JPH02182733A - 発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子 - 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】 （−）　　発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子、特に
消失性鋳型原型の成形に適する発泡性メチルメタクリレ
ート系樹脂粒子に関する。

（従来の技術） ポリスチレン発泡体製の消失性原型を用いて鋳型を造型
し、その原型、湯道等を鋳型内に充填したままの状態で
高温溶湯金属を湯口より鋳込み、その溶湯金属の熱によ
って発泡ポリスチレン製原型を順次に気化させ醪湯金属
で置換させながら鋳造する充填鋳造法はよく知られてい
る。しかし。

かかる原型としてポリスチレン発泡体を用いる充填鋳造
法においては、高温の鋳湯によって原型素材のポリスチ
レンがガス化するが、鋳湯温度が８００℃以上になると
炭素残留物が急激に増加し、鋳物表面に炭素残留物が残
るため、得られる鋳物製品の鋳肌が粗くなる欠点があっ
た。

発泡性スチレン樹脂粒子の発泡成形体を原型として用い
る前記の充填鋳造法の欠点を改良する方法として、本発
明者らはさきに、メチルメタクリレートのホモ重合体、
又はメチルメタクリレート７０重量幅以上と他のビニル
モノマーとの共重合体発泡性粒子を発泡成形して得られ
次成形体を原型として用いる充填鋳造法を提唱しｆＣ（
特開昭６０−１８４４４７号公報）。しかし、同公報に
開示された方法も充分でなく、たとえば鋳物の外観や寸
法精度が充分でないとか、ステンレススチールの場合に
浸炭量が多くなり、強度が低下するとかの欠点があるこ
とが判明した。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、鋳肌が良好で、巣がなく、外観及び寸法精度
がよく、さらにステンレススチールの場合に浸炭量が少
なくて強度の大きい鋳物が得られる鋳型原型を成形する
のに適する発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子を提
供しようとするものである。

（ｂ）　　発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記の問題点を解決するためＫ。

本発明者らがさきに提唱した前記特開昭６０−１８４４
４７号公報に記載され九発明について、さらにそれを改
良するための研究を行なった。そして、同公報の第２頁
岩上欄第９行〜１３行に記載されているメチルメタクリ
レート７０重量％以上とα−メチルスチレンとの共重合
体であって、かつそのα−メチルスチレンの一部をさら
に２０重ｉ％以下のスチレンで置きかえた共重合体の発
泡性樹脂粒子について詳細な研究を行なり九。その結果
、同公報にはメチルメタクリレートとα−メチルスチレ
ンとスチレンとを含有する共重合体発泡粒子の具体例と
しては、単にメチルメタクリレート７３重ｉ％とα−メ
チルスチレン２０Ｆｔｔ％とスチレン４重ｉｔ％の共重
合体粒子の例（同公報の実施例１）、及びメチルメタク
リレート７５重ｉ％とα−メチルスチレン１５重ｉ％と
スチレン４重量係と２−ヒドロキシエチルアクリレート
３重ｉ％の共重合体粒子の例（同公報の実施例３）の二
つの例が記載されているのみであり、かつこれらの具体
例に示され九共重合体の発泡性粒子では、なお充分な性
能を有する消失性鋳型原型が得られないことが判明した
。そして、さらに研究を重ねた結果、メチルメタクリレ
ートとスチレ／とα−メチルスチレンとの王者を少なく
とも含有する共重合体であって、前記公報に具体的に開
示されていない特定の比率でこれら王者の単量体を含有
せしめた共重合体の発泡性粒子が優れた消失性鋳物原型
を与えることができることを見出し、本発明に到達した
のである。

すなわち、本発明の発泡性メチルメタクリレート系樹脂
粒子は、樹脂粒子を構成する単量体組成比率がメチルメ
タクリレート５０〜８０重ｆｉスチレン１２〜４５ｔｆ
ｉ及びα−メチルスチレン５〜８重量係であることを特
徴とするものである。そして、本発明のかかる発泡性メ
チルメタクリレート系樹脂粒子を用いて発泡成形し九成
形体を消失性原型として用いて鋳造をすれば、鋳肌が良
好で巣がなく、外観及び寸法精度が良好であり、サラに
ステンレススチールの場合に浸炭量が少なくて強度の高
い鋳物が得られる。

本発明の発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子は、公
知の懸ｆｌｊＭ合法を用いて容易に製造することができ
る。すなわち、メチルメタクリレート。

スチレン、α−メチルスチレン、及び必要に応じて用い
る他の単量体を所定割合で用いて、ｔ−ブチル１４−オ
キシベンゾニー）、過酸化ヘンソイル等の重合開始剤の
存在下で、９５〜１３０℃の温度の水性媒体中でＲ濁重
合させて共重合体粒子を製造し、次いでその共重合体粒
子の分散している水性媒体中にブタン、ジクロロジフル
オロメタン、シフｏ　ａジフロロエタン、ペンタン等の
発ｍ　剤を供給し、樹脂粒子に発泡剤を含浸せしめ、得
られた樹脂粒子を水性媒体から分離すれば、本発明の発
泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子が得られる。

その懸濁重合において、必要に応じて用いられるメチル
メタクリレート、スチレン及びα−メチルスチレン以外
の他の単量体としては、たとえばブチルアクリレート、
アクリロニトリル、２−ヒドロキシエチルアクリレート
等があげられ、これらは単量体合計量に対して５重量％
以下の範囲内で用いられる。

この種の懸濁重合においては、使用単量体比率と実質上
同一比率でそれぞれの単量体を含有する共重合体粒子が
得られるから、本発明の発泡性メチルメタクリレート系
樹脂粒子における単量体含有量の調整は容易に行なうこ
とができる。

本発明の発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子は、樹
脂粒子を構成する単量体の組成比率を、メチルメタクリ
レートが５０〜８０重量慢、好ましくは７０〜８０ＭＭ
％、スチレンが１２〜４５重量％、好ましくは１２〜２
５重ｆ係、α−メチルスチレンが５〜８重ｉ−１．好ま
しくは６〜８重量％にする。メチルメタクリレートの比
率が多すぎ、スチレンの比率が少なすぎると、発泡剤の
重合体粒子への含浸が悪くなり、発泡性樹脂粒子が充分
な発泡力を示すことができなくなる。また、スチレンの
比率が多すぎ、メチルメタクリレートの比率が少なすぎ
ると、鋳造時のススの発生量が多くなり、鋳物製品中の
炭素残留物による欠陥が発生する。また、α−メチルス
チレンの比率が多すぎると、共重合体中の残存単量体が
著しく増加し、発泡原型の表面外観が悪化し、鋳物製品
の肌が悪くなり、強度が低下する。さらに、α−メチル
スチレンの比率が低下しすぎると、メチルメタクリレー
トの急漱な重合を抑制するのが困難になり、ま念成形時
の表面外観が悪くなり、鋳物製品の肌が悪くなる。

本発明の発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子は、こ
れをスチーム成形金型内に充填し、スチーム加熱により
粒子を加熱発泡させると発泡粒子どうしが相互に融着し
て発泡成形体に成形できるから、消失性の鋳型原形の成
形は容易に行なわせることができる。

添付図面は１本発明の発泡性樹脂粒子を用いて成形して
得られた消失性原型を用いて充填鋳造法により減圧鋳造
する装置の一例を例示したものである。１は通気構造を
有する鋳型枠、２は消失性原型、３は湯道、４は湯口、
５は粘結剤を含有しない流動性のある乾燥鋳物砂よりな
る鋳型である。

６はジャケットで１通気構造を有する鋳型枠１に接し、
排気管７を通じて真空ポンプ、エジェクタファンなどに
よって減圧される。８は為型５の上面を気密に遮断する
ために置かれた蓋、９は溶湯である。この装置を用いて
減圧しながら、湯口４より金属の溶湯９を注入すると、
浴湯９は湯道３を経て原型２に達し、原型２は溶湯９の
輻射熱によって溶融揮散せしめられ、溶湯９と置換され
る。原型２が注入された溶湯９によって溶融気化せしめ
られるときには、これによって生じた空胴内部が急徹に
圧が高まり１発生ガスが減圧状態にある砂型層５を通過
してジャケット６に拡散吸引されるので砂粒子は強く固
結され、崩壊が防止される。

本発明の発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子より成
形された消失性原型を用いて鋳造する金属としては、鉄
、ステンレススチール、アルミニウム、青銅、亜鉛など
があげられる。

（実施例等） 以下に、実施例及び比較例をあげてさらに詳述する。

実施例１ 容ｆ３１の攪拌装置付きの重合容器に、純水１００１、
ヒロリン酸ソーダ０．４２ｉ酢酸ンダ０．６３ｇ、亜硝
酸ソーダ０．１０Ｆを加え、３５０ｒｐｍで攪拌して均
一な分散液とした。次いで、攪拌下にこれに、ベンゾイ
ルパーオキサイド３．６０イ １、ｔ−ブチルパー〃ンゾエート２．１６　Ｎをメチル
メタクリレート５４０Ｆ、スチレン１２９．６Ｆ及びα
−メチルスチレン５０．４ｇの単量体混合物に溶解した
溶液を加えて均一な懸濁分散液とした。

この懸濁分散液を攪拌しながら８０℃まで昇温し、さら
に８０℃から１１５℃まで６時間かけて昇温させた。そ
の間に、８０℃に達してから１時間後の時点にポリビニ
ルピロリドンの１０重ｉｓ水溶液５０ｇを添加し、１１
５℃に到達してから同温度で５時間保持して重合を行な
わせた。得られた共重合体の単量体組成比率は第１表に
示すとおりの使用単量体比率と実質上同一であった。

次いで、得られ九重合生成物を冷却し、濾過・乾燥して
得られた粒子を０．５〜０．７龍にカットした。容ｆ３
１の攪拌装置付き重合容器に純水１０００１ｉ三ｌＪン
酸カルシウム３０ｙ１　ドデシルベンゼンスルホン酸ソ
ーダの１重量係水溶液３．Ｏｆ及び前記のカットした重
合体粒子９００ｇを入れ、攪拌して均一な分散液とした
。次いで、これを１００℃まで昇温し、１００℃に到達
し友時に９０ｇのペンタンを圧入し、同温度で２０時間
合含浸理をした。

得られた発泡性重合体粒子を濾過し、乾燥してから総揮
発分を測定し几結果は第１表に示すとおりであった。ま
た、この発泡性重合体粒子の一部を０．８　ｋｇ／ｃｍ
２・Ｇのスチームの加圧下で３分間保持して発泡させ、
その嵩密度を測定した結果は第１表に示すとおりであっ
た。

また、その発泡性重合体粒子を９８℃、１．０ｋｆｌ／
ｃｍ−Ｇのスチームで予備発泡させ、嵩密度２０１１／
ｌの予備発泡粒子を得た。この予備発泡粒子′ｆ！：１
００顛×１００闘×２００龍の金型のキャピテイ内に充
填しｓ　０．７　ｋｇ／ｃｍ２・Ｇのスチームで１５秒
間加熱し１発泡成形体（鋳型原型）を得念。その際の成
形性（発泡成形体の表面状態）は第１表に示すとおりで
あった。

得られた発泡成形体を原型として用いて、鋳鉄及びステ
ンレススチールの鋳造２行なった。すなわち、その発泡
成形体を消失性原型として用い。

これを添付図面に示す鋳造装置の鋳型枠内で４号乾燥珪
砂で埋没させたのち、４００　ｍＨｇで減圧しながら、
１３５０℃の鋳鉄湯又は１２６０℃のステンレススチー
ル溶湯を注湯し、原型を消失させながら鋳造したところ
、得られた鋳物の鋳肌、巣の有無、及びステンレススチ
ールの場合の浸炭量は第１表に示すとおりであった。

実施例２ 実施例１と同じ単量体組成比及び重合条件を用い、ただ
し９０ｇの４ンタンの添加を懸濁重合系の温度が８０℃
に達してから４．０時間経過後に添加するように変更し
て、−投法により発泡性重合体粒子を得た。

次いで０．５〜０．７１にカットした発泡性重合体粒子
を、実施例１におけると同様にして処理をし。

同様にして発泡成形をして発泡成形体を得た。さらに、
その発泡成形体を消失性原型として用いて実施例１にお
けると同様にして鋳造した。それらの結果は、第１表に
示すとおりであった。

実施例３〜７ 比較例１〜６ 単量体として第１表に示す種々の組成比率の単量体を用
い、そのほかは実施例１の方法に準じて懸濁重合及び発
泡剤の含浸処理を行なわせて発泡性重合体粒子を得た。

得られた各種合体粒子について、実施例１と同様にして
総揮発分及び嵩密度の測定、並びに発泡成形体の成形及
び得られた成形体を用いる鋳造全行なった。それらの結
果は第１表に示すとおりであった。

し１１・−ｒ４１ノ 第１表の注： ＊ｌ・・・使用単量体比率と、得られた共重合体の単量
体比率は、実質上同一であった。

＊２・・・成形体表面メル）Ａは、成形時にコーナ一部
等が溶融したことを意味し、かかるメルトし九成形体を
原型として使用した鋳物は外観及び寸法精度が不良であ
る。

＊３・・・鋳肌の判定基準は下記のとおりである。

○：鋳肌がきれいで、そのまま使用で きる。

Δ：鋳肌がややきたなく、一部修正す れば使用できる。

Ｘ：鋳肌が著しくきたなく、修正して も使用できない。

＊４・・・浸炭量の判定基準は下記のとおりであり、浸
炭量が多くなるほど鋳物の強度が低下する。

○：浸炭ｉｏ、０５〜０．１０ｉｉｉ俤Δ：浸炭量０．
１０〜０．２０重ｆチ Ｘ：浸炭場　０．２重ｔチ以上 第１表から明らかなように、実施例の発泡性樹脂粒子を
用いた場合の鋳物は、比較例の発泡性樹脂粒子を用い九
場合の鋳物と比較べて、鋳造性が総合的に優れている。

（Ｃ）　　発明の効果 本発明の発泡性樹脂粒子を用いて充填鋳造法による消失
性原型を成形すると、鋳物の鋳肌が良好で巣がなく、外
観及び寸法精度が良好であり、さらに玄テンレススチー
ルの場合に浸炭ｆを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、消失性原型を用いる鋳造装置の断面図であ
り、図中の１は鋳型枠、２は消失性原型、５は鋳型、９
は溶湯を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂粒子を構成する単量体組成比率がメチルメタ
   クリレート５０〜８０重量％、スチレン１２〜４５重量
   ％、及びα−メチルスチレン５〜８重量％であることを
   特徴とする発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子。