TW201930235A - 利用包含羥基之脂肪族聚合物生產金屬鑄件或硬化成型部份之方法 - Google Patents

Abstract

闡述(i)生產金屬鑄件或(ii)生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份之方法。另外，闡述包含含有羥基之結構單元且已藉由醚化交聯之脂肪族聚合物作為用於澆鑄金屬鑄件之成型部份之黏合劑的用途。同樣闡述用於澆鑄金屬鑄件之成型部份，其包含至少一種基礎模具材料及包含脂肪族聚合物或由其組成之硬化黏合劑，該脂肪族聚合物包含含有羥基之結構單元且已藉由醚化交聯。另外，闡述可藉由本發明方法生產之硬化成型部份亦及用於本發明方法中之模具材料混合物。

Description

利用包含羥基之脂肪族聚合物生產金屬鑄件或硬化成型部份之方法

本發明係關於(i)生產金屬鑄件或(ii)生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份之方法。本發明另外係關於包含含有羥基之結構單元且已藉由醚化交聯之脂肪族聚合物作為用於澆鑄金屬鑄件之成型部份之黏合劑的用途。本發明同樣係關於用於澆鑄金屬鑄件之成型部份，其包含至少一種基礎模具材料及包含脂肪族聚合物或由其組成之硬化黏合劑，該脂肪族聚合物包含含有羥基之結構單元且已藉由醚化交聯。另外，本發明係關於可藉由本發明方法生產之硬化成型部份亦及用於本發明方法中之模具材料混合物。

用於金屬鑄件中之鑄造成型部份(在下文中簡稱為「成型部份」)、尤其砂心(core)、模具及冒口(包括冒口蓋及冒口殼或冒口護套)通常由耐火基礎模具材料及適宜黏合劑組成，該耐火基礎模具材料端視預期應用包含一或多種耐火固體(例如二氧化矽砂)及/或一或多種微粒輕質填充劑(例如由飛灰構成之球體)，該黏合劑賦予成型部份在自模製工具(例如成型部份匣，例如砂心匣或模具匣，參見下文)獲取之後具有足夠機械強度。在未硬化狀態中，基礎模具材料及黏合劑之混合物(其可視情況含有其他添加劑)稱為「模具材料混合物」。

耐火固體較佳地以微粒及自由流動形式存在，從而其可在納入模具材料混合物中之後引入適宜空心模具(模製工具，參見上文)中且在此緻密化。出於此目的，通常在壓力下將冒口及砂心引入(亦即「吹射」)砂心吹射中之模具中。通常同樣吹射相對較小之成型部份，而較大成型部份、尤其相對較大模具通常藉由衝壓於模具匣中來成型。一般而言，所有成型部份皆亦可藉由(例如)在人工形成製程中衝壓於適當模具中來生產。為獲得可吹射或可衝壓模具材料混合物，必須適當設定其水分含量(特定而言，在基於水之黏合劑之情形下係其水含量)，從而模具材料混合物在各別模製程序中具有足夠尺寸穩定性，或必須適當設定模具材料混合物之液體組分對其固體組分之比率。

成型部份(例如模具、砂心及冒口)必須滿足鑄造廠之各種典型需求。該等需求滿足之方式及程度基本上取決於用於其生產之黏合劑：
在生產成型部份之後，亦即在自生產工具獲取成型部份之後不久，其應具有極高強度。此時間點之強度(「初始強度」)對於自模製工具獲取之砂心、模具或冒口之安全處置尤其重要。

成型部份之高最終強度(亦即成型部份在完全硬化之後之強度)及在實際澆鑄金屬期間之高抗熱性亦較為重要，尤其對於砂心及模具而言，從而使得成型部份並不在澆鑄金屬之重量下變形(亦即在澆鑄操作期間保留良好尺寸穩定性，亦稱為「澆鑄強度」)且自其生產之金屬鑄件能夠較佳地在無鑄件缺陷下進行生產。在此背景下，亦重要的是，成型部份利用極清潔或平滑之無扭曲表面或諸如此類，此乃因成型部份之表面缺陷可另外轉移至藉助該等部份生產之金屬鑄件之表面上。

另外，成型部份之高抗濕性係較大優點。一般而言，此一高抗濕性容許成型部份具有相對較長之儲存壽命，即使在所需氣候條件(熱、濕潤氣候)下及在理想情形下保持數天或數週，此有助於生產成型部份原料亦及其儲存或首次使其變為可能。以此方式，在工業上利用該等成型部份來製造金屬鑄件在撓性方面收益頗豐。亦已發現，在用於澆鑄金屬之所有成型部份之情形下，尤其在冒口情形下，水吸收(例如在儲存期間藉由自空氣攝取水分)可使得在澆鑄金屬時於高溫下自相應水納入物形成蒸汽氣泡，此可使得在金屬鑄件中形成縮孔，從而使得此金屬鑄件不穩定。在極端情形下，甚至可能因突然形成水蒸氣而發生爆炸。成型部份之高抗濕性同樣有利，此乃因其容許(例如)使用不同類型塗漿亦及尤其使用基於水之塗漿之應用。塗漿係基於陶瓷之釋放劑，其在某些情形下意欲防止成型部份(例如砂心)與金屬熔體之間之直接接觸，從而成型部份可在澆鑄金屬期間較佳地承受高熱應力。

自高金屬鑄件品質角度考慮，亦期望成型部份自金屬熔體汲取極少熱能(例如藉由可發生之黏合劑反應，例如在水玻璃黏合劑之已知熔化反應中)。該熱能汲取可引起金屬熔體之過早固化且由此產生不滿意澆鑄操作。黏合劑關於其本身吸收熱能之能力之此描述亦稱為其「淬滅行為」。特定而言，在冒口之情形下，期望或需要尤其良好之絕熱性以在澆鑄金屬期間儘可能長時間地保持金屬熔體液體且在金屬鑄件中達成極低縮孔形成，其中允許在成品金屬鑄件外側最遠處(例如僅在冒口中)形成任一縮孔。

在澆鑄操作完成之後，成型部份然後應較佳地在自澆鑄金屬發出之熱量之作用下發生分解，從而其損失其機械強度，亦即損失基礎模具材料之個別顆粒之間之黏結。在理想情形下，成型部份然後再次崩解以得到基礎模具材料之精細顆粒，該等精細顆粒可易於去除且在金屬鑄件中具有極少殘餘物。若成型部份係砂心，則該有利崩解性質可產生尤其良好之金屬鑄件砂心去除能力。

在此背景中，亦尤其期望成型部份之分解(其通常與黏合劑之熱分解有關)以較佳無排放方式進行，亦即，不排放有害於健康之不良氣味及/或材料以使在鑄造廠中工作之人員的暴露或對健康之危害保持儘可能小或以減少或在理想情形下防止該等危害。由有害於健康之不良氣味及/或材料產生之該損害可尤其發生於利用熱金屬熔體進行澆鑄期間(在該情形下，特定而言，通常自澆鑄模具突出之冒口形成主要原因)，且該損害仍發生於金屬鑄件固化之後將其自澆鑄模具釋放(「拆開」或「脫模」)時。

已知用於生產鑄造工業之成型部份之各種有機及無機黏合劑，其皆具有典型限制或缺點。

在有機黏合劑及黏合劑系統中，已知可在每一情形下藉由冷或熱方法實現硬化之黏合劑/黏合劑系統。

在熱硬化製程之情形下，在成型之後(例如)藉助加熱模製工具將模具材料混合物加熱至足夠高以驅除存在於黏合劑中之溶劑及/或引發使黏合劑硬化之化學反應之溫度。此一熱硬化製程之一實例係「熱匣製程」。其在當前主要用於大量生產砂心。

術語冷硬化製程用於係指基本上在不加熱用於砂心生產之模製工具下且通常在室溫下或在源自任一(例如化學)反應之溫度下實施之製程。舉例而言，藉助引入擬硬化模具材料混合物中且觸發適當化學反應之氣體來實現硬化。此一冷硬化製程之一實例係「冷匣製程」，其在當前廣泛用於鑄造工業中。

然而，熱匣製程及冷匣製程均利用基於酚系樹脂之有機黏合劑。不論組成如何，該等黏合劑具有以下缺點：在其視需要藉由貫穿澆鑄金屬期間之溫度分解時，其有時釋放大量污染物(例如苯、甲苯及二甲苯，亦簡稱為「BTX」)。另外，利用該等有機黏合劑澆鑄金屬通常引起氣味及煙塵或煙霧之不期望排放。在一些該等黏合劑系統之情形下，不期望排放甚至發生於生產及/或儲存成型部份期間。

作為上文所提及有機黏合劑之替代物，已知相應無機黏合劑，該等無機黏合劑在澆鑄金屬期間不顯示釋放不期望氣味或污染物之上文所提及現象或僅極小程度地顯示此現象。此一無機黏合劑之一實例係水玻璃。相應模具材料混合物基本上由基礎模具材料(例如二氧化矽砂)及水玻璃(呈鹼性金屬矽酸鹽之水溶液形式)組成。藉由(例如)暴露於CO₂ 氣體來使成型模具材料混合物硬化。

然而，利用該等無機黏合劑涉及其他典型缺點：因此，自無機黏合劑生產之成型部份通常僅具有低強度。在自工具獲取成型部份之後不久，此缺點尤其明顯。另外，該等黏合劑之頻繁低抗濕性會限制自其生產之成型部份之儲存能力。另外，無機黏合劑通常不顯示滿意崩解性質，由此需要利用該等成型部份生產之金屬鑄件之複雜後加工。亦已知，水玻璃黏合之冒口之絕緣性質通常差於利用有機黏合劑黏合之冒口。最後，無機黏合劑系統(例如水玻璃)已知可在澆鑄金屬期間自身吸收(亦即消耗)大量熱能，由此金屬熔體相對較早地發生固化，從而可出現鑄件缺陷。此尤其適用於鐵及鋼之澆鑄。

在先前技術中，已論述諸多黏合劑(包含有機黏合劑)及利用該等黏合劑生產成型部份之製程：
文件DE-OS 26 15 714係關於用於澆鑄金屬之模製砂組合物。
文件DE 39 28 858 A1闡述交聯水凝膠及其生產製程。
文件US 4487868係關於鑄造砂心組合物。
文件EP 0 743 113 A1教示生產無機模具之製程。
文件DE 10 2007 026 166 A1係關於熱塑性成型聚乙烯醇之製程及自其生產之成型體或顆粒材料。
文件EP 1 721 689 A1闡述生產鑄件之製程。
文件EP 1 769 860 A1闡述模製製程及藉由該製程生產之模具。
文件WO 2008/110378 A1教示用於生產冒口之組合物。
文件WO 2017/084851 A1闡述一種模具、其生產製程及其用途。
文件EP 0 608 926 B1 (對應於DE 694 04 687 T2)闡述用於澆鑄製程之砂心。

然而，根據先前技術，仍需要生產金屬鑄件或生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份之製程，該製程達成下列性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質：
- 藉由該製程生產之成型部份之高初始強度；
- 藉由該製程生產之成型部份之高最終強度；若成型部份係以完全硬化形式藉由其生產製程生產，則初始強度可對應於最終強度；
- 藉由該製程生產之成型部份之高抗鑄性或抗熱性；
- 藉由該製程生產之成型部份之清潔及平滑表面；
- 藉由該製程生產之成型部份之極高抗濕性或極高抗水性，從而即使在各種氣候條件下亦尤其產生成型部份之極良好或長儲存能力及/或該等部份可利用基於水之洗滌；
- 在澆鑄金屬期間藉由該製程生產之成型部份之極低熱能攝取及在理想情形下之良好絕熱作用；
- 在澆鑄輕金屬及其合金期間亦及在澆鑄鐵及鋼時，自藉由該製程生產之成型部份排放極低量之氣味性材料及/或污染物亦及煙霧或煙塵，尤其在金屬澆鑄條件下。

另外，需要在澆鑄金屬鑄件時用於成型部份之黏合劑，其具有或達成上文所指示之有利相關性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質。最後，需要顯示結合上述製程提及之相關性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質之成型部份。

因此，本發明之主要目標係提供生產金屬鑄件或生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份之製程，該製程達成或具有上文所提及有利性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質。

本發明之另一目標係指示用於澆鑄金屬鑄件之成型部份之黏合劑，其具有或達成上文所提及有利相關性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質，且亦指示用於上文所提及製程中之模具材料混合物。

同樣，本發明之一目標係提供用於澆鑄金屬鑄件之成型部份，其具有結合上述製程所提及相關性質中之一者、一者以上及在理想情形下所有性質。

現已令人吃驚地發現，藉由發明性製程來達成本發明之主要目標亦及其他目標及/或子目標，該發明性製程(i)用於生產金屬鑄件或(ii)用於生產用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之硬化成型部份且包含下列步驟：
- 提供或生產(較佳地)微粒基礎模具材料，
- 提供或生產(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物，該等脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元
–CH₂ -CH(OH)- (I)，
- 提供或生產(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體作為用於醚化一或多種脂肪族聚合物之羥基之觸媒之水性混合物，
- 組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到較佳無芳香族化合物及/或無酚系樹脂模具材料混合物，
- 使模具材料混合物成型
且
- 使成型模具材料混合物硬化以得到硬化成型部份，
- 加熱成型模具材料混合物，從而
- 存在於模具材料混合物中之熱不穩定酸前體發生分解且釋放酸(若在本發明方法中利用熱不穩定酸前體)
及/或
- 一或多種脂肪族聚合物之羥基在一或多種酸存在下彼此交聯且羥基發生(至少部分地)醚化，
且
- 自經加熱成型模具材料混合物去除水，
較佳地，從而得到選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之硬化成型部份。

本發明方法使得可生產用於鑄造工業之具有下文所指示諸多有利性質之成型部份、尤其模具、砂心及冒口。出於本發明目的，術語「冒口」係指冒口及冒口殼、冒口插件及冒口蓋。

因此，在澆鑄(甚至)鐵或鋼期間，藉由本發明方法生產之成型部份具有高最終強度(在乾燥或硬化之後)亦及高抗鑄性及高抗熱性。藉由本發明方法生產之成型部份之有利平滑及清潔表面結構亦較為顯著。另外，能夠展示，藉由本發明方法生產之成型部份具有極良好之抗濕性及抗水性，由此其極其適於延長儲存數天或數週，即使在困難氣候條件(熱濕潤氣候)下。另外，藉由本發明方法生產之成型部份在金屬澆鑄期間僅顯示低熱能攝取，此反映於低縮孔形成程度中，該低縮孔形成亦僅出現於相對遠離實際金屬鑄件之澆鑄金屬區域中(例如在冒口連結中)。此性質使得本發明方法尤其適於生產冒口、尤其絕緣冒口。在發生金屬澆鑄之後，藉由本發明方法生產之成型部份之特徵亦在於格外有利之解包行為，此乃因其在釋放於金屬澆鑄期間之熱作用下大大崩解且由此大大簡化了相應生產之金屬鑄件之進一步加工，此係由於在所生產金屬鑄件中僅需較少或在理想情形下無需後加工步驟。

藉由本發明方法生產之成型部份之一特定優點係其排放行為，尤其係在澆鑄金屬及解包藉助根據本發明生產之該等成型部份所生產之金屬鑄件期間：因此，在澆鑄輕金屬及其合金時(例如在澆鑄鋁時)及在澆鑄鐵或鋼時或在解包以此方式生產之金屬鑄件時觀察到，不或實際上不形成煙塵或煙霧，不或實際上不出現不良氣味及/或不或實際上不排放潛在地有害於健康之材料，如在利用習用、尤其含有芳香族化合物(例如含有酚系樹脂)之有機鑄造黏合劑時經常所發生。此尤其適用於藉由本發明方法生產之冒口。藉由本發明方法生產之絕緣冒口亦顯示，在輕金屬澆鑄之相對較低溫度下沒有或實際上沒有不期望排放。藉由本發明方法生產之放熱冒口亦顯示在燃燒期間或在燃燒之後沒有或實際上沒有不期望排放(例如逸出煙塵)。

本發明亦及本發明之較佳參數、性質及/或組分之本發明較佳組合定義於隨附申請專利範圍中。本發明之較佳態樣亦指示且定義於下列闡述及實例中。

在上述本發明方法中，組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到模具材料混合物之步驟可以任一工業可能方式來實施。

因此，可首先組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(較佳地與其混合)，且隨後(在完成上文所提及組合之後)可組合(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物與藉由該組合形成之初始裝料(較佳地與其混合)。

同樣，以相反順序，可首先組合基礎模具材料與(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(較佳地與其混合)，且隨後(在完成上文所提及組合之後)可組合(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物與藉由該組合形成之初始裝料(較佳地與其混合)。

另外，亦可根據本發明來交替地組合、較佳地混合基礎模具材料與以下部分：(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物；及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物。

在許多情形下，較佳者亦係本發明方法、較佳地本發明方法(ii)，其中藉由以下方式來提供或生產包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)及包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)：
- 提供或生產包含以下之水性黏合劑系統：
(a) 包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物
及
(b) 包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物，
其中，為生產模具材料混合物，組合基礎模具材料與水性黏合劑系統(較佳地與其混合)以得到模具材料混合物。

基於擬用於本發明方法中之上文所提及水性黏合劑系統之總質量(或各別地總重量)，該水性黏合劑系統較佳地以以下總量包含一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物：在10重量%至40重量%範圍內、尤佳地在15重量%至35重量%範圍內及極尤佳地在20重量%至30重量%範圍內。

基於擬用於本發明方法中之上文所提及水性黏合劑系統之總質量(或各別地總重量)，該水性黏合劑系統較佳地以以下總量包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體：在0.2重量%至10重量%範圍內、尤佳地在0.3重量%至5重量%範圍內及極尤佳地在0.4重量%至2.5重量%範圍內。

除上文所提及組分(亦即一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物及一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體)外，擬用於本發明方法中之上文所提及水性黏合劑系統較佳地僅包含水作為另一組分，從而存在於其中之組分：一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物、一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體及水在每一情形下於此較佳變化形式中總計為100重量%。

可以熟習此項技術者已知之方式利用適用於此目的之攪拌器彼此組合(以混合形成形式)以下組分：基礎模具材料、包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)、包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)及/或黏合劑系統(如上文所指示)。

選擇何種變化形式用於組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(或水性黏合劑系統)之步驟以得到模具材料混合物主要取決於個別情形之情況：

舉例而言，若擬利用具有高動態黏度之包含一或多種脂肪族聚合物(a)之水性混合物，則將此一高度黏性水性混合物(a)較佳地首先與基礎模具材料組合(且然後將此混合物與包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)組合)，或與如上文所闡述藉由組合基礎模具材料與(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物所獲得之預混合物組合。

較佳地藉由與包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)組合以(例如)得到如上文所指示之黏合劑系統來生產包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)的預混合物，尤其在在生產之後不久藉由本發明方法進一步處理此預混合物或此黏合劑系統時：此乃因在此一預混合物或此一黏合劑系統含有一或多種游離酸時，在延長時間段內儲存此一預混合物或此一黏合劑系統可使得劣化品質。

藉由與包含一或多種熱不穩定酸前體(b)但不包含一或多種酸之水性混合物(b)以(例如)得到如上文所指示之黏合劑系統組合來生產包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)之預混合物由此亦係較佳的，此時此混合物並不意欲在生產之後不久藉由本發明方法進一步處理，此乃因可甚至易於儲存不含任一或多種游離酸之此一預混合物或此一黏合劑系統延長時間段且並不或並不顯著劣化預混合物或黏合劑系統之品質。此係本發明方法之變化形式之一特定優點，該變化形式包含提供或生產(b)包含一或多種熱不穩定酸前體作為用於醚化一或多種脂肪族聚合物之羥基之觸媒之水性混合物。

基於擬用於本發明方法中之包含一或多種脂肪族聚合物(在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元)之水性混合物之總質量(或各別地總重量)，該包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物較佳地以以下總量(濃度)包含一或多種脂肪族聚合物：在10重量%至40重量%範圍內、尤佳地在15重量%至35重量%範圍內及極尤佳地在20重量%至30重量%範圍內。

基於擬用於本發明方法中之包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物之總質量(或各別地總重量)，包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物較佳地以以下總量(濃度)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體：在0.2重量%至10重量%範圍內、尤佳地在0.3重量%至5重量%範圍內及極尤佳地在0.4重量%至2.5重量%範圍內。

在上述本發明方法中，以使得存在於模具材料混合物中之熱不穩定酸前體在熱作用下發生分解以釋放酸(若該等熱不穩定酸前體用於本發明方法中)之方式來實施在硬化成型模具材料混合物期間加熱成型模具材料混合物以得到硬化成型部份之子步驟。以此方式釋放之酸然後同樣用作在硬化成型模具材料混合物期間加熱成型模具材料混合物以得到硬化成型部份之子步驟中之相應(至少部分地醚化)交聯酸。

因一或多種脂肪族聚合物之羥基藉助所用一或多種酸(包括藉由熱作用自熱不穩定酸前體(若存在)釋放之酸)之催化效應且同時在加熱(在本發明方法之條件或較佳條件下)及去除水(在本發明方法之條件或較佳條件下)下發生(至少部分地醚化)交聯，模具材料混合尤其充分地硬化以得到硬化成型部份，從而此一成型部份之上文所提及有利性質尤其產生良好抗濕性或良好抗水性。可假設，使一或多種脂肪族聚合物之羥基彼此至少部分地醚化顯著有助於成型模具材料混合物之此充分及較佳地抗水性硬化以藉由本發明方法得到硬化成型部份。較佳之溫度、酸及熱不穩定酸前體可參見下文。

亦較佳者係如上文所指示之本發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或如本文所闡述之較佳本發明方法)，其中
- 在使模具材料混合物成型之前或期間設定模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量，從而產生能夠吹射以得到成型部份、較佳地冒口或砂心及/或能夠衝壓以得到成型部份、較佳地模具之模具材料混合物；
及/或
- 至少實施藉由加熱成型模具材料混合物且自經加熱成型模具材料混合物去除水來硬化成型模具材料混合物之步驟直至產生抗水性硬化成型部份、較佳地全方位抗水性硬化成型部份為止，
較佳溫度在100℃至300℃範圍內，較佳地在150℃至250℃範圍內，尤佳地在180℃至230℃範圍內；
及/或
- 藉由較佳地在吹射機中吹射或藉由引入模製匣中來使模具材料混合物成型，
及/或
- 模具材料混合物包含砂、較佳地選自由二氧化矽砂、鋯石砂、橄欖石砂、鉻鐵礦砂、富鋁紅柱石砂及其混合物組成之砂群之砂，且基於模具材料混合物之總質量具有大於95重量%之固體比例，
及/或
- 在較佳地以選自以下之一或兩個步驟實施製程時，最小化或避免模具材料混合物中之泡沫形成或氣泡形成：
- 組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到較佳無芳香族化合物及/或無酚系樹脂模具材料混合物
及
- 使模具材料混合物成型。

出於本發明目的，術語「模製工具」係指任一用於鑄造工業中以用於使較佳地選自由澆鑄模具、砂心及冒口(包括冒口蓋及冒口護套)組成之群之成型部份成型之工具，尤其係模製匣及用於吹射成型部份、尤其砂心及冒口之吹射機(包含砂心吹射機)。

出於本發明目的，術語「模製匣」涵蓋任一適於使選自由澆鑄模具、砂心及冒口(包括冒口蓋及冒口護套)組成之群之鑄造成型部份成型之工具，尤其係模具匣及砂心匣。

在本發明之上下文中，模具材料混合物之總水分含量係添加至基礎模具材料中或與基礎模具材料組合之液體(亦即呈減去溶於其中之任何固體之液體形式)組分在模具材料混合物中之總含量，其係以基於模具材料混合物之總質量(或各別地總重量)之重量百分比來報告。模具材料混合物之總水分含量包括總水含量亦及以液體形式添加之其他組分(若存在，例如以液體形式添加之一或多種酸)之含量。

因此，出於本發明目的，模具材料混合物之總水含量係添加至基礎模具材料中或與基礎模具材料組合之水(減去溶於其中之任何固體)在模具材料混合物中之總含量，其係以基於模具材料混合物之總質量(或各別地總重量)之重量百分比來報告。

可在使模具材料混合物成型之前或期間(例如)藉由與基礎模具材料組合之模具材料混合物(亦即(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物、(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物及(若存在)水性黏合劑系統)中一或多種水性組分之適當地較大或較小體積來設定模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量，其中模具材料混合物之該等水性組分之濃度在每一情形下能夠由熟習此項技術者適當地改變或修改，從而在每一情形下利用形成模具材料混合物所需或期望總量之脂肪族聚合物或一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體中之一或多者。此亦可適用於組合基礎模具材料與水性混合物期間(例如在一次一點兒地組合該等水性組分與基礎模具材料時)。可藉由添加適宜量水來將模具材料混合物中過低之總水分含量或總水含量達到適宜值。

在使模具材料混合物成型之前或期間，熟習此項技術者可利用業內知識容易地設定上文所提及水性混合物(或水性黏合劑系統)之濃度且亦設定模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量(例如藉由改變擬結合模具材料混合物中所用之水性組分利用之基礎模具材料之量及類型)，從而產生能夠吹射以得到成型部份、較佳地冒口或砂心及/或能夠衝壓以得到成型部份、較佳地模具之模具材料混合物。

模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量必須不能過高以致產生不再足夠尺寸穩定、對於吹射(尤其在成型部份吹射機中)或對於衝壓而言過軟或甚至為流體之模具材料混合物。然而，模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量必須不能過低以致微粒基礎模具材料之顆粒並不產生對於吹射而言(尤其在砂心吹射機中)或對於衝壓而言足夠尺寸穩定及黏結之模具材料混合物。

本文所報告之工作實例向熟習此項技術者指必須選擇適用於生產擬用於本發明方法中之模具材料混合物之本發明方法中的總水分含量、較佳地總水含量。因以上文所指示方式設定模具材料混合物之總水分含量、較佳地總水含量，故本發明方法可有利地用於生產各種成型部份(模具、砂心及冒口)且利用鑄造工業中之慣常工具來實施。本發明方法可由此整合至已在運行之慣常程序中，從而需要鑄造廠中之設備或程序並無變化或並無顯著變化。

出於本發明目的，表達「尺寸穩定之模具材料混合物」較佳地意指，在使模具材料混合物成型(尤其在選自模具匣、砂心匣及作為吹射機之組件之相應工具之模製工具中)且去除模製工具之後，此一尺寸穩定之模具材料混合物保留其自成型所獲得形狀至少30分鐘(在20℃及大氣壓下)且(例如)並不分離或崩解。

因此，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法(ii) (或在本文中闡述為較佳之本發明方法)，其包含以下步驟：
- 組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到尺寸穩定之模具材料混合物。

較佳地在如本文所指示在範圍100℃至300℃內之溫度下或在150℃至250℃範圍內之較佳溫度下、尤佳地在180℃至230℃範圍內，較佳地實施如上文所指示藉由加熱成型模具材料混合物且自經加熱成型模具材料混合物去除水來硬化成型模具材料混合物之步驟直至產生抗水性硬化成型部份(較佳地全方位抗水性硬化成型部份)為止。在每一情形下選擇用於實施該製程直至獲得抗水性硬化成型部份(或全方位抗水性硬化成型部份)為止之時間主要取決於擬生產成型部份之尺寸、尤其其壁厚或體積。因此，舉例而言，可在本發明方法之條件下於僅約60 s – 90 s之後將相對較小成型部份(例如冒口或冒口蓋)硬化至抗水性狀態(或全方位抗水性狀態)，而在本發明方法之條件下僅於較長時間段之後(例如數分鐘，例如在30分鐘之後)將較大成型部份(例如大砂心或模具)硬化至抗水性狀態(或全方位抗水性狀態)。熟習此項技術者可藉助一般技術知識及本文中之其他資訊極容易地選擇適用於特定成型部份之目的之精確製程條件、尤其製程時間。若需要，則可實施適當簡單初步測試以測定適宜參數。

在此上下文中且出於本發明目的，表達「硬化至抗水性狀態之成型部份」較佳地意指，藉由本發明方法生產之成型部份在20℃及大氣壓下完全浸漬(亦即完全浸漬30分鐘之總時間)於去離子水中30分鐘時間(馬錶)之後保持尺寸穩定且不崩解(即使在自水取出之後)；此處，崩解較佳係無額外外部力作用下之崩解。尤佳者係抗水性硬化成型部份，該部份上之滲透深度不超過4 mm、較佳地不超過3 mm，如藉助砂心硬度測試儀GM-578 (來自Simpson Technologies GmbH, Switzerland) (根據砂心硬度測試儀之操作說明書)在此浸漬測試(在上文所提及條件下)之後立即所量測。

在此上下文中且出於本發明目的，表達「已硬化至全方位抗水性狀態之成型部份」特定而言係指，藉由本發明方法生產之成型部份在該情形下其所有內部體積區域(亦即不毗鄰成型部份之外部表面之體積區域)已硬化至抗水性狀態(如上文所定義)。該等內部體積區域可用於藉由(例如)鋸切之測試目的。

根據上文所指示之較佳實施例，本發明方法至少實施至產生抗水性硬化成型部份、較佳地全方位抗水性硬化成型部份為止。在發明性製程之條件下產生抗水性硬化成型部份、較佳地全方位抗水性硬化成型部份後，較佳地立即中斷藉由加熱成型模具材料混合物且自經加熱成型模具材料混合物去除水所進行之硬化。此乃因已在實驗中發現，在已獲得抗水性硬化成型部份、較佳地全方位抗水性硬化成型部份之後過度延長地持續加熱成型模具材料混合物且自經加熱成型模具材料混合物去除水使得可損害已加熱過長時間之該等成型部份之性質，此可能係由於所用黏合劑(亦即最初含有羥基且已藉由酸交聯之脂肪族聚合物)開始分解。為設定適宜製程參數(例如，硬化(尤其加熱)用於藉由本發明方法生產特定成型部份之成型模具材料混合物之步驟之持續時間)，該等適宜參數可(例如)在初步測試中確定且隨後用於成型部份之大量生產。上文所指示之製程程序確保，根據本發明生產之成型部份獲得或保留其有利性質、尤其其良好抗濕性或其良好抗水性。

在本發明方法之一上述較佳實施例中，藉由吹射較佳地在吹射機(例如砂心吹射機)中或藉由將模具材料混合物引入模製匣中且較佳地衝壓模製匣中之模具材料混合物來使模具材料混合物成型。

根據本發明，具有可加熱模製匣之吹射機(例如具有可加熱砂心匣之砂心吹射機，如本身已知用於處理熱匣黏合劑或熱硬化水玻璃黏合劑者)係(例如)適於吹射模具材料混合物。此一吹射機較佳地亦具有用於使氣體、較佳地溫暖或熱空氣通過成型模具材料混合物之設施。

然後可在可加熱模具匣(例如砂心匣)中於加熱下(藉由加熱及/或通過溫暖或熱空氣)硬化已藉助此一吹射機吹射之模具材料混合物且去除水(例如藉助通過溫暖或熱空氣)以得到(較佳地抗水性)硬化成型部份。若不利用具有可加熱模具匣之吹射機，則亦可以另一方式(例如(與模製工具一起)在乾燥烘箱中)來硬化吹射模具材料混合物以得到(較佳地抗水性)硬化成型部份。可由熟習此項技術者根據個別情形之情況來選擇在每一情形下實施成型之適宜方法。因此，有利地，在吹射機中、尤佳地在砂心吹射機中吹射用於生產相對較小成型部份(例如冒口或冒口蓋或相對較小之砂心或模具)之模具材料混合物。有利地，藉由將適當模具材料混合物引入模具匣(例如砂心匣)中來使較大成型部份(例如較大砂心或較大模具)成型且較佳地藉由衝壓來壓實。在生產該等相對較大成型部份時，較佳地，使成型模具材料混合物在其存在之砂心匣或模具匣中硬化以得到(較佳地抗水性)硬化成型部份。

在實施本發明方法時，較佳地，在「組合基礎模具材料與(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到較佳地無芳香族化合物及/或無酚系樹脂模具材料混合物」之步驟中及/或在「使模具材料混合物成型」之步驟中，較佳地藉由在該等步驟中之一者或兩者中儘可能最小化或避免將空氣或其他氣體引入模具材料混合物中，可較佳地避免模具材料混合物中之泡沫形成或氣泡形成。一些包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物可往往形成泡沫或形成氣泡；然而，該泡沫形成或氣泡形成在生產用於根據本發明方法澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份時係不期望的此乃因(例如)含泡沫或含氣泡模具材料混合物在硬化以得到硬化成型部份時具有多孔結構，因此可損害所得成型部份之期望強度及/或抗熱性。

另外，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，
- 其中將成型模具材料混合物加熱至在100℃至300℃範圍內、較佳地在150℃至250℃範圍內、尤佳地在180℃至230℃範圍內之溫度，
及/或
- 其中自經加熱成型模具材料混合物去除水係藉助一或多種選自由以下組成之群之措施來實施：通過經加熱氣體、抽真空及在乾燥裝置中乾燥，
較佳地藉由通過經加熱氣體，尤佳地藉由通過經加熱空氣。

上文所指示之乾燥裝置較佳地選自由以下組成之群：乾燥烘箱、對流乾燥烘箱、帶式乾燥器、連續乾燥器、隧道式乾燥器及乾燥帶。乾燥裝置較佳係對流乾燥烘箱。

已發現，藉由本發明方法生產之成型部份可在上文所指示溫度範圍內尤其充分地且於相對較短時間段內硬化(較佳地至抗水性狀態)，從而可有利地在生產成型部份時使用短循環時間，但成型部份並不完全或部分地失去其有利性質(參見上文，同樣源於過度加熱)。

亦已發現，與藉由使經加熱氣體、較佳地經加熱空氣通過成型模具材料混合物來加熱模具材料混合物相組合，可在本發明方法中尤其有效且有利地自成型模具材料混合物去除水。以此方式，成型模具材料混合物尤其快速且完全地硬化(亦在其內部)以得到硬化成型部份。可假設，舉例而言，藉助熟習此項技術者所習知使反應平衡移位至期望側(勒夏特列原理(LeChatelier’s principle))，自經加熱成型模具材料混合物去除水可促進一或多種脂肪族聚合物之羥基之至少部分醚化。硫酸由此係用於本發明方法中之較佳酸。

一般而言，硬化成型模具材料混合物以得到硬化成型部份之精確製程參數(例如加熱持續時間、乾燥烘箱或經加熱氣體之溫度、經加熱氣體之通過時間(亦即通過經加熱氣體之持續時間)及經加熱氣體(若利用)之壓力)之設定主要取決於擬藉由硬化生產之成型部份之幾何尺寸(例如其大小、其重量、其體積及/或其壁厚)。關於測定實施本發明方法之適宜參數之初步測試之適宜性，參見上文。

同樣較佳者係如上文所指示之本發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或如本文所闡述之本發明較佳方法)，其中所用脂肪族聚合物
- 可藉由至少部分地水解聚乙酸乙烯酯來生產，
及/或
- 溶於水性混合物中，其中基於所用脂肪族聚合物之總質量(或各別地總重量)，其以較佳地至少90重量%、尤佳地至少95重量%之量存在。

另外，同樣較佳者係如上文所指示之發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或如本文所闡述之本發明較佳方法)，其中一或多種包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物包含一或多種聚乙烯醇，
其中所用聚乙烯醇之總體較佳地
- 具有＞ 50 mol% (亦即在50.1 mol%至100 mol%範圍內)之水解度，如較佳地藉由指示於文件DE 10 2007 026 166 A1之段落[0029]至[0034]中之方法所測定，
且尤佳地具有在70 mol%至100 mol%範圍內、極尤佳地在80 mol%至100 mol%範圍內之水解度，如較佳地藉由根據DIN EN ISO 15023-02 2017-02草案附錄D之方法所測定，
及/或
- 具有在0.1 mPa • s至30 mPa • s範圍內、較佳地在1.0 mPa • s至15 mPa • s範圍內、尤佳地在2.0 mPa • s至10 mPa • s範圍內之動態黏度，該動態黏度在每一情形下係使用所用全部聚乙烯醇之4%濃度(w/w)水溶液在20℃下根據DIN 53015:2001-02所測定。

已發現，上文所指示一或多種脂肪族聚合物、尤佳地上文所指示一或多種聚乙烯醇顯著有助於根據本發明生產之成型部份之有利性質(在其藉由本發明方法處理時)，尤其有助於根據本發明生產之成型部份得到良好之抗濕性或抗水性、最終強度及抗鑄性。

另外，可假設，上文所指示一或多種脂肪族聚合物、尤佳地上文所指示一或多種聚乙烯醇顯著有助於根據本發明生產之成型部份之有利排放性質或甚至係其原因，(可能由於擬用於本發明中之脂肪族聚合物不含任何通常提及為有害排放原因之芳香族組分，如酚系樹脂)，特定而言，在金屬澆鑄期間或之後較少或完全不排放煙塵或煙霧及/或氣味性材料及/或污染物且亦在生產或儲存成型部份時較少或完全不排放氣味性材料及/或污染物。

擬用於本發明中之一或多種脂肪族聚合物由此較佳地不含含芳香族化合物及/或含酚系樹脂組分及/或在本發明方法之條件下顯著程度地引起煙霧、煙塵、氣味及/或污染物排放之其他組分。

出於上文所指示原因，本發明方法較佳地並不在含芳香族化合物及/或含酚系樹脂有機化合物存在下實施，或在本發明方法中生產之模具材料混合物無芳香族化合物及/或無酚系樹脂(亦即，在本發明方法中生產之模具材料混合物較佳地不含任何含芳香族化合物有機化合物，如酚系樹脂)。

本發明方法較佳地並不在含呋喃有機化合物存在下實施或在本發明方法中生產之模具材料混合物不含任何含呋喃有機化合物。

本發明方法較佳地並不在烷氧基矽基化合物存在下實施或在本發明方法中生產之模具材料混合物不含任何烷氧基矽基化合物。

較佳者由此亦係如上文所指示之本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中模具材料混合物由下列組分組成(或實施該製程，從而生產由下列組分組成之模具材料混合物)：
- (較佳地微粒)基礎模具材料，
- 一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物
- 一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體，
及
- 水。

另外，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中基礎模具材料包含包含：
- 一或多種選自由以下組成之群之微粒耐火固體：
- 氧化物、矽酸鹽及碳化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr；
˗ 混合氧化物、混合碳化物及混合氮化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr；
及
˗ 石墨
及/或
- 一或多種微粒輕質填充劑，其較佳地選自由以下組成之較佳群：
˗ 核心(core)-殼體顆粒，其較佳地具有玻璃核心及耐火殼體，尤佳地具有在470 g/l至500 g/l範圍內之容積密度，較佳地如文件WO 2008/113765中所闡述；
˗ 球體，較佳係由飛灰構成之球體；
˗ 複合顆粒，較佳地如文件WO 2017/ 093371 A1中所闡述或根據該文件所生產；
˗ 珍珠岩、較佳地膨脹珍珠岩、尤佳地由膨脹珍珠岩構成之閉孔微球體，較佳地如文件WO 2017/174826 A1中所闡述；
˗ 稻殼灰，較佳地如文件WO 2013/014118 A1中所闡述；
˗ 膨脹玻璃，
˗ 空心玻璃球體，
及
˗ 空心陶瓷球體、較佳地空心α-氧化鋁球體。

上文所提及一或多種微粒耐火固體可個別地利用或彼此組合利用且由此形成擬利用之基礎模具材料。同樣，上文所提及一或多種微粒輕質填充劑可個別地利用或彼此組合利用且由此形成擬利用之基礎模具材料。當然，亦可利用一或多種微粒耐火固體與一或多種微粒輕質填充劑之組合作為基礎模具材料以形成擬利用之基礎模具材料。端視本發明方法之預期用途、亦即端視擬生產之成型部份，熟習此項技術者將選擇適用於每一情形之基礎模具材料。舉例而言，可僅選擇二氧化矽砂作為基礎模具材料來生產簡單澆鑄模具。另外，舉例而言，為生產冒口，可選擇二氧化矽砂與一或多種微粒輕質填充劑之混合物，或另外可僅選擇一或多種微粒輕質填充劑以用於此目的，較佳係選自上文所定義之輕質填充劑之較佳群之輕質填充劑。

除上文所提及較佳組分外，擬用於本發明方法中之基礎模具材料可含有其他較佳地選自由以下組成之群之較佳地微粒組分：元素金屬(例如鋁)、氧化劑或氧來源、較佳地金屬氧化物、尤佳地錳及/或鐵之氧化物及點火劑。因此，舉例而言，為生產放熱冒口，擬利用基礎模具材料可含有鋁、氧化鐵、已知本身用於此目的之氧化劑、球體及已知本身用於此目的之點火劑。

另外，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法，較佳係本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中
　˗ 所用脂肪族聚合物之總質量
對
˗ 所用基礎模具材料之總質量
之比率
在0.2:100至13:100範圍內，較佳地在0.3:100至10:100範圍內，尤佳地在0.5:100至9:100範圍內，
及/或
　˗ 所用包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)之總質量
及
˗ 所用包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)之總質量
之總和
對
˗ 所用基礎模具材料之總質量
之比率
在1:100至50:100範圍內，較佳地在1.5:100至40:100範圍內，尤佳地在2:100至35:100範圍內；
及/或
　˗ 所用酸及/或熱不穩定酸前體之總質量
對
˗ 所用脂肪族聚合物之總質量
之比率
在1:5至1:50範圍內，較佳地在1:10至1:50範圍內，尤佳地在1:20至1:40範圍內且極尤佳地在1:25至1:35範圍內。

如上文所指示，較佳地設定所用包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)之總質量及所用包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)之總質量之總和對所用基礎模具材料之總質量的上文所提及(數值)比率，從而產生可吹射以得到成型部份、較佳地冒口或砂心及/或可衝壓以得到成型部份、較佳地模具之較佳地尺寸穩定之模具材料混合物。在每一情形下，較佳利用包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物(a)或包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物(b)，其各自具有如上文所指示較佳總量之一或多種脂肪族聚合物(a)或一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體(b)。在此上下文中，已發現，上文所提及比率(在每一情形下所用水性混合物之濃度不變)亦取決於所用基礎模具材料之類型：因此，在其中利用具有相對較低容積密度(例如低於二氧化矽砂)之基礎模具材料之情形下，上文所指示之適宜數值比率通常在該範圍之高位部分中(亦即較接近上限50:100、較佳地40:100及尤佳地35:100)，而在其中利用具有相對較高容積密度(例如二氧化矽砂)之基礎模具材料之情形下，上文所提及適宜數值比率往往在該範圍之低位部分中(亦即較接近下限1:100、較佳地 1.5:100及尤佳地2:100)。

根據本發明，所用(或擬利用)酸及/或熱不穩定酸前體之總質量對所用脂肪族聚合物之總質量之比率處於相對較低數值下，亦即，其指示相對於所用脂肪族聚合物之總質量所用或擬利用酸及/或熱不穩定酸前體具有相對較低之總質量。因此，(顯著)亞化學計量量之一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體(相對於所用脂肪族聚合物之量)較佳地足以實施本發明方法，此乃因一或多種酸較佳地用作用於使一或多種脂肪族聚合物之羥基彼此醚化之觸媒。

用於本發明之一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體較佳地不含含芳香族化合物組分，如酚系樹脂及/或其他在本發明方法之條件下引起顯著程度之煙霧、煙塵、氣味及/或污染物排放之組分。

同樣較佳者係如上文所指示之本發明方法、較佳地本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體係選自由以下組成之群：
- 無機、較佳地水溶性、質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5、尤佳地pKa ≤ 3，
- 有機質子酸、較佳地單質子有機質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5，且尤佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸，
- 路易斯酸(Lewis acid)、較佳地水溶性路易斯酸，尤佳地選自由以下組成之群：三氟化硼及硼、鋁、磷、銻、砷、鐵、鋅及錫之氯化物及溴化物，
及
- 可熱分解成酸之鹽(亦即熱不穩定酸前體)，較佳地選自由以下組成之群：
- 礦物酸之銨鹽，例如NH₄ NO₃ 、較佳地NH₄ Cl，
- 三價金屬離子之硫酸鹽及氯化物，較佳係FeCl₃ 、AlCl₃ 、Fe₂ (NO₃ )₃ 、Al₂ (NO₃ )₃ 、Fe₂ (SO₄ )₃ 及Al₂ (SO₄ )₃
及
- 烷醇胺、較佳地單乙醇胺之硫酸鹽。
出於本發明目的，「質子酸」係根據Brönsted及Lowry之酸基概念分類為酸之化合物。

出於本發明目的，術語「單質子有機酸」係指具有恰好一個在水存在下可提供質子(H⁺ 離子)之基團(例如羧基或磺酸基團)之有機酸。

上文所提及之無機、較佳地水溶性、質子酸較佳地選自由以下組成之群：磷酸(包括其縮合物，例如焦磷酸及偏磷酸)、磷酸酯、硼酸、硼酸酯、硫酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸及硝酸，且尤佳地選自由以下組成之群：磷酸、磷酸酯、硫酸、氫溴酸及氫碘酸。

一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體較佳地選自由以下組成之群：
- 無機、較佳地水溶性、質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5、尤佳地pKa ≤ 3，
及
- 有機質子酸、較佳地單質子有機質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5，且尤佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸。

一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體尤佳地選自由以下組成之群：
- 無機、較佳地水溶性、質子酸，其pKa ≤ 5、較佳地pKa ≤ 3，
及
- 單質子有機質子酸，其pKa ≤ 5且較佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸。

較佳者亦係如上文所指示之本發明方法、較佳地本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體、較佳地一種酸或複數種酸中之至少一者係選自：
- 由pKa ≤ 3之無機、較佳地水溶性、質子酸組成之群
及/或
- 由磷酸(包括其縮合物，例如焦磷酸及偏磷酸)及硫酸組成之群。

pKa ≤ 5之上文所提及單質子有機質子酸之優點在於，因其酸強度相對較高且因在分子中具有僅一個酸基團，故其僅較小程度地(若存在)產生或參與一或多種聚合物之羥基彼此之至少部分催化醚化之競爭反應。

已發現，在每一情形下pKa ≤ 5為較佳地pKa ≤ 3之上文所提及無機及單質子有機酸使得在本發明方法中尤其快速且完全地將成型模具材料混合物硬化成硬化成型部份，從而該製程所需之能量消耗較低，此乃因與(例如)在利用較弱酸時相比可以此方式縮短反應時間且縮短循環時間(且由此增加每單位時間之生產數量)。

亦已發現，在本發明方法中利用較弱酸(例如pKa ＞ 5)時，所用酸之總質量對所用脂肪族聚合物之總質量之比率亦必須高於(例如在1:5至1:10範圍內)在利用在每一情形下pKa ≤ 5且較佳地pKa ≤ 3之無機及單質子有機酸時。

已發現，硫酸係用於本發明方法中之尤佳酸，顯而易見，此乃因其具有尤其適於催化一或多種脂肪族聚合物之羥基之彼此醚化之酸強度。

因此，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法(ii) (或本文所闡述之較佳本發明方法)，其中
　˗ 所用酸及/或熱不穩定酸前體之總質量
對
˗ 所用脂肪族聚合物之總質量
之比率
在1:10至1:50範圍內、尤佳地在1:20至1:40範圍內及極尤佳地在1:25至1:35範圍內，
且
一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體係選自由磷酸及硫酸組成之群。

另外，較佳者係如上文所指示之本發明方法、較佳地本發明方法(i) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其具有下列額外步驟：
- 使硬化成型部份與澆鑄金屬接觸以生產金屬鑄件，其中澆鑄金屬較佳地在與硬化成型部份接觸時固化，
較佳地，從而產生金屬鑄件。

在本發明之上述較佳方法中，在接觸硬化成型部份時，澆鑄金屬至少部分地且較佳地完全係液體。任一可澆鑄金屬或任一可澆鑄金屬合金、尤其輕金屬及其合金(例如鋁、鎂、錫及鋅)亦及鐵及鋼適於作為澆鑄金屬。

在自有研究中已發現，在使根據本發明生產之硬化成型部份與澆鑄金屬接觸時，形成至多少量之煙灰或煙霧或煙塵，不論澆鑄金屬之性質如何，且實際上並不(或理想地並不)形成氣態含芳香族化合物排放物或其他潛在地有害於人類健康之排放物，例如藉由硬化成型部份之交聯黏合劑在液體澆鑄金屬之熱作用下所分解。此亦適用於在600℃至900℃範圍內之相對較低溫度，從而上文所提及較佳方法變化形式(i)極尤其適於生產其中澆鑄金屬係輕金屬或輕金屬合金之金屬鑄件：眾所周知，在貫穿輕金屬鑄件之相對較低溫度(與鐵或鋼鑄件中之溫度相比)下，當前通常利用之習用冷匣黏合劑通常僅不完全地發生熱分解，從而在該等情形下特定而言，在澆鑄金屬及在解包模具時，發生尤其強烈之煙霧、煙塵或煙灰形成及氣態、含芳香族化合物排放物之密集釋放；該等過程通常伴有不良氣味且潛在地有害於人類健康。與之相比，該等缺點僅實質上較小程度地發生或理想地不發生於在利用藉由本發明方法生產之成型部份時或在實施本發明之上文所提及較佳方法變化形式(i)時。因在澆鑄金屬期間由於冒口或冒口蓋位於澆鑄模具與周圍空氣間之接觸表面處而存在來自其之尤其強烈的排放風險，故在生產冒口或冒口蓋(製程變化形式(ii))或在實施本發明方法時使用其作為成型部份(製程變化形式(i))時，上文所提及之本發明較佳方法變化形式(i)尤其有效。

因此，在許多情形下，較佳者亦係如上文所指示之本發明方法，較佳本發明方法(i) (或本文所闡述之本發明較佳方法)，其中
- 澆鑄金屬係選自由以下組成之群：鋁、鎂、錫、鋅及其合金
及/或
- 在澆鑄期間之澆鑄金屬溫度不高於900℃且在澆鑄期間之澆鑄金屬溫度較佳地在600℃至900℃範圍內。

另外，較佳者亦係如上文所指示生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化冒口之本發明方法(ii) (或在本文所闡述之本發明較佳方法中)，其中
基礎模具材料包含：
- 一或多種微粒輕質填充劑，其選自由以下組成之較佳群：
˗ 核心-殼體顆粒，其較佳地具有玻璃核心及耐火殼體，尤佳地具有在470 - 500 g/l範圍內之容積密度，較佳地如文件WO 2008/113765中所闡述；
˗ 球體，較佳係由飛灰構成之球體；
˗ 複合顆粒，較佳地如文件WO 2017/ 093371 A1中所闡述或根據該文件所生產；
˗ 珍珠岩、較佳地膨脹珍珠岩、尤佳地由膨脹珍珠岩構成之閉孔微球體，較佳地如文件WO 2017/174826中所闡述；
˗ 稻殼灰，較佳地如文件WO 2013/014118中所闡述；
˗ 膨脹玻璃，
˗ 空心玻璃球體，
及
˗ 空心陶瓷球體、較佳地空心α-氧化鋁球體；
且基礎模具材料進一步包含或不包含：
- 一或多種選自由以下組成之群之微粒耐火固體：
˗ 氧化物、矽酸鹽及碳化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr；
˗ 混合氧化物、混合碳化物及混合氮化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr；
及
˗ 石墨。

本發明亦提供脂肪族聚合物之用途，該脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元
–CH₂ -CH(OH)- (I)
且已藉由醚化交聯，較佳係相應(至少部分地)交聯聚乙烯醇，其在澆鑄金屬鑄件時用作選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之成型部份之黏合劑。

就本發明用途之較佳實施例及一或多個相關態樣彼此之可能組合而言，上文關於本發明方法之說明類似地亦適用，且反之亦然。

本發明進一步提供用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之成型部份，其(成型部份)包含：
- 至少一種(較佳地微粒)基礎模具材料及
- 包含脂肪族聚合物或由其組成之硬化黏合劑，該脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元
–CH₂ -CH(OH)- (I)
且藉由醚化交聯，較佳地包含已(至少部分地)藉由醚化交聯之聚乙烯醇或由其組成，
其中
- 硬化黏合劑之總質量
對
- 所用基礎模具材料之總質量
之比率
較佳地在0.2:100至13:100範圍內，較佳地在0.3:100至10:100範圍內，尤佳地在0.5:100至9:100範圍內。

就本發明成型部份之較佳實施例及一或多個相關態樣彼此之可能組合而言，上文關於本發明方法及本發明用途之說明類似地亦適用，且反之亦然。

在本發明之成型部份中，交聯聚合物之羥基(至少大部分)因藉由醚化彼此發生交聯而不再以游離形式存在，而是參與(至少大部分)形成醚基團。

上文針對硬化黏合劑總質量對成型部份中所用基礎模具材料總質量之比率所指示之範圍對應於所用(未交聯)脂肪族聚合物總質量對所用基礎模具材料總質量之比率的指示範圍。本發明成型部份中之相應質量比率在個別情形下不同於本發明方法中所用之相應質量比率且本發明成型部份中之值可稍低，此尤其係由於在醚化交聯期間釋放及去除之縮合水。然而，此差異在實踐中並不重要。

較佳者係如上文所指示之本發明成型部份，其中硬化黏合劑係已發生硬化以具有抗水性之黏合劑(如上文所定義)，尤佳係已硬化以具有全方位抗水性之黏合劑(如上文所定義)。

本發明亦提供選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之硬化成型部份，其係藉由如上文所指示之本發明方法(ii) (或本文所闡述之本發明較佳方法)所生產或能夠生產。

就根據本發明生產或能夠生產之成型部份之較佳實施例及一或多個相關態樣彼此之可能組合而言，上文關於本發明方法、本發明用途及本發明成型部份之說明類似地亦適用，且反之亦然。

另外，本發明亦提供用於生產用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之硬化成型部份的較佳地無芳香族化合物及/或無酚系樹脂模具材料混合物，其包含以下組分(亦即可存在除下文所提及組分外之其他組分)或由其組成(亦即，不可存在除下文所提及組分外之其他組分)：
- 至少一種(較佳地微粒)基礎模具材料，
- 一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物
–CH₂ -CH(OH)- (I)
- 選自由以下組成之群之一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體：
- 無機、較佳地水溶性、質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5、尤佳地pKa ≤ 3，
- 單質子有機質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5且尤佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸，
- 路易斯酸、較佳地水溶性路易斯酸，尤佳地選自由以下組成之群：三氟化硼及硼、鋁、磷、銻、砷、鐵、鋅及錫之氯化物及溴化物，
及
- 可熱分解成酸之鹽(熱不穩定酸前體)，較佳地選自由以下組成之群：
- 礦物酸之銨鹽，例如NH₄ NO₃ 、較佳地NH₄ Cl，
- 三價金屬離子之硫酸鹽及氯化物，較佳係FeCl₃ 、AlCl₃ 、Fe₂ (NO₃ )₃ 、Al₂ (NO₃ )₃ 、Fe₂ (SO₄ )₃ 及Al₂ (SO₄ )₃ ，
及
- 烷醇胺、較佳地單乙醇胺之硫酸鹽，
及
- 水。

就本發明之模具材料混合物之較佳實施例及一或多個相關態樣彼此之可能組合而言，上文關於本發明方法、本發明用途、本發明成型部份及藉由本發明方法生產或能夠生產之成型部份之說明類似地亦適用，且反之亦然。

較佳者係如上文所指示用於生產用於澆鑄金屬鑄件之硬化冒口之本發明之模具材料混合物，其中基礎模具材料包含以下組分或由其組成：
- 一或多種微粒輕質填充劑，其選自由以下組成之較佳群：
˗ 核心-殼體顆粒，其較佳地具有玻璃核心及耐火殼體，尤佳地具有在470 - 500 g/l範圍內之容積密度，較佳地如文件WO 2008/113765中所闡述；
˗ 球體，較佳係由飛灰構成之球體；
˗ 複合顆粒，較佳地如文件WO 2017/ 093371 A1中所闡述或根據該文件所生產；
˗ 珍珠岩、較佳地膨脹珍珠岩、尤佳地由膨脹珍珠岩構成之閉孔微球體，較佳地如文件WO 2017/174826中所闡述；
˗ 稻殼灰，較佳地如文件WO 2013/014118中所闡述；
˗ 膨脹玻璃，
˗ 空心玻璃球體，
及
˗ 空心陶瓷球體、較佳地空心α-氧化鋁球體；
且基礎模具材料進一步包含或不包含：
- 一或多種選自由以下組成之群之微粒耐火固體：
˗ 氧化物、矽酸鹽及碳化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr，
˗ 混合氧化物、混合碳化物及混合氮化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr，
及
˗ 石墨。

如上文所指示之本發明之模具材料混合物(或上文所指示之本發明之較佳模具材料混合物)適於且意欲用於如上文所闡述之本發明方法中。

實例 ：
下列實例意欲闡釋及解釋本發明且並不限制其範圍。

除非另外指示，否則在實驗室條件下(大氣壓、溫度20℃、大氣濕度50%)實施每一實驗。

實例 1 ： 模具材料混合物之生產
利用下表1中所指示之組分來生產模具材料混合物。
表 1 ： 模具材料混合物之組分

在每一情形下，利用來自Bodensteiner Sandwerk GmbH & Co. KG之二氧化矽砂BO 42 (CAS編號014808-60-7)作為基礎模具材料。

利用來自Kuraray之25重量%濃度之聚乙烯醇溶液(＞ 93%聚乙烯醇)作為水性PVAL混合物，其水解度約為88 mol%且動態黏度在3.5 mPa · s至4.5 mPa · s範圍內(在20℃下根據DIN 53015使用4重量%濃度水溶液所量測)，甲醇含量＜ 3重量%；CAS RN 25213-24-5。

利用36.5重量%濃度之硫酸水溶液(CAS RN 7664-93-9)作為水性硫酸混合物。

利用用於生產冷匣黏合劑(基於苄基醚之聚胺基甲酸酯)之慣常聚異氰酸酯(來自Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH之活化劑6324)作為冷匣活化劑6324。

利用用於生產冷匣黏合劑(基於苄基醚之聚胺基甲酸酯)之慣常酚系樹脂(來自Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH之氣體樹脂7241)作為冷匣氣體樹脂7241。

如下文所指示來生產模具材料混合物：
模具材料混合物F-冷匣：使表1中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此混合，從而形成可吹射或衝壓以得到成型部份之模具材料混合物。模具材料混合物冷匣係用於對比目的之模具材料混合物，其係藉由非本發明方法所生產。

模具材料混合物F-V38：使表1中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此混合，從而形成可吹射或衝壓以得到成型部份之模具材料混合物。模具材料混合物V38係用於對比目的之模具材料混合物，其並非藉由本發明方法生產或並不用於此一方法中。

模具材料混合物F-E61.3V：使表1中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此組合。出於此目的，首先藉助混合以本身已知之方式使水性PVAL混合物及水性硫酸混合物彼此組合以得到預混合物(或得到黏合劑系統)且然後藉由在電混合器中混合來組合此預混合物與二氧化矽砂(基礎模具材料)之初始裝料。形成可吹射或衝壓以得到成型部份之模具材料混合物。模具材料混合物F-E61.3V係藉由本發明方法生產或用於此一方法中之模具材料混合物。

模具材料混合物F-E68.4：使表1中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此組合。出於此目的，首先藉由混合以本身已知之方式使水性PVAL混合物及水性硫酸混合物彼此組合以得到預混合物(或得到黏合劑系統)且然後藉由在電混合器中混合來組合此預混合物與二氧化矽砂(基礎模具材料)之初始裝料。此形成可吹射或衝壓以得到成型部份之模具材料混合物。模具材料混合物F-E61.3V係藉由本發明方法生產或用於此一方法中之模具材料混合物。

實例 2 ： 標準彎曲測試棒之產生
以熟習此項技術者已知之方式自實例1中所指示之模具材料混合物藉由錘擊根據Verein Deutscher Gießereifachleute之資訊表P73 (1996年2月發行，4.1期) (在下文中引用為「VDG資訊表P73」)中之方法來生產用於測試目的之標準彎曲測試棒(代表用於澆鑄金屬鑄件之硬化成型部份，尺寸：172 × 23 × 23 mm)。

為硬化彎曲測試棒，在每一情形下利用下文所指示之程序：
彎曲測試棒B-冷匣：如上文所闡述藉由在彎曲棒錘擊匣中錘擊來使模具材料混合物冷匣(參見實例1)成型。隨後根據VDG資訊表P73 4.3期中之方法(方法A)藉助冷匣製程藉由通過氣態(在製程條件下) N,N-二甲基丙基胺(約1 ml液體，15 s)來硬化成型模具材料混合物。

彎曲測試棒B-V38、B-E61.3V1、B-E68.4：在所有三種情形下，如上文所闡述藉由在彎曲棒錘擊匣中錘擊來使模具材料混合物(關於生產，參見實例1)成型。在每一情形下，隨後藉由將成型模具材料混合物在210℃下於乾燥烘箱中加熱25分鐘且藉由乾燥烘箱之環境空氣除氣自成型模具材料混合物去除水來硬化成型模具材料混合物以得到硬化成型部份(標準彎曲測試棒)。

作為實施硬化以得到硬化成型部份之替代方法，利用模具材料混合物F-E68.4藉由在習用砂心吹射機(亦用於無機黏合劑)中吹射來使彎曲測試棒(尺寸：187 × 22 × 22 mm) B-E68.4成型以得到成型模具材料混合物，且藉助具有200℃溫度之工具並藉由使熱空氣(200℃，壓力：6巴)吹過來硬化以得到硬化成型部份。在彎曲測試棒之長度下方實施吹射且通過熱空氣。

實例 3 ： 標準彎曲測試棒之強度測定
在每一情形下測試上文實例2中所生產之標準彎曲測試棒之最終強度：出於此目的，在生產之後24小時測試標準彎曲測試棒B-冷匣之最終強度。出於此目的，在每一情形下，在生產(乾燥)之後30分鐘測試標準彎曲測試棒B-V38、B-E613V1及B-68.4之最終強度。所有標準彎曲測試棒皆儲存於實驗室條件下。在每一情形下，利用具有低壓壓力計算(使用馬達驅動)之Georg Fischer強度測試裝置類型PFG一式三份測定最終強度，如VDG資訊表P73 5.2期中所闡述。

以此方式測定報告於下表2中之標準彎曲測試棒之彎曲強度：
表 2 ：標準彎曲測試棒之最終強度
n.d.：值未測定。

可自表2中所報告之值看到，與藉由慣常冷匣製程生產之相應成型部份相比，藉由本發明方法生產之成型部份(標準彎曲測試棒) B-E61.3V1及B-E68.4具有至少相當且甚至較佳之最終強度值。與之相比，藉由非本發明方法(無催化活性酸)生產之成型部份B-V38在實驗條件下顯示最低彎曲強度(最終強度)。

實例 4 ： 對比模具材料混合物之生產
利用下表3中所指示之組分來生產並非藉由本發明方法而係藉由基於文件EP 1 721 689 A1中所闡述製程之製程生產之其他對比模具材料混合物。
表 3 ： 對比模具材料混合物之組分

利用水解度約為88 mol%且動態黏度在3.5 mPa · s至4.5 mPa · s範圍內(在20℃下根據DIN 53015使用4重量%濃度水溶液所量測)、甲醇含量：＜ 3重量%之聚乙烯醇(＞ 93%，顆粒) (CAS RN 25213-24-5)作為聚乙烯醇。

對比模具材料混合物F-V01：使表3中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此混合並攪拌至泡沫狀。然而，形成不能經吹射或衝壓以得到成型部份之流體、可澆鑄模具材料混合物。

對比模具材料混合物F-V02：使表3中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此混合並攪拌至泡沫狀。形成可吹射或衝壓以得到成型部份之模具材料混合物。

對比模具材料混合物F-V03：使表3中所指示之組分在電混合器(Bosch Profi 67)中彼此混合並攪拌至泡沫狀。然而，形成不能經吹射或衝壓以得到成型部份之流體、可澆鑄模具材料混合物。

若可能，則隨後在每一情形下藉由如上文所闡述之錘擊(參見實例2)在彎曲棒錘擊匣中使三種對比模具材料混合物F-V01、F-V02及F-V03成型以得到成型模具材料混合物。若可能，則然後硬化成型模具材料混合物以得到硬化成型部份：
對比模具材料混合物F-V01：其不可能在所指示標準條件下(錘擊)生產尺寸穩定之成型模具材料混合物，從而不能生產硬化成型部份。

對比模具材料混合物F-V02：獲得經成型以得到彎曲測試棒之模具材料混合物。如下文所指示來硬化此材料(參見實例5)以得到成型部份(彎曲測試棒B-V02)且將該結果與本發明方法之結果(參見下文，B-E61.3V1)進行比較。

對比模具材料混合物F-V03：其不可能在所指示標準條件下(錘擊)生產尺寸穩定之成型模具材料混合物。然後將模具材料混合物在250℃下於乾燥烘箱中之彎曲測試棒模具中加熱1分鐘且在冷卻至室溫之後評估：硬化成型部份尚未形成；模具材料混合物仍較軟。將以相同方式生產之另一模具材料混合物在250℃下於對流乾燥烘箱中之彎曲測試棒模具中加熱5分鐘。此使得在成型模具材料混合物上形成硬外殼，但混合物之內部仍保持較軟。

可自上述觀察看到，對比模具材料混合物F-V01及F-V03 (對應於如文件EP 1 721 689 A1中所指示之製程)不能經吹射以得到成型部份或經衝壓以得到成型部份。

另外，可自上述觀察看到，在利用對比模具材料混合物F-V02及F-V03時，不可能在實驗條件下獲得經硬化以具有抗水性之成型部份。

實例 5 ： 標準彎曲測試棒之抗水性之測定
生產成型模具材料混合物F-V02 (對比，參見實例4)及F-E61.3V1 (根據本發明生產，參見實例2)並在下表4中所指示之條件下在每一情形下於對流乾燥烘箱中硬化以得到硬化成型部份(標準彎曲測試棒)。

在每一情形下完成硬化之後，在每一情形下(根據實例3)在已在實驗室條件下冷卻30分鐘並硬化之成型部份上測定彎曲強度且該等彎曲強度同樣報告於表4中。

隨後測試硬化成型部份以藉由下文所指示方法測定其抗水性：
首先，以恰好經水完全覆蓋之方式，將完整標準彎曲測試棒彼此獨立地在20℃及大氣壓下於去離子水中浸泡30分鐘(馬錶)。在已終止30分鐘之後，自水迅速取出標準彎曲測試棒且(若可能)進行測試以測定其一致性。

隨後(若可能)利用砂心硬度測試儀GM-578 (來自Simpson Technologies GmbH, Switzerland)測試標準彎曲測試棒之剩餘硬度。出於此目的，將相應標準彎曲測試棒在每一情形下置於固體載體上且在每一情形下每次在外表面上之一點(其已與水接觸)量測砂心硬度測試儀(根據砂心硬度測試儀之操作說明書)之滲透深度。在外表面之不同點實施量測總共三次且將三個量測之平均值在每一情形下報告於表4中(「外表面上之滲透深度」)。

為亦測試成型部份(此處：標準彎曲測試棒)之內部中之抗水性，然後各自穿過高度中間鋸切以與上文所指示相同之方式利用模具材料混合物F-V02 (對比，參見實例4)及F-E61.3V1 (根據本發明所生產，參見實例2)所生產之彎曲測試棒且如上文所指示恰好完全浸漬於水中30分鐘，其中標準彎曲測試棒之鋸開內部橫截面區域與水完全接觸。在自水取出彎曲測試棒之後，上文所指示利用砂心硬度測試儀再次量測彎曲測試棒之剩餘硬度，此時係在內部橫截面區域之中間量測。在內部橫截面區域之不同點再次實施量測總共三次且將三個量測之平均值在每一情形下報告於表4中(「內部橫截面區域之滲透深度」)。
表 4 ：標準彎曲測試棒之抗水性

表4中之注釋「不可量測」意指，不可能利用砂心硬度測試儀量測相應彎曲測試棒上之任一滲透深度，此乃因該棒已在儲存於水中30分鐘期間發生崩解。

可自表4中之量測值或注釋看到，藉由非本發明方法生產之硬化成型部份在實驗條件下並無抗水性(在210℃下20分鐘之後)或並不硬化以具有全方位抗水性(在210℃下30分鐘之後)。與之相比，藉由本發明方法生產之硬化成型部份在相同實驗條件下發生硬化以在僅20分鐘之後具有抗水性(標準彎曲測試棒在自水取出之後並不崩解)且在30分鐘之後全方位硬化(內部橫截面區域上之砂心硬度測試儀之滲透深度＜ 4 mm)。

實例 6 ： 標準彎曲測試棒之抗水性之測定
將如上文實例2中所生產之標準彎曲測試棒以僅其末端擱置於擱架上之方式置於擱架上(支撐面積約為標準彎曲測試棒之下側總面積之1/10，參見下表5)。將上面具有標準彎曲測試棒之擱架引入填充有水之容器中，從而標準彎曲測試棒之下側完全抵靠水表面擱置且可藉由毛細管力吸收水。然後在10天時段內目測評價標準測試棒之抗水性。
此實驗之結果指示於下表5中。
表 5 ： 標準彎曲測試棒之抗水性

可自表5中所報告之觀察看到，藉助冷匣黏合劑結合之標準彎曲測試棒在10天之後仍完全抗水。藉由本發明方法生產之彎曲測試棒B-E61.3V1在一定時間之後吸收水，但不明顯損失抗水性。與之相比，藉由非本發明方法(包含羥基之聚合物並無酸催化之醚化交聯)生產之對比彎曲測試棒B-V38完全損失其抗水性且在僅極短時間之後開始溶解。

實例 7 ： 在澆鑄鐵期間標準彎曲測試棒之行為
使用習用醇塗漿(Koalid 4087，來自Hüttenes-Albertus GmbH)以熟習此項技術者已知之方式塗覆如在上文實例2中生產之標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)、B-V38 (對比)及B-E61.3V1 (藉由本發明方法生產) (條件：運行時間：17.3 s；浸泡時間：7 s；在110℃下乾燥40分鐘；濕潤狀態之壁厚：325 µm)。

然後將經醇塗漿塗覆之標準彎曲測試棒置於已塗覆未稀釋習用含鋯石塗漿(Zirkofluid 1219，來自Hüttenes-Albertus GmbH)之呋喃樹脂模具(尺寸：280 × 200 × 130 mm)中且在此模具下以水平方式澆鑄鐵(澆鑄溫度約為1440℃；約3.09重量%碳含量，約1.89重量%矽含量，在每一情形下基於澆鑄鐵之總質量)，從而標準彎曲測試棒在每一情形下完全由鐵鑄件包封且經歷關於在澆鑄期間施加之負載(藉由呈澆鑄金屬形式之鐵)之最大應力。

在澆鑄操作之後，藉由旋轉鑄件(從而標準彎曲測試棒之剩餘殘餘物可自藉由標準彎曲測試棒所生產鐵鑄件中之空心空間之下向開口脫落)自鐵鑄件去除標準彎曲測試棒之剩餘殘餘物且目測評估標準彎曲測試棒之解包行為(砂心去除行為)。獲得下列觀察：
標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)之剩餘殘餘物實際上不能以上文所指示方式自鐵澆鑄模具去除；其實際上完全保留於鐵鑄件中(參照圖1)。

標準彎曲測試棒B-V38 (對比)之剩餘殘餘物可以上文所指示方式易於且實際上完全自鐵鑄件去除(參照圖2)。

標準彎曲測試棒B-E61.3V1 (藉由本發明方法生產)之剩餘殘餘物可以上文所指示方式極易於且實際上完全自鐵鑄件去除(參照圖3)。

隨後將鐵鑄件在中間鋸開(沿標準彎曲測試棒之支撐表面)，從而藉由標準彎曲測試棒生產之空心空間(在自鐵鑄件去除之後)恰在鐵鑄件長度之中間分成兩半。藉由標準彎曲測試棒產生之空心空間之橫截面由此一半位於鋸開式金屬鑄件之上半部分中(藉由位於頂部之標準彎曲測試棒部分在鐵澆鑄期間產生，「上半模具」)，且一半位於鋸開式金屬鑄件之下半部分中(藉由位於底部之標準彎曲測試棒部分在鐵澆鑄期間產生，「下半模具」)。

隨後目測評價以此方式暴露之上半模具及下半模具以測定用於澆鑄鐵之標準彎曲測試棒之抗鑄性及其藉由液體鐵中之浮力自模具之去除(可由由此引起之鐵鑄件變形識別)。出於此目的，沿藉由標準彎曲測試棒生產之上半模具及下半模具上之空心空間之橫截面放置直木製刮板，且評價在每一情形中該等空心空間之上側(在上半模具中)及下側(在下半模具中)之鑄件負型自木製刮板之直線形狀之偏離。

此處獲得下列觀察：
標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)：標準彎曲測試棒(B-冷匣)之上側(在上半模具中)及下側(在下半模具中)之鑄件負型顯示並不自木製刮板之直線顯著偏離。因此，標準彎曲測試棒B-冷匣幾乎不會在使用鐵澆鑄時變形且顯示高抗鑄性(參照圖6及圖7)。

標準彎曲測試棒B-V38 (對比)：標準彎曲測試棒B-V38之上側(在上半模具中)之鑄件負型在中間顯示顯著凹陷(遠離木製刮板)變形(最大偏離高度：約5 mm)。標準彎曲測試棒B-V38之下側(在下半模具中)之鑄件負型在邊緣處顯示顯著凹陷(遠離木製刮板)變形(最大偏離高度：約7 mm)。因此，標準彎曲測試棒B-V38在使用鐵澆鑄期間變得顯著變形且僅顯示低抗鑄性(參照圖4及圖5)。

標準彎曲測試棒B-E61.3V1 (藉由本發明方法生產)：標準彎曲測試棒B-E61.3V1之上側(在上半模具中)及下側(在下半模具中)之鑄件負型顯示並不自木製刮板之直線顯著偏離。因此，標準彎曲測試棒B-E61.3V1幾乎不會在使用鐵澆鑄期間變形且顯示高抗鑄性(參照圖8及圖9)。

可自上文所提及觀察看到，藉由本發明方法生產之成型部份(此處：標準彎曲測試棒代表砂心、冒口或模具)顯示極良好砂心可去除性亦及金屬澆鑄期間之高抗鑄性，且總體而言其性質顯著優於對比成型部份。

實例 8 ： 自呈模具材料混合物形式之絕緣冒口組合物產生標準測試樣品 ( 標準彎曲測試棒及標準測試筒 )
利用下表6中所指示之組分來生產用於絕緣冒口之模具材料混合物。以類似於上文在實例1中所指示之方式來生產模具材料混合物。

隨後自所得模具材料混合物使標準彎曲測試棒成型且以類似於上文實例2中之方式硬化以得到呈硬化成型部份形式之標準彎曲測試棒。另外，藉由錘擊根據VDG標準P38自所獲得模具材料混合物來生產標準測試筒(高度：50 mm，直徑：50 mm)且以類似於上文實例2中之方式硬化以得到硬化成型部份(對於利用模具材料混合物F-E68.4 (2)之標準彎曲測試棒及標準測試筒而言，在210℃下於對流乾燥烘箱中25分鐘)。

然後以類似於上文在實例3中所指示之方式來測定所獲得標準彎曲測試棒「B-冷匣」 (對比)之24小時彎曲強度(最終強度)。在完成乾燥程序之後於儲存30分鐘後在實驗室條件(室溫及室內濕度)測定所獲得標準彎曲測試棒B-E68.4之彎曲強度(最終強度)。所有上文所提及量測之結果皆報告於下表6中(在每一情形下取3個量測之平均值)。

標準彎曲測試棒及標準測試筒之氣體滲透性亦及在每一情形下測得之其重量之值同樣報告於表6中。氣體滲透性係給出關於微結構緻密化之資訊之測試參數。特定而言，在冒口之情形下，此係可給出關於在澆鑄操作期間澆鑄氣體之滿意去除之資訊之特徵值。
表 6 ： 用於絕緣冒口之模具材料混合物之組分

表6中所指示之組分「水性PVAL混合物」、「水性硫酸混合物」、「冷匣活化劑6324」及「冷匣氣體樹脂7241」對應於實例1中所指示之組分。

可自上表6中所報告之結果看到，藉由本發明方法生產之絕緣冒口組合物與藉由已知冷匣製程生產之絕緣冒口組合物具有相當性質、尤其相當彎曲強度(亦即最終強度)。

實例 9 ： 使用鋁或鐵澆鑄成型部份
以熟習此項技術者已知之方式(使用觸媒氣體N,N-二甲基丙基胺處理)自在上文實例8中利用模具材料混合物「F-冷匣(2)」生產之絕緣冒口組合物藉由在砂心吹射機中吹射來生產絕緣(在底部由板封閉)冒口。

在砂心吹射機上之同一模具中吹射自上文在實例8中利用模具材料混合物「F-E68.4 (2)」生產之絕緣冒口組合物製得之絕緣冒口。在210℃下於乾燥烘箱(對流)中實施硬化25分鐘。

將以此方式生產之絕緣冒口放置於冷匣式模具砂模具中且使用鋁澆鑄以在金屬澆鑄條件下測試其行為。將以此方式生產之其他絕緣冒口同樣放置於鬆散模具砂中且使用鐵代替鋁來澆鑄。

獲得下列觀察：
在使用鋁澆鑄利用對比模具材料混合物F-冷匣(2) (非根據本發明方法)生產之絕緣冒口時，觀察到強烈煙塵形成且此持續發生，即使在自模具砂去除澆鑄冒口之後。

在使用鋁澆鑄利用模具材料混合物F-E68.4 (2) (根據本發明方法)生產之絕緣冒口時，發現並不形成煙塵。在澆鑄操作之後，根據本發明生產之絕緣冒口顯示顯著優於利用對比模具材料混合物F-冷匣(2)生產之絕緣冒口之解包行為，亦即，根據本發明生產之絕緣冒口可更易於與鋁顯著分離。與利用使用對比模具材料混合物F-冷匣(2)生產之絕緣冒口生產之鋁鑄件相比，所形成鋁鑄件顯示顯著更清潔之表面(亦即無濃縮物沈積物)。

在使用鐵澆鑄(在1410℃之溫度下)利用對比模具材料混合物F-冷匣(2) (非根據本發明方法)生產之絕緣冒口時，發現煙塵形成及氣味排放。

在使用鐵澆鑄(在1410℃之溫度下)利用模具混合物F-E68.4 (2) (根據本發明方法)生產之絕緣冒口，發現並無煙塵形成或氣味排放，即使在自模具砂獲取澆鑄冒口之後。在澆鑄操作之後，根據本發明生產之絕緣冒口顯示顯著優於利用對比模具材料混合物F-冷匣(2)生產之絕緣冒口之解包行為：在以機械方式拉伸澆鑄樣品時，使用鐵澆鑄之冒口實際上完全崩解。另外，與利用使用對比模具材料混合物F-冷匣(2)生產之絕緣冒口生產之鐵鑄件相比，所形成鐵鑄件顯示顯著較清潔表面以及較易於機械去除之砂及較平滑表面結構。

實例 10 ： 自呈模具材料混合物形式之放熱冒口組合物生產標準測試樣品
利用下表7中所指示之組分來生產用於放熱冒口之模具材料混合物。以類似於上文在實例1中所指示之方式來生產模具材料混合物。

隨後自所獲得模具材料混合物使測試樣品(標準彎曲測試棒及標準測試筒)成型且以類似於上文實例2之方式硬化以得到硬化標準彎曲測試棒及標準測試筒作為(代表性或模型)硬化成型部份。藉由在210℃下於乾燥烘箱(對流)中加熱25分鐘且去除水來硬化利用模具材料混合物F-E68.4 (3)製得之測試樣品。

然後以類似於上文在實例3中所指示之方式測定所獲得標準彎曲測試棒之彎曲強度。該等量測之結果報告於下表7中(3個量測之平均值)。

標準測試筒之氣體滲透性亦及其在每一情形下測得之重量之值同樣報告於表7中。
表 7 ： 用於放熱冒口之模具材料混合物之組分

表7中所指示之組分「水性PVAL混合物」、「水性硫酸混合物」、「冷匣活化劑6324」及「冷匣氣體樹脂7241」對應於實例1中所指示之組分。

可自上表7中所報告之結果看到，藉由本發明方法生產之放熱冒口組合物與藉由已知冷匣製程生產之放熱冒口組合物具有相當性質、尤其相當彎曲強度(亦即最終強度)。

實例 11 ： 放熱 冒口之燃燒
藉由錘擊根據VDG標準P38自上文在實例10中生產之放熱冒口組合物來生產標準測試筒。在利用模具材料混合物「F-冷匣(3)」之放熱冒口組合物之情形下，以熟習此項技術者已知之方式藉由使用觸媒氣體N,N-二甲基丙基胺進行處理來實施硬化。在放熱冒口組合物「F-E68.4 (3)」之情形下，藉由在210℃下於乾燥烘箱(對流)中加熱25分鐘且去除水來實施硬化以得硬化成型部份(放熱冒口)。

以熟習此項技術者已知之方式根據VDG標準P81 (此處並無溫度-時間量測)來燃燒以此方式生產之放熱冒口。在此測定下表8中所報告之參數。
表 8 ： 放熱冒口之燃燒參數

另外，獲得下列觀察：
在燃燒利用對比模具材料混合物F-冷匣(3) (非根據本發明方法) (習用冷匣黏合劑)生產之放熱冒口時觀察到顯著煙塵形成。

在燃燒利用模具材料混合物F-E68.4 (3)根據本發明方法生產之放熱冒口時發現實際上並無煙塵形成。

可自上文所報告結果看到，與藉由習用冷匣製程生產之成型部份相比，藉由本發明方法生產之硬化成型部份(此處：放熱冒口)在實踐條件下顯示顯著減小之排放。

實例 12 ： 水性黏合劑系統之生產
利用下表9中所指示之組分來生產水性黏合劑系統。
實例 9 ：水性黏合劑系統之組分

表9中所指示之組分「水性PVAL混合物」及「水性硫酸混合物」對應於實例1中所指示之組分。

水性黏合劑系統WB-E61.3V1及WB-E68.4係擬用於本發明之水性黏合劑系統。水性黏合劑系統WB-V38係用於對比且並不用於本發明之水性黏合劑系統。

實例 13 ： 鐵立方體之測試鑄件
使下表10中所指示之模具材料混合物在砂心吹射機中各自成型以得到冒口。

在冒口混合物「F-冷匣(4)」之情形下，以熟習此項技術者已知之方式藉由使用觸媒氣體N,N-二甲基丙基胺進行處理來實施硬化。在「F-水玻璃」冒口混合物之情形下，在210℃下於乾燥烘箱(對流)中實施硬化25分鐘。在冒口組合物「F-E68.4 (4)」之情形下，藉由在210℃下於乾燥烘箱(對流)中加熱25分鐘且去除水來實施硬化以得到硬化成型部份。此得到藉由非本發明方法生產之冒口「冒口冷匣」及「冒口水玻璃」及根據本發明生產之冒口「冒口B-E68.4」。

表 10 ：用於冒口之模具材料混合物之組成

表10中所指示之組分在每一情形下對應於實例1中所指示之組分及其含義。

對於鈉水玻璃黏合劑48/50而言，利用水玻璃含量(矽酸鈉含量)在25重量%至35重量%範圍內且20℃下pH在11至12範圍內之標準水玻璃黏合劑水溶液(CAS RN 1344-09-8)。

在每一情形下，藉由用於鐵立方體之測試鑄件(金屬鑄件模型)中來檢查上文所提及冒口之工業可用性、尤其其冒口作用品質。出於此目的，藉助鐵(GGG40)在1400℃之澆鑄溫度下將具有相同大小(亦即在每一情形下相同模數)之冒口各自用於模數(亦即體積對表面積之比率)為1.68 cm之立方體測試鑄件中。熟習鑄造技術者通常利用模數顯著大於冒口之立方體來評估品質以能夠獲得關於實驗固化之最佳可能資訊。自縮孔延伸至立方體中之深度來評價加料作用之品質：縮孔延伸至立方體(金屬鑄件)較深處指示較差加料作用。

在澆鑄之後在中間鋸切如上文所指示生產之測試立方體(二等分)且冷卻至室溫以暴露其橫截面並評價鑄件品質亦及所用冒口在每一情形下之冒口作用品質。藉由鋸開具有由附著於頂部之鐵構成之可見冒口殘餘物之測試立方體所獲得的橫截面繪示於圖10 (利用藉由非本發明方法生產之冒口「冒口冷匣」澆鑄鐵)、圖11 (利用藉由非本發明方法生產之冒口「冒口水玻璃」澆鑄鐵)及圖12 (利用根據本發明生產之冒口「冒口B-E68.4」澆鑄鐵)中。

可在圖10中看到，在實驗條件下利用冷匣式冒口時，形成延伸至金屬鑄件中之顯著縮孔。注釋「-15 mm」 (橫截面之左半側)或「-16 mm」 (橫截面之右半側)在每一情形下指示影像頂部之可見線(在冒口殘餘物連結處，亦即金屬冒口殘餘物與金屬鑄件之間之邊界)及影像底部之可見線(標誌金屬鑄件或金屬鑄件中之縮孔之最深點)之間的距離。

可在圖11中看到，在實驗條件下利用藉由非本發明方法生產之水玻璃式冒口時，形成延伸至金屬鑄件之遠處之明顯縮孔。注釋「-33」 (mm) (橫截面之左半側)或「-31」 (mm) (橫截面之右半側)在每一情形下指示影像頂部之可見線(在冒口殘餘物連結處，亦即金屬冒口殘餘物與金屬鑄件之間之邊界)及影像底部之可見線(標誌金屬鑄件或金屬鑄件中之縮孔之最深點)之間的距離。結合水玻璃之冒口在實驗條件下之較差冒口作用品質可能歸因於水玻璃黏合劑之相對較高熱能攝取(稱為其不利「淬滅行為」)及澆鑄金屬的所得相對較早固化。

可在圖12中看到，在利用根據本發明生產之冒口「冒口B-E68.4」時，所形成縮孔之延伸顯著淺於在利用已知水玻璃結合之冒口或冷匣式冒口時之鐵鑄件(測試立方體)。注釋「-3」 (mm) (橫截面之左半側)或「-1」 (mm) (橫截面之右半側)在每一情形下指示影像頂部之可見線(在冒口殘餘物連結處，亦即金屬冒口殘餘物與金屬鑄件之間之邊界)及影像底部之可見線之間的距離。

自上文所指示之圖10至12由此可看到，與用於對比之已知冷匣式冒口或結合水玻璃之冒口相比，根據本發明生產之冒口具有顯著改良之加料能力。

圖1： 圖1展示在澆鑄之後鐵鑄件中之對比標準彎曲測試棒「B冷匣」之剩餘部件。可看到，冷匣式標準彎曲測試棒之剩餘部件實際上完全保留於鐵鑄件中且極難去除(較差砂心去除能力，參照實例7)。

圖2： 圖2展示在澆鑄之後鐵鑄件中之對比標準彎曲測試棒「B-V38」之剩餘部件。可看到，標準彎曲測試棒「B-V38」之剩餘部件能夠易於且實際上完全自鐵鑄件去除(良好砂心去除能力，參照實例7)。

圖3： 圖3展示在澆鑄之後鐵鑄件中藉由本發明方法生產之標準彎曲測試棒「B-E61.3V1」之剩餘部件。可看到，標準彎曲測試棒「B-E61.3V1」之剩餘部件能夠極易於且實際上完全自鐵鑄件去除(極良好砂心去除能力，參照實例7)。

下述圖4至9展示切開式鐵鑄件之橫截面，該鐵鑄件係在中間鋸開(沿標準彎曲測試棒之支撐表面)，從而藉由鐵鑄件中之標準彎曲測試棒(在其自鐵鑄件去除之後)產生之空心空間在鐵鑄件長度之中間分成兩半(更多細節參見實例7)。藉由標準彎曲測試棒生產之空心空間(鑄件負型(casting negative))之橫截面由此一半位於鋸開式金屬鑄件之上半部分中(藉由位於頂部之標準彎曲測試棒部分在鐵澆鑄期間生產，「上半模具」)，且一半位於鋸開式金屬鑄件之下半部分中(藉由位於底部之標準彎曲測試棒部分在鐵澆鑄期間生產，「下半模具」)。

圖4： 圖4展示鐵鑄件之上半模具之橫截面。此處可看到藉由標準彎曲測試棒B-V38 (對比)自金屬鑄件去除之後形成之空心空間(鑄件負型)之上半部分。藉助放置於鑄件負型上側之直木製刮板可看到，鑄件負型在中間具有顯著凹陷(遠離木製刮板)變形，該變形係因標準彎曲測試棒B-V38在使用鐵澆鑄期間之變形而發生。在澆鑄期間尺寸不穩定之砂心不能用於製造金屬鑄件。

圖5： 圖5展示鐵鑄件之下半模具之橫截面。此處可看到在自金屬鑄件去除之後藉由標準彎曲測試棒B-V38 (對比)形成之空心空間(鑄件負型)之下半部分。藉助放置於鑄件負型之此下側之直木製刮板可看到，鑄件負型在每一側具有易於看到之凹陷(遠離木製刮板)變形，該變形係因標準彎曲測試棒B-V38在使用鐵澆鑄期間之變形而發生。

圖6： 圖6展示鐵鑄件之上半模具之橫截面。此處可看到在自金屬鑄件去除之後藉由標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)形成之空心空間(鑄件負型)之上半部分。藉助放置於鑄件負型之此上側之直木製刮板可看到，鑄件負型並無可見變形且因此標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)在使用鐵澆鑄期間不會變得明顯變形。另外，在砂砂心區域中可看到較強扭曲。該等扭曲對鑄件具有不良效應。

圖7： 圖7展示鐵鑄件之下半模具之橫截面。此處可看到在自金屬鑄件去除之後藉由標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)形成之空心空間(鑄件負型)之下半部分。藉助放置於鑄件負型之此下側之直木製刮板可看到，鑄件負型並無可見變形且因此標準彎曲測試棒B-冷匣(對比)在使用鐵澆鑄期間不會變得明顯變形。另外，在砂砂心區域中可看到嚴重扭曲。該等扭曲對鑄件具有不良效應。

圖8： 圖8展示鐵鑄件之上半模具之橫截面。此處可看到在自金屬鑄件去除之後藉由標準彎曲測試棒B-E61.3V1 (藉由本發明方法生產)形成之空心空間(鑄件負型)之上半部分。藉助放置於鑄件負型之此上側之直木製刮板可看到，鑄件負型並無可見變形且因此標準彎曲測試棒B-E61.3V1在使用鐵澆鑄期間不會變得明顯變形。與圖6及圖7相比，亦可看到顯著較低之扭曲。

圖9： 圖9展示鐵鑄件之下半模具之橫截面。此處可看到在自金屬鑄件去除之後藉由標準彎曲測試棒B- E61.3V1 (藉由本發明方法生產)形成之空心空間(鑄件負型)之下半部分。藉助放置於鑄件負型之此下側之直木製刮板可看到，鑄件負型並無可見變形且因此標準彎曲測試棒B-E61.3V1 (藉由本發明方法生產)在使用鐵澆鑄期間不會變得明顯變形。

圖10： 圖10展示在測試鑄件中利用藉由非本發明方法生產之冷匣式冒口所獲得之鐵立方體(1.68 cm模數)之橫截面，且在頂部清晰可見由鐵構成之殘餘冒口連結。可看到在殘餘冒口中形成顯著縮孔，該縮孔延伸至金屬鑄件(鐵立方體)中。關於圖10之其他闡釋，參見實例13。

圖11： 圖11展示在測試鑄件中利用藉由非本發明方法生產之水玻璃黏合冒口所獲得之鐵立方體(1.68 cm模數)之橫截面，且在頂部清晰可見由鐵構成之殘餘冒口連結。可在殘餘冒口中看到形成顯著縮孔，其延伸至金屬鑄件(鐵立方體)之遠處。關於圖11之其他闡釋，參見實例13。

圖12： 圖12展示在測試鑄件中利用根據本發明生產之冒口(「冒口B-E68.4」)所獲得之鐵立方體(1.68 cm模數)之橫截面，且在頂部可辨別由鐵構成之殘餘冒口連結。可看到在金屬鑄件(鐵立方體)並無縮孔形成；縮孔看起來僅存於殘餘冒口中。關於圖12之其他闡釋，參見實例13。

Claims (15)

1. 一種(i)生產金屬鑄件或(ii)生產用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心(core)及冒口組成之群之硬化成型部份之方法，其包含下列步驟： 提供或生產基礎模具材料， 提供或生產(a)包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物，該等脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元 –CH₂ -CH(OH)- (I)， 提供或生產(b)包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物，該等熱不穩定酸前體作為該一或多種脂肪族聚合物之該等羥基之醚化的觸媒， 組合該基礎模具材料與(a)該包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)該包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物，以得到模具材料混合物， 使該模具材料混合物成型 及 使該成型模具材料混合物硬化以得到該硬化成型部份， 加熱該成型模具材料混合物，從而 存在於該模具材料混合物中之熱不穩定酸前體發生分解且釋放酸 及/或 該一或多種脂肪族聚合物之羥基在該一或多種酸存在下彼此交聯且該等羥基發生醚化， 以及 自該經加熱成型模具材料混合物去除水。
2. 如請求項1之方法，其中 在使該模具材料混合物成型之前或期間設定該模具材料混合物之總水分含量，從而產生能夠吹射以得到成型部份、較佳地冒口或砂心及/或能夠衝壓以得到成型部份、較佳地模具之模具材料混合物； 及/或 至少實施藉由加熱該成型模具材料混合物且自該經加熱成型模具材料混合物去除水來硬化該成型模具材料混合物之步驟直至產生抗水性硬化成型部份為止， 及/或 藉由較佳地在吹射機中吹射或藉由引入模製匣中來實施該模具材料混合物之該成型， 及/或 該模具材料混合物包含砂、較佳地選自由二氧化矽砂、鋯石砂、橄欖石砂、鉻鐵礦砂、富鋁紅柱石砂及其混合物組成之砂群之砂，且基於該模具材料混合物之總質量具有大於95重量%之固體比例， 及/或 在較佳地以選自以下之一或兩個步驟實施該方法時，最小化或避免該模具材料混合物中之泡沫形成或氣泡形成： 組合該基礎模具材料與(a)該包含一或多種脂肪族聚合物之水性混合物及(b)該包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之水性混合物以得到較佳無芳香族化合物及/或無酚系樹脂之模具材料混合物 及 使該模具材料混合物成型。
3. 如前述請求項中任一項之方法，其中 該成型模具材料混合物之該加熱進行至在100℃至300℃範圍內、較佳地在150℃至250℃範圍內、尤佳地在180℃至230℃範圍內之溫度， 及/或 水自該經加熱成型模具材料混合物之該去除係藉助一或多種選自由以下組成之群之措施來實施：經加熱氣體之通過、抽真空及在乾燥裝置中乾燥， 較佳地藉由使經加熱氣體通過、尤佳地藉由使經加熱空氣通過該模具材料混合物。
4. 如前述請求項中任一項之方法，其中該等所用脂肪族聚合物 可藉由至少部分地水解聚乙酸乙烯酯來生產， 及/或 溶於該水性混合物中，其中基於所用脂肪族聚合物之總質量，其以較佳地至少90重量%、尤佳地至少95重量%之量存在。
5. 如前述請求項中任一項之方法，其中該一或多種脂肪族聚合物包含一或多種聚乙烯醇， 其中所用該等聚乙烯醇之總體較佳地 具有＞ 50 mol% (亦即在50.1 mol%至100 mol%範圍內)之水解度， 且尤佳地具有在70 mol%至100 mol%範圍內、極尤佳地在80 mol%至100 mol%範圍內之水解度， 及/或 具有在0.1 mPa • s至30 mPa • s範圍內、較佳地在1.0 mPa • s至15 mPa • s範圍內、尤佳地在2.0 mPa • s至10 mPa • s範圍內之動態黏度，該動態黏度在每一情形下係使用所用全部該等聚乙烯醇之4%濃度(w/w)水溶液在20℃下根據DIN 53015:2001-02所測定。
6. 如前述請求項中任一項之方法， 其中該基礎模具材料包含： 一或多種選自由以下組成之群之微粒耐火固體： 氧化物、矽酸鹽及碳化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr； 混合氧化物、混合碳化物及混合氮化物，其在每一情形下包含一或多種來自由以下組成之群之元素：Mg、Al、Si、Ca、Ti、Fe及Zr； 及 石墨 及/或 一或多種微粒輕質填充劑，其較佳地選自由以下組成之較佳群： 核心(core)-殼體顆粒，其較佳地具有玻璃核心及耐火殼體，尤佳地具有在470 g/l至500 g/l範圍內之容積密度； 球體，較佳由飛灰構成之球體； 複合顆粒； 珍珠岩、較佳地膨脹珍珠岩、尤佳地由膨脹珍珠岩構成之閉孔微球體； 稻殼灰； 膨脹玻璃， 空心玻璃球體， 及 空心陶瓷球體、較佳地空心α-氧化鋁球體。
7. 如前述請求項中任一項之方法，其中 所用脂肪族聚合物之總質量 對 所用基礎模具材料之總質量 之比率 在0.2:100至13:100範圍內，較佳地在0.3:100至10:100範圍內，尤佳地在0.5:100至9:100範圍內， 及/或 所用包含一或多種脂肪族聚合物之該水性混合物(a)之總質量 及 所用包含一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體之該水性混合物(b)之總質量 之總和 對 所用基礎模具材料之總質量 之比率 在1:100至50:100範圍內，較佳地在1.5:100至40:100範圍內，尤佳地在2:100至35:100範圍內； 及/或 所用酸及/或熱不穩定酸前體之總質量 對 所用脂肪族聚合物之總質量 之比率 在1:5至1:50範圍內，較佳地在1:10至1:50範圍內，尤佳地在1:20至1:40範圍內且極尤佳地在1:25至1:35範圍內。
8. 如前述請求項中任一項之方法，其中該一或多種酸及/或該一或多種熱不穩定酸前體係選自由以下組成之群： 無機的、較佳地水溶性的質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5、尤佳地pKa ≤ 3， 有機質子酸、較佳地單質子有機質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5，且尤佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸， 路易斯酸(Lewis acid)、較佳地水溶性路易斯酸，尤佳地選自由以下組成之群：三氟化硼及硼、鋁、磷、銻、砷、鐵、鋅及錫之氯化物及溴化物， 及 可熱分解成酸之鹽(熱不穩定酸前體)，較佳地選自由以下組成之群： 礦物酸之銨鹽，例如NH₄ NO₃ 、較佳地NH₄ Cl， 三價金屬離子之硫酸鹽及氯化物，較佳地FeCl₃ 、AlCl₃ 、Fe₂ (NO₃ )₃ 、Al₂ (NO₃ )₃ 、Fe₂ (SO₄ )₃ 及Al₂ (SO₄ )₃ 及 烷醇胺、較佳地單乙醇胺之硫酸鹽。
9. 如前述請求項中任一項、較佳地如請求項8之方法，其中該一或多種酸及/或該一或多種熱不穩定酸前體、較佳地該一種酸或該複數種酸中之至少一者係選自： 由pKa ≤ 3之無機的、較佳地水溶性的質子酸組成之群 及/或 由磷酸及硫酸組成之群。
10. 如前述請求項中任一項之方法(i)，其包含下列額外步驟： 使該硬化成型部份與澆鑄金屬接觸以生產金屬鑄件，其中該澆鑄金屬較佳地在與該硬化成型部份接觸時固化。
11. 如前述請求項中任一項、較佳地如請求項10之方法(i)，其中 該澆鑄金屬係選自由以下組成之群：鋁、鎂、錫、鋅及其合金 及/或 在澆鑄期間該澆鑄金屬之溫度不高於900℃且在澆鑄期間該澆鑄之金屬溫度較佳地在600℃至900℃範圍內。
12. 一種脂肪族聚合物之用途，該脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元： –CH₂ -CH(OH)- (I) 且已藉由醚化交聯，較佳係相應之交聯聚乙烯醇，其在澆鑄金屬鑄件時用作選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之成型部份之黏合劑。
13. 一種用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之成型部份，其(該成型部份)包含： 至少一種基礎模具材料及 包含脂肪族聚合物或由其組成之硬化黏合劑，該脂肪族聚合物在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元 –CH₂ -CH(OH)- (I) 且藉由醚化交聯，較佳地包含已藉由醚化交聯之聚乙烯醇或由其組成， 其中 硬化黏合劑之總質量 對 所用基礎模具材料之總質量 之比率 較佳地在0.2:100至13:100範圍內，較佳地在0.3:100至10:100範圍內，尤佳地在0.5:100至9:100範圍內。
14. 一種較佳如請求項13之硬化成型部份，其係或可藉由如請求項1至11中任一項、較佳地如請求項1至9中任一項之方法(i)所生產。
15. 一種用於生產用於澆鑄金屬鑄件之選自由澆鑄模具、砂心及冒口組成之群之硬化成型部份之模具材料混合物，其包含： 至少一種基礎模具材料， 一或多種在每一情形下包含含有羥基且具有式(I)之結構單元之脂肪族聚合物 –CH₂ -CH(OH)- (I) 選自由以下組成之群之一或多種酸及/或一或多種熱不穩定酸前體： 無機的、較佳地水溶性的質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5、尤佳地pKa ≤ 3， 單質子有機質子酸，其pKa ≤ 7、較佳地pKa ≤ 5，且尤佳地選自由以下組成之群：甲磺酸、甲酸、乙酸、乳酸及抗壞血酸， 路易斯酸、較佳地水溶性路易斯酸，尤佳地選自由以下組成之群：三氟化硼及硼、鋁、磷、銻、砷、鐵、鋅及錫之氯化物及溴化物， 及 可熱分解成酸之鹽(熱不穩定酸前體)，較佳地選自由以下組成之群： 礦物酸之銨鹽，例如NH₄ NO₃ 、較佳地NH₄ Cl， 三價金屬離子之硫酸鹽及氯化物，較佳FeCl₃ 、AlCl₃ 、Fe₂ (SO₄ )₃ 及Al₂ (SO₄ )₃ ， 及 烷醇胺、較佳地單乙醇胺之硫酸鹽， 及 水。