80g 가압충전하여 2분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시킨 후, 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였더니 충분히 사용할 수 있는 조형주형을 얻을 수 있었다.
실시예 2
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품) 0.2 중량부, 전분(덱스트린ND-S Nichiden kagaku 제품) 0.8 중량부, 부탄테트라카르복실산(리카시드 BT-W Shinnihon Rika 제품) 0.2 중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 2를 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하여, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 220℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 70cm3인 캐비티(4)내에 약 80g 가압충전하여 3분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시킨 후, 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 그 후, 조형주형을 220℃로 유지된 항온조내에 40분간 투입하여 가교반응시키고, 그 후에 항온조로부터 추출하였다. 상기 조형주형을 주조용 금형의 코어로 하여, 주탕 테스트를 실시하였다. 알루미늄합금(AC4C)을 주탕온도 710℃에서 쏟아부었더니, 주조 결함의 발생은 없었다. 또, 주형으로 주탕온도 710℃의 용탕을 쏟아부었을 때에 그 열에 의해 바인더가 휘발 또는 분해되어, 주탕물이 냉각된 후에 코어를 용이하게 제거할 수 있었다. 또한, 조형시나 주탕시에 불쾌한 악취가 발생되지 않고, 비스켓을 굽는 냄새가 났다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 조형방법에 의해 얻어진 주형에, 에탄올계 코팅제(스리코트 MTS-720A Mikawa Kousan Co. Ltd. 제품)을 도포하고, 주조용의 코어로 하여 주탕 테스트를 실시하였다. 주철(FCD 450)을 주탕온도 1370℃에서 쏟아부었더니, 악취 및 주조 결함, 변형의 발생 없이 양호한 주탕물이 얻어졌다. 또한, 주탕물로부터 코어를 용이하게 제거할 수 있었다.
실시예 4
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품) 0.2 중량부, 전분(덱스트린NSD-L Nisshi 제품) 0.8 중량부, 구연산(Fuso Kagaku 제품) 0.2 중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 2를 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하여, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 220 ~ 270℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 80cm3인 캐비티(4)내에 약 90g 가압충전하여 1 ~ 3분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시키고, 가교반응시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 상기 조형주형을 벤딩시험편(10 × 10 × L60)으로 하여, 습도가 30%인 항습조내에 유지시킨 시험편, 및 습도가 98%인 항습조내에 24시간 유지시킨 시험편의 충전밀도, 및 벤딩강도를 측정한 결과를 표 2에 나타낸다.
테스트 No. 수용성 바인더 가교제 금속 온도 (℃) 금형내 유지 시간 (min) 충전 밀도 (g/cm3) 벤딩강도 (MPa)
종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부) 습도30% 습도 98% × 24hr 후
1 JP-05 폴리비닐 알코올 0.2 구연산 0.4 220 1 1.22 2.9 0.46
JP-05 폴리비닐 알코올 0.8
2 JP-05 0.2 구연산 0.4 220 2 1.21 3.6 1.39
NSD-L 0.8
3 JP-05 0.2 구연산 0.4 220 3 1.23 3.9 1.46
NSD-L 0.8
4 JP-05 0.2 구연산 0.4 250 1 1.23 4.2 1.7
NSD-L 0.8
5 JP-05 0.2 구연산 0.4 250 2 1.24 3.9 1.9
NSD-L 0.8
6 JP-05 0.2 구연산 0.4 250 3 1.24 3.9 1.9
NSD-L 0.8
7 JP-05 0.2 구연산 0.4 270 1 1.20 3.7 1.94
NSD-L 0.8
8 JP-05 0.2 구연산 0.4 270 2 1.22 3.8 2.57
NSD-L 0.8
9 JP-05 0.2 구연산 0.4 270 3 1.21 3.1 1.94
NSD-L 0.8
표 2로부터, 습도가 30%인 항습조내에 24시간 동안 수용한 조형주형은, 표 2의 모든 조건에서 벤딩강도에 관하여 주형으로서 충분히 사용할 수 있는 강도가 보증되어 있음을 알 수 있다. 단, 금형온도 220℃에서는 금형내 유지시간 3분에서도 습도 98% × 24hr후의 주형 강도가 낮아져 있다. 이러한 조건에서는 금형내에서의 가교반응이 충분하지 않기 때문에, 금형내로부터 추출한 후에 220℃의 분위기하에서 20분정도, 또 250℃의 분위기하에서 10분 정도의 가교처리가 필요하게 된다.
금형온도가 250 ~ 270℃이면, 금형내 유지시간 1분에서 습도 98% × 24hr 후의 강도는 주형으로서 충분히 사용할 수 있는 강도가 발현되어 있으며, 금형으로부터 추출한 후의 가교처리는 필요없다.
실시예 5
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품) 0.3중량부, 설탕(Fuji Nihon Seito 제품) 1.0 ~ 2.0중량부, 구연산(Fuso Kagaku 제품) 0.4 ~ 1.2중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 1을 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하여, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 250℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 80cm3인 캐비티(4)내에 약 90g 가압충전하여 1 ~ 3분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시키고, 가교반응시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 상기 조형주형을 벤딩시험편(10 × 10 × L60)으로 하여, 습도가 30%인 항습조내에 유지시킨 시험편의 충전밀도, 및 벤딩강도를 측정한 결과를 표 3에 나타낸다.
테스트 No. 수용성 바인더 가교제 금속온도(℃) 금형내 유지 시간 (min) 충전 밀도 (g/cm3) 벤딩강도(MPa)
종류 첨가량 (중량부) (종류) 첨가량 (중량부) 습도30%× 24hr 후
1 JP-05 폴리비닐 알코올 0.3 구연산 0.4 250 2 1.18 3.86
설탕 1.0
2 JP-05 폴리비닐 알코올 0.3 구연산 0.8 250 2 1.28 5.77
설탕 1.5
3 JP-05 폴리비닐 알코올 0.3 구연산 1.2 250 2 1.35 8.17
설탕 2.0
실시예 6
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품) 0.2 중량부, 전분(덱스트린NSD-100 Nisshi 제품) 0.8 중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 2를 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하며, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 220℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 80cm3인 캐비티(4)내에 약 90g 가압충전하여 3분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 그 후, 주형조형을 220℃로 유지된 항온조내에 40분간 투입하여 가교반응시키고, 그 후 항온조로부터 추출하였다. 상기 조형주형을 벤딩시험편(10 × 10 × L60)으로 하여, 습도가 30%인 항습조내에 유지시킨 시험편, 및 습도가 98%인 항습조내에 24시간 동안 유지시킨 시험편의 충전밀도, 및 벤딩강도를 측정하였다. 또한, 상기 이외의 조건에 의한 테스트 결과에 대해서도 표 4에 나타낸다.
테 스 트 No. 수용성 바인더 가교제 충전밀도 (g/cm3) 벤딩강도 (MPa)
종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부) 습도 30% 습도 98%×24hr 후
1 JP-05 폴리비닐 알코올 0.8 - - 1.25 3.0 0.5 이하
2 JP-05 폴리비닐 알코올 0.2 - - 1.22 2.8 0.5 이하
NSD-100 덱스트린 0.8
3 JP-05 폴리비닐 알코올 0.8 부탄테트라카르복실산 0.2 1.26 3.2 1.9
4 JP-05 폴리비닐 알코올 0.2 구연산 0.4 1.19 3.7 2.3
ND-S 덱스트린 0.8
상기 표 4로부터는, 습도가 30%인 항습조내에 24시간 동안 수용한 조형주형은, 표 1의 모든 조건에서 벤딩 강도에 관하여 주형으로서 충분히 사용할 수 있는 강도가 보증되어 있음을 알 수 있다. 습도가 98%인 항습조내에 24시간 동안 수용한 경우에는, 가교제를 첨가함으로써, 벤딩 강도에 관하여 주형으로서 충분히 사용할 수 있는 강도가 보증되어 있음을 알 수 있다.
실시예 7
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 사포닌(시약 Kishida Kagaku) 0.2 중량부, 전분(덱스트린NSD-L Nisshi 제품) 0.8 중량부, 구연산(Fuso Kagaku 제품) 0.4 중량부와 물 6중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3min 동안 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 2를 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하여, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 250℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 80cm3인 캐비티(4)내에 약 90g 가압충전하여 2분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시키고, 가교반응시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 상기 조형주형을 벤딩시험편(10 × 10 × L60)으로 하고, 습도가 30%인 항습조내에 유지시킨 시험편, 및 습도가 98%인 항습조내에 24시간 유지시킨 시험편의 충전밀도, 및 벤딩강도를 측정하였다. 또한, 상기 이외의 조건에 의한 테스트 결과에 대해서도 표 5에 나타낸다.
테스트 No. 수용성 바인더 가교제 충전 밀도 (g/cm3) 벤딩강도 (MPa)
종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부) 종류 첨가량 (중량부) 습도 30% 습도 98%× 24hr 후
1 사포닌 0.8 - - - - 1.22 1.0 이하 0.5 이하
2 사포닌 0.8 - - 구연산 0.8 1.24 1.53 1.33
3 사포닌 0.2 NSD-L 0.8 구연산 0.4 1.21 2.81 1.41
4 사포닌 0.2 NSD-L 1.0 구연산 0.8 1.16 2.99 1.70
5 사포닌 0.3 NSD-L 1.0 구연산 0.8 1.19 3.41 1.96
상기 표 5로부터는, 수용성 바인더로서 사포닌을 이용하여도 습도가 30%인 항습조내에 24시간 동안 수용한 조형주형은, 테스트 No. 2 ~ 5의 조건에서 벤딩 강도에 관하여 주형으로서 충분히 사용할 수 있는 강도가 보증되어 있음을 알 수 있다. 그러나, No. 1의 사포닌 단독에서는 1.0MPa 이하였다. No. 2 ~ 5와 같이 사포닌에 가교제를 첨가함으로써 가교효과를 일으켜, 습도 98% × 24hr 후의 주형 강도에서도 충분히 사용할 수 있는 강도가 실현되어 있음을 알 수 있다.
실시예 8
폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품)과 전분(덱스트린ND-S Nichiden Kagaku 제품)과 구연산(Fuso Kagaku 제품)의 비율이 1:4:2인 혼합물을 250℃의 항온조에 10분간 넣고 추출한 혼합물을 헬륨분위기에서 590℃의 열분해로 속에 5초간 방치하고, 열분해에 의해 발생된 가스를 칼럼 속(50℃에서 10분간 유지시킨 후, 10℃/min의 승온속도로 240℃까지 승온시켜, 15min 유지)을 지나게 하여, 질량분석계로 가스의 종류를 분석하였다. 도 3은 본 발명의 바인더로부터 발생되는 가스의 성분을 상술한 질량분석계에 의해 해석한 결과이다. 그 결과, 이산화탄소, 초산, 푸르푸랄이 검출되었다(도 3).
실시예 9
규사(Fluttery sand) 100 중량부, 폴리비닐알코올(JP-05 Nihon sakubi-Poval 제품) 0.2 중량부, 전분(덱스트린NSD-100 Nisshi 제품) 0.8 중량부, 구연산(Fuso Kagaku 제품) 0.4 중량부와 물 5 중량부를 혼합기(Aikousha Desktop Mixer)로 약 200rpm에서 약 3분간 교반 혼합하여 발포시키고, (이하, 도 1을 참조하면서 설명함) 상기 골재혼합물을 실린더(2)내에 투입하여, 실린더 면압이 0.5MPa인 에어실린더로 주형조형용 금형(3)의 전기 카트리지 히터에 의해 250℃로 유지시켜 두고, 용량이 약 80cm3인 캐비티(4)내에 약 90g 가압충전하여 2분간 유지시키고, 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 고화시키고, 가교반응시킨 후에 주형조형용 금형(3)의 캐비티(4)내로부터 조형주형을 추출하였다. 상기 조형주형을 시험편(10 × 10 × L60)으로 하고, 각 부의 부피밀도(bulk density) 및 바인더량을 측정한 결과를 표 6에 나타낸다.
측정위치 (표면으로부터의 위치) 부피밀도 g/cm3 바인더량 %
0 ~ 1mm 1.68 2.5
4 ~ 5mm 0.97 0.8
주형의 중심부(표면으로부터 4 ~ 5mm)는 표면부(표면으로부터 0 ~ 1mm)에 비해 부피밀도가 낮고, 바인더량이 적은 것을 알 수 있다.
본 발명의 주형조형방법에 의해, 조형 및 주조공정에서 쏟아부을 때에, 유독가스를 거의 발생시키지 않으며, 쏟아부은 후의 주탕물로부터도 용이하게 조형주형을 제거할 수 있으며, 조형시의 주형조형용 금형으로의 충전성도 양호하다는 우수한 효과를 얻을 수 있다. 수용성 바인더를 가교제와 가교시킴으로써, 주형의 내습성을 더욱 얻을 수 있다.

Claims (39)

  1. (a) 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더, 및 물을 포함하는 골재혼합물을 교반함으로써 상기 골재혼합물을 발포(發泡)시키는 공정,
    (b) 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하는 공정,
    (c) 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형하는 공정, 및
    (d) 조형된 주형을 주형주형용 공간으로부터 추출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  2. (a) 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더, 상기 수용성 바인더와 가교반응을 일으키는 가교제, 및 물을 포함하는 골재혼합물을 교반함으로써 상기 골재혼합물을 발포시키는 공정,
    (b) 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하는 공정,
    (c) 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형하는 동시에, 상기 수용성 바인더와 가교제를 가교반응시키는 공정, 및
    (d) 조형된 주형을 주형주형용 공간으로부터 추출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  3. (a) 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더, 상기 수용성 바인더와 가 교반응을 일으키는 가교제, 및 물을 포함하는 골재혼합물을 교반함으로써 상기 골재혼합물을 발포시키는 공정,
    (b) 발포시킨 골재혼합물을 주형조형용 공간에 충전하는 공정,
    (c) 충전된 골재혼합물중의 수분을 증발시켜 골재혼합물을 고화시킴으로써, 주형을 조형하는 공정,
    (d) 조형된 주형을 주형조형용 공간으로부터 추출하는 공정, 및
    (e) 상기 수용성 바인더와 가교제를 가교반응시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포시킨 골재혼합물은, 입자형상 골재가 균일하게 분산된 휩크림(whipped cream) 형상이 될 때까지 발포되어 있는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포시킨 골재혼합물은 기포율이 50% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정(b)에서, 상기 발포시킨 골재혼합물은, 실린더내의 피스톤의 압입 에 의해 직접 가압함으로써, 주형조형용 공간에 충전되는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정(b)에서, 상기 발포시킨 골재혼합물이, 실린더내의 압축공기를 공급함으로써, 주형조형용 공간에 충전되는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정(c)에서, 상기 충전된 골재혼합물중의 수분의 증발이, 가열된 금형의 열에 의해 증발되는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정(c)에서, 상기 충전된 골재혼합물중의 수분의 증발에 의해, 골재혼합물중에 분산된 기포 및 바인더중의 수분이 주형 중심부에 모이고, 그 중심부에서는 골재의 충전밀도가 낮은 주형이 되는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가 상온에서 물에 가용성인 주형의 조형방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더의 적어도 1종류가 발포성을 갖는 주형의 조형방법.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더의 적어도 1종류가, 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체, 사포닌, 전분 혹은 그 유도체, 및 기타 당류로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형의 조형방법.
  13. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가, 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체와 전분 혹은 그 유도체의 조합, 사포닌과 전분 혹은 그 유도체의 조합, 및 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체와 기타 당류의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형의 조형방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 당류가, 다당류, 이당류, 및 단당류로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형의 조형방법.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가, 입자형상 골재에 대해 0.1~5.0 중량부 함유되는 주형의 조형방법.
  16. 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교제가, 카르복실기를 갖는 화합물로부터 선택되는 주형의 조형방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 카르복실기를 갖는 화합물이, 옥살산, 말레산, 호박산, 구연산, 부탄테트라카르복실산, 메틸비닐에테르-무수말레산공중합체, 및 이소부틸렌-무수말레산공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형의 조형방법.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 가교제의 첨가량이, 수용성 바인더에 대해 적어도 5중량%인 주형의 조형방법.
  19. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가, 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체와 기타 바인더의 2종류로 분리되어 있으며, 교반시에 양쪽을 혼합하는 것을 특징으로 하는 주형의 조형방법.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 기재된 주형의 조형방법에 의해 제조된 금속주조용 코어.
  21. 제 20항에 있어서,
    중심부의 밀도가 표면부의 밀도보다 작은 것을 특징으로 하는 금속주조용 코어.
  22. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    중심부의 수용성 바인더의 양이 표면부의 수용성 바인더의 양보다 적은 것을 특징으로 하는 금속주조용 코어.
  23. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    비철계 합금의 주조에 이용되는 금속주조용 코어.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 비철계 합금이 알루미늄합금 또는 마그네슘합금인 금속주조용 코어.
  25. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    표면을 코팅(塗型)한 금속주조용 코어.
  26. 제 20항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속주조용 코어의 열분해에 의해 발생되는 가스가, 실질적으로 불쾌한 악취가 없고 비스켓을 굽는 냄새인 금속주조용 코어.
  27. 제 20항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속주조용 코어의 열분해에 의해 발생되는 가스가, 이산화탄소, 초산, 푸르푸랄을 유효성분으로 하는 것을 특징으로 하는 금속주조용 코어.
  28. 입자형상 골재 및 1종류 이상의 수용성 바인더를 포함하며, 상기 입자형상 골재가 균일하게 분사된 휩크림 형상이 될 때까지 발포되어 있는 것을 특징으로 하는 주형조형용 골재혼합물.
  29. 제 28항에 있어서,
    기포율이 50% 내지 80%인 주형조형용 골재혼합물.
  30. 제 28항 또는 제 29항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가 상온에서 물에 가용성인 주형조형용 골재혼합물.
  31. 제 28항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더의 적어도 1종류가 발포성을 갖는 주형조형용 골재혼합물.
  32. 제 28항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더의 적어도 1종류가, 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체, 사포닌, 전분 혹은 그 유도체, 및 기타 당류로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형조형용 골재혼합물.
  33. 제 28항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가, 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체와 전분 혹은 그 유도체의 조합, 사포닌과 전분 혹은 그 유도체의 조합, 및 폴리비닐알코올 혹은 그 유도체와 기타 당류의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형조형용 골재혼합물.
  34. 제 32항 또는 제 33항에 있어서,
    상기 당류가, 다당류, 이당류, 및 단당류로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형조형용 골재혼합물.
  35. 제 28항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더가, 입자형상 골재에 대해 0.1~5.0 중량부 함유되는 주형조형용 골재혼합물.
  36. 제 28항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용성 바인더와 가교반응을 일으키는 가교제를 더 포함하는 주형조형 용 골재혼합물.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 가교제가, 카르복실기를 갖는 화합물로부터 선택되는 주형조형용 골재혼합물.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기의 카르복실기를 갖는 화합물이, 옥살산, 말레산, 호박산, 구연산, 부탄테트라카르복실산, 메틸비닐에테르-무수말레산공중합체, 및 이소부틸렌-무수말레산공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 주형조형용 골재혼합물.
  39. 제 36항 내지 제 38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교제의 첨가량이, 수용성 바인더에 대해 5~300중량%인 주형조형용 골재혼합물.
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