CN1233749C - 轻量粘土及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种易于按所定形状进行造型、具适宜保管性、适当轻量性、且造价低的轻量粘土及其制造方法。此轻量粘土及其制造方法中，含有机中空微小球及粘结剂树脂，且所说的有机中空微小球的平均粒径设定在15～150μm的范围值内，同时，该有机中空微小球的添加量，相对于整体重量而言，设定在6%重量单位以下范围值内；另外，依据JIS L 0803测出的轻量粘土的白色度(WL)的值在50以上。

Description

轻量粘土及其制造方法
技术领域
本发明涉及的是轻量粘土及其制造方法，特别是具有适宜轻量性能或造型性能、及具有优良发色性能、且制造成本低的轻量粘土及其制造方法。
背景技术
现在，在美术工艺或学校教材中所使用的粘土，多是以粒状素材或植物遗体离解物为主要材料，并在此主要材料中添加用以粘结粒状素材的粘结剂、香料、色素、水分、油分等添加剂而构成。因此，现有技术的粘土具有重量重、使用不方便的缺点。
为此，在特公昭51-893号的公报中，公开了以粉末化的发泡聚苯乙烯为主要材料的、并添加有纸浆材料或水而构成的轻量粘土。
但是，粉末化的发泡聚苯乙烯就其构造而言，其表面生有多数空隙，当此空隙通过水等的浸透，就会有丰富的含水性或含液性。这样，轻量粘土整体重量仍然存在着没有过多轻减的轻量化上的问题。而且，由于发泡聚苯乙烯不易微小化，会出现难以与配方材料均匀混合的问题。
另外，在特公昭59-50615号的公报中，公开了添加30～40％重量单位的由发泡无机质材料构成的微小中空粉粒体(粒度不足150μm、容积比重为0.6以下)、3～13％重量单位的纤维粉(纤维长为10mm以下)、31～60％重量单位滑石粉(粒度为150μm以下)、3～8％重量单位的水溶性合成糊剂的单剂或并用剂后，与水进行混练，将穿透度调整为100～350的能够磨光的成形用粘土。并且，类似此构成的雕塑材料也被公开在特公昭57-16356号的公报中。
但是，所说的成形用粘土或雕塑材料，因为由发泡无机质材料构成的微小中空粉粒或岩石粉的添加量较多，不容易混合分散；并且所得的成形用粘土或雕塑材料，不但缺乏操作性能或造型性能，其制造成本还很高。
在特开平2-123390号的公报中，公开了相对于全体重量，占3～20％重量单位的有机中空微小球(其外壳由含有亚(二)氯乙烯或丙烯腈的共聚物构成)、占5～20％重量单位的合成粘结剂(羧甲基纤维素)、占10～30％重量单位的纤维粉、和占50～60％重量单位的水，并按此比例进行配合而得的轻量、白色度高、并且容易焚烧处理的轻量粘土。
即，当有机中空微小球的配方比例不足3％重量单位时，则不能达到所定的目标重量；而当所说的有机中空微小球的配方比例超过20％重量单位时，则会损坏轻量粘土的性质。
另外，当纤维粉的配方比例不足10％重量单位时，则不能充分发挥结合材的作用；而当所说的纤维粉的配方比例超过30％重量单位时，会因保存多量的水而损坏粘土的轻量化。
当水的配方比例不足50％重量单位时，会使造型作业困难；而当水的配方比例超过60％重量单位时，会使粘土软化导致造型性能匮乏，同时也会损坏粘土的轻量化。
但是，当所说的轻量粘土因有机中空微小球的添加量超过最大的20％重量单位时，会影响有机中空微小球的混合分散，而且所得的粘土会过轻，缺乏操作性能或造型性能，并使制造成本提高。
所说的轻量粘土，因有机中空微小球的添加量较多，往往会残留发泡气体(发泡液体)，即所谓的未发泡有机中空微小球会大量存在。所以，当轻量粘土被聚乙烯薄膜等包装材料所覆盖并进行长期保管时，或者因夏季等周围温度上升呈高温状态时，由于有残留的发泡气体，被包装材料所覆盖的轻量粘土则会膨胀至初期容积的1.2～3倍左右(以下称膨胀问题)。
另外，所说的轻量粘土，因有机中空微小球的添加量较多，在添加色素时，会出现阻碍色素分散而无法得到良好发色性能的问题。
在特开平10-268755号的公报中，公开了通过按30～70重量单位的玻璃微小中空球(其粒径为1～200μm)、30～60重量单位的纤维粉、10～50重量单位的羧甲基纤维素、和200～400重量单位的水(以玻璃微小中空球、纤维粉、羧甲基纤维素的合计重量为基准)的比例进行调配，得到轻量、干燥日数短、收缩率小的轻量粘土。
也就是说，当玻璃微小球的配方比例不足30重量单位时，则无法达到粘土的轻量化；而当玻璃微小球的配方比例超过70重量单位时，粘土则容易收缩而出现龟裂现象。
而且，当纤维粉的配方比例不足30重量单位时，轻量粘土的收缩或龟裂则会增大；而当纤维粉的配方比例超过60重量单位时，会因水的多量保存而影响其轻量化。
另外，当水的配方比例不足200重量单位时，对于轻量粘土来说，会出现造型作业的困难；当水的配方比例超过400重量单位时，会使粘土软化而缺乏造型性能，并且容易附着在手上。
所说的轻量粘土中，由于玻璃中空微小球或纤维粉的添加比例过多，所得的粘土缺乏造型性能，制造成本还高。
而且，所说的轻量粘土中，因玻璃中空微小球的添加量过多，在添加色素时，会阻碍色素分散而无法得到良好发色性能。
为此，本发明的发明者们，对于轻量粘土中的有机中空微小球的平均径粒或白色度(WL)、以及添加量进行了研究，发现了牵涉到其相互作用，影响轻量粘土的白色度(WL)、发色性能、造型性能、轻量性能、以及膨胀问题的关系。
本发明的目的在于提供一种发色性能、造型性能、轻量性能优良，即使在被包装材料覆盖的状态下长期保管、或者因夏季等周围温度上升的高温状态下也不会膨胀的具有良好的保管性能、且生产成本便宜的轻量粘土及其制造方法。
本发明的技术方案
本发明的轻量粘土，其含有有机中空微小球及粘结剂树脂，其中有机中空微小球的平均粒径设定在15～150μm的范围值内，同时，该有机中空微小球的添加量，相对于整体重量而言，设定在6％重量单位以下的范围值内；并且，依据JIS L 0803测出的轻量粘土的白色度(WL)的值在70～99.9之间。
通过将这种有机中空微小球的平均粒径控制在一定范围值内，同时，通过控制轻量粘土的白色度(WL)，可以提高其美观度。在为彩色化而添加色素时，可以得到优良的发色性能。
另外，由于本发明中有机中空微小球的添加量比较少，这样，即使添加了色素，色素的分散性能也不会被阻碍，故可以得到更优良的发色性能。
与现有技术中的轻量粘土的有机中空微小球添加上限(20％重量单位)相比，本发明的添加量少了许多，这样不仅可以得到所期待的充分且适度的轻量化，而且可以得到具有良好造型性能的轻量粘土。
由于有机中空微小球的添加量较少，不仅轻量粘土容易混合分散，还可以降低未发泡有机中空微小球的存在量；并且，由于降低了价格昂贵的有机中空微小球的使用量，故其具有优良的保管性能(膨胀性能)的同时，还降低了生产成本。
本发明中的另一种形态中，其为制造含有机中空微小球和粘结剂树脂的轻量粘土的制造方法，其中所说的有机中空微小球的平均粒径为在15～150μm的范围值内，其添加量为6％重量单位以下的值(相对于整体重量而言)；同时，用捏和机将有机中空微小球和粘结剂树脂进行混炼，使依据JIS L 0803测出的轻量粘土的白色度(WL)的值在70～99.9之间。
这样就可以得到具优越造型性能、轻量性、和白色度好的轻量粘土，当添加色素时，亦具有优良的发色性能。
附图的简单说明
图1所示的是轻量粘土中的有机中空微小球的添加量与轻量粘土的轻量性能及造型性能间的关系特性图。
图2所示的是轻量粘土中的有机中空微小球的添加量与膨胀性能评价结果间的关系特性图。
图3所示的是轻量粘土中的有机中空微小球的添加量与制价比例间的关系特性图。
图4所示的是轻量粘土的白色度(WL)与发色性能间的关系特性图。
图5所示的是轻量粘土的萤光增白剂的添加量与发色性能间的关系特性图。
图6(a)所示的是本发明的轻量粘土中的色素材料的平均粒径与光透性(发色性能)间的关系图。
图6(b)所示的是现有技术的轻量粘土中的色素材料的平均粒径与光透性(发色性能)间的关系图。
图7(a)所示的是本发明的轻量粘土中的色素材料的添加量与光透性(发色性能)间的关系图。
图7(b)所示的是现有技术的轻量粘土中的色素材料的添加量与光透性(发色性能)间的关系图。
本发明的最 佳实施形态
本发明的实施形态为含有有机中空微小球、由极性化合物组成的粘结剂树脂、纤维、水、色素的轻量粘土及其制造方法，该有机中空微小球的平均粒径设置在15～150μm的范围值内，相对于整体重量而言，其添加量适宜在6％重量单位以下，且依据JIS L 0803测定轻量粘土的白色度(WL)在50以上的值，即70～99.9之间。
以下，就有机中空微小球及极性化合物的构成要素分别予以说明。
1.有机中空微小球
(1)种类1
有机中空微小球只要使用具有由有机材料组成的外壳、且其内部存有空隙的微小球即可。
作为此有机中空微小球，可以是外壳由亚(二)氯乙烯丙烯腈共聚树脂、乙烯基乙酸酯丙烯腈共聚树脂、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈共聚树脂、丙烯腈树脂等构成，内部包有气体或液体的有机中空微小球。
在这些有机中空微小球中，特别是有由亚(二)氯乙烯丙烯腈共聚树脂构成外壳的有机中空微小球，其制造容易不说，在加热时还可以使之膨胀到所期望的大小，故更为理想。但是，由亚(二)氯乙烯丙烯腈共聚树脂构成外壳的有机中空微小球，在发泡时的温度较高或温度分布不均匀时，容易着色为茶色或焦茶色，从而影响其白色度(WL)达不到50的值，应予以注意。
由乙烯基乙酸酯丙烯腈共聚树脂、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈共聚树脂、丙烯腈树脂等构成外壳的有机中空微小球，因其白色性能较高，故其白色度(WL)的调整则更为容易。
(2)种类2
除有机中空微小球以外.还可以同时使用外壳为无机材料(例如，玻璃材料)构成的无机中空微小球。
这样的无机中空微小球，无色透明，耐压强度高，例如，以750psi(1psi＝6.90×103N.1kgf＝9.807N/cm2)的测定压进行加压时，其残存率为90～92(VOL％)，并且较轻。
所以，通过有机中空微小球和无机中空微小球的同时使用，明显减轻了轻量粘土的单位体积的重量，同时，由于有机中空微小球存在于无机中空微小球的周围，起到了缓冲材料的作用，即可以有效地防止无机中空微小球遭受破坏，提高无机中空微小球的分散性能。
通过有机中空微小球和无机中空微小球的同时使用，在与色素的关系上，能够提高发色性能，并提高轻量粘土的形状保持性能，降低收缩率。
另外，通过有机中空微小球和无机中空微小球的同时使用，可以相对降低有机中空微小球的使用量，从而有效防止由未发泡的有机中空微小球引起的膨胀问题，得到优越的保管性能。
(3)白色度
有机中空微小球的颜色以白色或接近于白色的颜色为佳，即依据JIS L 0803测定的有机中空微小球白色度(WL)宜为50以上的值。
其理由是，在种种的有机中空微小球中，通过使用白色度(WL)在50以上的富有白色性能的有机中空微小球，会使轻量粘土的白色度(WL)易于调整，或者能够得到在添加色素时的发色性能更为优良的轻量粘土；反之，若所谓的白色度(WL)不足50的值的话，有机中空微小球则略呈茶色，当在轻量粘土中添加色素，特别是同时添加白色系色素或黄色系色素时，会出现混浊的现象，其发色性能明显降低。
但是，若白色度(WL)的值过高的话，也会过度限制有机中空微小球的构成材料。
所以，所说的有机中空微小球的白色度(WL)以在70～99.9的范围值内为佳，在80～99的范围值内则更佳。
另外，所说的白色度(WL)值的调整，可以通过在有机中空微小球的外壳中添加氧化钛或二氧化硅等白色粒子，或者，用这些白色粒子覆盖在周围的方法来实现；另外，也可以通过降低有机中空微小球外壳上的氯乙烯树脂或亚(二)氯乙烯树脂、或者甲醛类树脂(酚醛树脂、密胺树脂、三聚氰二胺树脂、尿素树脂)等的使用量来实现，具体地说，其使用量设定在10％重量单位以下的值即可；另外，还可以通过在有机中空微小球的外壳中添加或涂抹后述的萤光增色剂来实现。
所说的有机中空微小球的白色度(WL)以及后述的轻量粘土的白色度(WL)，可以依据JIS L 0803来测定，更具体地说，可以用反射率计(如：东京电色社制的TR-1000D型或TC-1800MK2)进行测定。
(4)平均粒径1
有机中空微小球的平均粒径应在15～150μm的范围值内。
其理由是，所说的有机中空微小球平均粒径的值若不足15μm的话，则会降低轻量粘土的造型性能或白色度(WL)，或者，在按所定量添加时难以实现其轻量化。另一方面，所说的有机中空微小球的平均粒径的值若超过150μm的话，则难以混合分散，或出现轻量粘土的造型性能低下等问题。
因此，有机中空微小球的平均粒径的值以在50～130μm的范围值内为更佳，在70～120μm的范围值内为最佳。
有机中空微小球的平均粒径可以通过光学显微镜取有机中空微小球的画像，然后将此画像用画像处理装置来算出。
(5)平均粒径2
在决定有机中空微小球的平均粒径时，宜考虑后述的色素平均粒径。
即，当色素的平均粒径为D1，有机中空微小球的平均粒径为D2时，D2/D1的比率适宜在10～50,000的范围值内。
其理由是，当所说的D2/D1的比率不足10时，色素则不会均匀分散，从而影响其对有机中空微小球的发色。另一方面，当所说的D2/D1的比率超过50,000时，色素则易于凝结，同时，也不会均匀分散，从而降低其发色性能。
所以，为了提高色素的发色性能，所说的D2/D1的比率以在50～10,000的范围值内为佳，在100～1,000的范围值内为更佳。
(6)添加量
相对于整体重量而言，有机中空微小球的添加量设定在0.1～6％重量单位的范围值内。
其理由是，当所说的有机中空微小球的添加量不足0.1％重量单位时，则难以实现轻量粘土的轻量化。另一方面，当所说的有机中空微小球的添加量超过6％重量单位时，则会降低轻量粘土的造型性能或操作性能，同时，残留的未发泡有机中空微小球会变多，这样，用包装材料覆盖并进行长期保管、或因夏季等周围温度上升时，包装材料则会膨胀，从而显著降低其保管性能。另外，因为有机中空微小球的价格特别高，当其添加量超过6％重量单位时，所得的轻量粘土的成本也会很高。
所以，为了使轻量粘土的造型性能或膨胀性能与轻量性等具有良好的平衡，有机中空微小球的添加量以在0.5～4％重量单位的范围值内为更佳，在1％～不足3％重量单位的范围值内为最佳。
另外，有机中空微小球的添加量应考虑粘结剂树脂的密度，即，通过考虑粘结剂树脂的密度来决定有机中空微小球的添加量，最终可以提供具有等密度经济型的轻量粘土。
更具体地说，除有机中空微小球以外的构成材料的密度在0.5～不足0.8g/cm2时，有机中空微小球的添加量相对于整体重量而言，以在0.1％～不足3％重量单位的范围值内为佳；除有机中空微小球以外的构成材料的密度为0.8～5g/cm2时，有机中空微小球的添加量相对于整体重量而言，以在0.1～6％重量单位的范围值内为佳。
在此，参照图1～图3，就有机中空微小球的添加量与轻量粘土的轻量性能和造型性能、膨胀性能、制造成本的关系分别进行详细说明。
图1是将表1的轻量性能及造型性能的数据进行数字化，以◎的评价为5分、○的评价为3分、△的评价为1分、×的评价为0分的数值计算出来的。
图1中的横轴表示有机中空微小球的添加量(％重量单位)；左纵轴表示轻量性能(相对值)，曲线A表示其关系。另外，图1的右纵轴表示造型性能(相对值)，其与有机中空微小球的添加量(％重量单位)的关系用曲线B表示。
通过图1所示的特性曲线可以理解为，有机中空微小球的添加量越多，对于轻量粘土的轻量性能的评价会越高，因此，为了能够得到适宜的轻量性能，有机中空微小球的添加量必须在0.1％重量单位以上。另一方面，对于轻量粘土的造型性能来说，添加量以3％重量单位为界开始极端降低，到5％重量单位时降低到1，到7％重量单位时评价几乎降低到0。
所以，通过将有机中空微小球的添加量设定在0.1～6％重量单位的范围值内，使所得的轻量粘土的轻量性能和造型性能之间具有良好的平衡；而且，若有机中空微小球的添加量在1％～不足3％重量单位的范围值内的话，对于这些性能来说则更具优越平衡。
图2是将表1的膨胀性能的数据进行数字化，以◎的评价为5分、○的评价为3分、△的评价为1分、×的评价为0分的数字计算出来的。
图2的横轴表示有机中空微小球的添加量(％重量单位)，左纵轴表示膨胀性能(相对值)。
通过图2所示的特性曲线可以理解为，有机中空微小球的添加量越多，其膨胀性能就会越低；更具体地说，添加量以3％重量单位为界开始极端降低，在5％重量单位时降低到1，在7％重量单位时评价几乎降低到0。
所以，综合图1及图2所示的结果，若有机中空微小球的添加量在0.1～6％重量单位的范围值内的话，对于轻量粘土的轻量性能与造型性能、及保管时的膨胀问题之间具良好平衡；而且若有机中空微小球的添加量在1％～不足3％重量单位的范围值内的话，对于此特性来说更具优越平衡。
另外，图3所示的是轻量粘土的有机中空微小球的各添加量与轻量粘土的造价比例间的关系，其中是以有机中空微小球的添加量在2％重量单位时，轻量粘土的造价为100％为基准的。
通过图3所示的特性曲线可以理解为，随着有机中空微小球的添加量的增多，轻量粘土的造价比例就有上升的趋势，特别在添加量为6％重量单位时，以此为界开始极端上升，在添加量为6％重量单位时造价比例上升到150％，添加量为7％重量单位时造价比例上升到220％。
所以，综合图1～图3所示的结果，由于有机中空微小球的添加量在0.1～6％重量单位的范围值内，故对轻量粘土的轻量性能或造型性能、乃至造价比例之间具有良好平衡；而且，若有机中空微小球的添加量在1％～不足3％重量单位的范围值内的话，对于此特性来说则具更好的平衡。
(7)容积密度
有机中空微小球的容积密度以在0.001～0.5g/cm3的范围值内为佳。
其理由是，有机中空微小球的容积密度若不足0.001g/cm3的话，则难以在轻量粘土中均匀混合分散。另一方面，若所说的有机中空微小球的容积密度超过0.5g/cm3的话，则会降低轻量粘土的展性，或影响轻量粘土的轻量化。
所以，有机中空微小球的容积密度以在0.005～0.2g/cm3的范围值内为更佳，以在0.01～0.1g/cm3的范围值内为最佳。
另外，所说的有机中空微小球的容积密度可以依据JIS K 5101(颜料试验法)进行测定。
(8)PH值
有机中空微小球的PH值宜在3～11的范围值内。
其理由是，所说的有机中空微小球的PH值若不足3的话，在添加含羟基化合物或含羧基化合物，并长期进行保存时，会产生胶凝作用。
另一方面，所说的有机中空微小球的PH值若超过11的话，其混合分散或使用操作则会困难。
所以，有机中空微小球的PH值以在6～10.5的范围值内为更佳，以在7～10.5的中性至弱碱性的范围值内为最佳。
(9)表面处理
宜将有机中空微小球的周围通过后述的萤光增白剂进行表面处理。
其理由是，即使在有机中空微小球的白色度(WL)较低的场合下，也可以通过较少量的萤光增白剂，将轻量粘土的L值调整至所希望的范围内。
另外，最好将有机中空微小球的周围通过白色粒子进行表面处理。其理由是，对于有机中空微小球来说，通过添加氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锡、氧化锌、硫化锌、氧化锑等的白色粒子，使得有机中空微小球的L值会更容易调整，同时，其分散性能或机械特性也有明显提高。
还有，在有机中空微小球的周围适宜用硅烷偶合剂、钛偶合剂、或铝偶合剂等进行表面处理。其理由是，通过偶合剂的处理，可以更显著地提高有机中空微小球的分散性能或机械特性。
在实施这种表面处理时，如果使用萤光增白剂的话，相对于整体重量而言，其添加量以在0.01～1％重量单位的范围值内为佳。同样，如果使用白色粒子的话，相对于整体重量而言，白色粒子的添加量以在0.1～10％重量单位的范围值内为佳。如果使用偶合剂进行处理的话，相对于整体重量而言，偶合剂的添加量以在0.05～5％重量单位的范围值内为佳。
2.极性化合物
(1)种类
作为粘结剂树脂的极性能化合物，以使用如含羟基化合物或含羧基化合物为佳。
另外，像聚丙烯酸或聚乙烯醇那样，在分子内均含有羟基和羧基双方的官能基，为了方便起见予以分别说明。
①含羟基化合物
含羟基化合物可以是聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙酸乙烯酯、尿素树脂、甲基纤维素、乙基纤维素、羟基酯纤维素等。
通过添加这些含羟基化合物，可以较容易地调节轻量粘土的展性或耐退色性能。另外，由于这些含羟基化合物通常为水溶性化合物，故即使在轻量粘土中添加水，也能够得到优良的相溶性能。
特别是聚乙烯醇在每个重量单位中含羟基的量较多，故可以通过少量的添加提高轻量粘土的展性或使用效果，是适宜的含羟基化合物。
另外，虽然聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩丁醛是将聚乙烯醇分别用甲醛或丁醛进行缩醛作用的结果，但是，若使用于轻量粘土中的话，会具有更优越的耐退色性能或耐热性。
聚乙酸乙烯酯虽然是聚乙烯醇皂化前的原材料，但在期望得到更加优越展性的轻量粘土时，是非常有效的含羟基化合物。
②含羧基化合物
含羧基化合物可以是羧甲基纤维素(CMC)、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯等。
在此，在使用羧甲基纤维素时，适宜使用醚化度在0.1～2的范围值内的羧甲基纤维素。
其理由是，羧甲基纤维素的醚化度若不足0.1的话，轻量粘土则会发粘，难以使用。另一方面，若羧甲基纤维素的醚化度超过2的话，则会降低轻量粘土的展性，难以薄膜化。
(2)添加量
相对于整体重量(100％重量单位)来说，极性能化合物的添加量宜在0.1～30％重量单位的范围值内。
其理由是，当所说的极性化合物的添加量不足0.1％重量单位时，则会显著降低轻量粘土的操作性能或造型性能。另一方面，当所说的极性能化合物的添加量超过30％重量单位时，会降低轻量粘土的展性，或难以混合分散。
所以，为使轻量粘土的操作性能或造型性能与轻量粘土的展性间具有良好平衡，极性化合物的添加量，相对于整体重量(100％重量单位)来说，以在0.5～20％重量单位的范围值内为佳，以在1～15％重量单位的范围值内为更佳，以在2～10％重量单位的范围值内为最佳。
3.纤维
(1)种类
作为添加剂的纤维(纸浆)的种类并无特别限制，适宜分别用阔叶树及针叶树作原料。
但是，若使用以阔叶树作原料的纤维则更佳。其理由是，将以阔叶树为原料的纤维与以针叶树为原料的纤维相比较，通常以阔叶树为原料的纤维较短且平均化，在制作轻量粘土时更容易分散。
(2)平均纤维长
纤维的平均纤维长适宜在0.01～20mm的范围值内。
其理由是，当所说的纤维的平均纤维长不足0.01mm时，会导致轻量粘土的展性下降，或难以达到其轻量化。另一方面，当所说的纤维的平均纤维长超过20mm时，在轻量粘土中会难以均匀地混合分散。
所以，为使轻量粘土的展性等与混合分散性能间的平衡更佳，纤维的平均纤维长以在0.1～10mm的范围值内为更佳，以在0.5～5mm的范围值内为最佳。
(3)添加量
纤维的添加量应考虑轻量粘土的操作性能或成型性能，或者考虑轻量粘土的制造容易程度来决定。例如，相对于整体重量而言，以在1％～不足10％重量单位的范围值内为佳。
其理由是，当所说的纤维添加量不足1％重量单位时，会无法发挥其添加效果。另一方面，当所说的纤维添加量超过10％重量单位时，会难以控制轻量粘土的展性而造成制造上的麻烦。
所以，所说的纤维添加量，相对于整体重量而言，以在2～9％重量单位的范围值内为更佳，以在3～8％重量单位的范围值内为最佳。
4.水
水的添加量应考虑到轻量粘土的操作性能或成型性能、或者轻量粘土的制造容易程度来决定。例如，相对于整体重量而言，适宜在61～85％重量单位的范围值内。
其理由是，当水的添加量不足61％重量单位时，会无法发挥其添加效果。另一方面，当水的添加量超过85％重量单位时，会难以控制轻量粘土的展性或耐退色性能。
所以，所说的水的添加量，相对于整体重量而言，以在65～83％重量单位的范围值内为更佳，以在67～80％重量单位的范围值内为最佳。
5.色素
(1)种类
作为色素的种类，也没有特别的限制，只要可以用于现有技术中的油墨、涂料等即可。例如，有机颜料、无机颜料、或染料。
作为有机颜料，可以是偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、聚合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等的偶氮颜料类，或酞菁颜料、迫位凝颜料、无迫位颜料、蒽醌染料、喹吖啶酮系颜料、二噁嗪类颜料、硫靛颜料、异吲哚啉颜料、喹酞酮(黄色)颜料等多环颜料类，染料色淀等。
作为无机颜料，可以是氧化酞、氧化铁、氧化铬、黑色铁粉等氧化物，或镉黄、钼(铬)红、铁青色、佛青、炭黑、氧化铁黄、珍珠色颜料等。
另外，在被要求具更加鲜艳色调时，适宜使用以福尔马林缩合树脂、丙烯酸树脂、三聚氰二胺树脂等为基体的塑料性有机颜料，或，将硫化锌、硅酸锌、硫化锌镉等烧结后的无机颜料等。
(2)平均粒径
色素的平均粒径适宜在0.01～0.2μm的范围值内。
其理由是，当所说的色素平均粒径不足0.01μm时，会出现明显的凝结，同时在轻量粘土中难以均匀混合分散，从而影响其发色性能。另一方面，当所说的色素平均粒径超过0.2μm时，则不能发挥与有机中空微小球的相辅相成效果，使得轻量粘土的发色性能降低。
因此，为了使色素的凝结性能和发色性能具有更加良好的平衡，色素的平均粒径以在0.06～0.18μm的范围值内为更佳，以在0.07～0.12μm的范围值内为最佳。
另外，如果色素颜料的粒径小的话，其表面活性会提高，并且容易附着在平均粒径较其大的中空微小球的周围。但是，本发明的轻量粘土中，即使色素颜料附着于中空微小球上且覆盖于其上，与现有技术中的轻量粘土相比，也不太会妨碍外来光。
在此，参照图6(a)及(b)，就色素颜料的平均粒径等与光透性(即发色性能)之间的关系予以详细说明。
图6(a)所示的是本发明的轻量粘土的色素颜料10、有机中空微小球12、及外来光14、16间的关系模式图。图6(b)所示的是现有技术的轻量粘土的色素颜料20、有机中空微小球22、及外来光24、26之间的关系模式图。
由图6(a)可以看出，本发明的轻量粘土中，由于色素颜料10的平均粒径的值正好在光的波长的1/2的值以下，同时，为了能够将粒度分布的标准偏差调整至所定范围值内，故即使色素颜料10附着在中空小球12上，并覆盖在其周围，也不会妨碍光14、16透过。
另一方面，在图6(b)中，由于色素颜料20的平均粒径的值与波长相同、或更大，故在色素颜料20附着在有机中空微小球22上，且覆盖在其周围时，会妨碍外部光24、26透过。
所以，本发明的轻量粘土中，令人满意的是通过将特定的有机中空微小球12、与具有特定的平均粒径等的色素颜料10进行组合，可以有效地防止有机中空微小球12的光散乱，颜色鲜艳不说，还能够得到更具透明感的发色性能。
(3)粒度分布1
对于色素的粒度分布，其标准偏差适宜在0.05μm以下的值。
其理由是，当所说的色素标准偏差超过0.05μm时，会使光散乱变大，或者，容易形成明显的凝结而使色素的发色性能降低。
但是，如果所说的色素标准偏差过小的话，用于控制的制造成本则会提高。
所以，为了很好地保持色素发色性能与制造成本间的平衡，对于色素粒度分布的标准偏差以在0.04～0.01μm的范围值内为更佳，以在0.03～0.01μm的范围值内为最佳。
(4)粒度分布2
色素粒径的95％以存在于平均粒径的±10％的范围值内为佳。
其理由是，通过使用像这样具有狭窄粒度分布的色素，可以得到发色性能和造型性能均优良的轻量粘土。反过来说，当色素粒径的95％超过平均粒径的±10％时，色素会易于凝结，从而影响与有机中空微小球的相辅相成关系的发挥。所以，若色素粒度分布广的话，色素的发色性能则会降低。
因此，为了得到优良的色素发色性能，色素粒径的95％以存在于平均粒径的±8％的范围值内为更佳，以存在于平均粒径的±5％的范围值内为最佳。
另外，对于所说的色素平均粒径的95％的粒径分布，可以用激光方式的粉末计数器进行测定。
(5)添加量
相对于整体重量而言，色素的添加量以在0.01～10％重量单位的范围值内为佳。
其理由是，当所说的色素添加量不足0.01％重量单位时，则不能发挥其添加效果，或与有机中空微小球间的相辅相成效果，同时也会降低其发色性能。另一方面，当所说的色素添加量超过10％重量单位时，其光散乱变大，或会发生明显的凝结现象，从而降低其发色性能。
所以，为了使色素的发色性能更好，色素的添加量以在0.05～8％重量单位的范围值内为更佳，以在0.1～5％重量单位的范围值内为最佳。
在此，参照图7(a)及(b)，详细说明色素颜料的添加量与发色性能间的关系。
图7(a)所示的是本发明的轻量粘土的色素颜料10、有机中空微小球12、及外来光14、16之间的关系模式图。图7(b)所示的是本发明的轻量粘土中所使用的色素颜料10的添加量过度时，色素颜料10、有机中空微小球22、及外来光24、26之间的关系模式图。
如图7(a)所示，就本发明的轻量粘土中色素颜料10的添加量而言，即使色素颜料10附着在有机中空微小球22的周围，也只是部分覆盖的程度，故对外部光14、16的妨碍较少。
另外，在图7(b)中，因色素颜料10的添加量较所定范围值多，色素颜料10满满地附着在有机中空微小球22的周围，有时还有双层附着，故会发生妨碍外部光24、26透过的情况。
所以，本发明的轻量粘土中，令人满意的是，通过特定的有机中空微小球12与拥有特定添加量的色素颜料10的组合，能够有效地防止有机中空微小球12的光散乱，得到鲜艳、更具透明感的发色性能。
(6)水分散性
色素是以具水分散性(包括酒精分散性)，即具亲水性的为佳。
其理由是，通过使用具有这种特性的色素，即使轻量粘土含有水或酒精，色素也不会凝结，还能得到优良的发色性能和造型性能。另外，若色素为水分散性的话，即使色素为微粒子也可以保存在水中，而且，还可以在这种溶液的保存状态下进行调配。
为了使色素具水分散性，构成色素的树脂酸值以在50～300的范围值内为佳。
其理由是，当所说的树脂酸值不足50时，所得的色素水分散性会明显降低；另一方面，当所说的树脂酸值超过300时，所得的色素会易于凝结。所以，为了使所得的色素水分散性和凝结性具良好平衡，构成色素的树脂酸值以在70～250的范围值内为更佳，以在90～200的范围值内为最佳。
另外，为了使构成色素的树脂的酸值量控制在上述范围值内，其分子内宜含有羧基、磺酸基、羟基等亲水性基。即，以使用苯乙烯马来酸共聚树脂、苯乙烯磺酸共聚树脂、苯乙烯丙烯酸共聚树脂等为佳。
为使色素具水分散性，其形态以含有阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂等的表面活性剂的乳浊液为佳。
作为这种表面活性剂，可以是以下所例举的乙酰化物等的一种或二种以上的组合：十二(烷)基苯磺酸钠、月桂基硫酸钠、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐的铵盐、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺。
6.萤光增白剂
(1)种类
作为添加在轻量粘土中的萤光增白剂，可以是1，2-二苯乙烯化合物、1，2-二苯乙烯诱导体、1，2-二苯乙烯磺酸化合物、噻吩化合物、噻吩诱导体等。
特别是下式(1)～(3)中所示的1，2-二苯乙烯磺酸化合物，分别具阴离子型的水溶性，且具使用操作方便的优点，若将其进行少量添加的话，则会得到优越的萤光增白效果。
[式(1)中，记号M为氢、碱性金属、或者是用铵和胺离子来表示的任意阳离子，X和Y为相互独立的置换基，即用NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2为氢或炭数1～20的碳化氢基)来表示的任意的置换基。]
Figure C0280194000201
[式(2)中，记号X和Y是相互独立的置换基，即用SO2M(记号M为氢、碱性金属、或者是用铵和胺离子来表示的任意阳离子)、NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2为氢或炭数1～20的碳化氢基)来表示的任意的置换基。]
[式(3)中，记号X为用NH2、N(C2H4OH)2、N(CH2CH(OH)CH3)2、或NR1R2(R1和R2为氢或炭数1～20的碳化氢基)来表示的任意的置换基。]
(2)密度
萤光增白剂的密度以在0.9～2.0g/cm3(测定温度：20℃，以下相同)的范围值内为佳。
其理由是，当所说的萤光增白剂的密度在此范围值以外时，会难以在轻量粘土中均匀混合。所以，萤光增白剂的密度以在1.0～1.6g/cm3的范围值内为更佳，以在1.1～1.4g/cm3的范围值内为最佳。
(3)粘度
萤光增白剂的粘度以在5～1000mPa·s(测定温度：20℃，以下相同)的范围值内为佳。
其理由是，当所说的萤光增白剂的粘度不足5mPa·s值时，会难以在轻量粘土中均匀混合。另一方面，当所说的萤光增白剂的粘度超过1000mPa·s值时，不仅会凝固而使操作困难，也难以在轻量粘土中均匀混合。
所以，萤光增白剂的粘度以在10～500mPa·s的范围值内为更佳，以在30～200mPa·s的范围值内为最佳。
(4)PH
萤光增白剂的PH值以在7.1～10的范围值内为佳。
其理由是，当所说的萤光增白剂的PH值不足7.1时，会使轻量粘土过度胶凝化，从而缺乏其保存安定性能。另一方面，当所说的萤光增白剂的PH值超过10时，会造成难以使用操作的问题。
所以，萤光增白剂的PH值以在7.5～9.5的范围值内为更佳，以在8～9的范围值内为最佳。
(5)添加量
萤光增白剂的添加量相对于整体重量而言，适宜在0.001～5％重量单位的范围值内为佳。
其理由是，当所说的萤光增白剂的添加量不足0.001％重量单位时，则无法发挥其添加效果，并难以调整轻量粘土的L值。另一方面，当所说的萤光增白剂的添加量超过5％重量单位时，会使轻量粘土的L值达到饱和，同时，萤光增白剂会向外渗出。
因此，萤光增白剂的添加量相对于整体重量而言，以在0.01～3％重量单位的范围值内为更佳，以在0.05～1％重量单位的范围值内为最佳。
另外，萤光增白剂的添加量，应以有机中空微小球为基准来决定。即，设有机中空微小球的添加量为F1，萤光增白剂的添加量为F2时，F1/F2的值以在1～100的范围值内为佳。
其理由是，当所说的F1/F2的值不足1时，会使轻量粘土的L值达到饱和，同时，也难以保证轻量粘土的轻量化。另一方面.当所说的F1/F2的值超过100时，则也会难以调整轻量粘土的L值。
因此，所说的F1/F2的值以在2～50的范围值内为更佳，以在5～30的范围值内为最佳。
7.胶凝化剂
(1)种类
对于聚乙烯醇等的主剂来说，适宜添加胶凝化剂。并且，通过添加胶凝化剂可以显著提高轻量粘土的使用操作性能或成型性能。
这样的胶凝化剂可以是下述各剂的一种或二种以上的组合：硼酸、硼砂、刚果红、雷琐酚、邻苯二酚、藤黄酚、镓酸、铬酸(三价)、重铬酸、酞酸、钒酸等。其中，硼酸和硼砂由于能够较容易地控制聚乙烯醇的胶凝化，故为较好的胶凝化剂。
(2)添加量
胶凝化剂的添加量应考虑轻量粘土的操作性能和成型性能来定。例如，相对于100重量单位的聚乙烯醇而言，其添加量以在0.01～10重量单位的范围值内为佳。
其理由是，当所说的胶凝化剂的添加量不足0.01重量单位时，则无法发挥其添加效果。另一方面，当所说的胶凝化剂的添加量超过10重量单位时，则会难以控制轻量粘土的聚乙烯醇的胶凝化。
所以，所说的胶凝化剂的添加量相对于100重量单位的聚乙烯醇来说，以在0.05～5重量单位的范围值内为更佳，以在0.1～1重量单位的范围值内为最佳。
8.填料
(1)种类
在轻量粘土中，适宜添加有机填料或无机填料。其理由是，添加这样的填料后，可以得到具有优越造型性能或轻量性、或者更佳白色度的轻量粘土。
此填料可以是聚甲基异丁烯酸酯、聚乙基丙烯酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯、聚偏1，1-二氯乙烯、亚(二)氯乙烯乙烯基乙酸酯共聚物、酚醛树脂、三聚氰二胺树脂、尿素树脂、碳酸钙、滑石、氧化酞、硅石、云母、锆、氧化铝、氧化铬、氧化锡、氧化铅、氧化铟、炭素、玻璃、芳族聚酰胺纤维等。
特别是滑石，由于其价格便宜，并且平均粒径适宜，故容易操作使用，用于调整轻量粘土的造型性能或轻量性能时是较好的填料。
(2)添加量
在添加所说的填料时，设定轻量粘土的整体重量单位为100％，其添加量适宜在0.1～20％重量单位的范围值内。
其理由是，当所说的填料的添加量不足0.1％重量单位时，会无法发挥其添加效果。另一方面，当所说的填料的添加量超过20％重量单位时，反而会降低轻量粘土的造型性能和轻量性。
因此，填料的添加量(设定轻量粘土的整体重量单位为100％时)，以在0.5～15％重量单位的范围值内为更佳，以在1～10％重量单位的范围值内为最佳。
9.白色度
(1)白色度
依据JIS L 0803测定的轻量粘土的白色度(WL)的值以在70～99.9之间为佳。
其理由是，当所说的轻量粘土的白色度(WL)不足70时，会影响其外观美，而且若添加色素的话，会发生混浊，从而明显降低其发色性能。但是，当所说的轻量粘土的白色度(WL)的值过高时，会过度地限制可使用构成材料的种类。
所以，所说的有机中空微小球的白色度(WL)以在80～99的范围值内为更佳，
在此，参照图4及图5所示的特性图，说明轻量粘土的白色度(WL)与发色性能的评价结果间的关系。图4中，横轴所示的是轻量粘土的白色度(WL)，纵轴所示的是发色性能的评价结果(相对值)。另外.黑圈(●)的特性曲线是在添加了0.02％重量单位的蓝色色素的状况，黑三角(▲)的特性曲线是在添加了0.1％重量单位的黄色色素的情况。而且，发色性能的评价结果(相对值)为实施例1中所示，◎的评价分为5、○的评价分为4、△的评价分为2、×的评价分为1、、××的评价分为0。
如图4所示.对于分别添加了蓝色色素及黄色色素的各粘土来说.白色度(WL)越高其发色性能的评价分数也高，特别是当白色度(WL)的值在70～99.9之间时，可以得到高的评价分数。
图5中，横轴所示的是萤光增白剂的添加量(％重量单位)，纵轴所示的是在添加了0.02％重量单位的蓝色色素时，其发色性能的评价结果(相对值)。另外，黑圈(●)表示轻量粘土的白色度(WL)的值在50以上(WL＝60)的情况，黑三角(▲)表示轻量粘土的白色度(WL)的值不足50(WL＝0)的情况。由此，当轻量粘土的白色度(WL)的值在50以上时，通过添加0.05～0.1％重量单位的萤光增白剂，可以得到3以上的评价分；与此相对，当轻量粘土的白色度(WL)的值不足50时，即使添加0.3～0.5％重量单位的多量萤光增白剂，其评价点也只在1以下。
因此可以理解为，若轻量粘土的白色度(WL)的值在50以上的话，即使添加少量的萤光增白剂，也能得到良好的发色性能。
(2)白色度(WB)、白色度(WL)、视感明度(L值)
与依据JIS L 0803测定的白色度(WL)类似的白色度指标，还有根据蓝色反射率的白色度(WB)、和根据亨特方式的白色度(WH)、及视感明度(L值)。
这些白色度，与以JIS L 0803为基准的白色度(WL)一样，为测定的值。当用这些白色度表示轻量粘土的白色性能时，例如，根据蓝色反射率的白色度(WB)以在60～95的范围值内为佳，同样，根据亨特方式的白色度(WH)以在70～98的范围值内为佳，视感明度(L值)以在80～99的范围值内为佳。
10.其他添加物
在轻量粘土中，作为添加剂除了上述的添加物以外，还可以添加以下各剂的单独一种或两种以上的组合：防霉剂、抗菌剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、油类、蜡类、甘油、增粘剂、增塑剂、表面活性剂、有机溶剂等。
11.制造方法
(1)混合工程
此工程为将有机中空微小球、色素、极性化合物、纤维及水等的配方原料进行均匀混合的工程。例如，为了使这些配方原料能够进行均匀混合分散，以使用螺旋桨式混合机、捏和机、行星式混合机、三根轧辊、球磨机等为佳。
特别是，由于有机中空微小球的质量较轻，且在混炼的过程中容易被破坏，同时，还容易发生分散不均匀的现象，故以使用捏和机为佳。此捏和机在转数为10～1,000rpm、时间在1～60分钟的条件下，进行挤压混炼为佳。若其转数在30～300rpm、时间在10～30分钟的条件下进行挤压混炼的话则更佳。
另外，为了使色素能够均匀地混合分散，应事先将其分散在水或酒精中调整为溶液状，同时，为了使此溶液不凝结，宜添加碱性剂，将PH值调整在7以上；若能调整在8～10的范围值内的话则更佳，8.5～10的范围值内为最佳。
在混合配方原料时，温度以维持在30～70℃的范围内为佳。
其理由是，当所说的混合温度不足30℃时，配方原料不能均匀地混合；另一方面，当所说的混合温度超过70℃时，所得到的轻量粘土会失去伸展性而变脆。
所以，混合配方原料时的混合温度以维持在35～60℃的范围内为更佳，以维持在40～55℃的范围内为最佳。
(2)粘度调整工程
此工程是调整轻量粘土的粘度的工程。在此工程中，适宜添加水或酒精、或有机溶剂，使轻量粘土的粘度在1×103～1×109mPa·s(测定温度：25℃，以下相同)的范围值内为好。
其理由是，当所说的轻量粘土的粘度不足1×103mPa·s时，会使其表面的粘性增大，降低操作性能；另一方面，当轻量粘土的粘度超过1×109mPa·s时，所得的轻量粘土会失去伸展性而变脆，也会降低其操作性能。
所以，所说的轻量粘土的粘度以在1×104～1×108mPa·s的范围值内为更佳，以在1×105～1×107mPa·s的范围值内为最佳。
(3)包装工程
适宜设置包装工程，此工程是将制成的轻量粘土以小单位分开进行包装的工程。即，因为轻量粘土含有较多量的水或酒精等，为了维持轻量粘土的含水量和操作性能，适宜用防湿材料——即聚乙烯、聚丙烯等塑料材料进行包装。
但是，为了降低未发泡的有机中空微小球因漏气而产生的膨胀问题，在包装材料上设置通气孔，或采用气体能够透出的包装材料。
此时，为了保证维持轻量粘土的含水量和与降低膨胀问题，通气空的大小以设置在0.01～100μm的范围值内为佳，以设置在0.05～50μm的范围值内为更佳，以在0.1～20μm的范围值内为最佳。
实施例
以下，详细说明本发明的具体实施例。但是，以下的说明仅是本发明的较好例，并不限定本发明的权利要求。
[实施例1]
(1)轻量粘土的制作
在容量为100升的捏和机内，放入以下的配方材料后，以40rPm的转数进行旋转，制作成粘土。
①白色有机中空微小球                                0.35kg
(平均粒径100μm，白色度(WL)的值在50以上，呈弱碱性)(2.5％重量单位)
②黄色颜料色素(固态)                                0.10kg
(平均粒径0.086μm，标准偏差0.026μm，95％范围83-90μm)(0.7％重量单位)
③羧甲基纤维素                                      0.35kg
(醚化度：0.6)                                       (2.5％重量单位)
④PVA                                               1.05kg
(共聚度1,800，皂化度95mol％)                        (7.5％重量单位)
⑤阔叶树纸浆                                        0.98kg
(平均纤维长1mm)                                     (7.0％重量单位)
⑥水                                                11.14kg
                                                    (79.6％重量单位)
⑦苯酚系防腐剂                                      0.03kg
                                                    (0.2％重量单位)
另外，均匀地将配方材料混合后，相对于整体重量而言，添加8％重量单位的滑石(密度：2.82g/cm3)来作为实施例1的轻量粘土。但是，在用色调仪TC-1800MK2(东京电色社制)测定轻量粘土的白色度时，要从上述配方中去除黄色颜料色素。
(2)轻量粘土的评价
对于所得的轻量粘土，分别就其造型性能(成膜性能)、轻量性、发色性能、粘性及膨胀性(保管性能)进行评价。所得的结果(n数＝5的平均评价)用表1表示。
①造型性能
轻量粘土的造型性能(成膜性能)按以下的基准评价。并且，如果得到○以上的评价的话，即可称之为具有适合于轻量粘土的造型性能。
◎：使用轧辊能够成膜为厚0.2mm以下的薄膜。
○：使用轧辊能够成膜为厚1mm以下的薄膜。
△：使用轧辊能够成膜为厚5mm以下的薄膜。
×：即使使用轧辊也不能成膜为厚5mm以下的薄膜。
②轻量性能
轻量粘土的轻量性能按以下的基准评价。并且，如果得到○以上的评价的话，就可以说此轻量粘土具有充分的轻量性能。
◎：密度在0.3g/cm3以下的值。
○：密度在0.5g/cm3以下的值。
△：密度在0.7g/cm3以下的值。
×：密度超过0.7g/cm3的值。
③发色性能
轻量粘土的发色性能按以下的基准评价。并且，如果得到○以上的评价的话，则可以说此轻量粘土的发色性能为良好。
◎：为具透明感的鲜明色彩。
○：为鲜明色彩。
△：为稍微鲜明的色彩。
×：为不鲜明的色彩。
××：为混浊、与所添加色素的色彩不同的色彩。
④粘性
轻量粘土的粘性是通过用手指接触，并按以下基准评价的。另外，如果得到○以上的评价的话，则可以说轻量粘土的粘性良好。
◎：几乎不发粘。
○：稍微发粘。
△：虽明显发粘，但轻量粘土不会沾在手指上。
×：明显发粘，且轻量粘土沾在手指上。
⑤膨胀性能
将100g的轻量粘土成型为长方形，用厚100μm的聚乙烯薄膜包装其周围。并在此状态下，于40℃的烤箱中放置1星期后，测定其容积；按与初期容积的关系乃至以下基准评价膨胀性能(保管性能)。如果得到○以上的评价的话，就可以认为此轻量粘土具有适宜的膨胀性能(保管性能)。
◎：容积变化率不足3％。
○：容积变化率不足10％。
△：容积变化率不足30％。
×：容积变化率超过30％以上。
⑥耐候性
轻量粘土的耐候性按以下的基准评价。如果得到○以上的评价的话，就可以说具有适合轻量粘土的耐候性。
◎：即使以1000mJ/cm2的紫外线照射也不变色。
○：即使以500mJ/cm2的紫外线照射也几乎不变色。
△：以500mJ/cm2的紫外线照射的话，仅有很少的变色。
×：以500mJ/cm2的紫外线照射时，有明显变色。
⑦耐退色性
轻量粘土中的色素颜料的耐退色性按以下基准评价。如果得到○以上的评价的话，就可以说色素颜料具有适合轻量粘土的耐退色性。
◎：即使用手将轻量粘土和捏5分钟，色素颜料也不会附着在手上。
○：即使用手将轻量粘土和捏5分钟，色素颜料也几乎不会附着在手上。
△：将轻量粘土用手和捏5分钟，色素颜料会有少量附着在手上。
×：将轻量粘土用手和捏5分钟，色素颜料会明显附着在手上。
[实施例2～4，及比较例1～3]
如表1所示，在改变有机中空微小球的种类(实施例4及比较例1～3中，分别使用平均粒径为100μm、白色度(WL)及L值分别为不足50、酸性的茶色有机中空微小球)、平均径粒、添加量的同时，变更纤维或水的添加量，以与实施例1同样的方法制作轻量粘土。所得的轻量粘土用与实施例1同样的方法进行评价，其结果如表1所示。
从结果可以容易地理解为，当有机中空微小球的添加量超过5％重量单位时，轻量粘土的造型性能和发色性能、或者膨胀性能的评价会显著降低。
另一方面，即使纤维材料的添加量不足10％重量单位，与现有的观点有异，对于轻量粘土也可以谋求充分的轻量化。
另外，与现有的观点不同，即使水的添加量超过60％重量单位，也可以充分调节轻量粘土的粘性至适宜的值。
                                                表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   比较例1   比较例2   比较例3
  粘结剂树脂添加比率添加量(％重量单位) PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310 PVA/CMC100/3310
  有机中空微小球平均粒径(μm)添加量(％重量单位)白色度(WL) 1002.588 1002.088 1102.988 404.078 407.078 401078 401578
  纤维(％重量单位) 7 7 7 7 25 20 15
  水(％重量单位) 79.6 80.1 79.2 78.1 57.1 59.1 59.1
  色素(％重量单位) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
  特性评价①白色度(WL)②造形性能③轻量性能④变色性能⑤粘性⑥膨胀性能⑦耐候性能⑧退色性能 98◎○◎◎◎○◎ 99◎◎◎◎◎○◎ 95◎◎◎◎○○◎ 91△◎△◎△○◎ 48△◎×◎××◎ 49×◎×◎××◎ 49×◎×◎××◎
[实施例5～8，及比较例4～6]
如表1所示，相对于整体重量(100％重量单位)而言，除了萤光增白剂(阴离子型1，2-二苯乙烯磺酸化合物、性状：液体、密度：1.22g/cm3、PH值：8～9、粘度：30～50mPa·s(测定温度：20℃))的添加量、以及CMC与PVA的配方比率变更了以外，其他与实施例1相同，并以同样的方法制作轻量粘土。接着，对于所得的轻量粘土进行与实施例1相同的评价，其结果如表2所示。从结果可以容易地理解为，通过添加所定量的萤光增白剂，所得的轻量粘土的白色度(WL)则能够很容易地调整70以上的值，还能够明显地改良耐候性和发色性能。因此，即使将成型的轻量粘土长时间放置在窗边用日光照射，也可以维持优良的发色性能。
                                                  表2
  实施例5   实施例6   实施例7   实施例8   比较例4   比较例5   比较例6
  粘结剂树脂添加比率添加量(％重量单位) PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610 PVA/CMC100/1610
  有机中空微小球平均粒径(μm)添加量(％重量单位)白色度(WL) 1002.588 902.088 1102.988 404.068 407.068 401068 401568
  纤维(％重量单位) 3 5 7 10 25 20 15
  水(％重量单位) 83.6 82.1 79.2 75.1 57.1 59.1 59.1
  色素(％重量单位) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
  萤光增白剂(％重量单位) 0.05 0.1 0.3 0.5 0.1 0.1 0.1
  特性评价①白色度(WL)②造形性能③轻量性能④变色性能⑤粘性⑥膨胀性能⑦耐候性能⑧退色性能 99◎○◎◎◎◎◎ 99◎◎◎◎◎◎◎ 99◎◎◎◎○◎◎ 99△◎◎◎△◎◎ 61△◎×◎×○◎ 68×◎×◎×○◎ 75×◎×◎×○◎
※萤光增白剂是相对于整体量(100％重量单位)来添加的。
产业上的利用
本发明的轻量粘土中，由于有机中空微小球的平均粒径在15～150μm的范围值内，添加量在0.1～6％重量单位的范围值内(相对于整体重量而言)；另外，以JIS L 0803为基准测定的轻量粘土的白色度(WL)的值在70～99.9之间；故轻量粘土具优越的发色性能、造型性能和轻量性；并且当用包装材料覆盖进行长期保管、或者是因夏季等原因周围温度上升至高温状态时，也不会产生膨胀问题，具有良好的保管性能；同时也具有生产成本低的优势。
另外，本发明的轻量粘土中，通过将CMC和PVA的配方比设定在100∶40～100∶500的范围值内，使得所定形状的造型变得容易，同时，也实现了现有技术中较困难的薄膜化(例如厚0.1mm以下的薄膜化)，并且也适用于装饰材料或折纸等。
本发明的轻量粘土中，由于添加了所定量的、平均粒径为0.05～0.2μm、粒度分布的标准偏差在0.05μm以下的色素颜料，故在具有极优的发色性能的同时，还具有优良的耐光性能及色素颜料的耐退色性能。
本发明的轻量粘土的制造方法中，由于使用平均粒径在15～150μm范围值内的有机中空微小球，并由捏和机进行混炼，并且，有机中空微小球的添加量在0.1～6％重量单位的范围值内(相对于整体重量而言)，依据JIS L 0803为基准测出的轻量粘土的白色度(WL)在70～99.9之间；故所得的轻量粘土具有优良的发色性能、造型性能、及轻量性能、和保管性能(膨胀性能).也降低了其成本。

Claims (16)

1.一种轻量粘土，其含有有机中空微小球及粘结剂树脂，其特征在于所说的有机中空微小球的平均粒径设定在15～150μm的范围值内，同时，该有机中空微小球的添加量，相对于整体重量而言，设定在6％重量单位以下的范围值内；并且，依据JIS L 0803测出的轻量粘土的白色度WL的值在70～99.9之间。
2.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于所说的有机中空微小球依据JIS L 0803测出的白色度WL的值在50以上。
3.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在其内还含有萤光增白剂，且此萤光增白剂的添加量，相对于整体重量而言，为在0.001～5％重量单位的范围值内。
4.如权利要求3所述的轻量粘土，其特征在于在所说的有机中空微小球的表面，用所说的萤光增白剂进行表面处理。
5.如权利要求3所述的轻量粘土，其特征在于将所说的有机中空微小球的添加量设定为F1，将所说的萤光增白剂的添加量设定为F2，此时，F1/F2的值在1～100的范围值内。
6.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于当除所说的有机中空微小球以外的其他构成材料的密度为0.5～不足0.8g/cm2时，相对于整体重量而言，所说的有机中空微小球的添加量为0.1％～不足3％重量单位的范围值内；当除所说的有机中空微小球以外的其他构成材料的密度为0.8～5g/cm2时，相对于整体重量而言，所说的有机中空微小球的添加量为在0.1～6％重量单位的范围值内。
7.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于所说的粘结剂树脂为含羟基化合物和含羧基化合物、或者、含有双方任意一方的极性化合物；同时，该极性化合物相对于整体重量而言，其添加量为在0.1～30％重量单位的范围值内。
8.如权利要求3所述的轻量粘土，其特征在于所说的含羟基化合物和含羧基化合物，含有羧甲基纤维素和聚乙烯醇；并且，在不含有上述萤光增白剂时，所说的羧甲基纤维素与聚乙烯醇的重量比在100∶40～100∶500的范围值内；在含有上述萤光增白剂时，所说的羧甲基纤维素与聚乙烯醇的重量比在100∶550～100∶2,000的范围值内。
9.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在所说的轻量粘土内还含有纤维，并且该纤维的添加量，相对于整体重量而言，为在1％～不足10％重量单位的范围值内。
10.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在所说的轻量粘土内还含有水，并且，该水的添加量，相对于整体重量而言，为在61～85％重量单位的范围值内。
11.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在所说的轻量粘土内还含有色素，并且，该色素的添加量，相对于整体重量而言，为在0.01％～不足10％重量单位的范围值内。
12.如权利要求11所述的轻量粘土，其特征在于所说的色素的平均粒径在0.05～0.2μm的范围值内，粒径分布的标准偏差为0.05μm以下的值。
13.如权利要求11或12所述的轻量粘土，其特征在于将所说的色素的平均粒径设定为D1，所说的有机中空微小球的平均粒径设定为D2，此时，D2/D1的比率在10～50000的范围值内。
14.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在所说的轻量粘土中，还含有填料，并且，相对于整体重量而言，该填料的添加量为在0.1％～不足20％重量单位的范围值内。
15.如权利要求1所述的轻量粘土，其特征在于在所说的轻量粘土中，还含有无机中空微小球，并且，相对于整体重量而言，该无机中空微小球的添加量为在0.01～10％重量单位的范围值内。
16.一种轻量粘土的制造方法，其为制造含有机中空微小球和粘结剂树脂的轻量粘土的制造方法，其特征在于，所说的有机中空微小球的平均粒径为在15～150μm的范围值内，相对于整体重量而言，其添加量为6％重量单位以下的值；同时，用捏和机将有机中空微小球和粘结剂树脂进行混炼，使依据JIS L 0803测出的轻量粘土的白色度WL的值在70～99.9之间。
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