JP2640364B2 - プラスチック粘土 - Google Patents

プラスチック粘土

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JP2640364B2
JP2640364B2 JP63252284A JP25228488A JP2640364B2 JP 2640364 B2 JP2640364 B2 JP 2640364B2 JP 63252284 A JP63252284 A JP 63252284A JP 25228488 A JP25228488 A JP 25228488A JP 2640364 B2 JP2640364 B2 JP 2640364B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は軟化温度、加工性が制御されたプラスチック
粘土に関するものである。
更に詳しくは特定のガラス転移温度及びメルトフロー
レートを有しかつ結晶性を有しない樹脂組成物からなる
プラスチック粘土に関するものである。
(従来の技術及びその問題点) 従来より粘土は美術愛好家にによって多く用いられて
いるが、最近では学童の教材及び幼児の玩具としても多
く用いられるようになってきた。
しかしながら、このような粘土は造形過程において万
一失敗した場合には修正は極めて困難であり、失敗の程
度によっては新規に別材料を用いて造形のやり直しをせ
ねばならない場合も多々あった。
また、人手で練り合わせる場合などは、終始手に粘土
が付着し、手の汚れや粘土の損失を伴うだけでなく、乾
燥するとほこりが生じるという問題もあった。
さらに作品が乾燥するまでにはかなりの時間を要する
ので、その間の管理が大変であった。
また、造形を終わった作品を絵具やポスターカラーな
どを用いて着色する場合にも表面の研磨が不充分であっ
たり、亀裂などの発生があれば均一に仕上げる事は困難
であった。
また、顔料、染料を練りこんで着色することも困難で
全面を美しく着色させる事は不可能であった。
本発明は上記の実情に着目して種々研究した結果、造
形が容易であり、さらに軽い力で容易に造形が可能で、
かつ造形時に失敗した際にも加温すれば、再度造形する
ことが可能でしかも作品が軽くて丈夫であり、着色も容
易である新規なプラスチック粘土を提供する事に成功し
たものである。
(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、 ガラス転移温度が20℃ないし95℃にあり、温度100
℃、荷重2160gにおけるメルトフローレートが5g/10分な
いし500g/10分を有し、かつ結晶性を有しないポリアク
リル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸
ブチルフェニル、ポリアクリル酸ナフチル、ポリ−N,N
−ジメチルアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリ−4
−メチルスチレン、ポリ−4−ブチルスチレン、ポリ−
3−クロロスチレンから選ばれる樹脂もしくはそれらを
構成するモノマーの共重合体またはポリメタクリル酸メ
チル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリスチレン、ポリ
−2−メチルスチレン、ポリ−3−メチルスチレン、ポ
リジメチルスチレン、ポリジクロロスチレン、ポリカー
ボネートから選ばれる樹脂と可塑剤とからなる樹脂組成
物からなることを特徴とするプラスチック粘土である。
本発明のプラスチック粘土は40℃ないし100℃の熱水
中に浸せきすることで容易に軟化し、さらに軟化後素手
あるいはヘラ等を用いて人力によって造形することが可
能であるため、プラスチック粘土としては好適である。
本発明のプラスチック粘土を構成する樹脂または樹脂
組成物はそのガラス転移温度が20℃ないし95℃であるこ
とが必須である。樹脂組成物のガラス転移温度は一般
に、熱膨張率、弾性率、屈折率等の測定によって決定す
ることができるが、ここでいうガラス転移温度とはJIS
K 7121に準拠して測定したガラス転移温度のうちの中間
点ガラス転移温度をいう。
このガラス転移温度が95℃より高いと軟化温度も高温
となり、熱水で軟化させることが不可能となるため、特
別な加熱装置が必要となるばかりか、造形する際火傷の
恐れが生じる等作業性が著しく制限される。
またガラス転移温度が20℃より低いと室温においても
ゴム的な性状を示し、作品が保存中に変形するという不
都合が生じる。
さらにこの樹脂または樹脂組成物は結晶性を有しない
ことが必須である。結晶性を有すると軟化温度は結晶の
融解温度となり、軟化温度が上昇するため、低温作業可
能な粘土としての用をなさない。
以上述べた性質を満たす樹脂としては、たとえば、ポ
リアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアク
リル酸ブチルフェニル、ポリアクリル酸ナフチル、ポリ
−N,N−ジメチルアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポ
リ−4−メチルスチレン、ポリ−4−ブチルスチレン、
ポリ−3−クロロスチレン等の一種類の単量体からなる
樹脂のほかに、二種類以上の単量体からなる共重合樹脂
の内そのガラス転移温度が20℃ないし95℃であり、かつ
結晶性を有しないものも用いることができる。
さらに、たとえばポリメタクリル酸メチル、ポリメタ
クリル酸フェニル、ポリスチレン、ポリ−2−メチルス
チレン、ポリ−3−メチルスチレン、ポリジメチルスチ
レン、ポリジクロロスチレン、ポリカーボネートのごと
きそれ単独では95℃を越えるガラス転移温度を有する樹
脂も可塑剤を添加することにより、ガラス転移温度を20
℃ないし95℃とすることにより本発明に用いることがで
きる。
ここでいう可塑剤とは該樹脂と相溶性を有しガラス転
移温度を低下させる効果を持つ低分子または高分子の化
合物を意味する。さらに長期的な品質の安定性の点から
可塑剤としては揮発性に乏しくかつ樹脂表面からブリー
ドアウトしにくいものが好ましい。
これら可塑剤の代表的な例としては、フタル酸ジエチ
ル、フタル酸ジ2−エチルヘキシル、フタル酸ジヘプチ
ル、フタル酸ジn−オクチル、フタル酸ジノニル、フタ
ル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイ
ソデシル、テトラフタル酸ジ2−エチルヘキシル等のフ
タル酸エステル類、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジ
2−エチルヘキシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピ
ン酸ジ2−エチルヘキシル、セバナン酸ジ2−エチルヘ
キシル、アゼライン酸ジ2−エチルヘキシル等の脂肪族
エステル類、リン酸トリフェニル、リン酸トリリレジ
ル、リン酸トリオクチル等のリン酸エステル類、トリメ
リット酸トリオクチル、トリメリット酸トリデシル等の
トリメリット酸エステル類およびグリコール酸のエステ
ル類に代表されるような低分子エステル類、さらには各
種のアジペート、エポキシ化大豆油、各種のパラフィン
類および塩素化パラフィンに代表されるような高分子可
塑剤を挙げることができる。
これら可塑剤は単独で用いることができるが、該樹脂
との相溶性を考慮して二種以上を混合して用いてもよ
い。
さらに以上例示したごとき樹脂および樹脂と可塑剤の
混合物はそれ単独で本発明に用いることができるが、二
種以上の樹脂を混合して用いてもよい。
上述した二種以上の樹脂を混合する場合、あるいは樹
脂と可塑剤を混合する場合、混合する方法としては特に
限定されないが、押出機、ニーダー、バンバリーミキサ
ー、ロール等による溶融混練法が例示できる。
さらに、この樹脂または樹脂組成物は温度100℃,荷
重2160gにおけるメルトフローレートが5g/10分ないし50
0g/10分であることが必須である。ここでいうメルトフ
ローレートとはJIS K 7210に定められたA法に準拠して
測定した値を言うが、プラスチック粘土として使用され
ることを考慮して温度100℃,荷重2160gの条件下で測定
した値を言う。このメルトフローレートが500g/10分よ
り大きい場合、熱水で軟化した樹脂または樹脂組成物は
軟らか過ぎて、所望の形状に加工しようとして流れだし
て加工中に変形するという不都合が生じるのみならず、
一旦手につくとはがそうとしてもはがれにくく火傷をす
るという粘土としては致命的な欠点を生じる。
逆にメルトフローレートが5g/10分より小さい場合、
熱水で軟化した樹脂または樹脂組成物は固すぎていわゆ
る流動性に乏しく、所望の形状に加工するのに、多大な
力を必要とする。このため乳児や学童はもちろんのこと
大人でも造形作業に困難を感じる。さらに悪いことに
は、あらかじめ作られた型に樹脂または樹脂組成物を押
し込んで造形する場合、型取りが不十分な部分が生じる
のみならず、過剰な力により型を破損する恐れを生じ
る。
上述したメルトフローレートの範囲に該樹脂または樹
脂組成物のメルトフローレートを調整する具体的な方法
としては、樹脂の分子量を変化させることがあげられ
る。よく知られてでいるように分子量が大きくなれば溶
融粘土が上昇し、逆に分子量が小さくなれば溶融粘度が
減少するという効果を利用して該樹脂または樹脂組成物
の溶融粘度を調整することができる。この場合該樹脂の
ガラス転移温度もわずかながらであるが、分子量が大き
くなれば上昇し、逆に分子量が小さくなれば低下するた
め、先に述べたガラス転移温度の範囲をはずれないよう
に該樹脂の分子量を調整する必要があることは言うまで
もない。
さらに該樹脂または樹脂組成物の溶融粘度を調整する
具体的な方法として可塑剤を添加する方法があげられ
る。一般に低分子量の可塑剤を添加することにより溶融
粘度を減少させることが可能である。この方法の場合も
該樹脂のガラス転移温度は可塑剤を添加することによっ
て低下するため、先に述べたガラス転移温度の範囲をは
ずれないように可塑剤量を決定する必要があることは、
先述の方法の場合と同様である。
以上述べた樹脂または樹脂組成物からなるプラスチッ
ク粘土に対して、色調、強度、安定性、更には香り等が
要求される場合には必要に応じて、各種の顔料・染料等
の着色物質、充填材、該樹脂または樹脂組成物に対する
安定材、及び香料等をそれぞれ混入してもよい。
またこうして得られた樹脂または樹脂組成物をプラス
チック粘土として使用する場合、ペレット状、ストラン
ド状、シート状、塊状、あるいは前もって形を作ってお
くなど自由な形に成形して用いればよい。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明の効果をさらに詳細に説
明する。
なお、以下の各例において、部および%はそれぞれ重
量部および重量%を示す。
製造例1 (スチレン−ブチルアクリレート共重合樹脂(1)の製
造) オートクレーブにスチレン(以下Stと記す)80部及び
ブチルアクリレート(以下BAと記す)20部からなるモノ
マー混合物と、重合開始剤であるアゾビスイソブチルニ
トリル(以下AIBNと記す)0.1部と溶媒であるベンゼン1
00部とを投入し、攪はんして均一溶液とした後、60℃に
昇温し重合を開始した。8時間後オートクレーブを室温
まで冷却すると同時に、メチルエチルケトンを投入し反
応を終了した。このようにして得られた透明粘ちょうな
液体を真空乾燥器中で減圧乾燥し、粉砕粉末化して樹脂
成分(イ)を得た。
GPCの測定によれば、本樹脂のポリスチレンに換算し
た数平均分子量は4万であった。
製造例2 (スチレン樹脂の製造) オートクレーブにSt40部トリエチルアミン2部及びシ
クロヘキサン800部を投入し、攪はんして均一溶液とし
た後、sec−BuLi1部をシクロヘキサン120部に溶解させ
た溶液を加え、室温に保ったまま重合をおこなった。30
分後過剰のメタノールを加え沈殿した固形物を真空乾燥
器中で減圧乾燥し、粉砕粉末化して樹脂成分(ロ)を得
た。GPCの測定によれば、本樹脂の数平均分子量は0.5万
であった。
製造例3 (スチレン−ブチルアクリレート共重合樹脂(2)の製
造) オートクレーブにSt80部及びBA20部からなるモノマー
混合物と、重合開始剤であるAIBN0.5部と、溶媒である
ベンゼン100部とを投入し、攪はんして均一溶液とした
後、60℃に昇温し重合を開始した。8時間後オートクレ
ーブを室温まで冷却し、(スチレン−ブチルアクリレー
ト共重合樹脂(1)の製造)と同様な操作をして樹脂成
分(ハ)を得た。
GPCの測定によれば、本樹脂のポリスチレンに換算し
た数平均分子量は8万であった。
(実施例1) 製造例1で得られた樹脂成分(イ)を先述した方法に
よりガラス転移温度およびメルトフローレートを測定す
るとともに、プラスチック粘土としての適性を見るため
に80℃の温水中で10分間加温した時の軟化度合、および
軟化した樹脂を型におしこんだ時の加工性、および固化
した後の状態を評価した。
(実施例2) 樹脂成分(イ)90部とアセチルトリエチルシトレート
10部をブラベンダープラストグラフを用いて110℃、10
分間加熱混合し、均一な樹脂組成物を得た。
本樹脂組成物を実施例1と同様に評価をした。
(実施例3) 樹脂成分(イ)90部とジブチルアジペート10部を実施
例2と同様に加熱混合し、均一な樹脂組成物を得た。
本樹脂組成物を実施例1と同様に評価をした。
(実施例4) 樹脂成分(ロ)を、実施例1と同様に評価をした。
(比較例1) 樹脂成分(イ)85部とジブチルアジペート15部を実施
例2と同様に加熱混合し、均一な樹脂組成物を得た。
本樹脂組成物を実施例1と同様に評価をした。
(比較例2) 樹脂成分(ハ)を実施例1と同様に評価をした。
(比較例3) 比較例3として市販のポリスチレン樹脂スタイロン66
6(旭化成工業(株)製)について、実施例1と同様な
評価をした。
以上述べた各実施例及び比較例について評価を行った
結果をまとめて第一表に示した。
(発明の効果) 本発明のプラスチック粘土は熱水中に浸せきすること
で容易に軟化し、さらに軟化後は軽い力で容易に変形す
るという優れた加工性を有する他、一旦造形した形が変
形しにくいという優れた特徴を有する。従って本発明の
プラスチック粘土は学童の教材用及び幼児の玩具用とし
て好適であるばかりか、美術愛好家の使用にも十分耐え
れる優れた粘土であることは明らかである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス転移温度が20℃ないし95℃にあり、
    温度100℃、荷重2160gにおけるメルトフローレートが5g
    /10分ないし500g/10分を有し、かつ結晶性を有しないポ
    リアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアク
    リル酸ブチルフェニル、ポリアクリル酸ナフチル、ポリ
    −N,N−ジメチルアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポ
    リ−4−メチルスチレン、ポリ−4−ブチルスチレン、
    ポリ−3−クロロスチレンから選ばれる樹脂もしくはそ
    れらを構成するモノマーの共重合体またはポリメタクリ
    ル酸メチル、ポリメタクリル酸フェニル、ポリスチレ
    ン、ポリ−2−メチルスチレン、ポリ−3−メチルスチ
    レン、ポリジメチルスチレン、ポリジクロロスチレン、
    ポリカーボネートから選ばれる樹脂と可塑剤とからなる
    樹脂組成物からなることを特徴とするプラスチック粘
    土。
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