(57)【要約】【課題】  非加熱鋳込み泥しょうを用いた造形技術において脱型が容易に行なえるようにする。【解決手段】  成形型の内表面に付着させ、その状態で硬化させて脱型することで、外表面に成形型の内表面の凹凸状況を精細に写し取った造形物を製作する造形方法に有効に使用することができる泥しょう組成物において、結合材として使用する樹脂エマルジョンに、シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンを必須の構成成分として採用することで、離型性の向上を図る。併せて、チタン酸カリウム繊維を添加することで、泥しょう組成物の容積収縮率の低下と、破壊強度の向上と、泥しょう組成物の増粘効果を図る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
型内表面あるいは物体外表面等の表面に付着させて硬化させることで造形する造形方法に用いる泥しょう組成物であって、
アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、
シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、
磁土あるいは粘土等の造形用材料とが混合されていることを特徴とする泥しょう組成物。
【請求項２】
請求項１記載の泥しょう組成物において、
チタン酸カリウムが含まれていることを特徴とする泥しょう組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載の泥しょう組成物において、
パルプ繊維等の植物繊維が含まれていることを特徴とする泥しょう組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の泥しょう組成物において、
前記樹脂エマルジョンと前記造形用材料との混合は、前記造形用材料をアニオン系界面活性剤により水に分散させた状態で行なわれることを特徴とする泥しょう組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の泥しょう組成物を型に流し込み、型内表面に前記泥しょう組成物を付着させた状態で硬化させ、硬化後脱型して造形することを特徴とする造形方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の泥しょう組成物を紙や布等の可撓性材料で形成した造形物の外表面に付着させた状態で硬化させて造形することを特徴とする造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥しょう組成物を用いた造形技術に関し、特に型内面等に付着させた状態で硬化させることにより、焼成することなく造形物を形成することができる造形方法に適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、以前より、所望形状の石膏型に流し込み、その後硬化させた後で脱型することで型に合わせた成形品を、陶磁器等とは異なり、焼成することなく製作することができる材料を、非加熱鋳込み泥しょうとして開発し、市販してきた。
【０００３】
例えば、アクリル変性ウレタン樹脂、可塑性粘土、岩石粉を配合した非加熱鋳込み泥しょうを提案した（特許文献１参照）。さらに、アクリルウレタン樹脂と岩石粉粘土組成物とを配合した非加熱鋳込み泥しょうも提案した（特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９６７１３号公報
【特許文献２】特開２０００−４４３１０号公報
【特許文献３】特開２０００−１１９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如く、本出願人は、以前より非加熱鋳込み泥しょうを用いて種々の造形技術の普及に努めてきたが、一部使用者から、脱型がうまく行えない場合があるとの報告を得た。最悪の場合には、成形品、石膏型に損傷が生じる場合があることも分かった。
【０００５】
以前から供給している非加熱鋳込み泥しょうは、それなりに優れたものではあったが、一部にでも、上記の如く脱型時に無理が生じて石膏型が壊れる等の事態が発生するのであれば、早急な対策が必要と考えた。
【０００６】
本発明の目的は、非加熱鋳込み泥しょうを用いた造形技術において脱型が容易に行なえるようにすることにある。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
本発明は型内表面あるいは物体外表面等の表面に付着させて硬化させることで造形する造形方法に用いる泥しょう組成物であって、アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、磁土あるいは粘土等の造形用材料とが混合されていることを特徴とする。かかる泥しょう組成物において、チタン酸カリウムが含まれていることを特徴とする。パルプ繊維等の植物繊維を含ませるようにしても構わない。かかるいずれかの構成の泥しょう組成物において、前記樹脂エマルジョンと前記造形用材料との混合は、前記造形用材料をアニオン系界面活性剤により水に分散させられた状態で行われることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記いずれかの構成の泥しょう組成物を型に流し込み、型内表面に前記泥しょう組成物を付着させた状態で硬化させ、硬化後脱型して造形することを特徴とする造形方法である。上記いずれかの構成の非加熱鋳込み泥しょうを用いるに際しては、かかる泥しょう組成物を紙や布等の可撓性材料で形成した造形物の外表面に付着させた状態で硬化させるようにして造形することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１２】
本願発明の非加熱鋳込み泥しょう組成物を用いることで、従来は石膏型からの脱型が円滑に行えなかった場合でも、容易に脱型することができるようになり、石膏型あるいは成形品を損傷させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施の形態では、例えば、成形型の内表面に薄く付着させ、その状態で硬化させて脱型することで、外表面に成形型の内表面の凹凸状況を精細に写し取った造形物を製作する造形方法に有効に使用することができる泥しょう組成物について説明する。
【００１５】
本発明に係わる泥しょう組成物は、アクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂の少なくとも何れかの樹脂エマルジョンと、シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンと、磁土あるいは粘土等の造形用材料とが混合されている。上記樹脂エマルジョンは、造形用材料の結合材としての機能を有している。
【００１６】
上記アクリル系樹脂としては、アクリル系樹脂エマルジョン、アクリル系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。ウレタン系樹脂としては、ウレタン系樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。シリコン系樹脂としては、シリコン系樹脂エマルジョン、シリコン系共重合樹脂エマルジョンを使用することができる。
【００１７】
上記樹脂エマルジョンにおいては、かかるアクリル系樹脂あるいはウレタン系樹脂は、そのうちの少なくとも何れかが混合されていればよいが、シリコン系樹脂は必ず混合されていなければならない必須成分である。
【００１８】
アクリル系樹脂は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮するものであるが、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対しては硬さ等の付与に寄与し、造形物の破壊強度の確保を図ることができる。ウレタン系樹脂の混合は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮するものであるが、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対しては弾性、柔らかさ等の付与にも寄与し、曲げ強度の確保を図ることができる。
【００１９】
アクリル系樹脂を混合しない場合には、造形物が柔らか過ぎる場合も発生するが、造形物の用途によっては、敢えてアクリル系樹脂を混合しない構成も考えられる。ウレタン系樹脂を混合しない場合には、造形物が硬過ぎる場合も発生するが、造形物の用途によっては、敢えてウレタン系樹脂を混合しない構成も考えられる。適度な硬さを付与するためには、アクリル系樹脂とウレタン系樹脂との双方のエマルジョンを用いることが好ましい。
【００２０】
シリコン系樹脂は、造形用材料等の結合材としての機能を発揮すると共に、ウレタン系樹脂と同様に、泥しょう組成物を用いて製作した造形物に対して弾性、柔らかさ等の付与も行え、且つ曲げ強度の確保を図ることもできる。一方、かかるシリコン系樹脂は、上記アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂では十分に得られなかった石膏型よりの離型性の付与に大きく寄与する。
【００２１】
さらに、消泡材としての機能をも発揮する。泥しょう組成物は、樹脂エマルジョンを結合材として造形用材料と混合してなる組成を有するため、どうしても水に比べて粘性が高く、例えば混合時の攪拌に際して空気が巻き込まれ泡が発生しやすく、発生した泡は消えにくい。
【００２２】
また、かかる泡は、成形型に泥しょう組成物を流し込み、泥しょう組成物を型内面に付着しやすいように軽く振るようにして型を回転する等して泥しょう組成物の回り込みを行うに際し、型内表面との濡れ性との関係で発生しやすい。かかる泡が発生したままの状態で硬化させると、脱型後の造形物の表面には、泡に基づく細かなぶつぶつが残り、滑らかな肌の造形物を形成することが難しくなる。例えば、地肌の滑らかさが特に要求される人形の顔等の構成に際しては、致命的な欠陥となる。本発明に係わる泥しょう組成物では、結合材として使用するシリコン系樹脂に消泡剤としての機能を発揮させている。
【００２３】
本発明の泥しょう組成物ではシリコン系樹脂は、消泡剤としての機能の発揮を期待して必須成分として採用しているが、離型性という観点からは、石膏型等の成形型の内表面にシリコン系樹脂を塗布する手段もあるが、かかる塗布手段では、脱型後の造形品の表面状態の均一性が得られず、泥しょう組成物中に混合させる方が好ましい。
【００２４】
以上説明の樹脂を用いて構成した混合エマルジョンと混合する造形用材料は、前述の如く、磁土あるいは粘土等から構成されており、成形型内表面に所定層厚で泥しょう組成物を付着させた状態で乾燥させれば、硬化して、成形型内表面の凹凸を精細に再現した外表面を有する造形物となる。
【００２５】
造形用材料としては、泥しょう状態で成形型内表面に付着させて、その後乾燥させることで硬化する材料であれば良く、磁土、粘土をその好適例として挙げることができる。磁土とは、焼き物である磁器を製作するのに際して使用される材料で、例えば、長石分の多い石を粉砕した粉体が良く知られている。粘土とは、焼き物である陶器の製作に使用される材料で、日本各地でそれぞれ組成が微妙に異なる種々の粘土が産出され、かかる粘土を使用すればよい。例えば、志野焼として良く知られた陶器に使用する志野土等が、粘土として例示できる。
【００２６】
造形用材料としては、上記の如く、磁土あるいは粘土を含むが、その他に岩石粉を含ませるようにしても構わない。例えば、焼き物では、磁土あるいは粘土の他に、岩石粉を適宜含ませる構成を採用するが、かかる構成に採用される岩石粉を用いればよい。
【００２７】
かかる構成の造形用材料と上記説明の樹脂エマルジョンとの混合に際しては、上記造形用材料を一旦アニオン界面活性剤を用いて水に均一に分散させた状態で、樹脂エマルジョンと混合する。
【００２８】
さらに、上記構成の泥しょう組成物の粘度調整には、チタン酸カリウム繊維等の人造鉱物繊維の添加が有効であることを本発明者は見出した。泥しょう組成物の粘度は、粘度が小さ過ぎる場合には型内表面に所定層厚で付着させにくい。一方、粘度が大き過ぎる場合には、型内に流し込んで型内表面に泥しょう組成物が所定層厚で付着するように回し込む際に、泥しょう組成物の回り込みが容易に行い難い。
【００２９】
そのため、泥しょう組成物には、その粘度が適度の範囲内に収まるように、場合によっては粘度調整が必要となるが、かかる粘度調整に際しては、本発明者は、チタン酸カリウム繊維等の人造鉱物繊維が有効であることを見出した。かかる人造鉱物繊維を用いると、単に粘度調整だけではなく、型成形により形成された造形物の強度や、表面硬度の向上を図ることができる。さらには、型内表面に付着後乾燥させた場合における容積収縮率の低減をも図ることができ、より離型性の向上を図ることができる。
【００３０】
従来構成とは異なり、脱型を容易にすることは本願発明の目的の一つであるが、かかる脱型を容易にするに際しては、型内表面に付着させた泥しょう組成物が乾燥硬化した状態で、脱型が容易になる範囲である程度の容積収縮を伴うことが必要である。乾燥硬化に際して、泥しょう組成物の容積が膨張したのでは型内表面から脱離し難くなるが、ある程度の範囲で容積収縮することで脱型は容易になる。
【００３１】
一般的には、容積収縮を大きくすると離型性は良好になると言われているが、人形の顔、手足等の複雑な成形型等のように複雑な凹凸形状を有する型の場合には、収縮率を大きくし過ぎると、硬化時にそれだけ泥しょう組成物が型内で動き、僅かな型表面の凹凸が、あたかもアンダーカットとして作用し、型抜けがし難くなると本発明者は考えた。本発明者は、例えば、容積収縮率を約８％以内に抑えると、人形型等の凹凸の複雑な成形型における離型性を良好にすることができることを実験により見出した。
【００３２】
かかる容積収縮率の調整に、前記説明のチタン酸カリウム等の人造鉱物繊維の添加が、上記泥しょう組成物の粘性調整、造形後の強度、表面硬度の確保と共に、有効であることを見出した。
【００３３】
上記構成の泥しょう組成物を使用することで、石膏型の型内表面に離型性よく泥しょう組成物を付着させて、乾燥硬化することで、型内表面の凹凸を精緻に写し取った中空の成形品を造形物として形成することができる。さらに、かかる造形物の表面に特段の質感を表現するために、例えば、パルプ繊維等の植物繊維を任意量添加するようにしても構わない。かかるパルプ繊維等の植物繊維の添加は、造形物表面の質感演出の他にも、造形物自体の強度向上にも繋がる。併せて、乾燥硬化に際しての容積収縮率の低減に有効に機能することを、本発明者は確認した。すなわち、離型性の向上に有効であった。
【００３４】
本発明に係わる泥しょう組成物は、次のようにして製造することができる。すなわち、上記説明の磁土あるいは粘土等の造形用材料を、シリコン系樹脂のエマルジョンを水に溶かした水溶液に浸け、分散し易い状態にしておく。シリコン系樹脂のエマルジョンの水溶液には、必要に応じて、アニオン系界活性剤を添加しておいても構わない。
【００３５】
このようにして造形材料に所要の水分を含ませた含水造形用材料を、混合攪拌機で、真空、常温の条件で、所定時間攪拌する。かかる攪拌により、造形用材料が均一に分散したことを確認した後、岩石粉等の混合に供する無機粉体、パルプ粉末等の植物繊維粉末、チタン酸カリウム等の人造鉱物繊維、さらには必要に応じて、防腐剤、防カビ剤の所要量を投入して攪拌する。攪拌時間は、均一分散が確認できるまで行えばよい。
【００３６】
上記攪拌により、攪拌成分が均一に分散された状態で、アクリル系樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョンの少なくともいずれかの樹脂エマルジョンと、解膠剤と、水をさらに投入して攪拌する。混合成分が均一に分散され、泡の発生が無いことを確認した状態で、所定メッシュの篩を通過させて混在する不要物を除去して、その濾液を泥しょう組成物として使用する。
【００３７】
かかる構成の泥しょう組成物は、次のようにして使用することで、型に合わせた成形品を製作する造形方法に用いられる。例えば、成形型としては、人形の顔等を型内表面に模した石膏型を用意する。かかる石膏型は、例えば、脱型に際して複数に分かつことができる割り型に形成しておけばよい。
【００３８】
かかる成形型に、上記構成の泥しょう組成物を流し込む。成形型を軽く回す等して、成形型内の泥しょう組成物が、型内表面に行き渡るようにして、型内表面に泥しょう組成物を付着させ、余分の泥しょう組成物を成形型内から出す。かかる泥しょう組成物の型内表面への付着作業を所定回数繰り返すことにより、型内表面に所定層厚に泥しょう組成物を付着させる。
【００３９】
型内表面に所定層厚に泥しょう組成物を付着させた後は、自然乾燥、あるいは強制乾燥等により泥しょう組成物を乾燥させる。泥しょう組成物は、乾燥により硬化する。硬化した時点で、成形型を割り、脱型する。脱型により、表面に成形型の凹凸が精緻に再現され、内側が空洞の中空成形品が造形物として得られる。
【００４０】
かかる中空成形品としての造形物は、焼き物などとは異なり、窯等で焼成することなく、脱型した状態で、適当な顔料、染料、絵の具等で彩色、絵つけ等を施し、さらに必要に応じてかつら等を装着すれば、人形の顔を簡単に製作することができる。かかる説明では、人形の顔を模した成形型を使用する場合を例に挙げて説明したが、勿論、成形型として使用するものは、任意の形状を模したもので構わない。
【００４１】
本発明の泥しょう組成物は、前述の如く、乾燥硬化時の容積収縮率の調整と、離型性の向上とに特段配慮した成分構成を有するため、従来の成形型よりも精細な凹凸のある複雑な形状のものでも、すなわちアンダーカット部等が形成され易く脱型させにくい細かな凹凸を有する成形型の場合でも、十分に適用することができる。
【００４２】
かかる脱型時の破損に関しては、結合材、消泡材等として機能させるシリコン系樹脂を混合エマルジョンの必須構成要素として採用することで、ウレタン系樹脂と同様に、成形品の曲げ強度の向上を図り、脱型時の破損抑制を行っている。
【００４３】
次に、上記実施の形態で説明した構成に基づく泥しょう組成物を調製し、その各々について、以下の実施例に示す如く、離型性等の効果を検証した。
【実施例１】
【００４４】
本実施例の泥しょう組成物では、図１の実施例１に示す如く、樹脂エマルジョンとしてシリコン系共重合樹脂エマルジョン、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。造形用材料としては、白磁土が使用されている。
【００４５】
かかる構成材料を用いた実施例１に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。使用する全量のシリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の白磁土を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は、５３．４重量部、水は１４．８３重量部、シリコン系共重合樹脂のエマルジョン樹脂は０．３０重量部の割合で配合されている。
【００４６】
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ１％以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン１０〜２０％、水６０〜７０％の組成の樹脂エマルジョンを使用した。
【００４７】
シリコン系共重合樹脂の上記添加量は、シリコン系樹脂の離型性、消泡性の機能が発揮できる程度に、本実施例では添加量を抑制した。シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンの樹脂固形分を２０〜４０重量部とした場合には、泥しょう組成物を構成するシリコン系樹脂エマルジョンは、他の樹脂エマルジョンの全量に対して、０．０５重量部〜１０重量部が使用可能な範囲である。より好ましくは、０．０５重量部〜５重量部である。これは製造コスト的な面からの配慮であるが、此れよりも添加量を増やしても構わなく、添加量を増やすことで、ウレタン系樹脂の添加と同様に、成形品の曲げ強度のより一層の向上を図ることもできる。
【００４８】
実施例１の場合には、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度８．０×１０4〜８．７×１０4Ｐａ（６００〜６５０ｍｍＨｇ）、常温の条件下で、３０分間攪拌した。白磁土が均一に分散した状態で、７．１２重量部のカオリン、１．１９重量部の粉末パルプ、０．５９重量部のチタン酸カリウム繊維、０．３５重量部の防腐剤、０．１８重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で３０分間攪拌した。かかる攪拌時間は、分散が均一で無い場合には、均一分散が確保されるまで適宜延長すればよい。
【００４９】
粉末パルプとしては、８０番パルプ繊維粉末を使用した。使用したパルプ繊維粉末は天然セルロース繊維粉末であるが、ビニロン等の合成繊維粉末等も、成形品の表面状態に支障を与えない範囲で併用しても構わない。かかる粉末パルプの添加は、成形品の表面の質感演出のために添加するが、併せて成形品に破壊強度、曲げ強度を付与し、且つ、成形品の容積収縮率の低減を図ることもできる。
【００５０】
チタン酸カリウム繊維としては、例えば、大塚化学社製のティスモＮ（登録商標）を使用した。人造鉱物繊維としては、その他に、チタニウム繊維、天然鉱物繊維等を使用しても構わない。かかるチタン酸カリウム等の人造鉱物繊維の添加は、前述の如く、成形品の破壊強度の向上、曲げ強度の向上、表面硬度の向上に有効であるが、泥しょう組成物の増粘効果をも発揮した。
【００５１】
尚、強度向上に関しては、シランカップリング処理したチタン酸カリウム繊維を使用すれば効果的である。また、本発明に係わる泥しょう組成物では、シリコン系樹脂が必須の構成成分として採用されているが、かかるシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンが、シランカップリングの役目をも担っている。
【００５２】
本実施例では、防腐剤として、例えば、硫黄系混合物であるクロル・メチル・イソ・チアゾリンの１０％水溶液を用いた。防カビ剤には、例えば、チアベンザゾール３０％とタルク７０％を均一配合した粉末を使用した。しかし、防腐剤、防カビ剤は、必須構成成分ではなく、どちらか一方、あるいは双方を適宜省いても構わない。
【００５３】
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、１１．８６重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、１．１９重量部のウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとを、０．０９重量部の解膠剤と、８．９重量部の水をさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌する。このようにして攪拌した後、泡の発生がないことを確認した状態で、４８メッシュの篩を通過させて実施例１の泥しょう組成物を得た。
【００５４】
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、昭和高分子株式会社製のポリゾールＡＰ−４７１０（固形分５０％、ｐＨ９、平均粒径０．１〜０．２μｍ）を使用した。ウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、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％、ｐＨ７〜８、平均粒径０．１μｍ）を使用した。
【００５５】
上記アクリル系樹脂の樹脂エマルジョンと、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンは、これらの混合物の固形分の濃度が平均約３０〜５０％のものを使用すればよく、泥しょう組成物に占めるこれらの混合エマルジョンの配合割合は、成形品の強度、脱型のし易さに関わる成形品の凹凸の複雑さ等により異なるが、３〜２５重量部が好ましいと考えられる。
解膠剤としては、例えば、珪酸ナトリウムを使用した。
【実施例２】
【００５６】
本実施例の泥しょう組成物では、図１の実施例２に示す如く、実施例１と同様に、樹脂エマルジョンとしてシリコン系共重合樹脂エマルジョン、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン（ＡＰ−４７１０）、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。造形用材料としては、白磁土が使用されている。
【００５７】
かかる構成材料を用いた実施例２に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。アニオン界面活性剤の全量と、使用する全量のシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の白磁土を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は５３．４重量部、水は１４．８３重量部、アニオン系界面活性剤は０．１重量部、シリコン系樹脂のエマルジョン樹脂は０．３０重量部の割合で配合されている。
【００５８】
アニオン界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム３０％水溶液を使用した。泥しょう組成物に配合する無機物質の水への馴染みをより良好にし、また攪拌時の巻き込み空気が抜けやすい効果が確保できるものであれば、その他のアニオン系界面活性剤を採用しても構わない。配合比率は、泥しょう組成物を構成する無機粉体に対して、０．１〜０．３重量部が好ましい。
【００５９】
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ１％以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン１０〜２０％、水６０〜７０％の組成の樹脂エマルジョンを使用した。
【００６０】
実施例１の場合と同様に、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度８．０×１０4〜８．７×１０4Ｐａ（６００〜６５０ｍｍＨｇ）、常温の条件下で、３０分間攪拌した含水白磁土に、７．１２重量部のカオリン、１．１９重量部の粉末パルプ、０．５９重量部のチタン酸カリウム繊維、０．３５重量部の防腐剤、０．１８重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で３０分間攪拌した。粉末パルプ、チタン酸カリウム繊維、防腐剤、防カビ剤には、前記実施例１と同様のものを使用した。
【００６１】
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、前記実施例１と同様に、１１．８６重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、１．１９重量部のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、０．０９重量部の解膠剤と、８．９重量部の水をさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌し、その後泡の発生がないことを確認した状態で、４８メッシュの篩を通過させて実施例２の泥しょう組成物を製造した。
【実施例３】
【００６２】
本実施例の泥しょう組成物は、図１の実施例３に示す如く、前記実施例２と同様にして製造した。実施例２の場合は、チタン酸カリウムを添加しているが、本実施例３の場合は、チタン酸カリウムを添加しない点が異なっている。
【実施例４】
【００６３】
本実施例では、前記実施例１〜３とは異なり、造形用材料として蛙目粘土を使用した。併せて珪石粉をも使用した。かかる構成の泥しょう組成物は、先ず、蛙目粘土に所定量の水分を含ませて含水蛙目粘土とした。使用する全量のシリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンを水に溶かした水溶液に、全量の蛙目粘土、珪石粉を浸ける。このようにして浸けることにより形成した含水蛙目粘土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。蛙目粘土は１３．７重量部、珪石粉は２２．８重量部、水は２４．３重量部、シリコン系共重合樹脂のエマルジョン樹脂は０．３０重量部の割合で配合されている。
【００６４】
シリコン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、実施例１と同様、例えば、シリカ含有ジメチルポリシロキサンのエマルジョンを使用した。シリカ１％以下、ポリオキシアルキレン・ジ・メチルポリシロキサン１０〜２０％、水６０〜７０％の組成の樹脂エマルジョンを使用した。
【００６５】
含水蛙目粘土が均一に分散した状態で、１８．４重量部割合のカオリンを投入してさらに攪拌した。かかる攪拌物に、さらに、１３．９重量部割合のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、６．５重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、０．４重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌し、４８メッシュの篩を通過させて実施例４の泥しょう組成物を製造した。
【００６６】
本実施例では、スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとして、例えば、昭和高分子株式会社製のポリゾールＡＰ−３７５０（固形分５０％、ｐＨ８〜１０、平均粒径０．１４μｍ）を使用した。ウレタン系共重合樹脂の樹脂エマルジョンとしては、前記実施例１と同様のものを使用した。
【００６７】
上記構成の本発明に係わる実施例１〜４の泥しょう組成物と比較するために、従来構成の泥しょう組成物を比較例１〜３として製造した。
【００６８】
（比較例１）
比較例１の泥しょう組成物では、図１の比較例１に示す如く、スチレン・アクリル系共重合樹脂エマルジョン、ウレタン系共重合樹脂エマルジョンとが使用されている。シリコン系樹脂の樹脂エマルジョンは使用していない。造形用材料としては、白磁土が使用されている。
【００６９】
かかる構成材料を用いた比較例１に関わる泥しょう組成物では、先ず白磁土に所定量の水分を含ませて含水白磁土を製造する。全量の白磁土を水に浸けて形成した含水白磁土を、混合攪拌機で所定時間攪拌する。白磁土は５１．４重量部、水は１２．３重量部の割合で配合されている。
【００７０】
実施例１の場合と同様に、シンコー機械社製の乳化機を用いて、真空度８．０×１０4〜８．７×１０4Ｐａ（６００〜６５０ｍｍＨｇ）、常温の条件下で、３０分間攪拌した含水白磁土に、９．１重量部のカオリン、１．２重量部の酸化チタン、０．４重量部の防腐剤、０．２重量部の防カビ剤を、上記混合攪拌機に投入して、上記と同様の条件で３０分間攪拌した。本比較例１では、粉末パルプ、チタン酸カリウム繊維は混合していない。
【００７１】
このようにして攪拌し、上記添加剤が均一に分散した状態で、８．２重量部のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、０．３重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、０．１重量部割合の解膠剤と、１５．４重量部の割合の水と、１．５重量部の調整用水をさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌し、その後泡の発生がないことを確認した状態で、４８メッシュの篩を通過させて比較例１の泥しょう組成物を製造した。
【００７２】
尚、使用したスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンは、実施例１と同様のものを使用した。
【００７３】
（比較例２）
比較例２では、造形用材料として白磁土５６．０重量部を２０．０重量部割合の水に浸し、含水白磁土を形成した。含水白磁土を前記実施例と同様の混合攪拌機で攪拌し、均一に分散した状態で、１０．０重量部割合のカオリン、１．３重量部の酸化チタンとを投入してさらに攪拌した。
【００７４】
かかる攪拌物に、さらに、１２．２重量部割合の前記実施例と同様のスチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン（ＡＰ−４７１０）と、０．３重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、０．２重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌し、４８メッシュの篩を通過させて比較例２の泥しょう組成物を製造した。
【００７５】
（比較例３）
比較例３では、造形用材料として蛙目粘土１３．７重量部を用いて、２２．８重量部割合の珪石粉とを２４．３重量部割合の水に浸し、含水蛙目粘土を形成した。含水蛙目粘土を前記実施例と同様の混合攪拌機で攪拌し、均一に分散した状態で、１８．４重量部割合のカオリンを投入してさらに攪拌した。かかる攪拌物に、さらに、１３．９重量部割合の
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョン（ＡＰ−３７５０）と、６．５重量部割合のウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンと、０．４重量部割合の解膠剤とをさらに投入して、上記と同様の条件で６０分間攪拌し、４８メッシュの篩を通過させて比較例３の泥しょう組成物を製造した。
【００７６】
スチレン・アクリル系共重合樹脂の樹脂エマルジョンと、ウレタン系樹脂の樹脂エマルジョンとは、前記実施例４と同様のものを使用した。
【００７７】
上記実施例１〜４、及び比較例１〜３により製造された泥しょう組成物の各々の主な物性を、図２に示した。
【００７８】
図２に示す物性のうち、比重は、泥しょう組成物を５０ｍｌメスシリンダーに入れてその容積とその重量とを測定して、重量／容積として比重を求めた。流動性は、泥しょう組成物を成形型に流入する際の流入状態を目視により観察して、泥しょう組成物の各組成が均一に分散していて、部分的な分散不良がなく、均一な粘度で均一な流動性を示すものを良好（○）とした。経時安定性は、泥しょう組成物を、メスシリンダー内に１週間放置後、層分離を起こさないものを良好（○）とした。
【００７９】
容積収縮率は、造形物の一辺の長さをＸ、収縮によりその長さの変化量をａとしたとき、（３ａ／Ｘ）×１００で算出した。破壊強度及び曲げ強度は、造形物を６０ｍｍ×２５ｍｍ×３ｍｍに加工して、SUN RHEO METER COMPAC-100 MODEL CR-100(SUN SCIENTIFIC CO, LTD.)を使用して測定した。そり・歪みは、造形物を６０ｍｍ×２５ｍｍ×３ｍｍに加工したテストピースを定盤上で、長手方向の一端を押さえた場合に、他端の底部と定盤との間に発生した隙間が１ｍｍ以下であるものを良好（○）とした。
【００８０】
図２に示す物性のうち、表面硬度は、６０ｍｍ×２５ｍｍのテストピース表面を、芯硬度がＨで規格されている鉛筆で傷が付きにくいものを良好（○）とした。耐摩耗性は、６０ｍｍ×２５ｍｍのテストピース表面を、＃１００サンドペーパーで１回擦り、傷の付きにくいものを良好（○）とした。
【００８１】
離型性は、実際に市販されている人形頭部を模した石膏型で、脱型時に石膏型を開いた際の状況でその離型性の評価を行った。特に力を加えなくても型より取り出せた状況を示す場合は、評価を○で示した。かなりの力を加えなければ型より取り出せない状況を示す場合、あるいは僅かではあるが部分的に離型しにくさに基づく成形品の欠け、ひび等の損傷が見られる場合は、評価を△で示した。成形型より成形品が取り出せない状況を示す場合、あるいは成形型が破損する状況を示す場合は、評価を×で示した。
【００８２】
実施例１〜４に記載の泥しょう組成物は、比較例１〜３の泥しょう組成物に比べて、離型性に大きな影響を及ぼす容積収縮率は、比較例１〜３の１４、１５に対して、８、１０、１３と小さい。本発明者の実験では、アンダーカット部が発生し易いような複雑な凹凸を有する成形型に対しても、８以上、１３以下の容積収縮率を有していれば、十分な離型性を示すことが確認された。
【００８３】
特に、実施例１〜３と、比較例１、２とでは、共に白磁土を造形用材料として使用しているが、曲げ強度が約２倍程度も向上して、且つ離型性を含めて総合評価が○に改善されている。かかる曲げ強度の向上は、泥しょう組成物に必須構成要素としてシリコン系樹脂を添加したためと推測される。造形用材料の給水時間は共に２０分であり、泥しょう組成物が乾燥して硬化することで脱型できるまでの時間は共に１時間であった。
【００８４】
実際の離型性に関しては、実施例１〜３は良好（○）であった。しかし、比較例１は、場合により良好な離型性を示すものの、場合によっては離型性がやや劣ったり（△）、あるいは完全に離型性が悪かったり（×）等、成形型等により離型性が安定しなかった。比較例２も離型性が悪かった。
【００８５】
また、チタン酸カリウム繊維を添加した場合の実施例１、２の場合の方が、かかるチタン酸カリウムを添加しない実施例３に比べて、破壊強度、曲げ強度が共に増加していることも分かる。
【００８６】
かかる図２に示す実施例、比較例の検討からも分かるように、泥しょう組成物にシリコン系樹脂の樹脂エマルジョンを使用した本発明に係わる構成の場合の方が、離型性が向上することが分かる。さらに、チタン酸カリウム繊維を添加した場合の方が、破壊強度、曲げ強度の向上が図れることが確認された。
【００８７】
実施例４と比較例３は、共に蛙目粘土を造形用材料として使用した場合を示しているが、シリコン系共重合樹脂エマルジョンを添加した実施例３の方が、かかる添加を行わない比較例３に比べて、容積収縮率が低く抑えられて、離型性が向上することが確認された。
実施例４は、比較例３と同様に、十分に高い曲げ強度が得られているが、さらにチタン酸カリウムを添加して増粘性の向上、更なる容積収縮率の低下を図って、より精細な凹凸を有する成形型に適用できるように構成しても勿論構わない。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、泥しょう組成物を型内面等に付着させた状態で硬化させることにより、焼成することなく造形物を形成することができる造形方法として有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係わる実施例の泥しょう組成物と、従来構成の泥しょう組成物との配合比較を示す説明図である。
【図２】本発明に係わる実施例の泥しょう組成物と、従来構成の泥しょう組成物との物性、及び離型性等の比較評価を示す説明図である。
【図１】
2006001800.tif 000002
【図２】
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