188238. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ötőmag vagy öntőminta előállítására
1 188 238 2 A találmány tárgya eljárás öntőmag vagy öntőforma előállítására szemcsés töltőanyagot, szintetikus, savas hatásra keményedő gyantát és deszenzibilizált ketonperoxid-keveréket tartalmazó készítményből, melyet a kívánt öntömag vagy öntőforma alakjába hozunk, és kén-dioxiddal kezelünk. Ilyen típusú eljárást ismertet a 3 879 339 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Ennek az eljárásnak az az alapelve, hogy a készítményben helyben képződik kénsav - mely a gyantát igen gyorsan megkeményíti - úgy, hogy a kéndioxid oxidálószer és víz nyomainak a jelenlétében kétisavvá alakul. Ennek az eljárásnak lényeges jellemzője, hogy végrehajtása során kén-dioxid átmenetileg sem lép fel. Ez azért előnyös, mert a kén-dioxid keményítő hatású túlzottan heves, és nem szelektív. A fenti szabadalmi leírásban közölt eljárást ipari méretben alkalmazzák. Oxidálószerként általában valamilyen ketonperoxidot - közelebbről a fentebb idézett szabadalmi leírás 1. példájában említett metíl-etil-keton-peroxidot - alkalmaznak. Ketonperoxidok tárolását és szállítását tiszta állapotban a törvény tiltja, mert fennáll bomlásuk veszélye, és ennek következtében a robbanásveszély. Ezt a hátrányt általában úgy kerülik el, hogy a ketonperoxidot deszenzibiiizálószerbe ágyazzák. Megfelelő deszenzibilízáló (azaz az érzékenységet csökkentő) szer megválasztása esetén a ketonperoxid idő előtti vagy nem kívánatos bomlása elkerülhető, illetve csak olyan csekély mértékű, hogy a gyakorlatban nem jelent reális veszélyt. A legszélesebb körben alkalmazott deszenzibilizálószerek a ftálsav díalkil-észterei, közelebbről a dimetil- és diizobutil-ftalát. A jelenlegi találmány szerinti eljárás során' azonban az ilyen típusú ketonperoxid-készítmények alkalmazása komoly problémákat vet fel. Öntvények előállítása során ugyanis az öntömagok és öntőformák 700 °C és 1200 °C közötti hőmérséklet hatása alá kerülnek, e hőmérsékleten a ftáisav-észterek elbomlanak, s ennek következtében füst képződik, mely nemcsak lerontja a látási viszonyokat az öntőmühelyben, hanem a kezelőszemélyzet szemét és nyálkahártyáit is ingerli. Találmányi eljárásunk szerint ez a kérdés úgy oldható meg - s ez jellemző a találmány szerinti eljárásra -, hogy a ketonperoxid-keverék deszenzibiiízálószerként egy alifás dikarbonsav (!) általános képletü dialkil-észterét - e képletben n értéke 1, 2, 3, 4, 5, 6 vagy 7; R, és R2 pedig 3-5 szénatomos, egyenes vagy elágazó szénláncú alkilcsoportot jelent - tartalmazza. E ketonperoxid-keverékek alkalmazása meggátolja zavaró bomlástermékek képződését a deszenzibilizálószerből az öntési folyamat során. Úgy találtuk továbbá, hogy a találmány szerinti ketonperoxid-keverékek az öntőmagok és öntőformák olyan keményedését hozzák létre, mely egyenértékű, sőt kedvezőbb a fentebb említett, ftálsavészlereket tartalmazó keverékekkel elérhető kcményedésnél. Ezenfelül a találmány szerinti keverékek kevésbé viszkózusak, mint a szokásos, ftálsavésztereket tartalmazó keverékek, ami a kezelhetőség szempontjából előnyös. Ehhez járul, hogy a találmány szerinti ketonperoxid-keverékek stabilitása és munkabiztonsága kiváló. Megjegyezzük, hogy a 4 220 578 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti, hogy öntvények vagy öntőformák előállítása során a gyantából és homokból álló, keményíteni kívánt keverékhez dikarbonsavak dialkil-észterét, előnyösen dimetii-észterét adják. E szabadalmi leírás szerinti előnyös vegyületek azonban nem alkalmasak ketonperoxidok deszenzíbilizálására, mert a ketonperoxidok stabilitását csökkentik. Megjegyezzük továbbá, hogy az 1095 914 és 1 256 432 számú nagy-brítanniai és 3 649 546 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások közlik alifás dikarbonsavak dialkil-észtereinek deszenzibilizálószerként való felhasználását ketonperoxidokhoz. E szabadalmi leírások egyike sem vonatkozik azonban az (I) általános képletü vegyületcsoport valamely tagjára, és arra a lehetőségre sem utal, hogy a leírt keverékek öntőmagok vagy öntőformák előállítása során alkalmazhatók. Találmányunk célja nem csupán az, hogy alkalmas deszenzibilizálószert fejlesszen ki ketonperoxidokhoz - aminek segítségével elkerülhető zavaró bomlástermékek képződése az öntőmagok vagy öntőformák alkalmazása során - hanem az is, hogy olyan ketonperoxid-keveréket hozzon létre, amelyek hatására az öntőmagok és öntőformák igen kedvezően keményednek. Közvetlenül a gázzal való kezelés után az öntömag vagy öntőforma sokfajta mechanikai erő hatása alá kerül : így például a magot vagy formát általában mechanikusan eltávolítják a formaszekrényböl, illetve magszekrényből, szállítószalagra helyezik, és elszállítják. Az öntőmagoknak és öntőformáknak gyorsan és kielégítő mértékben meg kelt keményedniük, hogy károsodás nélkül ellenálljanak e mechanikai igénybevételeknek. Ennek megítélésére azon kritériumot használjuk, hogy a gázkezeiés befejezése után 30 másodperccel az öntömag vagy öntőforma hajlítási szilárdságának (N/cm2-ben kifejezve) legalább 170 N/cm2, előnyösen legalább 200 N/cm2-nek kell lennie (ez a kezdeti keményedés). A kielégítő végső keményedés természetesen nagyon lényeges, tekintettel azon erőhatásokra, amelyek az öntőmagot vagy öntőformát érik használata során. E célra azt a kritériumot alkalmazzuk, hogy a gázkezelés befejezése után 24 órával az öntömag vagy öntőforma hajlítási szilárdságának (N/cm2-ben kifejezve) legalább 270 N/c,2, előnyösen legalább 300 N/cm2-nek kell lennie. Gyakorlati célok elérésére tehát egy öntőmagnak vagy öntőformának ki kell elégítenie a fentebb említett kritériumokat, mind a kezdeti, mind a végső keményedés szempontjából. A találmány szerinti készítménynek tartalmaznia kell egy szemcsés töltőanyagot, egy szinte ' us gyantát, mely sav hatására keményedik, tovább, a fentebb említett ketonperoxid-kever kel. A felhasználható töltőanyagokra példáké l említhetünk minden olyan anyagot, amely magas arányban tartalmaz szilícium-dioxidol. Ilyenek például a kvarchomok, tűzálló anyagok, fém-oxidok, így pél 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
