KR20200057880A - Water-soluble core material and manufacturing method thereof - Google Patents

Water-soluble core material and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20200057880A
KR20200057880A KR1020180141858A KR20180141858A KR20200057880A KR 20200057880 A KR20200057880 A KR 20200057880A KR 1020180141858 A KR1020180141858 A KR 1020180141858A KR 20180141858 A KR20180141858 A KR 20180141858A KR 20200057880 A KR20200057880 A KR 20200057880A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
core material
weight
parts
soluble
Prior art date
Application number
KR1020180141858A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권기철
강정석
오윤
Original Assignee
재단법인 한국탄소융합기술원
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 재단법인 한국탄소융합기술원 filed Critical 재단법인 한국탄소융합기술원
Priority to KR1020180141858A priority Critical patent/KR20200057880A/en
Publication of KR20200057880A publication Critical patent/KR20200057880A/en
Priority to KR1020200131393A priority patent/KR102281945B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • C04B35/6306Binders based on phosphoric acids or phosphates
    • C04B35/6313Alkali metal or alkaline earth metal phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/82Coating or impregnation with organic materials
    • C04B41/83Macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2909/00Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2803/00 - B29K2807/00, as mould material
    • B29K2909/02Ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6022Injection moulding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/604Pressing at temperatures other than sintering temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

The present invention relates to a water-soluble core material and to a manufacturing method thereof. According to the present invention, the manufacturing method of the water-soluble core material comprises the steps of: (a) manufacturing a water-soluble inorganic binder; (B) manufacturing a mixture by mixing the water-soluble inorganic binder with an inorganic metal oxide; (c) manufacturing a core material by injecting or pressure-molding the mixture; (d) manufacturing a sealant; and (e) coating the sealant on a surface of the core material.

Description

수용성 코어재 및 이의 제조방법{Water-soluble core material and manufacturing method thereof}Water-soluble core material and manufacturing method thereof

본 발명은 수용성 코어재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 제품을 성형하기 위한 몰드 또는 제품 내부 중공형상을 성형하기 위한 코어재로써의 역할을 하고, 제품 성형 이후에는 쉽게 제품에서 분리 및 제거할 수 있는 수용성 코어재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water-soluble core material and a method for manufacturing the same, and more specifically, serves as a core material for molding a mold or a hollow shape inside a product for molding a product, and is easily separated from the product after product molding and It relates to a water-soluble core material that can be removed and a method for manufacturing the same.

항공, 자동차, 레져·스포츠 분야에 사용되는 섬유강화 복합재 부품들 중에는 중공(Hollow)구조가 매우 많기 때문에, 이 형상을 구현하기 위해서는 반드시 내부에 코어재를 삽입한 후 외부에서 가압하여 성형을 하거나 블래더(Bladder)를 이용하여 내부에서 바깥쪽으로 가압하여 성형을 해야 한다.Since there are many hollow structures among the fiber-reinforced composite parts used in the aviation, automobile, leisure, and sports fields, in order to realize this shape, a core material must be inserted into the inside and then pressurized from the outside to form or blow. It must be molded by pressing from inside to outside using a ladder.

이와 같이, 수용성 코어재(water soluble core material)는 금형 내부에 설치되어 수용성 코어의 형상과 형합하는 공간을 금형 내부에 형성하는 데에 사용된다. 즉, 수용성 코어를 금형 내부에 설치한 후, 용융된 금속을 금형 내부에 주입하여 수용성 코어의 형상과 형합하는 공간을 형성하는 것이다.As such, a water soluble core material is installed inside the mold and is used to form a space to match the shape of the water soluble core inside the mold. That is, after the water-soluble core is installed inside the mold, a molten metal is injected into the mold to form a space to match the shape of the water-soluble core.

종래의 코어재는 내열성, 치수안정성, 붕괴성과 강도 등 요구특성에서 재질의 특성상 전부를 만족시키지는 못하고 부분적으로만 만족시켰다. Conventional core materials are only partially satisfied, not satisfying all due to the properties of the material in the required characteristics such as heat resistance, dimensional stability, collapse and strength.

그 중에서 CO2 형은 내열성, 강도면에서 우수하지만 붕괴성이 극히 불량하고, 생사형은 내열성, 강도가 부족하며, 수지형은 내열성에 문제가 있어 소착 등의 문제를 일으켰다.Among them, the CO 2 type is excellent in heat resistance and strength, but its disintegration property is extremely poor, and the green sand type has insufficient heat resistance and strength, and the resin type has problems in heat resistance, causing problems such as seizure.

또한, NaCl을 이용하여 제작된 코어재는 다이 캐스팅 및 그래비티 캐스팅(gravity casting)을 위하여 사용되고 있으나, 코어의 두께가 얇거나 구조가 복잡하면 코어의 기공이 수축되고 캐스팅 시에 크랙(crack)이 발생하는 등의 문제를 일으켰으며, 특히, 압력 다이 캐스팅(pressure die casting)시에는 코어가 파괴될 수도 있었다.In addition, the core material produced using NaCl is used for die casting and gravity casting, but if the core is thin or the structure is complicated, the pores of the core shrink and cracks occur during casting. And the core could be destroyed, especially during pressure die casting.

이를 보완하기 위해서는 내열성 도포재로 표면에 도막을 형성함으로써 소착을 방지하고, 피치나 톱밥 등을 섞어서 성형함으로써 주조 후 붕괴성이 개선되게 하였다.In order to compensate for this, by forming a coating film on the surface with a heat-resistant coating material, seizure is prevented, and by molding by mixing pitch or sawdust, the collapse property after casting is improved.

그러나, 도포로써 내열성을 개선하면 통기성이 저하하게 되는 경우가 많고 도막이 불충분하면 소착되는 경우가 생기고, 피치나 톱밥을 섞어 성형하면 코어에서 발생되는 가스량이 급격히 증가하는 문제가 있었다.However, when the heat resistance is improved by application, the air permeability often decreases, and when the coating film is insufficient, seizure occurs, and when the pitch or sawdust is mixed and formed, there is a problem that the amount of gas generated in the core increases rapidly.

이에 통기성을 저하시키지 않으면서 소착 등의 문제가 개선되고, 강도가 증진된 코어재의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, problems such as sintering are improved without deteriorating air permeability, and there is a need to develop a core material having improved strength.

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 섬유강화플라스틱 복합재 분야 중에서도 내부가 중공형태인 제품이나 일반적인 금형으로 성형이 불가능한 제품을 성형할 수 있도록 코어재로써의 역할을 하고, 제품 성형 이후에는 쉽게 제품에서 분리 및 제거할 수 있는 수용성 코어재 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention serves as a core material so as to form a product having a hollow shape or a product that cannot be molded with a general mold among the fiber-reinforced plastic composite materials, and after product molding, the product is easily It is to provide a water-soluble core material that can be separated and removed from and a method for manufacturing the same.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재의 제조방법은 (a) 수용성 무기바인더를 제조하는 단계; (b) 무기계 금속산화물에 상기 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (c) 상기 혼합물을 주입 또는 가압 성형하여 코어재를 제조하는 단계; (d) 실란트를 제조하는 단계 및 (e) 상기 코어재 표면에 상기 실란트를 코팅하는 단계를 포함하는 수용성 코어재의 제조방법을 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, a method of manufacturing a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention includes: (a) preparing a water-soluble inorganic binder; (b) mixing the water-soluble inorganic binder with an inorganic metal oxide to prepare a mixture; (c) preparing a core material by injecting or pressure-molding the mixture; (d) manufacturing a sealant and (e) coating the sealant on the surface of the core material.

여기서, 상기 (a) 단계는 제일인산나트륨, 사붕산나트륨 및 황산마그네슘 중 2종 이상을 물과 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것을 특징으로 한다.Here, the step (a) is characterized in that to prepare a water-soluble inorganic binder by mixing two or more of sodium phosphate, sodium tetraborate and magnesium sulfate with water.

또한, 상기 (a) 단계는 상기 물 400중량부에 제일인산나트륨 340 내지 360중량부, 사붕산나트륨 18 내지 28중량부 및 황산마그네슘 138 내지 158중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (a) is characterized in that to prepare a water-soluble inorganic binder by mixing 400 parts by weight of water with 340 to 360 parts by weight of sodium phosphate, 18 to 28 parts by weight of sodium tetraborate and 138 to 158 parts by weight of magnesium sulfate. do.

또한, 상기 (a) 단계는 상기 물의 온도는 45 내지 55℃이며, 8 내지 12분 동안 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step (a), the temperature of the water is 45 to 55 ° C., and is characterized by being prepared by mixing for 8 to 12 minutes.

또한, 상기 (b) 단계는 상기 (c) 단계에서 주입 성형할 시, 상기 무기계 금속산화물 100중량부에 상기 수용성 무기바인더를 30 내지 35중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (b) is characterized in that when the injection molding in the step (c), 30 to 35 parts by weight of the water-soluble inorganic binder is mixed with 100 parts by weight of the inorganic metal oxide.

또한, 상기 (b) 단계는 상기 (c) 단계에서 가압 성형할 시, 상기 무기계 금속산화물 100중량부에 상기 수용성 무기바인더를 10 내지 15중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (b) is characterized in that the mixture is prepared by mixing 10 to 15 parts by weight of the water-soluble inorganic binder in 100 parts by weight of the inorganic metal oxide when pressure-molding in the step (c).

또한, 상기 (c) 단계는 상기 혼합물을 가압 성형하여 성형밀도가 1.8 내지 2.2g/cm3인 코어재로 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, step (c) is characterized in that the mixture is press-molded to produce a core material having a molding density of 1.8 to 2.2 g / cm 3 .

또한, 상기 (d) 단계는 물에 폴리비닐알코올(PVA)을 천천히 첨가하며 용해시켜 용해액을 제조하는 단계; 상기 용해액을 냉각시키는 단계 및 상기 용해액에 에틸알코올을 혼합하여 실란트를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (d) is a polyvinyl alcohol (PVA) slowly added to water and dissolved to prepare a solution; Cooling the solution and mixing the ethyl alcohol with the solution may include preparing a sealant.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재의 제조방법으로 제조된 수용성 코어재를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a water-soluble core material produced by a method for manufacturing a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재 및 이의 제조방법은 무기 바인더와 세라믹 계열의 분말을 사용하여 수용성 코어재를 제조하고, 성형 시 수지가 소재에 침투되지 않도록 표면을 수용성 실란트 등으로 코팅시켜 제조됨으로써, 제품을 성형하기 위한 몰드 또는 제품 내부 중공형상을 성형하기 위한 코어재로써의 역할을 하고, 제품 성형 이후에는 쉽게 제품에서 분리 및 제거할 수 있다.The water-soluble core material according to the embodiment of the present invention as described above and a method of manufacturing the water-soluble core material using an inorganic binder and a ceramic-based powder, and the surface of the water-soluble sealant or the like to prevent the resin from penetrating the material during molding. By being manufactured by coating, it functions as a mold for molding a product or a core material for molding a hollow shape inside the product, and can be easily separated and removed from the product after product molding.

이와 같은 수용성 코어재를 이용하여 복합재를 제조할 경우, 종래 복합재 제조에 상용화된 RIM, RTM, Autoclave 등의 성형 공법에 비해 제작비용이 상대적으로 저렴하여 시제품 제작 경쟁력을 확보할 수 있다.When a composite material is manufactured using such a water-soluble core material, the manufacturing cost is relatively low compared to a conventional molding method such as RIM, RTM, Autoclave, etc., which is commercialized for manufacturing the composite material.

또한, 종래의 일반 코어재, 맨드럴(Mandrel) 대비 다양한 방법으로 제조 및 형상을 변경할 수 있어 원하는 형상을 구현할 수 있고, 경량화를 극대화할 수 있다.In addition, manufacturing and shape can be changed in a variety of ways compared to the conventional general core material, mandrel, so that a desired shape can be realized and weight reduction can be maximized.

또한, 수용성이기 때문에 친환경적 소재이고, 코어재 제거 시 별도의 비용이 들지 않을 수 있다.In addition, since it is water-soluble, it is an eco-friendly material, and may not cost extra when removing the core material.

나아가 본 발명에 따라 제조된 수용성 코어재는 연료탱크 및 내부 맨드럴의 제거가 어려운 형상의 중공형 복합재 제품 제작에 유용하게 상용될 수 있는 효과가 기대된다.Furthermore, the water-soluble core material manufactured according to the present invention is expected to have an effect that can be usefully used in the production of hollow composite products having a shape in which it is difficult to remove the fuel tank and the inner mandrel.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도.
도 2는 도 1의 S40 단계를 순차적으로 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 5와 비교예 1의 압축강도 평균 결과 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예 6 내지 10과 비교예 2의 압축강도 평균 결과 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 5와 비교예 1의 굴곡강도 평균 결과 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예 6 내지 10과 비교예 2의 굴곡강도 평균 결과 그래프.
1 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart sequentially showing the step S40 of Figure 1;
3 is a graph showing the average results of compressive strength of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 of the present invention.
4 is a graph showing the average result of compressive strength of Examples 6 to 10 and Comparative Example 2 of the present invention.
Figure 5 is a graph of the average results of the flexural strength of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 of the present invention.
Figure 6 is a graph of the average results of the flexural strength of Examples 6 to 10 and Comparative Example 2 of the present invention.

본 발명은 다 양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention can be variously modified and may have various forms, and specific embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용 한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것이 존재함을 지정하려 는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 등을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate that a combination of features, numbers, steps, components, etc., described in the specification exists, one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition possibility of those combining steps, components, and the like is not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 발명은 수용성 코어재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 무기 바인더와 세라믹 계열의 분말을 사용하여 수용성 코어재를 제조하고, 성형 시 수지가 소재에 침투되지 않도록 표면을 수용성 실란트 등으로 코팅시켜, 제품을 성형하기 위한 몰드 또는 제품 내부 중공형상을 성형하기 위한 코어재로써 사용될 수 있고, 제품 성형 이후에는 쉽게 제품에서 분리 및 제거할 수 있는 수용성 코어재 및 이의 제조방법을 주된 내용으로 한다.The present invention relates to a water-soluble core material and a method for manufacturing the same, and more specifically, to prepare a water-soluble core material using an inorganic binder and a ceramic-based powder, and to coat the surface with a water-soluble sealant or the like so that the resin does not penetrate the material during molding. The main content is a water-soluble core material that can be used as a mold for molding a product or a core material for molding a hollow shape inside the product, and can be easily separated and removed from the product after product molding.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이며, 도 2는 도 1의 S40 단계를 순차적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart sequentially showing steps S40 of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재의 제조방법은 수용성 무기바인더를 제조하는 단계(S10), 무기계 금속산화물에 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S20), 혼합물을 주입 또는 가압 성형하여 코어재를 제조하는 단계(S30), 실란트를 제조하는 단계(S40) 및 코어재 표면에 실란트를 코팅하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the method of manufacturing a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a water-soluble inorganic binder (S10), mixing a water-soluble inorganic binder with an inorganic metal oxide to prepare a mixture (S20), a mixture It may include a step (S30) for preparing a core material by injecting or pressure-molding, a step for producing a sealant (S40), and a step for coating the sealant on the surface of the core material (S50).

먼저, 수용성 무기바인더를 제조하는 단계(S10)는 수용성 금속염을 물과 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 단계로, 제일인산나트륨, 사붕산나트륨 및 황산마그네슘 중 2종 이상을 물과 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조할 수 있다.First, the step of preparing a water-soluble inorganic binder (S10) is a step of preparing a water-soluble inorganic binder by mixing a water-soluble metal salt with water, and mixing two or more of sodium phosphate, sodium tetraborate, and magnesium sulfate with water to form a water-soluble inorganic Binders can be prepared.

여기서, 제일인산나트륨은 인산수소나트륨으로, 화학식 NaH2PO4·nH2O(n = 0, 1, 2)이고, 수용액(1→20)은 약산성이며, pH는 4.1이다. 수용액으로부터 41℃ 이하에서 2수염, 41∼58℃에서 1수염, 100℃에서 무수염을 얻을 수 있다. 또한, 물에는 쉽게 용해되나 알코올 및 에테르에는 용해되지 않고, 가열하면 메타인산염으로 되며 조해성이 약간 있고 완충작용도 있다.Here, sodium phosphate is sodium hydrogen phosphate, the formula NaH 2 PO 4 · nH 2 O (n = 0, 1, 2), the aqueous solution (1 → 20) is weakly acidic, pH is 4.1. From the aqueous solution, dihydrate at 41 ° C or lower, monohydrate at 41 to 58 ° C, and anhydrous salt at 100 ° C can be obtained. In addition, it is easily soluble in water, but not soluble in alcohol and ether. When heated, it becomes metaphosphate, has a slightly deliquescent effect and has a buffering effect.

이러한 제일인산나트륨은 S10 단계에서 물 400중량부를 기준으로 340 내지 360중량부가 사용될 수 있으며, 350중량부가 사용되는 것이 바람직하다.The sodium phosphate may be used in 340 to 360 parts by weight based on 400 parts by weight of water in step S10, and preferably 350 parts by weight.

이는 제일인산나트륨이 340중량부 미만일 경우 코어재의 물성이 저하될 수 있고, 360중량부 초과할 경우 물에 녹지 않아 용출될 수 있기 때문이다.This is because when the sodium phosphate is less than 340 parts by weight, the physical properties of the core material may be deteriorated, and when it exceeds 360 parts by weight, it may be eluted because it does not dissolve in water.

사붕산나트륨은 화학식 Na2B4O7이고, 이붕산나트륨(獨 Natriumdiborat)이라고 불려진 때가 있으며(이 경우 사붕산나트륨은 Na2Oㆍ4B2O3를 가리킨다), 10수화염은 붕사라 불리고, 완충액의 성분의 하나이다.Sodium tetraborate is of the formula Na 2 B 4 O 7 , sometimes called sodium diborate (in this case, sodium tetraborate refers to Na 2 O · 4B 2 O 3 ), and the 10-hydrate salt is called borax. , It is one of the components of the buffer.

이러한 사붕산나트륨은 S10 단계에서 물 400중량부를 기준으로 18 내지 28중량부가 사용될 수 있으며, 23중량부가 사용되는 것이 바람직하다.The sodium tetraborate may be used in an amount of 18 to 28 parts by weight based on 400 parts by weight of water in step S10, and 23 parts by weight is preferably used.

이는 사붕산나트륨이 18중량부 미만일 경우 코어재의 물성이 저하될 수 있고, 28중량부를 초과할 경우 물에 다 녹지 않아 용출될 수 있기 때문이다.This is because when the sodium tetraborate is less than 18 parts by weight, the physical properties of the core material may be deteriorated, and when it exceeds 28 parts by weight, it may be eluted because it does not dissolve in water.

황산마그네슘은 무수염 외에 많은 함수염이 있고, 보통 황산마그네슘이라고 할 때는 7수화염을 말하며, 이것을 에프솜염이라고 하고 천연산의 것은 특히 사리염(瀉利鹽)이라고 한다. 화학식은 MgSO4이고, 무수염은 백색의 결정상 분말로 녹는점 1,185℃, 비중 2.66이다. 100g의 물에 0℃에서 26.9g, 100℃에서 68.3g 녹으며, 알코올에는 조금 녹는다. 포화수용액으로부터 결정을 석출시킬 때의 온도에 따라 함수염의 상태가 달라진다.Magnesium sulfate has many hydrous salts in addition to anhydrous salts, and when it is usually called magnesium sulfate, it refers to a hexahydrate salt, and this is called an epsom salt, and a natural one is particularly called sari salt. The chemical formula is MgSO 4 and the anhydrous salt is a white crystalline powder with a melting point of 1,185 ° C and a specific gravity of 2.66. 26.9g at 0 ℃ and 68.3g at 100 ℃ in 100g of water, and slightly soluble in alcohol. The state of the hydrous salt varies depending on the temperature at which the crystal is precipitated from the saturated aqueous solution.

이러한 황산마그네슘은 S10 단계에서 물 400중량부를 기준으로 138 내지 158중량부가 사용될 수 있으며, 148중량부가 사용되는 것이 바람직하다.As for the magnesium sulfate, 138 to 158 parts by weight may be used based on 400 parts by weight of water in step S10, and 148 parts by weight is preferably used.

이는 황산마그네슘이 138중량부 미만일 경우 물성이 저하될 수 있고, 158중량부 초과할 경우 물에 다 녹지 않아 용출될 수 있기 때문이다.This is because when magnesium sulfate is less than 138 parts by weight, the physical properties may be deteriorated, and when it exceeds 158 parts by weight, it may be eluted because it does not dissolve in water.

또한, S10 단계는 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘과 물을 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것이 바람직하며, 즉, 물 400중량부에 제일인산나트륨 350중량부, 사붕산나트륨 23중량부 및 황산마그네슘 148중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것이 보다 바람직하다.In addition, in step S10, it is preferable to prepare a water-soluble inorganic binder by mixing sodium phosphate, sodium tetraborate, magnesium sulfate and water, that is, 400 parts by weight of water, 350 parts by weight of sodium phosphate and 23 parts by weight of sodium tetraborate. And it is more preferable to prepare a water-soluble inorganic binder by mixing 148 parts by weight of magnesium sulfate.

또한, S10 단계에서 물의 온도는 45 내지 55℃일 수 있고, 50℃의 물을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이는 상기 물의 온도범위 내에서 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘이 가장 효율적으로 녹기 때문이다.In addition, the temperature of the water in step S10 may be 45 to 55 ° C, and it is more preferable to use water at 50 ° C. This is because sodium phosphate, sodium tetraborate, and magnesium sulfate are most efficiently dissolved within the temperature range of the water.

또한, S10 단계는 상기와 같은 배합비로 각 조성물을 혼합하여 8 내지 12분 동안 기계적 교반을 할 수 있으며, 10분간 교반하는 것이 바람직하다.In addition, the step S10 can be mechanically stirred for 8 to 12 minutes by mixing each composition in the above mixing ratio, and it is preferable to stir for 10 minutes.

이때, 교반시간이 8분 미만일 경우 제일인산나트륨, 사붕산나트륨, 황산마그네슘이 다 녹지 않을 수 있으며, 12분을 초과할 경우 이미 다 녹은 상태로 더 이상의 교반은 비효율적이다.At this time, if the stirring time is less than 8 minutes, sodium phosphate, sodium tetraborate, and magnesium sulfate may not all be melted, and when it exceeds 12 minutes, further stirring is already inactive and further stirring is inefficient.

무기계 금속산화물에 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S20)는 S30 단계에서 코어재가 성형되는 방법에 따라 세라믹 계열의 무기계 금속산화물에 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계이다.The step of preparing a mixture by mixing a water-soluble inorganic binder with an inorganic metal oxide (S20) is a step of preparing a mixture by mixing a water-soluble inorganic binder with a ceramic-based inorganic metal oxide according to a method of forming a core material in step S30.

여기서, 무기계 금속산화물은 산화알루미늄 분말, 산화마그네슘 분말 및 이산화타이타늄 분말 중 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 다양한 무기계 금속산화물을 더 포함할 수 있다.Here, the inorganic metal oxide preferably includes at least one of aluminum oxide powder, magnesium oxide powder, and titanium dioxide powder, but is not limited thereto, and may further include various inorganic metal oxides.

먼저, S30 단계에서 코어재가 주입 성형될 경우, S20 단계는 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 30 내지 35중량부를 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있으며, 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 35중량부를 혼합하는 것이 보다 바람직하다.First, when the core material is injection-molded in step S30, the mixture may be prepared by mixing 30 to 35 parts by weight of a water-soluble inorganic binder in 100 parts by weight of an inorganic metal oxide, and water-soluble inorganic binder 35 in 100 parts by weight of an inorganic metal oxide It is more preferable to mix parts by weight.

이때, 수용성 무기바인더의 함량이 30중량부 미만일 경우 성형 시 경화성이 저하될 수 있고, 35중량부를 초과할 경우 성형 시 수용성 무기바인더가 용출될 수 있다.At this time, when the content of the water-soluble inorganic binder is less than 30 parts by weight, curability may be reduced during molding, and when it exceeds 35 parts by weight, the water-soluble inorganic binder may be eluted during molding.

또한, S30 단계에서 코어재가 가압 성형될 경우, S20 단계는 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 10 내지 15중량부를 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있으며, 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 15중량부를 혼합하는 것이 보다 바람직하다.In addition, when the core material is pressure-molded in step S30, the mixture may be prepared by mixing 10 to 15 parts by weight of a water-soluble inorganic binder in 100 parts by weight of an inorganic metal oxide, and water-soluble inorganic binder in 100 parts by weight of an inorganic metal oxide 15 It is more preferable to mix parts by weight.

이때, 수용성 무기바인더의 함량이 10중량부 미만일 경우 성형 시 경화성이 저하될 수 있고, 15중량부를 초과할 경우 성형 시 수용성 무기바인더가 용출될 수 있다.At this time, when the content of the water-soluble inorganic binder is less than 10 parts by weight, curability may be deteriorated during molding, and when it exceeds 15 parts by weight, the water-soluble inorganic binder may be eluted during molding.

혼합물을 주입 또는 가압 성형하여 코어재를 제조하는 단계(S30)는 주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형하거나, 주입식 성형 몰드에 주입하고 프레스로 가압하여 성형하는 것으로 코어재를 제조하는 단계이다.The step of preparing the core material by injecting or pressure-molding the mixture (S30) is a step of manufacturing the core material by injecting the mixture into an injection-molding mold, or molding it by injecting it into an injection-molding mold and pressing it with a press.

S30 단계에서 가압 성형이 이루어질 경우, 성형밀도가 1.8 내지 2.2g/cm3인 코어재로 제조할 수 있으며, 성형밀도가 2.0 g/cm3인 코어재로 제조하는 것이 바람직하다.When the press-molding take place in step S30, the molded density can be produced with the core material from 1.8 to 2.2g / cm 3, the molding density is preferably made of a core material 2.0 g / cm 3.

이는 코어재의 성형밀도가 1.8 g/cm3미만일 경우 시편 형상이 잘 유지되지 않으며, 2.2 g/cm3을 초과할 경우 높은 압력으로 인해 오히려 성형 몰드가 변형될 수 있다.This means that if the molding density of the core material is less than 1.8 g / cm 3 , the shape of the specimen is not well maintained, and if it exceeds 2.2 g / cm 3 , the molding mold may be deformed due to high pressure.

또한, S30 단계는 성형 후, 제조된 코어재를 건조시킬 수 있다.In addition, in step S30, after the molding, the prepared core material may be dried.

이때, 건조는 상온(20±5℃)에서 24시간 1차 건조한 다음, 60℃에서 48시간 2차로 열풍건조가 이루어질 수 있다.At this time, the drying may be first dried at room temperature (20 ± 5 ° C) for 24 hours, followed by hot air drying at 60 ° C for 48 hours.

이와 같이 상온에서 건조시킨 후 열풍건조를 하는 것은, 열풍건조를 바로 하게되면 코어재의 표면만 건조되고 속은 건조되지 않기 때문에 상기와 같이 1차, 2차로 나누어 건조시키는 것이 바람직하다.In this way, drying at room temperature and then hot air drying is preferably divided into primary and secondary drying as described above because only the surface of the core material is dried and the inside is not dried when hot air drying is performed immediately.

실란트를 제조하는 단계(S40)는 코어재 표면을 코팅하기 위해 실란트를 제조하는 단계로, 도 2를 참조하면, 물에 폴리비닐알코올(PVA)을 천천히 첨가하며 용해시켜 용해액을 제조하는 단계(S41), 용해액을 냉각시키는 단계(S42) 및 용해액에 에틸알코올을 혼합하여 실란트를 제조하는 단계(S43)를 포함할 수 있다.The step of preparing the sealant (S40) is a step of preparing the sealant to coat the surface of the core material. Referring to FIG. 2, the step of slowly adding and dissolving polyvinyl alcohol (PVA) in water to prepare a dissolving solution ( S41), a step of cooling the solution (S42) and a step of preparing a sealant by mixing ethyl alcohol with the solution (S43).

먼저, S41 단계는 폴리비닐알코올(PVA)을 천천히 첨가하며 용해시켜 용해액을 제조할 수 있다. 여기서, 폴리비닐알코올은 물 100중량부에 10 내지 12중량부 용해될 수 있으며, 12중량부 용해되는 것이 바람직하다.First, in step S41, polyvinyl alcohol (PVA) is slowly added and dissolved to prepare a solution. Here, the polyvinyl alcohol can be dissolved in 10 to 12 parts by weight of water, preferably 12 parts by weight of water.

이때, 폴리비닐알코올이 10중량부 미만으로 용해될 경우 실란트 기능이 저하될 수 있고, 12중량부 초과하여 용해될 경우 실란트의 점도가 높아져 코어재에 코팅을 하기 위한 도포가 어려워 질 수 있다.At this time, when the polyvinyl alcohol is dissolved in less than 10 parts by weight, the sealant function may be deteriorated, and when it is dissolved in excess of 12 parts by weight, the viscosity of the sealant may be increased, and coating for coating the core material may be difficult.

여기서 물의 온도는 폴리비닐알코올을 용해시키기 위해 80 내지 85℃가 바람직하며, 80℃가 보다 바람직하다.Here, the temperature of water is preferably 80 to 85 ° C to dissolve the polyvinyl alcohol, and more preferably 80 ° C.

S42 단계는 S41 단계에서 제조된 용해액을 상온으로 냉각시킬 수 있다. 이는 추후 혼합되는 에틸알코올의 기화를 방지하기 위한 것이다.In step S42, the solution prepared in step S41 may be cooled to room temperature. This is to prevent the vaporization of ethyl alcohol to be mixed later.

S43 단계는 S42 단계에서 냉각된 용해액에 에틸알코올을 혼합하여 실란트를 제조할 수 있다. 이와 같이 에틸알코올을 혼합하는 것은 실란트를 코어재에 코팅 시 실란트가 빠르게 건조될 수 있도록 하는 것이다.In step S43, a sealant may be prepared by mixing ethyl alcohol with the dissolved solution cooled in step S42. Mixing ethyl alcohol in this way is to allow the sealant to dry quickly when the sealant is coated on the core material.

S43 단계는 용해액에 에틸알코올 25 내지 35중량부를 더 첨가하고 혼합하여 실란트를 제조할 수 있으며, 30중량부를 첨가하여 실란트를 제조하는 것이 바람직하다.In step S43, 25 to 35 parts by weight of ethyl alcohol may be further added to the solution and mixed to prepare a sealant, and it is preferable to prepare a sealant by adding 30 parts by weight.

이때, 에틸알코올이 25중량부 미만일 경우 실란트 건조 시간 단축 효과가 미미하고, 35중량부 초과할 경우 PVA와 반응하여 실란트의 겔(gel)화를 일으킬 수 있다.At this time, if the ethyl alcohol is less than 25 parts by weight, the effect of shortening the sealant drying time is negligible, and when it exceeds 35 parts by weight, it may react with PVA to cause gelation of the sealant.

코어재 표면에 실란트를 코팅하는 단계(S50)는 S30 단계에서 제조된 코어재 표면에 S40 단계에서 제조된 실란트를 코팅하여 최종적인 수용성 코어재를 제조할 수 있다.In the step (S50) of coating the sealant on the surface of the core material, the final water-soluble core material may be prepared by coating the sealant prepared on the S40 step on the surface of the core material prepared on step S30.

S50 단계는 코팅하는 방법으로 분무(Spraying) 및 브러싱(Brushing)을 이용하여 코어재 표면에 실란트를 코팅할 수 있다.In step S50, a sealant may be coated on the surface of the core material using spraying and brushing as a coating method.

구체적으로, S50 단계는 코어재 표면에 실란트를 1차 도포하고 3시간 이상 건조시킨 후, 실란트를 2차 도포하여 건조시키는 것으로 실란트를 코팅시킬 수 있다.Specifically, in step S50, the sealant may be coated by first applying the sealant to the surface of the core material and drying it for 3 hours or more, followed by drying by applying the sealant a second time.

상기와 같은 제조방법을 통해 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재를 제공할 수 있다.Through the above-described manufacturing method, a water-soluble core material according to an embodiment of the present invention can be provided.

이와 같이 제조된 수용성 코어재는 압축강도가 4MPa이상이고, 물용해도는 50g/min·m2이상이며, 열팽창계수는 5x10-6mm/mm·℃이하로 나타날 수 있다.The water-soluble core material thus manufactured has a compressive strength of 4 MPa or more, a water solubility of 50 g / min · m 2 or more, and a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −6 mm / mm · ° C. or less.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수용성 코어재 및 이의 제조방법은 무기 바인더와 세라믹 계열의 분말을 사용하여 수용성 코어재를 제조하고, 성형 시 수지가 소재에 침투되지 않도록 표면을 수용성 실란트 등으로 코팅시켜 제조됨으로써, 제품을 성형하기 위한 몰드 또는 제품 내부 중공형상을 성형하기 위한 코어재로써의 역할을 하고, 제품 성형 이후에는 쉽게 제품에서 분리 및 제거할 수 있다.As described above, the water-soluble core material according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same are prepared using an inorganic binder and a ceramic-based powder to prepare a water-soluble core material, and the surface is water-soluble so that the resin does not penetrate the material during molding. It is manufactured by coating with a sealant or the like, and serves as a mold for molding a product or a core material for molding a hollow shape inside the product, and can be easily separated and removed from the product after product molding.

이와 같은 수용성 코어재를 이용하여 복합재를 제조할 경우, 종래 복합재 제조에 상용화된 RIM, RTM, Autoclave 등의 성형 공법에 비해 제작비용이 상대적으로 저렴하여 시제품 제작 경쟁력을 확보할 수 있다.When a composite material is manufactured using such a water-soluble core material, the manufacturing cost is relatively low compared to a conventional molding method such as RIM, RTM, Autoclave, etc., which is commercialized for manufacturing the composite material.

또한, 종래의 일반 코어재, 맨드럴(Mandrel) 대비 다양한 방법으로 제조 및 형상을 변경할 수 있어 원하는 형상을 구현할 수 있고, 경량화를 극대화할 수 있다.In addition, manufacturing and shape can be changed in a variety of ways compared to the conventional general core material, mandrel, so that a desired shape can be realized and weight reduction can be maximized.

또한, 수용성이기 때문에 친환경적 소재이고, 코어재 제거 시 별도의 비용이 들지 않을 수 있다.In addition, since it is water-soluble, it is an eco-friendly material, and may not cost extra when removing the core material.

나아가 본 발명에 따라 제조된 수용성 코어재는 연료탱크 및 내부 맨드럴의 제거가 어려운 형상의 중공형 복합재 제품 제작에 유용하게 상용될 수 있는 효과가 기대된다.Furthermore, the water-soluble core material manufactured according to the present invention is expected to have an effect that can be usefully used in the production of hollow composite products having a shape in which it is difficult to remove the fuel tank and the inner mandrel.

이하, 실 시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of example.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

또한, 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경하여 구현할 수 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.In addition, the embodiments of the present invention described below can be implemented by various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, and such implementations are described in the technical field to which the present invention pertains from the description of the above-described embodiments. If you are an expert, you can easily implement it.

[[ 실시예Example ]]

[실시예 1][Example 1]

50℃의 물 400중량부에 제일인산나트륨 350중량부 및 사붕산나트륨 23중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하고, 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 15중량부를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하고 가압 성형하여 성형밀도 2.0g/cm3의 코어재를 제조하였다.After mixing 350 parts by weight of sodium phosphate and 23 parts by weight of sodium tetraborate to 400 parts by weight of water at 50 ° C to prepare a water-soluble inorganic binder, and mixing 15 parts by weight of water-soluble inorganic binder to 100 parts by weight of an inorganic metal oxide to prepare a mixture. , Injecting the mixture into the injection molding mold and press molding to prepare a core material having a molding density of 2.0 g / cm 3 .

[실시예 2][Example 2]

물 400중량부에 제일인산나트륨 350중량부 및 황산마그네슘 148중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 400 parts by weight of sodium phosphate 350 parts by weight and 148 parts by weight of magnesium sulfate were mixed to prepare a water-soluble inorganic binder.

[실시예 3][Example 3]

물 400중량부에 황산마그네슘 148중량부 및 사붕산나트륨 23중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 148 parts by weight of magnesium sulfate and 23 parts by weight of sodium tetraborate were mixed with 400 parts by weight of water to prepare a water-soluble inorganic binder.

[실시예 4][Example 4]

물 400중량부에 제일인산나트륨 350중량부, 황산마그네슘 148중량부 및 사붕산나트륨 23중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 400 parts by weight of sodium phosphate 350 parts by weight, 148 parts by weight of magnesium sulfate and 23 parts by weight of sodium tetraborate were mixed to prepare a water-soluble inorganic binder.

[실시예 5][Example 5]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[실시예 6][Example 6]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 2 except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[실시예 7][Example 7]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 실시예 3과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 3 except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[실시예 8][Example 8]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 실시예 4와 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 4, except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[비교예 1][Comparative Example 1]

50℃의 물 400중량부에 제일인산나트륨 350중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하고, 무기계 금속산화물 100중량부에 수용성 무기바인더 15중량부를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하고 가압 성형하여 성형밀도 2.0g/cm3의 코어재를 제조하였다.Water-soluble inorganic binders are prepared by mixing 350 parts by weight of sodium phosphate at 400 parts by weight of water at 50 ° C, and 15 parts by weight of water-soluble inorganic binder is mixed at 100 parts by weight of the inorganic metal oxide, and then the mixture is added to an injection molding mold. By injection and pressure molding, a core material having a molding density of 2.0 g / cm 3 was prepared.

[비교예 2][Comparative Example 2]

물 400중량부에 황산마그네슘 148중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 148 parts by weight of magnesium sulfate was mixed with 400 parts by weight of water to prepare a water-soluble inorganic binder.

[비교예 3][Comparative Example 3]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 비교예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[비교예 4][Comparative Example 4]

주입식 성형 몰드에 혼합물을 주입하여 성형한 것을 제외하고 상기 비교예 2와 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that the mixture was injected and molded into the injection molding mold.

[[ 실험예Experimental Example 1]  One] 코어재의Core material 압축강도 분석 Compressive strength analysis

실시예 1 내지 4와 비교예 1, 2 및 실시예 5 내지 8과 비교예 3, 4의 코어재를 비교하기 위해 압축강도를 측정하였다.Compressive strength was measured to compare the core materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 and Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4.

이때, 압축강도(MPa)를 1차, 2차로 2번 측정하였고 평균을 도출하였다.At this time, the compressive strength (MPa) was measured twice, first and second, and the average was derived.

그 결과는 하기 표 1, 도 3과 표 2, 도 4와 같다.The results are shown in Table 1, Figure 3, Table 2, and Figure 4 below.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1One 1.271.27 2.232.23 3.503.50 7.647.64 2.872.87 8.918.91 22 1.911.91 2.232.23 3.183.18 7.967.96 3.183.18 8.918.91 평균Average 1.591.59 2.232.23 3.343.34 7.807.80 3.033.03 8.918.91 표준편차Standard Deviation 0.450.45 0.000.00 0.230.23 0.230.23 0.220.22 0.000.00

비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 1One 1.741.74 2.242.24 5.665.66 7.267.26 2.702.70 13.8813.88 22 1.581.58 2.052.05 5.305.30 8.228.22 3.013.01 11.9711.97 평균Average 1.641.64 2.152.15 5.485.48 7.737.73 2.862.86 12.9312.93 표준편차Standard Deviation 0.090.09 0.130.13 0.250.25 0.690.69 0.220.22 1.351.35

표 1 및 도 3을 보면 알 수 있듯이, 비교예 1, 2보다 실시예 1 내지 4의 압축강도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 실시예 4의 압축강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.또한, 표 2 및 도 4를 보면 알 수 있듯이, 비교예 3, 4보다 실시예 5 내지 8의 압축강도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 실시예 8의 압축강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 1 and FIG. 3, it was confirmed that the compressive strengths of Examples 1 to 4 were higher than those of Comparative Examples 1 and 2, and it was confirmed that the compressive strengths of Example 4 were the highest. And as can be seen in Figure 4, it can be seen that the compressive strength of Examples 5 to 8 was higher than Comparative Examples 3 and 4, and the compressive strength of Example 8 was the highest.

[[ 실험예Experimental Example 2]  2] 코어재의Core material 굴곡강도 분석 Flexural strength analysis

실시예 1 내지 4와 비교예 1, 2 및 실시예 5 내지 8과 비교예 3, 4의 코어재를 비교하기 위해 굴곡강도를 측정하였다.Flexural strength was measured to compare the core materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 and Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4.

이때, 굴곡강도(MPa)를 가압 성형인 경우 1차, 2차로 2번 측정하였고, 주입 성형인 경우 1차, 2차, 3차로 3번 측정하였고 평균을 도출하였다.At this time, the flexural strength (MPa) was measured twice in the first and second order in the case of pressure molding, and three times in the first, second, and third times in the case of injection molding, and an average was derived.

그 결과는 하기 표 3, 도 5와 표 4, 도 6과 같다.The results are shown in Tables 3, 5, 4, and 6 below.

이때, -는 강도값이 너무 낮아 측정불가.At this time,-is too low to measure the intensity value.

비교에 1To comparison 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 1One 4.194.19 -- 5.275.27 10.1510.15 5.545.54 15.9615.96 22 4.584.58 3.693.69 5.275.27 8.748.74 5.605.60 14.5114.51 평균Average 4.394.39 3.693.69 5.275.27 9.459.45 5.575.57 15.2415.24 표준편차Standard Deviation 0.280.28 0.000.00 1.001.00 0.040.04 1.031.03

비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 1One 2.062.06 3.523.52 6.026.02 9.399.39 7.517.51 11.8711.87 22 1.861.86 3.843.84 6.206.20 7.917.91 7.777.77 11.8711.87 33 1.801.80 3.733.73 5.935.93 7.777.77 7.777.77 12.2712.27 평균Average 1.911.91 3.703.70 6.056.05 8.368.36 7.687.68 12.0012.00 표준편차Standard Deviation 0.140.14 0.160.16 0.140.14 0.900.90 0.150.15 0.230.23

표 3 및 도 5를 보면 알 수 있듯이, 비교예 1, 2보다 실시예 1 내지 4의 굴곡강도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 실시예 4의 굴곡강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표 4 및 도 6을 보면 알 수 있듯이, 비교예 3, 4보다 실시예 5 내지 8의 굴곡강도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 실시예 8의 굴곡강도가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 3 and FIG. 5, it was confirmed that the flexural strengths of Examples 1 to 4 were higher than those of Comparative Examples 1 and 2, and it was confirmed that the flexural strengths of Example 4 were the highest. In addition, as can be seen by looking at Tables 4 and 6, it was confirmed that the flexural strengths of Examples 5 to 8 were higher than those of Comparative Examples 3 and 4, and that the flexural strengths of Example 8 were the highest.

따라서, 본 발명의 수용성 코어재는 우수한 압축강도 및 굴곡강도를 가져, 강도가 증진된 것으로 사료된다.Therefore, the water-soluble core material of the present invention has excellent compressive strength and flexural strength, and is considered to have improved strength.

이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, since a specific part of the contents of the present invention has been described in detail, for those skilled in the art, this specific technology is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

(a) 수용성 무기바인더를 제조하는 단계;
(b) 무기계 금속산화물에 상기 수용성 무기바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(c) 상기 혼합물을 주입 또는 가압 성형하여 코어재를 제조하는 단계;
(d) 실란트를 제조하는 단계 및
(e) 상기 코어재 표면에 상기 실란트를 코팅하는 단계를 포함하는 수용성 코어재의 제조방법.
(A) preparing a water-soluble inorganic binder;
(b) preparing a mixture by mixing the water-soluble inorganic binder with an inorganic metal oxide;
(c) preparing a core material by injecting or pressure-molding the mixture;
(d) preparing a sealant and
(e) A method of manufacturing a water-soluble core material comprising the step of coating the sealant on the surface of the core material.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
제일인산나트륨, 사붕산나트륨 및 황산마그네슘 중 2종 이상을 물과 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 1,
Step (a) is,
A method of manufacturing a core material, characterized in that two or more of sodium phosphate, sodium tetraborate and magnesium sulfate are mixed with water to prepare a water-soluble inorganic binder.
제2항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
상기 물 400중량부에 제일인산나트륨 340 내지 360중량부, 사붕산나트륨 18 내지 28중량부 및 황산마그네슘 138 내지 158중량부를 혼합하여 수용성 무기바인더를 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 2,
Step (a) is,
A method of manufacturing a core material, characterized in that 400 parts by weight of water is mixed with 340 to 360 parts by weight of sodium phosphate, 18 to 28 parts by weight of sodium tetraborate and 138 to 158 parts by weight of magnesium sulfate to prepare a water-soluble inorganic binder.
제2항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
상기 물의 온도는 45 내지 55℃이며, 8 내지 12분 동안 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 2,
Step (a) is,
The temperature of the water is 45 to 55 ℃, the method of manufacturing a core material characterized in that it is prepared by mixing for 8 to 12 minutes.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 (c) 단계에서 주입 성형할 시, 상기 무기계 금속산화물 100중량부에 상기 수용성 무기바인더를 30 내지 35중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 1,
Step (b) is,
When the injection molding in step (c), the method of manufacturing a core material, characterized in that the mixture of 30 to 35 parts by weight of the water-soluble inorganic binder is mixed with 100 parts by weight of the inorganic metal oxide.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 (c) 단계에서 가압 성형할 시, 상기 무기계 금속산화물 100중량부에 상기 수용성 무기바인더를 10 내지 15중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 1,
Step (b) is,
A method of manufacturing a core material, characterized in that, when pressure-molding in the step (c), 10 to 15 parts by weight of the water-soluble inorganic binder is mixed with 100 parts by weight of the inorganic metal oxide.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 혼합물을 가압 성형하여 성형밀도가 1.8 내지 2.2g/cm3인 코어재로 제조하는 것을 특징으로 하는 코어재의 제조방법.
According to claim 1,
Step (c) is,
A method of manufacturing a core material, characterized in that the mixture is press-molded to produce a core material having a molding density of 1.8 to 2.2 g / cm 3 .
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
물에 폴리비닐알코올(PVA)을 천천히 첨가하며 용해시켜 용해액을 제조하는 단계;
상기 용해액을 냉각시키는 단계 및
상기 용해액에 에틸알코올을 혼합하여 실란트를 제조하는 단계를 포함하는 코어재의 제조방법.
According to claim 1,
Step (d) is,
Preparing a solution by slowly dissolving and adding polyvinyl alcohol (PVA) to water;
Cooling the solution and
Method of manufacturing a core material comprising the step of preparing a sealant by mixing ethyl alcohol in the solution.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 수용성 코어재.
A water-soluble core material produced by the method of any one of claims 1 to 8.
KR1020180141858A 2018-11-16 2018-11-16 Water-soluble core material and manufacturing method thereof KR20200057880A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141858A KR20200057880A (en) 2018-11-16 2018-11-16 Water-soluble core material and manufacturing method thereof
KR1020200131393A KR102281945B1 (en) 2018-11-16 2020-10-12 Water-soluble core material and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180141858A KR20200057880A (en) 2018-11-16 2018-11-16 Water-soluble core material and manufacturing method thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200131393A Division KR102281945B1 (en) 2018-11-16 2020-10-12 Water-soluble core material and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200057880A true KR20200057880A (en) 2020-05-27

Family

ID=70911225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180141858A KR20200057880A (en) 2018-11-16 2018-11-16 Water-soluble core material and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200057880A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5569320A (en) Process for preparing refractory molded articles and binders therefor
CN102351542B (en) Preparation method of hollow-structure metal or ceramic part
CN107500802B (en) Silicon nitride ceramic slurry and preparation method of porous silicon nitride ceramic
JP5830502B2 (en) Method for producing transparent silica glass product
JP4395626B2 (en) Non-heat-curable binder and method for producing molded body using the same
US5468285A (en) Ceramic core for investment casting and method for preparation of the same
CN105236942A (en) High-heat-conduction ceramic substrate material and preparing method thereof
CN103910520B (en) Preparation method for aluminium oxide porous ceramic
KR20230019339A (en) Molding sand, mold comprising smae and method of manufacturing same
JPS6092040A (en) Collapsible sand core for high-pressure casting
CN106083205B (en) A kind of method that integral alumina base ceramic-mould elevated temperature strength is improved by chemical vapor infiltration
KR102281945B1 (en) Water-soluble core material and manufacturing method thereof
KR20200057880A (en) Water-soluble core material and manufacturing method thereof
JP2007261925A (en) Method for producing ceramic molding and method for producing ceramic sintered compact using the molding
KR101995007B1 (en) Fabricating method for ceramic core using double coating process
CN111004026A (en) Preparation method of forsterite-based foamed ceramic spherical shell for civil air defense engineering
CN113666739B (en) Preparation method of zirconia ceramic
KR102599515B1 (en) Manufacturing method of aluminum nitride sintered body
KR101142265B1 (en) High dense silicon carbide for core materials of glass lens and Preparing method thereof
KR20150123470A (en) Ceramic core and method of manufacturing thereof
KR102156549B1 (en) Alumina sintered body and manufacturing method thereof
CN105367072A (en) High relative density crack-resistant aluminium nitride-silicon carbide composite circuit board substrate material and preparation method thereof
JP6924433B2 (en) Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body
KR101316345B1 (en) Unburned expanded vermiculite-based ceramics having excellent strength and thermal insulation
KR102568213B1 (en) Mixed sand comprising waste molding sand and method of manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination
A107 Divisional application of patent