レジン製作に関する技術的なページ

平成17年7月30日 作成

最新加筆 平成27年5月20日

レジン成型に関する基本的な事

このページはレジン樹脂の成型に関して正しい知識を認識していただけるように作成しました。
あまりにもいい加減なうわさや間違った知識に拠って偏見を懐かないで欲しいと思います。

工芸的な分野でレジン成型とは、シリコンゴムで原型を型取りして
ゴム型に2液化合性の樹脂を中に注入硬化させて複製品を得る技術です。
普通は大気成型で通常の室内空間で常温にて硬化させるのが一般的な方法で、
シリコンゴム型に大きなレジン溜まりを切開製作してその中にレジンを流し込む方法と(注型法
半面ずつにレジンを流しておき半硬化状態で張り合わせて成型物を得る張り合わせ法の大きく2種類が有ります。
大きい物で中実物(中身が詰まっている物)や電車ボディ等の薄い成型物は注型法を使います。
張り合わせ法はドールハウスを創る方が良くされており、お皿やティーカップ等の小さくて薄い物に向いています。
当方では昔に戦車のキャタピラー(ドイツ戦車は上方にわざとたるみを持たせている)でこの方法を使いました。
また情景では建物のデコラティブ(飾り造形)にはこの方法が最適です。

大気成型は大変手軽に成型出来ますが、不良率が高くゴム型の命数が短くなるというのが欠点ですが、低コストが魅力でも有ります。
大気成型のゴム型命数は大体が20回程度と思います。(使用するゴムのグレードでも変わりますが)
不良の主な原因は気泡混入によるモールド欠けが圧倒的で
ゴム型自体も脱泡処理をしていないのでゴム型自体が不良という事も多々有ります。(実際に経験しています)

注型法は主にフィギュアモデラーの方が使われています。
この場合には不良率を下げる工夫として空気抜け用の穴を多数設置してモールド欠けを防ぐ努力が必要です。(指先等)
但し空気抜き用の穴を多数作るほど型命数は下がります。
また複雑な形状や塑型状の物では通常のシリコンゴムでは対応出来ず特殊なゴムが必要になります。
(信越KE−1410系や東芝のTSE3562等の伸び率が高く硬度が少し低い物・縮合型と付加型の両方が有ります)

モールド欠けにはみんなが神経を使っていて有るモデラーはストローで口に入る手前まで空気穴から吸っています。(かなり危険)
型命数も聞いた所では最大で20回までと聞いております。(良品取得数がこれくらいです)
不良率は平均して2〜3割はどうしても出てしまうようです。(初回からきれいに出てくることは希です)

レジン成型の材料について

レジン成型で基本的に使われているのは発泡ポリウレタン樹脂で各社より、キシレン溶剤系と非キシレン溶剤系が出ています。
キシレン溶剤系は化合されたときにキシレンガスが発生して有る一定の濃度になると有機中毒を起こす可能性が有りますが、
流動性が高いので細かいモールドが有る物には有効です。
非キシレン溶剤系はアルコールを溶剤として使用しているのが違う点ですが、化合物性は同じです。
流動性は少し劣りますが中実物には良い結果をもたらしてくれます。
工芸面ではこの非キシレン溶剤系がメインになってきていると思います。
なお当方では成型時に液温を40℃前後に温めて使用しています。(メーカー推奨法です。)
当方が使用しているABS樹脂相当品については一般工芸用のものでは無く産業用のレジン成型材として見た方が良いでしょう。
2液化合性の物としてはこれ以外にエポキシ樹脂・PP樹脂相当品も有りますが取り扱いは少し難しい物が有ります。
当方では使用実績の無い3液化合性のレジン樹脂も存在します。

シリコンゴムのグレードについて

シリコンゴムも国内だけで数社発売されており普通は1キロの缶で売られています。
メーカーは 信越化学 旭化成(ワッカー) 東芝GE デュポン が主要メーカーでその他の物も若干有りますが、大体はこの4社が
大部分でこの4社の中からOEM生産されて違うメーカーから発売されている物も有ります。
シリコンゴムは大きく分けて縮合型付加型に大別されて工芸用として使われているのは主に縮合型です。

縮合型は硬化剤と化合させると二酸化炭素ガスを発生させて硬化させます。
従ってこのガスの発生部分は必ず収縮致します。収縮幅は大きくても1%以内ですが、硬化促進剤を使うと10%程収縮します。
型持ち(型命数)は信越化学の物が圧倒的に強い様でその他のメーカーは1/2〜2/3程度の命数です。(本人の実感)
硬化時間は24時間ですが、作業は8時間後には使用可能となるのが一般的です。
冬季には硬化剤を少しだけ多めにしておくと(+10%まで)低温時の硬化不良を有る程度防止出来ます。
ゴム型のコストダウン方式は色々有り多いやり方は表面だけシリコンゴムを使用して裏打ちは石膏等を使うやり方が一般的です。
(スキンモールド法というやり方でお面等の比較的大きい物を型取りするときに使います。硬化剤が表面硬化だけをする硬化剤を使用します)
このやり方だと使用量は30〜40%まで下がります。但し大気成型でしか使われないやり方です。

付加型については粘度が縮合型より高く機械(真空機械)を使って脱泡するという工程が必ず必要になる等取り扱いが難しくなります。
これはゴム粘度が縮合型に比べて2〜4倍で硬化剤を混ぜたときに空気をたくさん取り込んで混ざってしまうので、
化合後に必ず脱泡しないと空気粒が原型に取り付く可能性が高く型取り失敗を起こしてしまいます。
また硬化時間が長い傾向が有り当方の使用しているゴムも72時間硬化です。(作業可使時間は最大で2時間です)
取り扱いが難しく、機械が必要となりますが、収縮率は0.1%以下で強度は2〜5倍の高性能です。
またこの付加型には透明ゴムが有ります。型命数は使う物に拠ってかなり変化しますが縮合型とそう大差は無いと思います。
価格はこの付加型の方が高価です。

全く違うやり方としては、工事に使うシリコンシーラントを使うというやり方も無いわけでは有りませんが、この材料は接着性が強いので原型を潰さないと
その後の工程が進まないという大きな欠点が有ります。但し材料はホームセンターで150円程度と相当安価です。
硬化時間は5時間程度・型持ちは悪く5個位で破型することが有ります。

レジン成型法について(実際の工法)

当方では2001年に真空成型機導入と共に全部入れ替わりました。(それまでは大気成型でみんなと同じです)
まずゴム型ですが、必ず型温として50〜70℃位を維持します。(オーブンにて加熱処理)
次にレジン材料も2液共に40℃位に暖めておきます。(簡易にペット用の下敷きヒーターを使っています)
成型の時にゴム型がずれない様に輪ゴムで止めておき、型の上部(レジン溜まりの有る方)をガムテープで囲う様にして
上部のクランプとレジンの流れ止めを兼ねて貼り付けていきます。
真空成型機に入れて減圧を開始してレジン液が沸騰して泡だってから2液化合を行い樹脂を注型していきます。
注型し終わってからすぐに減圧解放(大気圧に戻す)して負圧効果で奥まで注入されます。
真空成型機を作動させてからこの間の作業時間は僅かに4分程度で行います。
半硬化まで待ちまだ柔らかい時点で溜まりの上に吹き上がっている余分なレジンを除去してガムテープクランプを外します。
すぐにオーブンに入れて加熱して3〜5時間程度硬化待ちをしてから脱型します。
これが機械成型の1サイクルとなります。脱型すると次の工程(型の加熱)を開始します。


ここから先は当方が過去2ちゃんねる掲示板で色々を騒がれたために
特にこの方面に於いて工作知識を持たない方の為に書いた物です。

レジン製品について(材質・特性についての説明)
 
H18/6/24 追記訂正・11/13追記
H19/8/5追記
20/7/20追記
H21/6/23追記真空成型の考え方

最近レジン製品についての誤った情報が某掲示板で流れておりますので本当はどういったものかと言うことを
レジン成型技術者として正確に伝えたいと思います。各製作者に拠って多少材質が違うものも有りますが私が
実際に作業としてやっていることから出ている物ですので完全な間違いや誇大表現と言うことは無いと思います。

一般的にレジンというのは液体状のプラスチック樹脂を硬化剤で(2液化合)硬化させた物の事を言います。
鉄道模型的な所で普通のレジンとはポリウレタン樹脂・不飽和ポリエステル樹脂を指しており
これは今模型店などで普通に手に入る比較的粘度の低い製品群の事を言います。
比較的容易に成型出来て型への流れ込みも非常に良いので昔から良く使われています。
欠点としてはキシレン化合物等が溶剤として使用されているため
粘度が低い物(流れやすいもの)ほど事後変化を起こしやすく収縮率も高くなります。通常の場合は成型後の収縮は
成型直後に焼成工程を入れた場合1〜3%程度ですが、(大気成型品の場合)
焼き入れをしないと7〜10%ぐらいまで収縮します。
耐熱性もこの工程が入っている場合で110℃ですが、焼き入れ未工程ではかなり下がると思います。
事後変化についてですが、ポリウレタン樹脂・不飽和ポリエステル樹脂の場合、
主剤と硬化剤の化合比率適正化と焼き入れ工程で
溶剤成分を完全に飛ばせば、(硬化後にゴム型のまま入れて硬化促進をさせて物質的に安定させます)

明らかな事後収縮や変形(バナナボディ)はあまり見られない
のは当社の実験の結果で判明しております。
なお真空成型の場合は樹脂の脱泡工程が入っているので余分な空気が抜けている分材質は均質化し
メーカーカタログ上での収縮率は0.1%となっていますし現実に近い値だと当方でも思います。

参考画像

左画像手前側が手流しによるモハシ150後期型(98年試作)と奥側のフェノール樹脂のレジンボディ
右画像は手前側がフェノール樹脂のレジンボディ、奥側がポリウレタン樹脂のレジンボディ
両者共に焼き入れ工程をしています。モハシの保管場所は屋根裏部屋で夏の室温は60℃近くになります。
ポリウレタン樹脂製のボディは以前 
イカロス出版 季刊 N で発表した当時のもの
2005年5月8日撮影

後期型のボディは変形は余り出ていませんが約1ミリ程の全長収縮が有ります。
これはゴム型自体の収縮とレジン自体の収縮が複合されて出来た収縮と考えられます。

では普通に売られているポリウレタン樹脂成型のレジンボディの場合どうすれば変化を押さえられるかですが、
購入されたものの場合は家庭で出来る事はボディ内側に曲がらないようにするための木材などで治具を作成して
挿入し外側にも同じくして木材等で添え木固定をして鍋などで沸騰させないようにして数時間煮ます。
これで有機成分(未硬化物)が飛ばせる(硬化促進)ので、事後変形をかなりの部分で押さえることが出来ます。
(すでに有る程度曲がっている物に対しても有る程度有効な処置です)
当社のオシ16内装板はこの工程をした後に出しています。
大きな成型物(HOボディ等)の量産に対してはハッキリ言って最良の材質では無いのは確かですので、
当社のモハシやクロのボディはこの材質(低粘度のポリウレタン樹脂)とは違ったレジンで成型するようになりました。
しかし材料費が非常に安価であるのと小さい成型物当工房の椅子パーツや蒸気機関車C62ドーム・旧国床下機器
に対してはまだまだかなりのアドバンテージを持っているので(
小さいということは収縮や変形確率が極めて小さい
この材料を全く使わないと言うことは無いと思いますし工作の幅が小さくなります。

どこまでが使用限界かは最終的に個人で決める部分ですが、Nゲージでは先頭車の前面(HOT7000系)妻板・屋根板等の
部分的パーツはかなり良い結果が出ています。
良く言われている大きな成型物に対しても成型直後に焼成処理(約5〜6時間)をしておけば大きな変形事象はほぼ見られません。
 

H18・11・13 加筆
H20・7・20
 加筆

焼成処理とはレジン樹脂の硬化促成処理の事で、40〜60度ぐらいの温度で一定時間加熱したまま置いておく処理で
レジン製品そのものを炙ったりするようなことでは有りません。(ホワイトメタル成型の枯らしに当たります
当工房では4〜6時間程度はこの処理をした上で脱型しております。
比較的小さいゴム型で有れば電子レンジのメニュー内にパン生地の発酵がありこれは40度位(メーカーに拠って異なります) に設定
されている事が多いので普通はこの機能を使えばと思います。

事後変形・収縮の原因について

工芸用のレジンは発泡ポリウレタンの特性で化合してから文字通り発泡して内部は細かいスポンジ状になって成型されます。
2液化合の欠点として未整合の樹脂がこのスポンジ状の中に若干残りこれがゆっくりと硬化していくと
周りの樹脂を押し出してしまい事後変形の原因となります。
また未整合樹脂が多いと収縮になります。(未整合樹脂は発泡しないため
2液化合のもうひとつの欠点として化合量を間違えた場合硬化剤が多すぎると過剰整合
発泡化合が促進されすぎてしまい有る部分だけが以上に膨れてしまう部分的に変形事象
硬化剤が少なすぎた場合は未整合収縮や未硬化が起こります。
また水分を有る一定以上含んでしまうと発泡の泡自体が大きくなってクラック(穴空き)等の原因になります。
これらの事後変形や収縮の防止工程として、樹脂を出来るだけ大気にさらさないとか空調して有る一定以下の湿度に保つ等
の製造上の管理に加えて、樹脂とゴム型の加熱(成型前に必ずします。樹脂40度・ゴム型40〜70度
でないとレジン樹脂からでる化合発熱でゴム型自体の熱収縮が有るためとゴム型が冷えている場合はゴムの表面から硬化して
うまく樹脂が流れなかったり同調硬化が期待できず変形の原因にもなる。元の温度が高い方が早く硬化する型持ちも良くなる
2液化合して硬化が始まって樹脂が半不透明になっている時から
(半硬化で完全に固まっていない時点)定温の部屋に置いておき加熱をし続けて硬化促進してやる事で未整合樹脂を
完全とは行かないまでも極力抑えてしまえば事後変形はかなりの確率で防ぐことが出来ます。

またゴム型の製作方法に拠ってもかなりの差が出来る事も判明しております。
当工房では通常の部品用のゴム型で約1キロ程度のゴムを使用しておりこれは真空成型機の負圧で変形を起こさないという
目的ともう一つはゴム型自体の加熱でゴムに蓄熱させておく事で成型面の温度変化を極力抑える事に拠って
連続成型を出来る限り可能にするという2面性が有ります。

材料の使い方については贅沢すぎるとの指摘が有るのも確かですが、安定成型の為と思って割り切っています。
現実につい最近にゴムの価格を大幅に上げられたためどこまでが限界で出来るのかという実験をしました。
結果はゴムの使用量を半分にすると良品として成型出来た量が4割程しか出来なかった(不良率の異常なアップ)
となり、成型物の不安定化が避けられないため最終的なコストダウンには繋がらないと判断するに至っています。
キハ85−100 幌枠製作記 に記載しています

次にABS樹脂相当品レジンについて説明致します。

現在ポリウレタン樹脂のABS相当品にて成型しています。
(平泉洋行 3150)
この製品は一般の店頭では販売されていないと思います。
H18/12 まではフェノール樹脂のレジンを使用していました。(樹脂的にはアクリルと同じ)

この樹脂は産業界ではかなり使用範囲が高い物ですが、模型一般的としてはなじみはかなりうすいものです
どういった所で実際に使われているかと言うと、自動車(模型ではなく本物)を試作する時に内装のインパネルや
スイッチ類のカバーなどを本当にこれでいけるがどうかの最終チェックをしたりするために原型を型取りして
実車に装備・取り付けして使用しています。また注文生産品で金型を作る迄もない部品を少量生産する事によって
コスト低減を図ったりする場合にはかなり多用されています。

当然耐久や耐熱・対摩耗性に関して厳しい要求が樹脂に科されておりABS樹脂相当品と言われているのはこのです。
(ABS相当樹脂は
JIS規格の通常のABS樹脂と物性的に同等がそれ以上の能力が有るものに対して呼称を認めています)
この樹脂は成型に関しては取り扱いがかなり厄介でハッキリ言って素人の方には取り扱いがほぼ不可能であり、
取り扱い用件として絶対的に真空成型機+強力な換気設備+恒温曹が必要になります。
特に成型化合時に出る有機ガスは室内ではかなり危険で2〜3分で確実に有機中毒を起こします。
また樹脂の粘度がかなり固く粘度600〜800・前述の低粘度ポリウレタン樹脂の場合は10〜25程度、
感覚的には容器から出すには2〜3分傾けていないと出てこない・水飴のさらに粘度がある感じ

真空成型機を使用しても樹脂の流れ具合を原型の段階から計算していないと不良品しか生産できない
相当の技術と経験を要求されます。
硬化時間も長く2時間)硬化後の焼成時間も長い時間)等の制約が大きく1日でボディとして生産出来るのは
1つの型に付き1〜2個まで、またシリコンゴムは高強度の付加化合型シリコンを使用するのでゴムの材料単価が数倍、
レジン樹脂も最低の化合量が無ければ硬化不良になり、材料単価も数倍と当然ながら高単価製品になります。
これだけ高単価・高技術が必要ですが、きちんと処理すれば事後収縮や変形が極めて起きにくいという特性を持っているために
敢えてABS相当樹脂のレジンに挑戦して約2年以上も悪戦苦闘しましたが生産可能となりました。
従って当工房のレジンボディに関しては今後ともこの高物性樹脂で製作していくことになると思います。

この樹脂を最初に使用したのは2000年夏の20系寝台車(ナハ20・マニ20)から当初外注加工・
これ以前は通常使用品のポリウレタン樹脂で
RMM誌のレジン製作物は1998年夏の手流しの大気成型品
で真空成型では無い。
また季刊Nで紙面発表したモハシ150の作業風景も手流し法の紹介です。
従ってモハシ150のABS相当品は2002年夏の製作でそれまでのは通常樹脂成型品です。

キハ85−100 幌枠 にはこの樹脂を使用していません。
この樹脂は流動性がきわめて悪いのでこの様な薄くて小さい成型物には向いていないためです。

レジン樹脂の進化
 H19/8/5

私自身がレジン樹脂と出会ったのは14歳の中学3年生位で当時は戦車・軍艦・飛行機のミリタリー物の製作を楽しんでいました。
現在も住んでいる守口市の土居商店街に当時の海洋堂(フィギュアや食玩で有名)があり小学生1年の時より通っていました。
(当時は親父さんが2階で帆船模型を作っていた・現社長は1階でプラモの店舗管理していたが製作能力は無し)
ここには珍しい物が一杯有って大阪ではあまり無かった外国製プラモデルやガレージキットがおいてあり、
レジン製品・メタル製品・バキューム製品も並んでおり素材としてのレジンも並んでいました。
(76年位でハセガワの1/72零戦が200円だったときにエアーフィックスのバキュームが有って1000円していた)

(このあたりの商品は親父さんが東京から商品を引っ張ってきていた。これと同じ品揃えは堺市にもう1軒有りました。)

ここではそれ以外の技法として、バキューム成形・ヒートプレス成形・加圧成形も知りました。

(当時は真空成型は始まったばかりの技術らしく模型での使用は無かったと思います)

最初のレジン製作は戦車のキャタピラを作るために片面取りのものを作りました。夏になると湿度の影響で気泡が出来やすく
硬化時間も早かったので(当初販売品は可使時間が30秒程度)なかなか難しかったかなと思います。
そのうちにドライパウダー(消泡材)がでてこれを有る程度加えると気泡はやや収まる様になって来ました。
数年後(18歳ごろ)に平泉洋行からハイキャストが発売されて可使時間の長さと化合性の良さ、収縮率の少なさで
衝撃を受けて以後この製品を使い続けています。約20年位の間に何回かの製品のマイナーチェンジがあり、
(昔はアイボリーの色が濃く、どちらかと言うと黄色でしたし着色粒子も粗かった)そのたびに良くなっています。
特に発泡性に関しては昔の物と比べてマイナーチェンジのたびに発泡が細かくなっており
逆に表面部分は発泡が大きく張りが出てくる様な感じで目が詰まってきていると感じます。
切削加工性も昔は刃が入っても削りにくく、粘着性の有る切削性の物でしたが、
現在はかなりサクサク削れる様になってきて気を付けていないと削りすぎになることも有ります。
ここ10年の間にも3〜4回変わっていて、つい最近ではキシレンフリーの時に大きく変わっていると思います。
従って10年以上前の製作物と現在の製作物は樹脂の内容が基本的に違うものと思って下さい。
また当工房では真空成型機導入以前と以後では完全に変わっていると思います。
基本成型技術が変わったためにゴム型の製作方法も変更になりました)

レジンボディ製作一覧

モハシ150前期 一番最初のレジンボディ 1998年夏前製作 ポリウレタン樹脂の通常成型・成功率約60%
モハシ150後期 1999年夏前製作 ポリウレタン樹脂の通常大気圧成型・製作歩留り改善・成功率80%
ナハ20・マニ20  2000年夏製作 ABS相当樹脂で成型 外注加工品
真空成型機導入 2001年春に導入 ゴム型の製作方法と注型方法を変更 
ポリウレタン樹脂の成型安定化
モハシ150前期 2001年夏の製作 ABS相当樹脂で成型 
めてABS相当樹脂で成型・失敗作多数存在
クロ151 2002年夏の製作 ABS相当樹脂で成型
 ABS相当樹脂での成型技術をほぼ確立
キロ85−0 2005年秋の製作 ABS相当樹脂で成型 
集中製作の注文者のみ 幌枠1個付属
キハ84−300 2008年冬(1月頃)の製作 ABS相当樹脂で成型 
集中製作の注文者のみ
281系 はるか 2008年春(5月頃)の製作 ABS相当樹脂で成型 オーダー製作品


硬化した後のABS樹脂相当レジンと一般成型用レジンの見分け方について(6/24加筆)

当方の持っているレジンボディに関しては一般物性の物とABS樹脂相当レジンの2種類が有り
両方ともサンプル品として残している物が有るので実物をさわって頂ければハッキリと解ると思います。
一番解りやすいのはボディ強度でこれはかなりの差が有ります。

当方のレジン製品をそのまま型取りして販売された方が以前に何人かおられました。
レジン製品の場合は原型そのものを型取りしたものはシャープな造形線を再現出来ますが、
そうでない2次製品はかなりモールド自体が甘くなります。
簡単にコピー出来るほど技術自体は簡単で甘くは無いので念の為申し添えます。

真空成型で使用しているシリコンゴム

当工房の使用しているシリコンゴムは主に下の表の3品ですが、これは使用用途に合わせて替えています。
信越シリコンのKE17他社のゴムに比べると高価なのですが、型持ちが良好で1回の作成で50回以上成型可能な場合
がかなりあり、小さいパーツをたくさん作る場合(例として椅子パーツ等)はコストと手間を考えた場合は有利と思います。
他社の物としては東芝GEのTSE350旭化成のワッカーシリコンが有り価格的にもこちらは安く買えます。
但し型の耐性は信越の物と比べた場合で2/3〜1/2位で破型する場合が多いです。
東芝TSE3562塑型が有るものに使います。これは硬化剤の選定で収縮率や強度が変化しますが、一番線収縮の小さい
硬化剤を使用しており硬化時間は付加型と同じ72時間となります。
付加型の東芝TSE3453T信越1310Tに比べて性能的に一段落ちなのですが、価格的な問題でこちらにしています。
付加型には粘土等の型埋め材を使用しての注型は出来ないので(硬化阻害します)最初に湯口と抜け穴を設定して
やらなければ良い成型物が出来ません。特にABS相当認定樹脂の場合はこの設定如何で不良率が大きく変わります。
型割りは医療用のメスを使用して少しずつカットして分離させます。この作業も有る程度初めから考えていない場合は
脱型出来ない等の問題を持っています。
2009年7月の成型より信越1310STを使用しています。
この他に使うシリコンゴムは耐熱対応のもので低融点合金の成型に使用する時が有ります。

当工房使用の縮合型・付加型シリコンゴムの一般的性能は下記の表の通りです。

シリコンゴムの種類 硬度 粘度 引張り強さ 収縮率 伸び率 硬化時間 用途
信越KE17(縮合) 50 100 25kg 0.3% 200% 24時間 通常型取り
東芝TSE3562(縮合) 28 450 43kg 0.1% 400% 24時間 複雑品用
東芝TSE3453T(付加) 40 400 65kg 0.1%以下 400% 72時間 精密品用
信越1310ST(付加) 40 800 60kg 0.1%以下 350% 24〜72 精密品用

但し硬化剤を多くしすぎたり、硬化促進剤を使用すると物性は相当の低下を来しますので収縮率はかなり上がります。
(ですので硬化促進剤は極力使用しない方が良いと思います)
ちなみに付加型は半透明のゴムを使用しています。縮合型は基本は白色です。

シリコンの店頭販売品平均的価格 
信越KE17(縮合) で1キロ5500円くらい
付加型の信越KE1300Tで7500円くらいです。
東急ハンズでは他メーカーの物等色々と販売されています。
東芝のTSE350では3300円程度・旭化成のワッカーシリコンで2980円位が多いようです。


当工房使用のレジンの一般的性能表

一般成型用ポリウレタン樹脂

樹脂の一般販売商品名 平泉洋行
 ハイキャスト(キシレンタイプ)3017・ハイキャスト(ノンキシレンタイプ)3019

主剤/硬化剤比 主剤粘度 硬化剤粘度 可使時間 硬化時間 使用温度 脱型可能時間
100/100 20(30) 15(45) 40℃/1分 10〜30分 25〜60℃ 2〜3時間
粘度のかっこはノンキシレンタイプの3019の数値

価格は大体ですが2キロセットで5100円位です。

当方は通常品は平泉洋行のハイキャストを使用しています。(約15年前より)最近のノンキシレンタイプは化合すると
極端に粘度が上がる傾向が有るので薄い板状の大きな成型物には余り向いていないと思います。
ノンキシレンは溶剤としてキシレンは使っていないものの多価アルコール類を大量に含み
化合時点において水を取り込みやすい性質を持っている様に思います。(気泡の発生確率が高い)
キシレンガスは化合してから多く発生するものなので(真空成型中)爆発の危険性は薄いです。
但し、換気は必ず必要で火気は当然厳禁です。

大気成型で有っても脱泡機による消泡措置はしておいた方が不良確率が確実に下がります。

ABS樹脂相当レジン
ポリウレタン樹脂・平泉洋行 3150

主剤/硬化剤比 主剤粘度 硬化剤粘度 可使時間 硬化時間 使用温度 脱型可能時間
100/200 700 230 60℃/1.5分 60分 25〜65℃ 3〜5時間

この樹脂も液温を上げるとゲル化時間が通常より短くなります。(可使時間はカタログ上は3分有ります)
なお成型後に行っている焼成は恒温漕(60℃に設定)にゴム型のままで3〜8時間程度入れておくことを指します。
(恒温漕も通常の換気装置に繋がっているので循環排気されています)
この時には有毒ガスは有る程度は発生するものの問題にするほどのものでは無いので通常の換気で対応しています。
成型はB液にA液を入れて硬化させるもので通常とは逆になります。最少硬化量は100グラム
従って樹脂使用量は成型物よりも大変大きく材料的ロスはかなり大きいと言えます。

ABS樹脂相当品と言われる所以は耐衝撃性耐摩耗性がABS樹脂とほぼ同等の性能を持っているので、
このように言われておりますが
樹脂そのものがABS樹脂ではありません。(但し硬化後の一般物性は非常に近い
樹脂から出るガスは(主に化合してから発生・真空成型中は常に排気されているので爆発の可能性希少・
焼成中も出るガスは少ないので特別な防爆処理は不要でこれも換気されています)
一定以下の濃度での爆発的な燃焼性は持っていません。

現在フェノール樹脂のABS樹脂相当品レジンは発売が無くなりました。
ABS樹脂相当品では有りませんが、耐薬品製に強いPP樹脂や透明のエポキシ樹脂なども有ります。

シリコンゴム・レジン樹脂の収縮について H18・11・13

シリコンゴムの収縮については線収縮で全方向(前後左右・上下方向を全て含む)での収縮で有りかなり大きな物で有れば
問題となり得ますがNゲージでは長さ150ミリに対しては最大で0.15ミリの全体収縮なので基本的には問題にならない寸法誤差
と考えています。射出成型であっても金型の加熱膨張と冷却等に拠ってやはり0.1ミリ程度の誤差は出ています。
ですのでいわゆる寸法公差の中に収まっていれば問題は無いと言うことです。

真空成型の基本的な考え方 H21・6・23 文章作成

レジン成型は基本的に昔は遠心注型法が有り約20年前まではこちらが主流でした。(ホワイトメタルと同じ成型法)
但しこちらは機械がどうしても大型化してしまい、脱泡処理が出来ないので気泡が出来やすいという欠点を持っていました。
またレジン樹脂のロスが大きいというのも欠点の一つだったことも有ります。
現在ではこの真空成型でレジン樹脂の脱泡が出来て、負圧状態から大気圧に戻すときに生じる気圧差を利用してゴム型内に
レジン樹脂を流し込む方法
を取っています。これでより成型不良率が下がりますが、完全に無くなるわけでは有りません。
気圧が下がると言うことは沸点が下がってしまうので気圧室内ではレジンは沸騰状態になり沸騰泡が有る程度は入ってしまいます。
真空成型機は如何にして良好な低圧を作り出すのかが最大のポイントで真空ポンプは日本製では無いのが実情です。(当方のもドイツ製)
日本製真空ポンプは一定の気圧までの性能は有るのですが、−100kpa(約0気圧)になるのは現在見当たりません。
真空ポンプはゲーテ型と呼ばれる物でシリコンオイルで空気と一緒に回転翼ではき出せてしまう構造です。
(シリコンオイル循環型はこれ以外にも色々有ります)
本年の5月にこの真空ポンプの入れ替え工事を行いました。回転物なので有る程度使用するとメンテをしなければ破損します。
(運転時間約20時間程度で循環用のシリコンオイルは全交換しなければいけません)

現在シリコンゴムのメーカーではこの真空注型法を基本として考えておりメーカーのカタログには必ず掲載されています。

大気圧の標準は101.32kpaです。
天候により大気圧は変化しますので−100kpaにならないときが多々有ります


レジン樹脂成型品の個人的な見解

工芸用レジンは現在店頭販売されているものは主に3〜4種類の樹脂が有りこれが混同されて同じ物として
扱われていますが、それぞれの樹脂の特性がそれぞれあって得意、不得意な面が必ず有るので
このあたりを良く確認してから購入されることをおすすめします。

またちゃんとした化合比率で化合させないと(誤差3%程度)硬化不良や過剰化合・撹拌不良で収縮にばらつきが出たりするので
変形するという事にもなってしまいます。様は製造管理の問題がこの樹脂の評判を悪化させているのではと思います。
良く間違う事例は重量比()では無く容積比(CC)で化合する例が非常に多く過剰化合で収縮させてしまう事です。
ちゃんと計量器で重さを量ってから化合して下さい。

それから、何でもレジンで出来る・値段が安くなるというのは基本的に誤りです。
製作物に拠って得意・不得意が有るので材料製作法を使い分ける事が一番大事と思います。

その他の材料で、真鍮ロストワックスやホワイトメタル鋳造にしろと良く言われますが(レジンは引けてしまうのが理由らしい)
真鍮もホワイトメタルもレジンも基本的に成型引けは必ず存在します。
真鍮ロスト・ホワイトメタルも配合によって出にくいものも有りますが加熱時の膨張と冷却後の収縮は絶対的に逃れられません。
完全に収縮しないものはこの世の中には存在しません。必ず材料には一長一短があります
またレジン成型は大量生産というものには基本的に向いておりません。
あくまでも1ロット(1つのゴム型)で5個から50個前後までの少量生産方法です。

ロストワックスやホワイトメタルはその次の量産法として捉えてください。
1回で100個以上は確実に作れる様にしています。

レジンとして販売されている樹脂の名称

ポリウレタン樹脂(大気圧注型可能品が多い・成型後収縮は製品によってかなりの差が有る)
不飽和ポリエステル樹脂(大気圧注型可能品が多い・一般的にFRP樹脂と呼ばれています)
フェノール樹脂
(真空・加圧成型用が多い・臭気が強い・ポりカーボネートやアクリルはこの樹脂でベークライトも同じ)
エポキシ樹脂(真空・加圧成型用が多い・臭気がかなり強い・通常は接着剤として)


掲示板に書き込みをされている方へ 
最新加筆 20/7/20日加筆
18/8/20
基本的に技術的な事柄を認識せず適当でない指摘で誤った議論にて暴走している時が見受けられます。
しっかりと工作されていたり販売をされている方に取っては深刻な
風評被害が出る
と言うことを各自で自覚を持って行動して頂きたいと思います。
有る一定以上の成型技術を持っていれば変形事象は起きにくいはずです。
また完全・完璧なる物を求める方がいらっしゃいますが、(例えば0.05ミリ以上の誤差は絶対にダメ・不良は一切認めない等)
これは絶対に不可能であるのでその次点の方法として
どうすれば不良を少なくしてロスを防げるかという点でレジンに限らず製造現場ではどこでも頑張っているはずです。
ロスや不良はどこの工場でも有る程度の確率で必ず発生しています。絶対にゼロにはなりません。
表面にそれらの問題が出てくると言うことはそれだけ技術や製造管理等が未熟である事の証左と思っております。
当工房はレジン樹脂による製作でアドバンテージを取りたいなどという野心は持っておらず、
むしろこの様にデーターや情報をオープンにする事で理解して頂いて最も取り付きやすい模型複製品の生産方法として
(極少量生産の一手段として)出来るならこの技術を使って頂きたいと思っています。
但し精密に作れば作るほど高度な技術を要求されるのはどの製作物でも同じです。
初めは簡単なパーツ等からやってみて体験されればと思います。
(東急ハンズにはお試しキットも売っていますし、店員さんの中には技術的な事を理解している人もいます)
戦車や車では約30年前からガレージ製品が出ていて高かったけど通常キットに無い物を完全スクラッチするよりは楽に作れました。
人間は2度全く同じ物を作り出すことはほぼ不可能なのですから、複製を製作するのにはとても大きな意義が有ると思います。

ここまで読んで頂いた方はレジン成型がどういったものかをご理解頂けるのではと思います。
最近は自分で作らなくなる方が増えている様で買えば何でも手に入るという時代になっており
私の様に無い物は自分で創っていくという様な工作を主体としている人間は極少数になりつつあります。
レジン自体も25年前より格段に良くなって成型し易くなっています。
それに比して当工房の技術力もアップして特に真空成型機を導入してからはレジン成型を専門にやっている工場よりも
部分的にでは有りますが超えている技術も持ち合わせることが出来ました。(あくまでも模型という分野に於いてです
レジン成型は原型制作時に型割り方法やレジンの流れを計算する事によってかなりの不良率を下げる事が出来ます。
ここ最近は誤った情報や風説によって右往左往され本当が見えないでいる方がとても多いですが、
何が本物で何が偽物かを見極めていく審美眼をやしなって行けば良い物・悪い物の差がハッキリ見えてくるのではないでしょうか

某掲示板では約10年前の製作物と今の製作物は全くの同じで全く信用出来ないという方がいますが、
明らかに変わっています。(樹脂・シリコンゴム・成型方法が全て入れ替わっています・ハッキリと否定します)
昔の樹脂・シリコンゴム・大気成型法だったらキハ85−100用貫通幌枠の様な小さい物はたくさん作ることは不可能なはずです。
少なくとも1つのゴム型に対して50回以上成型出来ることはとても難しい事なのです。
もし当工房が粗悪品販売の元凶で有るとすれば不都合な部分が露見しないうちに
とっくの昔に売り抜けて消えて行っているはずです。

20/4/20追記

最近インターネット上で格安のレジン樹脂を見かける様になりました。
私の近辺からの実際に使用した報告を聞いてかなりびっくりしました。
それは小さい成型物は未硬化が多すぎてとても使用に耐えないというものでどうも主剤にかなりの混ぜ物が入っている様で
(溶剤で薄めているとの事)で硬化剤も同じく薄めてからトナーで色調を整えている様です。
大きい成型物でもかなりの部分的な収縮が見られてフィギュア等の分割成型品は各パーツのバラツキが出て困っているとの事
値段的にも当方が仕入れている価格よりさらに安いので誘惑は有りますが、
この様な問題のある所からは購入しない方が賢明ではないかと思います。
ついにこの世界でも偽装品が出回る時代になりました。
ちなみに溶剤はアセトンかスチレンモノマーと考えられますが、モノマーの値段は割とするので多分アセトンと考えられます。
(収縮化合率が全然違います・アセトンは倍に薄めると化合しない部分が必ず出てくるのに対してモノマーは有る程度は化合反応します)
当方が見た価格はバラツキは有りますが、1200〜1500円位でした。(各1キロの価格)

20/7/20追記

エポキシ樹脂について

最近エポキシ樹脂についての記述が多くなってきましたが、まず一般論的には遠心加圧成型などの陽圧力をかけてフィギュア等の
ソリッド成型物(中身の詰まっているもの)は硬化時間がかかりますがかなり良い物が出来たという実体験が有ります。
特に透明な物を創る場合にはかなり有効ですが、離型剤を使うと表面が混濁してしまうという欠点も有ります。
但し経年変化で黄変してしまうのが難点(最終的には茶色になります)
元々が接着力の強い物なので型割りをちゃんと計算出来ていない場合は離型不能の事態もあり得ます。
鉄道模型的にはボディ等の薄い成型物はかなりの苦手で樹脂が行き渡りにくい本来の性質が有りますので
クーラー等の屋根上部品には良いと思います。
但しこの樹脂も液温を上げて流動性を上げてやる、ゴム型も暖めると言う事は必須と思いますので各自でチャレンジしてみてください。
またかなりの臭気が出ますので出来るだけの換気処置をしてください。
塗装についてはそのまま塗装するのはほぼ不可で何らかの加工をしてから樹脂との食いつきを上げてやらないとすぐにパリッという
感じで部分的にはがれていくと思います。この樹脂は着色剤が有るので有る程度はこれを使って下地が見えにくくする方が後々
楽な仕上げが出来ると思います。
基本的にはこの樹脂は価格が高いので指定されない限りは使用していない現状が有ります。


21/9/1追記

2ちゃんねる掲示板ではどうやら特定の方(1〜2名)が煽り行為を行っている模様です。
この行為は行きすぎると威力業務妨害名誉毀損に当たる行為になりますので警告させて頂きます。(以前にも出しています)
長く続くようでしたら、警察告訴も視野に入れて行動致しますのでご承知おきください。
(弁護士と協議した結果、行為継続されたり再発をすれば告発します・この時点での出元確認はしました)

(6月初旬の寺尾氏に関する事や、当方製作の特製品の事等、その後のレジン製品の信用性
レジン製品に関係の無い事象までを書き込むのはおかしいとしか思えません)
なお当方のこのページの文章に対しての反論等は直接お受け致しますのでメールでお出しください。
なおレジン製品に対する説明に関しては十分に果たしていると認識しており理解出来ない方までのフォローは出来ません。

また当方で出したレジン製品はごくわずかで中古品市場で出回る量の販売実績が有りません。
レジンボディそのままとして販売したのはモハシ151・クロ181・マニ20・ナハ20の4種類のみでいずれも
約8年前以上の作品群です。前面パーツ等も年間に数枚程度なのでオリジナルは極少数で有りますので
もし店頭販売品がたくさん有った場合はどこかの悪質な方が複製したコピー商品という事になります。
(以前にモハシ150を出した時にヤフーオークションで当方の製品と偽って出された実例が有ります)
当然何らかの形で入手されても当方での交換や返品はお受けすることは有りません。
キハ85−100用幌枠は現在ジョーシンでしか店頭販売をしていません。


シリコンゴムのゴム型考
H27/5/20

今回は冬季の低温時ゴム型の作成についてかなりのトラブルが発生してどうすれば解決することが出来るのかという事を経験したので
その事例と対処解決法とさらにこの時に解った事を書き出してみようと思います。
多分ですが普通に模型製作されている人には解らない事が多いのですが、やっている人やこれからやろうとする人の為に
如何にして時間的ロスと材料ロスを防ぐ事が出来るかという所に焦点を絞ってまとめています。

低温時におけるシリコンゴムの加熱処理は思っている以上に効果が有りました。
20キロ缶の中に入っているシリコンゴム自体が冷熱の貯蔵所みたいになっていて表面温度と中に沈殿している
粒子の温度にはかなり差がありこのシリコン粒子の温度が5〜7度くらいまでになっていて
これが主たる硬化不良原でした。
液温を上げると何よりも硬化不良が防げるという単純な物では無く流動性が大幅にアップして沈殿しているシリコン粒子
を攪拌して混ぜてやるのですが低温になると思う様に同一化してくれなかったのが40度くらいまでゆっくり加熱すると
一気に流動性が良くなり固まりもほぼ消失して一石4丁くらいの効果が有ります。

(加熱方法はオーブンを一度100度位まで上げてからしばらくして40度の維持温度に設定してゴムを30分程入れておく
+30分という時間がかなりもどかしくめんどくさかったのですがシリコン粒子が多く入ったゴムは対レジン樹脂の薬品侵襲
がかなりの確率で阻止出来るので型持ちが伸びる傾向が出ますのでうまくいけば50回以上の利用が出来ると思います。

ちなみに硬化剤を入れてからの可使時間(流し込みが出来る時間)は通常1時間ですが、2〜30分とかなり短くなります。
ですので脱胞時間を長く取ることは難しいと思います。これは信越KE−17を使用した実際のお話になります。
今回はディスポビーカーで300グラム使用時でのお話で使用量が多くなったときの実証はまだ出来ていません。
シリコンゴムの加熱についてですが60度以上になると性能の低下が起こるとメーカーのカタログには記載が有ります。(可使時間の変化グラフも有ります)
縮合型だけでなく付加型にも同様の効果があります。
(付加型は硬化剤を遅効型に換えた方が良いと思われます。可使時間の間に脱泡出来ない事がハッキリしているので)

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