JP7400151B2

JP7400151B2 - 装飾体用キットおよび装飾体の製造方法

Info

Publication number: JP7400151B2
Application number: JP2019147968A
Authority: JP
Inventors: 智栗山
Original assignee: 京都ケミカル株式会社
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2039-08-09
Also published as: JP2021028150A

Description

本発明は、室内で飾るように設計された装飾体用キットおよび装飾体の製造方法に関する。

室内において、吸水性基材の末端に結晶性無機塩の結晶を析出させ桜やクリスマスツリーに見立てて装飾用として用いる装飾体は公知である（たとえば、特許文献１～４）。この装飾体は結晶性無機塩の水溶液に吸水性基材の基端部を浸して水を吸い上げ基材の上部の末端に無機塩の結晶を析出させるのであるが、結晶が基材の末端を十分に覆うまでには５～１０時間程度要し、基材の末端に結晶が早く析出する装飾体キットが望まれていた。それを改良するために本発明者らは、結晶性無機塩の水溶液に無機酸および／または有機酸を含めることにより３～４時間程度にまで早めることができた（特許文献５）。

特公昭６１－１４９６０号公報特開昭５５－１７４３９６号公報特開平７－３２９４９６号公報特開平８－２１９４号公報特開２０１６－２２１７９２号公報

しかしながら、結晶が基材の末端を覆うまでの時間は十分ではあるが、吸水性の基材を結晶性無機塩の水溶液に浸したときから吸水性の基材の末端に無機塩の結晶が析出し始めるまでの時間が早くても１時間程度かかり、最初に結晶がみられるまでの時間を短縮出来ないかという要望があった。

本発明は、吸水性の基材を、結晶性無機塩を溶解した水溶液に浸したときから該吸水性基材の末端へ結晶が析出し始めるまでの時間を従来よりも格段に短くできる装飾体キットを提供することを目的とする。

発明者は、鋭意検討した結果、吸水性の基材に結晶性無機塩を含浸させておくと著しく速く基材の末端に結晶が析出することを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は、三次元形状を形成する吸水性の基材と、結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液と、前記三次元形状を形成する吸水性の基材の基端部が設置可能で前記結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を満たすようになされた容器とからなる装飾体用キットであって、前記三次元形状を形成する吸水性の基材が結晶性の無機塩（Ｂ）を含んでいることを特徴とする装飾体用キットである。

さらに本発明は、前記結晶性無機塩（Ｂ）が前記結晶性無機塩（Ａ）と同じであることを特徴とする。

また本発明は、上記の装飾体用キットを用い、前記三次元形状を形成する吸水性の基材を前記容器に設置した後、前記結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を前記容器に入れ、基材の末端に結晶性無機塩の結晶を析出させることを特徴とする装飾体の製造方法である。

本発明によれば、吸水性の基材を、結晶性無機塩を溶解した水溶液に浸したときから該吸水性基材の末端へ結晶が析出し始めるまでの時間を従来よりも格段に短くできる装飾体キットを提供することができる。

本発明の一実施形態である装飾体キットを組み立てたときの斜視図である。本発明における装飾体を組み立てた基材の末端において、結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を入れてから１０分後に析出した結晶の状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

結晶性無機塩（Ａ）としては、リン酸一カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸一カルシウム、および硝酸アンモニウムのうち、少なくとも一種類以上を使用することができる。好ましいのはリン酸一カリウムである。
水溶液には、さらに結晶性がある塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化アンモニウムなどを必要に応じ添加してもよい。これらの無機塩も本発明における結晶性無機塩（Ａ）に含めるものとする。

結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液にはさらに無機酸および／または有機酸を混合して最終の無機塩の結晶量を増やすことができる。
無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸、ホウ酸などが挙げられる。有機酸としては、たとえば、蟻酸、酢酸、コハク酸、クエン酸、酒石酸、グリコール酸などが挙げられる。好ましいのは無機酸と有機酸の併用である。

水溶液中における結晶性無機塩（Ａ）の量は、飽和濃度範囲内で使用されるが、水溶液中の結晶性無機塩（Ａ）の濃度が結晶性無機塩（Ａ）の飽和濃度の７０％以上９６％以下であるのが好ましい。より好ましくは８０％以上９０％以下である。７０％以上であれば、基材の末端に十分に結晶が析出することができる。９６％以下であれば、０℃に近い低温状態でも水溶液中で結晶が析出しにくい。たとえば、リン酸一カリウムの飽和濃度は２２ｇ／１００ｍＬ（２５℃）であるので、１５．４ｇ／１００ｍＬ以上２１．１ｇ／１００ｍＬ以下が好ましい。
種類の異なる結晶性無機塩（Ａ）を混合する場合は、主たる結晶性無機塩の濃度が上記範囲にあるのが好ましい。

該水溶液には香料を配合してもよい。香料としては、たとえば、ゲラニオール、シトラール、テルピネオール、ｌ－メントール、リナロール、リモネンなどを使用することができる。これらを水中に乳化分散して含ませることができる。

無機酸および／または有機酸（以下、単に酸という場合がある）の量は、好ましくは結晶性無機塩（Ａ）１モルに対して０．５モル以上５．０モル以下である。より好ましくは、０．８モル以上４．０モル以下である。０．５モル以上であれば、結晶性無機塩（Ａ）の結晶が基材の末端のほぼ全体を覆うまでの速度が早いことおよびその析出量が多いことが明確に確認でき、５．０モル以下であれば経済的である。
酸はそのまま水溶液中に添加してもよいが、５～２０倍程度に希釈して添加してもよい。好ましいのは量が正確に投入できる点で後者である。

容器は、底に水溶液を満たす空間が形成されており、吸水性の基材を安定した状態で支承するような構造であればよい。支承するような構造としては、たとえば、基材を差し込むための底の十字状の切込などが挙げられる。なお、容器の底の形状としては、特に正方形などの矩形状の板に限定されるものではなく、円状、楕円状などであってもよい。後記する三次元形状を形成する吸水性の基材が支承なしで安定的に直立することができる構造であれば容器に特に支承構造を備えなくてもよく、本発明の容器とみなすものとする。
容器の材質は水溶液を安定に保持できれば限定はなく、プラスチック製、ガラス製、ステンレス製などが挙げられる。容器の大きさ、水溶液を満たす空間の深さなどは基材の大きさや水溶液の量などによって決めればよい。

三次元形状を形成する吸水性の基材（以下、単に吸水性の基材または単に基材という場合がある）としては、水を吸い上げ基材の上部の末端に結晶性無機塩（Ａ）の結晶が析出するものであれば特に限定はないが、材質としては、たとえば、濾紙やコースター原紙などの吸収紙素材、布や糸などの繊維状の素材、セルロース素材、樹脂製の多孔質素材などを使用することができる。

三次元形状の基材の形状は特に限定はないが、花、樹木、動物や建築物などを形成したものが好ましい。基材で三次元形状をなすには、大きい基材から切り取った一つの小さい基材で形成してもよいが二つまたはそれ以上の切り取った小さい基材を組み合わせて三次元形状を形成してもよい。好ましくは二つまたはそれ以上の切り取った基材を組み合わせて三次元形状を形成するのが基材を安定して直立させることができる。三次元形状を形成した基材の基端部が容器に設置されるように基材の一部に切り込みを入れて２枚の基材を組み合わせることができるようにすると簡単に直立する立体となるので好ましい。
このような切り込みや形状などのついては、特開平７－３２９４９６号公報、特開平８－２１９４号公報に記載されているものが使用できる。
また、大きさ、厚みについては、水溶液を吸い上げ結晶が十分析出すれば特に限定はない。

本発明の吸水性の基材には、結晶性無機塩（Ｂ）を必須で含ませる。結晶性無機塩（Ｂ）は前記の結晶性無機塩（Ａ）と同じであっても異なっていてもよい。同じ結晶性無機塩（Ａ）であるのが、析出する結晶が結晶性無機塩（Ａ）と同じになるので好ましい。

吸水性の基材に結晶性無機塩（Ｂ）を含ませる方法は、特殊な方法は必要ではなく、たとえば、結晶性無機塩（Ｂ）の水溶液に基材を浸漬して該水溶液を含浸するか、結晶性無機塩（Ｂ）の水溶液を基材にスプレーして付与し、その後乾燥すれば可能となる。結晶性無機塩（Ｂ）は、吸水性の基材の全体が含んでいてもよいが、基材の末端部分にのみ結晶性無機塩を含んでもよい。結晶性無機塩（Ｂ）の水溶液として結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液に浸漬してもよい。また、染料を用いるときは染料と同時に結晶性無機塩（Ｂ）を溶解して用いてもよい。上記の吸水性の基材に結晶性無機塩（Ｂ）を含ませる方法は、基材を小さく切り取った後で実施してもよいし、小さく切り取る前に実施してもよい。

吸水性の基材には特定の染料を含ませるのが好ましい。基材に染料を含ませておくと、結晶性無機塩が基材の末端に移動していくときに引きつられて移動して、その結果結晶が染料を含むことができる。そうすれば結晶が染料で染まったかのように見える。異なる色の染料を用いれば異なる色の結晶が得られる。そしてカラフルな結晶を楽しむことができる。

このような染料としては水溶性であって、且つ吸水性の基材と反応しにくいものがよい。染料が水溶性であれば多かれ少なかれそのような傾向があるが、染料が基材と反応すれば染料は移動しないので結晶が染料を含むことができない。染料としてはスルフォン酸Ｎａ基、カルボン酸Ｎａ基などを含む酸性染料、直接染料などのアニオン染料が好ましい。特に好ましいのは、反応性が小さい食用色素に用いる染料である。食用色素であれば結晶と共に口に入ったとしても安全であり、実使用上好ましい。

基材に染料を含ませる方法としては、基材を染料水溶液に浸漬して含浸するか、染料水溶液をスプレーして付与し、その後乾燥すればよい。染料水溶液の染料濃度を変えれば基材への染料含有量も制御できる。

基材の処理温度は常温から４０～５０℃が好ましい。乾燥温度も常温乾燥から４０～５０℃が好ましい。結晶性無機塩（Ｂ）の水溶液を作成する場合にも水溶液中における結晶性無機塩（Ｂ）の濃度は、０．０１質量％以上、５．０質量％以下が好ましい。より好ましくは０．１質量％以上、２．５質量％以下である。

このように吸水性の基材を用いると基材の末端から結晶性無機塩の結晶が著しく速く析出するという効果を奏する。基材の末端に結晶性無機塩（Ａ）の水溶液が毛管現象で上がればすぐに結晶が出始める。早いときには基材に結晶性無機塩（Ａ）の水溶液を加えたときから５分～１０分程度で結晶が析出し始める。

結晶性無機塩（Ａ）の水溶液の結晶が速く析出する理由は明らかではないが、以下のように推定される。
結晶性無機塩の結晶析出は飽和濃度が関係する。水溶液中の結晶性無機塩の飽和濃度以上の結晶性無機塩は水溶液中においても結晶となって析出する。結晶性無機塩の水溶液が基材中を毛管現象によって基材の末端に到達したときはまだ末端は飽和濃度ではないが、基材の末端において水分が蒸発して結晶性無機塩の濃度が上昇して飽和濃度に達する。飽和濃度に達すると飽和濃度以上の溶解できない結晶性無機塩の結晶が少しずつ析出する。通常の方法では基材の末端の水溶液の水分が蒸発して飽和濃度に達するまである程度時間がかかるので結晶析出には時間がかかる。しかし、予め基材の末端に結晶性無機塩が存在すれば水分が蒸発しなくてもまたは少しの水分が蒸発すれば結晶性無機塩の飽和濃度以上になるので、早い時間のうちに基材の末端に結晶が析出することになる。

本発明の装飾体キットは、上記の結晶性無機塩（Ｂ）を含む吸水性の基材、結晶性無機塩（Ａ）を含有する水溶液および容器からなる。図１は本発明の一実施形態である装飾体キット１を組み立てたときの斜視図である。

図１において、コースター原紙を用いて樹木の形状に切り取られた小さい二つの基材２（たとえば、高さ１０ｃｍ、幅８ｃｍ、厚み１ｍｍ）が組み合わされて立体的に自立している。一つの紙片には上端部中央から、別の紙片には下端部中央から、それぞれ切り込み３が形成されており、それらの切り込み３が互いに嵌まり合って、立木の状態が形成されている。この基材２が容器４の中に底の十字状の切り込み５に差し込まれて固定されている。容器４の底には水溶液６が注がれている。液が注がれてから５～１０分で基材２の末端に結晶が析出し始めている。

以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない

（製造例１）（結晶性無機塩（Ａ）の水溶液の製造）
１Ｌビーカーにリン酸一カリウム２．６g、１０重量％塩化ナトリウム水溶液０．８gと「ＰＥＧ１０００」（ポリエチレングリコール、数平均分子量１０００）の１０重量％水溶液０．８ｇ、８．５重量％リン酸水溶液０．４ｇおよび水１２．２ｇを入れ室温下スターラーで３時間攪拌して固形物を溶解して無色透明液状の結晶性無機塩（Ａ）の水溶液を得た。

（製造例２）（結晶性無機塩（Ｂ）を含んだ染料水溶液の製造）
１００ｍｌのビーカーに結晶性無機塩（Ｂ）であるリン酸一カリウム０．２ｇと赤色１０２号（食用色素）の１質量％水溶液１ｇを水２０ｇに加えて、室温下スターラーで３時間攪拌して赤色透明液状の結晶性無機塩（Ｂ）を含んだ染料水溶液（１）を得た。

（製造例３）（結晶性無機塩（Ｂ）を含んだ染料水溶液の製造）
製造例２において、リン酸一カリウム０．２ｇに替えてリン酸一アンモニウム０．４ｇを用いる以外は、製造例２と同様にして赤色透明液状の結晶性無機塩（Ｂ）を含んだ染料水溶液（２）を得た。

（実施例１）
コースター原紙（厚み０．８ｍｍ）を用いて図１に記載されたような三次元の形状の樹木（高さ１０ｃｍ、幅８ｃｍ）を形成するように小さく切り取った。この基材を上記の染料水溶液（１）に浸した後取り出しすぐに３７℃の乾燥機の中に入れ１時間乾燥して、結晶性無機塩（Ｂ）を含んだ吸水性の基材２枚を得た。
この２枚の基材を図１のように組み立て、アクリル製の円形容器（半径４ｃｍ、深さ１ｃｍ）の容器に設置した。室内の温度は２０℃であり。空調設備を稼働して部屋内の空気を循環させた。

この中に製造例１で製造した水溶液を注いだ。これを２５℃の室内に静置して基材の末端に結晶を析出させた。５分後には基材の末端の一部に細い小さな結晶が析出し始めた。１０分後には基材の全体において末端に結晶がみられた。３０分後にはさらに結晶が大きくなっていくのを確認した。３時間にはほぼ全体の基材を覆うような結晶がみられた。図２は、本発明における装飾体を組み立てた基材の末端において、結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を入れてから１０分後に析出した結晶の状態を示す斜視図である。全体に亘って基材２の末端に結晶７が析出していることがわかる。

（実施例２）
実施例１において、染料水溶液（１）に替えて染料水溶液（２）を用いる以外は実施例１と同様にして、基材に結晶を析出させた。５分後、１０分後の析出した結晶の量は実施例１の場合よりもやや多目であったが、最終的にも実施例１とほぼ同等な結果が得られた。

（製造例４）
製造例２において、リン酸一カリウムを使用しない以外は同様にして染料水溶液を得た。

（比較例１）
実施して、基材の末端に結晶を析出させた。水溶液に浸漬してから約１時間後から基材の末端に結晶が析出し始めた。

上記の実施結果から、本発明の装飾体キットは、結晶性無機塩を溶解した水溶液に浸したときから吸水性基材の末端へ結晶が析出し始めるまでの時間を従来よりも格段に短くできることを確認した。

１装飾体キット
２基材
３紙片の切り込み
４容器
５底の切り込み
６水溶液
７析出した結晶

Claims

三次元形状を形成する吸水性の基材と、結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液と、前記三次元形状を形成する吸水性の基材の基端部が設置可能で前記結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を満たすようになされた容器とからなる装飾体用キットであって、
前記三次元形状を形成する吸水性の基材が結晶性の無機塩（Ｂ）を含んでいることを特徴とする装飾体用キット。
前記結晶性無機塩（Ｂ）が前記結晶性無機塩（Ａ）と同じであることを特徴とする請求項１記載の装飾体用キット。
請求項１または２記載の装飾体用キットを用い、前記三次元形状を形成する吸水性の基材を前記容器に設置した後、前記結晶性無機塩（Ａ）を溶解した水溶液を前記容器に入れ、基材の末端に結晶性無機塩の結晶を析出させることを特徴とする装飾体の製造方法。