KR20220009987A - 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서 입자-형상 합성 비정질 이산화 규소를 포함하는 입자상 재료의 용도, 관련 방법, 혼합물, 및 키트 - Google Patents

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휴테네스 알베르투스 케미쉐 베르케 게엠베하
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Abstract

몰딩 재료 혼합물의 고온 경화에 의해 제조 가능한 몰딩의 내습성을 증가시키기 위한, 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및 물 유리를 적어도 포함하는 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서: 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도가 기술된다. 또한, 관련 방법, 혼합물 및 키트가 기술된다.

Description

몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서 입자-형상 합성 비정질 이산화 규소를 포함하는 입자상 재료의 용도, 관련 방법, 혼합물, 및 키트
본 발명은 몰딩(molding) 재료 혼합물의 고온 경화(hot curing)에 의해 제조 가능한 몰딩의 내습성을 증가시키기 위한 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 단독 구성성분으로서 또는 다수의 구성성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도(사용 방법)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 용도의 추가 상세사항은 첨부된 청구범위 및 뒤따르는 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 본 발명은 추가적으로 상승된 내습성을 갖는 고온-경화된 몰딩을 제조하는 관련 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가적으로 그 혼합물 및 용도에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 키트(kit)에 관한 것이다. 각각의 상세사항은 첨부된 청구범위 및 뒤따르는 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
로스트 몰드(lost mold)에서의 캐스팅(casting)은 거의-네트(net)-형상 구성요소를 제조하는데 널리 사용되는 공정이다. 캐스팅 후에, 몰드가 파괴되며, 그리고 캐스트 물품(cast part)이 꺼내진다. 로스트 몰드는 캐스팅 몰드이고 그 때문에 네거티브(negative)이다; 이들은 캐스트되어 완성된 캐스트 물품을 형성하는 캐비티(cavity)를 포함한다. 향후 캐스팅의 내부 윤곽은 코어(core)에 의해 형성된다. 캐스팅 몰드의 제조에서, 제조될 캐스트 물품의 모델(model)은 몰딩 재료에서 캐비티를 형성한다.
캐스팅 몰드(로스트 몰드)가 캐스팅 후에 파괴되어 캐스트 물품을 꺼내는 샌드(sand) 캐스팅 방법과 대조적으로, 예를 들어 주철 또는 스틸(steel)로부터 제조되는 금속 영구 몰드는 캐스트 물품이 꺼내진 후에 다음 캐스팅에 재이용될 수 있다. 다이캐스팅(diecasting)에 의해 작업하는 것도 가능하고, 이 경우에서 액체 금속 용융물이 고압 하에 높은 몰드 충전 속도에서 다이캐스팅 몰드로 주입된다. 상술한 캐스팅 방법은 본 발명의 맥락에서 또한 바람직하다. 캐스팅 몰드(로스트 몰드를 이용한 샌드 캐스팅 방법에서) 및 코어에 사용되는 몰드 베이스(base) 재료는 대개 내화성 입상 물질, 예를 들어 세척 분류된 규사이다. 캐스팅 몰드의 제조를 위해, 몰드 베이스 재료는 무기 또는 유기 바인더(binder)와 결합한다. 바인더는 몰드 베이스 재료의 입자들 사이에 소정의 결합력을 생성함으로써, 캐스팅 몰드 또는 코어가 필요한 기계적 안정성을 갖도록 한다. 바인더와 예비-혼합된 내화성 몰드 베이스 재료는 바람직하게는 자유-유동 형태임으로써, 적절한 캐비티로 도입되어 그 안에서 다져질 수 있다. 몰딩 재료는 다져져서 강도를 증가시킬 수 있다.
캐스팅 몰드 및 코어는 다양한 요구를 충족시켜야 한다. 실제 캐스팅 작업 중에, 이들은 첫째 하나 이상의 (부분적인) 캐스팅 몰드로부터 형성되는 캐비티에서 액체 금속을 수용할 수 있는 충분한 강도 및 열적 안정성을 가져야 한다. 응고 작업이 시작된 후에, 캐스트 물품의 기계적 안정성은 캐스팅 몰드의 벽을 따라 형성되는 응고된 금속층에 의해 확보된다.
캐스팅 몰드의 재료는 이후 금속에 의해 방출되는 열의 영향 하에 변화될 것이라서, 그 기계적 강도를 상실하고, 즉 내화성 재료의 개별 입자들 사이의 결합력이 상실된다. 이상적인 경우에서, 캐스팅 몰드 및 코어는 다시 부셔져서 가는 모래를 형성하는데, 이는 캐스트 물품으로부터 쉽게 꺼내지고 상응하는 유리한 분해 특성을 가질 수 있다.
문헌 DE 10 2013 111 626 A1은 적어도: 내화성 몰드 베이스 재료, 바인더로서 물 유리, 입자상 비정질 이산화 규소 및 하나 이상의 분말상(pulverulent) 산화 붕소 화합물을 포함하는, 몰드 또는 코어의 제조용 몰딩 재료 혼합물을 개시한다. 이 문헌은 추가적으로 몰딩 재료 혼합물에 붕소 화합물의 첨가가 그것으로 제조된 코어 및 몰드의 습기 안정성을 개선함을 개시한다.
문헌 DE 10 2013 106 276 A1은 적어도 하나의 내화성 몰드 베이스 재료, 입자상 비정질 SiO2, 물 유리 및 리튬 화합물을 포함하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드 및 코어의 제조를 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다. 이 문헌은 추가적으로 몰딩 재료 혼합물에 리튬 화합물의 첨가가 그것으로 제조된 몰딩의 습기 안정성을 개선함을 개시한다.
문헌 DE 10 2012 020 509 A1은 적어도: 내화성 몰드 베이스 재료, 무기 바인더 그리고 ZrO2 및 SiO2를 형성하는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조될 수 있는 입자상 비정질 SiO2를 포함하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드 및 코어의 제조를 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다.
문헌 DE 10 2012 020 510 A1은 적어도 내화성 몰드 베이스 재료, 무기 바인더 그리고 산소 기체에 의한 금속 실리콘의 산화에 의해 제조될 수 있는 입자상 비정질 SiO2를 포함하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드 및 코어의 제조를 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다.
문헌 DE 10 2012 020 511 A1은 적어도 내화성 몰드 베이스 재료, 무기 바인더 그리고 결정질 석영의 용융 및 빠른 재냉각에 의해 제조될 수 있는 입자상 비정질 SiO2를 포함하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드 및 코어의 제조를 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다.
문헌 EP 1 802 409 B1은 적어도: 내화성 몰드 베이스 재료, 물 유리-계 바인더를 포함하고, 일정 비율의 입자상 합성 비정질 이산화 규소가 몰딩 재료 혼합물에 첨가된 것을 특징으로 하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드를 제조하기 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다.
문헌 WO2009/056320 A1은 적어도: 내화성 몰드 베이스 재료; 물 유리-계 바인더; 이산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 티타늄 및 산화 아연의 군으로부터 선택되는 일정 비율의 입자상 금속 산화물; 여기서 몰딩 재료 혼합물에 첨가된 일정 비율의 적어도 하나의 표면-활성 물질을 포함하는, 금속 가공용 캐스팅 몰드의 제조를 위한 몰딩 재료 혼합물을 개시한다.
전문 저널 "Gießerei-Praxis", 4, 2018, p. 35-36에 공개된 저자 Haanappel 및 Morsink에 의한 전문 논문 "Prufmethoden zur Charakterisierung der Fließfahigkeit anorganischer Kernsandmischungen - Kernherstellung mit anorganischen Bindersystemen" [Test Methods for Characterizing the Flowability of Inorganic Core Sand Mixtures - Core Production with Inorganic Binder Systems]은 코어 샌드 혼합물의 유동성을 개선하기 위한 계면활성제 및 분말상 첨가제의 용도를 개시한다.
종래 기술은 따라서 이미 입자상 비정질 SiO2를 포함하는 몰딩 재료 혼합물을 개시한다. ZrO2 제조로부터의 입자상 SiO2는 몰딩 재료 혼합물에 사용될 수 있는 것으로 또한 알려져 있다. 석영의 환원(예를 들어 아크로(arc furnace)에서 코크스(coke)를 이용)에서 형성된 입자상 SiO2는 몰딩 재료 혼합물에 사용될 수 있는 것으로 추가적으로 알려져 있다. 또한 알려진 바와 같이, 특정 베이스 제형으로부터 진행하여, 리튬 또는 붕소 화합물의 첨가는 이를 이용하여 제조된 몰딩의 습기 안정성(내습성)을 개선할 수 있다.
또한, 그 사용이 최대 다짐 및 이에 따른 최대 상대 몰딩 중량(미리 결정된 기하구조의 주어진 몸체의 부피를 기준으로 한 중량, 코어의 경우에 이것은 코어 중량이라고 함)을 달성할 수 있는 몰딩 재료 혼합물이 필요하다. 최대 코어 중량을 갖는 캐스팅 코어의 사용은 이러한 코어가 더 적은 결함, 더 나은 가장자리 날카로움 및 더 높은 표면 품질을 갖는 캐스트 물품을 형성하기 때문에 유리하다.
더욱 구체적으로는, 높은 상대 몰딩 중량(코어의 경우에는 코어 중량) 및 양호한 습기 안정성을 동시에 갖는 몰딩(캐스팅 몰드 또는 코어)을 제조하는 것이 가능한 몰딩 재료 혼합물이 필요하다.
더욱 구체적으로는, 높은 상대 몰딩 중량(코어의 경우에는 코어 중량) 및 양호한 습기 안정성을 동시에 갖고, 그 성분은 가능하면 극히 적은 양의 리튬 또는 붕소 화합물을 포함하는 몰딩(캐스팅 몰드 또는 코어)을 제조하는 것이 가능한 몰딩 재료 혼합물이 또한 필요하다.
본 발명은 그 카테고리에서 입자상 재료의 본 발명 용도, 본 발명의 방법, 본 발명의 혼합물, 본 발명의 키트, 및 혼합물의 본 발명 용도에 관한 것이다. 이들 카테고리 중 하나와 관련하여 기술되거나 바람직한 것으로서 기술되는 실시형태, 측면 및 특성은 각각의 다른 카테고리에 각각 대응되게 또는 유사하게 적용 가능하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
달리 기재되지 않는 한, 본 발명의 바람직한 측면 또는 실시형태 및 이들의 다양한 카테고리는 본 발명의 다른 측면 또는 실시형태 및 이들의 다양한 카테고리와, 특히 다른 바람직한 측면 또는 실시형태와 조합될 수 있다. 각각의 바람직한 측면 또는 실시형태들의 서로의 조합은 다시 각 경우에서 본 발명의 바람직한 측면 또는 실시형태에 이르게 한다.
본 발명의 주요 측면에서, 상술한 목적 및 과제는:
몰딩 재료 혼합물의 고온 경화에 의해 제조 가능한 몰딩의 내습성을 증가시키기 위한,
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수(grain fineness number)를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 물 유리
를 적어도 포함하는 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도에 의해 달성되고 해결된다.
본 발명의 맥락에서 몰딩 재료 혼합물은 복수 성분 중 하나로서 내화성 몰드 베이스 재료를 포함한다.
몰딩 재료 혼합물의, 또는 첨가제를 구비한 몰딩 재료 혼합물의 제조에서 추가 성분에 첨가제의 첨가의 시점은 임의적이고 자유롭게 선택될 수 있다. 예를 들어, 첨가제는 그렇지 않으면 완성되는 몰딩 재료 혼합물에 맨 나중에 첨가될 수 있거나, 또는 하나 이상의 추가 성분이 몰딩 재료 혼합물에 마지막으로 혼합되기 전에 언급된 하나 이상의 성분과 맨 먼저 미리 혼합될 수 있다.
용어 "입자상(particulate)"은 바람직하게는 부을 수 있고 이에 따라 또한 체 거름 가능한 고체 분말(더스트(dust) 포함) 또는 입자성(granular) 재료를 말한다.
입자상 재료는 바람직하게는, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를 포함한다.
본 명세서의 맥락에서 합성적으로 제조된 입자상 비정질 이산화 규소는 비정질 이산화 규소가
- 비정질 이산화 규소의 산업적 합성을 위한 계획된 화학 반응 공정의 목표 생성물
또는
- 비정질 이산화 규소가 아닌 목표 생성물의 산업적 합성을 위한 계획된 화학 반응 공정의 부산물인 것을 의미한다.
목표 생성물로서 비정질 이산화 규소를 갖는 반응 공정의 한 예는 사염화 규소의 화염 가수분해이다. 이 공정에 의해 제조되는 비정질 SiO2("이산화 규소")는 또한 "발열성(pyrogenic) SiO2"("발열성 이산화 규소") 또는 발열성 실리카 또는 흄드(fumed) 실리카(CAS RN 112945-52-5)로 불린다.
비정질 이산화 규소가 부산물로서 형성되는 반응 공정의 한 예는 예를 들어 목표 생성물로서 실리콘 또는 페로실리콘의 제조를 위한 아크로에서의 코크스를 이용한 석영의 환원이다. 이에 따라 제조되는 비정질 SiO2("이산화 규소")는 또한 실리카 더스트, 이산화 규소 더스트 또는 SiO2 흄 응축물 또는 "실리카 흄" 또는 마이크로실리카(CAS RN 69012-64-2)로 불린다.
비정질 이산화 규소가 합성적으로 제조되는 추가 반응 공정은 예를 들어 ZrO 및 SiO2를 형성하기 위한 아크로에서의 코크스를 이용한 ZrSiO4의 열 분해이다.
문헌은 사염화 규소의 화염 가수분해에 의해 형성되는 비정질 이산화 규소, 예를 들어 아크로에서의 코크스를 이용한 석영의 환원에서의 부산물로서 형성되는 비정질 이산화 규소, 및 "발열성 SiO2"("발열성 이산화 규소") 또는 발열성 실리카로서 ZrSiO4의 열 분해에 의해 형성되는 비정질 이산화 규소를 흔히 언급한다. 이 용어는 또한 본원의 맥락에 이용된다.
본 발명의 맥락에서, 본 발명의 맥락에서 특히 바람직하게 사용되는 발열성 입자상 비정질 이산화 규소는 CAS RN 69012-64-2 및 CAS RN 112945-52-5로 규정되는 입자상 비정질 이산화 규소의 형태를 포함한다. 본 발명에 따라 특히 바람직하게 사용되는 이들 형태의 발열성 입자상 비정질 이산화 규소는 그 자체로 공지된 방식, 특히 (바람직하게는 페로실리콘 및 실리콘의 제조에서) 아크로에서의 탄소(예를 들어 코크스)를 이용한 석영의 환원과 이후의 이산화 규소로의 산화에 의해 제조될 수 있다. ZrSiO4로부터 ZrO2를 형성하기 위한 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 SiO2, 및 사염화 규소의 화염 가수분해에 의해 얻어지는 SiO2가 마찬가지로 특히 바람직하다.
(페로실리콘 및 실리콘의 제조에서) 아크로에서의 탄소(예를 들어 코크스)를 이용한 석영의 환원에 의해 제조되는 형태의 입자상 비정질 이산화 규소는 탄소를 함유한다. ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 형태의 입자상 비정질 이산화 규소는 이산화 지르코늄을 함유한다.
산소성 기체에 의해 금속성 실리콘의 산화에 의해 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소 및 이산화 규소 용융물(melt)의 담금질에 의해 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소는 매우 적은 수의 불가피한 불순물만을 갖는 매우 순수한 SiO2이다.
가장 바람직하게는, 본 발명에 따라 바람직하게는 사용되는 발열성 입자상 비정질 이산화 규소는 CAS RN 69012-64-2로 규정된 형태의 입자상 비정질 이산화 규소를 포함한다. 이것은 바람직하게는 (예를 들어 페로실리콘 및 실리콘의 제조에서) 아크로에서의 탄소(예를 들어 코크스)를 이용한 석영의 환원에 의해 제조되거나, 또는 페로실리콘 및 실리콘의 제조에서 부산물(실리카 흄)로서 얻어진다. ZrSiO4로부터 ZrO2를 형성하기 위한 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 SiO2가 마찬가지로 특히 바람직하다. 이들 형태의 입자상 비정질 이산화 규소는 전문 분야에서 "마이크로실리카"로도 불린다.
"CAS RN"은 여기서 CAS 레지스트리(registry) 번호 및 CAS 레지스터(register) 번호를 의미한다(CAS = Chemical Abstracts Service).
몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도는, 첨가제가 오직 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소로만 구성되거나, 또는 첨가제가 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소에 더해 추가의 입자상 또는 비-입자상 성분을 포함하는 것을 의미한다. 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소 이외에, 첨가제가 입자상 합성 비정질 이산화 규소인 임의의 추가적인 입자상 성분을 포함하지 않는 경우가 바람직할 수 있다.
입자 크기 분포의 중앙 값은 조사된 입자 집단의 절반이 그 값보다 더 작은 크기를 갖고, 반면에 조사된 입자 집단의 다른 절반은 그 값보다 더 큰 크기를 갖는 값을 의미하는 것으로 이해된다. 이 값은 바람직하게는 실시예 1에서 추가로 기술된다.
"광 산란에 의해 측정되는"이 의미하는 것은 (여기서 및 이후에) 조사될 입자상 재료의 샘플이 - 필요할 경우 - 실시예 1의 방법에 따라 전처리되고(하기 참조) 이에 따라 전처리된 재료의 입자 크기 분포가 이후 실시예 1에 따라 레이저 산란에 의해 측정되는 것이다(하기 참조).
몰드 베이스 재료는 바람직하게는 내화성 몰드 베이스 재료이다. 본 명세서에서, 이 분야의 기술자의 통상적인 이해에 따르면, "내화성" 물질, 재료 및 광물은 철 용융물, 일반적으로 주철의 캐스팅 또는 응고의 과정에서 열 응력을 적어도 잠시나마 견딜 수 있는 것을 말한다. 적합한 몰드 베이스 재료는 천연 및 합성 몰드 베이스 재료, 예를 들어 규사, 지르콘사(zircon sand) 또는 크롬광사(chrome ore sand), 감람석(olivine), 질석(vermiculite), 보크사이트(bauxite) 또는 내화 점토(fireclay)이다.
본 발명의 맥락에서, 몰드 베이스 재료는 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물의 전체 질량 중, 80 중량% 초과, 바람직하게는 90 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 95 중량% 초과를 차지한다. 내화성 몰드 베이스 재료는 바람직하게는 자유-유동성 상태에 있다. 본 발명에 따라 사용되는 몰드 베이스 재료는 따라서 바람직하게는, 그리고 일반적으로, 입상(grainy) 또는 입자상 형태이다.
내화성 몰드 베이스 재료는 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는다. AFS 입도 지수는 여기서 VDG-Merkblatt (information sheet from the "Verein deutscher Gießereifachleute" [Society of German Foundry Experts]) P 34 of October 1999, point 5.2에 따라 측정된다. AFS 입도 지수는 하기 식에 의해 특정된다.
Figure pct00001
사용될 수 있는, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는 합성적으로 제조되거나 천연적으로 존재하는 형태일 수 있다. 후자는 예를 들어 DE 10 2007 045 649로부터 공지되어 있지만, 이들은 흔히 적지 않은 결정질 성분을 함유하고 이에 따라 발암성으로 분류되기 때문에 바람직하지 않다.
물 유리는 예를 들어 오토클레이브(autoclave)에서 유리상(vitreous) 나트륨 및 칼륨 실리케이트를 용해시킴으로써, 또는 수열 공정에서 리튬 실리케이트로부터 제조될 수 있다. 본 발명에 따르면, 하나, 둘 또는 그 이상의 언급된 알칼리 금속 이온을 함유하는 물 유리 및/또는 하나 또는 추가적으로 또한 하나 이상의 다가 양이온, 예를 들어 알루미늄을 함유하는 물 유리를 사용하는 것이 가능하다. 본 발명의 맥락에서 몰딩 재료 혼합물 중 물 유리의 비율은 바람직하게는 0.6 중량% 내지 3 중량%이다.
"내습성을 증가시키는"이 의미하는 것은 (여기서 및 이후에) 그렇치 않으면 동일한 조성, 기하구조 및 제조 방식을 갖지만, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 임의의 합성 비정질 이산화 규소를 포함하지 않는 비교 몰딩과 비교하여, 본 발명 용도의 경우에서 제조되는 몰딩이 특정의 시험 조건 하에 개선된 내습성(습기 안정성)을 갖는 것이다. 습기 안정성(내습성)의 측정에 대해서는, 실시예 4를 참고해라.
용어 "고온 경화(hot curing)"는 몰딩 재료 혼합물이 경화의 과정에서 100℃를 초과하는 온도, 바람직하게는 100 내지 300℃의 온도, 더욱 바람직하게는 120 내지 250℃의 온도를 받는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
고온 경화는 또한 마이크로파의 입사에 의해 야기되거나 지원될 수 있다.
고온 경화는 형성된 몰딩 재료 혼합물을 통한 또는 이 혼합물로의 전류의 바람직하게는 균일한, 더욱 바람직하게는 또한 균질한 통과에 의해, 또는 전자기장의 바람직하게는 균일한, 더욱 바람직하게는 균질한 인가에 의해 마찬가지로 야기되거나 지원될 수 있다. 이것은 몰딩 재료 혼합물을 바람직하게는 균일하게 가열하고, 이에 따라 혼합물을 특히 균질하게 그리고 궁극적으로는 고-품질 방식으로 경화시킨다. 상세한 것은 DE 102017217098B3(Wolfram Bach; Michael Kaftan) 및 그 안에 인용된 문헌에 개시되어 있다.
고온 경화를 위한 몰딩 재료 혼합물의 가열은 예를 들어 100℃를 초과하는 온도, 바람직하게는 100 내지 300℃의 온도, 더욱 바람직하게는 120 내지 250℃의 온도를 갖는 몰드에서 수행될 수 있다. 고온 경화는 바람직하게는 몰딩의 산업적인 제조를 위한 통상적인 몰드에서 완전히 또는 적어도 부분적으로 수행된다.
몰딩 재료 혼합물은 여기서 고온 경화가 제어된 온도에서 주위 공기를 이용한 형성된 몰딩 재료 혼합물의 제어된 에어레이션(aeration)에 의해 지원되는 적절한 장비에서 및/또는 적절한 장치(예를 들어 도관, 펌프 등)를 이용하여 경화될 수 있다. 주위 공기는 바람직하게는 여기서 100℃ 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 110℃ 내지 180℃로 가열된다. 주위 공기가 이산화 탄소를 함유하지만, 이것은 본 발명의 맥락에서 특히 적절한 장비에서 및/또는 적절한 장치(예를 들어 도관, 펌프 등)를 이용하여, CO2-풍부 기체를 이용한 몰딩 재료 혼합물의 특정 에어레이션을 필요로 하는 CO2 방법에 의한 경화에 해당되지 않는다. 따라서 바람직하게는 본 발명에 따라 또는 이와의 조합으로 예상되는 고온 경화의 맥락에서 여기서 일어나지 않는 것은 공기 중의 농도 대비 상승된 농도로 CO2를 함유하는 기체를 이용한 몰딩 재료 혼합물의 에어레이션이다.
제어된 온도에서 주위 공기를 이용한 형성된 몰딩 재료 혼합물의 제어된 에어레이션에서, 제어된 온도에서 주위 공기의 유속 및/또는 체적 유량은 바람직하게는 산업적 적용을 위해 바람직하지만 적어도 적절한 시간 내에 몰딩 재료 혼합물을 경화시키도록 조절된다.
고온 경화를 위한 시간, 즉 가열을 위한 시간 그리고 제어된 온도에서 주위 공기를 이용한 형성된 몰딩 재료 혼합물의 제어된 에어레이션은 개별 경우의 요건에 따라 변경될 수 있고, 예를 들어 경화될 몰딩 재료 혼합물 또는 경화될 몰딩의 크기 및 기하학적 특성에 따라 달라질 수 있다.
5분 미만의 시간 내의 고온 경화에 의한 경화는 본 발명의 맥락에서 바람직하고; 2분 미만 내의 경화가 특히 바람직하다. 매우 큰 몰딩의 경우에서, 개별 경우의 요건에 따라, 그러나, 더 긴 시간이 또한 필요할 수 있다.
몰딩 재료 혼합물의 고온 경화는 몰딩 재료 혼합물의 성분들의 서로와의 화학 반응에 의해 수행됨으로써, 캐스팅 몰드 또는 코어를 형성한다. 물 유리를 포함하는 용액 또는 분산액을 포함하는 몰딩 재료 혼합물의 고온 경화의 원인은 본질적으로 물 유리의 축합, 즉 서로에 대한 물 유리의 실리케이트 단위의 결합이다.
몰딩 재료 혼합물의 고온 경화는 경화가 완전할 것을 필요로 하지 않는다. 몰딩 재료 혼합물의 고온 경화는 따라서 또한 몰딩 재료 혼합물의 불완전 경화를 포함한다. 이것은 이 분야의 기술자에게 용어 "고온 경화"의 이해에 해당하는데, 반응속도론의 이유로, 제조되거나 제공된 몰딩 재료 혼합물에서 모든 반응성 성분이 고온 경화 작업의 꽤 짧은 시간 내에 반응할 것을 예상할 수 없기 때문이다. 이 분야의 기술자는 이와 관련하여 예를 들어 (예를 들어 고온-경화된) 몰딩 재료 혼합물의 후-경화의 현상을 알고 있다.
몰딩 재료 혼합물은 몰드에서 이미 경화되었을 수 있지만, 처음에는 가장자리 영역에서만 몰딩 재료 혼합물을 경화시킴으로써, 몰드로부터 꺼내기에 충분한 강도를 갖는 것이 또한 가능하다. 이후, 몰딩 재료 혼합물은 물을 추가로 제거함으로써 추가로 경화될 수 있다(예를 들어 노(furnace)에서 또는 감압 하에 물을 증발시킴으로써 또는 마이크로파 오븐에서).
본 발명 용도는 금속 캐스팅에 통상적인 모든 몰딩, 즉 예를 들어 코어 및 캐스팅 몰드의 제조에 적합하다. 매우 얇은 벽을 갖는 섹션을 갖는 몰딩을 제조하는 것이 또한 특히 유리하게 가능하다.
본 발명 용도의 경우에서 제조 가능한 본 발명의 몰딩은 비교적 높은 상대 몰딩 중량(미리 결정된 기하구조의 주어진 몸체의 부피를 기준으로 한 중량, 이것은 코어의 경우에 코어 중량이라고 함) 및 높은 내습성(습기 안정성)의 특성의 특히 긍정적인 조합을 갖는다. 이 비교적 높은 상대 몰딩 중량(코어의 경우에 코어 중량)은, 내부 연구에 따르면, 본 발명에 따라 사용되는 첨가제(상술한 바와 같음)와 마찬가지로 존재하는 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 조합의 경우에서 몰딩 재료 혼합물의 유동성 그리고 이에 따른 다짐성 및 다짐에 미치는 긍정적인 상승적 효과에 의해 가능하고 달성된다. 본 발명은 통상적인 기술적 교시(레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소와 함께, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도)를 통해 집합적으로 연결되는 다양한 측면에서, 개별적인 또는 모든 상술한 목적 또는 필요에 관한 것이다.
본 발명은 또한:
(i) 적어도 이하의 성분을 함께 혼합함으로써 몰딩 재료 혼합물을 제조하는 단계:
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 물 유리,
(ii) 몰딩 재료 혼합물을 성형하는 단계,
(iii) 성형된 몰딩 재료 혼합물을 고온 경화시킴으로써, 몰딩을 형성하는 단계를 포함하며,
몰딩 재료 혼합물의 성분은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 첨가제로서의 입자상 재료와 추가적으로 혼합되는, 상승된 내습성을 갖는 고온-경화된 몰딩을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명 용도 및 그 특징에 관한 상세사항이 대응되게 적용 가능하다.
(30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는) 내화성 몰드 베이스 재료, (레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는) 입자상 비정질 이산화 규소, 물 유리, 및 (레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는) 첨가제로서의 입자상 재료의 성분들의 (적어도) 본 발명 혼합은 (단계 (ii)에서) 이후 추가로 가공되는 몰딩 재료 혼합물을 형성한다. 혼합 중에 추가 성분의 존재는 여기서 배제되지 않는다.
개별 성분의 조합 또는 첨가의 순서는 임의적이고 자유롭게 선택될 수 있다.
(단계 (ii)에서) 몰딩 재료 혼합물의 성형은 몰딩 재료 혼합물 또는 일부의 몰딩 재료 혼합물이 특정의 외부 형상으로 전환되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이것은 예를 들어 몰딩 재료 혼합물이 몰드로 도입됨으로써 달성될 수 있는데; 더욱 바람직하게는, 몰딩 재료 혼합물이 압축 공기에 의해 상응하는 몰드로 도입되는 것을 의미한다.
(단계 (iii)에서) 성형된 몰딩 재료 혼합물의 고온 경화는 몰딩을 형성한다. 첨가제(레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소)의 존재 때문에, 이것은 상승된 내습성을 갖는다.
몰딩 재료 혼합물이 적어도 이하의 고체 성분을 혼합하여 고체-상태 혼합물 또는 현탁액을 생성함으로써 제조되고:
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
고체-상태 혼합물 또는 현탁액은 몰딩 재료 혼합물의 추가 성분과 혼합되는, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법이 바람직하다.
언급된 고체 성분의 입자는 바람직하게는 이들의 입자 크기 분포에 의해서 뿐만 아니라, 또한 적어도 하나의 추가의 화학적 및/또는 물리적 특성(특히 바람직하게는 화학적 조성)에서 상이하다. 하나 이상의 추가 성분의 존재는 여기서 배제되지 않고, 마찬가지로 본 발명의 고체-상태 혼합물을 형성한다.
본 발명의 목적을 위해, 개별 경우의 요건에 따라, (레이저 산란에 의해 측정된) 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소와, (레이저 산란에 의해 측정된) 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료로부터 고체-상태 혼합물을 제조하는 것이 흔히 유리하다.
이에 따라 생성된 고체-상태 혼합물과 몰딩 재료 혼합물의 추가 성분의 혼합이 의미하는 것은 기술된 고체-상태 혼합물이 적어도 (30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는) 내화성 몰드 베이스 재료, (레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는) 입자상 비정질 이산화 규소, 및 물 유리의 성분들과 혼합되는 것이다. 이 혼합은 본 발명의 몰딩 재료 혼합물을 형성한다.
본 발명은 또한 적어도 이하의 고체 성분을 포함하는, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법에 사용되는 본 발명의 혼합물로서:
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
혼합물이 고체-상태 혼합물 또는 액체 캐리어(carrier) 매질 중의 고체 성분의 현탁액, 바람직하게는 고체-상태 혼합물인 혼합물에 관한 것이다.
본 발명의 혼합물은, 본 발명의 방법에 사용될 경우, 고온-경화된 몰딩의 내습성에서의 증가와 동시에 유리하게 높은 상대 몰딩 중량(코어의 경우에 코어 중량)에 기여한다.
본 발명의 혼합물은 추가의 입자상 및/또는 액체 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 혼합물은 바람직하게는 현탁액, 즉 액체 및 그 안에 분포된 입자의 균질한 혼합물, 또는 고체-상태 혼합물, 즉 액체 물질의 존재가 없는 것의 형태이다.
적어도 이하의 성분을 포함하는, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물, 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물이 바람직하다:
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소,
- 물 유리, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료.
본 발명의 이러한 혼합물은, 성형 및 성형된 혼합물의 후속 고온 경화에 의해, 특히 높은 내습성을 갖는 몰딩을 제조하는데 사용될 수 있다. 이 높은 내습성은 이 목적을 위해 통상적으로 사용되는 첨가제/성분의 존재 없이 발생한다. 예를 들어, 입자상 산화성 붕소 화합물 또는 리튬 이온-함유 물 유리의 존재가 몰딩의 내습성을 증가시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 물질은 추가적으로 도입되어야 하고, 많은 경우에서 이로부터 형성되는 몰딩 및 캐스트 물품의 본질적인 파라미터, 예를 들어 캐스트 물품의 강도, 코어 중량 및 (표면) 품질을 손상시킨다. 이러한 물질의 존재는 따라서 많은 경우에서 바람직하지 않고, 또한 높은 내습성을 얻기 위해 본 발명의 혼합물에 필요하지도 않다. 입자상 산화성 붕소 화합물의 군 및/또는 리튬-함유 물 유리의 군으로부터의 추가 첨가제/성분은 따라서 바람직하게는 본 발명의 혼합물에는 없다.
혼합물에서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이고,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이며,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 및 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과이고,
및/또는
비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과인,
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 혼합물, 바람직하게는 고체-상태 혼합물이 추가적으로 바람직하다.
개별 경우의 요건에 따라, 특성의 특히 바람직한 조합을 얻기 위해, 명시된 바와 같은 (전체 또는 상기-특정된 입자 크기 분포를 갖는) 비정질 이산화 규소의 비율을 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서도, 입자 크기 분포 또는 입자 크기 분포의 각 중앙값은 실시예 1에서 기술된 레이저 산란에 의해 측정된다.
혼합물로서:
(i) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 별도 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(ii) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 일정 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(iii) 단계 (i) 및 (ii)에서 제공되거나 제조된 양을 혼합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조 가능한, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 혼합물, 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물이 추가적으로 바람직하다.
본 발명의 이러한 바람직한 (몰딩 재료) 혼합물은 따라서 서로 혼합되는 입자상 비정질 이산화 규소의 두 가지 형태를 포함한다.
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 질량,
대
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량의 비율은,
20:1 내지 1:20의 범위, 바람직하게는 5:1 내지 1:20의 범위, 더욱 바람직하게는 3:1 내지 1:20의 범위, 특히 바람직하게는 2:1 내지 1:20의 범위, 가장 바람직하게는 1.5:1 내지 1:20의 범위에 있는,
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 혼합물이 바람직하다.
이 바람직한 범위 내에서, 습기 안정성은 코어 중량의 측면에서 특별한 불리함 없이 특정 정도까지 증가한다. 이 범위 밖에서는, 이 효과가 덜 나타난다.
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
- 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 산소성 기체에 의해 금속성 실리콘을 산화시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이산화 규소 용융물을 담금질함으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
및
- 이들의 혼합물
로 이루어진 군으로부터 선택되거나 독립적으로 선택되는,
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 및 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물이 각각 바람직하다.
이하 측면 14, 15 및 16에서 기재된 구성이 마찬가지로 여기서 바람직하다.
종이 입자상 비정질 이산화 규소로부터 선택되고 독립적으로 선택된다는 사실은 두 종이 상이한 군으로부터 나오거나 그렇치 않으면 동일한 군으로부터 나온다는 것을 의미한다. 따라서 두 종의 입자상 비정질 이산화 규소는 이들이 화학적으로 상이하고 상이한 크기 분포를 갖도록 선택되는 것이 가능하다. 대안적으로는, 양쪽 종은 이들이 동일한 화학 조성을 가지면서 단지 상이한 크기 분포를 갖도록 선택될 수 있다.
본 발명의 용도, 본 발명의 방법 및 본 발명의 혼합물과 관련하여 상기에서 기재된 효과 및 이점은 특정 정도까지 여기서 달성된다.
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는, 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능하며;
및/또는
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는, 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하는 입자상 합성 비정질 이산화 규소이고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한,
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 및 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물이 각각 바람직하다.
이것은 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 또는 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물에서, 비정질 이산화 규소 중 양쪽의 특정된 종이 기술된 바와 같이 선택되거나, 단지 하나의 종이 기술된 바와 같이 선택된다는 것을 의미한다.
본 발명의 용도, 본 발명의 방법 또는 본 발명의 혼합물과 관련하여 상기에서 기재된 효과 및 이점은 특정 정도까지 여기서 달성된다.
하나 이상의 성분은 몰딩 재료 혼합물 또는 혼합물에 첨가되었거나; 또는 황산 바륨, 산화성 붕소 화합물, 흑연, 탄수화물, 리튬 화합물, 인 화합물, 중공 마이크로비드, 황화 몰리브덴, 혈소판 형태의 윤활제, 계면활성제, 유기 규소 화합물, 알루미나 및 알루미나-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 및 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물이 바람직하다.
이 분야의 기술자에게 알려져 있는 언급된 군 중 하나 이상의 성분의 사용의 이점은 본 발명의 용도, 본 발명의 방법 또는 본 발명의 혼합물로부터 형성되거나 제조될 수 있는 몰딩의 상승된 내습성을 갖는 본 발명의 용도, 본 발명의 방법 또는 본 발명의 혼합물에 조합될 수 있다.
본 발명의 용도, 본 발명의 방법 또는 본 발명의 혼합물과 관련하여 상기에서 기재된 효과 및 이점은 특정 정도까지 여기서 달성된다.
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
포졸란(pozzolanic) 활성을 갖는,
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 및 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물이 또한 바람직하다.
0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 또는 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가 포졸란 활성을 갖는 경우, 이들은 물의 존재 하에 수산화 칼슘과 반응할 수 있다.
0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 및 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소 양쪽 모두가 포졸란 활성을 갖는 것이 바람직하다.
몰딩 재료 혼합물 또는 혼합물에서 Ra226의 활성이 1　Bq/g를 초과하지 않는, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 용도, (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 방법, 및 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 본 발명의 혼합물이 바람직하다.
높은 활성을 갖는 (몰딩 재료) 혼합물의 사용은 점점 더 허용될 수 없는 것으로서 인식되고 있다.
상기 활성은 바람직하게는 ISO 19581:2017에 따른 감마 분광법에 의해 측정된다.
(상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 혼합물을 제조하는 키트로서, 적어도
- 키트의 제1성분으로서 또는 제1성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 일정 양,
- 키트의 제2성분으로서 또는 제2성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 일정 양을 포함하고,
키트의 제1 및 제2성분은 서로 공간적으로 분리되어 배치되는 키트가 또한 바람직하다.
이하의 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19, 22 또는 28 중 하나에 따른 본 발명의 혼합물을 제조하기 위해, 또는 이하의 측면 2, 3, 15, 18, 21 또는 24 중 하나에 따른 본 발명의 방법을 수행하기 위해, 본 발명의 키트를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 용도, 본 발명의 방법 또는 본 발명의 혼합물과 관련하여 상기에서 기재된 효과 및 이점은 여기서도 달성된다.
금속 가공용 캐스팅 몰드 또는 코어의 제조에서 (상술한 바와 같은, 바람직하게는 상기에서 바람직한 것으로 규정된 바와 같은) 혼합물의 사용이 바람직하다. 이런 식으로 제조되는 코어는 이후 바람직하게는 금속성 영구적 몰드(예를 들어 다이캐스팅 몰드) 및 로스트 몰드(예를 들어 샌드 몰드)로 이루어진 군으로부터 선택되는 몰드의 외부 부품으로 사용된다.
본 발명의 용도 및 본 발명의 혼합물과 관련하여 상기에서 기재된 효과 및 이점은 여기서도 달성된다.
본 발명의 바람직한 측면은 이하에서 특정된다.
1. 몰딩 재료 혼합물의 고온 경화에 의해 제조 가능한 몰딩의 내습성을 증가시키기 위한,
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 물 유리
를 적어도 포함하는 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서:
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도.
2. (i) 적어도 이하의 성분을 함께 혼합함으로써 몰딩 재료 혼합물을 제조하는 단계:
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 물 유리,
(ii) 몰딩 재료 혼합물을 성형하는 단계,
(iii) 성형된 몰딩 재료 혼합물을 고온 경화시킴으로써, 몰딩을 형성하는 단계를 포함하며,
몰딩 재료 혼합물의 성분은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 첨가제로서의 입자상 재료와 추가적으로 혼합되는, 증가된 내습성을 갖는 고온-경화된 몰딩을 제조하는 방법.
3. 측면 2에 있어서,
몰딩 재료 혼합물이 적어도 이하의 고체 성분을 혼합하여 고체-상태 혼합물을 생성함으로써 제조되고:
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
생성된 고체-상태 혼합물은 몰딩 재료 혼합물의 추가 성분과 혼합되는 방법.
4. 적어도 이하의 고체 성분을 포함하는, 측면 2 또는 3에 따른 방법에 사용되는 혼합물로서:
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
혼합물은 고체-상태 혼합물 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액, 바람직하게는 고체-상태 혼합물인 혼합물.
5. 측면 4에 따른 혼합물을 제조하는 방법으로서:
(i) 순수 물질로서 또는 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소를 제조하거나 제공하는 단계,
및 별도로
(ii) 순수 물질로서 또는 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료를 제조하거나 제공하는 단계,
및 이후
(iii) 단계 (i) 내지 (ii)에서 제조되거나 제공된 물질(각각 독립적으로 순수 물질, 고체-상태 혼합물 또는 현탁액)을 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
6. 측면 4에 있어서, 적어도 이하의 성분을 포함하는, 몰딩의 제조를 위한 혼합물, 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물:
- 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소,
- 물 유리, 및
- 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료.
7. 측면 6에 따른 혼합물을 제조하는 방법으로서:
(i) 순수 물질로서 또는 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소를 제조하거나 (바람직하게는) 제공하는 단계,
(ii) 순수 물질로서 또는 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료를 제조하거나 (바람직하게는) 제공하는 단계,
(iii) 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료를 제조하거나 (바람직하게는) 제공하는 단계,
(iv) 물 유리를 제조하거나 (바람직하게는) 제공하는 단계,
(v) 단계 (i) 내지 (iv)에서 제조되거나 제공된 물질을 혼합하는 단계(바람직하게는, 단계 (i) 및 (ii)에서 제조되거나 제공된 물질이 먼저 서로 혼합된 후, 얻어지는 예비 혼합물만이 추가 물질과 혼합된다)를 포함하는 방법.
8. 측면 6에 있어서, 혼합물에서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이고,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이며,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 및 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과이고,
및/또는
비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과인 혼합물, 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물.
9. 측면 8에 따른 혼합물을 제조하는 방법으로서:
(i) 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소를 제조하거나 제공하는 단계,
(ii) 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를 제조하거나 제공하는 단계,
(iii) 추가 액체 또는 입자상 물질 또는 물질 혼합물을 제조하거나 제공하는 단계,
(iv) 대응하는 양으로 단계 (i) 내지 (iii)에서 제조되거나 제공된 성분을 혼합하는 단계(측면 6 참고)를 포함하는 방법.
10. 이전의 측면 4, 6 및 8 중 어느 하나에 있어서,
(i) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 별도 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(ii) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 일정 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(iii) 단계 (i) 및 (ii)에서 제공되거나 제조되고, 바람직하게는 측면 5, 7 및 9 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조 가능한 양을 혼합하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조 가능한 혼합물, 바람직하게는 몰딩 재료 혼합물.
11. 측면 4, 6, 8 또는 10 중 어느 하나에 따른 혼합물을 제조하는 방법으로서:
(i) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 별도 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(ii) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 일정 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(iii) 단계 (i) 및 (ii)에서 제공되거나 제조된 양을 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
12. 측면 4, 6, 8 또는 10 중 어느 하나에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 질량,
대
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량의 비율은,
20:1 내지 1:20의 범위, 바람직하게는 5:1 내지 1:20의 범위, 더욱 바람직하게는 3:1 내지 1:20의 범위, 특히 바람직하게는 2:1 내지 1:20의 범위, 가장 바람직하게는 1.5:1 내지 1:20의 범위에 있는 혼합물.
13. 측면 4, 6, 8 또는 10 중 어느 하나에 따른 혼합물을 제조하는 방법으로서:
(i) 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 일정 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(ii) 고체-상태 혼합물의 성분으로서 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액의 성분으로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 별도 양을 제공하거나 제조하는 단계,
(iii) 단계 (i) 내지 (ii)에서 제조되거나 제공된 물질의 양을 혼합하는 단계를 포함하며,
여기서 물질의 양은, 얻어진 혼합물에서,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 질량,
대
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량이,
20:1 내지 1:20의 범위, 바람직하게는 5:1 내지 1:20의 범위, 더욱 바람직하게는 3:1 내지 1:20의 범위, 특히 바람직하게는 2:1 내지 1:20의 범위, 가장 바람직하게는 1.5:1 내지 1:20의 범위에 있도록 선택되는 방법.
14. 측면 1에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
- 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소(여기서 이것은 통상적으로 부산물로서 얻어진다);
- 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 산소성 기체에 의해 금속성 실리콘을 산화시킴으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이산화 규소 용융물을 담금질함으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
및
- 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되거나 독립적으로 선택되는 용도.
15. 측면 2 또는 3에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
- 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 산소성 기체에 의해 금속성 실리콘을 산화시킴으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이산화 규소 용융물을 담금질함으로써 제조되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
및
- 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되거나 독립적으로 선택되는 방법.
16. 측면 4, 6, 8, 10 또는 12 중 어느 하나에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
- 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 산소성 기체에 의해 금속성 실리콘을 산화시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
- 이산화 규소 용융물을 담금질함으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
및
- 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되거나 독립적으로 선택되는 혼합물.
17. 측면 1 또는 14에 있어서,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는, 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조되며;
및/또는
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는, 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하는 입자상 합성 비정질 이산화 규소이고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 방법.
18. 측면 2, 3 또는 15 중 어느 하나에 있어서,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는, 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조되며;
및/또는
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는, 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하는 입자상 합성 비정질 이산화 규소이고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조되는 방법.
19. 측면 4, 6, 8, 10. 12 또는 16 중 어느 하나에 있어서,
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는, 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능하며;
및/또는
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는, 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하는 입자상 합성 비정질 이산화 규소이고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한 혼합물.
20. 측면 1, 14 또는 17 중 어느 하나에 있어서,
황산 바륨, 산화성 붕소 화합물, 흑연, 탄수화물, 리튬 화합물, 인 화합물, 중공 마이크로비드, 황화 몰리브덴, 혈소판 형태의 윤활제, 계면활성제, 유기 규소 화합물, 알루미나 및 알루미나-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분이 몰딩 재료 혼합물에 첨가되는 용도.
21. 측면 2, 3, 15 또는 18 중 어느 하나에 있어서,
황산 바륨, 산화성 붕소 화합물, 흑연, 탄수화물, 리튬 화합물, 인 화합물, 중공 마이크로비드, 황화 몰리브덴, 혈소판 형태의 윤활제, 계면활성제, 유기 규소 화합물, 알루미나 및 알루미나-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분이 몰딩 재료 혼합물에 첨가되는 방법.
22. 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16 또는 19 중 어느 하나에 있어서,
황산 바륨, 산화성 붕소 화합물, 흑연, 탄수화물, 리튬 화합물, 인 화합물, 중공 마이크로비드, 황화 몰리브덴, 혈소판 형태의 윤활제, 계면활성제, 유기 규소 화합물, 알루미나 및 알루미나-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분이 혼합물에 첨가되는 혼합물.
23. 측면 1, 14, 17 또는 20 중 어느 하나에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
포졸란 활성을 갖는 방법.
24. 측면 2, 3, 15, 18 또는 21 중 어느 하나에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
포졸란 활성을 갖는 혼합물.
25. 이전의 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19 또는 22 중 어느 하나에 있어서,
레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및/또는
레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
포졸란 활성을 갖는 혼합물.
26. 측면 1, 14, 17, 20 또는 23 중 어느 하나에 있어서,
몰딩 재료 혼합물에서 Ra226의 활성이 1　Bq/g를 초과하지 않는 용도.
27. 측면 2, 3, 15, 18 또는 21 중 어느 하나에 있어서,
몰딩 재료 혼합물에서 Ra226의 활성이 1　Bq/g를 초과하지 않는 방법.
28. 이전의 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19 또는 22 중 어느 하나에 있어서,
혼합물에서 Ra226의 활성이 1　Bq/g를 초과하지 않는 혼합물.
29. 이전의 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19, 22 또는 28 중 어느 하나에 따른 혼합물을 제조하기 위한, 또는 측면 2, 3, 15, 18, 21 또는 24 중 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 키트로서: 적어도
- 키트의 제1성분으로서 또는 제1성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 일정 양,
- 키트의 제2성분으로서 또는 제2성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 일정 양을 포함하고,
키트의 제1 및 제2성분은 서로 공간적으로 분리되어 배치되는 키트.
30. 금속 가공용 캐스팅 몰드 또는 코어의 제조에서 이전의 측면 4, 6, 8, 10, 12, 16, 19, 22 또는 29 중 어느 하나에 따른 혼합물의 용도로서: 제조된 코어는 바람직하게는 금속성 영구적 몰드(예를 들어 다이캐스팅 몰드) 및 로스트 몰드(예를 들어 샌드 몰드)로 이루어진 군으로부터 선택되는 몰드의 외부 부품으로 사용되는 용도.
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
및
- 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
상이한 화학 조성을 갖는, 본 발명의 용도, 혼합물 및 방법이 바람직하다.
도 1은 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(실시예 3 참고) 및 시험 막대의 내습성의 측정 결과(실시예 4 참고)를 나타낸다.
X축은 몰딩 재료 혼합물에서 체로 거른(sieved) RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 양 중 체로 거른 RW 충전제의 비율을 백분율로 나타낸다. Y축은 실시예 3에 따라 측정된 코어 중량을 그램으로 나타낸다. Z축은 실시예 4에 따라 측정된 내습성을 백분율로 나타낸다.
채워진 원은 (실시예 3에 따른) 시험 막대의 코어 중량의 실험적으로 확인된 측정값을 나타낸다. 일점 쇄선은 측정 포인트의 진행을 도식적으로 나타낸다. 파선은 몰딩 재료 혼합물에서 체로 거른 RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 양 중 체로 거른 RW 충전제의 비율 및 코어 중량 사이에서 이 분야의 기술자에게 예상되는 선형 상관 관계를 나타낸다(순수 재료에 대한 값을 기준으로 한 선형 결합).
×는 (실시예 4에 따른) 시험 막대의 내습성의 실험적으로 확인된 측정값을 나타낸다. 실선은 측정 포인트의 진행을 도식적으로 나타낸다. 점선은 몰딩 재료 혼합물에서 체로 거른 RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 양 중 체로 거른 RW 충전제의 비율 및 내습성 사이에서 이 분야의 기술자에게 예상되는 선형 상관 관계를 나타낸다(순수 재료에 대한 값을 기준으로 한 선형 결합).
도 2는 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(혼합물 1.1, 1.2 및 1.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고) 및 시험 막대의 3시간 후의 잔류 강도의 측정 결과(혼합물 1.1, 1.2 및 1.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고)를 나타낸다.
X축은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, 몰딩 재료 혼합물에서 Elkem Microsilica® 971 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 질량 중 RW 충전제 Q1 Plus의 비율을 백분율로 나타낸다. Y축은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, 실시예 6의 포인트 6.5에 따라 측정된 측정된 코어 중량을 g으로 나타낸다. Z축은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, 실시예 6의 포인트 6.7에 따라 측정된 3시간 후의 잔류 강도를 백분율로 나타낸다.
채워진 원은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, (실시예 6에 따른) 시험 막대의 코어 중량의 실험적으로 확인된 측정값을 나타낸다. 파선은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, 몰딩 재료 혼합물에서 Elkem Microsilica® 971 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 질량 중 RW 충전제 Q1 Plus의 비율 및 코어 중량 사이에서 이 분야의 기술자에게 예상되는 선형 상관 관계를 나타낸다(순수 재료에 대한 값을 기준으로 한 선형 결합).
×는 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, (실시예 6에 따른) 3시간 후의 잔류 강도의 실험적으로 확인된 값을 나타낸다. 점선은 여기서 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에서, 몰딩 재료 혼합물에서 Elkem Microsilica® 971 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 질량 중 RW 충전제 Q1 Plus의 비율 및 내습성 사이에서 이 분야의 기술자에게 예상되는 선형 상관 관계를 나타낸다(순수 재료에 대한 값을 기준으로 한 선형 결합).
도 3은 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(혼합물 2.1, 2.2 및 2.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고) 및 시험 막대의 3시간 후의 잔류 강도의 측정 결과(혼합물 2.1, 2.2 및 2.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고)를 나타낸다.
도 4는 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(혼합물 3.1, 3.2 및 3.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고) 및 시험 막대의 3시간 후의 잔류 강도의 측정 결과(혼합물 3.1, 3.2 및 3.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고)를 나타낸다.
도 5는 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(혼합물 4.1, 4.2 및 4.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고) 및 시험 막대의 3시간 후의 잔류 강도의 측정 결과(혼합물 4.1, 4.2 및 4.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고)를 나타낸다.
도 6은 시험 막대의 코어 중량의 측정 결과(혼합물 5.1, 5.2 및 5.3으로부터 제조됨, 표 5, 실시예 6 참고)를 나타낸다.
X축은 몰딩 재료 혼합물에서 Elkem Microsilica® 971 및 체로 거른 RW 충전제의 전체 질량 중 체로 거른 RW 충전제의 비율을 백분율로 나타낸다. Y축은 실시예 6의 포인트 6.5에 따라 측정된 측정된 코어 중량을 g으로 나타낸다.
채워진 원은 (실시예 6에 따른) 시험 막대의 코어 중량의 실험적으로 확인된 측정값을 나타낸다. 파선은 몰딩 재료 혼합물에서 Elkem Microsilica® 971 및 체로 거른 RW 충전제의 전체 질량 중 체로 거른 RW 충전제의 비율 및 코어 중량 사이에서 이 분야의 기술자에게 예상되는 선형 상관 관계를 나타낸다(순수 재료에 대한 값을 기준으로 한 선형 결합).
실시예 1 - 레이저 산란에 의한 입자 크기 분포의 측정
이 실시예에서 물질의 선택은 단지 예시적인 것이고, 이 실시예에서의 절차에 따라 레이저 산란에 의해 본 발명에 따라 사용되는 다른 입자상 이산화 규소 종의 입자 크기 분포 또는 중앙값을 측정하는 것이 또한 가능하다.
1.1 샘플 제조:
예를 들어, (RW Silicium GmbH로부터) 상업적으로 이용 가능하고 Si 제조로부터의 입자상 분말 형태인 실리카 흄 입자(CAS number: 65012-64-2), ZrO2 제조로부터의 체로 거른 RW 충전제["RW-Fuller gesiebt"], RW 충전제 Q1 Plus["RW-Fuller Q1 plus"]의 입자 크기 분포는 레이저 산란에 의해 실험적으로 측정되었다.
각 경우에서, 약 1 티스푼의 입자상 이산화 규소가 약 100　mL의 탈염수와 혼합되었고, 얻어진 혼합물은 분 당 500 회전수의 교반 속도로 30초 동안 자석 교반기(IKAMAG RET)로 교반되었다. 이후, 100% 진폭으로 미리 조절되고 (Hielscher로부터의) S26d7 소노트로드(sonotrode)를 구비한 초음파 프로브(Hielscher로부터의; 모델: UP200HT)가 샘플에 담겨졌고, 샘플은 그로 초음파 처리되었다. 초음파 처리는 연속적이었다(펄스형(pulsed) 아님). Si 제조로부터 조사된 실리카 흄 입자, ZrO2 제조로부터의 체로 거른 RW 충전제, RW 충전제 Q1 Plus에 대해, 300초(체로 거른 RW 충전제의 경우) 또는 240초(RW 충전제 Q1 Plus의 경우)의 최적 초음파 처리 시간이 선택되었고, 이는 실시예 1의 포인트 1.3에서 기술된 바와 같이 미리 확인되었다.
1.2 레이저 산란 측정:
측정은 Horiba LA-960 장비(이하, LA-960)로 수행되었다. 측정을 위해, 순환 속도는 6, 교반 속도는 8, 샘플에 대한 데이터 기록은 30　000, 수렴(convergence) 인자는 15, 부피에 대한 분포의 모드, 및 굴절률 (R)은 1.50-0.01i(탈염된 수 분산 매질의 경우 1.33) 및 굴절률 (B)는 1.50-0.01i(탈염된 수 분산 매질의 경우 1.33)로 설정되었다. 레이저 산란 측정은 실온(20℃ 내지 25℃)에서 수행되었다.
LA-960의 측정 챔버가 탈염수로 4분의 3 정도로 충전되었다(최대 충전 레벨). 이후 교반기가 설정 속도로 시동되었고, 순환이 스위치 온 되었으며, 물이 탈기되었다. 이후, 0점 측정이 특정 파라미터로 수행되었다.
1회용 피펫이 이후 사용되어, 초음파 처리 직후에 실시예 1의 포인트 1.1에 따라 제조된 샘플로부터 중심으로 0.5-3.0　mL 샘플을 취하였다. 이후, 피펫의 전체 내용물이 측정 챔버로 도입되었으며, 적색 레이저의 투과율은 80% 및 90% 사이이었고, 청색 레이저의 투과율은 70% 내지 90% 사이이었다. 이후, 측정이 시작되었다. 측정은 특정 파라미터에 근거하여 자동화 방식으로 평가되었다.
Si 제조로부터 조사된 실리카 흄 입자(체로 거른 RW 충전제)의 경우, 입자 크기 분포는 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림하여 0.23 마이크로미터의 중앙값을 갖는 것으로 확인되었다.
ZrO2 제조로부터 조사된 실리카 흄 입자(RW 충전제 Q1 Plus)의 경우, 입자 크기 분포는 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림하여 0.84 마이크로미터의 중앙값을 갖는 것으로 확인되었다.
1.3 최적 초음파 처리 시간의 측정:
샘플의 종류에 따라 달라지는 초음파 처리의 최적 지속 시간은 입자상 이산화 규소의 각 종에 대해 상이한 초음파 처리 시간으로 일련의 측정을 수행함으로써 확인되었다. 이것은 10초부터 시작하여, 모든 추가 샘플에 대해 매번 10초까지 초음파 처리 시간을 연장함으로써 수행되었고, 실시예 1의 포인트 1.2에서 기술된 바와 같이, 초음파 처리의 종료 직후에 레이저 산란(LA-960)에 의해 각 입자 크기 분포를 측정하였다. 초음파 처리의 지속 시간을 증가시킴에 따라, 입자 크기 분포에서 확인된 중앙값은, 긴 초음파 처리 시간에서 결국 다시 상승할 때까지, 처음에는 떨어졌다. 실시예 1의 포인트 1.1에 기술된 초음파 처리의 경우, 선택된 초음파 처리 시간은, 일련의 측정에서, 입자 크기 분포의 최저 중앙값이 각 입자 종에 대해 측정되었던 시간이었고; 이 초음파 처리 시간이 "최적" 초음파 처리 시간이다.
실시예 2 - 시험 막대의 제조
이 실시예는 예를 들어 시험 막대(몰딩)의 제조를 기술하는데; 시험 막대의 치수는 단지 예시일 뿐 것이고, 사용된 물질의 선택도 또한 본 발명에 따라 사용되는 추가 물질의 예시일 뿐이다.
2.1 몰딩 재료 혼합물의 제조
이 실시예의 목적을 위해, RW 충전제(광 산란에 의해 측정된, 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.23 마이크로미터의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가짐; 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 마이크로미터 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 본 발명에 따라 사용되는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 예) 및 Q1 Plus(광 산란에 의해 측정된, 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.84 마이크로미터의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가짐; 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 마이크로미터 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 예)가 건조 형태에서 함께 혼합되었고; 첨가된 양은 표 1에 나타나 있다. 체로 거른 RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 얻어진 분말상 혼합물은 H31 샌드(규사; Quarzwerke GmbH로부터, AFS 입도 지수 46)와 수동으로 혼합되었다.
이후, 약 36.2 중량%의 고형분 함량, 약 2.1의 몰 비율 및 약 7.7의 Na2O 대 K2O 비율(몰)을 갖고, 그리고 2.0 중량%의 HOESCH EHS 40(Hoesch로부터; 에틸헥실 설페이트, 활성 함량 약 40.0% 내지 44.0%; CAS No. 126-92-1)을 함유하는 물 유리-계 액체 바인더가 첨가되었고, 그리고 모든 성분은 불(bull) 믹서(모델: RN 10/20, Morek Multiserw로부터)에서 분 당 220 회전수로 120초 동안 서로 혼합되었다.
예를 들어, 비-발명 및 발명 혼합물이 표 1에 명시되어 있는 사용된 성분의 중량 비율로 제조되었다.
혼합물
번호		 샌드의
첨가
(중량부)		 바인더의
첨가
(중량부)		 체로 거른
RW 충전제의
첨가
(중량부)		 RW 충전제
Q1 Plus의
첨가
(중량부)		 몰딩 재료 혼합물에서 체로 거른 RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 양 중 체로 거른 RW 충전제의 비율(백분율)
1 100 2.2 0.80 0.00 100
2 100 2.2 0.76 0.04 95
3 100 2.2 0.72 0.08 90
4 100 2.2 0.64 0.16 80
5 100 2.2 0.60 0.20 75
6 100 2.2 0.48 0.32 60
7 100 2.2 0.40 0.40 50
8 100 2.2 0.32 0.48 40
9 100 2.2 0.20 0.60 25
10 100 2.2 0.16 0.64 20
11 100 2.2 0.08 0.72 10
12 100 2.2 0.04 0.76 5
13 100 2.2 0.00 0.80 0
2.2 시험 막대의 제조
실시예 2의 포인트 2.1에 따라 제조된 몰딩 재료 혼합물이 22.4　mm × 22.4　mm × 185　mm의 치수를 갖는 시험 막대로 성형되었다. 이 목적을 위해, 각 몰딩 재료 혼합물이 압축 공기(4 bar) 및 3초의 슈팅 시간으로 180℃의 온도를 갖는 시험 막대용 몰드로 도입되었다. 이후, 시험 막대가 180℃에서 30초 동안 고온-경화되었고, 가열된 주위 공기로 2 bar의 에어레이션 압력 및 180℃의 에어레이션 호스 온도에서 추가적으로 에어레이션 되었다. 이후, 몰드가 개방되었고, 경화된 시험 막대가 냉각을 위해 꺼내져서 저장되었다.
실시예 3 - 코어 중량의 측정
이 실시예는 단지 예로서 시험 막대(몰딩)의 코어 중량의 측정을 기술한다.
약 1시간의 냉각 시간 후에, 실시예 2에 따라 제조된 혼합물 번호 1, 2, 3, 5, 7, 9, 11, 12, 13을 갖는 시험 막대가 실험실 밸런스에서 칭량되었다. 결과가 표 2에 나타나 있고, 각 코어 중량 수치는 9번의 개별 측정으로부터의 평균에 해당한다. 표 2의 혼합물 번호는 표 1의 혼합물 번호와 대응되고, 이와 관련하여 동일한 혼합물 번호는 몰딩 재료 혼합물의 동일한 조성을 의미한다.
혼합물 번호 코어 중량(그램)
1 148.3
2 149.2
3 149.8
5 151.8
7 154.0
9 155.9
11 156.6
12 157.0
13 157.3
실시예 4 - 내습성의 측정
이 실시예는 단지 예로서 시험 막대(몰딩)의 내습성(습기 안정성)의 측정을 기술한다.
4.1 1-시간 강도의 측정
1시간의 냉각 시간 후에, 실시예 2에 따라 제조된 시험 막대(혼합물 번호: 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13)가 (Morek Multiserw로부터의) 3-포인트 벤딩 장치를 구비한 Georg Fischer 강도 시험기로 도입되었고, 시험 막대의 파괴에 이르게 한 힘이 측정되었다. 읽은 값(N/㎠)은 1-시간 강도를 나타낸다.
4.2 기후-제어된 캐니닛에서 22시간 후의 절대 잔류 강도의 측정
1시간의 냉각 시간 후에, 실시예 2에 따라 제조된 시험 막대(실시예 4.1에 따른 혼합물 번호)가 기후-제어된 캐니닛(VC 0034, Votsch로부터)에서 30℃ 및 75% 상대 습도의 제어된 조건 하에 22시간 동안 저장되었다.
이후, 절대 잔류 강도가 (Morek Multiserw로부터의) 3-포인트 벤딩 장치를 구비한 Georg Fischer 강도 시험기로 각 시험 막대를 도입시키고, 시험 막대의 파괴에 이르게 한 힘을 측정함으로써 측정되었다. 읽은 값(N/㎠)은 절대 잔류 강도를 나타낸다. 22시간이 경과되기 전에 이미 파괴된 코어의 경우, 0 N/㎠의 절대 잔류 강도가 추정되었다.
4.3 내습성의 측정
내습성의 측정의 경우, 각 혼합물 번호에 대해, 절대 잔류 강도(실시예 4. 2)의 전체 6번 측정의 평균이 형성되고 1-시간 강도(실시예 4. 1)의 3번 측정의 평균으로 나누었다. 이에 따라 얻어진 값에 100%를 곱하였고; 그 결과가 내습성이다. 이런 식으로 확인된 내습성의 값이 표 3에 보고되어 있다. 표 3의 혼합물 번호는 표 1의 혼합물 번호와 대응되고, 동일한 혼합물 번호는 몰딩 재료 혼합물의 동일한 조성을 의미한다.
혼합물 번호 내습성(백분율)
1 42
3 41
4 37
5 42
6 40
7 36
8 36
9 29
10 29
11 24
13 4
실시예 5 - 상승적 효과
실시예 3, 표 2, 및 실시예 4, 표 3의 결과가 이하 개괄 표 4에 요약되어 있다. 개괄 표 4는 표로부터 생성된 도 1에 따른 도면과 동반된다.
혼합물
번호		 몰딩 재료 혼합물에서 체로 거른 RW 충전제 및 RW 충전제 Q1 Plus의 전체 양 중 체로 거른 RW 충전제의 비율(백분율) 코어 중량
(그램)		 내습성
(백분율)
1 100 148.3 42
2 95 149.2 -
3 90 149.8 41
4 80 - 37
5 75 151.8 42
6 60 - 40
7 50 154.0 36
8 40 - 36
9 25 155.9 29
10 20 - 29
11 10 156.6 24
12 5 157.0 -
13 0 157.3 4
개괄 표 4 및 동반 도 1에서 명백하듯이, 일반적으로, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 즉 재료 RW 충전제 Q1 Plus(두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.84 ㎛의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포)의 전체 질량, 대 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 즉 체로 거른 RW 충전제(두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.23 ㎛의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포)의 전체 질량의 비율에 대해, 유리한 값이 20:1 내지 1:20의 범위에 있는데, 이 범위 내에서 현저한 2배의 상승적 효과가 있기 때문에, 이것은 예상하지 못하게 높은 (상승 작용으로 상승된) 내습성 및 동시에 예상하지 못하게 높은 (상승 작용으로 상승된) 상대 몰딩 중량(여기서는 코어 중량)으로 나타난다(각 측정값은 각각 예상된 값보다 높다). 바람직하게는, 이 값은 5:1 내지 1:20의 범위, 더욱 바람직하게는 3:1 내지 1:20의 범위, 특히 바람직하게는 2:1 내지 1:20의 범위, 가장 바람직하게는 1.5:1 내지 1:20의 범위에 있다. 따라서, 사용된 두 종류의 전체 질량을 기준으로, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소(이 실시예에서, 이것은 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.23 ㎛의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 체로 거른 RW 충전제임)의 적어도 40 중량%의 비율이 특히 바람직하다.
따라서 대응 생성물은 첫째 높은 저장 안정성(특히 습기의 작용에 대한 안정성) 그리고 둘째 형성된 몰딩 재료 혼합물의 높은 다짐성을 확보함으로써, 그로부터 얻어지는 고온-경화된 몰딩에서 적은 결함을 포함하는 고-품질 표면을 형성하고, 결과적으로 캐스팅 작업에서 고온-경화된 몰딩과 접촉하게 되는 본 발명 방식으로 제조된 금속성 캐스트 물품에서 적은 결함을 포함하는 고-품질 표면을 형성한다.
실시예 6 - 비교 연구:
6.1 연구의 이해를 위한 일반적인 포인터:
이 실시예는 표 5에 기재된 전체 15개의 상이한 몰딩 재료 혼합물에 대한 비교 연구에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명 실험은 WO2009/056320 A1에 따라 수행된 비-발명 실험과 비교되었다.
본 발명에 따른 연구는 표 5에 따른 몰딩 재료 혼합물 1.3, 2.3, 3.3 및 4.3에 대한 것이다. 모든 다른 몰딩 재료 혼합물은 본 발명을 따르지 않은 것이다.
조사된 모든 몰딩 재료 혼합물에서, 동일한 규사 및 동일한 알칼리 금속 물 유리가 각 경우에서 동일한 양으로 사용되었다; 표 5 및 동반 각주 1에 기재된 알칼리 금속 물 유리의 조성의 상세사항 참고.
전체 10개의 몰딩 재료 혼합물 1.1, 1.3, 2.1, 2.3, 3.1, 3.3, 4.1, 4.3, 5.1 및 5.3에 사용된, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는 Elkem Microsilica® 971 U이었다. 표 5와 관련하여 각주 5에 기재된 바와 같이, (두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된) 입자 크기 분포의 중앙값은 실시예 1의 측정 방법에 따라 0.20 ㎛이었다. 확인된 최적 초음파 처리 시간(실시예 1의 포인트 1.3 참고)은 1020초이었다.
전체 8개의 몰딩 재료 혼합물 1.2, 1.3, 2.2, 2.3, 3.2, 3.3, 4.2 및 4.3에서, 사용된 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는 RW 충전제 Q1 Plus이었고; 실시예 1.2에 따르면, 이 재료는 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.84 마이크로미터의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가졌다.
2개의 몰딩 재료 혼합물 5.2 및 5.3(몰딩 재료 혼합물 5.3에서 Elkem Microsilica® 971 U와 함께)에서, 사용된 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는 체로 거른 RW 충전제이었고; 실시예 1.2에 따르면, 이 재료는 두 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된, 0.23 마이크로미터의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가졌다.
몰딩 재료 혼합물 1.1 내지 1.3에서는 계면활성제가 사용되지 않았고; 전체 3개의 상이한 계면활성제가 추가 몰딩 재료 혼합물에서 항상 동일한 양으로 사용되었다. 계면활성제의 물리적 상세사항의 경우, 표 5의 각주 2, 3 및 4를 참고한다.
5개 그룹의 몰딩 재료 혼합물(1.1 내지 1.3, 2.1 내지 2.3, 3.1 내지 3.3, 4.1 내지 4.3 및 5.1 내지 5.3)에 대한 연구가 수행되었다:
- 각 그룹의 첫 번째 연구(몰딩 재료 혼합물 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1)는 각 경우에서 유일한 입자상 합성 비정질 이산화 규소로서 Elkem Microsilica ® 971 U를 단독으로 포함하는 몰딩 재료 혼합물에 관한 것이다.
- 각 그룹의 두 번째 연구는 각 경우에서 유일한 입자상 합성 비정질 이산화 규소로서 Elkem Microsilica ® 971 U를 갖지 않지만, RW 충전제 Q1 Plus(몰딩 재료 혼합물 1.2, 2.2, 3.2, 4.2) 또는 체로 거른 RW 충전제(몰딩 재료 혼합물 5.2)를 갖는 몰딩 재료 혼합물에 관한 것이다.
- 각 그룹의 세 번째 연구는 각 경우에서 Elkem Microsilica ® 971 U 및 추가적으로 RW 충전제 Q1 Plus(몰딩 재료 혼합물 1.3, 2.3, 3.3, 4.3) 또는 체로 거른 RW 충전제(몰딩 재료 혼합물 5.3)를 갖는 몰딩 재료 혼합물에 관한 것이다.
몰딩 재료 혼합물 1.3, 2.3, 3.3, 4.3에서, 2개 종의 입자상 합성 비정질 이산화 규소가 각 경우에서 사용되었는데, 그 중 하나의 종(Elkem Microsilica ® 971 U)은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가졌고, 다른 종(RW 충전제 Q1 Plus)은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가졌다.
몰딩 재료 혼합물 5.3에서, 2개 종의 입자상 합성 비정질 이산화 규소가 사용되었는데, 이들 각각은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 가졌다.
6.2 몰딩 재료 혼합물의 제조:
표 5에 기재된 몰딩 재료 혼합물의 제조를 위해, 알칼리 금속 물 유리 및 임의의 계면활성제(표면-활성 물질)가 초기 충전의 H32 규사에 첨가되었다. 혼합물은 불 믹서(모델: RN 10/20, Morek Multiserw로부터)에서 분 당 200 회전수로 1분 동안 교반되었다. 이후, 입자상 비정질 이산화 규소가 첨가되었고, 얻어진 혼합물은 이후 불 믹서에서 추가 1분 동안 교반되었다.
몰딩
재료
혼합물 		H32
규사 		알칼리
금속
물
유리 1 		계면활성제 입자상 비정질 이산화 규소 Elkem Microsilica® 971 U 5 추가 입자상
비정질 이산화 규소 		본
발명
yes/
no
PW 8 PW 8 이름 PW 8 PW 8 이름 PW 8
1.1 100 2.0 --- --- 0.50 --- --- no
1.2 100 2.0 --- --- --- Q1 Plus6 0.50 no
1.3 100 2.0 --- --- 0.25 Q1 Plus6 0.25 yes
2.1 100 2.0 EHS2 0.05 0.50 --- --- no
2.2 100 2.0 EHS2 0.05 --- Q1 Plus6 0.50 no
2.3 100 2.0 EHS2 0.05 0.25 Q1 Plus6 0.25 yes
3.1 100 2.0 Melpers3 0.05 0.50 --- --- no
3.2 100 2.0 Melpers3 0.05 --- Q1 Plus6 0.50 no
3.3 100 2.0 Melpers3 0.05 0.25 Q1 Plus6 0.25 yes
4.1 100 2.0 SOS4 0.05 0.50 --- --- no
4.2 100 2.0 SOS4 0.05 --- Q1 Plus6 0.50 no
4.3 100 2.0 SOS4 0.05 0.25 Q1 Plus6 0.25 yes
5.1 100 2.0 SOS4 0.05 0.50 --- --- no
5.2 100 2.0 SOS4 0.05 체로 거른
RW 충전제7 		0.50 no
5.3 100 2.0 SOS4 0.05 0.25 체로 거른
RW 충전제7 		0.25 no
1 약 2.2의 몰 비율(SiO2:M2O, 여기서 M = Na, K); 약 36.2 중량%의 고형분 및 약 3.6:1.0의 Na2O 대 K2O의 몰 비율을 갖는 알칼리 금속 물 유리.
2 물 중의 2-에틸헥실 설페이트(Hoesch로부터)
3 Melpers® VP 4547/240 L(물 중의 변성 폴리아크릴레이트, BASF로부터)
4 Texapon® 842 UP(물 중의 나트륨 옥틸설페이트, BASF로부터)
5 Elkem Microsilica® 971 U(발열성 실리카; 아크로에서 제조; 레이저 산란에 의해 측정된 입자 크기 분포의 중앙값 0.20 마이크로미터, 실시예 1에 따른 측정법).
6 RW 충전제 Q1 Plus(RW Silicium GmbH로부터, ZrO2 제조로부터의 실리카 흄; 레이저 산란에 의해 측정된 입자 크기 분포의 중앙값 0.84 마이크로미터, 실시예 1에 따른 측정법).
7 체로 거른 RW 충전제(RW Silicium GmbH로부터, SiO2 제조로부터의 실리카 흄; 레이저 산란에 의해 측정된 입자 크기 분포의 중앙값 0.23 마이크로미터, 실시예 1에 따른 측정법).
8 PW는 중량부를 의미한다.
6.3 시험 막대의 제조
포인트 6.2에 따라 제조된 표 5에 기재된 각 조성의 몰딩 재료 혼합물이 22.4　mm × 22.4　mm × 185　mm의 치수를 갖는 시험 막대로 성형되었다. 이 목적을 위해, 각 몰딩 재료 혼합물은 압축 공기(2 bar)를 이용하여 시험 막대용 몰드로 180℃의 온도에서 도입되었고, 추가 50초 동안 몰드에 남았다. 혼합물의 경화의 가속을 위해, 고온(hot) 공기(3 bar, 150℃)가 마지막 20초 동안 몰드를 통과하였다. 이후, 몰드가 개방되었고, 시험 막대(22.4　mm × 22.4　mm × 185　mm)가 꺼내졌다.
시험 막대는 이하의 포인트 6.4 내지 6.7에 따른 연구에 사용되었고; 몰딩 재료 혼합물 5.1 내지 5.3의 군을 기반으로 한 비-발명 시험 막대는 6.5에 따른 연구(코어 중량의 측정)에서만 사용되었다.
6.4 내열성의 측정
몰드로부터 꺼낸 직후에, 포인트 6.3에 따라 제조된 시험 막대가 (Morek Multiserw로부터의) 3-포인트 벤딩 장치를 구비한 Georg Fischer 강도 시험기로 도입되었다. 몰드가 개방된 10초 후에, 시험 막대의 파괴에 이르게 한 힘이 측정되었다. 읽은 값(N/㎠)은 고온(hot) 강도를 나타낸다. 표 6은 고온 강도의 측정 결과를 나타낸다; 보고된 값은 각 경우에서 3번 측정으로부터의 중앙값이다.
6.5 코어 중량의 측정
약 1시간의 냉각 시간 후에, 포인트 6.3에 따라 제조된 시험 막대가 실험실 밸런스에서 칭량되었다. 결과는 표 6에 나타나 있고, 각 코어 중량 수치는 9번의 개별 측정으로부터의 중앙값에 해당한다.
6.6. 1-시간 강도의 측정
몰드로부터 꺼낸 후에, 포인트 6.3에 따라 제조된 시험 막대가 프레임 상에 수평으로 배치되었고, 이들은 최장 크기의 양 단부의 영역에서만 프레임 상에 얹혀졌으며, 시험 막대는 접촉 표면 사이의 접촉 없이 약 16 cm의 범위에 걸쳐 이어졌다. 몰드로부터 꺼낸 후 1시간의 냉각 시간 후에, 시험 막대가 (Morek Multiserw로부터의) 3-포인트 벤딩 장치를 구비한 Georg Fischer 강도 시험기로 도입되었고, 시험 막대의 파괴에 이르게 한 힘이 측정되었다. 읽은 값(N/㎠)은 1-시간 강도를 나타낸다. 결과는 표 6에 나타나 있고, 보고된 값은 각 경우에서 3번의 개별 측정으로부터의 중앙값이다.
6.7 3시간 후의 잔류 강도 및 3시간 후의 상대 잔류 강도의 측정
몰드로부터 꺼낸 후에, 포인트 6.3에 따라 제조된 시험 막대가 포인트 6.6에 기술된 바와 같이 주위 조건 하에 실험실에서 1시간 동안 냉각되었고, 이후 동일한 프레임 상에 장착되었으며, 30℃ 및 75% 상대 습도의 제어된 조건 하에 기후-제어된 캐비닛(VC 0034, Votsch로부터)에서 3시간(3h) 동안 저장되었다.
이후, 각 시험 막대를 (Morek Multiserw로부터의) 3-포인트 벤딩 장치를 구비한 Georg Fischer 강도 시험기에 배치하고, 시험 막대의 파괴에 이르게 한 힘을 측정함으로써, 3시간 후의 (절대) 잔류 강도가 측정되었다. 읽은 값(N/㎠)은 3시간 후의 (절대) 잔류 강도를 나타낸다. 3시간이 경과되기 전에 이미 파괴된 코어의 경우, 0 N/㎠의 절대 잔류 강도가 기록되었다. 결과는 표 6에 나타나 있고, 보고된 값은 각 경우에서 3번의 개별 측정으로부터의 중앙값이다.
3시간 후의 상대 잔류 강도의 측정을 위해, 3시간 후의 절대 잔류 강도의 값이 각각 1-시간 강도의 대응 값으로 나누어졌다. 이에 따라 얻어진 값에 100%를 곱하였고; 각 결과가 3시간 후의 상대 잔류 강도이다. 결과는 표 6에 보고되어 있다.
6.8 결과:
6.4 내지 6.7로부터의 측정의 선택된 결과가 도 2 내지 6에 나타나 있다(도면에 대한 상기 설명 참고). 6.4 내지 6.7로부터의 모든 측정의 결과가 추가적으로 표 6에 요약되어 있고; 명확성의 이유로, 그 안의 측정값은 첫 번째 이후 소수점 자리에서 반올림된다. 표 6에서 몰딩 재료 혼합물의 번호는 표 5의 것과 대응된다.
몰딩
재료
혼합물 		코어
중량 		고온
강도 		1-시간
강도 		3시간 후의
잔류 강도
(30℃/75% RH) 		3시간 후의
상대 잔류 강도
(30℃/75% RH)
[g] [N/㎠] [N/㎠] [N/㎠] [N/㎠]
1.1 136.0 112 257 101 39
1.2 146.7 88 317 0 0
1.3 143.4 112 275 95 35
2.1 140.6 135 341 197 58
2.2 148.7 141 432 167 39
2.3 146.2 140 402 197 49
3.1 137.9 146 378 239 63
3.2 148.2 153 461 185 40
3.3 144.5 158 426 233 55
4.1 140.1 141 317 124 39
4.2 148.1 146 411 59 14
4.3 145.4 123 356 119 33
5.1 140.1 -- -- -- --
5.2 141.4 -- -- -- --
5.3 140.7 -- -- -- --
3개 몰딩 재료 혼합물의 그룹(1.1-1.3 내지 4.1-4.3)에 대응하는 표 6 및 도 2 내지 5로부터 명백하듯이, Elkem Microsilica ® 971 U(레이저 산란에 의해 측정된, 0.20 마이크로미터, 즉 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소) 및 RW 충전제 Q1 Plus(레이저 산란에 의해 측정된, 0.84 마이크로미터, 즉 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소)의 공동 사용의 각 경우에서, 제조된 시험 막대의 코어 중량은 놀랍게도 높고, 즉 Elkem Microsilica ® 971 U를 단독으로 또는 RW 충전제 Q1 Plus를 단독으로 포함하는 시험 막대에 대한 값의 선형 결합보다 높다(각 경우에서 파선으로 나타낸 선형 결합).
현저한 2배의 상승적 효과가 각 경우에서 발견되고, 이는 예상하지 못하게 높은 (상승 작용으로 증가된) 상대 성형체 중량(코어 중량) 및 동시에 예상하지 못하게 높은 (상승 작용으로 증가된) 3시간 후의 상대 잔류 강도로 나타난다.
3개 몰딩 재료 혼합물 5.1-5.3의 그룹에 대응하는 표 6 및 도 6으로부터 명백하듯이, 몰딩 재료 혼합물 5.3의 경우, 즉 Elkem Microsilica ® 971 U(레이저 산란에 의해 측정된, 0.20 마이크로미터, 즉 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소) 및 체로 거른 RW 충전제(레이저 산란에 의해 측정된, 0.23 마이크로미터, 즉 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소)의 공동 사용의 각 경우에서, 제조된 시험 막대의 코어 중량은 Elkem Microsilica ® 971 U를 단독으로(몰딩 재료 혼합물 5.1) 또는 체로 거른 RW 충전제를 단독으로(몰딩 재료 혼합물 5.2) 포함하는 시험 막대에 대한 값의 선형 결합보다 높지 않고(각 경우에서 파선으로 나타낸 선형 결합); 2배의 상승적 효과가 관측될 수 없다.
본 발명의 놀라운 이점은 WO2009/056320 A1에 따라 수행된 비-발명 몰딩 재료 혼합물 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1에 관한 실험과 비교하여 특히 명백하다. 본 발명의 몰딩 재료 혼합물의 코어 중량은 각 경우에서 현저하게 높고; 동시에, 3시간 후의 상대 잔류 강도는 산업적 실시를 위한 적절성의 정도로 감소하지 않는다(2배의 상승적 효과).

Claims (15)

  1. 몰딩 재료 혼합물의 고온 경화에 의해 제조 가능한 몰딩의 내습성을 증가시키기 위한,
    - 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
    - 물 유리,
    를 적어도 포함하는 몰딩 재료 혼합물용 첨가제로서:
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 용도.
  2. (i) 적어도:
    - 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
    - 물 유리,
    의 성분을 함께 혼합함으로써 몰딩 재료 혼합물을 제조하는 단계,
    (ii) 몰딩 재료 혼합물을 성형하는 단계,
    (iii) 성형된 몰딩 재료 혼합물을 고온 경화시킴으로써, 몰딩을 형성하는 단계를 포함하되,
    몰딩 재료 혼합물의 성분은 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 첨가제로서의 입자상 재료와 추가적으로 혼합되는 것을 특징으로 하는,
    증가된 내습성을 갖는 고온-경화된 몰딩을 제조하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    몰딩 재료 혼합물이 적어도:
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
    - 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
    의 고체 성분을 혼합하여 고체-상태 혼합물 또는 현탁액을 생성함으로써 제조되고,
    생성된 고체-상태 혼합물 또는 현탁액은 몰딩 재료 혼합물의 추가 성분과 혼합되는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 따른 방법에 사용되고, 적어도:
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소, 및
    - 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
    의 고체 성분을 포함하는 혼합물로서:
    혼합물은 고체-상태 혼합물 또는 액체 캐리어 매질 중의 고체 성분의 현탁액, 바람직하게는 고체-상태 혼합물인 혼합물.
  5. 제4항에 있어서,
    적어도:
    - 30 내지 100 범위의 AFS 입도 지수를 갖는 내화성 몰드 베이스 재료,
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소,
    - 물 유리, 및
    - 첨가제로서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료,
    의 성분을 포함하는 혼합물.
  6. 제5항에 있어서,
    혼합물에서,
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이고,
    및/또는
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.015 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 0.02 중량% 초과이며,
    및/또는
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소, 및 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과이고,
    및/또는
    비정질 이산화 규소의 전체 비율은, 혼합물의 전체 질량을 기준으로, 2 중량% 미만 및 바람직하게는 0.3 중량% 초과인 혼합물.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 별도 양을 제공하거나 제조하는 단계,
    (ii) 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소를, 유일 성분으로서 또는 복수 성분 중 하나로서, 포함하는 입자상 재료의 일정 양을 제공하거나 제조하는 단계,
    (iii) 단계 (i) 및 (ii)에서 제공되거나 제조된 양을 혼합하는 단계,
    를 포함하는 방법에 의해 제조 가능한 혼합물.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 전체 질량,
    대
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량,
    의 비율은,
    20:1 내지 1:20의 범위, 바람직하게는 5:1 내지 1:20의 범위, 더욱 바람직하게는 3:1 내지 1:20의 범위, 특히 바람직하게는 2:1 내지 1:20의 범위, 가장 바람직하게는 1.5:1 내지 1:20의 범위에 있는 혼합물.
  9. 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
    및/또는
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
    - 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
    - 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
    - 산소성 기체에 의해 금속성 실리콘을 산화시킴으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
    - 이산화 규소 용융물을 담금질함으로써 제조 가능한 입자상 합성 비정질 이산화 규소;
    및
    - 이들의 혼합물;
    로 이루어진 군으로부터 선택되거나 독립적으로 선택되는,
    제1항의 용도, 제2항 및 제3항의 방법 또는 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 혼합물.
  10. - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소는, 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 전체 질량을 기준으로, 적어도 90 중량%의 비율로 이산화 규소, 및 이차 성분으로서 적어도 탄소를 함유하고, 바람직하게는 아크로에서 석영을 환원시킴으로써 제조 가능하며;
    및/또는
    - 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소는, 이차 성분으로서 산화성 지르코늄을 포함하는 입자상 합성 비정질 이산화 규소이고, 바람직하게는 ZrSiO4의 열 분해에 의해 제조 가능한,
    제1항 또는 제9항의 용도, 제2항 및 제3항 또는 제9항의 방법 또는 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 혼합물.
  11. 하나 이상의 성분이 몰딩 재료 혼합물 또는 혼합물에 첨가되거나, 또는 황산 바륨, 산화성 붕소 화합물, 흑연, 탄수화물, 리튬 화합물, 인 화합물, 중공 마이크로비드, 황화 몰리브덴, 혈소판 형태의 윤활제, 계면활성제, 유기 규소 화합물, 알루미나 및 알루미나-함유 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제1항 또는 제9항 내지 제10항의 용도, 제2항 내지 제3항 및 제9항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법 또는 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항의 혼합물.
  12. 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소,
    및/또는
    레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소가,
    포졸란 활성을 갖는,
    제1항 또는 제9항 내지 제11항의 용도, 제2항 내지 제3항 또는 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법 또는 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항의 혼합물.
  13. 몰딩 재료 혼합물 또는 혼합물에서 Ra226의 활성이 1　Bq/g를 초과하지 않는, 제1항 또는 제9항 내지 제12항의 용도, 제2항 내지 제3항 또는 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법 또는 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항의 혼합물.
  14. 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 혼합물의 제조를 위한 키트로서: 적어도
    - 키트의 제1성분으로서 또는 제1성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.7 내지 1.5 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 비정질 이산화 규소의 일정 양,
    - 키트의 제2성분으로서 또는 제2성분에서, 레이저 산란에 의해 측정된, 0.1 내지 0.4 ㎛ 범위의 중앙값을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 입자상 합성 비정질 이산화 규소의 일정 양을 포함하고,
    키트의 제1 및 제2성분은 서로 공간적으로 분리되어 배치되는 키트.
  15. 금속 가공용 캐스팅 몰드 또는 코어의 제조에서 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 혼합물의 용도.
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