JP2004261817A - Manufacturing method for mold for lost wax precision casting - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set a resin composition for a pattern excellent in shape retaining properties and dewaxing properties of a wax pattern, set a dewaxing method suitable for the resin pattern, and further reinforce a mold in the low temperature range for dewaxing, in a manufacturing method for the mold for the lost wax precision casting . <P>SOLUTION: The manufacturing method for the mold for the lost wax precision casting is constituted as follows. A two-liquid reaction hardening type urethane resin liquid F, which is composed of a polyfunctional polyol component A, a polyfunctional polyisocyanate component B, a plasticizer C, a wax component D, and a hollow resin balloon E, is hardened. Thus, the resin pattern is formed. A primary layer composed of a plurality of refractory coating layers, in which an epoxy silicone layer is interposed in-between, and a back-up layer, which is composed of a plurality of thick film coating layers, are coated on the surface of the resin pattern. Preheating is performed to it for 2-8 hours in the low temperature range of 60-120 °C. 5-50 % by weight of the resin pattern is initially dewaxed. And, the temperature in the furnace is gradually increased. Heating is executed for 2-5 hours in the intermediate temperature range of 150-500 °C. Calcining is performed for 2-5 hours in the high temperature range of 500-1,000 °C. As a result, the mold is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【００１７】
さらに、前記ロウ・ワックス成分（Ｄ）が融点６０〜１３０℃で最大５ｍｍの粉末状であり、前記２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）中に３〜３０重量％含有することが望ましい。
【００１８】
さらにまた、前記エポキシシリコン（Ｎ）が、ビスフェノールタイプエポキシ（Ｊ）と、アミノシラン（Ｋ）と、有機溶剤（Ｌ）とからなることが望ましい。
【００１９】
また、前記中空樹脂バルーン（Ｅ）の粒子経は、１０〜１００μｍで、真比重は０．０１〜０．０３であり、前記２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）中に０．００１〜０．５重量％配合されることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂模型を用いたロストワックス精密鋳造用鋳型の製作工程にて説明する。
【００２１】
樹脂模型を用いたロストワックス精密鋳造用鋳型の製作の第１の工程において、多官能ポリオール成分（Ａ）と、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）と、可塑剤（Ｃ）と、ロウ・ワックス成分（Ｄ）と、中空樹脂バルーン（Ｅ）とから成る２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）を配合し、この２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）を、モールド（Ｇ）に注型し、硬化させ、脱型して、樹脂模型（Ｈ）を製作する。
【００２２】
この第１工程において、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の結合材成分は、多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）から成るものである。また、可塑剤（Ｃ）、ロウ・ワックス成分（Ｄ）及び中空樹脂バルーン（Ｅ）は、添加剤成分である。前記可塑剤（Ｃ）は、多官能ポリオール成分（Ａ）に添加されても良いし、多官能ポリオール成分（Ａ）を製造するときの１成分として添加されてもよい。また、前記可塑剤（Ｃ）は、前記多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）に添加されても良いし、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）を製造するときの１成分として添加されてもよい。
【００２３】
さらに、前記ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、多官能ポリオール成分（Ａ）へ添加されても良いし、多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）が配合された後に添加されても良い。さらにまた、前記ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）へ添加されても良いし、多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）が配合された後に添加されても良い。
【００２４】
前記中空樹脂バルーン（Ｅ）は、多官能ポリオール成分（Ａ）へ添加されても良いし、多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）が配合された後に添加されても良い。また、前記中空樹脂バルーン（Ｅ）は、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）へ添加されても良い。
【００２５】
このようにして、多官能ポリオール成分（Ａ）と、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）と、可塑剤（Ｃ）と、ロウ・ワックス成分（Ｄ）と、中空樹脂バルーン（Ｅ）から成る２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）を配合し、モールド（Ｇ）に注型するものである。
【００２６】
前記モールド（Ｇ）としては、金型・簡易金型・樹脂型・シリコンゴム型が適応可能である。金型は量産用に、簡易金型・樹脂型は中量産用に、シリコンゴム型は少量試作生産用に適する。金型・簡易金型・樹脂型は抜き勾配を付帯させた型設計となるが、シリコンゴム型の場合には、抜き勾配を付帯させた型設計は絶対的条件ではない。つまり、ゴム弾性があるため、シリコンゴム型を多少曲げて模型を取り出し、曲げ応力を解除すれば元の形状に復元される性能を持っているためである。しかしながら、何回も使用すると、ゴム弾性が消失するため、２０回程度の成形が限界である。よって、少量試作生産用に適するものである。
【００２７】
前記モールド（Ｇ）に注型された２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）は、常温で化学反応を起こし、設定した時間で硬化するものである。硬化して形状保持した後、脱型して樹脂模型（Ｈ）を取り出すものである。使用するモールド（Ｇ）には前もって離型剤を塗布・乾燥しておくのが一般的なやり方である。
【００２８】
第２工程において、耐火コーテイング液（Ｉ）に、前記樹脂模型（Ｈ）を浸漬した後、引き上げて乾燥させ、エポキシシリコン（Ｎ）を塗布し、乾燥させて硬化させ、前記樹脂模型（Ｈ）の表面に耐火コーティング層を形成する作業を、複数回、たとえば２〜５回繰り返して、耐火コーティング層が複数層の積層したプライマリー層を形成する。
【００２９】
つまり、この第２工程において、耐火コーテイング液（Ｉ）に、前記樹脂模型（Ｈ）を浸漬し引き上げると、樹脂模型（Ｈ）の表面に耐火コーテイング液（Ｉ）が付着して引き上げられて来る。これを乾燥させて、エポキシシリコン（Ｎ）を、前記樹脂模型（Ｈ）の耐火コーティング層の表面に塗布して、乾燥硬化させて、前記樹脂模型（Ｈ）の表面に耐火コーティング層を形成する。この作業を２〜５回繰り返すことによって２層〜５層の耐火コーティング層からなるプライマリー層が形成される。前記エポキシシリコン（Ｎ）は、溶剤希釈された低粘度の液体であり、スプレーによって全面塗装または部分塗装されるものである。耐火コーテイング液（Ｉ）は、通常、半日〜１日の乾燥が必要であるが、エポキシシリコン（Ｎ）は１〜３時間の乾燥で造膜する。
【００３０】
プライマリー層は鋳物の肌に転写されるので、比較的細かいフイラーが配合されており、緻密な耐火コーテイング層を形成するものである。プライマリー層は数回繰り返されることによって形成されることが望ましい。一気に厚膜コーテイングすると、乾燥時点で亀裂が発生するため、塗り重ねることが必要である。
【００３１】
次いで、第３工程において、耐火コーテイング液（Ｉ）に、樹脂模型（Ｈ）を浸漬して引き上げ、そこにスタッコ（Ｍ）を振りかけて乾燥させ、エポキシシリコン（Ｎ）を、塗布して、乾燥させ、硬化させて、前記樹脂模型（Ｈ）の表面に厚膜耐火コーティング層を形成する。この作業を２〜５回繰り返すことによって２層〜５層の厚膜耐火コーティング層からなる厚膜バックアップ層が形成される。
【００３２】
この第３工程において、耐火コーテイング液（Ｉ）に、樹脂模型（Ｈ）を浸漬して引き上げ、乾燥する前にスタッコ（Ｍ）を振りかけて付着させ、乾燥させる。その後、エポキシシリコン（Ｎ）を塗布して、乾燥させ、硬化させて、前記樹脂模型（Ｈ）のプライマリー層の表面に厚膜耐火コーティング層を形成する。この作業を２〜５回繰り返して、厚膜耐火コーティング層が２層〜５層積層された厚膜バックアップ層が形成される。つまり、スタッコ（Ｍ）を振りかけて、付着せしめることにより厚膜を得ることができる。
【００３３】
前述した第２工程と第３工程において、樹脂模型（Ｈ）は耐火コーテイング層間にエポキシシリコン（Ｎ）層が設けられた構造において緻密に積層されたプライマリー層と、厚膜に積層されたバックアップ層で被覆されることになる。即ち、耐火コーテイング液（Ｉ）から成る層とエポキシシリコン（Ｎ）層を交互にかませるものである。耐火コーテイング層は、６０〜１２０℃の低温領域では大きな強度は発現していない。５００〜１０００℃の高温領域で焼成されて強度が発現し、一種のセラミック層と成るものである。
【００３４】
一方、エポキシシリコン（Ｎ）からなる層は、常温で完全に造膜し、耐熱性のある３次元網目構造となるため、８０〜２００℃の低温領域で、プライマリー層とバックアップ層から成る耐火被覆層に強度を与えるものとなる。５００〜１０００℃の高温領域では燃焼し、その強度は消失することが想定される。よって、エポキシシリコン（Ｎ）からなる層を層間に設け重ねることによって、低温領域の鋳型強度は格段に向上する。
【００３５】
次いで、第４工程において、鋳型となるプライマリー層及びバックアップ層が表面に形成された樹脂模型（Ｈ）を、湯口を下にして炉内に設置し、６０〜１２０℃で２〜８時間予備加熱を行い、樹脂模型重量の５〜５０％を初期脱ロウさせる。
【００３６】
この第４工程において、６０〜１２０℃で２〜８時間予備加熱することによって、可塑剤（Ｃ）やロウ・ワックス成分（Ｄ）は、軟化又は溶融し、じわじわと樹脂模型（Ｈ）の内部から樹脂模型（Ｈ）の表面へにじみ出して来る。この温度領域では燃焼ガスの発生はなく、鋳型内部応力は樹脂模型（Ｈ）の膨張によるものであり、耐火被覆層からなる鋳型は、エポキシシリコン（Ｎ）からなる層によって格段に補強されているため、この程度では亀裂を発生することはない。
【００３７】
にじみ出した可塑剤（Ｃ）やロウ・ワックス成分（Ｄ）は、樹脂模型（Ｈ）と鋳型の間隙に蓄積され、ポーラスな鋳型内面部へ浸透し、鋳型内圧上昇は緩和される。さらにロウ・ワックス成分（Ｄ）の蓄積が増大すると、ゆっくりと下降し、湯口から垂れさがって脱ロウが始まる。一旦脱ロウ現象が起こると、脱ロウ通路ができ、その後は順次脱ロウが進行する。この工程を短時間に通過するように昇温させた場合、急激に燃焼温度領域となって分解ガスを伴うため、鋳型内圧が急激に上昇し、エポキシシリコン（Ｎ）からなる層によって格段に補強された鋳型と言えども、亀裂を発生させることになる。
【００３８】
この第４工程において、６０〜１２０℃での予備加熱を、８時間以上行った場合、工程時間が長時間となり、経済性が伴わない。また、２時間以内では、可塑剤（Ｃ）やロウ・ワックス成分（Ｄ）のにじみ出しが不十分で脱ロウが進行していない。このため、この予備加熱時間は、好ましくは６０〜１２０℃で２〜４時間である。そして、樹脂模型重量の２〜２０％を初期脱ロウさせるのが好ましい。
【００３９】
次いで、第５工程において、炉内温度を徐々に上昇させて、１５０〜５００℃で２〜８時間加熱を行い、樹脂模型の脱ロウ・燃焼を終了させる。
【００４０】
この第５工程において、多官能ポリオール成分（Ａ）、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）、可塑剤（Ｃ）、ロウ・ワックス成分（Ｄ）及び中空樹脂バルーン（Ｅ）から成る２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の硬化物が、熱分解し、分解ガスを発生しながら溶融し、液化物が流出しようとする。この時点ではすでに樹脂模型（Ｈ）と鋳型の間に流出通路ができており、この通路から溶融した液化物がこの流出通路を通って流出しようとする。この時、分解ガスによる鋳型内圧が溶融・液化物を押し出す力となることから、結果的に脱ロウを順調に進行させ、且つ分解ガスも順調に排出されることになり、鋳型のヘアークラック発生は回避される。
【００４１】
次いで、第６工程において、５００〜１０００℃で、前記鋳型が焼成される。
【００４２】
この第６工程では、樹脂模型は燃焼しており、鋳型が焼成され、最高強度に到達する。後は徐冷した後、鋳型内部に残留する灰分を除去することによって、亀裂やヘアークラックの無い鋳型が完成する。
【００４３】
次ぎに、本発明に使用される２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の構成成分について説明する。
【００４４】
２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の骨格は、多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）の２液から構成されるものであり、２液混合により、化学反応が開始され、発熱して硬化するものである。２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に含有される可塑剤（Ｃ）、ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、多官能ポリオール成分（Ａ）又は多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）のどちらに配合されても良いし、両方に配合されてもよい。
【００４５】
前記多官能ポリオール成分（Ａ）としては、低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、アミンポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ブタジエンポリオールがある。低分子ポリオールとしてはエチレングリコール・プロピレングリコール・１−４ブタンジオール・グリセリン・トリメチロールプロパン・ペンタエリスリトールなどが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、上記低分子ポリオールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加した各種分子量のポリエーテルポリオールが市販されている。エチレンオキサイド単独付加、プロピレンオキサイド単独付加、混合付加、順次付加など色々な付加方式によって、末端水酸基は１級・２級となる。これによって、末端水酸基の反応性が異なり、付加鎖がエチレンオキサイドかプロピレンオキサイドかによって、親水性が各種各様となるポリエーテルポリオールが市販されている。
【００４６】
アミンポリオールとは、アンモニア・エチレンジアミン等の低分子アミンにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加せしめたものである。よって、分子内に３級窒素を含有することになり、イソシアネートの反応性を促進させる効果を保有したポリオールである。急速硬化を行う本発明には欠かせない成分である。
【００４７】
ポリエステルポリオールは、二塩基酸と低分子ジオールをエステル化によって分子末端を水酸基としたものである。二塩基酸と低分子ジオールの種類を選択調整、分子量の調整、多官能低分子ポリオールの少量使用などによって、多種多様なポリエステルポリオールとなる。また、ε−カプロラクタムの開環重合によって得られるラクトンポリエステルポリオールもある。これらにアルキレンオキサイドを付加することによって、ポリエステル鎖とポリエーテル鎖を持ったものもあり非常に多様性があるものである。
【００４８】
アクリルポリオールは、メチルアクリレートやメチルメタアクリレートに末端水酸基を含有するアクリルモノマーを重合させたものであり、アクリル鎖の中に複数の水酸基を持ったアクリルオリゴマーである。アクリルモノマーの種類を選択し、分子量を調整することによって形成される各種のアクリルポリオールが市販されている。造膜するレベルまで重合度を上げ、高分子化し、有機溶剤に溶解させた樹脂液は、脂肪族ポリイソシアネートでわずかな架橋を行うことによって耐候性に優れた塗料となる。ブタジエンポリオールは、末端に水酸基を含有するブタジエンと二重結合を有する化合物との共重合物である。比較的疎水性の強いポリオールである。
【００４９】
これらの多官能ポリオールを、ポリイソシアネートでジョイントし、末端水酸基としたウレタン化変性ポリオールとしてもよい。ウレタン化変性により、オリゴマー化されて分子量がやや大きくなるので、粘度が増加する傾向が強い。よって、多官能ポリオールの一部をウレタン化変性ポリオールとすることが好ましい。
【００５０】
多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）とは、１分子中に２個以上のイソシアネート基を含有する化合物であり、ポリオール成分とは、１分子中に２個以上の水酸基を含有するものである。イソシアネート基は、非常に反応性に富んだ官能基であり、活性水素を持つ水酸基とか、アミノ基とかチオール基と反応する。アミノ基とかチオール基とは瞬間的に反応するために、反応性に乏しいイソシアネート成分と、反応性に乏しい芳香族アミンなどに限定適応されるが、それでもあまりにも早く反応するためにその組み合わせは多用されていない。
【００５１】
ポリイソシアネート成分としては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネートがある。芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネートとジフエニルメタンジイソシアネートが代表的である。トリレンジイソシアネートは、製造時の化学反応上、各種異性体の混合物として得られ、工業的には２，４−体と２，６−体の混合比により、ＴＤＩ―１００（２，４−ＴＤＩ １００％）、ＴＤＩ―８０（２，４−ＴＤＩ ８０％ ２，６−ＴＤＩ ２０１％）、ＴＤＩ―６５（２，４−ＴＤＩ ６５％２，６−ＴＤＩ ３５％）が市販されている。ジフエニルメタンジイソシアネートとしては、これも製造時の化学反応上、各種異性体の混合物として得られ、工業的には純ＭＤＩとポリメリックＭＤＩがある。純ＭＤＩとは２核体であり、ポリメリックＭＤＩとは多核体であり、純ＭＤＩは蒸留で単離され、釜残としてポリメリックＭＤＩが残る。ポリメリックＭＤＩは、製造条件で多核体数が異なるために、各種のポリメリックＭＤＩが各メーカーより市販されている。また、ナフタリン核にイソシアネート基を持たせたナフタレンジイソシアネートやトリジンジイソシアネートが挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートが挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、キシリレンジイソシアネートを水添した水添キシリレンジイソシアネートやＭＤＩを水添した水添ＭＤＩが挙げられる。
【００５２】
ポリイソシアネートは反応性に富むため、揮発性のあるポリイソシアネートは毒性が強く、色々な変成を施して使用されている。ウレタン変性、二量化、三量化、ポリカルバジイミド化、ウレア変性、プレポリマー化、ブロック化などがある。これらはイソシアネート基の高反応性を利用して自己縮合させたり、活性成分を介してジョイントさせて、末端にイソシアネート基を残したものである。
【００５３】
多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）を樹脂成分とする２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）は、下記化３の化学構造式で示されるポリエーテル鎖を２−２０重量％含有するものである。
【００５４】
【化３】

【００５５】
多官能ポリオール成分（Ａ）にポリエーテルを使用すると、ポリエーテル鎖が導入されたことになる。ポリエステルポリオールを使用する時、ポリエーテルのエステルならばポリエーテル鎖が導入されたことになる。多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）がポリエーテルでジョイントされた末端イソシアネート、言わゆるｑｕａｓｉのプレポリマーならばポリエーテル鎖を導入されたことになる。
【００５６】
このポリエーテル鎖はソフト成分であり、脱ロウ・焼成工程で高温に加熱された時、熱分解を起こし、熱分解で液化流出燃焼しやすくなるので、本発明の目的にかなうものである。
【００５７】
ポリイソシアネート成分とポリオール成分との配合量は、ＮＣＯ基数とＯＨ基数を計算し、通常ＮＣＯ基数とＯＨ基数の比率（ＮＣＯ／ＯＨ）が１．０近辺に成るように設計される。（ＮＣＯ／ＯＨ）＝１．０とは、イソシアネート基と水酸基の数が同数であり、きちっと反応が終了する設計である。つまり最高の強度を発現する領域である。本発明では、ポリイソシアネート成分の平均官能基数を２．１以上、ポリオール成分の平均官能基数を３．０以上と多官能とすることによって、ＮＣＯ／ＯＨは１．０以下の領域で０．７〜１．０に設定されている。好ましくは、０．８〜０．９である。ＮＣＯ／ＯＨが０．７以下になると、イソシアネート基の大幅不足状態となり、反応硬化後３次元網目構造を取れなくなり、極端に硬度低下を引き起こし、ついには形状保持が難しくなるほど柔らかくなる。一方、ＮＣＯ／ＯＨが１．０以上になるとイソシアネート基が過剰となり、脱型時間が来ても未反応イソシアネート基が残留し、所定硬度が出ないとか、硬化物表面に色むらが発生するとか、硬化物表面が発泡する等の現象が発生する。
【００５８】
多官能ポリオール成分（Ａ）と多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）の化学反応を促進する触媒としては、金属触媒及びアミン触媒がある。金属触媒としては、オクチル酸亜鉛・オクチル酸鉛やジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、等が挙げられる。アミン触媒としてはトリエチレンジアミン、ＮＮ−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、等が挙げられる。これらの触媒は通常ポリオール成分中に添加される。通常１〜１０００ｐｐｍが多官能ポリオール成分（Ａ）に添加され、可使時間が調整される。本発明においては、可使時間つまり、可使時間が５分以内となるように多官能ポリオール成分（Ａ）に触媒が添加使用されるものである。可使時間が５分以上になると、硬化脱型時間が２時間以上となり、樹脂模型製作上支障を来すことのなる。よって、可使時間は１〜２分が好ましい。
【００５９】
本発明に使用する可塑剤（Ｃ）とは、化学反応を起こす官能基を持たない不活性な揮発性が無視できる化合物で、室温において液状のものが好ましい。可塑剤（Ｃ）としては、エステル系可塑剤、エーテル系可塑剤、エステル・エーテル系可塑剤が挙げられる。具体的に、エステル系可塑剤としては、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）が代表的である。その他、酢酸ベンジル、安息香酸ブチル、安息香酸オクチル、安息香酸イソペンチル、エチレングリコール安息香酸ジエステル、ポリエチレングリコール安息香酸ジエステル、プロピレングリコール安息香酸ジエステル、ポリプロピレングリコール安息香酸ジエステル、エチレングリコールジオリエート、ポリエチレングリコールジオリエート、プロピレングリコールジオリエート、ポリプロピレングリコールジオリエート等が挙げられる。エーテル系可塑剤としては、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールジフエニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トロエチレングリコールジブチルエーテル，テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。エーテルエステル系としては、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチテングリコーリモノフエニルエーテルアセテート等が挙げられる。
【００６０】
可塑剤（Ｃ）の使用量は、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に対して２〜２０重量％である。可塑剤（Ｃ）の使用量が２０重量％以上に高含有させると、可塑剤（Ｃ）が樹脂模型の表面へブリードし、ベタツキ・タックが発生する。可塑剤（Ｃ）の使用量が２重量％以下になると、脱ロウ・焼成工程において、樹脂が熱分解し、溶融し、流失し、燃焼する時に、流出しにくくなる。何故ならば可塑剤（Ｃ）は、室温で液体であり、高温では流出しやすい低粘度となるからである。こう言った効果を強く発揮させるためには可塑剤（Ｃ）はできるだけ高含有させたいものである。
【００６１】
できるだけ可塑剤（Ｃ）を高含有させるために、鋭意検討を行った結果、可使時間５分以内で急速硬化させ、可塑剤（Ｃ）が硬化樹脂から相分離し、硬化樹脂の３次元網目構造内にミクロ分散状態で閉じこめられる状態と成すことが有効であることを見い出した。この様な相分離ミクロ分散構造は言葉で表現するならば、蜂の巣状の硬化樹脂の中に幼虫となる可塑剤（Ｃ）が存在していると表現できる。蜂の巣状の硬化樹脂は、強度物性に優れた構造であり、可塑剤（Ｃ）を蜂の巣内にて大切に保存し、外部へ放出しないような構造である。よって、可塑剤（Ｃ）は比較的高含有となっても硬化物表面ににじみ出し、タック発生を引き起こすことはない。相分離ミクロ分散構造を取らない時は、可塑剤は硬化樹脂中に溶解することになり、飽和状態以上になると可塑剤は硬化物表面ににじみ出し、タックが出る。にじみ出しが多いとベタツキが発生し易くなる。このような相分離ミクロ分散構造は電子顕微鏡によって確認されている。相分離ミクロ分散構造を助成するには、可使時間５分以内で急速硬化せしめることが必要である。好ましくは３分以内である。可使時間が５分以上になると、相分離ミクロ分散が終了しにくくなり、また模型製作時脱型に１日以上必要となり模型製作上迅速性が失われる。
【００６２】
２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）として存在する時点では、可塑剤（Ｃ）は均一溶解状態が必要であり、反応硬化する段階で、硬化樹脂から相分離ミクロ分散が助成され、反応硬化終了時点では、ミクロ分散した可塑剤を包含し表面へのブリードを妨げるものである。こう言った微妙なバランスの上に組成が構成されるものである。つまり、可塑剤（Ｃ）と反応硬化性樹脂の親水性・疎水性のバランスをうまく調整された領域に設計されるものである。親水性セグメントとしては、アルキレンオキサイド鎖が有効であり、疎水性セグメントとしては、炭化水素鎖が有効である。これらの親水性セグメント・疎水性セグメントは、使用する原料モノマーの選択にて決定される。これらの親水性と疎水性のバランスは、ある程度乖離させた設計が必要である。２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）にエチレンオキサイド鎖を多用すると親水性が強くなるし、プロピレンオキサイド鎖にするとエチレンオキサイド鎖よりは親水性が弱まる。エチレンオキサイド鎖やプロピレンオキサイド鎖を少なくすると疎水性が強い２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）となり、親水性と疎水性をある範囲内で調整することが出来る。また、可塑剤（Ｃ）の種類と使用量を調整することにより、可塑剤（Ｃ）自身の親水性と疎水性をある範囲内で調整することが出来る。例えば末端をアルキルエーテルとする場合、メチルエーテル・エチルエーテル・ブチルエーテル・フエニルエーテルと変化するに従って疎水性が大きくなる。このように、可塑剤（Ｃ）の化学構造と使用量、２液反応硬化性ウレタン樹脂液（Ｆ）の化学構造と使用量を変えて相分離ミクロ分散する領域範囲を設定するものである。
【００６３】
可塑剤（Ｃ）は常温で液状である。２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）が硬化した樹脂模型の中で可塑剤（Ｃ）はミクロ分散状態で樹脂の中に閉じこめられている。よって、脱ロウ・焼成工程にて樹脂が熱膨張・部分熱分解溶融し始めると、可塑剤（Ｃ）は高温・低粘度液体として樹脂模型よりしみ出して来るものである。即ち、脱ロウ性を向上させる有力成分として寄与するものである。
【００６４】
次いで、本発明に使用されるロウ・ワックス成分（Ｄ）について説明する。
【００６５】
ロウは天然に存在し、代表的なものとしてはロウソクである。ロウの化学組成は、高級脂肪酸と高級アルコールから成るエステルであり、ロウエステルと言われている。高級脂肪酸・高級アルコールの炭素数は、１６以上が主体である。エステル化合物であるから多少酸価が残存する。つまり遊離脂肪酸が残存する。また天然には数多くの飽和・不飽和高級脂肪酸が存在するので、ロウによっては高級不飽和脂肪酸やヒドロキシ酸も含有することになる。これらロウは、パラフインに近い化学構造であり、常温で結晶化又は非結晶化した固体であり、その融点は一般的に８０℃程度の領域にある。代表的なロウを挙げると、キャンデリラロウ、カルナバロウ、ライスワックス、みつロウ、鯨ロウ、モンタンロウ等が挙げられる。これらのロウは、単独・混合され、また第３成分が添加されたロウでも良い。主成分がロウの化学組成である高級脂肪酸と高級アルコールのエステル化合物であることである。
【００６６】
ワックスは石油ワックスと合成ワックスがある。ロウは天然ワックスであると言えば理解しやすい。
【００６７】
石油ワックスとは、原油中に存在する常温において固体または半固体の炭化水素であって、パラフインワックス・マイクロクリスタリンワックス・ペトロラクタムに大別される。
【００６８】
パラフインワックスとは、炭素数２０〜３６の直鎖飽和炭化水素を主成分とし、少量の側鎖飽和炭化水素・ナフテイン・芳香属炭化水素を含み、分子量は３００〜５００の常温で固体のワックスである。
【００６９】
マイクロクリスタリンワックスは、パラフインワックスよりも分子量が４５０〜７００と大きく、主鎖に側鎖を持つやや複雑な化合物で、炭素数は大体３１〜５０の範囲にある。主成分の側鎖飽和炭化水素の外に、少量の直鎖飽和炭化水素・ナフテイン・芳香族炭化水素などを含有している常温で固体のワックスである。
【００７０】
ペトロラクタムは、マイクロクリスタリンワックスと同様に主成分の側鎖飽和炭化水素の外に、少量の直鎖飽和炭化水素・ナフテイン・芳香族炭化水素などを含有している常温で半固体のワックスである。
【００７１】
合成ワックスとしては、石油系合成ワックス・ポリエチレンワックス・フイッシュアー トロプシュワックス・油脂系合成ワックスがある。
【００７２】
石油系合成ワックスとしては、モンタンワックスがあり、ビチューメン含有褐炭より有機溶剤で抽出して得られる黒褐色のワックスで融点約８５℃である。粗モンタンワックスの酸化物は酸ワックスとして市販されている。
【００７３】
ポリエチレンワックスは、エチレンの重合によって製造されるが、汎用ポリエチレンの熱分解によっても製造されている。天然ロウが分子量１０００以下であるのに対し、ポリエチレンワックスは分子量１０００〜１００００であり、分子量の差に起因する物性の差、エチレン鎖の連続構造であると言った化学構造の差が諸性質を異ならせている。
【００７４】
本発明のロウ・ワックス成分（Ｄ）は、単一ロウ・単一ワックスで構成されても良いが、むしろブレンドされて使用されるものである。また、ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、パラフイン性が強い化合物であり、非常に疎水性が強く、常温で固体である。よって、多官能ポリオール成分（Ａ）や多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）また可塑剤（Ｃ）に溶解しにくい性質を持っている。よって、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に配合されても溶解し難く、液中系内で膨潤・浮遊している状態にある。このような状態において、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）が急速硬化すると、結果的に硬化樹脂の中に固体として埋没包含されることになる。
【００７５】
このロウ・ワックス成分（Ｄ）は、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に対して１〜２０重量％使用されるものである。より好ましくは５〜１０重量％である。１重量％以下だと、ロウ・ワックス成分（Ｄ）を使用する効果が消滅する。２０重量％以上に成ると、２液反応硬化型樹脂液（Ｃ）の流動性が悪くなり、樹脂模型製作時の作業性が損なわれる。また、樹脂模型自身の強度が低下し、脱型時割れたり折れたりする可能性が高くなる。
【００７６】
このロウ・ワックス成分（Ｄ）の融点は６０〜１３０℃である。好ましくは６０〜１２０℃である。融点が６０℃以下の場合、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の硬化発熱でロウ・ワックス成分（Ｄ）が溶融し、ロウ・ワックス成分（Ｄ）の粒子が融合し、模型の上層に分離するので不適当である。融点が１３０℃以上になると分子量が大きくなり溶融粘度が高く脱ロウが遅れるため好ましくない。
【００７７】
ロウ・ワックス成分（Ｄ）の粒子は、最大５ｍｍ以下の粒子状である。５ｍｍより大きくなると、模型の５ｍｍ以下の肉厚部分に流れ込みにくくなり、模型中のロウ・ワックス成分（Ｄ）の均一分布が損なわれる。ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、好ましくは１ｍｍ以下である。このようなロウ・ワックス成分（Ｄ）の粒子は、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の中で、表面部分膨潤状態で浮遊している。よって、微粒子のロウ・ワックス成分（Ｄ）は、瞬時に液面に浮上することはない。硬化した樹脂模型の中では、樹脂膜に覆われた状態において粒子状で分散している。よって、脱ロウ・焼成工程で、樹脂が熱膨張・部分熱分解溶融し始めると、ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、高温・低粘度液体として樹脂模型よりしみ出して来るものである。即ち、脱ロウ性を向上させる有力成分として寄与するものである。
【００７８】
中空樹脂バルーン（Ｅ）は、内部が中空となった樹脂ビーズである。フエノール樹脂バルーンやアクリル樹脂バルーンが市販されている。これらの中空樹脂バルーン（Ｅ）の粒子径は１０〜１００μｍ程度であり、真比重は０．０１〜０．０３である。このような比重の軽い中空樹脂バルーン（Ｅ）を２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に配合すると、液面に浮遊しようとする。一方、ロウ・ワックス成分（Ｄ）の微粒子が配合されているため、中空樹脂バルーン（Ｅ）は、ロウ・ワックス成分（Ｄ）の微粒子を押しのけて浮上せねば成らないため、液面への浮上は思ったよりも遅れるものである。２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）はショートポットライフであり、２液配合の瞬間から化学反応を起こし、可使時間は１〜５分と短時間であり、注型作業終了時点には粘度上昇があるので、中空樹脂バルーン（Ｅ）の液面への集中的浮上は阻止される。
【００７９】
中空樹脂バルーン（Ｅ）の粒子径が１０μｍ以下になると、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）配合系の流動性が悪くなり、注型作業が困難となる。粒径が１００μｍ以上になると、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）配合系での中空樹脂バルーン（Ｅ）粒子の浮上が早くなり、液中分離が起こり好ましくない。好ましい粒径は２０〜８０ミクロンである。
【００８０】
これよって、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に配合され硬化した樹脂模型（Ｈ）の中に、中空樹脂バルーン（Ｅ）が比較的均一に分散された状態となる。これは、すなわち樹脂模型（Ｈ）の中に気体が封じ込められた状態で分散されたことになり、脱ロウ・燃焼不要成分をちりばめたこととなり、脱ロウ性の大幅寄与・燃焼性の大幅寄与効果を発現する。
【００８１】
中空樹脂バルーン（Ｅ）の配合量は、２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に対して０．００１〜１．０重量％である。配合量が０．００１重量％以下の場合は、脱ロウ性・燃焼性への大幅寄与効果が低減する。１．０重量％以上の場合は配合樹脂液系ががさつき、流動性が悪くなるため、スムースな注型作業が困難となる。好ましくは、中空樹脂バルーン（Ｅ）の配合量は２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）に対して０．０３〜０．１０重量％である。
【００８２】
多官能ポリオール成分（Ａ）、多官能ポリイソシアネート成分（Ｂ）、可塑剤（Ｃ）、ロウ・ワックス成分（Ｄ）及び中空樹脂バルーン（Ｅ）から成る２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）には、活性水素を持たない不活性な有機化合物を、必要により配合しても良い。例えば、有機溶剤・酸化防止剤・着色剤・硬化促進剤・分散剤・揺変剤等である。有機溶剤としては、粘度低減を目的に、酢酸メチル・酢酸エチル・酢酸ブチル・メチルエチルケトン・メチルイソブチルケトン・トルエン・キシレン等が配合されても良い。酸化防止剤としては、熱劣化・紫外線劣化防止を目的に、ヒンダードフエノール類やヒンダードアミン等が配合されても良い。着色剤としては、美的感覚を目的に、有機染料が配合されても良い。硬化促進剤としては、三級アミン・微量のオクチル酸亜鉛やヂブチルチンラウレートが添加されても良い。分散剤としては、アミド化合物や界面活性剤が添加されても良い。但し、燃焼後灰分となる無機物の配合は好ましくない。
【００８３】
次ぎに耐火コーテイング液（Ｉ）について詳しく説明する。
【００８４】
耐火コーテイング液（Ｉ）は、通常コロイダルシリカやエチルシリケートに微粉末ジルコニアやアルミナを配合したスラリー状の液体である。耐火コーテイング液（Ｉ）に使用されるバインダーであるコロイダルシリカやエチルシリケートは、可使時間なるものが存在するため、特に液のＰＨ管理をしっかりと行う必要がある。コロイダルシリカやエチルシリケートは、脱水反応によって硬化する。これを高温で焼成すると、さらに脱水を起こし、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合によってセラミック化し、高硬度の鋳型となる。エチルシリケートは、アルコール溶剤系で使用されるため、乾燥時アルコールが飛散する。コロイダルシリカは、水系であり、乾燥時水が飛散する。鋳造業界では、環境汚染の問題から、アルコールの飛散のないコロイダルシリカが多用される傾向にある。
【００８５】
次ぎに、本発明で使用するエポキシシリコン（Ｎ）について詳しく説明する。
【００８６】
エポキシシリコン（Ｎ）とは、ビスフエノールＡタイプエポキシ（Ｊ）にアミノシラン（Ｋ）を配合し、有機溶剤（Ｌ）で希釈した低粘度で、スプレー可能な液体である。
【００８７】
ビスフエノールタイプエポキシ（Ｊ）とは、下記化４の化学構造式で表される分子末端グリシジール基を持つエポキシであり、ビスフエノールＡタイプエポキシとビスフエノールＦタイプエポキシがある。ビスフエノールＡタイプエポキシは、エピコート８２８・エピコート１００１なる商標にて市販されている。ビスフェノールタイプエポキシ（Ｊ）は、下記化４の化学構造式で表されるものである。
【００８８】
【化４】

【００８９】
アミノシラン（Ｋ）とはシランカップリング剤として市販されており、下記化５の化学構造式で表される分子末端にアルコキシシリル基とアミノ基を有する化合物である。
【００９０】
【化５】

【００９１】
具体的に例をあげると、γアミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（βアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（βアミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【００９２】
有機溶剤（Ｌ）とは、エポキシとアミンの反応を損なわないエポキシ樹脂用希釈溶剤が好ましい。例えば、エポキシ樹脂を溶解する真溶剤としてのケトン系有機溶剤・エステル系有機溶剤、エポキシ樹脂を真溶剤で溶解後希釈する希釈溶剤となるエーテル系有機溶剤・芳香属系有機溶剤・アルコール系有機溶剤等である。
【００９３】
ケトン系有機溶剤としては、メチルエチルケトン・メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エステル系有機溶剤としては、酢酸メチル・酢酸エチル・酢酸プロピル・酢酸ブチル等が挙げられる。エーテル系有機溶剤としてはジオキサン・エチレングリコールジメチルエーテル・エチレングリコールジエチルエーテル・エチレングリコールジブチルエーテル等がある。芳香属系有機溶剤としては、トルエン・キシレンが代表的である。アルコール系有機溶剤としては、メタノール・エタノール・イソプロピルアルコール・ブチルアルコール・エチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶剤には微量水分が含まれているので、極力脱水して使用するのが好ましい。
【００９４】
ビスフエノールタイプエポキシ（Ｊ）とアミノシラン（Ｋ）が混合されると、ビスフエノールタイプエポキシ（Ｊ）のグリシジル基とアミノシラン（Ｋ）のアミノ基は、常温において付加反応を起こし結合する。アミノシランのアルコキシシリル基は、空気中の湿気や下地の耐火被覆層表面のＯＨ基と脱アルコール反応を起こし造膜する。グリシジル基とアミノ基の付加反応及びアルコキシシリル基の脱アルコール縮合反応は常温でスムースに進行するものである。
【００９５】
ビスフエノールタイプエポキシ（Ｊ）とアミノシラン（Ｋ）の配合比は、ビスフエノールタイプエポキシ（Ｊ）の１モルにアミノシラン（Ｋ）を１．５〜２モルとなる様に配合重量を決定すればよい。
【００９６】
エポキシシリコン（Ｎ）層は、下地のプライマリー層やバックアップ層に強固に接着する。接着機構は、アミノシラン（Ｋ）のアルコキシシリル基が下地の耐火コーテイング層表面のＳｉ−ＯＨ基と脱アルコール反応を起こし、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の形成が起こり、共有結合で強く接合する。また、エポキシ基とアミノ基の付加反応により生成するＯＨ基が、下地耐火コーテイング層のＳｉ−ＯＨと水素結合を生成し、強固に接着すると考えられる。
【００９７】
また、樹脂の中では比較的耐熱性に富んだ化学構造であり、低温領域（１００〜２００℃）では熱分解し難く、鋳型強度アップに寄与する。中温領域（３００〜５００℃）では燃焼するため、強度アップキープ力は徐々に消滅するであろう。高温領域（５００〜１０００℃）で、鋳型は焼結されてセラミック化し、鋳型強度は最高強度に到達する。鋳型強度の発現が不足し、割れを起こし易い低温領域（１００〜２００℃）での強度不足を、エポキシシリコン（Ｎ）が補うものである。
【００９８】
本発明の樹脂模型（Ｈ）を脱ロウする場合、ロウ模型（Ｈ）の脱ロウに適合した最適条件を適応することが必用である。一般にロストワックス精密鋳造では、ロウ模型の脱ロウ温度条件は、１２０℃に昇温し、１２０〜１５０℃で１〜２時間脱ロウし、３００〜５００℃に昇温される。この条件をそのまま適応すると、樹脂模型の熱膨張と熱分解による燃焼ガスの発生によって、鋳型内圧が急激に増大し、鋳型に亀裂を発生させ、場合によっては鋳型が崩壊することになる。鋳型が脱ロウ時にクラックを発生するのは、鋳型強度が低レベル時に内部応力が大きくなり、鋳型強度が内部応力に耐えないためであると考えられる。
【００９９】
本発明の樹脂模型に適した脱ロウ・焼成条件を検討した結果、６０〜１２０℃の低温領域において２〜８時間予備加熱を行い、樹脂模型重量の５〜５０％を初期脱ロウさせる工程を設け、炉内温度を徐々に上昇して１５０〜５００℃の中温領域で２〜５時間加熱を行い、樹脂模型の脱ロウ・燃焼を終了させる工程、５００〜１０００℃の高温領域で焼成する工程から成るものである。つまり、脱ロウしにくい樹脂成分が主体なるため、急速昇温を避けた低温脱ロウ条件を導入するものである。
【０１００】
６０〜１２０℃で２〜８時間予備加熱を行うことによって、樹脂成分中にミクロ相分離した可塑剤（Ｃ）が、樹脂膜を通過して樹脂と鋳型の界面ににじみ出て来ると思われる。これが蓄積されて、鋳型内面を伝って湯口より可塑剤（Ｃ）が流出し始める。更に、ロウ・ワックス成分（Ｄ）は、融点近辺または融点以上の温度にあるため、軟化・液化し始めており、可塑剤（Ｃ）と共ににじみ出し、または可塑剤（Ｃ）が流出した通路を伝って湯口より流出しはじめる。６０〜１２０℃の低温領域においては、樹脂成分は軟化劣化した状態であり、ガスを発生した熱分解はまだ起こっていない。よって、鋳型内部は樹脂成分の熱膨張に起因する内圧であり、可塑剤（Ｃ）やロウ・ワックス成分（Ｄ）を湯口へ押し出す力となる。よって、鋳型内部の圧力はこの押し出し流出によって緩和されるため、鋳型は内圧に耐えクラックが発生することは回避可能となる。
【０１０１】
３００℃以上に昇温すると、樹脂成分は、熱分解を起こし、分解ガスを発生しながら、主鎖・側鎖の解裂によって低分子化し、樹脂自身が部分的に液化する。分解ガスは、鋳型内部で発生し、封じこめられている。これによって、鋳型内圧が増大するが、６０〜１２０℃で可塑剤（Ｃ）やロウ・ワックス成分（Ｄ）が抜け出た通路が開かれれば、分解ガスは簡単に抜け出て行く。また残留液化物を湯口へ押し出す力ともなり、残留液化物が湯口より流出すると分解ガスは系外へ放出され、鋳型の内圧は低下する。鋳型内部では、樹脂がどんどん熱分解し、分解ガスが発生する。こう言った諸現象を伴って脱ロウと燃焼が順次に起こり、鋳型内圧の急激な増大は相当に緩和されると考えられる。脱ロウと燃焼が同時に活発化する時には、鋳型と樹脂模型の間にかなり大きい空間が発生しており、炎を出して残留液化物が流出する。
【０１０２】
本発明に使用される２液反応硬化型ウレタン樹脂液（Ｆ）の構成成分は、注型作業性・硬化性・硬化物の形状保持性・脱ロウ性・熱分解燃焼性等のバランスを取り、ロウ模型の欠点を改善した樹脂模型となるように構成されている。こう言った構成成分からなる樹脂模型を脱ロウする場合、鋳型に無理な応力がかからないように、ゆっくりと徐々に脱ロウする温度条件を設定した点に、大きなポイントがある。更に、耐火コーテイング層にエポキシシリコン層を挟む構造としたことによって、低温領域での鋳型強度アップを加えた。
【０１０３】
樹脂模型の組成・耐火コーテイング材の強度アップ、樹脂模型に適した脱ロウ条件の適応と言った３方向から鋭意検討し、脱ロウ・焼成工程にてクラックの無い鋳型と成す方法を見出し、本発明に至った。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のロストワックス精密鋳造用鋳型を用いて精密鋳造を行うことにより、幾多の効果が発現する。その効果を挙げると次の通りである。
【０１０５】
従来のロストワックス精密鋳造では成し得なかったシャープエッジ及びリブ立ちの有る薄肉複雑形状鋳物製品が製作できる。
【０１０６】
チタン合金に適応することにより、寸法精度に優れた軽量・高硬度・高耐熱・高腐食性の薄肉複雑形状チタン鋳物製品が製作できる。
【０１０７】
レース用自動車の機構部品・航空機ジエットエンジン部品・ロボット部品・宇宙開発ロケット部品が高精度で軽量化できる。
【０１０８】
特に、ハイテク産業向け鋳造部品の製作が可能となり、大きな効果が期待される。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
In order to improve the shape retention, which is a drawback of the wax model used in the lost wax method, the present invention relates to a lost wax precision casting method using a resin model instead of a wax model. The present invention relates to a method for producing a lost-wax precision casting mold capable of fully exerting and eliminating cracks in the mold.
[0002]
[Prior art]
The entire lost wax precision casting method as a conventional technique will be described. With the lost wax method, a wax model that has the same shape as a cast product is manufactured by injection molding a molten wax component in a mold for mass production of a wax model, cooling, and demolding. After heating and melting the wax model, it was completely burned off by high-temperature firing to produce a hollow mold.The molten alloy was poured into the mold, and after cooling and solidifying, the mold was cooled. It goes through a manufacturing process of crushing and removing the casting.
[0003]
More specifically, this wax component is injection-molded into a mold to produce a wax model, but the injection temperature, injection pressure, injection pressure holding time, and cooling demolding temperature are controlled to produce a uniform quality wax model. Is done. The wax model thus manufactured is stored in a constant temperature room at a constant temperature, and care is taken to maintain the dimensional accuracy as much as possible. In assembling the wax model, a wax model is brazed to a separately-created gate model and integrated into a tree shape to assemble. The entire assembled model is called a tree. Since the shape of the tree is directly used as the gate system, the design is made in consideration of many factors such as the properties of the molten metal, the size and shape of the casting, the casting conditions, and the cutting properties from the tree.
[0004]
The tree thus manufactured is repeatedly immersed in a coating slurry and dried, and coated in a layered manner. The binder used for the coating slurry is colloidal silica, ethyl silicate or the like. These binders are mixed with refractory fine powder as a filler to form a slurry. After the wax model is immersed in the slurry thus manufactured, stucco grains are sprinkled and dried. Stucco grains include zirconide and molokite grains. By repeating such operations a plurality of times, the coating operation is completed.
[0005]
Next, the wax model is eluted from the mold at a temperature of 120 to 150 ° C. in an autoclave. This is called dewaxing. The dewaxed shell mold is fired in a high-temperature firing furnace at 700-1000 ° C. in order to remove the attached wax and incompletely burned carbon powder and to increase the strength of the mold. The molten alloy is cast into the mold thus manufactured, and after cooling, the mold is disintegrated with a knock-at machine or the like. . The repairable portion is repaired by welding, and the surface is finished by NC processing or grinder, and is heat-treated to be a cast alloy product.
[0006]
Various researches and developments have been made on models used in the lost wax method. First, as a wax component of a wax model used as a model, a mixture of paraffin, rosin, carnauba wax, and terephthalic acid is generally used. The details of the wax component are described in a casting handbook (edited by the Japan Foundry Association). In addition, recently, Patent Document 1 reports the effectiveness of a wax component obtained by mixing a melamine powder with a wax component. It is considered that there is a limit in improving the mechanical strength properties of the wax model as long as the wax component keeps the property of melting at a high temperature and easily dewaxing. In addition, as a model, many systems in which a synthetic resin and a wax model are laminated and united have been reported. For example, Patent Document 2 is a model in which a synthetic resin film is formed on a wax surface. In Patent Literature 3, a tooth binding model is manufactured by heating and melting a resin to form a model. Patent Document 4 is a model in which a lost wax table is laminated on a photocurable resin sheet. Patent Document 5 is a model in which wax, a plastic material, and the like are applied to an embroidery model made of a cotton thread or a synthetic material. Patent Document 6 is a model in which a photocurable resin model or a heat-melting resin laminated model is inserted into a mold and lost wax is injection-molded. Patent Document 7 is a model in which a lost wax table is laminated on an ultraviolet curable resin model. As described above, the synthetic resin has been used for a part or the whole of the model, but this is mainly aimed at improving the shape retention of the wax model and producing the model easily.
[0007]
It is known that a model using a synthetic resin is used as a substitute for a wax model in the precision casting lost wax method. However, when a resin model is used as a substitute for a wax model, it is difficult for the resin of the resin model to be easily washed away during the dewaxing process. The mold may grow, causing hair cracks and cracks in the mold, and in some cases, the mold may collapse. As described above, in the dewaxing step and the initial firing step, the resin model is hardly subjected to outflow desorption / pyrolysis and combustion, and thus the resin model is not used at present.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-38549
[Patent Document 2]
JP-A-5-23791
[Patent Document 3]
JP-A-5-329174
[Patent Document 4]
JP-A-7-9084
[Patent Document 5]
JP-A-7-299542
[Patent Document 6]
JP-A-7-47443
[Patent Document 7]
JP 2000-263186 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
When a precision casting is manufactured by the lost wax method, it is common to use a wax model composed of a wax component. This takes advantage of the feature that the wax component liquefies at a temperature equal to or higher than the melting point, and is easily melted, desorbed and discharged in the dewaxing step, and has excellent performance of complete combustion in the sintering step. However, in recent years, precision castings have come to have a complicated structure and require strict dimensional accuracy. As a result, various issues have arisen, and in some cases, there is a case where a wax model cannot cope.
[0010]
In other words, the problems with these wax models are that the edges are hard to come out, the thin ribs are hard to stand, the thin ribs are easy to break, and the thin part must be removed with great care when removing the mold. It means that there is a technical limit in the production of a wax model having a part as thin as 1 mm or less. In addition, the produced wax model has problems that it is easily damaged due to its low surface hardness, has poor dimensional accuracy, and is damaged by drop impact when it is carried.In addition, the created wax model undergoes shape change under summer conditions. There is a problem that it must be stored in a constant temperature room because it is easy. Furthermore, there is a problem that when moving a wax model in summer, great care must be taken. These are derived from the fact that the wax component is a relatively low molecular organic substance and softens at about 80 ° C. Thus, the problem of the wax model concentrates on the problem caused by the wax component. In order to improve the problem caused by the wax component, improvement research by changing the composition of the wax component has been conducted.However, the wax component is a low-melting organic substance that melts at a temperature slightly higher than room temperature, and crystallizes at room temperature.・ Since it is solidified, the fundamental problem has not been solved yet.
[0011]
The inventors of the present invention have intensively studied a resin composition which is excellent in shape retention time, dewaxing property (heated melt-off property), and high-temperature flammability in a resin model in which the defect of the wax model is promised to be improved. Was. An object of the present invention is to provide a model resin composition excellent in shape retention and dewaxing properties in a system in which a plasticizer and a wax component are skillfully blended with a urethane resin which is easily thermally decomposed. Setting up a suitable dewaxing method and reinforcing the mold in the low temperature region to be dewaxed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention comprises a polyfunctional polyol component (A), a polyfunctional polyisocyanate component (B), a plasticizer (C), a wax component (D), and a hollow resin balloon (E). A step of blending a liquid reaction-curable urethane resin liquid (F), casting into a mold (G), curing and demolding to produce a resin model (H): the resin model is added to a fire-resistant coating liquid (I). (H) is immersed, then pulled up and dried, and the operation of applying epoxy silicon (N) to the surface, drying and curing to form a coating layer is repeated a plurality of times, and the surface of the resin model (H) is repeated. A step of manufacturing a primary layer composed of a plurality of coating layers: dipping the resin model (H) in a refractory coating liquid (I), sprinkling stucco (M) on the surface thereof, and drying; The operation of forming a thick film coating layer by applying, drying and curing the oxysilicon (N) is repeated a plurality of times, and a backup layer comprising a plurality of thick film coating layers laminated on the surface of the resin model (H). A step of preparing: a resin model (H) coated with a thick-film refractory coating multilayer comprising the primary layer and the backup layer is placed in a furnace with a gate down, in a low-temperature region of 60 to 120 ° C., Step of preheating for 2 to 8 hours to initially dewax 5 to 50% of the weight of the resin model: gradually increase the temperature in the furnace, and heat for 2 to 5 hours in a medium temperature region of 150 to 500 ° C. Terminating the dewaxing and burning of the resin model: and firing at a high temperature range of 500 to 1000 ° C. for 2 to 5 hours.
[0013]
Furthermore, the average number of functional groups of the polyfunctional polyol component (A) is 2.8 or more, the average number of functional groups of the polyfunctional polyisocyanate component (B) is 2.0 or more, and NCO / OH is 0.8 to 1.0. It is desirable that
[0014]
Furthermore, it is desirable that the plasticizer (C) is phase-separated and micro-dispersed during the reaction curing of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F).
[0015]
Further, the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) preferably contains 2 to 20% by weight of a polyether chain represented by the following chemical structural formula.
[0016]
Embedded image

[0017]
Further, the wax component (D) is in the form of a powder having a melting point of 60 to 130 ° C. and a maximum of 5 mm, and is desirably contained in the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) in an amount of 3 to 30% by weight.
[0018]
Furthermore, it is desirable that the epoxy silicon (N) is composed of bisphenol type epoxy (J), aminosilane (K), and organic solvent (L).
[0019]
The particle diameter of the hollow resin balloon (E) is 10 to 100 μm, the true specific gravity is 0.01 to 0.03, and the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) has a particle diameter of 0.001 to 100 μm. It is desirable to add 0.5% by weight.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The process for producing a lost wax precision casting mold using the resin model of the present invention will be described.
[0021]
In the first step of manufacturing a lost wax precision casting mold using a resin model, a polyfunctional polyol component (A), a polyfunctional polyisocyanate component (B), a plasticizer (C), and a wax component (D) and a two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) composed of a hollow resin balloon (E), and the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is cast into a mold (G). Then, the resin is cured and removed from the mold to produce a resin model (H).
[0022]
In the first step, the binder component of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is composed of a polyfunctional polyol component (A) and a polyfunctional polyisocyanate component (B). The plasticizer (C), the wax component (D) and the hollow resin balloon (E) are additive components. The plasticizer (C) may be added to the polyfunctional polyol component (A), or may be added as one component when producing the polyfunctional polyol component (A). Further, the plasticizer (C) may be added to the polyfunctional polyisocyanate component (B), or may be added as one component when producing the polyfunctional polyisocyanate component (B).
[0023]
Further, the wax component (D) may be added to the polyfunctional polyol component (A), or may be added after the polyfunctional polyol component (A) and the polyfunctional polyisocyanate component (B) are blended. May be. Furthermore, the wax component (D) may be added to the polyfunctional polyisocyanate component (B), or after the polyfunctional polyol component (A) and the polyfunctional polyisocyanate component (B) are blended. It may be added.
[0024]
The hollow resin balloon (E) may be added to the polyfunctional polyol component (A), or may be added after the polyfunctional polyol component (A) and the polyfunctional polyisocyanate component (B) are blended. . Further, the hollow resin balloon (E) may be added to the polyfunctional polyisocyanate component (B).
[0025]
In this way, a two-pack comprising the polyfunctional polyol component (A), the polyfunctional polyisocyanate component (B), the plasticizer (C), the wax component (D), and the hollow resin balloon (E) A reaction-curable urethane resin liquid (F) is blended and cast into a mold (G).
[0026]
As the mold (G), a mold, a simple mold, a resin mold, and a silicone rubber mold are applicable. The mold is suitable for mass production, the simple mold and resin mold are suitable for medium-volume production, and the silicone rubber mold is suitable for small-lot trial production. The mold, the simple mold, and the resin mold have a draft design with a draft angle, but in the case of a silicon rubber mold, the die design with a draft angle is not an absolute condition. That is, because of the elasticity of the rubber, the silicon rubber mold has a performance of being restored to the original shape when the model is taken out by slightly bending the mold and the bending stress is released. However, if used many times, the rubber elasticity will be lost, so that about 20 moldings are the limit. Therefore, it is suitable for small-scale trial production.
[0027]
The two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) poured into the mold (G) causes a chemical reaction at room temperature and cures for a set time. After curing and maintaining the shape, the mold is removed and the resin model (H) is taken out. It is general practice to apply and release a release agent in advance on the mold (G) to be used.
[0028]
In the second step, the resin model (H) is immersed in the refractory coating solution (I), pulled up and dried, coated with epoxy silicon (N), dried and cured, and then cured. The operation of forming a fire-resistant coating layer on the surface of the substrate is repeated a plurality of times, for example, 2 to 5 times, to form a primary layer in which a plurality of fire-resistant coating layers are laminated.
[0029]
That is, in the second step, when the resin model (H) is immersed in the refractory coating liquid (I) and pulled up, the refractory coating liquid (I) adheres to the surface of the resin model (H) and is pulled up. . This is dried, and the epoxy silicon (N) is applied to the surface of the fireproof coating layer of the resin model (H), and dried and cured to form a fireproof coating layer on the surface of the resin model (H). . By repeating this operation 2 to 5 times, a primary layer composed of 2 to 5 refractory coating layers is formed. The epoxy silicon (N) is a low-viscosity liquid diluted with a solvent, and is coated entirely or partially by spraying. The refractory coating solution (I) usually needs to be dried for half a day to one day, but the epoxy silicon (N) is formed by drying for 1 to 3 hours.
[0030]
Since the primary layer is transferred to the surface of the casting, a relatively fine filler is blended to form a dense refractory coating layer. It is desirable that the primary layer be formed by repeating several times. If a thick film is coated at once, a crack is generated at the time of drying, so that it is necessary to apply the film again.
[0031]
Next, in a third step, the resin model (H) is dipped in the refractory coating liquid (I), pulled up, sprinkled with stucco (M), dried, coated with epoxy silicon (N), and dried. And curing to form a thick refractory coating layer on the surface of the resin model (H). By repeating this operation 2 to 5 times, a thick backup layer composed of 2 to 5 thick refractory coating layers is formed.
[0032]
In this third step, the resin model (H) is immersed in the refractory coating liquid (I), pulled up, sprinkled with stucco (M) before drying, and dried. Thereafter, an epoxy silicon (N) is applied, dried and cured to form a thick refractory coating layer on the surface of the primary layer of the resin model (H). This operation is repeated two to five times to form a thick-film backup layer in which two to five thick-film refractory coating layers are laminated. That is, a thick film can be obtained by sprinkling the stucco (M) and attaching it.
[0033]
In the above-described second and third steps, the resin model (H) has a densely laminated primary layer in a structure in which an epoxy silicon (N) layer is provided between refractory coating layers, and a backup layer laminated in a thick film. It will be covered with. That is, the layer made of the refractory coating liquid (I) and the epoxy silicon (N) layer are alternately alternated. The refractory coating layer does not exhibit large strength in a low temperature range of 60 to 120 ° C. It is baked in a high temperature range of 500 to 1000 ° C. to develop strength and form a kind of ceramic layer.
[0034]
On the other hand, the layer made of epoxy silicon (N) is completely formed at normal temperature and has a heat-resistant three-dimensional network structure. Therefore, in a low temperature range of 80 to 200 ° C., a refractory coating consisting of a primary layer and a backup layer is formed. It gives strength to the layer. It is assumed that the fuel burns in a high temperature range of 500 to 1000 ° C. and its strength is lost. Therefore, the mold strength in the low-temperature region is remarkably improved by providing a layer composed of epoxy silicon (N) between layers.
[0035]
Next, in a fourth step, the resin model (H) having the primary layer and the backup layer formed on the surface thereof serving as a mold is placed in a furnace with the gate facing down, and preheated at 60 to 120 ° C. for 2 to 8 hours. And 5 to 50% of the weight of the resin model is initially dewaxed.
[0036]
In this fourth step, by preheating at 60 to 120 ° C. for 2 to 8 hours, the plasticizer (C) and the wax component (D) are softened or melted, and the inside of the resin model (H) is gradually reduced. Oozes out from the surface of the resin model (H). In this temperature range, no combustion gas is generated, and the internal stress of the mold is due to the expansion of the resin model (H). The mold made of the refractory coating layer is remarkably reinforced by the layer made of epoxy silicon (N). Therefore, cracking does not occur at this level.
[0037]
The exuded plasticizer (C) and wax component (D) accumulate in the gap between the resin model (H) and the mold, penetrate into the porous inner surface of the mold, and the increase in the mold internal pressure is reduced. When the accumulation of the wax component (D) further increases, it slowly descends, drips from the gate, and starts dewaxing. Once the dewaxing phenomenon occurs, a dewaxing passage is formed, after which the dewaxing proceeds sequentially. If the temperature is raised so as to pass through this process in a short time, the temperature in the mold rapidly rises due to the rapid rise in the combustion temperature range and the accompanying decomposed gas. Even though the mold was cracked, it would crack.
[0038]
In the fourth step, when preheating at 60 to 120 ° C. is performed for 8 hours or more, the process time becomes long, and there is no economical efficiency. In addition, within 2 hours, the plasticizer (C) and the wax component (D) did not exude sufficiently and dewaxing did not proceed. For this reason, the preheating time is preferably 2 to 4 hours at 60 to 120 ° C. Then, it is preferable that 2 to 20% of the weight of the resin model is initially dewaxed.
[0039]
Next, in a fifth step, the temperature in the furnace is gradually increased, and heating is performed at 150 to 500 ° C. for 2 to 8 hours to complete the dewaxing and burning of the resin model.
[0040]
In the fifth step, a two-component reaction curing type comprising a polyfunctional polyol component (A), a polyfunctional polyisocyanate component (B), a plasticizer (C), a wax component (D) and a hollow resin balloon (E). The cured product of the urethane resin liquid (F) is thermally decomposed and melts while generating a decomposition gas, so that the liquefied material tends to flow out. At this time, an outflow passage has already been formed between the resin model (H) and the mold, and the molten liquefied material from this passage tends to flow out through this outflow passage. At this time, the internal pressure of the mold due to the decomposition gas serves as a force for pushing out the molten and liquefied material, so that the dewaxing proceeds smoothly and the decomposition gas is also discharged smoothly, resulting in mold cracking of the mold. Is avoided.
[0041]
Next, in a sixth step, the mold is fired at 500 to 1000 ° C.
[0042]
In this sixth step, the resin model is burning and the mold is fired to reach the maximum strength. Thereafter, after gradually cooling, the ash remaining in the mold is removed to complete the mold without cracks and hair cracks.
[0043]
Next, the components of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) used in the present invention will be described.
[0044]
The skeleton of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is composed of two components, a polyfunctional polyol component (A) and a polyfunctional polyisocyanate component (B). It starts and heats up and cures. The plasticizer (C) and the wax component (D) contained in the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) are mixed with either the polyfunctional polyol component (A) or the polyfunctional polyisocyanate component (B). Or may be blended in both.
[0045]
Examples of the polyfunctional polyol component (A) include low molecular polyol, polyether polyol, amine polyol, polyester polyol, acrylic polyol, and butadiene polyol. Examples of the low molecular polyol include ethylene glycol, propylene glycol, 1-4 butanediol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol. As the polyether polyol, polyether polyols of various molecular weights obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to the above low molecular polyol are commercially available. The terminal hydroxyl group becomes primary or secondary by various addition methods such as ethylene oxide single addition, propylene oxide single addition, mixed addition, and sequential addition. Accordingly, polyether polyols having different hydrophilicity depending on whether the added chain is ethylene oxide or propylene oxide, with different reactivity of terminal hydroxyl groups, are commercially available.
[0046]
The amine polyol is obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a low molecular weight amine such as ammonia / ethylene diamine. Therefore, the polyol contains tertiary nitrogen in the molecule and has an effect of promoting the reactivity of isocyanate. It is an essential component of the present invention that performs rapid curing.
[0047]
Polyester polyols are obtained by esterifying a dibasic acid and a low-molecular-weight diol to form a hydroxyl group at the molecular end. Various kinds of polyester polyols can be obtained by selecting and adjusting the types of the dibasic acid and the low molecular diol, adjusting the molecular weight, and using a small amount of a polyfunctional low molecular polyol. There is also a lactone polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactam. By adding an alkylene oxide to these, there are those having a polyester chain and a polyether chain, which are very diverse.
[0048]
The acrylic polyol is obtained by polymerizing methyl acrylate or methyl methacrylate with an acrylic monomer having a terminal hydroxyl group, and is an acrylic oligomer having a plurality of hydroxyl groups in an acrylic chain. Various acrylic polyols formed by selecting the type of acrylic monomer and adjusting the molecular weight are commercially available. The resin liquid obtained by increasing the degree of polymerization to a level at which a film is formed, polymerizing the resin, and dissolving it in an organic solvent is subjected to slight crosslinking with an aliphatic polyisocyanate. Butadiene polyol is a copolymer of butadiene having a hydroxyl group at a terminal and a compound having a double bond. A relatively hydrophobic polyol.
[0049]
These polyfunctional polyols may be jointed with a polyisocyanate to form a urethane-modified polyol having a terminal hydroxyl group. Since the molecular weight is slightly increased due to oligomerization by urethanization modification, the viscosity tends to increase. Therefore, it is preferable that a part of the polyfunctional polyol is a urethane-modified polyol.
[0050]
The polyfunctional polyisocyanate component (B) is a compound containing two or more isocyanate groups in one molecule, and the polyol component is one containing two or more hydroxyl groups in one molecule. The isocyanate group is a very reactive functional group, and reacts with a hydroxyl group having active hydrogen, an amino group, or a thiol group. Amino groups and thiol groups react instantaneously, so they are limited to poorly reactive isocyanate components and poorly reactive aromatic amines.However, the combination is often used because they react too quickly. It has not been.
[0051]
Examples of the polyisocyanate component include an aromatic polyisocyanate, an aliphatic polyisocyanate, and an alicyclic polyisocyanate. Typical aromatic polyisocyanates include tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate. Tolylene diisocyanate is obtained as a mixture of various isomers due to a chemical reaction at the time of production, and industrially, TDI-100 (2,4-TDI) is obtained by a mixing ratio of 2,4-form and 2,6-form. 100%), TDI-80 (2,4-TDI 80% 2,6-TDI 201%) and TDI-65 (2,4-TDI 65% 2,6-TDI 35%) are commercially available. The diphenylmethane diisocyanate is also obtained as a mixture of various isomers due to a chemical reaction at the time of production, and there are industrially pure MDI and polymeric MDI. Pure MDI is binuclear, polymeric MDI is polynuclear, pure MDI is isolated by distillation, and polymeric MDI remains as a bottom. Since the number of polynuclear bodies in the polymeric MDI varies depending on the production conditions, various polymeric MDIs are commercially available from various manufacturers. Further, naphthalene diisocyanate and tolidine diisocyanate having an isocyanate group in the naphthalene nucleus can be used. Examples of the aliphatic polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, and lysine diisocyanate. Examples of the alicyclic polyisocyanate include hydrogenated xylylene diisocyanate obtained by hydrogenating xylylene diisocyanate and hydrogenated MDI obtained by hydrogenating MDI.
[0052]
Since polyisocyanate is highly reactive, volatile polyisocyanate is highly toxic and is used after being subjected to various modifications. Examples include urethane modification, dimerization, trimerization, polycarbadiimidation, urea modification, prepolymerization, and blocking. These are those which are self-condensed by utilizing the high reactivity of isocyanate groups or are joined via an active ingredient to leave isocyanate groups at the terminals.
[0053]
The two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) containing the polyfunctional polyol component (A) and the polyfunctional polyisocyanate component (B) as resin components has a polyether chain represented by the following chemical structural formula (2). It contains 20% by weight.
[0054]
Embedded image

[0055]
When a polyether is used for the polyfunctional polyol component (A), a polyether chain is introduced. When a polyester polyol is used, a polyether ester means that a polyether chain has been introduced. If the polyfunctional polyisocyanate component (B) is a terminal isocyanate joined with a polyether, a so-called quasi prepolymer, it means that a polyether chain has been introduced.
[0056]
This polyether chain is a soft component, and when heated to a high temperature in the dewaxing / firing step, it thermally decomposes and easily liquefies, outflows and burns due to the thermal decomposition, and thus fulfills the object of the present invention.
[0057]
The blending amount of the polyisocyanate component and the polyol component is calculated such that the number of NCO groups and the number of OH groups are calculated, and the ratio of the number of NCO groups to the number of OH groups (NCO / OH) is usually around 1.0. (NCO / OH) = 1.0 is a design in which the number of isocyanate groups and the number of hydroxyl groups are the same, and the reaction ends exactly. That is, it is a region where the highest strength is exhibited. In the present invention, by setting the average number of functional groups of the polyisocyanate component to be 2.1 or more and the average number of functional groups of the polyol component to be 3.0 or more and polyfunctional, the NCO / OH becomes 0.7 in the region of 1.0 or less. It is set to 1.0. Preferably, it is 0.8 to 0.9. When the NCO / OH is 0.7 or less, the isocyanate group is in a state of a significant shortage, a three-dimensional network structure cannot be obtained after the reaction curing, the hardness is extremely reduced, and finally, the shape becomes so soft that it becomes difficult to maintain the shape. On the other hand, when the NCO / OH is 1.0 or more, the isocyanate groups become excessive, and unreacted isocyanate groups remain even after the demolding time, so that a predetermined hardness is not obtained or color unevenness occurs on the surface of the cured product. Phenomena such as foaming of the surface of the cured product occur.
[0058]
Examples of catalysts that promote the chemical reaction between the polyfunctional polyol component (A) and the polyfunctional polyisocyanate component (B) include a metal catalyst and an amine catalyst. Examples of the metal catalyst include zinc octylate / lead octylate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, and the like. Examples of the amine catalyst include triethylenediamine, NN-dimethylpiperazine, N-methylmorpholine, and the like. These catalysts are usually added to the polyol component. Usually, 1 to 1000 ppm is added to the polyfunctional polyol component (A) to adjust the pot life. In the present invention, a catalyst is added to the polyfunctional polyol component (A) so that the pot life, that is, the pot life is within 5 minutes. If the pot life is 5 minutes or more, the curing demolding time becomes 2 hours or more, which hinders the production of the resin model. Therefore, the pot life is preferably 1-2 minutes.
[0059]
The plasticizer (C) used in the present invention is a compound having no functional group that causes a chemical reaction and having negligible inactive volatility, and is preferably a liquid at room temperature. Examples of the plasticizer (C) include an ester plasticizer, an ether plasticizer, and an ester / ether plasticizer. Specifically, typical examples of the ester plasticizer include dioctyl adipate (DOA), dioctyl phthalate (DOP), and dibutyl phthalate (DBP). In addition, benzyl acetate, butyl benzoate, octyl benzoate, isopentyl benzoate, ethylene glycol benzoate diester, polyethylene glycol benzoate diester, propylene glycol benzoate diester, polypropylene glycol benzoate diester, ethylene glycol dioleate, polyethylene glycol dioleate Propylene glycol dioleate, polypropylene glycol dioleate and the like. Examples of the ether plasticizer include ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol diphenyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl butyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and triethylene glycol. Examples include diethyl ether, troethylene glycol dibutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol diethyl ether. Examples of the ether ester include ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, dietene glycol monophenyl ether acetate, and the like.
[0060]
The amount of the plasticizer (C) used is 2 to 20% by weight based on the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F). When the amount of the plasticizer (C) used is as high as 20% by weight or more, the plasticizer (C) bleeds to the surface of the resin model, and stickiness and tack occur. When the use amount of the plasticizer (C) is 2% by weight or less, the resin is thermally decomposed, melted, washed away, and hardly flows out in the dewaxing / firing step when burned. This is because the plasticizer (C) is a liquid at room temperature and has a low viscosity that easily flows out at a high temperature. In order to exert such effects strongly, it is desired that the plasticizer (C) be contained as high as possible.
[0061]
As a result of intensive studies to increase the content of the plasticizer (C) as much as possible, the plasticizer (C) is rapidly cured within a usable time of 5 minutes, the plasticizer (C) undergoes phase separation from the cured resin, and the three-dimensional network of the cured resin is obtained. It has been found that it is effective to achieve a state of being confined in a micro-dispersed state in the structure. If such a phase-separated micro-dispersed structure is expressed in words, it can be expressed that a plasticizer (C) that becomes a larva is present in the honeycomb-shaped cured resin. The honeycomb-shaped cured resin has a structure excellent in physical properties, and has a structure in which the plasticizer (C) is carefully preserved in the honeycomb and is not released to the outside. Therefore, even if the content of the plasticizer (C) is relatively high, the plasticizer (C) does not ooze onto the surface of the cured product and does not cause tack. When the phase-separated micro-dispersed structure is not taken, the plasticizer dissolves in the cured resin. When the plasticizer becomes saturated or more, the plasticizer oozes out on the surface of the cured product, and tack is generated. If there is much oozing, stickiness tends to occur. Such a phase-separated microdispersion structure has been confirmed by an electron microscope. In order to promote the phase-separated microdispersion structure, it is necessary to rapidly cure within 5 minutes of the pot life. It is preferably within 3 minutes. When the pot life exceeds 5 minutes, the phase separation micro-dispersion becomes difficult to complete, and more than one day is required for demolding at the time of model production, and the speed of model production is lost.
[0062]
At the time when the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is present, the plasticizer (C) needs to be in a homogeneously dissolved state. At the end, it contains a microdispersed plasticizer to prevent bleeding to the surface. Composition is composed on such a delicate balance. That is, it is designed in a region where the balance between the hydrophilicity and the hydrophobicity of the plasticizer (C) and the reaction-curable resin is well adjusted. An alkylene oxide chain is effective as a hydrophilic segment, and a hydrocarbon chain is effective as a hydrophobic segment. These hydrophilic segment and hydrophobic segment are determined by selection of the raw material monomer to be used. The balance between the hydrophilicity and the hydrophobicity needs to be designed with a certain degree of deviation. If ethylene oxide chains are frequently used in the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F), hydrophilicity becomes stronger, and if propylene oxide chains are used, the hydrophilicity becomes weaker than ethylene oxide chains. When the number of ethylene oxide chains or propylene oxide chains is reduced, a two-part reaction-curable urethane resin liquid (F) having high hydrophobicity is obtained, and the hydrophilicity and hydrophobicity can be adjusted within a certain range. Further, by adjusting the type and amount of the plasticizer (C), the hydrophilicity and hydrophobicity of the plasticizer (C) itself can be adjusted within a certain range. For example, when the terminal is an alkyl ether, the hydrophobicity increases as it changes to methyl ether / ethyl ether / butyl ether / phenyl ether. As described above, the chemical structure and the amount of the plasticizer (C) used and the chemical structure and the amount of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) are changed to set the range of the phase separation microdispersion.
[0063]
The plasticizer (C) is liquid at normal temperature. The plasticizer (C) is encapsulated in the resin in a micro-dispersed state in the resin model in which the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is cured. Therefore, when the resin begins to undergo thermal expansion / partial thermal decomposition and melting in the dewaxing / firing process, the plasticizer (C) exudes from the resin model as a high-temperature, low-viscosity liquid. That is, it contributes as a leading component for improving the dewaxing property.
[0064]
Next, the wax component (D) used in the present invention will be described.
[0065]
Wax occurs naturally and is typically a candle. The chemical composition of wax is an ester composed of higher fatty acids and higher alcohols, and is called wax ester. The higher fatty acids and higher alcohols mainly have 16 or more carbon atoms. Since it is an ester compound, some acid value remains. That is, free fatty acids remain. Further, since a large number of saturated and unsaturated higher fatty acids are present in nature, some waxes also contain higher unsaturated fatty acids and hydroxy acids. These waxes have a chemical structure close to paraffin, are solids crystallized or non-crystallized at room temperature, and their melting points are generally in the region of about 80 ° C. Typical waxes include candelilla wax, carnauba wax, rice wax, beeswax, whale wax, montan wax and the like. These waxes may be used alone or as a mixture, and may contain a third component. The main component is an ester compound of a higher fatty acid and a higher alcohol having a chemical composition of wax.
[0066]
Waxes include petroleum wax and synthetic wax. It is easy to understand that wax is a natural wax.
[0067]
Petroleum waxes are hydrocarbons that are present in crude oil and are solid or semi-solid at ordinary temperatures, and are roughly classified into paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolactam.
[0068]
Paraffin wax is a wax which is mainly composed of a straight-chain saturated hydrocarbon having 20 to 36 carbon atoms, contains a small amount of side-chain saturated hydrocarbon, naphthein, and aromatic hydrocarbon, and has a molecular weight of 300 to 500 and is solid at ordinary temperature. is there.
[0069]
Microcrystalline wax is a somewhat complex compound having a molecular weight of 450 to 700 larger than paraffin wax and having a side chain in the main chain, and has a carbon number in the range of approximately 31 to 50. It is a wax that is solid at room temperature and contains a small amount of straight-chain saturated hydrocarbon, naphthein, aromatic hydrocarbon, etc. in addition to the side chain saturated hydrocarbon as the main component.
[0070]
Petrolactam is a semi-solid wax at room temperature that contains a small amount of straight-chain saturated hydrocarbons, naphthein, aromatic hydrocarbons, etc. in addition to the main chain side-chain saturated hydrocarbons like microcrystalline wax. .
[0071]
Examples of the synthetic wax include petroleum-based synthetic wax, polyethylene wax, fish art Tropsch wax, and oil-based synthetic wax.
[0072]
As a petroleum-based synthetic wax, there is montan wax, a black-brown wax obtained by extracting an organic solvent from bitumen-containing lignite and having a melting point of about 85 ° C. The oxide of the crude montan wax is commercially available as an acid wax.
[0073]
Polyethylene wax is produced by polymerization of ethylene, but also by thermal decomposition of general-purpose polyethylene. Natural wax has a molecular weight of 1,000 or less, whereas polyethylene wax has a molecular weight of 1,000 to 10,000. Differences in physical properties due to the difference in molecular weight and differences in chemical structure such as a continuous structure of ethylene chains cause various properties. Different.
[0074]
The wax component (D) of the present invention may be composed of a single wax / single wax, but is rather used as a blend. The wax component (D) is a compound having a strong paraffinic property, having a very high hydrophobicity, and being solid at room temperature. Therefore, it has a property that it is hardly dissolved in the polyfunctional polyol component (A), the polyfunctional polyisocyanate component (B) and the plasticizer (C). Therefore, even if it is mixed with the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F), it is hardly dissolved, and is in a state of swelling and floating in the liquid system. In such a state, when the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is rapidly cured, it is embedded as a solid in the cured resin as a result.
[0075]
The wax component (D) is used in an amount of 1 to 20% by weight based on the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F). More preferably, it is 5 to 10% by weight. When the content is less than 1% by weight, the effect of using the wax component (D) disappears. When the content is 20% by weight or more, the fluidity of the two-component reaction-curable resin liquid (C) deteriorates, and the workability at the time of manufacturing the resin model is impaired. In addition, the strength of the resin model itself decreases, and the possibility of cracking or breaking during removal from the mold increases.
[0076]
The melting point of the wax component (D) is 60 to 130 ° C. Preferably it is 60-120 degreeC. When the melting point is 60 ° C. or less, the wax and wax component (D) is melted by the heat of curing of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F), and the particles of the wax and wax component (D) are fused to form an upper layer of the model. It is not suitable because it is separated into When the melting point is 130 ° C. or higher, the molecular weight increases, the melt viscosity becomes high, and the dewaxing is delayed, which is not preferable.
[0077]
The particles of the wax component (D) are in the form of particles having a maximum size of 5 mm or less. If it is larger than 5 mm, it becomes difficult to flow into a thick portion of the model of 5 mm or less, and the uniform distribution of the wax component (D) in the model is impaired. The wax component (D) is preferably 1 mm or less. The particles of the wax component (D) float in the two-part reaction-curable urethane resin liquid (F) in a partially swollen state on the surface. Therefore, the wax component (D) of the fine particles does not instantaneously float on the liquid surface. In the cured resin model, it is dispersed in the form of particles while being covered with the resin film. Therefore, when the resin begins to undergo thermal expansion / partial thermal decomposition and melting in the dewaxing / firing process, the wax component (D) exudes from the resin model as a high-temperature, low-viscosity liquid. That is, it contributes as a leading component for improving the dewaxing property.
[0078]
The hollow resin balloon (E) is a resin bead having a hollow inside. Phenol resin balloons and acrylic resin balloons are commercially available. The particle diameter of these hollow resin balloons (E) is about 10 to 100 μm, and the true specific gravity is 0.01 to 0.03. When such a hollow resin balloon (E) having a low specific gravity is mixed with the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F), it tends to float on the liquid surface. On the other hand, since the fine particles of the wax component (D) are blended, the hollow resin balloon (E) has to be lifted by pushing away the fine particles of the wax component (D). Is later than expected. The two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) has a short pot life, and causes a chemical reaction from the moment of mixing the two components, and the pot life is as short as 1 to 5 minutes. Due to the increase in viscosity, the intensive floating of the hollow resin balloon (E) on the liquid surface is prevented.
[0079]
When the particle diameter of the hollow resin balloon (E) is 10 μm or less, the fluidity of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) compounding system becomes poor, and the casting operation becomes difficult. If the particle size is 100 μm or more, floating of the hollow resin balloon (E) particles in the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) compounding system becomes undesirably fast, resulting in separation in the liquid. The preferred particle size is between 20 and 80 microns.
[0080]
As a result, the hollow resin balloon (E) is relatively uniformly dispersed in the cured resin model (H) mixed with the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F). This means that the gas is dispersed in a state where the gas is contained in the resin model (H), and dewaxing / combustion unnecessary components are studded, so that the dewaxing property and the flammability are greatly contributed. Express the effect.
[0081]
The blending amount of the hollow resin balloon (E) is 0.001 to 1.0% by weight based on the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F). When the amount is 0.001% by weight or less, the effect of greatly contributing to dewaxing and combustibility is reduced. When the content is 1.0% by weight or more, the mixed resin liquid system becomes rough and the fluidity becomes poor, so that a smooth casting operation becomes difficult. Preferably, the blending amount of the hollow resin balloon (E) is 0.03 to 0.10% by weight based on the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F).
[0082]
A two-component reaction-curable urethane resin solution (F) comprising a polyfunctional polyol component (A), a polyfunctional polyisocyanate component (B), a plasticizer (C), a wax component (D), and a hollow resin balloon (E). , An inactive organic compound having no active hydrogen may be blended if necessary. For example, organic solvents, antioxidants, coloring agents, curing accelerators, dispersants, thixotropic agents, etc. As the organic solvent, methyl acetate / ethyl acetate / butyl acetate / methyl ethyl ketone / methyl isobutyl ketone / toluene / xylene may be blended for the purpose of reducing the viscosity. As the antioxidant, hindered phenols, hindered amines, and the like may be blended for the purpose of preventing thermal deterioration and ultraviolet light deterioration. As the coloring agent, an organic dye may be blended for the purpose of aesthetic feeling. As a curing accelerator, a tertiary amine, a trace amount of zinc octylate or dibutyltin laurate may be added. An amide compound or a surfactant may be added as a dispersant. However, it is not preferable to mix an inorganic substance which becomes ash after combustion.
[0083]
Next, the refractory coating liquid (I) will be described in detail.
[0084]
The refractory coating liquid (I) is usually a slurry liquid in which fine zirconia or alumina is mixed with colloidal silica or ethyl silicate. Colloidal silica and ethyl silicate, which are binders used in the refractory coating liquid (I), have a usable life, and therefore it is necessary to carefully control the pH of the liquid. Colloidal silica and ethyl silicate are hardened by a dehydration reaction. When this is fired at a high temperature, it is further dehydrated, turned into a ceramic by Si—O—Si bond, and becomes a high-hardness mold. Since ethyl silicate is used in an alcohol solvent system, alcohol is scattered during drying. Colloidal silica is water-based, and water is scattered when dried. In the casting industry, colloidal silica without scattering of alcohol tends to be frequently used due to the problem of environmental pollution.
[0085]
Next, the epoxy silicon (N) used in the present invention will be described in detail.
[0086]
Epoxy silicon (N) is a low-viscosity, sprayable liquid obtained by mixing aminosilane (K) with bisphenol A type epoxy (J) and diluting it with an organic solvent (L).
[0087]
The bisphenol-type epoxy (J) is an epoxy having a molecular terminal glycidyl group represented by the following chemical structural formula, and includes bisphenol A-type epoxy and bisphenol F-type epoxy. Bisphenol A type epoxy is commercially available under the trademarks Epikote 828 and Epikote 1001. The bisphenol type epoxy (J) is represented by the following chemical structural formula.
[0088]
Embedded image

[0089]
Aminosilane (K) is commercially available as a silane coupling agent, and is a compound having an alkoxysilyl group and an amino group at the molecular terminal represented by the following chemical structural formula.
[0090]
Embedded image

[0091]
Specific examples include γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (βaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (βaminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and the like. .
[0092]
The organic solvent (L) is preferably an epoxy resin diluting solvent that does not impair the reaction between the epoxy and the amine. For example, ketone-based organic solvents / ester-based organic solvents as true solvents for dissolving epoxy resins, ether-based organic solvents / aromatic-based organic solvents / alcohol-based organic solvents as diluents for dissolving and diluting epoxy resins with true solvents And so on.
[0093]
Examples of the ketone organic solvent include methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Examples of the ester-based organic solvent include methyl acetate / ethyl acetate / propyl acetate / butyl acetate. Examples of the ether organic solvent include dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and ethylene glycol dibutyl ether. A typical example of the aromatic organic solvent is toluene / xylene. Examples of the alcohol-based organic solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and ethylene glycol monomethyl ether. Since these organic solvents contain a trace amount of water, they are preferably used after being dehydrated as much as possible.
[0094]
When the bisphenol-type epoxy (J) and the aminosilane (K) are mixed, the glycidyl group of the bisphenol-type epoxy (J) and the amino group of the aminosilane (K) undergo an addition reaction at room temperature to bond. The alkoxysilyl group of the aminosilane causes a dealcoholization reaction with the moisture in the air or the OH group on the surface of the underlying refractory coating layer to form a film. The addition reaction of the glycidyl group with the amino group and the dealcoholization condensation reaction of the alkoxysilyl group proceed smoothly at room temperature.
[0095]
The compounding ratio of the bisphenol-type epoxy (J) and the aminosilane (K) may be determined so that the aminosilane (K) is 1.5 to 2 mol per 1 mol of the bisphenol-type epoxy (J). .
[0096]
The epoxy silicon (N) layer firmly adheres to the underlying primary and backup layers. The adhesion mechanism is such that the alkoxysilyl group of the aminosilane (K) causes a dealcoholization reaction with the Si—OH group on the surface of the underlying refractory coating layer, and a Si—O—Si bond is formed. Further, it is considered that the OH group generated by the addition reaction between the epoxy group and the amino group forms a hydrogen bond with Si-OH of the base refractory coating layer, and firmly adheres.
[0097]
In addition, the resin has a relatively heat-resistant chemical structure, and is hardly thermally decomposed in a low-temperature region (100 to 200 ° C.), contributing to an increase in mold strength. In the medium temperature range (300-500 ° C.), the combustion will burn, so the strength upkeep force will gradually disappear. In the high temperature range (500-1000 ° C.), the mold is sintered and ceramized, and the mold strength reaches the maximum strength. Epoxy silicon (N) compensates for insufficient strength in a low-temperature region (100 to 200 ° C.) where the strength of the mold is insufficient and cracks easily occur.
[0098]
When dewaxing the resin model (H) of the present invention, it is necessary to adapt the optimum conditions suitable for dewaxing the wax model (H). Generally, in the lost-wax precision casting, the dewaxing temperature of the wax model is raised to 120C, dewaxed at 120 to 150C for 1 to 2 hours, and raised to 300 to 500C. If this condition is applied as it is, the internal pressure of the mold will rapidly increase due to the generation of combustion gas due to thermal expansion and thermal decomposition of the resin model, causing cracks in the mold, and in some cases, the mold will collapse. It is considered that the reason why cracks occur when the mold is dewaxed is that the internal stress increases when the mold strength is at a low level and the mold strength does not withstand the internal stress.
[0099]
As a result of examining the dewaxing and firing conditions suitable for the resin model of the present invention, a process of preheating for 2 to 8 hours in a low temperature range of 60 to 120 ° C. to initially dewax 5 to 50% of the weight of the resin model is described. A step of gradually increasing the temperature in the furnace and heating in a medium temperature range of 150 to 500 ° C. for 2 to 5 hours to finish dewaxing and burning of the resin model, and a step of firing in a high temperature range of 500 to 1000 ° C. It consists of. That is, since a resin component that is difficult to dewax is mainly used, low-temperature dewaxing conditions that avoid rapid temperature rise are introduced.
[0100]
By preheating at 60 to 120 ° C. for 2 to 8 hours, the plasticizer (C) microphase-separated in the resin component seems to pass through the resin membrane and ooze to the interface between the resin and the mold. This is accumulated, and the plasticizer (C) starts flowing out of the gate through the inner surface of the mold. Furthermore, since the wax component (D) is at a temperature near or above the melting point, it has begun to soften and liquefy, and oozes out together with the plasticizer (C) or travels along the path from which the plasticizer (C) flows out. Begins to flow out of the gate. In the low temperature range of 60 to 120 ° C., the resin component is in a softened and degraded state, and the gas-generated thermal decomposition has not yet occurred. Therefore, the inside of the mold is an internal pressure due to the thermal expansion of the resin component, and serves as a force for pushing out the plasticizer (C) and the wax component (D) to the gate. Therefore, since the pressure inside the mold is alleviated by the extruded outflow, the mold can withstand the internal pressure and the generation of cracks can be avoided.
[0101]
When the temperature is raised to 300 ° C. or higher, the resin component undergoes thermal decomposition and generates a decomposed gas while decomposing the main chain and side chains to lower the molecular weight, and the resin itself partially liquefies. The decomposition gas is generated inside the mold and is contained. As a result, the internal pressure of the mold increases, but if the passage through which the plasticizer (C) or wax component (D) escapes at 60 to 120 ° C., the cracked gas easily escapes. Also, it acts as a force for pushing out the residual liquefied material to the gate, and when the residual liquefied material flows out of the gate, the decomposition gas is released outside the system, and the internal pressure of the mold decreases. Inside the mold, the resin is thermally decomposed more and more, and a decomposition gas is generated. It is considered that dewaxing and combustion occur sequentially with these phenomena, and a sudden increase in the mold internal pressure is considerably reduced. When dewaxing and combustion are activated simultaneously, a considerably large space is created between the mold and the resin model, which emits a flame and the residual liquefied material flows out.
[0102]
The components of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) used in the present invention balance the casting workability, the curability, the shape retention of the cured product, the dewaxing property, the thermal decomposition combustion property, and the like. It is configured to be a resin model in which the defects of the wax model are improved. When dewaxing a resin model composed of such constituents, there is a significant point in that temperature conditions for slowly and slowly dewaxing are set so as not to apply excessive stress to the mold. In addition, the structure in which the epoxy silicon layer is interposed between the refractory coating layers increases the strength of the mold in a low temperature region.
[0103]
After thorough examination from three directions, such as increasing the composition of the resin model, increasing the strength of the refractory coating material, and adapting the dewaxing conditions suitable for the resin model, we found a method of forming a mold without cracks in the dewaxing and firing process. Invented the invention.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, various effects are exhibited by performing precision casting using the lost wax precision casting mold of the present invention. The effects are as follows.
[0105]
A thin-walled complicated-shaped casting product having sharp edges and ribs, which cannot be achieved by conventional lost wax precision casting, can be manufactured.
[0106]
By adapting to titanium alloys, it is possible to manufacture lightweight, high-hardness, high heat-resistant, highly corrosive thin-walled, complex-shaped titanium casting products with excellent dimensional accuracy.
[0107]
High-precision and light-weight parts for racing cars, aircraft jet engine parts, robot parts, and space development rocket parts.
[0108]
In particular, it is possible to manufacture cast parts for the high-tech industry, and great effects are expected.

Claims (7)

Two-component reaction-curable urethane resin comprising a polyfunctional polyol component (A), a polyfunctional polyisocyanate component (B), a plasticizer (C), a wax component (D), and a hollow resin balloon (E). Process of mixing liquid (F), casting into mold (G), curing and demolding to produce resin model (H):
After the resin model (H) is immersed in the refractory coating liquid (I), the resin model (H) is pulled up and dried, and epoxy silicon (N) is applied to the surface, dried and cured to form a coating layer. Steps of manufacturing a primary layer consisting of a plurality of coating layers laminated on the surface of the resin model (H) by repeating the above steps:
After immersing the resin model (H) in the refractory coating liquid (I), sprinkling stucco (M) on the surface and drying, applying epoxy silicon (N), drying and curing the resin model (H) to form a thick coating layer Forming a backup layer composed of a plurality of thick coating layers laminated on the surface of the resin model (H) by repeating the operation of forming a plurality of times:
A resin model (H) coated with a thick refractory coating multilayer consisting of the primary layer and the backup layer is placed in a furnace with the gate facing down, and is preliminarily kept at a low temperature range of 60 to 120 ° C. for 2 to 8 hours. Step of heating to initially dewax 5 to 50% of the resin model weight:
A step of gradually raising the temperature in the furnace and heating in a medium temperature range of 150 to 500 ° C. for 2 to 5 hours to terminate the dewaxing and burning of the resin model: and 2 in a high temperature range of 500 to 1000 ° C. Baking for 5 hours: a method for producing a lost wax precision casting mold. The average number of functional groups of the polyfunctional polyol component (A) is 2.8 or more, the average number of functional groups of the polyfunctional polyisocyanate component (B) is 2.0 or more, and NCO / OH is 0.8 to 1.0. The method for producing a lost wax precision casting mold according to claim 1, wherein: The method for producing a lost-wax precision casting mold according to claim 1 or 2, wherein the plasticizer (C) is phase-separated and micro-dispersed during the reaction curing of the two-component reaction-curable urethane resin liquid (F). . The two-component reaction-curable urethane resin liquid (F) is

The method for producing a lost wax precision casting mold using a resin model according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyether chain represented by the formula (1) is contained in an amount of 2 to 20% by weight. The wax component (D) is a powder having a melting point of 60 to 130 ° C. and a maximum of 5 mm, and is contained in the two-component reaction-curable urethane resin solution (F) in an amount of 3 to 30% by weight. Item 5. The method for producing a lost wax precision casting mold according to any one of Items 1 to 4. The lost wax according to any one of claims 1 to 5, wherein the epoxy silicon (N) comprises a bisphenol type epoxy (J), an aminosilane (K), and an organic solvent (L). Manufacturing method for precision casting mold. The hollow resin balloon (E) has a particle diameter of 10 to 100 μm and a true specific gravity of 0.01 to 0.03, and is contained in the two-part reaction-curable urethane resin liquid (F) in an amount of 0.001 to 0.1. The method for producing a lost wax precision casting mold according to any one of claims 1 to 6, wherein 5% by weight is blended.