JPH01217046A - 発泡プラスチツクス成型体の熱収縮並びに熱分解速度を調整しうる予備発泡プラスチツクス・ビーズ - Google Patents

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 本発明は耐熱性予備発泡プラスチックス・ビーズに用い
る発泡性プラスチックス成型体を製造する工程の予備発
泡する段階に於て、ポリスチレン。

スチレンメチルメタアクリレート、ポリプロピレン、ポ
リメチルメタアクリレート、ポリフェニレン、ポリエチ
レン、プロピレンカーボネート等の重合体粒子又はこれ
等の重合体粒子の混合物の発泡性プラスチックス材料の
表面に、水溶性ケイ酸塩又はポリケイ酸塩を単独又は混
合して被覆を施し九発泡プラスチックス・ビーズに関す
る。

従来の技術 膨張性スチレン重合体粒子を加熱成型し、゛密度の低い
スボ／ヂ状成型プラスチックの製造はよく知られており
、断熱材料、クツション材料、包装材料、ジニース、コ
ーヒー、インスタント食品等の容器によく使用されてお
り、一般には成型前段階の工程に於て、予備発泡させ、
良好なる条件下にて発泡成型を完了させ、−層の均一な
る低密度ｖｃｆＡ整し、最終の成型用金型の空間に導入
し、この予備発泡粒子を軟化点以上に加熱すると、夫々
の粒子は再膨張し、成型用金型内に充満し、融着成型さ
れ、冷却後取り出されるものである。発泡性を与えるた
めのキャリヤーガスとして炭化氷炭である、ブタン、は
ンタン、ヘキサン又は７レオン等のガスが用いられ、こ
れ等のガスの急速なる気化により迅速な発泡をするもの
である。

一方、スチレン重合体く水利ポリケイ酸カルシウムの少
量を被りし、予備膨脹時におけるスチレン重合体粒子の
塊化を防止することが知られている（特公昭５９−８２
９４号公報）。

発明が解決しようとする課題 ポリスチレンそのものは、軟化点的１００”Ｃで引火点
が約３８０’Ｃであり１００”Ｃ前後になると発泡軟化
し、融着反応し成型されたものであり、逆に１００”Ｃ
前後になると、成型されたものが収縮を始めその形態が
崩れ始まるものであることが知られている。これ等の耐
熱収縮性を改善すれば様々な新しい用途が開けるもので
あシ、前述した他のプラスチックスにおいても略同様の
性状である。

課題を解決するための手段 本発明者は前述の如き問題点を解決すべく種々検討、実
験の結果、本発明の開発に成功したものであり、本発明
の技術的構成は前記特許請求の範囲各項に明記したとお
りであるが、本発明を更に具体的すつ詳細に１代表的な
ポリスチレン・ビーズについて説明する。

ポリスチレン・ビーズの予備発泡直後については水蒸気
が直接ポリスチレン・ビーズに接触するタイプと、間接
的に加熱する方式とに分れており、前者は連続的なもの
が多く後者はパッチ式が多くスチームジャケットを有し
ているが本発明ピースは何れの場合でも有効であシ均一
にコーティングされ、その特性を発揮する。水溶性ケイ
酸塩又はポリケイ酸塩の単体或は混合体をコーティング
した成型体は１００”Ｃ前後では殆んど熱収縮を起こさ
ずに使用することが出来、又発泡の比率は、温度、時間
、圧力等の相互関係で決定されるものであるが、使用比
重の範囲は適用目的によって異なり、０．０１０〜０．
０５０　ｔ／（Ｘ；が大部分であり、これと表面にコー
ティングする添加剤の割合くよって、熱収縮、熱分解の
調整が可能である。

予備発泡密度を更に均一にするため予備発泡直後直ちに
冷却を完了させることが重要であり、このため、間接加
熱、減圧方式の予備発泡機が開発されたが、スチームジ
ャケットの二重方式で容器内部が減圧方式であるため、
少量の水の投入により、直ちに潜熱を奪い去り、予備発
泡ビーズの冷却を迅速に行うことが出来るものであり、
こうした装置については尚−層の効果をあげることが出
来、しかも気化が容器内に於て均一に実施されることに
なｐ１従ってコーティングも更に均一とすることができ
る。又成型完了後も成型融着された粒子の粒界に１これ
らの塩類が均一に分散コーティングされた状態を保持し
ている。

このコーティングに使用する水溶性ケイ酸塩又はポリケ
イ酸塩は５ｉ０２８５チ以上を含みＡｚ２ｏ３゜Ｃａｂ
ｓ　Ｆｅ２Ｏ，５ｅ　Ｍｇ０ｅ　Ｎａ２０ｔ　Ｋ２Ｏ等
を含んだアモルファスケイ酸を原料として、これを水和
処理を施し５ｉ０２７０％以上を含みＡＬ２０５＊　Ｃ
ａｂ、　Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ。

Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ等を含有し含水［１５〜２５％の乾燥
微粉末或はこれを水溶液にしたものを用い得る。乾式粉
末又は水溶液等の使用は予備発泡機の種類に合わせて選
択される。添加量を２．０１以上にすると成型時に支障
を起こすおそれがあることが知見される。

近年発泡性ポリスチレンを用い、乾燥砂中に目的とする
鋳物と同一形状の成型体を埋没して、アルミニウム、銅
、鉄の合金溶湯を注入し、ポリスチレン成型模型と置換
し鋳造品を作る技術が発達し、種々の鋳造品に応用され
る様になってきたが、高温での分解速度が調整出来ない
欠点が知られているが、本発明は、こうした金属、合金
の溶解している高温に於て発生する分解ガスの分解速度
及び圧力が調整出来るものであり、新しい鋳造技術・に
応用出来るものである。

本９５明プラスチツクス・ビーズの製造方法の具体的数
例を以下に詳述するが、本発明はこれら実施例に限定す
るものでなく、本発明の要旨内における変更、改変も本
発明に包含されるものであることは明白である。

実施例１ 減圧二重容器構造のＫＯＨＬＥＲ（ＪＮＥＲＡＬ社製の
間接加熱方式の予備発泡機を用いて、均一攪拌羽根車を
倶えているアルミニウム合金製の容器内に、発泡性ポリ
スチレン粒子１００部に対して、前記水溶性ケイ酸ナト
リウムとカリウム又はポリケイ酸アルミニウムとカルシ
ウムの混合塩を０．０５゜０．１０．０．１５．０．２
０．＋７）４８類と無添加のものと合計５種類を現在使
用している最も低い密度の０．０１７　ｆｆ７ｇ内外に
予備発泡させた、夫々の発泡状況は良好であって表１の
通りであった。

表　　１ 予備発泡密度　　　水溶性ケイ酸塩の添加量ｆ　／ｌＥ
　　　　　　　重量　チ Ａ　　　　Ｏ，０１６８０，００ Ｂ　　　　Ｏ，０１６９０，０５ ＣＯ，０１６９０，１０ Ｄ　　　　Ｏ，０１７００，１５ Ｅ　　　　Ｏ，０１７００，２０ これ等の予備発泡直後のビーズには若干の内外の密度の
差があるため約３時間経過後、発泡ポリスチレン成型機
にて４３０ｘ４３０Ｘ５０ｙｎのボードに成型し自然収
縮を完了させるため、１週間放置した後第１図の如＜　
３０Ｘ５０Ｘ１００ｓｍの寸法の熱収縮試験片を作成し
、これを夫々１００’Ｃ，１３０’Ｃ。

１６０’Ｃ前後に出来るだけ正確に保持出来る空気加熱
浴槽に９０ｓ、ｃ、保持し、その体積収縮率を測定した
ところ、表２の通りであった。

（ｃＱ（、）　　　ロ　　闇 この様に添加したものは明らかに耐熱収縮性が向上し、
発泡倍率を調整し０．０３０ノ／ｌχ内外になると１０
０〜１０５°Ｃ１添加量０．５０チ内外で殆んど熱収縮
を起ζさなｈ状況になる（一般の容器等に用いられる倍
率）新たなる用途に適用しうるものである。

実施例２ 前記同様の発泡成型体より、同様にして３０×５０　Ｘ
　３００ｉ＋寓の消失試験片を作成し、これを第２図の
如く、乾燥ケイ砂（ＡＦＳ−Ｎａ２５−５５）中に埋没
、ｗＲ動、充填しアルミニウム合金を７００’Ｃの溶湯
を注入し、電子式マイクロプロセス・シーケンス測定装
置により測定開始点（Ｓ）より夫々の間隙各３３ｍを設
は凪１より魚９までの消失時間を測定したところ、表３
の通シであった。

（Ｅ（ＪＱ　　　菌 アルミニウム合金の進入により発泡ポリスチレン成型体
が分解気化し、合金溶湯と置換される時間が明瞭に遅延
され、気化されたガスが埋没材であるケイ砂中〈容易に
逃げられ、気化熱による冷却が進行し、指向性凝固の状
況が一段と著しくなり、鋳造条件を充分に満足する結果
となる。同時に発生ガスも充分に逃げられることとなり
、溶湯置換時に発生するガス圧も少なくなる。この砂は
ケイ砂であり、振動数は１５００〜７５００サイクルで
あり約３分間の連続砂充填とした。

実施例３ 前記実施例同様の第２図の如く、１３５０°Ｃ前後の鋳
鉄溶湯（ＣＢ＝４．２９　Ｃ＝３．６６５ｊ＝１．８５
）を注湯した測定結果は表４の通りであり、分解発生ガ
スの圧力を押へ、発生ガスは充分に逃げることが出来、
ガス欠陥を減少させ、鋳鉄溶湯との＆換が充分に行われ
るのも、分解速度を遅延させることが出来る結果である
。

＜＠Ｃ）Ｑ　　　菌 実施例４ 前記実施例と同様な方法で発泡性ポリプロピレン・ビー
ズを用いて水溶性ポリケイ酸塩を添加し発泡体嵩比重０
．０２３のものを調整し、無添加のものと夫々０．０５
．０．１０．０．１５．０．２０とポリスチレンと同様
な試験を実施したところ、熱収縮、熱分解速度とも同様
な結果が得られた。

実施例５ 同様な方法でポリメチルメタアクリレート・ビーズを用
いて（この場合キャリヤーガスはフレオンである）重合
体の種類による数値の偏差はあるが、熱収縮、熱分解と
もに同様なる傾向を示した。

発明の効果 このようにして発泡性プラスチックス成型体を製造する
予備発泡の段階にて、水溶性ケイ酸塩又はポリケイ酸塩
を目的に応じて適当量添加し、併せて発泡倍率を調整し
、発泡プラスチックス成型体の熱収縮及び熱分解の速度
を調整し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ｌ：４は本発明ビーズによる成型体の熱収縮試験片
の一例を示す斜視図、第２図は同じく成型体の溶融金属
による消失置換速度測定要領の一例を示す概略図である
。 手続ネ…正書（自発） 平成元年　２月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予備発泡プラスチックス・ビーズ表面に、該ビーズ
   重量の０．０５％を超えかつ２．０％までの水溶性ケイ
   酸塩又はポリケイ酸塩被覆層を設けたことを特徴とする
   、発泡プラスチツクス成型体の熱収縮並びに熱分解速度
   を調整しうる予備発泡プラスチックス・ビーズ。 ２、前記水溶性ケイ酸塩又はポリケイ酸塩がアルカリ金
   属又はアルカリ土類金属の塩である請求項１記載の予備
   発泡プラスチックス・ビーズ。 ３、前記予備発泡プラスチツクス・ビーズが、ポリスチ
   レン、スチレンメチルメタアクリレート、ポリプロピレ
   ン、ポリメチルメタアクリレート、ポリフェニレン、ポ
   リエチレン、プロピレンカーボネート等の重合体粒子又
   はこれら重合体粒子の混合物である請求項１又は２記載
   の予備発泡プラスチックス・ビーズ。