JPH10296713A

JPH10296713A - 非加熱鋳込み用泥しょう

Info

Publication number: JPH10296713A
Application number: JP12153197A
Authority: JP
Inventors: Hitoji Sakuma; 仁次佐久間
Original assignee: PAJIKO KK; Padico Co Ltd
Current assignee: PAJIKO KK; Padico Co Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-10

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、脱型に支障なく、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３：１〜１５：１のアクリル変性
ウレタン樹脂３〜３０重量％を含有するエマルジョン１
重量部に対して、可塑性粘土５０〜７０重量％、岩石粉
３０〜５０重量％の組成物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のできる非
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、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、脱型に支障な
く、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３：１
〜１５：１のアクリル変性ウレタン樹脂３〜３０重量％
を含有するエマルジョン１重量部に対して、可塑性粘土
５０〜７０重量％、岩石粉３０〜５０重量％の組成物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
うことのないことが必要である。そのために可塑性粘土
をいかなる形状にも成形することの可能な賦型材とし、
岩石粉を強度の付与と安定した保形を可能とする骨格材
とし、さらにアクリル変性ウレタン樹脂エマルジョン中
の固形分を結合材とするものである。なお、このアクリ
ル変性ウレタン樹脂エマルジョンは、非加熱泥しょうの
流動性と石膏型からの脱型を阻害しないものである。

【０００９】本発明で使用する可塑性粘土は、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、セリサイト等である。こ
の可塑性粘土としては、蛙目粘土などの粘性のものと、
カオリンなどの滑性のものとを併用することが望まし
い。

【００１０】本発明で使用する岩石粉は、成形性には劣
るが、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。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。前記可塑性粘土と岩
石粉との使用比率は、可塑性粘土が５０〜７０重量％、
岩石粉が５０〜３０重量％である。可塑性粘土が少ない
場合には、粘度が不充分で、結合ができず、岩石粉が少
ない場合には、強度が不充分となる。

【００１１】本発明で使用するアクリル変性ウレタン樹
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】このアクリル変性ウレタン樹脂エマルジョ
ンは、通常、固形分（アクリル系樹脂、ウレタン系樹
脂）が平均３５〜４５％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、その水溶液中の固形分の含有率
は３〜３０重量％、特に８〜２５重量％が好ましい。水
溶液中における固形分の含有率が３重量％未満では著し
く強度が低下し、３０重量％を超えると、泥しょうの好
ましい機能が損なわれ、流動性、収縮性が劣る。

【００１３】アクリル系樹脂とウレタン系樹脂との混合
比は、３：１〜１５：１であって、この範囲内で成形物
の強度がもっとも増加する。この範囲よりウレタン系樹
脂が少ない場合には、強度が劣り、この範囲よりウレタ
ン系樹脂が多い場合には、きれつ、そりなどが生じる。
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、６：４〜９：１の範囲が好ましく、特に
７：３が望ましい。アクリル系樹脂とウレタン系樹脂と
の混合比は、特に３：１〜１０：１が好ましい。

【００１４】一般的に泥しょうの構成は、水溶液１に対
して、可塑性粘土と岩石粉との合計量が１〜１．８であ
って、特に１．２７〜１．４０が好ましい。水溶液１に
対して、可塑性粘土と岩石粉との合計量が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
著しく強度が低下する。

【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、可塑性粘土と岩石粉と
水溶液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。

【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）×１００５．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まず、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−３７５０，
固形分５０％、ｐＨ８〜１０、平均粒径０．１４μｍ）
７０ｇとウレタンエマルジョン（旭電化工業株式会社製
アデカポンタイターＨＵＸ−２４０，固形分３０％、ｐ
Ｈ７〜８、平均粒径０．１μｍ）３０ｇをビーカーに投
入し、攪拌機で約３０分攪拌してアクリル変性ウレタン
樹脂エマルジョン１００ｇを調整した。次に、表１に示
すように、粘土としてのカオリン（ＫＭカオリン）１
８．８ｇ、蛙目粘土１４ｇ、岩石粉としての珪石粉２
３．２ｇ、合計５６ｇを計量して、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変性ウレタン樹
脂エマルジョン２０ｇと水２３．８ｇ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４３．８ｇの水溶液を調整
した。前記粉体混合物５６ｇ投入の３００ｃｃビーカー
に４４ｇ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２号０．２ｇを滴下、さらに攪
拌して非加熱鋳込み用泥しょう１００ｇを得た。

【００２３】

【表１】

【００２４】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、１．５
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１０mm×
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、アクリル変性ウレタン樹脂エマルジ
ョンの投入量を２０ｇから２２ｇに、水量を２３．８ｇ
から２１．８ｇ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。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、アクリル変性ウレタン樹脂エマルジ
ョンの投入量を２０ｇから２４ｇに、水量を２３．８ｇ
から１９．８ｇ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。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
１２％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、アクリル変性ウレタン樹脂エマルジ
ョンの投入量を２０ｇから２６ｇに、水量を２３．８ｇ
から１７．８ｇ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。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
１６％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１〜４アクリル変性ウレタン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のアクリル変性ウレタン樹脂エマル
ジョンの樹脂固形分を同一となるようにした。すなわち
実施例１のアクリル変性ウレタン樹脂エマルジョンにお
いては、アクリル樹脂エマルジョン 20×0.7 ＝ 14 ｇ 14×0.5 ＝7.0 ｇウレタン樹脂エマルジョン 20×0.3 ＝ 6 ｇ 6×0.3 ＝1.8 ｇ合計 8.8 ｇ

【００３２】固形分８．８ｇのアクリル樹脂エマルジョ
ン（固形分５０％）の容量は、８．８ｇ÷０．５＝１７．６ｇであるから、アクリル変性ウレタン樹脂エマルジョン２
０ｇの８８％〔（１７．６／２０）×１００〕に該当す
る。したがって、比較例１〜４に投入するアクリル変性
ウレタン樹脂エマルジョンは、実施例１において投入し
たアクリル変性ウレタン樹脂エマルジョンの８８％にあ
たる量を投入した。なお、比較例１〜４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
の破壊強度は４０９０，４０９０，４３００，５１６０
ｇ／mm²であって、各実施例よりもかなり劣るものであ
った。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 14:06） 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】混合比３：１〜１５：１のアクリル変性
ウレタン樹脂３〜３０重量％を含有するエマルジョン１
重量部に対して、可塑性粘土５０〜７０重量％、岩石粉
３０〜５０重量％の組成物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。