JP2017200698A - シリコーンゴム型及びその型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティに注入された液状ワックスを速やかに冷却して固化させる。
【解決手段】本発明のシリコーンゴム型１０は、内部に所定形状の原型に相応する形状のキャビティ１４が形成され、このキャビティ１４に液状ワックス１６が注入されて固化したワックス模型を取出し可能に半割りにされた第１及び第２割型１１，１２を有する。これらの第１及び第２割型１１，１２には、キャビティ１４に注入された液状ワックスの熱の放散を促進する放熱促進部材１９が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原型のワックス模型を作製するためのシリコーンゴム型と、このシリコーンゴム型を製造する方法に関するものである。

従来、マスタモデルとして中空装飾部品を分割した形状の割型を基にしてゴム型を作製し、このゴム型に蝋を注入して割型に対応する分割蝋型を作製し、複数の分割蝋型を合体して中空形状を有する中空蝋型成型体を作製した後に、この中空蝋型成型体を用いて作製した蝋型ツリーを容器内へ配置した状態で容器内にインベストメントを注入して生鋳型を作製し、更にこの生鋳型を焼成して鋳型を作製し、この鋳型に金属を流し込んで固化させた後に、鋳型を破壊して中空装飾部品を取出して仕上げる眼鏡用中空装飾部品の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

この眼鏡用中空装飾部品の製造方法では、先ず、外枠内に割型を配置した状態で外枠内にシリコーンゴムを注入し、割型をその上下方向より加圧手段でゆっくり加圧すると同時に、シリコーンゴムを加熱し加硫する。次いで、シリコーンゴムを半割りにして割型を取出した後、一対の半割り型を互いに張合せたシリコーンゴム型の内部（キャビティ）に液状の蝋（例えば、動物の分泌物、樹脂、パラフィン、プラスチック等を混合して作成したインジェクションワックス）を注入し、蝋が冷却し固化した後、シリコーンゴム型を解放してその内部から一方の分割蝋型を取出す。他方の分割蝋型も上記と同様にして作製する。これらの分割蝋型のフランジ部分を突合せて加熱溶着することにより、中空蝋型成型体を作製した後に、この中空蝋型成型体を使用して蝋型ツリーを作製する。次に、この蝋型ツリーを容器内へ配置し、容器内へ流動性のある石膏を注入して生鋳型を作製する。この生鋳型を焼成炉へ入れて焼成することにより、蝋型ツリーが燃焼しかつ石膏が固化して蝋型ツリーの形状の湯路（キャビティ）を有する鋳型を作製する。更に、鋳込金属材料としてベリリウム銅合金を採用し、鋳型を６５０℃〜７５０℃に加熱し、鋳込金属材料を１０１０℃〜１１２０℃まで加熱して溶解させた状態で、この溶解した鋳込金属材料を鋳型の湯路（キャビティ）に流し込む。そして、湯路（キャビティ）内の鋳込金属材料が固化した後に、鋳型を破壊して中空装飾部品を取出して仕上げる。これにより中空装飾部品が完成する。

このように構成された眼鏡用中空装飾部品の製造方法では、ある程度の長さを有する中空形状の装飾部品を製作する場合において、精密に成型した蝋材を取出すときに、中空部を成形型から適切に取出すことができるので、蝋材の変形や折れ等の損傷が殆ど発生せず、原型パターンの歩留まりが極めて高く、極めて緻密な装飾品を作製できる。この結果、直線形状又は曲線形状の眼鏡用中空装飾部品でも、或いは肉厚変動を伴う眼鏡用中空装飾部品でも、容易に成形できる。

一方、成形空間を上面に形成した型板に溶融ワックスを充填した後に、型板を蓋板により閉じ、これら型板及び蓋板に圧力を加えて冷却固化するワックスパターンの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。このワックスパターンの製造方法では、先ず、木の葉の原形を型枠の底部に設置した状態で、型枠に液状シリコーンゴムを充填し冷却して固化させる。このシリコーンゴム製の型板から原形を除去することにより型板の表面に、原形上面の成形空間である凹部が形成される。蓋型板もシリコーンゴムにより上記型板と同様に製造する。この蓋型板の下面には、原形下面の成形空間である凹部が形成される。次いで、上方を開放した型板の凹部に溶融したワックスをやや多めに流し込んで固化させる。ワックスとしてはパラフィンに蜜蝋や松ヤニ等を混ぜたものが用いられる。次に、蓋型板により型板を閉じ、型板及び蓋型板を一組としてホットプレスの熱板間に設置し、可動定盤を作動させて熱板の熱により加熱し、同時に圧縮して、溶融した余分なワックスを流出し、原形に対応してワックスの厚みを調節する。更に、凹部内のワックスを冷却して固化させた後に、ワックス模型であるワックスパターンを取出す。この結果、平面の微細な箇所まで確実にワックスが充填されるので、精密な薄い平面状のワックスパターンを作製できる。なお、このワックスパターンを利用してロストワックス鋳造法により鋳造する。即ち、ワックス模型である薄い平面状のワックスパターンの周囲に石膏等の鋳型材料を詰めた状態で、加熱してワックスを流出した後に溶融金属を流し込んで造型する。これにより木の葉と同一形状の貴金属等金属製の装身具、工芸品、工業用小物等を鋳造できる。

特開２００１−１２１２４４号公報（請求項１、段落［００２０］〜［００３４］、［００４４］、図３〜図６） 特開平８−５７８７１号公報（請求項１、段落［０００１］、［０００９］〜［００１５］、図１〜図５）

上記従来の特許文献１に示された眼鏡用中空装飾部品の製造方法では、一対の半割り型を互いに張合せたシリコーンゴム型の内部（キャビティ）にパラフィン等の液状の蝋を注入した後に蝋を冷却し固化させているけれども、シリコーンゴムの熱伝導率は約０．２Ｗ／(ｍ・Ｋ)と極めて小さいため、シリコーンゴム型の内部（キャビティ）内のパラフィン等の蝋を冷却するのに多くの時間を要する不具合があった。また、上記従来の特許文献２に示されたワックスパターンの製造方法では、シリコーンゴム製の型板の凹部にパラフィン等のワックスをやや多めに流し込んだ状態でシリコーンゴム製の蓋型板により型板を閉じ、型板及び蓋型板を一組としてホットプレスの熱板間に設置した状態で加熱・圧縮することにより、溶融した余分なワックスを流出して、原形に対応してワックスの厚みを調節した後に、凹部内のワックスを冷却して固化させているけれども、上記と同様に、シリコーンゴムの熱伝導率は約０．２Ｗ／(ｍ・Ｋ)と極めて小さいため、シリコーンゴム製の型板及び蓋型板間の凹部内のパラフィン等のワックスを冷却するのに多くの時間を要する問題点があった。

本発明の目的は、キャビティに注入された液状ワックスを速やかに冷却して固化させることができる、シリコーンゴム型及びその型の製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、液状シリコーンゴムの原料に金属粉末を混合するという僅かな製造工数の増大で、キャビティに注入された液状ワックスを速やかに冷却して固化させることができる、シリコーンゴム型の製造方法を提供することにある。

本発明の第１の観点は、図１〜図３に示すように、内部に所定形状の原型１３に相応する形状のキャビティ１４が形成され、このキャビティ１４に液状ワックス１６が注入されて固化したワックス模型１７を取出し可能に半割りにされた第１及び第２割型１１，１２を有するシリコーンゴム型１０であって、キャビティ１４に注入された液状ワックス１６の熱の放散を促進する放熱促進部材１９が第１及び第２割型１１，１２に設けられたことを特徴とする。

本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１に示すように、放熱促進部材１９が、第１及び第２割型１１，１２中に分散された熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末１９ａと、第１及び第２割型１１，１２の外周面に密着する放熱板１９ｂ，１９ｃとを有することを特徴とする。

本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図５に示すように、放熱促進部材５９が、第１及び第２割型５１，５２中にキャビティ５４に近接して埋設されたチューブ６１，６２と、チューブ６１，６２内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置６３とを有することを特徴とする。

本発明の第４の観点は、図１及び図２に示すように、ゴム用型枠２１内に所定形状の原型１３を設置する工程と、液状シリコーンゴムの原料に熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末１９ａを混合して分散液２３を調製する工程と、この分散液２３をゴム用型枠２１に流し込んで固化させる工程と、この固化したシリコーンゴム型１０を半割りにしてシリコーンゴム型１０から原型１３を取出すことにより原型１３に相応する形状のキャビティ１４を有する第１及び第２割型１１，１２を作製する工程と、第１及び第２割型１１，１２の外周面に放熱板１９ｂ，１９ｃを密着させる工程とを含むシリコーンゴム型の製造方法である。

本発明の第５の観点は、図５及び図６に示すように、ゴム用型枠７２内に所定形状の原型５３を設置する工程と、原型５３に近接するようにゴム用型枠７２内にチューブ６１，６２を配設する工程と、液状シリコーンゴム７７の原料をゴム用型枠７２に流し込んで固化させる工程と、この固化したシリコーンゴム型５０を半割りにしてシリコーンゴム型５０から原型５３を取出すことにより原型５３に相応する形状のキャビティ５４を有する第１及び第２割型６１，６２を作製する工程と、チューブ６１，６２の一端にこのチューブ６１，６２内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置６３を接続する工程とを含むシリコーンゴム型の製造方法である。

本発明の第１の観点のシリコーンゴム型では、第１及び第２割方に放熱促進部材を設けたので、キャビティに注入された液状ワックスの熱が上記放熱促進部材により速やかに放散される。この結果、キャビティ内の液状ワックスは短時間で冷却されて固化するので、キャビティに液状ワックスを注入してからワックス模型をキャビティから取出すまでの時間を短縮できる。従って、単一のシリコーンゴム型を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。

本発明の第２の観点のシリコーンゴム型では、放熱促進部材が、第１及び第２割型中に分散された熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末と、第１及び第２割型の外周面に密着する放熱板とを有するので、第１及び第２割型中の有機ケイ素ポリマーを伝わる速度は遅いけれども、第１及び第２割型中の金属粉末を伝わる速度が極めて速くなる。この結果、キャビティに注入された液状ワックスの熱が第１及び第２割型中の有機ケイ素ポリマー及び金属粉末を伝わって比較的速やかに第１及び第２割型の外周面に至り、放熱板から速やかに放散される。この結果、上記と同様に、キャビティ内の液状ワックスは短時間で冷却されて固化するので、キャビティに液状ワックスを注入してからワックス模型をキャビティから取出すまでの時間を短縮できる。従って、上記と同様に、単一のシリコーンゴム型を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。

本発明の第３の観点のシリコーンゴム型では、放熱促進部材が、第１及び第２割型中にキャビティに近接して埋設されたチューブと、チューブ内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置とを有するので、キャビティに注入された液状ワックスの熱がチューブ内を流通する冷却流体に伝わって速やかにシリコーンゴム型外に放散される。この結果、上記と同様に、キャビティ内の液状ワックスは短時間で冷却されて固化するので、キャビティに液状ワックスを注入してからワックス模型をキャビティから取出すまでの時間を短縮できる。従って、上記と同様に、単一のシリコーンゴム型を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。

本発明の第４の観点のシリコーンゴム型の製造方法では、ゴム用型枠内に所定形状の原型を設置し、液状シリコーンゴムの原料に金属粉末を混合して分散液を調製し、この分散液をゴム用型枠に流し込んで固化させた後に、この固化したシリコーンゴム型を半割りにしてシリコーンゴム型から原型を取出すことにより原型に相応する形状のキャビティを有する第１及び第２割型を作製し、更に第１及び第２割型の外周面に放熱板を密着させたので、第１及び第２割型中の有機ケイ素ポリマーを伝わる速度は遅いけれども、第１及び第２割型中の金属粉末を伝わる速度が極めて速くなり、これによりキャビティに注入された液状ワックスの熱が第１及び第２割型中の有機ケイ素ポリマー及び金属粉末を伝わって比較的速やかに第１及び第２割型の外周面に至り、放熱板から速やかに放散される。この結果、上記と同様に、キャビティ内の液状ワックスは短時間で冷却されて固化するので、キャビティに液状ワックスを注入してからワックス模型をキャビティから取出すまでの時間を短縮できる。従って、上記と同様に、単一のシリコーンゴム型を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。また、従来のシリコーンゴム型の製造方法と比較して、本発明のシリコーンゴム型の製造方法では、液状シリコーンゴムの原料に金属粉末を混合して分散液を調製するという比較的簡単な工程を追加するだけであるため、僅かな製造工数の増大で済む。

本発明の第５の観点のシリコーンゴム型の製造方法では、ゴム用型枠内に所定形状の原型を設置し、原型に近接するようにゴム用型枠内にチューブを配設し、液状シリコーンゴムの原料をゴム用型枠に流し込んで固化させた後に、この固化したシリコーンゴム型を半割りにしてシリコーンゴム型から原型を取出すことにより原型に相応する形状のキャビティを有する第１及び第２割型を作製し、更にチューブの一端にこのチューブ内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置を接続したので、キャビティに注入された液状ワックスの熱がチューブ内を流通する冷却流体に伝わって速やかにシリコーンゴム型外に放散される。この結果、上記と同様に、キャビティ内の液状ワックスは短時間で冷却されて固化するので、キャビティに液状ワックスを注入してからワックス模型をキャビティから取出すまでの時間を短縮できる。従って、上記と同様に、単一のシリコーンゴム型を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。

本発明第１実施形態のシリコーンゴム型の縦断面構成図である。 そのシリコーンゴム型の製造工程を示す断面構成図である。 そのシリコーンゴム型を用いてワックス模型を作製した後にこのワックス模型を用いて石膏型を作製するまでの工程を示す断面構成図である。 その石膏型からワックス模型を溶かして排出した後に石膏型のキャビティに用金属を注入して金属製品を成形する工程を示す断面構成図である。 本発明第２実施形態のシリコーンゴム型の縦断面構成図である。 そのシリコーンゴム型の製造工程を示す断面構成図である。

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１及び図３に示すように、シリコーンゴム型１０は、内部に所定形状の原型１３に相応する形状のキャビティ１４が形成され、このキャビティ１４に液状ワックス１６が注入されて固化したワックス模型１７を取出し可能に半割りにされた第１及び第２割型１１，１２を有する。原型１３は、この実施の形態では、椀状に形成された物品であるため、キャビティ１４も原型１３に相応する形状である椀状に形成される。また、第１割型１１には、椀状のワックス模型１７を作製するためのキャビティ１４の外面が形成されるとともに、キャビティ１４に液状ワックス１６を流し込むための湯道１８を縦割りにした一方の半分が形成される。第２割型１２には、椀状のワックス模型１７を作製するためのキャビティ１４の内面が形成されるとともに、キャビティ１４に液状ワックス１６を流し込むための湯道１８を縦割りにした他方の半分が形成される。更に、第１及び第２割型１１，１２には、キャビティ１４に注入された液状ワックス１６の熱の放散を促進する放熱促進部材１９が設けられる。なお、この実施の形態では、原型として、椀状に形成された物品を挙げたが、原型は球状、直方体状、多角形状、又は一般的な樹脂若しくは金属の射出成型法では成形できない形状の物品でもよく、或いは３Ｄプリンタを用いて形成された複雑な形状の物品であってもよい。ここで、原型として、一般的な樹脂若しくは金属の射出成型法では成形できない形状の物品でもよく、或いは３Ｄプリンタを用いて形成された複雑な形状の物品であってもよいとしたのは、このような形状の原型に相応する形状のキャビティをシリコーンゴム型内に形成しても、シリコーンゴム型を損傷させずに弾性変形させることにより、原型を取出すことができるとともに、キャビティ内に液状ワックスを流し込んで固化したワックス模型もシリコーンゴム型を損傷させずに弾性変形させることにより取出せるからである。

一方、放熱促進部材１９は、この実施の形態では、第１及び第２割型１１，１２中に分散された金属粉末１９ａと、第１及び第２割型１１，１２の外周面にそれぞれ密着する第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃとを有する。金属粉末１９ａは、熱伝導率が１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の範囲内にある金属粉末が好ましい。熱伝導率が１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の範囲内にある金属粉末１９ａとしては、アルミニウム、アルミニウム−青銅の合金、鉄、ステンレス鋼、銅、銀、タングステン、黄銅、マグネシウム等の粉末を挙げることができる。また、金属粉末１９ａの平均粒径は、好ましくは１０μｍ以下であり、更に好ましくは３〜１０μｍの範囲内である。更に、金属粉末とシリコーンゴムの混合割合、即ち金属粉末／シリコーンゴムは、体積比で１／１０〜５／１０の範囲内であることが好ましい。

ここで、金属粉末１９ａの好ましい熱伝導率を１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の範囲内に限定したのは、１５Ｗ／(ｍ・Ｋ)未満ではキャビティ内のワックス模型の持つ熱を速やかに放出できず、４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)を超える金属粉末は存在しないからである。また、金属粉末１９ａの平均粒径の好ましい範囲の上限値を１０μｍに限定したのは、１０μｍを超えるとシリコーンゴム型１０の形状転写性が低下してシリコーンゴム型１０としての機能を失ってしまうからである。また、金属粉末１９ａの平均粒径の更に好ましい範囲の下限値を３μｍに限定したのは、３μｍ未満では金属粉末１９ａが凝集してしまい、金属粉末１９ａを液状シリコーンゴムに均一に分散し難く、また金属粉末１９ａの取扱いに支障をきたすからである。更に、金属粉末／シリコーンゴムの好ましい範囲を質量比で１／１０〜５／１０の範囲内に限定したのは、１／１０未満では第１及び第２割型１１，１２の熱伝導率が低下して、キャビティ１４内の液状ワックス１６が固化する時間が長くなってしまい、５／１０を超えるとシリコーンゴム型１０の弾性力が低下してシリコーンゴム型１０としての弾性機能を失ってしまうからである。なお、金属粉末１９ａの平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製 ＬＡ−９５０）にて測定し、粒子径基準を個数として演算した５０％平均粒子径（Ｄ_５０）をいう。このレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置による個数基準平均粒径の値は、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製 Ｓ−４３００ＳＥ及びＳ−９００）により観察した画像において、任意の５０個の粒子について粒径を実測したときのその平均粒径とほぼ一致する。

このように構成されたシリコーンゴム型１０の製造方法を図１及び図２に基づいて説明する。先ず、ゴム用型枠２１内に所定形状の原型１３を設置する（図２（ａ））。原型１３は、この実施の形態では、椀状に形成されており、金属粉末１９ａを分散させたシリコーンゴム製の直方体状のブロック２２に載せておく。このとき原型１３を接着剤で直方体状のブロック２２に接着することにより仮止めしておくことが好ましい。次いで、液状シリコーンゴムの原料に熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末１９ａを所定の混合割合で混合して分散液２３を調製する。ここで、液状シリコーンゴムとしては、主剤及び硬化剤が予め混合されている一液型のシリコーンゴムや、主剤と硬化剤が別々に包装されこれらを混合することにより硬化させる二液型のシリコーンゴムを用いることができるが、保存安定性の良好な二液型のシリコーンゴムを用いることが好ましい。二液型のシリコーンゴムとしては、信越シリコーン社製のKE-1310Tや、イタリアのZhermack社製のHT45 TRANSPARENT等を挙げることができる。また、上記金属粉末１９ａを分散させたシリコーンゴム製の直方体状のブロック２２は、この分散液２３を用いて作製される。

次に、上記分散液２３をゴム用型枠２１に流し込んで固化させる（図２（ｂ））。そして、この固化したシリコーンゴム型１０をゴム用型枠２１から取出して半割りにした後に（図２（ｃ））、このシリコーンゴム型１０内から原型１３を取出す（図２（ｄ））。これにより原型１３に相応する形状のキャビティ１４を有する第１及び第２割型１１，１２が作製される。ここで、シリコーンゴム型１０を半割りにするとき、第１及び第２割型１１，１２の合せ面１１ａ，１２ａを平面状に形成するのではなく、凹凸面に形成することが好ましい。これは、互いに密着した第１及び第２割型１１，１２の合せ面１１ａ，１２ａの面積を広くすることにより、摩擦抵抗を増大させるとともに、第１及び第２割型１１，１２の合せ面１１ａ，１２ａを、この合せ面方向に対して平行な面ではなく、上記合せ面と異なる角度を有する複数の面で形成することにより、第１及び第２割型１１，１２の合せ面方向へのずれに対する抵抗を増大させるためである。また、第１及び第２割型１１，１２にはキャビティ１４に液状ワックス１６を流し込むための湯道１８がキャビティ１４に連通して形成される。更に、第１及び第２割型１１，１２の外周面に第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃをそれぞれ密着させる（図１）。第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃとしては、アルミニウム、銅、黄銅等の板により形成されることが好ましい。また、第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃには、放熱性を更に向上するために複数のフィン（図示せず）を立設することができる。更に、第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃの内部には、水や油などの冷却用媒体を流す回路を設けてもよい。

このように製造されたシリコーンゴム型１０を用いてワックス模型１７を作製する方法を図３（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。先ず、湯道１８の入口、即ち湯口１８ａが上面に向くようにシリコーンゴム型１０を設置する（図３（ａ））。このときシリコーンゴム型１０を型締めする、即ち第１及び第２割型１１，１２が互いに密着した状態を保ち、かつキャビティ１４が変形しない程度の圧力で、第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃを互いに近付く方向に圧接する。次に、湯口１８ａから液状ワックス１６を注入する。これにより液状ワックス１６が湯道１８を通ってキャビティ１４内に流れ込む（図３（ｂ））。液状ワックス１６を、その融点より１５℃程度高い温度で、キャビティ１４内に流し込んだ状態で室温で放置すると、第１及び第２割型１１，１２中の有機ケイ素ポリマーを伝わる速度は遅いけれども、第１及び第２割型１１，１２中の金属粉末１９ａを伝わる速度が極めて速くなるので、キャビティ１４に注入された液状ワックス１６の熱が第１及び第２割型１１，１２中の有機ケイ素ポリマー及び金属粉末を伝わって比較的速やかに第１及び第２割型１１，１２の外周面に至り、第１及び第２放熱板１９ｂ，１９ｃから速やかに放散される。この結果、キャビティ１４内の液状ワックス１６は短時間で冷却されて固化するので、キャビティ１４に液状ワックス１６を注入してからワックス模型１７をキャビティ１４から取出すまでの時間を短縮できる。従って、単一のシリコーンゴム型１０を用いて比較的多くのワックス模型１７を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。また、従来のシリコーンゴム型の製造方法と比較して、この実施の形態のシリコーンゴム型１０の製造方法では、液状シリコーンゴムの原料に金属粉末１９ａを混合して分散液２３を調製するという比較的簡単な工程を追加するだけであるため、僅かな製造工数の増大で済む。なお、上記キャビティ１４内で固化したスプルー付きワックス模型２４をシリコーンゴム型１０から取出して（図３（ｃ））、スプルー付きワックス模型２４からスプルー２６を切り落とすことにより、ワックス模型１７が完成する（図３（ｄ））。ここで、スプルー２６とは、湯道１８に相応する形状に形成されかつワックス模型１７と一体的に形成されたものであって、ワックス模型１７の製造時には必要であるけれども、完成したワックス模型１７には不要なものである。

このように製造されたワックス模型１７を用いてロストワックス法により原型１３と同一形状の鋳造品２７を作製する方法を図３（ｄ）〜（ｆ）及び図４（ｇ）〜（ｋ）に基づいて説明する。先ず、吸水紙２９上ワックス模型１７を設置する（図３（ｄ））。このときワックス模型１７を接着剤で吸水紙２９に接着する。そして、上記ワックス模型１７が接着された吸水紙２９と石膏用型枠を接着する（図３（ｅ））。次いで、流動性のある石膏３１を石膏用型枠２８に流し込んで乾燥させることにより石膏の生鋳型３２を作製する（図３（ｆ））。次に、この生鋳型３２を石膏用型枠２８とともに焼成炉に入れて焼成すると、生鋳型３２内のワックス模型１７が溶融し、湯口３３ａを通って流出し、吸水紙２９は焼失する（図４（ｇ））。これにより石膏用湯道３３に連通する石膏用キャビティ３６が内部に形成された石膏鋳型３４が作製される（図４（ｈ））。更に、石膏用湯道３３の入口、即ち石膏用湯口３３ａから溶融金属３７を注入する。これにより溶融金属３７が石膏用湯道３３を通って石膏用キャビティ３６内に流れ込む（図４（ｉ））。そして石膏用キャビティ３６内の溶融金属３７が固化した後に、石膏鋳型３４を砕いて金属スプルー付き鋳造品３８を取出して（図４（ｊ））、この金属スプルー付き鋳造品３８から金属スプルー３９を切り落とすことにより、原型５３を忠実に模した鋳造品２７が完成する（図４（ｋ））。なお、上記溶融金属としては、金、銀、プラチナなどの貴金属や鉄をベースとした合金や、銅合金、アルミ合金、チタン合金など精密鋳造法で扱える種々の金属が挙げられる。

＜第２の実施の形態＞
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、シリコーンゴム型５０の放熱促進部材５９が、第１及び第２割型５１，５２中にキャビティ５４に近接して埋設された第１及び第２チューブ６１，６２と、第１及び第２チューブ６１，６２内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置６３とを有する。第１割型５１には、第１の実施の形態の第１割型と同様に、椀状のワックス模型を作製するためのキャビティ５４の外面が形成されるとともに、キャビティ５４に液状ワックス５６を流し込むための湯道５８を縦割りにした一方の半分が形成される。また、第２割型５２には、第１の実施の形態の第２割型と同様に、椀状のワックス模型を作製するためのキャビティ５４の内面が形成されるとともに、キャビティ５４に液状ワックス５６を流し込むための湯道５８を縦割りにした他方の半分が形成される。但し、第１及び第２割型５１，５２には金属粉末は分散されない。

一方、第１チューブ６１は第１割型５１の内部のうち椀状のキャビティ５４内面に近接する部分に冷却流体を流すために埋設され、第２チューブ６２は第２割型５２の内部のうち椀状のキャビティ５４内面に近接する部分に冷却流体を流すために埋設される。ここで、「キャビティ５４内面に近接する」とは、椀状のキャビティ５４の湾曲外側内面又は椀状のキャビティ５４の湾曲内側内面から２〜１５ｍｍの範囲に位置することをいう。第１及び第２チューブ６１，６２は、ビニルチューブ、シリコーンゴムチューブ、鋼管等により形成される。また、第１及び第２チューブ６１，６２には、この実施の形態では、冷却流体としてエアが加圧されて流れるようになっている。なお、第１及び第２チューブには、エア以外の気体や水等の液体を加圧して流してもよい。但し、この場合、排液処理が必要である。更に、シリコーンゴム型５０の型締め時に、即ち第１及び第２割型５１，５２を互いに密着させたときに、第１チューブ６１のうち第１割型５１内に埋設された部分と第２割型５２内に埋設された部分とが連通することにより、１本の第１チューブ６１になるように構成される。

一方、冷却流体加圧装置６３は、この実施の形態では、１００Ｖの電源で稼働し、金魚、熱帯魚などの観賞魚の水槽にエアレーションを生じさせる単一の小型の水槽用エアポンプである。この水槽用エアポンプ６３により、エアが加圧されて加圧エアとなり、この加圧エアが第１及び第２チューブ６１，６２を流通するように構成される。具体的には、水槽用エアポンプ６３の加圧エアの吐出口にはエアチューブ６４の一端が接続され、このエアチューブ６４の他端はＴ字継手６６の基部に接続される。また、Ｔ字継手６６の一方の分岐部は中間チューブ６７及びソケット６８を介して第１チューブ６１の一端に接続され、Ｔ字継手６６の他方の分岐部は中間チューブ６９及びソケット７１を介して第２チューブ６２の一端に接続される。更に、第１及び第２チューブ６１，６２の他端は大気中に開放される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。

このように構成されたシリコーンゴム型５０の製造方法を図５及び図６に基づいて説明する。先ず、ゴム用型枠７２内に所定形状の原型５３を設置する（図６（ａ））。原型５３は、この実施の形態では、椀状に形成されており、シリコーンゴム製の門型のブロック７３に載せておく。このとき原型５３を接着剤で門型のブロック７３に接着することにより仮止めしておくことが好ましい。次いで、原型５３に近接するようにゴム用型枠７２内に第１及び第２チューブ６１，６２を配設する。ここで、第１チューブ６１は、椀状の原型５３の湾曲外面に近接して配設され、その両端をゴム用型枠７２の上縁に掛け渡した状態で、その長手方向中央をシリコーンゴム製の直方体状のブロック７４に載せておく。このとき第１チューブ６１の長手方向中央を接着剤で直方体状のブロック７４に接着することにより仮止めしておくことが好ましい。また、第２チューブ６１は、椀状のキャビティ５４の湾曲内面に近接して配設され、その両端が保持部材７６により保持される。この保持部材７６は、ゴム用型枠７２の上端に架設された一対のステー７６ａ，７６ａと、これらのステー７６ａ，７６ａに嵌入された腕部７６ｂと、この腕部７６ｂの両端に設けられ第２チューブ６２の両端をそれぞれ把持する一対の把持部７６ｃ，７６ｃとを有する。

次に、液状シリコーンゴム７７をゴム用型枠７２に流し込んで固化させる（図６（ｂ））。そして、この固化したシリコーンゴム型５０をゴム用型枠７２から取出して半割りにした後に（図６（ｃ））、このシリコーンゴム型５０内から原型５３を取出す（図６（ｄ））。これにより原型５３に相応する形状のキャビティ５４を有する第１及び第２割型５１，５２が作製される。ここで、シリコーンゴム型５０を半割りにするとき、第１及び第２割型５１，５２の合せ面５１ａ，５２ａを平面状に形成するのではなく、凹凸面に形成することが好ましい。また、第１及び第２割型５１，５２にはキャビティ５４に液状ワックス５６を流し込むための湯道５８がキャビティ５４に連通して形成される。更に、第２チューブ６２から保持部材７６を取外した後に、第１及び第２チューブ６１，６２の一端にこれらのチューブ６１，６２内に加圧エアを流通させる水槽用エアポンプ６３を接続する（図５）。

このように製造されたシリコーンゴム型５０を用いてワックス模型を作製するには、液状ワックス５６を湯口５８ａから注入してキャビティ５４内に流し込むときに、第１及び第２チューブ６１，６２に加圧エアを流通させること以外は、第１の実施の形態のシリコーンゴム型を用いてワックス模型を作製する方法と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。なお、液状ワックス５６を湯口５８ａから注入してキャビティ５４内に流し込むときに、第１及び第２チューブ６１，６２に加圧エアを流通させると、キャビティ５４に注入された液状ワックス５６の熱が第１及び第２チューブ６１，６２内を流通する加圧エアに伝わって速やかにシリコーンゴム型５０外に放散される。この結果、第１の実施の形態と同様に、キャビティ５４内の液状ワックス５６は短時間で冷却されて固化するので、キャビティ５４に液状ワックス５６を注入してからワックス模型をキャビティ５４から取出すまでの時間を短縮できる。従って、第１の実施の形態と同様に、単一のシリコーンゴム型５０を用いて比較的多くのワックス模型を作製する場合、その作製時間を短縮できるので、量産に適する。また、このように製造されたワックス模型を用いてロストワックス法により原型５３と同一形状の鋳造品を作製する方法は、第１の実施の形態のワックス模型を用いてロストワックス法により原型と同一形状の鋳造品を作製する方法と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。

＜実施例１＞
縦、横及び高さがそれぞれ６ｃｍ、４ｃｍ及び３ｃｍである直方体状のシリコーンゴム型を作製した。このシリコーンゴム型内のキャビティの縦、横及び高さはそれぞれ３ｃｍ、１．５ｃｍ及び０．５ｃｍであった。また、シリコーンゴムとしては、信越シリコーン社製のKE-1310T（二液型のシリコーンゴム）を用い、金属粉末としては、熱伝導率が１６．３Ｗ／(ｍ・Ｋ)であり平均粒径が１０μｍであるＳＵＳ３０４粉末を用いた。また、金属粉末／シリコーンゴムは、体積比で１／１０の割合であった。更に、放熱板としては、縦、横及び高さがそれぞれ６ｃｍ、４ｃｍ及び０．５ｃｍであるアルミニウム製のものを用いた。

＜比較例１＞
金属粉末を用いなかったことを以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゴム型を作製した。

＜比較試験１及び評価＞
実施例１及び比較例１のシリコーンゴム型のキャビティに、温度８０℃に加熱して溶融した液状パラフィンを注入した。そして、この液状パラフィンが固化するまでの時間を測定した。

その結果、比較例１のシリコーンゴム型のキャビティに注入した液状パラフィンは６０秒で固化したのに対し、実施例１のシリコーンゴム型のキャビティに注入した液状パラフィンは２０秒と比較例１の１／３の時間で固化した。

１０，５０ シリコーンゴム型
１１，５１ 第１割型
１２，５２ 第２割型
１３，５３ 原型
１４，５４ キャビティ
１６，５６ 液状ワックス
１７ ワックス模型
１９，５９ 放熱促進部材
１９ａ 金属粉末
１９ｂ，１９ｃ 放熱板
２１，７２ ゴム用型枠
２３ 分散液
６１ 第１チューブ（チューブ）
６２ 第２チューブ（チューブ）
６３ 水槽用エアポンプ（冷却流体加圧装置）
７７ 液状シリコーンゴム

Claims (5)

1. 内部に所定形状の原型に相応する形状のキャビティが形成され、このキャビティに液状ワックスが注入されて固化したワックス模型を取出し可能に半割りにされた第１及び第２割型を有するシリコーンゴム型であって、
   前記キャビティに注入された前記液状ワックスの熱の放散を促進する放熱促進部材が前記第１及び第２割型に設けられたことを特徴とするシリコーンゴム型。
2. 前記放熱促進部材が、前記第１及び第２割型中に分散された熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末と、前記第１及び第２割型の外周面に密着する放熱板とを有する請求項１記載のシリコーンゴム型。
3. 前記放熱促進部材が、前記第１及び第２割型中に前記キャビティに近接して埋設されたチューブと、前記チューブ内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置とを有する請求項１記載のシリコーンゴム型。
4. ゴム用型枠内に所定形状の原型を設置する工程と、
   液状シリコーンゴムの原料に熱伝導率１５〜４１８Ｗ／(ｍ・Ｋ)の金属粉末を混合して分散液を調製する工程と、
   前記分散液を前記ゴム用型枠に流し込んで固化させる工程と、
   前記固化したシリコーンゴム型を半割りにして前記シリコーンゴム型から前記原型を取出すことにより前記原型に相応する形状のキャビティを有する第１及び第２割型を作製する工程と、
   前記第１及び第２割型の外周面に放熱板を密着させる工程と
   を含むシリコーンゴム型の製造方法。
5. ゴム用型枠内に所定形状の原型を設置する工程と、
   前記原型に近接するように前記ゴム用型枠内にチューブを配設する工程と、
   液状シリコーンゴムの原料を前記ゴム用型枠に流し込んで固化させる工程と、
   前記固化したシリコーンゴム型を半割りにして前記シリコーンゴム型から前記原型を取出すことにより前記原型に相応する形状のキャビティを有する第１及び第２割型を作製する工程と、
   前記チューブの一端にこのチューブ内に冷却流体を流通させる冷却流体加圧装置を接続する工程と
   を含むシリコーンゴム型の製造方法。

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