JP2000044310A - 非加熱鋳込み用泥しょう - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石膏型を使用する通常の泥しょう鋳込み成形
により、脱型性に優れ、しかも焼成したものと同等に近
い物性の造形物を非加熱で実現することのできる泥しょ
うを提供する。 【解決手段】 混合比１６：１〜１１０：１のアクリル
ウレタン混合樹脂３〜２０重量％を含有するエマルジョ
ン１重量部に対して、水簸処理した含水岩石粉粘土組成
物１〜１．８重量部を配合してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼成した陶磁器と
同等に近い物性の造形物を非加熱で得ることができ、し
かも脱型性に優れた非加熱鋳込み用泥しょうに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、焼成用泥しょうを石膏型に流
し込んで成型し、焼成することにより陶磁器を得ること
が行われている。すなわち、焼成用泥しょうを石膏型に
流し込んで静置すると、泥しょう中の水が石膏型の表面
より石膏中の小孔内に拡散吸収されるにつれて、石膏型
面には水分の少ない泥しょうの層が形成され、静置時間
の長さに比例して、この層は厚くなるので、適切な時間
静置後、余分の泥しょうを型から流し出して、所望の厚
みの造形物を得て、脱型し、さらに乾燥後、１０５０〜
１２００℃に焼成して陶磁器を得ることが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合に
は、高温度に焼成するための設備を要するのみならず、
焼成に各種の技術や労力、時間を要するので、コストが
非常に高くなるという欠点があった。また、この種の焼
成用泥しょうの場合には、石膏型などから脱型した後、
焼成を行って陶磁器とすることを前提としているため、
焼成を行わなければ、非常に脆く、使用に耐えないもの
であった。

【０００４】なお、この種の焼成用泥しょうにおいて
も、焼成前の取扱いが可能な程度に強度を保持するため
に、焼成前にのみ結合力を発揮し、焼成後には燃焼して
陶磁器に残留しない結合剤を用いることがあるが、この
ような結合剤を使用した焼成用泥しょうを非加熱鋳込み
用泥しょうとして使用しても、複雑な形状の場合、脱型
が困難の上、焼成しないと高強度が得られないため、焼
成用泥しょうを使用した陶磁器と同等に近いものを制作
することができなかった。

【０００５】前記結合剤の使用については、アクリルエ
マルジョンの利用の技術も公開されているが、それらの
技術は、いずれも前記泥しょう中にアクリルエマルジョ
ンを添加することによっても、泥しょうとしての作業
性、成形体の強度に多少の向上は見られるが、本質的に
耐衝撃性に劣るという欠点があった。

【０００６】本発明は、かかる現状に鑑み、石膏型を使
用する通常の泥しょう鋳込み成形により、脱型性に優
れ、しかも焼成したものと同等に近い物性の造形物を非
加熱で実現することのできる泥しょうを提供することを
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、混合比１６：
１〜１１０：１のアクリルウレタン混合樹脂３〜２０重
量％を含有するエマルジョン１重量部に対して、水簸処
理した含水岩石粉粘土組成物１〜１．８重量部を配合し
てなることを特徴とする非加熱鋳込み用泥しょうであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の泥しょうは、非加熱鋳込
み用であるので、非加熱で十分に強固な結合が得られる
ことと、石膏による鋳込み成形の機能、特に脱型を損な
うことなく、しかも短時間に脱型することのできること
が必須条件である。このために、使用する岩石粉粘土組
成物としては、水簸処理した含水岩石粉粘土組成物を使
用し、アクリルウレタン混合樹脂エマルジョン中の固形
分を結合材とするもので、このアクリルウレタン混合樹
脂エマルジョンは、非加熱泥しょうの流動性と石膏から
の脱型を阻害しないものである。

【０００９】本発明で使用する水簸処理した含水岩石粉
粘土組成物は、いかなる形状にも成形することの可能な
賦型材として可塑性粘土微粉末を使用し、強度の付与と
安定した保形を可能とする骨格材として岩石粉を使用す
るものである。上記の可塑性粘土としては、可塑性を有
し、所望の形状に成形（賦型）することの可能な無機粘
土であって、粘土、カオリン、モンモリロナイト、ベン
トナイト、パイロフライト、セリサイト等の微粉末であ
る。また、上記の岩石粉としては、成形体に強度を付与
するものであって、シリカ、石英、長石、軽石、火山
灰、陶石、珪石等である。

【００１０】本発明で使用する水簸処理した含水岩石粉
粘土組成物は、上記の岩石粉の一種以上と可塑性粘土の
一種以上とを水簸によって不純物を除去、精製した後、
フィルタプレスによって脱水したものである。これは陶
磁器用素材として円盤状、不定形塊状として市販されて
いるものを使用することができる。なお、市販の水簸処
理した含水岩石粉粘土組成物を使用する場合には、さら
に可塑性粘土を添加して使用することが望ましい。この
ように精製、緻密化された含水岩石粉粘土組成物を使用
すると、合成樹脂の添加量が少なくても強い強度のもの
を得ることができ、しかも合成樹脂の使用量の減少によ
り石膏型からの脱型時間を短縮して作業効率をよくする
効果を得ることができる。このほか、必要に応じて酸化
チタン、無機顔料、有機顔料等の着色剤を使用すること
ができる。

【００１１】本発明で使用するアクリルウレタン混合樹
脂エマルジョンは、ポリアクリル酸エステル、ポリメタ
クリル酸エステル、アクリル酸エステル・スチレン共重
合体などのアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸
エステル・スチレン共重合体などのメタクリル酸エステ
ル共重合体等のアクリル系樹脂微粉末とウレタン系樹脂
微粉末とのブレンド物の粉末が水に分散した状態のもの
であって、通常、アクリル系樹脂微粉末のエマルジョン
とウレタン系樹脂微粉末のエマルジョンとを混合するこ
とによって得られるが、アクリル系樹脂微粉末とウレタ
ン系樹脂微粉末との混合物をエマルジョン化したもので
あってもよい。アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂の各微
粉末の粒径はいずれも０．０５〜０．５ミクロン位であ
ることが望ましい。エマルジョンのＰＨは７〜８のもの
が特に好ましい。

【００１２】このアクリルウレタン混合樹脂エマルジョ
ンは、通常、固形分（アクリル系樹脂、ウレタン系樹
脂）が平均４０〜５０％位の濃度のエマルジョンを作製
し、次いで水と混合して水溶液（薄い濃度のエマルジョ
ン）として使用するが、その水溶液（水簸素材中の水分
は加えない）中の固形分の含有率は３〜２０重量％、特
に８〜１６重量％、さらに１１〜１５重量％が特に好ま
しい。水溶液中における固形分の含有率が３重量％未満
では強度が低下する傾向にあり、２０重量％を超える
と、泥しょうの流動性、収縮性が劣る傾向にある。

【００１３】アクリル系樹脂とウレタン系樹脂との混合
比は、１６：１〜１１０：１であって、この範囲内で高
強度のものが得られ、しかも脱型性も優れている。特に
６０：１〜９０：１の範囲が最も好ましい。前記の混合
比は、例えば固形分５０重量％のアクリルエマルジョン
と固形分３０重量％のウレタンエマルジョンの場合に
は、１０：１〜１１０：１の範囲が特に強度、脱型性の
点で好ましい。特に６０：１〜９０：１の範囲が最も好
ましい。

【００１４】一般的に泥しょうの構成は、水溶液（薄い
濃度のエマルジョン）１に対して、岩石粉粘土組成物が
１〜１．８であって、特に１．５〜１．７が好ましい。
水溶液１に対して、岩石粉粘土組成物が１未満では、泥
しょうの好ましい機能が損なわれ、１．８を超えると強
度が低下する。

【００１５】本発明の非加熱鋳込み用泥しょうには、こ
のほか、添加剤として、解膠剤、防かび剤、着色剤など
の各種の添加物を併用することも可能である。例えば、
解膠剤は、水の使用量を少なくしても充分な流動性を付
与するためのものである。なお、岩石粉粘土組成物と水
溶液（薄い濃度のエマルジョン）とを混合攪拌して得ら
れたゲル状懸濁液に解膠剤を滴下することによって、極
めて良好な流動性を与えることができる。

【００１６】解膠剤としては、珪酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、炭酸ナトリウム、りん酸ナトリウム、アル
ミン酸ナトリウム等の無機塩類、ジエチルアミン、ジプ
ロピルアミン、モノアミルアミン、モノエチルアミン等
の有機物などを例示することができるが、これに限らな
い。

【００１７】本発明の非加熱鋳込み用泥しょうを石膏型
に流し込み、静置すると、泥しょう中の水が石膏型の表
面より石膏中の小孔内に拡散吸収されるにつれて、石膏
型面には水分の少ない泥しょうの層が形成され、適切な
時間静置した後、余分の泥しょうを型から流し出して、
所望の厚みの造形物を得て、脱型し、さらに自然乾燥ま
たは低温乾燥することにより高強度の造形物を得ること
ができる。合成樹脂エマルジョンを添加した泥しょうに
より、従来の泥しょう鋳込み成形と成形条件を全く同じ
くして、造形物を得ることができる。さらに、自然乾燥
または低温乾燥により水分を除去するだけで硬化させ
て、強固美麗な造形物を得ることができることができ、
しかも短時間で脱型することができるので、従来の加熱
焼成時における多大の労力、費用を減少するとともに、
時間の短縮を可能にする。特に、素地を構成する粒子を
緻密化しておくことにより、結合の強度をより大きく
し、石膏への水分吸収を促進して極めて短時間で脱型す
ることが可能となり、ウレタン樹脂の添加量を少なくし
て吸水の促進を計り、なおかつ成形品の強度を高く保持
できるので、強度を損なうことなく、吸水時間も早くす
ることができ、石膏型（３０cm以下）への流入から脱型
までほぼ１時間前後に短縮することが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を詳細に説
明することとする。

【００１９】なお、得られた非加熱鋳込み用泥しょうお
よびこれより成形した造形物の特性は、以下の方法で測
定した。 １．比重 非加熱鋳込み用泥しょうを５０ｃｃメスシリンダーに流
入して容積を計測するとともに、その重量を計測し、比
重を算出した。 ２．流動性 非加熱鋳込み用泥しょうを石膏型へ流入するさいの流動
性を目視により３段階（○：良好、△：不良、△：きわ
めて不良）に評価した。 ３．経時安定性 非加熱鋳込み用泥しょうを１週間放置後の流動性を目視
により３段階（○：良好、△：不良、△：きわめて不
良）に評価した。

【００２０】４．容積収縮率 造形物の最長の一辺の長さをｘ、収縮によるその長さの
変化量をａとしたとき、下式により算出した。この算出
方法は、素木洋一著の「わかりやすい工業用陶磁器」に
記載の算出方法を参考としたものである。 容積収縮率（％）＝（３ａ／ｘ）×１００ ５．破壊強度及び曲げ強度 造形物を６０mm×２５mm×３mmに加工して、SUN RHEO M
ETER COMPAC-100 MODEL CR-100(SUN SCIENTIFIC CO, LT
D.) で測定した。 ６．そり歪み 造形物のそり歪みを目視により３段階（○：良好、△：
不良、△：きわめて不良）に評価した。

【００２１】実施例１ アクリル酸エステル・スチレン共重合エマルジョン（昭
和高分子株式会社製ポリゾールＡＰ−４７１０，固形分
５０％、ｐＨ９、平均粒径０．１〜０．２μｍ）８３ｇ
とウレタン樹脂エマルジョン（旭電化工業株式会社製ア
デカボンタイターＨＵＸ−２４０，固形分３０％、ｐＨ
７〜８、平均粒径０．１μｍ）２ｇをビーカーに投入
し、攪拌機で約３０分攪拌してアクリルウレタン混合樹
脂エマルジョン８５ｇを調整した。次に、表１に示すよ
うに、カオリン（ＫＭカオリン）１０ｇ、水簸した含水
岩石粉粘土組成物〔安藤窯業原料株式会社製白磁土（カ
オリン、セリサイト、長石）、含水率２４％〕５６ｇ、
酸化チタン粉末１．３ｇ、計６７．３ｇを３００ｃｃビ
ーカーに投入し、ステンレス製パレットナイフ（１８×
１１０×０．５ｍｍ）を用いて手動で約１分間攪拌混合
して粉体混合物を調整した。

【００２２】予め調整した前記アクリルウレタン混合樹
脂エマルジョン６．５ｇと水２６ｇを１００ｃｃビーカ
ーに入れて、前記同様のパレットナイフでゆっくり約１
分間手動で攪拌して、合計３２．５ｇの水溶液を調整し
た。前記粉体混合物６７．３ｇ投入の３００ｃｃビーカ
ーに３２．５ｇの水溶液を投入して前記同様のパレット
ナイフで約１分間手動で混練してゲル状粘土を得た後、
解膠剤としての珪酸ナトリウム３号０．２ｇを滴下、さ
らに攪拌して非加熱鋳込み用泥しょう約１００ｇを得
た。

【００２３】

【表１】

【００２４】なお、表１中における粉体／水溶液比は次
のようにして得た。白磁土の含水率は約２４％で、１
３．４４ｇであり、粉体／水溶液比は（６７．３−１
３．４４）÷３２．７＝１．６５であった。さらに、非
加熱鋳込み用泥しょうを真空脱泡機で５分間脱泡して使
用可能の非加熱鋳込み用泥しょうを得た。前記の手段で
比重を計測したところ、１．４であった。その流動性、
経時安定性は、優れたものであった。

【００２５】次に、前記非加熱鋳込み用泥しょうを予め
用意した石膏型（型内形状：横長３０mm×縦長１５０mm
×深さ５mm）に流入し、１時間静置した後、脱型し、さ
らに２日間自然乾燥して造形物を得た。

【００２６】自然乾燥後の容積収縮率は、表１および表
２に示すように１４％であった。また、破壊強度、曲げ
強度およびそり歪みは表１に示すように、優れたもので
あった。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例２ 表１に示すように、アクリルウレタン混合樹脂エマルジ
ョンの投入量を６．５ｇから８．５ｇに、水量を２６ｇ
から２４ｇにかえた以外は実施例１と同様にした。得ら
れた非加熱鋳込み用泥しょうの比重は、１．４であっ
て、流動性、経時安定性は優れたものであった。自然乾
燥後の容積収縮率は、表１および表２に示すように１４
％であり、破壊強度、曲げ強度およびそり歪みは表１に
示すように、優れたものであった。

【００２９】実施例３ 表１に示すように、アクリルウレタン混合樹脂エマルジ
ョンの投入量を８．５ｇから１０．５ｇに、水量を２４
ｇから２２ｇにかえた以外は実施例１と同様にした。得
られた非加熱鋳込み用泥しょうの比重は、１．４であっ
て、流動性、経時安定性は優れたものであった。脱型時
間は１時間であった。自然乾燥後の容積収縮率は、表１
および表２に示すように１４％であり、破壊強度、曲げ
強度およびそり歪みは表１に示すように、優れたもので
あった。

【００３０】実施例４ 表１に示すように、アクリルウレタン混合樹脂エマルジ
ョンの投入量を１０．５ｇから１２．５ｇに、水量を２
２ｇから２０ｇにかえた以外は実施例１と同様にした。
得られた非加熱鋳込み用泥しょうの比重は、１．５であ
って、流動性、経時安定性は優れたものであった。脱型
時間は１時間であった。自然乾燥後の容積収縮率は、表
１および表２に示すように１５％であり、破壊強度、曲
げ強度およびそり歪みは表１に示すように、優れたもの
であった。

【００３１】比較例１〜３ アクリルウレタン混合樹脂エマルジョンにかえて、変性
しない単なるアクリル樹脂エマルジョンを用いた以外は
実施例１と同様にした。なお、このさい使用したアクリ
ル樹脂量は実施例１のアクリルウレタン混合樹脂エマル
ジョンの樹脂固形分を同一となるようにした。なお、比
較例１〜３においては、水量だけの変更とした。得られ
た非加熱鋳込み用泥しょうの物性は表３に示すとおりで
あって、特に破壊強度は３７７０，５４９０，５８１０
ｇ／mm² であって、各実施例よりもかなり劣るものであ
った。表３における粉体／水溶液比も表１と同様であ
る。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【発明の効果】本発明の非加熱鋳込み用泥しょうは、石
膏型に流し込む従来の技術を用いることにより成型し、
しかも短時間で容易に脱型することができ、しかも脱型
して乾燥した成形物は、焼成したものに近い物性と良好
な彩色効果および円滑な肌触りをもち、微細な表現を容
易にとりいれた造形が可能である。また、本発明の非加
熱鋳込み用泥しょうを用いる石膏型鋳込み成形技術は、
焼成工程を不要とするので、取扱いの簡便さ、使用設備
の簡素化、時間の短縮などが相まって、経済的、技術的
効果はきわめて大きいものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合比１６：１〜１１０：１のアクリル
   ウレタン混合樹脂３〜２０重量％を含有するエマルジョ
   ン１重量部に対して、水簸処理した含水岩石粉粘土組成
   物１〜１．８重量部を配合してなることを特徴とする非
   加熱鋳込み用泥しょう。