JP4568542B2 - Mud composition and modeling method - Google Patents
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Description
本発明は、泥しょう組成物を用いた造形技術に関し、特に型内面等に付着させた状態で硬化させることにより、焼成することなく造形物を形成することができる造形方法に適用して有効な技術である。 The present invention relates to a modeling technique using a mud composition, and is particularly effective when applied to a modeling method capable of forming a modeled object without firing by curing in a state of being attached to the inner surface of the mold. Technology.
本出願人は、以前より、所望形状の石膏型に流し込み、その後硬化させた後で脱型することで型に合わせた成形品を、陶磁器等とは異なり、焼成することなく製作することができる材料を、非加熱鋳込み泥しょうとして開発し、市販してきた。 Unlike the ceramics, etc., the present applicant has been able to produce a molded product that matches the mold by pouring into a gypsum mold of a desired shape and then removing the mold after curing. The material has been developed and marketed as non-heated cast mud.
例えば、アクリル変性ウレタン樹脂、可塑性粘土、岩石粉を配合した非加熱鋳込み泥しょうを提案した(特許文献1参照)。さらに、アクリルウレタン樹脂と岩石粉粘土組成物とを配合した非加熱鋳込み泥しょうも提案した(特許文献2、3参照)。
上記の如く、本出願人は、以前より非加熱鋳込み泥しょうを用いて種々の造形技術の普及に努めてきたが、一部使用者から、脱型がうまく行えない場合があるとの報告を得た。最悪の場合には、成形品、石膏型に損傷が生じる場合があることも分かった。 As described above, the present applicant has been trying to disseminate various modeling techniques using non-heated casting slurry, but some users have reported that demolding may not be performed successfully. Obtained. It was also found that in the worst case, the molded product and the plaster mold may be damaged.
以前から供給している非加熱鋳込み泥しょうは、それなりに優れたものではあったが、一部にでも、上記の如く脱型時に無理が生じて石膏型が壊れる等の事態が発生するのであれば、早急な対策が必要と考えた。 The non-heated cast mud that has been supplied for some time has been excellent in its own way, but even if some of the cases cause problems such as the plaster mold being broken due to unreasonableness during demolding as described above. I thought it was necessary to take immediate measures.
本発明の目的は、非加熱鋳込み泥しょうを用いた造形技術において脱型が容易に行なえるようにすることにある。 An object of the present invention is to enable easy demolding in a molding technique using non-heated cast mud.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本発明は型内表面あるいは物体外表面等の表面に付着させて硬化させることで造形する造形方法に用いる泥しょう組成物であって、アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、磁土あるいは粘土からなる造形用材料とが混合されていることを特徴とする。かかる泥しょう組成物において、チタン酸カリウムが含まれていることを特徴とする。パルプ繊維等の植物繊維を含ませるようにしても構わない。かかるいずれかの構成の泥しょう組成物において、前記樹脂エマルジョンと前記造形用材料との混合は、前記造形用材料をアニオン系界面活性剤により水に分散させられた状態で行われることを特徴とする。 The present invention relates to a mud composition used in a molding method for modeling by attaching to a surface such as an inner surface of a mold or an outer surface of an object and curing, and a resin emulsion of at least one of an acrylic resin and a urethane resin , characterized in that the resin emulsion of the silicon-based resin, and a molding material comprising a disilazide or clay are mixed. Such a mud composition is characterized by containing potassium titanate. Plant fibers such as pulp fibers may be included. In the slurry composition of any one of such configurations, the mixing of the resin emulsion and the modeling material is performed in a state where the modeling material is dispersed in water by an anionic surfactant. To do.
また、本発明は、上記いずれかの構成の泥しょう組成物を型に流し込み、型内表面に前記泥しょう組成物を付着させた状態で硬化させ、硬化後脱型して造形することを特徴とする造形方法である。上記いずれかの構成の非加熱鋳込み泥しょうを用いるに際しては、かかる泥しょう組成物を紙や布等の可撓性材料で形成した造形物の外表面に付着させた状態で硬化させるようにして造形することもできる。 Further, the present invention is characterized by pouring the slurry composition of any of the above configuration into a mold, curing in a state where the slurry composition is attached to the inner surface of the mold, and removing and molding after curing. This is a modeling method. When using a non-heated cast slurry having any of the above-mentioned configurations, such a slurry composition should be cured in a state of being adhered to the outer surface of a modeled object formed of a flexible material such as paper or cloth. It can also be shaped.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
本願発明の非加熱鋳込み泥しょう組成物を用いることで、従来は石膏型からの脱型が円滑に行えなかった場合でも、容易に脱型することができるようになり、石膏型あるいは成形品を損傷させることがない。 By using the non-heated cast slurry composition of the present invention, it has become possible to easily remove the mold from the gypsum mold even if the mold could not be removed from the gypsum mold conventionally. There is no damage.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施の形態では、例えば、成形型の内表面に薄く付着させ、その状態で硬化させて脱型することで、外表面に成形型の内表面の凹凸状況を精細に写し取った造形物を製作する造形方法に有効に使用することができる泥しょう組成物について説明する。 In the present embodiment, for example, a thin object is produced by making a thin copy on the inner surface of the mold, curing it in that state, and removing the mold to accurately reproduce the unevenness of the inner surface of the mold on the outer surface. The mud composition which can be used effectively for the modeling method to perform is demonstrated.
本発明に係わる泥しょう組成物は、アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、磁土あるいは粘土等の造形用材料とが混合されている。上記樹脂エマルジョンは、造形用材料の結合材としての機能を有している。 In the slurry composition according to the present invention, a resin emulsion of at least one of an acrylic resin or a urethane resin, a resin emulsion of a silicon resin, and a modeling material such as magnetic earth or clay are mixed. The resin emulsion has a function as a binder for modeling material.
上記アクリル系樹脂としては、アクリル系樹脂エマルジョン、アクリル系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。ウレタン系樹脂としては、ウレタン系樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。シリコン系樹脂としては、シリコン系樹脂エマルジョン、シリコン系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。 As the acrylic resin, an acrylic resin emulsion or an acrylic copolymer resin emulsion can be used. As the urethane resin, a urethane resin emulsion or a urethane copolymer resin emulsion can be used. As the silicone resin, a silicone resin emulsion or a silicone copolymer resin emulsion can be used.
上記樹脂エマルジョンにおいては、かかるアクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂は、そのうちの少なくとも何れかが混合されていればよいが、シリコン系樹脂は必ず混合されていなければならない必須成分である。 In the resin emulsion, at least one of the acrylic resin or the urethane resin may be mixed, but the silicon resin is an essential component that must be mixed.
アクリル系樹脂は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮するものであるが、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対しては硬さ等の付与に寄与し、造形物の破壊強度の確保を図ることができる。ウレタン系樹脂の混合は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮するものであるが、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対しては弾性、柔らかさ等の付与にも寄与し、曲げ強度の確保を図ることができる。 Acrylic resin exhibits a function as a binder for modeling materials, etc., but contributes to the addition of hardness etc. to a modeled object manufactured using a mud composition. It is possible to ensure the breaking strength. The mixing of urethane resin demonstrates the function as a binder for modeling materials, etc., but it also contributes to imparting elasticity, softness, etc. to molded objects manufactured using a mud composition. In addition, the bending strength can be ensured.
アクリル系樹脂を混合しない場合には、造形物が柔らか過ぎる場合も発生するが、造形物の用途によっては、敢えてアクリル系樹脂を混合しない構成も考えられる。ウレタン系樹脂を混合しない場合には、造形物が硬過ぎる場合も発生するが、造形物の用途によっては、敢えてウレタン系樹脂を混合しない構成も考えられる。適度な硬さを付与するためには、アクリル系樹脂とウレタン系樹脂との双方のエマルジョンを用いることが好ましい。 When the acrylic resin is not mixed, the modeled object may be too soft. However, depending on the use of the modeled object, a configuration in which the acrylic resin is not mixed may be considered. When the urethane-based resin is not mixed, the molded product may be too hard. However, depending on the use of the molded product, a configuration in which the urethane-based resin is not mixed may be considered. In order to impart moderate hardness, it is preferable to use emulsions of both acrylic resins and urethane resins.
シリコン系樹脂は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮すると共に、ウレタン系樹脂と同様に、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対して弾性、柔らかさ等の付与も行え、且つ曲げ強度の確保を図ることもできる。一方、かかるシリコン系樹脂は、上記アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂では十分に得られなかった石膏型よりの離型性の付与に大きく寄与する。 Silicone resin not only functions as a binder for modeling materials, but can also give elasticity, softness, etc. to molded objects manufactured using a mud composition, like urethane resins. In addition, it is possible to secure bending strength. On the other hand, such a silicon-based resin greatly contributes to imparting releasability from a gypsum mold that has not been sufficiently obtained with the above acrylic resin and urethane resin.
さらに、消泡材としての機能をも発揮する。泥しょう組成物は、樹脂エマルジョンを結合材として造形用材料と混合してなる組成を有するため、どうしても水に比べて粘性が高く、例えば混合時の攪拌に際して空気が巻き込まれ泡が発生しやすく、発生した泡は消えにくい。 Furthermore, it also functions as an antifoaming material. Since the mud composition has a composition formed by mixing a resin emulsion with a modeling material using a resin emulsion as a binder, the viscosity is inevitably higher than that of water, for example, air is easily involved in stirring during mixing, and bubbles are easily generated. Generated bubbles are hard to disappear.
また、かかる泡は、成形型に泥しょう組成物を流し込み、泥しょう組成物を型内面に付着しやすいように軽く振るようにして型を回転する等して泥しょう組成物の回り込みを行うに際し、型内表面との濡れ性との関係で発生しやすい。かかる泡が発生したままの状態で硬化させると、脱型後の造形物の表面には、泡に基づく細かなぶつぶつが残り、滑らかな肌の造形物を形成することが難しくなる。例えば、地肌の滑らかさが特に要求される人形の顔等の構成に際しては、致命的な欠陥となる。本発明に係わる泥しょう組成物では、結合材として使用するシリコン系樹脂に消泡剤としての機能を発揮させている。 In addition, such foam is generated when the slurry composition is circulated by pouring the slurry composition into the mold and rotating the mold so that the slurry composition is lightly shaken so as to adhere to the inner surface of the mold. It is likely to occur due to the wettability with the mold inner surface. If the foam is cured in a state in which such bubbles are generated, fine crushing based on the foam remains on the surface of the molded article after demolding, and it becomes difficult to form a model with a smooth skin. For example, it becomes a fatal defect in the construction of a doll face or the like that particularly requires smoothness of the background. In the slurry composition according to the present invention, the function as an antifoaming agent is exerted on the silicon-based resin used as the binder.
本発明の泥しょう組成物ではシリコン系樹脂は、消泡剤としての機能の発揮を期待して必須成分として採用しているが、離型性という観点からは、石膏型等の成形型の内表面にシリコン系樹脂を塗布する手段もあるが、かかる塗布手段では、脱型後の造形品の表面状態の均一性が得られず、泥しょう組成物中に混合させる方が好ましい。 In the mud composition of the present invention, the silicone resin is adopted as an essential component in the hope of exerting its function as an antifoaming agent, but from the viewpoint of releasability, Although there is a means for applying a silicon-based resin on the surface, it is preferable that such an application means is not mixed with the surface condition of the shaped article after demolding and is mixed in the slurry composition.
以上説明の樹脂を用いて構成した混合エマルジョンと混合する造形用材料は、前述の如く、磁土あるいは粘土等から構成されており、成形型内表面に所定層厚で泥しょう組成物を付着させた状態で乾燥させれば、硬化して、成形型内表面の凹凸を精細に再現した外表面を有する造形物となる。 As described above, the molding material mixed with the mixed emulsion composed of the resin described above is composed of magnetic earth or clay, and the mud composition is adhered to the inner surface of the mold with a predetermined layer thickness. If it is dried in a state, it becomes a molded article having an outer surface that hardens and finely reproduces the irregularities on the inner surface of the mold.
造形用材料としては、泥しょう状態で成形型内表面に付着させて、その後乾燥させることで硬化する材料であれば良く、磁土、粘土をその好適例として挙げることができる。磁土とは、焼き物である磁器を製作するのに際して使用される材料で、例えば、長石分の多い石を粉砕した粉体が良く知られている。粘土とは、焼き物である陶器の製作に使用される材料で、日本各地でそれぞれ組成が微妙に異なる種々の粘土が産出され、かかる粘土を使用すればよい。例えば、志野焼として良く知られた陶器に使用する志野土等が、粘土として例示できる。 The material for modeling may be any material that adheres to the inner surface of the mold in a mud state and is then cured by drying, and examples thereof include magnetic earth and clay. The magnetic earth is a material used for producing porcelain that is a ceramic, and for example, a powder obtained by pulverizing stones having a large amount of feldspar is well known. Clay is a material used in the production of pottery that is pottery. Various clays with slightly different compositions are produced in various parts of Japan, and such clay may be used. For example, Shino clay used for pottery well known as Shino ware can be exemplified as clay.
造形用材料としては、上記の如く、磁土あるいは粘土を含むが、その他に岩石粉を含ませるようにしても構わない。例えば、焼き物では、磁土あるいは粘土の他に、岩石粉を適宜含ませる構成を採用するが、かかる構成に採用される岩石粉を用いればよい。 As described above, the material for modeling includes magnetic earth or clay, but may also include rock powder. For example, in the pottery, a configuration in which rock powder is appropriately included in addition to magnetic earth or clay is employed, but the rock powder employed in such a configuration may be used.
かかる構成の造形用材料と上記説明の樹脂エマルジョンとの混合に際しては、上記造形用材料を一旦アニオン界面活性剤を用いて水に均一に分散させた状態で、樹脂エマルジョンと混合する。 When mixing the modeling material having such a configuration with the resin emulsion described above, the modeling material is mixed with the resin emulsion in a state where the modeling material is once uniformly dispersed in water using an anionic surfactant.
さらに、上記構成の泥しょう組成物の粘度調整には、チタン酸カリウム繊維等の人造鉱物繊維の添加が有効であることを本発明者は見出した。泥しょう組成物の粘度は、粘度が小さ過ぎる場合には型内表面に所定層厚で付着させにくい。一方、粘度が大き過ぎる場合には、型内に流し込んで型内表面に泥しょう組成物が所定層厚で付着するように回し込む際に、泥しょう組成物の回り込みが容易に行い難い。 Furthermore, the present inventors have found that the addition of artificial mineral fibers such as potassium titanate fibers is effective in adjusting the viscosity of the mud composition having the above-described configuration. When the viscosity of the mud composition is too small, it is difficult to adhere to the inner surface of the mold with a predetermined layer thickness. On the other hand, when the viscosity is too large, it is difficult to wrap around the slurry composition when it is poured into the mold so that the slurry composition adheres to the inner surface of the mold with a predetermined layer thickness.
そのため、泥しょう組成物には、その粘度が適度の範囲内に収まるように、場合によっては粘度調整が必要となるが、かかる粘度調整に際しては、本発明者は、チタン酸カリウム繊維等の人造鉱物繊維が有効であることを見出した。かかる人造鉱物繊維を用いると、単に粘度調整だけではなく、型成形により形成された造形物の強度や、表面硬度の向上を図ることができる。さらには、型内表面に付着後乾燥させた場合における容積収縮率の低減をも図ることができ、より離型性の向上を図ることができる。 For this reason, the mud composition requires viscosity adjustment in some cases so that the viscosity falls within an appropriate range. In such viscosity adjustment, the present inventor has made an artificial product such as potassium titanate fiber. We found that mineral fibers are effective. When such an artificial mineral fiber is used, not only the viscosity adjustment but also the strength and surface hardness of a shaped article formed by molding can be improved. Furthermore, it is possible to reduce the volume shrinkage rate when it is dried after adhering to the inner surface of the mold, and the mold releasability can be further improved.
従来構成とは異なり、脱型を容易にすることは本願発明の目的の一つであるが、かかる脱型を容易にするに際しては、型内表面に付着させた泥しょう組成物が乾燥硬化した状態で、脱型が容易になる範囲である程度の容積収縮を伴うことが必要である。乾燥硬化に際して、泥しょう組成物の容積が膨張したのでは型内表面から脱離し難くなるが、ある程度の範囲で容積収縮することで脱型は容易になる。 Unlike the conventional configuration, it is one of the objects of the present invention to facilitate the demolding. However, in order to facilitate the demolding, the slurry composition attached to the inner surface of the mold is dried and cured. In the state, it is necessary to involve a certain amount of volume shrinkage within a range in which demolding is easy. At the time of drying and curing, if the volume of the slurry composition expands, it becomes difficult to detach from the inner surface of the mold, but demolding becomes easy by shrinking the volume within a certain range.
一般的には、容積収縮を大きくすると離型性は良好になると言われているが、人形の顔、手足等の複雑な成形型等のように複雑な凹凸形状を有する型の場合には、収縮率を大きくし過ぎると、硬化時にそれだけ泥しょう組成物が型内で動き、僅かな型表面の凹凸が、あたかもアンダーカットとして作用し、型抜けがし難くなると本発明者は考えた。本発明者は、例えば、容積収縮率を約8%以内に抑えると、人形型等の凹凸の複雑な成形型における離型性を良好にすることができることを実験により見出した。 In general, it is said that when the volumetric shrinkage is increased, the releasability is improved, but in the case of a mold having a complex uneven shape such as a complex mold such as a doll's face and limbs, The inventors considered that if the shrinkage rate is increased too much, the mud composition moves in the mold as much as it cures, and the slight unevenness of the mold surface acts as an undercut, making it difficult to remove the mold. The present inventor has found through experiments that, for example, when the volumetric shrinkage rate is suppressed to within about 8%, the releasability in a complicated mold such as a doll mold can be improved.
かかる容積収縮率の調整に、前記説明のチタン酸カリウム等の人造鉱物繊維の添加が、上記泥しょう組成物の粘性調整、造形後の強度、表面硬度の確保と共に、有効であることを見出した。 It has been found that the addition of artificial mineral fibers such as potassium titanate as described above is effective in adjusting the volumetric shrinkage rate as well as adjusting the viscosity of the mud composition, ensuring the strength after molding, and ensuring the surface hardness. .
上記構成の泥しょう組成物を使用することで、石膏型の型内表面に離型性よく泥しょう組成物を付着させて、乾燥硬化することで、型内表面の凹凸を精緻に写し取った中空の成形品を造形物として形成することができる。さらに、かかる造形物の表面に特段の質感を表現するために、例えば、パルプ繊維等の植物繊維を任意量添加するようにしても構わない。かかるパルプ繊維等の植物繊維の添加は、造形物表面の質感演出の他にも、造形物自体の強度向上にも繋がる。併せて、乾燥硬化に際しての容積収縮率の低減に有効に機能することを、本発明者は確認した。すなわち、離型性の向上に有効であった。 By using the slurry composition of the above configuration, the slurry composition adheres to the inner surface of the gypsum mold with good releasability, and is dried and cured, resulting in a fine copy of the irregularities on the inner surface of the mold. Can be formed as a shaped article. Furthermore, in order to express a special texture on the surface of the shaped object, for example, an arbitrary amount of plant fibers such as pulp fibers may be added. The addition of plant fibers such as pulp fibers leads to an improvement in strength of the modeled object itself as well as a textured effect on the modeled object surface. In addition, the present inventor confirmed that it functions effectively to reduce the volumetric shrinkage during dry curing. That is, it was effective for improving the releasability.
本発明に係わる泥しょう組成物は、次のようにして製造することができる。すなわち、上記説明の磁土あるいは粘土等の造形用材料を、シリコン系樹脂のエマルジョンを水に溶かした水溶液に浸け、分散し易い状態にしておく。シリコン系樹脂のエマルジョンの水溶液には、必要に応じて、アニオン系界活性剤を添加しておいても構わない。 The slurry composition according to the present invention can be produced as follows. That is, the modeling material such as magnetic earth or clay described above is immersed in an aqueous solution in which an emulsion of a silicon-based resin is dissolved in water so as to be easily dispersed. If necessary, an anionic surfactant may be added to the aqueous solution of the silicone resin emulsion.
このようにして造形材料に所要の水分を含ませた含水造形用材料を、混合攪拌機で、真空、常温の条件で、所定時間攪拌する。かかる攪拌により、造形用材料が均一に分散したことを確認した後、岩石粉等の混合に供する無機粉体、パルプ粉末等の植物繊維粉末、チタン酸カリウム等の人造鉱物繊維、さらには必要に応じて、防腐剤、防カビ剤の所要量を投入して攪拌する。攪拌時間は、均一分散が確認できるまで行えばよい。 In this way, the water-containing modeling material in which the required moisture is contained in the modeling material is stirred for a predetermined time with a mixing stirrer under the conditions of vacuum and room temperature. After confirming that the material for modeling has been uniformly dispersed by such stirring, inorganic powder to be mixed with rock powder, plant fiber powder such as pulp powder, artificial mineral fiber such as potassium titanate, and further as required In response, the required amount of preservative and fungicide is added and stirred. The stirring time may be performed until uniform dispersion can be confirmed.
上記攪拌により、攪拌成分が均一に分散された状態で、アクリル系樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョンの少なくともいずれかの樹脂エマルジョンと、解膠剤と、水をさらに投入して攪拌する。混合成分が均一に分散され、泡の発生が無いことを確認した状態で、所定メッシュの篩を通過させて混在する不要物を除去して、その濾液を泥しょう組成物として使用する。 In the state in which the stirring components are uniformly dispersed by the stirring, at least one of an acrylic resin emulsion and a urethane resin emulsion, a peptizer, and water are further added and stirred. In a state where it is confirmed that the mixed components are uniformly dispersed and no bubbles are generated, unnecessary substances mixed by passing through a sieve of a predetermined mesh are removed, and the filtrate is used as a mud composition.
かかる構成の泥しょう組成物は、次のようにして使用することで、型に合わせた成形品を製作する造形方法に用いられる。例えば、成形型としては、人形の顔等を型内表面に模した石膏型を用意する。かかる石膏型は、例えば、脱型に際して複数に分かつことができる割り型に形成しておけばよい。 The mud composition having such a configuration is used in a modeling method for producing a molded product in accordance with a mold by using it as follows. For example, as the mold, a gypsum mold that imitates the face of a doll on the inner surface of the mold is prepared. Such a plaster mold may be formed into a split mold that can be divided into a plurality of parts when demolding.
かかる成形型に、上記構成の泥しょう組成物を流し込む。成形型を軽く回す等して、成形型内の泥しょう組成物が、型内表面に行き渡るようにして、型内表面に泥しょう組成物を付着させ、余分の泥しょう組成物を成形型内から出す。かかる泥しょう組成物の型内表面への付着作業を所定回数繰り返すことにより、型内表面に所定層厚に泥しょう組成物を付着させる。 The slurry composition having the above structure is poured into such a mold. Lightly rotate the mold, etc. so that the slurry composition in the mold spreads over the inner surface of the mold, adheres the slurry composition to the inner surface of the mold, and removes the excess slurry composition in the mold. Take out. By repeating the adhesion of the slurry composition to the inner surface of the mold a predetermined number of times, the slurry composition is adhered to the inner surface of the mold in a predetermined layer thickness.
型内表面に所定層厚に泥しょう組成物を付着させた後は、自然乾燥、あるいは強制乾燥等により泥しょう組成物を乾燥させる。泥しょう組成物は、乾燥により硬化する。硬化した時点で、成形型を割り、脱型する。脱型により、表面に成形型の凹凸が精緻に再現され、内側が空洞の中空成形品が造形物として得られる。 After depositing the slurry composition to a predetermined layer thickness on the inner surface of the mold, the slurry composition is dried by natural drying or forced drying. The mud composition hardens upon drying. When cured, the mold is broken and removed. By removing the mold, the unevenness of the mold is precisely reproduced on the surface, and a hollow molded product having a hollow inside is obtained as a molded article.
かかる中空成形品としての造形物は、焼き物などとは異なり、窯等で焼成することなく、脱型した状態で、適当な顔料、染料、絵の具等で彩色、絵つけ等を施し、さらに必要に応じてかつら等を装着すれば、人形の顔を簡単に製作することができる。かかる説明では、人形の顔を模した成形型を使用する場合を例に挙げて説明したが、勿論、成形型として使用するものは、任意の形状を模したもので構わない。 The molded article as such a hollow molded article is different from a ceramic or the like, and is subjected to coloring, painting, etc. with an appropriate pigment, dye, paint, etc. in a demolded state without firing in a kiln, etc. If a wig or the like is attached accordingly, the face of the doll can be easily produced. In this description, the case where a mold that imitates the face of a doll is used has been described as an example. However, what is used as a mold may of course be an arbitrary shape.
本発明の泥しょう組成物は、前述の如く、乾燥硬化時の容積収縮率の調整と、離型性の向上とに特段配慮した成分構成を有するため、従来の成形型よりも精細な凹凸のある複雑な形状のものでも、すなわちアンダーカット部等が形成され易く脱型させにくい細かな凹凸を有する成形型の場合でも、十分に適用することができる。 As described above, the mud composition of the present invention has a component configuration with special consideration for adjusting the volume shrinkage during drying and curing and improving the releasability. Even in the case of a complicated shape, that is, in the case of a mold having fine irregularities in which an undercut portion or the like is easily formed and is difficult to be removed, it can be sufficiently applied.
かかる脱型時の破損に関しては、結合材、消泡材等として機能させるシリコン系樹脂を混合エマルジョンの必須構成要素として採用することで、ウレタン系樹脂と同様に、成形品の曲げ強度の向上を図り、脱型時の破損抑制を行っている。 With regard to breakage at the time of demolding, it is possible to improve the bending strength of molded products by adopting silicon-based resin that functions as a binder, defoaming material, etc. as an essential component of the mixed emulsion. In order to prevent damage during removal and mold removal.
次に、上記実施の形態で説明した構成に基づく泥しょう組成物を調製し、その各々について、以下の実施例に示す如く、離型性等の効果を検証した。 Next, the slurry composition based on the structure demonstrated by the said embodiment was prepared, and as shown in the following Examples about each, the effect of mold release property etc. was verified.
本実施例の泥しょう組成物では、図1の実施例1に示す如く、樹脂エマルジョンとしてシリコン系共重合樹脂エマルジョン、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。造形用材料としては、白磁土が使用されている。 In the mud composition of this example, as shown in Example 1 of FIG. 1, a silicone copolymer resin emulsion, a styrene / acryl copolymer resin emulsion, and a urethane copolymer resin emulsion are used as the resin emulsion. Yes. White porcelain earth is used as a material for modeling.
かかる構成材料を用いた実施例1に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。使用する全量のシリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の白磁土を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は、53.4重量部、水は14.83重量部、シリコン系共重合樹脂のエマルジョン樹脂は0.30重量部の割合で配合されている。 In the mud composition according to Example 1 using such a constituent material, first, a white porcelain clay is added with a predetermined amount of water to produce a hydrous white porcelain clay. The entire amount of white porcelain clay is immersed in an aqueous solution in which the total amount of the silicone copolymer resin emulsion used is dissolved in water. The water-containing white porcelain earth formed by soaking is stirred with a mixing stirrer for a predetermined time. White porcelain earth is blended at a ratio of 53.4 parts by weight, water at 14.83 parts by weight, and an emulsion resin of silicon copolymer resin at 0.30 parts by weight.
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ1%以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン10〜20%、水60〜70%の組成の樹脂エマルジョンを使用した。 As the resin emulsion of the silicone copolymer resin, for example, an emulsion of silica-containing dimethylpolysiloxane was used. A resin emulsion having a composition of 1% or less of silica, 10 to 20% of polyoxyalkylene dimethylpolysiloxane, and 60 to 70% of water was used.
シリコン系共重合樹脂の上記添加量は、シリコン系樹脂の離型性、消泡性の機能が発揮できる程度に、本実施例では添加量を抑制した。シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンの樹脂固形分を20〜40重量部とした場合には、泥しょう組成物を構成するシリコン系樹脂エマルジョンは、他の樹脂エマルジョンの全量に対して、0.05重量部〜10重量部が使用可能な範囲である。より好ましくは、0.05重量部〜5重量部である。これは製造コスト的な面からの配慮であるが、此れよりも添加量を増やしても構わなく、添加量を増やすことで、ウレタン系樹脂の添加と同様に、成形品の曲げ強度のより一層の向上を図ることもできる。 In the present example, the addition amount of the silicon-based copolymer resin was suppressed to such an extent that the release property and antifoaming function of the silicon-based resin could be exhibited. When the resin solid content of the silicone resin emulsion is 20 to 40 parts by weight, the silicone resin emulsion constituting the mud composition is 0.05 parts by weight relative to the total amount of the other resin emulsions. -10 parts by weight is a usable range. More preferably, it is 0.05 to 5 parts by weight. This is a consideration from the viewpoint of manufacturing cost, but it is possible to increase the amount of addition, and by increasing the amount of addition, the bending strength of the molded product can be increased as with the addition of urethane resin. Further improvement can be achieved.
実施例1の場合には、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度8.0×104〜8.7×104Pa(600〜650mmHg)、常温の条件下で、30分間攪拌した。白磁土が均一に分散した状態で、7.12重量部のカオリン、1.19重量部の粉末パルプ、0.59重量部のチタン酸カリウム繊維、0.35重量部の防腐剤、0.18重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で30分間攪拌した。かかる攪拌時間は、分散が均一で無い場合には、均一分散が確保されるまで適宜延長すればよい。 In the case of Example 1, using an emulsifier manufactured by Shinko Machinery Co., Ltd., stirring was performed for 30 minutes under conditions of a vacuum degree of 8.0 × 10 4 to 8.7 × 10 4 Pa (600 to 650 mmHg) and room temperature. did. With white porcelain clay uniformly dispersed, 7.12 parts by weight kaolin, 1.19 parts by weight powdered pulp, 0.59 parts by weight potassium titanate fiber, 0.35 parts by weight preservative, 0.18 A part by weight of the fungicide was put into the mixing stirrer and stirred for 30 minutes under the same conditions as described above. When the dispersion is not uniform, the stirring time may be appropriately extended until uniform dispersion is ensured.
粉末パルプとしては、80番パルプ繊維粉末を使用した。使用したパルプ繊維粉末は天然セルロース繊維粉末であるが、ビニロン等の合成繊維粉末等も、成形品の表面状態に支障を与えない範囲で併用しても構わない。かかる粉末パルプの添加は、成形品の表面の質感演出のために添加するが、併せて成形品に破壊強度、曲げ強度を付与し、且つ、成形品の容積収縮率の低減を図ることもできる。 As powder pulp, No. 80 pulp fiber powder was used. The pulp fiber powder used is natural cellulose fiber powder, but synthetic fiber powder such as vinylon may be used in combination as long as it does not hinder the surface condition of the molded product. Addition of such powdered pulp is added to produce a texture on the surface of the molded product, but it also gives the molded product breaking strength and bending strength, and can also reduce the volumetric shrinkage of the molded product. .
チタン酸カリウム繊維としては、例えば、大塚化学社製のティスモN(登録商標)を使用した。人造鉱物繊維としては、その他に、チタニウム繊維、天然鉱物繊維等を使用しても構わない。かかるチタン酸カリウム等の人造鉱物繊維の添加は、前述の如く、成形品の破壊強度の向上、曲げ強度の向上、表面硬度の向上に有効であるが、泥しょう組成物の増粘効果をも発揮した。 For example, Tismo N (registered trademark) manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. was used as the potassium titanate fiber. As the artificial mineral fiber, titanium fiber, natural mineral fiber, etc. may be used. Addition of such artificial mineral fibers such as potassium titanate is effective for improving the fracture strength, bending strength, and surface hardness of molded products as described above, but also has the effect of increasing the viscosity of the mud composition. Demonstrated.
尚、強度向上に関しては、シランカップリング処理したチタン酸カリウム繊維を使用すれば効果的である。また、本発明に係わる泥しょう組成物では、シリコン系樹脂が必須の構成成分として採用されているが、かかるシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンが、シランカップリングの役目をも担っている。 In terms of strength improvement, it is effective to use potassium titanate fibers subjected to silane coupling treatment. Further, in the mud composition according to the present invention, a silicon-based resin is employed as an essential component, and the resin emulsion of such a silicon-based resin also plays a role of silane coupling.
本実施例では、防腐剤として、例えば、硫黄系混合物であるクロル・メチル・イソ・チアゾリンの10%水溶液を用いた。防カビ剤には、例えば、チアベンザゾール30%とタルク70%を均一配合した粉末を使用した。しかし、防腐剤、防カビ剤は、必須構成成分ではなく、どちらか一方、あるいは双方を適宜省いても構わない。 In this example, as a preservative, for example, a 10% aqueous solution of chloro, methyl, iso, and thiazoline that is a sulfur-based mixture was used. As the fungicide, for example, a powder in which 30% thiabenzazole and 70% talc were uniformly blended was used. However, the preservative and the fungicide are not essential components, and either one or both may be omitted as appropriate.
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、11.86重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、1.19重量部のウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとを、0.09重量部の解膠剤と、8.9重量部の水をさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌する。このようにして攪拌した後、泡の発生がないことを確認した状態で、48メッシュの篩を通過させて実施例1の泥しょう組成物を得た。 In this state, 11.86 parts by weight of a resin emulsion of a styrene / acrylic copolymer resin and 1.19 parts by weight of a resin emulsion of a urethane copolymer resin with the above additives uniformly dispersed. And 0.09 parts by weight of a peptizer and 8.9 parts by weight of water are further added and stirred for 60 minutes under the same conditions as described above. After stirring as described above, a slurry composition of Example 1 was obtained by passing through a 48-mesh sieve while confirming that no bubbles were generated.
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、昭和高分子株式会社製のポリゾールAP−4710(固形分50%、pH9、平均粒径0.1〜0.2μm)を使用した。ウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、旭電化工業株式会社製アデカポンタイターHUX−240(固形分30%、pH7〜8、平均粒径0.1μm)を使用した。 As a resin emulsion of a styrene / acrylic copolymer resin, for example, Polysol AP-4710 (solid content 50%, pH 9, average particle size 0.1 to 0.2 μm) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. was used. As the resin emulsion of urethane copolymer resin, for example, Adekapon titer HUX-240 (solid content 30%, pH 7-8, average particle size 0.1 μm) manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. was used.
上記アクリル系樹脂の樹脂エマルジョンと、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンは、これらの混合物の固形分の濃度が平均約30〜50%のものを使用すればよく、泥しょう組成物に占めるこれらの混合エマルジョンの配合割合は、成形品の強度、脱型のし易さに関わる成形品の凹凸の複雑さ等により異なるが、3〜25重量部が好ましいと考えられる。
解膠剤としては、例えば、珪酸ナトリウムを使用した。
The acrylic resin resin emulsion and the urethane resin resin emulsion may be those having an average solid content of these mixtures of about 30 to 50%. The blending ratio varies depending on the strength of the molded product, the complexity of the unevenness of the molded product related to the ease of demolding, etc., but 3 to 25 parts by weight is considered preferable.
As a peptizer, for example, sodium silicate was used.
本実施例の泥しょう組成物では、図1の実施例2に示す如く、実施例1と同様に、樹脂エマルジョンとしてシリコン系共重合樹脂エマルジョン、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン(AP−4710)、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。造形用材料としては、白磁土が使用されている。 In the mud composition of this example, as shown in Example 2 of FIG. 1, as in Example 1, a silicone copolymer resin emulsion and a styrene / acryl copolymer resin emulsion (AP-4710) were used as the resin emulsion. Urethane-based copolymer resin emulsions are used. White porcelain earth is used as a material for modeling.
かかる構成材料を用いた実施例2に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。アニオン界面活性剤の全量と、使用する全量のシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の白磁土を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は53.4重量部、水は14.83重量部、アニオン系界面活性剤は0.1重量部、シリコン系樹脂のエマルジョン樹脂は0.30重量部の割合で配合されている。 In the mud composition according to Example 2 using such a constituent material, first, a white porcelain clay is added with a predetermined amount of water to produce a hydrous white porcelain clay. The whole amount of the white porcelain clay is immersed in an aqueous solution in which the total amount of the anionic surfactant and the resin emulsion of the total amount of the silicon resin to be used are dissolved. The water-containing white porcelain earth formed by soaking is stirred with a mixing stirrer for a predetermined time. White porcelain earth is blended in a proportion of 53.4 parts by weight, water is 14.83 parts by weight, an anionic surfactant is 0.1 part by weight, and a silicone resin emulsion resin is blended in a ratio of 0.30 part by weight.
アニオン界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム30%水溶液を使用した。泥しょう組成物に配合する無機物質の水への馴染みをより良好にし、また攪拌時の巻き込み空気が抜けやすい効果が確保できるものであれば、その他のアニオン系界面活性剤を採用しても構わない。配合比率は、泥しょう組成物を構成する無機粉体に対して、0.1〜0.3重量部が好ましい。 As the anionic surfactant, for example, a 30% aqueous solution of sodium lauryl sulfate was used. Other anionic surfactants may be employed as long as they can improve the familiarity of the inorganic substance mixed in the mud composition with water and can ensure the effect of easy removal of the entrained air during stirring. Absent. The blending ratio is preferably 0.1 to 0.3 parts by weight with respect to the inorganic powder constituting the mud composition.
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ1%以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン10〜20%、水60〜70%の組成の樹脂エマルジョンを使用した。 As the resin emulsion of the silicone copolymer resin, for example, an emulsion of silica-containing dimethylpolysiloxane was used. A resin emulsion having a composition of 1% or less of silica, 10 to 20% of polyoxyalkylene dimethylpolysiloxane, and 60 to 70% of water was used.
実施例1の場合と同様に、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度8.0×104〜8.7×104Pa(600〜650mmHg)、常温の条件下で、30分間攪拌した含水白磁土に、7.12重量部のカオリン、1.19重量部の粉末パルプ、0.59重量部のチタン酸カリウム繊維、0.35重量部の防腐剤、0.18重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で30分間攪拌した。粉末パルプ、チタン酸カリウム繊維、防腐剤、防カビ剤には、前記実施例1と同様のものを使用した。 As in the case of Example 1, using an emulsifier manufactured by Shinko Machinery Co., Ltd., for 30 minutes under conditions of a vacuum degree of 8.0 × 10 4 to 8.7 × 10 4 Pa (600 to 650 mmHg) and room temperature. To the stirred hydrous white porcelain, 7.12 parts by weight kaolin, 1.19 parts by weight powdered pulp, 0.59 parts by weight potassium titanate fiber, 0.35 parts by weight preservative, 0.18 parts by weight The antifungal agent was put into the mixing stirrer and stirred for 30 minutes under the same conditions as described above. The same powdery pulp, potassium titanate fiber, preservative and antifungal agent as in Example 1 were used.
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、前記実施例1と同様に、11.86重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、1.19重量部のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、0.09重量部の解膠剤と、8.9重量部の水をさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌し、その後泡の発生がないことを確認した状態で、48メッシュの篩を通過させて実施例2の泥しょう組成物を製造した。 In the same manner as in Example 1 with stirring and the above-mentioned additive uniformly dispersed, 11.86 parts by weight of a styrene / acrylic copolymer resin emulsion and 1.19 parts by weight Add urethane resin emulsion, 0.09 parts by weight of peptizer, and 8.9 parts by weight of water, and stir for 60 minutes under the same conditions as above. In the state confirmed, the slurry composition of Example 2 was manufactured by passing through a 48-mesh sieve.
本実施例の泥しょう組成物は、図1の実施例3に示す如く、前記実施例2と同様にして製造した。実施例2の場合は、チタン酸カリウムを添加しているが、本実施例3の場合は、チタン酸カリウムを添加しない点が異なっている。 The slurry composition of this example was produced in the same manner as in Example 2 as shown in Example 3 of FIG. In the case of Example 2, potassium titanate is added, but in the case of Example 3, the difference is that potassium titanate is not added.
本実施例では、前記実施例1〜3とは異なり、造形用材料として蛙目粘土を使用した。併せて珪石粉をも使用した。かかる構成の泥しょう組成物は、先ず、蛙目粘土に所定量の水分を含ませて含水蛙目粘土とした。使用する全量のシリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の蛙目粘土、珪石粉を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水蛙目粘土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。蛙目粘土は13.7重量部、珪石粉は22.8重量部、水は24.3重量部、シリコン系共重合樹脂のエマルジョン樹脂は0.30重量部の割合で配合されている。 In the present example, unlike the first to third examples, a square clay was used as a modeling material. In addition, quartzite powder was also used. The mud composition having such a structure was first made into hydrous clay by adding a predetermined amount of water to the clay. The entire amount of cocoon clay and quartzite powder is immersed in an aqueous solution in which the total amount of the silicone copolymer resin emulsion used is dissolved in water. The hydrous clay formed by soaking is stirred with a mixing stirrer for a predetermined time. Sasame clay is blended at a ratio of 13.7 parts by weight, silica powder at 22.8 parts by weight, water at 24.3 parts by weight, and a silicone copolymer resin emulsion resin at 0.30 parts by weight.
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、実施例1と同様、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ1%以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン10〜20%、水60〜70%の組成の樹脂エマルジョンを使用した。 As the resin emulsion of the silicon copolymer resin, for example, an emulsion of silica-containing dimethylpolysiloxane was used in the same manner as in Example 1. A resin emulsion having a composition of 1% or less of silica, 10 to 20% of polyoxyalkylene dimethylpolysiloxane, and 60 to 70% of water was used.
含水蛙目粘土が均一に分散した状態で、18.4重量部割合のカオリンを投入してさらに攪拌した。かかる攪拌物に、さらに、13.9重量部割合のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、6.5重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、0.4重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌し、48メッシュの篩を通過させて実施例4の泥しょう組成物を製造した。 In a state where the hydrous clay was uniformly dispersed, 18.4 parts by weight of kaolin was added and further stirred. In addition, 13.9 parts by weight of a styrene / acrylic copolymer resin emulsion, 6.5 parts by weight of a urethane resin resin emulsion, and 0.4 parts by weight of peptization were further added to the agitated product. The slurry composition of Example 4 was produced by further adding the agent, stirring for 60 minutes under the same conditions as described above, and passing through a 48-mesh sieve.
本実施例では、スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとして、例えば、昭和高分子株式会社製のポリゾールAP−3750(固形分50%、pH8〜10、平均粒径0.14μm)を使用した。ウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、前記実施例1と同様のものを使用した。 In this example, for example, Polysol AP-3750 (solid content 50%, pH 8-10, average particle size 0.14 μm) manufactured by Showa Polymer Co., Ltd. was used as the resin emulsion of styrene / acrylic copolymer resin. . As the resin emulsion of urethane copolymer resin, the same one as in Example 1 was used.
上記構成の本発明に係わる実施例1〜4の泥しょう組成物と比較するために、従来構成の泥しょう組成物を比較例1〜3として製造した。 In order to compare with the slurry compositions of Examples 1 to 4 according to the present invention having the above-described configuration, a slurry composition having a conventional configuration was produced as Comparative Examples 1 to 3.
(比較例1)
比較例1の泥しょう組成物では、図1の比較例1に示す如く、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンは使用していない。造形用材料としては、白磁土が使用されている。
(Comparative Example 1)
In the slurry composition of Comparative Example 1, as shown in Comparative Example 1 of FIG. 1, a styrene / acrylic copolymer resin emulsion and a urethane copolymer resin emulsion are used. Silicone resin emulsion is not used. White porcelain earth is used as a material for modeling.
かかる構成材料を用いた比較例1に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。全量の白磁土を水に浸けて形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は51.4重量部、水は12.3重量部の割合で配合されている。 In the mud composition related to Comparative Example 1 using such constituent materials, first, a white porcelain clay is added with a predetermined amount of water to produce a hydrous white porcelain clay. The hydrous white porcelain clay formed by immersing the entire amount of white porcelain clay in water is stirred for a predetermined time with a mixing stirrer. White porcelain earth is blended in a proportion of 51.4 parts by weight and water is 12.3 parts by weight.
実施例1の場合と同様に、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度8.0×104〜8.7×104Pa(600〜650mmHg)、常温の条件下で、30分間攪拌した含水白磁土に、9.1重量部のカオリン、1.2重量部の酸化チタン、0.4重量部の防腐剤、0.2重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で30分間攪拌した。本比較例1では、粉末パルプ、チタン酸カリウム繊維は混合していない。 As in the case of Example 1, using an emulsifier manufactured by Shinko Machinery Co., Ltd., for 30 minutes under conditions of a vacuum degree of 8.0 × 10 4 to 8.7 × 10 4 Pa (600 to 650 mmHg) and room temperature. 9.1 parts by weight of kaolin, 1.2 parts by weight of titanium oxide, 0.4 parts by weight of a preservative, and 0.2 parts by weight of a fungicide are added to the stirred water-containing white porcelain clay into the above mixed stirrer. The mixture was stirred for 30 minutes under the same conditions as above. In this comparative example 1, powder pulp and potassium titanate fiber are not mixed.
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、8.2重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、0.3重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、0.1重量部割合の解膠剤と、15.4重量部の割合の水と、1.5重量部の調整用水をさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌し、その後泡の発生がないことを確認した状態で、48メッシュの篩を通過させて比較例1の泥しょう組成物を製造した。 With stirring in this manner, with the above additives uniformly dispersed, 8.2 parts by weight of a styrene / acrylic copolymer resin emulsion and 0.3 parts by weight of a urethane resin emulsion , 0.1 parts by weight of peptizer, 15.4 parts by weight of water, and 1.5 parts by weight of water for adjustment were further added and stirred for 60 minutes under the same conditions as above, In a state where it was confirmed that there was no generation of bubbles, a slurry composition of Comparative Example 1 was produced by passing through a 48-mesh sieve.
尚、使用したスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンは、実施例1と同様のものを使用した。 The resin emulsion of styrene / acrylic copolymer resin and the resin emulsion of urethane resin used were the same as those used in Example 1.
(比較例2)
比較例2では、造形用材料として白磁土56.0重量部を20.0重量部割合の水に浸し、含水白磁土を形成した。含水白磁土を前記実施例と同様の混合攪拌機で攪拌し、均一に分散した状態で、10.0重量部割合のカオリン、1.3重量部の酸化チタンとを投入してさらに攪拌した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, 56.0 parts by weight of white porcelain earth as a modeling material was immersed in 20.0 parts by weight of water to form hydrous white porcelain earth. The hydrous white clay was stirred with the same mixing stirrer as in the above example, and 10.0 parts by weight of kaolin and 1.3 parts by weight of titanium oxide were added and further stirred in a uniformly dispersed state.
かかる攪拌物に、さらに、12.2重量部割合の前記実施例と同様のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン(AP−4710)と、0.3重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、0.2重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌し、48メッシュの篩を通過させて比較例2の泥しょう組成物を製造した。 In addition to the agitated product, a 12.2 parts by weight styrene / acrylic copolymer resin emulsion (AP-4710) and a 0.3 part by weight urethane resin resin emulsion similar to those of the above-described example were added. Then, 0.2 parts by weight of the peptizer was further added, and the mixture was stirred for 60 minutes under the same conditions as described above, and passed through a 48-mesh sieve to produce a slurry composition of Comparative Example 2.
(比較例3)
比較例3では、造形用材料として蛙目粘土13.7重量部を用いて、22.8重量部割合の珪石粉とを24.3重量部割合の水に浸し、含水蛙目粘土を形成した。含水蛙目粘土を前記実施例と同様の混合攪拌機で攪拌し、均一に分散した状態で、18.4重量部割合のカオリンを投入してさらに攪拌した。かかる攪拌物に、さらに、13.9重量部割合の
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン(AP−3750)と、6.5重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、0.4重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で60分間攪拌し、48メッシュの篩を通過させて比較例3の泥しょう組成物を製造した。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, 13.7 parts by weight of the clay was used as a material for modeling, and 22.8 parts by weight of silica powder was immersed in 24.3 parts by weight of water to form a hydrous clay. . The hydrous clay was stirred with the same mixing stirrer as in the above example, and in a uniformly dispersed state, 18.4 parts by weight of kaolin was added and further stirred. In addition, 13.9 parts by weight of a styrene / acrylic copolymer resin emulsion (AP-3750), 6.5 parts by weight of a urethane resin emulsion, and 0.4 wt. A part of the peptizer was further added, stirred for 60 minutes under the same conditions as above, and passed through a 48-mesh sieve to produce a slurry composition of Comparative Example 3.
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンとは、前記実施例4と同様のものを使用した。 The resin emulsion of styrene / acrylic copolymer resin and the resin emulsion of urethane resin were the same as in Example 4.
上記実施例1〜4、及び比較例1〜3により製造された泥しょう組成物の各々の主な物性を、図2に示した。 The main physical properties of each of the mud compositions produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in FIG.
図2に示す物性のうち、比重は、泥しょう組成物を50mlメスシリンダーに入れてその容積とその重量とを測定して、重量/容積として比重を求めた。流動性は、泥しょう組成物を成形型に流入する際の流入状態を目視により観察して、泥しょう組成物の各組成が均一に分散していて、部分的な分散不良がなく、均一な粘度で均一な流動性を示すものを良好(○)とした。経時安定性は、泥しょう組成物を、メスシリンダー内に1週間放置後、層分離を起こさないものを良好(○)とした。 Among the physical properties shown in FIG. 2, the specific gravity was determined by putting the slurry composition into a 50 ml graduated cylinder and measuring its volume and its weight to determine the specific gravity as weight / volume. The fluidity is determined by visually observing the inflow state when the slurry composition flows into the mold, so that each composition of the slurry composition is uniformly dispersed, there is no partial dispersion failure, and the fluidity is uniform. Those showing uniform fluidity in viscosity were evaluated as good (◯). The stability over time was determined to be good (◯) when the slurry composition was left in a graduated cylinder for 1 week and no layer separation occurred.
容積収縮率は、造形物の一辺の長さをX、収縮によりその長さの変化量をaとしたとき、(3a/X)×100で算出した。破壊強度及び曲げ強度は、造形物を60mm×25mm×3mmに加工して、SUN RHEO METER COMPAC-100 MODEL CR-100(SUN SCIENTIFIC CO, LTD.)を使用して測定した。そり・歪みは、造形物を60mm×25mm×3mmに加工したテストピースを定盤上で、長手方向の一端を押さえた場合に、他端の底部と定盤との間に発生した隙間が1mm以下であるものを良好(○)とした。 The volume shrinkage was calculated by (3a / X) × 100, where X is the length of one side of the modeled object and a is the amount of change in the length due to shrinkage. Fracture strength and bending strength were measured using a SUN RHEO METER COMPAC-100 MODEL CR-100 (SUN SCIENTIFIC CO, LTD.) After processing the shaped object to 60 mm × 25 mm × 3 mm. The warp / distortion is 1 mm when the test piece is processed to 60 mm x 25 mm x 3 mm on the surface plate and one end in the longitudinal direction is pressed on the surface plate, and the gap generated between the bottom of the other end and the surface plate is 1 mm. The following were considered good (◯).
図2に示す物性のうち、表面硬度は、60mm×25mmのテストピース表面を、芯硬度がHで規格されている鉛筆で傷が付きにくいものを良好(○)とした。耐摩耗性は、60mm×25mmのテストピース表面を、#100サンドペーパーで1回擦り、傷の付きにくいものを良好(○)とした。 Among the physical properties shown in FIG. 2, the surface hardness of the test piece surface of 60 mm × 25 mm was evaluated as good (◯) when the core hardness was not easily damaged by a pencil standardized with H. As for the abrasion resistance, the surface of a test piece of 60 mm × 25 mm was rubbed once with # 100 sandpaper, and the one that was not easily damaged was evaluated as good (◯).
離型性は、実際に市販されている人形頭部を模した石膏型で、脱型時に石膏型を開いた際の状況でその離型性の評価を行った。特に力を加えなくても型より取り出せた状況を示す場合は、評価を○で示した。かなりの力を加えなければ型より取り出せない状況を示す場合、あるいは僅かではあるが部分的に離型しにくさに基づく成形品の欠け、ひび等の損傷が見られる場合は、評価を△で示した。成形型より成形品が取り出せない状況を示す場合、あるいは成形型が破損する状況を示す場合は、評価を×で示した。 The releasability is a gypsum mold imitating a commercially available doll head, and the releasability was evaluated in the situation when the gypsum mold was opened at the time of demolding. In particular, the evaluation is indicated by ○ when the situation where the mold can be taken out without applying force is shown. If it shows a situation where it cannot be removed from the mold unless a considerable force is applied, or if damage such as chipping, cracking, etc. of the molded product due to the difficulty of partial release is slight, the evaluation is △ Indicated. In the case where the state where the molded product cannot be taken out from the mold or the state where the mold is damaged is shown, the evaluation is indicated by x.
実施例1〜4に記載の泥しょう組成物は、比較例1〜3の泥しょう組成物に比べて、離型性に大きな影響を及ぼす容積収縮率は、比較例1〜3の14、15に対して、8、10、13と小さい。本発明者の実験では、アンダーカット部が発生し易いような複雑な凹凸を有する成形型に対しても、8以上、13以下の容積収縮率を有していれば、十分な離型性を示すことが確認された。 Compared with the slurry compositions of Comparative Examples 1 to 3, the volume shrinkage ratio that greatly affects the mold release properties of the slurry compositions described in Examples 1 to 4 is 14, 15 of Comparative Examples 1 to 3. On the other hand, it is as small as 8, 10, and 13. In the inventor's experiment, sufficient mold releasability is obtained as long as it has a volumetric shrinkage ratio of 8 or more and 13 or less even for a mold having complicated irregularities so that an undercut portion is likely to occur. It was confirmed to show.
特に、実施例1〜3と、比較例1、2とでは、共に白磁土を造形用材料として使用しているが、曲げ強度が約2倍程度も向上して、且つ離型性を含めて総合評価が○に改善されている。かかる曲げ強度の向上は、泥しょう組成物に必須構成要素としてシリコン系樹脂を添加したためと推測される。造形用材料の給水時間は共に20分であり、泥しょう組成物が乾燥して硬化することで脱型できるまでの時間は共に1時間であった。 In particular, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, white porcelain earth is used as a material for modeling, but the bending strength is improved by about 2 times and includes releasability. The overall evaluation is improved to ○. Such an improvement in bending strength is presumed to be due to the addition of a silicon-based resin as an essential component to the mud composition. Both the water supply times of the modeling materials were 20 minutes, and the time required for demolding when the mud composition was dried and cured was 1 hour.
実際の離型性に関しては、実施例1〜3は良好(○)であった。しかし、比較例1は、場合により良好な離型性を示すものの、場合によっては離型性がやや劣ったり(△)、あるいは完全に離型性が悪かったり(×)等、成形型等により離型性が安定しなかった。比較例2も離型性が悪かった。 Regarding the actual releasability, Examples 1 to 3 were good (◯). However, although Comparative Example 1 shows good release properties in some cases, the release properties are slightly inferior in some cases (Δ), or the release properties are completely inferior (×). The releasability was not stable. Comparative Example 2 also had poor release properties.
また、チタン酸カリウム繊維を添加した場合の実施例1、2の場合の方が、かかるチタン酸カリウムを添加しない実施例3に比べて、破壊強度、曲げ強度が共に増加していることも分かる。 In addition, it can also be seen that both the breaking strength and the bending strength are increased in the case of Examples 1 and 2 when the potassium titanate fiber is added, compared to Example 3 where the potassium titanate is not added. .
かかる図2に示す実施例、比較例の検討からも分かるように、泥しょう組成物にシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンを使用した本発明に係わる構成の場合の方が、離型性が向上することが分かる。さらに、チタン酸カリウム繊維を添加した場合の方が、破壊強度、曲げ強度の向上が図れることが確認された。 As can be seen from the examination of the Example and Comparative Example shown in FIG. 2, the release property is improved in the case of the configuration according to the present invention using the resin emulsion of the silicone resin in the mud composition. I understand. Furthermore, it was confirmed that the fracture strength and bending strength can be improved when potassium titanate fiber is added.
実施例4と比較例3は、共に蛙目粘土を造形用材料として使用した場合を示しているが、シリコン系共重合樹脂エマルジョンを添加した実施例3の方が、かかる添加を行わない比較例3に比べて、容積収縮率が低く抑えられて、離型性が向上することが確認された。
実施例4は、比較例3と同様に、十分に高い曲げ強度が得られているが、さらにチタン酸カリウムを添加して増粘性の向上、更なる容積収縮率の低下を図って、より精細な凹凸を有する成形型に適用できるように構成しても勿論構わない。
Example 4 and Comparative Example 3 both show the case where the clay is used as a modeling material, but Example 3 to which the silicone copolymer resin emulsion is added is a comparative example in which such addition is not performed. Compared to 3, it was confirmed that the volumetric shrinkage rate was kept low and the releasability was improved.
In Example 4, as in Comparative Example 3, a sufficiently high bending strength was obtained, but potassium titanate was further added to improve the viscosity and further reduce the volume shrinkage rate. Of course, it may be configured so as to be applicable to a mold having unevenness.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、泥しょう組成物を型内面等に付着させた状態で硬化させることにより、焼成することなく造形物を形成することができる造形方法として有効に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used as a modeling method that can form a molded article without firing by curing the slurry composition in a state where it is adhered to the mold inner surface or the like.
Claims (6)
アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、
シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、
磁土あるいは粘土からなる造形用材料とが混合されていることを特徴とする泥しょう組成物。
A mud composition used in a molding method for modeling by adhering to a surface such as the inner surface of the mold or the outer surface of the object and curing it,
A resin emulsion of at least one of acrylic resin and urethane resin;
A resin emulsion of silicone resin;
Slip composition characterized in that the shaping material consisting disilazide or clay are mixed.
チタン酸カリウムが含まれていることを特徴とする泥しょう組成物。 In the mud composition according to claim 1,
A mud composition containing potassium titanate.
パルプ繊維等の植物繊維が含まれていることを特徴とする泥しょう組成物。 In the mud composition according to claim 1 or 2,
A mud composition comprising plant fibers such as pulp fibers.
前記樹脂エマルジョンと前記造形用材料との混合は、前記造形用材料をアニオン系界面活性剤により水に分散させた状態で行なわれることを特徴とする泥しょう組成物。 In the mud composition according to any one of claims 1 to 3,
Mixing of the resin emulsion and the modeling material is carried out in a state where the modeling material is dispersed in water with an anionic surfactant.
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