JPS63238141A

JPS63238141A - 予備発泡ビ−ズの製造法

Info

Publication number: JPS63238141A
Application number: JP7308787A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Kawai; 保河合; Kinzo Masuda; 増田　欣三; Takeshi Tanaka; 剛田中
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-10-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は予備発泡ビーズの製造法に関し、更に詳しくは
、特にフルモールド法用模型等に好適な合成樹脂予備発
泡ビーズの製造法に関するものである。

「従来技術と問題点」ポリスチレン等の合成樹脂発泡成形体で鋳造用模型を作
り、該模型を砂の中に埋設し、これに溶湯を注入して該
模型を燃焼焼失せしめて鋳造品を製造するフルモールド
法は従来より実施されている。しかし乍ら、ポリスチレ
ン発泡成形体は注湯した際の燃焼又は熱分解において、
多量のススが発生し、該ススが鋳造品の表面に付着し、
鋳肌を損なったり、鋳物の中にススや熱分解残滓が混入
し鋳巣を発生させ、品質の低下や除去加工工数を要する
等の問題を有する。又、ススや熱分解物が鋳造金属に吸
着され浸炭現象や錆を発生させ、鋳造金属の品質の低下
や品質の変化を引き起こす場合がありフルモールド鋳造
技術の最大の課題となっている。

かかる問題を解決せんとして、注湯時に砂型の周辺から
砂型中の空気や注湯時の燃焼ガスや分解ガスを速やかに
砂型外に排出させるための減圧装置を併設する減圧鋳造
法が開発されている。しかし、この減圧鋳造法において
も発泡成形体と鋳砂の間に存在する空気や熱分解ガスは
除去出来るが、発生したススまでは除去できず、またス
スの発生を阻止、コントロールすることまでは不可能で
、従って上記問題を解決する有効な方法とは云えないの
が実情である。

「問題点を解決するための手段」本発明者らはかかる実情に鑑み上記の問題を解決し、且
つ上記目的を達成せんとして鋭意研究の結果、本発明に
到達したものである。

即ち、本発明の第１は合成樹脂予備発泡ビーズを製造す
るに際し、予備発泡中又は予備発泡後に、予備発泡ビー
ズ内に不活性ガスを存在せしめることを特徴とする予備
発泡ビーズの製造法を、本発明の第２は合成樹脂予備発
泡ビーズを製造するに際し、予備発泡中又は予備発泡後
に、予備発泡ビーズ内に不活性ガスを存在せしめ、次い
で得られた予備発泡ビーズの表面に加熱により不活性ガ
スを発生する物質を塗布又は被覆することを特徴とする
予備発泡ビーズの製造法をそれぞれ内容とするものであ
る。

本発明に用いられる合成樹脂としてはポリスチレン系、
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、
エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル
共重合体、その他種粉のブロック、ランダム、グラフト
共重合体等が好適である。

本発明において、予備発泡中又は予備発泡後に、これら
合成樹脂からなる予備発泡ビーズ内に不活性ガスを含有
せしめる方法としては、大別して（１）予備発泡ビーズ
の製造中に加熱媒体中に混合して含有せしめる方法、（
２）予備発泡ビーズ製造中の予備発泡直後の減圧状態を
利用して含存せしめる方法、（３）予備発泡ビーズ製造
後の任意の時点で含有せしめる方法がある。

上記の方法において、不活性ガスとしては、窒素、アル
ゴン、フン化炭化水素、キセノン、クリプトン、ヘリウ
ム、アルゴン等が挙げられ、入手易さ、取り扱い易さ等
の点で窒素、アルゴン、フン化炭化水素、ヘリウム、炭
酸ガス等が好適である。フン化炭化水素としてはフレオ
ン（商品名）が好適で、例えばフレオン１、１２．１３
．１４．２、２２．１１２．１１３．１１４．１１５．
１１６、Ｃ３１８，５００，５０２，５０３等が挙げら
れる。成形体中の空間に存在する残存空気量は、例えば
フルモールド用途等においては０％に近くなるほど望ま
しいが、予備発泡ビーズ製造段階での置換方法や不活性
ガスの逸損等により必ずしも酸素濃度が０％近傍にある
とは限らない。

しかし、その場合でも残存酸素量は２０ｖｏｌＸ未満、
より好ましくは１５ｖｏｌχ未満、最も好ましくは１Ｑ
ｖｏｌχ未満の低濃度であることが望ましい。

上記（１）の方法にあっては、予備発泡ビーズを加熱発
泡させるための加熱媒体、即ち蒸気や熱風の中に上記不
活性ガスを混合させる。

上記（２）の方法にあっては、ビーズを予備発泡させた
後、空気と置換させることなく減圧状態のまま直ちに予
備発泡容器内に不活性ガスを導入し、該予備発泡ビーズ
の減圧状態のビーズセル内に該ガスを吸入させる。又、
予備発泡させた後に減圧状態のまま他の容器内に入れ、
又は他の容器内に入れた後、該ビーズ内の減圧を促進さ
せた後、該容器内に不活性ガスを導入し、該予備発泡ビ
ーズ内に該ガスを吸入させることもできる。

上記（３）の方法は、予備発泡させた後に空気と置換し
た予備発泡ビーズを別の容器内に入れ、減圧状態とした
後、該容器内に上記ガスを導入して該予備発泡ビーズ内
に該ガスを吸入させる。上記（３）の方法は予備発泡ビ
ーズを製造後、任意の時点で、例えば鋳造用模型を成形
する直前において、上記ガスを吸入させることができる
利点がある。上記（１）〜（３）の方法において、加圧
下で上記ガスを接触させることにより、より短時間で効
率的にガスの注入を行うことができる。又、ガス吸入の
際に、当該樹脂のガラス転移点よりも低い温度に加温す
ることはガス吸入効果を高め、ガス吸入時間の短縮が図
られるので好適である。

上記方法の他に、予備発泡ビーズを減圧状態にすること
なく、単に該ガスを加圧状態で圧入することもできる。

上記の如（して得られた予備発泡粒子は閉鎖し得るが密
閉し得ない金型中に充填し、加熱して発泡成形して所定
の消失性鋳造用模型を得る。得られた鋳造用模型は不活
性ガスを含有してなるから、注湯した際の消失時におい
てススは殆ど発生しない。

上記の予備発泡粒子の表面に、加熱により不活性ガスを
発生する物質を塗布することにより、より一層ススの発
生のない鋳造用模型を提供することができる。加熱によ
り不活性ガスを発生する物質としては、炭酸水素ナトリ
ウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、炭酸亜鉛等が挙げられ、これらは単独又は２種
以上混合して用いられる。炭酸アンモニウム、重炭酸ア
ンモニウム、亜硝酸アンモニウム、尿素等も鋳造温度が
低いアルミニウム鋳物等には用いてもよいが、鋳鉄、鋼
鉄やステンレス等の鋳造温度が高い鋳物においては問題
が多い、固体状のもの例えば重炭酸ナトリウム等は適当
な溶剤に溶解させて塗布する等の方法、粉体状として塗
す方法等によればよい、塗布方法は浸漬法、スプレー法
、刷毛塗法等のいずれでも良い。

上記の如くして得られた鋳造用模型は注湯時において、
先ず該模型表面に塗布した不活性ガス発生物質が加熱せ
られて不活性ガスを発生し、該模型の周辺に存在してい
た空気を該模型周辺から遠ざけたり熱分解や燃焼を押さ
えることになり、注湯時のガスの発生やススの発生を大
巾に減少させることが可能となる。

「実施例」以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、
本発明はこれらにより何ら制限を受けるものではない。

Ａ：予備発泡ビーズの製造発泡ポリスチレン−膜成形品用ビーズ（鐘淵化学製、ｒ
ＮＳＫ−ＢＳＪ　、直径０．６０〜０．４２５籠、ブタ
ン含浸、揮発分６．４８重量％）を、カネ力式加圧バッ
チ全自動予備発泡機（型式ＢＨＰ−１３０Ｏ３−Ａ）を
用いて、下記の方法により６種類の予備発泡ビーズを得
た。尚、上記予備発泡機は特別付属設備として、真空ポ
ンプ制御系統、不活性ガス圧入制御系統、熱風発生送入
制御系統、予備発泡用ア気と制御系統を具備したものを
使用した。

（１）ブランク品の製造原料ビーズ１７．５　ｋｇを予備発泡槽内に投入し、攪
拌し乍ら槽下部全面よりスチーム（エアーとの混合）を
吹き込み槽上部排気口を開は槽内空気を約３８秒間パー
ジするとともに、該ビーズを予熱した。次いで、排気口
を全開とし、０．２１〜０．１２ｋｇ／ｃＪの力■圧下
でスチームをオン・オフ制御し乍ら槽内温度約１２０℃
で発泡を促進させ、所定の発泡倍率を検出するレベル計
迄発泡を行い、レベル検知と共に蒸気を停止させ、直ち
に槽下面より冷却空気を３０秒間送気し、発泡を完了さ
せた。

（２）予備発泡ビーズ（Ａ）の製造上記（１）の製造において、冷却空気の代わりに窒素ガ
スを不活性ガス圧入制御系統より導入し、上部排気口よ
り排出させ乍ら２５秒間冷却した。

次いで、該排気口を全開とし、窒素ガス（常圧）を槽内
に充満させた状態で、５時間予備発泡時に減圧状態とな
っているビーズ内に吸入させた。

（３）予備発泡ビーズ（Ｂ）の製造上記（２）の製造において、窒素ガスで冷却後上部排気
口を全閉とし、窒素ガスを力Ｕ圧下（１ｋｇ／ｃｄ）で
３０分保持し、ビーズ内に窒素ガスを注入させた。

（４）予備発泡ビーズ（Ｃ）の製造上記（１）の製造において、予備発泡を完了させたビー
ズを一旦ネット状サイロに移し、約４時間養生させた後
、更に別タンク内に充填し、３０分Ｘ３５０ｍＨｇの減
圧下でビーズセル内の空気を吸出させた後、直ちに炭酸
ガスを０．８ｋｇ／ｃｊで３０分加圧注入させた。

（５）予備発泡ビーズ（Ｄ）の製造上記（３）で得た予備発泡ビーズ（Ｂ）Ｉｎ’を他の容
器に移し、重炭酸ナトリウム水溶液（９％）１０００ｃ
ｃをスプレー塗布し、４０℃の乾燥室で乾燥させた。

（６）予備発泡ビーズ（Ｅ）の製造上記（１）の製造において、発泡用吹込スチームとして
、スチームと窒素ガスとを予め混合させた混合スチーム
（スチーム’　Ｎ＊　＝　１　：　ＩＶｏｌ。

比）を用いて、予備発泡ビーズを得た。

Ｂ：鋳造用消失性模型の製造及び鋳造テスト上記予備発
泡ビーズのブランク品及びＡ−Ｅ品を用いて下記の鋳造
用消失性模型を作製し、該模型を用いて鋳造テストを行
った。結果を第１表に示す。

鋳造品：水道配管用鋳鉄１０ｋｇ／ｃ１１フランジ型外
ネジ仕切弁弁箱（１２５Ａ）鋳物材質：鋳鉄ＦＣ２０鋳込温度：１３５０℃ 鋳造法：減圧鋳造法第　　　１　　　表＊判定　１０点法（良１０・・・・１悪）第１表の結果
から、本発明により得られた予備発泡ビーズ製の鋳造用
消失性模型はブランク品に比べ、スス発生量及び鋳巣発
生量のいずれの面でも優れていることがわかる。

「作用・効果」叙上の通り、本発明によれば、注湯の際の消失時におい
て、ススの発生が少なく、従って、ススの付着の少ない
鋳肌の美麗な鋳造品を従供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１、合成樹脂予備発泡ビーズを製造するに際し、予備発
泡中又は予備発泡後に、予備発泡ビーズ内に不活性ガス
を存在せしめることを特徴とする予備発泡ビーズの製造
法。２、不活性ガスが窒素、アルゴン、フッ化炭化水素、ヘ
リウム、及び炭酸ガスから選択された少なくとも１種で
ある特許請求の範囲第１項記載の製造法。３、不活性ガスを混合した加熱媒体を用いて合成樹脂予
備発泡用ビーズを加熱発泡させる特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の製造法。４、合成樹脂予備発泡用ビーズを予備発泡させた後、直
ちに予備発泡容器内に不活性ガスを導入し、予備発泡ビ
ーズの減圧状態のビーズセル内に該ガスを吸入させる特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造法。５、加圧下で不活性ガスを注入させる特許請求の範囲第
４項記載の製造法。６、合成樹脂予備発泡用ビーズを予備発泡させた後に減
圧状態のまま他の容器内に入れ、又は他の容器内に入れ
た後該ビーズ内の減圧を促進させた後、該容器内に不活
性ガスを導入し、該予備発泡ビーズ内に該ガスを吸入さ
せる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造法。７、加圧下で不活性ガスを注入置換させる特許請求の範
囲第６項記載の製造法。８、合成樹脂予備発泡ビーズを製造するに際し、予備発
泡中又は予備発泡後に、予備発泡ビーズ内に不活性ガス
を存在せしめ、次いで得られた予備発泡ビーズの表面に
加熱により不活性ガスを発生する物質を塗布又は被覆す
ることを特徴とする予備発泡ビーズの製造法。９、加熱により不活性ガスを発生する物質が炭酸水素ナ
トリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸亜鉛から選択された少なくとも１種で
ある特許請求の範囲第８項記載の製造法。１０、不活性ガスを混合した加熱媒体を用いて合成樹脂
予備発泡用ビーズを加熱発泡させる特許請求の範囲第８
項又は第９項記載の製造法。１１、合成樹脂予備発泡用ビーズを予備発泡させた後、
直ちに予備発泡容器内に不活性ガスを導入し、予備発泡
ビーズの減圧状態のビーズセル内に該ガスを吸入させる
特許請求の範囲第８項又は第９項記載の製造法。１２、加圧下で不活性ガスを注入させる特許請求の範囲
第１１項記載の製造法。１３、合成樹脂予備発泡用ビーズを予備発泡させた後に
減圧状態のまま他の容器内に入れ、又は他の容器内に入
れた後該ビーズ内の減圧を促進させた後、該容器内に不
活性ガスを導入し、該予備発泡ビーズ内に該ガスを吸入
させる特許請求の範囲第８項又は第９項記載の製造法。１４、加圧下で不活性ガスを注入置換させる特許請求の
範囲第１３項記載の製造法。