JP2007039674A - 成形用材 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形性にすぐれ手や衣服や床や工作台に付着しにくく、手や衣服や床や工作台を汚しにくい成形用材を提供しようとする。
【解決手段】 無機粉体、パルプ、糊材、水分を含む組成物が混練されて成り、前記糊材がポリビニルアルコールと硼素系化合物とを含む、成形用材であり、前記無機粉体が、粘土、シラスバルーン、珪藻土から選択される１または複数種を含む前記成形用材であり、前記組成物がさらに粉体状植物を含む成形用材である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、粘土細工に用いる工作粘土等に適した成形用材、該成形用材を含む苗木ポット作成用キットに関する。

工作粘土として従来は天然の粘土が用いられてきた。この天然の粘土は手や衣服に付着するととれにくく手や衣服や床や工作台を汚し易かった。

また、工作粘土としては、パルプに糊剤を配合した紙粘土も一般に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。更に、綿繊維を混入させることも試みられている（例えば、特許文献１参照。）。又、燃やして廃棄処分でき、しかも燃やした場合に有害物質が発生することのないようにと、くるみ殻粉末と、籾殻粉末と、竹粉末と、木粉末と、ケナフ粉末とから構成される群より選択された一種又は二種以上のものから構成される天然植物性粉末を配合することが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

パルプや天然植物性粉末を骨材として用いたこれらの従来の紙粘土は、パルプや天然植物性粉末の構成比率を１０重量％以上と大きくするとボソボソした性状で粘りに欠け、造形がやりにくい。また、手や衣服や床や工作台を汚し易い点では天然の粘土と同じである。
特開平６−２０２５５６号公報 特開２００１−１３４１７１号公報

本発明の目的は、成形性にすぐれ手や衣服や床や工作台に付着しにくく、手や衣服や床や工作台を汚しにくい成形用材を提供することにある。

本発明の目的は、この成形用材を含み、児童でも取り扱える苗木ポット作成用キットを提供することにある。

本発明の要旨とするところは、無機粉体、パルプ、糊材、水分を含む組成物が混練されて成り、前記糊材がポリビニルアルコールと硼素系化合物とを含む、成形用材であることにある。

前記無機粉体は、粘土、シラスバルーン、珪藻土から選択される１または複数種を含み得る。

前記組成物はさらに粉体状植物を含み得る。

前記粉体状植物は粉砕された茎や葉や穂であり得る。

前記成形用材においては、前記硼素系化合物が硼酸、硼砂から選択される化合物であり得、前記ポリビニルアルコールに対する該化合物の比率が０．０５〜５重量％であり得る。

前記糊材はカルボキシメチルセルロースを含み得る。

また、本発明の要旨とするところは、無機粉体、パルプ、ポリビニルアルコール水溶液を混合して混合物を得る工程と、該混合物に硼素系化合物を加えて混練する工程とを含む成形用材の製造方法であることにある。

さらに、本発明の要旨とするところは、前記成形用材と、紙製の鉢形容器の材料である紙製シート材とを含んで構成され、前記紙製シート材が前記成形用材を収納する箱を展開した展開盤であり、該展開盤に前記鉢形容器を展開した展開板の輪郭形状に沿ったミシン目が形成され、該展開板から前記鉢形容器が組み立てられる苗木ポット作成用キットであることにある。

本発明によると、粘り気と成形性にすぐれ、工作時に手や衣服や床や工作台を汚さず、土に容易に還元できる成形用材が提供される。

本発明によると、粘り気と成形性にすぐれ、紙、鉄、ガラス、プラスチックに対する付着性が良好で、かつ用済み後にこれらの被付着体からこれらの被付着体を汚さずに剥がすことができる成形用材が提供される。

本発明によると、この成形用材を含み、児童でも取り扱える苗木ポット作成用キットが提供される。

本発明によると、葦等の茎性の植物の有効利用が出来る。

本発明によると、古紙の配合比率を多くしても粘り気や成形性が損なわれず、資源の有効再利用に寄与する。

本発明の実施形態について説明する。本発明の成形用材は、無機粉体、パルプ、糊材、水分を含む組成物が混練されて成り、前記糊材がポリビニルアルコールと硼素系化合物とを含む、成形用材である。

無機粉体としては天然の粘土、シラスバルーン、珪藻土、タルクなどの金属炭酸塩の粉末、酸化チタン、アルミナ、酸化鉄等の金属酸化物の粉末、マイカの粉末が挙げられる。

パルプとしては製紙用のパルプであってもよいが、古紙をほぐした再生パルプ（古紙パルプ）であってもよい。資源の有効利用の点で再生パルプの使用が好ましい。

糊材はポリビニルアルコールと硼素系化合物とを含むものであり、このほかにカルボキシメチルセルロースやでんぷんが糊材に含まれていてもよい。

本発明の成形用材はさらに、粉体状植物が配合されてもよい。粉体状植物は、葦、ススキ、イグサ、麻、稲、麦類等の植物の茎や葉や穂が好ましくは０．１〜５ｍｍにカットまたは粉砕されたものである。植物の種類や用いる部位は特に限定されないが茎性の植物の使用が粉体に繊維状の部分を多く含むので好ましい。粉体状植物は用済み後の成形用材が廃棄されたときに生分解性を高めて好ましい。なかでも葦はパルプや綿繊維に比べて土中の分解が早いので、使用後に工作粘土を畑や野原に投棄しても、容易に土に還元され好ましい。

本発明においては、これらの配合用材料が逐次あるいは同時に混合され混練されることにより工作粘土に適した成形用材が得られる。

配合用材料の混練により、硼素系化合物がポリビニルアルコール分子間を架橋してポリビニルアルコールがゲル化し、弾力性のある成形用材が得られる。また、この成形用材はゲル化したポリビニルアルコールを含むことにより、粘土工作時に手や衣服や床や工作台に付着しにくく、手や衣服や床や工作台を汚しにくい。

硼素系化合物はポリビニルアルコールに対して０．０５〜５重量％添加されることが好ましい。０．５〜２重量％添加されることが成形用材の工作時の成形性のうえでさらに好ましい。

ポリビニルアルコールを水溶液となして、その水溶液を無機粉体、パルプと混合して混合物を得たのち、その混合物に硼素系化合物を添加し混練することが、良好な性能の成形用材を得るうえで好ましい。この場合、硼素系化合物は残余のポリビニルアルコール水溶液とともにあるいは残余のポリビニルアルコール水溶液に混ぜて混合物に添加してもよい。あるいはポリビニルアルコールを水溶液となして硼素系化合物を添加したのちこれ以外の配合物と混合して混練してもよい。ポリビニルアルコールの水溶液は多段階に分けてこれ以外の配合物と混合して混練することが好ましい。

硼素系化合物としては、硼酸イオンを発生するものであれば特に制限はなく、硼酸 、硼酸塩、硼酸エステルが挙げられ、そのなかでも硼酸または硼酸の無機塩が好ましい。硼酸塩としては、例えば、メタ硼酸 、四硼酸など硼酸の金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。具体的には硼砂などが例示される。また、この硼酸系化合物を含む液体にアルカリ性物質をポリビニルアルコール水溶液に添加して水溶液のｐＨを８以上に調節してもよい。アルカリ性物質としては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酸化カルシウムなどが挙げられる。安全性のうえで炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが好ましい。

本発明に使用するポリビニルアルコールは平均重合度が２００〜２７００程度であることが好ましい。ポリビニルアルコールのケン化度は７７〜９９．９モル％程度であることが好ましい。本発明に使用するポリビニルアルコールとしては、無変性ＰＶＡのほかに本発明の効果を阻害しない範囲において、公知の種々の変性ＰＶＡを用いることができる。

また、糊材がカルボキシメチルセルロースを含む場合、ポリビニルアルコールとカルボキシメチルセルロースとの比率は２：１〜１０：１であることが成形用材の成形性のうえで好ましい。

無機粉体は、成形用材中に１０〜４０重量％配合されることが好ましい。無機粉体としてシラスバルーンや珪藻土、あるいは両者の混合物を用いることが成形用材の成形性を向上させて好ましい。シラスバルーンや珪藻土は他の無機粉体例えば天然の粘土、タルク、マイカの粉末等と併用されてもよい。

パルプは、成形用材中に５〜５０重量％配合されることが成形用材の成形性のうえで好ましい。成形用材中に５０重量％をこえてパルプが配合されると成形用材の粘り気が損なわれ、パサパサになり成形性のうえで好ましくない。

本発明の成形用材には、更に防腐剤が添加されていることが好ましい。防腐剤は、混練時に上述の原料とともに配合されることが好ましい。防腐剤としては特に限定されないが、有機酸をはじめ公知の防腐剤を用いることが出来る。なかでもリンゴ酢が不快臭を伴わず好ましい。防腐剤は例えば全体に対して０．０５〜２重量％添加されることが好ましい。本発明の成形用材には、そのほかに必要に応じて着色剤、防黴剤などの添加剤が添加されてもよい。防黴剤は例えば全体に対して０．０５〜３重量％添加されることが好ましい。

成形用材にはさらに液体肥料が含有されていてもよい。又、粉体状植物に液体肥料成分が含有されていてもよい。液体肥料成分は、チッソ成分、リン成分、カリ成分から選択される１種以上の成分を含むものであることが好ましい。チッソ成分、リン成分、カリ成分の全てが含まれることがさらに好ましい。これらの成分はポリビニルアルコールのゲル化を助長して好ましい。また、成形用材の生分解性を高めて好ましい。

本発明の成形用材は、適度の粘弾性を有し、粘土工作における成形性に優れるばかりでなく、粘土工作時に手で握ったり、手に押し付けたりしても容易に剥がすことができ手に付着しにくい。例えば、本発明の成形用材は、一旦手で握ってからその成形用材からその手をはなすと、握ったときの成形用材と手の面との接触全面積中、その手の面に成形用材が付着して残留している面積は、接触全面積の約２％にすぎない。従来の紙粘土は、同様に握ると、手の面に粘土が付着して残留している面積は、接触全面積の９５％に達する。また、衣服や床や工作台等の物体に触れたり押し付けられても容易に剥がすことができ、このような物体に触れたり押し付けられてもその物体を汚すことが殆どない。

その一方で本発明の成形用材は、ガラス面や紙、鉄、プラスチックその他の物体の面に押し付けることにより容易にその面に貼着させることができ付着性が良好である。また、引き剥がさない限りその貼着状態をそのまま維持することができる。この性質を利用して、ワッペンのような形状に成形した成形物を、装飾用として、壁面、ドアの面、家具の面などに容易に貼り付けておくことができる。長時間経過後に成形物をこれらの面から剥がすときは、その面と成形物との界面を水で濡らしてやれば引き剥がしが容易であり、かつ、引き剥がした跡がその面に殆ど残らない。

これらの特性は、ポリビニルアルコールに硼酸が添加されてゲル化したことと、本発明の成形用材の特殊な組成による総合効果により得られたものと考えられる。

また、本発明の成形用材は、既設の壁面や壁面の下地に簡単に貼り付けることができるので施工容易な壁面材として有用である。さらに、本発明の成形用材からなる壁面は湿気の吸収・放出能に優れるので、室内の湿度緩衝調節の役割をはたすことができる。

またさらに、本発明の成形用材は児童の工作用として苗木ポットのような鉢状成形体を図１に示すような態様で簡単に作ることができる。即ち、図１（ａ）に示すように、鉢状の型容器２の外周壁面及び外底面に成形用材４を所定の厚さに層状に塗付し、そのまま約２〜３日自然乾燥する。符号５は底穴である。これにより、図１（ｂ）に示すように鉢状成形体６が得られる。鉢状成形体６に型容器２がそのまま成形用材４の乾燥に伴って固着され、複合鉢１０が形成される。型容器２から取り外した鉢状成形体６または、型容器２と鉢状成形体６とが一体になった複合鉢１０に培土を充填して苗を植生し、植生された苗を所定期間育成後、培土と鉢状成形体６（または複合鉢１０）ごと土に植えることが出来る。植えたあとそのまま苗を育成すると鉢状成形体６が土に自然に還元される。あるいは型容器２が生分解性であると複合鉢１０が土に自然に還元される。

成形用材あるいは、粉体状植物に液体肥料が含有されていると、鉢状成形体６あるいは複合鉢１０が土に自然に還元される速度が増進され好ましい。

成形用材から鉢状成形体６への成形は、通常の陶土の素地の成形の方法に準じて、例えば、轆轤成形や型プレス成形等により行なうことも出来るが、成形作業を型容器２を用いて図１に示す態様で児童により手作業で行なうことが出来る。更に、鉢状成形体６の成形から上述の苗の植生、地面への鉢状成形体６の植え込みに至る一貫の作業が、児童によりなされることにより、情操教育と自然環境保護意識の涵養を計ることが出来る。

成形用材と、型容器２と、チップ化された植物とをセットにして所定の包装容器に収納して、供給することが出来る。

この包装容器は紙箱であり得る。更に、この紙箱を展開して型容器２の材料として用いることが出来る。紙は生分解性であり、これにより資源を土に還元できて好ましい。この態様の一例を図２に示す。図２に示すように、梱包材２２に梱包された成形前の成形用材２０と、梱包材２２ａに梱包されたチップ化された植物２４とが、紙箱２６に収納されて苗木ポット作成用キット３０を構成する。構成品の全てが土に還元される苗木ポット作成用キット３０は、情操教育、自然環境保護教育にとって有用な教材となる。なお、苗木ポット作成用キット３０には、付属品として成形作業に用いるポリエチレン製手袋が加えられてもよい。あるいは紙箱２６と梱包材２２に梱包された成形前の成形用材２０とからなるものであってもよい。

紙箱２６は、図３−ａ、図３−ｂに示す形状に展開されて展開盤３４となる。展開盤３４を折り目３２で折り、あるいは紙箱２６を折り目３２で開くことにより、組み立て展開自在とされている。又、展開盤３４にはミシン目４０、４１がそれぞれ形成されている。ミシン目４０に沿って展開盤３４をちぎり取ると、型容器２（図２）の側壁に相当する部分の略矩形の展開板４２や略扇形の展開板４２ａが得られる。ミシン目４１に沿って展開盤３４をちぎり取ると、型容器２（図２）の底壁に相当する部分の略円形の展開板３５が得られる。

図４に示すように、展開板４２を筒状（展開板４２ａであればはコーン状）に組み立て、展開板３５を嵌め込み型容器２ａが得られる。展開板４２は長手方向の一端の縁に係合片５４が形成され、長手方向の他端部に係合片５４に係合する長穴５６が形成されている。又、展開板４２は一長縁部に長穴５０が形成されている。展開板３５の縁には長穴５０と係合する係合片５２が形成されている。展開板３５は筒状あるいはコーン状に組み立てた展開板４２（展開板４２ａ）の端部に接着剤で接着されてもよい。

粉体状植物 １０ｋｇ
シラスバルーン ３０ｋｇ
再生パルプ ４５ｋｇ
ポリビニルアルコール １５ｋｇ
硼酸 １００ｇ
を準備した。粉体状植物としては葦を平均０．８ｍｍの長さに粉砕したものを用いた。

シラスバルーン及び再生パルプの全量と、ポリビニルアルコールを５重量倍の水に混合したものの半量を攪拌・混合し、混合物を得た。混合物全量と、ポリビニルアルコールを５重量倍の水に混合したものの残り半量と、水と硼酸とを混練装置にて混練し工作粘土（成形用材）を得た。

粉体状植物 １０ｋｇ
シラスバルーン ３０ｋｇ
再生パルプ ４５ｋｇ
ポリビニルアルコール １２ｋｇ
カルボキシメチルセルロース １．５ｋｇ
硼酸 １００ｇ
を準備した。粉体状植物としては葦を平均１ｍｍの長さに粉砕したものを用いた。

シラスバルーン及び再生パルプ、カルボキシメチルセルロースの全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの半量を攪拌・混合し、混合物を得た。混合物全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの残り半量と、水と硼酸とを混練装置にて混練し工作粘土（成形用材）を得た。

粉体状植物 ５ｋｇ
シラスバルーン １０ｋｇ
珪藻土 １０ｋｇ
タルク １０ｋｇ
再生パルプ ４５ｋｇ
ポリビニルアルコール １２ｋｇ
カルボキシメチルセルロース １．５ｋｇ
硼砂 １００ｇ
を準備した。粉体状植物としては葦を平均１ｍｍの長さに粉砕したものを用いた。ポリビニルアルコールは重合度２００のものを用いた。

シラスバルーン、珪藻土、タルク及び再生パルプ、カルボキシメチルセルロースの全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの半量を攪拌・混合し、混合物を得た。混合物全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの残り半量と、水と硼砂とを混練装置にて混練し工作粘土（成形用材）を得た。

粉体状植物 ５ｋｇ
シラスバルーン １０ｋｇ
珪藻土 １０ｋｇ
タルク ７ｋｇ
マイカ粉末 ３ｋｇ
再生パルプ ４５ｋｇ
ポリビニルアルコール １２ｋｇ
カルボキシメチルセルロース １．５ｋｇ
硼砂 １００ｇ
を準備した。粉体状植物としては葦を平均１ｍｍの長さに粉砕したものを用いた。ポリビニルアルコールは重合度５００のものを用いた。

シラスバルーン、珪藻土、タルク、マイカ粉末及び再生パルプ、カルボキシメチルセルロースの全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの半量を攪拌・混合し、混合物を得た。混合物全量と、ポリビニルアルコールを５．５重量倍の水に混合したものの残り半量と、水と硼砂とを混練装置にて混練し工作粘土（成形用材）を得た。

実施例１で得られた工作粘土（粘土Ａ）、実施例２で得られた工作粘土（粘土Ｂ）、実施例３で得られた工作粘土（粘土Ｃ）、実施例４で得られた工作粘土（粘土Ｄ）をそれぞれ３ｃｍ径の球体に成形し、両手で左右に引き千切るように引き伸ばしたところ粘土Ａは３０ｃｍ以上、粘土Ｂ、粘土Ｃ、粘土Ｄは３５ｃｍ以上の長さに引き伸ばすことができた。一方パルプと澱粉糊を主体とした通常の市販の紙粘土（粘土Ｅ）を同様にして引き伸ばしたところ５ｃｍ以下の長さで千切れてしまった。

又、粘土Ａ、粘土Ｂ、粘土Ｃ、粘土Ｄ、粘土Ｅにつき、それぞれ径１．５ｃｍの２０個の球体に成形し、垂直に立てたダンボール板の面に各球体それぞれを貼り付けた。粘土Ｅから成る球体は約３０分後に全ての球体が落下したが、粘土Ａ、粘土Ｂ、粘土Ｃ、粘土Ｄから成る球体は２０個全てが６時間以上ダンボール板の面に付着したままで、落下することはなかった。

又、手で握れるほどの量の粘土Ａ、粘土Ｂ、粘土Ｃ、粘土Ｄを手で強く握ったが、いずれも握ったのちの手のひらには、殆んど粘土の付着が認められなかった。粘土Ｅを同様に握ったのちの手のひらには、多くの粘土が付着していた。

又更に、粘土Ａ、粘土Ｂ、粘土Ｃ、粘土Ｄは粘土工作時の成形性が極めて良好であった。工作後のこれらの工作粘土を土中に埋めたところ１年間で土に還元された。

その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明の成形用材は、植木鉢形に工業的手段で成形して土に還る苗木ポットとして市販することも出来る。これにより、葦等の植物資源の有効活用に寄与することが出来る。

本発明において、成形用材から鉢状成形体を作成する態様の一例を説明する断面模式図であり、図１（ａ）は鉢状の型容器の外周壁面及び外底面に本発明の成形用材が層状に塗付された状態であり、図１（ｂ）はこれを乾燥させて得られる複合鉢の態様を示す。 本発明の苗木ポット作成用キットを示す斜視模式図である。 本発明において用いられる展開板を示す展開図である。 本発明において用いられる他の態様の展開板を示す展開図である。 本発明において複合鉢の製作に用いられる、型容器の態様を示す斜視組み立て模式図である。

符号の説明

２、２ａ：型容器
４：成形用材
６：鉢状成形体
１０：複合鉢
２４：チップ化された植物
２６：紙箱
３０：苗木ポット作成用キット
３４：展開盤
３５、４２：展開板
４０、４１：ミシン目

Claims (7)

1. 無機粉体、パルプ、糊材、水分を含む組成物が混練されて成り、前記糊材がポリビニルアルコールと硼素系化合物とを含む、成形用材。
2. 前記無機粉体が、粘土、シラスバルーン、珪藻土から選択される１または複数種を含む請求項１に記載の成形用材。
3. 前記組成物がさらに粉体状植物を含む請求項１又は２に記載の成形用材。
4. 前記硼素系化合物が硼酸、硼砂から選択される化合物であり、前記ポリビニルアルコールに対する該化合物の比率が０．０５〜５重量％である請求項１ないし３のいずれかに記載の成形用材。
5. 前記糊材がカルボキシメチルセルロースを含む請求項１ないし４のいずれかに記載の成形用材。
6. 無機粉体、パルプ、ポリビニルアルコール水溶液を混合して混合物を得る工程と、該混合物に硼素系化合物を加えて混練する工程とを含む成形用材の製造方法。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載の前記成形用材と、紙製の鉢形容器の材料である紙製シート材とを含んで構成され、前記紙製シート材が前記成形用材を収納する箱を展開した展開盤であり、該展開盤に前記鉢形容器を展開した展開板の輪郭形状に沿ったミシン目が形成され、該展開板から前記鉢形容器が組み立てられる苗木ポット作成用キット。
   

Images