(57)【要約】【解決手段】本発明は、非鉄金属鋳造法、例えばロストワックス法のための包埋−あるいは成形材料を製造するための、水硬性結合剤成分を含有する包埋−あるいは成形材料乾燥混合物に関する。この結合剤成分は水硬性結合剤としてスルファートキャリア不含のポルトランドクリンカー粉砕粉を含有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
非鉄金属鋳造法、例えばロストワックス法のための、水硬性結合剤成分を含有する包埋材料または成形材料を製造するための包埋材料−または成形材料乾燥混合物において、結合剤成分がスルファートキャリア不含の粉砕されたポルトランドセメントクリンカー粉末を水硬性結合剤として含有することを特徴とする、上記乾燥混合物。
【請求項２】
結合剤成分が更に潜在的水硬性のおよび／またはプッゾラナ結合剤、例えば精錬所破砕砂および／またはトラス粉末を含有する請求項１に記載の乾燥混合物。
【請求項３】
結合剤混合物の結合剤成分が通常のセメント細度を有している請求項１または２に記載の乾燥混合物。
【請求項４】
結合剤混合物の結合剤成分が微細に粉砕されておりそして微細セメントが相応する細度を有する、請求項１または２に記載の乾燥混合物。
【請求項５】
スルファートキャリア不含の水硬性結合剤への添加物あるいは混和物として珪砂および／またはシャモット粉末および／または珪線石粉末および／または二硬石粉末および／またはメタ−カオリナイトおよび／またはゼオライトおよび／または不活性の微細粉砕岩石粉および／または珪酸カルシウムの様な水硬性物質および／またはカルシウムアルミナートおよび／または水硬性石灰を含有している、請求項１〜４のいずれか一つに記載の乾燥粉末。
【請求項６】
包埋−あるいは成形材料の熱伝導性に影響を与えるために添加物として窒化珪素、炭化珪素、窒化物、シェル、焼結コランダム、長石または高い熱伝導性を有する他の無機系固体物質を含有している、請求項１〜５のいずれか一つに記載の乾燥混合物。、
【請求項７】
熱伝導性に影響を与えるために金属粒子および／または金属顆粒および／または金属粉末を含有する請求項１〜６のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項８】
添加物あるいは混和物を結合剤混合物中に１：１〜１：３の比で含有する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項９】
オープニングマテリアルが存在している請求項１〜８のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項１０】
オープニングマテリアルがポリプロピレン繊維、ドロマイト繊維、合成樹脂繊維、セルロース繊維、木粉、合成樹脂顆粒、肉粉、骨粉、または焼灼する際に小孔および小さい溝を硬化した結合剤混合物中に生じさせる他のオープニングマテリアルが存在している請求項９に記載の乾燥混合物。
【請求項１１】
湿潤性を減少させるために炭素を微細化した煤および／またはグラファイトをの状態で含有する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項１２】
添加剤として硬化促進剤および／または凝固促進剤および／または流動化剤および／または安定化剤を含有する請求項１〜１１のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項１３】
フラックスとしてスルホナート基不含のおよび／またはスルホナート基含有フラックスを含有する、請求項１２に記載の乾燥混合物。
【請求項１４】
スルホナート基不含有のフラックスとしてポリアスパラギン酸および／またはポリアクリレートおよび／または変性ポリカルボキシレートよりなる群の内の物質を含有しており、その際に変性ポリカルボキシレートは側鎖が変性されているホモ−またはコポリマー状のカルボキシル基含有モノマーである、請求項１３ に記載の乾燥混合物。
【請求項１５】
ポリカルボキシレートの分子量が５０００〜５００００ｇ／モルであり、その際にスルホナート基不含フラックスが結合剤成分を規準として好ましくは０．２５〜２モル％の量で存在する、請求項１４に記載の乾燥混合物。
【請求項１６】
スルホナート基含有フラックスとしてリグニンスルホナート、スルホン石ケン、スルホン酸および他の公知のスルホナート基含有フラックスを含有する請求項１３に記載の乾燥混合物。
【請求項１７】
スルホナート基含有フラックスとして凝固促進効果を有するフラックスを含有する、請求項１６に記載の乾燥混合物。
【請求項１８】
硬化促進剤および／または凝固促進剤を含有する請求項１〜１７のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項１９】
促進剤としてアルカリ金属炭酸塩および／または硝酸カルシウムおよび／またはアルカリ金属珪酸塩および／またはアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物および／または多価カチオンの塩化物および／またはアミン化合物および／または蟻酸カルシウムおよび／または他の公知の促進剤または上記の促進剤の混合物を含有する、請求項１８ に記載の乾燥混合物。
【請求項２０】
微生物多糖類（ｍｉｋｒｏｂｉｅｌｌｅｎ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）の群の内の安定化剤を含有する、請求項１２に記載の乾燥混合物。
【請求項２１】
微生物多糖類として合成バイオポリマー、例えばキサンタンまたはウエラン（Ｗｅｌａｎ）を含有する請求項２０に記載の乾燥混合物。
【請求項２２】
凝固促進剤を含有しており、その凝固促進剤としてセルロース、エーテルおよび／または単−および／または多糖類および／またはアクリル酸およびその塩および／またはオキシカルボン酸およびそれの塩および／またはリン酸およびそれの塩および／またはホウ酸およびそれの塩および／またはアルキルアミドおよび／またはスチレン−ブタジエンを含有する、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２３】
凝固−および硬化調整のためにアルカリグルコナートおよび／またはリグニンスルホナートをアルカリ金属炭酸塩および／またはアルカリ金属重炭酸塩と組合せて含有し、そのアルカリ金属炭酸塩として炭酸ナトリウムおよび−カリウムを任意の混合比で含有する、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２４】
結合剤混合物の各成分を乾燥状態で一緒にして工場乾燥混合物とされ、工場で予備混合されて含まれている請求項１〜２３のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２５】
結合剤成分が所望の初期強度および／または最終強度および／または水硬速度に合わせて種々の粒度あるいは細度のフラクションで組成されている請求項１〜２４のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２６】
結合剤混合物の全ての成分が、所望の初期強度および／または最終強度および／または水硬速度および／または反応速度に合わせて種々の粒子細度で存在し、一様に連続する分級された粒子バンドで組成され含まれる請求項１〜２５のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２７】
乾燥混合物の粒度分布は、ＤｉｎｇｅｒおよびＦｕｎｋに従う次の相関関係に相応し、
【外１】2004519334.tif 000003
その際に指数ｎは０．２より小さく、特に好ましくはマイナスである様に調整される、請求項１〜２６のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２８】
粒度分布が、最大の密度の組織を有する包埋−あるいは成形材料が得られる様に選択される、請求項１〜２７のいずれか一つに記載の乾燥混合物。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか一つに記載の結合剤混合物および水を使用した包埋−あるいは成形材料。
【請求項３０】
水と混合した後の水結合剤値が０．３〜０．８である請求項２９に記載の包埋−あるいは成形材料。
【請求項３１】
非鉄金属鋳造のための、請求項２９または３０に従う硬化した包埋−あるいは成形材料を有する金属鋳造用金型。
【請求項３２】
請求項３１に従う型で製造された鋳造品。
【請求項３３】
耐熱性セメント、耐熱性モルタル、耐熱性コンクリート、耐熱性補修材、スプレー材またはモノリシックライニング材料として請求項２９または３０に記載の包埋−あるいは成形材料を用いる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は請求項１の上位概念に従う非鉄金属鋳造のための包埋（Ｅｉｎｂｅｔｔｕｎｇ）−あるいは成形材料乾燥混合物並びにそれから得られる包埋−あるいは成形材料並びにその用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に精密溶出法（Ｆｅｉｎｓｔａｕｓｓｃｈｍｅｌｚｖｅｒｆａｈｒｅｎ）の場合に非鉄金属鋳造物において、包埋材料、鋳物砂またはその類似物を型に充填しそしてその際に形成するべき対象物の模型を取り囲むことによって鋳型を製造することは公知である。更に模型を成形材料または鋳物砂に押し付け、次いで取り除きそして相応する押型に金属を充填しそして次にこれを離型することも公知である。
【０００３】
精密鋳造のためには特にロストワックス法が使用される。ロストワックス法の場合には製造するそれぞれの鋳造部材のためにワックス製模型が必要とされる。このワックス製模型を液状の包埋材料特に石膏よりなるもので塗型する。次いで石膏で塗型されたワックス模型の周りに堅固な容器を組み立てそして液状の包埋材料、特に同様に石膏を充填する。完全に乾燥した鋳造材料を、それの内部のワックスが溶融し、蒸発しおよび燃焼するまで炉で加熱する。容器中には中空部分が生じ、これは模型に一致する。
【０００４】
次に非鉄金属鋳造を実施することができる。この目的のために液状の非鉄金属合金を鋳造材料中の中空部分に注入する。次いでこの鋳物をゆっくり冷却させる。非鉄金属合金の凝固後に硬化した包埋材料よりなる外殻を打ち壊す。包埋材料中の気泡および他の凸凹による欠陥をいわゆる彫金によって排除する。青錆を生じさせる場合には色々な化学薬品を金属表面に作用させて、例えばアンティーク効果を達成する。既に説明した様に、一般に石膏型が製造される。石膏型はワックスの除去後でも２０Ｍ％までの結晶水を含有している。それ故に最初に熱い金属を注ぎ込んではならない。石膏型は非鉄金属鋳造の前に乾燥しそして脱水しなければならない。この場合、石膏のための典型的な相転移が生じるが、この相転移は不所望の割れ目変化を引き起し得る。これは特に収縮およびそれに伴う収縮ひびの形成および冷却後には冷却ひびの原因となる。更にポロシティーおよびガス透過性をも増加させる。更に特定の金属（マグネシウム）は石膏と化学反応をも起こしうる。このことは付随的な不所望なことである。石膏を用いる場合の他の欠点は、石膏材料を鋳込みの前に脱気するために一般に減圧攪拌装置を用いて製造することである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、長い制御可能な加工時間、高い温度安定性および簡単で迅速な加工を可能とする、非鉄金属鋳造のための包埋−あるいは成形材料のための包埋−あるいは成形材料乾燥混合物を提供することである。
【０００６】
この課題は請求項１の構成要件を有した包埋−あるいは成形材料用乾燥混合物によって解決される。
【０００７】
別の課題は、長い制御可能な加工時間、高い温度安定性および簡単で迅速な加工並びに所定の構造を有する鋳物を可能とする、非鉄金属鋳造用の包埋−あるいは成形材料を提供することである。
【０００８】
この課題は請求項２９の構成要件を備えた包埋−あるいは成形材料によって解決される。
【０００９】
本発明によれば非鉄金属鋳物のための包埋−あるいは成形材料のための結合剤混合物は結合剤混合物の成分の結合剤成分として水硬性結合剤を含有しており、その際に本発明によればこの結合剤はスルホナートキャリア不含の水硬性結合剤および特にスルホナートキャリア不含の水硬性超微粒子結合剤である。スルホナートキャリア不含の水硬性結合剤としては微細−または超微細粉砕されたポルトランドセメント製造用クリンカーを使用する。ポルトランドセメントの様な水硬性結合剤をベースとする包埋−あるいは成形材料は温度安定性がなくそして液状金属を鋳込む際の特に温度衝撃に辛うじて耐えるかまたは損傷だけで耐える型をもたらすが、驚くべきことにスルホナートキャリア不含の水硬性結合剤を用いた、特にスルホナートキャリア不含の粉砕されたポルトランドセメント製造用クリンカーを用いた包埋−あるいは成形材料は卓越した温度安定性、非常に良好な温度変化（温度衝撃）安定性および更に、非常に良好な長時間温度安定性を達成することが判った。更に、本発明に従って使用されるスルホナートキャリア不含の水硬性結合剤を含有する結合剤混合物あるいは包埋−あるいは成形材料は凝固経過、硬化経過、並びに温度に関して非常に広範にわたって非常に細やかに調整できる。更に本発明に従う結合剤を使用した本発明の結合剤混合物あるいは包埋−あるいは成形材料では非常に滑らかな表面を実現することができ、鋳物の後加工を最小限にできることが判った。
【００１０】
本発明の材料は原則として、消耗鋳型で加工されるあらゆる型鋳物鋳造法において使用することができる。特にロストワックス鋳造法の場合、半型を用いる成形等の場合、鋳型枠の相応する安定な実施形態の場合に、硬化した成形体の高い強度のために穏やかな圧力でのいわゆるダイカスト法を実現することができる。成形体を２つの半金型を有する型中に注入しそして次に２つの半金型を分離して取り除く型鋳造法の場合には、硬化した成形材料の高い安定性および強度によって、その型を小規模生産のために数回相前後して使用することも可能である。更に、本発明の成形材料の場合には該材料の熱伝導性が予めに調整されるので鋳込まれた金属の冷却速度を調整できそして特に公知の成形材料の場合よりも冷却速度が明らかに高いことによって、鋳物の材料特性に本発明に従い影響を及ぼすことができる。
【００１１】
本発明に従って使用されるスルホナートキャリア不含結合剤は例えばポルトランドセメント製造用クリンカーである。ポルトランドセメント製造用クリンカーはセメント用回転炉から出るしばしば生じる製品である。一般にこのしばしば生じる製品はいわゆる石膏または無水石膏またはそれらの混合物の様ないわゆるスルホナートキャリアと一緒に粉砕されてポルトランドセメントとされ、次いで分級されそして次に場合によっては包装される。本発明に従って使用されるスルホナートキャリア不含水硬性結合剤はスルホナートキャリア添加物なしに粉砕されたポルトランドセメントクリンカーである。スルホナートキャリア添加物は通常製造されるセメントの場合には、鉱物のエトリンゲン石（Ｅｔｔｒｉｎｇｉｔ） がトリカルシウムアルミナート（Ｃ３ Ａ）の表面に結合することによって凝固を制御するという任務を有する。
【００１２】
特にポルトランドセメント製造用クリンカーおよび／または潜在的水硬性物質、例えば精錬所破砕砂および／またはプッゾラナ物質、例えばトラス、微細シリカ、メタカオリナイト、未処理のまたは熱処理したゼオライト、および／または不活性の微細粉砕された岩石粉、例えば石灰石粉および／または水硬性石灰および／または珪酸カルシウムおよび／またはカルシウムアルミナートまたはこれらの成分のあらゆる組合せも使用することができる。使用されるクリンカー粉末あるいは使用される結合剤成分の細度は標準のセメント細度ないし最高の細度にまで至る。初期強度、凝固経過および最終強度を調整するために結合剤成分は種々の細度のフラクションで組成されていてもよい。更に結合剤成分の列挙された個々の成分ごとに異なる細度を有していてもよい。
【００１３】
結合剤成分は最も細かいセメントの細度を有しているのが有利である。最も細かいセメントは、特に連続しかつ狭く分級された粒度分布および大きな粒子が制限された非常に細かい微粒子の水硬性結合剤である。微細セメントの性質および通例の用途は例えば多孔質の石中に微細結合剤を詰込み加工するための予備的な説明書（Ｂａｕｔｅｃｈｎｉｋ ７０， ［１９９３］，第９号，Ｅｒｎｓｔ ＆ Ｓｏｈｎ， 第管５５０−５６０ 頁、および ＺＴＶ−ＲＩＳＳ ９３， Ｖｅｒｋｅｈｒｓｂｌａｔｔ−Ｄｏｋｕｍｅｎｔ Ｂ ５２３７， Ｖｅｒｋｅｈｒｓｂｌａｔｔ−Ｖｅｒｌａｇ ）に記載されている。
【００１４】
混合物の各成分は好ましくは非常に正確にかつ再現可能に互いに調整されており、好ましくは全ての本質成分が粒度分布  ｄ９５≦２４μｍ、特にｄ９５≦１６μｍ、およびｄ５０≦７μｍ、特にｄ５０≦５μｍおよび好ましくはｄ９５とｄ５０との比が０．３３±０．０４を有する（ｄ９５───篩通過量の９５重量％の粒子平均径───；ｄ５０───篩通過量の５０重量％の粒子平均径───）。特にこれたの条件を厳守する場合には、添加剤の作用を最適化することが可能である。
【００１５】
乾燥した混合物の粒度分布はＤｉｎｇｅｒ−Ｆｕｎｋ関数としても知られている変更された Ｇａｕｄｉｎ−Ｓｃｈｕｍａｎ 関数に相当する様に調整するのが有利である（ Ｆｕｎｋ、Ｊａｍｅｓ Ｇ．； Ｄｉｎｇｅｒ， Ｄｅｎｎｉｓ Ｒ．； Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｒｏｗｅｄ ｐａｒｔｉｃｌａｔｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ； Ｃｌｕｖｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ Ｇｒｏｕｐ， Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ３３００ ＡＨ Ｄｏｒｄｒｅｃｈｔ， ＮＬ）。Ｄｉｎｇｅｒ−Ｆｕｎｋ関数においては指数ｎを＜０．２に調整し、その際にマイナスの値も可能である。これによって、最高に緻密な組織を持つ硬化物質を得ることに成功する。
【００１６】
関数は次の通りである：
【００１７】
【外２】
2004519334.tif 000002
［ 式中、Ｄ は粒度であり、
Ｄ Ｓ は最も小さい粒度であり、
Ｄ Ｌ は最も大きい粒度でありそして
ｎ は区分係数である。］
本発明によれば結合剤混合物あるいは包埋− あるいは成形材料は例えばスルホファートキャリア不含結合剤成分並びにスルホナート基不含フラックスを添加剤として有している。スルホナート基不含フラックス、特にポリカルボキシレートは短時間の間に、例えば２〜１０分の間作用し、スルファート不含結合剤成分の初期凝固に関しても遅延させる。このことはスルホナート基不含のフラックス、特にポリカルボキシレートが明らかに短期間の間、不所望の結晶成長を妨害することに起因している。
【００１８】
使用される変性されたポリカルボキシレートは例えばドイツ特許出願公開（Ａ１）第１９６５３５２４号明細書に記載されている。側鎖が変性されているホモ−またはコポリマーのカルボキシル基含有モノマーが大抵は適している。更にスルホナート基不含フラックスとしてはポリアスパラギン酸および／またはポリアクリレートの群の内の物質が適している。
【００１９】
更に結合剤組成物は場合によっては促進剤を含有していてもよい。適する促進剤には例えばアルカリ金属炭酸塩またはアルカリ金属重炭酸塩並びに硝酸カルシウム、アルカリ金属珪酸塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、多価カチオンの塩化物（例えば塩化カルシウム）、アミン化合物並びに蟻酸カルシウムおよび他の公知の促進剤並びに、勿論、上記の促進剤の混合物がある。
【００２０】
これらの促進剤は、低い水結合剤比の場合に必要とされる、流動化のために多量のポリカルボキシレートを添加する場合に特に使用される。特に遅延が所望の程度を超える場合には、促進剤を使用して遅延を調整することができる。
【００２１】
スルファートキャリア不含フラックス、特にポリカルボキシレートは結合剤を規準として特に０．２５〜２重量％の量で添加する。これによって例えば２〜１０分の遅延を非常に良好な流動化のもとで達成できる。強い流動化作用によって、使用される水の量およびそれに伴う結合剤接着剤（Ｂｉｎｄｅｍｉｔｔｅｌｌｅｉｍ） あるいは硬化した結合剤ストーン（Ｂｉｎｄｅｍｉｔｔｅｌｓｔｅｉｎ）の空隙率を低減することができ、それによって強度が増加する。
【００２２】
結合剤混合物の各成分、また結合剤成分、スルファート不含流動化剤並びに場合によっては促進剤および他の公知の添加物および／または添加剤、例えば消泡剤または添加物質は、乾燥状態で存在する限り、鋳型を製造する前に単に水と混合するだけでよい工場乾燥混合物として予めに含有させることができる。
【００２３】
更に安定剤も結合剤混合物において使用することができる。
【００２４】
本発明によれば微生物多糖類の群の内の安定化剤が使用される。このものは合成バイオポリマーであり、その中でも特にキサンタンおよびウエランが本発明の目的に適している。
【００２５】
特に適するバイオポリマーは例えば  Ｖｅｌｃｏ Ｐｒｏｓｐｅｋｔ ”Ｘａｎｔｈａｎ Ｇｕｍ”、第 １−２４ 頁に記載されており、特に第 １頁の“Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ”に挙げられている。デキストラン、ゲランガム（Ｇｅｌｌａｎ ｇｕｍ） 、ラムサンガム（Ｒｈａｍｓａｎ ｇｕｍ） 、ウエランガム（Ｗｅｌａｎ ｇｕｍ） およびキサンタンガムが適する。
【００２６】
更にスルファートキャリア不含結合剤を用いることは、クリンカー微細粉中のクロム成分が水和物相によって結合されているので懸濁物がクロム酸塩を含まないという結果をもたらす。その点では相乗効果が結果として生じている。
【００２７】
更に上記のあるいは後記の添加剤の組合せも有利に使用される。
【００２８】
本発明の水硬性結合剤組成物はこれによって加工性、凝固の開始、初期強度の高さ、最終強度の高さおよび最終強度の持続性に関して例えば工場側でのそれぞれに設定される要求を簡単にかつ確実にもたらすように調整することができる。
【００２９】
結合剤組成物は選択的にまたはその上に凝固遅延剤、場合によっては可塑性化凝固遅延剤も含有していてもよい。
【００３０】
本発明によればアルカリ金属グルコナートが凝固挙動の細やかな調整のためにアルカリ金属炭酸塩および／またはアルカリ金属重炭酸塩と組合せて使用される。更に特に、添加剤として慣用の可塑性化スルホナート基含有凝固遅延剤が使用される。これには例えばリグニンスルホナート、スルホン石ケン、スルホン酸、アルキルベンゼンスルホナート、ナフタリンスルホナートおよびスルホン化メラミンホルムアルデヒド縮合体がある。しかしながらこのものの一部は他のスルホナート基不含遅延剤に交換することもできる。例えば以下のものを一部として使用することができる：セルロースエーテル（メチル−、エチル−および／またはプロピルエーテル、単−および／または多糖類（フルクトース、グルコース）、アクリル酸およびそれの塩、オキシカルボン酸およびそれの塩（例えばクエン酸）、リン酸およびそれの塩、ホウ酸およびそれの塩、アルキルアミド、スチレン−ブタジエン。
【００３１】
特に、同時に流動化剤としても作用する公知のスルホナート基含有遅延剤と一緒にポリカルボキシレートを自体公知の促進剤と組合せて用いることは、スルホナート基含有の剤が遅延に関してのみ有効でありそしてポリカルボキシレートの流動化効果に影響を及ぼさないという効果をもたらす。スルホナート基含有流動化剤は、遅延剤に対する所定の結合剤量のために必要とされる量を少なくとも添加することで十分であるなので、厳密な境界値を考慮することなしに添加することができる。更に多い量は遅延プロセスだけでなくポリカルボキシレートの流動化作用をも妨害しない。
【００３２】
更に上述の添加剤組合せを用いることは上述の性質を非常に正確に制御するだけでなく、並はずれた高い初期強度および持続性のある高い最終強度をも実現することを保証する。この使用を妨害する粘着性のあるゴム様のコンシステンシーはスルホナート基含有遅延剤および通例の促進剤の存在にも係わらず驚くほどにもはや生じない。
【００３３】
勿論、上述の性質の制御に影響を及ぼさずかつ他の性質に影響を及ぼすのに役立つ、例えば粉砕助剤を用いることも本発明の範囲に包含される。
【００３４】
上述の性質を特定の粒子フラクションおよび／または粒度分布帯の十分な制御は例えば期待される微細粉砕物からの以下のクリンカー粉フラクションを用いて行うことができる：
ｄ９５≦６．５μｍ
ｄ９５≦    ９μｍ
ｄ９５≦  １６μｍ
ｄ９５≦  ２４μｍまたは
選択する微細粉の任意の混合物。
【００３５】
更に微細粉フラクションを用いることによって添加剤を節約できるかまたは加工性、初期強度および／または最終強度を制御でき、例えば高めることができる。特定の粒子フラクションまたは粒度分布帯を用いることによって、他の水硬性結合剤組成物においても、添加剤を節約できそして特定の添加剤量および添加剤の種類の場合には加工性、初期強度および／または最終強度を制御することができる。
【００３６】
流動化剤（フラックス）は工場側からみて工場製造乾燥混合物において添加することができ、結合剤混合物に含まれる。
【００３７】
凝固および硬化を制御するために更にリグニンスルホナートをアルカリ金属炭酸塩と組合せて使用することもできる。アルカリ金属炭酸塩としては設定課題次第で任意の混合比で炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムが使用される。
【００３８】
驚くべきことに炭酸カリウムと炭酸ナトリウムとの比を変えることによって結合剤ペーストの、または包埋材料の初期強度を広い範囲で変えることができる。従って調合された結合剤混合物の強度の発現は炭酸ナトリウムと炭酸カリウムとの相応する混合物によって既に工場側で目的に合わせて調整することができ、その際に強度の発現は特に２〜２４時間の範囲内でアルカリ金属炭酸塩の比によって制御することができる。この場合、所定の混合物の場合あるいは所定の結合剤成分の場合および初期強度の所定の範囲の場合には、初期強度挙動および初期強度を制御するためにこれらのパラメータに合わせてＮａ２ Ｏ当量を一定に維持しそしてＫ２ ＣＯ３ ／（Ｋ２ ＣＯ３ ＋Ｎａ２ ＣＯ３ ）−比だけを一定のＮａ２ Ｏ当量において変更することができる。更に、加工時間はリグニンスルホナートの様な別の添加剤によって制限された時間内に強度損失という様な欠点なしに早い時点に調整することができる。その限りでは、強度の初まりおよびペーストの強度の高さに関する広範な変動可能性が提供される。強度の発現および強度発現の初まりに関して影響を及ぼす別の可能性は使用される結合剤成分の細度にある。更にこれらのパラメータは、種々の粒子フラクションよりなる結合剤成分（この場合にはクリンカー粉末）がそれぞれに個々別々の用途に応じて組成混合することによっても制御することができる。
【００３９】
スルファートキャリア不含水硬性結合剤への添加物質あるいは混和物としては桂砂（２ｍｍまでの粒度）、シャモット粉末、珪線石粉末、二硬石粉末、メタ−カオリナイトおよび精錬所破砕砂が適しているが、これらの成分は単独でもまたは１：１〜１：３の比の混合物としてでも結合剤に混入される。特にシャモット粉末、珪線石粉末、二硬石粉末およびメタ−カオリナイトは温度安定性を著しく向上させる。
【００４０】
本発明によれば材料の熱伝導性を調整することができる。金属材料の冷却速度がそれの結晶構造およびそれ故に材料の性質に影響を及ぼすことは公知である。本発明によれば、包埋材料の、制御できかつ予め調整できる熱伝導性のために、材料特性に意図的に影響を及ぼすことができる。
【００４１】
熱伝導性は乾燥した混合物の粒度分布およびそれで制御できるポロシティーあるいは充填密度によって調整することができる。これは、既に記載した粒度分布がＤｉｎｇｅｒ−Ｆｕｎｋ関数に相応して組成されている場合に特に成功する。この場合分布関数中の指数ｎは＜０．２に調整し、できるだけ高い充填密度およびそれ故にできるだけ高い熱伝導性を調整するためにマイナスであるのが特に好ましい。この様に調整されたポロシティーはこの場合には≦１０％である。
【００４２】
本発明によれば熱伝導性は材料の添加物の種類によってもまたは該種類によって追加的に影響を及ぼすことができる。熱伝導性をこの様に制御するためには、石英あるいは砂の様な添加物または他の残留鉱物を非常に高い比熱伝導性を有する無機系固体物質に全部または一部交換する。この目的のためには特に窒化珪素、炭化珪素、窒化物、シェル、焼結コランダムおよび長石を使用するのが特に好ましい。
【００４３】
更に熱伝導性を高めるための材料は金属、特に紐状−またはビレット状、金属製繊維および／または金属顆粒および／または金属ダストの状態の冷し金の状態で含有していてもよい。この目的のためには相応する分類の金属屑も使用することができる。この場合、模型を最初に無機系添加物を含有する本発明の材料の層で被覆し、次いで金属顆粒または−屑を含有する材料を載せる。これが、鋳造される金属と材料中の金属とのあり得る反応を、該反応が予想しなければならない場合がある限り、防止する。更に金属製添加物を含有する包埋材料に加えて自体公知の冷し金も材料中に導入することができる。この冷し金は、材料によって包埋される紐状のあるいはビレット状の金属製対象物でありそしてその高い熱伝導性のために熱を鋳造品から良好に搬出することができる。この種の冷し金は専ら無機系の添加物を含有する材料の場合にも使用することができる。
【００４４】
無機系添加物を含有する本発明に従う高い熱伝導を可能とする本発明の材料を用いて、明らかに０．００６Ｊ・ｓ−１・Ｋ−１より多い熱伝導率に調整される。
【００４５】
熱伝導性に更に影響を及ぼしおよび／または成形材料と金属との間の接触に影響を与えるために、混合物は更に炭素を煤および／またはグラファイトの形で含有していてもよい。これによって型の表面の湿潤性が金属で影響を受けそして特に低減される。更に材料中には、金属を鋳込む際に吸熱的に反応しそしてそれによって系から熱を追加的に取り除く反応相手成分が存在してもよい。これには例えば炭酸カルシウムとメタ−カオリナイトあるいは炭酸カルシウムおよび微小シリカの混合物がある。
【００４６】
本発明の材料はコンクリート様に水硬性凝固しそして硬化することによって、それは完全に耐水性である。これによって型は本発明に従って外からも溝からも水を充填することができる。溝は特に大きな鋳造品の場合には同様に型用ワックスまたはその類似物によっても形成されそして相応して鋳型枠中に取り付けることができる。模型の加熱流出および／または燃焼の際に溝の模型も同様にそのときに流出あるいは燃焼する。型枠の所に存在していてもよい相応する接続部分を用いてこの溝に次いで水を貫流させてもよい。
【００４７】
本発明に従う上述の熱伝導性の影響によって、注入された金属の構造に意図的に影響を及ぼし得る。大量生産の場合には鋳造品が金属製型中で製造されるので、該鋳造品は石膏または他の公知の型中で製造された原型または小規模生産品と別の構造および別の金属特性を有する。本発明の材料を使用することによって小規模生産品または原型も成形体の材料特性が大量生産される成形体のそれと非常に近似する様に製造することができる。これによって、消耗鋳型で鋳造された構造物の性質を、原型が大規模生産品に殆ど相応するので、原型によって著しく容易に評価することが一度に可能である。
【００４８】
本発明によれば、包埋−あるいは成形材料のための本発明の結合剤混合物に、熱処理後に、特にワックスが燃焼消失した後に同様に燃やし尽くされそして意図的に穴あるいは溝を硬化した材料中に残すいわゆる燃焼消失物質を添加することが特に有利であることが判った。このことは、金属中に溶解した水素または他のガスが溝を通って材料中に導き出されそして巣（Ｌｕｎｋｅｒ） のない鋳造物を得るために重要である。燃焼消失物質としては特にポリプロピレン繊維（３〜２０ｍｍの長さ）、ドロマイト繊維、一般に約２００℃で燃焼消失する合成繊維並びにセルロース繊維および木屑あるいは木粉が特に適している。更に肉粉あるいは骨粉を添加するのも、含まれる脂肪および組織繊維が燃焼の際に同様に有利に孔および溝を生じさせるので、有利であることが判っている。更に残留するリン酸塩は耐燃性を相当な程度向上させる。
【００４９】
本発明に従って使用されるスルファートキャリア不含結合剤の場合には凝固および硬化が、スルファートキャリアの代わりに上述の添加剤を添加することによって非常に細やかにかつ広範囲で制御される。文献にはこの種の結合剤が非常に高い比表面積のクリンカー粉末、フラックスおよびアルカリ金属塩よりなる無機系の系として記載されている。添加物の観察された流動化効果が、クリンカー粒子を水性懸濁物の状態で効果的に分散させる性能と関連していることが判る。この結合剤はスルファートキャリアを含んでいないので、エトリゲン石（３２個の水分子を持つスルホアルミナート）の代わりのトリカルシウムアルミナートの表面に水の少ないカルシウムカルボアルミナートが最も早い水和相として形成される。
【００５０】
スルファートキャリア不含のポルトランドセメントをベースとする本発明の包埋−あるいは成形材料は通例のポルトランドセメントよりなるモルタルよりも高温の影響に対してより良好な耐久性を持つ。高温および温度衝撃に対するその耐久性は、耐火物工業のための代表的なセメントであるアルミナセメントを用いたモルタルに相応するが、本発明の材料は著しく高い貯蔵安定性を有している。更に高温に対しての耐久性が更に改善された微小シリカとの組合せも可能である。添加物とスルファート不含結合剤との間の接触域の性質を実験した。この接触域は非常に緊密であることが判っており、そしてマトリックスの高い結合強度を保証する。本発明の包埋−あるいは成形材料中の添加物とスルファート不含結合剤との間の結合は添加物とポルトランドセメントとの相応する結合強度の２倍高い。
【００５１】
石膏結合した包埋材料はロストワックス法の前に、例えば型の大きさ次第で１時間当たり４０〜６０℃の温度上昇をもって色々な滞留時間で予めに予備熱処理される（３００℃までの温度で２時間、約７００℃の温度で４時間）が、本発明に従って使用されるスルファート不含結合剤をベースとする本発明の包埋−あるいは成形材料の場合にはこれが必要ない。予備熱処理は、迅速加熱した場合にひび割れを生じる、石膏物質の多量の結合−および非結合水に関連している。石膏結合した包埋材料の場合の混合比は３８〜４０部の水に対して１００部の粉末である。石膏結合したこの包埋材料の加工時間は約１０〜１２分である。
【００５２】
本発明の包埋−あるいは成形材料から製造される型の場合にはロストワックス法の前に予めに熱処理する必要がない。スルファートキャリア不含結合剤を含有する包埋−あるいは成形材料は低い水セメント比で製造される。エトリンゲン石が生じないので、この系は水が少ない。本発明の結合剤混合物を用いる場合の混合比は成形材料：水＝１００：１０〜１００：２５である。この場合には本発明の包埋−あるいは成形材料は迅速にかつ容易に型中に注入され、この材料よりなる製造物は驚くほどに孔の少ない表面を有し、比較使用した石膏材料のそれよりも著しく滑らかである。本発明の材料の加工時間は例えば２０℃で３０〜４０分であるが、それぞれの用途次第で非常に敏感にかつ数分〜数時間の非常に広範囲にわたって制御することができる。その際にこの材料は公知の成形材料の強度の数倍の強度をもたらす。
【００５３】
本発明の包埋−あるいは成形材料は沢山の鋳造法で有利に使用することができる。本発明の材料をロストワックス法で使用するのが有利であり、特に個々の鋳物または原型構造物のための小規模生産物の製造に有利に使用できる。しかしながら消耗鋳型を用いる他のあらゆる成形法でも本発明を有利に使用することができる。あらゆる金属を鋳造することができ、特にマグネシウムも鋳造できる。マグネシウムは消耗鋳型のための成形材料、特に石膏では一般に鋳造できない。更に、本発明の材料の硬化後の高い強度によって、互いに向かい合わされそして互いに分離される半型を用いる、小規模生産物そ製造できる型も造ることができる。何故ならば高い強度によってその型が鋳込によって崩壊しないからである。更に型枠の適当な実施態様の場合には、鋳造品を穏やかな圧力を用いて製造することも可能である。
【００５４】
本発明の材料は結合剤として、耐熱性モルタルおよび−コンクリート並びに耐熱性補修材およびモノリシックライニング材料として耐熱分野において、特にアルカリ作用のある場合に適していることが判っている。
【００５５】
本発明の混合物あるいはそれから製造される成形材料の場合には、迅速な加工を調整可能な加工時間によって可能とするという長所がある。更に石膏型に比べての大きな長所として、硬化した成形材料の乾燥時間が省ける。更に本発明の成形材料は特に石膏型に比較して非常に高い強度を有する型をもたらす。本発明の成形材料は硬化後に耐熱性で、耐熱衝撃性がありそして調整可能な熱伝導性を自由に使用できる。他の成形材料に比較して特に有利なのは、型材料が環境保護の点で問題がなく、この観点では岩屑に相当するので、容易に廃棄できる。更にこの成形材料は、熱伝導性を高めるために鉄製粒を含有していたとしてもメーカーによって回収できるし、簡単にセメント製造工程で再び使用することができる。更に、成形材料はサンドブラスト処理によって鋳物から石膏よりも容易にかつ特に著しく良好に除くことができることが判った。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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