KR20230019338A - Molding sand for ceramic porous molding through 3d printing and method of manufacturing same - Google Patents

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Abstract

Molding sand and a manufacturing method thereof are disclosed. The molding sand may comprise granule type aggregates; cement disposed on the surface of the granule type aggregates; and a quick-setting agent disposed on the surface of the granule type aggregates. The molding sand and the manufacturing method thereof according to the present invention are applicable to 3D printing while ensuring porosity and a high specific surface area as well as excellent strength, and hardly cause shrinkage deformation during mold production.

Description

3D 프린팅을 통한 세라믹 다공성 주형 제조용 주물사 및 그의 제조방법{MOLDING SAND FOR CERAMIC POROUS MOLDING THROUGH 3D PRINTING AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}Molding sand for manufacturing ceramic porous molds through 3D printing and its manufacturing method

본 발명은 주물사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린팅에 사용할 수 있는 3D 프린팅을 통한 세라믹 다공성 주형 제조용 주물사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to molding sand and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a molding sand for manufacturing a ceramic porous mold through 3D printing that can be used for 3D printing and a manufacturing method thereof.

주물사는 주조에 사용되는 모래로 내화성, 통기성, 성형성을 만족해야 한다. 사형주조는 주물사, 즉 모래를 주성분으로 하여 제작한 빈 주형 공간에 용융 금속을 주입, 응고시켜 원하는 모양의 금속 성형체를 만드는 공정이다. Molding sand is sand used for casting and must satisfy fire resistance, air permeability, and formability. Sand casting is a process of making a metal molded body of a desired shape by injecting and solidifying molten metal into an empty mold space made of casting sand, that is, sand, as a main component.

주물사를 이용한 3D 프린팅 방법은 기존 주조 공정에 반드시 필요했던 목형이나 수지 없이 3D 프린팅을 활용하여 주형 제작이 가능한 방법이다. 이를 통해 주형 제작 및 제품 개발 기간을 50% 이하 수준으로 단축할 수 있다.The 3D printing method using molding sand is a method that can produce a mold using 3D printing without a wooden mold or resin, which was essential for the existing casting process. Through this, mold production and product development period can be reduced to less than 50%.

현재 3D 프린팅용 주물사 개발 연구의 다양화가 진행되고 있으며 일반적인 사형 주조방식에서 주로 쓰이는 페놀, 퓨란계의 유기바인더의 적용연구가 대표적이다. 이외 시멘트 성분이나 물유리 계열의 무기바인더를 이용한 방법이 연구되고 있다.Currently, research on the development of molding sand for 3D printing is being diversified, and research on the application of phenolic and furan-based organic binders, which are mainly used in general sand casting methods, is representative. In addition, methods using cement components or water glass-based inorganic binders are being studied.

그러나 유기바인더용 주물사는 특수 화학 코팅된 주물모래를 이용하므로, 에너지 및 시간적 효율성 떨어지며 바인더 휘발에 의한 작업환경 악화 및 환경오염이 유발되는 문제점이 있다. 물유리계 액체 바인더 분사 방식으로 효율성을 개선할 수 있지만 고농도 액체 바인더 분사의 한계 및 주조물의 통기성, 붕괴성을 만족하기 어려운 문제점이 있다.However, since the casting sand for the organic binder uses special chemically coated casting sand, energy and time efficiency are reduced, and there are problems in that the working environment is deteriorated and environmental pollution is caused by the volatilization of the binder. Although the efficiency can be improved by the water glass-based liquid binder spraying method, there are problems in that it is difficult to satisfy the limitations of high-concentration liquid binder spraying and the breathability and disintegration of castings.

대한민국 등록특허 제10-1590234호는 골재와 상기 골재를 상호 결착시키는 바인더인 가루 형상 전구체가 혼합되어 이루어지는 조형용 재료를 제공한다. 상기 조형용 재료는 내열성을 갖는 알루미나 시멘트를 주성분으로 하고, 빨리 굳는 성질이 뛰어난 시멘트인 지수 시멘트를 부성분으로 하는 혼합 시멘트를 이용한다. 그러나 규산칼슘 및 알루미늄산 칼슘을 주성분으로 하는 지수 시멘트는 석고 성분이 포함되어 있기 때문에, 고온에서 석고로 인한 아황산 가스 등이 발생하고 이러한 가스로 인하여 주형 또는 주물에 기포 등의 결함이 발생하는 문제점이 있다.Korean Patent Registration No. 10-1590234 provides a material for modeling in which an aggregate and a powdery precursor, which is a binder for binding the aggregate to each other, are mixed. The modeling material uses a mixed cement having heat-resistant alumina cement as a main component and water-stop cement, which is a cement having excellent fast-hardening properties, as a sub-component. However, since the water-stop cement containing calcium silicate and calcium aluminate as main components contains gypsum, sulfurous acid gas, etc., caused by gypsum is generated at high temperatures, and this gas causes defects such as bubbles in molds or castings. there is.

한국등록특허 제10-1590234호Korean Patent Registration No. 10-1590234

본 발명의 목적은 다공성 및 높은 비표면적을 갖는 동시에 강도가 우수한 주물사를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a molding sand having excellent strength while having porosity and a high specific surface area.

또한 3D 프린팅에 적용 가능하고, 주형 제작 시 수축 변형성이 거의 없는 주물사를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a molding sand that is applicable to 3D printing and has little shrinkage deformation during mold production.

또한 원료 성분의 특성 제어가 되어 유독가스 발생이 없고, 열 안정성이 우수한 주물사를 제공하는 데 있다.In addition, it is to provide a molding sand having excellent thermal stability and no toxic gas generation by controlling the properties of the raw material components.

또한 본 발명의 목적은 제조비용 및 제조시간의 대폭 절감으로 수익성이 향상되며, 제조공정의 대폭 단축에 따라 원소재 소비 및 에너지 사용절감에 따른 친환경성 확보가 가능한 주물사 및 주물사의 제조방법을 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to improve profitability by significantly reducing manufacturing cost and manufacturing time, and to provide a molding sand and a method for manufacturing molding sand that can secure eco-friendliness by reducing raw material consumption and energy consumption by significantly shortening the manufacturing process there is

본 발명의 일 측면에 따르면, 과립형(granule type) 골재; 상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 시멘트; 및 상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 급결제;를 포함하는 주물사가 제공된다.According to one aspect of the present invention, granular (granule type) aggregate; cement located on the surface of the granular aggregate; There is provided a molding sand comprising a; and a quick-setting agent located on the surface of the granular aggregate.

상기 과립형 골재가 기공을 포함하고, 다공성일 수 있다.The granular aggregate contains pores and may be porous.

상기 과립형 골재가 무기입자 및 바인더를 포함할 수 있다.The granular aggregate may include inorganic particles and a binder.

상기 과립형 골재는 복수개의 상기 무기입자가 결합된 다발(cluster) 형상으로 존재하고, 상기 바인더가 복수개의 상기 무기입자를 서로 결합하는 것일 수 있다.The granular aggregate may exist in the form of a cluster in which a plurality of the inorganic particles are combined, and the binder may bind the plurality of the inorganic particles to each other.

상기 과립형 골재는 상기 무기입자(I)에 대한 상기 바인더(B)의 중량비(I:B)가 99.5:0.5 내지 95.0:5.0일 수 있다.In the granular aggregate, the weight ratio (I:B) of the binder (B) to the inorganic particles (I) may be 99.5:0.5 to 95.0:5.0.

상기 과립형 골재가 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하고, 상기 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 상기 무기입자 사이에 위치할 수 있다.The granular aggregate may further include at least one selected from the group consisting of a cement and an accelerator, and at least one selected from the group consisting of the cement and an accelerator may be positioned between the inorganic particles.

상기 무기입자가 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리케이트(ZrSiO4), 산화크롬(Cr2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 산화나트륨(Na2O), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 이산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The inorganic particles are alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), silicate (ZrSiO 4 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO) , phosphorus oxide (P 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O), iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and titanium dioxide (TiO 2 ). can do.

상기 무기입자의 크기가 15μm 이하일 수 있다. The inorganic particles may have a size of 15 μm or less.

상기 바인더가 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 덱스트린, 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose, MC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide, PEO), 폴리비닐 부티랄(Polyvinyl butyral, PVB), 콜로이달 실리카(colloidal silica) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The binder is polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), dextrin, methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), polyethylene oxide (polyethylene oxide, PEO), polyvinyl butyral (PVB), colloidal silica, and polyethylene glycol.

상기 과립형 골재가 구형이고, 상기 과립형 골재의 크기가 10 내지 150μm일 수 있다.The granular aggregate may be spherical, and may have a size of 10 to 150 μm.

상기 시멘트가 CaO·Al2O3 (CA), 3CaO·Al2O3 (C3A), CaO·2Al2O3 (CA2), CaO·6Al2O3 (CA6), 3CaO·SiO2 (C3S), 2CaO·SiO2 (C2S), Ca2Al[AlSiO7] (C2AS) 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The cement is CaO·Al 2 O 3 (CA), 3CaO·Al 2 O 3 (C3A), CaO·2Al 2 O 3 (CA2), CaO·6Al 2 O 3 (CA6), 3CaO·SiO 2 (C3S) , 2CaO·SiO 2 (C2S), Ca 2 Al[AlSiO 7 ] (C2AS), and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 (C4AF).

상기 급결제가 12CaO·7Al2O3 (C12A7)를 포함할 수 있다.The quick-settling agent may include 12CaO·7Al 2 O 3 (C12A7).

상기 주물사가 3D 프린팅에 사용하기 위한 것일 수 있다.The molding sand may be for use in 3D printing.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 과립형 골재; 상기 과립형 골재 사이에 위치하고, 이웃하는 상기 과립형 골재를 서로 결합하는 시멘트; 및 상기 과립형 골재 사이에 위치하는 급결제; 를 포함하는 성형체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, granular aggregate; cement located between the granular aggregates and bonding the neighboring granular aggregates to each other; and an accelerator located between the granular aggregates; A molded body comprising a is provided.

또한 상기 성형체가 급결제를 추가로 포함하고, 상기 급결제가 상기 골재 사이에 위치하고, 상기 골재를 결합하고, 12CaOㆍ7Al2O3(C12A7)을 포함할 수 있다.In addition, the molded body may further include an accelerator, the accelerator is positioned between the aggregates, binds the aggregates, and includes 12CaO·7Al 2 O 3 (C12A7).

또한 상기 성형체가 기공을 포함하는 다공성 성형체이고, 상기 기공의 크기가 1 내지 150nm이고, 상기 성형체 1g을 기준으로 상기 기공의 부피가 0.001 내지 25cm3/g일 수 있다.In addition, the molded body may be a porous molded body including pores, the size of the pores may be 1 to 150 nm, and the volume of the pores may be 0.001 to 25 cm 3 /g based on 1 g of the molded body.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, (a) 무기입자, 바인더 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트 및 급결제를 코팅하여 주물사를 제조하는 단계;를 포함하는 주물사의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) preparing a mixture by mixing inorganic particles, a binder and a solvent; (b) spray-drying the mixture to produce granular aggregate; and (c) preparing a molding sand by coating cement and an accelerator on the surface of the granular aggregate.

단계 (a)가 (a-1) 하나의 종류 또는 복수의 종류의 무기입자를 제공하는 단계; (a-2) 용매를 상기 무기입자와 혼합하고 교반하는 단계; 및 (a-3) 교반된 용매와 무기입자에 바인더를 혼합하여 상기 혼합물을 준비하는 단계;를 포함할 수 있다.Step (a) is (a-1) providing one type or a plurality of types of inorganic particles; (a-2) mixing a solvent with the inorganic particles and stirring; and (a-3) preparing the mixture by mixing a binder with the stirred solvent and inorganic particles.

단계 (a-1) 이후에, (a-1') 상기 무기입자를 예정하는 주조 시의 주조 온도에서 열처리하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.After step (a-1), (a-1') heat-treating the inorganic particles at a predetermined casting temperature; may further include.

단계 (a-2)의 상기 용매가 물, 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The solvent of step (a-2) may include at least one selected from the group consisting of water, ethanol, methanol, n-propyl alcohol, and isopropyl alcohol (IPA).

상기 용매가 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 단계 (a)의 혼합물이 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.The solvent includes at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, normal propyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA), and the mixture in step (a) contains at least one selected from the group consisting of cement and an accelerator can be further included.

단계 (b) 이후에, (b') 상기 과립형 골재를 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.After step (b), (b') preparing a sintered granular aggregate by sintering the granular aggregate; may further include.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, (가) 무기입자 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (나) 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하는 단계; 및 (다) 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트, 급결제 및 용매를 포함하는 혼합물을 코팅하여 주물사를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) preparing a mixture by mixing inorganic particles and a binder; (b) preparing granular aggregate by spray-drying the mixture; and (c) preparing a molding sand by coating a mixture containing cement, an accelerator and a solvent on the surface of the granular aggregate.

상기 용매가 물을 포함하고, 상기 단계 (가)의 혼합물이 시멘트 및 급결제를 포함하지 않는 것일 수 있다.The solvent may include water, and the mixture in step (a) may not include cement and an accelerator.

본 발명의 주물사 및 그의 제조방법은 다공성 및 높은 비표면적을 갖는 동시에 강도가 우수한 효과가 있다. The molding sand and the manufacturing method thereof of the present invention have porosity and a high specific surface area, and at the same time, have excellent strength.

또한 본 발명은 3D 프린팅에 적용 가능하고, 주형 제작 시 수축 변형성이 거의 없는 효과가 있다.In addition, the present invention is applicable to 3D printing, and has an effect of almost no shrinkage deformability during mold production.

또한 본 발명은 원료 성분의 특성 제어가 되어 유독가스 발생이 없고, 열 안정성이 우수한 효과가 있으며 골재의 성분도 조절이 용이하여 용도에 맞게 골재의 밀도, 기공, 열적안정성 등을 제어가 가능하다.In addition, the present invention controls the properties of the raw material components, so there is no toxic gas generation, excellent thermal stability, and easy control of the components of the aggregate, so that the density, porosity, thermal stability, etc. of the aggregate can be controlled according to the purpose.

또한 본 발명은 제조비용 및 제조시간의 대폭 절감으로 수익성이 향상되며, 제조공정의 대폭 단축에 따라 원소재 소비 및 에너지 사용절감에 따른 친환경성 확보가 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of improving profitability by significantly reducing manufacturing cost and manufacturing time, and securing eco-friendliness by reducing raw material consumption and energy consumption according to a significant reduction in manufacturing process.

도 1은 본 발명에 따른 주물사의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 주물사의 제조방법을 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)를 촬영한 사진이다.
도 4는 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 내부 기공을 확인한 마이크로 CT 이미지이다.
도 5은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 열적 안정성 분석이다.
도 6은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 온도에 따른 수축 변형 분석이다.
도 7은 제조예 1에 따라 제조된 과립형 골재의 주사 전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 8은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1) 표면의 주사 전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 9는 실시예 3-1, 비교예 3-1 및 3-2의 골재 변경에 따른 강도비교 데이터이다.
도 10는 실시예 3-1, 비교예 3-1 및 3-2의 골재 변경에 따른 성형체 실제 모습이다.1 is a flow chart showing a method for manufacturing molding sand according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing a method for manufacturing molding sand according to the present invention.
3 is a photograph of a molded article (Example 3-1) manufactured using the molding sand manufactured according to Example 1-13.
4 is a micro-CT image showing internal pores of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13.
5 is a thermal stability analysis of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13.
6 is an analysis of shrinkage deformation according to temperature of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13.
7 is a scanning electron microscope (SEM) image of the granular aggregate prepared according to Preparation Example 1.
8 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13.
9 is strength comparison data according to the change of aggregate in Example 3-1 and Comparative Examples 3-1 and 3-2.
10 is an actual state of the molded article according to the change in the aggregate of Example 3-1 and Comparative Examples 3-1 and 3-2.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Also, terms including ordinal numbers such as first and second to be used below may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

또한, 어떤 구성요소가 “다른 구성요소 상에,” "다른 구성요소 상에 형성되어," "다른 구성요소 상에 위치하여," 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어, 위치하여 있거나 또는 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when a component is referred to as “on another component,” “formed on another component,” “located on another component,” or “stacked on another component,” that It should be understood that although it may be directly attached to, positioned on, or stacked on the front surface or one surface of another component, other components may further exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 본 발명의 주물사에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the molding sand of the present invention will be described.

본 발명은 과립형(granule type) 골재; 상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 시멘트; 및 상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 급결제;를 포함하는 주물사를 제공한다.The present invention is granular (granule type) aggregate; cement located on the surface of the granular aggregate; It provides a molding sand containing; and a quick-setting agent located on the surface of the granular aggregate.

상기 과립형 골재가 기공을 포함하고, 다공성일 수 있다.The granular aggregate contains pores and may be porous.

상기 과립형 골재가 무기입자 및 바인더를 포함할 수 있다.The granular aggregate may include inorganic particles and a binder.

상기 과립형 골재는 복수개의 상기 무기입자가 결합된 다발(cluster) 형상으로 존재하고, 상기 바인더가 복수개의 상기 무기입자를 서로 결합하는 것일 수 있다.The granular aggregate may exist in the form of a cluster in which a plurality of the inorganic particles are combined, and the binder may bind the plurality of the inorganic particles to each other.

상기 과립형 골재는 상기 무기입자(I)에 대한 상기 바인더(B)의 중량비(I:B)가 99.5:0.5 내지 95.0:5.0일 수 있다. 상기 무기입자(I)에 대한 바인더(B)의 중량비(I:B)가 99.5:0.5 미만이면 충분한 분산이 이루어지지 않아 경화에 도움을 주지 못하여 바람직하지 않고, 95.0:5.0를 초과하면 수분흡수를 방해해서 바람직하지 않다. In the granular aggregate, the weight ratio (I:B) of the binder (B) to the inorganic particles (I) may be 99.5:0.5 to 95.0:5.0. If the weight ratio (I:B) of the binder (B) to the inorganic particles (I) is less than 99.5:0.5, it is not preferable because sufficient dispersion is not achieved and it does not help curing, and if it exceeds 95.0:5.0, moisture absorption is impaired. Disturbing is not desirable.

상기 과립형 골재가 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하고, 상기 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 상기 무기입자 사이에 위치할 수 있다.The granular aggregate may further include at least one selected from the group consisting of a cement and an accelerator, and at least one selected from the group consisting of the cement and an accelerator may be positioned between the inorganic particles.

상기 무기입자가 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리케이트(ZrSiO4), 산화크롬(Cr2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 산화나트륨(Na2O), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 이산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The inorganic particles are alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), silicate (ZrSiO 4 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO) , phosphorus oxide (P 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O), iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and titanium dioxide (TiO 2 ). can do.

상기 무기입자의 크기가 15μm 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 15μm 일 수 있다. 상기 무기입자의 크기가 0.1μm 미만이면, 응집 현상이 발생해서 바람직하지 않고, 15μm를 초과하면 과립형성이 올바르게 이루어지지 않아 바람직하지 않고, 무기입자를 분쇄 하였을 때 얻어지는 최소 입자 조절하기 힘들며 최대 입자의 크기를 15μm 이하로 조절한다. The size of the inorganic particles may be 15 μm or less, preferably 0.1 to 15 μm. If the size of the inorganic particles is less than 0.1 μm, it is not preferable because aggregation occurs, and if it exceeds 15 μm, granulation is not formed correctly, which is not preferable, and it is difficult to control the minimum particle obtained when the inorganic particles are pulverized, and the maximum particle size Adjust the size to 15 μm or less.

상기 바인더가 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 덱스트린, 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose, MC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide, PEO), 폴리비닐 부티랄(Polyvinyl butyral, PVB), 콜로이달 실리카(colloidal silica) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The binder is polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), dextrin, methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), polyethylene oxide (polyethylene oxide, PEO), polyvinyl butyral (PVB), colloidal silica, and polyethylene glycol.

상기 과립형 골재가 구형이고, 상기 과립형 골재의 크기가 10 내지 150μm일 수 있다. 상기 과립형 골재의 크기가 10μm 미만이면 적층 시 응집 현상이 증가하여 바람직하지 않고, 150μm를 초과하면 주조에 필요한 충분한 해상도를 만족하지 못하여 바람직하지 않다. The granular aggregate may be spherical, and may have a size of 10 to 150 μm. If the size of the granular aggregate is less than 10 μm, it is not preferable because aggregation phenomenon increases during lamination, and if it exceeds 150 μm, it is not preferable because sufficient resolution required for casting is not satisfied.

상기 시멘트가 CaO·Al2O3 (CA), 3CaO·Al2O3 (C3A), CaO·2Al2O3 (CA2), CaO·6Al2O3 (CA6), 3CaO·SiO2 (C3S), 2CaO·SiO2 (C2S), Ca2Al[AlSiO7] (C2AS) 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The cement is CaO·Al 2 O 3 (CA), 3CaO·Al 2 O 3 (C3A), CaO·2Al 2 O 3 (CA2), CaO·6Al 2 O 3 (CA6), 3CaO·SiO 2 (C3S) , 2CaO·SiO 2 (C2S), Ca 2 Al[AlSiO 7 ] (C2AS), and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 (C4AF).

상기 급결제가 12CaO·7Al2O3 (C12A7)를 포함할 수 있다.The quick-settling agent may include 12CaO·7Al 2 O 3 (C12A7).

상기 주물사는 상기 시멘트(C)에 대한 급결제(F)의 중량비(C:F)가 95:5 내지 65:35, 바람직하게는 90:10 내지 70:30, 보다 바람직하게는 85:15 내지 75:25일 수 있다. 상기 시멘트(C)에 대한 급결제(F)의 중량비(C:F)가 95:5 미만이면 적층 성형 시 상당한 시간 동안 경화가 일어나지 않으며 더욱이 시멘트 사이의 응집효과에 의해 적층면 해상도가 떨어지기 때문에 바람직하지 않고, 65:35를 초과하면 실제 적층 시 필요한 요구되는 수분양이 50% 중량비로 급격히 증가해서 바람직하지 않다. The molding sand has a weight ratio (C:F) of the accelerator (F) to the cement (C) of 95:5 to 65:35, preferably 90:10 to 70:30, more preferably 85:15 to It could be 75:25. If the weight ratio (C:F) of the quick-setting admixture (F) to the cement (C) is less than 95:5, hardening does not occur for a considerable time during laminate molding, and the resolution of the laminated surface is lowered due to the cohesive effect between the cements. This is undesirable, and if the ratio exceeds 65:35, the required amount of moisture required during actual lamination rapidly increases to a weight ratio of 50%, which is undesirable.

상기 주물사는 첨가제를 추가로 포함하고, 상기 첨가제는 상기 골재의 표면 상에 위치하고, 상기 첨가제는 유동화제, 감수제, 경화 촉진제, 강도 개선제, 및 소착방지 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The molding sand may further include an additive, the additive being located on the surface of the aggregate, and the additive may include at least one selected from the group consisting of a plasticizing agent, a water reducing agent, a hardening accelerator, a strength improving agent, and an anti-seize additive. can

이하, 본 발명의 성형체에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the molded body of the present invention will be described.

본 발명은 과립형 골재; 상기 과립형 골재 사이에 위치하고, 이웃하는 상기 과립형 골재를 서로 결합하는 시멘트; 및 및 상기 과립형 골재 사이에 위치하는 급결제; 를 포함하는 성형체를 제공한다.The present invention is a granular aggregate; cement located between the granular aggregates and bonding the neighboring granular aggregates to each other; and an accelerator located between the granular aggregate; It provides a molded body comprising a.

상기 성형체가 기공을 포함하는 다공성 성형체이고, 상기 기공의 크기가 1 내지 150nm이고, 상기 성형체 1g을 기준으로 상기 기공의 부피가 0.001 내지 25cm3/g일 수 있다. The molded body may be a porous molded body including pores, the size of the pores may be 1 to 150 nm, and the volume of the pores may be 0.001 to 25 cm 3 /g based on 1 g of the molded body.

상기 기공의 크기가 1nm 미만이면 수분 흡습성을 방해해서 바람직하지 않고, 150nm를 초과하면 과도한 수분 흡수로 인하여 바인더 요구량이 증가해서 바람직하지 않다. If the pore size is less than 1 nm, it is not preferable because it hinders moisture absorption, and if it exceeds 150 nm, it is not preferable because the amount of binder required increases due to excessive moisture absorption.

상기 성형체 1g을 기준으로 상기 기공의 부피가 0.001cm3/g 미만이면 수분 흡습성을 방해해서 바람직하지 않고, 25cm3/g를 초과하면 과도한 수분 흡수로 인하여 바인더 요구량이 증가해서 바람직하지 않다.If the volume of the pores is less than 0.001 cm 3 /g based on 1 g of the molded body, it is not preferable because it interferes with moisture absorption, and if it exceeds 25 cm 3 /g, the amount of binder required increases due to excessive moisture absorption.

도 1 및 도 2는 본 발명의 주물사의 제조방법을 나타낸 순서도 및 모식도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 주물사의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.1 and 2 are a flow chart and a schematic diagram showing the manufacturing method of the molding sand of the present invention. Hereinafter, the manufacturing method of the molding sand of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

먼저, 무기입자, 바인더 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조한다(단계 a).First, a mixture is prepared by mixing inorganic particles, a binder, and a solvent (step a).

단계 (a)가 (a-1) 하나의 종류 또는 복수의 종류의 무기입자를 제공하는 단계; (a-2) 용매를 상기 무기입자와 혼합하고 교반하는 단계; 및 (a-3) 교반된 용매와 무기입자에 바인더를 혼합하여 상기 혼합물을 준비하는 단계;를 포함할 수 있다. Step (a) is (a-1) providing one type or a plurality of types of inorganic particles; (a-2) mixing a solvent with the inorganic particles and stirring; and (a-3) preparing the mixture by mixing a binder with the stirred solvent and inorganic particles.

단계 (a-1) 이후에, (a-1') 상기 무기입자를 예정하는 주조 시의 주조 온도에서 열처리하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.After step (a-1), (a-1') heat-treating the inorganic particles at a predetermined casting temperature; may further include.

구체적으로 단계 (a-1')에서, 상기 무기입자를 순수 알루미나를 사용한다면 1800℃, 순수 열처리 실리카(Fused silica)를 사용한다면 1600℃를 넘기지 않는 타겟 온도로 열처리한다. 또한 특수 용도로 2400℃ 이상의 고온 주조용에 쓰일때에는 무기입자로서 지르콘 옥사이드를 주로 사용한다. Specifically, in step (a-1'), the inorganic particles are heat-treated at a target temperature that does not exceed 1800°C if pure alumina is used or 1600°C if pure heat-treated silica is used. In addition, zircon oxide is mainly used as an inorganic particle when used for casting at a high temperature of 2400 ℃ or higher for special purposes.

단계 (a-2)의 상기 용매가 증류수, 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The solvent in step (a-2) may include at least one selected from the group consisting of distilled water, ethanol, methanol, normal propyl alcohol, and isopropyl alcohol (IPA).

구체적으로 단계 (a-2)에서, 상기 무기입자에 대하여, 상기 용매의 중량비가 50wt% 이상일 수 있다. Specifically, in step (a-2), the weight ratio of the solvent to the inorganic particles may be 50wt% or more.

상기 용매가 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 단계 (a)의 혼합물이 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.The solvent includes at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, normal propyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA), and the mixture in step (a) contains at least one selected from the group consisting of cement and an accelerator can be further included.

상기 용매가 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 경우, 천천히 굳기 때문에 단계 (a)의 혼합물이 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 혼합할 수 있다.When the solvent contains at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, normal propyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA), the mixture in step (a) is selected from the group consisting of cement and quick-setting agent because it hardens slowly. More than one species may be further mixed.

다음으로, 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조한다(단계 b).Next, the mixture is spray-dried to produce granular aggregate (step b).

단계 (b) 이후에, (b') 상기 과립형 골재를 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.After step (b), (b') preparing a sintered granular aggregate by sintering the granular aggregate; may further include.

마지막으로, 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트 및 급결제를 코팅하여 주물사를 제조한다(단계 c).Finally, molding sand is prepared by coating cement and an accelerator on the surface of the granular aggregate (step c).

단계 (c)의 상기 코팅이 볼 밀링(Ball milling), 어트리션 밀링(Attrition milling), 플래네터리 밀링(Planetary milling), 파인 밀링(Fine milling) 및 고성능 혼합기(High efficiency mixer)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 수행될 수 있다.The group in which the coating in step (c) consists of Ball milling, Attrition milling, Planetary milling, Fine milling and High efficiency mixer It can be performed with any one selected from.

단계 (c) 이후에, (d) 상기 주물사를 체질(sieving)하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.After step (c), (d) sieving the molding sand; may be further included.

상기 주물사가 상기 과립형 골재 100 중량부에 대하여, 상기 시멘트 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 상기 시멘트가 5 중량부 미만이면 무기입자 표면에 충분히 도포되지 못하여 경화가 일어나지 않아 바람직하지 않고, 20 중량부를 초과하면 장비 적층 작업 시 시멘트 분진이 발생해서 바람직하지 않다. The molding sand may include 5 to 20 parts by weight of the cement based on 100 parts by weight of the granular aggregate. If the amount of the cement is less than 5 parts by weight, it is not preferable because it is not sufficiently coated on the surface of the inorganic particles and hardening does not occur, and if it exceeds 20 parts by weight, cement dust is generated during equipment lamination work, which is not preferable.

또한 본 발명은 (가) 무기입자 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (나) 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하는 단계; 및 (다) 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트, 급결제 및 용매를 포함하는 혼합물을 코팅하여 주물사를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (a) preparing a mixture by mixing inorganic particles and a binder; (b) preparing granular aggregate by spray-drying the mixture; and (c) preparing a molding sand by coating a mixture containing cement, an accelerator and a solvent on the surface of the granular aggregate.

상기 용매가 물을 포함하고, 상기 단계 (가)의 혼합물이 시멘트 및 급결제를 포함하지 않는 것일 수 있다.The solvent may include water, and the mixture in step (a) may not include cement and an accelerator.

상기 용매가 물을 포함하는 경우, 빨리 굳는 문제로 인해 단계 (가)에서 상기 혼합물이 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 혼합하는 것은 바람직하지 않다.When the solvent includes water, it is not preferable to additionally mix at least one selected from the group consisting of cement and quick-setting admixture in step (a) due to the problem of fast hardening.

[실시예] [Example]

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, this is for illustrative purposes and the scope of the present invention is not limited thereby.

[과립형 골재의 제조] [Manufacture of granular aggregate]

제조예 1: 바인더로 PVA 사용Preparation Example 1: Using PVA as a binder

고경도 강구 볼밀링 방법 내지 공업용 고속 블렌더 방법으로 직경이 15μm 이하인 고온 내구성을 가지는 무기입자인 알루미나 미분을 준비하고, 상기 무기입자인 알루미나 미분을 타겟하는 온도 30℃에 맞춰 증류수와 함께 물리적으로 스털링(stirring)을 통해 혼합하여 상기 무기입자가 충분히 희석된 희석액을 제조하였다. 이때 상기 무기입자와 용매의 중량비(wt%)가 50:50 내지 25:75가 되도록 혼합하였다. 이어서 상기 희석액에 바인더 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)을 무기입자:PVA가 99:1 wt% 중량비가 되도록 혼합하여 혼합물을 제조하였다.Alumina fine powder, which is an inorganic particle having a high-temperature durability having a diameter of 15 μm or less, is prepared by a high-hardness steel ball ball milling method or an industrial high-speed blender method, and physically sterilized with distilled water according to the target temperature of 30 ° C. stirring) to prepare a diluted solution in which the inorganic particles were sufficiently diluted. At this time, the inorganic particles and the solvent were mixed so that the weight ratio (wt%) was 50:50 to 25:75. Subsequently, a mixture was prepared by mixing binder polyvinyl alcohol (PVA) with the diluent so that the weight ratio of inorganic particles:PVA was 99:1 wt%.

다음으로, 상기 혼합물을 250 RPM으로 6시간 동안 충분히 교반한 후 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하였다. 3D 프린팅의 적층 높이에 맞추어 높이의 30% 수준으로 상기 과립형 골재의 평균 입도 사이즈로 분획 과정을 통해 수득하였다. Next, the mixture was sufficiently stirred at 250 RPM for 6 hours and then spray-dried to prepare granular aggregate. The average particle size of the granular aggregate was obtained through a fractionation process at a level of 30% of the height according to the stack height of 3D printing.

제조예 2: 바인더로 PVA 사용하고 소결Preparation Example 2: Using PVA as a binder and sintering

제조예 1의 과립형 골재를 1,000℃에서 1시간 동안 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하였다. The granular aggregate of Preparation Example 1 was sintered at 1,000° C. for 1 hour to prepare a sintered granular aggregate.

제조예 3: 바인더로 PVP 사용Preparation Example 3: using PVP as a binder

제조예 1에서 희석액에 바인더 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)을 혼합하는 대신에 희석액에 폴리비닐 피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)을 혼합하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 과립형 골재를 제조하였다.Granular aggregate was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except for mixing polyvinylpyrrolidone (PVP) with the diluent instead of mixing the binder polyvinyl alcohol (PVA) with the diluent in Preparation Example 1. was manufactured.

제조예 4: 바인더로 PVP 사용하고 소결Preparation Example 4: Using PVP as a binder and sintering

제조예 3의 과립형 골재를 1,000℃에서 1시간 동안 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하였다. The granular aggregate of Preparation Example 3 was sintered at 1,000° C. for 1 hour to prepare a sintered granular aggregate.

제조예 5: 바인더로 PVA와 콜로이달 실리카 사용Preparation Example 5: Use of PVA and colloidal silica as a binder

제조예 1에서 희석액에 바인더 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)을 혼합하는 대신에 희석액에 폴리비닐알코올과 콜로이달 실리카를 무기입자:PVA:콜로이달 실리카가 97.5:1:1.5 wt% 중량비가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 과립형 골재를 제조하였다.In Preparation Example 1, instead of mixing the binder polyvinyl alcohol (PVA) in the diluent, polyvinyl alcohol and colloidal silica were mixed in the diluent at a weight ratio of inorganic particles: PVA: colloidal silica of 97.5: 1: 1.5 wt%. Granular aggregate was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except for mixing.

제조예 6: 바인더로 PVA와 콜로이달 실리카 사용하고 소결Preparation Example 6: Using PVA and colloidal silica as binders and sintering

제조예 5의 과립형 골재를 1,000℃에서 1시간 동안 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하였다. The granular aggregate of Preparation Example 5 was sintered at 1,000° C. for 1 hour to prepare a sintered granular aggregate.

제조예 7: 바인더로 PVP와 콜로이달 실리카 사용Preparation Example 7: using PVP and colloidal silica as a binder

제조예 1에서 희석액에 바인더 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA)을 혼합하는 대신에 희석액에 폴리비닐 피롤리돈과 콜로이달 실리카를 무기입자:PVP:콜로이달 실리카가 97.5:1:1.5 wt% 중량비가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 과립형 골재를 제조하였다.In Preparation Example 1, instead of mixing the binder polyvinyl alcohol (PVA) in the diluent, polyvinyl pyrrolidone and colloidal silica were mixed in the diluent at a weight ratio of inorganic particles: PVP: colloidal silica of 97.5: 1: 1.5 wt%. Granular aggregate was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that mixing was performed.

제조예 8: 바인더로 PVP와 콜로이달 실리카 사용하고 소결Preparation Example 8: Using PVP and colloidal silica as binders and sintering

제조예 7의 과립형 골재를 1,000℃에서 1시간 동안 소결(sintering)하여 소결된 복합 과립형 골재를 제조하였다.The granular aggregate of Preparation Example 7 was sintered at 1,000° C. for 1 hour to prepare a sintered composite granular aggregate.

제조비교예 1Manufacturing Comparative Example 1

골재로서 Asahi Glass Co., Ltd.사의 Brightorb를 사용하였다.As an aggregate, Brightorb from Asahi Glass Co., Ltd. was used.

제조비교예 2Manufacturing Comparative Example 2

골재로서 Lianyungang DIGHEN Composite Material Technology Co., Ltd.의 Spherical silica powder를 사용하였다.Spherical silica powder from Lianyungang DIGHEN Composite Material Technology Co., Ltd. was used as an aggregate.

[주물사의 제조][Manufacture of molding sand]

실시예 1-1Example 1-1

제조예 1의 과립형 골재를 사용하여 과립형 골재:시멘트 분말:첨가제가 78:19.6:2.4 wt% 중량비로 볼 밀링을 통해 상기 과립형 골재 표면에 알루미나 시멘트 및 첨가제를 코팅하여 주물사를 제조하였다. 이때 상기 시멘트 분말은 직경이 4μm 이하가 되도록 CA(CaOㆍAl2O3)와 C12A7(12CaOㆍ7Al2O3)를 각각 분쇄하고, 분쇄된 CA와 C12A7를 100:0 wt% 의 중량비로 혼합하여 사용하였다. 또한 상기 첨가제는 유동화제 폴리칼본산계(Sika co. ltd), 촉진제 (Li2CO3), 폴리비닐 알코올(PVA)을 아래 표 1의 조건이 되도록 혼합하여 사용하였다. Using the granular aggregate of Preparation Example 1, alumina cement and additives were coated on the surface of the granular aggregate through ball milling in a weight ratio of 78:19.6:2.4 wt% of granular aggregate:cement powder:additive to prepare molding sand. At this time, the cement powder was pulverized CA (CaO·Al 2 O 3 ) and C12A7 (12CaO·7Al 2 O 3 ) to have a diameter of 4 μm or less, and mixed the pulverized CA and C12A7 at a weight ratio of 100:0 wt%. and used it. In addition, the additives were used by mixing a fluidizing agent polycarboxylate (Sika co. ltd), an accelerator (Li 2 CO 3 ), and polyvinyl alcohol (PVA) to satisfy the conditions shown in Table 1 below.

실시예 1-2 내지 실시예 1-13Examples 1-2 to 1-13

상기 실시예 1-1 및 아래 표 1을 참고하면, 표 1의 조건으로 제조예 1에 따라 제조된 과립형 골재를 사용하여 주물사를 제조하였다.Referring to Example 1-1 and Table 1 below, molding sand was prepared using the granular aggregate prepared according to Preparation Example 1 under the conditions of Table 1.

실시예 2-1Example 2-1

실시예 1-1에서 제조예 1의 과립형 골재를 사용하고, 첨가제로 폴리비닐 알코올(PVA)을 사용하는 대신에 제조예 3의 과립형 골재를 사용하고 첨가제로 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1-1과 동일한 방법으로 주물사를 제조하였다. In Example 1-1, instead of using the granular aggregate of Preparation Example 1 and using polyvinyl alcohol (PVA) as an additive, the granular aggregate of Preparation Example 3 was used and polyvinylpyrrolidone (PVP) was used as an additive. Molding sand was prepared in the same manner as in Example 1-1 except for using.

실시예 2-2 내지 실시예 2-13Example 2-2 to Example 2-13

상기 실시예 2-1 및 아래 표 1을 참고하면, 표 1의 조건으로 실시예 2-1과 동일한 방법으로 주물사를 제조하였다.Referring to Example 2-1 and Table 1 below, molding sand was prepared in the same manner as in Example 2-1 under the conditions of Table 1.

비교예 1-1Comparative Example 1-1

아래 표 1을 참고하면, 표 1의 조건으로 실시예 1-13에서 제조예 1의 과립형 골재를 사용하는 대신에 제조비교예 1에 따른 골재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-13과 동일한 방법으로 주물사를 제조하였다.Referring to Table 1 below, except for using the aggregate according to Comparative Preparation Example 1 instead of using the granular aggregate of Preparation Example 1 in Examples 1-13 under the conditions of Table 1, Examples 1-13 and Molding sand was prepared in the same manner.

비교예 1-2Comparative Example 1-2

아래 표 1을 참고하면, 표 1의 조건으로 실시예 1-13에서 제조예 1의 과립형 골재를 사용하는 대신에 제조비교예 2에 따른 골재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-13과 동일한 방법으로 주물사를 제조하였다.Referring to Table 1 below, except for using the aggregate according to Comparative Preparation Example 2 instead of using the granular aggregate of Preparation Example 1 in Examples 1-13 under the conditions of Table 1, Examples 1-13 and Molding sand was prepared in the same manner.

과립형 골재
(중량부)granular aggregate
(parts by weight) 시멘트+급결제Cement + Quick Settlement 첨가제 (중량부)Additives (parts by weight) (중량부)(parts by weight) CA:C12A7
(중량비)CA:C12A7
(weight ratio) 유동화제
(폴리칼본산계)glidant
(Polycarboxylate) 촉진제
(Li2CO3)accelerant
(Li 2 CO 3 ) 폴리비닐알콜
(PVA)polyvinyl alcohol
(PVA) 폴리비닐피롤리돈
(PVP)polyvinylpyrrolidone
(PVP) 실시예 1-1Example 1-1 제조예 1Preparation Example 1 8080 20 20 100:0100:0 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-2Example 1-2 8080 20 20 95:595:5 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-3Examples 1-3 8080 20 20 90:1090:10 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-4Example 1-4 8080 20 20 85:1585:15 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-5Example 1-5 8080 20 20 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-6Example 1-6 8080 20 20 70:3070:30 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 1-7Examples 1-7 9090 10 10 100:0100:0 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-8Examples 1-8 9090 10 10 95:595:5 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-9Examples 1-9 9090 10 10 90:1090:10 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-10Examples 1-10 9090 10 10 85:1585:15 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-11Example 1-11 9090 10 10 80:2080:20 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-12Examples 1-12 9090 10 10 70:3070:30 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 1-13Examples 1-13 7878 19.6 19.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 실시예 1-14Examples 1-14 7878 19.6 19.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 00 22 실시예 2-1Example 2-1 제조예 3Preparation Example 3 8080 20 20 100:0100:0 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-2Example 2-2 8080 20 20 95:595:5 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-3Example 2-3 8080 20 20 90:1090:10 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-4Example 2-4 8080 20 20 85:1585:15 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-5Example 2-5 8080 20 20 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-6Example 2-6 8080 20 20 70:3070:30 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-7Examples 2-7 9090 10 10 100:0100:0 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-8Example 2-8 9090 10 10 95:595:5 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-9Example 2-9 9090 10 10 90:1090:10 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-10Examples 2-10 9090 10 10 85:1585:15 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-11Examples 2-11 9090 10 10 80:2080:20 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-12Example 2-12 9090 10 10 70:3070:30 0.20.2 0.10.1 22 -- 실시예 2-13Example 2-13 7878 19.619.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 -- 실시예 2-14Example 2-14 7878 19.619.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 -- 22 비교예 1-1Comparative Example 1-1 제조비교예 1Manufacturing Comparative Example 1 7878 19.6 19.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 -- 비교예 1-2Comparative Example 1-2 제조비교예 2Manufacturing Comparative Example 2 7878 19.6 19.6 80:2080:20 0.20.2 0.20.2 22 --

[성형체의 제조][Manufacture of molded body]

실시예 3-1Example 3-1

도 3은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)를 촬영한 사진으로, 도 3을 참조하면, 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사와 ZB63 잉크를 사용하여 바인더 젯팅 3D 프린트인 3D systems 사의 z510 장비를 이용하여 적층 제조하였다. 이때 시스템 설정값 shell saturation level 100%(binder/volume ratio 0.38), core saturation level 100%(binder/volume ratio 0.19)로 하여 상온에서 성형체를 제작하였다. 3 is a photograph of a molded article (Example 3-1) manufactured using the molding sand manufactured according to Examples 1-13. Referring to FIG. 3, the molding sand manufactured according to Examples 1-13 and ZB63 It was laminated and manufactured using 3D systems' z510 equipment, which is a binder jetting 3D print using ink. At this time, the molded body was manufactured at room temperature with the system setting values shell saturation level 100% (binder/volume ratio 0.38) and core saturation level 100% (binder/volume ratio 0.19).

실시예 3-2Example 3-2

실시예 2-13에 따라 제조된 주물사와 ZB63 잉크를 사용하여 바인더 젯팅 3D 프린트인 3D systems 사의 z510 장비를 이용하여 적층 제조하였다. 이때 시스템 설정값 shell saturation level 100%(binder/volume ratio 0.38), core saturation level 100%(binder/volume ratio 0.19)로 하여 상온에서 성형체를 제작하였다.Additive manufacturing was performed using a 3D systems z510 machine, which is a binder jetting 3D print using the molding sand and ZB63 ink prepared according to Examples 2-13. At this time, the molded body was manufactured at room temperature with the system setting values shell saturation level 100% (binder/volume ratio 0.38) and core saturation level 100% (binder/volume ratio 0.19).

비교예 3-1Comparative Example 3-1

비교예 1-1에 따라 제조된 주물사와 ZB63 잉크를 사용하여 바인더 젯팅 3D 프린트인 3D systems 사의 z510 장비를 이용하여 적층 제조하였다. 이때 시스템 설정값 shell saturation level 100%(binder/volume ratio 0.38), core saturation level 100%(binder/volume ratio 0.19)로 하여 상온에서 성형체를 제작하였다.Additive manufacturing was performed using a 3D systems z510 device, which is a binder jetting 3D print using a molding sand prepared according to Comparative Example 1-1 and ZB63 ink. At this time, the molded body was manufactured at room temperature with the system setting values shell saturation level 100% (binder/volume ratio 0.38) and core saturation level 100% (binder/volume ratio 0.19).

비교예 3-2Comparative Example 3-2

비교예 1-2에 따라 제조된 주물사와 ZB63 잉크를 사용하여 바인더 젯팅 3D 프린트인 3D systems 사의 z510 장비를 이용하여 적층 제조하였다. 이때 시스템 설정값 shell saturation level 100%(binder/volume ratio 0.38), core saturation level 100%(binder/volume ratio 0.19)로 하여 상온에서 성형체를 제작하였다. It was laminated using a 3D systems z510 device, which is a binder jetting 3D print using the molding sand and ZB63 ink prepared according to Comparative Example 1-2. At this time, the molded body was manufactured at room temperature with the system setting values shell saturation level 100% (binder/volume ratio 0.38) and core saturation level 100% (binder/volume ratio 0.19).

[시험예] [Test Example]

시험예 1: 성형체의 압축강도 분석Test Example 1: Compressive Strength Analysis of Molded Body

압축강도는 성형체를 4시간 건조한 후 콘크리트 압축강도 시험방법(KS F 2405)에 준하여 일축가압 측정장치를 이용해 압축강도를 측정하였다. Compressive strength was measured using a uniaxial pressure measuring device in accordance with the concrete compressive strength test method (KS F 2405) after drying the molded body for 4 hours.

상기 방법으로 압축강도를 분석한 결과, 실시예 1-13에서 평균 4.6MPa 강도를 가짐을 알 수 있었다. As a result of analyzing the compressive strength by the above method, it was found that Examples 1-13 had an average strength of 4.6 MPa.

시험예 2: 성형체의 기공률 분석Test Example 2: Porosity Analysis of Molded Body

도 4는 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 내부 기공을 확인한 마이크로 CT 이미지이다. 4 is a micro-CT image showing internal pores of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13.

기공률 측정은 ZEISS 사의 Xradia Versa 510으로 측정하였으며 측정 조건은 Voltage:140KV, powwe:10W, Exposure:1sec, pixel size:20㎛, objective x0.4 조건으로 하여 측정하였다.The porosity was measured with Xradia Versa 510 from ZEISS, and the measurement conditions were Voltage: 140KV, powwe: 10W, Exposure: 1sec, pixel size: 20㎛, objective x0.4.

도 4에 따르면, 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 기공 부피 분률이 22.73%임을 알 수 있었다. According to FIG. 4, it was found that the pore volume fraction of the molded article (Example 3-1) manufactured using the molding sand manufactured according to Examples 1-13 was 22.73%.

시험예 4: 열적안정성 분석Test Example 4: Thermal stability analysis

도 5은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 열적 안정성 분석이다. 열적안정성 분석은 TG-DTA 방법으로 측정하였다.5 is a thermal stability analysis of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13. Thermal stability analysis was measured by the TG-DTA method.

도 5에 따르면, 성형체(실시예 3-1)의 고온 가스 발생량이 1% 내외로 현저히 적음을 알 수 있었다. 또한 1450℃까지의 온도에서 결정화나 전이가 일어나지 않는 것을 알 수 있었다. According to FIG. 5, it was found that the amount of high-temperature gas generated in the molded body (Example 3-1) was significantly less than about 1%. In addition, it was found that crystallization or transition did not occur at temperatures up to 1450 ° C.

시험예 5: 수축 변형성 분석Test Example 5: Analysis of shrinkage deformability

도 6은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1)의 온도에 따른 수축 변형 분석이다. 수축 변형성 분석은 1400℃까지의 온도에서 열팽창률을 확인하는 방법으로 측정하였다.6 is an analysis of shrinkage deformation according to temperature of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand manufactured according to Examples 1-13. Shrinkage deformability analysis was measured by checking the thermal expansion coefficient at temperatures up to 1400 ° C.

도 6에 따르면, 1300℃까지 열팽창이 거의 일어나지 않음을 알 수 있었다. According to FIG. 6, it was found that thermal expansion hardly occurred up to 1300 ° C.

시험예 6: SEM 분석Test Example 6: SEM analysis

도 7은 제조예 1에 따라 제조된 과립형 골재, 도 8은 실시예 1-13에 따라 제조된 주물사를 사용하여 제작한 성형체(실시예 3-1) 표면의 주사 전자현미경(SEM) 이미지이다. 주사전자현미경(SEM) 분석은 전압 1KV, 500배율에서 측정하였다.7 is a granular aggregate prepared according to Preparation Example 1, and FIG. 8 is a scanning electron microscope (SEM) image of the surface of a molded article (Example 3-1) manufactured using molding sand prepared according to Examples 1-13. . Scanning electron microscope (SEM) analysis was measured at a voltage of 1KV and 500 magnification.

도 8에 따르면, 과립형태의 주물사(실시예 1-13)가 다공성 구조체(성형체, 실시예 3-1)를 형성함을 알 수 있었다. According to FIG. 8, it can be seen that the granular molding sand (Example 1-13) forms a porous structure (molded body, Example 3-1).

시험예 7: 강도 분석Test Example 7: Strength analysis

도 9는 실시예 3-1, 비교예 3-1 및 3-2의 골재 변경에 따른 강도비교 데이터이고, 도 10은 실시예 3-1, 비교예 3-1 및 3-2의 골재 변경에 따른 성형체 실제 모습이다. Figure 9 is strength comparison data according to the aggregate change of Example 3-1 and Comparative Examples 3-1 and 3-2, Figure 10 is the aggregate change of Example 3-1 and Comparative Examples 3-1 and 3-2 Actual appearance of molded body.

도 9에 따르면, 과립형 골재를 사용한 실시예 3-1에서 가장 빠른 경화 속도를 보이며, 건조 4시간 후 압축강도가 뛰어남을 확인할 수 있다. According to FIG. 9, it can be seen that Example 3-1 using granular aggregate showed the fastest curing speed and excellent compressive strength after 4 hours of drying.

또한 도 10에 따르면, 실시예 3-1에 따른 성형체가 비교예 3-1 및 3-2에 따른 성형체에 비해 성형성이 뛰어남을 알 수 있다.Also, according to FIG. 10 , it can be seen that the molded article according to Example 3-1 has excellent formability compared to the molded article according to Comparative Examples 3-1 and 3-2.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but those skilled in the art can add, change, delete or modify components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes may be made to the present invention by addition or the like, which will also be included within the scope of the present invention. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (23)

과립형(granule type) 골재;
상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 시멘트; 및
상기 과립형 골재의 표면 상에 위치하는 급결제;를
포함하는 주물사.granule type aggregate;
cement located on the surface of the granular aggregate; and
A quick-setting agent located on the surface of the granular aggregate;
Including molding sand. 제1항에 있어서,
상기 과립형 골재가 기공을 포함하고, 다공성인 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 1,
The molding sand, characterized in that the granular aggregate contains pores and is porous. 제1항에 있어서,
상기 과립형 골재가 무기입자 및 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사. According to claim 1,
The molding sand, characterized in that the granular aggregate contains inorganic particles and a binder. 제3항에 있어서,
상기 과립형 골재는 복수개의 상기 무기입자가 결합된 다발(cluster) 형상으로 존재하고, 상기 바인더가 복수개의 상기 무기입자를 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
The molding sand, characterized in that the granular aggregate exists in the form of a cluster in which a plurality of the inorganic particles are combined, and the binder binds the plurality of the inorganic particles to each other. 제3항에 있어서,
상기 과립형 골재는 상기 무기입자(I)에 대한 상기 바인더(B)의 중량비(I:B)가 99.5:0.5 내지 95.0:5.0인 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
The granular aggregate is a foundry sand, characterized in that the weight ratio (I: B) of the binder (B) to the inorganic particles (I) is 99.5: 0.5 to 95.0: 5.0. 제3항에 있어서,
상기 과립형 골재가 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하고,
상기 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 상기 무기입자 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
The granular aggregate further comprises at least one member selected from the group consisting of cement and quick-settling agent;
Molding sand, characterized in that at least one selected from the group consisting of the cement and the quick-setting admixture is located between the inorganic particles. 제3항에 있어서,
상기 무기입자가 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 실리케이트(ZrSiO4), 산화크롬(Cr2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 산화나트륨(Na2O), 산화철(Fe2O3), 산화칼륨(K2O) 및 이산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
The inorganic particles are alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), silicate (ZrSiO 4 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO) , phosphorus oxide (P 2 O 5 ), sodium oxide (Na 2 O), iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium oxide (K 2 O), and titanium dioxide (TiO 2 ). A molding sand, characterized in that for doing. 제3항에 있어서,
상기 무기입자의 크기가 15μm 이하인 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
Molding sand, characterized in that the size of the inorganic particles is 15μm or less. 제3항에 있어서,
상기 바인더가 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 덱스트린, 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose, MC), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide, PEO), 폴리비닐 부티랄(Polyvinyl butyral, PVB), 콜로이달 실리카(colloidal silica) 및 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 3,
The binder is polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), dextrin, methyl cellulose (MC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), polyethylene oxide (Polyethylene oxide, PEO), polyvinyl butyral (PVB), colloidal silica, and polyethylene glycol (polyethylene glycol) A molding sand characterized in that it comprises at least one selected from the group consisting of. 제1항에 있어서,
상기 과립형 골재가 구형이고, 상기 과립형 골재의 크기가 10 내지 150μm인 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 1,
The molding sand, characterized in that the granular aggregate is spherical, and the size of the granular aggregate is 10 to 150 μm. 제1항에 있어서,
상기 시멘트가 CaO·Al2O3 (CA), 3CaO·Al2O3 (C3A), CaO·2Al2O3 (CA2), CaO·6Al2O3 (CA6), 3CaO·SiO2 (C3S), 2CaO·SiO2 (C2S), Ca2Al[AlSiO7] (C2AS) 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 1,
The cement is CaO·Al 2 O 3 (CA), 3CaO·Al 2 O 3 (C3A), CaO·2Al 2 O 3 (CA2), CaO·6Al 2 O 3 (CA6), 3CaO·SiO 2 (C3S) , 2CaO·SiO 2 (C2S), Ca 2 Al[AlSiO 7 ] (C2AS) and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 (C4AF). . 제1항에 있어서,
상기 급결제가 12CaO·7Al2O3 (C12A7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 1,
The quick-setting sand is characterized in that it comprises 12CaO 7Al 2 O 3 (C12A7). 제1항에 있어서,
상기 주물사가 3D 프린팅에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 주물사.According to claim 1,
The molding sand, characterized in that for use in 3D printing. 과립형 골재;
상기 과립형 골재 사이에 위치하고, 이웃하는 상기 과립형 골재를 서로 결합하는 시멘트; 및
및 상기 과립형 골재 사이에 위치하는 급결제; 를
포함하는 성형체.granular aggregate;
cement located between the granular aggregates and bonding the neighboring granular aggregates to each other; and
and an accelerator located between the granular aggregates; cast
Molded body containing. 제14항에 있어서,
상기 성형체가 기공을 포함하는 다공성 성형체이고,
상기 기공의 크기가 1 내지 150nm이고,
상기 성형체 1g을 기준으로 상기 기공의 부피가 0.001 내지 25cm3/g인 것을 특징으로 하는 성형체.According to claim 14,
The molded body is a porous molded body containing pores,
The pore size is 1 to 150 nm,
The molded body, characterized in that the volume of the pores is 0.001 to 25 cm 3 /g based on 1g of the molded body. (a) 무기입자, 바인더 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트 및 급결제를 코팅하여 주물사를 제조하는 단계;를
포함하는 주물사의 제조방법.(a) preparing a mixture by mixing inorganic particles, a binder and a solvent;
(b) spray-drying the mixture to produce granular aggregate; and
(c) preparing a molding sand by coating cement and an accelerator on the surface of the granular aggregate;
A method for manufacturing a molding sand comprising: 제16항에 있어서,
단계 (a)가
(a-1) 하나의 종류 또는 복수의 종류의 무기입자를 제공하는 단계;
(a-2) 용매를 상기 무기입자와 혼합하고 교반하는 단계; 및
(a-3) 교반된 용매와 무기입자에 바인더를 혼합하여 상기 혼합물을 준비하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.According to claim 16,
step (a)
(a-1) providing one type or a plurality of types of inorganic particles;
(a-2) mixing a solvent with the inorganic particles and stirring; and
(a-3) preparing the mixture by mixing a binder with the stirred solvent and inorganic particles;
A method for producing molding sand, characterized in that it comprises. 제17항에 있어서,
단계 (a-1) 이후에,
(a-1') 상기 무기입자를 예정하는 주조 시의 주조 온도에서 열처리하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.According to claim 17,
After step (a-1),
(a-1') a step of heat-treating the inorganic particles at a predetermined casting temperature during casting; manufacturing method of molding sand, characterized in that it further comprises. 제18항에 있어서,
단계 (a-2)의 상기 용매가 물, 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.According to claim 18,
The method for producing molding sand, characterized in that the solvent of step (a-2) includes at least one selected from the group consisting of water, ethanol, methanol, normal propyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA). 제19항에 있어서,
상기 용매가 에탄올, 메탄올, 노말프로필 알코올 및 이소프로필 알코올(IPA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 단계 (a)의 혼합물이 시멘트 및 급결제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.According to claim 19,
The solvent includes at least one selected from the group consisting of ethanol, methanol, normal propyl alcohol and isopropyl alcohol (IPA),
The method for producing molding sand, characterized in that the mixture of step (a) further comprises at least one selected from the group consisting of cement and quick-setting admixture. 제16항에 있어서,
단계 (b) 이후에,
(b') 상기 과립형 골재를 소결(sintering)하여 소결된 과립형 골재를 제조하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.According to claim 16,
After step (b),
(b') preparing a sintered granular aggregate by sintering the granular aggregate; (가) 무기입자 및 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
(나) 상기 혼합물을 분무 건조(spray-dry)하여 과립형 골재를 제조하는 단계; 및
(다) 상기 과립형 골재의 표면 상에 시멘트, 급결제 및 용매를 포함하는 혼합물을 코팅하여 주물사를 제조하는 단계;를
포함하는 주물사의 제조방법.(a) preparing a mixture by mixing inorganic particles and a binder;
(b) preparing granular aggregate by spray-drying the mixture; and
(c) preparing a molding sand by coating a mixture containing cement, an accelerator and a solvent on the surface of the granular aggregate;
A method for manufacturing a molding sand comprising: 제22항에 있어서,
상기 용매가 물을 포함하고,
상기 단계 (가)의 혼합물이 시멘트 및 급결제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 주물사의 제조방법.The method of claim 22,
The solvent contains water,
A method for producing molding sand, characterized in that the mixture of step (a) does not contain cement and quick-settling agent.
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