JPH04283209A - 発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹脂粒子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発泡成形することにより
得られる成形品を鋳造用消失性模型として使用するのに
好適な発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹脂粒子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より発泡性ポリスチレン樹脂粒子を
加熱発泡成形して得られるポリスチレン発泡成形体を、
消失型として鋳砂中に埋め込み、これに溶湯を注入し、
消失型となる上記発泡成形体を燃焼させ、これと同一形
状の鋳物製品を製造する方法は、ロストフォーム法、或
はフルモールド法としてよく知られている。しかし、消
失型としてポリスチレン発泡成形体を用いた場合には、
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り、鋳物表面の鋳肌
が粗くなるという問題点があった。

【０００３】そこでポリスチレン発泡成形体を鋳造用消
失原型として用いた際の上記問題点を解決するために、
メチルメタクリレート５０〜８０重量％、スチレン１２
〜４５重％、及びα−メチルスチレン５〜８重量％の共
重合体からなる発泡性メチルメタクリレート系樹脂粒子
を発泡成形して得た成形体を消失型として用いることが
提案されている（特開平２−１８２７３３号公報）。し
かし同公報に開示された消失型を用いた場合でも、樹脂
内部に含有するスチレンの量が１２〜４５％と比較的多
いことから、鋳鉄のように浸炭をきらう鋳物では、やは
り強度が低下したり、カーボンの残留物が残って鋳肌が
粗くなる欠点があった。また、メタクリル酸メチルとス
チレン及びα−メチルスチレンの共重合体による上記の
発泡性メタクリル酸メチル系樹脂粒子は、樹脂自体のフ
ローが悪いために、通常の常圧予備発泡機では高度に予
備発泡することが困難で、加圧予備発泡機等を使わなけ
ればならないという問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳肌が良好
で巣がなく、外観及び寸法精度が良く、更に鋳鉄の場合
に浸炭量が少ない鋳物を得ることのできる消失性模型を
成形するのに適し、且つ常圧予備発泡機でも高度に発泡
することのできる発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹
脂粒子を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の課
題を解決するために種々研究を重ねた結果、メタクリル
酸メチルを主成分として副成分としてα−メチルスチレ
ン、及び必要に応じて用いるスチレンを含有し、更にメ
タクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステルを含有す
る発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹脂粒子が優れた
鋳造用消失性模型を与えることを見出し、本発明に到達
したのである。すなわち本発明の発泡性ポリメタクリル
酸エステル系樹脂粒子は、メタクリル酸メチル４３〜８
９重量％、メタクリル酸メチルを除くメタクリル酸エス
テル１０〜４０重量％、スチレン１２重量％未満、及び
α−メチルスチレン１〜５重量％より構成される共重合
体樹脂粒子中に、発泡剤が含浸されてなることを特徴と
するものである。

【０００６】本発明における、メタクリル酸メチルを除
くメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸イソブチル、メタクリル酸ターシャリブチル、メ
タクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル
、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メ
タクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。メタクリル酸
メチル以外のメタクリル酸エステルは、一種または二種
以上を併用してもよい。

【０００７】本発明の発泡性ポリメタクリル酸エステル
系樹脂粒子は公知の懸濁重合法により、容易に製造する
ことができる。即ち、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸メチルを除くメタクリル酸エステル、スチレン、及び
α−メチルスチレンを所定割合で用いて過酸化ベンゾイ
ル等の重合開始剤の存在下、７０〜１００℃の温度の水
性媒体中で懸濁重合させて共重合体粒子を製造する。こ
の共重合体粒子を必要な粒度で篩分けた後、オートクレ
ーブ内で水性媒体に溶剤、可塑剤等と共に分散する。次
にプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、石油エーテ
ル等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の環状炭化水
素、塩化メチレン、トリクロロトリフルオロエタン、ジ
クロロジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素等のポ
リメタクリル酸エステル系樹脂粒子の軟化温度よりも低
い沸点を有する発泡剤を含浸させた後、樹脂粒子を水性
媒体から分離する。このようにして本発明の発泡性ポリ
メタクリル酸エステル系樹脂粒子が得られる。

【０００８】なお懸濁重合において使用する単量体の組
成割合に応じて、実質上同一の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ことから、本発明の
発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹脂粒子における単
量体の組成比率の調整は容易に行なうことができる。

【０００９】本発明の発泡性ポリメタクリル酸エステル
系樹脂粒子は樹脂粒子を構成する単量体の組成比率はメ
タクリル酸メチルが４３〜８９重量％、好ましくは５５
〜８５重量％、メタクリル酸メチルを除くメタクリル酸
エステルが１０〜４０重量％、好ましくは１２〜３０重
量％、スチレンが１２重量％未満、好ましくは０〜１０
重量％、α−メチルスチレンが１〜５重量％である。

【００１０】単量体として使用するスチレンの比率が１
２重量％以上になると、鋳造時のススの発生量が多くな
り鋳造品中の炭素残留物によるカーボン欠陥が発生する
。またα−メチルスチレンの比率が５重量％を越えると
重合に長時間を要するとともに共重合体中の残存単量体
の量が著しく増加し、発泡成形品が熱収縮し易くなる。 逆にα−メチルスチレンの比率が１％未満では、メタク
リル酸メチルの急激な重合を抑制することが困難となり
、また成形時の表面外観が悪くなり鋳造品の鋳肌が粗く
なる。メタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル
の添加量が４０重量％を越えると樹脂が過度に軟化する
ために成形品が熱収縮し易くなり、添加量が１０重量％
未満では、樹脂の可塑性が不足して、常圧予備発泡機で
は高度に発泡した予備発泡粒子を得ることが難しい。し
たがって、高度に発泡させるためには、加圧予備発泡機
等を使用する必要が生ずる。

【００１１】

【実施例】以下実施例により、この発明を詳細に説明す
る。 （実施例１）容積１００ｌのオートクレーブに水４０ｋ
ｇ、ピロリン酸マグネシウム６０ｇ、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム１．２ｇを加え、６０ｒｐｍ　で
攪拌して均一な分散液とした。次いで、攪拌下、この分
散液に過酸化ベンゾイル２００ｇをメタクリル酸メチル
３２．８ｋｇ、メタクリル酸ブチル６ｋｇ、α−メチル
スチレン１．２ｋｇの単量体混合物に溶解した溶液を加
え、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７８℃まで昇温し、７８℃で６時間、次いで１０
０℃で１時間重合した後、冷却して水と分離してポリメ
タクリル酸エステル系重合体粒子を得た。得られたポリ
メタクリル酸エステル系重合体粒子（２４〜４８ｍｅｓ
ｈ）２ｋｇと水２０００ｍｌ、ピロリン酸マグネシウム
６ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．４ｇ
、メチルセルロース（メトロ−ズ　９０ＳＨ　信越化学
工業社製）１ｇ、トルエン３０ｇを内容量５ｌのオート
クレーブに入れ均一に分散して３２０ｒｐｍ　で攪拌し
た。次に系内を１１０℃に昇温した後、ブタン１２０ｇ
、ペンタン１２０ｇを加えて５時間攪拌を続行し、発泡
剤を含浸した後、系内を３０℃まで冷却して発泡性ポリ
メタクリル酸エステル系樹脂粒子を得た。

【００１２】この発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹
脂粒子を１０５℃の水蒸気で３分間加熱して、発泡させ
、その嵩密度を測定した。また、発泡成形については以
下の要領で行なった。まず、通常の常圧予備発泡機を使
用して、１０５℃の水蒸気で予備発泡して、嵩密度２４
ｇ／ｌの予備発泡粒子を得た。この予備発泡粒子を発泡
成形機の金型窩内に充填し、水蒸気で加熱成形すること
により約２５ｇ／ｌの４００×３００×１０ｍｍの寸法
を有した板状の発泡成形体を得た。

【００１３】実施例１における懸濁重合時の使用単量体
組成比率、予備発泡粒子の嵩密度、発泡成形品の表面状
態、発泡成形品の簡易燃焼試験の結果、及び鋳鉄の鋳物
の鋳肌と寸法精度を表１に示す。簡易燃焼試験は、得ら
れた発泡成形品を大気圧下で燃焼させた時に発生するば
い煙中に含まれるススの量と、燃焼後の残留物の重量を
測定するものである。この燃焼試験でススや残留物の多
いものは鋳造時にも悪影響を及ぼすことがおおよそわか
るため、この影響を判定する意味で試験を行っている。 以下に簡易燃焼試験の手順を示す。予め発泡成形品の重
量を測定した後、３５メッシュの網の上で発泡成形品に
火をつけて燃焼させる。点火してすぐにろ紙をひいたロ
ートを用い、ばい煙を吸引してススを集める。ろ紙の重
量を測定し、発泡成形品重量に対するススの重量％を算
出する。火が完全に消えた後に、３５メッシュの鋼の上
に残った残渣の重量を測定して、成形品重量に対する残
留物の重量％とする。

【００１４】（実施例２〜６） （比較例１〜４）実施１におおける使用単量体、及び使
用比率を、表１の通りに変更した以外は、実施例１と同
様にして、懸濁重合及び発泡剤含浸処理を行ない発泡性
重合体粒子を得た。また得られた各種重合体粒子につい
て実施例１と同様にして評価を行なった。これらの結果
は表１に示す通りであった。表１から明らかなように、
実施例の発泡性ポリメタクリル酸エステル系樹脂粒を用
いた場合の鋳物は、比較例の発泡性樹脂粒子を用いた場
合の鋳物に比較して鋳造性が総合的に優れている。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】本発明の発泡性ポリメタクリル酸エステ
ル系樹脂粒子は、鋳造用消失模型の原料として有用であ
り、この発泡性樹脂粒子を用いて成形した発泡成形体は
、鋳肌が良好で巣がなく、外観及び寸法精度に優れ、更
に鋳鉄の場合にも浸炭量が少ない鋳物を得ることのでき
る消失性模型として好適に用いられる。また、本発明の
発泡性樹脂粒子は、常圧予備発泡機でも、高度に予備発
泡させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メタクリル酸メチル４３〜８９重量％、メ
   タクリル酸メチルを除くメタクリル酸エステル１０〜４
   ０重量％、スチレン１２重量％未満、及びα−メチルス
   チレン１〜５重量％より構成される共重合体樹脂粒子中
   に、発泡剤が含浸されてなる発泡性ポリメタクリル酸エ
   ステル系樹脂粒子。