JP3834576B2 - 粘土、及びその製造方法、並びに工作物 - Google Patents
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Description
本発明は、主として手工芸用の樹脂粘土に関し、特に透明性が高く、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の柔軟性が高くて折れにくい粘土、及びその製造方法、並びにこの粘土を用いた工作物に関する。
従来、手工芸用の粘土には、優れた質感、良好な作業性、及び乾燥後における高い柔軟性が求められている。
すなわち、見た目に好ましい印象を与えるものや、触感の良いものなど優れた質感を有する粘土は、作品作りへの応用範囲を拡大するとともに、創作意欲を刺激する。また、良好な作業性を備える粘土は、より自由度の高い作品作りを可能とし、初心者にも扱いやすいものとなる。さらに、乾燥後における高い柔軟性を有する粘土は、完成後の作品が、折れにくく、作品の破損や劣化を防止することを可能とする。
すなわち、見た目に好ましい印象を与えるものや、触感の良いものなど優れた質感を有する粘土は、作品作りへの応用範囲を拡大するとともに、創作意欲を刺激する。また、良好な作業性を備える粘土は、より自由度の高い作品作りを可能とし、初心者にも扱いやすいものとなる。さらに、乾燥後における高い柔軟性を有する粘土は、完成後の作品が、折れにくく、作品の破損や劣化を防止することを可能とする。
しかしながら、これら全ての要求を満足する粘土を製造することは難しく、これまで様々な研究がなされ、種々の技術の提案が行われている。
例えば、特許文献１は、造形性に富み、手や台への付着が少なく、造形後の肌のキメが細かく、しかも肌色が白いだけでなく、柔らかく造形が容易な工芸用粘土について開示している。
また、特許文献２は、造形後の折れやすさや変形しやすさなどを防止すべく、耐水性に優れ、長期間の保存が可能で、乾燥後の変形に対する耐久性も優れた軽量粘土について開示している。
例えば、特許文献１は、造形性に富み、手や台への付着が少なく、造形後の肌のキメが細かく、しかも肌色が白いだけでなく、柔らかく造形が容易な工芸用粘土について開示している。
また、特許文献２は、造形後の折れやすさや変形しやすさなどを防止すべく、耐水性に優れ、長期間の保存が可能で、乾燥後の変形に対する耐久性も優れた軽量粘土について開示している。
一方、粘土の質感として、透明性を与えることができれば、作品作りへの応用範囲を広く拡大することができるため、その実現が望まれるところである。
しかし、粘土に透明性を備えて、かつ作業性や乾燥後の柔軟性を与えることは大変難しく、未だ実現されるにいたっていない。
ここで、粘土に透明性を付与することを試みた発明として、特許文献３を挙げることができる。この特許文献３記載の発明によれば、透明感、延性を有し、丈夫かつ軽量で、指紋が付き難く縮みが少ない粘土が製造できるとされている。
しかし、粘土に透明性を備えて、かつ作業性や乾燥後の柔軟性を与えることは大変難しく、未だ実現されるにいたっていない。
ここで、粘土に透明性を付与することを試みた発明として、特許文献３を挙げることができる。この特許文献３記載の発明によれば、透明感、延性を有し、丈夫かつ軽量で、指紋が付き難く縮みが少ない粘土が製造できるとされている。
しかしながら、特許文献３記載の発明は、工芸用素材に透明感を持たせ、素材自体の色を白くするものである。
すなわち、この従来技術は、高い透明性を有する粘土を実現するものではなく、片栗粉を用いて粘土を製造することにより、透明感を備えた白色の粘土を製造するものであり、透明性を有する粘土として使用するには、その透明性は不充分なものであった。
すなわち、この従来技術は、高い透明性を有する粘土を実現するものではなく、片栗粉を用いて粘土を製造することにより、透明感を備えた白色の粘土を製造するものであり、透明性を有する粘土として使用するには、その透明性は不充分なものであった。
本発明の発明者らは、このような粘土への透明性の付与を実現すべく、長年に亘って鋭意検討を行った結果、シリカを添加して粘土を製造することにより高い透明性を付与するとともに、このシリカの添加により著しく低下する粘土の作業性や柔軟性を、セルロースエーテルを添加するとともに、ポリビニルピロリドンを補助的に添加することで改善することに成功し、本発明を完成させた。
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを配合することにより、透明性が高く、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の高い柔軟性を実現した粘土、及びその製造方法、並びにこの粘土を用いた工作物の提供を目的とする。
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを配合することにより、透明性が高く、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の高い柔軟性を実現した粘土、及びその製造方法、並びにこの粘土を用いた工作物の提供を目的とする。
本発明の粘土は、樹脂からなる粘土であって、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを含有させてなることを特徴とする。
粘土をこのようなものとすれば、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主成分とする粘土に、シリカによる透明性を付与することができる。しかしながら、シリカを混合させると、シリカが有する高い吸液性のために、粘土の質感や作業性、乾燥後の柔軟性等は著しく低下してしまう。すなわち、シリカに水分などが吸収されると、粘土の粘性が大きく低下し、ぱさつきのあるものとなってしまう。
このようなシリカによる粘土の性質の低下は、増粘剤としてセルロースエーテルを十分に含有させても解決することはできなかった。そこで、本発明の粘土は、さらにポリビニルピロリドンを含有させることで、この問題を解決している。
すなわち、本発明によれば、シリカを含有させることによって、粘土に高い透明性を付与することができるとともに、増粘剤としてセルロースエーテルに加え、ポリビニルピロリドンを補助的に含有させることにより、エチレン-酢酸ビニル共重合体が有する柔軟性を損なうことなく、質感や作業性等にも優れた粘土を提供することが可能となる。
粘土をこのようなものとすれば、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主成分とする粘土に、シリカによる透明性を付与することができる。しかしながら、シリカを混合させると、シリカが有する高い吸液性のために、粘土の質感や作業性、乾燥後の柔軟性等は著しく低下してしまう。すなわち、シリカに水分などが吸収されると、粘土の粘性が大きく低下し、ぱさつきのあるものとなってしまう。
このようなシリカによる粘土の性質の低下は、増粘剤としてセルロースエーテルを十分に含有させても解決することはできなかった。そこで、本発明の粘土は、さらにポリビニルピロリドンを含有させることで、この問題を解決している。
すなわち、本発明によれば、シリカを含有させることによって、粘土に高い透明性を付与することができるとともに、増粘剤としてセルロースエーテルに加え、ポリビニルピロリドンを補助的に含有させることにより、エチレン-酢酸ビニル共重合体が有する柔軟性を損なうことなく、質感や作業性等にも優れた粘土を提供することが可能となる。
また、本発明の粘土は、エチレン-酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンと、ポリビニルアルコールと、ジブチルフタレートと、界面活性剤と、プロピレングリコールと、防腐防カビ剤と、流動パラフィンと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンと、シリカとを含有させてなるものとすることが好ましい。
本発明の粘土をこのようなものとすれば、より一層質感、作業性、及び乾燥後の柔軟性に優れ、かつ透明性の高い粘土とすることが可能となる。
本発明の粘土をこのようなものとすれば、より一層質感、作業性、及び乾燥後の柔軟性に優れ、かつ透明性の高い粘土とすることが可能となる。
また、本発明の粘土は、このようなエチレン-酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンと、ポリビニルアルコールと、ジブチルフタレートと、界面活性剤と、プロピレングリコールと、防腐防カビ剤と、流動パラフィンと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンと、シリカとを含有させてなる粘土に、さらにエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂粉末と、カルボキシルメチルセルロースと、化工澱粉とを含有させてなるものとすることも好ましい。この化工澱粉としては、例えばアルファ澱粉などを使用することができる。
本発明の粘土をこのようなものとしても、粘土に高い透明性を付与することができるとともに、優れた質感、作業性、乾燥後の柔軟性を有するものとすることが可能となる。
本発明の粘土をこのようなものとしても、粘土に高い透明性を付与することができるとともに、優れた質感、作業性、乾燥後の柔軟性を有するものとすることが可能となる。
また、本発明の粘土の製造方法は、樹脂からなる粘土の製造方法であって、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを混合して攪拌することを特徴とする。
これによって、透明性が高く、かつ質感や作業性、乾燥後の柔軟性が損なわれることのない粘土を製造することが可能となる。
これによって、透明性が高く、かつ質感や作業性、乾燥後の柔軟性が損なわれることのない粘土を製造することが可能となる。
また、本発明の粘土の製造方法は、粘土の原材料を混合するにあたり、シリカを最後に添加することが好ましい。
これにより、経験上、粘土の製造時間を短縮できることが判明しているためである。
これにより、経験上、粘土の製造時間を短縮できることが判明しているためである。
また、本発明の工作物は、上記粘土を用いて製作した工作物の表面に、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを塗布してなることを特徴とする。
本発明の粘土を用いて製作した工作物をこのようにすることによって、より一層粘土の透明性を向上させることができ、極めて高い透明性を有する工作物を製作することが可能となる。
本発明の粘土を用いて製作した工作物をこのようにすることによって、より一層粘土の透明性を向上させることができ、極めて高い透明性を有する工作物を製作することが可能となる。
すなわち、本発明の粘土を用いて作品を製作して乾燥させた後、これらのエマルジョンを塗布することによって、粘土表面の光の乱反射を抑制することができるため、粘土の透明性をさらに高めることが可能となる。勿論、これらのエマルジョンは、不透明な粘土を透明にするものではないため、従来の不透明な粘土にこれらのエマルジョンを塗布しても、透明性を高めるという効果を得ることはできない。
なお、このアクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンとしては、本発明の粘土の成分であるシリカが有する屈折率と、比較的近い屈折率を有するものとすることが好ましい。これによって、一層その効果を向上させることが可能となる。
なお、このアクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンとしては、本発明の粘土の成分であるシリカが有する屈折率と、比較的近い屈折率を有するものとすることが好ましい。これによって、一層その効果を向上させることが可能となる。
本発明によれば、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主成分とする粘土に、シリカによる透明性を付与することができるとともに、これによる粘土の質感や作業性、乾燥後の柔軟性等の低下を、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを用いることによって防止することができる。このため、従来の粘土は、薄く伸ばしても透明性がほとんどなく、不透明なものであったが、本発明によって、透明性が高く、かつ、質感、作業性、成形性に優れ、乾燥後の柔軟性が高くて折れにくい粘土を実現することが可能となる。
また、本発明の粘土の製造方法によれば、透明性が高く、かつ質感や作業性、乾燥後の柔軟性が損なわれることのない粘土を製造することが可能となる。
さらに、本発明の粘土を用いて製作した工作物の表面に、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを塗布することにより、粘土表面の光の乱反射を抑制することができ、粘土の透明性をさらに向上させることが可能となる。
さらに、本発明の粘土を用いて製作した工作物の表面に、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを塗布することにより、粘土表面の光の乱反射を抑制することができ、粘土の透明性をさらに向上させることが可能となる。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
本発明の粘土の組成物としては、以下に示すようなバインダー，充填剤，増粘剤，添加剤，可塑剤，界面活性剤，防腐防カビ剤等を用いることができる。
（バインダー）
バインダーは、本発明の粘土の主成分であり、樹脂粘土の機械的強度や、固化性、粘着性等を実現するものである。
このバインダーとしては、例えば酢酸ビニル系樹脂などのビニルエステル系樹脂や、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール等を使用することができる。
ビニルエステル系樹脂としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリ酢酸ビニル，ポリ変成酢酸ビニル，酢酸ビニル−アクリル酸共重合体，酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体，酢酸ビニル−メタクリル酸共重合体，酢酸ビニル−メタクリル酸エステル共重合体，酢酸ビニル−アクリルアミド共重合体等を使用することができる。
本発明の粘土の組成物としては、以下に示すようなバインダー，充填剤，増粘剤，添加剤，可塑剤，界面活性剤，防腐防カビ剤等を用いることができる。
（バインダー）
バインダーは、本発明の粘土の主成分であり、樹脂粘土の機械的強度や、固化性、粘着性等を実現するものである。
このバインダーとしては、例えば酢酸ビニル系樹脂などのビニルエステル系樹脂や、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール等を使用することができる。
ビニルエステル系樹脂としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリ酢酸ビニル，ポリ変成酢酸ビニル，酢酸ビニル−アクリル酸共重合体，酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体，酢酸ビニル−メタクリル酸共重合体，酢酸ビニル−メタクリル酸エステル共重合体，酢酸ビニル−アクリルアミド共重合体等を使用することができる。
アクリル系樹脂としては、例えばポリアクリル酸エステル，ポリメタクリル酸エステル，ポリアクリルアミド，アクリル酸エルテル−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，アクリルアミド共重合体等を使用することができる。
特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、乾燥後も高い柔軟性を有するため、バインダーとして使用することによって乾燥後の粘土を折れにくくすることができるため好ましい。
特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体は、乾燥後も高い柔軟性を有するため、バインダーとして使用することによって乾燥後の粘土を折れにくくすることができるため好ましい。
また、ポリビニルアルコールは、粘土の粘性を向上させることができるバインダーである。このポリビニルアルコールとしては、部分ケン化型ポパールを使用することが好ましく、バインダーの補助成分として使用することが好ましい。
（充填剤）
充填剤は、粘土に種々の性質を付与する成分である。本発明では、充填剤として、粘土にシリカを配合することにより、粘土に透明性を付与することに成功したものである。
また、その透明性を優れたものとするため、高純度のシリカ微粒子を使用することが好ましく、例えば、超微粒子状無水シリカ粉末などの合成シリカを使用することが好ましい。
その他、充填剤として化工澱粉などを使用することもできる。化工澱粉を使用することによって、粘土に収縮防止効果を付与することが可能となる。
充填剤は、粘土に種々の性質を付与する成分である。本発明では、充填剤として、粘土にシリカを配合することにより、粘土に透明性を付与することに成功したものである。
また、その透明性を優れたものとするため、高純度のシリカ微粒子を使用することが好ましく、例えば、超微粒子状無水シリカ粉末などの合成シリカを使用することが好ましい。
その他、充填剤として化工澱粉などを使用することもできる。化工澱粉を使用することによって、粘土に収縮防止効果を付与することが可能となる。
（増粘剤）
増粘剤は、本発明の粘土に粘性を付与する成分であり、例えばセルロース誘導体，アクリル酸誘導体，ビニルピロリドン誘導体等を使用することができる。
セルロース誘導体としては、例えば水溶性セルロースエーテル，カルボキシルメチルセルロース等を使用することができる。
アクリル酸誘導体としては、例えばポリアクリルアミドなどを使用することができる。
ビニルピロリドン誘導体としては、例えばポリビニルピロリドンホモポリマー，ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体，ビニルピロリドン−ビニルアルコール共重合体，ビニルピロリドン−エイコセン共重合体，ビニルピロリドン−ヘキサデセン共重合体，ビニルピロリドン−スチレン共重合体，ビニルピロリドン−エチルヘキシル共重合体等を使用することができる。
増粘剤は、本発明の粘土に粘性を付与する成分であり、例えばセルロース誘導体，アクリル酸誘導体，ビニルピロリドン誘導体等を使用することができる。
セルロース誘導体としては、例えば水溶性セルロースエーテル，カルボキシルメチルセルロース等を使用することができる。
アクリル酸誘導体としては、例えばポリアクリルアミドなどを使用することができる。
ビニルピロリドン誘導体としては、例えばポリビニルピロリドンホモポリマー，ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体，ビニルピロリドン−ビニルアルコール共重合体，ビニルピロリドン−エイコセン共重合体，ビニルピロリドン−ヘキサデセン共重合体，ビニルピロリドン−スチレン共重合体，ビニルピロリドン−エチルヘキシル共重合体等を使用することができる。
特に、本発明では、ポリビニルピロリドンを増粘剤として含有させている。
上述のように、粘土に透明性を付与すべくシリカを粘土の成分として混合すると、シリカが有する高い吸液性のために、粘土の質感や作業性、乾燥後の柔軟性等は著しく低下してしまう。
このシリカによる粘土の性質の低下は、増粘剤としてセルロースエーテルを加えただけでは十分に解決できるものではなく、粘土のぱさつきなどの問題を解消することができなかった。
本発明は、このシリカによる粘土の性質の低下を、粘土にポリビニルピロリドンを配合することによって防止することに成功したものである。
上述のように、粘土に透明性を付与すべくシリカを粘土の成分として混合すると、シリカが有する高い吸液性のために、粘土の質感や作業性、乾燥後の柔軟性等は著しく低下してしまう。
このシリカによる粘土の性質の低下は、増粘剤としてセルロースエーテルを加えただけでは十分に解決できるものではなく、粘土のぱさつきなどの問題を解消することができなかった。
本発明は、このシリカによる粘土の性質の低下を、粘土にポリビニルピロリドンを配合することによって防止することに成功したものである。
（添加剤）
添加剤は、粘土の性質を強化・改善するために配合する成分であり、粘土の用途に応じて、様々なものを添加することができる。この添加剤としては、例えば、アルファ澱粉などの化工澱粉，カルボキシルメチルセルロースなどのセルロース誘導体，流動パラフィンなどの石油系潤滑油，プロピレングリコールなどの多価アルコール等を使用することができる。
添加剤は、粘土の性質を強化・改善するために配合する成分であり、粘土の用途に応じて、様々なものを添加することができる。この添加剤としては、例えば、アルファ澱粉などの化工澱粉，カルボキシルメチルセルロースなどのセルロース誘導体，流動パラフィンなどの石油系潤滑油，プロピレングリコールなどの多価アルコール等を使用することができる。
化工澱粉は、粘土の粘性を向上させる増粘補助効果を付与し、また粘土に収縮防止効果を付与する。カルボキシルメチルセルロースは、粘土にしなやかさを与えて、その作業性を向上させる。流動パラフィンは、粘土に流動性を与えるとともに、粘土のベタ付きを抑制する。プロピレングリコールは、粘土に流動性及び保水性を与えて、その作業性を向上させる。
その他、添加剤として、アルギン酸ナトリウムなどのアルギン酸誘導体を使用することもできる。
その他、添加剤として、アルギン酸ナトリウムなどのアルギン酸誘導体を使用することもできる。
（可塑剤）
可塑剤は、本発明の粘土にやわらかさを付与する成分であり、例えば、ジブチルフタレートなどのフタル酸エステル類や、アジピン酸エステル類等を使用することができる。
可塑剤は、本発明の粘土にやわらかさを付与する成分であり、例えば、ジブチルフタレートなどのフタル酸エステル類や、アジピン酸エステル類等を使用することができる。
（界面活性剤）
界面活性剤は、液体の表面張力を減じるとともに、液体間や液体と固体間の界面張力を減じる効果を有する成分であり、粘土の各成分の混合効果を高めるものである。
この界面活性剤としては、例えば、非イオン系界面活性剤，アニオン系界面活性剤，カチオン系界面活性剤等を使用することができる。
界面活性剤は、液体の表面張力を減じるとともに、液体間や液体と固体間の界面張力を減じる効果を有する成分であり、粘土の各成分の混合効果を高めるものである。
この界面活性剤としては、例えば、非イオン系界面活性剤，アニオン系界面活性剤，カチオン系界面活性剤等を使用することができる。
（防腐防カビ剤）
防腐防カビ剤は、本発明の粘土に防腐効果及び防カビ効果を付与する成分である。この防腐防カビ剤としては、例えば有機ＮＳハロゲン系の防腐防カビ剤などを使用することができるが、安全性を有し、十分な防腐防カビ効果を得ることができるものであれば、特に限定されない。
防腐防カビ剤は、本発明の粘土に防腐効果及び防カビ効果を付与する成分である。この防腐防カビ剤としては、例えば有機ＮＳハロゲン系の防腐防カビ剤などを使用することができるが、安全性を有し、十分な防腐防カビ効果を得ることができるものであれば、特に限定されない。
さらに、本発明の粘土は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを混合させてなるものであれば、必要に応じてさらにその他の種々の成分を配合させることも可能なものである。
また、本発明の粘土における各種成分としては、屈折率がシリカと同じ程度のものを使用することが好ましい。
また、本発明の粘土における各種成分としては、屈折率がシリカと同じ程度のものを使用することが好ましい。
（製造方法）
次に、本発明の粘土の製造方法について説明する。
本発明の粘土の製造方法は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカ、セルロースエーテル、及びポリビニルピロリドンを添加することにより、透明性が高く、かつ折れにくい粘土を製造することが可能な方法であれば、特に限定されるものではないが、以下に示すような方法とすることが好ましい。
まず、捏和機に、バインダーとしてのエチレン−酢酸ビニル共重合体とともに、界面活性剤、添加剤、防腐防カビ剤、及び必要に応じてその他の各種成分（原材料）を、捏和機の容量に合わせて、所定の割合で注入し、攪拌を開始する。
次に、本発明の粘土の製造方法について説明する。
本発明の粘土の製造方法は、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカ、セルロースエーテル、及びポリビニルピロリドンを添加することにより、透明性が高く、かつ折れにくい粘土を製造することが可能な方法であれば、特に限定されるものではないが、以下に示すような方法とすることが好ましい。
まず、捏和機に、バインダーとしてのエチレン−酢酸ビニル共重合体とともに、界面活性剤、添加剤、防腐防カビ剤、及び必要に応じてその他の各種成分（原材料）を、捏和機の容量に合わせて、所定の割合で注入し、攪拌を開始する。
そして、攪拌しながら、必要な各種成分を所定の割合で少しずつ加えるとともに、増粘剤としての水溶性セルロースエーテル，ポリビニルピロリドンと、充填剤としてのシリカを順次添加し、十分に捏和することによって、本発明の透明性が高く折れにくい粘土を完成させる。
特に、水溶性セルロースエーテルを十分に溶かし込んだ後に、ポリビニルピロリドンを十分に溶かし込み、その後シリカを充填剤として十分に混合させることで、より高い品質の粘土を製造することが可能となる。
また、この攪拌にあたり、途中で所定の時間、捏和機における攪拌翼を逆回転させることが好ましい。これによって、粘土を効率よく均一に混合させることができる。
特に、水溶性セルロースエーテルを十分に溶かし込んだ後に、ポリビニルピロリドンを十分に溶かし込み、その後シリカを充填剤として十分に混合させることで、より高い品質の粘土を製造することが可能となる。
また、この攪拌にあたり、途中で所定の時間、捏和機における攪拌翼を逆回転させることが好ましい。これによって、粘土を効率よく均一に混合させることができる。
さらに、攪拌翼を逆回転させる前に一度捏和機を停止して、捏和機内壁部分を洗浄し、溶け残った原材料等を除去することが好ましい。これによって、十分に均一で質感のよい粘土を製造することができる。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了する。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了する。
次に、このようにして製造した粘土を用いて、工作物を製作する。
そして、製作した工作物が乾燥した後、この工作物の表面に、上塗り剤（トップコート）として、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを薄く塗布する。
これによって、本発明の粘土表面における光の乱反射を抑えることができ、極めて高い透明性を得ることが可能となる。
このような上塗り剤に用いる樹脂の条件としては、粘土の柔軟性を損なわないこと（粘土の伸縮に十分追従できる柔軟性を有すること）、粘土の透明性を損なわないこと（塗膜に高い透明度を有すること）、及び粘土との付着強度が十分であること（容易に剥離しないこと）を挙げることができる。
そして、製作した工作物が乾燥した後、この工作物の表面に、上塗り剤（トップコート）として、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを薄く塗布する。
これによって、本発明の粘土表面における光の乱反射を抑えることができ、極めて高い透明性を得ることが可能となる。
このような上塗り剤に用いる樹脂の条件としては、粘土の柔軟性を損なわないこと（粘土の伸縮に十分追従できる柔軟性を有すること）、粘土の透明性を損なわないこと（塗膜に高い透明度を有すること）、及び粘土との付着強度が十分であること（容易に剥離しないこと）を挙げることができる。
（実施例１）
（１）粘土の製造及び工作物の製作
次に、図１を参照して、本発明の実施例１について説明する。同図は、本発明の実施例１の粘土における配合成分を示す図である。
本実施例１では、同図の配合成分を同図における番号順に添加して、本発明の透明性が高く折れにくい粘土を製造した。本実施例１は、以下に示す実施例２と比較すると、より少ない配合成分によって、高い透明性を有し、かつ、その他の性質についても優れた品質の粘土を実現したものである。
（１）粘土の製造及び工作物の製作
次に、図１を参照して、本発明の実施例１について説明する。同図は、本発明の実施例１の粘土における配合成分を示す図である。
本実施例１では、同図の配合成分を同図における番号順に添加して、本発明の透明性が高く折れにくい粘土を製造した。本実施例１は、以下に示す実施例２と比較すると、より少ない配合成分によって、高い透明性を有し、かつ、その他の性質についても優れた品質の粘土を実現したものである。
具体的には、まず、エチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョン １１０７．００［ｇ］（５４．０［重量％］），部分ケン化型ポパール ４００．００［ｇ］（１９．６［重量％］），ジブチルフタレート １０．４８［ｇ］（０．５［重量％］），非イオン系界面活性剤 ７．２８［ｇ］（０．４［重量％］），プロピレングリコール ８８．３２［ｇ］（４．３［重量％］），防腐防カビ剤 １３．０８［ｇ］（０．６［重量％］），流動パラフィン １０１．１６［ｇ］（５．０［重量％］）を捏和機に順次注入して、攪拌を開始した。
このとき、捏和機として、ワーナー型ニーダー（容量３Ｌ，佐竹化学機械工業株式会社）を使用した。
このとき、捏和機として、ワーナー型ニーダー（容量３Ｌ，佐竹化学機械工業株式会社）を使用した。
次に、水溶性セルロースエーテル １００．００［ｇ］（４．９［重量％］），ポリビニルピロリドンホモポリマー １５．００［ｇ］（０．７［重量％］）を少量ずつ順次添加して攪拌した。
この攪拌は、３０分間行った。また、この攪拌の途中で一度、捏和機を停止して、ウエスやたわしなどにより捏和機を洗浄した。そして、捏和機内壁に残存した原材料の溶け残りを除去した後、攪拌翼を逆回転させて、５分間攪拌した。その後、再び攪拌翼を順方向に回転させて捏和した。なお、この５分間の逆回転の攪拌は、当該攪拌時間の最後に行っても、途中で行ってもかまわない。
この攪拌は、３０分間行った。また、この攪拌の途中で一度、捏和機を停止して、ウエスやたわしなどにより捏和機を洗浄した。そして、捏和機内壁に残存した原材料の溶け残りを除去した後、攪拌翼を逆回転させて、５分間攪拌した。その後、再び攪拌翼を順方向に回転させて捏和した。なお、この５分間の逆回転の攪拌は、当該攪拌時間の最後に行っても、途中で行ってもかまわない。
さらに、超微粒子状無水シリカ粉末 ２０５．００［ｇ］（１０．０［重量％］）を少量ずつ添加して攪拌した。
この攪拌は、２０分間行った。また、途中で一度捏和機の攪拌翼を逆回転させて、５分間攪拌し、この際、捏和機内壁の洗浄を上述の場合と同様に行った。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了した。
この攪拌は、２０分間行った。また、途中で一度捏和機の攪拌翼を逆回転させて、５分間攪拌し、この際、捏和機内壁の洗浄を上述の場合と同様に行った。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了した。
ここで、本発明の粘土の成分の配合割合は、上記の値に限定されるものではなく、例えば以下のような範囲のものとすることが好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、本発明の粘土に、４０．０〜８０．０重量％配合することが好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合割合をこのような範囲のものとすれば、粘土の機械的強度を高く保ちつつ、かつ他の配合成分による効果をより十分に発揮することができる。また、このような観点から配合割合を、４５．０〜７５．０重量％とすることがより好ましく、５０．２〜６７．１重量％とすることがさらに好ましい。
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、本発明の粘土に、４０．０〜８０．０重量％配合することが好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合割合をこのような範囲のものとすれば、粘土の機械的強度を高く保ちつつ、かつ他の配合成分による効果をより十分に発揮することができる。また、このような観点から配合割合を、４５．０〜７５．０重量％とすることがより好ましく、５０．２〜６７．１重量％とすることがさらに好ましい。
シリカは、本発明の粘土に、８．０〜１２．５重量％配合することが好ましい。シリカの配合割合をこのような範囲のものとすれば、粘土に高い透明性を付与することができ、かつ粘土の質感や作業性、柔軟性をより十分なものとすることができる。また、このような観点から配合割合を、９．０〜１１．５重量％とすることがより好ましく、９．８〜１０．７重量％とすることがさらに好ましい。
ポリビニルピロリドンは、本発明の粘土に、０．１〜１．２重量％配合することが好ましい。ポリビニルピロリドンの配合割合をこのような範囲のものとすれば、シリカによる粘土の性質の低下をより十分に改善することできるとともに、手に付着しやすくなるなどの作業性の低下を一層効果的に排除することが可能となる。また、このような観点から配合割合を、０．４〜０．９重量％とすることがより好ましく、０．６〜０．７重量％とすることがさらに好ましい。
その他、部分ケン化型ポパールは、１９．６〜２１．５重量％、ジブチルフタレートは、０．５〜１．０重量％、非イオン系界面活性剤は、０．３〜０．４重量％、プロピレングリコールは、３．７〜５．３重量％、防腐防カビ剤は、０．４〜０．６重量％、流動パラフィンは、４．６〜６．７重量％、水溶性セルロースエーテルは、４．６〜５．３重量％をそれぞれ配合することが好ましい。
なお、上記配合割合は、粘土を上記各成分を使用して製造する場合に、最適なものであり、配合成分が異なる場合には、各成分の相乗効果により上記割合が最適ではなくなることがある。すなわち、本発明の粘土における各成分の配合割合は、配合する成分の種類により、変動する場合がある。
例えば、以下に示す実施例２では、より多い配合成分により、透明性が高く折れにくい粘土を製造する例を示すものであり、その配合割合については、実施例１と異なる部分を有している。
例えば、以下に示す実施例２では、より多い配合成分により、透明性が高く折れにくい粘土を製造する例を示すものであり、その配合割合については、実施例１と異なる部分を有している。
また、本実施例１では、シリカの屈折率と比較的近い屈折率をもつ成分を用いることで、透明性を向上させている。すなわち、本実施例１の粘土の成分において、シリカの屈折率は、１．４５７であり、エチレン−酢酸ビニル共重合体，部分ケン化型ポパール，水溶性セルロースエーテル，流動パラフィン，プロピレングリコールの屈折率は、いずれも１．４３〜１．５５の範囲内となっている。
最後に、製造した粘土を用いて、工作物を製作し、乾燥後その工作物の表面にアクリル系樹脂エマルジョンを塗布した。このアクリル系樹脂エマルジョンとして、変性アクリル系樹脂エマルジョンを使用した。この変性アクリル系樹脂エマルジョンの屈折率は、１．４９であり、シリカの屈折率に比較的近いものとなっている。
（２）粘土及び工作物の性質の評価
［透明性の評価］
本実施例１により製造した粘土及び製作した工作物の透明性を以下の方法により測定して評価した。この測定は、株式会社東レリサーチセンターにより行った。
（試料）
厚さ１ｍｍに伸ばした次の４点の粘土を試料とした。
１−１ 従来の粘土
１−２ 従来の粘土＋トップコート（変性アクリル系樹脂エマルジョン）
２−１ 実施例１の粘土
２−２ 実施例１の粘土＋トップコート（変性アクリル系樹脂エマルジョン）
［透明性の評価］
本実施例１により製造した粘土及び製作した工作物の透明性を以下の方法により測定して評価した。この測定は、株式会社東レリサーチセンターにより行った。
（試料）
厚さ１ｍｍに伸ばした次の４点の粘土を試料とした。
１−１ 従来の粘土
１−２ 従来の粘土＋トップコート（変性アクリル系樹脂エマルジョン）
２−１ 実施例１の粘土
２−２ 実施例１の粘土＋トップコート（変性アクリル系樹脂エマルジョン）
（装置）
測定装置 ＵＶ−３１０１ＰＣ型分光光度計（株式会社島津製作所製）
スリット幅 ７．５ｎｍ
Slit Program Normal/Fixed
測定速度 SLOW（約４points/sec）
光源 ハロゲンランプ（３４０ｎｍ以上）
検出器 ＰＭＴ（８６０ｎｍ以下）
副白板 ＢａＳＯ４
入射角 ０°（透過），８°（反射）
付属装置 大型試料室（６０φ）
データ処理装置（COMPAQ(R) DESKPRO(R)/PC98(R)01）
測定装置 ＵＶ−３１０１ＰＣ型分光光度計（株式会社島津製作所製）
スリット幅 ７．５ｎｍ
Slit Program Normal/Fixed
測定速度 SLOW（約４points/sec）
光源 ハロゲンランプ（３４０ｎｍ以上）
検出器 ＰＭＴ（８６０ｎｍ以下）
副白板 ＢａＳＯ４
入射角 ０°（透過），８°（反射）
付属装置 大型試料室（６０φ）
データ処理装置（COMPAQ(R) DESKPRO(R)/PC98(R)01）
（測定方法）
上記測定装置を使用して、上記試料の透過スペクトル及び反射スペクトルを測定し、各試料の透過率を、試料による光の吸収率を補正することにより算出した。このとき、補正された透過率をＴｃ、観測された透過率をＴｏ、反射率をＲｏとして、次式に従い算出した。
Ｔｃ＝Ｔｏ／Ｒｏ×１００
上記測定装置を使用して、上記試料の透過スペクトル及び反射スペクトルを測定し、各試料の透過率を、試料による光の吸収率を補正することにより算出した。このとき、補正された透過率をＴｃ、観測された透過率をＴｏ、反射率をＲｏとして、次式に従い算出した。
Ｔｃ＝Ｔｏ／Ｒｏ×１００
（結果）
以上のようにして得られた結果を図２〜図６に示す。図２〜図５は、それぞれ試料１−１（従来の粘土），試料１−２（従来の粘土＋トップコート），試料２−１（実施例１の粘土），試料２−２（実施例１の粘土＋トップコート）の透過及び反射スペクトルを示す図である。また、図６は、可視領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）での各試料の補正後の平均透過率（％）を示すものである。
以上のようにして得られた結果を図２〜図６に示す。図２〜図５は、それぞれ試料１−１（従来の粘土），試料１−２（従来の粘土＋トップコート），試料２−１（実施例１の粘土），試料２−２（実施例１の粘土＋トップコート）の透過及び反射スペクトルを示す図である。また、図６は、可視領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）での各試料の補正後の平均透過率（％）を示すものである。
図２及び図３と、図４及び図５とを比較すると、実施例１の粘土は、従来の粘土に比べて、透過率が著しく高く反射率が大きく低下したものとなっていることがわかる。また、図４と図５とを比較すると、実施例１の粘土にトップコートを塗布ことによって、反射率が抑えられ、透過率が向上していることがわかる。
また、図６に示すように、実施例１の粘土の補正後の平均透過率（３８０−７８０ｎｍ）は７６．５３％、実施例１の粘土にトップコートを塗布したものは８４．９３％となっており、従来の粘土が５０．７３％、従来の粘土にトップコートを塗布したものが５５．３１％であるのに比較して、その透過率が著しく高いことが確認された。
また、図６に示すように、実施例１の粘土の補正後の平均透過率（３８０−７８０ｎｍ）は７６．５３％、実施例１の粘土にトップコートを塗布したものは８４．９３％となっており、従来の粘土が５０．７３％、従来の粘土にトップコートを塗布したものが５５．３１％であるのに比較して、その透過率が著しく高いことが確認された。
すなわち、実施例１により製造された粘土は、優れた透明性を有することが確認された。また、この粘土を用いて製作した工作物の表面に、アクリル系樹脂エマルジョンを上塗りしたものは、さらに優れた透明性を有することが確認された。
［その他の性質の評価］
また、実施例１により製造された粘土は、固すぎず、柔らかすぎず、適度なこしがあり、良好な質感と優れた作業性、成形性を有していた。
さらに、実施例１により製造された粘土は、乾燥後も優れた柔軟性を有しており、厚さ１ｍｍ程度に伸ばして乾燥させた１×１ｃｍ２の粘土を９０度以上折り曲げても、折れることがなかった。上塗りを施した粘土の工作物についても、同様に厚さ１ｍｍ程度で１×１ｃｍ２のものを９０度以上折り曲げても、折れることがなかった。
また、実施例１により製造された粘土は、固すぎず、柔らかすぎず、適度なこしがあり、良好な質感と優れた作業性、成形性を有していた。
さらに、実施例１により製造された粘土は、乾燥後も優れた柔軟性を有しており、厚さ１ｍｍ程度に伸ばして乾燥させた１×１ｃｍ２の粘土を９０度以上折り曲げても、折れることがなかった。上塗りを施した粘土の工作物についても、同様に厚さ１ｍｍ程度で１×１ｃｍ２のものを９０度以上折り曲げても、折れることがなかった。
以上のことから、本実施例１により製造された粘土は、高い透明性を有するとともに、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の柔軟性が高いものであることが確認された。また、この粘土を用いて製作した工作物に上記所定の上塗りを施すことによって、その透明性をさらに向上でき、柔軟性も損なわれないことが確認された。
（実施例２）
（１）粘土の製造及び工作物の製作
本発明の粘土の変形例について、図７を参照して説明する。同図は、本発明の実施例２の粘土における配合成分を示す図である。
本実施例２は、実施例１に比較して、より多い配合成分を使用した場合でも、実施例１により製造された粘土と遜色のない粘土を製造することが可能となっている。一般に、配合成分が多くなると、それだけ屈折率の異なる成分が増加することから、粘土の透明性が低下すると考えられる。
しかし、本実施例２では、実施例１の配合成分に加えて、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂粉末，化工澱粉，カルボキシルメチルセルロースを用いた場合でも、透明性が高く折れにくい粘土を製造することが可能となっている。これにより、追加した配合成分それぞれの効果を粘土に付与することができる。
（１）粘土の製造及び工作物の製作
本発明の粘土の変形例について、図７を参照して説明する。同図は、本発明の実施例２の粘土における配合成分を示す図である。
本実施例２は、実施例１に比較して、より多い配合成分を使用した場合でも、実施例１により製造された粘土と遜色のない粘土を製造することが可能となっている。一般に、配合成分が多くなると、それだけ屈折率の異なる成分が増加することから、粘土の透明性が低下すると考えられる。
しかし、本実施例２では、実施例１の配合成分に加えて、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂粉末，化工澱粉，カルボキシルメチルセルロースを用いた場合でも、透明性が高く折れにくい粘土を製造することが可能となっている。これにより、追加した配合成分それぞれの効果を粘土に付与することができる。
具体的には、まず、エチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョン １３６０．００［ｇ］（６２．１［重量％］），部分ケン化型ポパール １８０．００［ｇ］（８．２［重量％］），非イオン系界面活性剤 ７．８０［ｇ］（０．３［重量％］），プロピレングリコール ８８．３２［ｇ］（４．０［重量％］），防腐防カビ剤 １３．０８［ｇ］（０．６［重量％］），流動パラフィン １０５．３８［ｇ］（４．８［重量％］）を捏和機に順次注入して、攪拌を開始した。
次に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂粉末 ７０．００［ｇ］（３．２［重量％］）を、スプーンを使用して、少量ずつ添加しながら、１０分間攪拌した。
さらに、カルボキシルメチルセルロース １０．００［ｇ］（０．５［重量％］），アルファ澱粉 １１０．００［ｇ］（５．０［重量％］），ジブチルフタレート ２０．９６［ｇ］（１．０［重量％］），水溶性セルロースエーテル １１０．００［ｇ］（５．０［重量％］），ポリビニルピロリドンホモポリマー １５．００［ｇ］（０．７［重量％］），超微粒子状無水シリカ粉末 １００．００［ｇ］（４．６［重量％］）を少量ずつ順次添加して攪拌した。
さらに、カルボキシルメチルセルロース １０．００［ｇ］（０．５［重量％］），アルファ澱粉 １１０．００［ｇ］（５．０［重量％］），ジブチルフタレート ２０．９６［ｇ］（１．０［重量％］），水溶性セルロースエーテル １１０．００［ｇ］（５．０［重量％］），ポリビニルピロリドンホモポリマー １５．００［ｇ］（０．７［重量％］），超微粒子状無水シリカ粉末 １００．００［ｇ］（４．６［重量％］）を少量ずつ順次添加して攪拌した。
この攪拌は、５０分間行った。また、途中で一度捏和機の攪拌翼を逆回転させて、５分間攪拌した。この際、ウエスやたわしなどにより、捏和機内壁に残存した原材料の溶け残りを除去した。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了した。
そして、捏ね上がった粘土の性状や硬さ等の物性を確認して、製造を終了した。
ここで、本実施例２において、エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合割合は、実施例１と同様のものとすることが好ましいが、特にバインダーの主成分であるエチレン−酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンについては、４９．２〜６３．９重量％配合することが好ましく、バインダーの補助成分であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂粉末については、１．０〜３．２重量％配合することが好ましい。
また、本実施例２において、シリカは、本発明の粘土に、３．０〜７．０重量％配合することが好ましい。本実施例２の配合成分の場合、シリカの配合割合をこのような範囲のものとすれば、粘土に高い透明性を付与することができ、かつ粘土の質感や作業性、柔軟性をより十分なものとすることができる。また、このような観点から配合割合を、４．０〜６．０重量％とすることがより好ましく、４．６〜５．４重量％とすることがさらに好ましい。
また、部分ケン化型ポパールの配合割合は、本実施例２においては、８．２〜９．０重量％とすることが好ましい。
さらに、カルボキシルメチルセルロースは、０．１〜０．５重量％、アルファ澱粉は、１．０〜５．０重量％をそれぞれ配合することが好ましい。
その他の配合成分の割合については、実施例１と同様の範囲とすることが好ましい。
さらに、カルボキシルメチルセルロースは、０．１〜０．５重量％、アルファ澱粉は、１．０〜５．０重量％をそれぞれ配合することが好ましい。
その他の配合成分の割合については、実施例１と同様の範囲とすることが好ましい。
また、実施例１における場合と同様に、製造した粘土を用いて工作物を製作し、乾燥させた後に、この工作物の表面にアクリル系樹脂エマルジョンを塗布して、より透明性を向上させた。
（２）粘土及び工作物の性質の評価
本実施例２によっても、実施例１における場合と同様に、透明性が高く、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の柔軟性が高くて折れにくい粘土を製造することができた。また、この粘土を用いて製作した工作物を乾燥させ、その表面にアクリル系樹脂エマルジョンを塗布することによって、さらに高い透明性を有し、柔軟な工作物を得ることができた。
本実施例２によっても、実施例１における場合と同様に、透明性が高く、質感、作業性、成形性に優れ、かつ乾燥後の柔軟性が高くて折れにくい粘土を製造することができた。また、この粘土を用いて製作した工作物を乾燥させ、その表面にアクリル系樹脂エマルジョンを塗布することによって、さらに高い透明性を有し、柔軟な工作物を得ることができた。
本発明は、手工芸用等の樹脂粘土の製造において好適に利用することのできるものである。
Claims (6)
- 樹脂からなる粘土であって、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを含有させてなることを特徴とする粘土。
- エチレン-酢酸ビニル共重合体水性エマルジョンと、ポリビニルアルコールと、ジブチルフタレートと、界面活性剤と、プロピレングリコールと、防腐防カビ剤と、流動パラフィンと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンと、シリカとを含有させてなることを特徴とする請求項１記載の粘土。
- 請求項２記載の粘土に、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂粉末と、カルボキシルメチルセルロースと、化工澱粉とを含有させてなることを特徴とする粘土。
- 樹脂からなる粘土の製造方法であって、エチレン−酢酸ビニル共重合体に、シリカと、セルロースエーテルと、ポリビニルピロリドンを混合して攪拌することを特徴とする粘土の製造方法。
- 前記粘土の原材料を混合するにあたり、シリカを最後に添加することを特徴とする請求項４記載の粘土の製造方法。
- 請求項１記載の粘土を用いて製作した工作物の表面に、アクリル系樹脂エマルジョン又はニトロセルロース系樹脂エマルジョンを塗布してなることを特徴とする工作物。
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