JP4153482B2 - 模型素材用盛り付け剤 - Google Patents

Description

本発明は模型素材用盛り付け剤に関する。

従来、模型素材用盛り付け剤としては、ポリオール、ポリイソシアネート、中空微小球及び脱水剤からなる盛り付け剤が知られている（特許文献１）。
特開２００３−１６０６３２号公報

しかし、近年、大型モデルの切削等において工期短縮のために切削加工速度が益々早くなってきている。従来の模型素材用盛り付け剤では、高速切削加工すると切削表面にささくれや毛羽だちが生じ、後工程として仕上げ加工が必要となるという問題がある。
すなわち、本発明の目的は、高速切削加工でも表面がなめらかに切削でき仕上げ工程が不要となる模型素材用盛り付け剤を提供することである。

本発明者等は、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明の模型素材用盛り付け剤の特徴は、ポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）からなる模型素材用盛り付け剤において、融点（ＪＩＳ Ｋ００６４−１９９２，３．２融点試験方法）が５０〜９０℃の、ポリアミンの脂肪酸アミドからなる有機滑剤（Ｗ）を含有することを要旨とする。

本発明の模型素材用盛り付け剤は、高速切削加工しても「ささくれ」や「毛羽だち」が極めて生じにくい。よって、仕上げ工程が不必要となる。
したがって、本発明の模型素材用盛り付け剤は、切削面積の大きい大型模型を短期間で切削加工できるため、例えば自動車の実物大模型等に特に好適である。

本発明における有機滑剤（W）の融点（℃）は、通常５０〜９０であり、好ましくは５１〜８８、さらに好ましくは５２〜８６、特に好ましくは５３〜８５である。すなわち、（W）の融点（℃）の下限は、５０が好ましく、さらに好ましくは５１、特に好ましくは５２、最も好ましくは５３であり、また同様に上限は、９０が好ましく、さらに好ましくは８８、特に好ましくは８６、最も好ましくは８５である。この範囲であると、硬化後の表面のなめらかさ等がさらに良好となる。
なお、融点（℃）は、ＪＩＳ Ｋ００６４−１９９２の３．２融点測定方法に準拠して測定された値である。

融点が５０〜９０℃である有機滑剤（Ｗ）としては、脂肪酸アミド（Ｗ１）、脂肪酸エステル（Ｗ２）、石油ワックス（Ｗ３）、及び天然ワックス（Ｗ４）等が含まれる。

脂肪酸アミド（Ｗ１）としては、脂肪酸第一アミド（ｗｗ１）、Ｎ−アルキル脂肪酸第一アミド（ｗｗ２）及びＮ，Ｎ−ジアルキル脂肪酸第一アミド（ｗｗ３）、ポリアミンの脂肪酸アミド（ｗｗ４）等が使用できる。
（ｗｗ１）としては、炭素数１８〜２２の不飽和脂肪酸アミド等が用いられる。
不飽和脂肪酸アミドとしては、オレイン酸アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミド、エルカ酸アミド及びリシノール酸アミド等が挙げられる。
（ｗｗ２）としては、炭素数１〜１８の飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１０〜１６の飽和脂肪酸アミド、炭素数１８の不飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸アミド、及び炭素数１８の飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１８〜２２の不飽和脂肪酸アミド等が挙げられる。

炭素数１〜１８の飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１０〜１６の飽和脂肪酸アミドとしては、Ｎ−メチルカプリン酸アミド、Ｎ−メチルラウリン酸アミド、Ｎ−メチルミリスチン酸アミド及びＮ−ドデシルラウリン酸アミド等が挙げられる。炭素数１８の不飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸アミドとしてはＮ−オレイルパルミチン酸アミド及びＮ−オレイルステアリン酸アミド等が挙げられる。炭素数１８の飽和炭化水素１置換アミンの炭素数１８〜２２の不飽和脂肪酸アミドとしては、Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド及びＮ−ステアリルエルカ酸アミドが挙げられる。

（ｗｗ３）としては炭素数１〜１８の飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１０〜１６の飽和脂肪酸アミド、炭素数１８の不飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸アミド、及び炭素数１８の飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１８〜２２の不飽和脂肪酸アミド等が挙げられる。

炭素数１〜１８の飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１０〜１６の飽和脂肪酸アミドとしては、Ｎ，Ｎ−ジメチルカプリン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルミリスチン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルパルミチン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジドデシルラウリン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジドデシルミリスチン酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジドデシルパルミチン酸アミド及びＮ，Ｎ−ジドデシルステアリン酸アミド等が挙げられる。
炭素数１８の不飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸アミドとしてはＮ，Ｎ−ジオレイルパルミチン酸アミド及びＮ，Ｎ−ジオレイルステアリン酸アミド等が挙げられる。炭素数１８の飽和炭化水素２置換アミンの炭素数１８〜２２の不飽和脂肪酸アミドとしては、Ｎ，Ｎ−ジステアリルオレイン酸アミド及びＮ，Ｎ−ジステアリルエルカ酸アミドが挙げられる。

ポリアミンの脂肪酸アミド（ｗｗ４）としては、ポリアミンと脂肪族モノカルボン酸及び／又は脂肪族多価カルボン酸との縮合反応により得られるポリアミドが挙げられる。
ポリアミンとしては、例えば、炭素数２〜６のアルキレンジアミン（例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）、炭素数２〜６のアルキレン基を有するポリアルキレンポリアミン（例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど）が挙げられる。脂肪族モノカルボン酸としては、炭素数２〜３２の直鎖状又は分岐状の脂肪酸、例えば、ブタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、デカン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、イソアラキン酸、アクリル酸、オレイン酸、エルシン酸などが挙げられる。ポリカルボン酸としては、例えば、炭素数２〜４０脂肪族ジカルボン酸（例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、エライジン酸、マレイン酸、フマル酸、３，３−ジメチルペンタン二酸など）、炭素数４〜４２脂肪族多価カルボン酸（例えば、３，３−ジメチル−５−エチルオクタン−１，２，８−トリカルボン酸など）、及び上記不飽和脂肪酸のダイマー酸等が挙げられる。

（ｗｗ４）の具体例としては、炭素数１６〜２２の脂肪族モノカルボン酸とポリエチレンポリアミンとの縮合反応により得られる脂肪酸アミド、炭素数２〜４のアルキレンジアミンと炭素数１６〜２２の不飽和脂肪族モノカルボン酸との縮合反応により得られる脂肪酸アミド、及び炭素数６〜５４の脂肪族ジカルボン酸又はダイマー酸とポリエチレンポリアミン及び炭素数１６〜３２の脂肪族モノカルボン酸との縮合反応により得られるアミド化合物等が挙げられる。

脂肪酸エステル（Ｗ２）としては炭素数１８のモノヒドロキシ脂肪酸エステル及びグリセリン脂肪酸エステルが挙げられる。
炭素数１８のモノヒドロキシ脂肪酸のエステルとしては１２−ヒドロキシステアリン酸メチル、１２−ヒドロキシステアリン酸ステアリル、モノ−１２−ヒドロキシステアリン酸エチレングリコール及びモノ−１２−ヒドロキシステアリン酸プロピレングリコール等が挙げられる。
グリセリン脂肪酸エステルとしてはモノ−ステアリン酸グリセリン及びモノ−ベヘニン酸グリセリン等が挙げられる。

石油ワックス（Ｗ３）としては、炭素数２０〜５０のパラフィンワックス（テトラコサン、ペンタコサン及びヘキサコサン等）等が使用できる。

天然ワックス（Ｗ４）としては、植物ろう（カルナバワックス及びキャンデリラワックス等）、動物ろう（ミツロウ等）及び鉱物ろう（オゾケライト等）が使用できる。

これらの有機滑剤（Ｗ）のうち、好ましくは、脂肪酸アミド（Ｗ１）、石油ワックス（Ｗ３）、及び天然ワックス（Ｗ４）であり、硬化後の表面のなめらかさや模型塗装時の塗料のはじきにくさの観点等から、脂肪酸アミド（Ｗ１）がさらに好ましく、盛り付け剤の粘度安定性の観点から、特に好ましくはＮ，Ｎ−ジアルキル脂肪酸第一アミド（ｗｗ１）及びポリアミンの脂肪酸アミド（ｗｗ４）である。

ポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）は、公知（特許文献１等）のものと同じもの等が使用できる。また、必要に応じてその他の添加剤（Ｅ）を含むことができ、その他の添加剤（Ｅ）としては公知のものと同じもの等が使用できる。

公知のポリオール（Ａ）のうち、多価アルコールアルキレンオキサイド付加体及び／又は多価フェノールアルキレンオキサイド付加体（Ａ１）及びアミンアルキレンオキサイド付加体（Ａ２）等が好ましく、さらに好ましくは多価アルコールアルキレンオキサイド付加体及び／又は多価フェノールアルキレンオキサイド付加体（Ａ１）とアミンアルキレンオキサイド付加体（Ａ２）とからなるポリオールである。
多価アルコールとしては、炭素数２〜２０の２価アルコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−又は１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール及びネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール；並びにシクロヘキサンジオール及びシクロヘキサンジメタノール等のシクロアルキレングリコール等）、炭素数３〜２０の３価アルコール（グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及びヘキサントリオール等のアルカントリオール等）；炭素数５〜２０の４〜８価の多価アルコール（ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン等のアルカンポリオールの分子内脱水物、ジグリセリン及びジペンタエリスリトール等のアルカンポリオールの分子間脱水物；並びにショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース及びメチルグルコシド等の糖類及びその誘導体）；が挙げられる。

多価フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノン及びフロログルシン等の単環多価フェノール；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールスルホン等のビスフェノール；並びにフェノールとホルムアルデヒドとの縮合物（ノボラック樹脂）等が挙げられる。

アミンとしては、アンモニア；脂肪族アミン｛炭素数２〜２０のアルカノールアミン（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びイソプロパノールアミン等）、炭素数１〜２０のアルキルアミン（ｎ−ブチルアミン及びオクチルアミン等）、炭素数２〜６のアルキレンジアミン（エチレンジアミン、プロピレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等）、炭素数４〜２０のポリアルキレンポリアミン［アルキレン基の炭素数が２〜６のジアルキレンポリアミン（ジエチレントリアミン及びジヘキシレントリアミン等）、及びアルキレン基の炭素数が２〜６のトリアルキレンポリアミン（トリエチレンテトラミン及びトリヘキシレンテトラミン等）、テトラエチレンぺンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等］｝；炭素数６〜２０の芳香族モノ−若しくはポリ−アミン（アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリン及びジフェニルエーテルジアミン等）；炭素数４〜２０の脂環式アミン（イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミン及びジシクロヘキシルメタンジアミン等）；及び炭素数４〜２０の複素環式アミン（ピペラジン、アミノエチルピペラジン及び特公昭５５−２１０４４号公報に記載の複素環式アミン等）等が挙げられる。

アルキレンオキサイドとしては、炭素数２〜８のアルキレンオキサイドが好ましく、さらに好ましくはエチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）、１，２−、１，４−、１，３−又は２，３−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド及びこれらの２種以上の混合（ブロック状、ランダム状及び／又はこれらの混合）、特に好ましくはＰＯ及びＥＯである。なお、ＰＯ及び／又はＥＯの場合、他のアルキレンオキサイドを含んでもよいが、他のアルキレンオキサイドを使用する場合、この使用量（重量％）は、ＰＯ及びＥＯの重量に基づいて、１０以下が好ましい。

ポリエーテルポリオールの好ましい具体例としては、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、シュークロース、トリエタノールアミン、エチレンジアミン及びジエチレントリアミンのＰＯ付加体が挙げられる。

ポリオール（Ａ）としては、これら以外の通常用いられる他のポリオールも使用でき、例えば、少なくとも２個（好ましくは２〜８個）の活性水素を含有する上記以外の化合物（ポリカルボン酸及びリン酸等）のアルキレンオキサイド付加物；ポリエステルポリオール；ポリブタジエンポリオール等のジエン系ポリオール及びこの水素添加物；アクリル系ポリオール等の水酸基含有ビニル重合体；ヒマシ油等の天然油系ポリオール；天然油系ポリオールの変性物；前記多価アルコール等が挙げられる。
これらの他のポリオールを使用する場合、この使用量（重量％）は、ポリオール（Ａ）の重量に基づいて、３０以下が好ましく、さらに好ましくは２０以下である。

ポリカルボン酸としては、炭素数４〜１８の脂肪族ポリカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸及びアゼライン酸等）；及び炭素数８〜１８の芳香族ポリカルボン酸（テレフタル酸及びイソフタル酸等）等が挙げられる。

ポリエステルポリオールとしては、前記の多価アルコール及び／又はポリオール（Ａ１）と、前記ポリカルボン酸もしくはその無水物、低級アルキル（アルキル基の炭素数：１〜４）エステル等のエステル形成性誘導体（無水マレイン酸、無水フタル酸及びテレフタル酸ジメチル等）との縮合反応物、又は前記カルボン酸無水物及びアルキレンオキサイドとの縮合反応物；前記縮合反応物のアルキレオンキサイド（ＥＯ、ＰＯ等）付加反応物；ポリラクトンポリオール、例えば前記多価アルコールを開始剤としてラクトン（ε−カプロラクトン等）を開環重合させることにより得られるもの；ポリカーボネートポリオール、例えば前記多価アルコールとアルキレンカーボネートとの反応物；等が挙げられる。

ポリオール（Ａ）が持つ水酸基の数（個）は、２〜１０が好ましく、さらに好ましくは３〜８、特に好ましくは３〜６、最も好ましくは３〜４である。この範囲であると、硬化後の強度及び耐衝撃性がさらに良好となる。
ポリオール（Ａ）のヒドロキシル価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、２００〜７００が好ましく、さらに好ましくは２５０〜６５０、特に好ましくは３００〜６００、最も好ましくは３５０〜５５０である。この範囲であると、硬化後の強度及び靱性がさらに良好となる。

ポリオール（Ａ）が多価アルコールアルキレンオキサイド付加物及び／又は多価フェノールアルキレンオキサイド付加物（Ａ１）とアミンアルキレンオキサイド付加物（Ａ２）からなる場合、（Ａ１）と（Ａ２）の合計重量に基づいて、（Ａ１）の含有量（重量％）は６０〜９９が好ましく、さらに好ましくは６５〜９８、特に好ましくは７０〜９６、最も好ましくは７５〜９５であり、また、（Ａ２）の含有量（重量％）は、１〜４０が好ましく、さらに好ましくは２〜３５、特に好ましくは４〜３０最も好ましくは５〜２５である。（Ａ２）は（Ａ１）に比べ有機ポリイソシアネート（Ｂ）との反応性が高いため、通常ウレタン化反応に用いる触媒を使用することなしにウレタン化反応を開始することができ、触媒を使用したときよりも水分と有機ポリイソシアネート（Ｂ）との反応による発泡現象を防止することができる。したがって、この範囲であると、硬化後の表面のなめらかさ及びきめの細かさ等がさらに良好となる。

ポリオール（Ａ）中のＮ原子の含有量（重量％）は、（Ａ）の重量に基づいて、０．０１〜１０が好ましく、さらに好ましくは０．０３〜８、特に好ましくは０．０５〜６、最も好ましくは０．１〜５である。この範囲であると、（Ａ２）の含量と同様に硬化後の表面のなめらかさ及びきめの細かさ等がさらに良好となる。

公知の有機ポリイソシアネート（Ｂ）のうち、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、これらの変性物（カルボジイミド変性、アロファネート変性、ウレア変性、ビューレット変性、イソシアヌレート変性又はオキサゾリドン変性等）、イソシアネート基末端プレポリマー、及びこれらの２種以上の混合物が好ましく、さらに好ましくは芳香族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートの変性体、芳香族ポリイソシアネート基末端プレポリマー及びこれらの２種以上の混合物、特に好ましくは芳香族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートのカルボジイミド変性体、芳香族ポリイソシアネート基末端プレポリマー及びこれらの２種以上の混合物、最も好ましくはポリメチレンポリフェニルイソシアネート、メチレン−ビス−フェニルイソシアネート、メチレン−ビス−フェニルイソシアネートのカルボジイミド変性体、メチレン−ビス−フェニルイソシアネート末端プレポリマー及びこれらの２種以上の混合物である。

芳香族ポリイソシアネートとしては、炭素数（ＮＣＯ基中の炭素を除く；以下同様）６〜１６の芳香族ジイソシアネート、炭素数６〜２０の芳香族トリイソシアネート及びこれらのイソシアネートの粗製物等が用いられ、１，３−又は１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製ＴＤＩ、２，４’−又は４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（粗製ＭＤＩ）、ナフチレン−１，５−ジイソシアネート及びトリフェニルメタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、炭素数６〜１０の脂肪族ジイソシアネート等が用いられ、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及びリジンジイソシアネート等が挙げられる。

脂環式ポリイソシアネートとしては、炭素数６〜１６の脂環式ジイソシアネート等が用いられ、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート及びノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。
芳香脂肪族イソシアネートとしては、炭素数８〜１２の芳香脂肪族ジイソシアネート等が用いられ、キシリレンジイソシアネート及びα，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
変性ポリイソシアネートとしては、ウレタン変性ＭＤＩ又はＴＤＩ（ショ糖変性ＴＤＩ及びひまし油変性ＭＤＩ等）及びカルボジイミド変性ＭＤＩ等が挙げられる。

中空微小球（Ｃ）のうち、熱可塑性樹脂又は熱硬化樹脂からなる中空微小球が好ましく、さらに好ましくは熱可塑性樹脂からなる中空微小球、特に好ましくはポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニリデンから選ばれる２種以上の共重合体、最も好ましくはポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリル酸メチル及びポリメタクリル酸メチルから選ばれる２種以上の共重合体である。
熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート及びポリアクリロニトリル等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び尿素樹脂等が挙げられる。

中空微小球（Ｃ）の体積平均粒径（μｍ）は、０．５〜１００が好ましく、さらに好ましくは１〜８０、特に好ましくは５〜７０、最も好ましくは１０〜６０である。この範囲であると、取り扱い性、硬化後のなめらかさ及びの細かさ等がさらに良好となる。
中空微小球（Ｃ）の真比重は、０．００５〜０．１が好ましく、さらに好ましくは０．００９〜０．０９、特に好ましくは０．０１５〜０．０８、最も好ましくは０．０２〜０．０７である。この範囲であると、取り扱い性等がさらに良好となる。
このような中空微小球（Ｃ）の市場から入手できる具体例としては、エクスパンセル５５１ＤＥ４０ｄ４２、エクスパンセル５５１ＤＥ４０ｄ６０、エクスパンセル５５１ＤＥ４０ｄ６０、エクスパンセル４６１ＤＥ４０ｄ６０、エクスパンセル４６１ＤＥ２０ｄ７０、エクスパンセル０９２ＤＥ４０ｄ３０（エクスパンセル社製）、並びにマツモトマイクロスフェアＦ−８０ＥＤ及びＭＦＬシリーズ（松本油脂製薬社製）等が挙げられる。

脱水剤（Ｄ）は、盛り付け剤への水分の混入防止により硬化後の表面がよりなめらかにしたり、盛り付け剤同士の合わせ目に起こる発泡現象を防止して接着性を向上させたりするために用いられる。
公知の脱水剤のうち、中性又はアルカリ性の脱水剤が好ましく、さらに好ましくは酸化カルシウム、硫酸カルシウム（半水石膏）、塩化カルシウム及びモレキュラーシーブ、特に好ましくは塩化カルシウム及びモレキュラーシーブ最も好ましくはモレキュラーシーブである。
脱水剤（Ｄ）の体積平均粒子径（μｍ）は、０．０５〜５０が好ましく、さらに好ましくは０．０７〜４０、特に好ましくは０．０９〜３０、最も好ましくは０．１〜２０である。この範囲であると、単位重量当たりの表面積が大きく充分な脱水能を発揮する。
モレキュラーシーブを用いる場合、モレキュラーシーブの孔径（ｎｍ）は、１〜１００が好ましく、さらに好ましくは０．０５〜７０、特に好ましくは０．１〜５０、最も好ましくは０．２〜４０である。この範囲であると、水分子を効率よく吸着することができる。

本発明の盛り付け剤では、必要により本発明の盛り付け剤の効果を損なわない範囲で、他の添加剤（Ｅ）を用いてもよい。（Ｅ）としては、ウレタン化触媒（トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、ジエチルエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などのアミン系触媒；オクチル酸第一錫、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸鉛などの金属触媒など）、可塑剤（キシレン系オリゴマー、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペートなど）、チクソ性付与剤（微粒子状シリカ〔粒径１００ｎｍ以下〕、水添ヒマシ油、有機ベントナイトなど）、整泡剤（シリコーン系整泡剤など）、無機充填材（炭酸カルシウム、タルク、水酸化アルミニウム、雲母、ミルドファイバーなど）、有機充填剤（熱硬化性樹脂の粉砕物など）、紫外線吸収剤、老化防止剤、抗酸化剤、着色剤（染料、顔料）、難燃剤、防黴剤、抗菌剤などを含有させることができる。

ポリオール（Ａ）及び有機ポリイソシアネート（Ｂ）の含有量は、イソシアネート指数［（ＮＣＯ基の数／活性水素原子の数）×１００］に従って決められる。イソシアネート指数は、８０〜１４０が好ましく、さらに好ましくは８５〜１３０、特に好ましくは９０〜１２０、最も好ましくは９５〜１１５である。この範囲であると、硬化後の強度及び靱性がさらに良好となる。
（Ａ）及び（Ｂ）の合計含有量（重量％）は（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｗ）及び（Ｅ）の合計重量に基づいて、５０〜９０が好ましく、さらに好ましくは５５〜８５、特に好ましくは６０〜８０、最も好ましくは６５〜７５である。この範囲であると、硬化後の靱性が良好となる。

中空微小球（Ｃ）の含有量（重量％）は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｗ）及び（Ｅ）の合計重量に基づいて、０．０１〜４０が好ましく、さらに好ましくは０．０２〜３５、特に好ましくは０．０３〜３０、最も好ましくは０．０５〜２５である。上記範囲の比重の（Ｃ）を上記範囲の含有量使用すれば、硬化物の密度が０．３から０．６の範囲となり、易切削性の硬化物となる。
本発明において硬化物の密度とは、３００ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍ以上に盛り付けた樹脂を２５℃で１時間放置した後、７０℃で１０時間、加熱硬化し、８時間放置冷却して得た硬化物を、厚みに対して上下１０ｍｍ以上、長さ及び幅方向に対して５０ｍｍ以上切断した中心部の試験片を切り出し、試験片の重量を、３辺の長さの積より算出した体積で除して硬化物の密度とした。

脱水剤（Ｄ）の含有量（重量％）は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｗ）及び（Ｅ）の合計重量に基づいて、１〜３０が好ましく、さらに好ましくは２〜２５、特に好ましくは３〜２０、最も好ましくは５〜１５である。この範囲であると、硬化後の表面のなめらかさ及び接着性等がさらに良好となる。

有機滑剤（Ｗ）の含有量（重量％）は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｗ）及び（Ｅ）の合計重量に基づいて、０．１〜３０が好ましく、さらに好ましくは０．２〜２５、特に好ましくは０．５〜２０、最も好ましくは１〜１５である。この範囲であると、硬化後のなめらかさがさらに良好となる。

本発明の盛り付け剤の全重量に対する上記の他の添加剤（Ｅ）の好ましい使用量は、ウレタン化触媒は０．００１重量％〜０．０１重量％、チクソ性付与剤は０．５〜１５重量％、（特に１〜１０重量％）、可塑剤は１〜４０重量％、無機充填材は０．５〜２０重量％、有機充填剤は０．１〜１０重量％、それ以外のものはそれぞれ０．１〜５重量％である。

本発明の盛り付け剤は、ポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）、脱水剤（Ｄ）及び有機滑剤（Ｗ）を含んでおれば、どのような形態であってもよいが、（Ａ）と（Ｂ）との反応性の観点等から、ポリオール（Ａ）からなる１液（Ｈ成分）と有機ポリイソシアネート（Ｂ）からなる１液（ＮＣＯ成分）との２液で構成される２液硬化型の形態が好ましく、さらに好ましくはポリオール（Ａ）、中空微小球（Ｃ）、脱水剤（Ｄ）及び有機滑剤（Ｗ）からなる１液と有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）からなる１液との２液で構成される２液硬化型、特に好ましくは中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）の重量比が、それぞれ（Ｈ成分中の含有量）：（ＮＣＯ成分中の含有量）＝４０：６０〜６０：４０である２液硬化型である。

本発明の盛り付け剤は、通常の方法と同様にして製造することができ、各種原料をプロペラ型・櫂型等の攪拌羽根の付いた混合槽、プラネタリーミキサー、又はホーバルトミキサー等を用いて混合することにより製造される。特に中空微小球（Ｃ）の配合量の割合が高い場合、撹拌シェアが高くなるため、プラネタリーミキサーを用いることが好ましい。
本発明の盛り付け剤を製造する実施形態の一例として、プラネタリーミキサーを用いた製造方法について、下記の工程手順が挙げられる。
（１）先ず液状成分（Ｈ成分ではポリオール（Ａ）、着色剤及び可塑剤等、ＮＣＯ成分では有機ポリイソシアネート（Ｂ）、着色剤及び可塑剤など）をプラネタリーミキサー（例えば井上製作所社製ＰＬＧＭ−４００型）の配合槽に計量、投入し、低速（公転１４ｒｐｍ、自転４４ｒｐｍ）、室温（１０〜３５℃）で１０分間混合する。
（２）引き続き粉体成分を中空微小球（Ｃ）、有機滑剤（Ｗ）、その他添加剤（Ｅ）の順で投入し、最後に脱水剤（Ｄ）を投入する。投入後、粉体成分が液になじむまで低速、室温で１０〜３０分混合する。粉体成分が液になじんだ後、−０．９ＭＰａ以下まで減圧脱気しながら、高速（自転２１ｒｐｍ、公転６６ｒｐｍ）、室温で３０分間混合する。
硬化後のなめらかさをさらに高めるために、混合の際に減圧脱気し、盛り付け剤中に含まれる、気泡を除去することが好ましい。
また、液成分と粉体成分の混合温度は有機滑剤（Ｗ）の融点以下で昇温しても良い（例えば融点が７０℃の有機滑剤であれば、５０℃まで昇温する等。）。昇温することにより、加圧充填が容易となる。
（３）混合終了後、配合槽をラムプレス式充填機（例えば井上製作所社製ＰＨＬ−４００型）にセットし、加圧しながら釜下バルブから樹脂製ホースを通し、２０Ｌストレートペール缶に充填する。

本発明の盛り付け剤は、Ｈ成分とＮＣＯ成分を２液吐出機を用いて、混合吐出することにより、所望の形状の模型素材を作製するのに好適である。本発明の盛り付け剤の使用方法の実施形態の一例として、２液吐出機による盛り付け作業について、下記の工程手順が
挙げられる。
（１）ペール缶から直接、吸引、送液できるポンプ部を２台持つ２液吐出機にペール缶にそれぞれ充填したＨ成分とＮＣＯ成分をセットする。
ポンプの形式は、プランジャーポンプ又はスネークポンプが好ましく、さらに好ましくは中空微小球（Ｃ）の破壊が比較的少なく、低流動性でも送液が可能なスネークポンプ（たとえば、兵神装備社製、ペール缶用ディスチャージャー ２ＮＴＬ２０型）である。
（２）Ｈ成分及びＮＣＯ成分のイソシアネート指数が上記の範囲になる割合でそれぞれのポンプ送液量を設定する。
（３）吐出口までのライン中にスタティックミキサー（たとえば、ノリタケ カンパニー リミテッド社製、スタティックミキサー １・１／２−Ｎ３０−１３１−Ｆ型）を設置し、２液を吐出する。スタティックミキサーで混合された混合液を、あらかじめ概略の目的形状としたコア材（たとえば、アクソン社製 硬質ポリウレタンフォーム ソフランボード８０）の上に塗布する。
（４）室温（１０〜３５℃）で１時間、１次硬化させた後、５０〜７０℃で８〜１２時間後硬化して、所望の形状の模型素材を得る。
本発明の盛り付け剤は、反応速度を早くすれば、室温放置でも充分な物性を発揮するまで硬化するが、必要により加熱し、後硬化することで安定した物性を発揮することができる。後硬化の条件は、好ましくは４０〜１００℃、さらに好ましくは５０〜７０℃で、好ましくは５〜１４時間、さらに好ましくは８〜１２時間である。

得られた模型素材をＮＣマシンなどで切削加工して、模型（工業用モデル）が得られる。また、本模型は、切削表面が滑らかに仕上るため、サンドペーパー（たとえば２４０番）で表面を研削した後、塗装することが可能である。本模型はたとえば、鉄道車両の実物大モデル、自動車の実物大モデル、自動車の内装モデル及び家電製品の実物大モデル等に利用できる。

「実施例」 以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において部は重量部を表す。また、粘度はＪＩＳ Ｋ１５５７に準じ測定した、２５℃における粘度である。
＜使用原材料＞
ポリオール（Ａ）
（Ａ１１）：グリセリンにＰＯを付加した、ヒドロキシル価４００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。粘度；０．３８Ｐａ・ｓ。
（Ａ２１）：エチレンジアミンにＰＯを付加した後、末端にＥＯを付加した、ヒドロキシル価４５０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール。ＥＯとＰＯの重量比；ＥＯ／ＰＯ＝４７．５／５２．５。粘度；１．１５Ｐａ・ｓ。

有機ポリイソシアネート（Ｂ１）：ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（ＢＡＳＦ イノアックポリウレタン社製「ルプラネートＭ−２０Ｓ」）。粘度；０．２０Ｐａ・ｓ。
中空微小球（Ｃ１）：熱可塑性樹脂中空微小球（エクスパンセル社製「エクスパンセル５５１ＤＥ」）。真比重；０．０４２、体積平均粒径；４０μｍ。
脱水剤（Ｄ１）：モレキュラーシーブ（ユニオン昭和社製「モレキュラーシーブ３Ａ−Ｂパウダー」）。体積平均粒径；１〜１０μｍ、孔径；３０ｎｍ以下

助剤（Ｅ）
（Ｅ１）：可塑剤；メシチレンベースキシレン系オリゴマー（フドー社製「ＮＩＫＡＮＯＬ Ｙ−５１」）。粘度；０．０５Ｐａ・ｓ。
（Ｅ２）：チクソ性付与剤；微粒子状シリカ（日本アエロジル社製「ＡＥＲＯＳＩＬ ２００」）。体積平均粒径；１２ｎｍ。
有機滑剤（Ｗ）
脂肪酸アミド（Ｗ１）
（Ｗ１１）：エルカ酸アミド粉末（日本精化社製「ニュートロン−Ｓ」）。融点；８４℃
（Ｗ１２）：Ｎ−オレイル−パルミチン酸アミド粉末（日本精化社製「ＰＮＴ」）。融点；６９℃
（Ｗ１３）：ポリアルキレンポリアミンの脂肪酸アミド粉末。融点；６０℃
脂肪酸エステル（Ｗ２）
（Ｗ２１）：１２−ヒドロキシステアリン酸ステアリル（伊藤製油社製「ＩＴＯＨＷＡＸ Ｅ−２３０」）。融点；７０℃
（Ｗ２２）：１２−ヒドロキシステアリン酸メチル（伊藤製油社製「ＩＴＯＨＷＡＸ Ｅ−２１０」）。融点；５２℃
石油ワックス（Ｗ３）
（Ｗ３１）：パラフィンワックス（日本精蝋社製「ＬＵＶＡＸ １２６６」）。融点；６９℃
（Ｗ’１）：Ｎ−ヒドロキシエチル−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド粉末（伊藤製油社製「ＩＴＯＨＷＡＸ Ｊ−４２０」）。融点；１０５℃
（Ｗ’２）：Ｎ，Ｎ’−エチレン−ビス−オレイルアミド粉末（伊藤製油社製「ＩＴＯＨＷＡＸ Ｊ−５００」）。融点；１１４℃

＜試験方法＞
硬化速度：液温及び室温を２５℃に調整し、１Ｌ紙コップに総重量が２００ｇとなるようにＨ成分とＮＣＯ成分とを計量し、３０秒撹拌後、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３０ｍｍとなるように盛り付け、試験片とする。試験片のほぼ中央部を指触し、撹拌開始から表面の粘着が無くなるまでの時間を硬化速度とした。
密度： ５００ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍの硬化物の中心部から、１００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍの試験片を切り出し、２０〜２５℃に温調された室内で試験片の重量を、３辺の長さの積より算出した体積で除して密度とした。
硬度： 硬化物をバンドソーで盛り付け面に対し垂直に切断し、切断面の厚さ方向の中央部をＡＳＴＭ Ｄ２２４０（１９７７年版）に準じて、２０〜２５℃に温調された室内で高分子計器社製「Ｄ型硬度計」を用いて測定した。

曲げ強さ ： 硬化物を８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍに切断し試験片とし、ＪＩＳ Ｋ６９１１（１９９２年版）に準じて、島津製作所社製「インストロン型万能試験機」を用いて２０〜２５℃に温調された室内で曲げ強さを測定した。
切削抵抗 ： 硬化物を８０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍに切断し試験片とし、２０〜２５℃に温調された室内でＮＣマシンで切削（切削刃：超硬スロウアウェイチップ、１枚刃、１６ｍｍφ、回転数：５０００ｒｐｍ、送り速度：３０００ｍｍ／分、切り込み深さ：３ｍｍ）したときに、切削刃が刃物送り方向から受ける抵抗力を４成分動力計（ＫＩＳＴＬＥＲ社製「９２７２型」、増幅器：ＫＩＳＴＬＥＲ社製「チャージアンプ５０１１型」、記録計：グラフテック社製「ＷＲ７７００」）で測定した。
平均表面粗度： 硬化物を８０ｍｍ×３０ｍｍ×１０ｍｍに切断し試験片とし、２０〜２５℃に温調された室内でＮＣマシンで切削（切削刃：フラットエンドミル、ハイス４枚刃、２０ｍｍφ、回転数：３０００ｒｐｍ、送り速度：４０００ｍｍ／分、切り込み深さ：０．２ｍｍ）した面の平均表面粗度を非接触型３次元形状測定器（キーエンス社製「ＬＭ−３Ｄシステム」）で測定した。

参考例１〜１５、実施例１〜３
表１及び表２に記載の配合量（重量部）で、各原材料をプラネタリーミキサー（井上製作所社製ＰＬＧＭ−４００型）に投入し、公転１４ｒｐｍ、自転４４ｒｐｍで１０分間混合し均一にした後、自転２１ｒｐｍ、公転６６ｒｐｍ、−０．９ＭＰａ以下で３０分間攪拌脱気して、 盛り付け剤をＨ成分とＮＣＯ成分との２液硬化型として得た。得られた各成分は２０Ｌペール缶に１８Ｌ充填した。
次に、Ｈ成分及びＮＣＯ成分を合計で２Ｌ／分の早さで、スネークポンプ（兵神装備社製ペール缶用ディスチャージャー２ＮＴＬ２０型）で送液し、Ｙ字管で送液ラインを１本にまとめた後、スタティックミキサー（ノリタケ カンパニー リミテッド社製 １・１／２−Ｎ３０−１３１−Ｆ型）、３０エレメントで混合し、吐出した。５００ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍの硬質ポリウレタンフォームを垂直に立て、５００ｍｍ×５００ｍｍの面に吐出液を３０ｍｍの厚さで盛り付けた。２５℃で１時間垂直のまま放置した後、７０℃で１０時間、加熱硬化した。これを８時間放置冷却して盛り付け剤の硬化物を得た。
評価結果を表１及び表２に示す。

比較例１〜９
表３に記載の重量部で、参考例１〜１５、実施例１〜３と同様にして硬化物を得た。
評価結果を表３に示す。

本発明の模型素材用ウレタン系盛り付け剤は、融点が５０〜９０℃の有機滑剤を含有するため切削表面がなめらかな盛り付け樹脂が得られ、低速での仕上げ加工が不要となる。しかも軽量であるので、例えば、自動車の実車大のデザインモデルを作製する際などに好適に使用できる。

Claims (8)

1. ポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）からなる模型素材用盛り付け剤において、融点（ＪＩＳ Ｋ００６４−１９９２，３．２融点試験方法）が５０〜９０℃の、ポリアミンの脂肪酸アミドからなる有機滑剤（Ｗ）を含有することを特徴とする模型素材用盛り付け剤。
   
2. 有機滑剤（Ｗ）の含有量が盛り付け剤の１００重量部あたり０．１〜３０重量部である請求項１記載の盛り付け剤。
3. ポリオール（Ａ）が、多価アルコールアルキレンオキサイド付加体及び／又は多価フェノールアルキレンオキサイド付加体（Ａ１）とアミンアルキレンオキサイド付加体（Ａ２）とからなり、（Ａ１）と（Ａ２）との合計重量に基づいて、（Ａ１）が６０〜９９重量％、（Ａ２）が１〜４０重量％、（Ａ）のヒドロキシル価が２００〜７００ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１または２記載の盛り付け剤。
4. 中空微小球（Ｃ）の含有量が盛り付け剤の全重量あたり０．０１〜４０重量％である請求項１〜３のいずれか記載の盛り付け剤。
5. ポリオール（Ａ）、中空微小球（Ｃ）、脱水剤（Ｄ）及び有機滑剤（Ｗ）からなる１液と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、中空微小球（Ｃ）及び脱水剤（Ｄ）からなる１液とから構成されてなる２液硬化型である請求項１〜４のいずれか記載の盛り付け剤。
6. 請求項５記載の盛り付け剤を２液吐出機により混合吐出してコア材に盛り付ける工程、及び盛り付け部を硬化させる工程を含む模型素材の製造方法。
7. 請求項１〜５のいずれか記載の盛り付け剤を、コア材に盛り付け、硬化させてなる模型素材。
8. 請求項７記載の模型素材を切削加工してなる模型。