JPH01266165A - 造形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は精密モデル等の製作用に使用される造形材料、
特に切削加工用の造形材料に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車部品等について、図面から実際のものを製造する
際、いったん切削加工により精密モデル（マスターモデ
ル）が形成される。従来、このような精密モデル製作用
のための切削加工用造形材料（型材料）として材料加工
性の良好な木材が使用されてい−たが、吸湿により寸法
が安定しないという問題点があった。

このため造形材料として、高度の寸法安定性や高速切削
加工性の要求が高まるにつれて、樹脂ベースの造形材料
が採用され、粘度調整や研摩性、寸法安定性改良のため
、炭酸カルシウム、タルク、クレー等の無機充填材が必
要に応じて配合されている。しかしながら、このような
無機充填材を用いると、切削加工性が悪くなり、切削刃
の摩耗が大きくなるという問題点がある。

一方、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹
脂に、ガラスやフェノール樹脂からなる微小中空体（マ
イクロバルーン）を配合し、硬化したブロック材が市販
されているが、微小中空体のみでは、切削面に微小な凹
凸が形成されて、表面の平滑度がそこなわれるとともに
、研摩性が悪く。

またガラス製の微小中空体の場合は切削加工性も悪くな
るという問題点があった。

切削加工用の造形材料として、高度の寸法安定性や高速
切削加工性の要求な高まり、　ＮＣ（数値制御）工作機
の普及が広まるにつれ、これに適した材料が求められて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記問題点を解決するため、寸法安定
性、切削加工性、および研摩性に優れた造形材料を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は次の造形材料である。

（１）セルロースパウダーと、このセルロースパウダー
を結合する熱硬化性樹脂バインダーとからなる造形材料
。

（２）熱硬化性樹脂バインダーは主剤と硬化剤からなり
、セルロースパウダーは主剤と、硬化剤の少なくとも一
方に配合された上記（１）記載の造形材料。

（３）セルロースパウダーを配合した熱硬化性樹脂の硬
化物からなる上記（１）記載の造形材料。

（４）さらに微小中空体を含む上記（１）ないしく３）
のいずれかに記載の造形材料。

本発明に使用されるセルロースパウダーは、セルロース
を化学的あるいは機械的に粉砕した微粉からなる非水和
性の粉末であり、粒径はｌＯＯメツシュ通過が９０重量
％以上、水分１０重量％以下のものが好ましい。このよ
うなセルロースパウダーは、一般にセルロースを酸加水
分解−機械的処理法または機械的処理法で処理すること
により製造され、市販されている。

また、樹脂バインダーとして使用される熱硬化性樹脂と
しては特に￥ｌＪ限はないが、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフ
ェノール樹脂などが好ましく、中でも液状のエポキシ樹
脂が特に好ましい、これらの樹脂は、主剤と硬化剤の２
液タイプのものとして使用することができる。これらの
樹脂は必要により、粘度調整用の溶剤や可撓性付与剤等
を含んでいてもよい。

その他の充填材として、切削性の改善、および軽量化の
ため、粒径５〜２００μの微小中空体等を配合すること
ができる。微小中空体の種類としては、主に、ガラスマ
イクロバルニンとフェノールマイクロバルーンがあるが
、切削刃の摩耗面からはフェノールマイクロバルーンが
好ましい。

また本発明の造形材料には、水分吸着剤、消泡剤１分離
防止剤等の添加剤を適宜配合することができる。

上記各材料の配合割合は、高強度および良好な加工性を
得るという点から、セルロースパウダー１００重量部に
対して、熱硬化性樹脂バインダーが通常２０〜５００重
景部、　重量しくは２０〜３００重量部。

特に好ましくは４０〜２００重量部である。また必要に
より添加される微小中空体の配合割合は高強度。

良好な研摩性および切断面の良好な平滑性を得るという
点から、セルロースパウダー２０〜１００重量部に対し
て通常１００重景重量下、好ましくは２０〜８０重量部
が好ましい。

本発明の造形材料は、上記セルロースパウダー、熱硬化
性樹脂バインダー、および必要に応じて配合される他の
材料を配合したものであり、その製品形態としては、未
硬化の熱硬化性樹脂の主剤と硬化剤とを分離したペース
ト材、ならびに各材料を混合して硬化させたブロック材
の２つの形態が一般的である。

前者のペースト材は、未硬化の熱硬化性樹脂の主剤と硬
化剤に分かれ、それぞれまたは一方にセルロースパウダ
ーおよび他の材料を配合したものである。このペースト
材は、現場でこれらを所定の配合比で混合して、任意の
形状に成形し、これも硬化させてブロック材を得、切削
加工に供する。

後者のブロック材は、各材料を混合して成形し、硬化さ
せてプロッタ材としたものであり、そのまま切削加工に
供される。

上記のようにして形成されるブロック材は、精密モデル
等の型材料として切削加工に供されるほか、彫刻、工作
材料などの一般の造形材料としても用いることができる
。

〔発明の効果〕

本発明の造形材料は、セルロースパウダーと、熱硬化性
樹脂バインダーとからなるため、寸法安定性、切削加工
性および研摩性に優れ、このため容易に切削加工を行っ
て優れた造形量を製作することが可能で、切削加工の際
の切削刃の摩耗がほとんどなく、特に１０．００Ｏｒｐ
ｍ以上の高速切削では顕著な切削加工性が得られる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例について説明する。

実施例１ パルプフロラクト４（山陰国策パルプ（株）１！！、商
品名、セルロースパウダー）１００重量部に、エポミッ
クＲ−１４０（三井石油化学工業（株）製、商品名、液
状エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０）６９重量部、エ
ポミックＱ−６５４（三井石油化学工業（株）製、商品
名、ポリアミドアミン、硬化剤）３１重量部、およびフ
ェノールバルーンＢＪＯ−０９３０（米国ＵＣＣ社製、
商品名、切削性付与剤）３０重量部を混合して成形し、
硬化させてブロック材を得た。

このブロック材について、　ＮＣ工作機（（株）平安工
業所ｆＲ）により、切削刃（ハイスピード鋼、エンドミ
ル１０＋ａ＋＋＋φ）を用いて回転数１０，０００ｒｐ
＋ｍ、送り速度１ｍ／ｗｉｎ、切削長さ３．２ｍ、切込
深さ５ｍ＋ｗの条件にて切削加工を行い、切削刃の先＠
直径の摩耗量を測定した。

実施例２ パルプフロラ９１４１５０重量部に、エポミックＲ−１
４０６９重量部、　エポミックＱ−６５４３１重量部お
よびフェノールバルーンＢｊＯ−０９３０２０重量部を
混合して、実施例１と同様にブロック材を作成し、評価
を行った。

実施例３ パルプフロラ９１４フ０重量部に、エポミックＲ−１４
０６０重量部、エポ起ツクＲ−０９５（三井石油化学工
業（株）製、商品名、低粘度エポキシ樹脂、エポキシ当
量１５０）８重量部、エポミックＱ−６５４３２重量部
およびフェノールバルーンＢＪＯ−０９３０３０重量部
を混合し、実施例１と同様にブロック材を作成し、評価
を行った。

実施例４ パルプフロラクト４６０重量部に、エポミックＲ−１４
０７１重量部およびフェノールバルーンＢＪＯ−０９３
０２４重量部を混合して主剤（Ａ液）とする。−方、パ
ルプフロラクト４４０重量部に、エポミックＱ−６５４
３２重量部およびフェノールバルーンＢＪＯ−０９３０
６重量部を混合して硬化剤（Ｂ液）とする。

これらＡ液、Ｂ液のペースト材を混合し、実施例１と同
様にブロック材を作成し、評価を行った。

比較例１〜３ エポミックＲ−１４０６９重量部とエポミック。−６５
４３１重量部をベース樹脂として、フェノールバルーン
ＢＪＯ−０９３０３０重量部を使用し、比較例１〜３の
それぞれにホヮイトンｐ−ｓｏ　（白石工業■製、商品
名、炭酸カルシウム）１３０重量部、ＪＡ−１３Ｒ（浅
田製粉■製、商品名、タルク）１００重量部、　ＮＮク
レー（上屋カオリン■製、商品名、クレー）１２０重量
部を混合してブロック材を作成し、評価を行った。

以上の結果をまとめて表１に示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セルロースパウダーと、このセルロースパウダー
   を結合する熱硬化性樹脂バインダーとからなる造形材料
   。
2. （２）熱硬化性樹脂バインダーは主剤と硬化剤からなり
   、セルロースパウダーは主剤と、硬化剤の少なくとも一
   方に配合された請求項（１）記載の造形材料。
3. （３）セルロースパウダーを配合した熱硬化性樹脂の硬
   化物からなる請求項（１）記載の造形材料。
4. （４）さらに微小中空体を含む請求項（１）ないし（３
   ）のいずれかに記載の造形材料。