JPH0456699B2

JPH0456699B2 -

Info

Publication number: JPH0456699B2
Application number: JP60226553A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kuwabara; Masato Naito; Tadatsugu Hamada; Teishiro Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1992-09-09
Also published as: JPS6284853A

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕本発明は、架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒
子の型内発泡成形体を主原料とした鋳造用原型材
料に関し、さらに詳しくは、微細な気泡系とすぐ
れた表面硬度を有する架橋ポリエチレン系樹脂予
備発泡粒子の型内発泡成形体を主原料とした鋳造
用原型材料に関するものである。〔従来技術〕従来から鋳造用原型材料としては木材が主原料
として使用され、現在でも慣習的に杉などの木材
が一般的に使われている。木材は表面硬度が大き
く、成型時の寸法安定性がすぐれる等の特性を備
えているが、その反面、価格が高いこと、乾燥が
必要なこと、節や木目があるため加工成形に非常
な熟練を要すること、木材では重量が大きいため
運搬に不便であること、保存時に変形が生じた場
合、使用の都度修正をほどこす必要があるなどの
欠点を有している。鋳造用木材原型材料に見られる以上のような欠
点から、近年では、ポリスチレンの型内発泡成形
体を鋳造用原型材料に用いる試みがなされてい
る。しかし、ポリスチレン発泡成形体は前述した
木材の欠点は解決するものの、逆に、発泡ポリス
チレンの本来の性質上、脆いという欠点を有する
ことから、木工用工具による加工において、引つ
かきキズがつき易い等の加工上の問題点を有して
いる。特公昭47−43404号公報には、前記木材に見ら
れる欠点を解消するものとして、特定の方法で加
橋発泡して得られたゲル分率30〜90％、カサ密度
0.5〜0.05ｇ／cm³、平均気泡径が400μｍ以下の結
晶性ポリオレフイン樹脂架橋発泡体からなる鋳造
用原型材料が示されている。しかしながら、この
発泡体は、発泡剤として熱分解型のアミド類を使
用する為に、密度を小さくしようとすると発泡剤
を多く使用せねばならず精密な鋳造物の生産には
使用できなく、しかも、いまだに吸水率が多いと
いう欠点を有し、そのため砂との離型性が悪く実
際に使われていないのが現実である。〔目的〕本発明は、従来の鋳造用発泡体原型材料に見ら
れる前記欠点を克服し、寸法精度の良好な鋳造物
を与えると共に吸水率が小さく砂との離型性に優
れた鋳造用発泡体原型材料を提供することを目的
とする。〔構成〕本発明は、ゲル分率50％以下の架橋ポリエチレ
ン系樹脂予備発泡粒子を型内にて一体に発泡成形
した架橋ポリエチレン系樹脂型内発泡成形体から
なり、密度0.2〜0.022ｇ／cm³、平均気泡径70〜
1000μｍを有し、かつ前記架橋ポリエチレン系樹
脂予備発泡粒子は、高密度ポリエチレン樹脂粒子
に揮発性有機発泡剤又は無機系ガス発泡剤を含浸
し、発泡させることにより形成されていることを
特徴とする鋳造用原型材料を要旨とする。本発明の鋳造用原型材料は、ゲル分率が50％以
下の架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子を型内
において発泡成形させて形成した発泡体からなる
ものである。この場合、ゲル分率は、架橋予備発
泡粒子を沸騰キシレンに８時間浸漬した後に得ら
れる不溶分の割合を示すもので、次の式で表わさ
れる。Ｐ（％）＝Ｍ／Ｌ×100 Ｐ：ゲル分率（％）Ｌ：架橋予備発泡粒子の重量Ｍ：不溶分の重量前記ゲル分率が50％を超えるようになると、成
形体にボイド形成が多くなり、又吸水率が多くな
るので好ましくない。架橋樹脂予備発泡粒子のゲ
ル分率の下限値は特に限定されず、無架橋でなけ
ればよい。本発明ではゲル分率を好ましくは20〜
40％に規定するのがよい。また、本発明の鋳造用原型材料として用いる前
記予備発泡粒子の型内発泡成形体において、その
密度（カサ密度）は0.2〜0.22ｇ／cm³、好ましく
は0.14〜0.03ｇ／cm³の範囲に規定され、またその
平均気泡径は70〜1000μｍ、好ましくは80〜900μ
ｍの範囲に規定される。発泡体の密度が前記範囲
より大きくなると、機械的強度が高く、寸法安定
性は増すものの、逆に加工性が悪化し、また重量
も重くなるので好ましくなく、一方、前記範囲よ
り小さくなると、軽量化の点ではすぐれるもの
の、発泡体が柔軟になり、寸法安定性に劣るよう
になるので好ましくない。本発明の場合、発泡体
の圧縮硬さ（JIS Ｋ−6767）は、一般的には、
0.7Kg／cm²以上に規定するのがよい。また、発泡
体の平均気泡径が前記範囲より小さくなると、発
泡体の切断加工が難かしくなると共に、切断品の
表面状態がセル膜の破れにより悪くなるので好ま
しくなく、一方、前記範囲より大きくなると、こ
の場合も切断面の表面状態に荒れが生じたり、ま
た吸水率が高くなる等の難点が生じるので好まし
くない。本発明の鋳造用原型材料として用いる架橋ポリ
エチレン樹脂予備発泡粒子は高密度ポリエチレン
樹脂粒子に揮発性有機発泡剤又は無機系ガス発泡
剤を含浸させ、発泡させることにより形成された
ものである。高密度ポリエチレン系樹脂としては、密度
0.945ｇ／cm³以上、好ましくは密度0.950〜0.970
ｇ／cm³の高密度ポリエチレン系樹脂を用いる。低
密度ポリエチレン系樹脂では、同じ強度の発泡体
を得ようとすると重量が重くなり、その結果、コ
ストも高くなるので好ましくない。また、本発明では発泡剤としては揮発性有機発
泡剤又は無機系ガス発泡剤を使用する。このような発泡剤を用いて形成した予備発泡粒
子から得られる発泡体は吸水率が低く、砂との離
型性に優れる上、生産コストが低廉であるといつ
た利点を有する。発泡剤として、熱分解型発泡剤たとえばアミド
系化合物を用いて形成した予備発泡粒子からなる
鋳造用原型材料は、生産コストが高くつき、また
吸水率が高く、砂との離型性が悪いため実用に供
し得ない。本発明で用いる揮発性有機発泡剤としては、た
とえば、プロパン、ブタン、ペンタン、トリクロ
ロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン等が、
また無機系ガスとしては二酸化炭素、窒素、空気
等が挙げられる。前記したように、本発明の鋳造用原型材料は、
高密なポリエチレン樹脂粒子を架橋し、得られた
架橋粒子を発泡させて形成した謂ゆる架橋予備発
泡粒子から形成した型内架橋発泡成形体からなる
ものである。この場合、架橋粒子は、オートクレ
ーブ中に、樹脂粒子、水、融着防止剤及び架橋剤
を配合し、攪拌下、樹脂の軟化温度に昇温し、架
橋剤を樹脂に含浸させ、その後、架橋温度に昇温
保持することにより得られる。前記架橋剤として
は、例えば、ジクミルパーオキサイド、１，１−
ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリ
メチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ｔ−ブ
チルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等
の有機過酸化物が使用される。また、これらの架
橋剤には、架橋助剤としてジビニールベンゼンを
併用することもできる。前記架橋剤の使用量は、
樹脂100重量部に対し、0.05〜５重量部の割合で
あり、ジビニールベンゼンの使用量は、樹脂100
重量部に対し、0.05〜５重量部の割合である。ま
た、架橋粒子の予備発泡は、オートクレーブに架
橋粒子、水、融着防止剤、前記発泡剤を配合し、
加圧下、発泡温度まで昇温し、容器の一端を開放
して内容物を低圧帯域に放出させることによつて
行うことができる。この場合、融着防止剤として
は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、水
酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩
基性炭酸亜鉛、炭酸亜鉛等が挙げられる。前記のようにして得られた予備発泡粒子は、こ
れを耐圧容器中で空気を加圧し、粒子内に0.5〜
３Kg／cm²程度の粒子内圧を持たせた後、成形成金
型内に入れ、加熱発泡により、一体に成形し、発
泡成形体となし、次いで冷却して金型から取出
す。このようにして得た架橋ポリエチレン系樹脂
型内発泡成形体を乾燥し、鋳造用原型材料として
使用する。〔効果〕本発明の鋳造用原型材料は、前記した特定の発
泡体からなるもので、使来の木材や、発泡体から
なるものと同様に使用されるが、本発明で用いる
発泡体は、切断加工性にすぐれるため、従来の木
材原型を製造する場合に用いた工具がそのまま使
用できる利点がある上、表面平滑でかつ高い圧縮
硬さを有し、さらに有利なことには、吸水率の著
しく小さなものであることから、寸法安定性にす
ぐれた鋳造用原型を与える。また、本発明の鋳造
用原型材料は、圧縮硬さが高くかつ吸水率の小さ
なものであることから、離型性に著しくすぐれた
ものである。〔実施例〕次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。〔評価基準〕 (1) 切断加工の難易度： ○…切断時に抵抗がなくスムーズに切断でき
る。 △…切断時に抵抗はあるが一応切断できる。 ×…切断時に抵抗が大きく振動を発生する。 (2) 切断品の表面状態： ○…表面が滑らか。 △…表面に若干荒れがある。 ×…表面に荒れかつもげる粒子がある。 (3) 圧縮カタサ（JIS−Ｋ−6767に準拠）： ○…0.7Kg／cm²以上 ×…0.7ｇ／cm²未満 (4) 吸水率（JIS−Ｋ−6767B法）： ○…0.003ｇ／cm²未満 △…0.03〜0.003ｇ／cm² ×…0.03ｇ／cm²以上実施例、比較例オートクレーブに第１表に示す密度、MIの高
密度ポリエチレン粒子100重量部、水300重量部、
微粒状の酸化アルミニウム0.3重量部、架橋剤と
してジクミルパーオキサイドを第１表に示す量、
又、比較例１においては、ジビニールベンゼンを
0.4重量部追加配合し、攪拌しながら100℃に昇温
し、この温度で１時間保持した。その後150℃に
昇温して90分間保持した後、容器を冷却し架橋樹
脂粒子を取り出した。次に再度オートクレーブに架橋樹脂粒子100重
量部、水300重量部、微粒状の酸化アルミニウム
0.3重量部、ジクロロジフロロメタンを第１表に
示す量配合し、攪拌しながら昇温し、第１表に示
す発泡温度に15分間保持した。その後容器内を空
気で40Kg／cm²Ｇに加圧しながら容器の一端を開放
し、架橋樹脂粒子と水を大気圧下に放出し発泡を
行い、予備発泡架橋粒子を得た。次に得られた予備発泡粒子を耐圧容器に入れ、
空気にて加圧し、粒子に1.5Kg／cm²Ｇの粒子内圧
をもたせた。この粒子を成形成金型に入れ3.2
Kg／cm²Ｇの蒸気圧にて加熱し、発泡させた後、冷
却し、粒子が相互に融着した発泡成形体、即ち鋳
造用原型材料を得た。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１ゲル分率50％以下の架橋ポリエチレン系樹脂
予備発泡粒子を型内にて一体に発泡成形した架橋
ポリエチレン系樹脂型内発泡成形体からなり、密
度0.2〜0.022ｇ／cm³、平均気泡径70〜1000μｍを
有し、かつ前記架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡
粒子は、高密度ポリエチレン樹脂粒子に揮発性有
機発泡剤又は無機系ガス発泡剤を含浸し、発泡さ
せることにより形成されていることを特徴とする
鋳造用原型材料。